JP5359662B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態の発光装置100を、図1A〜図1Cに示す。図1Aは発光装置100の斜視図、図1Bは、図1Aに示す発光装置100のA−A’断面における断面図、図1Cは図1Aに示す発光装置100の下面図及びその部分拡大図を示す。
まず、図1E(a)に示すように、ステンレスからなる平板状の支持基板1070を用意する。この支持基板の上面に、保護膜としてレジスト1080を塗布する。このレジスト1080の厚みによって後に形成される導電部材の厚みを調整することができる。尚、ここでは、支持基板1070の上面(導電部材を形成する側の面)にのみレジスト1080を設けているが、更に、下面(反対側の面)に形成してもよい。これにより、後述の鍍金によって支持基板の下面側に導電部材が形成されるのを防ぐことができる。
次いで、図1F(a)に示すように、発光素子からの光を反射可能な遮光性樹脂からなる基体1030を形成する。ここでは、導電部材1010の間に基体の底面部1030a及び基体の側壁1030bを同時に形成しているが、それぞれ別工程で形成してもよく、その場合、同一の遮光性樹脂を用いるのが好ましいが、目的や用途に応じて、異なる遮光性樹脂を用いても構わない。
次いで、図1F(b)に示すように、基体の側壁1030bに囲まれた導電部材1010上に、金属を含有している接着部材(図示せず)を用いて発光素子1020を接合し、導電性ワイヤ1050を用いて発光素子の電極と導電部材1010とを接続する。尚、ここでは、同一面側に正負電極を有する発光素子を用いているが、正負電極が異なる面に形成されている発光素子を用いることもできる。
第4の工程では、図1C(c)に示すように、基体の側壁1030bに囲まれて形成される凹部に透光性樹脂からなる封止部材1060をトランスファモールド、ポッティング、印刷などの方法で形成する。凹部を有する基体の場合、ポッティングを用いて透光性樹脂を凹部内に充填するのが好ましい。このようにして、発光素子1020や導電性ワイヤ1050を封止部1060材で被覆する。ここでは、封止部材1060は、側壁1030bと略同一高さになるように設けられているが、これに限らず、側壁1030bよりも低く又は高くなるよう形成してもよい。また、このように上面が平坦な面としてもよく、或いは、中央が凹んだ、又は突出したような曲面状に形成してもよい。また、封止部材は1層構造、又は2層以上の多層構造としてもよい。
第5の工程では、封止部材1060が硬化後に、図1F(c)に示すように、支持基板1070を剥離するが、この際、第1領域及び第2領域を含む導電部材1010の最下層の下面と、支持基板1070の上面との間で分離するようにして剥離して除去する。
本実施の形態において、導電部材は、発光素子に直接又は間接的に電気的に接続して外部から供給される電気を通電させるための一対の電極として機能させるものであり、少なくとも1つの導電部材は発光素子が載置可能な大きさであり、他方は導電性ワイヤが接続可能な大きさを有している。本発明では、導電部材の最下層の下面は、Auを含む第1領域と、ステンレス中の金属との拡散係数がAuよりも小さい金属部材を含む第2領域とを有している。Auが導電部材の下面において露出されていることで、回路基板との密着性の優れた電極として機能させることができ、良好に導通させることができる。更に、製造工程においてステンレスからなる支持基板中の金属との拡散係数が小さいため合金化層を形成しにくい第2領域が導電部材の下面に露出しているため、支持基板を除去する際に導電部材が破損、欠落しにくくすることができ、歩留まり良く発光装置を得ることができる。
本実施の形態において、基体は、一対の導電部材の間に設けられる底面部と側壁とからなる凹部を有する樹脂であり、遮光性を有する各種充填材等を添加することで発光素子からの光を遮光可能な樹脂からなる。このような遮光性の基体を設けることで、発光素子からの光が、発光装置の下面(裏面)側から外部に漏れ出すのを抑制することができ、上面方向への光の取り出し効率を向上させることができる。尚、側壁を有していない基体、すなわち、底面部のみの基体でもよい。基体の底面部及び側壁とも、その厚みは、発光素子からの光の漏れを抑制できる厚さであればよい。
封止部材は、発光素子、受光素子、保護素子、更には導電性ワイヤなどの電子部品を、塵芥や水分、更には外力などから保護する部材であり、本実施の形態においては、図1A、図1Bに示すように、基体103の凹部S内に充填されている。
接着部材は、発光素子と導電部材とを接着させる部材である。樹脂や金属などを用いることができるが、好ましくは耐熱性に優れた樹脂や、金属を含む部材が好ましく、より好ましくは金属からなる部材が好ましい。具体的には、耐熱性に優れた樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物やその変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができ、特にハイブリッド樹脂が好ましい。また、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、Au−Sn共晶などのはんだ、低融点金属等のろう材を用いることができ、特にAu−Sn共晶はんだが好ましい。これらは、製造工程内において、他の工程に比して比較的高温で加熱する工程が必要なものもあり、例えばAu−Sn共晶はんだの場合、270〜340℃程度で加熱を行い、このとき、導電部材の最下層と支持基板であるステンレスとの界面で、Auとステンレス中の金属とが互いに又は一方向に拡散し易くなる。本発明では、ステンレス中の金属との拡散係数がAuよりも小さい金属部材を含む第2領域が形成されているため、ステンレスの除去が比較的容易に、又歩留まりよく行うことができる。そして、このように金属若しくは耐熱性に優れた樹脂を接着部材として用いることで、発光素子の高出力化に伴う駆動時の高温の発熱によっても劣化しにくく、密着性が低下しにくい。
発光素子の電極と、直接又は間接的に導電部材とを接続する導電性ワイヤは、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。特に、熱抵抗などに優れた金を用いるのが好ましい。
上記封止部材中に、波長変換部材として発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。
本発明においては、発光素子として、同一面側に正負電極が形成された構造、或いは異なる面に正負電極が形成された構造、成長基板とは異なる基板を貼り合わせた構造等、種々の構造の半導体素子を用いることができる。
支持基板は、導電部材を形成するために用いる板状又はシート状部材であり、個片化する前に除去するため、発光装置には具備されていない部材である。
本実施の形態の発光装置200及びその製造方法を、図2A、図2Bに示す。実施の形態2の製造方法は、導電部材の第2領域を構成する金属部材の形成方法が、実施の形態1と異なる以外は、実施の形態1と同様に行うものである。実施の形態2の方法で得られる発光装置の集合体及びそれを個片化して得られる発光装置は実施の形態1と同様である。以下、実施の形態1と異なる点について説明し、他の工程については実施の形態1と同様の方法を用いることができるため適宜省略する。
まず、図2A(a)に示すように、ステンレスからなる平板状の支持基板2070を用意する。この支持基板の上面に、保護膜としてレジスト2080を塗布する。レジストを乾燥させた後、その上部に開口部を有するマスク2100を直接又は間接的に配置させて、図中の矢印のほうに紫外線を照射して露光する。ここでは、マスク2100の開口部の大きさを、後に導電部材の第2領域を構成する金属部材を形成するための小さい開口部を有するマスクを用いる。更に、後に基体(特に底面部)を形成する領域に導電部材が形成されないよう、基体の底面形状に相当する領域にもレジストが形成されるようマスク形状を調整する。
本実施の形態の発光装置300を、図3Dに示す。図3Dは発光装置300の断面図及びその部分拡大図を示す。
まず、図3A(a)に示すように、ステンレスからなる平板状の支持基板3070を用意する。この支持基板の表面に、保護膜としてレジスト3080を塗布する。塗布したレジスト3070を乾燥させた後、その上部に開口部を有するマスク3100を直接又は間接的に配置させて、図中の矢印のように紫外線を照射して露光する。その後、エッチング剤で処理することで図3A(b)に示すように開口部を有する保護膜2080が形成される。保護膜2080は、後に導電部材が形成される領域及び基体が形成される領域を区別することなく、略一様に分布するように形成されている。
第2の工程以降は、実施の形態1と同様に行う。図3C(a)に示すように底面部3030a及び側壁3030bを有する基体3030を形成する。このとき、基体3030中に、導電部材3010の第2領域3010bを構成する金属部材が埋設されるように形成される。次いで、図3C(b)に示すように発光素子3020を載置して導電性ワイヤ3050を用いて発光素子の電極と導電部材301とを接続する。その後、図3C(c)に示すように発光素子3020を被覆するよう封止部材3060を形成し、支持基板3070を剥離して発光装置の集合体3000を形成し、図3C(d)に示す破線部で切断して個片化することで、図3Dに示す発光装置300を得る。
101、201・・・導電部材
101a、301a・・・導電部材の第1領域(Au)
101b、301b・・・導電部材の第2領域(金属部材)
101x・・・導電部材の最上層
101y・・・導電部材の中間層
101z・・・導電部材の最下層
102、302・・・発光素子
103、303・・・基体
103a、303a・・・基体の底面部
103b、303b・・・基体の側壁
S・・・基体の凹部
104・・・保護素子
105、305・・・導電性ワイヤ
106、306・・・封止部材
1000、3000・・・発光素子の集合体
1010、2010、3010・・・導電部材
1010a、2010a、3010a・・・導電部材の第1領域
1010b、2010a、2010b・・・導電部材の第2領域
1020、3020・・・発光素子
1030、3030・・・基体
1030a、3030a・・・基体の底面部
1030b、3030b・・・基体の側壁
1050、3050・・・導電性ワイヤ
1060、3060・・・封止部材
1070、2070、3070・・・支持基板
1080、2080、3080・・・保護膜(レジスト)
1100、2100、3100・・・マスク
Claims (9)
- ステンレスからなる支持基板上に、Auを有する第1領域と、ステンレス中の金属との拡散係数がAuより小さい金属部材を含む第2領域とを有する最下層を有する導電部材を、複数個所形成する第1工程と、
前記導電部材の間の前記支持基板の上に、遮光性樹脂からなる基体を形成する第2の工程と、
前記導電部材の上面に、接着部材を介して発光素子を接合させる第3の工程と、
前記発光素子を透光性の封止部材で被覆する第4の工程と、
前記支持基板を除去後、発光装置を個片化する第5の工程と、
を有し、
前記第1の工程は、前記支持基板上から前記第2領域の上に連続するよう前記第1領域を形成する工程を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
- 前記第1の工程は、前記最下層の上に、該最下層を構成する金属と異なる金属を有する少なくとも1層以上の中間層と、該中間層の上に前記発光素子が載置される最上層とを鍍金によって形成する工程を含む請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 発光素子と、
上面に接着部材を介して前記発光素子が接着さえる導電部材と、
該導電部材の下面が露出するよう保持する基体と、
を有する発光装置であって、
前記導電部材の下面は、Auを有する第1領域と、ステンレス中の金属との拡散係数がAuより小さい金属部材を含む複数の第2領域とを有し、前記第1領域は、前記第2領域の上に連続して設けられていることを特徴とする発光装置。
- 前記第2領域は、Fe、Ni、Crから選択される少なくとも1つの金属部材との拡散係数がAuよりも小さい金属部材を含む請求項3記載の発光装置。
- 前記第2領域は、Ti、Pt、Pd、Al、Rh、Moから選択される少なくとも1種の金属部材を含む請求項3又は請求項4に記載の発光装置。
- 前記導電部材は、前記第1領域と前記第2領域を含む下面を有する最下層と、前記発光素子が載置される最上層との間に、最下層及び最上層を構成する金属と異なる金属からなる少なくとも1層以上の中間層を有する鍍金層からなる請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記中間層は、Ni又はCuからなる第1の中間層と、Auからなる第2の中間層と、を有する請求項6記載の発光装置。
- 前記基体は、熱硬化性樹脂からなる請求項3乃至請求項7のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記基体は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化物である請求項3乃至請求項8のいずれか1項に記載の発光装置。
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