JP6866664B2

JP6866664B2 - 発光装置の製造方法

Info

Publication number: JP6866664B2
Application number: JP2017019242A
Authority: JP
Inventors: 元清白浜
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: JP2018129318A

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。

半導体発光素子（以下、「発光素子」ともいう）を用いた発光装置として、セラミック基板を用いた発光装置が知られている。セラミック基板を用いた発光装置は、その製造工程において、発光装置複数個分の集合基板として取り扱われている。そして、最終的に分割されることで個々の発光装置とされる。分割方法としては、例えば、セラミック基板の上下にコンベアベルトを配置して、上下コンベアベルト対接面を段差状に配設し、この段差を利用して分割する方法が知られている（例えば、特許文献１）

実開昭６２−１８５００９号公報

特許文献１に記載された方法では、セラミック基板が上下方向に傾斜するようして分割される。そのため、隣接するセラミック基板同士が接触し易い。そのため、セラミック基板の一部が欠けるなど損傷が発生し易い。

本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、以下の構成を含む。
上面に上面溝部を有し、下面に下面溝部を有するセラミック基板の集合体を備える発光装置の集合体を準備する工程と、セラミック基板の集合体の上面側に配置した第１弾性シートと、セラミック基板の集合体の下面側に配置した第２弾性シートで前記発光装置の集合体を挟持する工程と、第１弾性シートを上側から第１ローラーで押圧すると共に、第１ローラーの直下に配置される第２ローラーで第２弾性シートを下側から押圧することで、第１弾性シート及び第２弾性シートを横方向に伸身させ、セラミック基板の集合体の上面溝部及び下面溝部を含む位置で発光装置の集合体を分割する工程と、を備える発光装置の製造方法。

以上により、セラミック基板が損傷しにくい発光装置の製造方法とすることができる。

図１は、実施形態に係る発光装置の製造方法によって得られる発光装置の一例を占める概略上面図である。図２Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略上面図である。図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線における概略断面図である。図３Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。図３Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置の製造方法を例示するものであって、本発明は、発光装置の製造方法を以下に限定するものではない。

また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係る発光装置の製造方法で得られる発光装置１の一例を示す概略上面図である。発光装置１は、凹部を備えたセラミック基板１０を備える。セラミック基板１０は、母材であるセラミック１１と、セラミック１１の上面及び下面に配置される導電部材１２と、を備える。セラミック１１の上面の導電部材１２と下面の導電部材１２とは、ビア等によって電気的に接続されている。

セラミック基板１０の凹部の底面には発光素子２０が載置されている。発光素子２０と導電部材１２とは、ワイヤ３０で電気的に接続されている。発光素子２０とワイヤ３０とを覆うように、凹部内には封止部材４０が配置されている。このような発光装置１は、以下に示す製造方法によって得ることができる。

（発光装置の集合体を準備する工程）
図２Ａは、実施形態に係る発光装置の集合体１Ａを示す概略上面図であり、図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線における概略断面図である。尚、ここでは、便宜上、４つの発光装置を含む領域を拡大した概略上面図を示している。１つの発光装置の集合体１Ａに含まれる発光装置の数はこれに限らないことは言うまでもない。

発光装置の集合体１Ａは、セラミック基板の集合体１０Ａを備える。セラミック基板の集合体１０Ａは、全体に渡って平板状であり、上面１１０及び下面１２０を備えている。セラミック基板の集合体１０Ａは、セラミック１１と、導電部材１２と、を備えている。導電部材１２は、セラミック１１の上面及び下面に配置されており、ビア等で電気的に接続されている。セラミック基板の集合体１０Ａは、上面１１０側に発光素子２０が載置された凹部１３を備える。凹部１３の底面には導電部材１２が配置されている。発光素子２０は、ワイヤ３０によって導電部材１２と電気的に接続されている。セラミック基板の集合体１０Ａの上面視形状は、例えば、四角形、長方形等であり、割れ・欠けの防止等のために、角は丸められている。セラミック基板の集合体１０Ａの大きさは、例えば１００ｍｍ×６０ｍｍ程度であり、これから約５００個〜８００個の発光装置が得られる。

セラミック基板の集合体１０Ａの厚みは、５００μｍ〜１０００μｍであり、２００μｍ〜５００μｍのセラミック層が１層又は２層以上積層されている。セラミックとしては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＳｉＣ等、で導電部材としては、Ｗ、Ｃｕ等を用いることができる。また、銅で鵜部材の表面にＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどのメッキを設けてもよい。

発光素子２０は、半導体発光素子を用いることができる。発光素子２０としては、青色、緑色、赤色などの可視光を発光する半導体発光素子を用いることができる。あるいは、紫外光を発する発光素子を用いてもよい。また、ツェナーダイオードなどの保護素子が載置されていてもよい。凹部１３内には、発光素子等を被覆する封止部材４０が配置されている。封止部材４０は、透光性であり、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。封止部材４０は、１層又は２層以上の複数層としてもよく、目的や用途に応じては、そのいずれか、または全部に、拡散材や顔料、蛍光体等を混入させてもよい。

セラミック基板の集合体１０Ａの上面１１０は、分割位置（分割予定位置）に上面溝部１１１を備える。同様に、セラミック基板の集合体１０Ａの下面１２０は、分割位置（分割予定位置）に下面溝部１２１を備える。上面溝部１１１は、上面視において凹部１３を囲むように配置されている。尚、ここでは１つの凹部１３を囲むように上面溝部１１１が配置されている。つまり、１つの発光装置が１つの凹部を備えるように、上面溝部１１１が備えられている。１つの発光装置が２以上の凹部を備えてもよく、その場合は、２以上の凹部１３を囲む位置に上面溝部１１１を配置する。

上面溝部１１１の位置は、上面視において下面溝部１２１と重なる位置に配置されることが好ましい。上面溝部１１１の幅は、下面溝部１２１の幅の５０％〜１００％程度とすることができ、略同じであることが好ましい。また、上面溝部１１１の深さは、下面溝部１２１の深さの２０％〜１００％程度とすることができ、略同じであることが好ましい。上面溝部１１１の深さ及び下面溝部１２１の深さは、セラミックの厚みの１０％〜７０％程度とすることができる。上面溝部１１１と下面溝部１２１は、断面視がＶ字状、Ｕ字状等とすることができ、Ｖ字状が好ましい。

上面溝部１１１及び下面溝部１２１は、例えば、スクライバを用いて形成することができる。また、上面溝部１１１及び下面溝部１２１を備えたセラミック基板の集合体を購入してもよい。

（弾性シートで発光装置の集合体を挟持する工程）
上述のように準備した発光装置の集合体１Ａを、第１弾性シート５１と第２弾性シート５２とで挟持する。詳細には、図３Ａに示すように、発光装置の集合体を構成するセラミック基板の集合体を、第１弾性シート５１と第２弾性シート５２とで挟持する。第１弾性シート５１はセラミック基板の集合体１０Ａの上面１１０側に配置される。第２弾性シート５２はセラミック基板の集合体１０Ａの下面１２０側に配置される。

第１弾性シート５１は、セラミック基板の集合体１０Ａの上面１１０の面積よりも大きい面積であることが好ましい。第２弾性シート５２は、セラミック基板の集合体１０Ａの下面１２０の面積よりも大きい面積であることが好ましい。第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２は、例えば、弾性率が２ＧＰａ〜５ＧＰａのシートを用いることができる。第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２としては、例えば、アクリル、ゴム等を用いることができる。第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２の厚みは、例えば、１ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。

（発光装置の集合体を分割する工程）
次に、ローラーを用いてセラミック基板の集合体１０Ａを押圧し、発光装置の集合体１Ａを分割する。

図３Ａに示すように、第１弾性シート５１の上側に第１ローラー６１を配置する。第１ローラー６１を下方向に押圧しながら回転させて進行方向（図３Ａでは右方向）に移動させる。

同時に、第２弾性シート５２の下側に第２ローラー６２を配置する。第２ローラー６２を上方向に押圧しながら回転させて進行方向（図３Ａでは右方向）に移動させる。

尚、第１ローラー６１と第２ローラー６２を移動させずに同じ位置で回転させておき、第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２で挟持した発光装置の集合体１０Ａを移動させてもよい。

第１ローラー６１及び第２ローラー６２は、直径が同じローラーを用いるのが好ましい。また、発光装置の集合体１Ａの上下において、第１ローラー６１の回転軸の中心と、第２ローラー６２の回転軸の中心とが、上面視において同じ位置に配置されることが好ましい。第１ローラー６１及び第２ローラー６２は、それぞれ同じ押圧力で発光装置の集合体１Ａを押圧することが好ましい。

図３Ｂに示すように、第１ローラー６１及び第２ローラー６２を回転させながら移動させて上面溝部１１１及び下面溝部１２１を上下方向から押圧し、セラミック基板の集合体１０Ａを割断する。このとき、第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２は、第１ローラー６１及び第２ローラー６２によって上下方向から押圧されると共に、左右方向に伸ばされる。セラミック基板の集合体１０Ａは、第１弾性シート５１及び第２弾性シート５２が左右方向に伸ばされるのに伴って、左右方向に引っ張られる。このような横方向への力が作用することでセラミック基板の集合体１０Ａが割断される。割断の際に、セラミック基板の集合体１０Ａには、上下方向においては均等な力が作用しているため、割断されて得られた発光装置１同士の割断面が接触しにくい。そのため、セラミック基板１０の割れや欠けなど損傷が生じにくい。

本発明の発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレター等、種々の光源に使用することができる。

１…発光装置
１０…セラミック基板
１１…セラミック
１２…導電部材
１３…凹部
２０…発光素子
３０…ワイヤ
４０…封止部材
１Ａ…発光装置の集合体
１０Ａ…セラミック基板の集合体
１１０…上面
１１１…上面溝部
１２０…下面
１２１…下面溝部
５１…第１弾性シート
５２…第２弾性シート
６１…第１ローラー
６２…第２ローラー

Claims

上面に上面溝部を有し、下面に下面溝部を有するセラミック基板の集合体を備える発光装置の集合体を準備する工程と、
前記セラミック基板の集合体の上面側に配置した第１弾性シートと、前記セラミック基板の集合体の下面側に配置した第２弾性シートで前記発光装置の集合体を挟持する工程と、
前記第１弾性シートを上側から第１ローラーで押圧すると共に、前記第１ローラーの直下に配置される第２ローラーで前記第２弾性シートを下側から押圧することで、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートを横方向に伸身させ、前記セラミック基板の集合体の前記上面溝部及び前記下面溝部を含む位置で前記発光装置の集合体を分割する工程と、を備え、
前記第１ローラーの回転軸の中心と、前記第２ローラーの回転軸の中心とが、上面視において同じ位置に配置されている発光装置の製造方法。
前記上面溝部と前記下面溝部は、上面視において重なる位置に配置されている請求項１記載の発光装置の製造方法。
前記上面溝部の幅は、前記下面溝部の幅の５０％〜１００％程度である請求項１又は請求項２記載の発光装置の製造方法。
前記上面溝部の深さは、前記下面溝部の深さの２０％〜１００％程度である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記上面溝部及び前記下面溝部は、断面視がＶ字状である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。