JP2018056457A

JP2018056457A - 発光装置、発光装置用パッケージ及び発光装置の製造方法

Info

Publication number: JP2018056457A
Application number: JP2016192944A
Authority: JP
Inventors: 保夫加藤; Yasuo Kato
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: TW201826574A; CN107887493A; TWI739919B; US20180097162A1; JP7011142B2; US10164162B2; CN107887493B

Abstract

【課題】発光装置に用いられるＡｇ含有層の反射率を向上させる。【解決手段】発光素子と、結晶質の金属である母材と、前記母材上に設けられた非晶質の金属である非晶質層と、前記非晶質層上に設けられたＡｇ含有層と、を備え、前記発光素子から出射された光を反射する光反射材と、を有する発光装置。【選択図】図２

Description

本開示は、Ａｇ含有層を有する光反射材を備える発光装置と製造方法に関する。

半導体発光素子（以下、単に「発光素子」とも称する）を用いた発光装置において、発光素子からの光に対して高い反射率を有する銀（Ａｇ）を表面に設けたパッケージが数多く採用されている。（例えば、特許文献１、２）

特許４３６７４５７号特開２０１３−２３６００５号公報

Ａｇは高い光反射率を有し、発光装置の光反射部材として好適な材料である一方、高価である。しかし、このＡｇの量を削減してコストを低減するために、Ａｇの層を薄く（例えば１μｍ以下）とすると、図８の比較例に示すように、光反射率が低下するという問題がある。

そこで、本発明の一実施形態は、発光素子と、結晶質の金属である母材と、前記母材上に設けられた非晶質の金属である非晶質層と、前記非晶質層上に設けられたＡｇ含有層と、を備え、前記発光素子から出射された光を反射する光反射材と、を有する発光装置である。
また、光反射材を準備する工程と、光反射材を備えるパッケージを準備する工程と、パッケージに発光素子を実装する工程を備え、光反射材を準備する工程は、母材を準備し、母材に非晶質の金属である非晶質層をめっきで形成し、非晶質層の上にＡｇ含有層をめっきで形成することを含む、発光装置の製造方法である。

このような構成によれば、光取り出し効率の良い発光装置を提供することができる。

一実施形態の発光装置を説明するための概略平面図である。一実施形態の発光装置を説明するための概略断面図である。図１Ａ及び１Ｂの光反射材の構成を説明する概略拡大断面図である。別の一実施形態の発光装置を説明するための概略斜視図である。別の一実施形態の発光装置を説明するための概略断面図である。別の一実施形態の発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。別の一実施形態の発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。別の一実施形態の発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。別の一実施形態の発光装置の製造方法を説明するための概略断面図である。本発明の一実施形態に関わる実施例の発光装置と比較例の発光装置の構造と測定結果を示す表である。本発明の一実施形態に関わる実施例の光反射材の断面を示すＦＩＢ−ＳＥＭによる断面観察写真である。本発明の一実施形態に関わる実施例の比較例の発光装置の光反射材の断面を示すＦＩＢ−ＳＥＭによる断面観察写真である。本発明の一実施形態に関わる実施例の発光装置と比較例の発光装置の構造と予想される測定結果を示す表である。

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置及び発光装置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、実施の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、単なる例示にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。

図１Ａ及び１Ｂに、実施形態１に関わる発光装置１００の構造を示す。
本実施形態の発光装置１００は、平面視において矩形である発光素子２と、Ａｇ含有層を表面に備える一対の板状の光反射材１と、光反射材１の一部が埋め込まれた樹脂成形体３と、を備える。

本実施形態の光反射材１は、図２の断面図に示すように、Ｃｕ合金である母材1aと、母材1a上に設けられたＮｉＰである非晶質層1bと、非晶質層1b上に設けられたＰｄ層である第１下地層1c1、Ａｕ層である第２下地層1c2と、下地層上に設けられたＡｇ含有層１ｄを有する。このＡｇ含有層１ｄの厚みは例えば、約０．０５μｍ〜約１．０μｍである。
本実施形態の樹脂成形体３は、平面視において横長である形状であり、その側面に光反射材１が底面に露出された横長の凹部を有する。樹脂成形体３の外面には、一対の板状の光反射材１の一部が外部端子部として露出し、外部端子部は樹脂成形体３の下面に沿って折り曲げられている。
そして、これらの部材を被覆するよう樹脂成形体の凹部内に充填された封止部材５を有している。封止部材５は蛍光体を含有した透光性樹脂である。

上述のような構成を有する本実施形態の発光装置の光反射材１は、Ａｇ含有層１ｄの厚みによらず、高い光反射率を有する。そのため、光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。その理由は以下のとおりである。母材や下地層上にめっきで設けられるＡｇ含有層等の金属層は、一般的に母材や下地層上のめっき結晶構造の影響を受ける。つまり、母材や下地層が結晶構造を有している場合、その上に設けられる金属層はその結晶構造の影響を受け、いわゆるエピタキシャル成長を行うことになる。発明者は、この母材等から引き継がれる結晶構造がＡｇ含有層、特に厚みが１μｍ以下のＡｇ含有層の光反射率に悪影響を及ぼすことを見出し、本実施形態の発明に至った。本実施形態の光反射材１は、母材１ａとＡｇ含有層１ｄの間にこの母材等の結晶構造の影響を低減できる非晶質層１ｂを有している。非晶質層１ｂを設けることより、母材１ａ上にめっきで設けられるＡｇ含有層１ｄが母材１ａの結晶構造から受ける影響を低減または排除できるため、緻密で欠陥が少なく微細なＡｇ本来の結晶構造を有し、光反射率が高いＡｇ含有層１ｄを形成することができる。これにより、Ａｇ含有層１ｄの厚みを薄くしても光反射率の高い光反射材１を得ることができ、光取り出し効率の高い発光装置１００とすることができる。

光反射材１
光反射材１は、発光素子２からの光を反射する部材であり、Ａｇ含有層１ｄを表面に有しており、発光素子２または後述する波長変換部材からの発光を反射するよう、発光装置１００に設けられる。

光反射材１は、発光素子２から出射された光を反射可能であれば、どのような形で発光装置１００に用いられていてもよい。例えば、本実施形態のように、発光素子２の下方に設けられてもよいし、発光素子２を取り囲むリフレクタ形状に設けられてもよい。また、光反射材１は、本実施形態のような板状のリードフレームであってもよく、絶縁性の基体上に形成された配線であってもよい。また、光反射材１は、発光素子２を載置する載置部材、放熱を行う放熱部材、発光素子２と電気的に接続される導電部材としての機能を兼ねていてもよい。このため、光反射材１は、その機能に応じて、放熱性、導電性やワイヤボンディング性に優れていることが好ましい。

本実施形態においては、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光反射材１は平面視において略長方形の一対の平板状に形成されている。さらに、発光素子２が載置される載置部材、該発光素子が２本のワイヤ６によって電気的に接続される正負の導電部材としての役割を有している。

本実施形態の光反射材１は、図２に示すように、非晶質層１ｂと、第１下地層である１ｃ１と、第２下地層１ｃ２と、Ａｇ含有層１ｄが、光反射材１の母材１ａ上にこの順に設けられている。言い換えると、母材１ａを中心にくるむように、上面、底面、及び側面においてそれぞれこの順に設けられている。

Ａｇ含有層１ｄ
Ａｇ含有層１ｄは、光反射材１の表面に設けられる。Ａｇ含有層１ｄの厚みは、約０．０５μｍ〜約１．０μｍであることが好ましい。Ａｇ含有層１ｄの厚みが０．０５μｍより薄くなると、光反射率が極端に低下し、光反射材１の表面の材料として用いるメリットが少なくなる。また、１．０μｍより厚くなると材料コストが増加するためである。また、材料コスト及びワイヤボンディング性などの組立信頼性の観点および硫化防止の観点では、Ａｇ含有層１ｄの厚みは、約０．１μｍ〜約０．５μｍとすることが好ましい。光反射率を高めるためには、約０．２μｍ〜約０．５μｍとすることが好ましい。下地層１ｃ１，１ｃ２からの拡散を防止するためには０．５μｍ〜１．０μｍとすることが好ましい。

光反射材１の表面は、可視光領域の波長の光に対する反射率が７０％以上、特に好ましくは８０％以上の反射率であることが好ましい。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、高光沢であることが好ましく、光沢度は、０．５以上、より好ましくは１．０以上、更に好ましくは１．６以上である。ここで示される光沢度は、日本電色工業製微小面色差計ＶＳＲ３００Ａを用い、４５°照射、垂直受光で得られる数字である。

Ａｇ含有層１ｄの材料としては、Ａｇ単体、ＡｇとＡｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｔｅなどの合金などを用いることができる。Ａｇ合金である場合には、銀の割合はおよそ７０％〜９９％であることが好ましい。

Ａｇ含有層１ｄは、光反射材１の全ての表面に設けられている必要はない。つまり、光反射材１の表面の少なくとも一部がＡｇ含有層１ｄであればよい。例えば、図１で示した基体３の凹部の底面に露出していない、すなわち、光反射材１のうち、樹脂成形体３の側壁部の内部に埋設された埋設部や、樹脂成形体３の外部に露出した外部端子部、発光装置の底面側に露出した実装部には、その表面にＡｇ含有層１ｄが設けられていなくてもよい。このように光反射材１の一部にＡｇ含有層１ｄを設けるためには、成膜する際にレジストや保護テープなどでＡｇ含有層１ｄを形成しない部分をマスクで保護すること等によって行うことができる。
Ａｇ含有層１ｄは、本実施形態のように光反射材１の上面とその上面と向かい合う底面との両方に設けられていてもよく、ある面のみに設けられ他の面には設けられていなくてもよい。また、一つ面の中で一部のみに設けられてもよい。また、Ａｇ含有層１ｄは、設けられている全領域にわたって同等の厚みであってもよく、厚みが異なっていてもよい。厚みを異ならせることにより、より効果的にコストを低減することができる。例えば、Ａｇ含有層１ｄが光反射材１の上面と底面とに設けられ、一方の面での厚みが他方よりも厚くてもよい。発光素子２が搭載される上面や発光素子２の近傍の部分に厚いＡｇ含有層１ｄを設けることが光取り出し効率向上の観点から好ましい。これにより、Ａｇ等の材料の量を減らし、コストを低減することができる。

母材１ａ
光反射材１は、Ａｇ含有層１ｄがその上に積層される母材１ａを備える。

本実施形態においては、母材１ａは、光反射材１のおおまかな形状を決定する材料として用いられる。

母材１ａの材料としては、Ｃｕ、Ｆｅ、これらの合金、あるいはクラッド材（例えばＣｕ／ＦｅＮｉ／Ｃｕの積層）等を好適に用いることができる。Ｃｕやその合金は、放熱性に優れているため、好ましく用いることができる。特に、板状のＣｕ及びＣｕ合金は、機械的特性、電気的特性、加工性等の面においても優れており、好ましい。クラッド材は、線膨張係数を低く抑えることができるため、発光装置１００の信頼性が高まり、好ましい。

母材１ａを構成する金属は結晶質を有する。金属や合金は結晶質であることが一般的である。このような金属である母材１ａは、熱処理等、例えば圧延で成形される際の加熱のために、結晶構造に欠陥を有していることがある。このような欠陥を有する結晶構造を備える母材の上にめっきでＡｇ含有層１ｄを形成した場合、Ａｇ含有層１ｄがこの欠陥を含む結晶構造を引き継いで成長してしまうため、Ａｇ含有層１ｄの結晶にも欠陥が生じ、光反射率が低くなってしまう。しかし、上述のように母材１ａとＡｇ含有層１ｄの間に非晶質層１ｂを設けることで、このような問題を解決することができる。

母材１ａの厚みや形状等については、発光装置１００の形状等に応じて種々選択することができる。例えば、板状、塊状、膜状等の形状であることができる。更には、セラミック等に印刷等で設けられる配線パターンであってもよく、形成された配線パターンにＣｕやその合金をめっきしたものであってもよい。

非晶質層１ｂ
本実施形態の光反射材１は、結晶質の母材１ａとＡｇ含有層１ｄの間に非晶質層１ｂを有する。

非晶質層１ｂの厚みは、例えば、約０．０５μｍ〜約１０μｍが好ましく、約０．０５μｍ〜約５μｍがより好ましい。厚みを約０．０５μｍ以上とすることにより、母材１ａからのＡｇへの拡散を効果的に低減することができる。約１０μｍ以下、好ましくは約５μｍ以下の厚みとすることにより、原材料や製造コストが低減できる。
非晶質層１ｂの材料としては、例えば、ＮｉＰ、ＮｉＳ、ＮｉＢ、ＮｉＷＰ合金を用いることができる。なかでも、容易に製造可能なＮｉＰ合金を用いることが好ましい。ＮｉＰ合金中のＰの量を１１ｗｔ％以上とすることで非晶質のＮｉＰ合金とすることができる。非晶質層１ｂ中のＰの割合は、例えば約１１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％程度とすることが好ましく、約１２ｗｔ％〜約１５ｗｔ％程度とすることがより好ましい。Ｐの量が増えると層がもろくなる傾向があり、光反射材１の加工がしづらくなるためである。

下地層１ｃ
Ａｇ含有層１ｄと非晶質層１ｂとの間には、種々の目的で、別の材料の下地層１ｃを備えることができる。本実施形態においては、第１下地層１ｃ１と第２下地層１ｃ２が設けられている。

Ａｇ含有層１ｄの直下に設けられる下地層１ｃ（第２下地層１ｃ２）としては、Ａｇと密着性が高く、Ａｇに比べて硫黄成分と反応しにくい金属を用いることが好ましい。具体的にはＡｕ、Ａｕ合金が好ましく、特に、Ａｕが好ましい。

非晶質層１ｂの直上に設けられる下地層１ｃ（第１下地層１ｃ１）としては、例えば、Ｐｄ、Ｐｄ合金等が好ましい。
Ｃｕを含む材料を母材１ａとする場合、母材１ａの上にＮｉＰ合金である非晶質層１ｂを設け、その上にＰｄの第１下地層１ｃ１、Ａｕの第２下地層１ｃ２層を順に積層させることが好ましい。このような構成とすることで、母材１ａのＣｕが、Ａｇ含有層１ｄ中に拡散するのを抑制するとともに、Ａｇ含有層１ｄの密着性やワイヤボンディング性を高めることができる。

下地層１ｃは、硫化防止と拡散防止の役割の両方を兼ねる層としてもよい。これにより、コストを低減することができる。例えば、Ａｕは硫黄成分と反応しにくく、拡散防止の効果も高いため、好ましく用いることができる。

上記の非晶質層１ｂ、Ａｇ含有層１ｄ及び下地層１ｃなどの層は、めっきにより形成する。光反射材１が母材１ａを有している場合には、めっきをする前に、母材１ａの前処理を行うのが好ましい。前処理としては、希硫酸、希硝酸、希塩酸等の酸処理や、水酸化ナトリウムなどのアルカリ処理が挙げられ、これらを１回又は数回、同じ処理又は異なる処理を組み合わせて行うことができる。前処理を数回行う場合は、各処理後に純水を用いて流水洗浄するのが好ましい。母材１ａがＣｕやＣｕを含む合金からなる金属板の場合、希硫酸が好ましく、ＦｅやＦｅを含む合金からなる金属板の場合、希塩酸が好ましい。

非晶質層１ｂの材料がＮｉＰ合金である場合、非晶質層１ｂはＮｉＰめっき液を用いて形成することができる。

めっきの方法としては、電解めっきまたは無電解めっきを用いることができる。なかでも電解めっきは層の形成の速度が速く、量産性を高めることができるため、好ましい。

Ａｇ含有層１ｄを電解めっきで形成する際には、Ｓｅ系光沢剤、Ｓｂ系光沢剤、Ｓ系光沢剤、有機系光沢剤等の光沢剤を併用することで、光沢度を向上させることができる。光沢剤を多く用いると、Ａｇ含有層１ｄの中にこれら光沢剤の成分が取り込まれ、耐食性を悪化させる要因となることがあるが、本実施形態では、Ａｇ含有層１ｄをめっき形成する前に下地層１ｃを形成し、その膜質を制御することで光沢剤の使用を少なくしても光沢度を高い範囲とすることができる。これにより、高い光沢度を有しつつ、耐食性にも優れた光反射材１を得る事ができる。

また、光反射材１の光反射率を高めるため、母材１ａの平坦度は、なるべく高いことが好ましい。例えば、表面粗さＲａが０．５μｍ以下とすることが好ましい。これにより、母材１ａの上に設ける下地層１ｃおよびＡｇ含有層１ｄの平坦度を高めることができ、光を反射するＡｇ含有層１ｄの厚みが０．１μｍ〜０．５μｍと非常に薄くしても、光反射材１の光反射率を良好に高めることができる。母材１ａの平坦度は、圧延処理、物理研磨、化学研磨等の処理を行うことで高めることができる。

光反射材１の形状は、例えば、図３Ａ及び３Ｂに示すように、略平板状で、屈曲部を有さないことが好ましい。これにより、光反射材１の信頼性を高めることができる。非晶質層１ｂは通常の金属層より脆い場合が多いため、非晶質層１ｂを備える光反射材１を屈曲させると、Ａｇ含有層１ｄが破壊される、またはＡｇ含有層１ｄにクラックが発生するおそれがある。これによって、光反射材１の母材の酸化や硫化等が発生し、発光装置１００の信頼性が低下するおそれがある。しかし、光反射材１を略平板状とし、屈曲部を有さない形状として発光装置１００に用いることで、発光装置１００の信頼性が低下するおそれを低減することができる。

発光素子２
発光素子２は、発光素子２から出射された光が光反射材１に反射される位置に設けられる。本実施形態においては、光反射材１を底面に露出させる樹脂成形体３の凹部内に設けられている。
発光素子２は、任意の波長の半導体発光素子を選択することができる。例えば、青色、緑色発光の発光素子２としては、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ等の窒化物系半導体やＧａＰを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる発光素子２を用いることもできる。用いる発光素子２の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。

発光装置１００が波長変換部材を備える場合には、その波長変換部材を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶比によって発光波長を種々選択することができる。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子２とすることができる。

発光素子２は、光反射材１上に実装することが好ましい。これにより、発光装置１００の光取出し効率を向上させることができる。

発光素子２は、導電部材と電気的に接続される正負の電極を有している。これらの正負の電極は一面側に設けられていてもよく、発光素子２の上下両面に設けられていてもよい。導電部材との接続は、後述の接合部材４とワイヤ６によってなされてもよく、フリップチップ実装によってなされてもよい。

光反射材１のＡｇ含有層１ｄ上に発光素子２を実装した場合には、光取出し効率を向上させることができるため、好ましい。

発光素子２への給電のためには、上述の接合部材４を導電性として発光素子２の電極と接合させるほか、ワイヤ６を用いることもできる。ワイヤ６は、複数の発光素子２の間をつなぐように接続することもできる。また、図１Ａ及び１Ｂに示すように、それぞれの発光素子２ごとにリードを接続するように設けることもできる。

基体３
本実施形態の発光装置１００は、少なくとも光反射材１を備えるパッケージを有する。これらのパッケージは、光反射材１のほか、基体３を備えることができる。

本実施形態の発光装置１００は、基体３を有することができる。基体３は、例えば、光反射材１を支持ないし保持するための部材である。

樹脂成形体
本実施形態の発光装置１００は、基体として樹脂成形体３を備える。樹脂成形体３は、一対の光反射材１を一体的に保持する樹脂を基材とする部材である。樹脂成形体３の平面視形状は、図１及び図２に示すような横長の外形の他、四角形、多角形、更にそれらを組み合わせたような形状とすることができる。発光装置１００の樹脂成形体３が凹部を有する場合、凹部の側壁部は、その内側面は図１Ｂに示すような底面に対して傾斜した角度で設けるほか、略垂直な角度であってもよく、段差面を有していてもよい。また、その高さや開口部の形状等についても、目的や用途に応じて適宜選択することができる。凹部の内部には光反射材１が設けられることが好ましく、本実施形態のように底面部のほか、側壁部に光反射材を備えてもよい。

樹脂成形体３の基材としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができ、特に、熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。熱硬化性樹脂としては、封止部材５に用いられる樹脂に比してガス透過性の低い樹脂が好ましく、具体的にはエポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂組成物などをあげることができる。このような樹脂成形体３の基材に、充填材（フィラー）としてＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２などの微粒子などを混入させることで光の透過率を調整し、発光素子からの光の約６０％以上を反射するよう、より好ましくは約９０％を反射するようにするのが好ましい。

なお、基体３は、上記のような樹脂を基材とするものに限られず、セラミックやガラスや金属等の無機物で形成されてもよい。これにより、劣化等が少なく、信頼性の高い発光装置１０とすることができる。

接合部材４
接合部材４は、発光素子２を発光装置１００に固定し実装する部材である。好ましい材料としては、導電性の接合部材４としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕなどの共晶はんだ材料、低融点金属等のろう材、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ粒子や皮膜を用いた同材料間の接合等を用いることができる。絶縁性の接合部材４としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物やその変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、発光素子２からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子２の実装面にＡｌ膜やＡｇ膜などの反射率の高い金属層や誘電体反射膜を設けることができる。

封止部材５
本実施形態の発光装置１００は、封止部材５を備えていてもよい。封止部材５を発光素子２、光反射材１、ワイヤ６や保護膜等の部材を被覆するよう設けることで、被覆した部材を塵芥や水分、更には外力などから保護することができ、発光装置１００の信頼性を高めることができる。特に、保護膜を形成した後に封止部材５を保護膜上に設けることで、保護膜を保護することができるため、信頼性が高まり好ましい。

封止部材５は、発光素子２からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、フッ素樹脂組成物など、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。特にジメチルシリコーン、フェニル含有量の少ないフェニルシリコーン、フッ素系シリコーン樹脂などシロキサン骨格をベースに持つ樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。

封止部材５の形成方法は、封止部材５が樹脂である場合、ポッティング（滴下）法、圧縮成型法、印刷法、トランスファモールド法、ジェットディスペンス法、スプレー塗布などを用いることができる。図１Ａ及び１Ｂのような凹部を有する基体３の場合は、ポッティング法が好ましく、平板状の基体３を用いる場合は、圧縮成型法やトランスファモールド法が好ましい。

封止部材５は、図１Ｂに示すように、樹脂成形体３の凹部内を充填するよう設けることができる。

封止部材５の外表面の形状については、発光装置１００に求められる配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状、粗面などとすることで、発光装置の指向特性や光取出し効率を調整することができる。

封止部材５には、着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材などを含有させることもできる。

波長変換部材は、発光素子２の光を波長変換させる材料である。発光素子２からの発光が青色光の場合、波長変換部材としては、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（以下、「ＹＡＧ：Ｃｅ」と呼ぶ。）が好適に用いられる。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、発光素子からの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光装置１００を、比較的簡単に形成することができる。

ワイヤ６
ワイヤ６は発光素子２と光反射材１等の導電部材とを接続する。ワイヤ６の材料は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等及びこれらの合金が好適に用いられる。また、コアの表面にコアと別の材料で被覆層を設けたもの、例えば、Ｃｕのコアの表面にＰｄやＰｄＡｕ合金等を被覆層として設けたものを用いることができる。なかでも、信頼性の高いＡｕ、Ａｇ、Ａｇ合金のいずれか１種から選ばれることが好ましい。また、特に、光反射率の高いＡｇまたはＡｇ合金であることが好ましい。この場合は特に、ワイヤ６は保護膜によって被覆されることが好ましい。これにより、Ａｇを含むワイヤの硫化や断線を防止し、発光装置１００の信頼性を高めることができる。
また、母材１ａがＣｕであり、ワイヤ６がＡｇまたはＡｇ合金である場合、その間に非晶質層１ｂを備えることによって、ＣｕとＡｇでの間の局部電池の形成を抑制することができる。これにより、光反射材１またはワイヤ６の劣化のおそれを低減し、信頼性の高い発光装置１００とすることができる。

保護膜
発光装置１００はさらに、保護膜を備えてもよい。保護膜は、光反射材１の表面に設けられたＡｇ含有層１ｄを少なくとも被覆する、主として光反射材１の表面のＡｇ含有層１ｄの変色または腐食を抑制する部材である。さらに、任意に、発光素子２、接合部材４、ワイヤ６、基体（樹脂成形体３）等の光反射材１以外の部材の表面、やＡｇ含有層１ｄが設けられていない光反射材１の表面を被覆してもよい。

本実施形態においては、保護膜は、Ａｇ含有層１ｄまたは光反射材１の表面のみではなく、発光素子２、接合部材４、ワイヤ６、および樹脂成形体３等の表面に連続して設けられている。

ワイヤ６が光反射材と接続される場合、ワイヤ６の表面にも保護膜が設けられることが好ましい。ワイヤ６がＡｇまたはＡｇ合金である場合、保護膜はワイヤ６を被覆するよう設けられることが好ましい。これにより、Ａｇを含むワイヤの硫化や断線を防止し、発光装置１００の信頼性を高めることができる。

本実施形態の保護膜は、原子層堆積法（以下、ＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｓｉｏｎ）とも呼ぶ）によって形成されることが好ましい。ＡＬＤ法によれば、非常に均一な保護膜を製膜することができるとともに、形成された保護膜が他の成膜方法で得られる保護膜に比較して緻密であるため、Ａｇ含有層１ｄの硫化を非常に有効に防止することができる。

保護膜の材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＭｇＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２、ＳｅＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２等の酸化物や、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ等の窒化物、ＺｎＦ_２、ＳｒＦ_２等のフッ化物が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。或いは、積層させるようにしてもよい。

なお、接合部材４と光反射材１との熱膨張率差により、発光素子２の周囲において保護膜にクラックが形成され、発光素子２の近傍のＡｇ含有層１ｄが硫化するおそれがある。しかし、本実施形態のようにＡｇ含有層１ｄの厚みを０．１μｍ〜０．５μｍと非常に薄くすることで硫化の進行が低減され、光反射材１の光反射率の低下を抑えることができる。

発光装置１００は、上記の他、種々の部材を備えることができる。例えば、保護素子としてツェナーダイオードを搭載することができる。

第２実施形態の発光装置２００は、図３Ａ及び３Ｂに示すように、屈曲部を有さない平板状の光反射材１を備える。このような発光装置２００は、下記のようにして製造できる。
まず、図４Ａに示すように、光反射材１を準備する。具体的には、母材であるＣｕの金属板をパンチングして一対のリードを複数備えたリードフレームを形成する。次に、ウェットエッチングにより、リードフレームの所定の位置に段差を形成する。段差を形成した後に、母材の表面にＮｉＰの非晶質層、ＰｄおよびＡｕの下地層、Ａｇ含有層を順にめっきで形成し、リードフレームを形成する。

図４Ｂに示すように、このように得られた光反射材１に、トランスファモールド法で樹脂成形体３を形成する。樹脂成形体は、図４Ｂに示すように、一対のリードがそれぞれに凹部の底面に露出するように形成される。つまり、光反射材１はそれぞれの樹脂成形体の凹部の底面に露出されている。

次に、図４Ｃに示すように、樹脂成形体３が形成されたリードフレーム１の素子載置領域に、接合部材を介して発光素子２を載置する。そして、発光素子２とリードフレームとをワイヤによって接続する。その後、それぞれの凹部内に封止部材５を設ける。
そして、図４Ｄに示すようなリードフレーム１と樹脂成形体３を、ダイシングソー等を用いて切断し、図３Ａ及び図３Ｂに示すような個々の発光装置に個片化する。この切断により、発光装置２００の外側面に光反射材１の断面が露出する。この断面においては、Ｃｕの母材と、ＮｉＰの非晶質層、ＰｄおよびＡｕの下地層、Ａｇ含有層が露出している。
このようにすれば、屈曲部を有さない平板状の光反射材１を有する発光装置２００を製造することができる。

実施例として、図１Ａ及び１Ｂに示す発光装置と実質的に同様の構造の発光装置を製造した。

実施例１として、図６に示すように、Ｃｕの母材１０１ａの表面に、非晶質層１０１ｂとして厚み２μｍのＮｉＰ合金層、下地層１０１ｃとして厚み０．０７μｍのＰｄ層と厚み０．００４μｍのＡｕ層、その上にＡｇ含有層１０１ｄとして０．５μｍのＡｇ層を順に電解めっきにて形成した一対のリードフレームである光反射材１０１を用意した。

実施例２として、図６に示すように、Ｃｕの母材２０１ａの表面に、非晶質層２０１ｂとして厚み１μｍのＮｉＰ合金層、下地層２０１ｃとして厚み０．０３μｍのＰｄと厚み０．００３μｍのＡｕ層、その上にＡｇ含有層２０１ｄとして３．０μｍのＡｇ層を順に電解めっきにて形成した一対のリードフレームである光反射材２０１を用意した。

ＮｉＰの非晶質層１ｂは、特開平５−７８８８２に記載の電解めっき浴を参考にして
硫酸ニッケル＝１５０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル＝４０ｇ／Ｌ
クエン酸ナトリウム＝１４７ｇ／Ｌ
亜燐酸＝８２ｇ／Ｌ
ほう酸＝３０ｇ／Ｌ
ｐＨ３．０
の浴組成を用いて、液温６０℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２でめっきして作成した。

比較例として、実施例と同様の構造で、非晶質層１ｂの代わりにＮｉ層１ｚを設けた発光装置を製造した。

比較例１として、図７に示すように、Ｃｕの母材８１ａの表面に、Ｎｉ層８１ｚとして厚み２μｍのＮｉ層、下地層８１ｃとして厚み０．０３μｍのＰｄ層と厚み０．００５μｍのＡｕ層、その上にＡｇ含有層８１ｄとして０．５μｍのＡｇ層を順に電解めっきにて形成した一対のリードフレームである光反射材を用意した。

比較例２として、図７に示すように、Ｃｕの母材９１ａの表面に、Ｎｉ層９１ｚとして厚み１μｍのＮｉ層、下地層９１ｃとして厚み０．０３μｍのＰｄと厚み０．００５μｍのＡｕ層、その上にＡｇ含有層９１ｄとして３．０μｍのＡｇ層を順に電解めっきにて形成した一対のリードフレームである光反射材を用意した。

このＮｉ層は、
スルファミン酸ニッケル＝４５０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル＝１０ｇ／Ｌ
ほう酸＝３０ｇ／Ｌ
ｐＨ４．０
の浴組成を用いて、液温５５℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２でめっきして作成した。

図７に示したように、ＦＩＢ−ＳＥＭによる断面観察の結果、比較例のＮｉ層では、結晶性の皮膜であることがわかる上、母材の結晶状態がＡｇ含有層まで影響しているのがわかる。

しかし、図６に示すように、実施例１および２では、ＮｉＰ合金の中にＰが均一に分散し、非晶質層であることは明らかである。また、Ａｇ含有層１０１ｄ、２０１ｄが母材１０１ａ、２０１ａの結晶状態の影響をうけていない。

さらに、Ｘ線回折装置による観察の結果、比較例のＮｉ層では、結晶性めっき皮膜に見られるシャ−プな回折ピークが見られるのに対して、実施例のＮｉＰ合金層は、非晶質である証拠であるブロードな回折ピークを示した。

次に、図１Ａ及び１Ｂに示すような、このようなリードフレーム１が、それぞれ埋設された基体である樹脂成形体３を形成した。なお、発光装置１００が個片化されるまでは、一対のリードフレーム１が複数連結された状態のリードフレーム１に、複数の樹脂成形体３が成形された集合体の状態で各工程を経るが、便宜上、図１Ａ及び１Ｂに示す１つの発光装置１００（単数）で説明する。

本実施例の樹脂成形体３は、凹部を有しており、凹部の底面に光反射材１が露出されている。その光反射材１の上に、透光性の樹脂を接合部材４として、上面に正負の電極を備える平面視において矩形の発光素子２を載置し、接合した。その後、凹部内にＹＡＧ蛍光体を含有する透光性樹脂の封止樹脂を形成した。

このように製造された発光装置について、全光束の測定を行った結果を図５に示す。

図５に示すように、実施例１、２の発光装置は、Ａｇ含有層１０１ｄ、２０１ｄの厚みを問わずいずれも、高い全光束を示した。しかし、比較例の発光装置では、比較例１のようにＡｇ含有層９１ｄの厚みが薄い場合、低い全光束しか得られなかった。比較例２のようにＡｇ含有層の厚みを厚くした場合には、高い全光束を得ることができた。

図８に、本実施形態の光反射材１に利用可能な非晶質層、下地層及びＡｇ含有層の組み合わせと、予想される光反射材の光沢度及び発光装置の全光束及び実施例２に対する相対比率を示す。
いずれの実施例によっても、Ａｇ含有層の反射率が向上され、発光装置の光取り出し効率が向上することが期待できる。

１００、２００…発光装置
１…光反射材
１ａ、１０１ａ、２０１ｂ…母材
１ｂ、１０１ｂ、２０１ｂ…非晶質層
１０１ｃ、２０１ｃ…下地層
１ｃ１…第１下地層
１ｃ２…第２下地層
１ｄ、１０１ｄ、２０１ｄ…Ａｇ含有層
２…発光素子
３…基体（樹脂成形体）
３１…側壁部
３２…底面部
４…接合部材
５…封止部材
６…ワイヤ

Claims

発光素子と、
結晶質の金属である母材と、前記母材上に設けられた非晶質の金属である非晶質層と、前記非晶質層上に設けられたＡｇ含有層と、を備え、前記発光素子から出射された光を反射する光反射材と、
を有する発光装置。
前記非晶質層がＮｉＰ合金である、請求項１に記載の発光装置。
前記Ａｇ含有層の厚みが、０．０５μｍ以上１μｍ以下である、請求項１または２に記載の発光装置。
前記Ａｇ含有層と前記非晶質層の間に下地層を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記下地層が、非晶質層側からＰｄ、Ａｕの順に積層されている、請求項４に記載の発光装置。
前記発光素子と前記光反射材を接続するワイヤをさらに有し、前記ワイヤの材料はＡｕ、Ａｇ、Ａｇ合金のいずれか１種である請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
前記光反射材の上面に前記Ａｇ含有層を有し、前記光反射材の上面に発光素子が実装されている請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
前記光反射材が前記Ａｇ含有層が露出されるように埋め込まれている樹脂成形体を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
前記光反射材が略平板状であって屈曲部を有さない、請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
光反射材を準備する工程と、
前記光反射材を備えるパッケージを準備する工程と、
前記パッケージに発光素子を実装する工程を備え、
前記光反射材を準備する工程は、母材を準備し、前記母材に非晶質の金属である非晶質層をめっきで形成し、前記非晶質層の上にＡｇ含有層をめっきで形成することを含む、
発光装置の製造方法。
前記Ａｇ含有層を、０．０５μｍ以上１μｍ以下の厚みで形成する、請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
前記非晶質層はＮｉＰであり、ＮｉＰめっき液を用いて形成する請求項１０または１１に記載の発光装置の製造方法。
前記非晶質層は、電解めっきで形成する請求項１０から１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記母材は圧延で形成される、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
結晶質の金属である母材と、前記母材上に設けられた非晶質の金属である非晶質層と、前記非晶質層上に設けられたＡｇ含有層と、を備え、前記発光素子から出射された光を反射する光反射材と、
前記光反射材を支持する基体と、
を有する発光装置用パッケージ。