特許 7267113 半導体素子搭載用配線基板、および半導体素子搭載用配線基板の製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】半導体素子搭載用配線基板、および半導体素子搭載用配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20230424BHJP

   H01L 23/15 20060101ALI20230424BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 Q

H01L23/14 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019105032

(22)【出願日】2019-06-05

(65)【公開番号】P2020198401

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(74)【代理人】

【識別番号】100144510

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 真由

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 悠斗

(72)【発明者】

【氏名】柳瀬 康行

(72)【発明者】

【氏名】梶谷 昌弘

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２７７５２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２３／１２－２３／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子搭載用配線基板であって、
基材と、
第１金属を主成分として含む第１金属層であって、前記基材の上に積層される第１金属層と、
溶液中の電位が前記第１金属より低い第２金属を主成分として含む第２金属層であって、前記第１金属層の上に前記第１金属層と接触して積層される第２金属層と、
を備え、
前記第１金属層の少なくとも一部が、前記第２金属層の外周よりもはみ出しており、
さらに、
溶液中の電位が前記第１金属より高い第３金属を主成分として含む第３金属層であって、前記第１金属層と前記基材との間に配置される第３金属層
を備えることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記溶液は、塩化ナトリウム濃度が１０質量％未満の塩水である、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項3】

請求項１および請求項２のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第２金属は、前記半導体素子搭載用配線基板を他の配線回路と接続するための配線の主成分の金属と同一の金属であることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第２金属は、アルミニウム（Ａｌ）であることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第１金属は、チタン（Ｔｉ）であることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第１金属層は、前記第１金属層の全周に亘って、前記第２金属層の外周よりはみ出していることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第１金属層は、前記第３金属層の上に重なって配置されている部分において、前記第２金属層の外周よりはみ出していることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記第１金属層が前記第２金属層の外周よりはみ出している部分における前記第１金属層の外周と前記第２金属層の外周との間の距離であるはみ出し量が、１５μｍ以下であることを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用配線基板であって、
前記基材は、セラミック層を含むことを特徴とする、
半導体素子搭載用配線基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体素子搭載用配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）照明等の電子部品（半導体素子）、パワー半導体等が実装される半導体素子搭載用配線基板が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４００７８７号公報

【文献】特開平５－２０６０９８号公報

【文献】特開平１０－１９０１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体素子搭載用配線基板では、基材の上に複数の異なる金属層が形成される場合がある。上述のような半導体素子は半導体素子搭載用基板に実装され、例えば、コンピュータ、テレビ、携帯電話、自動車等に用いられ、屋内外で使用される。半導体搭載用基板が屋外で使用され、海水等の塩水雰囲気下に置かれると、金属膜に腐食が起きる可能性がある。特に、複数の異なる金属層が積層される半導体素子搭載用配線基板では、異なる金属層の間で電池作用が生じ、溶液中の電位が低い方の金属が選択的に腐食される、いわゆるガルバニック腐食により、腐食が促進される虞がある。

【0005】

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、複数の異なる金属層が積層される半導体素子搭載用配線基板において、金属層の腐食を抑制する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、半導体素子搭載用配線基板が提供される。この半導体素子搭載用配線基板は、基材と、第１金属を主成分として含む第１金属層であって、前記基材の上に積層される第１金属層と、溶液中の電位が前記第１金属より低い第２金属を主成分として含む第２金属層であって、前記第１金属層の上に前記第１金属層と接触して積層される第２金属層と、を備え、前記第１金属層の少なくとも一部が、前記第２金属層の外周よりもはみ出しており、さらに、溶液中の電位が前記第１金属より高い第３金属を主成分として含む第３金属層であって、前記第１金属層と前記基材との間に配置される第３金属層を備える。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、半導体素子搭載用配線基板が提供される。この半導体素子搭載用配線基板は、基材と、第１金属を主成分として含む第１金属層であって、前記基材の上に積層される第１金属層と、溶液中の電位が前記第１金属より低い第２金属を主成分として含む第２金属層であって、前記第１金属層の上に前記第１金属層と接触して積層される第２金属層と、を備え、前記第１金属層の少なくとも一部が、前記第２金属層の外周よりもはみ出している。

【0008】

この構成によれば、第１金属層の少なくとも一部が、第２金属層の外周よりもはみ出しているため、第１金属層が第２金属層の外周よりもはみ出している部分では、第２金属層と、第１金属層より下の層（基材を含む）との間に隙間が生じない。そのため、第２金属層の下側に塩水等の電解質溶液が溜まることを回避できるため、第２金属層の腐食を抑制することができる。

【0009】

（２）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記溶液は、塩化ナトリウム濃度が１０質量％未満の塩水であってもよい。このようにすると、海水等の塩水中で腐食されやすい第２金属層の腐食を抑制することができる。

【0010】

（３）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第２金属は、前記半導体素子搭載用配線基板を他の配線回路と接続するための配線の主成分の金属と同一の金属であってもよい。このようにすると、第２金属層の腐食が抑制されるため、他の配線回路との接触不良を抑制することができる。

【0011】

（４）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第２金属は、アルミニウム（Ａｌ）であってもよい。腐食性が高いアルミニウムを第２金属として用いる場合に、このような構成にすると、好適に第２金属層の腐食を抑制することができる。

【0012】

（５）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第１金属は、チタン（Ｔｉ）であってもよい。チタンは、高融点であるため、第１金属層はバリアメタル層として機能することができる。また、チタンは、強固な酸化膜を作りやすいため、腐食耐性を向上させることができる。

【0013】

（６）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、さらに、溶液中の電位が前記第１金属より高い第３金属を主成分として含む第３金属層であって、前記第１金属層と前記基材との間に配置される第３金属層を備えてもよい。

【0014】

このようにすると、溶液中の電位が高い順に、第３金属、第１金属、第２金属である。第１金属層が第２金属層よりもはみ出していない場合には、第２金属層と第３金属層との間に空間が形成され、その空間に電解質溶液が溜まり、第３金属層と第２金属層との間に電池（局部電池、ガルバニ電池）が形成される可能性がある。第３金属層と第２金属層との間に電池（局部電池、ガルバニ電池）が形成された場合、第３金属層と第２金属層とは、溶液中の電位の違いが大きいため、第３金属層を備えない場合と比較して電流が増加し、第２金属層の腐食が促進される。この構成によれば、第１金属層が第２金属層の外周よりもはみ出している部分では、第２金属層の腐食を好適に、抑制することができる。

【0015】

（７）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第１金属層は、前記第１金属層の全周に亘って、前記第２金属層の外周よりはみ出していてもよい。このようにすると、第１金属層の全周に亘って、第２金属層の腐食を抑制することができる。

【0016】

（８）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第１金属層は、前記第３金属層の上に重なって配置されている部分において、前記第２金属層の外周よりはみ出していてもよい。上述の通り、第３金属層と第１金属層との間で電池が形成されると、第２金属層の腐食が促進されるため、第３金属層の上に重なって配置されている第１金属層が第２金属層の外周よりはみ出していることにより、第２金属層の腐食がより適切に抑制される。

【0017】

（９）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記第１金属層が前記第２金属層の外周よりはみ出している部分における前記第１金属層の外周と前記第２金属層の外周との間の距離であるはみ出し量が、１５μｍ以下であってもよい。このようにすると、第１金属層と第２金属層との間に電池が形成され難いため、第２金属層の腐食を抑制することができる。

【0018】

（１０）上記形態の半導体素子搭載用配線基板であって、前記基材は、セラミック層を含んでもよい。このようにしても、第２金属層の腐食を抑制することができる。また、耐熱性・耐摩耗性・耐腐食性に優れた半導体素子搭載用配線基板を得ることができる。

【0019】

（１１）本発明の他の形態によれば、半導体素子搭載用配線基板の製造方法が提供される。この半導体素子搭載用配線基板の製造方法は、第１金属を主成分として含む第１金属層が基材の上に積層され、溶液中の電位が前記第１金属より低い第２金属を主成分として含む第２金属層が前記第１金属層の上に前記第１金属層と接触して積層された金属層付き基材を準備する準備工程と、前記金属層付き基材に対して、前記第２金属層の一部を除去する処理を行い、前記第１金属層の少なくとも一部が、前記第２金属層の外周よりもはみ出すようにする除去工程と、を備える。この製造方法によれば、容易に、上記の半導体素子搭載用配線基板を製造することができる。

【0020】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、半導体素子搭載用配線基板を含む製品、半導体素子搭載用配線基板を含む製品の製造方法などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態の半導体素子搭載用配線基板の平面構成を概略的示す説明図である。

【図2】半導体素子搭載用配線基板の断面構成（Ａ－Ａ切断面）を概略的示す説明図である。

【図3】半導体素子搭載用配線基板の断面構成（Ｂ－Ｂ切断面）を概略的示す説明図である。

【図4】半導体素子搭載用配線基板の第１製造方法を示す工程図である。

【図5】半導体素子搭載用配線基板の第２製造方法を示す工程図である。

【図6】半導体素子搭載用配線基板の第３製造方法を示す工程図である。

【図7】比較例の半導体素子搭載用配線基板の平面構成を概略的示す説明図である。

【図8】比較例の半導体素子搭載用配線基板の断面構成（Ａ－Ａ切断面）を概略的示す説明図である。

【図9】比較例の半導体素子搭載用配線基板の断面構成（Ｂ－Ｂ切断面）を概略的示す説明図である。

【図10】第２実施形態の照明装置の構成を概略的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜第１実施形態＞
・半導体素子搭載用配線基板１０の構成：
図１は、本発明の第１実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０の平面構成を概略的示す説明図である。図２は、半導体素子搭載用配線基板１０の断面構成（Ａ－Ａ切断面）を概略的示す説明図である。図３は、半導体素子搭載用配線基板１０の断面構成（Ｂ－Ｂ切断面）を概略的示す説明図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ切断面を示し、図３は、図１におけるＢ－Ｂ切断面を示す。すなわち、図２、図３は、半導体素子搭載用配線基板１０の異なる切断面を図示している。

【0023】

半導体素子搭載用配線基板１０は、基材２と、第１金属層６と、第２金属層８と、第３金属層４を備える。図示するように、第２金属層８は、第１金属層６上に、第１金属層６と接触して形成されており、第１金属層６の一部が第３金属層４の一部と重なるように、第１金属層６が基材２の上に形成されている。換言すると、第３金属層４は、第１金属層６と基材２との間に配置される。

【0024】

基材２は、絶縁性の平板である。本実施形態では、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックスにより形成されている。窒化アルミニウムは、高放熱性、高強度であるため、パワー半導体モジュール等発熱量が大きい部品に好適に用いることができる。基材２を形成する材料は、本実施形態に限定されず、例えば、アルミナ（Ａｌ₂０₃）、アルミナジルコニア（Ａｌ₂０₃／ＺｒＯ₂）、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックスを用いてもよいし、ガラス、ガラスエポキシ、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂などの樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）、これらの絶縁部材を表面に形成した金属部材等によって形成してもよい。

【0025】

本実施形態では、第１金属層６の主成分の第１金属としてチタン（Ｔｉ）を含み、第２金属層８の主成分の第２金属としてアルミニウム（Ａｌ）を含み、第３金属層４の主成分の第３金属として金（Ａｕ）を含む。塩化ナトリウム濃度が１０質量％未満の塩水における自然電位が高い順に、第３金属、第１金属、第２金属である。ここで、主成分とは、９９％以上含まれる成分である。

【0026】

第１金属は、第２金属および第３金属に対して高融点であり、第１金属層は、いわゆる、バリアメタル層として、機能する。第１金属としてのチタン（Ｔｉ）は、強固な酸化膜を作りやすいため、腐食耐性を向上させることができる。第１金属層を形成する材料として、例えば、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン合金（例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等を含む）等を用いることができる。第２金属層を形成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（例えば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ、Ａｌ－Ｃｕ等）を用いることができる。アルミニウムは、イオン化傾向が高く、腐食性が高い。第３金属層を形成する材料として、金（Ａｕ）、金合金を用いることができる。

【0027】

第１金属、第２金属、第３金属の組み合わせは、本実施形態に限定されず、塩化ナトリウム濃度が１０質量％未満の塩水における自然電位が高い順に、第３金属、第１金属、第２金属である組み合わせの種々の金属の組み合わせを用いることができる。例えば、第１金属としてニッケル（Ｎｉ）、第２金属としてアルミニウム（Ａｌ）、第３金属として金（Ａｕ）という組み合わせで用いてもよい。

【0028】

図１に示すように、第１金属層６は、第１金属層６の全周に亘って、第２金属層８の外周よりはみ出している。第１金属層６は、基材２上に基材２に接触して形成されている部分と（図２)、第３金属層４に接触して、基材２上に形成されている部分(図３)があり、いずれの部分においても、第１金属層６は、第２金属層８の外周よりはみ出している。図２、図３に示すように、第１金属層６の外周と第２金属層８の外周との間の距離であるはみ出し量Ｌは、本実施形態では、５μｍである。

【0029】

・半導体素子搭載用配線基板１０の製造方法：
半導体素子搭載用配線基板１０は、基材２上に形成された第１金属層６および第２金属層の一部を、エッチングにより除去することにより、製造される。半導体素子搭載用配線基板１０の製造方法として、以下に３つの方法について説明する。

【0030】

（１）半導体素子搭載用配線基板１０の第１製造方法
図４は、半導体素子搭載用配線基板１０の第１製造方法を示す工程図である。図４において、半導体素子搭載用配線基板１０の端部近傍の一部の断面（図１におけるＡ－Ａ切断面の一部）を、概略的に図示している。なお、図４において図示される部分は、第３金属層４が形成されていない部分である。

【0031】

工程Ｐ１０２において、基材２と、第１金属層６と、第２金属層８と、第３金属層４を備える金属層付き基材１２が準備される。工程Ｐ１０２では、予め形成された金属層付き基材１２を準備してもよいし、例えば、スパッタリング、蒸着等の公知に方法により、第１金属層６および第２金属層８を、めっき等の公知の方法で第３金属層４が形成された基材２上に形成してもよい。工程Ｐ１０２を「準備工程」とも呼ぶ。

【0032】

工程Ｐ１０４において、金属層付き基材１２の第２金属層８上に、フォトリソグラフィ、印刷等の公知の方法により、レジスト１４が形成される。

【0033】

工程Ｐ１０６において、第１金属層６の除去速度が第２金属層８の除去速度より遅い第１除去液を用いて、第１金属層６および第２金属層が除去される。本実施形態では、第１除去液として、チタンのエッチングレートがアルミニウムのエッチングレートより遅くなるように配合されたフッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）系の除去液（エッチング液)を用いた。これにより、第１金属層６が第２金属層８の外周よりはみ出すように、第１金属層と第２金属層とを、エッチングすることができる。第１製造方法の工程Ｐ１０４と工程Ｐ１０６をあわせて、「除去工程」とも呼ぶ。

【0034】

工程Ｐ１０８において、レジスト１４が剥離され、半導体素子搭載用配線基板１０が完成される。

【0035】

この製造方法によれば、工程Ｐ１０６において、第１金属層６の除去速度が第２金属層８の除去速度より遅い第１除去液を用いて、第１金属層６および第２金属層が除去されるため、１つのエッチング液で１工程で、第１金属層６が第２金属層８の外周よりはみ出すように除去することができる。そのため、工程数を低減することができ、製造時間、製造コストを低減することができる。

【0036】

（２）半導体素子搭載用配線基板１０の第２製造方法
図５は、半導体素子搭載用配線基板１０の第２製造方法を示す工程図である。図５において、図４と同様に、半導体素子搭載用配線基板１０の端部近傍の一部の断面を、概略的に図示している。以下の説明において、第１製造方法と同様の工程には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0037】

工程Ｐ１０２において、第１製造方法と同様に、金属層付き基材１２が準備され、工程Ｐ１０４において、第１製造方法と同様に、金属層付き基材１２の第２金属層８上に、レジスト１４が形成される。

【0038】

工程Ｐ１１６において、第２金属層８を選択的に除去する第２除去液を用いて、第２金属層８の一部が除去された後、レジスト１４が剥離される。本実施形態では、第２除去液として、リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、硝酸（ＨＮＯ₃）、酢酸（ＣＨ₃ＣＯＯＨ）から成るＰＡＮ系エッチング液を用いている。

【0039】

工程１１８において、工程Ｐ１１６で露出された第１金属層６の表面の一部と、第２金属層８を覆うレジスト１６が、フォトリソグラフィ、印刷等の公知の方法により、形成される。

【0040】

工程Ｐ１２０において、第１金属層６を選択的に除去する第３除去液を用いて、第１金属層６の一部が除去される。これにより、第１金属層６が第２金属層８の外周よりもはみ出すように形成される。本実施形態では、第３除去液として、フッ硝酸（フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ₃）の混合液)を用いている。第２製造方法の工程Ｐ１０４、工程Ｐ１１６、工程Ｐ１１８、および工程Ｐ１２０をあわせて、「除去工程」とも呼ぶ。

【0041】

工程Ｐ１２２において、レジスト１６が剥離され、半導体素子搭載用配線基板１０が完成される。この製造方法でも、第１金属層６が第２金属層８の外周よりもはみ出している半導体素子搭載用配線基板１０を製造することができる。

【0042】

（３）半導体素子搭載用配線基板１０の第３製造方法
図６は、半導体素子搭載用配線基板１０の第３製造方法を示す工程図である。図６において、図４と同様に、半導体素子搭載用配線基板１０の端部近傍の一部の断面を、概略的に図示している。以下の説明において、第１製造方法および第２製造方法と同様の工程には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0043】

工程Ｐ１０２において、第１製造方法と同様に、金属層付き基材１２が準備され、工程Ｐ１０４において、第１製造方法と同様に、金属層付き基材１２の第２金属層８上に、レジスト１４が形成される。

【0044】

工程Ｐ１３６において、第２金属層８を選択的に除去する第２除去液を用いて、第２金属層８の一部が除去される。本実施形態では、第２除去液として、第２製造方法と同様に、リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、硝酸（ＨＮＯ₃）、酢酸（ＣＨ₃ＣＯＯＨ）から成るＰＡＮ系エッチング液を用いている。第３製造方法の工程Ｐ１３６では、第２製造方法の工程Ｐ１１６と異なり、レジスト１４が剥離されない。

【0045】

工程１２０において、第２製造方法と同様に、第１金属層６を選択的に除去する第３除去液を用いて、第１金属層６の一部が除去される。第３除去液では、第２金属層８がほぼ除去されず、第２金属層８もレジスト様の機能を果たすため、この工程では、第２金属層８が第１金属層６の外周より突出した状態になる。本実施形態では、第２製造方法と同様に、第３除去液として、フッ硝酸（フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ₃）の混合液)を用いている。

【0046】

工程Ｐ１３８において、第２金属層８を選択的に除去する第２除去液を用いて、再び、第２金属層８の一部が除去される。これにより、第１金属層６が第２金属層８の外周よりもはみ出すように形成される。第３製造方法の工程Ｐ１０４、工程Ｐ１３６、工程Ｐ１２０、および工程Ｐ１３８をあわせて、「除去工程」とも呼ぶ。

【0047】

工程Ｐ１０８において、第１製造方法と同様に、レジスト１４が剥離され、半導体素子搭載用配線基板１０が完成される。この製造方法でも、第１金属層６が第２金属層８の外周よりもはみ出している半導体素子搭載用配線基板１０を製造することができる。第３製造方法によれば、第２製造方法と比較して、レジストの形成回数が低減されるため、製造コストを低減することができる。また、エッチング時間で、はみ出し量を調整することができる。

【0048】

・本実施形態の効果：
本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０の効果を、比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐと比較して説明する。図７は、比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐの平面構成を概略的に示す説明図である。図８は、半導体素子搭載用配線基板１０Ｐの断面構成（Ａ－Ａ切断面）を概略的示す説明図である。図９は、半導体素子搭載用配線基板１０Ｐの断面構成（Ｂ－Ｂ切断面）を概略的示す説明図である。図８は、図７におけるＡ－Ａ切断面を示し、図９は、図７におけるＢ－Ｂ切断面を示す。図８は図２に対応し、図９は図３に対応する断面を示す。

【0049】

比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐは、本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０と同様に、基材２と、第１金属層６と、第２金属層８と、第３金属層４を備える。第１金属層６の主成分の第１金属、第２金属層８の主成分の第２金属、および第３金属層４の主成分の第３金属は、それぞれ、半導体素子搭載用配線基板１０と同じである。但し、図７～図９に示すように、半導体素子搭載用配線基板１０Ｐにおいて、第２金属層８は、第１金属層６の全周に亘って、第１金属層６の外周より突出している。換言すると、第１金属層６は、第１金属層６の全周に亘って、第２金属層８の外周よりはみ出していない。半導体素子搭載用配線基板１０Ｐでは、第２金属層８が第１金属層６の外周より突出しているため、基材２と第２金属層８との間に隙間Ｓ(図８、図９)が形成されている。

【0050】

比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐは、上述した配線基板の第３製造方法（図６）における工程Ｐ１３８を行わないことにより製造することができる。すなわち、２回目の第２金属層８のエッチング処理を行わないことにより、第２金属層８が、第１金属層６の全周に亘って、第１金属層６の外周より突出した状態に形成される。

【0051】

半導体素子搭載用配線基板１０Ｐが、塩水雰囲気下に置かれると、基材２または第３金属層４と第２金属層８との間の隙間Ｓ（図８、図９)に、高ハロゲン濃度の塩水が溜まる虞がある。そうすると、隙間Ｓを起点に腐食が起こる可能性が高い。

【0052】

また、第１金属層６の主成分であるアルミニウムと、第３金属層４の主成分である金とは、イオン化傾向の違いが大きいため、第１金属層６が第３金属層４上に形成されている部分において(図９)、隙間Ｓに高ハロゲン濃度の塩水が溜まり、第３金属層４と第２金属層８との間に電池（局部電池、ガルバニ電池）が形成された場合、基材２に接触して第１金属層６が形成されている部分(図８)場合と比較して電流が増加し、第２金属層８の腐食が促進される可能性がある。

【0053】

これに対し、本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０では、第１金属層６が、第１金属層６の全周に亘って、第２金属層８の外周よりはみ出しているため、基材２と第２金属層８との間に隙間Ｓが形成されない。また、第３金属層４と第２金属層８との間に隙間Ｓが形成されない。そのため、第２金属層８の下側に塩水等の電解質溶液が溜まることを回避でき、第２金属層８の腐食を抑制することができる。

【0054】

また、半導体素子搭載用配線基板１０は、第１金属層６の第２金属層８に対するはみ出し量Ｌが５μｍである。第１金属層６の第２金属層８に対するはみ出し量Ｌが大きいと（例えば、１５μｍより大きい）、第１金属層と第２金属層との間に電池が形成され、第２金属層の腐食が促進されるおそれがあるが、本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０では、第１金属層６と第２金属層８との間に電池が形成され難いため、第２金属層８の腐食を抑制することができる。

【0055】

また、本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０では、第１金属層６の全周に亘って、第１金属層６が第２金属層８よりはみ出しているため、第１金属層６の全周に亘って、第２金属層８の腐食を抑制することができる。

【0056】

本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０と、比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐを用いて、塩水噴霧試験（５％濃度、４８時間）を実施し、第２金属層８の状態を走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて確認した。塩水噴霧試験実施後に、第２金属層８が残っている面積を比較したところ、比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐと比べて、本実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０における第２金属層８の腐食が低減されていることが確認できた。なお、半導体素子搭載用配線基板１０として、上記第１製造方法、第２製造方法、第３製造方法、それぞれにて製造された半導体素子搭載用配線基板１０を用いて実験し、どの製造方法で製造された半導体素子搭載用配線基板１０においても、比較例の半導体素子搭載用配線基板１０Ｐよりも、第２金属層８の腐食が低減されていた。

【0057】

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態の照明装置１００の構成を概略的に示す説明図である。照明装置１００は、第１実施形態の半導体素子搭載用配線基板１０と、ＬＥＤ照明部２０と、モールド樹脂２６と、配線回路３０と、配線４０と、ヒートシンク５０と、放熱樹脂６０と、を備える。ＬＥＤ照明部２０は、ＬＥＤ素子２２と蛍光体２４とを備える。図１０では、図１におけるＡ－Ａ切断面に相当する切断面を示している。

【0058】

半導体素子搭載用配線基板１０は、熱伝導性フィラー(金属を含む)を含む放熱樹脂６０により、アルミニウム製のヒートシンク５０に接着されている。ＬＥＤ素子２２は、金のバンプでボールボンディングにより半導体素子搭載用配線基板１０に実装されている。半導体素子搭載用配線基板１０の第２金属層８と配線回路３０は、配線４０により接続されている。配線４０は、アルミニウム製のリボンや太線ワイヤーであり、大電力に対応することができる。

【0059】

本実施形態の照明装置１００によれば、半導体素子搭載用配線基板１０を用いているため、第２金属層８の腐食が抑制される。また、第２金属層８を形成する第２金属の主成分が、配線４０の主成分と同一であるため、配線回路３０との接続不良を抑制することができる。

【0060】

照明装置１００において、半導体素子搭載用配線基板１０は、熱伝導率が高く絶縁性を有する窒化アルミニウムから成る基材２を用いるとともに、金属放熱板としてアルミニウム製のヒートシンク５０を用いているため、ＬＥＤ素子２２による発熱を効率的に放熱させることができる。

【0061】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0062】

・上記実施形態では、第１金属層６が、第１金属層６の全周に亘って、第２金属層８の外周よりはみ出している例を示したが、第１金属層６の少なくとも一部が、第２金属層８の外周よりもはみ出していればよい。第１金属層６が第３金属層４の上に重なって配置されている部分において、第２金属層８の外周よりはみ出していると、電食による腐食の促進が抑制されるため、好ましい。

【0063】

・上記実施形態において、第３金属層を備えない構成にしてもよい。また、基材２と第３金属層４との間や、第３金属層４と第１金属層６との間に、異種材料による層が形成されてもよい。このようにしても、第２金属層８の腐食を抑制することができる。

【0064】

・第１金属層６が第２金属層８の外周よりはみ出している部分における第１金属層６の外周と第２金属層８の外周との間の距離であるはみ出し量Ｌは、上記実施形態に限定されない。例えば、１０μｍ、２μｍ、であってもよいし、１５μｍ以上であってもよい。但し、はみ出し量Ｌを、１５μｍ以下にすると、第３金属層４と第２金属層８との電池形成による第２金属層８の電食の促進を抑制することができるため、好ましい。

【0065】

・半導体素子搭載用配線基板１０の製造方法は、上記実施形態の３つの製造方法に限定されない。エッチング液も上記実施形態に限定されない。第１金属層６が基材２の上に積層され、第２金属層８が第１金属層の上に第１金属層６と接触して積層された金属層付き基材１２を準備する準備工程と、金属層付き基材１２に対して、第２金属層８の一部を除去する処理を行い、第１金属層６の少なくとも一部が、第２金属層８の外周よりもはみ出すようにする除去工程と、を備える種々の方法で、半導体素子搭載用配線基板１０を製造することができる。

【0066】

・半導体素子搭載用配線基板１０を含む製品として、ＬＥＤ素子２２が実装された照明装置１００を例示したが、半導体素子搭載用配線基板１０に実装される部品は上記実施形態に限定されない。例えば、電力の供給、制御を行うパワー半導体や、マイコン（ＣＰＵ：中央演算装置）やメモリなどのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路)等が実装されてもよい。

【0067】

・第２実施形態において、配線４０が第２金属と同一の金属から成る例を示したが、配線４０は、第２金属と異なる金属で形成されてもよい。

【0068】

・上記実施形態において、塩化ナトリウム濃度が１０質量％未満の塩水中の電位（自然電位)が高い順に、第３金属、第１金属、第２金属である例を示したが、他の溶液中の電位が高い順に、第３金属、第１金属、第２金属である金属を用いてもよい。例えば、溶液が水、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液等であってもよい。

【0069】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0070】

２…基材
４…第３金属層
６…第１金属層
８…第２金属層
１０…半導体素子搭載用配線基板
１０Ｐ…比較例の半導体素子搭載用配線基板
１２…金属層付き基材
１４、１６…レジスト
２０…ＬＥＤ照明部
２２…ＬＥＤ素子
２４…蛍光体
２６…モールド樹脂
３０…配線回路
４０…配線
５０…ヒートシンク
６０…放熱樹脂
１００…照明装置
Ｓ…隙間
Ｌ…はみ出し量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】