(57)【要約】  光学半導体デバイス、特にＬＥＤデバイスの製造方法を提供し、その方法において使用するのに適したシリコーン樹脂組成物を提供する。
2018505560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）電気回路をそれぞれ有する１より多い基板ユニットからなる基板を供給する工程；
２）印刷法により各基板ユニット上に反射体のためのシリコーン樹脂組成物を供給する工程；
３）反射体のためのシリコーン樹脂組成物を硬化し、各基板ユニット上に空洞を規定する反射体を得る工程；
４）各空洞における各基板ユニット上に光学半導体チップを取り付け、基板ユニット上の各電気回路に各光学半導体チップを電気的に接続する工程；
５）カプセル材料を各空洞に供給し、硬化し、各光学半導体デバイスを得る工程；および
６）裁断装置によって光学半導体デバイスをダイスカットし、個々の光学半導体デバイスを得る工程
を含む、光学半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
工程１）において、基板は、ガラス、エポキシ樹脂、セラミック、金属およびケイ素、好ましくはセラミックで形成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程２）において、印刷法は、スクリーン印刷、ステンシル印刷およびオフセット印刷、好ましくはスクリーン印刷から選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
スクリーン印刷法において、スルーホールの配列を有するマスクを基板上に配置し、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を各スルーホールに充填する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
工程３）において、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１０分間〜２時間、好ましくは３０分間〜１．５時間の時間で硬化する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
工程３）において、反射体は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長で７０％より大きい、好ましくは８０％より大きい光の反射率を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
工程３）において、反射体の高さは、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
工程４）において、各基板ユニットに取り付けられた光学半導体チップの表面は上向きまたは下向きである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
工程５）において、カプセル材料はシリコーン樹脂、充填材およびリン光物質を含んでなる、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工程５）において、カプセル材料を、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間の時間で硬化する、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工程６）において、光学半導体デバイスを回転翼によってダイスカットする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ａ）１８〜３５重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂、
ｂ）１．５〜２．７重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂、
ｃ）１〜５０重量％の白色顔料、
ｄ）０．２〜０．３３重量％のヒドロシリル化触媒、および
ｅ）３２〜４８重量％の無機充填材
を含んでなる反射体のためのシリコーン樹脂組成物であって、上記重量パーセントは反射体のためのシリコーン樹脂組成物の全成分の総重量に基づく、反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１３】
成分ａ）は平均組成式（１）：
【化１】
2018505560.tif 000013
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、有機基およびアルケニル基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはアルケニル基であり、
ａは０より大きく１より小さい範囲の数を表し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ０〜１未満の範囲の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
成分ａ）一分子あたりのアルケニル基の数は少なくとも２である］
で示される、請求項１２に記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１４】
成分ａ）中の有機基は、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、およびそれらのハライドからなる群から選択される、請求項１２または１３に記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１５】
成分ａ）中の有機基は、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１６】
成分ａ）は、全成分の総重量の１８〜３５重量％、好ましくは２２〜３３重量％の量で存在する、請求項１２〜１５のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１７】
成分ｂ）は、平均組成式（５）：
【化２】
2018505560.tif 000014
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、ケイ素原子に直接結合している水素原子および有機基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはケイ素原子に直接結合している水素原子であり、
ａおよびｄはそれぞれ０より大きく１より小さい範囲の数を表し、ｂおよびｃはそれぞれ０〜１未満の範囲の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
シリコーン樹脂一分子あたりの、ケイ素原子に直接結合している水素原子の数は少なくとも２である］
で示される、請求項１２〜１６のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１８】
成分ｂ）における有機基は、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、およびそれらのハライドからなる群から選択される、請求項１２〜１７のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１９】
成分ｂ）における有機基は、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される、請求項１２〜１８のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２０】
成分ｂ）は、全成分の総重量の１．７〜２．５重量％の量で存在する、請求項１２〜１９のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２１】
成分ｃ）は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸バリウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２〜２０のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２２】
成分ｃ）は、全成分の総重量の５〜４０重量％の量で存在する、請求項１２〜２１のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２３】
成分ｄ）は、塩化白金酸、アリルシロキサン白金錯体触媒、担持白金触媒、メチルビニルシロキサン白金錯体触媒、ジカルボニルジクロロプラチナと２，４，６−トリエチル−２，４，６−トリメチルシクロトリシロキサンとの反応生成物、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２〜２２のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２４】
成分ｄ）は、全成分の総重量の０．２〜０．３１重量％の量で存在する、請求項１２〜２３のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２５】
成分ｅ）は、微粉シリカ、微粉アルミナ、溶融シリカ、結晶シリカ、クリストバライト、アルミナ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸チタン、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、三酸化アンチモン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２〜２４のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２６】
成分ｅ）は、全成分の総重量の３５〜４５重量％の量で存在する、請求項１２〜２５のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２７】
反応抑制剤、カップリング剤、酸化防止剤、光安定剤、接着促進剤、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される更なる成分を場合により含んでなる、請求項１２〜２６のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２８】
２０ｓ−１の剪断速度での粘度に対する２ｓ−１の剪断速度での粘度の比は、２．２〜３．９、好ましくは２．４〜３．８の範囲である、請求項１２〜２７のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項２９】
請求項１〜１１のいずれかに記載の方法によって製造された光学半導体デバイス。
【請求項３０】
請求項１〜１１のいずれかに記載の方法によって製造された発光ダイオードデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学半導体デバイス、特にＬＥＤデバイスの製造方法、およびその方法において使用するのに適したシリコーン樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスのような光学半導体デバイスは、それらの低い電力消費量、高効率、迅速な反応時間、長寿命、および製造工程における毒性物質（例えば水銀）の不存在の故に、例えば屋外照明、自動車用ランプおよび家庭用照明のための様々な表示器または光源として、現在広く使用されている。
【０００３】
通常、そのような光学半導体デバイスは、パッケージ状であり、電気回路を有する基板、基板に実装された光学半導体チップ、光学半導体チップの少なくとも一部を包囲する反射体、および光学半導体チップを封入するカプセル材料を含んでなる。
【０００４】
成形は、光学半導体デバイスのための反射体を形成するための最も一般的に使用されている技術である。特に、射出成形、トランスファー成形および圧縮成形を包含する様々な成形法が、樹脂材料で作られる反射体を形成するために、この分野において、広く使用されている。
【０００５】
例えば、ＵＳ  ２０１３０２７４３９８  Ａは、ＬＥＤの反射体のための熱硬化性シリコーン樹脂組成物を開示しており、ＬＥＤのための反射体はトランスファー成形または圧縮成形によって形成してよいことを教示している。
【０００６】
ＵＳ  ８４６６４８３  Ａは、光学半導体デバイスの反射体を形成するためのエポキシ樹脂組成物を開示している。その製造方法では、反射体はトランスファー成形によって製造されている。
【０００７】
特開２００２−２８３４９８号公報は、ポリフタルアミド樹脂などで代表される熱可塑性樹脂の射出成形によって形成される光学半導体デバイスの反射体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ  ２０１３０２７４３９８  Ａ
【特許文献２】ＵＳ  ８４６６４８３  Ａ
【特許文献３】特開２００２−２８３４９８号公報
【特許文献４】特開２０１４−０５７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、成形法は、型を製造するための初期投資に起因する高い製造コスト、緩慢な生産速度、および反射体材料の無駄を包含する欠点を有する。
【００１０】
印刷法は、従来の印刷機しか必要とせず、成形法と比べて、より低い初期投資コスト、より迅速な生産速度、およびより少ない反射体材料の無駄をもたらすので、光学半導体デバイスの反射体を形成するために、成形法に代えて、この技術分野で提案されている。
【００１１】
例えば、特開２０１４−０５７０９０号公報は、光学半導体デバイスの製造方法において、基板と反射体材料との接着性を向上させるために、反射体をスクリーン印刷によって形成できることを開示している。しかし、同文献では、反射体およびパッケージは、それぞれ別個に形成されているので、そのような製造方法は、低い生産速度および反射体材料の無駄という欠点をなお有する。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記課題の少なくとも１つを解決できる光学半導体デバイスの改良された製造方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、その製造方法において使用するのに適した、特にスクリーン印刷に適したシリコーン樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの目的は、記載の対象によって解決される。
【００１４】
１つの対象は、
１）電気回路をそれぞれ有する１より多い基板ユニットからなる基板を供給する工程；
２）印刷法により各基板ユニット上に反射体のためのシリコーン樹脂組成物を供給する工程；
３）反射体のためのシリコーン樹脂組成物を硬化し、各基板ユニット上に空洞を規定する反射体を得る工程；
４）各空洞における各基板ユニット上に光学半導体チップを取り付け、基板ユニット上の各電気回路に各光学半導体チップを電気的に接続する工程；
５）カプセル材料を各空洞に供給し、硬化し、各光学半導体デバイスを得る工程；および
６）裁断装置によって光学半導体デバイスをダイスカットし、個々の光学半導体デバイスを得る工程
を含む、光学半導体デバイスの製造方法である。
【００１５】
本発明のもう１つの対象は、
ａ）一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂、
ｂ）一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂、
ｃ）好ましくは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸バリウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、白色顔料、
ｄ）ヒドロシリル化触媒、および
ｅ）無機充填材
を含んでなる、上記方法において使用するのに適したシリコーン樹脂組成物である。
【００１６】
更なる別の対象は、本発明の方法によって製造された光学半導体デバイスである。
【００１７】
上記対象の他の特徴および態様を、以下により詳細に説明する。
【００１８】
本発明の例示的な態様は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照して、容易に理解されるであろう。図面において、類似の参照番号は、類似の構造要素を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の例示的態様に従ったＬＥＤチップデバイスの製造方法の断面図である。
【図２】図２は、本発明の例示的態様に従ったＬＥＤチップデバイスの製造方法の断面図である。
【図３】図３は、本発明の例示的態様に従ったＬＥＤチップデバイスの製造方法の断面図である。
【図４】図４は、本発明の方法によって製造されたＬＥＤデバイスの１つの例の断面図である。
【図５】図５は、本発明の方法によって製造されたＬＥＤデバイスの別の例の断面図である。
【図６】図６は、本発明の製造方法において使用された基板の平面図である。
【図７】図７は、従来法に従った方法で製造された部分成形ＬＥＤデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面は、説明する目的のためだけのものであり、寸法は記載していない。図示した要素の空間的関係および相対的寸法は、対応する説明に関する図面の明確性を改善するために、低減、増大または再調整され得る。従って、図面は、本発明の例示的態様に従って製造された実際のデバイスに含まれ得る、対応する要素の相対的寸法または位置調整を正確には反映していない可能性がある。
【００２１】
以下の説明は、もっぱら例示的態様の説明であり、本発明のより広い対象の限定を意図するものではないことは、当業者には理解されるであろう。
【００２２】
１つの態様において、本発明は、概して、
１）電気回路をそれぞれ有する１より多い基板ユニットからなる基板を供給する工程；
２）印刷法により各基板ユニット上に反射体のためのシリコーン樹脂組成物を供給する工程；
３）反射体のためのシリコーン樹脂組成物を硬化し、各基板ユニット上に空洞を規定する反射体を得る工程；
４）各空洞における各基板ユニット上に光学半導体チップを取り付け、基板ユニット上の各電気回路に各光学半導体チップを電気的に接続する工程；
５）カプセル材料を各空洞に供給し、硬化し、各光学半導体デバイスを得る工程；および
６）裁断装置によって光学半導体デバイスをダイスカットし、個々の光学半導体デバイスを得る工程
を含む、光学半導体デバイスの製造方法を対象とする。
【００２３】
工程１）において、電気回路をそれぞれ有する１より多い基板ユニットからなる基板１０１を供給する。１つの態様では、基板は、限定されるわけではないが、ガラス、エポキシ樹脂、セラミック、金属、ポリイミドフィルム、ＴＡＢおよびケイ素を包含する材料で形成されていてよい。好ましくは、基板はセラミックまたはケイ素で形成されている。基板は、後述するように、工程６）におけるダイスカット工程によって、複数の基板ユニットに分けられ得る。基板ユニットのそれぞれにおいて、回路は基板ユニットの表面および背面に含まれ、回路パターンを構成する。各回路は、図４および５に示されているように、第一電極および第二電極を有し、これらは、後述する工程４）における光学半導体チップと接続され得る。
【００２４】
本発明の製造方法の工程２）では、反射体のためのシリコーン樹脂組成物が、印刷法によって各基板ユニットに供給される。好ましくは、後に詳細に説明する、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を使用する。１つの態様では、印刷法は、スクリーン印刷、ステンシル印刷およびオフセット印刷から選択する。好ましくは、印刷法はスクリーン印刷法である。
【００２５】
１つの態様では、スクリーン印刷法は、１より多い基板ユニットの上にスルーホールを有するマスクを配置し、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を各スルーホールに充填することによって行う。各基板ユニットのためのスルーホールの数が、実際的要求および光学半導体デバイスの設計に依存することは理解される。典型的には、図１〜３に例示されているように、本発明の光学半導体デバイスの各ユニットでは、２つのスルーホールが各基板ユニットに配置される。
【００２６】
１より多い基板ユニットは、大量生産において製造される光学半導体デバイスに対応する基板ユニットの配列を形成してよく、従って、スルーホールの配列を有するスクリーン印刷マスクを用いることにより、光学半導体デバイスの配列を更に形成する。
【００２７】
本明細書において、「の配列」は、基板、チップ、スルーホール、反射体などのユニットが、「ｍ×ｎ配列」で示されるｍ行およびｎ列［ここで、ｍおよびｎはそれぞれ、１〜１００、好ましくは２〜５０の整数を意味する］を有する二次元の配列またはマトリックスを構成することを意味する。例えば、３×４配列ユニットを有する基板の方形に関して、各ユニットに２つのスルーホールを含むスルーホールユニットの３×４配列を有するスクリーン印刷マスクを使用し、従って、１２個の基板ユニット上に、円にそれぞれ電気的に接続した１２個のチップを包囲する合計２４個の反射体が形成される。
【００２８】
本発明の製造方法の工程３）では、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を硬化し、このようにして、各基板ユニット上に空洞を規定する反射体を得る。
【００２９】
本発明の１つの態様では、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で、１０分間〜２時間、好ましくは３０分間〜１．５時間の時間で硬化させる。本発明のシリコーン樹脂組成物を硬化させるのに適した加熱源は、誘導加熱コイル、炉、ホットプレート、ヒートガン、レーザーを含む赤外光源、マイクロ波光源などを包含する。
【００３０】
本発明の別の態様では、光学半導体チップ、例えばＬＥＤチップによって放射される光を収集でき、従って、ＬＥＤデバイスの効率を高めることができるよう、硬化後の反射体は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長で７０％より大きい、好ましくは８０％より大きい光の反射率を有する。
【００３１】
本発明の更に別の態様では、反射体の高さは０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である。反射体の高さが０．１ｍｍより小さい場合、光学半導体デバイスの十分な輝度および発光効率を得ることは困難であり得る。反射体の高さが３．０ｍｍより大きい場合、反射体は、当技術分野で通常使用されているチップ（ダイ）の高さに到達せず、チップは反射体によって完全にはカバーされず、カプセル化後、雰囲気に部分的に暴露される。
【００３２】
本発明の製造方法の工程４）では、各空洞における各基板ユニット上に光学半導体チップを取り付け、基板ユニット上の各電気回路に各光学半導体チップを電気的に接続する。
【００３３】
図４および５を参照すると、回路は互いに反対に位置する上面および下面を有し、第一電極１０２が頂面および底面を構成し、第二電極１０３が頂面および底面を構成する。第一電極１０２および第二電極１０３は分離されている。
【００３４】
発光層として基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮまたはＡｌＩｎＧａＮのような半導体が形成されている光学半導体チップが好ましくは使用されるが、半導体はこれらに限定されない。３６０ｎｍ〜５２０ｎｍの発光ピーク波長をもたらす発光素子が好ましいが、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの発光ピーク波長をもたらす発光素子も使用できる。より好ましくは、光学半導体チップは、４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの可視光の短波長領域に発光ピーク波長を有する。
【００３５】
１つの態様では、図５に示されているように、各基板ユニットに取り付けられた光学半導体チップの表面は上向きであり、従って、光学半導体チップは、第一電極１０２の頂面に配置され、リード線１０７を介して第一電極１０２および第二電極１０３に電気的に接続されている。別の態様では、図４に示されているように、各基板ユニットに取り付けられた光学半導体チップの表面は下向きであり、従って、電気的接続はフリップチップまたは共融混合物によって達成することもできる。
【００３６】
光学半導体チップの寸法は特に限定されず、３５０μｍ（３５０μｍ四方）、５００μｍ（５００μｍ四方）および１ｍｍ（１ｍｍ四方）の寸法を有する発光素子を使用できる。また、複数の発光素子を使用でき、発光素子の全てが、光の三原色である赤、緑および青の発光色を放射する同じタイプであっても違うタイプであってもよい。
【００３７】
図２に示されているように、本発明の製造方法の工程５）では、カプセル材料を各空洞に供給し、硬化し、それにより、各光学半導体デバイスを得る。
【００３８】
本発明によれば、カプセル材料は、好ましくは熱硬化性樹脂で形成される。カプセル材料は、好ましくは、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂およびウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１つで作られ、より好ましくはエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂または変性シリコーン樹脂で作られる。カプセル材料は、好ましくは、発光素子を保護するための硬質材料で作られる。また、良好な耐熱性、耐候性および耐光性を有する樹脂を使用することが好ましい。所定の機能を付与するために、カプセル材料は、充填材、拡散剤、顔料、蛍光物質および反射物質からなる群から選択される少なくとも１つと混合してよい。カプセル材料は、拡散剤を含有してよい。特定の拡散剤として、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素が適切に使用される。また、カプセル材料は、望ましくない波長を遮断するために、有機または無機の有色染料または有色顔料を含有してよい。更に、カプセル材料は、発光素子から光を吸収し、波長を変換する蛍光物質を含有してもよい。１つの態様では、カプセル材料は、シリコーン樹脂、充填材およびリン光物質を含んでなる。
【００３９】
充填材は、例えば、微粉シリカ、微粉アルミナ、溶融シリカ、結晶シリカ、クリストバライト、アルミナ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸チタン、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および三酸化アンチモンを包含し得る。また、ガラス繊維および珪灰石のような繊維状充填材を使用することもできる。
【００４０】
蛍光物質は、発光素子から光を吸収し、その波長を別の波長に変換する物質であり得る。蛍光物質は、好ましくは、例えば、ＥｕまたはＣｅのようなランタノイド元素により主に活性化される窒化物リン光物質、オキシ窒化物リン光物質またはサイアロンリン光物質、Ｅｕのようなランタノイド元素またはＭｎのような遷移金属により主に活性化されるアルカリ土類ハロゲンアパタイトリン光物質、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲンリン光物質、アルカリ土類金属アルミネートリン光物質、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素またはゲルマネート、Ｃｅのようなランタノイド元素により主に活性化される希土類アルミネートまたは希土類窒化ケイ素、或いはＥｕのようなランタノイド元素により主に活性化される有機物および有機錯体なくとも１つから選択される。特定の例として、下記リン光物質を使用できるが、蛍光物質はこれらに限定されない。
【００４１】
ＥｕまたはＣｅのようなランタノイド元素により主に活性化される窒化物リン光物質は、例えば、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：ＥｕまたはＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ここで、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。また、窒化物リン光物質は、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕに加えて、ＭＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍ１．８Ｓｉ５Ｏ０．２Ｎ８：ＥｕまたはＭ０．９Ｓｉ７Ｏ０．１Ｎ１０：Ｅｕ（ここで、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上である）も包含する。
【００４２】
ＥｕまたはＣｅのようなランタノイド元素により主に活性化されるオキシ窒化物リン光物質は、例えば、ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ（ここで、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。
【００４３】
ＥｕまたはＣｅのようなランタノイド元素により主に活性化されるサイアロンリン光物質は、例えば、Ｍｐ／２Ｓｉ１２−ｐ−ｑＡｌｐ＋ｑＯｑＮ１６−ｐ：ＣｅまたはＭ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つであり、ｑは０〜２．５であり、ｐは１．５〜３である）を包含する。
【００４４】
Ｅｕのようなランタノイド元素またはＭｎのような遷移金属により主に活性化されるアルカリ土類ハロゲンアパタイトリン光物質は、例えば、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｘ：Ｒ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上であり、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩから選択される少なくとも１つ以上であり、ＲはＥｕ、Ｍｎ、ＥｕおよびＭｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。
【００４５】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲンリン光物質は、例えば、Ｍ２Ｂ５Ｏ９Ｘ：Ｒ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上であり、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩから選択される少なくとも１つ以上であり、ＲはＥｕ、Ｍｎ、ＥｕおよびＭｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。
【００４６】
アルカリ土類金属アルミネートリン光物質は、例えば、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（ＲはＥｕ、Ｍｎ、ＥｕおよびＭｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。
【００４７】
アルカリ土類硫化物リン光物質は、例えば、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、またはＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕを包含する。
【００４８】
Ｃｅのようなランタノイド元素により主に活性化される希土類アルミネートリン光物質は、例えば、組成式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅおよび（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅによって示されるＹＡＧリン光物質を包含する。また、希土類アルミネートリン光物質は、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅまたはＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ［ここで、Ｙの一部または全ては例えばＴｂまたはＬｕにより置換されている］も包含する。
【００４９】
他のリン光物質は、例えば、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：ＭｎまたはＭＧａ２Ｓ４：Ｅｕ（ここで、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、ＭｇおよびＺｎから選択される少なくとも１つ以上である）を包含する。
【００５０】
１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することにより、これらのリン光物質は、青色、緑色、黄色および赤色に加えて、青色、緑色、黄色および赤色の中間色である青緑色、緑黄色および橙色のような色合いを実現できる。
【００５１】
工程５）におけるカプセル材料の硬化工程は、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２分〜８時間で達成される。シリコーン樹脂組成物を硬化させるのに適した加熱源は、誘導加熱コイル、炉、ホットプレート、ヒートガン、レーザーを含む赤外光源、マイクロ波光源などを包含する。
【００５２】
本発明の製造方法の工程６）では、図３に示すように、裁断装置によって光学半導体デバイスをダイスカットし、個々の光学半導体デバイスを得る。例えば、裁断装置は回転刃である。ダイスカット工程後、光学半導体デバイスは、場合により洗浄および乾燥される。このようにして得た光学半導体デバイスは高い製品寸法精度を有し、反射体材料の無駄が生じにくい。
【００５３】
工程の少なくとも一部の順序は限定されず、当業者により実際の必要性に応じて変更できることは理解されるであろう。例えば、反射体材料のスクリーン印刷は、各基板ユニット上に光学半導体チップを供給する前または後に行ってよい。従って、１つの態様では、本発明は、工程１）〜６）をこの順序で含む光学半導体デバイスの製造方法を提供する。別の態様では、本発明は、工程１）、４）、２）、３）、５）および６）をこの順序で含む光学半導体デバイスの製造方法を提供する。
【００５４】
本発明の別の対象は、本発明の方法によって製造された光学半導体デバイスである。
【００５５】
図４に示すように、光学半導体デバイス１０は、基板１０１、基板１０１上に第一電極１０２および第二電極１０３を有する回路、反射体１０５、フリップチップ状の光学半導体チップ１０４、およびカプセル材料１０６を含んでなる。
【００５６】
図５に示すように、光学半導体デバイス１０は、基板１０１、基板１０１上に第一電極１０２および第二電極１０３を有する回路、反射体１０５、光学半導体チップ１０４、チップを電極に電気的に接続するリード線１０７、およびカプセル材料１０６を含んでなる。
【００５７】
本発明の別の対象は、製造方法において使用するのに適した反射体のためのシリコーン樹脂組成物である。シリコーン樹脂組成物は、
ａ）一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂、
ｂ）一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂、
ｃ）白色顔料、
ｄ）ヒドロシリル化触媒、および
ｅ）無機充填材
を含んでなり、各成分は、後述するまたは特許請求の範囲に記載の量で存在する。
【００５８】
意外なことに、発明者らは、本発明のシリコーン樹脂組成物が、光学半導体デバイスの反射体を形成するための印刷法に適当であるよう、優れた粘度およびチキソトロープ性を有することを見出した。
【００５９】
成分ａ）
反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、成分ａ）として、一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂を含んでなる。
【００６０】
１つの態様では、成分ａ）は、平均組成式（１）：
【化１】
2018505560.tif 000003
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、有機基およびアルケニル基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはアルケニル基であり、
ａは０より大きく１より小さい範囲の数を表し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ０〜１未満の範囲の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
このシリコーン樹脂一分子あたりのアルケニル基の数は少なくとも２である］
で示される。
【００６１】
上記平均組成式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６についての有機基は、好ましくは、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル基、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、前記アルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールおよびアリールアルキル基のハライドからなる群から選択される。
【００６２】
本発明において使用する用語「ハライド」は、Ｒ１〜Ｒ６によって表される１つ以上のハロゲン置換ヒドロカルビル基を意味する。用語「ハロゲン置換」は、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基またはヨード基を意味する。
【００６３】
更により好ましくは、前記有機基は、直鎖または分岐の１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜１０個の炭素原子を有するアルケニル基、５〜１５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜１５個の炭素原子を有するシクロアルケニル基、６〜１５個の炭素原子を有するアリール基、７〜１５個の炭素原子を有するアリールアルキル基、およびそれらのフルオライドまたはクロライドからなる群から選択される。更に特に好ましくは、前記有機基は、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される。１〜３個の炭素原子を有するアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピルおよびｉ−プロピルであってよい。
【００６４】
本明細書で使用される、
【化２】
2018505560.tif 000004
で示される構造は、シリコーン樹脂構造に含まれる一定の単位を参照して特定することができる。そのような単位は、Ｍ、Ｄ、ＴおよびＱ単位として表され、それぞれ、実験式R1R2R3SiO1/2、R4R5SiO2/2、R6SiO3/2およびSiO4/2で示される単位を表す。ここで、Ｒ１〜Ｒ６は、上記したように一価の置換基を表す。Ｍ、Ｄ、ＴおよびＱはそれぞれ、単位が一価、二価、三価または四価であることを意味している。Ｍ、Ｄ、ＴおよびＱの単位は、ランダムまたはブロックで配列されている。例えば、Ｍ、Ｄ、ＴおよびＱの単位のブロックは、連続していてもよいが、調製中に使用するシロキサンに依存して、各単位がランダム分布で結合していてもよい。
【００６５】
１つの態様では、成分ａ）は、式（２）：
【化３】
2018505560.tif 000005
［式中、
Ｒ７〜Ｒ１１は、独立して、有機基およびアルケニル基からなる群から選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ７〜Ｒ１１の少なくとも１つはアルケニル基であり、
ｅおよびｆはそれぞれ、０より大きく１より小さい数を表し、ｅ＋ｆは１．０であり、
アルケニル官能性ＭＤシリコーン樹脂一分子あたりのアルケニル基の数は少なくとも２である］
で示されるアルケニル官能性ＭＤシリコーン樹脂、および式（３）：
【化４】
2018505560.tif 000006
［式中、
Ｒ１２〜Ｒ１４は、独立して、有機基およびアルケニル基からなる群から選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１２〜Ｒ１４の少なくとも１つはアルケニル基であり、
ｇおよびｈはそれぞれ、０より大きく１より小さい数を表し、ｇ＋ｈは１．０であり、
アルケニル官能性ＭＱシリコーン樹脂一分子あたりのアルケニル基の数は少なくとも２である］
で示されるアルケニル官能性ＱＭ樹脂を含んでなる。
【００６６】
アルケニル官能性ＭＤシリコーン樹脂の適当な例は、式（４）：
【化５】
2018505560.tif 000007
［式中、
Ｄは１〜１００、好ましくは１〜５０の数であり、Ｍは１〜１００、好ましくは１〜５０の数である］
で示されるシリコーン樹脂であり得る。
【００６７】
１つの態様では、成分ａ）のアルケニル含量は、０．３ｍｍｏｌ／ｇ〜０．５ｍｍｏｌ／ｇの範囲である。
【００６８】
１つの態様では、アルケニル官能性ＭＤシリコーン樹脂とアルケニル官能性ＭＱシリコーン樹脂との重量比は、０．５：９．５〜９：１、好ましくは１：９〜６：４の範囲である。
【００６９】
成分ａ）のためのそのようなシリコーン樹脂は、例えば、AB Specialty SiliconesからAndisil VQM 0.6、VQM 0.8、VQM 1.0およびVQM 1.2の商品名で購入することができる。シリコーン樹脂が商業的に入手可能である一方で、そのようなシリコーン樹脂の製造方法は当技術分野において知られている。
【００７０】
成分（ａ）は、全成分の総重量の１８重量％〜３５重量％、好ましくは２２重量％〜３３重量％の量で存在する。
【００７１】
成分ｂ）
反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、成分ｂ）として、一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂を含んでなる。
【００７２】
１つの態様では、成分ｂ）は、平均組成式（５）：
【化６】
2018505560.tif 000008
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、ケイ素原子に直接結合している水素原子および有機基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはケイ素原子に直接結合している水素原子であり、
ａおよびｄはそれぞれ、０より大きく１より小さい数を表し、ｂおよびｃはそれぞれ、０〜１未満の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
シリコーン樹脂一分子あたりのケイ素原子に直接結合している水素原子の数は少なくとも２である］
で示される。
【００７３】
上記平均組成式（５）において、Ｒ１〜Ｒ６のための有機基は、好ましくは、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル基、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、および前記アルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールおよびアリールアルキル基のハライドからなる群から選択される。
【００７４】
更により好ましくは、前記有機基は、直鎖または分岐の１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜１０個の炭素原子を有するアルケニル基、５〜１５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜１５個の炭素原子を有するシクロアルケニル基、６〜１５個の炭素原子を有するアリール基、７〜１５個の炭素原子を有するアリールアルキル基およびそれらのフルオライドまたはクロライドからなる群から選択される。更に特に好ましくは、前記有機基は、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される。１〜３個の炭素原子を有するアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピルおよびｉ−プロピルであり得る。
【００７５】
１つの態様では、成分ａ）は、好ましくは、式（６）：
【化７】
2018505560.tif 000009
［式中、
Ｄは１〜１００、好ましくは１〜５０の数であり、Ｍは１〜１００、好ましくは１〜５０の数である］
で示されるシリコーン樹脂から選択される。
【００７６】
Ｓｉ−Ｈ基を有するそのようなシリコーン樹脂は、Dow Corning CompanyからSyl-Off（登録商標）7672、7048および7678の商品名で市販されている。シリコーン樹脂が商業的に入手可能である一方で、そのようなシリコーン樹脂の製造方法は当技術分野において知られている。
【００７７】
成分ｂ）は、全成分の総重量の１．５重量％〜２．７重量％、好ましくは１．７重量％〜２．５重量％の量で存在する。
【００７８】
成分ｃ）
また、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸バリウムおよびそれらの組み合わせからなる群から好ましくは選択される白色顔料を含んでなる。
【００７９】
白色顔料は、輝度を高め、シリコーン反射体の反射効率を向上させるための白色着色剤として混合される。その平均粒径および形状は限定されず、レーザー回折分析による粒径分布測定における重量平均径Ｄ５０（またはメジアン径）である平均粒径は、好ましくは０．０５〜５．０μｍである。白色顔料は、１種だけまたは複数種を組み合わせて使用してよい。上記顔料のうち、二酸化チタンが好ましく、二酸化チタンの単位格子は、ルチル型、アナターゼ型またはブルカイト型のいずれであってもよい。
【００８０】
上記二酸化チタンは、樹脂または無機充填材との適合性または分散性を高めるために、ＡｌまたはＳｉの水和酸化物により予め表面処理を施してよい。
【００８１】
本発明において有用な二酸化チタンは、DupontからR105、R350およびR103の商品名で市販されている。
【００８２】
成分ｃ）は、全成分の総重量の１０重量％〜５０重量％、好ましくは２０重量％〜４０重量％の量で存在する。
【００８３】
成分ｄ）
また、反射体のためのシリコーン樹脂組成物はヒドロシリル化触媒を含んでなる。
【００８４】
本発明によれば、アルケニル基を有する成分ａ）の化合物に成分ｂ）の化合物中のＳｉ結合水素を付加するのに有用な全ての触媒を、成分ｄ）として使用できる。
【００８５】
そのような触媒の例は、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウムおよびパラジウムを包含する貴金属の錯体または化合物、例えば、白金ハライド、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金−アルコラート錯体、白金−エーテル錯体、白金−アルデヒド錯体、Ｈ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏとシクロヘキサノンとの反応生成物を包含する白金−ケトン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、特に検出可能な無機結合ハロゲンを含むまたは含まない白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、ビス（γ−ピコリン）−白金ジクロライド、トリメチレンジピリジン−白金ジクロライド、ジシクロペンタジエン−白金ジクロライド、ジメチルスルホキシドエチレン−白金（ＩＩ）ジクロライド、並びに四塩化白金とオレフィンおよび第一級アミンまたは第二級アミンまたは第一級第二級アミンとの反応生成物、例えば、１−オクテン中に溶解させた四塩化白金とｓｅｃ−ブチルアミンとの反応生成物である。また、本発明では、イリジウムとシクロオクタジエンとの錯体、例えば、μ−ジクロロビス（シクロオクタジエン）−ジイリジウム（Ｉ）を使用することもできる。
【００８６】
好ましくは、ヒドロシリル化触媒は、塩化白金酸、アリルシロキサン白金錯体触媒、担持白金触媒、メチルビニルシロキサン白金錯体触媒、ジカルボニルジクロロプラチナと２，４，６−トリエチル−２，４，６−トリメチルシクロトリシロキサンとの反応生成物、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体およびそれらの組み合わせからなる群から好ましくは選択される白金の化合物または錯体、最も好ましくは白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体である。
【００８７】
より好ましくは、ヒドロシリル化触媒は、メチルビニルシロキサン白金錯体触媒であり、例えばthe Gelestから6829、6830、6831および6832シリーズの商品名で市販されている。
【００８８】
ヒドロシリル化触媒は、本発明において、全成分の総重量の重量により元素貴金属として計算して１〜５００ｐｐｍ、２〜１００ｐｐｍの量で、または全成分の総重量の０．２重量％〜０．３３重量％、好ましくは０．２重量％〜０．３１重量％の量で使用される。
【００８９】
成分ｅ）
また、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、無機充填材を含んでなる。
【００９０】
本発明では、成分ｅ）は、微粉シリカ、微粉アルミナ、溶融シリカ、結晶シリカ、クリストバライト、アルミナ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸チタン、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、三酸化アンチモンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００９１】
また、ガラス繊維および珪灰石のような繊維状無機充填材を使用することもできる。それらのうち、溶融シリカが好ましく、例えばDenkaからFB-570、FB-950またはFB-980の商品名で市販されている。
【００９２】
更なる成分
本発明の反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、場合により、印刷法のためおよび／または硬化後にシリコーン樹脂組成物の様々な特性を更に向上させるために、反応抑制剤、カップリング剤、酸化防止剤、光安定剤、接着促進剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択される更なる成分を含んでよい。
【００９３】
反応抑制剤は、下記化合物からなる群から選択され得る：１−エチニル−１−シクロペンタノール；１−エチニル−１−シクロヘキサノール；１−エチニル−１−シクロヘプタノール；１−エチニル−１−シクロオクタノール；３−メチル−１−ブチン−３−オール；３−メチル−１−ペンチン−３−オール；３−メチル−１−ヘキシン−３−オール；３−メチル−１−ヘプチン−３−オール；３−メチル−１−オクチン−３−オール；３−メチル−１−ノニル−３−オール；３−メチル−１−デシン−３−オール；３−メチル−１−ドデシン−３−オール；３−エチル−１−ペンチン−３−オール；３−エチル−１−ヘキシン−３−オール；３−エチル−１−ヘプチン−３−オール；３−ブチン−２−オール；１−ペンチン−３−オール；１−ヘキシン−３−オール；１−ヘプチン−３−オール；５−メチル−１−ヘキシン−３−オール；３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール；３−イソブチル−５−メチル−１−ヘキシン−３−オール；３，４，４−トリメチル−１−ペンチン−３−オール；３−エチル−５−メチル−１−ヘプチン−３−オール；４−エチル−１−オクチン−３−オール；３，７，１１−トリメチル−１−ドデシン−３−オール；１，１−ジフェニル−２−プロピン−１−オールおよび９−エチニル−９−フルオレノール。好ましいものは３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オールであり、ＴＣＩから市販されている。存在する場合、反応抑制剤は、全成分の総重量の０．２重量％〜０．３５重量％の量で含まれる。
【００９４】
本発明において使用できるカップリング剤の例は、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、およびＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン；並びにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、およびβ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランを包含する。そのようなカップリング剤は、例えばＧＥからA-186またはA-187の商品名で市販されている。存在する場合、カップリング剤は、全成分の総重量の０．１重量％〜０．２重量％の量で含まれる。
【００９５】
１つの態様では、本発明は
ａ）１８〜３５重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂、
ｂ）１．５〜２．７重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂、
ｃ）１〜５０重量％の白色顔料、
ｄ）０．２〜０．３３重量％のヒドロシリル化触媒、および
ｅ）３２〜４８重量％の無機充填材
を含んでなる反射体のためのシリコーン樹脂組成物を提供する。ここで、上記重量パーセントは、反射体のためのシリコーン樹脂組成物の全成分の総重量に基づく。
【００９６】
反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、真空混合器および／または三本ロールミルにより全成分を混合することにより調製することができる。
【００９７】
本発明によれば、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、好ましくは、２．２〜３．９、好ましくは２．４〜３．８の範囲の、２０ｓ−１の剪断速度で測定した粘度に対する２ｓ−１の剪断速度で測定した粘度の比によって表されるチキソトロピー指数を示す。粘度は、TA company製のAR 2000 ex機器を用いて、測定前に２分間平衡にさせて、測定される。
【００９８】
従って、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、本発明の製造方法の工程ｂ）における印刷法のための優れたチキソトロープ性を有する。チキソトロピー指数が２．２より小さいと、シリコーン樹脂組成物は低い印刷能および／または性能を有し得る。例えば、スクリーン印刷マスクによるシリコーン樹脂組成物の印刷が困難になり得る。チキソトロピー指数が３．９より大きいと、シリコーン樹脂組成物は処理上の欠陥を招き得る。例えば、樹脂は、印刷法の後に基板ユニットの予期せぬ領域からブリードアウトまたは流出し得る。
【００９９】
本発明によれば、反射体のためのシリコーン樹脂組成物は、好ましくは９０％より大きい、より好ましくは９５％より大きい、Perkin Elmer社製のLambda 35を用いて３００〜８００ｎｍの波長範囲で測定される、優れた反射率を示す。
【０１００】
本発明の開示は、以下の実施例を参照してより良好に理解され得る。
【実施例】
【０１０１】
実施例
１．反射体のためのシリコーン樹脂組成物
材料：
シリコーン樹脂組成物のための成分の市販品を以下に挙げる。
2018505560.tif 000010
【０１０２】
下記表１に示すように成分を含む本発明の実施例１〜３（Ｅ１〜Ｅ３）および比較例１〜２（ＣＥ１〜ＣＥ２）を、下記手順で調製した。
１００ｍＬ容のポリスチレン製瓶に全成分を量り入れ；この混合物を真空下で高速遠心機に導入し、２０００ｒ／分の回転速度で５分間混合し；混合物を取り出し、三本ロールミルに３回通し；再び、混合物を真空下で高速遠心機に導入し、２０００ｒ／分の回転速度で５分間混合した。
【０１０３】
【表１】
2018505560.tif 000011
【０１０４】
シリコーン樹脂組成物の全ての例を、組成物のチキソトロープ性を示すチキソトロピー指数（ＴＩ）について試験した。ＴＩは、２ｓ−１の剪断速度で測定した粘度を２０ｓ−１の剪断速度で測定した粘度で除することにより計算した。粘度は、TA Company製のAR 2000 ex機器を用いて、測定前に２分間平衡にさせて、測定した。
【０１０５】
また、本発明の製造方法の工程ｃ）に従った硬化の後、各例の反射率を、Perkin Elmer社製のLambda 35を用いて４６０ｎｍの波長範囲で測定した。
【０１０６】
粘度、ＴＩおよび反射率の測定結果を表２にまとめる。
【表２】
2018505560.tif 000012
【０１０７】
表から分かる通り、実施例Ｅ１〜Ｅ３の全ては、印刷法に適したチキソトロピー指数および粘度を示した。しかし、比較例ＣＥ１は、印刷後の樹脂の広がり、および基板ユニットの予期せぬ領域におけるブリードアウトを招く、より低い粘度およびＴＩを有していた。ＣＥ２の組成物は、印刷法の際にマスクによる印刷を困難にする、過度に高い粘度を有していた。
【０１０８】
また、実施例において製造された反射体の全ては、光学半導体デバイスにおいて使用するのに適している、９６％より大きい硬化後の高い反射率を示した。
【０１０９】
２．光学半導体デバイスの製造方法
本発明
以下に示す本発明の製造方法において、反射体のためのシリコーン樹脂組成物として、Ｅ１の組成物を使用した。
（１）図１に示すように、２つのスルーホール（ｅ）を有するスクリーン印刷マスク（ａ）を、セラミック基板（ｂ）上に形成された回路（図示せず）を有するセラミック基板（ｂ）の上に被覆した。各基板ユニット（ｂ）を、スルーホール（ｅ）の配列で整列させた。図６に示すように、基板は、外枠を含めて幅５４ｍｍ、長さ６６ｍｍの寸法を有していた。基板配列は、１４行×１７列の単位、即ち１４×１７配列であった。各基板ユニットは、幅３ｍｍ、長さ３ｍｍ、高さ０．４ｍｍの寸法を有していた。Ｅ１（ｃ）のシリコーン樹脂を、スクリーン印刷マスク（ａ）上に施し、スパチュラ（ｄ）により充填した。各スルーホールをシリコーン樹脂（ｃ）で満たし、シリコーン樹脂（ｃ）を各基板ユニット（ｂ）にスクリーン印刷した。次いで、スクリーン印刷マスク（ａ）を除去し、空洞の配列が、各基板ユニット（ｂ）上の印刷樹脂の間に生じた。続いて、印刷樹脂を炉において１５０℃で１時間硬化させ、０．４ｍｍの高さを有する各反射体を製造した。
【０１１０】
（２）図２に示すように、幅１ｍｍ、長さ１ｍｍの寸法を有するＬＥＤフリップチップ（ｆ）を、各空洞における基板ユニット上の円（図示せず）に取り付けた。KER-2500の商品名でShinEtsuから市販されているジメチルシリコーンを実質的に含有し、充填材およびリン光物質も含有するシリコーンカプセル材料（ｇ）を、カプセル材料層上面が反射体上面を超えない程度に空洞に施し、ＬＥＤチップ（ｆ）を完全にカプセル化した。次いで、シリコーンカプセル材料（ｇ）を炉において１５０℃で５時間硬化させた。
【０１１１】
（３）図３に示すように、ＬＥＤデバイスの配列を、回転翼を適用することによりダイスカットし、各反射体の中間を切り離した。得られた個々のＬＥＤデバイスを、洗浄し、乾燥した。
【０１１２】
比較例
比較例では、部分成形による常套の製造方法を適用し、図７に示すようにそれぞれの２つの隣接した反射体の間に幅１ｍｍの隙間が存在したこと以外、製造方法は、本発明の実施例における製造方法と同じであった。本発明の実施例と同じ全体寸法を有する基板は、１１×１３配列を構成した。次いで、ＬＥＤデバイスの配列を、回転翼を適用することによりダイスカットし、各隙間の中間で基板を切り離した。
【０１１３】
ＬＥＤデバイスの上記製造方法により製造したＬＥＤデバイスの数は２３８個（１４×１７＝２３８）であり、これは、常套法により製造したＬＥＤデバイスの数（１１×１３＝１４３）の約１．７倍であった。従って、本発明の製造方法を用いることにより、ＬＥＤデバイスの製造方法における生産性が、常套法と比べて著しく向上したことが示された。
【０１１４】
これらの方法および本発明の他の修正または変形は、本発明の意図および範囲を逸脱することなく、当業者によって実施される。また、様々な態様が全体または部分的に相互に入れ替えられることは理解すべきである。更に、上記説明が例示の目的のためだけのものであり、特許請求の範囲の記載を超えて本発明を限定するものではないことを、当業者は正しく理解する。
【符号の説明】
【０１１５】
ａ        スクリーン印刷マスク
ｂ        基板ユニット
ｃ        シリコーン樹脂
ｄ        スパチュラ
ｅ        スルーホール
ｆ        ＬＥＤフリップチップ
ｇ        シリコーンカプセル材料
１０      光学半導体デバイス
１０１    基板
１０２    第一電極
１０３    第二電極
１０４    光学半導体チップ
１０５    反射体
１０６    カプセル材料
１０７    リード線
【図１】
2018505560.tif 000015
【図２】
2018505560.tif 000016
【図３】
2018505560.tif 000017
【図４】
2018505560.tif 000018
【図５】
2018505560.tif 000019
【図６】
2018505560.tif 000020
【図７】
2018505560.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月11日(2017.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）電気回路をそれぞれ有する１より多い基板ユニットからなる基板を供給する工程；
２）印刷法により各基板ユニット上に反射体のためのシリコーン樹脂組成物を供給する工程；
３）反射体のためのシリコーン樹脂組成物を硬化し、各基板ユニット上に空洞を規定する反射体を得る工程；
４）各空洞における各基板ユニット上に光学半導体チップを取り付け、基板ユニット上の各電気回路に各光学半導体チップを電気的に接続する工程；
５）カプセル材料を各空洞に供給し、硬化し、各光学半導体デバイスを得る工程；および
６）裁断装置によって光学半導体デバイスをダイスカットし、個々の光学半導体デバイスを得る工程
を含む、光学半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
工程２）において、印刷法は、スクリーン印刷、ステンシル印刷およびオフセット印刷、好ましくはスクリーン印刷から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程３）において、反射体のためのシリコーン樹脂組成物を、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１０分間〜２時間、好ましくは３０分間〜１．５時間の時間で硬化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
工程３）において、反射体は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長で７０％より大きい、好ましくは８０％より大きい光の反射率を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
工程３）において、反射体の高さは、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
工程５）において、カプセル材料はシリコーン樹脂、充填材およびリン光物質を含んでなる、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
工程５）において、カプセル材料を、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間の時間で硬化する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ａ）１８〜３５重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基と反応性であるアルケニル基を有するシリコーン樹脂、
ｂ）１．５〜２．７重量％の一分子あたり少なくとも２つのＳｉ−Ｈ基を有するシリコーン樹脂、
ｃ）１〜５０重量％の白色顔料、
ｄ）０．２〜０．３３重量％のヒドロシリル化触媒、および
ｅ）３２〜４８重量％の無機充填材
を含んでなる反射体のためのシリコーン樹脂組成物であって、上記重量パーセントは反射体のためのシリコーン樹脂組成物の全成分の総重量に基づく、反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項９】
成分ａ）は平均組成式（１）：
【化１】
2018505560.tif 000022
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、有機基およびアルケニル基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはアルケニル基であり、
ａは０より大きく１より小さい範囲の数を表し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ０〜１未満の範囲の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
成分ａ）一分子あたりのアルケニル基の数は少なくとも２である］
で示される、請求項８に記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１０】
成分ａ）中の有機基は、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、およびそれらのハライドからなる群から選択される、好ましくは、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される、請求項９に記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１１】
成分ｂ）は、平均組成式（５）：
【化２】
2018505560.tif 000023
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は、ケイ素原子に直接結合している水素原子および有機基からなる群から独立して選択される同じまたは異なった基であり、Ｒ１〜Ｒ６の少なくとも１つはケイ素原子に直接結合している水素原子であり、
ａおよびｄはそれぞれ０より大きく１より小さい範囲の数を表し、ｂおよびｃはそれぞれ０〜１未満の範囲の数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは１．０であり、
シリコーン樹脂一分子あたりの、ケイ素原子に直接結合している水素原子の数は少なくとも２である］
で示される、請求項８〜１０のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１２】
成分ｂ）における有機基は、直鎖または分岐の１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基、２〜２０個の炭素原子を有するアルケニル、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜２５個の炭素原子を有するシクロアルケニル、６〜３０個の炭素原子を有するアリール基、７〜３０個の炭素原子を有するアリールアルキル基、およびそれらのハライドからなる群から選択される、好ましくは、１〜３個の炭素原子を有するアルキル基、およびフェニルからなる群から選択される、請求項１１に記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１３】
２０ｓ−１の剪断速度での粘度に対する２ｓ−１の剪断速度での粘度の比は、２．２〜３．９、好ましくは２．４〜３．８の範囲である、請求項８〜１２のいずれかに記載の反射体のためのシリコーン樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法によって製造された光学半導体デバイス。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法によって製造された発光ダイオードデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
工程５）におけるカプセル材料の硬化工程は、１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間で達成される。シリコーン樹脂組成物を硬化させるのに適した加熱源は、誘導加熱コイル、炉、ホットプレート、ヒートガン、レーザーを含む赤外光源、マイクロ波光源などを包含する。
【国際調査報告】
2018505560.tif 000024
2018505560.tif 000025