(57)【要約】【課題】本発明は、光学的特性が優れた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。【解決手段】半導体発光装置１００は、メタルコア基板１を備える。メタルコア基板１は、Ａｇを含む反射層１２と、反射層１２を覆うＳｉＯ２層１５とを備える。半導体発光装置１００は、メタルコア基板１に実装される半導体発光素子２と、半導体発光素子２をＳｉＯ２層１５に接着する透明接着樹脂３と、半導体発光素子２を封止する封止樹脂６とを更に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇを含む反射層と前記反射層を覆うＳｉＯ２層とを備えるメタルコア基板と、
前記メタルコア基板に実装される半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を前記ＳｉＯ２層に接着する透明接着樹脂と、
前記半導体発光素子を封止する封止樹脂と
を具備する
半導体発光装置。
【請求項２】
前記ＳｉＯ２層はスパッタ層である
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記ＳｉＯ２層の厚みは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記透明接着樹脂はシリコーン樹脂であり、
前記封止樹脂はシリコーン樹脂である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
メタルコア基板を製造するステップと、
前記メタルコア基板に半導体発光素子を実装するステップと
を備え、
前記メタルコア基板は、Ａｇを含む反射層と、前記反射層を覆うＳｉＯ２層とを備え、
前記メタルコア基板に前記半導体発光素子を実装するステップは、
前記ＳｉＯ２層に前記半導体発光素子を透明接着樹脂で接着するステップと、
前記半導体発光素子を封止する封止樹脂を形成するステップと
を備える
半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記メタルコア基板を製造するステップは、前記ＳｉＯ２層をスパッタリング法により形成するステップを含む
請求項５に記載の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】
本発明は半導体発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップオンボード（ＣＯＢ）タイプの半導体発光装置において、素子実装面に光反射率の高い銀（Ａｇ）の反射膜を形成して光学的特性の向上を図ったものが存在する。しかし、銀は硫化、酸化、及び塩化を受けやすいという問題がある。
【０００３】
特許文献１は、銀製の光反射層の硫化及び酸化を防止して光反射層の反射性能の低下を防止することができる照明装置を開示している。この照明装置は、半導体発光素子と、装置基板とを備える。装置基板は、アルミニウム（Ａｌ）製の金属ベースと、銀製の光反射層と、アクリル樹脂からなるコーティング層とを備える。半導体発光素子は、装置基板の光反射層及びコーティング層が設けられた素子実装面に透明シリコーン樹脂系の接着剤により接着される。半導体発光素子は、透明シリコーン樹脂や透明ガラス等からなる封止部材により封止される。封止部材内には必要に応じて蛍光体が混入される。特許文献１には、コーティング層により銀製の光反射層の硫化及び酸化が防止されることが記載されている。
【０００４】
一方、特許文献２は、発光素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が実装される発光素子実装用基板であって、発光素子の光を反射するリフレクタに銀製の反射膜を用いたものを開示している。空気中の水分や硫黄を含むガスによる銀の腐食を防ぐため、反射膜を覆う保護膜を設ける必要がある。保護膜の材料として有機系の変色防止剤が用いられてきたが、有機系の変色防止剤は発光素子の熱や紫外光によって劣化しやすく耐久性が低い。特許文献２には、ＴｉＯ２又はＳｉＯ２からなる保護膜で銀製の反射膜を覆うことにより、保護膜の材料として有機系の変色防止剤を用いる場合に比べて、耐久性が向上することが記載されている。
【０００５】
特許文献３は、発光素子（ＬＥＤ）が実装される実装基板であって、発光素子の光を反射するリフレクタに銀製の反射層を用いたものを開示している。銀製の反射層は、化学的に安定な材料からなる別の反射層で覆われる。別の反射層としては、例えば、ＳｉＯ２膜／ＴｉＯ２膜／ＳｉＯ２膜／ＴｉＯ２膜の４層構造を有した光学多層膜が用いられる。特許文献３には、銀はマイグレーション、酸化、又は硫化による反射率の低下を生じやすいが、別の反射層が銀製の反射層の保護膜として機能して銀製の反射層の反射率の経年的低下が抑制されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７８４０１号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１９６４号公報
【特許文献３】特開２００６−３５１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、半導体発光装置において、銀の酸化や硫化を防止するために銀製の反射層を保護層で覆うことが行われてきた。しかし、半導体発光素子を接着する接着剤、半導体発光素子を封止する封止樹脂、及び半導体発光素子が実装される素子実装面に形成された銀製の反射層を覆う保護層の間の屈折率差を小さくして光学的特性の向上を図ることが考慮されていないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、光学的特性が優れた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】
【０００９】
本発明による半導体発光装置は、Ａｇを含む反射層と前記反射層を覆うＳｉＯ２層とを備えるメタルコア基板と、前記メタルコア基板に実装される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を前記ＳｉＯ２層に接着する透明接着樹脂と、前記半導体発光素子を封止する封止樹脂とを具備する。
【００１０】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、メタルコア基板を製造するステップと、前記メタルコア基板に半導体発光素子を実装するステップとを備える。前記メタルコア基板は、Ａｇを含む反射層と、前記反射層を覆うＳｉＯ２層とを備える。前記メタルコア基板に前記半導体発光素子を実装するステップは、前記ＳｉＯ２層に前記半導体発光素子を透明接着樹脂で接着するステップと、前記半導体発光素子を封止する封止樹脂を形成するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、光学的特性が優れた半導体発光装置及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる半導体発光装置の断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体発光装置の製造方法のフローチャートである。
【図３】実施の形態１にかかる半導体発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】実施の形態１にかかる半導体発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態１にかかる半導体発光装置の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１を参照して、実施の形態１にかかる半導体発光装置１００は、チップオンボードタイプの半導体発光装置である。半導体発光装置１００は、メタルコア基板１と、メタルコア基板１に実装される半導体発光素子２と、透明接着樹脂３と、ボンディングワイヤ４と、ダム材５と、封止樹脂６とを備える。メタルコア基板１は、ベースメタル１１と、ベースメタル１１の上に設けられた反射層１２と、反射層１２の上に設けられた絶縁層１３と、絶縁層１３の上に設けられた配線パターン１４と、絶縁層１３に形成された開口部１３ａにおいて反射層１２を覆うＳｉＯ２層１５を備える。
【００１５】
ベースメタル１１は、アルミニウム板や銅板のような金属板である。反射層１２は、Ａｇ又はＡｇ合金により形成されている。反射層１２は、メタル反射層と称される場合がある。配線パターン１４は、例えば、金メッキされた銅箔により形成されている。ＳｉＯ２層１５は、ＳｉＯ２薄膜層と称される場合がある。
【００１６】
半導体発光素子２は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子である。半導体発光素子２は、透明接着樹脂３によりＳｉＯ２膜１５に接着及び固定されている。メタルコア基板１の厚み方向に延びる仮想的な直線上に、ベースメタル１１、反射層１２、ＳｉＯ２層１５、透明接着樹脂３、半導体発光素子２の順番で、これらが配置されている。半導体発光素子２の電極２１は、ボンディングワイヤ４により配線パターン１４に接続される。ボンディングワイヤ４は、例えば、金ワイヤである。ダム材５は、開口部１３ａを囲む枠形状に形成され、絶縁層１３の上に配置される。ダム材５の反射率を高めるため、ダム材５が白色であることが好ましい。封止樹脂６は、半導体発光素子２を封止するようにダム材５の内側に設けられる。封止樹脂６には、蛍光体が入っていてもよい。
【００１７】
一般に、Ａｇを含む反射層は、反射率が高いが、エレクトロマイグレーション及びイオンマイグレーションを起こしやすく、酸化、硫化、及び塩化を受けやすい。本実施形態によれば、ＳｉＯ２層１５により、反射層１２の硫化、酸化、及び塩化が防止され、反射層１２の反射率の低下が防止される。また、ＳｉＯ２層１５は、半導体発光素子２の駆動時に形成される電界に起因するマイグレーションにより反射層１２のＡｇが透明接着樹脂３及び封止樹脂６に移動及び拡散することを防止する。したがって、透明接着樹脂３及び封止樹脂６の透過率の低下が防止される。このように、ＳｉＯ２層のバリア機能により、半導体発光装置１００の光出力が長期間維持される。更に、ＳｉＯ２層１５を用いることでＳｉＯ２層１５、透明接着樹脂３、及び封止樹脂６の間の屈折率差が小さくなるため、半導体発光装置１００の光学的特性が向上する。
【００１８】
ＳｉＯ２層１５は、例えば、スパッタリング法、蒸着法、又はゾルゲル法により形成される。ＳｉＯ２層１５は、スパッタリング法で形成されたスパッタ層であることが好ましい。スパッタリング法で形成されたＳｉＯ２層は、密度が高いため、蒸着法やゾルゲル法により形成されたＳｉＯ２層と区別可能である。ＳｉＯ２層１５がスパッタ層である場合、ＳｉＯ２層１５の気密性が高くなる。ＳｉＯ２層１５の気密性高いほど、マイグレーションによるＡｇの移動及び拡散が抑制される。また、ＳｉＯ２層１５の気密性が高いほど、ＳｉＯ２層１５のガス（例えば酸素）透過率が低下するので、反射層１２の硫化、酸化、及び塩化が抑制される。
【００１９】
また、ＳｉＯ２層１５の膜厚が薄すぎるとＳｉＯ２層１５のバリア機能が低くなるが、膜厚が厚すぎるとＳｉＯ２層１５にクラックが形成され易くなる。クラックから反射層１２にガスが侵入すると、反射層１２の酸化等が進行する。したがって、ＳｉＯ２層１５の厚みは、１０ｎｍ（１００オングストローム）以上５０ｎｍ（５００オングストローム）以下であることが好ましい。
【００２０】
更に、透明接着樹脂３がシリコーン樹脂であり、封止樹脂６がシリコーン樹脂であることが好ましい。シリコーン樹脂系の透明接着樹脂の屈折率が１．４１〜１．４５、シリコーン樹脂系の封止樹脂の屈折率が１．４４、ＳｉＯ２の屈折率が１．４４〜１．４５であるため、ＳｉＯ２層１５、透明接着樹脂３、及び封止樹脂６の間の屈折率差が非常に小さくなる。ただし、透明接着樹脂３及び封止樹脂６は、シリコーン樹脂に限定されるものではない。
【００２１】
次に、実施の形態１にかかる半導体発光装置１００の製造方法を説明する。
図２を参照して、半導体発光装置１００の製造方法は、メタルコア基板１を製造するステップＳ１０と、半導体発光素子２をメタルコア基板１に実装するステップＳ２０とを含む。メタルコア基板１を製造するステップＳ１０は、ステップＳ１１〜Ｓ１３を含む。半導体発光素子２をメタルコア基板１に実装するステップＳ２０は、ステップＳ２１〜Ｓ２４を含む。
【００２２】
図３を参照して、ベースメタル１１の上にＡｇ又はＡｇ合金を蒸着して反射層１２を形成する（ステップＳ１１）。図４を参照して、開口部１３ａと配線パターン１４が予め形成された絶縁層１３を反射層１２に貼り付ける（ステップＳ１２）。その後、開口部１３ａにおいて反射層１２を覆うようにＳｉＯ２層１５を形成する（ステップＳ１３）。ここで、スパッタリング法によりＳｉＯ２層１５を形成することが好ましいが、蒸着法やゾルゲル法を用いてもよい。ゾルゲル法は、ディッピング及び塗布の工程を含んでもよい。
【００２３】
図５を参照して、ＳｉＯ２層１５に半導体発光素子２（例えばＬＥＤ素子）を透明接着樹脂３で接着する（ステップＳ２１）。その後、半導体発光素子２の電極２１をボンディングワイヤ４により配線パターン１４に接続する（ステップＳ２２）。図１を参照して、ディスペンサ（不図示）からシリコーン樹脂を吐出してダム材５を形成する（ステップＳ２３）。その後、半導体発光素子２を封止する封止樹脂６を形成する。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、反射層１２とＳｉＯ２層１５の間に増反射膜（不図示）が形成されてもよい。この場合、ＳｉＯ２層１５は増反射膜を介して反射層１２を覆う。
【符号の説明】
【００２５】
１００  半導体発光装置
１  メタルコア基板
１１  ベースメタル
１２  反射層
１３  絶縁層
１３ａ  開口部
１４  配線パターン
１５  ＳｉＯ２層
２  半導体発光素子
２１  電極
３  透明接着樹脂
４  ボンディングワイヤ
５  ダム材
６  封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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