JP2005347401A

JP2005347401A - 光素子チップ部品

Info

Publication number: JP2005347401A
Application number: JP2004163376A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nagai; 勝長井; Koji Shinpo; 浩二新保
Original assignee: Meiko Co Ltd
Current assignee: Meiko Co Ltd
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】従来になく小型化した光素子チップ部品を提供する。
【解決手段】上面１０ａと下面１０ｂとの間を貫通する少なくとも２個のレーザビア１１Ａ，１１Ｂを有する絶縁基材１０と、レーザビアの中に導電性材料を電気めっき法で充填して形成された少なくとも２個の柱状導体１２Ａ，１２Ｂと、柱状導体１２Ａ，１２Ｂの上端面と下端面にそれぞれ接触して配置されるパッド部１３Ａ₁，１３Ａ₂，１３Ｂ₁，１３Ｂ₂と、一方の柱状導体１２Ａの直上に位置するパッド部１３Ａ₁の上に搭載される光素子（ＬＥＤ）１４と、他方の柱状導体１２Ｂの直上に位置するパッド部１３Ｂ₁と光素子１４との間を電気的に接続する接続手段（Ａｕ線）１５と、少なくとも光素子１４と接続手段１５とパッド部１３Ａ₁，１３Ｂ₁を封止する樹脂封止部１６とを備えている光素子チップ部品。
【選択図】図２

Description

本発明は光素子が実装されたチップ部品に関し、更に詳しくは、従来のチップ部品に比べて、機能低下を招くことなく形状の小型化が実現されている新規構造の光素子チップ部品に関する。

発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）が光素子として実装されている表面実装型のチップＬＥＤは、形状が小型・薄形であり、また低消費電力であるため、例えば、携帯電話、液晶パネル、車載機器類のメータなどのバックライトとしてその需要が伸びている。
このようなチップＬＥＤとしては、次のような構造のものが知られている（非特許文献１を参照）。その構造を模式的に図１８に示す。

図１８は単色発光するチップＬＥＤを例示する。図１８において、絶縁基材１の上面１ａには、２個のパッド部２Ａ，２Ｂが形成されている。絶縁基材１は、通常、平面視形状が長方形であり、その横寸法や縦寸法は表面実装するＬＥＤの大きさなどにより適宜な寸法に設計される。
そして、絶縁基材１の例えば横方向における両側には、ＬＥＤ駆動用の電極端子３Ａ，３Ｂが形成されている。

この駆動用電極端子３Ａ，３Ｂは、いずれも、絶縁基材１の両側面１ｃ，１ｄを被覆し、かつ絶縁基材１の上面１ａと下面１ｂにその一部がまわり込むように形成されている。
そして、電極端子３Ａは絶縁基材１の上面１ａにまわり込んだ部分が一方のパッド部２Ａと電気的に接続し、電極端子３Ｂは同じく絶縁基材１の上面１ａにまわり込んだ部分が他方のパッド部２Ｂと電気的に接続している。

一方のパッド部２Ａの上には単色発光のＬＥＤ４が搭載され、このＬＥＤ４と他方のパッド部２Ｂの間は、Ａｕ線５をワイヤボンディングすることにより電気的に接続されている。
そして、ＬＥＤ４，パッド部２Ａ，２Ｂ、Ａｕ線５は、例えば透明樹脂で樹脂封止されることにより、絶縁基材１の上面には全体として樹脂封止部６が形成されている。

このチップＬＥＤの機器類への装着に際しては、機器に内蔵する駆動用の回路基板の所定端子と、チップＬＥＤの電極端子３Ａ，３Ｂにおける下面側の部分３ａ，３ｂとを接続して、いわば回路基板にチップＬＥＤを貼りつける。
このように、従来のチップＬＥＤは、一般に、絶縁基材の両側面をまわり込むようにして駆動用電極端子が形成されている。

このチップＬＥＤは次のようにして製造されている。
まず、絶縁基材の両面に銅箔が貼着されていて、その大きさは製造目的のチップＬＥＤを多数個製造することができる平面形状の両面銅張り板を用意する。
この両面銅張り板に、図１９で示したように、互いに所定の間隔を置いて配列する複数本のスリット状の長穴を形成する。形成されたスリット穴の側面には、上・下の銅箔２
でサンドウィッチされて絶縁基材１が表出している。したがって、上面の銅箔と下面の銅箔は電気的に接続していない状態にある。

ついで、表出している絶縁基材に対して、無電解のめっきと電気めっき（サイドめっき）を順次行って、絶縁基材の表出面と上・下の銅箔の端部をめっき銅で被覆することにより、上面の銅箔と下面の銅箔の間を電気的に接続可能な状態にする。
ついで、各スリット穴の間に位置する箇所の銅箔に対し、フォトリソグラフィー技術とエッチング処理を施すことにより、２個を１組とするパッド部を設計基準に基づいて複数組スリット穴の長手方向に形成する。１組のパッド部のうち、１つはＬＥＤ搭載用のパッド部（以後、パッド部Ａということもある）であり、他の１つはＡｕ線をボンディングするパッド部（以後、パッド部Ｂということもある）である。

ついで、スリット穴の長手方向に配列している各組のパッド部Ｂに対してのみ選択的なＮｉ−Ａｕめっきを施し、パッド部ＡにＬＥＤを例えばはんだ付けして搭載し、ＬＥＤとパッド部Ｂの間をＡｕ線をワイヤボンディングして、各組のパッド部にＬＥＤを実装する。その場合、まずＡｕ線の一端をＬＥＤの頂部端子とボンディングし、ついでＡｕ線を湾曲させてその他端をパッド部Ｂとボンディングしている。

ついで、スリット穴の長手方向に配列しているＬＥＤの実装部を例えば金型で被包したのち、金型内に樹脂を注入し、それぞれのＬＥＤ実装部に樹脂封止部を形成してチップＬＥＤの前駆体とする。
このようにして、図２０で示すように、スリット穴で挟まれた絶縁基材の箇所には、スリット穴の長手方向に沿ってチップＬＥＤの前駆体が互いに所定の間隔を置いて１列に配列している基板が得られる。

そして最後に、この基板に切断作業を行って前駆体の個々のチップＬＥＤに切り離す。
したがって、得られたチップＬＥＤは、その両側にサイドめっきされためっき銅を含む前記した電極端子３Ａ，３Ｂが形成されることになる。
なお、図１８で示したチップＬＥＤは単色発光する１個のＬＥＤが表面実装された事例であるが、白色発光のチップＬＥＤの場合は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３個のＬＥＤが１枚の絶縁基材に実装されることになる。

したがって、白色チップＬＥＤの場合は、絶縁基材の一方の表面に、赤色ＬＥＤ用のパッド部Ａとパッド部Ｂ、緑色ＬＥＤ用のパッド部Ａとパッド部Ｂ，および青色ＬＥＤ用のパッド部Ａとパッド部Ｂ、計６個のパッド部を形成することが必要となる。
ところで、最近の動向として、チップＬＥＤの平面形状は急速に小型化しており、その外形寸法に関しては例えば白色チップＬＥＤの場合、横1.０mm、縦0.５mmの平面形状のものが開発研究されはじめている。

なお、チップ部品の形状に関しては、例えば上記した形状の場合、当業者間では１００５サイズと呼ばれ、また例えば横0.６mm、縦0.３mmの場合は０６０３サイズ、横0.４mm、縦0.２mmの場合は０４０２サイズと呼ばれている。以後、チップ部品の形状表示に関しては、当業者間で慣用されている上記呼称を採用することがある。
電子材料、１９９７年１０月号、５９〜６３頁

ところで、形状が小型化したチップＬＥＤを高効率で製造することを考えた場合、図１８で示した構造のチップＬＥＤの場合には次のような問題がある。
第１は、チップＬＥＤの製造に際しては、両面銅張り板に所定幅のスリット穴を形成することが必要であるということである。スリット穴の形成時に、その部分の材料は加工くずとなる。

すなわち、両面銅張り板には、不可避的にスリット穴の分だけ材料に無駄が生じてしまうので、１枚の両面銅張り板の利用効率はあまり高くないという問題がある。
第２は、搭載するＬＥＤと電極端子が平面的に離隔していることである。
そのため、ある外形寸法の絶縁基材において、実装部には、搭載されるＬＥＤが直接的に必要とする表面積の外に、それと電気的に接続する電極端子の導体経路に相当する面積が必要になる。

したがって、チップＬＥＤの小型化の実現に際し、仮にＬＥＤそれ自体の小型化を達成しても他方ではＬＥＤそれ自体の小型化とは無関係にＬＥＤと平面的に離隔した状態で電極端子を形成しなければならないので、チップ部品全体の小型化の実現には限界がある。
第３は、樹脂封止部の形成に際して、配置する金型の両側にはスリット穴が存在していることに基因する問題である。

仮に金型がスリット穴の一部を被包するような状態で配置されて樹脂注入が行われると、注入樹脂は、当然のことながらスリット穴から流出してしまうので設計基準に基づく寸法形状の樹脂封止部は形成されないことになる。
このような問題の発生を確実に防止するためには、スリット穴近傍の箇所を金型で被包することのないようにして樹脂注入を行えばよい。しかしながら、そのような処置は、製造されたチップＬＥＤの実装部における全体の表面積に対して、樹脂封止部の表面積の割合が少なくなるということである。これは、チップＬＥＤの実装部における全体の表面積が樹脂封止部として有効に利用されていないことを意味する。

とくに、チップＬＥＤの形状が小型化すればするほど、図１８で示した構造のチップＬＥＤでは、実装部における無駄な表面積の割合が増加してくる。
そして、チップＬＥＤの外形寸法は絶縁基材の外形寸法と略等値となるため、例えば１００５サイズのチップＬＥＤの場合、その絶縁基材が小さすぎて３個のＬＥＤを実装することは事実上不可能である。そのため、このサイズでは単色発光のＬＥＤを実装するものがほとんどであった。このようなことから、３色のＬＥＤを実装する白色発光のチップＬＥＤのサイズは、通常、１６０８サイズ以上のものであった。

本発明は、従来のチップＬＥＤにおける上記した問題を解決し、１００５サイズであっても３個のＬＥＤを搭載することができる新規構造のチップ部品であり、また材料に無駄を生じることなく製造することができる光素子チップ部品の提供を目的とする。

上記した問題を解決するために、本発明においては、
上面と下面との間を貫通する少なくとも２個のレーザビアを有する絶縁基材と、前記レーザビアの中に導電性材料を電気めっき法で充填して形成した少なくとも２個の柱状導体と、前記柱状導体の上端面と下端面にそれぞれ接触して配置されるパッド部と、一方の前記柱状導体の直上に位置するパッド部の上に搭載される光素子と、他方の前記柱状導体の直上に位置するパッド部と前記光素子との間を電気的に接続する接続手段と、少なくとも前記光素子と前記接続手段と前記パッド部を封止する樹脂封止部とを備えていることを特徴とする光素子チップ部品が提供される。

とくに、本発明においては、
平面視形状が横1.０mm、縦0.５mmの長方形であり、かつ光素子として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの３個のＬＥＤがチップ横方向にジグザク配列で表面実装されているか、または、互いに高さが異なる前記３個のＬＥＤがチップ横方向に直列に表面実装されていて、白色発光する１００５サイズのチップＬＥＤや、
平面視形状が、横0.６mm、縦0.３mmの長方形、または横0.４mm、縦0.２mmの長方形であり、かつ、光素子として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、または青色ＬＥＤの１個のＬＥＤが表面実装されていて、単色発光する０６０３サイズまたは０４０２サイズのチップＬＥＤが提供される。

本発明のチップ部品は絶縁基材を上下に貫通して柱状導体が形成され、かつその柱状導体の直上に光素子がパッド部を介して搭載されており、従来構造の場合のように、搭載する光素子と導通経路とが平面的に離隔していないので、チップ全体の外形寸法を大幅に小型化することができる。
また、本発明のチップ部品の場合、従来のように両面銅張り板にスリット穴を形成して製造されるのではないので、材料は有効に利用され、また樹脂封止部の形成も容易になる。

最初に、本発明のチップ部品の基本構造を図面に基づいて説明する。
図１は単色発光する本発明のチップＬＥＤの１例Ａを示す平面図であり、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
このチップＬＥＤの外形寸法は、図１において、１００５サイズの場合はａ₁＝1.０mm、ａ₂＝0.５mm、０６０３サイズの場合はａ₁＝0.６mm、ａ₂＝0.３mm、０４０２サイズの場合はａ₁＝0.４mm、ａ₂＝0.２mmになっている。

図１と図２において、絶縁基材１０にはその上面１０ａと下面１０ｂの間を貫通して２個のレーザビア１１Ａ，１１Ｂが穿設されている。そして、これらレーザビア１１Ａ，１１Ｂの中には、電気めっき法で例えばＣｕのような導電性材料を充填することにより、柱状導体１２Ａ，１２Ｂが形成されている。
そして、それぞれの柱状導体の上端面と下端面には、当該柱状導体と接触または一体化した状態で例えばＣｕから成るパッド部１３Ａ₁，１３Ａ₂，１３Ｂ₁，１３Ｂ₂が形成されている。

柱状導体１２Ａの直上に位置するパッド部１３Ａ₁には単色発光するＬＥＤ１４が搭載され、そのＬＥＤ１４の頂部端子と柱状導体１２Ｂの直上に位置するパッド部１３Ｂ₁の間は電気的な接続手段である例えばＡｕ線１５をワイヤボンディングして電気的に接続されている。
そして、ＬＥＤ１４，パッド部１３Ａ₁，１３Ｂ₁，Ａｕ線１５は樹脂で封止され、絶縁基材１の上面をほぼ全面に亘って被覆して樹脂封止部１６が形成されている。

このように、チップＬＥＤＡは、その横方向の両側に上面から下面にまわり込む電極端子をもたず、ＬＥＤ１４への電力供給は絶縁基材１を貫通して形成された柱状導体１２Ａ，１２Ｂによって実現されるという点に最大の特徴を有している。
このような構造になっているので、本発明のチップＬＥＤは、図１８で示した従来構造のチップＬＥＤと対比して次のような効果を奏する。

（１）絶縁基材の外形寸法が同じであった場合、本発明のチップＬＥＤは従来構造の場合のようにその横方向の両側に上面から下面にかけてまわり込む電極端子を形成することが不要になるので、実質的な実装面積は広くなる。
逆にいえば、実装するＬＥＤの大きさが同じである場合は、絶縁基材の外形寸法を従来構造の場合に比べて小さくできるということである。すなわち、チップＬＥＤのより一層の小型化が可能になるということである。

また、後述するように、製造時に両面銅張り板にスリット穴を形成することが不要になるので、両面銅張り板の利用効率は高くなるとともに、樹脂封止部の形成作業を余裕をもって行うことができる。
（２）ＬＥＤからの発熱は、ＬＥＤの直下に位置するパッド部１３Ａ₁→柱状導体１２Ａ→パッド部１３Ａ₂の経路を通って放熱される構造になっているので、例えば、柱状導体の断面積の大小を調整することにより、放熱効果を高めることもできる。

このチップＬＥＤは次のようにして製造することができる。
工程１
まず、市販されているチップＬＥＤ用の両面銅張り板を出発素材として用意する。例えば図３で示したように、厚みが４０μｍ程度の樹脂箔を絶縁基材１０とし、その両面に厚み１０μｍ程度の銅箔１３，１３’が貼着されている両面銅張り板Ａ₀を用意する。
工程２
ついで、図４で示したように、この両面銅張り板Ａ₀の所定端面を基準にした所定箇所にＮＣドリルで大径の貫通孔２０を複数個穿設して中間材Ａ₁とする。

この貫通孔２０は、後続するレーザビアの形成、パッド部の形成などの加工を行う際の位置決め基準として形成され、その大きさは後述するレーザビアの口径よりも大径とする。
この貫通孔２０をその後の加工工程における位置決め基準とすることにより、加工の進展に伴う累積誤差の発生が抑制される。例えば、後述するレーザビアの形成時にあって、当該レーザビアの設計目標の口径を７５μｍとした場合、絶縁基材１０の上面と下面における軸心の位置ずれを±１５μｍの範囲内におさめることができる。

また、貫通孔２０を設計目標のレーザビアの口径よりも大きくするのは、後述するレーザビアへのめっき銅の充填時に、その後のパッド部形成時における位置決め基準である当該貫通孔２０が同じくめっき銅で充填されて位置決め基準として認識できなくなることを防止するためである。レーザビアの目標口径が７５μｍであれば、この貫通孔２０の径は１００μｍ程度であればよい。
工程３
工程２で形成した貫通孔２０を位置決め基準にして、中間材Ａ₁の一方の銅箔１３に対し、レーザビアを形成すべき位置にあり、かつ当該レーザビアの設計目標の口径よりも若干大きい領域を除いた他の部分にレジスト印刷を行ったのち、レジスト印刷がされていない銅箔部分をエッチング除去する。

その結果、図５で示したように、レーザビアを形成すべき箇所には、絶縁基材１０の表面１０ａ，１０ｂが裸出している中間材Ａ₂が得られる。
なお、上記したレーザビアを形成すべき箇所は、搭載する光素子１個当たり２箇所を１組として形成される。１箇所は光素子を搭載するパッド部１３Ａ₁を形成するための領域であり、他の１箇所は光素子とＡｕ線をボンディングするためのパッド部１３Ｂ₁を形成するための領域である。この表面１０ａと１０ｂを１組とする絶縁基材の裸出箇所は、工程３の終了時点で、中間材Ａ₁の表面に、設計基準に基づいて複数個が配列して形成される。

図５は、これら配列のうち、２個だけを示している。
工程４
貫通孔２０を位置決め基準にして、中間材Ａ₂の裸出表面１０ａ，１０ｂにレーザ加工を行って、絶縁基材１０の上面１０ａから下面１０ｂを貫通して他方の銅箔１３’との界面にまで至るレーザビア１１Ａ，１１Ｂを形成して、図６で示した中間材Ａ₃を得る。
工程５
中間材Ａ₃に無電解Ｃｕめっきを行ってレーザビア１１Ａ，１１Ｂや貫通孔２０に表出している絶縁基材１０の表面に導電性を付与し、ついで、他方の銅箔１３’を陰極にして電気Ｃｕめっきを行う。

その結果、レーザビアの中にめっき銅が堆積していき当該レーザビア内はめっき銅で充填され、図７で示したように、レーザビア１１Ａには柱状導体１２Ａ，レーザビア１１Ｂには柱状導体１２Ｂが形成されている中間材Ａ₄が得られる。そしてこの中間材Ａ₄では同時に、銅箔１３と銅箔１３’の表面にもめっき銅１３''が堆積している。
なお、貫通孔２０の壁面にもめっき銅が堆積するが、貫通孔２０の口径はレーザビア１１Ａ，１１Ｂに比べて大径になっているので、レーザビアがめっき銅で充填された時点では、貫通孔２０がめっき銅で埋められてしまうということは起こらない。

したがって、工程５が終了した時点以降においても、この貫通孔２０の認識は可能であるため、その後の加工工程で位置決め基準として使用することができる。
工程６
ついで、中間材Ａ₄にパット部が形成される。具体的には、中間材Ａ₄の表面のうちパッド部を形成すべき箇所にのみレジストを印刷し、ついでＣｕエッチャントを用いてレジスト印刷されていない部分をエッチング除去したのちレジストを除去する。

その結果、図８で示したように、絶縁基材１０には、その上面１０ａから下面１０ｂを貫通するレーザビア１１Ａ，１１Ｂの中に充填された柱状導体１２Ａ，１２Ｂと、その上端面および下端面に配置される所定広さのパッド部１３Ａ₁，１３Ｂ₁，１３Ａ₂，１３Ｂ₂，とを備える中間材Ａ₅が得られる。
なお、上記した中間材Ａ₅において、パッド部１３Ａ₁には光素子を搭載し、パッド部１３Ｂ₁にはＡｕ線をボンディングすることが想定されている。

しかしながら、実際問題としては、図７の中間材Ａ₄で示したように、レーザビアにめっき銅を充填すると、その頂部は完全なフラット状態にならずに、中心部がやや凹んだ状態になる。そのため、ここに光素子を搭載すると、光素子とパッド部１３Ａ₁間の相互の接続状態に一抹の不安が残る。
一方、中間材Ａ₄の他方の銅箔１３’側は、本来的にフラットであり、そしてそこにめっき銅１３''が堆積した状態になっているので全体としてフラットな面になっている。

このようなことを考えると、工程５で得られた中間材Ａ₄を図９で示したように上下反転し、本来的なフラットなめっき銅層１３”に対して、工程６を適用することが好ましい。形成されたパッド部１３Ａ₁（１３Ｂ₁）は、その表面がフラットであり、そのため光素子の搭載時における接続状態を向上させることができ、チップ部品としての信頼性、動作安定性を確保することができるからである。
工程７
ついで、Ａｕ線をボンディングするパッド部１３Ｂ₁の表面にのみ、選択的にＮｉ−Ａｕめっきを施す。

具体的には貫通孔２０を位置決め基準にしてパッド部１３Ｂ₁の表面以外はレジストを印刷してマスキングし、当該パッド部１３Ｂ₁にＮｉ−Ａｕめっきを行ったのち、レジストを除去する。
この工程７が終了した時点で、得られた中間材Ａ₆（図示しない）におけるパッド部１３Ｂ₁はＡｕ線のワイヤボンディングが可能な状態になっている。
工程８
上記した中間材Ａ₆のパッド部１３Ａ₁にＬＥＤ１４を搭載したのち、このＬＥＤとパッド部１３Ｂ₁の間をＡｕ線１５でワイヤボンディングする。その結果、図１０で示したような中間材Ａ₇が得られる。

ところで、上記したワイヤボンディングはボンディング装置で行われているが、その場合、通常、最初にＡｕ線の一端をＬＥＤ１４の頂部端子に接合し、ついでＡｕ線を湾曲させて他端をパッド部１３Ｂ₁に接合させている。
しかしながら、チップＬＥＤが小型化すると、パッド部１３Ａ₁とパッド部１３Ｂ₁の間隔は狭くなり、またＬＥＤはチップ全体の表面積に対してかなり高いので、ＬＥＤの頂部端子に接合したＡｕ線を、その他端がパッド部１３Ｂ₁と接合できるように湾曲させることは非常に困難である。

そのため、本発明においては、この工程８のワイヤボンディングを、図１１で示したように、最初にＡｕ線１５の一端を低位置にあるパッド部１３Ｂ₁と接合し、ついで他端をＬＥＤ１４の頂部端子に接合するという低背接続法を採用することが好ましい。
この低背接続法を採用することにより、本発明においては、後述する１００５サイズの白色発光チップＬＥＤの製造も可能となり、また０６０３サイズや０４０２サイズの単色発光するチップＬＥＤの製造も可能となる。
工程９
中間材Ａ₇の上面１０ａ側を樹脂封止して樹脂封止部１６を形成する。具体的には、絶縁基材１０の上面１０ａに規則的に配列しているＬＥＤ１４、Ａｕ線１５、パッド部１３Ａ₁，１３Ｂ₁を１組とする箇所を被包して金型を配置し、当該金型内に樹脂を注入する。この作業を順次反復することにより、図１２で示したように、絶縁基材の上面に組立てられたチップＬＥＤが配列している中間材Ａ₈が得られる。

注入する樹脂としては、通常、透明樹脂が用いられる。なお、白色発光のチップＬＥＤの場合は、例えば炭酸カルシウム粉、シリカ粉、酸化チタン粉のような拡散剤を適量混合すると、３原色ＬＥＤからの発光が拡散剤で乱反射して拡散され、均一な混色と化し、確実に白色光を発光させることができるので好適である。
また、中間材Ａ₇の場合は、図１８で示した従来構造の場合と異なってパッド部の両側近傍にスリット穴は形成されていない。したがって、樹脂封止時にあっては、注入樹脂が漏洩する虞れは皆無であるため、それぞれの樹脂封止部間の間隔を、各チップＬＥＤを切り離すことができる最小の間隔にまで狭くすることができる。

すなわち、１枚の両面銅張り板に高密度の配列でチップＬＥＤを組立てることができ、生産性の向上が保障される。
なお、樹脂封止に関しては、上記した態様に限定されるものではなく、例えば、中間材Ａ₇の全面を被包して大きな金型を配置し、そこに樹脂を注入することにより、配列している実装部品を一括して樹脂封止してもよい。
工程１０
中間材Ａ₈の貫通孔２０を位置決め基準にして、絶縁基材の上面に組立てられているチップＬＥＤを切り離す。このようにして、図１と図２で示したチップＬＥＤＡが得られる。

なお、工程３以後の加工工程は、全て工程２で穿設した貫通孔２０を位置決め基準にして行われているので、各工程における累積誤差は小さくなっている。したがって、例えば中間材Ａ₈の切り離した作業時に、カッタがパッド部１３Ａ₁，１３Ｂ₁やパッド部１３Ａ₂，１３Ｂ₂などにぶつかることはない。
ところで、上記した全工程において、工程３では中間材Ａ₁のレジスト印刷、工程６では中間材Ａ₄へのレジスト印刷、そして工程７では中間材Ａ₅へのレジスト印刷が行われる。

その場合、印刷対象の各中間材は非常に薄いので、この中間材を吸引孔が形成されているシート治具の上に配置し、吸引設備で当該中間材を吸引してシート治具の上に固定する。そして、中間材の上に所定パターンの開口を有するスクリーン印刷板を配置してそこにレジストインキを塗布する。
しかしながら、本発明における中間材は、所定の箇所に、大径の位置決め基準用の貫通孔２０が複数個形成されている。

そのため、この貫通孔２０と前記したシート治具の吸引孔とスクリーン印刷板開口とが部分的にせよ重なると、スクリーン印刷板に塗布したレジストインキは、貫通孔２０を介して吸引孔に吸引され、吸引孔の目詰りを起こすことがある。
このような事態が発生すると、レジスト印刷後、スクリーン印刷板に中間材が張りついてしまい、印刷ムラが起こると同時に、作業性が極度に悪くなってしまう。

このようなことから、本発明では、レジスト印刷を行う工程で次のような処置が採られる。
すなわち、図１３で示したように、中間材と吸引用シート治具の間に、中間材の貫通孔２０とシート治具の吸引孔との連通関係を遮断し、かつシート治具の吸引孔との連通関係を維持している治具を介装する。

この処置を施すことにより、中間材は吸引力により治具の上に固定されるので作業性は確保され、また塗布され、吸引されたレジストインキは治具で遮断されてシート治具の吸引孔に到達しないので吸引孔の目詰りは防止される。
次に、本発明構造のチップＬＥＤの別の例Ｂ₁を図１４に示す。
このチップＬＥＤは、１００５サイズの白色発光チップＬＥＤである。このチップＬＥＤには、赤色ＬＥＤ１４Ａ、緑色ＬＥＤ１４Ｂ、青色ＬＥＤ１４Ｃがチップ横方向にジグザグ配列状態で実装され、全体が樹脂封止されている。

各ＬＥＤ直下には、パッド部、柱状導体、裏面のパッド部から成る構造が形成されており、チップ縦方向には各ＬＥＤに対応するパッド部、柱状導体、裏面パッド部から成る構造が形成され、各ＬＥＤとそれに対応するパッド部の間はＡｕ線１５を低背接続して電気的に接続されている。
本発明の別の構造のチップＬＥＤＢ₂を図１５と図１６に示す。図１５は平面図、図１６は側面図である。

このチップＬＥＤも同じく１００５サイズの白色発光チップＬＥＤである。このチップＬＥＤの場合、高さの低い赤色ＬＥＤ１４Ａを真中にして、緑色ＬＥＤ１４Ｂと赤色ＬＥＤ１４Ａと青色ＬＥＤ１４Ｃの３個のＬＥＤがチップ横方向に横一列に配列して実装され、全体は樹脂封止されている。
これらのチップＬＥＤＢ₁、Ｂ₂は、各発光色の混合を均一にするために、３原色発光のＬＥＤがジグザグに配列されていたり、または高さが異なるＬＥＤを横１列に配置した構造になっているので、良質な白色光を提供することができる。

本発明の更に別の構造のチップＬＥＤの例Ｃを図１７に示す。
このチップＬＥＤＣは、下端面に２個の接続端子を有するＬＥＤを用いて組立てられている。すなわち、パッド部１３Ａ₁とパッド部１３Ｂ₁に、直接、ＬＥＤ１４のそれぞれの接続端子を接合した構造になっている。
このチップＬＥＤＣは、Ａｕ線のワイヤボンディングは不要となるので、外形形状をより一層小型化することができる。

なお、以上の説明は、光素子としてＬＥＤを対象にして行ったが、本発明の光素子はこれに限定されるものではなく、例えばフォトトランジスタのような受光素子であってもよい。

本発明の光素子チップ部品は、１００５サイズであっても良質な白色光を発光し、また０６０３サイズや０４０２サイズであっても単色発光する小型のチップ部品である。
このチップ部品は、ますます小型化していく電子機器類のバックライトとしてその工業的価値は大であると考えられる。

本発明のチップＬＥＤの例Ａを示す平面図である。図１のII−II線に沿う断面図である。チップＬＥＤＡの製造時の出発素材Ａ₀を示す断面図である。中間材Ａ₁を示す断面図である。中間材Ａ₂を示す断面図である。中間材Ａ₃を示す断面図である。中間材Ａ₄を示す断面図である。中間材Ａ₅を示す断面図である。中間材Ａ₅を上下反転させた状態を示す部分断面図である。中間材Ａ₇を示す断面図である。Ａｕ線の低背接続を示す断面図である。中間材Ａ₈を示す断面図である。本発明におけるレジスト印刷法を示す部分断面図である。本発明構造のチップＬＥＤの別の例Ｂ₁を示す平面図である。本発明構造のチップＬＥＤの更に別の例Ｂ₂を示す平面図である。本発明構造のチップＬＥＤの更に別の例Ｂ₂を示す側面図である。本発明構造のチップＬＥＤの更に別の例Ｃを示す断面図である。従来構造のチップＬＥＤを示す断面図である。従来のチップＬＥＤを製造する際に、両面銅張り板にスリット穴を形成した状態を示す斜視図である。組立てられてチップＬＥＤの配列を示す部分斜視図である。

符号の説明

１０絶縁基材
１０ａ絶縁基材１０の上面
１０ｂ絶縁基材１０の下面
１１Ａ，１１Ｂレーザビア
１２Ａ，１２Ｂ柱状導体
１３Ａ₁，１３Ａ₂，１３Ｂ₁，１３Ｂ₂ パッド部
１４ＬＥＤ（光素子）
１５Ａｕ線（接続手段）
１６樹脂封止部
２０位置決め基準用の貫通孔

Claims

上面と下面との間を貫通する少なくとも２個のレーザビアを有する絶縁基材と、前記レーザビアの中に導電性材料を電気めっき法で充填して形成した少なくとも２個の柱状導体と、前記柱状導体の上端面と下端面にそれぞれ接触して配置されるパッド部と、一方の前記柱状導体の直上に位置するパッド部の上に搭載される光素子と、他方の前記柱状導体の直上に位置するパッド部と前記光素子との間を電気的に接続する接続手段と、少なくとも前記光素子と前記接続手段と前記パッド部を封止する樹脂封止部とを備えていることを特徴とする光素子チップ部品。
前記光素子が、発光素子または受光素子である請求項１の光素子チップ部品。
前記発光素子が、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、または青色ＬＥＤである請求項１または２の光素子チップ部品。
前記接続手段が、前記光素子と前記パッド間に低背接続されたＡｕ線である請求項１〜３のいずれかの光素子チップ部品。
平面視形状が横1.０mm、縦0.５mmの長方形であり、かつ、光素子として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの３個のＬＥＤがチップ横方向にジグザク配列で表面実装されているか、または、互いに高さが異なる前記３個のＬＥＤがチップ横方向に直列に表面実装されていて、白色発光する請求項１〜４のいずれかの光素子チップ部品。
平面視形状が、横0.６mm、縦0.３mmの長方形、または横0.４mm、縦0.２mmの長方形であり、かつ、光素子として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、または青色ＬＥＤのいずれか１個のＬＥＤが表面実装されていて、単色発光する請求項１〜４のいずれかの光素子チップ部品。