JP5565477B2

JP5565477B2 - 光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法及びこのパッケージ基板を用いた光半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP5565477B2
Application number: JP2013000561A
Authority: JP
Inventors: 直之浦崎; 勇人小谷
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2013-01-07
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2013065899A; JP2010074124A

Description

本発明は、光半導体素子と、当該光半導体素子を収納するとともに外部への光取出しのためのリフレクター機能を有する凹部が形成されたパッケージ成形体とを備えた光半導体装置に関する。また、本発明は、光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法及びこのパッケージ基板を用いた光半導体装置の製造方法に関する。

光半導体素子である、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、安価で長寿命な素子として注目され、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に広く使用されている。このような光半導体装置の例としては、繊維入り基板と、この基板上に形成された樹脂成形体とを有するパッケージ基板に、光半導体素子を搭載したものがある（特許文献１参照）。図５（ａ）及び（ｂ）は、従来の光半導体装置の一例を示す断面図及び平面図である。

図５に例示した光半導体装置５０は、一般に「表面実装型」に分類されるものである。光半導体装置５０は、配線板５１と、この配線板５１の上に形成された光反射層５５と、配線板５１上にマウントされた光半導体素子６０と、光半導体素子６０を覆うように充填された透明樹脂からなる封止体２０とを有する。配線板５１は、一対のリード電極５１ａ，５１ｂと、これらが表面に設けられた繊維入り基材５１ｃとを有する。光反射層５５は、配線板５１上のリード電極５１ａ，５１ｂを熱硬化性樹脂によってモールドした構造を有する。配線板５１と光反射層５５との間には、ソルダーレジスト５２が設けられている。ソルダーレジスト５２は、配線板５１上に光反射層５５を設けるにあたり、光半導体素子６０をマウントする領域９に樹脂が流入するのを防止するためのものである。すなわち、光反射層５５を設ける際には、マウント領域９を金型で覆うとともに、金型をソルダーレジスト５２の周縁部５２ａに当接させることで、マウント領域９に樹脂が流入するのを防止する。

光反射層５５の形成後、マウント領域９上にダイボンド材１５を介して光半導体素子６０を設置する。光半導体素子６０の電極（図示せず）とリード電極５１ａ，５１ｂとをボンディングワイア１６によって接続する。その後、マウント領域９及び光反射層５５によって形成される凹部５６に透明樹脂を充填して封止体２０を形成する。光半導体素子６０は、２本のリード電極５１ａ，５１ｂを通して電力を供給されると発光し、その光が封止体２０を通して、光取出面５０Ｆから取り出される。

上記のような発光装置の分野においては、近年の電子機器の薄型化、小型化の伸展に伴い、パッケージサイズも小型化の傾向にある。小型のパッケージを生産性良く作るプロセスとして、熱硬化性樹脂を金型成形するトランスファー成形法が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００７−１４２２５３号公報特開２００７−２３５０８５号公報

ところで、図５に例示したような従来の光半導体装置について、本発明者が長期点灯試験を実施したところ、輝度が低下する現象が生じた。本発明者がこの現象について検討した結果、繊維入り基板が熱や光によって着色劣化することが一つの原因であることを見出した。すなわち、図５を参照しながら説明すると、マウント領域９のうち基材５１ｃが露出した部分（露出部９ａ）が光半導体素子６０の熱及び光によって劣化して着色し、これによっての光反射率が低下することで輝度が低下すると推察される。

本発明者の調査によると、露出部９ａの着色は、繊維入り基材５１ｃに含まれるベンゼン環を含む骨格を有した樹脂が熱及び光によって酸化されて茶色に変色すること主因と推察される。このように、光半導体装置を製造するにあたり、従来の樹脂組成物が基板や基材として使用された光半導体装置は、熱や光に曝される部分の着色に起因する輝度低下を十分に抑制することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、輝度低下を十分に抑制できる光半導体装置及びこれを効率的に製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記半導体装置を効率的に製造するのに有用な光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光半導体装置は、リード電極と接続された光半導体素子と、光半導体素子を収納する凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージ成形体と、透光性を有する樹脂からなり、凹部に充填されて光半導体素子を封止する封止体とを備える。上記光半導体素子搭載用パッケージ成形体は、リード電極を表面に有する配線板と、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり配線板上に形成された光反射層とを有する。上記凹部は、光反射層の表面から配線板側の面にかけて設けられた孔によって形成されるものであり、当該凹部の底面は上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物及び配線板表面のリード電極によって形成されている。

上記光半導体装置は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物及びリード電極によって凹部の底面が形成されており、配線板の基材が底面に露出していない。このため、基材に含まれる樹脂の変色による反射率の低下を十分に抑制できる。このため、上記光半導体装置は、長期にわたって使用しても輝度低下が十分に少なく、高い信頼性を達成できる。

本発明は、光半導体素子搭載用パッケージ基板を製造する方法であって、（ａ）光半導体素子を収納する凹部をなす孔を複数有するとともに熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる光反射層を、光半導体素子と接続される複数対のリード電極を有する配線板上に形成する工程と、（ｂ）上記複数対の各対のリード電極の間に上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程とを備え、上記配線板は、プリント配線板、フレキシブル配線板又はメタルベース配線板であり、（ａ）工程と、（ｂ）工程とを、金型内を減圧にしたトランスファー成形によって同時に実施する方法を提供する。トランスファー成形を採用することで、配線板上に光反射層を効率的に形成できる。具体的には、リードタイムの短縮、使用する材料の削減、低コスト化などが図られる。

本発明において、光反射層を形成するための熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填剤と、（Ｅ）白色顔料と、（Ｆ）カップリング剤とを含有するものであり、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は波長４５０ｎｍ〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上であることが好ましい。かかる構成を採用することにより、リフレクター機能が十分に高い光反射層を形成できる。熱硬化性樹脂組成物は、光反射層の形成の容易性の観点から熱硬化前においては室温（２５℃）で加圧成形可能なものが好ましい。

（Ｄ）無機充填剤は、熱伝導性、光反射特性、成形性、難燃性の点から、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、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の中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。（Ｅ）白色顔料は、光反射特性の点から酸化チタンであることが好ましい。（Ｅ）白色顔料の平均粒径は、粒子の凝集を抑制するとともに優れた光反射特性を達成する観点から、０．１〜５０μｍの範囲内であることがこのましい。

（Ｄ）無機充填剤及び（Ｅ）白色顔料の合計量は、光反射層の優れた光反射特性及び成形性の両方を高水準に達成する観点から、熱硬化性樹脂組成物１００体積部に対して６０〜８５体積部の範囲内であることが好ましい。

本発明においては、上記配線板としてプリント配線板、フレキシブル配線板又はメタルベース配線板を使用できる。

本発明は、光半導体装置を製造する方法であって、上記の方法によって製造された光半導体素子搭載用パッケージ基板の凹部の各底面上に光半導体素子を搭載する第１工程と、光半導体素子を覆うように凹部に透光性を有する封止樹脂を充填する第２工程とを備える方法を提供する。この方法によれば、輝度低下を十分に抑制できる光半導体装置を効率的に製造できる。

本発明に係る光半導体装置の製造方法は、第２工程後、複数の光半導体素子が装着された光半導体素子搭載用パッケージ基板を分割して複数の光半導体装置を得る第３工程を更に備えることが好ましい。この第３工程における光半導体素子搭載用パッケージ基板の分割はダイシングによって行うことができる。

本発明によれば、光半導体素子搭載用パッケージ成形体の凹部の底面をなす配線板表面の反射率低下を抑制できるため、光半導体装置の輝度低下を十分に抑制できる。その結果、本発明によれば、十分に高い信頼性を有する光半導体装置が提供される。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る光半導体装置の好適な実施形態を示す断面図及び平面図である。本発明に係る光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。本発明に係る方法によって製造された光半導体装置の一実施形態を示す平面図である。本発明に係る光半導体装置の他の実施形態を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、従来の光半導体装置の構成を示す断面図及び平面図である。

＜光半導体装置＞
図１に示す光半導体装置１０は、一般に「表面実装型」に分類されるものである。光半導体装置１０は、配線板１と、この配線板１上に形成された光反射層５と、リード電極１ａ，１ｂに接続された光半導体素子８と、透光性を有する樹脂材料（以下、「透明封止樹脂」という。）からなる封止体２０とを有する。本実施形態においては、配線板１及び光反射層５によって光半導体素子搭載用パッケージ成形体が形成されている。配線板１の表面にはリード電極１ａ，１ｂ及び回路１ｃ等が設けられている。配線板１の基材１ｄは樹脂材料によって形成されている。

光反射層５は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、配線板１のリード電極１ａ，１ｂ上に形成されている。光反射層５は、その上面から配線板１側の面にかけて設けられた孔を有する。光反射層５が有する孔によって凹部６が形成され、この中に３つの光半導体素子８が収納されている。凹部６には配線板１上のリード電極１ａ，１ｂ及びこれらの間に充填された光反射層５用樹脂組成物の硬化物が露出し、凹部６の底面６ａをなしている。リード電極１ａ，１ｂの間の上記硬化物は光反射層５と同時に設けられたものである。光反射層５を形成する際、リード電極１ａ，１ｂの間に熱硬化性樹脂組成物を充填するには、例えば、光反射層５を成形するにあたり、ソルダーレジスト（図５参照）を使用せず、トランスファー成形を実施すればよい。なお、ソルダーレジストを使用しない場合、マウント領域９に樹脂バリが発生する傾向にあるが、樹脂組成物の組成や混練条件を調節することで樹脂バリの発生は十分に低減可能である。

光反射層５に形成された凹部６にダイボンド材１５を介して光半導体素子８をマウントする。光半導体素子８の電極（図示せず）とリード電極１ａ，１ｂとをボンディングワイア１６によって接続する。その後、透光性を有する樹脂材料を光半導体素子８の周囲、すなわち、凹部６内に充填して封止体２０を形成する。光半導体素子８は、２本のリード電極１ａ，１ｂを通して電力を供給されると発光し、その光が封止体２０を通して、光取出面１０Ｆから取り出される。

上記構成の光半導体装置１０によれば、長期にわたって使用しても輝度低下が十分に少なく、高い信頼性を達成できるという優れた効果が奏される。すなわち、光半導体装置１０は、凹部６の底面６ａが光反射層５用樹脂組成物の硬化物５ａ及びリード電極１ａ，１ｂによって形成されている。底面６ａに配線板１の基材１ｄが露出していないため、基材１ｄに含まれる樹脂の変色による反射率の低下を十分に抑制できる。

光半導体装置１０は、凹部６を有する光反射層５の直下に配線板１が位置する構成である。このため、配線板１の回路パターンを適宜設計することで、凹部６内に収納された３つの光半導体素子８の発光を比較的容易に制御できるという利点がある。かかる観点からすると、凹部６内には複数の光半導体素子８を搭載することが好ましい。

（配線板）
配線板１としては、銅箔付きの繊維入りの熱硬化性樹脂基板、銅箔付きのフィルム基板又は銅箔付きのメタルベース基板に対して、公知の手法を用いて回路となる配線を形成したものを使用できる。配線導体の厚さは、１８〜１５０μｍの範囲が好ましく、より好ましい範囲は３５〜７０μｍである。配線導体の厚さが１８μｍよりも薄いと、熱容量が小さくなり放熱性が徐々に低下する傾向にある。１５０μｍより厚いと、放熱性の点で好ましいが、配線形成が徐々に難しくなる傾向にある。配線形成後、電気めっきによりＮｉ／銀めっきを施す。なお、基材１ｄを構成する樹脂にはベンゼン環の骨格を含む樹脂を用いてもかまわない。

（光反射層）
光反射層５は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる。熱硬化性樹脂組成物は、光反射層の形成の容易性の観点から熱硬化前においては室温（２５℃）で加圧成形可能なものが好ましい。熱硬化性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂等種々のものを用いることができる。特に、エポキシ樹脂は、種々の材料に対する接着性が優れるため好ましい。

（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、ベンゼン環を含まない電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているものを用いることができる。その具体例としては、水素添加した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、水素添加したビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビスフェノール等のジグリシジルエーテル、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。これらの樹脂は一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。なお、これらの樹脂のうち、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、水素添加ビスフェノール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、ジグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレートが好適である。

熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を使用する場合、熱硬化性樹脂組成物に硬化剤及び硬化促進剤を配合することが好ましい。

（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。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が挙げられ、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。

上記の硬化剤の中でも無水フタル酸、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。

熱硬化性樹脂組成物の硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５０〜２００質量部であることが好ましく、より好ましくは１００〜１５０質量部である。硬化剤の含有量が、５０質量部未満であると、エポキシ樹脂の硬化反応が十分に進行しない場合があり、また、２００質量部を超えると、得られる成形体に変色が見られる場合がある。

（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。これらは一種を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。

熱硬化性樹脂組成物の硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．０１〜８．０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．１〜３．０質量部である。硬化促進剤の含有量が、０．０１質量部未満であると、十分な硬化促進効果を得られない場合があり、また、８．０質量部を超えると、得られる成形体に変色が見られる場合がある。

（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、酸化チタン、酸化ジルコニウム、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から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。熱伝導性、光反射特性、成形性及び難燃性の点から、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、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から選ばれる少なくとも１種を用いるのが好ましい。また無機の充填剤の粒径は、特に限定されるものではないが、白色顔料とのパッキングが効率良くなるように１〜１００μｍの範囲のものを用いることが好ましい。

難燃効果の観点からは、無機充填剤として水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウムを使用することが好ましい。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無い点でも好ましい。また、耐湿信頼性の観点からイオン性不純物の少ない水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムを使用することが好ましい。無機充填剤に含まれるＮａ化合物（イオン性化合物）の含有量は０．２質量％以下が好ましい。無機充填剤として使用する水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウムの平均粒径は、特に制限はないが、難燃性及び流動性の観点から０．１〜５０μｍが好ましい。水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムの配合量は、熱硬化性樹脂組成物の全質量を基準として１０〜３０質量％が好ましい。配合量が１０質量％未満であると、難燃効果が徐々に得にくくなり、３０質量％を超えると、流動性や硬化性に悪影響を与えることがある。

無機充填剤の配合量は、熱硬化性樹脂組成物の全体積を基準として１０〜８５体積％の範囲であることが好ましい。配合量が１０体積％未満であると、光反射特性が不十分となりやすく、他方、８５体積％を超えると成形性が悪くなり光反射層５の成形が困難となる傾向がある。

（Ｅ）白色顔料
白色顔料としては、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン又は酸化ジルコニウムを使用することができる。これらの中でも光反射性の点から酸化チタンが好ましい。白色顔料として無機中空粒子を使用してもよい。無機中空粒子の具体例として、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、シラス等が挙げられる。白色顔料は、平均粒径が０．１〜５０μｍの範囲にあることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると、粒子が凝集しやすくなり、分散性も悪くなる傾向がある。他方、平均粒径が５０μｍを超えると、光反射特性が不十分となる傾向がある。

白色顔料の配合量は、上記無機充填剤の配合量を考慮して調整することが好ましい。白色顔料と無機充填剤との合計量は、熱硬化性樹脂組成物の全体積を基準として６０〜８５体積％の範囲であることが好ましい。

熱硬化性樹脂組成物は、カップリング剤を更に含有したものであってもよい。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を例示できる。着色の観点から、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。カップリング剤の配合量は、熱硬化性樹脂組成物の全質量を基準として質量％以下が好ましい。熱硬化性樹脂組成物には、その他の添加剤として、酸化防止剤、離型剤、イオン捕捉剤等を配合してもよい。

（封止体）
封止体２０は、透明封止樹脂からなり、これを凹部６に充填することで光半導体素子８を保護する。透明封止樹脂としては、弾性率が室温（２５℃）において１ＭＰａ以下のものが好ましい。特に、透明性の点からシリコーン樹脂又はアクリル樹脂を採用することが好ましい。透明封止樹脂は、光を拡散する無機充填材や青色光を励起源として白色光とする蛍光体を更に含有してもよい。

（パッケージ基板の製造方法）
図１に示す光半導体装置１０は、光半導体素子搭載用のパッケージ基板を使用することにより、効率的に量産することができる。図２を参照しながら、パッケージ基板３０の製造方法について説明する。まず、銅張り積層板等に回路を形成した後、更にその表面にＮｉ／Ａｇめっきによってリード電極を形成して配線板３１を得る。なお、配線板３１として、メタルコア基板、フレキシブル基板等を使用してもよい。

図２（ａ）に示すように、一対の金型４０ａ，４０ｂの間に配線板３１を配置する。次に、図２（ｂ）に示すように、金型４０ａ，４０ｂ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、配線板３１上に光反射層３５を形成する。光反射層３５はトランスファー成形法によって形成することが好ましい。光反射層３５用の樹脂組成物の注入後、例えば、金型温度を１８０℃に９０秒保持することによって樹脂組成物を硬化させる。なお、トランスファー成形時に金型内を減圧にすると、リード電極１ａ，１ｂ間の樹脂充填性が向上するため好ましい。金型４０ａ，４０ｂからパッケージ基板３０を取り出した後、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。これらの工程を経ることによってパッケージ基板３０が製造される。パッケージ基板３０は、図２（ｃ）に示す通り、配線板３１と、その上に設けられた光反射層３５とを備え、光反射層３５は複数の凹部６を有する。

（光半導体装置の製造方法）
パッケージ基板３０の各凹部６内に光半導体素子８を実装する（第１工程）。その後、光半導体素子８を覆うように各凹部６に透光封止樹脂を充填する（第２工程）。これにより、図３に示すように、複数の光半導体装置１０が一体的に形成されてなる製品が得られる。その後、上記製品を分割することによって個片化された光半導体装置１０が得られる（第３工程）。個片化はダイシングによって行うことができる。

ただし、複数の光半導体装置１０が一体的に設けられた状態のままで光半導体装置１０を使用する場合は、上記第３工程は実施しなくてもよい。また、図３に示す製品の光半導体装置１０の数は４つに限られるものではない。光半導体装置１０は、光反射層５の直下に配線板３１が位置する構成である。このため、配線板３１の回路パターンを適宜設計することで、各光半導体装置１０の発光を比較的容易に制御できるという利点がある。

上記第２工程においては、透明封止樹脂として蛍光体を含有するものを使用し、光半導体装置１０を製造してもよい。図４（ａ）に示す実施形態は、リード電極１ａ，１ｂと光半導体素子８とをボンディングワイア１６で接続した後、蛍光体２１ａを含有する透明封止樹脂よって封止体２１を形成したものである。図４（ｂ）に示す実施形態は、リード電極１ａ，１ｂと光半導体素子８とをはんだバンプ１７で接続した後、蛍光体２１ａを含有する透明封止樹脂よって封止体２１を形成したものである。

（実施例１）
＜プリント配線板の作製＞
日立化成工業株式会社製のガラス布−エポキシ樹脂含浸両面銅張り積層板（商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９、基板厚さ０．６ｍｍ、銅箔厚さ３５μｍ）を準備した。この積層板に対して穴あけ及び無電解めっき（厚さ２０μｍ）の処理を施し、サブトラクト法によって回路を形成した。更に、銅の回路にＮｉ／Ａｇめっきによってリード電極を形成し、プリント配線板を作製した。

＜光反射層用の熱硬化性樹脂組成物の調製＞
下記の成分を混練温度２０〜３０℃、混練時間１０分の条件で、ロール混練を行うことによって、光反射層用の熱硬化性樹脂組成物を調製した。

（Ａ）エポキシ樹脂：トリグリシジルイソシアヌレート、１００質量部（エポキシ当量１００）、
（Ｂ）硬化剤：ヘキサヒドロ無水フタル酸、１４０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、２．４質量部、
（Ｄ）無機充填剤：溶融シリカＡ（平均粒径２５μｍ）、６００質量部、及び、溶融シリカＢ（平均粒径０．２５μｍ）、８９０質量部、
（Ｅ）白色顔料：酸化チタン（堺化学工業株式会社製、ＦＴＲ−７００、平均粒径０．３μｍ）、１８５質量部、
（Ｆ）カップリング剤：エポキシシラン、１９質量部、
（Ｇ）酸化防止剤：９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド、１質量部
＜光半導体素子搭載用パッケージ基板の作製＞
上記のようにして作製したプリント配線板を、図２に示す金型４０ａ，４０ｂと同様の形状の金型内に位置あわせして配置した。次いで、上記熱硬化性樹脂組成物を金型内に注入した後、トランスファー成型機（エムテックスマツムラ株式会社製、ＭＦ−ＦＳ０１）を使用して金型内を減圧にした後、加熱加圧成形し、複数の凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージ基板を得た。なお、成形の条件は、金型温度１８０℃、保持時間９０秒、圧力６．９ＭＰａとした。

＜光半導体装置の製造＞
光半導体素子搭載用パッケージ基板の各凹部底面の回路上に、ダイボンド材（日立化成工業株式会社製、ＥＮ４６２０Ｋ）を介してＬＥＤ素子を配置した。１５０℃で１時間加熱することにより、ＬＥＤ素子を端子上に固着させた。次いで、金線で、ＬＥＤ素子と配線板の端子とを電気的に接続した。その後、下記組成の透明封止樹脂を、ポッティングにより各凹部に流し込み、１５０℃で２時間、加熱硬化し、ＬＥＤ素子を樹脂封止した。

（透明封止樹脂の組成）
・水素添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：デナコールＥＸ２５２（ナガセケムテックス社製）、９０質量部、
・脂環式エポキシ樹脂：ＣＥＬ−２０２１Ｐ（ダイセル化学工業株式会社製）、１０質量部、
・４−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物ＨＮ−５５００Ｅ（日立化成工業株式会社製）、９０質量部、
・２，６−ジターシャルブチル−４−メチルフェノールＢＨＴ、０．４質量部、
・２−エチル−４−メチルイミダゾール、０．９質量部
上記透明封止樹脂を硬化させた後、マトリックス状の光半導体装置を、ダイシング装置（株式会社ディスコ製ＤＡＤ３８１）を使用して個片化し、ＬＥＤ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）
プリント配線板の代わりにメタルコア基板を用いたことの他は、実施例１と同様にして光半導体装置を製造した。

（実施例３）
プリント配線板の代わりにフレキシブル基板を用いたことの他は、実施例１と同様にして光半導体装置を製造した。

（比較例１）
光反射層を形成するに先立ち、凹部の底面となる領域（マウント領域）以外のプリント配線板の表面をソルダーレジストで被覆したことの他は実施例１と同様にして光半導体装置を製造した。

（比較例２）
光反射層の形成をトランスファー成形法で行う代わりに、大気圧の条件下で成形を行なったことの他は実施例１と同様にして光半導体装置を製造した。

（評価）
実施例１〜３及び比較例１，２に係る光半導体装置を以下の項目について評価した。結果を表１に示す。

（１）リード電極間における樹脂の充填性
光半導体装置の凹部を目視により観察し、リード電極間における樹脂の充填性を以下の基準に基づいて評価した。

Ａ：光反射層用の樹脂組成物がリード電極間に充填されている。

Ｂ：光反射層用の樹脂組成物がリード電極間に充分に充填されていない。

（２）基材露出の有無
光半導体装置の凹部を目視により観察し、凹部の底面に配線板の基材が露出しているか否かを評価した。

（３）樹脂着色の有無
２００℃の雰囲気下にて、波長２４０〜３８０ｎｍの光を、０．２２Ｗ／ｃｍ^２の強さで、光半導体装置の凹部に向けて２時間照射した。その後、凹部の底面を目視により観察し、配線板の基材を構成する樹脂の着色が認められるか否かを評価した。

本発明によれば、凹部の底面がリード電極と光反射層をなす樹脂組成物の硬化物のみで形成されており、熱や光に対して劣化しやすい配線板の基材が露出していない。このため、輝度低下が抑制され、高い信頼性を有する光半導体装置が提供される。

１，３１，５１…配線板、１ａ，１ｂ，５１ａ，５１ｂ…リード電極、１ｄ，５１ｃ…基材、５，３５，５５…光反射層、５ａ…光反射層用樹脂組成物の硬化物、６，５６…凹部、６ａ…凹部の底面、８，６０…光半導体素子、９…マウント領域、９ａ…基材の露出部、１０，５０…光半導体装置、１０Ｆ，５０Ｆ…光取出面、１５…ダイボンド材、１６…ボンディングワイア、１７…はんだバンプ、２０，２１…封止体（透明封止樹脂）、２１ａ…蛍光体、３０…光半導体素子搭載用パッケージ基板、４０ａ，４０ｂ…金型、５２…ソルダーレジスト、５２ａ…ソルダーレジストの周縁部。

Claims

光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法であって、
（ａ）光半導体素子を収納する凹部をなす孔を複数有するとともに熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる光反射層を、前記光半導体素子と接続される複数対のリード電極を有する配線板上に形成する工程と、
（ｂ）前記複数対の各対のリード電極の間に前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程と、
を備え、
前記配線板は、プリント配線板、フレキシブル配線板又はメタルベース配線板であり、
前記（ａ）工程と、前記（ｂ）工程とを、金型内を減圧にしたトランスファー成形によって同時に実施する、光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
前記熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）硬化促進剤と、（Ｄ）無機充填剤と、（Ｅ）白色顔料と、（Ｆ）カップリング剤とを含有するものであり、
前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、波長４５０ｎｍ〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上である、請求項１に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
（Ｄ）無機充填剤がシリカ、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、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から選ばれる少なくとも１種である、請求項２に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
（Ｅ）白色顔料が酸化チタンである、請求項２又は３に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
（Ｅ）白色顔料の平均粒径が０．１〜５０μｍの範囲内である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
（Ｄ）無機充填剤及び（Ｅ）白色顔料の合計量は、前記熱硬化性樹脂組成物１００体積部に対して６０〜８５体積部の範囲内である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
前記リード電極は、配線形成後に電気めっきが施されて形成されたものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
光半導体装置の製造方法であって、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法によって製造された光半導体素子搭載用パッケージ基板の前記凹部の各底面上に光半導体素子を搭載する第１工程と、
前記光半導体素子を覆うように前記凹部に透光性を有する封止樹脂を充填する第２工程と、
を備える光半導体装置の製造方法。
前記第２工程後、複数の前記光半導体素子が装着された光半導体素子搭載用パッケージ基板を分割して複数の光半導体装置を得る第３工程を更に備える、請求項８に記載の光半導体装置の製造方法。
前記光半導体素子搭載用パッケージ基板の分割をダイシングによって行う、請求項９に記載の光半導体装置の製造方法。