TWI514629B - A semiconductor light-emitting element mounting substrate, and a semiconductor light-emitting device using the same - Google Patents

A semiconductor light-emitting element mounting substrate, and a semiconductor light-emitting device using the same Download PDF

Info

Publication number
TWI514629B
TWI514629B TW100132426A TW100132426A TWI514629B TW I514629 B TWI514629 B TW I514629B TW 100132426 A TW100132426 A TW 100132426A TW 100132426 A TW100132426 A TW 100132426A TW I514629 B TWI514629 B TW I514629B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
substrate
semiconductor light
aluminum reflective
reflective layer
Prior art date
Application number
TW100132426A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201214778A (en
Inventor
Mineo Washima
Takao Miwa
Yoshihide Wadayama
Akira Chinda
Kazuhiro Takahata
Tadashi Kawanobe
Norio Okabe
Masanobu Ino
Akira Ohkuma
Original Assignee
Sh Materials Co Ltd
Sh Prec Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sh Materials Co Ltd, Sh Prec Co Ltd filed Critical Sh Materials Co Ltd
Publication of TW201214778A publication Critical patent/TW201214778A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI514629B publication Critical patent/TWI514629B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01L2224/45117—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 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) 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
    • H01L2224/44—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
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置
本發明係有關於半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。
一般以發光二極體(LED：Light Emitting Diode)、雷射二極體(LD：Laser Diode)為代表的半導體發光裝置是在以銅為代表的金屬基材、或金屬樹脂複合基材上安裝LED晶片或LD晶片，並將LED晶片或LD晶片和基材的一部分用例如由模具樹脂構成的外包體(envelope)包圍的結構。從基材的外包體露出的部分成為其中一外部端子，另一外部端子的一端在外包體內，例如利用接合線與LED晶片或LD晶片電連接。
已知如此構造的半導體發光裝置具有以下結構：為了將LED晶片或LD晶片產生的光有效地發射到外部，在安裝有LED晶片或LD晶片的基材的表面形成光反射率高的鍍銀層，將射至到LED晶片或LD晶片的背面(基材)側的光反射到發射側(專利文獻1)，另外，已知外包體形成有具有所謂傾斜面的開口部，上述傾斜面在LED晶片或LD晶片的周圍隨著遠離基材而遠離LED晶片或LD晶片，在該傾斜面形成選自光反射率高的銀、銀鉍、銀釹的金屬層，將從LED晶片或LD晶片射至到側方的光向開口部的出口方向進行反射，且將金屬層用氣體阻斷性高的樹脂層包覆，從而防止硫化氣體等大氣中的氣體進入與銀反應而黑化並使反射率下降(專利文獻2)。
【先前技術文獻】
【專利文獻1】日本特開2007-149823號
【專利文獻2】日本特開2010-10279號
在專利文獻1記載的半導體發光裝置中，作為外包體使用的樹脂使硫化氫等大氣中的氣體穿透，此等氣體和鍍銀層反應而產生硫化等並黑化，所以存在鍍銀層的反射率急劇下降的問題。專利文獻2記載的半導體發光裝置公開了解決專利文獻1的問題的一種方法，但是如專利文獻2記載的那樣，歸因於外包體樹脂材料的耐熱性，存在範圍受限的問題。另外，作為解決專利文獻1的問題的其他方法，提出了在鍍銀層的表面形成用於防止硫化的薄有機保護膜。但是，存有在打線接合(wire bonding)前為穩定打線接合性而進行電漿清洗等使保護層發生劣化或剝落，失去防止硫化之效果的問題。
本發明的一個目的是提供可未硫化且確保高反射率的半導體發光元件安裝用基板。
本發明的另一目的是提供可未硫化且確保高反射率的半導體發光裝置。
本發明的其他目的通過實施方式和實施例的說明可以明瞭。
本發明的第1方式為：為了達成上述目的而提供一種半導體發光元件安裝用基板，該半導體發光元件安裝用基板具備：基材，其係由金屬部分形成；以及鋁反射層，其厚度為0.02μm以上5μm以下，且設在上述基材安裝有半導體發光元件的面側。
本發明的第2方式為：為了達成上述目的而提供一種半導體發光元件安裝用基板，該半導體發光元件安裝用基板具備：基材，其包含金屬部分；銀層或銀合金層，其厚度為0.01μm以上5μm以下，且設在上述基材安裝有半導體發光元件的面側；以及鋁反射層，其厚度為0.006μm以上2μm以下，且設在上述銀層或銀合金層上。
本發明的第3方式為：為了達成上述目的而提供一種半導體發光裝置，該半導體發光裝置具備：上述的半導體發光元件安裝用基板；半導體發光元件，其安裝於上述半導體發光元件安裝用基板上；外包體部分，其包圍上述半導體發光元件安裝用基板的一部分，在上述半導體發光元件的周圍具有由傾斜面或垂直面形成的凹部，上述傾斜面隨著遠離上述半導體發光元件安裝用基板而遠離上述半導體發光元件；以及透光性樹脂部，其填充在上述外包體部分的凹部而密封上述半導體發光元件。
根據本發明，由於在基材表面形成了鋁反射層，所以可以獲得未硫化且長期具有高且穩定之反射特性的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。這是因為鋁的反射率在紫外線中高達銀的3倍以上，對紫色、紅色、紫外線具有接近銀的反射率，在金屬中，顏色的均衡良好，具有僅次於銀的高反射率，並且相比於銀，具有耐藥品性優異、難以引起硫化的特性。
以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。應予說明，在各圖中，對實質上具有同一功能的構成要素附註同一符號，省略其重複說明。
(第1～第10實施方式)
本發明半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的實施方式為：由基材和鋁反射層構成半導體發光元件安裝用基板的實施方式，所述基材用於安裝半導體發光元件，且由銅、銅合金或鐵系合金構成；所述鋁反射層設在基材安裝半導體發光元件的面的至少一部分。
本發明之特點在於由安裝半導體發光元件之至少由金屬構成的基材、和設在基材之安裝有半導體發光元件的面的至少一部分的鋁反射層所構成。
從電阻、熱阻的方面考慮，作為基材的金屬較佳為由銅、或銅合金構成的基材。另外，作為基材板的金屬，可以使用42合金等鐵鎳合金、鐵系框架材。
進而，基材含有金屬部分即可。例如，基材可以使用在樹脂上貼合有銅的覆銅板。此時，樹脂形成在基材上的形成有鋁反射層的面之相反側的面。進而，形成有鋁反射層的面之相反側的基材的表面可以使用含有與有機材、無機材進行複合化之物。
[第1實施方式]
第1圖是表示本發明第1實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，符號2是基材，符號4是在基材2的一面包括安裝半導體發光元件的場所的區域所形成的鋁反射層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板。
基材2由金屬或金屬與有機材或無機材的複合材構成。作為金屬的材料，雖然不限於此，但通用性最高的基材是由銅或銅合金構成的金屬導線架(lead frame)。使用銅板作為基材2的情況下，對其厚度沒有限制，可以參考成本來選定厚度。另外，考慮量產化，則較佳為銅板的環箍材，但也可以使用短尺寸的片材、以及各種材料。使用複合材作為基材2的情況下，可以使用樹脂材上貼合有銅板的覆銅板(copper-clad board)、該覆銅板的積層板。作為樹脂，可以使用硬質的板狀的樹脂、薄且具有可撓性的樹脂。作為代表性樹脂，分別可以舉出玻璃環氧樹脂基板(玻璃布基材樹脂板)、聚醯亞胺樹脂系等。鋁反射層4的製造方法是用具有減壓壓力調節功能的蒸鍍裝置通過分批次(batch)處理或連續處理等進行。從反射率的觀點考慮，鋁反射層4的厚度較佳為0.02μm以上。
使用銅板作為基材2的情況下，例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.2mm，鋁反射層4的厚度例如為0.05μm。製造時，首先，作為基材2準備上述尺寸的銅板。接著，使用電阻加熱式的圓筒式的真空蒸鍍裝置形成鋁反射層4。具體而言，將基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材料，將切割後的基材16片以放射狀排列在半徑為300mm的傘狀的工模夾具(jig)上，將其在圓筒上配置三組，使用電阻加熱源(輸出功率1kW)作為鋁的蒸鍍源，排氣至真空度為2×10-4 Pa，形成厚度為0.05μm的鋁反射層4。作為鋁的蒸鍍源，在負載鎖(load lock)方式中可以使用電子束方式，並使用石墨坩堝。通過將耐久性良好的石墨坩堝等適當最佳化，從而可以連續進行穩定的蒸鍍。在本實施方式中，真空蒸鍍裝置使用了自製機，惟使用負載鎖方式的蒸鍍機等市售蒸鍍裝置也沒有問題。另外，還可以是能夠對環箍材進行蒸鍍的連續式蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置只要綜合考慮膜質、生產率等來適當選擇即可。進而，鋁反射層4的形成方式可以不是蒸鍍方式。即，可以使用離子鍍法、濺鍍法、金屬包覆法等。
鋁反射層4的膜厚測定是利用二次離子質譜法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)分析來進行。鋁反射層的膜厚為：從表面起到鋁反射層正下方之基底層的主要構成元件達到該基底層中最大強度的1/2的信號強度為止的厚度。若上述基材2為銅時，則使用銅的信號強度。
(本實施方式相關之實施例的評價)
對鋁反射層4，如下確定硫化特性和反射率。首先，如表1所示，以上述方法製作改變厚度的鋁反射層，測定波長460nm下的初始反射率。在該波長下，將硫酸鋇的反射率作為100%，將反射率為90%以上作為特別良好(由○表示)，將小於90%作為差(由×表示)。鋁非常薄時，即厚度為0.01μm以下時，受到基底的金屬的反射率(於此是銅)的影響，反射率降低。接著，對於硫化特性，對形成了各厚度的鋁反射層4的樣品，將3ppm的H2 S(硫化氫)在氣體環境溫度40℃、濕度80%中噴霧96小時(進行按照日本工業標準H8502電鍍的耐腐蝕性試驗方法的試驗)。耐硫化特性是初始反射率與硫化96小時後的反射率之比。設有鋁反射層的情況下，沒有相對於初始反射率下降至小於90%的情形。綜上所述，可以確認作為半導體發光元件安裝用基板所要求的特性，初始反射率、硫化特性(即，在能夠被硫化的環境下使用後的反射率)均良好是鋁反射層的厚度為0.02μm以上的情況。
應予說明，作為比較例1，確認了在基材上僅設置3μm的銀層時，確認初始反射率為93%而良好，為○，但在耐硫化試驗後的反射率為29%，大幅度下降，硫化特性差。作為比較例2，在基材上只設置鎳層(0.7μm)、鈀層(0.05μm)的例子中，確認了雖然耐硫化特性良好，但初始反射率低至63%、為×。
根據本實施方式，由於在基材表面形成有鋁反射層，所以可以獲得未硫化且長期具有高且穩定的反射特性的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。這是利用了鋁的以下特性：鋁的反射率在紫外線中高達銀的3倍以上，並對紫色、紅色、紅外線具有接近銀的反射率，在金屬中顏色的均衡良好，具有僅次於銀的高反射率，且與銀相比難以發生硫化。
為了在上述的半導體發光元件安裝用基板進行打線接合，進行氬電漿清洗，然後，接合金線。對該半導體發光元件安裝用基板進行硫化試驗，結果沒有發現反射率的下降。由該結果可知，其對表面清洗的耐性強(抗性強)而無劣化、剝落之虞。
應予說明，雖然有程度上的差異，但在後述實施方式中也能得到由上述第1實施方式得到的效果。
[第2實施方式]
第2圖是表示本發明第2實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖，表示使用了第1圖所示半導體發光元件安裝用基板的半導體發光裝置。在圖中，符號2是基材，4是在基材2的一面形成的鋁反射層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板。在半導體發光裝置中，將此等兩組(2A與4A、2B與4B)在大致同一面上靠近配置而使用。符號6是安裝在鋁反射層4A上的半導體發光元件；符號7是將半導體發光元件6與鋁反射層4B電連接的接合線；符號8是樹脂製的外包體部分，該外包體部分包圍不包括半導體發光元件6之基材2A、2B靠近的一側，並具有由傾斜面和位於底面的鋁反射層4A、4B形成的凹部，所述傾斜面在半導體發光元件的周圍隨著遠離基材而遠離半導體發光元件；符號9是填充在外包體部分8的凹部且密封半導體發光元件的透光性樹脂部，構成外包體的一部分。在符號9中可以混合螢光體材料。例如，通過混合釔鋁石榴石(YAG：Yttrium Aluminum Garnet)等，LED晶片可使用460nm的GaN系LED而用於擬白色LED裝置。
鋁反射層4可以形成在外包體內側的大致整面、或除去一部分的剩餘的部分。其理由是因為從發光元件放射的光在外包部分內反射即可。
作為具體方法，有(1)在鋁反射層形成時的成膜裝置中，設置將外包體區域以外遮蔽的功能；(2)在整面形成鋁反射層後，將外包體部區域通過貼膜(taping)、或光微影製程等遮蔽，然後，蝕刻除去鋁的方法等各種方法，可以使用這些中的任意一種。
根據該結構的半導體發光裝置，透過位於外包體部分8形成的凹部的底面的鋁反射層4A、4B的存在，從半導體發光元件6射至的光藉由鋁反射層4A、4B反射到凹部的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置的光量的效果。如上所述，鋁具有良好的耐硫化特性，所以可以長時間維持高反射率。
[第3實施方式]
第3圖是表示本發明第3實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，其特徵在於，在基材2的兩面利用濕式電鍍法依次形成鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10，在基材2的一面的金閃鍍層10上的一部形成鋁反射層4。在基材2上依次形成鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10的理由之一是為了確保基材2與安裝半導體發光裝置的印刷電路基板之間的焊料浸潤性，即為了達到焊接接著性的提高。此時，鎳層17的厚度可以為0.4～1.5μm、鈀層18的厚度可以為0.01～0.2μm、金閃鍍層10的厚度可以為0.1μm以下。此等厚度是本發明人確認了效果的厚度，但可以根據安裝的元件而進行些微變更。從光反射特性的觀點考慮，鋁反射層4的厚度較佳為0.02μm以上，可以為5μm左右，但利用乾式電鍍法的情況下，從平坦性的觀點考慮，較佳為2μm以下(以下相同)。於此，金閃鍍層不僅是覆蓋基底層的整面，有時係相對於基底層形成斑點狀。因此，金閃鍍層的反射特性是金層與其他基底層的混合體。
鋁反射層4的製造方法是用具有減壓功能的蒸鍍裝置，通過分批次處理或連續處理等來進行。鎳層和鈀層用濕式電鍍法、真空蒸鍍等乾式均可以得到本製品所需要的品質的鍍層。濕式電鍍可以在材料的6面整面進行塗佈，且大多能以低成本製作，所以本發明的鎳層、鈀層較佳以濕式電鍍來形成。
應予說明，鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10以濕式電鍍法形成的基底層的膜厚是通過積算電鍍時的電流值來進行計算。
以防止銅的氧化導致的基材2的變色、通過半導體發光元件安裝用基板變硬而提高處理特性為目的，該鎳層17的厚度可以取0.5μm～1.0μm之間的值。為了在利用焊接安裝元件時，通過在作為其連接部的部分形成鈀層，從而得到良好的焊料浸潤性，可以設置鈀層。作為鈀層，大多為0.03μm～0.07μm的厚度，但係根據焊接條件來決定厚度。
本實施方式的效果是通過將鋁用作為反射層，可以確保高反射率。進而，通過使用0.02μm以上厚度的鋁反射層4，除了可以得到良好的耐久性、可以維持高反射率的效果以外，還可發揮以下的效果。即，發揮上述數值範圍的鎳層17可以防止基材2的主要材料銅的擴散，上述數值範圍的鈀層18可以達成安裝時與無鉛(Pb)焊材的浸潤性的提高，上述數值範圍的金閃鍍層10可進一步提高焊接的浸潤性並可長期保管等新的效果。即，通過形成這樣的構造，可以得到適合焊接的構造。
[第4實施方式]
第4圖是表示本發明第4實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖，是將第3圖所示的半導體發光元件安裝用基板、第2圖的外包體部分8和透光性樹脂部9組合後的半導體發光裝置的實施例。第2圖和第3圖的相同部分用相同符號來表示。
作為基材2A(2A、2B)使用銅板時，準備例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.2mm的銅板，在基材2A、2B的表面通過濕式電鍍法依次製作厚度為1μm的鎳層17、厚度為0.1μm的鈀層18、厚度為0.01μm的金閃鍍層10。進而，使鋁反射層4(4A、4B)殘留金閃鍍層10面上之用於焊接接著的部分，並且在作為反射膜來使用的部分進行部分蒸鍍，得到了在焊接接著部沒有鋁層、在用於反射的部分有鋁層的材料。然後，利用沖壓機(press)、蝕刻製作半導體發光元件安裝用的框架形狀，將兩組(2A與4A、2B與4B)在大致同一面上靠近配置。然後，形成樹脂製的外包體部分8，該外包體部分8包圍基材2A、2B靠近的部分，並具有將半導體發光元件6的周邊預先挖通的凹部。接著，用導電性糊料安裝半導體發光元件6，將表面電極和導線架用金打線接合進行連接。最後，在外包體部分8的凹部內填充透光性樹脂(矽樹脂等)，使其被覆半導體發光元件6，從而形成作為外包體一部的透光性樹脂部9。
在以上的說明中，製作半導體發光元件安裝用基板後，利用沖壓機、蝕刻成型為規定形狀，但也可以利用後鍍法。即，可以將基材2A、2B成型為規定形狀後，利用濕式電鍍法在基材上形成各鍍層(10、17、18)，以真空蒸鍍法等乾式電鍍法形成鋁反射層4。進而，對於基材2A、2B，對由銅構成的情況進行說明，但是可以使用在樹脂等上設有銅配線的基材。另外，從用途、成本等考慮，還可以使用其他的金屬基材，例如鐵系的42合金等。另外，可以利用印刷電路板、撓性配線板形成步驟來形成配線後形成鋁反射層4(4A、4B)而使用。像這樣，根據目的、構造、材料(銅板或具有可撓性的撓性樹脂基材)，可以變更形狀的製作(利用沖切加工、彎曲加工、鼓凸加工等形狀的製作)、電鍍、蒸鍍的順序。
所安裝之半導體發光元件6可以安裝例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED晶片。另外，第4圖所示的半導體發光元件是相對頂面和底面之電極朝縱向的元件，但不限於此，也可以是在同一面形成一對電極的平面構造的LED(例如，GaN系)。電極在同一面形成的平面構造的情況下，有將電極面朝向表面側(圖中為上側)，陰極、陽極均實施打線接合的情況；有電極面朝向下(導線架側)直接連接之所謂的覆晶(flip chip)安裝方式，可以使用任一安裝方式。也可以用銅系打線接合、鋁打線接合代替金打線接合。
進而，該實施方式中，係使用施加有金閃鍍層10的基板，關於金，在較粗的間距(例如0.5mm間距的情況)，即不拘高精密度的情況下，沒有金閃鍍層10也能獲得高良率，所以可以省略。關於鈀層18，只要是能夠確保金屬層的厚度，並得到充分的焊料浸潤性，就可以省略鈀。
根據該結構的半導體發光裝置，與第2圖所示的半導體發光裝置同樣，透過位於在外包體部分8形成的凹部的底面的鋁反射層4A、4B的存在，從半導體發光元件6射至的光藉由鋁反射層4A、4B反射到凹部的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置的光量的效果。另外，由於鋁反射層4A、4B具有良好的光反射特性，所以可以長時間維持高反射率。進而，由於在基材2A、2B與鋁反射層4A、4B之間存在有由鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10構成的中間層，所以可以達成安裝時與無鉛焊接材的浸潤性之提升。
[第5實施方式]
第5圖是表示本發明第5實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式是第3圖所示半導體發光元件安裝用基板的位置變化的變化例，第5圖(a)表示僅在基材2的一面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，在金閃鍍層10上的一部分形成鋁反射層4的例子；第5圖(b)表示在基材2的一面形成的金閃鍍層10上的一部分形成鋁反射層4，並將一部分在紙面上向上方彎折大致90度的例子；第5圖(c)表示在基材2的整面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，在形成的金閃鍍層10的整面形成鋁反射層4，將一部分在紙面上向上方彎折180度的例子；第5圖(d)表示在基材2的一面直接形成鋁反射層4，在基材2的另一面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10的例子。
第5圖(a)所示的半導體發光元件安裝用基板可以如下構成，即，在由銅構成的基材2的單面以電鍍法形成厚度為0.4μm的鎳層17，以電鍍法形成厚度為0.01μm的鈀層18，以電鍍法形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10，進而在金閃鍍層10的一部上利用蒸鍍法形成鋁反射層4。應予說明，如該例子般在銅基材上依次積層鎳、鈀、金、鋁時，除了鋁反射層以外，可以使用濕式電鍍法。對於鋁反射層4，現在不能以濕式電鍍法容易地進行電鍍，所以可以採用真空蒸鍍法。作為其他的方法，例如可以利用在惰性氣體中的濺鍍法。另外，從成本、製程步驟的簡化等觀點考慮，可以使用此等方法中的多種。
第5圖(b)所示的半導體發光元件安裝用基板是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為1.5μm的鎳層17、以電鍍法形成厚度為0.2μm的鈀層18、形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在一部分形成鋁反射層4而構成。第5圖(c)所示的半導體發光元件安裝用基板是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為1.5μm的鎳層17、以電鍍法形成厚度為0.2μm的鈀層18、形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在整面形成鋁反射層4而構成。此等例子是假設將半導體發光元件安裝於鋁反射層4的頂面，並在基材2的底面或側面實施打線接合的使用方法。更具體而言，是基材2彎折時能夠適用的結構。應予說明，在本實施例中，係在基材2的背面實施打線接合，但也可以根據目的在背面被覆鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10等。
第5圖(d)所示的半導體發光元件安裝用基板與第5圖(a)的例子同樣，將鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10僅施加在基材2的單面，所以可以抑製此等金屬的使用量。僅對單面進行電鍍時，將兩個基材貼合而進入電鍍步驟，然後進行分離，從而不需要遮蔽材就可以達成。鋁反射層4如上所述根據厚度而容易受到基底帶來的反射率的影響，因此較佳為0.02μm以上。雖然在整面形成有鋁反射層4，但也可以是部分性地形成鋁反射層4的構造。形成第5圖(d)所示的半導體發光元件安裝用基板後，可以將基材的端部(也稱為基板連接導線、外導線)加工成規定形狀來使用。例如，將從基材的外包體露出的部分(外導線)的底面彎曲加工成與印刷電路基板的頂面接觸，而與基材進行連接時，可以使用該結構。即，基材的中央部分作為鋁反射層使用，基材的端部的底面作為外導線，鎳-鈀側的面與印刷電路基板連接。
[第6實施方式]
第6圖是表示本發明第6實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式的結構如下：在基材2的兩面或一面形成選自鈀(Pd)、金(Au)、錫(Sn)、鎳(Ni)、銅(Cu)-錫(Sn)合金、銅(Cu)-鎳(Ni)合金中單層的金屬層11，在金屬層11或基材2上形成鋁反射層4。金屬層11是由Ag以外的金屬構成的第一金屬層的一個例子。
第6圖(a)表示在基材2的兩面形成金屬層11，在一面的金屬層11上的一部分形成鋁反射層4的例子；第6圖(b)表示在基材2的一面形成金屬層11，在金屬層11上的一部分形成鋁反射層4的例子；第6圖(c)表示在基材2的一面形成金屬層11，在基材2的另一面形成鋁反射層4的例子。即，第6圖(a)～(c)是金屬層11在半導體發光元件安裝用基板的表面的一部分露出的例子。
鈀比銅更具有抗氧化效果，並具有與用於焊接的錫熔合的優點；錫具有容易進行焊接且廉價的優點，但稍微具有容易氧化的缺點。銅-錫合金比銅難以氧化，與錫和銅相比，具有容易與錫熔合的優點。銅-鎳合金具有比鎳容易與錫熔合的優點。依據此等方面，可以根據使用條件、製造條件選擇作為金屬層11最佳的材料。
[第7實施方式]
第7圖是表示本發明第7實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式的特徵在於在鋁反射層4上形成一處或多處鍍金層12。第7圖(a)表示在鋁反射層4上的一部分形成鍍金層12的例子；第7圖(b)表示在部分形成的鋁反射層4的外側的金閃鍍層10上形成鍍金層12的例子；第7圖(c)表示在鋁反射層4上的整面形成鍍金層12的例子；第7圖(d)表示在鋁反射層4和形成有鋁反射層4的金閃鍍層10上的整面形成鍍金層12的例子；第7圖(e)是表示使用該半導體發光元件安裝用基板的半導體發光裝置實施方式的一個例子的示意剖視圖。在此等實施例中，在基材2的整面依次形成有鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，但不限於此等，如上述各實施例中所述，形成單層的金屬層11的情形、在基材2直接形成鋁反射層4的情形亦可適用。
該實施方式中的鍍金層12可以用於安裝在鋁反射層4上的半導體發光元件的電連接。鍍金層愈厚，短波長(藍色)側的反射率愈低，但金線的連接性愈良好。根據用途，參考反射率來決定鍍金層12的構造即可。應予說明，於此各鍍層(10、12、17、18)由濕式電鍍法形成，也可以由其他方式形成。
[第8實施方式]
第8圖是作為本發明第8實施方式表示半導體發光裝置的代表性使用狀態的示意圖。本實施方式有關的半導體發光裝置是利用第1～第7實施方式有關的半導體發光元件安裝用基板1，安裝在例如印刷電路基板而使用。為了安裝在印刷電路基板13，將從半導體發光元件安裝用基板1的外包體部分8向外部延伸的部分(外導線)彎折，形成與外包體部分8的底面大致成同一面的部分1a或位於底面之下方的部分1b、1c。將該部分利用焊料14黏結在印刷電路基板13的配線。第8圖(a)表示形成部分1a的例子，部分1a是將外導線彎折90度朝向下方，再將其向相反方向彎折90度朝向水平方向，由此外導線的延伸方向未變，且使水平位置與外包體部分8的底面為大致同一面；第8圖(b)表示形成部分1b的例子，該部分1b是將外導線沿外包體部分8彎折90度兩次，從而沿著外包體部分8的底面形成；第8圖(c)是形成部分1c的例子，該部分1c是將外導線按照與第8圖(b)相反的方向沿著外包體部分8彎折90度兩次，從而沿著外包體部分8的頂面形成。外導線的彎折方法不限於此，根據使用半導體發光裝置的每種用途而決定形狀。
[第9實施方式]
在本實施方式中，在基材上與第1實施方式同樣設置鋁反射層的方面與其他實施方式相同。但是，鋁反射層的碳濃度為1×1020 個/cm3 以下。
為了評價與該半導體發光元件安裝用基板的接合性，與由金構成的接合線進行打線接合。於此，打線接合是指為了將導線架側的電極焊墊和安裝於該導線架的元件上的電極電連接，而用金等線進行連接。
第一接合是指將以放電將線的尖端製成球狀來預先接合。通常鑑於位置精度、壓接性，大多將元件側的電極進行第一接合。在本實施方式中，在銅的基材上，以與第1實施方式同樣設有鋁反射層的部分來接合用放電將線的尖端製成球狀之物(球狀線)。
第二接合是指上述元件側的電極與要由上述線連接的導線架側的電極在規定的位置接合。在本實施例中，在銅的基材上，對與第1實施方式同樣設有鋁反射層的部分，將線端以摩擦附著的方式進行壓接。
在表2中表示鋁反射層中的碳濃度與金線的接合強度的關係。作為實施例11，是將在厚度為0.15mm的銅基材上以濕式電鍍法形成0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀而得到的製品進行衝壓加工，在厚度為0.5mm的3層玻璃環氧樹脂基板上以耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑固定，形成發光裝置用電路基板的實施例。將本材料安裝在上述真空蒸鍍裝置，形成0.2μm的鋁反射層，實施SIMS分析。於此，鋁反射層內的碳濃度為該鋁反射層內的碳濃度的最小濃度。鋁反射層內的碳濃度為3×1020 個/cm3 。
對於實施例12的基材，其為在厚度為125μm的聚醯亞胺樹脂膜整面以濕式電鍍法形成70μm的銅基材、0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀後，將所得製品用耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑與基材貼合所形成的板材。在實施例12中，在鋁反射層形成後，在衝壓加工中，通過沖切去(作為導線架)不需要的部分而形成配線材。同樣將實施例12的鋁反射層中的碳濃度進行SIMS分析，結果鋁反射層內的碳濃度為1×1020 個/cm3 。
實施例13是在含鐵的銅合金上利用濕式電鍍法形成0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀後，只進行衝壓加工，然後將得到的製品在真空蒸鍍裝置中用不鏽鋼製(SUS304)的工模夾具固定，形成0.2μm的鋁反射層。實施例13的鋁反射層內的碳濃度為3×1019 個/cm3 。
作為評價基準，第一接合強度是將具有0.39N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.39N者作為×。第二接合強度是將具有0.049N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.049N者作為×。
從表2可知，鋁反射層的碳濃度為3×1020 個/cm3 以上時，接合強度下降，較佳為1×1020 個/cm3 以下。
應予說明，在本實施方式中，由於另外使用環氧樹脂材，所以碳濃度升高，接合性比其他實施例差。另外，雖然接合性在實用性範圍內，但使用丙烯酸系黏著劑等有機材料時，鋁反射層內的碳濃度也上升。嚴格要求接合性時，像實施例13那樣不使用樹脂，在形成半導體發光元件安裝用基材後，即，鋁反射層形成後，使用樹脂即可。應予說明，作為向鋁反射層的碳的混入源，可以考慮基材的污染、濺鍍時的沖洗氣(purge gas)、真空泵油的逆擴散、使用濺鍍法時的濺鍍氣體的雜質等各種因素。
在接合試驗中，打線接合機係使用WEST BOND INC.的MODEL7700D，並使用直徑為25μm的金線，在超音波強度為350mW、超音波施加時間為100ms的接合條件下實施。在Rhesca股份有限公司的接合測試儀PTR-1的剪切試驗模式下實施。SIMS測定是利用PHI公司的ADEPT1010，將作為一次離子源的銫離子以3keV的加速能量來實施。
如上所述，本發明人得知鋁反射層中的碳濃度會對金線與鋁反射層的接合強度帶來很大影響。應注意這適用於上述的全部實施方式。
[第10實施方式]
第9圖是表示本發明第10實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖。該實施方式的特徵在於半導體發光元件6裝載於鋁反射層4上，用於與半導體發光元件6進行打線接合或內部打線接合的供電用端子的基材2B、2C上沒有鋁反射層4。
打線接合前端也可以有鋁反射層4，但是沒有鋁反射層4的情況下，通過使基材2B、2C的表面狀態最佳化，從而接合條件的範圍擴大，裝配速度、良率變得良好。第9圖表示半導體發光元件6的安裝部分的基材2A和基材2B、2C上設置的鍍層(10、17、18)為同一結構的例子，但2A、2B、2C的基材的鍍層的結構可以不同，也可以分別製作。另外，第9圖表示基材2A、2B、2C下部由樹脂包覆的情況，但在背面可以露出基材2A、2B、2C的背面的整面或一部分。露出的部分進一步與金屬製的放熱板等以焊接等連接，從而可以提高放熱性，並可以增大光輸出功率。另外，使用具有背面電極的半導體發光元件6時，與上部電極連接所使用的供電用端子有一根以上即可，也可以對與上部電極連接的多根供電用端子進行打線接合配線。當使用多根端子之際，有容易進行大電流驅動時的配線配置、發光裝置間的配線配置之情況，而將其分開使用。第9圖表示將光發光元件的電極部分和供電用端子的連接進行打線接合連接的情況，但也可以製作內部導線，實施利用楔連結(wadge bonding)的連接，所述內部導線利用連接用之經圖案化的配線材，所述楔連結使用超音波、加熱。
將本發明的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置作為實施方式表示之代表性結構例中說明的本發明不限定於該結構例，在本發明的技術思想的範圍內可以有各種結構。作為供電用端子，打線接合或內部打線接合的基材2B、2C的表面的主要構成材料可以為選自金、銀、鈀、金合金、銀合金、或鈀合金中的一種或其組合。
(第11～第21實施方式)
本發明有關的典型實施方式的半導體發光元件安裝用基板、以及半導體發光裝置的一個主要的基本構成是：在基材的安裝半導體發光元件的面的至少一部設置銀層或銀合金層，在該銀層或銀合金層上設置鋁反射層。
該半導體發光元件安裝用基板、以及半導體發光裝置的另一個基本構成是：在基材安裝有半導體發光元件的面的至少一部分上隔著金屬層設置銀層或銀合金層，在該銀層或銀合金層上隔著金屬層設置鋁反射層。
作為該鋁反射層的厚度，較佳為0.006μm以上2μm以下，較佳鋁反射層的雜質碳濃度為1×1014 個/cm3 以上1×1020 個/cm3 以下。
為了在鋁反射層十分薄的情況下也能將光反射，銀層或銀合金層較佳為0.01μm以上。
作為介於基材與銀層或銀合金層之間的金屬層，例如較佳選自鈀、金、錫、鎳、銅-錫合金、銅-鎳合金、鐵-鎳合金中的一種或其組合。作為介於銀層或銀合金層與鋁反射層之間的金屬層，例如較佳為金，作為其厚度，較佳為0.1μm以下。
從電阻、熱阻的方面考慮，作為該基材的材料，較佳由例如銅或銅合金構成的基材。作為基材的其他材料，例如可使用42合金等鐵-鎳合金、鐵系框架材等。
作為該基材，只要含有金屬部分即可，例如可以使用在樹脂上貼合有銅的覆銅板。作為該樹脂，例如形成在基材上之形成銀層或銀合金層和鋁反射層的面之相反側的面。形成該鋁反射層的面之相反側的基材的表面可以使用含有與有機材、無機材進行複合化後的結構的基材的表面。
[第11實施方式]
參照第10圖，在該圖中，表示整體的符號1示意地表示作為第11實施方式的半導體發光元件安裝用基板。該基板1主要包括基材2、在該基材2的兩面形成的銀層或銀合金層3、隔著該銀層或銀合金層3形成在基材2一面包括安裝半導體發光元件的處所的區域的鋁反射層4。
該基材2由金屬、或金屬與有機材或無機材的複合材構成。作為該金屬材料沒有限製，通用性最高的基材是由銅或銅合金構成的金屬導線架。
使用銅板作為該基材2的情況下，其厚度沒有限製，但可以參考成本來選定。考慮其量產化，較佳為銅板的環箍材，但也可以使用短尺寸的片材、以及各種材料。
使用複合材作為該基材2的情況下，可以使用樹脂材上貼合有銅板的覆銅板、其積層板。作為該樹脂材料，可以使用硬質的板狀的樹脂、薄且具有可撓性的樹脂。作為其代表性的一個例子，分別可以舉出玻璃環氧樹脂基板(玻璃布基材樹脂板)、聚醯亞胺樹脂系等。
該鋁反射層4是使用具有減壓壓力調節功能的蒸鍍裝置，通過分批次處理或連續處理等來製造。從反射率的觀點考慮，作為該鋁反射層4的厚度，較佳為0.006μm以上。另外，從經濟性的觀點考慮，2μm以下較妥當。
以下，對半導體發光元件安裝用的基板1的製造方法進行說明。其製造時，首先，作為基材2準備銅板。基材2使用銅板的情況下，基材2的尺寸為例如長度100m×寬度50mm×厚度0.2mm，銀層的厚度為0.02μm、鋁反射層4的厚度為例如0.05μm的尺寸。
接著，在基材2的兩面以濕式電鍍法製作銀層或銀合金層3。鍍銀一般使用氰化銀電鍍浴，也可以使用無氰浴。電鍍時，可以通過添加有機光澤材、添加少量的金屬鹽(銻、鎳、鈷、錫、硒等)來提高光澤度。另外，通過在電鍍浴中加入銀鹽的同時，加入氰化金鉀等鍍金原料，從而可以進行銀合金電鍍。同樣地，通過加入鉑、鈀、銠、鎳、銦等的化合物鹽，從而可以進行銀合金電鍍，用於銀合金層。
接著，利用電阻加熱式/圓筒式的真空蒸鍍裝置在銀層或銀合金層3的單面形成鋁反射層4。具體而言，將基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材16片，將切割的基材2以放射狀排列在半徑為300mm的傘狀的工模夾具上，將其在圓筒上配置三組。然後，使用電阻加熱源(輸出功率1kW)作為鋁的蒸鍍源，排氣至真空度為2×10-4 Pa，形成厚度為0.05μm的鋁反射層4。
作為鋁的蒸鍍源，在負載鎖方式中可以使用電子束方式，也可以使用石墨坩堝。通過將耐久性良好的石墨坩堝等適當最佳化，從而可以連續進行穩定的蒸鍍。在該第11實施方式中，真空蒸鍍裝置使用自製機，但也可以使用負載鎖方式的蒸鍍機等市售的蒸鍍裝置。另外，還可以是能夠對環箍材進行蒸鍍的連續式蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置只要綜合考慮膜質、生產率等來適當選擇即可。進而，鋁反射層4的形成方式可以不是蒸鍍方式，可以使用例如離子鍍法、濺鍍法、金屬包覆法等。
鋁反射層4的膜厚測定是利用SIMS分析來進行。將從鋁反射層表面到鋁反射層正下方之基底層的主要構成元件達到該基底層中的最大強度的1/2的信號強度為止的厚度作為鋁反射層的膜厚。基底層為銀時，使用銀的信號強度。
(鋁反射層的評價)
進行對該鋁反射層4的比較和評價。將對於實施例21～25和比較例21～24中鋁反射層4的厚度的初始反射率、以及耐硫化特性整理並表示在下述的表3中。
欲確認此等的初始反射率和耐硫化特性時，首先，用下述表3所示的實施例21～25以及比較例21和22的方式，以上述製造方法來製作如其所示之這七種改變厚度的鋁反射層4，測定波長460nm下的初始反射率。在該波長下，將硫酸鋇的反射率作為100%，將初始反射率為70%以上作為特別良好，並在下述表3中用符號○表示。另一方面，將初始反射率小於90%作為差，並在下述表3中用符號×表示。
由下述表3可知，鋁反射層4非常薄時，即鋁反射層4的厚度小於0.006μm的比較例21和22，受到基底層的金屬的反射率(於此是銀)的影響，初始反射率良好。
對於該耐硫化特性，對形成有具有下述表3所示的實施例21～25的厚度的鋁反射層4的樣品，將3ppm的H2 S(硫化氫)在氣體環境溫度40℃、濕度80%的條件下，噴霧96小時(進行按照日本工業標準H8502電鍍的耐腐蝕性試驗方法的試驗)。該耐硫化特性在下述表3中以初始反射率與硫化96小時後的反射率之比表示。
由下述表3可知，鋁反射層4的厚度為0.006μm以上的實施例21～25得到相對於初始反射率為80%以上的高耐硫化特性。
在下述表3中，代替鋁反射層4，在基材2上僅設置3μm的銀層的比較例23的初始反射率為93%，為良好，但對於耐硫化特性，耐硫化試驗後的反射率為29%，大幅度下降，不能兼具初始反射率和耐硫化特性。另一方面，可知雖然在基材2上設有鎳層(0.7μm)和鈀層(0.05μm)的比較例24的耐硫化特性良好，但初始反射率低至63%，與比較例23同樣不能兼具初始反射率和耐硫化特性。
綜上所述，由此等結果可以確認作為半導體發光元件安裝用的基板1所要求的特性，即初始反射率和耐硫化特性(亦即在能夠被硫化的環境下使用後的反射率)二者均良好的是鋁反射層4的厚度為0.006μm以上者。可兼具初始反射率和耐硫化特性。較佳滿足所謂的初始反射率為90%以上、耐硫化特性為80%以上的條件。
為了對該基板1進行打線接合而進行氬電漿清洗，然後，接合金線，對鋁反射層4的膜厚為0.006μm以上的基板1進行硫化試驗，結果幾乎沒有看到反射率的下降。由該結果可知，其對表面清洗的耐性強而無劣化、剝落之虞。
(第11實施方式的效果)
根據該第11實施方式，由於在基材2的表面隔著銀層或銀合金層3而形成鋁反射層4，所以可以獲得未硫化且長期具有高且穩定的反射特性的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。這是利用鋁的以下特性：鋁的反射率在紫外線區域中高達銀的3倍以上，並對紫色、紅色、紅外線具有接近銀的反射率，在金屬中顏色的均衡良好，具有僅次於銀的高反射率，且具有與銀相比難以發生硫化的特性。
應予說明，從上述第11實施方式得到的效果在以下各實施方式中也能夠得到。以下，參照第11圖～第19圖、以及表4，對第12～第21實施方式進行具體說明。
[第12實施方式]
參照第11圖，第11圖示意性地表示作為第12實施方式的半導體發光裝置。在該圖中，表示整體的符號5表示使用第10圖所示半導體發光元件安裝用的基板1的半導體發光裝置。圖示例的半導體發光裝置5是將第10圖所示的基板1作為二組一對的金屬導線架來使用。該一對基板1主要由基材2、銀層或銀合金層3、以及鋁反射層4構成，且在大致同一面上靠近配置。
在此等基板1中，如第11圖所示，其中一基板1的鋁反射層4上安裝有半導體發光元件(LED晶片)6。另一基板1的鋁反射層4上接合配置有與半導體發光元件6連接的接合線7。
如第11圖所示，該半導體發光裝置5除了一對鋁反射層4、4和半導體發光元件6，形成有將一對基材2、2的側面彼此靠近的部分包圍之樹脂製的外包體部分8。該外包體部分8具有凹部8a，該凹部8a通過在遠離基材2的方向形成末端擴大狀的傾斜面8b而開口。在該凹部8a內填充有密封半導體發光元件6的透光性樹脂，形成透光性樹脂部9。該透光性樹脂部9構成外包體部分8的一部分。通過在該透光性樹脂部9中混合螢光體材料、例如YAG等，半導體發光元件6便作為由460nm的GaN系LED構成的擬白色LED裝置來使用。
應予說明，外包體部分8具有凹部8a，該凹部8a具有在遠離基材2的方向形成為末端擴大狀的傾斜面8b，但不限定於圖示例，例如可以是由相對於基材2立起的垂直面代替傾斜面8b而形成的凹部。另外，鋁反射層4在外包體部分8內側的大致整面，或除去一部分的剩餘的部分形成即可。其理由是因為只要從半導體發光元件6放射的光在外包體部分8內反射即可。
作為形成該鋁反射層4的具體方法，有以下的各種方法，可以使用其中的任一種。
(1)利用鋁反射層4形成時的成膜裝置，設置將外包體8的區域以外遮蔽的功能的方法。
(2)在基材2的整面形成鋁反射層4後，將外包體部分8的區域通過貼膜(taping)、或光微影製程等遮蔽，然後蝕刻除去鋁的方法。
(第12實施方式的效果)
該結構的半導體發光裝置5，通過位於外包體部分8的凹部8a的底面的鋁反射層4、4的存在，從半導體發光元件6射至的光通過鋁反射層4、4的反射作用反射到凹部8a的開口側，發揮增加來自半導體發光元件6的光量的效果。如上所述，該鋁反射層4具有良好的耐硫化特性，所以可以長時間維持高反射率。
[第13實施方式]
第12圖示意性地表示作為第13實施方式的半導體發光元件安裝用基板。在該圖中，與上述第11實施方式不同之處在於，在銀層或銀合金層3上隔著金閃鍍層10形成有鋁反射層4的基板1。在圖示例中，基板1在基材2的兩側整面利用濕式電鍍法依次形成有銀層或銀合金層3、3、以及金閃鍍層10、10，在基材2的一側的金閃鍍層10上的一部分上形成鋁反射層4。
在基材2的兩面依次形成銀層或銀合金層3、3、以及金閃鍍層10、10的理由之一是為了確保基材2與安裝半導體發光裝置的印刷電路基板之間的焊料浸潤性，即為了提高焊接接著性。可以根據安裝的元件來適當設定，但較佳為銀層或銀合金層3的厚度為1.0～5μm的尺寸、金閃鍍層10的厚度為0.1μm以下的尺寸。從耐硫化特性的觀點考慮，作為鋁反射層4的厚度，較佳為0.006μm以上2μm以下。
鋁反射層4的製造方法是用具有減壓功能的蒸鍍裝置，通過分批次處理或連續處理等來進行。銀層或銀合金層3用濕式電鍍法、真空蒸鍍等乾式均可以得到半導體發光裝置所需要的品質的鍍層。濕式電鍍可以在材料的6面整面進行塗佈，且大多能以低成本製作，所以作為銀層或銀合金層3較佳以濕式電鍍來形成。
應予說明，銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10以濕式電鍍法形成的基底層的膜厚是通過積算電鍍時的電流值來進行計算。
(第13實施方式的效果)
根據該第13實施方式，通過將鋁作為反射層使用，可以確保良好的耐硫化特性。進而，通過使用具有0.006μm以上的厚度的鋁反射層4，除了可以得到良好的耐久性、可以維持高反射率的效果以外，亦發揮以下的效果。
即，發揮上述數值範圍的銀層或銀合金層3可以防止基材2的主要材料銅的擴散，上述數值範圍的金閃鍍層10可以提高焊料浸潤性並可長期保管等新的效果。通過形成如該第13實施方式之基板構造，可以有效地得到適合焊接的基板1。
[第14實施方式]
參照第13圖，第13圖示意性地表示使用第12圖所示的基板1之第14實施方式的半導體發光裝置5。在該半導體發光裝置5中，也具有第11圖所示的第12實施方式中的外包體部分8和透光性樹脂部9。
在製造半導體發光裝置5之際使用銅板作為基材2時，係準備例如長度100m×寬度50mm×厚度0.2mm的長尺寸的銅板，在基材2的表面通過濕式電鍍法依次製作厚度為3μm的銀層或銀合金層3、厚度為0.01μm的金閃鍍層10。進而，留著金閃鍍層10上用於焊接接著的部分，並且在作為反射膜來使用的部分處部分蒸鍍鋁反射層4。由此，得到了在金閃鍍層10的焊接接著部沒有鋁、在金閃鍍層10用於反射的部分存在鋁反射層4的材料。然後，利用沖壓機、蝕刻，將基材2製成半導體發光元件安裝用的框架形狀。
接著，將一對基板1、1靠近配置在大致同一面上。形成樹脂製的外包體部分8，該外包體部分8包圍一對基材2、2靠近的部分，並具有挖通半導體發光元件6的周邊的凹部8a。接著，在鋁反射層4上用導電性糊料安裝半導體發光元件6，將半導體發光元件6的表面電極與導線架(基板1)用由金構成的接合線7進行連接。最後，在外包體部分8的凹部8a內填充透光性樹脂(矽樹脂等)，使其被覆半導體發光元件6，從而形成成為外包體部分8的一部分的透光性樹脂部9。
在該第14實施方式中，說明了製作基板1後，利用沖壓機、蝕刻成形為規定形狀的一個例子，但也可以利用後鍍法。即，可以將基材2成型為規定形狀後，利用濕式電鍍法在基材2上形成銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10的各層，以真空蒸鍍法等乾式電鍍法形成鋁反射層4。進而，對於基材2，對由銅構成的情況進行說明，但也可以使用在樹脂等上設有銅配線的基材。另外，從用途、成本等考慮，還可以使用其他的金屬基材，例如鐵系的42合金等。另外，可以利用印刷電路板、撓性配線板形成步驟形成配線後再形成鋁反射層4而使用。像這樣，根據目的、構造、材料(銅板或具有可撓性的撓性樹脂基材)，可以變更形狀的製作(利用沖切加工、彎曲加工、鼓凸加工等形狀的製作)、電鍍、蒸鍍的順序。
所安裝之半導體發光元件6可以安裝例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED晶片。另外，第13圖所示的半導體發光元件6例示了形成有頂面和底面的電極的縱向元件，但不限於此，也可以是在同一面形成一對電極的平面構造的LED(例如，GaN系)。在電極形成於同一面的平面構造的情況下，有將電極面朝向表面側(第13圖中為上側)，陰極、陽極均實施打線接合的情況；有電極面朝向下(導線架側)直接連接的所謂的覆晶安裝方式，可以使用任一安裝方式。也可以用銅系打線接合或由鋁構成的打線接合代替金打線接合。
進而，該第14實施方式中，使用了施加有金閃鍍層10的基板，關於金，在較粗的間距(例如0.5mm間距的情況)，即不拘高精密度的情況下，沒有金閃鍍層10也能帶來高良率，所以可以省略金閃鍍層10。
(第14實施方式的效果)
根據該結構的半導體發光裝置5，透過位於在外包體部分8形成的凹部8a的底面的一對鋁反射層4、4的存在，與第11圖所示的半導體發光裝置5同樣，從半導體發光元件6射至的光藉由鋁反射層4、4反射到凹部8a的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置5的光量的效果。另外，由於鋁反射層4具有良好的耐硫化特性，所以可以長時間維持高反射率。進而，由於在基材2和鋁反射層4之間存在有由銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10構成的中間層，所以可以提高安裝時與無鉛焊接材的浸潤性。
[第15實施方式]
第14圖示意性地表示第15實施方式的半導體發光元件安裝用基板。該第15實施方式是第12圖所示的第13實施方式的基板1的變化例，與上述第13實施方式有關的基板1在基本構成上沒有改變。
與上述第13實施方式的最大不同之處在於，如第14圖(a)所示，是在基材2的一面依次形成銀層或銀合金層3和金閃鍍層10，在金閃鍍層10上的一部分上形成有鋁反射層4的結構例；如第14圖(b)所示，是將基板1的一側端部分向金閃鍍層10側彎折大致90度的結構例。
作為與上述第13實施方式大不相同的其他結構例，如第14圖(c)所示，在基材2的整面形成銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10，在該金閃鍍層10的整面形成鋁反射層4，將基板1的一側端部分向金閃鍍層10側彎折180度的結構例；如第14圖(d)所示，是在基材2的一面直接形成鋁反射層4，並在基材2的另一面形成銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10的結構例。
第14圖(a)所示的基板1是在由銅構成的基材2的單面以電鍍法依次形成厚度為3μm的銀層或銀合金層3、厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在金閃鍍層10的一部分的頂面利用蒸鍍法形成鋁反射層4。應予說明，像該結構例這樣，在銅基材2上依次積層銀或銀合金、金、鋁時，除了鋁反射層4以外，可以使用濕式電鍍法。對於鋁反射層4，此時並不能以濕式電鍍法容易地進行電鍍，所以可以採用真空蒸鍍法。作為其他的方法，例如可以利用在惰性氣體中的濺鍍法。另外，從成本、製程步驟的簡化等觀點考慮，可以使用此等方法中的多種。
第14圖(b)所示的基板1是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為2μm的銀層或銀合金層3、厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在金閃鍍層10的一部分的表面上形成鋁反射層4而構成。第14圖(c)所示的基板1是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為1.5μm的銀層或銀合金層3、厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在金閃鍍層10的整面形成鋁反射層4而構成。
第14圖(b)和(c)所示的結構例是假設將半導體發光元件6安裝在鋁反射層4的頂面，並在基材2的底面或側面實施打線接合的使用方法。更具體而言，是基材2彎折時能夠適用的結構。應予說明，在該第15實施方式中，在基材2的背面實施打線接合，但也可以根據目的在背面被覆銀層或銀合金層3、金閃鍍層10等。
第14圖(d)所示的基板1將銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10僅施加在基材2的單面。因此，可以抑制此等金屬的使用量。僅對基材2的單面進行電鍍時，將兩基材2、2貼合而進入電鍍步驟，然後進行分離，從而不需要遮蔽材就可以達成。鋁反射層4如上所述根據厚度而容易受到基底層之反射率的影響，因此較佳為0.006μm以上2μm以下。雖然在基材2的整面直接形成鋁反射層4，但也可以製成基材2的表面部分性地直接形成鋁反射層4的構造。
(第15實施方式的效果)
在該第15實施方式中也可以得到與上述第13實施方式同樣的效果。除此之外，在形成根據圖示例的基板1後，可以將其端部(也稱為基板連接導線、外導線)加工成規定形狀來使用。作為其一個例子，例如將從基板1的外包體部分8露出的部分(外導線)的底面彎曲加工成與印刷電路基板的頂面接觸，可以在與基板1連接時使用。即，基板1的中央部分作為鋁反射層4使用，基板1的端部的底面作為外導線，金閃鍍層10側的面與印刷電路基板連接。
[第16實施方式]
參照第15圖，第15圖示意性地表示了第16實施方式的半導體發光元件安裝用基板。在該圖中，與上述各實施方式大不相同之處在於，在基材2的兩面或一面形成有選自鈀(Pd)、金(Au)、錫(Sn)、鎳Ni)、銅(Cu)-錫(Sn)合金、銅(Cu)-鎳(Ni)合金的金屬層11，在該金屬層11或基材2上形成銀層或銀合金層3，在該銀層或銀合金層3上形成鋁反射層4而構成。
作為該基板1的結構例，如第15圖(a)所示，有在基材2的兩面形成金屬層11，在一面的金屬層11的整面形成銀層或銀合金層3，在該銀層或銀合金層3的一部分表面形成鋁反射層4的結構例；如第15圖(b)所示，有在基材2的一面形成金屬層11，在金屬層11的整面形成銀層或銀合金層3，在該銀層或銀合金層3的一部分表面形成鋁反射層4的結構例。作為該基板1的其他結構例，如第15圖(c)所示，有在基材2的一面形成金屬層11，在基材2的另一面形成銀層或銀合金層3，在該銀層或銀合金層3的整面形成鋁反射層4的結構例。
(第16實施方式的效果)
在該第16實施方式中也可以得到與上述第11實施方式同樣的效果。作為該金屬層11的構成成分的鈀比銅更具有抗氧化效果，並具有與用於焊接的錫熔合的優點。另一方面，雖然錫稍微容易被氧化，但具有容易進行焊接且廉價的優點。作為金屬層11的構成成分的鎳具有能夠抑製銅的擴散的效果、增加硬度的優點；作為金屬層11的構成成分的銅-錫合金比銅更難以氧化，與錫和銅相比，具有容易與錫熔合的優點。作為金屬層11的構成成分的銅-鎳合金，具有比鎳容易與錫熔合的優點。依據此等特點，可以根據使用條件、製造條件選擇作為金屬層11最佳的材料。
[第17實施方式]
第16圖示意性地表示了作為第17實施方式的半導體發光元件安裝用基板。在該第17實施方式中，與上述第13和第14實施方式有關的基材2、銀層或銀合金層3、鋁反射層4、以及金閃鍍層10在基本結構上沒有改變。在圖示例中，該基板1的基本結構是在鋁反射層4或金閃鍍層10上形成一處或多處的鍍金層12。
作為該基板1的一個例子，如第16圖(a)所示，有在鋁反射層4上的一部分表面形成鍍金層12的結構例；如第16圖(b)所示，有與在金閃鍍層10的一部分表面部分形成的鋁反射層4在同一面上形成鍍金層12的結構例。
作為該基板1的一個例子，進而，如第16圖(c)所示，有在金閃鍍層10的一部分表面部分形成的鋁反射層4上的整面形成鍍金層12的結構例；如第16圖(d)所示，有在金閃鍍層10、以及部分形成在金閃鍍層10的一部分表面上的鋁反射層4的整面上形成鍍金層12的結構例。
(第17實施方式的效果)
在該第17實施方式中也可以得到與上述第11實施方式同樣的效果。
[第18實施方式]
參照第17圖，第17圖示意性地表示了在作為上述第7實施方式的半導體發光元件安裝用基板1中使用了第16圖(a)所示基板1的半導體發光裝置的一個例子。在第17圖所示的半導體發光裝置5中，一對基板1、1亦在大致同一面上靠近配置。鍍金層12接合配置有與半導體發光元件6電連接的接合線7。剩餘結構與上述各實施方式沒有不同之處。
在上述第17和第18實施方式中，在基材2的整面上依次形成銀層或銀合金層3、以及金閃鍍層10，但不限定於此。如上述各實施方式所述，還可以適用於形成單層的金屬層11的情形，在基材2直接形成鋁反射層4的情形。
(第18實施方式的效果)
在該第18實施方式中也可以得到與上述第11實施方式同樣的效果。上述第17和第18實施方式中的鍍金層12可以利用於安裝於鋁反射層4上的半導體發光元件6的電連接。在第16圖(c)和第16圖(d)所示的基板結構中，鍍金層12愈厚，短波長(藍色)側的反射率愈低，但金線的連接性愈良好。根據用途，參考反射率來決定鍍金層12的構造即可。應予說明，於此，各鍍層(3、10、12)由濕式電鍍法形成，也可以由其他方式形成。
[第19實施方式]
參照第18圖，第18圖表示了作為第19實施方式的半導體發光裝置的代表性使用狀態。該半導體發光裝置5是使用了上述第11~第18實施方式有關的半導體發光元件安裝用基板1的半導體發光裝置，例如安裝在印刷電路基板13上使用。為了安裝在印刷電路基板13，基板1具有：第一彎曲部21，該第一彎曲部21是將從外包體部分8的側面向外部以直線狀延伸的部分(外導線)20向印刷電路基板13側彎折形成的；第二彎曲部22，該第二彎曲部22是相對於印刷電路基板13水平地彎折形成。該第二彎曲部22形成有與外包體部分8的底面大致成同一面的部分，比外包體部分8的底面更靠近下方、或比外包體部分8的頂面更靠近上方的部分。該第二彎曲部22通過焊料14而與印刷電路基板13的配線15黏結。外導線20是半導體發光元件安裝用基板1的一部分。
該外導線20包括各鍍層(3、10、12)。作為該外導線20的一個例子，如第18圖(a)所示，有如下的結構例：由具有第一彎曲部21和第二彎曲部22的外導線構成，並使該外導線20的第二彎曲部22在與外包體部分8的凹部8a的底面側的下面大致同一面彎折形成；所述第一彎曲部21是將外導線20的中間部向與外包體部分8的凹部8a的開口側的相反側大致彎折90度，所述第二彎曲部22是朝遠離外包體部分8的水平方向大致彎折90度。
作為外導線20的其他例子，如第18圖(b)所示，有將第二彎曲部22沿著與外包體部分8的凹部8a的開口側相反側的底面彎折形成的結構例；如第18圖(c)所示，有如下的結構例：由具有第一彎曲部21和第二彎曲部22的外導線構成，並使該外導線20的第二彎曲部22沿著外包體部分8的凹部8a的開口側的頂面彎折形成；所述第一彎曲部21是將外導線20的中間部向與外包體部分8的凹部8a的開口側的同一方向大致彎折90度，所述第二彎曲部22是向靠近外包體部分8的水平方向大致彎折90度。第18圖(c)所示的結構例可以用於在印刷電路基板13開出透光孔，從印刷電路基板13側射出光的情況；或將玻璃、透明樹脂等透光性材料用於印刷電路基板13，從印刷電路基板13側射出光的情況。
(第19實施方式的效果)
在該第19實施方式中也能夠得到與上述第11實施方式同樣的效果，除此以外，作為該外導線20的彎折方式，不限於圖示例，可以根據半導體發光裝置5使用的每種用途而採用各種形狀。
[第20實施方式]
在該第20實施方式中，在基材2上隔著銀層或銀合金層3設有鋁反射層4的方面與第10圖所示的第11實施方式沒有不同之處。該第20實施方式有關的基板1的構成將鋁反射層4的碳濃度設定在1×1020 個/cm3 以下的方面，與上述第1實施方式不同。
為了評價與該第20實施方式有關的基板1的接合性，與由金構成的接合線進行打線接合。於此，打線接合是指為了將導線架側的電極焊墊和安裝於該導線架的元件上的電極電連接，而用金等線進行連接。通常，在半導體元件與主件這樣的導線架材料的安裝技術中，作為電連接方式，一般是打線接合，近年，在一部分的元件安裝技術中也進行覆晶的球凸塊連接等，進行利用以金、銀、銅、鋁等金屬線來接合的連接。
第一接合是指將以放電將線的尖端製成球狀的線(線球)預先接合。通常，鑑於位置精度、壓接性，大多將元件側的電極進行第一接合。在該第20實施方式中，打線接合機使用WEST BOND INC.的MODEL7700D，並使用直徑為25μm的金接合線。作為接合條件，線上球徑為70μm、荷重為100g、超音波強度為350mW、超音波施加時間為100ms的條件下實施。與上述第11實施方式相同，在銅的基板上在設有鋁反射層4的部分接合通過放電將線的尖端製成球狀者。
第二接合是指在上述元件側的電極實施第一接合後，與要由上述線來連接的導線架側的電極進行訂合式接著(壓接stitch bonding)。縫接合是指由於在連接有線的狀態下，不能進行球形成等線形狀的加工，所以直接壓接在基材上進行拉伸切割。通過連續實施第一接合和第二接合，從而完成線連接。在該第10實施方式中，與上述第11實施方式同樣，將線的尖端以摩擦附著的方式壓接在由銅構成的基板1上設有鋁反射層4的部分。
下述表4表示鋁反射層4中的碳濃度與由金構成的接合線7的接合強度的關係。
下述表4所示的實施例26是在厚度為125μm的聚醯亞胺樹脂膜的整面以濕式電鍍法形成厚度為70μm的由銅構成的基材2、厚度為2μm的銀層或銀合金層3，再以耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑貼合而得到的板材，形成鋁反射層4後，以衝壓加工沖切去不需要的部分而形成配線材。將該實施例6的鋁反射層4中的碳濃度進行SIMS分析，結果鋁反射層4內的碳濃度為1×1020 個/cm3 。
下述表4所示的實施例27是在含鐵的銅合金上利用濕式電鍍法形成厚度為3μm的銀層或銀合金層3後，只進行衝壓加工，然後將得到的製品在真空蒸鍍裝置中用不鏽鋼製(SUS304)的工模夾具固定，形成厚度為0.2μm的鋁反射層4。該實施例27的鋁反射層4內的碳濃度為3×1019 個/cm3 。
下述表4所示的實施例28是在厚度為0.15mm的銅基材上利用濕式電鍍法形成厚度為3μm的銀層或銀合金層3後，進行衝壓加工，將其以耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑固定在厚度為0.5mm的三層玻璃環氧樹脂基板上，形成發光裝置用電路基板。將該基材安裝在上述真空蒸鍍裝置，形成0.2μm的鋁反射層4，並實施SIMS分析。於此，鋁反射層4內的碳濃度為該鋁反射層4內的碳濃度的最小濃度。其結果，鋁反射層4內的碳濃度為3×1020 個/cm3 。
作為評價基準，第一接合強度是將具有0.39N以上的剪切強度的情況作為良好，在下述表4中用符號○表示。將具有小於0.39N的剪切強度的情況作為不良，在下述表4中用符號×表示。第二接合強度是將具有0.049N以上的剪切強度的情況作為良好，在下述表4中用符號○表示。將具有小於0.049N的剪切強度的情況作為不良，在下述表4中用符號×表示。
在以上的實施例中，為了將第一和第二接合強度的強度分離測定，實施剪切試驗，但是以剪切試驗來評價線連接強度非常需要時間和工夫，所以一般評價線連接強度時大多利用拉力試驗。拉力試驗是指在第一和第二之間的線上掛上鉤，評價向上提拉而斷裂的荷重、斷裂位置、形狀，但相同於連接的金線的強度或超過連接的金線的強度是不能測試。本發明人此次使用Dage公司的推拉力測試機系列4000，實施以下的拉力試驗。
由表4可知，在鋁反射層4的碳濃度為3×1020 個/cm3 以上的實施例28中，接合強度下降，所以如實施例26和27那樣，使鋁反射層4的碳濃度為1×1020 個/cm3 以下，則接合的接合強度良好。
應予說明，在該第20實施方式中，通過使用環氧樹脂材、丙烯酸系黏著劑等有機材料，鋁反射層4內的碳濃度上升。其原因，作為碳的混入源，可以考慮基材2的污染、沖洗氣、真空泵油的逆擴散、使用濺鍍法時的濺鍍氣體的雜質等各種因素。
另外，在接合試驗中，打線接合機使用WEST BOND INC.的MODEL7700D，並使用直徑為25μm的金接合線。在超音波強度為350mW、超音波施加時間為100ms的接合條件下實施。在株式會社Rhesca的接合測試儀PTR-1的剪切試驗模式下實施。SIMS測定是利用PHI公司ADEPT1010，作為一次離子源，將銫離子以3keV的加速能量來實施。
(第20實施方式的效果)
根據該第20實施方式，通過將鋁反射層4的碳濃度設定為1×1020 個/cm3 以下，除了上述第11實施方式的效果以外，還可以得到接合性優異的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。
[第21實施方式]
參照第19圖，第19圖示意性地表示了作為第21實施方式的半導體發光元件安裝用基板、以及半導體發光裝置。在該圖中，該第21實施方式中的基本結構是：半導體發光元件6裝載於獨立的基材2A上，而未裝載於用於通電的基材2B、2C上，在這一點上與上述各實施方式大不相同。圖示例中，用於與半導體發光元件6打線接合或利用所謂被稱為內部導線的配線材接合配線的供電用端子的基材2B、2C上沒有設置鋁反射層4，所述配線材使用將銅等金屬箔以壓力等來加工成細線狀而得到的製品。
打線接合尖端也可以有鋁反射層4，但是在鋁反射層4不存在的情況下，通過使基材2B、2C的表面狀態最佳化，從而接合條件的範圍擴大，裝配速度、良率變得良好。
第19圖中在同一結構例中表示了半導體發光元件6的安裝部分的基材2A和一對基材2B、2C的銀層或銀合金層3、金閃鍍層10，但基材2A、以及基材2B、2C的銀層或銀合金層3、金閃鍍層10的結構可以不同，也可以分別製作。該接合是與線、內部導線的壓接接合，所以接合面的主要材料較佳為金、銀、鈀、或以此等為主要構成元件的合金。
在第19圖中，進一步表示了基材2A、2B、2C的下部由外包體部分8的樹脂包覆的結構例，但也可以在背面露出基材2A、2B、2C的背面的整面或一部分。露出的部分進一步與金屬製的放熱板等以焊接等連接，從而可以提高放熱性，並可以增大光輸出功率。另外，使用具有背面電極的半導體發光元件6時，與上部電極連接所使用的供電用端子有一根以上即可，也可以對與上部電極連接的多根供電用端子進行打線接合配線。當使用多根端子之際，有容易進行大電流驅動時的配線配置、發光裝置間的配線配置之情況，而將其分開使用。
在第19圖中進一步例示了將半導體發光元件6的電極部分與基材2B、2C的供電用端子的連接進行打線接合連接的情況，但也可以製作導線，實施利用楔連結的連接，所述導線利用連接用經圖案化的配線材，所述楔連結使用超音波、加熱。
如上所述，本發明人等得知鋁反射層4中的碳濃度會對由金構成的接合線7與鋁反射層4的接合強度帶來很大影響。應注意這適用於上述的全部實施方式。
從以上的說明可知，基於上述各實施方式、以及圖示例等說明了本發明的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置的代表性結構例，但本發明不被上述各實施方式和圖示例等結構例所限定，在本發明的技術思想的範圍內可以有各種結構。作為供電用端子，打線接合或內部打線接合的基材2B、2C的表面的主要構成材料可以為選自金、銀、鈀、金合金、銀合金、或鈀合金中的一種或其組合。
(第22～第31實施方式)
本發明半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的實施方式是構成具有由基材、鋁反射層和在其下之含有鈦的金屬層的半導體發光元件安裝用基板的實施方式，所述基材用於安裝半導體發光元件，且由銅、銅合金或鐵系合金構成，所述鋁反射層設在基材的安裝半導體發光元件的面側的至少一部分。
從電阻、熱阻的方面考慮，較佳作為基材的金屬，包含銅、或銅合金的基材。另外，作為基材板的金屬，可以使用42合金等鐵鎳合金、鐵系框架材。
進而，基材含有金屬部分即可。例如，基材可以使用在樹脂上貼合有銅的覆銅板。此時，樹脂形成在基材上之與形成鋁反射層的面相反側的面。進而，與形成鋁反射層的面相反側的基材的表面可以使用包括與有機材、無機材進行複合化的結構的基材的表面。
[第22(1)實施方式]
第20圖(A)是表示本發明的第22(1)實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，2是基材，11是作為第一金屬層的一個例子的金屬層、符號4是在基材2的一面的包括安裝半導體發光元件的場所的區域中形成的鋁反射層，符號19是成為鋁反射層的接合層的鈦層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板。鈦層19是含有鈦的金屬層的一個例子。基材2由金屬或金屬與有機材或無機材的複合材構成。為了焊接安裝，基材2一般的結構是鎳或鎳合金的單層、或進一步被覆鈀、金等的複合層，在本實施例中作為其例子記載了金屬層11(鍍層)。作為金屬的材料，雖然不限於此，但通用性最高的基材是由銅或銅合金構成的金屬導線架。作為基材2使用銅板的情況下，對其厚度沒有限制，但是可以參考成本來選定厚度。另外，考慮量產化，較佳銅板的環箍材，但也可以使用短尺寸的片材、以及各種材料。作為基材2使用複合材的情況下，可以使用樹脂材上貼合有銅板的覆銅板、其積層板。作為樹脂，可以使用硬質的板狀的樹脂、薄且具有可撓性的樹脂。作為代表性樹脂，分別可以舉出玻璃環氧樹脂基板(玻璃布基材樹脂板)、聚醯亞胺樹脂系等。鋁反射層4、鈦層19的製造方法是用具有減壓壓力調節功能的蒸鍍裝置通過分批次處理或連續處理等進行。從反射率的觀點考慮，鋁反射層4的厚度較佳為0.02μm以上，從平坦性的觀點考慮，較佳為2μm以下。
作為基材2使用銅板的情況下，例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.2mm，鋁反射層4的厚度例如為0.05μm，鈦層19的厚度為0.1μm。製造時，首先，在作為基材2的上述尺寸的銅板實施作為金屬層11的錫(1μm)的電鍍。應予說明，錫的情況下，較佳為1～5μm左右。接著，使用電阻加熱式的圓筒式的電子束方式真空蒸鍍裝置形成鈦層19、鋁反射層4。具體而言，將基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材，將切割的16張基材以放射狀排列在半徑為300mm的傘狀的工模夾具上，將其在圓筒上配置三組，使用電子束槍(輸出功率6kW)作為鋁、鈦的蒸鍍源，排氣至真空度為2×10-4 Pa，形成厚度為0.05μm的鋁反射層4。在本實施方式中，真空蒸鍍裝置使用了自製機，使用負載鎖方式的蒸鍍機等市售的蒸鍍裝置也沒有問題。另外，還可以是能夠對環箍材進行蒸鍍的連續式蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置是綜合考慮膜質、生產率等來適當選擇即可。進而，鋁反射層4、鈦層19的形成方式可以不是電子束蒸鍍方式。即，可以利用電阻加熱蒸鍍法、離子鍍法、濺鍍法、金屬包覆法等。
[第22(2)實施方式]
第20圖(B)是表示作為本發明第22(2)實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。作為基材2使用銅板的情況下，例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.2mm，鋁反射層4的厚度例如為0.05μm，鈦層19的厚度為0.1μm。製造時，首先，在作為基材2的上述尺寸的銅板準備鎳-鈀鍍層材(鎳0.7μm、鈀0.1μm)。接著，使用電阻加熱式的圓筒式的電子束方式真空蒸鍍裝置形成鈦層19、鋁反射層4。具體而言，將基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材，將切割的16張基材以放射狀排列在半徑為300mm的傘狀的工模夾具上，將其在圓筒上配置三組，使用電子束槍(輸出功率6kW)作為鋁、鈦的蒸鍍源，排氣至真空度為2×10-4 Pa，形成厚度為0.05μm的鋁反射層4。在本實施方式中，真空蒸鍍裝置使用了自製機，使用負載鎖方式的蒸鍍機等市售的蒸鍍裝置也沒有問題。另外，還可以是能夠對環箍材進行蒸鍍的連續式蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置是綜合考慮膜質、生產性等來適當選擇即可。進而，鋁反射層4、鈦層19的形成方式可以不是電子束蒸鍍方式。即，可以利用電阻加熱蒸鍍法、離子鍍法、濺鍍法、金屬包覆法等。
鋁反射層4、鈦層19的膜厚測定是利用SIMS分析來進行。將從表面到鋁反射層正下方的基底層達到最大強度的1/2的信號強度為止的厚度作為鋁反射層的膜厚，鈦層的厚度是到主要構成元件達到該基底層中最大強度的1/2的信號強度為止的厚度。上述的基材2為銅時，使用銅的信號強度。
(本實施方式有關的實施例的評價)
對鋁反射層4，如下確定硫化特性和反射率。首先，如表5的實施例33～實施例37所示，在上述的鎳0.7μm、鈀0.1μm上，通過電鍍形成0.05μm的鈦層，以上述方法製作改變厚度的鋁反射層，測定波長460nm下的初始反射率。在該波長下，將硫酸鋇的反射率作為100%，將反射率為90%以上98%以下作為特別良好(由○表示)，將小於90%作為差(由×表示)。鋁非常薄時，即厚度為0.01μm以下時，受到基底的金屬的反射率(此處為鈀)的影響，反射率降低。接著，對於硫化特性，對上述樣品，將3ppm的H2 S(硫化氫)在氣體環境溫度40℃、濕度80%下噴霧96小時(進行按照日本工業標準H8502電鍍的耐腐蝕性試驗方法的試驗)。耐硫化特性是初始反射率與硫化96小時後的反射率之比。設有鋁反射層的情況下，沒有下降至相對於初始反射率小於90%(作為反射率小於81%)的情形。綜上所述，可以確認作為半導體發光元件安裝用基板所要求的特性，即初始反射率、硫化特性(亦即在能夠被硫化的環境下使用後的反射率)均良好的是鋁反射層的厚度為0.02μm以上的情況。
應予說明，作為比較例31，確認了在基材上僅設置3μm的銀層時，初始反射率為93%而良好、為○，但在耐硫化試驗後的反射率為29%，大幅度下降，硫化特性差。作為比較例32，在基材上只設置鎳層(0.7μm)、鈀層(0.05μm)的例子中，確認了雖然耐硫化特性良好，但初始反射率低至63%、為×。
應予說明，比較例33和34與實施例33同樣設置鎳層17、鈀層18、鈦層19，其上的鋁反射層薄時，不具有充分的初始反射特性。
根據本實施方式，由於在基材表面形成有鋁反射層和鈦層，所以可以獲得未硫化且長期具有高且穩定的反射特性的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。這是利用了鋁的以下特性：鋁的反射率在紫外線中高達銀的3倍以上，並對紫色、紅色、紅外線具有接近銀的反射率，在金屬中顏色的均衡良好，具有僅次於銀的高反射率，且與銀相比難以發生硫化。
為了對上述半導體發光元件安裝用基板進行打線接合而進行氬電漿清洗，然後，接合金線。對該半導體發光元件安裝用基板進行硫化試驗，結果沒有看到反射率的下降。由該結果可知，其對表面清洗的耐性強而無劣化、剝落之虞。對以上述製作方法形成的半導體發光元件安裝用基板確認了與金線的接合特性。打線接合機使用K&S公司的4522型，使用直徑25μm的金線(田中貴金屬製typeC)，使用Dage公司之黏結強度試驗機(bond tester)系列4000來對接合特性的拉力強度進行試驗評價。
基材是電鍍有無壓力加工的銅合金(C-194：厚度0.15mm)、鎳(厚度0.7μm)-鈀(厚度0.05μm)的基材，形成了單獨的Al鋁層(厚度0.1μm)、以及鈦層(厚度0.1μm)+鋁層(厚度0.1μm)這兩種。表6中表示膜構造和金線拉力試驗(樣品數10個)的結果。
如表6所示，可知通過以基材、鎳、鈀鍍層、鈦層、鋁反射層的順序設置，拉力強度得以大幅度地提高，且變化偏差也小。可知即使沒有鈦層，也具有實用上沒有問題的水準的接合特性，隔著鈦層的半導體發光元件安裝用基板的拉力強度增加，接合特性更為良好。在該實施例中，作為主要目的，為了擴大LED元件形成後的電流導入端子的焊接安裝時的良率、焊接條件，鎳-鈀鍍層可以進一步插入金閃鍍層(厚度換算後相當於0.05μm以下)。
應予說明，確認了即使以基材、作為第一金屬層的一個例子的金屬層11、鈦層、鋁反射層的順序形成，也可以得到同樣的效果。
應予說明，雖然有程度差，但在後述的實施方式中也能夠得到由上述第22(1)(2)實施方式得到的效果。
[第23實施方式]
第21圖是表示本發明第23實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖，表示使用圖20所示的半導體發光元件安裝用基板的半導體發光裝置。在圖中，符號2是基材、符號23是基材的鍍層、符號4是在基材2的一面形成的鋁反射層，符號19是鈦層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板。在半導體發光裝置中，將此等兩組(2A、2B)在大致同一面上靠近配置而使用。符號6是安裝於鋁反射層4A上的半導體發光元件；符號7是將半導體發光元件6與鋁反射層4B電連接的接合線。符號8是樹脂製的外包體部分，該外包體部分包圍不包括半導體發光元件6之基材2A、2B靠近之一側，並具有由傾斜面8b和位於底面的鋁反射層4A及8形成的凹部，所述傾斜面8b在半導體發光元件的周圍隨著遠離基材而遠離半導體發光元件；符號9是填充在外包體部分8的凹部且密封半導體發光元件的透光性樹脂部，構成外包體的一部分。在符號9中可以混合螢光體材料。例如，通過混合YAG等，LED晶片可使用460nm的GaN系LED而用於擬白色LED裝置。
鋁反射層4A、4B、鈦層19A、19B在外包體內側的大致整面、或除去一部分的剩餘的部分形成即可。其理由是因為從發光元件放射的光在外圍週邊部內反射即可。
作為具體方法，有(1)在鋁反射層形成時的成膜裝置中，設置將外包體區域以外遮蔽的功能；(2)在整面形成鋁反射層後，將外包體部區域通過貼膜(taping)、或光微影製程等遮蔽，然後，蝕刻除去鋁的方法等各種方法，可以使用此等中的任意一種。
根據該結構的半導體發光裝置，透過位於外包體部分8形成的凹部的底面的鋁反射層4A的存在，從半導體發光元件6射至的光藉由鋁反射層4A反射到凹部的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置的光量的效果。如上所述，鋁具有良好的耐硫化特性，所以可以長時間維持高反射率。
[第24實施方式]
第22圖是表示本發明第24實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，其特徵在於，在基材2的兩面利用濕式電鍍法依次形成鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10，在基材2的一面的金閃鍍層10上的一部分上形成鈦層19、鋁反射層4。在基材2上依次形成鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10的理由之一是為了確保基材2與安裝半導體發光裝置的印刷電路基板之間的焊料浸潤性，即為了提高焊接接著性。此時，鎳層17的厚度可以為0.4～1.5μm、鈀層18的厚度可以為0.01～0.2μm、金閃鍍層10的厚度可以為0.1μm以下。此等厚度是本發明人確認出效果的厚度，但可以根據安裝的元件而進行些微的變更。從光反射特性的觀點考慮，鋁反射層4的厚度較佳為0.02μm以上，，從平坦性的觀點考慮，較佳為2μm以下。
鋁反射層4、鈦層19的製造方法是在具有減壓功能的蒸鍍裝置中，通過分批次處理或連續處理等來進行。鎳層和鈀層18用濕式電鍍法、真空蒸鍍等乾式均可以得到本製品所需要的品質的鍍層。濕式電鍍可以在材料的全部面(6面)進行塗佈，且大多能以低成本製作，所以本發明的鎳層、鈀層18較佳以濕式電鍍來形成。
應予說明，鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10的以濕式電鍍法形成的基底層的膜厚是通過積算電鍍時的電流值來進行計算。
以防止銅的氧化導致的基材的變色、提高半導體發光元件安裝用基板變硬時的可操作特性為目的，該鎳層的厚度可以取0.4μm～1.5μm之間的值。在利用焊接安裝元件時，通過在成為其連接部的部分形成鈀層18，從而得到良好的焊料浸潤性，因此可以設置鈀層18。作為鈀層18其厚度大多為0.01μm～0.2μm，根據焊接條件來決定厚度。
本實施方式的效果是通過將鋁作為反射層使用，可以確保高反射率。進而，通過使用0.02μm以上厚度的鋁反射層4，除了可以得到良好的耐久性、可以維持高反射率的效果以外，還發揮以下的效果。即，發揮上述數值範圍的鎳層17可以防止基材2的主要材料銅的擴散，上述數值範圍的鈀層18可以達成安裝時與無鉛焊接材的浸潤性的提高，上述數值範圍的金閃鍍層10進一步提高焊接的浸潤性並可長期保管等新的效果。即，通過形成這樣的構造，可以得到適合焊接的構造。
[第25實施方式]
第23圖是表示本發明第25實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖，是將第22圖所示的半導體發光元件安裝用基板、第21圖的外包體部分8和透光性樹脂部9組合的半導體發光裝置的實施例。與第21圖和第22圖相同的部分用相同符號來表示。
作為基材2使用銅板時，準備例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.2mm的銅板，在基材2的表面通過濕式電鍍法依次製作厚度為1μm的鎳層17、厚度為0.1μm的鈀層18、厚度為0.01μm的金閃鍍層10。進而，留著用於金閃鍍層10面上的焊接接著鈦層19A、19B和鋁反射層4A、4B的部分，並且在作為反射膜來使用的部分進行部分蒸鍍，得到了在焊接接著部沒有鋁層、在用於反射的部分有鋁層的材料。然後，利用沖壓機、蝕刻製作半導體發光元件安裝用的框架形狀，將兩組(2A與4A、2B與4B)在大致同一面上靠近配置。然後，形成樹脂製的外包體部分8，該外包體部分8包圍基材2A、2B靠近的部分，並具有將半導體發光元件6的周邊預先挖通的凹部。接著，用導電性糊料安裝半導體發光元件6，將表面電極和導線架用金打線接合進行連接。最後，在外包體部分8的凹部內填充透光性樹脂(矽樹脂等)，使其被覆半導體發光元件6，從而形成作為外包體的一部分的透光性樹脂部9。
在以上的說明中，製作半導體發光元件安裝用基板後，利用沖壓機、蝕刻成形為規定形狀，但也可以利用後鍍法。即，可以將基材2成型為規定形狀後，利用濕式電鍍法在基材上形成各鍍層(10、17、18)，以真空蒸鍍法等乾式電鍍法形成鋁反射層4、鈦層19。進而，對於基材2，對由銅構成的情況進行說明，但是可以使用在樹脂等上設有銅配線的基材。另外，從用途、成本等考慮，還可以使用其他的金屬基材，例如鐵系的42合金等。另外，可以利用印刷電路板、撓性配線板形成步驟形成配線後，形成鋁反射層4、鈦層19而使用。像這樣，根據目的、構造、材料(銅板或具有可撓性的撓性樹脂基材)，可以變更形狀的製作(利用沖切加工、彎曲加工、鼓凸加工等形狀的製作)、電鍍、蒸鍍的順序。
所安裝的半導體發光元件6可以安裝例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED晶片。另外，第13圖所示的半導體發光元件6是頂面和底面的電極朝縱向之元件，但不限於此，也可以是在同一面形成一對電極的平面構造的LED(例如，GaN系)。在電極形成於同一面的平面構造的情況下，有將電極面朝向表面側(圖中為上側)，陰極、陽極均實施打線接合的情況；有電極面朝向下(導線架側)而直接連接的所謂的覆晶安裝方式，可以使用任一安裝方式。也可以用銅系打線接合、鋁打線接合代替金打線接合。
進而，該實施方式中係使用施加有金閃鍍層10的基板，關於金，在較粗的間距(例如0.5mm間距的情況)，即不拘高精密度的情況下，沒有金閃鍍層10也能帶來高良率，所以可以省略。關於鈀層18，只要是能夠確保金屬層的厚度，並得到充分的焊料浸潤性，就可以省略鈀。
根據該結構的半導體發光裝置，與第21圖所示的半導體發光裝置同樣，透過位於在外包體部分8形成的凹部的底面的鋁反射層4A的存在，從半導體發光元件6射至的光藉由鋁反射層4A反射到凹部的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置的光量的效果。另外，由於鋁反射層4A具有良好的光反射特性，所以可以長時間維持高反射率。
[第26實施方式]
第24圖是表示本發明第26實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式列為圖22所示的半導體發光元件安裝用基板的變化例，第24圖(a)表示僅在基材2的一面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，在金閃鍍層10上的一部分形成鈦層19、鋁反射層4的例子；第24圖(b)表示在基材2的一面形成的金閃鍍層10上的一部分形成鈦層19、鋁反射層4，將一部分在紙面上向上方彎折大致90度的例子；第24圖(c)表示在基材2的整面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，在形成的金閃鍍層10的整面形成鋁反射層4、鈦層19，將一部分在紙面上向上方彎折180度的例子；第24圖(d)表示在基材2的一面直接形成鋁反射層4、鈦層19，在基材2的另一面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10的例子。
第24圖(a)所示的半導體發光元件安裝用基板可以如下構成，即，在由銅構成的基材2的單面以電鍍法形成厚度為0.4μm的鎳層17，以電鍍法形成厚度為0.01μm的鈀層18，並形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10，進而在金閃鍍層10的一部分上利用蒸鍍法形成鈦層19、鋁反射層4。應予說明，像該例子這樣，在銅的基材上依次積層鎳、鈀、金、鋁時，除了鋁反射層以外，可以使用濕式電鍍法。對於鋁反射層4、鈦層19，現在以濕式電鍍法不能容易地進行電鍍，所以可以採用真空蒸鍍法。作為其他的方法，例如可以利用在惰性氣體中的濺鍍法。另外，從成本、製程步驟的簡化等觀點考慮，可以使用此等方法中的多種。
第24圖(b)所示的半導體發光元件安裝用基板是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為1.5μm的鎳層17、以電鍍法形成厚度為0.2μm的鈀層18、形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在一部分上形成鋁反射層4、鈦層19而構成。圖24(c)所示的半導體發光元件安裝用基板是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為1.5μm的鎳層17、以電鍍法形成厚度為0.2μm的鈀層18、形成厚度為0.1μm的金閃鍍層10後，在整面形成鈦層19、鋁反射層4而構成。此等例子是假設將半導體發光元件安裝於鈦層19、鋁反射層4的頂面，並在基材2的底面或側面實施打線接合的使用方法。更具體而言，是基材2彎折時能夠適用的結構。應予說明，在本實施例中，在基材2的背面實施打線接合，但也可以根據目的在背面被覆鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10等。
第24圖(d)所示的半導體發光元件安裝用基板與第24圖(a)的例子同樣將鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10僅施加在基材2的單面，所以可以抑製此等金屬的使用量。僅對單面進行電鍍時，將2個基材貼合而進入電鍍步驟，然後進行分離，從而不需要遮蔽材就可以達成。鋁反射層4、鈦層19如上所述根據厚度而容易受到基底帶來的反射率的影響，因此較佳為0.02μm以上。雖然在整面形成有鋁反射層4、鈦層19，但也可以是部分性地形成鋁反射層4、鈦層19的構造。形成第24圖(d)所示的半導體發光元件安裝用基板後，可以將基材的端部(也稱為基板連接導線、外導線)加工成規定形狀來使用。例如，將從基材的外包體露出的部分(外導線)的底面彎曲加工成與印刷電路基板的頂面接觸，在與基材進行連接時，可以使用該結構。即，基材的中央部分作為鋁反射層使用，基材的端部的底面作為外導線，鎳-鈀側的面與印刷電路基板連接。
[第27實施方式]
第25圖是表示本發明第27實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式的結構如下：在基材2的兩面或一面形成選自鈀(Pd)、金(Au)、錫(Sn)、鎳(Ni)、銅(Cu)-錫(Sn)合金、銅(Cu)-鎳(Ni)合金中的單層的金屬層11，在金屬層11或基材2上形成鈦層19、鋁反射層4。(a)表示在基材2的兩面形成金屬層11，在一面的金屬層11上的一部分上形成鈦層19、鋁反射層4的例子；(b)表示在基材2的一面形成金屬層11，在金屬層11上的一部分上形成鈦層19、鋁反射層4的例子；(c)表示在基材2的一面形成金屬層11，在基材2的另一面形成鈦層19、鋁反射層4的例子。
鈀比銅更具有抗氧化效果，並具有與用於焊接的錫熔合的優點；錫具有容易進行焊接且廉價的優點，但具有略容易氧化的缺點。銅-錫合金比銅難以氧化，與錫和銅相比，具有容易與錫熔合的優點。銅-鎳合金具有比鎳容易與錫熔合的優點。依據此等特點，可以根據使用條件、製造條件選擇作為金屬層11最佳的材料。
[第28實施方式]
第26圖是表示本發明的28實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式的特徵在於在鈦層19、鋁反射層4上形成1處或多處鍍金層12。第26圖(a)表示在鈦層19、鋁反射層4上的一部分上形成鍍金層12的例子；第26圖(b)表示在部分形成的鈦層19、鋁反射層4的外側的金閃鍍層10上形成鍍金層12的例子；第26圖(c)表示在鈦層19、鋁反射層4上的整面形成鍍金層12的例子；第26圖(d)表示在形成有鈦層19、鋁反射層4的金閃鍍層10上的整面形成鍍金層12的例子；第26圖(e)是表示使用該半導體發光元件安裝用基板的半導體發光裝置實施方式的一個例子的示意剖視圖。在此等實施例中，在基材2的整面依次形成有鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10，但不限於此等，如上述各實施例中所述，還可以適用於形成單層的金屬層11的情形、在基材2上直接形成鈦層19、鋁反射層4的情形。
該實施方式中的鍍金層12可以利用於安裝在鈦層19、鋁反射層4上的半導體發光元件的電連接。鍍金層愈厚，短波長(藍色)側的反射率愈低，但金線的連接性愈良好。根據用途，參考反射率來決定鍍金層12的構造即可。應予說明，於此各鍍層(10、12、17、18)係由濕式電鍍法形成，也可以由其他方式形成。
[第29實施方式]
第27圖是作為本發明第29實施方式而表示半導體發光裝置的代表性使用狀態的示意圖。本實施方式有關的半導體發光裝置是利用第22～第28實施方式有關的半導體發光元件安裝用基板1，安裝在例如印刷電路基板而使用。為了安裝於印刷電路基板13，將從半導體發光元件安裝用基板1的外包體部分8向外部延伸的部分(外導線)彎折，形成與外包體部分8的底面大致成同一面的部分1a或位於底面之下方的部分1b、1c。將該部分利用焊料14與印刷電路基板13的配線黏結。第27圖(a)表示形成部分1a的例子，部分1a是將外導線彎折90度朝向下方，再將其向相反方向彎折90度朝向水平方向，由此外導線的延伸方向未變，且使水平位置與外包體部分8的底面為大致同一面；第27圖(b)表示形成部分1b的例子，該部分1b是將外導線沿外包體部分8彎折90度兩次，從而沿著外包體部分8的底面形成；第27圖(c)是形成部分1c的例子，該部分1c是將外導線朝與第27圖(b)相反的方向沿著外包體部分8彎折90度兩次，從而沿著外包體部分8的頂面形成。外導線的彎折方法不限於此，係採用符合使用半導體發光裝置的每種用途的形狀。
應予說明，相比於設有第一金屬層11的半導體發光元件安裝用基板，較佳為在焊料14的接觸面側設有鎳層、鈀層的半導體發光元件安裝用基板。
[第30實施方式]
在本實施方式中，在基材上與第22實施方式同樣設置鋁反射層的方面與其他實施方式相同。但是，鋁反射層的碳濃度為1×1020 個/cm3 以下。為了評價與該半導體發光元件安裝用基板的接合性，與由金構成的接合線進行打線接合。於此，打線接合是指為了將導線架側的電極焊墊和安裝於該導線架的元件上的電極電連接，用金等線進行連接。
第一接合是指將以放電將線的尖端製成球狀的線預先接合的接合。通常鑑於位置精度、壓接性，大多將元件側的電極進行第一接合。在本實施方式中，在銅的基材上，對與第1實施方式同樣設有鋁反射層的部分接合了以放電將線的尖端製成球狀者。
第二接合是指上述元件側的電極與應由上述線連接的導線架側的電極在規定的位置接合。在本實施例中，在銅的基材上，對與第22實施方式同樣設有鋁反射層的部分，將線端以摩擦附著的方式進行壓接。
在表8中表示鋁反射層中的碳濃度與金線的接合強度的關係。作為實施例38，是將在厚度為0.15mm的銅基材上以濕式電鍍法形成有0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀而得到的製品進行衝壓加工，在厚度為0.5mm的3層玻璃環氧樹脂基板上以耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑固定，形成發光裝置用電路基板的實施例。將本材料安裝在上述真空蒸鍍裝置，形成0.1μm的鈦層、0.2μm的鋁反射層，實施SIMS分析。於此，鋁反射層內的碳濃度為該鋁反射層內的碳濃度的最小濃度。鋁反射層內的碳濃度為3×1020 個/cm3 。在厚度為125μm的聚醯亞胺樹脂膜整面以濕式電鍍法形成70μm的銅基材、0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀後，將所得製品用耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑與實施例39的基材貼合而形成板材。在實施例39中，在形成鋁反射層後，以衝壓加工沖切去不需要的部分而形成配線材。同樣將實施例39的鋁反射層中的碳濃度進行SIMS分析，結果鋁反射層內的碳濃度為1×1020 個/cm3 。實施例40是在含鐵的銅合金上利用濕式電鍍法形成0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀後，只進行衝壓加工，然後將得到的製品在真空蒸鍍裝置中用不鏽鋼製(SUS304)的工模夾具固定，形成0.1μm的鈦層19、0.2μm的鋁反射層4。實施例40的鋁反射層內的碳濃度為3×1019 個/cm3 。
在實施例38中，鈦層的厚度為0.1μm，但鈦層的厚度若為0.01μm以上，也能夠得到同樣的效果。但是，考慮到成膜時製程的穩定性，鈦層的厚度較佳為0.05μm以上。另外，鈦層的厚度為0.2μm以上時，平坦性緩慢下降，所以鈦層的厚度較佳為0.2μm以下。
作為評價基準，第一接合強度是將具有0.39N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.39N者作為×。第二接合強度是將具有0.049N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.049N者作為×。
從表8可知，鋁反射層的碳濃度為3×1020 個/cm3 以上時，接合強度下降，較佳為1×1020 個/cm3 以下。應予說明，在本實施方式中，由於使用環氧樹脂材、丙烯酸系黏著劑等有機材料，所以鋁反射層內的碳濃度上升，作為碳的混入源，可以考慮基材的污染、沖洗氣、真空泵油的逆擴散、使用濺鍍法時的濺鍍氣體的雜質等各種因素。
在接合試驗中，打線接合機係使用WEST BOND INC.的MODEL7700D，並使用直徑為25μm的金線，在超音波強度為350mW、超音波施加時間為100ms的接合條件下實施。在Rhesca股份有限公司的接合測試儀PTR-1的剪切試驗模式下實施。SIMS測定是利用PHI公司ADEPT1010，將作為1次離子源的銫離子以3keV的加速能量來實施。
[第31實施方式]
第28圖是表示本發明第31實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖。該實施方式的特徵在於半導體發光元件6裝載於鋁反射層4上，用於與半導體發光元件6進行打線接合或內部打線接合的供電用端子的基材2B、2C上沒有鋁反射層4。
打線接合前端也可以有鋁反射層4，但是沒有鋁反射層4的情況下，通過使基材2B、2C的表面狀態最佳化，從而接合條件的範圍擴大，裝配速度、良率變得良好。第28圖表示了半導體發光元件6的安裝部分的基材2A和基材2B、2C的鍍層(3、10)為同一結構的例子，但2A、2B、2C的基材的鍍層的結構可以不同，也可以分別製作。另外，第28圖表示了基材2A、2B、2C下部由樹脂包覆的情況，但在背面可以露出基材2A、2B、2C的背面的整面或一部分。露出的部分進一步與金屬製的放熱板等以焊接等連接，從而可以提高放熱性，並可以增大光輸出功率。另外，使用具有背面電極的半導體發光元件6時，與上部電極連接所使用的供電用端子有1根以上即可，也可以對與上部電極連接的多根供電用端子進行打線接合配線。當使用多根端子之際，有容易進行大電流驅動時的配線配置、發光裝置間的配線配置之情況，而將其分開使用。
第28圖表示了將光發光元件的電極部分和供電用端子的連接進行打線接合連接的情況，但也可以製作內部導線，實施利用楔連結的連接，所述內部導線利用連接用經圖案化的配線材，所述楔連結使用超音波、加熱。
如上所述，本發明人得知鋁反射層中的碳濃度會對金線與鋁反射層的接合強度帶來很大影響。應注意這適用於上述的全部實施方式。
將本發明的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置作為實施方式表示的代表性結構例中說明的本發明不限定於該結構例，在本發明的技術思想的範圍內可以有各種結構。作為供電用端子，打線接合或內部打線接合的基材2B、2C的表面的主要構成材料可以為選自金、銀、鈀、金合金、銀合金、或鈀合金中的一種或其組合。另外，可以在本發明的主旨的範圍內任意組合上述各實施方式的構成要素。
(第32～第38實施方式)
本發明半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的實施方式是構成具有基材、鋁反射層和在其下的銀層或銀合金層的半導體發光元件安裝用基板的實施方式，所述基材用於安裝半導體發光元件，且由銅、銅合金或鐵系合金構成，所述鋁反射層設在基材的安裝半導體發光元件的面側的至少一部分。
[第32實施方式]
第29圖是表示本發明第32實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，符號2是基材、符號4是在基材2的一面的包括安裝半導體發光元件的處所的區域形成的鋁反射層，符號19是作為鋁反射層4的接合層的鈦層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板。
基材2由金屬或金屬與有機材或無機材的複合材構成。主要為了焊接安裝，基材2被覆有銀層或銀合金層3。
對於基材2，作為該基材2的金屬的材料不限於此，但通用性最高的基材2是由銅或銅合金構成的金屬導線架。作為基材2使用銅板的情況下，對其厚度沒有限制，但是可以參考成本來選定厚度。另外，考慮量產化，較佳銅板的環箍材，但也可以使用短尺寸的片材、以及各種材料。作為基材2使用複合材的情況下，可以使用樹脂材上貼合有銅板的覆銅板、其積層板。作為樹脂，可以使用硬質的板狀的樹脂、薄且具有可撓性的樹脂。作為代表性樹脂，分別可以舉出玻璃環氧樹脂基板(玻璃布基材樹脂板)、聚醯亞胺樹脂系等。
鋁反射層4、鈦層19的製造方法是用具有減壓壓力調節功能的蒸鍍裝置通過分批次處理或連續處理等進行。從反射率的觀點考慮，鋁反射層4的厚度較佳0.02μm以上。
作為基材2使用銅合金材C-194的情況下，例如長度為100m、寬度為50mm、厚度為0.15mm，鋁反射層4的厚度例如為0.05μm，鈦層19的厚度為0.1μm。製造時，首先，在作為基材2的上述尺寸的銅板以濕式電鍍法準備銀層或銀合金層(厚度3μm)3。接著，使用電阻加熱式的圓筒式的電子束方式真空蒸鍍裝置形成鋁反射層4、鈦層19。具體而言，將基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材，將切割的基材16張以放射狀排列在半徑為300mm的傘狀的工模夾具上，將其在圓筒上配置3組，使用電子束槍(輸出功率6kW)作為鋁、鈦的蒸鍍源，排氣至真空度為2×10-4 Pa，形成厚度為0.05μm的鋁反射層4。在本實施方式中，真空蒸鍍裝置使用了自製機，使用負載鎖方式的蒸鍍機等市售的蒸鍍裝置也沒有問題。另外，還可以是能夠對環箍材進行蒸鍍的連續式蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置是綜合考慮膜質、生產率等來適當選擇即可。進而，鋁反射層4、鈦層19的形成方式可以不是電子束蒸鍍方式。即，可以利用電阻加熱蒸鍍法、離子鍍法、濺鍍法、金屬包覆法等。
鋁反射層4、鈦層19的膜厚測定利用SIMS分析來進行。將從表面到鋁反射層4正下方的基底鈦層19達到最大強度的1/2的信號強度時的厚度作為鋁反射層4的膜厚，鈦層19的厚度是達到主要構成元件在該基底層中的最大強度的1/2的信號強度時的厚度。若為上述的銀層或銀合金層3的情況下，則使用銀的信號強度比。
(本實施方式有關的實施例的評價)
對鋁反射層4，如下確定硫化特性和反射率。首先，如表9所示，在銅基材上實施有鍍銀的材料，以上述方法製作鋁反射層4，此次用大和科學製烘箱DT-31型，在大氣中進行170℃、3小時，隨後150℃、4小時的熱處理。熱處理後，測定波長460nm下的初始反射率。在該波長下，將硫酸鋇的反射率作為100%，將反射率為90%以上作為特別良好(由○表示)，將小於90%作為差(由×表示)。
接著，對於硫化特性，對形成有厚度為0.1μm的鋁反射層4、鈦層19的樣品，將3ppm的H2 S(硫化氫)在氣體環境溫度40℃、濕度80%中暴露48小時(進行按照日本工業標準H8502電鍍的耐腐蝕性試驗方法的試驗)。耐硫化特性是初始反射率與硫化48小時後的反射率之比。其結果，可知相對於初始反射率為92%，耐硫化試驗後的反射率為87%，為良好。
應予說明，作為實施例44，確認了在基材2上的厚度為3μm的銀層或銀合金層3上設置厚度0.1μm的鋁反射層4的基板在沒有進行熱處理時，初始反射率為91%而良好、為。，耐硫化試驗後的反射率比為98%，硫化特性良好。作為比較例45，確認了將在基材2上的厚度為3μm的銀層或銀合金層3上設置厚度為0.1μm的鋁反射層4的基板(即實施例44)在上述條件下實施熱處理的情況下，初始反射率下降至62%，為×，硫化特性(初始反射率比)下降至55%。
由實施例44和比較例45可知，實施例熱處理的情況下，銅向半導體發光元件安裝用基板的表面擴散，使初始反射率和耐硫化特性惡化(使耐熱性惡化)，設有鈦層的情況下，通過形成銅的擴散障礙，可以維持高耐熱性。
根據本實施方式，由於在基材2表面形成有鋁反射層4和鈦層19，所以可以獲得未硫化且長期具有高且穩定的反射特性的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置。這是利用了鋁的以下特性：鋁的反射率在紫外線中高達銀的3倍以上，並對紫色、紅色、紅外線具有接近銀的反射率，在金屬中顏色的均衡良好，具有僅次於銀的高反射率，且與銀相比難以發生硫化。
為了對上述半導體發光元件安裝用基板進行打線接合而進行氬電漿清洗，然後，接合金線。對該半導體發光元件安裝用基板進行硫化試驗，結果沒有看到反射率的下降。由該結果可確認，其對表面清洗的耐性強而無劣化、剝落之虞。對以上述製作方法形成的半導體發光元件安裝用基板確認出與金線的接合特性。
打線接合機使用K&S公司的4522型，使用直徑25μm的金線(田中貴金屬製，typeC)來對接合特性的拉力強度進行試驗評價。基材是在無沖壓加工的銅合金(C-194：厚度0.15mm)上鍍銀的基材，以及形成了0.1μm的鈦層19+0.1μm的鋁反射層4。表7表示了膜構造和金線拉力試驗的結果。
如表7所示，可知通過將鈦層19插入銅基材上的銀層或銀合金層3與鋁反射層4的中間，拉力強度顯示實用上充分的強度。
應予說明，雖然有程度差，但在後述的實施方式中也能夠得到由上述第32實施方式得到的效果。
[第33實施方式]
第30圖是表示本發明第33實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖，表示使用了第29圖所示的半導體發光元件安裝用基板的半導體發光裝置。在圖中，符號2是基材、符號3是基材2的銀層或銀合金層、符號4是在基材2的一面形成的鋁反射層，符號19是鈦層，由此等構成半導體發光元件安裝用基板1。
在半導體發光裝置5中，將此等兩組(2A、2B)在大致同一面上靠近配置而使用。符號6是安裝於鋁反射層4上的半導體發光元件；符號7是將半導體發光元件6與鋁反射層4電連接的接合線。符號8是樹脂製外包體部分，該外包體部分包圍不包括半導體發光元件6之基材2A、2B靠近之一側，並具有由傾斜面8b和位於底面的鋁反射層4形成的凹部8a，所述傾斜面8b在半導體發光元件6的周圍隨著遠離基材2而遠離半導體發光元件6；符號9是以填充在外包體部分8的凹部8a且密封半導體發光元件6的透光性樹脂部，來構成外包體的一部分。外包體部分8中可以混合螢光體材料。例如，通過混合YAG等，LED晶片可使用460nm的GaN系LED而用於擬白色LED裝置。
鋁反射層4、鈦層19在外包體內側的大致整面、或除去一部分的剩餘的部分形成即可。其理由是因為從半導體發光元件6放射的光在外包體部分8內反射即可。
作為具體方法，有(1)在鋁反射層形成時的成膜裝置中，設置將外包體區域以外遮蔽的功能；(2)在整面形成鋁反射層後，將外包體部區域通過貼膜(taping)、或光微影製程等遮蔽，然後，蝕刻除去鋁的方法等各種方法，可以使用此等中的任意一種。
根據該結構的半導體發光裝置5，通過位於外包體部分8形成的凹部8a的底面的鋁反射層4的存在，從半導體發光元件6射至的光通過鋁反射層4反射到凹部8a的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置5的光量的效果。如上所述，鋁具有良好的耐硫化特性，所以可以長時間維持高反射率。
在以上的說明中，製作半導體發光元件安裝用基板1後，利用沖壓機、蝕刻而成形為規定形狀，但也可以利用後鍍法。即，可以將基材2A、2B成形為規定形狀後，利用濕式電鍍法在基材2A、2B上形成銀層或銀合金層3後，以真空蒸鍍法等乾式電鍍法形成鋁反射層4、鈦層19。銀層或銀合金層3一般也可以促採用濕式法，而通過真空蒸鍍法等乾式電鍍法來形成。進而，對於基材2A、2B，對由銅構成的情況進行說明，但也可以使用在樹脂等上設有銅配線的基材。另外，從用途、成本等考慮，還可以使用其他的金屬基材，例如鐵系的42合金等。另外，可以利用印刷電路板、撓性配線板形成步驟形成配線後，形成鈦層19、鋁反射層4而使用。如此，根據目的、構造、材料(銅板或具有可撓性的撓性樹脂基材)，可以變更形狀的製作(利用沖切加工、彎曲加工、鼓凸加工等形狀的製作)、電鍍、蒸鍍的順序。
所安裝之半導體發光元件6可以安裝例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED晶片。另外，第30圖所示的半導體發光元件6是頂面和底面的電極的縱向元件，但不限於此，也可以是在同一面形成一對電極的平面構造的LED(例如GaN系)。在電極形成於同一面的平面構造的情況下，有將電極面朝向表面側(圖中為上側)，陰極、陽極均實施打線接合的情況；有電極面朝向下(導線架側)而直接連接的所謂的覆晶安裝方式，可以使用任一安裝方式。也可以用銅系打線接合、鋁打線接合代替金打線接合。
根據該結構的半導體發光裝置5，通過位於外包體部分8形成的凹部8a的底面的鋁反射層4的存在，從半導體發光元件6射至的光通過鋁反射層4反射到凹部8a的開口側，發揮增加來自半導體發光裝置5的光量的效果。另外，鋁反射層4具有良好的光反射性，所以可以長時間維持高反射率。
[第34實施方式]
第31圖是表示本發明第34實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式列為第29圖所示之半導體發光元件安裝用基板的變化位置之變化例，第31圖(a)表示僅在基材2的一面形成銀層或銀合金層3，在銀層或銀合金層3上的一部分上形成鈦層19、鋁反射層4的例子；第31圖(b)表示在基材2的一面形成的銀層或銀合金層3上的一部分上形成鈦層19、鋁反射層4，將一部分在紙面上向上方彎折大致90度的例子；第31圖(c)表示在基材2的銀層或銀合金層3的整面形成鈦層19、鋁反射層4，將一部分在紙面上向上方彎折180度的例子；第31圖(d)表示在基材2的一面直接形成鈦層19、鋁反射層4，在基材2的另一面形成鎳層17、鈀層18和金閃鍍層10的例子。
第31圖(a)所示的半導體發光元件安裝用基板可以如下構成，即，在由銅構成的基材2的單面以電鍍法形成厚度為3μm的銀層或銀合金層3，在銀層或銀合金層3的一部分上以蒸鍍法形成鈦層19、鋁反射層4。應予說明，像該例子這樣，在銅的基材2上依次形成銀、鈦、鋁時，銀層或銀合金層3可以利用乾式，但也可以使用濕式電鍍法。對於銀層或銀合金層3、鈦層19、鋁反射層4，此時以濕式電鍍法不能容易地進行電鍍，所以可以採用真空蒸鍍法。作為其他的方法，例如可以利用惰性氣體中的濺鍍法。另外，從成本、製程步驟的簡化等觀點考慮，可以使用此等方法中的多種。
第31圖(b)所示的半導體發光元件安裝用基板是依次在基材2上以電鍍法形成厚度為3.0μm的銀層或銀合金層3後，在一部分上形成鈦層19、鋁反射層4而構成。第31圖(c)所示的半導體發光元件安裝用基板是在基材2上以電鍍法形成厚度為3.0μm的銀層或銀合金層3後，在一部分上形成鈦層19、鋁反射層4而構成。此等例子是假設將半導體發光元件安裝於鈦層19、鋁反射層4的頂面，並在基材2的底面或側面實施打線接合的使用方法。更具體而言，是基材2彎折時能夠適用的結構。應予說明，在本實施例中，在基材2的背面實施打線接合，但也可以根據目的在背面被覆銀層、或鎳層17、鈀層18、金閃鍍層10等。
[第35實施方式]
第32圖是表示本發明第35實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖。該實施方式的特徵在於在銀層或銀合金層3、鈦層19、鋁反射層4上形成一處或多處鍍金層12。第32圖(a)表示在銀層或銀合金層3、鈦層19、鋁反射層4上的一部分形成鍍金層12的例子；第32圖(b)表示在部分形成的鈦層19、鋁反射層4的外側的銀層或銀合金層3上形成鍍金層12的例子；第32圖(c)表示在鈦層19、鋁反射層4上的整面形成鍍金層12的例子；第32圖(d)表示在形成有鈦層19、鋁反射層4的銀層或銀合金層3上的整面形成鍍金層12的例子。
該實施方式中的鍍金層12可以利用於安裝在鈦層19、鋁反射層4上的半導體發光元件的電連接。鍍金層12愈厚，短波長(藍色)側的反射率愈低，但金線的連接性愈良好。根據用途，參考反射率來決定鍍金層12的構造即可。應予說明，於此鍍金層12由濕式電鍍法形成，也可以由其他方式形成。
[第36實施方式]
作為本發明的第36實施方式，對半導體發光裝置進行說明。本實施方式的代表性使用狀態與第27圖相同。本發明半導體發光裝置可以安裝在例如印刷電路基板上來使用。為了安裝在印刷電路基板13上，將從以第32～35實施方式為代表的半導體發光元件安裝用基板1的外包體部分8向外部延伸的部分(外導線)彎折，形成與外包體部分8的底面大致成同一面的部分1a或位於底面之下方的部分2b、2c。將該部分利用焊料14與印刷電路基板13的配線黏結。第27圖(a)表示形成部分1a的例子，部分1a是將外導線彎折90度朝向下方，再將其向相反方向彎折90度朝向水平方向，由此外導線的延伸方向未變，且使水平位置與外包體部分8的底面為大致同一面；第27圖(b)表示形成部分1b的例子，該部分1b是將外導線沿外包體部分8彎折90度2次，從而沿著外包體部分8的底面形成；第27圖(c)是形成部分1c的例子，該部分1c是將外導線按照與第27圖(b)相反的方向沿著外包體部分8彎折90度2次，從而沿著外包體部分8的頂面形成。外導線的彎折方法不限於此，係採用符合使用半導體發光裝置的每種用途的形狀。
[第37實施方式]
本實施方式中，其為與第32實施方式同樣地在基材2上設有銀或銀合金層、鈦層、鋁反射層之結構。惟，鋁反射層4的碳濃度為1×1020 個/cm3 以下。
為了評價與該半導體發光元件安裝用基板的接合性，而與由金構成的接合線進行打線接合。於此，打線接合是指為了將導線架側的電極焊墊和安裝於該導線架的元件上的電極電連接，用金等線進行連接。第一接合是指將以放電將線的尖端製成球狀的線預先接合的接合。通常鑑於位置精度、壓接性，大多將元件側的電極進行第一接合。在本實施方式中，在銅的基材上，對與第32實施方式同樣設有鋁反射層4的部分接合以放電將線的尖端製成球狀的線。
第二接合是指上述元件側的電極與要由上述線連接的導線架側的電極在規定的位置接合。在本實施例中，在銅的基材上，對與第32實施方式同樣設有鋁反射層4的部分，將線端以摩擦附著的方式進行壓接。
在表10中表示了鋁反射層4中的碳濃度與金線的接合強度的關係。作為實施例47，是將在厚度為0.15mm的銅基材上以濕式電鍍法形成3.0μm的銀層而得到的製品進行衝壓加工，在厚度為0.5mm的三層玻璃環氧樹脂基板上以耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑固定，形成發光裝置用電路基板的實施例。將本材料安裝在上述真空蒸鍍裝置，形成0.1μm的鈦層、0.2μm的鋁反射層，實施SIMS分析。於此，鋁反射層內的碳濃度為該鋁反射層內的碳濃度的最小濃度。鋁反射層內的碳濃度為3×1020 個/cm3 。
在厚度為125μm的聚醯亞胺樹脂膜整面以濕式電鍍法形成70μm的銅基材、3.0μm的銀層後，用耐熱丙烯酸系樹脂黏著劑與實施例48的基材2貼合而形成板材。在實施例48中，形成鋁反射層4後，以衝壓加工沖切去不需要的部分而形成配線材。同樣將實施例48的鋁反射層4中的碳濃度進行SIMS分析，結果鋁反射層4內的碳濃度為1×1020 個/cm3 。
實施例49是在含鐵的銅合金上利用濕式電鍍法形成0.7μm的鎳層、0.05μm的鈀後，只進行衝壓加工，然後將得到的製品在真空蒸鍍裝置中用不鏽鋼製(SUS304)的工模夾具固定，形成0.1μm的鈦層19、0.2μm的鋁反射層4。實施例49的鋁反射層4內的碳濃度為3×1019 個/cm3 。
作為評價基準，第一接合強度是將具有0.39N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.39N者作為×。第二接合強度是將具有0.049N以上的剪切強度的情況作為○，將小於0.049N者作為×。
從表10可知，鋁反射層4的碳濃度為3×1020 個/cm3 以上時，接合強度下降，較佳為1×1020 個/cm3 以下。
應予說明，在本實施方式中，由於使用環氧樹脂材、丙烯酸系黏著劑等有機材料，所以鋁層內的碳濃度上升，作為碳的混入源，可以考慮基材的污染、沖洗氣、真空泵油的逆擴散、使用濺鍍法時的濺鍍氣體的雜質等各種因素。
在接合試驗中，打線接合機係使用Kulicke&Soffa Industries公司的MODEL4522，並使用直徑為25μm的金線，在超音波強度為1W、超音波施加時間為25ms的接合條件下實施。在Rhesca股份有限公司的接合測試儀PTR-1的剪切試驗模式下實施。SIMS測定是利用PHI公司ADEPT1010，將作為一次離子源的銫離子以3keV的加速能量來實施。
[第38實施方式]
第33圖是表示本發明第38實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖。該實施方式的特徵是半導體發光元件6裝載在鋁反射層4上，且用於與半導體發光元件6打線接合或內部打線接合配線的供電用端子部的基材2B、2C上沒有鋁反射層4。
打線接合前端也可以有鋁反射層4，但是沒有鋁反射層4的情況下，通過將基材2B、2C的表面狀態最佳化，從而接合條件的範圍擴大，裝配速度、良率更佳。第33圖表示了基材2A、2B、2C下部由樹脂覆蓋的情況，但是在背面也可以露出基材2的背面的整面或一部分。露出的部分進一步與金屬製的放熱板等焊接等連接，從而可以提高放熱性，並可以增大光輸出功率。另外，使用具有背面電極的半導體發光元件6時，與上部電極連接所使用的供電用端子有一根以上即可，也可以對與上部電極連接的多根供電用端子進行打線接合配線。當使用多根端子之際，有容易進行大電流驅動時的配線配置、發光裝置間的配線配置之情況，而將其分開使用。
第33圖表示了將光發光元件的電極部分和供電用端子的連接進行打線接合連接的情況，但也可以製作內部導線，實施利用櫻連結的連接，所述內部導線利用連接用之經圖案化的配線材，所述楔連結使用超音波、加熱。
本發明人得知：如上所述，銀層或銀合金層3層與鋁反射層4之間的鈦層19提高了本材料的相對於反射率的耐熱性，即熱處理後的反射特性和耐硫化特性，並在硫化氣體環境下也能保持良好的反射率6應注意這適用於上述的全部實施方式。
將本發明的半導體發光元件安裝用基板及使用該基板的半導體發光裝置作為實施方式以所表示之代表性結構例來說明，本發明並不限定於該結構例，在本發明的技術思想的範圍內可以有各種構成。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
1．．．基板
1a～1c．．．基板的部分
2、2A、2B、2C．．．基材(導線基材)
3．．．銀層或銀合金層
4、4A、4B．．．鋁反射層
5．．．半導體發光裝置
6．．．半導體發光元件(LED晶片)
7．．．接合線
8．．．外包體部分
8a．．．凹部
8b．．．傾斜面
9．．．透光性樹脂部
10．．．金閃鍍層
11．．．金屬層
12．．．鍍金層
13．．．印刷電路基板
14．．．焊料
15．．．配線
17．．．鎳層
18．．．鈀層
19、19A、19B．．．鈦層
20．．．外導線
21．．．第一彎折部
22．．．第二彎折部
23．．．鍍層
第1圖是表示本發明第1實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第2圖是表示本發明第2實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第3圖是表示本發明第3實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第4圖是表示本發明第4實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第5圖(a)～(d)是表示本發明第5實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第6圖(a)～(c)是表示本發明第6實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第7圖(a)～(e)是表示本發明第7實施方式的半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的示意剖視圖；
第8圖是表示作為本發明第8實施方式的半導體發光裝置的代表性使用狀態的示意圖；
第9圖是表示本發明第10實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第10圖是表示本發明第11實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第11圖是表示本發明第12實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第12圖是表示本發明第13實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第13圖是表示本發明第14實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第14圖(a)～(d)是表示本發明的第15實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第15圖(a)～(c)是表示本發明第16實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第16圖(a)～(d)是表示本發明第17實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第17圖是表示本發明第18實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第18圖(a)～(c)是表示本發明第19實施方式的半導體發光裝置的代表性使用狀態的示意圖；
第19圖是作為本發明第21實施方式的半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的示意剖視圖；
第20圖(A)是表示本發明第22(1)實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖，(B)是表示本發明第22(2)實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第21圖是表示本發明第23實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第22圖是表示本發明第24實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第23圖是表示本發明第25實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第24圖(a)～(d)是表示本發明第26實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第25圖(a)～(c)是表示本發明第27實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第26圖(a)～(e)是表示本發明第28實施方式的半導體發光元件安裝用基板和半導體發光裝置的示意剖視圖；
第27圖(a)～(c)是表示作為本發明第29實施方式的半導體發光裝置的代表性的使用狀態的示意圖；
第28圖是表示本發明第31實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第29圖是表示本發明第32實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第30圖是表示本發明第33實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖；
第31圖(a)～(d)是表示本發明第34實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；
第32圖(a)～(d)是表示本發明第35實施方式的半導體發光元件安裝用基板的示意剖視圖；以及
第33圖是表示本發明第38實施方式的半導體發光裝置的示意剖視圖。
2．．．基材
4．．．鋁反射層

Claims (14)

  1. 一種半導體發光元件安裝用基板，具備：基材，其包含金屬部分；以及鋁反射層，其厚度為0.02μm以上5μm以下，且設在所述基材安裝有半導體發光元件的面側，所述鋁反射層的雜質碳濃度為1×1014 個/cm3 以上1×1020 個/cm3 以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，所述基材和所述鋁反射層之間設有含有鈦的金屬層。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述基材和所述鋁反射層之間設有由Ag以外的金屬構成的第一金屬層，所述第一金屬層由選自鈀、金、錫、鎳、銅-錫合金、銅-鎳合金、鐵-鎳合金中的一種構成，所述鋁反射層設在所述第一金屬層的至少一部分。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述基材和所述鋁反射層之間從所述基材側起依次設有鎳層和鈀層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述鈀層和所述鋁反射層之間設有金閃鍍層。
  6. 一種半導體發光元件安裝用基板，具備：基材，其包含金屬部分；銀層或銀合金層，其厚度為0.01μm以上5μm以下，且設在所述基材安裝有半導體發光元件的面側；鋁反射層，其厚度為0.006μm以上2μm以下，且設在所述銀層或銀合金層上，所述鋁反射層的雜質碳濃度為1×1014 個/cm3 以上1×1020 個/cm3 以下。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述基材和所述銀層或銀合金層之間設有由Ag以外的金屬構成的第一金屬層， 所述第一金屬層由選自鈀、金、錫、鎳、銅-錫合金、銅-鎳合金、鐵-鎳合金中的一種構成，所述鋁反射層隔著所述銀層或銀合金層而設在所述第一金屬層的至少一部分。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述銀層或銀合金層與所述鋁反射層之間設有金閃鍍層。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在所述銀層或銀合金層與所述鋁反射層之間設有含鈦的金屬層，所述鋁反射層具有0.02μm以上2μm以下的厚度。
  10. 如申請專利範圍第1、2、6、7、9項中任一項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，在最靠表面設有鍍金層。
  11. 如申請專利範圍第1、2、6、7、9項中任一項所述的半導體發光元件安裝用基板，其中，所述鋁反射層的反射率為90%以上98%以下。
  12. 一種半導體發光裝置，具備：如申請專利範圍第1、2、6、7、9項中任一項所述的半導體發光元件安裝用基板；半導體發光元件，其安裝在所述半導體發光元件安裝用基板上；外包體部分，其包圍所述半導體發光元件安裝用基板的一部分，在所述半導體發光元件的周圍具有由傾斜面或垂直面形成的凹部，所述傾斜面隨著遠離所述半導體發光元件安裝用基板而遠離所述半導體發光元件；透光性樹脂部，其填充在所述外包體部分的所述凹部而密封所述半導體發光元件。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的半導體發光裝置，其中，所述半導體發光元件係安裝在所述基材上形成的所述鋁反射層上，並與形成有所述鋁反射層的所述基材電絕緣，且與作為供電用端子之未形成有所述鋁反射層的所述基材打線接合或內部打線接合。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的半導體發光裝置，其中，作為所述供電用端子而打線接合或內部打線接合的所述基材之表面的主要的構成材料是選自金、銀、鈀、金合金、銀合金或鈀合金中的一種、或其組合。
TW100132426A 2010-09-16 2011-09-08 A semiconductor light-emitting element mounting substrate, and a semiconductor light-emitting device using the same TWI514629B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010208146 2010-09-16
JP2010239785 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201214778A TW201214778A (en) 2012-04-01
TWI514629B true TWI514629B (zh) 2015-12-21

Family

ID=46494792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100132426A TWI514629B (zh) 2010-09-16 2011-09-08 A semiconductor light-emitting element mounting substrate, and a semiconductor light-emitting device using the same

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP5857355B2 (zh)
TW (1) TWI514629B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US9726357B2 (en) 2013-02-06 2017-08-08 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device
JP6191224B2 (ja) * 2013-05-10 2017-09-06 日亜化学工業株式会社 配線基板及びこれを用いた発光装置
JP5859050B2 (ja) * 2014-03-31 2016-02-10 株式会社ソディック 発光ダイオードモジュール
JP2016111299A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 株式会社ソディック 発光ダイオードモジュール
US9711700B2 (en) 2014-12-26 2017-07-18 Nichia Corporation Light emitting device and method for producing the same
JP6586036B2 (ja) * 2016-03-15 2019-10-02 東芝メモリ株式会社 半導体装置の製造方法
JP6888296B2 (ja) * 2016-12-26 2021-06-16 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN111727513B (zh) * 2018-02-26 2024-08-20 京瓷株式会社 电子部件搭载用封装件、电子装置以及电子模块
CN113424311B (zh) * 2019-02-15 2024-08-30 罗姆股份有限公司 半导体器件和半导体器件的制造方法
CN111365641A (zh) * 2020-04-14 2020-07-03 杭州亿奥光电有限公司 微型led灯、灯组、串联以及并联微型led灯组
WO2023063085A1 (ja) * 2021-10-14 2023-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
WO2024203736A1 (ja) * 2023-03-30 2024-10-03 日本特殊陶業株式会社 半導体素子搭載用基板
WO2024203737A1 (ja) * 2023-03-30 2024-10-03 日本特殊陶業株式会社 半導体素子搭載用基板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101159302A (zh) * 2006-10-05 2008-04-09 松下电器产业株式会社 光半导体装置用引线框和使用其的光半导体装置以及它们的制造方法
CN101796659A (zh) * 2007-09-06 2010-08-04 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装及其制造方法
TW201030191A (en) * 2008-12-19 2010-08-16 Furukawa Electric Co Ltd Optical semiconductor device lead frame and manufacturing method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63261732A (ja) * 1987-04-17 1988-10-28 Hitachi Cable Ltd 表面実装用基板
JP3251600B2 (ja) * 1990-09-27 2002-01-28 株式会社東芝 有機金属成長法
JP2002164387A (ja) * 2000-11-29 2002-06-07 Nitto Denko Corp 半導体装置の実装方法
JP2004031587A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Sharp Corp 半導体素子及びその製造方法
JP4228303B2 (ja) * 2004-04-12 2009-02-25 住友電気工業株式会社 半導体発光素子搭載部材と、それを用いた半導体発光装置
JP2006093486A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Kyocera Corp 発光素子搭載用基板および発光装置
JP2007266343A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
US8288785B2 (en) * 2008-12-03 2012-10-16 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Lead frame having light-reflecting layer, light emitting diode having the lead frame, and backlight unit having the light emitting diode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101159302A (zh) * 2006-10-05 2008-04-09 松下电器产业株式会社 光半导体装置用引线框和使用其的光半导体装置以及它们的制造方法
CN101796659A (zh) * 2007-09-06 2010-08-04 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装及其制造方法
TW201030191A (en) * 2008-12-19 2010-08-16 Furukawa Electric Co Ltd Optical semiconductor device lead frame and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TW201214778A (en) 2012-04-01
JP5857355B2 (ja) 2016-02-10
JP2012109529A (ja) 2012-06-07
JP2016029725A (ja) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI514629B (zh) A semiconductor light-emitting element mounting substrate, and a semiconductor light-emitting device using the same
TWI557933B (zh) A manufacturing method of a wire frame or a substrate for a light emitting diode, a semiconductor device, and a wire frame or a substrate for a light emitting diode
TW200416993A (en) Lead frame for a semiconductor device
JP5578960B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法
JP2012089830A (ja) 発光装置
JP3940124B2 (ja) 装置
JP5771124B2 (ja) Ｌｅｄ用リードフレームおよびその製造方法
JP2013236005A (ja) Ｌｅｄ用リードフレーム及び当該ｌｅｄ用リードフレームを用いた半導体装置
US11444226B2 (en) Optoelectronic device with a component which is surface-mounted on a frame support structure, and reflective composite material for such a device
KR20120029330A (ko) 반도체 발광소자 탑재용 기판 및 그것을 사용한 반도체 발광장치
JP5767577B2 (ja) Ｌｅｄ用リードフレームおよびその製造方法
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
JP6175822B2 (ja) 光半導体装置用のリードフレーム又は基板
JP2012039109A (ja) Ｌｅｄ用リードフレームまたは基板、半導体装置、およびｌｅｄ用リードフレームまたは基板の製造方法
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
JP5767521B2 (ja) 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法
JP2010206034A (ja) 光半導体装置用リードフレーム，光半導体装置用パッケージ，光半導体装置，光半導体装置用リードフレームの製造方法，光半導体装置用パッケージの製造方法および光半導体装置の製造方法
JP2014049594A (ja) 光半導体装置用リードフレーム及びそれを用いた光半導体装置
JP6448986B2 (ja) リードフレームの製造方法
EP3366814A1 (en) Process for treating a metal surface and obtained foil
JP6094695B2 (ja) Ｌｅｄ用リードフレームの製造方法
JP2013183067A (ja) 半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法、リードフレームおよびリードフレームの製造方法
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
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
JP2018022835A (ja) 電子部品用部材、ｌｅｄパッケージおよびｌｅｄモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees