JP2014017415A

JP2014017415A - Ｌｅｄ搭載用基板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2014017415A
Application number: JP2012154827A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tsuchiya; 陽祐土屋; Shota Shimonishi; 正太下西; Hiroyuki Tajima; 博幸田嶌; Akira Sengoku; 昌仙石
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: US20140014992A1; US8853728B2; JP5835133B2

Abstract

【課題】光取出効率に優れる発光装置を形成することのできるＬＥＤ搭載用基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係るＬＥＤ搭載用基板１０は、下地基板１１と、下地基板１１上の、上面に凹部１２ｂを有する導電パターン１２と、下地基板１１上の導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び導電パターン１２の凹部１２ｂ内の光反射膜１３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ搭載用基板及びその製造方法に関する。

従来の発光装置として、基板上の導電層となる金属蒸着膜の間に形成される隙間（パターン間ギャップ）に白色レジスト膜を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された発光装置によれば、白色レジスト膜がＬＥＤチップから発せられる光を反射・遮蔽することにより、発光強度が向上する。

国際公開第２００５／０３１８８２号

本発明の目的の一つは、光取出効率に優れる発光装置を形成することのできるＬＥＤ搭載用基板及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様において、下地基板と、前記下地基板上の、上面に凹部を有する導電パターンと、前記下地基板上の前記導電パターンのパターン間ギャップ及び前記導電パターンの前記凹部内の光反射膜と、を有するＬＥＤ搭載用基板を提供する。

上記ＬＥＤ搭載用基板において、前記導電パターンの前記凹部が形成されていない領域と前記光反射膜の上面の高さが等しくてもよい。

上記ＬＥＤ搭載用基板において、前記光反射膜は白色フィラーを含む樹脂材料からなるものであってもよい。

また、本発明の他の態様において、下地基板上に、上面に凹部を有する導電パターンを形成する工程と、前記導電パターンのパターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に光反射樹脂を埋め込む工程と、前記光反射樹脂に平坦化処理を施し、前記導電パターンの前記凹部が形成されていない領域と上面の高さが等しい光反射膜を形成する工程と、を含む、ＬＥＤ搭載用基板の製造方法を提供する。

上記ＬＥＤ搭載用基板の製造方法において、スクリーン印刷により、前記導電パターンの前記パターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に前記光反射樹脂を埋め込んでもよい。

上記ＬＥＤ搭載用基板の製造方法において、前記下地基板及び前記導電パターンの上に全面的に前記光反射樹脂を塗布することにより、前記導電パターンの前記パターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に前記光反射樹脂を埋め込んでもよい。

本発明によれば、光取出効率に優れる発光装置を形成することのできるＬＥＤ搭載用基板及びその製造方法を提供することができる。

図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板及びＬＥＤチップの垂直断面図である。図２は、比較例に係るＬＥＤ搭載用基板及びＬＥＤチップの垂直断面図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板の製造工程を表す断面図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板の製造工程を表す断面図である。

〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板及びＬＥＤチップの垂直断面図である。

ＬＥＤ搭載用基板１０は、下地基板１１と、下地基板１１上の、上面に凹部１２ｂを有する導電パターン１２と、下地基板１１上の導電パターン１２のパターン間ギャップ（導電パターン１２を構成する導電膜の間の隙間）１２ａ及び導電パターン１２の凹部１２ｂ内の光反射膜１３と、を有する。

ＬＥＤチップ２０は、フリップチップ型のＬＥＤチップであり、チップ基板２１及び結晶層２２を有する。チップ基板２１は、例えば、サファイア基板である。結晶層２２は、チップ基板２１上にエピタキシャル結晶成長により形成された層であり、ｎ型半導体層とｐ型半導体層に挟まれた発光層を有する。

結晶層２２のｎ型半導体層とｐ型半導体層は、それぞれ導電バンプや導電ペースト等の接続部２３を介してＬＥＤ搭載用基板１０の導電パターン１２に接続される。ＬＥＤチップ２０はフリップチップ型に限定されず、例えばフェイスアップ型であってもよい。また、接続部２３の代わりにワイヤーにより導電パターン１２と接続されてもよい。

下地基板１１は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）や窒化アルミニウム等のセラミックからなるセラミック基板である。

導電パターン１２は、例えば、Ｃｕ膜上にＮｉ膜とＡｕ膜を積層した構造を有する導電膜により構成される。導電パターン１２は、上面に凹部１２ｂを有する。凹部１２ｂは、導電パターン１２の接続部２３が接続される領域及びパッケージ電極（図示しない）が接続される領域以外の全部又は一部の領域に形成される。凹部１２ｂは、例えば、フォトリソグラフィを用いたエッチングにより形成される。

光反射膜１３は、例えば、白色のフィラーを含む樹脂材料からなる。白色のフィラーは、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、窒化ホウ素の微粒子からなる。特に、安定かつ安価な酸化チタンを用いることが好ましい。樹脂材料は、例えば、シリコン系樹脂又はエポキシ系樹脂である。特に、耐熱性及び耐熱性に優れるシリコン系樹脂を用いることが好ましい。

光反射膜１３は、スクリーン印刷や液状の樹脂を滴下するディスペンス工程により、導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂ内に形成される。また、光反射膜１３に平坦化処理が施された場合、導電パターン１２の凹部１２ｂが形成されていない領域と光反射膜１３の上面の高さは等しい。なお、光反射膜１３は絶縁性であり、導電パターン１２の間で光反射膜１３を介してリーク電流が発生するおそれはない。

光反射膜１３は、ＬＥＤチップ２０から発せられて下地基板１１側へ向かう光を反射し、下地基板１１や導電パターン１２による吸収を抑える機能を有する。このため、光反射膜１３は、ＬＥＤチップ２０から発せられる光の波長に対する反射率が下地基板１１及び導電パターン１２よりも高い。特に、下地基板１１がセラミック基板のような光反射率の低い基板である場合、光反射膜１３の機能は重要である。

図２は、比較例に係るＬＥＤ搭載用基板及びＬＥＤチップの垂直断面図である。比較例に係るＬＥＤ搭載用基板３０は、下地基板３１と、下地基板３１上の導電パターン３２と、導電パターン３２上の光反射膜３３と、を有する。また、ＬＥＤ搭載用基板３０の導電パターン３２には、接続部４３を介してチップ基板４１及び結晶層４２を有するＬＥＤチップ４０が接続される。

ＬＥＤ搭載用基板３０においては、導電パターン３２に凹部が設けられておらず、光反射膜３３は、導電パターン３２上に形成される。このため、光反射膜３３がＬＥＤチップ４０の側方に位置することになり、ＬＥＤチップ４０の搭載を困難にしたり、ＬＥＤチップ４０から側方に発せられる光を妨げたりするおそれがある。また、このような問題を避けるために光反射膜３３をＬＥＤチップ４０から離れた位置に形成すると、ＬＥＤチップ４０から発せられる光を効果的に反射することができず、発光装置の光取出効率を十分に向上させることができない。

以下に、ＬＥＤ搭載用基板１０の製造方法の一例として、光反射膜１３をスクリーン印刷により形成する製造方法を示す。

図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板１０の製造工程を表す断面図である。

まず、図３（ａ）に示される様に、下地基板１１上に、上面に凹部１２ｂを有する導電パターン１２を形成する。例えば、蒸着法により下地基板１１上に金属膜を形成した後、フォトリソグラフィを用いたエッチングにより金属膜のパターニング及び凹部１２ｂの形成を行い、導電パターン１２を得る。

次に、図３（ｂ）に示される様に、スクリーン印刷により、導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂ内に光反射樹脂１６を埋め込む。導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂのパターンに対応するパターンの開口部を有するマスク１４で導電パターン１２を覆った後、マスク１４上に液状の光反射樹脂１６を乗せ、ヘラ１５をマスク１４上で移動させることにより光反射樹脂１６をマスク１４の開口部を通して導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂ内に埋め込む。

次に、図３（ｃ）に示される様に、熱処理により光反射樹脂１６を硬化させる。光反射樹脂１６は熱を加える際に膨張する場合がある。

次に、図３（ｄ）に示される様に、光反射樹脂１６に物理的研磨等の平坦化処理を施し、導電パターン１２の凹部１２ｂが形成されていない領域と上面の高さが等しい光反射膜１３を形成する。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板１０によれば、光反射膜１３を導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂ内に形成することにより、ＬＥＤチップ２０から発せられる光を効果的に反射し、下地基板１１及び導電パターン１２による吸収を抑えることができる。このため、ＬＥＤ搭載用基板１０を用いて、光取出効率に優れる発光装置を製造することができる。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態においては、ＬＥＤ搭載用基板１０の製造方法の一例として、マスクを用いない塗布工程により光反射膜１３を形成する製造方法を示す。

図４（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係るＬＥＤ搭載用基板１０の製造工程を表す断面図である。

まず、図４（ａ）に示される様に、下地基板１１上に、上面に凹部１２ｂを有する導電パターン１２を形成する。

次に、図４（ｂ）に示される様に、下地基板１１及び導電パターン１２の上に全面的に光反射樹脂１６を塗布することにより、導電パターン１２のパターン間ギャップ１２ａ及び凹部１２ｂ内に光反射樹脂１６を埋め込む。スクリーン印刷用のマスク等を用いず、下地基板１１及び導電パターン１２上に光反射樹脂１６を直接塗布する。光反射樹脂１６の塗布は、例えば、ヘラ１５を用いて行う。このとき、導電パターン１２の凹部１２ｂが形成されていない領域上に光反射樹脂１６が塗布されてもよい。

次に、図４（ｃ）に示される様に、熱処理により光反射樹脂１６を硬化させる。光反射樹脂１６は熱を加える際に膨張する場合がある。

次に、図４（ｄ）に示される様に、光反射樹脂１６に物理的研磨等の平坦化処理を施し、導電パターン１２の凹部１２ｂが形成されていない領域と上面の高さが等しい光反射膜１３を形成する。この平坦化処理により、導電パターン１２の凹部１２ｂが形成されていない領域上の光反射樹脂１６が除去される。

第２の実施の形態によれば、スクリーン印刷用のマスク等を用いずに光反射樹脂１６を形成することができ、マスクパターンの精度等に影響を受けないため、高い精度で光反射膜１３を形成することができる。

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、スクリーン印刷用のマスク等を用いずに光反射樹脂１６を形成することができ、マスクパターンの精度等に影響を受けないため、高い精度で光反射膜１３を形成することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１０ＬＥＤ搭載用基板
１１下地基板
１２導電パターン
１２ａパターン間ギャップ
１２ｂ凹部
１３光反射膜
１４マスク
１６光反射樹脂

Claims

下地基板と、
前記下地基板上の、上面に凹部を有する導電パターンと、
前記下地基板上の前記導電パターンのパターン間ギャップ及び前記導電パターンの前記凹部内の光反射膜と、
を有するＬＥＤ搭載用基板。
前記導電パターンの前記凹部が形成されていない領域と前記光反射膜の上面の高さが等しい、
請求項１に記載のＬＥＤ搭載用基板。
前記光反射膜は白色フィラーを含む樹脂材料からなる、
請求項１又は２に記載のＬＥＤ搭載用基板。
下地基板上に、上面に凹部を有する導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンのパターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に光反射樹脂を埋め込む工程と、
前記光反射樹脂に平坦化処理を施し、前記導電パターンの前記凹部が形成されていない領域と上面の高さが等しい光反射膜を形成する工程と、
を含む、ＬＥＤ搭載用基板の製造方法。
スクリーン印刷により、前記導電パターンの前記パターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に前記光反射樹脂を埋め込む、
請求項４に記載のＬＥＤ搭載用基板の製造方法。
前記下地基板及び前記導電パターンの上に全面的に前記光反射樹脂を塗布することにより、前記導電パターンの前記パターン間ギャップ、及び前記導電パターンの前記凹部内に前記光反射樹脂を埋め込む、
請求項４に記載のＬＥＤ搭載用基板の製造方法。