半導体パッケージ
【課題】 放熱効率の良い半導体パッケージを得る。
【解決手段】 セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極１２ａ、１３ａの双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビア１１ｃ、１１ｄを設け、該ビア１１ｃ、１１ｄの内面に導電金属膜１４を設けると共に、該導電金属膜１４を前記上面電極１２ａ、１３ａ並びに前記セラミック基板１１の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極１２ｃ、１３ｃとそれぞれ接続する。
【解決手段】 セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極１２ａ、１３ａの双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビア１１ｃ、１１ｄを設け、該ビア１１ｃ、１１ｄの内面に導電金属膜１４を設けると共に、該導電金属膜１４を前記上面電極１２ａ、１３ａ並びに前記セラミック基板１１の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極１２ｃ、１３ｃとそれぞれ接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の半導体パッケージに関し、特に発光ダイオードのように発熱が生じる半導体の放熱性を高める半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以降、ＬＥＤと呼ぶ）などの半導体素子は発光することにより発熱し、その発熱した熱によって機能が低下すると云う問題を有する。以下、ＬＥＤのパッケージを取り上げて従来技術を説明する。
【０００３】
ＬＥＤはＡｌＩｎＧａＰやＧａＮなどの化合物半導体で形成し、その上にＰＮ接合を形成して、これに順方向電流を通じて可視光などの発光を得るものである。近年、照明の他に、表示、通信、計測、制御などに広く応用されている。一方、近年の電子機器は、高性能化、多機能化と共に、小型化、軽量化も求められ、プリント基板上に表面実装ができるパッケージ構造の装置部品としたものが多くなってきている。
【０００４】
従来のＬＥＤパッケージの構造は、概ね図８、図９に示すような構造を取っている。図８は従来のＬＥＤパッケージの斜視図を示しており、図９は図８における要部断面図を示したものである。図８、図９より、従来のＬＥＤパッケージ６０は、ＬＥＤ素子６１と配線基板６５とが主要構成部品になって構成されている。ここでのＬＥＤ素子６１はフリップチップ実装した素子を示しており、その下面に２極（カソード電極とアノード電極）のバンプ６１ａ、６１ｂを持っていて、平面実装型のＬＥＤ素子になっている。配線基板６５は絶縁基板６６とその表面の一部分に設けた一対の電極（カソード電極、アノード電極）６７、６８とから構成されている。 そして、一対の電極６７、６８のランド部分において、電極６７、６８とＬＥＤ素子６１のバンプ６１ａ、６１ｂとがフリップチップ実装されて接合される。そして、このＬＥＤパッケージはマザーボード上に半田付けされて使用される。
【０００５】
ここで、絶縁基板６６は絶縁性・耐熱性に優れたガラスエポキシ樹脂などの樹脂で形成し、一対の電極６７、６８は、銀ペーストを印刷で形成し、その上に金メッキなどを施して形成する方法などが取られている。この一対の電極６７、６８は、絶縁基板６６の図中左右に対向した状態で一対形成され、電極６７は上面側の電極６７ａ、側面側の電極６７ｂ、下面側の電極６７ｃとの３つの電極部分から構成されている。同様に、電極６８も上面側の電極６８ａ、側面側の電極６８ｂ、下面側の電極６８ｃとの３つの電極部分から構成されている。対向している上面側の電極６７ａ、６８ａは一部分中心側に向かって突き出た部分を持っており、その突き出た部分のランド部分でＬＥＤ素子６１のバンプ６１ａ、６１ｂとボンデングされるようになっている。また、下面側の電極６７ｃ、６８ｃはマザーボードと半田付けされるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ素子は駆動すると発熱し、長時間の使用中に劣化してくる。このため、放熱性を高めることが求められている。この放熱性を高める技術の一つとして下記の特許文献１に開示されたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特許公開２００２−２７０９０４号公報
【０００８】
図１０に示すものは、上記特許文献１に示されたもので、素子マウント部材の周辺部の構成を抜き出して示したもので、（ａ）図は素子マウント部材の一主面側を示す平面図で、（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図を示している。この半導体パッケージ装置は、素子マウント部材７６の主面側に設けた素子パターン電極上に発光素子７１が導電ペーストまたは半田などを介して固着されている。また、素子マウント部材７６の主面側の左右には導電パターン７７、７８が設けられて、その上面にリードフレームのインナーリード７２ａが一対接合されている。また、素子マウント部材７６には貫通穴７６ａが設けられており、この貫通穴７６ａを通して発光素子７１の発光した光が放射されるような発光素子７１の配置になっていて、発光素子７１の発光面側の発光面電極が導電パターン７８と接続した素子パターン電極と接合されている。一方、発光素子７１の非発光面側の基板面電極７１ａは金細線７３を介してリードフレームの所定のインナーリード７２ａとワイヤボンディングされている。
【０００９】
上記構成における素子マウント部材７６は熱伝導率が比較的高いアルミナや窒化アルミなどの絶縁材から形成しており、また、インナーリード７２ａを構成するリードフレームはＦｅ合金またはＣｕ合金で形成している。
【００１０】
上記の構成を取ることで、発光素子７１の主に発光面より発生する熱を、直ちに熱伝導率の高いアルミナなどからなる素子マウント部材に伝えることになり、熱の放熱経路を従来より短くすることができ、放熱効率を高める効果を得たものである。
【００１１】
しかしながら、上記構成のものは、熱伝導率の高いアルミナを用いて放熱経路を従来のものより短くしたとは云え、アルミナの熱伝導率は２１ｗ／ｍ・ｋ前後であることからして、放熱効率が十分であると云える状態にはない。本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、更に、放熱効率の高いパッケージ構成を見いだすことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内面に導電金属膜を設けると共に、該導電金属膜を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内部に導電金属ペースト層を設けると共に、該導電金属ペースト層を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記の半導体素子がフリップチップ実装したＬＥＤ素子であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、前記のビアの大きさがφ０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、前記のビアの内面に設けた導電金属膜がＡｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種からなる金属膜であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、前記のビアの内面に設けた導電金属膜がＡｇ，Ｃｕ，Ａｕ金属の少なくとも一種からなる金属ペーストを焼成して金属膜を形成し、該形成した金属膜の上にＮｉメッキやＡｕメッキなどを施してＮｉ金属膜やＡｕ金属膜などを積層した金属膜であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、前記のビアの内部に設けた導電金属ペースト層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種を分散した金属ペースト層であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、前記のセラミック基板がアルミナよりなることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に記載の発明は、前記の一対の上面電極、及び前記の一対の下面電極、及び該上面電極と下面電極に接続して前記セラミック基板の側面に設けた側面電極がＡｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の積層膜からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
発明の効果として、請求項１、２に記載の発明によれば、ビア（孔）を設け、このビアの内面に導電金属膜を設けることによって、或いは、ビアの内部に導電金属ペースト層を設けることによって、この導電金属膜や導電金属ペースト層を介して放熱も成されるので更に放熱効率が良くなる。また、このビアは半導体素子を搭載する電極のランドの近くに設けることによって、放熱経路を短く取ることができるので放熱を早くすることができる。また、このビアの数は一対の上面電極のそれぞれのランドの近傍に少なくとも１個設けるもので、ビアの数が多ければ多いほど放熱経路の数と放熱面積が増えるの熱を早く逃がし、早く放熱する効果を得る。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、フリップチップ実装したＬＥＤ素子の下では平面実装型であるのでパッケージをコンパクトな形状にまとめることができ、より効果的に作用する。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、ビアの大きさがφ０．１〜０．３ｍｍであることによって、その内面に均一な膜厚の導電金属膜を形成することができるので、或いは、その内部にムラなく導電金属ペースト層を設けることができるので放熱効率を高める。
【００２３】
また、請求項５、請求項７に記載の発明によれば、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属は導電性が良いと同時に熱伝導率が高いので、ビアの内面にこれらの金属膜を、或いは、ビアの内部にこれらの金属ペースト層を形成することによって放熱効率を良くすることができる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明によれば、比較的小孔なるビアの内部に金属ペーストを形成し、それを焼成することによって、ビアの内面に均一な金属膜を容易に形成することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、セラミックの中でアルミナが絶縁性が良いと同時に比較的熱伝導率が高いので放熱効率を良くする。
また、請求項９に記載の発明によれば、電極をＡｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜の積層膜で形成することによって、電導性、熱伝導性、耐腐蝕性が良いことにより耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良の実施形態を図１〜図７を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージの斜視図であり、図２は図１における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図３は図２におけるＤ−Ｄ断面図、図４は図１における配線基板の主面側の反対面側にあたる下面側の平面図を示している。また、図５は本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図であり、図６は図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図７は図６におけるＥ−Ｅ断面図を示している。尚、背景技術で説明した構成部品と全く同一の構成部品は同一符号を付して説明する。
【００２７】
図１、図２、図３、図４より、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージ２０は、配線基板１０と、その上に搭載したＬＥＤ素子（発光ダイオード）６１なる半導体素子とが主要構成部品になって構成されている。ここでのＬＥＤ素子６１は、従来例と同様に、フリップチップ実装した素子を用いており、その下面に２極（カソード電極とアノード電極）のバンプ６１ａ、６１ｂを持つＬＥＤ素子になっている。配線基板１０は、アルミナよりなるセラミック基板１１にカソード電極とアノード電極に対応する一対の電極１２、１３をその表面の一部分に設けたもので、一対の電極１２、１３のランド部分にＬＥＤ素子６１をボンデング接合して一体になったパッケージになっている。
【００２８】
配線基板１０を構成するセラミック基板１１は、アルミナ材で図中方形な形状に形成されていて、左右に一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂを設けている。また、左右の端から少し奥まった所に２箇所、小孔なるビア１１ｃ、１１ｄを設けている。このセラミック基板１１は特に方形な形状に限定するものではなく、丸い形状であっても差し障りはない。また、厚みは略０．５ｍｍ位の厚みになっている。
【００２９】
セラミック基板１１の表面の一部分に設ける一対の電極１２、１３は、それぞれセラミック基板１１の上面側、側面側、下面側にと連結して設けられており、上面側の電極を上面電極１２ａ、１３ａ、側面側の電極を側面電極１２ｂ、１３ｂ、下面側の電極を下面電極１２ｃ、１３ｃとしている。セラミック基板１１の主面側にあたる上面には上面電極１２ａ、１３ａが対向した状態で一対設けられている。ここで、一対の上面電極１２ａ、１３ａは中央に向かって突出した部分を持っており、その突出部分の先端側、即ち、鎖線で丸く囲った部分Ｂ、ＣがＬＥＤ素子６１とボンデングされるランドの部分になっている。また、セラミック基板１１に設けるビア１１ｃ、１１ｄは、それぞれランドの近傍で、上面電極１２ａ、１３ａの形成領域の中に設けられている。また、上面電極１２ａ、１３ａの左右の端部における幅は、セラミック基板１１に設けた一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂの幅よりもそれぞれ広目に取ってある。
【００３０】
側面側の一対の側面電極１２ｂ、１３ｂはセラミック基板１１に設けた一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂの部分にそれぞれ設けてある。下面側の一対の下面電極１２ｃ、１３ｃはそれぞれ対向した状態に設けてあり、セラミック基板１１に設けたビア１１ｃ、１１ｄはそれぞれ下面電極１２ｃ、１３ｃの形成領域内に入っている。この一対の下面電極１２ｃ、１３ｃはマザーボードに半田付けされる所になっている。
【００３１】
上記の一対の電極１２、１３、即ち、電極１２を構成する上面電極１２ａ、側面電極１２ｂ、下面電極１２ｃはそれぞれ連結されており、また、電極１３を構成する上面電極１３ａ、側面電極１３ｂ、下面電極１３ｃもそれぞれ連結されている。そして、これらの一対の電極１２、１３は同一金属膜で形成されている。
【００３２】
一対の電極１２、１３は、５〜１０μｍ膜厚のＡｇ金属膜と５μｍ前後の膜厚のＮｉ金属膜と０．１μｍ以下の膜厚のＡｕ金属膜の３層からなる金属膜でできている。導電性や熱伝導性の優れたＡｇ金属を用い、また、導電性や熱伝導性、耐腐蝕性に優れたＡｕ金属を用いているので、導電性、放熱性、耐触性に優れたものとなっている。
【００３３】
一対の電極１２、１３の形成方法は、最初に、Ａｇペーストを用いてスクリーン印刷などの印刷方法でセラミック基板１１上にＡｇペースト膜を形成する。ＡｇペーストはＡｇ金属粉をバインダーに混ぜ合わせてペースト状にしたものである。次に、焼成を行って樹脂成分を蒸発させ、Ａｇ金属粉をセラミック基板１１上に焼き付けてＡｇ金属膜を作る。焼成温度は用いたバインダーによって異なるが、概ね、６００°Ｃ〜８５０°Ｃの範囲の中で設定される。次に、メッキ方法でもってセラミック基板１１のＡｇ金属膜の上にＮｉ金属膜を形成した後、更に、Ａｕ金属膜を形成することによって、Ａｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜の３層からなる積層膜が形成される。
【００３４】
上記の一対の電極１２、１３の形成領域内でランドの近傍に設けた小孔からなる２個のビアは、孔径がφ０．１〜０．３ｍｍの範囲にあって、その内面に、一対の電極１２、１３と同じ金属材料で導電金属膜１４を設けてある。即ち、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の３層からなる導電金属膜になっている。そして、この２個のビアの内面に設けた導電金属膜１４はそれぞれ上面電極１２ａ、１３ａ及び下面電極１２ｃ、１３ｃと連結して接続している。この導電金属膜１４は、一対の電極１２、１３と同じ形成方法を取っており、最初に、Ａｇペーストを印刷方法でビアの中に流し込み、高温焼成して内面にＡｇ金属膜を形成させ、その後にメッキ方法でＮｉ金属膜とＡｕ金属膜を積層する。
【００３５】
ビアの孔径はφ０．１〜０．３ｍｍの範囲が最良である。孔径がφ０．１ｍｍより小さいと印刷時に金属ペーストが内部に十分流し込むことができなくなる。また、φ０．３ｍｍより大きくなると金属ペーストを内部に流し込むことは容易になるが、内面への付着量にバラツキが現れて、金属膜としたときに膜厚のバラツキが現れてくる。そして、膜厚の不均一は放熱効率を下げる結果を生む。ビアの孔径はセラミック基板の厚みも考慮して設計するのが好ましい。本実施形態のようにセラミック基板１１を０．５ｍｍ厚にした場合は上記範囲の中でどちらかと云うと少し大きめの孔径を選択するのが良い。また、セラミック基板１１の厚みが薄くなってくると小さ目の孔径を選択するのが好ましい。
【００３６】
このように、ビアをランドの近傍に設けたことにより、熱を逃がす新たなバイパス経路がランドの近くにできたことになり、熱が早く逃げていき、放熱効率が高められていく。また、ビアの内面に導電性や熱伝導性に優れたＡｇ金属膜やＡｕ金属膜を設けたことにより熱が早く伝わって逃げるので放熱効率が高められる。また、ビアの内部の導電金属膜からも放熱されるので放熱効率が更に高められる。
【００３７】
ビアの内面に設ける導電金属膜は、特にＡｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜などに限定するものではない。導電性があって熱伝導性が高い金属を用いると良い。Ｃｕ金属などは熱伝導率が３９４ｗ／ｍ・ｋ前後あってＡｇ金属の４１９ｗ／ｍ・ｋ前後の値に近い熱伝導率を持っている。Ａｌ金属なども好適で、Ｓｎ金属なども選択することができる。
【００３８】
また、導電金属膜は、本実施形態の如く３層の積層した金属膜に限定するものではない。Ａｌ金属膜やＡｕ金属膜などは耐触性も良いので１層でも十分な効果を生む。Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉなどの金属から導電性、熱伝導性、耐触性、コスト性などを考慮して適宜に選択して金属膜を形成するのが良い。そして、１層からなる金属膜で構成しても良いし、複数の金属膜を積層して構成しても良い。また、異なった金属を混ぜ合わせた金属膜としても良い。
【００３９】
ビアは、本実施形態においては、一対の電極１２、１３にそれぞれ１個ずつ設けているが、１個に限定するものではなく、それぞれ２個、３個と設けても良い。ビアは数が多ければ多いほど放熱経路の数も多くなり、また、放熱面積が大きくなるので熱の逃げや放熱が早くなって高い放熱効果が得られる。そして、ビアはできるだけランドに近い位置に設けるのが好ましい。ビアの数は電極１２、１３の面積の大きさや、放熱効率なども考慮して適宜に設定するのが良い。
【００４０】
セラミック基板１１はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材から形成している。アルミナは熱伝導率が２１ｗ／ｍ・ｋ前後と比較的高いので放熱効果を助ける。また、高温・高圧の下で焼き固めて生成しているので、金属ペーストを６００°Ｃ〜８５０°Ｃの温度で焼成しても基板に何らの問題も生じない。配線基板１０のセラミック基板１１をアルミナで形成することによって、基板自体の放熱性を高められ、且つ、導電性や熱伝導性の高い金属膜を設けることができる。
【００４１】
以上のような構成のパッケージにすることによって、熱の逃げる経路が複数設けられて熱が早く逃げていく。また、セラミック基板自体からの放熱、電極からの放熱、ビアからの放熱などと相まって非常に高い放熱効果が得られる。そして、ＬＥＤ素子の寿命を長持ちさせる。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを図５〜図７を用いて説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図を示しており、図６は図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図７は図６におけるＥ−Ｅ断面図を示している。
【００４３】
本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージ４０は、前述の第１実施形態と同様に、配線基板３０と、その上に搭載したＬＥＤ素子（発光ダイオード）６１なる半導体素子とが主要構成部品になって構成されている。そして、ＬＥＤ素子は第１実施形態で用いたＬＥＤ素子６１と同じ素子を用いている。配線基板３０は、アルミナからなるセラミック基板３１に一対の電極３２、３３を設けたものからなっている。ここでのセラミックス基板３１には、左右一対の長穴スルホール３１ａ、３１ｂと、一対の電極３２、３３が設けられる部分にそれぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈが設けられている。そして、これらそれぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈは、丸く鎖線で囲った部分Ｂ、Ｃのランドの部分から余り離れていない位置に設けられている。また、一対の電極３２、３３で、電極３２は、前述の第１実施形態と同様に、上面電極３２ａと側面電極３２ｂと下面電極３２ｃとで構成されており、電極３３は上面電極３３ａと側面電極３３ｂと下面電極３３ｃとで構成されている。
【００４４】
一対の電極３２、３３は、前述の第１実施形態と同様に、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜との３層からなる積層の金属膜からなっている。また、それぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈの合計６個のビアの内部には導電金属ペーストを埋め込んだ導電金属ペースト層３４が設けられている。本実施の形態では導電率及び熱伝導率の高いＡｇペーストを用いているが、特にＡｇペーストに限定するものではなく、熱伝導率の比較的高いＣｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉなどの金属ペーストでも良いものである。
【００４５】
導電金属ペースト層３４は、金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂などに混ぜ合わせてペースト状にし、印刷方法などでビアの内部に埋め込んで、加熱処理を施して硬化させて形成する。この導電金属ペースト層３４は一対の電極３２、３３を形成した後に設ける工程を取る。
【００４６】
金属ペーストを直接用いた場合の熱伝導率は金属そのものを用いた場合より半分以下に低下する。その分熱の逃げ方は遅くなるが、ビアの数を増やすことによって放熱効率を高めることができる。
【００４７】
以上述べた構成にすることによってパッケージの放熱効率を高めることができる。従来例からみると、格段に放熱性の良いパッケージを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上、発熱性を有するＬＥＤ素子を用いた場合のパッケージについて説明したが、発熱性のある半導体のパッケージには有効に作用する。また、受光素子や撮像素子などのパッケージにも利用できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージの斜視図である。
【図２】図１における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図である。
【図３】図２におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図４】図１における配線基板の主面側の反対面側にあたる下面側の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図である。
【図６】図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図である。
【図７】図６におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図８】従来のＬＥＤパッケージの斜視図である。
【図９】図８における要部断面図である。
【図１０】特許文献１に示されたところの、素子マウント部材の周辺部の構成を抜き出して示した図で、（ａ）図は素子マウント部材の一主面側を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０、３０ 配線基板
１１、３１ セラミック基板
１１ａ、１１ｂ、３１ａ、３１ｂ 長穴スルホール
１１ｃ、１１ｄ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ ビア
１２、１３、３２，３３ 電極
１２ａ、１３ａ、３２ａ、３３ａ 上面電極
１２ｂ、１３ｂ、３２ｂ、３３ｂ 側面電極
１２ｃ、１３ｃ、３２ｃ、３３ｃ 下面電極
１４ 導電金属膜
２０、４０ 半導体パッケージ
３４ 導電金属ペースト層
６１ ＬＥＤ素子
６１ａ、６１ｂ バンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の半導体パッケージに関し、特に発光ダイオードのように発熱が生じる半導体の放熱性を高める半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以降、ＬＥＤと呼ぶ）などの半導体素子は発光することにより発熱し、その発熱した熱によって機能が低下すると云う問題を有する。以下、ＬＥＤのパッケージを取り上げて従来技術を説明する。
【０００３】
ＬＥＤはＡｌＩｎＧａＰやＧａＮなどの化合物半導体で形成し、その上にＰＮ接合を形成して、これに順方向電流を通じて可視光などの発光を得るものである。近年、照明の他に、表示、通信、計測、制御などに広く応用されている。一方、近年の電子機器は、高性能化、多機能化と共に、小型化、軽量化も求められ、プリント基板上に表面実装ができるパッケージ構造の装置部品としたものが多くなってきている。
【０００４】
従来のＬＥＤパッケージの構造は、概ね図８、図９に示すような構造を取っている。図８は従来のＬＥＤパッケージの斜視図を示しており、図９は図８における要部断面図を示したものである。図８、図９より、従来のＬＥＤパッケージ６０は、ＬＥＤ素子６１と配線基板６５とが主要構成部品になって構成されている。ここでのＬＥＤ素子６１はフリップチップ実装した素子を示しており、その下面に２極（カソード電極とアノード電極）のバンプ６１ａ、６１ｂを持っていて、平面実装型のＬＥＤ素子になっている。配線基板６５は絶縁基板６６とその表面の一部分に設けた一対の電極（カソード電極、アノード電極）６７、６８とから構成されている。 そして、一対の電極６７、６８のランド部分において、電極６７、６８とＬＥＤ素子６１のバンプ６１ａ、６１ｂとがフリップチップ実装されて接合される。そして、このＬＥＤパッケージはマザーボード上に半田付けされて使用される。
【０００５】
ここで、絶縁基板６６は絶縁性・耐熱性に優れたガラスエポキシ樹脂などの樹脂で形成し、一対の電極６７、６８は、銀ペーストを印刷で形成し、その上に金メッキなどを施して形成する方法などが取られている。この一対の電極６７、６８は、絶縁基板６６の図中左右に対向した状態で一対形成され、電極６７は上面側の電極６７ａ、側面側の電極６７ｂ、下面側の電極６７ｃとの３つの電極部分から構成されている。同様に、電極６８も上面側の電極６８ａ、側面側の電極６８ｂ、下面側の電極６８ｃとの３つの電極部分から構成されている。対向している上面側の電極６７ａ、６８ａは一部分中心側に向かって突き出た部分を持っており、その突き出た部分のランド部分でＬＥＤ素子６１のバンプ６１ａ、６１ｂとボンデングされるようになっている。また、下面側の電極６７ｃ、６８ｃはマザーボードと半田付けされるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ素子は駆動すると発熱し、長時間の使用中に劣化してくる。このため、放熱性を高めることが求められている。この放熱性を高める技術の一つとして下記の特許文献１に開示されたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特許公開２００２−２７０９０４号公報
【０００８】
図１０に示すものは、上記特許文献１に示されたもので、素子マウント部材の周辺部の構成を抜き出して示したもので、（ａ）図は素子マウント部材の一主面側を示す平面図で、（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図を示している。この半導体パッケージ装置は、素子マウント部材７６の主面側に設けた素子パターン電極上に発光素子７１が導電ペーストまたは半田などを介して固着されている。また、素子マウント部材７６の主面側の左右には導電パターン７７、７８が設けられて、その上面にリードフレームのインナーリード７２ａが一対接合されている。また、素子マウント部材７６には貫通穴７６ａが設けられており、この貫通穴７６ａを通して発光素子７１の発光した光が放射されるような発光素子７１の配置になっていて、発光素子７１の発光面側の発光面電極が導電パターン７８と接続した素子パターン電極と接合されている。一方、発光素子７１の非発光面側の基板面電極７１ａは金細線７３を介してリードフレームの所定のインナーリード７２ａとワイヤボンディングされている。
【０００９】
上記構成における素子マウント部材７６は熱伝導率が比較的高いアルミナや窒化アルミなどの絶縁材から形成しており、また、インナーリード７２ａを構成するリードフレームはＦｅ合金またはＣｕ合金で形成している。
【００１０】
上記の構成を取ることで、発光素子７１の主に発光面より発生する熱を、直ちに熱伝導率の高いアルミナなどからなる素子マウント部材に伝えることになり、熱の放熱経路を従来より短くすることができ、放熱効率を高める効果を得たものである。
【００１１】
しかしながら、上記構成のものは、熱伝導率の高いアルミナを用いて放熱経路を従来のものより短くしたとは云え、アルミナの熱伝導率は２１ｗ／ｍ・ｋ前後であることからして、放熱効率が十分であると云える状態にはない。本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、更に、放熱効率の高いパッケージ構成を見いだすことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内面に導電金属膜を設けると共に、該導電金属膜を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内部に導電金属ペースト層を設けると共に、該導電金属ペースト層を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記の半導体素子がフリップチップ実装したＬＥＤ素子であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、前記のビアの大きさがφ０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、前記のビアの内面に設けた導電金属膜がＡｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種からなる金属膜であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、前記のビアの内面に設けた導電金属膜がＡｇ，Ｃｕ，Ａｕ金属の少なくとも一種からなる金属ペーストを焼成して金属膜を形成し、該形成した金属膜の上にＮｉメッキやＡｕメッキなどを施してＮｉ金属膜やＡｕ金属膜などを積層した金属膜であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、前記のビアの内部に設けた導電金属ペースト層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種を分散した金属ペースト層であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、前記のセラミック基板がアルミナよりなることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に記載の発明は、前記の一対の上面電極、及び前記の一対の下面電極、及び該上面電極と下面電極に接続して前記セラミック基板の側面に設けた側面電極がＡｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の積層膜からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
発明の効果として、請求項１、２に記載の発明によれば、ビア（孔）を設け、このビアの内面に導電金属膜を設けることによって、或いは、ビアの内部に導電金属ペースト層を設けることによって、この導電金属膜や導電金属ペースト層を介して放熱も成されるので更に放熱効率が良くなる。また、このビアは半導体素子を搭載する電極のランドの近くに設けることによって、放熱経路を短く取ることができるので放熱を早くすることができる。また、このビアの数は一対の上面電極のそれぞれのランドの近傍に少なくとも１個設けるもので、ビアの数が多ければ多いほど放熱経路の数と放熱面積が増えるの熱を早く逃がし、早く放熱する効果を得る。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、フリップチップ実装したＬＥＤ素子の下では平面実装型であるのでパッケージをコンパクトな形状にまとめることができ、より効果的に作用する。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、ビアの大きさがφ０．１〜０．３ｍｍであることによって、その内面に均一な膜厚の導電金属膜を形成することができるので、或いは、その内部にムラなく導電金属ペースト層を設けることができるので放熱効率を高める。
【００２３】
また、請求項５、請求項７に記載の発明によれば、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属は導電性が良いと同時に熱伝導率が高いので、ビアの内面にこれらの金属膜を、或いは、ビアの内部にこれらの金属ペースト層を形成することによって放熱効率を良くすることができる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明によれば、比較的小孔なるビアの内部に金属ペーストを形成し、それを焼成することによって、ビアの内面に均一な金属膜を容易に形成することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、セラミックの中でアルミナが絶縁性が良いと同時に比較的熱伝導率が高いので放熱効率を良くする。
また、請求項９に記載の発明によれば、電極をＡｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜の積層膜で形成することによって、電導性、熱伝導性、耐腐蝕性が良いことにより耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良の実施形態を図１〜図７を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージの斜視図であり、図２は図１における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図３は図２におけるＤ−Ｄ断面図、図４は図１における配線基板の主面側の反対面側にあたる下面側の平面図を示している。また、図５は本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図であり、図６は図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図７は図６におけるＥ−Ｅ断面図を示している。尚、背景技術で説明した構成部品と全く同一の構成部品は同一符号を付して説明する。
【００２７】
図１、図２、図３、図４より、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージ２０は、配線基板１０と、その上に搭載したＬＥＤ素子（発光ダイオード）６１なる半導体素子とが主要構成部品になって構成されている。ここでのＬＥＤ素子６１は、従来例と同様に、フリップチップ実装した素子を用いており、その下面に２極（カソード電極とアノード電極）のバンプ６１ａ、６１ｂを持つＬＥＤ素子になっている。配線基板１０は、アルミナよりなるセラミック基板１１にカソード電極とアノード電極に対応する一対の電極１２、１３をその表面の一部分に設けたもので、一対の電極１２、１３のランド部分にＬＥＤ素子６１をボンデング接合して一体になったパッケージになっている。
【００２８】
配線基板１０を構成するセラミック基板１１は、アルミナ材で図中方形な形状に形成されていて、左右に一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂを設けている。また、左右の端から少し奥まった所に２箇所、小孔なるビア１１ｃ、１１ｄを設けている。このセラミック基板１１は特に方形な形状に限定するものではなく、丸い形状であっても差し障りはない。また、厚みは略０．５ｍｍ位の厚みになっている。
【００２９】
セラミック基板１１の表面の一部分に設ける一対の電極１２、１３は、それぞれセラミック基板１１の上面側、側面側、下面側にと連結して設けられており、上面側の電極を上面電極１２ａ、１３ａ、側面側の電極を側面電極１２ｂ、１３ｂ、下面側の電極を下面電極１２ｃ、１３ｃとしている。セラミック基板１１の主面側にあたる上面には上面電極１２ａ、１３ａが対向した状態で一対設けられている。ここで、一対の上面電極１２ａ、１３ａは中央に向かって突出した部分を持っており、その突出部分の先端側、即ち、鎖線で丸く囲った部分Ｂ、ＣがＬＥＤ素子６１とボンデングされるランドの部分になっている。また、セラミック基板１１に設けるビア１１ｃ、１１ｄは、それぞれランドの近傍で、上面電極１２ａ、１３ａの形成領域の中に設けられている。また、上面電極１２ａ、１３ａの左右の端部における幅は、セラミック基板１１に設けた一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂの幅よりもそれぞれ広目に取ってある。
【００３０】
側面側の一対の側面電極１２ｂ、１３ｂはセラミック基板１１に設けた一対の長穴スルホール１１ａ、１１ｂの部分にそれぞれ設けてある。下面側の一対の下面電極１２ｃ、１３ｃはそれぞれ対向した状態に設けてあり、セラミック基板１１に設けたビア１１ｃ、１１ｄはそれぞれ下面電極１２ｃ、１３ｃの形成領域内に入っている。この一対の下面電極１２ｃ、１３ｃはマザーボードに半田付けされる所になっている。
【００３１】
上記の一対の電極１２、１３、即ち、電極１２を構成する上面電極１２ａ、側面電極１２ｂ、下面電極１２ｃはそれぞれ連結されており、また、電極１３を構成する上面電極１３ａ、側面電極１３ｂ、下面電極１３ｃもそれぞれ連結されている。そして、これらの一対の電極１２、１３は同一金属膜で形成されている。
【００３２】
一対の電極１２、１３は、５〜１０μｍ膜厚のＡｇ金属膜と５μｍ前後の膜厚のＮｉ金属膜と０．１μｍ以下の膜厚のＡｕ金属膜の３層からなる金属膜でできている。導電性や熱伝導性の優れたＡｇ金属を用い、また、導電性や熱伝導性、耐腐蝕性に優れたＡｕ金属を用いているので、導電性、放熱性、耐触性に優れたものとなっている。
【００３３】
一対の電極１２、１３の形成方法は、最初に、Ａｇペーストを用いてスクリーン印刷などの印刷方法でセラミック基板１１上にＡｇペースト膜を形成する。ＡｇペーストはＡｇ金属粉をバインダーに混ぜ合わせてペースト状にしたものである。次に、焼成を行って樹脂成分を蒸発させ、Ａｇ金属粉をセラミック基板１１上に焼き付けてＡｇ金属膜を作る。焼成温度は用いたバインダーによって異なるが、概ね、６００°Ｃ〜８５０°Ｃの範囲の中で設定される。次に、メッキ方法でもってセラミック基板１１のＡｇ金属膜の上にＮｉ金属膜を形成した後、更に、Ａｕ金属膜を形成することによって、Ａｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜の３層からなる積層膜が形成される。
【００３４】
上記の一対の電極１２、１３の形成領域内でランドの近傍に設けた小孔からなる２個のビアは、孔径がφ０．１〜０．３ｍｍの範囲にあって、その内面に、一対の電極１２、１３と同じ金属材料で導電金属膜１４を設けてある。即ち、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の３層からなる導電金属膜になっている。そして、この２個のビアの内面に設けた導電金属膜１４はそれぞれ上面電極１２ａ、１３ａ及び下面電極１２ｃ、１３ｃと連結して接続している。この導電金属膜１４は、一対の電極１２、１３と同じ形成方法を取っており、最初に、Ａｇペーストを印刷方法でビアの中に流し込み、高温焼成して内面にＡｇ金属膜を形成させ、その後にメッキ方法でＮｉ金属膜とＡｕ金属膜を積層する。
【００３５】
ビアの孔径はφ０．１〜０．３ｍｍの範囲が最良である。孔径がφ０．１ｍｍより小さいと印刷時に金属ペーストが内部に十分流し込むことができなくなる。また、φ０．３ｍｍより大きくなると金属ペーストを内部に流し込むことは容易になるが、内面への付着量にバラツキが現れて、金属膜としたときに膜厚のバラツキが現れてくる。そして、膜厚の不均一は放熱効率を下げる結果を生む。ビアの孔径はセラミック基板の厚みも考慮して設計するのが好ましい。本実施形態のようにセラミック基板１１を０．５ｍｍ厚にした場合は上記範囲の中でどちらかと云うと少し大きめの孔径を選択するのが良い。また、セラミック基板１１の厚みが薄くなってくると小さ目の孔径を選択するのが好ましい。
【００３６】
このように、ビアをランドの近傍に設けたことにより、熱を逃がす新たなバイパス経路がランドの近くにできたことになり、熱が早く逃げていき、放熱効率が高められていく。また、ビアの内面に導電性や熱伝導性に優れたＡｇ金属膜やＡｕ金属膜を設けたことにより熱が早く伝わって逃げるので放熱効率が高められる。また、ビアの内部の導電金属膜からも放熱されるので放熱効率が更に高められる。
【００３７】
ビアの内面に設ける導電金属膜は、特にＡｇ金属膜、Ｎｉ金属膜、Ａｕ金属膜などに限定するものではない。導電性があって熱伝導性が高い金属を用いると良い。Ｃｕ金属などは熱伝導率が３９４ｗ／ｍ・ｋ前後あってＡｇ金属の４１９ｗ／ｍ・ｋ前後の値に近い熱伝導率を持っている。Ａｌ金属なども好適で、Ｓｎ金属なども選択することができる。
【００３８】
また、導電金属膜は、本実施形態の如く３層の積層した金属膜に限定するものではない。Ａｌ金属膜やＡｕ金属膜などは耐触性も良いので１層でも十分な効果を生む。Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉなどの金属から導電性、熱伝導性、耐触性、コスト性などを考慮して適宜に選択して金属膜を形成するのが良い。そして、１層からなる金属膜で構成しても良いし、複数の金属膜を積層して構成しても良い。また、異なった金属を混ぜ合わせた金属膜としても良い。
【００３９】
ビアは、本実施形態においては、一対の電極１２、１３にそれぞれ１個ずつ設けているが、１個に限定するものではなく、それぞれ２個、３個と設けても良い。ビアは数が多ければ多いほど放熱経路の数も多くなり、また、放熱面積が大きくなるので熱の逃げや放熱が早くなって高い放熱効果が得られる。そして、ビアはできるだけランドに近い位置に設けるのが好ましい。ビアの数は電極１２、１３の面積の大きさや、放熱効率なども考慮して適宜に設定するのが良い。
【００４０】
セラミック基板１１はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材から形成している。アルミナは熱伝導率が２１ｗ／ｍ・ｋ前後と比較的高いので放熱効果を助ける。また、高温・高圧の下で焼き固めて生成しているので、金属ペーストを６００°Ｃ〜８５０°Ｃの温度で焼成しても基板に何らの問題も生じない。配線基板１０のセラミック基板１１をアルミナで形成することによって、基板自体の放熱性を高められ、且つ、導電性や熱伝導性の高い金属膜を設けることができる。
【００４１】
以上のような構成のパッケージにすることによって、熱の逃げる経路が複数設けられて熱が早く逃げていく。また、セラミック基板自体からの放熱、電極からの放熱、ビアからの放熱などと相まって非常に高い放熱効果が得られる。そして、ＬＥＤ素子の寿命を長持ちさせる。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを図５〜図７を用いて説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図を示しており、図６は図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図、図７は図６におけるＥ−Ｅ断面図を示している。
【００４３】
本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージ４０は、前述の第１実施形態と同様に、配線基板３０と、その上に搭載したＬＥＤ素子（発光ダイオード）６１なる半導体素子とが主要構成部品になって構成されている。そして、ＬＥＤ素子は第１実施形態で用いたＬＥＤ素子６１と同じ素子を用いている。配線基板３０は、アルミナからなるセラミック基板３１に一対の電極３２、３３を設けたものからなっている。ここでのセラミックス基板３１には、左右一対の長穴スルホール３１ａ、３１ｂと、一対の電極３２、３３が設けられる部分にそれぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈが設けられている。そして、これらそれぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈは、丸く鎖線で囲った部分Ｂ、Ｃのランドの部分から余り離れていない位置に設けられている。また、一対の電極３２、３３で、電極３２は、前述の第１実施形態と同様に、上面電極３２ａと側面電極３２ｂと下面電極３２ｃとで構成されており、電極３３は上面電極３３ａと側面電極３３ｂと下面電極３３ｃとで構成されている。
【００４４】
一対の電極３２、３３は、前述の第１実施形態と同様に、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜との３層からなる積層の金属膜からなっている。また、それぞれ３個のビア３１ｃ、３１ｅ、３１ｇと３１ｄ、３１ｆ、３１ｈの合計６個のビアの内部には導電金属ペーストを埋め込んだ導電金属ペースト層３４が設けられている。本実施の形態では導電率及び熱伝導率の高いＡｇペーストを用いているが、特にＡｇペーストに限定するものではなく、熱伝導率の比較的高いＣｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉなどの金属ペーストでも良いものである。
【００４５】
導電金属ペースト層３４は、金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂などに混ぜ合わせてペースト状にし、印刷方法などでビアの内部に埋め込んで、加熱処理を施して硬化させて形成する。この導電金属ペースト層３４は一対の電極３２、３３を形成した後に設ける工程を取る。
【００４６】
金属ペーストを直接用いた場合の熱伝導率は金属そのものを用いた場合より半分以下に低下する。その分熱の逃げ方は遅くなるが、ビアの数を増やすことによって放熱効率を高めることができる。
【００４７】
以上述べた構成にすることによってパッケージの放熱効率を高めることができる。従来例からみると、格段に放熱性の良いパッケージを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上、発熱性を有するＬＥＤ素子を用いた場合のパッケージについて説明したが、発熱性のある半導体のパッケージには有効に作用する。また、受光素子や撮像素子などのパッケージにも利用できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージの斜視図である。
【図２】図１における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図である。
【図３】図２におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図４】図１における配線基板の主面側の反対面側にあたる下面側の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージの斜視図である。
【図６】図５における配線基板の主面側にあたる上面側の平面図である。
【図７】図６におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図８】従来のＬＥＤパッケージの斜視図である。
【図９】図８における要部断面図である。
【図１０】特許文献１に示されたところの、素子マウント部材の周辺部の構成を抜き出して示した図で、（ａ）図は素子マウント部材の一主面側を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０、３０ 配線基板
１１、３１ セラミック基板
１１ａ、１１ｂ、３１ａ、３１ｂ 長穴スルホール
１１ｃ、１１ｄ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ ビア
１２、１３、３２，３３ 電極
１２ａ、１３ａ、３２ａ、３３ａ 上面電極
１２ｂ、１３ｂ、３２ｂ、３３ｂ 側面電極
１２ｃ、１３ｃ、３２ｃ、３３ｃ 下面電極
１４ 導電金属膜
２０、４０ 半導体パッケージ
３４ 導電金属ペースト層
６１ ＬＥＤ素子
６１ａ、６１ｂ バンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内面に導電金属膜を設けると共に、該導電金属膜を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内部に導電金属ペースト層を設けると共に、該導電金属ペースト層を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
前記半導体素子は、フリップチップ実装したＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記ビアの大きさは、φ０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記ビアの内面に設けた導電金属膜は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種からなる金属膜であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１つに記載の半導体パッケージ装置。
【請求項６】
前記ビアの内面に設けた導電金属膜は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ金属の少なくとも一種からなる金属ペーストを焼成して金属膜を形成し、該形成した金属膜の上にＮｉメッキやＡｕメッキなどを施してＮｉ金属膜やＡｕ金属膜などを積層した金属膜であることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ビアの内部に設けた導電金属ペースト層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種を分散した金属ペースト層であることを特徴とする請求項２、３、４のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記セラミック基板は、アルミナよりなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記一対の上面電極、及び前記一対の下面電極、及び該上面電極と下面電極に接続して前記セラミック基板の側面に設けた一対の側面電極は、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の積層膜からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項１】
セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内面に導電金属膜を設けると共に、該導電金属膜を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
セラミック基板の主面上に設けた一対の上面電極のランド上に半導体素子を搭載した半導体パッケージにおいて、前記上面電極の双方のランドの近傍にそれぞれ少なくとも１個のビアを設け、該ビアの内部に導電金属ペースト層を設けると共に、該導電金属ペースト層を前記上面電極並びに前記セラミック基板の主面の反対側にあたる反対面に設けた一対の下面電極とそれぞれ接続したことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
前記半導体素子は、フリップチップ実装したＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記ビアの大きさは、φ０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記ビアの内面に設けた導電金属膜は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種からなる金属膜であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１つに記載の半導体パッケージ装置。
【請求項６】
前記ビアの内面に設けた導電金属膜は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ金属の少なくとも一種からなる金属ペーストを焼成して金属膜を形成し、該形成した金属膜の上にＮｉメッキやＡｕメッキなどを施してＮｉ金属膜やＡｕ金属膜などを積層した金属膜であることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ビアの内部に設けた導電金属ペースト層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ａｕ金属の少なくとも１種を分散した金属ペースト層であることを特徴とする請求項２、３、４のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記セラミック基板は、アルミナよりなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記一対の上面電極、及び前記一対の下面電極、及び該上面電極と下面電極に接続して前記セラミック基板の側面に設けた一対の側面電極は、Ａｇ金属膜とＮｉ金属膜とＡｕ金属膜の積層膜からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００５−１９１０９７（Ｐ２００５−１９１０９７Ａ）
【公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−４２７９１１（Ｐ２００３−４２７９１１）
【出願日】平成１５年１２月２４日（２００３．１２．２４）
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月２４日（２００３．１２．２４）
【出願人】（０００１２４３６２）河口湖精密株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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