JP2006013144A - Manufacturing method for optical semiconductor package, and optical semiconductor package manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体パッケージに関し、特にその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor package, and more particularly to a manufacturing method thereof.
光半導体パッケージとは、発光ダイオード(以下、LEDと称する)やフォトトランジスタの様な光半導体素子を、実装に便利なようにパッケージ化したものである。LEDはAlInGaPやGaNなどの化合物半導体をサファイヤ基板上でPN接合し、これに順方向電流を流して可視光または赤外光の発光を得るものであり、近年、表示をはじめ、通信、計測、制御などに広く利用されている。一方、最近の電子機器は、高性能化、多機能化と共に、小型化、軽量化をも追及している。更に放熱性・信頼性が重視される分野にも適用範囲が拡大している。このため、電子機器に使用される電子部品は、プリント配線基板上に表面実装できるように、LED素子をパッケージ化した部品が多く用いられるようになってきている。そのようなLEDパッケージは、一般的に略立方体形状をしており、プリント基板上の配線パターンにリフロー半田付けなどの固着手段で実装し利用するが、パッケージ化に際してはLED素子からの発光を高効率に利用することが求められる。 An optical semiconductor package is an optical semiconductor element such as a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) or a phototransistor packaged for convenient mounting. An LED is a compound semiconductor such as AlInGaP or GaN that is PN-junctioned on a sapphire substrate, and a forward current is passed through it to obtain visible or infrared light emission. Recently, display, communication, measurement, Widely used for control. On the other hand, recent electronic devices are pursuing smaller size and lighter weight as well as higher performance and more functions. Furthermore, the range of application is expanding to fields where heat dissipation and reliability are important. For this reason, electronic components used in electronic devices are often used in the form of packaged LED elements so that they can be surface-mounted on a printed wiring board. Such an LED package generally has a substantially cubic shape, and is mounted and used on a wiring pattern on a printed circuit board by fixing means such as reflow soldering. It is required to use it efficiently.
光半導体パッケージの一種として光センサーがある。これは、発光素子(例えば赤外LED)を備えた発光部と、受光素子(例えばフォトトランジスタ)を備えた受光部とからなり、この両部をパッケージした部品である。この光センサーは発光部から光を放射し、この放射光の被検出物からの反射光(または透過光)を受光部において受光して被検出物の状態(有無等)を検出するものであり、各種の情報検出(例えば、複写機の紙検出等)に利用されている。光センサーパッケージも発光素子の光を高効率に外部に放射することが求められる点では、LEDパッケージの場合と同一である。以下の説明では光半導体パッケージの中で特にLEDパッケージを例にしながら図5、図6を用いて説明を行っていく。 One type of optical semiconductor package is an optical sensor. This is a component in which a light emitting unit including a light emitting element (for example, an infrared LED) and a light receiving unit including a light receiving element (for example, a phototransistor) are packaged. This optical sensor emits light from the light emitting part, and the reflected light (or transmitted light) of the emitted light from the object to be detected is received by the light receiving part to detect the state (existence etc.) of the object to be detected. It is used for various types of information detection (for example, paper detection of a copying machine). The optical sensor package is the same as the LED package in that it is required to emit light of the light emitting element to the outside with high efficiency. The following description will be made with reference to FIGS. 5 and 6 while taking an LED package as an example among optical semiconductor packages.
図5は、従来のLEDパッケージを示す斜視図で、図6は図5におけるLEDパッケージの要部断面図である。LEDパッケージ30の構成は大きく分けると、反射基板10とベース基板20から成る。反射基板10は、上面から下面に向けて小径となるスリバチ状の反射孔11を有する上絶縁基板12と、上絶縁基板12の上面並びに反射孔11の傾斜面を金属薄膜で被覆したリフレクター13(但し、リフレクター13は、後述する様に、その形成方法によりその構成が異なり、図6はメッキ法による断面形状の場合である)とから成る。また、ベース基板20は、下絶縁基板21の表面にアノード電極用とカソード電極用からなる一対のリードフレーム22、23を有する。また、リードフレーム23上で導通するように設けたLED素子24はワーヤー25を介してリードフレーム22と導通している。そして、ベース基板20の上面と反射基板10の下面とを、LED素子24が反射孔11に納まる様にしながら接着されている。また、LED素子24を囲う反射孔11は、接着後に封止材14をもって埋められている。以下、この様なLEDパッケージ30の製作方法を、主として図7、図8、図9を用いながら説明していくが、LEDパッケージ30は、予め、複数の反射基板部分を備えた反射基板材と複数のベース基板部分を備えたベース基板材を用意し、これを貼り合せておいてからLEDパッケージ30として切り出すので、先ず反射基板材の説明から始めることにする。
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional LED package, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the LED package in FIG. The configuration of the
図7中の(a)部は、従来の反射基板材の斜視図である。従来の反射基板材のリフレクター部分の成形方法にはメッキ法と蒸着法があり、図8は、従来のメッキ法で反射基板材を製造する時の、各製造工程における断面図、図9は、従来の蒸着法で反射基板材のリフレクター用の金属薄膜を形成する時の断面図である。 FIG. 7A is a perspective view of a conventional reflective substrate material. There are a plating method and a vapor deposition method as a method for forming a reflector part of a conventional reflective substrate material. FIG. 8 is a cross-sectional view in each manufacturing process when a reflective substrate material is produced by a conventional plating method, and FIG. It is sectional drawing when forming the metal thin film for reflectors of a reflective substrate material with the conventional vapor deposition method.
図7中の(a)部に示した反射基板材110は、樹脂板に複数の反射孔11が設けてある上絶縁基板材112の上面(反射孔表面を含む)をリフレクター13となる金属薄膜113で被覆したもので、金属薄膜113はその製造方法で構成が異なる。即ち、メッキ法による場合は、下地金属薄膜となるCu薄膜の上に、Ni薄膜およびAg薄膜を設けたものであり、蒸着法ではAg薄膜から成る。
The
先ず、図8を用いて、従来のメッキ法により製作した反射基板材110Mの製造方法を説明すると、図8の工程(a)に示した様な複数の反射孔11を有する上絶縁基板材112を射出成形を用いて製作し、工程(b)において、この上絶縁基板材112の全表面に無電解メッキ法を用いて、Cu薄膜113CUを形成する。そして、工程(c)においてCu薄膜113CU上にフォトレジスト115を塗布した後、上面側から紫外線116を照射し前記フォトレジスト115を露光(裏面側は露光しない)、更に露光後の現像により、露光されなかったフォトレジスト115を除去し、表面側にのみフォトレジスト115を残す。更に、工程(d)において、フォトレジスト被覆の無くなった裏面部分のCu薄膜113CUを剥離し、この後、工程(e)で露光されたフォトレジスト115を除去、Cu薄膜113CUを上絶縁基板材112の表面に現わした状態で、工程(f)において電解メッキ法を用いてCu薄膜113CUの表面に、Ni薄膜113NIとAg薄膜113AGを形成する。
First, the manufacturing method of the
次に、反射基板材110の別の製造方法について触れておく。図9は、従来の蒸着法でリフレクター部分を形成する時の反射基板材110Jの断面図である。この場合は、蒸着装置(図示省略)で加熱蒸発した蒸着金属(Ag)を上絶縁基板材112の上面に積層させてリフレクター13となるAg薄膜213AGを形成するが、メッキ法の場合と異なってCu等の下地膜は設けない。
Next, another method for manufacturing the
図7中の(b)部に示したベース基板材120の主要構成部品である下絶縁基板材121の材料は、ガラスエポキシ樹脂、即ち、エポキシ樹脂にガラス繊維を混入したものである。これに更に、白色顔料を混入して、反射基板底面からの反射効率を高めることもある。ベース基板材120の別の構成部品であるリードフレームは、アノード用の電極板としてのリードフレーム22と、カソード用の電極板としてのリードフレーム23を一対にして構成し、Cu系やFe系等の金属板をプレス加工して略コの字型に成形し、その表面に、Cu、Ni、Ag、Au、Pd、Pt、Rh、Sn等の1種または2種のメッキを施している。なお、最表面には光反射率の高いAg、Au、Pt、Rh、Ni等のメッキを施す。このメッキは、光反射率の向上ばかりでなく、金属材料の腐食防止、導電性向上の役目も果たしている。そして、金型内に複数対(図7では6対)のリードフレーム22、23を配設しておいて、下絶縁基板材121となるプラスチックを射出してリードフレーム22、23をインサート成形してベース基板材120を成形する。この時、リードフレーム22、23の側面と下面及び上面は下絶縁基板材121の外に露出している。また、後工程において、このベース基板材120から複数個(図7では6個)のLEDパッケージ30を切り出すので、その都合を考慮して下絶縁基板材121には長穴120Hを形成しておく。またLED素子24の下面に設けられているカソード電極(図中省略)の端子とリードフレーム23の露出面とは半田付けなどの公知手法で接合されて導通し、また、LED素子24の上面に設けられているアノード電極(図中省略)の端子とリードフレーム22の露出面とはワイヤー25を介してワイヤーボンディングされ導通している。
The material of the lower
既述した方法で製作した反射基板材110の下面と、ベース基板材120の上面とを、LED素子24が反射孔11内に納まる様に配設して、シート接着剤等を用いて接着して接合体を形成してから、反射孔11の底部に在るLED素子24と反射孔11の凹部を埋める形で図6に示した封止材14を設ける。封止材14は透明なエポキシ樹脂、シリコン樹脂などから成り、ポッティング方法等で形成する。封止材14はLED素子24等を破損から保護するだけでなく、LED素子24の放射光を分散して、LEDパッケージ30からの放射光を明るくする効果がある。これは、LED素子24からの発光が、透明樹脂を透過して抜けるときに屈折を起こし、屈折光が反射孔11の中で分散してリフレクター13で反射して更に分散してからLEDパッケージ30外に放射するためである。封止材14を充填後、図7のカッティングライン101に沿ってダイシングソー等を用いて接合体を分割すれば図5に示した様なLEDパッケージ30の製品が完成する。LEDパッケージ30は、リードフレーム22、23の下面をマザーボード基板やFPC基板に接合することでLED素子24と導通をとりながら電子部品等に利用する。
The lower surface of the
以上説明した様にLEDパッケージ30(光センサーパッケージでも同様)においては、光の反射効率を高めるために、リフレクター13を設ける場合が多い。そして、ほとんどの場合、このリフレクター13は、背景技術の項で説明した様に、メッキ法や蒸着法で成形した光反射率の高い金属薄膜113から成る。そして、この金属薄膜113の形成は上絶縁基板材112の上面(反射孔表面を含む)のみ行われ、下面には行わない。その理由は、もし下面に迄、金属薄膜113を設けると、ベース基板材120上に設けたカソード用のリードフレーム23とアノード用のリードフレーム22の間の絶縁がとれなくなるからである。しかし、この様に上絶縁基板材112の片面にのみ金属薄膜113を形成すると、上面と下面間の熱膨張率の違い等によって反射基板材110の中央部において上面側が凸になる反りが発生してしまう。図10は反りが発生した場合の図7におけるA−A断面図(メッキ法の場合を例にした)である。反射基板材110に反りが発生してしまうと反射基板材110とベース基板材120とを貼り合わせ時に、反射基板材110とベース基板材120の密着性が悪くなり、貼り合わせ作業がやり難くなる。又、LEDパッケージ30の組立精度も悪くなり、その結果、歩留まりが悪くなり易い。又、無理なストレスや歪が原因で、接着が不完全になり、その結果、密封性が破れ、LEDパッケージ30故障の原因となる等の不都合を生じた。
As described above, in the LED package 30 (the same applies to the optical sensor package), the
また、製品製作の最終工程ではダイシングソー等のカッターを用いて、図7に示したカッティングライン101に沿って、反射基板材110とベース基板材120の接合体をカットすることで製品を切り出すが、この場合、カッターは上下絶縁基板材112、121と共にリフレクター13を構成する金属薄膜113をも切断しなくてはならず、カッター寿命が短くなってしまう問題もあった。
In the final step of product production, a product such as a dicing saw is used to cut the joined body of the
上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項1に記載の発明は、上面から下面に向けて、その投影面積が小さくなる様に側面が傾斜した反射孔を複数個有する上絶縁基板材の上側表面をリフレクター用の金属薄膜で被覆して形成した反射基板材の下面と、下絶縁基板材上にアノード用とカソード用を一対として成る電極板を複数対有し、該複数対の電極板と導通する複数個の発光素子を搭載したベース基板材の上面とを、前記発光素子が前記反射孔に格納する様に配置接着して接合体を形成した後、該接合体から切り出すことで製作する光半導体パッケージの製造方法において、前記反射基板材として、前記上絶縁基板材の上側表面の一部を成すパッケージ表面域および該パッケージ表面域と導通する配線パターン部とをメッキ法で成膜したリフレクター用の金属薄膜をもって形成した反射基板材を用いることを特徴とするものである。 As a means for solving the above problems, the invention according to claim 1 of the present invention is characterized in that the upper insulation has a plurality of reflection holes whose side surfaces are inclined so that the projected area decreases from the upper surface to the lower surface. A plurality of pairs of electrode plates each having a pair of anode and cathode are formed on the lower insulating substrate material and the lower surface of the reflective substrate material formed by coating the upper surface of the substrate material with a metal thin film for reflector. After forming the joined body by arranging and bonding the upper surface of the base substrate material on which the plurality of light emitting elements conducting with the electrode plate are mounted so that the light emitting elements are housed in the reflection holes, the joined body is cut out from the joined body. In the method of manufacturing an optical semiconductor package manufactured by the above method, the reflective substrate material is plated with a package surface area that forms part of the upper surface of the upper insulating substrate material and a wiring pattern portion that is electrically connected to the package surface area. In those characterized by using a reflective substrate material formed with a metal thin film for the formed reflector.
また、本発明の請求項2に記載の発明は、上面から下面に向けて、その投影面積が小さくなる様に側面が傾斜した反射孔を複数個有する上絶縁基板材の上側表面をリフレクター用の金属薄膜で被覆して形成した反射基板材の下面と、下絶縁基板材上にアノード用とカソード用を一対として成る電極板を複数対有し、該複数対の電極板と導通する複数個の発光素子を搭載したベース基板材の上面とを、前記発光素子が前記反射孔に格納する様に配置接着して接合体を形成した後、該接合体から切り出すことで製作する光半導体パッケージ製造方法において、前記反射基板材として、前記上絶縁基板材の上面の一部を成すパッケージ表面域を、蒸着法で成膜したリフレクター用の金属薄膜で形成した反射基板材を用いることを特徴とするものである。 According to the second aspect of the present invention, the upper surface of the upper insulating substrate material having a plurality of reflection holes whose side surfaces are inclined so that the projected area decreases from the upper surface to the lower surface is used for the reflector. A plurality of pairs of electrode plates each having a pair of anode and cathode electrodes on a lower surface of a reflective substrate material formed by coating with a metal thin film and a lower insulating substrate material; and a plurality of conductive plates electrically connected to the plurality of pairs of electrode plates A method for manufacturing an optical semiconductor package, wherein a bonded body is formed by arranging and bonding an upper surface of a base substrate material mounted with a light emitting element so that the light emitting element is stored in the reflection hole, and then cut out from the bonded body In this case, as the reflective substrate material, a reflective substrate material formed of a metal thin film for a reflector formed by vapor deposition on a package surface area forming a part of the upper surface of the upper insulating substrate material is used. In .
また、本発明の請求項3に記載の発明は、無電解メッキ法を用いて、前記上絶縁基板材の全表面を下地金属薄膜で被覆する工程と、前記下地金属薄膜をフォトレジスト膜で被覆してからマスクフィルムを介して前記フォトレジスト膜を露光し、更に現像することで、前記パッケージ表面域、および前記パッケージ表面域を連通する配線パターン部にフォトレジスト膜を残す工程と、下地金属薄膜の内、フォトレジスト膜で被覆してない部分を剥離液で剥離する工程と、残存するフォトレジスト膜を剥離する工程と、残存する下地金属薄膜の表面に電解メッキ法でリフレクター用金属薄膜を設ける工程、とを経ることで、前記反射基板材を製作することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of coating the entire surface of the upper insulating substrate material with a base metal thin film using an electroless plating method, and coating the base metal thin film with a photoresist film. Then, the photoresist film is exposed through a mask film, and further developed to leave the photoresist film in the package surface area and the wiring pattern portion that communicates with the package surface area, and an underlying metal thin film Among them, a step of peeling a portion not covered with the photoresist film with a peeling solution, a step of peeling off the remaining photoresist film, and providing a metal thin film for reflector on the surface of the remaining base metal thin film by electrolytic plating The reflective substrate material is manufactured through the steps.
また、本発明の請求項4に記載の発明は、前記上絶縁基板材のパッケージ表面域以外を被覆するマスクを用いて、前記パッケージ表面域に蒸着法でリフレクター用金属薄膜を形成して反射基板材を製作することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a reflective thin film is formed by forming a reflector metal thin film on the package surface area by a vapor deposition method using a mask that covers the upper insulating substrate material other than the package surface area. It is characterized by producing a plate material.
また、本発明の請求項5に記載の発明は、前記請求項1ないし4のいずれか一つに記載の製造方法を用いて製造した光半導体パッケージである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical semiconductor package manufactured by using the manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects.
先ず、本発明の請求1記載に係わる発明では、メッキ法でリフレクターを形成する場合、
反射基板材に反りの発生が無くなるので、反射基板材とベース基板材を貼り合わせる時の貼り合わせの作業効率がアップし、また光半導体パッケージとしての組立精度も向上し、その結果として、製品歩留まりの向上へとつながる。また、製品の切り出しに際しては、金属薄膜をカットしないので、カッターの寿命が延び、生産性のアップにつながり、また、メッキ処理面積が必要最小限に押えられるので、材料費の削減につながる。
First, in the invention according to claim 1 of the present invention, when a reflector is formed by a plating method,
Since there is no warping of the reflective substrate material, the work efficiency of bonding when the reflective substrate material and the base substrate material are bonded is improved, and the assembly accuracy as an optical semiconductor package is also improved, resulting in product yield. It leads to improvement. Further, since the metal thin film is not cut when the product is cut out, the life of the cutter is extended, the productivity is increased, and the plating processing area is suppressed to the minimum necessary, which leads to a reduction in material costs.
また、本発明の請求2記載に係わる発明では、蒸着法でリフレクターを形成する場合、反り発生が無くなり組立精度が向上し、作業効率もアップし、歩留まりが向上につながる。
また製品の切り出しに際しては、金属薄膜をカットしないので、カッターの寿命が延び、生産性のアップにつながる。また蒸着処理面積が必要最小限に押えられるので、材料費の削減につながる。
Further, in the invention according to the second aspect of the present invention, when the reflector is formed by the vapor deposition method, the occurrence of warpage is eliminated, the assembly accuracy is improved, the working efficiency is increased, and the yield is improved.
Moreover, since the metal thin film is not cut when the product is cut out, the life of the cutter is extended and the productivity is increased. In addition, the vapor deposition area can be kept to a minimum, leading to a reduction in material costs.
また、本発明の請求3記載に係わる発明では、メッキ法を用いてリフレクターを形成する場合の製作工程を示した。この製作工程を経ると、島状に金属薄膜を形成する場合でも、パッケージ表面域は配線パターン部を介して全て導通しているので成膜速度の速い膜付けが可能になる。 Moreover, in the invention concerning Claim 3 of this invention, the manufacturing process in the case of forming a reflector using the plating method was shown. Through this manufacturing process, even when a metal thin film is formed in an island shape, since the entire package surface area is electrically connected through the wiring pattern portion, the film can be formed at a high film formation rate.
また、本発明の請求4記載に係わる発明では、蒸着法でリフレクターを形成する場合の製作方法を示した。この製作方法は蒸着を用いるため、メッキの場合の様な配線パターン部は必要ないし、メッキ法よりも膜付け速度が速い特徴がある。 Moreover, in the invention concerning Claim 4 of this invention, the manufacturing method in the case of forming a reflector by a vapor deposition method was shown. Since this manufacturing method uses vapor deposition, a wiring pattern portion as in the case of plating is not necessary, and the film forming speed is faster than the plating method.
また、本発明の請求5記載に係わる発明は、本発明の請求項1乃至4の製造方法で製造した光半導体パッケージであり、組立精度が高く、生産性が高くて安価な光半導体パッケージの提供が可能となった。 The invention according to claim 5 of the present invention is an optical semiconductor package manufactured by the manufacturing method of claims 1 to 4 of the present invention, and provides an optical semiconductor package with high assembly accuracy, high productivity and low cost. Became possible.
以下、本発明の最良の実施形態(以下、単に「実施形態」と略す)を図1〜図4を用いて説明する。図1は本発明の第1実施形態に係わる反射基板材の斜視図で、図2は図1の反射基板材の各製造工程におけるA−A断面図、図3は本発明の第2実施形態に係わる反射基板材の斜視図、図4は図3の反射基板材の蒸着工程におけるA−A断面図である。尚、背景技術で説明した構成部品と同一部品には同一符号を付し、又、背景技術で既に説明した内容は省略、もしくは簡単な説明に留めた。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “embodiment”) will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a reflective substrate material according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in each manufacturing process of the reflective substrate material of FIG. 1, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in the reflective substrate material vapor deposition step of FIG. 3. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component demonstrated by background art, and the content already demonstrated by background technology was abbreviate | omitted or kept only simple description.
最初に本発明の第1実施形態に係わる反射基板材の構成並びに製造方法を図1〜図2を用いて説明する。第1実施形態はメッキ法でリフレクター部を形成する場合である。本発明の第1実施形態の方法で作製した反射基板材の外観斜視図は図1に示した通りであり、板状をした上絶縁基板材312には反射孔11が複数個(図1では6個)設けられ、上絶縁基板材312の上側表面の一部を成すパッケージ表面域11P(LEDパッケージ製品の上側表面となる区域であり、反射孔11の傾斜面と、反射孔11の縁部とからなる)および該パッケージ表面域11Pと接続する配線パターン部305(縦パターン302、横パターン303、外周パターン304から成る)には金属薄膜313が形成され、これらは全て電気的に導通している。図1に示した反射基板材310のA−A断面形状は、図2の(f)の通りであり、ここに到るまでの加工工程を図2を用いながら以下に説明する。
First, the configuration and manufacturing method of the reflective substrate material according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1st Embodiment is a case where a reflector part is formed by the plating method. An external perspective view of the reflective substrate material produced by the method of the first embodiment of the present invention is as shown in FIG. 1, and a plurality of
工程(a);反射基板材310の主構造材となる上絶縁基板材312は、方形をした厚板の、上面側から下面側にかけ次第に直径が狭まっている反射孔11を複数有し、その複数の反射孔11は平面的に眺めると縦横に整列して配置している。このような形状の上絶縁基板材312は、無電解メッキが可能な樹脂材(液晶ポリマーや、ポリフタレアミド樹脂、ABS樹脂)に白色顔料などを混ぜ合わせたものを原料に、金型を用いて射出成形で製作する。射出成形で形成する反射孔11も金型から転写するが、その傾斜面は鏡面仕上になっている。
工程(b);この工程において、上絶縁基板材312にリフレクターの下地となる無電解メッキを施す。無電解メッキとは、電極をとらないで、メッキ液に浸漬することで表面にメッキ薄膜を形成する方法である。本工程では、この無電解メッキ法を用いて上絶縁基板材の全表面にCu薄膜313CU(下地金属薄膜)を形成する。
工程(c);Cu薄膜313CU上にフォトレジスト315を塗布した後、上面をマスクフィルム306で覆いながら、マスクフィルム306を介して紫外線316を照射しフォトレジスト315を露光する。更に露光後の現像により、露光されなかったフォトレジスト315を除去(ポジ型レジストの場合)する。そして、最終的に図1のパッケージ表面域11P及び配線パターン部305だけにフォトレジスト315を残す。
工程(d);工程(c)での処理の結果、フォトレジスト被覆の無くなった部分(即ち、下地金属薄膜が露出している部分)のCu薄膜313CUを剥離液に浸漬して剥離する。
工程(e);この後、露光されたフォトレジスト315を除去する。この結果、図1のパッケージ表面域11P及び配線パターン部305に形成したCu薄膜313CUが上絶縁基板材312の表面に現れる。
工程(f);電解メッキ法を用いてCu薄膜313CUの表面に、最初にNi薄膜313NIを、次にAg薄膜313AGを形成する。
Step (a): The upper insulating
Step (b): In this step, the upper insulating
Step (c): After applying a
Step (d): As a result of the treatment in step (c), the Cu thin film 313CU in the portion where the photoresist coating is lost (that is, the portion where the underlying metal thin film is exposed) is immersed in a stripping solution and stripped.
Step (e); Thereafter, the exposed
Step (f): First, an Ni thin film 313NI and then an Ag thin film 313AG are formed on the surface of the Cu thin film 313CU by using an electrolytic plating method.
以上の工程を経て製作した反射基板材310は、その下面を、従来例で示したと同様の構成のベース基板材120(即ち、下絶縁基板材121の表面に金属板をプレス加工して略コの字型に成形し、その表面に、メッキを施して製作したアノード電極用とカソード電極用からなる一対のリードフレーム22、23を複数備え、且つ、該一対のリードフレーム22、23を介して導通する複数のLED素子24を搭載した物)の上面と、ベース基板材120上のLED素子24が反射基板材310の反射孔11に配設する様にして接着した接合体を形成した後、図1に示したカッティングライン301に沿って、接合体をカットすることで、従来例として図5に示した様なLEDパッケージ30を製作する。
The
第1実施形態では、図2の工程(c)以降が特に特徴的な工程である。この工程を経ることで、Cu薄膜313CUの上にNi薄膜313NIとAg薄膜313AGをもって積層したリフレクター用の金属薄膜313は、従来の様に上絶縁基板材312の上面の全域ではなく、メッキ法でリフレクターを形成する場合最低必要となる個所にのみ形成される。(配線パターン部305は電解メッキ法でパッケージ表面域11Pに島状に金属薄膜を形成する場合の通電経路となる)この結果、反射基板材310の反り発生の問題は回避され、反射基板材310とベース基板材120を貼り合わせる場合、貼り合わせの作業効率がアップし、またLEDパッケージ30としての組立精度も向上し、その結果として、製品歩留まりの向上へとつながる。また、製品の切り出しに際して、金属薄膜313をカットしないので、カッター寿命が延び、生産性のアップにつながり、又、メッキ処理面積が必要最小限に押えられるので、材料費の削減も可能になる。
In the first embodiment, the steps after step (c) in FIG. 2 are particularly characteristic steps. Through this process, the metal
次に、本発明の第2実施形態に係わる反射基板材の製造方法を図3、図4を用いて説明する。第2実施形態は、蒸着法を用いてリフレクターを製造する際に「発明が解決しようとする課題」を解決する製造方法であり、図3は本発明の第2実施形態の方法を用いて完成した反射基板材の斜視図であり、また、図4は図3の反射基板材のA−A断面図を用いながら、リフレクター形成の製造工程の一部を示したものである。 Next, the manufacturing method of the reflective substrate material concerning 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 3, FIG. The second embodiment is a manufacturing method for solving the “problem to be solved by the invention” when manufacturing a reflector using the vapor deposition method, and FIG. 3 is completed by using the method of the second embodiment of the present invention. 4 is a perspective view of the reflecting substrate material, and FIG. 4 shows a part of the manufacturing process for forming the reflector, using the AA sectional view of the reflecting substrate material of FIG.
第2実施形態の蒸着法で製作し、図3に示した反射基板材410は、上絶縁基板材412の上面の反射孔11の周辺に金属薄膜413でリフレクター部分を形成するが、このリフレクター部分は上絶縁基板材412の上面の内、パッケージ表面域11Pだけに形成している。(カッティングライン401部分には形成しない)この反射基板材410の製造方法を図4を用いて説明する。反射基板材410の主構造材となる上絶縁基板材412は、実施形態1と同様に、方形の厚板に反射孔11を整列して複数設けたものであり、この上絶縁基板材412は、無電解メッキが可能な液晶ポリマー等の樹脂材に白色顔料などを混ぜ合わせたものを原料に、金型を用いて射出成形し、反射孔11も金型から転写し、その傾斜面は鏡面仕上になっている。そして、本第2実施形態では、蒸着装置(図示せず)と上絶縁基板材412との間に、成膜したいパターン形状に穴部を設けたマスク406を介在させておき、蒸着装置で加熱蒸発させ、マスク穴部406Aを通過してきた蒸着金属(Ag)を上絶縁基板材の上面に積層させて金属薄膜(Ag薄膜413AG)を成膜する。膜厚は1000〜1500オングストローム位である。尚、蒸着手法でリフレクター部を成膜する場合は、メッキ手法と異なってCu等の下地金属薄膜は設けない。
The
以上の蒸着方法で製作した反射基板材410は、その下面を、実施形態1で説明したと同じ構成のベース基板材120の上面に、ベース基板材120上のLED素子24が反射基板材410の反射孔11に配設する様にして接着した接合体を形成した後、図3に示したカッティングライン401に沿って、接合体をカットすることで、図5に示したようなLEDパッケージ30が製作される。
The
第2実施形態で示した方法を用いることにより、蒸着法でリフレクター部を形成する場合でも、実施形態1の効果と同様の効果を得ることができる。即ち、反射基板材410の反り発生が無くなることで貼り合せの作業効率がアップし、LEDパッケージの組立精度が向上する。また、金属薄膜413をカットしないので、カッターの寿命が延び、生産性のアップにつながるし、蒸着処理面積が必要最小限に押えられるので、材料費削減が可能になるメリットもある。
By using the method shown in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even when the reflector portion is formed by the vapor deposition method. That is, the occurrence of warping of the
また、第1、第2実施形態の方法を用いて製作した光半導体パッケージは、無理なストレスや歪を内包していないので、パッケージの密封耐久性が高く、その分、故障発生率が低くなる効果がある。 In addition, since the optical semiconductor package manufactured using the method of the first and second embodiments does not contain excessive stress or distortion, the package has high sealing durability, and the failure rate is reduced accordingly. effective.
実施形態1においては、リフレクター部はCu薄膜313CUの上にNi薄膜313NIを付け、更に最表面には光反射率の高いAg薄膜313AGを用いたが、Agの代わりとしてAl、Au、Ptを用いても良いし、Cu薄膜313CUの上に形成したNi薄膜313NIを最表面にもってきても良い。またAg薄膜313AGは高い反射率が得られる反面、酸化し易い欠点があるので、実施形態1、2共に、Agが最表面に露出する場合はAg面に酸化防止膜を塗布すると良い。 In the first embodiment, the reflector portion is provided with the Ni thin film 313NI on the Cu thin film 313CU, and the Ag thin film 313AG having a high light reflectance is used on the outermost surface, but Al, Au, and Pt are used instead of Ag. Alternatively, the Ni thin film 313NI formed on the Cu thin film 313CU may be brought to the outermost surface. In addition, the Ag thin film 313AG provides high reflectance, but has a defect that it is easily oxidized. Therefore, in both Embodiments 1 and 2, it is preferable to apply an antioxidant film to the Ag surface when Ag is exposed on the outermost surface.
LED素子24と接続する電極板として、実施形態1(及び実施形態2)では、金属板をプレス加工して略コの字型に成形し、その表面に、メッキを施して製作したリードフレーム22、23を用いる場合で説明したが、金属板の代わりに、下絶縁基板材121上に蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を用いて厚めに形成することも可能である。また、これまでの説明に使用した図面では、反射孔11は全て丸孔であったが、形状はこれに限らない。
In the first embodiment (and the second embodiment), as an electrode plate to be connected to the
10 反射基板
11 反射孔
11P パッケージ表面域
12 上絶縁基板
13 リフレクター
20 ベース基板
21 下絶縁基板
22、23 リードフレーム
24 LED素子
30 LEDパッケージ
120 ベース基板材
121 下絶縁基板材
305 配線パターン部
306 マスクフィルム
310、410 反射基板材
312、412 上絶縁基板材
313、413 金属薄膜
313CU Cu薄膜
313NI Ni薄膜
313AG、413AG Ag薄膜
315 フォトレジスト膜
406 マスク
10
12
30
Claims (5)
前記反射基板材として、前記上絶縁基板材の上側表面の一部を成すパッケージ表面域および該パッケージ表面域と導通する配線パターン部とをメッキ法で成膜したリフレクター用の金属薄膜をもって形成した反射基板材を用いることを特徴とする光半導体パッケージの製造方法。 The lower surface of the reflective substrate material formed by coating the upper surface of the upper insulating substrate material having a plurality of reflective holes whose side surfaces are inclined so that the projected area decreases from the upper surface to the lower surface with a metal thin film for reflectors; A plurality of pairs of anode and cathode electrode plates on the lower insulating substrate material, and an upper surface of a base substrate material on which a plurality of light-emitting elements that conduct with the plurality of pairs of electrode plates are mounted, In the manufacturing method of the optical semiconductor package manufactured by cutting out from the bonded body after forming the bonded body by arranging and bonding so that the light emitting element is stored in the reflection hole,
Reflection formed with a metal thin film for a reflector formed by plating a package surface area that forms part of the upper surface of the upper insulating substrate material and a wiring pattern portion that is electrically connected to the package surface area as the reflective substrate material A method of manufacturing an optical semiconductor package, comprising using a substrate material.
前記反射基板材として、前記上絶縁基板材の上面の一部を成すパッケージ表面域を、蒸着法で成膜したリフレクター用の金属薄膜で形成した反射基板材を用いることを特徴とする光半導体パッケージの製造方法。 The lower surface of the reflective substrate material formed by coating the upper surface of the upper insulating substrate material having a plurality of reflective holes whose side surfaces are inclined so that the projected area decreases from the upper surface to the lower surface with a metal thin film for reflectors; A plurality of pairs of anode and cathode electrode plates on the lower insulating substrate material, and an upper surface of a base substrate material on which a plurality of light-emitting elements that conduct with the plurality of pairs of electrode plates are mounted, In a method for manufacturing an optical semiconductor package, in which a light emitting element is disposed and bonded so as to be stored in the reflection hole to form a joined body, and then cut out from the joined body.
An optical semiconductor package using a reflective substrate material formed by a metal thin film for a reflector formed by vapor deposition in a package surface area forming a part of the upper surface of the upper insulating substrate material as the reflective substrate material Manufacturing method.
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