CN103247740B - 光学半导体装置用封装体及其制造方法、以及光学半导体装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明课题的目的在于提供一种光学半导体装置用封装体及其制造方法、以及光学半导体装置,所述光学半导体装置用封装体是用于实现机械稳定性较高且高耐久性、低干扰性的光学半导体装置;并且提供一种生产效率良好且可以降低成本的光学半导体装置的制造方法。为了解决此课题,本发明提供一种光学半导体装置用封装体,其特征在于,在将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台的顶面上,具有要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部、及围绕前述要连接的光学半导体元件的反射体结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学半导体装置用封装体及其制造方法、及使用该封装体的光学半导体装置以及光学半导体装置的制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、光电二极管等光学元件及光学半导体装置,由于效率高,且对外部应力及环境影响的耐性较高,因此在产业界中被广泛使用。进一步,光学元件及光学半导体装置效率较高,并且寿命较长、小巧紧凑,可以构成许多不同的结构,并且可以用相对较低的制造成本来制造(专利文献1、专利文献2)。
例如,已知通常是使用以环氧玻璃布层压板(FR-4)为代表的具有纤维增强材料的环氧材料,作为承载半导体元件的基台的材质。尤其是在产生大量热量的高输出光学半导体装置中,使用高耐热性、同时长时间持续保持高反射率的基台,是非常重要的。
并且,在航空宇宙产业所使用的机械中,受FR-4基板的干扰的影响,将产生机械错误动作的问题。因此,使用一种具有低干扰性的基台的光学半导体装置用封装体的开发开始受到重视。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2011-521481号公报
专利文献2:日本专利第4789350号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题(第1课题)而完成,其目的在于,提供一种光学半导体装置用封装体及其制造方法、以及使用该封装体的光学半导体装置,所述光学半导体装置用封装体是用于实现一种机械稳定性较高且高耐久性、低干扰性的光学半导体装置。
并且,由被称为矩阵阵列封装(Matrix array package,MAP)的集合基板制造而成的光学半导体装置,在它的制造阶段中难以实施通电检查,而是在成为最终产品形状(经过单颗化(singulation)的光学半导体装置)后再实施通电检查。因此,无法确认制造阶段中的品质不良,从而导致生产效率下降。
并且,由于光学半导体元件的输出或密封的荧光体的浓度偏差,光学半导体装置需要实施分选。一般,在光学半导体装置的分选工序中,是在将光学半导体装置完全单颗化的状态下实施,但由于完全单颗化的状态下的分选,需要光学半导体装置的排列等附加工序,因此造成成本增加。
本发明也是为了解决所述课题(第2课题)而完成,目的在于提供一种光学半导体装置的制造方法、及利用该制造方法制造的光学半导体装置,所述光学半导体装置的生产效率良好,且可以降低成本。
为了解决上述第1课题,在本发明中,提供一种光学半导体装置用封装体,其特征在于,在将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台的顶面上,具有要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部、及围绕前述要连接的光学半导体元件的反射体(reflector)结构。
如果是这种光学半导体装置用封装体,可以实现一种机械稳定性较高且高耐久性、低干扰性的光学半导体装置。
并且,优选为,前述纤维增强材料为玻璃纤维。
如果纤维增强材料为玻璃纤维,进一步,基台表现出良好的耐紫外线性及耐热性,也确保了纤维增强材料与硅酮树脂组合物的良好的粘着。进一步,由于玻璃纤维为廉价且易于操作的材料,因此从成本方面来看也较为有利。
进一步,优选为,前述基台是使用至少一层以上的半固化片(prepreg)固化而成,所述半固化片是将前述硅酮树脂组合物含浸于前述纤维增强材料中。
这样一来,通过积层一层或两层以上的半固化片,可以根据用途来控制厚度,使机械稳定性更为优异。
并且,可以使前述硅酮树脂组合物为缩合固化型或加成固化型硅酮树脂组合物。
由此,可以易于获得一种机械特性、耐热性、耐变色性优异且表面的褶缝较少的光学半导体装置用封装体。
进一步,前述电连接部可以包含至少一层金属层。
由此,电连接部可以利用一种费用效果较高(即,成本低)且简单的工序来形成。
并且,优选为,前述基台在底面上具有底面金属被覆层,进一步优选为,具有至少一个以上穿孔(via),基台顶面的电连接部与底面金属被覆层通过该穿孔而电连接。
如果是这种基台,那么散热性优异,并且利用底面金属被覆层,可以实现与其他基板的连接。并且,利用穿孔,可以增加光学半导体装置用封装体的设计上的选择,并达成基台的上底面之间的节省空间的电连接。
并且,前述反射体结构可以由硅酮树脂、环氧树脂、及硅酮树脂与环氧树脂的杂化树脂(hybrid resin)中的任一种成型。
通过使用这种树脂,可以易于将高耐久性且具有高反射率性的反射体结构成型。
进一步,优选为,前述基台在25℃、1GHz下的相对介电常数为5.0以下。
如果是这种基台,可以进一步达成低干扰性。
并且,在本发明中,提供一种光学半导体装置用封装体的制造方法,是制造光学半导体装置用封装体的方法,其特征在于,其具有以下工序:
基台制作工序,制作将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台;
顶面金属被覆层形成工序,在该基台顶面上,形成顶面金属被覆层;
电连接部形成工序,将该顶面金属被覆层形成于要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部上;及,
反射体结构成型工序,在具有该电连接部的前述基台上,利用转送成型或射出成型,以围绕前述要连接的光学半导体元件的方式,将反射体结构成型。
如果是这种光学半导体装置用封装体的制造方法,可以低成本且容易地制造一种机械稳定性较高、高耐久性、低干扰性的光学半导体装置用封装体。
进一步,优选为,在前述电连接部形成工序后且前述反射体结构成型工序前,具有表面处理工序,所述表面处理工序是将前述基台的表面作等离子体处理及/或紫外线臭氧处理。
通过具有这种表面处理工序,可以提高反射体结构的粘着强度。
并且,在本发明中,提供一种光学半导体装置,是在前述光学半导体装置用封装体上,承载光学半导体元件制造而成。
如果是这种光学半导体装置,那么机械稳定性较高,且为高耐久性、低干扰性。
为了解决上述第2课题,在本发明中,提供一种光学半导体装置的制造方法,是制造光学半导体装置的方法,其特征在于,其具有以下工序:
构装工序,在具有通电部的基板上构装多个光学半导体元件,从而获得光学半导体元件集合基板;
半切割工序,将前述光学半导体元件集合基板半切割,从而切断前述通电部的一部分,以便在前述光学半导体元件集合基板内制作通电检查用电子电路;
通电检查工序,对该通电检查用电子电路进行通电检查,以便获得每一前述光学半导体元件的光学特性信息;
分选工序,使用该光学特性信息,分选前述光学半导体元件;及,
全切割工序,在前述半切割工序的切断线上进行全切割,由此将前述光学半导体元件集合基板分割为各个前述光学半导体装置,从而获得利用前述光学特性信息而分选后的多个前述光学半导体装置。
如果是这种光学半导体装置的制造方法,生产效率良好,且可以降低成本。
并且,优选为,在前述通电检查工序中,使用光学特性检测装置进行通电检查。
由此,可以确认并分选例如每一光学半导体元件是否亮灯、光束值、色度、色温、波长光谱及显色性等。
进一步,优选为,在前述通电检查工序中,与每一光学半导体元件对应地配置光学特性检测用光学透镜,并获得光学特性信息。
由此,通过一次的测定,可以获得大量的光学半导体元件的光学特性信息,且光学半导体装置的分选的工作量大幅降低。
并且,作为具有前述通电部的基板,可以使用在金属框架上将树脂转送成型(transfer molding)而成的基板、或在印刷基板上将树脂转送成型而成的基板。
如果使用这种基板,光学半导体装置的制造方法的生产效率将更为良好,且可以进一步降低成本。
进一步,优选为,使用金属框架在前述半切割工序中所切断的部分中具有沟槽的基板,作为在前述金属框架上将树脂转送成型而成的基板。
由此,可防止由切割毛边(dicing burr)或崩角(chipping)引起的成型树脂的缺口。
并且,优选为,使用在积层3层以上的纤维增强材料中含浸有树脂的基板,作为前述印刷基板。
如果是这种印刷基板,可以制造一种耐热性或耐紫外线性较强的光学半导体装置。
进一步,优选为,在前述全切割工序中,使用与半切割工序中所使用的切割刀片宽度不同宽度的切割刀片。
由此,当在半切割工序或全切割工序中产生位置偏移时,也可以完全将光学半导体装置单颗化。
并且,优选为,在前述半切割工序中,制作通电检查用电子电路,所述通电检查用电子电路具有连接通电检查工序中使用的电源探针的连接面。
这样一来,在光学半导体元件集合基板的电子电路上设计电源探针的连接面,由此作业性进一步提升。
进一步,在本发明中,提供一种光学半导体装置,特征在于,由前述光学半导体装置的制造方法制造而成。
如果是这种光学半导体装置,由于利用半切割形成沟槽部,因此在构装于外部基板上时,通过在此沟槽部上配置与外部基板的粘着材料,可以获得良好的粘着强度。
如以上说明,根据本发明的光学半导体装置用封装体,通过使用将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台,可以实现一种机械稳定性较高,且高耐久性、低干扰性的光学半导体装置。进一步,利用反射体结构,可以维持初始光束及初始反射率。并且,通过设置穿孔,可以赋予高散热性,也可以高密度地构装高输出光学半导体装置。
并且,根据本发明的光学半导体装置的制造方法,可以在制造阶段实施通电检查,并可以使用通电检查时所获得的光学特性信息,来实现制造阶段中的分选及品质加工。因此,可以提升生产效率。并且,由于是在光学半导体元件集合基板上进行通电检查,因此可以省略每个光学半导体装置的排列等工序,并可以通过简化制造方法而达成成本降低。
并且,在利用上述制造方法制造而成的光学半导体装置中,利用半切割形成沟槽部。因此,在将本发明的半导体装置构装于外部基板上时,通过在此沟槽部上配置与外部基板的粘着材料,可以获得良好的粘着强度。
进一步,根据在上述通电检查中经半切割的光学半导体元件集合基板的光学半导体装置的排列间距,配置多个光学特性检测装置的测定用光学透镜,由此通过一次测定就可以获得大量的光学特性信息,且光学半导体装置的分选所需的工作量大幅降低。
附图说明
图1A是本发明的光学半导体装置用封装体的俯视图。
图1B是本发明的光学半导体装置用封装体的概要剖面图。
图1C是表示基台中的纤维增强材料的纤维层的纤维方向的概要俯视图。
图2A是反射体结构成型工序前的光学半导体装置用封装体的俯视图。
图2B是反射体结构成型工序后的本发明的光学半导体装置用封装体的俯视图。
图2C是说明反射体结构成型工序的概要剖面图。
图3是将反射体结构成型工序后的本发明的光学半导体装置用封装体单颗化的工序的概要图。
图4A是本发明的光学半导体装置的概要剖面图。
图4B是本发明的光学半导体装置的其他方案的概要剖面图。
图5A是本发明的光学半导体装置的概要剖面图。
图5B是本发明的光学半导体装置的概要剖面图。
图6是光学半导体元件集合基板的概要平面图。
图7是光学半导体元件集合基板的半切割工序的概要立体图。
图8是光学半导体元件集合基板的概要平面图、及表示光学半导体元件集合基板上的半切割位置与电子电路制作方法的一个实例的概要平面图。
图9是本发明的光学半导体装置与外部基板的连接方法的概要剖面图。
图10是关于光学半导体元件集合基板的通电检查方法的概要平面图。
图11是本发明的光学半导体装置的制造方法的流程图。
图12是本发明的另一光学半导体装置的制造方法的流程图。
图13是利用光学透镜群的光学半导体元件集合基板的光学特性信息检测方法的概要剖面图。
具体实施方式
以下,详细地说明本发明的光学半导体装置用封装体,但本发明并不限定于这些。如上所述,需要一种光学半导体装置用封装体,它提供一种机械稳定性较高且高耐久性、低干扰性的光学半导体装置。
本发明人为了达成上述课题而反复努力研究,结果发现:可以利用将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台,来同时达成机械稳定性、高耐久性及低干扰性,进一步,利用具有反射体结构,可以维持光学半导体元件的初始光束及初始反射率,从而完成本发明。
即,本发明是一种光学半导体装置用封装体,在将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台的顶面上,具有要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部、及围绕前述要连接的光学半导体元件的反射体结构。
[基台]
在图1A中,表示本发明的光学半导体装置用封装体10的俯视图。在图1B中,表示沿图1A中的AA线的剖面图。基台1是将硅酮树脂组合物5含浸于3层纤维增强材料2中并固化而成。这样一来,采用以介电常数低于先前的环氧基板(FR-4等)的硅酮树脂作为主体而成的基台,而具有低干扰性。并且,光学半导体装置用封装体的耐热性高,在长期环境试验(高温高湿试验等)中基台也不会变黄,并长时间持续保持高反射率。而且,这种基台的可挠性优异,易于操作。
当为高输出二极管(光输出较高,因此也产生大量的废热)时、或当在温度上升的环境(例如:汽车的引擎附近的头灯)中使用光学半导体装置用封装体时,关于耐热性要求较严格的要件。如果是本发明的光学半导体装置用封装体,也能满足这些要求。
尤其,优选为,基台在25℃、1GHz下的相对介电常数为5.0以下。如果是这种相对介电常数,低干扰性更为优异。
并且,可以使基台的顶面形状为长方形或正方形,且优选为平坦的结构。优选为,基台的厚度尽量较薄,且优选为,具有充分的机械稳定性,例如不会因自重而导致弯曲。基台1的厚度为1mm以下,优选为0.6mm以下,尤其优选为0.4mm以下。
进一步,如图2B所示,光学半导体装置用封装体10的基台1,可以具有多个光学半导体元件承载部(要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部3),并可以采用大面积印刷基板的形式。并且,也可以在安装光学半导体元件之前或安装之后,将光学半导体装置用封装体划分为更小的单个组件。
[硅酮树脂组合物]
硅酮树脂由于耐热性高,且高耐久性,介电常数也较低,而使干扰性较低,因此极为适合作为基台的构成材料。作为硅酮树脂组合物,虽无特别限制,但期望为固化性硅酮树脂组合物,且为加成固化型或缩合固化型硅酮树脂组合物。如果是这种硅酮树脂组合物,可以容易地获得一种在先前的成型装置中也可以容易地成型、机械特性优异,且表面的褶缝较少的基台。进一步,可以容易地获得一种光学半导体装置用封装体,所述光学半导体装置用封装体的机械特性、耐热性、耐变色性优异,且表面的褶缝较少。
尤其,当使用如日本特开2010-89493号公报中所记载的在室温下为固体形状的硅酮树脂组合物时,在使该硅酮树脂组合物溶解、分散于溶剂中的状态下含浸于纤维增强材料中,并由该纤维增强材料中使前述溶剂蒸发并去除后,该组合物为A阶段状态,且为固体。因此,具有以下优点:将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中的半固化片的保管更加容易,并可以更容易地利用热压力机进行成型,进一步,可以更自由地使光学半导体装置用封装体的形状成型。并且,使用此光学半导体装置用封装体制作而成的本发明的光学半导体装置的经时波长(色调)的变化、初始光束或反射率的变化较小,寿命较长。
并且,可以向本发明的硅酮树脂组合物中添加无机质填充材料。具体来说,可以使用氧化铝、二氧化硅、钛酸钡、钛酸钾、钛酸锶、碳酸钙、碳酸铝、氢氧化镁、氢氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼、及碳化硅等。这些无机质填充材料可以单独使用或并用两种以上使用。
此无机质填充材料的形状及粒径并无特别限制。填充材料的粒径一般可以为0.01~50微米,优选为0.1~20微米。
在本发明的硅酮树脂组合物中,无机填充材料的调配量并无特别限制,通常相对于树脂成分总计100质量份,可以添加1~1000质量份,优选添加5~800质量份。
除了无机质填充材料以外,可以向硅酮树脂组合物中添加一种以上的添加物质。作为这种添加物质,可以采用例如扩散介质、染料、过滤介质、反射介质及转换介质的形式,并可以列举例如发光染料、中空粒子或粘着促进剂等。利用这种添加物质,尤其可以使其具有基台的光学特征,即使基台具有例如反射性、穿透性或吸收性。这样一来,通过使用一种或多种添加物质,使基台的设计上的选择增加。
[纤维增强材料]
作为纤维增强材料,可以根据产品特性,使用以下中的任一种:碳纤维、玻璃纤维、石英玻璃纤维、及金属纤维等无机纤维;芳香族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、及聚酰胺酰亚胺纤维等有机纤维;以及,碳化硅纤维、碳化钛纤维、硼纤维、及氧化铝纤维等。较佳的纤维为玻璃纤维、石英纤维、及碳纤维等。其中,尤其优选为绝缘性较高的玻璃纤维或石英玻璃纤维。从其他观点来看,作为纤维增强材料,尤其优选为表现出对硅酮树脂组合物的良好的粘着性及较高的机械负载能力的材料。并且,优选为,纤维增强材料具有至少与硅酮树脂组合物同等程度的耐热性、及较低的热膨胀系数。
尤其,如果纤维增强材料为玻璃纤维,基台将表现出良好的耐紫外线性及耐热性。进一步,通过使用玻璃纤维,纤维增强材料与硅酮树脂组合物的良好的粘着得以确保。并且,玻璃纤维为廉价且易于操作的材料。
在此,在图1C中,示意性地表示基台中的纤维增强材料2的纤维层的纤维2’、2”的方向。如图1C所示,优选为,纤维增强材料2具备3层以上的纤维层,更优选为,具备4层纤维层。并且,优选为,纤维增强材料2的各层的纤维2’、2”是沿着与基台1的主面平行的方向而延伸。一般,在纤维增强材料的一层纤维层中,多个纤维是朝向实质上平行的方向,并且纤维方向一致。当电气绝缘性的基台具备包含多层的纤维增强材料时,优选为,各个纤维层的纤维方向相对于彼此而旋转90°。如果基台的纤维增强材料为这种多层结构,基台的机械稳定性将更高。在此,“旋转”,是指将与基台1的顶面及/或底面垂直的轴线作为中心,各层中的纤维的方向相互90°旋转(图1C)。
作为纤维增强材料的形态,并无特别限制,优选为,将长纤维长丝朝一定方向一致拉伸而成的粗纱、织物及不织布等片状物,进一步优选为,短切原丝薄毡等可以形成积层体的材料。
并且,纤维增强材料可以由硅酮树脂完全包围。这样一来,如果基台的外表面为硅酮树脂,可以将使电连接部或底面金属被覆层附着于基台上的步骤简单化。并且,由于纤维增强材料受硅酮树脂保护,而使金属或金属离子不会到达纤维,因此可以防止例如金属离子沿纤维移动。
[电连接部、底面金属被覆层]
本发明的光学半导体装置用封装体10,在基台1的顶面,具有要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部3(图1B)。各个电连接部可以设计为通过金属引线等连接于光学半导体元件,或设计为通过倒装芯片(frip chip)构装方式连接于光学半导体元件。
优选为,基台进一步在底面具有底面金属被覆层4(图1B)。优选为,底面金属被覆层构成为可以利用例如焊接、或粘着结合而与承载本发明的光学半导体装置用封装体的外部连接部电连接。
电连接部和底面金属被覆层等,可以使用金属或金属合金来形成。作为这种金属或金属合金,并无特别限制,可以例示铜、镍、金、钯、银或它们的合金。并且,电连接部或底面金属被覆层也可以由透明的导电材料(例如无机质填充材料(还已知透明导电性氧化物(简称为TCO)))形成。
并且,电连接部及底面金属被覆层,可以包含至少一层金属层,并且也可以由多种不同的金属或金属合金的多层而构成。例如,优选为,电连接部中位于距基台最近的位置的第1金属层为铜层。第一金属层的厚度优选为30以上且不足150μm、30以上且不足80μm,尤其优选为30以上且不足50 μm。进一步,可以在第一金属层上,形成镍、钯、金、银中的至少一层第二金属层。这些层的厚度优选为不足25μm,尤其优选为不足5μm,最佳为不足2μm。尤其当在铜层上形成镍-金层时,优选为不足500nm。这种第二金属层可以利用费用效果较高、且简单的工序来形成,进一步可以有效地结构化。
这种电连接部及底面金属被覆层并无特别限制,可以利用印刷法、浸渍法、蒸镀、溅镀(spattering)或电镀法形成。优选为,基台的表面经粗面化,以确保这些电连接部及底面金属被覆层与基台的良好的粘着。
并且,优选为,电连接部与底面金属被覆层构成为可以分别利用焊接,而与光学半导体元件或外部连接部连接。此时,优选为,本发明的光学半导体装置用封装体可以承受焊接工序时所产生的热应力。如果是这种光学半导体装置用封装体,可以成品率良好地达成例如与光学半导体元件或外部连接部的连接。此时,优选为,底面金属被覆层形成连接于外部连接部、并且相互电性绝缘的区域。并且,优选为,电连接部或底面金属被覆层覆盖基台表面的大部分(例如50%以上)。由于金属通常表现出较高的导热性,因此将电连接部或底面金属被覆层形成于较大的区域中,由此可以形成一种对外部表现出较高的导热性的基台。
并且,优选为,基台1进一步具有至少一个以上的穿孔(via)7,基台1顶面的电连接部3与底面金属被覆层4可以通过该穿孔7而电连接(图1B)。在图1B中,底面金属被覆层4被分为底面金属被覆层4a与底面金属被覆层4b,底面金属被覆层4b大于底面金属被覆层4a,穿孔数量也较多。由此,可以使光学半导体元件所产生的热量高效地扩散。穿孔可以为例如隧道状孔。此穿孔可以利用例如钻孔、激光钻孔或打眼儿来形成。可以通过金属被覆穿孔的内表面、或以导电材料填满,来形成电连接部与底面金属被覆层的电连接。利用穿孔,可以增加光学半导体装置用封装体的设计上的选择,并达成基台的顶面及底面之间的节省空间的电连接。
[反射体结构]
本发明的光学半导体装置用封装体具有反射体结构6,所述反射体结构6围绕着要连接于基台1的顶面上的光学半导体元件(图1B)。并且,还可以根据目的,在基台的底面上设置树脂成型结构。另外,在本发明中,反射体结构并无特别限制,只要是围绕光学半导体元件,且反射来自光学半导体元件的光的结构即可,可以为收纳光学半导体元件的凹坑或凹结构。通过在基台的表面上形成利用树脂的反射体结构,可以制造一种耐久性得以进一步提升的高功能的光学半导体装置用封装体。
并且,反射体结构可以由硅酮树脂、环氧树脂及硅酮树脂与环氧树脂的杂化树脂中的任一种成型。
作为这种树脂,并无特别限制,但从耐热性或耐久性的观点来看,优选使用:热固化性硅酮树脂组合物;包含三嗪衍生物环氧树脂、酸酐、固化促进剂及无机质填充剂的热固化性环氧树脂组合物;或包含热固化性硅酮树脂及环氧树脂的杂化树脂(混成树脂)组合物等。另外,期望配合最终的光学半导体装置的使用用途,来进行成型树脂的选定。
作为上述热固化性硅酮树脂的一个实例,代表性的有下述平均化学式(1)所表示的缩合固化型热固化性硅酮树脂组合物等。此外,还可以使用加成固化型硅酮树脂组合物。
R1 aSi(OR2)b(OH)cO(4-a-b-c)/2(1)
(式中,R1表示相同或不同种类的碳数1~20的有机基,R2表示相同或不同种类的碳数1~4的有机基,满足0.8≤a≤l.5、0≤b≤0.3、0.001≤c≤0.5、0.801≤a+b+c<2的数。)
作为环氧树脂组合物,从耐热性、耐光性等来看,期望为三嗪衍生物环氧树脂、1,3,5-三嗪核衍生物环氧树脂即热固化性环氧树脂组合物。并不限于使用三嗪衍生物作为环氧树脂,及使用酸酐作为固化剂,也可以适当使用先前公知的环氧树脂或胺、苯酚固化剂等。
并且,作为硅酮树脂与环氧树脂的杂化树脂,可以列举包含前述环氧树脂及前述硅酮树脂的共聚物等。
可以向上述硅酮树脂或环氧树脂的组合物中,调配无机填充材料。作为所调配的无机填充材料,可以使用一般调配到硅酮树脂组合物或环氧树脂组合物等中的材料。可以列举例如溶融二氧化硅、结晶性二氧化硅等二氧化硅类;氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼、玻璃纤维、及硅灰石(wollastonite)等纤维状填充材料;三氧化二锑等。这些无机填充材料的平均粒径或形状并无特别限定。
可以再向本发明所使用的树脂组合物中调配二氧化钛。二氧化钛是作为白色着色材料,用于提高白度,提升光的反射效率而调配,此二氧化钛的单元晶格可以为金红石型(rutile-type)、锐钛型(anatase-type)中的任一种。并且,平均粒径或形状也并无限定。上述二氧化钛可以预先利用Al或Si等水合氧化物等进行表面处理,以提高与树脂或无机填充材料的相溶性、分散性。
优选为,二氧化钛的填充量为全部组合物的2~30质量%,尤其优选为5~10质量%。如果不足2质量%,可能会无法获得充分的白度,如果超过30质量%,可能导致未填充或空隙等成型性下降。
前述光学半导体装置用封装体是利用树脂成型工序(转送成型或射出成型)形成反射体结构,进一步在树脂成型后经过切割工序,制造经单颗化的光学半导体装置用封装体。
[光学半导体装置用封装体的制造方法]
本发明的光学半导体装置用封装体的制造方法,具有以下工序:
基台制作工序,制作将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并固化而成的基台;
顶面金属被覆层形成工序,在该基台顶面上形成顶面金属被覆层;
电连接部形成工序,将该顶面金属被覆层形成于要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部上;及,
反射体结构成型工序,在具有该电连接部的前述基台上,利用转送成型(transfermolding)或射出成型,以围绕前述所连接的光学半导体元件的方式,将反射体结构成型。
·基台制作工序
在基台制作工序中,将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中并使其固化来制作基台。制造基台可以利用溶剂法及热熔胶法(hot melt method)中的任一方法来实施。当利用溶剂法时,制备将硅酮树脂组合物溶解于有机溶剂中的树脂清漆,将此树脂清漆含浸于前述纤维增强材料中,并通过加热而脱溶剂,从而制造半固化片。半固化片等基板的厚度取决于所使用的加强用纤维等的厚度,当要增厚基板时,就积层多层加强用纤维。
更具体来说,可以向硅酮树脂组合物的溶液或分散液中含浸玻璃布,优选为在50~150℃,更优选为在60~120℃的干燥炉中去除溶剂,从而可以获得硅半固化片。
并且,当利用热熔胶法时,加热溶解固体硅酮树脂组合物,并使它含浸于纤维增强材料中,从而制造半固化片。
在此,优选为,基台是使用至少一层以上的半固化片固化而成,所述半固化片是将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中。此时,可以将与绝缘层的厚度对应的片数的半固化片重叠,并加压加热而成为基台。
·顶面金属被覆层形成工序
在顶面金属被覆层形成工序中,在上述制作的基台顶面上形成顶面金属被覆层。顶面金属被覆层并无特别限制,可以利用印刷法、浸渍法、蒸镀及溅镀形成。并且,此时也可以同时形成底面金属被覆层。
此外,在基台上重叠金属箔,并在5~50MPa的压力、70~180℃的温度的范围内,使用真空压力机等加压加热,由此也可以制造在基台上具有顶面金属被覆层、或顶面金属被覆层及底面金属被覆层的金属包层积层板。作为此时的金属箔,并无特别限定,可以使用铜、镍、金、钯或银等,且从电气性、经济性方面来看,优选使用铜箔。
·电连接部形成工序
在电连接部形成工序中,将此顶面金属被覆层形成于要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部上。例如,通过利用削减法(subtractive process)或钻孔加工等一般所使用的方法来加工顶面金属被覆层,可以获得一种具有电连接部的基台(印刷配线板)。
·表面处理工序
进一步,优选为,在电连接部形成工序后且反射体结构成型工序前,具有表面处理工序,所述表面处理工序是将前述基台的表面作等离子体处理及/或紫外线臭氧处理。由此,可以提升成型的材料(尤其是硅酮树脂组合物)与基台的粘着强度。
·反射体结构成型工序
在反射体结构成型工序中,利用转送成型或射出成型,围绕前述要连接的光学半导体元件地将反射体结构成型在具有电连接部的前述基台上。图2是说明基台表面的反射体结构成型工序的图。图2A是反射体结构成型工序前的基台,图2B是反射体结构成型工序后的基台。如图2C所示,需要一种转送模具,所述转送模具是利用上下金属模具11来固定电连接部,并将反射体结构6树脂成型,以防止电连接部3的树脂毛边。
如图3所示,在反射体结构成型工序后,可以利用切割进行切割工序。由此,制造一种经单颗化的半导体装置用封装体10。另外,在本发明中,半导体装置用封装体10可以这样经单颗化而具有一个半导体元件承载部,也可以不经单颗化而具有多个承载部。
[光学半导体装置]
本发明的光学半导体装置,是将光学半导体元件承载于光学半导体装置用封装体上制造而成。如果是这种光学半导体装置,那么机械稳定性较高,且高耐久性、低干扰性。
在图4中,表示本发明的光学半导体装置的一个实例。在图4中,作成的结构是在光学半导体元件12a、12b的承载部的下方配置穿孔7,从而使芯片所产生的热量释放。图4A所表示的是以引线14连接朝上(face-up)型芯片12a(光学半导体元件)并以内层材料13密封的光学半导体装置15,图4B所表示的是构装倒装芯片型芯片12b(光学半导体元件)并以内层材料13密封的光学半导体装置15。
此光学半导体装置,可以用作例如要求高耐久性和低干扰性等的航空宇宙产业机械和汽车产业机械等的用于投影的照明装置、或使外部得知机械存在的识别信号灯。进一步,还可以用于普通家庭中的室内用照明和液晶等的背景光中。
接着,以下,详细说明本发明的光学半导体装置的制造方法及利用所述光学半导体装置的制造方法所制造的光学半导体装置,但本发明并不限定于这些。
即,本发明的光学半导体装置的制造方法具有以下工序:
构装工序,在具有通电部的基板上构装多个光学半导体元件,从而获得光学半导体元件集合基板;
半切割工序,将前述光学半导体元件集合基板半切割,从而切断前述通电部的一部分,以便在前述光学半导体元件集合基板内制作通电检查用电子电路;
通电检查工序,对该通电检查用电子电路进行通电检查,以便获得每一前述光学半导体元件的光学特性信息;
分选工序,使用该光学特性信息,分选前述光学半导体元件;及,
全切割工序,在前述半切割工序的切断线上进行全切割,由此将前述光学半导体元件集合基板分割为各个前述光学半导体装置,从而获得利用前述光学特性信息而分选后的多个前述光学半导体装置。
此时,作为具有通电部的基板,可以使用在金属框架上将树脂转送成型而成的基板、或在印刷基板上将树脂转送成型而成的基板。考虑到光学半导体装置的耐热性或耐久性,期望转送成型的树脂是使用硅酮树脂组合物或环氧树脂组合物。
并且,优选为,在通电检查工序中,使用光学特性检测装置进行通电检查。由于在通电检查工序中光学半导体元件为排列于集合基板上的状态,因此可以省去为了下一分选工序而进行光学半导体装置的排列等工序。另外,优选为,在半切割工序中,制作通电检查用电子电路,所述通电检查用电子电路具有连接通电检查工序中使用的电源探针的连接面。这样一来,在集合基板的外周部设计通电检查用电源探针的接触点,由此作业性进一步提升。
另外,优选为,使用金属框架在半切割工序中所切断的部分中具有沟槽的基板,作为在金属框架上将树脂转送成型而成的基板。由此,可以防止由切割毛边或崩角所引起的成型树脂的缺口。
并且,优选为,使用在积层3层以上的纤维增强材料中含浸有树脂的基板,来作为印刷基板。此纤维增强材料可以是以层相互旋转90度的状态积层。并且,含浸于此纤维增强材料中的树脂可列举例如硅酮树脂或环氧树脂。优选为,通过使用硅酮树脂,而使印刷基板的耐热性或耐紫外线性较强。使用此印刷基板制造而成的光学半导体装置的耐热性或耐紫外线性也优异。
并且,优选为,在全切割工序中,使用与半切割工序中所使用的切割刀片宽度不同的宽度的切割刀片。由此,当在半切割工序或全切割工序中产生位置偏移时,也可以将光学半导体装置完全单颗化。此时,从确保集合基板的小型化或PN间的绝缘性来看,期望在全切割工序中,使用宽度小于半切割工序中也会使用的切割刀片的切割刀片。
在利用上述制造方法制造而成的光学半导体装置中,存在由半切割所引起的切割沟槽部。与外部基板的粘着材料(焊锡)进入此沟槽部中,由此可以飞跃性地提升光学半导体装置与外部基板的粘着性。
进一步,优选为,在通电检查工序中,与每一光学半导体元件对应地配置光学特性检测用光学透镜,从而获得光学特性信息。例如,可以准备多个检测光学特性的光学透镜,使用与光学半导体元件集合基板的配置间距及形状一致的光学透镜群。通过使用此光学透镜群,可以一次检测由多个光学半导体元件所产生的光学特性信息。并且,期望此光学透镜的前端为包入光学半导体元件的腔体形状。其原因在于,通过在此腔体形状内配置各个光学半导体元件,可以隔断由其他光学半导体元件所产生的光的影响并测定。
以下,基于附图,详细说明本发明的实施方式。图5(A)是使用金属框架201(也称为金属导线框架)的光学半导体装置的剖面图。图5(B)是使用印刷基板202的光学半导体装置的剖面图。另外,在图5中,表示使用朝上型光学半导体元件的一个实例,本发明的光学半导体装置的制造方法还可以通过变更基板的衬垫(pad)或衬垫接合部的配置方法,而与倒装片型或垂直型光学半导体元件对应。并且,即便光学半导体装置的衬垫为两个或、三个时,也可以通过调整衬垫接合部的配置来对应。
在图5(A)中,表示芯片类型的光学半导体装置203的一个实例。具有通电部205、205’(电极、外部端子)的基板204可以通过利用在金属框架201上将以硅酮树脂为主体的组合物转送成型来将成型物208成型来制造,电极205是在基板204的两面所形成的一对电极,基板204的底面侧的电极205为外部连接端子205’。并且,光学半导体元件206可以为蓝色或紫外线光学半导体元件,并承载于基板204上,以便在与各电极205之间利用Au-Al等焊线(bonding wire)207来配线。另外,当光学半导体元件为倒装片型时,可以为金凸块的配线。成型物(反射体)208是利用转送成型而成型,并围绕光学半导体元件206。密封树脂(硅酮树脂)209密封光学半导体装置203的成型物(反射体)208的腔体部内。在密封树脂209中可以包含荧光体。沟槽部210是利用半切割所形成的沟槽。另外,使用图5(B)的印刷基板202时的光学半导体装置也为相同的构成,且印刷基板202的顶面与底面可以通过穿孔211而电连接。另外,作为具有通电部的基板204,当使用在金属框架201上将树脂转送成型而成的基板时,金属框架201为通电部;当使用在印刷基板202上将树脂转送成型而成的基板时,利用印刷等形成于印刷基板202上的金属被覆层等为通电部。
图6是以概要前视图来表示光学半导体元件集合基板212的一个实例。光学半导体装置203是通过将图6所示的称为MAP(Matrix array package:矩阵阵列封装)的光学半导体元件集合基板212全切割制造而成。另外,光学半导体元件集合基板212可以通过在具有通电部的基板上构装多个光学半导体元件来获得。具有通电部的基板204是通过对可以承载多个光学半导体元件206的金属框架201,利用转送成型将成型物208树脂成型来获得。期望成型物208由硅酮树脂组合物构成,且包含金属氧化物以提升反射率。
如图7所示,在光学半导体元件集合基板212中,通过利用半切割而切断基板204的通电部的一部分,由此在光学半导体元件集合基板212内制作通电检查用电子电路。而且,预先通过连接光学半导体元件集合基板212所具备的通电检查用电源探针的连接面215,与电源相连,由此可以对通电检查用电子电路外加电流,并在承载于光学半导体元件集合基板212上的状态下,检查光学半导体元件206的光学特性。在此通电检查时,作为光学特性,尤其确认是否亮灯、光束值、色度、色温、波长光谱及显色性等,然后实施分选工序。
在此,使用图8,来说明在光学半导体元件集合基板212内制作通电检查用电子电路213’的方法。图8是例示性表示光学半导体元件206排列为3×3的光学半导体元件集合基板212的通电部213及光学半导体元件206的图。图8A是半切割前的光学半导体元件集合基板212。图8B至图8D表示可以根据半切割线214的位置及长度的不同,在光学半导体元件集合基板212上制作3列(B)-三个光学半导体元件的串联电子电路213’,制作3列(C)-三个光学半导体元件的并联电子电路213’,并制作一个(D)-使三个光学半导体元件的串联电子电路三个并联的电子电路213’的一个实例。可以对此通电检查用电子电路213’使用直流电源(direct current supply,DC supply),从连接电源探针的连接面215外加电流,由此获得每一光学半导体元件206的光学特性信息。
并且,在经半切割的状态下,光学半导体装置203由基板的树脂成型部连接,光学半导体元件集合基板212保持原样。之后,利用全切割工序,将光学半导体装置203完全单颗化。此时,在全切割工序中,使用与半切割工序中使用的切割刀片宽度不同的宽度的切割刀片,由此当在全切割工序或半切割工序中产生位置偏移时,也可以完全单颗化。
在图9中,表示利用本发明所制造的光学半导体装置203与外部基板219的粘着情况。在光学半导体装置203中,存在由半切割所引起的沟槽210,且在其沟槽内配置焊锡所代表的导电粘着剂217。通过在此沟槽210内配置粘着材料217,可以提升光学半导体装置203与外部基板219的粘着强度。
在图10中,表示本发明中使用的通电检查方法及其光学特性检测装置220。在图10中,使用与经半切割的光学半导体元件集合基板212的光学半导体元件206的配置间距一致的光学特性检测用光学透镜群218。通过使用此光学透镜群218,可以一次分选多个光学半导体元件,从而减少分选工作量。
在图11中,表示使用在金属框架201上将树脂转送成型而成的基板204的光学半导体装置203的制造流程。在图12中,表示使用在印刷基板202上将树脂转送成型而成的基板204的光学半导体装置203的制造流程。
首先,制作图6所示的光学半导体元件集合基板212。通过在具有通电部的基板204上构装光学半导体元件,由例如包含荧光体的硅酮树脂密封,来获得光学半导体元件集合基板212。如图11A、图12A所示,准备在金属框架201或印刷基板202上施加Ag、Au、Pd、Ni等电镀的材料,以便制作具有通电部的基板204。接着,如图11B、图12B所示,在金属框架201上将树脂转送成型,或在印刷基板202上将树脂转送成型,从而制作具有通电部的基板204。此时,优选为,在前述金属框架201或印刷基板202上将包含金属氧化物的成型树脂转送成型。并且,在使用金属框架201时,期望金属框架201的一部分形成沟槽,尤其是为了防止由切割毛边或崩角引起的树脂的缺口,在实施全切割工序或半切割的切割线上形成沟槽。并且,考虑到耐热性或耐久性,期望印刷基板202使用将硅酮树脂或环氧树脂含浸于玻璃纤维材料216中的基板(参照图5B)。
并且,优选为,配置符合目的的衬垫接合部,以便制作后述半切割工序的电子电路。并且,通过在成型树脂中使用硅酮树脂组合物,可以提升光学半导体装置的耐热性或耐紫外线性。进一步,当在成型树脂中使用环氧树脂组合物时,可以提升光学半导体装置的强度。另外,前述金属氧化物是作为反射材料、增强材料及散热材料而添加。
在图11C、12C中,表示在具有通电部的基板204上构装多个光学半导体元件206从而获得光学半导体元件集合基板212的构装工序。在构装中,可以使用Au-Sn、焊锡、导电性浆料、树脂粘着剂及金凸块,且期望在构装之前,对用于提升前述基板与光学半导体的粘着强度的基板,实施等离子体处理或紫外线臭氧处理。在基板上构装光学半导体元件之后,根据需要而实施Au引线的引线接合(wire bonding)。
之后,如图11D、12D所示,使用包含荧光体的树脂等,来密封光学半导体元件206树脂。此时,期望在密封树脂209中使用硅酮树脂,以便提升耐热性或耐久性,且优选为,硅酮树脂内包含荧光体及添加物。此时,添加物并无特别限制,是指二氧化硅等用于粘度调整或光散射的材料。并且,期望在树脂密封之前,对基板204实施等离子体处理或紫外线臭氧处理,以便提升密封树脂209及成型体208的粘着强度。树脂密封后,完成光学半导体元件集合基板212。
在光学半导体元件集合基板212中,存在光学半导体元件206及成型物208的一侧为表面,且将光学半导体装置连接外部的基板(在此未示出)的外部连接端子205’侧为背面(参照图5)。首先,如图11E、图12E所示,在半切割工序中,将光学半导体元件集合基板212的背面半切割,由此切断通电部的一部分(半切割处221),以便在光学半导体元件集合基板内制作通电检查用电子电路。此时,期望半切割刀片的宽度为0.4~0.5mm。通过实施半切割,光学半导体元件集合基板212可以保持形状地构成通电检查用电子电路。另外,优选为,事先确认基板内的衬垫接合部的配置,以便制作目标电子电路。在本实施形态中,光学半导体装置203串联排列地配置衬垫接合部。
之后,如图11F、12F所示,在通电检查工序中,对通电检查用电子电路进行通电检查,以便获得每一光学半导体元件的光学特性信息,之后,在分选工序中,使用该光学特性信息来分选光学半导体元件。例如,可以使用连接设置于光学半导体元件集合基板212上的通电检查用电源探针的连接面215,对利用半切割工序所制作的电子电路外加电流,利用通电检查而获得光学特性信息。在通电检查中不仅确认是否亮灯,还要确认使用积分球或亮度测定装置的光束值、色度、色温、波长光谱及显色性等,且构装于光学半导体元件集合基板212上而直接进行光学半导体装置的分选。并且,光学特性信息不仅用于产品的分选,还可以用于确认制造上的不良点或荧光体浓度的偏差,还与提升工序内检查的品质相关。
通电检查后,如图11G、图12G所示,在全切割工序中,在半切割工序的切断线上进行全切割,由此将光学半导体元件集合基板分割为各个光学半导体装置,从而可以获得利用光学特性信息而分选后的多个光学半导体装置。例如,从光学半导体元件集合基板212的表面进行全切割,以便完全单颗化,由此完成光学半导体装置203。在此全切割工序时,优选为,使在半切割工序中制作的切割线与全切割的切割线一致以便单颗化,并且期望全切割工序中所使用的切割刀片宽度与半切割工序的切割刀片宽度不同。尤其期望全切割刀片宽度小于半切割刀片宽度,以便确保集合基板的小型化或PN间的绝缘性。
例如,若在通电检查工序及分选工序中,记录哪一位置处的光学半导体元件具有哪种光学特性信息,可以在全切割工序后立即将半导体装置分类。
在通电检查中,可以使用与配置于经半切割的光学半导体元件集合基板上的光学半导体元件的配置间距一致的光学特性检测光学透镜群218。期望使用以电荷耦合元件照相机(Charge-coupled Device Camera,CCD Camera)为代表的亮度测定用光学探针,作为此光学透镜群。并且,如图13所示,此光学探针是通过光纤224等而与分光器(光学特性检测装置220)相连,从而可以处理与各个半导体装置对应的光学透镜的光学特性信息。并且,光学透镜的前端为围绕光学透镜222的腔体结构223。通过利用此腔体223来覆盖光学半导体元件,使各个光学半导体元件所发出的光不会漏掉,从而可以测定光学特性信息。由此,可以实施分选,而不会干扰其他光学半导体元件群。
[实施例]
以下,示出实施例及比较例,更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些。
(实施例1)
积层3层将包含作为无机质填充材料的氧化钛的苯基系硅酮树脂组合物(信越化学(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造:商品名KJR-5547)含浸于玻璃纤维中的每1片为70μm的片材,并使树脂固化来作为基台。在此基台的顶面及底面上使75μm的铜层热压结合。而且,形成对铜层的表面施加Ni/Pd/Au的电镀的金属被覆层,并利用蚀刻工序,在基台顶面上形成两个电连接部。
以等离子体处理100W/30秒,对前述基台的表面实施表面处理,对于所述处理面,利用转送模具,使用硅酮树脂组合物将凹形状的反射体结构成型。将硅酮系芯片接合(晶粒接合(die bonding))材料(信越化学制造:商品名632DA-1)打印涂布于此反射体内的光学半导体元件承载部分上,承载蓝色LED芯片(美国科锐公司(Cree Corporation)制造TR350M系列),以150℃、4小时使其固化。之后,通过直径为30μm的金引线将电连接部与蓝色LED芯片引线接合(wire bond)连接。
之后,在反射体内,利用武藏工程机械(Musashi Engineering Co.,Ltd.)制造的分配器,涂布混揉有黄色荧光体及硅酮树脂组合物(信越化学制造:商品名KJR-9022)的内层材料后,以150℃、4小时使其热固化。热固化后,经过切割工序将其单颗化,从而获得本发明的光学半导体装置。
(比较例1、2)
使用FR-4基板(比较例1)、AlN基板(比较例2)作为基台,除此以外,与实施例1同样地,制作光学半导体装置。
之后,对实施例1、比较例1至比较例2中制作的光学半导体装置,实施85℃/85%的高温高湿通电试验,确认100h、500h、1,000h初期光束值的变动情况。结果示于表1。若使初期光束为100%,那么实施例1的光学半导体装置维持与陶瓷AlN基板(比较例2)的光学半导体装置同程度的光束。
表1
初期光束 | 100h | 500h | 1,000h | |
实施例1 | 100% | 100% | 95% | 92% |
比较例1 | 100% | 95% | 85% | 75% |
比较例2 | 100% | 100% | 94% | 91% |
进一步,对实施例1、比较例1至比较例2中制作的光学半导体装置,实施85℃/85%的高温高湿通电试验,确认100h、500h、1,000h的光学半导体装置的反射率的变动情况。结果示于表2。若使初期反射率为100%,那么实施例1的光学半导体装置可以维持与树脂也就是FR-4基板(比较例1)的光学半导体装置同程度以上的反射率。
表2
初期反射率 | 100h | 500h | 1,000h | |
实施例1 | 100% | 100% | 97% | 96% |
比较例1 | 100% | 95% | 90% | 85% |
比较例2 | 40% | 39% | 39% | 38% |
进一步,比较实施例1中使用的光学半导体装置用封装体、与比较例1中使用的FR-4基板的相对介电常数。相对介电常数是利用三平板传输线谐振器法(Triplate-lineResonator Method),使用惠普公司(Hewlett-Packard Company)制造的网络分析器HP-8722C,在室温25℃下,进行1GHz的相对介电常数的测定。结果示于表3。本发明的光学半导体装置用封装体的相对介电常数为3.2,先前的FR-4基板为5.2。由此可知,使用本发明的光学半导体装置用封装体的光学半导体装置的相对介电常数低于40%,从而具有低干扰性。
表3
1GHz下的相对介电常数 | |
实施例1 | 3.2 |
比较例1 | 5.2 |
(实施例2、3)
在将反射体结构成型时,在转送成型中使用环氧树脂(实施例2)、或硅酮树脂与环氧树脂的杂化树脂(实施例3),除此以外,与实施例1同样地制作光学半导体装置。
对在实施例2至实施例3中试制的光学半导体装置,实施85℃/85%的高温高湿通电试验,确认100h、500h、1,000h初期光束值的变动情况。结果示于表4。可知由于基台的耐久性较高,因此两种都未有较大的光束的下降,较为良好。
表4
初期光束 | 100h | 500h | 1,000h | |
实施例2 | 100% | 100% | 96% | 95% |
实施例3 | 100% | 100% | 97% | 96% |
进一步,在实施例1至实施例3中试制的光学半导体装置用封装体由于包含纤维增强剂,因此机械稳定性较高。
(实施例4)
使用厚度0.25mm的Cu基底的基材(三菱伸铜株式会社(Mitsubishi ShindohCo.Ltd.)制造Tamac194),通过蚀刻工序形成将衬垫与衬垫间接起来的连接部,制作已施加Ni/Pd/Au电镀的金属导线框架。使用此基板,在等离子体处理50W/60秒下对基台表面实施表面处理,并利用转送成型机对所述处理面实施硅组合物的树脂成型,制作具有通电部的基板。
将硅酮系芯片接合材(信越化学制造:商品名632DA-1)打印涂布于前述成型中所形成的凹部(反射体)内,承载蓝色LED芯片(美国科锐公司制造TR350M系列),以150℃、4小时固化。之后,利用30μm的金引线实施引线接合。
之后,利用武藏工程机械制造分配器涂布混揉有黄色荧光体及硅酮树脂(信越化学制造:商品名KJR-9022)的内层材料后,以150℃、4小时使其热固化,制作光学半导体元件集合基板。之后,将所制作的集合基板的背面实施切割刀片厚0.4mm的半切割工序,切断通电部,以便在集合基板上制作使10列20个光学半导体元件的串联电子电路并联的电子电路。使用连接设置于集合基板的外周部的通电探针的连接面,外加50mA,实施利用积分球的通电检查,从而获得光学特性信息。之后,可以在切割刀片0.2mm的全切割工序中将集合基板单颗化,从而获得利用光学特性信息而分选后的200个光学半导体装置。由于无需对单颗化之后的光学半导体装置进行分选,一次可获得多个光学特性信息,因此工序得以简化,生产效率提升。并且生产成本也随之降低。
(实施例5)
积层3层将包含作为金属氧化物的氧化铝(Admatechs(Admatechs Co.,Ltd.)制造:商品名AO-502)的加成固化型苯基变性硅组合物(信越化学工业制造)含浸于玻璃纤维中的每1片为70μm的片材,将其作为基底,在其表面及底面上形成75μm的铜层、及已对其表面施加Ni/Pd/Au的电镀的金属被覆层。之后,在蚀刻工序中形成连接区域,以便制作具有通电部的印刷基板。之后,通过与实施例4同样的转送成型工序、半切割工序、通电检查工序、分选工序及全切割工序,获得光学半导体装置。由于无需对单颗化之后的光学半导体装置进行分选工序,一次可获得多个光学特性信息,因此工序得以简化,生产效率提升。并且,生产成本也随之降低。
(实施例6)
与实施例4所示的制造方法同样地,制造使用垂直型光学半导体(立式)及倒装片型光学半导体元件的光学半导体装置。结果与实施例4同样地,工序得以简化,生产效率提升。
(实施例7)
使用焊锡,使实施例4中制作的光学半导体装置与FR-4(外部基板)粘着。之后,对于光学半导体装置与FR-4(外部基板)的粘着情况,进行热冲击试验(爱斯佩克株式会社(Espec Corporation)制造TSE-11-A),调查在-40℃~150℃下,进行500次循环、1,000次循环时的通电情况。结果示于表5。如表5所示,可知光学半导体装置保持与外部基板良好的粘着情况,也不会产生不亮灯。
表5
500次循环 | 1,000次循环 | |
不亮灯数 | 0/100 | 0/100 |
(比较例3)
接着,与实施例4同样地制作光学半导体元件集合基板,只进行全切割工序,而不进行半切割工序、通电检查工序及分选工序,从而制作光学半导体装置。之后,通过粘着剂,使单颗化之后的光学半导体装置排列于基板上,进行通电检查,基于所述光学特性信息而分选。利用这种光半导体装置的制造方法,工序较为复杂,与实施例4比较,生产效率下降约20%。并且生产成本也增大。
另外,本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求书所述的技术思想实质相同的结构,并发挥相同作用效果的技术方案,均包含在本发明的技术范围内。
Claims (8)
1.一种光学半导体装置用封装体,其特征在于,
在使用至少一层以上的半固化片固化而成的基台的顶面上,具有要与光学半导体元件电连接的至少两个电连接部、及围绕前述要连接的光学半导体元件的反射体结构,所述半固化片是将硅酮树脂组合物含浸于纤维增强材料中,
构成前述基台的纤维增强材料具有90°旋转的3层以上的纤维层,
前述基台在25℃、1GHz下的相对介电常数为5.0以下。
2.如权利要求1所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述纤维增强材料为玻璃纤维。
3.如权利要求1所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述硅酮树脂组合物为缩合固化型或加成固化型硅酮树脂组合物。
4.如权利要求1所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述电连接部包含至少一层金属层。
5.如权利要求1所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述基台在底面上具有底面金属被覆层。
6.如权利要求5所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述基台具有至少一个以上穿孔,前述顶面的电连接部与前述底面金属被覆层通过该穿孔而电连接。
7.如权利要求1所述的光学半导体装置用封装体,其中,前述反射体结构是由硅酮树脂、环氧树脂、及硅酮树脂与环氧树脂的杂化树脂中的任一种成型。
8.一种光学半导体装置,其是在权利要求1至7中的任一项所述的光学半导体装置用封装体上,承载光学半导体元件制造而成。
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