(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリードと、第２のリードと、第１のリード及び第２のリードと一体的に成形されてなる樹脂成形体とを有してなる半導体発光装置用パッケージであって、
第１のリードは第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第１のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第１のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
第２のリードは第２のインナーリード部と第２のアウターリード部とを有しており、第２のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第２のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
前記樹脂成形体は、（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒を含有する熱硬化性シリコーン樹脂組成物から形成されてなり、
当該半導体発光装置用パッケージには、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、
前記凹部の底面は、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含み、かつ少なくともその一部が露出するように構成され、前記凹部の側面は、前記樹脂成形体から構成されることを特徴とする半導体発光装置用パッケージ。
【請求項２】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらに脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物から選ばれる少なくとも何れか１種を含有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用パッケージ。
【請求項３】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらにシリカ微粒子、石英ビーズ及びガラスビーズから選ばれる無機粒子、ガラス繊維及び繊維状アルミナから選ばれる無機物繊維、窒化ホウ素並びに窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも何れか１種を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置用パッケージ。
【請求項４】
第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、
第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージの製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型との隙間で形成される空間部分に、（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、前記樹脂成形体を成形する第３の工程と、を少なくとも有することを特徴とする、液状射出成形法による半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物中の（Ａ）ポリオルガノシロキサンが、常温、常圧下で液体の熱硬化性ポリオルガノシロキサンであることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらに（Ｄ）硬化速度制御剤を含有することを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらに（Ｅ）流動性調整剤を含有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物全体に対する、（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計含有量が、５０重量％以上８５重量％以下であることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項９】
第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項１０】
第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形機のシリンダー温度が０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項１１】
液状射出成形時の硬化温度が、１２０℃以上２３０℃以下であり、かつ、硬化時間が、３秒以上１０分間以下であることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が、２５℃、剪断速度１００／ｓの条件で、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置用パッケージの製造方法。
【請求項１３】
第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージと、該パッケージの凹部に設置された半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する封止材と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第３の工程と、
上金型を取り外す第４の工程と、
半導体発光素子を該パッケージの凹部に設置するとともに、該半導体発光素子が持つ第１の電極と第１のインナーリード部とを電気的に接続し、該半導体発光素子が持つ第２の電極と第２のインナーリード部とを電気的に接続する第５の工程と、
半導体発光素子が載置された前記パッケージにおける凹部内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を配置する第６の工程と、
前記パッケージにおける凹部内に装入された封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱して硬化し、封止材を成形する第７の工程と、
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビなどのバックライト、デジタルサイネージ及びその他の光源などに用いられる半導体発光装置及びそれに適した半導体発光装置用パッケージ並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を用いた表面実装型発光装置は、小型で電力効率がよくまた発光色も鮮やかである。また、この発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動や点灯のオン・オフの繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。
【０００３】
このような半導体発光装置は、リードと樹脂組成物とを一体的に成形した樹脂成形体を有してなる半導体発光装置用パッケージに、リードと電気的に接続された発光素子を搭載し、該発光素子を封止材で被覆した構成を基本構成とする。
前記パッケージを構成する樹脂成形体の材料としてはポリアミド等の熱可塑性樹脂に光の反射効率を上げるための反射材料として白色顔料を配合した熱可塑性樹脂組成物が広く用いられているが、半導体発光装置とするためには、近年の鉛使用回避のための高融点の鉛フリーハンダを用いるリフロー条件では耐熱性が不十分となることがあった。
そこで、熱可塑性樹脂に代え耐熱性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂をパッケージに使用することが提案されている（特許文献１参照）。また、同特許文献１には、トランスファーモールド法によりリードと樹脂とを一体的に成形した量産性に優れた樹脂成形体および表面実装型発光装置の製造方法が記載されている。
しかしながら、半導体発光装置用パッケージに使用される樹脂の耐熱性、耐光性、密着性や量産性の面で更なる改良が求められており、また半導体発光装置用パッケージを構成するリードや樹脂成形体の構造及びその構造に適合した成形方法についても更なる改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より用いられている熱可塑性樹脂による射出成形法は生産性のよさが利点であったが、これを半導体発光装置用パッケージに適用しようとすると、樹脂が高粘度である上に、反射材料として白色顔料を配合すると組成物の粘度がさらに高くなって流動性が低下するため、白色顔料の添加量をあまり多くすることはできなかった。
また、従来この用途に用いられる熱可塑性樹脂は高いガラス転移温度（Ｔｇ）を確保するために紫外吸収があり耐熱耐光性に劣る芳香族成分を多く含むので、屈折率が高くなり、従って用いることができる白色顔料もバインダ樹脂との屈折率差が大きく少量添加にて高い反射率を得られるチタニア等に限られていた。チタニアは可視光領域において少量にて高い反射率が得られるが、樹脂、チタニア共に紫外領域に吸収があるため青〜紫外領域においては反射率が低くなる。この結果、射出成形に用いるためには「芳香族基含有樹脂＋チタニア」に代表される組成しか選択できず、結果的に耐熱・耐光性が劣り、反射率の低いパッケージしか得ることができなかった。
【０００６】
一方で、特許文献１に開示されたトランスファー成形法では、室温で固形状の原料組成物が用いられるため、芳香族成分を用いることなく極性基や剛直な有機基を多く含む熱硬化性樹脂組成物や半硬化状のエポキシ化合物を用いることができる。しかしながら得られる硬化物は有機骨格主体の樹脂であるため耐熱性は十分とはいえなかった。またこれらの熱硬化性樹脂の屈折率も高いため、やはり反射材としてはチタニアを主体に使用する組成しか選択できず、広い波長域において高い反射率を有するパッケージを得ることは困難であった。また、トランスファー成形は射出成形と比較して成形サイクルが長く、大量生産には不向きで、成形品の形状選択の自由度にも課題があった。更に、多数個を１回のショットで製造するためには高価なダイサーを必要とするなど、設備投資面での問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述の従来技術の課題を解決し、耐熱・耐光性に優れ、広い波長範囲において薄肉でも高い反射率を有し、成形性、量産性に優れた半導体発光装置用パッケージ、半導体発光装置、及びその製造方法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】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。
【０００９】
本発明の半導体発光装置用パッケージは、第１のリードと、第２のリードと、第１のリード及び第２のリードと一体的に成形されてなる樹脂成形体とを有してなる半導体発光装置用パッケージであって、
第１のリードは第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第１のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第１のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
第２のリードは第２のインナーリード部と第２のアウターリード部とを有しており、第２のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第２のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
前記樹脂成形体は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒を含有する熱硬化性シリコーン樹脂組成物から形成されてなり、
当該半導体発光装置用パッケージには、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、
前記凹部の底面は、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含み、かつ少なくともその一部が露出するように構成され、前記凹部の側面は、前記樹脂成形体から構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、「樹脂成形体」とは、半導体発光装置用樹脂組成物を成形して得られるものをいい、「半導体発光装置用パッケージ」（以下、単に「パッケージ」と記載する場合がある。）とは、導電性金属であるリードと樹脂成形体の原料である半導体発光装置用樹脂組成物とが一体的に成形されたものである。
また、「半導体発光装置」とは、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子（以下、単に「発光素子」と記載する場合がある。）及び該半導体発光素子を被覆する封止材等を含む発光装置である。
また、本発明において「リード」は、いわゆる「リード線」、即ち、導電配線の他に、所謂「リードフレーム」といわれる、電気的な接続に用いられる板状その他の任意の形状に成形された導電体をも含むものである。
【００１１】
また、「インナーリード部」は、リードの中で樹脂成形体の内側に設置される部分をいう。インナーリード部は、樹脂成形体の凹部底面から少なくともその一部が露出しており、露出部において発光素子の電極と電気的に接続される。
「アウターリード部」は樹脂成形体の凹部が形成された面（以下「主面」ということがある）と反対の面（以下「裏面」ということがある）または樹脂成形体から外部に露出するリードの部分をいい、放熱効率の向上と外部電極との電気的接続に用いられ、このアウターリード部を所定の長さとして折り曲げて使用する等により、照明器具等にそのまま実装することも可能となる。
【００１２】
本発明の半導体発光装置用パッケージは、樹脂成形体部分に上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いていることにより、成形性、耐熱性、耐光性、密着性、反射率等に優れる。また、発光素子を載置しやすい構造とすることができる。
なお、前記凹部の底面において、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部の少なくとも一部は露出された構造となるが、露出部分の少ない構造であると、本発明の反射率に優れる樹脂成形体により、発光素子からの光の反射効率を高めることができる。  また、樹脂成形体から延びる第１のアウターリード部及び第２のアウターリード部は露出することによって、発光素子から発生する熱を外部に放熱することができる。
【００１３】
なお、樹脂成形体を形成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物に含まれる、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒の詳細ついては、実施形態の説明にて記載する。
【００１４】
本発明の半導体発光装置用パッケージにおいて、樹脂成形体を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物中の（Ａ）ポリオルガノシロキサンが、常温、常圧下で液体の熱硬化性ポリオルガノシロキサンであることが好ましい。
なお、上記「常温」とは２０℃±１５℃（５〜３５℃）の範囲の温度をいい、「常圧」とは大気圧に等しい圧力をいい、ほぼ一気圧である。また、「液体」とは流動性の有る状態をいう。
【００１５】
本発明の半導体発光装置用パッケージにおいて、前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらに（Ｄ）硬化速度制御剤を含有することが好ましい。
【００１６】
さらに前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、（Ｅ）流動性調整剤を含有することが好ましい。
なお、前記樹脂組成物が、（Ｅ）流動性調整剤を含有する場合、該樹脂組成物中の、（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計含有量は、５０重量％以上８５重量％以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記樹脂成形体は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形されたものであることが好ましい。液状射出成形（ＬＩＭ）法による成形は連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、無駄な硬化物が発生せず二次加工が不要（すなわちバリが発生しにくい）であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になる等大きなメリットがある。ＬＩＭ成形とトランスファー成形とを比較すると、ＬＩＭ成形は、成形形状の自由度が高く、単位生産量あたりの成形機および金型価格が比較的安価であるというメリットがある。
【００１８】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する封止材と、を少なくとも有してなり、前記半導体発光素子は、半導体発光装置用パッケージの凹部の底面にて露出された第１のインナーリード部に載置され、かつ、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と電気的に接続されていることを特徴とする。上記半導体発光装置用パッケージを用いることにより、耐久性（耐光性、耐熱性）が高く、かつ優れた反射率によりＬＥＤ出力を向上させることができる。さらに、所定の長さを有する第１のリードと第２のリードを折り曲げ等して用いることができるため、外部電極と電気的に接続し易く、既存の照明器具等に実装してそのまま使用することもできる。
【００１９】
本発明の半導体発光装置用パッケージの製造方法は、第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージの製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型との隙間で形成される空間部分に、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、前記樹脂成形体を成形する第３の工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
【００２０】
これにより、第１の工程で第１のインナーリード部と第２のインナーリード部とを上金型と下金型で挟み込むため、液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出成形する第２及び第３の工程における、リードのばたつきを抑制することができ、バリの発生がない樹脂成形体を製造することができる。
また、液状射出成形法によって樹脂成形体を形成するため、複雑な形状の凹部を有す
る樹脂成形体を製造することができ、さらには連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、バリが発生しにくいため二次加工が不要であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になるという利点がある。
また、発光素子を載置する部分に相当する第１のインナーリード部を露出することができ、また、凹部の底面にリードを露出させることで、放熱性を向上させることができる。
【００２１】
本発明の製造方法において、第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形圧力が、１０ｋｇ／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2以上１８００ｋｇ／ｃｍ2以下、さらに好ましくは２００ｋｇ／ｃｍ2以上１６００ｋｇ／ｃｍ2以下、特に好ましくは３７０ｋｇ／ｃｍ2以上１２００ｋｇ／ｃｍ2以下である。
【００２２】
本発明の製造方法において、第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形機のシリンダー温度（設定温度）が、０℃以上１００℃以下であることが好ましい。
【００２３】
本発明の製造方法において、液状射出成形時の硬化温度が１２０℃以上２３０℃以下であり、かつ、成形時間が３秒以上１０分間以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の製造方法において、前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が、２５℃、剪断速度１００／ｓの条件で、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明の半導体発光装置の製造方法は、第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージと、該パッケージの凹部に設置された半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する封止材と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第３の工程と、
上金型を取り外す第４の工程と、
半導体発光素子を該パッケージの凹部に設置するとともに、該半導体発光素子が持つ第１の電極と第１のインナーリード部とを電気的に接続し、該半導体発光素子が持つ第２の電極と第２のインナーリード部とを電気的に接続する第５の工程と、
半導体発光素子が載置された前記パッケージにおける凹部内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を配置する第６の工程と、
前記パッケージにおける凹部内に装入された封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱して硬化し、封止材を成形する第７の工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、耐久性（耐光性、耐熱性）が高く、かつ優れた反射率によりＬＥＤ出力を向上させることが可能な半導体発光装置用パッケージ及び該パッケージを備えた半導体発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】半導体発光装置の一例を示す概略平面図である。
【図３】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図４】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図５】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図６】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図７】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図８】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である。
【図９】他の実施形態に係る半導体発光装置を示す概略断面図である
【図１０】図１及び図２の実施形態に係る半導体発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図１１】本発明における各試験片の反射率の測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例１における樹脂成形体用材料の粘度の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る半導体発光装置用パッケージ及び半導体発光装置並びそれらの製造方法を、実施形態及び実施例を用いて説明する。
【００２９】
＜１．半導体発光装置の概要＞
半導体発光装置の概要を図１を例にして説明する。図１は、半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。図２は、その概略平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａの概略断面図である。
【００３０】
図１の半導体発光装置１は、パッケージ１０と、パッケージ１０に載置される発光素子２０と、発光素子２０を被覆する封止材３０とを有する。パッケージ１０は、発光素子２０を載置するための第１のリード１１と、発光素子２０と電気的に接続される第２のリード１２と、半導体発光装置用樹脂成形体１３を一体的に成形してなる。
【００３１】
発光素子２０は、同一面側に正負一対の第１の電極２１と第２の電極２２とを有している。本明細書においては、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。この場合、発光素子の下面の電極はワイヤを用いずに、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて第１のリード１１と電気的に接続すればよい。
【００３２】
第１のリード１１は第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有している。発光素子２０は、第１のインナーリード部１１ａ上にダイボンド部材を介して載置されている。第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０が持つ第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第１のリード１１は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第１のアウターリード部１１ｂを有しており、第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続される。そのため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
【００３３】
第２のリード１２は第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有している。第２のインナーリード部１２ａは、発光素子２０が持つ第２の電極２２とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第２のリード１２は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第２のアウターリード部１２ｂを有しており、第２のアウターリード部１２ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続されるため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
第１のリード１１と第２のリード１２とは短絡しないように、裏面側において第１のリード１１と第２のリード１２との近接する部分の表面には、絶縁体５０が設けられている。
また、第１のインナーリード部１１ａと第２のインナーリード部１２ａの裏面は露出せずパッケージの一部である樹脂成形体に覆われ一体的に成形されていてもよい。
【００３４】
樹脂成形体１３は、第１のリード１１と第２のリード１２と一体的に成形され、パッケージ１０を構成する。図２のＡ−Ａ線断面において、樹脂成形体１３は、上部開口面において底面１４ａと比較して同等径又は広口に開口した連通口を有する。
樹脂成形体１３は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形することができる。樹脂成形体１３用の樹脂組成物としては、後述する熱硬化性シリコーン樹脂組成物が用いられる。
【００３５】
パッケージ１０には、底面１４ａと側面１４ｂとを含む凹部１４が形成されている。
図１、２に示すように底面１４ａは、第１のインナーリード部１１ａ、及び第２のインナーリード部１２ａのそれぞれ一部、及び、樹脂成形体１３の連結部１３ａからなり、また、側面１４ｂは、樹脂成形体１３に形成された開口した連通穴の壁面からなる。
なお、第１のリード１１の第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａから露出している。この露出部分にダイボンド部材を介して発光素子２０を載置している。
なお、凹部１４の開口部は、底面１４ａよりも広口になっており、樹脂成形体１３で形成される側面１４ｂには傾斜が設けられていることが好ましい。
【００３６】
封止材３０は、発光素子２０を被覆するように凹部１４内に装入される。封止材３０は、熱硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を主成分とする組成物（以下、「封止材用熱硬化性樹脂組成物」と総称する。）を用いており、発光素子２０の光を直接利用する場合には透明封止するが、発光素子２０の光を任意の波長に変換する場合には、通常、蛍光体を含有している。なお、蛍光体は、通常、封止材３０よりも比重の大きいものが使用されるため、凹部１４の底面１４ａ側に沈降している。蛍光体が発光素子の熱や光により劣化しやすい場合など、蛍光体を沈降させたくない時には、封止材３０にヒュームドシリカなどのチキソ性付与剤を添加して蛍光体の沈降を抑制し、凹部１４内に均一に分散させることもできる。
【００３７】
樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０を構成する封止材用熱硬化性樹脂組成物とはそれぞれ熱硬化性樹脂を用いている点で共通しており、膨張係数などの物理的性質が近似していることから密着性が極めてよい。また、上記構成にすることにより、耐熱性、耐光性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
【００３８】
以下、各構成部材について詳細に説明する。
＜２．半導体発光装置用パッケージ＞
＜２．１．パッケージ概要＞
上述のように半導体発光装置用パッケージ１０は、発光素子２０を載置するための第１のリード１１と、発光素子２０と電気的に接続される第２のリード１２と、半導体発光装置用樹脂成形体１３とが一体的に構成されている。
【００３９】
パッケージ１０は、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有している。
第１のリード１１の第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成している。第２のリード１２の第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成しており、第１のインナーリード部１１ａと（樹脂成形体の）連結部１３ａを介して所定の間隔離れている。これらのインナーリード部１１ａ、１２ａの主面側及びアウターリード部１１ｂ，１２ｂはそれぞれ樹脂成形体から露出しており、この部位からの電気的接続が可能となっている。パッケージ１０を他の配線基板上に表面実装する場合には、パッケージ１０の裏面に当たる部分に各リード１１，１２を露出させることにより側面のみならず裏面側からも電気接続することができる。また、高放熱とするためにインナーリード部１１ａ，１２ａの裏面に当たる部分を露出させることもできる。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面露出部はアウターリード部１１ｂ，１２ｂと同様に電気的接続が可能となる。なお、発光素子２０は、凹部１４の底面１４ａに露出する第１のインナーリード部１１ａに載置される。
【００４０】
凹部１４は、開口方向に広口となるように傾斜を設けられている。これにより開口方向への光の取り出し効率を向上することができる。ただし、傾斜を設けず、円筒形状の凹部とすることもできる。また、傾斜面は平滑な方が好ましいが凹凸を設けることもできる。凹凸を設けることにより樹脂成形体１３と封止材３０との界面の密着性を向上することができる。凹部１４の傾斜角度は、底面から９５°以上１５０°以下が好ましいが、１００°以上１２０°以下が特に好ましい。
【００４１】
なお、パッケージ１０の主面側の形状は矩形であるが、楕円、円形、五角形、六角形等とすることもできる。凹部１４の主面側の形状は、円〜楕円であるが、矩形、五角形、六角形等とすることも可能である。必要に応じて、カソードマークを付けてもよい。
【００４２】
＜２．２．（半導体発光装置用）樹脂成形体＞
樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２〜４．０、一次粒子径が０．１〜２．０μｍの白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有してなり、その他必要に応じて、（Ｄ）硬化速度制御剤、（Ｅ）流動性調整剤を含有してなる。
熱硬化性シリコーン樹脂組成物については別途説明する。
【００４３】
また、本発明に用いる樹脂成形体は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。熱伝導率は、例えばアイフェイズ・モバイル（アイフェイズ社製）を用いて測定することができる。
なお、この評価のため樹脂組成物から成形体を作製する場合の硬化条件は１８０℃×４分間とする。
【００４４】
半導体発光装置においては、半導体発光素子から発せられる光により発熱が生じ、特に該素子の出力が大きい場合は発熱量がより大きくなる。この発熱により樹脂成形体近傍の蛍光体層の劣化が生じ、該装置の耐久性を低下させてしまうことがある。また、蛍光体や半導体発光素子は高温になるほど発光効率が低下するため、発光装置内に発生した熱は、速やかに系外に放熱することが好ましい。
かかる問題に対し、本発明者らは、樹脂成形体の熱伝導率を上記範囲とすることにより、樹脂成形体およびそれを用いて構成した半導体発光装置の放熱性が向上し、該装置の耐久性や発光効率が向上することを見出した。
上記熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）より小さいと、該装置において半導体発光素子から発せられる光による発熱により該装置に含まれる蛍光体層が熱劣化しやすくなる。
また、上記熱伝導率が３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超えるようにするためには、熱伝導率を優先させるため反射率の低い白色顔料を多量に使用せざるを得なかったり、フィラーの配合量が多くなって組成物の粘度が液状射出成形ができないほどの高粘度になったりすることがある。
上記熱伝導率は、後述の熱硬化性シリコーン樹脂組成物に含有させる（Ｂ）白色顔料としてアルミナや窒化硼素を用いることにより上記範囲に制御することができる。
【００４５】
また、本発明に用いる樹脂成形体は、紫外〜可視光の反射率が高いことが好ましい。具体的には、本発明に用いる半導体発光素子が青色発光する素子である場合に多く含まれる波長成分である波長４６０ｎｍの光の反射率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、同様に半導体発光素子が紫色発光する素子である場合には波長４００ｎｍの光の反射率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。さらに、紫外発光する素子である場合には、波長３６０ｎｍの光の反射率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。
発光素子の発光波長に対する反射率が高いほど高効率かつ高輝度の半導体発光装置とすることができる。素子の発光を直接利用する半導体発光装置場合のみならず、蛍光体を用いて発光素子の発光色をさらに長波長側に変換して用いる場合でも、発光素子の光が減衰せず蛍光体に入射するため発光効率が高く高輝度の半導体発光装置とすることができる。
発光素子の発光色の一部又は全部を蛍光体により波長変換し、必要に応じて半導体発光素子の発光波長と混色して白色光とする場合、樹脂成形体の反射率は用いる半導体発光素子の発光波長以上の可視光全域、通常４６０ｎｍ以上７５０ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ以上７８０ｎｍ、さらに好ましくは３５０ｎｍ以上８００ｎｍのより広い領域において８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。
ここで、本発明における樹脂成形体の反射率は、厚さ０．４ｍｍの試験片の反射率をいう。試験片の調製は、例えば、１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下、１８０℃で４分間、硬化させることにより行うことができる
樹脂成形体の反射率は、原料樹脂の種類（例えば、樹脂の屈折率や官能基組成を変えることにより反射率を制御することができる。）やフィラーの種類、フィラーの粒径や含有量などにより制御することができる。
【００４６】
また、本発明に用いる樹脂成形体は、ショアＤ硬度が２５以上８５以下であることが好ましく、３０以上８０以下であることがより好ましく、３５以上７５以下であることが特に好ましい。ショアＤ硬度は例えばゴム・プラスチック硬度計ＫＯＲＩ  Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ  ＫＲ−２５Ｄを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に従い測定することができる。
樹脂成形体が小さく通常の硬度計にて直接ショアＤ硬度を測定できない場合には、例えばヒルデブランド社製マイクロ全自動ＩＲＨＤマイクロゴム硬さ測定システムのような微小部品用の硬度計を使用し測定した値を用いてもよい。
ショアＤ硬度がこの範囲より小さいと得られる成形体が応力により変形しやすく、発光装置として使用した場合にワイヤ断線が起きたり、機械搬送時に変形破損したりする恐れがある。また、ショアＤ硬度がこの範囲より大きいと得られる成形体が硬く応力緩和しにくいため、熱衝撃や物理衝撃によってリードが樹脂成形体から剥離しやすくなる。リードと樹脂成形体に隙間ができると隙間より環境中の水分や硫黄酸化物などが封止部に侵入し、発光装置として使用時に見た目に破損が無くてもリード上の銀メッキ着色や半導体発光素子や蛍光体の水分劣化が起きて発光装置の輝度の早期低下につながることがある。従来の半導体パッケージ用樹脂成形体は、線膨張係数を小さくするために硬質の樹脂を使用し無機充填剤を多く含有させてできるだけ高硬度としていたが、半導体発光装置においては意外にも適度な弾性を有する方が熱衝撃や物理衝撃に強くリードの剥離が起きにくいパッケージとすることができる。
【００４７】
＜２．３．リード＞
本発明の半導体発光装置は、通常、上述のように第１のリード及び第２のリードを有している。
図１及び図２の実施形態において、第１のリード１１は、第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有する。第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａから露出しており、その露出した部分に発光素子２０を載置する。この露出した第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０を載置する面積を有していればよい。第１のリードは熱伝導性、電気伝導性などの観点からより面積が広い方が好ましい。第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０の第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。
上述のように第１のアウターリード部１１ｂは、樹脂成形体１３から露出している部分である。第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極と電気的に接続されるとともに熱伝達する作用も有する。
なお、本発明の樹脂成形体の反射率が第１のリードより高く、発光素子の下面がサファイヤ基板等の絶縁体で第１のリードと直接接する必要が無い場合には、反射効率を優先するため第１のリードの上に樹脂成形体が被覆されその上に発光素子が戴置されていてもよい。この場合第１のインナーリード部は発光素子から離れた位置に発光素子２０の第１の電極２１とワイヤ４０を接続するための露出部を有する。
【００４８】
第２のリード１２は、第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有する。第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａから露出している。この露出した第２のインナーリード部１２ａは、発光素子２０の第２の電極２２と電気的に接続する面積を有していればよい。第２のリードは、熱伝導性、電気伝導性の観点からより面積が広い方が好ましい。裏面側の第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂとは樹脂成形体１３から露出しており、必要に応じ折り曲げ等の加工を行ってよいが、実装時に他の配線基板に接する部分は実質的に同一平面上にある。これにより半導体発光装置の実装安定性を向上することができる。また他の配線基板上に半田リフロー実装する際に第１のリードと第２のリードの裏面間が半田により短絡することを防止するため、電気絶縁性の絶縁体５０を薄くコーティングすることもできる。絶縁体５０は樹脂などである。
【００４９】
第１のリード１１及び第２のリード１２は、鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成することができる。また、発光素子２０からの光の反射率を向上させるため、第１ のリード１１及び第２ のリード１２の表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２の表面は、その反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため第１のリード１１及び第２のリード１２の面積は大きくすることができる。これにより発光素子２０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子２０に比較的多くの電気を流すことができる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２を肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。肉厚化することで第１のリード１１及び第２のリード１２を折り曲げるなどの成形工程が困難となった場合は所定の大きさに切断した部材として組み立ててもよい。また、第１のリード１１及び第２のリード１２を肉厚にすると、第１のリード１１及び第２のリード１２のたわみが少なくなり、発光素子２０の実装をし易くすることができる。逆に、第１のリード１１及び第２のリード１２を薄い平板状とすると、折り曲げやすくなり、所定の形状への成形が容易となる。
【００５０】
なお、第１のリードの裏面側の露出部分と第２のリードの裏面側の露出部分は、実質的に同一平面上にあることが好ましい。これにより、半導体発光装置の実装時の安定性を向上することができる。また、露出部分が同一平面上にあることから、平板上の外部電極に半田を用いて半導体発光装置を載置して実装すればよく、半導体発光装置の実装性を向上させることができる。さらに、金型による成形がより容易となる。
【００５１】
第１のリード１１及び第２のリード１２は、正負の電極となるので、それぞれ少なくとも１つずつあればよいが、複数設けることもできる。また、第１のリードフレーム１１に複数の発光素子２０を載置する場合は、複数の第２のリードフレーム１２を設ける場合もある。
【００５２】
＜２．４．半導体発光素子＞
発光素子２０は、近紫外領域の波長を有する光を発する近紫外半導体発光素子、紫領域の波長の光を発する紫半導体発光素子、青領域の波長の光を発する青色半導体発光素子などを用いることが可能であり、通常、これらの発光素子は３５０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長を有する光を発する。
【００５３】
発光素子として具体的には、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。
半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。
【００５４】
屋外などでの使用を考える場合、高輝度な発光素子を形成可能な半導体材料として窒
化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニ
ウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジウム・ガリウム・燐系の半導体を用いる
ことが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。
【００５５】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、
ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯやＧａＮ単結晶等の材料が用いられる。結晶性のよい窒化ガリウムを量産性よく形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。
窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
【００５６】
一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ正負の各電極を形成させる。その後半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子を形成させることができる。
【００５７】
こうした発光素子２０は、適宜複数個用いることができ、その組み合わせによって白色表示における混色性を向上させることもできる。例えば、緑色系が発光可能な発光素子２０を２ 個、青色系及び赤色色系が発光可能な発光素子２０をそれぞれ１個ずつとすることができる。なお、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色系の発光波長が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色系の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍであることが好ましい。本発明の半導体発光装置において白色系の混色光を発光させる場合は、蛍光体からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光体との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。
なお、発光効率を向上させるために、発光層直下に蒸着等により金属反射膜を設けサファイヤ等の基板を剥離除去し、新たな支持基板となるＧｅやＳｉなどのウエハーに貼り替えた裏面メタル反射層付き発光素子を用いることもできる。
【００５８】
＜２．５．封止材＞
封止材３０は、発光素子２０が載置されたパッケージ１０における凹部１４内に装入され、これにより発光素子２０を被覆する。
封止材３０は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子２０を保護すると共に発光素子２０から出射される光を効率よく外部に放出することを可能とする。
前記のように、発光素子２０の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子２０から出射された光は効率よく外部に出力されてこないのに対し、封止材３０で発光素子２０を被覆することにより、発光素子２０から出射された光を効率よく外部に出力することができる。また、発光素子２０から出射された光の一部は凹部１４の底面１４ａ及び側面１４ｂに照射され、反射して、発光素子２０が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力の向上を図ることができる。さらに、樹脂成形体１３で凹部１４の底面１４ａを覆うよりも、第１のリード１１は金属であるため発光素子２０からの光の反射効率を高めることができる。
【００５９】
封止材３０を構成する封止材用樹脂組成物として熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。これによって、半導体発光装置用パッケージにおける樹脂成形体を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材を構成する封止材用熱硬化性樹脂組成物とはそれぞれ熱硬化性樹脂である点で共通するため、化学的性質や膨張係数などの物理的性質が近似していることから密着性がよく、樹脂成形体と封止材との界面での剥離を防止することができる。
これは熱硬化性シリコーン樹脂組成物から得られる成形体は、表面に多数の反応性官能基を有しているため、熱硬化性樹脂ベースの封止材用樹脂組成物と強固な接着界面を形成することができるからである。
更に、封止材用樹脂組成物として、熱硬化性シリコーン樹脂組成物と同種の熱硬化性樹脂を用いることにより界面張力の低減による接着力の改善だけでなく、界面で硬化反応が進行し極めて強固な密着性を得ることが可能となる。
【００６０】
封止材の主成分の熱硬化性樹脂としては、透明性、耐光性、耐熱性に優れ、長期間使用してもクラックや剥離を生じることなく半導体発光装置を封止することができる樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が例示され、その一種又は二種以上が使用できる。この中でもエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂が透明性、電気絶縁性に優れ、化学的に安定な点で好ましく、特にシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂は耐光性、耐熱性に優れ前記樹脂成形体と同種類の樹脂であることから密着性等に優れ好適に使用される。
封止材３０は、発光素子２０を保護するため硬質のものが好ましい。封止材３０は、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光体、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。ここで用いることができる拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好ましい。また、所望外の波長の光をカットする目的で有機や無機の染料や顔料を含有させることができる。さらに、封止材３０に、発光素子２０からの光の波長を変換する蛍光体の一種又は二種以上を含有させることも好ましい。
【００６１】
また、封止材３０は上記の助剤以外に紫外線吸収剤、及び酸化防止剤を含んでいてもよい。
発光素子が載置されたパッケージの凹部内に封止材を装入することで発光素子を被覆することができる。また、発光素子の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子が発した光は効率的に空気中に出射されないのに対し、発光素子と空気の中間の屈折率を有する封止材で発光素子を被覆することにより、発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、発光素子からの光の一部は凹部の底面及び側面で反射して、発光素子が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力を向上することができる。
【００６２】
＜２．６．蛍光体＞
以下に説明する蛍光体と、封止材との組成物を、半導体発光デバイスのカップ内に注入して成型したり、適当な透明支持体に薄膜上に塗布したりすることにより、波長変換部材として用いることができる。
蛍光体としては、上述の半導体発光素子の発する光に直接的または間接的に励起され、異なる波長の光を発する物質であれば特に制限はなく、無機系蛍光体であっても有機系蛍光体であっても用いることができる。例えば、以下に例示するような青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体の１種または２種以上を用いることができる。所望の発光色を得られるよう、用いる蛍光体の種類や含有量を適宜調整することが好ましい。
【００６３】
＜青色蛍光体＞
青色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常４２０ｎｍ以上、中でも４３０ｎｍ以上、更には４４０ｎｍ以上、また、通常４９０ｎｍ以下、中でも４８０ｎｍ以下、更には４７０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましい。
【００６４】
＜緑色蛍光体＞
緑色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５００ｎｍ以上、中でも５１０ｎｍ以上、更には５１５ｎｍ以上、また、通常５５０ｎｍ以下、中でも５４２ｎｍ以下、更には５３５ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、β型サイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
【００６５】
＜黄色蛍光体＞
黄色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５３０ｎｍ以上、中でも５４０ｎｍ以上、更には５５０ｎｍ以上、また、通常６２０ｎｍ以下、中でも６００ｎｍ以下、更には５８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好適である。
黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ）3（Ｓｉ，Ｇｅ）6Ｎ11：Ｃｅが好ましい。
【００６６】
＜橙色ないし赤色蛍光体＞
橙色ないし赤色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５７０ｎｍ以上、中でも５８０ｎｍ以上、更には５８５ｎｍ以上、また、通常７８０ｎｍ以下、中でも７００ｎｍ以下、更には６８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎがより好ましい。
また、橙色蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｃｅが好ましい。
【００６７】
＜３．熱硬化性シリコーン樹脂組成物＞
＜３．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の特性＞
＜３．１．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の組成＞
上記（Ａ）乃至（Ｅ）成分の、本発明に用いる半導体発光装置用樹脂成形体用の熱硬化性シリコーン樹脂組成物の好ましい組成は以下のとおりである。
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物中における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常材料全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、材料中に含まれる（Ｄ）硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
また、上記組成物中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の３０重量％以上、８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上、７０重量%以下である。
本発明に用いる上記組成物中の（Ｅ）流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上、４５重量%以下である。
また、上記組成物全体に対する、（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計量の比は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましく、６５重量％以上であることが特に好ましく、また、８５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以下であることがより好ましい。
【００６８】
＜３．１．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度＞
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上１０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度は、半導体装置用樹脂成形体を成形する際の成形効率の観点から、５０Ｐａ・ｓ以上５，０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、１００Ｐａ・ｓ以上２，０００Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましく、１５０Ｐａ・ｓ以上１，０００Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましい。
【００６９】
加えて、チキソトロピー性の観点から、本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることが特に好ましい。一方、上限は、５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。
【００７０】
また、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１，０００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましい。
成形性のよい材料とするためには、材料に一定以上のチキソトロピー性を持たせることが必要であるが、上記のような条件を満たすことにより、バリやショートモールド（未充填）の発生が少なく、成形時の材料の計量時間や成形サイクルを短縮でき、成形も安定しやすく、成形効率の高い材料となる。
【００７１】
特に液状樹脂材料を用いたＬＩＭ成形では、金型の微小隙間から材料が染み出すことに起因するバリが発生しやすく、通常、バリを除去する後処理工程が必要であり、一方、バリの発生を抑えるために金型の隙間を小さくするとショートモールド（未充填）が発生しやすくなる等の問題があるが、前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上記範囲にある場合、このような問題を解決することができ、樹脂成形体のＬＩＭ成形を容易に、効率よく行うことができる。
剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０，０００Ｐａ・ｓより大きいと、樹脂の流れが悪いため金型への充填が不十分となったり、射出成形を行う際に前記液状樹脂組成物供給に時間がかかるため成形サイクルが長くなったりするなどして、成形効率が低下する傾向にある。
また、上記粘度が１０Ｐａ・ｓより小さいと、金型の隙間から前記液状樹脂組成物が漏れてバリが発生したり、金型の隙間に射出圧力が逃げやすくなるため成形が安定しにくくなったり、やはり成形効率が低下する傾向にある。特に成形体が小さい場合にはバリを除去するための後処理も困難になるため、バリの発生を抑えることは成形性には重要である。
【００７２】
また、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃における剪断速度１ｓ-1での粘度の比が１５未満の場合、つまり剪断速度１ｓ-1での粘度が比較的小さい場合は、成形機や金型の隙間にも材料が入り込みやすくなり、バリが発生しやすくなったり、ノズル部で液ダレしやすくなったり、射出圧力が材料に伝わりにくく成形が安定しにくくなったりするなど、成形のコントロールが難しくなることがある。ＬＩＭ成形ではスプルー部のパーティングラインの樹脂漏れが問題になりやすいが、上記の粘度範囲に調整することは樹脂漏れ抑制にも効果がある。
これらの２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度と剪断速度１ｓ-1での粘度は、例えばＡＲＥＳ−Ｇ２−歪制御型レオメータ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）を用いて測定することができる。
【００７３】
＜３．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の構成成分＞
＜３．２．１．（Ａ）ポリオルガノシロキサン＞
本発明におけるポリオルガノシロキサンとは、ケイ素原子が酸素を介して他のケイ素原子と結合した部分を持つ構造に有機基が付加している高分子物質を指す。ここでポリオルガノシロキサンは、常温常圧下において液体であることが好ましい。これは、半導体発光装置用樹脂成形体を成形する際に、材料の扱いが容易となるからである。また、常温常圧下において固体のポリオルガノシロキサンは、一般的に硬化物としての硬度は比較的高いが、破壊に要するエネルギーが小さく靭性が低いものや、耐光性、耐熱性が不十分で光や熱により変色しやすいものが多い傾向にあるからである。
【００７４】
上記ポリオルガノシロキサンは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば以下に示す一般組成式（１）で表される化合物や、その混合物が挙げられる。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q  ・・・（１）
ここで、上記式（１）において、Ｒ1からＲ6は独立して、有機官能基、水酸基、水素原子から選択される。またＭ、Ｄ、ＴおよびＱは０以上１未満であり、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
主なポリオルガノシロキサンを構成する単位は、１官能型[Ｒ3ＳｉＯ0.5](トリオルガノシルヘミオキサン)、２官能型[Ｒ2ＳｉＯ](ジオルガノシロキサン)、３官能型[ＲＳｉＯ1.5](オルガノシルセスキオキサン)、４官能型[ＳｉＯ2](シリケート)であり、これら４種の単位の構成比率を変えることにより、ポリオルガノシロキサンの性状の違いが出てくるので、所望の特性が得られるように適宜選択し、ポリオルガノシロキサンの合成を行う。
上記構成単位が１〜３官能型のポリオルガノシロキサンは、オルガノクロロシラン(一般式ＲnＳｉＣｌ4-n(ｎ＝１〜３))と呼ばれる一連の有機ケイ素化合物をもとにして合成することができる。例えば、メチルクロロシランは塩化メチルとケイ素ＳｉとをＣｕ触媒下高温で直接反応させて合成することができ、また、ビニル基などの有機基を持つシラン類は、一般の有機合成化学の手法によって合成することができる。
単離されたオルガノクロロシランを、単独で、あるいは任意の割合で混合し、水により加水分解を行うとシラノールが生成し、このシラノールが脱水縮合するとシリコーンの基本骨格であるポリオルガノシロキサンが合成される。
【００７５】
ポリオルガノシロキサンは、硬化触媒の存在下で、熱エネルギーや光エネルギー等を与えることにより硬化させる事ができる。ここで硬化とは、流動性を示す状態から、流動性を示さない状態に変化することをいい、例えば、対象物を水平より４５度傾けた状態で３０分間静置しても流動性がある状態を未硬化状態といい、全く流動性がない状態を硬化状態として判断することができる。高濃度にフィラーを添加した系では、チキソ性の発現により対象物を水平より４５度傾けた状態で流動性が無くとも硬化していないケースが考えられるが、その際には対象物が塑性変形せず、硬度をデュロメータタイプＡにて測定し、硬度測定値が少なくとも５以上であるか否かで未硬化状態、硬化状態を判断することができる。
ポリオルガノシロキサンは、硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのポリオルガノシロキサンを挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型ポリオルガノシロキサン）、および縮合硬化タイプ（縮合型ポリオルガノシロキサン）が好適である。中でも、副生物が無く、また、反応が非可逆性のヒドロシリル化（付加重合）によって硬化するポリオルガノシロキサンのタイプがより好適である。これは、成形加工時に副生成物が発生すると、成形容器内の圧を上昇させたり、硬化材料中に泡として残存したりする傾向にあるからである。
以下、付加型ポリオルガノシロキサン、および縮合型ポリオルガノシロキサンについて簡単に説明する。
【００７６】
＜３．２．１．１．付加型ポリオルガノシロキサン＞
付加型ポリオルガノシロキサンとは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシラン等の（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物と、例えばヒドロシラン等の（Ｃ２）ヒドロシリル基を含有する珪素化合物とを総アルケニル基量に対する総ヒドロシリル基量のモル比が０．５倍以上、２．０倍以下となる量比で混合し、（Ｃ３）Ｐｔ触媒などの付加縮合触媒の存在下反応させて得られるＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。
【００７７】
（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物としては、下記一般式（２）
ＲnＳｉＯ〔(4-n)/2〕・・・（２）
で表わされる、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも２個有するポリオルガノシロキサンが挙げられる。
ただし、式（２）中、Ｒは同一または異種の置換または非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基、または水酸基で、一分子中少なくとも２個のＲはアルケニル基であり、ｎは１≦ｎ＜３を満たす正の数である。
上記（Ｃ１）においてアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基などの炭素数２〜８のアルケニル基であることが好ましい。Ｒが炭化水素基である場合は、メチル基、エチル基などのアルキル基、ビニル基、フェニル基等の炭素数１〜２０の１価炭化水素基が好ましい。
【００７８】
耐ＵＶ性が要求される場合には、上記式中Ｒのうちの６５％程度、より好ましくは８０％以上がメチル基であることが好ましい（即ち、Ｓｉの個数（ｍｏｌ数）に対してメチル基以外の官能基の含有数として０．３５個（ｍｏｌ）以下であることが好ましい。）。Ｒは炭素数１〜８のアルコキシ基や水酸基であってもよいが、その割合は、（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物の１０重量％以下であることが好ましい。また、ｎが３以上であると樹脂成形体用材料とリードフレーム等の導電体との接着に十分な強度が得られなくなり、１未満であるとこのポリオルガノシロキサンの合成が困難になる。
【００７９】
上記（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物としては、例えばビニルシラン、ビニル基含有ポリオルガノシロキサン又はそれの混合物を挙げることができ、中でも分子内に２個以上のビニル基を有するビニル基含有ポリオルガノシロキサンが好ましい。
【００８０】
また、（Ｃ２）ヒドロシリル基を有する珪素含有化合物としては、例えばヒドロシラン、ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンを挙げることができ、これらを１種単独で、または２種以上を任意の比率および組み合わせで用いることができる。上記の中でも分子内に２個以上のヒドロシリル基を有するヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンが好ましい。
耐ＵＶ性が要求される場合には、ケイ素に結合する有機基の６５％以上、より好ましくは８０％以上がメチル基であるヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンを用いることが好ましい。
【００８１】
また、ポリオルガノシロキサンの粘度としては、取り扱いのし易さから、通常１００，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは２０，０００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０，０００ｍＰａ・ｓ以下である。下限は特には制限されないが、揮発度（沸点）との関係上一般的には１５ｍＰａ・ｓ以上である。
【００８２】
さらに、ポリスチレンを標準物質として測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィーでの平均分子量としては、５００以上、１００，０００以下であることが好ましい。より好ましくは７００以上５０，０００以下である。さらに、揮発成分を少なくする（他部材との接着性を維持するため）目的から１，０００以上、また、成形前の材料の取扱いのし易さから４０，０００以下であることがより好ましい。最も好ましくは３０，０００以下である。
【００８３】
＜３．２．１．２．縮合型ポリオルガノシロキサン＞
縮合型ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。
【００８４】
縮合型ポリオルガノシロキサンは公知のものを使用することができ、例えば、特開２００６−７７２３４号公報、特開２００６−２９１０１８号公報、特開２００６−３１６２６４号公報、特開２００６−３３６０１０号公報、特開２００６−３４８２８４号公報、および国際公開２００６／０９０８０４号パンフレットに記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。
【００８５】
＜３．２．２．（Ｂ）白色顔料＞
＜３．２．２．１．（Ｂ）白色顔料の種類と物性＞
本発明において用いる（Ｂ）白色顔料は、一次粒子のアスペクト比が１．２〜４．０、一次粒子径が０．１〜２．０μｍである、樹脂の硬化を阻害しない公知の白色顔料を適宜選択する事ができる。白色顔料としては無機および／または有機の材料を用いる事ができる。ここで白色とは、無色であり透明ではない事をいう。すなわち可視光領域に特異な吸収波長を持たない物質により入射光を乱反射させる事ができる色をいう。
【００８６】
白色顔料として用いることができる無機粒子としては、アルミナ（以下、「アルミナ微粉」、または「酸化アルミニウム」と称する場合がある。）、酸化珪素、酸化チタン（チタニア）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の金属塩；窒化硼素、アルミナホワイト、コロイダルシリカ、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウム、硼酸アルミニウム、クレー、タルク、カオリン、雲母、合成雲母などが挙げられる。
また、白色顔料として用いることができる有機微粒子としては、弗素樹脂粒子、グアナミン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子などを挙げることができるが、いずれもこれらに限定されるものではない。
中でも白色度が高く少量でも光反射効果が高く変質しにくい点からは、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが特に好ましい。また、材料硬化時の熱伝導率向上の点からは、アルミナ、窒化硼素などが特に好ましい。また、近紫外線の光反射効果が高く、近紫外線による変質が小さい観点からも、アルミナは特に好ましい。
これらは、単独もしくは２種以上混合して用いる事ができる。
酸化チタンは、光触媒性、分散性、白色性等の問題が出ない程度に含有する事ができる。
【００８７】
アルミナとしては具体的には日本軽金属社製Ａ３０シリーズ、ＡＮシリーズ、Ａ４０シリーズ、ＭＭシリーズ、ＬＳシリーズ、ＡＨＰシリーズ、アドマテックス社製「Ａｄｍａｆｉｎｅ  Ａｌｕｍｉｎａ」ＡＯ−５タイプ、ＡＯ−８タイプ、日本バイコウスキー社製ＣＲシリーズ、大明化学工業社製タイミクロン、Ａｌｄｒｉｃｈ社製１０μｍ2径アルミナ粉末、昭和電工社製Ａ−４２シリーズ、Ａ−４３シリーズ、Ａ−５０シリーズ、ＡＳシリーズ、ＡＬ−４３シリーズ、ＡＬ−４７シリーズ、ＡＬ−１６０ＳＧシリーズ、Ａ−１７０シリーズ、ＡＬ−１７０シリーズ、住友化学社製ＡＭシリーズ、ＡＬシリーズ、ＡＭＳシリーズ、ＡＥＳシリーズ、ＡＫＰシリーズ、ＡＡシリーズ等が挙げられる。
酸化チタンとしては具体的には富士チタン工業社製のＴＡシリーズ、ＴＲシリーズ、石原産業株式会社製のＴＴＯシリーズ、ＭＣシリーズ、ＣＲ−ＥＬシリーズ、ＰＴシリーズ、ＳＴシリーズ、ＦＴＬシリーズ等が挙げられる。
また、酸化ジルコニウムとしては具体的には第一希元素化学工業社製ＵＥＰ−１００等が挙げられ、酸化亜鉛としては具体的にはハクスイテック社製酸化亜鉛２種等が挙げられる。
【００８８】
（Ａ）ポリオルガノシロキサンの屈折率と（Ｂ）白色顔料の屈折率差が大きいほど、少量の白色顔料添加でも白色度がより高く、反射・散乱効率のよい半導体発光装置用樹脂成形体を得ることができる。（Ａ）ポリオルガノシロキサンは屈折率が１．４１程度のものが好ましく、屈折率が１．７６のアルミナ粒子を（Ｂ）白色顔料として好適に用いることができる。（Ａ）ポリオルガノシロキサンの屈折率は、樹脂の硬度の観点から１．４０以上が好ましく、アルミナとの屈折率差が小さくなり反射率が下がる傾向や、耐熱性が下がる傾向が現れるので、１．５０以下が好ましい。
【００８９】
また、アルミナは、紫外線の吸収能が低いことから、特に、紫外〜近紫外発光の発光素子と共に用いる場合に好適に用いることができる。本発明において用いるアルミナとしてはその結晶形態は問わないが、化学的に安定、融点が高い、機械的強度が大きい、硬度が高い、電気絶縁抵抗が大きい等の特性を持つα−アルミナが好適に使用できる。
【００９０】
また、本発明において（Ｂ）白色顔料としてアルミナを用いる場合、アルミナ結晶の結晶子サイズが５００Å以上２，０００Å以下であることが好ましく、７００Å以上１，５００Å以下であることがより好ましく、９００Å以上１，３００Å以下であることが特に好ましい。結晶子とは、単結晶とみなせる最大の集まりをいう。
アルミナの一次粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲にあり、かつ、アルミナ結晶の結晶子サイズが上記の範囲であるということは、一次粒子のサイズと結晶子のサイズが異なること、即ち、一次粒子が複数の結晶子によって構成されることを意味する。
アルミナ結晶の結晶子サイズが上記範囲であると、成形時の配管、スクリュー、金型などの磨耗が少なく、磨耗による不純物が混入しにくい点で、好ましい。
上記結晶子サイズは、Ｘ線回折測定により確認することができる。Ｘ線回折測定では、アルミナが結晶性を有している場合、結晶型に応じて決まった位置にピークが観察され、このピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式にしたがって結晶子径（結晶子サイズ）を計算することができる。
【００９１】
また、アルミナ中にアルミニウム、酸素以外の元素を不純物として含むと可視光領域に吸収を持つために着色し、好ましくない。本発明に用いるアルミナは、クロム、鉄、チタンの含有量がそれぞれ０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下のものが好ましい。
本発明の樹脂成形体用材料の硬化時の熱伝導率は、成形効率の点からも高い方が好ましいが、熱伝導率を高くするためには、純度が９８％以上のアルミナを用いることが好ましく、純度９９％以上のアルミナを用いることがより好ましく、特に低ソーダアルミナを用いることが好ましい。また、熱伝導率を高くするためには、窒化硼素を用いることも好ましく、純度が９９％以上の窒化硼素を用いることが特に好ましい。
【００９２】
また、特に、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上の発光素子を使用する半導体発光装置では、白色顔料として酸化チタンも好適に使用することができる。酸化チタン（チタニア）は紫外線吸収能を持つが、屈折率が大きく光散乱性が強いため、４２０ｎｍ以上の波長の光の反射率が高く、少ない添加量でも高反射を発現しやすい。白色顔料としてチタニアを用いると、一般に小粒子径のため増粘しやすい白色顔料の使用量を抑え、骨材として機能する球状シリカなど大粒径の粒子と組み合わせることにより、低線膨張率・高硬度の樹脂成形体を得ることができるメリットがある。本発明の白色顔料としてチタニアを用いる場合は、紫外線吸収能や光触媒能が大きく高温で不安定なアナターゼ型よりも、高温で安定であり、屈折率が高く、比較的耐光性が高いルチル型が好ましく、光触媒活性を抑える目的で表面にシリカやアルミナの薄膜コートが施されたルチル型が特に好ましい。
酸化チタンは屈折率が高く、ポリオルガノシロキサンとの屈折率差が大きいため少ない添加量でも高反射となりやすいことから、アルミナと酸化チタンを併用してもよい。例えば、アルミナに対する酸化チタンの重量比（アルミナ：酸化チタン）が、５０：５０〜９５：５となる割合で混合することができる。アルミナに酸化チタンを少量添加することで、アルミナを単独で使用した場合よりも４２０ｎｍ以上の波長の光の反射率が高くなることが期待でき、特に、材料中の白色顔料の割合が小さい場合や、材料の厚みが薄い場合にも反射率が下がりにくくなる傾向がある。チタニアの併用により材料中の白色顔料の割合を小さくできるため、材料組成の自由度が上がり、白色顔料以外の成分の使用量を多くすることができる。また、薄い材料の反射率が高いことは、樹脂成形体の形状の自由度が上がる点で非常に有利である。特に、厚みを大きくできない薄い樹脂成形体や細かい構造の樹脂成形体でも材料の反射率を高くすることで、半導体発光装置の明るさを増す効果が期待できる。
【００９３】
なお、白色顔料をシランカップリング剤などで表面処理を行ってもよい。シランカップリング剤で表面処理した白色顔料を用いると、樹脂成形体用材料全体の硬度や曲げ強度、弾性率を向上させることができる。
【００９４】
＜３．２．２．２．（Ｂ）白色顔料の好ましい形状＞
前述の通り、本発明に用いる（Ｂ）白色顔料の一次粒子のアスペクト比は１．２以上４．０以下であることを特徴としている。
アスペクト比は、粒子等の形状を定量的に表現する簡便な方法として一般に用いられており、本発明ではＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した粒子の長軸長さ（最大長径）を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除して求めるものとする。軸長さにばらつきがある場合は、複数点（例えば１０点）をＳＥＭで計測し、その平均値から算出することができる。あるいは、３０点、１００点を計測しても同様の算出結果を得ることができる。
好ましいアスペクト比は、１．２５以上であり、より好ましくは１．３以上、特に好ましくは１．４以上である。一方、上限は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより好ましく、２．２以下が更に好ましく、２．０以下が特に好ましく、１．８以下であることが最も好ましい。
アスペクト比が上記範囲であると、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、この樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。
また、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用することは、金型の磨耗が少ないなど、成形上も好ましい。アスペクト比が上記範囲を超えて大きい場合、顔料粒子との接触により金型の磨耗が激しくなることがあり、逆に、アスペクト比が小さい白色顔料を使用する場合も材料中の顔料の充填密度を高くできるため金型と顔料との接触頻度が上がり、金型が磨耗しやすくなる。さらに、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用すると、材料粘度の調整が容易で、成形に適した粘度に調整できるので、成形サイクルの短縮や、バリの防止が可能となる等、成形性に優れた材料となる。
【００９５】
本発明では、アスペクト比が上記範囲であることにより、（Ｂ）白色顔料の形状からは、球状、真球状に形成されたものが除かれる。また、アスペクト比が４を超えるような極端に細長い形状のものも、かえって反射率を低下させてしまい、また、成形時に配管、スクリュー、金型等の磨耗が発生しやすくなり、磨耗による不純物の混入により、得られる樹脂成形体の反射率低下や、絶縁破壊が起こりやすくなるため、本発明では用いられない。アスペクト比が上記範囲であることで、白色顔料が金型の隙間に充填され、バリが発生しにくいが、アスペクト比が１．２未満のように球状に近くなると金型の隙間を通り抜けてバリが発生しやすくなる。
本発明では、アスペクト比が上記範囲に含まれる粒子が（Ｂ）白色顔料全体の６０体積％以上、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは８０体積％以上を占めることが好ましく、必ずしも全ての（Ｂ）白色顔料が上記アスペクト比の範囲を満たさなければいけないわけではないことは当業者が当然に理解できる事項である。
【００９６】
アスペクト比を上記範囲とするためには、白色顔料の表面処理をしたり、研磨したりする等の一般的な方法を採ればよい。また、白色顔料を破砕（粉砕）して微細化することや、篩粉等により分級することによっても調整できる。
【００９７】
本発明に用いる（Ｂ）白色顔料は、形状が破砕形状であることが好ましく、破砕後の処理により結晶の角が少ない丸みを帯びた形状となったもの、焼成などによって生成した球状でない顔料の形状も含まれる。
【００９８】
また、本発明においては、（Ｂ）白色顔料の一次粒子径が、０．１μｍ以上２μｍ以下であるものを使用する。下限値については好ましくは０．１５μｍ以上、より好ましくは０．２μｍ以上、特に好ましくは０．２５μｍ以上であり、上限値については好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは０．８μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ以下である。
一次粒子径が上記範囲である場合には、後方散乱傾向と散乱光強度を兼ね備えることで材料が高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域等の短波長の光に対する反射が大きくなり、好ましい。
白色顔料は、一次粒子径が小さすぎると散乱光強度が小さいため反射率は低くなる傾向にあり、一次粒子径が大きすぎると散乱光強度は大きくなるが、前方散乱傾向になるため反射率は小さくなる傾向にある。
また、一次粒子径が上記範囲である場合には、成形に適した粘度への調整が容易である上、金型の磨耗が少ないなど、成形性の観点からも好ましい。一次粒子径が上記範囲よりも大きい場合、顔料粒子との接触による金型への衝撃が大きく金型の磨耗が激しくなる傾向があり、一次粒子径が上記範囲よりも小さい白色顔料を使用する場合には、材料が高粘度になりやすく、白色顔料の充填量を上げられないため、高反射等の材料特性と成形性との両立が難しくなる傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に添加するとチキソトロピー性付与効果が大きく、バリやショートが少なく成形しやすい組成物とするために、粘度とチキソトロピー性を容易に調整することができる。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、一次粒子径が２μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。
【００９９】
本発明にいう一次粒子とは粉体を構成している粒子のうち、他と明確に分離できる最小単位の個体をいい、一次粒子径はＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した一次粒子の粒子径をいう。一方、一次粒子が凝集してできる凝集粒子を二次粒子といい、二次粒子の中心粒径は粉体を適当な分散媒（例えばアルミナの場合は水）に分散させて粒度分析計等で測定した粒径をいう。一次粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）をＳＥＭ観察し、その平均値を粒子径としてもとめることができる。また、測定の際、個々の粒子径が球状でない場合はもっとも長い、すなわち長軸の長さを粒子径とする。
白色顔料のアスペクト比と一次粒子径は、成形後（硬化後）であっても測定することができる。ＳＥＭなどの電子顕微鏡によって成形品の断面を観察し、断面に露出した白色顔料の一次粒子径とアスペクト比を計測すればよい。
【０１００】
一方、上記白色顔料は、二次粒子の中心粒径（以下、「二次粒径」と称する場合がある。）が、０．２μｍ以上であるものが好ましく、０．３μｍ以上であるものがより好ましい。上限は１０μｍ以下であるものが好ましく、５μｍ以下であるものがより好ましく、２μｍ以下であるものが更に好ましい。
二次粒径が上記範囲である場合には、液状射出成形における成形性の観点で好ましい材料が得られ易い。また、成形に適した粘度への調整が容易で、金型の磨耗が少ない。加えて、白色顔料が金型の隙間を通過しにくいためバリが発生しにくく、かつ、金型のゲートに詰まりにくいため成形時のトラブルが起こりにくい。二次粒径が上記範囲よりも大きい場合には、白色顔料の沈降により材料が不均一となる傾向にあり、金型の磨耗やゲートの詰まりにより成形性が損なわれたり、材料の反射の均一性が損なわれたりすることがある。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、二次粒径が１０μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。なお、中心粒径とは体積基準粒度分布曲線の体積積算値が５０％になる粒子径をいい、一般的に５０％粒子径（Ｄ50）、メディアン径と呼ばれるものを指す。
【０１０１】
また、本発明における（Ｂ）白色顔料の一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘは、通常１以上、好ましくは１より大きく、特に好ましくは１．２以上であり、また、通常１０以下、好ましくは５以下である。
ここで、一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘが上記範囲であることにより、（Ｂ）白色顔料の好ましい形状からは、球状、真球状に形成されたもの（即ち、一次粒子がほとんど凝集しておらず、一次粒子径と二次粒子の中心粒径がほぼ等しいもの）が除かれる。
一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘが上記範囲である場合には、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、かかる樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。また、成形に適した材料粘度への調整も容易である。
【０１０２】
＜３．２．２．３．白色顔料の添加量＞
本発明において半導体発光装置用樹脂成形体材料中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、使用する顔料の粒径や種類、ポリオルガノシロキサンと顔料の屈折率差により適宜選択される。（Ａ）ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し通常２０重量部以上、好ましくは５０重量部以上、更に好ましくは１００重量部以上であり、通常９００重量部以下、好ましくは６００重量部以下、更に好ましくは４００重量部以下である。
上記範囲内であると反射率、成形性等が良好である。上記下限未満である場合には光線が透過してしまい半導体発光装置の反射効率が低下する傾向にあり、上限よりも大きい場合には材料の流動性が悪化することにより成形性が低下する傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に配合すると顕著な増粘が起こり、チキソトロピー性付与効果が大きいが、そのような形状の白色顔料を組成物全体の３０重量％以上含有させることで、バリやショートが少なく成形しやすい材料にすることができ、さらに、粘度とチキソトロピー性を調整することが容易となる。
また、後述する樹脂成形体用材料の熱伝導率を０．４以上３．０以下の範囲に制御するためには、（Ｂ）白色顔料としてアルミナを樹脂成形体用材料全体量に対して４０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。あるいは、（Ｂ）白色顔料として窒化硼素を樹脂成形体用材料全体量に対して３０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。なお、アルミナと窒化硼素を併用してもよい。
【０１０３】
＜３．２．３．（Ｃ）硬化触媒＞
本発明における（Ｃ）硬化触媒とは、（Ａ）のポリオルガノシロキサンを硬化させる触媒である。この触媒はポリオルガノシロキサンの硬化機構により付加重合用触媒、縮合重合用触媒がある。
【０１０４】
付加重合用触媒は、前記（Ｃ１）成分中のアルケニル基と（Ｃ２）成分中のヒドロシリル基とのヒドロシリル化付加反応を促進するための触媒であり、この付加重合触媒の例としては、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。なお、この（Ｃ３）付加重合触媒の配合量は触媒量とすることができるが、通常、白金族金属として（Ｃ１）および（Ｃ２）成分の合計重量に対して通常１ｐｐｍ以上、好ましくは２ｐｐｍ以上であり、通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下である。これにより触媒活性を高いものとすることができる。
【０１０５】
縮合重合用触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、有機酸などの酸、アンモニア、アミン類などのアルカリ、ホウ素のアルコキシド等の有機ホウ素化合物、金属キレート化合物などを用いることができ、好適なものとしてＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｔのいずれか１以上を含む金属キレート化合物を用いることができる。なかでも、金属キレート化合物は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｇａのいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましく用いられる。
これらの触媒は半導体発光装置用樹脂成形体材料として配合した際の安定性、被膜の硬度、無黄変性、硬化性などを考慮して選択される。
【０１０６】
縮合重合用触媒の配合量は、上記式（３）および／または（４）で表される成分の合計重量に対して通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、一方上限は通常１０重量％以下、好ましくは６重量％以下である。
添加量が上記範囲であると半導体発光装置用樹脂成形体材料の硬化性、保存安定性が良好であり、加えて成形した樹脂成形体の品質が良好である。添加量が上限値を超えると樹脂成形体材料の保存安定性に問題が生じる場合があり、下限値未満では硬化時間が長くなり樹脂成形体の生産性が低下し、未硬化成分により樹脂成形体の品質が低下する傾向にある。
【０１０７】
付加重合型と縮合重合型の硬化機構を併用することも可能である。その場合には両機構に活性を持つ触媒を使用したり、付加重合用触媒と縮合重合用触媒を併用したりすることができる。
【０１０８】
＜３．２．４．（Ｄ）硬化速度制御剤＞
本発明の半導体発光装置用樹脂成形体用材料は、さらに（Ｄ）硬化速度制御剤を含有することが好ましい。ここで硬化速度制御剤とは、樹脂成形体用材料を成形する際に、その成形効率を向上させるために硬化速度を制御するためのものであり、硬化遅延剤または硬化促進剤が挙げられる。
【０１０９】
硬化遅延剤は、特に、硬化速度が速い付加重合型ポリオルガノシロキサン組成物の液状射出成形において重要な成分である。
付加重合反応における硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、これらを併用してもかまわない。
脂肪族不飽和結合を含有する化合物としては、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−ヒドロキシ−３−フェニル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノール等のプロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、ジメチルマレート等のマレイン酸エステル類等が例示される。脂肪族不飽和結合を含有する化合物の中でも、三重結合を有する化合物が好ましい。有機リン化合物としては、トリオルガノフォスフィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフォン類、トリオルガノフォスファイト類等が例示される。有機イオウ化合物としては、オルガノメルカプタン類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、ベンゾチアゾール、チアゾール、ベンゾチアゾールジサルファイド等が例示される。窒素含有化合物としては、アンモニア、１〜３級アルキルアミン類、アリールアミン類、尿素、ヒドラジン等が例示される。スズ系化合物としては、ハロゲン化第一スズ２水和物、カルボン酸第一スズ等が例示される。有機過酸化物としては、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、過安息香酸ｔ−ブチル等が例示される。
これらの硬化遅延剤のうち、遅延活性が良好で原料入手性がよいという観点からは、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルマレート、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノールが好ましい。
硬化遅延剤の添加量は特に限定されないが、使用する（Ｃ）硬化触媒１モルに対する好ましい添加量の下限は１０-1モル以上、より好ましくは１モル以上であり、好ましい添加量の上限は１０3モル以下、より好ましくは５０モル以下である。また、これらの硬化遅延剤は単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
縮合重合反応における硬化遅延剤としては、炭素数１〜５の低級アルコール、分子量５００以下のアミン類、窒素や硫黄含有する有機化合物、エポキシ基含有化合物などシラノールと反応あるいは水素結合する化合物が挙げられる。硬化遅延剤の添加量は種々設定できるが、使用する縮合型ポリオルガノシロキサンの反応性末端基１モルに対する好ましい添加量の下限は１０-1モル以上、より好ましくは１モル以上であり、好ましい添加量の上限は１０モル以下、より好ましくは５モル以下である。これらはシラノールと相互作用し、保護基として作用するので硬化速度を抑制できる。
【０１１０】
硬化速度制御剤の種類や配合量を上記のように設定とすることにより、樹脂成形体用材料の成形が容易となる。例えば、金型への充填率が高くなったり、射出成形による成形時に金型からの漏れがなく、バリが発生しにくくなったりするメリットが得られる。
【０１１１】
＜３．２．５．その他の成分＞
半導体発光装置用樹脂成形体用材料である熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、上記（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）白色顔料、（Ｃ）硬化触媒、（Ｄ）硬化速度制御剤以外に、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を１種、または２種以上を任意の比率および組み合わせで含有させることができる。
例えば、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の流動性コントロールや白色顔料の沈降抑制の目的で、（Ｅ）流動性調整剤を含有させることができる。
（Ｅ）流動性調整剤としては、添加により熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなる常温から成形温度付近で固体の粒子であれば特に限定されないが、発光素子からの光や蛍光体により波長変換された光を吸収する性質が無いか非常に小さく、成形体材料の反射率を極端に低下させないもので、光や熱による変色、変質が小さく耐久性が高いものが好ましい。
【０１１２】
（Ｅ）流動性調整剤として具体的には、シリカ微粒子、石英ビーズ、ガラスビーズなどの無機粒子、ガラス繊維などの無機物繊維、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。また、例えば、繊維状アルミナのような、上述した本発明で用いられる特定の条件を満たす白色顔料に相当しない白色のフィラーを前述の白色顔料とは別に含有させることができる。
中でもチキソトロピー性付与効果が大きい、例えばＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇのようなシリカ微粒子は、組成物の粘度や粘度挙動をコントロールしやすく、好適に使用できる。石英ビーズ、ガラスビーズ、ガラス繊維などは、流動性調整剤としての効果のみならず、材料の熱硬化後の強度、靭性を高める効果や材料の線膨張係数を下げる効果も期待できるため好ましく、シリカ微粒子と併用するか単独で使用してもよい。
なお、（Ｂ）白色顔料の添加量によってもチキソ性や流動性を変化させることができるが、（Ｂ）成分の添加量を増減すると反射率が影響を受けるので、液状射出成形における流動性の調整は（Ｂ）白色顔料以外の成分を併用することにより行うことが好ましい。
【０１１３】
また、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度を調整するため、液状増粘剤として非硬化性のポリオルガノシロキサンを（Ａ）ポリオルガノシロキサンに一部配合することができる。液状増粘剤としては、２５℃における粘度が、通常、０．００１Ｐａ・ｓ以上３Ｐａ・ｓ以下、好ましくは０．００１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ以下であり、ヒドロキシル価が、通常、１．０×１０-2〜７．７×１０-5ｍｏｌ／ｇ、好ましくは１．０×１０-2〜９．５×１０-5ｍｏｌ／ｇで、一分子中に少なくとも１個のケイ素原子に結合したヒドロキシル基（すなわち、シラノール基）を含有する、直鎖状オルガノポリシロキサンが好ましい。
この液状増粘剤に用いられるポリオルガノシロキサンは、分子中にアルケニル基および／またはＳｉＨ基等のヒドロシリル化付加反応に関与する官能性基を含有しない（即ち非硬化性の）ものであり、分子中のヒドロキシル基は分子鎖末端のケイ素原子に結合したものであっても、分子鎖非末端（分子鎖途中）のケイ素原子に結合したものであっても、これらの両方に結合したものであってもよいが、好ましくは分子鎖両末端のケイ素原子に結合したヒドロキシル基を含有する直鎖状オルガノポリシロキサン（すなわち、ポリ（α、ω‐ジヒドロキシジオルガノシロキサン））であることが望ましい。
液状増粘剤としてのポリオルガノシロキサンの配合量は（Ａ）ポリオルガノシロキサン全体を１００重量部とした時、通常、０〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．５〜３重量部程度とすることができる。
【０１１４】
なお、本発明のパッケージにおける上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が（Ｅ）流動調整剤を含有する場合において、該樹脂組成物中の（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計含有量は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましく、６５重量％以上であることが特に好ましく、また、８５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以下であることがより好ましい。前記合計含有割合がこれより多いと熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ流動性が劣るため、材料移送ができなくなったり成形時にショートが起きやすくなったりする。また、これより少ないと薄肉時の反射率が低くなったり、低粘度となるため成形時のバリやかぶりが起きやすくなったりする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常、樹脂組成物全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、該樹脂組成物中に含まれる（Ｄ）硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｂ）白色顔料の含有量は、該樹脂組成物が、樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の３０重量％以上８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上７０重量％以下である。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｅ）流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上４５重量％以下である。
【０１１５】
また、（Ａ）乃至（Ｅ）成分以外にも、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、熱硬化後の強度、靭性を高める目的で、ガラス繊維などの無機物繊維を含有させてもよく、また、熱伝導性を高めたるため、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミ、繊維状アルミナ等を前述の白色顔料とは別に含有させることができる。その他、硬化物の線膨張係数を下げる目的で、球状シリカ、石英ビーズ、ガラスビーズ等を含有させることができる。
液状射出成形により成形を行う場合にはこれらの無機粒子の粒子径は通常０．３μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以上８μｍ以下がさらに好ましい。粒子径がこの範囲より大きいと金型磨耗、ノズル詰まり、ショートなどが起きやすくなる。また、粒子径がこの範囲より小さいと熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなり、加工性に影響する。これらの無機粒子は目的に応じて複数の種類を併用してもよいし、充填率を上げる等の目的により粒子径の異なる同一種の無機粒子を使用してもよい。
これらを添加する場合の含有量は、少なすぎると目的の効果か得られず、多すぎると熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上がり、加工性に影響するので、十分な効果が発現し、材料の加工性を損なわない範囲で適宜選択できる。通常、ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し５００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。
【０１１６】
また、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物中には、その他、イオンマイグレーション（エレクトロケミカルマイグレーション)防止剤、老化防止剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定改良剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤などを本発明の目的および効果を損なわない範囲において含有させることができる。
【０１１７】
＜４．本発明の半導体発光装置＞
以下、既に図１及び図２に例をとって説明した実施態様以外の本発明の半導体発光装置用パッケージ及びそれを用いた半導体発光装置の具体的な実施形態を図を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【０１１８】
＜４．１．図３の実施形態＞
図３の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。図１及び図２の実施形態に係る半導体発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する（以下、同じ）。
【０１１９】
図３として概略断面図が示される半導体発光装置１Ａは、発光素子実装の自由度を高め、リード１１，１２による熱伝導性を生かすため底面における電極部分の露出面積を大きく取ったものである。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面にも樹脂成形体１３を配置し一体的に成形することにより、リード１１，１２と樹脂成形体１３が剥離しにくく機械的強度に優れたパッケージとすることができる。また、インナーリード部１１ａ，１２ａの上に発光素子２０が直接載置されているのでリード１１，１２を介するパッケージ１０外部への放熱効率が高い。封止部３０は発光素子の発光波長を直接利用する場合には透明な封止材で封止される。発光素子２０の発光の一部又は全部を波長変換し、必要に応じ発光素子２０の発光波長と混色して発光させるときには封止部３０は波長変換物質として有機又は無機の蛍光体を含有していてもよい。蛍光体が発光素子の熱や光、電界により劣化しやすい場合には、凹部の底面から開口面に向かって蛍光体の濃度が高くなる配置としてもよい。パッケージ凹部内に露出する樹脂成形体１３として、上述の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を使用しているため、反射率に優れ、高い輝度を得ることができる。
【０１２０】
＜４．２．図４の実施形態＞
図４の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図４として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｂは、図３に比べ、第１のリード１１、第２のリード１２の各インナーリード部の露出を少なくし、樹脂成形体による光の反射効率の向上を図ったものである。インナーリード部が着色劣化しやすい銀メッキ表面である場合や反射率に劣る金メッキ表面である場合には特に、長期にわたり高い反射率を維持し、高効率の半導体発光装置を得ることができる。
【０１２１】
＜４．３．図５の実施形態＞
図５の半導体発光装置について説明する。
図５として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｃは、図３の半導体発光装置１Ａに比べ、第１のリード１１、第２のリード１２のインナーリード部１１ａ，１２ａの露出を少なくした例であり、また、発光素子２０からの光や熱、電界による蛍光体の劣化を防止するため、発光物質を含む蛍光体層６０を発光素子２０から離して設置した、リモートフォスファー態様の例である。
インナーリード部１１ａ，１２ａの面積を確保しつつ電気的接続をする部分のみが底面に露出した構造とすることにより、高い反射率と熱伝導率を両立したパッケージ１０とすることができる。樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物は熱伝導率が高く薄層でも高い反射率を有するのでこのような態様に適している。発光素子２０は樹脂成形体１３の上に戴置されているが、１Ｗ以上の大型発光素子搭載時など放熱が重要な場合には、インナーリード部１１ａにおける発光素子２０直下の部分も露出させ絶縁性ダイボンド材により直接接着してもよい。なお上下導通をとる発光素子の場合にはインナーリード部１１ａにおける発光素子２０直下の部分を露出させ半田や導電性のダイボンド材にて発光素子２０を接着する。
蛍光体層６０は、封止材３０が蛍光体を含有しない場合に必要に応じて設けることができる。ポッティングや印刷、一括成形により透明封止層の上に直接塗布しても、ポリカーボネートやＰＥＴ・ガラスなどガス透過性が低い透明基体に蛍光体層６０を塗布した窓材や蛍光体含有樹脂成形物などを別途準備しパッケージ開口部に貼り付けてもよい。図５での蛍光体層６０は平板状となっているが、必要に応じ凸レンズ状や中空ドーム状の成形物であってもよい。蛍光体を発光素子２０から離すことにより蛍光体の光劣化に起因する輝度低下を抑制することが可能であり、蛍光体層６０の厚みを一定にできることで発光装置の発光の面内分布を抑え、色のばらつきの少ない高輝度の発光装置を得ることができる。
【０１２２】
＜４．４．図６及び図７の実施形態＞
図６及び図７の半導体発光装置について説明する。図６及び図７の概略断面図は、カップ型のリフレクタを設けていないチップオンボード実装型の実施態様に関する例である。
【０１２３】
図６及び図７の半導体発光装置１Ｄ，１Ｅは、チップオンボード（ＣＯＢ）用基板上に設けられたものであり、リードフレームの代わりに配線基板７０を用いて反射材となる樹脂成形体１３と一体的に成形するものである。なお、半導体発光装置１Ｄ，１Ｅはカップ型のリフレクタを設けないが、図１〜５と同様のカップ型のリフレクタを設けることもできる。
これらの態様でも、リード１１，１２は、ワイヤ４０を介して発光素子２０と接続部で接続している。リード１１，１２のうち、封止部３０の中にあり発光素子２０とダイボンド材又はワイヤ、バンプなどにより直接電気的接続をとる部位がインナーリード部１１ａ，１２ａ、封止部３０の外に露出し、外部配線基板等の電極と電気的接続を取る部位がアウターリード部１１ｂ，１２ｂに相当する。また、これらの態様では、リード１１，１２の一部が樹脂成形体１３により被覆されている。樹脂成形体１３は、白色の絶縁層としての機能も有しており、この厚さを大きくすることもできる。
なお、発光素子２０は複数存在してもよい。封止材により、複数の実装部を一括に封止してもよい。
封止部３０は使用目的により透明であっても、蛍光体を含有していてもよく、リフレクタや堰部を用いない場合には金型成形により一括封止されていてもよい。チップオンボード型では配線基板７０上に直接発光装置部を設けることができるので、表面実装の手間が省け発光素子から配線基板７０への放熱をとりやすいメリットがある。アウターリード部は配線基板７０の発光素子搭載側と同じ面に露出していてもよいが、実装後のパッケージを配線基板ごと分割し個片化して用いる場合など、他の配線基板上に表面実装する必要がある場合にはパッケージを構成する配線基板にスルーホールなどを設けて裏面に電気的導通を取り、発光装置裏面にアウターリード部を設けることができる。
なお、図６は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてアルミニウムや銅などの金属を含む材料を用いた態様である。絶縁層５０は透明であっても反射材としての機能をも有していてもよく、高放熱機能をも有していることが好ましい。ベース基板８０には絶縁層と反射材層を兼ねて樹脂成形体１３と同じ熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いてもよい。また、アルミニウムなどのメタル基板を用いる場合には絶縁体５０からなる層として増反射構造を有する絶縁性の透明多層膜が蒸着などにより形成されていてもよい。
また、図７は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてセラミックス（ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3）や本発明に用いられる熱硬化性シリコーン樹脂組成物を始めとした樹脂組成物などの絶縁体から構成された絶縁性基板を用いる態様である。使用する発光素子の発熱量が大きく基板材料の熱伝導性が十分でない場合には、必要に応じ発光素子直下に金属材料を含むヒートシンク部９０を設けることができる。
【０１２４】
＜４．５．図８の実施形態＞
図８の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図８として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｆは、図４の半導体発光装置１Ｂに比べ、発光素子２０と第１のリード１１、第２のリード１２の電気的接続部を離した構造を有する。このことにより、発光素子２０からの電界、熱、光などの影響により発光素子２０直近の電極の金属（銀等）メッキの着色による輝度低下を抑えることができる。
【０１２５】
＜４．６．図９の実施形態＞
図９の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図９として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｇは、リード１１，１２と樹脂成形体１３とから構成されるパッケージ１０の構造が液状射出成形（ＬＩＭ）法に適しており、また、放熱が良好な構成となっている。
本発明のパッケージ成形においてはパッケージ材バインダとなるシリコーン樹脂が従来のエンプラ樹脂と比較して柔らかくタックがあるため型離れしにくかったり、成形体の薄肉部が離型時に千切れて型内に残ったりして連続成形を妨げる要因となりやすい。そのため、側面リフレクタ部の上縁やパッケージの角は角部を無くし曲面に近い形状とすることが好ましい。また、リフレクタの内壁面及び外壁面はパッケージ底面から離れるほどリフレクタが肉薄となるように、パッケージ底面に対して垂直に立ち上げた線から３±１度程度の傾斜を有することが好ましい。また、リードフレーム型では成形・型抜け時、パーツフィーダー・ロボットアーム等によるパッケージ個片移送時、また発光素子実装時などにパッケージへのねじり外力がかかりリードが成形体から剥離・脱落することがあるので、正負のインナーリードは例えばパッケージ上から見て凸型と凹型のようにパッケージ底面において相互に入りこみ、ねじり応力やワイヤボンディング時の局部応力に対して強い構造となっていることが好ましい。さらに、リードフレームは上下から成形体に挟まれた部分の面積が多い構造であることが好ましく、図９の実施態様では側面部と底面部の樹脂成形体がアウターリードを挟む構造になっている。
リードフレームがあらかじめ折り曲げてあると図３、図４等のように成形後に折り曲げ加工するよりパッケージとリードフレームの界面に応力がかからず破損しにくいため好ましい。本実施態様においてはアウターリードは完成形状に予め折り曲げてあり、かつアウターリード裏面はパッケージ実装面と同一平面上にあり、実装安定性が高く放熱が良好である。
【０１２６】
＜５．半導体発光装置用パッケージ及び半導体発光装置の製造方法＞
本発明の半導体発光装置用パッケージを有してなる半導体発光装置の製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
【０１２７】
まず、第１の工程として、パッケージ１０の凹部１４の底面１４ａに対応する第１及び第２のリードを、下金型１００と上金型１１０とで挟み込む。
【０１２８】
下金型１００には、パッケージ１０の樹脂成形体１３の形状に対応する凹部１００ｂ及び前記パッケージにおける凹部１４の形状に対応する凸部１００ａが形成されている。
ここで、凹部１４の底面１４ａに対応する凸部１００ａの平坦面１００ｃは、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａと接触するように形成されている。
【０１２９】
次いで、第２の工程として、下金型１００と上金型１１０との隙間で形成される空間部分に射出成形機を用いて前述した液状の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を注入・成形する。
【０１３０】
この工程では、液状の上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物の供給はペール缶などの所定の容器から圧送する等の方法により行われる。熱硬化性シリコーン樹脂組成物は一液型、二液型を問わず、ペールポンプ（ドラムポンプ）を用いて計量プランジャ又は、計量スクリュー部へ組成物をいったん圧送し、次に予熱された金型内に計量プランジャ（又は計量スクリュー）から所定量射出される。二液型の場合には、一液型用のペールポンプ（ドラムポンプ）２台を同軸にしてプランジャを同時に操作させる方式や、油圧機構によってリンクさせ同時に操作させる方式などにより二成分を同時に計量し、混合装置を経由して計量プランジャ（又は計量スクリュー）より射出すればよい。計量誤差を低減させるため、二つの成分は容量比で１：１に近いことが好ましく、均一に混合するためにはそれぞれの粘度も同じ程度にすることが好ましい。続いて下金型１００と上金型１１０とを所定の温度に加熱し、射出された第１の熱硬化性樹脂を硬化させる。
【０１３１】
第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａ（インナーリード部１１ａ、１２ａの裏面に樹脂成形体が接する場合には、第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂ）を金型で挟み込むため、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出する際にこれらのリードがばたつくことがなく、バリの発生を抑制できる。なお、必要に応じ、インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面を支えるための支持ピンを用いることができる。
【０１３２】
ここで、第２の工程の射出成形圧力が１０〜２０００ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましい。射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2未満では、液状硬化性組成物の金型内での流れが遅く、硬化が先行して未充填（ショート）が発生する恐れがあり、２０００ｋｇ／ｃｍ2を超えると液状硬化性組成物の流れが速すぎて薄肉部などに未充填が生じる充填むらが発生したり、残留応力により成形品が膨張し型離れが悪くなる恐れがある。
さらに液状射出成形機のシリンダー温度は０℃〜１００℃であることが好ましい。シリンダー温度が０℃未満では、液状熱硬化性組成物に結露水が混入、凍結し除去できなくなる可能性があり、１００℃を超えると液状熱硬化性組成物の硬化反応が過度に進行し、増粘する可能性がある。
【０１３３】
さらに、上記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が、１０Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓ（２５℃、剪断速度１００／ｓ）であると、半導体装置用樹脂成形体の生産効率が高くなる。
なお、前述の通り、チキソトロピー性の観点から、本発明の半導体発光装置用樹脂成形体における液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることが特に好ましい。一方、上限は、５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。
【０１３４】
このような好適範囲に上記粘度を制御し、液状射出成形（ＬＩＭ成形）に好適に使用できるようにするためには、前述の通り、液状樹脂組成物に一定以上のチキソトロピー性を持たせることが好ましい。例えば、一次粒径０．１μｍ以上２．０μｍ以下の前述の（Ｂ）白色顔料のような微粒子を液状樹脂組成物中に、３０重量％以上となるように含有させることが好ましい。
【０１３５】
次いで、第３の工程として、射出・注入された上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱・硬化して、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する樹脂成形体１３が得られる。
この加熱・硬化工程の温度や時間等の条件は、バリやショートモールドを低減し、離型をよくする観点からは、液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃〜２３０℃及び３秒〜１０分間であることが好ましい。必要に応じてポストキュアを行ってもよい。
液状射出成形時の硬化温度がこの範囲より高いと、樹脂の分解劣化や、硬化速度が速すぎることに起因する未充填を引き起こす可能性がある。また硬化温度がこの範囲より低いと、硬化に時間がかかり生産性が低下したり硬化不足により型離れが悪化したりする可能性がある。また、硬化時間は熱硬化性シリコーン樹脂組成物のゲル化速度や硬化速度に応じて適宜選択すればよいが、３秒以上１０分以下が好ましく、より好ましくは５秒以上２００秒以下、さらに好ましくは１０秒以上６０秒以下である。硬化時間が上記範囲より短いと硬化不足が生じ型離れが悪化する可能性がある。また、硬化時間が上記範囲より長いと生産性が低下し、液状射出成形の利点を生かせなくなる。
【０１３６】
これにより第１のリード１１、第２のリード１２、及び、樹脂成形体１３が一体的に成形された、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する、本発明の半導体発光装置用パッケージを提供することができる。
【０１３７】
次いで、第４の工程として、発光素子２０を載置するため、下金型１００及び上金型１１０を取り外す。
【０１３８】
次いで、第５の工程として、以下を行う。
発光素子２０を第１のインナーリード部１１ａに載置し、ワイヤ４０を介して発光素子２０が持つ第１の電極２１と第１のインナーリード部１１ａとを電気的に接続する。
【０１３９】
ただし、発光素子２０が上面と下面に電極を持つ場合は、ワイヤを用いず、ダイボンディングのみで電気的接続をとってもよい。次に発光素子２０の第２の電極２２と第２のインナーリード部１２ａとをワイヤ４０を介して電気的に接続する。
【０１４０】
次いで、第６の工程として、発光素子２０が載置された凹部１４内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を装入する。
【０１４１】
この封止材用熱硬化性樹脂組成物の装入は、滴下法や射出法、押出法などを用いることができるが、滴下法によることが好ましい。滴下することにより凹部１４内に残存する空気を効率的に排出することができるからである。封止材用熱硬化性樹脂組成物は、蛍光体を含むものが好ましい。これにより半導体発光装置の色調調整を容易にすることができる。
【０１４２】
次いで、第７の工程として、封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱・硬化して、封止材３０を成形する。
【０１４３】
このような手順により、量産性よく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を製造することができる。また、樹脂成形体を製造する際、樹脂組成物の流動性が良好なためバリ発生が問題となるが上金型と下金型でこれらリードをしっかり挟み込むためバリが発生しにくい。そして、挟み込んだリードは露出するので、この露出部分に発光素子を載置したり、発光素子が持つ電極とリードとをワイヤ等で接続したりすることができる。
特に、半導体発光装置用樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０の材料である封止材用熱硬化性樹脂組成物とは、共に熱硬化性樹脂をベースとするため、密着性が良好で半導体発光装置用樹脂成形体１３と封止材３０との界面の剥離が生じにくく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
【実施例】
【０１４４】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【０１４５】
実施例１として、樹脂成形体用樹脂として後述する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を用いた熱硬化性シリコーン樹脂組成物を使用し、半導体発光装置用パッケージを作製した。また、同熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、各々試験片を成形した。
また、比較例１として、ポリフタルアミド樹脂組成物（チタニア系顔料、ガラス繊維を含有）である、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２を用いて製造された市販品のパッケージ及び試験片を使用した。
それぞれのパッケージ及び試験片を用いて、反射率、発光素子実装時の初期輝度及び輝度維持率を比較した。
【０１４６】
［１−１．液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の製造］
両末端ビニルポリジメチルシロキサンを含有するビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度３５００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒８ｐｐｍ含有）と、両末端ビニルポリジメチルシロキサンおよび、両末端水素（メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体）を含有するヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．６ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度６００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、ヒドロシリル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、粘度５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：５で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度７ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の屈折率は、１．４１であった。
［１−２．液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）の製造］
両末端ビニルポリジメチルシロキサンを含有するビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度４２００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒１４ｐｐｍ含有）と、両末端ビニルポリジメチルシロキサンおよび、両末端水素（メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体）を含有するヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．０４ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．８ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度７００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．９ｍｍｏｌ/ｇ含有、粘度１５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：２で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度１２．５ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）の屈折率は、１．４１であった。
【０１４７】
［２．樹脂成形体用材料の調製、反射率測定用試験片の作製］
＜実施例１＞
（Ａ）上記１−１で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）３５重量部、（Ｂ）白色顔料として一次粒子径０．３μｍ、二次粒子の中心粒径Ｄ50１．２μｍ、アスペクト比１．４８のα結晶形アルミナを６０重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ  ＲＸ２００」（比表面積１４０ｍ2／ｇ）を５重量部の割合で配合し、混練機により白色顔料とシリカ微粒子を前記（１）に分散させ、白色の樹脂成形体用材料１（以下、「樹脂材料１」と略記する場合がある。）を得た。これらの材料を、熱プレス機にて１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２４０秒の条件で硬化させ、直径１３ｍｍ、厚さ４１０μｍと３ｍｍの円形の試験片（テストピース）を得た。
＜実施例２＞
（Ａ）上記１−２で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）１９．４重量部、（Ｂ）白色顔料としてシリカとアルミナで表面処理された一次粒子径０．２５μｍ、アスペクト比１．３６のルチル形酸化チタンを８重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ  ＮＡＸ５０」（比表面積４０ｍ2／ｇ）を２．６重量部、平均粒子径５μｍの溶融球状シリカを６３重量部、平均粒子径０．７μｍの溶融球状シリカを７重量部の割合で配合したこと以外は実施例１と同様にして、白色の樹脂成形体用材料２（以下、「樹脂材料２」と略記する場合がある。）と、直径１３ｍｍ、厚さ３４０μｍと３ｍｍの円形の試験片（テストピース）を得た。
＜比較例１＞
比較例１のポリフタルアミド樹脂については、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２の２ｍｍ厚のテストパネルを約１０ｍｍ角の大きさに切り出したものを、試験片（テストピース）とした。
【０１４８】
［３．白色顔料の一次粒子径、および一次粒子のアスペクト比の測定方法］
実施例１および２で用いた白色顔料の電子顕微鏡観察により一次粒子径を計測した。粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）を電子顕微鏡観察し、その平均値を粒子径として求めた。特にばらつきが大きく、例えば、極微量含まれる微小粒子や粗大粒子を除き、小粒径と大粒径の差が５倍程度以上あるような場合には、その最大値および最小値を記録した。また、長軸長さ(最大長径)と短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）も計測し、一次粒子径については長軸の長さを採用し、長軸長さ(最大長径)を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除した値をアスペクト比とした。
【０１４９】
［４．白色顔料の二次粒子の中心粒径Ｄ50の測定方法］
１０〜２０ｍｇの白色顔料（アルミナ粉体）に０．２％のポリリン酸ナトリウム水溶液１０ｇを加え、超音波振動でアルミナを分散させた。この分散液を用いて白色顔料の二次粒子の体積基準の中心粒径Ｄ50を日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３０００IIにて測定した。なお、中心粒径Ｄ50は、積算％の体積基準粒度分布曲線が５０％の横軸と交差するポイントの粒子径をいう。
【０１５０】
［５．試験片の反射率測定］
上記実施例１、２および比較例１の各試験片について、コニカミノルタ社製ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ  ＣＭ−２６００ｄを用いて測定径６ｍｍにて３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長における反射率を測定した。リード電極単独の反射率の値と合わせて、測定結果を図１１、表１に示す。本発明の樹脂成形体用材料は、従来のパッケージ材であるポリフタルアミド樹脂やＬＥＤ用に多用される銀メッキ銅リードフレームよりもバインダとして用いている樹脂及び反射材フィラーの種類・粒子径に由来し反射率が高いため、長期使用時に着色劣化しやすい銀メッキ表面の電極露出面積を少なくすることが可能である。酸化チタンを含む実施例２の樹脂成形体用材料は、特に発光波長が４４０ｎｍ程度以上の半導体発光素子を用いる発光装置に好適に使用できる。
【０１５１】
【表１】
0005919903.tif 000002
【０１５２】
［６．樹脂成形体用材料の粘度測定］
実施例１および実施例２の樹脂成形体用材料について、レオメトリクス社製ＲＭＳ−８００にてパラレルプレートを用い、測定温度２５℃で粘度測定を行った。
その結果を表２、および図１２に示す。実施例１の材料は、２５℃における剪断速度１ｓ-1および１００ｓ-1での粘度、並びにその傾きが樹脂成形体の液状射出成形に適していることがわかる。
【０１５３】
【表２】
0005919903.tif 000003
【０１５４】
［７．ショアＤ硬度測定］
上記実施例１および実施例２の各試験片(厚さ３ｍｍ)を、２００℃の恒温器で２０分間ポストキュアした後、試験片２枚を重ね、ゴム・プラスチック硬度計ＫＯＲＩ  Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ  ＫＲ−２５Ｄを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に従い、試験片の中心付近のショアＤ硬度を測定した。
実施例１および実施例２の各試験片のショアＤ硬度はそれぞれ４０と６０であった。
比較例１の厚さ２ｍｍの試験片についても、試験片３枚を重ね、同様にショアＤ硬度を測定した。硬度は９０以上であった。
【０１５５】
［８．パッケージの液状射出成形］
実施例の樹脂成形体用材料１および２を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により半導体発光装置用パッケージ１および２を成形した。該パッケージは、樹脂部が縦３．２ｍｍ×横２．７ｍｍ×高さ１．４ｍｍ、開口部の直径２．４ｍｍの凹部を有するカップ状であり、図９の実施形態においてリフレクタ部の上縁及び角を曲面とした形状を有する表面実装型パッケージであった。樹脂成形体用材料１の成形は金型温度１７０℃、硬化時間２０秒、樹脂成形体用材料２の成形は金型温度２０５℃、硬化時間２０秒の条件で行った。成形したパッケージを観察したところ、バリの発生はなく、ショートモールド、離型不良の無いパッケージであった。樹脂成形体用材料１を成形したパッケージを液体窒素で凍結した状態でミクロトームにより切削し、パッケージ断面のＳＥＭ観察を行った。断面に露出したアルミナの一次粒子径は０．３μｍ、一次粒子のアスペクト比は１．４８であった。
また、実施例１の樹脂成形体用材料１を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により図１の実施形態の形状を有する表面実装型の半導体発光装置用パッケージ３を成形した。該パッケージは、樹脂部が縦５．０ｍｍ×横５．０ｍｍ×高さ１．３ｍｍ、開口部の直径４．０ｍｍの凹部を有するカップ状、第一のインナーリードの発光素子を載置する部分の裏面が樹脂成形体から露出する形状を有する表面実装型パッケージであった。樹脂成形体用材料１の成形は金型温度１８０℃、硬化時間２０秒の条件で行った。成形したパッケージを観察したところ、バリの発生はなく、ショートモールド、離型不良の無いパッケージであった。
比較例１のポリフタルアミド樹脂製のパッケージとしては、射出成形により製造された市販品を使用した。
【０１５６】
実施例１、２の樹脂材料から得られたパッケージ１、２、３および比較例１の各材料由来のパッケージについて、以下の手法にて金属配線と樹脂材料との間の接着性評価を行った。
パッケージのカップの内側を赤色の水性インクで満たし、５分間放置した後、インクを拭き取り、金属リードフレームと樹脂の間を伝ってカップの外側へ染み出したインクの有無を光学顕微鏡で確認した。実施例１および２の樹脂材料由来のパッケージであるパッケージ１、２および３は全く赤色が確認されなかったのに対して、比較例１のポリフタルアミド樹脂製のパッケージはカップの外側の金属配線と白色樹脂材料の間に赤インクの染み出しが確認された。
また、実施例１、２の樹脂材料由来のパッケージ１、２および３は何れも金属リードフレームとよく接着しており、中でもショアＤ硬度が比較的高い実施例２の樹脂材料由来のパッケージは、外力によるフレームと樹脂間の剥離が起こりにくく、物理的衝撃に強いことがわかった。
【０１５７】
[９．封止材の製造]
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を３８５ｇ、メチルトリメトキシシランを１０．２８ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末０．７９１ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた５００ｍｌ三つ口フラスコ中に計量し、室温にて１５分間触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、ジムロートコンデンサを用いて１００℃全還流下で３０分間５００ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。
【０１５８】
続いて留出ラインをリービッヒコンデンサ側に切り替えて、窒素をＳＶ２０で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生する低沸点ケイ素化合物を窒素に随伴させて留去しつつ１００℃、５００ｒｐｍにて１時間攪拌した。窒素をＳＶ２０で液中に吹き込みながらさらに１３０℃に昇温、保持しつつ５時間重合反応を継続し、粘度１２０ｍＰａ・ｓの反応液を得た。なお、「ＳＶ」は「Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの窒素吹き込み体積比（対反応液体積）を指す。
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、圧力１ｋＰａで５０分間、微量に残留しているメタノール及び水分、低沸点ケイ素化合物を留去し、粘度２３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．４１の無溶剤の封止材液を得た。
【０１５９】
[１０．発光装置の製造]
[１０−１．発光装置の組み立て]
実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ１及び比較例１のパッケージを用い、次のようにして各々３種の発光装置を組み立てた。３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流２０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置にシリコーンダイボンド材（信越化学工業（株）製  ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）を介して設置した後、該シリコーンダイボンド材を１００℃で１時間、さらに１５０℃で２時間硬化させた。こうして半導体発光素子をパッケージ上に搭載した後、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続した。
また、実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ３を用い、４０５ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流３５０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置に前述のシリコーンダイボンド材を介して搭載し、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続した。
【０１６０】
[１０−２．半導体発光素子の封止]
１０−１にて製造した発光装置のパッケージ凹部へ、開口部上縁と同じ高さになるように前述の封止材を滴下した後、恒温器にて９０℃×２時間、次いで１１０℃×１時間、１５０℃×３時間の加熱硬化を行い半導体発光素子を透明（クリア）封止した。このようにして実施例１の樹脂材料１由来であるパッケージ１、比較例１の樹脂材料由来であるパッケージ各々について３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光素子を有する３種の半導体発光装置を得た。
また、実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ３を用いた発光装置についても同様に封止し、４０５ｎｍの発光素子を有する半導体発光装置を得た。
【０１６１】
[１１．輝度の測定]
上記［１０．発光装置の製造］にて製造した実施例１の樹脂材料由来のパッケージ１、及び比較例１のパッケージを用いたクリア封止半導体発光装置を点灯電源にセットし、６０ｍＡの駆動電流を通電して点灯２０秒後の輝度の測定を行った。結果を表３に示す。
表３に示すように、実施例１の樹脂材料由来のパッケージを用いた透明封止の半導体発光装置は従来構成の比較例１のパッケージを用いた半導体発光装置と比較して、３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍ何れの波長においても高い輝度を示すことがわかる。
なお、輝度の測定には、オーシャンオプティクス社製分光器「ＵＳＢ２０００」（積算波長範囲：３５０−８００ｎｍ、受光方式：１００ｍｍφの積分球）を用い、分光器本体を２５℃恒温槽内に保持して測定した。なお、実施例１、比較例１ではＬＥＤ装置の温度上昇を防ぐために、熱伝導性絶縁シートを介し３ｍｍ厚のアルミ板にて放熱を行った。
実施例２の樹脂材料を用いたパッケージ２を用いても、同様に発光装置を製造することができ、特に青色領域の光を発する４６０ｎｍの半導体発光素子を用いた場合に、高い輝度を示す。
【０１６２】
【表３】
0005919903.tif 000004
【０１６３】
また、実施例１の樹脂材料由来のパッケージ３を用いたクリア封止半導体発光装置を点灯電源にセットし、３５０ｍＡの駆動電流を通電して点灯２０秒後の輝度の測定を行ったところ、この発光装置の輝度（放射束）は０．８１Ｗ，発光効率（放射束（Ｗ）／電力（Ｗ））は０．６８Ｗ／Ｗであった。これらの値は、発光素子が載置されている部分のインナーリード裏面が樹脂成形体から露出していない構造を有する他はパッケージ３と同様に作製されたパッケージを用いた発光装置と比較すると２６％高かった。
このように、本願発明に係る樹脂成形体用材料と高放熱のリード構造を組み合わせることにより、高効率で輝度の高い半導体発光装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明によれば、屋内外の照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビ、デジタルサイネージなどのバックライト、カメラのフラッシュライト、前照灯などの車載照明、検査用や医療用の照明、植物工場などの各種照明用光源として好適に利用することができる、半導体発光装置が提供される。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１Ａ〜１Ｇ  半導体発光装置
１０  （半導体発光装置用）パッケージ
１１  第１のリード
１１ａ  第１のインナーリード部
１１ｂ  第１のアウターリード部
１２  第２のリード
１２ａ  第２のインナーリード部
１２ｂ  第２のアウターリード部
１３  （半導体発光装置用）樹脂成形体
１３ａ  （樹脂成形体の）連結部
１４  凹部
１４ａ  底面
１４ｂ  側面
２０  発光素子
２１  第１の電極
２２  第２の電極
３０  封止材
４０  ワイヤ
５０  絶縁体
６０  蛍光体層
７０  配線基板
８０  ベース基板
９０  ヒートシンク
１００  下金型
１１０  上金型
【図１】
0005919903.tif 000005
【図２】
0005919903.tif 000006
【図３】
0005919903.tif 000007
【図４】
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【図５】
0005919903.tif 000009
【図６】
0005919903.tif 000010
【図７】
0005919903.tif 000011
【図８】
0005919903.tif 000012
【図９】
0005919903.tif 000013
【図１０】
0005919903.tif 000014
【図１１】
0005919903.tif 000015
【図１２】
0005919903.tif 000016