JP2012134194A - 半導体素子用実装基板及びその実装基板を用いた半導体発光装置並びに半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
半導体素子が載置される支持基板と、支持基板の上に設けられ、半導体素子の第1電極及び第2電極が接続される第1ランド電極及び第2ランド電極と、を備えた半導体実装基板において、第1ランド電極に繋がる少なくとも2つのパッド電極を有する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明に係る半導体素子用実装基板の一例を示す概略平面図である。図2は、図1に示す実装基板に実装する半導体素子を示す概略平面図である。図3は、図2に示す半導体素子のI−I’線における概略断面図である。図4は、実装基板に半導体素子を実装した半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。
この実装基板100に載置する半導体素子110は、窒化物半導体を用いた発光ダイオードを例に説明するが、本発明は半導体レーザなどの他の発光素子は勿論、後述する他の半導体素子にも適用できる。半導体素子110は、対向する一対の主面を有する透光性基板113の一方の主面上に、半導体層が形成され、さらに半導体層の表面に電極が形成されたものを用いる。また、半導体素子110は、電極形成面と対向する透光性基板側を主光取り出し面として配置する。具体的には、図3の半導体素子110では、透光性基板113の他方の主面が半導体素子110の上面を形成している。半導体素子110は、透光性基板113の一方の主面側に、n側半導体層(第2半導体層)114、活性層115及びp側半導体層(第1半導体層)116を順に備える半導体層が積層されている。p側半導体層116には、p側電極(第1電極)111が設けられている。また、このp側半導体層116及び活性層115とn型半導体層114の一部が除去されてn側半導体層114が下面側に露出しており、その露出面にn側電極(第2電極)112が設けられている。また、半導体層及び電極の表面には、第1電極111と第2電極112の表面の一部を露出するように保護膜117が形成されている。図2に示す例では、電極形成面側において、第1電極111は、矩形の半導体素子110の中央部分を含み、当該半導体素子110の外縁近傍まで延在するように配置されている。第1電極111の外縁は、対向する一方の2辺が直線状に形成されている。さらに、対向する他方の2辺には、内側に凹状に切欠かれた切欠部111aが形成されている。切欠部111aは、対向する2辺の各々に複数形成してもよい。図1に示す例では、切欠部111aは、対向する2辺の各々に3箇所ずつ、合計6つ形成されている。また、第2電極112は、第1電極111の切欠部111aに沿って離間した位置に形成されている。
以下、本実施の形態に係る半導体発光装置120の各構成について簡単に説明する。
(実装基板)
実装基板100は、半導体素子110を固定するための部材である。実装基板100は、支持基板108上に少なくとも実装面に導電パターンが施されている。
導電パターンには、第1ランド電極103、第1パッド電極101、第1配線105を有する第1導電パターンと、第2ランド電極104、第2パッド電極102、第2配線106を有する第2導電パターン等が含まれる。導電パターンは、導電性を有しているものであれば特に限定されないが、Au、Pt、Rhや銀白色の金属であるAl、Ag、それら合金等で構成することが好ましい。反射率の高い銀白色の金属を用いることにより、発光素子110や蛍光体層(図示せず)からの光が支持基板108と反対側に反射され、光取り出し効率が向上する。導電パターンの材料とする金属は、金属相互間の接着性の良さや濡れ性等を考慮して選択することが好ましい。さらに、放熱性を考慮して選択することが好ましい。
接合部材118は、非導電性、導電性に限定されず、例えば、非導電性ペースト、Au、Ag、Cu、Al等の金属又はこれらのいずれかを含む合金、AuSn、SnAgCu、AuSi、SnAgBi、SnAgBiCu、SnCu、SnBi、SnPb等の半田材料、異方性導電性ペースト、等を用いることができる。特に、半田を用いた接合部材が好ましい。半田材料を用いて接合する場合、第1パッド電極101及び第1配線105は、余分な半田材を逃がす効果がある。つまり、適量の半田で接合することができるとともに、半田量の過多から生じる不良を低減させ、安定した接合状態となる。
実装基板への半導体素子の載置は、第1ランド電極103及び第2ランド電極104と半導体素子の第1電極111及び第2電極112が対面するように接続する場合、フリップチップ実装等の方法で実装される。即ち、実装基板の第1ランド電極103、第2ランド電極104に接合部材を介して半導体素子の第1電極111、第2電極112が対向する構造となり、この場合、接合部材としては導電性を有する材料を用いる。実装基板と半導体素子とを接合する工法は、接合部材に応じて適宜選択することができるが、例えば、超音波、熱、荷重、光、フラックス等を用いて接合することができる。一方、第1ランド電極及び第2ランド電極と第1電極及び第2電極が対面接続しない場合は、半導体素子を第1ランド電極もしくは第2ランド電極上に載置し、第1電極もしくは第2電極は、ワイヤボンディング等の手法を用い、第1ランド電極もしくは第2ランド電極と電気的接続を行う。
電気抵抗は、第1パッド電極101に測定端子を当て、測定を行う。抵抗値を把握することより、実装基板に設けるランド電極の状態および接合部材の状態(接合部材の量、形状、厚み、密度、接合面積、比抵抗等)を簡便かつ迅速に検査することが出来る。測定は、実装基板へ半導体素子を載置する前であっても、後であってもよい。
半導体素子110としては、発光ダイオード、レーザーダイオード等の発光素子やツェナーダイオード、バリスタ等の保護素子、その他電源等の制御調整機能を有する制御素子を用いることができる。例えば、発光ダイオードの場合、半導体素子110は、透光性基板に半導体材料を積層させてチップ化したものが好ましい。窒化物半導体を積層させるための基板の材料として、例えば、サファイア、スピネルなどの絶縁性基板等が好適に用いられる。
第1電極111及び第2電極112の材料は、導電性を有している材料であれば限定されないが、例えばAu、Pt、Pd、Rh、Ni、W、Mo、Cr、Ti、Ag、Alのいずれかの金属またはこれらの合金やそれらの組み合わせを利用することができる。特に、反射率の高いAg、Alを含むことが好ましい。反射率の高い金属から形成すると、電極によって遮られる光を反射して、基板側から効率よく取り出すことができる。
<実施の形態2>
図6は、本発明の実施の形態2に係る実装基板を示す概略平面図である。
101、201 第1パッド電極
102、202 第2パッド電極
103、203 第1ランド電極
104、204 第2ランド電極
105、205 第1配線
106、206 第2配線
107 素子載置領域
108、208 支持基板
110 半導体素子(発光素子)
111 第1電極
112 第2電極
113 透光性基板
114 n側半導体層(第2半導体層)
115 活性層
116 p側半導体層(第1半導体層)
117 保護膜
118 接合部材
120 半導体発光装置
Claims (5)
- 半導体素子が載置される支持基板と、
前記支持基板の上に設けられ、前記半導体素子の第1電極及び第2電極が接続される第1ランド電極及び第2ランド電極と、
を備えた半導体実装基板において、
前記第1ランド電極に繋がる少なくとも2つのパッド電極
を有することを特徴とする半導体素子用実装基板。 - 前記少なくとも2つのパッド電極の各々と前記第1ランド電極とを繋ぐ配線を有し、前記第1ランド電極は前記少なくとも2つの配線によって挟み込まれるように配列されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子用実装基板。
- 前記少なくとも2つのパッド電極は、少なくとも一部に粗面化された面、もしくは凹凸が形成された面を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子用実装基板。
- 請求項1乃至3に記載の半導体素子用実装基板に接合部材を介して半導体素子を実装した半導体発光装置。
- 請求項1乃至3に記載の半導体素子用実装基板を準備する工程と、
前記実装基板の前記第1ランド電極の上に、接合部材を介して半導体素子を実装する工程と、
前記2つのパッド電極間の電気抵抗を測定する工程と、
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
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