JP5643700B2 - 配線基板の加工方法及びその製造方法、発光装置及びその製造方法、並びに電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板の加工方法及びその製造方法、発光装置及びその製造方法、並びに電気機器に関し、特に、配線基板上でＬＥＤチップ（半導体発光素子）を封止する際に封止樹脂を堰き止める樹脂堰止構造を有する配線基板の加工方法及びその製造方法、このような樹脂堰止構造を有する配線基板を用いた発光装置及びその製造方法、並びにこのような発光装置を用いた電気機器に関するものである。

近年、照明装置などの電気機器や液晶ディスプレイのバックライトの光源として半導体発光装置、いわゆるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）が多く用いられるようになってきている。ＬＥＤを使った照明装置の白色光を得る方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの三種類のＬＥＤを用いる方法、青色ＬＥＤから発した励起光を変換して黄色光を発する蛍光体を用いる方法などがある。照明用光源としては、十分な輝度の白色光が要求されているために、ＬＥＤを複数個用いた照明装置が商品化されている（特許文献１）。

このような照明装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源または照明用光源に特に好適に用いられる。

図９は、上記のような照明装置に用いられている従来の発光装置を説明する図であり、図９（ａ）は、その構造を示す平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸａ−ＩＸａ線断面図である。

この発光装置２００は、半導体発光素子としてのＬＥＤチップをパッケージ内に封入してなるものであり、セラミックなどからなる絶縁性基板（以下、セラミック基板ともいう。）２１０と、該セラミック基板２１０上に載置されたＬＥＤチップＬｃと、該ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂２３０と、該１次モールド樹脂２３０を覆うよう形成された２次モールド樹脂２４０とを有している。

ここで、ＬＥＤチップＬｃは青色光を発生するものであり、１次モールド樹脂２３０には、この発光装置２００の発光光が白色光となるよう、黄色蛍光体のみ、あるいは、赤色および緑色蛍光体が混入されたシリコン系樹脂を用いている。また、２次モールド樹脂には、蛍光体を混入しない透明のシリコン系樹脂を用いている。また、ＬＥＤチップＬｃのチップ電極（図示せず）と絶縁性基板２１０に形成された基板電極（図示せず）とはボンディングワイヤＢｗにより接続されている。

次に、この発光装置の製造方法について説明する。

図１０は、図９に示す従来の発光装置を製造する方法を説明する図であり、図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、その主要工程における断面構造を示している。

まず、セラミック基板２１０を準備し（図１０（ａ））、このセラミック基板２１０の、ＬＥＤチップを実装する実装領域上にＬＥＤチップＬｃをダイボンドなどにより固着し、該ＬＥＤチップＬｃのチップ電極（図示せず）とセラミック基板２１０の基板電極（図示せず）を、Ａｕ線をボンディングワイヤＢｗとして用いたワイヤボンディングにより電気的に接続する（図１０（ｂ））。

次に、上記セラミック基板２１０のＬＥＤチップを配置した面に、実装領域に塗布されるモールド樹脂がはみ出さないように、各実装領域に対応する部分に開口２２０ａを有する樹脂堰止シート（ダムシート）２２０を貼り付ける（図１０（ｃ））。なお、この樹脂堰止シート２２０は、ゴム製のシート部材に、セラミック基板上の実装領域の外形に一致した開口を、該実装領域のピッチに合わせて形成したものである。

続いて、該樹脂堰止シート２２０の開口２２０ａ内に順次、蛍光体が混入されたシリコン系樹脂を１次モールド樹脂２３０として充填する（図１０（ｄ））。

充填した１次モールド樹脂２３０が乾燥固化した後、上記樹脂堰止シート２２０を剥し（図１０（ｅ））、その後、セラミック基板２１０の全面に、該１次モールド樹脂２３０を覆うよう２次モールド樹脂２４０を形成する。

なお、この２次モールド樹脂２４０の形成には以下のような方法が用いられる。

例えば、上記セラミック基板に設定されている複数の実装領域に対応した凹部を有するモールド金型を用い、このモールド金型の凹部に上記透明のシリコン系樹脂を充填しておき、この状態で、上記１次モールド樹脂を形成した後のセラミック基板を、１次モールド樹脂で封止したＬＥＤチップＬｃが該モールド金型の凹部内に収容されるようモールド金型の表面に圧接し、シリコン系樹脂を熱処理により乾燥固化する。その後、該モールド金型からセラミック基板を引き離して、２次モールド樹脂が形成されたセラミック基板を得る。

その後、セラミック基板を分割により、各実装領域毎に分離して発光装置２００を得る（図９（ａ）および（ｂ））。

国際公開第２００９−１４５２４８号パンフレット

しかしながら、上記従来の発光装置２００の製造方法では、１次モールド樹脂をセラミック基板の実装領域に注入する際、１次モールド樹脂がセラミック基板の実装領域から食み出さないようにするために、予めセラミック基板に樹脂堰止シート２２０を貼り付けておく必要がある。このため、ＬＥＤチップの樹脂封止工程では樹脂堰止シート２２０が必要となり、また、その樹脂堰止シート２２０の貼り付け、および剥がしの工程も必要となる。

また、樹脂堰止シート２２０を剥す際には、１次モールド樹脂への応力によりこの比較的柔らかい１次モールド樹脂が変形して、ボンディングワイヤとしてのＡｕ線の変形が生ずる虞もあり、発光装置の信頼性の低下が懸念されるという問題もある。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、モールド樹脂をセラミック基板の実装領域にＬＥＤチップを覆うよう注入する際、樹脂堰止シートを用いることなく、このモールド樹脂がセラミック基板の実装領域から食み出すのを防止することができ、これにより、ＬＥＤチップを樹脂封止する工程で樹脂堰止部材を不要とでき、製造に用いる部品点数を削減するとともに、樹脂堰止部材の貼り付けおよび剥し工程を省くことができ、この結果、製造コストの低減および製造プロセスの簡略化を図ることができる配線基板の加工方法及びその製造方法、発光装置及びその製造方法、並びにこのような発光装置を用いた電気機器を得ることを目的とする。

本発明に係る配線基板の加工方法は、半導体発光素子を収容する樹脂封止パッケージを構成する配線基板を加工する方法であって、該配線基板の表面を硬化する前に、該配線基板の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップを含み、該加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を有し、該突起部を形成するステップでは、硬化前の該配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を、硬化前の該配線基板の表面に該突起部が形成されるよう硬化前の該配線基板の表面から引き上げるものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記配線基板の加工方法において、前記加工金型は、その加工面の刃先の内側に、空気を吹き出すための空気吹出口を形成したものであり、前記突起部を形成するステップでは、硬化前の前記配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより形成された該突起部が乾燥固化するよう該加工面の空気吹出口から空気を吹き出すことが好ましい。

本発明は、上記配線基板の加工方法において、前記突起部を形成するステップでは、硬化前の前記配線基板の表面に接触させた前記加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより形成された該突起部が該刃先の外側に傾いて乾燥固化するよう、該加工面の空気吹出口から空気を吹き出すことが好ましい。

本発明は、上記配線基板の加工方法において、前記加工金型は、前記加工面に形成された刃先を含む刃先形成部と、該刃先形成部を保持する金型本体部とを有し、該刃先形成部を該金型本体部に着脱可能な構造としたものであることが好ましい。

本発明は、上記配線基板の加工方法において、前記加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を複数有し、硬化前の前記配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより硬化前の該配線基板の表面に該突起部が複数形成されることが好ましい。

本発明は、上記配線基板の加工方法において、前記加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先の先端をギザギザ形状に加工したものであることが好ましい。

本発明に係る配線基板の製造方法は、半導体発光素子を収容する樹脂封止パッケージを構成する配線基板を製造する方法であって、支持部材上に所定の粘性を有する絶縁性材料膜を該配線基板の材料として形成するステップと、該絶縁性材料膜の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップとを含み、該加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を有し、該突起部を形成するステップでは、該絶縁性材料膜に接触させた該加工金型の刃先を、該絶縁性材料膜の表面に該突起部が形成されるよう該絶縁性材料膜から引き上げるものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明に係る発光装置は、半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置であって、該パッケージを構成する配線基板は、その表面の該半導体発光素子が配置された領域の周囲に、該半導体発光素子を封止する封止樹脂を堰き止めるよう形成された突起部を有し、該配線基板の該突起部により囲まれた領域は、該半導体発光素子を封止する封止樹脂により覆われており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部は、前記配線基板と同一の材料で構成されていることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部は、前記配線基板の表面を変形させて形成されたものであることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部および前記配線基板の構成材料はセラミックであることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部は、前記配線基板上に配置された該半導体発光素子を囲むよう形成されていることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の平面形状は、楕円形状あるいは円形形状、または矩形形状の角部を曲線状にした形状であることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部は、前記配線基板上に配置された該半導体発光素子を囲むよう、多重に形成されていることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部は、均一な高さを有することが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の高さは１００ｕｍ以下であることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の断面形状は三角形形状であることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の断面形状は、前記三角形形状の頂点が前記半導体発光素子が配置された領域の中心から外側に向かう方向にシフトした形状となっていることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の断面形状は、二等辺三角形形状であることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記突起部の断面形状は、二等辺三角形形状の２つの斜辺を凹状に湾曲させた形状を有することが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記配線基板の前記突起部の両側には、凹部が形成されていることが好ましい。

本発明は、上記発光装置において、前記封止樹脂は、蛍光体を混入したものであることが好ましい。

本発明に係る発光装置の製造方法は、半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置を製造する方法であって、配線基板上に該半導体発光素子を実装するステップと、該配線基板上に実装した半導体発光素子を樹脂封止するステップとを含み、該配線基板は、その表面の該半導体発光素子を実装する領域の周囲に、該半導体発光素子を封止する封止樹脂を堰き止めるよう形成された突起部を有し、該半導体発光素子を樹脂封止するステップは、該配線基板の、該突起部により囲まれた領域に封止樹脂を、該封止樹脂が該半導体発光素子を覆うよう供給するステップを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記発光装置の製造方法において、該半導体発光素子を樹脂封止するステップは該配線基板の、該突起部により囲まれた領域には、蛍光体を含む封止樹脂を供給するステップを含むことが好ましい。

本発明は、上記発光装置の製造方法において、該半導体発光素子を樹脂封止するステップは該配線基板の、該突起部により囲まれた領域に、蛍光体を含む封止樹脂を供給して、該半導体発光素子を該封止樹脂により封止した後、該封止樹脂の外側を表面樹脂により被覆するステップを含むことが好ましい。

本発明に係る発光装置の製造方法は、半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置を製造する方法であって、該パッケージを構成する配線基板を作製するステップと、該配線基板上に該半導体発光素子を実装するステップと、該配線基板上に実装した半導体発光素子を樹脂封止するステップとを含み、該配線基板を作製するステップは、支持部材上に所定の粘性を有する絶縁性材料膜を該配線基板の材料として形成するステップと、該絶縁性材料膜の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップとを含み、該突起部を形成するステップは、該加工金型の加工面に環状に形成した刃先を該絶縁性材料膜に接触させた後に、該絶縁性材料膜の表面に該突起部が形成されるよう該絶縁性材料膜から該加工金型の刃先を引き上げるステップを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記発光装置の製造方法において、該半導体発光素子を樹脂封止するステップは、該配線基板の、該突起部により囲まれた領域に封止樹脂を、該封止樹脂が該半導体発光素子を覆うよう供給するステップを含むことが好ましい。

本発明に係る電気機器は、発光装置を備えた電気機器であって、該発光装置は、上述した本発明に係る発光装置であり、そのことにより上記目的が達成される。

次に作用について説明する。

本発明においては、半導体発光素子のパッケージを構成する配線基板を、その表面の該半導体発光素子が配置された領域の周囲に、該半導体発光素子を封止する封止樹脂を堰き止めるよう形成された突起部を有する構造としたので、モールド樹脂を配線基板の実装領域に半導体発光素子を覆うよう注入する際、樹脂堰止部材を用いることなく、このモールド樹脂が配線基板の実装領域から食み出すのを防止することができる。

例えば、配線基板を製造する際に、その材料であるセラミック膜の硬度が低い（柔らかい）段階で、環状の刃先を有する加工金型を、セラミック膜に押し込み、つまり少なくとも接触させて、引き上げて突起部を形成するので、配線基板に簡単に封止樹脂を堰き止める突起部を形成することができる。

またその際、刃先の引き上げにより形成される突起部に空気（エアー）を吹き付けて突起を外側に倒すことも可能である。

また、セラミック板の温度、金型の温度押し当て速度などの調整により凹み部を設けることも可能である。

以上のように、本発明によれば、半導体発光素子のパッケージを構成する配線基板を、その表面の該半導体発光素子が配置された領域の周囲に、該半導体発光素子を封止する封止樹脂を堰き止めるよう形成された突起部を有する構造としたので、モールド樹脂を配線基板の実装領域に半導体発光素子を覆うよう注入する際、樹脂堰止部材を用いることなく、このモールド樹脂が配線基板の実装領域から食み出すのを防止することができ、これにより、半導体発光素子を樹脂封止する工程で樹脂堰止部材を不要とでき、発光装置の製造に用いる部品点数を削減するとともに、樹脂堰止部材の貼り付けおよび剥し工程を省くことができ、この結果、製造コストの低減および製造プロセスの簡略化を図ることができるという効果が得られる。

図１は、本発明の実施形態１による発光装置を説明する図であり、図１（ａ）は、該発光装置の構造を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩａ−Ｉａ線断面図である。 図２は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板を説明する図であり、図２（ａ）は、該配線基板の構造を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＸ部分を拡大して示す図である。 図３は、上記実施形態１の発光装置を製造する方法を説明する図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、その主要工程における断面構造を示している。 図４は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の加工方法を説明する図であり、図４（ａ）は、この加工方法に用いる加工金型の加工面の構造を示す平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶａ−ＩＶａ線断面図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＹ部分を拡大して示す断面図である。 図５は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の加工方法を説明する図であり、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、その主要工程における該加工金型と該絶縁性基板との位置関係を示している。 図６は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の加工方法で用いる加工金型の他の構造を説明する図であり、図６（ａ）及び（ｂ）は、加工金型の刃先の構造として、図４に示す構造とは異なる構造を示す断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す加工金型を用いた加工を示している。 図７は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の加工方法で用いる加工金型の他の構造を説明する図であり、加工金型本体に対して加工刃先部を着脱可能な構造とした加工金型を示している。 図８は、本発明の他の実施形態による発光装置を説明する図であり、図８（ａ）は、本発明の実施形態２による発光装置の構造を示す平面図、図８（ｂ）は、本発明の実施形態３による発光装置を構成する配線基板の構造を示す断面図である。 図９は、従来の発光装置を説明する図であり、図９（ａ）は、従来の発光装置の構造を示す平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸａ−ＩＸａ線断面図である。 図１０は、図９に示す従来の発光装置を製造する方法を説明する図であり、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、その主要工程における断面構造を示している。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による発光装置を説明する図であり、図１（ａ）は、該発光装置の構造を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩａ−Ｉａ線断面図である。

この実施形態１による発光装置１００は、２重ドームタイプのＬＥＤパッケージ内に半導体発光素子（ＬＤＥチップ）を封入してなるものであり、セラミックなどの絶縁性材料からなる配線基板１１０と、該配線基板１１０上に載置されたＬＥＤチップ（半導体発光素子）Ｌｃと、該ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂１３０と、該１次モールド樹脂１３０を覆うよう形成された２次モールド樹脂１４０とを有している。

ここで、ＬＥＤパッケージは、該配線基板１１０と、第１および第２のモールド樹脂１３０および１４０により構成されている。

そして、配線基板１１０は、その表面の該ＬＥＤチップＬｃが配置された領域（実装領域）Ｒｍの周囲に、該ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂１３０を堰き止めるよう形成された突起部１１０ａを有し、該配線基板１１０の該突起部１１０ａにより囲まれた領域（実装領域）Ｒｍは、該ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂１３０により覆われている。

また、突起部１１０ａは、配線基板１１０と同一の材料で、該配線基板１１０と一体に形成されている。この突起部１１０ａの平面形状は円形形状となっている。ただし、この突起部の平面形状は円形形状に限定されるものではなく、楕円形状であってもよく、さらには、正方形や長方形などの矩形形状、あるいはこれらの矩形形状の角部を面取りして滑らかな曲線状にした形状としてもよい。

また、ここでは、前記突起部１１０ａは、均一な高さを有する構造とし、１００ｕｍ以下で、かつ実装領域に充填した１次モールド樹脂が該実装領域から食み出さない程度の高さ（例えば、５０ｕｍ）以上に設定している。

上記突起部１１０ａの最高高さは、ＬＥＤチップの厚みやボンディングワイヤの配置、またＬＥＤチップあるいはボンディングワイヤと２次モールド樹脂との位置関係に基づいて決定され、また最低高さは、１次モールド樹脂の粘性、その充填量などから決定される。

図２は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板を説明する図であり、図２（ａ）は、該配線基板の構造を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＸ部分を拡大して示す図である。

ここでは、上記突起部１１０ａは、図２（ｃ）に示すように、二等辺三角形形状の２つの斜辺を凹状に湾曲させた形状を有する断面形状としている。さらに、この突起部１１０ａは、その頂点が実装領域の中央から外側にシフトした構造としている。

ただし、上記突起部の断面形状はこのような形状に限定されるものではなく、二等辺三角形形状やそれ以外の三角形形状であってもよい。

なお、本実施形態の発光装置１００においても、ＬＥＤチップＬｃは青色光を発生するものとし、１次モールド樹脂１３０には、この発光装置１００の発光光が白色光となるよう、黄色蛍光体のみ、あるいは、赤色および緑色蛍光体が混入されたシリコン系樹脂を用いている。また、２次モールド樹脂１４０には、蛍光体を混入しない透明のシリコン系樹脂を用いている。また、ＬＥＤチップＬｃに電気供給を行なうために、ＬＥＤチップＬｃのチップ電極（図示せず）と配線基板１１０上に形成された導体層（図示せず）とは、ボンディングワイヤＢｗとしてのＡｕ線により接続されている。なお、導体層（図示せず）は、配線基板１１０に形成され、外部電源（図示せず）に接続される外部端子（図示せず）と電気的に接続されている。

次に、上記発光装置の製造方法について説明する。

図３は、上記実施形態１の発光装置を製造する方法を説明する図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、その主要工程における断面構造を示している。

この実施形態１による発光装置１００の製造方法は、半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置を製造するものであり、以下工程順に説明する。

まず、配線基板として、ＬＥＤチップを実装する実装領域Ｒｍにこれを囲むよう突起部１１０ａを形成した配線基板１１０を準備する（図３（ａ））。なお、この配線基板１１０には、電気的な接続を行う為の導体層が形成されている。

次に、該配線基板（以下、セラミック基板ともいう。）１１０の実装領域Ｒｍに該ＬＥＤチップＬｃをダイボンドなどにより固着し、該ＬＥＤチップＬｃのチップ電極（図示せず）と配線基板１１０の導体層（図示せず）を、Ａｕ線（ボンディングワイヤ）Ｂｗを用いたワイヤボンディングにより電気的に接続して、該配線基板１１０上にＬＥＤチップＬｃを実装する（図３（ｂ））。

次に、該配線基板１１０の実装領域Ｒｍに、蛍光体が混入されたシリコン系樹脂を１次モールド樹脂１３０として注入する（図３（ｃ））。

このとき、注入する１次モールド樹脂の量は、該１次モールド樹脂により上記ＬＥＤチップＬｃが完全に被覆され、かつ、該１次モールド樹脂１３０が、実装領域Ｒｍの周りに形成されている突起部１１０ａによる樹脂堰止作用と、該１次モールド樹脂の表面張力とにより、該実装領域Ｒｍから溢れないような量に調整する。

次に、充填した１次モールド樹脂１３０が乾燥固化した後、配線基板１１０の全面に、該１次モールド樹脂１３０を覆うよう２次モールド樹脂１４０として形成する。

なお、この２次モールド樹脂１４０の形成は、従来の発光装置の製造方法で説明した方法と同様に行われる。

つまり、上記配線基板１１０の複数の実装領域Ｒｍに対応した凹部を有するモールド金型を用い、このモールド金型の凹部に２次モールド樹脂１４０としての透明のシリコン系樹脂を充填しておき、この状態で、上記１次モールド樹脂を形成した後の配線基板１１０を、１次モールド樹脂１３０で封止したＬＥＤチップＬｃが該モールド金型の凹部内に収容されるようモールド金型の表面に圧接し、上記透明のシリコン系樹脂を熱処理により乾燥固化する。その後、該モールド金型からセラミック基板を引き離して、２次モールド樹脂が形成された配線基板を得る。

その後、配線基板１１０を分割により各実装領域Ｒｍ毎に分離して発光装置１００を得る（図１（ａ）および（ｂ））。

次に、ＬＥＤチップを実装する実装領域にこれを囲むよう突起部１１０ａを形成した配線基板１１０を製造する方法について説明する。

図４は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の製造方法を説明する図であり、図４（ａ）は、この製造方法に用いる加工金型の加工面の構造を示す平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶａ−ＩＶａ線断面図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＹ部分を拡大して示す断面図である。

この加工金型Ｍは、その加工面Ｍｓに環状に形成した刃先Ｍｐを有している。また、この加工金型Ｍは、その加工面Ｍｓの刃先Ｍｐの内側に、空気を吹き出すための空気吹出口Ｍｈを形成したものであり、この加工金型Ｍの構成材料には、配線基板を構成するセラミック材料との濡れ性を考慮して、該所定の粘度を有するセラミック材料に該加工金型の刃先が接触したとき、該刃先にセラミック材料が弾くことなく付着する程度の濡れ性を有する材料が用いられる。ここで、該加工金型Ｍの刃先Ｍｐの断面形状は、図４（ｃ）に示すように二等辺三角形形状としている。

また、ここでは、加工金型Ｍは、その加工面Ｍｓには左右一対の刃先Ｍｐを形成したものを示しているが、加工金型は、配線基板上に設定されている複数の実装領域、例えば、マトリクス状に並ぶよう設定されている複数の実装領域Ｒｍのそれぞれに対応する複数の刃先をその加工面に形成したものでもよい。

図５は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の製造方法を説明する図であり、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、その主要工程における該加工金型と該配線基板との位置関係を示している。

この配線基板の製造方法は、上記ＬＥＤチップＬｃを収容するＬＥＤパッケージを構成する配線基板を製造する方法である。

具体的には、所定の支持部材、例えば下側金型部材Ｍｕ上に、所定の粘性を有する絶縁性材料膜、例えばセラミック材料膜１１１を、該配線基板１１０の材料として形成し、該下側金型部材Ｍｕの上方に配置されている加工金型Ｍをその下面（加工面）Ｍｓの環状の刃先Ｍｐが、該セラミック材料膜１１１に垂直に突き刺さるよう下降させる（図５（ａ））。

次に、該加工金型Ｍの刃先Ｍｐを、該刃先Ｍｐがセラミック材料膜１１１を貫通しない程度の深さまで、（例えば、セラミック材料膜１１０の膜厚の１／２以下の厚さに相当する深さ、もしくは１００〜２００ｕｍ程度の深さ）まで突き刺さし（図５（ｂ））、その後、該セラミック材料膜に突き刺した該加工金型の刃先を、該セラミック材料膜１１１の表面に該突起部１１１ａが形成されるよう該セラミック材料膜１１１から引き上げる（図５（ｃ））。

また、該セラミック材料膜１１１に接触させた該加工金型Ｍの刃先Ｍｐを該セラミック材料膜１１１から引き上げる際、該刃先Ｍｐの引き上げにより形成された該突起部１１１ａが乾燥固化するよう該加工面Ｍｓの空気吹出口Ｍｈから空気Ａを吹き出す。

また、この実施形態では、このように加工金型の刃先Ｍｐをセラミック材料膜１１１から引き上げる際、加工面Ｍｓの空気吹出口Ｍｈから噴出す空気Ａの勢いを調整することにより、該刃先の引き上げにより該セラミック材料膜の表面に形成される突起部を、実装領域Ｒｍに配置されたＬＥＤチップの中心からその側方に向けて傾斜させる。

その後、上記加工金型Ｍｂをさらに上昇させて、その刃先Ｍｐをセラミック材料膜１１１から引き離す（図５（ｄ））。

その後は、上記のように突起部１１１ａを形成したセラミック材料膜１１１を焼成することにより、上記突起部１１０ａを有する配線基板１１０を形成する。

このように本発明の実施形態１では、ＬＥＤチップＬｃをパッケージ内に封入してなる発光装置１００において、該パッケージを構成する配線基板（セラミック基板）１１０を、その表面の該ＬＥＤチップＬｃが配置される実装領域Ｒｍの周囲に、該ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂１３０を堰き止めるよう形成された突起部１１０ａを有する構造としたので、１次モールド樹脂１３０を配線基板１１０の実装領域ＲｍにＬＥＤチップＬｃを覆うよう注入する際、樹脂堰止シートを用いることなく、この１次モールド樹脂１３０が配線基板１１０の実装領域Ｒｍから食み出すのを防止することができ、これにより、ＬＥＤチップＬｃを樹脂封止する工程で樹脂堰止シートを不要とでき、製造に用いる部品点数を削減するとともに、樹脂堰止シートの貼り付けおよび剥し工程を省くことができ、この結果、製造コストの低減および製造プロセスの簡略化を図ることができる。

また、本実施形態では、配線基板の製造工程において、その硬度が低い（柔らかい）段階で、環状状の突起部を設けた加工金型の刃先をセラミック材料膜に押し込み、つまり少なくとも接触させ、その後、該刃先を引き上げて突起部を形成するので、配線基板の表面に簡単に封止樹脂を堰き止める部分を形成することができる。

また、その際、エアーを吹き付けて突起部を実装領域の外側に向けて倒すことも可能であり、これにより、突起部による樹脂の堰止効果を変えて、実装領域に注入する樹脂の量などに応じた突起部の形状とすることができる。

また、セラミック材料膜の温度、加工金型の温度、押し当て速度、引き上げ速度などの調整により、突起部の周囲に凹み部を形成することも可能であり、また、場合によっては、突起部をなくし、環状の凹み部のみを形成することで、基板平面上で１８０°方向（つまり、基板表面に平行な水平方向）にも発光することができる。

なお、上記実施形態１では、発光装置は、ＬＥＤチップを１次モールド樹脂と２次モールド樹脂で２重に封止したものを示したが、発光装置は、１次モールド樹脂のみでＬＥＤチップを封止したものでもよい。

また、図６は、上記実施形態１の発光装置を構成する配線基板の製造方法で用いる加工金型の他の構造を説明する図であり、図６（ａ）及び（ｂ）は、加工金型の刃先の構造として、図４に示す構造とは異なる構造を示す断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す加工金型を用いた加工を示している。

これらの加工金型は、実施形態１で説明した図４に示す加工金型における刃先の構造を変更したものである。

具体的には、上記配線基板の製造に用いる加工金型の刃先として、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、刃先の先端をギザギザ形状（複数の凹凸形状）に加工したものとしてもよく、例えば、図６（ａ）に示す刃先Ｍｐ２の先端Ｍｐ２ａはギザギザ形状として２つの山を形成したもの、図６（ｂ）に示す刃先Ｍｐ３の先端Ｍｐ３ａはギザギザ形状として３つの山を形成したものである。

また図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す先端Ｍｐ２ａを有する刃先Ｍｐ２を用いて突起部を形成する工程を示しており、この場合、セラミック材料膜の粘度と、刃先とセラミック材料との濡れ性にもよるが、刃先の先端を２山のギザギザ形状とすることで、セラミック材料膜と刃先Ｍｐ２の先端Ｍｐ２ａとの接触面積が広がり、セラミック材料膜から刃先に付着して引き上げられるセラミック材料の量が多くなり、この刃先の引き上げにより形成された突起部１１２ａの周囲に窪み部１１２ｂを形成することも可能である。このような窪み部１１２ｂにより、その上に形成される１次モールド樹脂と配線基板との接触面積の増大などにより接着強度を高めることも可能となる。

図７は、上記実施形態１の発光装置を構成する絶縁性基板の加工方法で用いる加工金型の他の構造を説明する図であり、加工金型本体に対して加工刃先部を着脱可能な構造とした加工金型を示している。

この加工金型Ｍ１は、加工面Ｍｓ２ａに形成された刃先Ｍｐ２を含む刃先形成部Ｍｂ２と、該刃先形成部Ｍｂ２を保持する金型本体部Ｍｂ１とを有し、該刃先形成部Ｍｂ２を該金型本体部Ｍｂ１に着脱可能な構造としたものである。

つまり、上記刃先形成部Ｍｂ２は、その加工面Ｍｓ２ａに、図４に示す加工金型Ｍにおける刃先Ｍｐと同一構造の刃先Ｍｐ２を形成し、さらに、図４に示す加工金型Ｍと同様に、空気吹出口Ｍｈ２を形成したものであり、上記金型本体部Ｍｂ１に形成した係合溝Ｍｂ１ａに係合する係合突出部Ｍｂ２ａが、加工面Ｍｓ２ａと反対側の金型本体部Ｍｂ１との接合面Ｍｓ２ｂに形成されている。また金型本体部Ｍｂ１にも、刃先形成部Ｍｂ２の空気吹出口Ｍｈ２と一致した位置に空気吹出口Ｍｈ１が形成されている。

このような構造の加工金型Ｍ１では、刃先形成部を金型本体部に着脱可能な構造となっているため、刃先がセラミック材料膜との接触により磨耗した場合や形状変更などの場合は、加工金型全体ではなく、その刃先形成部Ｍｂ２の交換により刃先を修復することができ、経済的であるとともに、加工金型の修復作業も簡単にすることができる。

なお、上記実施形態１では、発光装置を構成する配線基板の製造方法について説明したが、グリーンシートと呼ばれる焼成前（硬化前）の柔らかいセラミック基板（以下、セラミックシートという。）を準備できる場合は、このセラミックシートを加工するだけで、上記配線基板を得ることができる。

以下、簡単に、セラミックシートの加工方法について、図５を用いて説明する。

加工台上に載置したセラミックシートの表面に、加工台上に配置されている加工金型Ｍ（図５（ａ）参照）をその下面（加工面）Ｍｓの環状の刃先Ｍｐが、該セラミックシートの表面に垂直に突き刺さるよう下降させる。

その後は、該加工金型Ｍの刃先Ｍｐを、該刃先Ｍｐがセラミックシートを貫通しない程度の深さまで、まで突き刺さし（図５（ｂ））、該セラミックシートに突き刺した該加工金型の刃先を、該セラミックシートの表面に該突起部が形成されるよう該セラミックシートから引き上げる。その際、該刃先Ｍｐの引き上げにより形成された該突起部が乾燥固化するよう該加工面Ｍｓの空気吹出口Ｍｈから空気Ａを吹き出す（図５（ｃ））。

さらに、このように加工金型の刃先Ｍｐをセラミックシートから引き上げる際、加工面Ｍｓの空気吹出口Ｍｈから噴出す空気Ａの勢いを調整することにより、該刃先の引き上げにより該セラミックシートの表面に形成される突起部を、実装領域Ｒｍに配置されたＬＥＤチップの中心からその側方に向けて傾斜させることもできる。

その後、上記加工金型Ｍｂをさらに上昇させて、その刃先Ｍｐをセラミックシートから引き離す（図５（ｄ））。

その後は、上記のように突起部を形成したセラミックシートを焼成することにより、上記突起部を有するセラミック基板（配線基板）を形成する。

このようにして、焼成前の軟らかいセラミック基板であるグリーンシートを使用して、その表面に対して、上記加工金型を用いた方法にて環状状の突起物を形成してもよい。

（実施形態２）
図８は、本発明の他の実施形態による発光装置を説明する図であり、図８（ａ）は、本発明の実施形態２による発光装置の構造を示す平面図である。

この実施形態２による発光装置１０１は、実施形態１の発光装置１００における、平面円形形状の突起部１１０ａを有する配線基板１１０に代えて、平面矩形形状の突起部１１３ａを有する配線基板１１３を用いたものである。また、この発光装置１０１では、ＬＥＤチップＬｃを封止する１次モールド樹脂１３１の平面形状も、上記突起部１１３ａの平面形状に応じた矩形形状となっており、さらに、１次モールド樹脂１３１を覆う２次モールド樹脂１４１も平面矩形形状となっている。

その他の構成は、上記実施形態１の発光装置１００と同一である。

このような構成の本発明の実施形態２による発光装置１０１においても、上記実施形態１の発光装置１００と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
図８（ｂ）は、本発明の実施形態３による発光装置を構成する配線基板の構造を示す断面図である。

この実施形態３の発光装置を構成する配線基板１１４は、その表面のＬＥＤチップＬｃを実装する実装領域毎に、実施形態１の配線基板１１０に形成した突起部を、配線基板の実装領域を囲むよう２重に形成したものであり、その他の構成は実施形態１における配線基板１１０と同一である。つまり、この実施形態３の配線基板１１４は、実施形態１の配線基板１１０の各実装領域Ｒｍに形成されている平面円形形状の突起部１１０ａに代えて、直径が異なる２重の平面円形形状の突起部、つまり内側の環状突起部１１４ａ（内側環状突起部）と外側の環状突起部１１４ｂ（外側環状突起部）とを有するものである。

このような２重の突起部は、図４で説明した加工金型Ｍに代えて、上記配線基板に形成すべき内側の環状突起部１１４ａと外側の環状突起部１１４ｂとに対応する２重の刃先を有する加工金型を用いることにより簡単に形成することができる。

さらに、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、上記実施形態１〜３の発光装置は、照明装置、表示装置などの電気機器の光源装置として用いることができ、例えば液晶ディスプレイのバックライトとして用いることができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、配線基板の加工方法及びその製造方法、発光装置及びその製造方法、並びに電気機器の分野において、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）を樹脂封止する工程で樹脂堰止部材を不要とでき、製造に用いる部品点数を削減するとともに、樹脂堰止部材の貼り付けおよび剥し工程を省くことができ、この結果、製造コストの低減および製造プロセスの簡略化を図ることができる配線基板の製造方法及び加工方法、発光装置及びその製造方法、並びにこのような発光装置を用いた電気機器を得ることができる。

１００、１０１ 発光装置
１０１ａ、１１０ａ、１１２ 環状突起部
１１０、１１１、１１２、１１３、１１４ 配線基板
１１２ｂ 窪み部
１１４ａ 内側環状突起部
１１４ｂ 外側環状突起部
１３０、１３１ １次モールド樹脂
１４０、１４１ ２次モールド樹脂
Ａ 空気
Ｂｗ ボンディングワイヤ（Ａｕ線）
Ｍ、Ｍ１ 加工金型
Ｍｂ、Ｍｂ１ 金型本体部
Ｍｂ１ａ 係合溝
Ｍｂ２ 刃先形成部
Ｍｂ２ａ 係合突出部
Ｍｈ、Ｍｈ１、Ｍｈ２ 空気吹出口
Ｍｐ、Ｍｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３ 環状刃先
Ｍｐ１ａ、Ｍｐ２ａ、Ｍｐ３ａ 環状刃先端
Ｍｓ、Ｍｓ２ａ 加工面
Ｍｓ２ｂ 接合面
Ｌｃ ＬＥＤチップ
Ｒｍ 実装領域

Claims (22)

1. 半導体発光素子を収容する樹脂封止パッケージを構成する配線基板を加工する方法であって、
   該配線基板の表面を硬化する前に、該配線基板の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップを含み、
   該加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を有し、
   該突起部を形成するステップでは、
   硬化前の該配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を、硬化前の該配線基板の表面に該突起部が形成されるよう硬化前の該配線基板の表面から引き上げる、配線基板の加工方法。
2. 請求項１に記載の配線基板の加工方法において、
   前記加工金型は、
   その加工面の刃先の内側に、空気を吹き出すための空気吹出口を形成したものであり、
   前記突起部を形成するステップでは、
   硬化前の前記配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより形成された該突起部が乾燥固化するよう該加工面の空気吹出口から空気を吹き出す、配線基板の加工方法。
3. 請求項２に記載の配線基板の加工方法において、
   前記突起部を形成するステップでは、
   硬化前の前記配線基板の表面に接触させた前記加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより形成された該突起部が該刃先の外側に傾いて乾燥固化するよう、該加工面の空気吹出口から空気を吹き出す、配線基板の加工方法。
4. 請求項１に記載の配線基板の加工方法において、
   前記加工金型は、前記加工面に形成された刃先を含む刃先形成部と、該刃先形成部を保持する金型本体部とを有し、該刃先形成部を該金型本体部に着脱可能な構造としたものである、配線基板の加工方法。
5. 請求項１に記載の配線基板の加工方法において、
   前記加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を複数有し、
   硬化前の前記配線基板の表面に接触させた該加工金型の刃先を硬化前の該配線基板の表面から引き上げる際、該刃先の引き上げにより硬化前の該配線基板の表面に該突起部が複数形成される、配線基板の加工方法。
6. 請求項１に記載の配線基板の加工方法において、
   前記加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先の先端をギザギザ形状に加工したものである、配線基板の加工方法。
7. 半導体発光素子を収容する樹脂封止パッケージを構成する配線基板を製造する方法であって、
   支持部材上に所定の粘性を有する絶縁性材料膜を該配線基板の材料として形成するステップと、
   該絶縁性材料膜の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップとを含み、
   該加工金型は、その加工面に環状に形成した刃先を有し、
   該突起部を形成するステップでは、
   該絶縁性材料膜に接触させた該加工金型の刃先を、該絶縁性材料膜の表面に該突起部が形成されるよう該絶縁性材料膜から引き上げる、配線基板の製造方法。
8. 半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置であって、
   該パッケージを構成する配線基板は、その表面の該半導体発光素子が配置された領域の周囲に、該半導体発光素子を封止する封止樹脂を堰き止めるよう形成された突起部を有し、
   該配線基板の該突起部により囲まれた領域は、該半導体発光素子を封止する封止樹脂により覆われており、
   該突起部は、該配線基板と同一の材料で構成されており、
   該突起部および該配線基板の構成材料はセラミックである、発光装置。
9. 請求項８に記載の発光装置において、
   前記突起部は、前記配線基板の表面を変形させて形成されたものである、発光装置。
10. 請求項８に記載の発光装置において、
    前記突起部は、前記配線基板上に配置された該半導体発光素子を囲むよう形成されている、発光装置。
11. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記突起部の平面形状は、楕円形状あるいは円形形状、または矩形形状の角部を曲線状にした形状である、発光装置。
12. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記突起部は、前記配線基板上に配置された該半導体発光素子を囲むよう、多重に形成されている、発光装置。
13. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記突起部は、均一な高さを有する、発光装置。
14. 請求項１３に記載の発光装置において、
    前記突起部の高さは１００ｕｍ以下である、発光装置。
15. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記突起部の断面形状は三角形形状である、発光装置。
16. 請求項１５に記載の発光装置において、
    前記突起部の断面形状は、前記三角形形状の頂点が前記半導体発光素子が配置された領域の中心から外側に向かう方向にシフトした形状となっている、発光装置。
17. 請求項１５に記載の発光装置において、
    前記突起部の断面形状は、二等辺三角形形状である、発光装置。
18. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記突起部の断面形状は、二等辺三角形形状の２つの斜辺を凹状に湾曲させた形状を有する、発光装置。
19. 請求項１０に記載の発光装置において、
    前記配線基板の前記突起部の両側には、凹部が形成されている、発光装置。
20. 請求項８に記載の発光装置において、
    前記封止樹脂は、蛍光体を混入したものである、発光装置。
21. 半導体発光素子をパッケージ内に封入してなる発光装置を製造する方法であって、
    該パッケージを構成する配線基板を作製するステップと、
    該配線基板上に該半導体発光素子を実装するステップと、
    該配線基板上に実装した半導体発光素子を樹脂封止するステップとを含み、
    該配線基板を作製するステップは、
    支持部材上に所定の粘性を有する絶縁性材料膜を該配線基板の材料として形成するステップと、
    該絶縁性材料膜の表面に加工金型を用いて環状に突起部を形成するステップとを含み、
    該突起部を形成するステップは、
    該加工金型の加工面に環状に形成した刃先を該絶縁性材料膜に接触させた後に、該絶縁性材料膜の表面に該突起部が形成されるよう該絶縁性材料膜から該加工金型の刃先を引き上げるステップを含む、発光装置の製造方法。
22. 請求項２１に記載の発光装置の製造方法において、
    該半導体発光素子を樹脂封止するステップは、
    該配線基板の、該突起部により囲まれた領域に封止樹脂を、該封止樹脂が該半導体発光素子を覆うよう供給するステップを含む、発光装置の製造方法。

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