TW201543723A - 半導體發光裝置及光半導體安裝用基板 - Google Patents

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Aki Kimura
Katsuya Sakayori
Kei Amagai
Satoru Kanke
Toshiyuki Sakai
Toshimasa Takarabe
Tomoki Sasou
Makoto Mizoshiri
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Dainippon Printing Co Ltd
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Abstract

一種半導體發光裝置，其係至少具備基板、具有凹部形狀的孔腔(cavity)的反射體、及光半導體元件的半導體發光裝置，其特徵為：該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且在該反射體的厚度方向上具有包含纖維狀無機物已配向的區域與未配向的區域的部位，該部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。可提供具有即使經加熱等亦不產生翹曲的反射體之半導體發光裝置及光半導體安裝用基板。

Description

半導體發光裝置及光半導體安裝用基板
本發明係關於半導體發光裝置及光半導體安裝用基板的發明。
半導體發光元件之一的LED(Light Emitting Diode，發光二極體)元件係小型且壽命長，省電性優異，因此被廣泛利用作為顯示燈等光源。然後，近年來，因為可以更便宜地製造輝度更高的LED元件，所以檢討作為取代螢光燈及白熾電燈泡的光源的利用。在應用於這種光源的情況下，為了得到大的照度，表面安裝型LED封裝件，多採用於在表面形成有銀等將光反射的物質之包含導電性物質的基板(LED安裝用基板)上配置LED元件，在各LED元件的周圍配設使光反射至規定方向的反射體(reflector)的方式。
又，一直以來，已知有使用將纖維狀物質摻合於熱可塑性樹脂的樹脂組成物的成形品，例如，已知有將碳纖維或玻璃纖維等摻合於芳香族聚碳酸酯樹脂的成形品。然而，此種成形品係射出成形時的纖維狀物質的配向之異向性非常大，成形物的方向所致之成形收縮率不同，因此有成形物翹曲等問題。
針對這種問題，提案有使用縱橫比為5~10的碳纖維 的樹脂成形品(參照專利文獻1)。據報，若利用此樹脂成形品，則機械特性獲得改善，成形收縮率的異向性也明顯降低。然而，這種低異向性的碳纖維強化成形品係成形品的強度低，用於半導體發光裝置或光半導體安裝用基板，在強度上不能說是足夠的。此外，摻合玻璃珠等之等向性的填充材的系統無法使機械強度、彎曲強度等之機械特性提升。
但是，用於半導體發光裝置的LED元件等之半導體發光元件，由於在發光時伴隨著發熱，因此反射體因該元件的溫度上升而劣化，其反射率降低，有導致LED封裝件發出的光的輝度降低的情形。
如此一來，反射體被要求有耐熱性，因此有提案將包含聚甲基戊烯與特定的交聯處理劑之電子線硬化性樹脂組成物作為改良耐熱性的反射體的成形用，又有提案將該樹脂組成物用於反射體的形成之半導體發光裝置(參照專利文獻2)。專利文獻2所記載的樹脂組成物係耐熱性極優異者，即使是在作為反射體等的成形體的情況下，也可發揮優異的耐熱性。此外，專利文獻3中也提案包含特定的交聯處理劑之電子線硬化性樹脂組成物等，提案將該樹脂組成物用於反射體之半導體發光裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開平4-8759號公報
專利文獻2：國際公開WO2011/027562
專利文獻3：日本特開2013-166926號公報
上述專利文獻2及3所記載的樹脂組成物中，記載可添加玻璃纖維。因摻合玻璃纖維而產生異向性，有產生成形物(反射體)的成形收縮率在平面方向或垂直方向上局部不同的狀況的情況。在那種情況下，在成形物發生翹曲，在與基板(引線框架)的界面產生間隙，產生與框架的緊貼不良。
由此，本案發明的課題在於提供具有即使經加熱等亦不產生翹曲、緊貼性良好的反射體之半導體發光裝置及光半導體安裝用基板。
本案發明人等，為了達成前述目的而反覆銳意研究，結果發現一種具有反射體的半導體發光裝置，藉由該反射體含有纖維狀無機物質，且控制該纖維狀無機物質的配向角度，從而能解決前述課題。本發明係基於此知識而完成。
即，本發明係提供以下的發明：(1)一種半導體發光裝置，其係至少具備基板、具有凹部形狀的孔腔(cavity)之反射體、及光半導體元件的半導體發光裝置，其特徵為：該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且在該反射體的厚度方向上具有包含纖維狀無機物已配向的區域與未配向的區域的部位，該部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係 相對於反射體部的整體厚度為50%以下；(2)一種半導體發光裝置，其係至少具備基板、具有凹部形狀的孔腔之反射體、及光半導體元件的半導體發光裝置，其特徵為：該半導體發光裝置的外形係藉由切削而形成，該切削面係由纖維狀無機物已配向的區域與非配向區域形成，任意部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下；(3)一種光半導體安裝用基板，其係具備基板及具有凹部形狀的孔腔之反射體的光半導體安裝用基板，其特徵為：該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且在該反射體的厚度方向上具有包含纖維狀無機物已配向的區域與未配向的區域的部位，該部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下；及(4)一種光半導體安裝用基板，其係具備基板及具有凹部形狀的孔腔之反射體的光半導體安裝用基板，其特徵為：光半導體安裝用基板的外形係藉由切削而形成，該切削面係由纖維狀無機物已配向的區域與非配向區域而形成，任意部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
本發明的半導體發光裝置，即使為其構成要素的反射體被加熱，也不會產生翹曲，可維持緊貼性。於是，機械強度、耐熱性及反射體與基板的緊貼性優異， 因此能提供長期可靠性高的半導體發光裝置及光半導體安裝用基板。
1‧‧‧半導體發光裝置
10‧‧‧半導體元件
12‧‧‧反射體
12a‧‧‧配向區域
12b‧‧‧非配向區域
13a‧‧‧墊部
13b‧‧‧引線部
14‧‧‧基板(金屬框架、引線框架)
15‧‧‧絕緣部
16‧‧‧引線
18‧‧‧透鏡
20‧‧‧孔腔
22‧‧‧密封部
24‧‧‧配線基板
第1圖係顯示本發明的半導體發光裝置的示意圖。
第2圖(a)~(f)係顯示本發明的半導體發光裝置及光半導體安裝用基板的製造過程的示意圖。
第3圖係顯示在顯微鏡觀察及X射線CT測定下的觀察位置及測定位置的圖。
[實施發明之形態]
針對本發明的半導體發光裝置，使用第1圖詳細地說明。
本發明的半導體發光裝置1具備：反射體12，其係具有凹部形狀的孔腔20；至少1個光半導體元件10，其係設置於凹部的底面；與基板14，其係具有用於搭載該光半導體元件的墊部13a、及用於與光半導體元件電性連接的引線部13b。墊部所搭載的光半導體元件係藉由引線16電性連接於引線部。
又，孔腔20可以是空隙，但從防止電性不佳的狀況、保護光半導體元件不受濕度及塵埃影響等的觀點而言，較佳為填充有可以密封光半導體元件並且使從光半導體元件所發出的光透射至外部的樹脂(密封樹脂)。該密封樹脂也可以依需要而含有螢光體。再者，也可以將用於使從光半導體元件所發出的光集光的透鏡18設置 在反射體12之上。該透鏡通常為樹脂製，可按照目的、用途等採用各種構造，也可以根據需要予以著色。
以下，針對各構件詳細地說明。
<基板>
本發明的半導體發光裝置1中的基板14係亦被稱為引線框架的金屬製的薄板，作為所使用的材料，主要是金屬(純金屬或合金等)，例如，可舉出：鋁、銅、銅-鎳-錫的合金、鐵-鎳的合金等。又，基板可以以覆蓋表背面的一部分或全部的方式形成有光反射層。光反射層，理想的是反射來自光半導體元件的光之反射功能高。具體而言，對於波長380nm以上800nm以下的電磁波，在各波長之反射率較佳為65%以上100%以下，更佳為75%以上100%以下，再更佳為80%以上100%以下。若反射率高，則LED元件發出的光的損失小，作為LED封裝件的發光效率變高。
作為光反射層的材質，例如，可舉出銀或含有銀的金屬，但銀的含有率較佳為60質量%以上。若銀的含有率為60%以上，便可得到充分的光反射功能。從同樣的觀點而言，銀的含有率更佳為70質量%以上，再更佳為80質量%以上。
又，光反射層的厚度，理想的是1~20μm，若光反射層的厚度為1μm以上，便可得到充分的反射功能，若為20μm以下，則在成本上是有利的，而且提升加工性。
針對基板的厚度，沒有特別的限制，但較佳為在0.1~1.0mm的範圍。若基板的厚度為0.1mm以 上，則基板的強度大而難以變形。另一方面，若為1.0mm以下，則加工容易。從同樣的觀點而言，更佳為在0.15~0.5mm的範圍。
基板，係經過將金屬製的板材蝕刻或加壓加工等之步驟而形成，具有搭載LED晶片等之光半導體元件的墊部、與將電力供給於該光半導體元件的引線部。墊部與引線部被絕緣，光半導體元件係經過焊線(wire-bonding)或黏晶(chip-bonding)等之步驟，藉由引線與引線部連接。
<反射體>
反射體12具有使來自光半導體元件的光反射至出光部的方向(在第1圖中，透鏡18的方向)的作用。
該反射體係藉由至少含有樹脂及纖維狀無機物的樹脂組成物形成。並且，該反射體具有包含纖維狀無機物已配向的配向區域(12a)、與未配向的區域的非配向區域(12b)的部位。配向區域(12a)能依下述任一方法求出。
(顯微鏡觀察)
(1)將反射體發光面以朝上的方式放置，從上面對包含反射體XY方向的外周部的4邊之任1邊的中點之1邊300μm的正方形的反射體區域進行顯微鏡觀察(位置參照第3圖)。
(2)將該觀察影像進行二值化，得到二值化影像。在此，二值化係指對構成的各像素，以影像內的全部像素的明度分布的加權平均值作為臨界值，將臨界值以上分類為白色，將小於臨界值分類為黑色。藉此，僅纖維狀 無機物成為黑色，其他成分成為白色，而能掌握纖維狀無機物的形狀。
(3)使用影像處理軟體Image J將前述二值化影像的纖維狀無機物的外形加以橢圓近似。
(4)求出經該橢圓近似的各纖維狀無機物的長軸的中央部分與反射體外周部的邊相距的角度，將此等之平均角度定義為配向角度0度。
(5)求出從該配向角度0度起的各纖維狀無機物的配向角度。90%以上的纖維狀無機物的配向角度落在±20度的範圍內的區域認定為配向區域(12a)，90%以上的纖維狀無機物的配向角度超過±20度的區域認定為非配向區域(12b)。
(6)以不超過所顯微觀察的纖維狀無機物的高度的厚度進行研磨，同樣地求出配向角度。可藉由重複本操作而求出厚度方向的配向區域。
上述測定係用光學顯微鏡(Axio Imager M1m，Carl Zeiss(股)製)適宜調整倍率而測定。
(X射線CT)
(1)將反射體發光面以朝上的方式放置，使用X射線CT裝置從上面拍攝斷層照片。從上面將反射體XY方向外周部的4邊中，包含任1邊的中點之1邊300μm的正方形的反射體區域放大(位置參照第3圖)。
(2)將該觀察影像進行二值化，得到二值化影像。在此，二值化係指對構成的各像素，以影像內的全部像素的明度分布的加權平均值作為臨界值，將臨界值以上分 類為白色，將小於臨界值分類為黑色。藉此，僅纖維狀無機物成為黑色，其他成分成為白色，而能掌握纖維狀無機物的形狀。
(3)使用影像處理軟體Image J將前述二值化影像進行傅立葉轉換，藉此得到功率譜(power spectral)影像。又，功率譜影像的明度係以對數表示。
(4)將前述功率譜影像進行二值化，得到二值化影像。在該二值化中，影像濃度臨界值係設定為影像內的明度分布的明側的半值位置。
(5)使用影像處理軟體Image J將二值化的功率譜影像加以橢圓近似。
(6)若近似橢圓的長軸/短軸的比率為2以上則認定為配向區域(12a)，若比2小則認定為非配向區域(12b)。
(7)藉由對於每個比所顯微觀察的纖維狀無機物的纖維截面還小的寬度重複本操作，能求出厚度方向的配向區域。
上述(1)中的斷層照片，例如，能使用Yamato科學(股)製的「TDM1000-IW」而取得截面的CT影像(X-Z截面、Y-Z截面、X-Y截面)。將測定條件例顯示於下述。
測定條件：
(1)X射線條件
X射線管電壓：75.0(kV)
X射線管電流：0.01(mA)
(2)掃描位置
放大軸位置：10.0(mm)
(3)掃描參數
視象數：360
圖框數/視象：3
(4)再構成資訊
矩陣尺寸X、Y、Z：各512
視野X、Y、Z：各2.268(mm)
三維像素尺寸X、Y、Z：各0.00443(mm)
在本案發明中，特徵為在光半導體裝置的外形係藉由切削而形成的反射體的厚度方向上，該纖維狀無機物的配向區域(12a)的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
又，若符合上述配向區域(12a)的厚度的條件，則例如如第1圖所示，配向區域也可以存在於光半導體元件的安裝面。
藉由以如上述的配置及厚度含有此種配向角度不同的區域(配向區域及非配向區域)，可得到即使經加熱等亦不產生翹曲的反射體。
[纖維狀無機物]
作為本發明所使用的纖維狀無機物質，在發揮本發明的效果的範圍內則沒有特別的限制，縱橫比較佳為2~50，更佳為5~50。若縱橫比為2以上，則可使機械強度、彎曲強度等之機械特性提升。另一方面，若縱橫比為50以下，則配向的產生程度變少。
又，作為纖維狀無機物質的纖維長度，較佳為10~1000μm。若該纖維長度為10μm以上，則可使機械特 性提升，另一方面，若該纖維長度為1000μm以下，則不會妨害反射特性。從以上的觀點而言，纖維狀無機物質的纖維長度更佳為在30~200μm的範圍。
作為纖維狀無機物質的材料，可舉出：玻璃纖維、沸石纖維、鈦酸鉀纖維、陶瓷纖維、矽酸鈣纖維等，但其中從透明性、強靭性等方面而言，較佳為玻璃纖維。
作為纖維狀無機物質的含量，相對於100質量份的形成反射體的樹脂，較佳為10~300質量份。若為10質量份以上，則可呈現纖維狀無機物質的添加效果，改良機械特性。另一方面，若為300質量份以下，則成形性與成形品的強度變好。從以上的觀點而言，纖維狀無機物質的含量更佳為在50~200質量份的範圍。
本發明的反射體，係如上所述，藉由含有樹脂及纖維狀無機物的樹脂組成物而形成。作為在此所使用的樹脂，從成形性、加工性等方面而言，較佳為熱可塑性樹脂。
[熱可塑性樹脂]
作為熱可塑性樹脂的種類，可舉出：聚烯烴、聚醯胺、聚磷苯二甲醯胺(polyphthalamide)、聚苯硫、液晶聚合物、聚醚碸、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚醯亞胺等，它們當中較佳為烯烴樹脂(聚烯烴)。烯烴樹脂係指主鏈為包含碳-碳鍵的構成單元的聚合物，也有碳鍵包含環狀的結構的情況。可以是單聚物，也可以是與其他單體共聚合而成的共聚物。例如，可舉出：使降莰烯衍生物進 行開環移位聚合的樹脂或是其氫化物；乙烯、丙烯等之烯烴的各自單聚物；或是乙烯-丙烯的嵌段共聚物、無規共聚物；或是乙烯及/或丙烯與丁烯、戊烯、己烯等之其他烯烴的共聚物；另外還有乙烯及/或丙烯與醋酸乙烯酯等之其他單體的共聚物等。其中，較佳為聚甲基戊烯。聚甲基戊烯係折射率為1.46而與玻璃纖維或氧化矽粒子的折射率接近，因此即使在混合之際亦可抑制透射率或反射率等之光學特性的妨害。
作為聚甲基戊烯樹脂，較佳為4-甲基戊烯-1的單聚物，但也可以是4-甲基戊烯-1與其他α-烯烴，例如乙烯、丙烯等之碳數2~20的α-烯烴的共聚物。
聚甲基戊烯可藉由電子線硬化，但由於與交聯同時地引起分子鏈的斷裂，而為了促進由電子線所造成的有效交聯，較佳為組合交聯處理劑使用。
作為上述熱可塑性樹脂，從可賦予優異耐熱性的方面而言，較佳為使用電子線硬化性樹脂。就使用電子線硬化性樹脂的情況的加速電壓，可以根據使用的樹脂或反射體的厚度而適宜選擇，但通常較佳為以加速電壓70~10000kV左右使其硬化。
又，照射射線量較佳為樹脂層的交聯密度飽和的量，通常在5~600kGy(0.5~60Mrad)，較佳為10~400kGy(1~40Mrad)的範圍內予以選定。
再者，作為電子線源，沒有特別的限制，例如，能使用柯克勞夫-沃耳吞型(Cockcroft Walton type)、凡德格拉夫型(Van de Graaff type)、共振變壓器型、絕緣芯變 壓器型、或是直線型、地那米加速器型(dynamitron type)、高頻型等之各種電子線加速器。
[交聯處理劑]
形成本發明的反射體之樹脂組成物，除了上述材料以外，也可以在不妨害本案發明的效果的範圍下混合有交聯處理劑。作為交聯處理劑，較佳為具有以下結構者：具有飽和或不飽和的環結構；形成至少1個環的原子當中之至少1個原子係與烯丙基、甲基丙烯酸基(methacrylic group)、透過連結基的烯丙基、及透過連結基的甲基丙烯酸基中任一個之烯丙基系取代基鍵結而成的結構。
具有這種結構的交聯處理劑，尤其是以與電子線硬化性樹脂併用，從而能發揮良好的電子線硬化性，將優異的耐熱性賦予反射體。
作為飽和或不飽和的環結構，可舉出：環狀環(cyclic ring)、雜環、芳香環等。形成環結構的原子的數量較佳為3~12，更佳為5~8，再更佳為6員環。又，作為連結基，可舉出：酯鍵、醚鍵、伸烷基、(雜)伸芳基等。
更具體而言，可舉出：異三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸甲基二烯丙酯、二烯丙基單縮水甘油基異三聚氰酸、異三聚氰酸單烯丙基二縮水甘油酯、異三聚氰酸三甲基烯丙酯、鄰酞酸的二烯丙基酯、間酞酸的二烯丙基酯等。
該交聯處理劑的分子量，從在樹脂組成物 中的分散性良好、引起有效的交聯反應的方面而言，較佳為1000以下，更佳為500以下，再更佳為300以下。又，環結構的數量較佳為1~3，更佳為1或2，再更佳為1。
又，交聯處理劑的含量，較佳為相對於100質量份的樹脂為0.5~40質量份。若為此含量，則不會發生溢出(bleed-out)，且能賦予良好的硬化性。從以上的觀點而言，交聯處理劑的含量更佳為1~30質量份，特佳為5~20質量份。
[白色顏料]
為了提高反射效果，本發明的反射體所使用的樹脂組成物較佳為包含白色顏料。作為白色顏料，可以單獨或混合使用氧化鈦、硫化鋅、氧化鋅、硫化鋇、鈦酸鉀等，其中較佳為氧化鈦。白色顏料的含量，相對於100質量份的樹脂成分，較佳為10~500質量份，更佳為50~480質量份，再更佳為100~450質量份。
白色顏料的平均粒徑，考慮成形性且從得到高反射率的觀點而言，在一次粒度分布中，較佳為0.05~0.50μm，更佳為0.10~0.40μm，再更佳為0.15~0.30μm。平均粒徑能以利用雷射光繞射法的粒度分布測定中的質量平均值D50求得。
[分散劑]
形成本發明的反射體的樹脂組成物，除了上述材料以外，也可以在不妨害本案發明的效果的範圍下混合有分散劑。作為分散劑，一般而言能使用用於含有無機物 質的樹脂組成物者，但較佳為矽烷偶合劑。矽烷偶合劑係無機物質對樹脂的分散性、相溶性高，能將高機械特性、尺寸穩定性賦予反射體。
作為矽烷偶合劑，例如，可舉出：六甲基二矽氮烷等的二矽氮烷；環狀矽氮烷；三甲基矽烷、三甲基氯矽烷、二甲基二氯矽烷、甲基三氯矽烷、烯丙基二甲基氯矽烷、三甲氧基矽烷、苄基二甲基氯矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、異丁基三甲氧矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、羥丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正十六基三甲氧基矽烷、正十八基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、丙烯基三甲氧基矽烷、丙烯基三乙氧基矽烷、丁烯基三甲氧基矽烷、丁烯基三乙氧基矽烷、戊烯基三甲氧基矽烷、戊烯基三乙氧基矽烷、己烯基三甲氧基矽烷、己烯基三乙氧基矽烷、庚烯基三甲氧基矽烷、庚烯基三乙氧基矽烷、辛烯基三甲氧基矽烷、辛烯基三乙氧基矽烷、壬烯基三甲氧基矽烷、壬烯基三乙氧基矽烷、癸烯基三甲氧基矽烷、癸烯基三乙氧基矽烷、十一烯基三甲氧基矽烷、十一烯基三乙氧基矽烷、十二烯基三甲氧基矽烷、十二烯基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基矽烷、及乙烯基三乙醯氧基矽烷等的烷基矽烷化合物；γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧矽烷、N-(2-胺基乙 基)3-胺基丙基三甲氧基矽烷、及N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷等的胺基矽烷化合物等。
形成本發明的反射體的樹脂組成物，只要不損害本發明的效果，能使其含有各種添加劑。例如，基於改善樹脂組成物的性質的目的，能摻合各種的晶鬚、矽酮粉末、熱可塑性彈性體、有機合成橡膠、脂肪酸酯、甘油酸酯、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等的內部脫模劑；或二苯基酮系、水楊酸系、氰基丙烯酸酯系、異三聚氰酸酯系、草醯苯胺系(oxalic anilide-based)、苯甲酸酯系、受阻胺系、苯并***系、酚系等的防氧化劑；或受阻胺系、苯甲酸酯系等的光穩定劑之添加劑。
[反射體用樹脂組成物的調製]
形成本發明的反射體的樹脂組成物，能以規定的比例混合樹脂與玻璃纖維、及根據需要所添加的白色顏料及其他添加劑而製作。作為混合方法，能應用2輥型輥磨機或3輥型輥磨機、均質機、行星式混合機等攪拌機；POLYLAB系統或LABOPLAST研磨機(LABO PLASTOMILL)、2軸混練擠出機等的熔融混練機等之公知的手段。此等可以在常溫、冷卻狀態、加熱狀態、常壓、減壓狀態、加壓狀態中之任一者下進行。
[反射體的形狀]
反射體12的形狀係按照透鏡18的端部(接合部)的形狀，通常為角形、圓形、橢圓形等的筒狀或輪狀。在第1圖的概略截面圖中，反射體12係筒狀體(輪狀體)， 反射體12的全部的端面係接觸、固定於基板14的表面。
又，反射體12係具有凹部形狀的孔腔的形狀，為了提高來自光半導體元件10的光的指向性，反射體12的內面也可以向上方擴大為錐狀。
又，反射體12，在將透鏡18側的端部加工成與該透鏡18的形狀吻合的形狀的情況下，也能發揮作為透鏡托架的功能。
[反射體的製造方法]
作為本發明的反射體的製造方法，沒有特別的限定，但較佳為藉由使用上述樹脂組成物的射出成形之製造。此時，從成形性的觀點而言，汽缸溫度較佳為200~400℃，更佳為220~320℃。又，模具溫度較佳為10~170℃，更佳為20~150℃。
本發明的反射體，可以進一步根據需要，在成形步驟之前或之後實施電離放射線照射處理，其中，較佳為電子線照射處理。藉由實施電子線照射處理，能使反射體的機械特性、尺寸穩定性提升。
<密封樹脂>
本發明的反射體的孔腔，較佳為以可密封光半導體元件並且使從光半導體元件所發出的光透射至外部的樹脂(密封樹脂)予以密封。能防止在焊線安裝中，因由直接接觸引線施加的力、及間接施加的振動、衝擊等，致使引線從與光半導體元件的連接部、及/或與電極的連接部脫離、斷裂、短路而產生的電性不佳狀況。又，能同時保護光半導體元件不受濕氣、塵埃等影響，長期維持 可靠性。
作為可用作密封樹脂的樹脂，沒有特別的限定，但可舉出：矽酮樹脂、環氧矽酮樹脂、環氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚碳酸酯樹脂等。此等中，從耐熱性、耐候性、低收縮性及耐變色性的觀點而言，較佳為矽酮樹脂。
<光半導體元件>
光半導體元件係具有雙異質構造的半導體晶片(發光體)，其利用n型及p型的包覆層包夾放出放射光(一般而言，在白色光LED中為UV或藍色光)之包含例如AlGaAs、AlGaInP、GaP或GaN的活性層，例如，作成一邊長度為0.5mm左右的六面體的形狀。然後，在焊線安裝形態的情況下，透過引線而被連接於引線部。
<光半導體安裝用基板>
本案發明的光半導體安裝用基板，係適合用於上述半導體發光裝置，具備基板14及具有凹部形狀的孔腔的反射體12。特徵為：該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且該反射體具有包含纖維狀無機物的配向角度落在相對於一定方向±20度的範圍內的配向區域、與其以外的非配向區域的構造，在光半導體裝置的外形係藉由切削而形成的該反射體的厚度方向上，該纖維狀無機物的配向區域(12a)的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。又，纖維狀無機物的配向角度係藉由上述方法測定。
<光半導體安裝用基板的製造方法>
針對本發明的光半導體安裝用基板的製造方法的一例，一面參照第2圖一面進行說明，但本發明的光半導體安裝用基板的製造方法絲毫不受此例所限定。
首先，藉由使用具備規定形狀的孔腔空間的模具的轉印成形、壓縮成形、射出成形等而將用於形成反射體的樹脂組成物成形在基板(金屬框架或引線框架)14上，得到具有複數個規定形狀的反射體的成形體。因能同時製作複數個反射體而為有效率的，射出成形是較佳的手法。依此方式得到的成形體可以根據需要經過電子線照射等的硬化過程。此階段，即在基板上載置反射體者為光半導體安裝用基板(第2圖(a))。
<半導體發光裝置的製造方法>
接著，針對本發明的半導體發光裝置的製造方法的一例，一面參照第2圖一面進行說明，但本發明的半導體發光裝置的製造方法絲毫不受此例所限定。
在上述光半導體安裝用基板配置另外準備的LED晶片等的光半導體元件10(第2圖(b))。此時，為了固定光半導體元件10，可使用接著劑或接合構件。
接著，如第2圖(c)所示，設置引線16，將光半導體元件與引線部(電極)電性連接。於此時，為了使引線的連接良好，較佳為在100~250℃下加熱5~20分鐘。
其後，如第2圖(d)所示，在反射體的孔腔20填充密封樹脂，使其硬化以製作密封部22。
其次，如第2圖(e)所示，用切割(dicing)等之方法在反射體的幾乎中央(第2圖的虛線部)進行個片化，得到 第1圖所示的半導體發光裝置。根據需要，能在密封部22上配設透鏡18。又，在該情況下，可以在密封樹脂未硬化的狀態下載置透鏡18，之後使密封樹脂硬化。
將該半導體發光裝置連接於配線基板24上，經安裝者為第2圖(f)。將半導體發光裝置安裝於配線基板上的方法，沒有特別的限定，但較佳為使用已熔融的焊料進行。更具體而言，係在配線基板上設置有焊料，將封裝件放置在該焊料上，藉由回流爐加熱至為一般焊料的熔融溫度的220~270℃，使焊料熔融而在配線基板上安裝半導體發光裝置的方法(焊料回流法)。在上述使用焊料的方法所使用的焊料可使用周知者。
[實施例]
接著，藉由實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明絲毫不受此例所限定。
(評價方法)
對在各實施例及比較例製作的成形體，依加速電壓800kV、照射射線量400kGy照射電子線以使其硬化。針對硬化後的成形體(複數個的反射體)，用以下的(1)的方法評價。此外，藉由接著劑將該成形體(複數個的反射體)與另外準備的LED元件、及電極固定在基板上，藉由引線連接LED元件與電極後，切割以進行個片化，得到半導體發光裝置(LED封裝件)。針對該半導體發光裝置，用以下(2)及(3)的方法評價。
(1)翹曲的平均值
將成形物靜置在定盤之上，使用間隙計量器測定四 個角落的翹曲，算出其平均值。
(2)纖維狀無機物的配向角度
使用光學顯微鏡(Axio Imager M1m，Carl Zeiss(股)製)及影像處理軟體Image J，依照說明書本文中記載的方法，測定纖維狀物質的配向角度。又，求出配向區域及配向區域對整個反射體的厚度的比率。又，研磨係按每次10μm進行。
(3)緊貼度
用紅色檢查(red check)試驗來測定、判定各反射體與基板的緊貼度。
將0.8μL的紅墨(Pilot Corporation製的「INK30R」)滴在反射體的孔腔，用50倍的光學顯微鏡觀察6小時後墨滲漏到背面的狀況。評價基準係如以下所述。
○即使經過6小時後亦未見滲漏
X在經過6小時前即見滲漏
實施例1
相對於100質量份的聚甲基戊烯(三井化學(股)製的「TPX RT18」，以下記載為「PMP」)，摻合450質量份的氧化鈦(石原產業(股)製的「PF-691」，金紅石型，平均粒徑0.21μm，以下記載為「TiO2」)、120質量份的玻璃纖維(日東紡績(股)製的「PF70E-001」，纖維長度70μm，以下記載為「GF」)、18質量份的作為添加劑的異氰酸三烯丙酯(日本化成(股)製，以下記載為「TAIC」)、5質量份的IRGANOX 1010(BASF-JAPAN(股)製)、0.5質量份的PEP-36(ADEKA公司(股)製)、0.5質 量份的SZ-2000(堺化學(股)製)、7質量份的分散劑(信越化學工業(股)製的「KBM-3063」)，加以混練，得到樹脂組成物。又，混練係用POLYLAB系統(分批式2軸)進行。
使用此樹脂組成物與板厚0.25mm之已將銅板鍍銀的基板(金屬框架、引線框架)，藉由***射出成形法得到具有複數個的反射體之60mm×60mm×1mm的成形體。藉由上述方法(1)~(3)評價該成形體及用上述方法所製作的半導體發光裝置。將評價結果顯示在第1表。
實施例2~4
除了適宜變更實施例1的射出成形條件以外，同樣地進行，進行成形體及半導體發光裝置的製作及評價。將結果顯示在第1表。
比較例1
除了適宜變更實施例1的射出成形條件以外，同樣地進行，進行成形體及半導體發光裝置的製作及評價。將結果顯示在第1表。
[產業上之可利用性]
根據本發明，由於即使經加熱等亦不產生翹曲，因此即使是在已個片化之具有反射體的半導體發 光裝置及光半導體安裝用基板，與基板的緊貼性亦極高。

Claims (16)

  1. 一種半導體發光裝置，其係至少具備基板、具有凹部形狀的孔腔(cavity)之反射體、及光半導體元件的半導體發光裝置，其特徵為，該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且在該反射體的厚度方向上具有包含纖維狀無機物已配向的區域與未配向的區域的部位，該部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
  2. 一種半導體發光裝置，其係至少具備基板、具有凹部形狀的孔腔之反射體、及光半導體元件的半導體發光裝置，其特徵為，該半導體發光裝置的外形係藉由切削而形成，該切削面係由纖維狀無機物已配向的區域與非配向區域形成，任意部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
  3. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中該纖維狀無機物的縱橫比為2~50。
  4. 如請求項1至3中任一項之半導體發光裝置，其中該纖維狀無機物的纖維長度為10~1000μm。
  5. 如請求項1至4中任一項之半導體發光裝置，其中構成該樹脂組成物的樹脂為熱可塑性樹脂。
  6. 如請求項1至5中任一項之半導體發光裝置，其中該光半導體元件為LED元件。
  7. 如請求項1及3至6中任一項之半導體發光裝置，其中該樹脂組成物進一步包含白色顏料。
  8. 如請求項1至7中任一項之半導體發光裝置，其係在該反射體的孔腔填充密封樹脂而成。
  9. 如請求項1至8中任一項之半導體發光裝置，其中該樹脂組成物進一步包含交聯處理劑。
  10. 一種光半導體安裝用基板，其係具備基板及具有凹部形狀的孔腔之反射體的光半導體安裝用基板，其特徵為，該反射體係由含有纖維狀無機物的樹脂組成物形成，且在該反射體的厚度方向上具有包含纖維狀無機物已配向的區域與未配向的區域的部位，該部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
  11. 一種光半導體安裝用基板，其係具備基板及具有凹部形狀的孔腔之反射體的光半導體安裝用基板，其特徵為，光半導體安裝用基板的外形係藉由切削而形成，該切削面係由纖維狀無機物已配向的區域與非配向區域形成，任意部位中的該纖維狀無機物已配向的區域的厚度係相對於反射體部的整體厚度為50%以下。
  12. 如請求項10或11之光半導體安裝用基板，其中該纖維狀無機物的縱橫比為2~50。
  13. 如請求項10至12中任一項之光半導體安裝用基板，其中該纖維狀無機物的纖維長度為10~1000μm。
  14. 如請求項10至13中任一項之光半導體安裝用基板，其中該樹脂為熱可塑性樹脂。
  15. 如請求項10至14中任一項之光半導體安裝用基板，其中該樹脂組成物進一步包含白色顏料。
  16. 如請求項10至15中任一項之光半導體安裝用基板，其中該樹脂組成物進一步包含交聯處理劑。
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