JP2020096154A - 発光装置の製造方法及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態に係る発光装置について図1Aから図2Bを参照して説明する。図1Aは、第1実施形態に係る発光装置の透光性部材側から装置全体を模式的に示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態に係る発光装置の外部接続電極側から装置全体を模式的に示す斜視図である。図2Aは、第1実施形態に係る発光装置の外部接続電極側を示す底面図である。図2Bは、図2AのIIB−IIB線における断面を示す断面図である。
発光装置100は、発光素子20と、発光素子20の素子電極21,22の側面を被覆する半田60と、発光素子20の電極形成面203及び半田60の側面を被覆する第1反射部材30と、素子電極21,22、第1反射部材30、及び、半田60と接する外部接続電極71,72と、を備えている。
以下、発光装置100の各構成について説明する。
発光素子20は、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子である。この発光素子20は、窒化物半導体等から構成される既知の半導体素子を使用することができる。
発光素子20は、素子基板24及び素子基板24に積層される半導体積層体23と、半導体積層体23に設けられた一対の素子電極21,22とを備えている。発光素子20は、ここでは、素子基板24の上面を光取出面201とし、光取出面201の反対側に位置する半導体積層体23の下面を電極形成面203としている。
発光素子20としては、例えばLEDチップが挙げられる。発光素子20は、少なくとも半導体積層体23を備え、多くの場合に素子基板24をさらに備える。また、発光素子20は、素子電極21,22を有し、素子電極21,22が、金、銀、銅、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金で構成することができる。半導体材料としては、窒化物半導体を用いることが好ましい。窒化物半導体は、主として一般式InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表される。
素子基板24が透光性を有することで、フリップチップ実装を採用しやすく、また光の取り出し効率を高めやすい。素子基板24の母材としては、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイアが好ましい。素子基板24の厚さは、適宜選択でき、例えば0.02mm以上1mm以下であり、素子基板24の強度及び/若しくは発光装置100の厚さの観点において、0.05mm以上0.3mm以下であることが好ましい。
半田60は、発光素子20の素子電極21,22の側面を被覆するように形成されている。半田60は、発光素子20の素子電極21,22と共に外部接続電極71,72に電気的に接続する部材である。半田の材料としては、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの公知の材料を用いることができる。
また、半田60は、電極形成面203から外部接続電極71,72に向かって半田の下面の面積が大きくなるように素子電極21,22の側面に形成されている。そして、半田60は、素子電極21,22の側面の50%以上、或いは、素子電極21,22の側面の全てを覆うように形成されることが望ましい。素子電極21,22の側面に半田60が形成されていることで、外部接続電極71,72等の実装材料が、素子電極21,22と第1反射部材30との間から侵入することを抑制して半導体積層体23の劣化を防止することができる。また、上面視において、半田が素子電極を囲むように形成されることが望ましい。なお、上面視とは、基材の上面に対して実質的に垂直な方向から見た場合を指す。
また、半田60は、ここでは、最終的な装置の構成となったときには除去されている前駆体基板10の第1配線12,13(図5A参照)に素子電極21,22が接続されるときに用いられる。そのため、最終的な発光装置100としての構成では、前駆体基板10が除去されて、半田60が素子電極21,22の側面(側周面)に形成されている状態となる。
なお、半田60の下面と、一対の素子電極21,22の下面と、後記する第1反射部材30の下面とは同一平面になるように形成されることが好ましい。これらの各下面が同一平面上になることで、後記する外部接続電極71,72が形成し易くなる。
透光性部材50は、発光素子20の光取出面201を被覆し、発光素子20を保護する透光性の部材である。透光性部材50は、上面視において発光素子20の光取出面201よりも大きな面積で形成されている。透光性部材50は、その下面が第1導光部材40を介して発光素子20の光取出面201に接続されていていてもよい。第1導光部材40は発光素子20の光取出面201と、透光性部材50の間のみに位置して発光素子20と透光性部材50を固定してもよいし、発光素子20の光取出面201から発光素子20の素子側面202まで被覆して発光素子20と透光性部材50を固定してもよい。
透光性部材50は、波長変換粒子を含有しない透光層52と、波長変換粒子を含有する波長変換層51とを備えていてもよい。また、波長変換層51は、第1波長変換層51A1及び第2波長変換層51A2を有するようにしてもよい。透光性部材50の構成をこのようにすることで、発光装置100の色調整が容易になる。
また、波長変換層51では、第1波長変換層51A1と、第1波長変換層51A1を被覆する第2波長変換層51A2の構成とする場合、第2波長変換層51A2が、第1波長変換層51A1を直接被覆してもよく、透光性の別の層を介して第1波長変換層51A1を被覆してもよい。第1波長変換層51A1に含有される波長変換粒子の発光ピーク波長は、第2波長変換層51A2に含有される波長変換粒子の発光ピーク波長よりも短いことが好ましい。このようにすることで、発光素子20に励起された第1波長変換層51A1からの光によって、第2波長変換層51A2の波長変換粒子を励起することができる。これにより、第2波長変換層51A2の波長変換粒子からの光を増加させることができる。
第1導光部材40は、発光素子20と透光性部材50を固定し、発光素子20からの光を透光性部材50に導光する部材である。第1導光部材40の母材は、シリコーン樹脂、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、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。第1導光部材40の材料として、エポキシ樹脂を用いることでシリコーン樹脂を用いた場合より発光装置100の硬度を向上させることができるので好ましい。また、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れているので好ましい。第1導光部材40は、前記した透光性部材50の波長変換層51と同様の波長変換粒子及び/又は拡散粒子を含有していてもよい。
第1反射部材30は、透光性部材50の光の取出面501側に光を反射し発光素子20からの光が、発光装置100を実装する実装基板に吸収されることを抑制する部材である。第1反射部材30は、発光素子20の素子側面202を直接又は第1導光部材40を介して被覆してもよい。また、第1反射部材30は、発光素子20の素子側面202、電極形成面203、半田60の側面及び透光性部材50の側面を被覆するように形成されてもよい。第1反射部材30は、発光素子20の発光ピーク波長における光反射率が、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりいっそう好ましい。第1反射部材30の材料としては、例えば、母材中に白色顔料を含有させた部材を用いることができる。第1反射部材30の母材としては、樹脂を用いることが好ましく、例えば、シリコーン樹脂、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、又はこれらの変性樹脂、などを用いることが好ましい。特に、第1反射部材30の母材として、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。エポキシ樹脂を用いることでシリコーン樹脂を用いた場合より発光装置の硬度を向上させることができるので好ましい。また、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れているので第1反射部材30の母材として用いることが好ましい。第1反射部材30は、発光素子20からの光が透過しない程度に所定の厚みにすることで発光素子20からの光が第1反射部材を透過することを抑制し、光取り出し効率を向上させることができる。なお、発光素子からの光が透過しないとは、発光素子からの光の50%以上が透過しないことが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがよりいっそう好ましい。
外部接続電極71,72は、発光装置100を外部の電極に接続するためのものである。外部接続電極71,72は、素子電極21,22及び半田60の下面に接するように形成されている。外部接続電極71,72のそれぞれは、素子電極21及び半田60の下面、或いは、素子電極22及び半田60の下面の面積と同等又は同等以上の大きさの面積になるように形成されている。外部接続電極71,72は、例えば、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金若しくはこれらの合金等を、互いに離間して層状に設けることで形成されている。なお、外部接続電極71,72は、発光装置の下面の周端まで形成されていてもよく、外部接続電極71,72が発光装置の下面の周端から離間して形成されていてもよい。外部接続電極71,72が発光装置の下面の周端まで形成されている場合には、発光装置の側面が実装基板の実装面に対向して実装される側面発光型の発光装置でも外部接続電極71,72から電気を供給しやすくなる。また、外部接続電極71,72が発光装置の下面の周端から離間して形成されている場合には、外部接続電極71,72にバリが発生することを抑制できる。
図3Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。図3Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における第1中間体準備工程の一例を示すフローチャートである。図4Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において前駆体基板を一部省略して模式的に示す平面図である。図4Bは、図4AのIVB−IVB線における断面図である。図5A〜5図Gは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、図5Aは、発光素子と前駆体基板とを接続する状態を断面にして模式的に示す図、5図Bは、発光素子と前駆体基板とを半田を介して接続した状態を断面にして模式的に示す図、図5Cは、発光素子を接続した前駆体基板に第1反射部材を形成した状態を断面にして模式的に示す図、図5Dは、第1中間体の第1下面を切削して第2下面を形成した第2中間体を断面にして模式的に示す図、図5Eは、図5Dの半田部分を拡大して示す図、図5Fは、第2中間体の第2下面に外部接続電極を形成した状態を断面にして模式的に示す図、図5Gは、第2中間体に外部接続電極を形成した後に個片化して発光装置を断面にして模式的に示す図である。
(1)上面の反対側に位置する第1下面を有する基材と、上面に配置される一対の第1配線と、を備える前駆体基板と、第1配線上に配置され、電極形成面に形成された一対の素子電極が半田により接続される発光素子と、を備える第1中間体を準備する第1中間体準備工程S11を行う。
(2)基材の第1下面側から前駆体基板を除去し、素子電極及び前記半田を含む第2下面を有する第2中間体を形成する第2中間体形成工程S12を行う。
(3)素子電極及び半田を被覆する一対の外部接続電極を前記第2下面に形成する外部接続電極形成工程S13を行う。
以下、各工程について説明する。
第1中間体準備工程S11は、前駆体基板10に半田60を介して発光素子20を接続した第1中間体101を準備する工程である。ここでは、説明を簡単にするために、図4AのIVB−IVB線おける断面図の構成部分を主に説明する。つまり、第1中間体101では、行列方向に複数の発光素子20が配置されるが、2つの発光素子20が配置される部分を主について説明することとする。
図5A及び図5Bに示すように、第1中間体準備工程S11において、第1中間体101は、前駆体基板10に発光素子20を接続して形成される。発光素子20は、前駆体基板10の基材11の上面111に形成された一対の第1配線12,13に、半田60を介して、素子電極21,22を接続する。第1配線12,13の面積は、発光素子20の素子電極21,22よりも広い。これにより、素子電極の側面を被覆する半田を形成しやすくなる。第1配線12,13は、発光素子20の素子電極21,22と対向する位置に、凸部を備えていてもよい。第1配線12,13が、凸部を備えることで、素子電極21,22を半田60により接続する際にセルフアライメント効果により位置合せを容易に行うことができる。
第1配線12,13の面積は、発光素子20の素子電極21,22と同等でもよい。このようにすることで、第1配線12,13に対する発光素子20の位置精度を向上させることができる。
なお、前駆体基板は、基材11の上面に配線として形成した第1配線の他に、基材11の下面に形成された第2配線を備えていてもよい。また、一対の第1配線とそれぞれ電気的に接続される第2配線を備えていてもよい。第2配線の材料としては、第1配線と同様の材料を用いることができる。
なお、基材11は、上面111から第1下面112までの最大厚みは、一例として、100μm以上500μm以下であることが好ましい。基材の強度は、上面111から第1下面112までの厚みを100μm以上にすることで向上する。また、後記するように前駆体基板10を除去する際には、第1下面112から第1配線12,13並びに素子電極21,22の一部までを除去することで、発光装置の厚みを薄くしている。
図5D及び図5Eに示すように、第1反射部材が形成された第1中間体101が準備できると、次に、第1中間体101に第2下面113を形成した第2中間体102を形成する第2中間体形成工程S12を行う。第2中間体形成工程S12では、第1中間体101の第1下面112側から素子電極21,22の一部の範囲までを、例えば、研削機械を介して削って第2下面113を形成することで第2中間体102を形成している。
第2中間体形成工程S12では、基材11の第1下面112側から発光素子20の素子電極21,22の一部までの範囲を除去して、第1中間体101の厚みを薄くする。前駆体基板の第1下面112から素子電極21,22の一部までを除去して、第1中間体101を薄くして第2下面113を形成して第2中間体102とすることで、薄型の発光装置100を製造することができる。第2下面113を形成する際に、素子電極21,22の一部までの範囲を除去する方法としては、研削、エッチング、切削、ブラスト等の公知の方法を用いることができる。なお、ここでは、素子電極21,22の一部までを除去する方法として研削を用いることが好ましい。このようにすることで、第1反射部材30の下面、素子電極21,22の下面、及び、半田60の下面が同一平面上となり第2中間体102の下面である第2下面113が平坦になる。そのため、複数の発光装置100を製造する場合に、発光装置100のバラつきを抑制することができる。
なお、第2下面113を形成した後には、研削くずが第2中間体102の様々な部分に付着して残存しないように洗浄工程を施してもよい。洗浄工程は、エアを第2中間体102に吹き付けることや、或いは、洗浄用液体に浸漬或いは洗浄用液体(固体二酸化炭素を含む)を吹き付けることで行うことができる。
図5Fに示すように、続いて、外部接続電極形成工程S13を行う。外部接続電極形成工程S13は、素子電極21,22及び半田60を被覆する一対の外部接続電極71,72を第2下面113に形成する工程である。一対の外部接続電極71,72とは、正負電極として機能する2つの電極のことである。このため、第2中間体102は、正負一対の電極となるよう互いに離間した一対の外部接続電極71,72を備える。なお、個片化前の一対の外部接続電極71,72は隣り合う一対の外部接続電極71,72と、離間していてもよく、繋がっていてもよい。なお、外部接続電極71,72は、金属層、金属膜或いは金属板により形成され、電気的な接続ができるものであればよい。
なお、外部接続電極71,72を形成する場合、連続して被覆する金属層を形成してから、一対の外部接続電極71,72となるように第2下面113に形成してもよい。これは、素子電極21,22に連続して形成した金属層の少なくとも一部を除去することにより、素子電極21,22と電気的に接続される一対の外部接続電極71,72を形成する。金属層の一部を除去する方法としては、レーザ光の照射、エッチング、ブラスト等の公知の方法を用いることができる。
金属層の一部を除去する方法としてレーザ光の照射を用いる場合には、レーザ光の波長は、金属層に対する反射率が低い波長、例えば反射率が90%以下である波長を選択することが好ましい。例えば、金属層の最表面がAuである場合には、赤色領域(たとえば640nm)のレーザよりも、緑色領域(例えば550nm)より短い発光波長のレーザを用いることが好ましい。これにより、アブレーションを効率よく発生させ、量産性を高めることができる。
図5Gに示すように、個片化工程S14は、発光装置100ごとに個片化する工程である。この工程S14では、ブレードダイシング法やレーザダイシング法などによって、第2中間体102において隣接する発光素子20の側面との間に沿って、第1反射部材30を切断することで発光装置100毎に個片化される。このようにすることで、複数の発光装置100を製造することができる。
図6A及び図6Bを参照して第2実施形態に係る発光装置100Aについて説明する。図6Aは、第2実施形態に係る発光装置の第1透光性部材及び第2透光性部材側から装置全体を模式的に示す斜視図である。図6Bは、第2実施形態に係る発光装置において図6AのVIB−VIB線における断面図である。なお、発光装置100Aは、既に説明した発光装置100を2つ連続している構成と同等である。
発光装置100Aは、第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2を備えると共に、第1透光性部材50A1及び第2透光性部材50A2をそれぞれ第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2に対向して形成するような構成としている。
発光装置100Aは、既に説明した発光装置の製造方法と基本的には同等である。そして、第1反射部材30を形成する工程では、第1透光性部材50A1及び第2透光性部材50A2の上面を露出させるように形成される。そして、第1反射部材30は、半田60の側面と、電極形成面と、第1導光部材40を介して第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2の側面とを、一体的に被覆するように形成されている。
個片化工程を行う場合に、発光素子20(第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2)を複数(2つ)含むように個片化することで発光装置100Aを製造することができる。
発光装置100Aでは、半田60及び素子電極21,22を介して外部接続電極71A,72A,73Aに接続されているので、発光装置の放熱性が向上する。さらに、発光装置100Aでは、複数の発光素子(図面では2つ)を使用することができるので、色再現性を向上させることができる。
次に、第3実施形態に係る発光装置100Bについて図7A及び図7Bを参照して説明する。図7Aは、第3実施形態に係る発光装置の第1透光性部材及び第2透光性部材側から装置全体を模式的に示す斜視図である。図7Bは、第3実施形態に係る発光装置において図7AのVIIB−VIIB線における断面図である。なお、第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2を、発光素子20として説明する場合もある。
発光装置100Bとして、前記した100Aの構成と異なる点は、第1反射部材30Bと、第2反射部材90と、第1導光部材40Bと、第2導光部材41Bとを備え、1つの透光性部材50Bが第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2に対向して形成されていることである。なお、既に説明した構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する場合がある。
そして、第2導光部材41Bは、発光素子20の素子基板24の側面の全部又は一部を覆うように、第1導光部材40Bの下方に連続して形成されている。第1導光部材40B及び第2導光部材41Bは、両者が既に説明した第1導光部材40と同じ部材を使うことや、両者が前記した部材の中から異なる材料となるように形成されてもよい。
第2反射部材90は、透光性部材50Bの側面、第1導光部材40Bの側面、第2導光部材41Bの側面、及び、第1反射部材30Bの側面を覆うように枠状に形成されている。第2反射部材90は、発光装置100Bの外側面を形成している。
第1反射部材30B及び第2反射部材90は、既に説明した第1反射部材30と同じ材料で形成できる。また、第1反射部材30Bと第2反射部材90とを既に説明した中の異なる材料で形成することもできる。第1反射部材30Bが母材中に白色顔料を含む場合には、白色顔料が外部接続電極側にとなる下面側に偏在することが好ましい。このようにすることで発光素子20の光が白色顔料によって遮られにくくなり発光装置100Bの光取出効率が向上する。
図9A及び図9Bに示すように、第1中間体準備工程S11において、発光素子基材接続工程S111を行う。発光素子基材接続工程S111では、前駆体基板10の一対の第1配線12,13に半田60を介して発光素子20の一対の素子電極21,22が接続される。つまり、前駆体基板10において、一方の一対の第1配線12,13に半田60を介して第1発光素子20A1の一対の素子電極21,22が接続される。そして、前駆体基板10において、他方の一対の第1配線12,13に第2発光素子20A2の一対の素子電極21,22が接続される。前駆体基板10の基材11に形成された全ての第1配線12,13に、前記したと同様に、第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2が半田60を介して接続される。
次に、第1中間体準備工程において、第2反射部材溝部充填工程S117が行われる。第2反射部材溝部充填工程S117では、形成した溝部3Bに第2反射部材90が充填される。そして、溝部3B内に第2反射部材90を充填することで、第1中間体101Bが形成される。第1中間体101Bは、その下面が基材11の下面である第1下面112Bを形成している。
次に、図9Hに示すように、外部接続電極形成工程において、第2中間体102Bの第2下面113Bに外部接続電極71B,72B,73Bを形成する。外部接続電極71B,72B,73Bは、ここでは、第1発光素子20A1及び第2発光素子20A2のそれぞれに電気的に接続されるようにスパッタ等の手段により形成される。
第2下面113Bは、発光装置の側面及び/又は透光性部材の上面よりも表面粗さが大きいことが好ましい。このようにすることで、第2下面113Bと外部接続電極71B,72B,73Bとの接合強度を向上させることができる。
発光装置100Bでは、半田60及び素子電極21,22を介して外部接続電極71B,72B,73Bに接続されているので、発光装置の放熱性が向上する。さらに、発光装置100Bでは、複数の発光素子を使用することができるので、色再現性を向上させることができる。
発光装置100Bでは、発光素子20の電極形成面203を覆うように第1反射部材30Bが位置することにより、発光素子20からの光を透光性部材50B側に反射して光取出効率を向上させることができる。
また、図10、図11A〜図11Fに示すような製造方法により発光装置100Cを製造することとしてもよい。図10は、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。図11Aは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、発光素子と前駆体基板とを接続して第1光反射性部材を設けた状態を断面にして模式的に示す図である。図11Bは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1光反射性部材から透光性部材の上面を露出させて第1中間体を形成した状態を断面にして示す図である。図11Cは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1反射部材の上面から第1切溝を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図11Dは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1中間体の第1下面を切削して第2下面を形成した第2中間体を断面にして模式的に示す図である。図11Eは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第2中間体に外部接続電極を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図11Fは、第4実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第2中間体に第2切溝を形成して個片化した発光装置を断面にして模式的に示す図である。
続いて、第1切溝形成工程S118は、第1反射部材30を後記する個片化するときの間隔で第1切溝3C1を形成する工程である。第1切溝形成工程S118は、図11Cに示すように、第1反射部材30の上面側からブレード等の切削工具を介して第1切溝3C1が所定の幅で所定の深さに形成される。第1切溝3C1は、後記する第2切溝3C2と併せてその溝内面の一部が、個片化されたときに発光装置100Cの側面となる第1反射部材30の側面を形成することとなる。なお、ここでは、第1切溝3C1は、次工程において、第1反射部材30で隣り合う発光装置同士が分離することなくハンドラ等により扱うことができる溝深さ或いは溝幅で形成されていることが望ましい。
基材の上面に発光素子20及び/又は透光性部材50の位置決めの基準にする目印がある場合には、この目印を基準に第1切溝3C1を形成してもよい。このようにすることで、発光素子20及び/又は透光性部材50に対する第1切溝3C1の位置精度を向上させることができる。
さらに、図12、図13A〜図13Hに示すような製造方法により発光装置100Dを製造することとしてもよい。図12は、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。図13Aは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1中間体を形成した状態を断面にして示す図である。図13Bは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1反射部材の上面から第1切溝を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図13Cは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1中間体の第1下面を切削して第2下面を形成した第2中間体を断面にして模式的に示す図である。図13Dは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、支持基板に第2中間体の上面を支持した状態を断面にして模式的に示す図である。図13Eは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第1反射部材の下面に第2切溝を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図13Fは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第2中間体の第2下面及び第2切溝内に金属膜を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図13Gは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、第2切溝内に第3切溝を形成して金属膜を切断し側面電極部及び下面電極部を形成した状態を断面にして模式的に示す図である。図13Hは、第5実施形態に係る発光装置の製造方法を示す説明図であり、支持基板を除去して発光装置毎を個片化した状態を断面にして模式的に示す図である。
発光装置の製造方法では、図12、図13A乃至図13Cに示すように、第1中間体準備工程S11、第1切溝形成工程S118及び第2中間体形成工程S12は、既に説明した工程と同等の工程を行っている。また、第2中間体形成工程S12では、前記したよりも第1切溝3D1の溝深さが浅くなるように形成されている。第1切溝3D1は、後記する第3切溝3D3により個片化されるときに用いることから、溝深さが浅くても、個片化の際の切屑の抑制及び加工速度の向上の役割を助けることができる。
支持基板接続工程S121は、第1切溝3D1が形成されている第1反射部材30の上面を支持基板11Dに向けて第2中間体102Dを支持する工程である。この支持基板接続工程S121は、例えば、紫外線硬化樹脂等の仮止めようの接着剤G1を介して支持基板11Dに第2中間体102Dが支持される。つまり、第2中間体102Dは、第2下面113を上方に向けた状態で支持基板11Dに接着剤G1を介して仮止めされた状態で支持される。
下面視において個片化後の発光装置が長方形の場合には、側面電極部172aを発光装置の外縁の短辺のみに位置していてもよく、長辺のみに位置していてもよく、短辺及び長辺に位置していてもよい。なお、側面電極部172aと下面電極部172bとは接していてもよく、離間していてもよい。
図13Gに示すように、第3切溝形成工程S141は、第2切溝3D2内に設けた金属層170の一部を切断するように第2切溝3D2の溝幅よりも小さく、かつ、第1切溝3D1の溝幅よりも大きな溝幅の第3切溝3D3をブレード等の切削工具により形成している。個片化工程S14で第1反射部材30に第3切溝3D3が形成されることで、第2切溝3D2及び第3切溝3D3により形成される第1反射部材30の側面よりも内側に側面電極部172aを形成することができる。
図13Hに示すように、支持基板除去工程S142は、第3切溝3D3を形成した第1反射部材30の支持基板11Dを除去する工程である。支持基板除去工程S142では、一例として、紫外線硬化樹脂を接着剤G1として使用していることから、紫外線を照射することで、接着剤G1から各発光装置100Dを分離させ、支持基板11Dを除去して、発光装置100D毎に個片化している。
前記した製造方法により形成された発光装置100Dは、第2下面113に形成される下面電極部171b,172bと、第1反射部材30の側面に形成される側面電極部171a,172aとを外部接続電極171,172とすることができる。そのため、発光装置100Dでは、外部接続電極171,172で接続する外部機器の種類の範囲を広げることができる。
すなわち、図14Aに示すように、外部接続電極71C,72Cは、第2下面113の一方と他方に離間して、長手方向の両端、及び、短手方向の両端において第2下面の端まで連続して形成されることとしてもよい。
また、図14Bに示すように、外部接続電極71D,72Dは、長手方向の両端では、一部を除いて第2下面113の端まで連続して形成され、短手方向の両端では、第2下面の端から離間した状態で形成されていてもよい。なお、外部接続電極71D,72Dは、長手方向の両端では、一部を除いて第2下面の端まで連続して形成され、短手方向の一方の端では、第2下面113の端までは連続して形成され、短手方向の他方の端では、第2下面113の端から離間した状態で形成されていてもよい。
さらに、図14Cに示すように、外部接続電極71E,72Eは、短手方向の両端では、第2下面113の端まで連続して形成され、長手方向の両端では、端から離間した状態で形成されていてもよい。
なお、図14A、図14B、図14Cで説明した外部接続電極は、第1反射部材30の側面に既に説明した側面電極部を併せて形成されることとしてもよい。例えば、下面視において発光装置が長方形の場合には、側面電極部を発光装置の外縁の短辺のみに位置していてもよく、長辺のみに位置していてもよく、短辺及び長辺に位置していてもよい。なお、側面電極部と下面電極部とは接していてもよく、離間していてもよい。
すなわち、図15A及び図15Bに示すように、第1配線12A1,13A1が、凸部を備えており、凸部の上面が窪み12a,13aを備えていてもよい。第1配線12A1,13A1の凸部に窪み12a,13aが形成されることで、発光素子20の素子電極21,22と接合するための半田60の塗布量が多かった場合、窪み12a,13aに余計な半田60が入り込むことで調整することができる。
さらに、窪みの形状及び数は、図15Cに示すように、第1配線12B1,13B1において、略円形の複数の窪み12b,13bを形成してもよい。
そして、窪みの形状は、図15Dに示すように、第1配線12C1、13C1の中央に一端から他端まで連続する窪み12c,13cであってもよい。
窪み12a〜12c,13a〜13cは、余計な半田60を内部に入り込ませて調整することができるものである。上面視における窪みの形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等であってもよい。
また、第3実施形態において、第1反射部材30Bの白色顔料等の反射部材を沈降させることで、第2導光部材41Bと第1反射部材30Bとを形成するようにした場合には、製造方法において、手順を減らすことができ、また、第2導光部材41Bを単独で準備する必要がなくなり、設備の簡略化を図ることができる。
極性判別が可能な構造の例を、図16A〜図16Eに示す。図16A及び図16Bは、各実施形態において発光装置の第1及び第2変形例を模式的に示す底面図である。図16C〜図16Eは、各実施形態において発光装置の第3乃至第5変形例を模式的に示す斜視図である。
101,101A,101B 第1中間体
102,102A,102B 第2中間体
10,10A,10E,10J,10K 前駆体基板
11 基材
12,13 第1配線
20 発光素子
21,22 素子電極
23 半導体積層体
24 素子基板
30,30A,30B 第1反射部材
40 第1導光部材
41 第2導光部材
50,50A,50B 透光性部材
50A1,50A2 透光性部材
90 第2反射部材
70 金属層
71,72 外部接続電極
Claims (21)
- 上面及び前記上面の反対側に位置する第1下面を有する基材と、前記上面に配置される一対の第1配線と、を備える前駆体基板と、前記第1配線上に配置され、電極形成面に形成された一対の素子電極が半田により接続される発光素子と、を備える第1中間体を準備する工程と、
前記基材の第1下面側から前記前駆体基板を除去し、前記素子電極及び前記半田を含む第2下面を有する第2中間体を形成する工程と、
前記素子電極及び前記半田を被覆する一対の外部接続電極を前記第2下面に形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。 - 前記第1中間体は、前記第2中間体を形成する工程の前に、前記発光素子の電極形成面及び前記半田の側面を被覆する第1反射部材を形成する工程を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1中間体は、複数の前記発光素子が接続され、前記第2下面を形成する工程の前に、複数の前記発光素子の電極形成面及び前記半田の側面を一体的に被覆する第1反射部材を形成する工程を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記外部接続電極は、前記第2下面から前記第1反射部材の側面の少なくとも一部に亘るように形成されている請求項2又は請求項3に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2下面を形成する工程において、研削により前記第1中間体の一部を除去する請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記外部接続電極を前記第2下面に形成する工程において、前記外部接続電極をスパッタにより形成する請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記一対の外部接続電極を前記第2下面に形成する工程において、前記一対の素子電極を連続して被覆する金属層を形成した後、前記金属層の一部を除去し前記一対の外部接続電極の一方と他方を形成する請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記金属層の一部を除去する際に、レーザ光を照射して前記金属層の一部を除去する請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1配線は、発光素子の素子電極と対向する位置に凸部を備え、前記凸部の上面が窪みを備える請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2中間体は金属部材により形成されるアライメントマークを有し、前記一対の外部接続電極を前記第2下面に形成する工程の後に、前記アライメントマークを基準に前記発光装置ごとに個片化する工程を有する請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 光取出面と、前記光取出面の反対側に位置する電極形成面とを有する半導体積層体と、前記電極形成面に位置する一対の素子電極と、を備える発光素子と、
前記素子電極の側面を被覆する半田と、
前記電極形成面及び前記半田の側面を被覆する第1反射部材と、
前記素子電極、前記第1反射部材、及び、前記半田と接する外部接続電極と、を備える発光装置。 - 前記一対の素子電極の下面と、前記半田の下面と、前記第1反射部材の下面とが同一平面となるように形成された請求項11の発光装置。
- 前記発光素子の光取出面側に前記発光素子の光取出面よりも大きな下面を有する透光性部材を備える請求項11又は請求項12に記載の発光装置。
- 前記透光性部材の下面と前記発光素子の光取出面との間に位置すると共に、前記発光素子の側面を被覆する導光部材を備える請求項13に記載の発光装置。
- 前記導光部材を介して前記発光素子の側面を被覆する第2反射部材を備える請求項14に記載の発光装置。
- 前記発光素子を複数備える請求項11乃至請求項15のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記外部接続電極は、前記素子電極よりも面積が大きい請求項11乃至請求項16のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記半田が前記素子電極を囲む請求項11乃至請求項17のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1反射部材が前記発光素子の側面を被覆する請求項11乃至請求項18のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記素子電極の側面の全てが前記半田に被覆される請求項11乃至請求項19のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記外部接続電極は、前記第1反射部材の側面の少なくとも一部まで形成された請求項11乃至請求項20のいずれか一項に記載の発光装置。
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