JP6905171B2 - 半導体装置用パッケージおよびそれを用いた半導体装置。 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示される発光素子用セラミックパッケージでは、一対の電極用ソルダーパッドよりも外周側に、基板のコーナー部を避けて補助ソルダーパッドを設けることで、接続信頼性に優れるとともに、パッケージを安定的に配線基板に支持することを可能としている。
図1は第1実施形態に係る半導体装置用パッケージを用いた発光装置100の概略断面図である。発光装置100は、主面10a及び裏面10bを有し、平面視形状が矩形の基板10を有する。基板10の裏面10b側には、平面視において基板10の外側周縁の四隅に分かれて形成された補助ソルダーパッド20が設けられている。さらに、裏面10b側には、補助ソルダーパッド20よりも内側に形成された、少なくとも一対の電極用ソルダーパッド30が設けられている。補助ソルダーパッド20よりも内側とは、4つの補助ソルダーパッド20に囲まれた領域内であることを意味する。本実施形態では、裏面10bの略中央部に、一対の電極用ソルダーパッド30が配置されている。
また、基板10の外縁と封止部材5の外縁が上面視にて一致するように、基板10と封止部材5の端面が面一とされていることが好ましい。
図4は第2実施形態に係る半導体パッケージである発光装置200の底面図である。本実施形態では、電極用ソルダーパッド30及び補助ソルダーパッド20のそれぞれは、平面視が略長方形であり、電極用ソルダーパッド30と補助ソルダーパッド20は長手方向を同じくするように配置されている。その他の構成は第1実施形態と同様とすることができる。本実施形態においても、基板の外側周縁付近にはんだパッドが存在するので、セルフアライメント効果が大きくなり、実装性が向上する。
図5は第3実施形態に係る半導体パッケージである発光装置300の底面図である。本実施形態では、電極用ソルダーパッド30及び補助ソルダーパッド20のそれぞれは、平面視が略長方形であり、電極用ソルダーパッド30と補助ソルダーパッド20は長手方向が略90°異なる角度になるように配置されている。つまり、電極用ソルダーパッド30がY方向に長いのに対し、補助ソルダーパッド20はX方向に長くなるように形成されている。その他の構成は第1実施形態と同様とすることができる。本実施形態においても、基板の外側周縁付近にはんだパッドが存在するので、セルフアライメント効果が大きくなり、実装性が向上する。
(基板10)
半導体素子が載置される基板10の材料は、セラミックスに限定されることなく、後述する各種材料を用いることができる。本開示の半導体装置用パッケージは、基板10と半導体装置用パッケージを実装する実装基板との線膨張係数差がある場合に本願特有の課題が生じると考えられるため、基板10との線膨張係数差が3.0×10−6/K以上、さらに好ましくは15×10−6/K以上である場合に特に有効である。
基板は、その裏面に半導体素子と接続される電極用ソルダーパッドを有する。電極用ソルダーパッドは、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等によって形成することができる。電極用ソルダーパッドの厚みは、例えば、数μmから数百μmが挙げられる。
補助ソルダーパッドは電極用ソルダーパッドと同様の材料、厚みとすることができる。これにより、補助ソルダーパッドでは給電機能を持たせずに実装性を向上させ、電極用ソルダーパッドで給電を取るという機能分離をすることができる。これにより、補助ソルダーパッドと接続されるはんだにクラックが生じたとしても、接続信頼性が損なわれることはない。
半導体素子の一例として用いられる発光素子1としては、例えば発光ダイオードチップ等の半導体発光素子を用いることができる。半導体発光素子は、透光性基板と、その上に形成された半導体積層体とを含むことができる。透光性基板には、例えば、サファイア(Al2O3)のような透光性の絶縁性材料や、半導体積層体からの発光を透過する半導体材料(例えば、窒化物系半導体材料)を用いることができる。
光反射部材は、絶縁体であり、ある程度の強度を有する光反射性樹脂により構成することができる。光反射性樹脂とは、発光素子からの光に対する反射率が高く、例えば、反射率が70%以上の樹脂を意味する。
枠体4は、その内壁面で発光素子1から側方へ出射した光を上方へ反射させて発光装置の発光効率を向上させるための反射板として機能させることができる。
透光性部材は、発光ダイオード等を搭載した一般的な発光装置の封止に用いられる透光性樹脂材料を適用することができ、具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。また、透光性樹脂は、先に形成された枠体が堰になるので、比較的低粘度の液状の樹脂材料(例えば、25℃のときの粘度が0.01〜5.0Pa・s)で形成することができるため、小さな領域であっても充填を容易とすることができる。
波長変換物質としては、少なくとも発光素子から出射された光によって励起されて、異なる波長の発光をするものであればよい。例えば、蛍光体やナノクリスタル、量子ドット(Q−Dots)と称される発光物質などを用いることができる。
封止部材を構成する透光性部材としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂が好適である。
2 光反射部材
3 透光性部材
4 枠体
5 封止部材
6 レンズ部
7 鍔部
10 基板
10a 主面
10b 裏面
20 補助ソルダーパッド
30 電極用ソルダーパッド
100、200、300 発光装置(半導体装置)
Claims (7)
- 主面及び裏面を有し、平面視形状が矩形の基板と、
前記基板の裏面側に設けられ、前記基板の外側周縁の四隅に分かれて形成された補助ソルダーパッドと、
前記補助ソルダーパッドよりも内側に形成された少なくとも一対の電極用ソルダーパッドと、
を有し、
前記電極用ソルダーパッドの一辺と、前記補助ソルダーパッドの一辺が、直線上に配置されている半導体装置用パッケージ。 - 前記補助ソルダーパッドは、前記基板の外側周縁の隅部の形状に沿ったL字形状である、請求項1に記載の半導体装置用パッケージ。
- 前記電極用ソルダーパッド及び前記補助ソルダーパッドのそれぞれは、平面視が略長方形であり、前記電極用ソルダーパッドと前記補助ソルダーパッドは長手方向を同じくするように配置されている、請求項1に記載の半導体装置用パッケージ。
- 前記電極用ソルダーパッド及び前記補助ソルダーパッドのそれぞれは、平面視が略長方形であり、前記電極用ソルダーパッドと前記補助ソルダーパッドは長手方向が略90°異なる角度になるように配置されている、請求項1に記載の半導体装置用パッケージ。
- 前記基板はセラミックスである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置用パッケージ。
- 前記補助ソルダーパッドは、前記電極用ソルダーパッドと電気的に接続されていない、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置用パッケージ。
- 前記基板の主面に搭載された半導体素子を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置用パッケージを用いた半導体装置。
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