半导体装置的安装构造、背光灯装置及安装基板的制作方法_3

文档序号:9370892阅读:来源:国知局
玻璃环氧树月旨等。
[0123]特别优选母材含有树脂。树脂只要是在该领域使用的树脂,就可以使用任意的树脂。特别是为了将线膨胀系数设为发光元件5的线膨胀系数的±10ppm/°C,优选利用线膨胀系数较小的树脂。具体而言,可列举出环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、聚乙烯缩醛树脂、苯氧基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、氨酯树脂等。另外,例如也可以利用日本特开2013 — 35960号、W02011/132674、W02012/121224、W02012/165423等记载的树脂、含有萘系环氧树脂的BT树脂及它们的组合物、市场销售品(例如,三菱瓦斯化学社制造的H1832NS、HL832NSFtypeLCA,日立化成社制造的MCL — E —700G、MCL-E- 705G等)、日本特开2010 — 114427号等记载的液晶聚合物及它们的组合物。此外,这些物质中也可以含有该领域中公知的添加剂、单体、低聚物、预聚物等。其中,优选为BT树脂或其组合物。
[0124]树脂不管其种类如何,优选例如玻化温度为250°C左右以上,更优选为270°C左右以上,280°C左右以上,300°C左右以上,320°C左右以上。从其它观点来看,如后述,优选玻化温度为使发光元件5与外部连接端子3连接而使用的接合部件即焊料的熔融温度的同等以上。这里的同等是指允许5°C左右的变动。由此,能够不影响安装发光元件5时的温度变化,避免发光元件5的连接不良等不良影响。其结果,能够提高发光装置的制造成品率。另外,玻化温度例如可以使用一边使试样的温度缓慢上升或下降一边测定力学的物性变化、吸热或发热的方法(TMA、DSC、DTA等);一边改变对动态的粘弹性测定试样施加的周期性的力的频率,一边测定其响应的方法的任一种。
[0125]另外,树脂优选热放射率为0.5以上,更优选为0.6以上。由于具有这样的热放射率,能够有效地释放发光元件5引起的热,能够提高发光装置的寿命。热放射率是指由放射率测定器(例如,日本传感器株式会社制造的TSS - 5X)测定的值。
[0126]不管树脂的种类如何,为了将线膨胀系数设为发光元件5的线膨胀系数的土 10ppm/°C,或为了增大热放射率,优选树脂中含有充填材料、例如无机材料构成的充填材料。通过适当地组合这种充填材的种类及量等,能够调整母材的线膨胀系数。
[0127]作为充填材料及无机材料,例如可举出由六方晶氮化硼包覆的硼酸盐粒子、氧化铝、硅石类(天然硅石,熔融硅石等)、金属水合物(氢氧化铝,勃姆石,氢氧化镁等)、钼化合物(氧化钼等)、硼酸锌、锡酸锌、氧化铝、粘土、陶土、氧化镁、氮化铝、氮化硅、滑石、烧结粘土、烧结陶土、烧结滑石、云母、玻璃短纤维(E玻璃,D玻璃等玻璃微粉末类,玻璃布等)、中空玻璃、磷酸锆等热收缩填料、橡胶粉及核壳型橡胶粉(苯乙烯系,丁二烯系,丙烯酸系,有机硅等)等。特别是,通过含有大量的导热率高的充填材料或无机材料,能够调整热放射率。例如,在使用玻璃布的情况下,能够含有50wt %以上、70wt %以上、90wt %以上的玻璃布中的无机材料。
[0128]另外,也可以含有颜料。作为颜料,可举出黑色的碳黑、氧化钛等。特别是,如上所述地,在侧视型的发光装置中,优选在与光取出面邻接的面即安装面和与安装面相对的面上将母材设为黑色。由此,能够吸收从发光装置射出的光或其反射光引起的散射光。进而,通过母材或基体4的散射光的吸收,能够在例如背光灯用途中提高光的颜色及/或明亮度的差异等质量。另外,通过散射光的吸收,能够抑制周边部件的光劣化。特别是,如本发明这样地在尺寸较小的发光装置中,发光元件5本身相对于发光装置相对性地变大,故而担心由于来自发光元件5的发热、荧光体的斯托克斯发热等而使发光装置过度发热。这种热有时导致背光灯的导光板劣化、变形等不良影响。因此,通过在母材(树脂)中含有热放射系数较大的碳黑等黑色的材料,能够释放来自发光元件及荧光体的热。
[0129]母材的线膨胀系数基于使用的发光元件5的种类及构造等,例如优选为20ppm/°C左右以下,更优选为1ppm/°C左右以下,进一步优选为8ppm/°C左右以下、7ppm/°C左右以下、6ppm/°C左右以下。通过设为这样的线膨胀系数,能够控制基体4本身的线膨胀系数。由此,如后述,即使在倒装片安装发光元件5的情况下,不管制造过程等温度变化如何,均能够将发光元件5与基体4牢固地连接,能够避免发光元件5的连接不良等不良情况。其结果,能够提高发光装置的制造成品率。
[0130]一个发光装置中的母材的形状、大小、厚度等没有特别限定,能够进行适当设定。母材的厚度基于使用的材料、载置的发光元件5的种类及构造等,例如优选为470 μπι左右以下,更优选为370 μm左右以下、320 μm左右以下、270 μm、200 μπι、150 μπι、100 μm左右以下。另外,若考虑强度等,则优选为20μπι左右以上。为了确保基体4整体的强度,母材的弯曲强度优选与上述基体4的强度同等,例如为300MPa左右以上,更优选为400MPa左右以上、600MPa左右以上。
[0131]母材的平面形状可列举出例如圆形、四边形等多边形或与这些形状相近的形状。其中,优选为长方形即在长度方向上细长的形状。大小优选为比后述的发光元件5大的平面面积。在一个发光装置上搭载一个发光元件5的情况下,优选发光装置的长度方向具有发光元件5 —边的1.5?5倍左右的长度,更优选为1.5?3倍左右的长度。另外,发光装置的短方向优选具有发光元件一边的1.0?2.0倍左右的长度,更优选为1.1?1.5倍左右的长度。在一个发光装置上搭载多个发光元件5的情况下,能够根据其数量适当调整。例如,在长度方向上搭载两个或三个的情况下,优选长度方向为发光元件5 —边的2.4?6.0倍左右或3.5?7.0倍左右。
[0132]也可以在母材的第二主面上设置一个以上具有利用绝缘体、金属等进行加强、散热、对准用等标记等功能的层。
[0133](外部连接端子3)
[0134]一对外部连接端子3只要形成于基体4的至少第一主面及第二主面上即可。在该情况下,优选外部连接端子3的缘部的至少一部分以与基体4的第一主面的缘部的一部分一致的方式形成。换言之,优选以外部连接端子3的端面的一部分与基体4的安装面的一部分共面的方式形成。由此,在将发光装置安装在安装基板51时,能够使安装基板51和外部连接端子3的端面接触(或无限接近),故而能够提高发光装置的安装性。在此,同一面是指,无或几乎无高度差,是指允许数ym?数十μπι左右的凹凸。在本申请说明书中,关于同一面,以下为同样的意思。
[0135]外部连接端子3在第一主面上具有与发光元件5的电极连接的元件连接部和与发光装置的外部连接的外部连接部。更优选外部连接部不仅设于基体4的第一主面上,还设于基体4的第二主面上。例如,优选外部连接端子3 (i)从第一主面延长至存在于第一主面和第二主面之间的面上而设置,或(ii)通过以贯通母材的方式设置的通路或通孔等,从第一主面延长到第二主面上而设置,或(iii)从第一主面起,通过存在于第一主面和第二主面之间的面上,并进一步延长至第二主面上(例如,剖面看,为U形)而设置。在此,存在于第一主面和第二主面之间的面也可以指存在于第一主面和第二主面之间的两个以上的端面的一部分或全部。
[0136]通常,元件连接部配置于第一主面上,外部连接部配置于(i)第一主面上,或(ii)第一主面及端面上,或(iii)第一主面、端面及第二主面上,或(iv)第一主面及第二主面上。
[0137]外部连接端子3遍及基体4的第一主面上、端面上及/或第二主面上,也可以未必是相同的宽度(例如,基体的横向长度),也可以是仅一部分窄宽度或宽宽度地形成。或者也可以在基体的第一主面及/或第二主面上,以成为窄宽度的方式利用绝缘材料(例如,母材等)覆盖外部连接端子3的一部分。这样的成为窄宽度的部位优选配置于基体4的至少第一主面上,也可以配置于第一主面及第二主面的双方。特别是,更优选成为窄宽度的部位在基体4的第一主面上配置于后述的密封部件7的附近。
[0138]通过配置这种成为窄宽度的部位,能够抑制与外部连接端子3连接的焊料等或它们所包含的助焊剂等沿着端子表面浸入后述的密封部件7之下,进而浸入到发光元件5之下的情况。另外,通过使元件连接部从沿着基体4的长度方向的端面离开,在安装发光元件5时能够抑制与焊料等或它们所包含的助焊剂等沿着端子表面浸入密封部件7之下,进而浸入到发光元件5之下的情况。
[0139]成为窄宽度的部位优选比元件连接部更窄。另外,成为窄宽度的部位优选平缓地变窄。
[0140]除了与发光元件5电连接的外部连接端子3之外,基体也可以进一步具有散热用的端子、散热片、加强部件等。这些零件也可以配置在第一主面、第二主面、端面的任一面上,特别优选配置在发光元件5及/或密封部件7的下方。由此,能够提高发光装置的强度及可靠性。另外,通过提高基体的强度,在使用模型成形密封部件7的情况下,能够减少基体4的变形并提高密封部件7的成形性。散热用的端子或加强端子具有导电性,在设于一对外部连接端子3之间的情况下,散热用的端子或加强端子优选被绝缘性的膜覆盖。由此,能够防止外部连接端子3和散热用的端子或加强端子的接合部件的桥接。
[0141]另外,在一个发光装置上配置多个发光元件5的情况下,也可以具备一个以上的将多个发光元件5电连接而构成的外部连接端子。根据在一个基体4上安装的发光元件5的数量、其排列、连接方式(并联及串联)等,能够适当设定外部连接端子的形状及位置等。
[0142]外部连接端子3 能够利用例如 Au、Pt、Pd、Rh、N1、W、Mo、Cr、T1、Fe、Cu、Al、Ag 等金属或它们的合金的单层膜或层叠膜而形成。其中,优选导电性及安装性优异的材料,更优选与安装侧的焊料的接合性及润湿性良好的材料。特别是从散热性的观点来看,优选为铜或铜合金。也可以在外部连接端子3的表面形成银、铂、锡、金、铜、铑或它们的合金等光反射性高的覆膜。外部连接端子3具体而言可列举出W/Ni/Au、W/Ni/Pd/Au、W/NiCo/Pd/Au、Cu/Ni/Cu/Ni/Pd/Au、Cu/Ni/Pd/Au、Cu/Ni/Au、Cu/Ni/Ag、Cu/Ni/Au/Ag 等层叠结构。另外,也可以是一部分厚度或层叠数不同。
[0143]外部连接端子3也可以在分别与发光元件5连接的面即第一主面上大致平坦,也可以具有凹凸。例如,外部连接端子3也可以在与后述的发光元件5的电极分别相对的位置具有突出图案。突出图案优选为与发光元件5的电极同等的大小。另外,外部连接端子3及突出图案在将发光元件5搭载于基体4的情况下,优选与基体4的表面(与发光元件5连接的面侧)成水平,以能够水平地配置发光面。突出图案可以通过例如添加法、半添加法、移除法等利用光刻的蚀刻法等形成。
[0144]外部连接端子3也可以利用配线、引线架等,但为了在基体4表面大致平坦地形成或与基体4共面,优选通过镀敷等形成上述材料的膜。此时的外部连接端子3的厚度可列举数ym?数十μπι。特别优选突出图案层叠镀敷而形成。突出图案的厚度可举出自其它部位的外部连接端子3表面起数μπι?数十μπι。
[0145]基体4只要不大幅度影响上述母材的线膨胀系数,其本身可以是构成电容器、变阻器、齐纳二极管、桥接二极管等保护元件的基体,也可以是其一部分、例如以多层结构或层叠结构的方式具备实现这些元件的功能的结构。通过利用实现这样的元件功能的结构,不搭载额外的零件就可以作为发光装置发挥作用。其结果,能够使提高了静电耐压等的高性能的发光装置更小型化。
[0146]〔发光元件5〕
[0147]发光元件5搭载于基体4上,在基体4的第一主面上,与第一主面上的外部连接端子3连接。搭载于一个发光装置的发光元件5也可以是一个,也可以是多个。发光元件5的大小、形状、发光波长可适当选择。在搭载多个发光元件5的情况下,其配置也可以不规贝1J,也可以行列等规则地或周期性地配置。多个发光元件5也可以是串联、并联、串并联或并串联的任一连接方式。
[0148]优选发光元件5至少具备氮化物半导体层叠体。氮化物半导体层叠体是依次层叠第一半导体层(例如,η型半导体层)、发光层、第二半导体层(例如,P型半导体层),有助于发光的层叠体。氮化物半导体层叠体的厚度优选为30 μ m左右以下,更优选为15μηι左右以下、10 μπι左右以下。另外,优选在氮化物半导体层叠体的同一侧(例如,第二半导体层侧的面)具有与第一半导体层电连接的第一电极(正或负)和与第二半导体层电连接的第二电极(负或正)双方。作为构成第一电极及第二电极的部件,含有欧姆电极、金属膜、夕卜部连接用电极等。
[0149]第一半导体层、发光层及第二半导体层的种类、材料没有特别限定,例如可列举III 一 V族化合物半导体、II 一 VI族化合物半导体等各种半导体。具体而言,可举出InxAlyGa1 _X_YN(0彡X,0彡Y,X+Y ( I)等氮化物系半导体材料,能够使用InN, A1N、GaN,InGaN、AlGaN、InGaAlN等。各层的膜厚及层构造可利用该领域中公知的膜厚及层结构。
[0150]氮化物半导体层叠体通常层叠在半导体层生长用基板上。作为半导体层生长用基板,可列举出使半导体层外延成生长的基板。作为这种基板的材料,可举出蓝宝石(Al2O3)、尖晶石(MgAl2O4)那样的绝缘性
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