發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件的製作方法
2023-04-23 14:32:16 2
專利名稱：發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於安裝發熱元件的發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件。
背景技術：
發熱元件(伴隨發熱的元件)中，最近從節能、減少CO2的觀點出發，對LED (LightEmitting Diode，發光二極體)元件的關注度提高。尤其是對於將電極全部配置在同一個面內的倒裝型LED元件，由於能夠從主要的發光面側排除電極、金屬線，因此認為有利於提高發光效率(lm/W)，從而關注度高。在該倒裝型LED元件中，為了抑制元件的熱損失增加，並在高電流側也不會使發光效率降低，重要的是有效地除掉發光時產生的熱而防止元件溫度的過度上升。因此，安裝倒裝型LED元件的配線基板的散熱性變得重要，所以提出了使用由導熱性良好的陶瓷構成的配線基板的發光裝置(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所公開的發光裝置具備:在第一面及第二面上形成有配線圖案的陶瓷基座(submount);以及倒裝安裝在陶瓷基座的第一面上的LED元件。但是，專利文獻I所公開的發光裝置存在如下問題。(I)材料費高對於陶瓷基座，要求對LED元件產生的熱有效地進行散熱的功能，所以若晶片的發熱量變大，則在使用廉價的氧化鋁的情況下熱導率小至20W/mk左右成為問題，並且也會出現不得不使用熱導率超過200W/mk那樣的高價的氮化鋁的情況。(2)配線形成加工費高在逐漸提高LED元件的發光效率的過程中，還設想到若LED元件減小至例如1.0mm見方以下，且LED元件的安裝面的電極圖案變得複雜，則需要例如50 y m以下的微細的配線間間隙。這樣一來，若是採用金屬膏料的印刷和燒結之類的對於陶瓷而言為一般的方法來形成配線的方法，則很難對應，需要蒸鍍、濺射等氣相法，進而需要使用光刻法的配線形成方法。而且，陶瓷基板必須以一塊為60mm見方左右的小面積的基板為單位來進行作業，所以從作業效率的觀點考慮配線形成加工費也容易升高。於是，研究作為通用的配線基板的剛性基板、柔性基板、金屬基底基板、TAB等，但是用作這些基板的電絕緣材料的樹脂的熱導率低至例如0.2W/mk程度，這經常成為問題。當然，也正在開發熱導率高的樹脂，但比起高價，為2 10W/mk程度的熱導率，遠遠不及氮化鋁。因此，在通用配線基板的兩面上設置配線圖案，並儘量設置很多填充通孔，想要獲得在填充通孔整體的導熱量，但是在想要通過熱導率高的銅鍍覆來填充通孔時，存在圖案面上也被鍍銅而導致圖案變厚的問題，所以通孔的直徑通常設計為例如直徑0.03mm左右。在此情況下，為了填充通孔，需要通孔的半徑即0.015mm以上的厚度的鍍覆，由於鍍覆時圖案面也被鍍覆大致相同的厚度的量，所以存在配線間的間隙變化，或者鍍覆厚度的不均導致配線厚度的不均的問題。另外，在此狀態下為了增大通孔的總截面積，需要非常多的通孔數，從而設置通孔的加工費變高。而且，存在即使設置很多通孔，在提高熱導率方面也出現界限的問題。例如，在倒裝型LED元件的電極的大小為直徑0.08mm的情況下，如果對於與其相同截面積的通孔，要用配線基板側的直徑0.03mm的通孔來確保，則大致需要7個。而且，為了維持通孔的形狀，7個不能貼緊配置，所以在通孔與通孔之間設置例如0.05mm以上的間隙。這樣一來，在倒裝型LED元件的偏離了直徑0.08mm的電極的投影面內的部分也要配置通孔，所以來自電極的熱在配線基板的銅圖案中水平地傳導之後，分流到沒有位於電極正下方的通孔。此時，水平地傳導熱的部分的銅為了形成微細的圖案而存在不能做厚的限制，而且從電極到通孔的距離也通常比通孔的高度長，所以作為其結果，與將直徑0.08mm以上的填充通孔配置在倒裝型LED元件的直徑0.08mm的電極的正下方的情況相比，熱阻變大。(3)設計的通用性降低另外，為了避免上述的問題，需要根據倒裝型LED元件的電極的配置來布置配線基板的通孔，所以存在基座、配線基板的設計沒有通用性的問題。於是，可考慮使用專利文獻2那樣的埋入鍍覆。該專利文獻2所公開的半導體裝置用帶狀載體具備:絕緣基材；形成於絕緣基材的第一面上的配線圖案；形成於絕緣基材的開口部(通孔)；以及以與配線圖案接觸的方式填充於絕緣基材的開口部的由鍍覆形成的導體層。在專利文獻2的情況下，一個通孔可以做得較大，但是在使通孔與通孔的間隔為例如200 μ m以下時存在困難，所以倒裝型LED元件的電極布置越微細就越難對應。另一方面，安裝倒裝型LED元件的基板的背面側多採用簡單的長方形的配線圖案，以使不易因回流焊而產生問題。現有技術文獻專利文獻1:日本特表2011 - 501428號公報專利文獻2:日本特開2003 - 124264號公報
發明內容
發明要解決的問題若綜合考慮以上的現有技術，則需要具有倒裝型LED元件側的配線圖案和回流焊安裝用的配線圖案的雙面配線基板，並且要使用具有很多填充通孔的樹脂基板、或者具有即使不特別進行填充只要進行電導通即可的導通通孔的陶瓷基板，但樹脂基板其厚度方向的熱阻容易變大，陶瓷基板存在變得高價的問題，厚度方向的熱阻小且廉價的基板很難找到。因此，本發明的目的在於提供發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件，該發熱元件搭載用基板雖然是單面配線基板，但板厚方向的導熱性良好，並且不易受到搭載的發熱元件的電極位置的影響。解決問題的方法為了達到上述目的，本發明的一個方案提供以下的發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件。(I) 一種發熱元件搭載用基板，具備:基板，其具有絕緣性，且具有第一面及與上述第一面相反的一側的第二面；多個配線圖案，其形成於上述基板的上述第一面上；以及多個填充部，其形成有向厚度方向貫通上述基板的多個貫通孔，並且由以與上述多個配線圖案接觸且露出於上述基板的上述第二面側的方式填充於上述多個貫通孔中的導電性材料構成，上述多個配線圖案中至少一個配線圖案的面積是上述基板的上述第一面的面積的30%以上，上述多個填充部在上述基板的上述第二面側的總面積是上述多個配線圖案的總面積的50%以上，在上述基板的上述第一面或上述第二面上搭載發熱元件。(2)在根據上述(I)所述的發熱元件搭載用基板中，上述多個填充部的各個上述填充部的側面相對於與上述基板的上述第一面垂直的線具有30度以上的傾斜角。(3 )在根據上述(I)或(2 )所述的發熱元件搭載用基板中，上述多個填充部由在上述多個貫通孔的上述基板的厚度的1/2以上的部分填充的銅或銅合金形成。(4)在根據上述(I) (3)中任一項所述的發熱元件搭載用基板中，上述基板由包含聚醯亞胺且能夠進行化學蝕刻的材質形成。(5) —種發熱元件搭載用基板的製造方法，包括:在具有絕緣性且具有第一面及與上述第一面相反的一側的第二面的基板的上述第一面上形成多個配線圖案的工序；利用化學蝕刻法形成向厚度方向貫通上述基板的多個貫通孔的工序；以及以與上述多個配線圖案接觸且露出於上述基板的上述第二面側的方式，利用鍍覆法在上述多個貫通孔中填充導電性材料，從而形成多個填充部的工序。(6) 一種半導體封裝件，具備:上述(I) (4)中任一項所述的發熱元件搭載用基板；以及發熱元件，該發熱元件搭載在上述發熱元件搭載用基板的上述第一面上或上述第二面上，並與上述配線圖案或上述填充部電連接。發明效果根據本發明，雖然是單面配線基板，但由於可以增大填充部的面積，因此板厚方向的導熱性良好，並且也無需根據發熱元件的電極位置來形成通孔，不易受到搭載的發熱元件的電極位置的影響。另外，與以現有技術的雙面配線基板構成的情況相比，不形成很多導通通孔、散熱通孔，也不形成背面圖案，從而能夠抑制成本。
圖1是表示本發明的第一實施方式的半導體封裝件的剖視圖。圖2表示第一實施方式的發熱元件搭載用基板，Ca)是平面圖，(b)是(a)的A —A線剖視圖。圖3表示第一實施方式的支撐部件，Ca)是平面圖，(b)是(a)的B — B剖視圖。圖4是表示第一實施方式的半導體封裝件的使用卷帶基板(TAB:Tape AutomatedBonding,卷帶式自動接合)的製造方法的一例的平面圖。圖5 (a) (g)是使用一個單元圖案來表示圖1所示的發熱元件搭載用基板的製造工序的一例的剖視圖。圖6是表示在第一實施方式的發熱元件搭載用基板上倒裝安裝LED元件的狀態的剖視圖。圖7是表示本發明的第二實施方式的半導體封裝件的剖視圖。圖8是表示在第二實施方式的發熱元件搭載用基板上倒裝安裝LED元件的狀態的剖視圖。
圖9是表示本發明的第三實施方式的半導體封裝件的剖視圖。圖10是在第三實施方式的發熱元件搭載用基板上倒裝安裝LED元件的狀態的剖視圖。圖11 (βΓ (C)是表示第三實施方式的發熱元件搭載用基板的製造工序的一例的首1J視圖。圖12是表示本發明的第四實施方式的半導體封裝件的剖視圖。符號說明IA ID:半導體封裝件，2:發熱元件搭載用基板，3:LED元件，4:密封樹脂，5:支撐部件，6A 6C:導電性接合材料，7:金屬線，20:樹脂膜，20a:第一面，20b:第二面，21(211 213):配線圖案，22 (221 223):貫通孔，23 (231 233):填充部，25:反射層，31、32:電極，50:陶瓷基板，50a: 表面，50b:背面，51:表面配線圖案，52:背面配線圖案，53a、53b:導通通孔，100:卷帶基板，101:單元圖案，102:塊體，103:鏈齒孔，210:銅層，211a:切口凹部，240:感光性幹膜，241:掩模圖案，511 513:配線圖案部，511a:切口凹部，514a、514b:連接圖案部。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，在各圖中，對於具有實質上相同功能的結構要素，附上相同的符號並省略其重複說明。實施方式的概要本實施方式的發熱元件搭載用基板具備:基板，其具有絕緣性，且具有第一面及與上述第一面相反的一側的第二面；多個配線圖案，其形成於上述基板的上述第一面上；以及多個填充部，其形成有向厚度方向貫通上述基板的多個貫通孔，並且由以與上述多個配線圖案接觸且露出於上述基板的上述第二面側的方式填充於上述多個貫通孔中的金屬構成，在該發熱元件搭載用基板中，上述多個配線圖案中至少一個配線圖案的面積是上述基板的上述第一面的面積的30%以上，上述多個填充部在從上述基板的上述第二面側觀察時，上述多個填充部與上述多個配線圖案分別重疊的面積是對應的上述配線圖案的面積的50%以上，在上述基板的上述第一面或上述第二面上搭載發熱元件。所謂發熱元件是指通過工作而伴隨發熱的元件，例如有LED元件、電晶體元件等。配線圖案及填充部的數量可以分別是兩個或三個以上。通過將配線圖案中至少一個配線圖案的面積設為基板的第一面的面積的30%以上，從基板的第二面側觀察時，多個填充部與多個配線圖案分別重疊的面積設為對應的配線圖案的面積的50%以上，從而雖然是單面配線基板，但板厚方向的熱導率良好。也就是說，由於在配線圖案的下部存在面積大的填充部，因此就像使配線變厚而廣泛地形成一樣，散熱性提高。第一實施方式圖1是表示本發明的第一實施方式的半導體封裝件的剖視圖。該半導體封裝件IA在發熱元件搭載用基板2上倒裝安裝LED元件3，將該搭載有LED元件3的發熱元件搭載用基板2安裝在支撐部件5上，並且將LED元件3用密封樹脂4密封。發熱元件搭載用基板
圖2表示發熱元件搭載用基板2，(a)是平面圖，(b)是(a)的A — A線剖視圖。該發熱元件搭載用基板2是在基板的一面具有配線的所謂單面配線基板，並且具備:具有第一面20a及與第一面20a相反的一側的第二面20b的樹脂膜20 ;形成於樹脂膜20的第一面20a上的配線圖案21 (211、212、213);以及形成有向厚度方向貫通樹脂膜20的貫通孔22 (221、222、223)，並且由以與配線圖案211 213接觸且露出於樹脂膜20的第二面20b側的方式填充於貫通孔22中的導電性材料構成的填充部23 (231、232、233)。配線圖案21及填充部23是導電圖案的一例。樹脂膜樹脂膜20是具有絕緣性的基板(電絕緣材料)的一例，優選即使以半徑50mm彎曲也不產生裂紋的具有撓性(柔性)和絕緣性的柔性基板或卷帶基板。作為樹脂膜20的材料，可以使用包含例如聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、環氧、芳香族聚醯胺等樹脂的膜。將樹脂膜20製成即使以半徑R = 50mm彎曲也不產生裂紋是基於以下理由。一般而言，作為在蝕刻等液體處理工藝中大量且高效地使電絕緣材料通過的方法，有利用卷對卷的方法，但若要將電絕緣材料以一條直線輸送而爭取處理時間(處理長度)，則存在輸送速度變得過慢或裝置變得過長的問題。另外，若要在運轉裝置的狀態下進行卷狀的電絕緣材料的更換、接合的作業，則需要蓄電(accumulate)的機構。作為解決這些問題的方法，一般是使用例如直徑IOOmm以上的固定輥、可動輥而向上下方向以之字形輸送工件。同樣地在蓄電器(accumulator)上通常也使用上下運轉的棍。為此使用即使以半徑R = 50mm彎曲也不產生裂紋的樹脂膜20。另外，具有絕緣性的基板除了上述柔性基板及卷帶基板之外，也可以使用剛性基板、金屬基底基板等。配線圖案配線圖案21由中央的大致矩形的配線圖案211和半圓狀的一對配線圖案212、213構成。在中央的配線圖案211上，在圖2 (a)中在左右分別形成有半圓狀的切口凹部211a和狹縫狀的切口凹部211b 211d。由於該切口凹部在形狀上對應於發熱元件的背面的電極圖案、抗蝕劑圖案，所以能夠直接、間接地防止印刷在配線圖案211上的軟釺料橋接在配線圖案212、213上。另外，配線圖案21優選具有儘量大的熱導率。作為這種配線圖案21的材料，可以使用銅(純銅)或一部分銅合金。若配線圖案21的材料使用純銅，則能夠實現大致396W/mk的熱導率。如圖2所示，多個配線圖案21中至少一個配線圖案211的面積設為樹脂膜的第一面20a的面積(單元圖案面積)的大約30%以上。由此散熱性變得良好。另外，一個配線圖案211的面積相對於上述單元圖案面積的比率(大約30%以上)是能夠與一般的配線基板進行區別的比率。貫通孔 貫通孔22在第二面20b上的開口大於在第一面20a上的開口，且貫通孔22的側面相對於與第一面20a垂直的線為30度以上。作為樹脂膜20的材料，在例如使用聚醯亞胺的情況下，若不特別想辦法進行化學蝕刻，則成為大致45度的傾斜角度Θ。即使想各種辦法以減小傾斜角度Θ，30度也是限度，因此將傾斜角度Θ規定為化學蝕刻法的特徵之一。另外，也可以一邊使樹脂膜20傾斜一邊用雷射形成貫通孔22。
填充部在本實施方式中，如圖2 (b)所示，在貫通孔22內的厚度方向的全部都填充有填充部23。優選填充部23與配線圖案21同樣地具有高熱導率。作為這種填充部23的材料，可以使用銅(純銅)或銅合金等導電性材料。通過使用純銅作為填充部23的材料，能夠實現396ff/mk0多個填充部23在從樹脂膜20的第二面20b側觀察時，多個填充部23與多個配線圖案21分別重疊的面積(重疊面積)設為對應的配線圖案21的面積的50%以上。從散熱性的觀點出發，認為填充部23的面積越大則越可以使導熱性好，若是50%以上，則能夠應對多個發熱元件。另外，填充部23的面積相對於配線圖案21的比率(大約50%以上)是能夠與一般的配線基板進行區別的比率。而且，填充部23的面積也可以大於對應的配線圖案21的面積。LED 元件LED元件3是在底面具備由鋁等構成的電極31的倒裝型的元件。在本實施方式的情況下，LED元件3安裝在發熱元件搭載用基板2的配線圖案21上。LED元件3通過由金凸塊、含有金屬的膏料構成的導電性接合材料6A而與配線圖案21電連接。支撐部件圖3表示支撐部件5，(a)是平面圖，(b)是(a)的B — B剖視圖。支撐部件5具備:陶瓷基板50 ;形成於陶瓷基板50的表面50a上的表面配線圖案51 ;形成於陶瓷基板50的背面50b上的背面配線圖案52 ;以及設在陶瓷基板50上且連接表面配線圖案51與背面配線圖案52的一對導通通孔53a、53b。陶瓷基板50可以使用例如陶瓷中具有250W/mk這樣高的熱導率的氮化鋁。表面配線圖案51由以下部分構成:與樹脂膜20的第二面20b上的填充部231 233的形狀相對應地配置在陶瓷基板50的中央的大致矩形的配線圖案部511 ;以及配置在配線圖案部511的兩側的大致梯形的一對配線圖案部512、513。在中央的配線圖案部511上，在圖3(a)中在左右分別形成有梯形的切口凹部511a。另外，表面配線圖案51具有:連接中央的配線圖案部511與一方的導通通孔53a的連接圖案部514a ;以及連接配線圖案部512,513及另一方的導通通孔53b之間的連接圖案部514b。在此，表面配線圖案51和背面配線圖案52並不是越使用光刻法就越精細，所以配線形成容易，安裝作業也變得容易。半導體封裝件的製造方法以下，說明圖1所示的半導體封裝件IA的製造方法的一例。圖4是表示半導體封裝件IA使用卷帶基板(TAB:Tape Automated Bonding)的製造方法的一例的平面圖。半導體封裝件IA可以使用卷帶基板100來製造。另外，半導體封裝件IA也可以通過使用剛性基板、柔性基板等的其他製造方法來製造。卷帶基板100沿長度方向形成多個塊體(block)102，該塊體102是形成一個半導體封裝件IA的單元圖案101的集合體，在塊體102的兩側分別以等間隔形成有多個鏈齒孔103。圖5 (a) (g)是使用一個單兀圖案101來表不圖1所不的發熱兀件搭載用基板2的製造工序的一例的剖視圖。首先，如圖5(a)所示，準備包含由銅箔、銅條構成的銅層210和作為電絕緣材料的樹脂膜20的CCUCopper Clad Laminate,覆銅層壓板)。這種材料由住友金屬礦山株式會社、東麗薄膜加工株式會社作為單面金屬化的CCL在市場上出售。或者，也可以是在銅箔上澆注樹脂而成的CCL。作為樹脂膜20，優選容易進行化學蝕刻的材料，作為代表性的商品，有東麗杜邦株式會社的ΚΑΡΤ0Ν、株式會社KANEKA的APICAL等聚醯亞胺膜。將該CCL切成適當的寬度，並開設用於在TAB (Tape Automated Bonding)的製造線上流動的鏈齒孔103。然後，如圖5 (b)、(C)所示，作為用於對樹脂膜20進行化學蝕刻的掩模，例如，粘貼由旭化成電子材料株式會社出售的感光性幹膜240，並利用光刻法形成用於化學蝕刻的掩模圖案241。另外，在需要精緻的形狀的情況下，也可以準備在樹脂膜20的背面的第二面20b上也可設置金屬層的銅層的、例如利用雙面濺射所形成的CCL材料，並且利用光刻法在該金屬層上形成用於化學蝕刻的掩模圖案241。此時，形成配線圖案21的一側的銅層210最好粘貼保護帶，以防受到用於對樹脂膜20進行化學蝕刻的藥液、形成掩模圖案241時因經過光刻工藝而引起的損傷或藥液的影響。作為這種掩蔽帶，例如由日東電工株式會社、日立化成工業株式會社出售。然後，如圖5 Cd)所示，浸潰到化學蝕刻液中進行樹脂膜20的蝕刻。作為這種化學蝕刻液，有RAYTECH株式會社的TPE - 3000等。由於蝕刻向板厚方向的蝕刻速度是根據樹脂膜20的材質和蝕刻條件大致固有的速度，所以例如在50 90°C的範圍內選擇TPE —3000的液體溫度，之後將時間作為主要的參數，選擇能夠得到所需的貫通孔22的截面的條件即可。作為有關化學蝕刻的參考文獻，有日本特開2009 - 177071號公報等。接著，如圖5(e)所示，剝離由幹膜構成的掩模圖案241。作為幹膜的剝離液，使用由幹膜廠家指定的專用剝離液，或者將2 4%的Na0H、K0H液體在30 50°C、0.1 0.2MPa的條件下噴霧而進行剝離。另外，使用金屬掩模作為掩模圖案的情況下，用金屬蝕刻液除去。具體而言，例如金屬為銅的情況下，將氯化鐵系的蝕刻液在液體溫度40 60°C、0.1
0.2MPa的條件下噴霧而除去金屬掩模。然後，如圖5 Cf)所示，將銅層210作為陰極，通過電解銅鍍覆將形成於樹脂膜20的貫通孔22填充至所需的厚度。為了使銅層210成為陰極，除去銅層210的保護帶的一部分(例如端面附近)，並在此處接觸電極即可。這種填充鍍覆也被稱為埋入鍍覆，在日本特開2003 - 124264號公報(專利文獻2)中也有公開。具體而言，使用硫酸銅系的鍍覆液，調整電流密度、鍍覆時間、鍍覆厚度不均調整用遮蔽掩模的位置和形狀等，進行電解銅鍍覆以形成所需的厚度、截面形狀。在使用市售的銅鍍覆的情況下，可以使用荏原優吉萊特株式會社等出售的鍍銅液，關於使用方法等，在上述公報中也有公開。然後，如圖5 (g)所示，進行銅層210的圖案形成，由此形成配線圖案211 213。雖然未圖示，當形成圖案時，一般使用光刻法和蝕刻，並進行如下一系列作業，即，在銅層210上塗敷抗蝕劑，在對配線圖案211 213等進行曝光之後，進行顯影並蝕刻，剝離抗蝕齊U。既可以使用感光性幹膜代替抗蝕劑，也可以對直接印刷配線圖案211 213那樣的抗蝕劑進行絲網印刷而不使用光刻法。這些抗蝕劑例如由太陽油墨製造株式會社等出售。另外，當利用蝕刻對銅層210進行圖案形成時，進行了埋入鍍覆的面最好粘貼掩蔽帶或塗敷背襯材料，從而保護填充部23免受蝕刻液等藥液的影響。當進行蝕刻時，可以使用一般的氯化鐵系或氯化銅系的蝕刻液。另外，在無法用蝕刻將配線圖案21的間隙減小至所需值的情況下，也可以對所形成的配線圖案21進一步進行鍍銅，使配線圖案21的厚度和寬度增加相當於鍍銅的厚度的量，由此減小配線圖案21的間隙。然後，雖然未圖示，剝離埋入鍍覆側的掩蔽帶，進行包含金、銀、鈀、鎳、錫、銅中的任一種金屬的鍍覆。鍍覆也可以是多個種類、多個層。作為鍍覆方法，優選不需要對要鍍覆的配線圖案21供電的線的非電解鍍，但也可以是電鍍。鍍覆也可以在配線圖案21的面和埋入鍍覆面側交替掩蔽的同時在表面和背面進行不同種類的鍍覆。另外，為了減小鍍覆的面積，對於配線圖案21的面，也可以預先將不需要鍍覆的部分用抗蝕劑、覆蓋層(coverlay)覆蓋之後進行鍍覆。通過以上各步驟，能夠以卷對卷的方式製造如圖4所示的TAB，本實施方式的發熱元件搭載用基板2以卷形態完成。然後，將完成的TAB以塊體102為單位切斷成所需的長度，將LED元件3用安裝機
進行安裝。圖6是表示在發熱元件搭載用基板2上倒裝安裝LED元件3的狀態的剖視圖。具體而言，如圖6所示,在圖4所示的單元圖案101上,通過例如由金凸塊或含有金屬的膏料構成的導電性接合材料6A來倒裝安裝LED元件3。在含有金屬的膏料的情況下，在TAB上印刷這些導電性接合材料6A之後，安裝LED元件3，並根據導電性接合材料6A的推薦條件進行回流。作為含有金屬的膏料，例如由三菱綜合材料株式會社出售的軟釺焊膏、金錫膏等。作為安裝裝置的廠家，有JUKI株式會社、松下生產科技株式會社、株式會社日立高新技術、株式會社新川等。然後，對於以圖6的形態完成了 LED元件3的安裝的TAB，例如使用切塊機等，對每單元圖案101進行個片化，並將其安裝在圖3所示的支撐部件5上，製作圖1所示的半導體封裝件1A。由於支撐部件5是即使陶瓷的材質為廉價的氧化鋁也具有20W/mk以上的熱導率的電絕緣材料，因此填充部23可以不考慮導熱而用金屬填充。具體而言，在陶瓷基板50上印刷導電性接合材料6B，如圖6所示在其上安裝LED元件3並安裝進行了個片化的TAB，進行回流。此時，LED元件3側的導電性接合材料6A和陶瓷基板50側的導電性接合材料6B也可以在其熔融溫度上存在溫度差。作為這種導電性接合材料6A、6B的組合，有軟釺焊膏與金錫膏的組合等，例如可以從三菱綜合材料株式會社等取得。結束了回流的支撐部件5根據需要，使用由松下生產科技株式會社等製造的等離子清洗機進行清洗等，並使用由信越化學工業株式會社等製造的有機矽構成的密封樹脂4，利用壓縮模塑等方法進行密封並使其固化，從而完成半導體封裝件1A。第一實施方式的效果根據本實施方式，發揮以下效果。(I)可以有助於提供如下的發熱元件搭載用基板及其製造方法以及使用該發熱元件搭載用基板的半導體封裝件，該發熱元件搭載用基板雖然是單面配線基板，但板厚方向的導熱性良好，並且不易受到搭載的LED元件的電極位置的影響。(2)關於露出於樹脂膜20的第二面20b的填充部23，與衝孔加工相比，對於形狀、位置的設計自由度提高。(3)由於能夠以單面配線基板構成發熱元件搭載用基板，所以與以雙面配線基板構成的情況相比，不形成很多導通通孔、散熱通孔，也不形成背面圖案，從而能夠抑制成本。
第二實施方式圖7是表示本發明的第二實施方式的半導體封裝件的剖視圖。該半導體封裝件IB與第一實施方式的不同點在於:上下相反地配置發熱兀件搭載用基板2,其他與第一實施方式同樣地構成。S卩，本實施方式的半導體封裝件IB在支撐部件5的表面配線圖案51上利用導電性接合材料6B而連接發熱元件搭載用基板2的配線圖案21，在發熱元件搭載用基板2的填充部23通過導電性接合材料6A而倒裝安裝LED元件3。LED元件3安裝在發熱元件搭載用基板2的第二面20b上。第二實施方式可以與第一實施方式同樣地製造。S卩，與第一實施方式同樣地製作發熱元件搭載用基板2，將完成的TAB以塊體102為單位切斷成所需的長度，並用安裝機來安裝LED元件3。圖8是表示在發熱元件搭載用基板2上倒裝安裝LED元件3的狀態的剖視圖。具體而言，如圖8所示,在圖4所示的單元圖案101上,通過例如由金凸塊或含有金屬的膏料構成的導電性接合材料6A來倒裝安裝LED元件3。即，通過導電性接合材料6A將LED元件3的電極31連接到發熱元件搭載用基板2的填充部23。之後，與第一實施方式同樣，以通過導電性接合材料6B將配線圖案21連接到表面配線圖案51上的方式，將圖8所示的安裝有LED元件3的發熱元件搭載用基板2安裝在支撐部件5上，並將LED元件3用密封樹脂4密封。如此完成半導體封裝件1B。第二實施方式的效果(I)根據第二實施方式，與第一實施方式同樣，雖然是單面配線基板，但板厚方向的導熱性良好，且不易受到搭載的LED元件的電極位置的影響，並且可具有能夠將露出於兩面的配線圖案和填充部設計成不同形狀的通用性。(2)與第一實施方式同樣，由於能夠以單面配線基板構成發熱元件搭載用基板，所以與以雙面配線基板構成的情況相比，不形成很多導通通孔、散熱通孔，也不形成背面圖案，從而能夠抑制成本。(3)由於配線圖案21並不精細，所以能夠形成加厚了配線圖案21的厚度的配線，即使是相同的圖案，由於加厚了配線，所以熱向水平方向的傳導也更順利。第三實施方式圖9是表示本發明的第三實施方式的半導體封裝件的剖視圖。圖10是表示在第三實施方式的發熱元件搭載用基板上倒裝安裝LED元件的狀態的剖視圖。該半導體封裝件IC與第二實施方式的不同點在於:將填充部23製成雙層結構,其他與第二實施方式同樣地構成。本實施方式的發熱元件搭載用基板2如圖10所示，在樹脂膜20的貫通孔22中，在樹脂膜20的厚度的1/2以上的部分填充填充部23，在貫通孔22的剩餘部分填充導電性接合材料6B。另外，填充部23也可以是樹脂膜20的厚度的大約1/2或1/2以下。本實施方式的半導體封裝件IC與第二實施方式同樣，在支撐部件5的表面配線圖案51上利用導電性接合材料6B而連接發熱元件搭載用基板2的配線圖案21，在發熱元件搭載用基板2的導電性接合材料6B上通過導電性接合材料6A而倒裝安裝LED元件3，在LED元件3與發熱元件搭載用基板2之間設置反射來自LED元件3的光的反射層25。LED元件3與第二實施方式同樣地安裝在發熱元件搭載用基板2的第二面20b上。優選反射層25在以硫酸鋇(BaSO4)的白色原材料為基準的利用分光反射率計的測定中，波長450 700nm的範圍的初始全反射率具有80%以上。作為這種材料，也可使用白色的有機矽、抗蝕劑。另外，也可以在發熱元件搭載用基板2上實施鍍銀而作為反射層。而且，也可以預先在LED元件3的背面上塗布白色有機矽、抗蝕劑。第三實施方式可以與第一實施方式同樣地製造。圖11 (a) (C)是表不第三實施方式的發熱元件搭載用基板的製造工序的一例的剖視圖。即，與第一實施方式同樣，準備由銅層210和樹脂膜20構成的CCL，在樹脂膜20的第二面20b上形成掩模圖案241，並進行化學蝕刻，形成貫通孔22 (221 223)。然後，如圖11 Ca)所示，在貫通孔22的樹脂膜20的厚度的1/2以上的部分填充填充部23 (231 233)。接著，如圖11 (b)所示，進行銅層210的圖案形成，從而形成配線圖案 21 (211 213)。然後，如圖11 (C)所示，將發熱元件搭載用基板2翻過來，將軟釺料等導電性接合材料6C填充(印刷)到貫通孔22的剩餘部分，製作發熱元件搭載用基板2。然後，在發熱元件搭載用基板2上形成反射層25。將完成的TAB以塊體102為單位切斷成所需的長度，將LED元件3用安裝機進行安裝，並通過導電性接合材料6A來倒裝安裝LED元件3。然後，將安裝有LED元件3的發熱元件搭載用基板2安裝在支撐部件5上，將LED元件3用密封樹脂4密封。如此完成半導體封裝件1C。第三實施方式的效果根據第三實施方式，與第一實施方式同樣，雖然是單面配線基板，但板厚方向的導熱性良好，並且不易受到搭載的LED元件的電極位置的影響。而且，通過將在LED元件3的背面側漏出的光利用白色的反射層反射，可形成外表上與LED元件3的發光效率提高等價的狀態。另外，也可以如第一實施方式那樣，在發熱兀件搭載用基板2的第一面20a上的配線圖案21上連接LED元件3。第四實施方式圖12是表示本發明的第四實施方式的半導體封裝件的剖視圖。該半導體封裝件ID與第一實施方式的不同點在於LED元件3，其他與第一實施方式同樣地構成。S卩，第四實施方式的半導體封裝件ID具備:與第一實施方式同樣的發熱元件搭載用基板2 ;安裝在形成於發熱元件搭載用基板2的第一面20a上的配線圖案21上的LED元件3 ；以及密封LED元件3的密封樹脂4。該LED元件3是在上表面具有兩個以上的電極32，且利用金屬線7連接的引線接合型的LED元件。另外，LED元件3也可以是在底面和上表面分別具有電極，且利用金屬線7連接的引線接合型的LED元件。變形例另外，本發明不限於上述實施方式，在不變更本發明的要點的範圍內可以實施各種變形。例如，可以將填充部23用作供電點，也可以作為不進行供電而是用於散熱的散熱通孔使用。而且，關於填充部23，既可以進行相同極性的供電，也可以進行不同極性的供電。另外，在配線圖案21的露出成為問題的情況下，也可以根據需要用抗蝕劑、覆蓋層進行覆
至JHL ο另外，在上述實施方式中，雖然在將發熱元件搭載用基板安裝在支撐部件上之後進行密封，但是也可以在將發熱元件安裝在發熱元件搭載用基板上之後進行密封。而且，也可以在發熱元件搭載用基板2的LED元件3、發熱元件的安裝面側設置抗蝕劑，或者設置反射器。另外，也可以設置熱輻射性優良的抗蝕劑，而且，也可以在與安裝有元件的面相反的面側設置阻焊層。另外，也可以在不變更本發明的要點的範圍內除去上述實施方式的結構要素中的一部分。例如，如圖6、圖8、圖10所示，也可以以未用密封樹脂進行密封的狀態提供半導體封裝件。而且，上述各實施方式的結構要素可以在不變更本發明的要點的範圍內任意組合。例如，可以將第三實施方式所使用的反射層應用於其他實施方式。另外，就在上述實施方式中說明的製造方法而言，也可以在不變更本發明的要點的範圍內進行工序的刪除、追加、變更來製造半導體封裝件。
權利要求
1.一種發熱元件搭載用基板，其特徵在於，具備: 基板，其具有絕緣性，且具有第一面及與所述第一面相反的一側的第二面； 多個配線圖案，其形成於所述基板的所述第一面上；以及 多個填充部，其形成有向厚度方向貫通所述基板的多個貫通孔，並且由以與所述多個配線圖案接觸且露出於所述基板的所述第二面側的方式填充於所述多個貫通孔中的導電性材料構成， 所述多個配線圖案中至少一個配線圖案的面積是所述基板的所述第一面的面積的30%以上， 所述多個填充部在從所述基板的所述第二面側觀察時，所述多個填充部與所述多個配線圖案分別重疊的面積是對應的所述配線圖案的面積的50%以上， 在所述基板的所述第一面或所述第二面上搭載發熱元件。
2.根據權利要求1所述的發熱元件搭載用基板，其特徵在於， 所述貫通孔在所述第二面上的開口大於在所述第一面上的開口，並且所述貫通孔的側面相對於與所述基板的所述第一面垂直的線具有30度以上的傾斜角。
3.根據權利要求1或2所述的發熱元件搭載用基板，其特徵在於， 所述多個填充部由在所述多個貫通孔的所述基板的厚度的1/2以上的部分填充的銅或銅合金形成。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的發熱元件搭載用基板，其特徵在於， 所述基板由包含聚醯亞胺且能夠進行化學蝕刻的材質形成。
5.一種發熱元件搭載用基板的製造方法，其特徵在於，包括: 在具有絕緣性且具有第一面及與所述第一面相反的一側的第二面的基板的所述第一面上形成多個配線圖案的工序； 利用化學蝕刻法形成向厚度方向貫通所述基板的多個貫通孔的工序；以及 以與所述多個配線圖案接觸且露出於所述基板的所述第二面側的方式，利用鍍覆法在所述多個貫通孔中填充導電性材料，從而形成多個填充部的工序。
6.一種半導體封裝件，其特徵在於，具備: 權利要求1 4中任一項所述的發熱元件搭載用基板；以及 發熱元件，該發熱元件搭載在所述發熱元件搭載用基板的所述第一面上或所述第二面上，並與所述配線圖案或所述填充部電連接。
全文摘要
本發明提供發熱元件搭載用基板及其製造方法以及半導體封裝件，該發熱元件搭載用基板雖然是單面配線基板，但板厚方向的導熱性良好，並且不易受到搭載的發熱元件的電極位置的影響。發熱元件搭載用基板(2)具備樹脂膜(20)、形成於樹脂膜(20)的第一面(20a)上的多個配線圖案(21)、以及由填充到形成於樹脂膜(20)中的多個貫通孔(22)中的導電性材料構成的多個填充部(23)，多個配線圖案(21)中的至少一個的面積是樹脂膜(20)的第一面(20a)的面積的30%以上，填充部(23)在從第二面(20b)側觀察時，填充部(23)與配線圖案(21)重疊的面積是配線圖案(21)的面積的50%以上，在樹脂膜(20)上搭載LED元件(3)。
文檔編號H01L33/62GK103107271SQ20121037516
公開日2013年5月15日 申請日期2012年9月29日 優先權日2011年10月7日
發明者今井升, 伊坂文哉, 松尾長可, 根本正德, 田野井稔 申請人:日立電線株式會社