JP2011035040A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の発光装置の製造方法は、ステンレスからなる支持基板上に、Auとの拡散係数が前記支持基板中の金属よりも小さい金属を含む金属層と、その上にAuを主成分とする第1層及び第1層上に積層されAuと異なる金属を主成分とする第2層とを有する導電部材を、複数箇所形成する第1の工程と、導電部材の間の支持基板上に、遮光性樹脂からなる基体を設ける第2の工程と、導電部材又は基体の上面に、金属を含有している接着部材を介して発光素子を載置し、金属層の融点よりも低い温度で加熱して接着部材を溶融させる第3の工程と、発光素子を透光性の封止部材で被覆する第4の工程と、金属層と第1の層との間で剥離することで支持基板を除去後、発光装置を個片化する第5の工程と、を有することを特徴とする。これにより薄型で光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。
【選択図】 図1A
Description
本実施の形態の発光装置100を、図1A、図1Bに示す。図1Aは発光装置100の斜視図、図1Bは、図1Aに示す発光装置100のA−A’断面における断面図を示す。
まず、図1C(a)に示すように、ステンレスからなる平板状の支持基板1070を用意する。この支持基板の上面に、金属層1080を形成する。金属層は、Auとの拡散係数が支持基板中の金属よりも小さい金属を含むものであり、鍍金、蒸着、スパッタ等の方法を用いることができ、支持基板の上面のほぼ全面に均一な膜厚で設けるのが好ましい。
次いで、図1D(a)に示すように、発光素子からの光を反射可能な遮光性樹脂からなる基体1030を形成する。ここでは、導電部材1010の間に基体の底面部1030a及び基体の側壁1030bを同時に形成しているが、それぞれ別工程で形成してもよく、その場合、同一の遮光性樹脂を用いるのが好ましいが、目的や用途に応じて、異なる遮光性樹脂を用いても構わない。
次いで、図1D(b)に示すように、基体の側壁1030bに囲まれた導電部材1010上に、金属を含有している接着部材(図示せず)を用いて発光素子1020を接合し、導電性ワイヤ1050を用いて発光素子の電極と導電部材1010とを接続する。尚、ここでは、同一面側に正負電極を有する発光素子を用いているが、正負電極が異なる面に形成されている発光素子を用いることもできる。
第4の工程では、図1C(c)に示すように、基体の側壁1030bに囲まれて形成される凹部に透光性樹脂からなる封止部材1060をトランスファモールド、ポッティング、印刷などの方法で形成する。凹部を有する基体の場合、ポッティングを用いて透光性樹脂を凹部内に充填するのが好ましい。このようにして、発光素子1020や導電性ワイヤ1050を封止部1060材で被覆する。ここでは、封止部材1060は、側壁1030bと略同一高さになるように設けられているが、これに限らず、側壁1030bよりも低く又は高くなるよう形成してもよい。また、このように上面が平坦な面としてもよく、或いは、中央が凹んだ、又は突出したような曲面状に形成してもよい。また、封止部材は1層構造、又は組成や特性が異なる2層以上の多層構造としてもよい。
第5の工程では、封止部材1060が硬化後に、図1D(c)に示すように、支持基板1070を剥離するが、この際、金属層1080と導電部材1010の第1層との間を分離するような位置で剥離して除去する。すなわち、金属層1080は支持基板1070の表面に形成されたままの状態で除去する。
本実施の形態において、基体は、一対の導電部材の間に設けられる底面部と側壁とからなる凹部を有する樹脂であり、遮光性を有する各種充填材等を添加することで発光素子からの光を遮光可能な樹脂からなる。このような遮光性の基体を設けることで、発光素子からの光が、発光装置の下面(裏面)側から外部に漏れ出すのを抑制することができ、上面方向への光の取り出し効率を向上させることができる。尚、側壁を有していない基体、すなわち、底面部のみの基体でもよい。基体の底面部及び側壁とも、その厚みは、発光素子からの光の漏れを抑制できる厚さであればよい。
導電部材は、発光素子に直接又は間接的に電気的に接続して外部から供給される電気を通電させるための一対の電極として機能させるものであり、少なくとも1つの導電部材は発光素子が載置可能な大きさであり、他方は導電性ワイヤが接続可能な大きさを有している。導電部材の下面は、発光装置の外面を構成するよう第1層(Au)が露出されており、これにより、回路基板との密着性の優れた電極として機能させることができ、良好に導通させることができる。
封止部材は、発光素子、受光素子、保護素子、更には導電性ワイヤなどの電子部品を、塵芥や水分、更には外力などから保護する部材であり、本実施の形態においては、図1A、図1Bに示すように、基体103の凹部S内に充填されている。
接着部材は、金属を含有する部材であり、金属層の融点よりも低い温度の加熱によって溶融して発光素子と導電部材とを接着可能な部材である。このような接着部材は、樹脂のみからなる接着部材よりも高い温度での加熱が必要であるが、その分、耐熱性に優れた部材であり、発光素子の高出力化に伴う高温の発熱によっても劣化しにくく、密着性が低下しにくい。接着部材の好ましい材料としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、AuSnなどのはんだ共晶材料、低融点金属等のろう材を用いることができ、特にAu:Sn=10:90、Au:Sn=80:20の共晶材料が好ましい。特にAu:Sn=80:20のはんだ共晶材料は、共晶温度が280〜320℃の範囲であり、高い流動性と濡れ性を有しているため発光素子の接着を強固なものとすることができる。
発光素子の電極と、直接又は間接的に導電部材とを接続する導電性ワイヤは、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。特に、熱抵抗などに優れた金を用いるのが好ましい。
上記封止部材中に、波長変換部材として発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。
本発明においては、発光素子として、同一面側に正負電極が形成された構造、或いは異なる面に正負電極が形成された構造、成長基板とは異なる基板を貼り合わせた構造等、種々の構造の半導体素子を用いることができる。
支持基板は、導電部材を形成するために用いる板状又はシート状部材であり、個片化する前に除去するため、発光装置には具備されていない部材である。
金属層は、ステンレスからなる支持基板上に設けられるものであり、Auとの拡散係数が支持基板中の金属よりも小さい金属を含む。これにより、発光素子を導電部材に接合させる際の加熱によって、支持基板中に含まれるFe、Ni、Cr等が、導電部材の第1層に拡散するのを抑制するバリア層として機能する。
これにより、支持基板と導電部材の間で合金化するのを抑制することができるため、後工程で支持基板を除去しやすくし、歩留まりよく発光装置を得ることができる。
本実施の形態の発光装置200及びその製造方法を、図2A〜図2Cに示す。図2Cは発光装置200の断面図及びその部分拡大図を示す。
まず、図2A(a)に示すように、ステンレスからなる平板状の支持基板2070を用意する。この支持基板の表面に、保護膜としてレジスト2090を塗布する。塗布したレジスト2070を乾燥させた後、その上部に開口部を有するマスク2100を直接又は間接的に配置させて、図中の矢印のように紫外線を照射して露光する。その後、エッチング剤で処理することで図2A(b)に示すように開口部Kを有する保護膜2090が形成される。
次いで、図2B(a)に示すように、発光素子からの光を反射可能な遮光性樹脂からなり、底面部2030a及び側壁2030bを有する基体2030を形成する。
次いで、図2B(b)に示すように、基体の側壁2030bに囲まれた導電部材2010上に、金属を含有している接着部材(図示せず)を用いて発光素子2020を接合し、導電性ワイヤ2050を用いて発光素子の電極と導電部材2010とを接続する。
第4の工程では、図2B(c)に示すように、基体の側壁2030bに囲まれて形成される凹部に透光性樹脂からなる封止部材2060を形成する。
第5の工程では、封止部材2060が硬化後に、図2B(c)に示すように、支持基板2070を剥離するが、この際、金属層2080と導電部材2010の第1層との間を分離するような位置で剥離して除去する。ここで、金属層2080が、支持基板2070の上面の全面ではなく、導電部材2060と同じようにそれぞれ離間するように複数形成されているため、剥離後の支持基板2070の上面に、それぞれ離間する金属層2080が残存するように剥離させる。
101、201・・・導電部材
102、202・・・発光素子
103、203・・・基体
103a、203a・・・基体の底面部
103b、203b・・・基体の側壁
S・・・基体の凹部
104・・・保護素子
105、205・・・導電性ワイヤ
106、206・・・封止部材
1000、2000・・・発光素子の集合体
1010、2010・・・導電部材
1020、2020・・・発光素子
1030、2030・・・基体
1030a、2030a・・・基体の底面部
1030b、2030b・・・基体の側壁
1050、2050・・・導電性ワイヤ
1060、2060・・・封止部材
1070、2070・・・支持基板
1080、2080・・・金属層
1090、2090・・・保護膜(レジスト)
1100、2100・・・マスク
Claims (7)
- ステンレスからなる支持基板上に、Auとの拡散係数が前記支持基板中の金属よりも小さい金属を含む金属層を形成し、その上にAuを主成分とする第1層及び該第1層上に積層されAuと異なる金属を主成分とする第2層とを有する導電部材を複数箇所形成する第1の工程と、
前記複数の導電部材の間に露出される前記支持基板上は金属層上に、遮光性樹脂からなる基体を設ける第2の工程と、
前記導電部材又は基体の上面に、金属を含有している接着部材を介して発光素子を載置して、前記金属層の融点よりも低い温度で加熱して接着部材を溶融させる第3の工程と、
前記発光素子を透光性の封止部材で被覆する第4の工程と、
前記金属層と前記第1の層との間で剥離することで前記支持基板を除去後、発光装置を個片化する第5の工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記第1の工程は、前記支持基板上に前記金属層を形成後、複数の開口部を有する保護膜を形成し、該開口部内に前記導電部材を形成する請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の工程は、前記支持基板の上に、複数の開口部を有する保護膜を形成後、該開口部内に前記金属層を形成する請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の工程は、前記第3の工程の加熱温度よりも高い温度で加熱する工程を含む請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属層は、Ti、Pt、Pd、Al、Rh、Moのいずれか1つを含む請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記接着部材は、共晶材料である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法によって得られる発光装置。
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