JP6732586B2 - Ｌｅｄパッケージ - Google Patents
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Description
本発明は、単結晶の真性半導体材料を主成分とし、かつ微細加工された基板に対してＬＥＤチップが搭載されたＬＥＤパッケージに関する。
近年、ＬＳＩ製造技術を応用することで、微細加工したシリコン基板に各種半導体素子を搭載した、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）が普及しつつある。当該マイクロマシンの製造にあたっては、シリコン基板の微細加工手法として異方性エッチングが用いられている。異方性エッチングにより、シリコン基板に微細な凹部を精度良く形成することができ、この凹部に収容されるように各種半導体素子がシリコン基板に搭載される。
たとえば特許文献１に、このようなマイクロマシンの製造技術に基づくＬＥＤパッケージが開示されている。当該ＬＥＤパッケージは、異方性エッチングによりシリコン基板にホーン（凹部）を形成し、凹部の底面にＬＥＤチップが搭載されたものである。当該ホーンは、シリコン基板の（１００）面から窪むように形成されているため、（１１１）面である傾斜面を有する。また、当該ＬＥＤパッケージを実装するための電極は、次の二通りの方法により形成される。
一つ目の方法は、平面視における凹部の外周部において、厚さ方向に貫通するコンタクトホールをシリコン基板に形成し、コンタクトホール内にスパッタリング法により電極を形成する方法である。コンタクトホールは、ホーンと同様に異方性エッチングにより形成されるため、（１１１）面である傾斜面により構成される。このため、コンタクトホールの開口面積は、回路基板とＬＥＤチップとの導通に必要な断面積よりも大きくなるため、コンタクトホールの形成がＬＥＤパッケージの大型化を招くという問題がある。
二つ目の方法は、シリコン基板の側部を傾斜させたコンタクトエッジを形成し、コンタクトエッジの表面にスパッタリング法により電極を形成する方法である。コンタクトエッジは、ホーンと同様に異方性エッチングにより形成されるため、コンタクトエッジの表面は、（１１１面）である傾斜面である。この場合においてＬＥＤパッケージを実装したとき、回路基板に対向するシリコン基板の裏面には電極が形成されないため、回路基板は、はんだを介してコンタクトエッジの表面に形成された電極と導通する。このため、電極に対するはんだ付着面積が従来よりも小さくなる傾向となり、温度応力などの要因によりはんだに亀裂が発生したとき導通が阻害される可能性があるため、ＬＥＤパッケージの信頼性が低下するという問題がある。
本発明は上記事情に鑑み、パッケージの小型化および信頼性の確保を図ることが可能なＬＥＤパッケージおよびその製造方法を提供することをその課題とする。
本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤパッケージは、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および実装面を有し、かつ前記主面から窪む凹部が形成された単結晶の真性半導体材料を主成分とする基板と、前記凹部に配置された内部端子と、前記基板の前記実装面に配置された外部端子と、前記凹部に収容され、かつ前記内部端子に導通するＬＥＤチップと、を備えるＬＥＤパッケージであって、前記基板は、前記主面と前記実装面との間に形成され、かつ前記内部端子および前記外部端子を相互に導通させるドーピング層を有することを特徴としている。
本発明の実施において好ましくは、前記ドーピング層は、イオン化されたＶ族元素を含有する。
本発明の実施において好ましくは、前記Ｖ族元素は、Ｐである。
本発明の実施において好ましくは、前記基板には、前記基板の厚さ方向に前記ドーピング層を分断し、かつ電気絶縁体である絶縁壁が形成され、前記ドーピング層は、前記絶縁壁によって互いに電気絶縁された陽極である第１ドーピング部と、陰極である第２ドーピング部と、を有する。
本発明の実施において好ましくは、平面視において、前記絶縁壁は、前記第１ドーピング部および前記第２ドーピング部のそれぞれの周囲を取り囲んでいる。
本発明の実施において好ましくは、前記凹部は、前記内部端子が配置された底面と、前記底面と前記基板の前記主面とをつなぐ連絡面と、を有し、前記底面は、前記基板の厚さ方向に対して直交し、前記連絡面は、前記底面に対して傾斜している。
本発明の実施において好ましくは、前記底面の平面視の形状は、矩形状であり、複数の前記連絡面が前記底面の四辺に沿って形成されている。
本発明の実施において好ましくは、前記底面に対する複数の前記連絡面の傾斜角は、いずれも同一である。
本発明の実施において好ましくは、前記真性半導体材料は、Ｓｉである。
本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記主面は、（１００）面である。
本発明の実施において好ましくは、前記絶縁壁は、ＳｉＯ2を主成分とする。
本発明の実施において好ましくは、前記第１ドーピング部および前記第２ドーピング部は、前記凹部の前記底面と前記実装面との間に位置している
本発明の実施において好ましくは、前記凹部の前記底面から、前記絶縁壁の一部が突出している。
本発明の実施において好ましくは、前記凹部の前記連絡面を覆う、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射する反射膜が形成されている。
本発明の実施において好ましくは、前記反射膜は、Ａｕ層を含む。
本発明の実施において好ましくは、前記反射膜は、前記内部端子と同一の構成である。
本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記実装面を覆うように形成された第１絶縁膜を備え、前記第１絶縁膜には、前記ドーピング層を露出させる連絡孔が形成され、前記連絡孔に前記外部端子の一部が挿通している。
本発明の実施において好ましくは、前記第１絶縁膜の組成は、前記絶縁壁の組成と同一である。
本発明の実施において好ましくは、前記外部端子の一部および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記第２絶縁膜は、感光性ポリイミドから構成される。
本発明の実施において好ましくは、前記第２絶縁膜から露出する前記外部端子を覆う電極パッドを備える。
本発明の実施において好ましくは、前記電極パッドは、互いに積層されたＮｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層から構成される。
本発明の実施において好ましくは、前記内部端子と前記ＬＥＤチップとの間に介在する接合層を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記接合層は、互いに積層されたＮｉ層およびＳｎを含む合金層から構成される。
本発明の実施において好ましくは、前記基板には、前記凹部の前記底面から窪み、かつ前記内部端子の周囲を取り囲む溝部が形成されている。
本発明の実施において好ましくは、前記ＬＥＤチップを覆い、かつ前記凹部に充填された封止樹脂を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記封止樹脂は、蛍光体を含有し、かつ透光性を有する合成樹脂から構成される。
本発明の第２の側面によって提供されるＬＥＤパッケージの製造方法は、厚さ方向において互いに反対側を向く表面および裏面を有し、かつ単結晶の真性半導体材料から構成される基材に、イオン化されたＶ族元素を含有するドーピング層をイオン注入により形成する工程と、前記ドーピング層に導通する外部導電層を、その一部が前記基板の前記裏面に接するように形成する工程と、前記基材の前記表面から窪む凹部を、前記基材に形成する工程と、前記ドーピング層に導通する内部導電層を、前記凹部に形成する工程と、ＬＥＤチップを、前記凹部に収容されるように前記内部導電層に搭載する工程と、を備えることを特徴としている。
本発明の実施において好ましくは、前記Ｖ族元素は、Ｐである。
本発明の実施において好ましくは、前記ドーピング層を形成する工程と、前記外部導電層を形成する工程との間に、前記ドーピング層を前記基材の厚さ方向に分断し、かつ電気絶縁体である絶縁壁を、前記基材に形成する工程を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記絶縁壁を形成する工程では、前記基材の前記裏面から窪む溝部を深掘りＲＩＥにより形成する工程を含む。
本発明の実施において好ましくは、前記絶縁壁を形成する工程では、熱酸化法により前記絶縁壁とともに、前記基材の前記裏面に接する第１絶縁膜が形成される。
本発明の実施において好ましくは、前記外部導電層を形成する工程では、前記第１絶縁膜から前記ドーピング層を露出させる連絡孔を形成する工程を含む。
本発明の実施において好ましくは、前記外部導電層を形成する工程と、前記凹部を形成する工程との間に、前記外部導電層の一部および前記第１絶縁膜を覆う第２絶縁膜をフォトリソグラフィにより形成する工程を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記凹部を形成する工程では、異方性エッチングにより前記凹部が形成される。
本発明の実施において好ましくは、前記真性半導体材料は、Ｓｉであり、前記基材の前記表面は、（１００）面である。
本発明の実施において好ましくは、前記内部導電層を形成する工程では、スパッタリング法および電解めっきにより前記内部導電層とともに、前記凹部に光を反射する反射膜が形成される。
本発明の実施において好ましくは、前記内部導電層を形成する工程では、前記ＬＥＤチップを搭載するための接合層を電解めっきにより前記内部導電層に形成する工程を含む。
本発明の実施において好ましくは、前記外部導電層を覆い、かつ導電体であるパッド層を無電解めっきにより形成する工程を備える。
本発明の実施において好ましくは、前記ＬＥＤチップを搭載する工程の後に、前記ＬＥＤチップを覆い、かつ前記凹部に充填された封止樹脂を形成する工程を備える。
本発明にかかるＬＥＤパッケージによれば、基板は、凹部に配置された内部端子と、基板の実装面に配置された外部端子とを相互に導通させるドーピング層を有する。このような構成をとることによって、コンタクトホールまたはコンタクトエッジを形成せずに内部端子と外部端子との導通を確保することができる。また、外部端子に対するはんだの付着面積は、従来と同程度にすることができる。したがって、パッケージの小型化および信頼性の確保を図ることが可能となる。
また、本発明にかかるＬＥＤパッケージの製造方法によれば、ドーピング層は、イオン注入により単結晶の真性半導体材料から構成される基材にイオン化されたＶ族元素を含有させることによって形成される。イオン注入は、半導体素子の製造において一般的な方法であるため、本発明にかかるＬＥＤパッケージを製造するために特別な設備を設ける必要はない。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図５に基づき、本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ１０について説明する。ＬＥＤパッケージＡ１０は、基板１、内部端子２１、外部端子２２、第１絶縁膜２３、第２絶縁膜２４、電極パッド２５、反射膜２９、ＬＥＤチップ３１、接合層３２および封止樹脂４を備える。
図１〜図５に基づき、本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ１０について説明する。ＬＥＤパッケージＡ１０は、基板１、内部端子２１、外部端子２２、第１絶縁膜２３、第２絶縁膜２４、電極パッド２５、反射膜２９、ＬＥＤチップ３１、接合層３２および封止樹脂４を備える。
図１は、ＬＥＤパッケージＡ１０の平面図である。図２は、ＬＥＤパッケージＡ１０の平面図であり、理解の便宜上、ＬＥＤチップ３１および封止樹脂４を省略している。図３は、ＬＥＤパッケージＡ１０の底面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。なお、図４および図５は、ＬＥＤチップ３１および封止樹脂４を省略せずに示している。
これらの図に示すＬＥＤパッケージＡ１０は、携帯電子端末などの回路基板に表面実装される形式のものである。ここで、説明の便宜上、基板１の厚さ方向Ｚに対して直角である平面図の左右方向を第１方向Ｘと、基板１の厚さ方向Ｚおよび第１方向Ｘに対していずれも直角である平面図の上下方向を第２方向Ｙと、それぞれ定義する。図１に示すように、本実施形態では、ＬＥＤパッケージＡ１０の基板１の厚さ方向Ｚ視である平面視（以下、単に「平面視」という。）の形状は、矩形状である。このとき、第１方向ＸがＬＥＤパッケージＡ１０の長辺方向となる。
基板１は、図１〜図５に示すように、ＬＥＤチップ３１を収容し、かつＬＥＤパッケージＡ１０を回路基板に実装するための部材である。基板１は、単結晶の真性半導体材料を主成分とし、本実施形態においては、Ｓｉを主成分としている。基板１の平面視の形状は、矩形状である。基板１は、主面１１、実装面１２、第１側面１３１、第２側面１３２、凹部１４、ドーピング層１５および絶縁壁１６を有する。
図１〜図５に示すように、主面１１および実装面１２は、基板１の厚さ方向Ｚにおいて互いに反対側を向く面である。主面１１および実装面１２は、ともに基板１の厚さ方向Ｚに対して直交する平坦面である。主面１１は、図４および図５の上方を向く面である。本実施形態にかかる基板１には、主面１１から窪む凹部１４が形成されている。基板１に凹部１４が形成されていることによって、主面１１の形状は、凹部１４の周囲を取り囲む枠状となっている。本実施形態にかかる主面１１は、（１００）面である。また、実装面１２は、図４および図５の下方を向く面である。実装面１２は、ＬＥＤパッケージＡ１０を実装する際に利用される面である。実装面１２の形状は、矩形状である。本実施形態においては、実装面１２に外部端子２２、第１絶縁膜２３、第２絶縁膜２４および電極パッド２５が配置されている。
図１〜図４に示すように、第１側面１３１は、主面１１と実装面１２との間に挟まれ、かつ第１方向Ｘに離間して配置された一対の面である。また、図１〜図３および図５に示すように、第２側面１３２は、主面１１と実装面１２との間に挟まれ、かつ第２方向Ｙに離間して配置された一対の面である。一対の第１側面１３１および一対の第２側面１３２は、いずれも形状が矩形状であり、かつ平坦面であるとともに、主面１１および実装面１２に対して直交している。
図１、図２、図４および図５に示すように、凹部１４は、主面１１から窪むように形成された、平面視の形状が矩形状の部分である。本実施形態においては、凹部１４に内部端子２１が配置されているとともに、ＬＥＤチップ３１が凹部１４に収容されている。凹部１４は、底面１４１および連絡面１４２を有する。
図２、図４および図５に示すように、底面１４１は、基板１の厚さ方向Ｚにおいて主面１１と実装面１２との間に位置し、かつ基板１の厚さ方向Ｚに対して直交する平坦面である。底面１４１の平面視の形状は、矩形状である。本実施形態においては、底面１４１に内部端子２１が配置されている。
図２、図４および図５に示すように、連絡面１４２は、底面１４１と基板１の主面１１とをつなぐ平坦面である。連絡面１４２は、底面１４１に対して傾斜している。本実施形態にかかる連絡面１４２は、四つの複数面からなり、複数の連絡面１４２が底面１４１の四辺に沿って形成されている。ここで、本実施形態においては、基板１の主面１１が（１００）面であるため、複数の連絡面１４２は、いずれも（１１１）面である。このため、底面１４１に対する複数の連絡面１４２の傾斜角は、いずれも同一である。当該傾斜角の大きさは、５４．７４°である。
図４および図５に示すように、ドーピング層１５は、基板１の主面１１と実装面１２との間に形成され、かつ内部端子２１および外部端子２２を相互に導通させる部分である。ドーピング層１５は、イオン化されたＶ族元素を含有する。このため、ドーピング層１５は、イオン化されたＶ族元素に起因した自由電子を含有するため、導電体に近似した性状を示す。本実施形態にかかる当該Ｖ族元素は、Ｐである。ドーピング層１５は、基板１の主面１１と実装面１２との間の全体にわたって一様に形成されている。
図４および図５に示すように、絶縁壁１６は、基板１の厚さ方向Ｚにドーピング層１５を分断する部分である。本実施形態にかかる絶縁壁１６は、ＳｉＯ2を主成分とする電気絶縁体である。このため、ドーピング層１５は、絶縁壁１６によって互いに電気絶縁された第１ドーピング部１５１および第２ドーピング部１５２を有する。本実施形態においては、第１ドーピング部１５１は陽極（アノード）であり、第２ドーピング部１５２は陰極（カソード）である。図２に示すように、平面視において、絶縁壁１６は、第１ドーピング部１５１および第２ドーピング部１５２のそれぞれ周囲を取り囲んでいる。また、図２、図４および図５に示すように、平面視において絶縁壁１６は、凹部１４の底面１４１が占める領域内に形成され、かつ底面１４１から絶縁壁１６の一部が突出している。このため、本実施形態においては、第１ドーピング部１５１および第２ドーピング部１５２は、凹部１４の底面１４１と基板１の実装面１２との間に位置している。
内部端子２１は、図２、図４および図５に示すように、凹部１４の底面１４１に配置され、かつＬＥＤチップ３１を搭載するとともに、ＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路を構成する導電体である。本実施形態にかかる内部端子２１は、互いに積層されたＣｕ層、Ｎｉ層およびＡｕ層から構成される。内部端子２１は、第１内部端子２１１および第２内部端子２１２を含む。本実施形態にかかる第１内部端子２１１および第２内部端子２１２は、ともに平面視の形状が矩形状であり、かつ大きさが同一である。また、第１内部端子２１１は、陽極（アノード）であり、かつ第１ドーピング部１５１に導通している。第２内部端子２１２は、陰極（カソード）であり、かつ第２ドーピング部１５２に導通している。本実施形態においては、第１内部端子２１１および第２内部端子２１２は、第１方向Ｘにおいて互いに離間している。
外部端子２２は、図３〜図５に示すように、基板１の実装面１２に配置され、かつＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路を構成する導電体である。本実施形態にかかる外部端子２２は、Ａｌから構成される。外部端子２２は、第１外部端子２２１および第２外部端子２２２を含む。本実施形態にかかる第１外部端子２２１および第２外部端子２２２は、ともに平面視の形状が矩形状であり、かつ大きさが同一である。また、第１外部端子２２１は、陽極（アノード）であり、かつ第１ドーピング部１５１に導通している。第２外部端子２２２は、陰極（カソード）であり、かつ第２ドーピング部１５２に導通している。本実施形態においては、第１外部端子２２１および第２外部端子２２２は、第１方向Ｘにおいて互いに離間している。第１外部端子２２１および第２外部端子２２２は、ともに第１絶縁膜２３に接している。第１外部端子２２１は、後述する第１絶縁膜２３の一方の連絡孔２３１を介して第１ドーピング部１５１に導通している。同様に、第２外部端子２２２は、第１絶縁膜２３の他方の連絡孔２３１を介して第２ドーピング部１５２に導通している。
第１絶縁膜２３は、図３〜図５に示すように、基板１の実装面１２に配置され、かつ実装面１２を覆う部分である。第１絶縁膜２３の組成は、絶縁壁１６の組成と同一である。このため、本実施形態にかかる第１絶縁膜２３は、ＳｉＯ2を主成分とする電気絶縁体である。基板１の厚さ方向Ｚにおいて、絶縁壁１６の一端が第１絶縁膜２３につながっている。また、第１絶縁膜２３には、基板１の実装面１２並びにドーピング層１５を露出させる連絡孔２３１が形成されている。本実施形態にかかる連絡孔２３１は、平面視の形状が矩形状である一対の孔であり、かつ第１方向Ｘにおいて互いに離間している。各々の連絡孔２３１に外部端子２２の一部が挿通している。
第２絶縁膜２４は、図３〜図５に示すように、基板１の実装面１２に配置され、かつ外部端子２２の一部および第１絶縁膜２３を覆う部分である。本実施形態にかかる第２絶縁膜２４は、感光性ポリイミドから構成される電気絶縁体である。外部端子２２において、第２絶縁膜２４に覆われていない部分は、電極パッド２５に覆われている。このため、図３に示すように、基板１の実装面１２からＬＥＤパッケージＡ１０を視たとき、第２絶縁膜２４および電極パッド２５のみが視認される。
電極パッド２５は、図３〜図５に示すように、基板１の実装面１２に配置され、かつ第２絶縁膜２４から露出する外部端子２２を覆う導電体である。電極パッド２５は、外部端子２２に導通し、かつ内部端子２１および外部端子２２とともに、ＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路を構成する。電極パッド２５は、ＬＥＤパッケージＡ１０を回路基板に実装したとき、クリームはんだなどが付着する部分である。本実施形態にかかる電極パッド２５は、互いに積層されたＮｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層から構成される。電極パッド２５は、第１電極パッド２５１および第２電極パッド２５２を含む。本実施形態にかかる第１電極パッド２５１および第２電極パッド２５２は、ともに平面視の形状が矩形状であり、かつ大きさが同一である。また、第１電極パッド２５１は、陽極（アノード）であり、かつ第１外部端子２２１に導通している。第２電極パッド２５２は、陰極（カソード）であり、かつ第２外部端子２２２に導通している。本実施形態においては、第１電極パッド２５１および第２電極パッド２５２は、第１方向Ｘにおいて互いに離間している。
反射膜２９は、図２、図４および図５に示すように、凹部１４の連絡面１４２を覆って形成され、かつＬＥＤチップ３１から発せられた光を反射する部分である。本実施形態においては、反射膜２９は、基板１の主面１１をも覆って形成されている。反射膜２９は、内部端子２１と同一の構成である。このため、本実施形態にかかる反射膜２９は、互いに積層されたＣｕ層、Ｎｉ層およびＡｕ層から構成される。したがって、反射膜２９は、Ａｕ層を含む。ただし、反射膜２９および内部端子２１は、互いに電気絶縁されている。このため、反射膜２９は、ＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路を構成しない。
ＬＥＤチップ３１は、ＬＥＤパッケージＡ１０の光源となる発光部であるとともに、たとえばｐｎ接合により複数の半導体層が互いに積層された半導体素子である。ＬＥＤパッケージＡ１０に電流が流れると、ＬＥＤチップ３１が発光する。当該半導体層を構成する物質により、ＬＥＤチップ３１は、青色光、赤色光または緑色光などを発する。本実施形態にかかるＬＥＤチップ３１は、いわゆるフリップチップ型の素子である。図４および図５に示すＬＥＤチップ３１の上端には、発光部（図示略）が形成され、ＬＥＤチップ３１は当該発光部より光を発する。また、図４および図５に示すＬＥＤチップ３１の下端には、電極バンプ３１１が形成されている。本実施形態にかかる電極バンプ３１１は、たとえばＡｌから構成される。電極バンプ３１１は、第１電極バンプ３１１ａおよび第２電極バンプ３１１ｂを含む。第１電極バンプ３１１ａは、ＬＥＤチップ３１のｐ側電極（アノード）であり、接合層３２を介して第１内部端子２１１に導通している。第２電極バンプ３１１ｂは、ＬＥＤチップ３１のｎ側電極（カソード）であり、接合層３２を介して第２内部端子２１２に導通している。
接合層３２は、図２、図４および図５に示すように、内部端子２１とＬＥＤチップ３１の電極バンプ３１１との間に介在する導電体である。接合層３２によって、ＬＥＤチップ３１は内部端子２１に固着より搭載され、かつ内部端子２１とＬＥＤチップ３１との導通が確保される。本実施形態にかかる接合層３２は、互いに積層されたＮｉ層およびＳｎを含む合金層から構成される。当該合金層は、たとえばＳｎ―Ｓｂ系合金、またはＳｎ―Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだである。
封止樹脂４は、図１、図４および図５に示すように、ＬＥＤチップ３１を覆い、かつ凹部１４に充填されている部材である。封止樹脂４は、ＬＥＤチップ３１に加え、内部端子２１および反射膜２９も覆っている。本実施形態にかかる封止樹脂４は、蛍光体を含有し、かつ透光性を有する合成樹脂から構成される。当該合成樹脂は、たとえばエポキシ樹脂である。たとえば、ＬＥＤチップ３１が青色光を発する場合、黄色蛍光体が含有された封止樹脂４を用いることによって、ＬＥＤパッケージＡ１０から白色光が出射される。また、ＬＥＤチップ３１が紫色の近紫外線を発する場合、赤色、青色および緑色の三色の蛍光体が含有された封止樹脂４を用いることによって、ＬＥＤパッケージＡ１０から演色性がより確保された白色光が出射される。
次に、図６〜図２６に基づき、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造方法の一例について説明する。
図６、図８、図１２〜図１４および図１８〜図２５は、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造工程を説明する断面図であり、その断面位置が図４と同一である。図７、図９および図１１は、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造工程を説明する底面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１５、図１６および図２６は、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造工程を説明する平面図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。なお、図６〜図２６において示される基材８１の厚さ方向Ｚ、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの定義は、図１〜図５において示される基板１の厚さ方向Ｚ、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの定義に対応している。
最初に、図６に示すように、基材８１にドーピング層８１５を形成する。基材８１は、ＬＥＤパッケージＡ１０の基板１の集合体であり、図７に示す想像線（二点鎖線）で囲まれた基板領域８９が基板１に対応する部分である。基材８１は、厚さ方向Ｚにおいて互いに反対側を向く表面８１１および裏面８１２を有し、かつ単結晶の真性半導体材料から構成される。本実施形態にかかる当該真性半導体材料は、Ｓｉである。表面８１１および裏面８１２はともに平坦面であり、表面８１１は（１００）面である。このため、基材８１は、たとえばシリコンウエハである。また、ドーピング層８１５は、基材８１においてイオン化されたＶ族元素を含有する部分である。ドーピング層８１５がＬＥＤパッケージＡ１０のドーピング層１５に対応する。本実施形態にかかる当該Ｖ族元素は、Ｐである。ドーピング層８１５は、一般的な半導体素子の製造方法の一つであるイオン注入により形成される。このとき、ドーピング層８１５は、基材８１の表面８１１と裏面８１２との間の全体にわたって一様に形成される。ドーピング層８１５は、イオン化されたＶ族元素に起因した自由電子を含有するため、導電体に近似した性状を示す。
次いで、図７〜図１０に示すように、ドーピング層８１５を基材８１の厚さ方向Ｚに分断する絶縁壁８１６を、基材８１に形成する。絶縁壁８１６がＬＥＤパッケージＡ１０の絶縁壁１６に対応する。絶縁壁８１６は、次の工程により形成される。
まず、図７に示すように、基材８１の裏面８１２に対して第１マスク層８５１を形成する。本実施形態にかかる第１マスク層８５１は、たとえばＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であり、プラズマＣＶＤにより形成される。基材８１の裏面８１２は、第１マスク層８５１により全面が覆われた状態になる。そして、第１マスク層８５１に対してフォトリソグラフィによりマスクを形成した後、ドライエッチングの代表例である反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）により第１マスク層８５１を部分的に除去する。ここで、第１マスク層がＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であれば、たとえばＣＦ4をエッチングガスとする。これにより、第１マスク層８５１には、平面視の形状が枠状で、かつ第１方向Ｘに連なる開口部８５１ａが形成される。本実施形態においては、二つの開口部８５１ａが第１方向Ｘに連なる。開口部８５１ａから、基材８１の裏面８１２並びにドーピング層８１５が露出する。
次いで、図８に示すように、第１マスク層８５１の開口部８５１ａから露出する基材８１において、基材８１の裏面８１２から窪む溝８１６ａを形成する。溝８１６ａは、深掘りＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により形成される。当該深堀ＲＩＥとして、たとえばボッシュプロセス（Bosch process）が挙げられる。溝８１６ａは、基材８１の厚さ方向Ｚに沿って形成される。溝８１６ａを形成した後、第１マスク層８５１を全て除去する。第１マスク層８５１は、第１マスク層８５１がＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であれば、たとえばＣＦ4をエッチングガスとした反応性イオンエッチングまたは加熱リン酸溶液を用いたウェットエッチングにより除去される。
次いで、図９および図１０に示すように、基材８１に形成された溝８１６ａを埋める絶縁壁８１６を形成する。絶縁壁８１６は、熱酸化法により形成される。このため、絶縁壁８１６は、ＳｉＯ2を主成分とする電気絶縁体である。このとき、熱酸化法によって、絶縁壁８１６とともに基材８１の裏面８１２に接する第１絶縁膜８２３が形成される。このため、第１絶縁膜８２３の組成は、絶縁壁８１６の組成と同一となる。第１絶縁膜８２３がＬＥＤパッケージＡ１０の第１絶縁膜２３に対応する。基材８１の裏面８１２は、第１絶縁膜８２３により全面が覆われた状態になる。以上の工程により絶縁壁８１６が形成される。基材８１の厚さ方向Ｚにおいて、絶縁壁８１６により分断されたドーピング層８１５は、互いに電気絶縁された状態になる。
次いで、図１１および図１２に示すように、ドーピング層８１５に導通する外部導電層８２２を、その一部が基材８１の裏面８１２に接するように形成する。基板領域８９の内部に形成された外部導電層８２２がＬＥＤパッケージＡ１０の外部端子２２に対応する。ここで、外部導電層８２２を形成する工程では、第１絶縁膜８２３から基材８１の裏面８１２並びにドーピング層８１５を露出させる連絡孔８２３ａを形成する工程と含む。外部導電層８２２は、次の工程により形成される。
まず、図１１に示すように、第１絶縁膜８２３に連絡孔８２３ａを形成する。連絡孔８２３ａがＬＥＤパッケージＡ１０の連絡孔２３１に対応する。本実施形態においては、連絡孔８２３ａは一対からなり、各々の連絡孔８２３ａは、平面視において絶縁壁８１６に取り囲まれた状態になるように形成される。連絡孔８２３ａは、第１絶縁膜８２３に対してフォトリソグラフィによりマスクを形成した後、ＣＦ4をエッチングガスとした反応性イオンエッチングにより形成される。各々の連絡孔８２３ａから、基材８１の裏面８１２並びにドーピング層８１５が露出する。
次いで、図１２に示すように、一部が基材８１の裏面８１２に接する外部導電層８２２を形成する。本実施形態にかかる外部導電層８２２は、Ａｌから構成される。外部導電層８２２は、第１絶縁膜８２３に対してフォトリソグラフィによりマスクを形成した後、スパッタリング法により形成される。このとき、外部導電層８２２は、第１絶縁膜８２３の一部を覆い、かつ一対の連絡孔８２３ａを埋めるように形成されるとともに、基材８１の裏面８１２並びにドーピング層８１５に接する。以上の工程により外部導電層８２２が形成される。
次いで、図１３に示すように、外部導電層８２２の一部および第１絶縁膜８２３を覆う第２絶縁膜８２４を形成する。第２絶縁膜８２４がＬＥＤパッケージＡ１０の第２絶縁膜２４に対応する。本実施形態にかかる第２絶縁膜８２４は、感光性ポリイミドから構成される。第２絶縁膜８２４は、フォトリソグラフィにより形成される。具体的には、外部導電層８２２および第１絶縁膜８２３の全体を覆うように感光性ポリイミドをスピンコータ（回転式塗布装置）により塗布した後に、フォトリソグラフィの露光・現像により形成される。露光・現像により第２絶縁膜８２４には、一対の開口部８２４ａが一対の連絡孔８２３ａに対応するように形成される。本実施形態にかかる開口部８２４ａの平面視の形状は、矩形状（図示略）である。各々の開口部８２４ａから、外部導電層８２２が露出する。
次いで、図１４に示すように、第２絶縁膜８２４の開口部８２４ａから露出する外部導電層８２２を覆い、かつ導電体であるパッド層８２５を形成する。パッド層８２５がＬＥＤパッケージＡ１０の電極パッド２５に対応する。本実施形態にかかるパッド層８２５は、互いに積層されたＮｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層から構成される。パッド層８２５は、無電解めっきによりＮｉ層、Ｐｄ層、Ａｕ層の順にそれぞれ析出させることにより形成される。
次いで、図１５〜図１７に示すように、基材８１の表面８１１から窪む凹部８１４を、基材８１に形成する。凹部８１４がＬＥＤパッケージＡ１０の凹部１４に対応する。凹部８１４は、次の工程により形成される。
まず、図１５に示すように、基材８１の表面８１１に対して第２マスク層８５２を形成する。本実施形態にかかる第２マスク層８５２は、第１マスク層８５１と同じくたとえばＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であり、プラズマＣＶＤにより形成される。基材８１の表面８１１は、第２マスク層８５２により全面が覆われた状態になる。そして、第２マスク層８５２に対してフォトリソグラフィによりマスクを形成した後、反応性イオンエッチングにより第２マスク層８５２を部分的に除去する。ここで、第２マスク層がＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であれば、たとえばＣＦ4をエッチングガスとする。これにより、第２マスク層８５２には、平面視の形状が矩形状の開口部８５２ａが形成される。開口部８５２ａから、基材８１の表面８１１およびドーピング層８１５が露出する。
次いで、図１６および図１７に示すように、第２マスク層８５２の開口部８５２ａから露出する基材８１の表面８１１から窪む凹部８１４を、基材８１に形成する。凹部８１４は、平面視の形状が矩形状の底面８１４ａと、底面８１４ａおよび基材８１の表面８１１をつなぐ連絡面８１４ｂを有する。底面８１４ａから、ドーピング層８１５および絶縁壁８１６が露出する。また、連絡面８１４ｂは、底面８１４ａの四辺に沿って形成された四つの傾斜面である。凹部８１４は、アルカリ性の溶液を用いた異方性エッチングにより形成される。当該溶液は、たとえばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液である。本実施形態においては、基材８１の表面８１１は（１００）面であるため、四つの連絡面８１４ｂはいずれも（１１１）面となる。凹部８１４を形成した後、第２マスク層８５２を全て除去する。第２マスク層８５２は、第２マスク層８５２がＳｉ3Ｎ4を主成分とする層であれば、たとえばＣＦ4をエッチングガスとした反応性イオンエッチングまたは加熱リン酸溶液を用いたウェットエッチングにより除去される。以上の工程により凹部８１４が形成される。
次いで、図１８〜図２３に示すように、ドーピング層８１５に導通する内部導電層８２１を、凹部８１４に形成する。基板領域８９の内部に形成された内部導電層８２１がＬＥＤパッケージＡ１０の内部端子２１に対応する。ここで、内部導電層８２１を形成する工程では、後述するＬＥＤチップ８３１を内部導電層８２１に搭載するための接合層８３２を形成する工程を含む。本実施形態にかかる内部導電層８２１は、互いに積層された下地層８２１ａおよびめっき層８２１ｂから構成される。内部導電層８２１は、次の工程により形成される。
まず、図１８に示すように、下地層８２１ａを形成する。下地層８２１ａの形成範囲は、基材８１の表面８１１と、凹部８１４の底面８１４ａおよび連絡面８１４ｂとの全面である。下地層８２１ａは、スパッタリング法により形成される。本実施形態にかかる下地層８２１ａは、Ｃｕから構成される。
次いで、下地層８２１ａに対してフォトリソグラフィによりマスクを形成する。図１９に示すように、下地層８２１ａを覆うように第１レジスト層８６１を基材８１に形成した後、第１レジスト層８６１に対して露光・現像を行うことによって、下地層８２１ａに対してマスクが形成される。第１レジスト層８６１は、先述した第１絶縁膜８２３と同様に感光性レジストをスピンコータにより塗布することにより形成される。本実施形態にかかる第１レジスト層８６１はポジ型であるため、露光された第１レジスト層８６１の部分が現像液により除去され、除去された部分から下地層８２１ａが露出する。
次いで、図２０に示すように、下地層８２１ａを覆うめっき層８２１ｂを形成する。めっき層８２１ｂは、第１レジスト層８６１が露光・現像により除去され、下地層８２１ａが露出した部分に形成される。本実施形態にかかるめっき層８２１ｂは、互いに積層されたＣｕ層、Ｎｉ層およびＡｕ層から構成される。めっき層８２１ｂは、電解めっきによりＣｕ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順にそれぞれ析出させることにより形成される。めっき層８２１ｂを形成した後、基材８１に形成された第１レジスト層８６１を全て除去する。
次いで、図２１および図２２に示すように、後述するＬＥＤチップ８３１を搭載するための接合層８３２を、内部導電層８２１に形成する。まず、めっき層８２１ｂに対してフォトリソグラフィによりマスクを形成する。図２１に示すように、めっき層８２１ｂを覆うように第２レジスト層８６２を基材８１に形成した後、第２レジスト層８６２に対して露光・現像を行うことによって、めっき層８２１ｂに対してマスクが形成される。第２レジスト層８６２の形成範囲、材料および形成方法は、いずれも第１レジスト層８６１と同一である。このとき、第２レジスト層８６２に開口部８６２ａが形成される。本実施形態にかかる開口部８６２ａの平面視の形状は、矩形状（図示略）である。
次いで、図２２に示すように、接合層８３２を内部導電層８２１に形成する。接合層８３２がＬＥＤパッケージＡ１０の接合層３２に対応する。本実施形態においては、接合層８３２は、基材８１の表面８１１および凹部８１４を覆う下地層８２１ａを活用した電解めっきによって、第２レジスト層８６２の開口部８６２ａを埋めるように形成される。本実施形態にかかる接合層８３２は、互いに積層されたＮｉ層およびＳｎを含む合金層から構成される。当該合金層は、たとえばＳｎ―Ｓｂ系合金、またはＳｎ―Ａｇ系合金などの鉛フリーはんだである。接合層８３２を形成した後、基材８１に形成された第２レジスト層８６２を全て除去する。
次いで、図２３に示すように、基材８１において、めっき層８２１ｂに覆われていない不要な下地層８２１ａを全て除去する。下地層８２１ａは、たとえばウェットエッチングにより除去される。当該ウェットエッチングにおいては、たとえば硫酸（Ｈ2ＳＯ4）および過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）との混合溶液が用いられる。下地層８２１ａが除去された部分から、凹部８１４の底面８１４ａ並びにドーピング層８１５が露出する。このとき、凹部８１４において、底面８１４ａを覆って形成された下地層８２１ａおよびめっき層８２１ｂと、連絡面８１４ｂを覆って形成された下地層８２１ａおよびめっき層８２１ｂとが互いに電気絶縁された状態になる。この場合において、底面８１４ａを覆って形成された下地層８２１ａおよびめっき層８２１ｂは、内部導電層８２１である。また、連絡面８１４ｂを覆って形成された下地層８２１ａおよびめっき層８２１ｂは、光を反射する反射膜８２９である。反射膜８２９がＬＥＤパッケージＡ１０の反射膜２９に対応する。このように、内部導電層８２１を形成する工程では、内部導電層８２１とともに凹部８１４の連絡面８１４ｂに反射膜８２９が形成される。以上の工程により内部導電層８２１が形成される。
次いで、図２４に示すように、ＬＥＤチップ８３１を、凹部８１４に収容されるように内部導電層８２１に搭載する。ＬＥＤチップ８３１がＬＥＤパッケージＡ１０のＬＥＤチップ３１に対応する。本実施形態にかかるＬＥＤチップ８３１の搭載は、ＦＣＢ（Flip Chip Bonding）行う。ＬＥＤチップ８３１の電極バンプ８３１ａにフラックス（図示略）を塗布した後、たとえばフリップチップボンダ（図示略）を用いてＬＥＤチップ８３１を接合層８３２に仮付けする。このとき、接合層８３２は、内部導電層８２１とＬＥＤチップ８３１とに挟まれた状態になる。次いで、リフローにより接合層８３２を溶融させた後、冷却により接合層８３２を固化させる。以上の工程によりＬＥＤチップ８３１が内部導電層８２１に搭載される。
次いで、図２５に示すように、ＬＥＤチップ８３１を覆い、かつ凹部８１４に充填された封止樹脂８４を形成する。封止樹脂８４がＬＥＤパッケージＡ１０の封止樹脂４に対応する。本実施形態にかかる封止樹脂８４は、蛍光体を含有し、かつ透光性を有する合成樹脂から構成される。当該合成樹脂は、たとえばエポキシ樹脂である。封止樹脂８４は、流動性のある当該合成樹脂を凹部８１４に注入し、当該合成樹脂を硬化させることにより形成される。本実施形態においては、封止樹脂８４は基材８１の表面８１１に形成されためっき層８２１ｂを覆っていないが、これを覆うように封止樹脂８４を形成してもよい。
次いで、基材８１を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに沿って切断することによって、基板領域８９ごとの個片に分割する。切断にあたっては、たとえばプラズマダイシングによって、図２６に示す切断線ＣＬに沿って基材８１を切断する。当該工程において分割された個片がＬＥＤパッケージＡ１０となる。以上の工程を経ることによって、ＬＥＤパッケージＡ１０が製造される。
次に、ＬＥＤパッケージＡ１０およびその製造方法の作用効果について説明する。
ＬＥＤパッケージＡ１０は、主面１１から窪む凹部１４が形成された基板１と、凹部１４に配置された内部端子２１と、基板１の実装面１２に配置された外部端子２２と、内部端子２１に導通するＬＥＤチップ３１とを備える。ここで、基板１は、単結晶の真性半導体材料を主成分としている。また、基板１は、主面１１と実装面１２との間に形成され、かつ内部端子２１および外部端子２２を相互に導通させるドーピング層１５を有する。基板１にドーピング層１５を形成することによって、特許文献１に開示されているコンタクトホールまたはコンタクトエッジを形成せずに、凹部１４に配置された内部端子２１と基板１の実装面１２に配置された外部端子２２との導通を確保することができる。この場合においてＬＥＤパッケージＡ１０を実装したとき、回路基板に対向する基板１の実装面１２に外部端子２２が配置されるため、外部端子２２に対するはんだ付着面積は従来と同程度になり、はんだに亀裂が発生したとき導通が阻害される可能性がなくなる。したがって、パッケージの小型化および信頼性の確保を図ることが可能となる。
ドーピング層１５は、イオン化されたＶ族元素を含有する。このため、ドーピング層１５は、自由電子を含有するため、導電体に近似した性状を示す。したがって、ドーピング層１５を介した内部端子２１と外部端子２２との相互導通が可能である。
また、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造方法によれば、ドーピング層８１５（ドーピング層１５）は、イオン注入により単結晶の真性半導体材料から構成される基材８１（基板１）にイオン化されたＶ族元素を含有させることによって形成される。イオン注入は、半導体素子の製造において一般的な方法であるため、ＬＥＤパッケージＡ１０を製造するために特別な設備を設ける必要はない。
基板１には、基板１の厚さ方向Ｚにドーピング層１５を分断する絶縁壁１６が形成され、ドーピング層１５は、互いに電気絶縁された陽極である第１ドーピング部１５１と、陰極である第２ドーピング部１５２とを有する。このため、ドーピング層１５は、ＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路として、ショートすることなく正常に機能が発揮される。
基板１の実装面１２を覆う第１絶縁膜２３を備えることによって、第１ドーピング部１５１と第２ドーピング部１５２との電気絶縁の効果を向上させるとともに、ＬＥＤパッケージＡ１０の外部への漏電を防止することができる。ここで、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造方法によれば、第１絶縁膜８２３（第１絶縁膜２３）は、熱酸化法により絶縁壁８１６（絶縁壁１６）と同時に形成されるため、工程を追加することなく第１絶縁膜２３を形成することができる。
第１ドーピング部１５１および第２ドーピング部１５２は、凹部１４の底面１４１と基板１の実装面１２との間に位置している。このような構成をとることによって、ＬＥＤチップ３１とＬＥＤパッケージＡ１０が実装される回路基板との導電経路が最短となるため、ドーピング層１５の抵抗に起因した電力損失を抑制しつつ、パッケージの小型化を図ることができる。
凹部１４の底面１４１には、ＬＥＤチップ３１から発せられた光を反射する反射膜２９が形成されている。反射膜２９は、反射した光をＬＥＤパッケージＡ１０の外部へ出射させるため、二次光源としての機能を発揮する。このため、反射膜２９によって、ＬＥＤパッケージＡ１０の輝度の向上を図ることができる。ここで、ＬＥＤパッケージＡ１０の製造方法によれば、反射膜８２９（反射膜２９）は、スパッタリング法および電解めっきにより内部導電層８２１（内部端子２１）と同時に形成されるため、工程を追加することなく反射膜２９を形成することができる。
外部端子２２の一部および第１絶縁膜２３を覆う第２絶縁膜２４を備えることによって、外部から外部端子２２を保護しつつ、ＬＥＤパッケージＡ１０を実装したとき、第１外部端子２２１と第２外部端子２２２のショートを防ぐことができる。
内部端子２１とＬＥＤチップ３１との間に介在する接合層３２を備えることによって、フリップチップ型のＬＥＤチップ３１を内部端子２１に搭載することができる。このような構成をとることによって、内部端子２１とＬＥＤチップ３１とをボンディングワイヤで接続する場合に比較して、平面視における凹部１４の開口面積を縮小することができるため、パッケージの小型化を図ることが可能となる。
ＬＥＤチップ３１を覆い、かつ凹部１４に充填された封止樹脂４を備えることによって、外部からＬＥＤチップ３１および内部端子２１を保護することができる。また、封止樹脂４の材料を、蛍光体を含有し、かつ透光性を有する合成樹脂とすることによって、ＬＥＤパッケージＡ１０から多様な光を出射させることができる。
〔第２実施形態〕
図２７〜図２９に基づき、本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ２０について説明する。これらの図において、先述したＬＥＤパッケージＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図２７〜図２９に基づき、本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ２０について説明する。これらの図において、先述したＬＥＤパッケージＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図２７は、ＬＥＤパッケージＡ２０の平面図であり、理解の便宜上、ＬＥＤチップ３１および封止樹脂４を省略している。図２８は、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図２９は、図２７のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線に沿う断面図である。なお、図２８および図２９は、ＬＥＤチップ３１および封止樹脂４を省略せずに示している。
本実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ２０は、基板１の構成がＬＥＤパッケージＡ１０と異なる。図２７に示すように、本実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ２０の平面視の形状は、矩形状である。
図２７〜図２９に示すように、基板１には、凹部１４の底面１４１から窪み、かつ内部端子２１の周囲を取り囲む溝部１７が形成されている。溝部１７は、内部端子２１の第１内部端子２１１および第２内部端子２１２の各々を取り囲んでいる。また、溝部１７は、平面視において絶縁壁１６の内周に沿って形成され、かつ絶縁壁１６につながっている。
次に、ＬＥＤパッケージＡ２０の作用効果について説明する。
ＬＥＤパッケージＡ２０は、ＬＥＤパッケージＡ１０と同様に、主面１１から窪む凹部１４が形成された基板１と、凹部１４に配置された内部端子２１と、基板１の実装面１２に配置された外部端子２２と、内部端子２１に導通するＬＥＤチップ３１とを備える。基板１は、単結晶の真性半導体材料を主成分としている。また、基板１は、主面１１と実装面１２との間に形成され、かつ内部端子２１および外部端子２２を相互に導通させるドーピング層１５を有する。したがって、パッケージの小型化および信頼性の確保を図ることが可能となる。
基板１には、凹部１４の底面１４１から窪み、かつ内部端子２１の周囲を取り囲む溝部１７が形成されている。たとえば図２４に示すＬＥＤパッケージＡ１０の製造工程において、ＬＥＤチップ８３１を内部導電層８２１に搭載する際、リフローにより溶融された接合層８３２が内部端子２１をはみ出した場合であっても、接合層８３２が溝部１７に流れ落ちる。このため、接合層８３２が絶縁壁８１６を跨いで反射膜８２９に付着することを抑止することができる。反射膜２９は内部端子２１と同一の構成であるため、接合層３２によってＬＥＤパッケージＡ２０に意図しない導電経路が形成されることを溝部１７により防止することができる。
本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
Ａ１０，Ａ２０：ＬＥＤパッケージ
１：基板
１１：主面
１２：実装面
１３１：第１側面
１３２：第２側面
１４：凹部
１４１：底面
１４２：連絡面
１５：ドーピング層
１５１：第１ドーピング部
１５２：第２ドーピング部
１６：絶縁壁
１７：溝部
２１：内部端子
２１１：第１内部端子
２１２：第２内部端子
２２：外部端子
２２１：第１外部端子
２２２：第２外部端子
２３：第１絶縁膜
２３１：連絡孔
２４：第２絶縁膜
２５：電極パッド
２５１：第１電極パッド
２５２：第２電極パッド
２９：反射膜
３１：ＬＥＤチップ
３１１：電極バンプ
３１１ａ：第１電極バンプ
３１１ｂ：第２電極バンプ
３２：接合層
４：封止樹脂
８１：基材
８１１：表面
８１２：裏面
８１４：凹部
８１４ａ：底面
８１４ｂ：連絡面
８１５：ドーピング層
８１６：絶縁壁
８１６ａ：溝
８２１：内部導電層
８２１ａ：下地層
８２１ｂ：めっき層
８２２：外部導電層
８２３：第１絶縁膜
８２３ａ：連絡孔
８２４：第２絶縁膜
８２４ａ：開口部
８２５：パッド層
８３１：ＬＥＤチップ
８３１ａ：電極バンプ
８３２：接合層
８４：封止樹脂
８５１：第１マスク層
８５１ａ：開口部
８５２：第２マスク層
８５２ａ：開口部
８６１：第１レジスト層
８６２：第２レジスト層
８６２ａ：開口部
８９：基板領域
Ｚ：厚さ方向
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
ＣＬ：切断線
１：基板
１１：主面
１２：実装面
１３１：第１側面
１３２：第２側面
１４：凹部
１４１：底面
１４２：連絡面
１５：ドーピング層
１５１：第１ドーピング部
１５２：第２ドーピング部
１６：絶縁壁
１７：溝部
２１：内部端子
２１１：第１内部端子
２１２：第２内部端子
２２：外部端子
２２１：第１外部端子
２２２：第２外部端子
２３：第１絶縁膜
２３１：連絡孔
２４：第２絶縁膜
２５：電極パッド
２５１：第１電極パッド
２５２：第２電極パッド
２９：反射膜
３１：ＬＥＤチップ
３１１：電極バンプ
３１１ａ：第１電極バンプ
３１１ｂ：第２電極バンプ
３２：接合層
４：封止樹脂
８１：基材
８１１：表面
８１２：裏面
８１４：凹部
８１４ａ：底面
８１４ｂ：連絡面
８１５：ドーピング層
８１６：絶縁壁
８１６ａ：溝
８２１：内部導電層
８２１ａ：下地層
８２１ｂ：めっき層
８２２：外部導電層
８２３：第１絶縁膜
８２３ａ：連絡孔
８２４：第２絶縁膜
８２４ａ：開口部
８２５：パッド層
８３１：ＬＥＤチップ
８３１ａ：電極バンプ
８３２：接合層
８４：封止樹脂
８５１：第１マスク層
８５１ａ：開口部
８５２：第２マスク層
８５２ａ：開口部
８６１：第１レジスト層
８６２：第２レジスト層
８６２ａ：開口部
８９：基板領域
Ｚ：厚さ方向
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
ＣＬ：切断線
Claims (26)
- 厚さ方向において互いに反対側を向く主面および実装面を有するとともに、前記主面から窪む凹部が形成され、かつ単結晶の真性半導体材料を主成分とする基板と、
前記凹部に配置された内部端子と、
前記実装面に配置された外部端子と、
前記凹部に収容され、かつ前記内部端子に導通するＬＥＤチップと、を備え、
前記基板は、前記主面と前記実装面との間に形成され、かつ前記内部端子および前記外部端子を相互に導通させるドーピング層を有し、
前記基板には、前記ドーピング層を前記厚さ方向に分断し、かつ電気絶縁体である絶縁壁が形成され、
前記ドーピング層は、前記絶縁壁によって互いに電気絶縁された陽極である第１ドーピング部と、陰極である第２ドーピング部と、を含むことを特徴とする、ＬＥＤパッケージ。 - 前記ドーピング層は、イオン化されたＶ族元素を含有する、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記Ｖ族元素は、Ｐである、請求項２に記載のＬＥＤパッケージ。
- 平面視において、前記絶縁壁は、前記第１ドーピング部および前記第２ドーピング部のそれぞれの周囲を取り囲んでいる、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記凹部は、前記内部端子が配置された底面と、前記底面および前記主面をつなぐ連絡面と、を有し、
前記底面は、前記厚さ方向に対して直交し、
前記連絡面は、前記底面に対して傾斜している、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。 - 前記底面は、平面視において矩形状であり、
前記連絡面は、複数の領域を含み、
前記複数の領域が、前記底面の四辺に沿って形成されている、請求項５に記載のＬＥＤパッケージ。 - 前記底面に対する前記複数の領域の各々の傾斜角は、いずれも同一である、請求項６に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記真性半導体材料は、Ｓｉである、請求項７に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記主面は、（１００）面である、請求項８に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記絶縁壁は、ＳｉＯ 2 を主成分とする、請求項８または９に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記第１ドーピング部および前記第２ドーピング部は、前記底面と前記実装面との間に位置している、請求項５ないし１０のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記底面から、前記絶縁壁の一部が突出している、請求項１１に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射する反射膜をさらに備え、
前記反射膜は、前記連絡面を覆っている、請求項５ないし１２のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。 - 前記反射膜は、Ａｕ層を含む、請求項１３に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記反射膜は、前記内部端子と同一の構成である、請求項１３または１４に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記内部端子と前記ＬＥＤチップとの間に介在する接合層をさらに備える、請求項５ないし１５のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記接合層は、前記内部端子の上に積層されたＮｉ層と、当該Ｎｉ層の上に積層されたＳｎを含む合金層と、から構成される、請求項１６に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記基板には、前記底面から窪み、かつ前記内部端子の周囲を取り囲む溝部が形成されている、請求項１６または１７に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記実装面を覆うように形成された第１絶縁膜をさらに備え、
前記第１絶縁膜には、前記ドーピング層を露出させる連絡孔が形成され、
前記連絡孔に前記外部端子の一部が挿通している、請求項１ないし１８のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。 - 前記第１絶縁膜の組成は、前記絶縁壁の組成と同一である、請求項１９に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記外部端子の一部と、前記第１絶縁膜と、を覆う第２絶縁膜をさらに備える、請求項１９または２０に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記第２絶縁膜は、感光性ポリイミドから構成される、請求項２１に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記第２絶縁膜から露出する前記外部端子の部分を覆う電極パッドをさらに備える、請求項２１または２２に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記電極パッドは、前記外部端子の上に積層されたＮｉ層と、当該Ｎｉ層の上に積層されたＰｄ層と、当該Ｐｄ層の上に積層されたＡｕ層と、から構成される、請求項２３に記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記ＬＥＤチップを覆い、かつ前記凹部に充填された封止樹脂を備える、請求項１ないし２４のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
- 前記封止樹脂は、蛍光体を含有し、かつ透光性を有する合成樹脂から構成される、請求項２５に記載のＬＥＤパッケージ。
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