(57)【要約】【課題】光の利用効率および放熱効率を向上することができる半導体発光装置光の利用効率および放熱効率を向上することができる半導体発光装置を提供すること。【解決手段】絶縁性基板１４の表面に正負一対の電極１１、１２が形成された配線基板１と、一方の電極上または両方の電極上に跨って設置されかつ正負一対の電極１１、１２と電気的に接続されたＬＥＤ３０と、内周側にテーパ面を有しかつ前記配線基板１の表面における一対の電極１１、１２の周囲部に配置された金属枠体４０とを備え、前記金属枠体４０は、配線基板１の表面に接着剤層４５を介して接合され、前記金属枠体４０の表面および前記一対の電極１１、１２の表面にメッキ層５０が形成されたことを特徴とする半導体発光装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の表面に正負一対の電極が形成された配線基板と、一方の電極上または両方の電極上に跨って設置されかつ正負一対の電極と電気的に接続されたＬＥＤと、内周側にテーパ面を有しかつ前記配線基板の表面における一対の電極の周囲部に配置された金属枠体とを備え、
前記金属枠体は、配線基板の表面に接着剤層を介して接合され、
前記金属枠体の表面および前記一対の電極の表面にメッキ層が形成されたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記金属枠体の表面および一方の電極の表面が、前記メッキ層にて繋がっている請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記金属枠体が銅合金からなる請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記配線基板が、前記絶縁性基板の裏面に裏面配線パターンを有し、
前記裏面配線パターンは、前記絶縁性基板を貫通して形成されたフィルドビアによって正負一対の電極と接続されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記フィルドビアが、前記正または負電極の少なくとも一方の電極に対し２箇所以上形成された請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記絶縁性基板は、フィラーを混合した樹脂フィルムからなる請求項４または５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記配線基板の裏面の一部が、フィラーを樹脂に混練したソルダーレジストで被覆された請求項４〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記接着剤層が感光性接着剤からなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項９】
絶縁性基板の表面に正負一対の電極を有する配線基板を形成する工程（Ａ）と、
金属薄板に貫通穴を形成して金属枠体を形成する工程（Ｂ）と、
前記配線基板の表面における一対の電極の周囲部に接着剤層を介して前記金属枠体を接合して積層体を形成する工程（Ｃ）と、
前記積層体の金属枠体表面および電極表面に電解メッキによりメッキ層を形成する工程（Ｄ）と、
前記メッキ層を介して一方の電極上または両方の電極上に跨ってＬＥＤを設置し、正負一対の電極と電気的に接続する工程（Ｅ）とを備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（Ｃ）が、前記配線基板の表面に感光性接着剤を塗布する工程（Ｃ１）と、前記感光性接着剤の塗布層上に金属枠体を設置する工程（Ｃ２）と、金属枠体を設置した配線基板の表面側から光を照射して前記塗布層における外部に露出した部分を露光し、その後、現像処理して塗布層における露光した部分を除去する工程（Ｃ３）とを含む請求項９に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の半導体発光装置を用いたLED照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置、その製造方法およびそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた半導体発光装置が液晶表示装置用のバックライトや一般照明用として種々開発されている。これらの半導体発光装置のパッケージは、ＬＥＤから出射される可視光を所定の方向に効率よく光を出射して明るさを増加させ、かつＬＥＤの発熱を効率よく逃がすために、様々な構造が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
特許文献１のような従来技術１の半導体発光装置は、２層構造の配線基板上にＬＥＤが搭載され、配線基板上のＬＥＤの周囲を樹脂製の枠状部材で囲み、枠状部材内に透明のモールド樹脂を充填してＬＥＤを封止した構造である。配線基板は表面に正負一対の電極を有し、ＬＥＤは一方の電極であるチップ実装ランドにロー材（金、錫合金および銀ペースト等）によって接合されて電気的に接続されている。他方の電極である接続ランドはＬＥＤ上面と金線（直径50μｍ程度）等で電気的に接続されている。
【０００４】
この半導体発光装置において、ＬＥＤから出た光のうち、周囲へ拡散しようとする光は枠状部材の内壁面で反射して配線基板に対して略垂直方向へ向けられる。また、ＬＥＤから出た熱は金属製のチップ実装ランドを通して裏面の配線に伝えられ、さらに外部端子から図示しないロー材で接続された外部電極に伝えられる。
【０００５】
特許文献２のような従来技術２の半導体発光装置では、配線基板の表面に形成された正負一対の電極ランド上にＬＥＤがフリップチップ実装され、ＬＥＤの周囲にアルミニウムといった反射率の高い金属を型で成型した枠状部材が接着層を介して配線基板の絶縁層上に接合されている。
この半導体発光装置によれば、枠状部材が金属製であるため、樹脂製のものに比べて光の反射率が高い。また、ＬＥＤで発生した熱は表面側の電極ランドからフィルドビアを介して裏面の電極層に伝達され、さらに外部配線へ伝達される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６５１３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術１の半導体発光装置では、上述したように、枠状部材が樹脂製であるため反射率は金属製に比べると小さいため光の利用効率も低い。特にＬＥＤの波長が青色〜紫外と短くなると反射率の低下が顕著になり、さらに樹脂製枠状部材が変性して黄色く変色する場合もある。
また、従来技術１および２の半導体発光装置では、ＬＥＤから出た光のうち配線基板の表面に当たる光の利用効率は低く、それに加え、放熱経路も長いため十分な放熱効率が得にくい。さらに、枠状部材を配線基板上に接着する際、接着剤が枠状部材の接着面からはみ出さないように加圧および加熱条件を精密に制御する必要がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を鑑みなされたものであり、光の利用効率および放熱効率を向上することができる半導体発光装置、その製造方法およびそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かくして、本発明によれば、絶縁性基板の表面に正負一対の電極が形成された配線基板と、一方の電極上または両方の電極上に跨って設置されかつ正負一対の電極と電気的に接続されたＬＥＤと、内周側にテーパ面を有しかつ前記配線基板の表面における一対の電極の周囲部に配置された金属枠体とを備え、前記金属枠体は、配線基板の表面に接着剤層を介して接合され、前記金属枠体の表面および前記一対の電極の表面にメッキ層が形成された半導体発光装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の別の観点によれば、絶縁性基板の表面に正負一対の電極を有する配線基板を形成する工程（Ａ）と、金属薄板に貫通穴を形成して金属枠体を形成する工程（Ｂ）と、前記配線基板の表面における一対の電極の周囲部に接着剤層を介して前記金属枠体を接合して積層体を形成する工程（Ｃ）と、前記積層体の金属枠体表面および電極表面にメッキ層を形成する工程（Ｄ）と、前記メッキ層を介して一方の電極上または両方の電極上に跨ってＬＥＤを設置し、正負一対の電極と電気的に接続する工程（Ｅ）とを備えた半導体発光装置の製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記半導体発光装置を用いたＬＥＤ照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体発光装置によれば、ＬＥＤから出射した光のうち、金属枠体側へ出射する光はメッキされたテーパ面を反射し、配線基板側へ出射する光はメッキされた第１および第２電極の表面を反射して、配線基板の平面方向と略垂直な方向に向かうため、ＬＥＤの光の利用効率が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の半導体発光装置は、絶縁性基板の表面に正負一対の電極が形成された配線基板と、一方の電極上または両方の電極上に跨って設置されかつ正負一対の電極と電気的に接続されたＬＥＤと、内周側にテーパ面を有しかつ前記配線基板の表面における一対の電極の周囲部に配置された金属枠体とを備え、前記金属枠体は、配線基板の表面に接着剤層を介して接合され、前記金属枠体の表面および前記一対の電極の表面にメッキ層が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
つまり、本発明の半導体発光装置は、金属枠体の表面だけでなく、配線基板の一対の電極の表面にもメッキ層を形成することにより、ＬＥＤから出射した光のうち配線基板側へ向かう光もメッキ層にて反射させて光の利用効率を高めるように構成されている。
以下、この半導体発光装置を構成する各構成要素および構造について説明する。
【００１４】
絶縁性基板としては、絶縁性を有する材料からなる基板であれば特に限定されず、例えば樹脂フィルム基板、ガラス基板、セラミックス基板、表面に絶縁層を有する半導体基板等が挙げられ、その厚みは１５０〜８００μｍ程度が適当である。本発明において、これらの絶縁性基板は、ＬＥＤの光が絶縁性基板を通過すると光の反射損失が生じるため、光透過性を有さず、さらには可視光の表面反射効率が高い白色のものであることが好ましい。
絶縁性基板として、例えば樹脂フィルム基板を用いる場合、フィラーを混合した樹脂フィルムにて樹脂フィルム基板を形成することにより、樹脂フィルム基板は白色となるため、樹脂フィルム基板に当たるＬＥＤの光の反射効率を高めることができ、半導体発光装置全体としての光の利用効率をさらに高めることができる。この場合、シリカ等のフィラーを樹脂に混練して形成した樹脂フィルム基板を用いることが好ましい。また、樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
【００１５】
正負一対の電極の材料は、導電性であり、かつその表面にメッキ層を形成することができる金属材料であれば特に限定されないが、絶縁性基板と接着して一体的に切断が容易なものが好ましい。正負一対の電極材料はそれぞれ同じまたは異なる導電性材料を用いることができるが、製造工程の簡素化の観点から、正負一対の電極は同じ材料にて形成することが好ましい。また、ＬＥＤの熱を伝達して外部へ放熱する観点から、少なくともＬＥＤを搭載する方の電極は熱伝導率が高い導電性材料にて形成されることが好ましく、このような材料としては銅、銅合金等が挙げられる。
また、正負一対の電極の形状は特に限定されず、それぞれ同じまたは異なる形状に形成することができ、例えば三角形、四角形、円形、楕円形、リング形、Ｃ字形、Ｉ字形またはこれらの組み合わせを採用することができる。
なお、正負一対の電極は、絶縁性基板の表面と裏面の少なくとも一方に形成された配線パターンと電気的に接続されており、これについて詳しくは後述する。
【００１６】
金属枠体の材料としては、その表面にメッキ層を形成することができる金属材料であれば特に限定されず、正負一対の電極と同じまたは異なる材料を用いることができる。
また、金属枠体の形状としては、上述のように一対の電極の周囲に配置されることから平面視リング形であり、かつその内周側にはテーパ面を有している。このテーパ面は、ＬＥＤからの光を効率よく絶縁性基板と垂直な方向に反射するためのものである。なお、前記リング形は、一対の電極を包囲する形状であれば特に限定されないが、ＬＥＤからの光の反射効率および半導体発光装置のコンパクト化の観点から、できるだけ一対の電極と近接する大きさおよび形状に形成することが好ましい。
【００１７】
接着剤層の材料としては、配線基板の表面に金属枠体を接着できる材料であれば特に限定されず、熱硬化性の接着剤、光硬化性の接着剤等を用いることができる。熱硬化性の接着剤としては、例えばエポキシ樹脂系接着剤、ポリイミド樹脂系接着剤などが挙げられ、これらの熱硬化性接着剤は半硬化状態のシート状のタイプが好適である。光硬化性の接着剤としては、例えばアクリル樹脂系接着剤などが挙げられる。なお、金属枠体が接着剤層を介して接合される配線基板の表面は、一対の電極をパターン形成する際に残存する電極と同じ材料からなる金属層の表面である場合と、この金属層を除去して露出した絶縁性基板の表面である場合があり、詳しくは後述する。
【００１８】
メッキ層の材料としては、一対の電極および金属枠体に良好にメッキすることができるメッキ材料であれば特に限定されず、また、１層に限らず複数層から構成されていてもよいが、メッキ層における最上層はＬＥＤからの光の反射効率の高いものが好ましい。
【００１９】
本発明に用いられるＬＥＤは、一面およびその反対面に正負の電極を有するタイプと、一面側に正負の電極を有するタイプの両方が適用可能である。前者のタイプのＬＥＤは、その接合面（下面）側の電極が配線基板の一方の電極上にろう材を介して電気的に接続され、かつ上面側の電極が配線基板の他方の電極とワイヤボンディングにて電気的に接続される。後者のタイプのＬＥＤは、その一対の電極を配線基板の一対の電極上にろう材を介して電気的に接続される。
【００２０】
（半導体発光装置の構造の説明）
本発明の半導体発光装置は、メッキ層にて反射させて光の利用効率を高める上で、配線基板表面における金属枠体内の内側領域に占める一対の電極の占有面積は大きい程よい。換言すると、配線基板表面における絶縁層の表面にはメッキ層が形成されないため、金属枠体内の内側領域に占める絶縁層の露出面積は小さい程よい。
【００２１】
さらには、金属枠体の表面および一方の電極の表面が、メッキ層にて繋がっているようにしてもよく、このようにすれば前記内側領域におけるメッキ層の占有面積はより増加し、反対に絶縁層の露出面積はより減少するため、光の利用効率をより高めることができる。
一方の電極をメッキ層にて金属枠体と繋げる場合、一方の電極と金属枠体との間の隙間はメッキ層の膜厚で埋まる程度の小さい寸法、例えば０．１ｍｍ程度以下、好ましくは５０μｍ以下に設定することが好ましく、一方の電極と金属枠体とを接触させていてもよい。このようにすればこれらの表面をより容易にメッキ層にて繋げることができる。
【００２２】
メッキ層にて金属枠体と繋げられる電極は、正極でも負極でもよいが、ショートしないよういずれか一方とされる。特に、ＬＥＤが一面側に正負の電極を有するタイプであれば、ＬＥＤを配線基板の正負の電極へ跨ぐようにフリップチップ実装するため、メッキ層にて金属枠体と繋げられる電極は正極でも負極でもよい。一方、ＬＥＤが一面およびその反対面に正負の電極を有するタイプであれば、ＬＥＤが搭載される電極をメッキ層にて繋げることが好ましい。このようにすればＬＥＤの熱をメッキ層を介して金属枠体へ効率よく放熱することができる。
【００２３】
このように、正負の電極をショートさせずに、ＬＥＤの光の利用効率およびＬＥＤの熱の放熱効率を高めるためには、前記内側領域において、電極間および金属枠体と金属枠体にメッキ層で接続されない電極との間の間隔が所定の静電耐圧を保てる範囲でできるだけ狭く設定され、かつ前記間隔以外の残りの部分は全て電極面とすることが好ましい。
【００２４】
また、上述のように金属枠体の金属材料はメッキ層を形成できれば特に限定されないが、放熱効率をより高める上で、金属枠体は銅、銅合金等の熱伝導率の高い金属にて形成されることが好ましく、金属枠体の加工性を考慮すると銅合金が好ましい。金属枠体が純銅であると粘りが強いため、同一配線基板上に形成した複数の半導体発光装置を所定個数単位に分割する際に切断が難しくなり、切断する力を大きくすると配線基板の絶縁層（例えば樹脂フィルム）からバリと呼ばれる切断くずが発生する。そのため、銅に対してＺｎやＮｉ、Ｃｒといった不純物を例えば１重量％以上添加して粘りを少なくした亜鉛銅合金やニッケル銅合金、クロム銅合金にて金属枠体を形成することが好ましい。
【００２５】
本発明において、配線基板は、表面に正負一対の電極を有していれば特に限定されるものではなく、単層配線構造でも多層配線構造でもよい。
単層配線構造の配線基板としては、少なくとも絶縁性基板の表面に正負一対の電極を有し、さらに、これらの電極と電気的に接続された配線パターンを絶縁性基板の表面と裏面の少なくとも一方に有する構成とすることができる。表面または裏面の配線パターンは、ＬＥＤのＯＮ・ＯＦＦを制御する外部回路と電気的に接続されるものである。
裏面配線パターンを有する場合および後述する複層配線構造の場合は、絶縁性基板として前記樹脂フィルム基板を用いることが製造の容易性の上で好ましい。
【００２６】
また、裏面配線パターンを有する配線基板では、絶縁性基板を貫通するフィルドビアを形成して裏面配線パターンと正負電極とを表面配線パターンを介してまたは介さずに電気的に接続することができる。この場合、少なくともＬＥＤが搭載される電極と裏面電極とを接続するフィルドビアは、正電極または負電極の少なくとも一方の電極に対し２箇所以上形成することが、ＬＥＤの熱を裏面配線パターンおよびそれと接続する外部回路へ効率よく放熱できる上で好ましい。
【００２７】
複層配線構造の配線基板としては、上述の裏面配線パターンを有する単層配線構造の第１の配線基板の裏面に第２の配線基板を積層し、第２の配線基板の配線パターンと第１の配線基板の裏面配線パターンとを電気的に接続する構成とすることができる。この第２の配線基板としては、例えば、第１の配線基板の裏面配線パターンの位置に形成されたコンタクトホールを有する絶縁性基板と、絶縁性基板の第１の配線基板との接合面に形成された接着層と、前記接合面との反対面からコンタクトホール内に延びて裏面配線パターンと電気的に接続する配線層とを備えた構成とすることができる。
この第２の配線基板に用いられる絶縁性基板としては、第１の配線基板への貼り付けが容易な樹脂フィルム基板が好ましい。このような複層配線構造とすることにより、配線経路や電極面積を自由に設計できるという利点がある。
【００２８】
さらに、裏面に配線パターンを有する単層または複層配線構造の配線基板において、その裏面の一部が、フィラーを樹脂に混練したソルダーレジストで被覆されていることが好ましい。この場合、裏面配線パターンはロー材にて外部回路と電気的に接続されるため、裏面配線パターンにおけるロー材を付着させない部分にソルダーレジストを付着させる。このソルダーレジストは、樹脂にフィラーが混合されたことによって熱伝導率が高まるため、半導体発光装置を長時間使用してパッケージ全体が暖められた場合に、熱がソルダーレジストへ伝達されて効率よく放熱することができる。なお、ソルダーレジストに用いられる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられ、フィラーとしては、例えばシリカが挙げられる。
【００２９】
また、本発明の半導体発光装置は、前記構成に加え、金属枠体の少なくとも内側領域に充填されてＬＥＤを保護する透明樹脂層を設けてもよく、さらにはこの透明樹脂層中にＬＥＤの特定波長の光を吸収する蛍光体を分散させてもよい。
以下、本発明の半導体発光装置の実施形態およびその製造方法について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の半導体発光装置の実施形態１であって、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は断面図である。
この半導体発光装置は、表面に第１および第２電極１１、１２を有する２層配線構造の配線基板１と、第１電極１１上にダイボンドペーストにて電気的に接続された状態で搭載され、かつ金属ワイヤ１３を用いたワイヤボンディングにより第２電極１２と電気的に接続されたＬＥＤ３０と、接着剤層４５を介して配線基板１の表面に接着された金属枠体４０とを備える。
【００３１】
配線基板１は、第１配線構造部１０と、第１配線構造部１０の裏面に積層された第２配線構造部２０とを備えてなる。
第１配線構造部１０は、第１樹脂フィルム基板（以下、第１基板と略称する場合がある）１４と、第１基板１４の表面に形成された円形の前記第１および第２電極１１、１２と、第１基板１４の裏面に形成された裏面配線パターン１５と、第１基板１４を貫通して第１および第２電極１１、１２と裏面配線パターン１５とを電気的に接続するフィルドビア１６とを備える。なお、第１および第２電極１１、１２は、一方が正極であり、他方が負極である。
第２配線構造部２０は、第２樹脂フィルム基板（以下、第２基板と略称する場合がある）２１と、第２基板２１の第１配線構造部１０との接合面に形成された接着剤層２２と、第２基板２１に形成されたコンタクトホールと、第２基板２１の接合面と反対側の反対面からコンタクトホール内に延びて裏面配線パターン１５と電気的に接続する配線層２３とを備える。
【００３２】
金属枠体４０は、第１および第２電極１１、１２と同じ金属材料からなり、例えば銅にＺｎ、Ｎｉ、Ｃｒ等を添加した銅合金からなり、例えばＣｕ72％、Ｚｎ20％、Ｎｉ8％を混合した銅合金を用いることができる。金属枠体４０は、前記銅合金からなる厚さ0.3〜0.5ｍｍの板材を打ち抜いて貫通穴を形成したものである。
金属枠体４０の貫通穴は、配線基板１の第１および第２電極１１、１２を包囲する長穴であり、その内壁面は、配線基板１側が略垂直な面であり、配線基板１とは反対側の開口部へ向かうにつれて外側へ傾斜して広がるテーパ状に形成されている。また、図1（ａ）に示すように、長穴のように開口部の幅が向きによって異なる場合、幅が狭い方の内壁面のテーパ角度は幅が広い方よりも大きくする、即ち、広がり方が小さいことが好ましい。
【００３３】
さらに、金属枠体４０の表面と、第１および第２電極１１、１２の表面にはメッキ層５０が形成されている。被メッキ物が銅または銅合金である場合、Ｎｉは銅との密着性は良いが酸化して黒くなりやすい。ＡｕはＮｉとの密着性は良いが反射率が低い。特に波長の短い青色に対して反射率が低いので白色や青色、緑色の発光装置には向かない。こういった短い波長の光を含む発光装置には最表面にＡｇをメッキしておくことが好ましい。よって、メッキ層５０は、Ｎｉ、ＡｕおよびＡｇを順次メッキした複数のメッキ層から構成されることが好ましい。
【００３４】
次に、図１および図２〜図６を参照しながら実施形態１の半導体発光装置の製造方法について説明する。なお、本明細書および図面においては、１つの半導体発光装置についての製造工程を説明するが、本製造工程は同一配線基板上に複数の半導体発光装置を同時に製造する場合にも適用できることは無論のことである。
【００３５】
この半導体発光装置は、絶縁性基板の表面に正負一対の電極１１、１２を有する配線基板１を形成する工程（Ａ）と、金属薄板に貫通穴を形成して金属枠体４０を形成する工程（Ｂ）と、配線基板１の表面における一対の電極１１、１２の周囲部に接着剤層４５を介して金属枠体４０を接合して積層体を形成する工程（Ｃ）と、積層体の金属枠体表面および電極表面にメッキ層５０を形成する工程（Ｄ）と、メッキ層５０を介して一方の電極上にＬＥＤ３０を設置し、正負一対の電極１１、１２と電気的に接続する工程（Ｅ）とを備えた製造方法により製造することができる。
【００３６】
工程（Ａ）では、先ず、図２（ａ）〜（ｅ）に示す工程順に前記第１配線構造部１０を途中まで作製する。
図２（ａ）に示すように、先ず、例えば厚さ４０μｍ程度のフィラー含有エポキシフィルムからなる第１樹脂フィルム基板１４の表裏両面に、厚さ１２μｍ程度の銅箔からなる金属層１２ａ、１５ａを形成する。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、裏面金属層１５ａの所定領域をエッチングし、さらに図２（ｃ）に示すように、エッチング部分の第１基板１４をレーザビア加工して、直径１００〜１５０μｍ程度のビアホール１４ａを形成する。このビアホール１４ａの形成位置は、第１および第２電極１１、１２の形成位置とされる。このとき、寸法の大きな電極に対してはビアホール１４ａを複数個形成することにより効率のよい熱伝導を行うことができる。なお、ビアホール１４ａの大きさは、後工程の金属メッキによる埋め込みが可能な大きさに設定されている。
【００３８】
続いて、図２（ｄ）に示すように、電解メッキによりビアホール１４ａ内に露出する銅箔である表面金属層１２ａを核としてビアホール１４ａ内を銅メッキで埋め込んでフィルドビア１６を形成する。
次いで、図２（ｅ）に示すように、裏面金属層１５ａをエッチングして、第１電極側のフィルドビア１６と第２電極側のフィルドビア１６とを電気的に分離する。これにより、各フィルドビア１６と電気的に接続した裏面配線パターン１５が形成される。
【００３９】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程順で第２配線構造２０を途中まで作製する。
先ず、図３（ａ）に示すように、例えば厚さ３００μｍ程度のエポキシフィルムからなる第２樹脂フィルム基板２１の一面に、厚さ１２μｍ程度の銅箔からなる金属層２３ａを形成する。続いて、図３（ｂ）に示すように、第２基板２１の他面に厚さ４０μｍ程度の半硬化状態の接着剤シートからなる接着剤層２２を積層する。
【００４０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、金属層２３ａおよび接着剤層２２を有する第２基板２１の所定箇所にドリルにて直径０．４ｍｍ程度のコンタクトホール２１ａを形成する。このコンタクトホール２１ａは、後工程で配線基板１にロー付けする際にロー材が入り易く、かつ確実に固定できるようにするため、直径が大きくされ付着面積が大きくされている。また、コンタクトホール２１ａの形成箇所は、第１配線構造１０の第１電極側のフィルドビア１６と第２電極側のフィルドビア１６に対応する位置とされる。
【００４１】
次に、図４（ａ）に示すように、第１配線構造部中間体１０ａの裏面に第２配線構造部中間体２０ａの接着剤層２２を貼り合せ、接着剤層２２がコンタクトホール２１ａ内にはみ出さない程度の圧力で押えながら加熱処理して、接着剤層２２を硬化させる。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すように、第２配線構造部中間体２０ａのコンタクトホール２１ａの内面を含む裏面全面に銅メッキからなる金属層２３ｂを形成する。このとき、被メッキ処理物を全体的にメッキ処理するため、第１配線構造部中間体１０ａの金属層１２ａの表面にも金属層２３ｂが形成される。この金属層２３ｂにより、コンタクトホール２１ａを通して第２配線構造部中間体２０ａの金属層２３ａと第１配線構造部中間体１０ａの裏面配線パターン１５とが電気的に接続する。
【００４３】
次に、第１配線構造部中間体１０ａの金属層２３ｂ、１２ａをフォトリソグラフィーおよびエッチングの手法によりパターニングして第１および第２電極１１、１２を形成すると共に、第２配線構造部中間体２０ａの金属層２３ｂ、２３ａをパターニングして、図４（ｃ）に示すように、第１電極１１に電気的に接続する配線層２３Ａおよび第２電極１２と電気的に接続する配線層２３Ｂを形成する。これにより、第１配線構造部１０と第２配線構造部２０とが積層した配線基板１が形成される。このとき、第１および第２電極１１、１２は、金属枠体４０の貫通穴の内側領域と近接する大きさの円形に形成され、特にＬＥＤ３０が搭載される第１電極１１は金属枠体４０と僅かな隙間（０．１〜０．２ｍｍ程度）が形成される程度まで近接するように形成されている。
なお、図示省略するが、この配線基板１には複数のＬＥＤを搭載できるよう複数対の第１および第２電極１１、１２が形成されていてもよい。
【００４４】
工程（Ｂ）では、図５（ａ）に示すように、例えば厚さ３００μｍ程度の銅合金からなる金属薄板４０ａを用意し、図５（ｂ）に示すように、金属薄板４０ａの一面に半硬化状態の接着剤シートからなる接着剤層４５を貼り付ける。この接着剤層４５の厚さは２０μｍ程度である。
次いで、接着剤層４５を有する金属薄板４０ａを金型にセットして貫通穴４０ｂを形成して、図５（ｃ）に示す金属枠体４０を形成する。なお、半導体発光装置を大量生産する場合は、同一の金属薄板４０ａに貫通穴４０ｂを複数個マトリックス状に形成し、配線基板１に貼り合せた後の最終工程で分割すればよい。
【００４５】
工程（Ｃ）では、図６（ａ）に示すように、配線基板１の表面に金属枠体４０の接着剤層４５を貼り付けて型にセットする。このとき、配線基板１表面における第１および第２電極１１、１２の周囲部の金属層上から接着剤層４５がずれないように精密に位置合わせを行いながら貼り合わせる。
セット後、型にて配線基板１と金属枠体４０とを加圧しながら加熱する。このとき、圧力および温度を高くすると接着剤層４５の接着力は高くなるが、配線基板１と金属枠体４０との線膨張係数の違い等で配線基板１が反ってしまう場合がある。また、圧力を高くしすぎると接着剤層４５が金属枠体４０の内側へはみ出してしまう場合もある。よって、圧力は軽く手で押す程度の１ｋｇ/ｃｍ2程度が好ましい。硬化温度は接着剤の種類によって異なり、硬化させるのに適した温度（例えば、150℃で60分程度）とすれば良い。
【００４６】
工程（Ｄ）では、図６（ｂ）に示すように、配線基板１と金属枠体４０とを貼り合せた積層体（図６（ａ）参照）の金属枠体４０の表面、第１および第２電極１２の表面に電解メッキ法により厚さ0.5〜６.0μｍ程度のメッキ層５０を形成する。このとき、積層体全体をメッキ層に浸漬するため金属枠体４０、第１および第２電極１２の表面以外の金属露出部分にもメッキ層５０が形成される。このメッキ層５０は、上述のように下層からＮｉ、Ａｕ、Ａｇの３層からなる。なお、第１および第２基板１４、２１の露出面や接着剤層４５の露出面にはメッキ層５０が形成されない。
これにより、銅合金からなる金属枠体４０と第１および第２電極１２の形成部分が光反射率の高い銀メッキにて覆われ、第１電極１１と金属枠体４０との間の隙間はメッキ層５０の厚み分だけ埋まる。
【００４７】
工程（Ｅ）では、図６（ｃ）に示すように、メッキ層５０で覆われた第１電極１１上にロー材を介してＬＥＤを搭載し、ＬＥＤ３０の下面電極と第１電極１１とを電気的に接続する。そして、ＬＥＤ３０の上面電極と第２電極１２とを、例えば直径５０μｍの金線からなる金属ワイヤ１３を用いたワイヤボンドにより電気的に接続する。
これにより、実施形態１の半導体発光装置が完成する。
【００４８】
なお、その後の工程として、配線基板１の裏面の少なくとも金属層２３Ａにおけるロー材を付着しない部分、つまりフィルドビア１６に対応する凹部周辺部分に、フィラーを含むソルダーレジスト（図示省略）を付着して放熱性を高めるようにしてもよい。
また、複数の半導体発光装置を一括して製造する場合は、同一配線基板および同一金属枠体を用いて複数の半導体発光装置がマトリックス状に形成されるため、半導体発光装置を１個単位または所定複数個単位に分割する。この際、一定面積により多くの半導体発光装置を製造するため、装置間隔が狭く精密な切断が必要となるが、金属枠体を銅合金とすることにより樹脂が主成分の配線基板と一括して切断するとき、銅に比べて粘りが少ないため精密に切断することができる。また、分割した面にはＮｉ，Ａｕ，Ａｇからなるメッキ層５０は無いが、ＬＥＤから出た光を反射する必要が無いので特に問題とはならない。
【００４９】
このように構成された実施形態１の半導体発光装置によれば、ＬＥＤ３０から出射した光のうち、金属枠体４０側へ出射する光はメッキされたテーパ面を反射し、配線基板１側へ出射する光はメッキされた第１および第２電極１１、１２と白色の第１基板１４の表面を反射して、配線基板１の平面方向と略垂直な方向に向かうため、ＬＥＤ３０の光の利用効率が大幅に向上する。また、ＬＥＤ３０から発生した熱は、主に第１電極１１から１個以上のフィルドビア１６を介して裏面の配線層２３Ａに伝達され、さらに配線層２３Ａとロー材を介して電気的に接続される外部配線やソルダーレジストに伝達されるため、十分な放熱性が得られる。
【００５０】
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した半導体発光装置の製造方法とは異なる製造方法を説明する。以下、図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら実施形態２の実施形態１とは異なる点を主に説明する。なお、図７において、図１〜図６で説明した要素と同様の要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００５１】
実施形態２の製造方法では、先ず、図２〜図４で説明した実施形態１の工程（Ａ）および工程（Ｂ）と同様にして配線基板１を作製する。その後、工程（Ｃ）において、金属枠体４０を配線基板１の表面に接着剤層を介して接合するが、この接合方法が実施形態１の工程（Ｃ）と異なる。
【００５２】
実施形態２の工程（Ｃ）では、図７（ａ）に示すように、先ず工程（Ｃ１）において、配線基板１の表面に感光性接着剤を厚さ5〜25μｍ程度で塗布する。なお、図７（ａ）において、符号４６ａは感光性接着剤の塗布層を表している。
この感光性接着剤は、露光部分が現像液によって可溶となるポジタイプであり、例えばアクリルエポキシ系樹脂を用いた接着剤（太陽インキ社製アクリル変性エポキシ樹脂  製品型名ＰＳＲ−４０００  Ｗ８）を用いることができる。この接着剤を選んだ第１の理由は、光硬化性であることである。第２の理由は、前記接着剤は、白色で光反射性が高いため、金属枠体４０と第１樹脂フィルム基板１４の貼付け界面において、感光性接着剤の塗布層４６ａを通して光が漏れるのを防ぐことができることである。その結果、塗布層４６ａの光を照射していない部分まで感光して接着不良となることを防止することができる。また、第３の理由は、前記接着剤は、ミスト（やに）が少ないため、塗布層４６ａの硬化時に第１樹脂フィルム基板１４を汚染するという問題も少ないことである。さらに、第４の理由は、前記接着材は、ハロゲンを含まないため、半導体発光装置の使用中に温度が上昇した場合でも、金属枠体４０、第１および第２電極１１、１２の表面上の銀メッキを腐食する心配が無いことである。特に、半導体発光装置が、車載用など高温で使用される可能性のある場合は重要である。
【００５３】
一方、図７（ｂ）に示すように、実施形態１と同様にして金属枠体４０を作製する。但し、本実施形態２における金属枠体の材料には、前記実施形態1の材料（いわゆる洋白（Cu:62-66%,Ni:16.5-19.5%,Fe:0.25%以下,Pb:0.1%以下,Zn：残り（18%以下））に近い材料）とは異なり、いわゆるタフピッチ銅（Cu成分99.90%以上）を用いた。これは前記接着剤に対し、接着性が良いことが第１の理由である。それ以外の理由としては、タフピッチ銅は、熱伝導性が良いので高温で使用される用途に適していると共に、Pbを含まないので環境負荷が少ないという利点を有していることである。
銅材料としてはこれらのほかにりん青銅や無酸素銅などが挙げられる。熱伝導から考えれば、より銅純度の高い無酸素銅（Cu成分99.96%以上）を用いる方が良いが加工性に問題がある。一方、りん青銅（Cu:93-95%,Sn:5.5-7%, Pb:0.03-0.35%）や洋白ではPbを少量だが含むという問題がある。
【００５４】
次に、工程（Ｃ２）において、図７（ｃ）に示すように、感光性接着剤の塗布層４６ａ上に金属枠体４０を適度な圧力を付加して設置する。この際、感光性接着剤は透明であるため、塗布層４６ａを透かして各電極１１、１２およびその周辺部の金属層を確認しながら金属枠体４０を塗布層４６ａ上に高精度に設置する。なお、この場合、実施形態１の場合のように接着剤が金属枠体４０からはみ出さないように圧力を制御する必要はない。
【００５５】
次いで、工程（Ｃ３）において、図７（ｃ）に示すように、金属枠体４０を設置した配線基板１の表面側から光Ｕを照射して塗布層４６ａにおける外部に露出した部分を露光する。この際、金属枠体４０がマスクとなる。そして、現像処理して塗布層４６ａにおける露光した部分を除去する。これにより、図７（ｄ）に示すように、金属枠体４０の内側領域の第１および第２電極１１、１２の表面と第１基板１４の表面が露出する。
【００５６】
続いて、金属枠体４０および配線基板１を加圧しながら加熱して、金属枠体４０と配線基板１との間の塗布層４６ａを硬化させる。なお、図７（ｄ）において、符号４６は硬化した接着剤層を表している。
その後は、図６（ｂ）および（ｃ）で説明した実施形態１と同様に、メッキ層５０を形成し、第１電極１１上にＬＥＤ３０を設置して電気的に接続し、金属ワイヤ１３にてＬＥＤ３０と第２電極１２とを電気的に接続する。
【００５７】
実施形態２の製造方法によれば、接着剤層４６として感光性接着剤を用いることにより、金属枠体４０を露光の際のマスクとして利用することができ、それにより自己整合的に接着剤が不要な電極部分から接着剤を除去することができ、金属枠体４０の配線基板１への接合を簡便な方法で容易に行うことができる。換言すると、感光性でない接着剤を配線基板１上に塗布する場合、金属枠体４０の内側領域をマスクして塗布する必要があり、プロセスが煩雑となるが、実施形態２ではこのような煩雑さはない。
【００５８】
（実施形態３）
図８は実施形態３の半導体発光装置を示す平面図である。なお、図８において、図１で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
この実施形態３の半導体発光装置は、実施形態１または２の製造方法により製造されたものであるが、実施形態１および２に比べて第１および第２電極１１１、１１２が大きく形成されている。
このようにすれば、金属枠体４０の内側領域でのメッキ層１５０の面積がより大きくなるため、ＬＥＤ３０の光の利用効率をより高めることが可能となる。
【００５９】
（実施形態４）
図９は実施形態４の半導体発光装置を示す断面図である。なお、図９において、図１で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
この実施形態４の半導体発光装置は、実施形態１で用いたＬＥＤの代わりに、一面側に正負一対の電極を有するＬＥＤ１３０を用い、このＬＥＤ１３０をロー材（図示省略）およびメッキ層５０を介して第１および第２電極１１、１２に跨って設置し電気的に接続していること以外は、実施形態１と同様に製造されている。
この実施形態４の半導体発光装置によれば、ＬＥＤ１３０の熱が第１および第２電極１１、１２から各フィルドビア１６を介して各配線層２３Ａ、２３Ｂに伝達されるため、実施形態１に比べてより高い放熱効率を得ることができる。また、この場合、両方の配線層２３Ａ、２３Ｂに前記ソルダーレジストを付着すれば、より高い放熱効率が得られる。
【００６０】
（実施形態５）
図１０は実施形態５の半導体発光装置を示し、図１０（ａ）は平面図であり、図１０（ｂ）は断面図である。なお、図１０において、図１で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
実施形態５の半導体発光装置は、第１電極２１１と金属枠体４０との間の隙間が０．１ｍｍ以下となるように、図８で説明した実施形態３における第１電極１１１よりもさらに大きい第１電極２１１が形成されている。そのため、第１電極２１１の表面と金属枠体４０の表面がメッキ層２５０にて一体的に繋がっている。なお、実施形態５の半導体発光装置は、第１電極２１１および第２電極２１２の大きさを変えること以外は、実施形態１と同様に製造される。
このようにすれば、金属枠体４０の内側領域でのメッキ層２５０の面積が実施形態３よりも大きくなるため、ＬＥＤ３０の光の利用効率をより高めることが可能となる。
【００６１】
また、図１１に示す実施形態５に係る第１の変形例のように、金属枠体４０を置く部分（第１・第２電極２１１、２１２の周囲）の金属層を除去し、第１基板１４上に直接接着剤層４５を接触させてもよい。この場合は、金属層に接着剤層を接触させる場合よりも接着剤の接着強度が強くなる。
【００６２】
また、図１２に示す実施形態５に係る第２の変形例のように、金属枠体４０を置く部分の金属層と一方の電極が繋がっていてもよい。このようにすれば、金属枠体４０上のメッキ層と一方の電極上のメッキ層とを容易に繋げることができる。
【００６３】
（実施形態６）
図１３は実施形態６の半導体発光装置を示す断面図である。なお、図１３において、図１０で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
実施形態６の半導体発光装置は、実施形態５の半導体発光装置の表面側を光透過性樹脂層６０にて被覆してＬＥＤ３０を保護すること以外は、実施形態５と同様に製造することができる。この光透過性樹脂層６０は、図１０の装置を型にセットして感光性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を型に流し込み、光を照射あるいは加熱して樹脂を硬化させて形成することができる。もちろん、型を用いずに金属枠体４０の内部を埋める程度の樹脂量でもよく、要するにＬＥＤ３０および金属ワイヤ１３を覆い、外部からの衝撃等から保護できれば良い。
【００６４】
なお、図示省略するが、光透過性樹脂層６０中に粒子状の蛍光体を分散させてもよい。例えば、ＬＥＤ３０として青色から紫外の光を出すものを用い、蛍光体としてＬＥＤ３０の光を吸収してそれより長い波長の光を出すものを用いれば、多様な色の光を出す半導体発光装置を得ることができる。本発明の半導体発光装置では、反射体である枠体が金属であり、さらにメッキ層にて覆われているため、ＬＥＤの発する光が青色〜紫外の場合でも、光による反射体の変色および劣化は無く、蛍光体を用いた場合に好適である。
【００６５】
（実施形態７）
図１４は実施形態７の半導体発光装置を示す断面図である。なお、図１４において、図９で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。
実施形態７の半導体発光装置は、実施形態４の半導体発光装置の表面側をレンズ型光透過性樹脂層６１にて被覆してＬＥＤ１３０を保護すること以外は、実施形態４と同様に製造することができる。このレンズ型光透過性樹脂層６１は、図９の装置を型にセットして熱硬化性樹脂を型に流し込み、加熱して樹脂を硬化させることにより形成することができる。レンズ型光透過性樹脂層６１は、ＬＥＤ１３０を保護する他に、ＬＥＤ１３０からの直接的な光および反射光を集光する機能を有する。なお、上述の蛍光体をレンズ型光透過性樹脂層６１中に分散させてもよい。
【００６６】
なお、本発明の半導体発光装置は、実施形態１〜７で例示したものに限定されず、これらを適宜組合せたものであってもよいことは言うまでもない。
また、第１および第２電極の形状および金属枠体の貫通穴の形状・寸法は設計変更自由であり、電極面積をできるだけ大きくして反射光率および放熱効率を高める目的で、例えば、ＬＥＤが搭載される第１電極はその一部が金属枠体と接触する円形に形成され、第２電極は第１電極を包囲するＣ字形に形成され、金属枠体の貫通穴は第２電極を包囲する円形に形成されたものとしてもよい。
また、図１および図４（ｃ）を参照して説明すると、前記実施形態１〜７では、配線基板１の第１および第２電極１１、１２の周囲部の金属層上に、接着剤層４５を介して金属枠体４０を接合した場合を例示したが、第１および第２電極１１、１２のパターン形成時に周囲の金属層を除去しておき、第１基板１４表面に接着剤層４５を介して金属枠体４０を接合してもよい（図１１参照）。このようにすれば、第１電極１１と金属枠体４０の間の隙間がより狭くなり、メッキ層５０にてこれらの表面を繋げ易くなる。
【００６７】
（実施形態８）
図１５は本発明の半導体発光装置を用いたＬＥＤ照明装置の一例を示す部分断面図である。
このＬＥＤ照明装置は、導光板７１と、導光板７１の背面に設けられた金属製反射板７２と、導光板７１の周囲に配置された光源部７３と、導光板７１の前面周囲部に設けられた金属製反射枠７４とを備え、例えば液晶パネルのバックライトとして使用される。
【００６８】
光源部７３は、回路基板７３ａと、回路基板７３ａの配線にロー材７３ｃにて電気的に接続された複数の半導体発光装置７３ｂとを有し、各半導体発光装置７３ｂに備えられたＬＥＤの光（矢印Ａ）を導光板７１の端面に入射させる。この場合、半導体発光装置７３ｂとしては、前記実施形態１〜７の半導体発光装置が用いられ、回路基板７３ａ上に一列（紙面に垂直方向に並べて配置される）または複数列で配置される。個別に形成された発光装置を一列に配置する代わりに、複数個を一体として形成したものを用いてもよいことは言うまでもない。
導光板７１は、例えばアクリル樹脂といった透明樹脂からなり、前面には白色のインク等を一定パターンで印刷された光散乱パターンが形成されている。
【００６９】
このように構成されたＬＥＤ照明装置によれば、各半導体発光装置７３ｂから出た光Ａは、導光板７１の側面から直接的に、または反射板７２や反射枠７４で反射して導光板７１に入射し、前面から出射する。この際、導光板７１の前面に光散乱パターンが設けられているため、半導体発光装置７３ｂの近傍が特に強く光らないで、導光板７１の全面から均等な強さで光（矢印Ｂ）が出る。
【００７０】
なお、本発明の半導体発光装置を用いたＬＥＤ照明装置は、実施形態８のものに限定されず、例えば、凹曲面状の反射笠の下に、平面的に配置された複数の半導体発光装置を有する光源部を設けた室内用照明装置や、凹曲面状の反射板上に複数の半導体発光装置を配置した懐中電灯等とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の半導体発光装置の実施形態１であって、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は断面図である。
【図２】実施形態１の半導体発光装置の製造工程を説明する図である。
【図３】図２の工程の続きの製造工程を説明する図である。
【図４】図３の工程の続きの製造工程を説明する図である。
【図５】図４の工程の続きの製造工程を説明する図である。
【図６】図５の工程の続きの製造工程を説明する図である。
【図７】実施形態２の半導体発光装置の製造工程を説明する図である。
【図８】実施形態３の半導体発光装置を示す平面図である。
【図９】実施形態４の半導体発光装置を示す断面図である。
【図１０】実施形態５の半導体発光装置を示し、図１０（ａ）は平面図であり、図１０（ｂ）は断面図である。
【図１１】実施形態５に係る第１の変形例の断面図である。
【図１２】実施形態５に係る第２の変形例の断面図である。
【図１３】実施形態６の半導体発光装置を示す断面図である。
【図１４】実施形態７の半導体発光装置を示す断面図である。
【図１５】本発明の半導体発光装置を用いたＬＥＤ照明装置の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  配線基板
１０  第１配線構造部
１１、１１１、２１１  第１電極
１２、１１２、２１２  第２電極
１３  金属ワイヤ
１４  第１樹脂フィルム基板（絶縁性基板）
１５  裏面配線パターン
１６  フィルドビア
２０  第２配線構造部
２１  第２樹脂フィルム基板
２２  接着剤層
２３Ａ、２３Ｂ  配線層
３０、１３０  ＬＥＤ
４０  金属枠体
４５、４６  接着剤層
５０、１５０、２５０  メッキ層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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