專利名稱：半導體發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及搭載有半導體發(fā)光元件的半導體發(fā)光裝置，更詳細地說，是涉及使光弓I出效率提高的半導體發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著發(fā)光二極管(LED)的高輸出功率化，作為支承基板，優(yōu)選利用的是以耐熱性和耐光性優(yōu)異的陶瓷為主原料的封裝(例如參照W02006/046655號)。這樣的封裝的導電配線，通常由如下構(gòu)成，表面的導電配線，其含有發(fā)光元件的載置部；封裝背面的導電配線，其用于與封裝貼裝的基板上所實施的導電配線進行連接；內(nèi)層配線，其埋設在陶瓷的內(nèi)部，且將表面的導電配線和背面的導電配線進行連結(jié)。一般來說，這些配線的原材料為黑色或與之相近的顏色，因此來自發(fā)光元件的光被配線吸收。因此，對于從封裝露出的配線，為了抑制光的吸收就利用金和銀等金屬實施電鍍，但埋設在封裝中的內(nèi)層配線不能被實施電鍍，仍為黑色的狀態(tài)。另外，陶瓷一般為多孔質(zhì)、且是具有透光性的材料，因此也存在如下情況從發(fā)光二極管出射的光的一部分透過陶瓷，被埋設在陶瓷中的內(nèi)層配線吸收。其結(jié)果是，發(fā)光裝置的光引出效率降低這樣的課題存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述課題而做，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高發(fā)光效率化的半導體發(fā)光裝置。本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置，其具有封裝，其通過將在上表面形成有一對正負的導電配線第一絕緣層、該第一絕緣層之下的內(nèi)層配線、該內(nèi)層配線之下的第二絕緣層進行層疊而被構(gòu)成；半導體發(fā)光元件，其在同一面?zhèn)染哂幸粚φ摰碾姌O，這些電極與所述導電配線對向配置；包封構(gòu)件，其被覆所述半導體發(fā)光元件，并且，所述導電配線的一部分，在所述第一絕緣層的上表面，從所述半導體發(fā)光元件的正下方延長至所述包封構(gòu)件的外緣而形成，且經(jīng)由在所述封裝的厚度方向所配置的導電配線而與所述內(nèi)層配線連接，從所述第一絕緣層的上表面?zhèn)韧敢曀龇庋b，所述內(nèi)層配線距所述半導體發(fā)光元件的外周留有間隔地配置。在這樣的半導體發(fā)光裝置中，優(yōu)選所述內(nèi)層配線配置在所述包封構(gòu)件的外緣的外側(cè)。另外，優(yōu)選在所述第一絕緣層的上表面形成有標記，該標記距所述半導體發(fā)光元件的外周留有間隔地配置。優(yōu)選所述封裝在半導體發(fā)光元件的正下方具有熱傳導性構(gòu)件。
優(yōu)選所述熱傳導性構(gòu)件具有的形狀是，從所述半導體發(fā)光元件的正下方朝向所述封裝的背面擴大的形狀。優(yōu)選所述熱傳導性構(gòu)件由所述半導體發(fā)光元件的正下方的第一熱傳導層、其下的絕緣層、該絕緣層下的第二熱傳導層構(gòu)成。優(yōu)選所述絕緣層是由陶瓷構(gòu)成的層。優(yōu)選所述熱傳導性構(gòu)件或熱傳導層采用CuW或CuMo為其材料。根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制從半導體發(fā)光元件出射的光被內(nèi)層配線吸收，因此能夠?qū)崿F(xiàn)半導體發(fā)光裝置的高發(fā)光效率化。


圖IA是表示本發(fā)明的一個方式的半導體發(fā)光裝置的第一絕緣層的上表面的概略平面圖。圖IB是表示本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置的第一絕緣層的X-X方向的剖面的剖面圖。圖IC是表示本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置的另一第一絕緣層的x-x方向的剖面的剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的一個方式的半導體發(fā)光裝置的立體圖。圖3A是表示構(gòu)成圖2的半導體發(fā)光裝置的封裝的第一絕緣層的上表面的平面圖。圖;3B是表示圖3A的y-y線方向的剖面圖(其一半部表示一部分側(cè)面圖)。圖3C是圖3A的x-x線方向的剖面圖。圖4是表示構(gòu)成圖2的半導體發(fā)光裝置的封裝的第二絕緣層的上表面的平面圖。圖5是表示構(gòu)成圖2的半導體發(fā)光裝置的封裝的第三絕緣層的上表面的平面圖。圖6是表示構(gòu)成圖2的半導體發(fā)光裝置的封裝的第三絕緣層的背面的平面圖。圖7A是表示用于與本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置進行比較的半導體發(fā)光裝置的第一絕緣層的上表面的平面圖。圖7B是表示用于與本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置進行比較的半導體發(fā)光裝置的第二絕緣層的上表面的平面圖。圖8是表示本發(fā)明的另一方式的半導體發(fā)光裝置的立體圖。圖9A是表示構(gòu)成圖8所示的半導體發(fā)光裝置的封裝的第一絕緣層的上表面的平面圖。圖9B是表示圖9A的y-y線方向的剖面圖(其左半部表示一部分側(cè)面圖)。圖9C是圖9A的x-x線方向的剖面圖。圖10是表示構(gòu)成圖8所示的半導體發(fā)光裝置的封裝的第二絕緣層的上表面的平面圖。圖11是表示構(gòu)成圖8所示的半導體發(fā)光裝置的封裝的第三絕緣層的上表面的平面圖。圖12是表示構(gòu)成圖8所示的半導體發(fā)光裝置的封裝的第四絕緣層的上表面的平面圖。
具體實施方式
以下一邊參照附圖，一邊說明用于實施本發(fā)明的最佳的方式。但是以下所示的方式，例示的是用于使本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的半導體發(fā)光裝置，本發(fā)明并非是將半導體發(fā)明裝置進行以下限定的內(nèi)容。另外，本說明書沒有將權(quán)利要求的范圍所示的構(gòu)件特定為實施方式的構(gòu)件。實施方式所述的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等，除非是特別特定的記述，否則均沒有將本發(fā)明的要求的范圍僅限于此的意思，只不過是例示。還有，各附圖所示的構(gòu)件的大小和位置關系等，為了使說明明確而有所夸張。此外在以下的說明中，同一名稱、符號表示同一或同質(zhì)的構(gòu)件，適宜省略詳細的說明。此外，構(gòu)成本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置的各要素， 也可以是多個要素由同一構(gòu)件構(gòu)成、由一個構(gòu)件兼用為多個要素的形態(tài)，反之也能夠由多個構(gòu)件分擔一個構(gòu)件的功能而加以實現(xiàn)。關于如下半導體發(fā)光裝置，本發(fā)明者們?yōu)榱艘种苾?nèi)層配線對光的吸收而進行了各種研究，該半導體發(fā)光裝置具有封裝，其中將在上表面形成有一對正負的導電配線的第一絕緣層、該第一絕緣層之下的內(nèi)層配線、該內(nèi)層配線之下的第二絕緣層進行層疊而被構(gòu)成； 半導體發(fā)光元件，其在同一面?zhèn)染哂幸粚φ摰碾姌O，這些電極與導電配線對向配置；包封構(gòu)件，其被覆半導體發(fā)光元件。其結(jié)果是，以如下特征而解決了課題S卩，上述導電配線的一部分，在上述第一絕緣層的上表面，從上述半導體發(fā)光元件的正下方沿著上述包封構(gòu)件的外緣方向延長而形成，且經(jīng)由在上述封裝的厚度方向上所配置的導電配線，與上述內(nèi)層配線連接。此外，從上述第一絕緣層的上表面?zhèn)韧敢暽鲜龇庋b，上述內(nèi)層配線距上述半導體發(fā)光元件的外周留有間隔而配置。以下，對于本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置的一個方式進行詳述。本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置，主要具有封裝、半導體發(fā)光元件、包封構(gòu)件。封裝只要是用于制造這種半導體發(fā)光裝置一般所使用的形態(tài)即可，沒有特別限定，但至少含有如下 第一絕緣層和第二絕緣層這兩層絕緣層；形成于第一絕緣層的上表面的導電配線；配置在第一絕緣層和第二絕緣層之間的內(nèi)層配線。第一絕緣層和第二絕緣層如果是具有耐熱性和適度的強度的絕緣體，則由哪種材料形成都可以，特別優(yōu)選由陶瓷構(gòu)成。作為陶瓷，例如可列舉氧化鋁、莫來石、鎂橄欖石、玻璃陶瓷、氮化物系(例如 A1N)、碳化物系(例如SiC)等。其中，優(yōu)選由氧化鋁構(gòu)成或以氧化鋁為主要成分的陶瓷。第一絕緣層和第二絕緣層的厚度沒有特別限定，但第一絕緣層例如為0.05mm 以上，0. Imm以上更適宜，優(yōu)選為0. 175mm以上，更優(yōu)選為0. 225mm以上，進一步優(yōu)選為 0. 275mm以上，更進一步優(yōu)選為0. 35mm以上。另外，以Imm以下為宜，更優(yōu)選為0. 8mm以下。 即，意味著配置在第一絕緣層和第二絕緣層之間的內(nèi)層配線的深度、距第一絕緣層的上表面(封裝的上表面)的深度會在上述的范圍。因此，通過使第一絕緣層為這樣的厚度，能夠使形成于第一絕緣層的上表面的導電配線和形成于第一絕緣層之下的內(nèi)層配線確實地絕緣。另外，加上第一絕緣層的厚度與后述的內(nèi)層配線的配線圖案，能夠防止從半導體發(fā)光元件出射的光或在后述的包封構(gòu)件內(nèi)部傳播的光被內(nèi)層配線吸收，能夠進一步提高光的引出效率。構(gòu)成封裝的絕緣層，例如不限定為由第一絕緣層和第二絕緣層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)， 也可以疊層更多。封裝如此由多層構(gòu)成時，配線的盤繞的自由度提高，翹曲少，能夠確保平坦度，能夠?qū)崿F(xiàn)耐焊料裂紋性。在封裝中，其一部分也可以具有由陶瓷以外的絕緣性材料構(gòu)成的絕緣層。作為這樣的材料，例如可列舉BT樹脂、玻璃纖維環(huán)氧樹脂、環(huán)氧系樹脂等。優(yōu)選第一絕緣層和第二絕緣層的上表面，特別是構(gòu)成封裝的上表面的第一絕緣層的上表面大體上平坦。由此，從后述的半導體發(fā)光元件出射的光不會被遮斷，而被引出到外部。但是在各絕緣層上，也可以形成用于搭載保護元件的凹部。在第一絕緣層的上表面形成有導電配線。導電配線作為在具有半導體發(fā)光元件載置部的封裝的上表面上、與半導體發(fā)光元件的正負各電極連接的正負一對的各電極發(fā)揮功能。另外，在第一絕緣層和第二絕緣層之間配置有內(nèi)層配線。內(nèi)層配線埋設在第一絕緣層和第二絕緣層之間，且與從封裝的上表面?zhèn)瓤缭街帘趁鎮(zhèn)榷炌ㄐ纬傻膶щ娕渚€連接，由此作為與封裝的上表面的導體配線和封裝的背面的背面配線連接的配線發(fā)揮功能。這些導電配線通常由以Ni、Au、Cu、Ag、M0、W等為主要成分的金屬或合金層的單層或多層等形成。另外，內(nèi)層配線通過以Mo、W等為主要成分的金屬或合金層的單層或多層等形成。該導電配線和內(nèi)層配線的形成方法沒有特別限定，能夠采用該領域中公知的方法。 例如，導電配線能夠通過如下方式形成，即在封裝表面，經(jīng)由蒸鍍或濺射法和光刻工序，通過印刷法、電鍍等或?qū)⑵浼右越M合而形成。特別是進行鍍敷時，優(yōu)選使用反射率高的材料， 例如金、銀等。另外，內(nèi)層配線能夠通過如下方式形成，S卩，在用于形成第一絕緣層和第二絕緣層的陶瓷的生片的表面，例如印刷含有W、Mo等的導電漿料，層疊各生片而形成。導電配線及內(nèi)層配線的厚度和寬度等，沒有特別地限定，能夠適宜地進行調(diào)整以使其目標功能得到有效地發(fā)揮。內(nèi)層配線距后述的半導體發(fā)光元件的外周留有間隔且被配置在后述的包封構(gòu)件的外緣的外側(cè)。即，該內(nèi)層配線適合的是，在第一絕緣層和第二絕緣層之間、且與半導體發(fā)光元件的外周區(qū)域所對應的區(qū)域的正下方，不被實質(zhì)上配置。特別是，在半導體發(fā)光元件的外周區(qū)域，發(fā)光元件最大亮度的5 20%或更多的光也被照射到封裝表面，但通過形成這樣的配線圖案，即使例如第一絕緣層是具有透光性的材料，從半導體發(fā)光元件出射的光和在后述的包封構(gòu)件的內(nèi)部傳播的光，在距半導體發(fā)光元件的外周有一定的距離的范圍(在本案說明書中稱為“外周區(qū)域”)被內(nèi)層配線吸收，也能夠得以避免，從而防止光損失，而使光的引出效率進一步提高。若參照圖IA進行說明，則所謂半導體發(fā)光元件12的外周區(qū)域12b，是距半導體發(fā)光元件12的外緣1 具有規(guī)定寬度A的區(qū)域。因此，在含有第一絕緣層和第二絕緣層的封裝11中，在外周區(qū)域12b內(nèi)，在位于外周區(qū)域的正下方的區(qū)域(并且在第一絕緣層和第二絕緣層之間所存在的區(qū)域)，從第一絕緣層的上表面?zhèn)韧敢暦庋b，實質(zhì)上不存在內(nèi)層配線。 這樣的外周區(qū)域，例如適合距半導體發(fā)光元件12的外緣1 至少具有0. 2mm左右的寬度A， 優(yōu)選至少具有0. 3mm左右，更優(yōu)選至少具有0. 4mm左右。此外，外周區(qū)域更優(yōu)選是后述的包封構(gòu)件13的外緣13a的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。即，優(yōu)選在包封構(gòu)件的外緣13a的外側(cè)配置內(nèi)層配線。在封裝的背面，例如第二絕緣層的背面，通常形成有與上述的導電配線或內(nèi)層配線電連接的背面配線。由此，能夠通過背面的導電配線作為外部端子，實現(xiàn)對貼裝基板和電
6路基板的電連接。含有絕緣層3層以上時，也可以在任意的絕緣層之間配置內(nèi)層配線。第一絕緣層和第二絕緣層之間以外的內(nèi)層配線，在封裝的任何區(qū)域都可以配線。封裝還優(yōu)選在半導體發(fā)光元件的載置區(qū)域之下具有熱傳導性構(gòu)件。在此，所謂載置區(qū)域之下，是在圖IA的半導體發(fā)光元件12的外緣1 的大致內(nèi)側(cè)，半導體發(fā)光元件的下方的區(qū)域。這時，通常熱傳導性構(gòu)件其表面由絕緣層被覆，在該絕緣層的上表面配置有與半導體發(fā)光元件的電極連接的導電配線。絕緣層也可以是第一絕緣層其本身(圖IB中參照符號21)，第一絕緣層的一部分被覆熱導電性構(gòu)件的表面為宜(參照圖1C)。例如，就第一絕緣層而言，可列舉如圖IC的剖面圖所示，第一絕緣層21在其內(nèi)側(cè)具有熱導電性構(gòu)件收容用的凹部21c，因此層21a、層21b被一體地成形，其一方的層21a被覆熱導電性構(gòu)件的表面。熱導電性構(gòu)件優(yōu)選以埋設在封裝的內(nèi)部的方式配置。在此，所謂埋設，是指熱傳導性構(gòu)件的整體大體上完全被絕緣層被覆的狀態(tài)。具體來說，將熱傳導性構(gòu)件經(jīng)由形成半導體發(fā)光元件的載置面的絕緣層(也可以是第一絕緣層)而配置在導電配線的下方。這時的絕緣層的厚度為0. Imm以下，優(yōu)選為 0. 09mm以下，更優(yōu)選為0. 08mm以下，進一步優(yōu)選為0. 05mm左右。通過如此形成薄膜，可以充分確保熱傳導性構(gòu)件的散熱性，使其達到與半導體發(fā)光元件直接載置于熱傳導性構(gòu)件時同等程度的散熱性，并且能夠確實地實現(xiàn)絕緣性，而且，通過使構(gòu)成用于與半導體發(fā)光元素的電極進行連接的電極即導電配線、與熱傳導性構(gòu)件進行重疊，還能夠?qū)崿F(xiàn)半導體發(fā)光裝置的小型化。就熱傳導性構(gòu)件而言，在封裝的背面、即向貼裝基板或電路基板的貼裝面，經(jīng)由絕緣層而被配置在導電配線的下方。這時的絕緣層例示的是上述絕緣層，其厚度為0. Imm以下，優(yōu)選為0. 09mm以下，更優(yōu)選為0. 08mm以下，進一步優(yōu)選為0. 05mm左右。通過如此形成薄膜，可以充分確保來自于熱傳導性構(gòu)件的背面的散熱性。此外，既能夠使絕緣性確實，又能夠使構(gòu)成外部端子的背面?zhèn)鹊谋趁媾渚€與熱傳導性構(gòu)件重疊。由此，既可以實現(xiàn)半導體發(fā)光裝置的小型化，又可以引入外部端子的表面積，而使與電路基板的接觸面積增加，將焊料裂紋等造成的影響截止在最小限度，使粘附性提高。作為熱傳導性構(gòu)件，其熱傳導率比構(gòu)成封裝的第一絕緣層和第二絕緣層大，例如可列舉具有IOOW/(m · K)左右以上的熱傳導率，優(yōu)選具有200W/(m · K)左右以上的熱傳導率。例如能夠由氮化鋁這樣的陶瓷、銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳等的金屬或鐵-鎳合金、磷青銅、銅鐵合金、CuW形成，或者對其表面實施銀、鋁、銅、金等的金屬鍍膜等而形成，其中優(yōu)選 CuW。由此，封裝的生片的形成或?qū)盈B，能夠通過燒成等與封裝同時形成。熱傳導性構(gòu)件在考慮到散熱性和封裝的小型化下例如適合為0. 05mm以上的厚度，優(yōu)選為0. 175mm以上。熱傳導性構(gòu)件的形狀沒有特別限定，但優(yōu)選具有從半導體發(fā)光元件的正下方朝向封裝的背面而擴大的形狀，即具有平面形狀變大這樣的形狀。由此能夠提高散熱性。熱傳導性構(gòu)件優(yōu)選例如由配置在半導體發(fā)光元件的正方向的第一熱傳導層、配置在其下的絕緣層、配置在該絕緣層之下的第二熱傳導層構(gòu)成。由此，通過絕緣層，能夠避免內(nèi)層配線與熱傳導層的接觸，因此能夠防止短路，成為可靠性高的半導體發(fā)光裝置。這里的絕緣層的膜厚沒有特別限定，能夠根據(jù)第一和第二熱傳導層的材料、膜厚、發(fā)光元件的種類、封裝的大小和厚度等適宜調(diào)整。該絕緣層優(yōu)選為由上述的陶瓷構(gòu)成的層。在封裝上，也可以進一步，在第一絕緣層的表面，除導電配線以外，另行具有由與導電配線同樣的材料或不同的材料形成的標記。但是，該標記距半導體發(fā)光元件的外周留有間隔地配置。即，適合比半導發(fā)光元件的外緣更靠外側(cè)設置。作為這樣的標記，可列舉如下由與絕緣層等同樣的材料所形成的凹凸等構(gòu)成的標記；由與導電配線同程度的膜厚和同樣的材料所形成的對準標記等的識別/辨認標記等。標記由與內(nèi)層配線同樣的材料形成，沒有與導電性圖案電連接時，因為在標記的表面沒有鍍敷銀這樣的反射率高的金屬，所以標記為黑色系的狀態(tài)。如此，由于標記形成在外周區(qū)域內(nèi)，能夠防止因標記引起的光的吸收。封裝其形狀和大小沒有特別限定，但考慮到例如上述的熱傳導性構(gòu)件的埋設、和半導體發(fā)光裝置貼裝在配線基板后的熱循環(huán)的可靠性等，例示為平面(光引出面)的一邊為0. 5mm左右以上、5mm左右以下，優(yōu)選為Imm左右以上、3. 5mm左右以下的長方體或與之近似的形狀。另外，例如考慮到上述的熱傳導性構(gòu)件的埋設、與熱傳導性構(gòu)件的絕緣性等，適宜為合計0. 05mm以上的厚度，優(yōu)選為0. 175mm以上，適宜為Imm以下的厚度，優(yōu)選為0. 5mm 以下。半導體發(fā)光元件優(yōu)選通常被稱為所謂發(fā)光二極管的元件。例如在基板上，利用 InN,AlN,GaN, InGaN.AlGaN, InGaAlN等氮化物半導體，III-V族化合物半導體，II-VI族化合物半導體等各種半導體，來形成含有活性層的層疊結(jié)構(gòu)。其中，優(yōu)選具有由氮化物半導體構(gòu)成的發(fā)出藍色系光的活性層。通過使半導體的材料、混晶比、活性層的InGaN的含量、 活性層中摻雜的雜質(zhì)的種類變化等，能夠使得到的發(fā)光元件的發(fā)光波長從紫外區(qū)域至紅色而發(fā)生變化。本方式的半導體發(fā)光元件，在相對于活性層為同側(cè)具有一對正負電極。半導體發(fā)光元件載置于封裝的導電配線上。例如，使用Au-Sn共晶等的焊料、低熔點金屬等的釬料、銀、金、鈀等的導電性漿料等，能夠在封裝的規(guī)定區(qū)域?qū)τ诎雽w發(fā)光元件進行芯片焊接。另外，形成于半導體發(fā)光元件的電極，與封裝的導電配線連接。同一面?zhèn)染哂姓拓撾姌O的半導體發(fā)光元件的正電極和封裝的正電極(導電配線)、半導體發(fā)光元件的負電極和封裝的負電極(導電配線)，由焊料或隆起焊盤(〃 > )連接。在半導體發(fā)光裝置上，也可以搭載不只1個而是多個半導體發(fā)光元件。這種情況下，可以組合多個發(fā)出同色光的半導體發(fā)光元件，也可以對應R(紅色系的光)G(綠色系的光)B(藍色系的光)而組合多個發(fā)光色不同的半導體發(fā)光元件。搭載多個半導體發(fā)光元件時，半導體發(fā)光元件可以按照成為并聯(lián)和串聯(lián)等任意一種連接關系的方式與封裝的電極電連接。另外，在本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置中，搭載于封裝的半導體發(fā)光元件，通常由包封部件被覆。該包封部件是將搭載于封裝的半導體發(fā)光元件按照其正及負電極一起其整體不被暴露在外氣中的方式進行被覆的部件。包封部件能夠采用用于使來自發(fā)光元件的光向正面方向聚光的凸透鏡形狀等、考慮了光學特性的種種形狀。作為封裝部件的材料，只要是具有透光性的材料，沒有特別限定，例如能夠是環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA等)、氟素樹脂、硅樹脂、改性硅樹脂、改性環(huán)氧樹脂等的1種或2種以上等的樹脂、液晶聚合物等、從該技術(shù)領域通常使用的材料中可選擇的。其中，適合環(huán)氧樹脂、硅樹脂、改性硅樹脂、尤其耐光性高的硅樹脂。就包封部件而言，能夠通過使用這些材料，利用壓縮成型、轉(zhuǎn)移成型、注射成型，對封裝或?qū)ψ鳛榉庋b被單片化前的集合基板進行形成。在此，所謂具有透光性，只要是使來自半導體發(fā)光元件的光以能夠通過包封部件進行觀察的程度透過的即可。在這樣的材料中也可以例如含有熒光體或顏料、填料或擴散材料等的添加成分。 這些添加的成分沒有特別限定，例如可列舉W02006/038502號、特開2006_2四055號所記載的熒光體或顏料、填料或擴散材料等。另外，在本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置中，也可以搭載保護元件。保護元件可以是1 個，也可以是多個。另外，可以在封裝的內(nèi)部形成保護元件，以使之不會遮住來自半導體發(fā)光元件的光，封裝也可以設有收納保護元件的凹部。設置凹部的位置，考慮到避免遮斷來自半導體發(fā)光元件的光，例如適合在包封構(gòu)件的外緣的外側(cè)或其鄰域。保護元件沒有特別限定，可以是光半導體裝置所搭載的公知的任意一種。例如可列舉針對過熱、過電壓、過電流等的保護電路用的元件(例如靜電保護元件)等。具體來說， 能夠利用齊納二極管和晶體管。以下，基于附圖具體說明本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置。實施例1本實施例的半導體發(fā)光裝置10，如圖2所示，具有如下封裝11 ；配置在該封裝上的半導體發(fā)光元件12 (LES芯片)；被覆該半導體發(fā)光元件12的包封構(gòu)件13。如圖;3B和圖3C的剖面圖所示，封裝11是通過層疊部件而被構(gòu)成在上表面形成有一對正負的導電配線的第一絕緣層21 ；在該第一絕緣層21之下的內(nèi)層配線23 ；在該內(nèi)層配線23之下的第二絕緣層22。半導體發(fā)光元件12中，在同一面?zhèn)染哂幸粚φ摰碾姌O，且使這些電極朝向一對正負的導電配線Ha、14b配置。如圖3A和圖3C所示，一對正負的導電配線14a、14b的一部分，在構(gòu)成封裝11的第一絕緣層21的上表面，從半導體發(fā)光元件12的正下方沿著包封構(gòu)件12的外周方向延長而形成，且經(jīng)由在封裝11的厚度方向所配置的其他導電配線而與所述內(nèi)層配線23連接。如圖3A和圖4所示，從第一絕緣層21的上表面?zhèn)韧敢暦庋b11，該內(nèi)層配線23距半導體發(fā)光元件12a的外周留有間隔地配置。另外，同樣可見，在封裝構(gòu)件13的外緣13a 的外側(cè)配置有內(nèi)層配線23。以下，對于本實施例的半導體裝置進行詳述。半導體發(fā)光裝置10中，在外形大體上長方體形狀(平面形狀的一邊約 3. 5mmX3. 5mm)的以氧化鋁為材料的陶瓷所構(gòu)成的絕緣性的封裝11的上表面，形成導電配線14a、14b，且在該導電配線14a、14b的一部分上，搭載LED芯片作為半導體發(fā)光元件12。就封裝11而言，如圖3A 圖3C所示，層疊有如下在上表面形成有一對正負的導電配線14a、14b的第一絕緣層21 ；該第一絕緣層21之下的內(nèi)層配線23 ；該內(nèi)層配線23之下的第二絕緣層22。另外，在第二絕緣層22之下，層疊有第三絕緣層25。就第一絕緣層21而言，如圖3A所示具有形成于第一絕緣層21 (厚0. 175mm)上表面的導電配線Ha、14b和對準標記18 ；在導電配線14a、14b正下方且在第一絕緣層21內(nèi)貫通而嵌入的導電配線(參照圖3C)。導電配線14a、14b的一部分，在構(gòu)成封裝11的第一絕緣層21的上表面，從半導體發(fā)光元件12的正下方沿著包封構(gòu)件13的外緣13a的方向(x_x方向)延長而形成，并且如圖3C所示，經(jīng)由在封裝11的厚度方向上所配置的另外的配電配線，與內(nèi)層配線23連接。第二絕緣層22(厚度0. 175mm)具有如圖4所示，形成于上表面的內(nèi)層配線23 ； 和與內(nèi)層配線23連接，且在厚度方向貫通第二絕緣層22的內(nèi)部而嵌入的導電配線(未圖示)°從第一絕緣層21的上表面?zhèn)韧敢暦庋b11，內(nèi)層配線23距半導體發(fā)光元件12的外周留有間隔地配置。換言之，就是該內(nèi)層配線23，在第一絕緣層21和第二絕緣層22之間， 在半導體發(fā)光元件12的外周區(qū)域所對應的區(qū)域的正下方，實質(zhì)上沒有被配置。在此實施例中，配置在第一絕緣層21和第二絕緣層22之間的內(nèi)層配線23，距LED 芯片的外緣12a隔開0. 7mm左右的最短距離a。在第三絕緣層(厚度0.05mm)上，如圖5所示，與嵌入第二絕緣層22的導電配線連接的導電配線26，以貫通其內(nèi)部的方式被嵌入。在背面，如圖6所示，形成有背面配線圖案24。此第一絕緣層21、第二絕緣層22、第三絕緣層25、導電配線、內(nèi)層配線23和背面配線圖案對，一體地由陶瓷生片經(jīng)燒成而形成。導電配線14a、14b和內(nèi)層配線23，是將混合有銅、鉬、鎢粉末的導電性漿料與構(gòu)成封裝的陶瓷同時燒成而形成的。此外，導電配線Ha、14b對其表面用Au實施電鍍。還有在圖3A和圖4中，為了容易理解，一并表示作為半導體發(fā)光元件12的LED芯片的外緣1 和包封構(gòu)件13的外緣13a。半導體發(fā)光元件12，在同一面?zhèn)染哂幸粚φ摰碾姌O，且使這些電極與導電配線 14a、14b對向配置。在封裝11上，大致對應封裝11的上表面的形狀，形成有至少被覆導電配線14a、 14b和半導體發(fā)光元件12的整個面的構(gòu)件。該構(gòu)件通過硅樹脂的壓縮成型而形成，由在半導體發(fā)光元件12的上方為凸透鏡形狀的包封構(gòu)件13、和與該包封構(gòu)件13的外緣連接而形成并被覆封裝11的上表面的對準標記18的鍔部15構(gòu)成。鍔部15的上表面，是與封裝11 的上表面平行的大體上平坦的面，鍔部15的大小(體積)與包封構(gòu)件13整體的大小相比小得多。例如，本實施例的包封構(gòu)件13，是半徑為1. 20 1. 50mm左右的近半球狀的凸透鏡， 鍔部15其厚度為50 100 μ m左右的薄膜。因此，經(jīng)鍔部15傳播的光的量極少。另外，從封裝的上表面?zhèn)韧敢暤谝唤^緣層，在包封構(gòu)件13的外緣(即，包封構(gòu)件13和鍔部15的邊界線)的外側(cè)配置有內(nèi)層配線23。因此，本實施例的半導體發(fā)光裝置中，由內(nèi)層配線23造成的光的吸收很少。在封裝11的上表面，在包封構(gòu)件13的外緣的外側(cè)形成有對準標記18。該對準標記18用于判定包封構(gòu)件13的成型位置偏移，或作為從集合體使封裝個體化時的記號。還有，在該半導體發(fā)光裝置10上，如圖;3B和圖3C所示，熱傳導性構(gòu)件55以在厚度方向上貫通第二絕緣層22的方式，以比半導體發(fā)光元件12稍大的形狀被配置，熱傳導性構(gòu)件55的上表面和背面由第一絕緣層21和第三絕緣層25被覆。為了進行比較，如圖7A和圖7B所示，使用同樣的材料，在第一絕緣層31的上表面，形成導電配線34a、34b和距半導體發(fā)光元件12的外緣1 離開0. 15mm左右的距離b的對準標記28 ；在第二絕緣層32的表面，形成距半導體發(fā)光元件12的外緣1 離開0. 15mm 左右的距離b的內(nèi)層配線33，由此構(gòu)成封裝，與上述的半導體發(fā)光裝置10同樣地進行裝配。對于得到的半導體發(fā)光裝置雙方分別測量光通量。其結(jié)果確認，實施例1的半導體發(fā)光裝置10相對于比較例而言，光通量提高6%。即可以確認，從半導體發(fā)光元件的外周至內(nèi)層配線的距離越大，從半導體發(fā)光裝置引出的光的量越大。根據(jù)該實施例的半導體發(fā)光裝置，在封裝的內(nèi)部，在LED芯片的下方埋設有熱傳導性構(gòu)件，由此可以充分確保熱傳導性構(gòu)件的散熱性，使其達到與半導體發(fā)光元件直接載置于熱傳導性構(gòu)件時同等程度的散熱性，能夠有效率地釋放來自發(fā)光元件的放熱。另外，因為絕緣層介于導電配線和熱傳導性構(gòu)件之間，所以絕緣性確實，既可以確實地防止導電配線、電路基板等的配線或電極等的短路，又可以使導電配線和熱傳導性構(gòu)件重疊，因此還能夠?qū)崿F(xiàn)半導體發(fā)光裝置的小型化、薄膜化。此外，還可以將電極加工等的結(jié)構(gòu)上的制約截止在最小限度，在發(fā)光元件的設計中確保自由度。實施例2該實施例的半導體發(fā)光裝置40，如圖8所示，在封裝41的表面的包封構(gòu)件31的外緣鄰域設有凹部42，在該凹部42內(nèi)搭載有保護元件43，在LED芯片12的正下方嵌入有二梯級構(gòu)造的熱傳導性構(gòu)件，除此以外，實質(zhì)上均與實施例1的半導體發(fā)光裝置10相同，形成有導電配線14a、14b，對準標記18等，且搭載有半導體發(fā)光元件12。S卩，封裝41是通過層疊圖9A所示的第一絕緣層51 (厚度0. 05mm)、圖10所示的第二絕緣層52 (厚度0. 175mm)、圖11所示的第三絕緣層53 (厚度0. 175mm)、圖12所示的第四絕緣層M(厚度0. 05mm)且經(jīng)由燒成而被形成的。這些絕緣層由以氧化鋁為原料的陶瓷生片形成。構(gòu)成這樣的半導體發(fā)光裝置40的封裝41，如圖9A所示，在第一絕緣層51的上表面，與實施例1同樣，形成有導電配線14a、14b和對準標記18。在相當于包封構(gòu)件13的外緣13a的位置形成有開口 42a。另外，如圖9C所示，在導電配線14a、14b的正下方，形成有以貫通第一絕緣層51 內(nèi)的方式而嵌入的導電配線(未圖示)。如圖10所示，在第二絕緣層52的表面，形成有內(nèi)層配線23 ；在內(nèi)層配線23正下方，形成有在第二絕緣層52內(nèi)在厚度方向上貫通而嵌入的導體配線(未圖示)。另外，在相當于包封構(gòu)件13的外緣13a的位置形成有開口 42b。此外，如圖9B和圖9C所示，在第二絕緣層52的中央設有貫通孔，在該貫通孔的相當于LED芯片12的正下方的位置，嵌入有直徑 1. 2mm左右的圓盤狀的由CuW構(gòu)成的熱傳導性構(gòu)件55a (厚度約0. 175mm)。如圖11所示，在第三絕緣層53的表面，形成有保護元件43用的配線圖案56，其形成方式為，使其一部分從第一絕緣層51的開口 42a (參照圖9A。)和第二絕緣層52的開口 42b(參照圖10)露出，這以外的部分配置在第二絕緣層52和第三絕緣層53之間。另外，如圖9B和圖9C所示，在第三絕緣層53的中央設有貫通孔，在該貫通孔的相當于LED芯片12 的正下方的位置，嵌入有直徑1. 6mm左右的圓盤狀的由CuW構(gòu)成的熱傳導性構(gòu)件55b (厚度約 0. 175mm)。如圖12所示，在第四絕緣層M的上表面不形成配線圖案，在背面與圖6同樣，形成背面配線圖案。利用該第四絕緣層M，能夠完全被覆熱傳導性構(gòu)件55b的背面?zhèn)取８鶕?jù)此實施例的半導體發(fā)光裝置，除了實施例1的效果以外，特別是嵌入第三絕緣層53的熱傳導性構(gòu)件55b的直徑比嵌入第二絕緣層52的熱傳導性構(gòu)件55a的直徑大。 由此，在由熱傳導性構(gòu)件5 和熱傳導性構(gòu)件5 形成的熱傳導性構(gòu)件整體的形狀的側(cè)面形成梯級差。即，熱傳導性構(gòu)件成為從半導體發(fā)光元件的正下方朝向封裝的背面擴大的形狀。通過成為這樣的形狀，能夠?qū)ED芯片的正下方的熱傳導性構(gòu)件造成的光吸收抑制在最小限度。此外，為了提高該效果，優(yōu)選使LED芯片正下方的嵌入第二絕緣層的熱傳導性構(gòu)件的水平方向的面積，成為與LED芯片的水平方向的面積大致相同的尺寸。另外，在封裝的背面?zhèn)?，熱傳導性?gòu)件擴大而形成，因此從半導體發(fā)光元件向封裝的背面的散熱也能夠良好地進行。還在，在此實施例中，雖然沒有圖示，但優(yōu)選在嵌入第一絕緣層52和第三絕緣層 53的各熱傳導性構(gòu)件之間配置絕緣層。即，優(yōu)選熱傳導性構(gòu)件由半導體發(fā)光元件的正下方的第一熱傳導層、其下的絕緣層、該絕緣層之下的第二熱傳導層構(gòu)成。此外，該絕緣層的面積優(yōu)選比配置在該絕緣層之下的第二熱傳導層的上表面的面積大。例如，關于在嵌入上述的第二絕緣層的圓盤狀的第一熱傳導層和嵌入第二絕緣層的圓盤狀的第二熱傳導層之間所配置的絕緣層，其具有比嵌入第二絕緣層的圓盤狀的第一熱傳導層大、并且比嵌入第三絕緣層的圓盤狀的第二熱傳導層的面積大的面積。配置在第一熱傳導層和第二熱傳導層之間的絕緣層的厚度，為不會使熱傳導性構(gòu)件的散熱性降低、又能夠確保絕緣性這一程度的厚度。通過配置這樣的絕緣層，能夠防止封裝的內(nèi)層配線與絕緣層之下的熱傳導構(gòu)件接觸，從而防止短路，因此能夠成為可靠性高的發(fā)光裝置。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的半導體發(fā)光裝置，不僅能夠利用于搭載半導體發(fā)光元件的各種裝置，具體來說有傳真機、印刷機、人工掃描器等的圖像讀取裝置所利用的照明裝置，還能夠利用于手電筒、照明用光源、LED顯示器、移動電話等的背光源、信號裝置、照明式開關、車載用剎車燈、各種傳感器和各種指示器等的各種照明裝置，在制造這種半導體發(fā)光裝置時，能夠更高精度、簡單且容易地對其加以利用。
1權(quán)利要求
1.一種半導體發(fā)光裝置，其特征在于，具有封裝，其通過將在上表面形成有一對正負的導電配線的第一絕緣層、該第一絕緣層之下的內(nèi)層配線、該內(nèi)層配線之下的第二絕緣層進行層疊而被構(gòu)成；半導體發(fā)光元件，其在同一面?zhèn)染哂幸粚φ摰碾姌O，且這些電極與所述導電配線對向配置；包封構(gòu)件，其被覆所述半導體發(fā)光元件，并且，所述導電配線的一部分，在所述第一絕緣層的上表面，從所述半導體發(fā)光元件的正下方在所述包封構(gòu)件的外緣方向延長而形成，且經(jīng)由在所述封裝的厚度方向所配置的導電配線而與所述內(nèi)層配線連接，從所述第一絕緣層的上表面?zhèn)韧敢曀龇庋b時，所述內(nèi)層配線距所述半導體發(fā)光元件的外周留有間隔地配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述內(nèi)層配線配置在所述包封構(gòu)件的外緣的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體發(fā)光裝置，其中，在所述第一絕緣層的上表面形成有標記，該標記距所述半導體發(fā)光元件的外周留有間隔地配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述封裝在半導體發(fā)光元件的正下方具有熱傳導性構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述熱傳導性構(gòu)件具有的形狀是，從所述半導體發(fā)光元件之下朝向所述封裝的背面擴大的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述熱傳導性構(gòu)件由所述半導體發(fā)光元件之下的第一熱傳導層、其下的絕緣層、該絕緣層下的第二熱傳導層構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述封裝具有在所述第一絕緣層的上表面開口的凹部，所述凹部配置在所述包封構(gòu)件的外緣的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述絕緣層是由陶瓷構(gòu)成的層。
9.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述熱傳導性構(gòu)件或熱傳導層采用CuW或CuMo為其材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的半導體發(fā)光裝置，其中，所述內(nèi)層配線距所述半導體發(fā)光元件的外周留有0. 2mm以上的間隔地配置。
全文摘要
本發(fā)明目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高發(fā)光效率化的半導體發(fā)光裝置。半導體發(fā)光裝置(10)包括封裝(11)、在封裝(11)的第一絕緣層上所載置的半導體發(fā)光元件(12)、和以被覆半導體發(fā)光元件(12)的方式在封裝(11)上所設置的包封構(gòu)件(13)，封裝(11)至少含有第一絕緣層、第二絕緣層、在所述第一絕緣層的表面所形成的導電配線(14a、14b)、在第一絕緣層和第二絕緣層之間所配置的內(nèi)層配線，其中，所述內(nèi)層配線按照避開所述半導體發(fā)光元件(12)的外周區(qū)域的正下方區(qū)域的方式配線。
文檔編號H01L33/00GK102308395SQ20098015632
公開日2012年1月4日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者三木孝仁, 乃一拓也, 岡田勇一 申請人:日亞化學工業(yè)株式會社