CN102403437A - 半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置 - Google Patents

半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供可以不硫化且确保高反射率的半导体发光元件搭载用基板、以及使用其的半导体发光装置。半导体发光元件搭载用基板具备:基材(2),其包含金属部分;以及铝反射层(4),其厚度为0.02μm~5μm,且设在基材(2)的搭载有半导体发光元件的面侧。

Description

半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置
技术领域
本发明涉及半导体发光元件搭载用基板、以及使用其的半导体发光装置。
背景技术
一般以发光二极管(LED:Light Emitting Diode)、激光二极管(LD:LaserDiode)为代表的半导体发光装置是在以铜为代表的金属基材、或金属树脂复合基材上搭载LED芯片或LD芯片,并将LED芯片或LD芯片和基材的一部分用例如由模具树脂构成的***器包围的结构。从基材的***器露出的部分成为一方的外部端子,另一方的外部端子的一端在***器内,例如利用接合线与LED芯片或LD芯片电连接。
已知这样构成的半导体发光装置具有以下结构,即,为了将LED芯片或LD芯片产生的光有效地发射到外部,在搭载有LED芯片或LD芯片的基材的表面形成光反射率高的镀银层,将放出到LED芯片或LD芯片的背面(基材)侧的光反射到发射侧(专利文献1),另外,已知***器形成有具有所谓倾斜面的开口部,上述倾斜面在LED芯片或LD芯片的周围随着从基材离开而从LED芯片或LD芯片离开,在该倾斜面形成选自光反射率高的银、银铋、银钕的金属层,将从LED芯片或LD芯片放出到侧方的光向开口部的出口方向进行反射的同时,将金属层用气体阻断性高的树脂层包覆,从而防止硫化气体等大气中的气体进入与银反应而黑化并使反射率下降(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-149823号
专利文献2:日本特开2010-10279号
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1记载的半导体发光装置中,作为***器使用的树脂使硫化氢等大气中的气体透过,这些气体和镀银层反应而产生硫化等,并黑化,所以存在镀银层的反射率急剧下降的问题。专利文献2记载的半导体发光装置公开了解决专利文献1的问题的一种方法,但是如专利文献2记载的那样,由于***器树脂材料的耐热性,所以存在范围被限定的问题。另外,作为解决专利文献1的问题的其它方法,提出了在镀银层的表面形成用于防止硫化的薄有机保护膜。但是,存在由于在引线接合前为了使引线接合性稳定化进行的等离子体清洗等,从而产生保护层的劣化或剥落,失去硫化防止效果的问题。
本发明的一个目的是提供可以不硫化且确保高反射率的半导体发光元件搭载用基板。
本发明的另一目的是提供可以不硫化且确保高反射率的半导体发光装置。
本发明的其他目的通过实施方式和实施例的说明可以明了。
解决课题的方法
本发明的第1方式为:为了达成上述目的而提供一种半导体发光元件搭载用基板,该半导体发光元件搭载用基板具备:基材,其包含金属部分;以及铝反射层,其厚度为0.02μm~5μm,且设在上述基材的搭载有半导体发光元件的面侧。
本发明的第2方式为:为了达成上述目的而提供一种半导体发光元件搭载用基板,该半导体发光元件搭载用基板具备:基材,其包含金属部分;银层或银合金层,其厚度为0.01μm~5μm,且设在上述基材的搭载有半导体发光元件的面侧;铝反射层,其厚度为0.006μm~2μm,且设在上述银层或银合金层上。
本发明的第3方式为:为了达成上述目的而提供一种半导体发光装置,该半导体发光装置具备:上述的半导体发光元件搭载用基板;半导体发光元件,其搭载于上述半导体发光元件搭载用基板上;***器部分,其包围上述半导体发光元件搭载用基板的一部分,在上述半导体发光元件的周围具有由倾斜面或垂直面形成的凹部,上述倾斜面随着从上述半导体发光元件搭载用基板离开而从上述半导体发光元件离开;透光性树脂部,其填充在上述***器部分的上述凹部而密封上述半导体发光元件。
发明效果
根据本发明,由于在基材表面形成了铝反射层,所以可以实现不硫化且长时间具有高且稳定的反射特性的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置。这是因为铝的反射率在紫外线中高至银的3倍以上,对紫色、红色、紫外线具有接近银的反射率,在金属中,颜色的均衡良好,具有仅次于银的高反射率,并且相比于银,具有耐药品性优异、难以引起硫化的特性。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图2是表示本发明的第2实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图3是表示本发明的第3实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图4是表示本发明的第4实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图5(a)~(d)是表示本发明的第5实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图6(a)~(c)是表示本发明的第6实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图7(a)~(e)是表示本发明的第7实施方式的半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的概略剖视图。
图8是表示作为本发明的第8实施方式的半导体发光装置的代表性使用状态的概略图。
图9是表示本发明的第10实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图10是表示本发明的第11实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图11是表示本发明的第12实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图12是表示本发明的第13实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图13是表示本发明的第14实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图14(a)~(d)是表示本发明的第15实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图15(a)~(c)是表示本发明的第16实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图16(a)~(d)是表示本发明的第17实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图17是表示本发明的第18实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图18(a)~(c)是表示本发明的第19实施方式的半导体发光装置的代表性使用状态的概略图。
图19是作为本发明的第21实施方式的半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的概略剖视图。
图20(A)是表示本发明的第22(1)实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,(B)是表示本发明的第22(2)实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图21是表示本发明的第23实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图22是表示本发明的第24实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图23是表示本发明的第25实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图24(a)~(d)是表示本发明的第26实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图
图25(a)~(c)是表示本发明的第27实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图26(a)~(e)是表示本发明的第28实施方式的半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的概略剖视图。
图27(a)~(c)是表示作为本发明的第29实施方式的半导体发光装置的代表性的使用状态的概略图。
图28是表示本发明的第31实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图29是表示本发明的第32实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图30是表示本发明的第33实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
图31(a)~(d)是表示本发明的第34实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图32(a)~(d)是表示本发明的第35实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。
图33是表示本发明的第38实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。
符号说明
1...基板,1a~1c...基板的部分,2、2A、2B、2C...基材、...引线基材,3...银层或银合金层,4、4A、4B...铝反射层,5...半导体发光装置,6...半导体发光元件(LED芯片),7...接合线,8...***器部分,8a...凹部,8b...倾斜面,9...透光性树脂部,10...金薄镀层,11...金属层,12...镀金层,13...印刷电路基板,14...焊锡,15...配线,17...镍层,18...钯层,19、19A、19B...钛层,20...外引线,21...第1弯曲部,22...第2弯曲部
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明,在各图中,对实质上具有同一功能的构成要素标注同一符号,省略其重复说明。
(第1~第10实施方式)
本发明半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的实施方式为:由基材和铝反射层构成半导体发光元件搭载用基板的实施方式,所述基板用于搭载半导体发光元件,且由铜、铜合金或铁系合金构成;所述铝反射层设在基材的搭载半导体发光元件的面的至少一部分。
本发明的发明点在于由搭载半导体发光元件的至少由金属构成的基材、和设在基材的搭载有半导体发光元件的面的至少一部分的铝反射层构成。
从电阻、热阻的方面考虑,优选作为基材的金属,由铜、或铜合金构成的基材。另外,作为基材板的金属,可以使用42合金等铁镍合金、铁系框架材。
进而,基材含有金属部分即可。例如,基材可以使用在树脂上贴合有铜的覆铜板。此时,树脂形成在与基材上的形成铝反射层的面相反侧的面。进而,与形成铝反射层的面相反侧的基材的表面可以使用含有进行了与有机材、无机材的复合化的结构的基材的表面。
[第1实施方式]
图1是表示本发明的第1实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,2是基材,4是在基材2的一面的包括搭载半导体发光元件的场所的区域形成的铝反射层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板。
基材2由金属或金属与有机材或无机材的复合材构成。作为金属的材料,虽然不限于此,但通用性最高的基材是由铜或铜合金构成的金属引线框。使用铜板作为基材2的情况下,对其厚度没有限制,可以参考成本来选定厚度。另外,考虑量产化,优选铜板的环箍材,但也可以使用短尺寸的片材、以及分割成引线框的片状的板材。使用复合材作为基材2的情况下,可以使用树脂材上贴合有铜板的覆铜板、其层叠板。作为树脂,可以使用硬质的板状的树脂、薄的具有可挠性的树脂。作为代表性树脂,分别可以举出玻璃环氧树脂基板(玻璃布基材树脂板)、聚酰亚胺树脂系等。铝反射层4的制造方法是用具有减压压力调节功能的蒸镀装置通过分批处理或连续处理等进行。从反射率的观点考虑,铝反射层4的厚度优选为0.02μm以上。
使用铜板作为基材2的情况下,例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm,铝反射层4的厚度例如为0.05μm。制造时,首先,作为基材2准备上述尺寸的铜板。接着,使用电阻加热式的圆筒式的真空蒸镀装置形成铝反射层4。具体而言,将基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材料,将切割后的基材16张以放射状排列在半径为300mm的伞状的夹具上,将其在圆筒上配置3套,使用电阻加热源(输出功率1kW)作为铝的蒸镀源,排气至真空度为2×10-4Pa,形成厚度为0.05μm的铝反射层4。作为铝的蒸镀源,在预真空(load lock)方式中可以使用电子束方式,也可以使用石墨坩埚。通过将耐久性良好的石墨坩埚等适当最佳化,从而可以连续进行稳定的蒸镀。在本实施方式中,真空蒸镀装置使用了自制机,使用预真空方式的蒸镀机等市售的蒸镀装置也没有问题。另外,还可以是能够对环箍材进行蒸镀的连续式蒸镀装置。真空蒸镀装置是综合考虑膜质、生产率等来适当选择即可。进而,铝反射层4的形成方式可以不是蒸镀方式。即,可以使用离子镀法、溅射法、金属包覆法等。
铝反射层4的膜厚测定是利用二次离子质谱法(SIMS:Secondary Ion MassSpectrometry)分析来进行的。铝反射层的膜厚为,从铝表面起到基底材料的元素的信号强度达到1/2的位置为止的距离。上述基材2为铜时,使用铜的信号强度。
(本实施方式涉及的实施例的评价)
对铝反射层4,如下确定硫化特性和反射率。首先,如表1所示,以上述方法制作改变了厚度的铝反射层,测定波长460nm中的初期反射率。在该波长中,将硫酸钡的反射率作为100%,将反射率为90%以上作为特别良好(由○表示),将小于90%作为差(由×表示)。铝非常薄时,即,厚度为0.01μm以下时,受到基底的金属的反射率(在这里是铜)的影响,反射率降低。接着,对于硫化特性,对形成了各厚度的铝反射层4的样品,将3ppm的H2S(硫化氢)在氛围温度40℃、湿度80%中喷雾96小时(进行了按照JIS H8502镀敷的耐腐蚀性试验方法的试验)。耐硫化特性是初期反射率与硫化96小时后的反射率之比。设有铝反射层的情况下,没有相对于初期反射率下降至小于90%的情形。综合而言,可以确认作为半导体发光元件搭载用基板所要求的特性,初期反射率、硫化特性(即,在能够被硫化的环境下使用后的反射率)均良好的是铝反射层的厚度为0.02μm以上的情况。
应予说明,作为比较例1,确认了在基材上仅设置3μm的银层时,确认初期反射率良好至93%、为○,但在耐硫化试验后的反射率为29%,大幅度下降,硫化特性差。作为比较例2,在基材上只设置镍层(0.7μm)、钯层(0.05μm)的例子中,确认了虽然耐硫化特性良好,但初期反射率低至63%、为×。
根据本实施方式,由于在基材表面形成有铝反射层,所以可以实现不硫化且长期具有高且稳定的反射特性的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置。这是利用了铝的以下特性,即,铝的反射率在紫外线中高至银的3倍以上,并对紫色、红色、红外线具有接近银的反射率,在金属中颜色的均衡良好,具有仅次于银的高反射率,且与银相比难以发生硫化。
为了在上述的半导体发光元件搭载用基板进行引线接合,进行氩等离子体清洗,然后,接合金线。对该半导体发光元件搭载用基板进行了硫化试验,结果没有发现反射率的下降。由该结果可知,对表面清洗的耐性强,不用担心劣化、剥落。
应予说明,虽然有程度上的差异,但在后述实施方式中也能得到由上述第1实施方式得到的效果。
[第2实施方式]
图2是表示本发明的第2实施方式的半导体发光装置的概略剖视图,表示使用了图1所示的半导体发光元件搭载用基板的半导体发光装置。在图中,2是基材,4是在基材2的一面形成的铝反射层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板。在半导体发光装置中,将它们2组(2A与4A、2B与4B)在大致同一面上接近配置而使用。6是搭载于铝反射层4A上的半导体发光元件;7是将半导体发光元件6与铝反射层4B电连接的接合线;8是树脂制的***器部分,该***器部分包围不包括半导体发光元件6的、基材2A、2B的接近的侧,并具有由倾斜面和位于底面的铝反射层4A、4B形成的凹部,所述倾斜面在半导体发光元件的周围随着从基材离开而从半导体发光元件离开;9是填充在***器部分8的凹部的密封半导体发光元件的透光性树脂部,构成***器的一部分。在9中可以混合荧光体材料。例如,通过混合钇·铝·石榴石(YAG:Yttrium Aluminum Garnet)等,可以将LED芯片作为由460nm的GaN系LED构成的模拟白色LED装置来使用。
铝反射层4可以形成在***器内侧的大致整面、或除去一部分的剩余的部分。其理由是因为从发光元件放射的光在***部内反射即可。
作为具体方法,有(1)在铝反射层形成时的成膜装置中,设置将***器区域以外进行遮蔽的功能;(2)在整面形成铝反射层后,将***器部区域通过贴膜(taping)、或光刻工艺等进行掩蔽,然后,蚀刻除去铝的方法等各种方法,可以使用它们中的任意一种。
根据该结构的半导体发光装置,通过位于***器部分8形成的凹部的底面的铝反射层4A、4B的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4A、4B反射到凹部的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置的光量的效果。如上所述,铝具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。
[第3实施方式]
图3是表示本发明的第3实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,其特征在于,在基材2的两面利用湿式镀敷法依次形成镍层17、钯层18、金薄镀层10,在基材2的一面的金薄镀层10上的一部形成铝反射层4。在基材2上依次形成镍层17、钯层18、金薄镀层10的理由之一是为了确保基材2与安装半导体发光装置的印刷电路基板之间的焊锡浸润性,即为了实现焊锡连接性的提高。此时,镍层17的厚度可以为0.4~1.5μm、钯层18的厚度可以为0.01~0.2μm、金薄镀层10的厚度可以为0.1μm以下。这些厚度是本发明的发明人确认了效果的厚度,但可以根据安装的元件而进行若干的变更。从光反射特性的观点考虑,铝反射层4的厚度优选为0.02μm以上,可以为5μm左右,但利用了干式镀敷法的情况下,从平坦性的观点考虑,优选为2μm以下(以下相同)。在这里,金薄镀层不仅是覆盖基底层的整面,也可以是相对于基底层形成斑状。因此,金薄镀的反射特性是金层与其它基底层的混合体。
铝反射层4的制造方法是用具有减压功能的蒸镀装置,通过分批处理或连续处理等来进行。镍层和钯层用湿式镀敷法、真空蒸镀等干式均可以得到本制品所需要的品质的镀层。湿式镀敷可以在材料的6面整面进行涂布,且大多能以低成本制作,所以本发明的镍层、钯层优选以湿式镀敷来形成。
应予说明,镍层17、钯层18、金薄镀层10的以湿式镀敷法形成的基底层的膜厚是通过积算镀敷时的电流值来进行计算。
以防止铜的氧化导致的基材2的变色、通过半导体发光元件搭载用基板***而提高可操作特性为目的,该镍层17的厚度可以取0.5μm~1.0μm之间的值。为了在利用软钎焊安装元件时,通过在成为其连接部的部分形成钯层,从而得到良好的焊锡浸润性,可以设置钯层。作为钯层,大多为0.03μm~0.07μm的厚度,但根据焊锡条件来决定厚度。
本实施方式的效果是通过将铝用作为反射层,可以确保高反射率。进而,通过使用0.02μm以上厚度的铝反射层4,除了可以得到良好的耐久性、可以维持高反射率的效果以外,发挥以下的效果。即,发挥上述数值范围的镍层17可以防止基材2的主要材料铜的扩散,上述数值范围的钯层18可以实现安装时与无铅(Pb)焊锡材的浸润性的提高,上述数值范围的金薄镀层10进一步提高焊锡的浸润性和使长期保管成为可能等新的效果。即,通过形成这样的构造,可以得到适合软钎焊的构造。
[第4实施方式]
图4是表示本发明的第4实施方式的半导体发光装置的概略剖视图,是将图3所示的半导体发光元件搭载用基板、图2的***器部分8和透光性树脂部9组合后的半导体发光装置的实施例。图2和图3的相同部分用相同符号来表示。
作为基材2A(2A、2B)使用铜板时,准备例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm的铜板,在基材2A、2B的表面通过湿式镀敷法依次制作厚度为1μm的镍层17、厚度为0.1μm的钯层18、厚度为0.01μm的金薄镀层10。进而,对于铝反射层4(4A、4B),留着金薄镀层10面上的用于焊锡连接的部分,并且在作为反射膜来使用的部分进行部分蒸镀,得到了在焊锡连接部没有铝层、在用于反射的部分有铝层的材料。然后,利用压力机、蚀刻制作半导体发光元件搭载用的框架形状,将2组(2A与4A、2B与4B)在大致同一面上接近配置。然后,形成树脂制的***器部分8,该***器部分8包围基材2A、2B的接近的部分,并具有将半导体发光元件6的周边预先挖通的凹部。接着,用导电性膏材搭载半导体发光元件6,将表面电极和引线框用金引线接合进行连接。最后,在***器部分8的凹部内填充透光性树脂(硅树脂等),使其被覆半导体发光元件6,从而形成成为***器的一部的透光性树脂部9。
在以上的说明中,制作半导体发光元件搭载用基板后,利用压力机、蚀刻成型为规定形状,但也可以利用后镀法。即,可以将基材2A、2B成型为规定形状后,利用湿式镀敷法在基材上形成各镀层(10、17、18),以真空蒸镀法等干式镀敷法形成铝反射层4。进而,对于基材2A、2B,对由铜构成的情况进行了说明,但是可以使用在树脂等上设有铜配线的基材。另外,从用途、成本等考虑,还可以使用其它的金属基材,例如铁系的42合金等。另外,可以利用印刷电路板、挠性配线板形成工序形成配线后形成铝反射层4(4A、4B)而使用。像这样,根据目的、构造、材料(铜板或具有可挠性的挠性树脂基材),可以变更形状的制作(利用冲裁加工、弯曲加工、鼓凸成型等形状的制作)、镀敷、蒸镀的顺序。
作为搭载的半导体发光元件6,可以搭载例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED芯片。另外,图4所示的半导体发光元件是在元件的上面和下面双方具有电极的、被称为纵向元件的元件,但不限于此,也可以是在同一面形成一对电极的平面构造的LED(例如,GaN系)。电极在同一面形成的平面构造的情况下,有将电极面朝向表面侧(图中为上侧),阴极、阳极均实施引线接合的情况;有电极面朝向下(引线框侧)直接连接的所谓的倒装片安装方式,可以使用任一安装方式。也可以用铜系引线接合、铝引线接合代替金引线接合。
进而,该实施方式中,使用了施加有金薄镀层10的基板,关于金,比较粗的间距(例如,0.5mm间距的情况)、即、不必高精密度的情况下,没有金薄镀层10也能带来高合格率,所以可以除外。关于钯层18,只要是能够确保金属层的厚度,并得到充分的焊锡浸润性,就可以省略钯。
根据该结构的半导体发光装置,与图2所示的半导体发光装置同样,通过位于在***器部分8形成的凹部的底面的铝反射层4A、4B的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4A、4B反射到凹部的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置的光量的效果。另外,由于铝反射层4A、4B具有良好的光反射特性,所以可以长时间维持高反射率。进而,由于在基材2A、2B与铝反射层4A、4B之间介在有由镍层17、钯层18和金薄镀层10构成的中间层,所以可以实现提高安装时与无铅焊锡材的浸润性。
[第5实施方式]
图5是表示本发明的第5实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式是所谓的图3所示的半导体发光元件搭载用基板的变形例的所处位置,图5(a)表示仅在基材2的一面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10,在金薄镀层10上的一部形成铝反射层4的例子;图5(b)表示在基材2的一面形成的金薄镀层10上的一部形成铝反射层4,将一部分在纸面上向上方折曲大致90度的例子;图5(c)表示在基材2的整面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10,在形成的金薄镀层10的整面形成铝反射层4,将一部分在纸面上向上方折曲180度的例子;图5(d)表示在基材2的一面直接形成铝反射层4,在基材2的另一面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10的例子。
图5(a)所示的半导体发光元件搭载用基板可以如下构成,即,在由铜构成的基材2的单面以镀敷法形成厚度为0.4μm的镍层17,以镀敷法形成厚度为0.01μm的钯层18,以镀敷法形成厚度为0.1μm的金薄镀层10,进而在金薄镀层10的一部上利用蒸镀法形成铝反射层4。应予说明,像该例子这样,在铜基材上依次层叠镍、钯、金、铝时,除了铝反射层以外,可以使用湿式镀敷法。对于铝反射层4,现在不能以湿式镀敷法容易地进行镀敷,所以可以采用真空蒸镀法。作为其它的方法,例如可以利用在惰性气体中的溅射法。另外,从成本、工艺工序的简化等观点考虑,可以使用这些方法中的多种。
图5(b)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为1.5μm的镍层17、以镀敷法形成厚度为0.2μm的钯层18、形成厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在一部分形成铝反射层4而构成。图5(c)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为1.5μm的镍层17、以镀敷法形成厚度为0.2μm的钯层18、形成厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在整面形成铝反射层4而构成。这些例子是设想了将半导体发光元件搭载于铝反射层4的上面,并在基材2的下面或侧面施加引线接合的使用方法。更具体而言,是基材2折曲时能够适用的结构。应予说明,在本实施例中,在基材2的背面实施了引线接合,但也可以根据目的在背面被覆镍层17、钯层18、金薄镀层10等。
图5(d)所示的半导体发光元件搭载用基板与图5(a)的例子同样,将镍层17、钯层18和金薄镀层10仅施加在基材2的单面,所以可以抑制这些金属的使用量。仅对单面进行镀敷时,将2个基材贴合而进入镀敷工序,然后进行分离,从而不需要掩蔽材就可以实现。铝反射层4如上所述根据厚度而容易受到基底带来的反射率的影响,因此优选为0.02μm以上。虽然在整面形成有铝反射层4,但也可以是部分性地形成铝反射层4的构造。形成图5(d)所示的半导体发光元件搭载用基板后,可以将基材的端部(也称为基板连接引线、外引线)加工成规定形状来使用。例如,将从基材的***器露出的部分(外引线)的下面弯曲加工成与印刷电路基板的上面接触,与基材进行连接时,可以使用该结构。即,基材的中央部分作为铝反射层使用,基材的端部的下面作为外引线,镍-钯侧的面与印刷电路基板连接。
[第6实施方式]
图6是表示本发明的第6实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式的结构如下:在基材2的两面或一面形成选自钯(Pd)、金(Au)、锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)-锡(Sn)合金、铜(Cu)-镍(Ni)合金中的单层的金属层11,在金属层11或基材2上形成铝反射层4。金属层11是由Ag以外的金属构成的第1金属层的一个例子。
图6(a)表示在基材2的两面形成金属层11,在一面的金属层11上的一部形成铝反射层4的例子;图6(b)表示在基材2的一面形成金属层11,在金属层11上的一部形成铝反射层4的例子;图6(c)表示在基材2的一面形成金属层11,在基材2的另一面形成铝反射层4的例子。即,图6(a)~(c)是金属层11在半导体发光元件搭载用基板的表面的一部露出的例子。
钯比铜更具有抗氧化效果,并具有与用于焊锡的锡熔合的优点;锡具有容易进行软钎焊且廉价的优点,但稍微具有容易氧化的缺点。铜-锡合金比铜难以氧化,与锡和铜相比,具有容易与锡熔合的优点。铜-镍合金具有比镍容易与锡熔合的优点。依据这些方面,可以根据使用条件、制造条件选择作为金属层11最合适的材料。
[第7实施方式]
图7是表示本发明的第7实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式的特征在于在铝反射层4上形成1处或多处镀金层12。图7(a)表示在铝反射层4上的一部分形成镀金层12的例子;图7(b)表示在部分形成的铝反射层4的外侧的金薄镀层10上形成镀金层12的例子;图7(c)表示在铝反射层4上的整面形成镀金层12的例子;图7(d)表示在铝反射层4和形成有铝反射层4的金薄镀层10上的整面形成镀金层12的例子;图7(e)是表示使用了该半导体发光元件搭载用基板的半导体发光装置实施方式的一个例子的概略剖视图。在这些实施例中,在基材2的整面依次形成有镍层17、钯层18和金薄镀层10,但不限于这些,如上述各实施例中所述,还可以适用于形成单层的金属层11的情形、在基材2直接形成铝反射层4的情形。
该实施方式中的镀金层12可以用于搭载在铝反射层4上的半导体发光元件的电连接。镀金层越厚,短波长(蓝色)侧的反射率越下降,但金线的连接性变得良好。根据用途,参考反射率来决定镀金层12的构造即可。应予说明,在这里各镀层(10、12、17、18)由湿式镀敷法形成,也可以由其它方式形成。
[第8实施方式]
图8是作为本发明的第8实施方式表示半导体发光装置的代表性使用状态的概略图。本实施方式涉及的半导体发光装置是利用第1~第7实施方式涉及的半导体发光元件搭载用基板1,安装在例如印刷电路基板而使用。为了安装在印刷电路基板13,将从半导体发光元件搭载用基板1的***器部分8向外部延伸的部分(外引线)折曲,形成与***器部分8的下面大致成同一面的部分1a或比下面位于下方的部分1b、1c。将该部分利用焊锡14粘结在印刷电路基板13的配线。图8(a)表示形成部分1a的例子,部分1a是将外引线折曲90度朝向下方,再将其向相反方向折曲90度朝向水平方向,由此外引线的延伸方向未变,且使水平位置与***器部分8的下面为大致同一面;图8(b)表示形成部分1b的例子,该部分1b是将外引线沿***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的下面形成;图8(c)是形成部分1c的例子,该部分1c是将外引线按照与图8(b)相反的方向沿着***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的上面形成。外引线的折曲方法不限于此,根据使用半导体发光装置的每种用途而决定形状。
[第9实施方式]
在本实施方式中,在基材上与第1实施方式同样设置铝反射层的方面与其它实施方式相同。但是,铝反射层的碳浓度为1×1020个/cm3以下。
为了评价与该半导体发光元件搭载用基板的接合性,与由金构成的接合线进行了引线接合。在这里,引线接合是指为了将引线框侧的电极垫圈和搭载于该引线框的元件上的电极电连接,用金等线进行连接。
第一接合是指将利用放电将线的尖端制成球状的线接合在目标部位的接合。通常鉴于位置精度、压接性,大多将元件侧的电极进行第一接合。在本实施方式中,在铜的基材上,对与第1实施方式同样设有铝反射层的部分接合了利用放电将线的尖端制成球状的线。
第二接合是指上述元件侧的电极与要由上述线连接的引线框侧的电极在规定的位置接合。在本实施例中,在铜的基材上,对与第1实施方式同样设有铝反射层的部分,将线端以摩擦附着的方式进行压接。
在表2中表示了铝反射层中的碳浓度与金线的接合强度的关系。作为实施例11,是将在厚度为0.15mm的铜基材上以湿式镀敷法形成0.7μm的镍层、0.05μm的钯而得到的制品进行冲压加工,在厚度为0.5mm的3层玻璃环氧树脂基板上以耐热丙烯酸系树脂粘接剂固定,形成发光装置用电路基板的实施例。将本材料安装在上述真空蒸镀装置,形成0.2μm的铝反射层,实施SIMS分析。在这里,铝反射层内的碳浓度为该铝反射层内的碳浓度的最小浓度。铝反射层内的碳浓度为3×1020个/cm3
对于实施例12的基材,在厚度为125μm的聚酰亚胺树脂膜整面以湿式镀敷法形成70μm的铜基材、0.7μm的镍层、0.05μm的钯后,将所得制品用耐热丙烯酸系树脂粘接剂与基材贴合而形成板材。在实施例12中,在铝反射层形成后,在冲压加工中,通过冲裁去(作为引线框)不需要的部分而形成配线材。同样将实施例12的铝反射层中的碳浓度进行SIMS分析,结果铝反射层内的碳浓度为1×1020个/cm3
实施例13是在含铁的铜合金上利用湿式镀敷法形成0.7μm的镍层、0.05μm的钯后,只进行冲压加工,然后将得到的制品在真空蒸镀装置中用不锈钢制(SUS304)的夹具固定,形成0.2μm的铝反射层。实施例13的铝反射层内的碳浓度为3×1019个/cm3
作为评价基准,第一接合强度是将具有0.39N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.39N的作为×。第二接合强度是将具有0.049N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.049N的作为×。
从表2可知,铝反射层的碳浓度为3×1020个/cm3以上时,接合强度下降,优选为1×1020个/cm3以下。
应予说明,在本实施方式中,由于另外使用环氧树脂材,所以碳浓度升高,接合性比其它实施例差。另外,虽然接合性在实用性范围内,但使用了丙烯酸系粘接剂等有机材料时,铝反射层内的碳浓度也上升。严格要求接合性时,像实施例13那样不使用树脂,在形成半导体发光元件搭载用基材后,即,铝反射层形成后,使用树脂即可。应予说明,作为向铝反射层的碳的混入源,可以考虑基材的污染、溅射时的吹扫气、真空泵油的逆扩散、使用溅射法时的溅射气体的杂质等各种因素。
在接合试验中,接线机使用WEST BOND INC.的MODEL7700D,并使用直径为25μm的金线,在超声波强度为350mW、超声波施加时间为100ms的接合条件下实施。在株式会社Rhesca的接合测试仪PTR-1的剪切试验模式下实施。SIMS测定是利用PHI公司的ADEPT1010,将作为1次离子源的铯离子以3keV的加速能量来实施。
如上所述,本发明的发明人得出了铝反射层中的碳浓度对金线与铝反射层的接合强度带来很大影响的见解。应注意这适用上述的全部实施方式。
[第10实施方式]
图9是表示本发明的第10实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。该实施方式的特征在于半导体发光元件6装载于铝反射层4上,为了与半导体发光元件6进行引线接合或内部引线接合的供电用端子的基材2B、2C上没有铝反射层4。
引线接合部位也可以有铝反射层4,但是没有铝反射层4的情况下,通过使基材2B、2C的表面状态最佳化,从而接合条件的范围扩大,装配速度、合格率变得良好。图9表示了半导体发光元件6的安装部分的基材2A和基材2B、2C上设置的镀层(10、17、18)为同一结构的例子,但2A、2B、2C的基材的镀层的结构可以不同,也可以分别制作。另外,图9表示了基材2A、2B、2C下部由树脂包覆的情况,但在背面可以露出基材2A、2B、2C的背面的整面或一部分。露出的部分进一步与金属制的放热板等以软钎焊等连接,从而可以提高放热性,并可以增大光输出功率。另外,使用具有背面电极的半导体发光元件6时,在与上部电极的连接中使用的供电用端子可以有1根以上,也可以将与上部电极连接的多个供电用端子引线接合配线。另外,有时也配置多根引线以便可以通过大电流。图9表示了将光发光元件的电极部分和供电用端子的连接进行引线接合连接的情况,但也可以制作内部引线,实施利用楔焊的连接,所述内部引线利用了形成有连接用的图案的配线材,所述楔焊使用了超声波、加热。
将本发明的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置作为实施方式表示的代表性结构例中说明的本发明不限定于该结构例,在本发明的技术思想的范围内可以有各种结构。作为供电用端子,引线接合或内部引线接合的基材2B、2C的表面的主要构成材料可以为选自金、银、钯、金合金、银合金、或钯合金中的一种或其组合。
(第11~第21实施方式)
本发明涉及的典型的实施方式的半导体发光元件搭载用基板、以及半导体发光装置的一个主要的基本构成是:在基材的搭载半导体发光元件的面的至少一部设置银层或银合金层,在该银层或银合金层上设置铝反射层。
该半导体发光元件搭载用基板、以及半导体发光装置的另一个基本构成是:在基材的搭载有半导体发光元件的面的至少一部上介由金属层设置银层或银合金层,在该银层或银合金层上介由金属层设置铝反射层。
作为该铝反射层的厚度,优选0.006μm~2μm,优选铝反射层的杂质碳浓度为1×1014个/cm3~1×1020个/cm3
为了在铝反射层十分薄的情况下也能将光反射,银层或银合金层优选为0.01μm以上。
作为介于基材与银层或银合金层之间的金属层,例如优选选自钯、金、锡、镍、铜-锡合金、铜-镍合金、铁-镍合金中的一种或其组合。作为介于银层或银合金层与铝反射层之间的金属层,例如优选金,作为其厚度,优选为0.1μm以下。
从电阻、热阻的方面考虑,作为基材的材料,优选由例如铜或铜合金构成的基材。作为基材的其它材料,例如可使用42合金等铁-镍合金、铁系框架材等。
作为该基材,含有金属部分即可,例如可以使用在树脂上贴合有铜的覆铜板。作为该树脂,例如形成在与基材上的形成银层或银合金层和铝反射层的面相反侧的面。与形成铝反射层的面相反侧的基材的表面可以使用含有进行了与有机材、无机材的复合化后的结构的基材的表面。
[第11实施方式]
参照图10,在该图中,表示整体的符号1概略地表示作为第11实施方式的半导体发光元件搭载用基板。该基板1主要包括基材2、在该基材2的两面形成的银层或银合金层3、介由该银层或银合金层3形成在基材2一面的包括搭载半导体发光元件的场所的区域的铝反射层4。
该基材2由金属、或金属与有机材或无机材的复合材构成。作为该金属材料没有限制,通用性最高的基材是由铜或铜合金构成的金属引线框。
使用铜板作为该基材2的情况下,其厚度没有限制,但可以参考成本来选定。考虑其量产化,优选铜板的环箍材,但也可以使用短尺寸的片材、以及分割成引线框的片状的板材。
使用复合材作为该基材2的情况下,可以使用树脂材上贴合有铜板的覆铜板、其层叠板。作为该树脂材料,可以使用硬质的板状的树脂、薄的具有可挠性的树脂。作为其代表性的一个例子,分别可以举出玻璃环氧树脂基板(玻璃布基材树脂板)、聚酰亚胺树脂系等。
该铝反射层4是使用具有减压压力调节功能的蒸镀装置,通过分批处理或连续处理等来制造。从反射率的观点考虑,作为该铝反射层4的厚度,优选为0.006μm以上。另外,从经济性的观点考虑,2μm以下较妥当。
以下,对半导体发光元件搭载用的基板1的制造方法进行说明。其制造时,首先,作为基材2准备铜板。基材2使用铜板的情况下,基材2的尺寸为例如长度100m×宽度50mm×厚度0.2mm,银层的厚度为0.02μm、铝反射层4的厚度为例如0.05μm的尺寸。
接着,在基材2的两面以湿式镀敷法制作银层或银合金层3。镀银一般使用氰化银镀敷浴,也可以使用无氰浴。镀敷时,可以通过添加有机光泽材、添加少量的金属盐(锑、镍、钴、锡、硒等)来提高光泽度。另外,通过在镀敷浴中加入银盐的同时,加入氰化金钾等镀金原料,从而可以进行银合金镀敷。同样地,通过加入铂、钯、铑、镍、铟等的化合物盐,从而可以进行银合金镀敷,用于银合金层。
接着,利用电阻加热式/圆筒式的真空蒸镀装置在银层或银合金层3的单面形成铝反射层4。具体而言,将基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材16张,将切割的基材2以放射状排列在半径为300mm的伞状的夹具上,将其在圆筒上配置3套。然后,使用电阻加热源(输出功率1kW)作为铝的蒸镀源,排气至真空度为2×10-4Pa,形成厚度为0.05μm的铝反射层4。
作为铝的蒸镀源,在预真空方式中可以使用电子束方式,也可以使用石墨坩埚。通过将耐久性良好的石墨坩埚等适当最佳化,从而可以连续进行稳定的蒸镀。在该第11实施方式中,真空蒸镀装置使用了自制机,但也可以使用预真空方式的蒸镀机等市售的蒸镀装置。另外,还可以是能够对环箍材进行蒸镀的连续式蒸镀装置。真空蒸镀装置是综合考虑膜质、生产率等来适当选择即可。进而,铝反射层4的形成方式可以不是蒸镀方式,可以使用例如离子镀法、溅射法、金属包覆法等。
铝反射层4的膜厚测定是利用SIMS分析来进行的。将从铝反射层表面到铝反射层正下方的基底层的主要构成元素达到在该基底层中的最大强度的1/2的信号强度时的厚度作为铝反射层的膜厚。基底层为银时,使用银的信号强度。
(铝反射层的评价)
进行对该铝反射层4的比较和评价。将对于实施例21~25和比较例21~24中的铝反射层4的厚度的初期反射率、以及耐硫化特性整理并表示在下述的表3中。
确认它们的初期反射率和耐硫化特性时,首先,如下述的表3所示的实施例21~25、以及比较例21和22,以上述制造方法制作将厚度按照7改变的铝反射层4,测定波长460nm中的初期反射率。在该波长中,将硫酸钡的反射率作为100%,将初期反射率为70%以上作为特别良好,并在下述表3中用符号○表示。另一方面,将初期反射率小于90%作为差,并在下述表3中用符号×表示。
由下述表3可知,铝反射层4非常薄时,即铝反射层4的厚度小于0.006μm的比较例21和22,受到基底层的金属的反射率(在这里是银)的影响,初期反射率良好。
对于该耐硫化特性,对形成了具有下述表3所示的实施例21~25的厚度的铝反射层4的样品,将3ppm的H2S(硫化氢)在氛围温度40℃、湿度80%的条件下,喷雾96小时(进行了按照JIS H8502镀敷的耐腐蚀性试验方法的试验)。该耐硫化特性在下述表3中以初期反射率与硫化96小时后的反射率之比表示。
由下述表3可知,铝反射层4的厚度为0.006μm以上的实施例21~25得到了相对于初期反射率为80%以上的高耐硫化特性。
在下述表3中,代替铝反射层4,在基材2上仅设置3μm的银层的比较例23的初期反射率为93%,为良好,但对于耐硫化特性,耐硫化试验后的反射率为29%,大幅度下降,不能兼具初期反射率和耐硫化特性。另一方面,可知虽然在基材2上设有镍层(0.7μm)和钯层(0.05μm)的比较例24的耐硫化特性良好,但初期反射率低至63%,与比较例23同样不能兼具初期反射率和耐硫化特性。
由这些结果进行综合,可以确认作为半导体发光元件搭载用的基板1所要求的特性,初期反射率和耐硫化特性(即,在能够被硫化的环境下使用后的反射率)二者均良好的是铝反射层4的厚度为0.006μm以上的基板。可以实现兼具初期反射率和耐硫化特性。优选满足所谓的初期反射率为90%以上、耐硫化特性为80%以上的条件。
为了对该基板1进行引线接合而进行氩等离子体清洗,然后,接合金线,对铝反射层4的膜厚为0.006μm以上的基板1进行硫化试验,结果几乎没有看到反射率的下降。由该结果可知,对表面清洗的耐性强,无须担心劣化、剥落。
(第11实施方式的效果)
根据该第11实施方式,由于在基材2的表面介由银层或银合金层3而形成铝反射层4,所以可以实现不硫化且长期具有高且稳定的反射特性的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置。这是利用了铝的以下特性,即,铝的反射率在紫外线区域中高至银的3倍以上,并对紫色、红色、红外线具有接近银的反射率,在金属中颜色的均衡良好,具有仅次于银的高反射率,并且,具有与银相比难以发生硫化的特性。
应予说明,从上述第11实施方式得到的效果在以下各实施方式中也能够得到。以下,参照图11~图19、以及表4,对第12~第21实施方式进行具体说明。
[第12实施方式]
参照图11,图11概略性地表示了作为第12实施方式的半导体发光装置。在该图中,表示整体的符号5表示了使用图10所示的半导体发光元件搭载用的基板1的半导体发光装置。图示例的半导体发光装置5是将图10所示的基板1作为二组一对的金属引线框来使用。该一对基板1主要由基材2、银层或银合金层3、以及铝反射层4构成,且在大致同一面上接近配置。
在这些基板1中,如图11所示,一方的基板1的铝反射层4上搭载有半导体发光元件(LED芯片)6。另一方的基板1的铝反射层4上接合配置有与半导体发光元件6连接的接合线7。
如图11所示,该半导体发光装置5除了一对铝反射层4、4和半导体发光元件6,形成有将一对基材2、2的侧面彼此接近的部分包围的树脂制的***器部分8。该***器部分8具有凹部8a,该凹部8a通过在从基材2离开的方向形成为末端扩大状的倾斜面8b而开口。在该凹部8a内填充有密封半导体发光元件6的透光性树脂,形成透光性树脂部9。该透光性树脂部9构成***器部分8的一部分。通过在该透光性树脂部9中混合荧光体材料、例如YAG等,可以将半导体发光元件6作为由460nm的GaN系LED构成的模拟白色LED装置来使用。
应予说明,***器部分8具有凹部8a,该凹部8a具有在从基材2离开的方向形成为末端扩大状的倾斜面8b,但不限定于图示例,例如可以是由相对于基材2立起来的垂直面代替倾斜面8b而形成的凹部。另外,铝反射层4在***器部分8内侧的大致整面,或除去一部分的剩余的部分形成即可。其理由是因为从半导体发光元件6放射的光在***器部分8内反射即可。
作为形成该铝反射层4的具体方法,有以下的各种方法,可以使用其中的任一种。
(1)在铝反射层4形成时的成膜装置中,设置将***器8的区域以外进行遮蔽的功能的方法。
(2)在基材2的整面形成铝反射层4后,将***器部分8的区域通过贴膜(taping)、或光刻工艺等进行掩蔽,然后,蚀刻除去铝的方法。
(第12实施方式的效果)
该结构的半导体发光装置5,通过位于***器部分8的凹部8a的底面的铝反射层4、4的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4、4的反射作用反射到凹部8a的开口侧,发挥增加来自半导体发光元件6的光量的效果。如上所述,该铝反射层4具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。
[第13实施方式]
图12概略性地表示了作为第13实施方式的半导体发光元件搭载用基板。在该图中,与上述第11实施方式不同之处在于,在银层或银合金层3上介由金薄镀层10形成了铝反射层4的基板1。在图示例中,基板1在基材2的两侧整面利用湿式镀敷法依次形成有银层或银合金层3、3、以及金薄镀层10、10,在基材2的一侧的金薄镀层10上的一部上形成铝反射层4。
在基材2的两面依次形成银层或银合金层3、3、以及金薄镀层10、10的理由之一是为了确保基材2与安装半导体发光装置的印刷电路基板之间的焊锡浸润性,即为了实现提高焊锡连接性。可以根据安装的元件来适当设定,但优选银层或银合金层3的厚度为1.0~5μm的尺寸、金薄镀层10的厚度为0.1μm以下的尺寸。从耐硫化特性的观点考虑,作为铝反射层4的厚度,优选为0.006μm~2μm。
铝反射层4的制造方法是用具有减压功能的蒸镀装置,通过分批处理或连续处理等来进行。银层或银合金层3用湿式镀敷法、真空蒸镀等干式均可以得到半导体发光装置所需要的品质的镀层。湿式镀敷可以在材料的6面整面进行涂布,且大多能以低成本制作,所以作为银层或银合金层3优选以湿式镀敷来形成。
应予说明,银层或银合金层3、以及金薄镀层10以湿式镀敷法形成的基底层的膜厚是通过积算镀敷时的电流值来进行计算。
(第13实施方式的效果)
根据该第13实施方式,通过将铝作为反射层使用,可以确保良好的耐硫化特性。进而,通过使用具有0.006μm以上的厚度的铝反射层4,除了可以得到良好的耐久性、可以维持高反射率的效果以外,发挥以下的效果。
即,发挥上述数值范围的银层或银合金层3可以防止基材2的主要材料铜的扩散,上述数值范围的金薄镀层10可以提高焊锡浸润性和使长期保管成为可能等新的效果。通过形成该第13实施方式这样的基板构造,可以有效地得到适合软钎焊的基板1。
[第14实施方式]
参照图13,图13概略性地表示了使用图12所示的基板1的作为第14实施方式的半导体发光装置5。在该半导体发光装置5中,也具有图11所示的第12实施方式中的***器部分8和透光性树脂部9。
在制造半导体发光装置5时,作为基材2使用铜板时,准备例如长度100m×宽度50mm×厚度0.2mm的长尺寸的铜板,在基材2的表面通过湿式镀敷法依次制作厚度为3μm的银层或银合金层3、厚度为0.01μm的金薄镀层10。进而,留着金薄镀层10上的用于焊锡连接的部分,并且在作为反射膜来使用的部分部分蒸镀铝反射层4。由此,得到了在金薄镀层10的焊锡连接部没有铝、在金薄镀层10的用于反射的部分存在铝反射层4的材料。然后,利用压力机、蚀刻,将基材2制成半导体发光元件搭载用的框架形状。
接着,将一对基板1、1接近配置在大致同一面上。形成树脂制的***器部分8,该***器部分8包围一对基材2、2的接近的部分,并具有挖通半导体发光元件6的周边的凹部8a。接着,在铝反射层4上用导电性膏材搭载半导体发光元件6,将半导体发光元件6的表面电极与引线框(基板1)用由金构成的接合线7进行连接。最后,在***器部分8的凹部8a内填充透光性树脂(硅树脂等),使其被覆半导体发光元件6,从而形成成为***器部分8的一部分的透光性树脂部9。
在该第14实施方式中,说明了制作基板1后,利用压力机、蚀刻成型为规定形状的一个例子,但也可以利用后镀法。即,可以将基材2成型为规定形状后,利用湿式镀敷法在基材2上形成银层或银合金层3、以及金薄镀层10的各层,以真空蒸镀法等干式镀敷法形成铝反射层4。进而,对于基材2,对由铜构成的情况进行了说明,但也可以使用在树脂等上设有铜配线的基材。另外,从用途、成本等考虑,还可以使用其它的金属基材,例如铁系的42合金等。另外,可以利用印刷电路板、挠性配线板形成工序形成配线后再形成铝反射层4而使用。像这样,根据目的、构造、材料(铜板或具有可挠性的挠性树脂基材),可以变更形状的制作(利用冲裁加工、弯曲加工、鼓凸成型等形状的制作)、镀敷、蒸镀的顺序。
作为搭载的半导体发光元件6,可以搭载例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED芯片。另外,图13所示的半导体发光元件6例示了形成有上面和下面的电极的纵向元件,但不限于此,也可以是在同一面形成一对电极的平面构造的LED(例如,GaN系)。电极为同一面形成的平面构造的情况下,有将电极面朝向表面侧(图13中为上侧),阴极、阳极均实施引线接合的情况;有电极面朝向下(引线框侧)直接连接的所谓的倒装片安装方式,可以使用任一安装方式。也可以用铜系引线接合或由铝构成的引线接合代替金引线接合。
进而,该第14实施方式中,使用了施加有金薄镀层10的基板,关于金,比较粗的间距(例如,0.5mm间距的情况),即,不需要高精密度的情况下,没有金薄镀层10也能带来高合格率,所以可以不包括金薄镀层10。
(第14实施方式的效果)
根据该结构的半导体发光装置5,通过位于在***器部分8形成的凹部8a的底面的一对铝反射层4、4的存在,与图11所示的半导体发光装置5同样,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4、4反射到凹部8a的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置5的光量的效果。另外,由于铝反射层4具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。进而,由于在基材2和铝反射层4之间介在有由银层或银合金层3、以及金薄镀层10构成的中间层,所以可以实现提高安装时与无铅焊锡材的浸润性。
[第15实施方式]
图14概略性地表示作为第15实施方式的半导体发光元件搭载用基板。在该第15实施方式是图12所示的第13实施方式的基板1的变形例,与上述第13实施方式涉及的基板1在基本构成上没有改变。
与上述第13实施方式的最大不同之处在于,如图14(a)所示,是在基材2的一面依次形成银层或银合金层3和金薄镀层10,在金薄镀层10上的一部上形成有铝反射层4的结构例;如图14(b)所示,是将基板1的一侧端部分向金薄镀层10侧折曲大致90度的结构例。
作为与上述第13实施方式大不相同的其它结构例,如图14(c)所示,在基材2的整面形成银层或银合金层3、以及金薄镀层10,在该金薄镀层10的整面形成铝反射层4,将基板1的一侧端部分向金薄镀层10侧折曲180度的结构例;如图14(d)所示,是在基材2的一面直接形成铝反射层4,并在基材2的另一面形成银层或银合金层3、以及金薄镀层10的结构例。
图14(a)所示的基板1是在由铜构成的基材2的单面以镀敷法依次形成厚度为3μm的银层或银合金层3、厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在金薄镀层10的一部分的上面利用蒸镀法形成铝反射层4。应予说明,像该结构例这样,在铜基材2上依次层叠银或银合金、金、铝时,除了铝反射层4以外,可以使用湿式镀敷法。对于铝反射层4,现在不能以湿式镀敷法容易地进行镀敷,所以可以采用真空蒸镀法。作为其它的方法,例如可以利用在惰性气体中的溅射法。另外,从成本、工艺工序的简化等观点考虑,可以使用这些方法中的多种。
图14(b)所示的基板1是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为2μm的银层或银合金层3、厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在金薄镀层10的一部分的表面上形成铝反射层4而构成。图14(c)所示的基板1是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为1.5μm的银层或银合金层3、厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在金薄镀层10的整面形成铝反射层4而构成。
图14(b)和(c)所示的结构例是设想了将半导体发光元件6搭载于铝反射层4的上面,并在基材2的下面或侧面施加引线接合的使用方法。更具体而言,是基材2折曲时能够适用的结构。应予说明,在该第15实施方式中,在基材2的背面实施了引线接合,但也可以根据目的在背面被覆银层或银合金层3、金薄镀层10等。
图14(d)所示的基板1将银层或银合金层3、以及金薄镀层10仅施加在基材2的单面。因此,可以抑制这些金属的使用量。仅对基材2的单面进行镀敷时,将2个基材2、2贴合而进入镀敷工序,然后进行分离,从而不需要掩蔽材就可以实现。铝反射层4如上所述根据厚度而容易受到基底带来的反射率的影响,因此优选为0.006μm~2μm。虽然在基材2的整面直接形成铝反射层4,但也可以是在基材2的表面部分性地直接形成铝反射层4的构造。
(第15实施方式的效果)
在该第15实施方式中也可以得到与上述第13实施方式同样的效果。除此之外,在形成根据图示例的基板1后,可以将其端部(也称为基板连接引线、外引线)加工成规定形状来使用。作为其一个例子,例如将从基板1的***器部分8露出的部分(外引线)的下面弯曲加工成与印刷电路基板的上面接触,可以在与基板1连接时使用。即,基板1的中央部分作为铝反射层4使用,基板1的端部的下面作为外引线,金薄镀层10侧的面与印刷电路基板连接。
[第16实施方式]
参照图15,图15概略性地表示了作为第16实施方式的半导体发光元件搭载用基板。在该图中,与上述各实施方式大不相同之处在于,在基材2的两面或一面形成有选自钯(Pd)、金(Au)、锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)-锡(Sn)合金、铜(Cu)-镍(Ni)合金的金属层11,在该金属层11或基材2上形成银层或银合金层3,在该银层或银合金层3上形成铝反射层4而构成。
作为该基板1的结构例,如图15(a)所示,有在基材2的两面形成金属层11,在一面的金属层11的整面形成银层或银合金层3,在该银层或银合金层3的一部分表面形成铝反射层4的结构例;如图15(b)所示,有在基材2的一面形成金属层11,在金属层11的整面形成银层或银合金层3,在该银层或银合金层3的一部分表面形成铝反射层4的结构例。作为该基板1的其它结构例,如图15(c)所示,有在基材2的一面形成金属层11,在基材2的另一面形成银层或银合金层3,在该银层或银合金层3的整面形成铝反射层4的结构例。
(第16实施方式的效果)
在该第16实施方式中也可以得到与上述第11实施方式同样的效果。作为该金属层11的构成成分的钯比铜更具有抗氧化效果,并具有与用于焊锡的锡熔合的优点。另一方面,虽然锡稍微容易被氧化,但具有容易进行软钎焊且廉价的优点。作为金属层11的构成成分的镍具有能够抑制铜的扩散的效果、增加硬度的优点;作为金属层11的构成成分的铜-锡合金比铜难以氧化,与锡和铜相比,具有容易与锡熔合的优点。作为金属层11的构成成分的铜-镍合金,具有比镍容易与锡熔合的优点。依据这些方面,可以根据使用条件、制造条件选择作为金属层11最合适的材料。
[第17实施方式]
图16概略性地表示了作为第17实施方式的半导体发光元件搭载用基板。在该第17实施方式中,与上述第13和第14实施方式涉及的基材2、银层或银合金层3、铝反射层4、以及金薄镀层10在基本结构上没有改变。在图示例中,该基板1的基本结构是在铝反射层4或金薄镀层10上形成1处或多处的镀金层12。
作为该基板1的一个例子,如图16(a)所示,有在铝反射层4上的一部分表面形成镀金层12的结构例;如图16(b)所示,有与在金薄镀层10的一部分表面部分形成的铝反射层4在同一面上形成镀金层12的结构例。
作为该基板1的一个例子,进而,如图16(c)所示,有在金薄镀层10的一部分表面部分形成的铝反射层4上的整面形成镀金层12的结构例;如图16(d)所示,有在金薄镀层10、以及部分形成在金薄镀层10的一部分表面上的铝反射层4的整面上形成镀金层12的结构例。
(第17实施方式的效果)
在该第17实施方式中也可以得到与上述第11实施方式同样的效果。
[第18实施方式]
参照图17,图17概略性地表示了在作为上述第7实施方式的半导体发光元件搭载用基板1中使用了图16(a)所示的基板1的半导体发光装置的一个例子。在图17所示的半导体发光装置5中,也是一对基板1、1在大致同一面上接近配置。镀金层12接合配置有与半导体发光元件6电连接的接合线7。剩余结构与上述各实施方式没有改变之处。
在上述第17和第18实施方式中,在基材2的整面上依次形成银层或银合金层3、以及金薄镀层10,但不限定于此。如上述各实施方式所述,还可以适用于形成单层的金属层11的情形,在基材2直接形成铝反射层4的情形。
(第18实施方式的效果)
在该第18实施方式中也可以得到与上述第11实施方式同样的效果。上述第17和第18实施方式中的镀金层12可以利用于搭载于铝反射层4上的半导体发光元件6的电连接。在图16(c)和图16(d)所示的基板结构中,镀金层12越厚,短波长(蓝色)侧的反射率越下降,但金线的连接性变得良好。根据用途,参考反射率来决定镀金层12的构造即可。应予说明,在这里,各镀层(3、10、12)由湿式镀敷法形成,也可以由其它方式形成。
[第19实施方式]
参照图18,图18表示了作为第19实施方式的半导体发光装置的代表性使用状态。该半导体发光装置5是使用了上述第11~第18实施方式涉及的半导体发光元件搭载用基板1的半导体发光装置,例如安装在印刷电路基板13上使用。为了安装在印刷电路基板13,基板1具有:第1弯曲部21,该第1弯曲部21是将从***器部分8的侧面向外部以直线状延伸的部分(外引线)20向印刷电路基板13侧折曲形成的;第2弯曲部22,该第2弯曲部22是相对于印刷电路基板13水平地折曲形成的。该第2弯曲部22形成有与***器部分8的下面大致成同一面的部分,比***器部分8的下面更靠近下方、或比***器部分8的上面更靠近上方的部分。该第2弯曲部22通过焊锡14而与印刷电路基板13的配线15粘结。外引线20是半导体发光元件搭载用基板1的一部分。
该外引线20包括各镀层(3、10、12)。作为该外引线20的一个例子,如图18(a)所示,有如下的结构例,即,由具有第1弯曲部21和第2弯曲部22的外引线构成,所述第1弯曲部21是将外引线20的中间部向与***器部分8的凹部8a的开口侧的相反侧大致折曲90度,所述第2弯曲部22是向从***器部分8离开的水平方向大致折曲90度,使外引线20的第2弯曲部22在与***器部分8的凹部8a的底面侧的下面大致同一面折曲形成。
作为外引线20的其它例子,如图18(b)所示,有将第2弯曲部22沿着与***器部分8的凹部8a的开口侧相反侧的下面折曲形成的结构例;如图18(c)所示,有如下的结构例,即,由具有第1弯曲部21和第2弯曲部22的外引线构成,所述第1弯曲部21是将外引线20的中间部向与***器部分8的凹部8a的开口侧的同一方向大致折曲90度,所述第2弯曲部22是向接近***器部分8的水平方向大致折曲90度,使该外引线20的第2弯曲部22沿着***器部分8的凹部8a的开口侧的上面折曲形成。图18(c)所示的结构例可以用于在印刷电路基板13开光透射孔,从印刷电路基板13侧射出光的情况;或将玻璃、透明树脂等透光性材料用于印刷电路基板13,从印刷电路基板13侧射出光的情况。
(第19实施方式的效果)
在该第19实施方式中也能够得到与上述第11实施方式同样的效果,除此以外,作为该外引线20的折曲方式,不限于图示例,可以根据半导体发光装置5使用的每种用途而采用各种形状。
[第20实施方式]
在该第20实施方式中,在基材2上介由银层或银合金层3设有铝反射层4的方面与图10所示的第11实施方式没有改变之处。在该第20实施方式涉及的基板1的构成将铝反射层4的碳浓度设定在1×1020个/cm3以下的方面,与上述第1实施方式不同。
为了评价与该第20实施方式涉及的基板1的接合性,与由金构成的接合线进行了引线接合。在这里,引线接合是指为了将引线框侧的电极垫圈和搭载于该引线框的元件上的电极电连接,用金等线进行连接。通常,在半导体元件与主件这样的引线框材料的安装技术中,作为电连接方式,一般是引线接合,近年,在一部分的元件安装技术中也进行倒装片的球凸点连接等,进行利用以金、银、铜、铝等金属线来接合的连接。
第一接合是指将利用放电将线的尖端制成球状的线(线球)接合于目标部位。通常,鉴于位置精度、压接性,大多将元件侧的电极进行第一接合。在该第20实施方式中,接线机使用WEST BOND INC.的MODEL7700D,并使用直径为25μm的金接合线。作为接合条件,在线球径为70μm、荷重为100g、超声波强度为350mW、超声波施加时间为100ms的条件下实施。与上述第11实施方式同样,在铜的基板上在设有铝反射层4部分接合通过放电将线的尖端制成球状的线。
第二接合是指在上述元件侧的电极实施第一接合后,与要由上述线来连接的引线框侧的电极进行缝接合。缝接合是指由于在连接有线的状态下,不能进行球形成等线形状的加工,所以直接压接在基材上进行拉伸切割。通过连续实施第一接合和第二接合,从而完成线连接。在该第20实施方式中,与上述第11实施方式同样,将线的尖端以摩擦附着的方式压接在由铜构成的基板1上设有铝反射层4的部分。
下述的表4表示铝反射层4中的碳浓度与由金构成的接合线7的接合强度的关系。
下述表4所示的实施例26是在厚度为125μm的聚酰亚胺树脂膜的整面以湿式镀敷法形成厚度为70μm的由铜构成的基材2、厚度为2μm的银层或银合金层3,再以耐热丙烯酸系树脂粘接剂贴合而得到的板材,形成铝反射层4后,在冲压加工中,通过冲裁去(作为引线框)不需要的部分而形成配线材。将该实施例6的铝反射层4中的碳浓度进行SIMS分析,结果铝反射层4内的碳浓度为1×1020个/cm3
下述表4所示的实施例27是在含铁的铜合金上利用湿式镀敷法形成厚度为3μm的银层或银合金层3后,只进行冲压加工,然后将得到的制品在真空蒸镀装置中用不锈钢制(SUS304)的夹具固定,形成厚度为0.2μm的铝反射层4。该实施例27的铝反射层4内的碳浓度为3×1019个/cm3
下述表4所示的实施例28是在厚度为0.15mm的铜基材上利用湿式镀敷法形成厚度为3μm的银层或银合金层3后,进行冲压加工,将其以耐热丙烯酸系树脂粘接剂固定在厚度为0.5mm的3层玻璃环氧树脂基板上,形成发光装置用电路基板。将该基材安装在上述真空蒸镀装置,形成0.2μm的铝反射层4,并实施SIMS分析。在这里,铝反射层4内的碳浓度为该铝反射层4内的碳浓度的最小浓度。其结果,铝反射层4内的碳浓度为3×1020个/cm3
作为评价基准,第一接合强度是将具有0.39N以上的剪切强度的情况作为良好,在下述表4中用符号○表示。将具有小于0.39N的剪切强度的情况作为不良,在下述表4中用符号×表示。第二接合强度是将具有0.049N以上的剪切强度的情况作为良好,在下述表4中用符号○表示。将具有小于0.049N的剪切强度的情况作为不良,在下述表4中用符号×表示。
在以上的实施例中,为了将第一和第二接合强度的强度分离测定,实施了剪切试验,但是以剪切试验来评价线连接强度非常需要时间和工夫,所以一般评价线连接强度时大多利用拉力试验。拉力试验是指在第一和第二之间的线上挂上钩,评价向上提拉而断裂的荷重、断裂位置、形状,但不能测定连接的金线的强度以上。我们这次使用Dage公司的推拉力测试机系列4000,实施以下的拉力试验。
由表4可知,在铝反射层4的碳浓度为3×1020个/cm3以上的实施例28中,接合强度下降,所以如实施例26和27那样,使铝反射层4的碳浓度为1×1020个/cm3以下,则接合的接合强度良好。
应予说明,在该第20实施方式中,通过使用环氧树脂材、丙烯酸系粘接剂等有机材料,铝反射层4内的碳浓度上升。其原因,作为碳的混入源,可以考虑基材2的污染、吹扫气、真空泵油的逆扩散、使用溅射法时的溅射气体的杂质等各种因素。
另外,在接合试验中,接线机使用WEST BOND INC.的MODEL7700D,并使用直径为25μm的金接合线。在超声波强度为350mW、超声波施加时间为100ms的接合条件下实施。在株式会社Rhesca的接合测试仪PTR-1的剪切试验模式下实施。SIMS测定是利用PHI公司ADEPT1010,作为1次离子源,将铯离子以3keV的加速能量来实施。
(第20实施方式的效果)
根据该第20实施方式,通过将铝反射层4的碳浓度设定为1×1020个/cm3以下,除了上述第11实施方式的效果以外,还可以得到接合性优异的半导体发光元件搭载用基板、以及使用其的半导体发光装置。
[第21实施方式]
参照图19,图19概略性地表示了作为第21实施方式的半导体发光元件搭载用基板、以及半导体发光装置。在该图中,该第21实施方式中的基本结构是:半导体发光元件6装载于独立的基材2A上,而未装载于用于通电的基材2B、2C上,在这一点上与上述各实施方式大不相同。图示例中,用于与半导体发光元件6引线接合或利用所谓被称为内部引线的配线材接合配线的供电用端子的基材2B、2C上没有设置铝反射层4,所述配线材使用将铜等金属箔以压力等来加工成细线状而得到的制品。
引线接合尖端也可以有铝反射层4,但是铝反射层4不存在的情况下,通过使基材2B、2C的表面状态最佳化,从而接合条件的范围扩大,装配速度、合格率变得良好。
图19中在同一结构例中表示了半导体发光元件6的安装部分的基材2A和一对基材2B、2C的银层或银合金层3、金薄镀层10,但基材2A、以及基材2B、2C的银层或银合金层3、金薄镀层10的结构可以不同,也可以分别制作。该接合是与线、内部引线的压接接合,所以接合面的主要材料优选为金、银、钯、或以它们为主要构成元素的合金。
在图19中,进一步表示了基材2A、2B、2C的下部由***器部分8的树脂包覆的结构例,但也可以在背面露出整面、或一部分基材2A、2B、2C的背面。露出的部分进一步与金属制的放热板等以软钎焊等连接,从而可以提高放热性,并可以增大光输出功率。另外,使用具有背面电极的半导体发光元件6的情况下,在与上部电极的连接中使用的供电用端子有1根以上即可,也可以将与上部电极连接的多个供电用端子引线接合配线。另外,有时也配置多根引线以便可以通过大电流。
在图19中进一步例示了将半导体发光元件6的电极部分与基材2B、2C的供电用端子的连接进行引线接合连接的情况,但也可以制作引线,实施利用楔焊的连接,所述引线利用了形成有连接用的图案的配线材,所述楔焊使用了超声波、加热。
如上所述,本发明的发明人等得出了铝反射层4中的碳浓度对由金构成的接合线7与铝反射层4的接合强度带来很大影响的见解。应注意这适用上述的全部实施方式。
从以上的说明可知,基于上述各实施方式、以及图示例等说明了本发明的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置的代表性结构例,但本发明不被上述各实施方式和图示例等结构例所限定,在本发明的技术思想的范围内可以有各种结构。作为供电用端子,引线接合或内部引线接合的基材2B、2C的表面的主要构成材料可以为选自金、银、钯、金合金、银合金、或钯合金中的一种或其组合。
(第22~第31实施方式)
本发明半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的实施方式是构成具有由基材、铝反射层和在其下的含有钛的金属层的半导体发光元件搭载用基板的实施方式,所述基材用于搭载半导体发光元件,且由铜、铜合金或铁系合金构成,所述铝反射层设在基材的搭载半导体发光元件的面侧的至少一部。
从电阻、热阻的方面考虑,优选作为基材的金属,包含铜、或铜合金的基材。另外,作为基材板的金属,可以使用42合金等铁镍合金、铁系框架材。
进而,基材含有金属部分即可。例如,基材可以使用在树脂上贴合有铜的覆铜板。此时,树脂形成在基材上的与形成铝反射层的面相反侧的面。进而,与形成铝反射层的面相反侧的基材的表面可以使用包括进行了与有机材、无机材的复合化的结构的基材的表面。
[第22(1)实施方式]
图20(A)是表示本发明的第22(1)实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,2是基材,11是作为第1金属层的一个例子的金属层、4是在基材2的一面的包括搭载半导体发光元件的场所的区域中形成的铝反射层,19是成为铝反射层的接合层的钛层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板。钛层19是含有钛的金属层的一个例子。基材2由金属或金属与有机材或无机材的复合材构成。为了焊锡安装,基材2一般的结构是镍或镍合金的单层、或进一步被覆钯、金等的复合层,在本实施例中作为其例子记载了金属层11(镀层)。作为金属的材料,虽然不限于此,但通用性最高的基材是由铜或铜合金构成的金属引线框。作为基材2使用铜板的情况下,对其厚度没有限制,但是可以参考成本来选定厚度。另外,考虑量产化,优选铜板的环箍材,但也可以使用短尺寸的片材、以及分割成引线框的片状的板材。作为基材2使用复合材的情况下,可以使用树脂材上贴合有铜板的覆铜板、其层叠板。作为树脂,可以使用硬质的板状的树脂、薄的具有可挠性的树脂。作为代表性树脂,分别可以举出玻璃环氧树脂基板(玻璃布基材树脂板)、聚酰亚胺树脂系等。铝反射层4、钛层19的制造方法是用具有减压压力调节功能的蒸镀装置通过分批处理或连续处理等进行。从反射率的观点考虑,铝反射层4的厚度优选0.02μm以上,从平坦性的观点考虑,优选为2μm以下。
作为基材2使用铜板的情况下,例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm,铝反射层4的厚度例如为0.05μm,钛层19的厚度为0.1μm。制造时,首先,在作为基材2的上述尺寸的铜板实施作为金属层11的锡(1μm)的镀敷。应予说明,锡的情况下,优选为1~5μm左右。接着,使用电阻加热式的圆筒式的电子束方式真空蒸镀装置形成钛层19、铝反射层4。具体而言,将基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材,将切割的基材16张以放射状排列在半径为300mm的伞状的夹具上,将其在圆筒上配置3套,使用电子束枪(输出功率6kW)作为铝、钛的蒸镀源,排气至真空度为2×10-4Pa,形成厚度为0.05μm的铝反射层4。在本实施方式中,真空蒸镀装置使用了自制机,使用预真空方式的蒸镀机等市售的蒸镀装置也没有问题。另外,还可以是能够对环箍材进行蒸镀的连续式蒸镀装置。真空蒸镀装置是综合考虑膜质、生产率等来适当选择即可。进而,铝反射层4、钛层19的形成方式可以不是电子束蒸镀方式。即,可以利用电阻加热蒸镀法、离子镀法、溅射法、金属包覆法等。
[第22(2)实施方式]
图20(B)是表示作为本发明的第22(2)实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。作为基材2使用铜板的情况下,例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm,铝反射层4的厚度例如为0.05μm,钛层19的厚度为0.1μm。制造时,首先,在作为基材2的上述尺寸的铜板准备镍-钯镀层材(镍0.7μm、钯0.1μm)。接着,使用电阻加热式的圆筒式的电子束方式真空蒸镀装置形成钛层19、铝反射层4。具体而言,将基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材,将切割的基材16张以放射状排列在半径为300mm的伞状的夹具上,将其在圆筒上配置3套,使用电子束枪(输出功率6kW)作为铝、钛的蒸镀源,排气至真空度为2×10-4Pa,形成厚度为0.05μm的铝反射层4。在本实施方式中,真空蒸镀装置使用了自制机,使用预真空方式的蒸镀机等市售的蒸镀装置也没有问题。另外,还可以是能够对环箍材进行蒸镀的连续式蒸镀装置。真空蒸镀装置是综合考虑膜质、生产率等来适当选择即可。进而,铝反射层4、钛层19的形成方式可以不是电子束蒸镀方式。即,可以利用电阻加热蒸镀法、离子镀法、溅射法、金属包覆法等。
铝反射层4、钛层19的膜厚测定是利用SIMS分析来进行。将从表面到铝反射层正下方的基底层达到最大强度的1/2的信号强度时的厚度作为铝反射层的膜厚,钛层的厚度是达到主要构成元素在该基底层中的最大强度的1/2的信号强度时的厚度。上述的基材2为铜时,使用铜的信号强度。
(本实施方式涉及的实施例的评价)
对铝反射层4,如下确定硫化特性和反射率。首先,如表5的实施例33~实施例37所示,在上述的镍0.7μm、钯0.1μm上,通过镀敷形成0.05μm的钛层,以上述方法制作改变厚度的铝反射层,测定波长460nm中的初期反射率。在该波长中,将硫酸钡的反射率作为100%,将反射率为90%以上98%以下作为特别良好(由○表示),将小于90%作为差(由×表示)。铝非常薄时,即,厚度为0.01μm以下时,受到基底的金属的反射率(在这里是钯)的影响,反射率降低。接着,对于硫化特性,对上述样品,将3ppm的H2S(硫化氢)在氛围温度40℃、湿度80%中喷雾96小时(进行了按照JIS H8502镀敷的耐腐蚀性试验方法的试验)。耐硫化特性是初期反射率与硫化96小时后的反射率之比。设有铝反射层的情况下,没有下降至相对于初期反射率小于90%(作为反射率小于81%)的情形。综合而言,可以确认作为半导体发光元件搭载用基板所要求的特性,初期反射率、硫化特性(即,在能够被硫化的环境下使用后的反射率)均良好的是铝反射层的厚度为0.02μm以上的情况。
应予说明,作为比较例31,确认了在基材上仅设置3μm的银层时,初期反射率良好至93%、为○,但在耐硫化试验后的反射率为29%,大幅度下降,硫化特性差。作为比较例32,在基材上只设置镍层(0.7μm)、钯层(0.05μm)的例子中,确认了虽然耐硫化特性良好,但初期反射率低至63%、为×。
应予说明,比较例33和34与实施例33同样设置镍层17、钯层18、钛层19,其上的铝反射层薄时,不具有充分的初期反射特性。
根据本实施方式,由于在基材表面形成有铝反射层和钛层,所以可以实现不硫化且长期具有高且稳定的反射特性的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置。这是利用了铝的以下特性,即,铝的反射率在紫外线中高至银的3倍以上,并对紫色、红色、红外线具有接近银的反射率,在金属中颜色的均衡良好,具有仅次于银的高反射率,且与银相比难以发生硫化。
为了对上述半导体发光元件搭载用基板进行引线接合而进行氩等离子体清洗,然后,接合金线。对该半导体发光元件搭载用基板进行硫化试验,结果没有看到反射率的下降。由该结果可知,对表面清洗的耐性强,无须担心劣化、剥落。对以上述制作方法形成的半导体发光元件搭载用基板确认了与金线的接合特性。接线机使用K&S公司的4522型,使用直径25μm的金线(田中贵金属制,typeC),使用Dage公司推拉力测试机系列4000来对接合特性的拉力强度(向接合引线负载拉伸荷重时的接合部的接合强度)进行试验评价。
基材是镀敷有无压力加工的铜合金(C-194:厚度0.15mm)、镍(厚度0.7μm)-钯(厚度0.05μm)的基材,形成了单独的Al铝层(厚度0.1μm)、以及钛层(厚度0.1μm)+铝层(厚度0.1μm)这2种。表6中表示膜构造和金线拉力试验(样品数10个)的结果。
如表6所示,可知通过以基材、镍、钯镀层、钛层、铝反射层的顺序设置,拉力强度大幅度地提高,且波动也小。可知即使没有钛层,也具有实用上没有问题的水平的接合特性,介由钛层的半导体发光元件搭载用基板的拉力强度增加,接合特性进一步良好。在该实施例中,作为主要目的,为了LED元件形成后的电流导入端子的软钎焊安装时的合格率、扩大焊锡条件,镍-钯镀层可以进一步***金薄镀层(厚度换算后相当于0.05μm以下)。
应予说明,确认了即使以基材、作为第1金属层的一个例子的金属层11、钛层、铝反射层的顺序形成,也可以得到同样的效果。
应予说明,虽然有程度差,但在后述的实施方式中也能够得到由上述第22(1)(2)实施方式得到的效果。
[第23实施方式]
图21是表示本发明的第23实施方式的半导体发光装置的概略剖视图,表示使用了图20所示的半导体发光元件搭载用基板的半导体发光装置。在图中,2是基材、23是基材的镀层、4是在基材2的一面形成的铝反射层,19是钛层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板。在半导体发光装置中,将它们2组(2A、2B)在大致同一面上接近配置而使用。6是搭载于铝反射层4A上的半导体发光元件;7是将半导体发光元件6与铝反射层4B电连接的接合线。8是树脂制的***器部分,该***器部分包围不包括半导体发光元件6的、基材2A、2B接近侧,并具有由倾斜面8b和位于底面的铝反射层4A、4B形成的凹部,所述倾斜面8b在半导体发光元件的周围随着从基材离开而从半导体发光元件离开;9是填充在***器部分8的凹部的密封半导体发光元件的透光性树脂部,构成***器的一部分。在9中可以混合荧光体材料。例如,通过混合YAG等,可以将LED芯片作为由460nm的GaN系LED构成的模拟白色LED装置。
铝反射层4A、4B、钛层19A、19B在***器内侧的大致整面、或除去一部分的剩余的部分形成即可。其理由是因为从发光元件放射的光在***部内反射即可。
作为具体方法,有(1)在铝反射层形成时的成膜装置中,设置将***器区域以外进行遮蔽的功能;(2)在整面形成铝反射层后,将***器部区域通过贴膜(taping)、或光刻工艺等进行掩蔽,然后,蚀刻除去铝的方法等各种方法,可以使用它们中的任意一种。
根据该结构的半导体发光装置,通过位于***器部分8形成的凹部的底面的铝反射层4A的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4A反射到凹部的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置的光量的效果。如上所述,铝具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。
[第24实施方式]
图22是表示本发明的第24实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,其特征在于,在基材2的两面利用湿式镀敷法依次形成镍层17、钯层18、金薄镀层10,在基材2的一面的金薄镀层10上的一部上形成钛层19、铝反射层4。在基材2上依次形成镍层17、钯层18、金薄镀层10的理由之一是为了确保基材2与安装半导体发光装置的印刷电路基板之间的焊锡浸润性,即为了实现提高焊锡连接性。此时,镍层17的厚度可以为0.4~1.5μm、钯层18的厚度可以为0.01~0.2μm、金薄镀层10的厚度可以为0.1μm以下。这些厚度是本发明的发明人确认了效果的厚度,但可以根据安装的元件而进行若干的变更。从光反射特性的观点考虑,铝反射层4的厚度优选为0.02μm以上,,从平坦性的观点考虑,优选为2μm以下。
铝反射层4、钛层19的制造方法是在具有减压功能的蒸镀装置中,通过分批处理或连续处理等来进行。镍层和钯层18用湿式镀敷法、真空蒸镀等干式均可以得到本制品所需要的品质的镀层。湿式镀敷可以在材料的整面(6面)进行涂布,且大多能以低成本制作,所以本发明的镍层、钯层18优选以湿式镀敷来形成。
应予说明,镍层17、钯层18、金薄镀层10的以湿式镀敷法形成的基底层的膜厚是通过积算镀敷时的电流值来进行计算。
以防止铜的氧化导致的基材的变色、提高半导体发光元件搭载用基板***时的可操作特性为目的,该镍层的厚度可以取0.4μm~1.5μm之间的值。在利用软钎焊安装元件时,通过在成为其连接部的部分形成钯层18,从而得到良好的焊锡浸润性,因此可以设置钯层18。作为钯层18,大多为0.01μm~0.2μm的厚度,根据焊锡条件来决定厚度。
本实施方式的效果是通过将铝作为反射层使用,可以确保高反射率。进而,通过使用0.02μm以上厚度的铝反射层4,除了可以得到良好的耐久性、可以维持高反射率的效果以外,还发挥以下的效果。即,发挥上述数值范围的镍层17可以防止基材2的主要材料铜的扩散,上述数值范围的钯层18可以实现安装时与无铅焊锡材的浸润性的提高,上述数值范围的金薄镀层10进一步提高焊锡的浸润性和使长期保管成为可能等新的效果。即,通过形成这样的构造,可以得到适合软钎焊的构造。
[第25实施方式]
图23是表示本发明的第25实施方式的半导体发光装置的概略剖视图,是将图22所示的半导体发光元件搭载用基板、图21的***器部分8和透光性树脂部9组合的半导体发光装置的实施例。与图21和图22相同的部分用相同符号来表示。
作为基材2使用铜板时,准备例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm的铜板,在基材2的表面通过湿式镀敷法依次制作厚度为1μm的镍层17、厚度为0.1μm的钯层18、厚度为0.01μm的金薄镀层10。进而,留着用于金薄镀层10面上的焊锡连接钛层19A、19B和铝反射层4A、4B的部分,并且在作为反射膜来使用的部分进行部分蒸镀,得到了在焊锡连接部没有铝层、在用于反射的部分有铝层的材料。然后,利用压力机、蚀刻制作半导体发光元件搭载用的框架形状,将2组(2A与4A、2B与4B)在大致同一面上接近配置。然后,形成树脂制的***器部分8,该***器部分8包围基材2A、2B的接近的部分,并具有将半导体发光元件6的周边预先挖通的凹部。接着,用导电性膏材搭载半导体发光元件6,将表面电极和引线框用金引线接合进行连接。最后,在***器部分8的凹部内填充透光性树脂(硅树脂等),使其被覆半导体发光元件6,从而形成成为***器的一部的透光性树脂部9。
在以上的说明中,制作半导体发光元件搭载用基板后,利用压力机、蚀刻成型为规定形状,但也可以利用后镀法。即,可以将基材2成型为规定形状后,利用湿式镀敷法在基材上形成各镀层(10、17、18),以真空蒸镀法等干式镀敷法形成铝反射层4、钛层19。进而,对于基材2,对由铜构成的情况进行了说明,但是可以使用在树脂等上设有铜配线的基材。另外,从用途、成本等考虑,还可以使用其它的金属基材,例如铁系的42合金等。另外,可以利用印刷电路板、挠性配线板形成工序形成配线后,形成铝反射层4、钛层19而使用。像这样,根据目的、构造、材料(铜板或具有可挠性的挠性树脂基材),可以变更形状的制作(利用冲裁加工、弯曲加工、鼓凸成型等形状的制作)、镀敷、蒸镀的顺序。
作为搭载的半导体发光元件6,可以搭载例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED芯片。另外,图13所示的半导体发光元件6是形成有上面和下面的电极的纵向元件,但不限于此,也可以是在同一面形成一对电极的平面构造的LED(例如,GaN系)。为电极在同一面形成的平面构造的情况下,有将电极面朝向表面侧(图中为上侧),阴极、阳极均实施引线接合的情况;有电极面朝向下(引线框侧)直接连接的所谓的倒装片安装方式,可以使用任一安装方式。也可以用铜系引线接合、铝引线接合代替金引线接合。
进而,该实施方式中,使用了施加有金薄镀层10的基板,关于金,比较粗的间距(例如,0.5mm间距的情况),即,不需要高精密度的情况下,没有金薄镀层10也能带来高合格率,所以可以除外。关于钯层18,只要是能够确保金属层的厚度,并得到充分的焊锡浸润性,就可以省略钯。
根据该结构的半导体发光装置,与图21所示的半导体发光装置同样,通过位于在***器部分8形成的凹部的底面的铝反射层4A的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4A反射到凹部的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置的光量的效果。另外,由于铝反射层4A具有良好的光反射特性,所以可以长时间维持高反射率。
[第26实施方式]
图24是表示本发明的第26实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式是图22所示的半导体发光元件搭载用基板的变形例的所谓的所处位置,图24(a)表示仅在基材2的一面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10,在金薄镀层10上的一部分形成钛层19、铝反射层4的例子;图24(b)表示在基材2的一面形成的金薄镀层10上的一部分形成钛层19、铝反射层4,将一部分在纸面上向上方折曲大致90度的例子;图24(c)表示在基材2的整面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10,在形成的金薄镀层10的整面形成铝反射层4、钛层19,将一部分在纸面上向上方折曲180度的例子;图24(d)表示在基材2的一面直接形成铝反射层4、钛层19,在基材2的另一面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10的例子。
图24(a)所示的半导体发光元件搭载用基板可以如下构成,即,在由铜构成的基材2的单面以镀敷法形成厚度为0.4μm的镍层17,以镀敷法形成厚度为0.01μm的钯层18,以镀敷法形成厚度为0.1μm的金薄镀层10,进而在金薄镀层10的一部分上利用蒸镀法形成钛层19、铝反射层4。应予说明,像该例子这样,在铜的基材上依次层叠镍、钯、金、铝时,除了铝反射层以外,可以使用湿式镀敷法。对于铝反射层4、钛层19,现在以湿式镀敷法不能容易地进行镀敷,所以可以采用真空蒸镀法。作为其它的方法,例如可以利用在惰性气体中的溅射法。另外,从成本、工艺工序的简化等观点考虑,可以使用这些方法中的多种。
图24(b)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为1.5μm的镍层17、以镀敷法形成厚度为0.2μm的钯层18、形成厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在一部分上形成铝反射层4、钛层19而构成。图24(c)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为1.5μm的镍层17、以镀敷法形成厚度为0.2μm的钯层18、形成厚度为0.1μm的金薄镀层10后,在整面形成钛层19、铝反射层4而构成。这些例子是设想了将半导体发光元件搭载于钛层19、铝反射层4的上面,并在基材2的下面或侧面施加引线接合的使用方法。更具体而言,是基材2折曲时能够适用的结构。应予说明,在本实施例中,在基材2的背面实施了引线接合,但也可以根据目的在背面被覆镍层17、钯层18、金薄镀层10等。
图24(d)所示的半导体发光元件搭载用基板与图24(a)的例子同样将镍层17、钯层18和金薄镀层10仅施加在基材2的单面,所以可以抑制这些金属的使用量。仅对单面进行镀敷时,将2个基材贴合而进入镀敷工序,然后进行分离,从而不需要掩蔽材就可以实现。铝反射层4、钛层19如上所述根据厚度而容易受到基底带来的反射率的影响,因此优选为0.02μm以上。虽然在整面形成有铝反射层4、钛层19,但也可以是部分性地形成铝反射层4、钛层19的构造。形成图24(d)所示的半导体发光元件搭载用基板后,可以将基材的端部(也称为基板连接引线、外引线)加工成规定形状来使用。例如,将从基材的***器露出的部分(外引线)的下面弯曲加工成与印刷电路基板的上面接触,在与基材进行连接时,可以使用该结构。即,基材的中央部分作为铝反射层使用,基材的端部的下面作为外引线,镍-钯侧的面与印刷电路基板连接。
[第27实施方式]
图25是表示本发明的第27实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式的结构如下:在基材2的两面或一面形成选自钯(Pd)、金(Au)、锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)-锡(Sn)合金、铜(Cu)-镍(Ni)合金中的单层的金属层11,在金属层11或基材2上形成钛层19、铝反射层4。(a)表示在基材2的两面形成金属层11,在一面的金属层11上的一部分上形成钛层19、铝反射层4的例子;(b)表示在基材2的一面形成金属层11,在金属层11上的一部分上形成钛层19、铝反射层4的例子;(c)表示在基材2的一面形成金属层11,在基材2的另一面形成钛层19、铝反射层4的例子。
钯比铜更具有抗氧化效果,并具有与用于焊锡的锡熔合的优点;锡具有容易进行软钎焊且廉价的优点,但稍微具有容易氧化的缺点。铜-锡合金比铜难以氧化,与锡和铜相比,具有容易与锡熔合的优点。铜-镍合金具有比镍容易与锡熔合的优点。依据这些方面,可以根据使用条件、制造条件选择作为金属层11最合适的材料。
[第28实施方式]
图26是表示本发明的第28实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式的特征在于在钛层19、铝反射层4上形成1处或多处镀金层12。图26(a)表示在钛层19、铝反射层4上的一部分上形成镀金层12的例子;图26(b)表示在部分形成的钛层19、铝反射层4的外侧的金薄镀层10上形成镀金层12的例子;图26(c)表示在钛层19、铝反射层4上的整面形成镀金层12的例子;图26(d)表示在形成有钛层19、铝反射层4的金薄镀层10上的整面形成镀金层12的例子;图26(e)是表示了使用了该半导体发光元件搭载用基板的半导体发光装置实施方式的一个例子的概略剖视图。在这些实施例中,在基材2的整面依次形成有镍层17、钯层18和金薄镀层10,但不限于这些,如上述各实施例中所述,还可以适用于形成单层的金属层11的情形、在基材2上直接形成钛层19、铝反射层4的情形。
该实施方式中的镀金层12可以利用于搭载在钛层19、铝反射层4上的半导体发光元件的电连接。镀金层越厚,短波长(蓝色)侧的反射率越下降,但金线的连接性变得良好。根据用途,参考反射率来决定镀金层12的构造即可。应予说明,在这里各镀层(10、12、17、18)由湿式镀敷法形成,也可以由其它方式形成。
[第29实施方式]
图27是作为本发明的第29实施方式表示半导体发光装置的代表性使用状态的概略图。本实施方式涉及的半导体发光装置是利用第22~第28实施方式涉及的半导体发光元件搭载用基板1,安装在例如印刷电路基板而使用。为了安装于印刷电路基板13,将从半导体发光元件搭载用基板1的***器部分8向外部延伸的部分(外引线)折曲,形成与***器部分8的下面大致成同一面的部分1a或比下面位于下方的部分1b、1c。将该部分利用焊锡14与印刷电路基板13的配线粘结。图27(a)表示形成部分1a的例子,部分1a是将外引线折曲90度朝向下方,再将其向相反方向折曲90度朝向水平方向,由此外引线的延伸方向未变,且使水平位置与***器部分8的下面为大致同一面;图27(b)表示形成部分1b的例子,该部分1b是将外引线沿***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的下面形成;图27(c)是形成部分1c的例子,该部分1c是将外引线按照与图27(b)相反的方向沿着***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的上面形成。外引线的折曲方法不限于此,根据使用半导体发光装置的每种用途而决定形状。
应予说明,相比于设有第1金属层11的半导体发光元件搭载用基板,优选在焊锡14的接触面侧设有镍层、钯层的半导体发光元件搭载用基板。
[第30实施方式]
在本实施方式中,在基材上与第22实施方式同样设置铝反射层的方面与其它实施方式相同。但是,铝反射层的碳浓度为1×1020个/cm3以下。为了评价与该半导体发光元件搭载用基板的接合性,与由金构成的接合线进行了引线接合。在这里,引线接合是指为了将引线框侧的电极垫圈和搭载于该引线框的元件上的电极电连接,用金等线进行连接。
第一接合是指将利用放电将线的尖端制成球状的线接合在目标部位的接合。通常鉴于位置精度、压接性,大多将元件侧的电极进行第一接合。在本实施方式中,在铜的基材上,对与第1实施方式同样设有铝反射层的部分接合了利用放电将线的尖端制成球状的线。
第二接合是指上述元件侧的电极与应由上述线连接的引线框侧的电极在规定的位置接合。在本实施例中,在铜的基材上,对与第22实施方式同样设有铝反射层的部分,将线端以摩擦附着的方式进行压接。
在表8中表示了铝反射层中的碳浓度与金线的接合强度的关系。作为实施例38,是将在厚度为0.15mm的铜基材上以湿式镀敷法形成有0.7μm的镍层、0.05μm的钯而得到的制品进行冲压加工,在厚度为0.5mm的3层玻璃环氧树脂基板上以耐热丙烯酸系树脂粘接剂固定,形成发光装置用电路基板的实施例。将本材料安装在上述真空蒸镀装置,形成0.1μm的钛层、0.2μm的铝反射层,实施SIMS分析。在这里,铝反射层内的碳浓度为该铝反射层内的碳浓度的最小浓度。铝反射层内的碳浓度为3×1020个/cm3。在厚度为125μm的聚酰亚胺树脂膜整面以湿式镀敷法形成70μm的铜基材、0.7μm的镍层、0.05μm的钯后,将所得制品用耐热丙烯酸系树脂粘接剂与实施例39的基材贴合而形成板材。在实施例39中,在形成铝反射层后,在冲压加工中,通过冲裁去(作为引线框)不需要的部分而形成配线材。同样将实施例39的铝反射层中的碳浓度进行SIMS分析,结果铝反射层内的碳浓度为1×1020个/cm3。实施例40是在含铁的铜合金上利用湿式镀敷法形成0.7μm的镍层、0.05μm的钯后,只进行冲压加工,然后将得到的制品在真空蒸镀装置中用不锈钢制(SUS304)的夹具固定,形成0.1μm的钛层19、0.2μm的铝反射层4。实施例40的铝反射层内的碳浓度为3×1019个/cm3
在实施例38中,钛层的厚度为0.1μm,但钛层的厚度为0.01μm以上,也能够得到同样的效果。但是,考虑到成膜时工艺的稳定性,钛层的厚度优选为0.05μm以上。另外,钛层的厚度为0.2μm以上时,平坦性缓慢下降,所以钛层的厚度优选为0.2μm以下。
作为评价基准,第一接合强度是将具有0.39N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.39N的作为×。第二接合强度是将具有0.049N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.049N的作为×。
从表8可知,铝反射层的碳浓度为3×1020个/cm3以上时,接合强度下降,优选为1×1020个/cm3以下。应予说明,在本实施方式中,由于使用环氧树脂材、丙烯酸系粘接剂等有机材料,所以铝反射层内的碳浓度上升,作为碳的混入源,可以考虑基材的污染、吹扫气、真空泵油的逆扩散、使用溅射法时的溅射气体的杂质等各种因素。
在接合试验中,接线机使用WEST BOND INC.的MODEL7700D,并使用直径为25μm的金线,在超声波强度为350mW、超声波施加时间为100ms的接合条件下实施。在株式会社Rhesca的接合测试仪PTR-1的剪切试验模式下实施。SIMS测定是利用PHI公司ADEPT1010,将作为1次离子源的铯离子以3keV的加速能量来实施。
[第31实施方式]
图28是表示本发明的第31实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。该实施方式的特征在于半导体发光元件6装载于铝反射层4上,为了与半导体发光元件6进行引线接合或内部引线接合的供电用端子的基材2B、2C上没有铝反射层4。
引线接合部位也可以有铝反射层4,但是没有铝反射层4的情况下,通过使基材2B、2C的表面状态最佳化,从而接合条件的范围扩大,装配速度、合格率变得良好。图28表示了半导体发光元件6的安装部分的基材2A和基材2B、2C的镀层(3、10)为同一结构的例子,但2A、2B、2C的基材的镀层的结构可以不同,也可以分别制作。另外,图28表示了基材2A、2B、2C下部由树脂包覆的情况,但在背面可以露出基材2A、2B、2C的背面的整面或一部分。露出的部分进一步与金属制的放热板等以软钎焊等连接,从而可以提高放热性,并可以增大光输出功率。另外,使用具有背面电极的半导体发光元件6时,在与上部电极的连接中使用的供电用端子有1根以上即可,也可以将与上部电极连接的多个供电用端子引线接合配线。另外,有时也配置多根引线以便可以通过大电流。
图28表示了将光发光元件的电极部分和供电用端子的连接进行引线接合连接的情况,但也可以制作内部引线,实施利用楔焊的连接,所述内部引线利用了形成有连接用的图案的配线材,所述楔焊使用了超声波、加热。
如上所述,本发明的发明人得出了铝反射层中的碳浓度对金线与铝反射层的接合强度带来很大影响的见解。应注意这适用上述的全部实施方式。
将本发明的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置作为实施方式表示的代表性结构例中说明的本发明不限定于该结构例,在本发明的技术思想的范围内可以有各种结构。作为供电用端子,引线接合或内部引线接合的基材2B、2C的表面的主要构成材料可以为选自金、银、钯、金合金、银合金、或钯合金中的一种或其组合。另外,可以在本发明的主旨的范围内任意组合上述各实施方式的构成要素。
(第32~第38实施方式)
本发明半导体发光元件搭载用基板和半导体发光装置的实施方式是构成具有基材、铝反射层和在其下的银层或银合金层的半导体发光元件搭载用基板的实施方式,所述基材用于搭载半导体发光元件,且由铜、铜合金或铁系合金构成,所述铝反射层设在基材的搭载半导体发光元件的面侧的至少一部分。
[第32实施方式]
图29是本发明的第32实施方式所示的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图,2是基材、4是在基材2的一面的包括搭载半导体发光元件的部位的区域形成的铝反射层,19是成为铝反射层4的接合层的钛层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板。
基材2由金属或金属与有机材或无机材的复合材构成。主要为了焊锡安装,基材2被覆有银层或银合金层3。
基材2,作为该基材2的金属的材料不限于此,但通用性最高的基材2是由铜或铜合金构成的金属引线框。作为基材2使用铜板的情况下,对其厚度没有限制,但是可以参考成本来选定厚度。另外,考虑量产化,优选铜板的环箍材,但也可以使用短尺寸的片材、以及分割成引线框的片状的板材。作为基材2使用复合材的情况下,可以使用树脂材上贴合有铜板的覆铜板、其层叠板。作为树脂,可以使用硬质的板状的树脂、薄的具有可挠性的树脂。作为代表性树脂,分别可以举出玻璃环氧树脂基板(玻璃布基材树脂板)、聚酰亚胺树脂系等。
铝反射层4、钛层19的制造方法是用具有减压压力调节功能的蒸镀装置通过分批处理或连续处理等进行。从反射率的观点考虑,铝反射层4的厚度优选0.02μm以上。
作为基材2使用铜合金材C-194的情况下,例如长度为100m、宽度为50mm、厚度为0.2mm,铝反射层4的厚度例如为0.05μm,钛层19的厚度为0.1μm。制造时,首先,在作为基材2的上述尺寸的铜板以湿式镀敷法准备银层或银合金层(厚度3μm)3。接着,使用电阻加热式的圆筒式的电子束方式真空蒸镀装置形成铝反射层4、钛层19。具体而言,将基材2切割成50mm×150mm的短尺寸材,将切割的基材16张以放射状排列在半径为300mm的伞状的夹具上,将其在圆筒上配置3套,使用电子束枪(输出功率6kW)作为铝、钛的蒸镀源,排气至真空度为2×10-4Pa,形成厚度为0.05μm的铝反射层4。在本实施方式中,真空蒸镀装置使用了自制机,使用预真空方式的蒸镀机等市售的蒸镀装置也没有问题。另外,还可以是能够对环箍材进行蒸镀的连续式蒸镀装置。真空蒸镀装置是综合考虑膜质、生产率等来适当选择即可。进而,铝反射层4、钛层19的形成方式可以不是电子束蒸镀方式。即,可以利用电阻加热蒸镀法、离子镀法、溅射法、金属包覆法等。
铝反射层4、钛层19的膜厚测定利用SIMS分析来进行。将从表面到铝反射层4正下方的基底层19达到最大强度的1/2的信号强度时的厚度作为铝反射层4的膜厚,钛层19的厚度是达到主要构成元素在该基底层中的最大强度的1/2的信号强度时的厚度。为上述的银层或银合金层3的情况下,使用银的信号强度比。
(本实施方式涉及的实施例的评价)
对铝反射层4,如下确定硫化特性和反射率。首先,如表9所示,在铜基材上实施了镀银的材料,以上述方法制作铝反射层4,此次用大和科学制烘箱DT-31型,在大气中以170℃持续3小时,并在150℃进行4小时的热处理。热处理后,测定波长460nm中的初期反射率。在该波长中,将硫酸钡的反射率作为100%,将反射率为90%以上作为特别良好(由○表示),将小于90%作为差(由×表示)。
接着,对于硫化特性,对形成有厚度为0.1μm的铝反射层4、钛层19的样品,将3ppm的H2S(硫化氢)在氛围温度40℃、湿度80%中暴露48小时(进行了按照JIS H8502镀敷的耐腐蚀性试验方法的试验)。耐硫化特性是初期反射率与硫化48小时后的反射率之比。其结果,可知相对于初期反射率为92%,耐硫化试验后的反射率为87%,为良好。
应予说明,作为实施例44,确认了在基材2上的厚度为3μm的银层或银合金层3上设置厚度0.1μm的铝反射层4的基板在没有进行热处理时,初期反射率良好至91%、为○,耐硫化试验后的反射率比为98%,硫化特性良好。作为比较例45,确认了将在基材2上的厚度为3μm的银层或银合金层3上设置厚度为0.1μm的铝反射层4的基板(即,实施例44)在上述条件下实施热处理的情况下,初期反射率下降至62%,为×,硫化特性(初期反射率比)下降至55%。
由实施例44和比较例45可知,实施例热处理的情况下,铜向半导体发光元件搭载用基板的表面扩散,使初期反射率和耐硫化特性恶化(使耐热性恶化),设有钛层的情况下,通过成为铜的扩散的障碍,可以维持高耐热性。
根据本实施方式,由于在基材2表面形成有铝反射层4和钛层19,所以可以实现不硫化且长期具有高且稳定的反射特性的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置。这是利用了铝的以下特性,即,铝的反射率在紫外线中高至银的3倍以上,并对紫色、红色、红外线具有接近银的反射率,在金属中颜色的均衡良好,具有仅次于银的高反射率,且与银相比难以发生硫化。
为了对上述半导体发光元件搭载用基板进行引线接合而进行氩等离子体清洗,然后,接合金线。对该半导体发光元件搭载用基板进行硫化试验,结果没有看到反射率的下降。由该结果可知,对表面清洗的耐性强,无须担心劣化、剥落。对以上述制作方法形成的半导体发光元件搭载用基板确认了与金线的接合特性。
接线机使用K&S公司的4522型,使用直径25μm的金线(田中贵金属制,typeC)来对接合特性的拉力强度进行试验评价。基材是在无压力加工的铜合金(C-194:厚度0.15mm)上镀银的基材,以及形成了0.1μm的钛层19+0.1μm的铝反射层4。表7表示了膜构造和金线拉力试验的结果。
如表7所示,可知通过将钛层19***铜基材上的银层或银合金层3与铝反射层4的中间,拉力强度显示实用上充分的强度。
应予说明,虽然有程度差,但在后述的实施方式中也能够得到由上述第32实施方式得到的效果。
[第33实施方式]
图30是表示本发明的第33实施方式的半导体发光装置的概略剖视图,表示使用了图29所示的半导体发光元件搭载用基板的半导体发光装置。在图中,2是基材、3是基材2的银层或银合金层、4是在基材2的一面形成的铝反射层,19是钛层,由它们构成半导体发光元件搭载用基板1。
在半导体发光装置5中,将它们2组(2A、2B)在大致同一面上接近配置而使用。6是搭载于铝反射层4上的半导体发光元件;7是将半导体发光元件6与铝反射层4电连接的接合线。8是树脂制的***器部分,该***器部分包围不包括半导体发光元件6的、基材2A、2B的接近的侧,并具有由倾斜面8b和位于底面的铝反射层4形成的凹部8a,所述倾斜面8b在半导体发光元件6的周围随着从基材2离开而从半导体发光元件6离开;9是填充在***器部分8的凹部8a的密封半导体发光元件6的透光性树脂部,构成***器的一部分。***器部分8中可以混合荧光体材料。例如,通过混合YAG等,可以将LED芯片作为由460nm的GaN系LED构成的模拟白色LED装置来使用。
铝反射层4、钛层19在***器内侧的大致整面、或除去一部分的剩余的部分形成即可。其理由是因为从半导体发光元件6放射的光在***器部分8内反射即可。
作为具体方法,有(1)在铝反射层形成时的成膜装置中,设置将***器区域以外进行遮蔽的功能;(2)在整面形成铝反射层后,将***器部区域通过贴膜(taping)、或光刻工艺等进行掩蔽,然后,蚀刻除去铝的方法等各种方法,可以使用它们中的任意一种。
根据该结构的半导体发光装置5,通过位于***器部分8形成的凹部8a的底面的铝反射层4的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4反射到凹部8a的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置5的光量的效果。如上所述,铝具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。
在以上的说明中,制作半导体发光元件搭载用基板后,利用压力机、蚀刻而成型为规定形状,但也可以利用后镀法。即,可以将基材2A、2B成型为规定形状后,利用湿式镀敷法在基材2A、2B上形成银层或银合金层3后,以真空蒸镀法等干式镀敷法形成铝反射层4、钛层19。银层或银合金层3也可以促采用湿式法,而通过真空蒸镀法等干式镀敷法来形成。进而,对于基材2A、2B,对由铜构成的情况进行了说明,但也可以使用在树脂等上设有铜配线的基材。另外,从用途、成本等考虑,还可以使用其它的金属基材,例如铁系的42合金等。另外,可以利用印刷电路板、挠性配线板形成工序形成配线后,形成钛层19、铝反射层4而使用。如此,根据目的、构造、材料(铜板或具有可挠性的挠性树脂基材),可以变更形状的制作(利用冲裁加工、弯曲加工、鼓凸成型等形状的制作)、镀敷、蒸镀的顺序。
作为搭载的半导体发光元件6,可以搭载例如GaAs-Si-LED、AlGaAs-LED、GaP-LED、AlGaInP-LED、InGaN-LED等LED芯片。另外,图30所示的半导体发光元件6是形成有上面和下面的电极的纵向元件,但不限于此,也可以是在同一面形成一对电极的平面构造的LED(例如,GaN系)。电极在同一面形成的平面构造的情况下,有将电极面朝向表面侧(图中为上侧),阴极、阳极均实施引线接合的情况;有电极面朝向下(引线框侧)直接连接的所谓的倒装片安装方式,可以使用任一安装方式。也可以用铜系引线接合、铝引线接合代替金引线接合。
根据该结构的半导体发光装置5,通过位于***器部分8形成的凹部8a的底面的铝反射层4的存在,从半导体发光元件6放出的光通过铝反射层4反射到凹部8a的开口侧,发挥增加来自半导体发光装置5的光量的效果。另外,铝反射层4具有良好的耐硫化特性,所以可以长时间维持高反射率。
[第34实施方式]
图31是表示本发明的第34实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式是所谓的图29所示的半导体发光元件搭载用基板的变形例的所处位置,图31(a)表示仅在基材2的一面形成银层或银合金层3,在银层或银合金层3上的一部分上形成钛层19、铝反射层4的例子;图31(b)表示在基材2的一面形成的银层或银合金层3上的一部分上形成钛层19、铝反射层4,将一部分在纸面上向上方折曲大致90度的例子;图31(c)表示在基材2的银层或银合金层3的整面形成钛层19、铝反射层4,将一部分在纸面上向上方折曲180度的例子;图31(d)表示在基材2的一面直接形成钛层19、铝反射层4,在基材2的另一面形成镍层17、钯层18和金薄镀层10的例子。
图31(a)所示的半导体发光元件搭载用基板可以如下构成,即,在由铜构成的基材2的单面以镀敷法形成厚度为3μm的银层或银合金层3,在银层或银合金层3的一部分上以蒸镀法形成钛层19、铝反射层4。应予说明,像该例子这样,在铜的基材2上依次形成银、钛、铝时,银层或银合金层3可以利用干式,但也可以使用湿式镀敷法。对于银层或银合金层3、钛层19、铝反射层4,现在以湿式镀敷法不能容易地进行镀敷,所以采用可以真空蒸镀法。作为其它的方法,例如可以利用在惰性气体中的溅射法。另外,从成本、工艺工序的简化等观点考虑,可以使用这些方法中的多种。
图31(b)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为3.0μm的银层或银合金层3后,在一部分上形成钛层19、铝反射层4而构成。图31(c)所示的半导体发光元件搭载用基板是依次在基材2上以镀敷法形成厚度为3.0μm的银层或银合金层3后,在一部分上形成钛层19、铝反射层4而构成。这些例子是设想了将半导体发光元件搭载于钛层19、铝反射层4的上面,并在基材2的下面或侧面施加引线接合的使用方法。更具体而言,是基材2折曲时能够适用的结构。应予说明,在本实施例中,在基材2的背面实施了引线接合,但也可以根据目的在背面被覆银层、或镍层17、钯层18、金薄镀层10等。
[第35实施方式]
图32是表示本发明的第35实施方式的半导体发光元件搭载用基板的概略剖视图。该实施方式的特征在于在银层或银合金层3、钛层19、铝反射层4上形成1处或多处镀金层12。图32(a)表示在银层或银合金层3、钛层19、铝反射层4上的一部分形成镀金层12的例子;图32(b)表示在部分形成的钛层19、铝反射层4的外侧的银层或银合金层3上形成镀金层12的例子;图32(c)表示在钛层19、铝反射层4上的整面形成镀金层12的例子;图32(d)表示在形成有钛层19、铝反射层4的银层或银合金层3上的整面形成镀金层12的例子。
该实施方式中的镀金层12可以利用于搭载在钛层19、铝反射层4上的半导体发光元件的电连接。镀金层12越厚,短波长(蓝色)侧的反射率越下降,但金线的连接性变得良好。根据用途,参考反射率来决定镀金层12的构造即可。应予说明,在这里镀金层12由湿式镀敷法形成,也可以由其它方式形成。
[第36实施方式]
作为本发明的第36实施方式,对半导体发光装置进行说明。本实施方式的代表性使用状态与图27相同。本发明半导体发光装置可以安装在例如印刷电路基板上来使用。为了安装在印刷电路基板13上,将从以第32~35实施方式为代表的半导体发光元件搭载用基板1的***器部分8向外部延伸的部分(外引线)折曲,形成与***器部分8的下面大致成同一面的部分1a或比下面位于下方的部分2b、2c。将该部分利用焊锡14与印刷电路基板13的配线粘结。图27(a)表示形成部分1a的例子,部分1a是将外引线折曲90度朝向下方,再将其向相反方向折曲90度朝向水平方向,由此外引线的延伸方向未变,且使水平位置与***器部分8的下面为大致同一面;图27(b)表示形成部分1b的例子,该部分1b是将外引线沿***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的下面形成;图27(c)是形成部分1c的例子,该部分1c是将外引线按照与图27(b)相反的方向沿着***器部分8折曲2次90度,从而沿着***器部分8的上面形成。外引线的折曲方法不限于此,根据半导体发光装置使用的每种用途而决定形状。
[第37实施方式]
在本实施方式中,与第32实施方式同样,是在基材2上设有银或银合金层、钛层、铝反射层结构。但是,铝反射层4的碳浓度为1×1020个/cm3以下。
为了评价与该半导体发光元件搭载用基板的接合性,与由金构成的接合线进行了引线接合。在这里,引线接合是指为了将引线框侧的电极垫圈和搭载于该引线框的元件上的电极电连接,用金等线进行连接。第一接合是指将利用放电将线的尖端制成球状的线接合在目标部位的接合。通常鉴于位置精度、压接性,大多将元件侧的电极进行第一接合。在本实施方式中,在铜的基材上,对与第32实施方式同样设有铝反射层4的部分接合了利用放电将线的尖端制成球状的线。
第二接合是指上述元件侧的电极与要由上述线连接的引线框侧的电极在规定的位置接合。在本实施例中,在铜的基材上,对与第32实施方式同样设有铝反射层4的部分,将线端以摩擦附着的方式进行压接。
在表10中表示了铝反射层4中的碳浓度与金线的接合强度的关系。作为实施例47,是将在厚度为0.15mm的铜基材上以湿式镀敷法形成3.0μm的银层而得到的制品进行冲压加工,在厚度为0.5mm的3层玻璃环氧树脂基板上以耐热丙烯酸系树脂粘接剂固定,形成发光装置用电路基板的实施例。将本材料安装在上述真空蒸镀装置,形成0.1μm的钛层、0.2μm的铝反射层,实施SIMS分析。在这里,铝反射层内的碳浓度为该铝反射层内的碳浓度的最小浓度。铝反射层内的碳浓度为3×1020个/cm3
在厚度为125μm的聚酰亚胺树脂膜整面以湿式镀敷法形成70μm的铜基材、3.0μm的银层后,用耐热丙烯酸系树脂粘接剂与实施例48的基材2贴合而形成板材。在实施例48中,形成铝反射层4后,在冲压加工中,通过冲裁去(作为引线框)不需要的部分而形成配线材。同样将实施例48的铝反射层4中的碳浓度进行SIMS分析,结果铝反射层内的碳浓度为1×1020个/cm3
实施例49是在含铁的铜合金上利用湿式镀敷法形成0.7μm的镍层、0.05μm的钯后,只进行冲压加工,然后将得到的制品在真空蒸镀装置中用不锈钢制(SUS304)的夹具固定,形成0.1μm的钛层19、0.2μm的铝反射层4。实施例49的铝反射层4内的碳浓度为3×1019个/cm3
作为评价基准,第一接合强度是将具有0.39N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.39N的作为×。第二接合强度是将具有0.049N以上的剪切强度的情况作为○,将小于0.049N的作为×。
从表10可知,铝反射层4的碳浓度为3×1020个/cm3以上时,接合强度下降,优选为1×1020个/cm3以下。
应予说明,在本实施方式中,由于使用环氧树脂材、丙烯酸系粘接剂等有机材料,所以铝层内的碳浓度上升,作为碳的混入源,可以考虑基材的污染、吹扫气、真空泵油的逆扩散、使用溅射法时的溅射气体的杂质等各种因素。
在接合试验中,接线机使用Kulicke&Soffa Industries公司的MODEL4522,并使用直径为25μm的金线,在超声波强度为1W、超声波施加时间为25ms的接合条件下实施。在株式会社Rhesca的接合测试仪PTR-1的剪切试验模式下实施。SIMS测定是利用PHI公司ADEPT1010,将作为1次离子源的铯离子以3keV的加速能量来实施。
[第38实施方式]
图33是表示本发明的第38实施方式的半导体发光装置的概略剖视图。该实施方式的特征是半导体发光元件6装载在铝反射层4上,且用于与半导体发光元件6引线接合或内部引线接合配线的供电用端子部的基材2B、2C上没有铝反射层4。
引线接合部位也可以有铝反射层4,但是没有铝反射层4的情况下,通过使基材2B、2C的表面状态最佳化,从而接合条件的范围扩大,装配速度、合格率变得良好。图33表示了基材2A、2B、2C下部由树脂覆盖的情况,但是在背面也可以露出整面或一部分的基材2的背面。露出的部分进一步与金属制的放热板等软钎焊等连接,从而可以提高放热性,并可以增大光输出功率。另外,使用具有背面电极的半导体发光元件6时,用于与上部电极的连接的供电用端子有1根以上即可,也可以将与上部电极连接的多个供电用端子引线接合配线。另外,有时也配置多根引线以便可以通过大电流。
图33表示了将光发光元件的电极部分和供电用端子的连接进行引线接合连接的情况,但也可以制作内部引线,实施利用楔焊的连接,所述内部引线利用了形成有连接用的图案的配线材,所述楔焊使用了超声波、加热。
本发明的发明人得出了以下见解,即,如上所述,银层或银合金层3层与铝反射层4之间的钛层19提高了本材料的相对于反射率的耐热性、即,热处理后的反射特性和耐硫化特性,并在硫化氛围下也能保持良好的反射率。应注意这适用上述的全部实施方式。
将本发明的半导体发光元件搭载用基板以及使用其的半导体发光装置作为实施方式表示的代表的结构例中说明的本发明不限定于该结构例,在本发明的技术思想的范围内可以有各种构成。
表1
Figure BSA00000575515000531
表2
表3
表4
表5
Figure BSA00000575515000551
表6
表7
Figure BSA00000575515000553
表8
Figure BSA00000575515000561
表9
Figure BSA00000575515000562
表10
Figure BSA00000575515000563

Claims (16)

1.一种半导体发光元件搭载用基板,其特征在于,具备:
基材,其包含金属部分;以及
铝反射层,其厚度为0.02μm~5μm,且设在所述基材的搭载有半导体发光元件的面侧。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,所述基材和所述铝反射层之间设有含有钛的金属层。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,
在所述基材和所述铝反射层之间设有由Ag以外的金属构成的第1金属层,
所述第1金属层由选自钯、金、锡、镍、铜-锡合金、铜-镍合金、铁-镍合金中的一种构成,
所述铝反射层设在所述第1金属层的至少一部分。
4.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,在所述基材和所述铝反射层之间从所述基材侧起依次设有镍层和钯层。
5.根据权利要求4所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,在所述钯层和所述铝反射层之间设有金薄镀层。
6.一种半导体发光元件搭载用基板,其特征在于,具备:
基材,其包含金属部分;
银层或银合金层,其厚度为0.01μm~5μm,且设在所述基材的搭载有半导体发光元件的面侧;
铝反射层,其厚度为0.006μm~2μm,且设在所述银层或银合金层上。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,
在所述基材和所述银层或银合金层之间设有由Ag以外的金属构成的第1金属层,
所述第1金属层由选自钯、金、锡、镍、铜-锡合金、铜-镍合金、铁-镍合金中的一种构成,
所述铝反射层介由所述银层或银合金层而设在所述第1金属层的至少一部分。
8.根据权利要求6或7所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,在所述银层或银合金层与所述铝反射层之间设有金薄镀层。
9.根据权利要求6所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,在所述银层或银合金层与所述铝反射层之间设有含钛的金属层,
所述铝反射层具有0.02μm~2μm的厚度。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,在最表面设有镀金层。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,所述铝反射层的杂质碳浓度为1×1014个/cm3~1×1020个/cm3
12.根据权利要求1~10中任一项所述的半导体发光元件搭载用基板,其中,所述铝反射层的反射率为90%~98%。
13.一种半导体发光装置,其特征在于,具备:
权利要求1~12中任一项所述的半导体发光元件搭载用基板;
半导体发光元件,其搭载于所述半导体发光元件搭载用基板上;
***器部分,其包围所述半导体发光元件搭载用基板的一部分,在所述半导体发光元件的周围具有由倾斜面或垂直面形成的凹部,所述倾斜面随着从所述半导体发光元件搭载用基板离开而从所述半导体发光元件离开;
透光性树脂部,其填充在所述***器部分的所述凹部而密封所述半导体发光元件。
14.根据权利要求13所述的半导体发光装置,其中,所述半导体发光元件搭载于所述基材上形成的所述铝反射层上,并与未形成所述铝反射层且与所述铝反射层电绝缘的供电用端子引线接合或内部引线接合。
15.根据权利要求13所述的半导体发光装置,其中,所述铝反射层的杂质碳浓度为1×1014个/cm3~1×1020个/cm3
16.根据权利要求13所述的半导体发光装置,其中,作为所述供电用端子而引线接合或内部引线接合的所述基材的表面的主要的构成材料是选自金、银、钯、金合金、银合金或钯合金中的一种、或其组合。
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