CN106058005A - 半导体发光装置及其制造方法 - Google Patents

半导体发光装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106058005A
CN106058005A CN201610141800.4A CN201610141800A CN106058005A CN 106058005 A CN106058005 A CN 106058005A CN 201610141800 A CN201610141800 A CN 201610141800A CN 106058005 A CN106058005 A CN 106058005A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor light
insulating barrier
metallic plate
metal
metal parts
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201610141800.4A
Other languages
English (en)
Inventor
赤松祐季
野口吉雄
小串昌弘
竹内辉雄
黑木敏宏
江越秀德
荒川崇
井上裕
井上一裕
米屋俊宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN106058005A publication Critical patent/CN106058005A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/647Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明的实施方式提供一种能够提高生产性的半导体发光装置及其制造方法。根据实施方式,半导体发光装置包含第1金属部件、半导体发光元件以及绝缘层。所述第1金属部件包含含有铜的第1金属板以及含有银的第1金属层。所述第1金属层配置在所述半导体发光元件与所述第1金属板之间。所述绝缘层包含氧化硅。所述第1金属板具有与相对于从所述第1金属层朝向所述半导体发光元件的第1方向垂直的平面交叉的第1金属板侧面。所述绝缘层与所述第1金属板侧面相接。

Description

半导体发光装置及其制造方法
[相关申请]
本申请享有以日本专利申请2015-84952号(申请日:2015年4月17日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种半导体发光装置及其制造方法。
背景技术
在半导体发光装置中,例如发光二极管(LED:Light Emitting Diode)等半导体发光元件被安装在引线架等部件之上。在半导体发光装置中,要求高生产性。
发明内容
本发明的实施方式提供一种能够提高生产性的半导体发光装置及其制造方法。
根据本发明的实施方式,半导体发光装置包含:第1金属部件、半导体发光元件以及绝缘层。所述第1金属部件包含含有铜的第1金属板及含有银的第1金属层。所述第1金属层配置在所述半导体发光元件与所述第1金属板之间。所述绝缘层含有氧化硅。所述第1金属板具有与相对于第1方向垂直的平面交叉的第1金属板侧面,所述第1方向从所述第1金属层朝向所述半导体发光元件。所述绝缘层与所述第1金属板侧面相接。
附图说明
图1(a)~(d)是例示第1实施方式的半导体发光装置的示意图。
图2是例示第1实施方式的另一半导体发光装置的示意性剖视图。
图3是例示第1实施方式的另一半导体发光装置的示意性剖视图。
图4(a)~(e)是例示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的步骤顺序示意性剖视图。
图5(a)及(b)是例示第2实施方式的另一半导体发光装置的一部分的示意性剖视图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的各实施方式进行说明。
此外,附图是示意图或概念图,各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与实物相同。另外,即便是在表示相同部分的情况下,也存在根据附图将相互的尺寸或比率不同地表示的情况。
此外,在本申请的说明书及各图中,对与关于已经出现过的图在上文已叙述过的要素相同的要素标注相同的符号,并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1(a)~图1(d)是例示第1实施方式的半导体发光装置的示意图。
图1(a)是立体图。图1(b)是例示沿着图1(a)的箭头AR观察时的半导体发光装置的一部分的俯视图。在图1(b)中,以虚线表示一部分的要素。图1(c)是图1(a)及图1(b)所示的A1-A2线的剖视图。图1(d)是例示半导体发光装置的一部分的剖视图。
如图1(a)所示,本实施方式的半导体发光装置110包含半导体发光元件10、第1金属部件51以及绝缘层40。在此例中,半导体发光装置110还包含第2金属部件52。
在图1(c)中,为了便于观察图,将半导体发光元件10的厚度放大后绘画。
如图1(c)所示,第1金属部件51包含第1金属板51c与第1金属层51a。在此例中,第1金属部件51还包含第1下金属层51b。在第1金属层51a与第1下金属层51b之间设置第1金属板51c。第1金属板51c含有铜(Cu)。第1金属板51c例如为铜板。第1金属层51a例如含有银(Ag)。第1金属层51a例如为银层。第1下金属层51b例如含有银。第1下金属层51b例如为银层。
例如,通过镀敷在第1金属板51c的表面形成银层。由此,形成第1金属层51a(及第1下金属层51b)。银层也可以通过蒸镀而形成。
在半导体发光元件10与第1金属板51c之间配置第1金属层51a。半导体发光元件10例如为LED芯片。
将从第1金属层51a朝向半导体发光元件10的第1方向设为Z轴方向。将相对于Z轴方向垂直的一个方向设为X轴方向。将相对于Z轴方向与X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。第1金属层51a与第1金属板51c之间的界面(与下述第1下表面51al对应的面)相对于X-Y平面平行。
第2金属部件52在与第1方向(Z轴方向)交叉的方向上与第1金属部件51并排。
第2金属部件52包含第2金属板52c与第2金属层52a。第2金属层52a在第1方向上与第2金属板52c的至少一部分重叠。在此例中,第2金属部件52还包含第2下金属层52b。在第2金属层52a与第2下金属层52b之间设置第2金属板52c。第2金属板52c含有铜。第2金属层52a例如含有银。第2下金属层52b例如含有银。例如,在第2金属板52c的表面通过镀敷形成银层而形成第2金属层52a(及第2下金属层52b)。银层也可以通过蒸镀而形成。
在此例中还设置着第3金属部件53。第3金属部件53在与第1方向(Z轴方向)交叉的方向上与第1金属部件51并排。在此例中,在第3金属部件53与第2金属部件52之间配置第1金属部件51。
第3金属部件53包含第3金属板53c与第3金属层53a。第3金属层53a在第1方向上与第3金属板53c的至少一部分重叠。在此例中,第3金属部件53还包含第3下金属层53b。在第3金属层53a与第3下金属层53b之间设置第3金属板53c。第3金属板53c含有铜。第3金属层53a例如含有银。第3下金属层53b例如含有银。例如,在第3金属板53c的表面通过镀敷形成银层而形成第3金属层53a(及第3下金属层53b)。银层也可以通过蒸镀而形成。
图1(b)例示第1金属部件51、第2金属部件52及第3金属部件53。如图1(b)所示,第2金属部件52与第1金属部件51相隔。第2金属部件52与第1金属部件51电绝缘。在此例中设置着连接部件53x。第3金属部件53是通过连接部件53x而与第1金属部件51电连接。这些金属部件例如为引线架。
绝缘层40设置在第1金属部件51的至少一部分之上。绝缘层40含有氧化硅41。在此例中,绝缘层40还包含多个粒子42。多个粒子42例如含有氧化锌及氧化钛中的至少任一种。绝缘层40例如具有光反射性。绝缘层40的光反射率例如高于第1金属板51c的光反射率。
绝缘层40例如保持第1金属部件51及第2金属部件52。绝缘层40例如将第1金属部件51与第2金属部件52连接。绝缘层40固定第2金属部件52相对于第1金属部件51的位置。绝缘层40将第1金属部件51与第2金属部件52之间电绝缘,并且保持第1金属部件51及第2金属部件52。绝缘层40将第1金属部件51与第2金属部件52之间电绝缘,并且将第1金属部件51与第2金属部件52连接。
如图1(c)所示,第1金属板51c具有第1金属板侧面51cs。第1金属板侧面51cs与X-Y平面(相对于第1方向垂直的平面)交叉。第1金属层51a具有第1金属层侧面51as。第1金属层侧面51as与X-Y平面交叉。第1下金属层51b具有第1下金属层侧面51bs。第1下金属层侧面51bs与X-Y平面交叉。
第2金属板52c具有第2金属板侧面52cs。第2金属板侧面52cs与X-Y平面交叉。第2金属层52a具有第2金属层侧面52as。第2金属层侧面52as与X-Y平面交叉。第2下金属层52b具有第2下金属层侧面52bs。第2下金属层侧面52bs与X-Y平面交叉。
在本实施方式中,绝缘层40与第1金属板侧面51cs相接。在此例中,绝缘层40与第1金属层侧面51as相接。绝缘层40与第1下金属层侧面51bs相接。绝缘层40与第2金属板侧面52cs相接。绝缘层40与第2金属层侧面52as相接。绝缘层40与第2下金属层侧面52bs相接。
在此种半导体发光装置110中,可获得高生产性。
例如存在第1金属板51c的第1金属板侧面51cs被银层覆盖的参考例。例如,将欲成为金属板的铜板加工成指定形状以形成金属板,在该金属板的表面通过镀敷等形成银层,由此获得该参考例的构成。在该参考例中,铜的金属板的表面被银层覆盖。在此情况下,绝缘层40与银层相接,而并未与铜的金属板的表面相接。在此种参考例中,可知存在绝缘层40产生龟裂等的情况。绝缘层40具有与金属部件的角部相接的部分。该部分容易产生龟裂。
例如,设置绝缘层40,该绝缘层40在半导体发光装置的制造过程中保持多个(两个)金属部件。此后,存在对该两个金属部件施加方向互不相同的应力的情况。此时,该应力施加至绝缘层40而绝缘层40产生龟裂。还会存在绝缘层40与金属部件之间产生剥离的情况。因此,存在两个金属部件的位置变成非指定位置的情况而变得不良。两个金属部件之间的绝缘性变差。由此,例如还会存在可靠性降低的情况。例如还会存在高温高湿动作试验下的寿命降低的情况。
可知在绝缘层40具有光反射性并且具有高机械强度的情况下特别容易产生此种问题。在半导体发光装置中,从半导体发光元件10放出的光在绝缘层40反射而出射至外部。为了获得高光反射性,例如在绝缘层40设置多个粒子42。要求设置在多个粒子42周围的基质(母体)的光吸收性低。进而,来自半导体发光元件10的高强度的光照射至基质。因此,要求基质具有高耐光性。此外,要求绝缘层40具有高机械强度。由此,能够稳定地保持两个金属部件。例如,如果使用柔软性高的材料作为绝缘层40的基质,那么难以获得高机械强度。
因此,在利用绝缘层40保持相互隔开的两个金属部件(引线架)的构成中,用于绝缘层40的材料的选择范围受到限制。通过变更用于绝缘层40的材料来抑制绝缘层40的龟裂或剥离存在极限。
此种问题是在使用半导体发光元件10及多个金属部件获得高光反射率并且利用绝缘层稳定地保持多个金属部件的构成中尤其会产生的问题。本申请的发明者对解决此种新颖问题的方法进行了研究。
本申请的发明者进行了变更引线架的制造步骤的实验。也就是说,在铜板的表面形成银层,然后将银层及铜板加工成指定形状。可知在通过此种步骤而获得的构成中,能够抑制绝缘层40的龟裂或剥离。
在此种构成中,铜板的侧面并未被银层覆盖。因此,铜板的侧面露出。绝缘层40与铜板的侧面相接。由于铜的表面能高于银的表面能,所以认为绝缘层40与铜之间的密接力高于绝缘层40与银之间的密接力。
根据本申请的发明者的实验,可知在铜层之上形成着绝缘层40时的抗剪强度(shear strength)约为335gf/mm2。另一方面,可知在银层之上形成着绝缘层40时的抗剪强度约为12gf/mm2。这样一来,绝缘层40与铜之间的密接力高。
在实施方式中,绝缘层40与第1金属板侧面51cs相接。由此,在绝缘层40与第1金属板侧面51cs之间获得高密接性。进而,绝缘层40与第2金属板侧面52cs相接,由此,在绝缘层40与第2金属板侧面52cs之间获得高密接性。由此,能够抑制绝缘层40中的龟裂等。由此,良率提高。可获得高生产性。
例如通过对半导体发光装置施加应力而测定封装强度。例如,如果对绝缘层40施加应力,那么两个金属部件的位置会变化而绝缘层40被破坏。在此种封装强度试验中,实施方式的半导体发光装置110的封装强度约为5N(牛顿)(4.4N以上且5.6N以下)。另一方面,在所述参考例(铜板的整个表面被银层覆盖)中,封装强度约为4N(3.3N以上且4.6N以下)。这样一来,在实施方式中可获得高封装强度。
根据实施方式,可获得高可靠性。
如图1(d)所示,第1金属板51c具有沿第1方向(Z轴方向)的厚度(厚度tc)。第1金属层51a具有沿第1方向的厚度(厚度ta)。第1下金属层51b具有沿第1方向的厚度(厚度tb)。
厚度tc厚于厚度ta,且厚于厚度tb。由此,能够增大密接力高的第1金属板51c与绝缘层40之间的接触面积。
例如,第1金属板51c沿第1方向的厚度tc例如为第1金属层51a沿第1方向的厚度ta的500倍以上且5000倍以下。在厚度tc小于厚度ta的500倍时,存在例如密接力变得不充分的情况。如果厚度tc超过厚度ta的5000倍,那么存在例如第1金属层51a过薄而难以获得所需的反射特性的情况。或者,例如第1金属板51c变得过厚而装置整体的厚度变厚。同样地,厚度tc例如为厚度tb的500倍以上且5000倍以下。
例如第1金属层51a的厚度ta为2微米(μm)以上且10μm以下。在厚度ta小于2μm的情况下,存在例如难以获得均匀的高反射率的情况。如果厚度ta超过10μm,那么存在例如第1金属层51a容易产生龟裂的情况。进而制造成本上升。
例如第1金属板51c的厚度tc为0.2毫米(mm)以上且1(mm)以下。在厚度tc小于0.2mm的情况下,例如机械强度降低。如果厚度tc超过1mm,那么半导体发光装置的厚度变厚。进而制造成本上升。
如图1(d)所示,第1金属板51c也可以包含第1区域51cc与第2区域51co。第1区域51cc含有铜。第1区域51cc例如为含有铜的板。第2区域51co设置在第1区域51cc与绝缘层40之间。第2区域51co中的氧浓度高于第1区域51cc中的氧浓度。第2区域51co例如含有氧化铜。第2区域51co例如为设置在第1区域51cc的表面(侧面)的一部分的铜氧化膜。在此情况下,第1金属板51c的第1金属板侧面51cs成为第2区域51co的侧面。
例如,在第1金属板侧面51cs含有铜氧化物的情况下,存在于绝缘层40与铜氧化物之间形成化学键(例如氢键)的情况。由此,第1金属板侧面51cs与绝缘层40之间的密接力进一步提高。由此,生产性进一步提高。可靠性进一步提高。
在实施方式中,绝缘层40中的氧化硅41的含有率例如为40%以上。氧化硅41的含有率也可以为50%以上。氧化硅41的含有率例如为70%以下。氧化硅41的含有率也可以为60%以下。
绝缘层40中的多个粒子42的含有率为20%以上。多个粒子42的含有率也可以为30%以上。多个粒子42的含有率例如为50%以下。多个粒子42的含有率也可以为40%以下。
绝缘层40也可以还含有有机物。绝缘层40也可以还含有偶联剂。由此,密接性提高。绝缘层40也可以含有烃基。绝缘层40也可以含有含不饱和键的基(例如不饱和烃基等)。绝缘层40例如也可以含有硅氧烷化合物。绝缘层40的柔软性提高。由此,应力容易被缓和,从而抑制龟裂等。
如图1(c)所示,第1金属层51a具有第1上表面51au与第1下表面51al。第1下表面51al与第1金属板51c对向。第1上表面51au是与第1下表面51al为相反侧的面。第1上表面51au及第1下表面51al沿着X-Y平面。绝缘层40也可以与第1上表面51au的至少一部分相接。第1上表面51au与半导体发光元件10对向。
第2金属层52a具有第2上表面52au与第2下表面52al。第2下表面52al与第2金属板52c对向。第2上表面52au是与第2下表面52al为相反侧的面。第2上表面52au及第2下表面52al沿着X-Y平面。绝缘层40也可以与第2上表面52au的至少一部分相接。
第3金属层53a具有第3上表面53au与第3下表面53al。第3下表面53al与第3金属板53c对向。第3上表面53au是与第3下表面53al为相反侧的面。第3上表面53au及第3下表面53al沿着X-Y平面。绝缘层40也可以与第3上表面53au的至少一部分相接。
绝缘层40与这些上表面相接,由此,绝缘层40能够进一步牢固地保持金属部件。由此,生产性进一步提高。可靠性进一步提高。
在半导体发光装置110的例子中,第2金属部件52的下表面52lf实质上位于包含第1金属部件51的下表面51lf的至少一部分的面(X-Y平面)内。第3金属部件53的下表面53lf实质上位于包含第1金属部件51的下表面51lf的至少一部分的面(X-Y平面)内。绝缘层40的下表面40lf实质上位于包含第1金属部件51的下表面51lf的至少一部分的面(X-Y平面)内。
这些下表面位于相同的平面内,由此,在半导体发光装置110的安装中,与这些金属部件的电连接变得容易。可获得高可靠性的连接。
以下,对半导体发光装置110的例子进一步进行说明。
如图1(c)所示,半导体发光元件10包含第1半导体层11、第2半导体层12以及第3半导体层13。第1半导体层11例如为第1导电型。第2半导体层12设置在第1半导体层11与第1金属部件51之间。第2半导体层12例如为第2导电型。例如第1导电型为n型,第2导电型为p型。也可以是第1导电型为p型,第2导电型为n型。第3半导体层13设置在第1半导体层11与第2半导体层12之间。第3半导体层13例如为发光层。第1半导体层11、第2半导体层12及第3半导体层13例如包含氮化物半导体。
例如第1金属部件51与第2半导体层12电连接。第2金属部件52与第1半导体层11电连接。
半导体发光元件10包含焊垫部11p。焊垫部11p与第1半导体层11电连接。在此例中设置着第1电极11e。第1电极11e与第1半导体层11及焊垫部11p电连接。第1电极11e例如为细线电极。
半导体发光元件10还包含基体15及第2电极12e。在第2电极12e之上设置基体15。在基体15之上设置第2半导体层12。在第2半导体层12之上设置第3半导体层13。在第3半导体层13之上设置第1半导体层11。在第1半导体层11的一部分之上设置第1电极11e及焊垫部11p。基体15例如具有导电性。基体15例如包含具有与第2半导体层12的欧姆接触的金属。在第2电极12e与焊垫部11p之间施加电压。由此,在第3半导体层13中流动电流而从第3半导体层13放出光。半导体发光元件10例如为LED。
从第3半导体层13放出的光的峰值波长例如为400nm以上且480nm以下。在实施方式中,峰值波长为任意。光的强度在峰值波长下达到最高。
在第1金属部件51与半导体发光元件10之间设置接合层22。接合层22例如为焊料。通过接合层22在第1金属部件51上固定半导体发光元件10。第1金属部件51与第2电极12e电连接。第1金属部件51与第2半导体层12电连接。
半导体发光装置110包含配线21。配线21的一端与焊垫部11p电连接。配线21的另一端与第2金属部件52电连接。通过在第1金属部件51与第2金属部件52之间施加电压而对半导体发光元件10施加电压,从而产生发光。
在此例中还设置着光透过层23。在光透过层23的至少一部分与第1金属部件51之间配置半导体发光元件10。光透过层23例如作为透镜发挥功能。光透过层23也可以具有波长转换功能。在此例中,在光透过层23与半导体发光元件10之间设置着波长转换层24。波长转换层24吸收从半导体发光元件10放出的第1光的一部分,并放出第2光。第2光的峰值波长与第1光的峰值波长不同。第1光例如为蓝色,第2光例如为黄色(也可以包含红色)等。第1光及第2光的合成光成为半导体发光装置110的光。
如图1(a)及图1(b)所示,在此例中设置着电子元件70(例如稳压二极管等)。电子元件70的一端与第3金属部件53电连接。也就是说,电子元件70的一端与第1金属部件51电连接。电子元件70的另一端与第2金属部件52电连接。通过设置电子元件70,能够抑制对半导体发光元件10施加反向电压。
图2是例示第1实施方式的另一半导体发光装置的示意性剖视图。
图2是与图1(a)及图1(b)所示的A1-A2线的截面对应的图。
如图2所示,在本实施方式的另一半导体发光装置111中,金属部件的一部分在第1方向上位于绝缘层40之间。而且,绝缘层40的厚度变化。除此以外与半导体发光装置110相同,因此省略说明。
例如,第1金属部件51的一部分在第1方向上配置在绝缘层40的一部分与绝缘层40的另一部分之间。第2金属部件52的一部分在第1方向上配置在绝缘层40的一部分与绝缘层40的另一部分之间。第3金属部件53的一部分也可以在第1方向上配置在绝缘层40的一部分与绝缘层40的另一部分之间。由此,金属部件被绝缘层40从上下方向夹住。可牢固地保持。
在半导体发光装置111中,利用绝缘层40的一部分夹住金属部件,并且绝缘层40的下表面40lf实质上位于包含第1金属部件51的下表面51lf的至少一部分的面(X-Y平面)内。可牢固地保持,并且可确实地电连接。
绝缘层40的一部分的高度高于绝缘层40的另一部分。例如,通过增高半导体发光元件10周围的绝缘层40的部分的高度,例如能容易地控制覆盖半导体发光元件10的树脂(例如波长转换层24等)的形状。
图3是例示第1实施方式的另一半导体发光装置的示意性剖视图。
图3是与图1(a)及图1(b)所示的A1-A2线的截面对应的图。
如图3所示,在本实施方式的另一半导体发光装置112中,第1金属层51a的第1上表面51au中靠近第1金属板侧面51cs的部分相对于X-Y平面倾斜。另一方面,第1上表面51au中在Z轴方向上与半导体发光元件10重叠的部分实质上沿着X-Y平面(平行)。除此以外与半导体发光装置110相同,因此省略说明。在图3中,省略了光透过层23及波长转换层24。
第1上表面51au中靠近第1金属板侧面51cs的部分相对于X-Y平面倾斜的形状例如是在第1金属部件51的成型步骤中形成。例如,如果沿着从第1下金属层51b朝向第1金属层51a的方向切断成为金属部件的材料,那么会形成此种形状(例如“毛边”)。
例如,第1金属板侧面51cs具有半导体发光元件10侧的端51cse。第1金属板51c具有上表面51cu。上表面51cu与第1金属层51a对向。上表面51cu具有在第1方向(Z轴方向)上与半导体发光元件10重叠的部分51cue。端51cse的第1方向上的位置设置在部分51cue的第1方向上的位置与半导体发光元件10的第1方向上的位置之间。
例如,第1金属层51a的第1金属层侧面51as具有半导体发光元件10侧的端51ase。第1金属层51a具有半导体发光元件10侧的上表面51au。上表面51au具有在第1方向(Z轴方向)上与半导体发光元件10重叠的部分51aue。端51ase的第1方向上的位置设置在部分51aue的第1方向上的位置与半导体发光元件10的第1方向上的位置之间。
在半导体发光装置112中,第1金属板51c的一部分位于第1金属层51a与绝缘层40之间。第2金属板52c的一部分位于第2金属层52a与绝缘层40之间。第3金属板53c的一部分位于第3金属层53a与绝缘层40之间。
在此种构成中,例如能够增大绝缘层40与第1金属部件51的接触面积。例如,在端51ase的附近,绝缘层40在与Z轴方向交叉的方向上夹住第1金属部件51(毛边部分)。由此,更确实地利用绝缘层40保持第1金属部件51。
例如,在所述参考例(铜板的整个表面被银层覆盖)中,在形成金属板后在金属板的整个表面设置银层。在参考例中,由于银层设置在金属板的“毛边”的表面,故而“毛边”被平滑化。因此,绝缘层40难以在与Z轴方向交叉的方向上夹住毛边部分。
相对于此,在实施方式中,通过利用毛边而保持强度进一步提高。
(第2实施方式)
本实施方式涉及一种半导体发光装置的制造方法。
图4(a)~图4(e)是例示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的步骤顺序示意性剖视图。
这些图表示半导体发光装置110的制造方法的例子。
如图4(a)所示,准备含有铜的金属板50cx。
如图4(b)所示,在金属板50cx的表面形成含有银的膜50ax。由此,形成母体55。母体55包含:金属板50cx,含有铜;以及膜50ax,设置在金属板50cx的表面且含有银。
如图4(c)所示,将母体55切断而形成第1金属部件51。在此例中,也形成第2金属部件52及第3金属部件53。
第1金属部件51包含:第1金属板51c,由金属板50cx获得且具有第1金属板侧面51cs;以及第1金属层51a,由所述膜50ax获得。在此例中,第1金属部件51还包含由所述膜50ax获得的第1下金属层51b。
第2金属部件52包含:第2金属板52c,由金属板50cx获得且具有第2金属板侧面52cs;以及第2金属层52a,由所述膜50ax获得。在此例中,第2金属部件52还包含由所述膜50ax获得的第2下金属层52b。
第3金属部件53包含:第3金属板53c,由金属板50cx获得且具有第3金属板侧面53cs;以及第3金属层53a,由所述膜50ax获得。在此例中,第3金属部件53还包含由所述膜50ax获得的第3下金属层53b。
如图4(d)所示,形成含有氧化硅的绝缘层40。例如,使用模具45进行绝缘层40的成型。绝缘层40与第1金属板侧面51cs相接。绝缘层40也可以与第2金属板侧面52cs及第3金属板侧面53cs相接。绝缘层40也可以与第1金属层侧面51as、第2金属层侧面52as及第3金属层侧面53as相接。绝缘层40也可以与第1下金属层侧面51bs、第2下金属层侧面52bs及第3下金属层侧面53bs相接。
如图4(e)所示,在第1金属层51a之上配置半导体发光元件10。视需要利用配线21进行连接。
由此,制作半导体发光装置110。在该制造方法中,可制造能够提高生产性的半导体发光装置。
在第1金属板侧面51cs的铜(或铜氧化物)与绝缘层40相接的构成中,在高温低温的温度应力施加至半导体发光装置110时,例如低密接性的银(例如第1金属层51a等)降低因绝缘层40的热膨胀等所引起的应力。由此,可靠性提高。
图5(a)及图5(b)是例示第2实施方式的另一半导体发光装置的一部分的示意性剖视图。
如图5(a)所示,也可以在第1金属板侧面51cs设置含有银的区域(第1含银区域51ap)。也可以在第2金属板侧面52cs设置含有银的区域(第2含银区域52ap)。例如,在加工金属部件时,存在由含有银的金属层形成的含有银的芯片附着在金属板侧面的情况。在此种情况下,在金属板侧面形成含银区域。在此例的情况下,第1金属板侧面51cs包含含有铜的区域以及含有银的区域。根据分析条件,存在第1金属板侧面51cs含有铜及氧的情况。
如图5(b)所示,也可以在第1金属板侧面51cs附近的第2区域51co设置第1含银区域51ap。在此情况下,第1金属板侧面51cs包含含有铜与氧的区域以及含有银的区域。根据分析条件,存在第1金属板侧面51cs含有铜、氧以及银的情况。
在图5(a)及图5(b)所示的例中,例如也能抑制绝缘层40的龟裂而获得高良率,从而获得高生产性。可获得高可靠性。
根据所述实施方式,可提供一种能够提高生产性的半导体发光装置及其制造方法。
此外,在本说明书中,所谓“氮化物半导体”包含在BxInyAlzGa1-x-y-zN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z≦1)的化学式中使组成比x、y及z在各自的范围内变化的所有组成的半导体。而且,进而如下半导体也包含在“氮化物半导体”中:在所述化学式中还含有N(氮)以外的V族元素的半导体、还含有为了控制导电型等各种物性而添加的各种元素的半导体以及还含有意外含有的各种元素的半导体。
此外,在本申请的说明书中,“垂直”及“平行”并不仅仅为严格的垂直及严格的平行,例如还包含制造步骤中的偏差等,只要实质上垂直及实质上平行即可。
以上,一边参照具体例,一边对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明并不限定于这些具体例。例如,关于半导体发光装置所包含的半导体发光元件、半导体层、电极、金属部件、金属板、金属层、绝缘层及配线等各要素的具体构成,只要通过业者从公知的范围中适当选择而能够同样地实施本发明,并获得同样的效果,便也包含在本发明的范围内。
另外,将各具体例的任意两个以上的要素在技术上允许的范围内组合而成的发明只要包含本发明的主旨,便也包含在本发明的范围内。
而且,基于上文中作为本发明的实施方式而叙述的半导体发光装置及其制造方法,业者可适当进行设计变更而实施的所有半导体发光装置及其制造方法只要包含本发明的主旨,便也属于本发明的范围。
此外,在本发明的思想范畴内,只要为业者,便能够想到各种变更例及修正例,且应当了解这些变更例及修正例也属于本发明的范围。
已对本发明的若干实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为示例而提出的,并非意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其它各种方式加以实施,且能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[符号的说明]
10 半导体发光元件
11 第1半导体层
11e 第1电极
11p 焊垫部
12 第2半导体层
12e 第2电极
13 第3半导体层
15 基体
21 配线
22 接合层
23 光透过层
24 波长转换层
40 绝缘层
40lf 下表面
41 氧化硅
42 粒子
45 模具
50ax 膜
50cx 金属板
51 第1金属部件
51a 第1金属层
51al 第1下表面
51ap 第1含银区域
51as 第1金属层侧面
51ase 端
51au 第1上表面
51aue 部分
51b 第1下金属层
51bs 第1下金属层侧面
51c 第1金属板
51cc 第1区域
51co 第2区域
51cs 第1金属板侧面
51cse 端
51cu 上表面
51cue 部分
51lf 下表面
52 第2金属部件
52a 第2金属层
52al 第2下表面
52ap 第2含银区域
52as 第2金属层侧面
52au 第2上表面
52b 第2下金属层
52bs 第2下金属层侧面
52c 第2金属板
52cs 第2金属板侧面
52lf 下表面
53 第3金属部件
53a 第3金属层
53al 第3下表面
53as 第3金属层侧面
53au 第3上表面
53b 第3下金属层
53bs 第3下金属层侧面
53c 第3金属板
53cs 第3金属板侧面
53lf 下表面
53x 连接部件
55 母体
70 电子元件
110~112 半导体发光装置
AR 箭头
ta、tb、tc 厚度

Claims (9)

1.一种半导体发光装置,其特征在于包括:
第1金属部件,包含:含有铜的第1金属板及含有银的第1金属层;
半导体发光元件,在所述半导体发光元件与所述第1金属板之间配置着所述第1金属层;以及
绝缘层,含有氧化硅;且
所述第1金属板具有与相对于第1方向垂直的平面交叉的第1金属板侧面,所述第1方向从所述第1金属层朝向所述半导体发光元件;
所述绝缘层与所述第1金属板侧面相接。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述第1金属层具有与所述平面交叉的第1金属层侧面,
所述绝缘层与所述第1金属层侧面相接。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置,其特征在于:
还包括第2金属部件,所述第2金属部件包含:
第2金属板,含有铜;以及
第2金属层,在所述第1方向上与所述第2金属板的至少一部分重叠且含有银;且
所述第2金属部件在与所述第1方向交叉的方向上与所述第1金属部件并排,
所述第2金属板具有与所述平面交叉的第2金属板侧面,
所述绝缘层与所述第2金属板侧面相接。
4.根据权利要求3所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述半导体发光元件包含:
第1导电型的第1半导体层;
第2导电型的第2半导体层,设置在所述第1半导体层与所述第1金属部件之间;以及
第3半导体层,设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间;且
所述第1金属部件与所述第2半导体层电连接,
所述第2金属部件与所述第1半导体层电连接。
5.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述绝缘层中的所述氧化硅的含有率为40%以上。
6.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述绝缘层还包含含有氧化锌的多个粒子。
7.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述第1金属板沿所述第1方向的厚度为所述第1金属层沿所述第1方向的厚度的500倍以上且5000倍以下。
8.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置,其特征在于:
所述第1金属板包含:
第1区域,含有铜;以及
第2区域,设置在所述第1区域与所述绝缘层之间;且
所述第2区域中的氧浓度高于所述第1区域中的氧浓度。
9.一种半导体发光装置的制造方法,其特征在于:将母体切断而形成第1金属构件,所述母体包含:含有铜的金属板以及设置在所述金属板的表面的含有银的膜,所述第1金属构件包含:由所述金属板获得且具有第1金属板侧面的第1金属板以及由所述膜获得的第1金属层,
形成与所述第1金属板侧面相接且含有氧化硅的绝缘层,且
在所述第1金属层之上配置半导体发光元件。
CN201610141800.4A 2015-04-17 2016-03-11 半导体发光装置及其制造方法 Pending CN106058005A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-084952 2015-04-17
JP2015084952A JP2016207739A (ja) 2015-04-17 2015-04-17 半導体発光装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106058005A true CN106058005A (zh) 2016-10-26

Family

ID=57126778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610141800.4A Pending CN106058005A (zh) 2015-04-17 2016-03-11 半导体发光装置及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9853195B2 (zh)
EP (1) EP3285307B1 (zh)
JP (1) JP2016207739A (zh)
CN (1) CN106058005A (zh)
TW (1) TWI593143B (zh)
WO (1) WO2016167062A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6210767B2 (ja) * 2013-07-17 2017-10-11 オリンパス株式会社 光源装置
JP2023076897A (ja) * 2021-11-24 2023-06-05 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7244965B2 (en) * 2002-09-04 2007-07-17 Cree Inc, Power surface mount light emitting die package
CN102646646A (zh) * 2011-02-18 2012-08-22 钰桥半导体股份有限公司 具有非对称凸柱/基座/凸柱散热座的半导体芯片组体
CN103035819A (zh) * 2012-11-29 2013-04-10 芜湖德豪润达光电科技有限公司 封装基板及其制造方法及基于该封装基板的led封装结构

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4991173B2 (ja) * 2005-04-27 2012-08-01 京セラ株式会社 発光素子搭載用基体ならびにこれを用いた発光装置
US20070298268A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Gelcore Llc Encapsulated optoelectronic device
JP2010106243A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光半導体装置用シリコーン樹脂組成物
US8207547B2 (en) * 2009-06-10 2012-06-26 Brudgelux, Inc. Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate
JP2011187586A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Seiko Instruments Inc 発光デバイス及びその製造方法
JP2012134295A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP5736770B2 (ja) * 2010-12-27 2015-06-17 大日本印刷株式会社 Led用基板とその製造方法および半導体装置
TW201250964A (en) 2011-01-27 2012-12-16 Dainippon Printing Co Ltd Resin-attached lead frame, method for manufacturing same, and lead frame
WO2012124724A1 (ja) * 2011-03-16 2012-09-20 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
JP2012234955A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Toshiba Corp Ledパッケージ及びその製造方法
KR101086014B1 (ko) * 2011-06-27 2011-11-22 (주)포인트엔지니어링 고방열성 광소자용 기판 및 그 제조방법
JP5950563B2 (ja) * 2011-12-14 2016-07-13 古河電気工業株式会社 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法、および光半導体装置
JP2013133429A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Kaneka Corp 表面実装型発光装置用樹脂成形体およびそれを用いた発光装置
JP2013251384A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Seika Sangyo Kk 発光装置
KR102098831B1 (ko) 2012-06-07 2020-04-08 시코쿠 케이소쿠 코교 가부시키가이샤 Led 조명 모듈 및 led 조명 장치
JP5988782B2 (ja) * 2012-09-04 2016-09-07 パナソニック デバイスSunx竜野株式会社 Ledパッケージ及びled発光素子
JP6048880B2 (ja) 2013-01-25 2016-12-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光素子用パッケージ及びそれを用いた発光装置
JP6221403B2 (ja) * 2013-06-26 2017-11-01 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6279868B2 (ja) * 2013-10-01 2018-02-14 アピックヤマダ株式会社 リードフレーム基板の製造方法及び発光装置の製造方法
JP6653119B2 (ja) 2014-09-12 2020-02-26 アルパッド株式会社 半導体発光装置及びリードフレーム
US20160079217A1 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and lead frame

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7244965B2 (en) * 2002-09-04 2007-07-17 Cree Inc, Power surface mount light emitting die package
CN102646646A (zh) * 2011-02-18 2012-08-22 钰桥半导体股份有限公司 具有非对称凸柱/基座/凸柱散热座的半导体芯片组体
CN103035819A (zh) * 2012-11-29 2013-04-10 芜湖德豪润达光电科技有限公司 封装基板及其制造方法及基于该封装基板的led封装结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20160308099A1 (en) 2016-10-20
US9853195B2 (en) 2017-12-26
EP3285307B1 (en) 2021-05-05
WO2016167062A1 (ja) 2016-10-20
TW201639196A (zh) 2016-11-01
JP2016207739A (ja) 2016-12-08
TWI593143B (zh) 2017-07-21
EP3285307A1 (en) 2018-02-21
EP3285307A4 (en) 2018-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207781575U (zh) 经封装的电子装置
CN102804428B (zh) Led用引线框或基板、半导体装置和led用引线框或基板的制造方法
TWI757463B (zh) 半導體裝置
JP6667765B2 (ja) 電極接続方法及び電極接続構造
US9177833B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US20110201159A1 (en) Semiconductor package and manufacturing method thereof
TW200818458A (en) Stackable packages for three-dimensional packaging of semiconductor dice
JP7089388B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
CN107749401A (zh) 半导体装置
CN203367260U (zh) 一种功率陶瓷外壳和功率芯片封装结构
KR101967511B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법
CN107887349A (zh) 半导体器件
TW201539695A (zh) 半導體裝置及其製造方法
CN103943575A (zh) 用于在暴露的导电表面上电泳沉积(epd)薄膜的方法及其电子部件
CN107134441B (zh) 具有可焊接的电接触部的芯片嵌入封装体
CN106058005A (zh) 半导体发光装置及其制造方法
KR20170012927A (ko) 반도체 패키지용 클립 및 그 제조방법, 클립을 포함하는 반도체 패키지
US10236244B2 (en) Semiconductor device and production method therefor
DE102008031231B4 (de) Herstellungsverfahren für planare elektronsche Leistungselektronik-Module für Hochtemperatur-Anwendungen und entsprechendes Leistungselektronik-Modul
CN110335851B (zh) 一种新型的芯片封装结构及其制作方法
US10092974B2 (en) Method for producing a circuit carrier and for connecting an electrical conductor to a metallization layer of a circuit carrier
US10461050B2 (en) Bonding pad structure of a semiconductor device
TW200939431A (en) Ball grid array assembly and solder pad
US20230056682A1 (en) Semiconductor device
Lang et al. A novel three-dimensional packaging method for Al-metalized SiC power devices

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161026