JP5052326B2 - チップ部品型ｌｅｄ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装用のチップ部品型ＬＥＤ及びその製造方法に関し、各種表示パネル、液晶表示装置のバックライト、照光スイッチ等の光源として利用される。

各種表示パネル、液晶表示装置のバックライト、照光スイッチ等の光源として、従来からチップ部品型ＬＥＤが利用されている。

図１２は、このような従来のチップ部品型ＬＥＤの構造の一例を示している。

従来のチップ部品型ＬＥＤは、絶縁基板８１，８２を２層構造としたもので、上部の絶縁基板８２に貫通穴８３を形成し、この貫通穴８３内の底部（すなわち、下層の絶縁基板８１の上面）まで延設して一方の配線パターン８４を形成し、貫通穴８３内の前記配線パターン８４上にＬＥＤチップ８５を実装し、このＬＥＤチップ８５と、他方の配線パターン８６とを金属細線（Ａｕ線等）８７で接続し、さらにＬＥＤチップ８５と金属細線８７とを含む絶縁基板８２の表面を透明樹脂８８で封止した構造となっている。因みに、このような構造のチップ部品型ＬＥＤとして、例えば特許文献１，２記載のものがある。

しかし、上記従来構造のチップ部品型ＬＥＤによれば、２枚の絶縁基板８１，８２を必要とし、かつ、ＬＥＤチップ８５を下層の絶縁基板８２上に実装することから、絶縁基板８２は実装可能な最低限度の厚みが必要であるため、薄型化が困難であるとともに、コスト的にも高くなるといった問題があった。

この問題を解決するものとして、特許文献３に示す半導体装置の配線構造及びその形成方法がある。この特許文献３によれば、半導体装置は、薄い銅板を絶縁樹脂基板の裏表に張り合わせて形成された全体の厚みの薄い銅張り合わせ基板に一方の表面側から貫通孔を形成し、貫通孔内に表面を露出させた下側の銅板上にＬＥＤチップを搭載し、貫通孔を覆うように１層の樹脂層で封止されて形成されている。
特開２００１−１６０６２９号公報 特開２００６−１９０７６４号公報 特開平０７−２３５６９６号公報

特許文献３に記載された薄型の半導体装置においては、白色に発光させるための技術に関して記載されていない。白色発光させるためには、上記の１層の封止樹脂層に黄色蛍光体を含有させればよく、その封止樹脂形成方法として、半硬化のタブレット樹脂(トランスファモールド用樹脂)の中に蛍光体を入れトランスファモールドを行い白色チップＬＥＤを得るというものがある。これは、作業性が非常によく、大量生産に向いている。

しかし、トランスファモールドの特性上、どうしても場所により蛍光体の濃度の高低が顕著に現れ、白色ＬＥＤとして非常に重要な特性の色度のばらつきを避けられない。

また、タブレット樹脂は作製方法の制約（１度に作製する量が大きいという制約）から蛍光体の配合比を柔軟に変更することができない。

また、一般にＬＥＤチップ近傍に蛍光体を配置することが最も発光効率を高められることが知られているが、トランスファモールドを実施すると、近傍のみでなく成型樹脂全体に蛍光体が拡散し、蛍光体の使用量に対し、発光効率を落とすことになる。蛍光体の沈降のばらつきなどで、色むらが生じやすい。

また、封止樹脂材料としては、耐熱性の良好なシリコーン樹脂が使用されることが多いが、トランスファモールドでは半硬化状態となる樹脂を使用するため、シリコーン樹脂でのモールドは不可能であった。シリコーン樹脂のように未硬化の状態では液状である樹脂をトランスファモールドすることは可能であるが、粘度の低い液状樹脂では、気泡を巻き込みやすく、それを防ぐような手立てを配備した専用装置が必要であるなど非常に難しい技術となる。

さらに、シリコーン樹脂はエポキシ樹脂と比較して硬度が低いため、封止樹脂の周囲に反射材等封止樹脂を保護する部材のないチップ型ＬＥＤの構造の場合には、封止樹脂にきずがついたり、形状が変形するため、シリコーン樹脂を封止樹脂に使用することは向いていない（例えば、上面がそのまま実装機にあたるなど）。

しかし、チップ近傍の樹脂は、蛍光体によって変換される前のチップから放出される光（紫外、近紫外〜青色光）による劣化が大きいので、エポキシ樹脂よりも耐光性の良好なシリコーン樹脂でチップ近傍を封止すべきである。

本発明はこのような問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、基板に貫通孔が形成され、貫通孔内にＬＥＤチップが搭載された薄型のチップ部品型ＬＥＤで、発光むらの小さい発光装置を提供することにある。

また、本発明のチップ部品型ＬＥＤは、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴と金属細線接続用の第２凹穴とが形成された絶縁基板の前記第１凹穴を含む部分に第１配線パターンとなる金属薄板が形成され、前記第２凹穴を含む部分に第２配線パターンとなる金属薄板が形成され、前記第１凹穴内の金属薄板上にＬＥＤチップが実装され、このＬＥＤチップが金属細線を介して前記第２凹穴内の金属薄板に電気的に接続され、前記第１凹穴を含むＬＥＤチップと前記金属細線の一部とが、ポッティング法により形成された蛍光体を含むシリコーン系樹脂である第１透明樹脂にて封止され、前記第２凹穴と前記金属細線の一部とが、ポッティング法により形成されたシリコーン系樹脂である第３透明樹脂にて封止され、前記第１透明樹脂及び前記第３透明樹脂を含む前記絶縁基板の表面が、トランスファーモールドにより形成されたエポキシ系樹脂である第２透明樹脂にて封止されていることを特徴としている。

本発明のチップ部品型ＬＥＤによれば、ＬＥＤチップの実装面と、このＬＥＤチップに一端部が接続された金属細線の他端部の接続面とが金属薄板上に形成されているため、金属細線の高さを低くすることができる。また、ＬＥＤチップを直接金属薄板（第１配線パターン）上に実装することから、従来の基板が不要となり、その分薄型化が可能になるとともに、金属細線の高さも従来より低くなり、さらに薄型化が可能となる。また、金属薄板を除去することにより、ＬＥＤチップを実装した第１配線パターンと金属細線の他端部が接続された第２配線パターンとを容易に電気的に分離することが可能である。さらに、それぞれの凹穴内に形成された配線パターンと底面の金属薄板とが電気的に直接接続されているため、絶縁基板の外周部に配線パターン等を形成する必要がなく、従来のチップ部品型ＬＥＤの製造方法に比べて製造方法が容易である。そのため、製造コストも低減することが可能である。

また、本発明のチップ部品型ＬＥＤによれば、第１透明樹脂は蛍光体を含有されてポッティング法により形成され、第２透明樹脂はトランスファーモールドにて形成されている。これにより、第１透明樹脂ではトランスファーモールドで欠点となる蛍光体のばらつきをポッティング法で形成することで回避することができ、光の取り出しに影響を与える第２透明樹脂の外面形状は、安定して形成できるトランスファーモールドにより形成することで、良好なチップ部品型ＬＥＤを得ることができる。

この場合、前記ＬＥＤチップが実装される前記第１凹穴の底面と、前記ＬＥＤチップからの金属細線が電気的に接続される前記第２凹穴の底面との高さ位置は、略同一高さに形成されている。これにより、加工時のレーザ出力などの調整を必要としないので、凹穴加工が容易となる。

また、前記ＬＥＤチップからの金属細線が電気的に接続される前記第２凹穴は、少なくとも２箇所以上に形成されていてもよい。２箇所以上に形成することで、ＬＥＤチップの電極構造が、表面側にアノード、カソード電極が形成された場合等でＬＥＤチップの搭載面をＬＥＤチップの電極の引き出しに使用せずに金属細線を用いたより複雑な配線に対しても薄型化に対応することが可能となる。

また、本発明のチップ部品型ＬＥＤは、前記第１凹穴と前記第２凹穴との間の壁体の表面に、前記金属細線を配線するための溝部が形成された構造であってもよい。このように溝部を形成し、この溝部に金属細線を通して配線することで、金属細線の配置高さをさらに低くすることができ、その分チップ部品型ＬＥＤのさらなる薄型化を実現することができる。

また、本発明では、前記透明樹脂に蛍光体を含有させた構造としてもよい。さらに、前記凹穴の内周面は、前記絶縁基板の裏面側から表面側に向かって漸次拡開する傾斜面に形成されていることが好ましい。これにより、本チップ部品型ＬＥＤを各種表示パネル、液晶表示装置のバックライト、照光スイッチ等の光源として利用したときの点灯時、側面に向かう光は傾斜面で反射されて上方に向かうことから、上方への反射効率を向上させることができる。

ここで、本発明では、前記第１透明樹脂をシリコーン系樹脂とし、前記第２透明樹脂をエポキシ系樹脂としている。第１透明樹脂をシリコーン系樹脂とすることにより、熱応力が緩和されてＬＥＤチップと金属細線との断線不良が少なくなり、また、金属細線接続用の第２凹穴の金属表面と金属細線との断線不良も少なくなる。ＬＥＤチップ、金属細線及び金属細線接続部である第２凹穴を覆うように形成された第１透明樹脂上を、エポキシ系樹脂である第２透明樹脂で覆うことが好ましい。ここで、エポキシ系樹脂は、粘性、透明性、耐候性、強度に優れ、封止樹脂として適したものである。

また、本発明では、第３透明樹脂をシリコーン系樹脂で形成することにより、熱膨張係数が小さいことから金属細線の接続部の断線不良を低減することができる。さらに、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴、金属細線接続用の第２凹穴、及び絶縁基板表面の領域においてそれぞれ異なった封止樹脂を使用できるため、樹脂の選択度が十分にあるパッケージ構造とすることができる。

また、本発明のチップ部品型ＬＥＤの製造方法は、絶縁基板の表面と裏面に金属薄板を形成する工程と、前記絶縁基板表面側のＬＥＤチップ搭載位置と金属細線接続位置との金属薄板を除去する工程と、前記金属薄板を除去した領域に第１及び第２の凹穴を、前記絶縁基板の裏面側の金属薄板まで到達する深さに形成する工程と、前記凹穴の側面と前記金属薄板上の底面とに延設するように導電層を形成する工程と、前記導電層の表面にＡuを含む層を蒸着で形成する工程と、絶縁領域を形成する工程と、前記第1凹穴の底面にＬＥＤチップを実装する工程と、前記ＬＥＤチップと前記第２凹穴の底面とを金属細線を用いて電気的に接続する工程と、蛍光体を含むシリコーン系樹脂である第１透明樹脂により、前記ＬＥＤチップを覆うように前記第１凹穴と前記金属細線の一部とをポッティング法にて封止する第１の封止工程と、前記第２凹穴と前記金属細線の一部とをシリコーン系樹脂である第３透明樹脂にてポッティング法により封止する第２の封止工程と、エポキシ系樹脂である第２透明樹脂により、前記第１透明樹脂と前記第３透明樹脂とを覆うようにトランスファーモールド法にて封止する第３の封止工程と、を含むことを特徴としている。

すなわち、本発明の製造方法によれば、絶縁基板の外周部に配線パターン等を形成する必要がないため、その分、製造方法が容易であり、製造コストも低減することが可能である。また、第１及び第２の凹穴を、例えばレーザ光を絶縁基板のＬＥＤチップ実装部分に照射して、裏面の金属薄板まで達するように形成すると、レーザ光で絶縁基板の対象エリアを除去する際、レーザ光は中心部から広がるように絶縁部を除去していくため、形成された第１及び第２の凹穴の内周面を同時に傾斜面（湾曲面）に形成することができる。つまり、レーザ光を照射するだけで、第１及び第２の凹穴の形成と内周壁の傾斜面の形成とを同時に行うことができる。また、本発明の製造方法によれば、第１透明樹脂は蛍光体を含有されてポッティング法により形成され、第２透明樹脂はトランスファーモールドにて形成されている。これにより、第１透明樹脂ではトランスファーモールドで欠点となる蛍光体のばらつきをポッティング法で形成することで回避することができ、光の取り出しに影響を与える第２透明樹脂の外面形状は、安定して形成できるトランスファーモールドにより形成することで、良好なチップ部品型ＬＥＤを得ることができる。

また、本発明の製造方法によれば、前記第３の封止工程では、第２透明樹脂で前記絶縁基板表面を覆うように構成してもよい。このように第２透明樹脂で絶縁基板表面を覆うことにより、基板表面の導電層を保護することができる。さらに、前記第３の封止工程では、第２透明樹脂で前記第２凹穴を覆わない構成としてもよい。

ここで、前記第１透明樹脂はポッティング法にて形成され、前記第２透明樹脂はトランスファーモールド法にて形成されていることが好ましい。すなわち、ＬＥＤチップが搭載された第１凹穴には、蛍光体が均一に入り難いため、ポッティング法で第１透明樹脂を形成することが好ましい。また、第２透明樹脂をトランスファーモールド法を用いて、一括封止樹脂とすることにより、生産性コストの低減、及びパッケージごとの特性の均一化を図ることができる。

本発明によれば、基板を貫通して設けられた凹部にＬＥＤチップを搭載したチップ部品型ＬＥＤにおいて、ＬＥＤチップの樹脂封止構造を２層構造とし、ＬＥＤチップを覆う第1透明樹脂と第１透明樹脂を覆う第２透明樹脂を異なる製造方法により封止することで、蛍光体の沈降ばらつきを抑制し、色むらの少ない白色光や可視光を発するチップ部品型ＬＥＤを得ることができる。また、本発明によれば、第１透明樹脂は蛍光体を含有されてポッティング法により形成され、第２透明樹脂はトランスファーモールドにて形成されている。これにより、第１透明樹脂ではトランスファーモールドで欠点となる蛍光体のばらつきをポッティング法で形成することで回避することができ、光の取り出しに影響を与える第２透明樹脂の外面形状は、安定して形成できるトランスファーモールドにより形成することで、良好なチップ部品型ＬＥＤを得ることができる。また、本発明によれば、第１透明樹脂はシリコーン系樹脂で形成されており、第２透明樹脂はエポキシ系樹脂で形成されており、第３透明樹脂はシリコーン系樹脂で形成されている。第３透明樹脂をシリコーン系樹脂で形成することにより、熱膨張係数が小さいことから金属細線の接続部の断線不良を低減することができる。また、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴、金属細線接続用の第２凹穴、及び絶縁基板表面の各領域においてそれぞれ異なった封止樹脂を使用できるため、樹脂の選択度が十分にあるパッケージ構造とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

＜基本構成例１＞
図１は、本発明に係るチップ部品型ＬＥＤ１０の基本構成例１を示す断面図である。

このチップ部品型ＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴（貫通穴）３ａと、金属細線接続用の第２凹穴（貫通穴）３ｂとが形成された絶縁基板１の裏面側に、それぞれの凹穴に対応した配線パターンとなる金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂが電気的に分離された状態で形成されている。また、絶縁基板１の表面側には、第１凹穴３ａを含む部分に第１配線パターンとなる金属薄板４ａが形成され、第２凹穴３ｂを含む部分に第２配線パターンとなる金属薄板４ｂが形成されている。そして、このような配線構造において、第１凹穴３ａの底面部分の金属薄板４ａ上にＬＥＤチップ５が実装され、このＬＥＤチップ５が金属細線６を介して第２凹穴３ｂの底面部分の金属薄板４ｂに電気的に接続され、この状態において、ＬＥＤチップ５及び金属細線６を含む絶縁基板１の表面全体が透明樹脂７により封止された構造となっている。

ここで、本基本構成例１では、この透明樹脂７は、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と第２凹穴３ｂを含む金属細線６の全体を封止する第１透明樹脂７１と、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を封止する第２透明樹脂７２とで構成されている。後の製造方法で詳細を説明するが、第１透明樹脂７１は黄色蛍光体（例えば、α-SIALON等）を含有され、ポッティングで形成され、第２透明樹脂７２は透明樹脂のみであり、トランスファー成形にて形成される。このような構成及び製造方法とする理由は、トランスファー成形で欠点となる蛍光体のばらつきを回避するためであり、蛍光体を含有する層をポッティングで形成し、光の取り出しに影響を与える透明樹脂７の外面形状、すなわち第２透明樹脂の外形形状は、安定して形成できるトランスファー成形により封止するものである。

基本構成例１では、第１透明樹脂７１はシリコーン系樹脂により形成されており、第２透明樹脂７２はエポキシ系樹脂にて形成されている。また、絶縁基板１は、ガラスエポキシ樹脂により形成されており、その厚みは約５０μｍとなっている。また、裏面側に形成された金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂは、約２０μｍの厚みに形成されている。さらに、基本構成例１では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ４７０μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂの内径をφ１８０μｍとした。

このように、基本構成例１によれば、ＬＥＤチップ５の実装面と、このＬＥＤチップ５に一端部が接続された金属細線６の他端部の接続面とが、金属薄板２ａ，２ｂ上に形成されているため、金属細線６の配置高さを低くすることができる。また、ＬＥＤチップ５を直接金属薄板４ａ，２ａ上に実装することから、従来の基板が不要となり、その分薄型化が可能になるとともに、金属細線６の高さも従来より低くでき、さらに薄型化が可能となる。

次に、上記構成のチップ部品型ＬＥＤ１０の製造方法について、図２を参照して説明する。

最初の工程では、絶縁基板１の表面と裏面にそれぞれ金属薄板２，４を形成する（図２（ａ））。

次の工程では、絶縁基板１の表面側のＬＥＤチップ搭載位置４１と金属細線接続位置４２との金属薄板４を除去する（図２（ｂ））。

次の工程では、金属薄板４を除去した領域４１，４２にレーザ加工により傾斜面を持つ凹穴３ａ，３ｂを、絶縁基板１の裏面側の金属薄板２まで到達する深さに形成する（図２（ｃ））。本実施形態１では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ４７０μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂの内径をφ１８０μｍとした。

次の工程では、各凹穴３ａ，３ｂの側面と底面の金属薄板２上とに延設するように、絶縁基板１の表面側から、厚さ２０μｍのＣｕメッキ層４５をメッキにより形成する（図２（ｄ））。ここで、Ｃｕメッキが不要な箇所はレジストを用いて保護しておく。

次の工程では、このメッキ層４５の表面に、湿気による錆、酸化など、表面の保護のため、厚さ１０μｍのＮｉ／Ａu層を蒸着で形成する。

次の工程では、絶縁領域を形成するために、絶縁基板1表面の不要なＮｉ／Ａu層及びＣｕメッキ層４５と金属薄板４とを除去（符号４６により示す）するとともに、絶縁基板１裏面の不要な金属薄板２を除去（符号２２により示す）する（図２（ｅ））。これにより、絶縁基板１の表面に、第１配線パターンとなる金属薄板４ａと、第２配線パターンとなる金属薄板４ｂとが絶縁状態で形成され、絶縁基板１の裏面に、第１配線パターンの金属薄板４ａに対向する金属薄板２ａと、第２配線パターンの金属薄板４ｂに対向する金属薄板２ｂとが絶縁状態で形成される。

次の工程では、ＬＥＤチップ搭載用の凹穴３ａの底面の金属薄板４ａに、銀ペーストを用いてＬＥＤチップ５を実装する（図２（ｆ））。

次の工程では、実装されたＬＥＤチップ５と金属細線接続用凹穴３ｂの底面の金属薄板４ｂとを金属細線６を用いてボンディングして電気的に接続する（図２（ｇ））。

次の工程では、透明樹脂にて、ＬＥＤチップ５及び金属細線６を含む絶縁基板１の表面全体を封止する（図２（ｈ））。具体的に説明すると、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と第２凹穴３ｂを含む金属細線６の全体を、蛍光体を含有させたシリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止して第１透明樹脂７１を形成し、次に、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を、蛍光体を含まないエポキシ系樹脂を用いてトランスファーモールド法により封止して第２透明樹脂７２を形成する。ここで、ポッティング法による第１透明樹脂７１の硬化条件及びトランスファーモールド法による第２透明樹脂７２の硬化条件をいずれも１５０℃、１時間とした。

第１透明樹脂７１をシリコーン樹脂とするのは、蛍光体で変換された長波長化される前のチップから放出される直接光で劣化されるのを少しでも抑制するためであり、第２透明樹脂をエポキシ樹脂とするのは、その硬度により外形形状に安定化を図るためである。

また、絶縁基板に設けた配線パターン（Ｃｕ）は、Ｎｉ/Ａｕで保護されているが、光反射率を高めるために少なくとも第1、第２凹穴を含めて絶縁基板の表面側をＡｇメッキをしてもよい、その場合、絶縁基板の表面全体を第２透明樹脂で覆うことが望ましい。第２透明樹脂は、エポキシ樹脂のようにガス遮断性がよく、吸湿性が低い樹脂を用いることで、Ａｇメッキの腐食が防止される。

最後に、ダイシングにより幅１．６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ、高さ０．２ｍｍの疑似白色チップ部品型ＬＥＤ１０が作製される（図１参照）。

なお、基本構成例１では、第１透明樹脂７１に黄色蛍光体を添加したが、黄色蛍光体の代わりに赤色蛍光体と緑色蛍光体を添加してもよく、この場合、擬似白色に比べて演色性が改善された高演色の白色光を発することが可能となる。これは、下記基本構成例及び実施形態においても同様である。

（基本構成例１の変形例１）
図３は、基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤ１０の変形例１の構造を示す断面図である。

本変形例１では、第１透明樹脂７１を、ＬＥＤチップ５及びＬＥＤチップ５に接続されている金属細線６の一部分を含む第１凹穴３ａの全体及びその周辺部分のみに形成し、第２凹穴３ｂまでは含まない構造としたものである。また、第１透明樹脂７１は、黄色蛍光体を含有させたシリコーン系樹脂を用いて形成し、第２透明樹脂７２は、蛍光体を含まないエポキシ系樹脂を用いて形成している。その他の構造は、上記基本構成例１に係る図１に示したチップ部品型ＬＥＤ１０の構造と同様であるのでここでは説明を省略する。また、製造方法についても、図２を参照して説明した上記製造方法と同様であるのでここでは説明を省略する。

（実施形態１）
図４は、本実施形態１に係るチップ部品型ＬＥＤ１０の構造を示す断面図である。

実施形態１では、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と金属細線６の一部分とが、黄色蛍光体を含有させた第１透明樹脂７１にて封止され、第２凹部３ｂと金属細線６の一部とが第３透明樹脂７３にて封止され、第１透明樹脂７１及び第３透明樹脂７３を含む絶縁基板１の表面全体が第２透明樹脂７２にて封止された構造となっている。ここで、実施形態１では、第１透明樹脂７１はシリコーン系樹脂で形成されており、第２透明樹脂７２はエポキシ系樹脂で形成されており、第３透明樹脂７３はシリコーン系樹脂で形成されている。第３透明樹脂７３をシリコーン系樹脂で形成することにより、熱膨張係数が小さいことから金属細線６の接続部の断線不良を低減することができる。また、実施形態１では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂ、及び絶縁基板表面の各領域においてそれぞれ異なった封止樹脂を使用できるため、樹脂の選択度が十分にあるパッケージ構造とすることができる。

また、実施形態１では、透明樹脂にて、ＬＥＤチップ５及び金属細線６を含む絶縁基板１の表面全体を封止する工程が、図２を参照して説明した上記製造方法とは異なる。従って、ここではこの異なる工程のみについ説明する。

すなわち、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と金属細線６の一部分とを、黄色蛍光体を含有させたシリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止して第１透明樹脂７１を形成し、次に、第２凹部３ｂと金属細線６の一部とを、シリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止して第３透明樹脂７３を形成し、次に、第１透明樹脂７１及び第３透明樹脂７３を含む絶縁基板１の表面全体を、エポキシ系樹脂を用いてトランスファーモールド法により封止して第２透明樹脂７２を形成する。ここで、ポッティング法による第１透明樹脂７１及び第３透明樹脂７３の硬化条件及びトランスファーモールド法による第２透明樹脂７２の硬化条件をいずれも１５０℃、１時間とした。

（基本構成例１の変形例２）
図５は、基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤ１０の変形例２の構造を示す断面図である。

変形例２では、第２透明樹脂７２を、第１透明樹脂７１の全体を含み、かつ、第１凹穴３ａの全体及びその周辺部分のみに形成し、第２凹穴３ｂまでは含まない構造としたものである。その他の構造は、上記基本構成例１の変形例１に係る図３に示したチップ部品型ＬＥＤ１０の構造と同様であるのでここでは説明を省略する。また、製造方法についても、図２を参照して説明した上記製造方法と同様であるのでここでは説明を省略する。

＜基本構成例２＞
図６は、基本構成例２に係るチップ部品型ＬＥＤ２０の断面図である。ただし、以下の説明において、上記基本構成例１と同じ（若しくは同じ機能を有する）部材には同符号を付している。

このチップ部品型ＬＥＤ２０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴（貫通穴）３ａと、この第１凹穴３ａを挟んで両側に金属細線接続用の第２凹穴（貫通穴）３ｂ及び第３凹部（貫通穴）３ｃとが形成された絶縁基板１の裏面側に、それぞれの凹穴に対応した配線パターンとなる金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂ，２ｃが電気的に分離された状態で形成されている。また、絶縁基板１の表面側には、第１凹穴３ａを含む部分に第１配線パターンとなる金属薄板４ａが形成され、第２凹穴３ｂを含む部分に第２配線パターンとなる金属薄板４ｂが形成され、第３凹穴３ｃを含む部分に第３配線パターンとなる金属薄板４ｃが形成されている。そして、このような配線構造において、第１凹穴３ａの底面部分の金属薄板４ａ上にＬＥＤチップ５が実装され、このＬＥＤチップ５が金属細線６ａを介して第２凹穴３ｂの底面部分の金属薄板４ｂに電気的に接続されるとともに、金属細線６ｂを介して第３凹穴３ｃの底面部分の金属薄板４ｃに電気的に接続され、この状態において、ＬＥＤチップ５及び金属細線６ａ，６ｂを含む絶縁基板１の表面全体が透明樹脂７により封止された構造となっている。

ここで、基本構成例２では、この透明樹脂７は、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５、第２凹穴３ｂを含む金属細線６ａ、及び第３凹穴部３ｃを含む金属細線６ｂの全体を封止する第１透明樹脂７１と、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を封止する第２透明樹脂７２とで構成されている。また、基本構成例２では、第１透明樹脂７１は黄色蛍光体を含むシリコーン系樹脂により形成されており、第２透明樹脂７２は蛍光体を含まないエポキシ系樹脂により形成されている。また、絶縁基板１は、ガラスエポキシ樹脂により形成されており、その厚みは約６０μｍとなっている。また、裏面側に形成された金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂは、約２５μｍの厚みに形成されている。さらに、基本構成例２では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ５００μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂ及び第３凹穴３ｃの内径をそれぞれφ２００μｍとした。

このように、基本構成例２によれば、ＬＥＤチップ５の実装面と、このＬＥＤチップ５に一端部が接続された金属細線６ａ，６ｂの他端部の接続面とが、金属薄板２ａ，２ｂ，２ｃ上に形成されているため、金属細線６ａ，６ｂの配置高さを低くすることができる。また、ＬＥＤチップ５を直接金属薄板４ａ，２ａ上に実装することから、従来の基板が不要となり、その分薄型化が可能になるとともに、金属細線６ａ，６ｂの高さも従来より低くでき、さらに薄型化が可能となる。

次に、上記構成のチップ部品型ＬＥＤ２０の製造方法について、図７を参照して説明する。

最初の工程では、絶縁基板１の表面と裏面にそれぞれ金属薄板２，４を形成する（図７（ａ））。

次の工程では、絶縁基板１の表面側のＬＥＤチップ搭載位置４１と金属細線接続位置４２，４３との金属薄板４を除去する（図７（ｂ））。

次の工程では、金属薄板４を除去した領域４１，４２，４３にレーザ加工により傾斜面を持つ凹穴３ａ，３ｂ，３ｃを、絶縁基板１の裏面側の金属薄板２まで到達する深さに形成する（図７（ｃ））。本実施形態２では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ５００μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂ及び第３凹穴３ｃの内径をそれぞれφ２００μｍとした。

次の工程では、各凹穴３ａ，３ｂ，３ｃの側面と底面の金属薄板２上とに延設するように、絶縁基板１の表面側から、厚さ１５μｍのＣｕメッキ層４５をメッキにより形成する（図７（ｄ））。ここで、Ｃｕメッキが不要な箇所はレジストを用いて保護しておく。

次の工程では、このメッキ層４５の表面に、厚さ１５μｍのＮｉ／Ａu層を蒸着で形成する。

次の工程では、絶縁領域を形成するために、絶縁基板1表面の不要なＮｉ／Ａu層及びＣｕメッキ層４５と金属薄板４とを除去（符号４６，４７により示す）するとともに、絶縁基板1裏面の不要な金属薄板２を除去（符号２２，２３により示す）する（図７（ｅ））。これにより、絶縁基板１の表面に、第１配線パターンとなる金属薄板４ａと、第２配線パターンとなる金属薄板４ｂと、第３配線パターンとなる金属薄板４ｃとが絶縁状態で形成され、絶縁基板１の裏面に、第１配線パターンの金属薄板４ａに対向する金属薄板２ａと、第２配線パターンの金属薄板４ｂに対向する金属薄板２ｂと、第３配線パターンの金属薄板４ｃに対向する金属薄板２ｃとが絶縁状態で形成される。

次の工程では、ＬＥＤチップ搭載用の凹穴３ａの底面の金属薄板４ａに、シリコーン樹脂を用いてＬＥＤチップ５を実装する（図７（ｆ））。

次の工程では、実装されたＬＥＤチップ５と金属細線接続用凹穴３ｂの底面の金属薄板４ｂとを金属細線６ａを用いてボンディングして電気的に接続するとともに、ＬＥＤチップ５と金属細線接続用凹穴３ｃの底面の金属薄板４ｃとを金属細線６ｂを用いてボンディングして電気的に接続する（図７（ｇ））。

次の工程では、透明樹脂にて、ＬＥＤチップ５及び金属細線６ａ，６ｂを含む絶縁基板１の表面全体を封止する（図７（ｈ））。具体的に説明すると、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と第２凹穴３ｂ及び第３凹穴３ｃを含む両金属細線６ａ，６ｂの全体を、蛍光体を含有させたシリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止して第１透明樹脂７１を形成し、次に、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を、蛍光体を含まないエポキシ系樹脂を用いてトランスファーモールド法により封止して第２透明樹脂７２を形成する。ここで、ポッティング法による第１透明樹脂７１の硬化条件を１５０℃、３時間とし、トランスファーモールド法による第２透明樹脂７２の硬化条件を１２０℃、１時間とした。

最後に、ダイシングにより幅１．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ、高さ０．１８ｍｍの青色チップ部品型ＬＥＤ２０が作製される（図７参照）。

＜基本構成例３＞
図８及び図９は、基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤ３０の断面図及び平面図である。ただし、以下の説明において、上記基本構成例１と同じ（若しくは同じ機能を有する）部材には同符号を付している。

このチップ部品型ＬＥＤ３０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴（貫通穴）３ａと、金属細線接続用の第２凹穴（貫通穴）３ｂとが形成された絶縁基板１の裏面側に、それぞれの凹穴に対応した配線パターンとなる金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂが電気的に分離された状態で形成されている。また、絶縁基板１の表面側には、第１凹穴３ａを含む部分に第１配線パターンとなる金属薄板４ａが形成され、第２凹穴３ｂを含む部分に第２配線パターンとなる金属薄板４ｂが形成されている。これら金属薄板４ａ，４ｂは、第１凹穴３ａと第２凹穴３ｂとを仕切る仕切壁部１ａの表面中央部に金属薄板４を除去した一定幅の切欠き部４８を形成することで絶縁されている。また、仕切壁部１ａの表面には、この切欠き部４８と直交する方向に、すなわち第１凹穴３ａと第２凹穴３ｂとに跨がるようにして、所定深さの凹溝部１１が形成されている。

そして、このような配線構造において、第１凹穴３ａの底面部分の金属薄板４ａ上にＬＥＤチップ５が実装され、このＬＥＤチップ５が金属細線６を介して第２凹穴３ｂの底面部分の金属薄板４ｂに電気的に接続されている。このとき、金属細線６は、仕切壁部１ａの凹溝部１１内を通って配線されている。すなわち、絶縁基板１の表面より上方に出ないように配線されている。そして、この状態において、ＬＥＤチップ５及び金属細線６を含む絶縁基板１の表面全体が透明樹脂７により封止された構造となっている。

ここで、基本構成例３では、この透明樹脂７は、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と第２凹穴３ｂを含む金属細線６の全体を封止する第１透明樹脂７１と、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を封止する第２透明樹脂７２とで構成されている。また、基本構成例３では、第１透明樹脂７１は、蛍光体（例えば、CaAlSiN3：Eu、Ca3(Sc・Mg)2Si3O12:Ce等）を含有させたシリコーン系の透明樹脂により形成されており、第２透明樹脂７２は、蛍光体を含まないエポキシ系の透明樹脂により形成されている。

基本構成例３では、絶縁基板１は、ガラスエポキシ樹脂により形成されており、その厚みは約５５μｍとなっている。また、裏面側に形成された金属（Ｃｕ）薄板２ａ，２ｂは、約１８μｍの厚みに形成されている。また、基本構成例３では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ４００μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂの内径をφ１５０μｍとした。さらに、凹溝部１１の深さは２５μｍとした。

このように、基本構成例３によれば、ＬＥＤチップ５の実装面と、このＬＥＤチップ５に一端部が接続された金属細線６の他端部の接続面とが、金属薄板２ａ，２ｂ上に形成され、かつ、金属細線６は凹溝部１１内を通って配線されるため、金属細線６の配置高さを上記基本構成例１，２よりもさらに低くすることができる。また、ＬＥＤチップ５を直接金属薄板４ａ，２ａ上に実装することから、従来の基板が不要となり、その分薄型化が可能になる。

次に、上記構成のチップ部品型ＬＥＤ３０の製造方法について、図１０を参照して説明する。

最初の工程では、絶縁基板１の表面と裏面にそれぞれ金属薄板２，４を形成する（図１０（ａ））。

次の工程では、絶縁基板１の表面側のＬＥＤチップ搭載位置４１と、金属細線接続位置４２と、金属細線６の配線位置（凹溝部１１となる位置）との金属薄板４を除去する（図１０（ｂ））。

次の工程では、金属薄板４を除去した領域４１，４２にレーザ加工により傾斜面を持つ凹穴３ａ，３ｂを、絶縁基板１の裏面側の金属薄板２まで到達する深さに形成する。このとき、形成される凹穴３ａ，３ｂを仕切ることになる仕切壁部１ａの表面に、これら凹穴３ａ，３ｂ間を跨ぐように、所定深さの凹溝部１１を同じレーザ加工により形成する。（図１０（ｃ））。基本構成例３では、ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴３ａの内径をφ５００μｍ、金属細線接続用の第２凹穴３ｂの内径をφ２００μｍとし、凹溝部１１の深さを２５μｍとした。

次の工程では、各凹穴３ａ，３ｂの側面と底面の金属薄板２上とに延設するように、絶縁基板１の表面側から、厚さ２５μｍのＣｕメッキ層４５をメッキにより形成する（図１０（ｄ））。ここで、Ｃｕメッキが不要な箇所はレジストを用いて保護しておく。

次の工程では、このメッキ層４５の表面に、厚さ１０μｍのＮｉ／Ａu層を蒸着で形成する。

次の工程では、絶縁領域を形成するために、絶縁基板1表面の不要なＮｉ／Ａu層及びＣｕメッキ層４５と金属薄板４とを除去（符号４６により示す）するとともに、絶縁基板1裏面の不要な金属薄板２を除去（符号２２により示す）する（図１０（ｅ））。これにより、絶縁基板１の表面に、第１配線パターンとなる金属薄板４ａと、第２配線パターンとなる金属薄板４ｂとが絶縁状態で形成され、絶縁基板１の裏面に、第１配線パターンの金属薄板４ａに対向する金属薄板２ａと、第２配線パターンの金属薄板４ｂに対向する金属薄板２ｂとが絶縁状態で形成される。なお、基本構成例３では、この工程において、金属細線６を配線するための凹溝部１１表面のＮｉ／Ａu層及びＣｕメッキ層４５も除去している。すなわち、凹溝部１１表面は絶縁基板１が露出した状態となっている。

次の工程では、ＬＥＤチップ搭載用の凹穴３ａの底面の金属薄板４ａに、エポキシ樹脂を用いてＬＥＤチップ５を実装する（図１０（ｆ））。

次の工程では、実装されたＬＥＤチップ５と金属細線接続用凹穴３ｂの底面の金属薄板４ｂとを金属細線６を用いてボンディングして電気的に接続する（図１０（ｇ））。

次の工程では、透明樹脂にて、ＬＥＤチップ５及び金属細線６を含む絶縁基板１の表面全体を封止する（図１０（ｈ））。具体的に説明すると、第１凹穴３ａを含むＬＥＤチップ５と第２凹穴３ｂを含む金属細線６とこれら凹穴３ａ，３ｂを連通する凹溝部１１の全体を、蛍光体（CaAlSiN3：Eu、Ca3(Sc・Mg)2Si3O12:Ce）を含有させたシリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止して第１透明樹脂７１を形成し、次に、この第１透明樹脂７１を含む絶縁基板１の表面全体を、蛍光体を含まないエポキシ系樹脂を用いてトランスファーモールド法により封止して第２透明樹脂７２を形成する。ここで、ポッティング法による第１透明樹脂７１の硬化条件を１５０℃、１時間とし、トランスファーモールド法による第２透明樹脂７２の硬化条件を１５０℃、３時間とした。

最後に、ダイシングにより幅１．６５ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍ、高さ０．１５ｍｍの高演色チップ部品型ＬＥＤ３０が作製される（図８参照）。

基本構成例３によれば、金属細線６がＬＥＤチップ搭載用凹穴３ａと金属細線接続用凹穴３ｂとの間に形成された凹溝部１１内を通るように形成できるため、さらに高さの低い０．１５ｍｍのチップ部品型ＬＥＤ３０が作製できる。

（基本構成例３の変形例１）
図１１は、基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤ３０の変形例１の構造を示す断面図である。

本変形例１では、第１透明樹脂７１を、ＬＥＤチップ５及びＬＥＤチップ５に接続されている金属細線６の一部分を含む第１凹穴３ａの全体及びその周辺部分のみに形成し、第２凹穴３ｂまでは含まない構造としたものである。その他の構造は、上記基本構成例３に係る図８に示したチップ部品型ＬＥＤ１０の構造と同様であるのでここでは説明を省略する。また、製造方法についても、図１０を参照して説明した上記基本構成例３の製造方法と同様であるのでここでは説明を省略する。

なお、上記実施形態１及び各基本構成例１〜３では、絶縁基板に対して１対のパターンを有する１チップＬＥＤランプとしたが、同手法で複数のパターンを形成し、複数個のＬＥＤチップを接続させると、容易に多色（複数ＬＥＤチップ）発光のＬＥＤランプを構成することが可能である。また、ＬＥＤチップ５としては、青色ＬＥＤチップの他、赤色、黄色、緑色等の各ＬＥＤチップを用いることができる。

また、本願は、白色光を発する発明について記載したが、ＬＥＤチップを紫外から青色光までの範囲でいずれかの波長を発するものを選定し、同ＬＥＤチップにより励起されて、青〜赤色の可視光までの範囲で所定の色の光を発するような蛍光体を選定することで、所定の可視光を発するチップ部品型ＬＥＤを提供できる。例えば、青色ＬＥＤチップと赤色蛍光体CaAlSiN3：Euを選定すれば赤色光を発する単色光源となる。

本発明の基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤの断面図である。 本発明の基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤの製造方法を示す説明図である。 本発明の基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤの変形例１を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係るチップ部品型ＬＥＤを示す断面図である。 本発明の基本構成例１に係るチップ部品型ＬＥＤの変形例２を示す断面図である。 本発明の基本構成例２に係るチップ部品型ＬＥＤの断面図である。 本発明の基本構成例２に係るチップ部品型ＬＥＤの製造方法を示す説明図である。 本発明の基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤの断面図である。 本発明の基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。 本発明の基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤの製造方法を示す説明図である。 本発明の基本構成例３に係るチップ部品型ＬＥＤの変形例１の構造を示す断面図である。 従来のチップ部品型ＬＥＤの構造の一例を示す断面図である。

符号の説明

２ａ 金属薄板（第１配線パターン）
２ｂ 金属薄板（第２配線パターン）
２ｃ 金属薄板（第３配線パターン）
３ａ 第１凹穴
３ｂ 第２凹穴
３ｃ 第３凹穴
４ａ，４ｂ 金属薄板
５ ＬＥＤチップ
６，６ａ，６ｂ 金属細線（ワイヤー）
７ 透明樹脂
１０，２０，３０ チップ部品型ＬＥＤ
１１ 凹溝部
４１ ＬＥＤチップ搭載位置
４２，４３ 金属細線接続位置
４５ メッキ層
７１ 第１透明樹脂
７２ 第２透明樹脂
７３ 第３透明樹脂

Claims (7)

1. ＬＥＤチップ搭載用の第１凹穴と金属細線接続用の第２凹穴とが形成された絶縁基板の前記第１凹穴を含む部分に第１配線パターンとなる金属薄板が形成され、
   前記第２凹穴を含む部分に第２配線パターンとなる金属薄板が形成され、
   前記第１凹穴内の金属薄板上にＬＥＤチップが実装され、
   このＬＥＤチップが金属細線を介して前記第２凹穴内の金属薄板に電気的に接続され、
   前記第１凹穴を含むＬＥＤチップと前記金属細線の一部とが、ポッティング法により形成された蛍光体を含むシリコーン系樹脂である第１透明樹脂にて封止され、
   前記第２凹穴と前記金属細線の一部とが、ポッティング法により形成されたシリコーン系樹脂である第３透明樹脂にて封止され、
   前記第１透明樹脂及び前記第３透明樹脂を含む前記絶縁基板の表面が、トランスファーモールドにより形成されたエポキシ系樹脂である第２透明樹脂にて封止されていることを特徴とするチップ部品型ＬＥＤ。
2. 請求項１に記載のチップ部品型ＬＥＤにおいて、前記ＬＥＤチップが実装される前記第１凹穴の底面と前記ＬＥＤチップからの金属細線が電気的に接続される前記第２凹穴の底面との高さ位置が略同一高さに形成されていることを特徴とするチップ部品型ＬＥＤ。
3. 請求項１または請求項２に記載のチップ部品型ＬＥＤにおいて、前記ＬＥＤチップからの金属細線が電気的に接続される前記第２凹穴が少なくとも２箇所以上形成されていることを特徴とするチップ部品型ＬＥＤ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のチップ部品型ＬＥＤにおいて、前記第１凹穴と前記第２凹穴との間の壁体の表面に、前記金属細線を配線するための溝部が形成されていることを特徴とするチップ部品型ＬＥＤ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のチップ部品型ＬＥＤにおいて、前記凹穴の内周面が、前記絶縁基板の裏面側から表面側に向かって漸次拡開する傾斜面に形成されていることを特徴とするチップ部品型ＬＥＤ。
6. 絶縁基板の表面と裏面に金属薄板を形成する工程と、
   前記絶縁基板表面側のＬＥＤチップ搭載位置と金属細線接続位置との金属薄板を除去する工程と、
   前記金属薄板を除去した領域に第１及び第２の凹穴を、前記絶縁基板の裏面側の金属薄板まで到達する深さに形成する工程と、
   前記凹穴の側面と前記金属薄板上の底面とに延設するように導電層を形成する工程と、
   前記導電層の表面にＡuを含む層を蒸着で形成する工程と、
   絶縁領域を形成する工程と、
   前記第1凹穴の底面にＬＥＤチップを実装する工程と、
   前記ＬＥＤチップと前記第２凹穴の底面とを金属細線を用いて電気的に接続する工程と、
   蛍光体を含むシリコーン系樹脂である第１透明樹脂により、前記ＬＥＤチップを覆うように前記第１凹穴と前記金属細線の一部とをポッティング法にて封止する第１の封止工程と、
   前記第２凹穴と前記金属細線の一部とをシリコーン系樹脂である第３透明樹脂にてポッティング法により封止する第２の封止工程と、
   エポキシ系樹脂である第２透明樹脂により、前記第１透明樹脂と前記第３透明樹脂とを覆うようにトランスファーモールド法にて封止する第３の封止工程と、
   を含むことを特徴とするチップ部品型ＬＥＤの製造方法。
7. 請求項６に記載のチップ部品型ＬＥＤの製造方法において、前記第３の封止工程では、前記第２透明樹脂で前記絶縁基板表面を覆うことを特徴とするチップ部品型ＬＥＤの製造方法。

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