KR20120029330A - 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치 - Google Patents
반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120029330A KR20120029330A KR1020110091649A KR20110091649A KR20120029330A KR 20120029330 A KR20120029330 A KR 20120029330A KR 1020110091649 A KR1020110091649 A KR 1020110091649A KR 20110091649 A KR20110091649 A KR 20110091649A KR 20120029330 A KR20120029330 A KR 20120029330A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- semiconductor light
- substrate
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 422
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 420
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 364
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 317
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 315
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 190
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 175
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 173
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 172
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 153
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 116
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 116
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 100
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 100
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 235
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 166
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 129
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 129
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 129
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 61
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 61
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 32
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 24
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 942
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 121
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 115
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 115
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 53
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 43
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 29
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 29
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 27
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 18
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 14
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 14
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 8
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 8
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 7
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102100037681 Protein FEV Human genes 0.000 description 4
- 101710198166 Protein FEV Proteins 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- BSIDXUHWUKTRQL-UHFFFAOYSA-N nickel palladium Chemical compound [Ni].[Pd] BSIDXUHWUKTRQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 4
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 cesium ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N caesium(1+) Chemical compound [Cs+] NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARHBWGMHXPPGCZ-UHFFFAOYSA-N [K].[Au](C#N)(C#N)C#N Chemical compound [K].[Au](C#N)(C#N)C#N ARHBWGMHXPPGCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCXYPVYRAOXCHB-UHFFFAOYSA-N bismuth silver Chemical compound [Ag].[Bi] CCXYPVYRAOXCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- MAHNFPMIPQKPPI-UHFFFAOYSA-N disulfur Chemical compound S=S MAHNFPMIPQKPPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- CRLLGLJOPXYTLX-UHFFFAOYSA-N neodymium silver Chemical compound [Ag].[Nd] CRLLGLJOPXYTLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N silver cyanide Chemical compound [Ag+].N#[C-] LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 101150059017 ypeC gene Proteins 0.000 description 1
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(과제)
황화되지 않고 높은 반사율을 확보할 수 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 제공한다.
(해결수단)
반도체 발광소자 탑재용 기판은, 금속부분으로 이루어지는 기재(2)와, 기재(2)의 반도체 발광소자가 탑재되는 면측에 설치된 두께 0.02μｍ이상 5μｍ이하의 알루미늄 반사층(4)을 구비한다.
황화되지 않고 높은 반사율을 확보할 수 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 제공한다.
(해결수단)
반도체 발광소자 탑재용 기판은, 금속부분으로 이루어지는 기재(2)와, 기재(2)의 반도체 발광소자가 탑재되는 면측에 설치된 두께 0.02μｍ이상 5μｍ이하의 알루미늄 반사층(4)을 구비한다.
Description
본 발명은 반도체 발광소자 탑재용 기판(半導體發光素子 搭載用基板) 및 그것을 사용한 반도체 발광장치(半導體發光裝置)에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(ＬＥＤ : Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(ＬＤ : Laser Diode)로 대표되는 반도체 발광장치는, 구리로 대표되는 금속기재(金屬基材) 또는 금속수지 복합기재(金屬樹脂複合基材) 상에 LED칩(LED chip) 또는 LD칩(LD chip)을 탑재하고, LED칩 또는 LD칩 및 기재(基材)의 일부를 예를 들면 몰드 수지(mold 樹脂)로 이루어지는 외위기(外圍器)로 포위한 구성으로 되어 있다. 기재에 있어서 외위기로부터 노출하는 부분이 일방의 외부단자(外部端子)가 되고, 타방의 외부단자는 외위기 내에 있어서 예를 들면 본딩 와이어(bonding wire)에 의하여 그 일단이 LED칩 또는 LD칩에 전기적으로 접속되어 있다.
이러한 구성의 반도체 발광장치는, LED칩 또는 LD칩에서 발생한 광을 효율적으로 외부로 도출하기 위해서, LED칩 또는 LD칩을 탑재하는 기재의 표면에 광반사율이 높은 은도금층을 형성하고, LED칩 또는 LD칩의 이면(기재)측으로 방출된 광을 취출측으로 반사하는 구성으로 하는 것이 알려져 있고(특허문헌1), 또한 외위기에 LED칩 또는 LD칩의 주위에 있어서 기재로부터 멀어짐에 따라 LED칩 또는 LD칩으로부터 멀어지는 소위 경사면을 가지는 개구부를 형성하고, 이 경사면에 광반사율이 높은 은, 은 비스무트(銀 bismuth), 은 네오디움(AgNd)으로부터 선택되는 금속층을 형성하고, LED칩 또는 LD칩으로부터 측방으로 방출된 광을 개구부의 출구방향으로 반사시킴과 아울러 금속층을 가스 차단성이 높은 수지층에 의하여 덮음으로써 황화 가스 등 대기 중의 가스가 진입하여 은과 반응함으로써 흑화(黑化)하여 반사율을 저하하는 것을 방지하는 것이 알려져(특허문헌2) 있다.
특허문헌1에 기재된 반도체 발광장치에서는 외위기로서 사용하는 수지가 황화수소 등의 대기 중의 가스를 투과시켜, 이들의 가스와 은도금층이 반응하여 황화(黃化) 등이 발생하여 흑화하기 때문에, 은도금층의 반사율이 급격하게 저하한다고 하는 문제가 있다. 특허문헌2에 기재된 반도체 발광장치는 특허문헌1의 문제를 해결하는 하나의 방법을 개시하고 있지만, 외위기 수지재료의 내열성 때문에 범위가 한정되는 문제가 있는 것은 특허문헌2에 기재되어 있는 바와 같다. 또한 특허문헌1의 문제를 해결하는 별도의 방법으로서는, 은도금층의 표면에 황화방지용의 얇은 유기보호막을 형성하는 것도 제안되어 있다. 그러나 와이어 본딩 전에 와이어 본딩 성능을 안정화시키기 위하여 하는 플라즈마 세정 등에 의하여 보호층의 열화 또는 벗겨짐이 발생하여 황화방지 효과가 없어진다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 황화되지 않고 높은 반사율을 확보할 수 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 황화되지 않고 높은 반사율을 확보할 수 있는 반도체 발광장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 실시형태 및 실시예의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
본 발명의 제1태양은, 상기 목적을 달성하기 위하여 금속부분으로 이루어지는 기재와, 상기 기재에 있어서 반도체 발광소자가 탑재되는 면측에 설치된 두께 0.02μｍ이상 5μｍ이하의 알루미늄 반사층을 구비한 반도체 발광소자 탑재용 기판을 제공한다.
본 발명의 제2태양은, 상기 목적을 달성하기 위하여 금속부분으로 이루어지는 기재와, 상기 기재에 있어서 반도체 발광소자가 탑재되는 면측에 설치된 두께 0.01μｍ이상 5μｍ이하의 은층 또는 은합금층과, 상기 은층 또는 은합금층 상에 설치된 두께 0.006μｍ이상 2μｍ이하의 알루미늄 반사층을 구비한 반도체 발광소자 탑재용 기판을 제공한다.
본 발명의 제3태양은, 상기 목적을 달성하기 위하여 상기한 반도체 발광소자 탑재용 기판과, 상기 반도체 발광소자 탑재용 기판 상에 탑재된 반도체 발광소자와, 상기 반도체 발광소자 탑재용 기판의 일부를 포위하고 상기 반도체 발광소자의 주위에 상기 반도체 발광소자 탑재용 기판으로부터 멀어짐에 따라 상기 반도체 발광소자로부터 멀어지는 경사면 또는 수직면으로 형성되는 오목부를 구비하는 외위기 부분과, 상기 외위기 부분의 상기 오목부에 충전되어 상기 반도체 발광소자를 밀봉하는 광투과성 수지부를 구비한 반도체 발광장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 기재 표면에 알루미늄 반사층을 형성하기 때문에 황화되지 않고 장기간에 걸쳐 높고 또한 안정된 반사특성을 구비하는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 구현할 수 있다. 이것은 알루미늄의 반사율이 자외선에서는 은의 3배이상으로 높고, 보라색, 적색, 적외선에 대하여는 은에 가까운 반사율을 구비하고 있고, 금속의 안에서는 색의 균형이 좋고, 은에 뒤이은 고반사율을 구비하고 있고 또한 은과 비교하여 대약품성(對藥品性)이 우수하여 황화가 일어나기 어려운 특성을 구비하는 것에 기인하고 있다.
도1은 본 발명의 제1실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도2는 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도3은 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도4는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도5(a)?(d)는, 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도6(a)?(c)는, 본 발명의 제6실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도7(a)?(e)는, 본 발명의 제7실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도8은 본 발명의 제8실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도9는 본 발명의 제10실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도10은 본 발명의 제11실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도11은 본 발명의 제12실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도12는 본 발명의 제13실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도13은 본 발명의 제14실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도14(a)?(d)는, 본 발명의 제15실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도15(a)?(c)는, 본 발명의 제16실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도16(a)?(d)는, 본 발명의 제17실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도17은 본 발명의 제18실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도18(a)?(c)는, 본 발명의 제19실시형태인 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도19는, 본 발명의 제21실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도20은 본 발명의 제22실시형태를 나타내는 도면으로서, (A)는 본 발명의 제22(1)실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도, (B)는 본 발명의 제22(2)실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도21은 본 발명의 제23실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도22는 본 발명의 제24실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도23은 본 발명의 제25실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도24(a)?(d)는, 본 발명의 제26실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도25(a)?(c)는, 본 발명의 제27실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도26(a)?(e)는, 본 발명의 제28실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도27(a)?(c)는, 본 발명의 제29실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도28은 본 발명의 제31실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도29는 본 발명의 제32실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도30은 본 발명의 제33실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도31(a)?(d)는, 본 발명의 제34실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도32(a)?(d)는, 본 발명의 제35실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도33은 본 발명의 제38실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도2는 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도3은 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도4는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도5(a)?(d)는, 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도6(a)?(c)는, 본 발명의 제6실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도7(a)?(e)는, 본 발명의 제7실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도8은 본 발명의 제8실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도9는 본 발명의 제10실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도10은 본 발명의 제11실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도11은 본 발명의 제12실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도12는 본 발명의 제13실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도13은 본 발명의 제14실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도14(a)?(d)는, 본 발명의 제15실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도15(a)?(c)는, 본 발명의 제16실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도16(a)?(d)는, 본 발명의 제17실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도17은 본 발명의 제18실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도18(a)?(c)는, 본 발명의 제19실시형태인 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도19는, 본 발명의 제21실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도20은 본 발명의 제22실시형태를 나타내는 도면으로서, (A)는 본 발명의 제22(1)실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도, (B)는 본 발명의 제22(2)실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도21은 본 발명의 제23실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도22는 본 발명의 제24실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도23은 본 발명의 제25실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도24(a)?(d)는, 본 발명의 제26실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도25(a)?(c)는, 본 발명의 제27실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도26(a)?(e)는, 본 발명의 제28실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도27(a)?(c)는, 본 발명의 제29실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다.
도28은 본 발명의 제31실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도29는 본 발명의 제32실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도30은 본 발명의 제33실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
도31(a)?(d)는, 본 발명의 제34실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도32(a)?(d)는, 본 발명의 제35실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다.
도33은 본 발명의 제38실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 여기에서 각 도면에서 실질적으로 동일한 기능을 구비하는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 중복되는 설명을 생략한다.
(제1?제10의 실시형태)
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 실시형태는, 반도체 발광소자를 탑재하는 구리 또는 동합금 또는 철계 합금으로 이루어지는 기재와, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면의 적어도 일부에 설치된 알루미늄 반사층으로 반도체 발광소자 탑재용 기판을 구성한 것이다.
반도체 발광소자를 탑재하고 적어도 금속으로 이루어지는 기재와, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면의 적어도 일부에 설치된 알루미늄 반사층으로 구성한 점에 있다.
기재의 금속으로서는, 구리 혹은 동합금으로 이루어지는 기재가 전기저항, 열저항의 점에서 바람직하다. 또한 기재판의 금속으로서, 42알로이 등의 철니켈 합금, 철계 프레임재(鐵系frame材)를 사용할 수 있다.
또한 기재는 금속부분을 포함하고 있으면 좋다. 예를 들면 기재는, 수지상에 구리를 부착시킨 구리부착판을 사용할 수 있다. 이 경우에, 수지는 기재상의 알루미늄 반사층을 형성하는 면과는 반대측의 면에 형성된다. 또한 알루미늄 반사층이 형성되는 면과는 반대측의 기재의 표면은, 유기재, 무기재의 복합화된 구성을 포함하는 것을 사용할 수도 있다.
[제1실시형태]
도1은 본 발명의 제1실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도로서, 2는 기재, 4는 기재(2)의 일방면에서 반도체 발광소자를 탑재하는 장소를 포함하는 영역에 형성된 알루미늄 반사층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판이 구성되어 있다.
기재(2)는 금속으로 구성되거나 또는 금속과 유기재 또는 무기재의 복합재로 구성된다. 금속의 재료로서 이것에 제한되는 것은 아니지만, 가장 범용성이 높은 기재는 구리 또는 동합금으로 이루어지는 금속 리드 프레임(金屬 lead frame)이다. 기재(2)로서 동판(銅板)을 사용하는 경우에, 그 두께에 제한은 없지만 비용을 고려하여 두께가 선정된다. 또한 양산화를 고려하면 동판의 후프재(hoop材)가 바람직하지만, 단척(短尺)의 시트재 및 빗 모양으로 절단된 리드 프레임 단독의 재료도 사용할 수 있다. 기재(2)로서 복합재를 사용하는 경우에, 수지재상에 동판이 부착되는 구리부착판이나 그 적층판을 사용할 수 있다. 수지로서는 경질(硬質)의 판자 모양의 것, 얇고 가요성을 구비하는 것을 사용할 수 있다. 대표적인 것으로서, 각각 글라스 에폭시 기판(glass epoxy 基板)(글래스포 기재 수지판(glass布 基材 樹脂板))이나 폴리이미드 수지계(polyimide 樹脂系) 등을 들 수 있다. 알루미늄 반사층(4)의 제조방법은, 감압압력조정 기능을 구비하는 증착장치로 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 알루미늄 반사층(4)의 두께는 반사율의 관점으로부터 0.02μｍ이상이 바람직하다.
기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.2mm로 하고, 알루미늄 반사층(4)의 두께를 예를 들면 0.05μm로 한다. 제조에 있어서, 우선 기재(2)로서 상기의 치수의 동판을 준비한다. 다음에 저항가열식의 배럴식 진공증착장치를 사용하여 알루미늄 반사층(4)을 성막(成膜)한다. 구체적으로는, 기재(2)를 50mm×150mm의 단척재(短尺材)가 되도록 절단하고, 절단한 기재 16매를 반경 300mm의 우산모양의 치구상에 방사상으로 나열하고, 이것을 배럴에 3기 세트하여 배치하고, 알루미늄의 증착원(烝着源)으로서는 저항가열원(출력1kW)을 사용하고, 진공도를 2×10-4Ｐａ까지 배기(排氣)하여 알루미늄 반사층(4)을 두께 0.05μm로 성막하였다. 알루미늄의 증착원으로서는, 로드록 방식에 있어서 전자빔(electric beam) 방식을 사용하고, 카본 도가니를 사용하더라도 좋다. 내구성이 좋은 카본 도가니 등을 적절하게 최적화 함으로써 안정된 증착을 연속하여 할 수 있다. 진공증착장치는, 본 실시형태에서는, 자작기(自作機)를 사용했지만, 로드록 방식(load-lock 方式)의 증착기 등 시판되는 증착장치를 사용하여도 문제 없다. 또한 후프재에 증착할 수 있는 연속식 증착장치이어도 좋다. 진공증착장치는, 막의 질, 생산성 등을 종합적으로 고려하여 적절하게 선택하면 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4)의 형성방식은 증착방식이 아니어도 좋다. 즉 이온 플레이팅법(ion platiang法), 스퍼터링법(sputtering法), 클래드법(clad法) 등을 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4)의 막두께 측정은, 2차이온 질량분석법(ＳＩＭＳ : Secondary Ion Mass Spectrometry)의 분석에 의하여 이루어졌다. 알루미늄 반사층의 막두께는, 알루미늄 표면으로부터 바탕재(下地材)의 원소의 신호강도가 1/2이 되는 위치까지의 두께로 하였다. 상기의 기재(2)가 구리인 경우에는, 구리의 신호강도를 사용하게 된다.
(본 실시형태에 관한 실시예의 평가)
알루미늄 반사층(4)에 대해서, 황화특성 및 반사율을 이하와 같이 확인하였다. 우선, 표1에 나타나 있는 바와 같이 두께를 달리 하는 알루미늄 반사층을 상기의 방법으로 제작하고, 파장이 460ｎｍ에서의 초기 반사율을 측정하였다. 이 파장에 있어서 황산 바륨의 반사율을 100%로 하고 반사율이 90%이상을 특히 양호(ㅇ로 나타냄)이라고 하고, 90%미만을 불량(×로 나타냄)으로 하였다. 알루미늄이 매우 얇은 경우에, 즉 두께가 0.01μｍ이하인 경우에는 바탕의 금속의 반사율(여기에서는 구리)의 영향을 받아 반사율이 낮아졌다. 다음에 황화특성에 대해서, 각 두께의 알루미늄 반사층(4)을 형성한 샘플에 대하여 3ｐｐｍ의 Ｈ2S(황화수소)을 분위기 온도를 40도로, 습도를 80%로 하여 96시간 분무(噴霧)하였다(ＪＩＳ H8502 도금의 내식성 시험방법에 준거한 시험을 하였다). 내황화 특성(耐黃化特性)은 초기 반사율과 96시간 황화후의 반사율의 비로 하였다. 알루미늄 반사층을 설치했을 경우에, 초기 반사율에 대하여 90%미만까지 저하하는 것은 없었다. 종합하면, 반도체 발광소자 탑재용 기판으로서 요구되는 특성으로서 초기 반사율, 황화특성(즉 황화될 수 있는 환경하에서의 사용후의 반사율)이 모두 양호한 것이 확인된 것은 알루미늄 반사층의 두께가 0.02μｍ이상이 것이었다.
또한, 비교예1로서, 기재상에 은층 3μm 만을 설치했을 경우에 초기 반사율이 93%로 양호하여 ㅇ이지만, 황화특성은 내황화시험 후의 반사율은 29%로 크게 저하하여 좋지 않은 것을 확인하고 있다. 비교예2로서 기재상에 니켈층(0.7μm), 팔라듐층(0.05μm) 만을 설치한 예에서는, 내황화 특성은 양호하지만 초기 반사율이 63%로 낮아 ×인 것을 확인하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 기재 표면에 알루미늄 반사층을 형성하기 때문에, 황화되지 않고 장기간에 걸쳐 높고 또한 안정된 반사특성을 구비하는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치가 구현된다. 이것은, 알루미늄의 반사율이 자외선에서는 은의 3배이상으로 높고, 보라색, 적색, 적외선에 대하여는 은에 가까운 반사율을 구비하고 있어, 금속의 안에서는 색의 균형이 좋고, 은에 뒤이은 고반사율을 구비하고 있고 또한 은과 비교하여 황화가 일어나기 어려운 특성을 이용하고 있다.
상기의 반도체 발광소자 탑재용 기판에 와이어 본딩을 하기 위하여 아르곤 플라즈마 세정(argon plasma 洗淨)을 하고, 그 후에 금와이어를 본딩 한다. 이 반도체 발광소자 탑재용 기판에 대하여 황화시험을 한 바, 반사율의 저하는 발견되지 않았다. 이 결과로부터 표면세정에 대한 내성이 강하고, 열화나 벗겨짐의 걱정이 없는 것을 알았다.
또한 상기 제1실시형태로부터 얻어지는 효과는, 정도의 차이는 있더라도 후술하는 실시형태에 있어서도 얻어진다.
[제2실시형태]
도2는 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도로서, 도1에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 사용한 반도체 발광장치를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 2(2A, 2B)는 기재, 4(4A, 4B)는 기재(2)의 일방면에 형성된 알루미늄 반사층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판을 구성한다. 반도체 발광장치에 있어서는 이것을 2조(2A와 4A, 2B와 4B)를 대략 동일면에서 근접시켜 배치하여 사용한다. 6은 알루미늄 반사층(4A)상에 탑재된 반도체 발광소자, 7은 반도체 발광소자(6)와 알루미늄 반사층(4B)을 전기적으로 접속하는 본딩 와이어, 8은 반도체 발광소자(6)를 제외하고 기재(2A, 2B)가 서로 근접하고 있는 측을 포위하고, 반도체 발광소자의 주위에 기재로부터 멀어짐에 따라 반도체 발광소자로부터 멀어지는 경사면과 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A, 4B)으로 형성되는 오목부를 구비하고 수지로 만든 외위기 부분, 9는 외위기 부분(8)의 오목부에 충전되어 반도체 발광소자를 밀봉하는 광투과성 수지부로서 외위기의 일부를 구성하고 있다. 광투과성 수지부(9)에 형광체 재료를 섞을 수 있다. 예를 들면 이트륨?알루미늄?가넷(ＹＡＧ:Yttrium Aluminum Garnet) 등을 섞음으로써, LED칩으로서 460ｎｍ의 ＧａＮ계 ＬＥＤ를 사용하여 유사백색 ＬＥＤ장치(類似白色LED裝置)를 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4)은 외위기의 내측의 대략 전체면 또는 일부를 제외한 나머지의 부분에 형성되어 있으면 좋다. 그 이유는, 발광소자로부터 방사된 광이 외위부 내에서 반사되면 좋기 때문이다.
구체적인 방법으로서는, (1)알루미늄 반사층 형성시 성막장치에 의하여 외위기 영역 이외를 차폐하는 기능을 부여한다. (2)전체면에 알루미늄 반사층을 성막한 후에, 외위기 영역을 테이핑(taping) 또는 포토리소프로세스 등에 의하여 마스크 하고, 그 후에 알루미늄을 에칭에 의하여 제거하는 방법 등 여러가지 방법이 있고, 그들의 어느 것을 사용하여도 좋다.
상기 구성의 반도체 발광장치에 의하면, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A, 4B)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4A, 4B)에 의하여 오목부의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이, 알루미늄은 양호한 내황화 특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
[제3실시형태]
도3은 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도로서, 기재(2)의 양면에 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 습식 도금법으로 형성하고, 기재(2)의 일방면의 금플래시 도금층(10)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 점을 특징으로 하고 있다. 기재(2)상에 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하는 이유의 하나는, 기재(2)와 반도체 발광장치를 실장하는 프린트 배선기판과의 납땜 흡윤성의 확보, 즉 납땜 접속성의 향상을 도모하기 위해서다. 그 경우에, 니켈층(17)의 두께는 0.4?1.5μm, 팔라듐층(18)의 두께는 0.01?0.2μm, 금플래시 도금층(10)의 두께는 0.1μｍ이하로 할 수 있다. 이들 두께는 본 발명자가 효과를 확인한 것이지만, 실장하는 소자에 의하여 약간의 변경이 가능하다. 알루미늄 반사층(4)의 두께는 광반사특성의 관점으로부터 0.02μｍ이상이 바람직하고, 5μｍ정도라도 가능하지만, 건식 도금법을 사용했을 경우에 평탄성(平坦性)의 관점으로부터 2μｍ이하가 바람직하다(이하, 동일하다). 여기에서 금플래시 도금층은, 바탕층의 전체면을 덮는 것뿐만 아니라 바탕층에 대하여 얼룩 모양으로 형성되어 있는 경우가 있다. 이 때문에 금플래시 도금의 반사특성은 금층과 그 이외의 바탕층의 혼합체가 된다.
알루미늄 반사층(4)의 제조방법은, 감압기능을 구비하는 증착장치에 의하여 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 니켈층 및 팔라듐층은, 습식 도금법, 진공증착 등의 건식 어느 쪽에 의하여도 본 제품에 필요한 품질의 도금층을 얻을 수는 있다. 습식 도금쪽이, 재료의 6면 전체면에 코팅할 수 있고 저비용으로 제작할 수 있는 것이 많아, 본 발명의 니켈층이나 팔라듐층은 습식 도금에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)에 있어서 습식 도금법에 의하여 성막한 바탕층의 막두께는, 도금 시의 전류값을 적산함으로써 산출한다.
이 니켈층(17)은, 기재(2)의 구리의 산화에 의한 변색방지와, 반도체 발광소자 탑재용 기판이 딱딱해지는 데에 있어서의 취급특성 향상을 목적으로 하고, 두께는 0.5μm로부터 1.0μm의 사이의 값을 취할 수 있다. 팔라듐층은, 소자를 납땜에 의하여 실장할 때에 그 접속부가 되는 부분을 팔라듐층으로 함으로써 좋은 땜납 흡윤성을 얻기 위하여 설치할 수 있다. 팔라듐층으로서는 0.03μm로부터 0.07μm의 두께로 하는 것이 많지만, 납땜 조건에 따라서 두께를 결정한다.
본 실시형태의 효과는, 알루미늄을 반사층으로서 사용함으로써 높은 반사율을 확보할 수 있다. 또한 0.02μｍ이상의 두께의 알루미늄 반사층(4)을 이용함으로써 양호한 내구성이 얻어지고, 높은 반사율을 유지할 수 있다고 하는 효과에 더하여 이하의 효과를 얻을 수 있다. 즉 상기의 수치범위의 니켈층(17)은 기재(2)의 주된 재료인 구리의 확산을 방지를 할 수 있는 것, 상기의 수치범위의 팔라듐층(18)은 실장시의 무연의 땜납재와의 흡윤성 향상이 도모되는 것, 상기의 수치범위의 금플래시 도금층(10)은 더한층의 땜납의 흡윤성의 향상과 장기보관을 가능하게 하는 것 등의 새로운 효과를 얻을 수 있다. 즉 이러한 구조로 함으로써 납땜에 적합한 구조로 할 수 있다.
[제4실시형태]
도4는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도로서, 도3에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판과 도2의 외위기 부분(8) 및 광투과성 수지부(9)를 조합시킨 반도체 발광장치의 실시예이다. 도2 및 도3과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 있다.
기재(2A)(2A, 2B)로서 동판을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.2mm의 동판을 준비하고, 기재(2A, 2B)의 표면에 니켈층(17)을 두께 1μm, 팔라듐층(18)을 두께 0.1μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.01μm로 순차적으로 습식 도금법에 의하여 제작한다. 또한 알루미늄 반사층(4)(4A, 4B)을, 금플래시 도금층(10) 면상의 납땜 접속에 사용하는 부분을 남기면서 반사막으로서 사용하는 부분에 부분적으로 증착하여, 납땜 접속부에는 알루미늄층이 없고, 반사에 사용하는 부분에는 알루미늄층이 있는 재료를 얻는다. 그 후에 프레스나 에칭에 의하여 반도체 발광소자탑재용의 프레임 형상을 제작하고, 2조(2A와 4A, 2B과 4B)를 대략 동일면에서 근접시켜 배치한다. 그리고 기재(2A, 2B)가 서로 근접하고 있는 부분을 포위하고, 반도체 발광소자(6)의 주변을 제거하여 형성되는 오목부를 가지고 수지로 만든 외위기 부분(8)을 형성한다. 다음에 반도체 발광소자(6)를 도전성 페이스트재(導電性 paste材)로 탑재하고, 표면 전극과 리드 프레임을 금와이어 본딩에 의하여 접속을 한다. 마지막으로, 외위기 부분(8)의 오목부 내에 반도체 발광소자(6)를 피복하도록 광투과성 수지(실리콘 수지 등)을 충전하여 외위기의 일부가 되는 광투과성 수지부(9)를 형성한다.
이상의 설명에서는, 반도체 발광소자 탑재용 기판을 제작한 후에 소정의 형상으로 프레스나 에칭을 사용하여 성형했지만, 후도금법(後鍍金法)으로 할 수도 있다. 즉 기재(2A, 2B)를 소정의 형상으로 성형한 후에, 습식 도금법에 의하여 기재상에 각 도금층(10, 17, 18)을, 진공증착법 등의 건식 도금법에 의하여 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 것도 가능하다. 또한 기재(2A, 2B)에 대해서는 구리로 이루어지는 경우에 대하여 설명했지만, 수지 등의 위에 구리배선을 설치한 것을 사용할 수 있다. 또한 용도, 비용 등을 고려하여 다른 금속 기재 예를 들면 철계의 42알로이 합금 등을 사용하여도 좋다. 또한 프린트 배선판이나 플렉시블 배선판 형성공정에 의하여 배선을 형성한 뒤에 알루미늄 반사층(4)(4A, 4B)을 형성하여 사용할 수 있다. 이와 같이 목적이나 구조, 재료(동판 혹은 가요성이 있는 플렉시블 수지 기재)에 따라서 형상의 제작(펀칭 가공, 절곡가공, 돌출가공 등에 의한 형상의 제작), 도금, 증착의 순서는 변경할 수 있다.
탑재하는 반도체 발광소자(6)로서는, 예를 들면 ＧａＡｓ-Ｓｉ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＡｓ-ＬＥＤ, ＧａＰ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＩｎＰ-ＬＥＤ, ＩｎＧａＮ-ＬＥＤ 등의 LED칩을 탑재할 수 있다. 또한 도4에 나타낸 반도체 발광소자는 상면과 하면의 양방에 전극이 있는 종방향 소자(縱方向素子)라고 불리는 것이 있지만, 이것에 한정되지는 않고 동일면에 한 쌍의 전극을 형성하는 평면형 구조(planar 構造)의 ＬＥＤ(예를 들면 ＧａＮ계)이더라도 좋다. 전극이 동일면에 형성되는 평면형 구조의 경우에, 전극면을 표면측 (도면에서는 상측)을 향해서 캐소드, 애노드의 모두에 와이어 본딩을 실시하는 경우와, 전극면을 밑(리드 프레임측)을 향해 직접 접속하는 소위 플립칩(flip chip) 실장방식이 있지만, 어느 쪽의 실장방식에서도 사용할 수 있다. 금와이어 본딩 대신에 구리계 와이어 본딩이나 알루미늄 와이어 본딩이어도 좋다.
또한 이 실시형태에서는 금플래시 도금층(10)을 실시한 것을 사용했지만, 금에 관해서는 비교적 큰 피치(예를 들면 0.5mm 피치의 경우), 즉 높은 정밀도를 요구하지 않는 경우에, 금플래시 도금층(10)이 없더라도 높은 수율이 주어지기 때문에 제외하는 것도 가능하다. 팔라듐층(18)에 관해서는, 금속층의 두께를 확보하고 충분한 땜납 흡윤성이 얻어지면 팔라듐을 생략할 수도 있다.
이러한 구성의 반도체 발광장치에 의하면, 도2에 나타낸 반도체 발광장치와 마찬가지로, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A, 4B)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4A, 4B)에 의하여 오목부의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 또한 알루미늄 반사층(4A, 4B)은 양호한 광반사특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한 기재(2A, 2B)와 알루미늄 반사층(4A, 4B) 사이에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)로 이루어지는 중간층을 삽입하고 있기 때문에, 실장시의 무연 땜납재와의 흡윤성 향상이 도모된다.
[제5실시형태]
도5는 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태는 도3에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 변형예의 성격을 갖고 있는 것으로서, 도5(a)는 기재(2)의 일방면에만 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성하고, 금플래시 도금층(10)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, 도5(b)는 기재(2)의 일방면에 형성된 금플래시 도금층(10)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 일부분을 지면에서 상방으로 대략 90도 접어 구부린 예를, 도5(c)는 기재(2)의 전체면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성하고, 형성된 금플래시 도금층(10)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 일부분을 지면에서 상방으로 180도 접어 구부린 예를, 도5(d)는 기재(2)의 일방면에 직접 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 기재(2)의 타방면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다.
도5(a)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 구리로 이루어지는 기재(2)의 한 면에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 0.4μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.01μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm 또한 금플래시 도금층(10)의 일부상에 알루미늄 반사층(4)을 증착법에 의하여 형성하여 구성할 수 있다. 또한, 이 예와 같이 구리의 기재상에 니켈, 팔라듐, 금, 알루미늄을 순차적으로 적층하는 경우에, 알루미늄 반사층 이외는 습식 도금법을 사용할 수 있다. 알루미늄 반사층(4)에 대해서는, 현재는 습식 도금법에서는 용이하게는 도금을 할 수 없기 때문에 진공증착법을 채용하면 좋다. 다른 방법으로서는, 예를 들면 불활성 가스중에서의 스퍼터링법을 사용할 수 있다. 또한 비용, 프로세스 공정의 간소화 등의 관점으로부터 이들의 방법을 복수 사용하여도 좋다.
도5(b)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 1.5μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.2μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 일부분에 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 도5(c)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 1.5μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.2μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm 순차적으로 형성한 후에, 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 이들 예는 반도체 발광소자를 알루미늄 반사층(4)의 상면에 탑재하고, 기재(2)의 하면 또는 측면에 와이어 본딩을 실시하는 사용방법을 상정하고 있다. 더 구체적으로는, 기재(2)가 구부려지는 경우에 적용이 가능한 구성이다. 또 본 실시예에서는 기재(2)의 이면에 와이어 본딩을 실시하고 있지만, 목적에 따라서 이면이 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10) 등에 의하여 피복되어 있어도 상관없다.
도5(d)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 도5(a)의 예와 마찬가지로 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)이 기재(2)의 한 면에만 형성되어 있기 때문에, 이들의 금속의 사용량을 억제할 수 있다. 한 면만을 도금하는 경우는, 2개의 기재를 접합시켜서 도금공정으로 보내고, 그 후에 분리함으로써 마스크재를 필요로 하지 않고 실현된다. 알루미늄 반사층(4)은, 상기한 바와 같이 두께에 따라서는 바탕에 의한 반사율의 영향을 받기 쉽기 때문에 0.02μｍ이상으로 하는 것이 바람직하다. 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하고 있지만, 부분적으로 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 구조로 하더라도 좋다. 도5(d)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 형성한 뒤에, 기재의 단부(기판접속 리드, 아우터 리드라고도 부른다)를 소정의 형상으로 가공하여 사용할 수 있다. 예를 들면 기재의 외위기로부터 노출하는 부분(아우터 리드)의 하면을 인쇄기판의 상면에 접촉하도록 절곡가공 하여 기재와 접속할 때에 이 구성을 사용할 수 있다. 즉 기재의 중앙부분은 알루미늄 반사층으로서 사용하고, 기재의 단부의 하면은 아우터 리드로 하여 니켈-팔라듐측의 면이 인쇄기판에 접속된다.
[제6실시형태]
도6은 본 발명의 제6실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태는 기재(2)의 양면 또는 일방면에 팔라듐(Ｐｄ), 금(Ａｕ), 주석(Ｓｎ), 니켈(Ｎｉ), 구리(Ｃｕ)-주석(Ｓｎ)합금, 구리(Ｃｕ)-니켈(Ｎｉ)합금으로부터 선택되는 단층(單層)의 금속층(11)을 형성하고, 금속층(11) 또는 기재(2)상에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성으로 되어 있다. 금속층(11)은, Ａｇ 이외의 금속으로 이루어지는 제1금속층의 일례다.
도6(a)는 기재(2)의 양면에 금속층(11)을 형성하고, 일방면의 금속층(11)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, 도6(b)는 기재(2)의 일방면에 금속층(11)을 형성하고, 금속층(11)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, 도6(c)는 기재(2)의 일방의 면에 금속층(11)을 형성하고, 기재(2)의 타방의 면에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다. 즉 도6(a)?(c)는, 금속층(11)이 반도체 발광소자 탑재용 기판의 표면의 일부에 노출되어 있는 예다.
팔라듐은 구리보다 산화방지의 효과가 있고 납땜에 이용되는 주석과 친하다는 이점을 구비하고, 주석은 납땜하기 쉽고 염가라고 하는 이점이 있지만 약간 산화되기 쉽다고 하는 결점이 있다. 구리-주석 합금은 구리보다 산화되기 어렵고, 주석과 구리와 비교하여 주석과 친하다는 이점이 있다. 구리-니켈 합금은 니켈보다 주석과 친하다는 이점이 있다. 이러한 점을 감안하여, 사용조건?제조조건에 따라서 금속층(11)으로서 알맞은 재료를 선택할 수 있다.
[제7실시형태]
도7은 본 발명의 제7실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은 알루미늄 반사층(4)의 위에 금도금층(12)을 한 곳 또는 여러 곳에 형성한 점에 있다. 도7(a)는 알루미늄 반사층(4)의 위의 일부분에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도7(b)는 부분적으로 형성한 알루미늄 반사층(4)의 외측의 금플래시 도금층(10)상에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도7(c)는 알루미늄 반사층(4)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도7(d)는 알루미늄 반사층(4) 및 알루미늄 반사층(4)을 형성한 금플래시 도금층(10)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를 각각 나타내고, 도7(e)에 이 반도체 발광소자 탑재용 기판을 사용한 반도체 발광장치의 실시형태의 일례를 나타내는 개략적인 단면도를 나타내고 있다. 이들 실시예에서는 기재(2)의 전체면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 상기한 각 실시예에서 설명한 바와 같이, 단층의 금속층(11)을 형성하는 것, 기재(2)에 직접 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 금도금층(12)은, 알루미늄 반사층(4)상에 탑재하는 반도체 발광소자의 전기적 접속에 이용할 수 있다. 금도금층이 두껍게 될수록 단파장측(청색측)의 반사율이 저하하지만, 금와이어의 접속성이 좋아진다. 용도에 따라서 반사율을 고려하여 금도금층(12)의 구조를 정하면 좋다. 또한, 여기에서는 각 도금층(10, 12, 17, 18)은 습식 도금법에 의하여 형성했지만, 다른 방식으로 형성하더라도 좋다.
[제8실시형태]
도8은 본 발명의 제8실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다. 본 실시예에 관한 반도체 발광장치는, 제1 내지 제7실시형태에 관한 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)을 사용하여, 예를 들면 프린트 배선기판에 실장하여 사용된다. 프린트 배선기판(13)에 실장하기 위해서, 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)의 외위기 부분(8)으로부터 외부로 신장하는 부분(아우터 리드)을 접어 구부려, 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면이 되는 부분(1a) 또는 하면보다 하방에 위치하는 부분(1b, 1c)을 형성하고 있다. 이 부분을 프린트 배선기판(13)의 배선에 땜납(14)에 의하여 접착한다. 도8(a)는, 아우터 리드를 90도 접어 구부려서 하방을 향하게 하고, 그것을 반대 방향으로 90도 접어 구부려서 수평방향을 향하게 하고, 이에 따라 아우터 리드가 신장하는 방향은 그대로 수평위치를 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면으로 하는 부분(1a)을 형성한 예를, 도8(b)는, 아우터 리드를 외위기 부분(8)을 따라 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 하면을 따라 부분(1b)을 형성한 예를, 도8(c)는 아우터 리드를 도8(b)와는 반대방향으로 외위기 부분(8)을 따라 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 상면을 따라 부분(1c)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다. 아우터 리드의 절곡방법은 이것에 한정되는 것이 아니라, 반도체 발광장치가 사용되는 용도별로 그에 상응하는 형상이 채용된다.
[제9실시형태]
본 실시형태에 있어서, 기재의 위에 제1실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치하는 점에서는 다른 실시형태와 다르지 않다. 다만 알루미늄 반사층의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이하이다.
이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판과의 본딩 성능(bondability)을 평가하기 위해서, 금으로 이루어지는 본딩 와이어와 와이어 본딩을 하였다. 여기에서 와이어 본딩라 함은, 리드 프레임측의 전극 패드와, 그 리드 프레임에 탑재된 소자상의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서, 금 등의 와이어에 의하여 접속하는 것을 말한다.
1ｓｔ본딩이라 함은, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상(球狀)으로 한 것을 먼저 본딩 하는 것이다. 보통은, 위치 정밀도나 압착성(壓着性)을 감안하여 소자측의 전극을 1ｓｔ본딩으로 하는 것이 많다. 본 실시형태에 있어서는, 구리의 기재상에 제1실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치한 것에, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 본딩 하였다.
2ｎｄ본딩이라 함은, 상기한 소자측의 전극과 상기 와이어에 의하여 접속해야 할 리드 프레임측의 전극과의 소정의 위치에서 본딩 하는 것을 말한다. 본 실시예에 있어서는, 구리의 기재상에 제1실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치한 것에 와이어의 단(끝)을 문지르는 형태로 압착하였다.
표2에 알루미늄 반사층 중의 탄소농도와 금와이어의 접합강도의 관계를 나타낸다. 실시예11로서, 구리 기재 두께 0.15mm상에 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을, 펀칭 프레스(punching press) 가공한 두께 0.5mm의 3층 글라스 에폭시 기판에 내열 아크릴 수지 접착제(耐熱 acryl 樹脂 接着劑)에 의하여 고정시켜 발광장치용 회로기판을 형성한 것이다. 본 재료를 상기의 진공증착장치에 부착하고, 알루미늄 반사층을 0.2μm 성막하고, ＳＩＭＳ 분석을 실시하였다. 여기에서 알루미늄 반사층 내의 탄소농도는 상기 알루미늄 반사층 내에서의 탄소농도의 최소농도로 하였다. 알루미늄 반사층 내의 탄소농도는 3×1020개/ｃｍ3이었다.
실시예12의 기재에는, 폴리이미드 수지 필름 두께 125μm 전체면에 구리 기재 70μm, 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 내열 아크릴 수지 접착제로 접합한 판재이다. 실시예12는 알루미늄 반사층의 형성 후에, 펀칭 프레스 가공에 의하여 (리드 프레임으로서) 불필요한 부분을 펀칭 함으로써 배선재(配線材)를 형성하였다. 실시예12의 알루미늄 반사층 중의 탄소농도를 마찬가지로 ＳＩＭＳ로 분석한 바, 알루미늄 반사층 내의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이었다.
실시예13은, 철이 들어간 동합금에 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성하여 펀칭 프레스 가공만 한 것을, 진공증착장치에 스테인레스제(ＳＵＳ304)의 치구로 고정하고 알루미늄 반사층을 0.2μm 형성하였다. 실시예13의 알루미늄 반사층 내의 탄소농도는 3×1019개/ｃｍ3이었다.
평가기준으로서, 1ｓｔ본딩 강도는 0.39Ｎ이상의 시어 강도(shear强度; 전단강도(剪斷强度)(기재면과 평행하게 하중을 가한 경우의 박리강도(剝離强度))를 갖는 경우를 ㅇ, 0.39Ｎ미만을 ×라고 하였다. 2ｎｄ본딩 강도는 0.049Ｎ이상의 시어 강도를 갖는 경우를 ㅇ, 0.049Ｎ미만을 ×라고 하였다.
표2로부터 알루미늄 반사층의 탄소농도가 3×1020개/ｃｍ3이상에서는 접합강도가 저하하여 1×1020개/ｃｍ3이하로 하는 것이 좋은 것을 알았다.
또한, 본 실시형태에는 에폭시재를 사용함으로써 탄소농도가 올라가 본딩 성능은 다른 실시예보다 나빴다. 또한 본딩 성능은 실용적인 범위내에 있었지만, 아크릴 접착제 등의 유기재료를 사용한 경우에도 알루미늄 반사층 내의 탄소농도가 상승하였다. 본딩 성능을 강하게 요구하는 경우에는, 실시예13과 같이 수지를 사용하지 않고 반도체 발광소자탑재용 기재를 형성한 후에, 즉 알루미늄 반사층을 형성한 후에 수지를 사용하면 좋다. 또, 알루미늄 반사층에 대한 탄소의 혼입원(混入源)으로서 기재의 오염, 스퍼터시의 퍼지 가스, 진공펌프 기름의 역확산, 스퍼터링법을 사용한 경우에는 스퍼터 가스의 불순물 등 여러가지 요인이 생각된다.
본딩 테스트에는, 와이어본더(wire bonder)는 ＷＥＳＴＢＯＮＤ ＩＮＣ．의 ＭＯＤＥＬ7700D를 사용하고, 지름 25μm의 금와이어를 사용하며, 본딩 조건은 초음파 강도 350mW, 초음파 인가시간은 100ｍｓ로 하여 실시하였다. 주식회사레스카의 본딩 테스트 ＰＴＲ-1의 시어 시험 모드(shear試驗mode;전단시험모드(剪斷試驗mode))에서 실시하였다. ＳＩＭＳ 측정은 ＰＨＩ사 ＡＤＥＰＴ1010을 사용하고, 일차 이온원(一次ion源)으로서 세슘 이온을 3ｋｅＶ의 가속 에너지로 하여 실시하였다.
발명자들은, 상기한 바와 같이 알루미늄 반사층 중의 탄소농도가 금와이어와 알루미늄 반사층과의 접합강도에 많이 영향을 끼치고 있다고 하는 것을 알았다. 이것은, 상기한 모든 실시형태에 적용되는 것에 주의하여야 한다.
[제10실시형태]
도9는 본 발명의 제10실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은 반도체 발광소자(6)가 알루미늄 반사층(4)의 위에 마운트 되고, 반도체 발광소자(6)와 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩 하기 위한 급전용 단자의 기재(2B, 2C)에는 알루미늄 반사층(4)이 없는 것이다.
와이어 본딩이 되는 곳에 알루미늄 반사층(4)이 있어도 좋지만, 알루미늄 반사층(4)이 없을 경우에 기재(2B, 2C)의 표면 상태를 최적화 함으로써 본딩 조건의 범위가 확장되어, 조립 속도나 수율이 좋아지는 경우가 있다. 도9는 반도체 발광소자(6)의 실장 부분의 기재(2A)와 기재(2B, 2C)에 설치된 도금층(10, 17, 18)은 동일한 구성의 예로 나타냈지만, 2A, 2B, 2C의 기재의 도금층의 구성은 다르게 되어 있어도 좋고, 각각 제작되어 있어도 상관없다. 또한 도9는 기재(2A, 2B, 2C)의 하부가 수지로 덮어져 있는 경우를 나타냈지만, 이면으로 기재(2A, 2B, 2C)의 이면이 전체면 또는 일부분이 노출하고 있어도 상관없다. 노출시킨 부분은 또한 금속제의 방열판 등에 납땜 등으로 접속함으로써 방열성을 향상시킬 수 있어 광출력을 크게 할 수 있다. 또한 이면전극을 구비하는 반도체 발광소자(6)를 사용하는 경우는 상부전극과의 접속에 사용하는 급전용 단자는 1개 이상 있으면 좋고, 상부전극과 접속하는 급전용 단자의 복수를 와이어 본딩으로 배선하더라도 상관없다. 또한 대전류(大電流)를 통전(通電)시킬 수 있도록 복수개의 와이어를 배선하는 경우도 있다. 도9는 광발광소자의 전극부분과 급전용 단자의 접속을 와이어 본딩으로 접속하는 경우를 나타냈지만, 접속용의 패터닝이 된 배선재에 의한 인너 리드를 제작하고, 초음파나 가열을 사용한 웨지 본딩(wedge bonding)에 의한 접속을 실시하더라도 상관없다.
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 실시형태로서 나타낸 대표적인 구성의 예로 설명한 본 발명은, 이러한 구성의 예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에 있어서 다양한 구성이 가능하다. 급전용 단자로서 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩 되는 기재(2B, 2C)의 표면의 주된 구성 재료가, 금, 은, 팔라듐, 금합금, 은합금 또는 팔라듐 합금으로부터 선택되는 한 종류 또는 그 조합이어도 좋다.
(제11?제21실시형태)
본 발명에 관한 전형적인 실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 하나의 주요한 기본구성은, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면의 적어도 일부에 은층 또는 은합금층을 설치하는 것, 그 은층 또는 은합금층의 위에 알루미늄 반사층을 설치하는 것에 있다.
이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 다른 하나의 기본구성은, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면의 적어도 일부에 금속층을 사이에 두고 은층 또는 은합금층을 설치하는 것, 그 은층 또는 은합금층의 위에 금속층을 사이에 두고 알루미늄 반사층을 설치하는 것에 있다.
이 알루미늄 반사층의 두께로서는 0.006μｍ이상 2μｍ이하가 바람직하고, 알루미늄 반사층의 불순물탄소농도가 1×1014개/ｃｍ3이상 1×1020개/ｃｍ3이하인 것이 바람직하다.
은층 또는 은합금층은, 알루미늄 반사층이 매우 얇은 경우에서도 광을 반사할 수 있도록 0.01μｍ이상인 것이 바람직하다.
기재와 은층 또는 은합금층 사이에 삽입하는 금속층으로서는, 예를 들면 팔라듐, 금, 주석, 니켈, 구리-주석 합금, 구리-니켈 합금, 철-니켈 합금으로부터 선택되는 1종류 또는 그 조합이 바람직하다. 은층 또는 은합금층과 알루미늄 반사층 사이에 삽입하는 금속층으로서는, 예를 들면 금이 바람직하고 그 두께로서는 0.1μｍ이하인 것이 바람직하다.
이러한 기재의 재료로서는, 예를 들면 구리 또는 동합금으로 이루어지는 기재가 전기저항, 열저항의 관점으로부터 바람직하다. 기재의 다른 재료로서는, 예를 들면 42알로이 등의 철-니켈 합금, 철계 프레임재 등을 사용할 수 있다.
이러한 기재로서는 금속부분을 포함하고 있으면 좋아, 예를 들면 수지상에 구리를 부착한 구리부착판을 사용할 수 있다. 이러한 수지로서는, 예를 들면 기재상의 은층 또는 은합금층과 알루미늄 반사층을 형성하는 면과는 반대측의 면에 형성된다. 이러한 알루미늄 반사층이 형성되는 면과는 반대측의 기재의 표면은, 유기재 또는 무기재와의 복합화된 구성을 포함하는 것을 사용할 수도 있다.
[제11실시형태]
도10을 참조하면, 동(同) 도면에 있어서, 전체를 나타내는 부호 1은 제11실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판을 개략적으로 나타내고 있다. 이 기판(1)은, 기재(2)와, 그 기재(2)의 양면에 형성된 은층 또는 은합금층(3)과, 그 은층 또는 은합금층(3)을 사이에 두고 기재(2)에 있어서 일방면의 반도체 발광소자를 탑재하는 장소를 포함하는 영역에 형성된 알루미늄 반사층(4)에 의하여 주로 구성되어 있다.
이 기재(2)는, 금속으로 구성되거나 혹은 금속과 유기재 또는 무기재와의 복합재로 구성된다. 그러한 금속재료로서는 제한되는 것은 아니지만, 가장 범용성이 높은 기재는 구리 또는 동합금으로 이루어지는 금속 리드 프레임이다.
이러한 기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에는 그 두께에 제한은 없지만, 비용을 고려하여 두께가 선정된다. 그 양산화를 고려하면, 동판의 후프재가 바람직하지만, 단척의 시트재나 개별재도 사용할 수 있다.
이러한 기재(2)로서 복합재를 사용하는 경우는, 수지재상에 동판이 부착되는 구리부착판이나 그 적층판을 사용할 수 있다. 이 수지재로서는 경질의 판자 모양의 것 또는 얇고 가요성을 구비하는 것을 사용할 수 있다. 그 대표적인 일례로서는, 각각 글라스 에폭시 기판(글래스포 기재 수지판)이나 폴리이미드 수지계 등을 들 수 있다.
이러한 알루미늄 반사층(4)은, 감압압력조정 기능을 구비하는 증착장치를 사용하여 배치처리 또는 연속처리 등에 의하여 제조된다. 이러한 알루미늄 반사층(4)의 두께로서는 반사율의 관점으로부터 0.006μｍ이상인 것이 바람직하다. 또한 경제적인 관점으로부터 2μｍ이하가 타당하다.
이하에, 반도체 발광소자탑재용의 기판(1)의 제조방법에 대하여 설명한다. 이러한 제조에 있어서는 우선 기재(2)로서 동판을 준비하였다. 기재(2)로 동판을 사용하는 경우에는, 기재(2)는, 예를 들면 길이 100m × 폭 50mm × 두께 0.2mm의 치수로 하고, 은층의 두께는 0.02μm로 하고, 알루미늄 반사층(4)의 두께는 예를 들면 0.05μm의 치수로 하였다.
다음에 기재(2)의 양면에 은층 또는 은합금층(3)을 습식 도금법에 의하여 제작하였다. 은도금에는 시안화 은도금욕(cyaan化 銀鍍金浴)을 사용하는 것이 일반적이지만, 논시안욕(non cyaan浴)을 사용하더라도 좋다. 도금시에는, 유기 광택재의 첨가, 소량의 금속염(안티몬, 니켈, 코발트, 주석, 셀렌(Selen) 등)의 첨가에 의한 광택도를 향상시키는 경우가 있다. 또한 도금욕에, 은염을 가함과 아울러 시안화금 칼륨 등의 금도금 원료를 가함으로써 은합금 도금을 할 수 있다. 마찬가지로, 백금, 팔라듐, 로듐, 니켈, 인듐 등의 화합물염을 가함으로써, 은합금 도금을 하여 은합금층으로 사용하는 경우가 있다.
다음에 저항 가열식/배럴식의 진공증착장치를 사용하여 은층 또는 은합금층(3)의 한 면에 알루미늄 반사층(4)을 성막하였다. 구체적으로는, 기재(2)를 50mm×150mm의 단척재가 되도록 16매로 절단하고, 절단한 기재(2)를 반경 300mm의 우산모양의 치구상에 방사상으로 배열하고, 이것을 배럴에 3기 세트하여 배치하였다. 그리고 알루미늄의 증착원으로서 저항 가열원(출력1kW)을 사용하고, 진공도를 2×10-4Ｐａ까지 배기하여 알루미늄 반사층(4)을 두께 0.05μm로 성막하였다.
알루미늄의 증착원으로서는 로드록 방식에 있어서 전자빔 방식을 사용하고, 카본 도가니를 사용하더라도 좋다. 내구성이 좋은 카본 도가니 등을 적절하게 최적화 함으로써 안정된 증착을 연속하여 할 수 있다. 이 제11의 실시예에서는, 진공증착장치로 자작기를 사용했지만, 로드록 방식의 증착기 등 시판되는 증착장치를 사용하더라도 좋다. 또한 후프재에 증착할 수 있는 연속식 증착장치이어도 상관없다. 진공증착장치는, 막의 질, 생산성 등을 종합적으로 고려하여 적절하게 선택하면 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4)의 형성방식은 증착방식이 아니어도 좋아, 예를 들면 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 클래드법 등을 사용할 수 있다.
이러한 알루미늄 반사층(4)의 막두께 측정은 ＳＩＭＳ 분석에 의하여 이루어졌다. 알루미늄 반사층의 막두께는, 알루미늄 표면으로부터 바탕재의 원소의 신호강도가 1/2이 되는 위치까지의 두께로 하였다. 바탕층이 은인 경우에는 은의 신호강도를 사용하게 된다.
(알루미늄 반사층의 평가)
이러한 알루미늄 반사층(4)에 관한 비교와 평가를 하였다. 실시예21?25 및 비교예21?24에 있어서의 알루미늄 반사층(4)의 두께에 대한 초기 반사율 및 내황화 특성을 하기의 표3에 정리하여 나타낸다.
이들의 초기 반사율 및 내황화 특성을 확인함에 있어서, 우선 하기의 표3에 나타내는 실시예21?25 및 비교예21 및 22와 같이 두께를 7가지로 다르게 한 알루미늄 반사층(4)을 상기의 제조방법에 의하여 제작하고, 파장이 460ｎｍ에서의 초기 반사율을 측정하였다. 이 파장에 있어서, 황산 바륨의 반사율을 100%로 하여 초기 반사율이 70%이상을 특히 양호라고 하고 하기 표3에 O 표시로 나타내었다. 한편 초기 반사율이 90%미만을 불량이라고 하고 하기 표3에 X 표시로 나타내었다.
하기 표3으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 알루미늄 반사층(4)이 매우 얇은 경우에, 즉 알루미늄 반사층(4)의 두께가 0.006μｍ미만인 비교예21 및 22의 것은 바탕층의 금속의 반사율(여기에서는 은)에 영향을 받아 초기 반사율이 양호하였다.
이러한 내황화 특성에 있어서는 하기 표3에 나타내는 실시예21?25의 두께를 구비하는 알루미늄 반사층(4)을 형성한 샘플에 대해서, 3ｐｐｍ의 Ｈ2S(황화수소)을 분위기 온도 40도, 습도 80%의 조건하에서 96시간 분무하였다(ＪＩＳ H8502 도금의 내식성 시험방법에 준거한 시험을 하였다). 이러한 내황화 특성은, 하기 표3에 있어서 초기 반사율과 96시간 황화 후의 초기 반사율의 비로서 나타내었다.
하기 표3으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 알루미늄 반사층(4)의 두께가 0.006μｍ이상인 실시예21?25의 것은 초기 반사율에 대하여 80%이상의 높은 내황화 특성이 얻어졌다.
하기 표3에 있어서, 알루미늄 반사층(4)에 대신하여, 기재(2)상에 은층만 3μm을 설치한 비교예23의 것은 초기 반사율이 93%로 양호했지만, 내황화 특성에 대해서는 내황화 시험 후의 반사율이 29%로 크게 저하하여 초기 반사율과 내황화 특성이 양립하지 않았다. 한편 기재(2)상에 니켈층 (0.7μm) 및 팔라듐층(0.05μm)을 설치한 비교예24의 것에서는 내황화 특성은 양호하지만 초기 반사율이 63%로 낮아져, 비교예23과 마찬가지로 초기 반사율과 내황화 특성이 양립하지 않는 것을 알았다.
이들의 결과로부터 종합하면, 반도체 발광소자탑재용의 기판(1)으로서 요구되는 특성으로서 초기 반사율 및 내황화 특성(즉 황화될 수 있는 환경하에서의 사용후의 반사율)의 양방이 양호한 것이 확인된 것은, 알루미늄 반사층(4)의 두께가 0.006μｍ이상인 것이었다. 초기 반사율과 내황화 특성의 양립을 실현할 수 있다. 바람직하게는, 초기 반사율이 90%이상이며 내황화 특성이 80%이상이라고 하는 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.
이러한 기판(1)에 와이어 본딩을 하기 위하여 아르곤 플라즈마 세정을 하고 그 후에 금와이어를 본딩 하고, 알루미늄 반사층(4)의 막두께 0.006μｍ이상의 기판(1)에 대하여 황화시험을 한 바, 반사율의 저하는 거의 없었다. 이러한 결과로부터 표면 세정에 대한 내성이 강하고, 열화나 벗겨짐의 걱정이 없는 것을 알았다.
(제11실시형태의 효과)
이러한 제11실시형태에 의하면, 기재(2)의 표면에 은층 또는 은합금층(3)을 사이에 두고 알루미늄 반사층(4)을 형성하고 있으므로, 황화되지 않고 장기간에 걸쳐 높고 또한 안정된 반사특성을 구비하는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치가 구현된다. 이것은, 알루미늄의 반사율이 자외선 영역에서는 은의 3배 이상으로 높고, 보라색, 적색, 적외선에 대하여는 은에 가까운 반사율을 구비하고 있어, 금속의 안에서는 색의 균형이 좋고, 은에 뒤이은 고반사율을 구비하고 있고 또한 은과 비교하여 황화가 일어나기 어려운 특성을 구비하기 때문이다.
또한 상기 제11실시형태로부터 얻어지는 효과는 다음의 각 실시형태에 있어서도 얻어진다. 이하에, 도11?도19 및 표4을 참조하면서, 제12?제21실시형태에 대하여 구체적으로 설명한다.
[제12실시형태]
도11을 참조하면, 도11에는 제12실시형태인 반도체 발광장치가 개략적으로 나타나 있다. 동(同) 도면에 있어서, 전체를 나타내는 부호 5는 도10에 나타내는 반도체 발광소자탑재용의 기판(1)을 사용한 반도체 발광장치를 나타내고 있다. 도면에 나타나 있는 예에 의한 반도체 발광장치(5)는, 도10에 나타내는 기판(1)을 2조 한쌍의 금속 리드 프레임으로서 사용하고 있다. 이 한 쌍의 기판(1)은, 기재(2), 은층 또는 은합금층(3) 및 알루미늄 반사층(4)에 의하여 주로 구성되어 있고, 대략 동일면상에서 근접하게 배치되어 있다.
이들의 기판(1) 중에서 일방의 기판(1)의 알루미늄 반사층(4)상에는, 도11에 나타나 있는 바와 같이 반도체 발광소자(LED칩)(6)가 탑재되어 있다. 타방의 기판(1)의 알루미늄 반사층(4)상에는 반도체 발광소자(6)와 접속하는 본딩 와이어(7)가 접합되어 배치되어 있다.
이러한 반도체 발광장치(5)에는, 도11에 나타나 있는 바와 같이 한 쌍의 알루미늄 반사층(4, 4) 및 반도체 발광소자(6)를 제외하고, 한 쌍의 기재(2, 2)의 측면 상호간이 근접하고 있는 부분을 포위하고 수지로 만든 외위기 부분(8)이 형성되어 있다. 이러한 외위기 부분(8)은, 기재(2)로부터 멀어지는 방향으로 끝이 점차로 넓어지는 모양으로 형성된 경사면(8b)에 의하여 개구한 오목부(8a)를 구비하고 있다. 이 오목부(8a) 내에는 반도체 발광소자(6)를 밀봉하는 광투과성 수지가 충전되어 광투과성 수지부(9)가 형성되어 있다. 이 광투과성 수지부(9)는 외위기 부분(8)의 일부를 구성하고 있다. 이 광투과성 수지부(9)에 형광체 재료, 예를 들면 ＹＡＧ 등을 섞음으로써 반도체 발광소자(6)를 460ｎｍ의 ＧａＮ계ＬＥＤ로 이루어지는 유사백색 ＬＥＤ장치로서 사용할 수 있다.
또한 외위기 부분(8)은, 기재(2)로부터 멀어지는 방향으로 점차로 끝이 넓어지는 모양으로 형성된 경사면(8b)을 가지는 오목부(8a)를 구비하고 있지만, 도면에 나타나 있는 예로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 경사면(8b)에 대신하여 기재(2)에 대하여 기립(起立)하는 수직면으로 형성되는 오목부이더라도 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4)은, 외위기 부분(8)의 내측의 대략 전체면 또는 일부를 제외한 나머지의 부분에 형성되어 있으면 좋다. 그 이유는, 반도체 발광소자(6)로부터 방사된 광이 외위기 부분(8)내로 반사되면 좋기 때문이다.
이러한 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 구체적인 방법으로서는, 이하의 여러가지 방법이 있고, 그들 중 어느 것을 사용하더라도 좋다.
(1)알루미늄 반사층(4)의 형성시의 성막장치에 의하여 외위기 부분(8)의 영역 이외를 차폐하는 기능을 부여하는 방법.
(2)기재(2)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 성막한 후에, 외위기 부분(8)의 영역을 테이핑 또는 포토리소프로세스 등에 의하여 마스크 하고, 그 후에 알루미늄을 에칭으로 제거하는 방법.
(제12실시형태의 효과)
상기 구성의 반도체 발광장치(5)에 의하면, 외위기 부분(8)의 오목부(8a)의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4, 4)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4, 4)의 반사작용에 의하여 오목부(8a)의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광소자(6)로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 알루미늄 반사층(4)은, 상기한 바와 같이 양호한 내황화 특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
[제13실시형태]
도12에는 제13실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판이 개략적으로 나타나 있다. 동(同) 도면에 있어서 상기 제11실시형태와 다른 것은, 은층 또는 은합금층(3)상에 금플래시 도금층(10)을 사이에 두고 알루미늄 반사층(4)을 형성한 기판(1)에 있다. 도면에 나타나 있는 예에 있어서는, 기판(1)은, 기재(2)의 양측전체면에 은층 또는 은합금층(3, 3) 및 금플래시 도금층(10, 10)을 순차적으로 습식 도금법에 의하여 형성하고, 기재(2)의 일방측의 금플래시 도금층(10)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성하고 있다.
기재(2)의 양면에 은층 또는 은합금층(3, 3) 및 금플래시 도금층(10, 10)을 순차적으로 형성하는 이유의 하나는, 기재(2)와 반도체 발광장치를 실장하는 프린트 배선기판과의 납땜 흡윤성의 확보, 즉 납땜 접속성의 향상을 꾀하기 위해서이다. 실장하는 소자에 의하여 적절하게 설정하는 것이 가능하지만, 은층 또는 은합금층(3)의 두께를 1.0?5μm의 치수로 하고 금플래시 도금층(10)의 두께를 0.1μｍ이하의 치수로 하는 것이 바람직하다. 알루미늄 반사층(4)의 두께로서는 내황화 특성의 관점으로부터 0.006μｍ이상 2μｍ이하가 바람직하다.
이러한 알루미늄 반사층(4)의 제조방법은, 감압기능을 구비하는 증착장치에 의하여 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 은층 또는 은합금층(3)은, 습식 도금법이나 진공증착 등의 건식 어느 쪽에 있어서도 반도체 발광장치에 필요한 품질의 도금층을 얻을 수 있다. 습식 도금쪽이, 재료의 6면 전체면에 코팅할 수 있고 또한 저비용으로 제작할 수 있는 것이 많아 은층 또는 은합금층(3)로서는 습식 도금에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)에 있어서 습식 도금법에 의하여 성막한 바탕층의 막두께는, 도금 시의 전류값을 적산함으로써 산출한다.
(제13실시형태의 효과)
이러한 제13실시형태에 의하면, 알루미늄을 반사층으로서 사용함으로써 양호한 내황화 특성을 확보할 수 있다. 또한 0.006μｍ이상의 두께를 구비하는 알루미늄 반사층(4)을 이용함으로써 양호한 내구성이 얻어지고, 높은 반사율을 유지할 수 있다고 하는 효과에 더하여, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
즉 상기의 수치범위의 은층 또는 은합금층(3)은 기재(2)의 주된 재료인 구리의 확산을 방지할 수 있는 것, 상기의 수치범위의 금플래시 도금층(10)은 땜납 흡윤성의 향상으로 장기적인 보관을 가능하게 하는 것 등 새로운 효과를 얻을 수 있다. 이러한 제13실시형태와 같은 기판구조로 함으로써 납땜에 적합한 기판(1)이 효과적으로 얻어진다.
[제14실시형태]
도13을 참조하면, 도13에는 도12에 나타내는 기판(1)을 사용한 제14의 실시형태인 반도체 발광장치(5)가 개략적으로 나타나 있다. 이 반도체 발광장치(5)에 있어도, 도11에 나타내는 제12실시형태에 있어서의 외위기 부분(8) 및 광투과성 수지부(9)를 구비하고 있다.
반도체 발광장치(5)을 제조함에 있어서, 기재(2)로서 동판을 사용하는 경우는 예를 들면 길이 100m × 폭 50mm × 두께 0.2mm의 가로로 긴 동판을 준비하고, 기재(2)의 표면에 은층 또는 은합금층(3)을 두께 3μm로, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.01μm로 순차적으로 습식 도금법에 의하여 제작한다. 또한 금플래시 도금층(10)상의 땜납 접속에 사용하는 부분을 남기고, 반사막으로서 사용하는 부분에 알루미늄 반사층(4)을 부분적으로 증착한다. 이에 따라 금플래시 도금층(10)이 납땜 접속부에는 알루미늄이 없고, 금플래시 도금층(10)의 반사에 사용하는 부분에는 알루미늄 반사층(4)이 존재하는 재료를 얻는다. 그 후에 프레스나 에칭에 의하여 기재(2)를 반도체 발광소자탑재용의 프레임 형상으로 제작한다.
다음에 한 쌍의 기판(1, 1)을 대략 동일면상에서 근접시켜 배치한다. 한 쌍의 기재(2, 2)가 서로 근접하고 있는 부분을 포위하고, 반도체 발광소자(6)의 주변을 제거하여 형성되는 오목부(8a)를 가지고 수지로 만든 외위기 부분(8)을 형성한다. 다음에 알루미늄 반사층(4)상에 반도체 발광소자(6)를 도전성 페이스트재에 의하여 탑재하고, 반도체 발광소자(6)의 표면 전극과 리드 프레임(기판(1))을 금으로 이루어지는 본딩 와이어(7)에 의하여 접속한다. 마지막으로, 외위기 부분(8)의 오목부(8a) 내에 반도체 발광소자(6)를 피복하도록 광투과성 수지(실리콘 수지 등)을 충전하여 외위기 부분(8)의 일부가 되는 광투과성 수지부(9)를 형성한다.
이러한 제14의 실시예에서는, 기판(1)을 제작한 후에 소정의 형상으로 프레스나 에칭을 사용하여 성형하는 일례를 설명했지만, 후도금법으로 할 수도 있다. 즉 기재(2)를 소정의 형상으로 성형한 후에, 습식 도금법에 의하여 기재(2)상에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)의 각 층, 진공증착법 등의 건식 도금법에 의하여 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 것도 가능하다. 또한 기재(2)에 대해서는 구리로 이루어진 경우에 대하여 설명했지만, 수지 등의 위에 구리배선을 설치한 것을 사용할 수 있다. 또한 용도, 비용 등을 고려하여 다른 금속기재, 예를 들면 철계의 42알로이 합금 등을 사용하더라도 좋다. 또한 프린트 배선판이나 플렉시블 배선판 형성공정에 의하여 배선을 형성한 뒤에 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 사용할 수 있다. 이와 같이 목적, 구조, 재료(동판 혹은 가요성이 있는 플렉시블 수지 기재)에 따라서 형상의 제작(펀칭 가공, 절곡가공, 돌출가공 등에 의한 형상의 제작), 도금, 증착의 순서는 변경할 수 있다.
탑재하는 반도체 발광소자(6)로서는, 예를 들면 ＧａＡｓ-Ｓｉ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＡｓＬＥＤ, ＧａＰ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＩｎＰ-ＬＥＤ, ＩｎＧａＮ-ＬＥＤ 등의 LED칩을 탑재할 수 있다. 또한 도13에 나타낸 반도체 발광소자(6)는, 상면과 하면의 양방에 전극이 있는 종방향 소자를 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 동일면에 한 쌍의 전극을 형성하는 평면형 구조의 ＬＥＤ(예를 들면 ＧａＮ계)이더라도 좋다. 전극이 동일면에 형성되는 평면형 구조의 경우에는, 전극면을 표면측(도13에서는 상측)을 향하게 하여 캐소드, 애노드의 모두에 와이어 본딩을 실시하는 경우와, 전극면을 밑(리드 프레임측)을 향하게 하여 직접 접속하는 소위 플립칩 실장방식이 있지만, 어느쪽의 실장방식도 사용할 수 있다. 금와이어 본딩 대신에, 구리계의 와이어 본딩이나 알루미늄으로 이루어지는 와이어 본딩이더라도 좋다.
또한 이러한 제14의 실시예에서는 금플래시 도금층(10)을 실시한 것을 사용했지만, 금에 관해서는 비교적 큰 피치(예를 들면 0.5mm 피치의 경우) 즉 높은 정밀도를 요구하지 않는 경우에는, 금플래시 도금층(10)이 없더라도 높은 수율이 주어지기 때문에 금플래시 도금층(10)을 제외할 수 있다.
(제14실시형태의 효과)
상기 구성의 반도체 발광장치(5)에 의하면, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부(8a)의 저면에 위치하는 한 쌍의 알루미늄 반사층(4, 4)의 존재에 의하여 도11에 나타낸 반도체 발광장치(5)과 마찬가지로, 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 한 쌍의 알루미늄 반사층(4, 4)에 의하여 오목부(8a)의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치(5)로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 또한 알루미늄 반사층(4)은 양호한 내황화 특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한 기재(2)와 알루미늄 반사층(4) 사이에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)로 이루어지는 중간층이 삽입되어 있기 때문에, 실장시의 무연 땜납재와의 흡윤성의 향상이 도모된다.
[제15실시형태]
도14에는 제15실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판이 개략적으로 나타나 있다. 이 제15실시형태는 도12에 나타내는 제13실시형태인 기판(1)의 변형예로서, 상기 제13실시형태에 관한 기판(1)과 기본적인 구성에 있어서 다른 것은 없다.
상기 제13실시형태와 크게 다른 것은, 도14(a)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 일방면에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하고, 금플래시 도금층(10)상의 일부에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성예에 있고, 도14(b)에 나타나 있는 바와 같이 기판(1)의 일측단 부분을 금플래시 도금층(10)측으로 대략 90도 접어 구부린 구성예에 있다.
상기 제13실시형태와 크게 다른 다른 구성예로서는, 도14(c)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 전체면에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)을 형성하고, 그 금플래시 도금층(10)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 기판(1)의 일측단 부분을 금플래시 도금층(10)측으로 180도 접어 구부린 구성예에 있고, 도14(d)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 일방면에 알루미늄 반사층(4)을 직접 형성하고, 기재(2)의 타방면에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)을 형성한 구성예에 있다.
도14(a)에 나타나 있는 기판(1)은, 구리로 이루어지는 기재(2)의 한 면에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 두께 3μm로, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 금플래시 도금층(10)의 일부의 상면에 알루미늄 반사층(4)을 증착법에 의하여 형성하고 있다. 또, 이 구성예와 같이 구리의 기재(2)상에 은 또는 은합금, 금, 알루미늄을 순차적으로 적층하는 경우에는 알루미늄 반사층(4) 이외에는 습식 도금법을 사용할 수 있다. 알루미늄 반사층(4)에 대해서는, 현재는 습식 도금법으로는 용이하게는 도금을 할 수 없기 때문에 진공증착법을 채용하면 좋다. 다른 방법으로서는, 예를 들면 불활성 가스중에서 스퍼터링법을 사용할 수 있다. 또한 비용, 프로세스 공정의 간소화 등의 관점으로부터 이들 방법을 복수 사용하여도 좋다.
도14(b)에 나타나 있는 기판(1)은, 기재(2)에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 두께 2μm로, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 금플래시 도금층(10)의 일부 표면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 도14(c)에 나타나 있는 기판(1)은, 기재(2)에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 두께 1.5μm로, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 금플래시 도금층(10)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다.
도14(b) 및 (c)에 나타나 있는 구성예는, 반도체 발광소자(6)를 알루미늄 반사층(4)의 상면에 탑재하고, 기재(2)의 하면 또는 측면에 와이어 본딩을 실시하는 사용방법을 상정하고 있다. 더 구체적으로는, 기재(2)를 구부리는 경우에 적용이 가능한 구성이다. 또, 이러한 제15의 실시예에서는, 기재(2)의 이면에 와이어 본딩을 실시하고 있지만, 목적에 따라서 이면이 은층 또는 은합금층(3), 금플래시 도금층(10) 등에 의하여 피복되어 있어도 상관없다.
도14(d)에 나타나 있는 기판(1)은, 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)을 기재(2)의 한 면에만 설치하고 있다. 그 때문에 이들의 금속의 사용량을 억제할 수 있다. 기재(2)의 한 면 만을 도금하는 경우는, 2개의 기재(2, 2)를 접합시켜서 도금공정으로 보내고, 그 후에 분리함으로써 마스크재를 필요로 하지 않고 실현된다. 알루미늄 반사층(4)은, 상기한 바와 같이 두께에 따라서는 바탕층에 의한 반사율의 영향을 받기 쉽기 때문에 0.006μｍ이상 2μｍ이하로 하는 것이 바람직하다. 기재(2)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 직접 형성하고 있지만, 기재(2)의 표면에 알루미늄 반사층(4)을 부분적으로 직접 형성하는 구조로 하더라도 좋다.
(제15실시형태의 효과)
이러한 제15실시형태에 있어도, 상기 제13실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. 또한 도면에 나타나 있는 예에 의한 기판(1)을 형성한 후에, 그 단부(기판 접속 리드, 아우터 리드라고도 부른다)을 소정의 형상으로 가공하여 사용할 수 있다. 그 일례로서는, 예를 들면 기판(1)의 외위기 부분(8)으로부터 노출하는 부분(아우터 리드)의 하면을 프린트 배선기판의 상면에 접촉하도록 절곡가공 하여 기판(1)과 접속할 때에 사용할 수 있다. 즉 기판(1)의 중앙 부분은 알루미늄 반사층(4)으로서 사용하고, 기판(1)의 단부의 하면은 아우터 리드로 하여 금플래시 도금층(10)측의 면이 프린트 배선기판에 접속된다.
[제16실시형태]
도15를 참조하면, 도15에는 제16실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판이 개략적으로 나타나 있다. 동(同) 도면에 있어서, 상기 각 실시형태와 크게 다른 것은, 기재(2)의 양면 또는 일방면에 팔라듐(Ｐｄ), 금(Ａｕ), 주석(Ｓｎ), 니켈(Ｎｉ), 구리(Ｃｕ)-주석(Ｓｎ)합금, 구리(Ｃｕ)-니켈(Ｎｉ)합금으로부터 선택되는 금속층(11)을 형성하고, 이 금속층(11) 또는 기재(2)상에 은층 또는 은합금층(3)을 형성하고, 그 은층 또는 은합금층(3)상에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성에 있다.
이러한 기판(1)의 구성예로서는, 도15(a)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 양면에 금속층(11)을 형성하고, 일방면의 금속층(11)의 전체면에 은층 또는 은합금층(3)을 형성하고, 그 은층 또는 은합금층(3)의 일부 표면에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성예가 있고, 도15(b)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 일방면에 금속층(11)을 형성하고, 금속층(11)의 전체면에 은층 또는 은합금층(3)을 형성하고, 그 은층 또는 은합금층(3)의 일부 표면에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성예가 있다. 이러한 기판(1)의 다른 구성예로서는, 도15(c)에 나타나 있는 바와 같이 기재(2)의 일방면에 금속층(11)을 형성하고, 기재(2)의 타방면에 은층 또는 은합금층(3)을 형성하고, 그 은층 또는 은합금층(3)의 전체면에 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성예가 있다.
(제16실시형태의 효과)
이러한 제16실시형태에 있어도, 상기 제11실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. 이러한 금속층(11)의 구성성분인 팔라듐은, 구리보다 산화방지 효과가 있고 납땜에 이용되는 주석과 친하다는 이점을 구비한다. 한편, 주석은 약간 산화되기 쉽지만, 납땜하기 쉽고 염가라고 하는 이점이 있다. 금속층(11)의 구성성분인 니켈은, 구리의 확산을 억제하는 효과나 경도를 높이는 이점이 있고, 금속층(11)의 구성성분인 구리-주석 합금은, 구리보다 산화되기 어렵고 주석과 구리와 비교하여 주석과 친하다는 이점이 있다. 금속층(11)의 구성성분인 구리-니켈 합금은 니켈보다 주석과 친하다는 이점이 있다. 이들의 점을 근거로 하고 사용조건?제조조건에 따라 금속층(11)으로서 알맞은 재료를 선택할 수 있다.
[제17실시형태]
도16에는 제17실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판이 개략적으로 나타나 있다. 이 제17실시형태에 있어도, 상기 제13 및 제14실시형태에 관한 기재(2), 은층 또는 은합금층(3), 알루미늄 반사층(4) 및 금플래시 도금층(10)과 기본적인 구성에 있어서 다른 것은 없다. 도면에 나타나 있는 예에 있어서는, 이러한 기판(1)의 기본구성은 알루미늄 반사층(4) 또는 금플래시 도금층(10)상에 금도금층(12)을 한 곳 또는 여러 곳에 형성한 것에 있다.
이러한 기판(1)의 일례로서는, 도16(a)에 나타나 있는 바와 같이 알루미늄 반사층(4)상의 일부 표면에 금도금층(12)을 형성한 구성예가 있고, 도16(b)에 나타나 있는 바와 같이 금플래시 도금층(10)의 일부 표면에 부분적으로 형성한 알루미늄 반사층(4)과 동일면상에 금도금층(12)을 형성한 구성예가 있다.
이러한 기판(1)의 일례로서는 또한 도16(c)에 나타나 있는 바와 같이 금플래시 도금층(10)의 일부 표면에 부분적으로 형성한 알루미늄 반사층(4)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 구성예가 있고, 도16(d)에 나타나 있는 바와 같이 금플래시 도금층(10) 및 금플래시 도금층(10)의 일부 표면에 부분적으로 형성한 알루미늄 반사층(4)의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 구성예가 있다.
(제17실시형태의 효과)
이러한 제17실시형태에 있어도, 상기 제11실시형태와 동일한 효과가 얻어진다.
[제18실시형태]
도17을 참조하면, 도17에는 상기 제7실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판(1) 중에서 도16(a)에 나타나 있는 기판(1)을 사용한 반도체 발광장치의 일례가 개략적으로 나타나 있다. 도17에 나타내는 반도체 발광장치(5)에 있어도 한 쌍의 기판(1, 1)은 대략 동일면상에서 근접하게 배치되어 있다. 금도금층(12)에는 반도체 발광소자(6)와 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(7)가 접합되어 배치되어 있다. 나머지의 구성은 상기 각 실시형태와 다른 것은 없다.
상기 제17 및 제18의 실시형태서는 기재(2)의 전체면에 은층 또는 은합금층(3) 및 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기한 각 실시형태에서 설명한 바와 같이, 단층의 금속층(11)을 형성하는 것, 기재(2)에 알루미늄 반사층(4)을 직접 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
(제18실시형태의 효과)
이러한 제18실시형태에 있어서도 상기 제11실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. 상기 제17 및 제18실시형태에 있어서의 금도금층(12)은, 알루미늄 반사층(4)상에 탑재하는 반도체 발광소자(6)의 전기적 접속에 이용할 수 있다. 도16(c) 및 도16(d)에 나타나 있는 기판 구성에서는, 금도금층(12)이 두꺼울수록 단파장측(청색측)의 반사율이 저하하지만 금와이어의 접속성이 좋아진다. 용도에 따라서 반사율을 고려하여 금도금층(12)의 구조를 정하면 좋다. 또한 여기에서는, 각 도금층(3, 10, 12)은 습식 도금법에 의하여 형성했지만 다른 방식으로 형성하더라도 좋다.
[제19실시형태]
도18을 참조하면, 도18에는 제19실시형태인 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태가 나타나 있다. 이러한 반도체 발광장치(5)는, 상기 제11 내지 제18실시형태에 관한 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)을 사용한 반도체 발광장치로서, 예를 들면 프린트 배선기판(13)에 실장하여 사용된다. 프린트 배선기판(13)에 실장하기 위해서, 기판(1)은, 외위기 부분(8)의 측면으로부터 외부를 향하여 직선 모양으로 신장하는 부분(아우터 리드)(20)을 프린트 배선기판(13)측으로 절곡시켜 형성한 제1절곡부(21)와, 프린트 배선기판(13)에 대하여 수평으로 절곡시켜 형성한 제2절곡부(22)를 구비하고 있다. 이 제2절곡부(22)는, 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면이 되는 부분, 외위기 부분(8)의 하면보다 하방 또는 외위기 부분(8)의 상면보다도 상방에 위치하는 부분을 형성하고 있다. 이러한 제2절곡부(22)는, 땜납(14)에 의하여 프린트 배선기판(13)의 배선(15)에 접착되어 있다. 아우터 리드(20)는 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)의 일부다.
이러한 아우터 리드(20)는, 각 도금층(3, 10, 12)을 포함하고 있다. 이 아우터 리드(20)의 일례로서는, 도18(a)에 나타나 있는 바와 같이 아우터 리드(20)의 중간부를 외위기 부분(8)의 오목부(8a)의 개구측과는 반대측으로 대략 90도로 접어 구부린 제1절곡부(21)와, 외위기 부분(8)으로부터 멀어지는 수평방향으로 대략 90도로 접어 구부린 제2절곡부(22)를 구비하는 아우터 리드로 이루어지고, 이 아우터 리드(20)의 제2절곡부(22)를 외위기 부분(8)의 오목부(8a)의 저면측의 하면과 대략 동일면이 되도록 절곡시켜 형성한 구성예가 있다.
이러한 아우터 리드(20)의 다른 일례로서는, 도18(b)에 나타나 있는 바와 같이 제2절곡부(22)를 외위기 부분(8)의 오목부(8a)의 개구측과는 반대측의 하면을 따라 절곡시켜 형성한 구성예가 있고, 도18(c)에 나타나 있는 바와 같이 아우터 리드(20)의 중간부를 외위기 부분(8)의 오목부(8a)의 개구측과는 동일방향으로 대략 90도로 접어 구부린 제1절곡부(21)와, 외위기 부분(8)에 접근하는 수평방향으로 대략 90도로 접어 구부린 제2절곡부(22)를 구비하는 아우터 리드로 이루어지고, 이러한 아우터 리드(20)의 제2절곡부(22)를 외위기 부분(8)의 오목부(8a)에 있어서의 개구측의 상면을 따라 절곡시켜 형성한 구성예가 있다. 도18(c)에 나타나 있는 구성예는, 프린트 배선기판(13)에 광투과 구멍을 뚫어서 프린트 배선기판(13)측으로 광을 도출하는 경우에 또는 프린트 배선기판(13)에 글라스나 투명수지 등의 광투과성 재료를 사용하여 프린트 배선기판(13)측으로 광을 도출하는 경우에 이용된다.
(제19실시형태의 효과)
이러한 제19실시형태에 있어도, 상기 제11실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 것에 더하여, 이 아우터 리드(20)의 절곡형태로서는 도면에 나타나 있는 예로 한정되는 것이 아니라 반도체 발광장치(5)가 사용되는 용도별로 그에 상응하는 각종 형상을 채용할 수 있다.
[제20실시형태]
이 제20실시형태에 있어서는, 기재(2)상에 은층 또는 은합금층(3)을 사이에 두고 알루미늄 반사층(4)을 설치한 점에서는 도10에 나타내는 제11실시형태와 다른 것은 없다. 이러한 제20실시형태에 관한 기판(1)의 구성은, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도를 1×1020개/ｃｍ3이하로 설정한 점에서 상기 제1실시형태와는 다르게 되어 있다.
이러한 제20실시형태에 관한 기판(1)과의 납댐 성능을 평가하기 위해서, 금으로 이루어지는 본딩 와이어와 와이어 본딩을 하였다. 여기에서 와이어 본딩이라 함은, 리드 프레임측의 전극 패드와, 그 리드 프레임에 탑재된 소자상의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서 금 등의 와이어에 의하여 접속하는 것을 말한다. 보통, 반도체 소자와 본건과 같은 리드 프레임 재료의 실장기술에 있어서, 전기적 접속방식으로서 와이어 본딩이 일반적이고, 최근에 일부의 소자실장기술에서 플립칩의 볼범프 접속 등도 이루어지고 있지만, 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 와이어에 의한 본딩에 의하여 접속이 이루어지고 있다.
1ｓｔ본딩이라 함은, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상(球狀)으로 한 것(와이어볼)을 먼저 본딩 하는 것이다. 보통은, 위치 정밀도나 압착성을 감안하여 소자측의 전극을 1ｓｔ본딩으로 하는 것이 많다. 이러한 제20실시형태에 있어서는, 와이어 본더에 ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．의 ＭＯＤＥＬ7700D를 사용하고, 지름 25μm의 금본딩 와이어를 사용하였다. 본딩 조건으로서는, 와이어볼 지름을 70μm, 하중을 100g, 초음파 강도를 350mW, 초음파 인가시간을 100ｍｓ로 하여 실시하였다. 상기 제11실시형태와 마찬가지로 구리의 기판 상에 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것에 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 본딩 하였다.
2ｎｄ본딩이라 함은, 상기한 소자측의 전극에 1ｓｔ본딩을 실시한 후에 상기 와이어에 의하여 접속해야 할 리드 프레임측의 전극에 스티치 본딩(stich bonding) 하는 것을 말한다. 스티치 본딩이라 함은, 와이어가 연결된 상태에 있어서 볼 형성 등 와이어 형상을 가공할 수 없기 때문에 그대로 기재에 압접, 인장절단 하는 것을 말한다. 1ｓｔ본딩과 2ｎｄ본딩을 연속하여 실시함으로써 와이어 접속은 완성되어진다. 이러한 제20실시형태에 있어서는, 상기 제11실시형태와 마찬가지로 구리로 이루어지는 기판(1)상에 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것에 와이어의 선단을 슬라이딩 시키는 형태로 압착하였다.
하기의 표4에 알루미늄 반사층(4)중의 탄소농도와 금으로 이루어지는 본딩 와이어(7)의 접합강도의 관계를 나타낸다.
하기 표4에 나타내는 실시예26은, 두께 125μm의 폴리이미드 수지필름의 전체면에 두께 70μm의 구리로 이루어지는 기재(2), 두께 2μm의 은층 또는 은합금층(3)을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 내열 아크릴 수지 접착제로 접합한 판재로서, 알루미늄 반사층(4)을 형성한 후에 펀칭 프레스 가공에 의하여 (리드 프레임으로서) 불필요한 부분을 펀칭 함으로서 배선재를 형성한 것이다. 이러한 실시예6의 알루미늄 반사층(4)중의 탄소농도를 ＳＩＭＳ 분석한 바, 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이었다.
하기 표4에 나타내는 실시예27은, 철이 들어간 동합금에 두께 3μm의 은층 또는 은합금층(3)을 습식 도금법에 의하여 형성하고 펀칭 프레스 가공만 한 것을, 진공증착장치에 스테인레스제(ＳＵＳ304)의 치구로 고정하여 두께 0.2μm의 알루미늄 반사층(4)을 형성하였다. 이러한 실시예27의 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 3×1019개/ｃｍ3이었다.
하기 표4에 나타내는 실시예28은, 두께 0.15mm의 구리 기재상에 두께 3μm의 은층 또는 은합금층(3)을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 펀칭 프레스 가공하고, 이것을 두께 0.5mm의 3층 글라스 에폭시 기판상에 내열 아크릴 수지 접착제에 의하여 고정하여 발광장치용 회로기판을 형성한 것이다. 이러한 기재를 상기의 진공증착장치에 부착하여 알루미늄 반사층(4)을 0.2μm 성막하고 ＳＩＭＳ 분석을 실시하였다. 여기에서 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 상기 알루미늄 반사층(4)내에서의 탄소농도의 최소농도로 하였다. 그 결과, 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 3×1020개/ｃｍ3이었다.
평가기준으로서는, 1ｓｔ본딩 강도는 0.39Ｎ이상의 시어 강도를 가지는 경우에는 양호라고 하여 하기 표4에 O 표시로 나타내었다. 0.39Ｎ미만의 시어 강도를 가지는 경우에는 불량이라고 하여 하기 표4에 X 표시로 나타내었다. 2ｎｄ본딩 강도는 0.049Ｎ이상의 시어 강도를 가지는 경우에는 양호라고 하고 하기 표4에 O 표시로 나타내었다. 0.049Ｎ미만의 시어 강도를 가지는 경우에는 불량이라고 하고 하기 표4에 X 표시로 나타내었다.
이상의 실시예에서는, 1ｓｔ와 2ｎｄ본딩 강도의 강도를 분리하여 측정하기 위하여 시어 시험을 실시하였지만, 시어 시험에서 와이어 접속 강도를 평가하는 것은 시간과 수고가 많이 들기 때문에, 일반적으로는 와이어 접속 강도를 평가하기 위해서는 풀시험(인장시험(引張試驗):본딩 와이어에 인장하중을 가하여 본딩부의 접합강도를 평가하는 것)을 사용하는 것이 많다. 풀시험이라 함은, 1ｓｔ와 2ｎｄ간의 와이어에 훅을 걸어 위로 잡아 당겨서 파단(破斷)되는 하중과 파괴위치, 형상을 평가하는 것이 있으나, 접속된 금선(金線)의 강도이상은 측정할 수 없다. 발명자는 Ｄｅｇｅ사의 본드 테스터 씨리즈 4000을 사용하여 이하의 풀시험을 실시하였다.
표4로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도가 3×1020개/ｃｍ3이상인 실시예28에서는 접합강도가 저하하기 때문에 실시예26 및 27과 같이, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도를 1×1020개/ｃｍ3이하로 하면 본딩 접합강도가 양호한 것을 알 수 있다.
또한, 이러한 제20의 실시예에서는, 에폭시재나 아크릴 접착제 등의 유기재료를 사용함으로써 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도가 상승하였다. 이것은, 탄소의 혼입원으로서 기재(2)의 오염, 퍼지 가스, 진공펌프 기름의 역확산, 스퍼터링법을 사용한 경우에는 스퍼터 가스의 불순물 등 여러가지 요인이 생각된다.
또한 본딩 테스트에 있어서의 와이어 본더는, ＷＥＳＴ ＢＯＮＤ ＩＮＣ．의 ＭＯＤＥＬ7700D를 사용하고, 지름 25μm의 금본딩 와이어를 사용하였다. 본딩 조건으로서는 초음파 강도를 350mW로, 초음파 인가시간을 100ｍｓ로 하여 실시하였다. 주식회사레스카 제품인 본딩 테스터 ＰＴＲ-1의 시어 시험 모드에서 실시하였다. ＳＩＭＳ 측정은 ＰＨＩ사제의 ＡＤＥＰＴ1010을 사용하고, 일차 이온원으로서 세슘 이온을 3ｋｅＶ의 가속 에너지에 의하여 실시하였다.
(제20실시형태의 효과)
이러한 제20실시형태에 의하면, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도를 1×1020개/ｃｍ3이하로 설정함으로써 상기 제11실시형태의 효과에 더하여, 본딩 성능이 우수한 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치가 얻어진다.
[제21실시형태]
도19를 참조하면, 도19에는 제21실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치가 개략적으로 나타나 있다. 동(同) 도면에 있어서 이 제21실시형태에 있어서의 기본의 구성은, 반도체 발광소자(6)가 독립된 기재(2A)에 마운트 되고, 통전에 이용되는 기재(2B, 2C)상에 마운트 되어 있지 않아 상기 각 실시형태와는 크게 다르게 되어 있다. 도면에 나타나 있는 예에서는, 반도체 발광소자(6)와 와이어 본딩 또는 구리 등의 금속박을 세선(細線) 모양으로 프레스 등에 의하여 가공한 것을 사용하는 소위 인너 리드라고 불리는 배선재에 의하여 본딩으로 배선하기 위한 급전용 단자의 기재(2B, 2C)상에 알루미늄 반사층(4)을 설치하지 않고 있다.
와이어 본딩의 선단에 알루미늄 반사층(4)이 있어도 좋지만, 알루미늄 반사층(4)이 존재하지 않는 경우에는 기재(2B, 2C)의 표면 상태를 최적화 함으로써 본딩 조건의 범위가 확장되어 조립속도나 수율이 좋아진다.
도19에 있어서는, 반도체 발광소자(6)의 실장 부분의 기재(2A)와, 한 쌍의 기재(2B, 2C)의 은층 또는 은합금층(3), 금플래시 도금층(10)을 동일한 구성예로 나타냈지만, 기재(2A) 및 기재(2B, 2C)의 은층 또는 은합금층(3), 금플래시 도금층(10)의 구성은 다르게 되어 있어도 좋고, 각각 제작되어 있어도 상관없다. 이 접합은, 와이어나 인너 리드와의 압접접합이 되므로 접합면의 주된 재료는 금, 은, 팔라듐 또는 그들이 주된 구성원소가 되는 합금인 것이 바람직하다.
도19에 있어서는 또한 기재(2A, 2B, 2C)의 하부가 외위기 부분(8)의 수지에 의하여 덮어져 있는 구성예를 나타냈지만, 이면으로 기재(2A, 2B, 2C)의 이면이 전체면 또는 일부분이 노출하고 있어도 상관없다. 노출시킨 부분은 또한 금속제의 방열판 등에 납땜 등으로 접속함으로써 방열성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 광출력을 크게 할 수 있다. 또한 이면전극을 구비하는 반도체 발광소자(6)를 사용하는 경우는, 상부전극과의 접속에 사용하는 급전용 단자는 1개 이상 있으면 좋고, 상부전극과 접속하는 복수의 급전용 단자를 와이어 본딩으로 배선하더라도 상관없다. 또한 복수의 급전용 단자를 사용하는 경우는, 대전류를 통전시킬 수 있도록 복수의 와이어를 배선하는 경우도 있다.
도19에 있어서는 또한 반도체 발광소자(6)의 전극부분과 기재(2B, 2C)의 급전용 단자의 접속을 와이어 본딩 접속하는 경우를 예시했지만, 패터닝 된 접속용의 배선재에 의한 리드를 작성하고, 초음파나 가열을 사용한 웨지 본딩에 의한 접속을 실시하더라도 상관없다.
본건 발명자 등은, 전술한 바와 같이 알루미늄 반사층(4)중의 탄소농도가 금으로 이루어지는 본딩 와이어(7)와 알루미늄 반사층(4)의 접합 강도에 많은 영향을 끼치고 있다고 하는 것을 알게 되었다. 이것은, 상기한 모든 실시형태에 적용되는 것에 주의하여야 한다.
이상의 설명으로부터도 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치의 대표적인 구성예를 상기 각 실시형태 및 도면에 나타나 있는 예 등에 의거하여 설명했지만, 본 발명은 상기 각 실시형태 및 도면에 나타나 있는 예 등의 구성예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에 있어서 다양한 구성이 가능하다. 급전용 단자로서 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩 되는 기재(2B, 2C)의 표면의 주된 구성재료가, 금, 은, 팔라듐, 금합금, 은합금 또는 팔라듐 합금으로부터 선택되는 한 종류 또는 그 조합이어도 좋다.
(제22?제31실시형태)
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치의 실시형태는, 반도체 발광소자를 탑재하는 구리 또는 동합금 또는 철계 합금으로 이루어지는 기재와, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면측의 적어도 일부에 설치된 알루미늄 반사층과 그 아래로 티탄을 함유하는 금속층을 구비한 반도체 발광소자 탑재용 기판을 구성한 것이다.
기재의 금속으로서는, 구리 혹은 동합금으로 이루어지는 기재가 전기저항, 열저항의 점에서 바람직하다. 또한 기재판의 금속으로서 42알로이 등의 철 니켈 합금, 철계 프레임재를 사용할 수 있다.
또한 기재는 금속부분을 포함하고 있으면 좋다. 예를 들면 기재는 수지상에 구리를 부착한 구리부착판을 사용할 수 있다. 이 경우에, 수지는 기재상의 알루미늄 반사층을 형성하는 면과는 반대측의 면에 형성된다. 또한 알루미늄 반사층이 형성되는 면과는 반대측의 기재의 표면은, 유기재와 무기재의 복합화된 구성을 포함하는 것을 사용할 수도 있다.
[제22(1)실시형태]
도20(A)는 본 발명의 제22(1)실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도로서, 2는 기재, 11은 제1금속층의 일례인 금속층, 4는 기재(2)의 일방면에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 장소를 포함하는 영역에 형성된 알루미늄 반사층, 19는 알루미늄 반사층의 접합층이 되는 티탄층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판이 구성되어 있다. 티탄층(19)은 티탄을 함유하는 금속층의 일례다. 기재(2)는 금속으로 구성되거나 또는 금속과 유기재 또는 무기재의 복합재로 구성된다. 기재(2)에는 납땜 실장 때문에, 니켈 혹은 니켈 합금의 단층 또는 팔라듐, 금 등을 더 피복한 복합층의 구성이 일반적이고, 본 실시예에서는 그 예로서 금속층(11)(도금층)이 기재되어 있다. 금속의 재료로서 이것으로 제한되는 것은 없지만, 가장 범용성이 높은 기재는 구리 또는 동합금으로 이루어지는 금속 리드 프레임이다. 기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 그 두께에 제한은 없지만 비용을 고려하여 두께가 선정된다. 또한 양산화를 고려하면 동판의 후프재가 바람직하지만, 단척의 시트재, 개별재도 사용할 수 있다. 기재(2)로서 복합재를 사용하는 경우에, 수지재 상에 동판이 부착되는 구리부착판이나 그 적층판을 사용할 수 있다. 수지로서는 경질의 판자 모양의 것, 얇고 가요성을 구비하는 것을 사용할 수 있다. 대표적인 것으로서, 각각 글라스 에폭시 기판(글래스포 기재 수지판)이나 폴리이미드 수지계 등을 들 수 있다. 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 제조방법은, 감압압력조정 기능을 구비하는 증착장치에 의하여 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 알루미늄 반사층(4)의 두께는 반사율의 관점으로부터 0.02μｍ이상이 바람직하고 평탄성의 관점으로부터 2μｍ이하가 바람직하다.
기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.2mm로 하고 알루미늄 반사층(4)의 두께를 예를 들면 0.05μm, 티탄층(19)의 두께를 0.1μm로 하였다. 제조에 있어서, 우선 기재(2)로서 상기의 치수의 동판에 금속층(11)으로서 주석(1μm)의 도금을 실시하였다. 여기에서 주석의 경우에는 1?5μｍ정도가 바람직하다. 다음에 저항가열식의 배럴식 전자빔방식 진공증착장치를 사용하여 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 성막하였다. 구체적으로는, 기재(2)를 50mm×150mm의 단척재가 되도록 절단하고, 절단한 기재 16매를 반경 300mm의 우산모양의 치구상에 방사상으로 배열하고, 이것을 배럴에 3기 세트하여 배치하고, 알루미늄, 티탄의 증발원으로서는 전자빔총(電子beam 銃)(출력 6kW)을 사용하고, 진공도를 2×10-4Ｐａ까지 배기하여 알루미늄 반사층(4)을 두께 0.05μm로 성막하였다. 진공증착장치는, 본 실시예에서는 자작기를 사용했지만 로드록 방식의 증착기 등 시판되는 증착장치를 사용하여도 문제 없다. 또한 후프재에 증착할 수 있는 연속식 증착장치여도 괜찮다. 진공증착장치는, 막의 질, 생산성 등을 종합적으로 고려하여고 적절하게 선택하면 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 형성방식은 전자빔 증착방식이 아니어도 좋다. 즉 저항가열 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 클래드법 등을 사용할 수 있다.
[제22(2)실시형태]
도20(B)에 본 발명의 제22(2)실시형태인 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도를 나타낸다. 기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.2mm로 하고 알루미늄 반사층(4)의 두께를 예를 들면 0.05μm, 티탄층(19)의 두께를 0.1μm로 하였다. 제조에 있어서, 우선 기재(2)로서 상기의 치수의 동판에 니켈-팔라듐 도금층재(니켈 0.7μm, 팔라듐 0.1μm)을 준비하였다. 다음에 저항가열식의 배럴식 전자빔방식 진공증착장치를 사용하여 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 성막하였다. 구체적으로는 기재(2)를 50mm×150mm의 단척재가 되도록 절단하고, 절단한 기재 16매를 반경 300mm의 우산모양의 치구상에 방사상으로 배열하고, 이것을 배럴에 3기 세트하여 배치하고, 알루미늄, 티탄의 증발원으로서는 전자빔총(출력6kW)을 사용하고, 진공도를 2×10-410-4Ｐａ까지 배기하여 알루미늄 반사층(4)을 두께 0.05μm로 성막하였다. 진공증착장치는 본 실시예에서는 자작기를 사용했지만, 로드록 방식의 증착기 등 시판되는 증착장치를 사용하여도 문제 없다. 또한 후프(hoop) 재에 증착할 수 있는 연속식 증착장치에서도 괜찮다. 진공증착장치는, 막의 질, 생산성 등을 종합적으로 고려하여 적절하게 선택하면 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 형성방식은 전자빔 증착방식이 아니어도 좋다. 즉 저항가열 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 클래드법 등을 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 막두께 측정은 ＳＩＭＳ 분석에 의하여 이루어졌다. 알루미늄 반사층의 막두께는, 알루미늄 표면으로부터 바탕재의 원소의 신호강도가 1/2이 되는 위치까지의 두께로 하였다. 상기의 기재(2)가 구리인 경우에는 구리의 신호강도를 사용하게 된다.
(본 실시형태에 관한 실시예의 평가)
알루미늄 반사층(4)에 대해서 황화특성 및 반사율을 다음과 같이 확인하였다. 우선, 표5의 실시예33?실시예37에 나타나 있는 바와 같이 상기한 니켈 0.7μm, 팔라듐 0.1μm의 위에, 티탄층이 0.05μm가 되도록 도금으로 형성하고, 두께를 달리 하는 알루미늄 반사층을 상기의 방법에 의하여 제작하여 파장이 460ｎｍ에서 초기 반사율을 측정하였다. 이 파장에 있어서 황산 바륨의 반사율을 100%로 하고, 반사율이 90%이상 98%이하를 특히 양호(ㅇ로 나타내는 것)로 하며 90%미만을 불량(×로 나타내는 것)으로 하였다. 알루미늄이 매우 얇은 경우에, 즉 두께가 0.01μｍ이하의 경우에는 바탕의 금속의 반사율(여기에서는 팔라듐)에 영향을 받아 반사율이 낮아졌다. 다음에 황화특성에 대해서, 상기한 샘플에 대하여 3ｐｐｍ의 Ｈ2S(황화수소)을 분위기 온도 40도로, 습도를 80%로 하여 96시간 분무하였다(ＪＩＳ H8502 도금의 내식성 시험방법에 준거한 시험을 하였다). 내황화 특성은 초기 반사율과 96시간 황화후의 반사율의 비로 하였다. 알루미늄 반사층을 설치했을 경우에, 초기 반사율에 대하여 90%미만(반사율로서 81%미만)까지 저하하는 것은 없었다. 종합하면, 반도체 발광소자 탑재용 기판으로서 요구되는 특성으로서, 초기 반사율, 황화특성(즉 황화될 수 있는 환경하에서의 사용후의 반사율) 모두 양호한 것이 확인된 것은 알루미늄 반사층의 두께가 0.02μｍ이상이 것이었다.
또한 비교예31로서, 기재상에 은층(3)μm 만을 설치했을 경우에, 초기 반사율 93%로 양호하여 ㅇ이지만, 황화특성은 내황화 시험후의 반사율은 29%로 크게 저하하여 좋지 않은 것을 확인하고 있다. 비교예32로서 기재상에 니켈층(0.7μm), 팔라듐층(0.05μm) 만을 설치한 예에서는 내황화 특성은 양호하지만, 초기 반사율이 63%로 낮아 ×인 것을 확인하였다.
또한, 비교예33 및 34는, 니켈층(17), 팔라듐층(18), 티탄층(19)은 실시예33과 마찬가지로 설치하고 그 위의 알루미늄 반사층이 얇은 경우에 있어서, 충분한 초기반사 특성을 구비하지 않고 있다.
본 실시형태에 의하면, 기재 표면에 알루미늄 반사층과 티탄층을 형성하기 때문에 황화되지 않아 장기간에 걸쳐 높고 또한 안정된 반사특성을 구비하는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치가 구현된다. 이것은, 알루미늄의 반사율이 자외선에서는 은의 3배이상으로 높고, 보라색, 적색, 적외선에 대하여는 은에 가까운 반사율을 구비하고 있어, 금속의 안에서는 색의 균형이 좋고, 은에 뒤이은 고반사율을 구비하고 있고 또한 은과 비교하여 황화가 일어나기 어려운 특성을 이용하고 있다.
상기의 반도체 발광소자 탑재용 기판에 와이어 본딩을 하기 위하여 아르곤 플라즈마 세정을 하고, 그 후에 금와이어를 본딩 한다. 이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판에 대하여 황화시험을 실시한 바, 반사율의 저하는 보이지 않았다. 이 결과로부터 표면세정에 대한 내성이 강하고, 열화나 벗겨짐의 걱정이 없는 것을 알았다. 상기의 제작방법으로 형성한 반도체 발광소자 탑재용 기판에 대해서, 금와이어와의 본딩 특성을 확인하였다. 와이어 본더는 K&Ｓ사 4522형을 사용하고, 지름 25μm의 금와이어(다나카귀금속 제품, ｔｙｐｅＣ)를 사용하여 본딩 특성의 풀강도(본딩 와이어에 인장하중을 가한 경우의 본딩부의 접합강도)를 Ｄｅｇｅ사의 본드 테스터 시리즈4000을 사용하여 시험하고 평가하였다.
기재는 프레스 가공이 없는 동합금(C-194 : 두께0.15mm), 니켈(두께0.7μm)-파라듐(두께 0.05μm)을 도금한 것으로서, Ａｌ알루미늄층 단독(두께0.1μm) 및 티탄층(두께0.1μm)+알루미늄층(두께0.1μm)의 2종을 성막하였다. 표6에 막구조와 금와이어 풀시험(샘플수 10개)의 결과를 나타낸다.
표6에 나타나 있는 바와 같이 기재, 니켈, 팔라듐 도금, 티탄층, 알루미늄 반사층의 순서가 되도록 설치함으로써 풀강도는 대폭적으로 향상되고, 불균일도 작게 할 수 있는 것을 알았다. 티탄층이 없어도 실용상 문제가 없는 수준의 접합특성이지만, 티탄층을 사이에 둔 반도체 발광소자 탑재용 기판은 풀강도가 늘어나고, 접합 특성이 더 양호해지는 것을 알았다. 이 실시예에서는, 니켈-팔라듐 도금은, 주목적으로서 ＬＥＤ소자 형성후의 전류유입단자의 납땜 실장시의 수율, 납땜 조건을 넓히기 위하여 금을 플래시 도금(두께로 환산하여 0.05μm상당 이하)으로 더 삽입하더라도 좋다.
또한 기재, 제1금속층의 일례인 금속층(11), 티탄층, 알루미늄 반사층의 순서대로 형성하여도 동일한 효과가 얻어지는 것을 확인하였다.
또한 상기 제22(1), (2)실시형태로부터 얻어지는 효과는 정도의 차이는 있더라도 후술하는 실시형태에 있어서도 얻어진다.
[제23실시형태]
도21은 본 발명의 제23실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도로서, 도20에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 사용한 반도체 발광장치를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 2(2A, 2B)는 기재, 23은 기재의 도금층, 4는 기재(2)의 일방면에 형성된 알루미늄 반사층, 19는 티탄층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판을 구성한다. 반도체 발광장치에 있어서는 이것을 2조(2A, 2B) 대략 동일면에서 근접시켜 배치하여 사용된다. 6은 알루미늄 반사층(4A)상에 탑재된 반도체 발광소자, 7은 반도체 발광소자(6)와 알루미늄 반사층(4B)을 전기적으로 접속하는 본딩 와이어다. 8은, 반도체 발광소자(6)를 제외하고 기재(2A, 2B)가 서로 근접하고 있는 측을 포위하고, 반도체 발광소자의 주위에 기재로부터 멀어짐에 따라 반도체 발광소자로부터 멀어지는 경사면(8b)과 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A, 4B)으로 형성되는 오목부를 구비하고 수지로 만든 외위기 부분, 9는 외위기 부분(8)의 오목부에 충전되어 반도체 발광소자를 밀봉하는 광투과성 수지부로서, 외위기의 일부를 구성하고 있다. 광투과성 수지부(9)에 형광체 재료를 섞을 수 있다. 예를 들면 ＹＡＧ 등을 섞음으로써 LED칩으로서 460ｎｍ의 ＧａＮ계 ＬＥＤ를 사용하고, 유사백색 ＬＥＤ장치를 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4A, 4B), 티탄층(19A, 19B)은 외위기의 내측의 대략 전체면 또는 일부를 제외한 나머지의 부분에 형성되어 있으면 좋다. 그 이유는, 발광소자로부터 방사된 광이 외위부내에서 반사되면 좋기 때문이다.
구체적인 방법으로서는, (1)알루미늄 반사층 형성시의 성막장치에 의하여 외위기 영역 이외를 차폐하는 기능을 부여한다. (2)전체면에 알루미늄 반사층을 성막한 후에, 외위기부 영역을 테이핑 또는 포토리소프로세스 등에 의하여 마스크 하고, 그 후 알루미늄을 에칭으로 제거하는 방법 등 여러가지 방법이 있고, 그들 어느 것을 사용하여도 좋다.
이러한 구성의 반도체 발광장치에 의하면, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4A)에 의하여 오목부의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이, 알루미늄은 양호한 내황화 특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
[제24실시형태]
도22는 본 발명의 제24실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도로서, 기재(2)의 양면에 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 습식 도금법에 의하여 형성하고, 기재(2)의 일방면의 금플래시 도금층(10)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 점을 특징으로 하고 있다. 기재(2)상에 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하는 이유의 하나는, 기재(2)와 반도체 발광장치를 실장하는 프린트 배선기판과의 납땜 흡윤성의 확보, 즉 납땜 접속성의 향상을 꾀하기 위해서다. 그 경우에, 니켈층(17)의 두께는 0.4?1.5μm, 팔라듐층(18)의 두께는 0.01?0.2μm, 금플래시 도금층(10)의 두께는 0.1μｍ이하로 할 수 있다. 이들 두께는 본 발명자가 효과를 확인한 것이지만, 실장하는 소자에 따라서 약간의 변경이 있다. 알루미늄 반사층(4)의 두께는 광반사 특성의 관점으로부터 0.02μｍ이상이 바람직하고, 평탄성의 관점으로부터 2μｍ이하가 바람직하다.
알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 제조방법은 감압기능을 구비하는 증착장치에 의하여 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 니켈층 및 팔라듐층(18)은, 습식 도금법, 진공증착 등의 건식 어느 쪽에 있어서도 본 제품에 필요한 품질의 도금층을 얻을 수는 있다. 습식 도금쪽이, 재료의 전체면(6면)에 코팅할 수 있고 저비용으로 제작할 수 있는 것이 많아, 본 발명의 니켈층이나 팔라듐층(18)은 습식 도금에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10)의 습식 도금법에 의하여 성막한 바탕층의 막두께는, 도금 시의 전류값을 적산함으로써 산출한다.
이러한 니켈층은, 기재의 구리의 산화에 의한 변색방지와, 반도체 발광소자 탑재용 기판이 딱딱해지므로 취급특성 향상을 목적으로 하고, 두께는 0.4μm로부터 1.5μm의 사이의 값을 취할 수 있다. 팔라듐층(18)은, 소자를 납땜에 의하여 실장할 때에 그 접속부가 되는 부분을 팔라듐층(18)으로 함으로써 좋은 땜납 흡윤성을 얻기 위하여 설치할 수 있다. 팔라듐층(18)으로서는 0.01μm로부터 0.2μm의 두께로 하는 것이 많지만, 납땜 조건에 따라서 두께를 결정한다.
본 실시예의 효과는, 알루미늄을 반사층으로서 사용함으로써 높은 반사율을 확보할 수 있다. 또한 0.02μｍ이상의 두께의 알루미늄 반사층(4)을 이용함으로써 양호한 내구성이 얻어지고, 높은 반사율을 유지할 수 있다고 하는 효과에 더하여, 이하의 효과를 얻을 수 있다. 즉 상기의 수치범위의 니켈층(17)은 기재(2)의 주된 재료인 구리의 확산을 방지할 수 있는 것, 상기의 수치범위의 팔라듐층(18)은 실장시의 무연 땜납재와의 흡윤성 향상이 도모된다는 것, 상기의 수치범위의 금플래시 도금층(10)은 또한 땜납의 흡윤성의 향상과 장기보관을 가능하게 하는 것 등의 새로운 효과를 얻을 수 있다. 즉 이러한 구조로 함으로써 납땜에 적합한 구조로 할 수 있다.
[제25실시형태]
도23은 본 발명의 제25실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도로서, 도22에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판과 도21의 외위기 부분(8) 및 광투과성 수지부(9)를 조합시킨 반도체 발광장치의 실시예다. 도21 및 도22와 같은 부분은 동일한 부호로 나타내고 있다.
기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.2mm의 동판을 준비하고, 기재(2)의 표면에 니켈층(17)을 두께 1μm, 팔라듐층(18)을 두께 0.1μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.01μm로 순차적으로 습식 도금법에 의하여 제작한다. 또한 티탄층(19A, 19B) 및 알루미늄 반사층(4A, 4B)을 금플래시 도금층(10)면상의 납땜 접속에 사용하는 부분을 남기고 또한 반사막으로서 사용하는 부분에 부분적으로 증착하고, 납땜 접속부에는 알루미늄이 없고, 반사에 사용하는 부분에는 알루미늄층이 있는 재료를 얻는다. 그 후에 프레스나 에칭에 의하여 반도체 발광소자탑재용의 프레임 형상을 제작하고, 2조(2A와 4A, 2B와 4B)를 대략 동일면에서 근접시켜 배치한다. 그리고 기재(2A, 2B)가 서로 근접하고 있는 부분을 포위하고, 반도체 발광소자(6)의 주변을 제거하여 형성되는 오목부를 가지고 수지로 만든 외위기 부분(8)을 형성한다. 다음에 반도체 발광소자(6)를 도전성 페이스트재로 탑재하고, 표면 전극과 리드 프레임을 금와이어 본딩으로 접속한다. 마지막으로 외위기 부분(8)의 오목부내에 반도체 발광소자(6)를 피복하도록 광투과성 수지(실리콘 수지 등)을 충전하여 외위기의 일부가 되는 광투과성 수지부(9)를 형성한다.
이상의 설명에서는, 반도체 발광소자 탑재용 기판을 제작한 후에 소정의 형상으로 프레스나 에칭을 사용하여 성형했지만, 후도금법으로 할 수도 있다. 즉 기재(2)를 소정의 형상으로 성형한 후에, 습식 도금법에 의하여 기재상에 각 도금층(10, 17, 18), 진공증착법 등의 건식 도금법에 의하여 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하는 것도 가능하다. 또한 기재(2)에 대해서는 구리로 이루어진 경우에 대하여 설명했지만, 수지 등의 위에 구리배선을 설치한 것을 사용할 수 있다. 또한 용도, 비용 등을 고려하여 다른 금속기재, 예를 들면 철계의 42알로이 합금 등을 사용하여도 좋다. 또 프린트 배선판이나 플렉시블 배선판 형성공정에 의하여 배선을 형성한 뒤에 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하여 사용할 수 있다. 이와 같이 목적이나 구조, 재료(동판 혹은 가요성이 있는 플렉시블 수지 기재)에 따라서 형상의 제작(펀칭 가공, 절곡가공, 돌출가공 등에 의한 형상의 제작), 도금, 증착의 순서는 변경할 수 있다.
탑재하는 반도체 발광소자(6)로서는, 예를 들면 ＧａＡｓ-Ｓｉ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＡｓ-ＬＥＤ, ＧａＰ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＩｎＰ-ＬＥＤ, ＩｎＧａＮ-ＬＥＤ 등의 LED칩을 탑재할 수 있다. 또한 도13에 나타낸 반도체 발광소자(6)는 상면과 하면의 양방에 전극이 있는 종방향 소자라고 불리는 것이 있지만, 이것에 한정되지 않고 동일면에 한 쌍의 전극을 형성하는 평면형 구조의 ＬＥＤ(예를 들면 ＧａＮ계) 이더라도 좋다. 전극이 동일면에 형성되는 평면형 구조의 경우에, 전극면을 표면측(도면에서는 상측)을 향해서 캐소드, 애노드의 모두에 와이어 본딩을 실시하는 경우와, 전극면을 밑(리드 프레임측)을 향해 직접 접속하는 소위 플립칩 실장방식이 있지만, 어느 쪽의 실장방식에서도 사용할 수 있다. 금와이어 본딩 대신에 구리계 와이어 본딩이나 알루미늄 와이어 본딩이어도 좋다.
또한 이 실시형태에서는 금플래시 도금층(10)을 설치한 것을 사용했지만, 금에 관해서는 비교적 큰 피치(예를 들면 0.5mm 피치의 경우), 즉 높은 정밀도를 요구하지 않는 경우에 금플래시 도금층(10)이 없더라도 높은 수율이 주어지기 때문에 제외할 수 있다. 팔라듐층(18)에 관해서는, 금속층의 두께를 확보하고 충분한 땜납 흡윤성이 얻어지면 팔라듐을 생략할 수도 있다.
상기 구성의 반도체 발광장치에 의하면, 도21에 나타낸 반도체 발광장치와 마찬가지로 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4A)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4A)에 의하여 오목부의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 또한 알루미늄 반사층(4A)은 양호한 광반사특성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
[제26실시형태]
도24는 본 발명의 제26실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태는 도22에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 변형예의 성격을 갖는 것으로서, 도24(a)는 기재(2)의 일방면에만 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성하고, 금플래시 도금층(10)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, 도24(b)는 기재(2)의 일방면에 형성된 금플래시 도금층(10)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 일부분을 지면(紙面)에서 상방으로 대략 90도 접어 구부린 예를, 도24(c)는 기재(2)의 전체면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성하고, 형성된 금플래시 도금층(10)의 전체면에 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하고, 일부분을 지면에서 상방으로 180도 접어 구부린 예를, 도24(d)는 기재(2)의 일방면에 직접 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하고, 기재(2)의 타방면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다.
도24(a)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 구리로 이루어지는 기재(2)의 한 면에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 0.4μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.01μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm, 또한 금플래시 도금층(10)의 일부상에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 증착법에 의하여 형성하여 구성할 수 있다. 또한 이러한 예와 같이 구리의 기재상에 니켈, 팔라듐, 금, 알루미늄을 순차적으로 적층하는 경우에, 알루미늄 반사층 이외는 습식 도금법을 사용할 수 있다. 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)에 대해서는, 현재는 습식 도금법에서는 용이하게는 도금을 할 수 없기 때문에 진공증착법을 채용하면 좋다. 다른 방법으로서는, 예를 들면 불활성 가스중에서의 스퍼터링법을 사용할 수 있다. 또한 비용, 프로세스 공정의 간소화 등의 관점으로부터 이들의 방법을 복수 사용하여도 좋다.
도24(b)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 1.5μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.2μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 일부분에 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하여 구성한다. 도24(c)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 니켈층(17)을 도금법에 의하여 두께 1.5μm, 팔라듐층(18)을 도금법에 의하여 두께 0.2μm, 금플래시 도금층(10)을 두께 0.1μm로 순차적으로 형성한 후에, 전체면에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 이들 예는 반도체 발광소자를 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 상면에 탑재하고, 기재(2)의 하면 또는 측면에 와이어 본딩을 실시하는 사용방법을 상정하고 있다. 더 구체적으로는, 기재(2)가 구부려지는 경우에 적용이 가능한 구성이다. 또 본 실시예에서는 기재(2)의 이면에 와이어 본딩을 실시하고 있지만, 목적에 따라서 이면이 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10) 등에 의하여 피복되어 있어도 상관없다.
도24(d)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 도24(a)의 예와 마찬가지로 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 기재(2)의 한 면에만 형성하기 때문에, 이들의 금속의 사용량을 억제할 수 있다. 한 면만을 도금하는 경우는, 2개의 기재를 접합시켜서 도금공정으로 보내고, 그 후에 분리함으로써 마스크재를 필요로 하지 않고 실현된다. 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)은, 상기한 바와 같이 두께에 따라서는 바탕에 의한 반사율의 영향을 받기 쉽기 때문에 0.02μｍ이상으로 하는 것이 바람직하다. 전체면에 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하고 있지만, 부분적으로 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하는 구조로 하더라도 좋다. 도24(d)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 형성한 뒤에, 기재의 단부(기판 접속 리드, 아우터 리드라고도 부른다)을 소정의 형상으로 가공하여 사용할 수 있다. 예를 들면 기재의 외위기로부터 노출하는 부분(아우터 리드)의 하면을 인쇄기판의 상면에 접촉하도록 절곡가공 하여, 기재와 접속할 때에 이 구성을 사용할 수 있다. 즉 기재의 중앙부분은 알루미늄 반사층으로서 사용하고, 기재의 단부의 하면은 아우터 리드으로 하여 니켈-팔라듐측의 면이 인쇄기판에 접속된다.
[제27실시형태]
도25는 본 발명의 제27실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태는 기재(2)의 양면 또는 일방면에 팔라듐(Ｐｄ), 금(Ａｕ), 주석(Ｓｎ), 니켈(Ｎｉ), 구리(Ｃｕ)-주석(Ｓｎ)합금, 구리(Ｃｕ)-니켈(Ｎｉ)합금으로부터 선택되는 단층의 금속층(11)을 형성하고, 금속층(11) 또는 기재(2)상에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 구성으로 되어 있다. (a)는 기재(2)의 양면에 금속층(11)을 형성하고, 일방면의 금속층(11)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, (b)는 기재(2)의 일방면에 금속층(11)을 형성하고, 금속층(11)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, (c)는 기재(2)의 일방면에 금속층(11)을 형성하고, 기재(2)의 타방면에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다.
팔라듐은 구리보다 산화방지 효과가 있고 납땜에 이용되는 주석과 친하다는 이점을 구비하고, 주석은 납땜하기 쉽고 염가라고 하는 이점이 있지만 약간 산화되기 쉽다고 하는 결점이 있다. 구리-주석 합금은 구리보다 산화되기 어렵고 주석과 구리와 비교하여 주석과 친하다는 이점이 있다. 구리-니켈 합금은 니켈보다 주석과 친하다는 이점이 있다. 이들의 점을 근거로 하여 사용조건?제조조건에 따라서 금속층(11)으로서 알맞은 재료를 선택할 수 있다.
[제28실시형태]
도26은 본 발명의 제28실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 위에 금도금층(12)을 한 곳 또는 여러 곳에 형성한 점에 있다. 도26(a)는 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 위 일부분에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도26(b)는 부분적으로 형성한 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 외측의 금플래시 도금층(10)상에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도26(c)는 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도26(d)는 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 금플래시 도금층(10)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를 각각 나타내고, 도26(e)에 이 반도체 발광소자 탑재용 기판을 사용한 반도체 발광장치의 실시형태의 일례를 나타내는 개략적인 단면도를 나타내고 있다. 이들 실시예에서는 기재(2)의 전체면에 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 순차적으로 형성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 상기한 각 실시예에서 설명한 바와 같이 단층의 금속층(11)을 형성하는 것, 기재(2)에 직접 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
이러한 실시형태에 있어서의 금도금층(12)은, 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)상에 탑재하는 반도체 발광소자의 전기적 접속에 이용할 수 있다. 금도금층이 두꺼울수록 단파장측(청색측)의 반사율이 저하하지만, 금와이어의 접속성이 좋아진다. 용도에 따라서 반사율을 고려하여 금도금층(12)의 구조를 정하면 좋다. 또한 여기에서는 각 도금층(10, 12, 17, 18)은 습식 도금법에 의하여 형성했지만, 다른 방식으로 형성하더라도 좋다.
[제29실시형태]
도27은 본 발명의 제29실시형태로서 반도체 발광장치의 대표적인 사용상태를 나타내는 개략도다. 본 실시형태에 관한 반도체 발광장치는, 제22 내지 제28실시형태에 관한 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)을 사용하여 예를 들면 프린트 배선기판에 실장하여 사용된다. 프린트 배선기판(13)에 실장하기 위해서, 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)의 외위기 부분(8)으로부터 외부로 신장하는 부분(아우터 리드)을 접어 구부리고, 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면이 되는 부분(1a) 또는 하면보다 하방에 위치하는 부분(1b, 1c)을 형성하고 있다. 이 부분을 프린트 배선기판(13)의 배선에 땜납(14)에 의하여 접착한다. 도27(a)는 아우터 리드를 90도 접어 구부려서 하방을 향하게 하고, 그것을 반대방향으로 90도 접어 구부려서 수평방향을 향하게 하고, 이에 따라 아우터 리드가 신장하는 방향은 그대로 수평위치를 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면으로 하는 부분(1a)를 형성한 예를, 도27(b)는 아우터 리드를 외위기 부분(8)를 따라 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 하면을 따라 부분(1b)을 형성한 예를, 도27(c)는 아우터 리드를 도27(b)와는 반대방향으로 외위기 부분(8)를 따라 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 상면을 따라 부분(1c)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다. 아우터 리드를 접어 구부리는 방법은 이것에 한정되는 것이 아니고, 반도체 발광장치가 사용되는 용도별로 그에 상응하는 형상이 채용된다.
또한, 제1금속층(11)을 설치한 반도체 발광소자 탑재용 기판보다도, 땜납(14)의 접촉면측에 니켈층, 팔라듐층을 설치한 반도체 발광소자 탑재용 기판쪽이 바람직하다.
[제30실시형태]
본 실시예에 있어서, 기재의 위에 제22실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치하는 점에서는 다른 실시형태와 다르지 않다. 다만 알루미늄 반사층의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이하다. 이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판과의 본딩 성능을 평가하기 위해서, 금으로 이루어지는 본딩 와이어와 와이어 본딩을 하였다. 여기에서 와이어 본딩이라 함은, 리드 프레임측의 전극 패드와, 그 리드 프레임에 탑재된 소자상의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서 금 등의 와이어에 의하여 접속하는 것을 말한다.
1ｓｔ본딩이라 함은, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 먼저 본딩 하는 것이다. 보통은, 위치 정밀도나 압착성을 감안하여 소자측의 전극을 1ｓｔ본딩으로 하는 것이 많다. 본 실시예에 있어서는, 구리의 기재상에 제1실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치한 것에, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 본딩 하였다.
2ｎｄ본딩이라 함은, 상기한 소자측의 전극과, 상기 와이어에 의하여 접속해야 할 리드 프레임측의 전극과의 소정의 위치에서 본딩 하는 것을 말한다. 본 실시예에 있어서는, 구리의 기재상에 제22실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층을 설치한 것에 와이어의 끝을 슬라이딩 하는 형태로 압착하였다.
표8에 알루미늄 반사층중의 탄소농도와 금와이어의 접합강도의 관계를 나타낸다. 실시예38로서, 구리기재 두께 0.15mm상에 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 펀칭 프레스 가공 하여, 두께 0.5mm의 3층 글라스 에폭시 기판에 내열 아크릴 수지 접착제에 의하여 고정시켜 발광장치용 회로기판을 형성한 것이다. 본 재료를 상기의 진공증착장치에 부착하고, 티탄층을 0.1μm, 알루미늄 반사층을 0.2μm 성막하고 ＳＩＭＳ 분석을 실시하였다. 여기에서 알루미늄 반사층내의 탄소농도는 상기 알루미늄 반사층내에서의 탄소농도의 최소농도로 하였다. 알루미늄 반사층내의 탄소농도는 3×1020개/ｃｍ3이었다. 실시예39의 기재에는, 폴리이미드 수지필름 두께 125μm 전체면에 구리기재 70μm, 니켈층 0.7ｕｍ, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 내열 아크릴 수지 접착제로 접합한 판재다. 실시예39는 알루미늄 반사층을 형성한 후에, 펀칭 프레스 가공에 의하여 (리드 프레임으로서) 불필요한 부분을 펀칭 함으로써 배선재를 형성하였다. 실시예39의 알루미늄 반사층중의 탄소농도를 마찬가지로 ＳＩＭＳ 분석한 바, 알루미늄 반사층내의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이었다. 실시예40은, 철이 들어간 동합금에 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성하고 펀칭 프레스 가공만 하여 진공증착장치에 스테인레스강제(ＳＵＳ304)의 치구로 고정하여 티탄층(19)을 0.1μm, 알루미늄 반사층(4)을 0.2μm 형성하였다. 실시예40의 알루미늄 반사층내의 탄소농도는 3×1019개/ｃｍ3이었다.
실시예38에서는 티탄층의 두께를 0.1μm로 했지만, 티탄층의 두께는 0.01μｍ이상이면 동일한 효과를 얻을 수 있다. 단지 티탄층의 두께는, 성막시 프로세스의 안정성을 고려하면 0.05μｍ이상인 것이 바람직하다. 또 티탄층의 두께가 0.2μｍ이상에서는 평탄성이 서서히 저하하기 때문에 티탄층의 두께는 0.2μｍ이하로 하는 것이 바람직하다.
평가기준으로서, 1ｓｔ본딩 강도는 0.39Ｎ이상의 시어 강도를 가질 경우를 ㅇ, 0.39Ｎ미만을 ×로 하였다. 2ｎｄ본딩 강도는 0.049Ｎ이상의 시어 강도를 가질 경우를 ㅇ, 0.049Ｎ미만을 ×라고 하였다.
표8로부터 알루미늄 반사층의 탄소농도가 3×1020개/ｃｍ3이상에서는 접합강도가 저하하므로 1×1020개/ｃｍ3이하로 하는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 또 본 실시형태에는, 에폭시재나 아크릴 접착제 등 유기재료를 사용함으로써 알루미늄 반사층내의 탄소농도가 상승했지만, 탄소의 혼입원으로서 기재의 오염, 퍼지 가스, 진공펌프 기름의 역확산, 스퍼터링법을 사용한 경우에는 스퍼터 가스의 불순물 등 여러가지 요인이 생각된다.
본딩 테스트에는 와이어 본더는 ＷＥＳＴＢＯＮＤ ＩＮＣ．의 ＭＯＤＥＬ7700D를 사용하고, 지름 25μm의 금와이어를 사용하며, 본딩 조건은 초음파강도 350mW, 초음파 인가시간은 100ｍｓ로 하여 실시하였다. 주식회사레스카의 본딩 테스터 ＰＴＲ-1의 시어 시험 모드에서 실시하였다. ＳＩＭＳ 측정은 ＰＨＩ사 ＡＤＥＰＴ1010을 사용하고, 일차 이온원으로서 세슘 이온을 3ｋｅＶ의 가속 에너지에서 실시하였다.
[제31실시형태]
도28은 본 발명의 제31실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은, 반도체 발광소자(6)가 알루미늄 반사층(4)의 위에 마운트 되어, 반도체 발광소자(6)와 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩으로 배선하기 위한 급전용 단자의 기재(2B, 2C)에는 알루미늄 반사층(4)이 없는 것이다.
와이어 본딩을 하는 곳에 알루미늄 반사층(4)이 있어도 좋지만, 알루미늄 반사층(4)이 없을 경우에 기재(2B, 2C)의 표면 상태를 최적화 함으로써 본딩 조건의 범위가 확장되어, 조립 속도나 수율이 좋아지는 경우가 있다. 도28은 반도체 발광소자(6)의 실장 부분의 기재(2A)와 기재(2B, 2C)의 도금층(3, 10)은 동일한 구성의 예로 나타냈지만, 2A, 2B, 2C의 기재의 도금층의 구성은 다르게 되어 있어도 좋고 각각 제작되어 있어도 상관없다. 또한 도28은 기재(2A, 2B, 2C)의 하부가 수지에 의하여 덮어져 있는 경우를 나타냈지만, 이면으로 기재(2A, 2B, 2C)의 이면이 전체면 또는 일부분이 노출하고 있어도 상관없다. 노출시킨 부분은 또한 금속제의 방열판 등에 납땜 등에 의하여 접속함으로써 방열성을 향상시킬 수 있어 광출력을 크게 할 수 있다. 또한 이면전극을 구비하는 반도체 발광소자(6)를 사용하는 경우는 상부전극과의 접속에 사용하는 급전용 단자는 1개이상 있으면 좋고, 상부전극과 접속하는 복수의 급전용 단자를 와이어 본딩으로 배선하더라도 상관없다. 또한 대전류를 통전시킬 수 있도록 복수의 와이어를 배선하는 경우도 있다.
도28은 광발광소자의 전극부분과 급전용 단자의 접속을 와이어 본딩 접속으로 하는 경우를 나타냈지만, 패터닝 된 접속용의 배선재에 의한 인너 리드를 제작하고, 초음파나 가열을 사용한 웨지 본딩에 의한 접속을 실시하더라도 상관없다.
발명자들은, 상기한 바와 같이 알루미늄 반사층중의 탄소농도가 금와이어와 알루미늄 반사층의 접합 강도에 많은 영향을 끼치고 있다고 하는 것을 알았다. 이것은, 상기한 모든 실시형태에 적용되는 것에 주의하여야 한다.
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 실시형태로서 나타낸 대표적인 구성예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 이 구성예로 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상의 범위 내에 있어서 다양한 구성이 가능하다. 급전용 단자로서 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩 되는 기재(2B, 2C)의 표면의 주된 구성 재료가, 금, 은, 팔라듐, 금합금, 은합금 또는 팔라듐 합금으로부터 선택되는 한 종류 또는 그 조합이어도 좋다. 또한 상기 각 실시형태의 구성요소를 본 발명의 요지의 범위내에서 임의로 조합하는 것은 가능하다.
(제32?제38실시형태)
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 반도체 발광장치 실시형태는, 반도체 발광소자를 탑재하는 구리 또는 동합금 또는 철계 합금으로 이루어지는 기재와, 기재에 있어서 반도체 발광소자를 탑재하는 면측의 적어도 일부에 설치된 알루미늄 반사층과, 그 아래로 은층 또는 은합금층을 구비한 반도체 발광소자 탑재용 기판을 구성한 것이다.
[제32실시형태]
도29는, 본 발명의 제32실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도로서, 2는 기재, 4는 기재(2)의 일방면에 반도체 발광소자를 탑재하는 장소를 포함하는 영역에 형성된 알루미늄 반사층, 19는 알루미늄 반사층(4)의 접합층이 되는 티탄층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판이 구성되어 있다.
기재(2)는, 금속으로 구성되거나 또는 금속과 유기재 또는 무기재의 복합재로 구성된다. 기재(2)에는 주로 납땜 실장을 위하여 은층 또는 은합금층(3)을 피복한다.
기재(2)는, 이 기재(2)의 금속의 재료로서 상기한 것에 제한되는 것은 아니지만, 가장 범용성이 높은 기재(2)는 구리 또는 동합금으로 이루어지는 금속 리드 프레임이다. 기재(2)로서 동판을 사용하는 경우에, 그 두께에 제한은 없지만 비용을 고려하여 두께가 선정된다. 또한 양산화를 고려하면 동판의 후프(hoop) 재가 바람직하지만, 단척의 시트재, 개별재도 사용할 수 있다. 기재(2)로서 복합재를 사용하는 경우에, 수지재상에 동판이 부착되는 구리부착판이나 그 적층판을 사용할 수 있다. 수지로서는 경질의 판자 모양의 것, 얇고 가요성을 구비하는 것을 사용할 수 있다. 대표적인 것으로서, 각각 글라스 에폭시 기판(글래스포 기재 수지판)이나 폴리이미드 수지계 등을 들 수 있다.
알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 제조방법은, 감압압력조정 기능을 구비하는 증착장치에 의하여 배치처리 또는 연속처리 등으로 실시된다. 알루미늄 반사층(4)의 두께는 반사율의 관점으로부터 0.02μｍ이상이 바람직하다.
기재(2)로서 동합금재 C-194을 사용하는 경우에, 예를 들면 길이 100m, 폭 50mm, 두께 0.15mm로 하고, 알루미늄 반사층(4)의 두께를 예를 들면 0.05μm, 티탄층(19)의 두께를 0.1μm로 하였다. 제조에 있어서, 우선 기재(2)로서 상기의 치수의 동판에 습식 도금법에 의하여 은층 또는 은합금층(두께 3μm)(3)을 준비하였다. 다음에 저항가열식의 배럴식 전자빔방식 진공증착장치를 사용하여 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 성막하였다. 구체적으로는, 기재(2)를 50mm×150mm의 단척재가 되도록 절단하고, 절단한 기재 16매를 반경 300mm의 우산모양의 치구상에 방사상으로 배열하고, 이것을 배럴에 3기 세트하여 배치하고, 알루미늄, 티탄의 증발원으로서는 전자빔총(출력6kW)을 사용하고, 진공도를 2×10-4Ｐａ까지 배기하여 알루미늄 반사층(4)을 두께 0.05μm로 성막하였다. 진공증착장치는, 본 실시형태에서는 자작기를 사용했지만, 로드록 방식의 증착기 등 시판되는 증착장치를 사용하여도 문제 없다. 또한 후프(hoop) 재에 증착할 수 있는 연속식 증착장치이어도 괜찮다. 진공증착장치는, 막의 질, 생산성 등을 종합적으로 고려하고 적절하게 선택하면 좋다. 또한 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 형성방식은 전자빔 증착방식이 아니어도 좋다. 즉 저항가열 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 클래드법 등을 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)의 막두께 측정은 ＳＩＭＳ 분석에 의하여 이루어졌다. 알루미늄 반사층의 막두께는, 알루미늄 표면으로부터 바탕재의 원소의 신호강도가 1/2이 되는 위치까지의 두께로 하고, 티탄층(19)의 막두께는, 티탄 표면으로부터 바탕재의 원소의 신호강도가 1/2이 되는 위치까지의 두께로 하였다. 상기의 은층 또는 은합금층(3)인 경우에는 은의 신호강도비를 사용하게 된다.
(본 실시형태에 관한 실시예의 평가)
알루미늄 반사층(4)에 대해서 황화특성 및 반사율을 다음과 같이 확인하였다. 우선 표9에 나타나 있는 바와 같이, 구리 기재상에 은도금을 실시한 재료에 알루미늄 반사층(4)을 상기의 방법에 의하여 제작하고, 다음에 야마토과학 제품인 오븐ＤＴ-31형을 사용하여 대기 중에서 170도로 3시간, 계속하여 150도로 4시간 열처리를 하였다. 열처리 후에 파장이 460ｎｍ에서의 초기 반사율을 측정하였다. 이 파장에 있어서 황산 바륨의 반사율을 100%로 하고, 반사율이 90%이상을 특히 양호(ㅇ로 나타내는 것)라고 하고 90%미만을 불량(×로 나타내는 것)이라고 하였다.
다음에 황화특성에 대해서, 두께 0.1ｕｍ의 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성한 샘플에 대하여 3ｐｐｍ의 Ｈ2S(황화수소)을 분위기 온도 40도에서 습도 80%로 48시간 노출(폭로(暴露), expose)하였다(ＪＩＳ Ｈ8502 도금의 내식성 시험방법에 준거한 시험을 하였다). 내황화 특성은 초기 반사율과 48시간 황화후의 반사율의 비로 하였다. 그 결과, 초기 반사율은 92%이었던 것에 대하여 내황화 시험후의 반사율은 87%로 양호한 것을 알았다.
또한 실시예44로서, 기재(2)상의 두께 3μm의 은층 또는 은합금층(3)상에 두께 0.1μm의 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것은, 열처리를 하지 않은 경우에 초기 반사율 91%로 양호하여 ㅇ이지만, 황화특성은 내황화 시험후의 반사율비는 98%로 양호한 것을 확인하고 있다. 비교예45로서 기재(2)상의 두께 3μm의 은층 또는 은합금층(3) 상에 두께 0.1μm의 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것(즉 실시예44)을 상기 조건에서 열처리를 실시하였을 경우에, 초기 반사율이 62%로 저하하여 ×이며, 황화특성(초기 반사율비)이 55%로 저하한 것을 확인할 수 있다.
실시예44와 비교예45로부터, 열처리를 실시한 경우에는 구리가 반도체 발광소자 탑재용 기판의 표면에 확산하여 초기 반사율 및 내황화 특성을 악화시키나(내열성을 악화시킨다), 티탄층을 설치한 경우에는 구리의 확산의 장벽이 됨으로써 내열성을 높게 유지할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 기재(2) 표면에 알루미늄 반사층(4)과 티탄층(19)을 형성하기 때문에, 황화되지 않고 장기간에 걸쳐 높고 또한 안정된 반사특성을 구비하는 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치가 구현된다. 이것은, 알루미늄의 반사율이 자외선에서는 은의 3배이상으로 높고, 보라색, 적색, 적외선에 대하여는 은에 가까운 반사율을 구비하고 있어, 금속의 안에서는 색의 균형이 좋고, 은에 뒤이은 고반사율을 구비하고 있어 또한 은과 비교하여 황화가 일어나기 어려운 특성을 이용하고 있다.
상기의 반도체 발광소자 탑재용 기판에 와이어 본딩을 하기 위하여 아르곤 플라즈마 세정을 하고, 그 후에 금와이어를 본딩 한다. 이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판에 대하여 황화시험을 한 바, 반사율의 저하는 보이지 않았다. 이 결과로부터 표면세정에 대한 내성이 강하고 열화나 벗겨짐의 걱정이 없는 것을 알았다. 상기의 제작방법으로 형성한 반도체 발광소자 탑재용 기판에 대해서 금와이어와의 본딩 특성을 확인하였다.
와이어 본더는 K&Ｓ사 4522형으로 하고, 지름 25μm의 금와이어(다나카귀금속 제품, ｔｙｐｅＣ)을 사용하여 본딩 특성의 풀강도를 시험 평가하였다. 기재는 프레스 가공이 없는 동합금(C-194 : 두께 0.15mm)에 은도금 한 것으로 하고, 티탄층(19)을 0.1μm, 알루미늄 반사층(4)을 0.1μm 성막하였다. 표7에 막구조와 금와이어 풀시험의 결과를 나타낸다.
표7에 나타나 있는 바와 같이 티탄층(19)을 구리 기재상의 은층 또는 은합금층(3)과 알루미늄 반사층(4)의 중간에 넣음으로써 풀강도는 실용상 충분한 강도를 나타내는 것을 알았다.
또한 상기 제32실시형태로부터 얻어지는 효과는, 정도의 차이는 있더라도 후술하는 실시형태에 있어서도 얻어진다.
[제33실시형태]
도30은 본 발명의 제33실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도로서, 도29에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판을 사용한 반도체 발광장치를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 2는 기재, 3은 기재(2)의 은층 또는 은합금층, 4는 기재(2)의 일방의 면에 형성된 알루미늄 반사층, 19는 티탄층으로서, 이들에 의하여 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)을 구성한다.
반도체 발광장치(5)에 있어서는 이것을 2조(2A, 2B) 대략 동일면에서 근접시켜 배치하여 사용된다. 6은 알루미늄 반사층(4)상에 탑재된 반도체 발광소자, 7은 반도체 발광소자(6)와 알루미늄 반사층(4)을 전기적으로 접속하는 본딩 와이어다. 8은 반도체 발광소자(6)를 제외하고 기재(2A, 2B)가 서로 근접하고 있는 측을 포위하고, 반도체 발광소자(6)의 주위에 기재(2)로부터 멀어짐에 따라 반도체 발광소자(6)로부터 멀어지는 경사면(8b)과 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4)으로 형성되는 오목부(8a)를 구비하는 수지로 만든 외위기 부분, 9는 외위기 부분(8)의 오목부(8a)에 충전되어 반도체 발광소자(6)를 밀봉하는 수지부로서 외위기의 일부를 구성하고 있다. 외위기 부분(8)에 형광체 재료를 섞을 수 있다. 예를 들면 ＹＡＧ 등을 섞음으로써 LED칩으로서 460ｎｍ의 ＧａＮ계 ＬＥＤ를 사용하고, 유사백색 ＬＥＤ 장치를 사용할 수 있다.
알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)은, 외위기의 내측의 대략 전체면 또는 일부를 제외한 나머지의 부분에 형성되어 있으면 좋다. 그 이유는, 반도체 발광소자(6)로부터 방사된 광이 외위기 부분(8)내로 반사되면 좋기 때문이다.
구체적인 방법으로서는, (1)알루미늄층 형성시의 성막장치에 의하여 외위기 영역 이외를 차폐하는 기능을 부여한다. (2)전체면에 알루미늄층을 성막한 후에, 외위기부 영역을 테이핑 또는 포토리소프로세스 등에 의하여 마스크 하고, 그 후에 알루미늄을 에칭으로 제거하는 방법 등 여러가지 방법이 있고, 그들의 어느 것를 사용하여도 좋다.
이러한 구성의 반도체 발광장치(5)에 의하면, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부(8a)의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4)에 의하여 오목부(8a)의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치(5)로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이, 알루미늄은 양호한 내황화성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
이상의 설명에서는, 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)을 제작한 후에 소정의 형상으로 프레스나 에칭을 사용하여 성형했지만, 후도금법으로 할 수도 있다. 즉 기재(2A, 2B)를 소정의 형상으로 성형한 후에, 습식 도금법에 의하여 기재(2A, 2B)상에 은층 또는 은합금층(3)을 형성한 후에, 진공증착법 등의 건식 도금법에 의하여 알루미늄 반사층(4), 티탄층(19)을 형성하는 것도 가능하다. 은층 또는 은합금층(3)은 습식법이 아니라 진공증착법 등의 건식 도금법으로 형성하더라도 좋다. 또한 기재(2A, 2B)에 대해서는, 구리로 이루어지는 경우에 대하여 설명했지만 수지 등의 위에 구리배선을 설치한 것을 사용할 수 있다. 또한 용도, 비용 등의 이유에서 다른 금속 기재 예를 들면 철계의 42알로이 합금 등을 사용하여도 좋다. 또한 프린트 배선판이나 플렉시블 배선판의 형성공정에 의하여 배선을 형성한 뒤에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 사용할 수 있다. 이와 같이 목적이나 구조, 재료(동판 혹은 가요성이 있는 플렉시블 수지 기재)에 따라서 형상의 제작(펀칭 가공, 절곡가공, 돌출가공 등에 의한 형상의 제작), 도금, 증착의 순서는 변경할 수 있다.
탑재하는 반도체 발광소자(6)로서는, 예를 들면 ＧａＡｓ-Ｓｉ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＡｓ-ＬＥＤ, ＧａＰ-ＬＥＤ, ＡｌＧａＩｎＰ-ＬＥＤ, ＩｎＧａＮ-ＬＥＤ 등의 LED칩을 탑재할 수 있다. 또한 도30에 나타낸 반도체 발광소자(6)는 상면과 하면의 양방에 전극이 있는 종방향 소자라고 불리는 것이 있지만, 이것에 한정되지 않고 동일면에 한 쌍의 전극을 형성하는 평면형 구조의 ＬＥＤ(예를 들면 ＧａＮ계)이더라도 좋다. 전극이 동일면에 형성되는 평면형 구조의 경우에, 전극면을 표면측(도면에서는 상측)을 향해서 캐소드, 애노드의 모두에 와이어 본딩을 실시하는 경우와, 전극면을 밑(리드 프레임측)을 향해 직접 접속하는 소위 플립칩 실장방식이 있지만, 어느 쪽의 실장방식에서도 사용할 수 있다. 금와이어 본딩 대신에 구리계 와이어 본딩이나 알루미늄 와이어 본딩이어도 좋다.
이러한 구성의 반도체 발광장치(5)에 의하면, 외위기 부분(8)에 형성되는 오목부(8a)의 저면에 위치하는 알루미늄 반사층(4)의 존재에 의하여 반도체 발광소자(6)로부터 방출된 광이 알루미늄 반사층(4)에 의하여 오목부(8a)의 개구측으로 반사되어, 반도체 발광장치(5)로부터의 광량을 늘리는 효과를 얻을 수 있다. 또한 알루미늄 반사층(4)은 양호한 광반사성을 가지므로 고반사율을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다.
[제34실시형태]
도31은, 본 발명의 제34실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태는 도29에 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 변형예의 성격을 갖는 것으로서, 도31(a)는 기재(2)의 일방의 면에만 은층 또는 은합금층(3)을 형성하고, 은층 또는 은합금층(3)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 예를, 도31(b)는 기재(2)의 일방의 면에 형성된 은층 또는 은합금층(3)상의 일부에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 일부분을 지면에서 상방으로 대략 90도 접어 구부린 예를, 도31(c)는 기재(2)의 은층 또는 은합금층(3)의 전체면에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 일부분을 지면에서 상방으로 180도 접어 구부린 예를, 도31(d)는 기재(2)의 일방의 면에 직접 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하고, 기재(2)의 타방면에 일례로서 니켈층(17), 팔라듐층(18) 및 금플래시 도금층(10)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다.
도31(a)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 구리로 이루어지는 기재(2)의 한 면에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 3μm 형성하고, 은층 또는 은합금층(3)의 일부의 위에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 증착법에 의하여 형성하여 구성할 수 있다. 또한, 이러한 예와 같이 구리의 기재(2)상에 은, 티탄, 알루미늄을 순차적으로 적층하는 경우에, 은층 또는 은합금층(3)은 건식으로도 좋지만 습식 도금법을 사용할 수 있다. 은층 또는 은합금층(3), 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)에 대해서는, 현재는 습식 도금법으로는 용이하게는 도금을 할 수 없기 때문에 진공증착법을 채용하면 좋다. 다른 방법으로서는, 예를 들면 불활성 가스중에서의 스퍼터링법을 사용할 수 있다. 또한 비용, 프로세스 공정의 간소화 등의 관점으로부터 이들의 방법을 복수 사용하여도 좋다.
도31(b)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 두께 3.0μm로 형성한 후에, 일부분에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 도31(c)에 나타나 있는 반도체 발광소자 탑재용 기판은, 기재(2)에 은층 또는 은합금층(3)을 도금법에 의하여 두께 3.0μm로 형성한 후에, 일부분에 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성하여 구성한다. 이들의 예는 반도체 발광소자를 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 상면에 탑재하고, 기재(2)의 하면 또는 측면에 와이어 본딩을 실시하는 사용방법을 상정하고 있다. 더 구체적으로는, 기재(2)가 구부려지는 경우에 적용이 가능한 구성이다. 또 본 실시형태에서는 기재(2)의 이면에 와이어 본딩을 실시하고 있지만, 목적에 따라서 이면이 은층 또는 니켈층(17), 팔라듐층(18), 금플래시 도금층(10) 등에 의하여 피복되어 있어도 상관없다.
[제35실시형태]
도32는, 본 발명의 제35실시형태를 나타내는 반도체 발광소자 탑재용 기판의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은, 은층 또는 은합금층(3), 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 위에 금도금층(12)을 한 곳 또는 여러 곳에 형성한 점에 있다. 도32(a)는 은층 또는 은합금층(3), 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 위 일부분에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도32(b)는 부분적으로 형성한 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)의 외측의 은층 또는 은합금층(3)상에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도32(c)는 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를, 도32(d)는 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)을 형성한 은층 또는 은합금층(3)상의 전체면에 금도금층(12)을 형성한 예를 각각 나타낸다.
이러한 실시형태에 있어서의 금도금층(12)은, 티탄층(19), 알루미늄 반사층(4)상에 탑재하는 반도체 발광소자의 전기적 접속에 이용할 수 있다. 금도금층(12)이 두꺼울수록 단파장측(청색측)의 반사율이 저하하지만, 금와이어의 접속성이 좋아진다. 용도에 따라서 반사율을 고려하여 금도금층(12)의 구조를 정하면 좋다. 또한 여기에서는 금도금층(12)은 습식 도금법에 의하여 형성했지만, 다른 방식으로 형성하더라도 좋다.
[제36실시형태]
본 발명의 제36실시형태로서 반도체 발광장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 대표적인 사용상태는 도27과 같다. 본 발명의 반도체 발광장치는 예를 들면 인쇄기판에 실장하여 사용된다. 인쇄기판(13)에 실장하기 위해서, 제32?35실시형태로 대표되는 반도체 발광소자 탑재용 기판(1)의 외위기 부분(8)으로부터 외부로 신장하는 부분(아우터 리드)을 접어 구부리고, 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면이 되는 부분(1a) 또는 하면보다 하방에 위치하는 부분(2b, 2c)을 형성하고 있다. 이 부분을 인쇄기판(13)의 배선에 땜납(14)에 의하여 접착한다. 도27(a)는 아우터 리드를 90도 접어 구부려서 하방을 향하게 하고, 그것을 반대방향으로 90도 접어 구부려서 수평방향을 향하게 하고, 이에 따라 아우터 리드가 신장하는 방향은 그대로 수평위치가 되어 외위기 부분(8)의 하면과 대략 동일면으로 한 부분(1a)를 형성한 예를, 도27(b)는 아우터 리드를 외위기 부분(8)를 따라서 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 하면을 따라 부분(1b)을 형성한 예를, 도27(c)는 아우터 리드를 도27(b)와는 반대방향으로 외위기 부분(8)을 따라 2회 90도 구부림으로써 외위기 부분(8)의 상면을 따라 부분(1c)을 형성한 예를 각각 나타내고 있다. 아우터 리드를 접어 구부리는 방법은 이것에 한정되는 것이 아니라, 반도체 발광장치가 사용되는 용도별로 그에 상응하는 형상이 채용된다.
[제37실시형태]
본 실시형태에 있어서, 제32실시형태와 마찬가지로 기재(2)의 위에 은 또는 은합금층, 티탄층, 알루미늄 반사층을 설치한 구성이다. 다만, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도는, 1×1020개/ｃｍ3이하다.
이러한 반도체 발광소자 탑재용 기판과의 본딩 성능을 평가하기 위해서, 금으로 이루어지는 본딩 와이어와 와이어 본딩을 하였다. 여기에서 와이어 본딩이라 함은, 리드 프레임측의 전극 패드와, 그 리드 프레임에 탑재된 소자상의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서, 금 등의 와이어에 의하여 접속하는 것을 말한다. 1ｓｔ본딩이라 함은, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 먼저 본딩 하는 것이다. 보통은, 위치 정밀도나 압착성을 감안하여 소자측의 전극을 1ｓｔ본딩으로 하는 것이 많다. 본 실시예에 있어서는, 구리의 기판상에 제32실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것에, 방전에 의하여 와이어의 선단을 구상으로 한 것을 본딩 하였다.
2ｎｄ본딩이라 함은, 상기한 소자측의 전극과 상기 와이어에 의하여 접속해야 할 리드 프레임측의 전극의 소정의 위치에서, 본딩을 하는 것을 말한다. 본 실시예에 있어서는, 구리의 기판판 상에 제32실시형태와 마찬가지로 알루미늄 반사층(4)을 설치한 것에, 와이어의 끝(단)을 슬라이딩 하는 형태로 압착하였다.
표10에 알루미늄 반사층(4)중의 탄소농도와 금와이어의 접합강도의 관계를 나타낸다. 실시예47로서, 구리 기재 두께 0.15mm상에 은층 3.0μm를 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 펀칭 프레스 가공하여, 두께 0.5mm의 3층 글라스 에폭시 기판에 내열 아크릴 수지 접착제에 의하여 고정시켜 발광장치 회로기판을 형성한 것이다. 본 재료를 상기의 진공증착장치에 부착하고, 티탄층을 0.1μm, 알루미늄 반사층을 0.2μm 성막하고, ＳＩＭＳ 분석을 실시하였다. 여기에서 알루미늄 반사층내의 탄소농도는 상기 알루미늄 반사층내에서의 탄소농도의 최소농도로 하였다. 알루미늄층내의 탄소농도는 3×1020개/ｃｍ3이었다.
실시예48의 기재(2)에는, 폴리이미드 수지 필름 두께 125μm 전체면에 구리 기재 70μm, 은층 3.0μm을 습식 도금법에 의하여 형성한 것을 아크릴 수지 접착제로 접합한 판재다. 실시예48은 알루미늄 반사층(4)을 형성한 후에, 펀칭 프레스 가공에 의하여 (리드 프레임으로서) 불필요한 부분을 펀칭 함으로써 배선재를 형성하였다. 실시예48의 알루미늄 반사층(4)중의 탄소농도를 마찬가지로 ＳＩＭＳ 분석한 바, 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 1×1020개/ｃｍ3이었다.
실시예49는, 철이 들어간 동합금에 니켈층 0.7μm, 팔라듐 0.05μm을 습식 도금법에 의하여 형성하고 펀칭 프레스 가공만 한 것을, 진공증착장치에 스테인레스제(ＳＵＳ304)의 치구로 고정하여 티탄층(19)을 0.1μm, 알루미늄 반사층(4)을 0.2μm 형성하였다. 실시예49의 알루미늄 반사층(4)내의 탄소농도는 3×1019개/ｃｍ3이었다.
평가기준으로서, 1ｓｔ본딩 강도는 0.39Ｎ이상의 시어 강도를 가질 경우를 ㅇ, 0.39Ｎ미만을 ×로 하였다. 2ｎｄ본딩 강도는 0.049Ｎ이상의 시어 강도를 가질 경우를 ㅇ, 0.049Ｎ미만을 ×로 하였다.
표10으로부터, 알루미늄 반사층(4)의 탄소농도가 3×1020개/ｃｍ3이상에서는 접합강도가 저하하여 1×1020개/ｃｍ3이하로 하는 것이 좋은 것을 알 수 있다.
또 본 실시형태에는 에폭시재나 아크릴 접착제 등의 유기재료를 사용함으로써 알루미늄층내의 탄소농도가 상승했지만, 탄소의 혼입원으로서 기재의 오염, 퍼지 가스, 진공펌프 기름의 역확산, 스퍼터링법을 사용한 경우에는 스퍼터 가스의 불순물 등 여러가지 요인이 생각된다.
본딩 테스트에는 와이어 본더는 Kulicke & Soffa Industries, Inc의 ＭＯＤＥＬ 4522을 사용하여, 지름 25μm의 금와이어를 사용하고, 본딩 조건은 초음파 강도 1W, 초음파 인가시간은 25ｍｓ로 하여 실시하였다. 주식회사레스카의 본딩 tester ＰＴＲ-1의 시어 시험 모드에서 실시하였다. ＳＩＭＳ 측정은 ＰＨＩ사 ＡＤＥＰＴ1010을 사용하고, 일차 이온원으로서 세슘 이온을 사용하여 3ｋｅＶ의 가속 에너지에 의하여 실시하였다.
[제38실시형태]
도33은, 본 발명의 제38실시형태를 나타내는 반도체 발광장치의 개략적인 단면도다. 이 실시형태의 특징은, 반도체 발광소자(6)가 알루미늄 반사층(4)의 위에 마운트 되고, 반도체 발광소자(6)와 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩으로 배선하기 위한 급전 단자부의 기재(2B, 2C)에는 알루미늄 반사층(4)이 없는 것이다.
와이어 본딩을 하는 곳에 알루미늄 반사층(4)이 있어도 좋지만, 알루미늄 반사층(4)이 없을 경우에 기재(2B, 2C)의 표면 상태를 최적화 함으로써 본딩 조건의 범위가 확장되어, 조립 속도나 수율이 좋아지는 경우가 있다. 도33은 기재(2A, 2B, 2C)의 하부가 수지에 의하여 덮어져 있는 경우를 나타냈지만, 이면으로 기재(2)의 이면이 전체면 또는 일부분이 노출하고 있어도 상관없다. 노출시킨 부분은 또한 금속제의 방열판 등에 납땜 등으로 접속함으로써 방열성을 향상시킬 수 있어 광출력을 크게 할 수 있다. 또한 이면전극을 구비하는 반도체 발광소자(6)를 사용하는 경우는 상부전극과의 접속에 사용하는 급전용 단자는 1개 이상 있으면 좋고, 상부전극과 접속하는 보수의 급전용 단자를 와이어 본딩으로 배선하더라도 상관없다. 또한 대전류를 통전시킬 수 있도록 복수의 와이어를 배선하는 경우도 있다.
도33은, 광발광소자의 전극부분과 급전 단자와의 접속을 와이어 본딩 접속으로 하는 경우를 나타냈지만, 패터닝 된 접속용의 배선재에 의한 인너 리드를 제작하고, 초음파나 가열을 사용한 웨지 본딩에 의한 접속을 실시하더라도 상관없다.
발명자들은, 상기한 바와 같이 은층 또는 은합금층(3층)과 알루미늄 반사층(4)간의 티탄층(19)이 본 재료의 반사율에 대한 내열성, 즉 열처리후의 반사특성 및 내황화 특성이 향상되고, 양호한 반사율을 황화 분위기하에서도 유지할 수 있다고 하는 것을 알았다. 이것은 상기한 모든 실시형태에 적용되는 것에 주의하여야 한다.
본 발명의 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치를 실시형태로서 나타낸 대표적인 구성예에 의거하여 설명하였다, 본 발명은 이러한 구성예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에 있어서 다양한 구성이 가능하다.
1…기판, 1a?1c…기판의 부분, 2, 2A, 2B, 2C…기재, …리드 기재,
3…은층 또는 은합금층, 4, 4A, 4B…알루미늄 반사층,
5…반도체 발광장치, 6…반도체 발광소자(LED칩), 7…본딩 와이어,
8…외위기 부분, 8a…오목부, 8b…경사면, 9…광투과성 수지부,
10…금플래시 도금층, 11…금속층, 12…금도금층, 13…프린트 배선기판,
14…땜납, 15…배선, 17…니켈층, 18…팔라듐층,
19, 19A, 19B…티탄층, 20…아우터 리드, 21…제1절곡부,
22…제2절곡부
3…은층 또는 은합금층, 4, 4A, 4B…알루미늄 반사층,
5…반도체 발광장치, 6…반도체 발광소자(LED칩), 7…본딩 와이어,
8…외위기 부분, 8a…오목부, 8b…경사면, 9…광투과성 수지부,
10…금플래시 도금층, 11…금속층, 12…금도금층, 13…프린트 배선기판,
14…땜납, 15…배선, 17…니켈층, 18…팔라듐층,
19, 19A, 19B…티탄층, 20…아우터 리드, 21…제1절곡부,
22…제2절곡부
Claims (20)
- 금속부분(金屬部分)으로 이루어지는 기재(基材)와,
상기 기재에 있어서 반도체 발광소자(半導體發光素子)가 탑재(搭載)되는 면측(面側)에 설치된 두께 0.02μｍ이상 5μｍ이하의 알루미늄 반사층(aluminium 反射層)을
구비한 반도체 발광소자 탑재용 기판(半導體發光素子 搭載用基板).
- 제1항에 있어서,
상기 기재와 상기 알루미늄 반사층 사이에 티탄(titan)을 함유하는 금속층이 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기재와 상기 알루미늄 반사층 사이에 Ａｇ 이외의 금속으로 이루어지는 제1금속층(第1金屬層)이 설치되고,
상기 제1금속층은, 팔라듐(paladium), 금(金), 주석(朱錫), 니켈(nickel), 구리-주석 합금, 구리-니켈 합금, 철-니켈 합금으로부터 선택되는 1종류로 이루어지고,
상기 알루미늄 반사층은, 상기 제1금속층의 적어도 일부에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기재와 상기 알루미늄 반사층 사이에 상기 기재측으로부터 니켈층과 팔라듐층이 순차적으로 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 팔라듐층과 상기 알루미늄 반사층 사이에 금플래시 도금층(金flash鍍金層)이 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 금속부분으로 이루어지는 기재와,
상기 기재에 있어서 반도체 발광소자가 탑재되는 면측에 설치된 두께 0.01μｍ이상 5μm 이하의 은층(銀層) 또는 은합금층(銀合金層)과,
상기 은층 또는 은합금층 상에 설치된 두께 0.006μｍ이상 2μｍ이하의 알루미늄 반사층을
구비한 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제6항에 있어서,
상기 기재와 상기 은층 또는 은합금층 사이에 Ａｇ 이외의 금속으로 이루어지는 제1금속층이 설치되고,
상기 제1금속층은, 팔라듐, 금, 주석, 니켈, 구리-주석 합금, 구리-니켈 합금, 철-니켈 합금으로부터 선택되는 1종류로 이루어지고,
상기 알루미늄 반사층은, 상기 은층 또는 은합금층을 사이에 두고 상기 제1금속층의 적어도 일부에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 은층 또는 은합금층과 상기 알루미늄 반사층 사이에 금플래시 도금층이 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제6항에 있어서,
상기 은층 또는 은합금층과 상기 알루미늄 반사층 사이에 티탄을 함유하는 금속층이 설치되고,
상기 알루미늄 반사층은 0.02μｍ이상 2μｍ이하의 두께를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
최표면(最表面)에 금도금층을 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층은, 불순물탄소농도(不純物炭素濃度)가 1×1014개/ｃｍ3이상 1×1020개/ｃｍ3이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층의 반사율이 90%이상 98%이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제7항 또는 제9항 중의 어느 한 항의 반도체 발광소자 탑재용 기판과,
상기 반도체 발광소자 탑재용 기판 상에 탑재된 반도체 발광소자와,
상기 반도체 발광소자 탑재용 기판의 일부를 포위하고, 상기 반도체 발광소자의 주위에 상기 반도체 발광소자 탑재용 기판으로부터 멀어짐에 따라 상기 반도체 발광소자로부터 떨어지는 경사면 또는 수직면으로 형성되는 오목부를 구비하는 외위기 부분과,
상기 외위기 부분의 상기 오목부에 충전되어 상기 반도체 발광소자를 밀봉하는 광투과성 수지부를
구비한 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치(半導體發光裝置).
- 제13항에 있어서,
상기 반도체 발광소자는, 상기 기재상에 형성된 상기 알루미늄 반사층상에 탑재되고, 상기 알루미늄 반사층이 형성되어 있지 않고 또한 상기 알루미늄 반사층과 전기적으로 절연된 급전용 단자(給電用端子)와 와이어 본딩(wire bonding) 또는 인너리드 본딩(inner lead bonding) 되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
- 제13항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층은, 불순물탄소농도가 1×1014개/ｃｍ3이상 1×1020개/ｃｍ3이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
- 제13항에 있어서,
상기 급전용 단자로서 와이어 본딩 또는 인너리드 본딩 되는 상기 기재의 표면의 주된 구성 재료가, 금, 은, 팔라듐, 금합금, 은합금 또는 팔라듐 합금으로부터 선택되는 한 종류 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
- 제3항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층은, 불순물탄소농도(不純物炭素濃度)가 1×1014개/ｃｍ3이상 1×1020개/ｃｍ3이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층은, 불순물탄소농도(不純物炭素濃度)가 1×1014개/ｃｍ3이상 1×1020개/ｃｍ3이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제3항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층의 반사율이 90%이상 98%이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 알루미늄 반사층의 반사율이 90%이상 98%이하인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 탑재용 기판.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2010-208146 | 2010-09-16 | ||
| JP2010208146 | 2010-09-16 | ||
| JP2010239785 | 2010-10-26 | ||
| JPJP-P-2010-239785 | 2010-10-26 | ||
| JP2011157252A JP5857355B2 (ja) | 2010-09-16 | 2011-07-16 | 半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置 |
| JPJP-P-2011-157252 | 2011-07-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120029330A true KR20120029330A (ko) | 2012-03-26 |
Family
ID=45885434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110091649A KR20120029330A (ko) | 2010-09-16 | 2011-09-09 | 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120029330A (ko) |
| CN (1) | CN102403437A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219078A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード用基材の製造方法 |
| US20150129913A1 (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-14 | Lextar Electronics Corporation | Electrode structure |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103531670B (zh) * | 2012-07-06 | 2016-09-07 | 哈尔滨化兴软控科技有限公司 | 发光二极管制造方法 |
| DE102013106858A1 (de) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Substrat für ein LED-Modul und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP6054546B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2016-12-27 | シャープ株式会社 | 発光装置用基板、発光装置および発光装置用基板の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008091818A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置用リードフレームおよびこれを用いた光半導体装置、並びにこれらの製造方法 |
| KR100877881B1 (ko) * | 2007-09-06 | 2009-01-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법 |
| JP4763094B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2011-08-31 | 古河電気工業株式会社 | 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 |
-
2011
- 2011-09-07 CN CN2011102759268A patent/CN102403437A/zh active Pending
- 2011-09-09 KR KR1020110091649A patent/KR20120029330A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219078A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード用基材の製造方法 |
| US20150129913A1 (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-14 | Lextar Electronics Corporation | Electrode structure |
| US9240521B2 (en) * | 2013-11-11 | 2016-01-19 | Lextar Electronics Corporation | Electrode structure and light emitting diode using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102403437A (zh) | 2012-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5857355B2 (ja) | 半導体発光素子搭載用基板、及びそれを用いた半導体発光装置 | |
| JP4897981B2 (ja) | 光半導体装置用リードフレーム、その製造方法および光半導体装置 | |
| KR101485226B1 (ko) | 광반도체 장치용 리드 프레임, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법 및 광반도체 장치 | |
| KR20120029330A (ko) | 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치 | |
| JP5578960B2 (ja) | 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 | |
| JP7348567B2 (ja) | 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置 | |
| US11444226B2 (en) | Optoelectronic device with a component which is surface-mounted on a frame support structure, and reflective composite material for such a device | |
| JP2004241766A (ja) | 装置 | |
| JP6015231B2 (ja) | Ｌｅｄ素子搭載用基板及びその製造方法、並びにｌｅｄ素子搭載用基板を用いた半導体装置 | |
| JP5767577B2 (ja) | Ｌｅｄ用リードフレームおよびその製造方法 | |
| JP2017092500A (ja) | Ｌｅｄ用リードフレーム、光半導体装置、およびｌｅｄ用リードフレームの製造方法 | |
| CN113299814A (zh) | Led陶瓷封装基板及其制备方法 | |
| JP2009224537A (ja) | Ｌｅｄデバイスおよびその製造方法 | |
| JP2013214677A (ja) | Ｌｅｄ用リードフレーム及びそれを用いた光半導体装置 | |
| JP5767521B2 (ja) | 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 | |
| JP7116308B2 (ja) | 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置 | |
| JP2012151289A (ja) | 光半導体実装用基板、その製造方法、及び光半導体装置 | |
| JP2012134435A (ja) | バックライト用発光装置 | |
| JP2013183148A (ja) | 半導体発光素子搭載用基板、半導体発光素子搭載用基板の製造方法及び半導体発光素子搭載用基板を用いた半導体発光装置 | |
| JP2016106423A (ja) | Ｌｅｄ用リードフレームの製造方法 | |
| JP2011129658A (ja) | 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置 | |
| JP7148793B2 (ja) | 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置 | |
| JP2012156409A (ja) | バックライト用発光装置 | |
| JP6635152B2 (ja) | リードフレーム、発光装置用パッケージ、発光装置及び発光装置の製造方法 | |
| JP2017005265A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |