特許 6842234 光半導体装置の製造方法および光半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6842234

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】光半導体装置の製造方法および光半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/54 20100101AFI20210308BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20210308BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/54

   H01L33/60

   H01L33/62

【請求項の数】40

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-201816(P2015-201816)

(22)【出願日】2015年10月13日

(65)【公開番号】特開2017-76640(P2017-76640A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(72)【発明者】

【氏名】小早川 正彦

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−００４８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０３９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２３６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４６９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９２５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４４０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０６０３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１６９４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６６１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８９８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３４９８４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板材料の前記主面に、複数のＬＥＤチップを実装する工程と、
前記裏面側に配置した共通金型および前記主面側に配置した透光樹脂用金型によって前記基板材料を挟んだ状態で、前記透光樹脂用金型に形成された、各々が前記ＬＥＤチップを収容し且つ前記主面が向く側の奥方に位置する底面を有する複数の本体成形部および各々が第一方向に隣り合う前記本体成形部を繋ぎ且つ前記第一方向に直角である断面積が前記本体成形部の前記第一方向に直角である断面積よりも小であって前記底面よりも前記基板材料側に位置する複数の連結成形部を有する透光樹脂用キャビティに、透光樹脂材料を注入し、該透光樹脂材料を硬化させることにより、各々が前記ＬＥＤチップを封止し且つ前記底面によって形成された透光樹脂主面を有する複数の本体部および各々が前記第一方向に隣り合う前記本体部を繋ぎ且つ前記第一方向に直角である断面積が前記本体部の前記第一方向に直角である断面積よりも小であって前記透光樹脂主面よりも前記基板材料側に位置する複数の連結部を有する透光樹脂を形成する工程と、
前記裏面側に配置した前記共通金型および前記主面側に配置した遮光樹脂用金型によって前記基板材料を挟んだ状態で、少なくとも前記複数の本体部を収容し且つ前記複数の本体部の前記透光樹脂主面に当接する前記遮光樹脂用金型と前記複数の本体部とによって形成される空間である遮光樹脂用キャビティに、遮光樹脂材料を注入し、該遮光樹脂材料を硬化させることにより、前記複数の本体部に接触してその間を埋める遮光樹脂を形成する工程と、
前記複数のＬＥＤチップおよび前記複数の本体部が分離させるように、少なくとも前記基板材料と前記遮光樹脂とを切断する工程と、
を備えることを特徴とする、光半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記ＬＥＤチップを実装する工程は、前記ＬＥＤチップと前記基板材料とをワイヤによって接続する工程を含む、請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記透光樹脂を形成する工程および前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記共通金型の共通側位置決め部と前記基板材料の基板位置決め部とを用いて前記共通金型と前記基板材料とを位置決めする、請求項２に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項4】

前記透光樹脂を形成する工程においては、前記透光樹脂用金型の透光樹脂側位置決め部を用いて前記共通金型および前記基板材料と前記透光樹脂用金型とを位置決めする、請求項３に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項5】

前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記遮光樹脂用金型の遮光樹脂側位置決め部を用いて前記共通金型および前記基板材料と前記遮光樹脂用金型とを位置決めする、請求項４に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記基板位置決め部は、貫通孔であり、
前記共通側位置決め部は、前記基板位置決め部を貫通する凸形状である、請求項５に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記透光樹脂側位置決め部は、前記共通側位置決め部が嵌合する凹部である、請求項６に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記遮光樹脂側位置決め部は、前記共通側位置決め部が嵌合する凹部である、請求項７に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記透光樹脂を形成する工程の後、前記遮光樹脂を形成する工程を開始するまでの間において、前記共通金型と前記基板材料とを互いに固定しておく、請求項３ないし８のいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記複数の連結部を前記遮光樹脂用キャビティに収容し、前記複数の連結部を覆うように前記遮光樹脂を形成し、
前記切断する工程においては、前記基板材料および前記遮光樹脂とともに前記連結部を切断する、請求項９に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項11】

前記透光樹脂を形成した後、前記遮光樹脂を形成する工程の前に、前記連結部を分断することにより、前記本体部に繋がる延出部を形成する工程をさらに備え、
前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記複数の延出部を覆うように前記遮光樹脂を形成する、請求項９に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項12】

前記連結部を分断する工程においては、前記連結部とともに前記基板材料の前記主面側の一部を削除する、請求項１１に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記切断する工程においては、前記第一方向において隣り合う前記延出部の間において前記遮光樹脂を切断する、請求項１１または１２に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項14】

前記延出部は、前記本体部から第一方向に延出している、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項15】

前記本体部は、前記第一方向を長手方向とする形状である、請求項１４に記載の光半導体装置の製造方法。

【請求項16】

互いに反対側を向く主面および裏面を有する基材と配線パターンとからなる基板と、
前記主面に実装されたＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを覆う透光樹脂と、
前記透光樹脂の一部を覆う遮光樹脂と、を備える半導体発光装置であって、
前記透光樹脂は、前記ＬＥＤチップを覆い且つ前記主面と同じ方向を向く透光樹脂主面を有する本体部と、該本体部から第一方向両側に延出し且つ前記第一方向に直角である断面積が前記本体部の前記第一方向に直角である断面積よりも小であって前記透光樹脂主面よりも前記基材側に位置する一対の延出部を有し、
前記遮光樹脂は、前記延出部の少なくとも一部を覆い、
前記本体部は、前記第一方向両端に位置する透光樹脂第一側面と、前記第一方向および前記基板の厚さ方向の双方に直角である第二方向両端に位置する透光樹脂第二側面と、を有し、
前記延出部は、前記透光樹脂第一側面から延出しており、
前記遮光樹脂は、前記透光樹脂第一側面および前記透光樹脂第二側面の双方に接し且つ
前記透光樹脂主面を露出させており、
前記延出部の前記第二方向の長さが前記本体部の前記第二方向の長さよりも小であるとともに、前記延出部の前記基板の厚さ方向の長さが前記本体部の前記基板の厚さ方向の長さよりも小であることを特徴とする、光半導体装置。

【請求項17】

前記延出部は、前記本体部から第一方向に延出している、請求項１６に記載の光半導体装置。

【請求項18】

前記本体部は、前記第一方向を長手方向とする形状である、請求項１７に記載の光半導体装置。

【請求項19】

前記ＬＥＤチップと前記基板の前記配線パターンとに接続されたワイヤをさらに備える、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項20】

前記ワイヤは、前記本体部によって覆われている、請求項１９に記載の光半導体装置。

【請求項21】

前記延出部は、前記第一方向を向く延出部端面を有する、請求項２０に記載の光半導体装置。

【請求項22】

前記延出部端面は、前記遮光樹脂から露出している、請求項２１に記載の光半導体装置。

【請求項23】

前記遮光樹脂は、前記第一方向を向く遮光樹脂第一側面を有しており、
前記延出部端面と前記遮光樹脂第一側面とは互いに面一である、請求項２２に記載の光半導体装置。

【請求項24】

前記遮光樹脂は、前記延出部を前記第一方向に貫通させる貫通部を有する、請求項２３に記載の光半導体装置。

【請求項25】

前記基材は、前記第一方向を向く基材第一側面を有しており、
前記基材第一側面と前記延出部端面および前記遮光樹脂第一側面とは、面一である、請求項２４に記載の光半導体装置。

【請求項26】

前記延出部端面は、前記遮光樹脂によって覆われている、請求項２１に記載の光半導体装置。

【請求項27】

前記遮光樹脂は、前記延出部端面を収容する凹部を有する、請求項２２に記載の光半導体装置。

【請求項28】

前記遮光樹脂は、前記第一方向を向く遮光樹脂第一側面を有しており、
前記基材は、前記第一方向を向く基材第一側面を有しており、
前記遮光樹脂第一側面と前記基材第一側面とは面一である、請求項２３に記載の光半導体装置。

【請求項29】

前記遮光樹脂は、前記本体部を収容する収容部と、前記主面と同じ方向を向く遮光樹脂主面とを有する、請求項１９ないし２８のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項30】

前記透光樹脂主面と前記遮光樹脂主面とは、面一である、請求項２９に記載の光半導体装置。

【請求項31】

前記透光樹脂第一側面は、前記基板から前記主面が向く方向に向かうほど、前記第一方向において前記ＬＥＤチップに近づくように傾斜している、請求項１９ないし３０のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項32】

前記透光樹脂第二側面は、前記基板から前記主面が向く方向に向かうほど、前記第二方向において前記ＬＥＤチップに近づくように傾斜している、請求項３１に記載の光半導体装置。

【請求項33】

前記配線パターンは、前記ＬＥＤチップがボンディングされたダイボンディング部を有する、請求項３２に記載の光半導体装置。

【請求項34】

前記配線パターンは、前記ダイボンディング部から前記第二方向に延出するダイボンディング延出部を有する、請求項３３に記載の光半導体装置。

【請求項35】

前記基材は、前記第二方向を向く一対の基材第二側面を有しており、
前記ダイボンディング延出部は、平面視において前記基材第二側面に到達している、請求項３４に記載の光半導体装置。

【請求項36】

前記配線パターンは、前記ワイヤがボンディングされたワイヤボンディング部を有する、請求項３２に記載の光半導体装置。

【請求項37】

前記配線パターンは、前記ワイヤボンディング部から前記第二方向に延出するワイヤボンディング延出部を有する、請求項３６に記載の光半導体装置。

【請求項38】

前記基材は、前記第二方向を向く一対の基材第二側面を有しており、
前記ワイヤボンディング延出部は、平面視において前記基材第二側面に到達している、請求項３７に記載の光半導体装置。

【請求項39】

前記基材は、前記第二方向において前記ワイヤボンディング部と並び且つ前記基材を厚さ方向に貫通するスルーホールを有しており、
前記配線パターンは、前記スルーホールの内面に形成されたスルーホール部を有する、請求項３６ないし３８のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項40】

前記配線パターンは、前記裏面に形成され且つ前記スルーホール部に繋がる裏面電極を有する、請求項３９に記載の光半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光半導体装置の製造方法および光半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、従来の光半導体装置の一例を示している。同文献に開示された光半導体装置は、透光樹脂に封止されたＬＥＤチップと、透光樹脂を囲む遮光樹脂とを備える。

【0003】

枠状の遮光樹脂の収容部にＬＥＤチップをボンディングする場合、遮光樹脂とボンディングツールとの干渉が懸念される。また、ＬＥＤチップにワイヤをボンディングする場合、遮光樹脂とキャピラリとの干渉が懸念される。これは、光半導体装置の小型化を図るほど顕著となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２０９６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図りつつ適切に製造可能な光半導体装置の製造方法および光半導体装置を提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第一の側面によって提供される半導体発光装置の製造方法は、互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板材料の主面に、複数のＬＥＤチップを実装する工程と、前記裏面側に配置した共通金型および前記主面側に配置した透光樹脂用金型によって前記基板材料を挟んだ状態で、前記透光樹脂用金型に形成された、各々が前記ＬＥＤチップを収容する複数の本体成形部および各々が第一方向に隣り合う前記本体成形部を繋ぐ複数の連結成形部を有する透光樹脂用キャビティに、透光樹脂材料を注入し、該透光樹脂材料を硬化させることにより、各々が前記ＬＥＤチップを封止する複数の本体部および各々が前記第一方向に隣り合う前記本体部を繋ぐ複数の連結部を有する透光樹脂を形成する工程と、前記裏面側に配置した前記共通金型および前記主面側に配置した遮光樹脂用金型によって前記基板材料を挟んだ状態で、前記遮光樹脂用金型に形成された、少なくとも前記複数の本体部を収容し且つ前記複数の本体部の一部ずつに当接する遮光樹脂用キャビティに、遮光樹脂材料を注入し、該遮光樹脂材料を硬化させることにより、前記複数の本体部の間を埋める遮光樹脂を形成する工程と、前記複数のＬＥＤチップおよび前記複数の本体部が分離させるように、少なくとも前記基板材料と前記遮光樹脂とを切断する工程と、を備えることを特徴としている。

【0007】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部の前記第一方向に直角である断面積は、前記本体部の前記第一方向に直角である断面積よりも小である。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ＬＥＤチップを実装する工程は、前記ＬＥＤチップと前記基板材料とをワイヤによって接続する工程を含む。

【0009】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂を形成する工程および前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記の共通側位置決め部と前記基板材料の基板位置決め部とを用いて前記共通金型と前記基板材料とを位置決めする。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂を形成する工程においては、前記透光樹脂用金型の透光樹脂側位置決め部を用いて前記共通金型および前記基板材料と前記透光樹脂用金型とを位置決めする。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記遮光樹脂用金型の遮光樹脂側位置決め部を用いて前記共通金型および前記基板材料と前記遮光樹脂用金型とを位置決めする。

【0012】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板位置決め部は、貫通孔であり、前記共通側位置決め部は、前記基板位置決め部を貫通する凸形状である。

【0013】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂側位置決め部は、前記共通側位置決め部が嵌合する凹部である。

【0014】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂側位置決め部は、前記共通側位置決め部が嵌合する凹部である。

【0015】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂を形成する工程の後、前記遮光樹脂を形成する工程を開始するまでの間において、前記共通金型と前記基板材料とを互いに固定しておく。

【0016】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記複数の連結部を前記遮光樹脂用キャビティに収容し、前記複数の連結部を覆うように前記遮光樹脂を形成し、前記切断する工程においては、前記基板材料および前記遮光樹脂とともに前記連結部を切断する。

【0017】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂を形成した後、前記遮光樹脂を形成する工程の前に、前記連結部を分断することにより、前記本体部に繋がる延出部を形成する工程をさらに備え、前記遮光樹脂を形成する工程においては、前記複数の延出部を覆うように前記遮光樹脂を形成する。

【0018】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部を分断する工程においては、前記連結部とともに前記基板材料の前記主面側の一部を削除する。

【0019】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切断する工程においては、前記第一方向において隣り合う延出部の間において前記遮光樹脂を切断する。

【0020】

本発明の第二の側面によって提供される半導体発光装置は、互いに反対側を向く主面および裏面を有する基材と配線パターンとからなる基板と、前記主面に実装されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを覆う透光樹脂と、前記透光樹脂の一部を覆う遮光樹脂と、を備える半導体発光装置であって、前記透光樹脂は、ＬＥＤチップを覆う本体部と、該本体部から第一方向両側に延出する一対の延出部を有し、前記遮光樹脂は、前記延出部の少なくとも一部を覆うことを特徴としている。

【0021】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部の前記第一方向に直角である断面積は、前記本体部の前記第一方向に直角である断面積よりも小である。

【0022】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ＬＥＤチップと前記基板の前記配線パターンとに接続されたワイヤをさらに備える。

【0023】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ワイヤは、前記本体部によって覆われている。

【0024】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部は、前記第一方向を向く延出部端面を有する。

【0025】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部端面は、前記遮光樹脂から露出している。

【0026】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂は、前記第一方向を向く遮光樹脂第一側面を有しており、前記延出部端面と前記遮光樹脂第一側面とは互いに面一である。

【0027】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記は、前記延出部を前記第一方向に貫通させる貫通部を有する。

【0028】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、前記第一方向を向く基材第一側面を有しており、前記基材第一側面と前記延出部端面および前記遮光樹脂第一側面とは、面一である。

【0029】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記延出部端面は、前記遮光樹脂によって覆われている。

【0030】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂は、前記延出部端面を収容する凹部を有する。

【0031】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂は、前記第一方向を向く遮光樹脂第一側面を有しており、前記基材は、前記第一方向を向く基材第一側面を有しており、前記遮光樹脂第一側面と前記基材第一側面とは面一である。

【0032】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記本体部は、前記主面と同じ方向を向く透光樹脂主面を有しており、前記透光樹脂主面は、前記遮光樹脂から露出している。

【0033】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光樹脂は、前記本体部を収容する収容部と、前記主面と同じ方向を向く遮光樹脂主面とを有する。

【0034】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記透光樹脂主面と前記遮光樹脂主面とは、面一である。

【0035】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記本体部は、前記第一方向両端に位置する透光樹脂第一側面を有し、前記透光樹脂第一側面は、前記基板から前記主面が向く方向に向かうほど、前記第一方向において前記ＬＥＤチップに近づくように傾斜している。

【0036】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記本体部は、前記第一方向および前記基板の厚さ方向の双方に直角である第二方向両端に位置する透光樹脂第二側面を有し、前記透光樹脂第二側面は、前記基板から前記主面が向く方向に向かうほど、前記第二方向において前記ＬＥＤチップに近づくように傾斜している。

【0037】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線パターンは、前記ＬＥＤチップがボンディングされたダイボンディング部を有する。

【0038】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線パターンは、前記ダイボンディング部から前記第二方向に延出するダイボンディング延出部を有する。

【0039】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、前記第二方向を向く一対の基材第二側面を有しており、前記ダイボンディング延出部は、平面視において前記基材第二側面に到達している。

【0040】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線パターンは、前記ワイヤがボンディングされたワイヤボンディング部を有する。

【0041】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線パターンは、前記ワイヤボンディング部から前記第二方向に延出するワイヤボンディング延出部を有する。

【0042】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、前記第二方向を向く一対の基材第二側面を有しており、前記ワイヤボンディング延出部は、平面視において前記基材第二側面に到達している。

【0043】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、前記第二方向において前記ワイヤボンディング部と並び且つ前記基材を厚さ方向に貫通するスルーホールを有しており、前記配線パターンは、前記スルーホールの内面に形成されたスルーホール部を有する。

【0044】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線パターンは、前記裏面に形成され且つ前記スルーホール部に繋がる裏面電極を有する。

【発明の効果】

【0045】

本発明によれば、前記ＬＥＤチップを各々が封止する前記複数の本体部を有する前記透光樹脂を形成した後に、前記複数の本体部の間を埋めるように前記遮光樹脂を形成する。このため、前記ＬＥＤチップの実装において、前記遮光樹脂との干渉は生じ得ない。このため、前記遮光樹脂と前記ＬＥＤチップとの距離をより近づけることが可能である。したがって、前記半導体発光装置の小型化を図りつつ、前記半導体発光装置を適切に製造することができる。

【0046】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法におけるＬＥＤチップを実装する工程を示す平面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における基板材料と共通金型および透光樹脂用金型とを示す断面図である。

【図3】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における基板材料を共通金型および透光樹脂用金型で挟んだ状態を示す断面図である。

【図4】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における透光樹脂を形成する工程を示す断面図である。

【図5】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における透光樹脂が形成された状態を示す平面図である。

【図6】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における基板材料と共通金型および遮光樹脂用金型を示す断面図である。

【図7】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における基板材料を共通金型および遮光樹脂用金型で挟んだ状態を示す断面図である。

【図8】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における遮光樹脂を形成する工程を示す断面図である。

【図9】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における基板材料を切断する工程を示す断面図である。

【図10】本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置を示す要部平面図である。

【図11】図１０の光半導体装置を示す側面図である。

【図12】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。

【図13】図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図14】図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。

【図15】図１０のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。

【図16】本発明の第二実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における連結部を分断する工程を示す断面図である。

【図17】本発明の第二実施形態に基づく光半導体装置の製造方法における遮光樹脂を形成する工程を示す断面図である。

【図18】本発明の第二実施形態に基づく光半導体装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0049】

本発明の第一実施形態に基づく光半導体装置の製造方法について、図１〜図９を参照しつつ、以下に説明する。

【0050】

まず、図１に示すように基板材料１０を用意する。基板材料１０は、後述するように、絶縁材料からなる基材と、この基材に形成された配線パターンを有する。図１〜図９においては、便宜上、前記基材と前記配線パターンとを区別せずに記載している。基板材料１０は、互いに反対側を向く主面１０１および裏面１０２を有する。

【0051】

次いで、基板材料１０の主面１０１に、複数のＬＥＤチップ２を実装する。複数のＬＥＤチップ２の実装は、たとえば、基板材料１０の前記配線パターンに接合材を介して接合することにより行う。本実施形態においては、ＬＥＤチップ２は、主面１０１においてｘ方向およびｙ方向に沿ったマトリクス状に配置される。また、ＬＥＤチップ２は、２つのワイヤ６によって、基板材料１０の前記配線パターンに接続される。基板材料１０は、４つの基板位置決め部１０９を有する。基板位置決め部１０９は、たとえば貫通孔である。

【0052】

次いで、図２に示すように、共通金型７０および透光樹脂用金型７１を用意する。共通金型７０は、４つの共通側位置決め部７０１を有する。共通側位置決め部７０１は、共通金型７０と基板材料１０と透光樹脂用金型７１とを位置決めするためのものである。本実施形態においては、共通側位置決め部７０１は、ｚ方向図中下方に突出する形状であり、たとえば金属からなるピンである。共通金型７０は、基板材料１０に対して裏面１０２側に配置される。

【0053】

透光樹脂用金型７１は、４つの透光樹脂側位置決め部７１１、透光樹脂用キャビティ７１２および注入孔７１５を有する。透光樹脂側位置決め部７１１は、透光樹脂用金型７１と共通金型７０および基板材料１０とを位置決めするためのものである。本実施形態においては、透光樹脂側位置決め部７１１は、共通金型７０の共通側位置決め部７０１が嵌合する凹部である。透光樹脂用金型７１は、基板材料１０に対して主面１０１側に配置される。

【0054】

透光樹脂用キャビティ７１２は、複数の本体成形部７１３および複数の連結成形部７１４を有する。複数の本体成形部７１３は、以降の工程においてＬＥＤチップ２を収容する部位であり、本実施形態においては、ｘ方向およびｙ方向に沿うマトリクス状に配置されている。複数の連結成形部７１４は、ｘ方向において隣り合う本体成形部７１３同士を連結している。連結成形部７１４のｘ方向に直角である断面積は、本体成形部７１３のｘ方向に直角である断面積よりも小である。注入孔７１５は、以降の工程において、樹脂材料を注入するための孔であり、透光樹脂用キャビティ７１２に繋がっている。

【0055】

次いで、図３に示すように、共通金型７０と透光樹脂用金型７１とによって、基板材料１０を挟む。この際、共通金型７０の共通側位置決め部７０１を基板材料１０の基板位置決め部１０９に貫通させ、且つ透光樹脂用金型７１の透光樹脂側位置決め部７１１に嵌合させる。なお、基板材料１０の基板位置決め部１０９は、共通金型７０および透光樹脂用金型７１に対して基板材料１０を適切に位置決め可能な大きさとされており、たとえば共通側位置決め部７０１が基板位置決め部１０９に嵌合する関係であってもよい。この状態において、主面１０１上の複数のＬＥＤチップ２は、透光樹脂用金型７１の複数の本体成形部７１３に各別に収容されている。また、各本体成形部７１３は、２つのワイヤ６を収容している。

【0056】

次いで、図４に示すように、注入孔７１５から透光樹脂材料を透光樹脂用キャビティ７１２に注入する。前記透光樹脂材料は、ＬＥＤチップ２からの光を透過しうる材質であればよく、たとえばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等である。この透光樹脂材料を硬化させることにより、透光樹脂３Ａが形成される。透光樹脂３Ａは、複数の本体部３０および複数の連結部３６を有する。複数の本体部３０は、透光樹脂用金型７１の複数の本体成形部７１３と基板材料１０の主面１０１とによって囲まれた空間において、前記透光樹脂材料が硬化した部位である。本体部３０は、ＬＥＤチップ２および２つのワイヤ６を封止している。複数の連結部３６は、透光樹脂用金型７１の連結成形部７１４と基板材料１０の主面１０１とによって囲まれた空間において、前記透光樹脂材料が硬化した部位である。図５は、透光樹脂３Ａを形成する工程を終えた状態の基板材料１０を示す平面図である。図４および図５に示すように、複数の本体部３０は、ｘ方向およびｙ方向に沿うマトリクス状に配置されている。複数の連結部３６は、各々がｘ方向に隣り合う本体部３０を連結している。連結部３６のｘ方向に直角である断面積は、本体部３０のｘ方向に直角である断面積よりも小である。

【0057】

次いで、共通金型７０および基板材料１０から透光樹脂用金型７１を離脱させる。この際、共通金型７０と基板材料１０とは互いに結合させておくことが好ましい。そして、基板材料１０の主面１０１側に、遮光樹脂用金型７２を配置する。遮光樹脂用金型７２は、４つの遮光樹脂側位置決め部７２１、遮光樹脂用キャビティ７２２および注入孔７２５を有する。透光樹脂用キャビティ７１２は、遮光樹脂用金型７２と共通金型７０および基板材料１０とを位置決めするためのものである。本実施形態においては、透光樹脂用キャビティ７１２は、共通金型７０の共通側位置決め部７０１が嵌合する凹部であり、透光樹脂用金型７１の透光樹脂側位置決め部７１１と同形状および同サイズである。遮光樹脂用キャビティ７２２は、透光樹脂３Ａを一括して収容しうるものである。本実施形態においては、遮光樹脂用キャビティ７２２は、遮光樹脂用金型７２に形成された凹部にスペーサ７２９が設けられることによって、その空間形状が規定されている。スペーサ７２９は、たとえば、金属または高耐熱性の樹脂などからなる板状部材である。注入孔７２５は、以降の工程において、樹脂材料を注入するための孔であり、遮光樹脂用キャビティ７２２に繋がっている。

【0058】

次いで、図７に示すように、共通金型７０および遮光樹脂用金型７２によって基板材料１０を挟む。この際、共通金型７０の共通側位置決め部７０１を基板材料１０の基板位置決め部１０９に貫通させたまま、遮光樹脂用金型７２の遮光樹脂側位置決め部７２１に共通側位置決め部７０１を嵌合させる。この状態において、透光樹脂３Ａは、遮光樹脂用金型７２の遮光樹脂用キャビティ７２２に収容されている。また、複数の本体部３０のｚ方向下面に、スペーサ７２９が当接している。

【0059】

次いで、図８に示すように、注入孔７２５から遮光樹脂材料を遮光樹脂用キャビティ７２２に注入する。前記遮光樹脂材料は、ＬＥＤチップ２からの光を遮光しうる材質であればよく、たとえば白色のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等である。この遮光樹脂材料を硬化させることにより、遮光樹脂４Ａが形成される。遮光樹脂４Ａは、複数の本体部３０の隙間を埋めるように形成されている。また、遮光樹脂４Ａは、複数の連結部３６を覆っている。スペーサ７２９と複数の本体部３０とが当接していたことにより、本体部３０のｚ方向下面と遮光樹脂４Ａのｚ方向下面とは、互いに面一である。

【0060】

次いで、図９に示すように、共通金型７０および遮光樹脂用金型７２を基板材料１０から離脱させる。そして、基板材料１０、透光樹脂３Ａおよび遮光樹脂４Ａを切断線ＣＬに沿って切断する。この切断は、マトリクス状に配置された複数の本体部３０（ＬＥＤチップ２）を互いに分離するように切断する。具体的には、切断線ＣＬは、隣り合う本体部３０の間に位置している。ｘ方向においては、本体部３０は、連結部３６を横切っている。この切断工程を経ることにより、図１０〜図１５に示す半導体発光装置Ａ１が複数個得られる。

【0061】

半導体発光装置Ａ１は、基板１、ＬＥＤチップ２、透光樹脂３、遮光樹脂４、レジスト層５および２つのワイヤ６を備えている。図１０は、半導体発光装置Ａ１を示す要部平面図であり、理解の便宜上透光樹脂３を省略している。また、配線パターン１２の露出部分に斜線からなるハッチングを付しており、レジスト層５の露出部分に離散点からなるハッチングを付している。図１１は、半導体発光装置Ａ１の側面図である。図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。図１３は、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１４は、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１５は、図１０のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。

【0062】

基板１は、基材１１および配線パターン１２からなり上述した基板材料１０が切断されたものである。基材１１は、たとえばエポキシ樹脂等の絶縁材料からなり、主面１１１、裏面１１２、一対の基材第一側面１１３および一対の基材第二側面１１４を有する。主面１１１および裏面１１２は、ｚ方向において互いに反対側を向く。一対の基材第一側面１１３は、基材１１のｘ方向両端面である。一対の基材第二側面１１４は、基材１１のｙ方向両端面である。基材１１は、平面視（ｚ方向視）においてｘ方向を長手方向とする矩形状である。また、基材１１は、一対のスルーホール１１５を有している。一対のスルーホール１１５は、基材１１をｚ方向に貫通している。一対のスルーホール１１５は、ｘ方向に離間している。また、一対のスルーホール１１５は、ｙ方向において、一方側と他方側とに配置されている。

【0063】

配線パターン１２は、基材１１に形成された導電体層であり、たとえばＣｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｕ等の金属から選択された単層または複数層のメッキ層からなる。配線パターン１２は、ダイボンディング部１２１、一対のダイボンディング延出部１２２、一対のワイヤボンディング部１２３、二対のワイヤボンディング延出部１２４、一対のスルーホール部１２５および一対の裏面電極１２６を有する。

【0064】

ダイボンディング部１２１は、基材１１の主面１０１の略中央に配置されており、ＬＥＤチップ２がボンディングされる部位である。一対のダイボンディング延出部１２２は、ダイボンディング部１２１からｙ方向に延出している。ダイボンディング延出部１２２は、平面視において基材１１の基材第二側面１１４に到達している。

【0065】

一対のワイヤボンディング部１２３は、ワイヤ６がボンディングされる部位である。一対のワイヤボンディング部１２３は、ダイボンディング部１２１を挟んで、ｘ方向両側に配置されている。また、本実施形態においては、一対のワイヤボンディング部１２３は、ｙ方向において互いに異なる側に偏って配置さている。なお、上述した一対のスルーホール１１５の配置と一対のワイヤボンディング部１２３の配置とは、ｙ方向において略反対となっている。

【0066】

二対のワイヤボンディング延出部１２４は、一対のワイヤボンディング部１２３からｙ方向に延出している。より具体的には、一対のワイヤボンディング延出部１２４が、一つのワイヤボンディング部１２３から延出している。ワイヤボンディング延出部１２４は、平面視において基材第二側面１１４に到達している。

【0067】

一対のスルーホール部１２５は、基材１１のスルーホール１１５の内面に形成されている。スルーホール部１２５のｚ方向上端は、ワイヤボンディング延出部１２４に繋がっている。

【0068】

一対の裏面電極１２６は、基材１１の裏面１１２に形成されている。一対の裏面電極１２６は、ｘ方向に離間配置されている。スルーホール部１２５のｚ方向下端は、裏面電極１２６に繋がっている。

【0069】

ＬＥＤチップ２は、半導体発光装置Ａ１の光源である。ＬＥＤチップ２は、基板１の主面１１１において配線パターン１２に実装されている。この実装は、たとえばＬＥＤチップ２の底面と配線パターン１２のダイボンディング部１２１とを接合材２９によって接合することによって行う。本実施形態においては、接合材２９は、導電性であっても絶縁性であってもよい。

【0070】

ＬＥＤチップ２は、本体部２１および一対のチップ電極２２を有する。本体部２１は、主として半導体材料からなる複数層が積層された構造である。一対のチップ電極２２は、本体部２１の活性層等に通電するための電極である。

【0071】

一対のワイヤ６は、各々の一端がＬＥＤチップ２のチップ電極２２にボンディングされ、他端が配線パターン１２のワイヤボンディング部１２３にボンディングされている。ワイヤ６は、たとえばＡｕからなる金属線である。

【0072】

透光樹脂３は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明な樹脂材料からなる。あるいは、透光樹脂３は、ＬＥＤチップ２からの光によって励起されることにより、異なる波長の光を発する蛍光材料を含んでいてもよい。この場合、透光樹脂３は、半透明の外観を呈する。

【0073】

透光樹脂３は、本体部３０および一対の延出部３５を有する。本体部３０は、ＬＥＤチップ２および一対のワイヤ６を覆う部分であり、略直方体形状である。本体部３０は、透光樹脂主面３１、一対の透光樹脂第一側面３３および一対の透光樹脂第二側面３４を有する。透光樹脂主面３１は、ｚ方向図中上側を向いており、主面１０１と同じ方向を向いている。

【0074】

一対の透光樹脂第一側面３３は、本体部３０のｘ方向両端に位置する面である。透光樹脂第一側面３３は、基板１から主面１１１が向く方向に向かうほど、ｘ方向においてＬＥＤチップ２に近づくように傾斜している。

【0075】

一対の透光樹脂第二側面３４は、本体部３０のｙ方向両端に位置する面である。透光樹脂第二側面３４は、基板１から主面１１１が向く方向に向かうほど、ｙ方向においてＬＥＤチップ２に近づくように傾斜している。

【0076】

一対の透光樹脂第一側面３３および一対の透光樹脂第二側面３４が、上述した傾斜面となっている理由は、図４に示す透光樹脂３Ａを形成する工程の後に、透光樹脂用金型７１を透光樹脂３Ａからスムーズに離脱すべく、本体成形部７１３の内面が傾斜していることによる。

【0077】

一対の延出部３５は、本体部３０からｘ方向両側に延出している。延出部３５のｘ方向に直角である断面積は、本体部３０のｘ向に直角である断面積よりも小である。延出部３５は、延出部端面３５１を有する。本実施形態においては、延出部端面３５１は、平面視において基材１１の基材第一側面１１３に到達しており、遮光樹脂４から露出している。

【0078】

遮光樹脂４は、平面視において透光樹脂３を囲むように覆っており、たとえば白色のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等のＬＥＤチップ２からの光を遮光する樹脂からなる。遮光樹脂４は、遮光樹脂主面４１、一対の遮光樹脂第一側面４３、一対の遮光樹脂第二側面４４、収容部４５および一対の貫通部４６を有する。

【0079】

収容部４５は、透光樹脂３の本体部３０を収容している部位である。遮光樹脂主面４１は、ｚ方向図中上方を向く面であり、本実施形態においては、本体部３０の透光樹脂主面３１と面一である。これは、図７および図８に示す工程において、透光樹脂３Ａの複数の本体部３０に遮光樹脂用金型７２のスペーサ７２９が当接していたことによる。

【0080】

一対の遮光樹脂第一側面４３は、遮光樹脂４のｘ方向両端面である。遮光樹脂第一側面４３は、ｘ方向に直角である。また、本実施形態においては、遮光樹脂第一側面４３と延出部端面３５１と基材第一側面１１３とは、互いに面一である。

【0081】

一対の遮光樹脂第二側面４４は、遮光樹脂４のｙ方向両端面である。遮光樹脂第二側面４４は、ｙ方向に直角である。また、本実施形態においては、遮光樹脂第二側面４４と基材第二側面１１４とは、互いに面一である。

【0082】

一対の貫通部４６は、収容部４５に繋がっており、ｘ方向に貫通している。貫通部４６は、透光樹脂３の延出部３５を収容している。

【0083】

次に、半導体発光装置Ａ１の製造方法および半導体発光装置Ａ１の作用について説明する。

【0084】

本実施形態によれば、ＬＥＤチップ２を各々が封止する複数の本体部３０を有する透光樹脂３Ａを形成した後に、複数の本体部３０の間を埋めるように遮光樹脂４Ａを形成する。このため、ＬＥＤチップ２のボンディングにおいて、遮光樹脂４Ａとの干渉は生じ得ない。このため、遮光樹脂４とＬＥＤチップ２との距離をより近づけることが可能である。したがって、半導体発光装置Ａ１の小型化を図りつつ、半導体発光装置Ａ１を適切に製造することができる。

【0085】

また、本体部３０は、一対のワイヤ６を封止している。このため、ワイヤ６をボンディングするためのキャピラリと遮光樹脂４Ａとの干渉は生じ得ない。これは、半導体発光装置Ａ１の小型化に好ましい。

【0086】

連結部３６の断面積は、本体部３０よりも小である。このため、基板材料１０に透光樹脂３Ａを形成した状態において、基板材料１０の主面１０１は、その全体が一様な厚さの透光樹脂３Ａによって覆われた状態とはなっていない。透光樹脂３Ａが一様な厚さの態様に近い態様であるほど、基板材料１０が反ってしまうことが懸念される。本実施形態においては、複数の本体部３０は、互いに離間配置されており、相対的に小部位である連結部３６によって連結されているに過ぎない。したがって、基板材料１０の反りを抑制することができる。これにより、基板材料１０の薄型化が可能であり、半導体発光装置Ａ１のｚ方向寸法を縮小することができる。

【0087】

共通金型７０の共通側位置決め部７０１と基板材料１０の基板位置決め部１０９とによって共通金型７０と基板材料１０との位置決めをするとともに、透光樹脂用金型７１の透光樹脂側位置決め部７１１と共通側位置決め部７０１とによって共通金型７０および基板材料１０と透光樹脂用金型７１との位置決めを行う。また、遮光樹脂用金型７２の遮光樹脂側位置決め部７２１と共通側位置決め部７０１とを用いて共通金型７０および基板材料１０と遮光樹脂用金型７２とを位置決めする。このような手順とすることにより、透光樹脂用金型７１によって形成した透光樹脂３Ａと遮光樹脂用金型７２の遮光樹脂用キャビティ７２２とをより正確な位置に設定することができる。これは、より小型の半導体発光装置Ａ１を形成するのに好ましい。

【0088】

基板材料１０の切断において、連結部３６を分断することにより、延出部３５が形成される。このような手法により、半導体発光装置Ａ１において延出部端面３５１が遮光樹脂４から露出するものの、延出部端面３５１は、ｘ方向においてＬＥＤチップ２から十分に離間した面であり、相対的に小さい面である。このため、延出部端面３５１からの漏光は実質的に問題にならない。一方、延出部端面３５１を遮光樹脂４によって封止するための工程を行う必要が無いことにより、半導体発光装置Ａ１の製造効率を高めることができる。

【0089】

図１６〜図１８は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

【0090】

図１６および図１７は、本発明の第二実施形態に基づく光半導体装置の製造方法を示している。図１６は、図４および図５に示す透光樹脂３Ａを形成する工程を終えた状態の、図６に示す基板材料１０を用いている。本実施形態においては、基板材料１０に形成された透光樹脂３Ａに切削加工等を施すことにより、複数の連結部３６をｘ方向に分断する。これにより、本体部３０のｘ方向両側に繋がる延出部３５が形成される。また、本実施形態においては、連結部３６を分断する際に、基板材料１０の主面１０１側の一部を削除する。これにより、基板材料１０には、複数の溝部１１６が形成される。溝部１１６は、ｘ方向に隣り合う本体部３０の間においてｙ方向に延びている。

【0091】

次いで、図１７に示すように、遮光樹脂用金型７２を用いて遮光樹脂４Ａを形成する。そして、図９に示す工程を類似の工程によって基板材料１０を切断する。この切断においては、ｘ方向において隣り合う延出部３５どうしの間を切断する。ことにより、図１８に示す半導体発光装置Ａ２が複数個得られる。

【0092】

半導体発光装置Ａ２においては、透光樹脂３の一対の延出部３５の延出部端面３５１が、遮光樹脂４に覆われており、基材１１の基材第一側面１１３から平面視においてｘ方向内方に退避している。遮光樹脂４は、一対の凹部４７を有している。一対の凹部４７は、各々が透光樹脂３の延出部３５を収容している。基板１の基材１１には、一対の溝部１１６が形成されている。溝部１１６は、遮光樹脂４によって埋められている。

【0093】

このような実施形態によっても、半導体発光装置Ａ２の小型化を図りつつ、半導体発光装置Ａ２を適切に製造することができる。また、本実施形態によれば、透光樹脂３がｘ方向において遮光樹脂４から露出しない構成を得ることができる。

【0094】

本発明に係る光半導体装置の製造方法および光半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光半導体装置の製造方法および光半導体装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0095】

Ａ１，Ａ２：半導体発光装置
１ ：基板
２ ：ＬＥＤチップ
３ ：透光樹脂
３Ａ ：透光樹脂
４ ：遮光樹脂
４Ａ ：遮光樹脂
５ ：レジスト層
６ ：ワイヤ
１０ ：基板材料
１１ ：基材
１２ ：配線パターン
２１ ：本体部
２２ ：チップ電極
２９ ：接合材
３０ ：本体部
３１ ：透光樹脂主面
３３ ：透光樹脂第一側面
３４ ：透光樹脂第二側面
３５ ：延出部
３６ ：連結部
４１ ：遮光樹脂主面
４３ ：遮光樹脂第一側面
４４ ：遮光樹脂第二側面
４５ ：収容部
４６ ：貫通部
４７ ：凹部
７０ ：共通金型
７１ ：透光樹脂用金型
７２ ：遮光樹脂用金型
１０１ ：主面
１０２ ：裏面
１０９ ：基板位置決め部
１１１ ：主面
１１２ ：裏面
１１３ ：基材第一側面
１１４ ：基材第二側面
１１５ ：スルーホール
１１６ ：溝部
１２１ ：ダイボンディング部
１２２ ：ダイボンディング延出部
１２３ ：ワイヤボンディング部
１２４ ：ワイヤボンディング延出部
１２５ ：スルーホール部
１２６ ：裏面電極
３５１ ：延出部端面
７０１ ：共通側位置決め部
７１１ ：透光樹脂側位置決め部
７１２ ：透光樹脂用キャビティ
７１３ ：本体成形部
７１４ ：連結成形部
７１５ ：注入孔
７２１ ：遮光樹脂側位置決め部
７２２ ：遮光樹脂用キャビティ
７２５ ：注入孔
７２９ ：スペーサ
ＣＬ ：切断線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】