[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有起到作为反射材的功能且在耐热性、散热性及耐久性方面表现优异的白色无机绝缘层的半导体装置及其制造方法，更详细来说，涉及例如具有将包含纳米粒子化了的SiO₂及白色无机颜料的液材涂布于金属面上并进行烧成而形成的白色绝缘层的LED发光装置及其制造方法。

背景技术

LED（Light Emitting Diode：发光二极管）作为消耗功率低、削减了二氧化碳、高耐久性等兼具环境与节能的元件而普及。搭载这样的LED芯片的封装体（package），安装于配线基板（模块基板）上，使用于大型显示器、手机或数字式摄影机、PDA等的电子设备的背光、道路照明或一般照明等中。若增强LED元件的发光强度，则发热量增加，另一方面，若LED元件被加热则发光效率降低，因而有必要采用能够有效地散热的构造。

在现行的LED发光装置中，作为LED封装体基板使用陶瓷基板、硅基板或金属基板，但是，在使用现有的陶瓷基板或硅基板的构成中，会有因为陶瓷或硅的热传导差于铜等的金属而无法很好地散热、高价、加工困难等的问题。

图25是表示专利文献1所公开的照明器具的侧面截面图。图示的金属芯（metal core）印刷电路基板，由金属芯、以及在其上经由绝缘层对铜箔进行电路加工后的印刷电路构成。作为绝缘层使用由聚醚醚酮（Polyetheretherketone）、聚醚酰亚胺（polyetherimide）、聚醚砜（polyethersulfone）中的任一者构成的100μm左右的厚度的耐热性热塑性树脂。在金属芯印刷电路基板的凹陷的底面载置固定发光二极管并将各端子分别连接于印刷电路，在凹陷中填充透明丙烯树脂而构成。这样，已知作为绝缘层使用耐热性热塑性树脂，但是，在由树脂构成的绝缘层中，在散热性方面会有问题。

一直以来，作为能够形成高反射率的阻焊（solder resist）膜的组合物，提出了在由有机材料构成的热硬化性树脂中添加了无机白色颜料的组合物（例如，专利文献2）。该无机白色颜料的粒径例如为0.3μm以下，但是，含有这样的粒径的颜料的液材的涂布无法由喷墨、滴涂或喷涂机进行，必须由丝网印刷进行。另外，有机材料的散热性一般为0.3w/m·k左右，相较于无机材料（例如，二氧化硅（SiO₂）为1.5w/m·k左右、二氧化钛为8w/m·k左右、氧化锌为50w/m·k左右），散热性差。另外，具有由有机材料构成的绝缘层的配线基板，会有耐热性的问题、因紫外线造成的劣化或因长时间的使用造成的劣化（耐久性）的问题。

专利文献3公开了作为基板材质使用在表面上一体地具有以由二氧化硅（SiO₂）构成的绝缘层作为粘结材的薄膜状的Cu配线层的Cu基板的LED封装体。图24表示专利文献3所公开的LED封装体，（A）是封装体的中央部的侧面截面图，（B）是其平面图。搭载LED芯片的Cu基板，搭载LED芯片的凹状的凹陷由冲压加工成形。但是，因为SiO₂较硬而在冲压加工时容易破裂，因而会有不利于冲压加工的问题。另外，为了形成光反射性，对Cu配线层的表面实施镀Ag，从而成为高成本的结构。

但是，近年来，以在狭小空间内也能够安装的方式，提出了利用所封入的制冷剂的气化与凝结将发热体冷却的加热管（heat pipe）。在专利文献4中，提出了具备在内部具有将气化了的制冷剂扩散的蒸气扩散路、及使凝结了的制冷剂回流的毛细管流路平板状的主体部、测定主体部的至少2个地方的温度差的温度测定部、将温度差与规定的阈值相比较并输出比较结果比较部、及根据比较结果对主体部的动作状态以加热管的冷却能力为基准进行判定并输出判定结果的判定部，蒸气扩散路将气化了的制冷剂向水平方向扩散，毛细管流路使凝结了的制冷剂向垂直或者垂直、水平方向回流的加热管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-68269号公报

专利文献2：日本特开2009-4718号公报

专利文献3：日本特开2006-245032号公报

专利文献4：日本特开2009-257722号公报

发明内容

发明所要解决的问题

一般来说，半导体芯片用绝缘金属板，位于半导体芯片的下面的电绝缘层以有机材料为主要的成分，因为热传导性差，因而有不能够获得良好的散热特性的问题。另外，在耐热性、散热性或耐久性方面也有限制，因而由无机材料构成电绝缘层也是本发明所要解决的问题。