JP2015070170A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる構造を有する発光装置、及びダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１は、基板１０上に設置されたシート状のダイボンディング材１１と、ダイボンディング材１１上に固定された複数の発光素子１２と、を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
従来、基板上に発光素子が搭載された発光装置の製造において、ダイボンディングにより発光素子を基板上に固定する技術がよく知られている（例えば、特許文献１参照）。ダイボンディングは、個々の発光素子の設置位置にそれぞれダイボンディング材を塗布し、発光素子をダイボンディング材上に載せた後、ダイボンディング材を硬化させることにより行われる。
しかしながら、複数の発光素子が近接して基板上に搭載される場合には、ダイボンディングの際に発光素子の設置位置がずれるおそれがある。例えば、発光素子を載せることによりダイボンディング材が平面方向に広がるため、先に搭載された発光素子のダイボンディング材に後から搭載される素子のダイボンディング材が接触することにより、先に搭載された発光素子の設置位置がずれることがある。
本発明の目的の一つは、ダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる構造を有する発光装置、及びダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる発光装置の製造方法を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［３］の発光装置を提供する。
［１］基板上に設置されたシート状のダイボンディング材と、前記ダイボンディング材上に固定された複数の発光素子と、を有する発光装置。
［２］前記ダイボンディング材は白色である、前記［１］に記載の発光装置。
［３］前記基板と前記ダイボンディング材との間に光反射材を有し、前記ダイボンディング材は透明である、前記［１］に記載の発光装置。
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するために、下記［４］〜［６］の発光装置の製造方法を提供する。
［４］前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載された発光装置の製造方法であって、前記基板上にペースト状の前記ダイボンディング材を塗布する工程と、前記ペースト状のダイボンディング材上に前記複数の発光素子を設置する工程と、前記複数の発光素子が設置された後、前記ダイボンディング材を硬化させ、前記複数の発光素子を固定する工程と、を含む、発光装置の製造方法。
［５］印刷により前記ペースト状のダイボンディング材を前記基板上に塗布する、前記［４］に記載の発光装置の製造方法。
［６］スピンコーティングにより前記ペースト状のダイボンディング材を前記基板上に塗布する、前記［４］に記載の発光装置の製造方法。
本発明によれば、ダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる構造を有する発光装置、及びダイボンディングにより発光素子を精度よく基板上に設置することができる発光装置の製造方法を提供することができる。
〔第１の実施の形態〕
（発光装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。
（発光装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。
発光装置１は、基板１０と、基板１０上に設置されたシート状のダイボンディング材１１と、ダイボンディング材１１上に固定された複数の発光素子１２と、発光素子１２を囲むダム１３と、ダム１３の内側に充填され、発光素子１２を封止する封止樹脂１４とを有する。
基板１０は配線を有する基板であり、例えば、表面に配線パターンを有する配線基板や、リードフレームインサート基板である。
発光素子１２は、例えば、チップ基板と、発光層及びそれを挟むクラッド層を含む結晶層とを有するＬＥＤチップである。また、レーザーダイオード等のＬＥＤチップ以外の発光素子であってもよい。
発光素子１２は、基板１０に含まれる配線パターンやリードフレーム等の導電部材に図示しないボンディングワイヤー等により接続され、その導電部材を介して外部から電源が供給される。
ダム１３は、例えば、酸化チタン等の白色染料を含むシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂からなる。
封止樹脂１４は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂からなる。また、封止樹脂１４は、蛍光体粒子を含んでもよい。例えば、発光素子１２の発光色が青色であり、封止樹脂１４に含まれる蛍光体粒子の蛍光色が黄色である場合は、発光装置１の発光色は白色になる。
ダイボンディング材１１は、白色の熱硬化性樹脂からなり、光反射膜としての機能を有する。ダイボンディング材１１の材料として用いられる熱硬化性樹脂として、例えば、白色のフィラーを含むエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂が用いられ、特に、ジメチルシリコーン等の耐熱性に優れる樹脂が用いられることが好ましい。また、熱硬化性樹脂に含まれる白色のフィラーとしては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、窒化アルミ等の微粒子が用いられる。
また、本実施の形態のダイボンディング材１１は、光反射膜としての機能を備えるため、基板１０が配線基板である場合の配線パターンやリードフレームインサート基板である場合のリードフレーム等の、基板１０の上面に露出する配線による光吸収を抑え、発光装置１の光取出効率を向上させることができる。このため、ダイボンディング材１１は、基板１０の上面に露出する配線のなるべく広い領域を覆うことが好ましく、例えば、外部接続端子やワイヤーボンディング用端子等の端子部以外の全領域を覆うことが好ましい。
図２は、ダイボンディング材１１が基板１０の上面の端子部以外の全領域を覆う場合の発光装置１の上面図である。なお、図２においては、封止樹脂１４の図示を省略する。
図２に示される例では、ダイボンディング材１１が基板１０の上面の外部接続端子１５及びワイヤーボンディング用端子１６以外の領域を覆い、発光素子１２及びダム１３はダイボンディング材１１上に設置される。
外部接続端子１５とワイヤーボンディング用端子１６はダイボンディング材１１下の配線電極１７により電気的に接続され、発光素子１２はボンディングワイヤー１８を介してワイヤーボンディング用端子１６に接続される。
（発光装置の製造工程）
以下に、発光装置１の製造工程の一例を示す。
以下に、発光装置１の製造工程の一例を示す。
図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る発光装置１の製造工程を表す垂直断面図である。
まず、図３（ａ）に示されるように、基板１０上にダイボンディング材１１を塗布する。この時点では、ダイボンディング材１１はペースト状であり、流動性を有する。
このペースト状のダイボンディング材１１は、スクリーン印刷等の印刷や、スピンコーティングにより、基板１０上に塗布される。スピンコーティングを用いる場合は、ダイボンディング材１１が外部接続端子やワイヤーボンディング用端子等の端子部（例えば、図２に示される外部接続端子１５やワイヤーボンディング用端子１６）を覆わないように、これらの端子部の表面をシールや治具で覆った状態でダイボンディング材１１を塗布する。
次に、図３（ｂ）に示されるように、ペースト状のダイボンディング材１１上に複数の発光素子１２を設置する。
個々の発光素子の設置位置にそれぞれダイボンディング材を塗布して、発光素子を載せる従来のダイボンディングの方法では、発光素子を載せることにより各々のダイボンディング材が平面方向に広がるため、先に搭載された発光素子のダイボンディング材に後から搭載される素子のダイボンディング材が接触することにより、先に搭載された発光素子の設置位置がずれるおそれがある。一方、本実施の形態においては、１つのダイボンディング材１１が複数の発光素子１２に共通して用いられるため、複数の発光素子１２が互いに近接している場合であっても、上記の様な問題が生じにくく、複数の発光素子１２の設置位置がずれにくい。
また、ダイボンディング材１１として、硬化前の状態におけるチクソトロピー性や粘度が高い材料を用いることにより、発光素子１２の設置位置のずれをより効果的に抑えることができる。
次に、図３（ｃ）に示されるように、複数の発光素子１２が設置された後、加熱によりダイボンディング材１１を硬化させ、複数の発光素子１２を固定する。
次に、図３（ｄ）に示されるように、基板１０上に発光素子１２を囲むダム１３を形成し、封止樹脂１４により発光素子１２を封止する。具体的には、液状の樹脂をポッティング等により基板１０上に盛り上げ、これを硬化させることにより、ダム１３を形成する。その後、液状の透明樹脂をポッティング等によりダム１３の内側に滴下して充填し、硬化させることにより、封止樹脂１４を形成する。
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、ダイボンディング材が透明である点において第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
第２の実施の形態は、ダイボンディング材が透明である点において第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
（発光装置の構成）
図４は、第２の実施の形態に係る発光装置２の垂直断面図である。
図４は、第２の実施の形態に係る発光装置２の垂直断面図である。
発光装置２は、基板１０上に設置されたシート状のダイボンディング材２１と、基板１０とダイボンディング材２１との間に設置された光反射材２０と、
ダイボンディング材２１上に固定された複数の発光素子１２と、発光素子１２を囲むダム１３と、ダム１３の内側に充填され、発光素子１２を封止する封止樹脂１４とを有する。
ダイボンディング材２１上に固定された複数の発光素子１２と、発光素子１２を囲むダム１３と、ダム１３の内側に充填され、発光素子１２を封止する封止樹脂１４とを有する。
光反射材２０は、例えば、白色のフィラーを含む樹脂材料からなる膜である。この白色のフィラーとしては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、窒化アルミ等の微粒子が用いられる。また、光反射材２０は、Ａｇ等の金属を基板１０の表面にめっきすることにより形成されるめっき皮膜であってもよい。
また、光反射材２０は、基板１０の表面処理により形成されるものであってもよい。例えば、基板１０がアルミニウム基板又はアルミニウム合金基板である場合は、基板１０の表面にアルマイト処理を施すことにより形成されるアルミニウムの陽極酸化皮膜を光反射材２０として用いてもよい。この陽極酸化皮膜は、光反射性に優れた白色の陽極酸化皮膜であることが好ましい。
ダイボンディング材２１は、透明の熱硬化性樹脂からなる。ダイボンディング材２１の材料として用いられる熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂が用いられ、特に、ジメチルシリコーン等の耐熱性に優れる樹脂が用いられることが好ましい。
（実施の形態の効果）
上記の第１及び第２の実施の形態によれば、１つのダイボンディング材が複数の発光素子に共通して用いられるため、複数の発光素子が互いに近接している場合であっても、それらの設置位置がずれにくい。また、ダイボンディング材は光反射材としての機能を併せ持つことができる。
上記の第１及び第２の実施の形態によれば、１つのダイボンディング材が複数の発光素子に共通して用いられるため、複数の発光素子が互いに近接している場合であっても、それらの設置位置がずれにくい。また、ダイボンディング材は光反射材としての機能を併せ持つことができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。
１、２ 発光装置
１０ 基板
１１、２１ ダイボンディング材
１２ 発光素子
１０ 基板
１１、２１ ダイボンディング材
１２ 発光素子
Claims (6)
- 配線を有する基板上に設置されたシート状のダイボンディング材と、
前記ダイボンディング材上に固定された複数の発光素子と、
を有する発光装置。 - 前記ダイボンディング材は白色である、
請求項１に記載の発光装置。 - 前記基板と前記ダイボンディング材との間に光反射材を有し、
前記ダイボンディング材は透明である、
請求項１に記載の発光装置。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載された発光装置の製造方法であって、
前記基板上にペースト状の前記ダイボンディング材を塗布する工程と、
前記ペースト状のダイボンディング材上に前記複数の発光素子を設置する工程と、
前記複数の発光素子が設置された後、前記ダイボンディング材を硬化させ、前記複数の発光素子を固定する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。 - 印刷により前記ペースト状のダイボンディング材を前記基板上に塗布する、
請求項４に記載の発光装置の製造方法。 - スピンコーティングにより前記ペースト状のダイボンディング材を前記基板上に塗布する、
請求項４に記載の発光装置の製造方法。
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