DE102022130964A1

DE102022130964A1 - Lichtemittierendes Modul und Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls

Info

Publication number: DE102022130964A1
Application number: DE102022130964.9A
Authority: DE
Inventors: Kosuke Sato
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2023-06-29
Also published as: US20230207762A1; JP7381937B2; JP2023095084A

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls enthält: Bereitstellen eines Verdrahtungssubstrats, das enthält: ein Basisbauteil, das eine obere Oberfläche hat, und eine Metallschicht, die auf der oberen Oberfläche des Basisbauteils eingerichtet ist; Bilden einer Resistschicht auf dem Verdrahtungssubstrat derart, dass die Metallschicht von der Resistschicht exponiert ist; Einrichten eines Zwischenkörpers auf der Resistschicht, wobei der Zwischenkörper ein lichtemittierendes Element und eine Abdeckungsschicht umfasst; Bilden eines Verbindungsbauteils; Entfernen der Resistschicht und der Abdeckungsschicht; und Bilden einer Beschichtungsschicht auf einer Oberfläche des Verbindungsbauteils durch Beschichten, derart, dass ein Bereich der Beschichtungsschicht zwischen einer Elektrodenoberfläche des lichtemittierenden Elements und dem Verbindungsbauteil lokalisiert ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein lichtemittierendes Modul und ein Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls.
HINTERGRUND
Ein lichtemittierendes Modul, das eine große Anzahl von lichtemittierenden Elementen enthält, die auf einem Verdrahtungssubstrat montiert sind, wurde entwickelt. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 1992-217323 ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode zum Anschließen eines Halbleitervorrichtungschips nach draußen.
Figurenliste

1A ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform illustriert.
1B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
2 ist eine Bodenansicht eines Zwischenkörpers, der in 1B illustriert ist.
3A ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
3B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
4A ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
4B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
5 ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
6 ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
7 ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
8 ist eine Querschnittsansicht, die das lichtemittierende Modul gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform illustriert.
10 ist eine Bodenansicht eines Zwischenkörpers, der in 9 illustriert ist.
11 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß einer dritten Ausführungsform illustriert.
12 ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der dritten Ausführungsform illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zu beachten ist, dass die Zeichnungen schematisch oder konzeptionell sind, und dass die Beziehungen zwischen Dicken und Breiten von Bereichen, die Größenverhältnisse zwischen Bereichen, und Ähnliches nicht notwendigerweise die gleichen sind wie deren tatsächliche Werte. Außerdem können die Dimensionen und die Größenverhältnisse zwischen den Zeichnungen unterschiedlich illustriert sein, selbst in einem Fall, in dem der gleiche Bereich illustriert ist. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen durchgehend gleichwertige Elemente, und eine wiederholte detaillierte Beschreibung derer kann gegebenenfalls ausgelassen sein. Endoberflächen können als Querschnitte illustriert sein.
Zur Klarheit der Erläuterung werden die Anordnung und Struktur von jeweiligen Bereichen in der folgenden Beschreibung unter Verwendung des orthogonalen XYZ-Koordinatensystems beschrieben. Die X-, Y- und Z-Achsen sind orthogonal zueinander. Die Richtung, in der sich die X-Achse erstreckt, wird als die „X-Richtung“ bezeichnet, die Richtung, in der sich die Y-Achse erstreckt, als die „Y-Richtung“, und die Richtung, in der sich die Z-Achse erstreckt, als die „Z-Richtung“. Zur Klarheit der Erläuterung wird in der Z-Richtung die Richtung des Pfeils als die „Nach-Oben-Richtung“ bezeichnet, und die dazu entgegengesetzte Richtung wird als die „Nach-Unten-Richtung“ bezeichnet, diese sind aber relative Richtungen, die in keiner Beziehung zu der Gravitationsrichtung stehen. Außerdem wird die Betrachtung des Zielbauteils von oben oder unten als „Draufsicht“ bezeichnet. In der X-Richtung wird die Richtung des Pfeils auch als die „+X-Richtung“ bezeichnet, und die dazu entgegengesetzte Richtung wird auch als die „-X-Richtung“ bezeichnet. In ähnlicher Weise wird in der Y-Richtung die Richtung des Pfeils auch als die „+Y-Richtung“ bezeichnet, und die dazu entgegengesetzte Richtung wird auch als die „-Y-Richtung“ bezeichnet.
Erste Ausführungsform
Es wird eine Beschreibung für eine erste Ausführungsform gegeben. 1A und 1B sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustrieren. 2 ist eine Bodenansicht eines Zwischenkörpers, der in 1B illustriert ist. 3A bis 7 sind Querschnittsansichten, die das Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustrieren. 8 ist eine Querschnittsansicht, die das lichtemittierende Modul gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert.
Ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält:

Bereitstellen eines Verdrahtungssubstrats 110,
Bilden einer Resistschicht 120 auf dem Verdrahtungssubstrat 110, wie in 1A illustriert,
Einrichten eines Zwischenkörpers 130, der ein lichtemittierendes Element 131 enthält, eine erste Abdeckungsschicht 132a, und eine zweite Abdeckungsschicht 132b auf der Resistschicht 120, wie in 1B illustriert,
Bilden eines ersten Verbindungsbauteils 141 und eines zweiten Verbindungsbauteils 142 durch Beschichten, wie in 3A illustriert,
Entfernen der Resistschicht 120, der ersten Abdeckungsschicht 132a und der zweiten Abdeckungsschicht 132b, wie in 3B und 4A illustriert, und
Bilden einer ersten Beschichtungsschicht 150a auf einer Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 durch Beschichten und Bilden einer zweiten Beschichtungsschicht 150b auf einer Oberfläche des zweiten Verbindungsbauteils 142, wie in 4B illustriert.

Jeder Prozessschritt wird unten detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird hauptsächlich ein Beispiel beschrieben, bei dem ein einzelnes lichtemittierendes Element 131 auf dem Verdrahtungssubstrat 110 montiert ist. Alternativ kann auch eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 131 auf dem Verdrahtungssubstrat 110 montiert sein. Die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 131 ist beispielsweise auf quadratischen Rasterpunkten, dreieckigen Rasterpunkten oder sechseckigen Rasterpunkten eingerichtet. In einem Fall, in dem die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 131 auf dem Verdrahtungssubstrat 110 montiert ist, können die Anzahl und Positionen jedes unten beschriebenen Elements abhängig von der Anzahl und den Positionen der Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 131 angepasst werden.
Zunächst wird das Verdrahtungssubstrat 110 bereitgestellt. Das Verdrahtungssubstrat 110 enthält ein isolierendes Basisbauteil 111, eine Mehrzahl von Metallschichten 112 und einen Isolierfilm 113. Das Verdrahtungssubstrat 110 ist beispielsweise ein Substrat eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC). Die oberen und unteren Oberflächen des Basisbauteils 111 sind im Wesentlichen eben und im Wesentlichen parallel zur X-Y-Ebene.
Die Mehrzahl der Metallschichten 112 sind zum Beispiel Verdrahtungen des Verdrahtungssubstrats 110. Die Mehrzahl von Metallschichten 112 ist beispielsweise auf eine Multi-Schicht-Art auf dem Basisbauteil 111 eingerichtet. Zwei aus der Mehrzahl der Metallschichten 112 sind so eingerichtet, dass diese zwei Metallschichten zumindest teilweise in der X-Richtung ausgerichtet sind und deren obere Oberflächen im Wesentlichen mit der oberen Oberfläche des Basisbauteils 111 bündig sind. Nachfolgend wird eine dieser zwei Metallschichten 112 auch als eine „erste Metallschicht 112a“ bezeichnet, und die andere wird auch als eine „zweite Metallschicht 112b“ bezeichnet.
Jede Metallschicht 112 kann aus mindestens einer Metallart gemacht sein, die beispielsweise aus Kupfer (Cu), Wolfram (W), Nickel (Ni), Silber (Ag), Gold (Au), Palladium (Pd), Platin (Pt), oder Ähnlichem ausgewählt ist, oder aus einer Legierung, die eine oder mehrere dieser Metallarten enthält. Vorzugsweise wird Kupfer in Hinblick auf Wärmeableitung verwendet.
Der Isolierfilm 113 ist auf der oberen Oberfläche des Basisbauteils 111 eingerichtet. Der Isolierfilm 113 hat eine erste Öffnung 113a und eine zweite Öffnung 113b, die den Isolierfilm 113 jeweils durchdringen. Die ersten und zweiten Öffnungen 113a und 113b sind beispielsweise in der X-Richtung ausgerichtet. Die erste Öffnung 113a ist unmittelbar oberhalb der ersten Metallschicht 112a lokalisiert. Mindestens ein Bereich der ersten Metallschicht 112a ist an der ersten Öffnung 113a exponiert. Die zweite Öffnung 113b ist unmittelbar oberhalb der zweiten Metallschicht 112b lokalisiert. Mindestens ein Bereich der zweiten Metallschicht 112b ist an der zweiten Öffnung 113b exponiert. Der Isolierfilm 113 deckt einen Bereich zwischen der ersten Metallschicht 112a und der zweiten Metallschicht 112b auf der oberen Oberfläche des Basisbauteils 111 ab. Die Form der ersten und zweiten Öffnungen 113a und 113b in Draufsicht ist nicht auf das Obige beschränkt. Die Form der ersten und zweiten Öffnungen 113a und 113b in Draufsicht kann beispielsweise kreisförmig, elliptisch, oval, rechteckig mit abgerundeten Ecken oder rechteckig sein.
Die Struktur des Verdrahtungssubstrats muss die Metallschicht auf der oberen Oberfläche haben und ist nicht auf das Obige beschränkt. Wie hierin verwendet, bedeutet „die Metallschicht auf der oberen Oberfläche zu haben“, dass mindestens ein Bereich der Metallschicht auf der oberen Oberfläche des Verdrahtungssubstrats exponiert ist. Folglich muss, wie oben beschrieben, die Metallschicht mindestens teilweise auf der oberen Oberfläche des Verdrahtungssubstrats exponiert sein, und kann in oder auf dem Basisbauteil oder auf dem Isolierfilm eingerichtet sein.
Anschließend wird, wie in 1A illustriert, die Resistschicht 120 auf dem Verdrahtungssubstrat 110 gebildet. Die Resistschicht 120 wird beispielsweise durch Photolithographie gebildet. Die Resistschicht 120 wird beispielsweise auf dem Isolierfilm 113 gebildet, und wird zwischen der ersten Metallschicht 112a und der zweiten Metallschicht 112b, aneinander angrenzend zumindest in einer Draufsicht, gebildet. Die obere Oberfläche der Resistschicht 120 ist im Wesentlichen eben und ist im Wesentlichen parallel zur X-Y-Ebene. Solange die Resistschicht das lichtemittierende Element tragen kann und nicht die Bildung der ersten und zweiten Verbindungsbauteile, die später beschrieben werden, stört, ist die Position, an der die Resistschicht gebildet wird, jedoch nicht auf das Obige beschränkt.
Anschließend wird der Zwischenkörper 130 auf der Resistschicht 120 eingerichtet, wie in 1B illustriert. Der Zwischenkörper 130 enthält das lichtemittierende Element 131, die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b.
Das lichtemittierende Element 131 ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED). Das lichtemittierende Element 131 enthält eine erste Elektrode 131a, eine zweite Elektrode 131b und eine Halbleiterstruktur 131c. Die Halbleiterstruktur 131c enthält eine n-Typ-Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine p-Typ-Halbleiterschicht. Die Halbleiterstruktur 131c kann ferner ein Substrat zum Aufwachsen dieser Halbleiterschichten enthalten.
Die Halbleiterstruktur 131c emittiert beispielsweise blaues Licht. Die n-Typ-Halbleiterschicht, die aktive Schicht und die p-Typ-Halbleiterschicht in der Halbleiterstruktur 131c sind beispielsweise aus einem Nitrid-basierten Halbleiter (In_xAl_yGa_1-x-yN, 0 ≤ X, 0 ≤ Y, X + Y ≤ 1) gemacht. Alternativ kann die Farbe des Lichts, das von der Halbleiterstruktur emittiert wird, auch eine andere Farbe wie Grün, Rot, oder Ähnliches sein. Wenn die Mehrzahl der lichtemittierenden Elemente auf dem Verdrahtungssubstrat montiert ist, können die Farben von Licht, das von der Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen emittiert wird, gleich oder unterschiedlich sein.
Die Form der Halbleiterstruktur 131c ist ein Kegelstumpf einer quadratischen Pyramide. Alternativ kann die Form der Halbleiterstruktur eine andere Form sein, wie ein polygonaler Kegelstumpf, eine polygonale Säule, oder Ähnliches. Die Oberfläche der Halbleiterstruktur 131c enthält eine untere Oberfläche 131c1 und eine obere Oberfläche 131c2, die gegenüber der unteren Oberfläche 131c1 lokalisiert ist, sowie vier laterale Oberflächen 131c3, die jeweils zwischen der unteren Oberfläche 131c1 und der oberen Oberfläche 131c2 lokalisiert sind.
Die erste Elektrode 131a und die zweite Elektrode 131b sind auf der unteren Oberfläche 131c1 der Halbleiterstruktur 131c voneinander getrennt. Die erste Elektrode 131a und die zweite Elektrode 131b kann ein Metall wie Gold (Au) einsetzen. Die Form der ersten Elektrode 131a und der zweiten Elektrode 131b ist in einer Draufsicht rechteckig. Alternativ kann die Form der ersten Elektrode 131a und der zweiten Elektrode 131b in einer Draufsicht auch eine andere polygonale Form sein, wie eine dreieckige Form, oder andere Formen wie ein Polygon mit abgerundeten Ecken.
Da die erste Elektrode 131a und die zweite Elektrode 131b auf der unteren Oberfläche 131c1 der Halbleiterstruktur 131c eingerichtet sind, wird das Licht, das von der aktiven Schicht der Halbleiterstruktur 131c emittiert wird, von der unteren Oberfläche 131c1 reflektiert und tritt hauptsächlich von der oberen Oberfläche 131c2 aus. Nachfolgend wird die obere Oberfläche 131c2 auch als eine „lichtemittierende Oberfläche 131c2“ des lichtemittierenden Elements 131 bezeichnet. Die Oberfläche des lichtemittierenden Elements 131, die der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 gegenüber ist, und auf der die erste Elektrode 131a und die zweite Elektrode 131b eingerichtet sind, das heißt, die untere Oberfläche 131c1 der Halbleiterstruktur 131c, wird auch als eine „Elektrodenoberfläche 131s1“ des lichtemittierenden Elements 131 bezeichnet.
Die erste Abdeckungsschicht 132a enthält einen ersten Bereich 132a1, der eine Region um die erste Elektrode 131a der Elektrodenoberfläche 131s1 herum abdeckt, und einen zweiten Bereich 132a2, der die lateralen Oberflächen 131c3 abdeckt, durchgehend vom ersten Bereich 132a1. Insbesondere hat der erste Bereich 132a1, wie in 2 illustriert, eine Rahmenform, die die erste Elektrode 131a in einer Draufsicht umgibt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Bereich 132a1 in Kontakt mit den lateralen Oberflächen der ersten Elektrode 131a; im Wesentlichen die gesamte Region der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a ist vom ersten Bereich 132a1 exponiert, wie in 1B illustriert. Wie in 1B und 2 illustriert, deckt der zweite Bereich 132a2 einen unteren Bereich der lateralen Oberflächen 131c3 ab, der am weitesten in der -X-Richtung lokalisiert ist, einen Bereich des unteren Bereichs der lateralen Oberflächen 131c3, der am weitesten in der +Y-Richtung lokalisiert ist, und einen Bereich des unteren Bereichs der lateralen Oberflächen 131 c3, der am weitesten in der -Y-Richtung lokalisiert ist.
Die zweite Abdeckungsschicht 132b enthält einen ersten Bereich 132b 1, der eine Region um die zweite Abdeckungsschicht 132b der Elektrodenoberfläche 131s1 herum abdeckt, und einen zweiten Bereich 132b2, der die lateralen Oberflächen 131c3 abdeckt, durchgehend vom ersten Bereich 132b1. Insbesondere hat der erste Bereich 132b1 eine Rahmenform, die die zweite Elektrode 131b in einer Draufsicht umgibt. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1B illustriert, ist der erste Bereich 132b1 in Kontakt mit den lateralen Oberflächen der zweiten Elektrode 131b; im Wesentlichen ist die gesamte Region der unteren Oberfläche der zweiten Elektrode 131b vom ersten Bereich 132b1 exponiert. Wie in 1B und 2 illustriert, deckt der zweite Bereich 132b2 einen unteren Bereich der lateralen Oberflächen 131c3 ab, der am weitesten in der +X-Richtung lokalisiert ist, einen anderen Bereich des unteren Bereiches der lateralen Oberflächen 131c3, der am weitesten in der +Y-Richtung lokalisiert ist, und einen anderen Bereich des unteren Bereiches der lateralen Oberflächen 131c3, der am weitesten in der -Y-Richtung lokalisiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b voneinander getrennt.
Die Abdeckungsschichten müssen mindestens die Region abdecken, die die Elektrode auf der Elektrodenoberfläche umgibt, aber die Region, wo die Abdeckungsschicht eingerichtet ist, ist nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel kann die Abdeckungsschicht nur eine Region abdecken, die die Elektrode an der Elektrodenoberfläche umgibt, und muss nicht die lateralen Oberflächen des lichtemittierenden Elements abdecken. Alternativ kann beispielsweise jede Abdeckungsschicht sowohl den oberen Bereich als auch den unteren Bereich der lateralen Oberflächen des lichtemittierenden Elements abdecken. Alternativ ist die Abdeckungsschicht beispielsweise bei einigen Ausführungsformen nicht in Kontakt mit der Elektrode, und ist in Kontakt mit den lateralen Oberflächen und der unteren Oberfläche der Elektrode sein.
Wie in 1B illustriert, ist eine Maximaldicke t2 der ersten Abdeckungsschicht 132a größer als eine Maximaldicke t1 der ersten Elektrode 131a. Beispielsweise ist die Maximaldicke t2 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm bis 1,0 µm, und in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 2,0-fachen der Maximaldicke t1. In ähnlicher Weise ist eine Maximaldicke t4 der zweiten Abdeckungsschicht 132b größer als eine Maximaldicke t3 der zweiten Elektrode 131b. Beispielsweise ist die Maximaldicke t4 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm bis 1,0 µm, und in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 2,0-fachen der Maximaldicke t3. Das Größenverhältnis zwischen der Maximaldicke der Abdeckungsschicht und der Maximaldicke der Elektrode ist jedoch nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel übersteigt bei einigen Ausführungsformen die Maximaldicke der Abdeckungsschicht nicht die Maximaldicke der Elektrode.
Die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b setzen vorzugsweise beispielsweise ein Material ein, das gegen eine Beschichtungsflüssigkeit beständig ist, die zum Bilden der ersten und zweiten Verbindungsbauteile 141 und 142 verwendet wird, die später beschrieben werden. Beispiele eines solchen Materials enthalten Metalle wie Titan (Ti), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), oder Ähnliches, Oxide wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumoxid (SiO₂), oder Ähnliches, sowie ein Resist oder Ähnliches. Die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b können die gleiche Metallart einsetzen wie das Metall, das das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 ausmacht. In solch einem Fall kann, beim Entfernen der ersten Abdeckungsschicht 132a und der zweiten Abdeckungsschicht 132b durch Ätzen oder Ähnliches, was später beschrieben wird, die Dichte der ersten und zweiten Abdeckungsschichten 132a und 132b geringer sein als die Dichte der ersten und zweiten Verbindungsbauteile 141 und 142, zum Beispiel, um Ätzen der ersten und zweiten Abdeckungsschichten 132a und 132b zu fördern, während Ätzen der ersten und zweiten Verbindungsbauteile 141 und 142 unterdrückt wird. Die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b können die gleiche Resistart einsetzen, wie sie in der Resistschicht 120 verwendet wird.
Der Zwischenkörper 130 ist auf der Resistschicht 120 so eingerichtet, dass die erste Elektrode 131a der ersten Metallschicht 112a zugewandt ist, und die zweite Elektrode 131b der zweiten Metallschicht 112b zugewandt ist, wie in 1B illustriert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Endbereich der Resistschicht 120 in Kontakt mit der Halbleiterstruktur 131c, und ist in einer Draufsicht zwischen der ersten Abdeckungsschicht 132a und der zweiten Abdeckungsschicht 132b positioniert.
In einem Fall, in dem die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 131 auf dem Verdrahtungssubstrat 110 montiert ist, ist die Mehrzahl von Zwischenkörpern entsprechend dem Anordnungsmuster der Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen eingerichtet. In diesem Fall wird die Resistschicht entsprechend dem Anordnungsmuster der Mehrzahl von Zwischenkörpern gebildet.
Anschließend werden, wie in 3A illustriert, das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 durch Beschichten gebildet. Das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 haben vorzugsweise eine Lichtreflektivität. Das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 können beispielsweise mindestens eine Metallart einsetzen, ausgewählt aus Kupfer (Cu), Wolfram (W), Nickel (Ni), Silber (Ag), Gold (Au), Palladium (Pd), Platin (Pt), oder Ähnlichem, oder eine Legierung, die eine oder mehrere dieser Metallarten enthält, wobei insbesondere Kupfer bevorzugt in Hinblick auf die Wärmeableitung verwendet wird.
Zum Beispiel werden das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 durch elektrolytisches Beschichten gebildet, eine Art Nassbeschichten. Konkret werden das Verdrahtungssubstrat 110, auf dem die Resistschicht 120 und der Zwischenkörper 130 eingerichtet sind, und die Metallelektrode, die als eine Quelle des Metalls dient, das die Verbindungsbauteile 141 und 142 ausmacht, in die Beschichtungslösung getaucht. Dann wird eine Spannung zwischen der Metallelektrode und den Metallschichten 112a und 112b angelegt. So wird das erste Verbindungsbauteil 141 beginnend von der ersten Metallschicht 112a aufgewachsen, und das zweite Verbindungsbauteil 142 wird beginnend von der zweiten Metallschicht 112b aufgewachsen.
Das erste Verbindungsbauteil 141 wird in eine Richtung von der ersten Metallschicht 112a in Richtung der ersten Elektrode 131a aufgewachsen, das heißt, in die Z-Richtung. Das erste Verbindungsbauteil 141 wird auch in eine Richtung aufgewachsen, die die Richtung von der ersten Metallschicht 112a in Richtung der ersten Elektrode 131a schneidet, das heißt, in die Richtung, die die Z-Richtung schneidet, wie die Richtung entlang der X-Y-Ebene. Dementsprechend wird das erste Verbindungsbauteil 141 gebildet, das mit der ersten Elektrode 131a und den ersten und zweiten Bereichen 132a1 und 132a2 der ersten Abdeckungsschicht 132a in Kontakt ist. In ähnlicher Weise wird das zweite Verbindungsbauteil 142 in eine Richtung von der zweiten Metallschicht 112b in Richtung der zweiten Elektrode 131b aufgewachsen, und auch in eine Richtung, die diese schneidet. Dementsprechend wird das zweite Verbindungsbauteil 142 gebildet, das in Kontakt mit der zweiten Elektrode 131b und den ersten und zweiten Bereichen 132b1 und 132b2 der zweiten Abdeckungsschicht 132b ist. Zu diesem Zeitpunkt können das erste Verbindungsbauteil 141 und das zweite Verbindungsbauteil 142 jeweils in Kontakt mit der Resistschicht 120 sein.
Das erste Verbindungsbauteil 141, das auf diese Weise gebildet wird, enthält einen Basisbereich 141a, der zwischen der ersten Metallschicht 112a und der ersten Elektrode 131a lokalisiert ist, und einen sich erstreckenden Bereich 141b, der sich von dem Basisbereich 141a nach oben erstreckt und den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131 via den zweiten Bereich 132a2 der ersten Abdeckungsschicht 132a zugewandt ist. Insbesondere ist der sich erstreckende Bereich 141b, via den zweiten Bereich 132a2, den lateralen Oberflächen 131c3 zugewandt, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der -X-Richtung ist, den lateralen Oberflächen 131c3, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der +Y-Richtung ist, und den lateralen Oberflächen 131c3, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der -Y-Richtung ist. In ähnlicher Weise enthält das zweite Verbindungsbauteil 142 einen Basisbereich 142a, der zwischen der zweiten Metallschicht 112b und der zweiten Elektrode 131b lokalisiert ist, und einen sich erstreckenden Bereich 142b, der sich von dem Basisbereich 142a nach oben erstreckt und den lateralen Oberflächen 131 c3 des lichtemittierenden Elements 131 via den zweiten Bereich 132b2 der zweiten Abdeckungsschicht 132b zugewandt ist. Insbesondere ist der sich erstreckende Bereich 142b, via den zweiten Bereich 132b2, den lateralen Oberflächen 131c3, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der +X-Richtung ist, den lateralen Oberflächen 131c3, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der +Y-Richtung ist, und den lateralen Oberflächen 131c3, die auf der Seite lokalisiert sind, die am weitesten in der -Y-Richtung ist, zugewandt.
Das Verfahren zum Bilden des ersten Verbindungsbauteils und des zweiten Verbindungsbauteils ist nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel kann das erste Verbindungsbauteil nur den Basisbereich enthalten, und das zweite Verbindungsbauteil kann nur den Basisbereich enthalten.
Anschließend wird die Resistschicht 120 entfernt, wie in 3B illustriert. Beispielsweise wird die Resistschicht 120 durch Eintauchen des Verdrahtungssubstrats 110, auf dem die Resistschicht 120, der Zwischenkörper 130 und die ersten und zweiten Verbindungsbauteile 141 und 142 gebildet sind, in eine Abziehlösung entfernt.
Anschließend werden, wie in 4A illustriert, die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b entfernt. Die erste Abdeckungsschicht 132a und die zweite Abdeckungsschicht 132b werden beispielsweise durch Ätzen entfernt. Dementsprechend wird eine Lücke S1 zwischen der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 und dem ersten Verbindungsbauteil 141 erzeugt, und eine Lücke S2 wird zwischen den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131 und dem ersten Verbindungsbauteil 141 erzeugt. In ähnlicher Weise wird eine Lücke S3 zwischen der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 und dem zweiten Verbindungsbauteil 142 erzeugt, und eine Lücke S4 wird zwischen den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131 und dem zweiten Verbindungsbauteil 142 erzeugt.
Die Reihenfolge des Entfernens der Resistschicht und der Abdeckungsschichten ist nicht auf die obige Reihenfolge beschränkt. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem jede Abdeckungsschicht aus dem Resist gemacht ist, die Abdeckungsschicht und die Resistschicht gleichzeitig entfernt werden. Alternativ dazu kann die Resistschicht nach dem Entfernen jeder Abdeckungsschicht entfernt werden.
Anschließend wird die erste Beschichtungsschicht 150a auf der Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 gebildet und die zweite Beschichtungsschicht 150b wird auf der Oberfläche des zweiten Verbindungsbauteils 142 durch Beschichten gebildet, wie in 4B illustriert. Vorzugsweise haben mindestens Oberflächen der ersten Beschichtungsschicht 150a und der zweiten Beschichtungsschicht 150b, die dem lichtemittierenden Element 131 zugewandt sind, Lichtreflektivität.
Wie in 7 illustriert, enthält die erste Beschichtungsschicht 150a eine erste Schicht 151, eine zweite Schicht 152 und eine dritte Schicht 153. Ein Verfahren zum Bilden der ersten Beschichtungsschicht 150a wird unten detailliert beschrieben. Wie die erste Beschichtungsschicht 150a enthält eine zweite Beschichtungsschicht 150b die erste Schicht 151, die zweite Schicht 152 und die dritte Schicht 153, und wird ähnlich zu der ersten Beschichtungsschicht 150a gebildet, so dass die Beschreibung eines Verfahrens zum Bilden der zweiten Beschichtungsschicht 150b ausgelassen wird.
Zunächst wird, wie in 5 illustriert, die erste Schicht 151 durch stromloses Beschichten auf der Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 gebildet. Zum Beispiel kann die erste Schicht 151 ein Metall wie Gold (Au) einsetzen, das als ein Katalysator fungieren kann, wenn die zweite Schicht 152 gebildet wird. Dies erleichtert die Bildung der zweiten Schicht 152, unten beschrieben, auf der ersten Schicht 151. Zu diesem Zeitpunkt wird die erste Schicht 151 durch derartiges Anpassen der Zeit zum Durchführen des stromlosen Beschichtens gebildet, dass die Lücke zwischen der ersten Schicht 151 und der Elektrodenoberfläche 131s 1 und zwischen der ersten Schicht 151 und den lateralen Oberflächen 131c3 erhalten bleibt. Beispielsweise wird die Zeit zum Durchführen des stromlosen Beschichtens vorzugsweise auf einen Bereich von 1 Minute bis weniger als 10 Minuten eingestellt. Die erste Schicht 151 deckt im Wesentlichen die gesamte Region der Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 ab, die von dem Verdrahtungssubstrat 110 und dem lichtemittierenden Element 131 exponiert ist.
Anschließend wird, wie in 6 illustriert, die zweite Schicht 152 auf der Oberfläche der ersten Schicht 151 durch das stromlose Beschichten gebildet. Die zweite Schicht 152 kann mindestens eine Metallart einsetzen, die beispielsweise aus Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Platin (Pt), Ruthenium (Ru), Iridium (Ir), oder Ähnlichem ausgewählt ist, oder eine Legierung, die eine oder mehrere dieser Metallarten enthält. Dies kann vorzugsweise Korrosion des ersten Verbindungsbauteils 141 unterdrücken. Zu diesem Zeitpunkt wird die zweite Schicht 152 so gebildet, dass die Lücke zwischen der zweiten Schicht 152 und der Elektrodenoberfläche 131s1 sowie zwischen der zweiten Schicht 152 und den lateralen Oberflächen 131c3 erhalten bleibt. Die zweite Schicht 152 deckt im Wesentlichen die gesamte Region der Oberfläche der ersten Schicht 151 ab. Die zweite Schicht 152 ist in Kontakt mit den lateralen Oberflächen der ersten Elektrode 131a.
Die zweite Schicht 152 wird durch derartiges längeres Einstellen der Zeit zum Durchführen des stromlosen Beschichtens als die zum Bilden der ersten Schicht 151, dass eine Maximaldicke t6 der zweiten Schicht 152 größer ist als eine Maximaldicke t5 der ersten Schicht 151 zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der Elektrodenoberfläche 131 s 1. Vorzugsweise wird die Zeit zum Durchführen des stromlosen Beschichtens beispielsweise auf einen Bereich von 10 Minuten bis weniger als 60 Minuten eingestellt. Beispielsweise ist die Maximaldicke t6 vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 µm bis 0,5 µm, und in einem Bereich vom 2-fachen bis 100-fachen der Maximaldicke t5. Die Zeit zum Durchführen des stromlosen Beschichtens ist nicht auf das Obige beschränkt. Das Größenverhältnis zwischen der Maximaldicke der zweiten Schicht und der Maximaldicke der ersten Schicht ist nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel übersteigt in einigen Ausführungsformen die Maximaldicke der zweiten Schicht nicht die Maximaldicke der ersten Schicht.
Anschließend wird, wie in 7 illustriert, die dritte Schicht 153 auf der Oberfläche der zweiten Schicht 152 durch stromloses Beschichten gebildet. Die dritte Schicht 153 kann die gleiche Metallart einsetzen wie das Metall, das in der ersten Schicht 151 verwendet wird, wie beispielsweise Gold (Au). Alternativ kann die dritte Schicht 153 ein Metall einsetzen, das von dem Metall verschieden ist, das in der ersten Schicht 151 verwendet wird. Die dritte Schicht 153 deckt im Wesentlichen die gesamte Region der Oberfläche der zweiten Schicht 152 ab. Die dritte Schicht 153 ist in Kontakt mit der Elektrodenoberfläche 131s 1 und den lateralen Oberflächen 131 c3 des lichtemittierenden Elements 131.
Die dritte Schicht 153 wird so gebildet, dass eine Maximaldicke t7 geringer ist als die Maximaldicke t6 der zweiten Schicht 152 zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der Elektrodenoberfläche 131s1. Zum Beispiel ist die Maximaldicke t7 vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 µm bis 0,1 µm, und in einem Bereich vom 0,02-fachen bis weniger als dem 1,0-fachen der Maximaldicke t6. Außerdem ist die Maximaldicke t7 vorzugsweise in einem Bereich vom 1,0-fachen bis zum 2,0-fachen der Maximaldicke t5. Die Maximaldicke t7 der dritten Schicht 153 ist zum Beispiel im Wesentlichen gleich zu der Maximaldicke t5 der ersten Schicht 151. Das Größenverhältnis zwischen der Maximaldicke der dritten Schicht und der Maximaldicke der zweiten Schicht ist nicht auf das Obige beschränkt. Beispielsweise kann die Maximaldicke der dritten Schicht größer als oder gleich zu der Maximaldicke der zweiten Schicht sein.
Die Struktur und das Verfahren zum Herstellen der ersten Beschichtungsschicht sind nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel kann die erste Beschichtungsschicht eine Einzelschicht sein, oder kann mehrere Schichten sein, wie zwei Schichten oder vier oder mehr Schichten.
So wird das lichtemittierende Modul 100 gebildet. Wie in 8 illustriert, enthält das so gebildete lichtemittierende Modul 100 das Verdrahtungssubstrat 110, das lichtemittierende Element 131, das erste Verbindungsbauteil 141, das zweite Verbindungsbauteil 142, die erste Beschichtungsschicht 150a und die zweite Beschichtungsschicht 150b.
Die erste Beschichtungsschicht 150a ist zwischen dem Basisbereich 141a des ersten Verbindungsbauteils 141 und der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 eingerichtet, zwischen dem sich erstreckenden Bereich 141b des ersten Verbindungsbauteils 141 und den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131, und auf den lateralen Oberflächen des Basisbereichs 141a und des sich erstreckenden Bereichs 141b des ersten Verbindungsbauteils 141. Insbesondere sind die erste Schicht 151, die zweite Schicht 152, und die dritte Schicht 153, die in der ersten Beschichtungsschicht 150a enthalten sind, jeweils zwischen dem Basisbereich 141a des ersten Verbindungsbauteils 141 und der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 eingerichtet, und zwischen dem sich erstreckenden Bereich 141b des ersten Verbindungsbauteils 141 und den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131. In ähnlicher Weise ist die zweite Beschichtungsschicht 150b zwischen dem Basisbereich 142a des zweiten Verbindungsbauteils 142 und der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 eingerichtet, zwischen dem sich erstreckenden Bereich 142b des zweiten Verbindungsbauteils 142 und den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131, und auf den lateralen Oberflächen des Basisbereichs 142a des zweiten Verbindungsbauteils 142 und dem sich erstreckenden Bereich 142b. Insbesondere sind die erste Schicht 151, die zweite Schicht 152, und die dritte Schicht 153, die in der zweiten Beschichtungsschicht 150b enthalten sind, jeweils zwischen dem Basisbereich 142a des zweiten Verbindungsbauteils 142 und der Elektrodenoberfläche 131 s1 des lichtemittierenden Elements 131 eingerichtet, und zwischen dem sich erstreckenden Bereich 142b des zweiten Verbindungsbauteils 142 und den lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131.
In einem Fall, in dem die erste Beschichtungsschicht 150a und die zweite Beschichtungsschicht 150b Lichtreflektivität haben, wird ein Teil des Lichts, das von der aktiven Schicht des lichtemittierenden Elements 131 emittiert wird, von der ersten Beschichtungsschicht 150a, die auf der Oberfläche des sich erstreckenden Bereichs 141b eingerichtet ist, und der zweiten Beschichtungsschicht 150b, die auf der Oberfläche des sich erstreckenden Bereichs 142b eingerichtet ist, reflektiert, und breitet sich in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 des lichtemittierenden Elements 131 aus. Dies kann die Lichtextraktionseffizienz des lichtemittierenden Moduls 100 verbessern. Sollte das Verbindungsbauteil Lichtreflektivität haben, kann der sich erstreckende Bereich den Teil des Lichts, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche des lichtemittierenden Elements reflektieren, auch wenn die Beschichtungsschicht nicht auf der Oberfläche des sich erstreckenden Bereichs eingerichtet ist. In solch einem Fall kann auch die Lichtextraktionseffizienz des lichtemittierenden Moduls verbessert werden.
Eine Maximalbreite W1 eines verbundenen Bereichs zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der ersten Elektrode 131a ist größer als eine Maximalbreite W2 eines verbundenen Bereichs zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der ersten Metallschicht 112a. Die Maximalbreite W1 ist vorzugsweise in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 3,0-fachen der Maximalbreite W2. In ähnlicher Weise ist eine Maximalbreite W3 eines verbundenen Bereichs zwischen dem zweiten Verbindungsbauteil 142 und der zweiten Elektrode 131b größer als eine Maximalbreite W4 eines verbundenen Bereichs zwischen dem zweiten Verbindungsbauteil 142 und der zweiten Metallschicht 112b. Die Maximalbreite W3 ist vorzugsweise in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 3,0-fachen der Maximalbreite W4. Das Größenverhältnis der Maximalbreiten ist jedoch nicht auf das Obige beschränkt.
Die Struktur des lichtemittierenden Moduls ist nicht auf das Obige beschränkt. Zum Beispiel kann das lichtemittierende Modul ferner ein Lichtabschirmungsbauteil enthalten. Das Lichtabschirmungsbauteil umgibt und deckt die lateralen Oberflächen des lichtemittierenden Elements ab. Das lichtabschirmende Bauteil kann zwischen dem lichtemittierenden Element und dem Verdrahtungssubstrat eingerichtet sein. Insbesondere kann das lichtabschirmende Bauteil zwischen angrenzenden Verbindungsbauteilen eingerichtet sein. Das lichtabschirmende Bauteil beinhaltet beispielsweise ein Harz-Bauteil und ein lichtreflektierendes Material, das im Harz-Bauteil eingerichtet ist. Beispiele des verwendbaren Harz-Bauteils enthalten ein Silikonharz, ein modifiziertes Silikonharz, ein Epoxidharz, ein modifiziertes Epoxidharz, ein Acrylharz, oder ein Hybridharz, das mindestens eine Art dieser Harze beinhaltet. Beispiele des verwendbaren lichtreflektierenden Materials enthalten Titanoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Bariumcarbonat, Bariumsulfat, Bornitrid, Aluminiumnitrid, oder einen Glasfüllstoff.
Das lichtemittierende Modul kann beispielsweise ferner ein Wellenlängenumwandlungsbauteil enthalten. Das lichtdurchlässige Bauteil ist beispielsweise auf dem lichtemittierenden Element eingerichtet. Das Wellenlängenumwandlungsbauteil enthält eine Wellenlängenumwandlungssubstanz, die mindestens einen Teil des Lichts absorbiert, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, und Licht emittiert, das eine Wellenlänge hat, die von der des Lichts verschieden ist, das von dem lichtemittierenden Element emittiert wird. Beispiele der verwendbaren Wellenlängenumwandlungssubstanz enthalten YAG-Leuchtstoffe, die gelbliches Licht emittieren (beispielsweise (Y, Lu, Gd)₃(Al, Ga)₅O₁₂:Ce), β-Sialon-Leuchtstoffe, die grünliches Licht emittieren (beispielsweise (Si,Al)₃(O,N)₄: Eu), Fluorid-Leuchtstoffe, die rötliches Licht emittieren (zum Beispiel K₂(Si,Ti,Ge)F₆: Mn oder K₂(Si,Al)F₆: Mn), und Nitrid-Leuchtstoffe (zum Beispiel (Sr,Ca) AlSiN₃: Eu). Die Wellenlängenumwandlungssubstanz, die im Wellenlängenumwandlungsbauteil beinhaltet ist, kann eine Art oder mehrere Arten von Substanzen sein.
Als nächstes wird eine Wirkung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In dem Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Verdrahtungssubstrat 110 mit der ersten Metallschicht 112a auf dessen oberer Oberfläche bereitgestellt. Die Resistschicht 120 wird auf dem Verdrahtungssubstrat 110 so gebildet, dass die erste Metallschicht 112a exponiert ist. Der Zwischenkörper 130 enthält das lichtemittierende Element 131 und die erste Abdeckungsschicht 132a. Das lichtemittierende Element 131 enthält die lichtemittierende Oberfläche 131c2 und die Elektrodenoberfläche 13 1s1, die gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 lokalisiert ist, und die die erste Elektrode 131a hat, die auf einem Bereich der Elektrodenoberfläche 131s1 eingerichtet ist. Die erste Abdeckungsschicht 132a deckt einen Bereich der Elektrodenoberfläche 131s1 ab, der um die erste Elektrode 131a herum lokalisiert ist. Der Zwischenkörper 130 wird auf der Resistschicht 120 so eingerichtet, dass die erste Elektrode 131a der ersten Metallschicht 112a zugewandt ist. Das erste Verbindungsbauteil 141, das in Kontakt mit der ersten Elektrode 131a und der ersten Abdeckungsschicht 132a ist, wird durch Aufwachsen des ersten Verbindungsbauteils 141 beginnend von der ersten Metallschicht 112a durch Beschichten gebildet. Die Resistschicht 120 und die erste Abdeckungsschicht 132a werden entfernt. Die erste Beschichtungsschicht 150a wird auf der Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 durch Beschichten gebildet. Die erste Beschichtungsschicht 150a wird zwischen der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 und dem ersten Verbindungsbauteil 141 eingerichtet. Die erste Beschichtungsschicht 150a, die die Oberfläche des ersten Verbindungsbauteils 141 abdeckt, kann die Korrosion des ersten Verbindungsbauteils 141 unterdrücken.
Insbesondere ist es, als ein Ergebnis des Einrichtens der ersten Abdeckungsschicht 132a auf der Elektrodenoberfläche 131s1, möglich, Bildung der Lücke S1 zu gewährleisten, in der die erste Beschichtungsschicht 150a zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der Elektrodenoberfläche 131s1 vorgesehen werden kann. Vorsehen der ersten Beschichtungsschicht 150a zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der Elektrodenoberfläche 131 s 1 kann die Korrosion des Bereichs des ersten Verbindungsbauteils 141, der mit der Elektrodenoberfläche 131s1 verbunden ist, und dessen Umgebung, unterdrücken. Auf diese Weise kann ein höchst zuverlässiges lichtemittierendes Modul 100 bereitgestellt werden.
Beim Bilden des ersten Verbindungsbauteils 141 wird das erste Verbindungsbauteil 141 in die Richtung von der ersten Metallschicht 112a in Richtung der ersten Elektrode 131a und in die Richtung, die diese schneidet, aufgewachsen. Dies kann das erste Verbindungsbauteil 141 mit der ersten Elektrode 131a fest verbinden.
Das lichtemittierende Element 131 enthält die lateralen Oberflächen 131c3 zwischen der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 und der Elektrodenoberfläche 131s1. Die erste Abdeckungsschicht 132a enthält den ersten Bereich 132a1, der die Elektrodenoberfläche 131s1 abdeckt, und den zweiten Bereich 132a2, der die lateralen Oberflächen 131c3 abdeckt, durchgehend vom ersten Bereich 132a1. Beim Bilden des ersten Verbindungsbauteils 141 wird das erste Verbindungsbauteil 141 so gebildet, dass es in Kontakt mit dem ersten Bereich 132a1 und dem zweiten Bereich 132a2 der ersten Abdeckungsschicht 132a ist. Dementsprechend kann das erste Verbindungsbauteil 141 dazu gebildet werden, den sich erstreckenden Bereich 141b zu enthalten. Dies kann zu einer Vergrößerung des Oberflächengebiets des ersten Verbindungsbauteils 141 führen. Dadurch kann die Wärme, die in dem lichtemittierenden Element 131 erzeugt wird, durch das erste Verbindungsbauteil 141 effizient nach außen abgeleitet werden. Darüber hinaus ist die erste Beschichtungsschicht 150a auf der Oberfläche des sich erstreckenden Bereichs 141b des ersten Verbindungsbauteils 141 eingerichtet, und in dem Fall, in dem die erste Beschichtungsschicht 150a Lichtreflektivität hat, kann die erste Beschichtungsschicht 150a das Licht, das von dem lichtemittierenden Element 131 emittiert wird, in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 reflektieren. Sollte das erste Verbindungsbauteil 141 Lichtreflektivität haben, kann der sich erstreckende Bereich 141b das Licht, das von dem lichtemittierenden Element 131 emittiert wird, in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 reflektieren, auch wenn die erste Beschichtungsschicht 150a nicht auf der Oberfläche des sich erstreckenden Bereichs 141b vorgesehen ist. Dies kann die Lichtextraktionseffizienz des lichtemittierenden Moduls 100 verbessern.
Die Maximaldicke t2 der ersten Abdeckungsschicht 132a ist größer als die Maximaldicke t1 der ersten Elektrode 131a. Somit kann die erste Beschichtungsschicht 150a leicht in der Lücke S1 gebildet werden, die durch Entfernen der ersten Abdeckungsschicht 132a gebildet wird, zwischen der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 und dem ersten Verbindungsbauteil 141.
Die erste Beschichtungsschicht 150a beinhaltet mindestens eine Metallart, ausgewählt aus Palladium, Rhodium, Platin, Ruthenium oder Iridium, oder eine Legierung dieser Metalle. Dies kann vorzugsweise die Korrosion des ersten Verbindungsbauteils 141 unterdrücken.
Das erste Verbindungsbauteil 141 beinhaltet Kupfer. Dies erlaubt, dass die Wärme, die im lichtemittierenden Element 131 erzeugt wird, durch das erste Verbindungsbauteil 141 effizient nach außen abgeleitet wird.
Das erste Verbindungsbauteil 141 wird durch Nassbeschichten gebildet, und die erste Abdeckungsschicht 132a hat Beständigkeit gegenüber der Beschichtungsflüssigkeit. Dies kann die Auflösung der ersten Abdeckungsschicht 132a in der Beschichtungslösung beim Bilden des ersten Verbindungsbauteils 141 unterdrücken.
Das lichtemittierende Modul 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Verdrahtungssubstrat 110, das lichtemittierende Element 131, das erste Verbindungsbauteil 141 und das erste Beschichtungsbauteil 150a. Das Verdrahtungssubstrat 110 hat die erste Metallschicht 112a auf der oberen Oberfläche. Das lichtemittierende Element 131 hat die lichtemittierende Oberfläche 131c2, die Elektrodenoberfläche 131s1, die gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 lokalisiert ist und die darauf eingerichtete erste Elektrode 131a enthält, und die lateralen Oberflächen 131 c3, die zwischen der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 und der Elektrodenoberfläche 131s1 lokalisiert sind. Das lichtemittierende Element 131 ist so oberhalb des Verdrahtungssubstrats 110 eingerichtet, dass die erste Elektrode 131a der ersten Metallschicht 112a zugewandt ist. Das erste Verbindungsbauteil 141 verbindet die erste Metallschicht 112a und die erste Elektrode 131a. Die erste Beschichtungsschicht 150a deckt die Oberflächen des ersten Verbindungsbauteils 141 ab. Das erste Verbindungsbauteil 141 enthält den Basisbereich 141a, der zwischen der ersten Metallschicht 112a und der ersten Elektrode 131a lokalisiert ist, und den sich erstreckenden Bereich 141b, der sich vom Basisbereich 141a nach oben erstreckt, und der von den lateralen Oberflächen 131c3 getrennt ist und diesen zugewandt ist. Die erste Beschichtungsschicht 150a ist zwischen dem sich erstreckenden Bereich 141b und den lateralen Oberflächen 131c3 eingerichtet. Dies kann die Korrosion des ersten Verbindungsbauteils 141 unterdrücken. Somit kann ein höchst zuverlässiges lichtemittierendes Modul 100 bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann das erste Verbindungsbauteil 141, das den sich erstreckenden Bereichs 141b enthält, die Wärme, die in dem lichtemittierenden Element 131 erzeugt wird, durch das erste Verbindungsbauteil 141 effizient nach außen ableiten. Der sich erstreckende Bereich 141b des ersten Verbindungsbauteils 141 kann das Licht, das von dem lichtemittierenden Element 131 emittiert wird, in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche 131c2 reflektieren. Dies kann die Lichtextraktionseffizienz des lichtemittierenden Moduls 100 verbessern.
Die Maximalbreite W1 des verbundenen Bereichs zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der ersten Elektrode 131a ist größer als die Maximalbreite W2 des verbundenen Bereichs zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 141 und der ersten Metallschicht 112a. Dies verbindet das erste Verbindungsbauteil 141 fest mit der ersten Elektrode 131a. Die Wärme, die in dem lichtemittierenden Element 131 erzeugt wird, kann durch das erste Verbindungsbauteil 141 effizient nach außen abgeleitet werden.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. 9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert. 10 ist eine Bodenansicht eines Zwischenkörpers, der in 9 illustriert ist.
Das Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Abdeckungsschicht 232 sowohl einen Bereich, der um die erste Elektrode 131a herum lokalisiert ist, als auch einen Bereich, der um die zweite Elektrode 131b der Elektrodenoberfläche 131s1 herum lokalisiert ist, abdeckt.
In der folgenden Beschreibung wird hauptsächlich beschrieben, was sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Abgesehen von den unten beschriebenen Punkten kann die vorliegende Ausführungsform ähnlich zu der ersten Ausführungsform bereitgestellt werden. Das Gleiche gilt auch für andere Ausführungsformen, die auch später beschrieben werden.
Die Abdeckungsschicht 232 enthält einen ersten Bereich 232a, der eine Region um die erste Elektrode 131a der Elektrodenoberfläche 131s1 herum abdeckt, einen zweiten Bereich 232b, der die lateralen Oberflächen 131c3 abdeckt, durchgehend vom ersten Bereich 232a, einen dritten Bereich 232c, der eine Region um die zweite Elektrode 131b der Elektrodenoberfläche 131s1 herum abdeckt, einen vierten Bereich 232d, der die lateralen Oberflächen 131 c3 abdeckt, durchgehend vom dritten Bereich 232c, und einen fünften Bereich 232e, der zwischen dem ersten Bereich 232a und dem dritten Bereich 232c lokalisiert ist und von diesen ausgeht. Eine Maximaldicke t22 der Abdeckungsschicht 232 ist größer als die Maximaldicke t1 der ersten Elektrode 131a und die Maximaldicke t3 der zweiten Elektrode 131b. Beispielsweise ist die Maximaldicke t22 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm bis 1,0 µm, und in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 2,0-fachen der Maximaldicke t1 oder der Maximaldicke t3. Alternativ überschreitet bei einigen Ausführungsformen die Maximaldicke der Abdeckungsschicht die Maximaldicke jeder der Elektroden nicht. Die Abdeckungsschicht 232 kann ein Material einsetzen, dass das gleiche oder ein ähnliches ist wie das der ersten und zweiten Abdeckungsschichten 132a und 132b der ersten Ausführungsform.
Der Zwischenkörper 130 ist auf der Resistschicht 120 so eingerichtet, dass beispielsweise die Resistschicht 120 in Kontakt mit dem fünften Bereich 232e der Abdeckungsschicht 232 ist. Dementsprechend kann in der vorliegenden Ausführungsform das Verbindungsbauteil aufgewachsen werden, ohne dass es in Kontakt mit der Elektrodenoberfläche 131s1 ist, die zwischen der ersten Elektrode 131a und der zweiten Elektrode 131b lokalisiert ist, wodurch Verbinden zwischen der ersten Elektrode 131a und der Metallschicht 112a sowie zwischen der zweiten Elektrode 131b und der Metallschicht 112b erleichtert wird.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. 11 und 12 sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustrieren. Das Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass eine erste Abdeckungsschicht 332a einen Bereich der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a abdeckt.
Wie in 11 illustriert, deckt die erste Abdeckungsschicht 332a einen Bereich um die erste Elektrode 131a der Elektrodenoberfläche 131s1 des lichtemittierenden Elements 131 herum ab, und die lateralen Oberflächen 131c3 des lichtemittierenden Elements 131, und deckt ferner den gesamten Umfang der äußeren Peripherie der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a ab. Beispielsweise ist eine Breite des äußeren Periphärbereichs, der mit der ersten Abdeckungsschicht 332a abgedeckt ist, vorzugsweise in einem Bereich von 1,0 µm bis 4,0 µm. Alternativ kann die erste Abdeckungsschicht den äußeren Periphärbereich der unteren Oberfläche der ersten Elektrode teilweise abdecken. Eine Maximaldicke t32 der ersten Abdeckungsschicht 332a ist größer als die Maximaldicke t1 der ersten Elektrode 131a. Beispielsweise ist die Maximaldicke t32 vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm bis 1,0 µm, und in einem Bereich vom 1,1-fachen bis 2,0-fachen der Maximaldicke t1. Alternativ überschreitet bei einigen Ausführungsformen die Maximaldicke der Abdeckungsschicht die Maximaldicke der ersten Elektrode nicht. Die erste Abdeckungsschicht 332a kann ein Material einsetzen, das das gleiche wie oder ähnlich zu dem der ersten Abdeckungsschicht 132a und der zweiten Abdeckungsschicht 132b ist, die in der ersten Ausführungsform illustriert sind.
Wenn ein erstes Verbindungsbauteil 341 gebildet wird, bei dem die erste Abdeckungsschicht 332a auf dem lichtemittierenden Element 131 eingerichtet ist, wird ein erstes Verbindungsbauteil 341 vom äußeren Periphärbereich der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a getrennt.
Wenn daher eine erste Beschichtungsschicht 350a gebildet wird, wie in 12 illustriert, nachdem die erste Abdeckungsschicht 332a entfernt wird und das erste Verbindungsbauteil 341 gebildet wird, wird die erste Beschichtungsschicht 350a auch zwischen der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a und dem ersten Verbindungsbauteil 341 vorgesehen. Die zweite Abdeckungsschicht, das zweite Verbindungsbauteil und die zweite Beschichtungsschicht können in ähnlicher Weise zu der ersten Abdeckungsschicht 332a, dem ersten Verbindungsbauteil 341 beziehungsweise der ersten Beschichtungsschicht 350a vorgesehen und gebildet werden.
Als nächstes wird eine Wirkung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In dem Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Moduls 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform deckt die erste Abdeckungsschicht 332a einen Bereich der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a ab. Somit deckt die erste Beschichtungsschicht 350a den Bereich der unteren Oberfläche der ersten Elektrode 131a ab. Dies ermöglicht der ersten Beschichtungsschicht 350a, den verbundenen Bereich zwischen dem ersten Verbindungsbauteil 341 und der ersten Elektrode 131a zuverlässiger abzudecken. Dies kann vorzugsweise die Korrosion des ersten Verbindungsbauteils 341 unterdrücken.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind als Beispiele präsentiert worden, die die vorliegende Erfindung verkörpern, und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Zum Beispiel ist das Hinzufügen, Entfernen oder Modifizieren von mehreren Komponenten oder Schritten in den oben beschriebenen Ausführungsformen auch in der vorliegenden Erfindung enthalten. Jede Struktur und jedes Verfahren in der Mehrzahl der Ausführungsformen kann angemessen in dem Maße kombiniert werden, dass es dem Umfang der Erfindung nicht widerspricht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1992217323 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Moduls (100), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Verdrahtungssubstrats (110), umfassend: ein Basisbauteil (111), das eine obere Oberfläche hat, und eine Metallschicht (112), die auf der oberen Oberfläche des Basisbauteils eingerichtet ist; Bilden einer Resistschicht (120) auf dem Verdrahtungssubstrat derart, dass die Metallschicht von der Resistschicht exponiert ist; Einrichten eines Zwischenkörpers (130) auf der Resistschicht, wobei der Zwischenkörper ein lichtemittierendes Element (131) und eine Abdeckungsschicht (132a, 132b) umfasst, wobei: das lichtemittierende Element eine lichtemittierende Oberfläche hat, und eine Elektrodenoberfläche, die gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche lokalisiert ist, das lichtemittierende Element eine Elektrode (131a, 131b) umfasst, die auf einem Bereich der Elektrodenoberfläche eingerichtet ist, die Abdeckungsschicht einen Bereich der Elektrodenoberfläche abdeckt, der um die Elektrode herum lokalisiert ist, und die Elektrode der Metallschicht zugewandt ist; Bilden eines Verbindungsbauteils (141, 142) durch Beschichten, das Aufwachsen des Verbindungsbauteils beginnend von der Metallschicht umfasst, derart, dass das Verbindungsbauteil in Kontakt mit der Elektrode und der Abdeckungsschicht ist; Entfernen der Resistschicht und der Abdeckungsschicht; und Bilden einer Beschichtungsschicht (150a, 150b) auf einer Oberfläche des Verbindungsbauteils durch Beschichten, derart, dass ein Bereich der Beschichtungsschicht zwischen der Elektrodenoberfläche des lichtemittierenden Elements und dem Verbindungsbauteil lokalisiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: in dem Schritt des Bildens des Verbindungsbauteils das Verbindungsbauteil in eine erste Richtung von der Metallschicht in Richtung der Elektrode aufgewachsen wird, und in eine zweite Richtung, die die erste Richtung schneidet.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: das lichtemittierende Element eine laterale Oberfläche hat, die zwischen der lichtemittierenden Oberfläche und der Elektrodenoberfläche lokalisiert ist; die Abdeckungsschicht einen ersten Bereich umfasst, der die Elektrodenoberfläche abdeckt, und einen zweiten Bereich, der die laterale Oberfläche abdeckt, durchgehend von dem ersten Bereich, und in dem Schritt des Bildens des Verbindungsbauteils das Verbindungsbauteil in Kontakt mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich der Abdeckungsschicht gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Abdeckungsschicht einen Bereich der unteren Oberfläche der Elektrode abdeckt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: eine Maximaldicke der Abdeckungsschicht größer ist als eine Maximaldicke der Elektrode.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Beschichtungsschicht mindestens eine Metallart enthält, ausgewählt aus Palladium, Rhodium, Platin, Ruthenium oder Iridium, oder eine Legierung dieser Metalle.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: das Verbindungsbauteil Kupfer beinhaltet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Verbindungsbauteil durch Nassbeschichten gebildet wird; und die Abdeckungsschicht Beständigkeit gegenüber einer Beschichtungsflüssigkeit hat, die bei dem Nassbeschichten verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei: die Abdeckungsschicht ein Metall, ein Oxid oder ein Resist beinhaltet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das Verbindungsbauteil durch elektrolytisches Beschichten gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Beschichtungsschicht durch stromloses Beschichten gebildet wird.
Lichtemittierendes Modul (100), umfassend: ein Verdrahtungssubstrat (110), umfassend: ein Basisbauteil (111), das eine obere Oberfläche hat, und eine Metallschicht (112), die auf der oberen Oberfläche des Basisbauteils eingerichtet ist; ein lichtemittierendes Element (131), das eine lichtemittierende Oberfläche hat, eine Elektrodenoberfläche, die gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche lokalisiert ist, und eine laterale Oberfläche, die zwischen der lichtemittierenden Oberfläche und der Elektrodenoberfläche lokalisiert ist, wobei: das lichtemittierende Element eine Elektrode umfasst, die auf der Elektrodenoberfläche eingerichtet ist, und die Elektrode oberhalb des Verdrahtungssubstrats derart eingerichtet ist, dass die Elektrode der Metallschicht zugewandt ist; ein Verbindungsbauteil (141, 142), das die Metallschicht und die Elektrode verbindet; und eine Beschichtungsschicht (150a, 150b), die eine Oberfläche des Verbindungsbauteils abdeckt; wobei: das Verbindungsbauteil umfasst: einen Basisbereich (141a), der zwischen der Metallschicht und der Elektrode lokalisiert ist, und einen sich erstreckenden Bereich (141b), der sich von dem Basisbereich nach oben erstreckt und von der lateralen Oberfläche getrennt ist und dieser zugewandt ist, und wobei ein Bereich der Beschichtungsschicht zwischen dem sich erstreckenden Bereich und den lateralen Oberflächen eingerichtet ist.
Lichtemittierendes Modul gemäß Anspruch 12, wobei: eine Maximalbreite eines verbundenen Bereichs zwischen dem Verbindungsbauteil und der Elektrode größer ist als eine Maximalbreite eines verbundenen Bereichs zwischen dem Verbindungsbauteil und der Metallschicht.
Lichtemittierendes Modul gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei: die Beschichtungsschicht einen Bereich einer unteren Oberfläche der Elektrode abdeckt.