專利名稱：光學(xué)半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含用兩層或多層樹脂層封裝的(encapsulated)光學(xué)半導(dǎo)體元件，這些樹脂層以折光率(refractive index)從光學(xué)半導(dǎo)體元件側(cè)至最外層降低的順序布置，從而具有改進(jìn)的光取出(lighttakeout)效率(請(qǐng)參見專利文獻(xiàn)1和2)。
專利文獻(xiàn)1JP10-65220A(權(quán)利要求1)專利文獻(xiàn)2JP2000-49387A(權(quán)利要求1)然而，即使在上述的光學(xué)半導(dǎo)體器件中，因?yàn)榈谝环庋b樹脂和第二封裝樹脂之間的折光率不同，從而全部光在這兩層樹脂之間的界面上反射，所以大部分光仍然保持不能取出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有高的光取出效率的光學(xué)半導(dǎo)體器件。
從下面的描述中，本發(fā)明的其他目的和效果將會(huì)顯而易見。
本發(fā)明涉及下述內(nèi)容(1)一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及封裝所述第一樹脂層的第二樹脂層，其包含折光率低于所述第一樹脂的第二樹脂；以及(2)一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及依次封裝所述第一樹脂層的多層樹脂層(plurality of resin layers)，其中多層樹脂層的各層包含折光率低于所述第一樹脂的樹脂，其中布置所述多層樹脂層，以使構(gòu)成所述多層樹脂層的樹脂的折光率向最外樹脂層依次降低。
本發(fā)明的光學(xué)半導(dǎo)體器件具有下述杰出的優(yōu)點(diǎn)因?yàn)樽顑?nèi)的封裝樹脂層含有光散射顆粒，所以光取出效率非常高。


圖1是本發(fā)明光學(xué)半導(dǎo)體器件的燈型(lamp type)實(shí)施方案的剖視圖。
圖2是本發(fā)明光學(xué)半導(dǎo)體器件的表面固定型(surface mounting type)實(shí)施方案的剖視圖。
附圖中的附圖標(biāo)記和符號(hào)分別表示如下1光學(xué)半導(dǎo)體元件2a引線框(lead frame)2b基板2c電導(dǎo)層3導(dǎo)線4光散射顆粒5第一樹脂層6第二樹脂層7第三樹脂層具體實(shí)施方式
本發(fā)明的光學(xué)半導(dǎo)體器件包括下述第一和第二方面的器件。
第一方面一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及封裝所述第一樹脂層的第二樹脂層，其包含折光率低于所述第一樹脂的第二樹脂。
第二方面一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及依次封裝所述第一樹脂層的多層樹脂層，其中多層樹脂層的各層包含折光率低于所述第一樹脂的樹脂，其中布置所述多層樹脂層，以使構(gòu)成所述多層樹脂層的樹脂的折光率向最外樹脂層依次降低。
在本發(fā)明的各個(gè)方面中，用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層含有光散射顆粒。由此，可減少所述第一樹脂層和第二樹脂層(同樣在第二方面中，用于封裝所述第一樹脂層的樹脂層被稱為第二樹脂層)之間的界面處的全反射(total reflection)，并且可極大地提高光取出效率。
光散射顆粒的實(shí)例包括樹脂，如聚苯乙烯的顆粒，以及如硅石(silica)的無(wú)機(jī)顆粒。在這些顆粒中，優(yōu)選折光率為1.54至2.50的無(wú)機(jī)顆粒。該無(wú)機(jī)顆粒的實(shí)例包括鈦、鋯、銦、鋅、錫、銻等的氧化物。
從有效獲得散射效果和避免透射率(transmittance)降低的角度來(lái)看，光散射顆粒的平均粒徑優(yōu)選為100納米(nm)至2微米。
所述第一樹脂層中的光散射顆粒的量?jī)?yōu)選為5-75％體積，更優(yōu)選為10-30％體積。
對(duì)光學(xué)半導(dǎo)體元件沒有特別限制，只要其為光學(xué)半導(dǎo)體器件中常用的那種。該光學(xué)半導(dǎo)體元件的實(shí)例包括氮化鎵(GaN；折光率2.5)、鎵-磷(GaP；折光率2.9)、鎵-砷(GaAs；折光率3.5)。因?yàn)镚aN發(fā)出藍(lán)光，且通過(guò)使用熒光體(phosphor)GaN能產(chǎn)生白光LED，所以在這些半導(dǎo)體元件中GaN為優(yōu)選。
對(duì)用來(lái)封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層中含有的樹脂以及所述第二樹脂層中含有的樹脂沒有特別限制，只要是在考慮它們的折光率的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行選擇即可。具體地，選擇這些樹脂以使所述第二樹脂的折光率低于所述第一樹脂的折光率，以及在第二方面，按照樹脂的折光率向最外樹脂層降低的順序，布置用于封裝所述第一樹脂層的兩層或多層樹脂層。然而，從提高從光學(xué)半導(dǎo)體元件中光取出效率的角度來(lái)看，所述第一樹脂的折光率優(yōu)選為1.6或更高，更優(yōu)選為1.7至2.1。
另一方面，從提高樹脂層界面處光取出效率的角度來(lái)看，第一方面中的第二樹脂的折光率與第二方面中構(gòu)成最外樹脂層的樹脂的折光率各自優(yōu)選小于1.6，更優(yōu)選為1.38至1.54。
從提高樹脂層界面處光取出效率的角度來(lái)看，所述第一樹脂和第二樹脂之間的比折光率差(specific refractive index difference){[(第一樹脂的折光率-第二樹脂的折光率)/第一樹脂的折光率]×100}優(yōu)選為5至35％。在第二方面中，當(dāng)從鄰接于所述第二樹脂層的層至最外樹脂層的樹脂層被依次稱為第三樹脂層、第四樹脂層......，以及分別構(gòu)成這些樹脂層的樹脂被稱為第三樹脂、第四樹脂......時(shí)，那么相鄰樹脂層的樹脂之間的比折光率差{[(第n樹脂的折光率-第n+1樹脂的折光率)/第n樹脂的折光率]×100(其中n為2或2以上的整數(shù)}也優(yōu)選為5至35％。
用于封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹脂的實(shí)例包括聚醚砜、聚酰亞胺、芳族聚酰胺、聚碳化二亞胺、環(huán)氧樹脂和熱可交聯(lián)的含氟聚合物。
從在低溫和低壓下容易加工的角度來(lái)看，用作第一樹脂的那些樹脂優(yōu)選為聚碳化二亞胺。更優(yōu)選為通式(1)表示的聚碳化二亞胺 (式中R表示二異氰酸酯殘基，R1表示單異氰酸酯殘基，n為1-100的整數(shù))。
在本發(fā)明中，通式(1)表示的聚碳化二亞胺是通過(guò)使一種或多種二異氰酸酯發(fā)生縮合反應(yīng)，并且用單異氰酸酯封閉所生成的聚合物的末端而獲得。
在通式(1)中，R表示用作原料的二異氰酸酯的殘基，R1表示用作另一原料的單異氰酸酯的殘基。符號(hào)n為1-100的整數(shù)。
用作原料的二異氰酸酯和單異氰酸酯可為芳族或脂族的。該二異氰酸酯和單異氰酸酯各自可由一種或多種芳族異氰酸酯單獨(dú)組成或者一種或多種脂族異氰酸酯單獨(dú)組成，或者可包含芳族異氰酸酯和脂族異氰酸酯的組合。從獲得具有較高折光率的聚碳化二亞胺的角度來(lái)看，在本發(fā)明中優(yōu)選使用芳族異氰酸酯。也就是說(shuō)，優(yōu)選地，二異氰酸酯和單異氰酸酯中的至少任一種包含芳族異氰酸酯或者由一種或多種芳族異氰酸酯組成，或者二異氰酸酯和單異氰酸酯各自由一種或多種芳族異氰酸酯組成。更優(yōu)選的是，二異氰酸酯包含脂族異氰酸酯和芳族異氰酸酯的組合以及單異氰酸酯由一種或多種芳族異氰酸酯組成的情況。特別優(yōu)選的是，二異氰酸酯和單異氰酸酯各自由一種或多種芳族異氰酸酯組成的情況。
可用在本發(fā)明中的二異氰酸酯的實(shí)例包括1，6-己二異氰酸酯、1，12-十二烷二異氰酸酯、2，2，4-三甲基1，6-己二異氰酸酯、4，4′-二氯己基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基(tetramethylxylylene)二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷2，4′-二異氰酸酯、4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、4，4′-二苯基醚二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯、亞萘基二異氰酸酯、1-甲氧基苯基2，4-二異氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、4，4′-二苯基醚二異氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基醚二異氰酸酯、2，2-雙[4-(4-異氰酸根合苯氧基(isocyanatophenoxy))苯基]-六氟丙烷和2，2-雙[4-(4-異氰酸根合苯氧基)苯基]-丙烷。
從使聚碳化二亞胺具有高折光率以及容易控制其的角度來(lái)看，在這些二異氰酸酯中優(yōu)選使用選自甲苯二異氰酸酯、4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、亞萘基二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯和1，12-十二烷二異氰酸酯中的至少一種二異氰酸酯。更優(yōu)選為亞萘基二異氰酸酯。
這些二異氰酸酯可單獨(dú)使用或者作為它們中的兩種或多種的混合物來(lái)使用。從耐熱性的角度來(lái)看，優(yōu)選使用兩種或三種二異氰酸酯的混合物。
用作原料的一種或多種二異氰酸酯優(yōu)選包括一種或多種芳族二異氰酸酯，其量?jī)?yōu)選為占全部二異氰酸酯的摩爾量的10％或更高(上限為100％摩爾)。理想的是，這些二異氰酸酯為上述作為優(yōu)選實(shí)例列舉的那些。
可用在本發(fā)明中的單異氰酸酯的實(shí)例包括環(huán)己基異氰酸酯、苯基異氰酸酯、對(duì)硝基苯基異氰酸酯、對(duì)-甲苯基異氰酸酯和間-甲苯基異氰酸酯、對(duì)甲酰苯基異氰酸酯、對(duì)異丙基苯基異氰酸酯和1-萘基異氰酸酯。
因?yàn)榉甲鍐萎惽杷狨ゲ换ハ喾磻?yīng)，且能有效進(jìn)行用該單異氰酸酯對(duì)聚碳化二亞胺的封端，所以優(yōu)選的單異氰酸酯為芳族單異氰酸酯。更優(yōu)選使用1-萘基異氰酸酯。
這些單異氰酸酯可單獨(dú)使用或者作為它們中的兩種或多種的混合物來(lái)使用。
從儲(chǔ)存穩(wěn)定性的角度來(lái)看，每使用100摩爾二異氰酸酯成分，優(yōu)選使用1-10摩爾用于封端的單異氰酸酯。
本發(fā)明的聚碳化二亞胺可如下制備在用于形成碳二亞胺的催化劑的存在下，在預(yù)定的溶劑中通過(guò)縮合反應(yīng)將作為原料的一種或多種二異氰酸酯轉(zhuǎn)換成碳二亞胺，以及用單異氰酸酯封閉所生成的碳二亞胺聚合物的末端。
二異氰酸酯的縮合反應(yīng)是在通常0-150℃，優(yōu)選10-120℃的溫度下進(jìn)行的。
在脂族二異氰酸酯和芳族二異氰酸酯結(jié)合用作二異氰酸酯原料的情況下，優(yōu)選在低溫下使二異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)溫度優(yōu)選為0-50℃，更優(yōu)選為10-40℃。因?yàn)樵谠摐囟确秶鷥?nèi)，能充分進(jìn)行脂族二異氰酸酯和芳族二異氰酸酯的縮合反應(yīng)，所以優(yōu)選使用在該范圍內(nèi)的反應(yīng)溫度。
在需要將反應(yīng)混合物內(nèi)存在的過(guò)量的芳族二異氰酸酯與由脂族二異氰酸酯和芳族二異氰酸酯形成的聚碳化二亞胺進(jìn)一步反應(yīng)的情況下，反應(yīng)溫度優(yōu)選為40-150℃，更優(yōu)選為50-120℃。只要反應(yīng)溫度在該范圍內(nèi)，則可使用任何所需的溶劑以使反應(yīng)平穩(wěn)地進(jìn)行。因而，該反應(yīng)溫度范圍為優(yōu)選的。
在該反應(yīng)混合物中二異氰酸酯的濃度優(yōu)選為5-80％重量。只要二異氰酸酯的濃度在該范圍內(nèi)，則可充分進(jìn)行碳二亞胺的形成，并且容易控制反應(yīng)。因此上述范圍內(nèi)的二異氰酸酯濃度是優(yōu)選的。
通過(guò)在由一種二異氰酸酯或多種二異氰酸酯形成碳二亞胺的起始、中間或者最后階段，或者在碳二亞胺形成的整個(gè)過(guò)程中將單異氰酸酯加入到反應(yīng)混合物中，可完成用單異氰酸酯進(jìn)行封端。該單異氰酸酯優(yōu)選為芳族單異氰酸酯。
可有利地使用任何已知的磷化合物催化劑作為用于碳二亞胺形成的催化劑。其實(shí)例包括磷雜環(huán)戊烯氧化物(phospholene oxide)，例如1-苯基-2-磷雜環(huán)戊烯1-氧化物、3-甲基-2-磷雜環(huán)戊烯1-氧化物、1-乙基-2-磷雜環(huán)戊烯1-氧化物、3-甲基-1-苯基-2-磷雜環(huán)戊烯2-氧化物以及它們的3-磷雜環(huán)戊烯異構(gòu)體。
用于生成聚碳化二亞胺的溶劑(有機(jī)溶劑)是已知的溶劑。其實(shí)例包括鹵代烴，例如四氯乙烯、1，2-二氯乙烷和氯仿；酮溶劑，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮和環(huán)己酮；環(huán)醚溶劑，例如四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷；以及芳香烴溶劑，例如甲苯和二甲苯。這些溶劑可單獨(dú)使用或者作為它們中的兩種或多種的混合物來(lái)使用。這些溶劑也可用于溶解獲得的聚碳化二亞胺。
反應(yīng)的終點(diǎn)可通過(guò)紅外光譜(IR分析)根據(jù)可歸因于碳二亞胺結(jié)構(gòu)(N＝C＝N)的吸收(2140cm-1)的出現(xiàn)和可歸因于異氰酸酯的吸收的消失(2280cm-1)來(lái)確定。
在完成形成碳二亞胺的反應(yīng)之后，通常以溶液形式獲得聚碳化二亞胺。然而，可將獲得的溶液傾倒入不良溶劑(poor solvent)，如甲醇、乙醇、異丙醇或者己烷中，以沉淀出聚碳化二亞胺以及除去未反應(yīng)的單體和催化劑。
在制備已經(jīng)作為沉淀而回收的聚碳化二亞胺的溶液的過(guò)程中，清洗沉淀并以預(yù)定的方式干燥，以及然后將其再次溶解在有機(jī)溶劑中。通過(guò)進(jìn)行該操作，聚碳化二亞胺溶液可具有改進(jìn)的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
在聚碳化二亞胺溶液含有副產(chǎn)物的情況下，可提純?nèi)芤?，例如通過(guò)用合適吸附劑吸附除去所述副產(chǎn)物。該吸附劑的實(shí)例包括氧化鋁凝膠、硅膠、活性炭、沸石、活性氧化鎂、活性鐵鋁氧石、漂白土(Fuller’s earth)、活性粘土和分子篩碳。這些吸附劑可單獨(dú)使用或者作為它們中的兩種或多種的混合物來(lái)使用。
通過(guò)上述的方法，獲得了本發(fā)明的聚碳化二亞胺。從使構(gòu)成所述第一樹脂層的聚碳化二亞胺具有較高折光率的角度來(lái)看，聚碳化二亞胺優(yōu)選為其中主鏈結(jié)構(gòu)由芳族和脂族二異氰酸酯構(gòu)成以及末端由芳族單異氰酸酯封端的聚碳化二亞胺。更優(yōu)選為其中主鏈結(jié)構(gòu)由一種或多種芳族二異氰酸酯構(gòu)成以及末端由芳族單異氰酸酯封端的聚碳化二亞胺。
具體地，該聚碳化二亞胺優(yōu)選為式(1)中由R表示的10％摩爾或更高(上限，100％摩爾)的二異氰酸酯殘基是一種或多種芳族二異氰酸酯的殘基以及式(1)中由R1表示的單異氰酸酯殘基是一種或多種芳族單異氰酸酯的殘基的聚碳化二亞胺。該二異氰酸酯殘基優(yōu)選為選自甲苯二異氰酸酯、4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、亞萘基二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯和亞十二烷基二異氰酸酯中至少一種的殘基，更優(yōu)選為亞萘基二異氰酸酯的殘基。芳族單異氰酸酯殘基優(yōu)選為1-萘基單異氰酸酯殘基。
另一方面，從容易模塑(molding)和低成本的角度來(lái)看，第二和隨后的樹脂層的各層的樹脂優(yōu)選為環(huán)氧樹脂或熱可交聯(lián)的含氟聚合物。
可通過(guò)浸漬法、噴涂法(dispenser coating)、旋涂法等，按照與常規(guī)技術(shù)相同的方式，用所述第一樹脂層來(lái)封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件，不同之處為所述層中加入有光散射顆粒。
該方法的實(shí)例包括下述方法，該方法包括用有機(jī)溶劑將第一樹脂和光散射顆?；旌弦灾苽浜蟹稚⒃谄鋬?nèi)的光散射顆粒的樹脂溶液，通過(guò)上述的任一方法，用樹脂溶液涂覆光學(xué)半導(dǎo)體元件的表面，然后加熱并干燥涂覆的元件。
作為所述的有機(jī)溶劑，可適當(dāng)選擇能溶解該樹脂的溶劑，如甲苯和環(huán)己酮。
含有分散在其內(nèi)的光散射顆粒的樹脂溶液的粘度優(yōu)選為約0.01至1Pa·s。
因?yàn)樗龅谝粯渲瑢拥暮穸热Q于待發(fā)出的光的波長(zhǎng)，而與光學(xué)半導(dǎo)體元件各側(cè)的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，所以不能無(wú)條件確定第一樹脂層的厚度。然而，從防止光傳輸過(guò)程中光衰減的角度來(lái)看，其厚度優(yōu)選為300微米或更小，更優(yōu)選為50微米或更小，特別優(yōu)選為30微米或更小。另一方面，從獲得高的光取出效率的角度來(lái)看，其下限優(yōu)選為100納米。
可通過(guò)選自例如，注塑法、流延法(casting)、傳遞模塑法(transfermolding)、浸漬法、罐封法(potting)中的合適方法，用分配器等進(jìn)行用所述第二樹脂層和隨后樹脂層進(jìn)行的封裝。
從耐擦性能的角度來(lái)看，第一方面的光學(xué)半導(dǎo)體器件的第二樹脂層和第二方面的光學(xué)半導(dǎo)體器件的最外樹脂層優(yōu)選含有硅石顆粒。
所述硅石顆粒的平均粒徑優(yōu)選為1-100納米，更優(yōu)選為5-30納米。
最外樹脂層中硅石顆粒的含量?jī)?yōu)選為5-35％體積，更優(yōu)選為15-25％體積。
只要光學(xué)半導(dǎo)體元件已用具有上述調(diào)節(jié)的折光率的樹脂層進(jìn)行封裝，則對(duì)本發(fā)明的光學(xué)半導(dǎo)體器件的其他組分沒有特別限制，且可與公知的光學(xué)半導(dǎo)體器件相同。因此，對(duì)該器件的形狀也沒有特別限制，并且其實(shí)例包括燈型器件和表面固定型器件。
圖1和2分別顯示本發(fā)明第二方面的光學(xué)半導(dǎo)體器件的燈型和表面固定型實(shí)施方案的剖視圖。
圖1所示的燈型光學(xué)半導(dǎo)體器件包括光學(xué)半導(dǎo)體元件1，該光學(xué)半導(dǎo)體元件1位于引線框2a之上，且通過(guò)導(dǎo)線3與另一引線框2a相連。該光學(xué)半導(dǎo)體元件1用含有光散射顆粒4的第一樹脂層5封裝。第一樹脂層5用第二樹脂層6封裝，以使導(dǎo)線3包埋(embedded)至所述層6中。而且，該結(jié)構(gòu)用作為最外層的第三樹脂層7封裝，以保護(hù)整個(gè)器件。
另一方面，圖2所示的表面固定型光學(xué)半導(dǎo)體器件包括光學(xué)半導(dǎo)體元件1，該光學(xué)半導(dǎo)體元件1位于形成在基板2b上的電導(dǎo)層2c之上，且通過(guò)導(dǎo)線3與另一電導(dǎo)層2c相連。該光學(xué)半導(dǎo)體元件1用含有光散射顆粒4的第一樹脂層5封裝。第一樹脂層5用第二樹脂層6封裝，以使導(dǎo)線3包埋至所述層6中。而且，所述第二樹脂層用作為最外層的第三樹脂層7封裝。
實(shí)施例將參考下面的實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不能解釋為限制于此。
在下述實(shí)施例中，在氮?dú)鈿饬髦羞M(jìn)行全部合成反應(yīng)。用FT/IR-230(由Nippon Bunko K.K.制造)進(jìn)行IR分析。
聚碳化二亞胺制備實(shí)施例在配備有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝器和溫度計(jì)的500毫升四口燒瓶中加入29.89克(171.6毫摩爾)甲苯二異氰酸酯(異構(gòu)體混合物；T-80，由Mitsui-Takeda Chemical制造)、94.48克(377.52毫摩爾)4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、64.92克(308.88毫摩爾)亞萘基二異氰酸酯和184.59克甲苯。將這些成分混合在一起。
向其中加入8.71克(51.48毫摩爾)1-萘基異氰酸酯和0.82克(4.29毫摩爾)3-甲基-1-苯基-2-磷雜環(huán)戊烯2-氧化物。在攪拌下將所得混合物加熱至100℃，并保持2小時(shí)。
用IR分析來(lái)確定反應(yīng)的終點(diǎn)，并將反應(yīng)混合物冷卻至室溫。因而獲得聚碳化二亞胺溶液。在該聚碳化二亞胺中，100％摩爾的二異氰酸酯殘基是芳族二異氰酸酯殘基。該聚碳化二亞胺由上述通式(1)表示，其中n在15-77之間。
在150℃下，固化1小時(shí)使該聚碳化二亞胺形成30微米厚的片。用多波長(zhǎng)Abbe’s折射計(jì)(DR-M4，由ATAGO制造)，測(cè)得在589納米的波長(zhǎng)及25℃溫度下該聚碳化二亞胺的折光率為1.748。
實(shí)施例1以使得固化后硅石顆粒含量為25％體積的比例，往上述制備實(shí)施例中獲得的聚碳化二亞胺溶液中加入硅石漿液(環(huán)己酮分散體；硅石含量30％重量；平均硅石粒徑為1微米；由Admatechs Co.Ltd.制造)。將這些成分混合在一起，以分散硅石顆粒。而且，用環(huán)己酮稀釋獲得的分散體至固含量為9％重量(粘度為10Pa·s或更低)。因而獲得第一樹脂溶液。
將固定在引線框上的光學(xué)半導(dǎo)體元件(GaN；0.35毫米×0.35毫米×0.08毫米)浸入所述第一樹脂溶液中5秒，隨后拔出，接著在120℃的干燥爐中干燥30分鐘，從而用第一樹脂層封裝該光學(xué)半導(dǎo)體元件，所述第一樹脂層由折光率為1.748的聚碳化二亞胺組成，且具有5微米的厚度。
隨后，使用子彈形模具(bullet-shaped mold)，在所述第一樹脂層的外側(cè)上，由折光率為1.54的環(huán)氧樹脂(NT-8002，由Nitto Denko制造)形成第二樹脂層。從而獲得燈型光學(xué)半導(dǎo)體器件。
實(shí)施例2對(duì)熱可交聯(lián)的含氟聚合物(折光率為1.42)(JN-7228，由JSR Co.，Ltd.制造)的6％重量的甲基乙基酮溶液進(jìn)行溶劑置換，其中用由85％重量甲基異丁基酮和15％重量的2-丁醇組成的混合溶劑置換甲基乙基酮。
往70重量份獲得的聚合物溶液中，加入10重量份硅溶膠的甲基乙基酮分散體(MEK-ST，由Nissan Chemical Industries，Ltd.制造；平均硅石粒徑為10-20納米；固體濃度為30％重量)、42重量份甲基異丁基酮，以及28重量份環(huán)己酮。攪拌該混合物以制備第三樹脂溶液。
將使用實(shí)施例1中的方法所獲得的光學(xué)半導(dǎo)體器件浸入所述第三樹脂溶液中5秒鐘，以及在120℃的干燥爐中干燥8分鐘，以在所述第二樹脂層的外側(cè)上由熱可交聯(lián)的含氟聚合物形成折光率為1.42的第三樹脂層。從而獲得光學(xué)半導(dǎo)體器件。
比較例1以與實(shí)施例1相同的方式生產(chǎn)光學(xué)半導(dǎo)體器件，不同之處在于未使用光散射顆粒。
比較例2使用子彈形模具，通過(guò)傳遞模塑法用環(huán)氧樹脂(NT-8002，由Nitto Denko制造；折光率為1.54)封裝固定在引線框上的光學(xué)半導(dǎo)體元件(GaN)。從而獲得光學(xué)半導(dǎo)體器件。
測(cè)試實(shí)施例將電壓施加到實(shí)施例和比較例中生產(chǎn)的光學(xué)半導(dǎo)體器件上，以測(cè)量各器件的發(fā)光量。在該發(fā)光量測(cè)量中，使用積分球(integrating sphere)，用MCPD-3000(由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)測(cè)量全部發(fā)光量。將所得的結(jié)果示于表1中。

上述結(jié)果表明實(shí)施例中獲得的光學(xué)半導(dǎo)體器件的發(fā)光量比比較例中獲得的光學(xué)半導(dǎo)體器件的發(fā)光量大，在實(shí)施例中獲得的光學(xué)半導(dǎo)體器件中，封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層含有光散射顆粒。因而，可以看出，實(shí)施例的器件具有高的光取出效率。
本發(fā)明的光學(xué)半導(dǎo)體器件適合用于顯示器和信號(hào)機(jī)等。
盡管已經(jīng)參考了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變和更改。
本申請(qǐng)以2003年12月4日提交的日本專利申請(qǐng)2003-406398為基礎(chǔ)，在此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及封裝所述第一樹脂層的第二樹脂層，其包含折光率低于所述第一樹脂的第二樹脂。
2.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂層的厚度為300微米或更小。
3.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂的折光率為1.6或更高。
4.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述光散射顆粒包含折光率為1.54至2.50的無(wú)機(jī)顆粒。
5.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述光散射顆粒的平均粒徑為100納米至2微米。
6.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂層含有5-75％體積的所述光散射顆粒。
7.權(quán)利要求1所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂包含聚碳化二亞胺。
8.一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及依次封裝所述第一樹脂層的多層樹脂層，其中多層樹脂層的各層包含折光率低于所述第一樹脂的樹脂，其中布置所述多層樹脂層，以使構(gòu)成所述多層樹脂層的樹脂的折光率依次向最外樹脂層降低。
9.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂的折光率為1.6或更高。
10.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述最外樹脂層的折光率小于1.6。
11.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述光散射顆粒包含折光率為1.54至2.50的無(wú)機(jī)顆粒。
12.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述光散射顆粒的平均粒徑為100納米至2微米。
13.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂層含有5-75％體積的所述光散射顆粒。
14.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述第一樹脂包含聚碳化二亞胺。
15.權(quán)利要求8所述的光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中所述最外層還包含平均粒徑為1-100納米的硅石顆粒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其包含光學(xué)半導(dǎo)體元件；封裝所述光學(xué)半導(dǎo)體元件的第一樹脂層，其包含第一樹脂和光散射顆粒；以及依次封裝所述第一樹脂層的一層或多層樹脂層，其中各層包含折光率低于所述第一樹脂的樹脂。在其中光學(xué)半導(dǎo)體器件在第一樹脂層上具有多層樹脂層的實(shí)施方案中，布置所述多層樹脂層，以使構(gòu)成樹脂的折光率向最外樹脂層依次降低。
文檔編號(hào)H01L33/54GK1624946SQ20041010019
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者末廣一郎, 堀田佑治, 貞瀬直樹, 釜田卓 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社