JP2019160862A - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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複数の発光装置が形成される第1領域と、第1領域を囲む第2領域と、を備えた基板を準備する基板準備工程と、第2領域に、樹脂材料を塗布し、硬化することで補強部材を形成する補強部材形成工程と、第1領域に複数の発光素子を載置する実装工程と、発光素子の上に、それぞれ透光性部材を形成する透光性部材配置工程と、複数の発光素子及び透光性部材を封止部材で封止する封止部材形成工程と、基板と封止部材とを切断して個々の発光装置に分離する切断工程と、を備える発光装置の製造方法。
以下、各工程について詳細に説明する。
基板準備工程は、基体18と、その基体18の上面に配線電極12等の導電部材と、を備える基板10を準備する工程である。図3Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法に使用する基板10の全体構成を示す概略平面図である。図3Bは、図3Aの一部拡大図であり、図3Cは図3BのIIIC−IIIC線における概略端面図である。
補強部材形成工程は、基板10上の第1領域11を囲む第2領域16に、液状の樹脂材料である補強部材を塗布などにより形成し、硬化する工程である。図5Aは、図3Aに示す基板10に、補強部材を形成した状態の一例を示す概略断面図である。尚、図5Aは、第3領域を省略し、第1ランド電極1と第2ランド電極2とが3対配置された第1領域11と、その外側に配置された第2領域16と、を備える基板10を例示している。さらに、図5A〜図5Hにおいては、第1下部電極1bと第1凸部1aとを区別することなく、簡略化して第1ランド電極1のみを図示している。同様に、第2下部電極2bと第2凸部2aとを区別することなく、簡略化して第2ランド電極2のみを図示している。また、図5A〜図5Hにおいて、導電性接着部材20は図示していない。
実装工程は、発光素子30を基板10上の第1領域11のそれぞれ所定の位置に実装する工程である。実装工程では、図5Bに示すように、基板10上の第1領域11に配置される第1ランド1及び第2ランド2上に1つの発光素子30をフリップチップ実装する。詳細には、まず、溶融性の導電性接着部材20を、図3Cに示す第1凸部1a上と第2凸部2a上とに配置する。導電性接着部材20としては、例えば、PbSn等の共晶はんだや、AuSn合金等が用いられる。AuSn合金の具体的な材料としては、AuSn合金、SnAgCu合金等が挙げられる。AuSn合金は、ボール状、半球状に形成することができる。また、導電性接着部材を、ボール状で形成する場合(AuSn合金の場合)、その上に載置する発光素子の姿勢を安定させるために、AuSn合金のボールの上に仮止材を配置してもよい。仮止材としては、加熱により揮発する部材を用いることが好ましく、例えば、高沸点溶剤等が挙げられる。尚、AuSn合金がボール状でない場合、例えば、上面が平坦な導電性接着部材の場合は、仮止材の配置は、省略することができる。
透光性部材配置工程は、図5Cに示すように、透光性部材50を発光素子30上にそれぞれ配置する工程である。ここでは、透光性部材50を配置する方法として、あらかじめ成形された透光性部材50を、発光素子30上に載置する方法を例に挙げて図示している。この場合、発光素子30の上に、接着剤となる液状の導光部材40を塗布して、その上に透光性部材50を載置して、導光部材40を加熱処理により硬化させる。導光部材40は、ピンを用いて転写する方法、ディスペンサを用いてポッティングする方法等を挙げることができる。なお、本明細書における「液状」は、ゾル状、スラリー状を含むものとする。このような透光性部材を実装する際に、補強部材があることで、基板の反りが抑制される。これにより、透光性部材の実装精度を確保することができる。
アライメントマーク被覆工程は、アライメントマークを透光性樹脂80で覆う工程である。尚、この工程は省略することができる。
ここでは、図5Dに示すように、例えば、アライメントマーク3を透光性樹脂80で被覆する。透光性樹脂80は、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂もしくはポリノルボルネン樹脂、または、これらの2種以上を含む材料を用いることができ、その中でもシリコーン樹脂を用いることが好ましい。また、アライメントマーク被覆工程では、透光性樹脂80を所定の幅で所定の厚さに形成するために、透光性樹脂80にナノサイズのフィラーを添加して粘度調整して塗布することが好ましい。透光性樹脂80にナノフィラーを添加した後、例えば、遠心撹拌脱泡装置により、泡を含まないようにして透光性を維持した状態でアライメントマーク3上に塗布することが好ましい。
封止部材形成工程は、発光素子30の光を反射する反射性の樹脂材料を含む封止部材70で、基板10の第1領域11及び第2領域16を覆う工程である。この時、封止部材70は、発光素子30上の透光性部材50の上面が被覆される高さで形成する。さらに、第2領域16に配置される補強部材も封止部材70で被覆する。また、上述の透光性樹脂80を備える場合は、透光性樹脂80の表面の少なくとも一部が露出するように発光素子30の周りに形成する。また、図示しないが、基板10が第3領域17を備える場合は、第3領域17も第1領域11及び第2領域16と一体的に封止部材70で被覆してもよい。あるいは、第3領域17は、封止部材70によって一部又は全部が被覆されていてもよい。その際、第2補強部材の一部又は全部が封止部材70に被覆されていてもよい。
A工程では、図5Eに示すように、例えば、基板10上の第1領域11、第2領域16に封止部材70を形成する。詳細には、第1領域11の発光素子30等と、第2領域16の補強部材を覆うよう、液状の封止部材70を配置する。封止部材70を配置する方法として、例えば、トランスファ成形、圧縮成形、ポッティング、印刷等の方法を用いることができる。
B工程では、透光性部材50が露出するように、透光性部材50の上方の封止部材70を除去する。具体的には、図5Fに示すように、研削若しくはブラストなどによって透光性部材50の上面(発光装置の発光面)が露出するまで、封止部材70を上面から除去する。透光性樹脂80を備える場合は、その表面が露出するまで、封止部材70を除去する。尚、封止部材70を除去する際に、同時に透光性部材50の一部を除去してもよい。そのような場合は、もともとの透光性部材50の上面とは異なる面が、発光装置の発光面となる。
切断工程は、単位実装領域11u間において封止部材70及び基板10を切断して個々の発光装置に分離する工程である。透光性樹脂80を有する場合は、それを介してアライメントマーク3x、3yの位置を認識し、認識したアライメントマーク3x、3yを基準にして切断する。
まず、基板準備工程として、図3Aに示すような、上面視形状が四角形の基板10を準備する。基板10は、母材である基体と、発光素子に通電するための導電部材と、を備える。基体18は、X方向の長さが90mm、Y方向の長さが60mm、厚みが150μmのBT樹脂の略平板状である。基体18の線膨張係数は3ppm/℃程度である。基体18は、Cuを主成分とする導電部材を備える。導電部材は、基体18の上面の第1ランド電極1と第2ランド電極2と、基体18の下面の第1端子電極1と第2端子電極2tと、を備える。さらに、基体18には直径が120μmの貫通孔を備えており、その内部には接続端子1c、2cを備える。貫通孔において接続電極1c、2cの内側にはそれぞれ、エポキシ樹脂が充填されている。
次に、図4Cに示すように、第1補強部材81と、第1補強部材82、を形成する。第1補強部材81は、第2領域16に塗布する。ここでは、6つの第1領域11を挟んで左右に配置されている第2領域16に、それぞれ第1補強部材81を形成する。
次に、基板10の第1領域11の第1ランド電極1及び第2ランド電極2上に、接合部材としてボール状のAuSn(AuSnボール)を配置する。また、ボール径は、126μmである。さらに、AuSnボール上に、仮止材を配置する。
次に、図5Cに示すように、発光素子30の上に透光性部材50を配置する。透光性部材50は、あらかじめ成形された1200μm×240μm×225μmの直方体状のものを用いる。ピン転写法によって、発光素子30の上に液状の接着剤(導光部材)を配置し、その上に、透光性部材50を配置する。接着剤は、発光素子30の上面に加え、側面に配置してもよい。接着剤としては、シリコーン樹脂を用いる。
次に、アライメントマーク3を被覆する透光性樹脂80を形成する。透光性樹脂80の高さは、透光性部材50の上面よりも高い。
次に、図5Eに示すように、基板10上の第1領域11及び第2領域16に、封止部材70を形成する。このとき、第1領域11の発光素子30の上に配置されている透光性部材50も埋まるよう、0.5mm程度の高さの封止部材を形成する。封止部材70は、トランスファモールド成形により形成する。封止部材70は、シリコーン樹脂に酸化チタンを60重量%含有させた樹脂材料である。
最後に、ダイサーを用いて基板10及び封止部材70を切断し、個々の発光装置100に分割する。1つの第1領域11において、約5000個の発光装置100が得られる。発光装置100は、図1に示すような略直方体の外形であり、設計値としては、X方向の長さ(幅)1.5mm、Y方向の長さ(奥行)0.3mm、Z方向の長さ(高さ)0.46mmである。これに対し、得られた発光装置100のうち、規格内のサイズとなった良品は98%以上である。
1a 第1凸部
1b 第1下部電極
1t 第1端子電極
1c,2c 接続電極
2 第2ランド電極
2a 第2凸部
2b 第2下部電極
2t 第2端子電極
3、3x、3y アライメントマーク
10 基板
11 第1領域
11u 単位実装領域
12 配線電極
16 第2領域
17 第3領域
18 基体
20 導電性接着部材
30 発光素子
31 p側電極
32 n側電極
33 半導体積層部
34 素子基板
40 導光部材
50 透光性部材
51 第1透光性部材
51a 母材
51b 波長変換物質
52 第2透光性部材
70 封止部材
80 透光性樹脂
81A、81B、81C、81D 補強部材(第1補強部材)
82A、82B、82C、82D、82E 補強部材(第2補強部材)
90 ブレード
100 発光装置
Claims (13)
- 複数の発光装置が形成される第1領域と、前記第1領域を囲む第2領域と、を備えた基板を準備する基板準備工程と、
前記第2領域に、樹脂材料を塗布し、硬化することで補強部材を形成する補強部材形成工程と、
前記第1領域に複数の発光素子を載置する実装工程と、
前記発光素子の上に、それぞれ透光性部材を形成する透光性部材配置工程と、
前記複数の発光素子及び前記透光性部材を封止部材で封止する封止部材形成工程と、
前記基板と前記封止部材とを切断して個々の発光装置に分離する切断工程と、を備える発光装置の製造方法。 - 前記基板準備工程において、前記基板は、複数の前記第1領域と、隣接する前記第1領域の間に配置される第3領域とを備える基板であり、
前記補強部材形成工程は、前記第2領域に第1補強部材を形成する工程と、前記第3領域に第2補強部材を形成する工程と、を含む、請求項1記載の発光装置の製造方法。 - 前記第1補強部材は、前記第2補強部材と連続している、請求項2記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材は、前記第2補強部材と離間している、請求項2記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材は枠状である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2補強部材は線状である、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材の厚みは、前記基板よりも厚い、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2補強教部材の厚みは、前記基板よりも厚い、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記基板の基材は、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれか1つである、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材又は前記第2補強部材は、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂、エポキシ樹脂のうちいずれか1つである請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材又は前記第2補強部材はフィラーを含有し、前記フィラーはアルミナ、シリカ、チタニア、アルミノほう珪酸ガラスのうち少なくとも1つを含む請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材又は前記第2補強部材はフィラーを含有し、前記フィラーの配合量は、1重量%以上80重量%以下である請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1補強部材又は第2補強部材の塗布方法は、エアーディスペンス方法、スプレー、印刷のうちいずれか1つである、請求項2〜請求項12のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
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