(57)【要約】【課題】安定して製造することが可能であるとともに、製造コストの低減が可能である光半導体装置およびその製造方法を提供すること。【解決手段】基板１と、１対の電極２Ａ，２Ｂと、ＬＥＤチップ３と、ボンディングワイヤ４と、樹脂パッケージ５と、を備える、光半導体装置Ａ１であって、ボンディングパッド２Ｂａを有する電極２Ｂは、ボンディングパッド２Ｂａを構成する部分の厚さｔ１が１０〜３０μｍとされており、かつ基板１の裏面側に位置する部分の厚さｔ２が５〜９μｍとされている。【選択図】  図２
2008053290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
下地層とメッキ層とが積層された構造とされており、上記基板の両端縁を表面から裏面にわたって覆っている１対の電極と、
上記１対の電極の一方のうち上記基板の表面を覆う部分に形成されたダイボンディングパッドにダイボンディングされたＬＥＤチップと、
上記１対の電極の他方のうち上記基板の表面を覆う部分に形成されたボンディングパッドと上記ＬＥＤチップとを接続するボンディングワイヤと、
上記ＬＥＤチップおよび上記ボンディングワイヤを覆う樹脂パッケージと、
を備える、光半導体装置であって、
上記ボンディングパッドを有する電極は、上記ボンディングパッドを構成する部分の厚さが１０〜３０μｍとされており、かつ上記基板の裏面を覆う部分の厚さが５〜９μｍとされていることを特徴とする、光半導体装置。
【請求項２】
上記ダイボンディングパッドを有する電極は、上記ダイボンディングパッドを構成する部分の厚さが１０〜３０μｍとされており、かつ上記基板の裏面を覆う部分の厚さが５〜９μｍとされている、請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
基板に下地層とメッキ層とからなる１対の電極を形成する工程と、
上記１対の電極の一方のうち上記基板の表面を覆う部分にＬＥＤチップをダイボンディングする工程と、
上記ＬＥＤチップと、上記１対の電極の他方のうち上記基板の表面を覆う部分とを、ボンディングワイヤによって接続する工程と、
を有する光半導体装置の製造方法であって、
上記１対の電極を形成する工程は、上記下地層のうち上記基板の裏面を覆う部分を除く部分にメッキ層を形成する第１メッキ工程と、上記下地層のうち少なくとも上記基板の裏面を覆う部分にメッキ層を形成する第２メッキ工程とを含んでいることを特徴とする、光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板などに面実装される光半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来の光半導体装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された光半導体装置Ｘは、１対の電極９２Ａ，９２Ｂが形成された基板９１にＬＥＤチップ９３がボンディングされた構成とされている。ＬＥＤチップ９３およびボンディングワイヤ９４は、樹脂パッケージ９５によって覆われている。電極９２Ａには、ＬＥＤチップ９３をダイボンディングするためのダイボンディングパッド９２Ａｄが形成されている。電極９２Ｂには、ボンディングワイヤ９４をセカンドボンディングするためのボンディングパッド９２Ｂｄが形成されている。１対の電極９２Ａ，９２Ｂは、下地層９２Ａａ，９２Ｂａと２つずつのメッキ層９２Ａｂ，９２Ａｃ，９２Ｂｂ，９２Ｂｃが積層されている。下地層９２Ａａ、９２Ｂａは、たとえばＣｕからなる。メッキ層９２Ａｂ，９２Ｂｂは、たとえばＮｉからなり、メッキ層９２Ａｃ，９２Ｂｃは、たとえばＡｕからなる。ボンディングワイヤ９４のセカンドボンディングを適切に行うために、ボンディングパッド９２Ｂｄを構成するメッキ層９２Ｂｃは、その厚さが１〜２μｍ程度と比較的厚肉とされている。
【０００３】
しかしながら、光半導体装置Ｘを製造する際には、メッキ層９２Ａｂとメッキ層９２Ｂｂとは、一括して同一工程によって形成される。また、この工程においては、メッキ層９２Ａｂとメッキ層９２Ｂｂのうち、基板９１の表面を覆う部分と裏面を覆う部分と側面を覆う部分とが形成される。このため、メッキ層９２Ａｂ，９２Ｂｂは、いずれも全体が適切なセカンドボンディングが可能である程度の厚さとされている。Ａｕからなるメッキ層９２Ａｂ，９２Ｂｂの厚さが厚いほど、全体の厚さのバラツキが大きくなる。このバラツキが過大であると、メッキ層９２Ａｂ，９２Ｂｂを形成した後の光半導体装置Ｘの製造を不安定な状態で行うことが強いられる。また、過度に肉厚であるメッキ層９２Ａｂ，９２Ｂｂを形成すると、光半導体装置Ｘのコスト上昇を招来してしまう。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９６６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、安定して製造することが可能であるとともに、製造コストの低減が可能である光半導体装置およびその製造方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される光半導体装置は、基板と、下地層とメッキ層とが積層された構造とされており、上記基板の両端縁を表面から裏面にわたって覆っている１対の電極と、上記１対の電極の一方のうち上記基板の表面を覆う部分に形成されたダイボンディングパッドにダイボンディングされたＬＥＤチップと、上記１対の電極の他方のうち上記基板の表面を覆う部分に形成されたボンディングパッドと上記ＬＥＤチップとを接続するボンディングワイヤと、上記ＬＥＤチップおよび上記ボンディングワイヤを覆う樹脂パッケージと、を備える、光半導体装置であって、上記ボンディングパッドを有する電極は、上記ボンディングパッドを構成する部分の厚さが１０〜３０μｍとされており、かつ上記基板の裏面を覆う部分の厚さが５〜９μｍとされていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記ボンディングパッドは、比較的厚肉であるため、上記ボンディングワイヤをセカンドボンディングするときの押し付け力によって不当に剥がれるおそれが少ない。また、上記ボンディングワイヤのセカンドボンディング部が外れてしまうことを抑制することができる。さらに、上記ダイボンディングパッドが形成された上記電極のうち上記基板の裏面を覆う部分を比較的薄肉とすることにより、上記メッキ層の材質であるたとえばＡｕの使用量を削減することが可能である。したがって、上記光半導体装置の製造コストの低減を図ることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディングパッドを有する電極は、上記ダイボンディングパッドを構成する部分の厚さが１０〜３０μｍとされており、かつ上記基板の裏面を覆う部分の厚さが５〜９μｍとされている。このような構成によれば、上記ＬＥＤチップを上記ダイボンディングパッドに対して確実にダイボンディングすることができる。また、上記メッキ層の材質であるたとえばＡｕの使用量をさらに削減することが可能である。
【０００９】
本発明の第２の側面によって提供される光半導体装置の製造方法は、基板に下地層とメッキ層とからなる１対の電極を形成する工程と、上記１対の電極の一方のうち上記基板の表面を覆う部分にＬＥＤチップをダイボンディングする工程と、上記ＬＥＤチップと、上記１対の電極の他方のうち上記基板の表面を覆う部分とを、ボンディングワイヤによって接続する工程と、を有する光半導体装置の製造方法であって、上記１対の電極を形成する工程は、上記下地層のうち上記基板の裏面を覆う部分を除く部分にメッキ層を形成する第１メッキ工程と、上記下地層のうち少なくとも上記基板の裏面を覆う部分にメッキ層を形成する第２メッキ工程とを含んでいることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、本発明の第１の側面によって提供される光半導体装置を適切に製造することができる。特に、上記電極のうち上記基板の表面を覆う部分と上記基板の裏面を覆う部分とのそれぞれの厚さを別々にかつ正確に仕上げるのに適している。
【００１１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図１および図２は、本発明に係る光半導体装置の第１実施形態を示している。本実施形態の光半導体装置Ａ１は、基板１、１対の電極２Ａ，２Ｂ、ＬＥＤチップ３、ボンディングワイヤ４、および樹脂パッケージ５を具備して構成されている。なお、図１においては、理解の便宜上、樹脂パッケージ５を想像線で示している。
【００１４】
基板１は、平面視矩形状であり、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板である。基板１の表面には、ＬＥＤチップ４が搭載されている。基板１の裏面は、回路基板などに光半導体装置Ａ１を面実装するときに実装面として扱われる面である。
【００１５】
１対の電極２Ａ，２Ｂは、基板１の中央部分を挟んで基板１の両端縁にそれぞれ離間配置されている。電極２Ａ，２Ｂは、それぞれが基板１の表面から側面を経て裏面にわたる領域を覆っている。電極２Ａには、ダイボンディングパッド２Ａａが形成されている。ダイボンディングパッド２Ａａは、ＬＥＤチップ３をたとえば銀ペースト３１を用いてダイボンディングするための部分である。電極２Ｂには、ボンディングパッド２Ｂａが形成されている。ボンディングパッド２Ｂａは、ＬＥＤチップ３にファーストボンディングされたボンディングワイヤ４をセカンドボンディングするための部分である。電極２Ａ，２Ｂのうち基板１の裏面を覆う部分は、光半導体装置Ａ１を面実装するための実装端子として用いられる。
【００１６】
図２に示すように、電極２Ａは、下地層２０Ａとメッキ層２１Ａとが積層された構造とされており、電極２Ｂは、下地層２０Ｂとメッキ層２１Ｂとが積層された構造とされている。下地層２０Ａ，２０Ｂは、たとえばＣｕからなり、無電解メッキによって形成されている。下地層２０Ａ，２０Ｂは、その厚さが５μｍ〜９μｍ弱程度とされている。
【００１７】
メッキ層２１Ａは、複数のメッキ層２１Ａａ，２１Ａｂ，２１Ａｃが積層された構造とされており、メッキ層２１Ｂは、複数のメッキ層２１Ｂａ，２１Ｂｂ，２１Ｂｃが積層された構造とされている。メッキ層２１Ａａ，２１Ｂａは、たとえばＮｉからなり、基板１の表面および側面を覆っている。メッキ層２１Ａａ，２１Ｂａは、その厚さがたとえば５〜２０μｍ程度とされている。メッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂは、たとえば電解メッキによって形成されたＡｕからなり、メッキ層２１Ａａ，２１Ｂａを覆っている。メッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂは、その厚さがたとえば０．１〜０．２μｍ程度とされている。メッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃは、たとえばフラッシュメッキによって形成されたＡｕからなり、基板１の表面から側面を経て裏面にわたる領域を覆っている。メッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃは、その厚さがたとえば０．０５〜０．３μｍ程度とされている。以上の積層構造を有することにより、電極２Ａ，２Ｂのうち基板１の表面および側面を覆う部分は、その厚さｔ１が１０〜３０μｍとされており、メッキ層２１Ａ，２１Ｂのうち基板１の裏面を覆う部分は、その厚さｔ２が５〜９μｍとされている。
【００１８】
ＬＥＤチップ３は、光半導体装置Ａ１の光源であり、たとえば可視光を発光可能に構成されている。ＬＥＤチップ３は、たとえばｐｎ型の半導体素子であり、たとえば底面に形成されたｎ側電極が銀ペースト３１を介して電極２Ａに導通している。また、ＬＥＤチップ３の上面に形成されたｐ側電極は、ボンディングワイヤ４を介して電極２Ｂに導通している。
【００１９】
ボンディングワイヤ４は、ＬＥＤチップ３と電極２Ｂとを導通させるためのものであり、たとえばＡｕからなる。ボンディングワイヤ４は、まずＬＥＤチップ３に対していわゆるファーストボンディングされた後に、電極２Ｂのボンディングパッド２Ｂａに対していわゆるセカンドボンディングされている。
【００２０】
樹脂パッケージ５は、ＬＥＤチップ３およびボンディングワイヤ４を保護するためのものである。樹脂パッケージ５は、ＬＥＤチップ３からの光に対して透光性を有するたとえばエポキシ樹脂を用いてモールド成形されている。なお、樹脂パッケージ５としては、全体が透光性を有する材質からなるものに限定されず、たとえば、ＬＥＤチップ３から側方に発せられた光を反射して基板１の厚さ方向に向かわせるリフレクタを有する構成であってもよい。
【００２１】
次に、光半導体装置Ａ１の製造方法の一例について、図３〜図１０を参照しつつ、以下に説明する。
【００２２】
まず、図３に示すように、基板材料１Ａを用意する。基板材料１Ａは、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、図１および図２に示す基板１を複数個取り可能なサイズとされている。基板材料１Ａの表面には、たとえば無電解メッキによってＣｕからなる下地層２０を形成する。下地層２０の厚さは、５μｍ〜９μｍ弱程度とする。
【００２３】
基板材料１Ａには、複数の細長状のスリットが形成されている。基板材料１Ａのうち隣り合うスリットに挟まれた帯状の部分は、複数の基板１が直列に配置されたものに相当する。図４は、隣り合うスリットに挟まれたある帯状部分を部分的に拡大して示している。
【００２４】
次いで、図５に示すように、基板材料１Ａの裏面側にレジスト膜６１を形成する。そして、下地層２０のうちレジスト膜６１から露出した部分に、たとえばエッチングを用いたパターニングを施す。このパターニングによって、下地層２０を図６に示す形状とする。
【００２５】
次いで、パターニングによって残存した下地層２０に対してたとえば電解メッキを施すことにより、図７に示すようにＮｉからなるメッキ層２１Ａａ，２１Ｂａを形成する。メッキ層２１Ａａ，２１Ｂａの厚さは、５〜２０μｍ程度とする。さらに、メッキ層２１Ａａ，２１Ｂａの上からたとえば電解メッキを施すことにより、Ａｕからなるメッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂを形成する。メッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂの厚さは、０．１〜０．２μｍ程度とする。
【００２６】
次いで、レジスト膜６１を除去した後に、図８に示すようにメッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂおよび基板材料１Ａのうちメッキ層２１Ａｂ，２１Ｂｂによって挟まれた領域を覆うように、レジスト膜６２を形成する。これにより、下地層２０のうち基板材料１Ａの裏面を覆う部分のみが露出した状態となる。下地層２０の露出部分のうち、基板材料１Ａの中央寄り部分を覆う部分をたとえばエッチングを用いたパターニングによる除去する。これにより、下地層２０が、図９に示す下地層２０Ａ，２０Ｂに分割される。
【００２７】
次いで、レジスト膜６２を除去した後に、フラッシュメッキを施すことにより、図１０に示すようにＡｕからなるメッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃを形成する。メッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃの厚さは、０．０５〜０．３μｍ程度とする。以上の工程により、下地層２０Ａおよびメッキ層２１Ａが積層された電極２Ａと、下地層２０Ｂおよびメッキ層２１Ｂが積層された電極２Ｂとが形成される。電極２Ａ，２Ｂのうち基板材料１Ａの表面および側面を覆う部分の厚さｔ１は、１０〜３０μｍとする。また、電極２Ａ，２Ｂのうち基板材料１Ａの裏面を覆う部分の厚さｔ２は、５〜９μｍとする。
【００２８】
この後は、ダイボンディングパッド２Ａａに対するＬＥＤチップ３のダイボンディング、ボンディングワイヤ４のファーストボンディングおよびセカンドボンディング、そしてモールド成形による樹脂パッケージ５の形成を順次行う。そして、基板材料１Ａを複数の基板１に分割するように切断することにより、図１および図２に示す光半導体装置Ａ１が得られる。
【００２９】
次に、光半導体装置Ａ１の作用について説明する。
【００３０】
本実施形態によれば、ボンディングワイヤ４のセカンドボンディングは、比較的厚肉とされたボンディングパッド２Ｂａに対してなされる。具体的には、ボンディングパッド２Ｂａの厚さｔ１は、１０〜３０μｍとされている。特に、Ａｕからなるメッキ層２１Ｂｂは、その厚さが０．１〜０．２μｍとされている。このようなボンディングパッド２Ｂａは、セカンドボンディングにおける押し付け力によって不当に剥がれるおそれが少ない。また、ボンディングワイヤ４のセカンドボンディング部の接合力を高めることが可能である。
【００３１】
また、ダイボンディングパッド２Ａａは、ボンディングパッド２Ｂａと同一の厚さとされている。このため、ダイボンディングパッド２Ａａに対してＬＥＤチップ３を確実にダイボンディングすることが可能である。
【００３２】
一方、電極２Ａ，２Ｂのうち基板１の裏面を覆う部分は、その厚さｔ２が５〜９μｍと、比較的薄肉とされている。メッキ厚さが薄いほど、厚さの不均一を抑制することが可能である。したがって、光半導体装置Ａ１を製造する際に、メッキ厚さの不均一によって製造が不安定となることを防止することができる。また、ダイボンディングパッド２Ａａやボンディングパッド２Ｂａと比較して、面実装に利用される電極２Ａ，２Ｂの部分は、比較的薄肉としても剥がれなどが生じるおそれが少ない。このような部分を、その厚さｔ２が５〜９μｍと比較的薄い部分とすることにより、光半導体装置Ａ１を製造するのに要するＡｕの使用量を削減することが可能である。したがって、光半導体装置Ａ１の製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
図１１は、本発明に係る光半導体装置の第２実施形態を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。図示された光半導体装置Ａ２は、メッキ層２１Ａ，２１Ｂの構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、メッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃは、基板１の裏面側のみに形成されている。メッキ層２１Ａ，２１Ｂのうち基板１の表面および側面を覆う部分は、メッキ層２１Ａａ，２１Ａｂ、およびメッキ層２１Ｂａ，２１Ｂｂのみによって構成されている。また、メッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃは、Ａｇ、Ｓｎ、またはＳｎを主成分とするハンダからなる。本実施形態においても、電極２Ａ，２Ｂのうち基板１の表面および側面を覆う部分の厚さｔ１は、１０〜３０μｍとされており、電極２Ａ，２Ｂのうち基板１の裏面を覆う部分の厚さｔ２は、５〜９μｍとされている。
【００３４】
光半導体装置Ａ２は、上述した光半導体装置Ａ１の製造方法と類似の製造方法によって製造することができる。たとえば、図３〜図９に示した工程の後に、図１２に示すように、レジスト膜６２から露出した下地層２０Ａ，２０Ｂの上からＡｇ、Ｓｎ、またはＳｎを主成分とするハンダを用いてメッキ層２１Ａｃ，２１Ｂｃを形成することにより、図１１に示した光半導体装置Ａ２を適切に製造することができる。
【００３５】
このような実施形態によっても、ボンディングワイヤ４のボンディングおよびＬＥＤチップ４のダイボンディングを適切に行うことができる。また、メッキ層２１Ａ，２１Ｂのうち面実装に用いられるためにＡｕからなることを必要とされない部分を、Ａｕ以外のＡｇ、Ｓｎ、またはＳｎを主成分とするハンダによって構成することにより、光半導体装置Ａ２の製造コストをさらに低減することができる。
【００３６】
本発明に係る光半導体装置およびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光半導体装置およびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造に用いる基板材料を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造に用いる基板材料の一部を示す要部斜視図である。
【図５】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例において、レジスト膜を形成する工程を示す要部斜視図である。
【図６】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例において、下地層にパターニングを施す工程示す要部斜視図である。
【図７】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例において、メッキ層を形成する工程を示す要部断面図である。
【図８】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例において、レジスト膜を形成する工程を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例において、下地層にパターニングを施す工程を示す要部断面図である。
【図１０】本発明に係る光半導体装置の第１実施形態の製造方法の一例においてメッキ層を形成する工程を示す要部断面図である。
【図１１】本発明に係る光半導体装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る光半導体装置の第２実施形態の製造方法の一例において、メッキ層を形成する工程を示す要部断面図である。
【図１３】従来の光半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ１，Ａ２  光半導体装置
１      基板
１Ａ    基板材料
２Ａ，２Ｂ  １対の電極
２Ａａ  ダイボンディングパッド
２Ｂａ  ボンディングパッド
３      ＬＥＤチップ
４      ボンディングワイヤ
５      樹脂パッケージ
２０Ａ，２０Ｂ  下地層
２１Ａ，２１Ｂ  メッキ層
２１Ａａ，２１Ｂａ  メッキ層
２１Ａｂ，２１Ｂｂ  メッキ層
２１Ａｃ，２１Ｂｃ  メッキ層
３１    銀ペースト
６１，６２  レジスト膜
【図１】
2008053290.tif 000003
【図２】
2008053290.tif 000004
【図３】
2008053290.tif 000005
【図４】
2008053290.tif 000006
【図５】
2008053290.tif 000007
【図６】
2008053290.tif 000008
【図７】
2008053290.tif 000009
【図８】
2008053290.tif 000010
【図９】
2008053290.tif 000011
【図１０】
2008053290.tif 000012
【図１１】
2008053290.tif 000013
【図１２】
2008053290.tif 000014
【図１３】
2008053290.tif 000015