JP4258338B2 - 発光装置及び発光装置に用いる配線板、ならびに配線板の製造方法 - Google Patents

発光装置及び発光装置に用いる配線板、ならびに配線板の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光装置及び発光装置に用いる配線板、ならびに配線板の製造方法に関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の小型の発光素子を用いた発光装置に適用して有効な技術に関するものである。
従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような小型の発光素子を用いた発光装置には、表面実装型の発光装置がある。
前記表面実装型の発光装置は、例えば、図１３（ａ）に示すように、第１リード２ａ上に前記発光素子３が接着されている。このとき、前記発光素子３は、例えば、前記第１リード２ａと接着された面の裏面に第１電極及び第２電極（図示しない）が設けられており、前記第１電極と前記第１リード２ａ、及び前記第２電極と前記第２リード２ｂはそれぞれ、ボンディングワイヤ４で電気的に接続されている（例えば、特許文献１を参照。）。
このとき、前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂは、前記発光素子３の第１電極及び第２電極（ボンディングワイヤ４）と電気的に接続された端部の反対側の端部が、図１３（ａ）に示すように、折り曲げ加工により第１反射部材８ａの外部表面に引き出されている。前記第１リード２ａ及び前記第２リード２ｂの、前記第１反射部材８ａの外部表面に引き出された部分は、マザーボード等のプリント配線板の配線と電気的に接続する外部端子である。
また、前記発光装置の第１リード２ａ及び第２リード２ｂで囲まれた空間の第１反射部材８ａ及び前記発光素子３の側面方向（紙面水平方向）に設けられた第２反射部材８ｂは、前記発光素子３が発した光の出力を高めるために設けられている。すなわち、前記発光素子３の側面方向あるいは第１リード２ａ及び第２リード２ｂが設けられた面の方向に放射された光を、前記第１反射部材８ａ及び第２反射部材８ｂで反射させ、あらかじめ定められた方向（紙面上方向）から発光装置の外部に放射させることで、光の出力を高めている。
またこのとき、前記第２反射部材８ｂで囲まれた空間には、前記発光素子３の第１電極と前記第１リード２ａ、及び前記第２電極と前記第２リード２ｂとの接続部を封止する透明樹脂９が充填されている。
図１３（ａ）に示したような発光装置を製造するときには、例えば、金型を用いた打ち抜き加工で、銅板に前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂを設けたリードフレームを形成する。このとき、前記リードフレーム上の前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂは、図１３（ｂ）に示したように、一つの平面上にある平坦な形状になっている。そのため、次の工程で、図１３（ｃ）に示すように、前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂの外部端子として用いる領域を折り曲げる。
その後、前記第１リード２ａ上に前記発光素子３を接着し、前記発光素子３の第１電極と前記第１リード２ａ、及び第２電極と前記第２リード２ｂのそれぞれをボンディングワイヤ４で電気的に接続する。そして、前記第１反射部材８ａ及び第２反射部材８ｂを形成し、透明樹脂９を充填した後、前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂを前記リードフレームから切断して個片化する。
前記発光装置は、例えば、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような小型携帯端末の照明や動作表示用のインジケーター等にも利用されており、薄型化や小型化の要求が高まっている。
しかしながら、前記リードフレームを用いた発光装置の場合、前記リードフレーム上に設けた第１リード２ａ及び第２リード２ｂに折り曲げ加工を施すので、前記リードフレームを薄くすると、折り曲げ加工後の前記第１リード２ａ及び前記第２リード２ｂの形状や寸法の安定性が悪くなる。また、折り曲げ加工を行う際には、使用する治具（金型）にも、折り曲げ加工時にかかる外力に対する十分な強度等が必要であるため、前記治具の小型化や薄型化も難しい。そのため、図１３（ｃ）に示したような、前記リードフレームの高さ方向の厚みＴ２を、例えば、０．５mm以下にすることが難しい。また、同様に、図１３（ｃ）に示したような、折り曲げ加工後の前記リードフレームの面内方向の幅Ｗも、例えば、２．０mm以下にすることが難しい。すなわち、従来のリードフレームを用いた発光装置は、薄型化や小型化が難しいという問題があった。
特開平１０−２８４７５９号公報
本発明が解決しようとする問題点は、前記背景技術で説明したように、前記リードフレームを用いた発光装置では、薄型化や小型化が難しいという点である。
すなわち、本発明の目的は、発光装置の薄型化や小型化を容易にすることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
本願において開示される発明の概略を説明すれば、以下の通りである。
（１）第１電極及び第２電極が設けられた発光素子と、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リードと、前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードと、前記発光素子が発した光を反射させる反射部材とを備える発光装置であって、前記発光素子は、フィルム状の絶縁基板の第１主面に前記第１リード及び第２リードを設けた配線板の、前記第１主面側に設けられており、前記絶縁基板は、あらかじめ定められた位置に、前記第１主面からその裏面（以下、第２主面と称する）に貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴の前記第１主面側の開口端は前記第１リードまたは第２リードでふさがれており、前記貫通穴の内部には導電性部材が充填され、且つ前記導電性部材が前記絶縁基板の第２主面側から突出している発光装置である。
（２）前記（１）の手段において、前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料でなる。
（３）前記（１）または（２）の手段において、前記絶縁基板は、液晶ポリマーでなる。
（４）前記（１）の手段において、前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リード及び第２リードと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜が設けられている。
（５）フィルム状の絶縁基板の第１主面に導体パターンを設け、前記絶縁基板の第１主面の裏面（以下、第２主面と称する）に、前記導体パターンと電気的に接続された外部端子を設けてなり、前記絶縁基板の第１主面上に発光素子を実装して発光装置を製造するときに用いる配線板であって、前記導体パターンは、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リード、及び前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードからなり、前記絶縁基板は、あらかじめ定められた位置に、前記第１主面から第２主面に貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴の前記第１主面側の開口端は前記第１リードまたは第２リードでふさがれており、前記貫通穴の内部には導電性部材が充填され、且つ前記導電性部材が前記絶縁基板の第２主面側から突出している配線板である。
（６）前記（５）の手段において、前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料でなる。
（７）前記（５）または（６）の手段において、前記絶縁基板は、液晶ポリマーでなる。
（８）前記（５）の手段において、前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リード及び第２リードと重なる領域以外の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜が設けられている。
（９）絶縁基板の第１主面に導体パターンを形成する工程と、前記絶縁基板の第１主面の裏面（以下、第２主面と称する）に前記導体パターンと電気的に接続された外部端子を形成する工程とを有し、前記絶縁基板の第１主面上に発光素子を搭載して発光装置を製造するときに用いる配線板の製造方法であって、絶縁基板の第１主面に導体膜を形成する工程と、前記絶縁基板に、前記第１主面から前記第２主面に貫通する貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴の内部に導電性部材を充填する工程と、前記絶縁基板の第１主面に形成した導体膜の不要な部分を除去して、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リード及び前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードを形成する工程とを有し、前記導電性部材を充填する工程は、前記導電性部材を前記第２主面側から突出させる配線板の製造方法である。
（１０）前記（９）の手段において、前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料を用いる。
（１１）前記（９）または（１０）の手段において、前記絶縁基板は、液晶ポリマーを用いる。
（１２）前記（９）の手段において、前記第１リード及び第２リードを形成する工程の後、前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リードあるいは第２リードと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料を塗布する工程を有する。
本発明の発光装置では、前記（１）の手段のように、絶縁基板の第１主面に第１リード及び第２リードを設けた配線板上に発光素子を設ける。このとき、前記配線板は、例えば、半導体装置の製造に用いられるテープ状の配線板と同様の構成であり、厚さを８０μｍ程度にすることができる。そのため、従来のリードフレームを用いた発光装置と比べて、薄型化が容易である。
また、従来のリードフレームを用いた場合のような折り曲げ加工が不要であるとともに、前記外部端子を小型化することが容易である。そのため、前記発光装置をマザーボード等のプリント配線板に実装する面の面積を小さくする、すなわち前記発光装置を小型化することが容易になる。
また、前記発光装置は、通常、反射部材を用いて、前記発光素子が発した光を前記発光装置の実装面すなわち外部端子が設けられた面の裏面側から放射されるようにして、光の出力を高くしている。そのため、前記絶縁基板が、前記半導体装置で用いるテープ状の配線板のように、ポリイミドテープ等の透明性のある絶縁基板であると、前記発光素子が発した光の一部が、前記絶縁基板を透過してしまい、その分、光の出力が減少してしまう。そこで、例えば、前記（２）の手段のように、前記絶縁基板として白色系絶縁体材料を用いることで、前記絶縁基板の光の反射率を高めることができ、光の出力の減少を抑えることができる。
このとき、前記絶縁基板として用いる白色系絶縁体材料としては、前記（３）の手段に記載した液晶ポリマーが好ましい。
また、前記（２）及び（３）の手段ように、前記絶縁基板に白色系絶縁体材料を用いる代わりに、前記（４）の手段のように、前記絶縁基板の第１主面に、白色系絶縁体材料からなる反射膜を設けてもよい。この場合、前記絶縁基板は、例えば、ポリイミドテープのような透明性のある材料であってもよい。
また、前記絶縁基板、あるいは絶縁基板の第１主面に設ける反射膜は、前記発光素子が発した光を反射しやすい材料であれば、前記白色系絶縁体材料でなくてもよい。
また、前記（５）乃至（８）の各手段は、前記（１）の手段の発光装置で用いる配線板に関する手段であり、それぞれ、前記（１）乃至（４）の手段と対応する配線板の構成である。すなわち、前記（５）乃至（８）の各手段に記載された構成の配線板を用いることで、薄型化や小型化が容易で、光の出力の低下もほとんどない発光装置を製造することができる。
また、前記（９）乃至（１１）の手段は、前記（５）乃至（７）の手段に記載された配線板の製造方法であり、前記絶縁基板として白色系絶縁材料を用い、従来の半導体装置等で用いるテープ状の配線板と同様の方法で製造することで、前記配線板を容易に製造することができる。また、前記（１２）の手段は、前記（８）の手段に記載された配線板の製造方法であり、前記導体パターン、すなわち、前記第１リード及び第２リードを形成した後、前記白色系絶縁体材料を塗布することで、前記（９）乃至（１１）の手段で製造した配線板と同等の機能を有する配線板を製造することができる。
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の発光装置では、絶縁基板の第１主面に第１リード及び第２リードを設けた配線板上に発光素子を実装することで、発光装置の薄型化や小型化を実現する。また、前記絶縁基板に白色系絶縁体材料を用いる、あるいは絶縁基板の第１主面に白色系絶縁体材料からなる反射膜を設けることで、発光装置の出力の低下を防ぐ。
図１及び図２は、本発明による実施例１の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図、図２（ａ）は図１（ｂ）の発光素子周辺の部分拡大図、図２（ｂ）は本実施例１の発光装置で用いる配線板の構成を示す断面図である。
図１（ａ），図１（ｂ），図２（ａ），図２（ｂ）の各図において、１は絶縁基板（液晶ポリマー基板）、１Ａは絶縁基板の第１主面、１Ｂは絶縁基板の第２主面、１Ｃは絶縁基板の貫通穴、２ａは第１リード、２ｂは第２リード、３は発光素子、３０１は発光素子の第１電極、３０２は発光素子の第２電極、４はボンディングワイヤ、５は接着材（ダイペースト）、６はめっき、７は外部端子（導電性部材）、８は反射部材、９は透明樹脂である。
本実施例１の発光装置は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、絶縁基板１の第１主面１Ａに第１リード２ａ及び第２リード２ｂを設けた配線板上に、ＬＥＤ等の発光素子３が設けられている。このとき、前記発光素子３は、例えば、図２（ａ）に示すように、前記第１リード２ａと向かい合う面の裏面に第１電極３０１及び第２電極３０２が設けられており、前記第１電極３０１と前記第１リード２ａ、及び前記第２電極３０２と前記第２リード２ｂはそれぞれ、ボンディングワイヤ４により電気的に接続されている。また、前記発光素子３は、例えば、前記絶縁基板１の第１主面１Ａに設けられたダイパッド２ｃ上に、例えば、銀ペースト等の接着材５で接着されている。また、前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃの表面には、例えば、金等のめっき６が設けられている。
また、前記配線板の絶縁基板１には、前記第１主面１Ａからその裏面（第２主面）１Ｂに貫通する貫通穴１Ｃが設けられており、前記貫通穴１Ｃの前記第１主面１Ａ側の開口端は、前記第１リード２ａあるいは前記第２リード２ｂでふさがれている。また、前記貫通穴１Ｃの内部には、導電性部材が充填されており、前記導電性部材は、前記絶縁基板の第２主面１Ｃから突出している。前記導電性部材は、前記発光装置を、マザーボード等のプリント配線板に実装するときに、前記プリント配線板上の導体パターンと接続する部材である。以下、前記導電性部材を外部端子７と称する。また、前記外部端子７の表面にも、めっき６が設けられている。なお、前記外部端子７の表面のめっき６は、前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃの表面のめっき６と同じ金属のめっきであってもよいし、異なる金属のめっきであってもよい。
また、前記発光素子３の側面方向（紙面水平方向）には、前記発光素子を囲む環状の反射部材８が設けられている。前記反射部材８は、前記発光素子３が発した光のうち、側面方向に放射された光を反射させ、あらかじめ定められた方向（紙面上方向）から発光装置の外部に放射させるように、前記発光素子３と向かい合う面が傾斜している。また、前記反射部材８で囲まれた空間には、前記発光素子３の第１電極３０１と前記第１リード２ａ、及び前記第２電極３０２と前記第２リード２ｂとの接続部を封止する透明樹脂９が充填されている。またこのとき、前記透明樹脂９には、例えば、前記発光素子３が発した光を散乱させる、あるいは発した光の色（波長）を変換させる微粒子状の部材が混入されていてもよい。
本実施例１の発光装置では、例えば、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板１の第１主面１Ａに前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃが設けられた配線板を利用する。前記配線板は、例えば、半導体メモリー等の半導体装置を製造するときに用いるテープ状のプリント配線板（インターポーザ）と同様の構成であり、材料等も同種のものを用いることができる。このとき、前記絶縁基板１の厚さは約５０μｍ、前記第１リード２ａや第２リード２ｂの厚さは約１８μｍとすることができる。また、前記外部端子７の突出量は０μｍから１０μｍ程度あればよく、前記めっき６の厚さも１μｍ程度あればよい。すなわち、本実施例１の発光装置に用いる配線板の厚さＴ１は、約８０μｍにすることができる。そのため、例えば、図１３（ａ）に示した従来の発光装置に用いるリードフレームの高さ方向の厚みＴ２（約０．５mm＝５００μｍ）と比べて十分に薄くすることができ、前記発光装置の薄型化が容易である。
なお、本実施例１の発光装置では、前記配線板の絶縁基板１に、白色系絶縁体材料の一つである液晶ポリマーを用いる。
図３及び図４は、本実施例１の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ），図３（ｄ），図３（ｅ）は図２に示した配線板の製造方法の一例を示す各工程での断面図、図４（ａ）は発光素子を実装する工程の断面図、図４（ｂ）は反射部材を形成する工程の断面図である。
本実施例１の発光装置を製造するときには、例えば、図２（ｂ）に示したように、絶縁基板（液晶ポリマー基板）１の第１主面１Ａ上に第１リード２ａ及び第２リード２ｂが設けられ、前記絶縁基板１の第２主面１Ｂ側に、前記絶縁基板１の貫通穴１Ｃを通して前記第１リード２ａあるいは前記第２リード２ｂと電気的に接続された外部端子７が設けられた配線板を用いる。また、本実施例１では、前記絶縁基板１の第１主面１Ａに、前記第１リード２ａ及び前記第２リード２ｂの他に、前記発光素子３を接着するダイパッド２ｃを設けているが、前記ダイパッド２ｃは設けられていなくてもよい。またこのとき、前記配線板は、例えば、半導体装置の製造に用いるテープ状の配線板のように、一方向に長尺な絶縁基板１上に、図２（ｂ）に示したような領域が多数形成されている。
図２（ｂ）に示したような配線板を製造するときには、例えば、まず、図３（ａ）に示すように、テープ状に成型した絶縁基板１を用意する。このとき、前記絶縁基板１の材料には液晶ポリマー材料を用い、半硬化状態にしておく。次に、図３（ｂ）に示すように、前記絶縁基板１の第１主面１Ａに、銅箔などの導体膜２を貼り合わせる。このとき、前記液晶ポリマーを完全硬化させることで、前記絶縁基板１と前記導体膜２が接着される。次に、図３（ｃ）に示すように、前記絶縁基板１の第２主面１Ｂ側から、第１主面１Ａに達する貫通穴１Ｃを形成する。前記貫通穴１Ｃは、例えば、炭酸ガスレーザ等を照射して形成する。次に、図３（ｄ）に示すように、前記貫通穴１Ｃに導電性部材を充填して外部端子７を形成する。前記外部端子７は、例えば、前記導体膜２を電極（陰極）とした電気銅めっきで形成する。またこのとき、前記外部端子７が前記絶縁基板１の第２主面１Ｂから突出するように、めっき液や処理時間等の調整をしておく。次に、図３（ｅ）に示すように、前記導体膜２の不要な部分をエッチングで除去して前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃを形成する。その後、前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃの表面、ならびに前記外部端子７の表面にめっき６を形成すると、図２に示したような配線板が得られる。このとき、前記第１リード２ａ及び前記第２リード２ｂの表面に形成するめっき６と、前記外部端子７の表面に形成するめっき６は、同じ金属のめっきであってもよいし異なる金属のめっきであってもよい。
また、前記手順により得られた配線板を用いて発光装置を製造するときには、例えば、まず、図４（ａ）に示すように、前記配線板上に前記発光素子３を実装する。このとき、前記発光素子３は、例えば、図２（ａ）に示したように、銀ペースト等の接着材５を用いて前記ダイパッド２ｃに接着する。また、前記発光素子３の前記第１電極３０１と前記第１リード２ａ、及び前記第２電極３０２と前記第２リード２ｂはそれぞれ、ボンディングワイヤ４で電気的に接続する。
次に、図４（ｂ）に示すように、前記発光素子３の側面（紙面水平方向）を囲うような環状の反射部材８を前記配線板（絶縁基板１）の第１主面１Ａ上に形成する。
その後、前記反射部材８で囲まれた空間に透明樹脂９を充填して前記発光素子３の周囲を封止し、前記反射部材８の外周部で前記絶縁基板１を切断して個片化すると、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したような発光装置が得られる。
図５は、本実施例１の発光装置の作用効果を説明するための模式図であり、図５（ａ）は反射率の測定方法を説明するための図、図５（ｂ）は反射率を比較する表である。
本実施例１の発光装置に用いる配線板では、前記絶縁基板１に液晶ポリマーを用いている。前記液晶ポリマーは、白色系の絶縁体材料であり、光の反射率が高いと考えられる。そこで、前記液晶ポリマーの反射率に関する測定を行った。測定は、鏡面反射法で行い、図５（ａ）に示したように、絶縁基板１の第１主面１Ａに対して、入射角６０度で光を入射させ、反射角６０度の光（反射光）を光電子増倍管で受光し、受光した光の強度を電気信号に置き換えて数値化した。なお、数値化した値（Ｇｓ値）は、黒ガラス標準板に対する反射率の相対比較値であり、今回の測定では、前記黒ガラス標準板のＧｓ値は９３．２である。
また、測定に使用した液晶ポリマーは、ジャパンゴアテックス株式会社製のＢＩＡＣ（登録商標）であり、厚さは５０μｍとし、前記第１主面１Ａに平滑化処理を施した場合と施していない場合の２通りで測定を行った。また、前記液晶ポリマーを用いた配線板の光の反射効果を調べるために、従来の半導体装置に用いられるテープ状の配線板の絶縁基板（ポリイミドテープ）でも、同様の測定を行った。測定に使用したポリイミドテープは、宇部興産株式会社製のユーピレックス-Sで、前記液晶ポリマーと同様、厚さは５０μｍとした。また、前記ポリイミドテープの反射率は、実際の配線板に近い状況にするために、接着材を塗布した面に光を入射させて測定した。
前記鏡面反射率法により、入射角６０度で測定したときのＧｓ値は、図５（ｂ）に示すように、前記ポリイミドテープのＧｓ値が１０であるのに対し、液晶ポリマーのＧｓは平滑化処理を行っていない場合で８１から８８、平滑化処理を行った場合は１００から１１０という高い値が得られた。そのため、前記液晶ポリマーでなる絶縁基板１を用いて配線板を製造することにより、従来の配線板（インターポーザ）の製造方法と同様の手法で、光の反射効果が十分に高い配線板を製造することができる。
このことから、本実施例１の発光装置では、前記発光素子３が発した光のうち、前記配線板の方向に放射された光は、前記絶縁基板（液晶ポリマー基板）１で反射する成分が多くなり、あらかじめ定められた方向（紙面上方向）から発光装置の外部に放射される光の出力が低下するのを防ぐことができると考えられる。
以上説明したように、本実施例１の発光装置によれば、絶縁基板１の第１主面１Ａに第１リード２ａ及び第２リード２ｂが設けられた配線板を用いることで、リードフレームを用いた発光装置に比べて、薄型化が容易である。
また、前記絶縁基板１に設けた貫通穴１Ｃを利用して外部端子７を設けることにより、外部端子７の小型化が容易であり、前記発光装置を小型化し、前記発光装置を実装するのに必要な面積を小さくすることができる。
また、前記絶縁基板１に、液晶ポリマーのような白色系絶縁体材料を用いることで、光の出力の低下を防ぐことができる。
図６は、前記実施例１の発光装置に用いる配線板の製造方法の別の例を説明するための模式図であり、図６（ａ），図６（ｂ），及び図６（ｃ）はそれぞれ、配線板の製造工程における断面図である。
前記実施例１では、前記配線板は、例えば、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示したように、前記絶縁基板１に導体膜２を貼り合わせてから、前記貫通穴１Ｃを形成したが、これに限らず、前記貫通穴１Ｃを先に形成してもよい。
その場合、例えば、図６（ａ）に示すように、テープ状に成型した絶縁基板１を用意し、金型を用いた打ち抜き加工で、図６（ｂ）に示すように、前記絶縁基板１に貫通穴１Ｃを形成する。このとき、前記絶縁基板１は、前記実施例１で説明したように、液晶ポリマーを用いる。また、前記絶縁基板１は、半硬化状態であってもよいし、完全硬化させて第１主面１Ａ上に接着材層（図示しない）を設けたものであってもよい。そして、図６（ｃ）に示すように、前記貫通穴１Ｃを形成した絶縁基板１の第１主面１Ａに導体膜２を貼り合わせれば、後は、前記実施例１で説明した手順と同じ手順で配線板を形成することができる。このように、先に貫通穴１Ｃを形成する方法では、打ち抜き金型を用いて短時間で多数の貫通穴１Ｃを形成することができるので、レーザを照射して形成する場合に比べて、配線板の製造にかかる時間を短縮したり、製造コストを低減したりすることができる。
また、前記実施例１では、前記絶縁基板１の材料として液晶ポリマーを用いたが、これに限らず、他の白色系絶縁体材料を用いてもよい。また、前記絶縁基板１は、光の反射率が、ポリイミドテープのような透明性を有する絶縁体材料に比べて十分に大きく、且つ前記反射部材８と同等もしくは大きな値を持つような材料であれば、前記白色系絶縁体材料に限らず、他の色を有する絶縁体材料であってもよい。
また、前記実施例１では、前記外部端子（導電性部材）７を、電気銅めっきで形成する例を示したが、これに限らず、例えば、銅ペーストのような導電性樹脂を充填して形成してもよい。
図７及び図８は、前記実施例１の発光装置の変形例を説明するための模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図、図８は図７（ｂ）の部分拡大図である。
前記実施例１では、前記発光素子３は、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示したように、前記ダイパッド２ｃ上に接着したが、これに限らず、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、前記第１リード２ａにダイパッド２ｃに相当する領域を設け、そこに前記発光素子３を接着してもよい。このとき用いる発光素子３では、例えば、図８に示すように、前記第１リード２ａと向かい合う面に第１電極３０１が設けられ、その裏面に第２電極３０２が設けられており、前記第１電極３０１と前記第１リード２ａは銀ペースト等の接着材５で電気的に接続される。
図９は、本発明による実施例２の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図９（ａ）は装置全体の断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の第２リード周辺の部分拡大図である。
図９（ａ）及び図９（ｂ）において、１０は絶縁基板（ポリイミドテープ）、１０Ａは絶縁基板の第１主面、１０Ｂは絶縁基板の第２主面、１０Ｃは絶縁基板の貫通穴、１１は反射膜である。また、２ａは第１リード、２ｂは第２リード、３は発光素子、３０２は第２電極、４はボンディングワイヤ、５は接着材（ダイペースト）、６はめっき、７は外部端子（導電性部材）、８は反射部材、９は透明樹脂である。
本実施例２の発光装置は、前記実施例１の発光装置と同様の構成で、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、絶縁基板１０の第１主面１０Ａに第１リード２ａ及び第２リード２ｂが設けられた配線板上に、ＬＥＤ等の発光素子３が設けられている。そのため、前記実施例１の発光装置と同じ構成の部分については、詳細な説明を省略する。
本実施例２の発光装置において、前記実施例１の発光装置と異なる点は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示したように、前記絶縁基板１０の第１主面１０Ａのうち、前記第１リード２ａ及び前記第２リード２ｂと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜１１が設けられている点である。このとき、前記絶縁基板１０は、前記実施例１で説明したような白色系絶縁体材料である必要はなく、例えば、ポリイミドテープであってもよい。
また、前記反射膜１１に用いる白色系絶縁体材料は、例えば、半導体装置に用いる配線板で使用されているはんだ保護膜（ソルダーレジスト）のような絶縁体材料を用いる。ただし、従来のプリント配線板等で用いられている前記はんだ保護膜は、通常、緑色の着色成分が添加されている。そのため、本実施例２の発光装置の配線板では、前記緑色の着色成分の代わりに、白色系の着色成分を添加したはんだ保護膜を用いる。
本実施例２の発光装置も、前記実施例１の発光装置と同様に、半導体装置に用いられるテープ状の配線板（インターポーザ）を利用しているので、前記配線板の厚さは８０μｍ程度にすることができる。
図１０は、本実施例２の発光装置に用いる配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図１０（ａ），図１０（ｂ），図１０（ｃ），図１０（ｄ），図１０（ｅ）は配線板の製造方法の一例を示す各工程での断面図である。
本実施例２の発光装置に用いる配線板の基本的な製造方法は、前記実施例１で説明した製造方法、すなわち、従来の半導体装置に用いる配線板の製造方法と同じである。そのため、前記実施例１で説明した工程と同じ工程については、詳細な説明を省略する。
本実施例２の発光装置に用いる配線板を製造するときには、図１０（ａ）に示すように、前記絶縁基板１０の第１主面１０Ａに導体膜２を貼り合わせるとともに、前記絶縁基板１０に前記貫通穴１０Ｃを形成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、前記絶縁基板１０の貫通穴１０Ｃに導電性部材を充填し、前記絶縁基板１０の第２主面１０Ｂから突出する外部端子７を形成する。そして、図１０（ｃ）に示すように、前記導体膜２の不要な部分をエッチングで除去し、前記第１リード２ａ，第２リード２ｂ，ダイパッド２ｃを形成する。
次に、例えば、図１０（ｄ）に示すように、前記第１リード２ａや第２リード２ｂの表面、及び前記外部端子７の表面にめっき６を形成する。このとき、前記第１リード２ａや第２リード２ｂの表面のめっき６と、前記外部端子７の表面にめっき６は同じ金属であってもよいし、異なる金属であってもよい。
その後、例えば、図１０（ｅ）に示すように、前記絶縁基板１０の第１主面１０Ａのうち、前記第１リード２ａ，前記第２リード２ｂ，前記ダイパッド２ｃと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜１１を形成すると、本実施例２の発光装置で用いる配線板が得られる。このとき、前記白色系絶縁体材料が、例えば、白色系の着色成分を添加したはんだ保護膜（ソルダーレジスト）であれば、従来の配線板に設けられているはんだ保護膜を形成する工程と同様の条件で前記反射膜１１を形成することができる。
図１１は、本実施例２の発光装置の作用効果を説明するための模式図であり、図１１（ａ）は反射率の測定方法を説明するための模式図であり、図１１（ｂ）は反射率を比較する表である。
本実施例２の発光装置に用いる配線板では、前記絶縁基板１０の第１主面１０Ａに反射膜１１を設けている。そのため、例えば、前記絶縁基板１０がポリイミドテープのような透明性のある絶縁体材料であっても、前記反射膜１１により、前記発光素子３が発した光を反射させれば、前記実施例１で説明した配線板と同様の効果、すなわち光の出力の低下を防ぐ効果が得られると考えられる。そこで、前記実施例１で説明したような、前記鏡面反射率法を利用して、本実施例２の配線板の反射率を測定した。
このとき、入射光は、図１１（ａ）に示すように、前記反射膜１１に対して、入射角６０度で入射させた。また、前記白色系絶縁体材料は、半導体装置で用いる配線板に設けるはんだ保護膜として使用される樹脂材料で、緑色の着色成分の代わりに白色系の着色成分を添加した材料使用し、且つ数種類の樹脂材料で測定した。また、前記白色系絶縁体材料の効果を調べるために、前記反射膜１１が設けられていない絶縁基板（ポリイミドテープ）１０の第１主面１０Ａでの反射率も測定した。
本実施例２の配線板のように、白色系絶縁体材料からなる反射膜１１を設けた場合、前記反射膜１１のＧｓ値は、図１１（ｂ）に示すように、４０〜６０という値が得られる。この値は、図１１（ｂ）に示したように、前記反射膜１１を設けていないポリイミドテープ１０の第１主面１０ＡのＧｓ値の４倍から６倍である。そのため、前記ポリイミドテープでなる絶縁基板１０の第１主面１０Ａに反射膜１１を設ければ、従来の配線板の製造方法と同様の手法で、光の反射効果が十分に高い配線板を製造することができる。
このことから、本実施例２の発光装置でも、前記発光素子３が発した光のうち、前記配線板の方向に放射された光は、前記絶縁基板１０（反射膜１１）で反射する成分が多くなり、あらかじめ定められた方向（紙面上方向）から発光装置の外部に放射される光の出力が低下するのを防ぐことができると考えられる。
以上説明したように、本実施例２の発光装置によれば、絶縁基板１０の第１主面１０Ａに第１リード２ａ及び第２リード２ｂが設けられた配線板を用いることで、リードフレームを用いた発光装置に比べて、薄型化が容易である。
また、前記絶縁基板１０に設けた貫通穴１０Ｃを利用して外部端子７を設けることにより、外部端子７の小型化が容易であり、前記発光装置を小型化し、前記発光装置を実装するのに必要な面積を小さくすることができる。
また、前記絶縁基板１０の第１主面１０Ａ側に、白色系絶縁体材料からなる反射膜１１を設けることにより、前記絶縁基板１０がポリイミドテープのような透明性を有する基板であっても、前記発光素子３が発した光の出力が低下するのを防げる。
また、本実施例２の発光装置で用いる配線板は、前記実施例１で説明した配線板のような液晶ポリマーを用いることなく、従来の半導体装置で使用する配線板を製造するときに用いる材料で製造することができる。そのため、製造が容易であり、且つ製造コストの増加を防ぐことができる。
図１２は、前記実施例２の発光装置の他の構成例を示す模式図であり、図７（ｂ）と同じ部分の拡大断面図である。
前記実施例２では、前記発光装置に用いる配線板を製造するときに、例えば、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）に示したように、前記めっき６を形成してから、前記反射膜１１を形成したが、これに限らず、前記反射膜１１を形成してから前記めっき６を形成してもよい。その場合、前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂの側面部分は、図１２に示すように、前記反射膜１１で保護され、前記めっき６は、前記第１リード２ａ及び第２リード２ｂの電極接続面のみに設けられる。
また、前記実施例２では、前記反射膜１１の材料として、緑色の着色成分の代わりに白色系の着色成分を添加したはんだ保護膜（ソルダーレジスト）を用いたが、これに限らず、他の白色系絶縁体材料を用いてもよい。また、前記反射膜１１は、光の反射率が、ポリイミドテープのような透明性を有する絶縁体材料に比べて十分に大きく、且つ前記反射部材８と同等もしくは大きな値を持つような材料であれば、前記白色系絶縁体材料に限らず、他の色を有する絶縁体材料であってもよい。また、前記絶縁基板１がポリイミドテープ以外の絶縁体材料、例えばエポキシ樹脂基板等であってもよいことは言うまでもない。
また、前記実施例２では、前記外部端子（導電性部材）７を、電気銅めっきで形成する例を示したが、これに限らず、例えば、銅ペーストのような導電性樹脂を充填して形成してもよい。
また、図示は省略するが、前記実施例１で説明したように、前記発光素子３は、前記配線板と向かい合う面に第１電極３０１が設けられていてもよい。その場合、前記第１リード２ａに前記ダイパッド２ｃに相当する領域を設け、前記銀ペースト等の接着材５で前記第１電極３０１と第１リード２ａを電気的に接続する。
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
例えば、前記発光素子３は、ＬＥＤだけでなく、例えば、ＬＤ（レーザーダイオード）であってもよい。
本発明による実施例１の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。 本発明による実施例１の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）の発光素子周辺の部分拡大図、図２（ｂ）は本実施例１の発光装置で用いる配線板の構成を示す断面図である。 本実施例１の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ），図３（ｄ），図３（ｅ）は図２に示した配線板の製造方法の一例を示す各工程での断面図である。 本実施例１の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図４（ａ）は発光素子を実装する工程の断面図、図４（ｂ）は反射部材を形成する工程の断面図である。 本実施例１の発光装置の製造方法を説明するための模式図であり、図５（ａ）は反射率の測定方法を説明するための図、図５（ｂ）は反射率を比較する表である。 前記実施例１の発光装置に用いる配線板の製造方法の別の例を説明するための模式図であり、図６（ａ），図６（ｂ），及び図６（ｃ）はそれぞれ、配線板の製造工程における断面図である。 前記実施例１の発光装置の変形例を説明するための模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。 前記実施例１の発光装置の変形例を説明するための模式図であり、図７（ｂ）の部分拡大図である。 本発明による実施例２の発光装置の概略構成を示す模式図であり、図９（ａ）は装置全体の断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の第２リード周辺の部分拡大図である。 本実施例２の発光装置に用いる配線板の製造方法を説明するための模式図であり、図１０（ａ），図１０（ｂ），図１０（ｃ），図１０（ｄ），図１０（ｅ）は配線板の製造方法の一例を示す各工程での断面図である。 本実施例２の発光装置の作用効果を説明するための模式図であり、図１１（ａ）は反射率の測定方法を説明するための模式図であり、図１１（ｂ）は反射率を比較する表である。 前記実施例２の発光装置の他の構成例を示す模式図であり、図９（ｂ）と同じ部分の拡大断面図である。 従来の発光装置の概略構成及び課題を説明するための模式図であり、図１３（ａ）は装置の構成を示す断面図、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は課題を説明するための図である。
符号の説明
１ 絶縁基板（液晶ポリマー基板）
１Ａ 絶縁基板１の第１主面
１Ｂ 絶縁基板１の第２主面
１Ｃ 絶縁基板１の貫通穴
２ 導体膜
２ａ 第１リード
２ｂ 第２リード
２ ダイパッド
３ 発光素子
３０１ 第１電極
３０２ 第２電極
４ ボンディングワイヤ
５ 接着材（ダイペースト）
６ めっき
７ 外部端子
８ 反射部材
８ａ 第１反射部材
８ｂ 第２反射部材
９ 透明樹脂
１０ 絶縁基板（ポリイミドテープ）
１０Ａ 絶縁基板１０の第１主面
１０Ｂ 絶縁基板１０の第２主面
１０Ｃ 絶縁基板１０の貫通穴
１１ 反射膜

Claims (12)

  1. 第１電極及び第２電極が設けられた発光素子と、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リードと、前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードと、前記発光素子が発した光を反射させる反射部材とを備える発光装置であって、
    前記発光素子は、フィルム状の絶縁基板の第１主面のみに前記第１リード及び第２リードを設けた配線板の、前記第１主面側に設けられており、
    前記絶縁基板は、あらかじめ定められた位置に、前記第１主面からその裏面（以下、第２主面と称する）に貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴の前記第１主面側の開口端は前記第１リードまたは第２リードでふさがれており、
    前記貫通穴の内部には導電性部材が充填され、且つ前記導電性部材が前記貫通穴から前記絶縁基板の第２主面側に突出していることを特徴とする発光装置。
  2. 前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料でなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記絶縁基板は、液晶ポリマーでなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リード及び第２リードと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. フィルム状の絶縁基板の第１主面のみに導体パターンを設け、前記絶縁基板の第１主面の裏面（以下、第２主面と称する）に、前記導体パターンと電気的に接続された外部端子を設けてなり、前記絶縁基板の第１主面上に発光素子を実装して発光装置を製造するときに用いる配線板であって、
    前記導体パターンは、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リード、及び前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードからなり、
    前記絶縁基板は、あらかじめ定められた位置に、前記第１主面から第２主面に貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴の前記第１主面側の開口端は前記第１リードまたは第２リードでふさがれており、
    前記貫通穴の内部には導電性部材が充填され、且つ前記導電性部材が前記貫通穴から前記絶縁基板の第２主面側に突出していることを特徴とする配線板。
  6. 前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料でなることを特徴とする請求項５に記載の配線板。
  7. 前記絶縁基板は、液晶ポリマーでなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の配線板。
  8. 前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リード及び第２リードと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料からなる反射膜が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の配線板。
  9. 絶縁基板の第１主面に導体パターンを形成する工程と、前記絶縁基板の第１主面の裏面（以下、第２主面と称する）に前記導体パターンと電気的に接続された外部端子を形成する工程とを有し、前記絶縁基板の第１主面上に発光素子を搭載して発光装置を製造するときに用いる配線板の製造方法であって、
    絶縁基板の第１主面のみに導体膜を形成する工程と、
    前記絶縁基板に、前記第１主面から前記第２主面に貫通する貫通穴を形成する工程と、
    前記貫通穴の内部に導電性部材を充填する工程と、
    前記絶縁基板の第１主面に形成した導体膜の不要な部分を除去して、前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１リード及び前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２リードを形成する工程とを有し、
    前記導電性部材を充填する工程は、前記導電性部材を前記貫通穴から前記第２主面側に突出させることを特徴とする配線板の製造方法。
  10. 前記絶縁基板は、白色系絶縁体材料を用いることを特徴とする請求項９に記載の配線板の製造方法。
  11. 前記絶縁基板は、液晶ポリマーを用いることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の配線板の製造方法。
  12. 前記第１リード及び第２リードを形成する工程の後、前記絶縁基板の第１主面の、前記第１リードあるいは第２リードと重なる領域の外側の領域に、白色系絶縁体材料を塗布する工程を有することを特徴とする請求項９に記載の配線板の製造方法。
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