DE19544980A1 - Lichtemittierendes Bauelement und Herstellverfahren für dieses - Google Patents

Lichtemittierendes Bauelement und Herstellverfahren für dieses

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Description

Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Bauelement mit Oberseitenverguß sowie dessen Herstellverfahren. Ein solches Element wird z. B. als Lichtquelle für verschiedene Anzeige­ tafeln, als Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallanzei­ gen und als Lichtquelle für Lichtschalter verwendet. Insbe­ sondere betrifft die Erfindung ein lichtemittierendes Bau­ element unter Verwendung von LED(lichtemittierende Diode)- Chips kleiner Größe mit hoher Beständigkeit gegen äußere Belastungen, und sie betrifft ein Herstellverfahren für ein derartiges Bauelement.
Im allgemeinen werden LED-Chips in lichtemittierenden Bau­ elementen für Oberflächenmontage verwendet, wie sie als Lichtquelle bei verschiedenen Anzeigetafeln, Hintergrund­ beleuchtung bei Flüssigkristallanzeigen und als Lichtquelle bei Lichtschaltern verwendet werden. Jeder LED-Chip besteht aus einem p-seitigen Halbleiter und einem n-seitigen Halb­ leiter, die zu einem pn-Übergang zusammengefügt sind. Fig. 13 zeigt ein Beispiel für lichtemittierende Bauelemente, bei denen derartige Chip-Teile verwendet sind.
In diesem lichtemittierenden Bauelement 60 sind LED-Chips 62 mit einer n-seitigen Halbleiterschicht 62a und einer p-sei­ tigen Halbleiterschicht 62b, die zu einem pn-Übergang ver­ bunden sind, verwendet. Die n-seitige Halbleiterschicht 62a jedes dieser LED-Chips 62 ist auf einem Leiterrahmen 61 be­ festigt.
Die p-seitige Halbleiterschicht 62b, die die Oberseite des LED-Chips 62 bildet, ist auf der Anodenseite, die dem Lei­ terrahmen 61 benachbart ist, durch einen Bonddraht 64 aus einem Golddraht oder anderen Drähten mit einem Durchmesser von ungefähr 10 µm bis 40 µm elektrisch mit einem Rahmen 63 verbunden. Hierbei ist der Bonddraht 64 bogenförmig so über dem LED-Chip 62 geformt, daß er durch die Kanten oder andere Teile des LED-Chips 62 nicht durchgetrennt wird. Darüber hinaus sind ein Teil des Leiterrahmens 61 und ein Teil des Rahmens 63 auf der Anodenseite durch ein lichtdurchlässiges Harz 65 auf solche Weise abgedichtet, daß der LED-Chip 62 und der Bonddraht 64 überdeckt sind.
Fig. 14 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel lichtemit­ tierender Bauelemente zeigt, in denen derartige Chipteile verwendet sind. In diesem lichtemittierenden Bauelement 70 sind LED-Chips 74 verwendet, die eine n-seitige Halbleiter­ schicht 74a und eine p-seitige Halbleiterschicht 74b aufwei­ sen, die an einem pn-Übergang miteinander verbunden sind. In diesem lichtemittierenden Bauelement 70 werden Elektro­ denmuster 72 und 73 durch Metallplattierung an jeweiligen Enden in der Längsrichtung der Oberseite eines isolierenden Substrats 71 hergestellt. Die Elektrodenmuster 72 und 73 werden von der Oberseite des isolierenden Substrats 71 aus­ gehend entlang der jeweiligen Endseiten desselben in der Längsrichtung heruntergebogen, wobei sie jeweilige Endberei­ che der Bodenseite des isolierenden Substrats 71 bedecken. Hierbei wird die n-seitige Halbleiterschicht 74a auf einem der Elektrodenmuster 72 befestigt.
Die p-seitige Halbleiterschicht 74b, die die Oberseite des LED-Chips 74 bildet, ist elektrisch mit dem anderen Elektro­ denmuster 73 des isolierenden Substrats 71 über einen Bond­ draht 75 aus einem Golddraht oder anderen Drähten mit einem Durchmesser von ungefähr 10 µm bis 40 µm verbunden. Hierbei ist der Bonddraht 75 bogenförmig über dem LED-Chip 74 ausge­ bildet, um nicht durch die Kanten oder andere Teile des LED- Chips 74 durchgetrennt zu werden. Ferner ist der LED-Chip 74 zusammen mit dem Bonddraht 75 durch ein lichtdurchlässiges Harz 76 abgedichtet.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Bonddrähte 74 und 75, die gegen Durchtrennen aufgrund äußerer Belastungen hochan­ fällig sind, jeweils durch die lichtdurchlässigen Harze 65 bzw. 76 abgedichtet.
Wenn jedoch beim Herstellen des lichtemittierenden Bauele­ ments 60 oder des lichtemittierenden Bauelements 70 der Bonddraht 74 oder 75 an den Rahmen 63 oder das Elektroden­ muster 73 gelötet wird, besteht immer noch die Tendenz, daß dieser Bonddraht 64 oder 75 durchgetrennt wird. Darüber hin­ aus besteht auch die Tendenz, daß der Bonddraht 64 oder 75 durch externe Belastungen durchgetrennt wird, wie sie durch Verwindungen oder andere Effekte des Rahmens 63 und des iso­ lierenden Substrats 71, die nach dem Lötprozeß auftreten, verursacht werden.
Ferner ist es erforderlich, daß der Bonddraht 64 oder 75 einen Abstand von ungefähr 100 µm bis 200 µ von der Obersei­ te des Bogens über dem LED-Chip 62 oder 74 bis zur Oberseite dieses Chips aufweist, um nicht durch die Kanten oder andere Teile des LED-Chips 62 oder 74 durchgetrennt zu werden. Im Ergebnis muß das lichtdurchlässige Harz 65 oder 76 über dem Bogen eine Dicke in der Größenordnung von 100 µm aufweisen, um auch den Bogen abzudichten, der über dem Bonddraht 64 oder 75 ausgebildet ist. Dies macht das lichtdurchlässige Harz 65 oder 76 dicker, was bewirkt, daß das lichtemittie­ rende Bauelement 60 oder 70 voluminös wird.
Darüber hinaus besteht dann, wenn ein auf einem isolierenden Substrat 71 montierter LED-Chip 74 mit lichtdurchlässigem Harz 76 abgedichtet wird, die Tendenz, daß etwas dieses lichtdurchlässigen Harzes 76 im geschmolzenen Zustand an der Unterseite des isolierenden Substrats 71 anhaftet. Das so an der Unterseite des isolierenden Substrats 71 anhaftende lichtdurchlässige Harz 76 hat nachteilige Einflüsse auf die Leitungsanordnung und andere Elemente, die an der Bodenseite des isolierenden Substrats 71 angebracht sind. Aus diesem Grund ist es erforderlich zu verhindern, daß lichtdurchläs­ siges Harz 76 im geschmolzenen Zustand zur Unterseite des isolierenden Substrats 71 herunterrinnt.
Im allgemeinen wird dann, wenn der LED-Chip 74 durch das lichtdurchlässige Harz 76 abgedichtet wird, ein Spannwerk­ zeug, ein metallisches Formwerkzeug oder andere Teile, die dazu verwendet werden, daß das lichtdurchlässige Harz 76 in seinem geschmolzenen Zustand nicht entlang der Seitenfläche des isolierenden Substrats 71 zur Bodenseite herunterrinnt, dicht an einen Teil entlang der Kante des isolierenden Sub­ strats 71 gedrückt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für einen Bereich zu sorgen, an dem das Spannwerkzeug oder andere Teile entlang der Kante des isolierenden Substrats 71 angreifen können. Auch dies bewirkt, daß das lichtemittie­ rende Bauelement 70 voluminös wird.
Darüber hinaus werden zur Massenherstellung lichtemittieren­ der Bauelemente eine Anzahl von Durchgangslöchern in einem isolierenden Substrat ausgebildet und eine Anzahl von LED- Chips wird auf dem isolierenden Substrat angeordnet und durch lichtdurchlässiges Harz abgedichtet. Dann werden das isolierende Substrat und das lichtdurchlässige Harz Trenn­ schneidvorgängen unterzogen, um eine Ausbildung zu einem je­ weiligen LED-Chip zu erhalten. Insbesondere besteht bei die­ ser Anordnung die Tendenz, daß das lichtdurchlässige Harz im geschmolzenen Zustand zur Unterseite des isolierenden Sub­ strats, durch die Durchgangslöcher hindurch, rinnt. Aus die­ sem Grund ist es erforderlich, für Flächen zu sorgen, an denen die Spannwerkzeuge oder andere Teile um die jeweiligen Durchgangslöcher hindurch angreifen können.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel für die Minimalabmessungen eines lichtemittierenden Bauelements 70 vom Chiptyp gemäß Fig. 14. Bei diesem lichtemittierenden Bauelement 70 wurde ein qua­ dratischer LED-Chip 74 mit einer Seitenlänge von 300 µm ver­ wendet. In diesem Fall betrug die Dicke des isolierenden Substrats 71 mindestens 200 µm, die Dicke des LED-Chips be­ trug 300 µm, der Abstand von der Oberseite des Bogens des Bonddrahts 75 zur Oberseite des LED-chips 74 betrug 200 µm, und die Dicke des den Bogen bedeckenden lichtemittierenden Harzes 76 betrug 100 µm. Daher betrug die minimal erforder­ liche Dicke des lichtemittierenden Bauelements 70 800 µm.
Ferner betrug die Länge (Bereich) des isolierenden Substrats 71 in der Längsrichtung, die dazu erforderlich war, den LED- Chip 74 zu montieren, 600 µm, die zum Trennen des Elektro­ denmusters 73 und des Elektrodenmusters 72 voneinander er­ forderliche Länge betrug 200 µm, die zum Verbinden des Bond­ drahts 75 und des Elektrodenmusters 73 erforderliche Länge betrug 400 µm, und die zum Anbringen eines Spannwerkzeugs oder anderer Teile, die dazu verwendet wurden, zu verhin­ dern, daß das auf das isolierende Substrat 71 aufgebrachte lichtdurchlässige Harz 76 zur Unterseite dieses Substrats herunterrann, erforderliche Länge betrug 200 µm entlang der gesamten Kante des isolierenden Substrats 71. Daher war für die Länge des isolierenden Substrats 71 in der Längsrich­ tung, die die Länge des lichtemittierenden Bauelements 70 in der Längsrichtung bildet, ein Wert von minimal 1400 µm (1,4 mm) erforderlich.
In den letzten Jahren wurden kompakte lichtemittierende Bau­ elemente erforderlich, um Bedürfnissen hinsichtlich der Kom­ paktheit verschiedener Anzeigetafeln, Lichtschalter und an­ derer Geräte zu genügen. Daher ist es nicht erwünscht, daß ein dickes lichtdurchlässiges Harz 65 oder 76 vorliegt. Je­ doch ist die Wahrscheinlichkeit eines Durchtrennens des Bond­ drahts 64 oder 75 um so höher, je dünner das lichtdurchläs­ sige Harz 65 oder 76 gemacht wird. Dies führt zu einer Schwierigkeit hinsichtlich geringer Zuverlässigkeit der her­ gestellten lichtemittierenden Bauelemente.
Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, ein lichtemittie­ rendes Bauelement zu schaffen, das kompakt ist, hohe Bestän­ digkeit gegen äußere Belastungen aufweist und das auf ein­ fache Weise massenhergestellt werden kann.
Die zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellverfah­ ren zu schaffen, durch das derartige lichtemittierende Bau­ elemente leicht massenhergestellt werden können.
Die erste Aufgabe hinsichtlich des Bauelements ist durch die Lehren der beigefügten unabhängigen Ansprüche 1, 12 und 13 gelöst.
Erfindungsgemäße lichtemittierende Bauelemente mit einem oder mehreren LED-Chips können leicht dadurch massenherge­ stellt werden, daß das mit dem lichtdurchlässigen Harz be­ deckte isolierende Substrat entlang der Positionen der Durchgangslöcher durchtrennt wird.
Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit, da die Durchgangs­ löcher durch ein Abdichtungsteil abgedichtet sind, daß das lichtdurchlässige Harz in die Durchgangslöcher fließt und zur Unterseite des isolierenden Substrats herunterrinnt. Da­ her ist es nicht erforderlich, Spannwerkzeuge oder andere Teile um die Kanten der Durchgangslöcher im isolierenden Substrat herum anzuordnen, um zu verhindern, daß lichtdurch­ lässiges Harz in die Durchgangslöcher fließt. Dies beseitigt das Erfordernis, Bereiche zum Anbringen der Spannwerkzeuge um die jeweiligen Durchgangslöcher herum vorzusehen, und es macht es möglich, lichtemittierende Bauelemente weiter zu miniaturisieren.
Ferner ist es möglich, da die LED-Chips im lichtemittieren­ den Bauelement jeweils durch das lichtdurchlässige Harz ab­ gedichtet werden können, zu verhindern, daß Wasser, Staub oder andere Gegenstände in sie eindringen. Wie oben be­ schrieben, besteht, da die Oberseite des LED-Chips mit dem pn-Übergang durch das lichtdurchlässige Harz geschützt ist, keine Möglichkeit, daß diese Oberseite mit dem pn-Übergang beschädigt werden kann, und zwar selbst dann nicht, wenn das lichtemittierende Bauelement auf ein Substrat aufgelötet wird, und es können keine Kurzschlüsse auftreten. Demgemäß hat das lichtemittierende Bauelement hohe Beständigkeit ge­ gen Beschädigungen aufgrund äußerer Belastungen, und es kann leicht hergestellt werden.
Darüber hinaus wird es möglich, wenn der LED-Chip so ange­ bracht wird, daß seine Fläche mit dem pn-Übergang nicht zum isolierenden Substrat parallel ist, die Elektroden und den LED-Chip durch ein leitendes Verbindungsmittel ohne Verwen­ dung eines Bonddrahts im leitenden Zustand zu halten. Daher ist ein solches lichtemittierendes Bauelement frei von Beschädigungen aufgrund äußerer Belastungen, wie sie durch Verwindungen oder andere Effekte des isolierenden Substrats hervorgerufen werden. Ferner beseitigt diese Anordnung, im Unterschied zu herkömmlichen Anordnungen, das Erfordernis, daß das lichtdurchlässige Harz dicker aufgetragen wird, um den Bonddraht zu schützen, weswegen das lichtemittierende Bauelement in großem Ausmaß miniaturisiert werden kann.
Ferner kann dann, wenn der LED-Chip in einem die Elektroden überbrückenden Zustand angeordnet wird und der LED-Chip durch das lichtdurchlässige Harz abgedichtet wird, dieses Harz in Zwischenräume zwischen dem LED-Chip und dem isolie­ renden Substrat eindringen, um einen einstückigen Teil mit diesem zu bilden. So wird der LED-Chip fester auf dem iso­ lierenden Substrat angebracht. Daher wird die Beständigkeit des lichtemittierenden Bauelements in bezug auf von außen angeregte Schwingungen wie auch in bezug auf Wärmbelastungen noch hervorragender.
Die obenangegebene zweite Aufgabe hinsichtlich des Verfah­ rens ist durch die Lehren der beigefügten unabhängigen An­ sprüche 15 und 22 gelöst.
Da bei den erfindungsgemäßen Verfahren die Durchgangslöcher abgedichtet werden, bevor das isolierende Substrat mit dem lichtdurchlässigen Harz beschichtet wird, ist es möglich zu verhindern, daß das Harz in seinem geschmolzenen Zustand in die jeweiligen Durchgangslöcher hineinfließt, wenn das iso­ lierende Substrat mit diesem Harz beschichtet wird. Daher ist es nicht erforderlich, Spannwerkzeuge oder andere Teile um die Kanten der Durchgangslöcher im isolierenden Substrat herum anzuordnen, um zu verhindern, daß das lichtdurchlässi­ ge Harz in seinem geschmolzenen Zustand in die Durchgangs­ löcher hineinfließt. Dies ermöglicht es, den Abdichtungspro­ zeß, bei dem das lichtdurchlässige Harz verwendet wird, leicht auszuführen.
Darüber hinaus ermöglicht es das vorstehend angegebene Ver­ fahren, lichtemittierende Bauelemente einfach herzustellen, von denen jedes eine gewünschte Anzahl von LED-Chips ent­ hält.
Ferner ist es möglich, da die erste und zweite Elektrode, mit denen der LED-Chip verbunden ist, für jedes Durchgangs­ loch auf getrennte Weise ausgebildet werden, lichtemittie­ rende Bauelemente mit einem oder mehreren LED-Chips einfach dadurch massenherzustellen, daß die Struktur an den Durch­ gangslöchern durchgetrennt wird.
Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu neh­ men.
Fig. 1(a) ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Bauelement, das einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ent­ spricht, teilweise in Explosionsdarstellung zeigt; Fig. 1(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1(a).
Fig. 2(a) bis 2(f) sind Schnittansichten, die die Herstell­ prozesse für das lichtemittierende Bauelement von Fig. 1(a) veranschaulichen.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die die Abmessungen des lichtemittierenden Bauelements von Fig. 1(a) zeigt.
Fig. 4(a) und 4(b) sind schematische Vorderansichten, die jeweils modifizierte Beispiele des lichtemittierenden Bau­ elements von Fig. 1(a) zeigen.
Fig. 5(a) ist eine schematische Vorderansicht, die ein ande­ res modifiziertes Beispiel des lichtemittierenden Bauele­ ments von Fig. 1(a) zeigt; Fig. 5(b) ist eine Seitenansicht hierzu.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein lichtemittierendes Bauelement ohne Durchgangslöcher zeigt.
Fig. 7(a) und 7(b) sind Draufsichten, die lichtemittierende Bauelemente, die andere Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen, teilweise in Explosionsdarstellung zeigen.
Fig. 8(a) ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Bauelement, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Er­ findung betrifft, teilweise in Explosionsdarstellung zeigt; Fig. 8(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 8(a).
Fig. 9(a) bis 9(c) sind Schnittansichten, die wesentliche Teile eines isolierenden Substrats bei Herstellprozessen für das lichtemittierende Bauelement von Fig. 8(a) veranschau­ lichen.
Fig. 10(a) ist eine schematische Draufsicht auf das isolie­ rende Substrat, die Fixierpositionen für LED-Chips zeigt; Fig. 10(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 10(a).
Fig. 11(a) bis 11(c) sind Schnittansichten für Herstellpro­ zesse des lichtemittierenden Bauelements von Fig. 8 (a).
Fig. 12(a) ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Bauelement, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Er­ findung betrifft, in teilweiser Explosionsdarstellung zeigt; Fig. 12(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D von Fig. 12(a).
Fig. 13 ist eine Schnittansicht, die ein herkömmliches lichtemittierendes Bauelement zeigt.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die ein anderes herkömmli­ ches lichtemittierendes Bauelement zeigt.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die Abmessungen des licht­ emittierenden Bauelements von Fig. 14 zeigt.
Ausführungsbeispiel 1
Fig. 1(a) ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines erfin­ dungsgemäßen lichtemittierenden Bauelements in teilweiser Explosionsdarstellung zeigt, und Fig. 1(b) ist eine Schnitt­ ansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1(a).
Diese lichtemittierende Bauelement 10 ist mit einem längli­ chen isolierenden Substrat 17 und einem LED-Chip 14 verse­ hen, der auf dem isolierenden Substrat 17 angeordnet ist. Das isolierende Substrat 17 besteht z. B. aus glasartigem Epoxidharz, einem Verbundmaterial oder anderen Materialien. An den jeweiligen Enden des isolierenden Substrats 17 in Längsrichtung (nachfolgend wird die Längsrichtung als X- Richtung bezeichnet und die dazu rechtwinklige Richtung wird als Y-Richtung bezeichnet) sind halbzylindrische, ausgespar­ te Abschnitte 11′ vorhanden. Darüber hinaus ist ein Paar Elektrodenmuster 12 (erste Elektrode und zweite Elektrode), die im mittleren Abschnitt in der X-Richtung des isolieren­ den Substrats 17 unterteilt sind, auf der Oberseiten des isolierenden Substrats 17 angebracht. Die jeweiligen Elek­ trodenmuster 12 bestehen aus einer Metallplattierung. Die Elektrodenmuster 12 bedecken jeweils die Innenflächen der ausgesparten Abschnitte 11′, die an den Enden des isolieren­ den Substrats 17 vorhanden sind. Ferner erreichen die Elek­ trodenmuster 12 jeweils die Unterseite des isolierenden Substrats 17 durch die ausgesparten Abschnitte 11′ hindurch, auf gebogene Weise entlang der Unterseite des isolierenden Substrats 17.
Die ausgesparten Abschnitte 11′, die mit den jeweiligen Elektrodenmustern 12 bedeckt sein können, werden mit einem leitenden Verbindungsmittel 13, wie Lot, Silber(Ag)-Paste oder Kupfer(Cu)-Paste, das als Abdichtungsteil fungiert, aufgefüllt. Der LED-Chip 14 wird auf die jeweiligen Elektro­ denmuster 12 aufgesetzt, die die Oberseite des isolierenden Substrats 17 bedecken, und zwar auf solche Weise, daß er eine Überbrückung vom einen der Elektrodenmuster 12 zum an­ deren bildet. Der LED-Chip 14 besteht aus einer n-seitigen Halbleiterschicht 14a und einer p-seitigen Halbleiterschicht 14b, die unter Bildung eines pn-Übergangs aufeinandergesta­ pelt sind. Ferner ist eine n-seitige Elektrode 14d auf der Oberseite der n-seitigen Halbleiterschicht 14a angebracht.
Darüber hinaus ist eine p-seitige Elektrode 14e auf der Oberseite der p-seitigen Halbleiterschicht 14b aufgebracht. Der LED-Chip 14 ist mit einem solchen Überbrückungszustand zwischen den gepaarten Elektrodenmusters 12 angeordnet, daß eine Fläche 14c mit dem pn-Übergang, die eine Verbindungs­ fläche zwischen der n-seitigen Halbleiterfläche 14a und der p-seitigen Halbleiterschicht 14b bildet, nicht-parallel zum isolierenden Substrat 17 gehalten wird, oder, was speziell wünschenswert ist, rechtwinklig hierzu gehalten wird. In diesem Fall sind die n-seitige Elektrode 14d und die p-sei­ tige Elektrode 14e jeweils rechtwinklig zu den Elektroden­ mustern 12 angeordnet.
Die Elektrodenmuster 12 werden unter Verwendung eines lei­ tenden Verbindungsmittels 15 wie Lot, Ag-Paste oder Cu-Paste mit der n-seitigen Elektrode 14d und der p-seitigen Elektro­ de 14e, die beide über den Elektrodenmustern 12 angeordnet werden, so verbunden, daß sie in leitendem Zustand miteinan­ der gehalten werden.
Der LED-Chip 14 und das leitende Verbindungsmittel 15 auf dem isolierenden Substrat 17 sind durch ein lichtdurchlässi­ ges Harz 16, wie Epoxidharz, Phenoxyharz, Acrylatharz oder Polyethersulfonharz (PES-Harz) abgedichtet. Dieses licht­ durchlässige Harz 16 ist zu einem Quader gegossen, der die jeweiligen Endflächen des isolierenden Substrats 17, an de­ nen die ausgesparten Abschnitte 11′ ausgebildet sind, und den Endflächen in Längsrichtung folgt.
Fig. 2(a) bis 2(f) sind Schnittansichten, die Herstellpro­ zesse für das in Fig. 1(a) dargestellte lichtemittierende Bauelement 10 veranschaulichen. Bei diesen Herstellprozessen wird eine Anzahl lichtemittierender Bauelemente 10 aus einer Lage des isolierenden Substrats 17 hergestellt. Zunächst wird, wie es in Fig. 2(a) dargestellt ist, eine Anzahl von Durchgangslöchern 11 mit jeweils runder Form matrixförmig im isolierenden Substrat 17 mit vorgegebenen Schrittweiten in X- und Y-Richtung hergestellt. Hierbei werden, wie es später beschrieben wird, die ausgesparten Abschnitte 11′ dadurch ausgebildet, daß die Durchgangslöcher 11 entlang Schnittli­ nien durchtrennt werden, die jeweils durch die Mitte der Durchgangslöcher 11 gehen.
Danach wird eine Metallschicht durch einen Plattierungspro­ zeß oder einen anderen Prozeß so ausgebildet, daß sie alle Abschnitte des isolierenden Substrats 17 einschließlich der Oberseite und der Unterseite desselben sowie der Innenseiten der Durchgangslöcher 11 bedeckt. Dann wird, wie es in Fig. 2(b) veranschaulicht ist, die Oberseite des isolierenden Substrats 17 so gemustert, daß die Metallschicht im mittle­ ren Abschnitt zwischen benachbarten Durchgangslöchern 11 durchgetrennt ist. Die Unterseite des isolierenden Substrats 17 wird dagegen so gemustert, daß die Metallschicht nur in den Bereichen verbleibt, die ein Durchgangsloch 11 umgeben. Demgemäß werden Elektrodenmuster 12, von denen jedes hin­ sichtlich jedem Durchgangsloch 11 getrennt ist, auf dem iso­ lierenden Substrat 17 ausgebildet.
Danach werden, wie es in der Fig. 2(c) veranschaulicht ist, die mit den Elektrodenmustern 12 bedeckten Durchgangslöcher 11 mit dem leitenden Verbindungsmittel 13 aufgefüllt.
Wie vorstehend beschrieben, werden, da die Durchgangslöcher 11 mit dem leitenden Verbindungsmittel 13 aufgefüllt werden, mehrere LED-Chips 14 auf dem isolierenden Substrat 17 ange­ bracht, während sie leitend miteinander verbunden gehalten werden.
Danach wird, wie es in Fig. 2(d) veranschaulicht ist, der LED-Chip 14 als Brücke zwischen den gepaarten Elektroden­ mustern 12 auf der Oberseite des isolierenden Substrats 17, die durch die benachbarten Durchgangslöcher 11 getrennt sind, so auf der Oberseite des isolierenden Substrats 17 an­ gebracht, daß die Fläche 14c mit dem pn-Übergang rechtwink­ lig zum isolierenden Substrat 17 steht.
Danach werden die Elektrodenmuster 12 mit dem überbrückenden LED-Chip 14 unter Verwendung des leitenden Verbindungsmit­ tels 15 so mit der n-seitigen Elektrode 14d und der p-seiti­ gen Elektrode 14e des LED-Chips 14a verbunden, daß leitender Zustand zwischen diesen besteht. In diesem Fall können all­ gemein verwendete leitende Verbindungsmittel wie Jod, Ag- Paste oder Cu-Paste als leitendes Verbindungsmittel 15 ver­ wendet werden. Jedoch besteht im Fall der Verwendung von Lot als leitendes Verbindungsmittel 15 die Tendenz, daß Verun­ reinigungen im Lot die Fläche 14c mit dem pn-Übergang errei­ chen, was Kurzschlüsse hervorruft. Daher ist es bevorzugt, leitende Pasten wie Ag-Paste oder Cu-Paste zu verwenden.
Wie oben beschrieben, ist beim lichtemittierenden Bauelement 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der LED-Chip 14 so zwischen den gepaarten Elektrodenmustern 12 angeordnet, daß seine Fläche 14c mit dem pn-Übergang nicht-parallel zum iso­ lierenden Substrat 17 steht. Daher ist es möglich, die Elek­ troden und den LED-Chip durch ein leitendes Verbindungsmit­ tel in einem leitenden Zustand zu halten, ohne daß ein Bond­ draht verwendet wird. Im Ergebnis ist das lichtemittierende Bauelement 10 frei von Beschädigungen aufgrund von außen wirkender Belastungen, wie sie durch Verbindungen oder ande­ re Effekte des isolierenden Substrats 17 hervorgerufen wer­ den. Ferner beseitigt diese Anordnung, abweichend von her­ kömmlichen Anordnungen, das Erfordernis, das lichtdurchläs­ sige Harz dicker zu machen, was später beschrieben wird, um den Bonddraht zu schützen; daher kann das lichtemittierende Bauelement 10 in hohem Ausmaß miniaturisiert werden.
Anschließend wird, wie es in Fig. 2(e) veranschaulicht ist, eine Lage des lichtdurchlässigen Harzes 16 auf der Oberseite des isolierenden Substrats 17 angeordnet und im Vakuum unter Wärme angedrückt. Als Lage des lichtdurchlässigen Harzes 16 wird ein lichtdurchlässiges Harz wie Epoxidharz, Phenoxy­ harz, Acrylatharz oder PES-Harz verwendet. Demgemäß wird der LED-Chip 14 durch das lichtdurchlässige Harz 16 abgedichtet.
Hierbei werden die jeweiligen Durchgangslöcher 11, die im isolierenden Substrat 17 enthalten sind, mit dem leitenden Verbindungsmittel 13 aufgefüllt. Dies verhindert, daß das lichtdurchlässige Harz 16 im geschmolzenen Zustand in die jeweiligen Durchgangslöcher 11 fließt und zur Unterseite des isolierenden Substrats 17 herunterrinnt.
Daher ist es dann, wenn das lichtdurchlässige Harz 16 im ge­ schmolzenen Zustand auf das isolierende Substrat 17 gedrückt wird, nur erforderlich, das metallische Formwerkzeug oder die Spanneinrichtung oder andere Teile um die Umfangskante des isolierenden Substrats 17 herum anzuordnen, und diese Anordnung ermöglicht es zu verhindern, daß das lichtdurch­ lässige Harz 16 im geschmolzenen Zustand zur Unterseite des isolierenden Substrats 17 entlang den Seiten desselben her­ unterrinnt.
Anders gesagt, ist es nicht erforderlich, Spannwerkzeuge oder andere Teile um die Kanten der Durchgangslöcher 11 im isolierenden Substrat 17 herum anzuordnen, um zu verhindern, daß das lichtdurchlässige Substrat 16 im geschmolzenen Zu­ stand in die Durchgangslöcher 11 fließt. Dies beseitigt auch das Erfordernis, Bereiche bereitzustellen, an denen die Spanneinrichtungen um die jeweiligen Durchgangslöcher 11 herum angreifen können. Im Ergebnis kann der Abdichtungspro­ zeß unter Verwendung des lichtdurchlässigen Harzes 16 leicht ausgeführt werden. Ferner ist es möglich, die gesamte Struk­ tur des lichtdurchlässigen Bauelements 10 zu miniaturisie­ ren.
Darüber hinaus existiert, da die Fläche 14c mit dem pn-Über­ gang rechtwinklig zum isolierenden Substrat 17 gehalten wird, keine Elektrodenschicht, die emittiertes Licht aus­ blendet. Dies ermöglicht es, den Wirkungsgrad der nach außen gegebenen Lichtemission zu erhöhen. Ferner ist es möglich, da die Dicke des zum Abdichten des LED-Chips 14 erforderli­ chen lichtemittierenden Harzes 16 weiter verringert ist, das lichtemittierende Bauelement 10 kompakter auszubilden.
Ferner kann bei einer Anordnung, bei der der LED-Chip 14 in überbrückendem Zustand zwischen den Elektrodenmustern 12 an­ geordnet ist, dann, wenn dieser LED-Chip 14 und das leitende Verbindungsmittel 15 durch das lichtdurchlässige Harz 16 ab­ gedichtet werden, dieses Harz in Zwischenräume zwischen dem LED-Chip 14 und dem isolierenden Substrat 17 eindringen, um ein integraler Teil desselben zu werden. Demgemäß wird der LED-Chip 14 fester auf dem isolierenden Substrat 17 ange­ bracht. Daher wird das lichtemittierende Bauelement 10 hin­ sichtlich seiner Beständigkeit gegen von außen angeregte Schwingungen und auch gegen thermische Belastungen noch her­ vorragender.
Nachdem das lichtdurchlässige Harz 16 ausgehärtet ist, um die jeweiligen LED-Chips 14 auf dem isolierenden Substrat 17 abzudichten, werden dieses isolierende Substrat 17 und das lichtdurchlässige Harz 16 trennenden Schnitten entlang Trennlinien 19a unterzogen, die durch die Mitten der in der Y-Richtung angeordneten Durchgangslöcher 11 gehen, wie es in Fig. 2(f) dargestellt ist. Ferner werden das isolierende Substrat 17 und das lichtdurchlässige Harz 16 auch trennen­ den Schnitten zwischen den LED-Chips 14 unterzogen, die in der Y-Richtung benachbart liegen. Demgemäß kann eine Anzahl lichtemittierender Bauelemente 10 hergestellt werden, die jeweils einen LED-Chip 14 enthalten.
Wie vorstehend beschrieben, ist es beim lichtemittierenden Bauelement 10, da die LED-Chips 14 und das leitende Verbin­ dungsmittel 15 durch das lichtdurchlässige Harz 16 abgedich­ tet sind, möglich zu verhindern, daß Wasser, Staub oder an­ dere Gegenstände in das lichtemittierende Bauelement 10 ein­ dringen. Darüber hinaus sind die LED-Chips 14 mit dem iso­ lierenden Substrat 17 verbunden, und die Fläche 14c mit dem pn-Übergang ist durch das lichtdurchlässige Harz 16 ge­ schützt. Daher besteht bei tatsächlichen Prozessen, z. B. beim Prozeß, bei dem das lichtemittierende Bauelement 10 auf eine Leiterplatte gelötet wird, keine Möglichkeit, daß die Fläche 14c mit dem pn-Übergang beschädigt wird und daß Kurz­ schlüsse auftreten. Demgemäß ist das lichtemittierende Bau­ element gegen Beschädigungen aufgrund äußerer Belastungen sehr beständig, und es kann leicht hergestellt werden.
Darüber hinaus ist es dann, wenn das lichtemittierende Bau­ element 10 vor der Verwendung auf eine Leiterplatte gelötet wird, nicht erforderlich, da die Elektrodenmuster 12 so kon­ zipiert sind, daß sie die Unterseite des isolierenden Sub­ strats 17 erreichen, Einführungslöcher in der Leiterplatte anzubringen, um Zuleitungsstifte aufzunehmen. Diese Einfüh­ rungslöcher sind erforderlich, wenn das lichtemittierende Bauelement 10 unter Verwendung von z. B. Zuleitungsstiften oder anderer Teile anstelle der Elektrodenmuster 12 auf die Leiterplatte gelötet wird.
Ferner ist es beim lichtemittierenden Bauelement 10 möglich, da die Elektrodenmuster 12 so konzipiert sind, daß sie die Unterseite des isolierenden Substrats 17 erreichen, die Elektrodenmuster 12 auf die Oberseite einer Leiterplatte zu löten.
Hier ist das Durchgangsloch 11 mit dem leitenden Verbin­ dungsmittel 13 gefüllt. Daher wirkt dann, wenn das isolie­ rende Substrat 17 und das lichtdurchlässige Harz 16 trennen­ den Schnitten entlang der Trennungslinien 19a, von denen jede durch die Mitte des Durchgangslochs 11 geht, unterzogen werden, jeder durchgetrennte Abschnitt als Elektrode, wie sie verwendet wird, wenn das lichtemittierende Bauelement 10 auf das Substrat gelötet wird. Dies ermöglicht es, das lichtemittierende Bauelement 10 stabil auf das Substrat zu löten, ohne daß die Gesamtdicke erhöht ist.
Anders gesagt, hat das lichtemittierende Bauelement 10 her­ vorragende Bearbeitbarkeit, und wenn es verwendet wird, ist es möglich, den Gesamtaufbau eines Geräts zu miniaturisie­ ren, in dem es eingesetzt wird. Außerdem wird dann, wenn das lichtemittierende Bauelement 10 unter Verwendung von Zulei­ tungsstiften oder anderen Teilen fixiert wird, der Lötprozeß auf der Rückseite der Leiterplatte ausgeführt. Dies macht den Gesamtaufbau der Vorrichtung dicker.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Abmessungen eines licht­ emittierenden Bauelements 10, das wie obenbeschrieben herge­ stellt wurde. Beim lichtemittierenden Bauelement 10 des vor­ liegenden Ausführungsbeispiels wurde ein quadratischer LED- Chip 14 mit Seitenlängen von 300 µm verwendet. In diesem Fall betrug die Dicke des isolierenden Substrats 17 und der Elektrodenmuster 12 200 µm, die Dicke des LED-Chips 14 be­ trug 300 µm und die Dicke des lichtdurchlässigen Harzes 16, das den LED-Chip 14 abdeckt, betrug 100 µm. Daher betrug die minimal erforderliche Dicke für das lichtemittierende Bau­ element 10 600 µm.
Darüber hinaus waren im LED-Chip 14 die Länge der n-seitigen Halbleiterschicht 14a und der p-seitigen Halbleiterschicht 14b in der Stapelrichtung 300 µm, und die Längen, die dazu erforderlich waren, die Elektrodenmuster 12 elektrisch mit der n-seitigen Elektrode 14d und der p-seitigen Elektrode 14e über das leitende Verbindungsmittel 15 zu verbinden, betrugen jeweils 350 µm. Daher betrug die Abmessung des lichtemittierenden Bauelements 10 in der X-Richtung 1000 µm (1,0 mm), was die minimal erforderliche Abmessung ist.
Daher ermöglicht es das lichtemittierende Bauelement 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Vergleich mit der her­ kömmlichen Anordnung, die Dicke um 200 µm von 800 µm auf 600 µm zu verringern und auch die Länge in der Längsrichtung um 600 µm von 1600 µm auf 1000 µm zu verkürzen.
Ferner kann, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, das er­ findungsgemäße lichtemittierende Bauelement so modifiziert werden, daß das lichtdurchlässige Harz 16, das auf das iso­ lierende Substrat 17 aufgebracht ist, in verschiedenen Lin­ senformen ausgebildet wird. Z. B. wird, wie es in Fig. 4(a) veranschaulicht ist, das lichtdurchlässige Harz 16 in der Form einer konvexen Linse mit einem halbkugelförmigen, vor­ stehenden Abschnitt ausgebildet, oder es wird, wie es in Fig. 4(b) veranschaulicht ist, in Form einer konvexen Linse ausgebildet, die als ausgesparter, halbkugelförmiger Ab­ schnitt vorhanden ist. Darüber hinaus kann, wie es in den Fig. 5(a) und 5(b) veranschaulicht ist, das lichtdurchlässi­ ge Harz 16 in Form einer Stablinse mit halbzylindrischem Ab­ schnitt gegossen werden.
Wenn das lichtdurchlässige Harz 16 linsenförmig ausgebildet wird, werden anpressende Spanneinrichtungen, die für die jeweiligen Linsenformen geeignet sind, auf eine Lage des lichtdurchlässigen Harzes 16 aufgedrückt, wenn diese Lage auf dem isolierenden Substrat 17 mit darauf befindlichen LED-Chips 14 aufgelegt und unter Wärme angedrückt wird.
Das lichtdurchlässige Harz 16, das auf diese Weise zu ver­ schiedenen Linsenformen ausgebildet wurde, ermöglicht es, Licht wirkungsvoller zu konvergieren, was die Leuchtkraft des Bauelements verbessert.
Darüber hinaus kann, wenn die LED-Chips 14 durch das licht­ durchlässige Harz 16 abgedichtet sind, das isolierende Sub­ strat 17 innerhalb eines metallischen Formwerkzeugs mit vor­ gegebener Form angeordnet werden, anstatt daß die Lage aus lichtdurchlässigem Harz 16 verwendet wird, und es kann lichtdurchlässiges Harz 16 in geschmolzenem Zustand in das metallische Formwerkzeug eingegossen werden. Auch in diesem Fall ist es möglich, da die jeweiligen Durchgangslöcher 11 im isolierenden Substrat 17 mit dem leitenden Verbindungs­ mittel 13 gefüllt sind, zu verhindern, daß das lichtdurch­ lässige Harz 16 in geschmolzenem Zustand zur Unterseite des isolierenden Substrats 17 herunterrinnt.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein lichtemittierendes Bauelement 20 ohne Durchgangslöcher zeigt. Bei diesem licht­ emittierenden Bauelement 20 ist ein Paar Elektrodenmuster 22, die im mittleren Abschnitt in X-Richtung eines isolie­ renden Substrats 27 voneinander getrennt sind, auf der Ober­ seite und der Rückseite des isolierenden Substrats 27 ent­ lang den jeweiligen Seiten dieses isolierenden Substrats 27 angebracht. Auf dieselbe Weise wie beim vorstehend angegebe­ nen Ausführungsbeispiel überbrückt der LED-Chip 24, die ge­ paarten Elektrodenmuster 20, wobei eine Fläche 24c mit einem pn-Übergang nicht-parallel zum isolierenden Substrat 27 ge­ halten wird, am wünschenswertesten rechtwinklig zu diesem. Der LED-Chip 24 und die Elektrodenmuster 22 werden unter Verwendung eines leitenden Verbindungsmittels 25 so mitein­ ander verbunden, daß sie in leitendem Zustand verbleiben. Ferner werden das leitende Verbindungsmittel 25 und der LED- Chip 24 durch einen lichtdurchlässigen Kleber 26 abgedich­ tet, der auf dem isolierenden Substrat 27 ausgebildet wird. Hierbei bestehen das isolierende Substrat 27, die Elektro­ denmuster 22, der LED-Chip 24 und das leitende Verbindungs­ mittel 25 jeweils aus denselben Materialien wie das isolie­ rende Substrat 17, die Elektrodenmuster 12, der LED-Chip 14 bzw. das leitende Verbindungsmittel 15 beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel.
Das lichtemittierende Bauelement 20 des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels wird dadurch hergestellt, daß ein LED-Chip 24 auf einer Lage des isolierenden Substrats 27 montiert wird, das auf vorgegebene Größe geformt wurde. Daher sind weder Durchgangslöcher noch ausgesparte Abschnitte im isolierenden Substrat 27 vorhanden.
Bei diesem lichtemittierenden Bauelement 20 ist es erforder­ lich, entlang der gesamten Umfangskante des isolierenden Substrats 27 für Bereiche zu sorgen, an denen ein metalli­ sches Formwerkzeug, eine Spanneinrichtung oder andere Teile angreifen können, die verhindern, daß das lichtdurchlässige Substrat 26 im geschmolzenen Zustand zur Unterseite des iso­ lierenden Substrats 27 herunterrinnt. Aus diesem Grund sind die Längen in der Längsrichtung und der Breitenrichtung des isolierenden Substrats 27 geringfügig größer als die beim lichtemittierenden Bauelement 10 des vorstehend genannten Ausführungsbeispiels. Jedoch benötigt das lichtemittierende Bauelement 20 keinen Bonddraht, was dasselbe wie beim vor­ stehenden Ausführungsbeispiel ist. Daher ermöglicht es die­ ses lichtemittierende Bauelement 10 im Vergleich mit einem herkömmlichen lichtemittierenden Bauelement, die Dicke des lichtdurchlässigen Harzes 26 zu verringern, wodurch das Bau­ element miniaturisiert werden kann.
Auch beim lichtemittierenden Bauelement 20 kann das licht­ durchlässige Harz 26, das auf dem isolierenden Substrat 27 anzubringen ist, mit verschiedenen Linsenformen ausgebildet werden.
Ausführungsbeispiel 2
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 erörtert die folgende Beschrei­ bung ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei sind zum Vereinfachen der Erläuterung diejenigen Teile, die dieselben Funktionen wie beim Ausführungsbeispiel 1 haben und die dort beschrieben sind, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und die Beschreibung dieser Teile wird weg­ gelassen.
Wie es in Fig. 7(a) dargestellt ist, ist das lichtemittie­ rende Bauelement 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit zwei LED-Chips 14 versehen, die auf einem isolierenden Substrat 17 angeordnet sind. Um das lichtemittierende Bau­ element 30 mit diesem Aufbau zu erhalten, wird zunächst eine Anzahl von LED-Chips 14 auf einer Lage des isolierenden Sub­ strats 17 montiert, und dieses isolierende Substrat 17 wird durch lichtdurchlässiges Harz 16 ganz abgedichtet, wie es in den Fig. 2(a) bis 2(f) dargestellt ist. Danach werden das isolierende Substrat 17 und das lichtdurchlässige Harz 16 in diesem Zustand trennenden Schnitten entlang den Trennungs­ linien 19a unterzogen, die sich in der Y-Richtung erstrec­ ken, d. h. in der Achsenrichtung des isolierenden Substrats 17. Dann werden das isolierende Substrat 17 und das licht­ durchlässige Harz 16 erneut trennenden Schnitten in der X- Richtung so unterzogen, daß zwei in Y-Richtung einander be­ nachbarte LED-Chips 14 eine integrale Einheit bilden; so wird das lichtemittierende Bauelement 20 auf einfache Weise hergestellt.
Ferner kann, wie es in Fig. 7(b) veranschaulicht ist, eine andere Anordnung vorgeschlagen werden, bei der Durchgangs­ löcher 11, die später ausgesparte Bereiche 11′ bilden, vorab in den Ecken der Installationsposition der zwei LED-Chips 14 (Bereich, auf dem die LED-Chips 14 montiert werden) auf sol­ che Weise ausgebildet werden, daß sie die LED-Chips 14 um­ geben. Bei dieser Anordnung sind die ausgesparten Abschnitte 11′, nachdem das isolierende Substrat 17 entlang den durch die Durchgangslöcher 11 gehenden Trennungslinien zerschnit­ ten wurde, in den vier die zwei LED-Chips 14 umgebenden Ecken ausgebildet.
Auch in diesem Fall reichen die jeweiligen Elektrodenmuster 12 bis zur Unterseite des isolierenden Substrats 17, und zwar ausgehend von seiner Oberseite durch die Durchgangs­ löcher 11 hindurch (entsprechend den ausgesparten Abschnit­ ten 11′, nachdem das isolierende Substrat 17 zerteilt wur­ de), auf gebogene Weise entlang der Unterseite des isolie­ renden Substrats 17. So sind die LED-Chips 14 mittels eines leitenden Verbindungsmittels 15 mit den durch jedes Durch­ gangsloch 11 unterteilten Elektrodenmustern 12 verbunden, wobei der leitende Zustand durch das Verbindungsmittel auf­ rechterhalten wird.
Bei dieser Anordnung werden die Durchgangslöcher 11, die vorab auf solche Weise ausgebildet sind, daß sie die Anbrin­ gungspunkte der zwei LED-Chips 14 umgeben, als Zielpunkte angesehen, wenn trennenden Schnitte ausgeführt werden, so daß die einander in der Y-Richtung benachbarten beiden LED-Chips 14 eine einstückige Einheit bilden. Dies ermöglicht es, den trennenden Schneidprozeß einfacher auszuführen.
Darüber hinaus kann auch in diesem Fall das lichtemittieren­ de Bauelement 30 so hergestellt werden, daß zwei LED-Chips 14 auf einem isolierenden Substrat 17 montiert werden, das vorab mit einer vorgegebenen Form hergestellt wurde.
Ferner soll beim erfindungsgemäßen lichtemittierenden Bau­ element die Anzahl von LED-Chips nicht auf eins oder zwei begrenzt sein: zum Beispiel können drei oder mehr LED-Chips angebracht werden. Auch in diesem Fall kann das lichtemit­ tierende Bauelement auf die folgende Weise hergestellt wer­ den. Nachdem eine Anzahl von LED-Chips auf einem isolieren­ den Substrat montiert wurde und sie durch lichtdurchlässiges Harz abgedichtet wurden, wird das Substrat trennenden Schnitten unterzogen, die es in Teile unterteilt, von denen jedes die gewünschte Anzahl von LED-Chips enthält. Ferner kann das lichtemittierende Bauelement dadurch hergestellt werden, daß eine vorgegebene Anzahl von LED-Chips auf einem isolierenden Substrat montiert wird, das vorab mit einer vorgegebenen Form hergestellt wurde.
Hierbei werden, da die Durchgangslöcher 11 mit dem leitenden Verbindungsmittel 13 aufgefüllt sind, mehrere LED-Chips 14 so auf dem isolierenden Substrat 17 angebracht, daß sie lei­ tend miteinander verbunden sind. Wenn ein lichtemittierendes Bauelement mit mehreren LED-Chips verwendet wird, ermöglicht es diese Anordnung, die Abschnitte zu verringern, an die Spannung anzulegen ist.
Außerdem kann beim lichtemittierenden Bauelement 30 gemäß der Erfindung das lichtdurchlässige Harz 16, das auf dem isolierenden Substrat 17 anzubringen ist, auch in Form ver­ schiedener Linsen an Orten ausgebildet werden, die den je­ weiligen LED-Chips 14 entsprechen, auf dieselbe Weise wie bei den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen.
Ausführungsbeispiel 3
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 11 erörtert die folgende Beschreibung noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.
Fig. 8(a) ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Bauelement 40 in teilweiser Explosionsdarstellung zeigt, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft; Fig. 8(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 8(a).
Das lichtemittierende Bauelement 40 des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels ist mit einem isolierenden Substrat 47 mit rechteckiger Form sowie einem LED-Chip 44 versehen, der auf diesem isolierenden Substrat 47 angeordnet ist. Das isolie­ rende Substrat 47 besteht aus glasigem Epoxidharz, einem Verbundmaterial oder anderen Materialien, auf dieselbe Weise wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen.
Das isolierende Substrat 47 ist an seinen jeweiligen Enden in der X-Richtung, d. h. in der Längsrichtung, mit ausge­ sparten Abschnitten 41′ versehen. Jeder ausgesparte Ab­ schnitt 41′ verfügt über halbzylindrische Ausschnittsform. Ein Paar rechteckiger Elektrodenmuster (erste und zweite Elektrode) 42 sind auf der Oberseite des isolierenden Sub­ strats 47 angebracht. Die paarweisen Elektrodenmuster 42 sind im mittleren Abschnitt des isolierenden Substrats 47 in der Längsrichtung mit einem vorgegebenen Zwischenraum von­ einander beabstandet.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bedecken die jeweili­ gen Endabschnitte der Elektrodenmuster 42 die ausgesparten Abschnitte 41′ im isolierenden Substrat 47. Anders gesagt, wirken die jeweiligen Elektrodenmuster 42 auch als Abdich­ tungsteile, die die ausgesparten Abschnitte 41′ bedecken.
Ferner sind Metallschichten 43 auf die jeweiligen Enden der Unterseite des isolierenden Substrats 47 in der Längsrich­ tung aufgeschichtet. Die Metallschichten 43, die durch die Innenseiten der ausgesparten Abschnitte 41′ im isolierenden Substrat 47 gehen, sind an den Rückseiten der Elektroden­ muster 42 befestigt, die die ausgesparten Abschnitte 41′ be­ decken.
Der LED-Chip 44 überbrückt die gepaarten Elektrodenmuster 42, die auf der Oberseite des isolierenden Substrats 47 an­ geordnet sind. Der LED-Chip 44 besteht aus einer n-seitigen Halbleiterschicht 44a und einer p-seitigen Halbleiterschicht 44b, die in einem pn-Übergang zusammengefügt sind, auf die­ selbe Weise wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Ferner ist eine n-seitige Elektrode 44d auf der Oberseite der n-seitigen Halbleiterschicht 44a aufgebracht. Eine p- seitige Elektrode 44e ist auf der Oberseite der p-seitigen Halbleiterschicht 44b aufgebracht. Hierbei ist der LED-Chip 44 zwischen den gepaarten Elektrodenmustern 42 auf solche Weise angebracht, daß im Überbrückungszustand von einem Elektrodenmuster 42 zum anderen Elektrodenmuster 42 eine Fläche 44c mit dem pn-Übergang, die die Verbindungsfläche zwischen der n-seitigen Halbleiterschicht 44a und der p-sei­ tigen Halbleiterschicht 44b ist, nicht-parallel zum isolie­ renden Substrat 47 gehalten wird, speziell und wünschenswer­ terweise, rechtwinklig hierzu. In diesem Fall sind die n­ seitige Elektrode 44d und die p-seitige Elektrode 44e je­ weils rechtwinklig zu den Elektrodenmustern 42 angeordnet.
Die Elektrodenmuster 42 werden unter Verwendung eines lei­ tenden Klebemittels 45 wie Lot, Ag-Paste oder Cu-Paste mit der n-seitigen Elektroden 44d und der p-seitigen Elektrode 44e verbunden, so daß sie in leitendem Zustand zueinander gehalten werden.
Der LED-Chip 44 und das leitende Verbindungsmittel 45 auf dem isolierenden Substrat 47 werden durch ein lichtdurchläs­ siges Harz 46 wie Epoxidharz, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Phenoxyharz, Acrylatharz oder PES-Harz abgedichtet. Das lichtdurchlässige Harz 46 wird in Quaderform gegossen, die den jeweiligen Endflächen des isolierenden Substrats 47 folgt.
Die Fig. 9(a) bis 9(c) sind Schnittansichten, die den we­ sentlichen Teil es isolierenden Substrats 47 bei Herstell­ prozessen für das lichtemittierende Bauelement 40 zeigen. Zunächst werden, wie es in Fig. 9(a) dargestellt ist, Durch­ gangslöcher 41 mit jeweils runder Form matrixförmig mit einer Schrittweite von 1,1 mm in der X-Richtung (d. h. in der Längsrichtung des lichtemittierenden Bauelements 40) und mit einer Schrittweite von 0,6 mm in der zur X-Richtung rechtwinkligen Y-Richtung (d. h. in der Breitenrichtung des isolierenden Substrats 47) matrixförmig ausgebildet. Dann wird eine Metallfolie 42a wie eine Kupferfolie auf die ge­ samte Oberfläche des isolierenden Substrats 47 auflaminiert. Demgemäß werden die Durchgangslöcher 41 im isolierenden Sub­ strat 47 vollständig mit der Metallfolie 42a bedeckt. Hier­ bei werden, wie es später beschrieben wird, die ausgesparten Abschnitte 41′ durch Zerschneiden der Durchgangslöcher 41 entlang Trennlinien hergestellt, die jeweils durch die Mitte der Durchgangslöcher 41 gehen.
Danach wird, wie es in Fig. 9(b) veranschaulicht ist, die Metallfolie 42a für jedes im isolierenden Substrat 47 aus­ gebildete Durchgangsloch 41 zu rechteckiger Form gemustert. Demgemäß werden die Elektrodenmuster 42, von denen jedes Rechteckform aufweist und jedes Durchgangsloch 41 auf kon­ zentrische Weise bedeckt, jeweils in voneinander getrenntem Zustand ausgebildet.
Danach wird das isolierende Substrat 47 an seiner gesamten Unterseite einem Kupferplattierungsprozeß unterzogen. Danach werden Plattierungsprozesse für Nickel und Gold (oder mit Silber und Palladium) darauf ausgeführt. In diesem Fall wer­ den auch die Innenflächen der Durchgangslöcher 41 und die gesamten Rückseiten der Elektrodenmuster 42, die die Durch­ gangslöcher 41 bedecken, den Plattierungsprozessen unterzo­ gen. Im Ergebnis wird auf der gesamten Unterseite des iso­ lierenden Substrats 47, auf den Innenseiten der Durchgangs­ löcher 41 und auf den Rückseiten der Elektrodenmuster 42, die die Durchgangslöcher 41 bedecken, eine Metallschicht 43a ausgebildet.
Danach wird, wie es in Fig. 9(c) veranschaulicht ist, die Unterseite des isolierenden Substrats 47 so gemustert, daß die Metallschicht 43a im mittleren Abschnitt zwischen be­ nachbarten Durchgangslöchern 41 aufgetrennt wird. Stücke der Metallschicht 43, von denen jedes auf die Rückseite des Elektrodenmusters 42 plattiert ist, das auf der Oberseite des isolierenden Substrats 47 angebracht ist und das durch das Durchgangsloch 41 geht, werden jeweils getrennt vonein­ ander ausgebildet.
Anders gesagt, bedeckt jedes Stück der Metallschicht 43, die aus Kupfer, Nickel und Gold besteht, die Innenfläche jedes Durchgangslochs 41, und es bedeckt auch die Umfangsfläche des Durchgangslochs 41 mit Rechteckform an der Unterseite des isolierenden Substrats 47.
Ferner kann das folgende Verfahren dazu verwendet werden, die in Fig. 9(c) dargestellte Struktur zu erhalten. Zunächst wird ein zweiseitiges Substrat bereitgestellt, das aus einer isolierenden Leiterplatte aus Aramid oder einem anderen iso­ lierenden Material sowie Kupferfolien (Metallschichten) be­ steht, die auf der Ober- und Unterseite ausgebildet sind. Dann wird die auf der Unterseite des zweiseitigen Substrats ausgebildete Kupferfolie durch Ätzen in Bereichen entfernt, in der ausgesparte Abschnitte auszubilden sind. Hierbei wer­ den die den Durchgangslöchern 41 entsprechenden ausgesparten Abschnitte, auf denen die Elektrodenmuster 42 liegen, herge­ stellt. Dann werden die ausgesparten Abschnitte dadurch aus­ gebildet, daß ein Laserlichtstrahl auf die Bereiche ge­ strahlt wird, in denen die ausgesparten Abschnitte auszubil­ den sind und von denen die Kupferfolie entfernt wurde. In diesem Fall wird hinsichtlich der Abschnitte, in denen die Kupferfolie verblieben ist, dieselbe selbst dann nicht be­ seitigt, wenn der Laserlichtstrahl eingestrahlt wird. Demge­ mäß wird hinsichtlich der Bereiche, in denen ausgesparte Ab­ schnitte auszubilden sind und von denen die Kupferfolie ent­ fernt wurde, nur die Leiterplatte durch die Einstrahlung des Laserlichtstrahls zersetzt, wodurch die ausgesparten Ab­ schnitte leicht geschaffen werden können.
Danach werden die gesamte Oberseite und die Unterseite des zweiseitigen Substrats, die die Innenwände der ausgesparten Abschnitte enthalten, einem Kupferplattierungsprozeß in sol­ cher Weise unterzogen, daß die Plattierungsschichten (Me­ tallschichten) auf der gesamten Ober- und Unterseite des zweiseitigen Substrats ausgebildet werden. Ferner werden die auf der Ober- und der Unterseite des zweiseitigen Substrats ausgebildeten Plattierungsschichten Musterungsprozessen hin­ sichtlich jedes ausgesparten Abschnitts unterzogen. Die Struktur, wie sie in Fig. 9(c) veranschaulicht ist, wird da­ durch erhalten, daß ferner Plattierungsprozesse mit Nickel und Gold auf den vorstehend angegebenen Flächen angewandt werden.
Zusätzlich können die Durchgangslöcher 41 durch einen Ätz­ prozeß anstatt durch das Einstrahlen eines Laserlichtstrahls hergestellt werden.
Fig. 10(a) ist eine schematische Draufsicht, die Fixierposi­ tionen auf dem in Fig. 9(c) dargestellten Isoliersubstrat 47 angeben, an denen die LED-Chips 44 zu befestigen sind; Fig. 10(b) ist eine Schnittansicht entlang der C-C in Fig. 10(a).
Im durch Fig. 9(c) veranschaulichten Zustand des isolieren­ den Substrats 47 überbrückt der LED-Chip 44 die in X-Rich­ tung benachbarten Elektrodenmuster 42, wie es durch Linien mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen in Fig. 10(a) und 10(b) dargestellt ist.
Danach werden die Elektrodenmuster 42 mit dem überbrückenden LED-Chip 44 unter Verwendung des leitenden Klebemittels 45 mit der n-seitigen Elektrode 44d und der p-seitigen Elektro­ de 44e verbunden, so daß sie in leitender Verbindung mitein­ ander gehalten werden.
Danach wird, wie es in Fig. 11(a) veranschaulicht ist, eine Lage 46a aus einem lichtdurchlässigen Harz auf die Oberflä­ che des isolierenden Substrats 47 aufgelegt und im Vakuum unter Wärmeeinwirkung angedrückt. So werden die LED-Chips 44 durch das lichtdurchlässige Harz 46 abgedichtet, wie es in Fig. 11(b) veranschaulicht ist.
In diesem Fall sind die im isolierenden Substrat 47 vorhan­ denen Durchgangslöcher 41 mit den Elektrodenmustern 42 be­ deckt. Daher ist es möglich, zu verhindern, daß das licht­ durchlässige Harz 46 im geschmolzenen Zustand in die jewei­ ligen Durchgangslöcher 41 fließt und zur Bodenseite des iso­ lierenden Substrats 47 herunterrinnt.
Daher ist es dann, wenn das lichtdurchlässige Harz 46 im ge­ schmolzenen Zustand auf das isolierende Substrat 47 gedrückt wird, nur erforderlich, ein metallisches Formwerkzeug, eine Spanneinrichtung oder andere Teile, die dazu verwendet wer­ den zu verhindern, daß das lichtdurchlässige Harz 46 in ge­ schmolzenem Zustand entlang den Seitenflächen des isolieren­ den Substrats 47 zur Unterseite herunterrinnt, um die Um­ fangskante des isolierenden Substrats 47 herum anzuordnen.
Anders gesagt, ist es nicht erforderlich, Spanneinrichtungen oder andere Teile um die Kanten der Durchgangslöcher 41 im isolierenden Substrat 47 herum anzuordnen, um zu verhindern, daß das lichtdurchlässige Harz 46 im geschmolzenen Zustand in die Durchgangslöcher 41 fließt. Dies beseitigt auch das Erfordernis, Bereiche um die jeweiligen Durchgangslöcher 41 herum bereitzustellen, an denen die Spanneinrichtungen an­ greifen können. Im Ergebnis kann der Abdichtungsprozeß unter Verwendung des lichtdurchlässigen Harzes 46 leicht ausge­ führt werden. Ferner ist es möglich, den Gesamtaufbau des lichtdurchlässigen Bauelements 40 zu miniaturisieren.
Wie vorstehend beschrieben, hat das lichtemittierende Bau­ element 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel keine Anordnung, bei der die Elektrodenmuster 42 von der Oberseite des isolierenden Substrats 47 durch die Innenflächen der Durchgangslöcher 41 zur Bodenseite des isolierenden Sub­ strats 47 heruntergebogen wären, sondern Abschnitte, die Elektrodenanschlüsse werden, werden an der Unterseite des isolierenden Substrats 47 dadurch ausgebildet, daß dort ein Plattierungsprozeß ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, die lichtemittierenden Bauelemente einfacher herzustellen.
Nachdem das lichtdurchlässige Harz 46 ausgehärtet ist, um die jeweiligen LED-Chips 44 auf dem isolierenden Substrat 47 abzudichten, werden dieses isolierende Substrat 47 und das lichtdurchlässige Harz 46 trennenden Schnitten entlang Tren­ nungslinien 49a unterzogen, die durch die Mitten der in Y- Richtung angeordneten Durchgangslöcher 41 gehen, wie es in Fig. 10(a) und 10(b) veranschaulicht ist. Das isolierende Substrat 47 und das lichtdurchlässige Harz 46 werden tren­ nenden Schnitten entlang Trennlinien 49b unterzogen, die sich in X-Richtung zwischen den in Y-Richtung angeordneten Elektrodenmustern 42 erstrecken. Demgemäß kann, wie es in Fig. 11(c) veranschaulicht ist, eine Anzahl an lichtemittie­ renden Bauelementen 40, wie in Fig. 8 dargestellt, mit je­ weils einem LED-Chip 44 hergestellt werden.
Fig. 8(b) zeigt ein Beispiel für die Abmessungen eines lichtemittierenden Bauelements 40, das wie vorstehend be­ schrieben hergestellt wurde. Beim lichtemittierenden Bauteil 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde ein quadrati­ scher LED-Chip 44 mit einer Seitenlänge von 300 µm verwen­ det. In diesem Fall betrug die Dicke des isolierenden Sub­ strats 47, jedes Elektrodenmusters 42 und jeder Metall­ schicht 43 100 µm, die Dicke des LED-Chips 44 betrug 300 µm und die Dicke des lichtemittierenden, den LED-Chip 44 be­ deckenden Harzes 46 betrug 100 µm. Daher war die minimal erforderliche Dicke für das lichtemittierende Bauelement 40 500 µm.
Darüber hinaus betrug im LED-Chip 44 die Länge der n-seiti­ gen Halbleiterschicht 44a und der p-seitigen Halbleiter­ schicht 44b in Stapelrichtung 300 µm, und die Längen, die dazu erforderlich waren, die Elektrodenmuster 42 elektrisch mit der n-seitigen Elektrode 44d und der p-seitigen Elektro­ de 44e über das leitende Verbindungsmittel 45 zu verbinden, betrugen jeweils 350 µm. Daher betrug die Abmessung des lichtemittierenden Bauelements 40 in der X-Richtung 1000 µm (1,0 mm), was die minimal erforderliche Abmessung ist.
Außerdem können auch beim lichtemittierenden Bauelement 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere LED-Chips 44 auf einem isolierenden Substrat 47 angebracht sein. Ferner kann auch beim lichtemittierenden Bauelement 40 des vorlie­ genden Ausführungsbeispiels das lichtdurchlässige Harz 46, das auf dem isolierenden Substrat 47 anzubringen ist, in seinen Abschnitten, die jeweiligen LED-Chips 44 entsprechen, mit verschiedenen Linsenformen ausgebildet werden, auf die­ selbe Weise wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen.
Ausführungsbeispiel 4
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 erörtert die folgende Beschrei­ bung noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 12(a) ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Bauelement 50 teilweise in Explosionsansicht zeigt, das noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft; Fig. 12(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 12(a).
Beim lichtemittierenden Bauelement 50 des vorliegenden Aus­ führungsbeispiels sind Durchgangslöcher 51, von denen jedes Rechteckform aufweist, in einem isolierenden Substrat 57 aus Polyimid, glasigem Epoxidharz oder anderen isolierenden Ma­ terialien vorhanden. Ferner ist ein Paar Elektrodenmuster (erste und zweite Elektrode) 52, die aus Metallfilmen beste­ hen, an der Unterseite des isolierenden Substrats 57 ange­ bracht. Die jeweiligen Elektrodenmuster 52 werden dadurch hergestellt, daß Metallschichten aus Kupfer, Nickel und Gold aufeinandergestapelt werden. Die jeweiligen Enden der Elek­ trodenmuster 52 werden mit einem gegenseitigen Abstand in­ nerhalb jedes Durchgangslochs 51 angeordnet. Ferner ist ein LED-Chip 54 zwischen den paarigen Elektrodenmustern 52 ange­ ordnet, die in die Durchgangslöcher 51 hineinragen, und zwar auf solche Weise, daß er eine Überbrückung vom einen der Elektrodenmuster 52 zum anderen bildet.
Der LED-Chip 54 verfügt auch über eine n-seitige Halbleiter­ schicht 54a und eine p-seitige Halbleiterschicht 54b, die über einen pn-Übergang aufeinandergestapelt sind, auf die­ selbe Weise wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen. Fer­ ner ist eine n-seitige Elektrode 54d an der Oberseite der n-seitigen Halbleiterschicht 54a angebracht. Darüber hinaus ist eine p-seitige Elektrode 54e an der Oberseite der p­ seitigen Halbleiterschicht 54b angebracht. Der LED-Chip 54 ist zwischen den paarigen Elektrodenmustern 52 auf derartige überbrückende Weise angebracht, daß eine Oberfläche 54c mit dem pn-Übergang, die die Verbindungsfläche zwischen der n- seitigen Halbleiterschicht 54a und der p-seitigen Halblei­ terschicht 54b bildet, nicht-parallel zum isolierenden Sub­ strat 57 gehalten wird, oder, spezieller und erwünschter, rechtwinklig hierzu. In diesem Fall sind die n-seitige Elek­ trode 54d und die p-seitige Elektrode 54e jeweils rechtwink­ lig zu den Elektrodenmustern 52 angeordnet.
Die Elektrodenmuster 52 sind unter Verwendung eines leiten­ den Klebemittels 55, wie Lot, Ag-Paste oder Cu-Paste, mit der n-seitigen Elektrode 54d und der p-seitigen Elektrode 54e des LED-Chips 54 verbunden, wodurch sie in leitendem Zustand zueinander gehalten werden.
Ein Resist 53 wird dazu verwendet, den Zwischenraum zwischen den voneinander getrennten Elektrodenmustern 52 auszufüllen. Demgemäß werden die Elektrodenmuster 52 in voneinander iso­ liertem Zustand gehalten.
Ferner werden der LED-Chip 54 und das leitende Verbindungs­ mittel 55 auf dem isolierenden Substrat 57 durch ein licht­ durchlässiges Harz 56, wie Epoxidharz, Phenoxyharz, Acrylat­ harz oder PES-Harz, abgedichtet. Dieses lichtdurchlässige Harz 56 wird in Quaderform gegossen, die den jeweiligen End­ flächen des isolierenden Substrats 57 folgt.
Das lichtemittierende Bauelement 50 mit dem vorstehend ange­ gebenen Aufbau wird durch das folgende Verfahren herge­ stellt. Als erstes werden Durchgangslöcher 51 mit jeweils rechteckiger Form, die sich in der X-Richtung erstreckt, d. h. in der Längsrichtung des isolierenden Substrats 57, in Form einer Matrix in der X-Richtung wie auch in der recht­ winklig zu dieser verlaufenden Y-Richtung im aus Polyimid oder einem anderen isolierenden Material bestehenden isolie­ renden Substrat 57 hergestellt.
Danach wird ein Metallfilm an der gesamten Unterseite des isolierenden Substrats 57 angebracht. Anschließend werden dessen überflüssige Abschnitte durch einen Ätzprozeß ent­ fernt, um ein Paar Elektrodenmuster 52 auszubilden, die im Inneren jedes Durchgangslochs 51 voneinander getrennt sind. Danach wird der Resist 53 dazu verwendet, den Zwischenraum zwischen den Elektrodenmustern 52 aufzufüllen, die innerhalb jedes Durchgangslochs 51 voneinander getrennt sind.
Anschließend wird der LED-Chip 54 in das Durchgangsloch 51 eingesetzt. Der LED-Chip 54 überbrückt die paarigen Elektro­ denmuster 52, die innerhalb jedes Durchgangslochs 51 vonein­ ander getrennt sind. Darüber hinaus wird der LED-Chip 54 durch ein leitendes Verbindungsmittel 55 mit den jeweiligen Elektrodenmustern 52 so verbunden, daß sie einen leitenden Zustand aufrechterhalten.
Danach wird der LED-Chip 54 durch das lichtdurchlässige Harz 56 auf dieselbe Weise wie bei den,vorstehenden Ausführungs­ beispielen abgedichtet. In diesem Fall werden die Durch­ gangslöcher 51 im isolierenden Substrat 57 durch die Elek­ trodenmuster 52 und den Resist 53, die als Abdichtungsteile wirken, bedeckt. Dies ermöglicht es, zu verhindern, daß das lichtdurchlässige Harz 56 in geschmolzenem Zustand durch die Durchgangslöcher 51 fließt und zur Unterseite des isolieren­ den Substrats 57 herunterrinnt. Der Resist 53 bedeckt die Rückseite des Endabschnitts jedes Elektrodenmusters 52 und sorgt für eine größere Verbindungsfläche zum Elektrodenmu­ ster 52. Dies ermöglicht es, die Verbindungsfestigkeit zu erhöhen und auch weiter zu verhindern, daß das lichtdurch­ lässige Harz 56 in geschmolzenem Zustand in die Durchgangs­ löcher 51 fließt und zur Unterseite des isolierenden Sub­ strats 57 herunterrinnt. Im Ergebnis kann der Abdichtungs­ prozeß unter Verwendung des lichtdurchlässigen Harzes 56 leicht ausgeführt werden. Ferner ist es möglich, den Gesamt­ aufbau des lichtemittierenden Bauelements 50 zu miniaturi­ sieren.
Schließlich werden das isolierende Substrat 57 und das lichtdurchlässige Harz 56 trennenden Schnitten hinsichtlich jedes LED-Chips 54 unterzogen. So wird das in Fig. 12 darge­ stellte lichtemittierende Bauelement 50 erhalten.
Wie vorstehend beschrieben, wird das lichtemittierende Bau­ element 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einfacher hergestellt, da es nicht erforderlich ist, die Elektroden­ muster 52 auf umgebogene Weise an der Unterseite des isolie­ renden Substrats 57 durch die Durchgangslöcher 51 hindurch auszubilden und da auch kein Plattierungsprozeß erforderlich ist. Ferner ist es möglich, die Herstellkosten zu beschnei­ den, da Elektrodenmuster 52 nur auf einer Seite des isolie­ renden Substrats 57, nämlich auf dessen Unterseite, ausge­ bildet sind.
Außerdem können auch beim lichtemittierenden Bauelement 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere LED-Chips 54 an einem isolierenden Substrat 57 angebracht sein. Ferner kann auch beim lichtemittierenden Bauelement 50 des vorlie­ genden Ausführungsbeispiels das lichtdurchlässige Harz 56, das auf dem isolierenden Substrat 57 anzubringen ist, mit verschiedenen Linsenformen an Abschnitten ausgebildet wer­ den, die den jeweiligen LED-Chips 54 entsprechen, auf die­ selbe Weise wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen.

Claims (24)

1. Lichtemittierendes Bauelement (10), gekennzeichnet durch:
  • - ein isolierendes Substrat (17), durch das mehrere Durch­ gangslöcher (11) ausgebildet sind;
  • - einen LED-Chip (14) mit einer p-seitigen Halbleiterschicht und einer n-seitigen Halbleiterschicht, die an einem pn- Übergang zusammengefügt sind, und der zwischen jeweils einem Paar benachbarter Durchgangslöcher angeordnet ist;
  • - eine erste Elektrode (12), die in einem der benachbarten Durchgangslöcher ausgebildet ist und mit der p-seitigen Halbleiterschicht verbunden ist, um an der Unterseite des isolierenden Substrats elektrische Verbindungen herzustel­ len;
  • - eine zweite Elektrode (12), die im anderen der benachbar­ ten Durchgangslöcher getrennt von der ersten Elektrode ausgebildet ist und mit der n-seitigen Halbleiterschicht verbunden ist, um elektrische Verbindungen an der Unterseite des isolierenden Substrats herzustellen;
  • - ein lichtdurchlässige Harz (16) zum Abdichten des LED- Chips; und
  • - ein Abdichtungsteil (13) zum Abdichten jedes Durchgangs­ lochs.
2. Lichtemittierendes Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche (14c) mit dem pn-Übergang zwischen der p-seitigen Halbleiterschicht und der n-seitigen Halbleiterschicht so ausgerichtet ist, daß sie nicht-paral­ lel zum isolierenden Substrat (17) verläuft.
3. Lichtemittierendes Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LED-Chip (14) so zwischen den Elek­ troden (12) auf dem isolierenden Substrat (17) angeordnet ist, daß eine Fläche (14c) mit dem pn-Übergang rechtwinklig zum isolierenden Substrat verläuft.
4. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter­ schichten und die jeweiligen Elektroden (12) über ein lei­ tendes Verbindungsmittel (13) miteinander verbunden sind.
5. Lichtemittierendes Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Verbindungsmittel (13) eine aus Silberpaste und Kupferpaste ausgewählte leitende Paste ist.
6. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der LED-Chip (14) die erste und die zweite Elektrode (12) überbrückt.
7. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungs­ teil (13) ein leitendes Verbindungsmittel ist.
8. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Elek­ trode (12) so erstreckt, daß sie die Unterseite des isolie­ renden Substrats (17) durch ein Durchgangsloch (11) ausge­ hend von der Oberseite des isolierenden Substrats erreicht.
9. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurch­ lässige Harz (16) in einem Abschnitt, der einem LED-Chip (14) zugeordnet ist, linsenförmig ausgebildet ist.
10. Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (42) auch als Abdichtungsteil verwendet werden.
11. Lichtemittierendes Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Metallschichten (41) mit den Rückseiten der ersten und zweiten Elektrode (42) verbunden sind und sich so erstrecken, daß sie die Unterseite des iso­ lierenden Substrats (47) erreichen.
12. Lichtemittierendes Bauelement, gekennzeichnet durch:
  • - ein isolierendes Substrat (27) mit ausgesparten Abschnit­ ten (11) an seinen Seiten, von denen sich jeder von der Oberseite des isolierenden Substrats zur Unterseite er­ streckt;
  • - einen LED-Chip (24) mit einer p-seitigen Halbleiterschicht und einer n-seitigen Halbleiterschicht, die an einem pn- Übergang miteinander verbunden sind, und der zwischen jedem Paar ausgesparte Abschnitte so angeordnet ist, daß eine Fläche (24c) mit dem pn-Übergang nicht-parallel zum isolie­ renden Substrat verläuft;
  • - eine erste Elektrode (22), die in einem der ausgesparten Abschnitte ausgebildete ist und mit der p-seitigen Halblei­ terschicht verbunden ist, um für elektrische Anschlüsse an der Unterseite des isolierenden Substrats zu sorgen;
  • - eine zweite Elektrode (22), die im anderen der ausgespar­ ten Abschnitte getrennt von der ersten Elektrode ausgebildet ist und mit der n-seitigen Halbleiterschicht verbunden ist, um elektrische Verbindungen an der Unterseite des isolieren­ den Substrats auszubilden;
  • - ein lichtdurchlässiges Harz (26) zum Abdichten des LED- Chips; und
  • - ein Abdichtungsteil (13) zum Abdichten der jeweiligen aus­ gesparten Abschnitte.
13. Lichtemittierendes Bauelement (50), gekennzeichnet durch
  • - ein isolierendes Substrat (57) durch das hindurchgehend mindestens ein Durchgangsloch (51) ausgebildet ist;
  • - eine erste Elektrode (52) und eine zweite Elektrode (52), die an der Unterseite des isolierenden Substrats so vorhan­ den sind, daß ihre Enden im Durchgangsloch voneinander ge­ trennt sind;
  • - einen LED-Chip (54) mit einer p-seitigen Halbleiterschicht und einer n-seitigen Halbleiterschicht, die an einem pn- Übergang miteinander verbunden sind, und der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist;
  • - ein leitendes Verbindungsmittel (53) zum Verbinden der p­ seitigen Halbleiterschicht und der n-seitigen Halbleiter­ schicht des LED-Chips mit den jeweiligen Elektroden in sol­ cher Weise, daß ein leitender Zustand aufrechterhalten wird; und
  • - ein lichtdurchlässiges Harz (53) zum Abdichten des LED- Chips.
14. Lichtemittierendes Bauelement nach Anspruch 13, gekenn­ zeichnet durch ein Abdichtungsteil zum Abdichten der Durch­ gangslöcher.
15. Herstellverfahren für ein lichtemittierendes Bauele­ ment, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - Herstellen mehrerer Durchgangslöcher in einem isolierenden Substrat;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elek­ trode zwischen benachbarten Durchgangslöchern auf solche Weise, daß sie voneinander getrennt sind;
  • - Anordnen eines LED-Chips zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, der eine p-seitige Halbleiterschicht und eine n-seitige Halbleiterschicht aufweist, die an einem pn-Übergang miteinander in Verbindung stehen;
  • - Verbinden der p-seitigen Halbleiterschicht und der ersten Elektrode mittels eines Verbindungsmittels, während die n- seitige Halbleiterschicht und die zweite Elektrode mittels eines leitenden Verbindungsmittels miteinander verbunden werden;
  • - Bedecken des isolierenden Substrats mit einem lichtdurch­ lässigen Harz in solcher Weise, daß die LED-Chips und das leitende Verbindungsmittel auf dem isolierenden Substrat ab­ gedichtet sind; und
  • - Verstopfen der Durchgangslöcher vor dem Vorgang zum Be­ decken des isolierenden Substrats mit dem lichtdurchlässigen Harz.
16. Herstellverfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch das Herstellen der Durchgangslöcher in einer Matrix­ anordnung.
17. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, gekennzeichnet durch das Einstellen einer Fläche mit dem pn- Übergang in solcher Weise, daß sie rechtwinklig zum isolie­ renden Substrat verläuft.
18. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch das Durchtrennen des mit dem licht­ durchlässigen Harz bedeckten isolierenden Substrats entlang einer Schnittlinie, die durch das Durchgangsloch verläuft, und Zerschneiden des isolierenden Substrats in solche Stüc­ ke, die jeweils mindestens einen LED-Chip enthalten.
19. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch das Ausbilden der Durchgangslöcher in vier Ecken einer Anbringungsposition für mindestens einen LED-Chip auf solche Weise, daß der LED-Chip von den Durch­ gangslöchern umgeben ist.
20. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, gekennzeichnet durch das Ausbilden der ersten und der zwei­ ten Elektrode in solcher Weise, daß jede Elektrode die In­ nenfläche des Durchgangslochs und die Oberseite des Sub­ strats bedeckt, wobei die Elektroden hinsichtlich jedes Durchgangslochs voneinander getrennt sind.
21. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, gekennzeichnet durch das Abdecken der Öffnung des Durch­ gangslochs mit der Elektrode und durch das Herstellen einer Metallschicht in jedem Durchgangsloch so, daß Trennung be­ steht, wobei sich die Metallschicht von der Unterseite des isolierenden Substrats ausgehend erstreckt und durch das Durchgangsloch hindurch mit der Rückseite der Elektrode ver­ bunden ist.
22. Herstellverfahren für ein lichtemittierendes Bauele­ ment, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - Bereitstellen eines Substrats mit Metallschichten auf sei­ ner Ober- und Unterseite;
  • - Entfernen der Metallschicht auf der Unterseite des Sub­ strats durch Ätzen in solchen Bereichen, in denen ausgespar­ te Abschnitte auszubilden sind;
  • - Ausbilden ausgesparter Abschnitte, in Abschnitten, die durch das Ätzen entfernt wurden;
  • - Herstellen einer Metallschicht auf der gesamten Ober- und Unterseite des Substrats einschließlich der Innenwände der so hergestellten ausgesparten Abschnitte;
  • - Mustern der auf der gesamten Ober- und Unterseite des Sub­ strats ausgebildeten Metallschicht in solcher Weise, daß eine erste und eine zweite Elektrode voneinander getrennt zwischen benachbarten ausgesparten Abschnitten hergestellt werden;
  • - Anbringen eines LED-Chips zwischen jedem Paar benachbarter ausgesparter Abschnitte, der eine p-seitige Halbleiter­ schicht und eine n-seitige Halbleiterschicht aufweist, die an einem pn-Übergang miteinander verbunden sind;
  • - Verbinden der p-seitigen Schicht und der ersten Elektrode durch ein leitendes Verbindungsmittel, während die n-seitige Halbleiterschicht und die zweite Elektrode durch ein leiten­ des Verbindungsmittel verbunden werden; und
  • - Bedecken des Substrats mit einem lichtdurchlässigen Harz.
23. Herstellverfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch das Ausbilden der ausgesparten Abschnitte durch das Einstrahlen eines Laserstrahls auf die Bereiche, von denen die Metallschicht durch Ätzen entfernt wurde.
24. Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, gekennzeichnet durch das Herstellen der Metallschichten durch Metallplattierung.
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