JP5795251B2 - Optical semiconductor device base, method for manufacturing the same, and optical semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、金属と樹脂を複合化した光学半導体装置用基台及びその製造方法、並びにその光学半導体装置用基台を用いた光学半導体装置に関する。   The present invention relates to a base for an optical semiconductor device in which a metal and a resin are combined, a manufacturing method thereof, and an optical semiconductor device using the base for the optical semiconductor device.

ＬＥＤ、フォトダイオード等の光学素子は、高効率であり、外部応力および環境的な影響に対する耐性が高いことから産業界において幅広く用いられている。さらに、光学素子は効率が高いことに加えて、寿命が長く、コンパクトであり、多くの異なる構造に構成することができ、比較的低い製造コストで製造することができる。
例えば、耐紫外線性かつ耐熱性を向上するために、半導体チップを搭載する接続キャリアの材質に、繊維強化材を有したシリコーン材を用いることが知られている（特許文献１参照）。
特に、大量の熱を発生する高出力の光学半導体装置において、高耐熱性であると同時に、放熱性を高める構造を有することが重要である。 Optical elements such as LEDs and photodiodes are widely used in the industry because of their high efficiency and high resistance to external stresses and environmental influences. Furthermore, in addition to high efficiency, optical elements have a long lifetime, are compact, can be configured in many different structures, and can be manufactured at relatively low manufacturing costs.
For example, in order to improve ultraviolet resistance and heat resistance, it is known to use a silicone material having a fiber reinforcing material as a material of a connection carrier on which a semiconductor chip is mounted (see Patent Document 1).
In particular, in a high-power optical semiconductor device that generates a large amount of heat, it is important to have a structure that enhances heat dissipation as well as high heat resistance.

特表２０１１−５２１４８１号公報Special table 2011-521481 gazette

本発明の目的は、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置を実現するための光学半導体装置用基台及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a base for an optical semiconductor device and a manufacturing method thereof for realizing an optical semiconductor device that is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation.

上記目的を達成するために、本発明によれば、半導体チップを搭載するための複数のチップ搭載部と、前記搭載される半導体チップと電気的に接続し、外部に対して電極部を提供する複数の信号接続部とを有する光学半導体装置用基台の製造方法であって、前記複数のチップ搭載部と、該複数のチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する前記信号接続部とが形成された金属フレームを準備する工程と、前記複数のチップ搭載部の表裏面が共に露出し、前記信号接続部の少なくとも片面が露出するように、前記金属フレームに形成された前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成して前記光学半導体装置用基台を製造する工程とを有することを特徴とする光学半導体装置用基台の製造方法が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of chip mounting portions for mounting a semiconductor chip, an electrical connection with the mounted semiconductor chip, and an electrode portion for the outside are provided. An optical semiconductor device base manufacturing method having a plurality of signal connection portions, wherein the plurality of chip mounting portions, and the signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the plurality of chip mounting portions. A plurality of chips formed on the metal frame such that a front surface and a back surface of the plurality of chip mounting portions are both exposed and at least one surface of the signal connection portion is exposed. And a step of manufacturing the optical semiconductor device base by embedding a portion excluding the mounting portion and the signal connection portion with a resin to form a plate shape. Proposed It is.

このような製造方法であれば、半導体チップから発生する熱を表裏面が共に露出したチップ搭載部によって効率的に放出可能な光学半導体装置用基台を製造できる。また、信号接続部はチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有し、金属フレームに形成された複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成することで、強度が向上し、かつ反りが低減された光学半導体装置用基台を製造できる。この光学半導体装置用基台を用いることにより、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置を実現できる。   With such a manufacturing method, it is possible to manufacture a base for an optical semiconductor device that can efficiently release heat generated from a semiconductor chip by a chip mounting portion whose front and back surfaces are both exposed. In addition, the signal connection part has a part thinner than the thickness of the chip mounting part, and the part excluding the plurality of chip mounting parts and signal connection parts formed on the metal frame is embedded in resin to form a plate shape By doing so, a base for an optical semiconductor device with improved strength and reduced warpage can be manufactured. By using this optical semiconductor device base, it is possible to realize an optical semiconductor device that is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation.

このとき、前記金属フレームを準備する工程において、金属プレートをエッチングすることによって前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを形成することができる。
このようにすれば、金属プレートを低コストで容易に準備できる。 At this time, in the step of preparing the metal frame, the plurality of chip mounting portions and signal connection portions can be formed by etching the metal plate.
If it does in this way, a metal plate can be easily prepared at low cost.

またこのとき、前記複数の信号接続部の電極部と前記複数のチップ搭載部の露出した部分を除いた前記光学半導体装置用基台の前記半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型する工程を有することができる。
このような工程を有することで、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成でき、より耐久性が向上された高機能の光学半導体装置用基台を製造できる。 Also, at this time, the step of resin molding on the surface on the side of mounting the semiconductor chip of the base for the optical semiconductor device excluding the electrode portions of the plurality of signal connection portions and the exposed portions of the plurality of chip mounting portions Can have.
By having such a process, a resin-molded part such as a reflector or a lens can be formed on the surface of the optical semiconductor device base, and a highly functional optical semiconductor device base with improved durability can be manufactured.

またこのとき、前記樹脂で埋め込んで前記光学半導体装置用基台を板状に形成する工程において、前記光学半導体装置用基台の前記各信号接続部が形成された部分の厚さが前記各チップ搭載部の厚さより厚くなるように前記樹脂を埋め込むことが好ましい。
このようにすれば、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成する際に、各信号接続部の表面に樹脂バリが発生するのを抑制できる。 At this time, in the step of embedding with the resin to form the optical semiconductor device base in a plate shape, the thickness of the portion of the optical semiconductor device base where the signal connection portions are formed is the chip. The resin is preferably embedded so as to be thicker than the thickness of the mounting portion.
In this way, when forming a resin molding part such as a reflector or a lens on the surface of the optical semiconductor device base, it is possible to suppress the occurrence of resin burrs on the surface of each signal connection part.

またこのとき、前記樹脂で埋め込んで前記光学半導体装置用基台を板状に形成する工程において、前記樹脂を熱圧着、印刷塗布、又は金型成型によって埋め込むことができる。
このようにすれば、金属フレームに形成された複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で確実に埋め込んで、強度が向上された光学半導体装置用基台を確実に製造できる。 At this time, in the step of embedding with the resin to form the optical semiconductor device base in a plate shape, the resin can be embedded by thermocompression bonding, printing application, or mold molding.
In this way, it is possible to reliably manufacture the base for an optical semiconductor device with improved strength by reliably embedding the portions excluding the plurality of chip mounting portions and signal connection portions formed on the metal frame with the resin. .

またこのとき、前記埋め込む樹脂の材質を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂とすることができ、前記埋め込む樹脂に繊維強化材を含めることが好ましい。また、前記埋め込む樹脂に含める繊維強化材としてガラス繊維を用いることができる。
埋め込む樹脂としてこのような材質のものを用いれば、耐熱性及び強度により優れた光学半導体装置用基台を製造できる。 Moreover, at this time, the material of the resin to be embedded can be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and it is preferable that a fiber reinforcing material is included in the embedded resin. Moreover, a glass fiber can be used as a fiber reinforcing material included in the resin to be embedded.
If such a material is used as the resin to be embedded, a base for an optical semiconductor device that is superior in heat resistance and strength can be manufactured.

またこのとき、前記樹脂で埋め込んで板状に形成して前記光学半導体装置用基台を製造する工程の後工程において、前記基台表面を研磨及び／又はレジスト塗布の表面処理を実施することができる。
このようにすれば、高品質な光学半導体装置用基台を製造できる。 At this time, in the subsequent step of manufacturing the optical semiconductor device base by embedding with the resin to form a plate, the surface of the base may be polished and / or subjected to a resist coating. it can.
In this way, a high quality optical semiconductor device base can be manufactured.

また、本発明によれば、半導体チップを搭載するための複数のチップ搭載部と、前記搭載される半導体チップと電気的に接続し、外部に対して電極部を提供する複数の信号接続部とを有する光学半導体装置用基台であって、前記複数のチップ搭載部と、該複数のチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する前記信号接続部とが形成された金属フレームと、前記複数のチップ搭載部の表裏面が共に露出し、前記信号接続部の少なくとも片面が露出するように、前記金属フレームに形成された前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分に埋め込まれた樹脂母体部とから構成され、板状に形成されたものであることを特徴とする光学半導体装置用基台が提供される。   According to the present invention, a plurality of chip mounting portions for mounting a semiconductor chip, and a plurality of signal connection portions that are electrically connected to the mounted semiconductor chip and provide electrode portions to the outside, A metal frame in which the plurality of chip mounting portions and the signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the plurality of chip mounting portions are formed, and Embedded in the portion excluding the plurality of chip mounting portions and the signal connection portion formed on the metal frame so that the front and back surfaces of the plurality of chip mounting portions are exposed together and at least one side of the signal connection portion is exposed. A base for an optical semiconductor device is provided, which is formed of a resin base portion and formed in a plate shape.

このような光学半導体装置用基台であれば、半導体チップから発生する熱を表裏面が共に露出したチップ搭載部によって効率的に放出できるものとなる。また、金属フレームに形成された複数のチップ搭載部とチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する信号接続部とを除外する部分に埋め込まれた樹脂母体部とから構成されたものであれば、強度が向上し、かつ反りが低減されたものとなる。この光学半導体装置用基台を用いることにより、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置を実現できる。   With such an optical semiconductor device base, the heat generated from the semiconductor chip can be efficiently released by the chip mounting portion whose front and back surfaces are both exposed. Also, it may be composed of a plurality of chip mounting portions formed on a metal frame and a resin base portion embedded in a portion excluding a signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the chip mounting portion. In this case, the strength is improved and the warpage is reduced. By using this optical semiconductor device base, it is possible to realize an optical semiconductor device that is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation.

このとき、前記複数の信号接続部の電極部と前記複数のチップ搭載部の露出した部分を除いた前記光学半導体装置用基台の前記半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型部を有するものとすることができる。
このように光学半導体装置用基台の表面上にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を有するものであれば、光学半導体装置用基台の高機能化が計れるとともに耐久性をより向上できるものとなる。 At this time, a resin molding portion is provided on the surface of the optical semiconductor device base on which the semiconductor chip is mounted, excluding the electrode portions of the plurality of signal connection portions and the exposed portions of the plurality of chip mounting portions. Can be.
Thus, if it has resin molding parts, such as a reflector and a lens, on the surface of the base for optical semiconductor devices, it will be possible to increase the functionality of the base for optical semiconductor devices and further improve the durability. .

このとき、前記光学半導体装置用基台の前記各信号接続部が形成された部分の厚さが前記各チップ搭載部の厚さより厚くなるように前記樹脂母体部が埋め込まれたものであることが好ましい。
このようなものであれば、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成する際に、各信号接続部の表面に樹脂バリが発生するのを抑制できるものとなる。 At this time, the resin base portion is embedded so that the thickness of the portion where the signal connection portions of the optical semiconductor device base are formed is larger than the thickness of the chip mounting portions. preferable.
If it is such, when forming resin molding parts, such as a reflector and a lens, on the surface of the base for optical semiconductor devices, it will be possible to suppress the occurrence of resin burrs on the surface of each signal connection part. .

またこのとき、前記樹脂母体部の材質を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂とすることができ、前記樹脂母体部は繊維強化材を含むものであることが好ましい。また、前記樹脂母体部が含む繊維強化材をガラス繊維とすることができる。
樹脂母体部がこのような材質のものであれば、耐熱性及び強度により優れた光学半導体装置用基台を製造できるものとなる。 Moreover, at this time, the material of the resin base part can be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and the resin base part preferably includes a fiber reinforcing material. Moreover, the fiber reinforcement which the said resin base part contains can be made into glass fiber.
If the resin matrix is made of such a material, a base for an optical semiconductor device that is superior in heat resistance and strength can be manufactured.

また、本発明によれば、光学半導体装置であって、本発明の光学半導体装置用基台の前記複数のチップ搭載部にそれぞれ半導体チップが搭載され、ダイシングによって分割されたものであることを特徴とする光学半導体装置が提供される。
このような光学半導体装置は、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性のものであり、大量の熱を発生する半導体チップを用いる場合や、高温高湿環境下で用いられる場合に適したものである。 According to the present invention, there is provided an optical semiconductor device, wherein each of the plurality of chip mounting portions of the optical semiconductor device base of the present invention is mounted with a semiconductor chip and divided by dicing. An optical semiconductor device is provided.
Such an optical semiconductor device is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation, and when a semiconductor chip that generates a large amount of heat is used or when it is used in a high-temperature and high-humidity environment. It is suitable.

本発明では、光学半導体装置用基台の製造において、複数のチップ搭載部と、該複数のチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する信号接続部とが形成された金属フレームを準備し、複数のチップ搭載部の表裏面が共に露出し、信号接続部の少なくとも片面が露出するように、金属フレームに形成された複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成するので、半導体チップから発生する熱をチップ搭載部によって効率的に放出でき、強度が向上し、かつ反りが低減された光学半導体装置用基台を製造できる。この光学半導体装置用基台を用いることにより、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置を実現できる。   In the present invention, in the manufacture of a base for an optical semiconductor device, a metal frame in which a plurality of chip mounting portions and a signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the plurality of chip mounting portions is prepared. The portions excluding the plurality of chip mounting portions and the signal connection portions formed in the metal frame are embedded with resin so that the front and back surfaces of the plurality of chip mounting portions are exposed together and at least one surface of the signal connection portions is exposed. Therefore, the heat generated from the semiconductor chip can be efficiently released by the chip mounting portion, and the optical semiconductor device base with improved strength and reduced warpage can be manufactured. By using this optical semiconductor device base, it is possible to realize an optical semiconductor device that is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation.

本発明の光学半導体装置用基台の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the base for optical semiconductor devices of this invention. 図１の点線で囲まれた部分の拡大図である。（Ａ）上面拡大図。（Ｂ）断面図。FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 1. (A) Upper surface enlarged view. (B) Cross section. 本発明の光学半導体装置用基台の別の一例の一部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of another example of the base for optical semiconductor devices of this invention. 本発明の光学半導体装置用基台の表面の様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mode of the surface of the base for optical semiconductor devices of this invention. 本発明の光学半導体装置用基台の金属フレームを示す上面図である。It is a top view which shows the metal frame of the base for optical semiconductor devices of this invention. 本発明の光学半導体装置用基台の製造方法の金属フレームに樹脂を埋め込む工程の一例を示したフロー図である。It is the flowchart which showed an example of the process of embedding resin in the metal frame of the manufacturing method of the base for optical semiconductor devices of this invention. 本発明の光学半導体装置の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the optical semiconductor device of this invention. 本発明の光学半導体装置の別の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the optical semiconductor device of this invention. 本発明の光学半導体装置のさらに別の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the optical semiconductor device of this invention.

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来、特に高温環境で光学半導体装置を用いる場合、反射率が低下してしまったり、光束値が使用時間の経過と共に大幅に低下してしまったりするという問題があった。
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。従来、耐熱性を向上するために、半導体チップを搭載する部分の材質に繊維強化材を有したシリコーン材を用いることが知られている。しかし、特に、半導体チップの光出力が高く、大量の熱を発生する光学半導体装置においては、これだけでは不十分であり、半導体チップから発生する熱を効率的に放出させることが重要である。このことは、例えば自動車のエンジンとその周辺のヘッドライトなどのような温度が上昇する環境において光学半導体装置を用いる場合も同様である。 Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
Conventionally, particularly when an optical semiconductor device is used in a high temperature environment, there has been a problem that the reflectance is lowered or the light flux value is significantly lowered with the passage of time of use.
Therefore, the present inventor has intensively studied to solve such problems. Conventionally, in order to improve heat resistance, it is known to use a silicone material having a fiber reinforcing material as a material for a portion on which a semiconductor chip is mounted. However, in particular, in an optical semiconductor device in which the optical output of the semiconductor chip is high and generates a large amount of heat, this alone is insufficient, and it is important to efficiently release the heat generated from the semiconductor chip. The same applies to the case where the optical semiconductor device is used in an environment where the temperature rises, such as an automobile engine and a surrounding headlight.

本発明者は高放熱性を実現するための検討を行った結果、半導体チップの搭載部の金属のみで構成した部分の表裏面が露出するようにすれば、半導体チップから発生する熱を効率的に放出でき、さらに、このチップ搭載部と繊維強化材を有した樹脂とを複合化した基台を用いて光学半導体装置を製造することで、強度を向上できることに想到し、本発明を完成させた。   As a result of studies for realizing high heat dissipation, the present inventor can efficiently generate heat generated from a semiconductor chip by exposing the front and back surfaces of the semiconductor chip mounting portion made of only metal. In addition, it was conceived that the strength can be improved by manufacturing an optical semiconductor device using a base in which this chip mounting portion and a resin having a fiber reinforcing material are combined, thereby completing the present invention. It was.

まず、本発明の光学半導体装置用基台について説明する。本発明の光学半導体装置用基台は、大面積プリント基板やＭＡＰ（マトリックスアレイパッケージ）生産方式に対応可能な集合基台の形をとることができる。このため、光学半導体装置用基台は複数の光学半導体チップを取り付けるように構成することができる。
図１に示すように、光学半導体装置用基台１には、半導体チップを搭載するための複数のチップ搭載部２と、搭載される半導体チップと電気的に接続し、外部に対して電極部を提供する複数の信号接続部３とを有している。 First, the optical semiconductor device base of the present invention will be described. The base for an optical semiconductor device of the present invention can take the form of a collective base that can accommodate a large-area printed circuit board or a MAP (matrix array package) production method. For this reason, the optical semiconductor device base can be configured to mount a plurality of optical semiconductor chips.
As shown in FIG. 1, an optical semiconductor device base 1 includes a plurality of chip mounting portions 2 for mounting semiconductor chips, and electrically connected to the mounted semiconductor chips, and electrode portions to the outside. And a plurality of signal connections 3 for providing

それぞれのチップ搭載部及び信号接続部の数や配置は特に限定されないが、例えば、ダイシングによって、より小さな個別のユニットに分割できるような配置になっていることが好ましい。
図１に示すように、それぞれのチップ搭載部２及び信号接続部３は金属フレーム４に形成される。
光学半導体装置用基台１はこの複数のチップ搭載部２と信号接続部３とを有した金属フレーム４と、複数のチップ搭載部２と信号接続部３とを除外する部分に埋め込まれた樹脂母体部５とから構成され、板状に形成されたものである。 The number and arrangement of each chip mounting part and signal connection part are not particularly limited, but it is preferable that the chip mounting part and the signal connection part be arranged so as to be divided into smaller individual units by dicing, for example.
As shown in FIG. 1, each chip mounting portion 2 and signal connection portion 3 are formed on a metal frame 4.
The optical semiconductor device base 1 includes a metal frame 4 having a plurality of chip mounting portions 2 and signal connection portions 3 and a resin embedded in a portion excluding the plurality of chip mounting portions 2 and the signal connection portions 3. It is comprised from the base | matrix part 5, and is formed in plate shape.

図２（Ａ）は図１の点線で囲まれた部分の上面拡大図であり、図２（Ｂ）はその断面図である。
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、この部分には１つのチップ搭載部２とここに搭載される半導体チップと電気的に接続する２つの信号接続部３とを有している。この信号接続部３の少なくとも片面が露出することで、外部に対して電極部を提供する。ここで、信号接続部３の片面が全て露出する必要はなく、一部分が露出すれば良い。信号接続部３は半導体チップに接続されている金ワイヤーを、例えばはんだ付け又はＡｕ−Ｓｎによって取り付けることができるように構成することができる。
チップ搭載部２には半導体チップを支持するための図示しないダイパットが設けられている。 2A is an enlarged top view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.
As shown in FIGS. 2A and 2B, this portion has one chip mounting portion 2 and two signal connection portions 3 electrically connected to the semiconductor chip mounted thereon. By exposing at least one side of the signal connection portion 3, an electrode portion is provided to the outside. Here, it is not necessary to expose all of one side of the signal connection portion 3, and it is sufficient to expose a part thereof. The signal connection portion 3 can be configured such that a gold wire connected to the semiconductor chip can be attached by, for example, soldering or Au—Sn.
The chip mounting portion 2 is provided with a die pad (not shown) for supporting the semiconductor chip.

図２（Ｂ）に示すように、チップ搭載部２の表裏面は共に露出している。上記したようにチップ搭載部２は金属フレームに形成され、金属から成るものである。このように、金属から成るチップ搭載部２の表裏面が共に露出する構造であれば、半導体チップから発生する熱をチップ搭載部の露出面から外部に効率的に放出できるものとなる。ここで、チップ搭載部２は、図３（Ｂ）に示すような、表裏面に貫通する切り欠きを一部に有するものや、図３（Ｄ）に示すような、一部の厚みが薄くなっている部分を有するものであっても良い。
また、チップ搭載部２の露出した裏面、すなわち半導体チップを搭載する表面とは反対の表面を外部電極として利用することもできる。 As shown in FIG. 2B, both the front and back surfaces of the chip mounting portion 2 are exposed. As described above, the chip mounting portion 2 is formed on a metal frame and is made of metal. As described above, if both the front and back surfaces of the chip mounting portion 2 made of metal are exposed, the heat generated from the semiconductor chip can be efficiently released to the outside from the exposed surface of the chip mounting portion. Here, the chip mounting portion 2 has a notch penetrating partly on the front and back surfaces as shown in FIG. 3B, or a part of the thickness as shown in FIG. 3D. It may have a portion.
Further, the exposed back surface of the chip mounting portion 2, that is, the surface opposite to the surface on which the semiconductor chip is mounted can be used as an external electrode.

信号接続部３はチップ搭載部２の厚さより薄い厚さの部分を有しており、この薄くなっている部分には樹脂が埋め込まれている。また、チップ搭載部２と信号接続部３との間の空間にも樹脂が埋め込まれ、樹脂母体部５を形成している。このように、光学半導体装置用基台１は複数のチップ搭載部２と信号接続部３とを有した金属フレーム４の隙間に樹脂を埋め込んで樹脂母体部５を形成した構造となっている。この構造により、光学半導体装置用基台１の機械的強度及び耐熱性を向上でき、光学半導体装置用基台１の反りを低減できる。   The signal connection portion 3 has a portion having a thickness thinner than that of the chip mounting portion 2, and resin is embedded in the thinned portion. In addition, a resin is embedded in a space between the chip mounting portion 2 and the signal connection portion 3 to form a resin base portion 5. As described above, the optical semiconductor device base 1 has a structure in which the resin base portion 5 is formed by embedding a resin in the gap between the metal frames 4 having the plurality of chip mounting portions 2 and the signal connection portions 3. With this structure, the mechanical strength and heat resistance of the optical semiconductor device base 1 can be improved, and the warp of the optical semiconductor device base 1 can be reduced.

ここで、樹脂母体部５の材質は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂とすることができる。高耐熱性や高耐久性を考慮すると、ポリイミド樹脂又はシリコーン樹脂組成物であることが望ましい。シリコーン樹脂は紫外線劣化に耐性があり、高温下で安定して使用できる。また、樹脂母体部５が繊維強化材６を含むものとすることで、より耐熱性、強度、耐紫外線性に優れた光学半導体装置用基台とすることができる。耐紫外線性に優れている光学半導体装置用基台であれば、青色光又は紫外光を放出する半導体チップを搭載する場合に、光学半導体装置の長い寿命を可能にする。この繊維強化材としては、例えばガラス繊維を用いることができる。
また、樹脂母体部５は信号接続部３に入出する電気的信号の絶縁体としての役割も果たす。 Here, the material of the resin base part 5 can be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. In view of high heat resistance and high durability, a polyimide resin or a silicone resin composition is desirable. Silicone resins are resistant to UV degradation and can be used stably at high temperatures. Moreover, when the resin base part 5 includes the fiber reinforcement 6, it is possible to provide a base for an optical semiconductor device that is more excellent in heat resistance, strength, and ultraviolet resistance. A base for an optical semiconductor device having excellent ultraviolet resistance enables a long life of the optical semiconductor device when a semiconductor chip that emits blue light or ultraviolet light is mounted. As this fiber reinforcement, glass fiber can be used, for example.
The resin base 5 also serves as an insulator for electrical signals entering and exiting the signal connection 3.

また、信号接続部３は、外部に対して電極部を提供するために、少なくとも片面が露出していれば良く、図２（Ｂ）に示すように、光学半導体装置用基台１の表面（上面）側に露出しても、図３（Ｂ）に示すように、光学半導体装置用基台１の裏面（下面）側に露出しても良い。もちろん、両側に露出していても良い。
また、信号接続部３は、図３（Ａ）（Ｃ）に示すように、表裏両面に露出したチップ搭載部２の厚さより薄い厚さの部分を有していれば良く、上記した樹脂母体部５を埋め込んで機械的強度及び耐熱性を向上する効果を奏することができる。もちろん、図２（Ｂ）、図３（Ｄ）のように、信号接続部３の全てが表裏両面に露出したチップ搭載部２の厚さより薄いようにすることもできる。 In addition, in order to provide the electrode part to the outside, the signal connection part 3 only needs to be exposed on at least one side. As shown in FIG. Even if it is exposed on the upper surface side, it may be exposed on the back surface (lower surface) side of the optical semiconductor device base 1 as shown in FIG. Of course, it may be exposed on both sides.
Further, as shown in FIGS. 3A and 3C, the signal connection portion 3 only needs to have a portion having a thickness thinner than the thickness of the chip mounting portion 2 exposed on both the front and back surfaces. The effect which improves the mechanical strength and heat resistance by embedding the part 5 can be show | played. Of course, as shown in FIGS. 2B and 3D, all of the signal connection portions 3 can be made thinner than the thickness of the chip mounting portion 2 exposed on both the front and back surfaces.

この本発明の光学半導体装置用基台１を用いることにより、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置を製造できる。
本発明の光学半導体装置用基台は、図４（Ａ）に示すように、半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型部を有さず、チップオンボード（ＣＯＢ）対応の基台として使用することもできるし、図４（Ｂ）に示すように、半導体チップを搭載する側の表面上に、例えばリフレクターなどの樹脂成型部７を形成して使用することもできる。
この樹脂成型部７を形成する場合、図３（Ｄ）に示すように、外部に提供する電極部も半導体チップを搭載する側の表面上に設けるために、信号接続部３の一部に樹脂成型部を形成せず露出させるようにすることができる。
また、上記したチップ搭載部にあるダイパッドの周辺の一部を樹脂成型部で覆うようにしても良い。 By using the optical semiconductor device base 1 of the present invention, an optical semiconductor device that is mechanically stable and has high durability and high heat dissipation can be manufactured.
As shown in FIG. 4A, the optical semiconductor device base of the present invention does not have a resin molding portion on the surface on which the semiconductor chip is mounted, and is a base for chip on board (COB). As shown in FIG. 4B, a resin molded portion 7 such as a reflector can be formed on the surface on which the semiconductor chip is mounted.
When the resin molding portion 7 is formed, as shown in FIG. 3D, the electrode portion provided outside is also provided on the surface on the side where the semiconductor chip is mounted. The molded part can be exposed without being formed.
Moreover, you may make it cover a part of periphery of the die pad in the above-mentioned chip | tip mounting part with a resin molding part.

また、光学半導体装置用基台の各信号接続部３が形成された部分の厚さが各チップ搭載部の厚さより厚くなるように樹脂母体部が埋め込まれたものであることが好ましい。これらの厚さの差を例えば数１０μｍ程度とすることができる。
このようなものであれば、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成する際に、各信号接続部の表面に樹脂バリが発生するのを抑制できるものとなる。これによりブラスト処理やウォータジェット処理を行わずに露出する金属表面を高品質に保つことができる。 Moreover, it is preferable that the resin base portion is embedded so that the thickness of the portion where each signal connection portion 3 of the base for an optical semiconductor device is formed is larger than the thickness of each chip mounting portion. The difference in thickness can be set to about several tens of μm, for example.
If it is such, when forming resin molding parts, such as a reflector and a lens, on the surface of the base for optical semiconductor devices, it will be possible to suppress the occurrence of resin burrs on the surface of each signal connection part. . Thereby, the exposed metal surface can be maintained in high quality without performing blasting or water jet processing.

次に、本発明の光学半導体装置用基台の製造方法について説明する。
まず、図５に示すような、複数のチップ搭載部２と信号接続部３とを有する、信号接続部３がチップ搭載部２の厚さより薄い厚さの部分を有するように形成された金属フレーム４を準備する。この金属フレーム４の複数のチップ搭載部２と信号接続部３は、例えば、金属プレートをエッチングすることによって形成することができる。すなわち、チップ搭載部２の部分はエッチングせずに信号接続部３となる部分をハーフエッチングし、チップ搭載部２と信号接続部３との間の部分を連結部８を除いてフルエッチングすることによって、複数のチップ搭載部２と信号接続部３を形成する。このようにすれば、金属プレートを低コストで容易に準備できる。なお、金属フレーム４の各チップ搭載部２間、及び各信号接続部３にはそれぞれを連結するための連結部８を設けることができる。 Next, the manufacturing method of the base for optical semiconductor devices of this invention is demonstrated.
First, as shown in FIG. 5, a metal frame having a plurality of chip mounting portions 2 and a signal connection portion 3 and formed so that the signal connection portion 3 has a portion thinner than the thickness of the chip mounting portion 2. Prepare 4 The plurality of chip mounting portions 2 and signal connection portions 3 of the metal frame 4 can be formed, for example, by etching a metal plate. That is, the portion of the chip mounting portion 2 is not etched but the portion that becomes the signal connection portion 3 is half-etched, and the portion between the chip mounting portion 2 and the signal connection portion 3 is fully etched except for the connecting portion 8. Thus, a plurality of chip mounting portions 2 and signal connection portions 3 are formed. If it does in this way, a metal plate can be easily prepared at low cost. In addition, the connection part 8 for connecting each between the chip | tip mounting parts 2 of the metal frame 4 and each signal connection part 3 can be provided.

次に、金属フレーム４に形成された複数のチップ搭載部２と信号接続部３とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成する。この際、複数のチップ搭載部２の表裏面が共に露出し、信号接続部３の少なくとも片面が露出するように樹脂を埋め込む。
樹脂を埋め込む方法としては、例えば、熱圧着、印刷塗布、又は金型成型による方法がある。ここで、熱圧着による方法について図６を参照して説明する。
なお、必要に応じて金属フレーム４のチップ搭載部２と信号接続部３の表面にポリイミドテープ等の樹脂テープを貼り付けておくで樹脂を埋め込む際に発生する樹脂バリを抑えることができる。 Next, portions excluding the plurality of chip mounting portions 2 and the signal connection portions 3 formed on the metal frame 4 are embedded with resin to form a plate shape. At this time, the resin is embedded so that the front and back surfaces of the plurality of chip mounting portions 2 are both exposed and at least one surface of the signal connection portion 3 is exposed.
As a method of embedding resin, for example, there is a method by thermocompression bonding, printing application, or mold molding. Here, a method by thermocompression bonding will be described with reference to FIG.
If necessary, a resin tape such as a polyimide tape is attached to the surfaces of the chip mounting portion 2 and the signal connection portion 3 of the metal frame 4 to suppress resin burrs that are generated when the resin is embedded.

まず、樹脂プリプレグシートを作製する（図６（ａ））。樹脂の材質として、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。また、樹脂に繊維強化材を含めることができ、こうすることで、より耐熱性、強度、耐紫外線性に優れた光学半導体装置用基台を製造できる。繊維強化材としてはガラス繊維を用いることができる。
繊維強化材を含んだ樹脂を用いる場合には、例えば、厚さ５０〜７０μｍ程度の繊維強化材を樹脂と添加物質を溶かした溶剤内に浸漬させた後、余分な溶剤を取り除いてシート状に形成する。繊維強化材を含めない樹脂を用いる場合には、ＰＴＦＥ樹脂フィルムのようなフッ素系フィルムの上に樹脂と添加物質を溶かした溶剤をスキージやスプレーを用いて均一に塗布しシート状に形成する。 First, a resin prepreg sheet is produced (FIG. 6A). As the resin material, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. In addition, a fiber reinforcing material can be included in the resin, whereby a base for an optical semiconductor device having more excellent heat resistance, strength, and ultraviolet resistance can be manufactured. Glass fiber can be used as the fiber reinforcement.
When using a resin containing a fiber reinforcing material, for example, after immersing a fiber reinforcing material having a thickness of about 50 to 70 μm in a solvent in which the resin and the additive are dissolved, the excess solvent is removed to form a sheet. Form. In the case of using a resin that does not include a fiber reinforcing material, a solvent in which the resin and the additive substance are dissolved is uniformly applied on a fluorine-based film such as a PTFE resin film using a squeegee or spray to form a sheet.

次に、作製したプリプレグシートを炉内に投入し、乾燥させる（図６（ｂ））。乾燥させたプリプレグシートを準備した金属フレームの形状に合わせてカットする（図６（ｃ））。このカットしたプリプレグシートを金属フレームに嵌合又は貼り合わせする（図６（ｄ）。この際、複数のプリプレグシートを積層させても良い。繊維強化材を含んだ樹脂を用いる場合には、プリプレグシートに含まれる繊維強化材層がお互いに対して９０度回転するようにプリプレグシートを積層させることが好ましい。これによって光学半導体装置用基台の強度を向上できる。また、金属フレームの細部まで樹脂を埋め込むために積層するプリプレグシートの最上面と最下面に繊維強化材のないプリプレグシートを用いることが好ましい。   Next, the produced prepreg sheet is put into a furnace and dried (FIG. 6B). The dried prepreg sheet is cut in accordance with the shape of the prepared metal frame (FIG. 6C). The cut prepreg sheet is fitted or bonded to a metal frame (FIG. 6 (d). At this time, a plurality of prepreg sheets may be laminated. When using a resin containing a fiber reinforcing material, the prepreg is used. It is preferable to laminate the prepreg sheets so that the fiber reinforcing material layers included in the sheet rotate 90 degrees relative to each other, thereby improving the strength of the base for the optical semiconductor device. It is preferable to use a prepreg sheet having no fiber reinforcement on the uppermost surface and the lowermost surface of the prepreg sheet to be laminated.

なお、上記した金属フレームをエッチングする際及びプリプレグシートを金属フレームに合わせてカットする際に、金属フレーム上に基準位置を位置決めしておくと作業性が向上するので好ましい。
次に、金属フレームに嵌合又は貼り合わせたプリプレグシートと金属フレームとを熱圧着させ、板状に形成する（図６（ｅ））。このように熱圧着により樹脂を埋め込むことで、プリプレグシートが軟化、溶融し、樹脂を金属フレームの隙間の細部にまで確実に埋め込むことができる。その後、樹脂を熱圧着により埋め込んだ金属フレームを冷却し、必要に応じて表面に貼った樹脂テープを剥がし、表面に研磨処理、レジスト塗布処理などを施す。このようにして光学半導体装置用基台を完成させる。 It is preferable to position the reference position on the metal frame when etching the metal frame and cutting the prepreg sheet in accordance with the metal frame because the workability is improved.
Next, the prepreg sheet fitted to and bonded to the metal frame and the metal frame are thermocompression bonded to form a plate shape (FIG. 6E). By embedding the resin by thermocompression bonding in this way, the prepreg sheet is softened and melted, and the resin can be surely embedded even in the details of the gap between the metal frames. Thereafter, the metal frame in which the resin is embedded by thermocompression is cooled, and the resin tape attached to the surface is peeled off as necessary, and the surface is subjected to polishing treatment, resist coating treatment, and the like. In this way, the base for the optical semiconductor device is completed.

なお、プリプレグシートのカット精度などの問題によりＰＮ間やダイパットと電極間の細部にプリプレグシートを配置することが難しい場合には、例えば繊維強化材のないプリプレグシートの厚みを薄く調整したり、熱圧着工程の後にスキージを用いた印刷工程を設けたりすることができる。   In addition, when it is difficult to arrange the prepreg sheet in detail between the PN or between the die pad and the electrode due to problems such as cutting accuracy of the prepreg sheet, for example, the thickness of the prepreg sheet without fiber reinforcement is adjusted thinly A printing process using a squeegee can be provided after the crimping process.

次に、印刷塗布によって樹脂を埋め込む方法について説明する。
事前に必要に応じて金属フレーム４のチップ搭載部２と信号接続部３の表面にポリイミドテープ等の樹脂テープを貼り付けておく。
まず、液状の樹脂を金属フレームの樹脂を埋め込む部分に塗布する。この際、位置決めした基準位置や認識マークには塗布しないようにする。
次に、塗布済みの金属フレームを熱硬化させた後冷却し、必要に応じて表面に貼った樹脂テープを剥がし、表面に研磨処理、レジスト塗布処理などを施す。このようにして光学半導体装置用基台を完成させる。 Next, a method for embedding a resin by printing application will be described.
A resin tape such as a polyimide tape is attached to the surfaces of the chip mounting portion 2 and the signal connection portion 3 of the metal frame 4 in advance as necessary.
First, a liquid resin is applied to a portion of the metal frame where the resin is embedded. At this time, it is not applied to the positioned reference position or recognition mark.
Next, the coated metal frame is thermally cured and then cooled, and the resin tape attached to the surface is peeled off as necessary, and the surface is subjected to polishing treatment, resist coating treatment, and the like. In this way, the base for the optical semiconductor device is completed.

このような本発明の光学半導体装置用基台の製造方法では、半導体チップから発生する熱を表裏面が共に露出したチップ搭載部によって効率的に放出可能な光学半導体装置用基台を製造できる。また、信号接続部はチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有し、金属フレームに形成された複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成することで、強度が向上し、かつ反りが低減された光学半導体装置用基台を製造できる。
さらに、光学半導体装置用基台をより小さな個別のユニットに分割するための切断工程を設けることもできる。 In such a method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to the present invention, a base for an optical semiconductor device capable of efficiently releasing heat generated from a semiconductor chip by a chip mounting portion whose front and back surfaces are both exposed can be manufactured. In addition, the signal connection part has a part thinner than the thickness of the chip mounting part, and the part excluding the plurality of chip mounting parts and signal connection parts formed on the metal frame is embedded in resin to form a plate shape By doing so, a base for an optical semiconductor device with improved strength and reduced warpage can be manufactured.
Further, it is possible to provide a cutting step for dividing the optical semiconductor device base into smaller individual units.

本発明の光学半導体装置用基台の製造方法において、複数の信号接続部の電極部と複数のチップ搭載部の露出した部分を除いた光学半導体装置用基台の半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型することができる。このとき、露出する部分を金型によりクランプし、トランスファーモールドによって成型材料を充填して成型することができる。
このようにすることで、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成でき、より耐久性が向上された高機能の光学半導体装置用基台を製造できる。
光学半導体装置用基台の表面への樹脂成型部の接着性を高めるために、樹脂成形する前にＡｒプラズマ処理又はＵＶオゾン処理などを光学半導体装置用基台の表面に施しておくことが好ましい。 In the method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to the present invention, the surface of the base for the optical semiconductor device on which the semiconductor chip is mounted, excluding the electrode portions of the plurality of signal connection portions and the exposed portions of the plurality of chip mounting portions. Resin can be molded on top. At this time, the exposed portion can be clamped with a mold and filled with a molding material by transfer molding.
By doing in this way, resin molding parts, such as a reflector and a lens, can be formed in the surface of the base for optical semiconductor devices, and the highly functional optical semiconductor device base with improved durability can be manufactured.
In order to enhance the adhesion of the resin molding part to the surface of the optical semiconductor device base, it is preferable to perform Ar plasma treatment or UV ozone treatment on the surface of the optical semiconductor device base before resin molding. .

また、樹脂で埋め込んで光学半導体装置用基台を板状に形成する際に、光学半導体装置用基台の各信号接続部が形成された部分の厚さが各チップ搭載部の厚さより、例えば数１０μｍ程度厚くなるように樹脂を埋め込むことが好ましい。
このようにすれば、光学半導体装置用基台の表面にリフレクターやレンズ等の樹脂成型部を形成する際に、金型によりクランプするときの圧力が高まり、各信号接続部の表面に樹脂バリが発生するのを抑制できる。 Further, when the optical semiconductor device base is formed in a plate shape by embedding with resin, the thickness of the portion where each signal connection portion of the optical semiconductor device base is formed is greater than the thickness of each chip mounting portion, for example, It is preferable to embed a resin so that the thickness becomes several tens of micrometers.
In this way, when forming a resin molding part such as a reflector or a lens on the surface of the base for the optical semiconductor device, the pressure when clamping by the mold increases, and resin burrs are formed on the surface of each signal connection part. Generation | occurrence | production can be suppressed.

次に、本発明の光学半導体装置について説明する。
本発明の光学半導体装置は上記した本発明の製造方法によって製造された光学半導体装置用基台の複数のチップ搭載部にそれぞれ半導体チップが搭載され、ダイシングによって分割されたものである。
図７（Ａ）（Ｂ）に本発明の光学半導体装置の一例を示す。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、本発明の光学半導体装置１０は、金属製のチップ搭載部に半導体チップ１１が搭載され、チップ搭載部に、例えば、金バンプ、Ａｕ―Ｓｎ、はんだ、ダイボンド材のような接着促進材により接着される。半導体チップ１１と２つの信号接続部３とがボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続される。図７（Ｂ）に示すように、半導体チップ１１が搭載されている側には封止部１３が形成されており、信号接続部３は光学半導体装置１０の下面側に露出して電極部が形成されている。封止部には例えばシリコーン樹脂を用いることができ、添加物質を加えることもできる。 Next, the optical semiconductor device of the present invention will be described.
In the optical semiconductor device of the present invention, a semiconductor chip is mounted on each of a plurality of chip mounting portions of a base for an optical semiconductor device manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention, and divided by dicing.
7A and 7B show an example of the optical semiconductor device of the present invention. As shown in FIGS. 7A and 7B, in the optical semiconductor device 10 of the present invention, a semiconductor chip 11 is mounted on a metal chip mounting portion, and, for example, gold bumps, Au—Sn, Bonding is performed by an adhesion promoter such as solder or die bond material. The semiconductor chip 11 and the two signal connection portions 3 are electrically connected via the bonding wire 12. As shown in FIG. 7B, a sealing portion 13 is formed on the side on which the semiconductor chip 11 is mounted, and the signal connection portion 3 is exposed on the lower surface side of the optical semiconductor device 10 so that the electrode portion is Is formed. For example, a silicone resin can be used for the sealing portion, and an additive substance can also be added.

半導体チップ１１が搭載される金属製のチップ搭載部２の表裏面は共に露出しており、半導体チップ１１から発生する熱はチップ搭載部２の露出面から外部に効率的に放出できるものとなっている。また、信号接続部３はチップ搭載部２の厚さより薄い厚さの部分を有し、チップ搭載部２と信号接続部３とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成されたものとなっている。これにより、機械的強度及び耐熱性が向上され、かつ反りが低減される。
このように、本発明の光学半導体装置は、機械的に安定し、かつ高耐久性、高放熱性の光学半導体装置である。 Both the front and back surfaces of the metal chip mounting portion 2 on which the semiconductor chip 11 is mounted are exposed, and heat generated from the semiconductor chip 11 can be efficiently released to the outside from the exposed surface of the chip mounting portion 2. ing. The signal connection portion 3 has a portion having a thickness smaller than the thickness of the chip mounting portion 2 and is formed in a plate shape by embedding a portion excluding the chip mounting portion 2 and the signal connection portion 3 with a resin. It has become. Thereby, mechanical strength and heat resistance are improved, and warpage is reduced.
Thus, the optical semiconductor device of the present invention is a mechanically stable optical semiconductor device with high durability and high heat dissipation.

図８は本発明の光学半導体装置の別の一例を示す図である。図８に示すように、封止部１３はレンズ状に形成されている。また、光学半導体チップ１１を囲むようにリフレクター１４が形成されている。このリフレクター１４には、光学半導体チップ１１によって受光又は放出される光に対して反射性である、酸化チタン等の添加物質を含有したシリコーン組成物が好ましく用いられる。シリコーン組成物であることにより、高耐久性を実現でき、長時間に渡って光学半導体チップ１１から放出される光を配光することが可能となる。   FIG. 8 is a diagram showing another example of the optical semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 8, the sealing part 13 is formed in a lens shape. A reflector 14 is formed so as to surround the optical semiconductor chip 11. For the reflector 14, a silicone composition containing an additive substance such as titanium oxide that is reflective to light received or emitted by the optical semiconductor chip 11 is preferably used. By using the silicone composition, high durability can be realized, and light emitted from the optical semiconductor chip 11 can be distributed over a long period of time.

図９は本発明の光学半導体装置のさらに別の一例を示す図である。図９に示すように、この光学半導体装置は半導体チップとして、上記したようにボンディングワイヤを介して電気的に接続するものではなく、信号接続部３と直接電気的に接続するフリップチップが用いられたものである。チップ搭載部２の中央部分には切り欠きを有しており、切り欠きの部分には樹脂が埋め込まれて樹脂母体部が形成されている。この場合でも、フリップチップから発生する熱をチップ搭載部２の露出している表裏面から十分効率的に放出することができる。
なお、封止部１３には例えばガラス材を用いることもできる。また、図９に示すように、半導体チップと封止部との間に空間を設け、その空間に空気、アルゴン、窒素などの気体を満たすことができる。 FIG. 9 is a view showing still another example of the optical semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 9, this optical semiconductor device uses a flip chip that is not electrically connected via a bonding wire as described above, but is directly electrically connected to the signal connecting portion 3 as a semiconductor chip. It is a thing. The center portion of the chip mounting portion 2 has a notch, and a resin matrix is formed by embedding resin in the notch portion. Even in this case, the heat generated from the flip chip can be released sufficiently efficiently from the exposed front and back surfaces of the chip mounting portion 2.
For example, a glass material can be used for the sealing portion 13. Further, as shown in FIG. 9, a space can be provided between the semiconductor chip and the sealing portion, and the space can be filled with a gas such as air, argon, or nitrogen.

本発明の光学半導体装置用基台及びこれで製造した光学半導体装置は様々な分野で用いられることができるが、例えば、大面積ディスプレイ、又はテレビジョン装置のようなティスプレイ手段のバックライト、投影を目的とする照明装置、或いは一般照明における投光照明又はスポットライトなどで好適に用いられる。   The optical semiconductor device base of the present invention and the optical semiconductor device manufactured thereby can be used in various fields. For example, a backlight of a display means such as a large area display or a television device, projection It is suitably used in a lighting device for the purpose, or floodlight or spotlight in general lighting.

以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.

（実施例）
図１に示すような、本発明の光学半導体装置用基台を本発明の光学半導体装置用基台の製造方法に従って製造した。
金属フレームとして、Ｆｅ入り銅合金（ＴＡＭＡＣ１９４、三菱伸銅社製）を用い、樹脂母体部として、チタン酸化物を添加物質として含んだシリコーン樹脂を用いた。樹脂母体部には繊維強化材としてガラス繊維を含めた。 (Example)
The optical semiconductor device base of the present invention as shown in FIG. 1 was manufactured according to the method for manufacturing the optical semiconductor device base of the present invention.
As the metal frame, Fe-containing copper alloy (TAMAC194, manufactured by Mitsubishi Shindoh Co., Ltd.) was used, and as the resin base part, a silicone resin containing titanium oxide as an additive substance was used. Glass fiber was included as a fiber reinforcement in the resin matrix.

まず、厚さ０．５ｍｍのＴＡＭＡＣ１９４の金属プレートをＡ４サイズに切断し、エッチングによって図５に示すような金属フレームを準備した。この際、チップ搭載部はエッチングせず、信号接続部となる部分の下面側を０．３ｍｍハーフエッチングして厚さ０．２ｍｍにした。このとき、エッチングした量はレーザー顕微鏡を用いて測定した。
次に、金属フレームに樹脂を埋め込むために、プリプレグシートを作製した。厚さ７０μｍ程度のガラス繊維をシリコーン樹脂とチタン酸化物の添加物質を溶かした溶剤内に浸漬させ、その後余分な溶剤を取り除き、シート状に形成した。これとは別に、ガラス繊維を含まないプリプレグシートをフッ素系フィルム（ＰＴＦＥ樹脂フィルム）を用いて作製した。 First, a TAMAC194 metal plate having a thickness of 0.5 mm was cut into A4 size, and a metal frame as shown in FIG. 5 was prepared by etching. At this time, the chip mounting portion was not etched, and the lower surface side of the portion serving as the signal connection portion was half-etched 0.3 mm to a thickness of 0.2 mm. At this time, the etched amount was measured using a laser microscope.
Next, in order to embed the resin in the metal frame, a prepreg sheet was produced. A glass fiber having a thickness of about 70 μm was immersed in a solvent in which an additive substance of silicone resin and titanium oxide was dissolved, and then the excess solvent was removed to form a sheet. Separately from this, a prepreg sheet containing no glass fiber was prepared using a fluorine-based film (PTFE resin film).

作製したこれらのプリプレグシートを１００℃の炉内に投入し、十分に溶剤を揮発させて乾燥させた。
次に、作製したプリプレグシートを金属フレームの形状に合わせてカットし、エッチングで出来た金属フレームの貫通部に嵌合又は信号接続部の下面側の窪みに貼り合わせした。この際、ガラス繊維入りのプリプレグシートを３枚積層させ、その上下にガラス繊維を含まないプリプレグシートを積層させた。ここで、ガラス繊維入りのプリプレグシートを３枚積層させる際、真ん中のプリプレグシートのガラス繊維層が上下のプリプレグシートのガラス繊維層と９０°の角度を成すように積層させた。 These prepared prepreg sheets were put into a furnace at 100 ° C., and the solvent was sufficiently evaporated and dried.
Next, the produced prepreg sheet was cut in accordance with the shape of the metal frame, and fitted into the through portion of the metal frame made by etching or bonded to the depression on the lower surface side of the signal connection portion. At this time, three prepreg sheets containing glass fibers were laminated, and prepreg sheets not containing glass fibers were laminated on the top and bottom thereof. Here, when three prepreg sheets containing glass fibers were laminated, the glass fiber layers of the middle prepreg sheet were laminated so as to form an angle of 90 ° with the glass fiber layers of the upper and lower prepreg sheets.

その後、プリプレグシートと金属フレームを１８０℃、１０ＭＰａ、１２０時間の条件で熱圧着し、冷却して硬化させた。この際、信号接続部が形成された部分の厚さがチップ搭載部の厚さより０．００１ｍｍ厚くなるようにした。その後、基台の表面にレジストをスクリーン印刷法にて塗布し、１００ｍｍの正方形状にカットした。また、光学半導体装置用基台の表面にトランスファーモールドによってリフレクターを成型したが、信号接続部が形成された部分の厚さをチップ搭載部の厚さより厚くしたので、信号接続部の表面の樹脂バリを防ぐことができた。
このようにして製造した光学半導体装置用基台のチップ搭載部における基台厚さ方向の熱伝導率をＪＩＳ Ａ １４１２−２に準拠した方法で測定して評価した。 Thereafter, the prepreg sheet and the metal frame were thermocompression bonded under conditions of 180 ° C., 10 MPa, and 120 hours, and then cooled and cured. At this time, the thickness of the portion where the signal connection portion was formed was made 0.001 mm thicker than the thickness of the chip mounting portion. Then, the resist was apply | coated to the surface of the base by the screen printing method, and it cut into 100 mm square shape. In addition, the reflector was molded on the surface of the base for the optical semiconductor device by transfer molding, but the thickness of the portion where the signal connection portion was formed was made larger than the thickness of the chip mounting portion. Was able to prevent.
The thermal conductivity in the base thickness direction in the chip mounting portion of the optical semiconductor device base thus manufactured was measured and evaluated by a method based on JIS A 1412-2.

その結果を表１に示す。表１に示すように、熱伝導率は後述する比較例の結果と比べ高く、半導体チップから発生する熱を効率良く放出できるものとなっていた。また、参考に銅板の熱伝導率と比較すると同等となっていることが分かった。これは、金属フレームに用いた材質（ＴＡＭＡＣ１９４）の熱伝導率が銅の熱伝導率に近いためである。   The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, the thermal conductivity was higher than the result of a comparative example described later, and heat generated from the semiconductor chip could be efficiently released. Moreover, it turned out that it is equivalent compared with the heat conductivity of a copper plate for reference. This is because the thermal conductivity of the material used for the metal frame (TAMAC194) is close to that of copper.

また、実施例で製造した光学半導体装置用基台のチップ搭載部における反射率をＪＩＳ Ｚ ８７２２に準拠した方法で測定して評価した。評価は初期反射率と高温高湿環境での試験後に測定した反射率を比較することにより行った。ここで、高温高湿環境試験は、８５℃、８５％で１０００時間基台を保管することにより行った。
その結果を表２に示す。表２に示すように、初期反射率は高い値であり、初期反射率と試験後の反射率との差がほとんどなく、高反射率を保っていた。一方、後述する比較例では、ＡｌＮ基板の初期反射率、試験後の反射率は共に低く、ＦＲ−４（エポキシ含浸ガラス繊維基板）の初期反射率は高いものの、試験後の反射率は大幅に低下してしまった。 Moreover, the reflectance in the chip | tip mounting part of the base for optical semiconductor devices manufactured in the Example was measured and evaluated by the method based on JISZ8722. Evaluation was performed by comparing the initial reflectance and the reflectance measured after the test in a high temperature and high humidity environment. Here, the high-temperature and high-humidity environment test was performed by storing the base for 1000 hours at 85 ° C. and 85%.
The results are shown in Table 2. As shown in Table 2, the initial reflectance was a high value, there was almost no difference between the initial reflectance and the reflectance after the test, and the high reflectance was maintained. On the other hand, in the comparative example described later, the initial reflectance of the AlN substrate and the reflectance after the test are both low, and the initial reflectance of FR-4 (epoxy impregnated glass fiber substrate) is high, but the reflectance after the test is greatly increased. It has fallen.

次に、ＪＩＳ Ｃ ８１５２に準拠した方法で光束値の初期値と上記と同様の条件の高温高湿環境での試験後の値を測定し評価した。但し、高温高湿環境での試験時間を１００時間、５００時間、１０００時間としたそれぞれの場合について評価した。ここで、光束値は実施例における初期光束値を１００％として示している。
その結果を表３に示す。表３に示すように、高温高湿環境での試験後の光束値の初期光束値からの低下は非常に少なく、後述する比較例におけるセラミックであるＡｌＮ基板と同等以上の光束値を維持できていることが分かった。 Next, the initial value of the luminous flux value and the value after the test in a high-temperature and high-humidity environment under the same conditions as described above were measured and evaluated by a method based on JIS C8152. However, each case where the test time in a high-temperature and high-humidity environment was 100 hours, 500 hours, and 1000 hours was evaluated. Here, the luminous flux value is shown with the initial luminous flux value in the embodiment as 100%.
The results are shown in Table 3. As shown in Table 3, the decrease in the luminous flux value after the test in the high temperature and high humidity environment from the initial luminous flux value is very small, and the luminous flux value equal to or higher than that of the ceramic AlN substrate in the comparative example described later can be maintained. I found out.

このように、本発明の製造方法で製造した光学半導体装置用基台は放熱性、高温耐久性に優れ、これを用いて製造する光学半導体装置を高温高湿環境下で使用しても反射率や光束値の低下を抑制できる。
（比較例）
本発明の金属フレームと樹脂の複合基台構造を有さない、一般的なＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板とＦＲ−４基板（ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を染み込ませ熱硬化処理した基板）を製造し、実施例と同様に熱伝導率、反射率、光束値について評価した。
熱伝導率の結果を表１に示す。表１に示すように、実施例と比べて熱伝導率は低く、半導体チップから発生する熱の放出効率が悪化してしまうことが分かった。
反射率の結果を表２に示す。表２に示すように、ＡｌＮ基板では、初期反射率値、試験後の反射率共に悪く、ＦＲ−４基板では、初期反射率値は実施例と同等であるものの、試験後には大幅に低下してしまった。
光束値の結果を表３に示す。表３に示すように、実施例ではセラミックであるＡｌＮ基板と同等以上の光束値を維持できている。ＦＲ−４基板では、時間の経過と共に光束値が大幅に悪化してしまった。 As described above, the optical semiconductor device base manufactured by the manufacturing method of the present invention is excellent in heat dissipation and high-temperature durability. Even if the optical semiconductor device manufactured using the base is used in a high-temperature and high-humidity environment, the reflectance is high. And a decrease in the luminous flux value can be suppressed.
(Comparative example)
Manufactures general AlN (aluminum nitride) substrate and FR-4 substrate (substrate cured with glass fiber cloth soaked with epoxy resin) without the composite base structure of the metal frame and resin of the present invention. Then, the thermal conductivity, reflectance, and luminous flux value were evaluated in the same manner as in the examples.
The results of thermal conductivity are shown in Table 1. As shown in Table 1, it was found that the thermal conductivity was lower than that of the example, and the efficiency of releasing heat generated from the semiconductor chip was deteriorated.
The reflectance results are shown in Table 2. As shown in Table 2, the initial reflectivity value and the reflectivity after the test are poor for the AlN substrate, and the initial reflectivity value for the FR-4 substrate is the same as that of the example, but significantly decreases after the test. I have.
Table 3 shows the results of the luminous flux values. As shown in Table 3, in the example, the luminous flux value equal to or higher than that of the ceramic AlN substrate can be maintained. In the FR-4 substrate, the luminous flux value has greatly deteriorated over time.

Figure 0005795251
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Figure 0005795251
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なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

１…光学半導体装置用基台、 ２…チップ搭載部、 ３…信号接続部、
４…金属フレーム、 ５…樹脂母体部、 ６…繊維強化材、
７…樹脂成型部、 ８…連結部、
１０…光学半導体装置、 １１…半導体チップ、 １２…ボンディングワイヤ、
１３…封止部、１４…リフレクター。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base for optical semiconductor devices, 2 ... Chip mounting part, 3 ... Signal connection part,
4 ... Metal frame, 5 ... Resin matrix, 6 ... Fiber reinforcement,
7 ... Resin molding part, 8 ... Connection part,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical semiconductor device, 11 ... Semiconductor chip, 12 ... Bonding wire,
13 ... sealing part, 14 ... reflector.

Claims (14)

半導体チップを搭載するための複数のチップ搭載部と、前記搭載される半導体チップと電気的に接続し、外部に対して電極部を提供する複数の信号接続部とを有する光学半導体装置用基台の製造方法であって、
前記複数のチップ搭載部と、該複数のチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する前記信号接続部とが形成された金属フレームを準備する工程と、前記複数のチップ搭載部の表裏面が共に露出し、前記信号接続部の少なくとも片面が露出するように、前記金属フレームに形成された前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分を樹脂で埋め込んで板状に形成して前記光学半導体装置用基台を製造する工程とを有し、前記樹脂で埋め込んで前記光学半導体装置用基台を板状に形成する工程において、前記各信号接続部のうち表裏面に樹脂が形成された部分の前記光学半導体装置用基台の厚さが前記各チップ搭載部の厚さより厚くなるように前記樹脂を埋め込むことを特徴とする光学半導体装置用基台の製造方法。 A base for an optical semiconductor device, comprising: a plurality of chip mounting portions for mounting semiconductor chips; and a plurality of signal connection portions that are electrically connected to the mounted semiconductor chips and provide electrode portions to the outside. A manufacturing method of
Preparing a metal frame formed with the plurality of chip mounting portions and the signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the plurality of chip mounting portions; and front and back surfaces of the plurality of chip mounting portions The portions excluding the plurality of chip mounting portions and the signal connection portions formed on the metal frame are embedded in resin so that at least one surface of the signal connection portions is exposed, and is formed in a plate shape. Manufacturing the optical semiconductor device base, and in the step of forming the optical semiconductor device base in a plate shape by embedding with the resin, a resin is formed on the front and back surfaces of the signal connection portions. forming portions said optical semiconductor device for a base thickness of the previous SL manufacturing method of the base for an optical semiconductor device, characterized in that filling the resin to be thicker than the thickness of the chip mounting portion of the. 前記金属フレームを準備する工程において、金属プレートをエッチングすることによって前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを形成することを特徴とする請求項１に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   2. The method of manufacturing a base for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of preparing the metal frame, the plurality of chip mounting portions and signal connection portions are formed by etching a metal plate. . 前記複数の信号接続部の電極部の露出した部分と前記複数のチップ搭載部の露出した部分を除いた前記光学半導体装置用基台の前記半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型する工程を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   The step of resin molding on the surface on the side of mounting the semiconductor chip of the base for the optical semiconductor device excluding the exposed portions of the electrode portions of the plurality of signal connection portions and the exposed portions of the plurality of chip mounting portions. The manufacturing method of the base for optical semiconductor devices of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記樹脂で埋め込んで前記光学半導体装置用基台を板状に形成する工程において、前記樹脂を熱圧着、印刷塗布、又は金型成型によって埋め込むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   4. The method according to claim 1, wherein in the step of forming the optical semiconductor device base in a plate shape by embedding with the resin, the resin is embedded by thermocompression bonding, printing application, or die molding. A method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to claim 1. 前記埋め込む樹脂の材質を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   The method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein a material of the resin to be embedded is a thermosetting resin or a thermoplastic resin. 前記埋め込む樹脂に繊維強化材を含めることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   6. The method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein a fiber reinforcing material is included in the resin to be embedded. 前記埋め込む樹脂に含める繊維強化材としてガラス繊維を用いることを特徴とする請求項６に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   The method for manufacturing a base for an optical semiconductor device according to claim 6, wherein glass fiber is used as a fiber reinforcing material included in the resin to be embedded. 前記樹脂で埋め込んで板状に形成して前記光学半導体装置用基台を製造する工程の後工程において、前記基台表面を研磨及び／又はレジスト塗布の表面処理を実施することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台の製造方法。   The surface of the base is polished and / or resist-coated in a subsequent step of the step of manufacturing the optical semiconductor device base by embedding with the resin to form a plate. The manufacturing method of the base for optical semiconductor devices of any one of Claims 1 thru | or 7. 半導体チップを搭載するための複数のチップ搭載部と、前記搭載される半導体チップと電気的に接続し、外部に対して電極部を提供する複数の信号接続部とを有する光学半導体装置用基台であって、
前記複数のチップ搭載部と、該複数のチップ搭載部の厚さより薄い厚さの部分を有する前記信号接続部とが形成された金属フレームと、前記複数のチップ搭載部の表裏面が共に露出し、前記信号接続部の少なくとも片面が露出するように、前記金属フレームに形成された前記複数のチップ搭載部と信号接続部とを除外する部分に埋め込まれた樹脂母体部とから構成され、板状に形成されたものであり、前記各信号接続部のうち表裏面に樹脂が形成された部分の前記光学半導体装置用基台の厚さが前記各チップ搭載部の厚さより厚くなるように前記樹脂母体部が埋め込まれたものであることを特徴とする光学半導体装置用基台。 A base for an optical semiconductor device, comprising: a plurality of chip mounting portions for mounting semiconductor chips; and a plurality of signal connection portions that are electrically connected to the mounted semiconductor chips and provide electrode portions to the outside. Because
The metal frame on which the plurality of chip mounting portions and the signal connection portion having a portion thinner than the thickness of the plurality of chip mounting portions are formed, and the front and back surfaces of the plurality of chip mounting portions are both exposed. A plate-like structure including a plurality of chip mounting portions formed in the metal frame and a resin base portion embedded in a portion excluding the signal connection portions so that at least one surface of the signal connection portions is exposed. a has been formed, the so said optical semiconductor device for a base thickness of the out front and rear surfaces in the resin of each signal connection portions are formed portion becomes thicker than the thickness of the pre-Symbol each chip mounting portion A base for an optical semiconductor device, wherein a resin matrix is embedded. 前記複数の信号接続部の電極部の露出した部分と前記複数のチップ搭載部の露出した部分を除いた前記光学半導体装置用基台の前記半導体チップを搭載する側の表面上に樹脂成型部を有するものであることを特徴とする請求項９に記載の光学半導体装置用基台。   A resin molding portion is formed on the surface of the base for mounting the optical semiconductor device on the surface on which the semiconductor chip is mounted, excluding the exposed portions of the electrode portions of the plurality of signal connection portions and the exposed portions of the plurality of chip mounting portions. The optical semiconductor device base according to claim 9, wherein the optical semiconductor device base is provided. 前記樹脂母体部の材質が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の光学半導体装置用基台。   11. The base for an optical semiconductor device according to claim 9, wherein a material of the resin base part is a thermosetting resin or a thermoplastic resin. 前記樹脂母体部は繊維強化材を含むものであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台。   The base for an optical semiconductor device according to claim 9, wherein the resin base portion includes a fiber reinforcing material. 前記樹脂母体部が含む繊維強化材はガラス繊維であることを特徴とする請求項１２に記載の光学半導体装置用基台。   The base for an optical semiconductor device according to claim 12, wherein the fiber reinforcing material included in the resin base portion is a glass fiber. 光学半導体装置であって、
請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基台の前記複数のチップ搭載部にそれぞれ半導体チップが搭載され、ダイシングによって分割されたものであることを特徴とする光学半導体装置。 An optical semiconductor device,
14. An optical device comprising: a semiconductor chip mounted on each of the plurality of chip mounting portions of the base for an optical semiconductor device according to claim 9; and divided by dicing. Semiconductor device.
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