TWI517455B - 發光裝置 - Google Patents

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Description

發光裝置
本發明係關於發光裝置，詳細言之，係關於利用接合構件而連接有半導體封裝與安裝基板之發光裝置。
近年來，隨著電子設備之小型化、輕量化，搭載於該等上之發光裝置(發光二極體)、受光裝置(CCD)等之半導體封裝亦經開發成各種小型化之型態者。該等半導體封裝具備例如在具有分別形成於絕緣基板上之一對佈線圖案等之安裝基板上，接合並載置發光元件、受光元件等半導體封裝，並使用導線等使佈線圖案與半導體封裝電氣導通之結構；其係搭載於液晶顯示裝置之背光等各種機器上。
並且，將用於如此用途等之半導體封裝安裝於安裝基板上時，特別要求使面發光型或面入射型半導體封裝等之發光面或入射面相對安裝基板表面不產生對準偏差，且水平地安裝。
因此，已提案有一種半導體裝置(例如專利文獻1)，其將下面具備凸型凸塊電極之半導體裝置做表面安裝時，配合凸型凸塊電極之形狀而於安裝基板側之佈線中形成環狀凹部，藉由使凹凸形狀相配而接合。根據該專利文獻1所揭示之半導體裝置，藉由使迴流至佈線之凹部之焊料停滯，而吸收凸塊電極及佈線間之焊料量之不均一，而謀求高精度之半導體裝置之焊料接合。
另，業界亦提案有安裝基板(例如專利文獻2)等，藉由使安裝基板之佈線部之形狀變化，而可使安裝零件正確地以焊料接合於特定位置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-53423號公報
[專利文獻2]日本特表2006-303388號公報
一般言之，將安裝零件以焊料接合於安裝基板之佈線部時，如圖9所示，係於安裝基板71上之安裝零件72之端部，在焊料73迴流時過剩之焊料73會沿著安裝零件72之電極74而爬上側面方向(圖9中N)，藉此謀求安裝零件72之一對電極74下之焊料量的微妙之平衡。因此，上述先前技術之凹部形狀或T字形狀等佈線部中，亦可達成起因於該等形狀之焊料量不均一的吸收。
但，可實現極小型化之表面安裝型無引線半導體封裝中，焊料接合於安裝基板時，伴隨著焊料之流動，即使利用安裝基板側之佈線圖案使過剩之焊料停滯或逃離等，亦幾乎完全不會產生如上述圖9中N所表示之沿著配置於側面之電極之焊料的爬上。由此，仍會產生對準偏差，而於電極間產生高低差，以致高精度地安裝困難。
尤其是超小型半導體封裝，因產生電極間之微細高低差或對準偏差，因而對於光之出射方向帶來顯著影響。
另，超小型化之半導體封裝中也是，被要求的是藉由使安裝時之放熱性提高而確保性能並謀求長壽命化。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的係提供一種可實現小型且輕量之半導體封裝對於安裝基板以高精度安裝之發光裝置。
本發明之發光裝置，其特徵在於：其利用接合構件而連接：具備第1導電構件及第2導電構件之半導體封裝、及具備分別與前述第1導電構件及第2導電構件連接之第1佈線部及第2佈線部之安裝基板；前述半導體封裝具備：發光元件、一面上搭載有前述發光元件之第1導電構件、及比該第1導電構件平面積小之第2導電構件；與前述第1導電構件及第2導電構件之一面相反側之另一面形成前述半導體封裝之下面；前述安裝基板中，前述第1佈線部及第2佈線部具備窄幅部、及於從前述第1及第2導電構件離開之方向延伸且比窄幅部寬度大之寬幅部；且至少窄幅部與前述第1導電構件及第2導電構件接合，前述第1佈線部於內部具有凹部。
如此之發光裝置以具備以下1個以上之要件為較佳。
形成於第1佈線部之凹部，係形成於其寬度方向之中央區域且靠近窄幅部之寬幅部。
前述半導體封裝具備除發光元件外又被覆第1導電構件及第2導電構件之一面之密封構件，前述第1導電構件及第2導電構件之一面及另一面只在半導體封裝之下面從密封構件露出。
前述第1導電構件及第2導電構件具有缺口，該缺口之一端之一部份與前述半導體封裝之側面一致，且前述一端之另一部份從前述半導體封裝之側面配置於內側。
安裝基板之第1及第2佈線部之窄幅部具有比半導體封裝之寬度小之寬度，寬幅部具有比半導體封裝之寬度大之寬度。
安裝基板之第1及第2佈線部之窄幅部與半導體封裝之第1及第2導電構件之寬度為相同寬度，或是具有比其小之寬度。
安裝基板之第2佈線部於內部具有凹部。
安裝基板之第1佈線部之凹部的容積比第2佈線部之凹部的容積大。
於前述第1佈線部內部之凹部的上方，配置有半導體封裝之側面。
前述第1及第2導電構件包含鍍金膜。
前述第1及第2導電構件具有0.5 mm以下之膜厚。
形成於前述第1佈線部或第2佈線部上之凹部係作為貫通前述第1佈線部或第2佈線之貫通孔而形成。
在形成於前述第1佈線部或第2佈線部上之凹部之底面配置有絕緣體層。
根據本發明，可獲得小型且輕量之半導體封裝相對安裝基板以高精度安裝之發光裝置。
以下一面參照附圖一面說明用以實施本發明之最佳形態。但以下所示形態係用以將本發明之技術思想具體化之發光裝置者，不受以下之限制。尤其各實施形態中所記載之各事項，只要沒有特別否定，其他實施形態亦可原樣使用。
另，本說明書不將專利申請範圍所示之構件特別限於實施形態之構件。尤其是實施形態所記載之構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等只要沒有特別記載，本發明之範圍並不受其限定，僅為說明例而已。
各附圖所示之構件大小或位置關係等為明確說明起見而會誇張表示。
又，以下說明中，對於同一名稱、符號表示同一或同質之構件，並適當省略其詳細說明。
實施形態
如圖1A及圖1B所示，本發明之發光裝置包含半導體封裝10與安裝基板20之連接部位。
<半導體封裝10>
如圖1A、圖1B及圖2A~圖1D所示，半導體封裝至少具備發光元件13、一面(例如表面)載置有發光元件13之第1導電構件11、及第2導電構件12而形成。
另，通常具備除發光元件13外，又一起被覆第1導電構件11及第2導電構件12之至少一面之密封構件。密封構件一般係藉由將第1及第2導電構件11、12一體密封之密封樹脂14，與被覆第1導電構件11及第2導電構件12之一面的一部份及發光元件13之透光性被覆樹脂15而形成。
(第1導電構件11/第2導電構件12)
第1導電構件11係載置發光元件13，作為用以對發光元件13通電之電極而發揮功能者，第2導電構件12係與第1導電構件11離開，且以對向之方式配置，作為用以對發光元件通電之電極而發揮功能者。
第1及第2導電構件11、12於一面(即表面或上面)上載置有發光元件13或與發光元件13電氣連接，與該一面之相反側之面(即背面)形成半導體封裝10之外表面(例如下面或背面)。換言之，第1及第2導電構件11、12之一面(發光元件之載置區域)及另一面不存在於半導體封裝之側面上，或其一面及另一面只在半導體封裝之下面，從密封構件露出，或於半導體封裝10之側面，不使第1及第2導電構件11、12之一面及另一面從密封構件露出，而只使第1及第2導電構件11、12之側面之一部份(即，相當於第1及第2導電構件之厚度之部份)從密封構件露出。
又，進而換言之，意味著第1及第2導電構件從延伸方向彎曲，在密封構件之側面上，其一面及另一面(表面及背面)不存在。
通常，發光元件13係配置於半導體封裝10中其中央部附近，因此第1導電構件11從半導體封裝10之側面延伸至中央部附近，於半導體封裝10之中央部附近配置發光元件13。第2導電構件12不載置發光元件13之部份，其大小(平面積，即一面及另一面之面積)比第1導電構件11小，與第1導電構件11對向，配置於發光元件13之側面側。
第1導電構件11及第2導電構件12之大小差異並無特別限制，半導體封裝之大小可利用發光元件13之大小等而適當設定。第1導電構件11只要為發光元件13可載置之面積以上之大小即可。另，第2導電構件12只要為可與發光元件13之電極作打線接合之面積以上的大小即可。
第1導電構件及第2導電構件之形狀例如可成平面觀察之大致四角形、多角形、該等形狀中具有缺口之形狀等之各種形狀者。
第1導電構件11中，載置發光元件13之區域以成平坦面較佳。第1導電構件11及第2導電構件之上面除載置發光元件13之區域外，亦可具有微細凹凸、槽、孔等。該等之下面，作為半導體封裝之外表面，實質以成平坦面較佳，但亦可形成微細凹凸等。但，第1及第2導電構件11、12以與後述之密封構件之下面大致在同一面上較佳，即半導體封裝之下面大致設成在同一面上。
第1導電構件11及第2導電構件12如上述大小不同，但以其寬度(圖2A中W)大致相同，其長度(圖2A中L)不同之形狀較適合。
尤其如圖2A~D所示，半導體封裝10係大致四角形，以其一對側面(例如圖2D中之短向)上，第1導電構件及第2導電構件11、12之側面不露出(圖2D)，其另一對側面(例如圖2D中之長度方向)上，第1導電構件11及第2導電構件12之側面之一部份露出較佳(參照圖2B及圖2C)。此時之第1及第2導電構件11、12之形狀以在與另一對側面對應之部位形成有缺口11a、12a較佳。即，該缺口11a、12a係以於第1導電構件及第2導電構件之一端，其一部份與半導體封裝之側面一致，其一端之另一部份(例如中央部份)從半導體封裝之側面配置於內側之方式形成。因此，半導體封裝之另一對側面之下側，相當於厚度之第1及第2導電構件之一部份係從密封構件露出。又，該露出可於一側面上為1個，通常以2個較合適(參照圖1B之面M)。
缺口之寬度及長度無特別限制，可根據第1及第2導電構件之大小等而適當設定。例如可舉的是第1及第2導電構件之5~80%左右之寬度，第2導電構件之10~70%左右之長度。
藉由具有如此缺口11a、12a，而可進而確保與後述之密封樹脂之側面之接觸面積，因此可防止第1及第2導電構件11、12與密封樹脂間之剝離。
另，後述之半導體封裝10之製造中，一次性密封複數個半導體封裝10後，在分割成一個個半導體封裝10時，可使切斷刃切斷第1及第2導電構件本身之部位為最小限度，因此可更容易進行分割。
第1及第2導電構件11、12之側面本身可為平坦面或曲面，但考慮到與後述之密封樹脂之密接性等，以成具有如圖2(E)及圖3(d)所示之突起部X之形狀較佳。突起部X可在第1及第2導電構件11、12周圍之任意位置設置。例如可只設於從上面觀察為四角形之第1及第2導電構件11、12對向之2個側面等般之作部份設定，但以遍及周圍全體形成較佳。另，圖2E及圖3(d)中，突起部X只形成於上側，但亦可設於下側或上下兩側。藉此，可確實防止從密封樹脂脫落。
第1及第2導電構件可利用互相不同之材料形成，但以利用相同材料形成較佳。藉此可更簡便地製造。
例如可舉出銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳、鈷、鉬等金屬或合金(例如鐵-鎳合金、磷青銅、加鐵銅、Au-Sb等共晶焊料、SnAgCu、SbAgCuIn等之焊料等)、氧化物導電體(例如ITO等)等。第1及第2導電構件可為單層亦可為積層。
尤其是第1及第2導電構件以包含鍍金膜較佳，亦可為鍍金之積層膜。具體言之，上面(發光元件之載置側)係以可反射自發光元件之光之高反射率、高光澤者較佳，以金、銀、銅、Pt、Pd、Al、W、Mo、Ru、Rh等為合適。下面係利用對電路基板等之安裝有利之Au、Sn、Sn合金、AuSn等共晶焊料之鍍金膜較佳。
第1及第2導電構件之膜厚可互相不同，但以大致相等之膜厚較佳。具體為以500 μm左右以下，200 μm左右以下較適合，100 μm左右以下較佳。另，25 μm左右以上較適合。尤其藉由形成為100 μm左右以下，由於係先前所使用之引線框架所無法實現之極薄之厚度，因此可謀求半導體封裝之小型化、輕量化。
(發光元件)
發光元件係利用於同一面或不同面形成有正負電極之半導體層之積層體而構成之元件，例如包含發光二極體、作為受光元件亦可發揮功能之元件等。
作為發光元件，可選擇任意波長者。發光元件之組成(半導體層之材料、混晶度等)、發光色(發光波長)、大小、個數等可根據目的而適當選擇。
作為受光元件，可舉出光電IC、光電二極體、光電電晶體、CCD(電荷結合元件)圖像感測器、CMOS圖像感測器、Cd單元等。
另，可將發光元件等單獨或組合2種以上搭載，亦可除發光元件以外再搭載保護元件等。
(密封構件)
構成密封構件之一部份之密封樹脂14包含可遮蔽來自發光元件13之光之樹脂，配置於第1導電構件11與第2導電構件12之間及第1導電構件11及第2導電構件之上面之外周部份。藉由於如此位置設置遮光性密封樹脂14，可防止出自發光元件13之光從半導體封裝10之下面側漏出至外部，可提高光朝上面方向之取出效率。另，於半導體封裝10之下面，可使第1及第2導電構件11、12作為其外表面露出，並非如先前之引線框架般之引線從水平方向或背面突出之結構，或使突出之引線彎曲而迂迴至下方或側面之結構，可謀求更小型化、輕量化。
密封樹脂14之種類並無特別限制，只要為可遮蔽出自發光元件之光者即可，若為反射出自發光元件之光者更佳。例如可使用熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等樹脂。具體可舉出的有環氧樹脂組成物、矽酮樹脂組成物、矽酮變性環氧樹脂等變性環氧樹脂組成物、環氧變性矽酮樹脂等變性矽酮樹脂組成物、聚醯亞胺樹脂組成物、變性聚醯亞胺樹脂組成物、丙烯酸樹脂組成物等。
尤其是日本特開2006-156704之段落73-81所記載之樹脂，例如以熱硬化性樹脂(環氧樹脂、變性環氧樹脂、矽酮樹脂、變性矽酮樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂等)較佳，具體言之，較佳為使用含無色透明混合物之固形環氧樹脂組成物，該含無色透明混合物係使含三縮水甘油異氰脲酸酯、氫化雙酚A二縮水甘油醚之環氧樹脂，與含六氫酞酸酐、3-甲基六氫酞酸酐、4-甲基六氫酞酸酐之酸酐，以相對環氧樹脂成當量之方式溶解混合而成。又，可舉出的較佳者是對該等混合物100重量份添加作為硬化促進劑之DBU(1,8-二氮雜雙環(5,4,0)十一碳烯-7)0.5重量份、作為輔助催化劑之乙二醇1重量份、氧化鈦顏料10重量份、玻璃纖維50重量份，利用加熱使之部份硬化反應而成之B階段化之固形環氧樹脂組成物。
另，WO 2007/015426之段落23~52所記載之含有含三嗪衍生物環氧樹脂之環氧樹脂之熱硬化性環氧樹脂組成物較佳。
作為三嗪衍生物環氧樹脂，例如以1,3,5-三嗪核衍生物環氧樹脂較適合。尤其係具有異氰脲酸酯環之環氧樹脂，其耐光性或電氣絕緣性優良，相對一個異氰脲酸酯環以具有2價更佳為3價之環氧基較佳。具體言之，可使用三(2,3-環氧丙基)異氰脲酸酯、三(α-甲基縮水甘油基)異氰脲酸酯等。三嗪衍生物環氧樹脂之軟化點以90~125℃較佳。亦可對該三嗪衍生物環氧樹脂併用加氫環氧樹脂，或其他環氧樹脂等，又，矽酮樹脂組成物之情形下，以含甲基矽酮樹脂之矽酮樹脂較佳。
使用三嗪衍生物環氧樹脂時，使用作為硬化劑作用之酸酐較佳。作為酸酐，係使用非芳香族，且不具有碳-碳雙鍵者，因而可提高耐光性。例如可舉出六氫酞酸酐、甲基六氫酞酸酐、三烷基四氫酞酸酐、氫化六甲酸酐等。尤其以甲基茴香酸酐較佳。
另，以使用抗氧化劑較佳。作為抗氧化劑，例如可使用苯酚系、硫系之抗氧化劑。另，硬化觸媒可使用在該領域中眾所周知者。
再者，於必要時可對該等樹脂中調配各種添加劑。
亦可對密封樹脂14添加作為填充材(填料)之TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、MgCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Ca(OH)2等之微粒子等。該等可單獨或組合2種以上使用。藉由使用如此之填充材，可調整光之透射率，例如可調節成遮蔽出自發光元件之約60%以上之光，更佳為遮蔽約90%。
密封樹脂14之厚度只要可防止光向半導體封裝10之下面側洩漏之厚度及可對上面側反射光之厚度即可。例如只要除第1及第2導電構件之厚度外，加上將發光元件13打線接合時之高度相當部份之厚度以上即可。
密封構件進而具備於第1及第2導電構件11、12上面，被覆發光元件13，並保護發光元件、受光元件、保護元件、還有針對該等之導電性導線等之電子零件等，使其免受塵埃污物、水分、外力等之害之透光性被覆樹脂15。
透光性被覆樹脂15為相對出自發光元件之光具有透光性，且以具有耐光性及絕緣性者較佳。具體言之，可舉出矽酮樹脂組成物、變性矽酮樹脂組成物、環氧樹脂組成物、變形環氧樹脂組成物、丙烯酸樹脂組成物等、矽酮樹脂、環氧樹脂、脲醛樹脂、氟樹脂及含該等至少一種以上之混合樹脂、玻璃、矽溶膠等之無機物等。
透光性密封樹脂15可含有著色劑、光擴散劑、光反射材、各種填料、波長轉換材(例如螢光體)等。
透光性樹脂15亦可含有吸收出自發光元件13之光之至少一部份且發出具有不同波長之光之螢光體。
作為螢光體，只要是使出自半導體發光元件之光轉換成比其短波長者即可，由光取出效率之觀點而言，轉換成長波長者較佳。螢光體可為含有1種螢光體之單層、混合有2種以上螢光體之單層、2種以上螢光體含於各個層之2層以上之積層、分別混合有2種以上螢光物質等之單層的2層以上之積層中任一者。
作為螢光體，例如為主要以Eu、Ce等鑭系元素激活之氮化物系螢光體或氧氮化物螢光體，更具體言之，較佳為選自(a)Eu激活之α或β塞阿隆型螢光體、各種鹼土類金屬氮化矽酸鹽螢光體、各種鹼土類金屬氮化鋁矽螢光體；(b)主要由Eu等鑭系元素、Mn等過渡金屬元素系元素激活之鹼土類金屬鹵磷灰石螢光體、鹼土類鹵矽酸鹽螢光體、鹼土類金屬矽酸鹽螢光體、鹼土類金屬硼酸鹵螢光體、鹼土類金屬鋁酸鹽螢光體、鹼土類金屬矽酸鹽、鹼土類金屬硫化物、鹼土類金屬硫代沒食子酸鹽、鹼土類金屬氮化矽、鍺酸鹽；(c)主要以Ce等鑭系元素激活之稀土類鋁酸鹽、稀土類矽酸鹽、鹼土類金屬稀土類矽酸鹽；(d)主要以Eu等鑭系元素激活之有機及有機錯合物等之至少一種以上。
透光性密封樹脂15可為單層結構亦可為積層結構。
透光性密封樹脂15之形狀並無特別限制，只要為完全被覆發光元件及導線等之形狀即可。另，考慮到配光特性等，例如可為使上面為凸狀透鏡形狀、凹狀透鏡形狀、菲涅爾透鏡形狀等，亦可另行併設透鏡形狀之構件。
另，可為透光性密封樹脂15之全部或一部份中含有螢光體，形成為板狀或圓頂狀等，亦可併設板狀或圓頂狀構件。例如可舉出的有於玻璃、樹脂組成物等其他成形體上塗布螢光體者、含螢光體之玻璃、YAG燒結體、YAG與Al2O3、SiO2、B2O3等之燒結體、使YAG於無機融液中析出之結晶化無機塊體等之含螢光體成形體。
(連接構件)
本發明所使用之半導體封裝為使發光元件載置並連接於第1及/或第2導電構件上，為此使用連接構件。連接構件可為導電性連接構件及絕緣性連接構件中任一者。例如發光元件之基板為絕緣基板時，具體言之，為於藍寶石上積層氮化物半導體層而成之半導體發光元件時，接合構件可為絕緣性及導電性中任一者。為SiC基板等導電性基板時，使用導電性接合構件而可謀求導通。
作為絕緣性連接構件，可使用環氧樹脂組成物、矽酮樹脂組成物、聚醯亞胺樹脂組成物及其變性樹脂、混合樹脂等。使用該等樹脂時，考慮到因來自半導體發光元件之光或熱所導致之劣化，以於發光元件背面設置Al或Ag膜等反射率高之金屬層及/或電介質反射膜較佳。
作為導電性連接構件，可使用銀、金、鈀等導電性膏、Au-Sn共晶等焊料、低熔點金屬等之釺料。
另，連接構件中，尤其使用透光性連接構件時，其中亦可含有吸收來自半導體發光元件之光而發出不同波長之光之螢光構件。
(導電性導線)
本發明所使用之半導體封裝中，導電性導線係將發光元件之電極與第1及第2導電構件電性連接者，通常係使用金、銅、白金、鋁等金屬及使用該等之合金之導線。尤其以使用熱電阻等優良之金較佳。
<半導體封裝之製造方法>
本發明之半導體封裝之第1導電構件及第2導電構件可利用一般使用之引線框架而製作，但為實現超小型化及輕量化，如上述以鍍金膜較佳。因此可利用如下之製造方法製造半導體封裝10。
首先，如圖3A所示，準備支持基板30。
(支持基板)
支持基板係用以形成第1及第2導電構件而使用之板狀或片狀構件，因在將半導體封裝單片化前除去，故為不具備於半導體封裝中之構件。
作為支持基板，並無特別限制，以具有導電性之基板較佳。例如可舉出的有SUS、鐵、銅、銀、科伐爾合金、鎳板等之金屬板，於聚醯亞胺等絕緣性基板上利用濺鍍法及蒸鍍法而形成導電膜者，可黏貼導電膜等之絕緣性基板等。
支持基板為於步驟之最終階段除去，故以使用容易彎曲之材料較佳。另，為提高所形成之第1及第2導電構件之表面光澤，支持基板表面以平滑較佳。例如使用SUS作為支持基板時，適於使用302等結晶晶界比較小之300號層級SUS。另，要求尺寸精度時，使用線膨脹係數低之400號層級較佳。膜厚例如可舉出的有10 μm~300 μm左右。為緩和利用後述樹脂成形後之翹曲，可實施開設裂縫、槽、波形狀之加工。
於支持基板之表面塗布抗蝕劑31。可利用該抗蝕劑31之厚度而調整之後形成之第1及第2導電構件之厚度。例如抗蝕劑31之厚度為10 μm~200 μm左右，例如可設成100 μm。此處，只於支持基板30之上面(形成第1導電構件等之面)設置抗蝕劑31，但亦可於下面(相反側之面)形成。此時，藉由於相反側之面之大致全面設置抗蝕劑，可於以鍍金形成第1及第2導電構件時，防止於下面形成導電構件。
將所塗布之抗蝕劑31進行乾燥，於其上方直接或間接配置具有複數個互相隔開之開口部之遮罩32，如圖中箭頭所示照射紫外線而曝光。
其後以蝕刻劑進行處理，如圖3B所示，形成具有開口部K之抗蝕劑31。
接著，使用金屬進行鍍金，從而如圖3C所示，於抗蝕劑31之開口部K內形成第1及第2導電構件11、12。藉由調整鍍金條件，以比抗蝕劑31之膜厚厚之方式進行鍍金時，如圖2E所示，可形成突起部X。
作為第1及第2導電構件，例如可舉出的有從支持基板30側利用Au-Cu-Ni-Ag之鍍金之積層結構。鍍金條件可將該領域內眾所周知之參數任意設定並調整。
首先，以酸性清潔劑進行前處理。前處理以於室溫~50℃左右之範圍內進行較佳。酸性清潔劑可使用市售品。作為酸溶液，可舉出稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸等。其中以稀硫酸較佳。
接著，於支持基板上以Au-Cu-Ni-Ag之順序進行鍍敷。鍍敷例如於室溫至75℃左右之範圍內進行較合適。
Au在支持基板剝離後成為作為電極之接合面，因而要考慮到容易安裝而形成。膜厚例如0.1~1.0 μm左右較合適。又，鍍Au前藉由以衝擊浴進行處理，可控制密接性。
鍍Ni以採用低應力、厚膜電鑄形成優良之胺基磺酸浴較佳。另，利用添加劑之光澤膜以形成5~20 μm左右更佳。Ni膜也可作為防止Cu擴散之屏障、及而後蝕刻中之遮罩發揮功能。
鍍Ag以利用可形成無光澤~高光澤之浴，於短時間內進行較佳。膜厚以2~5 μm左右較佳。
又，各鍍敷前後以將支持基板及鍍敷膜進行水洗及/或乾燥較佳。
鍍金後藉由清洗而除去抗蝕劑31，如圖3D所示，形成互相隔開之第1及第2導電構件11、12。
接著，以於第1及第2導電構件11、12之上面之一部份形成第2保護膜(未圖示)較佳。該保護膜可使用與上述第2保護膜相同之材料，同樣藉由圖案化而形成。但該第2保護膜之形成亦可省略。
如圖4A所示，利用該第2保護膜，於第1及第2導電構件11、12之間及第1及第2導電構件11、12上，形成密封樹脂14。
密封樹脂14之形成可在加熱遮光性熱硬化性樹脂使之黏度下降後，於形成有第1及第2導電構件11、12之支持基板30之所有上面利用傳遞模等進行成形而形成。加熱溫度及加熱時間可適當調整。
構成密封樹脂14之材料具體言之，可使用含有作為填充材之SiO2或作為白色顏料之TiO2之環氧樹脂組成物，環氧變性矽酮樹脂組成物、矽酮樹脂組成物。為提高與成形時之模具之脫模性，亦可於樹脂中添加脫模材，亦可對模具噴射脫模材，或使用脫模片。
接著，除去第2保護膜。該第2保護膜之除去可與上述保護膜之除去相同地進行。
如圖4B所示，將發光元件13固定於被密封樹脂14所包圍之區域之第1導電構件11上，使用導電性導線將該發光元件13之電極接合於以相同之密封樹脂14包圍之區域之第1導電構件11及第2導電構件12之上面。該接合可利用該領域中眾所周知之材料及方法進行。
接著，如圖4C所示，以被覆發光元件13、導電導線16等之方式，利用傳遞模、灌注、印刷等眾所周知之方法形成透光性被覆樹脂15。
透光性被覆樹脂15與密封樹脂14設成大致同一高度，但亦可以比突出構件低或高之方式形成。另，如此上面可形成為平坦面，亦可形成為中央凹陷或突出般之曲面狀。
硬化透光性被覆樹脂15後，如圖4C所示將支持基板30剝離除去。該支持基板之剝離可於搭載發光元件13前進行。
利用以上步驟可獲得如圖4D所示之半導體封裝之集合體(未圖示)。最後，以圖4D所示之虛線部，即在切斷密封樹脂14般之位置將其切斷從而單片化，可獲得如圖2A所示之半導體封裝10。
作為單片化之方法，可使用利用刀片之切割、利用雷射光之切割等各種眾所周知之方法。
如此，使用支持基板形成第1及第2導電構件11、12，其後，利用除去支持基板之一連串步驟而製造半導體封裝時，與使用如先前之引線框架，作為引線加工成從水平方向使引線突出、彎曲之構成之引線形狀者相比，可大幅地提高良率，且可謀求進一步之小型化/輕量化。
<安裝基板20>
安裝基板20通常係稱作印刷基板、佈線基板等者，若係在塑膠、陶瓷等絕緣性基板表面、任意於內部具備導電性圖案作為佈線部之基板，則可使用該領域中眾所周知之任一者。
如圖1A及圖1B所示，該安裝基板20至少於表面具備第1及第2佈線部21、22。
該第1及第2佈線部21、22係分別與上述半導體封裝10之第1及第2導電構件11、12連接者，如圖5A所示，相對半導體封裝10之第1導電構件11接合有安裝基板(未圖示)之第1佈線部21，相對第2導電構件12接合有第2佈線部22。
如圖5C所示，第1佈線部21具備被覆於半導體封裝之第1導電構件11之窄幅部21b，及於從第1導電構件11離開之方向(長度方向，例如圖5B之L方向)延伸且比窄幅部21b寬度大之寬幅部21a。同樣，第2佈線部22具備被覆於半導體封裝之第2導電構件12之窄幅部22b，及於從第2導電構件12離開之方向延伸且比窄幅部22b寬度大之寬幅部22a。第1及第2佈線部21、22之窄幅部21b、22b係以對向之方式配置。
第1及第2佈線部21、22之寬幅部21a、22a及窄幅部21b、22b可具有各不相同之寬度，但以相同寬度較佳。此係因為通常半導體封裝之第1及第2導電構件11、12係以同一寬度(例如圖5B中W)對應形成之故。因此，半導體封裝之第1及第2導電構件為不同寬度時，對應於此，第1及第2佈線部之寬度可為不同。
例如第1及第2佈線部21、22之寬幅部21a、22a之寬度(圖5C中w2)可與半導體封裝之寬度為相同程度，但以比半導體封裝之寬度大者較佳，具體言之，以半導體封裝寬度之0~30%左右，進一步以5~20%左右之大寬度較合適。
第1及第2佈線部21、22之窄幅部21b、22b之寬度(圖5C中w1)以比半導體封裝之寬度小為較佳。例如以半導體封裝之寬度之5~20%左右之較窄寬度較佳。與半導體封裝之第1及第2導電構件之寬度(圖5B中W)可為相同，亦可為比其小之寬度，但更好的是與第1及第2導電構件之寬度相同。
第1佈線部21及第2佈線部22之寬幅部21a、21b之長度(圖5D中111及121)可基於所對應之半導體封裝之第1導電構件11及第2導電構件12之大小而不同，但以相同較佳。該長度並無特別限制，例如以設定成半導體封裝之第1導電構件11之長度±50%左右之範圍較合適。藉由在該部份滯留如後述之第1及第2導電構件與第1及第2佈線部之接合構件之過剩焊料，而可抑制半導體封裝正下之焊料量之不均一，可使半導體封裝水平地，即與安裝基板表面平行地安裝。
第1佈線部21及第2佈線部22之窄幅部21b、22b之長度(圖5D中112及122)基於所對應之半導體封裝之第1導電構件11及第2導電構件12之大小以不同較為合適。其大小差異在所對應之半導體封裝之第1導電構件11之面積：第2導電構件12之面積之比±30%程度之範圍內可變動。由其他觀點而言，可舉的有第1佈線部之窄幅部之長度：第2佈線部之窄幅部之長度為1.5~5：1程度、2~3.5：1程度。尤其以設定成如半導體封裝之第1及第2導電構件之內側長度方向(圖5B中L)之端部與窄幅部之內側端部一致之長度較佳。
藉此，可使第1及第2導電構件與第1及第2佈線部之接觸面積確保在最大限度，因此可使兩者之密接性良好，且可使兩者之接合所使用之焊料量之不均一程度維持在最小限度，可進一步確保水平化。
另，由於可使第1及第2導電構件與第1及第2佈線部之接觸面積確保在最大限度，因此可進一步提高放熱性。
又，藉由使第1及第2導電構件與第1及第2佈線部之接觸面積增大，不僅可達成如上述之水平化，亦可防止在安裝基板表面之半導體封裝之對準偏差等，即可防止圖6A之箭頭方向之偏差，圖6B之箭頭方向之傾斜或旋轉等。
又，第1佈線部21及第2佈線部22之窄幅部及寬幅部之交界部份可與半導體封裝之側面一致(參照圖7)。
如圖5C所示，第1佈線部21於其內部，尤其係於寬度方向之中央區域具備凹部21c。該凹部21c係以凹部21c全體存在於寬幅部21a內之程度，形成於偏向寬幅部21a側，且靠近窄幅部21b之區域。凹部21c之位置例如於半導體封裝之第1及第2導電構件11、12之側面具有缺口11a、12a時，係以配置於對應於其之位置較佳。另，凹部21a之一部份以配置於從半導體封裝正下突出之位置較佳。藉此，利用缺口11a及凹部21c可使大致配置於半導體裝置正下之剩餘焊料等只有必要之份額逃離。
該凹部之寬度(圖5D中w13)及長度(圖5D中113)並無特別限制，可適當調整。例如可舉出的有寬幅部寬度之20%以上70%以下之寬度，寬幅部長度之10%以上30%以下之長度。深度可貫通第1佈線部，亦可為第1佈線部厚度之50%以上。
如圖5D所示，第2佈線部32中亦以於其內部尤其寬度方向之中央區域形成有凹部32c較適合。另，該凹部32c亦以凹部32c全體存在於寬幅部32a內之程度，形成為偏向寬幅部32a側且靠近窄幅部32b之區域較適合。
該凹部32c之寬度(圖5D中w23)及長度(圖5D中123)並無特別限制，可適當調整。例如可舉出寬幅部寬度之20%以上70%以下程度之寬度，寬幅部長度之10%以上30%以下程度之長度。深度可貫通第1佈線部，亦可為第1佈線部厚度之50%程度以上。
該凹部32c只要其容積比第1佈線部之凹部31c小即可，寬度、長度及/或深度可設為相同。該容積之差異例如可舉的有凹部31c：凹部32c為0.4~0.7：1程度。
如圖8A所示，形成於第1佈線部及第2佈線部等佈線部41之寬幅部41a與窄幅部41b間之凹部41c例如如圖8B所示，可為貫通佈線部41之貫通孔之形狀，如圖8B所示，形成於寬幅部51a與窄幅部51b間之凹部51c可為利用佈線部材料而具有底面之凹坑。
因此，凹部之深度只要與佈線部之厚度相同或其以下即可。
另，凹部為凹坑形狀時，如圖8D所示，可在形成於寬幅部61a與窄幅部61b間之凹部61c之凹坑之至少底面配置絕緣體層61d。
絕緣體層61d之厚度以未達凹坑之深度較佳。即，以在凹坑之深度方向之全部未埋入絕緣體層61d之狀態較佳。
絕緣體層61例如可為SiO2、SiN等氧化物及氮化物等，亦可為構成上述安裝基板之塑膠、陶瓷等絕緣性材料。
藉由形成如此之凹部，於第1佈線部21、31及/或第2佈線部22、32上使焊料迴流時，可促進使過剩焊料一部份停留於凹部21c、31c及/或凹部32c內，使過剩焊料向寬幅部21a及31a以及/或32a側逃離。藉此，利用焊料表面之張力，於窄幅部與寬幅部間使焊料之隆起暫時緩和，換言之，以使窄幅部上之焊料量比寬幅部上之焊料量少配置之方式，經由凹部連結寬幅部及窄幅部上之焊料之隆起，藉此窄幅部21b、31b及/或32b中基於其面積可使比較少之焊料均一地存在，因此可確保無對準偏差之半導體封裝之水平安裝。
尤其如圖5D所示，靠近窄幅部形成凹部時，可以比在第1佈線部者以更緩和之狀態促進上述過剩焊料之滯留及逃離，因此可進一步確保無對準偏差之半導體封裝之水平安裝。
又，宜於第1佈線部之凹部31c、任意於第2佈線部之凹部32c之上方配置半導體封裝10之側面(參照圖5A)。又，如上述，半導體封裝10中，於第1及第2導電構件11、12之側面具有缺口部11a、12a時，以至少缺口部11a與第1佈線部之凹部31c一部份重疊之方式配置較佳(參照圖5A)。
藉由如此配置，利用缺口部及凹部可更有效實現上述過剩焊料等接合構件之滯留或逃離。
通常第1及第2佈線部例如係利用Cu等導電性構件而圖案化成任意形狀。
於佈線部之一部份或其表面配置有後述之接合構件。該佈線部及接合構件之厚度並無特別限制，可根據其材料、用途及性能而適當設定。
<接合構件>
本發明所使用之發光裝置中，如上述利用接合構件連接有半導體封裝之第1及第2導電構件，及安裝基板之第1及第2佈線部。
如此之接合構件，考慮到半導體封裝之放熱性，以使用放熱性良好之導電性接合構件較適合。
作為導電性接合構件，可使用銀、金、鈀等導電性膏、Au-Sn共晶等焊料、低熔點金屬等之釺料等。
如此之接合構件通常如上述，於安裝基板之佈線部之最上面配置成大致同一形狀。
作為以接合構件接合半導體封裝與安裝基板之方法，首先加熱基板全體，迴流接合構件。其後，於接合構件迴流至之佈線部載置具備導電構件之半導體封裝並予冷卻。載置半導體封裝時，利用半導體封裝之本身重量，過剩之接合構件流向佈線部之凹部及/或寬幅部，適量之接合構件均一地被配置於半導體封裝之正下，半導體封裝被流至過剩之接合構件中，可在不會產生旋轉、傾斜、偏差下相對安裝基板表面水平地接合。
[產業上之可利用性]
本發明之發光裝置尤其對小型且輕量之半導體封裝與安裝基板之接合有效，但亦對任何形態之半導體封裝與安裝基板適用，且不限於半導體封裝，對記憶體等半導體裝置以及安裝零件等各種裝置之安裝亦可廣泛利用。
10．．．半導體封裝
10b．．．半導體封裝下面
11．．．第1導電構件
11a．．．缺口部
12．．．第2導電構件
12a．．．缺口部
13．．．發光元件
14．．．密封樹脂
15．．．透光性被覆樹脂
16．．．導電導線
20．．．安裝基板
21．．．第1佈線部
21a、31a、41a、51a、61a．．．寬幅部
21b、31b、41b、51b、61b．．．窄幅部
21c、31c、41c、51c、61c．．．凹部
22．．．第2佈線部
22a、32a．．．寬幅部
22b、32b．．．窄幅部
32c．．．凹部
30．．．支持基板
31．．．第2保護膜(抗蝕劑)
32．．．遮罩
41．．．佈線部
61d．．．絕緣體層
k．．．開口
X．．．突起部
圖1A係用以說明本發明之半導體封裝與安裝基板之連接態樣的發光裝置之立體圖。
圖1B係用以說明本發明之半導體封裝與安裝基板之連接態樣之發光裝置之分解立體圖。
圖2係顯示本發明之半導體封裝之平面圖(A)、a-a'側側視圖(B)、b-b'線剖面圖(C)、底面圖(D)、部份放大圖(E)。
圖3A~D係說明本發明之半導體封裝之製造方法之步驟圖。
圖4A~D係圖3之步驟圖之接續圖。
圖5A~D係用以說明本發明之半導體封裝與安裝基板之連接態樣及安裝基板之佈線部之配置之平面圖。
圖6A、B係用以說明本發明之發光裝置之對準偏差之概要圖。
圖7係用以說明本發明之半導體封裝與安裝基板之連接態樣及安裝基板之佈線部之配置之平面圖。
圖8A~D係用以說明本發明之安裝基板之佈線部之凹部形狀之剖面圖。
圖9係顯示先前之安裝零件對安裝基板之接合狀態之概要立體圖。
10．．．半導體封裝
11．．．第1導電構件
11a．．．缺口部
12．．．第2導電構件
12a．．．缺口部
13．．．發光元件
20．．．安裝基板
21．．．第1佈線部
21a．．．寬幅部
21b．．．窄幅部
21c．．．凹部
22．．．第2佈線部
22a．．．寬幅部
22b．．．窄幅部

Claims (16)

  1. 一種發光裝置，其特徵在於：具備半導體封裝及安裝基板，前述半導體封裝具備：發光元件、一面上搭載有前述發光元件之第1導電構件、及比該第1導電構件平面積小，且一面上與發光元件連接之第2導電構件；與前述第1導電構件及第2導電構件之一面相反側之另一面形成前述半導體封裝之下面；且，前述安裝基板具備：第1佈線部，其具有窄幅部、及比窄幅部寬度大之寬幅部，且於內部具有凹部；第2佈線部，其具有窄幅部、比窄幅部寬度大之寬幅部，前述第1佈線部之窄幅部與第2佈線部之窄幅部係對向配置，且長度不同，前述半導體封裝之下面之第1導電構件及第2導電構件係利用接合構件至少與窄幅部連接。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中前述第1佈線部之凹部係形成在其寬度方向之中央區域且靠近窄幅部之寬幅部。
  3. 如請求項1之發光裝置，其中形成於前述第1佈線部之凹部係作為貫通前述第1佈線部之貫通孔而形成。
  4. 如請求項1之發光裝置，其中在形成於前述第1佈線部之 凹部之底面配置有絕緣體層。
  5. 如請求項1之發光裝置，其中前述半導體封裝具備除發光元件外又被覆第1導電構件及第2導電構件之一面之密封構件，前述第1導電構件及第2導電構件之另一面只在半導體封裝之下面從密封構件露出。
  6. 如請求項1之發光裝置，其中前述第1導電構件及第2導電構件具有缺口，該缺口之一端之一部份與前述半導體封裝之側面一致，且前述一端之另一部份從半導體封裝之側面配置於內側。
  7. 如請求項1之發光裝置，其中安裝基板之第1及第2佈線部之窄幅部具有比半導體封裝之寬度小之寬度，寬幅部具有比半導體封裝之寬度大之寬度。
  8. 如請求項1之發光裝置，其中安裝基板之第1及第2佈線部之窄幅部，與半導體封裝之第1及第2導電構件之寬度為相同寬度，或是具有比其窄之寬度。
  9. 如請求項1之發光裝置，其中安裝基板之第2佈線部於內部具有凹部。
  10. 如請求項9之發光裝置，其中形成於前述第2佈線部之凹部係作為貫通前述第2佈線部之貫通孔而形成。
  11. 如請求項9之發光裝置，其中在形成於前述第2佈線部之凹部的底面配置有絕緣體層。
  12. 如請求項9之發光裝置，其中安裝基板之第1佈線部之凹部的容積比第2佈線部之凹部的容積大。
  13. 如請求項1之發光裝置，其中於前述第1佈線部內部之凹 部的上方，配置有半導體封裝之側面。
  14. 如請求項1之發光裝置，其中前述第1及第2導電構件包含鍍金膜。
  15. 如請求項1之發光裝置，其中前述第1及第2導電構件具有0.5mm以下之膜厚。
  16. 如請求項1之發光裝置，其中前述發光元件係被透光性被覆樹脂所被覆。
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