JP2008010486A

JP2008010486A - 発光装置及びその製造方法

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Publication number: JP2008010486A
Application number: JP2006176672A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Yamashita; 良平山下; Hideyuki Nagai; 秀幸長井
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP5103805B2

Abstract

【課題】本発明は、下部電極の形成不良が起こりにくく、表面にバリの出来にくい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。
【解決手段】本発明の発光装置１０は、発光素子１８と、前記発光素子１８を実装する上面と該上面に対向する下面とを備えた基板１５と、前記基板１５の前記上面に形成され前記発光素子１８と接続された一対の上面電極１６ａ、１６ｂと、前記基板１５の前記下面に形成された一対の下面電極２７ａ、２７ｂと、前記上面電極１６ａ、１６ｂと前記下面電極２７ａ、２７ｂとを導通する接続部２２ａ、２２ｂと、を備えた発光装置１０であって、前記基板１５は、前記下面側に段差３３を備え、前記段差３３の側面１２ｄは、前記段差３３の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、前記下面電極２７ａ、２７ｂが、少なくとも前記段差３３の傾斜した前記側面１２ｄまで延設されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、段差を有する基板を備えたサイドビュー型の発光装置及びその製造方法に関する。

携帯電話等の液晶画面のバックライト用の発光装置として、発光面を横向きに実装する、いわゆるサイドビュー型の発光装置が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。発光装置の小型化が進み、これに伴って発光装置の電極等の各部品も小寸法になっている。発光装置を実装基板に実装するときには、発光装置の電極と、実装基板の配線パターンとをハンダによって接続するが、発光装置の電極が小型になると、ハンダがはみ出して電極間を短絡することや、又は短絡を避けるためにハンダの量を減らすと発光装置の固定力が不足するなどの問題があった。

これらの問題を解決するために、図９及び図１０に示すような垂直な垂直段差２９を有する基板を備えた発光装置が知られている（例えば特許文献３参照。）。
この発光装置１００は、長さの異なる２枚の基板（第１基板１２、第２基板１４）を積層した積層基板１５の上面に、発光素子１８を実装し、さらに発光素子１８を封止する透明樹脂層２０によってシリンドリカル状のレンズを形成している。
積層基板１５は、長さの短い第１基板１２の上面１２ａに長さの長い第２基板１４を積層して構成されているので、積層基板１５の下面１５ｂ側の両端に垂直段差２９が形成される。垂直段差２９に面した第１基板１２の側面１２ｃ及び第２基板１４の下面１４ｂには、発光装置１００の下面電極２７ａ、２７ｂが形成されていて、ハンダ２８を用いて実装基板３０の配線パターン３２に接続及び固定することができる。

この発光装置１００では、実装時のハンダ２８が垂直段差２９に留まりやすいので、ハンダの量を減らさなくても短絡を十分に抑制することができる。また、下面電極２７ａ、２７ｂが第１基板１２の側面１２ｃの面積に相当する分だけ広くなっているので、発光装置１００を固定する面積が広くとれる。これらの理由により、図９及び図１０の発光装置１００は、高い固定力で実装基板３０に実装することができる。
特開２００１−１７７１５６号公報特開２００３−２３４５０７号公報意匠登録第１２５７１０４号公報

図９及び図１０のような発光装置１００を製造するときには、図１０のＹ方向に、複数の発光装置１００が結合したような形態で、積層基板１５の作製、発光素子１８の実装、及び透明樹脂層２０の形成を行い、その後に所定の厚みに切断して個々の発光装置１００に分割する方法を採用することが多い。この製造方法は、取扱いしやすい大きめの寸法形状で殆どの工程を進めることができる点と、多数の発光装置１００を同時に製造できるので生産性に優れている点で有利である。
しかしながら、この製造方法で形成すると、いくつかの問題点が生じていた。

第１の問題点は、下面電極２７ａ、２７ｂの形成不良の問題である。
図９に示すように、下面電極２７ａ、２７ｂは、第１メッキ層２４ａ、２４ｂと、第２メッキ層２５ａ、２５ｂと、メッキ層２６ａ、２６ｂとから構成されている。第１メッキ層２４ａ、２４ｂ及び第２メッキ層２５ａ、２５ｂは、第１基板１２と第２基板１４とを積層する前に、無電解メッキ、物理蒸着法又は化学蒸着法などにより所定位置に形成される。そして、第１基板１２と第２基板１４とを積層した後に、第１メッキ層２４ａ、２４ｂと第２メッキ層２５ａ、２５ｂとの導通を確実にするために、電解メッキによりメッキ層２６ａ、２６ｂを形成している。
メッキ層２６ａ、２６ｂの形成時には、積層の完了した積層基板１５をメッキ浴に浸漬するが、単に浸漬しただけでは垂直段差２９から空気が抜けないことがあった。そのため、垂直段差２９に面した部分にはメッキ層２６ａ、２６ｂが形成されず、下面電極２７ａ、２７ｂの形成不良が起こっていた。

第２の問題点は、個々の発光装置１００に分割するときの、バリの問題である。
発光装置１００を分割するときは、透明樹脂層２０から３９積層基板１５に向かって切断刃で切断するが、このときに、金属から形成された下面電極２７ａ、２７ｂが切断刃によって引っ張られてバリを発生する（図１１参照）。発光装置１００を実装基板に実装するときには、マウンターが発光装置１００の表面形状を認識して実装位置を位置決めするが、バリ５０が発生して見かけの表面形状が変化すると、マウンターが発光装置１００の形状を誤認して、実装精度を低下させるおそれがある。

マウンターの誤認の原因は、発光装置１００の実装面（これを裏面１００ｂとする）のバリよりも、表面１００ａのバリ５０に依存する。そこで、発光素子１００に分割する前に、下面電極２７ａ、２７ｂのうち、発光装置１００の表面１００ａに接する部分を除去することが考えられる。そのように小さい領域の下面電極を除去するには、フォトレジストを用いて下面電極をエッチングする方法が最適であり、下面電極のうち残したい領域の形状、又は除去したい領域の形状に合わせたマスクを使用して、フォトレジストを露光し、その後にエッチングにより下面電極を除去する。発光装置１００の下面電極２７ａ、２７ｂの場合には、フォトレジストの露光時には、積層基板１５の下面１５ｂからＺ方向に向けて光を照射するが、第１基板１２の側面１２ｃが光の照射方向と平行になるので、側面１２ｃ上に形成されたフォトレジストは十分に露光されず、その結果、下面電極２７ａ、２７ｂには、未除去部分２７０が残ってしまう（図１２参照）。そして、発光装置１００の分割のときに、切断刃がこの未除去部分２７０を通ると、針状のバリ５０が発生する。このような針状のバリ５０は、実装時に発光装置１００から実装基板３０に落下しやすく、配線パターンの短絡の原因となる可能性が高い。

そこで、本発明は、下部電極の形成不良が起こりにくく、表面にバリの出来にくい発光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の発光装置の製造に適した製造方法を提供することを目的とする。

本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子を実装する上面と該上面に対向する下面とを備えた基板と、前記基板の前記上面に形成され前記発光素子と接続された一対の上面電極と、前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備えた発光装置であって、前記基板は、前記下面側に段差を備え、前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする。前記基板の上面と下面とは平行であることが好ましい。
本明細書では、「段部の角度θ」とは、段差の開口部分の角度を指している。段差の角度θが鈍角であると、基板の下面側から傾斜した側面が観察されるようになる。

本発明の発光装置は、段部の側面に下面電極を備えることにより、特許文献３の発光装置と変わらない下面電極の面積を維持している。そして、段部の角度θを鈍角にすることにより、メッキ浴に浸漬したときの段部からの空気の抜けを良好にすることができる。よって、傾斜した段部側面に形成された下面電極の表面には、電解液に接触して十分な厚さの金属メッキを施すことができる。また、フォトリソグラフィー技術を用いた下面電極のパターニングでは、段部の側面が傾斜しているので、下面電極の全面を十分に露光することができる。よって、連続した形態で形成した発光装置を分割するときに生じていたバリを発生させずに、個々の発光装置に分割することができる。

また、本発明の発光装置の製造方法は断面逆台形の帯状部分を含む第１板状体の上面側に第２板状体を積層して積層板状体を形成する工程と、前記積層板状体の上面から下面まで貫通した複数の貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔の内部に導電性材料を配置して接続部を形成する工程と前記積層板状体の上面に、前記接続部の上端と接触する上面電極を形成する工程と、前記積層板状体の下面に、前記接続部の下端と接触する下面電極を形成する工程と、前記積層板状体の上面に発光素子を実装する工程と、前記第１基板の長手方向と略垂直方向に前記積層板状体を切断して、個々の発光装置に分離する工程とを備えることを特徴とする。

本発明の製造方法は、断面逆台形の帯状部分を含む第１板状体と第２板状体とを用いることにより、角度θが鈍角の段差を有する積層板状体を形成する。この積層板状体は、上記の複数の基板が連続した形態となっており、積層板状体の段階で発光素子に必要な構成を形成し、後に積層板状体を分割することにより、同時に多数の発光装置を形成することができる。また、第１板状体１２２と第２板状体１４２とを積層することにより、傾斜した段差側面を有する基板を容易に形成することができる。さらに、小型の発光装置の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の基板で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。

本発明の発光装置は、下部電極の形成不良が起こりにくくいので、製品のコストパフォーマンスが高く、また表面にバリが出来にくいので、実装時のバリの落下のおそれがない。また、本発明の製造方法によれば、上記の発光装置を容易に製造することができる。

＜実施の形態１＞
図１及び図２に図示されているように、本実施の形態の発光装置１０は、長手方向がＸ方向に向くように配置された第１基板１２及び第２基板１４を含んでいる。これらの基板をＺ方向に積層し、そして第１基板１２の上面１２ａと第２基板１４の下面１４ｂとの間を固定部材３６によって固定することにより、積層基板１５が構成されている。

第１基板１２は、上面１２ａから下面１２ｂに向かって狭くなる逆台形の断面形状を有し、そして第２基板１４は長矩形の断面形状を有している。第１基板１２の上面１２ａをＸ方向の長さ１２Ｘとし、第２基板１４のＸ方向の長さ４Ｘとすると、第１基板１２と第２基板１４との寸法関係は、１２Ｘ＞１４Ｘになっている。そのため、積層基板１５を形成するときには、第１基板１２の両端の傾斜面１２ｄを、第２基板１４の側面１４ｃよりも内方に位置するように第１基板１２と第２基板１４とを積層することができる。第１基板１２の傾斜面１２ｄと第２基板の下面１４ｂとの間には、傾斜段部３３が形成される。
なお、本実施の形態では、第１基板１２のＹ方向の寸法は、第２基板１４のＹ方向の寸法と略等しく、Ｙ方向においては、第１基板１２と第２基板１４とを実質的に面一に積層することができる。

第２基板１４の上面１４ａには、一対の上面電極１６ａ、１６ｂが形成され、また、上面電極１６ａ、１６ｂの間には発光素子（例えば発光ダイオード）１８が固定されている。発光素子１８は、上面電極１６ａ、１６ｂと導電性ワイヤ３８ａ、３８ｂによって接続されている。
第２基板１４の上面１４ａは、透明樹脂から成る透明樹脂層２０によって覆われており、発光素子１８を外部環境から保護している。本実施の形態では、透明樹脂層２０の発光面４２を、Ｚ方向に突出したシリンドリカルレンズに成形することにより、発光素子１８からＹＺ面内に広がる光を、Ｚ方向に収束させるようにしている。

上面電極１６ａ、１６ｂの直下には、第１基板１２の下面１２ｂから第２基板１４の上面１４ａまで貫通する貫通孔３４が形成されており、この貫通孔３４の内部に導電性材料が充填されて、接続部２２ａ、２２ｂを構成している。
第１基板１４の下面１４ｂには、接続部２２ａ、２２ｂの下面側に接触し且つ貫通孔３４を封止する第１金属膜２４ａ、２４ｂが形成されている。

第１基板１２の下面１２ｂの一部と傾斜面１２ｄとには、第１金属膜が形成されている。また、第２基板１４の下面１４ａには、第２金属膜２５ａ、２５ｂが適当な間隔をあけて形成されており、第１基板１２と第２基板１４との間で接続部２２ａ、２２ｂと接触している。そして、露出した第１金属膜２４ａ、２４ｂ及び第２金属膜２５ａ、２５ｂの表面には、メッキ層２６ａ、２６ｂが形成されている。メッキ層２６ａ、２６ｂは、第１金属膜２４ａ、２４ｂから対応する第２金属膜２５ａ、２５ｂまでを覆って、それらの間の導通を取っている。本実施形態では、第１金属膜２４ａ、２４ｂと、第２金属膜２５ａ、２５ｂと、メッキ層２６ａ、２６ｂと、下面電極２７ａ、２７ｂが構成される。

この発光装置１０では、実装時のハンダ２８が傾斜段差３３に留まりやすいので、隣接する下面電極２７ａ、２７ｂの間でのハンダ２８の漏れだしが起こりにくく、そのためハンダの量を減らさなくても短絡を十分に抑制することができる。また、下面電極２７ａ、２７ｂが第１基板１２の傾斜面１２ｄの面積に相当する分だけ広くなっているので、発光装置１０を固定する面積が広くとれる。さらにサイドビュー型の発光装置であるため、実装安定性が良い。これらの理由により、発光装置１０は、高い固定力で実装基板３０に実装することができる。

傾斜段部３３の角度θは、少なくとも鈍角（９０°より大きく、１８０°未満の角度）にされるが、特に９５°〜１６５°であるのが好ましく、さらに１１０°〜１３０°であるとより好ましい。角度θが９５°未満であると、メッキ層２６ａ、２６ｂの形成時に傾斜段部３３から空気が抜けにくく、また下面電極２７ａ、２７ｂをフォトリソグラフィー技術を用いてエッチング加工する場合には、第１基板１２の傾斜面１２ｄ上のフォトレジストを十分に露光しにくいので好ましくない。角度θが１６５°より大きいと、ハンダ２８が傾斜段部３３から漏れやすくなるので好ましくない。

また、第１基板１２の下面１２ｂのＸ方向の長さ１２０Ｘは、接続部２２ａ、２２ｂの下端の開口位置に影響するので、ある一定範囲の長さに形成されるのが好ましい。特に、２２ａ、２２ｂと第１基板１２の下面１２ｂの角部との間隔ｄが、１００μｍ以上になるように、長さ１２０Ｘが調整されるのが好ましい。間隔ｄが、１００μｍ未満であると、接続部２２ａ、２２ｂが形成しにくくなるので好ましくない。なお、長さ１２０Ｘは、第１基板１２の上面の長さ１２Ｘ、傾斜段部３３の角度θ、及び第１基板１２の厚さ１２ｔの３つの設定を変更することにより、調節できる。

第２金属膜２５ａ、２５ｂは、第１基板１２と第２基板１４との間で接続部２２ａ、２２ｂと接触しているので、接続部２２ａ、２２ｂの内部にこもりやすい熱を外部に逃がす放熱経路として有効である。これにより、半導体発光装置１０の積層基板１５が反るなどの熱による悪影響を抑制することができる。また発光素子１８から発生する熱を効率的に外部に逃すことができる。なお、それぞれの第２金属膜２５ａ、２５ｂは、短絡しないように間隔をあけて形成され、第２金属膜２５ａ、２５ｂの短絡を避けるために、固定部材３６には絶縁性の固定用材料（例えば接着剤）を使用する。

次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
１．積層板状体１５２の作製
図３は、第１基板１２を形成するための第１板状体１２２と、第２基板１４を形成するための第２板状体１４２とを示している。この第１板状体１２２及び第２板状体１４２は、複数個の発光装置１０を同時に形成することができる。

第１板状体１２２には、Ｙ方向に長いスロット５２が複数（この例では２つ）並列して形成されている。このスロット５２には、第１板状体１２２の下面１２２ａ側の周辺および内壁に、第１金属膜の一部２４１ａ、２４１ｂ（スロットの左右で区別されている）が被覆されている。なお、スロット５２周辺の上面側１２２ａには、金属膜は被覆されていない。隣接するスロット５２の周辺に形成された第１金属膜の一部２４１ａ、２４１ｂは、互いが接触しないように間隔をあけて成膜されている。
スロット５２のＸ方向の寸法は、第１板状体１２２の下面１２２ｂから上面１２２ａに向かって狭くなるように形成されており、これにより、スロット５２の断面形状が台形になっている。これにより、スロット５２の間に位置している第１板状体１２２の帯状部分１２３（後に第１基板１２となる）の断面形状を逆台形にすることができる。

第２板状体１４２は、裏面１４２ｂ側に、Ｙ方向に延びた複数の第２金属膜２５ａ、２５ｂ（この例では２つ）が形成されている。第２金属膜２５ａ、２５ｂは、第１板状体１２２のスロット５２の形成位置に位置合わせしてパターニングされている。また、隣接する第２金属膜２５ａ、２５ｂ同士は、互いに接触しないように間隔をあけて成膜されている。

図３の第１板状体１２２と第２板状体１４２とは、固定材層３６を間に挟んで積層して、図４Ａに示すような積層板状体１５２を形成する。このとき、Ｚ方向から観察して、第１板状体１２２のスロット５２から、第２板状体１４２の第２金属膜２５ａ、２５ｂが部分的に露出するように、第１板状体１２２と第２板状体１４２とを位置合わせをして積層する。
この位置合わせがずれると、個々の発光装置１０に分割するときに、第１基板１２及び第２基板１４のそれぞれに設定された切断位置がずれてしまうので、分割後の発光装置１０が不良品になる恐れがある。よって、第１板状体１２２のスロットと、第２板状体１４２の第２金属膜２５ａ、２５ｂとの位置をできるだけ精度よく位置合わせするのが好ましい。

２．積層板状体１５２の加工
図４Ａのように積層した積層板状体１５２に、第１板状体１２２の下面から第２板状体１４２の上面まで貫通した貫通孔３４を形成する（図４Ｂ参照）。貫通孔は、第１板状体１２２の２つのスロット５２の間に、Ｘ方向に２つ並べて形成する。特に、各貫通孔３４が、第２金属膜２５ａ、２５ｂを貫通するように位置を決定するのが良い。なお、複数の発光装置１０を同時に形成するときには、１つの発光装置１０当たり、Ｘ方向に並んだ２つの貫通孔３４を含むように、積層板状体１５２に必要な個数の貫通孔３４を形成する。

形成した貫通孔３４に金属ペーストを充填し、又は貫通孔３４内に金属メッキを施して、接続部２２ａ、２２ｂを形成する。接続部２２ａ、２２ｂの上端（第２板状体１４２の上面側）には上面電極１６ａ、１６ｂを形成する。また、接続部２２ａ、２２ｂの下端（第１板状体１２２の下面側）には、第１金属膜の一部２４１ａ、２４１ｂから延設された金属膜（この延設された金属膜と、第１金属膜の一部２４１ａ、２４１ｂとから、第１金属膜２４ａ、２４ｂが構成される）が形成される（図４Ｃ参照）。

３．下面電極２７ａ、２７ｂの形成
第１板状体１２２と第２板状体１４２とを積層したときに、第１金属膜２４ａ、２４ｂと第２金属膜２５ａ、２５ｂとは絶縁性の固定材層３６によって絶縁されるか、または僅かに接触する状態である。そこで、第１金属膜２４ａ、２４ｂと第２金属膜２５ａ、２５ｂとの導通を確保するために、それらの金属膜を覆うメッキ層２６ａ、２６ｂを形成する。メッキ層２６ａ、２６ｂは、電解メッキ法によって形成するのが好ましく、導電性の第１金属膜２４ａ、２４ｂ及び第２金属膜２５ａ、２５ｂの上に、選択的にメッキすることができる。本実施の形態では、電解浴に浸漬したときに空気が逃げにくい積層板状体１５２の段差部分を角度θの傾斜段部３３とすることにより、空気の逃げを良くすることができる。これにより、傾斜段部３３に形成された第１金属膜２４ａ、２４ｂ及び第２金属膜２５ａ、２５ｂの表面に、電解液が十分に接触し、所望の厚さのメッキ層２６ａ、２６ｂを形成することができる。
こうして、第１金属膜２４ａ、２４ｂ、第２金属膜２５ａ、２５ｂ、及びメッキ層２６ａ、２６ｂから成る下面電極２７ａ、２７ｂが形成される（図４Ｄ参照）。

形成された下面電極２７ａ、２７ｂは、さらにフォトリソグラフィー技術によってパターニングされて、所望の電極形状に成形される（図４Ｄ参照）。パターニングは、フォトレジスト（図示せず）を用いたエッチングで行われ、まず下面電極２７ａ、２７ｂの表面にフォトレジストを塗布し、所望の電極形状を有するマスク４６で覆った状態で光Ｌを照射して、フォトレジストを所定パターンに感光させる。そして、フォトレジストで部分的に保護された下面電極２７ａ、２７ｂをエッチングすることにより、所望のパターンの下面電極２７ａ、２７ｂが得られる。

図５Ａのように、パターニングされた下面電極２７ａ、２７ｂは、Ｘ方向に延び、Ｙ方向に断続する縞状の除去部２７２により分断される。除去部２７２からは、基板１２の傾斜部１２ｄが露出している。また、第１板状体１２２と第２板状体１４２との間に位置してエッチングされずに残った第２金属膜２５ａ、２５ｂも、除去部２７２から露出する。
本実施の形態では、第１板状体１２２の側部を傾斜部１２ｄとすることにより、フォトレジストの感光のときに、第１板状体１２２の傾斜部１２ｄを含む下面電極２７ａ、２７ｂの表面全体を光Ｌによって十分に露光できる。よって、フォトレジストがマスク４６の形状どおりに感光し、下面電極２７ａ、２７ｂを所定の形状にパターニングすることができる。

４．発光素子１８の実装
下面電極２７ａ、２７ｂのパターニングが完了した積層板状体１５２に、発光素子１８を実装する。発光素子１８は、積層板状体１５２の上面に、２つの上面電極１６ａ、１６ｂの間に位置するようにダイボンドされる。そして、発光素子１８の電極は、導電性ワイヤ３８ａ、３８ｂによって、積層板状体１５２の上面電極１６ａ、１６にワイヤボンドされる（図４Ｅ参照）。複数の発光装置１０を同時に製造する場合には、Ｙ方向に沿って複数の発光素子１８を実装することができる。

５．透明樹脂層２０の形成
積層板状体１５２の上面に、発光素子１８、上面電極１６ａ、１６ｂ及び導電性ワイヤ３８ａ、３８ｂを封止する透明樹脂層２０を形成する（図４Ｆ及び図５Ｂ参照）。図４Ｆのように、Ｘ方向に並列に実装された複数の発光素子１８に、同時に透明樹脂２０を形成することができる。また、図５Ｂのように、Ｙ方向に実装された複数の発光素子１８に、同時に透明樹脂層２０を設けることもできる。透明樹脂層２０は２層以上の複数層でもよい。例えば、蛍光体が含有された１層目が発光素子を覆うように形成されており、フィラーが含有された２層目が該１層目を覆うように形成された透明樹脂層２０とすることもできる。
透明樹脂層２０は、レンズ形状を有する金型を用い、トランスファモールド、圧縮成形、射出成形などの方法により形成可能である。なお、透明樹脂層２０には、発光素子１８からの発光を波長変換するための蛍光体を含んでもよい。

６．発光装置１０への分割
最後に、図５Ａ及び図５Ｂの切断線Ｃ_１及びＣ_２に沿って積層板状体１５２を切断する。切断線Ｃ_１及びＣ_２は、切断後の各発光装置１０に、１つの発光素子１８と一対の接続部２２ａ、２２ｂとが含まれるように設定される。なお、切断線Ｃ_２は、第１基板１２のスロット５２の中心線に一致している。
切断後は、図４Ｇに示すように、個々に分割された発光装置１０が、同時に複数得られる。得られた発光装置１０の傾斜段部３３は、図６に示すように、発光装置１０の表面１０ａ側に接する下面電極２７ａ、２７ｂが、除去部２７２によって十分に除去されているので、図１２に示すような未除去部２７０が存在せず、よって発光装置１０の表面１０ａにはバリ５０が発生しない。

本実施の形態の製造方法は、スロット５２を有する第１板状体１２２を第２板状体１４２に積層し、最後にスロット５２の長手方向に延びる中心線に一致する切断線Ｃ_２と、それに直交する切断線Ｃ_１とによって切断することにより、長さの異なる第１基板１２と第２基板とを積層した積層基板１５を備えた発光装置を、同時に多数形成することができる。また、断面逆台形の第１基板１２を有する積層基板１５を、断面台形のスロットを備えた第１板状体１２２を用いることで、容易に製造することができる。さらに、小型の発光装置１０の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の基板で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。

以下、発光装置１０の各構成について詳細に説明する。

（第１基板１２、第２基板１４）
第１基板１２及び第２基板１４は、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ等を用いることができる。また、エポキシ系樹脂シートを多層張り合わせたものでも良い。

（上面電極１６ａ、１６ｂ、第１金属膜２４ａ、２４ｂ、第２金属膜２５ａ、２５ｂ）
第１基板１２及び第２基板１４に形成する上面電極１６ａ、１６ｂ、第１金属膜２４ａ、２４ｂ、及び第２金属膜２５ａ、２５ｂは、Ｃｕを主成分とする金属層とすることが好ましく、例えば、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｇによって構成することができる。

（メッキ層２６ａ、２６ｂ）
第１基板１２の表面に形成されるメッキ層２６ａ、２６ｂは、電解メッキによって形成されており、Ｎｉを下地層とし、Ａｇを表面に配置する構成が好ましい。ＮｉとＡｇとの間にＡｕなどを設けてもよい。また、Ａｇの代わりにＰｄ、Ｒｈなどを用いても良い。Ｎｉ層の厚さは３μｍ以上、Ａｇ層の厚さは２μｍ以上が好ましいが、適宜変更することもできる。

（接続部２２ａ、２２ｂ）
接続部２２ａ、２２ｂは、貫通孔３４に、銅ペースト、銀ペーストなどの導電部材を充填して形成することができる。金属ペーストは、上面電極１６ａ、１６ｂ及び第１金属膜２４ａ、２４ｂによって、貫通孔内に封止される。
また、接続部２２ａ、２２ｂは、無電界メッキ等により形成した導電性被膜から形成することもできる。このとき、導電性被膜が貫通孔３４を一部又は全部を充填してもよいし、貫通孔３４の内壁のみを被覆して空洞部を残してもよい。空洞部が残存する場合には、そこにエポキシ樹脂などの絶縁材料を充填してもよい。

（固定部材３６）
固定部材３６は、第１基板１２及び第２基板１４との接着性が良好で、且つメッキ層２６ａ、２６ｂや接続部２２ａ、２２ｂの間を絶縁できる絶縁性の接着剤や接着シートから形成することができる。好ましい固定部材３６としては、エポキシ樹脂や変性シリコーン樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。

（発光素子１８）
発光素子１８には、半導体発光素子が好ましく利用される。特に、バックライト用の白色発光装置を作製する場合には、発光素子に短波長を発する発光ダイオードを用いて、蛍光体により発光の一部を他の色に波長変換する方法が採用できる。以下に、白色発光装置に利用できる発光ダイオードと蛍光体との組み合わせについて説明する。

白色の発光装置を構成するのに適した発光ダイオードとして、窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）のを用いたものを用いることができる。この発光ダイオードは、Ｉｎ_ｘＧａ_1-ｘＮ（０＜ｘ＜１）を発光層として有しており、その混晶度によって発光波長を約３６５ｎｍから６５０ｎｍで任意に変えることができる。
白色系の光を発光させる場合は、蛍光体から出射される光との補色関係を考慮すると、発光ダイオード８の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に設定することが好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下に設定することがより好ましい。なお、蛍光体の種類を選択することにより、４００ｎｍより短い紫外域の波長の光を発光するＬＥＤチップを適用することもできる。

蛍光体は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオード８からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。特に、セリウムで賦活したアルミニウムガーネットＭ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（ＭはＹ、Ｔｂ、Ｌｕ等）が好ましく、組成の一部をＧｄ、Ｇａなどの他の元素で置換しても良い。

（透明樹脂層２０）
透明樹脂層２０の材料は、発光素子１８の発光を透過し、使用時に変質しにくい材料であれば特に限定されない。例えば、エポキシ、シリコーン、変成シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。さらに、樹脂以外にガラスを用いることができる。第１透明樹脂層１２中にフィラーや拡散材が分散されていても良い。尚、透明樹脂層２０は、発光素子１８の熱を受け易いため、耐熱性の良好な樹脂であることが好ましい。例えば、エポキシ、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、オキセタン樹脂を用いることが好ましい。透明樹脂層２０の粘度は、硬化前で１００〜２０００ｍＰa・sであることが好ましい。ここで「粘度」とは、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、透明樹脂層２０は、硬化条件が８０℃〜１８０℃、数分〜数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが望ましい。

本実施の形態では、透明樹脂層２０にシリンドリカル状のレンズを形成しているが、このレンズは、実装面に平行な方向に大きなレンズ径を有することが好ましい。これは実装面に平行な方向は、実装面に垂直な方向に比べて配光特性を制御する必要性が高いからである。
また、蛍光体を用いて白色発光装置を形成する場合には、この透明樹脂層２０に蛍光体を混入するのが好ましい。蛍光体は、透明樹脂層に均一に分散してもよいが、特に、発光素子１８の近傍に偏在すると、視認方向による色むらを抑制できるので好ましい。

＜実施の形態２＞
本実施の形態にかかる発光装置１０は、図７及び図８に図示しているように、第１基板１２に相当する部位と第２基板１４に相当する部位とが一体に形成されて、単一基板１５０を構成している。そのため、実施の形態１とは異なり、本実施の形態では第２基板１４の下面１２ａに第２金属膜２５ａ、２５ｂが形成されていない。また、第１基板１２に第１金属膜２４ａ、２４ｂを形成する代わりに、下面電極２７ａ、２７ｂを直接形成している。また、本実施の形態では、実施の形態１のような固定部材３６を備えていない。これらの構成以外は、実施の形態１と同様である。
これらの相違により、実施の形態１の製造方法において、第１板状体１２２と第２板状体１４２とを積層して積層板状体１５２を形成する代わりに、単一の板状体を加工して同様の形状を形成している。

単層板状体１５１の作製
図８は、単層基板１５０を形成するための単層板状体１５１であり、図３及び図４Ａにおける第１板状体１２２のスロット５２の代わりに、基板の厚さの途中まで掘り込んだ座グリ穴５４を形成する。座グリ穴５４は、断面形状が台形で、Ｙ方向に長く延びた細長い形状にする。これにより、図４Ａの積層板状体１５２と類似の断面を有する単層板状体１５１が得られる。本明細書では、単層板状体１５１のうち座グリ穴５４が達していない連続部分を第１基板相当部１２１、座グリ穴５４によって分離された島状部分を第２基板相当部１４１と称する。

このようにして形成された単層板状体１５１は、実施の形態１と同様に、接続部２２ａ、２２ｂ、上面電極１６ａ、１６ｂ、下面電極２７ａ、２７ｂを形成し、下面電極２７ａ、２７ｂをパターニングし、発光素子１８を実装した後に透明樹脂層２０を形成する。そして、図５Ｂに示すように切断線Ｃ_１及びＣ_２で発光装置１０に分割するときには、切断線Ｃ_２を、座グリ穴５４の長手方向（Ｙ方向）の中心線と一致させる。

本実施の形態の製造方法は、基板に細長い座グリ穴５４を形成し、最後に座グリ穴５４の長手方向に延びる中心線に一致する切断線Ｃ_２と、それに直交する切断線Ｃ_１とによって切断することにより、長さの異なる第１基板１２と第２基板とを含む単層基板１５０を備えた発光装置１０を、同時に多数形成することができる。また、断面逆台形の第１基板相当部１２１を有する単層基板１５０を、断面台形の座グリ穴５４を備えた単層板状体１５１を用いることで、容易に製造することができる。さらに、小型の発光装置１０の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の単層板状体１５１で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。
そして、単層板状体１５１を用いた本実施の形態は、第１板状体１２２第２板状体１４２との位置合わせが不要であるので、第１基板１２と第２基板１４との位置ズレによる発光装置の不良品発生を防止できる。

実施の形態１にかかる発光装置の実装状態を示す概略正面図である。実施の形態１にかかる発光装置の実装状態を示す概略斜視図である。実施の形態１にかかる発光装置の基板の作製方法を説明する概略斜視図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の製造方法を説明する概略断面図である。実施の形態１にかかる発光装置の下面電極のパターニングを示す概略側面図である。実施の形態１にかかる発光装置の分割方法を説明する概略斜視図である。実施の形態１にかかる発光装置の基板に形成された傾斜段差を示す部分概略斜視図である。実施の形態２にかかる発光装置の実装状態を示す概略正面図である。実施の形態２にかかる発光装置の基板の作製方法を説明する概略断面図である。従来の発光装置の実装状態を示す概略正面図である。従来の発光装置の実装状態を示す概略斜視図である。従来の発光装置の基板に形成された垂直段差を示す部分概略斜視図である。従来の発光装置の基板に形成された垂直段差を示す部分概略斜視図である。

符号の説明

１０発光装置、１２第１基板、１２ａ第１基板の上面、１２ｂ第１基板の下面、１２ｄ第１基板の傾斜した側面、１４第２基板、１５積層基板、１６ａ、１６ｂ上面電極、１８発光素子、２０透明樹脂層、２２ａ、２２ｂ接続部、２４ａ、２４ｂ第１金属膜、２５ａ、２５ｂ第２金属膜、２６ａ、２６ｂメッキ層、２７ａ、２７ｂ下面電極、２８ハンダ、３３傾斜段差、３６固定部材、４６マスク、５０バリ、５２第１基板のスロット、５４座グリ穴、１２１第１基板相当部、１２２第１板状体、１２３帯状部分、１４１第２基板相当部、１４２第２板状体、１５０単層基板、１５２積層板状体、２７０下面電極の未除去部分、２７２下面電極の除去部分

Claims

発光素子と、
前記発光素子を実装する上面と該上面に対向する下面とを備えた基板と、
前記基板の前記上面に形成され前記発光素子と接続された一対の上面電極と、
前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、
前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備えた発光装置であって、
前記基板は、前記下面側に段差を備え、
前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、
前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする発光装置。
前記角度θが、９５°〜１６５°であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記基板が、
断面逆台形で前記基板の下面側に配置される第１基板と、
前記第１基板の上面側に積層される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とを固定する固定部材と、を含む積層基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
前記接続部が、前記第１基板の上面から前記第２基板の下面まで貫通する貫通孔の内部に充填された導電材料から成り、
前記発光装置が、前記第１基板と前記第２基板との間で前記接続部に接触した金属膜をさらに備えており、
前記金属膜が、前記第２基板の下面に沿って延設されて、前記下面電極と接触していることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
前記基板が、
断面逆台形で前記基板の下面側に配置される第１基板に相当する部位と、
前記第１基板の上面側に一体に形成される第２基板に相当する部位と、を含む単層基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
断面逆台形の帯状部分を含む第１板状体の上面側に第２板状体を積層して積層板状体を形成する工程と、
前記積層板状体の上面から下面まで貫通した複数の貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の内部に導電性材料を配置して接続部を形成する工程と
前記積層板状体の上面に、前記接続部の上端と接触する上面電極を形成する工程と、
前記積層板状体の下面に、前記接続部の下端と接触する下面電極を形成する工程と、
前記積層板状体の上面に発光素子を実装する工程と、
前記第１基板の長手方向と略垂直方向に前記積層板状体を切断して、個々の発光装置に分離する工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
発光素子を実装するための上面と、該上面に対向する下面と、を備えた発光装置用基板であって、
前記基板の前記上面に形成されて前記発光素子と接続される一対の上面電極と、
前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、
前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備え、
前記基板は、前記下面側に段差を備え、
前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、
前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする発光装置用基板。