JP2017034096A - 光半導体素子搭載用基板、光半導体装置及びそれらの製造方法 - Google Patents
光半導体素子搭載用基板、光半導体装置及びそれらの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 光半導体素子搭載用基板に光半導体素子を搭載、樹脂封止後に、裏面からのエッチング加工により、ダイパッド部及びリード部を分離する光半導体装置において、より小型化、薄型化、高密度実装が可能な光半導体素子搭載用基板、光半導体装置及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】 導電性基板の表面に光半導体素子を搭載するダイパッド表面めっき層とリード表面めっき層を有し、基板裏面にダイパッド表面めっき層と導電性基板を介して対向した位置にダイパッド裏面めっき層及びリード表面めっき層と導電性基板を介して対向した位置にリード裏面めっき層を備え、且つ少なくとも導電性基板の裏面側から表面に向かって、各表面めっき層の略平面形状に沿って導電性基板の一部を、各金属部とする非貫通の窪み領域を備えることを特徴とする光半導体素子搭載用基板。【選択図】 図１
Description
本発明は、光半導体素子搭載用基板、光半導体装置及びそれらの製造方法に関する。
近年、携帯電話等に代表されるように、電子機器の小型化、薄型化が推進されている。このため、そのような電子機器に用いられる半導体装置や光半導体装置についても高密度化，小型化、軽量化，及び回路基板への高密度実装化が図られている。
従来、半導体や光半導体等の半導体素子を搭載した半導体装置は、導電性基板をエッチング加工又はプレス加工してリードフレームを作製し、このリードフレームに半導体素子を搭載し、ワイヤボンディング等による接続を行い、その後、封止樹脂で全体を覆い半導体装置を作製していた。ところが、小型化、軽量化を目的に、導電性基板を最終的に除去するタイプの半導体装置が提案されている。
従来、半導体や光半導体等の半導体素子を搭載した半導体装置は、導電性基板をエッチング加工又はプレス加工してリードフレームを作製し、このリードフレームに半導体素子を搭載し、ワイヤボンディング等による接続を行い、その後、封止樹脂で全体を覆い半導体装置を作製していた。ところが、小型化、軽量化を目的に、導電性基板を最終的に除去するタイプの半導体装置が提案されている。
係る半導体装置では、導電性を有する基材の両面側に、所定のパターニングを施したレジストマスクを形成し、レジストマスクから露出した基材上に導電性金属をめっきして、その表面側のめっき層をマスクとして、表面側からハーフエッチングすることで半導体素子搭載用のダイパッド部と外部接続用のリード部とを形成し、レジストマスクを除去することで半導体素子搭載用基板をまず形成する。そして、形成した半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載、ワイヤボンディングした後に樹脂封止を行い、裏面側のめっき層をマスクとして所定の箇所の導電性基板を除去して、ダイパッド部及びリード部分離した半導体装置が開発されてきた。例えば、このような導電性基板を除去するタイプの半導体装置が特許文献１や特許文献２、又特許文献３には光半導体装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１の半導体装置では、半導体素子を搭載し樹脂封止した後、リード部の裏面側のめっき層をマスクとして、エッチング加工を行っているが、この時、リード部の裏面めっき層の外周部付近の導電性基板もエッチング加工されるため、外周部が庇形状となり、めっきバリ不具合が発生することがあった。特に、樹脂封止した後、エッチング量が多い場合は、発生しやすい状況であった。
また、特許文献２の半導体装置では、半導体素子を搭載し樹脂封止した後、リード部の裏面側にはレジストマスクが形成されており、これをマスクにエッチング加工されている。エッチング加工後、個別に分離された端子の露出部に外装めっきを施している。このため、特許文献１のような、めっき層をエッチング用マスクとして使用していないので、めっきバリの不具合は発生しない。
しかし、外装めっきが端子分離後になるため、めっき方法は無電解めっきや、バッチ式のめっき等に限定され、めっきの生産性は低くかつ端子毎のめっき厚さがばらつきやすい等品質的な問題がある。
しかし、外装めっきが端子分離後になるため、めっき方法は無電解めっきや、バッチ式のめっき等に限定され、めっきの生産性は低くかつ端子毎のめっき厚さがばらつきやすい等品質的な問題がある。
さらに特許文献３に開示される光半導体装置では、ダイパッド部やリード部をめっき加工で作製し、透明樹脂による樹脂封止後、導電性基板を除去している。ところで、一般的なリードフレームを使用する光半導体装置では、ＬＥＤ素子から側面や下面方向への光を反射させて、光を上方へ反射させる反射樹脂等を使用したリフレクターを形成して上方に光を集約しているが、特許文献３に開示される発明では、ダイパッド部、リード部がめっき層で厚みが薄く、リフレクターを形成出来ず光半導体素子からの光が、拡散しやすい状態となっていた。
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光半導体素子搭載用基板に光半導体素子を搭載、樹脂封止後に、裏面からのエッチング加工により、ダイパッド部及びリード部を分離する光半導体装置において、樹脂封止後、導電性基板をエッチングする量を最小限にすることでめっき層への影響を軽減し、かつ、リード部の裏面めっき層外周部のめっきバリ不具合を防止すると同時に、ＬＥＤ等の光半導体素子からの光反射量を低下させずに、より小型化、薄型化、高密度実装が可能な光半導体素子搭載用基板、光半導体装置及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
上記状況に鑑み、本発明の第１の発明は、光半導体素子搭載用基板であって、導電性基板の表面に光半導体素子を搭載、固定する光半導体素子搭載領域を有するダイパッド表面めっき層と、その光半導体素子領域に搭載される光半導体素子の電極と電気的に接続するリード表面めっき層を有し、導電性基板の裏面にダイパッド表面めっき層と導電性基板を介して対向した位置に、外部機器と電気的に接続するダイパッド裏面めっき層及びリード表面めっき層と導電性基板を介して対向した位置に、外部機器と電気的に接続するリード裏面めっき層を備え、且つ少なくとも導電性基板の裏面側から表面に向かって、ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層の略平面形状に沿って導電性基板の一部からダイパッド金属部、リード金属部、及び表面連結金属部を形成する非貫通の窪み領域を備えることを特徴とする光半導体素子搭載用基板である。
本発明の第２の発明は、第１の発明におけるダイパッド部とリード部が相対する側におけるリード部のリード裏面めっき層の縁部の位置が、そのリード部のリード表面めっき層の縁部の位置よりダイパッド部から離れた位置に配置されていることを特徴とする光半導体素子搭載用基板である。
本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明におけるリード金属部のリード裏面めっき層側の接合面形状が、前記リード裏面めっき層の形状を包含する大きさであることを特徴とする光半導体素子搭載用基板である。
本発明の第４の発明は、光半導体素子と、その光半導体素子を搭載するダイパッド表面めっき層と、そのダイパッド表面めっき層と接合するダイパッド金属部と、そのダイパッド金属部のダイパッド表面めっき層との接合面の対向面に接合する外部からの電気的接続が可能なダイパッド裏面めっき層を有するダイパッド部と、光半導体素子と電気的に接続可能なリード表面めっき層とリード表面めっき層と接合したリード金属部とリード金属部のリード表面めっき層との接合面の対向面に接合する外部からの電気的接続が可能なリード裏面めっき層を有する光半導体素子の周囲に配置されるリード部と、光半導体素子とリード表面めっき層とを電気的に接続するボンディングワイヤと、ダイパッド表面めっき層上に搭載された光半導体素子とリード表面めっき層とをボンディングワイヤにて電気的に接続した接続部を含むダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層、及び光半導体素子の周辺部を取り囲む第１の封止樹脂と、その第１の封止樹脂で取り囲まれた領域を封止する透明樹脂と、ダイパッド金属部側面、リード金属部側面、ダイパッド裏面めっき層側面、及びリード裏面めっき層側面を封止する第２の封止樹脂とを有する光半導体装置である。
本発明の第５の発明は、第４の発明における少なくともダイパッド部とリード部が対向して配置されている場合、表面めっき層が形成され対向して配置されているダイパッド部及びリード部が備える各金属部表面の対向側縁部におけるダイパッド金属部及びリード金属部が、露出していないことを特徴とする光半導体装置である。
本発明の第６の発明は、第４及び第５の発明における第２の封止樹脂から、少なくともリード裏面めっき層が露出していることを特徴とする光半導体装置である。
本発明の第７の発明は、下記（１）から（８）の工程を順に含むことを特徴とする第１から第３の発明に記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法である。
(記）
（１）導電性基板を用意する導電性基板準備工程。
（２）前記導電性基板の両面を、第１のレジストで覆う第１のレジスト被覆工程。
（３）所定パターンを、露光・現像して開口部を有するめっきマスクを形成する第１の露光・現像工程。
（４）前記開口部を有するめっきマスクを用いて、前記開口部にめっきを行い、各表裏めっき層を形成し、その後、前記めっきマスクを除去するめっき・第１のレジスト除去工程。
（５）めっき・第１のレジスト除去工程後、導電性基板の両面を、第２のレジストで覆う第２のレジスト被覆工程。
（６）所定のパターンを、露光・現像して開口部を有するエッチングマスクを形成する第２の露光・現像工程。
（７）導電性基板の裏面を、前記エッチングマスクを用いてエッチング加工するエッチング工程。
（８）前記エッチングマスクを除去する第２のレジスト除去工程。
(記）
（１）導電性基板を用意する導電性基板準備工程。
（２）前記導電性基板の両面を、第１のレジストで覆う第１のレジスト被覆工程。
（３）所定パターンを、露光・現像して開口部を有するめっきマスクを形成する第１の露光・現像工程。
（４）前記開口部を有するめっきマスクを用いて、前記開口部にめっきを行い、各表裏めっき層を形成し、その後、前記めっきマスクを除去するめっき・第１のレジスト除去工程。
（５）めっき・第１のレジスト除去工程後、導電性基板の両面を、第２のレジストで覆う第２のレジスト被覆工程。
（６）所定のパターンを、露光・現像して開口部を有するエッチングマスクを形成する第２の露光・現像工程。
（７）導電性基板の裏面を、前記エッチングマスクを用いてエッチング加工するエッチング工程。
（８）前記エッチングマスクを除去する第２のレジスト除去工程。
本発明の第８の発明は、第７の発明の（３）の第１の露光・現像工程における露光マスクの所定パターンにおいて、ダイパッド部とリード部が隣接するパターンを形成する際に、少なくともリード部を構成する表面めっき層を形成する開口部が、リード部を構成する裏面めっき層を形成する開口部の位置よりダイパッド部を構成する開口部側に位置することを特徴とする光半導体素子搭載用基板の製造方法である。
本発明の第９の発明は、下記（Ａ）から（Ｆ）の工程を順に含むことを特徴とする第４〜第６の発明に記載の光半導体装置の製造方法。
（記）
（Ａ）光半導体素子搭載用基板のダイパッド部及びリード部の光半導体素子搭載部と光半導体素子とリード部の接続部を含む周辺部を取り囲み、前記ダイパッド部及びリード部の上部を押える形で、前記周辺部の上方に開口部を有するように第１の封止樹脂を用いて封止する第１の樹脂封止工程。
（Ｂ）前記光半導体素子搭載用基板のダイパッド部の光半導体素子搭載領域に光半導体素子を搭載する光半導体素子搭載工程。
（Ｃ）前記光半導体素子の電極部とリード表面めっき層とを、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディング工程。
（Ｄ）前記開口部から透明樹脂を充填し、前記光半導体素子、ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層、及びボンディングワイヤを封止する透明樹脂封止工程。
（Ｅ）樹脂封止されていない導電性基板の裏面方向から、リード金属部側面、表面連結金属部裏面、ダイパッド金属部側面に同時にエッチングを行い、金属部毎に個別に分割して、ダイパッド部及びリード部を電気的接続以外は独立状態にする透明樹脂封止後のエッチング工程。
（Ｆ）リード部、ダイパッド部を、第２の封止樹脂で封止して、前記第２の封止樹脂の表面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層を露出した形態とする第２の樹脂封止工程。
（記）
（Ａ）光半導体素子搭載用基板のダイパッド部及びリード部の光半導体素子搭載部と光半導体素子とリード部の接続部を含む周辺部を取り囲み、前記ダイパッド部及びリード部の上部を押える形で、前記周辺部の上方に開口部を有するように第１の封止樹脂を用いて封止する第１の樹脂封止工程。
（Ｂ）前記光半導体素子搭載用基板のダイパッド部の光半導体素子搭載領域に光半導体素子を搭載する光半導体素子搭載工程。
（Ｃ）前記光半導体素子の電極部とリード表面めっき層とを、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディング工程。
（Ｄ）前記開口部から透明樹脂を充填し、前記光半導体素子、ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層、及びボンディングワイヤを封止する透明樹脂封止工程。
（Ｅ）樹脂封止されていない導電性基板の裏面方向から、リード金属部側面、表面連結金属部裏面、ダイパッド金属部側面に同時にエッチングを行い、金属部毎に個別に分割して、ダイパッド部及びリード部を電気的接続以外は独立状態にする透明樹脂封止後のエッチング工程。
（Ｆ）リード部、ダイパッド部を、第２の封止樹脂で封止して、前記第２の封止樹脂の表面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層を露出した形態とする第２の樹脂封止工程。
本発明は、導電性基板の裏面から窪みを作製することで、第１の樹脂封止後のエッチング加工時、表面連結金属部、ダイパッド金属部及びリード金属部のエッチング量をほぼ同一に設定にすることにより、同時にエッチングすることが可能となり、このエッチングする量を最小限にすることにより、裏面めっき層への影響を軽減することができる。
また、ダイパッド部裏面めっき層及びリード裏面めっき層をエッチングマスクとしているが、ダイパッド金属部側面及びリード金属部側面よりエッチングが開始されるため、この部分にめっきバリが起きづらく、めっきバリ不具合を防止することが出来る。
また、ダイパッド部裏面めっき層及びリード裏面めっき層をエッチングマスクとしているが、ダイパッド金属部側面及びリード金属部側面よりエッチングが開始されるため、この部分にめっきバリが起きづらく、めっきバリ不具合を防止することが出来る。
また、第１の封止樹脂部、及び第２の封止樹脂部を形成することで、ＬＥＤ等の光半導体素子からの光反射量を低下させずに、小型化、薄型化、高密度実装が可能な光半導体素子搭載用基板と、その基板を用いた光半導体装置を提供できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の説明を行う。
図１は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板の一例を示した図である。
図１に示すように、光半導体素子搭載用基板１００は、導電性基板１０から形成された表面連結金属部１１及び金属部２と、光半導体素子搭載領域１１０としてのダイパッド部５０と、光半導体素子の電極と接続し、かつ、外部機器と接続するリード部２０と、から構成される。
図１は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板の一例を示した図である。
図１に示すように、光半導体素子搭載用基板１００は、導電性基板１０から形成された表面連結金属部１１及び金属部２と、光半導体素子搭載領域１１０としてのダイパッド部５０と、光半導体素子の電極と接続し、かつ、外部機器と接続するリード部２０と、から構成される。
導電性基板１０の材質は、導電性が得られれば特に限定はないが、例えば、ＣｕまたはＣｕ合金が使用される。第１の封止樹脂を樹脂封止後、導電性基板１０の所定の箇所をエッチングにより除去するため、選択エッチングが可能なＣｕ又はＣｕ合金を使用することが多い。
光半導体素子搭載用基板１００におけるダイパッド部５０、リード部２０は、導電性基板１０上に電気めっきにより形成された表面めっき層１と、その表面めっき層１の導電性基板を介した表面である裏面に電気めっきにより形成された裏面めっき層３と、その表裏面めっき層１、３を載せる形に導電性基板１０を裏面側からエッチングすることにより形成された金属部２とから形成されている。
このダイパッド部５０及びリード部２０の表面めっき層１は、めっき金属の種類は特に限定はされないが以下を考慮して選定する。
即ち、ダイパッド部５０、及びリード部２０の表面めっき層１の最上面は、光半導体素子からの下面方向への光をダイパッド部５０やリード部２０の最表面で光を反射させ上面に光を集約する機能があるため、反射率の高いめっきの種類を選定する。また、リード部２０の表面めっき層１は、ワイヤボンディングによって接続する内部電極部の役割を含むため、ボンディングワイヤとの接続に適しためっき金属を選定する。
したがって、両方の条件を満たすものであれば良く、例えば、光沢のあるＡｇめっき等がよい。
即ち、ダイパッド部５０、及びリード部２０の表面めっき層１の最上面は、光半導体素子からの下面方向への光をダイパッド部５０やリード部２０の最表面で光を反射させ上面に光を集約する機能があるため、反射率の高いめっきの種類を選定する。また、リード部２０の表面めっき層１は、ワイヤボンディングによって接続する内部電極部の役割を含むため、ボンディングワイヤとの接続に適しためっき金属を選定する。
したがって、両方の条件を満たすものであれば良く、例えば、光沢のあるＡｇめっき等がよい。
さらに、ダイパッド部５０、リード部２０の裏面めっき層３は、外部機器と接続する外部電極部の役割を含むため、外部機器と接続に適しためっき金属を選定する。この外部機器との接続は、通常はんだボール等はんだ系合金が多いため、はんだ濡れ性が良く、はんだとの接合性が良い金属めっきがよい。
通常、これら表面めっき層１と裏面めっき層３は、同時に電気めっきによって形成されるため、同一のめっき構成が望ましい。例えば、導電性基板の接触面より外側に、Ｃｕ、Ａｇの順に積層する２層めっき、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇの順に積層する４層めっきでもよい。
また、表面めっき層と裏面めっき層のめっき金属の種類を違えてもよい。例えば、表面は光の反射率が高いＡｇめっきとし、裏面ははんだ濡れ性がよいＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの順に積層する積層めっきとしてもよい。
また、表面めっき層と裏面めっき層のめっき金属の種類を違えてもよい。例えば、表面は光の反射率が高いＡｇめっきとし、裏面ははんだ濡れ性がよいＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの順に積層する積層めっきとしてもよい。
ダイパッド部５０、リード部２０を構成する表面めっき層１の導電性基板１０の反対面側には裏面めっき層３が形成され、導電性基板１０の裏面側からエッチング加工により窪み部４を設けることでダイパッド部５０、リード部２０の金属部２を形成する。この際に導電性基板の表面側はエッチング加工されず窪みが形成されないので、材料面全体で連結されている厚みの薄い表面連結金属部１１が形成される。
なお、金属部２は、後述するが、光半導体素子を搭載して樹脂封止後、エッチング加工により金属部の側面及び表面連結金属部の相当部（窪み部４の先端に位置する範囲）等が除去され、各々の金属部が独立する。
このような窪み部４の深さは、板厚の１／２から板厚−０．０３ｍｍである。窪み部の深さが板厚の１／２未満だと、樹脂封止後のエッチング加工の量が多くなり、エッチング時間が長くなり、エッチング液がめっき層の一部を溶解してしまう不具合発生しやすくなる。一方、板厚−０．０３ｍｍを超える場合、残存ずる表面連結金属部の強度が弱く、搬送中に変形不具合が発生する可能性がある。好ましくは、板厚−０．０５ｍｍから板厚−０．０３ｍｍである。
このような窪み部４の深さは、板厚の１／２から板厚−０．０３ｍｍである。窪み部の深さが板厚の１／２未満だと、樹脂封止後のエッチング加工の量が多くなり、エッチング時間が長くなり、エッチング液がめっき層の一部を溶解してしまう不具合発生しやすくなる。一方、板厚−０．０３ｍｍを超える場合、残存ずる表面連結金属部の強度が弱く、搬送中に変形不具合が発生する可能性がある。好ましくは、板厚−０．０５ｍｍから板厚−０．０３ｍｍである。
また、金属部２の大きさは、裏面めっき層３の外周から板厚の１／２から板厚−０．０３ｍｍの間隔で大きくした外周とした、裏面めっき層３を包含する大きさが望ましい。
表面連結金属部１１と同様にリード金属部２２の側面は、樹脂封止後にエッチング加工されるため、同じようにエッチングされる量だけ大きくする。
表面連結金属部１１と同様にリード金属部２２の側面は、樹脂封止後にエッチング加工されるため、同じようにエッチングされる量だけ大きくする。
２．光半導体装置
次に、上記光半導体素子搭載用基板（図１、符号１００参照）をリードフレームとして使用した光半導体装置について、図２を参照して説明する。図２において、Ｉは光半導体素子搭載用基板１００を用いた光半導体装置である。
次に、上記光半導体素子搭載用基板（図１、符号１００参照）をリードフレームとして使用した光半導体装置について、図２を参照して説明する。図２において、Ｉは光半導体素子搭載用基板１００を用いた光半導体装置である。
図２に示す本発明の実施形態に係る光半導体装置Ｉは、図１の符号１００で示す光半導体素子搭載用基板を用い、光半導体素子搭載領域（図１、符号１１０）に光半導体素子１０１を搭載している。図２は、ダイパッド部５０を形成し、そのダイパッド部を光半導体素子搭載領域として、光半導体素子を搭載する事例について説明する。
ダイパッド部を持たずに光半導体素子搭載領域を備えるタイプ、例えば、ワイヤボンディングではなく、フリップチップ方式では、リードと光半導体素子の電極部を直接整合し、リード部の上に光半導体素子を搭載する場合等がある。
ダイパッド部を持たずに光半導体素子搭載領域を備えるタイプ、例えば、ワイヤボンディングではなく、フリップチップ方式では、リードと光半導体素子の電極部を直接整合し、リード部の上に光半導体素子を搭載する場合等がある。
ダイパッド表面めっき層５１上に光半導体素子１０１が搭載され、光半導体素子の電極部（図示せず）とリード表面めっき層２１はワイヤボンディング５等で電気的に接続されている。ダイパッド及びリード表面めっき層５１、２１の反対側にはダイパッド及びリード裏面めっき層５３、２３が形成されている。
また、光半導体素子１０１、ワイヤボンディング５を含む周辺部を取り囲み、その上方が広がるような開口部７を持つ第１の封止樹脂１０２が形成されている。この第１の封止樹脂の開口部７を埋める形で光半導体素子、ワイヤボンディング部を含む周辺部は、透明樹脂で封止される（透明樹脂１０４の形成）。その後、封止されたリードフレームを裏面側からエッチング加工して、ダイパッド部５０、リード部２０を独立させる。
また、光半導体素子１０１、ワイヤボンディング５を含む周辺部を取り囲み、その上方が広がるような開口部７を持つ第１の封止樹脂１０２が形成されている。この第１の封止樹脂の開口部７を埋める形で光半導体素子、ワイヤボンディング部を含む周辺部は、透明樹脂で封止される（透明樹脂１０４の形成）。その後、封止されたリードフレームを裏面側からエッチング加工して、ダイパッド部５０、リード部２０を独立させる。
このエッチング加工では、図１のリードフレームにおける、表面連結金属部１１と、各金属部側面等をエッチング加工することでダイパッド部５０、リード部２０を分離独立させる。分離されたダイパッド部５０、リード部２０の底面を除き、ダイパッド部５０、リード部２０の各側面と裏面めっき層の側面は、第２の封止樹脂１０３により封止される。ダイパッド部５０やリード部２０の側面は第２の封止樹脂１０３から露出がなくなるため、耐湿性を重視する光半導体装置には有効である。
ところで、特許文献１に記載されているように、表面をエッチングして窪み加工をし、裏面が平面の状態で樹脂封止後、裏面めっき層をマスクとしてエッチング加工した場合、導電性基板裏面全体を除去する必要があり、エッチング時間が長くなり、エッチング液がめっき層の一部を溶解してしまう不具合発生することがある。
また、リード裏面めっき層をエッチングマスクとしており、裏面よりエッチング加工が開始され、裏面めっき層に比べ導電性基板の方のエッチングが早く、溶解時間が長くなるに従い、裏面めっき層周辺の導電性基板がエッチングされて、裏面めっき層が庇形状になり、これがバリとなり不具合が発生していた。
また、リード裏面めっき層をエッチングマスクとしており、裏面よりエッチング加工が開始され、裏面めっき層に比べ導電性基板の方のエッチングが早く、溶解時間が長くなるに従い、裏面めっき層周辺の導電性基板がエッチングされて、裏面めっき層が庇形状になり、これがバリとなり不具合が発生していた。
本発明では、この樹脂封止後のエッチング加工は、図１で示すように裏面側より窪み加工がなされているため、この窪み部４よりエッチングが開始される。リード裏面めっき層２３は、エッチング用のマスクとしているが、リード部側面から主にエッチングされるため、リード裏面めっき層２３のバリの発生が防止できる。また、リードフレーム製作段階で窪み量を調整することで、封止後のエッチング量を必要最低限にできる。
第１の樹脂封止においても、本発明の場合、表面めっき層を除き、導電性基板の表面は平面であり、特許文献１にある様に表面に窪みがないため、ボイドや樹脂漏れ等不具合が少ない。
また、ダイパッド部５０やリード部２０の垂直方向断面（以下、縦断面と称す）は、リードフレーム時のエッチング方向と樹脂封止してからのエッチング方向が同一であるため、裏面から表面方向に広がる緩やかな曲線あるいはテーパー形状となっている。このため、第２の樹脂封止を行った後、ダイパッド部５０やリード部２０の第２の封止樹脂１０３からの抜け止めとなっている。
ダイパッド部５０及びリード部２０の裏面めっき層（５３、２３）の側面とダイパッド金属部５２及びリード金属部２２は、第２の封止樹脂１０３で覆われ、ダイパッド裏面めっき層５３及びリード裏面めっき層２３は、第２の封止樹脂１０３より露出している。第１の封止樹脂１０２と第２の封止樹脂１０３は同種類で、光の反射率の高い樹脂を選定する。
次に表面めっき層と裏面めっき層の位置について、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の一例を示す図、（ａ）はその平面図で、（ｂ）はその断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板の一例を示す断面図である。図３、４において、Ｉは半導体装置、Ｓはダイパッド部とリード部間の隙間領域、Ｅｄ、Ｅｌはそれぞれダイパッド部、リード部の縁部である。
図３は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の一例を示す図、（ａ）はその平面図で、（ｂ）はその断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板の一例を示す断面図である。図３、４において、Ｉは半導体装置、Ｓはダイパッド部とリード部間の隙間領域、Ｅｄ、Ｅｌはそれぞれダイパッド部、リード部の縁部である。
光半導体装置Ｉは、光半導体装置Ｉからの光を効率的に上方に集約するため、半導体素子１０１の横方向には、テーパー形状を有する第１の封止樹脂１０２を形成し、光半導体素子の下側方向では、ダイパッド部５０及びリード部２０の表面を反射率の高い貴金属めっきにより形成した表面めっき層で覆い、横及び下方に向かう光を上方に反射させている。また、ダイパッド部５０とリード部２０の向かいあう隙間領域Ｓは、第２の樹脂封止１０３が反射面を形成する。
但し、このダイパッド部５０とリード部２０の対向面側のダイパッド部及びリード部の縁部Ｅｄ、Ｅｌは、一般的に表面めっきが施されず、金属部５２、２２が表面に露出している。これは、表面めっき層と裏面めっき層は一般的に同じ位置に形成するが、第１の樹脂封止後、裏面側から表面連結金属部と各金属部側面等をエッチング加工した際に、各金属部は裏面から表面方向に広がる緩やかな曲線あるいはテーパー形状となるために、各表面めっき層とダイパッド部及びリード部の金属部との接合面では、各金属部表面の形状が大きくなり、ダイパッド部の縁部Ｅｄ及びリード部の縁部Ｅｌに金属部が露出することになる。
このような形態は、光半導体装置ではなく、一般的な半導体装置では光を反射させる必要がないため表面めっき層よりダイパッド部やリード部の金属部が露出しても問題ないが、光半導体装置では、この金属部露出は、貴金属めっきが施されていないため、この部分の面積の分だけ反射率が低下する。
このような形態は、光半導体装置ではなく、一般的な半導体装置では光を反射させる必要がないため表面めっき層よりダイパッド部やリード部の金属部が露出しても問題ないが、光半導体装置では、この金属部露出は、貴金属めっきが施されていないため、この部分の面積の分だけ反射率が低下する。
そこで、本発明においては、図３に示すように、少なくとも透明樹脂１０４の底面が接触し、かつ、ダイパッド部５０とリード部２０が対向するダイパッド部の縁部Ｅｄ及びリード部の縁部Ｅｌの各金属部５２、２２が表面に露出しないように、各表面めっき層５１、２１より、ダイパッド金属部５２とリード金属部２２の上面が小さい形状になるようにエッチング加工をする。
さらに、その加工によりダイパッド部とリード部が相対する側の各表面めっき層の縁部とダイパッド金属部やリード金属部の上面の縁部では、各表面めっき層５１、２１が庇形状になるように、図３（ｂ）に示す庇寸法「ＸＤ」、「ＸＬ」が０より大きくなるようにする。好ましくは、５μｍから２５μｍである。なお、この庇寸法の値は、ダイパッド部、リード部で同じであっても異なっていても良い。
さらに、その加工によりダイパッド部とリード部が相対する側の各表面めっき層の縁部とダイパッド金属部やリード金属部の上面の縁部では、各表面めっき層５１、２１が庇形状になるように、図３（ｂ）に示す庇寸法「ＸＤ」、「ＸＬ」が０より大きくなるようにする。好ましくは、５μｍから２５μｍである。なお、この庇寸法の値は、ダイパッド部、リード部で同じであっても異なっていても良い。
このためには、光半導体素子搭載用基板において、各裏面めっき層の位置をペアとなる各表面めっき層の位置より外側に配置する。即ち、図４に示すように、ダイパッド部５０とリード部２０の対向する箇所において、各表面めっき層の縁部よりペアとなる裏面めっき層の位置とは、表裏面めっき層位置ずれ量「ｙ」だけずれた状態になるように、裏面からのエッチング量とダイパッド部やリード部のテーパー形状の量との和以上の大きさに設定する。好ましくは、半導体装置において前記庇寸法になるように設定する。なお、テーパー形状の量は、エッチング液やエッチング条件等により適宜設定する。また、表裏面めっき層位置ずれ量「ｙ」は、リード部とダイパッド部で同じでも、異なる量として設定しても良い。
なお、上記に示したような表面めっき層の縁部を庇形状にすることは、本発明のように、先に表面めっき層を透明樹脂部で覆い、その後、下側からエッチング加工をする手順で行うことで可能となったもので、従来の方法である、特許文献１に開示された製法では、表面めっき層をマスクとして上側からエッチング加工をしている。この場合、表面めっき層はエッチングされにくく、導電性基板がエッチングされるため、外周部が庇形状となるが表面めっき層は薄くめっきバリとなり、剥離や脱落が発生する。対して、本発明では、表面めっき層は薄いものの先に透明樹脂で封止され密着しており、庇部分の剥離や脱落の発生はない。
上記説明したように、表面めっき層と裏面めっき層の位置を適切に設定することにより、光半導体素子からの光反射量を低下させずに光半導体装置が得られる。
上記説明したように、表面めっき層と裏面めっき層の位置を適切に設定することにより、光半導体素子からの光反射量を低下させずに光半導体装置が得られる。
＜光半導体素子搭載用基板の製造方法＞
次に、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板１００の製造方法について、図５−１、図５−２を用いて説明する。
図５−１、図５−２は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板１００の製造方法の一例の一連の工程を示す図である。なお、以後の説明において、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には、今までの説明と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板１００の製造方法について、図５−１、図５−２を用いて説明する。
図５−１、図５−２は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用基板１００の製造方法の一例の一連の工程を示す図である。なお、以後の説明において、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には、今までの説明と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
［準備工程］
図５−１（ａ）は、導電性基板を用意する準備工程の一例を示す図である。
導電性基板の準備工程においては、導電性基板１０を準備する。
使用する導電性基板１０の材質は、導電性が得られるものであれば特に限定はないが、一般的にはＣｕ合金を用いる。
図５−１（ａ）は、導電性基板を用意する準備工程の一例を示す図である。
導電性基板の準備工程においては、導電性基板１０を準備する。
使用する導電性基板１０の材質は、導電性が得られるものであれば特に限定はないが、一般的にはＣｕ合金を用いる。
［第１のレジスト被覆工程］
図５−１（ｂ）は、第１のレジスト被覆工程の一例を示す図である。
第１のレジスト被覆工程においては、導電性基板１０の両面を、レジスト１６０、１６１で被覆する。用いるレジスト１６０、１６１としては、ドライフィルムレジストをラミネートや液状レジストを導電性基板１０の両面に塗布する等、従来の方法を用いることができる。
図５−１（ｂ）は、第１のレジスト被覆工程の一例を示す図である。
第１のレジスト被覆工程においては、導電性基板１０の両面を、レジスト１６０、１６１で被覆する。用いるレジスト１６０、１６１としては、ドライフィルムレジストをラミネートや液状レジストを導電性基板１０の両面に塗布する等、従来の方法を用いることができる。
［第１の露光・現像工程］
図５−１（ｃ）は、第１の露光・現像工程の一例を示す図である。
第１の露光工程においては、露光装置（図示せず）内において、露光マスク（図示せず）を、レジスト１６０、１６１の上下に設置し、紫外光（図示せず）を照射して露光を行う。
なお、露光マスクのパターンは、表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層、及び裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層が形成されるようにパターンを作製する。これにより、レジスト１６０、１６１に未露光部が形成される。
図５−１（ｃ）は、第１の露光・現像工程の一例を示す図である。
第１の露光工程においては、露光装置（図示せず）内において、露光マスク（図示せず）を、レジスト１６０、１６１の上下に設置し、紫外光（図示せず）を照射して露光を行う。
なお、露光マスクのパターンは、表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層、及び裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層が形成されるようにパターンを作製する。これにより、レジスト１６０、１６１に未露光部が形成される。
次に、露光後の第１の現像においては、レジスト１６０、１６１の未露光部が除去され、開口部１６３が形成される。これにより、導電性基板１０の一部が開口部１６３から露出する。このように、開口部１６３を有するレジスト１６０及びレジスト１６１をめっきマスクとして構成する。なお、ダイパッド部とリード部が対向する位置にある場合、ダイパッド部、リード部の各裏面めっき層の位置は、エッチング取り代に、エッチング時の拡がり量、及び庇寸法を加えて表裏面めっき層位置ずれ量「ｙ」（図５−１（ｄ）参照)を求め、各表面めっき層より距離ｙだけ外側の位置に各裏面めっき層が配置されるように開口部１６３を形成する。
［めっき・第１のレジスト除去工程］
図５−１（ｄ）は、めっき・第１のレジスト除去工程の一例を示す図である。
図５−１（ｃ）に示された、第１の現像工程で形成したレジスト１６０及びレジスト１６１をめっきマスクとして用い、マスクに覆われていない開口部にめっきを行い、リード表面めっき層２１、ダイパッド表面めっき層５１、及び裏面にリード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３を形成する。
図５−１（ｄ）は、めっき・第１のレジスト除去工程の一例を示す図である。
図５−１（ｃ）に示された、第１の現像工程で形成したレジスト１６０及びレジスト１６１をめっきマスクとして用い、マスクに覆われていない開口部にめっきを行い、リード表面めっき層２１、ダイパッド表面めっき層５１、及び裏面にリード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３を形成する。
その後、めっきマスクとして形成されたレジスト１６０及びレジスト１６１が剥離除去される。なお、第１のレジスト剥離は、例えば、液状のレジスト剥離剤を用いて行われてもよい。第１のレジスト剥離により、レジスト１６０、１６１が除去され、導電性基板１０には、表面めっき層２１、５１及び裏面めっき層２３、５３が形成された状態となる。
［第２のレジスト被覆工程］
図５−２（ｅ）は、第２のレジスト被覆工程の一例を示す図である。
第２のレジスト被覆工程においては、導電性基板１０に表面めっき層、裏面めっき層が形成された状態で、導電性基板１０の両面をレジスト１６５、１６６で被う。レジスト１６５、１６６としては、図５−１（ｂ）で説明した第１のレジスト被覆工程と同様、ドライフィルムレジストをラミネートや液状レジストを塗布する等、従来の方法を用いることができる。
図５−２（ｅ）は、第２のレジスト被覆工程の一例を示す図である。
第２のレジスト被覆工程においては、導電性基板１０に表面めっき層、裏面めっき層が形成された状態で、導電性基板１０の両面をレジスト１６５、１６６で被う。レジスト１６５、１６６としては、図５−１（ｂ）で説明した第１のレジスト被覆工程と同様、ドライフィルムレジストをラミネートや液状レジストを塗布する等、従来の方法を用いることができる。
［第２の露光・現像工程］
図５−２（ｆ）は、第２の露光・現像工程の一例を示した図である。
第２の露光工程では、露光装置（図示せず）内において、露光マスク（図示せず）を、レジスト１６５、１６６の上下に設置し、紫外光（図示せず）にて露光を行う。第２の露光工程で使用する露光マスクは、導電性基板１０の表面めっき層が形成されている表面全面を覆い、裏面は、リード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３がマスクで覆うようにパターンを形成する。
図５−２（ｆ）は、第２の露光・現像工程の一例を示した図である。
第２の露光工程では、露光装置（図示せず）内において、露光マスク（図示せず）を、レジスト１６５、１６６の上下に設置し、紫外光（図示せず）にて露光を行う。第２の露光工程で使用する露光マスクは、導電性基板１０の表面めっき層が形成されている表面全面を覆い、裏面は、リード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３がマスクで覆うようにパターンを形成する。
なお、マスクの大きさは、リード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層の外周より、表面連結金属部の厚みと同程度の間隔で大きい外周部となるようにする。好ましくは、０．０３ｍ〜０．０５ｍｍの間隔で大きくする。
これは、樹脂封止後のエッチング加工でほぼ同時にエッチング加工が完了するためである。
これは、樹脂封止後のエッチング加工でほぼ同時にエッチング加工が完了するためである。
次に、第２の現像工程においては、未露光部が除去され、開口部１６８を有するレジスト１６５及びレジスト１６６をエッチングマスクとして形成する。
［エッチング工程］
図５−２（ｇ）は、エッチング加工により裏面から窪み領域を形成するエッチング工程の一例を示す図である。
エッチンング工程においては、導電性基板１０の裏面を、図５−２（ｆ）で形成したレジストをエッチング用マスクに用い、エッチング液にてエッチング加工して、窪み領域４を形成する。また、これにより、リード金属部２２、ダイパッド金属部５２、表面連結金属部１１が形成される。
図５−２（ｇ）は、エッチング加工により裏面から窪み領域を形成するエッチング工程の一例を示す図である。
エッチンング工程においては、導電性基板１０の裏面を、図５−２（ｆ）で形成したレジストをエッチング用マスクに用い、エッチング液にてエッチング加工して、窪み領域４を形成する。また、これにより、リード金属部２２、ダイパッド金属部５２、表面連結金属部１１が形成される。
［第２のレジスト除去工程］
図５−２（ｈ）は、第２のレジストを除去する工程である。なお、第２のレジスト剥離は、例えば、液状のレジスト剥離剤を用いて行われてもよい。この後、必要に応じて所定の寸法にシート状に切断しても良い。
以上の製造方法により、本発明に係る光半導体素子搭載用基板１００が完成する。
図５−２（ｈ）は、第２のレジストを除去する工程である。なお、第２のレジスト剥離は、例えば、液状のレジスト剥離剤を用いて行われてもよい。この後、必要に応じて所定の寸法にシート状に切断しても良い。
以上の製造方法により、本発明に係る光半導体素子搭載用基板１００が完成する。
＜光半導体装置の製造方法＞
次に、本発明の光半導体素子搭載用基板を使用した光半導体装置の製造方法を、図６−１、図６−２を用いて説明する。
図６−１、図６−２は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造方法の一例を示す図である。
［第１の樹脂封止工程］
図６−１（ａ）は、第１の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第１の樹脂封止工程においては、光半導体素子搭載用基板１００のダイパッド部５０及びリード部２０の光半導体搭載部と光半導体素子とリード部の接続部を含む周辺部を取り囲むように第１の封止樹脂１０２で樹脂封止する。樹脂の種類は、光の反射率が高い樹脂を選定する。
次に、本発明の光半導体素子搭載用基板を使用した光半導体装置の製造方法を、図６−１、図６−２を用いて説明する。
図６−１、図６−２は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造方法の一例を示す図である。
［第１の樹脂封止工程］
図６−１（ａ）は、第１の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第１の樹脂封止工程においては、光半導体素子搭載用基板１００のダイパッド部５０及びリード部２０の光半導体搭載部と光半導体素子とリード部の接続部を含む周辺部を取り囲むように第１の封止樹脂１０２で樹脂封止する。樹脂の種類は、光の反射率が高い樹脂を選定する。
［光半導体素子搭載工程］
図６−１（ｂ）は、光半導体素子搭載工程の一例を示す図である。
この光半導体素子搭載工程においては、光半導体素子搭載用基板１００のダイパッド部５０の光半導体素子搭載領域１１０に、Ａｇペースト等を用いて光半導体素子１０１を搭載する。
図６−１（ｂ）は、光半導体素子搭載工程の一例を示す図である。
この光半導体素子搭載工程においては、光半導体素子搭載用基板１００のダイパッド部５０の光半導体素子搭載領域１１０に、Ａｇペースト等を用いて光半導体素子１０１を搭載する。
［ワイヤボンディング工程］
図６−１（ｃ）は、ワイヤボンディング工程の一例を示す図である。ワイヤボンディング工程においては、光半導体素子１０１の電極部（図示せず）とリード表面めっき層２１とを、ボンディングワイヤ５等を用いて電気的に接続する。
図６−１（ｃ）は、ワイヤボンディング工程の一例を示す図である。ワイヤボンディング工程においては、光半導体素子１０１の電極部（図示せず）とリード表面めっき層２１とを、ボンディングワイヤ５等を用いて電気的に接続する。
［透明樹脂封止工程］
図６−１（ｄ）は、透明樹脂封止工程の一例を示す図である。透明樹脂封止工程においては、図６−１（ａ）で形成した第１の封止樹脂の光半導体素子１０１とリード部の接続部を含む周辺部の開口部７を、透明樹脂により樹脂封止し、光半導体素子１０１、ボンディングワイヤ５、リード表面めっき層２１、ダイパッド表面めっき層５１を封止する。
図６−１（ｄ）は、透明樹脂封止工程の一例を示す図である。透明樹脂封止工程においては、図６−１（ａ）で形成した第１の封止樹脂の光半導体素子１０１とリード部の接続部を含む周辺部の開口部７を、透明樹脂により樹脂封止し、光半導体素子１０１、ボンディングワイヤ５、リード表面めっき層２１、ダイパッド表面めっき層５１を封止する。
［透明樹脂封止後のエッチング工程］
図６−２（ｅ）は、透明樹脂封止後のエッチング工程の一例を示す図である。透明樹脂封止後のエッチング工程においては、樹脂封止されていない金属部の方向（黒矢印）より、エッチングを行い、リード金属部２２側面、表面連結金属部（図１、符号１１参照）、ダイパッド金属部５２側面を同時にエッチングする。これにより、金属部毎に個別に分割され、それぞれダイパッド部、リード部として独立する。
そのエッチング量は、図５−２（ｇ）でそれぞれ同量になるように設定しており、最小限の時間で同時にエッチング完了することが望ましい。
図６−２（ｅ）は、透明樹脂封止後のエッチング工程の一例を示す図である。透明樹脂封止後のエッチング工程においては、樹脂封止されていない金属部の方向（黒矢印）より、エッチングを行い、リード金属部２２側面、表面連結金属部（図１、符号１１参照）、ダイパッド金属部５２側面を同時にエッチングする。これにより、金属部毎に個別に分割され、それぞれダイパッド部、リード部として独立する。
そのエッチング量は、図５−２（ｇ）でそれぞれ同量になるように設定しており、最小限の時間で同時にエッチング完了することが望ましい。
［第２の樹脂封止工程］
図６−２（ｆ）は、第２の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第２の樹脂封止工程においては、リード部２０、ダイパッド部５０等を第２の封止樹脂１０３で樹脂封止し、第２の封止樹脂１０３よりリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層を露出される。
第２の樹脂封止後、最後に、所定の形状になるように切断等にて図６−２（ｇ）に示すような個々の光半導体装置Ｉとする。
その切断は、切断箇所に金属部はなく、全て樹脂であり、切断負荷の軽減を可能としている。
図６−２（ｆ）は、第２の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第２の樹脂封止工程においては、リード部２０、ダイパッド部５０等を第２の封止樹脂１０３で樹脂封止し、第２の封止樹脂１０３よりリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層を露出される。
第２の樹脂封止後、最後に、所定の形状になるように切断等にて図６−２（ｇ）に示すような個々の光半導体装置Ｉとする。
その切断は、切断箇所に金属部はなく、全て樹脂であり、切断負荷の軽減を可能としている。
以下、実施例を用いて本発明を詳述する。
実施例１として、図１に示す「光半導体素子搭載用基板１００」を、以下の手順に沿って作製した。
［導電性基板準備工程］
導電性基板として板厚０．２ｍｍのＣｕ板（古河電気工業株式会社製：ＥＦＴＥＣ６４−Ｔ）を幅１４０ｍｍの長尺板状に加工した。
［第１のレジスト被覆工程］
次に、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストを、この導電性基板の両面に貼り付けた。
［第１の露光・現像工程］
次に、表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層を、裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層の所望のパターンを形成したガラスマスク（露光マスク）をパターン位置合わせした状態で表裏面上に被せて、この両面にガラスマスクを介して、紫外光で露光した。なお、ダイパッド部とリード部が相対して設けられる箇所では、その相対側におけるダイパッド部、リード部の各裏面めっき層の端部位置は、エッチング取り代５０μｍに、エッチング時の拡がり量を１００μｍ、庇寸法１０μｍを加えて表裏面めっき層位置ずれ量「ｙ＝１６０μｍ」を求め、各表面めっき層よりｙの値だけ各表面めっき層が各裏面めっき層より突出する形になるようなパターンとした。
その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行って開口部を形成した。
導電性基板として板厚０．２ｍｍのＣｕ板（古河電気工業株式会社製：ＥＦＴＥＣ６４−Ｔ）を幅１４０ｍｍの長尺板状に加工した。
［第１のレジスト被覆工程］
次に、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストを、この導電性基板の両面に貼り付けた。
［第１の露光・現像工程］
次に、表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層を、裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層の所望のパターンを形成したガラスマスク（露光マスク）をパターン位置合わせした状態で表裏面上に被せて、この両面にガラスマスクを介して、紫外光で露光した。なお、ダイパッド部とリード部が相対して設けられる箇所では、その相対側におけるダイパッド部、リード部の各裏面めっき層の端部位置は、エッチング取り代５０μｍに、エッチング時の拡がり量を１００μｍ、庇寸法１０μｍを加えて表裏面めっき層位置ずれ量「ｙ＝１６０μｍ」を求め、各表面めっき層よりｙの値だけ各表面めっき層が各裏面めっき層より突出する形になるようなパターンとした。
その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行って開口部を形成した。
［めっき＋第１のレジスト除去工程］
次に、ドライフィルムが溶解され導電性基板の金属表面が露出した開口部にめっきを行った。めっきは、下地めっきとしてＣｕめっきを行い、その上にＡｇめっきを３．０μｍ形成した。
その後、水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離した。これにより、導電性基板の表裏面にめっき層を形成した。その後、めっき用のレジストを除去した。
［第２のレジスト被覆工程］
次に、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストを、上記表裏面にめっき層を形成した導電性基板の両面に貼り付けた。
［第２の露光・現像工程］
レジストの被覆後、表面は表面めっき層を含み全面を覆い、裏面は、リード裏面めっき層及びダイパッド裏面めっき層の外周より全周に渡って０．０５ｍｍの間隔で大きく包含するように、所望のパターンを形成したガラスマスクを露光マスクとして用い、ドライフィルムレジストの上に被せ、紫外光で露光した。
その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
［エッチング工程］
次に、作製されたレジストでマスクし、塩化第二鉄液で、裏面側より選択的エッチングを行い、導電性基板に深さ０．１５ｍｍの窪み領域を作製した。このエッチング加工により、リード金属部、ダイパッド金属部、表面連結金属部が形成された。
その後、所定寸法に切断することにより、本発明に係る光半導体素子搭載用基板が得られた。
次に、ドライフィルムが溶解され導電性基板の金属表面が露出した開口部にめっきを行った。めっきは、下地めっきとしてＣｕめっきを行い、その上にＡｇめっきを３．０μｍ形成した。
その後、水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離した。これにより、導電性基板の表裏面にめっき層を形成した。その後、めっき用のレジストを除去した。
［第２のレジスト被覆工程］
次に、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストを、上記表裏面にめっき層を形成した導電性基板の両面に貼り付けた。
［第２の露光・現像工程］
レジストの被覆後、表面は表面めっき層を含み全面を覆い、裏面は、リード裏面めっき層及びダイパッド裏面めっき層の外周より全周に渡って０．０５ｍｍの間隔で大きく包含するように、所望のパターンを形成したガラスマスクを露光マスクとして用い、ドライフィルムレジストの上に被せ、紫外光で露光した。
その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
［エッチング工程］
次に、作製されたレジストでマスクし、塩化第二鉄液で、裏面側より選択的エッチングを行い、導電性基板に深さ０．１５ｍｍの窪み領域を作製した。このエッチング加工により、リード金属部、ダイパッド金属部、表面連結金属部が形成された。
その後、所定寸法に切断することにより、本発明に係る光半導体素子搭載用基板が得られた。
実施例２として、実施例１で作製した光半導体素子搭載用基板を用いて図２に示す光半導体装置Ｉの製造を、下記手順に沿って行った。
［第１の樹脂封止工程］
実施例１に係る光半導体素子搭載用基板１００を使用し、その光半導体素子搭載用基板のダイパッド部５０の光半導体搭載部１１０及びリード部２０のボンディングワイヤとの接続部を含む周辺部を取り囲むように第１の封止樹脂１０２で樹脂封止した。
実施例１に係る光半導体素子搭載用基板１００を使用し、その光半導体素子搭載用基板のダイパッド部５０の光半導体搭載部１１０及びリード部２０のボンディングワイヤとの接続部を含む周辺部を取り囲むように第１の封止樹脂１０２で樹脂封止した。
［半導体素子搭載工程、ワイヤボンディング工程］
次に、光半導体素子搭載用基板のダイパッド表面めっき層５１に，Ａｇペーストを使用して光半導体素子１０１を搭載、固定し、光半導体素子の電極部（図示せず）とリード表面めっき層２１をワイヤボンディング５で接続し、第１の封止樹脂１０２で取り囲まれた開口部７を、透明樹脂１０４により樹脂封止した。
次に、光半導体素子搭載用基板のダイパッド表面めっき層５１に，Ａｇペーストを使用して光半導体素子１０１を搭載、固定し、光半導体素子の電極部（図示せず）とリード表面めっき層２１をワイヤボンディング５で接続し、第１の封止樹脂１０２で取り囲まれた開口部７を、透明樹脂１０４により樹脂封止した。
［透明樹脂封止後のエッチング工程］
その後、リード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３をマスクとして、表面連結金属部１１、リード金属部側面、ダイパッド金属部側面を同時にエッチング加工し、ダイパッド部５０、リード部２０を各々独立させた。
その後、リード裏面めっき層２３、ダイパッド裏面めっき層５３をマスクとして、表面連結金属部１１、リード金属部側面、ダイパッド金属部側面を同時にエッチング加工し、ダイパッド部５０、リード部２０を各々独立させた。
［第２の樹脂封止工程、切断工程］
次に、ダイパッド部５０及びリード部２０を第２の封止樹脂１０３で樹脂封止して成形した。なお、第１の封止樹脂１０２と第２の封止樹脂１０３は同種の樹脂を使用した。
最後に、所定の光半導体装置の寸法になるように切断し、光半導体装置Ｉを完成させた。
次に、ダイパッド部５０及びリード部２０を第２の封止樹脂１０３で樹脂封止して成形した。なお、第１の封止樹脂１０２と第２の封止樹脂１０３は同種の樹脂を使用した。
最後に、所定の光半導体装置の寸法になるように切断し、光半導体装置Ｉを完成させた。
［評価］
実施例１及び実施例２で作製した光半導体素子搭載用基板１００、及び光半導体装置Ｉについて、リード裏面めっき層２３にめっき剥がれやめっきバリ等が発生しているか顕微鏡により観察を行ったが、リード裏面めっき層２３には、めっき剥がれやめっきバリ等の発生がなく良好であることを確認した。
また、ダイパッド部５０とリード部２０の対向面において、ダイパッド部、リード部の縁部に金属部が露出していないことも確認した。
実施例１及び実施例２で作製した光半導体素子搭載用基板１００、及び光半導体装置Ｉについて、リード裏面めっき層２３にめっき剥がれやめっきバリ等が発生しているか顕微鏡により観察を行ったが、リード裏面めっき層２３には、めっき剥がれやめっきバリ等の発生がなく良好であることを確認した。
また、ダイパッド部５０とリード部２０の対向面において、ダイパッド部、リード部の縁部に金属部が露出していないことも確認した。
１ 表面めっき層
２ 金属部
３ 裏面めっき層
４ 窪み部
５ ボンディングワイヤ
７ 開口部
１０ 導電性基板
１１ 表面連結金属部
２０ リード部
２１ リード表面めっき層
２２ リード金属部
２３ リード裏面めっき層
５０ ダイパッド部
５１ ダイパッド表面めっき層
５２ ダイパッド金属部
５３ ダイパッド裏面めっき層
１００ 光半導体素子搭載用基板
１０１ 光半導体素子
１０２ 第１の封止樹脂
１０３ 第２の封止樹脂
１０４ 透明樹脂
１１０ 光半導体素子搭載領域
１６０、１６１ 導電性基板１０の両面に設けられた第１のレジスト
１６３ 第１のレジストの開口部
１６５、１６６ 第２のレジスト
１６８ 第２のレジストの開口部
Ｉ 光半導体装置
Ｅｄ ダイパッド金属部縁部
Ｅｌ リード金属部縁部
Ｓ ダイパッド部とリード部間の隙間領域
２ 金属部
３ 裏面めっき層
４ 窪み部
５ ボンディングワイヤ
７ 開口部
１０ 導電性基板
１１ 表面連結金属部
２０ リード部
２１ リード表面めっき層
２２ リード金属部
２３ リード裏面めっき層
５０ ダイパッド部
５１ ダイパッド表面めっき層
５２ ダイパッド金属部
５３ ダイパッド裏面めっき層
１００ 光半導体素子搭載用基板
１０１ 光半導体素子
１０２ 第１の封止樹脂
１０３ 第２の封止樹脂
１０４ 透明樹脂
１１０ 光半導体素子搭載領域
１６０、１６１ 導電性基板１０の両面に設けられた第１のレジスト
１６３ 第１のレジストの開口部
１６５、１６６ 第２のレジスト
１６８ 第２のレジストの開口部
Ｉ 光半導体装置
Ｅｄ ダイパッド金属部縁部
Ｅｌ リード金属部縁部
Ｓ ダイパッド部とリード部間の隙間領域
Claims (9)
- 光半導体素子搭載用基板であって、
導電性基板の表面に、
光半導体素子を搭載、固定する光半導体素子搭載領域を有するダイパッド表面めっき層と、前記光半導体素子領域に搭載される光半導体素子の電極と電気的に接続するリード表面めっき層を有し、
前記導電性基板の裏面に、
前記ダイパッド表面めっき層と前記導電性基板を介して対向した位置に、外部機器と電気的に接続するダイパッド裏面めっき層、及び前記リード表面めっき層と前記導電性基板を介して対向した位置に、外部機器と電気的に接続するリード裏面めっき層を備え、
且つ、少なくとも前記導電性基板の裏面側から表面に向かって、前記ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層の略平面形状に沿って導電性基板の一部からダイパッド金属部、リード金属部、及び表面連結金属部を形成する非貫通の窪み領域を備えることを特徴とする光半導体素子搭載用基板。 - 前記ダイパッド部とリード部が相対する側における前記リード部のリード裏面めっき層の縁部の位置が、前記リード部のリード表面めっき層の縁部の位置より前記ダイパッド部から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１の光半導体搭載用基板。
- 前記リード金属部のリード裏面めっき層側の接合面の形状が、前記リード裏面めっき層の形状を包含する大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体素子搭載用基板。
- 光半導体素子と、
前記光半導体素子を搭載するダイパッド表面めっき層と、前記ダイパッド表面めっき層と接合するダイパッド金属部と、前記ダイパッド金属部のダイパッド表面めっき層との接合面の対向面に接合する外部からの電気的接続が可能なダイパッド裏面めっき層を有するダイパッド部と、
前記光半導体素子と電気的に接続可能なリード表面めっき層と、前記リード表面めっき層と接合したリード金属部と、前記リード金属部のリード表面めっき層との接合面の対向面に接合する外部からの電気的接続が可能なリード裏面めっき層を有する前記光半導体素子の周囲に配置されるリード部と、
前記光半導体素子と前記リード表面めっき層とを電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記ダイパッド表面めっき層上に搭載された光半導体素子とリード表面めっき層とをボンディングワイヤにて電気的に接続した接続部を含む前記ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層、及び光半導体素子の周辺部を取り囲む第１の封止樹脂と、
前記第１の封止樹脂で取り囲まれた領域を封止する透明樹脂と、
前記ダイパッド金属部側面、リード金属部側面、ダイパッド裏面めっき層側面、及びリード裏面めっき層側面を封止する第２の封止樹脂と、
を有する光半導体装置。 - 少なくとも前記ダイパッド部とリード部が対向して配置されている場合、表面めっき層が形成されている前記対向して配置されているダイパッド部及びリード部が備える各金属部表面の対向側縁部におけるダイパッド金属部及びリード金属部が、露出していないことを特徴とする請求項４の光半導体装置。
- 前記第２の封止樹脂から、少なくともリード裏面めっき層が露出していることを特徴とする請求項４又は５に記載の光半導体装置。
- 下記（１）から（８）の工程を順に含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。
(記）
（１）導電性基板を用意する導電性基板準備工程。
（２）前記導電性基板の両面を、第１のレジストで覆う第１のレジスト被覆工程。
（３）所定パターンを、露光・現像して開口部を有するめっきマスクを形成する第１の露光・現像工程。
（４）前記開口部を有するめっきマスクを用いて、前記開口部にめっきを行い、各表裏めっき層を形成し、その後、前記めっきマスクを除去するめっき・第１のレジスト除去工程。
（５）めっき・第１のレジスト除去工程後、導電性基板の両面を、第２のレジストで覆う第２のレジスト被覆工程。
（６）所定のパターンを、露光・現像して開口部を有するエッチングマスクを形成する第２の露光・現像工程。
（７）導電性基板の裏面を、前記エッチングマスクを用いてエッチング加工するエッチング工程。
（８）前記エッチングマスクを除去する第２のレジスト除去工程。 - 前記（３）の第１の露光・現像工程における前記露光マスクの所定パターンにおいて、
ダイパッド部とリード部が隣接するパターンを形成する際に、少なくとも前記リード部を構成する表面めっき層を形成する開口部が、前記リード部を構成する裏面めっき層を形成する開口部の位置よりダイパッド部を構成する開口部側に位置することを特徴とする請求項７記載の光半導体素子搭載用基板の製造方法。 - 下記（Ａ）から（Ｆ）の工程を順に含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
（記）
（Ａ）光半導体素子搭載用基板のダイパッド部及びリード部の光半導体素子搭載部と光半導体素子とリード部の接続部を含む周辺部を取り囲み、前記ダイパッド部及びリード部の上部を押える形で、前記周辺部の上方に開口部を有するように第１の封止樹脂を用いて封止する第１の樹脂封止工程。
（Ｂ）前記光半導体素子搭載用基板のダイパッド部の光半導体素子搭載領域に光半導体素子を搭載する光半導体素子搭載工程。
（Ｃ）前記光半導体素子の電極部とリード表面めっき層とを、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディング工程。
（Ｄ）前記開口部から透明樹脂を充填し、前記光半導体素子、ダイパッド表面めっき層、リード表面めっき層、及びボンディングワイヤを封止する透明樹脂封止工程。
（Ｅ）樹脂封止されていない導電性基板の裏面方向から、リード金属部側面、表面連結金属部裏面、ダイパッド金属部側面を同時にエッチングを行い、金属部毎に個別に分割して、ダイパッド部及びリード部を電気的接続以外は独立状態にする透明樹脂封止後のエッチング工程。
（Ｆ）リード部、ダイパッド部を、第２の封止樹脂で封止して、前記第２の封止樹脂の表面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層を露出した形態とする第２の樹脂封止工程。
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-
2015
- 2015-07-31 JP JP2015152872A patent/JP6610927B2/ja active Active
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