JP5103805B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、段差を有する基板を備えたサイドビュー型の発光装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a side-view type light emitting device including a substrate having a step and a method for manufacturing the same.
携帯電話等の液晶画面のバックライト用の発光装置として、発光面を横向きに実装する、いわゆるサイドビュー型の発光装置が知られている(例えば特許文献1及び2参照。)。発光装置の小型化が進み、これに伴って発光装置の電極等の各部品も小寸法になっている。発光装置を実装基板に実装するときには、発光装置の電極と、実装基板の配線パターンとをハンダによって接続するが、発光装置の電極が小型になると、ハンダがはみ出して電極間を短絡することや、又は短絡を避けるためにハンダの量を減らすと発光装置の固定力が不足するなどの問題があった。
As a light emitting device for a backlight of a liquid crystal screen such as a cellular phone, a so-called side view type light emitting device in which a light emitting surface is mounted sideways is known (for example, see
これらの問題を解決するために、図9及び図10に示すような垂直な垂直段差29を有する基板を備えた発光装置が知られている(例えば特許文献3参照。)。
この発光装置100は、長さの異なる2枚の基板(第1基板12、第2基板14)を積層した積層基板15の上面に、発光素子18を実装し、さらに発光素子18を封止する透明樹脂層20によってシリンドリカル状のレンズを形成している。
積層基板15は、長さの短い第1基板12の上面12aに長さの長い第2基板14を積層して構成されているので、積層基板15の下面15b側の両端に垂直段差29が形成される。垂直段差29に面した第1基板12の側面12c及び第2基板14の下面14bには、発光装置100の下面電極27a、27bが形成されていて、ハンダ28を用いて実装基板30の配線パターン32に接続及び固定することができる。
In order to solve these problems, a light emitting device including a substrate having a vertical
In the
Since the
この発光装置100では、実装時のハンダ28が垂直段差29に留まりやすいので、ハンダの量を減らさなくても短絡を十分に抑制することができる。また、下面電極27a、27bが第1基板12の側面12cの面積に相当する分だけ広くなっているので、発光装置100を固定する面積が広くとれる。これらの理由により、図9及び図10の発光装置100は、高い固定力で実装基板30に実装することができる。
図9及び図10のような発光装置100を製造するときには、図10のY方向に、複数の発光装置100が結合したような形態で、積層基板15の作製、発光素子18の実装、及び透明樹脂層20の形成を行い、その後に所定の厚みに切断して個々の発光装置100に分割する方法を採用することが多い。この製造方法は、取扱いしやすい大きめの寸法形状で殆どの工程を進めることができる点と、多数の発光装置100を同時に製造できるので生産性に優れている点で有利である。
しかしながら、この製造方法で形成すると、いくつかの問題点が生じていた。
When the
However, some problems have occurred when formed by this manufacturing method.
第1の問題点は、下面電極27a、27bの形成不良の問題である。
図9に示すように、下面電極27a、27bは、第1メッキ層24a、24bと、第2メッキ層25a、25bと、メッキ層26a、26bとから構成されている。第1メッキ層24a、24b及び第2メッキ層25a、25bは、第1基板12と第2基板14とを積層する前に、無電解メッキ、物理蒸着法又は化学蒸着法などにより所定位置に形成される。そして、第1基板12と第2基板14とを積層した後に、第1メッキ層24a、24bと第2メッキ層25a、25bとの導通を確実にするために、電解メッキによりメッキ層26a、26bを形成している。
メッキ層26a、26bの形成時には、積層の完了した積層基板15をメッキ浴に浸漬するが、単に浸漬しただけでは垂直段差29から空気が抜けないことがあった。そのため、垂直段差29に面した部分にはメッキ層26a、26bが形成されず、下面電極27a、27bの形成不良が起こっていた。
The first problem is a problem of poor formation of the
As shown in FIG. 9, the
When the
第2の問題点は、個々の発光装置100に分割するときの、バリの問題である。
発光装置100を分割するときは、透明樹脂層20から39積層基板15に向かって切断刃で切断するが、このときに、金属から形成された下面電極27a、27bが切断刃によって引っ張られてバリを発生する(図11参照)。発光装置100を実装基板に実装するときには、マウンターが発光装置100の表面形状を認識して実装位置を位置決めするが、バリ50が発生して見かけの表面形状が変化すると、マウンターが発光装置100の形状を誤認して、実装精度を低下させるおそれがある。
A second problem is a problem of burrs when the
When dividing the
マウンターの誤認の原因は、発光装置100の実装面(これを裏面100bとする)のバリよりも、表面100aのバリ50に依存する。そこで、発光素子100に分割する前に、下面電極27a、27bのうち、発光装置100の表面100aに接する部分を除去することが考えられる。そのように小さい領域の下面電極を除去するには、フォトレジストを用いて下面電極をエッチングする方法が最適であり、下面電極のうち残したい領域の形状、又は除去したい領域の形状に合わせたマスクを使用して、フォトレジストを露光し、その後にエッチングにより下面電極を除去する。発光装置100の下面電極27a、27bの場合には、フォトレジストの露光時には、積層基板15の下面15bからZ方向に向けて光を照射するが、第1基板12の側面12cが光の照射方向と平行になるので、側面12c上に形成されたフォトレジストは十分に露光されず、その結果、下面電極27a、27bには、未除去部分270が残ってしまう(図12参照)。そして、発光装置100の分割のときに、切断刃がこの未除去部分270を通ると、針状のバリ50が発生する。このような針状のバリ50は、実装時に発光装置100から実装基板30に落下しやすく、配線パターンの短絡の原因となる可能性が高い。
The cause of the misidentification of the mounter depends on the
そこで、本発明は、下部電極の形成不良が起こりにくく、表面にバリの出来にくい発光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の発光装置の製造に適した製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light emitting device in which formation of a lower electrode is unlikely to occur and burrs are hardly formed on the surface. Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method suitable for manufacture of said light-emitting device.
本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子を実装する上面と該上面に対向する下面とを備えた基板と、前記基板の前記上面に形成され前記発光素子と接続された一対の上面電極と、前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備えた発光装置であって、前記基板は、前記下面側に断面逆台形の突出部を有することによって段差を備え、前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする。前記基板の上面と下面とは平行であることが好ましい。
本明細書では、「段部の角度θ」とは、段差の開口部分の角度を指している。段差の角度θが鈍角であると、基板の下面側から傾斜した側面が観察されるようになる。
A light emitting device of the present invention includes a light emitting element, a substrate including an upper surface on which the light emitting element is mounted and a lower surface facing the upper surface, and a pair of upper surfaces formed on the upper surface of the substrate and connected to the light emitting element. A light-emitting device comprising: an electrode; a pair of lower surface electrodes formed on the lower surface of the substrate; and a connection portion that conducts the upper surface electrode and the lower surface electrode, wherein the substrate is disposed on the lower surface side. By providing a projecting portion having an inverted trapezoidal cross section, a step is provided, and a side surface of the step is inclined with respect to the lower surface so that an angle θ of the step is an obtuse angle, and the lower electrode is at least the step It is extended to the said inclined side surface. The upper surface and the lower surface of the substrate are preferably parallel.
In this specification, “the angle θ of the step portion” refers to the angle of the opening portion of the step. When the step angle θ is an obtuse angle, a side surface inclined from the lower surface side of the substrate is observed.
本発明の発光装置は、段部の側面に下面電極を備えることにより、特許文献3の発光装置と変わらない下面電極の面積を維持している。そして、段部の角度θを鈍角にすることにより、メッキ浴に浸漬したときの段部からの空気の抜けを良好にすることができる。よって、傾斜した段部側面に形成された下面電極の表面には、電解液に接触して十分な厚さの金属メッキを施すことができる。また、フォトリソグラフィー技術を用いた下面電極のパターニングでは、段部の側面が傾斜しているので、下面電極の全面を十分に露光することができる。よって、連続した形態で形成した発光装置を分割するときに生じていたバリを発生させずに、個々の発光装置に分割することができる。 The light emitting device of the present invention maintains the same area of the lower surface electrode as that of the light emitting device of Patent Document 3 by providing the lower surface electrode on the side surface of the stepped portion. And by making the angle θ of the step portion an obtuse angle, air escape from the step portion when immersed in the plating bath can be improved. Therefore, the surface of the lower electrode formed on the inclined step portion side surface can be subjected to metal plating with a sufficient thickness in contact with the electrolytic solution. Further, in the patterning of the lower surface electrode using the photolithography technique, since the side surface of the step portion is inclined, the entire surface of the lower surface electrode can be sufficiently exposed. Therefore, it is possible to divide the light emitting devices into individual light emitting devices without generating burrs that are generated when the light emitting devices formed in a continuous form are divided.
また、本発明の発光装置の製造方法は断面逆台形の帯状部分を含む第1板状体の上面側に第2板状体を積層して積層板状体を形成する工程と、前記積層板状体の上面から下面まで貫通した複数の貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔の内部に導電性材料を配置して接続部を形成する工程と前記積層板状体の上面に、前記接続部の上端と接触する上面電極を形成する工程と、前記積層板状体の下面に、前記接続部の下端と接触する下面電極を形成する工程と、前記積層板状体の上面に発光素子を実装する工程と、前記第1基板の長手方向と略垂直方向に前記積層板状体を切断して、個々の発光装置に分離する工程とを備えることを特徴とする。 The method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes a step of laminating a second plate-like body on the upper surface side of the first plate-like body including a strip-like portion having an inverted trapezoidal cross section to form a laminated plate-like body, Forming a plurality of through-holes penetrating from the upper surface to the lower surface of the rod-shaped body, a step of forming a connecting portion by disposing a conductive material inside the through-hole, and the connection on the upper surface of the laminated plate-shaped body Forming a top electrode in contact with the upper end of the portion, forming a bottom electrode in contact with the lower end of the connecting portion on the lower surface of the laminated plate-like body, and forming a light emitting element on the upper surface of the laminated plate-like body A mounting step; and a step of cutting the laminated plate-like body in a direction substantially perpendicular to a longitudinal direction of the first substrate and separating the laminated plate-like body into individual light emitting devices.
本発明の製造方法は、断面逆台形の帯状部分を含む第1板状体と第2板状体とを用いることにより、角度θが鈍角の段差を有する積層板状体を形成する。この積層板状体は、上記の複数の基板が連続した形態となっており、積層板状体の段階で発光素子に必要な構成を形成し、後に積層板状体を分割することにより、同時に多数の発光装置を形成することができる。また、第1板状体122と第2板状体142とを積層することにより、傾斜した段差側面を有する基板を容易に形成することができる。さらに、小型の発光装置の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の基板で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。
The manufacturing method of the present invention forms a laminated plate-like body having a step having an obtuse angle θ by using a first plate-like body and a second plate-like body including a band-shaped portion having an inverted trapezoidal cross section. In this laminated plate-like body, the plurality of substrates described above are in a continuous form, and at the stage of the laminated plate-like body, a necessary structure for the light-emitting element is formed, and then the laminated plate-like body is divided at the same time. Many light emitting devices can be formed. Further, by laminating the first plate-
本発明の発光装置は、下部電極の形成不良が起こりにくくいので、製品のコストパフォーマンスが高く、また表面にバリが出来にくいので、実装時のバリの落下のおそれがない。また、本発明の製造方法によれば、上記の発光装置を容易に製造することができる。 Since the light emitting device of the present invention is less likely to cause a lower electrode formation failure, the cost performance of the product is high, and burrs are hardly formed on the surface, so there is no risk of burrs falling during mounting. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, said light-emitting device can be manufactured easily.
<実施の形態1>
図1及び図2に図示されているように、本実施の形態の発光装置10は、長手方向がX方向に向くように配置された第1基板12及び第2基板14を含んでいる。これらの基板をZ方向に積層し、そして第1基板12の上面12aと第2基板14の下面14bとの間を固定部材36によって固定することにより、積層基板15が構成されている。
<
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1基板12は、上面12aから下面12bに向かって狭くなる逆台形の断面形状を有し、そして第2基板14は長矩形の断面形状を有している。第1基板12の上面12aをX方向の長さ12Xとし、第2基板14のX方向の長さ4Xとすると、第1基板12と第2基板14との寸法関係は、12X>14Xになっている。そのため、積層基板15を形成するときには、第1基板12の両端の傾斜面12dを、第2基板14の側面14cよりも内方に位置するように第1基板12と第2基板14とを積層することができる。第1基板12の傾斜面12dと第2基板の下面14bとの間には、傾斜段部33が形成される。
なお、本実施の形態では、第1基板12のY方向の寸法は、第2基板14のY方向の寸法と略等しく、Y方向においては、第1基板12と第2基板14とを実質的に面一に積層することができる。
The
In the present embodiment, the dimension of the
第2基板14の上面14aには、一対の上面電極16a、16bが形成され、また、上面電極16a、16bの間には発光素子(例えば発光ダイオード)18が固定されている。発光素子18は、上面電極16a、16bと導電性ワイヤ38a、38bによって接続されている。
第2基板14の上面14aは、透明樹脂から成る透明樹脂層20によって覆われており、発光素子18を外部環境から保護している。本実施の形態では、透明樹脂層20の発光面42を、Z方向に突出したシリンドリカルレンズに成形することにより、発光素子18からYZ面内に広がる光を、Z方向に収束させるようにしている。
A pair of
The
上面電極16a、16bの直下には、第1基板12の下面12bから第2基板14の上面14aまで貫通する貫通孔34が形成されており、この貫通孔34の内部に導電性材料が充填されて、接続部22a、22bを構成している。
第1基板14の下面14bには、接続部22a、22bの下面側に接触し且つ貫通孔34を封止する第1金属膜24a、24bが形成されている。
A through
On the
第1基板12の下面12bの一部と傾斜面12dとには、第1金属膜が形成されている。また、第2基板14の下面14aには、第2金属膜25a、25bが適当な間隔をあけて形成されており、第1基板12と第2基板14との間で接続部22a、22bと接触している。そして、露出した第1金属膜24a、24b及び第2金属膜25a、25bの表面には、メッキ層26a、26bが形成されている。メッキ層26a、26bは、第1金属膜24a、24bから対応する第2金属膜25a、25bまでを覆って、それらの間の導通を取っている。本実施形態では、第1金属膜24a、24bと、第2金属膜25a、25bと、メッキ層26a、26bと、下面電極27a、27bが構成される。
A first metal film is formed on a part of the
この発光装置10では、実装時のハンダ28が傾斜段差33に留まりやすいので、隣接する下面電極27a、27bの間でのハンダ28の漏れだしが起こりにくく、そのためハンダの量を減らさなくても短絡を十分に抑制することができる。また、下面電極27a、27bが第1基板12の傾斜面12dの面積に相当する分だけ広くなっているので、発光装置10を固定する面積が広くとれる。さらにサイドビュー型の発光装置であるため、実装安定性が良い。これらの理由により、発光装置10は、高い固定力で実装基板30に実装することができる。
In the
傾斜段部33の角度θは、少なくとも鈍角(90°より大きく、180°未満の角度)にされるが、特に95°〜165°であるのが好ましく、さらに110°〜130°であるとより好ましい。角度θが95°未満であると、メッキ層26a、26bの形成時に傾斜段部33から空気が抜けにくく、また下面電極27a、27bをフォトリソグラフィー技術を用いてエッチング加工する場合には、第1基板12の傾斜面12d上のフォトレジストを十分に露光しにくいので好ましくない。角度θが165°より大きいと、ハンダ28が傾斜段部33から漏れやすくなるので好ましくない。
The angle θ of the
また、第1基板12の下面12bのX方向の長さ120Xは、接続部22a、22bの下端の開口位置に影響するので、ある一定範囲の長さに形成されるのが好ましい。特に、22a、22bと第1基板12の下面12bの角部との間隔dが、100μm以上になるように、長さ120Xが調整されるのが好ましい。間隔dが、100μm未満であると、接続部22a、22bが形成しにくくなるので好ましくない。なお、長さ120Xは、第1基板12の上面の長さ12X、傾斜段部33の角度θ、及び第1基板12の厚さ12tの3つの設定を変更することにより、調節できる。
In addition, since the
第2金属膜25a、25bは、第1基板12と第2基板14との間で接続部22a、22bと接触しているので、接続部22a、22bの内部にこもりやすい熱を外部に逃がす放熱経路として有効である。これにより、半導体発光装置10の積層基板15が反るなどの熱による悪影響を抑制することができる。また発光素子18から発生する熱を効率的に外部に逃すことができる。なお、それぞれの第2金属膜25a、25bは、短絡しないように間隔をあけて形成され、第2金属膜25a、25bの短絡を避けるために、固定部材36には絶縁性の固定用材料(例えば接着剤)を使用する。
Since the
次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
1.積層板状体152の作製
図3は、第1基板12を形成するための第1板状体122と、第2基板14を形成するための第2板状体142とを示している。この第1板状体122及び第2板状体142は、複数個の発光装置10を同時に形成することができる。
Next, a method for manufacturing the light emitting device according to this embodiment will be described.
1. Production of
第1板状体122には、Y方向に長いスロット52が複数(この例では2つ)並列して形成されている。このスロット52には、第1板状体122の下面122a側の周辺および内壁に、第1金属膜の一部241a、241b(スロットの左右で区別されている)が被覆されている。なお、スロット52周辺の上面側122aには、金属膜は被覆されていない。隣接するスロット52の周辺に形成された第1金属膜の一部241a、241bは、互いが接触しないように間隔をあけて成膜されている。
スロット52のX方向の寸法は、第1板状体122の下面122bから上面122aに向かって狭くなるように形成されており、これにより、スロット52の断面形状が台形になっている。これにより、スロット52の間に位置している第1板状体122の帯状部分123(後に第1基板12となる)の断面形状を逆台形にすることができる。
In the first plate-
The dimension of the
第2板状体142は、裏面142b側に、Y方向に延びた複数の第2金属膜25a、25b(この例では2つ)が形成されている。第2金属膜25a、25bは、第1板状体122のスロット52の形成位置に位置合わせしてパターニングされている。また、隣接する第2金属膜25a、25b同士は、互いに接触しないように間隔をあけて成膜されている。
The second plate-
図3の第1板状体122と第2板状体142とは、固定材層36を間に挟んで積層して、図4Aに示すような積層板状体152を形成する。このとき、Z方向から観察して、第1板状体122のスロット52から、第2板状体142の第2金属膜25a、25bが部分的に露出するように、第1板状体122と第2板状体142とを位置合わせをして積層する。
この位置合わせがずれると、個々の発光装置10に分割するときに、第1基板12及び第2基板14のそれぞれに設定された切断位置がずれてしまうので、分割後の発光装置10が不良品になる恐れがある。よって、第1板状体122のスロットと、第2板状体142の第2金属膜25a、25bとの位置をできるだけ精度よく位置合わせするのが好ましい。
The
If this alignment is misaligned, the cutting positions set for the
2.積層板状体152の加工
図4Aのように積層した積層板状体152に、第1板状体122の下面から第2板状体142の上面まで貫通した貫通孔34を形成する(図4B参照)。貫通孔は、第1板状体122の2つのスロット52の間に、X方向に2つ並べて形成する。特に、各貫通孔34が、第2金属膜25a、25bを貫通するように位置を決定するのが良い。なお、複数の発光装置10を同時に形成するときには、1つの発光装置10当たり、X方向に並んだ2つの貫通孔34を含むように、積層板状体152に必要な個数の貫通孔34を形成する。
2. Processing of laminated plate-
形成した貫通孔34に金属ペーストを充填し、又は貫通孔34内に金属メッキを施して、接続部22a、22bを形成する。接続部22a、22bの上端(第2板状体142の上面側)には上面電極16a、16bを形成する。また、接続部22a、22bの下端(第1板状体122の下面側)には、第1金属膜の一部241a、241bから延設された金属膜(この延設された金属膜と、第1金属膜の一部241a、241bとから、第1金属膜24a、24bが構成される)が形成される(図4C参照)。
The formed through-
3.下面電極27a、27bの形成
第1板状体122と第2板状体142とを積層したときに、第1金属膜24a、24bと第2金属膜25a、25bとは絶縁性の固定材層36によって絶縁されるか、または僅かに接触する状態である。そこで、第1金属膜24a、24bと第2金属膜25a、25bとの導通を確保するために、それらの金属膜を覆うメッキ層26a、26bを形成する。メッキ層26a、26bは、電解メッキ法によって形成するのが好ましく、導電性の第1金属膜24a、24b及び第2金属膜25a、25bの上に、選択的にメッキすることができる。本実施の形態では、電解浴に浸漬したときに空気が逃げにくい積層板状体152の段差部分を角度θの傾斜段部33とすることにより、空気の逃げを良くすることができる。これにより、傾斜段部33に形成された第1金属膜24a、24b及び第2金属膜25a、25bの表面に、電解液が十分に接触し、所望の厚さのメッキ層26a、26bを形成することができる。
こうして、第1金属膜24a、24b、第2金属膜25a、25b、及びメッキ層26a、26bから成る下面電極27a、27bが形成される(図4D参照)。
3. Formation of
In this way,
形成された下面電極27a、27bは、さらにフォトリソグラフィー技術によってパターニングされて、所望の電極形状に成形される(図4D参照)。パターニングは、フォトレジスト(図示せず)を用いたエッチングで行われ、まず下面電極27a、27bの表面にフォトレジストを塗布し、所望の電極形状を有するマスク46で覆った状態で光Lを照射して、フォトレジストを所定パターンに感光させる。そして、フォトレジストで部分的に保護された下面電極27a、27bをエッチングすることにより、所望のパターンの下面電極27a、27bが得られる。
The formed
図5Aのように、パターニングされた下面電極27a、27bは、X方向に延び、Y方向に断続する縞状の除去部272により分断される。除去部272からは、基板12の傾斜部12dが露出している。また、第1板状体122と第2板状体142との間に位置してエッチングされずに残った第2金属膜25a、25bも、除去部272から露出する。
本実施の形態では、第1板状体122の側部を傾斜部12dとすることにより、フォトレジストの感光のときに、第1板状体122の傾斜部12dを含む下面電極27a、27bの表面全体を光Lによって十分に露光できる。よって、フォトレジストがマスク46の形状どおりに感光し、下面電極27a、27bを所定の形状にパターニングすることができる。
As shown in FIG. 5A, the patterned
In the present embodiment, the side portions of the first plate-
4.発光素子18の実装
下面電極27a、27bのパターニングが完了した積層板状体152に、発光素子18を実装する。発光素子18は、積層板状体152の上面に、2つの上面電極16a、16bの間に位置するようにダイボンドされる。そして、発光素子18の電極は、導電性ワイヤ38a、38bによって、積層板状体152の上面電極16a、16にワイヤボンドされる(図4E参照)。複数の発光装置10を同時に製造する場合には、Y方向に沿って複数の発光素子18を実装することができる。
4). The
5.透明樹脂層20の形成
積層板状体152の上面に、発光素子18、上面電極16a、16b及び導電性ワイヤ38a、38bを封止する透明樹脂層20を形成する(図4F及び図5B参照)。図4Fのように、X方向に並列に実装された複数の発光素子18に、同時に透明樹脂20を形成することができる。また、図5Bのように、Y方向に実装された複数の発光素子18に、同時に透明樹脂層20を設けることもできる。透明樹脂層20は2層以上の複数層でもよい。例えば、蛍光体が含有された1層目が発光素子を覆うように形成されており、フィラーが含有された2層目が該1層目を覆うように形成された透明樹脂層20とすることもできる。
透明樹脂層20は、レンズ形状を有する金型を用い、トランスファモールド、圧縮成形、射出成形などの方法により形成可能である。なお、透明樹脂層20には、発光素子18からの発光を波長変換するための蛍光体を含んでもよい。
5). Formation of the
The
6.発光装置10への分割
最後に、図5A及び図5Bの切断線C1及びC2に沿って積層板状体152を切断する。切断線C1及びC2は、切断後の各発光装置10に、1つの発光素子18と一対の接続部22a、22bとが含まれるように設定される。なお、切断線C2は、第1基板12のスロット52の中心線に一致している。
切断後は、図4Gに示すように、個々に分割された発光装置10が、同時に複数得られる。得られた発光装置10の傾斜段部33は、図6に示すように、発光装置10の表面10a側に接する下面電極27a、27bが、除去部272によって十分に除去されているので、図12に示すような未除去部270が存在せず、よって発光装置10の表面10aにはバリ50が発生しない。
6). The split end of the
After the cutting, as shown in FIG. 4G, a plurality of individually divided light emitting
本実施の形態の製造方法は、スロット52を有する第1板状体122を第2板状体142に積層し、最後にスロット52の長手方向に延びる中心線に一致する切断線C2と、それに直交する切断線C1とによって切断することにより、長さの異なる第1基板12と第2基板とを積層した積層基板15を備えた発光装置を、同時に多数形成することができる。また、断面逆台形の第1基板12を有する積層基板15を、断面台形のスロットを備えた第1板状体122を用いることで、容易に製造することができる。さらに、小型の発光装置10の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の基板で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。
Manufacturing method of the present embodiment, by laminating a first plate-
以下、発光装置10の各構成について詳細に説明する。
Hereinafter, each configuration of the
(第1基板12、第2基板14)
第1基板12及び第2基板14は、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、BTレジン、ガラスエポキシ等を用いることができる。また、エポキシ系樹脂シートを多層張り合わせたものでも良い。
(
The
(上面電極16a、16b、第1金属膜24a、24b、第2金属膜25a、25b)
第1基板12及び第2基板14に形成する上面電極16a、16b、第1金属膜24a、24b、及び第2金属膜25a、25bは、Cuを主成分とする金属層とすることが好ましく、例えば、Cu/Ni/Agによって構成することができる。
(
The
(メッキ層26a、26b)
第1基板12の表面に形成されるメッキ層26a、26bは、電解メッキによって形成されており、Niを下地層とし、Agを表面に配置する構成が好ましい。NiとAgとの間にAuなどを設けてもよい。また、Agの代わりにPd、Rhなどを用いても良い。Ni層の厚さは3μm以上、Ag層の厚さは2μm以上が好ましいが、適宜変更することもできる。
(Plating layers 26a, 26b)
The plated layers 26a and 26b formed on the surface of the
(接続部22a、22b)
接続部22a、22bは、貫通孔34に、銅ペースト、銀ペーストなどの導電部材を充填して形成することができる。金属ペーストは、上面電極16a、16b及び第1金属膜24a、24bによって、貫通孔内に封止される。
また、接続部22a、22bは、無電界メッキ等により形成した導電性被膜から形成することもできる。このとき、導電性被膜が貫通孔34を一部又は全部を充填してもよいし、貫通孔34の内壁のみを被覆して空洞部を残してもよい。空洞部が残存する場合には、そこにエポキシ樹脂などの絶縁材料を充填してもよい。
(
The connecting
Moreover, the
(固定部材36)
固定部材36は、第1基板12及び第2基板14との接着性が良好で、且つメッキ層26a、26bや接続部22a、22bの間を絶縁できる絶縁性の接着剤や接着シートから形成することができる。好ましい固定部材36としては、エポキシ樹脂や変性シリコーン樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。
(Fixing member 36)
The fixing
(発光素子18)
発光素子18には、半導体発光素子が好ましく利用される。特に、バックライト用の白色発光装置を作製する場合には、発光素子に短波長を発する発光ダイオードを用いて、蛍光体により発光の一部を他の色に波長変換する方法が採用できる。以下に、白色発光装置に利用できる発光ダイオードと蛍光体との組み合わせについて説明する。
(Light emitting element 18)
A semiconductor light emitting element is preferably used for the
白色の発光装置を構成するのに適した発光ダイオードとして、窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)のを用いたものを用いることができる。この発光ダイオードは、InxGa1-xN(0<x<1)を発光層として有しており、その混晶度によって発光波長を約365nmから650nmで任意に変えることができる。
白色系の光を発光させる場合は、蛍光体から出射される光との補色関係を考慮すると、発光ダイオード8の発光波長は400nm以上530nm以下に設定することが好ましく、420nm以上490nm以下に設定することがより好ましい。なお、蛍光体の種類を選択することにより、400nmより短い紫外域の波長の光を発光するLEDチップを適用することもできる。
As a light-emitting diode suitable for constituting a white light-emitting device, used after using nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) that the be able to. This light emitting diode has In x Ga 1-x N (0 <x <1) as a light emitting layer, and the light emission wavelength can be arbitrarily changed from about 365 nm to 650 nm depending on the degree of mixed crystal.
In the case of emitting white light, considering the complementary color relationship with the light emitted from the phosphor, the emission wavelength of the light emitting diode 8 is preferably set to 400 nm or more and 530 nm or less, and set to 420 nm or more and 490 nm or less. It is more preferable. An LED chip that emits light having a wavelength in the ultraviolet region shorter than 400 nm can also be applied by selecting the type of phosphor.
蛍光体は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオード8からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。特に、セリウムで賦活したアルミニウムガーネットM3Al5O12:Ce(MはY、Tb、Lu等)が好ましく、組成の一部をGd、Gaなどの他の元素で置換しても良い。 The phosphor may be any material that absorbs light from the semiconductor light-emitting diode 8 having a nitride-based semiconductor as a light-emitting layer and converts the light into light having a different wavelength. For example, it is mainly activated by nitride-based phosphors / oxynitride-based phosphors mainly activated by lanthanoid elements such as Eu and Ce, lanthanoid-based phosphors such as Eu, and transition metal elements such as Mn. Alkaline earth halogen apatite phosphor, alkaline earth metal borate phosphor, alkaline earth metal aluminate phosphor, alkaline earth silicate, alkaline earth sulfide, alkaline earth thiogallate, alkaline earth nitriding Selected from organic and organic complexes mainly activated by lanthanoid elements such as silicon, germanate or lanthanoid elements such as Ce, rare earth aluminate, rare earth silicate or Eu It is preferable that it is at least any one or more. In particular, aluminum garnet M 3 Al 5 O 12 : Ce (M is Y, Tb, Lu or the like) activated with cerium is preferable, and a part of the composition may be substituted with other elements such as Gd or Ga.
(透明樹脂層20)
透明樹脂層20の材料は、発光素子18の発光を透過し、使用時に変質しにくい材料であれば特に限定されない。例えば、エポキシ、シリコーン、変成シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。さらに、樹脂以外にガラスを用いることができる。第1透明樹脂層12中にフィラーや拡散材が分散されていても良い。尚、透明樹脂層20は、発光素子18の熱を受け易いため、耐熱性の良好な樹脂であることが好ましい。例えば、エポキシ、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、オキセタン樹脂を用いることが好ましい。透明樹脂層20の粘度は、硬化前で100〜2000mPa・sであることが好ましい。ここで「粘度」とは、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、透明樹脂層20は、硬化条件が80℃〜180℃、数分〜数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが望ましい。
(Transparent resin layer 20)
The material of the
本実施の形態では、透明樹脂層20にシリンドリカル状のレンズを形成しているが、このレンズは、実装面に平行な方向に大きなレンズ径を有することが好ましい。これは実装面に平行な方向は、実装面に垂直な方向に比べて配光特性を制御する必要性が高いからである。
また、蛍光体を用いて白色発光装置を形成する場合には、この透明樹脂層20に蛍光体を混入するのが好ましい。蛍光体は、透明樹脂層に均一に分散してもよいが、特に、発光素子18の近傍に偏在すると、視認方向による色むらを抑制できるので好ましい。
In the present embodiment, a cylindrical lens is formed on the
Moreover, when forming a white light emitting device using a phosphor, it is preferable to mix the phosphor into the
<実施の形態2>
本実施の形態にかかる発光装置10は、図7及び図8に図示しているように、第1基板12に相当する部位と第2基板14に相当する部位とが一体に形成されて、単一基板150を構成している。そのため、実施の形態1とは異なり、本実施の形態では第2基板14の下面12aに第2金属膜25a、25bが形成されていない。また、第1基板12に第1金属膜24a、24bを形成する代わりに、下面電極27a、27bを直接形成している。また、本実施の形態では、実施の形態1のような固定部材36を備えていない。これらの構成以外は、実施の形態1と同様である。
これらの相違により、実施の形態1の製造方法において、第1板状体122と第2板状体142とを積層して積層板状体152を形成する代わりに、単一の板状体を加工して同様の形状を形成している。
<Embodiment 2>
As shown in FIGS. 7 and 8, the
Due to these differences, in the manufacturing method of the first embodiment, instead of laminating the
単層板状体151の作製
図8は、単層基板150を形成するための単層板状体151であり、図3及び図4Aにおける第1板状体122のスロット52の代わりに、基板の厚さの途中まで掘り込んだ座グリ穴54を形成する。座グリ穴54は、断面形状が台形で、Y方向に長く延びた細長い形状にする。これにより、図4Aの積層板状体152と類似の断面を有する単層板状体151が得られる。本明細書では、単層板状体151のうち座グリ穴54が達していない連続部分を第1基板相当部121、座グリ穴54によって分離された島状部分を第2基板相当部141と称する。
Production of
このようにして形成された単層板状体151は、実施の形態1と同様に、接続部22a、22b、上面電極16a、16b、下面電極27a、27bを形成し、下面電極27a、27bをパターニングし、発光素子18を実装した後に透明樹脂層20を形成する。そして、図5Bに示すように切断線C1及びC2で発光装置10に分割するときには、切断線C2を、座グリ穴54の長手方向(Y方向)の中心線と一致させる。
The single-layer plate-
本実施の形態の製造方法は、基板に細長い座グリ穴54を形成し、最後に座グリ穴54の長手方向に延びる中心線に一致する切断線C2と、それに直交する切断線C1とによって切断することにより、長さの異なる第1基板12と第2基板とを含む単層基板150を備えた発光装置10を、同時に多数形成することができる。また、断面逆台形の第1基板相当部121を有する単層基板150を、断面台形の座グリ穴54を備えた単層板状体151を用いることで、容易に製造することができる。さらに、小型の発光装置10の製造であっても、比較的ハンドリングしやすい寸法形状の単層板状体151で製造して、最後に平行に切断すれば、簡単に製造することができる。
そして、単層板状体151を用いた本実施の形態は、第1板状体122第2板状体142との位置合わせが不要であるので、第1基板12と第2基板14との位置ズレによる発光装置の不良品発生を防止できる。
The manufacturing method of this embodiment is to form an elongated countersunk holes 54 in the substrate, a cutting line C 2, which coincides with the center line extending in the longitudinal direction of the
In the present embodiment using the single-layer plate-
10 発光装置、 12 第1基板、 12a 第1基板の上面、 12b 第1基板の下面、 12d 第1基板の傾斜した側面、 14 第2基板、 15 積層基板、 16a、16b 上面電極、 18 発光素子、 20 透明樹脂層、22a、22b 接続部、 24a、24b 第1金属膜、 25a、25b 第2金属膜、 26a、26b メッキ層、 27a、27b 下面電極、 28 ハンダ、 33 傾斜段差、 36 固定部材、 46 マスク、 50 バリ、 52 第1基板のスロット、 54 座グリ穴、121 第1基板相当部、 122 第1板状体、 123 帯状部分、 141 第2基板相当部、 142 第2板状体、 150 単層基板、 152 積層板状体、 270 下面電極の未除去部分、 272 下面電極の除去部分
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記発光素子を実装する上面と該上面に対向する下面とを備えた基板と、
前記基板の前記上面に形成され前記発光素子と接続された一対の上面電極と、
前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、
前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備えた発光装置であって、
前記基板は、前記下面側に断面逆台形の突出部を有することによって段差を備え、
前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、
前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
A substrate having an upper surface on which the light emitting element is mounted and a lower surface facing the upper surface;
A pair of upper surface electrodes formed on the upper surface of the substrate and connected to the light emitting element;
A pair of lower surface electrodes formed on the lower surface of the substrate;
A light-emitting device comprising: a connecting portion for conducting the upper surface electrode and the lower surface electrode;
The substrate is provided with a step by having an inverted trapezoidal protrusion on the lower surface side,
The side surface of the step is inclined with respect to the lower surface so that the angle θ of the step is an obtuse angle,
The light emitting device, wherein the lower surface electrode extends to at least the side surface inclined by the step.
断面逆台形で前記基板の下面側に配置される第1基板と、
前記第1基板の上面側に積層される第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを固定する固定部材と、を含む積層基板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 The substrate is
A first substrate having an inverted trapezoidal cross section and disposed on the lower surface side of the substrate;
A second substrate laminated on the upper surface side of the first substrate;
The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a laminated substrate including a fixing member that fixes the first substrate and the second substrate.
前記発光装置が、前記第1基板と前記第2基板との間で前記接続部に接触した金属膜をさらに備えており、
前記金属膜が、前記第2基板の下面に沿って延設されて、前記下面電極と接触していることを特徴とする請求項3に記載の発光装置。 The connection portion is made of a conductive material filled in a through-hole penetrating from the lower surface of the first substrate to the upper surface of the second substrate,
The light emitting device further includes a metal film in contact with the connecting portion between the first substrate and the second substrate,
The light emitting device according to claim 3, wherein the metal film extends along a lower surface of the second substrate and is in contact with the lower surface electrode.
断面逆台形で前記基板の下面側に配置される第1基板に相当する部位と、
前記第1基板の上面側に一体に形成される第2基板に相当する部位と、を含む単層基板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 The substrate is
A portion corresponding to a first substrate disposed on the lower surface side of the substrate with an inverted trapezoidal cross section;
3. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a single layer substrate including a portion corresponding to a second substrate integrally formed on an upper surface side of the first substrate.
前記積層板状体の上面から下面まで貫通した複数の貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の内部に導電性材料を配置して接続部を形成する工程と
前記積層板状体の上面に、前記接続部の上端と接触する上面電極を形成する工程と、
前記積層板状体の下面に、前記接続部の下端と接触する下面電極を形成する工程と、
前記積層板状体の上面に発光素子を実装する工程と、
前記第1基板の長手方向と略垂直方向に前記積層板状体を切断して、個々の発光装置に分離する工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。 A step of laminating a second plate-like body on the upper surface side of the first plate-like body including a strip-like portion having an inverted trapezoidal cross section to form a laminated plate-like body;
Forming a plurality of through holes penetrating from the upper surface to the lower surface of the laminated plate-like body;
A step of forming a connecting portion by disposing a conductive material inside the through hole; a step of forming an upper surface electrode in contact with the upper end of the connecting portion on the upper surface of the laminated plate-like body;
Forming a lower surface electrode in contact with the lower end of the connection portion on the lower surface of the laminated plate-like body;
Mounting a light emitting element on the top surface of the laminated plate,
A step of cutting the laminated plate-like body in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the first substrate and separating the laminate into individual light emitting devices.
前記基板の前記上面に形成されて前記発光素子と接続される一対の上面電極と、
前記基板の前記下面に形成された一対の下面電極と、
前記上面電極と前記下面電極とを導通する接続部と、を備え、
前記基板は、前記下面側に断面逆台形の突出部を有することによって段差を備え、
前記段差の側面は、前記段差の角度θが鈍角になるように、前記下面に対して傾斜しており、
前記下面電極が、少なくとも前記段差の傾斜した前記側面まで延設されていることを特徴とする発光装置用基板。 A light emitting device substrate comprising an upper surface for mounting a light emitting element and a lower surface facing the upper surface,
A pair of upper surface electrodes formed on the upper surface of the substrate and connected to the light emitting element;
A pair of lower surface electrodes formed on the lower surface of the substrate;
A connection portion for conducting the upper surface electrode and the lower surface electrode,
The substrate is provided with a step by having an inverted trapezoidal protrusion on the lower surface side,
The side surface of the step is inclined with respect to the lower surface so that the angle θ of the step is an obtuse angle,
The substrate for a light-emitting device, wherein the lower surface electrode is extended to at least the side surface inclined by the step.
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