JP2013110288A - サイドビュー型発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシングカット時の金属片等付着による上部端子電極パターン間の電気的短絡を防いだサイドビュー型発光装置の提供。
【解決手段】多面取り絶縁基板１ａにスルーホールTH₁〜TH_４を形成し、スルーホールの全体もしくは内壁に導電層を形成し、表面に端子電極パターンP₁₁〜P_１４を形成し、裏側に端子電極パターンP₂₁〜P_２４を形成し、ＬＥＤチップ２−１、２−２を表面側の端子電極パターンP₁₂、P₁₃上にダイボンディングし、表面側の端子電極パターンP₁₁とＬＥＤチップ２−１とをボンディングワイヤ３−１によって接続し、端子電極パターンP₁₃とＬＥＤチップ２−２とをボンディングワイヤ３−２によって接続し、多面取り絶縁基板及び封止樹脂層４ａをサイドビュー型ＬＥＤ装置毎に分割し、絶縁基板の一側面を含むプリント基板７に対する実装面である分割面に対向する他の側面を含む露出した領域に、有機樹脂絶縁層６を塗布する。
【選択図】図７

Description

本発明はサイドビュー型発光装置たとえばサイドビュー型発光ダイオード（ＬＥＤ）装置及びその製造方法に関する。

たとえば、液晶表示（ＬＣＤ）装置のバックライト光源として用いられるサイドエッジ型面状発光装置には、プリント基板に垂直に実装したサイドビュー型ＬＥＤ装置が用いられる（参照：特許文献１、２、３）。

従来のサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法は次の通りである。

（１）スルーホール形成工程：多面取り絶縁基板に必要なスルーホールを形成してスルーホール全体もしくは内壁に導電層を形成する。
（２）端子電極パターン形成工程：多面取り絶縁基板の表面及び裏面に端子電極パターンを形成する。この場合、多面取り絶縁基板の表面の端子電極パターンと多面取り絶縁基板の裏面の端子電極パターンとはスルーホールの導電層を介して電気的に接続される。
（３）ＬＥＤチップダイボンディング工程：多面取り絶縁基板の表面の各サイドビュー型ＬＥＤ装置に対して少なくとも１つのＬＥＤチップをダイボンディングし、必要に応じてＬＥＤチップと多面取り絶縁基板の表面側の端子電極パターンとの間をボンディングワイヤ等によって電気的に接続する。
（４）樹脂封止工程：多面取り絶縁基板の表面側のＬＥＤチップを樹脂によって封止する。
（５）ダイシングカット工程：多面取り絶縁基板及び封止樹脂をダイシングによって分割して複数のサイドビュー型ＬＥＤ装置（パッケージ）を完成する。
このようにしてダイシングによって分割して得られたサイドビュー型ＬＥＤ装置をプリント基板上に垂直に半田等によって実装する。

特開平１０−２９００２９号公報 特開２００３−７８１７６号公報 特開２００４−６３９７３号公報

しかしながら、上述の従来のサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法によって得られるサイドビュー型ＬＥＤ装置においては、ダイシングカットされたサイドビュー型ＬＥＤ装置の実装面に対向する対向面であるダイシングカット面の端子電極パターンが露出された状態となっているので、プリント基板上に実装された後に、保管、搬送等でサイドビュー型ＬＥＤ装置の上述のダイシングカット面に露出された端子電極パターンに金属片等が付着した場合には、上述の端子電極パターン間が電気的に短絡するという課題があった。

上述の課題を解決するために、本発明に係るサイドビュー型発光装置は、絶縁基板と、絶縁基板の表面及び裏面の少なくとも一部に形成された複数の端子電極パターンと、絶縁基板の表面上に配置され、端子電極パターンの少なくとも１つに電気的に接続された発光素子とを具備する。また、絶縁基板の一側面を含む面をプリント基板に対する実装面とし、実装面に対向する絶縁基板の他の側面を含む面を実装対向面とし、複数の端子電極パターンの実装対向面に露出した領域に形成された絶縁層を具備するものである。これにより、端子電極パターン間の上部が絶縁層によって電気的に絶縁される。

また、本発明に係るサイドビュー型発光装置の製造方法は、多面取り絶縁基板上に複数の端子電極パターンを形成する端子電極パターン形成工程と、多面取り絶縁基板の表面上に発光素子を装着する発光素子装着工程と、多面取り絶縁基板を分割する分割工程と、多面取り絶縁基板の分割面のうち、プリント基板に対する実装面である一分割面に対向する他の分割面に露出した端子電極パターンの領域を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを具備するサイドビュー型発光装置の製造方法。
を具備するものである。

本発明によれば、サイドビュー型発光装置の実装面に対向する対向面である分割面（ダイシングカット面）に露出した端子電極パターンの領域に絶縁層を設けているので、プリント基板上に実装された後に、たとえサイドビュー型発光装置の上記領域に金属片等が付着した場合にも、端子電極パターン間が電気的に短絡する可能性はなくなる。

本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す一部断面を含む斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す概略参考断面図である。 本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は概略参考断面図である。

図１〜図７は本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第１の実施の形態を示す図である。尚、図１〜図７に示す第１の実施の形態においては、サイドビュー型ＬＥＤ装置は２つのＬＥＤチップを有するとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

始めに、スルーホール、端子電極パターン形成工程を示す図１を参照する。図１はＬＥＤチップ実装面と反対面（裏面）を示している。たとえば、ガラスエポキシ等の樹脂よりなる多面取り絶縁基板１にスルーホールTH₁、TH₂、TH₃、TH₄、…を形成し、スルーホールTH₁、TH₂、TH₃、TH₄、…内の全体もしくは内壁にたとえばCuよりなる導電層をめっき法等によって形成する。但し、多面取り絶縁基板１はセラミック等を用いてもよい。また、第１の実施の形態においては、導電層はスルーホールTH₁、TH₂、TH₃、TH₄、…の内壁に形成されているものと仮定する。その後、多面取り絶縁基板１の表面にたとえばCuよりなる端子電極パターンP₁₁、P₁₂、P₁₃、P₁₄、…をめっき法、フォトリソグラフィー／エッチング法等により形成すると共に、多面取り絶縁基板１の裏側にもたとえばCuよりなる端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄をめっき法、フォトリソグラフィー／エッチング法等により形成する。この場合、端子電極パターンP₁₁、P₁₂、P₁₃、P₁₄、…は各端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄にスルーホールTH₁、TH₂、TH₃、TH₄、…の導電層を介して電気的に接続される。尚、スルーホールについてはTH₁、TH₂、TH₃、TH₄のみを図示し、また、多面取り絶縁基板１の表面の端子電極パターンについてはP₁₁、P₁₂、P₁₃、P₁₄のみを図示する。また、図１において、DF1は行方向分割予定面、DF2は列方向分割予定面を示し、１行分のみを詳しく図示し、他は省略してある。

次に、ＬＥＤチップダイボンディング工程を示す図２を参照すると、ＬＥＤチップ２−１、２−２、…を多面取り絶縁基板１の表面側の端子電極パターンP₁₂、P₁₃、…上にダイボンディングする。この場合、ＬＥＤチップ２−１、２−２のカソードが端子電極パターンP₁₂、P₁₃、…、スルーホールTH₂、TH₃、…の導電層を介して各端子電極パターンP₂₂、P₂₃に電気的に接続されることになる。

次に、ワイヤボンディング工程を示す図３を参照すると、多面取り絶縁基板１の表面側の端子電極パターンP₁₁とＬＥＤチップ２−１とをボンディングワイヤ３−１によって接続し、また、端子電極パターンP₁₄とＬＥＤチップ２−２とをボンディングワイヤ３−２によって接続する。多面取り絶縁基板１の表面側の図示しない端子電極パターンも同様である。この場合、ＬＥＤチップ２−１、２−２のアノードがボンディングワイヤ３−１、３−２、…、スルーホールTH₁、TH₄、…の導電層を介して端子電極パターンP₂₁、P₂₄に電気的に接続されることになる。

次に、樹脂封止工程を示す図４を参照すると、ＬＥＤチップ２−１、２−２、…及びボンディングワイヤ３−１、３−２、…たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂で樹脂封止して硬化させて封止樹脂層４を形成する。この樹脂封止は、ポッティング、トランスファ成形等の適当な方法で行われる。

次に、ダイシングカット工程を示す図５を参照すると、多面取り絶縁基板１及び封止樹脂層４を図４の行方向分割予定面DF1及び列方向分割予定面DF2に沿って切断して絶縁基板１ａ及び封止樹脂層４ａに個片化する。このときに生ずる端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄のばりは適宜除去される。

図５においては、個片化された絶縁基板１ａは長方形形状をなしている。また、ダイシングカット面（分割面）のうち、プリント基板との実装面F1に対向する（平行な）実装対向面F2には、絶縁基板１ａ、封止樹脂層４ａ、端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄が露出している。

図５に示すサイドビュー型ＬＥＤ装置は、保管、搬送等のために、図６の（Ａ）に示すように、実装面F1が下となるようにキャリアテープ６１内の凹部に収納される。このとき、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2にシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂６２ａよりなる絶縁層６をスタンプ６２を用いて塗布して硬化させる。つまり、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装面F1とされる分割面と対向する実装対向面F2である分割面上に絶縁層６を形成する。その後、図６の（Ｂ）に示すように、カバーテープ６３でカバーする。尚、この場合、絶縁層６はサイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2全面に形成されているが、少なくとも端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄のサイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2の露出した領域上に形成されていればよい。尚、絶縁層６はスタンプ印刷に限らず、スクリーン印刷、接着テープの貼付など他の手法により適宜形成することができ、また、必要に応じてキャリアテープを用いればよい。さらに、絶縁層６は、樹脂のみならず、ガラス、セラミック等の他の絶縁材料を用いることができる。

図１〜図６に示す工程によって形成したサイドビュー型ＬＥＤ装置は、図７に示すごとく、サイドビュー型ＬＥＤ装置の絶縁層６を上にしてプリント基板７上に垂直に半田７１によって実装される。この場合、サイドビュー型ＬＥＤ装置の端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄はプリント基板７の配線パターンP₃₁、P₃₂、P₃₃、P₃₄に半田７１を介して電気的に接続される。尚、図７において、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図であり、光軸は、図７の（Ｂ）の矢印に示すごとく、側方に向うようになっている。

上述の第１の実施の形態においては、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2に金属片等が付着しても、絶縁層６の存在のために、端子電極パターンP₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄が電気的に短絡することはない。

図８〜図１１は本発明に係るサイドビュー型ＬＥＤ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す図である。尚、図８〜図１１に示す第２の実施の形態においても、サイドビュー型ＬＥＤ装置は２つのＬＥＤチップを有するとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

始めに、スルーホール、端子電極パターン形成工程を示す図８を参照する。図８はＬＥＤチップ実装面と反対面（裏面）を示している。ガラスエポキシ等の樹脂よりなる多面取り絶縁基板１’にスルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…を形成し、スルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…内の全体もしくは内壁にたとえばCuよりなる導電層をめっき法等によって形成する。但し、第１の実施の形態と同様に、導電層はスルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…の内壁に形成されているものと仮定する。その後、多面取り絶縁基板１’の表面にたとえばCuよりなる端子電極パターンP₁₁’、P₁₂’、P₁₃’、P₁₄’、…（図９の（Ａ）参照）をめっき法、フォトリソグラフィー／エッチング法等により形成すると共に、多面取り絶縁基板１’の裏側にもたとえばCuよりなる端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’、…をめっき法、フォトリソグラフィー／エッチング法等により形成する。この場合、多面取り絶縁基板１の表面側の図示しない端子電極パターンP₁₁’、P₁₂’、P₁₃’、P₁₄’、…は各端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’にスルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…の導電層を介して電気的に接続される。尚、スルーホールについてはTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’のみを図示する。また、図８において、DF1’は行方向分割予定面、DF2’は列方向分割予定面を示し、これらの分割予定面DF1’、DF2’はスルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…の中心を通る面である。

次に、図示しないが、ＬＥＤチップダイボンディング工程において、ＬＥＤチップ２’−１、２’−２、…を多面取り絶縁基板１’の表面側の端子電極パターンP₁₂’、P₁₃’、…上にダイボンディングする（図９の（Ａ）参照）。この場合、ＬＥＤチップ２’−１、２’−２のカソードが多面取り絶縁基板１’の表面側の端子電極パターンP₁₂’、P₁₃’、…、スルーホールTH₂’、TH₃’、…の導電層を介して端子電極パターンP₂₂’、P₂₃’、…に電気的に接続されることになる。

次に、図示しないが、ワイヤボンディング工程において、多面取り絶縁基板１の表面側の１つの端子電極パターンP₁₁’と１つのＬＥＤチップ２’−１とをボンディングワイヤ３’−１（図９の（Ａ）参照）によって接続し、また、他の１つの端子電極パターンP₁₄’と他の１つのＬＥＤチップ２’−２とをボンディングワイヤ３’−２（図９の（Ａ）参照）によって接続する。この場合、ＬＥＤチップ２’−１、２’−２のアノードがボンディングワイヤ３’−１、３’−２、…、スルーホールTH₁’、TH₄’、…の導電層を介して端子電極パターンP₂₁’、P₂₄’に電気的に接続されることになる。

次に、図示しないが、樹脂封止工程において、多面取り絶縁基板１の表面側のＬＥＤチップ２’−１、２’−２、…及びボンディングワイヤ３’−１、３’−２、…をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等で樹脂封止して硬化させて封止樹脂層４’（図９の（Ａ）参照）を形成する。この樹脂封止は、ポッティング、トランスファ成形等の適当な方法で行われる。

次に、ダイシングカット工程を示す図９を参照すると、多面取り絶縁基板１’及び封止樹脂層４’を図８の行方向分割予定面DF1’及び列方向分割予定面DF2’に沿って切断して個片化する。この場合、ダイシングカット面はスルーホールTH₁’、TH₂’、TH₃’、TH₄’、…の中心を通る面である。また、このときに生ずる端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’のばりは適宜除去される。

図９においては、個片化された絶縁基板１ａは四隅が厚さ方向に切り欠いた略長方形形状をなしている。また、ダイシングカット面（分割面）のうち、プリント基板との実装面F1’に対向する（平行な）実装対向面F2’には、絶縁基板１’ａ、封止樹脂層４’ａ、端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’が露出している。

図９に示すサイドビュー型ＬＥＤ装置は、保管、搬送等のために、図１０の（Ａ）に示すように、実装面F1’が下となるようにキャリアテープ６１内の凹部に収納される。このとき、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2’にシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂６２ａよりなる絶縁層６’をスタンプ６２を用いて塗布して硬化させる。つまり、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装面F1’とされる分割面と対向する実装対向面F2’である分割面上に絶縁層６’を形成する。その後、図１０の（Ｂ）に示すように、カバーテープ６３でカバーする。尚、この場合、絶縁層６’はサイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2’全面に形成されているが、少なくとも端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’のサイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2’の露出した領域上に形成されていればよい。尚、絶縁層６’はスタンプ印刷に限らず、スクリーン印刷、接着テープの貼付など他の手法により適宜形成することができ、また、必要に応じてキャリアテープを用いればよい。さらに、絶縁層６’は、樹脂のみならず、ガラス、セラミック等の他の絶縁材料を用いることができる。また、絶縁層６’は、スルーホールTH₂’、TH₃’の内壁に形成されていてもよい。

図８〜図１０に示す工程によって形成したサイドビュー型ＬＥＤ装置は、図１１に示すごとく、サイドビュー型ＬＥＤ装置の絶縁層６’を上にしてプリント基板７’上に垂直に半田７１’によって実装される。この場合、サイドビュー型ＬＥＤ装置の端子電極パターンP₂₁’、P₂₂’、P₂₃’、P₂₄’はプリント基板７’の配線パターンP₃₁’、P₃₂’、P₃₃’、P₃₄’に半田７１’を介して電気的に接続される。尚、図１１において、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図であり、光軸は、図１１の（Ｂ）の矢印に示すごとく、側方に向うようになっている。

尚、図１０の（Ａ）、（Ｂ）及び図１１（Ｂ）は、ＬＥＤチップを通る概略参考断面図である。ＬＥＤチップ２’−１（２’−２）の断面には、端子電極パターンP₁₂’、P₁₃’は、正確には実装対向面F2’と同一面まで延在していないが、本発明の説明を容易とするために、図１０の（Ａ）、（Ｂ）、図１１の（Ｂ）においては、参考のために実装対向面F2’と同一面まで端子電極パターンP₁₂’及びP₁₃’の延在を図示している。

上述の第２の実施の形態においては、サイドビュー型ＬＥＤ装置の実装対向面F2’に金属片等が付着しても、絶縁層６’の存在のために、スルーホールTH₂’、TH₃’、端子電極パターンP₂₂’、P₂₃’が電気的に短絡することはない。

尚、本発明は１つもしくは３つ以上のＬＥＤチップを有する場合にも適用でき、また、ＬＥＤチップ以外の発光するチップたとえば半導体レーザ素子チップ等にも適用できる。また、ＬＥＤチップは端子電極パターン上にダイボンディングされているが、絶縁基板の表面に直接ダイボンディングしてもよい。

１、１’：多面取り絶縁基板
１ａ、１’ａ：絶縁基板
２−１、２−２、２’−１、２’−２：ＬＥＤチップ
３−１、３−２、３’−１、３’−２：ボンディングワイヤ
４、４’：封止樹脂層
４ａ、４’ａ：封止樹脂層
６、６’：絶縁層
７、７’：プリント基板
６１：キャリアテープ
６２：スタンプ
６３：カバーテープ
TH₁、TH₂、…、TH₁’、TH₂’、…：スルーホール
P₁₁、P₁₂、…、P₁₁’、P₁₂’、…：端子電極パターン
P₂₁、P₂₂、…、P₂₁’、P₂₂’、…：端子電極パターン
P₃₁、P₃₂、…、P₃₁’、P₃₂’、…：配線パターン
F1、F1’：実装面
F2、F2’：実装対向面

Claims (5)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の表面及び裏面の少なくとも一部に形成された複数の端子電極パターンと、
   前記絶縁基板の表面上に配置され、前記端子電極パターンの少なくとも１つに電気的に接続された発光素子と
   を具備し、
   前記絶縁基板の一側面を含む面をプリント基板に対する実装面とし、前記実装面に対向する前記絶縁基板の他の側面を含む面を実装対向面とし、
   前記複数の端子電極パターンの前記実装対向面に露出した領域に形成された絶縁層を具備するサイドビュー型発光装置。
2. 前記複数の端子電極パターンの一部は前記絶縁基板の表面に形成され、前記複数の端子電極パターンの他部は前記絶縁基板の裏面に形成され、
   さらに、前記絶縁基板の表面及び裏面の端子電極パターンを電気的に接続させるための前記絶縁基板のスルーホールに形成された導電層を具備する請求項１に記載のサイドビュー型発光装置。
3. 前記導電層は前記実装対向面と同一面に露出した領域を有し、前記絶縁層は前記導電層の該露出した領域も覆う請求項２に記載のサイドビュー型発光装置。
4. 多面取り絶縁基板上に複数の端子電極パターンを形成する端子電極パターン形成工程と、
   前記多面取り絶縁基板の表面上に発光素子を装着する発光素子装着工程と、
   前記多面取り絶縁基板を分割する分割工程と、
   前記多面取り絶縁基板の分割面のうち、プリント基板に対する実装面である一分割面に対向する他の分割面に露出した前記端子電極パターンの領域を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程と
   を具備するサイドビュー型発光装置の製造方法。
5. 前記端子電極パターン形成工程は、
   前記端子電極パターンを前記多面取り絶縁基板の表面及び裏面上に形成する工程と、
   前記多面取り絶縁基板の表面に形成された前記端子電極パターンと前記多面取り絶縁基板の裏面に形成された前記端子電極パターンとを電気的に接続するスルーホールを前記多面取り絶縁基板内に形成する工程と、
   前記スルーホール内の全体もしくは内壁に導電層を形成する工程と
   を具備し、
   前記絶縁層形成工程は、
   前記多面取り絶縁基板の分割面のうち、前記実装面である一分割面に対向する前記他の分割面に露出した前記導電層の領域をも覆う請求項４に記載のサイドビュー型発光装置の製造方法。
   
   

Images