(57)【要約】【課題】回路基板上にスタッドバンプを介さずに半導体ベアチップを実装しても、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触が抑制されており、安定した導電性を示し、且つ、優れた耐電圧特性を示す半導体ベアチップ実装用回路基板を提供し、当該半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板を提供する。【解決手段】絶縁性基材の少なくとも片面に、回路パターン状のアルミニウム箔が積層されている半導体ベアチップ実装用回路基板であって、  前記絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上であり、  前記アルミニウム箔のビッカース硬度が32〜80HVである、ことを特徴とする半導体ベアチップ実装用回路基板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材の少なくとも片面に、回路パターン状のアルミニウム箔が積層されている半導体ベアチップ実装用回路基板であって、
前記絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上であり、
前記アルミニウム箔のビッカース硬度が32〜80HVである、
ことを特徴とする半導体ベアチップ実装用回路基板。
【請求項２】
前記絶縁性基材は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含有する、請求項1に記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
【請求項３】
前記アルミニウム箔が、接着樹脂層を介して前記絶縁性基材上に積層されている、請求項1又は2に記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
【請求項４】
前記アルミニウム箔上に、スタッドバンプが形成されていない、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれかに記載の半導体ベアチップ実装用回路基板上に半導体ベアチップが実装された半導体ベアチップ実装回路基板であって、
前記半導体ベアチップは、異方性導電ペースト、又は異方性導電フィルムを介して前記半導体ベアチップ実装用回路基板上に実装されている、半導体ベアチップ実装回路基板。
【請求項６】
前記半導体ベアチップと、前記半導体ベアチップ実装用回路基板との間に、スタッドバンプを有しない、請求項5に記載の半導体ベアチップ実装回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に半導体ベアチップを実装するための半導体ベアチップ実装用回路基板、及び半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、LED照明器具に使用されるLED実装回路基板の製造においては、半導体ベアチップであるLED発光素子をリードフレームに接合し、これを蛍光体で封止して得られるLEDパッケージを、銅箔からなる回路基板上に半田により実装するという方法が広く行われてきた（例えば、特許文献1参照）。
【０００３】
このようなLED実装回路基板に用いられる回路基板としては、ガラスエポキシ基板やセラミックス基板等のリジット基板が用いられている。これらの回路基板は柔軟性を示さないため、LEDパッケージの回路基板への実装は枚葉式の実装方法により行われてきた。
【０００４】
近年、LED照明器具の品質向上やコスト削減が要求されており、これに伴い、LED実装回路基板の製造において、次のような要望が高まっている。
【０００５】
1．回路基板へのLED発光素子の直接実装（COB実装）（例えば、特許文献2参照）。
LED発光素子を回路基板へ直接実装することにより、LED発光素子から発生した熱をより効率的に回路基板へ伝えることができ、LED照明器具の高発光効率化、長寿命化が可能となる。またLEDパッケージの製造工程やリードフレームが不要であるので、コスト削減及び照明器具の薄型化が可能となる。
【０００６】
2．絶縁性基材として樹脂フィルムを使用したフレキシブル回路基板を用いてのRoll to Roll実装。
従来の枚葉式での実装からRoll to Roll実装に切り替えることで生産性が向上し、大幅なコスト削減が可能となる。
【０００７】
3．回路パターンの銅箔からアルミニウム箔への変更。
回路基板上の回路パターンを銅箔からアルミニウム箔へ変更することで、コスト削減が可能となる。
【０００８】
ここで、RFIDの製造においては、半導体ベアチップを回路パターン状のアルミニウム箔へ実装する方法が実用化されている。RFIDの製造においては、半導体ベアチップのパッド電極の下に、Au（金）からなる直径80μm高さ50μm程度のスタッドバンプ（突起）が形成され、当該スタッドバンプを、異方性導電ペースト（ACP）を介して回路パターン状のアルミニウム箔に接合することにより半導体ベアチップが実装されるのが一般的である。このため、実装時に半導体ベアチップ全体にかけられた荷重がスタッドバンプに集中的にかかることとなり、ACP中の導電粒子が押圧されてアルミニウム箔に強く食い込むので、安定した導電性を発揮することができる。
【０００９】
しかしながら、LED証明器具の場合はRFIDと異なり、半導体ベアチップであるLED発光素子が発熱するので、半導体ベアチップの放熱が必要となる。スタッドバンプを介して半導体ベアチップを実装すると、半導体ベアチップと回路基板とが離れ、半導体ベアチップから発生した熱を回路基板へ伝達し難く、放熱性が低下する。この結果、LED発光素子の高発光効率化、及び長寿命化という、半導体ベアチップを回路基板に直接実装することによるメリットが損われ、また、スタッドバンプを形成する工程が必要になる為、コストが高くなるという問題がある。
【００１０】
本発明者等は、スタッドバンプを形成せずにACPで半導体ベアチップの実装を行う方法により、上述の問題を解消できることに着目した。しかしながら、当該方法によると、実装時の荷重が半導体ベアチップ全体に分散されてしまい、導電粒子の食い込みが弱くなり、安定した導電性を得ることができないという問題がある。
【００１１】
また、良好な導電性を得るためには実装時の荷重を大きくする必要があるが、RFIDに使用されているフレキシブル基板では、荷重を大きくすると半導体ベアチップを実装した箇所のアルミニウム箔及び絶縁性基材が変形して、半導体ベアチップが大きく沈み込む。この際、半導体ベアチップの下にスタッドバンプが存在しないので、半導体ベアチップとアルミニウム箔との距離が近接していることに起因して、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔とが接触して短絡を生じてしまい、半導体ベアチップが発光しなかったり、発光が弱くなったりするという問題がある。
【００１２】
更に、回路基板は、半導体ベアチップから発生した熱を放熱する目的で、半導体ベアチップ実装面と反対側の面に、金属筐体が積層されて使用されることが多い。上述のようなアルミニウム箔及び絶縁性基材の変形、並びに半導体ベアチップの沈み込みが発生すると、アルミニウム箔と金属筐体との距離が近くなって漏電を生じ、所望の耐電圧特性が得られないという問題もある。
【００１３】
よって、回路基板上にスタッドバンプを介さずに半導体ベアチップを実装しても、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触が抑制されており、安定した導電性を示し、且つ、優れた耐電圧特性を示す半導体ベアチップ実装用回路基板の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開2012-109587号公報
【特許文献２】特開2008-258284号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、回路基板上にスタッドバンプを介さずに半導体ベアチップを実装しても、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触が抑制されており、安定した導電性を示し、且つ、優れた耐電圧特性を示す半導体ベアチップ実装用回路基板を提供し、当該半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、絶縁性基材の少なくとも片面に、回路パターン状のアルミニウム箔が積層された半導体ベアチップ実装用回路基板において、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数、及びアルミニウム箔のビッカース硬度を特定の範囲とすることにより、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
即ち、本発明は、下記の半導体ベアチップ実装用回路基板及びベアチップ実装回路基板に関する。
1．絶縁性基材の少なくとも片面に、回路パターン状のアルミニウム箔が積層されている半導体ベアチップ実装用回路基板であって、
前記絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上であり、
前記アルミニウム箔のビッカース硬度が32〜80HVである、
ことを特徴とする半導体ベアチップ実装用回路基板。
2．前記絶縁性基材は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含有する、上記項1に記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
3．前記アルミニウム箔が、接着樹脂層を介して前記絶縁性基材上に積層されている、上記項1又は2に記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
4．前記アルミニウム箔上に、スタッドバンプが形成されていない、上記項1〜3のいずれかに記載の半導体ベアチップ実装用回路基板。
5．上記項1〜4のいずれかに記載の半導体ベアチップ実装用回路基板上に半導体ベアチップが実装された半導体ベアチップ実装回路基板であって、
前記半導体ベアチップは、異方性導電ペースト、又は異方性導電フィルムを介して半導体ベアチップ実装用回路基板上に実装されている、半導体ベアチップ実装回路基板。
6．前記半導体ベアチップと、前記半導体ベアチップ実装用回路基板との間に、スタッドバンプを有しない、上記項5に記載の半導体ベアチップ実装回路基板。
【００１８】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１９】
１．半導体ベアチップ実装用回路基板
本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板（以下、単に「回路基板」ともいう）は、絶縁性基材の少なくとも片面に、回路パターン状のアルミニウム箔が積層され、上記絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上であり、上記アルミニウム箔のビッカース硬度が32〜80HVである。
【００２０】
本発明の回路基板は、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数、及びアルミニウム箔のビッカース硬度が上述の範囲であるので、半導体ベアチップから回路基板へ放熱するために、回路基板上にスタッドバンプを介さずに半導体ベアチップを実装し、且つ良好な導電性を得るために半導体ベアチップの実装時の荷重を大きくしても、アルミニウム箔及び絶縁性基材の変形、並びに半導体ベアチップの沈み込みが抑制される。このため、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制されて安定した導電性を示し、且つ優れた耐電圧特性を示す。
【００２１】
図1は、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板の一例を示す断面図である。図1において、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板1は、絶縁性基板2上に回路パターン状のアルミニウム箔3が積層され形成されている。また、アルミニウム箔3上に、導電性ペースト（ACP）4を介して、下部にパッド電極51を備える半導体ベアチップ5が実装され、半導体ベアチップ実装回路基板が形成されている。図1において、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板1は、絶縁性基材2の150℃での縦弾性係数、及びアルミニウム箔3のビッカース硬度が上述の範囲であるので、半導体ベアチップ5の沈み込みが抑制されており、半導体ベアチップの端部5aとアルミニウム箔3との接触が抑制されている。
【００２２】
図2は、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数が330MPa未満であり、アルミニウム箔のビッカース硬度が32HV未満である回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板を示す断面図である。図2において、絶縁性基板2の150℃での縦弾性係数が低く、アルミニウム箔3のビッカース硬度が低いために、半導体ベアチップ5が実装時の荷重により沈み込み、半導体ベアチップの端部5aとアルミニウム箔3とが接触している。当該接触により短絡が発生し、半導体ベアチップが発光しない不具合や、発光が弱くなる不具合を生ずることとなる。
【００２３】
（絶縁性基材）
絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上とすることができ、絶縁性を有しており、耐熱性等回路基板の基材として用いるための性能を備えていれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、非結晶ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、フッ素樹脂共重合体の少なくとも1種を含有する基材が挙げられる。
【００２４】
これらの中でも、150℃における縦弾性係数を340MPa以上とする観点から、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリイミド樹脂（PI）又はポリテトラフルオロエチレン（PTFE）を含有することがより好ましく、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含有することが更に好ましい。
【００２５】
上記絶縁性基材は、150℃での縦弾性係数が330MPa以上である。380MPa以上が好ましく、420MPa以上がより好ましい。絶縁性基材の縦弾性係数を上記範囲とすることで、アルミニウム箔のビッカース硬度を特定の範囲とすることとあいまって、半導体ベアチップの実装時の荷重による沈み込みが抑制され、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制されるので、半導体ベアチップを実装して得られるベアチップ実装回路基板が安定した導電性を示し、且つ優れた耐電圧特性を示すことが可能となる。
【００２６】
上記縦弾性係数は、40000MPa以下が好ましく、30000MPa以下がより好ましい。縦弾性係数が大き過ぎると、屈曲性が低下して折り曲げた際に絶縁層にクラックを生じるおそれがある。
【００２７】
なお、上記150℃での縦弾性係数は、JIS K 7127に準拠した測定方法により東洋精機製STROGRAPH VGS 1-Eを用いて、試験片の幅15mm、引張速度100mm/分の測定条件で測定することができる。
【００２８】
絶縁性基材の厚みは、150℃での縦弾性係数が上述の範囲となる厚みであれば特に限定されないが、ハンドリング性の点からは、25〜125μmが好ましく、38〜50μmがより好ましい。
【００２９】
（アルミニウム箔）
絶縁性基材の少なくとも片面には、回路パターン状のアルミニウム箔が積層されている。
【００３０】
アルミニウム箔のビッカース硬度は、32〜80HVである。35〜60HVが好ましく、37〜50HVがより好ましい。アルミニウム箔のビッカース硬度を上記範囲とすることで、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数を上述の範囲とすることとあいまって、半導体ベアチップの実装時の荷重による沈み込みが抑制され、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制されるので、半導体ベアチップを実装して得られるベアチップ実装回路基板が安定した導電性を示し、優れた耐電圧特性を示す。なお、RFIDに用いられているフレキシブル基板に積層されているアルミニウム箔のビッカース硬度は通常15〜20HV程度に設定されており、柔らかいアルミニウム箔を使用することにより、ACP中の導電粒子をアルミニウム箔に食い込み易くして、良好な導電性を得ている。本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板においては、アルミニウム箔のビッカース硬度の下限値を上述のように設定することにより、半導体ベアチップの沈み込みを抑制するとともに、上限値を上述のように設定することにより、導電粒子の食い込みを妨げず、導電性の低下を抑制しつつ、半導体ベアチップとアルミニウム箔とをACPで接合することが可能となる。
【００３１】
上記アルミニウム箔のビッカース硬度は、JIS K 2244に準拠した測定方法により測定される値である。
【００３２】
アルミニウム箔としては、純アルミニウム箔に限定されず、アルミニウム合金箔も用いることができる。上記アルミニウム箔としては、具体的には、ビッカース硬度を上述の範囲とする観点から、JIS規格の記号で1N30-H14〜H18、8021-O、8021-H11〜18、3004-O、3004-H11〜H14のものを用いることができる。また、アルミニウム箔の材質としては、ビッカース硬度を上述の範囲とする観点、及び電気特性の観点から、1000番台又は8000番台が好ましい。
【００３３】
上記回路パターン状のアルミニウム箔は、絶縁性基材上に公知の方法によりアルミニウム箔を積層し、次いで、アルミニウム箔をフォトリソグラフィー法、エッチングレジスト法等の公知の回路パターン形成方法で加工することにより積層することができる。
【００３４】
アルミニウム箔の厚みは、ビッカース硬度が上述の範囲となる厚みであれば特に限定されないが、電気特性の観点から9〜60μmが好ましく、30〜50μmがより好ましい。
【００３５】
本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板においては、アルミニウム箔上に、スタッドバンプが形成されていないことが好ましい。スタッドバンプを形成しないことにより、半導体ベアチップと回路基板とが離れ過ぎず、半導体ベアチップから発生した熱を回路基板へ伝達し易くなり、優れた放熱性を示す。この結果、半導体ベアチップの高発光効率化、及び長寿命化を図ることが可能となり、また、スタッドバンプを形成する工程が不要であるので、低コスト化が可能となる。
【００３６】
ここで、スタッドバンプとは、一般に、回路基板上や半導体ベアチップに、Au（金）を用いて形成される直径80μm高さ50μm程度の突起である。
【００３７】
（接着樹脂層）
本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板は、上記アルミニウム箔が、接着樹脂層を介して上記絶縁性基材上に積層されていてもよい。
【００３８】
接着樹脂層を形成する接着性樹脂としては、絶縁性基材とアルミニウム箔とを接着できる樹脂であればよく、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、ポリエーテルウレタン樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、ポリエステルポリウレタンポリオール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、高温環境下での耐久性に優れる点で、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂から選択される少なくとも１種を含有する樹脂が好ましい。
【００３９】
接着樹脂層の厚みは限定されないが、1〜15μm程度が好ましく、3〜5μm程度がより好ましい。上記厚みが薄過ぎると、絶縁性基材の種類によっては十分な層間密着性を示さないおそれがあり、厚過ぎるとアルミニウム箔側から絶縁性基材側への熱伝導性が低下して、半導体ベアチップの放熱性を低下させるおそれがある。
【００４０】
上記接着樹脂層は、接着性が低下しない程度に、後述する無機顔料を含有していてもよい。接着樹脂層の無機顔料の含有量は、0.10g/cm3以下であることが好ましい。後述する白色樹脂層が形成される場合には、白色樹脂層によりLED発光素子等である半導体ベアチップから照射される光を反射することができるので、接着樹脂層の接着性を高める観点から接着樹脂層は、無機顔料を含有しないことがより好ましい。
【００４１】
（白色樹脂層）
本発明のベアチップ実装用回路基板は、絶縁性基材とアルミニウム箔との間に白色樹脂層を有していてもよい。また、上記接着樹脂層を備える場合には、アルミニウム箔と接着樹脂層との間に白色樹脂層を有していてもよい。白色樹脂層を備えることにより、ベアチップ実装用回路基板の表面が高い反射率を示し、LED発光素子等である半導体ベアチップをCOB実装により実装して半導体ベアチップ実装回路基板とした場合に、優れた発光効率を示すことができる。
【００４２】
また、上記接着樹脂層が形成される場合には、無機顔料を含有する白色樹脂層とは別途に接着樹脂層が設けられているので、接着樹脂層に無機顔料を含有させた場合に生じる接着樹脂層の凝集力の低下及び接着力の低下が抑制されて高い層間密着性を示し、且つ、白色樹脂層を備えるので、発光効率を高めるために半導体ベアチップ実装部を避けてソルダーレジスト膜を形成する等の高い精度が要求される工程が不要となり、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板を容易に製造することができる。
【００４３】
なお、本明細書において白色とは完全に白色であることに限られず、高い反射率を示す白色系の色であればよい。このような白色系の色としては、例えば、黄白色（クリーム色）、赤白色、黒白色（灰色）、緑白色、青白色、茶白色、金白色、銀白色等の色が挙げられる。
【００４４】
白色樹脂層は、無機顔料を含有することにより、白色を呈することができる。無機顔料としては白色系の色を示すことができれば特に限定されず、酸化チタン、硫酸バリウム、中空ガラス、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ等の中から適宜選択することができ、これらは単独、又は2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、酸化チタン、硫酸バリウム及び中空ガラスから選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
【００４５】
白色樹脂層中の無機顔料の含有量は、0.10〜1.05g/cm3が好ましく、0.30〜0.60g/cm3がより好ましい。
【００４６】
上記無機顔料の平均粒子径は、0.1〜5.0μmが好ましく、1.0〜3.0μmがより好ましい。なお、本明細書において、無機顔料の平均粒子径は、レーザー回折法により測定される値である。
【００４７】
白色樹脂層の厚みは、5〜25μmが好ましく、10〜20μmがより好ましい。上記厚みが薄過ぎると十分な反射率が得られないおそれがあり、厚過ぎるとアルミニウム箔側から絶縁性基材側への熱伝導性が低下して、半導体ベアチップの放熱性を低下させるおそれがある。なお、上記白色樹脂層の厚みは、後述するように白色樹脂層が複数の層により形成されている場合は、複数の層の厚みの合計である。
【００４８】
上記白色樹脂層を形成する樹脂は、白色樹脂層と隣接する層の種類に応じて適宜設定でき、例えば、上記接着樹脂層を形成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００４９】
図3に、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板の層構成の一例を示す。図3では、本発明の半導体実装用回路基板1は、絶縁性基材2、接着樹脂層6、白色樹脂層7及びアルミニウム箔3がこの順に積層されている。図3において、白色樹脂層7は単層で形成されている。上記白色樹脂層は、図3で示されるように単層で形成されていてもよいし、図4に示すように複数の層により形成されていてもよい。図4においては、本発明の半導体実装用回路基板1は、白色樹脂層7が下から順に71、72及び73の3層で形成されている。
【００５０】
白色樹脂層が複数の層により形成されている場合、白色樹脂層は、2層又は3層であることが好ましい。
【００５１】
白色樹脂層が複数の層により形成されている場合、複数の層の無機顔料の含有量は、アルミニウム箔側の層から接着樹脂層側の層に向かって減少している構成であることが好ましい。例えば、図4のように、白色樹脂層7が下から順に複数の層71、72及び73で形成されている場合、これらの層の無機顔料の含有量は、アルミニウム箔3側の層73から接着樹脂層6側の層71に向かって減少している構成であることが好ましい。このような構成とすることにより、アルミニウム箔側の層の無機顔料の含有量が最も多いので、回路基板表面が高い反射率を示し、LED発光素子等である半導体ベアチップから照射された光を効率よく反射することができる。また、無機顔料の含有量が多い層を厚くした場合の白色樹脂層自体の凝集力が低下することに起因する、層間密着性の低下を抑制することができる。
【００５２】
上述のように白色樹脂層が複数の層により形成され、無機顔料の含有量が、アルミニウム箔側の層から接着樹脂層側の層に向かって減少している構成である場合、最もアルミニウム箔に近い層の無機顔料の含有量は、0.50〜0.80g/cm3であることが好ましい。また、最も接着樹脂層に近い層の無機顔料の含有量は0.10〜0.40g/cm3であることが好ましい。
【００５３】
また、その反対に、白色樹脂層が複数の層により形成されている場合、複数の層の無機顔料の含有量は、金属箔側の層から接着樹脂層側の層に向かって増加している構成であることも好ましい。例えば、図4のように、白色樹脂層7が下から順に複数の層71、72及び73で形成されている場合、これらの層の無機顔料の含有量は、アルミニウム箔3側の層73から接着樹脂層6側の層71に向かって増加している構成であることも好ましい。このような構成とすることにより、アルミニウム箔側の層の無機顔料の含有量が少ないので、アルミニウム箔と白色樹脂層との層間密着性を高めることができる。また、無機顔料の含有量が少ない層のみで白色樹脂層を形成すると、回路基板表面の反射率が低くなるが、接着樹脂層側の層に向かって無機顔料の含有量が増加する構成とすることにより、アルミニウム箔と白色樹脂層との層間密着性を維持したままで、回路基板表面が高い反射率を示すことが可能となる。
【００５４】
上述のように白色樹脂層が複数の層により形成され、無機顔料の含有量が、アルミニウム箔側の層から接着樹脂層側の層に向かって増加している構成である場合、最もアルミニウム箔に近い層の無機顔料の含有量は、0.10〜0.40g/cm3であることが好ましい。また、最も接着樹脂層に近い層の無機顔料の含有量は0.50〜0.80g/cm3であることが好ましい。
【００５５】
２．半導体ベアチップ実装回路基板
本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板は、COB実装等により表面に半導体ベアチップを実装することにより半導体ベアチップ実装回路基板となる。
【００５６】
半導体ベアチップ実装用回路基板に実装される半導体ベアチップとしては、例えば、LEDチップ、レーザーダイオード、有機EL等の発光素子及びこれらのアレイ素子等の発光部品が挙げられる。
【００５７】
本発明の半導体ベアチップ実装回路基板においては、上記半導体ベアチップは、異方性導電ペースト、又は異方性導電フィルムを介して半導体ベアチップ実装用回路基板上に実装される。具体的には、回路パターン状のアルミニウム箔の表面に異方性導電ペーストを塗布するか、又は異方性導電フィルムを挟んで半導体ベアチップが実装される。
【００５８】
異方性導電ペーストの塗布後の厚み、及び異方性導電フィルムの厚みは、5〜10μmであることが好ましい。このような範囲の厚みとすることで、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制され、且つ半導体ベアチップと回路基板とが離れ過ぎず、半導体ベアチップから発生した熱を回路基板へ伝達し易くなり、優れた放熱性を示す。この結果、半導体ベアチップの高発光効率化、及び長寿命化を図ることが可能となり、また、スタッドバンプを形成する工程が不要であるので、低コスト化が可能となる。
【００５９】
上記半導体ベアチップ実装回路基板においては、半導体ベアチップと、半導体ベアチップ実装用回路基板との間に、スタッドバンプを有しない構成とするとよい。スタッドバンプを有しない構成とすることにより、半導体ベアチップと回路基板とが離れ過ぎず、半導体ベアチップから発生した熱を回路基板へ伝達し易くなり、優れた放熱性を示す。この結果、半導体ベアチップの高発光効率化、及び長寿命化を図ることが可能となり、また、スタッドバンプを形成する工程が不要であるので、低コスト化が可能となる。
【００６０】
上記半導体ベアチップ実装回路基板においては、半導体ベアチップは、透明樹脂により封止されていることが好ましい。上記透明樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂が挙げられる。また、封止方法としては、トランスファーモールド、ポッティング、ディスペンサー又はスクリーン印刷による封止方法が挙げられる。
【００６１】
透明樹脂には、蛍光体が混合されていてもよい。蛍光体としては、例えばYAG蛍光体、珪酸塩系蛍光体、窒化物蛍光体を用いることができる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板は、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数、及びアルミニウム箔のビッカース硬度が特定の範囲であるので、半導体ベアチップから回路基板へ放熱するために、回路基板上にスタッドバンプを介さずに半導体ベアチップを実装し、且つ良好な導電性を得るために半導体ベアチップの実装時の荷重を大きくしても、半導体ベアチップの沈み込みが抑制されて、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触が抑制される。このため、本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板、及び当該半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板は、安定した導電性を示し、且つ優れた耐電圧特性を示す。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板の一例を示す断面図である。
【図２】絶縁性基材の150℃での縦弾性係数が330MPa未満であり、アルミニウム箔のビッカース硬度が32HV未満である回路基板に半導体ベアチップを実装した半導体ベアチップ実装回路基板を示す断面図である。
【図３】本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板の層構成の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板において、白色樹脂層を複数の層で形成した場合の層構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
【００６５】
実施例1
厚さ50μmのアルミニウム箔（東洋アルミ二ウム株式会社製：材質1N30-H18  ビッカース硬度：49HV）の片面に、接着性樹脂（DIC株式会社製接着剤：LX500を100部と、硬化剤であるKW75を10部混合したもの）を、溶剤揮発後の厚みが5μmになるように塗工した。次に、接着性樹脂塗工面を、絶縁性基材としてのポリエチレンテレフタレート（PEN）フィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製：厚さ38μm）に貼り合わせた。PENフィルムの150℃での縦弾性係数は420MPaであった。
【００６６】
次に、フォトリソグラフィー法により、アルミニウム箔を回路パターン状に形成して、半導体ベアチップ実装用回路基板を作製した。
【００６７】
半導体ベアチップ（CREE社製チップLED）を、回路パターン状のアルミニウム箔のクリアランス部分に、異方性導電ペースト（ACP）（DELO社製：AC265）を介して実装し、半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。実装条件は、200℃の温度下で、4.0Nの荷重で20秒間押圧する条件とした。
【００６８】
実施例2
アルミニウム箔としてビッカース硬度34HV（材質：1N30-H14）のものを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００６９】
実施例3
絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が340MPaであるPETフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７０】
実施例4
アルミニウム箔としてビッカース硬度34HV（材質：1N30-H14）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が340MPaであるPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７１】
実施例5
アルミニウム箔としてビッカース硬度79HV（材質：3004-H14）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が340MPaであるPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７２】
比較例1
アルミニウム箔としてビッカース硬度19HV（材質：1N30-O）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が310MPaであるナイロンフィルムを用い、半導体ベアチップの実装条件を200℃の温度下で、2.0Nの荷重で20秒押圧する条件とした以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７３】
比較例2
アルミニウム箔としてビッカース硬度19HV（材質：1N30-O）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が310MPaであるナイロンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７４】
比較例3
アルミニウム箔としてビッカース硬度30HV（材質：1N30-H13）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が340MPaであるPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７５】
比較例4
アルミニウム箔としてビッカース硬度34HV（材質：1N30-H14）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が310MPaであるナイロンフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７６】
比較例5
アルミニウム箔としてビッカース硬度83HV（材質：3004-H15）のものを用い、絶縁性基材として150℃での縦弾性係数が340MPaであるPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして半導体ベアチップ実装回路基板を作製した。
【００７７】
なお、上記実施例及び比較例において、アルミニウム箔のビッカース硬度は、JIS K 2244に準拠した測定方法により測定した。また、絶縁性基材の150℃での縦弾性係数は、JIS K 7127に準拠した測定方法により東洋精機製STROGRAPH VGS 1-Eを用いて、試験片の幅15mm、引張速度100mm/分の条件で測定した。
【００７８】
上記実施例及び比較例について、以下の評価方法により評価した。
【００７９】
＜導電性評価＞
定電流電源を用いて100mAの電流を流してLED発光素子の点灯状況を観察し、以下の評価基準に従って評価した。
A：測定サンプル10個中、全てが点灯する
B：測定サンプル10個中、7〜9個が点灯する
C：測定サンプル10個中、6個以下しか点灯しない
【００８０】
＜半導体ベアチップ端部と回路基板との接触の評価（抵抗値測定）＞
アノード／カソード間の抵抗値を測定し、正常な抵抗値（半導体ベアチップ端部と回路基板とが接していない状態であることを、断面観察の結果から確認できているものの抵抗値）との比較を行い、以下の評価基準に従って評価した。
A：正常な抵抗値と比較して、抵抗値の低下が5％未満である
B：正常な抵抗値と比較して、抵抗値の低下が5％以上15％未満である
C：正常な抵抗値と比較して、抵抗値の低下が15％以上40％未満である
D：正常な抵抗値と比較して、抵抗値の低下が40％以上である
【００８１】
＜耐電圧特性評価）＞
半導体ベアチップを実装する前の耐電圧を測定して初期値とし、実装後の耐電圧を測定して、以下の評価基準に従って評価した。
A：初期値に対して、耐電圧の低下が5％未満である
B：初期値に対して、耐電圧の低下が5％以上15％未満である
C：初期値に対して、耐電圧の低下が15％以上40％未満である
D：初期値に対して、耐電圧の低下が40％以上である
測定結果を表1に示す。
【００８２】
【表１】
2015012006.tif 000002
【００８３】
表１の結果から、実施例1〜5のベアチップ実装回路基板は、実装後のLED発光素子（半導体ベアチップ）が全て点灯しており、良好な導電性を得るために実装時の荷重を大きくしても半導体ベアチップの沈み込みが抑制されており、スタッドバンプが形成されていなくても半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制され、安定した導電性を得られていることが分かる。また、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔との接触による短絡が抑制されているので、半導体ベアチップ実装前後のアノード／カソード間の抵抗値の低下が少なくなっていることが分かる。更に、アルミニウム箔及び絶縁性基材の変形、並びに半導体ベアチップの沈み込みが抑制されているので、耐電圧の低下が少なくなっており、耐電圧特性に優れていることが分かる。
【００８４】
これに対して、比較例1は、アルミニウム箔のビッカース硬度、及び絶縁性基材の縦弾性係数が低いことを考慮して、半導体ベアチップが沈み込まないように実装時の荷重を低くしたために、半導体ベアチップと回路バターン状のアルミニウム箔との間の導電性が十分でなく、半導体ベアチップの点灯評価において測定サンプル10個中、6個以下しか点灯しなかった。このため、比較例2において、比較例1で用いた回路基板と同一の回路基板を用いて実装時の荷重を高くすると、半導体ベアチップが沈み込んで半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔とが接触して短絡を生じ、安定した導電性が得られておらず、導電性評価がB評価であった。また、比較例2では、半導体ベアチップ端部と回路基板とが接触しているので、半導体ベアチップの実装の前後でアノード／カソード間の抵抗値が低下した。また、アルミニウム箔及び絶縁性基材の変形が生じ、半導体ベアチップの沈み込みが発生して、耐電圧が低下した。
【００８５】
比較例3はアルミニウム箔のビッカース硬度が低く、比較例4は絶縁性基材の150℃での縦弾性係数が低い。このため、半導体ベアチップが実装時の荷重により沈み込み、半導体ベアチップの端部とアルミニウム箔とが若干接触するので、導電性評価ではA評価となっているが、半導体ベアチップの実装の前後でアノード／カソード間の抵抗値が低下した。比較例4においてはアルミニウム箔及び絶縁性基材の変形により、耐電圧も低下した。
【００８６】
比較例5は、アルミニウム箔のビッカース硬度、及び絶縁性基材の150℃での縦弾性係数が高いため、アルミニウム箔及び絶縁性基材の変形、並びに半導体ベアチップの沈み込みが抑制されて、半導体ベアチップの実装の前後でアノード／カソード間の抵抗値、及び耐電圧がほとんど低下していない。しかしながら、アルミニウム箔のビッカース硬度が高過ぎるため、導電性評価がB評価となっている。このことから、半導体ベアチップ実装回路基板が安定した導電性を示すためには、アルミニウム箔のビッカース硬度の上限値を80HVとすることが必要であることが分かる。
【符号の説明】
【００８７】
1…本発明の半導体ベアチップ実装用回路基板、2…絶縁性基板、3…回路パターン状のアルミニウム箔、4…導電性ペースト（ACP）、5…半導体ベアチップ、51…パッド電極、5a…半導体ベアチップの端部、6…接着樹脂層、7…白色樹脂層
【図１】
2015012006.tif 000003
【図２】
2015012006.tif 000004
【図３】
2015012006.tif 000005
【図４】
2015012006.tif 000006