JP2009059870A - 発光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱性が向上されると共に、発光素子を封止する封止樹脂と他の部材との密着性が向上された発光モジュールおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】発光モジュール１０は、金属基板１２と、金属基板１２の上面を部分的に凹状にすることで設けられた凹部１８と、凹部１８に収納された発光素子２０と、発光素子２０を被覆する封止樹脂３２とを具備する。更に、凹部１８を囲む領域の金属基板４０の上面には凸状部１１が設けられており、この凸状部１１に封止樹脂３２が密着することにより、封止樹脂３２と金属基板１２との密着強度が向上されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュールおよびその製造法に関し、特に、高輝度の発光素子が実装される発光モジュールおよびその製造方法に関する。
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）に代表される半導体発光素子は、寿命が長く且つ視認性が高いので、交通信号機等や自動車のランプ等に使用されてきている。また、ＬＥＤは、照明機器としても採用されつつある。
ＬＥＤを照明機器に使用するときは、一つのＬＥＤのみでは明るさが不十分であるため、１つの照明機器に多数個のＬＥＤが実装される。しかしながら、ＬＥＤは発光時に多量の熱を放出するので、放熱性に劣る樹脂材料から成る実装基板にＬＥＤを実装したり、個々のＬＥＤを個別に樹脂パッケージすると、ＬＥＤから放出された熱が外部に良好に放出されずに、ＬＥＤの性能が早期に低下してしまう問題があった。
下記特許文献１では、ＬＥＤから発生する熱を良好に外部に放出させるために、アルミニウムから成る金属基板の上面にＬＥＤを実装する技術が開示されている。特に、特許文献１の図２を参照すると、金属基板１１の上面を絶縁性樹脂１３により被覆し、この絶縁性樹脂１３の上面に形成された導電パターン１４の上面に発光素子１５（ＬＥＤ）を実装している。この構成により、発光素子１６から発生した熱は、導電パターン１４、絶縁性樹脂１３および金属基板１１を経由して外部に放出される。
特開２００６−１００７５３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ＬＥＤである発光素子１５が固着される導電パターン１４と金属基板１１との間に絶縁性樹脂１３が介在している。ここで、絶縁性樹脂１３は放熱性向上の為にフィラーが高充填されているものであるが、金属と比較すると熱抵抗が高い。従って、例えば２００ｍＡ以上の大電流が流れる高輝度のＬＥＤを発光素子１６として発光すると、特許文献１に記載された構成は、放熱が不十分である虞があった。
更には、発光素子１５を封止する封止樹脂と他の部材（例えば基板）との密着性が不十分であったので、使用状況下の温度変化に起因する熱ストレスにより、封止樹脂が基板から剥離してしまう危険性があった。
本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、放熱性が向上されると共に、発光素子を封止する封止樹脂と他の部材との密着性が向上された発光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の発光モジュールは、第１主面と第２主面とを有する基板と、前記基板の前記第1主面に形成された導電パターンと、前記基板を前記第１主面から凹状にすることにより設けられた凹部と、前記凹部に収納されて前記導電パターンと電気的に接続された発光素子と、前記凹部を囲む領域の前記基板の前記第１主面を凸状に形成した凸状部と、前記発光素子を被覆するように前記凹部に充填されると共に前記凸状部に密着する封止樹脂と、を具備することを特徴とする。
本発明の発光モジュールの製造方法は、基板の一主面に導電パターンを形成する工程と、前記基板に対してプレス加工を施して、前記基板を前記第１主面から凹状にすることにより凹部を設けると共に、前記凹部を囲む領域の前記基板の前記一主面を凸状に形成して凸状部を設ける工程と、前記凹部に発光素子を収納して、前記発光素子と前記導電パターンとを電気的に接続する工程と、前記発光素子が被覆されるように前記凹部に充填されると共に、前記凸状部に密着するように封止樹脂を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、発光素子が収納させる凹部を囲むように、基板の表面を凸状にした凸状部を設け、発光素子を封止するために凹部に充填される封止樹脂を凸状部に接触させている。この構成により、基板の表面に設けた凸部に封止樹脂が密着して、封止樹脂の基板からの剥離が防止される。
更に、本発明では、基板を凹状に形成した凹部に発光素子を収納させている。従って、発光素子から発生した熱を、例えば金属から成る基板を経由して良好に外部に放出させることができる。
また、製法上に於いては、金型で基板の上面をプレス加工することにより、上記した凹部と共にその周囲の凸状部を同時に形成することができるので、工数の増加を抑制して凸状部を形成することができる。
図１を参照して、本発明の発光モジュール１０の構成を説明する。図１（Ａ）は発光モジュール１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
これらの図を参照して、発光モジュール１０は、金属基板１２と、金属基板１２の上面に形成された導電パターン１４と、金属基板１２の上面を部分的に凹状にすることで設けられた凹部１８と、凹部１８の周辺部の金属基板１２の上面を凸状にした凸状部１１と、凹部１８に収納された発光素子２０と、発光素子２０を被覆する封止樹脂３２とから主に構成されている。
図１（Ａ）を参照して、発光モジュール１０は、一枚の板状の金属基板１２の上面に複数の発光素子２０が実装されている。そして、導電パターン１４および金属細線１６を経由して、これらの発光素子２０が直列に接続されている。この様な構成の発光モジュール１０に直流の電流を供給することにより、発光素子２０から所定の色の光が発光され、発光モジュール１０は、例えば蛍光灯の如き照明器具として機能する。
金属基板１２は、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る基板であり、例えば、厚さは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であり、幅は２ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、長さは５ｃｍ〜５０ｃｍ程度である。金属基板１２がアルミニウムから成る場合、金属基板１２の上面および下面は、アルミニウムを陽極酸化させた酸化膜２２（アルマイト膜：Ａｌ２Ｏ３）により被覆される。図１（Ｂ）を参照して、金属基板１２の上面および下面を被覆する酸化膜２２の厚みは、例えば１μｍ〜１０μｍ程度である。更に、金属基板１２は、所定の光量を確保するために、多数の発光素子２０が列状に配置されるので、非常に細長い形状を呈している。そして、金属基板１２の長手方向の両端には、外部の電源と接続される外部接続端子が形成されている。この端子は、差込型のコネクタでも良いし、配線を導電パターン１４に半田付けするものでも良い。
図１（Ｃ）を参照して、金属基板１２の側面は、外側に突出する形状となっている。具体的には、金属基板１２の上面から連続して外側に向かって傾斜する第１傾斜部３６と、金属基板１２の下面から連続して外側に向かって傾斜する第２傾斜部３８とから、金属基板１２の側面は構成されている。この構成により、金属基板１２の側面の面積を、平坦な状態と比較すると、大きくすることが可能となり、金属基板１２の側面から外部に放出される熱量が増大される。特に、金属基板１２の側面は、熱抵抗が大きい酸化膜２２により被覆されずに、放熱性に優れる金属材料が露出する面であるので、この構成によりモジュール全体の放熱性が向上される。
図１（Ｂ）を参照して、金属基板１２の上面は、Ａｌ２Ｏ３等のフィラーが混入された樹脂から成る絶縁層２４により被覆されている。絶縁層２４の厚みは、例えば５０μｍ程度である。絶縁層２４は、金属基板１２と導電パターン１４とを絶縁させる機能を有する。また、絶縁層２４には多量のフィラーが混入されており、このことにより、絶縁層２４の熱膨張係数を金属基板１２に近似させることができると共に、絶縁層２４の熱抵抗が低減される。例えば、絶縁層２４には、フィラーが７０体積％〜８０体積％程度含まれる。更に、含まれるフィラーの平均粒径は例えば、４μｍ程度である。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、導電パターン１４は、絶縁層２４の上面に形成されており、各発光素子２０を導通させる経路の一部として機能している。この導電パターン１４は、絶縁層２４の上面に設けられた銅等から成る導電箔をエッチングすることにより形成される。更に、金属基板１２の両端に設けられた導電パターン１４は、外部との接続に寄与する外部接続端子として機能する場合もある。
発光素子２０は、上面に２つの電極（アノード電極、カソード電極）を有し、所定の色の光を発光させる素子である。発光素子２０の構成は、ＧａＡｓ、ＧａＮ等なら成る半導体基板の上面にＮ型の半導体層と、Ｐ型の半導体層が積層された構成と成っている。また、発光素子２０の具体的な大きさは、例えば、縦×横×厚み＝０．３〜１．０ｍｍ×０．３〜１．０ｍｍ×０．１ｍｍ程度である。更に、発光素子２０の厚みは、発光する光の色により異なり、例えば、赤色の光を発光する発光素子２０の厚みは１００〜３００μｍ程度であり、緑色の光を発光する発光素子２０の厚みは１００μｍ程度であり、青色の光を発光する発光素子２０の厚みは１００μｍ程度である。発光素子２０に電圧を印加すると、上面および側面の上部から光が発光される。ここで、本発明の発光モジュール１０の構成は、放熱性に優れているので、例えば１００ｍＡ以上の電流が通過する発光素子２０（パワーＬＥＤ）に対して特に有効である。
図１（Ｂ）では、発光素子２０から発光される光を白抜きの矢印で示している。発光素子２０の上面から発光された光は、そのまま上方に照射される。一方、発光素子２０の側面から側方に発光した光は、凹部１８の側面３０にて上方に反射される。更に、発光素子２０は、蛍光体が混入された封止樹脂３２により被覆されているので、発光素子２０から発生した光は、封止樹脂３２を透過して外部に発光される。
更に、発光素子２０の上面には、２つの電極（アノード電極、カソード電極）が設けられ、これらの電極は金属細線１６を経由して、導電パターン１４と接続される。ここで、発光素子２０の電極と金属細線１６との接続部は、封止樹脂３２により被覆されている。
図１（Ｂ）を参照して、ＬＥＤから成る発光素子２０が実装される箇所の形状を説明する。先ず、絶縁層２４を部分的に円形の除去することにより開口部４８が設けられている。そして、開口部４８の内側から露出する金属基板１２の上面を凹状に窪ませることで、凹部１８が形成され、この凹部１８の底面２８に発光素子２０が固着されている。更に、凹部１８および開口部４８に充填された封止樹脂３２により、発光素子２０が被覆されている。また、凹部１８の周辺部の金属基板１２の上面を凸状に形成した凸状部１１が設けられており、この凸状部１１にも封止樹脂３２は密着している。
凹部１８は、金属基板１２を上面から凹状に形成することにより設けられ、底面２８は円形を呈している。また、凹部１８の側面は、発光素子２０の側面から側方に発光された光を上方に反射するためのリフレクタとして機能しており、側面３０の外側と底面２８とが成す角度θの角度は、例えば４０度〜６０度程度である。また、凹部１８の深さは、発光素子２０の厚みよりも長くても良いし短くても良い。例えば、凹部１８の厚みを、発光素子２０と接合材２６の厚みを加算した長さよりも長くすると、発光素子２０が凹部１８に収納され、発光素子２０の上面を金属基板１２の上面よりも下方に位置させることができる。
凹部１８の底面２８、側面３０およびその周辺部の金属基板１２の上面は、被覆層３４により被覆されている。被覆層３４の材料としては、メッキ処理により形成された金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）が採用される。また、被覆層３４の材料として金属基板１２の材料よりも反射率が大きい材料（例えば金や銀）を採用すると、発光素子２０から側方に発光された光をより効率的に、上方に反射させることができる。また、被覆層３４は、発光モジュール１０の製造工程に於いて、金属が露出する凹部１８の内壁が酸化することを防止する機能も有する。
更に凹部の底面２８では、金属基板１２の表面を被覆する酸化膜２２が除去されている。酸化膜２２は、金属基板１２を構成する金属よりも熱抵抗が大きい。従って、発光素子２０が実装される凹部１８の底面から酸化膜２２を除去することで、金属基板１２全体の熱抵抗が低減される。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、凹部１８を取り囲むようにして、金属基板１２の上面を上方に突出させた凸状部１１が設けられている。凸状部１１は、凹部１８の側面３０と連続しており、その表面は緩やかな曲面を描くように上方に突出している。凸状部１１が金属基板１２の上面から上方に突出する高さは、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度である。ここで、凸状部１１は、凹部１８を取り囲むように連続して円環状に設けられても良いし、離散的（不連続）に設けられても良い。
封止樹脂３２は、凹部１８および開口部４８に充填されて、発光素子２０を封止している。封止樹脂３２は、耐熱性に優れたシリコン樹脂に蛍光体が混入された構成となっている。例えば、発光素子２０から青色の光が発光されて、封止樹脂３２に黄色の蛍光体が混入されると、封止樹脂３２を透過した光は白色となる。従って、発光モジュール１０を、白色の光を発光させる照明器具として利用することが可能となる。また、本発明では、封止樹脂３２は、凹部１８の周囲に設けられた凸状部１１にも接触している。従って、凸状部１１に封止樹脂３２が強固に密着して、封止樹脂３２の金属基板１２からの剥離が防止される。
更に、上記のように凹部１８を取り囲むように凸状部１１を設けることで、発光素子２０から発生した光が、金属基板１２の上面に照射されることが抑制される。従って、金属基板１２の上面を被覆する絶縁層２４の変色が防止される。更に、凸状部１１によりこの様な効果が得られるので、絶縁層２４の変色や劣化を防止するための特殊な基材が不要となり、その分コストダウンが図れる。
また、開口部４８に面する絶縁層２４の側面は、フィラーが露出する粗面となっている。このことから、粗面である絶縁層２４の側面と封止樹脂３２との間にアンカー効果が発生して、封止樹脂３２の剥離を防止できる利点がある。
接合材２６は、発光素子２０の下面と凹部１８とを接着させる機能を有する。発光素子２０は下面に電極を有さないので、接合材２６としては、絶縁性の樹脂から成るものでも良いし、放熱性向上のために半田等の金属から成るものでも良い。また、凹部１８の底面は、半田の濡れ性に優れる銀等から成るメッキ膜（被覆層３４）により被覆されているので、接合材２６として、容易に半田を採用できる。
本発明では、凹部１８の周囲の金属基板１２の上面を部分的に凸状にして凸状部１１を形成し、この凸状部１１に封止樹脂３２を密着させている。具体的には、本発明では、凹部１８の側面３０は傾斜面であるので、凹部１８に充填されるように形成される封止樹脂３２と金属基板１２との密着強度はそれほど強くない。そこで本発明では、凹部１８を囲む領域の金属基板１２を部分的に上方に突出させて凸状部１１を形成し、この凸状部１１に封止樹脂３２を密着させている。このことにより、先ず、金属基板１２の表面と封止樹脂３２とが接触する面積が大きくなる分、両者の密着強度が大きくなる。更に、凸状部１１と封止樹脂３２との間にアンカー効果が発生することによっても、封止樹脂３２と金属基板１２との密着強度が大きくなる。従って、使用状況下の温度変化により、封止樹脂３２が金属基板１２から剥離してしまうことを防止できる。
更に、本発明では、金属基板１２の上面にベアの発光素子２０を実装することにより、発光素子２０から発生する熱を極めて効率的に外部に放出できる利点がある。具体的には、上記した従来例では、絶縁層の上面に形成された導電パターンに発光素子を実装していたので、絶縁層により熱の伝導が阻害されて、発光素子２０から放出された熱を効率的に外部に放出させることが困難であった。一方、本発明では、発光素子２０が実装される領域では、絶縁層２４および酸化膜２２を除去して開口部４８を形成し、この開口部４８から露出する金属基板１２の表面に発光素子２０を固着している。このことにより、発光素子２０から発生した熱は、直ちに金属基板１２に伝わり外部に放出されるので、発光素子２０の温度上昇が抑制される。また、温度上昇が抑制されることにより、封止樹脂３２の劣化も抑制される。
更にまた、本発明によれば、金属基板１２の上面に設けた凹部１８の側面をリフレクタとして利用できる。具体的には、図１（Ｂ）を参照して、凹部１８の側面は、金属基板１２の上面に近づくに従って幅が広くなる傾斜面となっている。従って、この側面３０により、発光素子２０の側面から側方に向かって発光された光が反射して、上方に向かって照射される。即ち、発光素子２０を収納させる凹部１８の側面３０が、リフレクタとしての機能を兼用している。従って、一般的な発光モジュールのようにリフレクタを別途用意する必要がないので、部品点数が削減されてコストを安くすることができる。更に、上記したように、凹部の側面３０を反射率が大きい材料により被覆することで、側面３０のリフレクタとしての機能を高めることもできる。
次に、図２から図１０を参照して、上記した構成の発光モジュール１０の製造方法を説明する。
第１工程：
図２を参照して、先ず、発光モジュール１０の材料となる基板４０を用意して、導電パターンを形成する。
図２（Ａ）を参照して、先ず、基板４０としては、例えば銅またはアルミニウムを主材料とする金属から成り、厚みは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。基板４０の平面的な大きさは、例えば、１ｍ×１ｍ程度であり、多数個の発光モジュールが一枚の基板４０から製造される。基板４０がアルミニウムから成る基板である場合、基板４０の上面および下面は、上述した陽極酸化膜により被覆されている。
基板４０の上面は、厚みが５０μｍ程度の絶縁層４２により全面的に被覆されている。この絶縁層４２の組成は、上述した絶縁層２４と同様であり、フィラーが高充填された樹脂材料から成る。また、絶縁層４２の上面には、厚みが５０μｍ程度の銅から成る導電箔４４が全面的に形成されている。
図２（Ｂ）を参照して、次に、選択的なウェットエッチングを行うことにより、導電箔４４をパターニングして、導電パターン１４を形成する。この導電パターン１４は、基板４０に設けられるユニット４６毎に同一の形状を有する。ここで、ユニット４６とは、１つの発光モジュールを構成する部位のことである。
図２（Ｃ）に、本工程が終了した基板４０の平面図を示す。ここでは、ユニット４６同士の境界が点線により示されている。ユニット４６の形状は、例えば縦×横が＝３０ｃｍ×０．５ｃｍ程度であり、極めて細長い形状を有する。
第２工程：
図３を参照して、次に、基板４０の各ユニット４６に関して、絶縁層を部分的に除去して開口部４８を設ける。
図３（Ａ）を参照して、上方から絶縁層４２にレーザを照射する。ここでは、照射されるレーザは矢印により示されており、発光素子が載置される部分（ここでは、円形の部分）に対応した絶縁層４２に対して、レーザが照射される。ここで、使用されるレーザは、炭酸ガスレーザまたはＹＡＧレーザである。
図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）を参照して、上記したレーザ照射により、絶縁層４２が部分的に円形に除去されて開口部４８が形成されている。特に、図３（Ｃ）を参照すると、レーザ照射により、絶縁層４２だけでなく、基板４０の上面を被覆する酸化膜２２も除去されている。従って、開口部４８の底面からは、基板４０を構成する金属材料（例えばアルミニウム）が露出する。
図３（Ｄ）を参照して、上述した開口部４８は円形であり、各ユニット４６の発光素子が固着される領域に対応して設けられている。ここで、開口部４８の平面的な大きさは、後の工程にて開口部４８の内部に形成される凹部１８や凸状部１１（図５参照）よりも大きく形成されている。即ち、開口部４８の外周端部は、凹部１８や凸状部１１の外周端部から離間されている。このことにより、凹部１８や凸状部１１を形成するために行われるプレスによる衝撃により、脆い絶縁層が破壊されることを抑止することができる。
第３工程：
図４および図５を参照して、次に、開口部４８から露出する基板４０の上面から凹部１８および凸状部１１を形成する。本工程では、プレス加工により、同時に凹部１８と凸状部１１を形成することができる。
図４（Ａ）を参照して、先ず、プレス用の金型を用意する。金型５０には、基板４０の各開口部４８に対応した領域に、下方に突出した当接部５１が複数個設けられている。本工程では、金型５０を下方にプレスすることにより、金型５０の各当接部で、開口部４８から露出する基板４０の上面が押圧されて凹部１８および凸状部１１が形成される。
図４（Ｂ）を参照して、当接部５１は概略的には円筒状の形状を有し、その下面には凸部５２と、窪み部５３が形成されている。ここで、凸部５２は、形成予定の凹部１８に対応した形状を有し、先端部を切断した円錐の如き形状である。窪み部５３は、形成予定の凸状部１１に対応した形状を有し、当接部５１の下面に於ける凸部５２の周囲を窪ませた領域である。当接部５１の下面に窪み部５３を設けることにより、本工程にて形成される凸状部１１の形状及び位置を正確に規制することができる。
図４（Ｃ）を参照して、次に、当接部５１の下端に設けた凸部５２で、開口部４８から露出している基板４０の上面を押圧する。このことにより、凸部５２に対応した形状の凹部が基板４０の上面に形成される。そして、図４（Ｄ）を参照して、更に金型の当接部５１を下方に移動させると、凸部５２により押圧された分の基板４０の金属材料が上方に押し出されて、当接部の窪み部５３に回り込む。そして、押し出された部分の金属材料が、当接部５１の窪み部５３の下面により押さえ込まれて、所定の形状の凸状部が形成される。
図５（Ａ）に形成された凹部１８の形状を示す。上記したプレス加工により、底面２８が円形であり側面３０が傾斜面である凹部１８が形成される。更に、凹部１８の周囲の基板４０の上面には、所定の形状の凸状部１１が形成されている。また、形成される凹部１８の深さは、後の工程にて実装される発光素子が完全に収納される程度でも良いし、発光素子が部分的に収納される程度でも良い。具体的には、凹部１８の深さは、例えば１００μｍ〜３００μｍ程度である。更に、凸状部１１は、ここでは滑らかな断面形状を有するが、上記した当接部５１の窪み部５３の形状を変化させることにより、他の形状とすることもできる。例えば、樹脂材料との密着性を向上させるために、凸状部１１の表面に微細な凹凸を形成することもできる。
図５（Ｂ）を参照して、各ユニット４６の発光素子が載置される予定の領域に、上述した方法で、凹部１８及び凸状部１１が形成される。
第４工程：
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、次に、各ユニット４６同士の間に、分離用の溝を設ける。図６（Ａ）を参照すると、基板４０の各ユニット４６同士の間には、上面から第１溝５４が形成され、下面からは第２溝５６が形成されている。両溝の断面は、Ｖ型の形状を呈する。
ここで、第１溝５４および第２溝５６は、両方とも同じ大きさ（深さ）でも良いし、一方が他方よりも大きく形成されても良い。更には、後の工程にて問題が発生しなければ、第１溝５４および第２溝５６のどちらか一方のみが設けられても良い。
第１溝５４および第２溝５６は、ユニット４６同士の境界に沿って、Ｖ型の断面形状のカットソーを高速に回転させて、部分的な切断をすることにより形成される。更に、本工程では、この切断により基板４０が個々に分離されるのではなく、溝を形成した後も、基板４０は一枚の板の状態を呈している。
第５工程：
図７の各図を参照して、本工程では、開口部４８から露出する基板４０の表面を被覆層３４により被覆する。
本工程では、金属から成る基板４０を電極として用いて通電させることにより、開口部４８から露出する基板４０の表面に、メッキ膜である被覆層３４を被着させる。被覆層３４の材料としては、金または銀等が採用される。また、第１溝５４および第２溝５６の表面にメッキ膜が付着することを防止するためには、これらの部位の表面をレジストにより被覆すればよい。また、基板４０の裏面に関しては、絶縁物である酸化膜２２により被覆されているので、メッキ膜は付着されない。
本工程にて、凹部１８が被覆層３４により被覆されることにより、例えばアルミニウムから成る金属面が酸化することを防止することができる。更に、凹部１８の底面２８が被覆層３４により被覆されることで、被覆層３４が銀等の半田の濡れ性に優れる材料であれば、後の工程にて、発光素子を半田を用いて容易に実装できる。更にまた、凹部１８の側面３０が、反射率が高い材料から成る被覆層３４により被覆されることで、側面３０のリフレクタとしての機能を向上させることができる。
第６工程：
図８の各図を参照して、次に、各ユニット４６の凹部１８に発光素子２０（ＬＥＤチップ）を実装して、電気的に接続する。図８（Ｂ）を参照して、発光素子２０の下面は、接合材２６を介して凹部１８の底面２８に実装される。発光素子２０は下面に電極を有さないので、接合材２６としては、樹脂から成る絶縁性接着剤または導電性接着材の両方が採用可能である。また、導電性接着材としては、半田または導電性ペーストの両方が採用可能である。更に、凹部１８の底面２８は、半田の濡れ性に優れる銀等のメッキ膜である被覆層３４により被覆されるので、絶縁性材料よりも熱伝導性に優れた半田を接合材２６として採用できる。
発光素子２０の固着が終了した後に、発光素子２０の上面に設けた各電極と導電パターン１４とを金属細線１６を経由して接続する。
第７工程：
図９の各図を参照して、次に、基板４０に設けた各ユニット４６の凹部１８に封止樹脂３２を充填させて、発光素子２０を封止する。封止樹脂３２は、蛍光体が混入されたシリコン樹脂からなり、液状または半固形状の状態で、封止樹脂３２を凹部１８および開口部４８に充填される。このことにより、発光素子２０の側面および上面と、発光素子２０と金属細線１６との接続部が、封止樹脂３２により被覆される。
本工程では、凹部１８の周囲の基板４０の上面を部分的に上方に突出させた凸状部１１に、封止樹脂３２が密着するので、基板４０と封止樹脂３２との密着強度が向上されている。
更に、開口部４８に面する絶縁層２４の側面は、絶縁層２４に高充填されたフィラーが露出する粗面である。従って、粗絶縁層２４の側面から露出するフィラーに封止樹脂３２が接触することによっても、封止樹脂３２と他の部材との密着強度が向上される。
各凹部１８に対して、個別に封止樹脂３２を供給して封止することにより、基板４０の上面に全体的に封止樹脂３２を形成した場合と比較して、封止樹脂３２に含まれる蛍光体の隔たりが抑止される。従って、発光モジュールから発光される色が均一化される。
第８工程：
図１０の各図を参照して、次に、第１溝５４および第２溝５６が形成された箇所で、基板４０を各ユニットに分離する。
各ユニット４６同士の間には、両溝が形成されているので、基板４０の分離は容易に行うことができる。この分離方法としては、プレスによる打ち抜き、ダイシング、両溝が形成された箇所に於ける基板４０の折り曲げ等が採用できる。
以上の工程により、図１に示した構成の発光モジュールが製造される。
ここで、上記した工程は、順序を入れ替えることも可能である。例えば、図６に示した第１溝５４等を形成する工程を、図９に示した封止樹脂３２を形成する工程の後に行っても良い。更には、図２に示した導電パターン１４のパターニングを行った直後に、第１溝５４等を形成して、基板４０を個々のユニット４６に分割しても良い。
本発明は、上記実施例に限られるものではなく、以下の構成とすることもできる。
・凹部１８の内部に収納される発光素子２０が１つまたは２つ以上である発光モジュールとすることができる。
・発光素子２０が青色または紫外発光素子であり、封止樹脂３２に蛍光体が含有されることにより、白色発光が得られる発光モジュールとすることができる。
・発光素子２０が、赤色、緑色および青色の発光素子であり、封止樹脂３２が透明または拡散剤を含有する発光モジュールとすることができる。
・凹部１８の内周面が、鏡面加工またはメッキ加工されている発光モジュールとすることができる。
本発明の発光モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は断面図であり、（Ｄ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は断面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。 本発明の発光モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
符号の説明
１０ 発光モジュール
１１ 凸状部
１２ 金属基板
１４ 導電パターン
１６ 金属細線
１８ 凹部
２０ 発光素子
２２ 酸化膜
２４ 絶縁層
２６ 接合材
２８ 底面
３０ 側面
３２ 封止樹脂
３４ 被覆層
３６ 第１傾斜部
３８ 第２傾斜部
４０ 基板
４２ 絶縁層
４４ 導電箔
４６ ユニット
４８ 開口部
５０ 金型
５１ 当接部
５２ 凸部
５３ 窪み部
５４ 第１溝
５６ 第２溝

Claims (7)

  1. 第１主面と第２主面とを有する基板と、
    前記基板の前記第1主面に形成された導電パターンと、
    前記基板を前記第１主面から凹状にすることにより設けられた凹部と、
    前記凹部に収納されて前記導電パターンと電気的に接続された発光素子と、
    前記凹部を囲む領域の前記基板の前記第１主面を凸状に形成した凸状部と、
    前記発光素子を被覆するように前記凹部に充填されると共に前記凸状部に密着する封止樹脂と、
    を具備することを特徴とする発光モジュール。
  2. 前記基板は、上面が絶縁層により被覆された金属基板であり、
    前記凹部は、前記絶縁層を部分的に除去して設けた開口部の内部から露出する金属基板を凹状にすることにより形成され、
    前記凸状部は、前記開口部の内側から露出すると共に前記凹部を囲む領域の前記金属基板の前記第1主面を凸状にすることにより設けられることを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
  3. 前記絶縁層は、フィラーが混入された樹脂から成り、
    前記凹部および前記開口部に充填される前記封止樹脂は、前記開口部に面する前記絶縁層の側面から露出する前記フィラーに密着することを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
  4. 基板の一主面に導電パターンを形成する工程と、
    前記基板に対してプレス加工を施して、前記基板を前記第１主面から凹状にすることにより凹部を設けると共に、前記凹部を囲む領域の前記基板の前記一主面を凸状に形成して凸状部を設ける工程と、
    前記凹部に発光素子を収納して、前記発光素子と前記導電パターンとを電気的に接続する工程と、
    前記発光素子が被覆されるように前記凹部に充填されると共に、前記凸状部に密着するように封止樹脂を形成する工程と、
    を具備することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
  5. 前記導電パターンを形成する工程では、金属から成る前記基板を被覆する絶縁層の上面に前記導電パターンを形成し、
    前記凹部および前記凸状部を設ける工程では、前記絶縁層を部分的に除去することにより設けられた開口部から露出する前記基板の前記一主面に、前記凹部および前記凸状部を設けることを特徴とする請求項４記載の発光モジュールの製造方法。
  6. 前記封止樹脂を形成する工程では、
    前記開口部に面する前記絶縁層の側面に露出するフィラーに前記封止樹脂を接触させることを特徴とする請求項４記載の発光モジュールの製造方法。
  7. 前記凹部および前記凸状部を設ける工程では、
    前記凹部および前記凸状部に対応した形状を有する金型で、前記基板の前記一主面をプレス加工することを特徴とする請求項４記載の発光モジュールの製造方法。
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