JP2007013073A

JP2007013073A - 半導体発光素子のパッケージ用基板を作製する方法及びそのパッケージ用基板

Info

Publication number: JP2007013073A
Application number: JP2005349598A
Authority: JP
Inventors: Wan-Shun Chou; ワン−シュンチョウ
Original assignee: I Chiun Precision Ind Co Ltd
Current assignee: I Chiun Precision Ind Co Ltd
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-01-18
Also published as: KR100730626B1; US20090008757A1; TWM279026U; US20070001189A1; KR20070003514A; DE102005058880A1

Abstract

【課題】熱放散装置の余分な実装プロセスを必要としない、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板、およびその基板の作製方法を提供する。
【解決手段】（ａ）第１の金属板を打ち抜いて、第１のフレームと、周縁部、底面および上面を有するベース１１と、第１のフレームとベースとの間を接続するためにそれぞれが形成される少なくとも１つの第１の支持部とを形成する段階と、（ｂ）第１のフレームに噛み合う第２のフレームと、それぞれの接合パッドを有するＮ個の接合部１３と、第２のフレームと接合部１３のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成されるＮ個の外側電極１５とを形成する段階であって、Ｎが２以上の正の整数である段階と、（ｃ）第２のフレームを前記第１のフレーム上にパレット化する段階と、（ｄ）絶縁材１７を成形して、ベースおよび接合部を実質的にパッケージングする段階と、からなる。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、基板及びそれを作製する方法に関し、より詳細には、半導体素子のパッケージ用基板及びそれを作製する方法に関する。

半導体チップ、例えば半導体発光素子は、日常生活の至る所に利用されている。小容積、低消費電力などこれら半導体製品使用の利点が、こうした製品の開発を促進している。しかし、こうした半導体製品の多くは、結果として半導体チップ動作の低効率につながり、半導体チップの短寿命にさえもつながることがある温度上昇という同じ問題を有する。優れた熱伝導能力および熱放散能力を有する半導体チップ実装部は、半導体チップのパッケージ用基板には重要である。

さらに、熱放散装置、例えばヒート・シンクは、今日では、たいていの場合、銅またはアルミニウム材料などの優れた熱伝導性を有する金属材料によって形成され、半導体チップまたは半導体チップのキャリアに実装される。熱放散装置のこの実装プロセスは、基板を製造する際に余分なコストを生むことがある。

従って、本発明の目的は、熱放散装置の余分な実装プロセスを必要としない、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板、およびその基板の作製方法を提供することである。より具体的には、この方法によって、基板作製プロセスの複雑性を低減することができる。

本発明により、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を提供する。最初に、第１の金属板を打ち抜いて、第１のフレームと、第１のフレームのほぼ中央部に形成されるベースと、それぞれが第１のフレームとベースとの間を接続するために形成される少なくとも１つの第１の支持部とを形成する。さらに、ベースは、周縁部、底部および上面を有する。

その後、第２の金属板を打ち抜いて、第１のフレームに噛み合わせることのできる第２のフレームを形成する。それぞれの接合パッドをそれぞれ有するＮ個の接合部を、第２のフレームの中央部から離して形成する。さらに、第２のフレームと接合部のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが使用されるＮ個の外側電極を形成する。Ｎは２以上の正の整数である。

次いで、第２のフレームを第１のフレームに位置合わせし、第１のフレーム上にパレット化する。従って、接合部はベースの周縁部の回りに配設され、ベースから間隔が置かれる。

最後に、絶縁材を成形して、ベースの上面および底面、ならびに接合パッドが露出するようにベースおよび接合部を実質的にパッケージングする。少なくとも１つの半導体素子をベースの上面に実装した場合、少なくとも１つの半導体素子の電極が接合パッドに接続される。
又、前記少なくとも１つの第１の支持部および／または前記第２のフレームとともに、前記第１のフレームを選択的に除去する段階（ｅ）をさらに含むことが好適である。
又、前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、前記少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱を、前記ベースの前記上面から前記底面に伝導させ、次いで前記ベースの前記底面で放散させることが好適である。
又、前記第１の金属板が、特殊形状金属板または標準形状金属板であることが好適である。
又、前記第１の金属板の厚さが、前記第２の金属板の厚さ以上であることが好適である。
又、前記少なくとも１つの半導体素子のそれぞれが、半導体発光素子であることが好適である。
又、前記絶縁材が、ポリマー材またはセラミック材であることが好適である。
又、前記段階（ｄ）において、前記絶縁材を成形して、前記接合パッドおよび前記ベースの前記上面を囲む防壁も形成し、前記防壁内に透明なポリマー材を充填して、前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージング中に、前記少なくとも１つの半導体素子、前記ベースおよび前記接合パッドを封止することが好適である。
又、前記段階（ｂ）において、前記第２の金属板を打ち抜いて、前記第２のフレームと前記接合部のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成される、少なくとも１つの第２の支持部も形成し、前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、前記少なくとも１つの第２の支持部の除去も行うことが好適である。

本発明による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板は、ベースと、Ｎ個の接合部と、Ｎ個の外側電極と、絶縁材とを含む。Ｎは２以上の正の整数である。

ベースは、周縁部と、底面と、少なくとも１つの半導体素子がその上に実装される上面とを有する。さらに、ベースの周縁部の周りにそれぞれが配設されるＮ個の接合部は、ベースから間隔が置かれ、少なくとも１つの半導体素子の電極のうち少なくとも１つが接続される接合パッドをそれぞれ有する。さらに、Ｎ個の外側電極のそれぞれを、接合部のうちの１つから突出させる。さらに、絶縁材を成形して、ベースの上面および底面、ならびに接合パッドを露出させるようにベースおよび接合部を実質的にパッケージングする。

少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱は、ベースの上面から底面に伝導され、次いでベースの底面で放散される。
又、前記ベースが、厚肉金属材で形成され、前記接合部および前記外側電極が、薄肉金属材で一体構造的に形成されることが好適である。
又、前記絶縁材を成形して、前記接合パッドおよび前記ベースの前記上面を囲む防壁も形成することが好適である。
又、前記少なくとも１つの半導体素子のそれぞれが、半導体発光素子であることが好適である。
さらに、前記絶縁材が、ポリマー材またはセラミック材であることが好適である。

本発明の実施の形態の例を図面に従って説明する。

本発明は、半導体発光素子のパッケージ用基板の作製方法を提供する。

本発明による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板は、ベース、Ｎ個の接合部、Ｎ個の外側電極、および絶縁材を含む。Ｎは２以上の正の整数であることを留意されたい。実際には、少なくとも１つの半導体素子は、半導体発光素子である。

本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子（図示せず）のパッケージ用基板１の平面図、側面図および底面図をそれぞれ示す、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃを参照されたい。この実施の形態では、基板１は、ベース１１、２つの接合部１３、２つの外側電極１５、および絶縁材１７を含む。

ベース１１は、周縁部１１３、底面１１７、および上面１１５を有する。さらに、少なくとも１つの半導体素子を、ベース１１の上面１１５上に実装する。実際には、ベース１１は、厚肉の金属材から形成することができる。

それぞれの接合パッド（図示せず）をそれぞれ有する接合部１３を、ベース１１の周縁部１１３の周りに配設し、ベース１１から間隔を置く。さらに、少なくとも１つの半導体素子の電極のうち少なくとも１つを、接合部１３の接合パッドに接続する。さらに、外側電極１５を接合部１３のうちの１つからそれぞれ突出させる。実際には、接合部１３および外側電極１５を、薄肉金属材で一体構造的に形成する。

さらに、絶縁材１７を成形して、ベース１１の上面１１５および底面１１７、ならびに接合パッドを露出させるように、ベース１１および接合部１３を実質的にパッケージングする。さらに、絶縁材１７を成形して接合パッドおよびベース１１の上面１１５を囲む防壁を形成することもできる。実際には、絶縁材１７は、ポリマー材またはセラミック材でよい。

少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱を、ベース１１の上面１１５から底面１１７に伝導させ、次いでベース１１の底面１１７から放散させる。

図２に示すように、別の実施形態では、少なくとも１つの半導体素子（図示せず）のパッケージ用基板２は、ベース２１、４つの接合部２３、４つの外側電極２５、および絶縁材２７を含む。

本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を示す図３Ａ〜図３Ｄを参照されたい。本発明による、少なくとも１つの半導体素子、例えば半導体発光素子のパッケージ用基板の作製方法は、４つの主な段階を含む。

まず、図３Ａに示すように、第１の金属板を打ち抜いて第１のフレーム３を形成する。このように、底面および上面を有するベース１１は、第１のフレーム３のほぼ中央部に形成される。さらに、少なくとも１つの第１の支持部３１も形成し、それぞれを第１のフレーム３とベース１１との間に接続する。実際には、第１の金属板は、特殊形状金属板か標準形状金属板である。さらに、実際には、第１の金属板は、鋼板、銅板またはアルミニウム板でよい。

図３Ｂを参照すると、その後、第２の金属板を打ち抜いて、第１のフレーム３に噛み合わせることのできる第２のフレーム５を形成する。第２のフレーム５上に、それぞれの接合パッドをそれぞれ有するＮ個の接合部１３を、第２のフレーム５の中央部から離して形成する。さらに、第２のフレーム５と接合部１３のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成される、Ｎ個の外側電極１５を形成する。この実施形態では、Ｎは２に等しいが、Ｎは２以上の正の整数であることを留意されたい。実際には、第２の金属板の厚さは、第１の金属板の厚さ以下である。

図３Ｂに示すように、一実施形態では、第２の金属板を打ち抜いて、第２のフレーム５と接合部１３のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成される、少なくとも１つの第２の支持部５１も形成する。さらに、少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、少なくとも１つの第２の支持部５１の除去も行う。

図３Ｃを参照すると、第３の段階は、接合部１３がベース１１の周縁部の周りに配設され、かつベース１１から間隔が置かれるように第２のフレームを第１のフレームに位置合わせする段階である。

図３Ｄに示すように、最後の段階は、絶縁材１７、例えばポリマー材またはセラミック材を成形して、ベース１１の上面および底面、ならびに接合パッドが露出されるように、ベース１１および接合部１３を実質的にパッケージングする段階である。ベース１１の上面に少なくとも１つの半導体素子を実装する場合は、少なくとも１つの半導体素子の電極を、第１の接合パッドに接続する。

一実施形態では、絶縁材を成形して、接合パッドおよび上面を囲む防壁も形成する。さらに、次いで防壁内に透明なポリマー材を充填して、少なくとも１つの半導体素子をパッケージング中に、少なくとも１つの半導体素子、ベースおよび接合パッドを封止することができる。

一実施形態では、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法は、少なくとも１つの第１の支持部および／または第２のフレームとともに第１のフレームを選択的に除去する段階をさらに含むことができる。

一実施形態では、少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱を、ベースの上面から底面に伝導させ、次いでベースの底面で放散させる。

当業者であれば、本発明の教示を保持しつつ、本発明の様々な修正および変更が行えることに容易に気付くであろう。従って、先の開示は、特許請求の範囲によってのみ限定されると解釈すべきである。

本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の平面図である。図１Ａに示す、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の側面図である。図１Ａに示す、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の底面図である。本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の平面図である。本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を示す図である。本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を示す図である。本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を示す図である。本発明の一実施形態による、少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板の作製方法を示す図である。

符号の説明

１基板
１１ベース
１３接合部
１５外側電極
１７絶縁材
１１３周縁部
１１５上面
１１７底面
２基板
２１ベース
２３接合部
２５外側電極
２７絶縁材
３第１のフレーム
３１第１の支持部
５第２のフレーム
５１第２の支持部

Claims

少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板を作製する方法であって、
（ａ）第１の金属板を打ち抜いて、第１のフレームと、前記第１のフレームのほぼ中央部に形成され、周縁部、底面および上面を有するベースと、前記第１のフレームと前記ベースとの間を接続するためにそれぞれが形成される少なくとも１つの第１の支持部とを形成する段階と、
（ｂ）第２の金属板を打ち抜いて、前記第１のフレームに噛み合う第２のフレームと、前記第２のフレームの中央部から離れて形成され、それぞれの接合パッドを有するＮ個の接合部と、前記第２のフレームと前記接合部のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成されるＮ個の外側電極とを形成する段階であって、Ｎが２以上の正の整数である段階と、
（ｃ）前記第２のフレームを前記第１のフレームに位置合わせし、前記接合部が、前記ベースの周縁部の周りに配置され、かつ前記ベースから間隔が置かれるように、前記第２のフレームを前記第１のフレーム上にパレット化する段階と、
（ｄ）前記ベースの前記上面および前記底面、ならびに前記接合パッドが露出されるように、絶縁材を成形して前記ベースおよび接合部を実質的にパッケージングする段階と、
からなり、
前記少なくとも１つの半導体素子が、前記ベースの前記上面上に実装され、前記少なくとも１つの半導体素子の前記電極が、前記接合パッドに接続されることを特徴とする方法。
前記少なくとも１つの第１の支持部および／または前記第２のフレームとともに、前記第１のフレームを選択的に除去する段階（ｅ）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、前記少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱を、前記ベースの前記上面から前記底面に伝導させ、次いで前記ベースの前記底面で放散させることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記第１の金属板が、特殊形状金属板または標準形状金属板であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記第１の金属板の厚さが、前記第２の金属板の厚さ以上であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記少なくとも１つの半導体素子のそれぞれが、半導体発光素子であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記絶縁材が、ポリマー材またはセラミック材であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記段階（ｄ）において、前記絶縁材を成形して、前記接合パッドおよび前記ベースの前記上面を囲む防壁も形成し、前記防壁内に透明なポリマー材を充填して、前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージング中に、前記少なくとも１つの半導体素子、前記ベースおよび前記接合パッドを封止することを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記段階（ｂ）において、前記第２の金属板を打ち抜いて、前記第２のフレームと前記接合部のうちの１つとの間を接続するためにそれぞれが形成される、少なくとも１つの第２の支持部も形成し、前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、前記少なくとも１つの第２の支持部の除去も行うことを特徴とする請求項３に記載の方法。
少なくとも１つの半導体素子のパッケージ用基板であって、
前記基板が、周縁部と底部と前記少なくとも１つの半導体素子をその上に実装する上面とを有するベースと、
前記ベースの前記周縁部の周りにそれぞれが配設され、前記ベースから間隔が置かれ、前記少なくとも１つの半導体素子の前記電極のうちの少なくとも１つが接続される接合パッドをそれぞれ有するＮ個の接合部であって、Ｎが２以上の正の整数である接合部と、
前記接合部のうちの１つからそれぞれ突出するＮ個の外側電極と、
前記ベースの前記上面および前記底面、ならびに接合パッドを露出するように、前記ベースおよび前記接合部を実質的にパッケージングするために成形される絶縁材と、
からなり、
前記少なくとも１つの半導体素子のパッケージングを完了した後は、前記少なくとも１つの半導体素子の動作中に発生した熱を、前記ベースの前記上面から前記底面に伝導させ、次いで前記ベースの前記底面で放散させることを特徴とする基板。
前記ベースが、厚肉金属材で形成され、前記接合部および前記外側電極が、薄肉金属材で一体構造的に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の基板。
前記絶縁材を成形して、前記接合パッドおよび前記ベースの前記上面を囲む防壁も形成することを特徴とする請求項１１に記載の基板。
前記少なくとも１つの半導体素子のそれぞれが、半導体発光素子であることを特徴とする請求項１１に記載の基板。
前記絶縁材が、ポリマー材またはセラミック材であることを特徴とする請求項１１に記載の基板。