專利名稱：半導(dǎo)體元件搭載部件、半導(dǎo)體裝置及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將多塊板狀絕緣部件一體形成為排列在同一平面上的形 狀的陶瓷制集合基板；使用按各區(qū)域?qū)λ黾匣暹M行切割而得到的絕 緣部件形成的半導(dǎo)體元件搭載部件；使用所述半導(dǎo)體元件搭載部件形成的 攝像裝置、發(fā)光二極管構(gòu)成部件等的半導(dǎo)體裝置、和使用所述發(fā)光二極管 構(gòu)成部件形成的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
近年來，隨著數(shù)碼相機和帶相機的便攜電話的普及，CCD攝像元件、 C一MOS攝像元件等的攝像元件的需求正在急速擴大。而且，不僅為了對 應(yīng)圖像的高畫質(zhì)要求，攝像元件的像素數(shù)有飛躍性增加的傾向，而且，特 別是伴隨著數(shù)碼單鏡頭反光式照相機的普及，攝像元件的大型化也得到發(fā) 展。并且，近年來，由于在發(fā)光元件中，實現(xiàn)了大光量的發(fā)光、以及通過 與熒光體進行組合等能夠發(fā)出白色光，所以，作為帶所述照相機的便攜電 話的閃光燈等，廣泛應(yīng)用了使用了發(fā)光元件的發(fā)光二極管。
因此，為了隨著所述攝像元件或發(fā)光元件等的半導(dǎo)體元件的高輸出 化，而充分發(fā)揮其性能，例如對使用了由具有A1N等的高散熱性的陶瓷構(gòu) 成的平板狀絕緣部件的半導(dǎo)體元件搭載部件的需要正在增加。所述半導(dǎo)體 元件搭載部件形成為，例如將所述絕緣部件的單面作為用于半導(dǎo)體元件搭 載用的主面，將相反面作為用于與其他部件連接的外部連接面，并且，在主面形成半導(dǎo)體元件搭載用的多層電極層，在外部連接面形成用于與其他 部件連接的多層電極層，進而，經(jīng)由形成在使絕緣部件貫通的多個貫通孔 內(nèi)的導(dǎo)電層或過孔導(dǎo)體等，將兩面的各個電極層單獨連接。
以往，所述半導(dǎo)體元件搭載部件一般使用作為絕緣部件的前驅(qū)體的陶 瓷生片，并通過所謂的共燒法進行制造(例如，參照專利文獻1、 2)。艮卩， 將陶瓷生片形成為與絕緣部件外形對應(yīng)的平面形狀，并且，在其規(guī)定的位 置形成貫通孔之后，將過通導(dǎo)體的情況下成為其根基的、與陶瓷生片的燒 成同時被燒成而形成過通導(dǎo)體的導(dǎo)電膏，以填充到貫通孔中的狀態(tài)，同時 對陶瓷生片和導(dǎo)電膏進行燒成，由此，制造了半導(dǎo)體元件搭載部件。
而且，例如在形成為規(guī)定平面形狀的陶瓷生片的、絕緣部件的主面以 及成為外部連接面的面上，將導(dǎo)電膏印刷或涂敷成與電極層的形狀對應(yīng)的 規(guī)定平面形狀，與陶瓷生片一同進行燒成形成基底金屬層之后，通過在所 述基底金屬層上層疊鍍覆金屬層，而形成所述主面和外部連接面的電極 層。
專利文獻1:特開平11 一 135906號公報 專利文獻2:特開2002—232017號公報
可是，由于通過共燒法一個一個制造半導(dǎo)體元件搭載部件，存在著生 產(chǎn)率低、制造成本高的問題。因此，研究了下述方法來進行制造，即，在 通過所述共燒法形成了將多個板狀絕緣部件一體形成為排列在同一平面 上的形狀的陶瓷制集合基板之后，通過切割機等對所述集合基板的各個區(qū) 域進行切割，來一次制造多個絕緣部件。但是，包含多個成為絕緣部件的 區(qū)域的、面積大的陶瓷生片，存在著燒成時的收縮量大，而且，整體不一 樣地收縮，由此導(dǎo)致了收縮不均等的問題。例如，矩形的陶瓷生片以各邊 的中央部附近會比矩形角大幅進入內(nèi)方的方式收縮。
因此，即使在燒成前的陶瓷生片上形成各區(qū)域的貫通孔，以使成為絕 緣部件的多個區(qū)域整齊地筆直排列配置，但因燒成時的收縮，會使得貫通 孔的形成位置偏移而造成不均等，因此，存在著由通過切割器等難以從所 形成的集合基板分別切割出各區(qū)域。因此，由于即使在個區(qū)域沒有整齊地 排列的狀態(tài)下，也能夠通過切割器等分別切割出各區(qū)域，所以，考慮到事 先判斷因收縮而引起的各區(qū)域的位置偏移，而將各區(qū)域的形成間隔設(shè)定得很寬，但是，在該情況下，在一枚集合基板上所能形成的區(qū)域數(shù)變少，存 在著材料的浪費增多的問題。
因此，研究出一種方法，其對包含多個成為絕緣部件的區(qū)域的、大的 陶瓷生片預(yù)先進行燒成，形成一枚集合基板，在所述集合基板上設(shè)定成為 絕緣部件的多個區(qū)域，并在按各區(qū)域利用激光加工等形成貫通孔之后，按 各區(qū)域進行切割，由此來制造絕緣部件。在所述方法中，與在絕緣部件的 主面?zhèn)群屯獠窟B接面?zhèn)确謩e通過化學(xué)鍍覆、電鍍等形成電極層的工序同 時，或者相繼，對所形成的貫通孔的內(nèi)面實施金屬化，由此形成連接兩電 極層的導(dǎo)電層。
但是，由于通過激光加工而形成的貫通孔，其形成為從激光的入射側(cè) 朝向出射側(cè)，直徑逐漸變小的圓錐狀，所以，在激光的出射側(cè)的面上，所 述面與貫通孔的內(nèi)面以銳角交叉，由于以銳角交叉的角的部分，其通過物 理蒸鍍、印刷、鍍覆等而形成的金屬層的密接性弱，且容易形成膜厚不均 勻，所以，在絕緣部件上形成電極層、導(dǎo)電層之際，存在著容易發(fā)生電極 層和導(dǎo)電層的連接不良的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種集合基板，其能夠使在對陶瓷生片進行燒 成后，經(jīng)過形成貫通孔的工序而制造、形成在所述貫通孔內(nèi)的導(dǎo)電層，和 形成在主面或外界面的電極層不會發(fā)生連接不良等，而能夠可靠地進行連 接。而且，本發(fā)明的目的還在于，提供使用由所述集合基板按各區(qū)域切割 成的絕緣部件而形成的半導(dǎo)體元件搭載部件、使用所述半導(dǎo)體元件搭載部 件而形成的攝像裝置、發(fā)光二極管構(gòu)成部件等的半導(dǎo)體裝置、和使用所述 發(fā)光二極管構(gòu)成部件而形成的發(fā)光二極管。
為了達到上述目的的本發(fā)明的集合基板，其特征在于，將一面作為半 導(dǎo)體元件搭載用的主面而相反面作為與其他部件連接用的外部連接面的 多個板狀絕緣部件，以排列在同一平面上的形狀，由陶瓷一體形成，在成 為各個絕緣部件的區(qū)域內(nèi)的規(guī)定位置、以及跨過各區(qū)域和其外側(cè)區(qū)域的邊 界線的位置中至少任意一方，分別形成在絕緣部件的厚度方向貫通的貫通 孔，并且，形成各貫通孔的內(nèi)面，從所述主面?zhèn)纫约巴獠窟B接面?zhèn)鹊拈_口到在絕緣部件的厚度方向的一個位置設(shè)定的最小孔部，分別形成為錐形面 狀，使得開口尺寸逐漸變小。而且，所述本發(fā)明的集合基板，優(yōu)選其熱傳
導(dǎo)率在10W/mK以上，優(yōu)選熱膨脹系數(shù)在10X10—V。C以下。并且，優(yōu)選 所述本發(fā)明的集合基板在對成為其前身的板狀前驅(qū)體進行燒成之后，形成 貫通孔而制造。進而，優(yōu)選本發(fā)明的集合基板包括用于搭載半導(dǎo)體元件 的電極層，形成于成為絕緣部件的區(qū)域的主面?zhèn)?；用于與其他部件連接的 電極層，形成于外部連接面?zhèn)龋缓蛯?dǎo)電層，形成于貫通孔內(nèi)，連接主面?zhèn)?的電極層與外部連接面?zhèn)鹊碾姌O層。
本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于，具備絕緣部件，形成 為一面為用于半導(dǎo)體元件搭載的主面，而相反面作為與其他部件連接的外 部連接面的板狀，并且具有在所述板的厚度方向貫通，且其內(nèi)面按照從設(shè) 于所述主面以及外部連接面的開口到設(shè)于所述厚度方向的一處的最小孔 部，各自開口尺寸逐漸變小的方式形成為錐形的貫通孔，由陶瓷一體形成； 形成于所述絕緣部件的主面的半導(dǎo)體元件搭載用的電極層；形成于外部連 接面的與其他部件連接用的電極層；形成于貫通孔的內(nèi)面的與其他部件連 接用的電極層；形成于貫通孔的內(nèi)面的連接主面?zhèn)鹊碾姌O層和外部連接面 側(cè)的電極層的導(dǎo)電層。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件的熱傳導(dǎo)率為10W/mK 以上。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件的熱膨脹系數(shù)為10X 10_ 6廠C以下。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件由A1N、 A1203、或SiC
而形成。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件的厚度為0.1 lmm。 優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件形成貫通孔的內(nèi)面，按照從主面， 到設(shè)于絕緣部件的厚度方向的一處的最小孔部，開口直徑逐漸變小的方式 形成為錐形，按照從在所述主面開口的第一錐形面和外部連接面，到所述 最小孔部，開口直徑逐漸變小的方式形成為錐形，和在所述外部連接面開 口的第二錐形面構(gòu)成；并且，所述第一錐形面和與之連接的主面相交而成 的角度e,、第二錐形面和與之連接的外部連接面相交而成的角度62、及所述兩個錐形面所成的角度e3均為鈍角。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件將從絕緣部件的主面到最小孔部 為止的所述絕緣部件的厚度方向的距離h設(shè)定在相對于絕緣部件的厚度to 滿足
0<h《2/3t0 的范圍內(nèi)。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件最小孔部的平面形狀形成為圓形， 并且其開口直徑為10 200)am。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件貫通孔的至少一部分在絕緣部件 的、主面以及外部連接面交叉的側(cè)面被開放。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件貫通孔的最小孔部被形成導(dǎo)電層 的導(dǎo)電材料填充，所述貫通孔在厚度方向上被關(guān)閉。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件貫通孔的整體在絕緣部件的、主面與 外部連接面交叉的側(cè)面被關(guān)閉。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件貫通孔的整體被形成導(dǎo)電層的導(dǎo)電材 料填充，所述貫通孔在厚度方向上被關(guān)閉。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件外部連接面的電極層的、外表面的 至少一部分有Au形成。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件主面的電極層的、外表面的至少一部 分由Ag、 Au、 A1或A1合金形成。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件主面的電極層在靠近集合基板的 一側(cè)順次形成包含如下層的多層構(gòu)造
(I) 由Ti、 Cr、 NiCr、 Ta或這些金屬的化合物構(gòu)成的密接層，
(II) 由Pt、 Pd、 Cu、 Ni、 Mo、或NiCr構(gòu)成的擴散防止層，以及
(III) 由Ag、 Al、或Au構(gòu)成的表面層。 優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件密接層的厚度為0.01 1.0^im，擴
散防止層的厚度為0.01 1.5pm，表面層的厚度為0.1 1(Him。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件在主面的電極層上，層疊有Au基 底層。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件在絕緣部件的主面，設(shè)定有用于半導(dǎo)體元件搭載的區(qū)域，并且，在所述主面上，按照包圍區(qū)域的方式層疊有 框體。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件和框體的熱膨脹系數(shù)都
在10X1(TV'C以下，并且，框體的熱膨脹系數(shù)與絕緣部件的熱膨脹系數(shù)
之差在3X10—V"C以下。
優(yōu)選本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件絕緣部件的主面的、由框體所包圍
的用于搭載半導(dǎo)體元件的區(qū)域的面積的80%以上，至少由包含用于搭載半 導(dǎo)體元件的電極層的金屬層所覆蓋。
而且，優(yōu)選所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件，包括在主面設(shè)定有 半導(dǎo)體元件搭載用的區(qū)域的絕緣部件；在所述主面上以包圍所述區(qū)域的方 式層疊的框體，優(yōu)選所述絕緣部件和框體的熱膨脹系數(shù)都在10X10_6/°C 以下，并且，框體的熱膨脹系數(shù)與絕緣部件的熱膨脹系數(shù)之差在3X1(T6/x:以下。并且，所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件，優(yōu)選絕緣部件的主面
的、由框體包圍的半導(dǎo)體元件搭載用的區(qū)域的面積的80%以上，至少由包 含半導(dǎo)體元件搭載用的電極層的金屬層覆蓋。
本發(fā)明的攝像裝置，其特征在于，包括所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭 載部件；作為半導(dǎo)體元件的攝像元件，搭載于所述半導(dǎo)體元件搭載部件的 絕緣部件的主面的、由框體包圍的區(qū)域；和蓋體，接合在所述框體的上面， 用于對框體內(nèi)進行密閉，由透光性的板材構(gòu)成。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝
置，其特征在于，包括所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件；和半導(dǎo)體元 件，搭載于所述半導(dǎo)體元件搭載部件中的絕緣部件的主面；并且，所述半 導(dǎo)體元件被密封材料密封。
并且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在包括所述電極層、導(dǎo)電 層，并且，由形成導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料填充貫通孔的最小孔部，處于沿厚度 方向關(guān)閉所述貫通孔的狀態(tài)的集合基板的、成為各個絕緣部件的區(qū)域的主 面，搭載半導(dǎo)體元件，接著，在通過密封材料對所述集合基板的、搭載了 半導(dǎo)體元件的主面?zhèn)鹊恼麄€面進行密封之后，與密封材料一同按各區(qū)域?qū)?所述集合基板進行切割而制成，切割后的貫通孔的至少一部分，在與主面 以及外部連接面交叉的側(cè)面開放。
本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成部件，其特征在于，所述本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體元件是發(fā)光元件，并且，密封材料是熒光體和保護樹脂中的至 少任意一方。而且，所述本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成部件，優(yōu)選絕緣部件的
主面的電極層的、外表面的至少一部分由Ag、 A1或A1合金形成。并且， 本發(fā)明的發(fā)光二極管，其特征在于，包括具有凹部的封裝；在所述封裝 的凹部底面搭載的、所述本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成部件；和接合在凹部的 開口用于對所述凹部進行密閉的、由能夠透過來自發(fā)光二極管構(gòu)成部件的 光的材料構(gòu)成的密封蓋或透鏡。
在本發(fā)明的集合基板中，由于形成貫通孔的內(nèi)面，從絕緣部件的主面 側(cè)以及外部連接面?zhèn)鹊拈_口到在絕緣部件的厚度方向的一個位置設(shè)定的 最小孔部，分別形成為錐形面狀，使得開口尺寸逐漸變小，所以，所述主 面、外部連接面以及貫通孔的內(nèi)面，在所有的面?zhèn)榷家遭g角相交。因此， 根據(jù)本發(fā)明的集合基板，在通過物理蒸鍍、印刷、鍍覆等形成電極層和導(dǎo) 電層之際，可大幅降低角部的金屬層的剝離與膜厚不均，可靠地連接電極 層和導(dǎo)電層而不會產(chǎn)生連接不良等，由此，與以往相比，能夠提高半導(dǎo)體 裝置的可靠性。
而且，如果所述本發(fā)明的集合基板的熱傳導(dǎo)率在10W/mK以上，則可
提高半導(dǎo)體元件搭載部件的散熱性，能夠與半導(dǎo)體元件的高輸出化對應(yīng)。 并且，如果集合基板的熱膨脹系數(shù)在10X10—V'C以下，則能夠可靠地防 止在元件驅(qū)動時的因熱過程等而膨脹、收縮之際，對半導(dǎo)體元件施加過大 的應(yīng)力，導(dǎo)致所述元件破損、與電極層的接合脫落而產(chǎn)生接合不良。
并且，如果通過將成為集合基板的前身的陶瓷生片等板狀前驅(qū)體進行 燒成后，形成貫通孔來制造所述本發(fā)明的集合基板，則不會發(fā)生因所述前 驅(qū)體的不均等收縮而引起的、貫通孔的不均等的位置偏差。因此，能夠事 先預(yù)見因收縮而引起的位置偏差，不需要將成為各個絕緣部件的區(qū)域的形 成間隔設(shè)定得寬，由此，不僅可以增多在一張集合基板上可以形成的區(qū)域 數(shù)量，還能夠減少材料的浪費。
而且，如果在本發(fā)明的集合基板的、絕緣部件的主面以及外部連接面 形成電極層，并且，在貫通孔的內(nèi)面形成導(dǎo)電層，則能夠可靠地連接所述 電極層和導(dǎo)電層而不產(chǎn)生連接不良等。因此，根據(jù)按各區(qū)域?qū)⑺霰景l(fā)明 的集合基板進行切割而制造的本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件，能夠可靠地通過所述兩電極層和導(dǎo)電層將搭載于主面的半導(dǎo)體元件與其他部件連接 在一起，而不會產(chǎn)生連接不良等。并且，如果所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭 載部件的、外部連接面的電極成的、外表面的至少一部分由Au形成，則 能夠通過軟釬料接合或引線接合等以往公知的各種連接方法，進一步可靠 地將所述電極層和設(shè)置在其他部件的電極層連接在一起。
如果在所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件的、絕緣部件的主面，設(shè)定 半導(dǎo)體元件搭載用的區(qū)域，并且，以包圍所述區(qū)域的方式在絕緣部件的主 面上層疊框體，則在將半導(dǎo)體元件搭載到所述區(qū)域之后，通過將蓋體接合 到所述框體之上，可以對所搭載的半導(dǎo)體元件進行密封。特別在半導(dǎo)體元 件是攝像元件的情況下，通過使用由透光性材料構(gòu)成的蓋體，能夠在透過 蓋體可對攝像元件進行曝光的狀態(tài)下，密封所述攝像元件。
如果所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件的絕緣部件與框體的熱膨脹
系數(shù)都在10X10—6/。C以下，且二者的熱膨脹系數(shù)之差在3X10—7°〇以下，
則通過使框體的熱膨脹系數(shù)與絕緣部件接近，可以防止兩者的接合發(fā)生翹 曲，并且，能夠防止因熱過程而引起的接合不良等的發(fā)生。
如果所述本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件的、絕緣部件的主面的、由框
體包圍的半導(dǎo)體元件搭載用的區(qū)域的面積的80%以上，至少由包含半導(dǎo)體
元件搭載用的電極層的金屬層覆蓋，則例如在半導(dǎo)體元件是攝像元件的情 況下，可以使所述金屬層作為遮光層發(fā)揮功能，遮斷通過絕緣部件從攝像 元件的背后入射的光，來提高攝像元件的靈敏度。而且，在半導(dǎo)體元件是 發(fā)光元件的情況下，可以使所述金屬層作為反射層而發(fā)揮作用，來提高發(fā) 光二極管的發(fā)光效率。
由于本發(fā)明的攝像元件構(gòu)成為，在具備所述框體的半導(dǎo)體元件搭載部 件的、絕緣部件的主面的、由框體包圍的區(qū)域，搭載了作為半導(dǎo)體元件的 攝像元件之后，在所述框體之上接合由透光性板材構(gòu)成的蓋體，所以，能 夠在通過蓋體對攝像元件進行曝光的狀態(tài)下，密封所述攝像元件。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有，在按區(qū)域切割集合基板而制造的半導(dǎo)體元 件搭載部件的主面上，搭載半導(dǎo)體元件，并且，通過密封材料進行密封的 構(gòu)造，可以和以往的半導(dǎo)體元件的芯片同樣地操作，搭載于布線基板等其 他部件的搭載部。而且，在搭載于搭載部之前，還可以事先檢查出有無不良等。并且，由于在搭載作業(yè)等時不與半導(dǎo)體元件直接接觸，所以，還可 以極力抑制因靜電等導(dǎo)致元件破損的發(fā)生。
并且，如果使用貫通孔的最小孔部被導(dǎo)電材料填充、在厚度方向被關(guān) 閉的集合基板，在其主面搭載半導(dǎo)體元件，并通過密封材料進行密封之后， 與密封材料一同，按各區(qū)域切割集合基板而制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，則 能夠防止在所述密封時，密封材料通過貫通孔泄漏到相反面?zhèn)?。因此，?如，可以節(jié)省限制地密封集合基板的、搭載有發(fā)光元件的一面?zhèn)鹊奶囟▍^(qū) 域的功夫，通過密封材料保護其整個面，由此，能夠進一步推進半導(dǎo)體裝 置的小型化。
而且，如果從集合基板切割后的貫通孔的至少一部分，在絕緣部件的 側(cè)面開放，則可以使在露出的貫通孔的內(nèi)面形成的導(dǎo)電層，作為軟釬料凸 緣的形成部而發(fā)揮功能。因此，在通過軟釬焊將半導(dǎo)體裝置搭載于其他部 件的搭載部時，可以通過所形成的軟釬料凸緣來輔助外部連接用的電極 層，由此，能夠使安裝的可靠性提高。
由于本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成部件，使用發(fā)光元件作為所述本發(fā)明的 半導(dǎo)體裝置中的半導(dǎo)體元件，并且，使用熒光體和保護樹脂中的至少一方 作為密封材料，所以，能夠與以往的發(fā)光元件的芯片同樣地操作，可使發(fā) 光二極管的封裝的搭載部、與多個發(fā)光元件以面狀排列，搭載于所構(gòu)成的 面發(fā)光體的基板的搭載部等。并且，在搭載于這些搭載部之前，可也以事 先判斷發(fā)光元件好壞、和調(diào)查發(fā)光的色調(diào)。進而，由于在搭載作業(yè)等時不 與發(fā)光元件直接接觸，所以，還可以極力抑制因靜電等導(dǎo)致元件破損的發(fā) 生。
如果由Ag、Al或Al合金形成所述本發(fā)明的發(fā)光二極管構(gòu)成部件中的、 絕緣部件的主面的電極層的、外表面的至少一部分，則能夠盡量高效地使 來自發(fā)光元件的光，特別是為了與熒光體組合、發(fā)出白色光而優(yōu)選的波長 600nm以下的光，向發(fā)光二極管構(gòu)成部件的前方側(cè)反射，由此，可提高其 發(fā)光效率。而且，本發(fā)明的發(fā)光二極管通過使用所述本發(fā)明的發(fā)光二極管 構(gòu)成部件，可以高效地制造，而不會浪費高價的發(fā)光二極管的封裝等。
圖1是作為本發(fā)明集合基板的實施方式的一個例子的，成為攝像元件 搭載用絕緣部件的根基的集合基板的局部放大俯視圖。
圖2是所述集合基板中對貫通孔的部分進行了放大的剖視圖。
圖3是在對集合基板進行切割而得到的絕緣部件中，對貫通孔的部分
進行了放大的剖視圖。
圖4是絕緣部件的表示主面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖5是表示在主面上接合框體而形成的半導(dǎo)體元件搭載部件的俯視圖。
圖6是絕緣部件的表示外部連接面?zhèn)鹊难鲆晥D。
圖7是半導(dǎo)體元件搭載部件的在絕緣部件的主面上的元件搭載區(qū)域， 搭載作為半導(dǎo)體元件的攝像元件，并且，在框體上接合透光性蓋體而形成 的攝像裝置的剖視圖。
圖8是作為本發(fā)明集合基板的實施方式的其他例子，成為發(fā)光元件搭 載用絕緣部件的前身的集合基板的一部分放大了的俯視圖。
圖9是放大了所述集合基板中的貫通孔部分的剖視圖。
圖10是在對所述集合基板進行切割而得到的絕緣部件中的貫通孔部 分進行了放大的剖視圖。
圖11是絕緣部件的表示主面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖12是絕緣部件的表示外部連接面?zhèn)鹊难鲆晥D。
圖13是表示在半導(dǎo)體元件搭載部件的絕緣部件的主面搭載作為半導(dǎo) 體元件的發(fā)光元件，并由熒光體和/或保護樹脂密封的發(fā)光二極管構(gòu)成部件 的剖視圖。
圖14是表示將發(fā)光二極管構(gòu)成部件搭載于封裝中的發(fā)光二極管的剖 視圖。
圖15是在本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件的實施方式的其他例中，放 大了貫通孔的部分的、圖17的V方向向視側(cè)視圖。
圖16是表示在貫通孔的內(nèi)面形成導(dǎo)電層之前的、相同的貫通孔的狀 態(tài)的側(cè)視圖。
圖17是表示所述實例的半導(dǎo)體元件搭載部件的主面?zhèn)鹊母┮晥D。 圖18是表示外部連接面?zhèn)鹊难鲆晥D。圖19是將成為所述實例的半導(dǎo)體元件搭載部件的根基的絕緣部件， 從集合基板切割之前的放大了貫通孔部分的俯視圖。
圖20是圖19的B—B線剖視圖。
圖21是放大了貫通孔變形部的俯視圖。
圖22是圖21的B—B線剖視圖。
具體實施例方式
圖1是作為本發(fā)明集合基板1的實施方式的一個例子的、成為攝像元 件搭載用絕緣部件2的根基的集合基板1的局部放大俯視圖。而且，圖2 是所述集合基板1中對貫通孔11的部分進行了放大的剖視圖，圖3是在 對集合基板1進行切割而得到的絕緣部件2中，對貫通孔11的部分進行 了放大的剖視圖。而且，圖4是絕緣部件2的表示主面21側(cè)的俯視圖， 圖5是表示在主面21上接合框體4而形成的半導(dǎo)體元件搭載部件BL的俯 視圖，圖6是絕緣部件2的表示外部連接面22側(cè)的仰視圖。并且，圖7 是在半導(dǎo)體元件搭載部件BL的絕緣部件2的主面21上的元件搭載區(qū)域 21a，搭載作為半導(dǎo)體元件的攝像元件PE1，并且，在框體4上接合透光 性蓋體FL而形成的攝像裝置PE2的剖視圖。
參照圖1，該實例的集合基板1是整體由陶瓷形成的平板狀基板，包 含多個區(qū)域la，其成為板狀絕緣部件2且具有規(guī)定平面形狀(在圖中為 矩形狀)；和一定寬度的區(qū)域lb，其以劃分所述多個區(qū)域la的方式以縱 橫的矩陣狀設(shè)置在各區(qū)域la之間，用于通過切割器進行除去。圖中的一 點劃線是用于劃分區(qū)域la、 lb的邊界線L。而且，在各區(qū)域la的與相互 平行的兩條邊對應(yīng)的位置，跨越所述邊界線L分別形成有多個(在圖中為 8個) 一組的貫通孔11。
所述集合基板1，優(yōu)選對成為其前身的陶瓷前驅(qū)體(陶瓷生片等)進 行燒成形成為平板狀之后，通過后續(xù)加工形成貫通孔11來進行制造。由 此，能夠以現(xiàn)有的共燒法難以形成的高精度形成貫通孔ll。
參照圖2，形成各貫通孔11的內(nèi)面分別由第一和第二的兩個錐形面 llb、 llc構(gòu)成。其中，第一錐形面llb，以從絕緣部件2的主面21側(cè)(在 圖中為上面?zhèn)?，到設(shè)置在絕緣部件2的厚度方向的一個位置的、平面形狀為圓形的最小孔部lla，開口直徑逐漸變小的方式，形成為圓錐形狀， 并且，在主面21處形成有圓形的開口。另外，第二錐形面llc，從絕緣部 件2的外部連接面22側(cè)(在圖中為下面?zhèn)?，到所述最小孔部lla,形成 為圓錐形狀，使得開口直徑逐漸變小，并且，在外部連接面22處形成有 圓形的開口。
作為通過后續(xù)加工在預(yù)先進行燒成而形成為平板狀的集合基板1中， 形成具有圖示形狀的貫通孔11的方法，可以考慮多種方法，但是，特別 優(yōu)選通過利用了噴砂法的方法來形成。即，參照圖1和圖2，以使集合基 板l的外部連接面22側(cè)的與貫通孔11的開口對應(yīng)的圓形區(qū)域露出、其以 外的區(qū)域由抗蝕膜保護的狀態(tài)，通過噴砂法選擇性地在厚度方向?qū)匣?板1的露出的區(qū)域進行穿孔，來形成第二錐形面llc。與此同時，在主面 21側(cè)也同樣地，以使與貫通孔ll的開口對應(yīng)的圓形區(qū)域露出、其以外的 區(qū)域由抗蝕膜保護的狀態(tài)，通過噴砂法選擇性地在厚度方向?qū)匣? 的露出區(qū)域進行穿孔，來形成第一錐形面llb。
于是，由于作為由噴砂法而實現(xiàn)的穿孔的特征為，穿孔越前進，其開 口尺寸越小，所以，兩錐形面llb、 llc形成為圓錐傾斜狀，并且兩錐形 面llb、 llc的連接部成為最小孔部lla，由此形成了貫通孔11。在所述 方法中，通過調(diào)整為了形成兩錐形面llb、 llc的穿孔深度和穿孔直徑， 可以任意控制最小孔部lla的開口直徑、所述最小孔部lla的在絕緣部件 2的厚度方向的形成位置。
在具有所述形狀的貫通孔11中，第一錐形面lib和與之連接的主面 21以鈍角，即角度e,相交，并且，第二錐形面llc和與之連接的外部連 接面22也以鈍角，即角度92相交。因此，在通過例如物理蒸鍍、印刷、 鍍覆等形成圖3所示的電極層31和32、導(dǎo)電層33之際，可以大幅降低第 一錐形面llb和主面21的角部、以及第二錐形面llc和外部連接面22的 角部的金屬層的剝離或膜厚不均勻，能夠可靠地連接電極層31、 32和導(dǎo) 電層33，而不會產(chǎn)生接觸不良等。因此，能夠提高攝像裝置PE2的可靠 性。
另外，如果在所述貫通孔U中，兩錐形面llb、 llc以銳角相交，則 存在二者的角部、即最小孔部lla局部的金屬層的密接性降低，導(dǎo)電層33在最小孔部lla的部分中斷，或金屬層的膜厚變得不均勻的可能性。為了 形成厚度均勻、且與最小孔部lla的上下的部分良好連接的導(dǎo)電層33，優(yōu) 選兩錐形面llb、 llc也以鈍角、即角度03相交。為了使兩錐形面llb、 11c的構(gòu)成角度0 3為鈍角，只要調(diào)整基于噴砂法等的穿孔條件，來調(diào)整所 述兩錐形面llb、 llc的錐形面的角度即可。
集合基板1優(yōu)選其熱傳導(dǎo)率為10W/mK以上。如果熱傳導(dǎo)率為 10W/mK以上，則會提高半導(dǎo)體元件搭載部件BL的散熱性，能夠與攝像 元件PE1的高輸出化對應(yīng)。而且，優(yōu)選集合基板1的熱膨脹系數(shù)為10X 10一V。C以下。如果熱膨脹系數(shù)為10X10—V匸以下，則能夠防止在元件驅(qū) 動時的因熱過程等而膨脹、收縮之際，對攝像元件PE1施加過大的應(yīng)力， 導(dǎo)致所述元件PE1破損、接合脫落。
作為形成滿足這些條件的集合基板1的材料，可舉出A1N、 A1203、 SiC、 Si3N4、 BeO、 BN等的絕緣性陶瓷，從成本的觀點考慮優(yōu)選A1203。但是，如 果考慮散熱性，則集合基板1的熱傳導(dǎo)率在上述的范圍內(nèi)也為80W/mK以 上，特別優(yōu)選為150W/mK以上，為了達到這樣高的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選采用A1N 或SiC。另外，如果考慮減小與攝像元件PE1的熱膨脹系數(shù)之差，優(yōu)選采 用A1N或AL03。
因此，如果最優(yōu)先選擇散熱功能等，則在上述物質(zhì)中可由A1N形成集
合基板1，但是在不怎么要求散熱功能的情況下，特別優(yōu)選Al203形成集
合基板l。另外，如果考慮機械強度等兼顧集合基板1的其他物性、或者 制造成本等，則集合基板1的熱傳導(dǎo)率在上述的范圍內(nèi)特別優(yōu)選為 300W/mK以下；熱膨脹系數(shù)在上述的范圍內(nèi)也特別優(yōu)選為4X10—6 7X 10—6廠C。
在所述集合基板1的主面21形成有半導(dǎo)體元件搭載用的電極層31; 在外部連接面22上形成有用于與其他部件連接的電極層32;在貫通孔11 的內(nèi)面形成有連接兩電極層31、 32之間的導(dǎo)電層33 (圖1 圖6)。
前述當中，主面21側(cè)的電極層31有多個與各貫通孔11對應(yīng)，獨立 地形成。而且，在圖示的實例中，各個電極層31形成為從在成為絕緣部 件2的區(qū)域la的、與相互平行的矩形的兩條邊中的一條邊對應(yīng)的位置形 成的貫通孔ll，朝向另一條長邊的方向延伸設(shè)置的矩形狀。另一方面，外部連接面22側(cè)的電極層32也有多個與各貫通孔11對應(yīng)地獨立形成，各 個電極層32形成為從在成為絕緣部件2的區(qū)域la的、與相互平行的矩形 的兩條邊中的一條邊對應(yīng)的位置形成的貫通孔ll，朝向另一條長邊的方向 延伸設(shè)置的矩形狀。并且，導(dǎo)電層33形成為，覆蓋貫通孔ll的內(nèi)面整個 面，且在集合基板1的主面21側(cè)與電極層31連接，在外部連接面22側(cè) 與電極層32連接。
另外，在主面21上，以不與各電極層31接觸的方式設(shè)置了間隙g的 狀態(tài)，形成有金屬層5。金屬層5具有作為遮光層的功能，與電極層31 一同覆蓋所述主面21中由框體4所包圍的、半導(dǎo)體元件搭載用的區(qū)域21a。 即，金屬層5用于遮斷通過絕緣部件2，從搭載于所述區(qū)域21a的攝像元 件PE1的背后入射的光，而提高攝像元件PE1的靈敏度。
優(yōu)選電極層31和金屬層5以覆蓋區(qū)域21a的面積的80%以上的方式 形成。由此，能夠使電極層31和金屬層5作為遮光層而發(fā)揮充分的功能。 但是，多個電極層31需要相互分離，而且，金屬層5也需要與各電極層 31相互分離。因此，在電極層31、金屬層5之間必須設(shè)置間隙g，因此， 不能夠以電極層31或金屬層5覆蓋區(qū)域21a的面積的100%,即區(qū)域21a 的整個面。如果考慮在電極層31和金屬層5之間，確保能夠防止多個電 極層31之間的短路的足夠間隙g，則優(yōu)選電極層31和金屬層5以覆蓋區(qū) 域21a的面積的95X以下的方式形成。另外，使各電極層31形成得大一 些，來覆蓋區(qū)域21a的面積的80 95X，則也可以省略金屬層5。
電極層31.、 32以及導(dǎo)電層33，都可以通過以往公知的各種導(dǎo)電性出 色的金屬材料等形成。而且，所述各層可以利用濕式鍍覆法或真空蒸鍍法、 濺射法等物理蒸鍍法等各種金屬噴鍍法，形成為單層構(gòu)造或兩層以上的多 層構(gòu)造。由于在濕式鍍覆法中，通過一次的處理可以形成具有足夠厚度的 金屬膜，所以，電極層31、 32與導(dǎo)電層33也可以形成為單層構(gòu)造，但也 可以例如在由Cu或Ni構(gòu)成的l層或2層的基底層之上，層疊由Ag、 Au 等導(dǎo)電性出色的金屬構(gòu)成的厚度為0.1 10um的表面層，來形成多層構(gòu) 造。
另一方面，在物理蒸鍍法中，優(yōu)選將電極層31、 32與導(dǎo)電層33形成 為層疊了功能分離的多個層的多層構(gòu)造，作為該多層構(gòu)造的例子，例如可以舉出從靠近集合基板1的一側(cè)順次層疊了下述各層的三層構(gòu)造等，所述 各層是指-
(I )由Ti、 Cr、 NiCr、 Ta以及這些金屬的化合物等構(gòu)成、與集合 基板1的密接性出色的密接層，
(II) 由Pt、 Pd、 Cu、 Ni、 Mo、 NiCr等構(gòu)成、具有防止形成下述表 面層的金屬發(fā)生擴散的功能的擴散防止層，以及
(III) 由Ag、 Al、 Au等構(gòu)成、導(dǎo)電性出色的表面層。 優(yōu)選密接層的厚度為0.01 1.0um，擴散防止層的厚度為0.01 1.5
um，表面層的厚度為0.1 10um左右。
另外，也可以組合物理蒸鍍法和濕式鍍覆法，將電極層31、 32與導(dǎo) 電層33形成為多層構(gòu)造。例如，可以過物理蒸鍍法形成了密接層和擴散 防止層的基礎(chǔ)上，通過濕式鍍覆法形成由Cu或Ni構(gòu)成的基底層，進而， 通過物理蒸鍍法或濕式鍍覆法形成由Ag、 Al、 Au等構(gòu)成的導(dǎo)電性出色的 表面層。
在主面21側(cè)的電極層31的表面，為了提高例如通過引線接合WB連 接所搭載的攝像元件PE1與各端子之間時的可靠性，也可以設(shè)置由Au等 構(gòu)成的焊盤(bondingpad)。另外，在外部連接面22側(cè)的電極層32的表 面，為了提高例如通過對與設(shè)置在數(shù)碼相機等的基板的電極層之間進行軟 釬焊而表面安裝的可靠性，也可以設(shè)置由Au等構(gòu)成的對軟釬料接合層。
另外，也可以如前所述，在使用Au作為導(dǎo)電材料，形成單層構(gòu)造的 電極層31、 32，或配置在多層構(gòu)造的電極層31、 32的外表面的情況下， 也可以省略焊盤或?qū)涒F料接合層。而且，由于金屬層5和電極層31形 成在同一個面，所以，只要在形成電極層31的同時，以具有相同層構(gòu)成 的方式形成金屬層5即可。但是，由于金屬層5只要單單作為遮光層發(fā)揮 功能即可，所以，例如即使在電極層31形成為上述的多層構(gòu)造的情況下， 金屬層5也可以僅形成為一層具有足夠厚度的單層構(gòu)造。
為了圖案形成電極層31、 32和金屬層5，例如只要使用金屬掩?；蚧?于光刻法的掩模等，通過所述濕式鍍覆法或物理蒸鍍法，選擇性地金屬噴 鍍沒有被所述掩模覆蓋而露出的集合基板l的表面即可。而且，為了將電 極層31、 32形成多層構(gòu)造，只要在集合基板1的露出的表面，反復(fù)進行基于不同金屬的金屬噴鍍即可。并且，導(dǎo)電層33，只要在主面21形成電 極層31或金屬層35之際，或者在外部連接面22形成電極層32之際，或 者在進行上述兩方的作業(yè)之際，以不被掩模覆蓋而露出貫通孔11的幵口 的狀態(tài)，形成為與兩電極層31、 32同時地，和所述兩電極層31、 32連接 的狀態(tài)即可。
為了使用形成有上述電極層31、 32、導(dǎo)電層33以及金屬層5的集合 基板1，制造用于搭載作為半導(dǎo)體元件的攝像元件PE1的半導(dǎo)體元件搭載 部件BL，通過切割機等除去所述集合基板1中由邊界線L所劃分的區(qū)域 lb。這樣，剩余的區(qū)域la凌亂地分離，形成了多個絕緣部件2。然后，如 果經(jīng)由例如由樹脂或低熔點玻璃等構(gòu)成的接合層Bl，將框體4接合到所 形成的每個絕緣部件2的主面21上，則制造了下述的半導(dǎo)體元件搭載部 件BL，即主面21的經(jīng)由框體4的通孔41而露出的區(qū)域21a，成為用于搭 載作為半導(dǎo)體元件的攝像元件PE1的元件搭載部(圖4 圖7)。
而且，制造出與集合基板的區(qū)域la的形成間隔一致而排列多個通孔 41的、包含多個成為框體4的區(qū)域的集合基板，在經(jīng)由接合層B1將其接 合在形成有所述電極層31、 32、導(dǎo)電層33以及金屬層5的集合基板1的 主面21側(cè)后，也通過切割機等除去集合基板1中的區(qū)域lb、和成為框體 4的集合基板的與所述區(qū)域lb重合的區(qū)域，可以制造多個層疊了絕緣部件 2和框體4的半導(dǎo)體元件搭載部件BL。
如果考慮防止與絕緣部件2層疊狀態(tài)的翹曲等變形的發(fā)生，或減小與 半導(dǎo)體元件的熱膨脹系數(shù)之差等，則框體4優(yōu)選由熱膨脹系數(shù)在10X 10— V'C以下，特別優(yōu)選為4X10—6 7X10—6/°C，并且，與絕緣部件2的熱膨 脹系數(shù)之差在3X10—V匸以下，特別優(yōu)選在1X1(TVT:以下的材料形成。 進一步而言，優(yōu)選以和絕緣部件2相同的材料形成框體4，使得熱膨脹系 數(shù)之差完全消失。例如，在由A1N形成絕緣部件2的情況下，優(yōu)選框體4 也由A1N形成；在由八1203形成絕緣部件2的情況下，優(yōu)選框體4也由A1203 形成。另外，在半導(dǎo)體元件是攝像元件的情況下，為了遮斷通過所述框體 4而入射的不要的光，優(yōu)選框體4由遮光性的材料形成。
參照圖7，本發(fā)明的攝像裝置PE2構(gòu)成為，在所述半導(dǎo)體元件搭載部 件BL的區(qū)域21a中搭載了攝像元件PEl，并且，在經(jīng)由引線接合WB將所述攝像元件PE1的端子(未圖示)、和電極層31的在所述區(qū)域21a內(nèi)露 出的前端部連接在一起之后，在框體4上經(jīng)由由樹脂或低熔點玻璃等構(gòu)成 的接合層B2，接合由透光性材料構(gòu)成的蓋體FL。根據(jù)該攝像裝置PE2，能 夠以通過蓋體FL對攝像元件PE1進行曝光的狀態(tài)，密封所述攝像元件PE1 。 攝像元件PE1的各端子，經(jīng)由引線接合WB、電極層31、導(dǎo)電層33以及電 極層32，與設(shè)置在數(shù)碼相機等的基板上的電極層等連接。
圖8是作為本發(fā)明集合基板1的實施方式的其他例子，成為發(fā)光元件 搭載用絕緣部件2的前身的集合基板1的一部分放大了的俯視圖。圖9是 放大了所述集合基板1中的貫通孔11部分的剖視圖，圖IO是在對所述集 合基板1進行切割而得到的絕緣部件2中的貫通孔11部分進行了放大的 剖視圖。而且，圖11是絕緣部件2的表示主面21側(cè)的俯視圖，圖12是 表示外部連接面22側(cè)的仰視圖。并且，圖13是表示在半導(dǎo)體元件搭載部 件BL的絕緣部件2的主面21搭載作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光元件LE1 ，并由 作為密封材料的熒光體和/或保護樹脂F(xiàn)R密封的發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2 的剖視圖，圖14是表示將發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載于封裝7中的發(fā) 光二極管LE3的剖視圖。
參照圖8，該實例的集合基板1也是整體由陶瓷形成為平板狀的基板， 包括成為板狀的絕緣部件2的、具有規(guī)定平面圖形(圖中為矩形狀)的 多個區(qū)域la;和以縱橫的矩陣狀設(shè)置在各區(qū)域la之間來劃分所述多個區(qū) 域la的、用于通過切割機除去的一定寬度的區(qū)域lb。圖中的點劃線是用 于劃分區(qū)域la、 lb的邊界線L。而且，在各區(qū)域la的與相互平行的圖中 縱方向的兩條邊對應(yīng)的位置，分別在所述邊界線L的附近形成有多個(圖 中為3個) 一組的貫通孔ll。
所述集合基板1與先前的實例同樣，也優(yōu)選在將成為其前身的前驅(qū)體 (陶瓷生片等)燒成形成為平板狀之后，通過后續(xù)加工形成貫通孔11來 進行制作。由此，能夠以以往的共燒法難以形成的高位置精度形成貫通孔 11。而且，電極層31、 32與導(dǎo)電層33也優(yōu)選形成在燒成后的集合基板1 的表面。在該情況下，也可以在光的反射率出色的、通過共燒法形成的由 Mo或W等構(gòu)成的基底層之上，形成通過鍍覆法難以形成的Al制層作為 電極層31等。參照圖9，形成各貫通孔11的內(nèi)面，分別由第一和第二兩個錐形面
llb、 llc構(gòu)成。其中，第一錐形面llb,從絕緣部件2的主面21側(cè)(圖 中上方側(cè))，到設(shè)置在絕緣部件2的厚度方向一處的、平面形狀為圓形的 最小孔部lla，形成為圓錐錐形面狀，使得開口直徑逐漸變小，并且，在 主面21處開口為圓形。另外，第二錐形面llc，從絕緣部件2的外部連接 面22側(cè)(圖中下面?zhèn)?，到所述最小孔部lla，形成為圓錐錐形面狀，使 得開口直徑逐漸變小，并且，在外部連接面22處開口為圓形。
由此，第一錐形面llb和與之連接的主面21以鈍角，即角度e,相交， 并且，第二錐形面11c和與之連接的外部連接面22也以鈍角，即角度02 相交，因此，在通過例如物理蒸鍍、印刷、鍍覆等形成電極層31和32、 導(dǎo)電層33之際，可以大幅降低第一錐形面llb和主面21的角部、以及第 二錐形面llc和外部連接面22的角部的金屬層的剝離或膜厚不均勻。因 此，能夠可靠地連接電極層31、 32和導(dǎo)電層33，而不會產(chǎn)生接觸不良等， 從而，能夠提高發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2以及發(fā)光二極管LE3的可靠性。
參照圖10，所述貫通孔11在其內(nèi)面形成了導(dǎo)電層33之際，最小孔部 lla的部分被形成導(dǎo)電層33的導(dǎo)電材料33a的堆積填充，在切割狀態(tài)前的 狀態(tài)下，關(guān)閉了集合基板l的厚度方向。由此，如先前所說明那樣，在下 一道工序中，通過作為密封材料的熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R，密封所 述集合基板1的搭載于各絕緣部件2的主面21的發(fā)光元件LE1時，可以 防止所述熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R通過貫通孔11，漏出到集合基板1 的背面。
但是，在形成導(dǎo)電層33之際，如果在貫通孔11中成為兩錐形面llb、 llc的角部的最小孔部lla的部分，產(chǎn)生金屬層的剝離或膜厚的不均，則 存在通過導(dǎo)電材料33a無法良好填充最小孔部lla的可能性。如果考慮通 過導(dǎo)電材料33a良好地填充最小孔部lla，則優(yōu)選兩錐形面llb、 llc也以 鈍角、即角度93相交。為了使兩錐形面llb、 11c所成角度0 3呈鈍角，只 要調(diào)整基于噴砂法等的穿孔的條件，來調(diào)整兩錐形面llb、 llc的傾斜角 度即可。
參照圖8和圖9，所述貫通孔ll中的第二錐形面llc,形成在跨過集 合基板1的成為絕緣部件2的區(qū)域la和各區(qū)域la之間的區(qū)域lb之間的所述邊界線L的位置。而且，如果通過切割機等除去區(qū)域lb切出各區(qū)域
la，則如圖10 圖12所示，在構(gòu)成半導(dǎo)體元件搭載部件BL的絕緣部件2 的側(cè)面23，在所述第二錐形面llc的內(nèi)面形成的導(dǎo)電層33經(jīng)由開口 lld 露出。因此，露出的導(dǎo)電層33作為軟釬料凸緣(fillet)而發(fā)揮功能， 在通過軟釬焊將發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載到其他部件，例如圖14所 示的發(fā)光二極管LE3的封裝7等上時，通過所形成的軟釬料凸緣，可以輔 助外部連接用的電極層32，由此，能夠提高安裝的可靠性。
對將具有該形狀的貫通孔11預(yù)先燒成形成為平板狀的集合基板1而 言，作為后續(xù)加工中的形成方法，優(yōu)選采用先前所說明的、基于噴砂法的 形成方法。通過在所述方法中調(diào)整兩錐形面llb、 llc的穿孔深度與穿孔 直徑，可以任意控制最小孔部lla的開口直徑、與所述最小孔部lla的絕 緣部件2的厚度方向的形成位置。
參照圖9，如上所述那樣控制的、最小孔部lla的絕緣部件2的厚度 方向的形成位置，以從主面21到最小孔部lla的距離h表示，優(yōu)選其超 過所述絕緣部件2的厚度t。的0倍且在2/3倍以下的范圍。由此，可確保 錐形面llb、 llc在最小孔部lla的上下，第一錐形面llb和主面21以鈍 角、即角度e,相交，并且，第二錐形面llc和外部連接面22也以鈍角、 即角度02相交，由此，能夠可靠地連接在其上形成的電極層31、 32和導(dǎo) 電層33。
而且，可確保比最小孔部lla靠近外部連接面22側(cè)的、與電極層32 連接的、第二錐形面llc中的導(dǎo)電層33的露出面積，由此，還可以充分 發(fā)揮作為軟釬料凸緣的形成部的功能。并且，通過利用了所述噴砂法的形 成法，連接從集合基板l的兩側(cè)形成的第一以及第二錐形面llb、 llc，還 能夠可靠地形成貫通孔11而不產(chǎn)生變形等。另外，如果考慮充分確保第 二錐形面llc中的、作為軟釬料凸緣的形成部而發(fā)揮功能的導(dǎo)電層33的 露出面積，則更優(yōu)選所述距離h為絕緣部件2的厚度t。的1/2倍以下。而 且，為了通過所述的形成方法可靠地形成貫通孔ll，進一步優(yōu)選所述距離 h為5 ti m 50 ii m左右。
而且，參照圖9，優(yōu)選最小孔部lla的開口直徑d為10um以上。開 口直徑d為lOym以上的最小孔部lla，能夠通過所述噴砂法等通常的加工方法，精度較佳地形成貫通孔ll。并且，還能夠以最小孔部lla的開口 直徑d —致的狀態(tài)形成每個貫通孔11，由于為了形成最小孔部lla不需要 其它的加工工序等，所以，提高了半導(dǎo)體元件搭載部件BL的生產(chǎn)率，可 實現(xiàn)成本降低。
而且，優(yōu)選所述最小孔部lla的開口直徑d為200um以下。如果開 口直徑d為200um以下，則在貫通孔ll的內(nèi)面形成導(dǎo)電層33之際，可 效率更佳地由導(dǎo)電材料33a填充最小孔部lla，因此，能夠進一步可靠地 防止熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R的泄漏等。
另外，如果考慮通過噴砂法等通常的加工方法，進一步可靠地使貫通 孔11的最小孔部lla貫通，和在貫通孔11的內(nèi)面形成導(dǎo)電層33之際由 導(dǎo)電材料33a效率更佳地填充最小孔部lla，則優(yōu)選所述最小孔部lla的 開口直徑d為50 150um，更優(yōu)選為75 125um。
如果考慮提高半導(dǎo)體元件搭載部件BL的散熱性，與發(fā)光元件LE1的 高輸出化對應(yīng)，則集合基板1優(yōu)選熱傳導(dǎo)率在10W/mK以上，其中更優(yōu)選 80W/mK以上，特別優(yōu)選150W/mK以上。而且，若考慮機械強度等與其他物 性的兼顧、或制造成本等，則優(yōu)選集合基板1的熱傳導(dǎo)率在300W/mK以下。
而且，如果考慮防止在因元件驅(qū)動時的熱過程等而發(fā)生膨脹、收縮之 際，對發(fā)光元件LE1施加過大的應(yīng)力，導(dǎo)致所述元件LE1破損、接合脫離 的情況，則集合基板1優(yōu)選熱膨脹系數(shù)在10X10—6廣C以下。并且，如果 考慮機械強度等與其他物性的兼顧或制造成本等，則集合基板1的熱膨脹 系數(shù)優(yōu)選為4X10—6 7X10—7'C。
作為形成滿足這些條件的集合基板1的材料，可舉出A1N、 A1203、 SiC、 Si3N4、 BeO、 BN等的絕緣性陶瓷。其中，為了達到高的熱傳導(dǎo)率特別優(yōu)選 采用A1N、 SiC，為了減小與發(fā)光元件LE1的熱膨脹系數(shù)之差，優(yōu)選采用 A1N、 A1203。并且，如果優(yōu)選考慮成本，則優(yōu)選A1A。
參照所述各圖，在所述集合基板1的主面21形成有半導(dǎo)體元件搭載 用的電極層31;在外部連接面22形成有與其他部件連接用的電極層32; 在貫通孔ll的內(nèi)面形成有連接兩電極層31、 32之間的導(dǎo)電層33。
并且，貫通孔11的最小孔部lla，通過使形成導(dǎo)電層33的導(dǎo)電材料 33a堆積而被填充，切出絕緣部件2之前的貫通孔11處于在集合基板1的厚度方向被關(guān)閉的狀態(tài)。由此，在將發(fā)光元件LE1搭載于電極層31上并 進行密封之際，可防止熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R通過貫通孔11泄漏 到相反面?zhèn)龋?，可以?jié)省限制地密封集合基板l的、搭載有發(fā)光元件 LE1的主面21側(cè)的特定區(qū)域的功夫，通過所述熒光體以及/或者保護樹脂 FR密封其整個面，由此，能夠進一步推進發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的小 型化。
最小孔部1 la的由導(dǎo)電材料33a填充的、在集合基板1的厚度方向的 厚度tP優(yōu)選是集合基板1的厚度to的1/50 1/2倍。如果厚度t,是集合 基板1的厚度to的1/50以上，則能夠可靠地防止在密封時，因其重量等而 穿過關(guān)閉的貫通孔11，導(dǎo)致熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R漏出到外部連接 面22側(cè)。另外，如果厚度t,為集合基板l的厚度to的l/2以下，則可確保 比最小孔部lla靠近外部連接面22側(cè)的、導(dǎo)電層33的露出面積，由此， 作為軟釬料凸緣的形成部能夠充分地發(fā)揮功能。
另外，如果考慮進一步增加作為軟釬料凸緣的形成部而發(fā)揮功能的導(dǎo) 電層33的露出面積，并且，更可靠地防止密封時因其重量等，穿過關(guān)閉 的貫通孔11，熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R泄漏到外部連接面22側(cè)的情 況，則進一步優(yōu)選最小孔部lla的由導(dǎo)電材料33a填充的、集合基板1的 厚度方向的厚度tp是集合基板1的厚度to的1/20 1/5倍。
優(yōu)選在貫通孔11的內(nèi)面形成的導(dǎo)電層33的厚度t2是最小孔部lla的 開口直徑(1的0.2 1.0倍。如果厚度12是開口直徑(1的0.2倍以上，則在 貫通孔ll的內(nèi)面形成導(dǎo)電層33之際，能夠通過導(dǎo)電材料33a更高效地填 充最小孔部lla，因此，能夠更可靠地防止熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R 的泄漏等。
但是，由于即使厚度t2超過開口直徑d的l.O倍，只是不能得到其以 上的效果，而不需要多余的導(dǎo)電材料33a，所以，存在著填充最小孔部lla 時的效率反而降低的可能性。因此，優(yōu)選厚度t2是開口直徑d的l.O倍以 下。另外，若考慮進一步高效地通過導(dǎo)電材料33a填充最小孔部lla，則 導(dǎo)電層33的厚度t2優(yōu)選是最小孔部lla的開口直徑d的0.3 0.5倍。
半導(dǎo)體元件搭載用的電極層31，通過兩個分別在面方向相互分離地形 成，以絕緣的狀態(tài)設(shè)置在集合基板1的、成為每個絕緣部件2的區(qū)域la的主面21側(cè)。而且，外部連接用的電極層32，也通過兩個分別在面方向
相互分離地形成，以絕緣的狀態(tài)設(shè)置在所述集合基板1的、成為每個絕緣
部件2的區(qū)域la的外部連接面22側(cè)。而且，主面21側(cè)的兩個電極層31、 和外部連接面22側(cè)的兩個電極層32，分別是在集合基板1的表背兩面對 應(yīng)的部件，經(jīng)由兩電極層3K 32的成為絕緣部件2的區(qū)域la的外周緣側(cè) 的、分別形成在三個位置的貫通孔11的內(nèi)面的導(dǎo)電層33連接。
詳細而言，平面形狀形成為近似矩形狀的電極層31，和從所述電極層 31的一側(cè)邊31a在貫通孔11的方向上延伸、到達貫通孔11的主面21側(cè) 的開口周圍的延設(shè)電極層31b，以及貫通孔11的內(nèi)面的導(dǎo)電層33 —體形 成，相互連接。而且，平面形狀為近似矩形狀且以和外部連接面22側(cè)的 開口一部分重合的方式形成的電極層32，和貫通孔11的內(nèi)面的導(dǎo)電層33， 同樣地一體形成、相互連接。
優(yōu)選在外部連接面22設(shè)置的電極層32的面積總和，占所述外部連接 面22的面積的比例為30%以上。由此，當在半導(dǎo)體元件搭載部件BL的 外部連接面22側(cè)的電極層32，和在發(fā)光二極管LE3的封裝7與面發(fā)光體 的基板設(shè)置的電極層之間，通過軟釬焊對發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2進行表 面安裝之際，能夠充分確保半導(dǎo)體元件搭載部件BL和封裝7與基板之間 的散熱路徑，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光二極管LE3的高輸出化。
另外，若考慮進一步充分確保散熱路徑，則優(yōu)選電極層32的面積總 和占外部連接面22的面積的比例為50%以上，進一步優(yōu)選為70%以上。 但是，若考慮兩個以上的電極層32如上所述那樣在面方向相互離開地形 成之際，充分確保兩電極層32之間的絕緣性，則優(yōu)選電極層32的面積總 和占外部連接面22的面積的比例為90%以下。
電極層31、 32以及導(dǎo)電層33如上所述，可以使用導(dǎo)電性出色的金屬 材料等，形成單層構(gòu)造或兩層以上的多層構(gòu)造。為了圖案形成電極層31、 32，也可以采用與前述相同的方法。也可以在電極層31的表面設(shè)置由Ag、 Al或Al合金等構(gòu)成的反射層，用于以高的反射率反射來自發(fā)光元件LE1 的光，特別是波長600nm以下的短波長光。其中，Al特別適合于450nm 以下的短波長光的反射率，可以提高與熒光體組合用于發(fā)白色光的、短波 長的發(fā)光元件LE1的發(fā)光效率，因此優(yōu)選。另外，在使用這些金屬作為導(dǎo)電材料形成單層構(gòu)造的電極層31、或配 置在多層構(gòu)造的電極層31的外表面時，也可以省略反射層。而且，也可
以在電極層32的表面形成先前所說明的由Au等構(gòu)成的對軟釬料接合層； 還可以通過使用Au作為導(dǎo)電材料，形成單層構(gòu)造的電極層32、或配置在 多層構(gòu)造的電極層32的外表面，省略對軟釬料接合層。
為了使用所述集合基板1,制造用于搭載作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光元件 LE1的半導(dǎo)體元件搭載部件BL，并且造成發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2，在 包含于集合基板1的各區(qū)域la的電極層31上，分別搭載發(fā)光元件LE1， 并且，通過作為密封材料的熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R密封集合基板1 的整個面之后，利用切割器等除去集合基板1的區(qū)域lb。于是，剩余的區(qū) 域la零散地分散，在形成了半導(dǎo)體元件搭載部件BL的同時，得到了圖 13所示的發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2。發(fā)光元件LE1的搭載，通過經(jīng)由軟 釬料層SL對半導(dǎo)體元件搭載部件BL的電極層31和發(fā)光元件LE1的未圖 示的電極層實施軟釬焊來進行。
若考慮作為發(fā)光元件LE1的搭載所使用的軟釬料，在后續(xù)工序中也可 以將發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2軟釬料安裝到封裝7與基板上，則優(yōu)選使用 熔點比較高的Au—Sn系、Au—Ge系、Au—Si系等的軟釬料。而且，除 了軟釬焊之外，也可以使用Au凸塊將發(fā)光元件LE1搭載于半導(dǎo)體元件搭 載部件BL。并且，還可以在使用軟釬料或粘接膏將發(fā)光元件LE1搭載于 半導(dǎo)體元件搭載部件BL之后，通過引線接合連接發(fā)光元件LE1和電極層 31。
作為用于密封發(fā)光元件LE1的保護樹脂，可以使用環(huán)氧系、硅酮系等 以往公知的各種保護樹脂。若特別考慮了耐熱性與相對紫外線的耐性等， 則優(yōu)選使用硅酮系樹脂。另外，作為熒光體，可以舉出與放射例如波長 600nm以下，特別是450nm以下的短波長的光的發(fā)光元件LE1組合，可 以發(fā)出白色光的以往公知的各種熒光體。在一并使用熒光體和保護樹脂的 情況下，優(yōu)選在將搭載于電極層31上的發(fā)光元件LE1先以熒光體密封之 后，再以覆蓋熒光體的方式通過保護樹脂進行密封。另外，還可以使用熒 光體和保護樹脂的混合物進行密封。
優(yōu)選半導(dǎo)體元件搭載部件BL的面積，即在該實例中，絕緣部件2的主面21以及外部連接面22的面積，是搭載于主面21的發(fā)光元件LE1的 面積(向主面21上的投影面積)的U 4倍。在半導(dǎo)體元件搭載部件BL 的面積超過發(fā)光元件LE1的4倍時，可極力減小其外形，實現(xiàn)空間節(jié)約化。 由此，與以往的發(fā)光元件的芯片同樣，存在著無法將在半導(dǎo)體元件搭載部 件BL的主面21側(cè)搭載發(fā)光元件LE1而形成的發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2 一邊作為一個部件進行操作， 一邊組裝到發(fā)光二極管LE3的封裝7、或搭 載于面發(fā)光體的基板的可能性。而且，還存在著半導(dǎo)體元件搭載部件BL 變得過大，使得在發(fā)光元件LE1發(fā)生不良時所產(chǎn)生的材料浪費，與以往的 封裝的情況相比幾乎沒有改變的可能性。
特別由于先前所說明的由熱傳導(dǎo)率高的材料構(gòu)成的絕緣部件2價格昂 貴，所以，優(yōu)選其面積在所述范圍內(nèi)也要盡量地小。即，半導(dǎo)體元件搭載 部件BL的面積，若考慮消除材料的浪費，則在所述范圍內(nèi)也特別優(yōu)選為 發(fā)光元件LE1的面積的3.5倍以下，進一步優(yōu)選為3.0倍以下。
而且，半導(dǎo)體元件搭載部件BL的面積小于發(fā)光元件LE1的面積的U 倍，存在著發(fā)光元件LE1的搭載作業(yè)難以進行的可能性。并且，尤其還存 在發(fā)光元件LE1的側(cè)面?zhèn)鹊?、基于保護樹脂等的密封變得不充分的可能 性。另外，若考慮提高搭載的作業(yè)性、或通過保護樹脂等更可靠地密封發(fā) 光元件LE1，則半導(dǎo)體元件搭載部件BL的面積在上述范圍內(nèi)，也特別優(yōu) 選是發(fā)光元件LE1的面積的1.3倍以上，進一步優(yōu)選是其1.5倍以上。
若考慮充分確保強度，且盡量減小半導(dǎo)體元件搭載部件BL的溶劑， 則優(yōu)選絕緣部件2的厚度為0.1 lmm,進一步優(yōu)選為0.2 0.5mm。
如果將多個所述發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載到基板上，則可以構(gòu)成 面發(fā)光體。而且，發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2也可以作為發(fā)光二極管器件的 最終形態(tài)而使用。例如，通過軟熔等方法軟釬料安裝在印刷電路基板等的 電路基板、或液晶的背光燈構(gòu)成部件所期望的位置，也可以作為發(fā)光二極 管而發(fā)揮功能。
而且，參照圖14，如果將所述發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載到具有 凹部7a的封裝7的、設(shè)置在凹部7a底面的兩個電極層72上，并且，通 過由能夠透過來自發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的光的材料形成的密封蓋或 透鏡LS，密封凹部7a的開口7b，則可以得到發(fā)光二極管LE3。發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的搭載，通過經(jīng)由軟釬料層SL1對半導(dǎo)體 元件搭載部件BL的電極層32、和封裝7的電極層72實施軟釬焊而進行。 此時，由于熔融的軟釬料的一部分形成在貫通孔11中的第二錐形面llc 的內(nèi)面，在絕緣部件2的側(cè)面23迂回到露出的導(dǎo)電層33，形成了軟釬料 凸緣SL2，所以，提高了安裝的可靠性。
封裝7包括在圖中的上面?zhèn)刃纬捎须姌O層72的基板70、和層疊在 所述基板70上的、具有成為凹部7a的通孔的反射部件71。而且，反射部 件71的通孔形成為從底面?zhèn)瘸蜷_口 7b側(cè)向外方擴張的紡錘狀，其內(nèi)面 成為反射面71a。而且，通過所述反射面71a的表面使來自發(fā)光二極管構(gòu) 成部件LE2的光向開口 7b的方向反射，可以通過透鏡LS效率更佳地向 封裝7的外部放射。
作為基板70，可以使用陶瓷基板或玻璃環(huán)氧基板等具有絕緣性且耐熱 性的基板。而且，為了高效地反射來自發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的光，作 為反射部件71，使用其整體或者至少反射面71a由金屬形成的部件。
也可以將所述圖9的貫通孔11，形成在其整體進入到集合基板1的區(qū) 域la內(nèi)的位置。在該情況下，由于錐形面llc在絕緣部件2的側(cè)面23沒 有露出，所以，沒有必要使形成在該錐形面llc的導(dǎo)電層33作為軟釬料 凸緣的形成部而發(fā)揮功能。因此，.也可以通過導(dǎo)電材料33a完全填充貫通 孔ll。
圖15是在本發(fā)明的半導(dǎo)體元件搭載部件BL的實施方式的其他例中， 放大了貫通孔ll的部分的、圖17的V方向向視側(cè)視圖，圖16是表示在 貫通孔11的內(nèi)面形成導(dǎo)電層33之前的、相同的貫通孔11的狀態(tài)的側(cè)視 圖。而且，圖17是表示所述實例的半導(dǎo)體元件搭載部件BL的主面21側(cè) 的俯視圖，圖18是表示外部連接面22側(cè)的仰視圖。并且，圖19是將成 為所述實例的半導(dǎo)體元件搭載部件BL的根基的絕緣部件2，從集合基板1 切割之前的、放大了貫通孔11部分的俯視圖，圖20是圖19的B—B線剖 視圖。
參照這些附圖，該實例的半導(dǎo)體元件搭載部件BL除了貫通孔11的形 狀以外，其構(gòu)成與先前的圖8 圖14的實例大致相同。即，參照圖17、 18，該實例的半導(dǎo)體元件搭載部件BL包括矩形平板狀的絕緣部件2，其一面作為用于發(fā)光元件搭載的主面21，相反面作為用于和其他部件連接
的外部連接面22;發(fā)光元件搭載用的兩個電極層31，其在所述絕緣部件2 的主面21沿著面方向相互離開形成，以絕緣的狀態(tài)被設(shè)置；與其他部件 連接用的兩個電極層32，其在外部連接面22沿著面方向相互離開形成， 以絕緣的狀態(tài)被設(shè)置。
主面21側(cè)的兩個電極層31和外部連接面22側(cè)的兩個電極層32，分 別是在絕緣部件2的表背兩面對應(yīng)的部件，經(jīng)由導(dǎo)電層33連接在一起， 所述導(dǎo)電層33形成在兩電極層31、 32的絕緣部件2的外周緣側(cè)的、各自 一個位置形成的、沿厚度方向貫通絕緣部件2的貫通孔11的內(nèi)面。
詳細而言，其平面形狀為近似矩形狀，并且，除了在兩個電極層31 之間具有一定寬度的間隙之外，覆蓋主面21的整個面的電極層31和貫通 孔ll內(nèi)面的導(dǎo)電層33—體形成、相互連接。而且，平面形狀形成為近似 矩形狀的電極層32、和從所述電極層32的一側(cè)邊32a向貫通孔11的方向 延長，達到貫通孔ll的、外部連接面22側(cè)的開口周圍的延設(shè)電極層32b、 以及貫通孔ll的內(nèi)面的導(dǎo)電層33—體形成，相互連接。
為了制作所述半導(dǎo)體元件搭載部件BL、和在其主面21搭載有發(fā)光元 件LE1、通過熒光體以及/或者保護樹脂密封的發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2， 與先前的實例同樣，準備具有包含多個絕緣部件2的大小的集合基板1， 將所述集合基板1通過邊界線L劃分成成為絕緣部件2的多個區(qū)域la，在 規(guī)定的位置形成貫通孔11，并且，在一面形成電極層31，在相反面形成 電極層32，在貫通孔ll的內(nèi)面形成導(dǎo)電層33，進而，在將發(fā)光元件LE1 搭載到電極層31上，并通過作為密封材料的熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R 進行密封之后，分別對各區(qū)域la進行切割。
參照圖15、圖16、圖19以及圖20，形成各貫通孔11的內(nèi)面分別由 第一和第二的兩個錐形面llb、 llc構(gòu)成。其中，第一錐形面llb，從絕緣 部件2的主面21側(cè)(在圖中為上面?zhèn)?，到設(shè)置在絕緣部件2的厚度方 向的一個位置的、開口寬度d比貫通孔11其他部分小的、平面形狀為長 圓形的最小孔部lla，形成為錐形面狀，使得開口寬度逐漸變小，并且， 在主面21處形成有長圓形的開口。另外，第二錐形面llc，從絕緣部件2 的外部連接面22側(cè)(在圖中為下面?zhèn)?，到所述最小孔部lla，形成為錐形面狀，使得開口寬度逐漸變小，并且，在外部連接面22處形成有橢圓 形的開口。
而且，所述貫通孔11跨過集合基板1上的由邊界線L所劃分的兩個、 成為半導(dǎo)體元件搭載部件BL的區(qū)域la、和在其間的由切割機等除去的區(qū) 域lb而形成。并且，在貫通孔11的內(nèi)面形成了導(dǎo)電層33之際，最小孔 部lla的部分通過形成導(dǎo)電層33的導(dǎo)電材料33a的堆積而被填充，所述 貫通孔11在圖19、圖20所示的切割之前的狀態(tài)下，在集合基板1的厚度 方向關(guān)閉。
因此，在將發(fā)光元件LE1安裝到電極層31上并進行密封之際，可以 防止熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R經(jīng)由貫通孔11而泄漏到相反面?zhèn)?，?以，例如，可以節(jié)省限制地密封集合基板1的、搭載有發(fā)光元件LE1的主 面21側(cè)的特定區(qū)域的功夫，通過熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R密封其整 個面，由此，能夠進一步推進發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的小型化。
而且，如果通過切割機等除去區(qū)域lb、切出各區(qū)域la，則如圖15 圖18所示，在構(gòu)成半導(dǎo)體元件搭載部件BL的絕緣部件2的側(cè)面23，在 所述第二錐形面llc的內(nèi)面形成的導(dǎo)電層33經(jīng)由開口 lld而露出。因此， 將露出的導(dǎo)電層33作為軟釬料凸緣的形成部而發(fā)揮功能，在通過軟釬焊 將發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載到其他部件，例如發(fā)光二極管LE3的封裝 7等上時，通過所形成的軟釬料凸緣，可以輔助外部連接用的電極層32， 由此，能夠提高安裝的可靠性。
具有圖示形狀的貫通孔ll，也優(yōu)選采用噴砂法形成。即，若在集合基 板1的成為外部連接面22的一面?zhèn)?，與貫通孔11的開口對應(yīng)地、將不被 抗蝕膜保護而露出的區(qū)域的形狀形成為長圓形，通過噴砂法對集合基板1 的露出的區(qū)域，選擇性地在厚度方向上穿孔，形成第二錐形面llc，并且， 在成為主面21的相反面?zhèn)纫餐瑯拥嘏c貫通孔11的開口對應(yīng)地，將不被抗 蝕膜保護而露出的區(qū)域的形狀形成為長圓形，通過噴砂法對集合基板1的 露出的區(qū)域，選擇性地在厚度方向上穿孔，形成第一錐形面llb，則由于 作為基于噴砂法進行穿孔的特征在于，穿孔越前進其開口尺寸越小，所以， 形成了圖19、圖20所示的形狀的貫通孔11。
根據(jù)與先前實例相同的理由，貫通孔11的各部分的尺寸優(yōu)選設(shè)定在同樣的范圍。B卩，參照圖15、 16，最小孔部lla的、在絕緣部件2的厚度 方向的形成位置，以從主面21到最小孔部lla的距離h表示，優(yōu)選其超 過所述絕緣部件2的厚度t。的0倍且在2/3倍以下的范圍，進一步優(yōu)選是 絕緣部件2的厚度t。的l/2倍以下。而且，更進一步優(yōu)選是5um 50nm 左右。另夕卜，最小孔部lla的開口寬度d優(yōu)選是10 200um，進一步優(yōu)選 是50 150um，更進一步優(yōu)選是75 125um。此外，這里所說的開口寬 度d是指，在矩形狀的中央部的兩端，相當于分別連接半圓的形狀的長圓 的、與連接兩端的半圓的中心之間的中心線正交的方向的寬度。
最小孔部1 la的由導(dǎo)電材料33a所填充的、絕緣部件2的厚度方向的 厚度tP優(yōu)選是絕緣部件2的厚度t0的1/50 1/2倍，進一步優(yōu)選是1/20 1/5倍。另外，在貫通孔11的面內(nèi)形成的導(dǎo)電層33的厚度t2，優(yōu)選是最 小孔部lla的開口寬度d的0.2 1.0倍，進一步優(yōu)選是0.3 0.5倍。
根據(jù)與先前實例相同的理由，貫通孔11之外的各部分的尺寸也優(yōu)選 設(shè)定在同樣的范圍。即，優(yōu)選絕緣部件2的主面21以及外部連接面22的 面積，是搭載于主面21的發(fā)光元件LE1的面積(向主面21上的投影面積) 的1.1 4倍，進一步優(yōu)選是1.3 3.5倍，更進一步優(yōu)選是1.5 3.0倍。另 外，優(yōu)選絕緣部件2的厚度為0.1 lmm，進一步優(yōu)選是0.2 0.5mm。
優(yōu)選設(shè)置在外部連接面22的電極層32的面積總和占所述外部連接面 22的面積的比例為30%以上，進一步優(yōu)選為50%以上，更進一步優(yōu)選為 70%以上。另外，優(yōu)選所述比例為90%以下。
電極層31、 32以及導(dǎo)電層33，都可以使用以往公知各種的、導(dǎo)電性 出色的金屬材料等，利用濕式鍍覆法或真空蒸鍍法、濺射法等物理蒸鍍法 等各種金屬噴鍍法，形成單層構(gòu)造或兩層以上的多層構(gòu)造。電極層31優(yōu) 選至少其表面由Ag、 Al或Al合金等形成；電極層32優(yōu)選至少其表面由 Au形成。
絕緣部件2優(yōu)選由熱傳導(dǎo)率在10W/mK以上、熱膨脹系數(shù)在10X 10— V'C以下的陶瓷形成，優(yōu)選包含陶瓷制的絕緣部件2的該實例的半導(dǎo)體元 件搭載部件BL，在燒成成為絕緣部件2的前身的陶瓷的前驅(qū)體(陶瓷生片) 而形成了板狀的集合基板1之后，經(jīng)過對所述集合基板1利用后續(xù)加工形 成貫通孔ll、電極層31、 32以及導(dǎo)電層33的工序而制成。發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2如上所述，通過將具有包含多個絕緣部件2 的大小的集合基板1劃分成多個區(qū)域la，在規(guī)定位置形成貫通孔11，在 一面形成電極層31，在相反面形成電極層32，在貫通孔ll的內(nèi)面形成導(dǎo) 電層33，并且，以通過導(dǎo)電材料33a的體積填充所述貫通孔11的最小孔 部lla的狀態(tài)，將發(fā)光元件LE1搭載到電極層31上，在利用熒光體以及/ 或者保護樹脂F(xiàn)R進行密封之后，分別切出各區(qū)域la，由此在形成半導(dǎo)體 元件搭載部件BL的同時對其進行了制造。
而且，如果將多個所述發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2搭載到基板上，則可 以構(gòu)成面發(fā)光體。并且，發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2也可以作為發(fā)光二極管 器件的最終形態(tài)而使用。例如，通過軟熔等方法軟釬料安裝在印刷電路基 板等的電路基板、或液晶的背光燈構(gòu)成部件所期望的位置，也可以作為發(fā) 光二極管而發(fā)揮功能。
另外，如果經(jīng)由軟釬料層SU通過軟釬焊，將所述發(fā)光二極管構(gòu)成部 件LE2搭載到圖14的封裝7的、設(shè)置在凹部7a的底面的兩個電極層72 上，并且，通過由能夠透過來自發(fā)光二極管構(gòu)成部件LE2的光的材料形成 的密封蓋或透鏡LS，密封凹部7a的開口 7b，則可以得到發(fā)光二極管LE3。 此時，由于熔融的軟釬焊的一部分形成在貫通孔11中的第二錐形面llc 的內(nèi)面，在絕緣部件2的側(cè)面23迂回到露出的導(dǎo)電層33，形成了軟釬料 凸緣SL2，所以，提高了安裝的可靠性。
如圖21、圖22所示，貫通孔ll的內(nèi)面也可以形成為組合了圖9、圖 IO的圓錐錐形面狀和圖19、圖20的錐形面狀的形狀。即，圖的貫通孔ll 的內(nèi)面由在成為半導(dǎo)體發(fā)光元件搭載部件BL的相鄰的兩個區(qū)域la內(nèi)分 別設(shè)置的兩個第一錐形面llb;和跨過所述兩個區(qū)域la、以及其間的區(qū)域 lb之間的區(qū)域lb而設(shè)置，經(jīng)由在所述兩個區(qū)域la內(nèi)設(shè)置的兩個最小孔部 1 la與所述兩個第一錐形面1 lb連接的一個第二錐形面1 lc構(gòu)成。
上述中，兩個第一錐形面llb，從絕緣部件2的主面21側(cè)(在圖中為 上側(cè))，到平面形狀為圓形的兩個最小孔部lla，分別形成為圓錐錐形面 狀，使得開口直徑逐漸變小，并且，在各個區(qū)域la內(nèi)，在主面21處形成 有圓形的開口。另外，第二錐形面llc，從絕緣部件2的外部連接面22側(cè) (在圖中為下側(cè))，到所述兩個最小孔部lla，形成為錐形面狀，使得平面形狀形成為在矩形狀的中央部的兩端，分別與所述兩個最小孔部lla連
接同心圓狀的半圓的長圓形，且先前定義的長圓的開口寬度逐漸變小，
并且，以跨過鄰接的兩個區(qū)域la和其間的區(qū)域lb的狀態(tài)，在外部連 接面22處形成有長圓形的開口 。
所述貫通孔11也優(yōu)選采用噴砂法形成。即，若在集合基板1的成為 外部連接面22的一面?zhèn)?，與貫通孔ll的開口對應(yīng)地、將不被抗蝕膜保護 而露出的區(qū)域的形狀形成為長圓形，通過噴砂法對集合基板l的露出的區(qū) 域，選擇性地在厚度方向上穿孔，形成第二錐形面llc，并且，在成為主 面21的相反面?zhèn)纫餐瑯优c貫通孔11的開口對應(yīng)地，將不被抗蝕膜保護而 露出的區(qū)域的形狀形成為圓形，通過噴砂法對集合基板1的露出的區(qū)域， 選擇性地在厚度方向上穿孔，在第二錐形面llc的長圓的兩端， 一邊一個 形成共計兩個第一錐形面llb，則由于作為基于噴砂法進行穿孔的特征在 于，穿孔越前進其開口尺寸越小，所以，形成了圖21、圖22所示的形狀 的貫通孔ll。
所述貫通孔11在其內(nèi)面形成了導(dǎo)電層33時，最小孔部lla的部分通 過形成導(dǎo)電層33的導(dǎo)電材料33a的堆積而被填充，在切割前的集合基板1 中在厚度方向上關(guān)閉，所以，可防止熒光體以及/或者保護樹脂F(xiàn)R經(jīng)由貫 通孔ll而泄漏到相反側(cè)。而且，在通過切割機等除去相鄰的區(qū)域la之間 的區(qū)域lb，將區(qū)域la作為每個絕緣部件而進行切出之際，由于貫通孔ll 中的在第二錐形面llc的內(nèi)面形成的導(dǎo)電層33在絕緣部件2的側(cè)面23露 出，所以，可以將所述導(dǎo)電層33作為軟釬料凸緣的形成部而發(fā)揮功能。 另外，根據(jù)與先前兩個實例相同的理由，貫通孔11的各部分的尺寸、以 及其以外的各部分的尺寸都優(yōu)選設(shè)定在同樣的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的構(gòu)成不限定于以上所說明的各附圖的例子，在不變更本發(fā)明 主旨的范圍內(nèi)，可以實施和各種設(shè)計變更。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體元件搭載部件，具備絕緣部件，形成為一面為用于半導(dǎo)體元件搭載的主面，而相反面作為與其他部件連接的外部連接面的板狀，并且具有在所述板的厚度方向貫通，且其內(nèi)面按照從設(shè)于所述主面以及外部連接面的開口到設(shè)于所述厚度方向的一處的最小孔部，各自開口尺寸逐漸變小的方式形成為錐形的貫通孔，由陶瓷一體形成；形成于所述絕緣部件的主面的半導(dǎo)體元件搭載用的電極層；形成于外部連接面的與其他部件連接用的電極層；形成于貫通孔的內(nèi)面的與其他部件連接用的電極層；形成于貫通孔的內(nèi)面的連接主面?zhèn)鹊碾姌O層和外部連接面?zhèn)鹊碾姌O層的導(dǎo)電層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件的熱傳導(dǎo)率為10W/mK以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件的熱膨脹系數(shù)為10X10—Vc以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件由A1N、 A1203、或SiC而形成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件的厚度為0.1 lmm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 形成貫通孔的內(nèi)面，按照從主面，到設(shè)于絕緣部件的厚度方向的一處的最小孔部，開口直徑逐漸變小的方式形成為錐形，按照從在所述主面開 口的第一錐形面和外部連接面，到所述最小孔部，開口直徑逐漸變小的方 式形成為錐形，和在所述外部連接面開口的第二錐形面構(gòu)成；并且，所述第一錐形面和與之連接的主面相交而成的角度e,、第二錐形面和與之連接的外部連接面相交而成的角度92、及所述兩個錐形面所成的角度63均為鈍 角。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 將從絕緣部件的主面到最小孔部為止的所述絕緣部件的厚度方向的距離h設(shè)定在相對于絕緣部件的厚度tQ滿足0<h《2/3t0 的范圍內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 最小孔部的平面形狀形成為圓形，并且其開口直徑為10 200pm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 貫通孔的至少一部分在絕緣部件的、主面以及外部連接面交叉的側(cè)面被開放。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 貫通孔的最小孔部被形成導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料填充，所述貫通孔在厚度方向上被關(guān)閉。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 貫通孔的整體在絕緣部件的、主面與外部連接面交叉的側(cè)面被關(guān)閉。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 貫通孔的整體被形成導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料填充，所述貫通孔在厚度方向上被關(guān)閉。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 外部連接面的電極層的、外表面的至少一部分有Au形成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 主面的電極層的、外表面的至少一部分由Ag、 Au、 A1或A1合金形成。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 主面的電極層在靠近集合基板的一側(cè)順次形成包含如下層的多層構(gòu)造(I) 由Ti、 Cr、 NiCr、 Ta或這些金屬的化合物構(gòu)成的密接層，(II) 由Pt、 Pd、 Cu、 Ni、 Mo、或NiCr構(gòu)成的擴散防止層，以及(III) 由Ag、 Al、或Au構(gòu)成的表面層。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 密接層的厚度為0.01 1.0pm，擴散防止層的厚度為0.01 1.5pm，表面層的厚度為0.1 1(Him。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于，在主面的電極層上，層疊有Au基底層。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于，在絕緣部件的主面，設(shè)定有用于半導(dǎo)體元件搭載的區(qū)域，并且，在所 述主面上，按照包圍區(qū)域的方式層疊有框體。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件和框體的熱膨脹系數(shù)都在10X10—V"C以下，并且，框體的熱膨脹系數(shù)與絕緣部件的熱膨脹系數(shù)之差在3X 10—6/"以下。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體元件搭載部件，其特征在于， 絕緣部件的主面的、由框體所包圍的用于搭載半導(dǎo)體元件的區(qū)域的面積的80%以上，至少由包含用于搭載半導(dǎo)體元件的電極層的金屬層所覆蘭—1171 O
21、 一種半導(dǎo)體裝置，包括 權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體元件搭載部件；和半導(dǎo)體元件，搭載于所述半導(dǎo)體元件搭載部件中的絕緣部件的主面。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 半導(dǎo)體元件被密封材料密封。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 半導(dǎo)體元件搭載部件的主面的面積是半導(dǎo)體元件向所述主面上投影的面積的Ll 4倍。
24、 一種發(fā)光二極管構(gòu)成部件，權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置的半 導(dǎo)體元件是發(fā)光元件，并且，密封材料是熒光體和保護樹脂中的至少一個。
25、 一種發(fā)光二極管， 一種發(fā)光二極管，包括封裝，具有凹部；權(quán) 利要求24所述的發(fā)光二極管構(gòu)成部件，搭載于所述封裝的凹部的底面； 和密封蓋或透鏡，為了對所述凹部進行密閉而接合于凹部的開口，由能夠 透過來自發(fā)光二極管構(gòu)成部件的光的材料構(gòu)成。
26、 一種攝像裝置，包括權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體元件搭載部件; 作為半導(dǎo)體元件的攝像元件，搭載于所述半導(dǎo)體元件搭載部件的絕緣部件 的主面的、由框體所包圍的區(qū)域；和蓋體，為了對框體內(nèi)進行密閉而接合 于所述框體的上面，由透光性的板材構(gòu)成。
全文摘要
集合基板通過在對陶瓷生片進行燒成后，形成貫通孔而制造，貫通孔的內(nèi)面形成為從主面?zhèn)?、外部連接面?zhèn)鹊阶钚】撞浚_口尺寸逐漸變小的錐形面，兩錐形面與主面、外部連接面所構(gòu)成的角度都設(shè)定為鈍角。半導(dǎo)體元件搭載部件包括對集合基板進行切割的絕緣部件。攝像裝置，在由接合于絕緣部件的主面?zhèn)鹊目蝮w所包圍的區(qū)域搭載攝像元件，由蓋體關(guān)閉。發(fā)光二極管構(gòu)成部件在由導(dǎo)電材料填充最小孔部的絕緣部件的主面搭載發(fā)光元件，由熒光體以及/或者保護樹脂密封。發(fā)光二極管將發(fā)光二極管構(gòu)成部件搭載于封裝。
文檔編號H01L31/0203GK101414597SQ20081018124
公開日2009年4月22日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者檜垣賢次郎, 石津定, 筑木保志, 高木大輔 申請人:聯(lián)合材料公司