发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件的制作方法

专利名称：发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于安装发热元件的发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件。
背景技术：
发热元件(伴随发热的元件)中，最近从节能、减少CO2的观点出发，对LED (LightEmitting Diode，发光二极管)元件的关注度提高。尤其是对于将电极全部配置在同一个面内的倒装型LED元件，由于能够从主要的发光面侧排除电极、金属线，因此认为有利于提高发光效率(lm/W)，从而关注度高。在该倒装型LED元件中，为了抑制元件的热损失增加，并在高电流侧也不会使发光效率降低，重要的是有效地除掉发光时产生的热而防止元件温度的过度上升。因此，安装倒装型LED元件的配线基板的散热性变得重要，所以提出了使用由导热性良好的陶瓷构成的配线基板的发光装置(例如，参照专利文献I)。专利文献I所公开的发光装置具备:在第一面及第二面上形成有配线图案的陶瓷基座(submount);以及倒装安装在陶瓷基座的第一面上的LED元件。但是，专利文献I所公开的发光装置存在如下问题。(I)材料费高对于陶瓷基座，要求对LED元件产生的热有效地进行散热的功能，所以若芯片的发热量变大，则在使用廉价的氧化铝的情况下热导率小至20W/mk左右成为问题，并且也会出现不得不使用热导率超过200W/mk那样的高价的氮化铝的情况。(2)配线形成加工费高在逐渐提高LED元件的发光效率的过程中，还设想到若LED元件减小至例如1.0mm见方以下，且LED元件的安装面的电极图案变得复杂，则需要例如50 y m以下的微细的配线间间隙。这样一来，若是采用金属膏料的印刷和烧结之类的对于陶瓷而言为一般的方法来形成配线的方法，则很难对应，需要蒸镀、溅射等气相法，进而需要使用光刻法的配线形成方法。而且，陶瓷基板必须以一块为60mm见方左右的小面积的基板为单位来进行作业，所以从作业效率的观点考虑配线形成加工费也容易升高。于是，研究作为通用的配线基板的刚性基板、柔性基板、金属基底基板、TAB等，但是用作这些基板的电绝缘材料的树脂的热导率低至例如0.2W/mk程度，这经常成为问题。当然，也正在开发热导率高的树脂，但比起高价，为2 10W/mk程度的热导率，远远不及氮化铝。因此，在通用配线基板的两面上设置配线图案，并尽量设置很多填充通孔，想要获得在填充通孔整体的导热量，但是在想要通过热导率高的铜镀覆来填充通孔时，存在图案面上也被镀铜而导致图案变厚的问题，所以通孔的直径通常设计为例如直径0.03mm左右。在此情况下，为了填充通孔，需要通孔的半径即0.015mm以上的厚度的镀覆，由于镀覆时图案面也被镀覆大致相同的厚度的量，所以存在配线间的间隙变化，或者镀覆厚度的不均导致配线厚度的不均的问题。另外，在此状态下为了增大通孔的总截面积，需要非常多的通孔数，从而设置通孔的加工费变高。而且，存在即使设置很多通孔，在提高热导率方面也出现界限的问题。例如，在倒装型LED元件的电极的大小为直径0.08mm的情况下，如果对于与其相同截面积的通孔，要用配线基板侧的直径0.03mm的通孔来确保，则大致需要7个。而且，为了维持通孔的形状，7个不能贴紧配置，所以在通孔与通孔之间设置例如0.05mm以上的间隙。这样一来，在倒装型LED元件的偏离了直径0.08mm的电极的投影面内的部分也要配置通孔，所以来自电极的热在配线基板的铜图案中水平地传导之后，分流到没有位于电极正下方的通孔。此时，水平地传导热的部分的铜为了形成微细的图案而存在不能做厚的限制，而且从电极到通孔的距离也通常比通孔的高度长，所以作为其结果，与将直径0.08mm以上的填充通孔配置在倒装型LED元件的直径0.08mm的电极的正下方的情况相比，热阻变大。(3)设计的通用性降低另外，为了避免上述的问题，需要根据倒装型LED元件的电极的配置来布置配线基板的通孔，所以存在基座、配线基板的设计没有通用性的问题。于是，可考虑使用专利文献2那样的埋入镀覆。该专利文献2所公开的半导体装置用带状载体具备:绝缘基材；形成于绝缘基材的第一面上的配线图案；形成于绝缘基材的开口部(通孔)；以及以与配线图案接触的方式填充于绝缘基材的开口部的由镀覆形成的导体层。在专利文献2的情况下，一个通孔可以做得较大，但是在使通孔与通孔的间隔为例如200 μ m以下时存在困难，所以倒装型LED元件的电极布置越微细就越难对应。另一方面，安装倒装型LED元件的基板的背面侧多采用简单的长方形的配线图案，以使不易因回流焊而产生问题。现有技术文献专利文献1:日本特表2011 - 501428号公报专利文献2:日本特开2003 - 124264号公报

发明内容
发明要解决的问题若综合考虑以上的现有技术，则需要具有倒装型LED元件侧的配线图案和回流焊安装用的配线图案的双面配线基板，并且要使用具有很多填充通孔的树脂基板、或者具有即使不特别进行填充只要进行电导通即可的导通通孔的陶瓷基板，但树脂基板其厚度方向的热阻容易变大，陶瓷基板存在变得高价的问题，厚度方向的热阻小且廉价的基板很难找到。因此，本发明的目的在于提供发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件，该发热元件搭载用基板虽然是单面配线基板，但板厚方向的导热性良好，并且不易受到搭载的发热元件的电极位置的影响。解决问题的方法为了达到上述目的，本发明的一个方案提供以下的发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件。(I) 一种发热元件搭载用基板，具备:基板，其具有绝缘性，且具有第一面及与上述第一面相反的一侧的第二面；多个配线图案，其形成于上述基板的上述第一面上；以及多个填充部，其形成有向厚度方向贯通上述基板的多个贯通孔，并且由以与上述多个配线图案接触且露出于上述基板的上述第二面侧的方式填充于上述多个贯通孔中的导电性材料构成，上述多个配线图案中至少一个配线图案的面积是上述基板的上述第一面的面积的30%以上，上述多个填充部在上述基板的上述第二面侧的总面积是上述多个配线图案的总面积的50%以上，在上述基板的上述第一面或上述第二面上搭载发热元件。(2)在根据上述(I)所述的发热元件搭载用基板中，上述多个填充部的各个上述填充部的侧面相对于与上述基板的上述第一面垂直的线具有30度以上的倾斜角。(3 )在根据上述(I)或(2 )所述的发热元件搭载用基板中，上述多个填充部由在上述多个贯通孔的上述基板的厚度的1/2以上的部分填充的铜或铜合金形成。(4)在根据上述(I) (3)中任一项所述的发热元件搭载用基板中，上述基板由包含聚酰亚胺且能够进行化学蚀刻的材质形成。(5) —种发热元件搭载用基板的制造方法，包括:在具有绝缘性且具有第一面及与上述第一面相反的一侧的第二面的基板的上述第一面上形成多个配线图案的工序；利用化学蚀刻法形成向厚度方向贯通上述基板的多个贯通孔的工序；以及以与上述多个配线图案接触且露出于上述基板的上述第二面侧的方式，利用镀覆法在上述多个贯通孔中填充导电性材料，从而形成多个填充部的工序。(6) 一种半导体封装件，具备:上述(I) (4)中任一项所述的发热元件搭载用基板；以及发热元件，该发热元件搭载在上述发热元件搭载用基板的上述第一面上或上述第二面上，并与上述配线图案或上述填充部电连接。发明效果根据本发明，虽然是单面配线基板，但由于可以增大填充部的面积，因此板厚方向的导热性良好，并且也无需根据发热元件的电极位置来形成通孔，不易受到搭载的发热元件的电极位置的影响。另外，与以现有技术的双面配线基板构成的情况相比，不形成很多导通通孔、散热通孔，也不形成背面图案，从而能够抑制成本。


图1是表示本发明的第一实施方式的半导体封装件的剖视图。图2表示第一实施方式的发热元件搭载用基板，Ca)是平面图，(b)是(a)的A —A线剖视图。图3表示第一实施方式的支撑部件，Ca)是平面图，(b)是(a)的B — B剖视图。图4是表示第一实施方式的半导体封装件的使用卷带基板(TAB:Tape AutomatedBonding,卷带式自动接合)的制造方法的一例的平面图。图5 (a) (g)是使用一个单元图案来表示图1所示的发热元件搭载用基板的制造工序的一例的剖视图。图6是表示在第一实施方式的发热元件搭载用基板上倒装安装LED元件的状态的剖视图。图7是表示本发明的第二实施方式的半导体封装件的剖视图。图8是表示在第二实施方式的发热元件搭载用基板上倒装安装LED元件的状态的剖视图。
图9是表示本发明的第三实施方式的半导体封装件的剖视图。图10是在第三实施方式的发热元件搭载用基板上倒装安装LED元件的状态的剖视图。图11 (βΓ (C)是表示第三实施方式的发热元件搭载用基板的制造工序的一例的首1J视图。图12是表示本发明的第四实施方式的半导体封装件的剖视图。符号说明IA ID:半导体封装件，2:发热元件搭载用基板，3:LED元件，4:密封树脂，5:支撑部件，6A 6C:导电性接合材料，7:金属线，20:树脂膜，20a:第一面，20b:第二面，21(211 213):配线图案，22 (221 223):贯通孔，23 (231 233):填充部，25:反射层，31、32:电极，50:陶瓷基板，50a: 表面，50b:背面，51:表面配线图案，52:背面配线图案，53a、53b:导通通孔，100:卷带基板，101:单元图案，102:块体，103:链齿孔，210:铜层，211a:切口凹部，240:感光性干膜，241:掩模图案，511 513:配线图案部，511a:切口凹部，514a、514b:连接图案部。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，对于具有实质上相同功能的结构要素，附上相同的符号并省略其重复说明。实施方式的概要本实施方式的发热元件搭载用基板具备:基板，其具有绝缘性，且具有第一面及与上述第一面相反的一侧的第二面；多个配线图案，其形成于上述基板的上述第一面上；以及多个填充部，其形成有向厚度方向贯通上述基板的多个贯通孔，并且由以与上述多个配线图案接触且露出于上述基板的上述第二面侧的方式填充于上述多个贯通孔中的金属构成，在该发热元件搭载用基板中，上述多个配线图案中至少一个配线图案的面积是上述基板的上述第一面的面积的30%以上，上述多个填充部在从上述基板的上述第二面侧观察时，上述多个填充部与上述多个配线图案分别重叠的面积是对应的上述配线图案的面积的50%以上，在上述基板的上述第一面或上述第二面上搭载发热元件。所谓发热元件是指通过工作而伴随发热的元件，例如有LED元件、晶体管元件等。配线图案及填充部的数量可以分别是两个或三个以上。通过将配线图案中至少一个配线图案的面积设为基板的第一面的面积的30%以上，从基板的第二面侧观察时，多个填充部与多个配线图案分别重叠的面积设为对应的配线图案的面积的50%以上，从而虽然是单面配线基板，但板厚方向的热导率良好。也就是说，由于在配线图案的下部存在面积大的填充部，因此就像使配线变厚而广泛地形成一样，散热性提高。第一实施方式图1是表示本发明的第一实施方式的半导体封装件的剖视图。该半导体封装件IA在发热元件搭载用基板2上倒装安装LED元件3，将该搭载有LED元件3的发热元件搭载用基板2安装在支撑部件5上，并且将LED元件3用密封树脂4密封。发热元件搭载用基板
图2表示发热元件搭载用基板2，(a)是平面图，(b)是(a)的A — A线剖视图。该发热元件搭载用基板2是在基板的一面具有配线的所谓单面配线基板，并且具备:具有第一面20a及与第一面20a相反的一侧的第二面20b的树脂膜20 ;形成于树脂膜20的第一面20a上的配线图案21 (211、212、213);以及形成有向厚度方向贯通树脂膜20的贯通孔22 (221、222、223)，并且由以与配线图案211 213接触且露出于树脂膜20的第二面20b侧的方式填充于贯通孔22中的导电性材料构成的填充部23 (231、232、233)。配线图案21及填充部23是导电图案的一例。树脂膜树脂膜20是具有绝缘性的基板(电绝缘材料)的一例，优选即使以半径50mm弯曲也不产生裂纹的具有挠性(柔性)和绝缘性的柔性基板或卷带基板。作为树脂膜20的材料，可以使用包含例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、环氧、芳香族聚酰胺等树脂的膜。将树脂膜20制成即使以半径R = 50mm弯曲也不产生裂纹是基于以下理由。一般而言，作为在蚀刻等液体处理工艺中大量且高效地使电绝缘材料通过的方法，有利用卷对卷的方法，但若要将电绝缘材料以一条直线输送而争取处理时间(处理长度)，则存在输送速度变得过慢或装置变得过长的问题。另外，若要在运转装置的状态下进行卷状的电绝缘材料的更换、接合的作业，则需要蓄电(accumulate)的机构。作为解决这些问题的方法，一般是使用例如直径IOOmm以上的固定辊、可动辊而向上下方向以之字形输送工件。同样地在蓄电器(accumulator)上通常也使用上下运转的棍。为此使用即使以半径R = 50mm弯曲也不产生裂纹的树脂膜20。另外，具有绝缘性的基板除了上述柔性基板及卷带基板之外，也可以使用刚性基板、金属基底基板等。配线图案配线图案21由中央的大致矩形的配线图案211和半圆状的一对配线图案212、213构成。在中央的配线图案211上，在图2 (a)中在左右分别形成有半圆状的切口凹部211a和狭缝状的切口凹部211b 211d。由于该切口凹部在形状上对应于发热元件的背面的电极图案、抗蚀剂图案，所以能够直接、间接地防止印刷在配线图案211上的软钎料桥接在配线图案212、213上。另外，配线图案21优选具有尽量大的热导率。作为这种配线图案21的材料，可以使用铜(纯铜)或一部分铜合金。若配线图案21的材料使用纯铜，则能够实现大致396W/mk的热导率。如图2所示，多个配线图案21中至少一个配线图案211的面积设为树脂膜的第一面20a的面积(单元图案面积)的大约30%以上。由此散热性变得良好。另外，一个配线图案211的面积相对于上述单元图案面积的比率(大约30%以上)是能够与一般的配线基板进行区别的比率。贯通孔 贯通孔22在第二面20b上的开口大于在第一面20a上的开口，且贯通孔22的侧面相对于与第一面20a垂直的线为30度以上。作为树脂膜20的材料，在例如使用聚酰亚胺的情况下，若不特别想办法进行化学蚀刻，则成为大致45度的倾斜角度Θ。即使想各种办法以减小倾斜角度Θ，30度也是限度，因此将倾斜角度Θ规定为化学蚀刻法的特征之一。另外，也可以一边使树脂膜20倾斜一边用激光形成贯通孔22。
填充部在本实施方式中，如图2 (b)所示，在贯通孔22内的厚度方向的全部都填充有填充部23。优选填充部23与配线图案21同样地具有高热导率。作为这种填充部23的材料，可以使用铜(纯铜)或铜合金等导电性材料。通过使用纯铜作为填充部23的材料，能够实现396ff/mk0多个填充部23在从树脂膜20的第二面20b侧观察时，多个填充部23与多个配线图案21分别重叠的面积(重叠面积)设为对应的配线图案21的面积的50%以上。从散热性的观点出发，认为填充部23的面积越大则越可以使导热性好，若是50%以上，则能够应对多个发热元件。另外，填充部23的面积相对于配线图案21的比率(大约50%以上)是能够与一般的配线基板进行区别的比率。而且，填充部23的面积也可以大于对应的配线图案21的面积。LED 元件LED元件3是在底面具备由铝等构成的电极31的倒装型的元件。在本实施方式的情况下，LED元件3安装在发热元件搭载用基板2的配线图案21上。LED元件3通过由金凸块、含有金属的膏料构成的导电性接合材料6A而与配线图案21电连接。支撑部件图3表示支撑部件5，(a)是平面图，(b)是(a)的B — B剖视图。支撑部件5具备:陶瓷基板50 ;形成于陶瓷基板50的表面50a上的表面配线图案51 ;形成于陶瓷基板50的背面50b上的背面配线图案52 ;以及设在陶瓷基板50上且连接表面配线图案51与背面配线图案52的一对导通通孔53a、53b。陶瓷基板50可以使用例如陶瓷中具有250W/mk这样高的热导率的氮化铝。表面配线图案51由以下部分构成:与树脂膜20的第二面20b上的填充部231 233的形状相对应地配置在陶瓷基板50的中央的大致矩形的配线图案部511 ;以及配置在配线图案部511的两侧的大致梯形的一对配线图案部512、513。在中央的配线图案部511上，在图3(a)中在左右分别形成有梯形的切口凹部511a。另外，表面配线图案51具有:连接中央的配线图案部511与一方的导通通孔53a的连接图案部514a ;以及连接配线图案部512,513及另一方的导通通孔53b之间的连接图案部514b。在此，表面配线图案51和背面配线图案52并不是越使用光刻法就越精细，所以配线形成容易，安装作业也变得容易。半导体封装件的制造方法以下，说明图1所示的半导体封装件IA的制造方法的一例。图4是表示半导体封装件IA使用卷带基板(TAB:Tape Automated Bonding)的制造方法的一例的平面图。半导体封装件IA可以使用卷带基板100来制造。另外，半导体封装件IA也可以通过使用刚性基板、柔性基板等的其他制造方法来制造。卷带基板100沿长度方向形成多个块体(block)102，该块体102是形成一个半导体封装件IA的单元图案101的集合体，在块体102的两侧分别以等间隔形成有多个链齿孔103。图5 (a) (g)是使用一个单兀图案101来表不图1所不的发热兀件搭载用基板2的制造工序的一例的剖视图。首先，如图5(a)所示，准备包含由铜箔、铜条构成的铜层210和作为电绝缘材料的树脂膜20的CCUCopper Clad Laminate,覆铜层压板)。这种材料由住友金属矿山株式会社、东丽薄膜加工株式会社作为单面金属化的CCL在市场上出售。或者，也可以是在铜箔上浇注树脂而成的CCL。作为树脂膜20，优选容易进行化学蚀刻的材料，作为代表性的商品，有东丽杜邦株式会社的ΚΑΡΤ0Ν、株式会社KANEKA的APICAL等聚酰亚胺膜。将该CCL切成适当的宽度，并开设用于在TAB (Tape Automated Bonding)的制造线上流动的链齿孔103。然后，如图5 (b)、(C)所示，作为用于对树脂膜20进行化学蚀刻的掩模，例如，粘贴由旭化成电子材料株式会社出售的感光性干膜240，并利用光刻法形成用于化学蚀刻的掩模图案241。另外，在需要精致的形状的情况下，也可以准备在树脂膜20的背面的第二面20b上也可设置金属层的铜层的、例如利用双面溅射所形成的CCL材料，并且利用光刻法在该金属层上形成用于化学蚀刻的掩模图案241。此时，形成配线图案21的一侧的铜层210最好粘贴保护带，以防受到用于对树脂膜20进行化学蚀刻的药液、形成掩模图案241时因经过光刻工艺而引起的损伤或药液的影响。作为这种掩蔽带，例如由日东电工株式会社、日立化成工业株式会社出售。然后，如图5 Cd)所示，浸溃到化学蚀刻液中进行树脂膜20的蚀刻。作为这种化学蚀刻液，有RAYTECH株式会社的TPE - 3000等。由于蚀刻向板厚方向的蚀刻速度是根据树脂膜20的材质和蚀刻条件大致固有的速度，所以例如在50 90°C的范围内选择TPE —3000的液体温度，之后将时间作为主要的参数，选择能够得到所需的贯通孔22的截面的条件即可。作为有关化学蚀刻的参考文献，有日本特开2009 - 177071号公报等。接着，如图5(e)所示，剥离由干膜构成的掩模图案241。作为干膜的剥离液，使用由干膜厂家指定的专用剥离液，或者将2 4%的Na0H、K0H液体在30 50°C、0.1 0.2MPa的条件下喷雾而进行剥离。另外，使用金属掩模作为掩模图案的情况下，用金属蚀刻液除去。具体而言，例如金属为铜的情况下，将氯化铁系的蚀刻液在液体温度40 60°C、0.1
0.2MPa的条件下喷雾而除去金属掩模。然后，如图5 Cf)所示，将铜层210作为阴极，通过电解铜镀覆将形成于树脂膜20的贯通孔22填充至所需的厚度。为了使铜层210成为阴极，除去铜层210的保护带的一部分(例如端面附近)，并在此处接触电极即可。这种填充镀覆也被称为埋入镀覆，在日本特开2003 - 124264号公报(专利文献2)中也有公开。具体而言，使用硫酸铜系的镀覆液，调整电流密度、镀覆时间、镀覆厚度不均调整用遮蔽掩模的位置和形状等，进行电解铜镀覆以形成所需的厚度、截面形状。在使用市售的铜镀覆的情况下，可以使用荏原优吉莱特株式会社等出售的镀铜液，关于使用方法等，在上述公报中也有公开。然后，如图5 (g)所示，进行铜层210的图案形成，由此形成配线图案211 213。虽然未图示，当形成图案时，一般使用光刻法和蚀刻，并进行如下一系列作业，即，在铜层210上涂敷抗蚀剂，在对配线图案211 213等进行曝光之后，进行显影并蚀刻，剥离抗蚀齐U。既可以使用感光性干膜代替抗蚀剂，也可以对直接印刷配线图案211 213那样的抗蚀剂进行丝网印刷而不使用光刻法。这些抗蚀剂例如由太阳油墨制造株式会社等出售。另外，当利用蚀刻对铜层210进行图案形成时，进行了埋入镀覆的面最好粘贴掩蔽带或涂敷背衬材料，从而保护填充部23免受蚀刻液等药液的影响。当进行蚀刻时，可以使用一般的氯化铁系或氯化铜系的蚀刻液。另外，在无法用蚀刻将配线图案21的间隙减小至所需值的情况下，也可以对所形成的配线图案21进一步进行镀铜，使配线图案21的厚度和宽度增加相当于镀铜的厚度的量，由此减小配线图案21的间隙。然后，虽然未图示，剥离埋入镀覆侧的掩蔽带，进行包含金、银、钯、镍、锡、铜中的任一种金属的镀覆。镀覆也可以是多个种类、多个层。作为镀覆方法，优选不需要对要镀覆的配线图案21供电的线的非电解镀，但也可以是电镀。镀覆也可以在配线图案21的面和埋入镀覆面侧交替掩蔽的同时在表面和背面进行不同种类的镀覆。另外，为了减小镀覆的面积，对于配线图案21的面，也可以预先将不需要镀覆的部分用抗蚀剂、覆盖层(coverlay)覆盖之后进行镀覆。通过以上各步骤，能够以卷对卷的方式制造如图4所示的TAB，本实施方式的发热元件搭载用基板2以卷形态完成。然后，将完成的TAB以块体102为单位切断成所需的长度，将LED元件3用安装机
进行安装。图6是表示在发热元件搭载用基板2上倒装安装LED元件3的状态的剖视图。具体而言，如图6所示,在图4所示的单元图案101上,通过例如由金凸块或含有金属的膏料构成的导电性接合材料6A来倒装安装LED元件3。在含有金属的膏料的情况下，在TAB上印刷这些导电性接合材料6A之后，安装LED元件3，并根据导电性接合材料6A的推荐条件进行回流。作为含有金属的膏料，例如由三菱综合材料株式会社出售的软钎焊膏、金锡膏等。作为安装装置的厂家，有JUKI株式会社、松下生产科技株式会社、株式会社日立高新技术、株式会社新川等。然后，对于以图6的形态完成了 LED元件3的安装的TAB，例如使用切块机等，对每单元图案101进行个片化，并将其安装在图3所示的支撑部件5上，制作图1所示的半导体封装件1A。由于支撑部件5是即使陶瓷的材质为廉价的氧化铝也具有20W/mk以上的热导率的电绝缘材料，因此填充部23可以不考虑导热而用金属填充。具体而言，在陶瓷基板50上印刷导电性接合材料6B，如图6所示在其上安装LED元件3并安装进行了个片化的TAB，进行回流。此时，LED元件3侧的导电性接合材料6A和陶瓷基板50侧的导电性接合材料6B也可以在其熔融温度上存在温度差。作为这种导电性接合材料6A、6B的组合，有软钎焊膏与金锡膏的组合等，例如可以从三菱综合材料株式会社等取得。结束了回流的支撑部件5根据需要，使用由松下生产科技株式会社等制造的等离子清洗机进行清洗等，并使用由信越化学工业株式会社等制造的有机硅构成的密封树脂4，利用压缩模塑等方法进行密封并使其固化，从而完成半导体封装件1A。第一实施方式的效果根据本实施方式，发挥以下效果。(I)可以有助于提供如下的发热元件搭载用基板及其制造方法以及使用该发热元件搭载用基板的半导体封装件，该发热元件搭载用基板虽然是单面配线基板，但板厚方向的导热性良好，并且不易受到搭载的LED元件的电极位置的影响。(2)关于露出于树脂膜20的第二面20b的填充部23，与冲孔加工相比，对于形状、位置的设计自由度提高。(3)由于能够以单面配线基板构成发热元件搭载用基板，所以与以双面配线基板构成的情况相比，不形成很多导通通孔、散热通孔，也不形成背面图案，从而能够抑制成本。
第二实施方式图7是表示本发明的第二实施方式的半导体封装件的剖视图。该半导体封装件IB与第一实施方式的不同点在于:上下相反地配置发热兀件搭载用基板2,其他与第一实施方式同样地构成。S卩，本实施方式的半导体封装件IB在支撑部件5的表面配线图案51上利用导电性接合材料6B而连接发热元件搭载用基板2的配线图案21，在发热元件搭载用基板2的填充部23通过导电性接合材料6A而倒装安装LED元件3。LED元件3安装在发热元件搭载用基板2的第二面20b上。第二实施方式可以与第一实施方式同样地制造。S卩，与第一实施方式同样地制作发热元件搭载用基板2，将完成的TAB以块体102为单位切断成所需的长度，并用安装机来安装LED元件3。图8是表示在发热元件搭载用基板2上倒装安装LED元件3的状态的剖视图。具体而言，如图8所示,在图4所示的单元图案101上,通过例如由金凸块或含有金属的膏料构成的导电性接合材料6A来倒装安装LED元件3。即，通过导电性接合材料6A将LED元件3的电极31连接到发热元件搭载用基板2的填充部23。之后，与第一实施方式同样，以通过导电性接合材料6B将配线图案21连接到表面配线图案51上的方式，将图8所示的安装有LED元件3的发热元件搭载用基板2安装在支撑部件5上，并将LED元件3用密封树脂4密封。如此完成半导体封装件1B。第二实施方式的效果(I)根据第二实施方式，与第一实施方式同样，虽然是单面配线基板，但板厚方向的导热性良好，且不易受到搭载的LED元件的电极位置的影响，并且可具有能够将露出于两面的配线图案和填充部设计成不同形状的通用性。(2)与第一实施方式同样，由于能够以单面配线基板构成发热元件搭载用基板，所以与以双面配线基板构成的情况相比，不形成很多导通通孔、散热通孔，也不形成背面图案，从而能够抑制成本。(3)由于配线图案21并不精细，所以能够形成加厚了配线图案21的厚度的配线，即使是相同的图案，由于加厚了配线，所以热向水平方向的传导也更顺利。第三实施方式图9是表示本发明的第三实施方式的半导体封装件的剖视图。图10是表示在第三实施方式的发热元件搭载用基板上倒装安装LED元件的状态的剖视图。该半导体封装件IC与第二实施方式的不同点在于:将填充部23制成双层结构,其他与第二实施方式同样地构成。本实施方式的发热元件搭载用基板2如图10所示，在树脂膜20的贯通孔22中，在树脂膜20的厚度的1/2以上的部分填充填充部23，在贯通孔22的剩余部分填充导电性接合材料6B。另外，填充部23也可以是树脂膜20的厚度的大约1/2或1/2以下。本实施方式的半导体封装件IC与第二实施方式同样，在支撑部件5的表面配线图案51上利用导电性接合材料6B而连接发热元件搭载用基板2的配线图案21，在发热元件搭载用基板2的导电性接合材料6B上通过导电性接合材料6A而倒装安装LED元件3，在LED元件3与发热元件搭载用基板2之间设置反射来自LED元件3的光的反射层25。LED元件3与第二实施方式同样地安装在发热元件搭载用基板2的第二面20b上。优选反射层25在以硫酸钡(BaSO4)的白色原材料为基准的利用分光反射率计的测定中，波长450 700nm的范围的初始全反射率具有80%以上。作为这种材料，也可使用白色的有机硅、抗蚀剂。另外，也可以在发热元件搭载用基板2上实施镀银而作为反射层。而且，也可以预先在LED元件3的背面上涂布白色有机硅、抗蚀剂。第三实施方式可以与第一实施方式同样地制造。图11 (a) (C)是表不第三实施方式的发热元件搭载用基板的制造工序的一例的剖视图。即，与第一实施方式同样，准备由铜层210和树脂膜20构成的CCL，在树脂膜20的第二面20b上形成掩模图案241，并进行化学蚀刻，形成贯通孔22 (221 223)。然后，如图11 Ca)所示，在贯通孔22的树脂膜20的厚度的1/2以上的部分填充填充部23 (231 233)。接着，如图11 (b)所示，进行铜层210的图案形成，从而形成配线图案 21 (211 213)。然后，如图11 (C)所示，将发热元件搭载用基板2翻过来，将软钎料等导电性接合材料6C填充(印刷)到贯通孔22的剩余部分，制作发热元件搭载用基板2。然后，在发热元件搭载用基板2上形成反射层25。将完成的TAB以块体102为单位切断成所需的长度，将LED元件3用安装机进行安装，并通过导电性接合材料6A来倒装安装LED元件3。然后，将安装有LED元件3的发热元件搭载用基板2安装在支撑部件5上，将LED元件3用密封树脂4密封。如此完成半导体封装件1C。第三实施方式的效果根据第三实施方式，与第一实施方式同样，虽然是单面配线基板，但板厚方向的导热性良好，并且不易受到搭载的LED元件的电极位置的影响。而且，通过将在LED元件3的背面侧漏出的光利用白色的反射层反射，可形成外表上与LED元件3的发光效率提高等价的状态。另外，也可以如第一实施方式那样，在发热兀件搭载用基板2的第一面20a上的配线图案21上连接LED元件3。第四实施方式图12是表示本发明的第四实施方式的半导体封装件的剖视图。该半导体封装件ID与第一实施方式的不同点在于LED元件3，其他与第一实施方式同样地构成。S卩，第四实施方式的半导体封装件ID具备:与第一实施方式同样的发热元件搭载用基板2 ;安装在形成于发热元件搭载用基板2的第一面20a上的配线图案21上的LED元件3 ；以及密封LED元件3的密封树脂4。该LED元件3是在上表面具有两个以上的电极32，且利用金属线7连接的引线接合型的LED元件。另外，LED元件3也可以是在底面和上表面分别具有电极，且利用金属线7连接的引线接合型的LED元件。变形例另外，本发明不限于上述实施方式，在不变更本发明的要点的范围内可以实施各种变形。例如，可以将填充部23用作供电点，也可以作为不进行供电而是用于散热的散热通孔使用。而且，关于填充部23，既可以进行相同极性的供电，也可以进行不同极性的供电。另外，在配线图案21的露出成为问题的情况下，也可以根据需要用抗蚀剂、覆盖层进行覆
至JHL ο另外，在上述实施方式中，虽然在将发热元件搭载用基板安装在支撑部件上之后进行密封，但是也可以在将发热元件安装在发热元件搭载用基板上之后进行密封。而且，也可以在发热元件搭载用基板2的LED元件3、发热元件的安装面侧设置抗蚀剂，或者设置反射器。另外，也可以设置热辐射性优良的抗蚀剂，而且，也可以在与安装有元件的面相反的面侧设置阻焊层。另外，也可以在不变更本发明的要点的范围内除去上述实施方式的结构要素中的一部分。例如，如图6、图8、图10所示，也可以以未用密封树脂进行密封的状态提供半导体封装件。而且，上述各实施方式的结构要素可以在不变更本发明的要点的范围内任意组合。例如，可以将第三实施方式所使用的反射层应用于其他实施方式。另外，就在上述实施方式中说明的制造方法而言，也可以在不变更本发明的要点的范围内进行工序的删除、追加、变更来制造半导体封装件。
权利要求
1.一种发热元件搭载用基板，其特征在于，具备: 基板，其具有绝缘性，且具有第一面及与所述第一面相反的一侧的第二面； 多个配线图案，其形成于所述基板的所述第一面上；以及 多个填充部，其形成有向厚度方向贯通所述基板的多个贯通孔，并且由以与所述多个配线图案接触且露出于所述基板的所述第二面侧的方式填充于所述多个贯通孔中的导电性材料构成， 所述多个配线图案中至少一个配线图案的面积是所述基板的所述第一面的面积的30%以上， 所述多个填充部在从所述基板的所述第二面侧观察时，所述多个填充部与所述多个配线图案分别重叠的面积是对应的所述配线图案的面积的50%以上， 在所述基板的所述第一面或所述第二面上搭载发热元件。
2.根据权利要求1所述的发热元件搭载用基板，其特征在于， 所述贯通孔在所述第二面上的开口大于在所述第一面上的开口，并且所述贯通孔的侧面相对于与所述基板的所述第一面垂直的线具有30度以上的倾斜角。
3.根据权利要求1或2所述的发热元件搭载用基板，其特征在于， 所述多个填充部由在所述多个贯通孔的所述基板的厚度的1/2以上的部分填充的铜或铜合金形成。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的发热元件搭载用基板，其特征在于， 所述基板由包含聚酰亚胺且能够进行化学蚀刻的材质形成。
5.一种发热元件搭载用基板的制造方法，其特征在于，包括: 在具有绝缘性且具有第一面及与所述第一面相反的一侧的第二面的基板的所述第一面上形成多个配线图案的工序； 利用化学蚀刻法形成向厚度方向贯通所述基板的多个贯通孔的工序；以及 以与所述多个配线图案接触且露出于所述基板的所述第二面侧的方式，利用镀覆法在所述多个贯通孔中填充导电性材料，从而形成多个填充部的工序。
6.一种半导体封装件，其特征在于，具备: 权利要求1 4中任一项所述的发热元件搭载用基板；以及 发热元件，该发热元件搭载在所述发热元件搭载用基板的所述第一面上或所述第二面上，并与所述配线图案或所述填充部电连接。
全文摘要
本发明提供发热元件搭载用基板及其制造方法以及半导体封装件，该发热元件搭载用基板虽然是单面配线基板，但板厚方向的导热性良好，并且不易受到搭载的发热元件的电极位置的影响。发热元件搭载用基板(2)具备树脂膜(20)、形成于树脂膜(20)的第一面(20a)上的多个配线图案(21)、以及由填充到形成于树脂膜(20)中的多个贯通孔(22)中的导电性材料构成的多个填充部(23)，多个配线图案(21)中的至少一个的面积是树脂膜(20)的第一面(20a)的面积的30%以上，填充部(23)在从第二面(20b)侧观察时，填充部(23)与配线图案(21)重叠的面积是配线图案(21)的面积的50%以上，在树脂膜(20)上搭载LED元件(3)。
文档编号H01L33/62GK103107271SQ20121037516
公开日2013年5月15日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年10月7日
发明者今井升, 伊坂文哉, 松尾长可, 根本正德, 田野井稔 申请人:日立电线株式会社