(57)【要約】  半導体発光装置用の実装基板は、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１つの面に有する固体金属ブロックを含む。キャビティに絶縁被覆を設け、キャビティの絶縁被覆上に、半導体発光装置に接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースを設ける。実装基板は、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体アルミニウムブロックを設けることによって製造してもよい。この固体アルミニウムブロックを酸化して、その上に酸化アルミニウム被覆を形成する。キャビティの酸化アルミニウム被覆上に、第１および第２の離間した電気トレースを製造する。
2007505493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光装置用の実装基板であって、
半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体金属ブロックを備えたことを特徴とする実装基板。
【請求項２】
前記固体金属ブロックの表面上に絶縁被覆をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
【請求項３】
前記絶縁被覆は前記キャビティにあり、前記実装基板は、前記キャビティの前記絶縁被覆上に、半導体発光装置に接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の実装基板。
【請求項４】
前記面は第１面であること、および前記離間した第１および第２の導電性トレースは、前記キャビティから前記第１面へと延び、前記金属ブロックの少なくとも１つの側面をまわって、前記金属ブロックの前記第１面に対向する第２面上へと延びることを特徴とする請求項３に記載の実装基板。
【請求項５】
前記キャビティの前記絶縁被覆上の前記離間した第１および第２の導電性トレースは、反射材を備えたことを特徴とする請求項３に記載の実装基板。
【請求項６】
前記面は第１面であること、前記固体金属ブロックは、前記第１面から前記固体金属ブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールをその内部に含み、前記第１および第２のスルーホールはそれぞれ、その内部に前記第１面から前記第２面へと延びる第１および第２の導電性ビアそれぞれを含むこと、および前記離間した導電性トレースのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の実装基板。
【請求項７】
前記第１および第２のスルーホールは、前記キャビティから前記第２面へと延びることを特徴とする請求項６に記載の実装基板。
【請求項８】
前記固体金属ブロックは、固体アルミニウムブロックであること、および前記絶縁被覆は、酸化アルミニウムを備えることを特徴とする請求項２に記載の実装基板。
【請求項９】
前記面は第１面であること、前記固体アルミニウムブロックは、前記第１面から前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールをその内部に含み、前記第１および第２のスルーホールはそれぞれ、その上に酸化アルミニウムを備える絶縁被覆、およびその内部に前記第１面から前記第２面へと延びる第１および第２の導電性ビアそれぞれを含むこと、および前記離間した導電性トレースのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載の実装基板。
【請求項１０】
前記固体金属ブロックの前記第２面上に第３および第４の離間した導電性トレースをさらに備え、そのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに接続されることを特徴とする請求項６に記載の実装基板。
【請求項１１】
前記キャビティに実装され、前記離間した第１および第２の導電性トレースに接続される半導体発光装置を組み合わせた請求項３に記載の実装基板。
【請求項１２】
前記キャビティに跨って延びるレンズをさらに組み合わせた請求項１１に記載の実装基板。
【請求項１３】
前記半導体発光装置と前記レンズとの間に封入剤をさらに組み合わせた請求項１２に記載の実装基板。
【請求項１４】
前記キャビティに跨る前記レンズを保持するように構成されたレンズリテーナを前記固体金属ブロック上にさらに組み合わせた請求項１２に記載の実装基板。
【請求項１５】
発光装置であって、
１面にキャビティ、および前記キャビティ上を含むその表面上に酸化アルミニウム被覆を含む固体アルミニウムブロック、
前記キャビティの前記酸化アルミニウム被覆上の離間した第１および第２の導電性トレース、
前記キャビティに実装され、前記離間した第１および第２の導電性トレースに接続される半導体発光装置、
前記キャビティに跨って延びるレンズ、および
前記半導体発光装置と前記レンズとの間の封入剤を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項１６】
前記面は第１面であること、および前記離間した第１および第２の導電性トレースは、前記キャビティから前記第１面へと延び、前記固体アルミニウムブロックの少なくとも１つの側面をまわって、前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面上へと延びることを特徴とする請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記キャビティの前記酸化アルミニウム被覆上の前記離間した第１および第２の導電性トレースは、反射材を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の発光装置。 
【請求項１８】
前記面は第１面であること、前記固体アルミニウムブロックは、前記第１面から前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールを含み、前記第１および第２のスルーホールはそれぞれ、その上に前記酸化アルミニウム被覆、およびその内部に前記第１面から前記第２面へと延びる第１および第２の導電性ビアそれぞれを含むこと、および前記離間した導電性トレースのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記第１および第２のスルーホールは、前記キャビティから前記第２面へと延びることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記固体アルミニウムブロックの前記第２面上に第３および第４の離間した導電性トレースをさらに備え、そのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに接続されることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２１】
半導体発光装置用の実装基板を製造する方法であって、前記方法は、
半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体アルミニウムブロックを提供すること、
前記固体アルミニウムブロックを酸化し、その上に酸化アルミニウム被覆を形成すること、および
前記キャビティの前記酸化アルミニウム被覆上に、それに半導体発光装置を接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースを製造することを備えたことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記提供することは、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体アルミニウムブロック、およびその内部に前記第１面から前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールを提供することを備え、
前記酸化することは、前記固体アルミニウムブロックを酸化し、その上および前記第１および第２のスルーホール内に酸化アルミニウム被覆を形成することを備えた方法であって、
前記方法はさらに、酸化アルミニウムで被覆し、前記第１面から前記第２面へと延びる前記第１および第２のスルーホールそれぞれに第１および第２の導電性ビアそれぞれを製造することをさらに備えたことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記面は第１面であること、および前記製造することは、前記キャビティから前記第１面へと延び、前記固体アルミニウムブロックの少なくとも１つの側面をまわって、前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面上へと延びる離間した第１および第２の導電性トレースを製造することを備えたことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記キャビティの前記酸化アルミニウム被覆上の前記離間した第１および第２の導電性トレース上に反射性被覆を製造することをさらに備えたことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記固体アルミニウムブロックの前記第２面上に第３および第４の離間した導電性トレースを製造し、前記第２面上の前記第３および第４の離間した導電性トレースそれぞれの１つは前記第１および第２の導電性ビアそれぞれの１つに接続されるようにすることをさらに備えたことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記キャビティに半導体発光装置を実装し、前記半導体発光装置は、前記離間した第１および第２の導電性トレースに接続されることをさらに備えたことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記キャビティに跨るレンズを実装することをさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記レンズを実装することは、前記半導体発光装置と前記レンズとの間の封入剤とともに前記キャビティに跨るレンズを実装することを備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関し、より詳細には、半導体発光装置のパッケージ化およびパッケージ化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤｓ）またはレーザダイオードなどの半導体発光装置が多くの用途に広く用いられている。当業者には公知のように、半導体発光装置は、通電すると、コヒーレント光および／またはインコヒーレント光を発するように構成された１または複数の半導体層を含む。また半導体発光装置は、一般にパッケージ化され、外部との電気的接続、ヒートシンク、レンズもしくは導波路、環境保護および／または他の機能を提供することも公知である。
【０００３】
例えば、半導体発光装置に２ピースのパッケージを設けることは公知であり、半導体発光装置は、アルミナ、窒化アルミニウムおよび／または他の材料を備える基板上に実装され、基板上に電気トレースを含み、半導体発光装置に外部接続部を設ける。銀めっき加工された銅を備えてもよく、第２の基板を例えば接着剤を用いてこの第１の基板に実装し、半導体発光装置を取り囲む。半導体発光装置上方の第２の基板にレンズを配置してもよい。上述したような２ピースのパッケージを有する発光ダイオードについて、２００３年５月２７日に出願され、本発明の譲受人に譲渡されたロー（Loh）への特許出願第１０／４４６,５３２号、名称「Power Surface Mount Light Emitting Die Package」に記述されており、その開示はここで充分に説明されるように、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
残念ながら、このような基板は高価であり、場合により半導体発光装置自体より高価であることさえある。その上、その製造プロセスもまたコストが高く、時間がかかり、および／またはプロセスの工程数が多いため欠陥を生じやすい場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその面に含む固体金属ブロックを備える半導体発光装置用の実装基板を提供する。他の実施形態においては、固体金属ブロックの表面上に絶縁被覆を設ける。さらに他の実施形態においては、絶縁被覆は、キャビティにあり、キャビティの絶縁被覆上に、半導体発光装置に接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースを設ける。
【０００６】
ある実施形態においては、離間した第１および第２の導電性トレースは、キャビティから金属ブロックの第１面に延び、少なくとも１つの側面をまわって、金属ブロックの対向面である第２面上へと延びる。他の実施形態においては、固体金属ブロックは、その内部に、金属ブロックの第１面から第２面に延びる第１および第２のスルーホールを含む。各スルーホールは、その内部に第１面から第２面に延びる導電性ビアをそれぞれ含む。離間した導電性トレースのそれぞれ１つが導電性ビアのそれぞれ１つに、電気的に接続される。
【０００７】
ある実施形態においては、固体金属ブロックは、固体アルミニウムブロックであり、絶縁被覆は、酸化アルミニウムを備える。後に記述するように、絶縁被覆を、このアルミニウムを酸化することによって形成してもよい。ここに挙げた実施形態においては、第１および第２のスルーホールもそれぞれ酸化アルミニウムを備えた絶縁被覆をその上に含むので、スルーホール内の第１および第２の導電性ビアは、アルミニウムブロックから絶縁される。
【０００８】
キャビティに実装され、離間した第１および第２の導電性トレースに接続された半導体発光装置と本発明の実施形態による実装基板を組み合わせてもよい。キャビティに跨って延びるレンズを設けてもよい。ある実施形態においては、半導体発光装置とレンズとの間に封入剤を設ける。他の実施形態においては、キャビティに跨るレンズを保持するように構成されたレンズリテーナを基板上に設けてもよい。
【０００９】
本発明の他の実施形態により、その内部に半導体発光装置を実装するように構成されたキャビティをその面に含む固体アルミニウムブロックを設けることによって、半導体発光装置用の実装基板を製造する。固体アルミニウムブロックを酸化して、その上に酸化アルミニウム被覆を形成する。キャビティの酸化アルミニウム被覆上に第１および第２の離間した電気トレースを製造し、それに半導体発光装置を接続するように構成する。
【００１０】
ある実施形態においては、アルミニウムブロックは、アルミニウムブロックを貫いて延びる第１および第２のスルーホールも含む。第１および第２のスルーホールは、第２のアルミニウムブロックを酸化するときに酸化され、第１および第２のスルーホール内に酸化アルミニウム被覆を形成する。第１および第２の導電性ビアは、酸化アルミニウムで被覆された第１および第２のスルーホールをそれぞれ製造される。他の実施形態においては、離間した第１および第２の導電性トレースを製造する場合、そのトレースはキャビティから金属ブロックの第１面に延び、少なくとも一つの側面をまわって、金属ブロックの第１面に対向する第２面上へと延びるように製造される。
【００１１】
実施形態のいくつかにおいては、キャビティに半導体発光装置を実装し、離間した第１および第２の導電性トレースにこの装置を接続する。実施形態のなかには、キャビティに跨るレンズを実装するものや、また、半導体発光装置とレンズとの間に封入剤を設けるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を示した添付図面を参照して、以下に本発明をより詳しく記述する。しかし、本発明は、多くの異なった形態で実現可能であり、本明細書において説明する実施形態に限定されるものと解釈すべきでない。むしろ、本開示が完璧かつ完全であるように、また本開示により本発明の範囲が余すところなく当業者に伝わるように、ここにあげた実施形態が提供される。図面においては、明確にするために、層および領域の寸法および相対的な寸法は誇張されている場合がある。全体を通じて、同様の番号は同様の要素について言及している。
【００１３】
当然のことながら、層、領域または基板などのある要素が別の要素「上」にあると言う場合、その要素は直接他の要素上にあるか、または介在する要素が存在してもよい。当然のことながら、導電線の表面など、要素の一部分が「外側」であると言う場合には、その要素の他の部分よりその部分のほうが本装置の外に近いということである。さらに、「下側」などの相対的な用語を本明細書で用いて、１つの層または１つの領域が別の１層または１領域に対して有する関係を図に示したような基板またはベース層との関連で記述する場合がある。当然のことながら、このような用語によって、図に描いた配向に加え、装置の異なる配向を包含することを意図する。最後に、「直接」という用語は、介在する要素がないことを意味する。
【００１４】
図１Ａ〜１Ｈは、本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。図１Ａを参照すると、本発明の一実施形態による半導体発光装置用の実装基板は、その内部に半導体発光装置を実装するように構成されたキャビティ１１０をその第１面１００ａに含む固体金属ブロック１００を含む。ある実施形態においては、固体金属ブロック１００は、固体アルミニウムブロックを備える。キャビティ１１０は、機械加工、鋳造、エッチング加工および／または他の従来技法によって形成することができる。キャビティ１１０の寸法および形状は、キャビティ１１０に実装された半導体発光装置によって発せられる光の量および／または光の方向を改善し、または最適化するように構成することができる。例えば、傾斜側壁１１０ａおよびまたは半楕円形の断面形状を設けてもよい。ある実施形態においては、金属ブロック１００は、約６ｍｍ×約９ｍｍ、厚さ約２ｍｍのアルミニウム製の矩形固体金属ブロックであってもよく、キャビティ１１０は、深さ約１．２ｍｍで、直径約２．５ｍｍの円形の床部を有し、所望の放射パターンを得られるように、任意の単純または複雑な形状の側壁１１０ａを有してもよい。なお、ブロック１００は、多角形および／または楕円形である他の形状を有してもよい。
【００１５】
図１Ｂに、本発明の他の実施形態による実装基板を示す。図１Ｂに示すように、固体金属ブロック１００の表面上に絶縁被覆を設ける。図１Ｂに示すように固体金属ブロックの露出した表面全体、または固体金属ブロックの露出した表面の一部だけに絶縁被覆１２０を設けてもよい。ある実施形態においては、後に記述するように、絶縁被覆１２０は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の薄層を備え、その薄層は、例えば固体アルミニウムブロック１００を陽極酸化することによって形成してもよい。他の実施形態においては、被覆１２０は、絶縁体を提供するには十分な厚さであるが、被覆を通る熱伝導路を最小にするには十分な薄さである。
【００１６】
図１Ｃを参照すると、キャビティ１１０の絶縁被覆１２０上に離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ、１３０ｂが設けられている。離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ、１３０ｂは、半導体発光装置に接続されるように構成されている。図１Ｃに示すように、ある実施形態においては、離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａおよび１３０ｂは、キャビティ１１０から固体金属ブロック１００の第１面１００ａ上へと延びることができる。固体金属ブロック１００の一部にのみ絶縁被覆１２０を設ける場合、被覆１２０は、第１および第２の離間したトレース１３０ａおよび１３０ｂと固体金属ブロック１００との間に設ければよく、そうすることによって、第１および第２の金属トレース１３０ａおよび１３０ｂを固体金属ブロック１００から絶縁する。
【００１７】
図１Ｄは、本発明の他の実施形態を図示し、ここでは、離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ’、１３０ｂ’は、キャビティ１１０から第１面１００ａに延び、金属ブロックの少なくとも１つの側面１００ｃをまわって、第１面１００ａに対向する金属ブロックの第２面１００ｂ上へと延びる。このようにして、裏面接触部を設けることができる。
【００１８】
本発明のある実施形態においては、離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ、１３０ｂおよび／または１３０ａ’,１３０ｂ’には金属を備えるものがあり、また、銀などの反射性金属を備えるものもある。他の実施形態では、図１Ｅに示すように、キャビティ１１０の離間した導電性トレース１３０ａ’、１３０ｂ’上に別個の反射層１３２ａ、１３２ｂを設けることができる。このような実施形態では、導電性トレース１３０ａ’、１３０ｂ’は、銅を備え、反射性トレース１３２ａ、１３２ｂは、銀を備えてもよい。
【００１９】
本発明のさらに他の実施形態では、図１Ｆに示すように、第１および第２のスルーホール１４０ａおよび１４０ｂを設けることによって、裏面接触部を設けることができる。スルーホール１４０ａおよび１４０ｂは、機械加工、エッチング加工および／または他の従来技法によって、固体金属ブロック１００に形成してもよい。さらに、図１Ｆに図示するように、絶縁被覆１２０は、スルーホール１４０ａおよび１４０ｂ内へと延びる。第１および第２の導電性ビア１４２ａ、１４２ｂは、第１および第２のスルーホール１４０ａ、１４０ｂ内に設けられ、スルーホール１４０ａ、１４０ｂ内の絶縁被覆１２０によって固体金属ブロック１００から絶縁されている。
【００２０】
図１Ｆにおいて、スルーホール１４０ａおよび１４０ｂならびに導電性ビア１４２ａおよび１４２ｂは、キャビティ１１０から第２面１００ｂに延びる。スルーホール１４０ａ、１４０ｂは、第１面１００ａおよび第２面１００ｂに対して、直交および／または傾斜していてもよい。離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ’、１３０ｂ’をキャビティ１１０に設け、第１および第２の導電性ビア１４２ａ、１４２ｂそれぞれに電気的に接続してもよい。また、第２面１００ｂ上に、第１および第２の導電性ビア１４２ａ、１４２ｂそれぞれに電気的に接続されている第３および第４の離間した導電性トレース１３０ｃ、１３０ｄを設けてもよい。実施形態のいくつかにおいては、はんだマスク層１４４を設けて、第２面１００ｂ上にある第３および第４の導電性トレース１３０ｃ、１３０ｄを分離し、回路基板の組み立てを容易にすることができる。はんだマスク層１４４は、当業者には公知であり、本明細書でさらに記述する必要はない。
【００２１】
図１Ｆの実施形態においては、第１および第２のスルーホール１４０ａ、１４０ｂならびに第１および第２の導電性ビア１４２ａ、１４２ｂは、キャビティ１１０から第２面１００ｂに延びている。図１Ｇの実施形態においては、第１および第２のスルーホール１４０ａ’、１４０ｂ’ならびに第１および第２の導電性ビア１４２ａ’、１４２ｂ’は、キャビティ１１０の外側の第１面１００ａから第２面１００ｂ上へと延びる。第１および第２面１００ａ、１００ｂに対して、スルーホール１４０ａ’、１４０ｂ’は、直交および／または傾斜していてもよい。離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ”、１３０ｂ”は、キャビティ１１０から第１面上を第１および第２の導電性ビア１４２ａ’、１４２ｂ’それぞれへ延びる。第３および第４のトレース１３０ｃ’、１３０ｄ’は、第１および第２の導電性ビア１４２ａ’、１４２ｂ’それぞれに電気的に接続する第２面１００ｂ上に設けられる。
【００２２】
図１Ｈは、図１Ｄに関連して記述した本発明の実施形態を図示し、これらの実施形態は、キャビティに実装され、第１および第２の離間した電気トレース１３０ａ’、１３０ｂ’に接続された半導体発光装置１５０をさらに含む。その上、図１Ｈは、他の実施形態において、キャビティに跨るようにレンズ１７０が延びていることを図示している。さらに他の実施形態においては、半導体発光装置１５０とレンズ１７０との間に封入剤１６０を設ける。封入剤１６０は、透明なエポキシを備えてもよく、半導体発光装置１５０からレンズ１７０への光学的結合を強化することができる。さらに他の実施形態においては、固体金属ブロック１００上にレンズリテーナ１８０を設けて、キャビティ１１０を跨ぐレンズ１７０を保持する。
【００２３】
本発明の各種実施形態に用いてもよい発光装置１５０、封入剤１６０およびレンズ１７０の実施形態は、本願と同時出願であって、本願の譲受人に譲渡されたNegleyらへの米国特許出願第 号、名称「Transmissive Optical Elements Including Transparent Plastic Shell Having a Phosphor Dispersed Therein, and Methods of Fabricating Same」、（代理人番号５３０８−３１０）に記述されており、その開示は充分に説明されるように、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
当然のことながら、図１Ｆ〜１Ｈの実施形態は、別個の実施形態として図示されているが、図１Ａ〜１Ｈの各種要素をともに用いて、各種の組み合わせおよび／またはその組み合わせをさらに組み合わせたものを提供してもよい。そのため、例えば、示した実施形態のいずれにも反射層１３２ａ、１３２ｂを用いてもよく、また示した実施形態のいずれにも半導体発光装置１５０、レンズ１７０、封入剤１６０および／またはレンズリテーナ１８０を用いてもよい。よって、本発明は、図１Ａ〜１Ｈに示した別個の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図２は、本発明の各種実施形態による半導体発光装置を製造するために行ってもよい工程のフローチャートである。図２を参照すると、ブロック２１０に示すように、図１Ａ〜１Ｈのアルミニウムブロック１００などの固体アルミニウムブロックを設け、このブロックは、その内部に半導体発光装置を実装するように構成されたキャビティ１１０などのキャビティをその１つの面に含む。上述したように、キャビティは、機械加工、鋳造、エッチング加工および／または他の従来技法によって設けてもよい。その上、他の実施形態においては、固体アルミニウムブロックは、スルーホール１４０ａ、１４０ｂおよび／または１４０ａ’、１４０ｂ’などのブロックを貫いて延びる離間した第１および第２のスルーホールを含んでもよく、スルーホールは、機械加工、エッチング加工および／または他の従来技法によって製造してもよい。
【００２６】
図２を再び参照すると、ブロック２２０で、固体アルミニウムブロックを酸化し、ブロック上に酸化アルミニウム被覆を形成する。実施形態のいくつかにおいては、固体アルミニウムブロックの露出した表面全体を酸化する。その上、スルーホールを設ける場合、スルーホールの内面もまた酸化してもよい。他の実施形態においては、例えば、酸化しないことが望ましい部分にマスク層を設けることによって、アルミニウムブロックの一部だけを酸化させる。アルミニウムの酸化については当業者に公知であり、例えば陽極酸化プロセスおよび／または他の酸化プロセスを用いて酸化を行い、アルミニウム上にＡｌ２Ｏ３の薄層を設けてもよい。
【００２７】
さらに図２を参照すると、ブロック２３０で、トレース１３０ａ、１３０ｂおよび／または１３０ａ’、１３０ｂ’などの離間した第１および第２の導電性トレースが、構成によってはキャビティの第１面、側面、および／または第２面に上述したように形成される。その上、ある実施形態においては、ビア１４２ａ、１４２ｂおよび／または１４２ａ’、１４２ｂ’などの導電性ビアをスルーホール内に製造してもよい。導電性ビアは、導電性トレースを製造する前、同時、または後に製造してもよい。アルミニウム芯を有する回路基板状の構造を提供するために、酸化アルミニウムを用いて酸化したアルミニウム芯上に導電性トレースを製造することは公知であるので、本明細書で詳しく記述する必要はない。
【００２８】
最終的に、ブロック２４０で、他の作業を行って、基板上に半導体装置、レンズ、封入剤および／またはリテーナを実装する。
【００２９】
図３Ａおよび３Ｂはそれぞれ、本発明の実施形態による実装基板の上面斜視図と底面斜視図であり、断面図１Ｄに相当するものとしてよい。図３Ａおよび３Ｂは、固体金属ブロック１００、固体金属ブロックのまわりを包む離間した第１および第２の導電性トレース１３０ａ’、１３０ｂ’、およびキャビティ１１０に実装した半導体発光装置１５０を図示している。絶縁被覆１２０は、透明であってもよく、示していない。第２の絶縁層および／またははんだマスクを、ここにあげた実施形態および／または任意の他の実施形態における第１および／または第２の離間した導電性トレース上に設けてもよい。
【００３０】
図４は、本発明の他の実施形態の分解斜視図を図示し、図１Ｈに相当するものとしてよい。図４に示したように、固体金属ブロック１００は、その中にキャビティ１１０を含み、その上に複数の離間した電気トレースを含む。図４では、第１の電気トレース１３０ａを示す。しかしながら、第２の単一の電気トレースよりむしろ、複数の第２の電気トレース３３０ａ’、３３０ｂ’および３３０ｃ’を設け、例えば白色光源用に赤色、緑色および青色の半導体発光装置を提供するように、キャビティ１１０に実装される複数の半導体発光装置１５０’に接続してもよい。封入剤１６０およびレンズリテーナ１８０が示されている。レンズリテーナ１８０を他の構成にすると、固体金属ブロック１００上にレンズ１７０を実装する隆起部および／または他の従来の実装手段を設けることができる。当然のことながら、エポキシまたは他の接着剤をレンズリテーナ１８０に用いてもよい。本発明の実施形態のいくつかにおいて、レンズリテーナ１８０によって、上面にヒートシンク能力をさらに提供してもよい。図５は、図４を組み立てたパッケージを図示している。
【００３１】
このように、本発明の実施形態のいくつかは、半導体発光装置用の実装基板にアルミニウムの固体ブロックを用いる。アルミニウムは、効果的なヒートシンクとして用いるのに十分な熱伝導率を有する。加えて、材料コストおよび製造コストを抑えることができる。その上、質の高い絶縁酸化物を成長させる能力により、深刻な衝撃を耐熱性に与えずに所望の電気トレースを形成することが可能となる。なぜなら陽極酸化の厚さを正確に制御できるからである。この絶縁層を選択的にパターン化することもでき、それによって、光学的な性能を高めるために、キャビティ側壁上だけを銀でめっき加工するなど、基板に別の金属めっきを付加することが可能になる。
【００３２】
別個の反射カップよりむしろ、光学的なキャビティを基板に形成する能力により、パッケージの要素の総数を減らすことができるので、組み立てコストを削減することができる。さらに、反射器（キャビティ）の位置が基板に対して固定されていることから、組み立てを容易にすることもできる。本発明の実施形態は、高出力ＬＥＤおよび／または高出力レーザダイオードなどの高出力の半導体発光装置に特に有用であろう。
【００３３】
本発明の実施形態を図面および明細書に開示した。具体的な用語が使われているが、そのような用語は、包括および説明的意味で用いたのに過ぎず、限定するために用いたのではない。本発明の範囲は、以下の請求項に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｂ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｃ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｄ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｅ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｆ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｇ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図１Ｈ】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板の側面断面図である。
【図２】本発明の各種実施形態による半導体発光装置用の実装基板を製造するために行ってもよい工程のフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施形態による半導体発光装置用の実装基板の上面斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による半導体発光装置用の実装基板の底面斜視図である。
【図４】本発明の実施形態によるパッケージ化された半導体発光装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるパッケージ化された半導体発光装置の組立斜視図である。
【図１Ａ】
2007505493.tif 000003
【図１Ｂ】
2007505493.tif 000004
【図１Ｃ】
2007505493.tif 000005
【図１Ｄ】
2007505493.tif 000006
【図１Ｅ】
2007505493.tif 000007
【図１Ｆ】
2007505493.tif 000008
【図１Ｇ】
2007505493.tif 000009
【図１Ｈ】
2007505493.tif 000010
【図２】
2007505493.tif 000011
【図３Ａ】
2007505493.tif 000012
【図３Ｂ】
2007505493.tif 000013
【図４】
2007505493.tif 000014
【図５】
2007505493.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月20日(2005.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光装置用の実装基板であって、
半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体金属ブロックであって、前記キャビティは、キャビティ床部および前記キャビティ床部を取り囲む傾斜キャビティ側壁を含む固体金属ブロック、
前記固体金属ブロックの表面上、および前記キャビティ側壁上および前記キャビティ床部上を含むキャビティ内へと延びるコンフォーマル絶縁被覆、および
前記キャビティ側壁上の前記コンフォーマル絶縁被覆上に、それに半導体発光装置に接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースであって、前記導電性トレースの少なくとも１つは前記キャビティ床部上に延び、半導体発光装置の１面に接続するように構成され、前記キャビティ側壁上の前記コンフォーマル絶縁被覆上にある前記離間した第１および第２の導電性トレースは、前記キャビティの半導体発光装置が発した光を前記キャビティから前記キャビティの外側へ反射するようにさらに構成された前記離間した第１および第２の導電性トレースを備えることを特徴とする実装基板。
【請求項２】
前記面は第１面であること、および前記離間した第１および第２の導電性トレースは、前記キャビティから前記第１面へと延び、前記金属ブロックの少なくとも１つの側面をまわって、前記金属ブロックの前記第１面に対向する第２面上へと延びることを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
【請求項３】
前記面は第１面であること、前記固体金属ブロックは、前記第１面から前記固体金属ブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールをその内部に含み、前記第１および第２のスルーホールはそれぞれ、その内部に、前記金属固体ブロックから絶縁され前記第１面から前記第２面へと延びる第１および第２の導電性ビアそれぞれを含むこと、および前記離間した導電性トレースのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
【請求項４】
前記第１および第２のスルーホールは、前記キャビティから前記第２面へと延びることを特徴とする請求項３に記載の実装基板。
【請求項５】
前記固体金属ブロックは、固体アルミニウムブロックであること、および前記絶縁被覆は、酸化アルミニウムを備えることを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
【請求項６】
前記面は第１面であること、前記固体アルミニウムブロックは、前記第１面から前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールをその内部に含み、前記第１および第２のスルーホールはそれぞれ、その上に酸化アルミニウムを備える絶縁被覆、およびその内部に前記第１面から前記第２面へと延びる第１および第２の導電性ビアそれぞれを含むこと、および前記離間した導電性トレースのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の実装基板。
【請求項７】
前記固体金属ブロックの前記第２面上に第３および第４の離間した導電性トレースをさらに備え、そのそれぞれ１つは前記導電性ビアのそれぞれ１つに接続されることを特徴とする請求項３に記載の実装基板。
【請求項８】
前記キャビティに実装される半導体発光装置、および前記離間した第１および第２の導電性トレースの少なくとも１つに前記キャビティ床部上で接続される１面を組み合わせた請求項１に記載の実装基板。
【請求項９】
前記キャビティに跨って延びるレンズをさらに組み合わせた請求項８に記載の実装基板。
【請求項１０】
前記半導体発光装置と前記レンズとの間に封入剤をさらに組み合わせた請求項９に記載の実装基板。
【請求項１１】
前記キャビティに跨る前記レンズを保持するように構成されたレンズリテーナを前記固体金属ブロック上にさらに組み合わせた請求項９に記載の実装基板。
【請求項１２】
半導体発光装置用の実装基板を製造する方法であって、前記方法は、
固体アルミニウムブロックを提供することであって、前記固体アルミニウムブロックは、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含み、前記キャビティは、キャビティ床部および前記キャビティ床部を取り囲む傾斜キャビティ側壁を含む固体アルミニウムブロックを提供すること、
前記固体アルミニウムブロックを酸化し、その上に、前記キャビティ側壁上および前記キャビティ床部上を含むキャビティ内へと延びる酸化アルミニウム被覆を形成すること、および
前記キャビティ上の前記酸化アルミニウム被覆上に、それに半導体発光装置を接続するように構成された離間した第１および第２の導電性トレースを製造することであって、前記導電性トレースの少なくとも１つは前記キャビティ床部上に延び、半導体発光装置の１面に接続するように構成され、前記キャビティ側壁上の前記コンフォーマル絶縁被覆上にある前記離間した第１および第２の導電性トレースは、前記キャビティの半導体発光装置が発した光を前記キャビティから前記キャビティの外側へ反射するようにさらに構成された前記離間した第１および第２の導電性トレースを製造することを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記提供することは、半導体発光装置をその内部に実装するように構成されたキャビティをその１面に含む固体アルミニウムブロック、およびその内部に前記第１面から前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面へと延びる第１および第２のスルーホールを提供することを備え、
前記酸化することは、前記固体アルミニウムブロックを酸化し、その上および前記第１および第２のスルーホール内に酸化アルミニウム被覆を形成することを備えた方法であって、
前記方法はさらに、酸化アルミニウムで被覆し、前記第１面から前記第２面へと延びる前記第１および第２のスルーホールそれぞれに第１および第２の導電性ビアそれぞれを製造することをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記面は第１面であること、および前記製造することは、前記キャビティから前記第１面へと延び、前記固体アルミニウムブロックの少なくとも１つの側面をまわって、前記固体アルミニウムブロックの前記第１面に対向する第２面上へと延びる離間した第１および第２の導電性トレースを製造することを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記キャビティの前記酸化アルミニウム被覆上の前記離間した第１および第２の導電性トレース上に反射性被覆を製造することさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記固体アルミニウムブロックの前記第２面上に第３および第４の離間した導電性トレースを製造し、前記第２面上の前記第３および第４の離間した導電性トレースそれぞれの１つは前記第１および第２の導電性ビアそれぞれの１つに接続されるようにすることをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記キャビティ床部上に半導体発光装置を実装し、前記半導体発光装置の１面は、前記キャビティ床部上の前記離間した第１および第２の導電性トレースの少なくとも１つに接続されるようにすることをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記キャビティに跨るレンズを実装することをさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記レンズを実装することは、前記半導体発光装置と前記レンズとの間の封入剤とともに前記キャビティに跨るレンズを実装することを備えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2007505493.tif 000016
2007505493.tif 000017
2007505493.tif 000018