(57)【要約】【課題】  半導体素子の搭載部における平坦性を確保し、放熱性を向上させる。【解決手段】  本発明の半導体素子搭載用の支持体は、配置される半導体素子と略同一形状を有する搭載部が設けられた第一の面と、一対の導体部が分離して配置され上記第一の面に向かい合う第二の面と、を有したセラミックスを材料とする絶縁性基板を備えており、上記搭載部を上記第一の面から上記第二の面上に透過させた透過部３０１を含み、かつ、上記第二の面を平面視して上記透過部３０１と略相似な形状に、上記絶縁性基板が上記導体部から露出された露出部３０２を有することを特徴とする。【選択図】  図３
2007281103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置される半導体素子と略同一形状を有する搭載部が設けられた第一の面と、一対の導体部が分離して配置され前記第一の面に向かい合う第二の面と、を有したセラミックスを材料とする絶縁性基板を備えており、
前記搭載部を前記第一の面から前記第二の面上に透過させた透過部を含み、かつ、前記第二の面を平面視して前記透過部と略相似な形状に、前記絶縁性基板が前記導体部から露出されてなる露出部を有することを特徴とする半導体素子搭載用の支持体。
【請求項２】
前記一対の導体部のうち少なくとも一方が、前記透過部を三方から包囲する外縁を有する請求項１に記載の半導体素子搭載用の支持体。
【請求項３】
前記一対の導体部は、前記露出部の中心を通る対称軸に対して互いに略対称な形状を有する請求項１または２に記載の半導体素子搭載用の支持体。
【請求項４】
前記露出部の前記透過部に対する相似比は、１．２５から１．５０である請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用の支持体。
【請求項５】
前記搭載部における高低差が２．０μｍから６．０μｍである請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体素子搭載用の支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）などの半導体素子を搭載するための支持体、特に、半導体素子が搭載される部位における平坦性が改善された半導体素子搭載用の支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザダイオードのような半導体発光素子は、導体配線が施された支持体に搭載され、発光装置とされる。このような半導体発光素子の高出力化に伴い、支持体は、耐熱性および耐光性に優れたセラミックスを主な材料とするセラミックスパッケージが好適に利用されている。
【０００３】
例えば、特開２００４−１５２９５２号公報に開示される発光装置は、発光ダイオードチップと、その発光ダイオードチップを配置する支持体であるセラミックスパッケージと、を備える。セラミックスパッケージは、発光ダイオードチップが配置される面上に導体配線が施されており、発光ダイオードチップの電極が導電性ワイヤを介して導体配線に接続されている。さらに、セラミックスパッケージは、半導体素子が搭載された面上からその面と向かい合う背面に延長された導体配線を有しており、セラミックスパッケージの背面に施された導体配線が外部の実装基板に施された導体配線に半田付けされる。これにより、発光装置が外部の実装基板に電気的および機械的に接続される。
【０００４】
支持体に施された導体配線は、半導体素子と外部の電極とを電気的に接続するだけでなく、発光装置の放熱性を向上させることができる。発光装置から実装基板への放熱性を向上させるため、支持体の背面の広い範囲に施されている。例えば、特許文献１に開示されるセラミックスパッケージに施された導体配線は、支持体の背面において、その側面に接続する側面の側から半導体素子の搭載部の直下まで延在されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５２９５２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックパッケージにおいて、半導体素子の搭載部の直下を含む支持体背面の広範囲に導体配線を施すと、半導体素子を搭載する搭載部における平坦性の確保が困難となる。
【０００７】
セラミックスパッケージは、その形成方法において、導体配線の下地部の形成とセラミックスの材料の成型および焼成を一体的に行う。すなわち、セラミックスパッケージの形成方法は、成型性を考慮して軟化された未焼成のセラミックスシートに、金属材料を含む導電性ペーストを塗布して形成させた積層体を焼成して硬化させる方法である。この方法において、導電性ペーストによる正負一対の導体配線の下地部と、その導体配線が配置された絶縁性基板が形成される。このようなセラミックスパッケージの形成方法において、焼成前のセラミックスシートの段階で、導電性ペーストの厚み方向に、分離したパターンとして配置されている一対の下地部の隙間から未焼成のセラミックシートの一部がはみ出してしまう。これに伴って、このはみ出し部分と向かい合う半導体素子の搭載部もはみ出し量に比例した量だけ凹み、半導体素子の搭載部における平坦性が低下する。
【０００８】
図６は、従来のセラミックパッケージの断面図を示す。ここで、支持体の半導体素子が配置される面上にあって、半導体素子の外形と略同一の外形で囲まれた領域を有する部位を「半導体素子の搭載部」とし、半導体素子の搭載部が支持体の背面へ透過された形状を「透過部」とする。つまり、「透過部」は、図６内に点線で示されるように、搭載部の外形を支持体の厚み方向へ支持体の背面と垂直になるように延長させた外形と、支持体の背面との交線により囲まれた領域を有する仮想的な部位とする。
【０００９】
図示されるように、セラミックパッケージの背面に施された一対の導体部２０１および導体部２０２は、半導体装置と外部の電極とを接続する導体配線として利用されるものであり、その端部が透過部と重なる位置までそれぞれ延在されている。このとき、導体部２０１の先端と、導体部２０２の先端との間において、セラミックス基板１０４の一部がはみ出しており、それに対応して搭載部の一部が窪んでいる。このように平坦性が低下した搭載部に半導体素子が接着材を介して実装されると、半導体素子と搭載部との間に隙間が生じることにより、半導体素子からの放熱性が低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、半導体素子が搭載される搭載部における平坦性が向上された支持体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】
【００１１】
以上の目的を達成するために本発明に係る半導体素子搭載用の支持体は、配置される半導体素子と略同一形状を有する搭載部が設けられた第一の面と、一対の導体部が分離して配置され上記第一の面に向かい合う第二の面と、を有したセラミックスを材料とする絶縁性基板を備えており、上記搭載部を上記第一の面から上記第二の面上に透過させた透過部を含み、かつ、上記第二の面上を平面視して上記透過部と略相似な形状に、上記絶縁性基板が上記導体部から露出されてなる露出部を有することを特徴とする。
【００１２】
上記一対の導体部のうち少なくとも一方が、上記透過部を三方から包囲する外縁を有することが好ましい。
【００１３】
上記一対の導体部は、上記露出部の中心を通る対称軸に対して互いに略対称な形状を有することが好ましい。
【００１４】
上記露出部の上記透過部に対する相似比は、１．２５から１．５０であることが好ましい。また、上記搭載部における高低差が２．０μｍから６．０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、半導体素子が搭載される搭載部における平坦性が向上された放熱性の高い支持体とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体素子搭載用の支持体を例示するものであって、本発明は半導体素子搭載用の支持体を以下に限定するものではない。
【００１７】
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００１８】
配置される半導体素子と略同一形状を有する搭載部が設けられた第一の面と、一対の導体部が分離して配置され上記第一の面に向かい合う第二の面と、を有したセラミックスを材料とする絶縁性基板を備えた半導体素子搭載用の支持体について、搭載部における平坦性を向上させるため、本発明者らは種々の検討を重ねた。その結果、上記搭載部を上記第一の面から上記第二の面上に透過させた透過部を含み、かつ、上記第二の面上を平面視して上記透過部と略相似な形状に、上記絶縁性基板が上記導体部から露出された露出部を上記第二の面に設けることにより課題を解決するに至った。
【００１９】
図１は、本形態の支持体を備えた半導体装置の斜視図であり、図２は、上面図である。また、図３および図４は、本形態の支持体の背面図であり、図５は、図３に示される本形態の支持体の背面における部分的な拡大図である。
【００２０】
本形態における支持体は、セラミックスを材料とする絶縁性基板を備えた半導体素子搭載用の支持体である。図２に示されるように、本形態における支持体は、その上面方向から見て、配置される半導体素子と略同一形状を有する搭載部が設けられた第一の面を有する。支持体には、第一の面に、搭載部を有する導体部２０１ａと、導体部２０２ａとが分離されて配置されており、導体部２０１ａと、導体部２０２ａとは、電気的に絶縁されている。半導体素子２０３の正負一対の電極は、導電性ワイヤ２０５により、導体部２０１ａと、導体部２０２ａとにそれぞれ接続されている。
【００２１】
さらに、図３および図４に示されるように、本形態における支持体は、一対の導体部が分離して配置され上記第一の面に向かい合う背面である第二の面を有する。そして、第二の面に導体部２０１ｂ、２０２ｂが分離して配置され、それらの導体部２０１ｂ、２０２ｂは、搭載部を有する第一の面に配置された導体部２０１ａ、２０２ａにそれぞれ接続している。
【００２２】
本形態における半導体素子の「搭載部」とは、支持体の半導体素子が配置される面上にあって、半導体素子の外形と略同一の外形で囲まれた領域を有する部位をいう。また、「透過部」とは、半導体素子の搭載部が支持体の背面へ透過された形状をいう。つまり、図６内に点線で示されるように、搭載部の外形を支持体の厚み方向へ支持体の背面と垂直になるように延長させたとき、その外形と、支持体の背面との交線により囲まれた領域を有する仮想的な部位をいう。
【００２３】
図３に示されるように、本形態の支持体は、その背面にて、導体部２０１ｂ１と、その導体部２０１ｂ１から絶縁されるべき導体部２０２ｂとが分離されて形成されている。さらに、導体部２０１ｂ１と、導体部２０２ｂとの間に、透過部３０１が想定されており、その透過部３０１の領域を内部に含む露出部３０２が設けられている。この露出部３０２は、図３中において点線で示される仮想的な辺と、導体部２０１ｂ１と、導体部２０２ｂの外縁の一部とにより囲まれてなる概観形状が透過部３０１と略相似な形状を有しており、絶縁性基板１０４ａが導体部から露出されてなる部位の一部として設けられている。
【００２４】
言い換えれば、導体部の外縁の一部により、透過部より大きく、かつ透過部と略相似な露出部の外形が画定されている。例えば、図３乃至図４に示されるように、導体部の外縁は、透過部３０１の形状と略相似な矩形の角部と、その角部に接続している辺を含む形状により、露出部３０２の外形の一部を画定している。
【００２５】
このように、パッケージの背面の透過部を含む位置にて、透過部の形状が拡大された形状の露出部を、その外縁により透過部が包囲されるように設ける。これにより、支持体の背面に配置された導体部のパターンが搭載部の平坦性に与える影響を少なくすることができ、本形態のセラミックパッケージは、半導体素子の搭載部における平坦性が向上された放熱性の高い支持体とすることができる。
【００２６】
また、本形態の支持体は、図５に示されるように、透過部３０１の外縁と、露出部３０２の外縁とに略一定の間隔が設けられていることが好ましい。これにより、搭載部の面内において平坦性が各方位で略均一となり、半導体素子から搭載部の各方位に効率よく放熱させることができるからである。
【００２７】
半導体素子の形状は、種々の形状とすることができ、その形状に応じて、搭載部、透過部および露出部の形状は、長方形や正方形などの矩形、六角形などの多角形とすることができる。また、搭載部に配置される素子は、半導体素子そのものに限定されることなく、半導体素子を搭載したサブマウントのような補助的な素子でもよい。また、図示される本形態の露出部は、支持体の背面の中央に一カ所設けられているが、露出部が設けられる箇所および個数は、中央の一カ所に限定されることはない。すなわち、露出部は、本発明の効果を奏する限り、搭載部の位置や素子の数に合わせて、中央以外の複数の箇所に設けてもよい。
【００２８】
支持体の背面に設けられた一対の導体部のうち少なくとも一方の外縁が、透過部を三方から包囲する外縁を有することが好ましい。例えば、透過部の形状が矩形であるとき、一対の導体部のうち少なくとも一方の外縁が、透過部の矩形の外形を成す三辺を包囲する外縁を有することが好ましい。図４に示されるように、本形態の支持体は、その背面にて、導体部２０１ｂ１と、導体部２０２ｂとが分離されて形成されている。このうち、半導体素子２０３が配置された搭載部を有する導体部２０１ａに接続する導体部２０１ｂ２の領域面積は、同じく背面に施された導体部２０２ｂと比較して相対的に大きい。つまり、導体部２０１ｂ２は、矩形である透過部の外形を画定する三辺に略平行な三辺の外縁のうち、導体部２０２ｂの方向に延長された二辺を外縁として、その外縁から支持体の側面の方に延設された導体部を有して、露出部を形成させている。これにより、背面において、半導体素子２０３が配置された搭載部に接続する導体部２０１ｂ２の占める領域の面積が大きくなっている。従来の支持体は、支持体の放熱性を向上させるため、透過部と重なる領域まで導体部を配置させており、そのため搭載部における平坦性が低下していた。しかし、本形態の導体部の形状とすることにより、支持体からの放熱性を向上させつつ、搭載部における平坦性をも向上させることができる。
【００２９】
第二の面における一対の導体部は、上記露出部の中心を通る対称軸に対して互いに略対称な形状を有することが好ましい。図３に示されるように、導体部２０１ｂ１と、導体部２０２とは、透過部３０１あるいは露出部３０２の中心を点対称の軸として、あるいは、中心を通る対称軸に対して対称な形状となるように配置されている。これにより、搭載部の面内における平坦性が各方位で略均一となるため、半導体素子からの放熱性が向上するからである。
【００３０】
上記露出部の上記透過部に対する相似比は、露出部が設けられる絶縁性基板の厚みに依存するが、絶縁性基板の厚みが約０．２ｍｍのとき、１．２５から１．５０であることが好ましい。
【００３１】
本形態における搭載部の平坦性の目安として、搭載部の面内における高低差Δｈを測定する。本形態における高低差Δｈは、例えば、非接触型レーザによる測定で、２．０μｍから６．０μｍであることが好ましい。さらに、好ましくはΔｈ≒０μｍである。以下、本形態の各構成について詳述する。
【００３２】
（支持体）
本形態の支持体とは、半導体素子が配置される搭載部を有する主面と、その主面の反対側に設けられる背面とを有し、光反射や電気的接続のための配線を目的とした金属部材が主面や背面に配置されたものである。
【００３３】
本形態における絶縁性部材とは、金属部材が配置され、支持体を形成させるためのものである。本形態の支持体は、セラミックスを絶縁性部材の材料とすることにより、耐熱性の高い支持体とすることができる。セラミックスは、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、炭化ケイ素あるいは窒化ケイ素などが好ましい。具体的には、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が４〜１０重量％添加され１５００から１７００℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや原料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０〜４０重量％の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され８００〜１２００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板などが挙げられる。アルミナをセラミックスの材料とすることにより、セラミックス基板を個片化するときに、分割面の欠けや割れの少ない支持体とすることができる。また、窒化アルミニウムをセラミックスの材料とすることにより、放熱性が高く、半導体素子が配置される搭載面の平坦性が高い支持体とすることができる。搭載面の平坦性が高いため、半導体素子の実装精度を向上させることができる。
【００３４】
セラミックスの粉体と、バインダー樹脂を混合して得られる材料をシート状に成型して得られるセラミックスグリーンシートを積層させて焼成することにより、所望の形状の支持体とすることができる。あるいは、セラミックスグリーンシートに種々の大きさのスルーホールを形成して積層することにより、凹部を有する支持体とすることができる。このような支持体に配される金属の下地層は、未焼成のセラミックスグリーンシートの段階で、タングステン、モリブデンのような高融点金属の微粒子を含む導体ペーストを所定のパターンに塗布したものを焼成することにより得ることができる。さらに、セラミックスグリーンシートを焼成した後、予め形成させておいた下地層に、ニッケル、金あるいは銀を順に鍍金して凹部に配され光反射を目的とした金属部材や電気的接続を目的とした導体部とすることができる。発光素子からの光に対して高い反射率を有する銀を最表面に配置することが好ましい。
【００３５】
本形態における露出部３０２は、配置パターンの外縁が透過部３０１より大きく、略相似な形状の外形に沿うように下地層の金属材料を配置することにより、形成させることができる。
【００３６】
（半導体素子）
本形態における半導体素子は、発光素子、受光素子、およびそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子（例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー）、あるいはそれらを組み合わせたものとすることができる。ここでは、半導体素子の一例として、発光素子（ＬＥＤチップ）について説明する。ＬＥＤチップを構成する半導体発光素子としては、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。例えば、光半導体素子は、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を入出力する発光素子や受光素子とすることができる。
【００３７】
半導体素子は、その電極がバンプと呼ばれる導電性材料（例えば、金や半田）を介して支持体の導体部に電気的および機械的に接続することができる他、サブマウントと呼ばれる補助部材を介して接続させることができる。
【００３８】
半導体素子と支持体とを固定する接着材は、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透光性樹脂とすることができる。あるいは、半導体素子と支持体とを固定する接着材は、例えば、金ペーストや銀ペーストのような導電性接着材や、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｐｂ、ＳｎおよびＺｎから選択された少なくとも一種を含む共晶材（例えば、Ａｕ−Ｓｎ）、あるいは、ＡｕおよびＡｇから選択された少なくとも一種を含む鑞材とすることができる。このような金属材料を含む接着材とすることにより、半導体素子の裏面に設けられた電極と支持体の導体部とを電気的に接続させたり、半導体素子からの放熱性を向上させたりすることができる。特に、本形態の支持体の搭載部は、平坦性が向上されており、これらの金属材料を含む接着材を好適に利用することができる。これらの金属材料を含む接着材は、半導体素子にスパッタリングや蒸着などの方法で予め形成させておくこともできる。あるいは、半導体素子を支持体に固定するときに搭載部に配置させることもできる。
【００３９】
（被覆部材）
本形態における被覆部材（「封止部材」と呼ぶこともある。）とは、支持体に載置された半導体素子や導電性ワイヤなどを塵芥、水分や外力などから保護する部材である。被覆部材の材料として、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂あるいはユリア樹脂が挙げられる。被覆部材は、所望に応じて着色剤、光安定化剤、蛍光物質など種々のものを含有させることもできる。具体的には、発光素子の発光波長や受光波長に応じて、不要な波長をカットする目的で顔料や染料などの着色剤を含有させる。
【００４０】
被覆部材に含有することができる蛍光物質は、発光素子の光を変換させるものであり、発光素子からの光をより長波長に変換させるものの方が短波長に変換させるものより効率がよい。発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（以下、「ＹＡＧ：Ｃｅ」と呼ぶ。）が好適に用いられる。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、その含有量によってＬＥＤチップからの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを、比較的簡単に形成することができる。
【００４１】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００４２】
図１は、本実施例における支持体を備えた半導体装置１００の斜視図である。図２は、本実施例における支持体の第一の面を視認するための上面図である。図３は、本実施例の支持体の背面図である。図５は、本実施例の支持体の背面を部分的に拡大した拡大図である。
【００４３】
本実施例における支持体は、種々の形状の貫通孔を有するセラミックスグリーンシートの積層体を焼成した後、焼成体である基板を分割することにより個片化したものである。本実施例における支持体は、全体の概観形状が直方体であり、実装基板に対面される背面の反対側に凹部を有する。本実施例の半導体装置は、支持体の凹部底面の中央に設けられた搭載部に半導体素子を配置させる。
【００４４】
以下、セラミックスグリーンシートの積層体について、より具体的に説明する。なお、図１において、個々のセラミックスグリーンシートの界面を実線で示すが、これは、本実施例における支持体がセラミックスグリーンシートを積層して形成されたことを示すものであり、焼成して得られた支持体について、必ずしも個々のセラミックスグリーンシートの界面が明瞭であるわけではない。
【００４５】
本実施例のセラミックスグリーンシートは、アルミナを主な材料とする。このセラミックスグリーンシートの積層体は、支持体の背面側に配置される第一のセラミックスグリーンシート１０４ａと、支持体の凹部の内壁面を形成するための貫通孔を有する第二のセラミックスグリーンシート１０４ｂと、凹部の内壁面の一部を形成するための貫通孔を有する第三のセラミックスグリーンシート１０４ｃと、を順に積層させたものである。
【００４６】
ここで、凹部の底面に導体部が配置された支持体とするため、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａは、その表面に導体部の下地層となるタングステンが配置されている。また、この下地層は、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａと、第二のセラミックスグリーンシート１０４ｂとの間に介在されている。さらに、下地層は、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａに設けられた貫通孔の内壁面に配置された下地層に接続しており、支持体の背面に配置された下地層に接続させる。ここで、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａに設けられた貫通孔は、その内壁面により第二の切欠部１０２ａ、１０２ｂを形成するためのものである。また、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａは、焼成されることにより露出部３０２が設けられる絶縁性基板となる。そのため、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａの厚みは、焼成後のセラミッス基板の厚みが約０．２ｍｍとなるような厚みに形成されている。
【００４７】
第二のセラミックスグリーンシート１０４ｂの貫通孔は、一方の開口部から他方の開口部に向かって内径が徐々に大きくなる形状とさせてある。これにより、開口方向に内径が大きくなる傾斜面を有する凹部とすることができ、光取り出し効率が向上された半導体装置とすることができる。
【００４８】
第三のセラミックスグリーンシート１０４ｃの貫通孔は、その内径が第二のセラミックスグリーンシート１０４ｂにおける貫通孔の最大径より大きくさせてある。これにより、支持体の凹部の開口部に段差を形成させることができる。この段差は、凹部の内壁面を被覆する被覆部材の保持手段とされ、被覆部材の支持体からの剥離を抑制することができる。
【００４９】
以上のようなセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより形成された本実施例の支持体の概観形状は、３．５ｍｍ四方の正方形を外形とする上面および背面と、それらの面を接続し、３．５ｍｍ×０．８ｍｍの長方形の側面とにより囲まれた直方体である。また、本実施例における支持体は、図２乃至図４に示されるように、その上面および背面方向から見て、四隅に第一の切欠部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを有している。さらに、第一の切欠部１０１ｃと第一の切欠部１０１ｄとに挟まれた中央に第二の切欠部１０２ａを有する。また、第一の切欠部１０１ａと第一の切欠部１０１ｂとに挟まれた中央に第二の切欠部１０２ｂを有する。なお、本実施例における第二の切欠部は、第一の切欠部の間に、単数づつ設けられるが、これに限定されることなく、支持体の概観形状や大きさに合わせて、複数づつ設けてもよい。
【００５０】
本実施例における第二の切欠部１０２ａおよび第二の切欠部１０２ｂは、支持体の側面と背面の交線を含む部位の一部が切り欠かれて設けられており、第二の切欠部１０２ａと第二の切欠部１０２ｂとが支持体の中央（例えば、支持体の背面の中心）に対して対称となるように形成されている。第二の切欠部１０２ａ、１０２ｂは、その概観形状の長軸が支持体の側面の長手方向に沿った直方体の形状を有する。本実施例の支持体は、第二の切欠部１０２ａ、１０２ｂにて実装基板に半田付けされたとき、半田のフィレットの亀裂を低減させることができる。
【００５１】
本実施例における支持体は、セラミックスグリーンシートの積層体を焼成した後、タングステンの下地層の上にニッケルおよび銀を鍍金することにより導体部を形成させたものである。本実施例の支持体は、その第一の面側において、半導体素子２０３が配置される搭載部を有する第一の導体部２０１ａと、その第一の導体部２０１ａから絶縁された第二の導体部２０２ａと、を備える。さらに、本実施例の支持体は、その第二の面側において、第一の導体部２０１ａと接続する第三の導体部２０１ｂ１と、第二の導体部２０２ａと接続する第四の導体部２０２ｂと、を備える。
【００５２】
支持体の第二の面において、第三の導体部２０１ｂ１および第四の導体部２０２ｂは、その外形を成す辺のうち、互いに向かい合う辺が所定の間隔を空けて設けられる。これにより、絶縁性基板であるセラミックス１０４ａが露出された導体部の隙間が形成され、この隙間は、透過部３０１を内側に含む露出部３０２を有する。本実施例における露出部３０２は、図３および図５中において点線で示される仮想的な辺と、導体部２０１ｂ１と、導体部２０２ｂの外縁の一部とにより囲まれてなり、その概観形状が透過部３０１と略相似な形状を有している。さらに、第三の導体部２０１ｂ１および第四の導体部２０２ｂの外形を成す辺のうち、互いに向かい合う辺の間隔について、露出部３０２を含む隙間における間隔は、露出部３０２を含まない隙間における間隔より大きい。ここで、第三の導体部２０１ｂ１と、第四の導体部２０２ｂとは、第二の面上を平面視して、透過部の中心に対して対称な形状を有して配置されている。また、本実施例における透過部の大きさは、ＬＥＤチップ２０３の大きさと同じ８００μｍ四方の正方形であり、露出部の大きさは、１１００μｍ四方の正方形である。
【００５３】
さらに、図５に示されるように、本実施例の支持体は、透過部３０１の外形を成す辺と、露出部３０２の外形を成す辺との間に、略一定の間隔が設けられている。つまり、透過部３０１の外形を成す辺と、それと向かい合う露出部の外形を成す辺である図中点線で示される二辺と、の間隔をそれぞれΔＸとする。また、透過部３０１の外形を成す辺と、それと向かい合う露出部の外形を成す辺である導体部２０１ｂまたは導体部２０２ｂの外縁と、の間隔をΔＹとする。ここで、本実施例における支持体は、ΔＸおよびΔＹの大きさを略等しくさせてある。
【００５４】
本実施例における搭載部の平坦性の目安として、搭載部の面内における高低差Δｈを測定すると、２．０μｍから６．０μｍである。なお、本実施例における搭載部の高低差Δｈは、非接触型レーザを利用した測定装置（Ｎｉｋｏｎ社製ＮＥＸＩＶ（型番；ＶＭＲ−６５５５））により、スポット径７μｍにて任意の倍率で測定したものである。
【００５５】
図２に示されるように、本実施例の導体部について、第一の導体部２０１ａは、凹部の内壁面の方向に幅が狭くなって延びる延伸部を有する。この延伸部は、凹部の底面の中心から見て三方向（三時、九時、十二時の方向）にそれぞれ設けられる。これらの延伸部のうち、十二時の方向の延伸部は、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａと第二のセラミックスグリーンシート１０４ｂとの間に介在させた下地層にそれぞれ接続し、さらに第三の導体部２０１ｂ１に接続している。なお、三方向に設けられた三つの延伸部の間には、第一のセラミックスグリーンシート１０４ａの上面に相当する二つの領域が導体部に被覆されることなく露出されている。この二つの領域は、凹部の内壁面に沿った円弧状の形状で、略同じ面積が左右対称に露出されている。これにより、凹部を封止する被覆部材とセラミックスの露出面との接着が各方位均等になるため、被覆部材が支持体から部分的に剥離することのない半導体装置とすることができる。
【００５６】
本実施例における支持体を利用した半導体装置１００は、第一の導体部２０１ａに設けられた搭載部に配置された８００μｍ四方のＬＥＤチップ２０３と、上記搭載部とは別に同じく第一の導体部２０１ａに設けられた搭載部に配置されたツェナーダイオード２０４と、これらの半導体素子の電極を第一の導体部２０１ａおよび第二の導体部２０２ａに接続させる導電性ワイヤ２０５と、を備える。
【００５７】
本実施例における支持体の凹部には、ＬＥＤチップ２０３や導電性ワイヤ２０５を外部環境から保護する被覆部材（図示せず）が配置されている。この被覆部材は、支持体の開口部に設けられた段差を被覆しており、支持体との接触面積が十分に確保され、支持体からの剥離が抑制される。さらに、被覆部材は、シリコーン樹脂にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を含有しており、蛍光体がその自重によりＬＥＤチップ２０３の周囲に沈降されている。これにより、本実施例における支持体を利用した半導体装置は、ＬＥＤチップ２０３の光がＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体により波長変換された光を出力することができる。特に、ＬＥＤチップ２０３が青色系の光を発するとき、発光装置は、ＬＥＤチップ２０３の光と、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体による蛍光との混色系の光を発することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、高出力の半導体素子を搭載する支持体として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例を模式的に示す上面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例を模式的に示す背面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例を模式的に示す背面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例を模式的に示す背面の拡大図である。
【図６】図６は、本発明と比較のために示す従来の支持体の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００・・・支持体
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ・・・第一の切欠部
１０２ａ、１０２ｂ・・・第二の切欠部
１０３・・・凹部
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ・・・セラミックスシート
２０１ａ・・・第一の導体部
２０２ａ・・・第二の導体部
２０１ｂ１、２０１ｂ２・・・第三の導体部
２０２ｂ・・・第四の導体部
２０３・・・半導体素子
２０４・・・保護素子
２０５・・・導電性ワイヤ
３０１・・・透過部
３０２・・・露出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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