JP2011187696A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】その小型化、薄型化および低コスト化が容易であり、放熱性に優れた発光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】異なる金属層からなる第１下側導体層１３と、第１下側導体層上に形成される第１電極導電体１１と、第１下側導電体層から切り離されて形成される異なる金属層からなる第２下側導体層１４と、第２下側導体層上に形成され、第１電極導電体に離間して形成される第２電極導電体１２と、下側導電体層上において第１と第２電極導電体の間に充填された絶縁体層１５とを有し、第１と第２電極導電体は絶縁体層から露出する側面を有し、第１と第２下側導電体層が絶縁体層に接する領域で切り離される電極基板と、電極基板上に配置され、第１および第２電極導電体の上面部または第１および第２下側導電体層の底部に電気接続された発光素子１６と、電極基板上で発光素子を封止し発光素子からの光を透過する透光性絶縁体１９とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の発光素子からなる発光装置およびその製造方法に係り、特にその小型化、薄型化および低コスト化が容易になる発光装置およびその製造方法に関する。

発光装置は、各種のランプ類、文字、記号、画像等による情報伝達あるいは電飾のために用いられる表示装置、更に照明灯、液晶表示のバックライト等に用いられる照明装置等として広く使用される。通常、表面実装部品（ＳＭＤ：Surface Mount Device）であるこの発光装置は、その発光素子が平板状の絶縁基板の一主面に固着されて樹脂封止され、その電極が絶縁基板上の配線あるいはそのランド部にワイヤーボンディング等により接続する構造になる（例えば、特許文献１，２，３参照）。ここで、上記配線は絶縁基板の一主面（表面）に配設され、更に他主面（裏面）に引き出される。そして、発光装置は例えばハンダ等によりその裏面側に引き出された配線が例えばプリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）等の配線板の回路配線等に電気接続され取り付けられる。

ここで、従来の発光装置について図１３および図１４を参照して説明する。図１３は例えば波長変換型のようなＬＥＤ素子が発光素子用パッケージに実装された状態の一例を示す断面図であり、図１４は他例を示す断面図である。図１３に示すように、絶縁基板１０１の表面に発光素子１０２が例えば非導電性ペーストの接着剤１０３により固着される。そして、第１配線１０４および第２配線１０５がそれぞれ絶縁基板１０１の表面、側面および裏面に亘って配設されている。この絶縁基板１０１の表面側において、発光素子１０２の外部接続用端子の一電極（図示せず）と第１配線１０４が第１ボンディングワイヤー１０６により接続され、同様にその他電極（図示せず）と第２配線１０５が第２ボンディングワイヤー１０７により接続されている。

絶縁基板１０１の表面側、発光素子１０２、絶縁基板１０１の表面側に配設された第１配線１０４および第２配線１０５、第１ボンディングワイヤー１０６および第２ボンディングワイヤー１０７を被覆するように封止樹脂１０８が形成されている。ここで、封止樹脂１０８は上記ＬＥＤ素子の出射光を透過する透明樹脂、あるいは蛍光体等の混在する透明樹脂である。

これに対して、図１４に示す例（例えば、特許文献２参照）では、絶縁性の基板２０１の表面側に両面電極型発光素子２０２が例えば銀ペーストのような導電性ペーストを介して素子ランド部２０３に固着されている。そして、基板２０１を貫通する第１スルーホール２０４が例えば素子ランド部２０３領域の下部に形成され、同様に第２スルーホール２０５が基板２０１表面の所定箇所に形設された表面配線２０６領域の下部に形成されている。これ等の第１スルーホール２０４および第２スルーホール２０５には、それ等の側壁を被覆して第１配線接続層２０７および第２配線接続層２０８が形成され、それぞれに基板２０１の裏面に配設された第１配線２０９、第２配線２１０に電気接続している。ここで、第１スルーホール２０４および第２スルーホール２０５には樹脂２１１が挿設されている。

発光素子２０２の電極（図示せず）が表面配線２０６とボンディングワイヤー２１２により接続されている。更に、基板２０１の表面側、発光素子２０２、表面配線２０６、ボンディングワイヤー２１２を被覆するように封止樹脂２１３が形成されている。ここで、封止樹脂２１３は発光素子の出射光を透過する例えば透明樹脂である。

上述した発光装置は、発光素子用パッケージとして、基本的には配線層の形成された絶縁性の基板を備えた樹脂パッケージに発光素子が封止されることから、その小型化、薄型化が比較的に容易になるとされる。ここで、発光素子用パッケージとして、上記絶縁性の基板の一主面に凹所（キャビティ）が設けられ、そのキャビティ内に発光素子が載置された構造の発光装置が提示されている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、絶縁性の基板の上面に発光素子を取り囲むように上方に開いた周壁体が装着されパッケージ外部への高出射効率あるいは高出射指向性が図られた構造の発光装置が提示されている（例えば、特許文献３参照）。

その他に、従来からの発光素子用パッケージとして上記配線の替わりにリードフレームが用いられ、あるいはすり鉢状のキャビティをもつ樹脂成形体が用いられ、発光素子がそのキャビティ内に載置される構造のものがある（例えば、特許文献４参照）。ここで、上記キャビティの側面には上述した周壁体の場合と同様に光反射層が形成されている。

特開２００８−３０５８３４号公報 特開２００１−３５２１０２号公報 特開２００１−１４４３３３号公報 特開２００４−３３５７４０号公報

しかしながら、従来の発光装置は、基本的には発光素子用パッケージを構成する絶縁性の基板上に発光素子が配置される構造になることから、例えば携帯端末機器のように小型軽量化が加速してくると、それに対応できる大幅な小型化、薄型化に限界が生じてくる。また、その製造工程において、絶縁性の基板への導電層の堆積とそのパターニングによる配線の形成あるいはスルーホール、貫通穴等の形成が必要になるために、発光装置の小型化、薄型化に伴いその高コスト化が避けられない。そして、所要形状のスルーホールはドリル加工、レーザ加工等により行う必要があり、基板に穴バリの発生が生じ易く、その口径が小さくなるに従いスルーホールの側壁へのメッキによる例えば上述したような配線接続層の形成に不具合が生じ易くなる。

更に、例えば複数の発光装置が回路基板等に実装される照明装置において、従来の発光装置にあってはそれ等からの発熱に対する放熱性が低いために、発光素子の発光効率の劣化により寿命が短くなる虞がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、発光装置の小型化、薄型化および低コスト化が容易になる発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。更に、その放熱性に優れた構造の発光装置を安価に提供できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる発光装置は、異なる金属層からなる第１下側導体層と、第１下側導体層上に形成される第１電極導電体と、第１下側導電体層から切り離されて形成される異なる金属層からなる第２下側導体層と、第２下側導体層上に形成され、第１電極導電体に離間して形成される第２電極導電体と、下側導電体層上において第１と第２電極導電体の間に充填された絶縁体層とを有し、第１と第２電極導電体は絶縁体層から露出する側面を有し、第１と第２下側導電体層が絶縁体層に接する領域で切り離される電極基板と、電極基板上に配置され、第１および第２電極導電体の上面部または第１および第２下側導電体層の底部に電気接続された発光素子と、電極基板上で発光素子を封止し発光素子からの光を透過する透光性絶縁体とを具備していることを特徴とする発光装置にある。

そして、本発明にかかる発光装置の製造方法は、積層された互いに異なる材質の電極導電体層と下側導体層のうち、下側導体層をエッチングストッパーにして電極導電体層を選択的エッチングし、下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、下側導体層上を覆い複数の電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、下側導体層を絶縁体層に接する領域で選択的エッチングし、電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離す工程と、隣接する電極導電体の間に充填された絶縁体層上に発光素子を装着し、発光素子の上面に形成された２つの電極を隣接する２つの電極導電体に電気接続する工程と、少なくとも前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、絶縁体層を貫通する電極導電体のうちの所定の電極導電体を貫通する方向に透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する構成になっている。

そして、本発明にかかる他の発光装置の製造方法は、積層された互いに異なる金属の電極導電体層と下側導体層のうち、下側導体層をエッチングストッパーにして前記電極導電体層を選択的にエッチングし、下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、下側導電体層上を覆い複数の電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、下側導体層を絶縁体層が接する領域で選択的エッチングし、電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離して分離する工程と、隣接する電極導電体のうちの１つの電極導電体に発光素子の裏面が導通するように装着する工程と、発光素子の上面に形成された電極を隣接する他の電極導電体の上面部に金属細線で電気接続する工程と、少なくとも発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、絶縁体層を貫通する電極導電体のうちの所定の電極導電体を貫通する方向に透光性絶縁体と共にダイシングする工程とを有する構成になっている。

そして、本発明にかかる他の発光装置の製造方法は、積層された互いに異なる金属の電極導電体層と下側導体層のうち、下側導体層をエッチングストッパーにして電極導電体層を選択的にエッチングし、下側導体層上に複数の分離電極導電体を形成する工程と、下側導電体層上を覆い前記複数の分離電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、前記隣接する３つの分離電極導電体のうちの中の電極導電体をエッチング除去し凹所を形成する工程と、下側導体層を絶縁体層が接する領域で選択的エッチングして切り離し分離する工程と、凹所の底部で露出する下側導体層上に発光素子を装着する工程と、少なくとも発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、絶縁体層を貫通する電極導電体のうちの所定の電極導電体を貫通する方向に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する構成になっている。

さらに、本発明にかかる他の発光装置の製造方法は、積層された互いに異なる金属からなる電極導電体層と下側導体層のうち、下側導体層をエッチングストッパーにして電極導電体層を選択的エッチングし、下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、複数の電極導電体間に露出する下側導体層上を覆い複数の電極導電体の間に絶縁体層を充填する工程と、下側導体層を前記絶縁体層に接する領域で選択的エッチングし、電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離す工程と、絶縁体層をまたがるようにして、切り離された隣接する下側導体層に発光素子を接合する工程と、前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、絶縁体層を貫通する電極導電体のうちの所定の電極導電体を貫通する方向に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程とを有する発光装置の製造方法にある。

本発明の構成により、従来の発光装置に較べて更なる小型化、薄型化が可能になると共にその低コスト化が容易になる。しかも、その放熱性が向上するために、発光効率の劣化が防止され高い信頼性を有し低コストの例えば白色ＬＥＤからなる照明灯、バックライトが可能になる。

本発明の第１の実施形態にかかる発光装置の一例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその底面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる発光装置の図１（ａ）のＸ−Ｘ線にそう断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。 図３に続く発光装置の製造工程を示す製造工程別断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。 本発明の第２の実施形態において複数の発光素子が装着された発光装置を示す上面図であり、（ａ）は４個の発光素子の場合、（ｂ）は３個の発光素子の場合である。 本発明の第３の実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態においてその個片化前の発光装置が複数に集合配列されたシート状基板の一例を示し、それぞれ（ａ）はその上面図、（ｂ）はその底面図である。 本発明の第３の実施形態においてその個片化前の発光装置が複数に集合配列されたシート状基板の他例を示し、それぞれ（ａ）はその上面図、（ｂ）はその底面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。 従来技術における発光装置の一例を示す断面図である。 従来技術における発光装置の他例を示す断面図である。

以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる発光装置およびその製造方法について図１ないし図４を参照して説明する。ここで、図１は本実施形態にかかる発光装置の一例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその底面図である。図２は図１（ａ）のＸ−Ｘ線にそう断面図である。そして、図３および図４は上記発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。

図１および図２に示すように、発光装置１０では、第１電極導電体１１および第２電極導電体１２が、それぞれ第１下側導体層１３と第２下側導体層１４に電気接続して形成されている。そして、これ等の導体層上において第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の間に絶縁体層１５が充填して形成されている。第１下側導体層１３と第２下側導体層１４は絶縁体層１５に接する領域で分離されている。第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の間に充填された絶縁体層１５上に例えばＬＥＤ素子のような発光素子１６が接着剤１７により固着され装着（マウント）されている。ここに、第１電極導電体１１と第１下側導体層１３で第１電極導体を形成し、第２電極導電体１２と第２下側導体層１４とで第２電極導体を形成している。

そして、発光素子１６の上面に外部接続用端子として設けられた２つの電極（図示せず）はそれぞれ金属細線１８により第１電極導電体１１と第２電極導電体１２の上面部に接続されている。上記第１電極導電体１１および第２電極導電体１２、絶縁体層１５、発光素子１６および金属細線１８を透光性の封止樹脂１９すなわち透光性絶縁体で被覆している。ここに電極導体は発光装置の構造、配置に応じて任意のパターンに形成することができ、柱状、ディスク状、また方形、円形、ストライプ状等に形成することができる。

このような発光装置１０において、第１下側導体層１３および第２下側導体層１４は、詳細は後述されるがその製造工程における高精度化あるいは製作の容易さ等を考慮して、２層以上の構造が好ましい。図２に示すように、第１下側導体層１３、第２下側導体層１４は、第１金属箔１３ａと第１金属バリア層１３ｂ、第２金属箔１４ａと第２金属バリア層１４ｂによりそれぞれ構成される。また、上記第１電極導電体１１、第２電極導電体１２、第１下側導体層１３、第２下側導体層１４の表面に例えばニッケル（Ｎｉ）単層、Ｎｉ／金（Ａｕ）あるいはＮｉ／銀（Ａｇ）の複合層から成るメッキ層２０が施されるとよい。

上記発光装置１０において、第１電極導電体１１および第２電極導電体１２は低コスト化の点から銅（Ｃｕ）材が好適である。その他に、アルミニウム（Ａｌ）材、ステンレス材等の金属材を使用することができる。また、２層構造をなす金属箔（金属薄板も含む）および金属バリア層は、それぞれＣｕ箔およびＮｉ層により構成されると好適である。

また、絶縁体層１５に使用される熱可塑性樹脂として、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニールエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリテトラフロロエチレン樹脂等が挙げられる。特に、上記ＬＣＰは、光反射性が高く、また耐熱性、誘電率の高い安定性を有しており極めて好適である。

また、発光素子１６としては例えば三族窒化物系化合物半導体からなり紫外光から青色光を発光する波長変換型ＬＥＤ素子が使用される。その他に、緑色光から赤色光、赤外光を発光するＬＥＤ素子やレーザ素子（ＬＤ素子）を用いることができる。２つの電極には片面配置、両面配置がある。

封止樹脂１９を構成する透明樹脂としては、無色透明なエポキシ樹脂、アクリル樹脂あるいはシリコーン樹脂が極めて好適である。更に、封止樹脂１９中での光の分散材として発光の損失がなく、無色透明で高反射率の材料が添加されるとよい。そのような材料として、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、酸化チタン、硫酸バリウム、エポキシ系樹脂などが挙げられる。

あるいは、波長変換型ＬＥＤ素子の場合は、封止樹脂１９に所要の蛍光体が添加される。そのような蛍光体は、半導体ＬＥＤ素子からの光により励起され長波長側にシフトした波長で発光するものである。例えば、Ａ_３Ｂ_５Ｏ_１２：Ｍ（Ａ：Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｂ等 Ｂ：Ａｌ、Ｇａ Ｍ：Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｃｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｅｒ^３＋等）、ＡＢＯ_３：Ｍ（Ａ：Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｂ Ｂ：Ａｌ、Ｇａ Ｍ：Ｃｅ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｃｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｅｒ^３＋）などのアルミン酸塩、又は、（Ｂａ，Ｃａ，Ｅｕ）_ｘＳｉ_ｙＯ_ｚ：Ｅｕ^２＋などのオルトケイ酸塩が例として挙げられる。

そして、例えばＧａＮ系の半導体ＬＥＤ素子からの青色光によりＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系の蛍光体を励起し、黄色系の蛍光を出射させそれらの混合色である白色光を生成する。あるいは、半導体ＬＥＤ素子からの紫外光により上記封止樹脂１９中に混在する複数の蛍光体を励起し、例えば色光の三原色の赤、緑、青の蛍光を出射させて白色光を生成する。

次に、上記発光装置１０の製造方法の一例について説明する。図３（ａ）に示すように、電極導電体となる例えば２５μｍ〜２００μｍの金属板（例えばＣｕ板）２１、下側導体層となる０．５μｍ〜１μｍ厚の金属バリア層（例えばＮｉ層）２２および１０μｍ〜２００μ厚の金属箔（例えばＣｕ箔）２３の３層構造のクラッド材を用意する。そして、金属板２１の表面に所定パターンを有するエッチングレジスト２４を形成し、更に金属箔２３の裏側の全面を被覆するエッチングレジスト２５を形成する。ここで、これ等のエッチングレジストは、公知の感光性ドライフィルムを用いたフォトリソグラフィにより形成される。

次に、図３（ｂ）に示すように、例えばアンモニアアルカリ性エッチング液等のエッチング液に浸漬し、エッチングレジスト２４，２５をエッチングマスクにして、金属板２１を選択エッチングする。ここで、金属バリア層２２がエッチングストッパーとして機能する。そして、エッチングレジスト２４，２５をアルカリ水溶液により剥離ないし溶解し除去して、図３（ｃ）に示すように、金属バリア層２２および金属箔２３に電気接続しその一主面から突出する複数の分離電極導電体２６が形成される。

次に、図３（ｃ）の分離電極導電体２６が立設された金属バリア層２２および金属箔２３の２層構造体上に熱可塑性シートを積層・配置し、この積層体を例えば３０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度で加熱加圧し一体化する。あるいは、上記一体化後の熱可塑性シートの表面に対して例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）を施す。ここで、熱可塑性シートにＬＣＰフィルムを用いるとよい。ＬＣＰフィルムとしては例えば住友化学社製のＬＣＰキャスト（商品名）、クラレ社製のベクスター（商品名）の等が好適に使用できる。

このようにして、図３（ｄ）に示すように、金属バリア層２２を覆い複数の分離電極導電体２６の間に充填された絶縁体層１５が形成される。ここで、分離電極導電体２６の上面は絶縁体層１５面から貫挿、露出されている。

次に、図３（ｅ）に示すように、分離電極導電体２６の上面はメッキ層２７により被覆する。ここで、メッキ層２７は、例えば３μｍ程度の厚さのＮｉ層をメッキ形成し、その上に例えば１μｍ程度の厚さのＡｕ層をメッキ形成したＮｉ／Ａｕ複合層からなる。

次に、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したエッチングレジストをエッチングマスクにして、下側導体層である金属箔２３および金属バリア層２２を順次に化学薬液によりパターンエッチングして分離する。エッチング部分は絶縁体層１５に接する領域である。これにより図４（ａ）に示すように、分離電極導電体２６にそれぞれ電気接続し互いにパターン分離した複数の下側導体層２８を形成する。なお、このエッチング工程においては、図示しないが電極導電体２６の上面部となるメッキ層２７側の全面はエッチングレジストにより上記エッチングから保護される。分離電極導電体２６、下側導体層２８および絶縁体層１５で電極基板２９を形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、複数の分離電極導電体２６の間に充填した絶縁体層１５上に例えばＡｇペーストのような導電性ペーストあるいは非導電性ペーストにより発光素子１６を接着させて装着する。そして、発光素子１６が装着された絶縁体層１５を挟んで配置される一対の分離電極導電体２６の上面部と、発光素子１６上に設けられている２つの電極（図示せず）とを、例えばＡｕ、Ａｌ等の金属細線１８を通してそれぞれ電気接続する。ここで、上記上面部の平面寸法は、ボンディングワイヤーである金属細線をボンディングできる広さがあれよく、例えば矩形の一辺が２０μｍ〜１００μｍ程度になる。そして、その断面形状は円形、半円形、楕円形、半楕円形、矩形、多角形等種々のもので構わない。

次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁体層１５、発光素子１６、金属細線１８、分離電極導電体２６およびメッキ層２７を被覆するように図２で示した封止樹脂１９を全面に形成する。このようにして、後述の第３の実施形態において詳述する個片化前の発光装置が複数に集合配列されたシート状基板が作製される。

そして、図４（ｄ）に示したようなダイシング線Ｌにおいて上述したシート状基板にダイシングを施し、図１に示したような単体の発光装置に個片化する。なお、個片化した後に、図２に示したようなメッキ層２０を例えば無電解メッキ法によりＮｉ／Ａｕ複合層の構造に形成してもよく、例えば第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の側面、第１下側導体層１３および第２下側導体層１４の底部と側面がメッキ層２０によって被覆されるようにする。以上のようにして、第１の実施形態の発光装置１０が形成される。上記メッキ層２０は、回路基板への実装において、第１電極導電体１１、第２電極導電体１２、第１下側導体層１３および第２下側導体層１４と回路配線あるいは接続ランドとのハンダ接合を容易にする。

上記実施形態において、発光素子１０としてＬＥＤ素子の外部接続用端子がその上面の電極とその底面とからなる場合には、図１および図２において発光素子１０の底面を導電性ペーストにより例えば第２電極導電体１２の上面部と導通するように装着するとよい。この場合には、図１および図２において第２電極導電体１２に接続する金属細線１８は不要になる。

本実施形態の発光装置では、複数の電極導電体の間に充填された絶縁体層の上面に発光素子が装着される。そして、発光素子の電極は金属細線により上記電極導電体の上面部に接続し、この側面を露出した電極導電体を通して絶縁体層の下面に形成した下側導体層と電気接続する構造になる。このために、従来技術のように絶縁基板の上面および端面に配線層を形成する必要がなく、従来技術の場合に較べて発光装置の更なる小型化、薄型化が可能になる。

また、従来技術のような絶縁基板へのスルーホールあるいは貫通穴の形成が不要になるために、発光装置の製造コストの低減が容易になる。特に、発光装置の小型化に伴いスルーホールあるいは貫通穴の口径寸法が微細化する場合にその効果が顕著となる。従来技術で説明したように所要形状のスルーホール等はドリル加工、レーザ加工等により行う必要がある。ここで、絶縁基板に穴バリの発生が生じ易く、その口径が小さくなるに従いスルーホールの側壁へのメッキによる例えば上述したような配線接続層あるいは絶縁基板の側面に形成される配線の形成に不具合が生じ易くなるからである。

また、本実施形態の発光装置の回路基板への実装において、回路基板の回路配線あるいは接続ランドと、上述した電極導電体の側面とのハンダ接合が容易になる。このために、良好なハンダフィレットが形成されて発光装置の固定強度が向上する。また、このハンダフィレット形成は、その検査工程において視認し易い。このようにして、発光装置は、それが実装された回路基板の信頼性が高くなりしかも高歩留まりに生産できることから、極めて実用性に優れたものとなる。

そして、上記実施形態で説明した発光素子が電極導体の上面部に導通装着される場合には、発光装置の動作において、発光素子から発生する熱が上記電極導体を通って放熱され易くなる。このために、発光素子の発熱による発光効率の劣化が防止され高い信頼性を有し低コストの発光装置が実現できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかる発光装置およびその製造方法について図５および図６を参照して説明する。ここで、図５は本実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。そして、図６は上記発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。この実施形態では、発光素子が絶縁体層に設けられた凹所の底部で露出する下側導体層上に導通装着される。この点が第１の実施形態と主に異なるところである。以下、その異なるところを主に説明する。

図５に示すように、発光装置３０では、第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の間に充填された絶縁体層１５に凹所３１が形成されている。そして、凹所３１で露出する第２下側導体層１４の第２金属バリア層１４ｂにメッキ層３２が形成され、例えば導電性ペーストからなる接着剤（図示せず）により、発光素子１６が第２金属バリア層１４ｂに接着されて凹所３１の底部の第２下側導体層１４に対し導通装着されている。

そして、発光素子１６の上面に設けられた電極（図示せず）が金属細線１８により第１電極導電体１１の上面部に接続されている。その他は、その構成材料も含めて第１の実施形態で説明したのと同様になっている。

次に、第２の実施形態にかかる発光装置の製造方法の一例について図６を参照して説明する。この場合、第１の実施形態で説明した図３（ｄ）の製造工程まではその寸法以外は同様に作製する。図３（ｄ）の工程を図６（ａ）で示す。この後に図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより所定パターンのエッチングレジスト３３および金属箔２３の裏面の全面を被覆するエッチングレジスト３４を形成する。そして、所定の分離電極導電体２６を化学薬液によりエッチング除去し凹所３１を形成し、その後にエッチングレジスト３３，３４を除去する。

次に、図６（ｃ）に示すように、第１の実施形態で説明したように分離電極導電体２６の上面はメッキ層２７により被覆し、同時に凹所３１の底部もメッキ層３２により被覆する。

次に、第１の実施形態で説明したのと同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したエッチングレジストをエッチングマスクにして、金属箔２３および金属バリア層２２を順次に化学薬液によりパターンエッチングする。そして、図６（ｄ）に示すように、絶縁体層１５に接する領域において互いにパターン分離した下側導体層２８を形成する。

次に、図６（ｅ）に示すように、凹所３１上に例えばＡｇペーストのような導電性ペーストにより発光素子１６を下側導体層２８上のメッキ層３２に接着させて装着する。そして、発光素子１６が装着された下側導体層２８とは異なる下側導体層に接続する分離電極導電体２６のメッキ層２７から成る上面部と、発光素子１６上の電極（図示せず）とを金属細線１８を通して電気接続する。

そして、第１の実施形態で説明したのと同様に、絶縁体層１５、発光素子１６、金属細線１８、分離電極導電体２６およびメッキ層２７を被覆するように封止樹脂１９を全面に形成する。そして、図６（ｅ）に示したようなダイシング線Ｌに沿ったダイシングを施し個片化して図５に示したような発光装置３０を作製する。以上のようにして、第２の実施形態の発光装置３０が形成される。

上記実施形態において、発光装置３０は、第１電極導電体１１と第２電極導電体１２の間に複数の発光素子が装着される構造にすることができる。この例について図７を参照して説明する。図７は複数の発光素子が装着された発光装置を示す上面図であり、（ａ）は４個の発光素子の場合、（ｂ）は３個の発光素子の場合である。

図７（ａ）に示すように、平面形状が短冊状に延在する第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の間に充填された絶縁体層１５に複数（図では４個）の凹所３１が例えば一列に配列して設けられている。そして、各凹所３１に発光素子１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄが、図５で説明したのと同様にして第２下側導体層１４上に導通装着されている。そして、それぞれの発光素子上の電極は金属細線１８を介して第１電極導電体１１に電気接続されている。ここで、これ等の発光素子の発光色は異なっていてもよいし、同一の発光色になってもよい。

これに対し、図７（ｂ）に示すように、例えば平面形状が円弧パターンに配設される第１電極導電体１１および第２電極導電体１２の間に充填された絶縁体層１５において、例えば３角形配置に３個の凹所３１が設けられている。そして、これ等の凹所３１に発光素子１６ａ、１６ｂおよび１６ｃが図５で説明したのと同様にして、第２下側導体層１４上に導通装着されている。そして、これ等の発光素子上の電極は金属細線１８を介し第１電極導電体１１に電気接続されている。ここで、これ等の発光素子の発光色は赤色、緑色、青色の色光の三原色の可視光を出射し白色光が取り出されるようになる。この場合、封止樹脂１９は、例えば第１の実施形態で説明した無色透明なエポキシ樹脂、アクリル樹脂あるいはシリコーン樹脂が極めて好適に使用される。

なお、図７で説明したように発光装置に複数の発光素子が配置される構造の発光装置は、第１の実施形態で説明した発光装置１０の場合にも同様にして形成できる。

第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様な作用効果が奏され、発光装置の小型化、薄型化および低コスト化が可能になる。また、第２の実施形態では、第１の実施形態の場合に較べて、発光装置の動作における発光素子から発生する熱の放熱性が大幅に向上する。これは、発光素子１６が第２下側導体層１４に直接に接合された構造になり、この第２下側導体層１４を介した放熱が増大するからである。そして、発光素子の発熱による発光効率の劣化が防止され更に高い信頼性を有する発光装置が実現される。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる発光装置について図８ないし図１０を参照して説明する。ここで、図８は本実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。そして、図９および図１０は発光装置製造のダイシングによる個片化前の発光装置が複数に集合配列されているシート状基板を示し、それぞれ（ａ）はその上面図、（ｂ）はその底面図である。

図８に示すように、本実施形態の発光装置４０は、第１の実施形態で説明したのと同様な単体の発光装置が所要数（図では６個）、直列に一次元配列した構造になっている。すなわち、電気接続している第１電極導電体１１と第１下側導体層１３、電気接続している第２電極導電体１２と第２下側導体層１４との間に、複数の分離電極導電体２６を介し金属細線１８を通して発光素子１６が複数個に直列接続されている。ここで、発光素子１６が例えば三族窒化物系化合物半導体からなる波長変換型ＬＥＤ素子になり、封止樹脂１９には例えば透明樹脂に所要の蛍光体が添加され、発光装置４０は白色ＬＥＤとなるように構成される。

このような発光装置４０は、例えば携帯用機器における液晶表示装置のエッジライト方式のＬＥＤバックライト光源として効果的に使用することができる。この場合、発光装置４０は例えば薄い配線板上に実装され、その配線板の下面にＡｌのような金属板あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のような熱伝導性のよい絶縁板からなる放熱板が貼着される。そして、発光装置４０の動作時において、多数の発光素子１６から発生する熱は、分離電極導電体２６および下側導体層２８を介して上記放熱板に伝熱され放熱される。

上記発光装置４０は、第１の実施形態における発光装置の製造方法で説明した例えば図４（ｃ）に示した個片化前の状態にあるシート状基板から所定のダイシングを通して作製される。すなわち、図９に示すようにシート状基板４１には個片化前の状態の発光装置が複数に集合配列され作製されている。ここで、図９（ａ）では図を簡明にするためにダイシング線Ｌにより切り出されて作製される発光装置４０以外は、発光素子１６および細線金属１８等は・印で示し図示省略した。なお、シート状基板４１の周縁は分離電極導電体２６と同一材料により形成された外枠４３で縁取られている。また、このシート状基板４１はその上面が封止樹脂１９で被覆されている。

上述したシート状基板４１をダイシング線Ｌにより個片化することにより図８に示した発光装置４０が製造される。そして、同様なダイシングにより同一基板から所要数の発光装置４０を切り出し製造することができる。上記個片化において、図９に示すように、第１電極導電体１１および第２電極導電体１２はシート状の絶縁体層を貫挿する方向に剪断され、その側面が露出することになる。なお、第１の実施形態で説明した発光装置１０は例えば同図のシート状基板４１において、ダイシング線Ｌに沿って切り出し個片化して製造される。

次に、第１の実施形態で説明したのと同様な単体の発光装置が所要数（図では２４個）直並列に二次元配列した構造の発光装置５０について、図１０を参照し説明する。この場合のシート状基板５１には、図１０（ａ）に示すように、第１電極導電体１１と第１下側導体層１３、および第２電極導電体１２と第２下側導体層１４になる電極導体は、その平面形状が細長いパターンに形成されている。そして、これ等の電極導体の間に例えば円形状の分離電極導電体２６が所要数に二次元配列され、同様に発光素子１６がこれ等の分離電極導電体２６間に二次元配置されている。ここで、第１電極導電体１１から第２電極導電体１２にかけて、一次元方向に配置の発光素子１６は分離電極導電体２６を介し金属細線によりで互いに電気接続される。すなわち、発光装置５０は、例えば図８で説明したような発光装置４０が形成され、この４個の発光装置４０が並列配置された構造になる。

発光装置５０は、上記シート状基板５１のダイシング線Ｌの沿った切り出しにより個片化されて製造される。この場合も、上記シート状基板５１では、図を簡明にするために発光装置５０を示す領域以外は、発光素子１６および細線金属１８等は・印で示し図示省略した。また、シート状基板５１の周縁は分離電極導電体２６と同一材料により形成された外枠５３で縁取られ、上面は封止樹脂１９で被覆される。

このような発光装置５０は、例えば白色ＬＥＤの照明装置として有効に使用することができる。この場合、発光装置５０は例えばリジッド配線板上に実装され、その配線板の下面に上述したような放熱板が貼着される。そして、発光装置５０の動作時において、多数の発光素子１６から発生する熱が、発光装置４０搭載のＬＥＤバックライトの場合と同様にして分離電極導電体２６および導電体層２８を介して放熱板に伝熱され効果的に放熱される。

第３の実施形態に説明した複数の単体の発光装置からなる発光装置４０，５０は、第２の実施形態で説明した単体の発光装置３０がそれぞれ直列あるいは直並列に形設された構造になっていてもよい。

第３の実施形態では、第１および第２の実施形態で説明したのと全く同様な作用効果が奏される。そして、複数の単体の発光装置を一体に集積させた構造の発光装置を作製することにより、種々の表示装置あるいは照明装置のコンパクト化が可能になる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態にかかる発光装置およびその製造方法について図１１および図１２を参照して説明する。ここで、図１１は本実施形態にかかる発光装置の一例を示す断面図である。そして、図１２は上記発光装置の製造方法の一例を示す製造工程別断面図である。

この実施形態では、フリップチップ構造の発光素子に適用される。例えばＬＥＤの発光素子６１はペレットの両端側に電極をもち、Ａｕ−錫（Ｓｎ）系合金等のハンダやＡｕバンプを介して下側導体層１３，１４に接合される。電極基板の構造は第１の実施形態で説明した構造と同様である。ただ、発光素子６１のサイズに合わせて下側導体層１３，１４の間隙を狭くする。下側導体層は電極導電体の幅大部の側にあるので、機械的な強度が大きい。

第４の実施形態にかかる発光装置の製造方法の一例について図１２を参照して説明する。この場合、第１の実施形態で説明した図４（ａ）の製造工程まではその寸法以外は同様に作製する。図４（ａ）の工程を図１２（ａ）で示す。

次に、図１２（ｂ）に示すように、第１の実施形態で説明したのと同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したエッチングレジストをエッチングマスクにして、金属箔２３および金属バリア層２２を順次に化学薬液によりパターンエッチングする。そして、絶縁体層１５に接する領域において互いにパターン分離した下側導体層２８を形成する。この工程で、第１の実施形態で説明したように下側導体層露出面はメッキ層（図示しない）により被覆する。

次に、図１２（ｃ）に示すように、フリップチップ構造の発光素子６１の電極面にＡｕバンプを配置したものを、絶縁体層１５をまたぐようにして下側導電層２８に超音波ボンディングで接合する。

そして、図１２（ｄ）に示す次工程で発光素子６１を被覆するように封止樹脂１９を下側導体層側に全面に形成する。そして、図１２（ｄ）に示したようなダイシング線Ｌに沿ったダイシングを施し個片化して図１１に示したような発光装置６０を作製する。第４の実施形態によれば、製造、放熱性に優れた発光装置を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

上記実施形態において、電極導電体が順テーパーを有し台形に形成されている場合が示されているが、この電極導電体は垂直形状になっていてもよいし、あるいは逆テーパー構造になっていても構わない。ここで、逆テーパー構造になる場合には、第2の実施形態において形成される凹所３１は図５の上方に開いた形状になる。

また、上記実施形態では、発光装置の製造においてその個別化のためのダイシング工程が樹脂封止の後工程になる場合について説明しているが、発光素子用パッケージをダイシングにより個片化した後工程に発光素子の装着、金属細線によるワイヤーボンディング、樹脂封止を行うようにしても構わない。

１０，３０，４０，５０…発光装置、１１…第１電極導電体、１２…第２電極導電体、１３…第１下側導体層、１３ａ…第１金属箔、１３ｂ…第１金属バリア層、１４…第２下側導体層、１４ａ…第２金属箔、１４ｂ…第２金属バリア層、１５…絶縁体層、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，６１…発光素子、１７…接着剤、１８…金属細線、１９…封止樹脂（透光性絶縁体）、２０，２７，３２…メッキ層、２１…金属板（電極導電体層）、２２…金属バリア層（下側導体層）、２３…金属箔（下側導体層）、２４，２５，３３，３４…エッチングレジスト、２６…分離電極導電体、２８…下側導体層、２９…電極基板、３１…凹所、４１，５１…シート状基板、４３，５３…外枠、Ｌ…ダイシング線

Claims (10)

1. 異なる金属層からなる第１下側導体層と、
   前記第１下側導体層上に形成される第１電極導電体と、
   前記第１下側導電体層から切り離されて形成される異なる金属層からなる第２下側導体層と、
   前記第２下側導体層上に形成され、前記第１電極導電体に離間して形成される第２電極導電体と、
   前記下側導電体層上において前記第１と第２電極導電体の間に充填された絶縁体層とを有し、
   前記第１と第２電極導電体は前記絶縁体層から露出する側面を有し、前記第１と第２下側導電体層が前記絶縁体層に接する領域で切り離される電極基板と、
   前記電極基板上に配置され、前記第１および第２電極導電体の上面部または前記第１および第２下側導電体層の底部に電気接続された発光素子と、
   前記電極基板上で前記発光素子を封止し前記発光素子からの光を透過する透光性絶縁体と、を具備していることを特徴とする発光装置。
2. 前記第１および第２電極導電体の前記上面部および前記側面と、前記第１および第２下側導体層の底部および側面が、メッキ層によって被覆されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記発光素子は、前記絶縁体層上に装着され、前記第１および第２電極導電体の上面部に金属細線によって接続される請求項１記載の発光装置。
4. 前記発光素子は、前記第１および第２下側導電体層の底部に接続される請求項１記載の発光装置。
5. 前記絶縁体層は、前記第２下側導電体層が露出する凹所を有し、前記凹所に前記発光素子が装着され前記第２下側導電体層に接続されるとともに、金属細線によって前記第１電極導電体の上面部に接続される請求項１記載の発光装置。
6. 積層された互いに異なる金属からなる電極導電体層と下側導体層のうち、前記下側導体層をエッチングストッパーにして前記電極導電体層を選択的エッチングし、前記下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、
   前記下側導体層上を覆い前記複数の電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、
   前記下側導体層を前記絶縁体層に接する領域で選択的エッチングし、前記電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離す工程と、
   隣接する前記電極導電体の間に充填された前記絶縁体層上に発光素子を装着し、前記発光素子の上面に形成された２つの電極を前記隣接する２つの電極導電体に電気接続する工程と、
   少なくとも前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、
   前記絶縁体層の形成により前記絶縁体層を貫通する前記電極導電体のうちの所定の電極導電体を前記貫通する方向に前記透光性絶縁体と共に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する発光装置の製造方法。
7. 積層された互いに異なる金属の電極導電体層と下側導体層のうち、前記下側導体層をエッチングストッパーにして前記電極導電体層を選択的にエッチングし、前記下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、
   前記下側導電体層上を覆い前記複数の電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、
   前記下側導体層を前記絶縁体層が接する領域で選択的エッチングし、前記電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離して分離する工程と、
   隣接する前記電極導電体のうちの１つの電極導電体に発光素子の裏面が導通するように装着する工程と、
   前記発光素子の上面に形成された電極を前記隣接する他の電極導電体の上面部に金属細線で電気接続する工程と、
   少なくとも前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、
   前記絶縁体層を貫通する前記電極導電体のうちの所定の電極導電体を前記貫通する方向に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する発光装置の製造方法。
8. 積層された互いに異なる金属の電極導電体層と下側導体層のうち、前記下側導体層をエッチングストッパーにして前記電極導電体層を選択的にエッチングし、前記下側導体層上に複数の分離電極導電体を形成する工程と、
   前記下側導体層上を覆い前記複数の分離電極導電体の間に充填される絶縁体層を形成する工程と、
   前記隣接する３つの分離電極導電体のうちの中の電極導電体をエッチング除去し凹所を形成する工程と、
   前記下側導体層を前記絶縁体層が接する領域で選択的エッチングして切り離し分離する工程と、
   前記凹所の底部に露出する前記下側導体層上に発光素子を装着する工程と、少なくとも前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、
   前記絶縁体層を貫通する前記電極導電体のうちの所定の電極導電体を前記貫通する方向に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する発光装置の製造方法。
9. 積層された互いに異なる金属からなる電極導電体層と下側導体層のうち、前記下側導体層をエッチングストッパーにして前記電極導電体層を選択的エッチングし、前記下側導体層上に複数の電極導電体を形成する工程と、
   前記複数の電極導電体間に露出する前記下側導体層上を覆い前記複数の電極導電体の間に絶縁体層を充填する工程と、
   前記下側導体層を前記絶縁体層に接する領域で選択的エッチングし、前記電極導電体のそれぞれに電気接続する部分に切り離す工程と、
   前記絶縁体層をまたがるようにして、前記切り離された隣接する前記下側導体層に発光素子を接合する工程と、
   前記発光素子を透光性絶縁体により封止する工程と、
   前記絶縁体層を貫通する前記電極導電体のうちの所定の電極導電体を前記貫通する方向に前記透光性絶縁体と共にダイシングする工程と、を有する発光装置の製造方法。
10. 前記電極導電体が銅層であり、前記下側導体層がニッケル層あるいは積層するニッケル層と銅箔であり、前記絶縁体層が液晶ポリマーあるいは白色系の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。

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