JP2009231847A - Support for semiconductor device, and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability semiconductor device, by reducing the warpage of a support disposed a sealing member.
SOLUTION: The semiconductor device includes a support 100 having a pair of first conductor 101a and 101b, and a pair of a second conductor 102a and 102b which differ from the first conductor 101a and 101b, disposed on an insulation substrate 100a, and a sealing member 112, covering a semiconductor element disposed on the holder 100; the support 100 has an insulator with the insulation substrate exposed in between the pair of the first conductors; at least one of the pair of the second conductor is placed on the side of the insulator; and the sealing member is disposed on the region, including at least the first conductor or the second conductor.
COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光素子や受光素子のような半導体素子を搭載する支持体およびそれを利用した半導体装置、特に、高出力および高輝度の半導体発光素子が搭載され、耐熱性、放熱性および信頼性に優れる半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device utilizing the support and it for mounting a semiconductor element such as a light emitting element and the light receiving element, in particular, semiconductor devices of high output and high brightness are mounted, heat resistance, heat dissipation and reliability It relates to a semiconductor device having excellent.

近年、高出力の発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)のような半導体発光素子が開発されてきている。 Recently, semiconductor light emitting devices have been developed, such as high-power light emitting diode (LED) or as a laser diode (LD). このような半導体発光素子は、その半導体発光素子に電力を供給するための電極を備えた支持体であるパッケージに搭載されて発光装置とされる。 Such a semiconductor light emitting element is a light emitting device is mounted on a support package with electrodes for supplying electric power to the semiconductor light emitting element.

発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子を気密封止するパッケージとして、いわゆるキャンパッケージが挙げられる。 The semiconductor light-emitting element such as a light emitting diode or laser diode as a package for hermetically sealing a so-called can package and the like. 従来例として図14に示されるキャンパッケージ5は、絶縁材料を介して電極2が挿通および固定された貫通孔を有するステム3と、金属リングにガラスからなる透光部7が嵌め込まれたキャップ6と、からなる。 The can package 5 shown in FIG. 14 as a conventional example, a cap and a stem 3 having a through-hole electrode 2 is inserted and fixed via an insulating material, the light transmitting portion 7 made of glass to the metal ring is fitted 6 If, consisting of. 半導体発光素子1は、ステム3に配されており、半導体発光素子1の電極と、ステム3に配された電極2は、導電性ワイヤ4を介して接続されている。 The semiconductor light emitting element 1 is disposed to the stem 3, and the electrode semiconductor light emitting element 1, electrodes 2 arranged on the stem 3 is connected via conductive wires 4. このキャンパッケージ5は、ステム3とキャップ6とを抵抗溶接することにより、ステム3に配された半導体発光素子1を気密封止している。 The can package 5 by resistance welding the stem 3 and the cap 6, and hermetically sealing the semiconductor light-emitting device 1 arranged on the stem 3. すなわち、キャップ6の金属リングに一方の電極を接触させ、ステム3に他方の電極を接触させて電圧を印加する。 That is, contacting the one electrode to the metal ring of the cap 6, the stem 3 is brought into contact with the other electrode by applying a voltage. これにより発生したジュール熱により、キャップ6の金属リングは、ステム3に溶着して固定され、半導体発光素子は、気密封止される。 The Joule heat generated by this, the metal ring of the cap 6 is fixed by welding to the stem 3, the semiconductor light-emitting element is hermetically sealed. このようなキャンパッケージ5は、外部からパッケージ内への湿気などの浸入が防止され、気密性に優れたパッケージである。 Such can package 5 is prevented ingress of moisture and the like from the outside into the package is a good package tightness.

特開2004−200253号公報 JP 2004-200253 JP

半導体素子が気密封止された半導体装置を形成するとき、上述の金属製のステムよりも絶縁性基板に導体配線が施された支持体に、キャップを溶接することが好ましい。 When the semiconductor element to form a semiconductor device hermetically sealed, the support on which wiring has been applied to the insulating substrate than the metal stem described above, it is preferable to weld the cap. これは、支持体の集合体である基板にキャップを溶接して半導体装置とした後、基板を支持体ごとに個片化することにより、半導体装置として効率よく量産することができるからである。 This, after a semiconductor device by welding the cap to the substrate is an aggregate of the support, by singulating each support a substrate, is because it is possible to mass-produced efficiently as a semiconductor device.

しかしながら、例えば、特開2004−200253号公報に開示されるように、絶縁性基板に金属材料を接合させることにより形成された支持体は、絶縁性基板と金属材料との熱膨張率の違いにより、支持体の全体に反りが発生する。 However, for example, as disclosed in JP 2004-200253, support formed by bonding a metal material on an insulating substrate, the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the metal material , warpage occurs in the whole of the support.

反りを有する支持体への封止部材の溶接は、金属製のステムにキャップを溶接するキャンパッケージと比較して、半導体装置の気密性を低下させやすい。 Welding the sealing member to the support having a warp, compared with the can package to weld the cap to the metal stem tends to reduce the airtightness of the semiconductor device. 例えば、キャップの鍔部と、支持体の間に隙間が生じることにより、半導体装置の気密性が低下する。 For example, a flange portion of the cap, by generation of a gap between the support, the airtightness of the semiconductor device is lowered. また、キャップを溶接した絶縁性基板に反りがあれば、キャップに嵌め込まれたガラスの特定の部位に応力が強くかかり、そこからガラスに亀裂が生じることがある。 Further, if there is warping in the insulating substrate with a welded cap, stress takes strongly to a specific site of the glass fitted in the cap, there is a crack occurs in the glass therefrom. また、基板にキャップを溶接する際、キャップの鍔部に当接された電極端子の圧力により、鍔部からガラスの方へ応力がかかりガラスに亀裂が生じることがある。 Further, when welding the cap to the substrate, the pressure of the abutted electrode terminal flange portion of the cap, there is a crack occurs in the glass stress is applied toward the glass from the flange portion. このようにガラスに亀裂が生じることにより、半導体装置の気密性が低下してしまう。 By cracking the glass in this way, the airtightness of the semiconductor device is reduced.

ところで、上記特許文献に記載の発光装置は、絶縁性基板に接合される金属材料の配置領域を複数の領域に分割することにより、反りを低減させている。 Meanwhile, the light emitting device according to the patent documents described above, by dividing the arrangement region of the metallic materials to be bonded to the insulating substrate into a plurality of regions, thereby reducing warpage. このように反りを低減させたとしても、上述したような気密封止された半導体装置としたとき、十分な気密性を確保するには不十分である。 Thus even with reduced warpage, when a hermetically sealed semiconductor device as described above, is insufficient to ensure a sufficient airtightness.

そこで、本発明は、基板と封止部材とで半導体素子が気密封止された半導体装置において、その気密性に優れた半導体装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is to provide a semiconductor device in which a semiconductor element is hermetically sealed by the substrate and the sealing member, and to provide a semiconductor device having excellent airtightness.

以上の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、一対の第一導電体と、その第一導電体とは別の一対の第二導電体とが絶縁性基板に配置された支持体と、その支持体に配置された半導体素子を覆う封止部材と、を備えており、上記支持体は、上記一対の第一導電体の間に上記絶縁性基板が露出された絶縁部を有しており、且つ、上記一対の第二導電体の少なくとも一方は、上記絶縁部の側方に配置されており、上記封止部材は、上記第一導電体または上記第二導電体の領域の少なくとも一部を含む領域の上に配置されることを特徴とする。 To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention, the support and the pair of first conductors, which with another pair of second conductor and its first conductor is disposed on the insulating substrate When a sealing member covering a semiconductor element disposed on the support, comprises a said support, an insulating portion where the insulating substrate is exposed between the pair of first conductive materials Yes and has, and, at least one of the pair of second conductive materials is arranged on the side of the insulating portion, the sealing member is in the region of the first conductor or the second conductor characterized in that it is positioned over the region including at least part.

または、本発明に係る半導体装置は、一対の第一導電体と、その第一導電体とは別の一対の第二導電体とが絶縁性基板に配置された支持体と、その支持体に配置された半導体素子を覆う封止部材と、を備えており、上記一対の第一導電体の領域形状は、平面視にて、互いに対称な形状を有し、且つ上記一対の第二導電体の領域形状は、上記平面視にて、上記第一導電体の領域形状の対称軸に対して互いに対称な形状を有しており、上記封止部材は、上記第一導電体の領域または上記第二導電体の領域の少なくとも一部を含む領域の上に配置されることを特徴とする。 Or, a semiconductor device according to the present invention includes a pair of first conductor, a support body separate the pair of second conductor is disposed on the insulating substrate and the first conductor, in that the support and a sealing member covering the placed semiconductor device has a said pair of area shape of the first conductor, in plan view, it has a symmetrical shape with each other, and the pair of second conductive materials the area shape at the plan view, the first has a symmetrical shape with each other for one conductor symmetry axis of the region shape, the sealing member, the first conductor region or the characterized in that it is positioned over the region including at least part of the area of ​​the second conductive material.

上記第二導電体の領域形状は、上記絶縁性基板の長手方向に延伸された短冊状であることが好ましい。 Area shape of the second conductive material is preferably the insulating strip which is stretched in the longitudinal direction of the substrate.

上記絶縁性基板は、その中央部に配置された第三導電体を備えており、上記第一導電体の領域形状は、上記中央部の側に延伸されて上記第三導電体の領域形状の一部を包囲する延伸部を有することが好ましい。 The insulating substrate is provided with a third conductor disposed at the center thereof, the region shape of the first conductor, is stretched to the side of the central portion of the area shape of the third conductor it is preferred to have an extending portion surrounding a portion.

上記第一導電体および上記第二導電体は、絶縁性部材により連続して被覆されていることが好ましい。 The first conductor and the second conductor are preferably covered continuously with an insulating member.

上記封止部材が導電性の鍔部を備えており、その封止部材の鍔部は、上記支持体に対して弾性を有することが好ましい。 The sealing member is provided with a flange portion of the conductive flange portion of the sealing member preferably has a resilient against the support.

さらに、本発明の半導体装置の形成方法は、絶縁性基板と、その絶縁性基板に配置された導電体と、を備えた支持体と、導電性の鍔部を有する封止部材と、を具備した半導体装置の形成方法であって、平面視にて互いに対称な領域形状を有する一対の第一導電体を、上記絶縁性基板に配置する第一の工程と、上記平面視にて上記第一導電体の領域に対して互いに対称な領域形状を有する一対の第二導電体を、上記絶縁性基板に配置する第二の工程と、上記第一導電体または上記第二導電体の少なくとも一部を含む領域上に、封止部材の鍔部を溶接する第三の工程と、を有することを特徴とする。 Furthermore, the method of forming the semiconductor device of the present invention, comprises an insulating substrate, a conductive body and arranged on the insulating substrate, a support body and a sealing member having a flange portion of the conductive, the a method of forming a semiconductor device, a pair of first conductor having a symmetrical region shapes in plan view, a first step of arranging on the insulating substrate, the first at the plan view a pair of second conductor having a symmetrical region shapes to a region of the conductor, and a second step of arranging on the insulating substrate, at least a portion of the first conductor or the second conductor on a region including a characterized by having a third step of welding the flange portion of the sealing member.

上記封止部材の鍔部は、上記絶縁性基板に対して弾性を有することが好ましい。 The flange portion of the sealing member preferably has a resilient against the insulating substrate.

本発明は、基板と封止部材とで半導体素子が気密封止された半導体装置において、基板の反りが低減されることにより、気密性に優れた半導体装置を提供することができる。 The present invention provides a semiconductor device in which a semiconductor element is hermetically sealed by the substrate and the sealing member, by warping of the substrate is reduced, it is possible to provide a semiconductor device with excellent airtightness.

図1は、本発明の一実施例を示す模式的な斜視図である。 Figure 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施例を示す模式的な上面図である。 Figure 2 is a schematic top view showing an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施例を示す模式的な断面図である。 Figure 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な上面図である。 Figure 4 is a schematic top view showing a step of forming one embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な上面図である。 Figure 5 is a schematic top view showing a step of forming one embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な上面図である。 Figure 6 is a schematic top view showing a step of forming one embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な断面図である。 Figure 7 is a schematic view showing the step of forming the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な断面図である。 Figure 8 is a schematic view showing the step of forming the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な断面図である。 Figure 9 is a schematic view showing the step of forming the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な断面図である。 Figure 10 is a schematic view showing the step of forming the embodiment of the present invention. 図11は、本発明の一実施例の形成工程を示す模式的な断面図である。 Figure 11 is a schematic view showing the step of forming the embodiment of the present invention. 図12は、本発明の一実施例を模式的に示す部分的な断面図である。 Figure 12 is a partial cross-sectional view schematically showing an embodiment of the present invention. 図13は、本発明の形成工程の一実施例を示す模式的な断面図である。 Figure 13 is a schematic sectional view showing an embodiment of a forming process of the present invention. 図14は、従来の半導体装置を示す模式的な断面図である。 Figure 14 is a schematic sectional view showing a conventional semiconductor device. 図15は、本発明の一変形例を示す模式的な斜視図である。 Figure 15 is a schematic perspective view showing a modified example of the present invention. 図16は、本発明の一変形例を示す模式的な斜視図である。 Figure 16 is a schematic perspective view showing a modified example of the present invention. 図17は、本発明の一変形例を示す模式的な斜視図である。 Figure 17 is a schematic perspective view showing a modified example of the present invention. 図18は、本発明の一変形例を示す模式的な斜視図である。 Figure 18 is a schematic perspective view showing a modified example of the present invention.

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 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半導体装置を例示するものであって、本発明は半導体装置を以下に限定するものではない。 However, the form shown below, are illustrative of a semiconductor device for embodying the technical idea of ​​the present invention, the present invention is not intended to limit the semiconductor device below. また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。 Further, this specification the members shown in the claims, is in no way intended to identify the members of the embodiment. 特に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に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 In particular the dimensions of the components described in the embodiments, the material, shape, unless their relative positions and so forth, but the scope of the present invention is to be limited only thereto, mere description by way of example only. 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誇張していることがある。 The sizes and the arrangement relationships of the members shown in the drawings may be exaggerated for clarity. さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。 In addition the following description, the same names and reference numerals and the same or equivalent members as appropriate and detailed description thereof will be omitted. さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 In each constituting component of the present invention may be a mode in which serves a plurality of elements in one of the members constituting the plurality of elements with the same member, a plurality of members of the functionality of one member in the opposite It can also be realized by sharing.

半導体素子と、正負一対の電極と、その電極を配置する絶縁性基板を有する支持体と、上記半導体素子を覆うカバーである封止部材と、を備えた半導体装置において、支持体の反りを低減させ、支持体に実装された封止部材の損傷をなくすため、本発明者らは種々の検討を行った。 Reducing the semiconductor element, a pair of positive and negative electrodes, a support having an insulating substrate to place its electrodes, in a semiconductor device and a sealing member is a cover covering the semiconductor element, the warp of the support is, to eliminate the damage of the sealing member mounted on the support, the present inventors have conducted various studies. その結果、本発明の第一の形態として、支持体は、一対の第一導電体と、その第一導電体とは別の一対の第二導電体とが絶縁性基板に配置された支持体と、その支持体に配置された半導体素子を覆う封止部材と、を備えており、上記支持体は、上記一対の第一導電体の間に上記絶縁性基板が露出された絶縁部を有しており、且つ、上記一対の第二導電体の少なくとも一方は、上記絶縁部の側方に配置されており、上記封止部材は、上記第一導電体または上記第二導電体の領域の少なくとも一部を含む領域の上に配置されることを特徴とすることにより課題を解決するに至った。 As a result, as a first embodiment of the present invention, the support, the support and the pair of the first conductor, where the other pair of second conductor and its first conductor is disposed on the insulating substrate When a sealing member covering a semiconductor element disposed on the support, comprises a said support, an insulating portion where the insulating substrate is exposed between the pair of first conductive materials Yes and has, and, at least one of the pair of second conductive materials is arranged on the side of the insulating portion, the sealing member is in the region of the first conductor or the second conductor It led to solving the problem by being disposed on a region including at least part.

または、本発明の第二の形態として、支持体は、絶縁性基板と、その絶縁性基板に配置された一対の第一導電体と、その第一導電体とは別に絶縁性基板に配置された一対の第二導電体と、を封止部材が配置される領域に備えており、上記一対の第一導電体の領域は、平面視にて、互いに対称な形状を有しており、上記一対の第二導電体の領域は、上記平面視にて、互いに対称であり、かつ上記第一導電体の領域に対して互いに対称な形状を有する。 Or, as a second embodiment of the present invention, the support is an insulating substrate, a pair of first conductors disposed on the insulating substrate, disposed separately from the insulating substrate and the first conductor a pair of second conductor was provided with a region where the sealing member is arranged, the region of the pair of first conductor in plan view, has a symmetrical shape with each other, the regions of the pair of second conductive materials are in the above plan view is symmetrical, and has a symmetrical shape with each other to a region of the first conductor. さらに、上記封止部材は、上記第一導電体の領域または上記第二導電体の領域の少なくとも一部を含む領域の上に配置されることを特徴とすることにより課題を解決するに至った。 Further, the sealing member, leading to an aspect by being disposed on a region including at least part of the area of ​​the region or the second conductor of the first conductor . なお、本発明は、上記第一の形態または第二の形態のうち一方あるいは両方の形態の構成を有することを特徴とし、本発明による効果は、上記第一の形態または第二の形態のうち一方あるいは両方の形態の構成を有することにより奏されるものである。 The present invention is characterized by having a structure of one or both forms of the above first embodiment or second embodiment, effects of the present invention, among the above-mentioned first embodiment or second embodiment On the other hand, or are intended to be achieved by having the structure of both forms.

<半導体装置> <Semiconductor Device>
以下、図面を参照しながら本形態にかかる半導体装置について説明する。 Hereinafter, description will be given of a semiconductor device according to the present embodiment with reference to the drawings. 図1は、本形態における半導体装置の模式的な斜視図を示す。 Figure 1 shows a schematic perspective view of a semiconductor device in the present embodiment. 図2は、本形態における半導体装置の模式的な上面図を示す。 Figure 2 shows a schematic top view of the semiconductor device in the present embodiment. 図3は、本形態における半導体装置について、図2に示すII−II方向の模式的な断面図を示す。 3, a semiconductor device in the present embodiment, a schematic sectional view of a II-II direction shown in FIG.

図1から図3に示されるように、本形態の半導体装置は、半導体素子と、正負一対の電極とするための導電体が配置された絶縁性基板を有する支持体100と、その支持体100に配置された半導体素子を覆うカバーである封止部材112と、を備えた半導体装置である。 From Figure 1, as shown in FIG. 3, the semiconductor device of the present embodiment includes a semiconductor element, a support 100 having an insulating substrate including a conductive material is arranged for the pair of positive and negative electrodes, the support 100 , a sealing member 112 is a cover for covering the semiconductor element disposed on a semiconductor device having a.

図4に示されるように、本形態の支持体100は、半導体素子に接続させる配線として利用する一対の第一導電体101a、101bが配置領域の中央部に対して互いに対称となるように絶縁性基板の主面に配置されている。 As shown in FIG. 4, the support 100 of this embodiment, the insulating so as to be symmetric with respect to the central portion of the pair of first conductive materials 101a, 101b is disposed area used as a wiring for connecting to the semiconductor element It is disposed on the main surface of sexual substrate. さらに、第一導電体101a、101bの配置パターンを平面視して、その配置パターンに対して互いに対称なパターンとなるように、第一導電体101a、101bとは別に、互いに対称な配置パターンを有する一対の第二導電体102a、102bが絶縁性基板に配置されている。 Further, the first conductor 101a, the arrangement pattern of 101b in a plan view, so as to be symmetrical pattern with each other with respect to the arrangement pattern, the first conductor 101a, apart from the 101b, a symmetric array patterns a pair of second conductive materials 102a, 102b are disposed on an insulating substrate having. なお、本形態における第一から第三導電体の領域の外縁は、直線としてあるが、これに限定されることなく、第一から第三導電体の領域の外縁を曲線、直線あるいはそれらを組合せた形状としてもよい。 Incidentally, the outer edge of the region from the first in this embodiment the third conductor, although a straight line, without being limited thereto, the curve outer edge region of the third conductor from a first, straight or a combination thereof and it may have a shape.

本形態の支持体上において、各導電体の領域形状が互いに対称とは、封止部材を配置する領域の中央部を通過する直線について線対称、あるいは上記中央部を対称の中心として点対称であることをいう。 On the support of the present embodiment, the area shape is symmetrical for each conductor, the straight line the line symmetry passing through the central portion of the area for arranging the sealing member or the central portion at a point symmetric about the symmetry, It says that there is.

例えば、図4において、支持体上で封止部材を配置する領域は、点線で示される円内の上に設けられる。 For example, in FIG. 4, the region of placing the sealing member on the support is provided on the inside circle indicated by dotted lines. 点線円の中心を通る破線X−Xと、それに垂直な破線Y−Yを仮定する。 And the broken line X-X passing through the center of the dotted circle, it perpendicular dashed Y-Y assumed. そうすると、一対の第一導電体が配置された領域101a、101bについて、第一導電体の領域101aの形状は、破線X−Xを対称軸として第一導電体の領域101bの形状と線対称である。 Then, a pair of first conductors disposed region 101a, for 101b, the shape of the region 101a of the first conductor, in the shape axisymmetrical region 101b of the first conductive material a dashed line X-X axis of symmetry is there. また、第一導電体101aおよび第一導電体101bの領域面積をそれぞれ二分する共通の対称軸である破線Y−Yを対称軸として、第二導電体102aの領域形状は、第二導電体102bの領域形状と線対称である。 Further, a broken line Y-Y is a common symmetry axis bisecting the region area of ​​the first conductive materials 101a and the first conductor 101b respectively as symmetry axis, the region shape of the second conductor 102a, the second conductor 102b which is the area shape line symmetric. ここで、一対の第一導電体101aおよび第一導電体101bのそれぞれは、破線Y−Yを対称軸としても線対称である。 Here, each of the pair of first conductive materials 101a and the first conductor 101b, a line symmetry as an axis of symmetry dashed Y-Y. また、一対の第二導電体102a、102bのそれぞれは、破線X−Xを対称軸としても線対称である。 The pair of second conductive materials 102a, each 102b, axisymmetrical as axis of symmetry dashed X-X.

あるいは、一対の第一導電体101a、101bおよび第二導電体102a、102bの領域形状それぞれについて、第一導電体101aおよび第二導電体102aの領域形状は、封止部材の配置領域の中心(破線X−Xと破線Y−Yの交点)を対称の中心として、第一導電体101bおよび第二導電体102bの領域形状とそれぞれ点対称である。 Alternatively, a pair of first conductive materials 101a, 101b and the second conductor 102a, 102b area shape respectively, for the, area shape of the first conductor 101a and the second conductive material 102a, the center of the arrangement region of the sealing member ( an intersection) of the dashed line X-X and the broken line Y-Y as the center of symmetry, an area shape and each point symmetry of the first conductor 101b and the second conductor 102b.

本形態の支持体とすることにより、導電体と絶縁性基板との熱膨張率差に基づく応力は、導電体が配置された絶縁性基板上の各方位において均等になると考えられる。 With the support of the present embodiment, stress based on the difference in thermal expansion coefficient between the conductor and the insulating substrate, the conductive body is considered to be equal in each direction of the arranged insulating substrate. そのため、反りによる基板の変形が支持体全体として低減され、気密封止による気密性および信頼性の高い半導体装置とすることができる。 Therefore, deformation of the substrate due to warpage is reduced as a whole support, it may be airtight and highly reliable semiconductor device according to hermetic sealing. なお、本発明の効果は、支持体に封止部材を実装して、半導体素子を封止部材にて気密封止するときに限定されることはない。 Note that the effect of the present invention is to implement a sealing member to the support, and the it is not limited to when to hermetically seal the semiconductor element at the sealing member. すなわち、反りによる基板の変形が支持体全体として低減されるため、半導体素子や半導体素子を搭載する補助的な支持部材(例えば、サブマウントなど)を実装するときの実装精度を向上させることもできる。 That is, since the deformation of the substrate due to warpage is reduced as a whole support, auxiliary support member for mounting a semiconductor element or a semiconductor element (e.g., submount, etc.) mounting precision can be improved when implementing .

本形態の第一導電体の領域101a、101bと、第二導電体の領域102a、102bとは、それらの配置パターンの外縁が所定の間隔を空けて形成されている。 Region 101a of the first conductive member of the present embodiment, and 101b, regions 102a of the second conductor, and 102b, the outer edge of their arrangement pattern is formed at a predetermined interval. すなわち、支持体の主面を平面視して、第一導電体の領域101aと、第一導電体の領域101bとは、支持体の中央で絶縁性基板が露出されてなる絶縁部が設けられることにより分離されており、一対の第二導電体の領域102a、102bは、上記絶縁部を挟んで側方に配置されている。 That is, the main surface of the supporting member in a plan view, a region 101a of the first conductor, the region 101b of the first conductor, the insulating portion is provided in which the center of an insulating substrate support formed by exposing It is separated by a pair of second conductive materials regions 102a, 102b are arranged laterally across the insulating portion. なお、第二導電体の領域102a、102bは、封止部材を配置する所定の位置(例えば、図4に示される点線円内)における基板の平坦性が得られれば、本形態の如く絶縁部を挟んだ一対の第二導電体の領域102a、102bとして配置される必要はなく、それらのうち少なくとも一方が絶縁部の側方を横断して配置されていればよい。 The region 102a of the second conductor, 102b a predetermined position to place the sealing member (e.g., the dotted circles shown in FIG. 4) as long obtain the flatness of the substrate in, as in this embodiment the insulating portion a pair of second conductor regions 102a across the, need not be arranged as 102b, at least one of them may be disposed across the side of the insulating portion.

これにより、一対の第一導電体の領域101a、101bが配置された方向に、導電体と絶縁性基板との熱膨張率差の急激な変化が緩和されるため、絶縁性基板の反りを低減させることができる。 Accordingly, the pair of first conductive materials in the region 101a, in the direction of 101b are arranged, for abrupt changes in the difference in thermal expansion coefficient between the conductor and the insulating substrate is relaxed, reducing the warping of the insulating substrate it can be.

つまり、導電体と絶縁性基板との熱膨張率差に基づいて、絶縁部と、第一導電体が配置された領域とで働く応力の大きさの違いにより、反りが発生すると考えられる。 That is, based on the difference in the coefficient of thermal expansion between the conductor and the insulating substrate, an insulating portion, the difference in magnitude of the stress acting in the first conductor is disposed regions believed warpage occurs. しかし、本形態の支持体の如く、絶縁部の側方に配置された導電体により、導電体と絶縁性基板との熱膨張率差は、一対の第一の導電体が配置された主面において、各領域ごとに略均等になると考えられる。 However, as the support of the present embodiment, the main surface of a conductor arranged on the side of the insulating portion, the thermal expansion coefficient difference between the conductor and the insulating substrate, the first conductor pair is arranged in believed to be substantially equal for each of the areas. そのため、基板に働く応力の不均一性は、第二導電体の領域102a、102bを経由する一対の第一の導電体が配置された方向に緩和され、基板の反りが抑制された気密性および信頼性の高い半導体装置とすることができる。 Therefore, non-uniformity of the stress acting on the substrate, the region 102a of the second conductor, the first conductor pair passing through the 102b are relaxed arranged direction, airtightness and warping of the substrate is suppressed it can provide a highly reliable semiconductor device.

また、第二導電体の領域102a、102bは、一対の第一導電体101a、101bから絶縁されているとともに、その一部が第一導電体の領域101aと、第一導電体の領域101bとの間に入り込んでいてもよい。 The region 102a of the second conductor, 102b includes a pair of first conductive materials 101a, along with being insulated from 101b, and a region 101a in a part of the first conductor, and a region 101b of the first conductor You may enter between. これにより、絶縁性基板が導電体により被覆される面積が多くなる。 Thus, the greater the area of ​​the insulating substrate is coated with a conductive material. そのため、基板に働く応力の不均一性がより一層緩和されるため、絶縁性基板の反りを更に低減させることができる。 Therefore, since the non-uniformity of the stress acting on the substrate is further alleviated, it is possible to further reduce the warping of the insulating substrate.

また、一対の第二導電体の領域102a、102bは、絶縁性基板の長手方向に延伸された短冊形状であることが好ましい。 The pair of second conductive materials in the region 102a, 102b is preferably a strip shape which is stretched in the longitudinal direction of the insulating substrate. 例えば、図示されるように、第一導電体の領域101a、101bを平面視して、第二導電体の領域102a、102bは、上記第一導電体の領域101a、101bを両脇から挟むように設けられている。 For example, as shown, the area 101a of the first conductor, 101b in plan view a region 102a of the second conductor, 102b, like the sandwich the first conductive regions 101a, and 101b from both sides It is provided to. さらに、第二導電体の領域102a、102bは、各導電体が配置された主面の矩形の長手方向に隅部まで延伸して絶縁性基板に配置されている。 Further, the region 102a of the second conductor, 102b are disposed on the insulating substrate extends to the corner portion in the longitudinal direction of the rectangular main surfaces each conductor is disposed. これにより、絶縁性基板の長手方向に生じる反りを抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress warpage occurring in the longitudinal direction of the insulating substrate. なお、本明細書中において、支持体の「主面」とは、板状の基板の外形を形成する複数の面のうち、面積が最も大きい面であり、半導体素子が搭載される側の面である。 In this specification, the support and the "major surface", among a plurality of surfaces forming the outer shape of the plate-like substrate, the area is the largest surface, the surface on the side where the semiconductor element is mounted it is.

上記絶縁性基板は、その中央部に配置された第三導電体の領域103を備えており、上記第一導電体の領域101a、101bは、上記中央部の側に延伸されて上記第三導電体の領域103の一部を包囲する延伸部101cを有することが好ましい。 The insulating substrate is provided with a region 103 of the third conductive member disposed in the center portion, the first conductor areas 101a, 101b, said third conductive been drawn to the side of the central portion it is preferred to have the extended portion 101c that surrounds a portion of the region 103 of the body. ここで、第三導電体の領域103は、第一導電体および第二導電体の領域から絶縁分離されて配置されている。 Here, region 103 of the third conductor is disposed to be insulated and separated from the region of the first conductor and the second conductor. なお、図示される本形態の絶縁分離は、各導電体の領域の外縁がそれぞれ所定の間隔を置いて形成されているものであるが、これに限定されることなく、短絡を発生させないことを条件に、それらの一部で繋がっていてもよい。 Incidentally, it is isolation of the embodiment illustrated, but the outer edge region of the conductor is being formed respectively at predetermined intervals, which is not limited to this, it does not generate a short circuit the condition may be connected with some of them. 一つの導電体領域の外縁と、別の導電体領域の外縁との間に設けられた間隔は、各導電体の領域について、各方位において略同じであることが好ましい。 And the outer edge of one of the conductor region, the spacing provided between the outer edge of another conductor region, the region of the conductor, it is preferred in each direction is substantially the same. このように各導電体を分離させて形成することにより、支持体の反りを低減させることができる。 By forming in this way to separate the Kakushirube conductor, it is possible to reduce the warp of the support. さらに、上記第一導電体の領域が上記延伸部を有することにより、絶縁性基板の表面を導電体が被覆する領域を広くすることができるため、支持体の反りを低減させることができる。 Further, since the area of ​​the first conductive material has the above stretching section, the surface of the insulating substrate since the conductive member can be wider area covering, it is possible to reduce the warp of the support.

上記第二導電体は、上記第一導電体に含有される金属材料の少なくとも一種を含むことが好ましい。 The second conductive material preferably includes at least one metal material contained in the first conductive material. さらに、第一から第三導電体のそれぞれが同じ金属材料の少なくとも一種を含むことが好ましい。 Further, it is preferable, respectively from the first third conductor comprising at least one of the same metal material. これにより、導電体と絶縁性基板の熱膨張率の差が各方位にて均等になり、基板の反りが低減される。 Thus, the difference between the conductor and insulating thermal expansion coefficient of the substrate becomes uniform in each direction, the warpage of the substrate is reduced. 例えば、セラミックスを絶縁性基板の材料とするとき、セラミックス基板に施される導体配線の材料として好適に利用させるタングステン、モリブデン、チタンなどとすることができる。 For example, when the ceramic as the material of the insulating substrate, can be tungsten for suitably used as the material of the conductor wiring to be applied to the ceramic substrate, molybdenum, and titanium to. また、未焼成セラミックスのシートに第一導電体を導体配線として配置させる工程と同じ工程で、上記第二導電体も同時に配置させることができる。 Further, in the same process as the step of placing the first conductor as a conductor wiring of unfired ceramic sheets, the second conductive material may also be placed at the same time. そのため、量産性よく本形態の支持体を形成させることができる。 Therefore, it is possible to form a support mass with good present embodiment. さらに、第一導電体と、第二導電体とを絶縁性基板の同じ平面に配置させることにより、印刷などの方法により、作業性よく各導電体を配置することができる。 Furthermore, a first conductor, by placing a second conductor in the same plane of the insulating substrate, by a method such as printing, can be arranged with good workability Kakushirube collector.

図4から図6まで順に示されるように、本形態の支持体は、絶縁性基板の主面に、各導電体と、それらの導電体を被覆する絶縁性部材と、導電性の鍔部を備えた封止部材を配置させるための導電性の板材と、を順に積層させることにより形成される。 As shown in order from FIG. 4 to FIG. 6, the support of the present embodiment, the main surface of the insulating substrate, and each conductor, an insulating member covering their conductor, the flange portion of the conductive and a conductive plate for disposing the sealing member having, as formed by the sequentially stacked.

図5に示されるように、第一導電体および第二導電体は、絶縁性部材105により連続して被覆されていることが好ましい。 As shown in FIG. 5, the first conductor and the second conductor are preferably covered continuously with an insulating member 105. 絶縁性部材105の材料として、例えば、二酸化珪素、窒化アルミニウムなどを選択することができる。 As a material of the insulating member 105, for example, can be selected silicon dioxide, aluminum nitride, or the like. これにより、支持体の反りを低減させる効果を向上させることができる。 Thus, it is possible to improve the effect of reducing the warp of the support. 支持体の主面において絶縁性部材により被覆される領域のうち、各導電体の領域の面積が80%から90%であることが好ましい。 Among the area covered by the insulating member in the main surface of the support, it is preferable area of ​​the region of the conductor is 90% to 80%. これにより、絶縁性部材により被覆される領域の平坦性を向上させることができる。 Thus, it is possible to improve the flatness of the area covered by an insulating member.

本形態における支持体を備えた半導体装置は、図6に示されるように、半導体素子が搭載される側に、導電性の鍔部を有する封止部材112を配置するための板材106を備える。 Semiconductor device comprising a support in the present embodiment includes, as shown in FIG. 6, on the side where the semiconductor element is mounted, the plate member 106 for arranging the sealing member 112 having a flange portion of the conductivity. ここで、板材106は、上記第一導電体の領域101a、101bまたは上記第二導電体の領域102a、102bの少なくとも一部を含む領域の上に配置される。 Here, the plate member 106, the first conductive regions 101a, regions 102a and 101b or the second conductor is positioned over the region including at least a portion of the 102b. 図1および図2に示されるように、この板材106の導電性の部位に、封止部材の鍔部108が溶接される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the site of the conductivity of the plate material 106, the flange portion 108 of the sealing member is welded. 図12は、本形態の封止部材112の鍔部108における部分的な断面の拡大図を示す。 Figure 12 shows an enlarged view of a partial cross-section at the flange portion 108 of the sealing member 112 of the present embodiment. 図12に示されるように、封止部材112は、溶接のための電極端子が当接される部位に、電極端子からの圧力を和らげるための緩衝部108bを有することが好ましい。 As shown in FIG. 12, the sealing member 112, the site where the electrode terminal for welding is contact, it is preferred to have a buffer portion 108b to ease the pressure from the electrode terminals. この緩衝部108bは、板材あるいは支持体の主面の方向に弾性を有する形状を備えている。 The buffer portion 108b has a shape having elasticity in the direction of the main surface of the plate material or support. これにより、溶接用の電極端子により封止部材に嵌め込まれた透光部(特に、ガラスを材料とする透光部)へ応力がかかることを回避することができる。 Thus, it is possible to prevent the transparent portion fitted in the sealing member (in particular, glass transparent portion of the material) stress is applied to the electrode terminal for welding. また、封止部材自体に緩衝部を設ける、すなわち鍔部の所定の部位を緩衝部とすることにより、封止部材と支持体との間に緩衝材を介する必要がなくなるため、気密性の高い半導体装置とすることができる。 Also, provision of the buffer portion to the sealing member itself, i.e. by the predetermined portion of the flange portion and the buffer portion, since there is no need via the cushioning material between the sealing member and the support, an air-tight It may be a semiconductor device.

封止部材の鍔部と導電性の板材との接合は、溶接によるものだけでなく、接合材が介されてなされていることが好ましい。 Joining the flange portion and the conductive plate material of the sealing member is not limited by welding, it is preferable that the bonding material is made interposed. このような接合材として、例えば、AuやAgからなる鑞材、半田あるいは共晶材(例えば、Au−Sn、Ag−Sn、Bi−Sn、Zn−Sn、Cu−Sn、In−Sn、Pb−Sn)を挙げることができる。 Such bonding material, for example, brazing material composed of Au and Ag, solder or eutectic material (e.g., Au-Sn, Ag-Sn, Bi-Sn, Zn-Sn, Cu-Sn, In-Sn, Pb -Sn) can be mentioned. これにより、封止部材を板材に強固に接合させることができる。 Thus, it is possible to firmly bond the sealing member to the plate. なお、本形態における封止部材と板材との接合方法として、主に抵抗溶接について説明するがこれに限定されない。 Incidentally, as a joining method of the sealing member and the plate member in the present embodiment, it not will be described mainly resistance welding is not limited thereto.

<半導体装置の形成方法> <Method of forming a semiconductor device>
以下、図面を参照しながら本形態にかかる半導体装置の形成方法について説明する。 Hereinafter, the method for forming a semiconductor device according to the present embodiment with reference to the drawings. 図1は、本形態の方法により形成された半導体装置の模式的な斜視図を示す。 Figure 1 shows a schematic perspective view of a semiconductor device formed by the method of this embodiment. 図2は、本形態の方法により形成された半導体装置の模式的な上面図を示す。 Figure 2 shows a schematic top view of a semiconductor device formed by the method of this embodiment. 図3は、半導体装置の模式的な断面図を示す。 Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of a semiconductor device. さらに、図4から図6は、本形態の支持体の形成方法について、各導電体や絶縁性部材を順に配置していく各工程を示す模式的な上面図である。 Further, FIGS. 4-6, a method for forming a support in the present embodiment, is a schematic top view showing the steps to continue to place each conductor and the insulating member in order.

本発明の半導体装置の形成方法は、絶縁性基板と、その絶縁性基板に配置された導電体と、を備えた支持体と、その支持体に配置された半導体素子を覆い、導電性の鍔部を有する封止部材と、を具備した半導体装置の形成方法である。 Method of forming a semiconductor device of the present invention includes an insulating substrate, the cover insulation and arranged conductor on the substrate, a support with a semiconductor element disposed on the support, conductive flange parts is a method of forming a semiconductor device having a sealing member, the having. 特に、本発明の半導体装置の形成方法は、少なくとも以下の工程(1)から(3)を有することを特徴とする。 In particular, the method of forming the semiconductor device of the present invention is characterized by having at least the following steps (1) to (3). これにより、基板と封止部材とで半導体素子が気密封止された半導体装置について、気密性に優れた半導体装置を形成することができる。 This allows the semiconductor element with a substrate and a sealing member for a semiconductor device hermetically sealed, to form a semiconductor device with excellent airtightness.

(1)第一導電体を配置する工程本形態の形成方法にかかる第一の工程は、平面視にて互いに対称な領域形状101a、101bを有する一対の第一導電体を、絶縁性基板に配置する工程である。 (1) a first step of the forming method of the process according to this embodiment to arrange the first conductor is, mutually symmetrical area shape 101a in plan view, a pair of first conductor having a 101b, the insulating substrate a step of arranging. 言い換えれば、絶縁性基板上で、平面視して互いに対称な一対の領域に、第一導電体を配置する工程である。 In other words, an insulating substrate, a pair of areas symmetrical with each other in plan view, a step of disposing a first conductor.

本形態の形成方法にかかる第一の工程は、例えば、スパッタリング、蒸着、スクリーン印刷あるいは鍍金などの方法により金属材料を絶縁性基板に直接配置する他、第一導電体である板材を絶縁性基板に接合することにより第一導電体を絶縁性基板に配置することができる。 First step of the forming method of the present embodiment, for example, sputtering, vapor deposition, other direct placement of metal material on an insulating substrate by a method such as screen printing or plating, the plate material is a first conductive insulating substrate the first conductor can be disposed on the insulating substrate by bonding the.

(2)第二導電体を配置する工程本形態の形成方法にかかる第二の工程は、上記平面視にて上記第一導電体の領域101a、101bの対称軸に対して互いに対称な領域形状102a、102bを有する一対の第二導電体を、上記絶縁性基板に配置する工程である。 (2) a second step of the forming method of the process according to this embodiment of placing the second conductive body is symmetrical area shape with respect to the symmetry axis of the first conductor areas 101a, 101b in the plan view 102a, a pair of second conductor having a 102b, a step of arranging on the insulating substrate. 言い換えれば、絶縁性基板上を平面視して、第一導電体が配置される領域形状の対称軸に対して、互いに対称となる一対の領域に、第二導電体を配置する工程である。 In other words, the insulating upper substrate in a plan view, with respect to the symmetry axis of the region shapes a first conductor is arranged, in a pair of areas which are symmetrical to each other, is a step of disposing a second electrical conductor.

第二導電体は、第一導電体と同様の形成方法により、絶縁性基板に配置することができる。 Second conductor, the method of forming the same as the first conductor can be disposed on the insulating substrate. なお、上記第一の工程および第二の工程は、別工程として行ってもよいし、同一工程として行ってもよい。 Incidentally, the first step and second step may be performed as a separate step may be performed as the same process. また、第一の工程と、第二の工程の順序は問わない。 Further, a first step, the order of the second step does not matter.

(3)封止部材を溶接する工程本形態の形成方法にかかる第三の工程は、第一導電体の領域101a、101bまたは第二導電体の領域102a、102bの少なくとも一部を含む領域上に、封止部材の鍔部を溶接する工程である。 (3) a third step of the forming method of the process according to this embodiment of welding the sealing member, a region 101a of the first conductor, 101b or region 102a of the second conductor, on a region including at least part of 102b in a step of welding the flange portion of the sealing member. 例えば、図2、図4および図5に示されるように、第一導電体の領域101a、101bの延伸部101cと、第一導電体の領域101a、101bの両脇に配置された第二導電体の領域102a、102bの一部を含む領域(図4に示される点線の円内)上に、絶縁性材料を介して環状の金属平板を配置する。 For example, Figure 2, as shown in FIGS. 4 and 5, the region 101a of the first conductor, and the extending portion 101c and 101b, regions 101a of the first conductive material, second conductive which are arranged on both sides of 101b body region 102a, over a region including a portion of the 102b (within a dashed circle shown in FIG. 4), to place an annular flat metal plate via an insulating material. さらに、その金属平板上に封止部材の鍔部を溶接して固定することにより、半導体素子が気密封止される。 Further, by fixing by welding the flange portion of the sealing member on the flat metal plate, a semiconductor element is hermetically sealed.

図11は、本形態における封止部材の断面図であり、図12は、封止部材の部分的な断面図を示す。 Figure 11 is a cross-sectional view of a sealing member in the present embodiment, FIG. 12 shows a partial cross-sectional view of the sealing member. 図12に示されるように、上記封止部材の鍔部は、上記絶縁性基板に対して弾性を有する緩衝部を有することが好ましい。 As shown in FIG. 12, the flange portion of the sealing member preferably has a buffer portion having a resilient against the insulating substrate. 緩衝部を有することにより、封止部材に損傷を与えることなく、溶接用の電極を導電性の鍔部に当接させることができる。 By having a buffer portion, without damaging the sealing member, it can be brought into contact with the electrodes for welding the flange portion of the conductivity.

図13は、本形態における支持体として個片化する前の集合基板116の斜視図を示す。 Figure 13 shows a perspective view of the aggregate substrate 116 before singulation as support in the present embodiment. 集合基板116には、個々の支持体100における各導電体の領域に対応する位置に、第一導電体および第二導電体がそれぞれ連続して配置されている。 The aggregate substrate 116 at positions corresponding to the regions of each conductor in each of the support 100, the first conductor and the second conductor are arranged in succession. 図13に示されるように、本形態の形成方法は、集合基板116に配置させた第二導電体の領域を含む部位を分割線117として個片化することにより、支持体100を形成させる工程を有することが好ましい。 As shown in FIG. 13, forming method of this embodiment, by singulating a dividing line 117 the portion including a region of a second conductive material which is disposed on the aggregate substrate 116, the step of forming a support 100 preferably it has a. この集合基板116を分割線117で個片化することにより、外形の縁部に第二導電体が配置された支持体100を得ることができる。 By singulating the aggregate substrate 116 by dividing lines 117, it is possible to obtain a support 100 in which the second conductor is disposed at the edge of the contour. そのため、図4に示されるような第一導電体の領域101a、101bの両脇に第二導電体の領域102a、102bを有する支持体100を量産性よく形成することができる。 Therefore, it is possible to form good mass productivity support 100 having regions 101a of the first conductive material as shown in FIG. 4, the second conductor region 102a on both sides of 101b, the 102b. さらに、集合基板116を分割し易くするため、分割線117は、スリットあるいは溝の形状により集合基板116に対して予め形成されていてもよい。 Furthermore, for ease of dividing the aggregate substrate 116, dividing line 117 may be previously formed on a set substrate 116 by the shape of the slits or grooves.

また、図13に示されるように、本形態の形成方法は、第一導電体の領域101a、101bおよび第二導電体の領域102a、102bを、絶縁性部材105により連続して被覆する工程と、その絶縁性部材105を含む部位を分割線117として個片化することにより、支持体100を形成させる工程をさらに有していてもよい。 Further, as shown in FIG. 13, forming method of this embodiment includes the steps of first conductive regions 101a, 101b and the second conductive regions 102a, the 102b, which continuously covers the insulating member 105 , the by singulation as a dividing line 117 the portion including an insulating member 105, may further have a step of forming a support 100. これにより、導電体を絶縁性基板から剥離させることなく支持体を形成することができる。 Thus, a conductor can be formed a support without peeling an insulating substrate.

支持体として個片化する工程と、封止部材を溶接する工程の順序は問わない。 A step of singulating as a support, does not matter the order of steps for welding the sealing member. すなわち、支持体として個片化する前に封止部材を溶接してもよいし、個片化された支持体に封止部材を溶接してもよい。 That is, it may be welded to the sealing member prior to singulation as the support, it may be welded to the sealing member to the support which is sectioned. 以下、本形態の半導体装置を構成する各部材について詳述する。 It will be described in detail below respective members constituting the semiconductor device of this embodiment.

[支持体] [Support]
本形態における支持体とは、半導体素子、サブマウントあるいは封止部材が載置される部材である。 The support in the present embodiment, a member for a semiconductor device, the sub-mount or seal member is placed. さらに、支持体は、載置された半導体素子と電気的に接続する電極と、その電極から絶縁された導電性の板材を所定の位置に保持し、それらを電気的に絶縁分離する絶縁性部材と、を備える部材である。 Furthermore, the support and the electrode for mounting semiconductor element electrically connected to the insulating member for holding the plate material of electrically conductive, which is insulated from the electrode in place, they are electrically insulated and separated When a member having a.

図4に示されるように、本形態における支持体は、絶縁性の基板に、導体配線とされる第一導電体と、その第一導電体のパターンに対して互いに対称となるような位置に、一対の第二導電体と、を配置させたものである。 As shown in FIG. 4, the support body in the present embodiment, the insulating substrate, a first conductor is a conductor wire, in a position such that symmetric with respect to the pattern of the first conductive material , in which it is disposed a pair of second conductors, the. さらに、これらの導電体に、図5に示される絶縁性部材105と、第四導電体と、図6に示される環状の板材106とを順に積層させ、接合することにより支持体100とする。 Further, these conductors, the insulating member 105 shown in FIG. 5, a fourth conductor, and an annular plate member 106 shown in FIG. 6 are laminated in this order, and the support 100 by bonding.

支持体100における絶縁性基板の材料としては、ガラスエポキシ樹脂やセラミックスを挙げることができる。 As the material of the insulating substrate in the support member 100 can include a glass epoxy resin or ceramic. 特に、セラミックスを支持体の材料とすることにより、耐熱性の高い半導体装置とすることができる。 In particular, by making the ceramic as the material of the support may be a high heat resistance semiconductor device. また、封止部材の材料と膨張係数の等しい材料を選択することにより、封止部材が支持体から剥離することなく、信頼性の高い半導体装置とすることができる。 Further, by selecting an equal materials of the expansion coefficient of the sealing member, without the sealing member is peeled off from the support, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device.

絶縁性基板の材料とするセラミックスは、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトあるいは窒化ケイ素などが好ましい。 Ceramics as the material of the insulating substrate, alumina, aluminum nitride, mullite or silicon nitride is preferable. 特に、原料粉末の90〜96重量%がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が4〜10重量%添加され1500から1700℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや原料粉末の40〜60重量%がアルミナで焼結助剤として60〜40重量%の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され800〜1200℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板などが挙げられる。 In particular, 90 to 96 wt% of the raw material powder is alumina, the viscosity as a sintering aid, talc, magnesia, sintered at a temperature range of calcia and silica, 4-10 wt% added to 1500 from 1700 ° C. 60-40 wt% of borosilicate glass as a sintering aid 40-60% by weight of alumina ceramics or the raw material powder, cordierite, forsterite, sintered at a temperature range of mullite is added 800 to 1200 ° C. such as a ceramic substrate, and the like.

セラミックス材料と、有機バインダーを混合して得られる材料をシート状に成型して得られるセラミックスグリーンシートを積層させて焼成することにより、支持基板とすることもできる。 A ceramic material, by firing a material obtained by mixing an organic binder by laminating ceramic green sheets obtained by molding into a sheet, may be a supporting substrate. このような支持基板に配される導体配線は、未焼成のセラミックスグリーンシートの段階で、タングステンのような高融点金属を含む導体ペーストを所定のパターンに塗布したものを焼成することにより得ることができる。 Such conductors are disposed on the supporting substrate wiring, in the unfired stage of ceramic green sheets, it is obtained by firing a material obtained by coating a conductive paste containing a high melting point metal such as tungsten in a predetermined pattern it can. さらに、タングステンにニッケル、金あるいは銀を順に鍍金することにより、最表面に銀が配され、光反射率を向上させることができる。 Furthermore, by plating nickel, gold or silver in order to tungsten, silver is disposed on the outermost surface, it is possible to improve the light reflectance.

このようなセラミックスを材料とする絶縁性基板同士あるいは導電性の板材との接合材として、AuとAgとからなる鑞材、あるいは共晶半田(Au−Sn、Ag−Sn、Bi−Sn、Zn−Sn、Cu−Sn、In−Sn、Pb−Sn)を挙げることができる。 Such ceramic as the bonding material of the insulating substrate or between a conductive plate of a material, brazing filler metal composed of Au and Ag or eutectic solder, (Au-Sn, Ag-Sn, Bi-Sn, Zn -Sn, Cu-Sn, In-Sn, Pb-Sn) may be mentioned.

半導体素子あるいは半導体素子がフリップチップ実装されたサブマウントは、接着材により支持体に固定される。 Submount semiconductor element or the semiconductor element is flip-chip mounted is fixed to the support by adhesive. この接着材の材料は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂あるいはイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、AuとAgとからなる鑞材、あるいは共晶半田(Au−Sn、Ag−Sn、Bi−Sn、Zn−Sn、Cu−Sn、In−Sn、Pb−Sn)を挙げることができる。 The material of the adhesive material, for example, epoxy resins, silicone resins, and thermosetting resins such as an acrylic resin or imide resin, consisting of Au and Ag braze or eutectic solder (Au-Sn,, Ag-Sn, Bi-Sn, Zn-Sn, Cu-Sn, In-Sn, Pb-Sn) may be mentioned. また、接着材として、金属粒子を含有する導電性ペースト、例えば、Agペースト、カーボンペースト、ITOペースト、Auバンプなどを好適に選択することができる。 Further, as an adhesive, conductive paste containing metal particles, for example, Ag paste, carbon paste, ITO paste, it is possible to select such a suitably Au bumps. このような導電性ペーストを接着材とすることにより、半導体素子を固定させると共に支持体内の電極と電気的に接続させることができる。 By such a conductive paste as the adhesive material, it can be supported to the body of the electrode and electrically connected with fixing the semiconductor element. また、共晶半田や導電性ペーストを接着材とすることにより、半導体素子やサブマウントからの放熱性を向上させることができる。 Further, by the eutectic solder or conductive paste as the adhesive, it is possible to improve heat dissipation from the semiconductor element and the submount.

[板材] [Plate]
本形態における板材とは、支持体に配される電極から絶縁されて支持体に配され、封止部材の鍔部を配するための主面を有する導電性の板状部材である。 The plate in this embodiment, is insulated from the electrode that is disposed on the support is arranged to support a plate-shaped electrically conductive member having a principal surface for arranging a flange portion of the sealing member. ここで、封止部材の鍔部が配される板材の主面は、少なくとも封止部材の鍔部の全体が収まるような大きさとされる。 Here, the main surface of the plate member flange portion of the sealing member is disposed is a whole fits such magnitude of the flange portion of at least the sealing member.

板材は、絶縁性の板材の表面に金属材料を配置したものや、板材自体の材料を金属とすることができる。 Plate material, and that placed a metal material on the surface of an insulating plate, the material of the plate itself may be a metal. このようなフレームの材質は、一般的に鉄系または銅系の合金が好ましい。 The material of such a frame, generally iron-based or copper-based alloy is preferred. また、フレームの表面は、ニッケル、銀あるいは金から選択された少なくとも一種の金属が配置されていることが好ましい。 The surface of the frame is preferably nickel, at least one metal is selected from silver or gold is placed. このような金属で板材を被覆することにより、半導体発光素子からの光に対する反射率が向上するため、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。 By coating the plate with such a metal, the reflectance with respect to light from the semiconductor light emitting element is improved, thereby improving the light extraction efficiency of the light emitting device. また、板材に封止部材を抵抗溶接するとき、上記金属メッキを施した板材の接点において、高いジュール熱を発生させ、良好な抵抗溶接をすることができる。 Further, when the resistance welding a sealing member to the plate member, the contact of the sheet material which has been subjected to the metal plating, to generate high Joule heat, can be a good resistance welding.

封止部材が配される板材は、封止部材の鍔部と嵌合することができる形状を有することが好ましい。 Plate material the sealing member is disposed preferably has a shape that can be fitted with the flange portion of the sealing member. 例えば、板材は、封止部材の鍔部が配される位置に、その環状の鍔部に対応する環状の溝を有することが好ましい。 For example, plate material, the position where the flange portion of the sealing member is disposed preferably has a annular groove corresponding to the flange portion of the annular. これにより、半導体装置を形成する工程において、支持体に対して封止部材が整合性よく位置決めされるからである。 Thus, in the step of forming a semiconductor device, since the sealing member is positioned well matched with respect to the support.

封止部材の鍔部および導電性の板材が接触する部位について、封止部材の鍔部あるいは導電性の板材の少なくとも一方は、凸部が形成されていることが好ましい。 For sites plate of the flange portion and the conductive sealing member contacts, at least one of the flange portion or the conductive plate material of the sealing member, it is preferable that the convex portion is formed. 例えば、環状の鍔部を有する封止部材とするとき、その鍔部の径に対応した環状の凸部を板材の円周に沿って形成しておくことが好ましい。 For example, when the sealing member having a flange portion of the annular, it is preferable to form along the annular convex portion corresponding to the diameter of the flange portion on the circumference of the plate. これにより、板材に封止部材を抵抗溶接するとき、上記凸部の接点において、高いジュール熱を発生させ、良好な抵抗溶接をすることができる。 Thus, when the resistance welding a sealing member to the plate member, the contact of the convex portion, to generate high Joule heat, can be a good resistance welding.

本形態にかかる板材の材料は、コバール、鉄、ステンレス、アルミニウムあるいはそれらを含む合金とすることが好ましい。 Material according plate in this embodiment, kovar, iron, stainless steel, be aluminum or an alloy containing them preferred. ここで、コバールとは、Fe−Ni−Co合金である。 Here, the Kovar, an Fe-Ni-Co alloy. また、板材の最表面に表出される材料は、封止部材の鍔部の最表面に表出される材料と同じ材料を選択することにより、接合強度が向上するため、良好な気密封止をすることができる。 Further, the material is exposed on the outermost surface of the plate, by selecting the same material as the material to be exposed on the outermost surface of the flange portion of the sealing member, since the bonding strength is improved, a good hermetic seal be able to. さらに、板材は、少なくとも封止部材の鍔部と接触する部分において、同種の金属材料が鍍金やスパッタリングなど種々の方法により配されていることが好ましい。 Furthermore, plate material, in a portion in contact with the flange portion of at least the sealing member, that the metal material of the same kind are arranged in a variety of ways such as plating or sputtering preferred. 例えば、封止部材の鍔部の最表面に銀が配されているとき、板材の最表面は、銀が配されていることが好ましい。 For example, when silver is disposed on the outermost surface of the flange portion of the sealing member, the outermost surface of the plate material is preferably silver is disposed. これにより、鍔部と板材とが強固に接合され、信頼性の高い半導体装置とすることができる。 Thus, the flange portion and the plate member can be firmly bonded, can be a highly reliable semiconductor device.

[封止部材] Sealing member]
本形態における封止部材とは、半導体素子や導電性ワイヤなどを外部環境から保護するため、それらの部材を覆うように支持体に配置される部材である。 The sealing member of the present embodiment, in order to protect the semiconductor elements and conductive wire from the external environment, a member disposed on the support so as to cover these members. 半導体発光素子や受光素子においては、半導体素子の光学特性を考慮して、凹面、凸面、球面状、楕円面、放物面あるいはそれらを組み合わせた形状など種々の光学形状を有することもできる。 In the semiconductor light emitting element and the light receiving element can take into account the optical characteristics of the semiconductor element, concave, convex, spherical, ellipsoidal, also it has various optical shapes such as parabolic or shape combining them.

図11は、本形態における封止部材の断面図であり、図12は、封止部材の部分的な断面図を示す。 Figure 11 is a cross-sectional view of a sealing member in the present embodiment, FIG. 12 shows a partial cross-sectional view of the sealing member. 本形態における封止部材は、図11に示されるように、半導体素子を覆う透光部107と、その透光部107を保持し導電性の板材に接合される導電性の鍔部108とを有する。 The sealing member in this embodiment, as shown in FIG. 11, a light transmitting portion 107 for covering the semiconductor element, a conductive flange portion 108 that is joined to the plate material of the conductive retains its translucent portion 107 a. ここで、透光部107は、半導体装置の上面側に凸であり、半導体素子の側に凹状の空洞を有し、発光素子からの光あるいは受光素子への光を透過させる。 Here, the light transmitting portion 107 is a convex upper surface side of the semiconductor device has a cavity recessed on the side of the semiconductor element, to transmit light to the light or the light receiving element from the light emitting element. このように半導体素子の側に凹状の空洞を有することにより、封止部材と支持体とから形成される中空部にて半導体素子を気密封止することができる。 By having a concave cavity on the side of such a semiconductor device, it is possible to hermetically seal the semiconductor element in a hollow portion formed from the sealing member and the support. また、この中空部は、窒素、ヘリウムあるいはアルゴンから選択された少なくとも一種の不活性ガスが封入されることが好ましい。 Further, the hollow portion is nitrogen, that at least one inert gas selected from helium or argon is enclosed preferred. これにより、半導体素子や波長変換部材の劣化を抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress deterioration of the semiconductor element and a wavelength conversion member.

本形態の如く、中空部を気密封止にして発光素子を収容することにより、光源の大きさを比較的小さくすることができる。 As in this embodiment, by accommodating the light emitting element and the hollow portion hermetically sealed, it is possible to relatively reduce the size of the light source. すなわち、仮に、中空部が透光性材料により充填されれば、レンズ効果により、発光素子からなる光源が大きくなってしまう。 That is, if the hollow portion when it is filled with a transparent material, the lens effect, the light source comprising a light emitting element is increased. 一方、本形態の発光装置においては、発光素子を中空部に収容することにより、光源を比較的小さくすることができるため、単位面積当たりの光の明るさを大きくすることができる。 On the other hand, the light-emitting device of the present embodiment, by accommodating the light emitting element into the hollow portion, it is possible to relatively small light source, it is possible to increase the brightness of the light per unit area.

また、本形態の如く、中空部を気密封止とすることにより、発光装置の信頼性を向上させることができる。 Also, as in the present embodiment, by the hollow portion and hermetically sealed, thereby improving the reliability of the light emitting device. すなわち、例えば、中空部が樹脂のような透光性部材にて充填されていれば、中空部に収容された導電性ワイヤは、透光性部材からの熱応力により断線してしまうことがある。 That is, for example, if the hollow portion is filled with light-transmitting member such as a resin, electrically conductive wire accommodated in the hollow portion is sometimes become disconnected due to thermal stress from the light-transmitting member . しかし、本形態の中空部は、気密封止とすることにより、導電性ワイヤへ熱応力を与える部材を排除している。 However, the hollow portion of this embodiment, by a hermetic seal which eliminates the member giving thermal stress to the conductive wire. そのため、本形態の発光装置は、導電性ワイヤの断線を生じさせることなく、信頼性の高い発光装置とすることができる。 Therefore, the light emitting device of the present embodiment, without causing disconnection of the conductive wires can be a highly reliable light-emitting device.

封止部材は、例えば、図12に示されるように、鍔部108に緩衝部108bを有していることが好ましい。 The sealing member may, for example, as shown in FIG. 12, it is preferable to have a buffer portion 108b to the flange portion 108. 鍔部108に溶接のための電極端子が当接されたとき、電極端子の衝撃を緩衝部108bにて和らげることができるからである。 When the electrode terminal for welding the flange 108 is abutting, is because it is possible to soften the impact of the electrode terminal with the buffer portion 108b. この緩衝部108bは、支持体の絶縁性基板に垂直な方向に弾性を有する形状としたものである。 The buffer portion 108b is obtained by a shape having elasticity in the direction perpendicular to the insulating substrate of the support. 例えば、鍔部108を折り曲げて弾性力を付与したり、鍔部108を外側に湾曲させたり、さらに溝や凹凸形状により設けることができる。 For example, to attach the elastic force by bending the flange portion 108, or by bending the flange portion 108 to the outside can be further provided by a groove or concavo-convex shape. 図12に示される鍔部108は、支持体に配置された板材302に対面される下面と、その下面の反対側に設けられる上面とを有する。 Flange portion 108 shown in FIG. 12 has a lower surface that is opposed to the plate member 302 arranged on the support, and a top surface provided on the opposite side of the lower surface. 本形態における緩衝部108bは、図12に示されるように、鍔部108の上面および下面の両面側から対向して円周方向に連続して掘られた、断面がVの字状の溝により設けられたものである。 Buffer portion 108b in this embodiment, as shown in FIG. 12, dug in succession in the circumferential direction opposite from both sides of the upper surface and the lower surface of the flange portion 108, in cross-section the shape of a groove of V it is those provided.

(鍔部) (Flange portion)
鍔部は、金属材料からなる環状の部材であり、その環内に透光部の縁部が固定されている。 The flange portion is an annular member made of a metal material, the edges of the transparent portion is fixed in the ring. なお、ガラスを材料とする透光部は、その縁部が鍔部に溶着されることにより固定されている。 Incidentally, the light transmitting unit for the glass and the material is secured by its edges is welded to the flange portion. 鍔部の材料は、コバール、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などが好ましい。 Material of the flange portion, kovar, iron, stainless steel, aluminum alloy is preferable.
ここで、コバールは、上述の低融点ガラスと近似の熱膨張率を有するため、半導体素子の気密封止を良好に行うことができる。 Here, Kovar, since having a thermal expansion coefficient of the approximation with a low melting point glass described above can be well hermetically sealed semiconductor device. また、鍔部は、少なくとも板材と接触する部位に、板材の最表面に配置された金属と同種の金属(例えば、ニッケル、銀あるいは金から選択された少なくとも一種の金属)が鍍金やスパッタリングなど種々の方法により配されていることが好ましい。 Further, the flange portion is a portion in contact with at least a plate material, a metal of the same kind as the metal disposed on the outermost surface of the plate material (e.g., nickel, at least one metal selected from silver or gold) and plating and sputtering various it is preferred that the are arranged by the method. 例えば、板材の最表面が銀であるとき、鍔部の最表面にも銀が配されていることが好ましい。 For example, when the outermost surface of the plate is silver, it is preferred that the silver is disposed also on the outermost surface of the flange portion. これにより、鍔部と板材とが強固に接合される。 Thus, the flange portion and the plate member can be firmly bonded. また、鍔部および板材は、その表面のうち、少なくともそれらが互いに溶接される部位がニッケル、銀あるいは金などの金属にて被覆されていることが好ましい。 Further, the flange portion and the plate member, of the surface, it is preferable that the site at least they are welded together is covered with metallic nickel, such as silver or gold. これにより、鍔部および板材を溶接する工程まで、被覆されるほうの金属(鍔部および板材の主材料)の表面を酸化などの化学的変化から保護することができる。 Thus, up to the step of welding the flange portion and the plate member, it is possible to protect the surface of more of the metal to be coated (the main material of the flange portion and the plate material) from a chemical change such as oxidation. そのため、金属表面の酸化などにより接合の強度が低下することなく、鍔部と板材とが溶接により強固に接合される。 Therefore, without lowering the strength of the joint due to oxidation of the metal surface, the flange portion and the plate member can be firmly welded.

(透光部) (Light transmitting portion)
本形態における透光部は、半導体素子側に凹状の空洞を形成させる内壁面と、その反対側に設けられる凸状の外壁面と、を有する。 Transmissive parts in the present embodiment includes an inner wall surface to form a cavity concave side of the semiconductor elements, and a convex outer wall surface which is provided on the opposite side. 透光部の材料は、ソーダガラス、シリカガラス、ホウ珪酸塩ガラス、アルミノホウ珪酸塩ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラスなどの低融点ガラスから選択された少なくとも一種を含む透光性無機材料にて形成させる。 Translucent material of the light transmissive portion, including soda glass, silica glass, borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, aluminosilicate glass, oxynitride glass, at least one selected from low-melting glass such as chalcogenide glasses It is formed by sexual inorganic materials. このような材料を選択することにより、発光素子からの高出力な光により劣化することなく、耐光性の高い半導体装置とすることができる。 By selecting such a material, without deteriorating the high-output light from the light emitting element can have high light resistance semiconductor device. また、透光部の材料は、支持体の材料と線膨張係数の等しい材料を選択することにより、気密性および信頼性の高い半導体装置とすることができる。 The material of the light transmitting portion, by selecting the same material of the material and the linear expansion coefficient of the support may be airtight and highly reliable semiconductor device.

透光部107の外壁面は、発光装置100の発光観測面ともなる。 Outer wall surface of the light transmitting portion 107 is also a light emission observing surface of the light emitting device 100. そのため、発光装置の光学特性を考慮して、透光部107の外壁面の形状は、図1に示される透光部107の形状に限定されることなく、種々の形状から選択することもできる。 Therefore, in consideration of the optical characteristics of the light emitting device, the shape of the outer wall surface of the transparent portion 107 is not limited to the shape of the transparent portion 107 shown in FIG. 1, it can also be selected from various shapes . 例えば、図15乃至図18に示される発光装置300、400、500、600は、図1に示される発光装置100の透光部107の形状を変更させた半導体装置の変形例を示す斜視図である。 For example, the light emitting device shown in FIGS. 15 to 18 300, 400, 500, and 600 is a perspective view showing a modification of the semiconductor device with changing the shape of the transparent portion 107 of the light emitting device 100 shown in FIG. 1 is there.

図15に示される透光部301の外壁面は、発光装置300の支持体100の側から、円錐台の側面301aと、その円錐台の天面として形成された逆円錐形の凹面301bと、を有する。 Outer wall surface of the light transmitting portion 301 shown in FIG. 15, from the side of the support 100 of the light emitting device 300, a truncated cone side surface 301a, a concave 301b of inverted conical formed as a top surface of the truncated cone, having. ここで、逆円錐形の凹面301bの頂点は、光源の発光中心に向けられている。 Here, the vertex of the concave 301b of inverted cone is directed to the light emission center of the light source. これにより、透光部の外壁面から出射される光は、側面301aにより集光され、さらに凹面301bにより反射されて、発光装置300の支持体100の主面に平行な方向にも広がる配光特性を有することができる。 Thus, light emitted from the outer wall surface of the light transmitting portion is converged by side 301a, and is further reflected by the concave 301b, the light distribution also extends in a direction parallel to the main surface of the support body 100 of the light emitting device 300 You can have properties.

図16に示される透光部401の外壁面は、発光装置400の支持体100の側から、所定の扁平率を有する半球面401aと、その頂部に形成された所定の扁平率を有する半球状の凹面401bと、を有する。 Outer wall surface of the light transmitting portion 401 shown in FIG. 16, from the side of the support 100 of the light emitting device 400, a hemispherical shape having a hemispherical surface 401a having a predetermined aspect ratio, the predetermined aspect ratio formed in its top having between concave 401b, the. これにより、透光部401に入射された光は、半球面401aにより集光され、さらに凹面401bにより反射されて透光部401から出射される。 Thus, light incident on the light transmitting portion 401 is collected by the semi-spherical surface 401a, it is reflected by the further concave surface 401b to exit from the light transmitting portion 401. これにより、発光装置400は、その支持体100の主面に平行な方向にも広がる配光特性を有することができる。 Thus, the light emitting device 400 may have a light distribution characteristic which also extends in a direction parallel to the main surface of the support 100.

図17に示される透光部501の外壁面は、発光装置500の支持体100の側から、半球面501aと、その頂部に形成された円柱の側面501bと、その円柱の天面として形成された逆紡錘形状の凹面501cと、を有する。 Outer wall surface of the light transmitting portion 501 shown in FIG. 17, from the side of the support 100 of the light emitting device 500, and the semi-spherical surface 501a, and the side 501b of the cylinder formed in its top, is formed as a top surface of the cylinder having opposite fusiform concave 501c has a. これにより、透光部501に入射された光は、半球面501aおよび側面501bにより集光され、さらに凹面501cにより反射されて透光部501の外壁面から出射される。 Thus, light incident on the light transmitting portion 501 is collected by the semi-spherical 501a and side 501b, it is reflected by the further concave surface 501c and emitted from the outer wall surface of the light transmitting portion 501. これにより、発光装置500は、その支持体100の主面に平行な方向にも広がる配光特性を有することができる。 Thus, the light emitting device 500 may have a light distribution characteristic which also extends in a direction parallel to the main surface of the support 100.

図18に示される透光部601の外壁面は、円柱の側面601aおよび上面601bを有する。 Outer wall surface of the light transmitting portion 601 shown in FIG. 18 has a side surface 601a and upper surface 601b of the cylinder. ここで、円柱の側面601aは、支持体100の主面に垂直であり、上面601bは、支持体の主面に平行な平面である。 Here, the cylindrical side 601a is perpendicular to the main surface of the supporting member 100, the upper surface 601b is a plane parallel to the main surface of the support. 例えば、上面601bは、発光装置600とは別に設けられる透光性部材(図示せず)の光入射面に当接させることにより、発光装置から透光性部材への光の入光効率を高めることができる。 For example, the upper surface 601b is by abutting on the light incident surface of the light transmitting member which is provided separately from the light emitting device 600 (not shown), enhance the light incident efficiency of the light to the light transmitting member from the light-emitting device be able to.

(封止部材の形成方法) (Method of forming a sealing member)
図7から図11は、本形態の封止部材112の形成方法について、各工程を示す断面図である。 FIGS. 7 11, the method for forming the sealing member 112 of the present embodiment is a cross-sectional views showing process steps. 以下、図7から図11を参照しながら本形態における封止部材112の形成方法について詳述する。 It will be described in detail a method for forming the sealing member 112 in the present embodiment with reference to FIGS. 7 to 11. なお、以下に説明する形成方法は、本形態における封止部材112の形成方法の一例であり、本形態の封止部材112の形成方法が以下に説明する形成方法に限定されないことは言うまでもない。 Incidentally, the forming method described below, is an example of a method for forming the sealing member 112 in the present embodiment, it is needless to say that the method of forming the sealing member 112 of the present embodiment is not limited to the formation method described below.

まず、図7に示されるように、環状の鍔部108の環内に平板状に成型された透光部の材料110を第一の型109の開口部に配置する。 First, as shown in FIG. 7, placing the transparent portion of the material 110 which is molded into a flat plate shape in the ring of the annular flange portion 108 into the opening of the first mold 109. ここで、透光部の材料110は、鍔部の接触部108aを被覆している。 Here, the material 110 of the translucent portion covers the contact portion 108a of the flange portion. また、環状の鍔部108は、その外側の縁が第一の型109の凹部の開口部に設けられた段差に引っ掛かるようにして配置される。 The annular flange portion 108, the outer rim is arranged so as caught by the stepped portion provided on the opening of the recess of the first mold 109. 第一の型109の凹部の内壁面は、透光部の外壁面を成型するための所定の形状とさせてある。 The inner wall surface of the recess of the first mold 109, are allowed to a predetermined shape for molding the outer wall surface of the light transmitting portion. 例えば、凹レンズ形状、凸レンズ形状あるいは、それらの形状を組み合わせた形状とすることができる。 For example, it is possible to concave shape, a convex lens shape or a shape combining them shape. また、環状の鍔部108は、透光部の縁部と直に接触することとなる接触部108aにおいて、その断面が階段状に折り曲げられた形状とさせてある。 The annular flange portion 108, the contact portion 108a to be able to direct contact with the edge of the light transmitting portion, in cross-section are to a shape which is bent stepwise. なお、この接触部108aは、環の内側に向けて形成されていることが好ましい。 Incidentally, the contact portion 108a is preferably formed toward the inside of the ring. これにより、封止部材112における透光部107の縁部と鍔部の接触部108aとの接触面積が大きくなり、鍔部と透光部は、より強固に固定される。 Thus, the contact area between the contact portion 108a of the edge and the flange portion of the transparent portion 107 in the sealing member 112 is increased, the flange portion and the translucent portion is more firmly fixed.

次に、図8に示されるように、第二の型111の凸部を透光部の材料110に圧し当て、透光部の材料110が軟化する温度のもとで、透光部の材料110を第二の型111にて加圧する。 Next, as shown in FIG. 8, against divides the convex portion of the second mold 111 in the material 110 of the transparent portion, under the temperature at which the material 110 of the transparent portion is softened, the light transmitting part material pressurizing the 110 at the second mold 111. ここで、第二の型111の凸部外壁面は、透光部107の内壁面を成型するための所定の形状とさせてある。 Here, the convex outer wall surface of the second mold 111, are allowed to a predetermined shape for molding the inner wall surface of the transparent portion 107. また、透光部の材料110は、第二の型111の自重により所定の位置まで加圧される。 The material 110 of the light transmitting portion is pressurized to a predetermined position by the weight of the second mold 111. これにより、図9に示されるように、透光部の材料110は、第一の型109の凹部内壁面と第二の型111の凸部外壁面とによって形成された隙間を第一の型109の凹部底部まで延在される。 Thus, as shown in FIG. 9, the material 110 of the translucent portion, a gap formed by the concave inner wall and convex outer wall surface of the second mold 111 in the first mold 109 first type It is extended to the recess bottom 109. なお、第一の型109の凹部内壁面と第二の型111の凸部外壁面とによって形成された隙間は、透光部107の厚みに相当する所定の間隔とさせてある。 Incidentally, the recess in the wall surface and the gap formed by the convex outer wall surface of the second mold 111 in the first mold 109, are allowed to a predetermined distance corresponding to the thickness of the transparent portion 107. 第一の型109および第二の型111の材料は、例えば、ガラスを透光部として成型する場合、カーボンとすることが好ましい。 Material of the first type 109 and second mold 111, for example, when molding the glass as the translucent part, it is preferable that the carbon. 成型された透光部の外壁面および内壁面の表面状態を良好にすることができるからである。 The surface state of the outer wall surface and an inner wall surface of the molded transparent portion is because it is possible to improve.

軟化された透光部の材料110を硬化させることにより透光部とするとともに、透光部と鍔部とを互いに固定させて封止部材112とする。 With a light transmitting portion by curing the material 110 of the softened transparent portion, and a sealing member 112 and a light transmitting portion and the flange portion is fixed to one another. さらに、図10に示されるように、硬化された透光部および鍔部を型から取り出して、加熱や洗浄などにより透光部の透光性を高めた封止部材112(図11に示す。)とする。 Furthermore, as shown in FIG. 10, it is removed from the cured light-transmitting part and mold a flange portion, shown in a sealing member 112 (FIG. 11 with enhanced translucency of the translucent portion by heating or washing. ) to. さらに、鍔部108の表面を保護するため、その表面を金属にて被覆する。 Furthermore, to protect the surface of the flange portion 108, coating the surface of a metal. このように、鍔部の被覆は、透光部107を鍔部108に固定させた後に行うことが好ましい。 Thus, the coating of the flange portion, it is preferable to perform the transparent portion 107 after being fixed to the flange portion 108. これは、接触部108aが外部環境に対して保護膜となる金属に被覆されていないほうが透光部と鍔部との密着性を向上させることができるからである。 This is better to the contact portion 108a is not coated with the metal serving as a protective film against the external environment because it is possible to improve the adhesion between the transparent portion and the flange portion. 例えば、ガラスと、コバールからなる鍔部の接触部との密着性は、コバールの表面が他の金属材料に被覆されることなく露出され、寧ろ酸化されているほうが高まるからである。 For example, a glass, adhesion to the contact portion of the flange portion made of Kovar is exposed without the surface of the Kovar is coated with other metallic materials, because rather increases the more that is oxidized.

[半導体素子] [Semiconductor Device]
本形態における半導体素子は、発光素子、受光素子、およびそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子(例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー)、あるいはそれらを二種以上組み合わせたものとすることができる。 The semiconductor device in this embodiment, the light emitting element, light receiving element, and a protective element (e.g., a Zener diode or a capacitor) to protect their semiconductor elements from destruction by overvoltage, or they can be a combination of two or more. ここでは、半導体素子の一例として、発光素子(LEDチップ)について説明する。 Here, as an example of a semiconductor device, it will be described light-emitting element (LED chip). LEDチップを構成する半導体発光素子としては、ZnSeやGaNなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質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(In Al Ga 1−X−Y N、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。 As the semiconductor light-emitting elements constituting the LED chip, there may be mentioned those obtained by using various semiconductors such as ZnSe and GaN, in the case of a light emitting device having a fluorescent material can efficiently excite the fluorescent substance short wavelength capable of emitting nitride semiconductor (in X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) is preferably exemplified. 半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。 It can be variously selected emission wavelength depending on the material and the mixed crystal ratio of the semiconductor layer.

半導体素子は、その電極がバンプと呼ばれる導電性材料を介して支持体の電極に電気的および機械的に接続することができる他、サブマウントと呼ばれる補助的な支持部材に電気的および機械的に接続させることができる。 Semiconductor devices, other that at the electrode is electrically and mechanically connected to the electrode of the support member via the conductive material called a bump, electrically and mechanically to the auxiliary support member called a submount it can be connected.

以下、本発明に係る実施例について詳述する。 Hereinafter, described in detail for Example of the present invention. なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。 The present invention is of course not limited to the examples shown below.

図1は、本実施例における発光装置の模式的な斜視図を示す。 Figure 1 shows a schematic perspective view of a light-emitting device in this embodiment. 図2は、本実施例における発光装置の模式的な上面図を示す。 Figure 2 shows a schematic top view of a light-emitting device in this embodiment. 図3は、本実施例における発光装置の模式的な断面図を示す。 Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of a light-emitting device in this embodiment. さらに、図13は、支持体100の集合体であるセラミックス基板116の模式的な斜視図である。 Further, FIG. 13 is a schematic perspective view of a ceramic substrate 116 which is an aggregate of the support members 100. なお、図1から図3は、所定の発光装置の大きさに対応させて、支持体の集合体であるセラミックス基板116を個片化した状態を示す。 Incidentally, FIGS. 1 through 3, corresponding to the size of the predetermined light emitting device, showing a state in which the ceramic substrate 116 and diced is an aggregate of the support.

(半導体装置) (Semiconductor device)
図1から図3に示されるように、本実施例における半導体装置は、半導体素子と、正負一対の電極とするための導電体が配置された絶縁性基板100aを有する支持体100と、その支持体100に配置された半導体素子を覆うカバーである封止部材112と、を備えた半導体装置である。 From Figure 1, as shown in FIG. 3, the semiconductor device of this embodiment includes a semiconductor element, a support 100 having an insulating substrate 100a including a conductive material is arranged for the pair of positive and negative electrodes, the support a sealing member 112 is a cover for covering the semiconductor element arranged in the body 100, a semiconductor device having a.

図4に示されるように、本実施例における支持体100は、平面視にて矩形の形状を有する絶縁性基板100aと、その絶縁性基板100aの長手方向(以下、絶縁性基板100a主面の長手方向を「Y軸方向」とし、短手方向を「X軸方向」とする。)に順に配列された一対の第一導電体の領域101a、101bと、その第一導電体の領域101a、101bから分離して矩形の長手方向に沿って絶縁性基板100aに配置された一対の第二導電体の領域102a、102bと、を備えている。 As shown in FIG. 4, the support 100 of this embodiment, an insulating substrate 100a having a rectangular shape in plan view, of the insulating substrate 100a longitudinal direction (hereinafter, the insulating substrate 100a main surface longitudinal direction and the "Y axis direction", the region 101a of the short-hand direction is the "X-axis direction".) is arranged in order a pair of first conductive materials, 101b and the region 101a of the first conductor, separated from 101b along a rectangular longitudinal direction of the pair disposed on an insulating substrate 100a second conductive region 102a, and includes a 102b, a. ここで、本形態における一対の第一導電体は、支持体100の中央で、第一導電体の領域101aと、第一導電体の領域101bとに分離して配置されており、正負一対の導体配線として半導体素子と半導体装置の外部の電極とを電気的に接続する。 Here, a pair of first conductor in this embodiment, in the center of the support 100, and the area 101a of the first conductive materials are arranged separately in a region 101b of the first conductor, the positive and negative pair electrically connecting the external electrodes of the semiconductor element and the semiconductor device as a conductor wire. なお、支持体100の中央で、第一導電体の領域101aと、第一導電体の領域101bとが分離されたX軸方向に延びる領域は、絶縁性基板100aが導電体から露出された絶縁部とされている。 In the center of the support 100, and the area 101a of the first conductor region and the region 101b of the first conductor extending in separate X-axis direction, the insulating substrate 100a is exposed from the conductor insulation there is a part. つまり、本実施例における絶縁部は、第一導電体の領域101aの外縁と、それと向かい合う第一導電体の領域101bの外縁とにより画定された絶縁性基板100aの露出領域である。 That is, the insulating portion in this embodiment are the exposed region of the first conductor and the outer edge of the region 101a of the insulating substrate 100a defined by the outer edges of the region 101b of the first conductor facing the same. さらに、絶縁部の一部は、支持体の中央から、±X軸方向にそれぞれ延伸して配置されている。 Furthermore, part of the insulating portion, from the center of the support member, which are extended respectively to the ± X-axis direction. さらに、一対の第一導電体の領域101a、101bは、平面視にて、互いに対称なコの字の形状として配置されている。 Further, regions 101a, 101b of the pair of first conductor, in plan view, are arranged as shaped in symmetrical co to each other. また、上記一対の第二導電体の領域102a、102bは、同じ平面視にて、一対の第一導電体の領域101a、101bを挟んで設けられる領域であり、絶縁性基板の長手方向に延伸され、一対の第一導電体の領域に対して互いに対称な短冊状の形状として配置されている。 Further, the pair of second conductive materials regions 102a, 102b, at the same plan view, a region provided across the region 101a, 101b of the pair of first conductive materials, extending in the longitudinal direction of the insulating substrate It is, are arranged as symmetrical rectangular shapes to a region of the pair of first conductive materials. さらに、上記一対の第二導電体の領域102a、102bは、第一導電体の領域101aと、第一導電体の領域101bと、上記絶縁部の横を通過して絶縁性基板の長手方向に、支持体主面の隅部まで延伸されている。 Furthermore, the pair of second conductive materials in the region 102a, 102b includes a region 101a of the first conductor, and a region 101b of the first conductor in the longitudinal direction of passing through the laterally insulating substrate of the insulating portion It is extended to the corner portion of the support main surface.

本実施例の支持体は、第一および第二導電体が配置される主面の中央部に、第三導電体の領域103を備えており、上記第一導電体の領域101a、101bは、上記中央部の側に延伸されて上記第三導電体の領域103の一部を包囲する延伸部101cを有する。 Support of the present embodiment, the central portion of the main surface of the first and second conductors are arranged, comprises a region 103 of the third conductor, the first conductor region 101a, 101b is They are drawn to the side of the central portion having a drawing portion 101c surrounding a partial region 103 of the third conductor.
言い換えれば、第三導電体103は、第一導電体の領域101a、101bの形状であるコの字の内側に配置させている。 In other words, a third conductor 103, first conductor region 101a, which is disposed inside the U-shape is a shape 101b. また、上記第一導電体の領域101aおよび101b並びに上記第二導電体の領域102a、102bは、それぞれ第三導電体の領域103に対して互いに対称な形状を有する。 Further, the first conductive regions 101a and 101b and the second conductive regions 102a, 102b has a symmetrical shape each other with respect to the third conductor region 103, respectively. さらに、第一導電体101aに接続する第一延伸部と、第一導電体101bに接続する第二延伸部とは、それらの延伸部の先端が所定の間隔を空けて対向して離間するように配置されている。 Further, a first extending portion to be connected to the first conductor 101a, and the second extending portion for connecting the first conductor 101b, so that the distal end thereof extending portion is spaced in opposition with a predetermined interval It is located in. したがって、第三導電体の領域103は、上記延伸部の先端により絶縁性基板が露出された分離部を除いて、その外縁の四方を一対の第一導電体の領域101a、101bにより包囲されている。 Thus, the region 103 of the third conductor, except for the separation unit insulating substrate is exposed by the tip of the extending portion, the region 101a of the first conductive material on all sides of the pair of the outer edge thereof, it is surrounded by 101b there. さらに、上記第一導電体および上記第二導電体は、絶縁性部材105により連続して被覆されている。 Further, the first conductor and the second conductor are continuously coated with an insulating member 105.

(支持体の形成) (Formation of support)
まず、本実施例の支持体について詳細に説明する。 First, it will be described in detail the support of the present embodiment. 図4から図6は、本実施例の支持体を形成する各工程について、それぞれ順を追って示す模式的な上面図である。 Figures 4 to 6 for each step of forming a support in the present embodiment, it is a schematic top view showing step-by-step, respectively. 本実施例の支持体は、図4から図6まで順に示されるように、絶縁性基板に対して、各導電体と、絶縁性部材と、環状の板材とを順に積層させることにより形成させる。 Support of the present embodiment, as shown in order from FIG. 4 to FIG. 6, the insulating substrate, and each conductor, an insulating member, is formed by laminating the annular plate in order. さらに、図13は、支持体の集合体であるセラミックス基板116の模式的な斜視図である。 Further, FIG. 13 is a schematic perspective view of a ceramic substrate 116 which is an aggregate of the support members.

本実施例における絶縁性基板は、窒化アルミニウムを材料とするセラミックス基板であり、第一導電体として、図4に示されるような正負一対の導体配線を支持体の中心部に対して対称となるような形状で形成する。 An insulating substrate in this embodiment is a ceramic substrate containing aluminum nitride as a material, as a first conductor, a symmetrical pair of positive and negative conductor wiring as shown in FIG. 4 with respect to the center portion of the support It formed in a shape like. さらに、その第一導電体が配置されたパターンの両脇に、第一導電体のパターンに対して互いに対称となるように、導体配線から絶縁分離された一対の短冊(ストライプ)状に第二導電体を配置させる。 Further, on both sides of the first conductor is arranged pattern, so as to be symmetrical to each other with respect to the pattern of the first conductor, a pair of dielectrically isolated from conductor wiring strip (stripe) shape to the second to arrange the conductor.

各導電体についてより詳細に説明すると、厚さ1.0mmの窒化アルミニウムの基板に、第一、第二導電体として、タングステンの下地層(厚さ10μm)に、NiB(1μm)/NiP(2μm)/Au(0.5μm)を順に積層させる。 To describe in more detail each conductor on a substrate of aluminum nitride having a thickness of 1.0 mm, first, as the second conductive material, the base layer of tungsten (thickness 10μm), NiB (1μm) / NiP (2μm ) / Au and (0.5 [mu] m) are laminated in this order. これらの材料により、窒化アルミニウムの板材から各導電体が剥離することがなくなる。 These materials, it is no longer the conductor of a plate material of aluminum nitride is peeled. なお、本実施例において、第一乃至第四導電体を配置する形成方法は、蒸着、スパッタリング、鍍金あるいは印刷など、種々の形成方法から選択することができる。 In the present embodiment, forming method of arranging the first to fourth conductors, it can be selected deposition, sputtering, etc. plating or printing, from a variety of forming methods.

さらに、導体配線およびストライプ状の導電体を連続して被覆する絶縁性部材105として、図5および図13に示されるようなパターンに、窒化アルミニウムの薄膜(厚さ30μm)を配置させる。 Further, as the insulating member 105 which continuously covers the conductive wiring and the stripe-shaped conductor, the pattern as shown in FIGS. 5 and 13, is disposed a thin film of aluminum nitride (thickness 30 [mu] m). 図13は、支持体の集合体であるセラミックス基板116を示す。 Figure 13 shows a ceramic substrate 116 which is an aggregate of the support members. 本実施例の支持体は、このセラミックス基板116を分割ライン117に沿ってダイシングして分割することにより形成する。 Support of the present embodiment is formed by dividing by dicing along the ceramic substrate 116 to the division line 117. なお、分割ライン117は、セラミックス基板116の主面の縦方向と横方向に格子状に設定されており、図13において点線で示す。 Incidentally, the division line 117, the vertical and horizontal directions of the main surface of the ceramic substrate 116 is set in a grid pattern are shown by a dotted line in FIG. 13.

図13に示した個片化する前のセラミックス基板116の状態では、この絶縁性部材105は、導電性ワイヤや電極104a、104bとして露出される領域および第三導電体の領域を除いて、セラミックス基板116に連続して形成されていたものである。 In a state before the ceramic substrate 116 into pieces shown in FIG. 13, the insulating member 105, with the exception of the areas and regions of the third conductor is exposed electrically conductive wire and the electrode 104a, as 104b, ceramics the substrate 116 is obtained formed continuously. このように、導体配線とされる第一導電体およびストライプ状の第二導電体を被覆する絶縁性部材105を形成させることにより、支持体の反りを低減させることができる。 Thus, by forming the first conductor and the insulating member 105 covering the stripe-shaped second conductor is a conductor wire, it is possible to reduce the warp of the support.

本実施例の電極104a、104bの外縁は、その電極と電気的に絶縁すべき各導電体の配置パターンの外縁から最少で7mmの間隔を空けて配置されている。 Electrodes 104a, the outer edge of 104b of this embodiment is disposed at a distance of 7mm with minimal from the outer edge of the arrangement pattern of the electrode and electrically be insulated each conductor. これにより、電極104a、104bと、封止部材が配置される導電性の板材106と、の短絡を抑制する小型化された半導体装置とすることができる。 This makes it possible to the electrodes 104a, 104b, a conductive plate 106 which is a sealing member is disposed, a semiconductor device suppresses miniaturized shorts.

図5に示されるように、本実施例の支持体は、絶縁性部材105として配置された窒化アルミニウムの薄膜(厚さ30μm)に、タングステン(厚さ20μm)/NiB(1μm)/NiP(2μm)を順に第四導電体として配置させる。 As shown in FIG. 5, the support of the present embodiment, the thin film (thickness 30 [mu] m) of the arrangement aluminum nitride as the insulating member 105, tungsten (thickness 20μm) / NiB (1μm) / NiP (2μm ) and thereby sequentially arranged as a fourth conductor. ここで、図4および図5に示されるように、第四導電体は、絶縁性部材105を介して、その形状が環状の板材106の形状に対応された環状であり、第一導電体の領域101a、101bの延伸部101cと、第二導電体の領域102a、102bの一部とを含む領域の上に、図4に点線で示される円周に沿って設けられる。 Here, as shown in FIGS. 4 and 5, a fourth conductor via an insulating member 105, the shape of an annular that is corresponding to the shape of an annular plate member 106, the first conductive material region 101a, an extending portion 101c of the 101b, the region 102a of the second conductive material, on a region including a portion of the 102b, are provided along a circumference shown by dotted lines in FIG. 4. また、支持体を平面視して、絶縁性部材105、第四導電体の環内および環状の板材106の開口部内に、第一導電体の領域101a、101bの延伸部101cと、上記第三導電体の領域103が配置される。 Further, the support member in plan view, the insulating member 105, in the opening of the fourth conductor endocyclic and cyclic plate 106, region 101a of the first conductor, and the extending portion 101c of the 101b, the third region 103 of the conductor is arranged. また、第四導電体の領域は、抵抗溶接用の電極端子が電気的に接続しやすいように、環状の外縁の一部から外側に突出した領域を有する。 The area of ​​the fourth conductor, such that the electrode terminals for resistance welding is easily electrically connected has a region projecting outward from a portion of the annular outer edge. さらに、コバールを材料とする環状の板材(厚さ150μm)106を、銀および銅を含む鑞材(厚さ30μm)により、上記第四導電体に接合する。 Further, an annular plate (thickness 150 [mu] m) 106 to material kovar, the brazing filler metals containing silver and copper (thickness 30 [mu] m), joined to said fourth conductor.
このように、NiPを介して鑞材を配置することにより、鑞材との密着性が向上するため、鑞材の剥離を抑制することができる。 Thus, by arranging the brazing material over the NiP, to improve the adhesion between the brazing material, it is possible to suppress the peeling of the brazing filler metal. また、NiBを介してNiPを積層させることにより、板材の接合温度によるNiPの劣化が抑制されるため、板材の接合の強度を向上させることができる。 Further, by laminating the NiP through NiB, the deterioration of NiP by junction temperature of the plate can be suppressed, thereby improving the strength of the bonding of the plate.

本実施例における支持体の反り量の目安として、封止部材の溶接面における高低差を測定すると、約8μmとなる。 As a measure of the amount of warpage of the substrate in the present embodiment, when measuring the difference in height at the weld surface of the sealing member is about 8 [mu] m. 比較例として第二導電体が無い支持体を形成させ、封止部材の溶接面における高低差を測定すると、約15μmとなり、本実施例による支持体は反りが低減されている。 To form a second conductor is no support as a comparative example, when measuring the difference in height at the weld surface of the sealing member, about 15μm, and the support according to the present embodiment warp is reduced.

(サブマウントの形成) (Formation of the sub-mount)
発光素子がフリップチップ実装されるサブマウント105は、窒化アルミニウムを材料とする板材に導体配線が形成されている。 Submount 105 where the light emitting element is flip-chip mounted, the conductor wiring is formed on the plate material to aluminum nitride as a material. 本実施例におけるサブマウントは、第一導電体および第二導電体から分離されて、これらの導電体と同じ材料にて形成された第三導電体の領域に、共晶材を介して配置される。 Submount in this embodiment, is separated from the first conductor and the second conductor, in the region of the third conductor formed by the same material as these conductors are disposed through a eutectic material that. この第三導電体は、スクリーン印刷により配置されることが好ましい。 The third conductor is preferably disposed by screen printing. 第三導電体は、スクリーンの編み目状メッシュにより格子状に溝を有して配置される。 The third conductor is arranged with a groove in a grid pattern by screen stitches shaped mesh. これにより、サブマウントと第三導電体との間に気泡が生じても、その気泡は分散するため、サブマウントと支持体との固着力を向上させることができる。 Thus, even when air bubbles between the submount and the third conductor, the bubbles to disperse, it is possible to improve the fixing strength between the submount and the support.

サブマウント105の導体配線は、上記板材の表面側から順に、チタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)がスパッタリングにより積層されている。 Conductive wiring of the submount 105, in order from the surface side of the plate material, titanium (Ti) / copper (Cu) / nickel (Ni) / gold (Au) are laminated by sputtering. この導体配線の層厚は、約0.1μmである。 The thickness of the conductor wire is about 0.1 [mu] m. これらの金属材料により、窒化アルミニウムの板材から導体配線が剥離することがなくなるため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 These metallic materials, since it is no longer conductor wiring of a plate material of aluminum nitride is peeled, it is possible to improve the reliability of the semiconductor device. さらに、他の金属と比較して硬質なチタン(Ti)がサブマウントに配されていることにより、サブマウントの割れや亀裂の発生を防ぐことができる。 Furthermore, compared to hard titanium with other metals (Ti) is by being arranged on the sub-mount, it is possible to prevent the occurrence of the sub-mount cracks and cracks.

本実施例における発光素子は、LEDチップである。 Light-emitting element in this embodiment is an LED chip. 本実施例における発光装置において、複数のLEDチップが同一のサブマウントにフリップチップ実装される。 In the light emitting device in this embodiment, a plurality of LED chips are flip-chip mounted on the same submount. すなわち、本実施例の発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有し、それらの電極が金バンプを介して上記導体配線に対向され、荷重、超音波および熱を加えられ、導体配線に溶着されることにより、電気的および機械的に接続されている。 That is, the light emitting element of this embodiment has a pair of positive and negative electrodes on the same side, the electrodes are opposed to the conductive wiring through the gold bumps, was added load, ultrasound and thermal conductor wire by being welded to, and is electrically and mechanically connected. さらに、サブマウントは、支持体の絶縁性部材から露出された第三導電体の上に、Au−Sn共晶材により固定される。 Further, the sub-mount, on the third conductor which is exposed from the insulating member of the support is fixed by Au-Sn eutectic material. なお、発光素子あるいはサブマウントの実装位置については、発光装置の直上から見て、発光素子が透光部の略中央に位置するように、サブマウントに対する発光素子の位置、または支持体の主面に対するサブマウントの位置が調整される。 Note that the mounting position of the light-emitting element or submount, as viewed from directly above the light emitting device, so that the light emitting element is positioned substantially in the center of the transparent portion, the main surface of the position, or support of the light-emitting element with respect to the sub-mount position of the sub-mount is adjusted for. さらに、それらのLEDチップは、蛍光物質を含有する波長変換部材にて被覆されている。 Moreover, these LED chips are covered by the wavelength converting member containing a fluorescent material.

(波長変換部材の形成) (Formation of the wavelength conversion member)
波長変換部材に含有させる蛍光物質は、中心粒径が8μmである(Y 0.995 Gd 0.0052.750 Al 12 :Ce 0.250蛍光物質とする。 Fluorescent substance to be contained in the wavelength conversion member, the center particle size of 8μm (Y 0.995 Gd 0.005) 2.750 Al 5 O 12: and Ce 0.250 fluorescent material. 波長変換部材の材料は、シリコーン樹脂に、上記蛍光物質を20〜75wt%含有させ、自転公転ミキサーにて5分間攪拌を行い、蛍光体と結着剤であるシリコーン樹脂との硬化性組成物とする。 Material of the wavelength conversion member, the silicone resin, the fluorescent substance is contained 20~75Wt%, performs stirring for 5 minutes at rotation revolution mixer, a curable composition of the silicone resin is a phosphor and a binder to. その硬化性組成物は、フリップチップ実装された半導体発光素子の発光観測方向となるサファイア基板面に対し、メタルマスクにより印刷される。 The cured composition, the sapphire substrate surface as a light emission observing direction of a flip-chip mounted semiconductor light-emitting element to be printed by a metal mask. さらに、その硬化性組成物を150℃、1hrで硬化させることにより、LEDチップの側面および上面側を被覆し層厚が70μmから80μmの波長変換部材とする。 Further, the curable composition 0.99 ° C., by curing at 1hr, the layer thickness covering the side surface and the upper surface of the LED chip and a wavelength converting member of 80μm from 70 [mu] m.

LEDチップの電極と接続されたサブマウント114の導体配線と、第一導電体により支持体に形成された導体配線とは、導電性ワイヤ(図示せず)を介して接続させる。 And conductive wiring of the submount 114 that is connected to the LED chips of the electrode, and the formed conductive wiring to support the first conductor is connected through a conductive wire (not shown). また、サブマウント114を挟んだ反対側において、支持体の導体配線にツェナーダイオードを保護素子として配置させて電気的に接続する。 Further, the opposite side of the submount 114, and is disposed to be electrically connected to the conductive wiring of the support a zener diode as a protective element.

(封止部材) (Sealing member)
上述した環状の板材106に封止部材112の鍔部108を配置させた後、封止部材112の鍔部108と、板材106とに電圧を印加する。 After placing the flange portion 108 of the sealing member 112 into the annular plate member 106 described above, the flange portion 108 of the sealing member 112, a voltage is applied to the plate 106. ここで、電圧を印加するための電極端子は、鍔部108の緩衝部108bに当接される。 Here, the electrode terminal for applying a voltage is in contact with the buffer portion 108b of the flange portion 108. これにより、封止部材112の透光部107に損傷を与えることなく、封止部材112の鍔部108と板材106とが抵抗溶接され、半導体素子が気密封止される。 Thus, without damaging the light transmitting portion 107 of the sealing member 112, the flange portion 108 and the plate member 106 of the sealing member 112 is resistance welding, the semiconductor element is hermetically sealed. 封止部材112は、ソーダガラスからなる透光性の透光部107と、その透光部107が嵌挿される鍔部108とを有する。 The sealing member 112 includes a light transmitting portion 107 of the light-transmitting made of soda glass, and a flange portion 108 that the light transmitting portion 107 is fitted. 透光部107の光出射面は、発光装置100の上面方向に凸の半球面であり、発光素子102に対面する光入射面は、上記光出射面と曲率が略等しい凹の半球面である。 Light emitting surface of the light transmitting portion 107 is a hemispherical surface of the convex top surface direction of the light emitting device 100, light incident surface facing the light emitting element 102, the light-emitting surface and the curvature is substantially equal to the concave hemispherical surface . 鍔部108は、コバールからなる環状の部材であり、ソーダガラスからなる半球面レンズである透光部107の縁部が溶着されて固定されている。 The flange portion 108 is an annular member made of Kovar, the edges of the transparent portion 107 is a hemispherical lens made of soda glass is fixed by welding. さらに、発光素子102は、封止部材と支持体の主面とから形成される中空部内にて、気密封止される。 Further, the light emitting element 102 at the hollow portion formed from the main surface of the sealing member and the support, is hermetically sealed.

本発明にかかる発光装置は、信頼性および耐熱性に優れ、高出力発光可能である。 The light emitting device according to the present invention is excellent in reliability and heat resistance, it can be high output emission. そのため、従来の電球や蛍光灯に代わる照明用光源、車両用灯具として広く利用することができる。 Therefore, the illumination light source in place of conventional light bulbs or fluorescent lamps, can be widely used as a vehicle lamp.

100・・・支持体、 100 ... support,
100a・・・絶縁性基板、 100a ··· insulating substrate,
200、300、400、500、600・・・半導体装置、 200,300,400,500,600 ... semiconductor device,
101a、101b・・・第一導電体の領域、 101a, 101b · · · region of the first conductor,
101c・・・第一導電体の領域の延伸部、 101c · · · extension of the area of ​​the first conductor,
102a、102b・・・第二導電体の領域、 102a, 102b · · · region of the second conductive material,
103・・・第三導電体の領域、 103 ... area of ​​the third conductor,
104a、104b・・・電極、 104a, 104b · · · electrode,
105・・・絶縁性部材、 105 ... insulating member,
106・・・導電性の板材107、301、401、501、601・・・透光部、 106 ... conductive plate 107,301,401,501,601 ... transparent portion,
108・・・鍔部、 108 ... the flange portion,
108a・・・鍔部の接触部、 The contact portion of 108a ··· flange portion,
108b・・・鍔部の緩衝部、 The buffer portion of the 108b ··· flange portion,
109・・・第一の型、 109 ... first type,
110・・・透光部の材料、 110 ... light transmitting portion of the material,
111・・・第二の型、 111 ... second type,
112・・・封止部材、 112 ... the sealing member,
113・・・半導体素子、 113 ... semiconductor element,
114・・・サブマウント、 114 ... the sub-mount,
115・・・第四導電体の領域、 115 ... area of ​​the fourth conductor,
116・・・集合基板、 116 ... collective substrate,
117・・・分割ライン。 117 ... division line.

Claims (5)

  1. 一対の第一導電体と、その第一導電体とは別の一対の第二導電体とが絶縁性基板に配置された支持体であって、 A pair of first conductors, the the first conductor and another pair of second conductor a support disposed on an insulating substrate,
    前記支持体は、前記一対の第一導電体の間に前記絶縁性基板が露出されてなる絶縁部を有しており、且つ、前記一対の第二導電体のうち少なくとも一方は、前記絶縁部の側方に配置されることを特徴とする半導体装置用の支持体。 It said support has the insulating substrate is exposed insulating portion between the pair of first conductive materials, and, at least one of the pair of second conductive materials, the insulating portion support for a semiconductor device, characterized in that disposed on the side of.
  2. 一対の第一導電体と、その第一導電体とは別の一対の第二導電体とが絶縁性基板に配置された支持体であって、 A pair of first conductors, the the first conductor and another pair of second conductor a support disposed on an insulating substrate,
    前記一対の第一導電体の領域形状は、平面視にて、互いに対称な形状を有し、且つ、 The pair of area shape of the first conductor, in plan view, has a symmetrical shape with each other, and,
    前記一対の第二導電体の領域形状は、前記平面視にて、前記第一導電体の領域形状の対称軸に対して互いに対称な形状を有していることを特徴とする半導体装置用の支持体。 The pair of area shape of the second conductor, wherein in a plan view, the semiconductor device characterized in that it has a symmetrical shape with respect to the symmetry axis of the region shapes of the first conductor support.
  3. 前記第二導電体の領域形状は、前記絶縁性基板の長手方向に延伸された短冊状である請求項1または2に記載の半導体装置用の支持体。 The area shape of the second conductor, a support for a semiconductor device according to claim 1 or 2 which is longitudinally stretched the strip of the insulating substrate.
  4. 前記絶縁性基板は、その中央部に配置された第三導電体を備えており、前記第一導電体の領域形状は、前記中央部の側に延伸されて前記第三導電体の領域形状の一部を包囲する延伸部を有する請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置用の支持体。 The insulating substrate is provided with a third conductor disposed in its central portion, a region shape of the first conductor, the area shape of the third conductor is drawn to the side of the central portion support for the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 having a stretch portion surrounding a portion.
  5. 絶縁性基板と、その絶縁性基板に配置された導電体と、を備えた半導体装置用の支持体の形成方法であって、 An insulating substrate, and the insulating substrate arranged conductors, a method of forming a support for a semiconductor device provided with,
    平面視にて互いに対称な領域形状を有する一対の第一導電体を、絶縁性基板に配置する第一の工程と、 A pair of first conductor having a symmetrical region shapes in plan view, a first step of disposing the insulating substrate,
    前記第一導電体の領域に対して互いに対称な領域形状を有する一対の第二導電体を、前記絶縁性基板に配置する第二の工程を有することを特徴とする半導体装置用の支持体の形成方法。 A pair of second conductor having a symmetrical region shapes to a region of the first conductor, the support for the semiconductor device characterized in that it comprises a second step of placing said insulating substrate forming method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043212A1 (en) 2009-10-05 2011-04-14 花王株式会社 Ceramide production enhancer and moisturizing agent
JP2014154723A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Stanley Electric Co Ltd Light-emitting device and vehicle lamp
JP2015061024A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 パナソニック株式会社 Light emitting module

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03178195A (en) * 1989-12-06 1991-08-02 Hitachi Ltd Manufacture of multilayered ceramic substrate
JPH0679165U (en) * 1993-04-16 1994-11-04 スタンレー電気株式会社 Led lamp
JPH11177136A (en) * 1997-12-15 1999-07-02 Nichia Chem Ind Ltd Chip type led
JP2003347600A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Matsushita Electric Works Ltd Substrate for mounting led
JP2004253404A (en) * 2002-12-24 2004-09-09 Kyocera Corp Package for housing light emitting element and light emitting device
JP2005210056A (en) * 2003-12-25 2005-08-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Led ceramic package
JP2005235864A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Hamamatsu Photonics Kk Optical semiconductor device
JP2005538550A (en) * 2002-09-04 2005-12-15 クリー インコーポレイテッドCree Inc. Light-emitting die package of power surface mount
JP2006324392A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Kyocera Corp Substrate for mounting light emitting element, package for storing light emitting element, light emitting device, and lighting system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03178195A (en) * 1989-12-06 1991-08-02 Hitachi Ltd Manufacture of multilayered ceramic substrate
JPH0679165U (en) * 1993-04-16 1994-11-04 スタンレー電気株式会社 Led lamp
JPH11177136A (en) * 1997-12-15 1999-07-02 Nichia Chem Ind Ltd Chip type led
JP2003347600A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Matsushita Electric Works Ltd Substrate for mounting led
JP2005538550A (en) * 2002-09-04 2005-12-15 クリー インコーポレイテッドCree Inc. Light-emitting die package of power surface mount
JP2004253404A (en) * 2002-12-24 2004-09-09 Kyocera Corp Package for housing light emitting element and light emitting device
JP2005210056A (en) * 2003-12-25 2005-08-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Led ceramic package
JP2005235864A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Hamamatsu Photonics Kk Optical semiconductor device
JP2006324392A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Kyocera Corp Substrate for mounting light emitting element, package for storing light emitting element, light emitting device, and lighting system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043212A1 (en) 2009-10-05 2011-04-14 花王株式会社 Ceramide production enhancer and moisturizing agent
JP2014154723A (en) * 2013-02-08 2014-08-25 Stanley Electric Co Ltd Light-emitting device and vehicle lamp
JP2015061024A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 パナソニック株式会社 Light emitting module

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