JP2019068053A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、発光装置に関する。 The present disclosure relates to a light emitting device.
半導体発光素子(以下、単に「発光素子」とも称する)のパッド電極とパッケージの電極とを接続するワイヤとして、Cuを主成分とするワイヤ芯材を反射率の高い物質でコ−ティングした被覆ワイヤが提案されている(特許文献1、2)。
A coated wire obtained by coating a wire core material mainly composed of Cu with a material having high reflectance as a wire for connecting a pad electrode of a semiconductor light emitting device (hereinafter, also simply referred to as "light emitting device") and an electrode of a package. Have been proposed (
しかし、特許文献1では、ワイヤ芯材にCuを用いAgを用いることによって光取出し効率を高めているものの、表層のAgに芯材のCuが熱拡散しやすい。また、特許文献2では、Cuからなる芯材、Pdからなる中間層及びAgからなる表面層の被覆Cuワイヤが提案されている。
However, in
上記の被覆ワイヤでは、長期間において光取り出し効率が低下し易い。 With the above-mentioned coated wire, the light extraction efficiency tends to be reduced over a long period of time.
本開示は、以下の構成を含む。
パッド電極を備える発光素子と、パッド電極とワイヤを介して接続される金属部材と、を備える発光装置であって、ワイヤは、Cuを主成分とする芯材と、Pdを主成分とする中間層と、Agを主成分とする表層と、とを備える発光装置。
The present disclosure includes the following configurations.
A light emitting device comprising a light emitting element provided with a pad electrode, and a metal member connected to the pad electrode via a wire, wherein the wire is a core material mainly composed of Cu, and an intermediate mainly composed of Pd A light emitting device comprising: a layer; and a surface layer containing Ag as a main component.
以上により、発光装置を長期間駆動させた場合に光取り出し効率が低下しにくい発光装置とすることができる。 As described above, when the light emitting device is driven for a long period of time, the light emitting device can be less likely to have reduced light extraction efficiency.
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。 The mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below is an example of a light emitting device for embodying the technical concept of the present invention, and the present invention is not limited to the following. Further, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention to only the specific ones unless specifically described, and are merely illustrative. It is only Note that the sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be exaggerated for the sake of clarity.
図1A及び1Bに、実施形態1に係る発光装置100を示す。尚、図1Aは、封止部材を省略している。発光装置100は、パッケージ10と、パッケージ10に載置される発光素子3と、ワイヤ1と、を備える。パッケージ10は、正負一対の電極として機能する金属部材2と、金属部材2を一体的に保持する樹脂成形体4と、を備える。発光素子3は、発光層を含む半導体の積層構造体32と、積層構造体32の上面に形成されたパッド電極31と、を備える。ワイヤ1は、金属部材2とパッド電極31とを接続している。金属部材2は、発光素子3が載置される載置部材として機能する。また、金属部材2は、ワイヤ1を介して発光素子3に通電させるための正負一対の電極として機能する。
1A and 1B show a
本実施形態のワイヤ1は、図2の概略断面図に示すように、Cuを主成分とする芯材11と、Pdを主成分とする中間層12と、Agを主成分とする表層13とを含む。このCuを主成分とする芯材11の直径は、たとえば10μm〜30μmである。また、このPdを主成分とする中間層12の厚さは、たとえば30nm以上100nm以下である。さらに、このAgを主成分とする表層13の厚さは、たとえば40nm以上300nm以下である。
As shown in the schematic cross sectional view of FIG. 2, the
(ワイヤ1)
ワイヤ1は金属部材2と発光素子3のパッド電極31金属部材金属部材とを電気的に接続する。図2にてワイヤ1を説明する。本実施形態のワイヤ1は、Cuを主成分とする芯材11と、その表面にコーティングされたPdを主成分とする中間層12と、さらにその中間層12表面にコーティングされたAgを主成分とする表層13と、を少なくとも含む積層構造を備える。
(Wire 1)
The
芯材11は、Cuを主成分とし、好ましくはCuを少なくとも95%以上含み、より好ましくは、Cuを少なくとも97%以上含む。芯材11は、接合性、ボ−ル形成しやすさ、適切な伸び率、適切なル−プ形状、適切な硬さなど生産性や発光装置100の形状などによって、適宜、Au、Ag、Zn、Sn、V、B、Ti、Mg、P、Sなどの添加剤または合金金属が添加されたものでもよい。芯材11の直径は、発光装置100の形状や出力などに応じて適宜選択することができる。芯材11の直径は、例えば、10μm以上30μm以下が好ましい。
The core material 11 contains Cu as a main component, preferably contains at least 95% or more of Cu, and more preferably contains at least 97% or more of Cu. The core material 11 may be made of Au, Ag, or the like depending on productivity, such as bonding property, ease of forming a ball, appropriate elongation, appropriate loop shape, appropriate hardness, and the shape of the
中間層は、Cu、Te、Ge、Se、Au、Agから選択される少なくとも1種類以上を含有することが好ましい。中間層12は、Pdを主成分とすることが好ましく、好ましくはPdを90%以上含み、より好ましくはPdを95%以上含む。中間層12は、耐熱性、耐食性、耐酸化性、密着性、ボ−ル形成しやすさ、適切な伸び率、適切なル−プ形状、適切な硬さなど生産性や発光装置100の形状などによって、適宜、添加剤または合金金属が添加されたものでもよい。中間層12は、例えば、Se、Ge、Bi、Teなどを微量含有してもよく、これにより耐熱性の向上が期待される。Pd中間層を電気めっき法で製作する場合は、使用するめっき液にこれらの添加剤を添加したものを使用してもよい。
The intermediate layer preferably contains at least one selected from Cu, Te, Ge, Se, Au, and Ag. The
表層は、Pd、Au、Se、S、C、N、Oから選択される少なくとも1種類以上を含有することが好ましい。特にAgを主成分とする表層13は、不可避な不純物以外含まない純度の高いAgが好ましい。表層13は、耐熱性や光反射率の向上のため、Se、Sなどの微量添加剤を含んでもよい。電気めっき法でAgを主成分とする表層13を製作する場合は、使用するAgめっき液に添加剤として、適宜Se化合物、S化合物を添加したものを使用してもよい。
The surface layer preferably contains at least one selected from Pd, Au, Se, S, C, N, and O. In particular, the
ワイヤ1を製造する方法としては、まず、目的とするワイヤの直径よりも大きい直径の芯材11を準備し、目的とする中間層及び表層よりも厚いめっき層を形成した後に、伸線加工を施す。尚、芯材、中間層、表層、ワイヤは、伸線加工の前後において、各部材は同じ名称を用いて説明する。
As a method of manufacturing the
コイル状に巻き取った通常直径2mm−6mmのCuを主成分とした芯材11に、電気めっき法によって、まず中間層12となるPdめっきを数μm程度の厚さでめっきした後、表層13となるAgめっきを同様に数μm程度の厚さでめっきする。このように製作した直径数mmのワイヤを、熱処理しながら、適切な孔形状の伸線ダイスを通して伸線加工を数段繰り返し、例えば、直径10μm〜30μmのワイヤを製作することができる。伸線加工前のめっき工程において形成されるPdまたはAgのめっき厚は、後の伸線加工の程度によって調整することが好ましい。このように加熱しながら伸線加工を行うため、芯材11と中間層12と表層13との界面近傍は、相互熱拡散するため、ある程度合金化している。合金化の程度は、熱処理の温度や時間などの条件を調整することによって、ワイヤ1の諸特性を調整することが好ましい。
The core material 11 mainly composed of Cu having a diameter of 2 mm-6 mm and wound into a coil shape is first plated by electroplating to a thickness of about several μm of Pd plating to be the
なお、ワイヤ1としては、直径25μmのCuを主成分とした芯材11を用いて、電気めっき法によってPdを含む中間層12およびAgを含む表層13をそれぞれめっきし、伸線加工することなく、所望のワイヤ1を製作することも可能である。
The
(パッケージ10)
本実施形態の発光装置100は、少なくとも金属部材2を備えるパッケージ10を有する。これらのパッケージ10は、金属部材2と、絶縁性の基体4を備えることができる。
(Package 10)
The
パッケージ10は、例えば、平面視において外周形状が四角であり、また上面に開口部を備えた凹部を有する。凹部は、例えば、底面に金属部材2が露出された、開口部の平面視形状が四角である。パッケージ10の下面には、一対の金属部材2の一部が外部端子部として露出している。パッケージ10の平面視形状は、四角形の外形の他、横長、多角形、更にそれらを組み合わせたような形状とすることができる。発光装置100のパッケージ10が凹部を有する場合、凹部の側壁部の内側面は図1Bに示すような、底面に対して傾斜した角度で設けるほか、略垂直な角度であってもよく、この内側面に段差面を有していてもよい。また、壁部の高さや開口部の形状等についても、目的や用途に応じて適宜選択することができる。凹部の内部には金属部材2が設けられることが好ましく、本実施形態のように底面部のほか、側壁部に金属部材を備えてもよい。
The
(金属部材2)
金属部材2は、発光素子3からの光に対する反射が高い光反射部材として機能させることができる。例えば、金属部材2は、AuまたはAg含有層を表面に有しており、発光素子3または後述する波長変換部材からの発光を効率よく反射するよう、発光装置100に設けられる。
(Metal member 2)
The
金属部材2を、光反射部材として用いる場合は、発光素子3から出射された光を反射可能であれば、どのような形で発光装置100に用いられていてもよい。例えば、図1A等に示すように、発光素子3の下方に配置されてもよいし、発光素子3を取り囲むリフレクタ形状に設けられてもよい。また、金属部材2は、図1A等に示すような板状のリードフレームであってもよく、絶縁性の基体上に形成された配線であってもよい。また、金属部材2は、発光素子3を載置する載置部材、放熱を行う放熱部材、発光素子3と電気的に接続される金属部材としての機能を兼ねていてもよい。このため、金属部材2は、その機能に応じて、放熱性、導電性やボンディング性に優れていることが好ましい。
When the
金属部材2の表面は、可視光領域の波長の光に対する反射率が70%以上、特に好ましくは80%以上の反射率であることが好ましい。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。また、高光沢であることが好ましく、光沢度は、0.5以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは1.6以上である。ここで示される光沢度は、日本電色工業製 微小面色差計VSR 300Aを用い、45°照射、垂直受光で得られる数字である。金属部材は、表面がAg、Au、Pd、Rh、Ptから選択される少なくとも1以上を含むことが好ましい。特に、金属部材の表面は、AuまたはAgを含む層が好ましい。
The surface of the
金属部材2のAuまたはAg含有層は、金属部材2の全ての表面に設けてもよく、あるいは、金属部材2の表面に部分的に設けられていてもよい。つまり、金属部材2の表面の少なくとも一部に、AuまたはAg含有層を備えていればよい。例えば、図1A、図1Bで示した発光装置100では、金属部材2は凹部の底面に露出しており、このように発光素子3からの光が照射される部分の金属部材2の表面には、反射率の高いAg含有層が設けられることが好ましい。また、金属部材2のうち、基体4の側壁部の内部に埋設された埋設部や、基体4の外部に露出した外部端子部、発光装置100の下面側に露出した実装部には、その表面にAuまたはAg含有層が設けられていなくてもよい。このように金属部材2の一部にAuまたはAg含有層を設ける場合は、成膜する際にレジストや保護テープなどでAuまたはAg含有層を形成しない部分をマスクで保護すること等によって行うことができる。
The Au- or Ag-containing layer of the
金属部材2のAuまたはAg含有層は、全領域にわたって同等の厚みであってもよく、あるいは、厚みが異なっていてもよい。部分的にAuまたはAg含有層の厚みを薄くすることにより、コストを低減することができる。例えば、AuまたはAg含有層が金属部材2の上面と下面とに設けられ、一方の面での厚みが他方よりも厚くすることができる。発光素子3が載置される金属部材2の上面や発光素子3の近傍の部分に、厚みの厚いAuまたはAg含有層を設けることが光取り出し効率向上の観点から好ましい。反射率の高いAuまたはAg含有層を金属部材の下面に設けないため、AuまたはAg等の材料の量を減らすことができ、コストを低減した金属部材2とすることができる。
The Au- or Ag-containing layer of the
金属部材2の表面にAuまたはAg含有層を形成するには、量産性の観点から、めっき法が好ましい。特に、電解めっきで形成する際には、必要に応じてSe系光沢剤、Sb系光沢剤、S系光沢剤、Tl添加剤、Pb添加剤、As光沢剤、有機系光沢剤等の光沢剤や添加剤を併用することで、光沢度を向上させることができる。これにより、高い光沢度を有しつつ、耐食性にも優れた金属部材2を得ることができる。
In order to form an Au- or Ag-containing layer on the surface of the
また、金属部材2の光反射率を高めるため、母材の平坦度は、なるべく高いことが好ましい。例えば、表面粗さRaが0.5μm以下とすることが好ましい。これにより、母材の上に設けるAuまたはAg含有層の平坦度を高めることができ、金属部材2の光反射率を良好に高めることができる。母材の平坦度は、圧延処理、物理研磨、化学研磨等の処理を行うことで高めることができる。
Moreover, in order to raise the light reflectivity of the
(基体)
発光装置100のパッケージ10は、基体4を備える。基体4は、一対の金属部材2を一体的に保持する樹脂を基材とする部材である。
(Substrate)
The
基体4としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができ、特に、熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。熱硬化性樹脂としては、後述の封止部材6に用いられる樹脂に比してガス透過性の低い樹脂が好ましく、具体的にはエポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂組成物などをあげることができる。このような基体4の基材に、充填材(フィラー)としてTiO2、SiO2、Al2O3、MgO、MgCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Ca(OH)2などの微粒子などを混入させることで光の透過率を調整し、発光素子からの光の約60%以上を反射するよう、より好ましくは約90%を反射するようにするのが好ましい。
As the
なお、基体4は、上記のような樹脂を基材とするものに限られず、セラミックスやガラスや金属等の無機物で形成されてもよい。これにより、劣化等が少なく、信頼性の高い発光装置100とすることができる。
The
(発光素子3)
発光素子3は、例えば、図1Aに示すように、パッケージ10の凹部の底面に露出された金属部材2上に載置することができる。発光素子3は、反射率及び/又は光沢度の高い金属部材2上に実装することが好ましい。これにより、発光装置100の光取出し効率を向上させることができる。
(Light-emitting element 3)
For example, as shown in FIG. 1A, the
発光素子3は、任意の波長の半導体発光素子を選択することができる。発光素子3は、発光層等を含む半導体層を備えた積層構造体32と、パッド電極31と、を備える。積層構造体32としては、例えば、青色、緑色発光の発光素子3としては、InGaN、GaN、AlGaN等の窒化物系半導体やGaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、積層構造体32は、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる発光素子3を用いることもできる。用いる発光素子3の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
The
発光装置100が波長変換部材を備える場合には、発光素子3の積層構造体32としては、その波長変換部材を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体が好適に挙げられる。発光素子3の積層構造体32は、半導体層の材料やその混晶比によって発光波長を種々選択することができる。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子3とすることができる。
When the
発光素子3は、金属部材2と電気的に接続される正負のパッド電極31を有している。これらの正負の電極は一面側に設けられていてもよく、発光素子3の上下両面に設けられていてもよい。パッド電極は、表面がAl、Pd、Pt、Rh、Ruから選択される少なくとも1以上で構成されることが好ましい。導電部材として機能する金属部材2と発光素子3との接続は、ワイヤ1のみであってもよく、あるいは、ワイヤ1に加えて、後述の接合部材5として導電性の接合部材5を、用いて接続されてもよい。
The
複数の発光素子3を備える場合は、発光素子3のパッド電極31同士を、ワイヤ1で接続してもよい。また、複数の発光素子3を備える場合、図1A及び1Bに示すように、それぞれの発光素子3ごとにリードを接続するように設けることもできる。
When the plurality of
(接合部材5)
接合部材5は、発光素子3をパッケージ10に固定し実装する部材である。好ましい材料としては、導電性の接合部材5としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、Au−Sn、Sn−Ag−Cuなどの共晶はんだ材料、低融点金属等のろう材、Cu、Ag、Auの粒子や皮膜を用いた同材料間の接合等を用いることができる。絶縁性の接合部材5としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物やその変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、発光素子3からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子3の実装面にAl膜やAg膜などの反射率の高い金属層や誘電体反射膜を設けることができる。
(Joining member 5)
The
(封止部材6)
発光装置100は、封止部材6を備えていてもよい。封止部材6を発光素子3、金属部材2、ワイヤ1や後述の保護膜等の部材を被覆するよう設けることで、被覆した部材を塵芥や水分、更には外力などから保護することができ、発光装置100の信頼性を高めることができる。特に、保護膜を形成した後に封止部材6を保護膜上に設けることで、保護膜を保護することができるため、信頼性が高まり好ましい。
(Sealing member 6)
The
封止部材6は、発光素子3からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、光によって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、フッ素樹脂組成物など、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。特にジメチルシリコーン、フェニル含有量の少ないフェニルシリコーン、フッ素系シリコーン樹脂などシロキサン骨格をベースに持つ樹脂を少なくとも1種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。
The sealing
封止部材6の形成方法は、封止部材6が樹脂である場合、ポッティング(滴下)法、圧縮成型法、印刷法、トランスファモールド法、ジェットディスペンス法、スプレー塗布などを用いることができる。図1A及び1Bのような凹部を有するパッケージ10の場合は、ポッティング法が好ましく、平板状のパッケージを用いる場合は、圧縮成型法やトランスファモールド法が好ましい。
As a method of forming the sealing
封止部材6は、図1Bに示すように、基体4の凹部内を充填するよう設けることができる。
The sealing
封止部材6の外表面の形状については、発光装置100に求められる配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状、粗面などとすることで、発光装置の指向特性や光取出し効率を調整することができる。
The shape of the outer surface of the sealing
封止部材6には、着色剤、光拡散剤、金属部材、各種フィラー、波長変換部材などを含有させることもできる。
The sealing
波長変換部材は、発光素子3の光を波長変換させる材料である。発光素子3からの発光が青色光の場合、波長変換部材としては、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(以下、「YAG:Ce」と呼ぶ。)が好適に用いられる。YAG:Ce蛍光体は、発光素子からの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光装置100を、比較的簡単に形成することができる。
The wavelength conversion member is a material that converts the wavelength of the light of the
(保護膜)
発光装置100はさらに、保護膜を備えてもよい。保護膜は、金属部材2、ワイヤ1等を被覆する絶縁性の部材である。詳細には、保護膜は、ワイヤ1または金属部材2の表面に設けられたAg含有層を少なくとも被覆する、主としてワイヤ1及び金属部材2の表面のAg含有層の変色または腐食を抑制する部材である。さらに、任意に、ワイヤ1、発光素子3、接合部材5、基体(樹脂成形体)4等の金属部材2以外の部材の表面やAg含有層が設けられていない金属部材2の表面を被覆してもよい。保護膜は、透光性部材である。そのため、ワイヤ1の表層13の高い反射率を維持することができる。保護膜の材料としては、例えば、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO、Nb2O5、MgO、In2O3、Ta2O5、HfO2、SeO、Y2O3、SnO2等の酸化物や、AlN、TiN、ZrN等の窒化物、ZnF2、SrF2等のフッ化物が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。或いは、積層させるようにしてもよい。
(Protective film)
The
ワイヤ1は、表層13がAgを主成分としているため、ワイヤ1の表面を保護膜で被覆することで、表層13の硫化や酸化を抑制することができる。さらに、金属部材2の表面がAgを含む場合、その表面を保護膜で被覆することで、Agが硫化や酸化によって変色することを防止することができる。
Since the
保護膜は、AuまたはAg含有層を含む金属部材2の表面から、ワイヤ1、発光素子3、接合部材5、および基体4等の表面に連続して設けられている。
The protective film is continuously provided on the surface of the
保護膜は、スパッタ−法、化学蒸着法で形成されることもできるが、特に原子層堆積法(ALD(Atomic Layer Deposision)法)によって形成されることが好ましい。ALD法によれば、非常に均一な保護膜を成膜することができるとともに、形成された保護膜が他の成膜方法で得られる保護膜に比較して緻密であるため、ワイヤ1または金属部材2の表面のAg含有層の硫化を非常に有効に防止することができる。
The protective film can be formed by a sputtering method or a chemical vapor deposition method, but is particularly preferably formed by an atomic layer deposition method (ALD (Atomic Layer Deposision) method). According to the ALD method, it is possible to form a very uniform protective film, and the formed protective film is denser compared to protective films obtained by other film forming methods. Sulfurization of the Ag-containing layer on the surface of the
発光装置100は、上記の他、種々の部材を備えることができる。例えば、保護素子としてツェナーダイオードを搭載することができる。
The
実施例1〜4として、図5に示すワイヤ1を準備し、図1A及び1Bに示す発光装置100を製造した。
As Example 1-4, the
実施例1〜4では、伸線加工時の熱処理影響を避けるため、芯材11として、市販の直径25μmのCuワイヤを準備した。このCuワイヤを脱脂処理したあと、10%硫酸水溶液で酸中和処理した。 In Examples 1 to 4, in order to avoid the heat treatment effect at the time of wire drawing, a commercially available Cu wire with a diameter of 25 μm was prepared as the core material 11. The Cu wire was degreased and then acid neutralized with a 10% aqueous sulfuric acid solution.
次に、以下の浴組成を用いて中間層12のめっきを行った。
(Pdめっき液)
テトラアンミンパラジウム塩化物、Pdメタルとして=5g/L
硝酸アンモニウム=150g/L
3ピリジンスルホン酸ナトリウム=3g/L
pH8.5 アンモニア水にて調整
Pdめっきは、液温50℃、電流密度1A/dm2で行った。
Next, plating of the
(Pd plating solution)
Tetraamminepalladium chloride, as Pd metal = 5 g / L
Ammonium nitrate = 150 g / L
3 Pyridine sulfonic acid sodium = 3 g / L
pH 8.5 Adjustment with ammonia water Pd plating was performed at a liquid temperature of 50 ° C. and a current density of 1 A / dm 2 .
Pdめっきしたあと、水洗し、その後続けて以下の浴組成を用いて表層13のめっきを行った。
(Agめっき液)
シアン化銀カリウム=70g/L
シアン化カリウム=120g/L
炭酸カリウム=30g/L
Agめっきは、液温30℃、電流密度2A/dm2でめっきしてワイヤ1を作成した。
After Pd plating, it was washed with water and then plating of
(Ag plating solution)
Silver cyanide potassium = 70 g / L
Potassium cyanide = 120 g / L
Potassium carbonate = 30 g / L
Ag plating was performed at a liquid temperature of 30 ° C. and a current density of 2 A / dm 2 to form a
中間層(Pdめっき)12と表層(Agめっき)13のめっき厚さは、それぞれめっき時間によって調整した。それぞれのめっき厚さは、作成したワイヤ1をFIB−SEM装置によって,断面を100,000倍にSEM写真として3枚、任意の箇所を撮影した。3枚の写真において最大と最小膜厚の平均値を中間層(Pdめっき)12の膜厚及び表層(Agめっき)13の膜厚とした。
The plating thickness of the intermediate layer (Pd plating) 12 and the surface layer (Ag plating) 13 was adjusted by the plating time. As for each plating thickness, three pieces of SEM images of the cross section of the
図3に、実施例1のワイヤの表面SEM写真を示した。また、FIB−SEMによる断面観察写真を図4に示した。 The surface SEM photograph of the wire of Example 1 was shown in FIG. Moreover, the cross-sectional observation photograph by FIB-SEM was shown in FIG.
次に、三菱伸銅製のオ−リン194Cu合金の母材からなる表面に、厚み2μmのNiめっき層、次に厚み0.03μmのPdめっき層、さらに厚み0.004μmのAuめっき層、その上に厚み2.5μmのAg層を順に電解めっきにて形成した一対のリードフレームである金属部材2を用意した。
Next, a Ni plating layer of 2 μm in thickness, a Pd plating layer of 0.03 μm in thickness, and an Au plating layer of 0.004 μm in thickness are further formed on the surface of the base material of Mitsubishi 194 copper alloy 194 194 alloy. The
さらに、図1A及び1Bに示すような、このようなリードが、トランスファモ−ルド成形によって、それぞれ基体4に埋設されたパッケージ10を形成した。なお、発光装置100が個片化されるまでは、一対のリードが複数連結された状態のリードフレームに、複数の基体4が成形されたパッケージ10の集合体の状態で各工程を経るが、便宜上、図1A及び1Bに示す1つの発光装置100(単数)で説明する。
Furthermore, such leads as shown in FIGS. 1A and 1B respectively formed a
本実施例のパッケージ10は、凹部を有しており、凹部の底面に金属部材2が露出されている。その金属部材2の上に、透光性の樹脂を接合部材5として、上面に正負の電極を備える発光素子3を載置し、接合した。その後、金属部材2と発光素子3のパッド電極との間を、上記のように製作したワイヤ1にて、接続した。なお、パッケージ10は、支持台上に載置されており、その支持台は、ヒーター温度が180℃で加熱された状態で、以下のワイヤ接続工程を行った。
The
ワイヤ1の接続条件の一例を以下に挙げる。
ワイヤ1をパッド電極31上に接続する際の接続条件(ファ−ストボンド条件)は、加重が70g、超音波の発振周波数が150kHz、超音波の印加時間が30msecである。
An example of the connection condition of the
The connection conditions (first bond conditions) for connecting the
パッド電極31上に接続されたワイヤ1を延伸させて、金属部材2上の接続部に接続する際の接続条件(セカンドボンド条件は、加重が65g、超音波の発振周波数が60kHz、超音波印加時間が10msecである。
Connection conditions for extending the
その後、ALD法を用いて保護膜としてSiO2を60nmの厚さで形成した後、凹部内にYAG蛍光体を含有する透光性樹脂の封止部材脂6を形成した。
Thereafter, SiO 2 was formed to a thickness of 60 nm as a protective film by using the ALD method, and then, a sealing
このように製造された発光装置について、全光束の測定を行った結果を図5に示す。
また、初期の全光束と電流65mAによる発光信頼性試験後(硫化試験)の全光束の維持率も合わせて図5に示す。硫化試験の条件は、H2S、NO2混合ガス雰囲気内に発光装置を配置して行うものである。具体的には、H2S:2ppm、NO2:4ppmの濃度で、温度40℃、相対湿度75%の雰囲気中で、発光装置100を、600時間保管する試験である。光束維持率は、この硫化試験前の出力に対する出力比である。
The result of measuring the total luminous flux of the light emitting device manufactured in this way is shown in FIG.
Further, FIG. 5 also shows the maintenance rates of total luminous flux after the initial reliability of luminous flux and the test of light emission reliability with a current of 65 mA (sulfidation test). The conditions of the sulfurization test are conducted by disposing the light emitting device in an atmosphere of mixed gas of H 2 S and NO 2 . Specifically, the light-emitting
上記実施例1と同様に、実施例2〜4として、図5に示すように、各種めっき仕様のワイヤ1を用意し、同様に発光装置100を用意した。
As shown in FIG. 5 in the same manner as in Example 1 above, as in Examples 2 to 4,
また、比較例1として、直径18μmのAu線を用いた以外は、実施例1と同様にした発光装置を製作した。 Further, as Comparative Example 1, a light emitting device was manufactured in the same manner as Example 1 except that an Au wire having a diameter of 18 μm was used.
また、比較列2として、芯材Cu上にPd40nmのみめっきした以外は、実施例1と同様にした発光装置を製作した。さらに、比較例3として、図5に示すように、各種めっき仕様のワイヤ1を用意し、同様に発光装置100を用意した。
In addition, as
このように製造された発光装置について、全光束の測定を行った結果を図5に示す。 The result of measuring the total luminous flux of the light emitting device manufactured in this way is shown in FIG.
図5に示すように、実施例1〜4の発光装置は、表層(Agめっき)13の厚みを問わず、いずれも、高い初期全光束を示した上、信頼性試験においても高い光束維持率を維持できる。しかし、比較例の発光装置では、比較例1または2のようにAu線、Ag表層13がない場合は、低い初期全光束しか得られなかった。一方、比較例3のようにPd中間層がない場合には、高い初期全光束を得ることができたものの、長期信頼性試験の結果では、全光束の低下を示した。
As shown in FIG. 5, all of the light emitting devices of Examples 1 to 4 showed high initial total luminous flux regardless of the thickness of the surface layer (Ag plating) 13 and also high luminous flux maintenance factor in the reliability test. Can maintain However, in the light emitting device of the comparative example, when the Au wire and the
いずれの実施例によっても、Ag含有層の反射率が向上され、発光装置の光取り出し効率が向上することが期待できるほか、発光信頼性試験による全光束維持率も安定していることが判明した。 The reflectance of the Ag-containing layer can be improved and the light extraction efficiency of the light emitting device can be expected to be improved by any of the examples, and it is also found that the total luminous flux maintenance rate by the light emission reliability test is stable. .
100…発光装置
1…ワイヤ
2…金属部材
3…発光素子(31…パッド電極、32…積層構造体)
4…基体(樹脂成形体)
5…接合部材
6…封止部材
10…パッケージ
11…Cuを主成分とする芯材
12…Pdを主成分とする中間層
13…Agを主成分とする表層
100 ... light emitting
4 ... Substrate (Resin molded body)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ワイヤは、Cuを主成分とする芯材と、Pdを主成分とする中間層と、Agを主成分とする表層と、とを備える発光装置。 What is claimed is: 1. A light emitting device comprising: a light emitting element having a pad electrode; and a metal member connected to the pad electrode via a wire,
The light emitting device, wherein the wire includes a core material mainly composed of Cu, an intermediate layer mainly composed of Pd, and a surface layer mainly composed of Ag.
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