JP2018085368A - 蓋部材、該蓋部材を用いた発光装置、およびこれらの製造方法 - Google Patents

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Satoshi Hirano
聡 平野
宗之 岩田
Muneyuki Iwata
宗之 岩田
卓 宮本
Taku Miyamoto
卓 宮本
哲弥 堀江
Tetsuya Horie
哲弥 堀江
奈緒子 森
Naoko Mori
奈緒子 森
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Abstract

【課題】透光性の材料からなる蓋素板に割れや欠けなどの破損がなく、且つ多数個取りに精度良く適合し得る蓋部材などを提供する。【解決手段】対向する表面4および裏面5を有する板状のセラミック(絶縁材)からなり、前記表面4と裏面5との間を貫通し、且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔7を有する枠体3と、該枠体3の表面4における上記貫通孔7ごとの開口部を閉塞し、且つ透光性を有する蓋素板10と、を備え、該蓋素板10は、上記貫通孔7ごとを囲む上記枠体3の枠片ごとの隣接する貫通孔7との中間線16に沿っており、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状の改質部13を平面視で格子枠状にして内設している、蓋部材2。【選択図】 図3

Description

本発明は、蓋部材、これを用いた発光装置、およびこれらの製造方法に関する。
例えば、上面の中央部に発光素子を搭載した金属からなる基体と、かかる基体の側面に前記発光素子を取り囲むように接着された箱形状で且つ金属からなる枠体と、かかる枠体の上面に開口するキャビティの開口部の周囲に接着され、且つ上記発光素子を外部から密封するガラスからなる透光性部材と、を備えてなる発光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記発光装置によれば、発光効率を高くできる反面、前記ガラス製の透光性部材を予め所定の寸法に切断するため、該切断時に該透光性部材の周辺に生じる亀裂や割れなどの破損やバリなどによって、搭載する発光素子の封止性が低下したり、前記透光性部材の外形寸法がバラ付き易くなる。しかも、予め、切断された上記複数の透光性部材を、前記枠体ごとの上面に個別に位置合わせしつつ接着せざるを得ない、という極めて煩雑な工程も必要としていた。
一方、複数個の電子装置を効率良く製造するため、上向きに開口するキャビティを有する複数の基板領域を併有する母基板を準備し、前記基板領域ごとのキャビティの底面上に電子部品素子を個別に搭載し、上記母基板の上面に複数のカバー領域を有する母カバーを接合した後、上記母基板および母カバーを基板領域間の境界ごとに沿って一括的に切断して、複数個の電子装置を同時に製造するようにした電子装置の製造方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、前記発光装置のように、搭載された発光素子からの光を外部に放射するため、多数個取り用の母枠体の上面にガラス製の透光性部材を接合したものを、基板領域間の境界ごとに沿って一括的に切断した場合、個々の発光装置において蓋板となる上記ガラスに割れや欠けなどの破損が生じ易いと共に、搭載された発光素子の光の透過度を低下させる、という問題があった。
特開2004−235203号公報(第1〜7頁、図1,2) 特開2009−105422号公報(第1〜8頁、図1〜6)
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、ガラスなどの比較的脆弱な透光性の材料からなる蓋素板に割れや欠けなどの破損がなく、且つ多数個取りに精度良く適合し得る蓋部材、これを用いた封止性に優れた発光装置、および、これらを効率良く確実に得られる蓋部材と発光装置との製造方法を提供する、ことを課題とする。
課題を解決するための手段および発明の効果
本発明は、前記課題を解決するため、絶縁材からなり且つ複数の貫通孔を併有する枠体における一方の表面に、前記貫通孔の開口部ごとを個別に閉塞し且つ追って複数の蓋板となる境界線に沿って脆弱な帯状の改質部を内設する透光性の蓋素板を接合した蓋部材を活用する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の蓋部材(請求項1)は、対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、前記表面と裏面との間を貫通し、且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体と、該枠体の表面における上記貫通孔ごとの開口部を閉塞し、且つ透光性を有する蓋素板と、を備えた蓋部材であって、前記蓋素板は、上記貫通孔ごとを囲む上記枠体の枠片ごとの隣接する貫通孔との中間線に沿っており、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状の改質部を、平面視で格子枠状にして内設している、ことを特徴とする。
前記蓋部材によれば、以下の効果(1)、(2)を奏することが可能である。
(1)前記蓋部材を複数組の透光性を有する蓋板および絶縁材の枠ごとに分割する際、前記帯状の改質部を起点とした幅の狭い切断面によって、前記蓋素板が切断されるので、蓋板ごとの側面に割れや欠けやバリなどが著しく生じ難くなる。その結果、蓋板と枠との接合面積が広く確保されているので、追って発光装置や電子装置に用いた際に、搭載される発光素子や電子部品の封止性を高められる。
(2)上記効果(1)の前記蓋板ごとの側面に割れや欠けやバリなどが生じ難いことに起因して、追って用いられる発光装置や電子装置の外形寸法を均一にできると共に、前記発光装置が発する光の透過性を十分に確保することもできる。
尚、前記絶縁材は、例えばアルミナなどのセラミック、あるいは、例えばエポキシ系などの樹脂からなる。
また、前記枠体の貫通孔は、例えば、平面視が矩形状(4つの内隅部に曲面を有する正方形あるいは長方形の形態を含む)である。かかる貫通孔の内壁面は、追って搭載すべき発光素子や電子部品を収容するためのキャビティの側面を形成する。
更に、前記透光性とは、照射された光の全部または一部を透過させることを意味し、例えば、紫外領域〜可視領域において、光透過率が70%以上の特性を有することである。
また、前記透光性を有する蓋素板や後述する透光性を有する蓋板や平板は、ガラス板(例えば、ホウ珪酸ガラス、サファイヤ)、透光性セラミック(例えば、YAG(YAl12 イットリウムアルミニウムガーネット)およびY(酸化イットリウム))、透光性樹脂の板、あるいは波長変換材料(例えば、蛍光体)の板の何れかからなる。
更に、前記枠体の枠片とは、隣接する2つの貫通孔に挟まれた個々の枠部分を指し、前記中間線とは、該枠片における前記2つの貫通孔間の中間位置を指す。
また、上記中間線は、仮想の線(面)であり、且つ切断予定面でもある。
更に、前記改質部は、前記蓋素板に後述するレーザーを狭い領域に集中して照射することで、照射されていない部位に比べて脆弱な組織になった部位と推定される。かかる改質部の断面寸法は、前記蓋素板の厚み方向で約50μm以上の幅で且つ該蓋素板の平面方向で約5μm以下(例えば、約数μm)である。
加えて、前記蓋部材は、発光素子を封止して搭載する発光装置に限らず、ICなどの電子部品を封止して搭載する電子装置に適用することも可能である。
また、本発明には、前記改質部は、前記蓋素板の厚み方向において、少なくとも前記枠体から離間した位置に内設されている、蓋部材(請求項2)も含まれる。
これによれば、前記蓋素板に内設される改質部が、前記枠体から離間した位置にあるので、複数組の前記蓋板および枠ごとに分割する際に、当該改質部を起点する割れや欠けなどが前記枠体との接合面に及びにくく、且つ前記蓋素板と枠体の表面との接合面積を広く取れるので、前記効果(1)および(2)を一層確実に奏することが可能となる。
更に、本発明の発光装置(請求項3)は、対向する上面および下面を有する絶縁材からなり、平面視が矩形状の前記上面に発光素子を搭載した底部板と、対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、上記底部板の上面における周辺に沿って上記裏面が接合され、且つ上記表面と裏面との間を貫通孔を内設する枠と、かかる枠の表面に接合され、該表面に開口する上記貫通孔の開口部を閉塞する平面視が矩形状で且つ透光性を有する蓋板と、備えた発光装置であって、前記蓋板の各側面は、該側面の長手方向に沿って延びた帯状の改質部を有している、ことを特徴とする。
前記発光装置は、以下の効果(3)、(4)を奏することが可能である。
(3)前記透光性を有する蓋板の側面ごとに位置する改質部により、該側面ごとには割れや欠けやバリが極めて少ないことにより、蓋板と枠との接合面積広く確保されているので、搭載された発光素子を高い封止性により外部と遮蔽できる。
(4)上記効果(3)の前記蓋板ごとの側面に割れや欠けやバリなどが極めて少ないので、外形寸法が均一で且つ高い透光性を有する発光装置となる。
尚、前記発光素子は、例えば、発光ダイオード(以下、LED素子と称する)、レーザーダイオード(以下、LD素子と称する)、あるいはCMOS(相補型MOS素子)などである。
また、本発明には、前記改質部は、前記蓋板の各側面において、少なくとも前記枠から離間した位置に配置されている、発光装置(請求項4)も含まれる。
これによれば、前記蓋板の側面ごとに位置する改質部が、前記枠から離れた位置にあるので、該改質部自体を起点した割れや欠けなどが上記枠との接合面に殆ど及ばず、且つ蓋板と枠の表面との接合面積を広くできるので、前記効果(3)および(4)を一層確実に奏することが可能となる。
更に、本発明には、前記底部板は、平板であるか、あるいは、前記上面の周辺に沿って立設し且つ前記枠の裏面と接合される四辺の側壁を有する箱状体である、発光装置(請求項5)も含まれる。
これらのうち、前記底部板が平板の形態によれば、複数の発光装置を比較的簡素な多数個取りの工程によって、容易に且つ一層効率良く製造可能となる(効果(5))。一方、前記底部板が箱状体の形態によれば、搭載する発光素子の厚みに応じて、発光装置の厚み(高さ)を任意で且つ容易に調整することが可能となる(効果(6))。
一方、本発明による蓋部材の製造方法(請求項6)は、対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、前記表面と裏面との間を貫通し、且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体と、該枠体の表面における前記貫通孔ごとの開口部を閉塞し、且つ透光性を有する蓋素板と、を備えた蓋部材の製造方法であって、
絶縁材からなり、対向する表面および裏面を有する平板に打ち抜き加工を施して、平面視で全体が格子枠形状を呈すると共に、上記表面と裏面との間を貫通し且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体を形成する工程と、透光性を有する平板における一方の表面に上記枠体を接合して、平板付き枠体を形成する工程と、上記透光性を有する平板に対し、該平板で上記枠体が接合されていない表面側から前記枠体を構成する枠片ごとの幅方向における中間線に沿ってレーザーを照射して、上記透光性を有する平板内に上記中間線に沿っており、平面視が格子形状であり、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状である改質部を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする。
前記蓋部材の製造方法によれば、以下の効果(7)を得ることが可能となる。
(7)前記効果(1),(2)を奏し、一対の表面に対して直交状の側面(切断面)を容易に形成し得る起点となる前記改質部を内設する蓋素板を内設する蓋部材を効率良く確実に提供することが可能となる。
尚、前記接合は、例えば、低融点金属(Au−Sn系など)によるロウ付け、あるいは、有機系接着材(エポキシ系接着材、ポリウレタン系接着材、ホットメルト接着材など)や、低融点ガラス(ガラスフリットなど)を用いた接着によって行われる。
更に、前記レーザーには、例えば、YAGレーザー、炭酸ガスレーザー、半導体レーザー、あるいはエキシマレーザーなどが用いられる。
また、本発明には、前記透光性を有する平板内に改質部を形成する工程は、前記レーザーの焦点を前記平板の厚み方向における中間位置に設定すると共に、該レーザーの照射は、前記中間線に沿って断続して行われる、蓋部材の製造方法(請求項7)も含まれる。
これによれば、前記蓋素板における中間線ごとに沿って帯状を呈し、且つ該蓋素板の厚み方向に沿った垂直断面が極薄で且つ前記一対の表面から離れた前記帯状の改質部を、確実に上記蓋素板に内設できるので、前記効果(7)を一層確実に奏することが可能となる。
加えて、本発明による発光装置の製造方法(請求項8)は、対向する上面および下面を有する絶縁材からなり、平面視が矩形状の前記上面に発光素子を搭載した底部板と、対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、上記底部板の上面における周辺に沿って上記裏面が接合され、且つ上記表面と裏面との間を貫通孔を内設する枠と、該枠の表面に接合され、該表面に開口する上記貫通孔の開口部を閉塞する平面視が矩形状で且つ透光性を有する蓋板と、備えた発光装置の製造方法であって、
絶縁材からなり、対向する表面および裏面を有する平板に打ち抜き加工を施して、平面視で全体が格子枠形状を呈すると共に、上記表面と裏面との間を貫通し且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体を形成する工程と、透光性を有する平板における一方の表面に上記枠体を接合して、平板付き枠体を形成する工程と、上記透光性を有する平板に対し、該平板で上記枠体が接合されていない表面側から前記枠体を構成する枠片ごとの幅方向における中間線に沿ってレーザーを照射して、上記透光性を有する平板内に上記中間線に沿っており、平面視が格子形状であり、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状である改質部を形成する工程と、絶縁材からなり、対向する上面および下面を有するベース板において、平面視が矩形状である複数の製品領域ごとの底部板における上面の中央部に発光素子を搭載して、素子搭載済みベース板を形成する工程と、該素子搭載済みベース板における上記製品領域同士間の境界線と、上記枠体における枠片ごとの幅方向における中間線とが一致するように、上記素子搭載済みベース板の上面に上記枠体の裏面を接合して、上記各発光素子が上記枠体の枠片と、上記透光性を有する平板によって閉塞された複数の発光装置を格子状に併有する発光装置ユニットを形成する工程と、該発光装置ユニットにおける上記ベース板の裏面側から、上記境界線および上記改質部に沿った分割溝を平面視で格子枠形状に形成して、上面の中央部に発光素子が搭載された底部板、上記貫通孔を内接する枠、および上記透光性を有する蓋板からなる複数の発光装置に分割する工程と、を含む、ことを特徴とする。
前記発光装置の製造方法は、以下の効果(8)を奏することが可能となる。
(8)少なくとも前記効果(3)〜(5)を奏する発光装置を効率良く確実に提供できる。
尚、前記打ち抜き加工は、パンチピンと該パンチピンの先端部を受け入れる透孔を有するダイとを併用して行われる。
また、前記幅方向とは、前記平面視と直交する方向である。
更に、前記境界線は、仮想の線(面)であり、且つ切断予定面でもある。
また、前記発光装置ユニットに分割溝を形成して、複数の前記複数の発光装置に分割する工程は、高速回転する丸形刃物を用いるシンター加工により行われる。
加えて、複数の発光装置を格子状に併有する前記発光装置ユニットは、そのままディスプレイ装置やその一部として用いることも可能である。
更に、本発明には、前記平板付き枠体における前記透光性を有する平板に前記レーザーを照射して前記改質部を形成する工程は、上記平板付き枠体を形成する工程の直後、あるいは、前記発光装置ユニットを形成する工程の直後に行われる、発光装置の製造方法(請求項9)も含まれる。
これによれば、前記レーザーの照射により透光性を有する蓋素板に前記改質部を内設する工程を、製造方法全体において適宜選択できるので、種々の製造条件に応じて自在に製造工程の順序を設定することが可能となる(効果(9))。
本発明による一形態の発光装置を示す斜視図。 (A)は図1中のX−X線の矢視に沿った垂直断面図、(B)は異なる形態の発光装置を示す(A)と同様な垂直断面図。 (A)は本発明の蓋部材に用いる蓋素板を示す斜視図、(B)は本発明による蓋部材を示す斜視図、(C)は該蓋部材の垂直断面図。 (A)〜(D2)は前記蓋部材の各製造工程を示す概略図、(E)、(F)は該蓋部材を用いた前記発光装置の各製造工程を示す概略図。 (A)〜(C)は図4(F)に続く前記発光装置の各製造工程を示す概略図。 前記発光装置の異なる形態である製造方法の工程を示す概略図。
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明による一形態の発光装置1aを示す斜視図。図2(A)は、図1中のX−X線の矢視に沿った垂直断面図である。
上記発光装置1aは、図1,図2(A)に示すように、蓋板10aおよび枠3aからなる蓋部片2aと、底部板20aとを接合したものである。
上記蓋部片2aは、平面視が矩形(正方形または長方形)を呈し、対向する一対の表面11,12を有し且つ透光性を有する蓋板10aと、セラミック(絶縁材)からなり、且つ対向する表面4と裏面5との間を貫通し且つ平面視が矩形状の貫通孔7を有する枠3aとを、該枠3aの表面4と上記蓋板10aの表面12との間において、ロウ付けにより接合したものである。
尚、前記透光性を有する蓋板10aは、例えば、ホウ珪酸からなり且つ透光性を有する厚さ約200〜500μmのガラス(例えば、商品名:パイレックス(コーニング社、登録商標)、商品名:テンパックス(ショット社、登録商標))板である。該蓋板10aにおける四辺の側面には、その厚み(垂直)方向の中間に比較的脆弱な組織と推定され、各側面の長手方向に沿った帯状の改質部14が位置している。この改質部14の断面サイズは。垂直方向の長さが約50〜200μmで、且つ水平(幅)方向の厚みが約5μm以下である。
また、前記セラミックは、例えば、アルミナや窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミック、あるいはガラス−セラミックなどの低温焼成セラミックである。
更に、前記ロウ付けは、例えば、比較的低融点のAu−Sn系合金からなるロウ材を用いて行われている。
加えて、前記枠3aの各側面6は、後述する分割溝に沿って切断された該分割溝における一方の内壁面の跡である。
一方、前記底部板20aは、図2に示すように、平面視が矩形状で且つ対向する上面22および下面23を有する板状のセラミック(絶縁材)からなり、該セラミックは、前記と同じものである。上記底部板20aの上面22の中央側には、複数(一対)の素子搭載用パッド30が形成されており、上記下面23の周辺側には、複数の外部接続端子32が形成されている。上記複数の素子搭載用パッド30と、複数の外部接続端子32との間は、底部板20aの厚み方向に沿って形成されたビア導体31,33を介して個別に導通可能とされている。尚、該ビア導体31,33間は、図示しない内部配線層を介して導通可能とされている。
上記底部板20aの上面22における周辺部と、前記蓋部片2aにおける枠3aの裏面5との間の接合は、例えば、アルミナからなる接着材、あるいはガラスからなる接着材を用いた接着によって成されている。尚、かかる接着は、前記ロウ付けによる接合温度よりも低い温度で行われている。
図1,図2(A)に示すように、前記底部板20aにおける複数の素子搭載用パッド30の上方には、これらに跨ってLED素子(発光素子)34が図示しないハンダを介して搭載されている。該LED素子34は、上記底部板20aの上面22と、前記枠3aの貫通孔7の内壁面である側面とからなるキャビティ8内に収容されていると共に、該キャビティ8の開口部を閉塞する前記蓋板10aによって外部から封止されている。尚、底部板20aの各側面26は、後述する分割溝における一方の内壁面の跡である。
前述したように、前記蓋部片2aにおいて、前記蓋板10aの各側面に位置する改質部14は、該蓋板10aの表面12と枠3aの表面4とのロウ付け面(接合面)から離れていることから、該ロウ付け面積を広く取れるので、前記キャビティ8内に搭載されたLED素子34を外部から確実に封止可能としている。
図2(B)は、前記発光装置1aとは異なる形態の発光装置1bを示す図2(A)と同様な垂直断面図である。
かかる発光装置1bは、図2(B)に示すように、枠3aの丈がやや短い以外は前記と同じ蓋部片2aと、全体が箱形状を呈する底部板20bとを、前記と同じくして接合したものである。前記底部板20bは、前記と同じ表面22の周辺(四辺)に沿って断面が矩形の側壁24を立設した形態であり、かかる側壁24の頂面25と、上記蓋部片2aにおける枠3aの裏面5との間で、前記と同じ接着(接合)が施されている。更に、側壁24と表面22とに囲まれた下部キャビティ27が内側に形成されている。即ち、該底部板20bの表面は、前記LED素子34を搭載する表面22と、枠3aの裏面5との間で接合するための側壁24の頂面25とに分かれている。尚、底部板20bの各側面26も、後述する分割溝における一方の内壁面の跡である。
前述したような発光装置1a,1bによれば、前記効果(3),(4)を奏することができる。また、上記発光装置1aの場合には、更に前記効果(5)が得られると共に、上記発光装置1bの場合には、更に前記効果(6)が得られる。
尚、前記発光装置1a,1bに搭載する発光素子は、前記LED素子34に替えて、例えば、LD素子やCMOS素子などとしても良い。
図3は、複数の前記蓋部片10aを得るための蓋部材2に関し、図3(A)は、該蓋部材2を構成し且つ透光性を有する蓋素板10を示す斜視図、図3(B)は、当該蓋部材2を示す斜視図、図3(C)は、該蓋部材2の垂直断面図である。
上記蓋素板10は、厚みが約200〜500μmの前記と同じガラス板からなり、図3(A)に示すように、平面視が矩形で且つ対向する一対の表面11,12と、これらの間に位置し且つ該表面11,12にほぼ直交する側面とを有する。
この蓋素板10は、予め平面視で複数の前記蓋板10aを縦横に隣接して併有しており、これらの蓋板10a同士間を区分する平面視が格子枠状の中間線16と、各側面に沿い且つその厚み方向の中間には、前記と同じ比較的脆弱な組織からなる帯状の改質部13が位置している。かかる改質部13は、該蓋素板10を追って複数の蓋板10aに分割した際に、一対の前記改質部14に分離される。
尚、上記改質部13は、後述するレーザー照射によって形成された部位であり、その水平(幅)方向の厚みは、5μm以下(例えば、約2〜3μm)である。また、上記中間線16は、仮想の線(面)であり、且つ切断予定面でもある。
前記蓋部材2は、図3(B),(C)に示すように、前記蓋素板10と、枠体3とを接合したものである。かかる枠体3は、前記と同じセラミックからなり、平面視が矩形状で且つ対向する表面4および裏面5と、これらの四辺間に位置する側面6とからなる直方体形状を呈すると共に、前記表面4と裏面5との間を貫通し且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔7を備えている。即ち、該枠体3は、前記複数の枠3aを縦横に隣接して併有したものである。尚、上記貫通孔7は、平面視が矩形状で且つ四つの内隅ごとに湾曲面が位置している。
蓋部材2は、上記枠体3の表面4の全面と、前記蓋素板10の表面12との間を、前記と同じロウ材によってロウ付け(接合)したものである。そのため、枠体3の各貫通孔7は、該枠体3の表面4側の開口部を、蓋素板10によって閉塞されている。また、各貫通孔7は、前記蓋素板10を中間線16により追って区分される前記蓋板10aごとの平面視における中央側に1つずつ位置している。
更に、図3(C)に示すように、前記枠体3を構成し且つ隣接する貫通孔7同士の間に挟まれた枠片ごとにおける幅方向の中間に位置する中間線16は、蓋素板10に内設された前記帯状の改質部13と、垂直方向において一致している。
前記のような改質部14を格子枠形状に内設した蓋素板10と、複数の貫通孔7を格子状に形成した枠体3とを接合した前記蓋部材2によれば、前記枠体3の表面4の全面と、蓋素板10にて改質部14から着慣れた表面12とがロウ付け(接合)されているので、前記効果(1),(2)を奏することが可能である。
尚、前記蓋部材2は、前記発光装置1a,1bに限らず、例えば、ICなどの各種の電子部品を搭載した電子装置に対して、適用することも可能である。
以下において、前記蓋部材2の製造方法、およびこれを用いた前記発光装置1aの製造方法を、図4および図5に沿って説明する。
予め、アルミナ粉末、バインダ樹脂、溶剤、および可塑剤などを適量ずつ配合してセラミックスラリーを作製し、該セラミックスラリーをドクターブレード法によって、シート状に成形することにより、図4(A)に示すように、対向する表面4および裏面5を有するセラミックグリーンシート(絶縁性の平板、以下、単にグリーンシートと称する)gsを得た。該グリーンシートgsは、前記枠3ごとの境界となる仮想の中間線(面)16によって、縦横に隣接する複数の領域に区分されていると共に、各辺の外周側に沿って耳部18を有している。
先ず、上記グリーンシートgsに対して、図示しないパンチピンと該パンチピンの先端部を受け入れる透孔を有するダイとを併用する打ち抜き加工を施した。
その結果、図4(B)に示すように、前記表面4と裏面5との間を平面視で矩形状に貫通し、且つ平面視で格子状に配列された複数の貫通孔7が形成された。該貫通孔4同士ごとの間、および貫通孔7と耳部18の外側面とに挟まれた図示で幅方向の中間位置には、前記中間線16が位置している。かかる複数の貫通孔7が形成された前記グリーンシートgsを焼成した結果、図示のような枠体3が得られた。該枠体3の厚みは、約500μmであった。
次に、図4(C)に示すように、上記枠体3の表面4の全面に、前記と同じロウ材を配設して、ホウ珪酸ガラスからなり、対向する一対の表面11,12間の厚みが約300μmで且つ透光性を有する平板10を、ロウ付(接合)することによって、平板付き枠体2fを形成した。
次いで、図4(D1)中の白抜き矢印で示すように、前記平板付き枠体2fの透光性を有する平板10に対し、前記枠体3の枠片ごとの中間線16に沿って、レーザーLを垂直(下)向きで且つ直線状に照射した。この際、該レーザーLは、断続的に照射されると共に、これらの焦点Fは、集光用凸レンズ17によって、平板10の表面11,12間における厚み方向のほぼ中間に設定されていた。当該レーザーLは、全体として平面視において格子状に走査した。
尚、上記レーザーLには、例えば、YAGレーザーを用い、その照射条件(出力、ショット数、パルス幅、スポット径、送り速度など)は、適宜調整した。
その結果、図4(D2)に示すように、前記枠体3の枠片ごとの中間線16に沿っており、且つ前記平板10の厚み方向の中間位置に、垂直断面における高さが約100μmで且つ水平方向の幅が約2〜3μmであると共に、全体が帯状の改質部13が平面視で格子枠形状にして形成された。該改質部13は、上記平板10における上下の表面11,12側の部位よりも脆弱な組織と推定される。
その結果、前記図3(B),(C)で示した蓋素板10と枠体3とからなる蓋部材2が得られた。尚、図4(D2)は、前記図4(D1)とは、側面視で直交する視覚の断面図である。
一方、前述した方法と同じ方法によって、比較的薄肉である2枚のグリーンシート(図示せず)を得た。これにおける所定の位置ごとに対し、小径のパンチピンと小径の透孔を有するダイとを用いて、打ち抜き加工を施して複数のビアホール(図示せず)を形成した後、各ビアホール内に、WあるいはMo粉末を含む導電性ペーストを充填して、未焼成である複数のビア導体31,33を形成した。
次に、上記2枚のグリーンシートにおける少なくとも一方の表面に、前記と同じ導電性ペーストをスクリーン印刷して、未焼成である複数の素子搭載用パッド30、外部接続端子32、および内部配線層(図示せず)を形成した。
次いで、前記2枚のグリーンシートを積層し且つ圧着した後、同時焼成することによって、図4(E)に示すように、対向する上面22および下面23を有し、追って前記発光装置1aとなる複数の製品領域paごとに、複数の素子搭載用パッド30、外部接続端子32、およびビア導体31,33を有するベース板19を得た。該ベース板19の厚みは、約500μmであった。尚、外部に露出する上記素子搭載用パッド30と、外部接続端子32との表面には、所要の金属メッキを施した。その結果、例えば、NiおよびAuのメッキ膜が順次被覆された。
更に、上記ベース板19の製品領域paごとにおける複数の素子搭載用パッド30同士に上方に跨って、LED素子34をハンダ付けにより搭載した。その結果、図4(E)に示すように、素子搭載済みベース板20が得られた。
尚、図4(E)中の符号38は、前記素子搭載済みベース板20の耳部であり、符号36は、複数の製品領域paの間を区分する境界線である。
次いで、図4(F)中の下向きの矢印で示すように、前記枠体3の中間線16と、前記素子搭載済みベース板20の各境界線36とが一致するように、前記蓋部材2と、上記素子搭載済みベース板20とを厚み方向に沿って積層し、互いに面接触する前者の枠体2の裏面5と、後者のベース板20の上面22との間に、前記と同種の接着材を配設して、両者を接合した。
その結果、図5(A)に示すように、複数の発光装置1aを平面視で縦横に併有する発光装置ユニット40が得られた。
尚、図5(A)中の一点鎖線部分yを拡大した部分断面図Yで示すように、前記蓋素板10は、前記圧着工程で厚み方向の圧力を受けた際に、前記改質部13を起点として、その上側および下側のガラス部分に直線状の亀裂15がほぼ直線状に形成されていた。その結果、上記蓋素板10は、実質的に複数の蓋板10aに分割されていた。尚、上記改質部13の断面形状は、縦長の矩形状、縦長の長円形状、縦長の楕円形状、あるいは、縦長の紡錘形状の何れかであった。
更に、前記発光装置ユニット40に対し、前記中間線16および境界線36ごとに沿って、図示しない高速回転する丸形カッターを厚み方向および平面方向に沿って、前記ベース板20の裏面23側から上記中間線16に達するように、直線状で且つ平面視で格子枠形状になるように挿入するダイシング加工を行った。
その結果、図5(B)に示すように、前記カッターによる断面逆V字形状の分割溝39が、前記中間線16ごとに沿い且つ平面視で格子枠形状に形成された。
そして、上記分割溝39ごとに沿って、厚み方向に沿った剪断力を順次加える分割工程を行った。その結果、図5(C)に示すように、前記分割溝39の内壁面を前記枠3aの側面6および底部板20aの側面26とした複数の発光装置1aを製造することができた。この際、前記改質部13も、左右に分割されて、一対の前記改質部14とされていた。
尚、上記分割工程後に切除された前記耳部18,38は、廃棄される。
図6は、前記製造方法と一部が異なる形態の製造方法を示し、予め、前記平板付き枠体2fと素子搭載済みベース板20とを積層および圧着して、図示のような発光装置ユニット40を形成した後、前記平板10の表面11側から枠体3の中間線16に沿って、前記と同じレーザーLを照射する工程を行って、上記平板10内に前記と同じ改質部13を形成するものである。この後は、前記分割溝39を前記と同じく形成してから、複数の発光装置1aに分割する工程が行われる。
以上のような前記蓋部材2の製造方法によれば、前記効果(1),(2)を奏し、一対の表面11,12に対して直交状の側面(切断面)を容易に形成するための起点となる前記改質部13を内設する蓋素板10を有する蓋部材2を効率良く確実に提供できた(効果(7))。
一方、前記発光装置1aの製造方法によれば、前記効果(3)〜(6)を奏する発光装置1aを確実に得ることができた(効果(8),(9))。
尚、前記発光装置1bを得るには、前記素子搭載済みベース板20を形成する際に、前記側壁24となる平面視が格子枠形状のセラミック製の枠体を、更に追加して積層および圧着した後、前記焼成などを施すことにより可能となる。
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記枠、枠体、ベース板、底部板、絶縁材からなる平板は、例えば、エポキシ系などの合成樹脂の積層体(互いに重ね塗りした形態や、コア基板の重ね塗りした形態)からなるものとしても良い。
また、蓋部材の枠体に設ける複数の貫通孔は、個々の貫通孔全体が円柱形、長円柱形、楕円柱形、円錐形状、長円錐形状、あるいは、楕円錐形状の何れかを呈するものであっても良い。
更に、前記透光性を有する蓋素板(平板)10および蓋板10aは、透光性セラミック、透光性樹脂、あるいは波長変換材料からなるものとしても良い。
また、前記底部板20aや前記素子搭載済みベース板20は、単層のセラミック層からなる形態でも良い。この場合、前記ビア導体31,33は単一となる。
更に、前記改質部13,14は、前記枠3や枠体3aから離れていれば、前記蓋素板10および蓋板10aにおける表面11側のみに形成された形態、あるいは、厚み方向の表面11側および中間位置にわたって形成された形態としても良い。
また、前記レーザーは、炭酸ガスレーザー、半導体レーザー、あるいはエキシマレーザーなどとしても良い。
加えて、前記蓋部材2は、底部板20a,21aの上面22側の中央部に、水晶振動子、ICチップ、半導体素子などの電子部品を搭載した電子装置、およびその製造方法に対して、適用することも可能である。
本発明によれば、ガラスなどの比較的脆弱な透光性の材料からなる蓋素板に割れや欠けなどの破損がなく、且つ多数個取りに精度良く適合し得る蓋部材、これを用いた封止性に優れた発光装置、および、これらを効率良く確実に得られる蓋部材と発光装置との製造方法を確実に提供できる。
1a,1b………発光装置
2…………………蓋部材
2f………………平板付き枠体
3…………………枠体
3a………………枠
4…………………枠体および枠の表面
5…………………枠体および枠の裏面
7…………………貫通孔
10………………蓋素板/平板
10a……………蓋板
11,12………蓋素板および蓋板の表面
13,14………改質部
16………………中間線
20………………素子搭載済みペース板
20a,21a…底部板
22………………上面
23………………下面
24………………側壁
34………………LED素子(発光素子)
36………………境界線
39………………分割溝
40………………発光装置ユニット
gs………………グリーンシート(セラミック)
L…………………レーザー
F…………………焦点
pa………………製品領域

Claims (9)

  1. 対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、前記表面と裏面との間を貫通し、且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体と、
    上記枠体の表面における上記貫通孔ごとの開口部を閉塞し、且つ透光性を有する蓋素板と、を備えた蓋部材であって、
    上記蓋素板は、上記貫通孔ごとを囲む上記枠体の枠片ごとの隣接する貫通孔との中間線に沿っており、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状の改質部を、平面視で格子枠状にして内設している、
    ことを特徴とする蓋部材。
  2. 前記改質部は、前記蓋素板の厚み方向において、少なくとも前記枠体から離間した位置に内設されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の蓋部材。
  3. 対向する上面および下面を有する絶縁材からなり、平面視が矩形状の前記上面に発光素子を搭載した底部板と、
    対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、上記底部板の上面における周辺に沿って上記裏面が接合され、且つ上記表面と裏面との間を貫通孔を内設する枠と、
    上記枠の表面に接合され、該表面に開口する上記貫通孔の開口部を閉塞する平面視が矩形状で且つ透光性を有する蓋板と、備えた発光装置であって、
    上記蓋板の各側面は、該側面の長手方向に沿って延びた帯状の改質部を有している、
    ことを特徴とする発光装置。
  4. 前記改質部は、前記蓋板の各側面において、少なくとも前記枠から離間した位置に配置されている、
    ことを特徴とする請求項3に記載の発光装置。
  5. 前記底部板は、平板であるか、あるいは、前記上面の周辺に沿って立設し且つ前記枠の裏面と接合される四辺の側壁を有する箱状体である、
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の発光装置。
  6. 対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、前記表面と裏面との間を貫通し、且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体と、該枠体の表面における前記貫通孔ごとの開口部を閉塞し、且つ透光性を有する蓋素板と、を備えた蓋部材の製造方法であって、
    絶縁材からなり、対向する表面および裏面を有する平板に打ち抜き加工を施して、平面視で全体が格子枠形状を呈すると共に、上記表面と裏面との間を貫通し且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体を形成する工程と、
    透光性を有する平板における一方の表面に上記枠体を接合して、平板付き枠体を形成する工程と、
    上記透光性を有する平板に対し、該平板で上記枠体が接合されていない表面側から前記枠体を構成する枠片ごとの幅方向における中間線に沿ってレーザーを照射して、上記透光性を有する平板内に上記中間線に沿っており、平面視が格子形状であり、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状である改質部を形成する工程と、を含む、
    ことを特徴とする蓋部材の製造方法。
  7. 前記透光性を有する平板内に改質部を形成する工程は、前記レーザーの焦点を前記平板の厚み方向における中間位置に設定すると共に、該レーザーの照射は、前記中間線に沿って断続して行われる、
    ことを特徴とする請求項6に記載の蓋部材の製造方法。
  8. 対向する上面および下面を有する絶縁材からなり、平面視が矩形状の前記上面に発光素子を搭載した底部板と、対向する表面および裏面を有する板状の絶縁材からなり、上記底部板の上面における周辺に沿って上記裏面が接合され、且つ上記表面と裏面との間を貫通孔を内設する枠と、該枠の表面に接合され、該表面に開口する上記貫通孔の開口部を閉塞する平面視が矩形状で且つ透光性を有する蓋板と、備えた発光装置の製造方法であって、
    絶縁材からなり、対向する表面および裏面を有する平板に打ち抜き加工を施して、平面視で全体が格子枠形状を呈すると共に、上記表面と裏面との間を貫通し且つ平面視で格子状に配置された複数の貫通孔を有する枠体を形成する工程と、
    透光性を有する平板における一方の表面に上記枠体を接合して、平板付き枠体を形成する工程と、
    上記透光性を有する平板に対し、該平板で上記枠体が接合されていない表面側から前記枠体を構成する枠片ごとの幅方向における中間線に沿ってレーザーを照射して、上記透光性を有する平板内に上記中間線に沿っており、平面視が格子形状であり、垂直断面が縦長で且つ全体が帯状である改質部を形成する工程と、
    絶縁材からなり、対向する上面および下面を有するベース板において、平面視が矩形状である複数の製品領域ごとの底部板における上面の中央部に発光素子を搭載して、素子搭載済みベース板を形成する工程と、
    上記素子搭載済みベース板における上記製品領域同士間の境界線と、上記枠体における枠片ごとの幅方向における中間線とが一致するように、上記素子搭載済みベース板の上面に上記枠体の裏面を接合して、上記各発光素子が上記枠体の枠片と、上記透光性を有する平板によって閉塞された複数の発光装置を格子状に併有する発光装置ユニットを形成する工程と、
    上記発光装置ユニットにおける上記ベース板の裏面側から、上記境界線および上記改質部に沿った分割溝を平面視で格子枠形状に形成して、上面の中央部に発光素子が搭載された底部板、上記貫通孔を内接する枠、および上記透光性を有する蓋板からなる複数の発光装置に分割する工程と、を含む、
    ことを特徴とする発光装置の製造方法。
  9. 前記平板付き枠体における前記透光性を有する平板に前記レーザーを照射して前記改質部を形成する工程は、上記平板付き枠体を形成する工程の直後、あるいは、前記発光装置ユニットを形成する工程の直後に行われる、
    ことを特徴とする請求項8に記載の発光装置の製造方法。
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