JP2004179342A - Light emitting device and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which reduces and thus facilitates processes of obtaining circuit patterns having bright surfaces by eliminating a plating step or an etching step, enables easy formation of high-density circuit patterns, and enables efficient formation of the circuit patterns having bright surfaces while omitting the bright surfaces where unnecessary. <P>SOLUTION: The light emitting device is provided wherein a circuit pattern 2 is formed to establish an electrical connection with a light emitting element 1. The circuit pattern 2 is formed by applying a metal paste 3 to a surface of an insulating substrate 4. At least a portion of the circuit pattern 2 is formed so as to have a bright surface 5 which can reflect light emitted from the light emitting element 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードに代表される半導体発光素子などを搭載した発光装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、発光素子搭載用回路板に発光素子を搭載することにより発光装置が形成されているが、発光素子搭載用回路板の回路パターンは、リソグラフィー等の方法（レジストパターンを用いる方法）により、絶縁基板の表面にラミネートやめっきで形成された銅箔を所望のパターンにエッチングした後、その銅箔のパターンの表面に金メッキ等を施すことによって光沢面に形成しており、この回路パターンの表面の光沢面により、発光素子搭載用回路板に搭載された発光素子から発せられる光が回路パターンの表面で反射されやすくなって、より多くの光が得られるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３２１１９号公報（特許請求の範囲等）
図１０には上記のような発光装置の製造方法の一例を示す。まず、図１０（ａ）に示すように、絶縁基板４の表面に銅箔１０を設けた片面銅張り積層板を用意し、これに図１０（ｂ）に示すように、上面に開口する凹部１１をザグリ加工により形成する。次に、図１０（ｃ）に示すように、銅箔１０の表面及び凹部１１の内面（底面及び側面）にめっき加工により銅めっき層１２を形成する。次に、図１０（ｄ）に示すように、銅めっき層１２の表面にレジスト１３を形成する。ここでレジスト１３は凹部１１の開口を閉塞するようにして設けられる。また、レジスト１３は所望の回路パターン２に対応する形状に形成されている。次に、図１１（ａ）に示すように、エッチング加工を施して銅箔１０及び銅めっき層１２の不要部分を除去することにより、銅箔１０及び銅めっき層１２の残存する部分で所望の回路パターン２を形成する。次に、図１１（ｂ）に示すように、レジスト１３を剥離することにより回路パターン２の表面を露出させる。次に、図１１（ｃ）に示すように、回路パターン２の表面に金めっき層１４を形成することによって回路パターン２の表面を光沢面５に形成する。このようにして発光素子搭載用回路板１７を形成することができる。そして、上記の発光素子搭載用回路板１７の凹部１１内に発光素子１を実装すると共に発光素子１と回路パターン２とをボンディングワイヤ１５で接続し、さらに、透明な封止樹脂１６で発光素子１及びボンディングワイヤ１５を封止することによって、図１１（ｄ）に示すような発光装置を形成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のリソグラフィーの方法を用いて発光素子搭載用回路板１７の製造する場合、めっき加工やレジスト１３を用いて回路パターン２を形成しなければならず、発光素子搭載用回路板１７の製造における工程が数多くあって複雑になるという問題があった。さらに、凹部１１の側面には回路パターン２をエッチング加工により形成することは困難であり、高密度の回路パターン２を形成することができないという問題があった。また、回路パターン２の表面を光沢面５にする際にも金めっき層１４をめっき加工する必要があり、さらに工程数が増加して複雑化するという問題があり、しかも、光沢が不要な部分にも金めっき層１４が形成されてしまい、効率よく光沢面５を形成することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、めっき加工やエッチング加工を行うことなく光沢面を有する回路パターンを得ることができて工程を数少なくして簡略化することができ、また、高密度の回路パターンを容易に形成することができ、さらに、光沢が不要な回路パターンには光沢面が形成されないようにして効率よく回路パターンの表面を光沢面に形成することができる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発光装置は、発光素子１とこれに電気的に接続される回路パターン２とを有する発光装置において、上記回路パターン２は金属ペースト３を絶縁基板４の表面に塗布することにより形成され、且つ上記回路パターン２の表面が発光素子１から発せられる光を反射可能な光沢面５として形成されて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る発光装置は、請求項１に加えて、光沢面５の少なくとも一部が鏡面５ａとして形成されて成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る発光装置は、請求項１又は２に加えて、回路パターン２を形成するための金属ペースト３として、粒子径が１００ｎｍ未満であり、且つ低温でも互いに融着する性質を有する金属粒子を含有するものを用いて成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る発光装置は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、絶縁基板４の表面に塗布された金属ペースト３の加熱による融着によって、回路パターン２の形成及びこの回路パターン２と発光素子１との接着及び電気的接続とを行うことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る発光装置は、請求項１乃至４のいずれかに加えて、回路パターン２の光沢面５を透明な保護材料６で被覆して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る発光装置は、請求項５に加えて、保護材料６として発光素子１を封止する封止樹脂８やレンズを用いて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項７に係る発光装置の製造方法は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置を製造するにあたって、絶縁基板４の表面に金属ペースト３を塗布し、表面が鏡面仕上げされた成形型７を絶縁基板４に塗布された金属ペースト３の表面に押し当て、この状態で金属ペースト３を加熱することにより金属ペースト２中の金属粒子を融着して回路パターン２を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る発光装置の製造方法は、請求項７において、ディスペンサ９あるいはインクジェットプリンタにより金属ペースト３を塗布することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項９に係る発光装置の製造方法は、請求項７又は８において、金属ペースト３に押し当てる成形型７の表面粗さが金属ペースト３を塗布した絶縁基板４の表面粗さよりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明において発光素子１としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）など半導体発光素子を例示することができるが、これに限定されるものではなく、通電により光を発するものであれば何でも用いることができる。
【００１７】
本発明において絶縁基板４としては、電気的な絶縁性を有する平板等であれば何でも使用することができ、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含有するガラス布基材（プリプレグ）を硬化させることにより得られる積層板、プラスチック成形品、セラミック板、樹脂や無機フィラーが混入された樹脂やセラミックなどで表面が絶縁処理された金属板などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
本発明において金属ペースト３としては、粒子径が１００ｎｍ未満、好ましくは粒子径が１〜９９ｎｍであり、且つ低温（１５０〜２２０℃）でも互いに融着する性質を有する金属粒子を含有するものを用いることができる。金属ペースト３の金属粒子の材料としてはほとんどの金属を用いることができるが、本発明では特にプラチナ、金、銀、Ｎｉ等を用いるのが好ましい。銅やアルミニウムのように酸化性が高くナノサイズの金属粒子では、酸化金属（セラミック）になりやすいものであり、高温で焼かないと（還元）銅やアルミニウムの融着による金属は得られない。また、本発明における融着とは金属粉体（粒子）の粒界が金属結合や拡散結合して連続的につながり金属そのものの電気抵抗値になったことをいう。尚、従来の金属ペーストは粒子が接触し電気が流れていた。
【００１９】
本発明において金属ペースト３としては、具体的には、上記の金属粒子（粉体）をバインダとなる有機樹脂と溶剤に混合してクリーム状にした金属ペースト３や、前記金属粒子のコロイドを溶剤に混合したインクを金属ペースト３として用いることができる。上記のバインダとなる有機樹脂としてはアクリル樹脂などを例示することができる。また、上記の溶剤としてはアルコール、トルエンなどの有機溶剤を例示することができる。
【００２０】
クリーム状の金属ペースト３の場合、有機樹脂と溶剤と金属粒子との配合比率は特に限定されないが、金属ペースト３の塗布性などを考慮すると、金属粒子１００質量部に対して有機樹脂を１０〜９００質量部、溶剤を１〜５０質量部配合するのが好ましい。また、インクの金属ペースト３の場合、溶剤と金属粒子との配合比率は特に限定されないが、金属ペースト３の塗布性などを考慮すると、金属粒子１００質量部に対して溶剤を１００〜１０００質量部配合するのが好ましい。本発明では、金属粒子として粒子径が５〜２０ｎｍである銀粒子を３０重量部含有し、アクリル樹脂を有機樹脂として６５重量部含有し、トルエンを溶剤として５重量部含有した銀ナノペーストを金属ペースト３として用いるのが好ましい。尚、本発明ではディスペンサあるいはインクジェットプリンタを用いて金属ペースト３を塗布するが、両者で用いる金属ペースト３の間で粘度や性質に大きな違いはほとんど無い。しかし、ディスペンサ９の方がノズルが太い場合があるので、ディスペンサ９で塗布する金属ペースト３の方が粘度を高くする場合がある。
【００２１】
そして、本発明の発光装置を形成するにあたっては、次のようにして行うことができる。まず、図１（ａ）に示すように、ほぼ平坦に形成された絶縁基板４の上面に上方から金属ペースト３を所定位置に供給して塗布する。ここで図１（ａ）では金属ペースト３をディスペンサ９により塗布しているが、ディスペンサ９の代わりにインクジェットプリンタを用いて金属ペースト３を塗布してもよい。また、金属ペースト３の塗布量は適宜設定可能であるが、例えば、０．００２〜０．０２ｇ／ｃｍ２にすることができる。金属ペースト３は光沢面５が必要な回路パターン２を形成するのに使用するものであり、光沢面５が不要な他の回路パターンを形成する際にはこの金属ペースト３を用いないようにすることもでき、これにより、光沢が不要な回路パターンには光沢面が形成されないようにし、光沢面５が必要な回路パターン２を効率よく形成することができるものである。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、金属ペースト３を塗布した絶縁基板４を加熱炉等で加熱することによって、金属ペースト３中の溶剤を蒸発等により除去すると共に金属ペースト３中の金属粒子を絶縁基板４に融着させ、さらに金属ペースト３中の金属粒子を互いに融着させる。この時の加熱条件は金属ペースト３の組成や塗布量によって適宜設定可能であるが、例えば、金属ペースト３が上記の銀ナノペーストの場合は温度が１２０〜３００℃、時間が１２０〜１０分にすることができる。また、図１（ｂ）に矢印で示すように、金属ペースト３の加熱は絶縁基板４の周囲から行われるものである。この後、加熱炉から絶縁基板４を取り出す等して降温し、溶融状態の金属（粒子）を固化させることによって、図１（ｃ）に示すように、表面全面が緻密で光沢面５となり且つ導電性を有する回路パターン２を絶縁基板４に形成することができ、本発明ではこれを発光素子搭載用回路板１７として用いるものである。ここで、本発明において光沢面５とは、光を完全反射あるいは一部反射する面であって、光の反射の度合いが銅の回路パターンの表面よりも大きく、金めっき層の表面と同等あるいはそれ以上の光の反射の度合いを有する面であり、例えば、光の反射率が１０％以上１００％以下となった面である。また、このような光沢面５の中でも光の反射率が５０％以上１００％以下となった面は鏡面という。
【００２３】
上記のようにして発光素子搭載用回路板１７を形成した後、図１（ｄ）に示すように、回路パターン２の光沢面５の表面に発光素子１を搭載（実装）する。この時、発光素子１は導電性ペースト２０により回路パターン２の光沢面５と接着されて接合されると共に導電性ペースト２０により発光素子１とこれを搭載した回路パターン２との電気的な接続が施される。また、上記のようにして回路パターン２に搭載された発光素子１と他の回路パターン２とを金ワイヤ等のボンディングワイヤ１５で電気的に接続する。尚、導電性ペースト２０としてはエポキシ樹脂等の樹脂バインダに銅粉末等の金属粉末を配合したものなど、公知のものを用いることができる。また、「金属ペースト」と「導電性ペースト」の違いは金属ペーストには必ず金属粒子が混入しており、導電性ペーストは導電性高分子のような樹脂や有機材だけでできたものとする。
【００２４】
次に、光沢面５が形成された回路パターン２を覆うようにして保護材料６を形成することによって、図２（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の発光装置を形成することができる。ここで図２（ａ）（ｂ）のものにおいては、保護材料６が発光素子１を封止する封止樹脂８としても兼用されているものであり、これにより、保護材料６と封止樹脂８とを別々に形成する必要がなくなって、製造工程を簡略化することができるものである。保護材料６は回路パターン２の光沢面５が空気中の水分や塵等で曇ったりして反射性が劣化するのを防止するために設けるものである。また、保護材料６と封止樹脂８を兼用する場合は上記の水分や塵等が発光素子１に影響しないように保護する機能も有するものである。このような保護材料６は、例えば、透明なエポキシ樹脂などの樹脂を用いて形成することができるが、これに限定されるものではない。また、保護材料６としてはレンズを用いることができ、この場合、発光素子１から発せられる光を保護材料６で収束したり発散したりすることができるものである。
【００２５】
そして、本発明では光沢面５を有する回路パターン２を形成するにあたって、レジストを用いたりめっき加工やエッチング加工を行ったりする必要がないものであり、従来のものと比較して、工程数を少なくして簡略化して光沢面５を有する回路パターン２を形成することができるものである。
【００２６】
図３に本発明の発光装置の製造方法の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、まず、図３（ａ）に示すように、上記と同様にして、ほぼ平坦に形成された絶縁基板４の上面に上方から金属ペースト３を所定位置に供給して塗布する。ここで図３（ａ）では金属ペースト３をディスペンサ９により塗布しているが、ディスペンサ９の代わりにインクジェットプリンタを用いて金属ペースト３を塗布してもよい。また、金属ペースト３は光沢面が必要な回路パターン２を形成するのみに使用するものであり、光沢面が不要な他の回路パターンを形成する際にはこの金属ペースト３を用いないようにするものである。
【００２７】
次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板４に塗布された加熱融着前の金属ペースト３の上の所定位置に発光素子１を載置して搭載する。次に、図３（ｃ）に示すように、金属ペースト３の塗布及び発光素子１の搭載を行った絶縁基板４を加熱炉等で加熱することによって、金属ペースト３中の溶剤を蒸発等により除去すると共に金属ペースト３中の金属粒子を絶縁基板４及び発光素子１に融着させ、さらに金属ペースト３中の金属粒子を互いに融着させる。この時の加熱条件は上記と同様であり、また、金属ペースト３の加熱も上記と同様に絶縁基板４の周囲から行われるものである。この後、加熱炉から絶縁基板４を取り出す等して降温し、溶融状態の金属（粒子）を固化させることによって、図３（ｄ）に示すように、表面が光沢面５となり且つ導電性を有する回路パターン２を絶縁基板４に形成することができ、しかも、回路パターン２と発光素子１と絶縁基板４とが一体化されるものであり、回路パターン２と発光素子１とが電気的に接続されるものである。
【００２８】
この後、回路パターン２に搭載された発光素子１と他の回路パターン２とを金ワイヤ等のボンディングワイヤ１５で電気的に接続する。次に、光沢面５が形成された回路パターン２を覆うようにして上記と同様の保護材料６を形成することによって、図４（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の発光装置を形成することができる。ここで図４（ａ）（ｂ）のものにおいても、上記と同様に保護材料６が発光素子１を封止する封止樹脂８として兼用されているものであり、また、保護材料６としてはレンズを用いることもできる。
図５に本発明の発光装置の製造方法の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、図５（ａ）に示すように、絶縁基板４として発光素子１を搭載するための凹部１１を上面に設けたものを用いる。この凹部１１はすり鉢状に形成されており、平板状の絶縁基板４にザグリ加工等により形成してもよいし、絶縁基板４がプラスチック成形品の場合はその成形時に凹部１１を形成しても良い。また、絶縁基板４が、表面を絶縁処理した金属板の場合は平板状の金属にザグリ加工等により凹部を形成した後に表面を絶縁処理して凹部１１を形成してもよいし、絶縁基板４が、表面を絶縁処理した金属鋳造物の場合は金属の鋳造時に凹部を形成した後に表面を絶縁処理して凹部１１を形成してもよい。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、上記と同様にして、絶縁基板４の上面に上方から金属ペースト３を所定位置に供給して塗布する。ここで図５（ｂ）では金属ペースト３をディスペンサ９により塗布しているが、ディスペンサ９の代わりにインクジェットプリンタを用いて金属ペースト３を塗布してもよい。また、金属ペースト３は光沢面が必要な回路パターン２を形成するのみに使用するものであり、光沢面が不要な他の回路パターンを形成する際にはこの金属ペースト３を用いないようにするものである。さらに、上記の金属ペースト３は凹部１１の底面及び側面から凹部１１の開口周辺に至るまで塗布されるものであり、従って、金属ペースト３から形成される回路パターン２を凹部１１の側面にも形成することができ、凹部１１の側面に回路パターン２を形成することが困難であった上記従来例よりも高密度の回路パターン２を形成することができるものである。
【００３０】
次に、図５（ｃ）に示すように、凹部１１内において絶縁基板４に塗布された金属ペースト３の上の所定位置に発光素子１を載置して搭載する。この実施の形態では上記の発光素子１として下面にバンプ１ａを設けたものを使用しているものであり、このバンプ１ａを金属ペースト３に接触させるようにして発光素子１をフリップチップ実装により搭載するものである。次に、図５（ｄ）に示すように、金属ペースト３の塗布及び発光素子１の搭載を行った絶縁基板４を加熱炉等で加熱することによって、金属ペースト３中の溶剤を蒸発等により除去すると共に金属ペースト３中の金属粒子を絶縁基板４及び発光素子１に融着させ、さらに金属ペースト３中の金属粒子を互いに融着させる。この時の加熱条件は上記と同様であり、また、金属ペースト３の加熱も上記と同様に絶縁基板４の周囲から行われるものである。この後、加熱炉から絶縁基板４を取り出す等して降温し、溶融状態の金属（粒子）を固化させることによって、図５（ｅ）に示すように、表面が光沢面５となり且つ導電性を有する回路パターン２を絶縁基板４に形成することができ、しかも、回路パターン２と発光素子１と絶縁基板４とが一体化されるものであり、回路パターン２と発光素子１とが電気的に接続されるものである。
【００３１】
この後、光沢面５が形成された回路パターン２を覆うようにして上記と同様の保護材料６を形成することによって、図６（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の発光装置を形成することができる。ここで図６（ａ）（ｂ）のものにおいても、上記と同様に保護材料６が発光素子１を封止する封止樹脂８として兼用されているものであり、凹部１１内にも充填されている。また、保護材料６としてはレンズを用いることもできる。
【００３２】
図７に本発明の発光装置の製造方法の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、図７（ａ）に示すように、絶縁基板４として発光素子１を搭載するための凹部１１を上面に設けたものを用いる。この凹部１１はすり鉢状に形成されており、平板状の絶縁基板４にザグリ加工等により形成してもよいし、絶縁基板４がプラスチック成形品の場合はその成形時に凹部１１を形成しても良い。また、上記と同様にして金属板や金属鋳造物を用いて凹部１１を有する絶縁基板４を形成しても良い。
【００３３】
次に、図７（ｂ）に示すように、上記と同様にして、絶縁基板４の上面に上方から金属ペースト３を所定位置に供給して塗布する。ここで図７（ｂ）では金属ペースト３をディスペンサ９により塗布しているが、ディスペンサ９の代わりにインクジェットプリンタを用いて金属ペースト３を塗布してもよい。また、金属ペースト３は光沢面が必要な回路パターン２を形成するのみに使用するものであり、光沢面が不要な他の回路パターンを形成する際にはこの金属ペースト３を用いないようにするものである。さらに、上記の金属ペースト３は凹部１１の底面及び側面から凹部１１の開口周辺に至るまで塗布されるものである。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、金属ペースト３を塗布した凹部１１内に成形型７を挿入する。この成形型７には凹部１１の内形とほぼ合致する外形の挿入部７ａが設けられており、また、挿入部７ａの下面及び周面は鏡面状態に仕上げられている。この成形型７の表面の鏡面状態は、上記の実施の形態における光沢面５とほぼ同じかあるいはそれよりも光の反射度合いが高い状態である。そして、この挿入部７ａを凹部１１の上面開口から挿入して凹部１１の底面及び側面に塗布された金属ペースト３の表面に押し当てて密着させるものである。
【００３５】
次に、図７（ｄ）に示すように、成形型（金型）７を凹部１１内の金属ペースト３の表面に押し当てて密着させた状態で、金属ペースト３を塗布した絶縁基板４を加熱炉等で加熱することによって、金属ペースト３中の溶剤を蒸発等により除去すると共に金属ペースト３中の金属粒子を絶縁基板４に融着させ、さらに金属ペースト３中の金属粒子を互いに融着させる。この時の加熱条件は上記と同様であり、また、金属ペースト３の加熱も上記と同様に絶縁基板４及び成形型７の周囲から行われるものである。この後、加熱炉から絶縁基板４を取り出す等して降温し、溶融状態の金属粒子を固化させることによって、図７（ｅ）に示すように、表面が光沢面５となり且つ導電性を有する回路パターン２を絶縁基板４に形成することができ、本発明ではこれを発光素子搭載用回路板１７として用いるものである。
【００３６】
ここで、この実施の形態では、鏡面状態に形成された成形型７の挿入部７ａの表面を凹部１１内の金属ペースト３の表面に押し当てて密着させた状態で、金属ペースト３の金属粒子を融着して固化しているために、成形型７の挿入部７ａが密着した部分の回路パターン２の表面は他の部分の光沢面５に比べて光の反射度合いが高くなった鏡面５ａとして形成されるものである。すなわち、凹部１１内に搭載される発光素子１の周辺部分において回路パターン２の表面の光の反射率が高くなるものであり、これにより、上記の他の実施の形態に比べて発光素子１から発せられる光を効率よく反射して取り出すことができるものである。尚、この実施の形態では回路パターン２の一部の光沢面５を鏡面５ａにしているが、これに限らず、全部の光沢面５を鏡面５ａにしてもよい。
【００３７】
上記のようにして発光素子搭載用回路板１７を形成した後、図７（ｆ）に示すように、凹部１１の底面に形成された回路パターン２の鏡面５ａの表面に発光素子１を搭載する。この時、発光素子１は上記と同様の導電性ペースト２０により回路パターン２の鏡面５ａと接着されて接合されると共に導電性ペースト２０により発光素子１とこれを搭載した回路パターン２との電気的な接続が施される。また、上記のようにして回路パターン２に搭載された発光素子１と他の回路パターン２とを金ワイヤ等のボンディングワイヤ１５で電気的に接続する。
【００３８】
次に、光沢面５が形成された回路パターン２を覆うようにして保護材料６を形成することによって、図８（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の発光装置を形成することができる。ここで図８（ａ）（ｂ）のものにおいても、上記と同様に保護材料６が発光素子１を封止する封止樹脂８として兼用されているものであり、凹部１１内にも充填されている。また、保護材料６としてはレンズを用いることもできる。
【００３９】
図７に示す実施の形態において、金属ペースト３に押し当てる成形型７の挿入部７ａの表面粗さは、金属ペースト３を塗布した絶縁基板４の凹部１１の底面及び側面の表面粗さよりも小さいことが好ましく、このことで、アンカー効果により、成形型７の表面に対する回路パターン２の接着強さよりも絶縁基板４の表面に対する回路パターン２の接着強さを大きくすることができ、成形型７を凹部１１から取り出す際に、回路パターン２が絶縁基板４の凹部１１の底面及び側面から剥がれにくくすることができるものであり、パターン不良の発生を少なくすることができるものである。尚、本発明では成形型７の挿入部７ａの表面粗さは絶縁基板４の凹部１１の底面及び側面の表面粗さよりも小さければよいが、例えば、挿入部７ａの表面粗さをＪＩＳで規定されている算術平均粗さＲａで０．１μｍとした場合、絶縁基板４の凹部１１の底面及び側面の表面粗さの算術平均粗さＲａは１μｍとすることができる。
【００４０】
本発明の発光装置は、回路パターン２を通じて発光素子１に通電することによって発光素子１を発光させるものであり、例えば、図８（ａ）（ｂ）の発光装置には図９に示すように電源１５を電気的に接続することができる。そして、発光素子１から発せられた光は、発光素子１から直接保護材料６を通って外部に取り出されるのはもちろんのこと、回路パターン２の光沢面５（鏡面５ａを含む）で反射した後に保護材料６を通過させて外部に取り出すこともできる。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、発光素子とこれに電気的な接続される回路パターンを有する発光装置において、上記回路パターンは金属ペーストを絶縁基板の表面に塗布することにより形成され、且つ上記回路パターンの表面が発光素子から発せられる光を反射可能な光沢面として形成されるので、めっき加工やエッチング加工を行うことなく表面が光沢面に形成された回路パターンを得ることができ、発光装置の製造工程を数少なくして簡略化することができるものであり、また、金属ペーストを塗布することによって、絶縁基板に凹部がある場合でもその側面に容易に回路パターンを形成することができ、高密度の回路パターンを容易に形成することができるものであり、さらに、光沢面が必要な回路パターンのみを金属ペーストで形成することによって、光沢が不要な回路パターンには光沢面が形成されないようにすることができ、光沢面を有する回路パターンを効率よく形成することができるものである。
【００４２】
また、本発明の請求項２の発明は、光沢面の少なくとも一部が鏡面として形成されるので、光沢面よりも反射率の高い鏡面を回路パターンの表面に形成することによって、より多くの光を鏡面で反射することができ、発光素子から発せられる光を効率よく取り出すことができるものである。
【００４３】
また、本発明の請求項３の発明は、回路パターンを形成するための金属ペーストとして、粒子径が１００ｎｍ未満であり、且つ低温でも互いに融着する性質を有する金属粒子を含有するものを用いるので、加熱するだけで回路パターンの表面を光沢面に形成することができ、光沢面を有する回路パターンを容易に形成することができるものである。
【００４４】
また、本発明の請求項４の発明は、絶縁基板の表面に塗布された金属ペーストの加熱による融着によって、回路パターンの形成及び回路パターンと発光素子の接着及び電気的接続とを行うので、回路パターンの形成と発光素子の接着及び電気的接続とを同時に行うことができ、発光装置の製造工程が少なくなって生産性を向上させることができるものである。
【００４５】
また、本発明の請求項５の発明は、回路パターンの鏡面を透明な保護材料で被覆するので、回路パターンの光沢面の劣化を保護材料で低減することができ、長期にわたって光沢面の良好な反射性能を得ることができるものである。
【００４６】
また、本発明の請求項６の発明は、保護材料として発光素子を封止する封止樹脂やレンズを用いるので、光沢面を保護する保護材料と封止樹脂やレンズとを兼用することができ、発光装置の部品点数や製造工程が少なくなって生産性を向上させることができるものである。
【００４７】
本発明の請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置を製造するにあたって、絶縁基板の表面に金属ペーストを塗布し、表面が鏡面仕上げされた成形型を絶縁基板に塗布された金属ペーストの表面に押し当て、この状態で金属ペーストを加熱することにより金属ペースト中の金属粒子を絶縁基板に融着して回路パターンを形成するので、成形型を金属ペーストの表面に押し当てて回路パターンを形成することによって、光沢面よりも反射率の高い鏡面を回路パターンの表面に形成することができ、より多くの光を鏡面で反射することができ、発光素子から発せられる光を効率よく取り出すことができる高発光の発光装置を得ることができるものである。
【００４８】
また、本発明の請求項８の発明は、ディスペンサあるいはインクジェットプリンタにより金属ペーストを塗布するので、任意の形状に金属ペーストを塗布しやすくなって、回路パターンの形状の自由度を高くすることができるものである。
【００４９】
また、本発明の請求項９の発明は、金属ペーストに押し当てる成形型の表面粗さが金属ペーストを塗布した絶縁基板の表面粗さよりも小さいので、成形型を回路パターンの表面から離脱させる際に回路パターンが絶縁基板から剥がれにくくすることができ、回路パターンの不良を少なくすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の製造方法における実施の形態の一例を示し、（ａ）乃至（ｄ）は断面図である。
【図２】図１の製造方法により製造される本発明の発光装置の一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の発光装置の製造方法における他の実施の形態の一例を示し、（ａ）乃至（ｄ）は断面図である。
【図４】図３の製造方法により製造される本発明の発光装置の一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の発光装置の製造方法における他の実施の形態の一例を示し、（ａ）乃至（ｅ）は断面図である。
【図６】図５の製造方法により製造される本発明の発光装置の一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】本発明の発光装置の製造方法における他の実施の形態の一例を示し、（ａ）乃至（ｆ）は断面図である。
【図８】図７の製造方法により製造される本発明の発光装置の一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】本発明の発光装置の使用方法の一例を示す断面図である。
【図１０】従来例を示し、（ａ）乃至（ｄ）は断面図である。
【図１１】従来例を示し、（ａ）乃至（ｄ）は断面図である。
【符号の説明】
１ 発光素子
２ 回路パターン
３ 金属ペースト
４ 絶縁基板
５ 光沢面
５ａ 鏡面
６ 保護材料
７ 成形型
８ 封止樹脂
９ ディスペンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting device having a semiconductor light emitting element typified by a light emitting diode mounted thereon and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a light emitting device is formed by mounting a light emitting element on a light emitting element mounting circuit board. The circuit pattern of the light emitting element mounting circuit board is formed by a method such as lithography (a method using a resist pattern). After etching the copper foil formed by lamination or plating on the surface of the insulating substrate into a desired pattern, the surface of the copper foil pattern is formed into a glossy surface by applying gold plating or the like. The glossy surface makes it easier for light emitted from the light emitting element mounted on the light emitting element mounting circuit board to be reflected on the surface of the circuit pattern, so that more light can be obtained (for example, Patent Document 1). reference).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-32119 (claims, etc.)
FIG. 10 shows an example of a method for manufacturing the above light emitting device. First, as shown in FIG. 10 (a), a single-sided copper-clad laminate having a copper foil 10 provided on the surface of an insulating substrate 4 is prepared, and as shown in FIG. 11 is formed by counterbore processing. Next, as shown in FIG. 10C, a copper plating layer 12 is formed on the surface of the copper foil 10 and the inner surface (bottom surface and side surface) of the concave portion 11 by plating. Next, as shown in FIG. 10D, a resist 13 is formed on the surface of the copper plating layer 12. Here, the resist 13 is provided so as to close the opening of the concave portion 11. The resist 13 is formed in a shape corresponding to the desired circuit pattern 2. Next, as shown in FIG. 11A, an unnecessary portion of the copper foil 10 and the copper plating layer 12 is removed by performing an etching process, so that a desired portion of the remaining portion of the copper foil 10 and the copper plating layer 12 is obtained. A circuit pattern 2 is formed. Next, as shown in FIG. 11B, the surface of the circuit pattern 2 is exposed by removing the resist 13. Next, as shown in FIG. 11C, the surface of the circuit pattern 2 is formed on the glossy surface 5 by forming a gold plating layer 14 on the surface of the circuit pattern 2. Thus, the light emitting element mounting circuit board 17 can be formed. Then, the light emitting element 1 is mounted in the concave portion 11 of the light emitting element mounting circuit board 17, the light emitting element 1 is connected to the circuit pattern 2 by the bonding wire 15, and the light emitting element is By sealing the bonding wire 1 and the bonding wire 15, a light emitting device as shown in FIG. 11D can be formed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the circuit board 17 for mounting the light emitting element is manufactured by using the lithography method described above, the circuit pattern 2 must be formed by plating or using the resist 13. There is a problem that the process is complicated due to the large number of steps. Further, it is difficult to form the circuit pattern 2 on the side surface of the concave portion 11 by etching, and there is a problem that a high-density circuit pattern 2 cannot be formed. Also, when the surface of the circuit pattern 2 is made to be a glossy surface 5, it is necessary to perform plating on the gold plating layer 14, and there is a problem that the number of steps is increased and the process is complicated. Also, there is a problem that the gold plating layer 14 is formed and the glossy surface 5 cannot be formed efficiently.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, it is possible to obtain a circuit pattern having a glossy surface without performing a plating process and an etching process, it is possible to simplify the number of steps is reduced, A light emitting device that can easily form a high-density circuit pattern, and that can efficiently form the surface of a circuit pattern on a glossy surface by preventing a glossy surface from being formed on a circuit pattern that does not require gloss; and It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light emitting device having a light emitting element and a circuit pattern electrically connected thereto, wherein the circuit pattern is formed by applying a metal paste to a surface of an insulating substrate. And the surface of the circuit pattern 2 is formed as a glossy surface 5 capable of reflecting the light emitted from the light emitting element 1.
[0007]
Further, in the light emitting device according to claim 2 of the present invention, in addition to claim 1, at least a part of the glossy surface 5 is formed as a mirror surface 5a.
[0008]
Further, in the light emitting device according to claim 3 of the present invention, in addition to claim 1 or 2, the metal paste 3 for forming the circuit pattern 2 has a particle diameter of less than 100 nm and is fused to each other even at a low temperature. It is characterized by using a material containing metal particles having the following properties.
[0009]
Further, in the light emitting device according to claim 4 of the present invention, in addition to any one of claims 1 to 3, the circuit pattern 2 is formed by fusing the metal paste 3 applied to the surface of the insulating substrate 4 by heating. And bonding and electrical connection between the circuit pattern 2 and the light emitting element 1.
[0010]
A light emitting device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in addition to any one of the first to fourth aspects, the glossy surface 5 of the circuit pattern 2 is covered with a transparent protective material 6. It is.
[0011]
A light emitting device according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in addition to the fifth aspect, a sealing resin 8 for sealing the light emitting element 1 and a lens are used as the protective material 6. .
[0012]
According to a method of manufacturing a light emitting device according to claim 7 of the present invention, in manufacturing the light emitting device according to any one of claims 1 to 6, the surface of the insulating substrate 4 is coated with the metal paste 3, and the surface is mirror-finished. The formed mold 7 is pressed against the surface of the metal paste 3 applied to the insulating substrate 4, and in this state, the metal paste 3 is heated to fuse the metal particles in the metal paste 2 to form the circuit pattern 2. It is characterized by doing.
[0013]
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 8 of the present invention is characterized in that, in claim 7, the metal paste 3 is applied by a dispenser 9 or an ink jet printer.
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting device according to the seventh or eighth aspect, the surface roughness of the molding die 7 pressed against the metal paste 3 is such that the surface roughness of the insulating substrate 4 coated with the metal paste 3 is reduced. It is characterized by being smaller than that.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0016]
In the present invention, as the light emitting element 1, a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode (LED) can be exemplified. However, the light emitting element 1 is not limited to this, and any element that emits light when energized can be used.
[0017]
In the present invention, any plate or the like having electrical insulation can be used as the insulating substrate 4. For example, a glass cloth base material (prepreg) containing a thermosetting resin such as an epoxy resin is cured. Laminated plate, plastic molded product, ceramic plate, and metal plate whose surface is insulated with resin or ceramic mixed with resin or inorganic filler, etc. obtained by the above, but are not limited thereto. is not.
[0018]
In the present invention, the metal paste 3 having a particle diameter of less than 100 nm, preferably a particle diameter of 1 to 99 nm, and containing metal particles having a property of fusing with each other even at a low temperature (150 to 220 ° C.) is used. be able to. Almost any metal can be used as the material of the metal particles of the metal paste 3, but in the present invention, it is particularly preferable to use platinum, gold, silver, Ni, or the like. Metal particles having a high oxidizing property and having a nano-size such as copper and aluminum are apt to become metal oxides (ceramics), and unless fired at a high temperature, a metal cannot be obtained by fusion of (reduced) copper or aluminum. Further, fusion in the present invention means that the grain boundaries of the metal powder (particles) are continuously connected by metal bonding or diffusion bonding to have an electric resistance value of the metal itself. In the conventional metal paste, the particles were in contact and electricity was flowing.
[0019]
As the metal paste 3 in the present invention, specifically, the above-mentioned metal particles (powder) are mixed with an organic resin serving as a binder and a solvent to form a cream paste, or a colloid of the metal particles is dissolved in a solvent. Can be used as the metal paste 3. An acrylic resin or the like can be exemplified as the organic resin serving as the binder. Examples of the above-mentioned solvent include organic solvents such as alcohol and toluene.
[0020]
In the case of the creamy metal paste 3, the mixing ratio of the organic resin, the solvent, and the metal particles is not particularly limited. However, considering the applicability of the metal paste 3, the amount of the organic resin is 10 to 10 parts by mass of the metal particles. It is preferable to mix 900 parts by mass and 1 to 50 parts by mass of a solvent. Further, in the case of the metal paste 3 of the ink, the mixing ratio of the solvent and the metal particles is not particularly limited. It is preferable to mix them. In the present invention, a silver nanopaste containing 30 parts by weight of silver particles having a particle diameter of 5 to 20 nm as metal particles, containing 65 parts by weight of an acrylic resin as an organic resin, and containing 5 parts by weight of toluene as a solvent is used. It is preferably used as paste 3. In the present invention, the metal paste 3 is applied using a dispenser or an ink jet printer, but there is almost no significant difference in the viscosity and properties between the metal pastes 3 used for both. However, since the dispenser 9 may have a thicker nozzle, the metal paste 3 applied by the dispenser 9 may have a higher viscosity.
[0021]
The light emitting device of the present invention can be formed as follows. First, as shown in FIG. 1A, a metal paste 3 is supplied to a predetermined position from above and applied to the upper surface of an insulating substrate 4 formed substantially flat. Although the metal paste 3 is applied by the dispenser 9 in FIG. 1A, the metal paste 3 may be applied by using an ink jet printer instead of the dispenser 9. Further, the application amount of the metal paste 3 can be set as appropriate, for example, 0.002 to 0.02 g / cm. 2 Can be The metal paste 3 is used to form a circuit pattern 2 that requires the glossy surface 5, and is not used when forming another circuit pattern that does not require the glossy surface 5. Accordingly, a glossy surface is not formed on a circuit pattern that does not require gloss, and a circuit pattern 2 that requires a glossy surface 5 can be efficiently formed.
[0022]
Next, as shown in FIG. 1B, by heating the insulating substrate 4 coated with the metal paste 3 in a heating furnace or the like, the solvent in the metal paste 3 is removed by evaporation or the like, and the metal paste 3 in the metal paste 3 is removed. The metal particles are fused to the insulating substrate 4 and the metal particles in the metal paste 3 are fused to each other. The heating conditions at this time can be appropriately set depending on the composition and the application amount of the metal paste 3. For example, when the metal paste 3 is the above-described silver nanopaste, the temperature is 120 to 300 ° C., and the time is 120 to 10 minutes. can do. Further, as shown by arrows in FIG. 1B, the heating of the metal paste 3 is performed from the periphery of the insulating substrate 4. Thereafter, the temperature is lowered by taking out the insulating substrate 4 from the heating furnace or the like, and the metal (particles) in a molten state is solidified. As a result, as shown in FIG. The circuit pattern 2 having conductivity can be formed on the insulating substrate 4 and is used as the light emitting element mounting circuit board 17 in the present invention. Here, in the present invention, the glossy surface 5 is a surface that reflects light completely or partially, and the degree of light reflection is larger than the surface of the copper circuit pattern, and is equal to or higher than the surface of the gold plating layer. This is a surface having a higher degree of light reflection, for example, a surface having a light reflectance of 10% or more and 100% or less. Further, among such glossy surfaces 5, a surface having a light reflectance of 50% or more and 100% or less is called a mirror surface.
[0023]
After forming the light emitting element mounting circuit board 17 as described above, the light emitting element 1 is mounted (mounted) on the surface of the glossy surface 5 of the circuit pattern 2 as shown in FIG. At this time, the light emitting element 1 is bonded and joined to the glossy surface 5 of the circuit pattern 2 by the conductive paste 20, and the conductive paste 20 makes an electrical connection between the light emitting element 1 and the circuit pattern 2 on which the light emitting element 1 is mounted. Will be applied. Further, the light emitting element 1 mounted on the circuit pattern 2 as described above and another circuit pattern 2 are electrically connected by the bonding wire 15 such as a gold wire. As the conductive paste 20, a known paste such as a resin binder such as an epoxy resin mixed with a metal powder such as a copper powder can be used. The difference between "metal paste" and "conductive paste" is that metal particles are always mixed in the metal paste, and the conductive paste is made of only resin or organic material such as conductive polymer. .
[0024]
Next, by forming the protective material 6 so as to cover the circuit pattern 2 on which the glossy surface 5 is formed, it is possible to form the light emitting device of the present invention as shown in FIGS. it can. Here, in FIGS. 2A and 2B, the protective material 6 is also used as the sealing resin 8 for sealing the light emitting element 1, whereby the protective material 6 and the sealing resin are sealed. This eliminates the necessity of separately forming the substrate 8 and the substrate 8, thereby simplifying the manufacturing process. The protective material 6 is provided to prevent the glossy surface 5 of the circuit pattern 2 from being fogged by moisture or dust in the air and deteriorating the reflectivity. When the protective material 6 and the sealing resin 8 are used in combination, the protective material 6 also has a function of protecting the light emitting element 1 from the above-mentioned moisture and dust. Such a protective material 6 can be formed using, for example, a resin such as a transparent epoxy resin, but is not limited thereto. In addition, a lens can be used as the protective material 6, and in this case, light emitted from the light emitting element 1 can be converged or diverged by the protective material 6.
[0025]
In the present invention, when forming the circuit pattern 2 having the glossy surface 5, it is not necessary to use a resist or perform plating or etching, and the number of steps is smaller than that of the conventional one. Thus, the circuit pattern 2 having the glossy surface 5 can be formed in a simplified manner.
[0026]
FIG. 3 shows another embodiment of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention. In this embodiment, first, as shown in FIG. 3A, the metal paste 3 is supplied to a predetermined position from above and applied to the upper surface of the substantially flat insulating substrate 4 in the same manner as described above. . Here, in FIG. 3A, the metal paste 3 is applied by the dispenser 9, but the metal paste 3 may be applied by using an ink jet printer instead of the dispenser 9. The metal paste 3 is used only for forming the circuit pattern 2 that requires a glossy surface, and is not used when forming another circuit pattern that does not require a glossy surface. Things.
[0027]
Next, as shown in FIG. 3B, the light emitting element 1 is mounted at a predetermined position on the metal paste 3 applied to the insulating substrate 4 before the heat fusion. Next, as shown in FIG. 3C, the solvent in the metal paste 3 is evaporated by heating the insulating substrate 4 on which the metal paste 3 is applied and the light emitting element 1 is mounted in a heating furnace or the like. At the same time, the metal particles in the metal paste 3 are fused to the insulating substrate 4 and the light emitting element 1, and the metal particles in the metal paste 3 are fused to each other. The heating conditions at this time are the same as described above, and the heating of the metal paste 3 is also performed from the periphery of the insulating substrate 4 in the same manner as described above. Thereafter, the temperature is lowered by taking out the insulating substrate 4 from the heating furnace or the like, and the metal (particles) in the molten state is solidified, so that the surface becomes the glossy surface 5 and the conductivity is reduced as shown in FIG. The circuit pattern 2 can be formed on the insulating substrate 4, and the circuit pattern 2, the light emitting element 1, and the insulating substrate 4 are integrated, and the circuit pattern 2 and the light emitting element 1 are electrically connected. What is connected.
[0028]
Thereafter, the light emitting element 1 mounted on the circuit pattern 2 and another circuit pattern 2 are electrically connected by a bonding wire 15 such as a gold wire. Next, by forming the same protective material 6 as above so as to cover the circuit pattern 2 on which the glossy surface 5 is formed, as shown in FIGS. Can be formed. 4A and 4B, the protective material 6 is also used as the sealing resin 8 for sealing the light emitting element 1 in the same manner as described above. A lens can also be used.
FIG. 5 shows another embodiment of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 5A, an insulating substrate 4 having a concave portion 11 for mounting the light emitting element 1 provided on the upper surface is used. The concave portion 11 is formed in a mortar shape, and may be formed on the flat insulating substrate 4 by counterboring or the like. When the insulating substrate 4 is a plastic molded product, the concave portion 11 may be formed at the time of molding. good. When the insulating substrate 4 is a metal plate whose surface is insulated, the concave portion 11 may be formed by forming a concave portion on a flat metal by counterbore processing or the like, and then insulating the surface. However, in the case of a metal casting whose surface is insulated, the concave portion 11 may be formed by forming the concave portion at the time of casting the metal and then insulating the surface.
[0029]
Next, as shown in FIG. 5B, the metal paste 3 is supplied to the predetermined position from above and applied to the upper surface of the insulating substrate 4 in the same manner as described above. Although the metal paste 3 is applied by the dispenser 9 in FIG. 5B, the metal paste 3 may be applied by using an ink jet printer instead of the dispenser 9. The metal paste 3 is used only for forming the circuit pattern 2 that requires a glossy surface, and is not used when forming another circuit pattern that does not require a glossy surface. Things. Further, the above-mentioned metal paste 3 is applied from the bottom and side surfaces of the concave portion 11 to the periphery of the opening of the concave portion 11. Therefore, the circuit pattern 2 formed from the metal paste 3 is also formed on the side surface of the concave portion 11. This makes it possible to form the circuit pattern 2 at a higher density than in the above-described conventional example, in which it was difficult to form the circuit pattern 2 on the side surface of the concave portion 11.
[0030]
Next, as shown in FIG. 5C, the light-emitting element 1 is mounted at a predetermined position on the metal paste 3 applied to the insulating substrate 4 in the recess 11. In this embodiment, the light emitting element 1 having a bump 1a provided on the lower surface is used as the light emitting element 1. The light emitting element 1 is mounted by flip chip mounting so that the bump 1a is brought into contact with the metal paste 3. Is what you do. Next, as shown in FIG. 5D, the insulating substrate 4 on which the metal paste 3 has been applied and the light emitting element 1 has been mounted is heated in a heating furnace or the like, so that the solvent in the metal paste 3 is evaporated or the like. At the same time, the metal particles in the metal paste 3 are fused to the insulating substrate 4 and the light emitting element 1, and the metal particles in the metal paste 3 are fused to each other. The heating conditions at this time are the same as described above, and the heating of the metal paste 3 is also performed from the periphery of the insulating substrate 4 in the same manner as described above. Thereafter, the temperature is lowered by taking out the insulating substrate 4 from the heating furnace or the like, and the metal (particles) in the molten state is solidified, so that the surface becomes the glossy surface 5 and the conductivity is reduced as shown in FIG. The circuit pattern 2 can be formed on the insulating substrate 4, and the circuit pattern 2, the light emitting element 1, and the insulating substrate 4 are integrated, and the circuit pattern 2 and the light emitting element 1 are electrically connected. What is connected.
[0031]
Thereafter, by forming the same protective material 6 as above so as to cover the circuit pattern 2 on which the glossy surface 5 is formed, as shown in FIGS. 6A and 6B, the light emitting device of the present invention is formed. Can be formed. 6 (a) and 6 (b), the protective material 6 is also used as the sealing resin 8 for sealing the light emitting element 1 in the same manner as described above. ing. Further, a lens can be used as the protective material 6.
[0032]
FIG. 7 shows another embodiment of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 7A, an insulating substrate 4 provided with a concave portion 11 for mounting the light emitting element 1 on an upper surface is used. The concave portion 11 is formed in a mortar shape, and may be formed on the flat insulating substrate 4 by counterboring or the like. When the insulating substrate 4 is a plastic molded product, the concave portion 11 may be formed at the time of molding. good. Further, the insulating substrate 4 having the concave portion 11 may be formed using a metal plate or a metal casting in the same manner as described above.
[0033]
Next, as shown in FIG. 7B, in the same manner as described above, the metal paste 3 is supplied to the predetermined position from above and applied to the upper surface of the insulating substrate 4. Although the metal paste 3 is applied by the dispenser 9 in FIG. 7B, the metal paste 3 may be applied by using an ink jet printer instead of the dispenser 9. The metal paste 3 is used only for forming the circuit pattern 2 that requires a glossy surface, and is not used when forming another circuit pattern that does not require a glossy surface. Things. Further, the metal paste 3 is applied from the bottom and side surfaces of the recess 11 to the vicinity of the opening of the recess 11.
[0034]
Next, as shown in FIG. 7C, the molding die 7 is inserted into the concave portion 11 to which the metal paste 3 has been applied. The molding die 7 is provided with an insertion portion 7a having an outer shape that substantially matches the inner shape of the concave portion 11, and the lower surface and the peripheral surface of the insertion portion 7a are mirror-finished. The mirror surface state of the surface of the molding die 7 is substantially the same as the glossy surface 5 in the above embodiment or a state in which the degree of light reflection is higher than that. Then, the insertion portion 7a is inserted from the upper surface opening of the concave portion 11 and pressed against the surface of the metal paste 3 applied to the bottom surface and the side surface of the concave portion 11 to be brought into close contact therewith.
[0035]
Next, as shown in FIG. 7 (d), the insulating substrate 4 coated with the metal paste 3 is placed in a state in which the molding die (die) 7 is pressed against the surface of the metal paste 3 in the concave portion 11 and is brought into close contact therewith. By heating in a heating furnace or the like, the solvent in the metal paste 3 is removed by evaporation or the like, the metal particles in the metal paste 3 are fused to the insulating substrate 4, and the metal particles in the metal paste 3 are fused to each other. Let it. The heating conditions at this time are the same as described above, and the heating of the metal paste 3 is also performed from around the insulating substrate 4 and the molding die 7 as described above. Thereafter, the temperature is lowered by, for example, taking out the insulating substrate 4 from the heating furnace, and the molten metal particles are solidified to form a glossy surface 5 and a conductive circuit as shown in FIG. The pattern 2 can be formed on the insulating substrate 4 and is used as the light emitting element mounting circuit board 17 in the present invention.
[0036]
Here, in this embodiment, the metal particles of the metal paste 3 are pressed in a state where the surface of the insertion portion 7a of the molding die 7 formed in a mirror surface state is pressed against and adhered to the surface of the metal paste 3 in the concave portion 11. Is fused and solidified, so that the surface of the circuit pattern 2 at the portion where the insertion portion 7a of the molding die 7 is in close contact is a mirror surface 5a having a higher degree of light reflection than the glossy surface 5 at the other portion. It is formed as That is, the reflectance of light on the surface of the circuit pattern 2 becomes higher in the peripheral portion of the light emitting element 1 mounted in the recess 11, whereby the light emitting element 1 has a higher light reflectance than the other embodiments described above. The emitted light can be efficiently reflected and extracted. In this embodiment, a part of the glossy surface 5 of the circuit pattern 2 is a mirror surface 5a. However, the present invention is not limited to this, and the entire gloss surface 5 may be a mirror surface 5a.
[0037]
After the light emitting element mounting circuit board 17 is formed as described above, the light emitting element 1 is mounted on the surface of the mirror surface 5a of the circuit pattern 2 formed on the bottom surface of the concave portion 11, as shown in FIG. . At this time, the light emitting element 1 is adhered and bonded to the mirror surface 5a of the circuit pattern 2 by the same conductive paste 20 as described above, and the conductive paste 20 electrically connects the light emitting element 1 to the circuit pattern 2 on which it is mounted. Connections are made. Further, the light emitting element 1 mounted on the circuit pattern 2 as described above and another circuit pattern 2 are electrically connected by the bonding wire 15 such as a gold wire.
[0038]
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the light emitting device of the present invention can be formed by forming the protective material 6 so as to cover the circuit pattern 2 on which the glossy surface 5 is formed. it can. 8 (a) and 8 (b), the protective material 6 is also used as the sealing resin 8 for sealing the light emitting element 1 in the same manner as described above. ing. Further, a lens can be used as the protective material 6.
[0039]
In the embodiment shown in FIG. 7, the surface roughness of the insertion portion 7a of the molding die 7 pressed against the metal paste 3 is smaller than the surface roughness of the bottom surface and the side surface of the concave portion 11 of the insulating substrate 4 to which the metal paste 3 has been applied. It is preferable that the adhesive strength of the circuit pattern 2 to the surface of the insulating substrate 4 can be made larger than the adhesive strength of the circuit pattern 2 to the surface of the mold 7 by the anchor effect. When the circuit pattern 2 is taken out from the recess 11, the circuit pattern 2 can be hardly peeled off from the bottom and side surfaces of the recess 11 of the insulating substrate 4, and the occurrence of pattern defects can be reduced. In the present invention, the surface roughness of the insertion portion 7a of the molding die 7 may be smaller than the surface roughness of the bottom surface and the side surface of the concave portion 11 of the insulating substrate 4. For example, the surface roughness of the insertion portion 7a is specified by JIS. When the calculated arithmetic average roughness Ra is 0.1 μm, the arithmetic average roughness Ra of the surface roughness of the bottom surface and the side surface of the concave portion 11 of the insulating substrate 4 can be set to 1 μm.
[0040]
The light emitting device of the present invention emits light from the light emitting device 1 by energizing the light emitting device 1 through the circuit pattern 2. For example, the light emitting device shown in FIGS. The power supply 15 can be electrically connected. Then, the light emitted from the light emitting element 1 is taken out of the light emitting element 1 directly through the protective material 6 and, after being reflected on the glossy surface 5 (including the mirror surface 5a) of the circuit pattern 2, as well. It can also be taken out through the protective material 6.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a light emitting device having a light emitting element and a circuit pattern electrically connected to the light emitting element, the circuit pattern is formed by applying a metal paste to a surface of an insulating substrate. In addition, since the surface of the circuit pattern is formed as a glossy surface capable of reflecting light emitted from the light emitting element, it is possible to obtain a circuit pattern having a glossy surface without performing plating or etching. It is possible to simplify the manufacturing process of the light emitting device by reducing the number thereof, and it is possible to easily form a circuit pattern on the side surface of the insulating substrate even if the insulating substrate has a concave portion by applying a metal paste. This makes it possible to easily form high-density circuit patterns. By forming in bets, the gloss unnecessary circuit pattern can be made to glossy surface is not formed, in which a circuit pattern having a glossy surface can be formed efficiently.
[0042]
Further, according to the invention of claim 2 of the present invention, since at least a part of the glossy surface is formed as a mirror surface, by forming a mirror surface having a higher reflectance than the glossy surface on the surface of the circuit pattern, more light can be obtained. Can be reflected on a mirror surface, and the light emitted from the light emitting element can be efficiently extracted.
[0043]
In the invention of claim 3 of the present invention, as a metal paste for forming a circuit pattern, a metal paste having a particle diameter of less than 100 nm and containing metal particles having a property of being fused to each other even at a low temperature is used. The surface of the circuit pattern can be formed to a glossy surface only by heating, and a circuit pattern having a glossy surface can be easily formed.
[0044]
According to the invention of claim 4 of the present invention, the formation of the circuit pattern and the bonding and electrical connection between the circuit pattern and the light emitting element are performed by fusion of the metal paste applied to the surface of the insulating substrate by heating. The formation of a circuit pattern and the bonding and electrical connection of a light emitting element can be performed simultaneously, and the number of steps for manufacturing a light emitting device can be reduced to improve productivity.
[0045]
According to the invention of claim 5 of the present invention, since the mirror surface of the circuit pattern is covered with the transparent protective material, the deterioration of the glossy surface of the circuit pattern can be reduced with the protective material, and the glossy surface can be maintained for a long time. It is possible to obtain reflection performance.
[0046]
Further, since the sealing resin or the lens for sealing the light emitting element is used as the protective material in the invention of claim 6 of the present invention, the sealing resin or the lens can be used as the protective material for protecting the glossy surface. In addition, the number of components of the light emitting device and the number of manufacturing steps are reduced, so that productivity can be improved.
[0047]
According to a seventh aspect of the present invention, in manufacturing the light emitting device according to any one of the first to sixth aspects, a metal mold is applied to a surface of the insulating substrate, and a mold having a mirror-finished surface is formed on the insulating substrate. By pressing the metal paste on the surface of the metal paste applied to the substrate and heating the metal paste in this state, the metal particles in the metal paste are fused to the insulating substrate to form a circuit pattern. To form a circuit pattern, a mirror surface having a higher reflectivity than the glossy surface can be formed on the surface of the circuit pattern, and more light can be reflected by the mirror surface and emitted from the light emitting element. Thus, it is possible to obtain a high-emission light-emitting device capable of efficiently extracting the light to be emitted.
[0048]
According to the invention of claim 8 of the present invention, since the metal paste is applied by a dispenser or an inkjet printer, the metal paste can be easily applied to an arbitrary shape, and the degree of freedom of the shape of the circuit pattern can be increased. Things.
[0049]
According to the ninth aspect of the present invention, since the surface roughness of the molding die pressed against the metal paste is smaller than the surface roughness of the insulating substrate coated with the metal paste, the molding die is separated from the surface of the circuit pattern. In addition, the circuit pattern can be hardly peeled off from the insulating substrate, and the defect of the circuit pattern can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of a method for manufacturing a light emitting device of the present invention, and (a) to (d) are cross-sectional views.
2A and 2B show an example of the light emitting device of the present invention manufactured by the manufacturing method of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view and FIG.
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating an example of another embodiment of the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention. FIGS.
4A and 4B show an example of the light emitting device of the present invention manufactured by the manufacturing method of FIG. 3, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG.
FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views illustrating an example of another embodiment of the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention. FIGS.
6A and 6B show an example of a light emitting device of the present invention manufactured by the manufacturing method of FIG. 5, wherein FIG. 6A is a sectional view and FIG. 6B is a plan view.
FIGS. 7A to 7F are cross-sectional views illustrating an example of another embodiment of the method for manufacturing a light-emitting device according to the present invention. FIGS.
8A and 8B show an example of the light emitting device of the present invention manufactured by the manufacturing method of FIG. 7, wherein FIG. 8A is a sectional view and FIG. 8B is a plan view.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for using the light emitting device of the present invention.
FIG. 10 shows a conventional example, and (a) to (d) are cross-sectional views.
FIG. 11 shows a conventional example, and (a) to (d) are cross-sectional views.
[Explanation of symbols]
1 Light-emitting element
2 Circuit pattern
3 metal paste
4 Insulating board
5 glossy surface
5a mirror surface
6 Protective materials
7 Mold
8 sealing resin
9 Dispenser

Claims (9)

発光素子とこれに電気的に接続される回路パターンとを有する発光装置において、上記回路パターンは金属ペーストを絶縁基板の表面に塗布することにより形成され、且つ上記回路パターンの表面が上記発光素子から発せられる光を反射可能な光沢面として形成されて成ることを特徴とする発光装置。In a light emitting device having a light emitting element and a circuit pattern electrically connected to the light emitting element, the circuit pattern is formed by applying a metal paste to a surface of an insulating substrate, and the surface of the circuit pattern is formed from the light emitting element. A light emitting device characterized by being formed as a glossy surface capable of reflecting emitted light. 光沢面の少なくとも一部が鏡面として形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。The light emitting device according to claim 1, wherein at least a part of the glossy surface is formed as a mirror surface. 回路パターンを形成するための金属ペーストとして、粒子径が１００ｎｍ未満であり、且つ低温でも互いに融着する性質を有する金属粒子を含有するものを用いて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。3. The method according to claim 1, wherein the metal paste for forming the circuit pattern includes a metal paste having a particle diameter of less than 100 nm and containing metal particles having a property of being fused to each other even at a low temperature. The light-emitting device according to any one of the preceding claims. 絶縁基板の表面に塗布された金属ペーストの加熱による融着によって、回路パターンの形成及びこの回路パターンと発光素子との接着及び電気的接続を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光装置。4. The method according to claim 1, further comprising forming a circuit pattern, and bonding and electrically connecting the circuit pattern to the light emitting element by fusing the metal paste applied to the surface of the insulating substrate by heating. A light-emitting device according to claim 1. 回路パターンの光沢面を透明な保護材料で被覆して成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。5. The light emitting device according to claim 1, wherein the glossy surface of the circuit pattern is covered with a transparent protective material. 保護材料として発光素子を封止する封止樹脂やレンズを用いて成ることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。The light-emitting device according to claim 5, wherein a sealing resin or a lens for sealing the light-emitting element is used as the protective material. 請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置を製造するにあたって、絶縁基板の表面に金属ペーストを塗布し、表面が鏡面仕上げされた成形型を絶縁基板に塗布された金属ペーストの表面に押し当て、この状態で金属ペーストを加熱することにより金属ペースト中の金属粒子を融着して回路パターンを形成することを特徴とする発光装置の製造方法。In manufacturing the light emitting device according to any one of claims 1 to 6, a metal paste is applied to a surface of the insulating substrate, and a mold having a mirror-finished surface is pressed against the surface of the metal paste applied to the insulating substrate. A method for manufacturing a light-emitting device, wherein a circuit pattern is formed by fusing the metal particles in the metal paste by heating the metal paste in this state. ディスペンサあるいはインクジェットプリンタにより金属ペーストを塗布することを特徴とする請求項７に記載の発光装置の製造方法。The method according to claim 7, wherein the metal paste is applied by a dispenser or an inkjet printer. 金属ペーストに押し当てる成形型の表面粗さが金属ペーストを塗布した絶縁基板の表面粗さよりも小さいことを特徴とする請求項７又は８に記載の発光装置の製造方法。9. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 7, wherein the surface roughness of the mold pressed against the metal paste is smaller than the surface roughness of the insulating substrate coated with the metal paste.
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