TW201444124A - 電路基板、光半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之電路基板具備：含螢光體之基板，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；以及電極配線，其積層於含螢光體之基板之厚度方向一面，用以與光半導體元件進行電性連接。

Description

電路基板、光半導體裝置及其製造方法
本發明係關於一種電路基板、光半導體裝置及其製造方法，詳細而言，係關於一種光半導體裝置之製造方法、於其中所使用之電路基板、及具備其之光半導體裝置。
光半導體裝置具備：電路基板，其於上表面積層有電極；光半導體元件，其以與電極電性連接之方式安裝於電路基板上；以及螢光體層，其以被覆光半導體元件之方式設置於電路基板上。於光半導體裝置中，電流自電路基板之電極流動至光半導體元件，自光半導體元件所發出之光藉由螢光體層進行波長轉換，並將經波長轉換之光向上方照射。
另一方面，為了提高對於光半導體裝置之下方之光束，例如提出一種發光裝置，其具備：透光性陶瓷基板；LED(Light Emitting Diode，發光二級體)，其安裝於透光性陶瓷基板上；以及第3波長轉換材料，其設置於透光性陶瓷基板下，含有黃色螢光體粒子(例如，參照下述專利文獻1)。
專利文獻1中記載之發光裝置係將LED發出之光中之穿透透光性陶瓷基板而面向下方之光之波長藉由第3波長轉換材進行轉換，而將波長轉換後之光向下方照射。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2012/090350號
然而，有期望使光半導體裝置之構成變得簡易，降低製造成本之要求。
然而，專利文獻1之發光裝置由於除透光性陶瓷基板以外，於透光性陶瓷基板之下側亦具備第3波長轉換材，因此，零件件數較多，相應地，光半導體裝置之構成變得複雜，又，光半導體裝置之製造方法變得繁雜，其結果為，有無法充分滿足上述要求之問題。
本發明之目的在於提供一種可利用簡易之構成、且低成本地製造提高厚度方向另一側之光束之光半導體裝置之電路基板、光半導體裝置及其製造方法。
為了達成上述目的，本發明之電路基板之特徵在於具備：含螢光體之基板，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；以及電極配線，其積層於上述含螢光體之基板之厚度方向一面，用以與上述光半導體元件進行電性連接。
該電路基板由於具備含螢光體之基板，故而可不另外將螢光體層設置於含螢光體之基板之另一面，而將於厚度方向另一側所發出之光藉由含螢光體之基板而進行波長轉換。因此，可一面提高光半導體裝置之厚度方向另一側之光束，一面減少光半導體裝置中之零件件數，使光半導體裝置之構成變得簡易。其結果為，可減少光半導體裝置之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高光半導體裝置之生產性，降低製造成本。
又，於本發明之電路基板中，上述含螢光體之基板較佳為透光性。
根據該電路基板，由於含螢光體之基板為透光性，故而自光半導體元件向厚度方向另一側所發出之光一面穿透含螢光體之基板，一面進行波長轉換。因此，可防止厚度方向另一側之發光量之降低。
又，於本發明之電路基板中，上述含螢光體之基板較佳為包含陶瓷。
該電路基板由於含螢光體之基板包含陶瓷，故而散熱性優異。
又，於本發明之電路基板中，上述含螢光體之基板較佳為包含含有螢光體及硬化性樹脂之C階段之螢光體樹脂組合物。
該電路基板由於含螢光體之基板包含C階段之螢光體樹脂組合物，故而柔軟性優異。
本發明之光半導體裝置之特徵在於具備：上述電路基板；以及上述光半導體元件，其以電性連接於上述電極配線之方式安裝於上述電路基板之上述含螢光體之基板之厚度方向一側。
該光半導體裝置由於電路基板具備含螢光體之基板，故而可不設置螢光體層，而將自光半導體元件向厚度方向另一側所發出之光藉由含螢光體之基板而進行波長轉換。因此，可一面使厚度方向另一側之光束優異，一面減少零件件數，使光半導體裝置之構成變得簡易。其結果為，可提高光半導體裝置之生產性。
又，於本發明之光半導體裝置中，較佳為進而具備：設置於上述含螢光體之基板之厚度方向一側之密封層、反射層及螢光體層中之至少一者。
於該光半導體裝置中，可藉由密封層將光半導體元件密封，而提高可靠性，或又，藉由反射層使自光半導體元件所發出之光反射，而提高發光效率，或進而，藉由螢光體層將自光半導體元件向厚度方向一側所發出之光進行波長轉換，而提高厚度方向一側之光束。
本發明之光半導體裝置之製造方法之特徵在於包括：準備步 驟，其準備上述電路基板；以及安裝步驟，其以與上述電極配線電性連接之方式，將光半導體元件安裝於上述電路基板之上述含螢光體之基板之厚度方向一側。
根據該方法，藉由以與電極配線電性連接之方式，將光半導體元件安裝於電路基板之含螢光體之基板之厚度方向一側，而製造光半導體裝置。因此，可減少光半導體裝置中之零件件數，相應地，減少光半導體裝置之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高光半導體裝置之生產性，降低製造成本。
本發明之電路基板可減少光半導體裝置之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高光半導體裝置之生產性，降低製造成本。
本發明之光半導體裝置可減少光半導體裝置之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高光半導體裝置之生產性，降低製造成本。
本發明之光半導體裝置之製造方法可減少光半導體裝置之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高光半導體裝置之生產性，降低製造成本。
1‧‧‧電路基板
2‧‧‧含螢光體之基板
3‧‧‧電極配線
4‧‧‧LED
5‧‧‧電極
5a‧‧‧輸入電極
6‧‧‧配線
7‧‧‧LED裝置
8‧‧‧端子
9‧‧‧螢光密封層
10‧‧‧散熱構件
11‧‧‧輸入端子
12‧‧‧導線
13‧‧‧焊料
14‧‧‧安裝區域
15‧‧‧接著區域
19‧‧‧反射密封層
29‧‧‧密封層
圖1A-1B係製造本發明之電路基板之一實施形態之方法的步驟圖，圖1A係表示準備含螢光體之基板之步驟，圖1B係表示將電極配線積層於含螢光體之基板之步驟。
圖2C-2D係藉由圖1B之電路基板而製造本發明之光半導體裝置之一實施形態之LED裝置之方法的步驟圖，圖2C係表示將LED安裝於電路基板之步驟，圖2D係表示藉由螢光密封層將LED密封之步驟。
圖3A-3C係製造本發明之光半導體裝置之第2實施形態之LED裝 置之方法的步驟圖，圖3A係表示準備電路基板之步驟，圖3B係表示將LED安裝於電路基板之步驟，圖3C係表示藉由密封層而將複數個LED密封之步驟。
圖4A-4C係製造本發明之光半導體裝置之第3實施形態之LED裝置之方法的步驟圖，圖4A係表示準備電路基板之步驟，圖4B係表示將LED安裝於電路基板之步驟，圖4C係表示藉由密封層而將複數個LED密封之步驟。
圖5係表示本發明之光半導體裝置之第4實施形態之LED裝置的正剖面圖。
圖6係表示本發明之光半導體裝置之第5實施形態之LED裝置的立體圖。
圖7係表示本發明之光半導體裝置之第6實施形態之LED裝置的立體圖。
圖8A-8B係說明於本發明之光半導體裝置之第7實施形態之LED裝置中，將LED安裝於電路基板的圖式，圖8A係表示立體圖，圖8B係表示正剖面圖。
為了明確地表示LED4(下述)與電極5(下述)之相對配置，於圖3A-3C及圖4A-4C中，省略端子8(下述)，於圖6及圖7中，省略配線6(下述)及接著劑層15(下述)。
於圖1A中，將紙面上下方向設為「上下方向」(第1方向或厚度方向)，將紙面左右方向設為「左右方向」(第2方向、或正交於第1方向之方向)，將紙厚方向設為「前後方向」(第3方向、或正交於第1方 向及第2方向之方向)，具體而言，依據圖1A中記載之方向箭頭。對於除圖1A以外之圖式，亦以圖1A之方向為基準。
[第1實施形態]
如圖1B所示，該電路基板1具備：含螢光體之基板2；以及電極配線3，其積層於含螢光體之基板2之上表面(厚度方向一面)。
含螢光體之基板2係用以將下述LED4(參照圖2C)安裝於上側之安裝基板，以對應於電路基板1之外形形狀之方式而形成。又，含螢光體之基板2係含有螢光體之螢光基板，且具有透光性之透光基板。含螢光體之基板2亦係用以將自下述LED4(參照圖2C)所發出之藍光之一部分轉換為黃光，並且穿透藍光之剩餘部分之波長轉換基板。
含螢光體之基板2係形成為沿面方向(相對於厚度方向之正交方向即左右方向及前後方向)延伸之大致矩形之板狀或片狀。含螢光體之基板2係例如包含藉由燒結螢光體所形成之陶瓷，或包含含有螢光體及硬化性樹脂之C階段之螢光體樹脂組合物。
螢光體係吸收作為激發光之波長350~480nm之光之一部分或全部而被激發，發出較激發光更長之波長，例如500~650nm之螢光。具體而言，作為螢光體，例如可列舉：可將藍光轉換為黃光之黃色螢光體、可將藍光轉換為紅光之紅色螢光體。較佳為可列舉：黃色螢光體。作為此種螢光體，例如可列舉：於複合金屬氧化物或金屬硫化物等中，摻雜有例如鈰(Ce)或銪(Eu)等金屬原子之螢光體。
具體而言，作為黃色螢光體，可列舉：例如，Y3Al5O12：Ce(YAG(釔-鋁-石榴石)：Ce)、(Y,Gd)3Al5O12：Ce、Tb3Al3O12：Ce、Ca3Sc2Si3O12：Ce、Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12：Ce等具有石榴石型結晶結構之石榴石型螢光體；例如，(Sr,Ba)2SiO4：Eu、Ca3SiO4Cl2：Eu、Sr3SiO5：Eu、Li2SrSiO4：Eu、Ca3Si2O7：Eu等矽酸鹽螢光體；例如，CaAl12O19：Mn、SrAl2O4：Eu等鋁酸鹽螢光體；例如，ZnS： Cu，Al、CaS：Eu、CaGa2S4：Eu、SrGa2S4：Eu等硫化物螢光體；例如，CaSi2O2N2：Eu、SrSi2O2N2：Eu、BaSi2O2N2：Eu、Ca-α-SiAlON等氮氧化物螢光體等。較佳為可列舉：石榴石型螢光體，進而較佳為可列舉：Y3Al5O12：Ce(YAG)。
作為紅色螢光體，例如可列舉：CaAlSiN3：Eu、CaSiN2：Eu等氮化物螢光體等。
作為螢光體之形狀，例如可列舉：球狀、板狀、針狀等粒子狀。就流動性之觀點而言，較佳為可列舉球狀。
螢光體之最大長度之平均值(於球狀之情形時，為平均粒徑)例如為0.1μm以上，較佳為1μm以上，又，例如為200μm以下，較佳為100μm以下。
螢光體之吸收峰波長例如為300nm以上，較佳為430nm以上，又，例如為550nm以下，較佳為470nm以下。
螢光體可單獨使用或併用2種以上。
於由陶瓷形成含螢光體之基板2時，例如燒結用作螢光體之原料(螢光體前驅物材料)而直接獲得陶瓷，或藉由製作以上述螢光體作為主成分之陶瓷材料，並燒結該陶瓷材料，而獲得含螢光體之基板2作為螢光體陶瓷。
再者，於螢光體前驅物材料或陶瓷材料中，可以適當之比率添加：黏合劑樹脂、分散劑、塑化劑、燒結助劑等添加劑。
另一方面，於由C階段之螢光體樹脂組合物形成含螢光體之基板2時，首先，藉由調配螢光體與硬化性樹脂，而製備螢光體樹脂組合物。
硬化性樹脂係分散螢光體之基質，例如可列舉：聚矽氧樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂等透明樹脂等。就耐久性之觀點而言，較佳為可列舉：聚 矽氧樹脂組合物。
聚矽氧樹脂組合物主要是於分子內具有包含矽氧烷鍵(-Si-O-Si-)之主鏈、與鍵結於主鏈之矽原子(Si)之包含烷基(例如，甲基及/或苯基等)或烷氧基(例如，甲氧基)等有機基之側鏈。
具體而言，作為聚矽氧樹脂組合物，例如可列舉：脫水縮合型聚矽氧樹脂、加成反應型聚矽氧樹脂、過氧化物硬化型聚矽氧樹脂、濕氣硬化型聚矽氧樹脂、硬化型聚矽氧樹脂等。較佳為可列舉：加成反應型聚矽氧樹脂等。
硬化性樹脂係於A階段製備，其25℃下之動黏度例如為10~30mm2/s。
關於各成分之調配比率，螢光體之調配比率相對於螢光體樹脂組合物，例如為1質量%以上，較佳為5質量%以上，又，例如為50質量%以下，較佳為30質量%以下。又，螢光體相對於樹脂100質量份之調配比率，例如為1質量份以上，較佳為5質量份以上，又，例如為100質量份以下，較佳為40質量份以下。
硬化性樹脂之調配比率相對於螢光體樹脂組合物，例如為50質量%以上，較佳為70質量%以上，又，例如為99質量%以下，較佳為95質量%以下。
又，於螢光體樹脂組合物中，亦可視需要調配填充劑及/或溶劑。
作為填充劑，可列舉：例如，聚矽氧粒子(具體而言，包含聚矽氧橡膠粒子)等有機微粒子；例如，二氧化矽(例如，煙霧二氧化矽等)、滑石、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽等無機微粒子。又，填充劑之最大長度之平均值(於球狀之情形時，為平均粒徑)例如為0.1μm以上，較佳為1μm以上，又，例如為200μm以下，較佳為100μm以下。填充劑可單獨使用或併用。填充劑之調配比率相對於硬化性樹脂 100質量份，例如為0.1質量份以上，較佳為0.5質量份以上，又，例如為70質量份以下，較佳為50質量份以下。
作為溶劑，可列舉：例如，己烷等脂肪族烴；例如，二甲苯等芳香族烴；例如，乙烯基甲基環狀矽氧烷、兩封端乙烯基聚二甲基矽氧烷等矽氧烷等。溶劑之調配比率可適當設定。
螢光體樹脂組合物係藉由以上述調配比率調配螢光體與硬化性樹脂(與視需要之添加劑)，並進行攪拌混合，而於A階段狀態製備。
其後，將A階段之螢光體樹脂組合物塗佈於未圖示之脫模片材之表面而形成塗膜，其後，對塗膜藉由加熱而使其熱硬化，及/或藉由活性能量線(具體而言，紫外線)之照射而使其經活性能量線硬化，而製備包含C階段之螢光體樹脂組合物之含螢光體之基板2。
含螢光體之基板2之厚度例如為0.05mm以上，較佳為0.1mm以上，又，例如為3mm以下，較佳為1mm以下。若含螢光體之基板2之厚度為上述上限以下，則可確保含螢光體之基板2之優異之透光性。又，若含螢光體之基板2之厚度為上述下限以上，則可確保含螢光體之基板2之強度。
又，含螢光體之基板2於厚度0.1mm下對於波長800nm之光之穿透率例如為30%以上，較佳為40%以上，更佳為55%以上，又，例如為75%以下。若含螢光體之基板2之穿透率為上述下限以上，則可提高含螢光體之基板2之透光性。含螢光體之基板2之穿透率係藉由日本分光公司製造之分光光度計「V670」而求出。
又，關於含螢光體之基板2之25℃下之拉伸彈性模數，於含螢光體之基板2包含C階段之螢光體樹脂組合物之情形時，例如為20MPa以下，較佳為10MPa以下，更佳為7.5MPa以下，例如為0.2MPa以上。若含螢光體之基板2之拉伸彈性模數為上述上限以下，則可提高含螢光體之基板2之柔軟性。含螢光體之基板2之拉伸彈性模數係藉由 島津製作所之拉伸試驗器「AGS-J」而求出。
另一方面，關於含螢光體之基板2之熱導率，於含螢光體之基板2包含陶瓷之情形時，為例如1W/m‧K以上，較佳為3W/m‧K以上，更佳為5W/m‧K以上，又，為例如100W/m‧K以下。含螢光體之基板2之熱導率係藉由NETZSCH公司製造之「LFA 447」求出。
電極配線3係以一體地具備用以與下述LED4(參照圖2C)之端子8電性連接之電極5、與連接於其之配線6之導體圖案之形式而形成。電極配線3係由例如金、銅、銀、鎳等導體而形成。
電極5係相對於1個LED4(參照圖2C)而設置2個(1對)，具體而言，對應於形成於1個LED4之2個端子8而設置。
又，於電極配線3之表面(上表面及側面)，亦可形成未圖示之保護膜。就抗氧化、或打線結合(wire bonding)(下述)之連接性之觀點而言，保護膜可以例如包含Ni及/或Au之鍍敷層之形式而形成。
電極配線3之尺寸可適當設定，具體而言，電極5之最大長度例如為0.03mm以上，較佳為0.05mm以上，又，例如為50mm以下，較佳為5mm以下。又，鄰接之電極5間之間隔例如為0.05mm以上，較佳為0.1mm以上，又，例如為3mm以下，較佳為1mm以下。又，配線6之寬度例如為20μm以上，較佳為30μm以上，又，例如為400μm以下，較佳為200μm以下。
電極配線3之厚度例如為10μm以上，較佳為25μm以上，又，例如為200μm以下，較佳為100μm以下。又，未圖示之保護膜之厚度例如為100nm以上，較佳為300nm以上，又，例如為5μm以下，較佳為1μm以下。
繼而，參照圖1A及圖1B，對該電路基板1之製造方法進行說明。
於該方法中，首先，如圖1A所示，準備含螢光體之基板2。
其次，於該方法中，如圖1B所示，將電極配線3積層於含螢光體 之基板2之上表面。
作為將電極配線3積層於含螢光體之基板2之上表面之方法，並無特別限定，可使用公知之方法。
具體而言，於含螢光體之基板2包含陶瓷之情形時，例如可列舉：使用以形成電極配線3之導體片材接觸於含螢光體之基板2之整個上表面，繼而，於例如Ar、N2等惰性環境中，於800~1200℃之溫度下進行加熱，形成包含含螢光體之基板2與導體片材之接合基板之方法(加熱接合法)。其後，藉由對導體片材進行蝕刻等，而形成電極配線3。
又，於含螢光體之基板2包含陶瓷之情形時，例如亦可列舉：將於導體之粉末中混合有機化合物等黏合劑及溶劑所製備之漿料，於含螢光體之基板2之上表面，印刷為上述圖案而形成印刷圖案，沿著該印刷圖案，將導體片材藉由分注器(dispenser)進行配置，於惰性環境或真空中，於上述溫度下進行加熱而接合之方法(印刷-加熱接合法)。進而，亦可列舉：Mo-Mn法、硫化銅法、銅金屬化法等。其後，藉由對導體片材進行蝕刻等，而形成導體圖案。
又，作為將電極配線3積層於含螢光體之基板2之上表面之方法，亦可列舉：將包含導體之導體漿料印刷為上述圖案之印刷法。
或者，亦可列舉：另外於支持膜或脫模膜等之上表面，將電極配線3形成為上述導體圖案，將電極配線3轉印於含螢光體之基板2之轉印法。
於含螢光體之基板2包含C階段之螢光體樹脂組合物之情形時，就螢光體樹脂組合物與陶瓷相比耐熱性較低之方面而言，較佳為可採用：印刷法、轉印法。
另一方面，於含螢光體之基板2包含陶瓷之情形時，就提高含螢光體之基板2與電極配線3之接合強度之觀點而言，較佳為可採用：接 合法、印刷-加熱接合法。
藉此，製造具備含螢光體之基板2及電極配線3之電路基板1。
其次，參照圖2C-2D，對使用圖1B之電路基板1而製造LED裝置7之方法進行說明。
製造LED裝置7之方法包括：準備步驟，其準備電路基板1；及安裝步驟，其將作為光半導體元件之LED4，以與電極配線3電性連接之方式安裝於電路基板1之含螢光體之基板2上(厚度方向一側)。
於準備步驟中，準備圖1B所示之電路基板1。
於準備步驟後實施安裝步驟。
於安裝步驟中，如圖2C之假想線所示，首先，準備LED4。
LED4係採用供於下述倒裝晶片(flip chip)安裝之倒裝晶片結構(所謂倒裝晶片)。LED4係將電能轉換為光能之光半導體元件，例如，形成為厚度短於面方向長度之剖面觀察大致矩形狀。
作為LED4，例如可列舉：發出藍光之藍色LED(發光二極體元件)。LED4之尺寸可根據用途及目的而適當設定，具體而言，厚度例如為10μm以上且1000μm以下，最大長度例如為0.05mm以上，較佳為0.1mm以上，又，例如為5mm以下，較佳為2mm以下。
LED4之發光峰波長例如為400nm以上，較佳為430nm以上，又，例如為500nm以下，較佳為470nm以下。
又，於LED4之下部形成有端子8。端子8係於左右方向上隔開間隔而形成2個，各端子8係以對應於電極5之方式而設置。
於安裝步驟中，繼而，如圖2C之箭頭所示，將LED4對於電路基板1進行倒裝晶片安裝。具體而言，將LED4安裝於含螢光體之基板2，並且使端子8與電極5電性連接。
詳細而言，如以圖2C之假想線所示，將LED4以使端子8面向下側之方式配置於電路基板1上，繼而，如圖2C之實線所示，將端子8 視需要藉由焊料(圖示)等連接構件而與電極5進行連接。
藉此，製造具備電路基板1、與安裝於電路基板1上之LED4之LED裝置7。
其後，視需要實施密封步驟。
於密封步驟中，如圖2D所示，藉由包含含有螢光體及密封樹脂之螢光密封樹脂組合物之螢光密封層9，而將LED4密封。
螢光密封層9係將自LED4向上方及側方所發出之藍光之一部分轉換為黃光，並且穿透藍光之剩餘部分之螢光體層，且，亦為將LED4密封之密封層。
螢光體可列舉：與含螢光體之基板2中所例示之螢光體相同者。螢光體之於螢光密封層9中之含有比率係與含螢光體之基板2中所例示之調配比率相同。
作為密封樹脂，例如可列舉：含螢光體之基板2中所例示之透明樹脂，具體而言，可列舉：2階段硬化型樹脂、1階段硬化型樹脂等硬化性樹脂。
2階段硬化型樹脂係具有2階段之反應機構，於第1階段之反應中進行B階段化(半硬化)，於第2階段之反應中進行C階段化(完全硬化)之硬化性樹脂。另一方面，1階段硬化型樹脂係具有1階段之反應機構，於第1階段之反應中進行C階段化(完全硬化)之熱硬化性樹脂。
再者，B階段係2階段硬化型樹脂為液狀之A階段、與完全硬化之C階段之間之狀態，且僅進行硬化及凝膠化，拉伸彈性模數小於C階段之彈性模數之狀態。
密封樹脂之調配比率相對於螢光密封樹脂組合物，例如為30質量%以上，較佳為50質量%以上，又，例如為99質量%以下，較佳為95質量%以下。
再者，於螢光密封樹脂組合物中，亦可視需要以適當之比率調 配上述填充劑及/或溶劑。
於藉由螢光密封層9而將LED4密封時，例如預先形成片狀之螢光密封層9，繼而，藉由該螢光密封層9而埋設LED4。
於密封樹脂為2階段硬化型樹脂之情形時，首先，調配上述各成分，製備A階段之螢光密封樹脂組合物。繼而，將A階段之螢光密封樹脂組合物塗佈於未圖示之脫模片材之表面而形成塗膜，繼而，將塗膜進行B階段化，形成B階段之螢光密封層9。其後，將B階段之螢光密封層9轉印於安裝有LED4之電路基板1。
於將螢光密封層9進行轉印時，將塗膜對於電路基板1進行壓接。又，視需要進行熱壓接。藉此，藉由B階段之螢光密封層9，而埋設LED4，從而將LED4密封。
或者，將A階段之螢光密封樹脂組合物以被覆LED4之方式塗佈於電路基板1，藉此，亦可藉由螢光密封層9而將LED4密封。
其後，將螢光密封層9進行C階段化。
螢光密封層9係被覆LED4之上表面及側面。
藉此，該LED裝置具備：電路基板1；LED4，其安裝於電路基板1上；以及螢光密封層9，其於電路基板1上將LED4密封。
[作用效果]
該電路基板1由於具備含螢光體之基板2，故而可不另外如專利文獻1中記載之將螢光體層設置於含螢光體之基板2之下表面，而將向下方所發出之光藉由含螢光體之基板2進行波長轉換。因此，可一面提高LED裝置7之下方之光束，一面減少LED裝置7中之零件件數，使LED裝置7之構成變得簡易。其結果為，可減少LED裝置7之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高LED裝置7之生產性，降低製造成本。
根據該電路基板1，由於含螢光體之基板2為透光性，故而自 LED4向下側所發出之光一面穿透含螢光體之基板2，一面進行波長轉換。因此，可防止向下側之發光量之減少。
若該電路基板1之含螢光體之基板2包含陶瓷，則散熱性優異。
若該電路基板1之含螢光體之基板2包含C階段之螢光體樹脂組合物，則柔軟性優異。
又，該LED裝置7由於電路基板1具備含螢光體之基板2，故而可不另外如專利文獻1中記載之將螢光體層設置於含螢光體之基板2之下側，而將自LED4向下方所發出之光藉由含螢光體之基板2進行波長轉換。因此，可一面使下方之光束優異，一面減少零件件數，使LED裝置7之構成變得簡易。其結果為，可提高LED裝置7之生產性。
進而，於該LED裝置7中，藉由螢光密封層9將LED4密封，而可提高可靠性，且藉由螢光密封層9，將自LED4向上方及側方所發出之光進行波長轉換，而可提高該等光之光束。因此，可將LED裝置7製成可自上下兩面發光之兩面發光型。
又，根據上述方法，藉由將LED4以與電極配線3電性連接之方式安裝於電路基板1之含螢光體之基板2之厚度方向一側，而製造LED裝置7。因此，可減少LED裝置7中之零件件數，相應地，可減少LED裝置7之製造步驟數，使製造方法變得簡易，提高LED裝置7之生產性，降低製造成本。
<變化例>
於圖3A以後之各圖式中，對於對應於上述各部分之構件，附上相同之參考符號，省略該等之詳細之說明。
如以圖2D之假想線所示，亦可於第1實施形態之螢光密封層9上，進而設置散熱構件10。
散熱構件10係由例如金屬、導熱性樹脂等導熱性材料，形成為沿面方向延伸之大致矩形之板狀。散熱構件10之下表面係接觸於螢光 密封層9之整個上表面，又，散熱構件10係於俯視下以包含螢光密封層9之方式進行配置，散熱構件10係較螢光密封層9更大地形成。
藉由於LED裝置7中設置散熱構件10，而可使由LED4所產生之熱，經由螢光密封層9而以散熱構件10進行散熱。
如圖2D所示，可藉由作為反射層之反射密封層19代替第1實施形態之螢光密封層9，而將LED4密封。
反射密封層19係由不含有螢光體，但含有光反射成分及密封樹脂之反射密封樹脂組合物形成。
光反射成分係例如白色之化合物，作為此種白色之化合物，具體而言，可列舉：白色顏料。
關於白色顏料，例如可列舉：白色無機顏料、白色有機顏料(例如，散射用珠粒等)，較佳為可列舉：白色無機顏料。
作為白色無機顏料，可列舉：例如，氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯等氧化物；例如，鉛白(碳酸鉛)、碳酸鈣等碳酸鹽；例如，高嶺土(高嶺石)等黏土礦物等。
作為白色無機顏料，較佳為可列舉：氧化物，進而較佳為可列舉：氧化鈦。
關於此種氧化鈦，具體而言，為：TiO2(氧化鈦(IV)、二氧化鈦)。
關於氧化鈦之結晶結構，並無特別限定，例如為：金紅石、板鈦礦(brookite)、銳鈦礦(anatase)等，較佳為：金紅石。
又，關於氧化鈦之晶系，並無特別限定，例如為：正方晶系、斜方晶系等，較佳為：正方晶系。
光反射成分為粒子狀，其形狀並無特別限定，例如可列舉：球狀、板狀、針狀等。光反射成分之最大長度之平均值(於球狀之情形時，為其平均粒徑)例如為1nm以上且1000nm以下。
光反射成分之調配比率相對於密封樹脂100質量份，例如為0.5質量份以上，較佳為1.5質量份以上，又，例如為90質量份以上，較佳為70質量份以上。
又，亦可將光反射成分製成空孔(泡)。空孔係於與密封樹脂之交界而反射由LED4所發出之光。空孔之形狀例如為球狀，其平均粒徑例如為1nm以上且1000nm以下。關於空孔之存在比率，以體積比計，相對於密封樹脂100體積份，例如為3體積份以上，較佳為5體積份以上，又，例如為80體積份以下，較佳為60體積份以下。
上述光反射成分係均勻地分散混合於密封樹脂中。
又，於反射樹脂組合物中，亦可進而添加上述填充劑。即，可將填充劑與光反射成分併用。
反射密封層19係藉由與上述螢光密封層9相同之方法而形成，將LED4密封。
而且，於該LED裝置7中，可一面藉由反射密封層19，將LED4密封，而提高可靠性，一面藉由反射密封層19，將自LED4面向上方及側方所發出之光向下方反射，而提高下方之發光效率。
又，如以圖2D之假想線所示，亦可於反射密封層19上，進而設置散熱構件10。
可藉由於LED裝置7中設置散熱構件10，而使由LED4所產生之熱，經由反射密封層19而以散熱構件10進行散熱。
又，亦可藉由密封層29代替第1實施形態之螢光密封層9，而將LED4密封。
密封層29係由不含有螢光體及光反射成分，但含有密封樹脂之密封樹脂組合物形成。
密封層29係藉由與上述螢光密封層9相同之方法而形成，將LED4密封。
而且，於該LED裝置7中，可藉由密封層29，將LED4密封，而提高可靠性。
又，如以圖2D之假想線所示，亦可於密封層29上，進而設置散熱構件10。
可藉由於LED裝置7中設置散熱構件10，而使由LED4所產生之熱，經由密封層29而以散熱構件10進行散熱。
[第2實施形態]
於第1實施形態中，如圖1B所示，相對於1個含螢光體之基板2，設置1對電極5，但於第2實施形態中，可如圖3A所示，設置複數對電極5(具體而言為4對)。複數對電極5係於面方向上相互隔開間隔而整齊配置。
又，電極配線3具備與各電極5電性連接之輸入電極5a。輸入電極5a係於左側端部之電極5之左側隔開間隔而設置。
配線6(參照圖1B)於圖3A中雖未圖示，但以其一端連接於電極5，另一端連接於輸入電極5a之方式而形成。
參照圖3A~圖3C，對使用該電路基板1而製造LED裝置7之方法進行說明。
該方法包括：準備步驟、安裝步驟及密封步驟。
於準備步驟中，如圖3A所示，準備具備上述圖案之電極配線3之電路基板1。
於安裝步驟中，如圖3B所示，將複數個LED4對於電路基板1進行倒裝晶片安裝。具體而言，使複數個LED4之端子8(參照圖2C)與複數對之電極5電性連接。
於密封步驟中，首先，將密封層29積層於散熱構件10下。
密封層29係以露出散熱構件10之周端部之下表面之方式，積層於散熱構件10之中央部之下表面。
密封層29之厚度例如為100μm以上，較佳為400μm以上，又，例如為2mm以下，較佳為1.2mm以下。
又，於散熱構件10之下表面設置輸入端子11。輸入端子11係於密封層29之外側隔開間隔而形成。於輸入端子11中，電性連接未圖示之電源。又，於輸入端子11之下表面，設置有焊料13。
繼而，如圖3C所示，將積層有密封層29之散熱構件10，對於安裝LED4之電路基板1進行推壓。藉此，藉由1個密封層29，而將複數個LED4集中埋設並進行密封。再者，密封層29係被覆各LED4之上表面。藉此，散熱構件10、與複數個LED4係於厚度方向上隔開密封層29而配置。
又，藉由密封層29將複數個LED4密封，並且，使焊料13接觸於輸入電極5a之上表面。
繼而，對密封層29及焊料13進行加熱。藉此，於密封層29含有熱硬化性樹脂之情形時，使密封層29硬化，並且使焊料13熔融，而使輸入端子11與輸入電極5a電性連接。
藉此，製造具備電路基板1、複數個LED4、密封層29及散熱構件10之LED裝置7。
根據該LED裝置7，可使由複數個LED4所產生之熱，經由密封層29而以散熱構件10進行散熱。
[第3實施形態]
於第2實施形態中，如圖3C所示，使散熱構件10與複數個LED4，於上下方向(厚度方向)上隔開間隔，但於第3實施形態中，如圖4C所示，使該等進行接觸。
如圖4B所示，將密封層29之厚度調整為如於進行散熱構件10之對於電路基板1之推壓時，密封層29自散熱構件10與複數個LED4之間被排除，且不接觸於輸入端子11之厚度。具體而言，關於密封層29之 厚度，例如，密封層29之厚度例如為100μm以上，較佳為400μm以上，又，例如為2mm以下，較佳為1.2rmm以下。
將積層有密封層29之散熱構件10，對於安裝LED4之電路基板1，以密封層29自散熱構件10與複數個LED4之間被排除之方式進行推壓。
藉此，使散熱構件10與複數個LED4接觸。
於該LED裝置7中，可使由複數個LED4所產生之熱，不經由密封層29而以散熱構件10直接散熱。
詳細而言，可使由複數個LED4所產生之熱，面向散熱構件10而於上方進行散熱，另一方面，使由LED4所發出之光，經由含螢光體之基板2而向下方照射。進而，電流自未圖示之電源，經由輸入端子11、焊料13及電極配線3(輸入電極5a、配線6(參照圖1B)及電極5)而輸入至LED4。即，電流於側方流動。如此，熱之路徑自LED4面向上方而形成，光之路徑自LED4面向下方而形成，電流之路徑對於LED4面向側方而形成。因此，可將熱、光及電流之各自之路徑分離為3個方向。其結果為，可成為使LED裝置7之設計變得簡易，且考慮到散熱性之設計。
[第4實施形態]
於第1實施形態中，如圖2C及圖2D所示，於LED4之下表面形成端子8，並藉由該端子8而與電極5電性連接，將LED4對於電路基板1進行倒裝晶片安裝，但於第4實施形態中，如圖5所示，將LED4對於電極5進行打線結合連接。
電極配線3係形成為可確保含螢光體之基板2中之安裝有LED4之安裝區域14之圖案。即，電極配線3係於安裝區域14之外側隔開間隔而形成。
又，LED4係採用用以供於對於電極5之打線結合連接之面朝上結 構(所謂面朝上晶片)。LED4係形成為於正面觀察下隨著面向上方而左右方向之長度變大之大致台形狀。於LED4之上表面，形成有1對端子8。
又，於LED裝置7中，於LED4、與含螢光體之基板2之安裝區域14之間設置有接著劑層15。
接著劑層15係由透光性或透明之接著劑形成。作為接著劑，例如可列舉：聚矽氧系、環氧系、丙烯酸系、含該等樹脂及填料之漿料等。
接著劑層15係使LED4之下表面、與含螢光體之基板2之上表面進行接著。
接著劑層15之厚度例如為2μm以上，較佳為5μm以上，又，例如為500μm以下，較佳為100μm以下。
於將LED4安裝於電路基板1時，將LED4經由接著劑層15而安裝於安裝區域14，並且藉由導線12而使端子8與電極5電性連接。
導線12係形成為線狀，其一端電性連接於LED4之端子8，另一端電性連接於電極5。
作為導線12之材料，例如可列舉：金、銀、銅等用作LED4之打線結合材料之金屬材料，就耐腐蝕性之觀點而言，較佳為可列舉：金。
導線12之線徑(粗度)例如為10μm以上，較佳為20μm以上，又，例如為100μm以下，較佳為50μm以下。
又，導線12係於連接端子8與電極5之狀態下，進行彎曲或撓曲，而形成為大致弧形狀(例如，三角弧形狀、四角弧形狀、圓弧形狀等)。
根據第4實施形態，可發揮與第1實施形態相同之作用效果。
又，若為先前之打線結合連接，則自LED4面向上方及側方所發 出之光由於其一部分由導線12所遮蔽，故而發光量減少。然而，於該第4實施形態中，如圖5所示，自LED4所發出之光由於經由含螢光體之基板2而面向下方，故而可確實地防止上述發光量之減少。因此，可一面進行可易於謀求與配線6之電性連接之打線結合連接，一面確實地防止LED裝置7之發光量之減少。
[第5實施形態]
於第4實施形態中，如圖5所示，將LED4形成為正面觀察大致台形狀，但LED4之正面觀察形狀並無特別限定，於第5實施形態中，亦可如圖6所示，例如形成為正面觀察大致矩形狀。
根據第5實施形態，亦可發揮與第4實施形態相同之作用效果。
[第6實施形態]
於第4實施形態及第5實施形態中，如圖5及圖6所示，將供於打線結合連接之LED4(所謂面朝上晶片)安裝於電路基板1，但LED4之結構(類型)、安裝方法及連接方法並無特別限定，於第6實施形態中，亦可如圖7所示，將第1實施形態~第3實施形態之供於倒裝晶片安裝之LED4(所謂倒裝晶片，參照圖1A、1B、2C、2D、3A-3C及4A-4C)對於電路基板1進行打線結合連接。
即，將圖2C所示之LED4上下反轉，將該LED4，如圖7所示，經由接著劑層15而安裝於含螢光體之基板2。
另一方面，於LED4之端子8，電性連接導線12。
根據第6實施形態，可發揮與第1實施形態相同之作用效果。
另一方面，於第1實施形態之LED裝置7中，如圖2D所示，自LED4面向下方所發出之光由於其一部分由端子8、電極5、及對向配置於LED4之下側之配線6所遮蔽，故而發光量減少。
然而，另一方面，於第6實施形態之LED裝置7中，如圖7所示，將端子8設置於LED4之上表面，且電極配線3於LED4之外側隔開間隔 而配置，故而可確實地防止如圖2D之LED裝置7之發光量之減少。
[第7實施形態]
於第5實施形態中，如圖6所示，將LED4製成面朝上晶片，使端子8面向上側而與電極5打線結合連接，但於第7實施形態中，亦可如以圖8A之箭頭所示，使圖6之LED4上下反轉，使端子8面向下側，如以圖8B之箭頭所示，與配線6直接或經由未圖示之焊料而電性連接。
第7實施形態係將圖8A所示之面朝上晶片之LED4上下反轉而安裝於電路基板1者，圖8B之端子8之平面面積與圖2C之倒裝晶片之LED4之端子8之平面面積相比，設計成較小。
因此，根據第7實施形態，與第1實施形態之圖2D之LED4相比，可抑制自LED4面向下方所發出之光中之由端子8所遮蔽之光量。
[變化例]
於上述各實施形態中，作為本發明中之光半導體元件及光半導體裝置，分別將LED4及LED裝置7作為一例進行說明，但亦可例如分別製成LD(Laser Diode，雷射二極體)4及雷射二極體裝置7。
再者，上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供，但其僅為例示，不應限定性地進行解釋。藉由該技術領域之業者而明確之本發明之變化例包含於下述申請專利範圍中。
[產業上之可利用性]
電路基板可用於光半導體裝置。
1‧‧‧電路基板
2‧‧‧含螢光體之基板
3‧‧‧電極配線
5‧‧‧電極
6‧‧‧配線

Claims (7)

  1. 一種電路基板，其特徵在於具備：含螢光體之基板，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；以及電極配線，其積層於上述含螢光體之基板之厚度方向一面，用以與上述光半導體元件進行電性連接。
  2. 如請求項1之電路基板，其中上述含螢光體之基板為透光性。
  3. 如請求項1之電路基板，其中上述含螢光體之基板包含陶瓷。
  4. 如請求項1之電路基板，其中上述含螢光體之基板包含含有螢光體及硬化性樹脂之C階段之螢光體樹脂組合物。
  5. 一種光半導體裝置，其特徵在於具備：電路基板，其具備：含螢光體之基板，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；以及電極配線，其積層於上述含螢光體之基板之厚度方向一面，用以與上述光半導體元件進行電性連接；以及上述光半導體元件，其以電性連接於上述電極配線之方式安裝於上述電路基板之上述含螢光體之基板之厚度方向一側。
  6. 如請求項5之光半導體裝置，其進而具備：設置於上述含螢光體之基板之厚度方向一側之密封層、反射層及螢光體層中之至少一者。
  7. 一種光半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括：準備步驟，其準備電路基板，該電路基板具備：含螢光體之基板，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；以及電極配線，其積層於上述含螢光體之基板之厚度方向一面，用以與上述光半導體元件進行電性連接；以及 安裝步驟，其以與上述電極配線電性連接之方式，將光半導體元件安裝於上述電路基板之上述含螢光體之基板之厚度方向一側。
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