JP2001150718A - 発光素子アレイ - Google Patents

発光素子アレイ

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JP2001150718A
JP2001150718A JP33671199A JP33671199A JP2001150718A JP 2001150718 A JP2001150718 A JP 2001150718A JP 33671199 A JP33671199 A JP 33671199A JP 33671199 A JP33671199 A JP 33671199A JP 2001150718 A JP2001150718 A JP 2001150718A
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JP
Japan
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driving
substrate
light emitting
light
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JP33671199A
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English (en)
Inventor
Hisashi Sakai
久 坂井
Genichi Ogawa
元一 小川
Yoshio Shimoseki
善男 下赤
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディング工程が必要で、発光素子
あるいは駆動用ICに接続用の大きな電極パッドが必要
となり、発光素子あるいは駆動用ICの高さによって導
電層の形成に大きな制約を受け、発光素子アレイの全体
形状が複雑な立体形状となって実装に大きな制約を受け
るという問題があった。 【解決手段】 基板の一主面側に発光素子と駆動用IC
を搭載し、この発光素子と駆動用ICを配線で接続して
成る発光素子アレイにおいて、前記基板の一主面側に複
数の凹部を形成し、一方の凹部内に上面が前記基板の一
主面と略同一となるように前記発光素子を収納するとと
もに、他方の凹部内に上面が前記基板の一主面と略同一
となるように前記駆動用ICを収納し、この発光素子と
駆動用ICを前記基板の一主面上から前記発光素子上と
前記駆動用IC上にかけて形成した配線部材で接続し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリンタや通信モジ
ュールなどに組み込まれる発光素子アレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリンタや通信モジュールなどに
組み込まれる発光素子アレイでは、図5および図6に示
すように、基板1の表面に実装された発光素子5と駆動
用IC6上のボンディングパッド11と導電層7上のボ
ンディングパッド10の配線接続をワイヤボンディング
法あるいはフェイスダウンボンディング法(フリップチ
ップ法)などで行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、A3サ
イズのプリンタ用LED(Light Emitted Diode)アレ
イの場合、発光ドットが5000個以上必要となり、図
5および図6の導電層7と発光素子5あるいは駆動用I
C6間のワイヤボンディング数は5000以上にもな
る。そして、導電層7と発光素子5あるいは駆動用IC
6とをワイヤ12で接続する場合、ワイヤボンディング
工程は長時間の工程となり、LEDアレイの量産性が大
きく低下し、プリンタ用LD(Laser Diode)に比べて
プリンタ用LEDアレイの実装コストが高くなるという
問題があった。なお、プリンタ用LDの場合、LDは一
個であり、接続箇所は数カ所程度である。したがって。
プリンタ用LDでは、LDの実装コストの大部分はビー
ム走査系とレンズ系である。
【0004】また、ワイヤボンディング法やフェイスダ
ウンボンディング法(フリップチップ法)で接続する場
合、発光素子5あるいは駆動用IC6に50μm角以上
の接続用電極パッド10、11が必要となるため、発光
素子5あるいは駆動用IC6のチップ面積が大きくな
り、発光素子5あるいは駆動用IC6のチップ単価が大
幅に高くなるという問題があった。
【0005】また、発光素子5あるいは駆動用IC6を
基板1上に接着剤3で直接実装した場合、発光素子5あ
るいは駆動用IC6の高さが100μm以上となり、導
電層7の形成に大きな制約を受け、微細加工プロセスが
利用できないという問題があった。つまり、段差が10
0μm以上になると、マスクと基板間に隙間が生じ、フ
ォトリソが困難となるためである。
【0006】また、基板1上に発光素子5と駆動用IC
6を直接実装した場合、発光素子アレイの全体形状が複
雑な立体形状となり、発光素子アレイをプリンタや通信
モジュールに実装する場合、実装に大きな制約を受ける
という問題があった。
【0007】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、ワイヤボンディング工程が必
要であり、発光素子あるいは駆動用ICに接続用の大き
な電極パッドが必要であり、発光素子あるいは駆動用I
Cの高さによって導電層の形成に大きな制約を受け、発
光素子アレイの全体形状が複雑な立体形状となって実装
に大きな制約を受けるという従来の問題点を解消した発
光素子アレイを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る発光素子アレイでは、基板の一主面側
に発光素子と駆動用ICを搭載し、この発光素子と駆動
用ICを配線で接続して成る発光素子アレイにおいて、
前記基板の一主面側に複数の凹部を形成し、一方の凹部
内に上面が前記基板の一主面と略同一となるように前記
発光素子を収納するとともに、他方の凹部内に上面が前
記基板の一主面と略同一となるように前記駆動用ICを
収納し、この発光素子と駆動用ICを前記基板の一主面
上から前記発光素子上と前記駆動用IC上にかけて形成
した配線部材で接続したことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明により、基板の一主面に凹部を形成し、
発光素子アレイの発光素子および駆動用ICの上面が基
板の一主面と同一平面となるように前記凹部に発光素子
および駆動用ICを実装し、かつ導電層を発光素子ある
いは駆動用ICの上面にまで延長させ、発光素子あるい
は駆動用ICの電極に直接接続することで、発光素子あ
るいは駆動用ICにおける占有面積が大きいボンディン
グパッドを必要としないため、発光素子あるいは駆動用
ICのチップサイズを小さくでき、取れ数増加により、
チップ単価の低減を図ることができる。また、微細ピッ
チの接続が可能になるため、基板サイズを小さくでき、
取れ数増加により、基板単価の低減を図ることができ
る。また、長時間のワイヤボンディング工程を必要とせ
ず、確実に一括接続できるため、大幅な量産性の向上に
よる実装コストの低減を図ることができる。また、基板
の一主面に形成された凹部の形状により、発光素子ある
いは駆動用ICの実装位置が限定され、実装を簡便に制
御し、実装精度を向上することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施
形態を示す発光素子アレイの断面図であり、1は基板、
2(2a、2b)は凹部、3は接着剤、4は充填材、5
は発光素子、6は駆動用IC、7は第1の導電層、8は
第2の導電層、9は第3の導電層である。
【0011】基板1は例えばセラミックスなどの電気絶
縁基板からなる。この基板1の一主面側には複数の凹部
2(2a、2b)が形成されている。この複数の凹部2
(2a、2b)は、350μm程度の深さを有し、発光
素子5あるいは駆動用IC6よりも若干大きな幅を有す
る。この凹部2(2a、2b)はダイシングソーなどで
形成される。
【0012】前記凹部2aに発光素子5の上面が基板1
の上面と略同一平面になるように固定される。また、前
記凹部2bに駆動用IC6の上面が基板1の上面と略同
一平面となるように固定される。この発光素子5あるい
は駆動用IC6は、例えばハンダなどの接着剤3で凹部
2内に固定される。
【0013】次に、基板1と発光素子5あるいは駆動用
IC6の隙間に、エポキシ樹脂などの充填材4を注入し
て硬化させることで、発光素子5あるいは駆動用IC6
を固定するとともに、基板1と発光素子5あるいは駆動
用IC6の隙間の段差が生じないようにした。
【0014】そして、図2のように、基板1上の第1の
導電層7と駆動用IC6上の第3の導電層9、あるいは
基板1上の第1の導電層7と発光素子5上の第3の導電
層9の接続は、各導電層7と導電層9に接触するように
充填材4上に第2の導電層8を形成することで行なう。
この第2の導電層8の形成には、従来公知のスパッタリ
ング法およびフォトリソグラフィ技術などを用いて行な
う。
【0015】なお、発光素子5あるいは駆動用IC6は
基板1の上面と実質的に同一平面となるように、基板1
に埋設されているため、第2の導電層8に段差による断
線が発生することは一切なく、第2の導電層8を介して
発光素子5あるいは駆動用IC6上の第3の導電層9と
を一括して確実に接続することが可能となり、さらに第
2の導電層8により基板1上にも回路配線を形成するこ
とができるので、製造工程が大幅に簡略化するとともに
量産性を大幅に向上できる。
【0016】また、各導電層7、8、9の接続面積を大
幅に低減できるため、基板1、発光素子5および駆動用
IC6の大きさを小さくすることができ、大幅な低コス
ト化が図れる。
【0017】また、発光素子5および駆動用IC6が基
板1内に埋設され、さらに配線7、8も基板1の上面に
密着して形成できるため、発光素子アレイの全体の形状
が単純な形となり、発光素子アレイをプリンタ機構など
に実装する際、その実装に大きな制約を受けることもな
くなる。さらに、実装時における配線の断線も低減で
き、断線した配線のリペアーも容易にできる。また、基
板1の一主面に形成された凹部の形状により、発光素子
あるいは駆動用ICの実装を簡便に制御し、実装精度を
向上することができる。
【0018】図3は、本発明の他の実施形態を示す断面
図であり、1は基板、2は凹部、3は接着剤、5は発光
素子、6は駆動用IC、7は第1の導電層、8は第2の
導電層、9は第3の導電層である。
【0019】第1の実施形態では、基板1と発光素子5
あるいは駆動用IC6の隙間に、エポキシ樹脂などの充
填材4を注入して硬化させることで、発光素子5あるい
は駆動用IC6を固定するとともに、基板1と発光素子
5あるいは駆動用IC6の隙間の段差が生じないように
した。
【0020】この第2の実施形態では、図1の充填材4
に有機溶媒に溶解可能なフォトレジストを用いて、フォ
トリソグラフィ技術により、基板1と発光素子5あるい
は駆動用IC6の隙間が生じないようにした。
【0021】そして、図4のように、基板1上の第1の
導電層7と駆動用IC6上の第3の導電層9、あるいは
基板1上の第1の導電層7と発光素子5上の第3の導電
層9の接続は、各導電層7に接触するように充填材4上
に第2の導電層8を形成することで行なった。この第2
の導電層8の形成には、従来公知のスパッタリング法お
よびフォトリソグラフィ技術などを用いて行なった。
【0022】次に、有機溶媒により、フォトレジストを
溶解除去することによって、第2の導電層8をエアーブ
リッジにさせた。
【0023】なお、発光素子5あるいは駆動用IC6は
基板1の上面と実質的に同一平面となるように、基板1
の凹部2a、2bに埋設されているため、第2の導電層
8に段差による断線が発生することは一切なく、第2の
導電層8を介して発光素子5あるいは駆動用IC6上の
第3の導電層9とを一括して確実に接続することが可能
となり、さらに第2の導電層8により基板1上にも回路
配線を形成することができるので、製造工程が大幅に簡
略化するとともに量産性を大幅に向上できる。
【0024】また、各導電層7、8、9の接続面積を大
幅に低減できるため、基板1、発光素子5および駆動用
IC6の大きさを小さくすることができ、大幅な低コス
ト化が図れる。
【0025】また、発光素子5および駆動用IC6が基
板1の凹部2a、2b内に埋設され、さらに配線も基板
1の上面に密着して形成できるため、発光素子アレイの
全体の形状が単純な形となり、発光素子アレイをプリン
タ機構などに実装する際、その実装に大きな制約を受け
ることがなく、光学特性も向上させることができる。ま
た、基板1の一主面に形成された凹部2a、2bの形状
により、発光素子あるいは駆動用ICの実装を簡便に制
御し、実装精度を向上することができる。
【0026】さらに、第2の導電層8をエアーブリッジ
にすることによって、実装後の発光素子の実装位置を容
易に制御できる。
【0027】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、発光素子
および駆動用ICの上面が基板の上面と同一平面となっ
ていること、基板、発光素子および駆動用ICは上面に
微細な電極の導電層を有していることから、基板、発光
素子および駆動用ICの大きさを小さくでき、さらに所
定パターンに形成された導電層と各電極の導電層の接続
を同時に、かつ一括して行うことができる。また、基板
の一主面に形成された凹部の形状により、発光素子ある
いは駆動用ICの実装を簡便に制御し、実装精度を向上
することができる。この結果、発光素子アレイの製造工
程が大幅に簡略化するとともに、量産性が向上でき、大
幅な低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発光素子アレイを説明するための断面
図である。
【図2】本発明の発光素子アレイを説明するための平面
図である。
【図3】本発明の発光素子アレイの他の実施形態を説明
するための断面図である。
【図4】本発明の発光素子アレイの他の実施形態を説明
するための平面図である。
【図5】従来の発光素子アレイを示す断面図である。
【図6】従来の発光素子アレイを示す平面図である。
【符号の説明】
1・・・基板、2・・・凹部、3・・・接着剤、4・・
・充填材、5・・・発光素子、6・・・駆動用IC、7
・・・第1の導電層(配線部材)、8・・・第2の導電
層(配線部材)、9・・・第3の導電層(配線部材)、
10・・・第1のボンディングパッド、11・・・第2
のボンディングパッド、12・・・ワイヤ
フロントページの続き Fターム(参考) 2C162 AG01 AH85 FA17 5F041 AA31 AA47 CB22 DA03 DA13 DA20 DA83 DB07 FF13

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の一主面側に発光素子と駆動用IC
    を搭載し、この発光素子と駆動用ICを配線で接続して
    成る発光素子アレイにおいて、前記基板の一主面側に複
    数の凹部を形成し、一方の凹部内に上面が前記基板の一
    主面と略同一となるように前記発光素子を収納するとと
    もに、他方の凹部内に上面が前記基板の一主面と略同一
    となるように前記駆動用ICを収納し、この発光素子と
    駆動用ICを前記基板の一主面上から前記発光素子上と
    前記駆動用IC上にかけて形成した配線部材で接続した
    ことを特徴とする発光素子アレイ。
JP33671199A 1999-11-26 1999-11-26 発光素子アレイ Pending JP2001150718A (ja)

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