(57)【要約】【課題】光半導体装置用パッケージとこれを用いた光半導体装置において、シリコーン樹脂等の透明封止樹脂と、キャビティ内の素子搭載部もしくは光反射被膜との密着性を向上させることにより、外部からキャビティ内への水分や酸素ガス等の侵入を防ぎ、素子搭載部もしくは光反射被膜の硫化現象や酸化現象による変色を防止して良好な発光特性を維持する。【解決手段】キャビティ１０４内の底面１０４ａの素子接続部１０４ｂと、キャビティ１０４の内側面１０４ｃの光反射被膜１０５の各表面に、機能性有機分子１の自己組織化によって形成される有機被膜２を被覆させる。機能性有機分子１の第一官能基を素子接続部１０４ｂ及び光反射被膜１０５に結合させ、第二官能基に防汚性、樹脂硬化性若しくは樹脂硬化促進性を持たせる。この第二官能基を有機被膜２の表面に配向させる。有機被膜２の上に透明封止樹脂１０７を充填する。【選択図】図１
2010199234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有する基体と、前記キャビティの底面に配設された素子接続部と、前記基体外部に配設された外部接続部とを備え、前記素子接続部と前記外部接続部とが導通接続された光半導体装置用パッケージであって、
少なくともキャビティ内における前記素子接続部の表面に、機能性有機分子の自己組織化によって形成された有機被膜が形成され、
前記機能性有機分子は、主鎖部の一端に、前記素子接続部または前記外部接続部の少なくともいずれかに対して金属結合、水素結合、若しくは金属錯体による配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基を有し、主鎖部の他端に、防汚性を呈する第二官能基を有しており、
第二官能基が有機被膜の表面に配向されている
ことを特徴とする光半導体用パッケージ。
【請求項２】
前記キャビティには光反射被膜が設けられ、当該光反射被膜の表面にも前記有機被膜が第二官能基を表面に配向させて形成されている
特徴とする請求項１に記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
キャビティを有する基体と、前記キャビティの底面に配設された素子接続部と、前記基体外部に配設された外部接続部とを備え、前記素子接続部と前記外部接続部とが導通接続された光半導体装置用パッケージであって、
少なくともキャビティ内における前記素子接続部の表面に、機能性有機分子の自己組織化によって形成された有機被膜が形成され、
前記機能性有機分子は、主鎖部の一端に、前記素子接続部または前記外部接続部の少なくともいずれかに対して金属結合、水素結合、若しくは金属錯体による配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基を有し、主鎖部の他端に、樹脂硬化性若しくは樹脂硬化促進性を呈する第二官能基を有しており、
第二官能基が有機被膜の表面に配向されている
ことを特徴とする光半導体用パッケージ。
【請求項４】
前記外部接続部の表面にも前記有機被膜が第二官能基を表面に配向させて形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項５】
第一官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光半導体装置用パッケージに対し、半導体素子が前記素子接続部に電気的に接続され、
前記キャビティ内にが透明封止樹脂が充填されてなる
ことを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置に関する発明であり、特にパッケージのキャビティ内に露出する素子搭載部や光反射被膜等の変色防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光半導体装置には小型化、高出力化の要求が高まっており、高い信頼性と放熱性を向上することが強く求められている。さらに、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｎｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などの光半導体装置は高い発光効率が求められている。
また、最近ではキャビティを有したセラミック製光半導体装置用パッケージも使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２（ａ）は従来の光半導体装置用パッケージ１５０の断面図であり、図２（ｂ）は、光半導体装置用パッケージ１５０を用いた光半導体装置１５１の構成を示す断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ部拡大断面図である。
これらの各図に示される光半導体装置１５１は、アルミナ又はガラス−セラミックなどを焼成したセラミックからなる基体部１０２に、発光素子１０３を搭載するためのすり鉢状のキャビティ１０４が形成されている。
キャビティ１０４の底面１０４ａには素子接続部１０４ｂが形成されている。底面１０４ａを取り囲む内側面１０４ｃには、その表面上に、光反射被膜１０５が形成されている。
また、光半導体装置１５０の外部に露出する外部接続部１０４ｄは、素子搭載部１０４ｂと導通接続されて配設されている。
【０００４】
素子接続部１０４ｂと光反射被膜１０５は、セラミックにタングステンなどで形成された配線上に下地被膜を介して形成される銀被膜である。なお、これらの表面には経時変化によって生じる硫化現象、酸化現象、塩化現象などで変色することで発光効率が低下することを防ぐために、例えば、硫化現象を主原因と捉え変色防止被膜を形成することもある。
【０００５】
素子接続部１０４ｂには、ＬＥＤチップ等の半導体素子１０３が搭載される。その搭載方法としては金等のボンディングワイヤー１０６の各一端を接続したり、フリップチップボンディングとして搭載される。そして、少なくともキャビティ１０４の内部が透明な封止樹脂１０７で封止されている。
【特許文献１】特開２００６−３０３０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光半導体装置用パッケージとこれを用いた光半導体装置では、変色の主原因を硫化現象と捉えて変色防止被膜を形成しているため、単なる硫化現象による変色に対しては一定の効果があると思われる。しかし、透明封止樹脂のシリコーン樹脂は高い透明性を確保できる反面、アルミナセラミック等と比べて線膨張率が高い。このため、シリコーン樹脂によりキャビティ内を封止する工程において、樹脂材料が受ける熱変化（いわゆる熱履歴）により、シリコーン樹脂が熱収縮する。これにより、シリコーン樹脂と銀被膜の界面、または銀被膜と変色防止被膜との界面で剥離が生じ、この剥離部分に外部から水分や酸素等のガスの侵入を招く場合がある。これにより銀被膜や変色防止被膜の表面が硫化現象や酸化現象などで変色する。このような変色は、光半導体装置の出力を損ない、発光特性を低下させる原因にもなるため、早急に解決すべき課題になっている。
【０００７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、シリコーン樹脂を光半導体装置用パッケージ側と高度に密着させることで、良好な発光特性を発揮することが可能な半導体装置用パッケージとそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、キャビティを有する基体と、前記キャビティの底面に配設された素子接続部と、前記基体外部に配設された外部接続部とを備え、前記素子接続部と前記外部接続部とが導通接続された光半導体装置用パッケージであって、少なくともキャビティ内における前記素子接続部の表面に、機能性有機分子の自己組織化によって形成された有機被膜が形成され、前記機能性有機分子は、主鎖部の一端に、前記素子接続部または前記外部接続部の少なくともいずれかに対して金属結合、水素結合、若しくは金属錯体による配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基を有し、主鎖部の他端に、防汚性を呈する第二官能基を有しており、第二官能基が有機被膜の表面に配向されている構成とした。
【０００９】
ここで、前記キャビティには光反射被膜が設けられ、当該光反射被膜の表面にも前記有機被膜が第二官能基を表面に配向させて形成された構成とすることもできる。
また本発明は、キャビティを有する基体と、前記キャビティの底面に配設された素子接続部と、前記基体外部に配設された外部接続部とを備え、前記素子接続部と前記外部接続部とが導通接続された光半導体装置用パッケージであって、少なくともキャビティ内における前記素子接続部の表面に、機能性有機分子の自己組織化によって形成された有機被膜が形成され、前記機能性有機分子は、主鎖部の一端に、前記素子接続部または前記外部接続部の少なくともいずれかに対して金属結合、水素結合、若しくは金属錯体による配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基を有し、主鎖部の他端に、樹脂硬化性若しくは樹脂硬化促進性を呈する第二官能基を有しており、第二官能基が有機被膜の表面に配向されている構成とした。
【００１０】
また、上記したいずれの構成においても、前記外部接続部の表面にも前記有機被膜が第二官能基を表面に配向させて形成された構成とすることもできる。
第一官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成することができる。
また本発明は、上記した本発明の光半導体装置用パッケージに対し、半導体素子が前記素子接続部に電気的に接続され、前記キャビティ内にが透明封止樹脂が充填されてなる光半導体装置とした。
【発明の効果】
【００１１】
以上の構成を有する本発明では、光半導体装置用パッケージのキャビティ内において、少なくとも素子搭載部の表面に機能性有機分子の自己組織化により形成される有機被膜を配設している。この有機被膜の表面側に位置する、機能性有機分子の第二官能基を適宜調節することによって、不要な有機物や酸化物に対して種々の良好な化学作用を発揮でき、優れた防汚性や透明封止樹脂との密着性を発揮することができる。
【００１２】
具体的に本発明では、機能性有機分子の主鎖部の一末端に、金属結合性を呈する第一官能基を配設することで、少なくともキャビティ内における前記素子接続部の表面に、、防汚性を有する第二官能基を配向させるように機能性有機分子が自己組織化することで、単分子膜からなる有機被膜が形成される。この防汚性により、有機被膜表面には各種有機もしくは無機不純物の堆積を防止することができる。このため、透明封止樹脂は清浄な有機被膜に対して充填され、高い密着性でキャビティ内に配設されるため、たとえ当該封止樹脂が熱変化により熱収縮したとしても、容易にキャビティ側から剥離することがない。したがって、少なくともキャビティ内の素子搭載部は、外部の水分や酸素等のガスに曝されることがないので、素子搭載部の硫化現象・酸化現象を防止し、その変色を防止することができる。その結果、長期にわたり良好な発光特性を維持することができるようになっている。
【００１３】
さらに有機被膜では、主鎖部が前記自己組織化によって緻密に配列しているため、構造的にも外部からの水分や酸素ガス等の侵入を抑制する効果を有している。
さらに、有機被膜を利用すれば、当該被膜上に接続されるボンディングワイヤーとの結合力や、半導体素子と配線部材との結合力を高める効果も期待できる。
さらに、機能性有機分子の大部分の構成を占める主鎖部が疎水性の炭化水素または炭化フッ素で構成されていれば、本発明の有機被膜が施された場合に、半導体装置用パッケージに対する防水効果が発揮される。これにより、いわゆるマイグレーションの抑制効果が期待でき、安定した導通部品としての性能を維持することができる。
【００１４】
なお、本発明において機能性有機分子から構成する有機被膜は、自己組織化現象を利用した単分子膜として構成されるが、半導体装置用パッケージに対する結合性が非常に優れている。従って、単分子レベルの厚みでありながら、有機被膜が施された半導体装置用パッケージの防腐、防錆、及び有機物付着や酸化物堆積の防止といった要求を達成できる。また、一旦配設した後は有機被膜を除去する必要はない。このような機能性・構成等の点において、本願発明は一般的な表面処理剤、界面活性剤、塗料等とは全く異なるものである。
【００１５】
このように本発明は、従来と同等の構成の半導体装置用パッケージにおいて、所定の機能性有機分子からなる有機被膜を形成するだけで実現でき、従来のように機能被膜における金メッキの厚みを厚くすることや過度の超音波により有機被膜等を飛散させる必要がない。このため、比較的低コストで実現することができるメリットも有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。
尚、当然ながら本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
１．半導体装置用パッケージとこれを用いた半導体装置の構成
図１（ａ）は本発明の一適用例である半導体装置用パッケージ１００の断面図である。図１（ｂ）は、半導体装置用パッケージ１００を用いた半導体装置１０１の構成を示す断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるＡ部の拡大断面図である。    
【００１７】
これらの各図に示される構成の多くは、背景技術として説明した従来の光半導体装置用パッケージ１５０及び光半導体装置１５１と同じであるため、同一の説明を省略する。
実施の形態１の主たる特徴として、パッケージ１００及び光半導体装置１０１の少なくともキャビティ１０４内の素子搭載部１０４ｂ（ここでは素子搭載部１０４ｂと光反射被膜１０５の各表面、並びに外部接続部１０４ｄの表面）に対し、所定の有機被膜２が被膜形成されている。この有機被膜２の表面は優れた防汚性を発揮できるため、当該表面に有機もしくは無機不純物の付着・堆積を防止でき、キャビティ１０４内において高度な密着性でシリコーン樹脂（透明封止樹脂１０７）を充填して封止できる。このため、駆動時の熱履歴によって透明封止樹脂１０７が多少、熱収縮しても、透明封止樹脂１０７が容易に有機被膜２の表面から剥離しないようになっている。
【００１８】
なお、本発明では、少なくともキャビティ１０４内の素子搭載部１０４ｂに有機被膜２を形成すればよいが、上記のように光反射被膜１０５にも形成することで、一層良好に透明封止樹脂１０７を配設することができる。また、外部接続部１０４ｄの表面にも形成することで、確実に外部接続を図ることができるので好適である。
以下、当該有機被膜２について詳細を説明する。
【００１９】
２．有機被膜２の構成について
図１（ｃ）は機能性有機分子１の模式的な構造図である。当図に示される機能性有機分子１は、第一官能基Ａ１、主鎖部Ｂ１、第二官能基Ｃ１が同順に結合されてなる。当図に示すように、有機被膜２では第一官能基Ａ１が素子搭載部１０４ｂに結合する一方、第二官能基Ｃ１が有機被膜２の表面（すなわち、透明封止樹脂１０７と接する上部表面）に配向されている。
【００２０】
主鎖部Ｂ１は、グリコール鎖、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、またはシロキサン鎖、アリール鎖、ヘテロ環鎖等の成分から構成される。  第一官能基Ａ１は、金属との結合性を呈する一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成された機能部である。
第二官能基Ｃ１は、緻密に配列することにより防汚性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成された機能部である。
【００２１】
このような機能性有機分子１の各々は、前述のごとく素子搭載部１０４ｂの表面に第一官能基Ａ１が配向結合するので、主鎖部Ｂ１の他方末端に配された第二官能基Ｃ１が前記表面外方へ向けて配向される。これにより、分子配向性に係る化学特性（相互親和性）が整えられ、いわゆる自己組織化構造体としての単分子膜（有機被膜２）が自然に構成されている。当該有機被膜２の膜厚は、前記機能性有機分子１の大きさに依存し、ここでは数ｎｍオーダーに調整される。
これにより有機被膜２は、キャビティ１０４内部の所定部分を単分子レベルのサイズで緻密に保護することができるので、結果として残渣物による微量の有機物付着防止や、酸素ガスや水分付着による表面酸化膜形成の防止機能が発揮される。
機能性有機分子１の一般式は、Ａ１−（Ｂ１）ｎ−Ｃ１で表される。式中のｎは４〜４０程度が好適である。ｎが小さ過ぎると主鎖部Ｂ１が短すぎ、第一官能基Ａ１が素子接続部１０４ｂおよび光反射被膜１０５に被着する際に複数の上記機能性有機分子１間において、主鎖部Ｂ１の有する疎水性によって当該分子同士の疎水的親和作用が弱くなり、第二官能基Ｃ１の外方への配向性が失われ易くなる。また、ｎが大き過ぎると主鎖部Ｂが長すぎ、ハンダ付け性、ワイヤーボンディング性、ダイボンディング性等が損なわれ易くなる。
なお、主鎖部Ｂ１は適宜側鎖が結合された構造であってもよく、更に、親水性を有するグリコール鎖を主鎖部の一部に導入することにより、疎水的親和作用と親水的親和作用の両方による強い配向性を得ることもできる。
【００２２】
以下、本実施の形態１の機能性有機分子１として取りうる化学構造について、詳細を説明する。
（第一官能基Ａ１について）
前記の通り第一官能基Ａ１には、金属材料に対する親和性、金属結合性（配位結合を含む）、金属結合性を有することが要求される。この特性を有するものであれば、第一官能基Ａ１は、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであってもよい。
【００２３】
例えばチオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物（ジスルフィド化合物等）、含窒素複素環化合物（アゾール化合物、アジン化合物等）、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
第一官能基Ａ１がチオール基（Ｒ−ＳＨ、ただし、Ｒはアルカンやアルケン等の任意の官能基）を有する場合、金（Ａｕ）や銀（銀）など１価以上の陽イオンになりうる金属原子に配位し、Ａｕ−Ｓ−Ｒ又は銀−Ｓ−Ｒ等の共有結合により、機能性有機分子２が素子搭載部１０４ｂに被着される。同様に、第一官能基Ａ１がジスルフィド基（Ｒ１−Ｓ−Ｓ−Ｒ２）の場合、Ａｕ（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）又は銀（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）等の共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
第一官能基Ａ１が、アゾール化合物、アジン化合物を含む場合は、当該化合物をなす分子中の窒素原子の非共有電子対が２価以上の陽イオンになりうる金属に配位結合できる。例えば、イミダゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物等は、主にＣｕ等の金属と配位結合を形成しやすいため好適である。
【００２４】
なお、上記化合物の種類によっては、共有結合や配位結合または水素結合等が同時に形成されうるが、このような複数種類の結合がなされることで、より強固な結合構造を期待できるものである。
（主鎖部Ｂ１について）
主鎖部Ｂ１は、一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖のうち一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれか）等を利用できる。メチレン鎖は、分子間で互いに会合し、超分子的に炭化水素鎖の緻密な炭素鎖を形成できるので好適である。また、メチレン鎖を用いれば、比較的迅速に有機被膜２を形成できることが発明者らの検討により明らかにされている。
主鎖部Ｂ１にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、有機被膜２形成後には、キャビティ１０４内において、特に素子接続部１０４ｂ及び光反射被膜１０５と透明封止樹脂１０７とが強固に密着される。その結果、この界面への水分浸入が確実に抑制される。また、有機被膜２も強固に被膜されていることから、熱履歴により剥離が生じにくく、長期にわたり効果が得られる点で好適である。
主鎖部Ｂ１にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる特性が発揮される。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜２が比較的高温環境下に曝された場合にも、当該有機被膜２自体の変質・損傷の防止効果が奏される。また、主鎖部Ｂ１にアリール鎖やヘテロ環鎖を用いた場合は、主鎖部Ｂ１同士のロンドン分散力によるスタッキング効果が発揮される為、有機被膜２の熱安定性が向上する特性が発揮される。
なお、主鎖部Ｂ１にグリコール鎖を用いた場合、親水性の相互作用による有機被膜２を形成でき、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができる利点を有する。従って、主鎖部Ｂ１にはグリコール鎖、またはメチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、アリール鎖、ヘテロ環鎖の内の一種以上とグリコール鎖とで構成されたものを用いることも好適である。
【００２５】
（第二官能基Ｃ１）について
第二官能基Ｃ１には、緻密に配列することにより防汚性を呈する機能が要求される。当該性能を有すれば、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれの構成であってもよい。
例えば、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体を有する化合物のうちの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれか等が挙げられる。これらの化合物又はその誘導体等を用いれば、主鎖部Ｂ１が緻密に配列すると共に第二官能基Ｃ１も緻密に最表面で配列し、最表面が規則的な極性状態を呈するようになる。それにより、最表面の規則的な極性状態の周期より大きな分子の付着が極性反発により抑制され、結果的に最表面が防汚性を呈するようになる。
第二官能基Ｃ１がジアザビシクロアルケンを有する化合物である１、８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）の場合には、第二官能基Ｃ１が極性を有する為、第二官能基Ｃ１が最表面で緻密に配列することにより、最表面が防汚性を示すようになる。これにより、当該有機被膜２を形成すれば、その形成面である素子搭載部１０４ｂや光反射被膜１０５の各表面に堆積しうる有機もしくは無機不純物の堆積、水分や酸素等の浸入を抑制できるので、良好に透明封止樹脂１０７の封止を図ることができ、当該封止樹脂の変色を防止し、優れた発光効率の半導体装置１０１を実現できる。また、有機被膜２の形成すると酸化や腐食を防止することができ、有機被膜２上に接続されるボンディングワイヤー１０６との結合力を高めることができる。
一例として、第一官能基Ａ１がチオール基、主鎖部Ｂ１がメチレン鎖、第二官能基Ｃ１が上記ＤＢＵである機能性有機分子の一合成過程を説明する。
【００２６】
まず、ＤＢＵおよび末端に臭素を有するビニルアルカンをノルマルブチルリチウムの存在下で、臭化水素の脱離反応により結合させる。その後は前記生成物とアセチルチオールをＡＩＢＮ存在下において脱エテン縮合反応させ、その生成物をエチルアミンによる水素置換反応により末端をチオールに変換させて合成することができる。
以上の構成を有する半導体装置用パッケージ１００とこれを用いた半導体装置１０１では、キャビティ１０４内部の所定の表面と、外部接続部１０４の表面に対し、機能性有機分子１の自己組織化により形成される有機被膜２を配設したことによって、当該有機被膜２上に不要な有機もしくは無機酸化物等の付着・堆積が極めて生じにくくなっている。これにより、透明封止樹脂１０７はキャビティ１０４内部において、有機被膜２の表面に対して良好に密着され、駆動時の熱履歴により多少、熱収縮したとしても、剥離を生じることがない。したがって、有機被膜２が形成された素子搭載部１０４ｂの表面及び光反射被膜１０５の表面は、いずれも硫化現象や酸化現象等による変色を生ずるのが抑制され、長期にわたり良好な発光特性を発揮することができる。
【００２７】
また、有機被膜２をなす機能性有機分子１の主鎖部Ｂ１の一末端には、金属結合性を呈する第一官能基Ａ１が配設されており、これによって有機被膜２は素子搭載部１０４ｂ、反射被膜１０５の表面に対して強固に結合される。これにより有機被膜２が素子搭載部１０４ｂおよび光反射被膜１０５から剥離することもほとんどないため、長期にわたり、上記効果が発揮されることとなる。
さらに、防汚性を発揮する第二官能基Ｃ１を利用することで、素子搭載部１０４ｂに半導体素子１０３をマウントしたり、ボンディングワイヤー１０６を接続する際には、従来よりも確実に導電接続を行うことができるため、不着や強度不足の問題を良好に解決でき、歩留まり良いボンディングが行えるようになっている。
【００２８】
なお、有機被膜２は単分子膜であるため、ボンディング相当部分の機能性有機分子１はボンディングの熱により焼失するか、溶融金属に溶け込む。このため、ボンディング強度が低下することはない。
また、有機被膜２では、機能性有機分子１の主鎖部Ｂ１が、前記自己組織化によって緻密に配列する。この構造的な特性によっても、有機被膜２の形成面に水分や酸素ガス等の侵入を防止する効果が奏される。したがって、この構造的効果により、有機被膜２上に接続されるボンディングワイヤー１０６との結合力が高められることも期待できる。
【００２９】
なお、この効果は機能性有機分子１の大部分の構成を占める主鎖部Ｂ１が、疎水性の炭化水素または炭化フッ素で構成されている場合に特に発揮される。良好な防水効果が発揮されることにより、いわゆるマイグレーションの抑制効果が期待でき、安定した導通部品としての性能が維持される。
このように有機被膜２は、単分子レベルの厚みしかもたないものの、有機被膜２が施された半導体装置用パッケージ１００とこれを用いた半導体装置１０１において防腐、防錆、及び有機物付着や酸化物堆積の防止といった要求を達成できる。また、ワイヤーボンディングの際には、ボンディング時の加熱によって接合予定部分の有機被膜８が消失または溶融金属中に拡散するので、ボンディング強度を低下させることはない。従って、有機被膜２は配設後も除去する必要はない。
このような機能性・構成等の点において、本願発明は一般的な表面処理剤、界面活性剤、塗料等とは全く異なるものである。
【００３０】
このように本発明によれば、従来と同等の構成の光半導体装置用パッケージ１００において、所定の機能性有機分子１からなる有機被膜２を形成するだけで実現できる。また、従来のように機能被膜における金メッキの厚みを厚くしたり、過度の超音波により有機被膜等を飛散させる必要がない。このため、比較的低コストで実現できる効果も奏される。
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２の半導体装置用パッケージ及びこれを用いた半導体装置について、実施の形態１との差異を中心に説明する。その全体構成は図１と同様であるため図示を省略する。
本実施の形態２でも、少なくともキャビティ内の素子搭載部（ここでは素子搭載部及び光反射被膜、並びに外部接続部）に対し、所定の有機被膜が形成されている。この有機被膜は、機能性有機分子１の自己組織化による単分子膜からなる。機能性有機分子１はＡ−（Ｂ）ｎ−Ｃの一般式で示され、主鎖部Ｂ２の一端に、金属結合性を持つ第一官能基Ａ２を備え、他端に、シリコーン樹脂に対する樹脂結合性を持つ第二官能基Ｃ２を備えた特徴を持つ。第一官能基Ａ２が素子搭載部及び光反射被膜、並びに外部接続部に結合しており、第二官能基Ｃ２が有機被膜の表面に配向している。
【００３１】
このように第一及び第二官能基Ａ２、Ｃ２を有する機能性有機分子からなる有機被膜を用いることによって、キャビティ内、特に素子接続部と光反射被膜に対するシリコーン樹脂（透明な封止樹脂）との剥離が、従来構成に比べて効果的に防止される。
即ち、シリコーン樹脂はエポキシ樹脂等と比較して耐褪色性・透明性に優れるものの、熱膨張率が高いため高温下では変形し易く、当該変形によって、素子接続部および光反射被膜から剥離・脱離するおそれがある。そこで上記機能性有機分子を用いた有機被膜を利用すれば、第二官能基Ｃ２とシリコーン樹脂が強固に結合するので、素子接続部および光反射に優れた被膜とシリコーン樹脂との密着性が飛躍的に向上される。これにより、たとえシリコーン樹脂が多少の熱変形等を生じても剥離・脱離等の問題を生じることはない。そのため、高温になりやすい環境下、または長時間駆動条件下であっても、安定した性能を発揮することが期待できる。また当該有機被膜の主鎖部同士が緻密に配列することにより、シリコーン樹脂が付加重合する際に必要な白金族触媒や腐食性ガスによる銀の変色も抑制することもできる。
尚、前記シリコーン樹脂は、シリコーン樹脂含有導電性ペースト（銀ペースト等のダイボンディング剤）であっても良い。前記シリコーン樹脂含有導電性ペーストを用いて、ダイボンディングすることによりＬＥＤ等の半導体チップとダイパッドを強固に接合させることが可能になり、従来のエポキシ樹脂含有導電性ペーストと比較して劣化が少ない為、導電率および熱伝導率の安定化を実現することが期待できる。
【００３２】
更に、前記銀ペースト中の銀粒子に当該有機被膜を施しても良い、当該有機被膜を銀粒子に施すことにより、銀ペースト中の銀の変色も抑制することができ、ＬＥＤ装置等の長期駆動による輝度低下の抑制も可能になる。  
（機能性有機分子の構成について）
本実施の形態２の機能性有機分子における第一官能基Ａ２、主鎖部Ｂ２には、実施の形態１のＡ１、Ｂ１とそれぞれ同様の官能基等を利用することができる。
【００３３】
第二官能基Ｃ２には、熱硬化性樹脂、特にシリコーン樹脂に対して硬化性を呈する官能基又は化合物、構造体を用いる。具体的にはビニル基、有機ハイドロジェンシランの内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかを用いることができる。
また、エポキシ基もしくはアルコキシシリル基の少なくともいずれかを含むシリコーン樹脂に対しては、エポキシ基またはアルコキシシリル基と結合性を有する官能基又は化合物、構造体を用いる。具体的には水酸基、酸無水物、第一級アミン、第二級アミンの内の一種類以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかを用いることができる。
【００３４】
前記エポキシ基またはアルコキシシリル基と結合性を有する官能基又は化合物、構造体は、ビニル基や有機ハイドロジェンシランよりも安定性が高いため、当該有機被膜の安定化・長寿命化を図ることが可能になる。  
第一官能基Ａ２がチオール基、主鎖部Ｂ２がメチレン鎖、第二官能基Ｃ２がビニル基である機能性有機分子１の合成過程例を説明する。
【００３５】
まず、トリエチルアミンの存在下において、メタンサルフォニルクロライドと末端に水酸基を有するビニルアルカンとを塩酸脱離によりエーテル結合させる。当該生成物において、メタンサルフォニルエーテル部を、チオアセテートカリウムによりアセチルスルフィドに置換する。その後は、エチルアミンによりアセチルスルフィド部をチオールに置換させる。以上で機能性有機分子を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明はＬＤ発光装置、ＬＥＤ照明装置等に利用される光半導体素子を実装する光半導体装置用パッケージとこれを用いた光半導体装置への用途が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】は実施の形態１の光半導体用パッケージとこれを用いた光半導体装置の構成を示す模式的な断面図である。（ａ）は実施の形態に係る光半導体装置用パッケージの断面図である。（ｂ）は光半導体装置の断面図である。（ｃ）は（ａ）のＡ部拡大断面図である。
【図２】は従来の光半導体用パッケージとこれを用いた光半導体装置の構成を示す模式的な断面図である。（ａ）は実施の形態に係る光半導体装置用パッケージの断面図である。（ｂ）は光半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    機能性有機分子
２    有機被膜
１００    半導体装置用パッケージ
１０１    半導体装置
１０２    基体部
１０３    発光素子
１０４    キャビティ
１０４ａ    底面
１０４ｂ    素子接続部
１０４ｃ    内側面
１０４ｄ    外部接続部
１０５    光反射被膜
１０６    ボンディングワイヤー    
１０７    透明封止樹脂
【図１】
2010199234.tif 000003
【図２】
2010199234.tif 000004