JP6176287B2 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は発光装置およびその製造方法に関する。
基体上に配置された発光素子を有する発光装置は、発光素子に電力を供給するため基体上に配置された、例えば配線パターンまたはリードのような導電部材が、硫化等により変色しないように導電部材および必要に応じて発光素子上に保護膜を形成している。
導電部材が変色すると導電部材の反射率が低下し、発光素子から出て導電部材に達した光のうち、反射して発光装置に外部に出る光の量が減少し発光装置の出力が低下する。
このため、長時間使用しても導電部材の変色を抑制し、長期間に亘って発光装置の出力低下を抑制できる保護膜が求められている。このような要求を満たす保護膜として、特許文献１は、銀めっきの上に形成した酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の保護膜を含む導電部材を開示している。
特開２０１４−１９５１２６号公報
しかし、このような改良された保護膜を用いた場合であっても使用環境や使用時間といった発光装置の使用条件によっては、発光素子まで水分が侵入し、さらには発光素子が腐食し、その結果、発光素子の外側に取り出される光の量が減少する、つまり発光素子の出力が低下するか、または発光素子が発光しなくなるおそれがある。
本開示は、発光素子への水分の侵入を抑制することで長期間に亘って出力の低下を抑制できる発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る発光装置は、導電部材を含む基体と、基体上に配置され、第１面と、第１面の裏面である第２面と、第１面と第２面との間に側面と、を有する発光素子と、基体と、第２面と、を接合するダイボンド樹脂と、基体と、ダイボンド樹脂と、側面と、第１面とを連続して覆う第１保護膜と、第１保護膜を介して、基体と、ダイボンド樹脂と、発光素子の側面と、第１の面とを連続して覆い、線膨張係数がダイボンド樹脂よりも小さく第１保護膜よりも大きい第２保護膜とを有する。
本発明の実施形態に係る発光装置は、発光素子への水分の侵入を抑制でき、長期間に亘って出力の低下を抑制することが可能である。また、本発明の実施形態に係る製造方法により、発光素子への水分の侵入を抑制でき、長期間に亘って出力の低下を抑制することができる発光装置を得ることができる。
図１は、実施形態１に係る発光装置１００の模式断面図である。 図２（ａ）は、図１の点線IIで囲んだ部分の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の点線IIＢで囲んだ部分の拡大図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）の点線IIＣで囲んだ部分の拡大図である。 図３は、ワイヤ７Ａとリード２Ａの接続部近傍の第１保護膜５および第２保護膜６の配置の別の形態を示す模式断面図である。 図４（ａ）〜４（ｆ）は発光装置１００の製造方法を示す模式断面図である。 図５（ａ）は、実施形態２に係る発光装置１００Ａの模式上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVＢ−VＢ線に沿った断面を示す模式断面図である。 図６（ａ）は発光装置１００Ａの変形例１に係る発光装置１００Ｂの模式上面図であり、図６（ｂ）は発光装置１００Ａの変形例２に係る発光装置１００Ｃの模式上面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置およびその製造方法を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。
本発明者らは、発光素子への水分の侵入が、発光装置を実装するためのリフロー工程において温度が高くなった際に、発光素子と基体とを接合するために用いるシリコーン系やエポキシ系等のダイボンド樹脂と酸化アルミニウム等の無機物である保護膜との熱膨張の差に起因し保護膜に生じるクラックに起因するものであることを見いだした。発光素子を基体に接合する場合、取り扱いが容易である等の理由によりシリコーン系やエポキシ系等のダイボンド樹脂が接合材料に多用されている。一方、保護膜は、耐久性および絶縁性等の特性が要求されることから、例えば酸化物等の無機物が多用されている。一般的にダイボンド樹脂の線膨張係数は保護膜の線膨張係数より大きい。そして、発光装置を実装基板等に実装するためのリフロー工程では、例えば２００℃以上程度まで加熱する。この加熱による熱膨張量は、ダイボンド樹脂の方が保護膜より大きい。このため、ダイボンド樹脂の上に保護膜が形成された部分では、保護膜に引張り応力が作用し、この結果、保護膜にクラックが発生する場合がある。そして、このクラックより侵入した水分により発光素子が腐食される。
本発明者らは、さらに検討を進めて、保護膜を線膨張係数が所定の条件を満足する２層構造とすることでクラックの発生を抑制できることを見いだした。すなわち、ダイボンド樹脂の上に、線膨張係数がダイボンド樹脂よりも小さい第１保護膜を形成し、この第１保護膜の上に、線膨張係数がダイボンド樹脂よりも小さく且つ第１保護膜よりも大きい第２保護膜を形成する。第２保護膜は第１保護膜より熱膨張が小さいことから、リフロー工程での加熱の際に、外側、すなわちクラックの発生しやすい側に位置する第２保護膜に圧縮応力付与される。この結果、リフロー工程で保護膜にクラックが生ずるのを抑制することができる。従って、発光素子への水分の侵入を抑制でき、発光装置の出力の低下を長期間に亘って抑制できる。
なお、上述の発光素子への水分の侵入を抑制できるメカニズムは、本発明の実施形態を勘案した上で本発明者らが考察したものであるが、本発明の技術的範囲を限定するものでないことに留意されたい。
以下に本発明の実施形態について詳述する。
１．実施形態１
１−１．発光装置１００
図１は、実施形態１に係る発光装置１００の模式断面図である。図２（ａ）は、図１の点線IIで囲んだ部分の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の点線IIＢで囲んだ部分の拡大図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）の点線IIＣで囲んだ部分の拡大図である。
発光装置１００は、導電部材（リード）２Ａ、２Ｂを含む基体（樹脂パッケージ）３と、発光素子１と、第１保護膜５と、第２保護膜６とを有する。
以下の説明では、図１および図２（図２（ａ）〜２（ｃ）を総称して「図２」と呼ぶ場合がある）に記載された実施形態に従って、基体３が、導電部材としてリード２Ａおよびリード２Ｂを含む樹脂パッケージ３である場合の説明を行う。しかし、これに限定されず、基体３は、導電部材を含む任意の形態であってよい。このような例として、導電部材として表面または内部に配線パターンを備えた、樹脂またはセラミック製基板、導電部材としてリードを備えたセラミックパッケージ、および金属基体を挙げることができる。また、導電部材２Ａ、２Ｂは、その表面に反射膜を設けてよい。このような反射膜として、銀、銀合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属膜を例示できる。
樹脂パッケージ３は、凹部を有しており、凹部の底面から、リード２Ａおよびリード２Ｂが露出している。発光素子１は、その下面（第２面）がダイボンド樹脂４により樹脂パッケージ３と接合されている。図１では、発光素子１は、樹脂パッケージ３の凹部内に配置されている。より詳細には、発光素子１は、リード２Ａの樹脂パッケージ３の凹部の底面から露出した部分に配置されている。
より確実に発光素子１と基体３（リード２Ａ）とを接合するように図１および図２に示すように、ダイボンド樹脂４は、発光素子１の下面の外側まで配置されてよい。また、ダイボンド樹脂４の発光素子１の下面の外側に配置された部分は、図１および図２に示すように、発光素子１の側面の一部を覆ってよい。
発光素子１は、ワイヤ７Ａによりリード２Ａと電気的に接続されている。ワイヤ７Ａの一端はリード２Ａ上に形成したバンプ１７Ａを介して、リード２Ａと接続しており、ワイヤ７Ａの他端は、発光素子１の上面（第１面）に配置された、正または負の電極の一方にワイヤボンディングされている。
発光素子１は、ワイヤ７Ｂによりリード２Ｂと電気的に接続されている。ワイヤ７Ｂの一端はリード２Ｂ上に形成したバンプ１７Ｂを介して、リード２Ｂと接続しており、ワイヤ７Ｂの他端は、発光素子１の上面（第１面）に配置された、正または負の電極の他方にワイヤボンディングされている。
（第１保護膜および第２保護膜）
基体（樹脂パッケージ）３と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆う第１保護膜５が配置されている。第１保護膜５の上には、第１保護膜５を介して、基体（樹脂パッケージ）３と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆うように第２保護膜６が配置されている。
上述のように、第１保護膜５の線膨張係数は、ダイボンド樹脂４の線膨張係数より小さい。また、第２保護膜６の線膨張係数は、ダイボンド樹脂４の線膨張係数より小さく、第１保護膜５の線膨張係数より大きい。これにより、ダイボンド樹脂４の上に配置された保護膜（第１保護膜５および第２保護膜６）のクラックの発生が抑制できる。
なお、本明細書において、「線膨張係数」とは、室温（例えば２５℃）における線膨張係数を意味する。第１保護膜５および第２保護膜６の線膨張係数を直接測定するのが困難な場合、第１保護膜５および第２保護膜６、それぞれと同じ材料の室温または室温近傍での線膨張係数（例えば、０℃〜３５℃の任意の温度での線膨張係数）の文献値を用いて線膨張係数の大小関係を確認してよい。また、第１保護膜５および第２保護膜６、それぞれと同じ材料を用いて、測定可能な形状のサンプルを準備して室温の線膨張係数を測定し、得られた測定値を用いて線膨張係数の大小関係を確認してもよい。
第１保護膜５および第２保護膜６として用いることができる保護膜の例は、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化チタンおよび酸化タンタル等である。例えば、これらから、第２保護膜６の線膨張係数が第１保護膜５の線膨張係数より大きくなるように、第１保護膜５および第２保護膜６を選択してよい。ただし、第１保護膜５および第２保護膜６はこれらに限定されるものではない。
第２保護膜６の線膨張係数は、第１保護膜５の線膨張係数の５倍以上、より好ましくは１０倍以上であってよい。この程度の大きな線膨張係数の差があることにより、より確実にクラックの発生を抑制できる。また、保護膜として、酸化物（例えば、金属（この場合の「金属」はシリコンを含む）の酸化物）等の無機物が用いられるため、ダイボンド樹脂４との線膨張係数の差が大きくなる傾向がある。例えば、ダイボンド樹脂４の線膨張係数は、第１保護膜５の線膨張係数の５０倍以上、更には１００倍以上であってよい。
好ましい、線膨張係数の組み合わせとして、第１保護膜５の線膨張係数を０．４〜０．８ｐｐｍ、より好ましくは０．５〜０．７ｐｐｍとし、第２保護膜６の線膨張係数を６〜９ｐｐｍ、より好ましくは７〜８ｐｐｍとし、ダイボンド樹脂の線膨張係数を１８０〜２４０ｐｐｍより好ましくは２００〜２２０ｐｐｍとすることが挙げられる。
また、好ましいダイボンド樹脂として、シリコーン系ダイボンド樹脂およびエポキシ系ダイボンド樹脂を例示できる。
なお、第１保護膜５および第２保護膜６は、発光素子１が発する光（波長変換材料を用いた場合は波長変換材料が発する光も）に対して高い透光性を有していることが好ましい。
これらの中でも好ましいのは、第１保護膜５が酸化ケイ素、第２保護膜が酸化アルミニウムの組み合わせである。この組み合わせにおいて、ダイボンド樹脂４としてシリコーン系ダイボンド樹脂を用いてよい。これらの組み合わせは上述の好ましい線膨張係数の組み合わせの数値範囲を満足することができる。
これに加えて、酸化ケイ素はリフロー工程において、ダイボンド樹脂４から引張応力が付与されてもクラックを生じにくい。一方、酸化アルミニウムは水分（水蒸気）に対してすぐれた遮蔽性を有している。
酸化アルミニウムを原子層堆積法（ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））で形成することは、ガスを用いて保護膜を形成できるため、被膜形成材料の供給源から被膜形成部分への移動が直進性の高いスパッタリング等の方法と異なり、被膜形成材料の供給源と被膜形成部分とを結ぶ直線上に発光素子またはワイヤ等の障害物が存在しても被膜（保護膜）を確実に形成できるという利点がある。すなわち、水分に対して優れた遮蔽性を有する酸化アルミニウムの第２保護膜６を障害物の陰となる部分にも確実に形成できる。これにより、ワイヤの腐食及び断線を抑制できるので、更に長期間に亘って出力の低下を抑制することが可能である。
また、原子層堆積法は薄膜を１層ずつ形成する工程を繰り返して、積層させた膜を形成する。このため、スパッタリングと比較してピンホールが少ない緻密な膜を形成することができる。つまり、成膜欠陥が少ない保護膜を形成できるので原子層堆積法で第２保護膜を形成することが好ましい。
一方、酸化ケイ素の第１保護膜５についても原子層堆積法で形成してもよい。また、酸化ケイ素の第１保護膜５をスパッタリングで形成すると、密着性が優れる、および低コスト（高生産性）で被膜形成を行うことができるという利点を有する。
保護膜の膜厚が薄すぎる場合は、水分が透過してしまうおそれがある。また、保護膜の膜厚が厚すぎると、光の透過率が低下してしまうおそれがある。第１保護膜５及び第２保護膜６の厚みは特に限定されるものではないが、第１保護膜５の厚みは第２保護膜６の厚みより厚い方が好ましい。第１保護膜５の厚みを第２保護膜６の厚みより厚くすることで、第１保護膜５にクラックが発生すること抑制できる。また、第１保護膜５の厚みは４０〜８０ｎｍが好ましく、第２保護膜６の厚みは好ましくは４０〜６０ｎｍが好ましい。このような厚みとすることで水分を透過せずに、光の透過率が高い第１保護膜５および第２保護膜６を形成することができる。尚、光の透過率が高いとは、発光素子から出射された光の７０％以上を透過することとする。
例えばスパッタリングまたはめっきにより第１保護膜５を形成した場合、ピンホールを生ずることがある。このような場合、第２保護膜６を例えば原子層堆積法を用いて形成する等により、第１保護膜５に形成されたピンホールの内部に第２保護膜６を形成することができる。このように第１保護膜５のピンホールが第２保護膜により充填されていると、発光素子１に硫化物および水分が侵入することをより確実に抑制することができる。
また、上述のように、ダイボンド樹脂４と、第１保護膜５と、第２保護膜６との間の線膨張係数の関係を規定することに加えて、ダイボンド樹脂４と、第１保護膜５と、第２保護膜６との間の弾性率の関係を規定することが好ましい。
すなわち、第１保護膜５の弾性率がダイボンド樹脂４の弾性率よりも高く、第２保護膜６の弾性率が第１保護膜５の弾性率より高いことが好ましい。弾性率の値を高くすることで、応力がかかった場合の変形量を小さくすることができる。つまり、第１保護膜５の弾性率がダイボンド樹脂４の弾性率と、第２保護膜６の弾性率と、の間となるようにすることで、部材間の変形量の差を小さくできるので、第２保護膜６にクラックが生じることを抑制することができる。
好ましい弾性率の数値範囲の組み合わせてとして、第１保護膜５の弾性率が６９〜７６ＧＰａであり、第２保護膜６の弾性率が３５０〜４２０ＧＰａであり、ダイボンド樹脂４の弾性率が０．１１〜０．１３ＧＰａであることを例示できる。
このような弾性率の数値範囲は、例えば、第１保護膜５が酸化ケイ素、第２保護膜が酸化アルミニウム、ダイボンド樹脂４がシリコーン系ダイボンド樹脂である場合に実現できる。
次に、第１保護膜５および第２保護膜６を形成する部位について説明する。
保護膜のクラックをより確実に防止できるという観点から、ダイボンド樹脂４の露出部分全体が、第１保護膜５および第２保護膜６により覆われていることが好ましい。尚、第２保護膜６は第１保護膜５を介してダイボンド樹脂４の露出部分全体を覆うことが好ましい。すなわち、図１および図２（特に、図２（ｂ）の拡大図）に示すように、発光素子１の下面の外側（例えば、上面視において発光素子１の下面の外側）に位置するダイボンド樹脂４の部分の表面のうち、樹脂パッケージ３の下面または発光素子１の側面と接触していない部分については、その全体が、第１保護膜５および第２保護膜６により覆われていることが好ましい。尚、第２保護膜６は第１保護膜５を介して、発光素子１の下面の外側に位置するダイボンド樹脂４の部分の表面のうち、樹脂パッケージ３の下面または発光素子１の側面と接触していない部分を覆うことが好ましい。
発光素子１の側面および上面についてもその露出部分全体が、保護膜で覆われていることが好ましい。水分の侵入をより確実に防ぐことができるからである。しかし、この場合、保護膜は第１保護膜５および第２保護膜６の少なくとも一方であってよい。例えば、発光素子１の側面および上面の露出部分の一部を第１保護膜５および第２保護膜６の一方により覆い、残りの部分を第１保護膜５および第２保護膜６の両方により覆ってもよい。尚、第１保護膜５および第２保護膜６の両方で覆う場合は、第２保護膜６が第１保護膜５を介して発光素子１の側面および上面の露出部分の一部を覆うことが好ましい。第１保護膜５および第２保護膜６の一方で覆う場合、第２保護膜６が第１保護膜５よりピンホールが少ない緻密な膜であれば（例えば、第２保護膜６が酸化アルミニウムである場合）、第２保護膜で覆うことが好ましい。
樹脂パッケージ３についても、リード２Ａ、２Ｂの樹脂パッケージ３の凹部の底面から露出している部分の表面全体が、保護膜により覆われることが好ましい。また、図１に示すように、樹脂パッケージ３の上面および凹部の内面（側面と底面）の全体が保護膜により覆われることがより好ましい。より確実に導電部材の変色を防止できるからである。しかし、この場合、保護膜は第１保護膜５および第２保護膜６の少なくとも一方であってよい。例えば、樹脂パッケージ３の上面および凹部の内面の一部を第１保護膜５および第２保護膜６の一方により覆い、残りの部分を第１保護膜５および第２保護膜６の両方（第２保護膜６は第１保護膜５を介して）により覆ってもよい。第１保護膜５および第２保護膜６の一方で覆う場合、第２保護膜６が第１保護膜５よりピンホールが少ない緻密な膜であれば（例えば、第２保護膜６が酸化アルミニウムである場合）、第２保護膜で覆うことが好ましい。
図１および図２に示す実施形態では、リード２Ａおよびリード２Ｂは、それぞれ、樹脂パッケージ３の凹部底面から露出している部分の表面について、一部分が、第２保護膜６のみにより覆われ、残りの部分は第１保護膜５および第２保護膜６の両方（第２保護膜６は第１保護膜５を介して）により覆われている。これについて、図２（ｃ）を参照して詳細に説明する。樹脂パッケージ３（リード２Ａとリード２Ｂを含む）と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆う第１保護膜５について、スパッタリング等の被膜形成材料の供給源から被膜形成部分への移動が直進性の高い方法により形成することが好ましい。特にスパッタリングで形成することで密着性の高い第１保護膜５を低いコストで形成できるからである。ダイボンド樹脂４と第１保護膜５の密着性を高くすることで剥離を抑制できる。ダイボンド樹脂４と第１保護膜５が剥離してしまうと、第１保護膜５にはせん断歪み及び曲げモーメントがかかりクラックが生じるおそれがあるからである。
しかし、直進性の高い方法を用いると、被膜形成材料の供給源と被膜材料を形成部分とを結ぶ直線上、とりわけ被膜形成部分に近い位置にワイヤ等が存在すると、これが障害物となり、障害物の陰となる部分に被膜が形成できない場合がある。図２（ｃ）においては、ワイヤ７Ａとリード２Ａの接続部であるバンプ１７Ａと、リード２Ａとの接触部分の近傍（上面視においてバンプ１７Ａがそのリード２Ａとの接触部分より膨らんでいる部分の直下部）では、リード２Ａの表面に第１保護膜５が形成されていない部分がある。
一方、第２保護膜６については、原子層堆積法により形成することが好ましい。被膜形成材料をガスの形態で供給することから、被膜形成材料の供給源から被膜形成部分への移動の直進性が低く、陰となる部分にも容易に保護膜を形成できるからである。図２（ｃ）においては、バンプ１７Ａとリード２Ａとの接触部分の近傍の第１保護膜５が形成されていない部分にも第２保護膜６が形成されている。
すなわち、ワイヤ７Ａと導電部材（リード）２Ａとの接続部（バンプ１７）と、第１保護膜５と、の間に位置するリード２Ａの部分を第２保護膜６が覆っている。このように陰の部分も十分に保護膜で覆うことができるため、リードの変色をより確実に抑制できる。
図２（Ｃ）に示した実施形態では、バンプ１７Ａを形成し、ワイヤ７Ａとリード２Ａの接続部として用いているが、これに限定されるものではない。図３は、ワイヤ７Ａとリード２Ａの接続部の第１保護膜５および第２保護膜６の別の形態を示す模式断面図である。図３に示す実施形態では、バンプを用いずにリード２Ａとワイヤ７Ａの接続部であるワイヤボンディング部２７Ａを形成している。バンプを用いずにこのような接続部を形成する方法として、ウェッジボンディングを例示できる。図３では、接続部近傍のワイヤ７Ａの直下部が陰となり、この部分に第１保護膜５が形成されていない。そして、この第１保護膜５が形成されていない部分にも第２保護膜６が形成されている。すなわち、ワイヤ２７Ａと導電部材（リード）２Ａとの接続部と、第１保護膜５と、の間に位置するリード２Ａの部分を第２保護膜６が覆っている。
なお、図１〜３に示す形態では、ワイヤ７Ａおよび７Ｂを用いて、導電部材（リード）２Ａ、２Ｂと発光素子１とを電気的に接続しているが、ワイヤ７Ａおよび７Ｂの少なくとも一方を用いずに導電部材（リード）２Ａ、２Ｂと発光素子１とを電気的に接続してよい。例えば、発光素子１の正極および負極の一方を発光素子１の下面に設け、この下面に設けた電極と導電部材をフリップチップ実装により電気的に接続してよい。
このように、第１保護膜５および第２保護膜６が形成されている樹脂パッケージ３の凹部に封止樹脂１２を充填してよい。封止樹脂１２は、発光素子１からの光の波長を変換する波長変換材料を含んでよい。波長変換材料として、１種類以上の蛍光体（量子ドットであってもよい）を含んでよい。
以下に第１保護膜５および第２保護膜６以外の構成要素のいくつかについて詳細を示す。
（発光素子）
発光素子１は、既知の任意の発光素子であってよく、例えばＬＥＤチップであってよい。封止樹脂１２が波長変換材料を含む場合、青色ＬＥＤチップのような青色光を発することが好ましい。この場合、発光素子１は、半導体積層体を備えてよく、窒化物半導体積層体を備えることが好ましい。半導体積層体（好ましくは窒化物半導体積層体）は、順に、第１半導体層（例えば、ｎ型半導体層）、発光層および第２半導体層（例えば、ｐ型半導体層）を有してよい。
好ましい窒化物半導体材料として、具体的には、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いてよい。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で既知のものを用いてよい。
（樹脂パッケージ）
樹脂パッケージ３は任意の種類の樹脂により構成されてよい。好ましい樹脂として、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、液晶樹脂の少なくとも１種以上含む熱可塑性樹脂、または、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッド樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、これらの樹脂を少なくとも１種以上含む熱硬化性樹脂などを例示できる。樹脂パッケージ３は、好ましくは白色の樹脂より成る。樹脂パッケージ３に達した光をより多く反射できるからである。
（ワイヤ）
ワイヤ７Ａ、７Ｂは、導電部材（リード２Ａ、２Ｂ）とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性が良いものが好ましい。具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。
（封止樹脂）
封止樹脂１２は、発光素子１が発する光を透過させることができる。尚、光波長変換部材を用いる場合は波長変換材料が発する光も透過させることができる。好ましい封止樹脂１２として、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂またはこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂を挙げることができる。なかでもシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂が好ましく、特に耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂がより好ましい。
（波長変換材料）
波長変換材料として、蛍光体を用いてよい。具体的な蛍光体として、黄色発光する、セリウムで賦活されたＹＡＧ系、ＬＡＧ系蛍光体、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ等のシリケート系蛍光体およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
また、蛍光体は黄色蛍光体に限られず、所望の発光スペクトルを持つ蛍光体を用いてもよい。例えば窒化物、酸窒化物系の蛍光体（ＣＡＳＮ系、ＳＣＡＳＮ系、αサイアロン系、βサイアロン系）、ハロゲン系の蛍光体（クロロシリケート系、ＫＳＦ系）、硫化物系の蛍光体など、各種の蛍光体を用いてもよい。また、量子ドットを用いてもよい。
これらの蛍光体は２種以上を組み合わせて用いてよい。
１−２．発光装置１００の製造方法
図４（ａ）〜４（ｆ）は発光装置１００の製造方法を示す模式断面図である。図４（ａ）〜４（ｆ）を参照し、以下に製造方法の詳細を説明する。
（基体準備工程）
図４（ａ）に示すように、リード２Ａおよびリード２Ｂを含む樹脂パッケージ３を準備する。リード２Ａおよびリード２Ｂとなる導電部材をパッケージ形成金型（図示せず）に配置して、そこにパッケージ材料となる樹脂を流し込み固めることで、リード２Ａおよびリード２Ｂを含む樹脂パッケージ３を形成できる。
必要に応じてリード２Ａおよび２Ｂの表面に反射膜を形成してよい。
なお、図４（ａ）に示す実施形態では、リード２Ａ、２Ｂは切断および曲げられて、樹脂パッケージ３の側面および下面に沿った部分を既に形成しているが、このような切断および曲げは、例えば、後述する封止部材形成工程の後等の任意の段階で行ってよい。
（発光素子配置工程）
次に、図４（ｂ）に示すように、リード２Ａ上に発光素子１を配置する。具体的には、ダイボンド樹脂４を介して、発光素子１の下面をリード２Ａ上に接合（固定）する。図４（ｂ）に示すように、より確実に発光素子１とリード２Ａとを接合するために、ダイボンド樹脂４は、発光素子１の下面の外側まで配置してよい。
（ワイヤ接続工程）
次に、図４（ｃ）に示すように、ワイヤ７Ａを用いて、発光素子１とリード２Ａとを電気的に接続する。リード２Ａ上にバンプ１７Ａを形成し、ワイヤ７Ａの一端を、バンプ１７Ａを介してリード２Ａに接続し、ワイヤ７Ａの他端を、発光素子１の上面（第１面）に配置された、正または負の電極の一方にワイヤボンディングする。また、リード２Ｂ上にバンプ１７Ｂを形成し、ワイヤ７Ｂの一端を、バンプ１７Ｂを介してリード２Ｂに接続し、ワイヤ７Ｂの他端を、発光素子１の上面（第１面）に配置された、正または負の電極の他方にワイヤボンディングする。
（第１保護膜形成工程）
次に、図４（ｄ）に示すように、樹脂パッケージ３（リード２Ａとリード２Ｂを含む）と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆う第１保護膜５を形成する。第１保護膜５は、好ましくは、スパッタリング等の被膜形成材料の供給源から被膜形成部分への移動が直進性の高い方法により形成される。この場合、バンプ１７Ａとリード２Ａとの接触部分の近傍およびバンプ１７Ｂとリード２Ａとの接触部分の近傍に第１保護膜５の形成されない部分があってもよい。
（第２保護膜形成工程）
次に、図４（ｅ）に示すように、第１保護膜５を介して、樹脂パッケージ３（リード２Ａとリード２Ｂを含む）と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆う第２保護膜６を形成する。好ましくは、原子層堆積法により第２保護膜６を形成する。原子層堆積法を用いた場合、バンプ１７Ａとリード２Ａとの接触部分の近傍およびバンプ１７Ｂとリード２Ａとの接触部分の近傍の第１保護膜５が形成されなかった部分にも第２保護膜６を形成できる。
原子層堆積法により、第２保護膜６として酸化アルミニウム膜を形成する方法を以下に例示する。
先ず、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガスを導入して、目的物である基体３の表面のＯＨ基とＴＭＡとを反応させる（第１反応）。次に、余剰ガスを排気する。その後、Ｈ２Ｏガスを導入して、第１反応でＯＨ基と結合したＴＭＡとＨ２Ｏとを反応させる（第２反応）。次に、余剰ガスを排気する。そして、第１反応、排気、第２反応及び排気を１サイクルとして、これを繰り返すことにより、所定の膜厚の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を形成することができる。
（封止部材形成工程）
図４（ｆ）に示すように、必要に応じて、樹脂パッケージ３の凹部内に封止樹脂（封止部材）１２を形成してよい。
２．実施形態２
図５（ａ）は、実施形態２に係る発光装置１００Ａの模式上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVＢ−VＢ線に沿った断面を示す模式断面図である。
以下では本実施形態の実施形態１と異なる部分を中心として説明する。以下に特段の断りがない限り、本実施形態の各要素は実施形態１の対応する要素と同じ構成を有してよい。
発光装置１００Ａの基体（樹脂パッケージ）３も発光装置１００と同様にリード２Ａおよびリード２Ｂを含んでいる。ただし、発光装置１００Ａでは、リード２Ｂが凹部を有し、このリード２Ｂの凹部の内部に発光素子１が配置されている。発光素子１は、その下面（第２面）がダイボンド樹脂４によりリード２Ｂの凹部の底面と接合されている。すなわち、発光装置１００Ａでは、リード２Ｂの凹部が樹脂パッケージ３の凹部であり、リード２Ｂの凹部の底面が樹脂パッケージ３の凹部の底面となる。
また、基体（樹脂パッケージ）３と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆う第１保護膜５が配置されている点、および第１保護膜５の上に、第１保護膜５を介して、基体（樹脂パッケージ）３と、ダイボンド樹脂４と、発光素子１の側面と、発光素子１の上面（第１面）とを連続して覆うように第２保護膜６が配置されて点も発光装置１００と同じである。
図５（ａ）および５（ｂ）に示す実施形態では、リード２Ａおよび２Ｂの上面と、リード２Ｂの凹部の側面および底面と、樹脂パッケージ３の樹脂部分の上面が、第１保護膜５および第２保護膜６の少なくとも一方により覆われている。
また、ワイヤ７Ａと導電部材（リード）２Ａとの接続部が、ワイヤ７Ａと発光素子１との接続部より上側にある。つまり、ワイヤ７Ａと導電部材（リード）２Ａとの接続部と、ワイヤ７Ａと発光素子１との接続部とが、同一面にないので、発光素子からの熱がワイヤ７Ａと導電部材（リード）２Ａとの接続部に伝わりにくくなる。これによりワイヤ７Ａと導電部材（リード）２Ａが剥離することを抑制することができる。
発光装置１００Ａは、保護素子１０を備えている。保護素子１０は、ワイヤ７Ｃによりリード２Ｂと電気的に接続されている。
また、発光装置１００Ａは、樹脂パッケージ３の上面（図５（ａ）および５（ｂ）に示す実施形態では、リード２Ａおよび２Ｂならびに樹脂パッケージ３の樹脂部分の上面）の一部をアウター樹脂８により覆っている。図５（ａ）および５（ｂ）に示す実施形態では、またワイヤ７Ａ、７Ｂおよび７Ｃの一部もアウター樹脂８により覆われている。図５（ｂ）に示すように、例えばアウター樹脂８の形状を上方に向けた凸形状にするなど所定の形状とすることでアウター樹脂８をレンズとして用いることができる。
発光装置１００においても、このような保護素子１０および／またはアウター樹脂８を設けてよい。
（変形例）
図６（ａ）は発光装置１００Ａの変形例１に係る発光装置１００Ｂの模式上面図であり、図６（ｂ）は発光装置１００Ａの変形例２に係る発光装置１００Ｃの模式上面図である。
発光装置１００Ｂと異なる部分を中心に説明する。以下に特段の断りがない限り、発光装置１００Ｂおよび１００Ｃの各要素は発光装置１００Ａの対応する要素と同じ構成を有してよい。
発光装置１００Ｂでは、リード２Ｂの凹部に複数（図６（ａ）では２個）の発光素子１が配置されている。それぞれの発光素子１はその下面がダイボンド樹脂４によりリード２Ｂの凹部の底面と接合している。
図６（ａ）に示す実施形態では、２つの発光素子１のうちの一方（下側の発光素子１）とリード２Ａがワイヤ７Ａにより電気的に接続されている。下側の発光素子１のワイヤ７Ａが接続されている電極と、他方の発光素子１（上側の発光素子１）の同じ極性の電極とがワイヤ７Ｅにより電気的に接続されている。
また、上側の発光素子の電極（ワイヤ７Ｅが接続されている電極と極性の異なる電極）と、リード２Ｂとがワイヤ７Ｂにより電気的に接続されている。上側の発光素子１のワイヤ７Ｂが接続されている電極と、下側の発光素子１の同じ極性の電極とがワイヤ７Ｄにより電気的に接続されている。
発光装置１００Ｃも、発光装置１００Ｂと同様に、リード２Ｂの凹部に複数（図６（ｃ）では２個）の発光素子１が配置されている。ただし、ワイヤによる発光素子間の電気的接続方法が発光装置１００Ｂと異なる。
図６（ｂ）に示す実施形態では、２つの発光素子１のうちの一方（下側の発光素子１）とリード２Ａがワイヤ７Ａにより電気的に接続されている。上側の発光素子の電極（下側の発光素子１のワイヤ７Ａが接続されている電極と極性の異なる電極）と、リード２Ｂとがワイヤ７Ｂにより電気的に接続されている。さらに、下側の発光素子１のワイヤ７Ａが接続されていない電極（ワイヤ７Ａが接続されている電極と極性の異なる電極）と下側の発光素子１のワイヤ７Ｂが接続されていない電極（ワイヤ７Ｂが接続されている電極と極性の異なる電極）との間がワイヤ７Ｆにより電気的に接続されている。
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 発光装置
１ 発光素子
２Ａ、２Ｂ 導電部材（リード）
３ 基体（樹脂パッケージ）
４ ダイボンド樹脂
５ 第1保護膜
６ 第２保護膜
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ ワイヤ
８ アウター樹脂
１０ 保護素子
１２ 封止樹脂
１７Ａ、１７Ｂ バンプ
２７Ａ ワイヤボンディング部

Claims (14)

  1. 導電部材を含む基体と、
    前記基体上に配置され、第１面と、第１面の裏面である第２面と、第１面と第２面との間に側面と、を有する発光素子と、
    前記基体と、前記第２面と、を接合するダイボンド樹脂と、
    前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記側面と、前記第１面とを連続して覆う第１保護膜と、
    前記第１保護膜を介して、前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記側面と、前記第１面とを連続して覆い、線膨張係数が前記ダイボンド樹脂よりも小さく前記第１保護膜よりも大きい第２保護膜と、
    前記発光素子と前記導電部材とを電気的に接続するワイヤと、
    を有し、
    前記ワイヤと前記導電部材との接続部と、前記第１保護膜と、の間の前記導電部材を前記第２保護膜が覆う発光装置。
  2. 導電部材を含む基体と、
    前記基体上に配置され、第１面と、第１面の裏面である第２面と、第１面と第２面との間に側面と、を有する発光素子と、
    前記基体と、前記第２面と、を接合するダイボンド樹脂と、
    前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記側面と、前記第１面とを連続して覆う第１保護膜と、
    前記第１保護膜を介して、前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記側面と、前記第１面とを連続して覆い、線膨張係数が前記ダイボンド樹脂よりも小さく前記第１保護膜よりも大きい第２保護膜と、
    を有し、
    前記第１保護膜の厚みが４０〜８０ｎｍであり、前記第２保護膜の厚みが４０〜６０ｎｍである発光装置。
  3. 前記発光素子と前記導電部材とを電気的に接続するワイヤを有し、前記ワイヤと前記導電部材との接続部と、前記第１保護膜と、の間の前記導電部材を前記第２保護膜が覆う請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記第１保護膜の厚みが４０〜８０ｎｍであり、前記第２保護膜の厚みが４０〜６０ｎｍである請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記第１保護膜の線膨張係数が０．５〜０．７ｐｐｍであり、前記第２保護膜の線膨張係数が７〜８ｐｐｍであり、前記ダイボンド樹脂の線膨張係数が２００〜２２０ｐｐｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 前記第１保護膜が酸化ケイ素であり、前記第２保護膜が酸化アルミニウムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記第１保護膜はピンホールを有し、前記ピンホールは前記第２保護膜により充填される請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. ダイボンド樹脂を用いて、発光素子と、導電部材を含む基体と、を接合する工程と、
    前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記発光素子と、を連続して覆う第１保護膜を形成する工程と、
    前記第１保護膜を介して前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記発光素子の表面と、を連続して覆い、線膨張係数が前記ダイボンド樹脂の線膨張係数よりも小さく且つ前記第１保護膜の線膨張係数よりも大きい第２保護膜を形成する工程と、
    前記第２保護膜を形成する工程の前に、前記発光素子と、前記導電部材と、をワイヤによって電気的に接続する工程と、
    を含み、
    前記第２保護膜を形成する工程により、前記ワイヤと前記導電部材との接続部と、前記第1保護膜と、の間の前記導電部材を前記第２保護膜が覆う発光装置の製造方法。
  9. ダイボンド樹脂を用いて、発光素子と、導電部材を含む基体と、を接合する工程と、
    前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記発光素子と、を連続して覆う第１保護膜を形成する工程と、
    前記第１保護膜を介して前記基体と、前記ダイボンド樹脂と、前記発光素子の表面と、を連続して覆い、線膨張係数が前記ダイボンド樹脂の線膨張係数よりも小さく且つ前記第１保護膜の線膨張係数よりも大きい第２保護膜を形成する工程と、
    を含み、
    前記第１保護膜の厚みが４０〜８０ｎｍであり、前記第２保護膜の厚みが４０〜６０ｎｍである発光装置の製造方法。
  10. 前記第２保護膜を形成する工程の前に、前記発光素子と、前記導電部材と、をワイヤによって電気的に接続する工程を含む、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  11. 前記第２保護膜を形成する工程により、前記ワイヤと前記導電部材との接続部と、前記第1保護膜と、の間の前記導電部材を前記第２保護膜が覆う請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
  12. 前記第１保護膜の厚みが４０〜８０ｎｍであり、前記第２保護膜の厚みが４０〜６０ｎｍである請求項８に記載の発光装置の製造方法。
  13. 前記第１保護膜をスパッタリングで形成し、前記第２保護膜を原子層堆積法で形成する請求項８〜１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  14. 前記第１保護膜が酸化ケイ素であり、前記第２保護膜が酸化アルミニウムである請求項８〜１３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
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