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JP2018148206A - Optical semiconductor device and package of optical semiconductor device - Google Patents

Optical semiconductor device and package of optical semiconductor device Download PDF

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JP2018148206A
JP2018148206A JP2018031270A JP2018031270A JP2018148206A JP 2018148206 A JP2018148206 A JP 2018148206A JP 2018031270 A JP2018031270 A JP 2018031270A JP 2018031270 A JP2018031270 A JP 2018031270A JP 2018148206 A JP2018148206 A JP 2018148206A
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ultraviolet light
particles
semiconductor device
package
adhesive
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JP2018031270A
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欣珀 謝
Hsin Po Hsieh
欣珀 謝
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Ison Corp
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Ison Corp
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Abstract

【課題】本発明の目的は、従来の手法と比較して、プロセス難度が低く、低コストで、耐紫外線及び光取り出し効率が高いという特長を備える光半導体装置及び光半導体装置のパッケージを提供するところにある。【解決手段】基板と、光電半導体チップと、パッケージとを備える光半導体装置である。光半導体チップは基板上に設けられている。パッケージは光電半導体チップを基板上に被覆するとともに、耐紫外線透光性接着剤と、複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含み、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルは耐紫外線透光性接着剤中に混入される。前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤に優る。本発明は光半導体装置のパッケージを更に開示する。【選択図】図1An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device and a package of the optical semiconductor device, which are characterized by low process difficulty, low cost, high resistance to ultraviolet rays and high light extraction efficiency as compared with conventional methods. By the way. An optical semiconductor device includes a substrate, a photoelectric semiconductor chip, and a package. The optical semiconductor chip is provided on the substrate. The package covers the photoelectric semiconductor chip on the substrate, and includes an ultraviolet light transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light transmissive particles, and the plurality of ultraviolet light transmissive particles are ultraviolet light transmissive adhesive. It is mixed in the agent. The weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is less than 0.02. The ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is superior to that of the ultraviolet light-transmitting adhesive. The present invention further discloses an optical semiconductor device package. [Selection] Figure 1

Description

本発明は光半導体装置及びその光半導体装置のパッケージに関し、特に紫外線を出射することができる光半導体装置及びその光半導体装置のパッケージに関する。   The present invention relates to an optical semiconductor device and a package of the optical semiconductor device, and more particularly to an optical semiconductor device capable of emitting ultraviolet light and a package of the optical semiconductor device.

発光ダイオード(light-emitting diode, LED)は半導体材料からなる光電素子であって、素子は二つの電極端子を有しており、その端子間に電圧を印加すると、電子・ホールの結合により、エネルギーを光の形態で放出するというものである。発光ダイオードは省エネルギー、省電力、高効率、レスポンスが早い、寿命サイクルが長い、しかも水銀を含まない、環境保護効果を有する等の長所を備える。このうち、紫外線発光ダイオードは、医学的治療、バイオメディカル美容、植物育成ライト、殺菌、バイオ鑑定及び工業応用(光硬化、露光)等の分野に応用することができる。   A light-emitting diode (LED) is a photoelectric element made of a semiconductor material, and the element has two electrode terminals. When a voltage is applied between the terminals, energy is generated by the combination of electrons and holes. Is emitted in the form of light. The light emitting diode has advantages such as energy saving, power saving, high efficiency, quick response, long life cycle, no mercury, and environmental protection effect. Among these, ultraviolet light-emitting diodes can be applied to fields such as medical treatment, biomedical beauty, plant growing light, sterilization, bio-validation, and industrial applications (photocuring and exposure).

紫外線発光ダイオード封止技術において、封止材は光を射出させるために透明材料を使用しなければならないため、材料上の選択も限られる。現在、紫外線発光ダイオード(UV LED)の封止材料で常用されるのは高分子樹脂材であるが、高分子樹脂材は短波青色光又はUV(例えば波長450nm以下)を長時間照射した場合、変質して劣化が生じて、光透過率が低下すると同時に、粘着力が失われるため、製品の後期における発光効果及び品質に不安が残り、UV LEDの長期間に渡り優れた封止効果を提供することができない。   In the ultraviolet light emitting diode encapsulating technology, the encapsulant must use a transparent material in order to emit light, so the selection on the material is limited. Currently, a polymer resin material is commonly used as a sealing material for ultraviolet light emitting diodes (UV LEDs), but the polymer resin material is irradiated with short-wave blue light or UV (for example, a wavelength of 450 nm or less) for a long time. Deterioration due to deterioration, light transmittance decreases, and at the same time adhesiveness is lost, so there remains anxiety about the light emission effect and quality in the later stage of the product, providing an excellent sealing effect for a long period of UV LED Can not do it.

上記不具合を解決するために、封止技術において、UV LEDチップをキャリア内に載置するとともに、石英ガラスを用いてキャリアを封止材として被覆することで、内部は更に真空とするか、窒素ガスを封入するかして、短波長にて高い光透過率の特性を維持することで、製品が安定した発光効率を維持することができる技術がすでに開発されている。しかしながら、現在、石英ガラスとキャリア(セラミックス又は金属材質)との接着の多くは共晶接合(Eutectic)が使用されているが、共晶プロセスは難度が高くコストも嵩む。また、一部の当業者では石英ガラスとキャリアとの間に接合剤として接着剤を使用しなければならず、長期間となると接合箇所の接着剤も同様に変質してしまうというリスクがある。また、このような製法のプロセスは難度が高く、コストも相当に嵩み、しかも光取り出し効率も満足できるものではない。   In order to solve the above problems, in the sealing technique, the UV LED chip is placed in the carrier, and the carrier is coated with quartz glass as a sealing material so that the inside is further evacuated or nitrogen is added. A technique has already been developed in which a product can maintain stable light emission efficiency by enclosing gas to maintain high light transmittance characteristics at a short wavelength. However, at present, eutectic bonding (Eutectic) is used for most of the adhesion between quartz glass and a carrier (ceramics or metal material). However, the eutectic process is difficult and expensive. In addition, some persons skilled in the art must use an adhesive as a bonding agent between the quartz glass and the carrier, and there is a risk that the adhesive at the bonding portion will be similarly altered over a long period of time. In addition, the process of such a manufacturing method is difficult, the cost is considerably increased, and the light extraction efficiency is not satisfactory.

本発明の目的は、従来の手法と比較して、プロセス難度が低く、低コストで、耐紫外線及び光取り出し効率が高いという特長を備える光半導体装置及びその光半導体装置のパッケージを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device and a package for the optical semiconductor device, which have features of low process difficulty, low cost, high resistance to ultraviolet rays and high light extraction efficiency as compared with conventional methods. is there.

本発明が提示する光半導体装置は、基板と、光電半導体チップと、パッケージとを備える。光半導体チップは基板の上に設けられている。パッケージは、光電半導体チップを基板の上で被覆するとともに、耐紫外線透光性接着剤と、複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含み、耐紫外線透光性接着剤の中に複数の耐紫外線透光性パーティクルが混入される。前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤に優る。   The optical semiconductor device presented by the present invention includes a substrate, a photoelectric semiconductor chip, and a package. The optical semiconductor chip is provided on the substrate. The package covers the photoelectric semiconductor chip on the substrate, and includes an ultraviolet light transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light transmissive particles, and the ultraviolet light transmissive adhesive includes a plurality of ultraviolet light proof adhesives. Translucent particles are mixed. The weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is less than 0.02. In addition, the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is superior to that of the ultraviolet light transmissive adhesive.

本発明が更に提示する光半導体装置は、基板と、光電半導体チップと、パッケージとを備える。光電半導体チップは、基板の上に設けられるとともに出射ピーク値がλnm波長である光を出射する。パッケージは、光電半導体チップを基板の上で被覆するとともに、耐紫外線透光性接着剤と、複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含み、耐紫外線透光性接着剤の中に複数の耐紫外線透光性パーティクルが混入される。前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径はλ/4未満である。   An optical semiconductor device further presented by the present invention includes a substrate, a photoelectric semiconductor chip, and a package. The photoelectric semiconductor chip is provided on the substrate and emits light having an emission peak value of λ nm wavelength. The package covers the photoelectric semiconductor chip on the substrate, and includes an ultraviolet light transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light transmissive particles, and the ultraviolet light transmissive adhesive includes a plurality of ultraviolet light proof adhesives. Translucent particles are mixed. The weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles in the package exceeds 50%, and the particle diameter of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is less than λ / 4.

一つの実施例において、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと前記耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤に優る。   In one embodiment, the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is less than 0.02, and the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is less than 0.02. The degree is superior to UV-resistant light-transmitting adhesive.

一つの実施例において、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径の中央値はλ/10未満である。   In one embodiment, the median particle size of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is less than λ / 10.

一つの実施例において、各耐紫外線透光性パーティクルの粒径は、40nm未満である。   In one embodiment, the particle size of each ultraviolet light transmissive particle is less than 40 nm.

一つの実施例において、耐紫外線透光性接着剤の材料はシリコーン又はフッ素高分子ゲルであり、該シリコーンはメチル系ゲル、フェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルである。   In one embodiment, the material of the UV light transmissive adhesive is a silicone or a fluoropolymer gel, and the silicone is a methyl gel, a phenyl gel, or a methyl-phenyl composite gel.

一つの実施例において、耐紫外線透光性パーティクルは石英ガラスパーティクル、ホウケイ酸ガラスパーティクル、又はそれらの組合わせである。   In one embodiment, the UV light transmissive particles are quartz glass particles, borosilicate glass particles, or a combination thereof.

一つの実施例において、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は70%以上である。   In one embodiment, the weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package is 70% or more.

一つの実施例において、耐紫外線透光性パーティクルの光透過率は90%以上である。   In one embodiment, the light transmittance of the ultraviolet light transmissive particles is 90% or more.

一つの実施例において、前記光電半導体チップは紫外線発光ダイオードである。   In one embodiment, the photoelectric semiconductor chip is an ultraviolet light emitting diode.

一つの実施例において、基板は収容空間を有しており、光電半導体チップは収容空間内に設けられており、パッケージは収容空間内に充填されるとともに光電半導体チップを被覆して接続する。   In one embodiment, the substrate has an accommodation space, the photoelectric semiconductor chip is provided in the accommodation space, and the package is filled in the accommodation space and is connected by covering the photoelectric semiconductor chip.

一つの実施例において、パッケージは収容空間から突出するとともにレンズを形成する。   In one embodiment, the package protrudes from the receiving space and forms a lens.

本発明が更に提示する光半導体装置のパッケージは、耐紫外線透光性接着剤と、複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含み、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルは、耐紫外線透光性接着剤の中に混入される。前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤に優る。   The package of the optical semiconductor device further presented by the present invention includes an ultraviolet light transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light transmissive particles, and the plurality of ultraviolet light transmissive particles are ultraviolet light transmissive resistant. It is mixed in the adhesive. The weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is less than 0.02. In addition, the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is superior to that of the ultraviolet light transmissive adhesive.

一つの実施例において、耐紫外線透光性接着剤の材料はシリコーン又はフッ素高分子ゲルであり、該シリコーンはメチル系ゲル、フェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルである。   In one embodiment, the material of the UV light transmissive adhesive is a silicone or a fluoropolymer gel, and the silicone is a methyl gel, a phenyl gel, or a methyl-phenyl composite gel.

一つの実施例において、耐紫外線透光性パーティクルは石英ガラスパーティクル、ホウケイ酸ガラスパーティクル、又はそれらの組合わせである。   In one embodiment, the UV light transmissive particles are quartz glass particles, borosilicate glass particles, or a combination thereof.

一つの実施例において、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は70%以上である。   In one embodiment, the weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package is 70% or more.

一つの実施例において、耐紫外線透光性パーティクルの光透過率は90%以上である。   In one embodiment, the light transmittance of the ultraviolet light transmissive particles is 90% or more.

一つの実施例において、各耐紫外線透光性パーティクルの粒径は40nm未満である。例えば、耐紫外線透光性接着剤は配合の調整により、例えばポリジメチルシロキサンゲル、又はフェニル系シリコーン、又は縮合型シリコーン、又はフッ素高分子ゲル、又はそれらの組合わせを主とする接着剤の中で成分を調整することで、調整後の耐紫外線透光性接着剤全体の粘着力は低下したとしても、屈折率は増加する。調整後の耐紫外線透光性接着剤の粘着力は低下するものの、耐紫外線透光性パーティクルの粘着固定には十分であり、しかも、調整後の耐紫外線透光性接着剤の屈折率は耐紫外線透光性パーティクルに近く、場合によっては、同等となるまで向上するので、光屈折は生じない。   In one embodiment, the particle size of each ultraviolet light transmissive particle is less than 40 nm. For example, ultraviolet light-resistant light-transmitting adhesives can be prepared by adjusting the formulation, for example, polydimethylsiloxane gel, phenyl silicone, condensed silicone, fluoropolymer gel, or a combination thereof. By adjusting the components, the refractive index increases even if the adhesive strength of the adjusted ultraviolet light-transmitting adhesive as a whole decreases. Although the adhesive strength of the UV-translucent adhesive after the adjustment is reduced, it is sufficient for fixing the UV-translucent particles, and the refractive index of the UV-transparent adhesive after the adjustment is Since it is close to ultraviolet light-transmitting particles and, in some cases, it is improved to the same level, no light refraction occurs.

上記によって、本発明の光半導体装置及びその光半導体装置のパッケージにおいて、パッケージの中の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%が50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差が0.02未満であり、且つ、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度が耐紫外線透光性接着剤より優れているか、又は、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%が50%を超えており、且つ、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径がλ/4未満である。これにより、従来技術に比べて、本発明の光半導体装置は、プロセス難度が低下して、コストが削減され、耐紫外線、光取り出し率が高いという長所を備える。   According to the above, in the optical semiconductor device of the present invention and the package of the optical semiconductor device, the weight% of the ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the plurality of ultraviolet light transmissive particles And the difference in refractive index between the UV-transparent adhesive and the UV-transparent adhesive is less than 0.02, and the UV durability of the UV-transparent particles is superior to the UV-transparent adhesive. Alternatively, the weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles in the package exceeds 50%, and the particle diameter of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is less than λ / 4. As a result, the optical semiconductor device of the present invention has advantages in that the process difficulty is reduced, the cost is reduced, the resistance to ultraviolet rays and the light extraction rate are high, as compared with the prior art.

本発明の好ましい一つの実施例の光半導体装置の概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device of one preferable Example of this invention. 本発明の好ましい他の実施例の光半導体装置1aの概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device 1a of another preferable Example of this invention. 本発明の好ましい他の実施例の光半導体装置1bの概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device 1b of another preferable Example of this invention. 本発明の好ましい他の実施例の光半導体装置1cの概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device 1c of another preferable Example of this invention. 本発明の好ましい他の実施例の光半導体装置1bの概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device 1b of another preferable Example of this invention. 本発明の好ましい更に他の実施例の光半導体装置1eの概略図である。It is the schematic of the optical semiconductor device 1e of another preferable Example of this invention. 図5Aの光半導体装置の電気的接続の概略図である。It is the schematic of the electrical connection of the optical semiconductor device of FIG. 5A.

以下にて関連する図面を参照して、本発明の好ましい実施例に係る光半導体装置及び光半導体装置のパッケージを説明するが、同じ構成要素には同じ参考的な符号を付して説明する。本発明の全ての実施例の図面は概略的なものであって、実際の寸法及び比率を表してはいない。また、以下の実施例の内容にて言うところの「上」及び「下」は単に相対的な位置関係を示すのに用いるのみである。更に、一つの構成要素が他の構成要素「上」、「の上」、「下」、「の下」に形成されるというのは、実施例における一つの構成要素と他の構成要素とが直接接触することを含み、又は一つの構成要素と他の構成要素との間に更に他の別の構成要素を持たせて一つの構成要素と他の構成要素とが直接接触しないものも含む。   In the following, an optical semiconductor device and an optical semiconductor device package according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the related drawings. The same components will be described with the same reference numerals. The drawings of all embodiments of the invention are schematic and do not represent actual dimensions and ratios. Further, “upper” and “lower” in the contents of the following embodiments are merely used to indicate relative positional relationships. Furthermore, one component is formed on the other components “above”, “above”, “below”, and “below” because one component in the embodiment and the other component are formed. Including the direct contact, or the case where there is another component between one component and the other component so that the one component and the other component are not in direct contact with each other.

本発明の好ましい一つの実施例の光半導体装置1の概略図である図1を参照されたい。   Please refer to FIG. 1, which is a schematic diagram of an optical semiconductor device 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

光半導体装置1は、基板11と、光電半導体チップ12と、パッケージ13とを備える。光電半導体チップ12は、基板11の上に設けられている。本実施例の光電半導体チップ12は紫外線発光ダイオード(UV LED chip)であり、垂直型LEDチップを基板11の上に設けたものを例としているが、これに限定されない。その他の実施例において、複数の光電半導体チップ12を直列又は並列に、基板11の上に設けても良い。基板11の材料は、ガラス、サファイヤ、石英、セラミックス、グラスファイバ、樹脂性材質、金属、高分子材料、又はその他それらの組合わせを含む。本実施例の基板11は、金属・セラミックス複合パネル基板を例としている。   The optical semiconductor device 1 includes a substrate 11, a photoelectric semiconductor chip 12, and a package 13. The photoelectric semiconductor chip 12 is provided on the substrate 11. The photoelectric semiconductor chip 12 of the present embodiment is an ultraviolet light emitting diode (UV LED chip), and a vertical LED chip provided on the substrate 11 is taken as an example, but is not limited thereto. In other embodiments, a plurality of photoelectric semiconductor chips 12 may be provided on the substrate 11 in series or in parallel. The material of the substrate 11 includes glass, sapphire, quartz, ceramics, glass fiber, resinous material, metal, polymer material, or other combinations thereof. The substrate 11 of this embodiment is a metal / ceramic composite panel substrate.

図1に示すように、光電半導体チップ12の両電極121、122は、上、下の両側にそれぞれ位置しており、電極121は、リード線15を介して基板11の上に設けられている導電層151に接続しており、しかも電極122は、基板11の上に設けられている他の導電層162に直接接続されている。これにより、電極122及び導電層162は、例えば導電接着層(例えば導電性接着剤、図示せず)を介して直接接続することができる。二つの導電層161、162の間に電圧を印加すると、光電半導体チップ12(紫外線発光ダイオード)が、紫外線波長の光(その波長は例えば200nmないし450nmである)を出射するように駆動する。   As shown in FIG. 1, both electrodes 121 and 122 of the photoelectric semiconductor chip 12 are located on both the upper and lower sides, and the electrodes 121 are provided on the substrate 11 via lead wires 15. The electrode 122 is connected to the conductive layer 151, and the electrode 122 is directly connected to another conductive layer 162 provided on the substrate 11. Thereby, the electrode 122 and the conductive layer 162 can be directly connected via, for example, a conductive adhesive layer (for example, a conductive adhesive, not shown). When a voltage is applied between the two conductive layers 161 and 162, the photoelectric semiconductor chip 12 (ultraviolet light emitting diode) is driven so as to emit light having an ultraviolet wavelength (the wavelength is, for example, 200 nm to 450 nm).

パッケージ13は、透光性材料製であるとともに、光電半導体チップ12を基板11の上で被覆することで、凸レンズを直接形成する。このうち、パッケージ13は、耐紫外線透光性接着剤131と、複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含み、しかも、前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132は、耐紫外線透光性接着剤131の中に混入される。本実施例のパッケージ13は、封止材であり、しかも、基板11の上を被覆して光電半導体チップ12を接続する。耐紫外線透光性接着剤131の材料は、例えばシリコーン又はフッ素高分子ゲルであるが、これに限定されない。このうち、シリコーンとしては、メチル系ゲル(例えばポリジメチルシロキサン(PDMS)ゲル)、又はフェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルを挙げることができる。また、耐紫外線透光性パーティクル132の材料としては、石英ガラスパーティクル、ホウケイ酸ガラスパーティクル、又はそれらの組合わせを挙げることができるが、これに限定されない。また、耐紫外線透光性パーティクル132の光透過率は、90%以上(光透過率≧90%)である。   The package 13 is made of a light-transmitting material, and the convex lens is directly formed by covering the photoelectric semiconductor chip 12 on the substrate 11. Among these, the package 13 includes an ultraviolet light transmissive adhesive 131 and a plurality of ultraviolet light transmissive particles, and the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132 include the ultraviolet light transmissive adhesive. 131. The package 13 of this embodiment is a sealing material, and covers the substrate 11 to connect the photoelectric semiconductor chip 12. The material of the ultraviolet light resistant adhesive 131 is, for example, silicone or fluoropolymer gel, but is not limited thereto. Among these, examples of silicone include methyl gel (for example, polydimethylsiloxane (PDMS) gel), phenyl gel, and methyl-phenyl composite gel. In addition, examples of the material of the ultraviolet light transmissive particles 132 include, but are not limited to, quartz glass particles, borosilicate glass particles, or a combination thereof. Further, the light transmittance of the ultraviolet light-resistant translucent particles 132 is 90% or more (light transmittance ≧ 90%).

ここで、耐紫外線透光性接着剤131の材料としては、シリコーン又はフッ素高分子ゲルを例としている。シリコーン又はフッ素高分子ゲル等の材料自身は、高い光透過性、耐UV性及び耐亀裂性を備え、しかも高温時の安定性に優れているが、長期間紫外線を照射すると、劣化する可能性がある。よって、本実施例では、耐紫外線透光性パーティクル132を耐紫外線透光性接着剤131の中に均一に混入するが、加えた耐紫外線透光性パーティクル132の紫外線耐久度が耐紫外線透光性接着剤131に優る以外に、さらに前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132を添加する重量%は、パッケージ13における重量%で50%を超えるが、90%未満である。好ましくは、65%ないし80%であるが、一部の実施例にて、前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132のパッケージ13における重量%は、例えば70%以上である。また、本実施例の耐紫外線透光性パーティクル132と耐紫外線透光性接着剤131との屈折率の差は、0.02よりも小さいが、これは両者の屈折率がかなり近く、耐紫外線透光性パーティクル132と耐紫外線透光性接着剤131との間には、屈折界面がほとんどないことを意味している。例示するならば、耐紫外線透光性パーティクル132の材料はガラスパーティクルであり、耐紫外線透光性接着剤131の材料はシリコーン又はフッ素高分子ゲルであって、パッケージ13全体の特性はガラスに近くなる。   Here, as a material of the ultraviolet light-resistant translucent adhesive 131, silicone or a fluorine polymer gel is taken as an example. Materials such as silicone or fluoropolymer gel themselves have high light transmittance, UV resistance and crack resistance, and are excellent in stability at high temperatures, but may deteriorate when irradiated with ultraviolet rays for a long time. There is. Therefore, in this embodiment, the ultraviolet light transmissive particles 132 are uniformly mixed in the ultraviolet light transmissive adhesive 131, but the ultraviolet durability of the added ultraviolet light transmissive particles 132 is the ultraviolet light transmissive resistance. In addition to being superior to the adhesive 131, the weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles 132 added is more than 50% but less than 90% by weight in the package 13. Preferably, it is 65% to 80%, but in some embodiments, the weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132 in the package 13 is, for example, 70% or more. In addition, the difference in refractive index between the ultraviolet light transmissive particles 132 and the ultraviolet light transmissive adhesive 131 of this example is smaller than 0.02, but this is very close to the refractive index of both. This means that there is almost no refractive interface between the translucent particles 132 and the ultraviolet-resistant translucent adhesive 131. For example, the material of the UV light transmissive particle 132 is a glass particle, and the material of the UV light transmissive adhesive 131 is silicone or a fluorine polymer gel, and the characteristics of the entire package 13 are close to glass. Become.

耐紫外線透光性パーティクル132の添加量はかなり多く、しかも、耐紫外線透光性パーティクル132と耐紫外線透光性接着剤131との屈折率はかなり近いことから、光電半導体チップ12から出射した紫外線光は、パッケージ13の中ではほとんど屈折することないので、光半導体装置1の光取り出し効率を高くすることができる。また、耐紫外線透光性パーティクル132の紫外線耐久度は、耐紫外線透光性接着剤131の紫外線耐久度に優るため、耐紫外線透光性接着剤131の中に大量の耐紫外線透光性パーティクル132を加えても、UV光を長期間照射する場合でも、パッケージ13が劣化する可能性を低減して、UV耐久性を向上することができる。   The addition amount of the ultraviolet light transmissive particles 132 is considerably large, and the refractive index of the ultraviolet light transmissive particles 132 and the ultraviolet light transmissive adhesive 131 is quite close. Therefore, the ultraviolet light emitted from the photoelectric semiconductor chip 12 Since light hardly refracts in the package 13, the light extraction efficiency of the optical semiconductor device 1 can be increased. In addition, since the ultraviolet durability of the ultraviolet light transmissive particles 132 is superior to that of the ultraviolet light transmissive adhesive 131, a large amount of the ultraviolet light transmissive particles 131 are included in the ultraviolet light transmissive adhesive 131. Even when 132 is added or when UV light is irradiated for a long period of time, the possibility of deterioration of the package 13 can be reduced and the UV durability can be improved.

一部の実施例において、耐紫外線透光性接着剤131は、調合調整後にはその屈折率が相加するが、粘着力は低下する。例示するならば、耐紫外線透光性パーティクル132の材料がもしガラスであれば、その比重が約2.5となり、一方、耐紫外線透光性接着剤131の比重は約1であるので、単位体積にて、耐紫外線透光性パーティクル132は耐紫外線透光性接着剤131よりもかなり重くなる。耐紫外線透光性接着剤131は非有機物に対して高い粘着力を持ち、配合の調整により、例えばポリジメチルシロキサンゲル、又はフェニル系シリコーン、又は縮合型シリコーン、フッ素高分子ゲル、又はそれらの組合わせを主とする接着剤の中で成分を調整することで、調整後の耐紫外線透光性接着剤131全体の粘力は低下したとしても屈折率は増加する。調整後の耐紫外線透光性接着剤131の粘着力は例えば一般的な封止材料、例えばエポキシ樹脂未満にまで低下するとしても、単位体積が重い耐紫外線透光性パーティクル132を粘着して固定するには十分である。調整後の耐紫外線透光性接着剤131の屈折率は、耐紫外線透光性パーティクル132に近く、場合によっては同等となるまで向上するので、光屈折は生じない。   In some embodiments, the UV light transmissive adhesive 131 has a refractive index that is adjusted after blending adjustment, but the adhesive strength is reduced. For example, if the material of the ultraviolet light transmissive particles 132 is glass, the specific gravity is about 2.5, while the specific gravity of the ultraviolet light transmissive adhesive 131 is about 1. In volume, the ultraviolet light transmissive particles 132 are considerably heavier than the ultraviolet light transmissive adhesive 131. The ultraviolet light transmissive adhesive 131 has a high adhesive strength to non-organic substances, and can be adjusted by blending, for example, polydimethylsiloxane gel, phenyl silicone, condensed silicone, fluoropolymer gel, or a combination thereof. By adjusting the components in the adhesive mainly composed of the adhesive, the refractive index increases even if the viscosity of the entire ultraviolet light-transmitting adhesive 131 after adjustment is reduced. Even if the adhesive strength of the UV-transparent adhesive 131 after adjustment is reduced to, for example, a general sealing material, for example, less than an epoxy resin, the UV-transparent particles 132 having a heavy unit volume are adhered and fixed. It is enough to do. Since the refractive index of the UV-translucent adhesive 131 after adjustment is close to that of the UV-transparent particles 132 and is improved in some cases to the same level, no light refraction occurs.

また、耐紫外線透光性接着剤131の主鎖の結合エネルギーは、選択する材料により決まる。例示するならば、耐紫外線透光性接着剤131の主鎖の結合エネルギーは、452kJ/molであり、その場合の耐紫外線透光性接着剤131は、例えばシリコーンであり、主鎖は例えばSi-O鎖であり、シリコーンは例えばメチル系ゲル、フェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルであり、また、耐紫外線透光性接着剤131の主鎖の結合エネルギーは、485kJ/molであり、その場合の耐紫外線透光性接着剤131は、例えばフッ素高分子であり、主鎖は例えばC-F鎖である。   In addition, the binding energy of the main chain of the ultraviolet light transmissive adhesive 131 is determined by the material to be selected. For example, the binding energy of the main chain of the ultraviolet light-resistant adhesive 131 is 452 kJ / mol, and the ultraviolet light-resistant adhesive 131 in that case is, for example, silicone, and the main chain is, for example, Si. -O chain, silicone is, for example, methyl gel, phenyl gel, or methyl-phenyl composite gel, and the binding energy of the main chain of the UV light-transmitting adhesive 131 is 485 kJ / mol, In this case, the ultraviolet light transmissive adhesive 131 is, for example, a fluoropolymer, and the main chain is, for example, a C—F chain.

また、本実施例のパッケージ13は、耐紫外線透光性接着剤131及び複数の耐紫外線透光性パーティクル132を含むが、蛍光材料含まなくても良く、又は、その他の実施例において、パッケージ13内には蛍光材料を含んでいても良い。   Further, the package 13 of the present embodiment includes the ultraviolet light transmissive adhesive 131 and the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132, but may not include the fluorescent material, or in other embodiments, the package 13. The inside may contain a fluorescent material.

プロセス技術にて、大量の耐紫外線透光性パーティクル132を耐紫外線透光性接着剤131に均一に混入した後(例えば紫外線透光性パーティクル132は50%を超える重量%)、従来のディスペンシング工程又はモールディング工程(Molding)を用いて、混合後のゲルで光電半導体チップ12を基板11の上に被覆して、パッケージ13を硬化成形させた後に二次的レンズを直接形成することで、光半導体装置1の光学特性を変更しており、これにより、従来の手法に比べて、本実施例の光半導体装置1のプロセス難度が低下して、コストも相対的に削減される。   After a large amount of UV light-transmitting particles 132 are uniformly mixed in the UV light-transmitting adhesive 131 by the process technology (for example, the UV light-transmitting particles 132 are more than 50% by weight), conventional dispensing is performed. Using a process or a molding process (molding), the photoelectric semiconductor chip 12 is coated on the substrate 11 with the mixed gel, and the secondary lens is directly formed after the package 13 is cured and molded. The optical characteristics of the semiconductor device 1 are changed, and as a result, the process difficulty of the optical semiconductor device 1 of the present embodiment is reduced and the cost is relatively reduced as compared with the conventional method.

また、レイリー散乱(Rayleigh scattering)の理論では、散乱光強度と入射光波長の四乗と反比例する。よって、一部の実施例において、仮に光電半導体チップ12を、出射ピーク値がλnm波長である紫外線光を出射するように配置したとすれば、パッケージ13の前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132の粒径はλ/4未満とすることができ、しかも前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132のパッケージ13での重量%が50%を超えるときでも、光の散乱効果を低減し、且つ、光半導体装置1の光取り出し効率を向上することができる。更に説明するならば、上記以外に、前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132と耐紫外線透光性接着剤131との屈折率の差は0.02未満であり、前記複数の耐紫外線透光性接着剤131の紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤131より優れており、光取り出し効率を更に向上できるのみならず、パッケージ13の耐久性を更に向上することができる。   In the Rayleigh scattering theory, the intensity of the scattered light is inversely proportional to the fourth power of the incident light wavelength. Therefore, in some embodiments, if the photoelectric semiconductor chip 12 is arranged so as to emit ultraviolet light having an emission peak value of λ nm wavelength, the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132 of the package 13 are arranged. The particle size of the light-absorbing particles can be less than λ / 4, and even when the weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles 132 in the package 13 exceeds 50%, the light scattering effect is reduced, and The light extraction efficiency of the optical semiconductor device 1 can be improved. To further explain, in addition to the above, the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132 and the ultraviolet light transmissive adhesive 131 is less than 0.02, and The ultraviolet durability of the adhesive 131 is superior to that of the ultraviolet light-transmissive adhesive 131, and not only can the light extraction efficiency be further improved, but also the durability of the package 13 can be further improved.

また、一部の実施例において、前記複数の耐紫外線透光性パーティクル132の粒径の中央値は、λ/10未満である。各耐紫外線透光性パーティクル132の粒径は、40nm未満であり、いずれも光の散乱効果を低減して、その光取り出し効率を向上することができる。   In some embodiments, the median particle diameter of the plurality of ultraviolet light transmissive particles 132 is less than λ / 10. The particle size of each ultraviolet light transmissive particle 132 is less than 40 nm, and all can reduce the light scattering effect and improve the light extraction efficiency.

本発明の異なる実施例における光半導体装置1a〜1dの概略図である図2ないし図4Bを、それぞれ参照されたい。   Please refer to FIG. 2 to FIG. 4B which are schematic views of the optical semiconductor devices 1a to 1d in different embodiments of the present invention, respectively.

図2に示すように、図1の光半導体装置1との相違点は、光半導体装置1aの基板11aは平面板ではなく、収容空間111を有するキャリアであり、収容空間111の内縁は側壁112を有し、且つ、光電半導体チップ12が収容空間111内に配設されて基板11aの上に位置するところである。一部の実施例において、側壁112の上には、高反射率の反射材料(図示せず)、例えば反射層又は反射板を有することができ、その材料は例えば金属(例えば銀)、合金、又は二酸化チタン(TiO2)と樹脂との混合物とすることができる。高反射率の反射材料を用いて、側壁112を高反射率の表面として形成することで、光利用効率を向上することができる。   As shown in FIG. 2, the difference from the optical semiconductor device 1 of FIG. 1 is that the substrate 11a of the optical semiconductor device 1a is not a flat plate but a carrier having an accommodation space 111, and the inner edge of the accommodation space 111 is a side wall 112. And the photoelectric semiconductor chip 12 is disposed in the accommodation space 111 and is located on the substrate 11a. In some embodiments, the sidewall 112 may have a highly reflective reflective material (not shown), such as a reflective layer or reflector, such as a metal (eg, silver), an alloy, Or it can be set as the mixture of titanium dioxide (TiO2) and resin. By using the reflective material having a high reflectance and forming the side wall 112 as a surface having a high reflectance, the light use efficiency can be improved.

また、本実施例の光半導体装置1aのパッケージ13は、基板11の収容空間111内に充填されて光電半導体チップ12を被覆して接続するとともに、側壁112に接触して基板11の側壁112と同じ高さとなることで、レンズを形成する。封止材(パッケージ13)は、硬化する前には流動性を持つゲルであるため、収容空間111の側壁112を堰き止め壁として、封止材を収容空間111内に制限して、光電半導体チップ12の上を被覆して硬化成形することで、高い透光率のパッケージ13を形成し、これにより、レンズを形成して光半導体装置1aの光学性能を変更することができる。   The package 13 of the optical semiconductor device 1a according to the present embodiment is filled in the accommodation space 111 of the substrate 11 so as to cover and connect the photoelectric semiconductor chip 12, and is in contact with the side wall 112 to contact the side wall 112 of the substrate 11. A lens is formed by having the same height. Since the sealing material (package 13) is a gel having fluidity before being cured, the side wall 112 of the accommodation space 111 is used as a damming wall, and the sealing material is limited to the accommodation space 111, so that the photoelectric semiconductor By covering the chip 12 and curing it, a package 13 with high translucency can be formed, thereby forming a lens and changing the optical performance of the optical semiconductor device 1a.

また、図3に示すように、図2の光半導体装置1aとの相違点は、光半導体装置1bのパッケージ13は、基板11の収容空間111内に充填されて側壁112に完全に接触するとともに、光電半導体チップ12を被覆して接続する以外に、パッケージ13は、更に収容空間111において光電半導体チップ12から遠くなる方向に凸レンズ133を突出して形成する。   Further, as shown in FIG. 3, the difference from the optical semiconductor device 1a of FIG. 2 is that the package 13 of the optical semiconductor device 1b is filled in the accommodation space 111 of the substrate 11 and completely contacts the side wall 112. In addition to covering and connecting the photoelectric semiconductor chip 12, the package 13 is further formed by protruding a convex lens 133 in a direction away from the photoelectric semiconductor chip 12 in the accommodation space 111.

また、図4Aに示すように、図3の光半導体装置1bとの相違点は、光半導体装置1cの光電半導体チップ12が、水平型のLEDチップを例とするとともに、バインダ14により基板11の上に接着しているところである。そして、光電半導体チップ12は、二本のリード線151、152が、基板11の上に設けられている二つの導電層161、162にそれぞれ接続されている。   As shown in FIG. 4A, the difference from the optical semiconductor device 1b in FIG. 3 is that the photoelectric semiconductor chip 12 of the optical semiconductor device 1c is a horizontal LED chip as an example. It is being glued on top. In the photoelectric semiconductor chip 12, two lead wires 151 and 152 are connected to two conductive layers 161 and 162 provided on the substrate 11, respectively.

また、図4Aに示すように、図3の光半導体装置1bとの相違点は、光半導体装置1dの光電半導体チップ12が、フリップチップ(Flip-chip)で基板11aの上に設けているところである。そして、光電半導体チップ12の二つの電極121、122は、同じ側に位置し、且つ二つの電極121、122はそれぞれ導電バンプPを介して基板11aの二つの導電層161、162に接合されている。   Further, as shown in FIG. 4A, the difference from the optical semiconductor device 1b of FIG. 3 is that the photoelectric semiconductor chip 12 of the optical semiconductor device 1d is provided on the substrate 11a by flip-chip. is there. The two electrodes 121 and 122 of the photoelectric semiconductor chip 12 are located on the same side, and the two electrodes 121 and 122 are bonded to the two conductive layers 161 and 162 of the substrate 11a through the conductive bumps P, respectively. Yes.

言及すべきは、図4A、図4Bの実施例において、光半導体装置1cの光電半導体チップ12は水平型のLEDチップを、光半導体装置1dの光電半導体チップ12はフリップチップのLEDチップを例としており、この実施例においては、水平型のLEDチップ又はフリップチップのLEDチップを図1の平板状基板11の上に設けるとともに、パッケージ13が水平型のLEDチップ又はフリップチップのLEDチップを基板11の上で被覆して、パッケージ13の上面に、平面レンズを直接形成するか、又は凸レンズを直接形成するが、これに限定されない、ということである。また、上記図1ないし図3の実施例に示すものは垂直型チップであるが、一部の実施例において、図4Aの水平型チップ又は図4Bのフリップチップのチップを図1ないし図3の構造中に応用することで、図1ないし図3における垂直型チップを図4Aの水平型チップ又は図4Bのフリップチップのチップに変更してもよいが、本発明では、限定はしない。   4A and 4B, the photoelectric semiconductor chip 12 of the optical semiconductor device 1c is a horizontal LED chip, and the photoelectric semiconductor chip 12 of the optical semiconductor device 1d is a flip chip LED chip. In this embodiment, a horizontal LED chip or flip chip LED chip is provided on the flat substrate 11 of FIG. 1, and the package 13 is a horizontal LED chip or flip chip LED chip. The planar lens is directly formed on the upper surface of the package 13, or the convex lens is directly formed on the upper surface of the package 13. However, the present invention is not limited to this. 1 to 3 are vertical chips. In some embodiments, the horizontal chip of FIG. 4A or the flip chip of FIG. 4B is replaced with the chip of FIGS. The vertical chip in FIGS. 1 to 3 may be changed to the horizontal chip in FIG. 4A or the flip chip chip in FIG. 4B by application in the structure, but the present invention is not limited thereto.

また、図5A及び図5Bを参照されたい。このうち、図5Aは本発明の更に他の好ましい実施例の光半導体装置1eの概略図であり、図5Bは図5Aの光半導体装置の電気的接続の概略図である。   See also FIGS. 5A and 5B. 5A is a schematic diagram of an optical semiconductor device 1e according to still another preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a schematic diagram of electrical connection of the optical semiconductor device of FIG. 5A.

本実施例の光半導体装置1eは、間隔を空けて基板11の上に設けられている二つの光電半導体チップ12a、12bを備えており、パッケージ13により光電半導体チップ12a、12bをそれぞれ被覆してそれぞれ凸レンズを直接形成した後、更に樹脂材17(例えば黒色封止材)を用いて外部被覆を行うとともに、樹脂材17を光電半導体チップ12a、12bの箇所に対応させて、光を通過させることができる開口をそれぞれ持たせる。このうち、光電半導体チップ12a又は光電半導体チップ12bは水平型チップ又垂直型チップとすることができるが、限定はしない。また、本実施例のパッケージ13は、光電半導体チップ12a、12bの上にて、それぞれ凸レンズを形成しているが、異なる実施例においては、パッケージ13は光電半導体チップ12a、12bの上にて、それぞれ平面レンズを形成していても良い。   The optical semiconductor device 1e of the present embodiment includes two photoelectric semiconductor chips 12a and 12b provided on the substrate 11 with a space therebetween, and the package 13 covers the photoelectric semiconductor chips 12a and 12b, respectively. After each convex lens is directly formed, external coating is further performed using a resin material 17 (for example, a black sealing material), and light is allowed to pass through the resin material 17 corresponding to the locations of the photoelectric semiconductor chips 12a and 12b. Each has an opening that can be used. Among these, the photoelectric semiconductor chip 12a or the photoelectric semiconductor chip 12b can be a horizontal chip or a vertical chip, but is not limited thereto. Further, the package 13 of this embodiment forms convex lenses on the photoelectric semiconductor chips 12a and 12b, respectively. However, in a different embodiment, the package 13 is on the photoelectric semiconductor chips 12a and 12b. Each may form a planar lens.

本実施例の光電半導体チップ12aは、紫外線発光ダイオードとして紫外線を出射することができ、そして光電半導体チップ12bは、紫外線検知チップとして紫外線を検知しつつ検知信号を出力することができる。このうち、光電半導体チップ12aから出射するUV光が被測定物に照射した後、反射したUV光が光電半導体チップ12bにより受光されて、光電半導体チップ12bが出力した検知信号は、プロセッサユニット18(例えばプロセッサIC)により処理された後に、後続の制御動作を行うことができるものであって、例えば、光電半導体チップ12aから出射したUV光の照度又は光量を制御することができる。   The photoelectric semiconductor chip 12a of this embodiment can emit ultraviolet rays as an ultraviolet light emitting diode, and the photoelectric semiconductor chip 12b can output a detection signal while detecting ultraviolet rays as an ultraviolet detection chip. Among these, after the UV light emitted from the photoelectric semiconductor chip 12a is applied to the object to be measured, the reflected UV light is received by the photoelectric semiconductor chip 12b, and the detection signal output from the photoelectric semiconductor chip 12b is the processor unit 18 ( For example, the subsequent control operation can be performed after being processed by the processor IC), and for example, the illuminance or light amount of the UV light emitted from the photoelectric semiconductor chip 12a can be controlled.

また、一部の実施例において、光電半導体チップ12a、12bとプロセッサユニット18とを単一の封止体中に整合することができ、又は光電半導体チップ12a、12bとプロセッサユニット18とを、独立した部材とすることができるが、本発明ではこれらに限定はしない。   Also, in some embodiments, the optoelectronic semiconductor chips 12a, 12b and the processor unit 18 can be aligned in a single encapsulant, or the optoelectronic semiconductor chips 12a, 12b and the processor unit 18 can be independent. However, the present invention is not limited to these.

また、光半導体装置1a〜1dのその他技術特徴は、上記光半導体装置1の同じ構成要素を参照できるため、別途説明しない。   Other technical features of the optical semiconductor devices 1a to 1d are not described separately because the same components of the optical semiconductor device 1 can be referred to.

上記をまとめるに、本発明の光半導体装置及びその光半導体装置のパッケージにおいて、パッケージ中の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は耐紫外線透光性接着剤に優るか、又は、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルのパッケージにおける重量%は50%を超えており、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径はλ/4未満である。これにより、従来技術に比べて、本発明の光半導体装置はプロセス難度が低下して、コストが削減され、耐紫外線、光取り出し率が高いという長所を備える。   In summary, in the optical semiconductor device of the present invention and the package of the optical semiconductor device, the weight% of the ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the plurality of ultraviolet light transmissive resistance The difference in refractive index between the particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is less than 0.02, and the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is superior to the ultraviolet light transmissive adhesive, or The weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles in the package exceeds 50%, and the particle diameter of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is less than λ / 4. As a result, the optical semiconductor device of the present invention has advantages in that the process difficulty is reduced, the cost is reduced, the resistance to ultraviolet rays and the light extraction rate are high, as compared with the prior art.

上記は単に例示に過ぎず、本発明はこれらに限定するものではない。本発明の技術思想及び範囲を超えることなく、これに対して行う等価の修正又は変更のいずれも、別紙の特許請求の範囲に含まれるものである。   The above is merely an example, and the present invention is not limited thereto. Any equivalent modifications or changes made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention shall be included in the appended claims.

本発明で提供する光半導体装置及び光半導体装置のパッケージは、プロセス難度が低く、低コストで、耐紫外線で且つ光取り出し効率が高いという特長を備える。   The optical semiconductor device and the optical semiconductor device package provided by the present invention are characterized by low process difficulty, low cost, UV resistance, and high light extraction efficiency.

1、1a〜1e 光半導体装置
11、11a 基板
111 収容空間
112 側壁
12、12a、12b 光電半導体チップ
121、122 電極
13 パッケージ
131 耐紫外線透光性接着剤
132 耐紫外線透光性パーティクル
133 レンズ
14 バインダ
15、151、152 リード線
161、162 導電層
17 樹脂材
18 プロセッサユニット
P 導電バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a-1e Optical semiconductor device 11, 11a Substrate 111 Housing space 112 Side wall 12, 12a, 12b Photoelectric semiconductor chip 121, 122 Electrode 13 Package 131 Ultraviolet light-transmissive adhesive 132 Ultraviolet light-transmissive particle 133 Lens 14 Binder 15, 151, 152 Lead wire 161, 162 Conductive layer 17 Resin material 18 Processor unit P Conductive bump

Claims (12)

基板と、
前記基板の上に設けられた光電半導体チップと、
前記光電半導体チップを前記基板の上で被覆するとともに、耐紫外線透光性接着剤と、該耐紫外線透光性接着剤の中に混入される複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含む、パッケージと、を備える半導体装置であって、
前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの前記パッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと前記耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度が前記耐紫外線透光性接着剤に優る、ことを特徴とする光半導体装置。
A substrate,
A photoelectric semiconductor chip provided on the substrate;
A package that covers the photoelectric semiconductor chip on the substrate, and includes an ultraviolet light transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light transmissive particles mixed in the ultraviolet light transmissive adhesive. A semiconductor device comprising:
The weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is 0. An optical semiconductor device, wherein the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is superior to that of the ultraviolet light-transmitting adhesive.
基板と、
前記基板の上に設けられるとともに出射ピーク値がλnm波長である光を出射するように配置した光電半導体チップと、
前記光電半導体チップを前記基板の上に被覆するとともに、耐紫外線透光性接着剤と、該耐紫外線透光性接着剤の中に混入される複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含む、パッケージと、を備える半導体装置であって、
前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの前記パッケージにおける重量%は50%を超えており、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径はλ/4未満である、ことを特徴とする光半導体装置。
A substrate,
A photoelectric semiconductor chip provided on the substrate and arranged to emit light having an emission peak value of λ nm wavelength; and
A package that covers the photoelectric semiconductor chip on the substrate, and includes an ultraviolet light-transmissive adhesive and a plurality of ultraviolet light-transmissive particles mixed in the ultraviolet light-transmissive adhesive. A semiconductor device comprising:
The weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles in the package exceeds 50%, and the particle size of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles is less than λ / 4. Semiconductor device.
前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと前記耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度が前記耐紫外線透光性接着剤に優る、ことを特徴とする請求項2に記載の光半導体装置。   The difference in refractive index between the plurality of UV light-transmitting particles and the UV light-transmitting adhesive is less than 0.02, and the UV durability of the plurality of UV light-transmitting particles is the UV light-transmitting particle. The optical semiconductor device according to claim 2, wherein the optical semiconductor device is superior to an optical adhesive. 前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの粒径の中央値はλ/10未満である、ことを特徴とする請求項2ないし3のいずれか一項に記載の光半導体装置。   4. The optical semiconductor device according to claim 2, wherein a median value of the particle diameters of the plurality of ultraviolet light transmissive particles is less than λ / 10. 5. 各耐紫外線透光性パーティクルの粒径は40nm未満である、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光半導体装置。   4. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the particle size of each ultraviolet light-transmitting particle is less than 40 nm. 前記耐紫外線透光性接着剤の材料はシリコーン又はフッ素高分子ゲルであり、該シリコーンはメチル系ゲル、フェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルであり、
前記耐紫外線透光性パーティクルは石英ガラスパーティクル、ホウケイ酸ガラスパーティクル、又はそれらの組合わせであり、
前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの前記パッケージにおける重量%は70%以上であり、前記耐紫外線透光性パーティクルの光透過率は90%以上である、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光半導体装置。
The material of the ultraviolet light-resistant adhesive is a silicone or a fluorine polymer gel, and the silicone is a methyl gel, a phenyl gel, or a methyl / phenyl composite gel,
The ultraviolet light transmissive particles are quartz glass particles, borosilicate glass particles, or a combination thereof.
4. The weight% of the plurality of ultraviolet light-transmitting particles in the package is 70% or more, and the light transmittance of the ultraviolet light-transmitting particles is 90% or more. 5. The optical semiconductor device according to any one of the above.
前記光電半導体チップは紫外線発光ダイオードである、ことを特徴とする請求項6に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to claim 6, wherein the photoelectric semiconductor chip is an ultraviolet light emitting diode. 前記基板は収容空間を有しており、前記光電半導体チップは該収容空間内に設けられており、前記パッケージは該収容空間内に充填されるとともに前記光電半導体チップを被覆して接続する、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光半導体装置。   The substrate has an accommodation space, the photoelectric semiconductor chip is provided in the accommodation space, and the package is filled in the accommodation space and covers and connects the photoelectric semiconductor chip. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記パッケージは前記収容空間から突出するとともにレンズを形成する、ことを特徴とする請求項8に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to claim 8, wherein the package protrudes from the housing space and forms a lens. 耐紫外線透光性接着剤と、該耐紫外線透光性接着剤中の混入される複数の耐紫外線透光性パーティクルとを含む、パッケージと、を備える半導体装置であって、
前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの前記パッケージにおける重量%は50%を超えており、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルと前記耐紫外線透光性接着剤との屈折率の差は0.02未満であり、且つ前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの紫外線耐久度は前記耐紫外線透光性接着剤に優る、ことを特徴とする光半導体装置のパッケージ。
A semiconductor device comprising: an ultraviolet-resistant translucent adhesive; and a package including a plurality of ultra-violet translucent particles mixed in the ultra-violet translucent adhesive,
The weight% of the plurality of ultraviolet light transmissive particles in the package exceeds 50%, and the difference in refractive index between the plurality of ultraviolet light transmissive particles and the ultraviolet light transmissive adhesive is 0. The package of an optical semiconductor device, wherein the ultraviolet durability of the plurality of ultraviolet translucent particles is less than that of the ultraviolet translucent adhesive.
前記耐紫外線透光性接着剤の材料はシリコーン又はフッ素高分子ゲルであり、該シリコーンはメチル系ゲル、フェニル系ゲル、又はメチル・フェニル複合ゲルであり、前記耐紫外線透光性パーティクルは石英ガラスパーティクル又はホウケイ酸ガラスパーティクル、又はその組合わせであり、前記複数の耐紫外線透光性パーティクルの前記パッケージにおける重量%は70%以上であり、前記耐紫外線透光性パーティクルの光透過率は90%以上である、ことを特徴とする請求項10に記載の光半導体装置のパッケージ。   The ultraviolet light-resistant adhesive is made of silicone or fluorine polymer gel, and the silicone is methyl gel, phenyl gel, or methyl-phenyl composite gel, and the ultraviolet light-resistant particles are made of quartz glass. Particles, borosilicate glass particles, or a combination thereof, and the weight% of the plurality of UV light-transmitting particles in the package is 70% or more, and the light transmittance of the UV light-transmitting particles is 90%. It is the above, The package of the optical semiconductor device of Claim 10 characterized by the above-mentioned. 各耐紫外線透光性パーティクルの粒径は40nm未満である、ことを特徴とする請求項10ないし11のいずれか一項に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to any one of claims 10 to 11, wherein the particle size of each ultraviolet light-transmitting particle is less than 40 nm.
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