TW201409766A - 光半導體裝置用基板與其製造方法、以及光半導體裝置與其製造方法 - Google Patents

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Mitsuhiro Iwata
Yoshifumi Harada
Shinji Kimura
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Abstract

本發明之目的係提供一種模鍛毛邊之發生受到抑制、光反射效率高之光半導體裝置用基板與能夠以低成本製造該光半導體裝置用基板之製造方法，以及使用該基板之光半導體裝置及其製造方法。本發明之光半導體裝置用基板，其係搭載光半導體元件，且具有與該光半導體元件之第1電極電性連接之第1導線，及與前述光半導體元件之第2電極電性連接之第2導線之光半導體裝置用基板，其特徵為具有在分別並排之複數配置之前述第1導線與前述第2導線之間之貫通之間隙中成型之熱硬化性樹脂組成物之成型體，與於搭載前述光半導體元件之各區域之周圍成型之前述熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，且前述樹脂成型體及前述反射鏡係利用射出成型而與前述第1導線及前述第2導線一體成型而成者。

Description

光半導體裝置用基板與其製造方法、以及光半導體裝置與其製造方法
本發明係關於適於LED等之光半導體元件之安裝之光半導體裝置用基板及其製造方法，及使用該基板之光半導體裝置及其製造方法。
LED等之光半導體元件由於具有電力消耗量少之優異特性，故近年來光半導體元件於戶外照明用途或汽車用途之應用日增。為了使此種用途之封裝之更小型化、薄型化，而利用表面安裝型之光半導體裝置。
過去之表面安裝型之光半導體裝置具有兼具用於搭載光半導體元件之焊墊之第1導線、及第2導線，且具有具備支撐各導線，且擔任有效地反射因對光半導體元件通電所得之光之角色的樹脂成型體(反射鏡)之構造(參照例如專利文獻1)。
該表面安裝型之光半導體裝置中，過去係使用以聚醯胺(尼龍系材料)或液晶聚合物為代表之熱可塑性樹脂作為反射鏡。熱可塑性樹脂由於分子內具有芳香族 成分故缺乏耐光性，近年來隨著光半導體元件之輸出提高，長期持續光反射時會有變色或變成黑色使光半導體元件之發光效率降低，使壽命大幅縮短化之問題。且，一般熱可塑性樹脂由於不具有接著性，故無法與導線或光半導體元件之保護用之封裝樹脂接著，故容易使水、空氣、其他對光半導體有害之硫氧化物進入。因此亦會有使為提高導線表面之光反射效率而鍍敷之銀等之金屬硫化或氧化，而降低光反射效率之問題。
為改善該等問題，已提案利用轉模成型將熱硬化性樹脂之反射鏡成型於導線框架基板之上而成之搭載光半導體元件用封裝基板(參照例如專利文獻2~4)。該等中所提案之搭載光半導體元件用封裝基板係具有於底面配置有兼具安裝光半導體元件之焊墊之導線之凹形狀部之反射鏡配置成矩陣狀的平面安裝基板。使用該基板之光半導體裝置之製造方法具有安裝光半導體元件且進行金屬線接合，將包含光轉換材料之封裝材料塗佈於反射鏡之凹形狀部內且經硬化，隨後，獲得經單片化之光半導體裝置之步驟，且可便宜地工業製造光半導體裝置。
又，上述文獻中提案之封裝基板由於使用熱硬化性樹脂作為成型樹脂，故可防止使用前述之熱可塑性樹脂之基板的問題之水、空氣、及硫氧化物等之進入。另外，由於使用提高耐光性之樹脂，故可改善隨著因長期光反射造成之樹脂變色的壽命縮短化，已進展作為光半導體裝置之製造用基板加以利用。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開平11-087780號公報
〔專利文獻2〕日本專利第4608294號
〔專利文獻3〕日本特開2007-235085號公報
〔專利文獻4〕日本特開2011-009519號公報
然而，該基板製造中係使用轉模成型，習知之轉模成型在成型時由於在模具之樹脂通道中大量生成於製品並不必要之稱為殘料廢品(cull)之樹脂硬化物故不經濟。
又，進行轉模成型時，由於成型時自柱塞(plunger)擠出之熔融熱硬化性樹脂之擠出壓力高，故使熱硬化性樹脂進入到導線與上下模具之微小間隙間且硬化而成為薄膜之樹脂毛邊(模鍛毛邊)。該樹脂毛邊會污染光半導體元件之金屬線接合之接合所利用之導線表面，而成為無法使光半導體元件與導線電性接合等之異常原因。
即使假設可金屬線接合，亦會使其金屬線接合之接合強度降低，進而亦會對與用於光導體元件保護之封裝材之接著性造成不少影響。另外，由於模鍛毛邊使導線框架表面或金屬鍍敷表面之光澤度下降，使自光半導體 裝置發出之光之反射效率下降，故產生無法穩定地製造高亮度之光半導體裝置之問題。
一般而言，去除模鍛毛邊之方法有以高壓將含微粒子之藥液噴射於熱硬化性樹脂成型後之導線面上而去除模鍛毛邊之濕式噴射處理，以高壓噴射乾燥微粒子而去除模鍛毛邊之乾式噴射處理，及物理性研削加工之方法等。然而，任一種方法均對尤其是以光澤銀鍍敷為代表之金屬鍍敷等之金屬表面造成損傷，故無法維持去除毛邊前之光澤度。且，以雷射處理為代表之熱處理加工由於伴隨著熱產生，而於金屬表面發生氧化、燒蝕等，同樣無法維持去除毛邊前之光澤度。
另外，雖亦有以如噴射水之高壓流體使毛邊剝落之方式，但該方法無法充分去除模鍛毛邊，無法達到充分去除模鍛毛邊之目的。另外，為恢復光澤度亦有在去除毛邊後再度進行金屬鍍敷之方法，但該方法有難以控制鍍敷厚度，且會因鍍敷用之藥液使熱硬化性樹脂變色，因鍍敷時之通電使熱硬化性樹脂與導線界面之接著面剝離等諸多問題，進而由於追加步驟，故工業上並不經濟。
本發明係鑑於前述問題而完成者，其目的係提供一種模鍛毛邊之發生受抑制之光反射效率高的光半導體裝置用基板、及以低成本製造其光半導體裝置用基板之製造方法、以及使用該基板之光半導體裝置及其製造方法。
為達成上述目的，依據本發明提供一種光半導體裝置用基板，其係搭載光半導體元件，且具有與該光半導體元件之第1電極電性連接之第1導線、及與前述光半導體元件之第2電極電性連接之第2導線之光半導體裝置用基板，其特徵為在分別並排之複數配置之前述第1導線與前述第2導線之間之貫通之間隙中成型之熱硬化性樹脂組成物之成型體，與於搭載前述光半導體元件之各區域之周圍成型之前述熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，且前述樹脂成型體及前述反射鏡係利用射出成型而與前述第1導線及前述第2導線一體成型者。
依據此光半導體裝置用基板，成為模鍛毛邊之發生受抑制之高品質者，且為光反射效率高、低成本者。
此時，較好於前述第1導線與前述第2導線之表面施以光澤度為1.0以上之金屬鍍敷者。
如此，成為光反射效率更優異者。如上述，本發明之光半導體裝置用基板由於係模鍛毛邊之發生受抑制者，故不需進行毛邊之去除，可高度維持金屬鍍敷之光澤度。
又此時，較好為於前述第1導線與前述第2導線之厚度方向之側面具有階差、錐面(taper)或凹部者。
如此，可提高射出成型時熱硬化性樹脂組成物在間隙內之保持力，故成為可容易製造者。且，成為基板之強度 提高者。
又此時，前述並排而複數配置之前述第1導線與前述第2導線係透過具有厚度比前述第1導線及前述第2導線之厚度更薄之連桿(tie bar)與框狀之框架連結者。
如此，成為尤其在射出成型時之操作容易者，同時成為在連桿附近之樹脂成型體之未充填部及連桿起點之毛邊發生被減低者。
又此時，前述熱硬化性樹脂組成物可為由聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂中選出之至少一種。
如此，成為耐熱性優異者。
又此時，前述熱硬化性樹脂硬化物至少包含無機填充材及擴散材之任一種，前述無機填充材係由二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇中選擇之至少一種，前述擴散材為由鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化矽中選擇之至少一種。
如此，成為耐熱性、耐候性、耐光性優異者。
另外，依據本發明係提供一種光半導體裝置，其特徵為於上述本發明之光半導體裝置用基板之前述第1導線上搭載有光半導體元件，經金屬線接合或覆晶接合之前述光半導體元件之第1電極及第2電極分別與前述第1導線及前述第2導線電性連接，並將前述光半導體元件進行樹脂封裝或透鏡模製而成者。
如此，成為模鍛毛邊之發生受抑制之高品質者，且成為光反射效率高，低成本者。
另外，依據本發明係提供一種光半導體裝置用基板之製造方法，其係製造搭載有光半導體元件，且具有與該光半導體元件之第1電極電性連接之第1導線、及與前述光半導體元件之第2電極電性連接之第2導線之光半導體裝置用基板之製造方法，其特徵為分別並排地複數配置前述第1導線與前述第2導線，藉由射出成型於前述第1導線與前述第2導電之間之貫通間隙中成型熱硬化性樹脂組成物之成型體，於搭載前述光半導體元件之區域周邊成型前述熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，而使前述樹脂成型體及前述反射鏡與前述第1導線及前述第2導線一體成型。
依據該製造方法，可抑制模鍛毛邊之發生，且可以低成本製造光反射效率高之光半導體裝置用基板。
又此時，較好於前述第1導線與前述第2導線之表面施加光澤度為1.0以上之金屬鍍敷。
如此，可製造光反射效率更優異之光半導體裝置用基板。如上述，本發明之製造方法由於可抑制模鍛毛邊之發生，故不需要進行毛邊之去除處理，可維持高的金屬鍍敷之光澤度。
且此時，在前述樹脂成型體及前述反射鏡成型後，可對前述一體成型之光半導體裝置用基板施以利用酸或鹼之藥液洗淨及電解脫脂洗淨之至少一洗淨處理。
如此，可不降低光澤度而去除附著於導線或金屬鍍敷表面之油脂分。藉此，可提高光半導體裝置之製造步驟中之封裝材之接著性。
又此時，作為前述第1導線與前述第2導線，較好使用於厚度方向之側面具有階差、錐面或凹部者。
如此，可提高射出成型時在間隙內之熱硬化性樹脂組成物之保持力，可更輕易地製造光半導體裝置用基板。且，可提高光半導體裝置用基板之強度。
又此時，前述複數的第1導線與第2導線之並排配置可藉由使前述第1導線與前述第2導線經由具有厚度比前述第1導線及前述第2導線之厚度更薄之連桿而與框狀之框架連結而進行。
如此，尤其是可製造射出成型時之處理容易，同時降低連桿附近之樹脂成型體之未填充部與以連桿作為起點之毛邊發生之光半導體裝置用基板。
又此時，作為前述熱硬化性樹脂組成物，可使用由聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂中選擇之至少一種。
如此，可製造耐熱性優異之光半導體裝置用基板。
又此時，前述熱硬化性樹脂硬化物中至少包含無機填充材及擴散材之任一種，前述無機填充材可使用由二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、氫氧化鋁、硫酸 鋇、碳酸鎂、碳酸鋇中選擇之至少一種，前述擴散材可使用由鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化矽中選擇之至少一種。
如此，可製造耐熱性、耐候性、耐光性優異之光半導體裝置用基板。
且，依據本發明係提供一種光半導體裝置之製造方法，其特徵為使用以上述本發明之光半導體裝置用基板之製造方法製造之光半導體用基板，於該光半導體裝置用基板之前述第1導線上搭載光半導體元件，且進行金屬線接合或覆晶接合使前述光半導體元件之第1電極及第2電極分別電性連接於前述第1導線及前述第2導線，將前述光半導體元件進行樹脂封裝或透鏡模製。
依據該製造方法，可成為模鍛毛邊之發生受抑制之高品質者，且可以低成本容易地製造光反射效率高的光半導體裝置。
本發明中，於光半導體裝置用基板之製造方法，係藉由射出成型於第1導線與第2導線之間貫通之間隙中成型熱硬化性樹脂組成物之成型體，且在搭載光半導體元件之區域之周邊成型熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，藉此使樹脂成型體及反射鏡與第1導線與第2導線一體成型，故將作為製品不必要之樹脂硬化物之生成抑制在最小限度，可抑制熱硬化性樹脂成型時之模鍛毛邊發生，且可 以低成本製造光反射效率高之光半導體裝置用基板。該光半導體裝置用基板由於經濟性優異，光反射效率高，故可使用作為搭載有近年來著重於輸出提高之成為更高亮度之光半導體元件的光半導體裝置用基板。
1‧‧‧光半導體裝置用基板
2‧‧‧第1導線
3‧‧‧第2導線
4‧‧‧樹脂成型體
5‧‧‧連桿
6‧‧‧間隙
7‧‧‧反射鏡
10‧‧‧光半導體裝置
11‧‧‧光半導體元件
12‧‧‧封裝樹脂
20‧‧‧上模具
21‧‧‧下模具
22‧‧‧切割刮刀
圖1係本發明之光半導體裝置用基板之一例之概略圖。(A)係概略俯視圖。(B)係於(A)之以點線圍繞之部分之概略剖面圖。
圖2係本發明之光半導體裝置用基板所用之導線框架之一例之概略俯視圖。
圖3係圖2之直鏈A-A’方向之部分之概略剖面圖。
圖4係說明本發明之光半導體裝置用基板之製造方法中之射出成型之說明圖。
圖5係本發明之光半導體裝置之一例之概略剖面圖。
圖6係說明本發明之光半導體裝置之製造方法之說明圖。
以下，針對本發明說明實施之形態，但本發明並不限於該等。
如上述，於過去之導線框架基板上藉由轉模將熱硬化性樹脂之反射鏡成型之搭載光半導體元件用封裝基板會有 因使用轉模故而製造時之不經濟性、模鍛毛邊之發生及隨著其去除所致之導線或金屬鍍敷之光澤度下降而光反射效率下降、以及因追加步驟造成之不經濟性之問題，因而要求經濟性更高，且維持高金屬光澤度之狀態之光半導體裝置用基板。
因此，本發明人等為解決該等問題而重複積極檢討。結果，發現藉由利用射出成型而成型反射鏡、及第1導線與第2導線之間貫通之間隙間之樹脂成型體，藉此使該反射鏡及樹脂成型體與第1導線及第2導線一體成型，可解決上述課題，因而完成本發明。
首先，針對本發明之光半導體裝置用基板加以說明。
如圖1(A)、(B)所示，本發明之光半導體裝置用基板1具有金屬製之第1導線2及第2導線3、熱硬化性樹脂組成物之成型體4、及熱硬化性樹脂組成物之反射鏡7。第1導線2係藉由例如焊線與光半導體元件之第1電極電性連接，且兼具作為用於搭載光半導體元件之焊墊之角色者。第2導線3為藉由例如焊線與光半導體元件之第2電極電性連接者。
半導體裝置用基板1中，第1導線2與第2導線3分別並排且複數配置。
光半導體裝置用基板1係在搭載有光半導體元件之各個區域之周圍使具備光反射性之熱硬化性樹脂組成物之反射鏡7成型，在各個第1導線2與第2導線3之間貫通間 隙6內使與反射鏡7同樣之熱硬化性樹脂組成物之成型體4成型。藉此，使樹脂成型體4及反射鏡7與第1導線2及第2導線3一體成型。如圖1(B)所示，反射鏡7具有用以擔任作為光反射體角色之凹部。
該熱硬化性樹脂成型體4及反射鏡7係藉由射出成型(injection molding)而成型者。
依據該光半導體裝置用基板，樹脂成型體4及反射鏡7係藉由射出成型而成型者，故樹脂成型時可將模具內之樹脂通道中生成之製品不需要之樹脂硬化物抑制在最小限度，例如，與藉轉模成型所製造之光半導體裝置用基板相比為低成本。其原因係如上述，以轉模成型時，會大量生成作為製品而不需要之樹脂硬化物。且，如下述詳述，由於係樹脂成型時之模鍛毛邊發生受抑制者，故可不進行用於去除模鍛毛邊之處理。因此，可不降低導線或導線表面形成之金屬鍍敷之光澤度而維持高光澤度，而成為具有高光反射效率者。且，成為無熱硬化性樹脂之未充填部位、空氣殘留而成型之高品質者。
且，搭載光半導體元件之第1導線2由於背面露出故成為可有效地將光半導體元件產生之熱放射至外部者，例如，亦可使第1導線2或第2導線3之背面與外部電極電性連接。
如圖1(B)所示，反射鏡7之凹部可以於開口方向為廣口之方式傾斜設置。據此可提高光朝前方方向之取出。凹部之底面與反射鏡內面所成之角度亦只要以成為光 半導體裝置之期望配光之方式設計即可，例如，較好為90°以上、160°以下，更好為100°以上、120°以下。該角度為90°時意指圓筒型狀之凹部，且角度150°意指開口角度為60°。另外，考慮光之反射性，傾斜面之形狀較好為光滑者，但為提高反射鏡與封裝樹脂之接著性亦可設置微小凹凸。
反射鏡7之表側形狀可為矩形，但亦可為橢圓形、圓形、五角形、六角形等。凹部之主面側形狀可為橢圓形，但亦可為略橢圓形、矩形、五角形、六角形等。較好在特定之部位附註陽極標誌(cathode mark)。
第1導線2只要具有載置光半導體元件之面積即可，但就導熱性、導電性、反射效率等之觀點而言以廣面積者較佳。因此，第1導線2與第2導線3之間隔較好為0.1mm以上、2mm以下。更好為0.2mm以上、1mm以下。若為0.1mm以上，則可抑制樹脂成型體4之未充填部之發生，若為2mm以下，則可使基板上搭載光半導體元件之面積充分擴大。
第1導線2與第2導線3之表面較好施以金屬鍍敷。藉此可不使自光半導體元件發出之光衰減而可有效地提高光反射效率。且，光半導體裝置之製造中，以熱硬化性樹脂封裝光半導體元件時，或進行透鏡模製時，亦可提高與熱硬化性樹脂及透鏡材料之接著性。
至於鍍敷所用之金屬可使用習知者，其中可使用銀、金、鈀、鋁及該等之合金。較好為最有效率進行光反射之 銀鍍敷。該等金屬鍍敷、合金鍍敷可使用通常方法。該等金屬鍍敷亦可鍍敷至遍及單層或複數層。
金屬鍍敷之厚度通常為50μm以下之範圍，較好為10μm以下之範圍。若為50μm以下則對經濟面有利。為了進一步提高自光半導體元件發出之光之反射效率，較好施以光澤度高的鍍敷。具體而言以光澤度1.0以上者較佳，更好為1.4以上。至於此種光澤度高的金屬鍍敷，可藉習知方法使用市售之鍍敷用藥液。
第1導線2與第2導線3之表面上亦可設置底層鍍敷用以提高鍍敷之密著性等。底層鍍敷之種類亦宜形成銀鍍敷、金鍍敷、鈀鍍敷、鎳鍍敷、銅鍍敷、及該等之放電(strike)鍍敷皮膜，但並不限於該等。該等底層鍍敷皮膜之厚度通常為1.0μm以下之厚度。若為1.0μm以下則對經濟方面有利，較好為0.1μm以下之厚度。
再者，第1導線2與第2導線3之表背兩面亦可進行防止硫化處理以防止金屬之硫化。此係為了防止因如銀鍍敷所代表之金屬硫化致使變色進展而使光之反射率下降。防止硫化處理有例如於導線之最表面鍍敷可阻礙硫化之和金或金屬之方法，使用有機樹脂於不阻礙金屬線接合性之程度塗佈或塗覆於導線之最表面之方法，於導線之最表面塗佈或塗覆底漆等之矽烷偶合劑之方法，於不阻礙金屬線接合之程度於導線之最表面設置玻璃皮膜之方法等，但並不限於該等，可使用習知之方法。防止硫化皮膜之厚度為不阻礙金屬線接合之接合，可防止硫化之範圍， 並沒有特別限制，但通常為1μm以下。
如圖2所示，並排複數配置之第1導線2與第2導線3可為透過具有比第1導線及第2導線厚度更薄之厚度之連桿5與框狀之框架連結者。更具體而言，將各1個第1導線2及第2導線3與其間之間隙6之構成設為單位框架時，複數個單位框架於框狀之框架內以相互縱橫之方向，藉連桿5連結作成多面排列之導線框架之構成。此處，用於各連結之連桿5可為1根亦可為複數根。
此時，連桿5之厚度相對於半導體基板之總厚度(t)較好為1/10(t)~1/2(t)之範圍。更好為1/2(t)~1/3(t)。設置有連桿5之部分為射出成型時樹脂所填充之通道，但厚度若比1/2(t)薄則不會對樹脂之流通造成阻力，可抑制未填充、孔洞及以連桿為起點之毛邊之發生。厚度若比1/10(t)厚則支撐各導線之強度不會不足，使成型時朝模具之設置及取出時之導線框架之處理變得容易。
第1導線2與第2導線3之材質可為銅、或於銅中含有以鎳．鋅．鉻．錫為代表之金屬之銅合金，或鐵或於鐵中含以鎳．鋅．鉻．錫為代表之金屬之鐵合金。由此種材質所成之金屬薄板材料雖可使用藉由過去以來即使用之加壓法或蝕刻法而形成者，但本發明並不限於該等。就導電性、散熱性、加工性、經濟性方面而言以銅或上述銅合金較佳。該等可使用市售者，較好為導電率30%IACS以上者，更好為50%IACS以上者。
如圖3所示，較好於第1導線2與第2導線3之厚度方向之側面具有階差(圖3之(B))、錐面(圖3之(C))、或凹部(圖3之(D)(E))。圖3之(B)、(C)中，階差及錐面係自基板之表面側到達至背面側而朝外側擴展之形狀。圖3之(D)、(E)中，凹部為朝向其側面之內側彎折或彎曲之形狀。因該等階差狀、錐面狀、凹形狀之側面而使射出成型時所填充之熱硬化性樹脂保持在光半導體裝置用基板上而不會脫落。
此時，基於用以提高熱硬化性樹脂之保持力而使接觸面積增加之觀點，側面較好具有階差、彎折形狀或彎曲形狀之凹部，更好為具有階差。階差厚度方向之高度相對於導線框架之總厚度(t)較好為1/10(t)~1/2(t)之範圍。更好為1/5(t)~1/2(t)。階差厚度方向之高度比1/2(t)薄時，於射出成型時對於填充樹脂時之樹脂流動不會成為阻力，可抑制未填充、孔洞及以該階差為起點之毛邊之發生。階差厚度方向之高度比1/10(t)厚時，不會因階差強度不足而變形，故處理上容易。
樹脂成型體4及反射鏡7中所用之熱硬化性樹脂較好為由聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂所組成群組選出之至少1種。其中，以聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂較佳，更好為聚矽氧樹脂、或改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂。
上述熱硬化性樹脂只要是可射出成型範圍之 樹脂即可，在室溫下可為液體亦可為固體，為固體時可藉由使用專用之加溫混合裝置熔融成為可射出成型之黏度。就提高熱硬化性樹脂對狹小部之填充性之觀點而言，較好為在室溫為液狀之材料，更好在室溫為1~100Pa．s之範圍。熱硬化性樹脂較好具有光反射性，較好熱硬化後於波長450nm之光反射率為80%以上，更好為90%以上。
熱硬化性樹脂為保持導線框架形狀故較好為硬化後成為硬質者，且，較好為耐熱性、耐候性、耐光性優異之樹脂。為了具有對應於該等目的之功能，較好於熱硬化性樹脂組成物中至少添加無機填充材及擴散材之任一種而於硬化物中含有該等。至於無機填充材可列舉為例如二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇等，該等可單獨使用亦可併用。就導熱性、光反射特性、成型性、難燃性方面而言，較好為二氧化矽、氧化鋁、氧化銻、氫氧化鋁。且，無機填充材之粒徑並無特別限制，但考慮與擴散材之填充效率、及熱硬化性樹脂之流動性、對狹小部之填充性時，較好為100μm以下。至於擴散材較好使用鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化矽等。擴散材之粒徑並無特別限制，但考慮熱硬化性樹脂之流動性、對狹小部之填充性時，較好為100μm以下。
另外，依據其他目的，亦可混合由顏料、螢光物質、反射性物質所組成群組選出之至少一種。
此種材料較好為例如液狀之聚矽氧橡膠射出成型所用 之材料，列舉為例如信越化學工業股份有限公司製之製品名KEG-2000、KCR-3500、KCR-4000等，但並不限於該等。
接著，針對本發明之光半導體裝置用基板之製造方法加以說明。
本發明之光半導體裝置用基板之製造方法係製造上述具有第1導線、第2導線、樹脂成型體及反射鏡之本發明之光半導體裝置用基板之方法。
首先，例如如圖2所示，分別並排複數配置第1導線2及第2導線3。此時，亦可準備透過連桿5使第1導線及第2導線與框狀之框架連結之導線框架。若為此，則第1導線與第2導線之處理變容易故較佳。
第1導線2與第2導線3之表面如上述，為提高自光半導體元件發出之光之反射效率而可施以金屬鍍敷。此處，金屬鍍敷之光澤度較好為1.0以上，更好為1.4以上。
金屬鍍敷不僅於第1導線2與第2導線3之表面上形成，亦可於第1導線與第2導線之全面上形成，例如可採用輥對輥之方法或滾筒鍍敷方式。
又，亦可採用以聚矽氧橡膠等形成之機械遮罩圍住不需鍍敷之部分，而對欲鍍敷之部分吹附鍍敷液之吹拂方式，或對不需鍍敷之部分施加遮蔽膠帶之貼膠帶方式，或者塗佈抗蝕劑之曝光方式等。
接著，利用射出成型於第1導線2與第2導 線3之間貫通間隙間成型熱硬化性樹脂組成物之成型體4，並且在搭載光半導體元件之區域之周邊成型熱硬化性樹脂組成物之反射鏡7，藉此使樹脂成型體4及反射鏡7與第1導線2及第2導線3一體成型。
第1導線2與第2導線3之間隔係如上述，較好為0.1mm以上、2mm以下，更好為0.2mm以上、1mm以下。
射出成型係將液狀樹脂或熔融樹脂注入於模具之空間(製品部)中，經固化後，自模具取出製品之成型方法，且為射出時可以比其他成型方法更低壓使液狀且低黏度之熱硬化性樹脂完全填充於模具內之成型方法。亦即，由於自噴嘴射出之熱硬化性樹脂之射出壓力為低壓，故在將第1導線與第2導線夾持於上模具與下模具中使樹脂注入成型之成型方法中，不會使熱硬化性樹脂進入到導線與模具間之微小間隙(依情況為1μm以下)，亦即可抑制模鍛毛邊之發生。
又，作為使用一般熱硬化性樹脂之其他成型方法雖有例如轉模法，但由於轉模壓力為高壓，故低黏度熱硬化性樹脂會自微小間隙滲出，隨後硬化，故如上述會發生模鍛毛邊而成為問題。轉模法雖可使用如射出成型之脫模片，但基於模具構造上之理由使用之範圍受限制故成為問題。
具體而言，於確保樹脂注入路徑之側之模具中由於無法介隔脫模片，故僅應用於單面側。據此，於光 半導體裝置用基板之表背面之一面發生模鍛毛邊。再者，如前述，由於轉模壓力為高壓，故在模具與導線間夾持脫模片時，雖亦可減低模鍛毛邊之發生量，但無法完全不產生。
至於其他成型方法，以例如壓縮成型(compression mold)雖可將樹脂成型為特定形狀，但基於模具、金屬板之配置上之理由，不可能僅防止樹脂流到基板背面之周圍，與轉模法同樣，會發生模鍛毛邊之問題故無法應用。
本發明中射出成型為必要，基於此等理由，除了即使是狹小流路亦良好地填充熱硬化性樹脂以外，亦係不會產生模鍛毛邊之成型方法，係初次藉由使用射出成型而實現。
針對利用本發明之射出成型之樹脂成型體4及反射鏡7之成型方法，藉以下具體加以說明。
首先，如圖4所示，將第1及第2導線配置於上模具20、下模具21間。上模具20具有用於成型反射鏡之模腔。
至於射出成型，可使用將第1及第2導線直接配置於上下模具內，自模具之樹脂注入口注入熱硬化性樹脂組成物之***成型法，或在模具與第1及第2導線之間夾持脫模片之模內成型法之任一種，但較好為模內成型。
模內成型時，上模具、導線框架、及下模具之各間隙間夾持脫模片而在導線框架與模具之間未留有微 小間隙，亦即在導線框架與模具間無使熱硬化性樹脂進入之間隙之狀態下保持模具內之空間。因此，除了可進一步抑制模鍛毛邊以外，亦可實現防止因成型中之模具夾持壓力而對金屬鍍敷面造成傷害。視需要，為了在射出成型後容易自模具取出光半導體裝置用基板，亦可塗佈脫模劑。
注入於模具內之熱硬化性樹脂組成物較好在模具溫度100℃~200℃下10秒~300秒之條件下熱硬化後，開啟模具，取出樹脂成型體4及反射鏡7與第一導線2及第2導線3經一體成型之光半導體裝置用基板。隨後，視需要，為了使熱硬化性樹脂完全硬化，亦可在100℃~200℃下30分鐘~10小時之條件熱硬化。
射出成型體及反射鏡成型後，較好使用含有不會對一體成型之光半導體裝置用基板之金屬表面光澤度造成影響程度之最小限度之酸或鹼之藥液進行洗淨(脫脂)，或施以電解脫脂洗淨。或者亦可進行該二者。據此，可去除因射出成型時與上下模具或脫模片接觸而附著於導線上之些許油脂成分，可提高光半導體裝置之製造步驟中塗佈含有光轉換材料之封裝材料而封裝光半導體元件時之封裝材之接著性。
藉由含有不會對前述光澤度造成影響之程度之最小限度的酸或鹼之藥液洗淨亦可使用市售之洗淨藥液，在30分鐘以內之範圍浸漬光半導體裝置用基板，隨後自光半導體裝置用基板去除藥液即可。只要在30分鐘以內，則可抑制因步驟時間增加造成之生產性降低，亦不 會發生使金屬鍍敷變色等之影響。
電解脫脂洗淨處理亦可同樣地使用市售電解脫脂用洗淨藥液，以10A以下之電流，以5分鐘以內之通電時間進行電解處理，隨後自光半導體裝置用基板去除藥液。更好之處理條件為在5A以下、2分鐘以內。通電之電流可為直流亦可為交流，亦可為脈衝電流。若電流值為10A以下，通電時間為5分鐘以內，則不會有洗淨藥液進入到導線與熱硬化性樹脂之接著面而使該界面剝離、及殘留於基板上使金屬鍍敷變色等缺點之虞。
隨後，依據更提高金屬鍍敷之光澤度等之目的，亦可對光半導體裝置用基板之金屬面再度進行鍍敷。
藉由如此本發明之光半導體裝置用基板之製造方法可抑制模鍛毛邊之發生，而製造光反射效率高之光半導體裝置用基板。且，藉由減低熱硬化性樹脂成型時使用之樹脂可提高生產性。又，可不殘留熱硬化性樹脂之未填充部位、空氣而成型。
接著，針對本發明之光半導體裝置加以說明。
如圖5所示，本發明之光半導體裝置10係在本發明之光半導體裝置用基板1之第1導線2上搭載光半導體元件11，使金屬線接合或覆晶接合之光半導體元件11之第1電極及第2電極分別電性連接於第1導線2及第2導線3。於反射鏡7之凹部內塗佈封裝樹脂12，而保護光半導體元件11及金屬線等。
使用如此本發明之光半導體裝置用基板之光半導體裝置由於係模鍛毛邊之發生受抑制之高品質者，故光反射效率高，為低成本者。
此本發明之光半導體裝置10可藉由以下所記載之本發明之光半導體裝置之製造方法製造。
首先，於兼具用於搭載光半導體元件11之焊墊之第一導線2上搭載光半導體元件11(圖6之(A))。
使光半導體元件11之第1電極與第1導線2電性連接。使光半導體元件11之第2電極與第2導線3電性連接。該連接通常以金屬線接合進行，但亦可根據光半導體元件11之構造以覆晶接合連接。
視需要於光半導體元件11上塗佈光轉換材料。至於塗佈方法可使用習知方法，亦可適當選擇佈膠方式、噴射佈膠方式、貼附薄膜等。
接著，基於保護光半導體元件11及金屬線等之目的，而進行透鏡模製或封裝樹脂之塗佈(圖6之(B))。圖6為顯示塗佈封裝樹脂之例。透鏡模製亦可使用習知之透鏡材料，通常列舉較佳之例為熱硬化性之透明材料的聚矽氧樹脂。透鏡模製方式可使用轉模成型、射出成型、壓縮成型等之習知方法。至於封裝樹脂之塗佈方法只要於凹部使用習知方法塗佈封裝樹脂即可，一般為佈膠方式。至於其他方法列舉為噴射佈膠方式，但並不限於該等。
接著，視需要使用切割刀22等切斷光半導體 裝置，進行單片化(圖6之(C))。藉此，可獲得具有1個以上光半導體元件之光半導體裝置(圖6之(D))。
切斷方法只要採用習知方法即可，可為藉由利用旋轉刮刀之切割加工、雷射加工、噴水加工、模具加工等習知方法切斷，但切割加工就經濟面、工業面上較佳。
〔實施例〕
以下，示出本發明之實施例及比較例更具體說明本發明，但本發明並不受限於該等。
(實施例1) 〈光半導體裝置用基板之製造〉
對厚度0.3mm之含有鉻-錫-鋅之銅合金金屬板進行沖壓，而準備將如圖2所示之形狀之並排配置複數個第1導線與第2導線，且介隔連桿連結之導線框架。且，如圖3之(B)所示，對第1導線與第2導線之側面進行用於形成厚度方向之高度為150μm(1/2t)之階差之蝕刻處理。隨後，對導線框架施以銀鍍敷作為金屬鍍敷。使用日本電色工業股份有限公司製之分光色差計VSS400A測量該金屬鍍敷之光澤度。測量點設為5點，求得平均值。結果，光澤度為1.40。
將導線框架固定於加熱至130℃之下模具。以同樣加熱至130℃之上模具夾持導線框架進行閉模。
接著，利用射出成型使樹脂成型體及反射鏡成型而與導線框架進行一體成型。具體而言，使用液狀射出成型材料的信越化學工業股份有限公司製之製品名KCR-3500作為熱硬化性樹脂，自射出成型機之噴嘴注入。使注入之熱硬化性樹脂在模具內進行130℃、1分鐘之加熱，使樹脂成型體及反射鏡暫時硬化。該射出成型時並未生成光半導體裝置用基板製造不需要之樹脂硬化物。
接著開啟上模具與下模具，自模具取出具有使導線框架與熱硬化性樹脂一體化之反射鏡之光半導體裝置用基板。
取出後，再進行150℃、2小時之加熱，進行熱硬化性樹脂之完全硬化，獲得光半導體裝置用基板。隨後，使用鹼性藥液進行光半導體裝置用基板之脫脂洗淨。調查藉此製造之光半導體裝置用基板之樹脂成型體及反射鏡，結果為並無熱硬化性樹脂之未填充部位或空氣殘留而成型者。
以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察導線表面、背面，結果並未確認到模鍛毛邊。且，使用上述分光色差計再度測量金屬鍍敷之光澤度，結果光澤度為1.39，僅比鍍敷之時點的1.40稍低。相較於後述之比較例1-3之結果，可知光澤度之減低受到抑制。
〈光半導體裝置之製造〉
使用接合劑(信越化學工業製KER-3000-M2)將作 為光半導體元件之具有由InGaN所成之發光層，且主發光峰為450nm之由同一批所成之LED晶片接合於上述製造之本發明之光半導體裝置用基板之第1導線表面上，進行150℃、4小時之加熱硬化。
接著，使用金屬線接合劑分別將光半導體元件之第1電極與光半導體裝置用基板之第1導線進行金屬線接合，及將光半導體元件之第2電極與光半導體裝置用基板之第2導線進行金屬線接合予以電性連接(金線：田中電子工業股份有限公司製之FA 25μm)。此處，如下述所詳述，測定經金屬線接合之金線之接合強度。
將聚矽氧封裝材(信越化學工業製KER2500)適量塗佈於經金屬線接合之光半導體元件上，在150℃進行4小時之加熱硬化，獲得將複數個經樹脂封裝之光半導體元件設置成矩陣狀之光半導體裝置。
接著，所得光半導體裝置藉由旋轉刮刀之切割加工以含連桿之熱硬化性樹脂部分作為切除槽寬予以切斷，經洗淨及乾燥，可獲得各具有1個光半導體元件之光半導體裝置(封裝之外型尺寸為4.0×1.4×1.2mm)。該光半導體裝置為薄型且製品尺寸精度高者。
(實施例2)
除了未進行脫脂洗淨以外，餘以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置用基板，使用該光半導體裝置用基板，以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置。
如此製造之光半導體裝置用基板為無熱硬化性樹脂之未填充部位、空氣殘留、及模鍛毛邊而成型者。且，測量金屬鍍敷之光澤度為1.38，相較於後述之比較例1-3之結果，可知光澤度之減低受到抑制。
另外，所得光半導體裝置為薄型且製品尺寸精度高者。
(比較例1)
除了藉由轉模進行樹脂成型，且以1A、30秒之條件進行電解脫脂作為脫脂處理以外，餘以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置用基板，使用該光半導體裝置用基板，以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置。
如此製造之光半導體裝置用基板雖無熱硬化性樹脂之未填充部位、空氣殘留，但以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察導線之表面、背面後，確認到實施電解脫脂前後在導線表面均有模鍛毛邊。
且，測量金屬鍍敷之光澤度為1.24，相較於實施例1-2，光澤度減低。
(比較例2)
除了藉由轉模進行樹脂成型，且未進行脫脂處理以外，餘以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置用基板，使用該光半導體裝置用基板，以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置。
如此製造之光半導體裝置用基板雖無熱硬化性樹脂之未填充部位、空氣殘留，但以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察導線之表面、背面後，確認在導線表面有模鍛毛邊。
且，測量金屬鍍敷之光澤度為1.17，相較於實施例1-2，光澤度減低。
(比較例3)
除了藉由轉模進行樹脂成型，且未進行脫脂處理以外，餘以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置用基板，使用該光半導體裝置用基板，以與實施例1同樣之條件製造光半導體裝置。
如此製造之光半導體裝置用基板雖無熱硬化性樹脂之未填充部位、空氣殘留，但以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察導線之表面、背面，確認在導線表面有模鍛毛邊。
隨後，為了去除模鍛毛邊，而使用含平均粒徑10μm之球型玻璃之藥液進行濕式噴射處理。以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察進行該濕式噴射處理之光半導體裝置用基板之導線表面、背面後，於導線之表背面未確認到模鍛毛邊。然而，測量金屬鍍敷之光澤度為1.15，已喪失金屬光澤度，相較於實施例1-2，光澤度減低。
(全光通量值、金屬線接合強度之測定)
使用全光通量測定系統HM-9100(大塚電子股份有限公司製)測定上述實施例1-2及比較例1-3製造之光半 導體裝置用之全光通量值(施加電流IF=20mA)。測量點設為40點，求得平均值與標準偏差。
且，如上述，在光半導體裝置製造步驟中塗佈封裝材前之狀態，使用DAGE公司製之接合測試機SIREIS4000之金屬線拉力測定系統(wire pull test system)測定光半導體裝置之經金屬線接合之金線接合強度。測量點設為40點，求其平均值與標準偏差。
全光通量值與金屬線接合強度之結果示於表1。如表1所示，以射出成型之未發生毛邊所製造之實施例1-2之光半導體裝置相較於比較例1-3，顯示全光通量值較大(亦即較明亮)，且金屬線接合強度亦顯示安定且較大之值。
另一方面，於導線表面殘留模鍛毛邊之比較例1-2之光半導體裝置與實施例1-2相比較，全光通量值較小(亦即較暗)，金屬線接合強度較小進而標準偏差較大，為缺乏可靠性者。又，以濕式噴射處理去除模鍛毛邊之比較例3之光半導體裝置之金屬線接合強度雖顯示較大之值，但全光通量值變小。
又，本發明並不限於上述實施形態。上述實施形態為例示，凡具有與本發明之申請專利範圍所記載之技術思想實質上相同之構成，且發揮相同作用效果者之任一者均包含於本發明之技術範圍。
1‧‧‧光半導體裝置用基板
2‧‧‧第1導線
3‧‧‧第2導線
4‧‧‧樹脂成型體
6‧‧‧間隙
7‧‧‧反射鏡

Claims (15)

  1. 一種光半導體裝置用基板，其係搭載光半導體元件，且具有與該光半導體元件之第1電極電性連接之第1導線、及與前述光半導體元件之第2電極電性連接之第2導線之光半導體裝置用基板，其特徵為在分別並排之複數配置之前述第1導線與前述第2導線之間之貫通之間隙中成型之熱硬化性樹脂組成物之成型體，與於搭載前述光半導體元件之各區域之周圍成型之前述熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，且前述樹脂成型體及前述反射鏡係利用射出成型而與前述第1導線及前述第2導線一體成型者。
  2. 如請求項1之光半導體裝置用基板，其中對前述第1導線與前述第2導線之表面施以光澤度為1.0以上之金屬鍍敷者。
  3. 如請求項1或2之光半導體裝置用基板，其中於前述第1導線與前述第2導線之厚度方向之側面具有階差、錐面(taper)或凹部者。
  4. 如請求項1或2之光半導體裝置用基板，其中前述並排而複數配置之前述第1導線與前述第2導線係透過具有厚度比前述第1導線及前述第2導線之厚度更薄之連桿(tie har)與框狀之框架連結者。
  5. 如請求項1或2之光半導體裝置用基板，其中前述熱硬化性樹脂組成物係由聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸 酯樹脂中選出之至少一種。
  6. 如請求項1或2之光半導體裝置用基板，其中前述熱硬化性樹脂硬化物至少包含無機填充材及擴散材之任一種，前述無機填充材係由二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇中選擇之至少一種，前述擴散材為由鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化矽中選擇之至少一種。
  7. 一種光半導體裝置，其特徵為於如請求項1至6中任一項之光半導體裝置用基板之前述第一導線上搭載有光半導體元件，經金屬線接合或覆晶接合之前述光半導體元件之第1電極及第2電極分別與前述第1導線及前述第2導線電性連接，並將前述光半導體元件進行樹脂封裝或透鏡模製而成者。
  8. 一種光半導體裝置用基板之製造方法，其係製造搭載光半導體元件，且具有與該光半導體元件之第1電極電性連接之第1導線、及與前述光半導體元件之第2電極電性連接之第2導線之光半導體裝置用基板之方法，其特徵為：分別並排地複數配置前述第1導線與前述第2導線，藉由射出成型於前述第1導線與前述第2導電之間之貫通間隙中成型熱硬化性樹脂組成物之成型體，且於搭載前述光半導體元件之區域周邊成型前述熱硬化性樹脂組成物之反射鏡，而使前述樹脂成型體及前述反射鏡與前述第1導線及前述第2導線一體成型。
  9. 如請求項8之光半導體裝置用基板之製造方法，其中於前述第1導線與前述第2導線之表面施加光澤度為1.0以上之金屬鍍敷。
  10. 如請求項8或9之光半導體裝置用基板之製造方法，其中在前述樹脂成型體及前述反射鏡成型後，以酸或鹼對前述一體成型之光半導體裝置用基板施以藥液洗淨及電解脫脂洗淨之至少一種洗淨處理。
  11. 如請求項8或9之光半導體裝置用基板之製造方法，其中使用於厚度方向之側面具有階差、錐面或凹部者作為前述第1導線與前述第2導線。
  12. 如請求項8或9之光半導體裝置用基板之製造方法，其中前述複數的第1導線與第2導線之並排配置係藉由使前述第1導線與前述第2導線經由具有厚度比前述第1導線及前述第2導線之厚度更薄之連桿與框狀之框架連結而進行。
  13. 如請求項8或9之光半導體裝置用基板之製造方法，其中使用由聚矽氧樹脂、改質聚矽氧樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂中選擇之至少一種作為前述熱硬化性樹脂組成物。
  14. 如請求項8或9之光半導體裝置用基板之製造方法，其中前述熱硬化性樹脂硬化物中至少包含無機填充材及擴散材之任一種，前述無機填充材係使用由二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇中選擇之至少一種，前述擴散材係使用由鈦酸鋇、 氧化鈦、氧化鋁、氧化矽中選擇之至少一種。
  15. 一種光半導體裝置之製造方法，其特徵為：使用以如請求項8至14中任一項之光半導體裝置用基板之製造方法製造之光半導體用基板，於該光半導體裝置用基板之前述第1導線上搭載光半導體元件，且進行金屬線接合或覆晶接合使前述光半導體元件之第1電極及第2電極分別電性連接於前述第1導線及前述第2導線，將前述光半導體元件進行樹脂封裝或透鏡模製。
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