JP2011091311A - 光半導体装置の製造方法、光半導体素子搭載用基板の製造方法及び光半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂パッケージやリードフレームに損傷を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することができる光半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファ成形によって貫通孔３０ａが複数形成された光反射層３０を配線部材１０上に形成し、貫通孔３０ａの一方の開口部を配線部材１０で塞いでなる複数の凹部３２が形成された成形体７０を得る工程と、配線部材１０の表面に生じる熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂バリ５０を、薬液を用いて化学的に除去する工程と、配線部材１０の導体部材１４ａ，１４ｂ表面にめっきを施す工程と、光半導体素子２０を凹部３２内に配置する工程と、凹部３２内に封止樹脂を供給する工程と、封止樹脂を硬化させる工程と、成形体７０を分割して複数の光半導体装置１００を得る工程と、を有する光半導体装置の製造方法。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光半導体装置の製造方法、光半導体素子搭載用基板の製造方法及び光半導体装置に関する。

光半導体素子である発光ダイオード（Light EmittingDiode：ＬＥＤ）は、安価で長寿命な素子として注目されており、各種のインジケータ、光源、平面型表示装置、液晶ディスプレイのバックライト等の光半導体装置に広く使用されている。光半導体装置の製造方法としては、樹脂パッケージを作製し、これに光半導体素子を搭載する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この樹脂パッケージに用いられる樹脂材料は、熱硬化性樹脂を加熱溶融して液状化させたものを、加熱した成形金型のキャビティ内部に流し込み、圧力を加えて成形、硬化するトランスファ成形技術を用いて作製される。この場合、パッケージ成形後にめっき工程及び光半導体素子の実装工程があり、リードフレームに付着した不要な樹脂バリがめっき付き性やワイヤボンド性に影響を与えることがある。そのため、樹脂バリを取る工程を成形後に行なうことがある（例えば特許文献２参照）。

このバリ取り方法としては、従来より、ガラスビーズ、アルミナ粒子、プラスチックビーズ、その他無機物の粒子などの研磨材を水（または水溶液）に混ぜ、ポンプを用いて高圧をかけて、研磨材を水と共にリードフレーム面に高圧噴射することによりバリを除去するようにした液体ホーニング法が主流となっている。

特開２００６−１４０２０７号公報 特開２００４−２９６５３０号公報

しかしながら、上記液体ホーニング法によりバリを除去する場合、研磨材の形状や混入量の制御が必要であり、研磨材の管理が難しいという問題があった。また、液体ホーニング法では、クリーニングや研磨材の回収などの後処理が必要であり、作業性にも問題があった。更に、液体ホーニング法では、ガラスビーズなどの研磨材を用いているため、ホーニング工程による樹脂パッケージやリードフレームの損傷が避けられないという問題があった。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、樹脂パッケージやリードフレームに損傷を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することができる光半導体装置の製造方法、光半導体素子搭載用基板の製造方法、及び、上記光半導体装置の製造方法を用いて作製した光半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファ成形によって貫通孔が複数形成された光反射層を配線部材上に形成し、上記貫通孔の一方の開口部を上記配線部材で塞いでなる複数の凹部が形成された成形体を得る工程と、上記配線部材の表面に生じる上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂バリを、薬液を用いて化学的に除去する工程と、上記配線部材の導体部材表面にめっきを施す工程と、光半導体素子を上記凹部内にそれぞれ配置する工程と、上記光半導体素子が配置された上記凹部内に封止樹脂を供給する工程と、上記封止樹脂を硬化させる工程と、上記成形体を分割して複数の光半導体装置を得る工程と、を有する光半導体装置の製造方法を提供する。

かかる製造方法によれば、薬液を用いて樹脂バリを化学的に除去する工程を有することにより、樹脂パッケージやリードフレームに損傷を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することができる。そして、損傷を与えずに樹脂バリが十分に除去されることにより、反射率及びワイヤボディング性の良好な光半導体装置を得ることができる。

本発明の光半導体装置の製造方法において、上記薬液は、アルカリ性過マンガン酸水溶液、クロム酸−硫酸水溶液、濃硫酸、又は、アミド系溶液のいずれかの薬液であることが好ましい。これらの薬液を用いることにより、樹脂パッケージやリードフレームの損傷の十分な抑制と、樹脂バリの十分な除去とを高水準で両立させることができる。

本発明はまた、熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファ成形によって貫通孔が複数形成された光反射層を配線部材上に形成し、上記貫通孔の一方の開口部を上記配線部材で塞いでなる複数の凹部が形成された成形体を得る工程と、上記配線部材の表面に生じる上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂バリを、薬液を用いて化学的に除去する工程と、を有する光半導体素子搭載用基板の製造方法を提供する。

かかる製造方法によれば、薬液を用いて樹脂バリを化学的に除去する工程を有することにより、光半導体素子搭載用基板に損傷を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することができる。そして、損傷を与えずに樹脂バリが十分に除去されることにより、反射率及びワイヤボディング性の良好な光半導体素子搭載用基板を得ることができる。

本発明の光半導体素子搭載用基板の製造方法において、上記薬液は、アルカリ性過マンガン酸水溶液、クロム酸−硫酸水溶液、濃硫酸、又は、アミド系溶液のいずれかの薬液であることが好ましい。これらの薬液を用いることにより、樹脂パッケージやリードフレームの損傷の十分な抑制と、樹脂バリの十分な除去とを高水準で両立させることができる。

本発明は更に、上記本発明の光半導体装置の製造方法を用いて製造される光半導体装置を提供する。かかる光半導体装置によれば、上記本発明の光半導体装置の製造方法を用いて製造されるため、光半導体素子の実装信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、樹脂パッケージやリードフレームに損傷を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することができる光半導体装置の製造方法、光半導体素子搭載用基板の製造方法、及び、上記光半導体装置の製造方法を用いて作製した光半導体装置を提供することができる。

本発明に係る光半導体装置の一実施形態を示す平面図である。 図１に示した光半導体装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明に係る光半導体装置の製造方法の一実施形態を示す断面図である。 図３の後続の工程の手順を示す断面図である。 図３の工程後の成形体を示す平面図である。 図４の工程後の成形体を示す平面図である。 図４の後続の工程の手順を示す断面図である。 図７の工程の他の実施形態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

＜光半導体装置＞
図１は、本発明に係る光半導体装置の一実施形態を示す平面図である。但し、図１では、封止体は省略している。図２は、図１に示した光半導体装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図１，２に示すように、光半導体装置１００は、配線部材１０と、光半導体素子２０と、光反射層３０と、封止体４０とを備える。光半導体装置１００は、一般に表面実装型（ＳＭＤ型）に分類されるものである。

配線部材１０としては、リードフレームを公知の方法で配線形成したものを用いることが好ましく、例えば、４２アロイリードフレームや銅リードフレーム等のリードフレームが用いられる。配線部材１０は、例えば矩形状をなしており、導体部材１４ａ，１４ｂを有している。

導体部材１４ａ，１４ｂは、金属により形成されている。導体部材１４ａは、配線部材１０の短手方向の略中央において、配線部材１０の長手方向の一端から他端にかけて配置されている。導体部材１４ｂは、配線部材１０の短手方向における両端部のそれぞれに３つずつ配置されており、各導体部材１４ｂは、配線部材１０の長手方向に長尺状をなしている。各導体部材１４ｂは、互いに離れて並んでいると共に、導体部材１４ａと離れて、導体部材１４ａを挟んで対称となるように配置されている。

導体部材１４ａと導体部材１４ｂとの間には、白色樹脂層１６が配置されている。白色樹脂層１６は、後述する光反射層３０と同様の樹脂により形成されている。

光半導体素子２０は、例えばダイボンド材（図示せず）を介して導体部材１４ａ上に３つマウントされており、互いに離れて配線部材１０の長手方向に並んでいる。各光半導体素子２０の表面は、ボンディングワイヤ１８により、導体部材１４ａを挟んで対称に位置する導体部材１４ｂのそれぞれに電気的に接続されている。光半導体素子２０は、ボンディングワイヤ１８を通して電力が供給されることにより発光し、その光が封止体２０を通して、光取出面１００Ｆから取り出される。光半導体素子２０としては、特に制限なくＧａＮ系の青色素子や緑色素子、ＧａＰ系の緑色素子や橙色素子、ＧａＡｓ系の赤色素子等の素子を使用することができる。

光反射層３０は、配線部材１０の外縁部に沿って配線部材１０上に配置された四方の側壁により、内部に貫通孔３０ａが形成された略直方体状の部材である。貫通孔３０ａは、光反射層３０の四方の側壁が傾斜することにより、光反射層３０の表面３０ｂから裏面（配線部材１０側の面）にかけて開口が小さくなるように形成されている。光反射層３０は、配線部材１０と共に光半導体素子搭載用基板を構成しており、貫通孔３０ａの裏面側の開口部が配線部材１０により塞がれることにより、凹部（キャビティ部）３２が形成されている。凹部３２の内部を光反射層３０の表面３０ｂ側から見た場合、凹部３２の底部には、３つの光半導体素子２０が露出している。すなわち、凹部３２の底部は、光半導体素子搭載領域に相当する。

封止体４０は、凹部３２内及び光反射層３０の表面３０ｂに透光性を有する封止樹脂（透光封止樹脂）が供給されて形成されている。封止樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂やそれらの変性樹脂が挙げられ、中でも、着色や劣化が抑制されると共に応力緩和効果により熱応力によるボンディングワイヤ１８の断線等が抑制されることから信頼性を更に向上させることができるため、ゲル状やゴム状のシリコーン樹脂が好ましく、ゲル状やゴム状のジメチルシリコーン樹脂がより好ましい。ジメチルシリコーン樹脂としては、ＫＪＲ−９０２２Ｘ−５、ＫＥＲ−２６００（信越化学工業株式会社製、商品名）、ＯＥ−６３５１，ＪＣＲ６１１５，ＪＣＲ６１１０（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名）、ＸＥ−１４−Ｃ２０４２、ＩＶＳ４０１２、ＩＶＳ５０２２（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名）等を使用することができる。封止樹脂には、必要に応じて蛍光体が添加されてもよい。封止樹脂の室温（２５℃）における弾性率は、耐熱性、耐光性、応力緩和効果を向上させる観点から０．００１〜１０ＭＰａが好ましい。なお、封止樹脂の弾性率は、針入度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０ １／４コーン）やゴム硬さ（ＪＩＳ タイプＡ）を用いて測定することができる。

次に、光反射層３０を形成する熱硬化性樹脂組成物（モールド材料）について詳細に説明する。熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、及び、（Ｅ）白色顔料を含むことが好ましい。

（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料として一般に使用されているものを用いることができる。エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビフェノール等のジグリシジエーテル、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、これらのエポキシ樹脂のうち、比較的着色のないものを使用することが好ましく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートが好ましい。

（Ｂ）硬化剤
硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応するものであれば、特に制限なく用いることができるが、比較的着色のないものが好ましい。硬化剤としては、例えば、酸無水物硬化剤、イソシアヌル酸誘導体、フェノール系硬化剤等が挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、無水コハク酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物、メチルノルボルネンジカルボン酸無水物、ノルボルナンジカルボン酸無水物、メチルノルボルナンジカンルボン酸無水物が挙げられる。イソシアヌル酸誘導体としては、１，３，５−トリス（１−カルボキシメチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（２−カルボキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（３−カルボキシプロピル）イソシアヌレート、１，３−ビス（２−カルボキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられる。フェノール系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、フェノール類とベンズアルデヒドやナフチルアルデヒド等との縮合物、トリフェノールメタン化合物、多官能型フェノール樹脂等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

これらの硬化剤の中では、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、１，３，５−トリス（３−カルボキシプロピル）イソシアヌレートを用いることが好ましい。硬化剤は、その分子量が１００〜４００程度のものが好ましく、また、無色ないし淡黄色のものが好ましい。

硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５０〜２００質量部が好ましく、１００〜１５０質量部がより好ましい。硬化剤の含有量が、５０質量部未満では、エポキシ樹脂の硬化反応が十分に進行しない傾向があり、２００質量部を超えると、得られる成形体が変色する傾向にある。

（Ｃ）硬化促進剤
硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェノール等の３級アミン類、２−エチル−４メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−テトラフルオロボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−テトラフェニルボレート等のリン化合物、４級アンモニウム塩、有機金属塩類、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。これらの硬化促進剤の中では、３級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。

硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．０１〜１０．０質量部であることが好ましく、０．１〜８．０質量部がより好ましい。硬化促進剤の含有量が、０．０１質量部未満では、十分な硬化促進効果を得られない傾向があり、１０．０質量部を超えると、得られる成形体が変色する傾向がある。

（Ｄ）無機充填剤
無機充填剤としては、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム及び炭酸バリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましく、信頼性が向上する観点から、低熱膨張であるシリカがより好ましい。

無機充填剤としては、難燃効果の観点から、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムが好ましい。また、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムは、白色であるため反射率に与える影響が小さい観点からも好ましい。更に、耐湿信頼性の観点から、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムにおけるイオン性化合物の含有量は少ないことが好ましい。イオン性化合物（例えば、Ｎａ化合物）の含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、０．２質量％以下が好ましい。

無機充填剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１００〜２０００質量部が好ましく、５００〜１５００質量部がより好ましい。無機充填剤の含有量が、１００質量部未満では、材料の強度が低下する傾向があり、２０００質量部を超えると、流動性や硬化性に悪影響を与える傾向にある。

無機充填剤の中心粒径は、０．１〜５０μｍであることが好ましい。中心粒径が０．１μｍ未満であると、粒子が凝集しやすく分散性が悪くなる傾向にあり、５０μｍを超えると、成形性が低下する傾向にある。

（Ｅ）白色顔料
白色顔料としては、光反射性が向上する観点から酸化チタン（ルチル型）が好ましい。白色顔料としては、無機中空粒子も好ましく、無機中空粒子としては、例えば、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、シラス等の中空粒子が挙げられる。

白色顔料の中心粒径は、０．１〜５０μｍであることが好ましい。中心粒径が０．１μｍ未満であると粒子が凝集しやすく分散性が悪くなる傾向にあり、５０μｍを超えると反射特性が十分に得られなくなる傾向がある。

白色顔料の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１００〜４５００質量部が好ましく、２００〜２０００質量部がより好ましい。白色顔料の含有量が、１００質量部未満では、反射率が低下する傾向があり、４５００質量部を超えると、成形性が悪化する傾向にある。

白色顔料の充填量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、１０〜８５体積％が好ましく、５０〜８５体積％がより好ましく、７０〜８５体積％が更に好ましい。充填量が１０体積％未満であると、光反射特性が低下する傾向があり、８５体積％を超えると、成型性が悪くなる傾向がある。

（Ｆ）カップリング剤
白色顔料の分散性を向上させる目的で、熱硬化性樹脂組成物は任意にカップリング剤を含有しても良い。カップリング剤としては、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等があるが、着色が抑制される観点から、一般にエポキシシラン系が優れており、具体例として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等がある。

カップリング剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜５質量部が好ましく、１〜３質量部がより好ましい。カップリング剤の含有量が、０．１質量部未満では、流動性が低下する傾向があり、５質量部を超えると、硬化性が低下したり離型性が悪化する傾向にある。

その他、熱硬化性樹脂組成物には、添加剤として、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、イオン捕捉剤、可撓化剤等を添加してもよい。可撓化剤としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が適している。

熱硬化性樹脂組成物の硬化物の厚さ１ｍｍの波長４２０〜８００ｎｍにおける光反射率は、８０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。光反射率が８０％未満であると、光半導体装置の発光効率が低下する傾向がある。

本実施形態に係る光半導体装置１００では、凹部３２に配置される光半導体素子２０が封止体４０により封止される簡易な構造を有しているため、複数の凹部３２が形成された成形体を用い、該成形体を分割することにより複数の光半導体装置を一度に製造する方法を好適に適用することができる。したがって、成形体が良好に分割され、光半導体装置を一つずつ製造する従来の製造方法と比較して効率よく光半導体装置が得られ、格段に生産性を向上させることができる。

更に、光半導体装置１００では、耐熱性、耐光性、耐温度サイクル性、耐リフロー性に優れることから、高輝度ＬＥＤパッケージに好適な光半導体装置を提供することができる。

＜光半導体装置の製造方法＞
次に、本実施形態に係る光半導体装置１００の製造方法について、図３〜図８を用いて説明する。図３は、発明に係る光半導体装置の製造方法の一実施形態を示す断面図である。図４は、図３の後続の工程の手順を示す断面図である。図５は、図３の工程後の成形体を示す平面図である。図６は、図４の工程後の成形体を示す平面図である。図７は、図４の後続の工程の手順を示す断面図である。図８は、図７の工程の他の実施形態を示す断面図である。

まず、銅箔をフォトエッチングする方法等の公知の方法を用いて回路を形成し、導体部材１４ａ，１４ｂを形成し、図３（ａ）に示す配線部材１０を得る。

次に、凹部３２を有する光反射層３０がマトリックス状（例えば、縦１０個×横１６個）に複数連なった形状の凹部を有する金型６０を用意し、図３（ｂ）に示すように、配線部材１０上に金型６０を配置する。次に、金型６０の樹脂注入口（図示せず）から熱硬化性樹脂組成物を注入し、配線部材１０上に光反射層３０を形成する。光反射層３０は、リードフレームにトランスファ成形でマトリックス状に成形するＭＡＰ（Ｍｏｌｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｅ）成形法を用いて成形することができる。熱硬化性樹脂組成物の注入後、金型温度を例えば１８０℃に９０秒保持することによって熱硬化性樹脂組成物を硬化させる。なお、トランスファ成形時に金型６０内を減圧にすると、樹脂充填性が向上するため好ましい。光反射層３０を形成した後、例えば温度１２０〜１８０℃で１〜３時間加熱することによって熱硬化性樹脂組成物のアフターキュアを行ってもよい。以上により、図４（ａ）に示すように、凹部３２を有する光反射層３０が複数連なった成形体７０が形成されると共に、導体部材１４ａ，１４ｂ間に白色樹脂層１６が形成される。

このとき、図５に示すように、配線部材１０表面には、トランスファ成形時に金型６０と配線部材１０との間に熱硬化性樹脂組成物の成分が染み出すことによって、樹脂バリ５０が生じることとなる。したがって、配線部材１０表面に生じた樹脂バリ５０を、薬液の処理により化学的に除去する。薬液の処理は、薬液の種類に応じて濃度、温度、時間、後処理等を最適化して行う。ここで、化学的な除去とは、薬液の作用により、樹脂バリ５０が溶解するか、又は、膨潤して剥離することにより、配線部材１０から除去されることを意味する。

薬液としては、樹脂バリ５０を溶解及び／又は膨潤させることが可能なものであれば特に限定されないが、例えば、アルカリ性過マンガン酸水溶液、クロム酸−硫酸水溶液、濃硫酸、及び、アミド系溶液が挙げられる。これらの中でも、樹脂バリ５０の除去と配線部材１０及び光反射層３０へのダメージの抑制とを高水準で両立させる観点から、低濃度のアルカリ性薬液や、酸性の薬液が好ましい。

アルカリ性過マンガン酸水溶液としては、過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを使用することができる。薬液としてアルカリ性過マンガン酸水溶液を用いる場合、その濃度は、１〜７０ｇ／Ｌとすることが好ましく、１〜４０ｇ／Ｌとすることがより好ましい。また、ｐＨは１２〜１４とすることが好ましい。処理温度は、２０〜８０℃の範囲とすることが好ましく、３０〜６０℃の範囲とすることがより好ましい。処理時間は、０．５〜１０分間とすることが好ましい。アルカリ性過マンガン酸水溶液の後処理として中和処理を行なうと、過マンガン酸の赤い着色を還元し、材料を白色に戻すことができるため好ましい。

濃硫酸を用いる場合、硫酸濃度は８０％以上であることが好ましく、８０〜９０％であることがより好ましい。また、処理温度は、２０〜３０℃の範囲とすることが好ましい。処理時間は、０．５〜１０分間とすることが好ましい。濃硫酸処理後の後処理としてアルカリ溶液による中和処理を行なうと、材料の過度な溶解を抑制できるため好ましい。

クロム酸−硫酸水溶液を用いる場合、クロム酸濃度は、１０〜１５０ｇ／Ｌとすることが好ましく、１０〜１００ｇ／Ｌとすることがより好ましい。また、硫酸濃度は、１００〜５００ｇ／Ｌとすることが好ましい。処理温度は、２０〜４５℃の範囲とすることが好ましい。処理時間は、０．５〜１０分間とすることが好ましい。

アミド系溶液としては、アミド系溶媒単独、又は、アミド系溶媒とアルカリとの混合液が用いられる。アミド系溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。アルカリとしては、アルカリ金属水酸化物のアルコール系溶媒溶液、第４級アンモニウム塩等が挙げられる。アミド系溶液としてアミド系溶媒とアルカリとの混合液を用いる場合、アミド系溶媒は５０〜９９質量％の範囲であり、アルカリ金属水酸化物のアルコール系溶媒溶液（アルカリ金属水酸化物濃度：０．５〜４０質量％）が１〜５０質量％の範囲であり、その合計１００質量部に対して、第４級アンモニウム塩が０．０１〜１０質量部である混合液を用いることが好ましい。また、アミド系溶液を用いる場合の処理温度は、２０〜７０℃とすることが好ましく、３０〜５０℃とすることがより好ましい。処理時間は、０．５〜１０分間とすることが好ましい。

上述した各条件で樹脂バリ５０の除去を行うことにより、配線部材１０及び光反射層３０へのダメージを十分に抑制しつつ、樹脂バリを十分に除去することができる。また、上記薬液の中でも、アミド系溶液はそれ自体がマイルドな薬液であるため、配線部材１０及び光反射層３０へのダメージをより十分に抑制することができる。更に、薬液による処理によって、光反射層３０の壁面を適度に荒らすことができるため、光反射層３０と封止体４０との接着力を向上させることができる。

次に、樹脂バリ５０を除去した後、配線部材１０の導体部材１４ａ，１４ｂ表面に、Ａｇめっき、Ｎｉ／Ａｇめっき等のめっきを施すことにより、反射率の向上と良好なワイヤボディング性を得ることができる。

続いて、凹部３２内の導体部材１４ａ上に例えばダイボンド材を塗布し、ダイボンド材上に３つの光半導体素子２０を並べて配置する。そして、図４（ｂ）に示すように、各光半導体素子２０の表面をボンディングワイヤ１８を用いて導体部材１４ｂと電気的に接続する。なお、実装方法として、ワイヤボンド方式だけでなく、フリップチップ方式を用いてもよい。以上により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、成形体７０における各凹部３２の底部に３つの光半導体素子２０が実装される。

次に、ポッティングにより以下のように封止体４０を形成する。すなわち、図７（ａ）に示すように、各凹部３２内に封止樹脂を供給し、光半導体素子２０を封止する封止体４０を形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、複数の光半導体装置１００が一体的に連なった成形体を凹部３２ごとに分割（個片化）し、図２に示す光半導体装置１００を複数得る。分割には、ダイシング、レーザ加工、ウォータージェット加工、金型加工等の公知の方法を用いることができる、これにより、光半導体装置を１つ又は複数有する光半導体装置（ＳＭＤ型光半導体装置）を得ることができる。

また、複数の光半導体装置１００において、光反射層３０は一体的に連なっていなくてもよく、図８（ａ）に示すように、予め凹部３２ごとに分割されていてもよい。この場合、図８（ｂ）に示すように、配線部材１０のみが切断されて図２に示す光半導体装置１００が複数得られる。予め凹部３２ごとに分割された光反射層３０は、金型６０の形状を変えることで作製することができる。

本実施形態に係る光半導体装置１００の製造方法では、複数の凹部３２が形成された成形体７０を用いて光半導体素子２０の配置、光半導体素子２０の封止、上記成形体７０を分割して複数の光半導体装置１００を一度に得ている。したがって、成形体７０が良好に分割され、従来の光半導体装置の製造方法と比較して効率よく光半導体装置が得られ、格段に生産性を向上させることができる。特に、熱硬化性樹脂組成物が（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、及び、（Ｅ）白色顔料を含み、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の波長４２０〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上である場合には、金型６０の樹脂注入口（材料投入口）の形状に応じて熱硬化性樹脂組成物を容易に調整することができるため、更に生産性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る光半導体装置１００の製造方法では、樹脂バリ５０を薬液を用いて化学的に除去することにより、配線部材１０及び光反射層３０に損傷を与えることなく効果的に樹脂バリ５０を除去することができる。そのため、反射率の向上と良好なワイヤボディング性を得ることができる。

以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
［光反射層用の熱硬化性樹脂組成物の調製］
各成分を下記の配合比（質量部）で混合し、混練温度２０〜５０℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行うことによって、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
（Ａ）エポキシ樹脂：トリスグリシジルイソシアヌレート、４３質量部
（Ｂ）硬化剤：ヘキサヒドロフタル酸無水物、５３質量部
（Ｃ）硬化促進剤：テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート、３質量部
（Ｄ）無機充填剤：溶融球状シリカ（中心粒径：２５μｍ）（電気化学工業社製、商品名：ＦＢ−９５０）、４１８質量部
（Ｄ）無機充填剤：溶融球状シリカ（中心粒径：０．５μｍ）（アドマテックス社製、商品名：ＳＯ２５Ｒ）、２９質量部
（Ｅ）白色顔料：酸化チタン（中心粒径：０．２１μｍ）（石原産業社製、商品名：ＣＲ−６３）、２２２質量部
（Ｆ）カップリング剤：トリメトキシエポキシシラン（東レダウコーニング社製、商品名：Ａ−１８７）、１．２質量部
なお、（Ｅ）白色顔料の充填量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、３７．７体積％であった。

［光半導体装置の作製］
まず、Ｃｕ−Ｆｅ合金Ｃ１９４にフォトエッチングにより銅の回路を形成した後、厚み０．１５ｍｍのリードフレームを得た。

次いで、トランスファ成形機（エムテックスマツムラ株式会社製、商品名：ＭＦ−ＦＳ０１）を使用し、上記のように調製した熱硬化性樹脂組成物を金型温度１８０℃、硬化時間９０秒、成形圧力６．９ＭＰａの条件でＭＡＰ成形法により成形し、光反射層を上記リードフレーム上に作製し光半導体素子装置搭載用基板を得た。金型としては、縦１０個×横１６個のマトリックス状に配置された１６０個の凹部（キャビティ部）を有する一括成形用金型を用いた。キャビティサイズは、１個当たり３ｍｍ×３ｍｍ、深さ０．５ｍｍとした。

次に、上記トランスファ成形において発生した樹脂バリを、以下のバリ取り工程により除去した。すなわち、過マンガン酸カリウム水溶液（濃度：４０ｇ／Ｌ、ｐＨ：１４、温度：６０℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を２分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去した。。次いで、バリ取りの後処理として、中和処理を行った。ここで、中和処理液は、脱イオン水に濃硫酸を加え水溶液のｐＨが１．０になるまで添加することで調製した。この中和処理液を用い、処理条件４０℃、３分間で、浸漬／水洗し、過マンガン酸カリウムの赤い着色がなくなるまで実施した。その後、光半導体素子装置搭載用基板の回路（導体部材）表面に厚み３μｍのＡｇめっきを施した。

続いて、上記光半導体素子搭載用基板の各凹部に露出したリードフレームの中央の接続端子（導体部材）上に、ダイボンド剤（日立化成工業株式会社製、商品名：ＥＮ４６２０Ｋ）をスタンピング法にて印刷した。次いで、光半導体素子（青色素子、Ｃｒｅｅ社製、商品名：ＥＺ７００）をダイボンド剤の上に配置した。そして、ダイボンド剤を加熱硬化（１５０℃、１時間）し、光半導体素子を接続端子上に固着させた。そして、金線を用いて光半導体素子の表面と、リードフレームの側面側に配置された接続端子（導体部材）とを電気的に接続した。

続いて、ディスペンサを用いて上記光半導体装置搭載用基板上にゲル状のシリコーン透明封止樹脂（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名：ＸＥ−１４−Ｃ２０４２、弾性率（室温）：０．０３ＭＰａ）をポッティング法により供給した。これにより、各凹部に封止樹脂を充填した。

上記封止樹脂を硬化させて封止体を形成した後、マトリックス状に連続した光半導体装置を、ダイシング装置（（株）ディスコ製、商品名：ＤＡＤ３８１）を使用して個片化し、光半導体素子を１つ有する単体の光半導体装置（ＳＭＤ型ＬＥＤ）を複数製造した。

（実施例２）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液に変えてクロム酸−硫酸水溶液（クロム酸濃度：１００ｇ／Ｌ、硫酸濃度：３００ｇ／Ｌ、温度：４５℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を１分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去した（中和処理は行わなかった）以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。

（実施例３）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液に変えて以下の組成のアミド系溶液Ａ（温度：５０℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を２分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去した（中和処理は行わなかった）以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。
＜アミド系溶液Ａの組成＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン：８０質量部
水酸化ナトリウムのメタノール溶液（水酸化ナトリウム濃度：２０質量％）：２０質量部
塩化テトラメチルアンモニウム：１質量部

（実施例４）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液に変えて濃硫酸（市販試薬、濃度：９６％、温度：２０℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を５分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去した（中和処理は行わなかった）以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。

（実施例５）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液（濃度：１０ｇ／Ｌ、ｐＨ：１２、温度：５０℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を５分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去し、実施例１と同様に中和処理を行った以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。

（実施例６）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液に変えて以下の組成のアミド系溶液Ｂ（温度：５０℃）を薬液として用い、この薬液に光半導体素子装置搭載用基板を４分間浸漬し、水洗することにより樹脂バリを除去した（中和処理は行わなかった）以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。
＜アミド系溶液Ｂの組成＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン：９０質量部
水酸化ナトリウムのメタノール溶液（水酸化ナトリウム濃度：１０質量％）：１０質量部
塩化テトラメチルアンモニウム：１質量部

実施例１〜６において、マトリックス状に連続した光半導体装置は、成形体の封止体を軟質の透明樹脂を用いて形成しているため、光半導体素子のワイヤボンドに加わる応力が緩和され製造工程で加わる熱ストレスにおける信頼性が向上するとともに、光半導体搭載用基板と封止体との剥離が抑制されていた。更に、バリ取り工程により光反射層の壁面が適度に荒れ、光反射層と封止体との接着力が向上し、光半導体搭載用基板と封止体との剥離が抑制されていた。そのため、マトリックス状に連続した光半導体装置が良好にダイシングされ、複数の光半導体装置を生産性良く得ることができた。

（比較例１）
実施例１のバリ取り工程において、過マンガン酸カリウム水溶液による処理に変えて、高圧メディアブラスト及び高圧水洗（エア圧力：０．２ＭＰａ、粒子濃度：１５体積％、使用粒子：アルミナ＃２２０）により樹脂バリを除去した以外は実施例１と同様にして光半導体装置を作製した。

（光半導体装置の信頼性評価）
実施例１〜６及び比較例１で得られた光半導体装置について、以下の項目を評価した。各評価結果を表１に示す。

［光半導体装置のバリ取り性評価（外観評価）］
実施例及び比較例で得られた光半導体装置の外観を目視にて観察した。光半導体装置の外観に微小クラック等のダメージが無い場合を「Ａ」とし、光半導体装置の外観に微小クラック等のダメージが若干ある場合を「Ｂ」とし、光半導体装置の外観に微小クラック等のダメージが多数ある場合を「Ｃ」として評価した。

［透明封止樹脂漏れの評価］
実施例及び比較例の光半導体装置の製造過程において、光半導体素子搭載用基板の各凹部に透明封止樹脂を充填した際の樹脂漏れの発生の有無を確認した。樹脂漏れは、バリ取り工程におけるダメージによって光半導体素子搭載用基板とリードフレーム界面に微小クラックが生じて白色樹脂層に孔が開き、その孔から透明封止樹脂が漏れ出すことにより生じる。樹脂漏れが確認されなかった場合を「Ａ」とし、樹脂漏れが確認された場合を「Ｃ」として評価した。

［ワイヤボンド接続の評価］
実施例及び比較例で得られた光半導体装置において、光半導体素子搭載用基板の接続端子（導体部材）と光半導体素子とのワイヤボンド接続が十分になされているかを評価した。樹脂バリの除去が不十分な場合には、接続端子と光半導体素子との間の接続が不十分となる。具体的には、ワイヤプル破断モードを観察し、Ａｇめっきとワイヤボンド界面で剥離した状態を接続不十分と判断して「Ｃ」と評価し、ワイヤが破断する状態を良好な接続状態と判断して「Ａ」と評価した。

表１に示されるように、ワイヤボンド接続は、全ての実施例及び比較例で問題なく接続することができた。また、実施例１〜６の製造方法によれば、光半導体装置の外観のダメージが十分に抑制されており、透明封止樹脂の漏れも無く、生産性良く光半導体装置を作製することができた。それに対し、比較例１の製造方法では、光半導体装置の外観ダメージが大きく、透明封止樹脂の漏れが発生した。

１０…配線部材、２０…光半導体素子、３０…光反射層、３０ａ…貫通孔、３０ｂ…表面、３２…凹部、４０…封止体、５０…樹脂バリ、７０…成形体、１００…光半導体装置。

Claims (5)

1. 熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファ成形によって貫通孔が複数形成された光反射層を配線部材上に形成し、前記貫通孔の一方の開口部を前記配線部材で塞いでなる複数の凹部が形成された成形体を得る工程と、
   前記配線部材の表面に生じる前記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂バリを、薬液を用いて化学的に除去する工程と、
   前記配線部材の導体部材表面にめっきを施す工程と、
   光半導体素子を前記凹部内にそれぞれ配置する工程と、
   前記光半導体素子が配置された前記凹部内に封止樹脂を供給する工程と、
   前記封止樹脂を硬化させる工程と、
   前記成形体を分割して複数の光半導体装置を得る工程と、
   を有する光半導体装置の製造方法。
2. 前記薬液が、アルカリ性過マンガン酸水溶液、クロム酸−硫酸水溶液、濃硫酸、又は、アミド系溶液のいずれかの薬液である、請求項１記載の光半導体装置の製造方法。
3. 熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファ成形によって貫通孔が複数形成された光反射層を配線部材上に形成し、前記貫通孔の一方の開口部を前記配線部材で塞いでなる複数の凹部が形成された成形体を得る工程と、
   前記配線部材の表面に生じる前記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂バリを、薬液を用いて化学的に除去する工程と、
   を有する光半導体素子搭載用基板の製造方法。
4. 前記薬液が、アルカリ性過マンガン酸水溶液、クロム酸−硫酸水溶液、濃硫酸、又は、アミド系溶液のいずれかの薬液である、請求項３記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
5. 請求項１又は２記載の製造方法を用いて製造される、光半導体装置。
   

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