JP6677232B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
したがって、切断時にアライメントマークの位置を精度よく認識することが必要になる。
上面に前記発光素子が接続される配線電極とアライメントマークとが設けられた基板を準備する基板準備工程と、
前記発光素子をそれぞれ所定の位置に実装する実装工程と、
前記アライメントマークを透光性樹脂で覆うアライメントマーク被覆工程と、
前記発光素子の光を反射する反射性樹脂を、前記透光性樹脂表面の少なくとも一部が露出するように発光素子の周りに形成する反射性樹脂形成工程と、
前記露出させた透光性樹脂表面を介して前記アライメントマークを認識し、該アライメントマーク基準にして前記反射性樹脂及び前記基板を切断して個々の発光装置に分離する切断工程と、
を含む。
ここで、図3は、実施形態に係る発光装置100の製造方法に使用する基板10の全体構成を示す平面図である。また、図5は、図3の一部の領域Cを拡大して示す平面図であり、図6は、図5のB−B線についての断面図である。図4の(a)は、単位アライメントマーク形成領域13aの平面図であり、図4の(b)は、単位アライメントマーク形成領域13bの平面図である。
実施形態に係る発光装置100の製造方法は、それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法であり、基板準備工程と、発光素子の実装工程と、アライメントマーク被覆工程と、反射性樹脂形成工程と、個々の発光装置に分離する切断工程と、を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
基板準備工程は、上面に発光素子30が接続される配線電極12とアライメントマーク3とが設けられた基板10を準備する工程である。ここでいう配線電極12は、第1ランド電極1、第2ランド電極2及び後述するアライメントマーク3を形成するための電極枠を含む。
基板10は、例えば、図3に示すように、複数(図3では、6つの場合を例示)に区分された矩形形状の実装領域11と、実装領域11の外に実装領域11の一辺に沿って一直線上に設けられた複数のアライメントマーク形成領域13とを含む。複数の実装領域11は、例えば、複数の行及び列をなして配列される。ここで、本明細書において、X方向に配列されたものを行といい、Y方向に配列されたものを列といい、図3に示す例では、実装領域11は、3行2列に配置されている。また、各実装領域11はそれぞれ、それぞれ1つの発光装置100に対応して設けられた複数の単位実装領域11uを含む。単位実装領域11uは、各実装領域11において複数の行及び列をなして配列される。
単位アライメントマーク形成領域13aは、図4(a)に示すように、長手方向が異なるアライメントマーク3xとアライメントマーク3yを含む。単位アライメントマーク形成領域13bは、図4(b)に示すように、アライメントマーク3xを含む。アライメントマーク3xは、長手方向がX方向に一致するように形成され、アライメントマーク3yは、長手方向がY方向に一致するように形成される。具体的には、例えば、アライメントマーク3xは、X方向に延びる対向する長辺と、その長辺の端部をそれぞれ接続する半円形状の端辺とを有するX方向に長い形状である。また、アライメントマーク3yは、Y方向に延びる対向する長辺と、その長辺の端部をそれぞれ接続する半円形状の端辺とを有するY方向に長い形状である。
以上のようにして、アライメントマーク3x,3yは、そのいずれかまたは双方が、各実装領域11の外側の隅部近傍に配置される。
実装工程は、発光素子30をそれぞれ所定の位置に実装する工程である。
実装工程では、必要に応じて透光性部材50をそれぞれ実装した発光素子30上に載置する工程を含んでいてもよい。以下、透光性部材50を含む場合について説明する。
発光素子実装工程では、まず、図7Aに示すように、基板10上に発光素子30をフリップチップ実装する。具体的には、ペースト状態の導電性接着部材20を第1凸部1a上と第2凸部2a上とに塗布し、発光素子30のp側電極31とn側電極32とがそれぞれ第1凸部1aと第2凸部2aに対向するように発光素子30を載置する。そして、導電性接着部材20をリフロー炉などで加熱して溶融させた後、冷却して固化させる。この加熱溶融させたとき、第1凸部1aと第2凸部2aとによるセルフアライメント効果により、第1凸部1aと第2凸部2aに対して、高い精度で発光素子30が実装される。ここで、導電性接着部材20は、例えば、半田である。尚、図7Aにおいては、簡略化して、第1下部電極1bと第1凸部1aとを区別することなく第1ランド電極1のみを図示し、第2下部電極2bと第2凸部2aとを区別することなく第2ランド電極2のみを図示している。図7Aにおいて、導電性接着部材20は図示していない。
透光性部材接着工程では、図7Bに示すように、透光性部材50を発光素子30上にそれぞれ接着する。具体的には、発光素子30の上に液状の導光部材40を塗布して、その上に透光性部材50を載置して、導光部材40を加熱処理により硬化させる。本明細書における「液状」は、ゾル状、スラリー状を含むものとする。
アライメントマーク被覆工程は、アライメントマークを透光性樹脂80で覆う工程である。
ここでは、図7Cに示すように、例えば、アライメントマーク形成領域13に透光性樹脂80を連続して塗布して硬化させることによりアライメントマーク3x,3yを透光性樹脂80で被覆する。透光性樹脂80は、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂もしくはポリノルボルネン樹脂、または、これらの2種以上を含む材料を用いることができ、その中でもシリコーン樹脂を用いることが好ましい。また、アライメントマーク被覆工程では、透光性樹脂80を所定の幅で所定の厚さに形成するために、透光性樹脂80にナノサイズのフィラーを添加して粘度調整して塗布することが好ましい。透光性樹脂80にナノフィラーを添加した後、例えば、遠心撹拌脱泡装置により、泡を含まないようにして透光性を維持した状態でアライメントマーク3x,3y上に塗布することが好ましい。
反射性樹脂形成工程は、発光素子30の光を反射する反射性樹脂70を、透光性樹脂80の表面の少なくとも一部が露出するように発光素子30の周りに形成する工程である。
尚、発光素子30の上に透光性部材50を含む場合には、発光素子30及び透光性部材50の周りに反射性樹脂70を形成する。
この反射性樹脂形成工程は、例えば、(a)反射性樹脂70を、アライメントマーク3及び発光素子30を覆うように形成して、反射性樹脂70を硬化させるA工程と、(b)硬化させた反射性樹脂70を、透光性樹脂80の上面と発光装置の発光面、すなわち、透光性部材50の表面が露出するように除去するB工程と、を含む。以下、発光素子30の上に透光性部材50を含み、さらにA工程とB工程とを含む場合について説明する。
A工程では、図7Dに示すように、例えば、基板10上に、発光素子30及び透光性部材50の周囲に充填されるように、発光素子30、透光性部材50及び透光性樹脂80を覆う、液状の反射性樹脂70を塗布して硬化させる。反射性樹脂70は、例えば、シリコーン樹脂等の透光性樹脂に光反射材である例えば酸化チタンを添加して撹拌した後、例えば、遠心脱泡充填機にてシリンジに充填する。そして、シリンジに充填された反射性樹脂70を、例えば、圧縮成形機の金型にセットされた、発光素子30及び透光性部材50が実装された基板上に塗布する。反射性樹脂70を圧縮成形で形成する場合には、アライメントマーク3を避けて反射性樹脂70を形成することが難しいが、本実施形態の製造方法では、透光性樹脂80を形成しているので、アライメントマーク3を避けて反射性樹脂70を形成することが可能になり、後述の切断工程において、透光性樹脂80によりアライメントマーク3の精度よく認識することができる。ここでは、反射性樹脂70を、圧縮成形で形成する例を示したが、本実施形態の製造方法は、反射性樹脂70の形成は圧縮成形に限定されるものではなく、トランスファー成形等の他の方法を用いて反射性樹脂70を形成してもよい。トランスファー成形の場合、アライメントマーク3が実装領域11の近傍に設けられるので、金型により成形箇所を限定しても、反射性樹脂70がアライメントマーク3に付着することがある。しかしながら、本実施形態の製造方法では、透光性樹脂80を形成しているので、アライメントマーク3に付着させることなく反射性樹脂70を形成することが可能になり、後述の切断工程においてアライメントマーク3を透光性樹脂80により被覆することで、より確実にアライメントマーク3を認識することができる。
B工程では、透光性樹脂80の上面と発光装置の発光面が露出するように反射性樹脂70を除去する
具体的には、図7Eに示すように、研削若しくはブラストなどによって透光性部材50の上面(発光装置の発光面)及び透光性樹脂80の表面が露出するまで、反射性樹脂70を上面から除去する。以上のようにして、発光素子30の側面及び透光性部材の側面を覆い、透光性樹脂80を通してアライメントマーク3が露出する反射性樹脂70を形成する。
以上の説明では、透光性樹脂80の上面及び発光装置の発光面が同時に露出するように反射性樹脂70を除去する例を示した。この場合、前述したアライメントマーク被覆工程において、透光性樹脂80は、透光性樹脂80の上面が、発光装置の発光面と同じか、高くなるよう配置する。また、反射性樹脂除去工程後に、上面視において、透光性樹脂80の露出面の外周よりアライメントマーク3が内側に位置するように、透光性樹脂80を配置する。これにより、後述する切断工程において、アライメントマーク3の位置を精度よく確実に認識することができる。
また、本実施形態の製造方法では、透光性樹脂80の上面と発光装置の発光面とを別の工程で露出させるようにしてもよい。透光性樹脂80の上面と発光装置の発光面とを別の工程で露出させるようにする場合、透光性樹脂80の上面が発光装置の発光面より高くなるようにしてもよいし、低くなるようにしてもよい。また、露出させる透光性樹脂80の表面は、アライメントマーク3x,3yが、上面視において、透光性樹脂80の露出させた表面の外周より内側に位置するように露出させる。
切断工程では、表面が露出された透光性樹脂80を介してアライメントマーク3x,3yの位置を認識し、認識したアライメントマーク3x,3yを基準にして、単位実装領域11u間において反射性樹脂70及び基板10を切断して個々の発光装置に分離する工程である。
切断工程では、図7Fに示すように、透光性部材50の側面及び発光素子30の側面を所定の幅で被覆する反射性樹脂70が形成されるように基板10及び反射性樹脂70を切断ブレードにより切断する。基板10及び反射性樹脂70を切断する際、アライメントマークを基準に切断ブレードを位置決めして切断位置を設定するが、アライメントマーク3が透光性樹脂80に覆われてかつ透光性樹脂80の表面が露出されているのでアライメントマーク3を確実に認識して切断位置を精度よく位置決めすることができる。これにより、透光性部材50の側面及び発光素子30の側面を所定の幅で被覆する反射性樹脂70を形成することが可能になる。ここで、実装領域11の各角部近傍に形成された長手方向がX方向に一致するように形成されたアライメントマーク3xは、X方向に隣接する一対のアライメントマーク3xを認識することで、X方向に切断ブレードを移動して切断する際の位置決めに使用される。また、長手方向がY方向に一致するように形成されたアライメントマーク3yは、Y方向に隣接する一対のアライメントマーク3xを認識することで、Y方向に切断ブレードを移動して切断する際の位置決めに使用される。
また、アライメントマーク3が実装領域11の角部近傍に設けられることで、隣接する一対のアライメントマーク3の距離が近くなり、アライメントマーク3の認識時に生じる誤差を抑制し、切断位置の精度を高めることができる。
この好ましい基板準備工程では、アライメントマーク3x,3yを、周りが配線電極12に囲まれて基板10の表面が露出した凹形状のパターンにより構成するようにし、アライメントマーク3x,3yを形成する際のフォトリソグラフィー工程と発光素子30の実装位置を規定する第1凸部1a及び第2凸部2aを形成するフォトリソグラフィー工程の露光工程を同一の工程とする。
具体的には、以下のようにして基板10を準備する。
まず、各単位実装領域11uにおいてそれぞれ第1下部電極1bと第2下部電極2bを形成するための配線用金属膜151を基体15の上面に形成する。尚、基体15の下面には、第1端子電極1tと第2端子電極2tとが設けられており、基体15に設けられた貫通孔に形成された接続電極1c,2cによりそれぞれ第1下部電極1bと第2下部電極2bに接続されているが、以下で参照する図8A〜図8Iにおいてそれらは省略している。
(a)第1レジスト形成工程
次に、配線用金属膜151上全体に、例えば、露光した部分が硬化するドライフィルムレジストを塗布することにより、図8Bに示すように第1レジストR151を形成する。
(b)第1露光工程
次に、各単位実装領域11uの第1下部電極1bと第2下部電極2bとなる部分の上に形成された第1レジストR151に光を照射してレジストを硬化させる。この第1レジストR151を硬化させる際、少なくとも単位アライメントマーク形成領域13a,13bの周りの配線用金属膜上に形成された第1レジストR151にも光を照射して硬化させる。
(c)第1現像工程
そして、第1レジストR151を硬化させた後、図8Cに示すように、未硬化の第1レジストR151を除去する。
次に、図8Dに示すように、パターン形成された第1レジストR151を用いて配線用金属膜151をエッチングする。
以上のようにして、図8Eに示すように、各単位実装領域11uの第1下部電極1bと第2下部電極2bとを形成するとともに、単位アライメントマーク形成領域13a,13bの周りにそれぞれ配線電極12を形成する。
次に、図8Fに示すように、第1凸部1a、第2凸部2a及びアライメントマーク3を囲む電極枠を形成するための凸部用金属膜152を、基体15の上面全体に形成する。凸部用金属膜152は、配線電極12が形成されていない部分については、基体15の表面に直接形成する。第1下部電極1bと第2下部電極2bを含む配線電極12が形成されている部分については、第1下部電極1b、第2下部電極2b及び配線電極12の上に形成する。凸部用金属膜152は、例えば無電解銅めっき層の上に電界銅めっきする事により、所定の厚さに形成する。
(a)第2レジスト形成工程
次に、図8Gに示すように、凸部用金属膜152の上全体に第2レジストR152を塗布する。第2レジストR152としては、例えば、露光した部分が硬化するドライフィルムレジストを用いることができる。
次に、例えば、第1凸部1a、第2凸部2a及びアライメントマーク3を囲む電極枠3aの上の第2レジストR152に光を照射して、第1凸部1a、第2凸部2a及び電極枠3aに対応した部分を硬化させる。
この第2レジストR152に光を照射する工程は、例えば、凸部形成用の第2レジストR152上の照射とアライメントマーク形成用の第2レジストR152上の照射とを同一の露光工程により行う。具体的には、第1凸部1a、第2凸部2a及びアライメントマーク3を囲む電極枠3aの位置情報を有するパターンデータに基づき、第1凸部1aのパターンに対応する照射と第2凸部2aのパターンに対応する照射との間、第1凸部1a及び/または第2凸部2aのパターンに対応する照射と電極枠3aのパターンに対応する照射の間で、例えば、照射位置の再設定を行うことなく、一連の連続した光を照射することにより行う。これにより、アライメントマーク3を囲む電極枠3aを第1凸部1a及び第2凸部2aに対して高い位置精度で形成することが可能になる。尚、ここでは、直接第2レジストR152に照射する例を示したが、第1凸部1a、第2凸部2a及び電極枠3aに対応したパターンが一体で形成されたフォトマスクを介して露光するようにしてもよい。
次に、未硬化の第2レジストR152を除去して、図8Hに示すように、第1凸部1a、第2凸部2a及び電極枠3aに対応したパターンの第2レジストR152を形成する。
そして、第2レジストR152が形成された部分を除いて凸部用金属膜152をエッチングにより除去することにより、図8Iに示すように、第1凸部1a、第2凸部2a及び電極枠3aを形成する。
尚、本明細書において、同一の露光工程を含んでレジストをパターン形成し、該パターン形成したレジストを用いて現像することにより、アライメントマーク3と配線電極12とを形成することを、アライメントマーク3を配線電極12と同時に形成するという。
1a 第1凸部
1b 第1下部電極
1t 第1端子電極
1c,2c 接続電極
2 第2ランド電極
2a 第2凸部
2b 第2下部電極
2t 第2端子電極
3a 電極枠
3,3x,3y アライメントマーク
10 基板
11 実装領域
11u 単位実装領域
12 配線電極
13 アライメントマーク形成領域
13a,13b 単位アライメントマーク形成領域
15 基体
20 導電性接着部材
30 発光素子
31 p側電極
32 n側電極
33 半導体積層部
34 素子基板
40 導光部材
50 透光性部材
51 第1透光性部材
51a 母材
51b 波長変換物質
52 第2透光性部材
70 反射性樹脂
80 透光性樹脂
100 発光装置
101 小片基板
Claims (14)
- それぞれ発光素子を含む複数の発光装置を集合状態で形成した後に個々の発光装置に分離する発光装置の製造方法であって、
上面に前記発光素子が接続される配線電極とアライメントマークとが設けられた基板を準備する基板準備工程と、
前記発光素子をそれぞれ所定の位置に実装する実装工程と、
前記アライメントマークを透光性樹脂で覆うアライメントマーク被覆工程と、
前記発光素子の光を反射する反射性樹脂を、前記透光性樹脂表面の少なくとも一部が露出するように発光素子の周りに形成する反射性樹脂形成工程と、
前記露出させた透光性樹脂表面を介して前記アライメントマークを認識し、該アライメントマークを基準にして前記反射性樹脂及び前記基板を切断して個々の発光装置に分離する切断工程と、
を含む発光装置の製造方法。 - 前記基板準備工程は、
前記発光素子が複数実装される矩形形状の実装領域を有する前記基板を準備する工程と、
前記実装領域の角部近傍の前記実装領域の外に前記アライメントマークを設ける工程と、
を含む請求項1に記載の発光装置の製造方法。 - 前記基板準備工程は、
前記実装領域を複数有し、該複数の実装領域は矩形形状の一辺が実質的に一直線上に位置するように設けられた前記基板を準備する工程と、
前記一直線に沿って複数の前記アライメントマークを設ける工程と、
を含む請求項2に記載の発光装置の製造方法。 - 前記基板準備工程は、
前記アライメントマークを、前記配線電極と同時に形成する工程を含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記基板準備工程は、
前記アライメントマークを、前記配線電極に囲まれた領域に形成する請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記アライメントマーク被覆工程は、
前記透光性樹脂の上面が前記発光装置の発光面より高くなるよう、前記透光性樹脂を配置する工程を含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記アライメントマーク被覆工程は、
前記アライメントマークが、上面視において、前記透光性樹脂の露出面の外周より内側に位置するように前記透光性樹脂を配置する工程を含む請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記反射性樹脂形成工程は、
前記反射性樹脂を、前記アライメントマーク及び前記発光素子を覆うように形成して、該反射性樹脂を硬化させる工程と、
前記硬化させた反射性樹脂を、前記透光性樹脂の上面と前記発光装置の発光面が露出するように除去する工程と、
を含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記反射性樹脂形成工程は、
前記反射性樹脂を、圧縮成形で形成する工程を含む請求項1〜8のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記反射性樹脂形成工程は、
前記透光性樹脂の上面及び前記発光装置の発光面が同時に露出するように前記反射性樹脂を除去する工程を含む請求項8又は9に記載の発光装置の製造方法。 - 前記反射性樹脂形成工程の前に、前記実装した発光素子の上にそれぞれ透光性部材を接着する接着工程を含む請求項1〜10のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材を発光素子上に配置した後に各透光性部材の側面を研削することにより各透光性部材を所定の形状に加工する加工工程を含む請求項11に記載の発光装置の製造方法。
- 前記反射性樹脂を、前記発光素子とともに前記透光性部材の側面を覆うように形成する請求項11〜12のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材は、波長変換物質を含む第1透光性部材と、前記第1透光性部材の上に設けられ実質的に波長変換物質を含まない第2透光性部材とを含み、
前記反射性樹脂を、前記透光性部材の上面を覆った後に、
前記透光性部材の上に設けられた反射性樹脂及び前記第2透光性部材の一部を除去する請求項11〜13のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
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