JP7381937B2 - 発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法 - Google Patents

発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法に関する。
近年、配線基板に多数の発光素子を搭載した発光モジュールが開発されている。例えば、特許文献１には、半導体装置のチップを外部と接続するための電極の製造方法が開示されている。
特開平４－２１７３２３号公報
本発明の実施形態は、信頼性が高い発光モジュールおよびそのような発光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、上面に金属層を有する配線基板を準備する工程と、前記配線基板上に、前記金属層が露出するようにレジスト層を形成する工程と、発光面と、前記発光面の反対側に位置し、電極が一部に配置される電極面と、を有する発光素子と、前記電極の周囲に位置する前記電極面を覆う被覆層と、を有する中間体を、前記電極が前記金属層と対向するように、前記レジスト層上に配置する工程と、めっき法により、前記金属層を起点として接合部材を成長させて前記電極および前記被覆層に接する前記接合部材を形成する工程と、前記レジスト層および前記被覆層を除去する工程と、めっき法により、前記接合部材の表面にめっき層を形成する工程と、を備える。前記めっき層は、前記発光素子の前記電極面と前記接合部材との間に配置される。
本発明の実施形態に係る発光モジュールは、上面に金属層を有する配線基板と、発光面と、前記発光面の反対側に位置して電極が配置される電極面と、前記発光面と前記電極面との間に位置する側面と、を有する発光素子であって、前記電極が前記金属層と対向するように前記配線基板の上方に配置される前記発光素子と、前記金属層と前記電極とを接合する接合部材と、前記接合部材の表面を覆うめっき層と、を備える。前記接合部材は、前記金属層と前記電極との間に位置する基部と、前記基部から上方に延在し、前記側面から離隔するとともに前記側面と対向する延在部と、を有する。前記めっき層は、前記延在部と前記側面との間に配置される。
本発明の実施形態によれば、信頼性が高い発光モジュールおよびそのような発光モジュールの製造方法を実現できる。
第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 図１Ｂの中間体を示す下面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールを示す断面図である。 第２の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 図９の中間体を示す下面図である。 第３の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。 第３の実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、端面を断面として示す場合がある。
また、以下では、説明をわかりやすくするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて、各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交している。またＸ軸が延びる方向を「Ｘ方向」とし、Ｙ軸が延びる方向を「Ｙ方向」とし、Ｚ軸が延びる方向を「Ｚ方向」とする。また、説明をわかりやすくするために、Ｚ方向のうち矢印の方向を「上方向」とし、その逆方向を「下方向」とするが、これらの方向は、相対的なものであり重力方向とは無関係である。また、上方または下方から対象部材を見ることを「平面視」という。またＸ方向のうち、矢印の方向を「＋Ｘ方向」ともいい、その逆方向を「－Ｘ方向」ともいう。同様に、Ｙ方向のうち、矢印の方向を「＋Ｙ方向」ともいい、その逆方向を「－Ｙ方向」ともいう。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について説明する。
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
図２は、図１Ｂの中間体を示す下面図である。
図３Ａ～図７は、本実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
図８は、本実施形態に係る発光モジュールを示す断面図である。
本実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法は、配線基板１１０を準備する工程と、図１Ａに示すように、配線基板１１０上にレジスト層１２０を形成する工程と、図１Ｂに示すように、発光素子１３１、第１被覆層１３２ａ、および第２被覆層１３２ｂを含む中間体１３０をレジスト層１２０上に配置する工程と、図３Ａに示すように、めっき法により第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成する工程と、図３Ｂおよび図４Ａに示すように、レジスト層１２０、第１被覆層１３２ａ、および第２被覆層１３２ｂを除去する工程と、図４Ｂに示すように、めっき法により、第１接合部材１４１の表面に第１めっき層１５０ａを形成し、第２接合部材１４２の表面に第２めっき層１５０ｂを形成する工程と、を備える。
以下、各工程について詳述する。なお、以下では、主に１つの発光素子１３１を配線基板１１０に実装する例を説明する。ただし、複数の発光素子１３１を配線基板１１０に実装してもよい。複数の発光素子１３１は、例えば、正方格子点上、三角格子点上、または六方格子点上に配置する。複数の発光素子１３１を配線基板１１０に実装する場合、複数の発光素子１３１の数や位置に応じて、以下に説明する各要素の数や位置を調整できる。
先ず、配線基板１１０を準備する。
配線基板１１０は、絶縁性の基材１１１、複数の金属層１１２、および絶縁膜１１３を有する。配線基板１１０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）基板である。基材１１１の上面および下面は、略平坦であり、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行である。
複数の金属層１１２は、例えば配線基板１１０の配線である。複数の金属層１１２は、例えば基材１１１中に多層に配置されている。複数の金属層１１２のうちの２つは、少なくとも一部がＸ方向に並び、上面が基材１１１の上面と概ね面一となるように配置される。以下、これら２つの金属層１１２のうちの一方を「第１金属層１１２ａ」ともいい、他方を「第２金属層１１２ｂ」ともいう。
各金属層１１２には、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）若しくは白金（Ｐｔ）等から選択される少なくとも１種の金属、またはこれらの１種以上を含む合金を用いることができ、特に放熱性の観点から銅を用いることが好ましい。
絶縁膜１１３は、基材１１１の上面に配置されている。絶縁膜１１３には、絶縁膜１１３を貫通する第１開口１１３ａおよび第２開口１１３ｂが設けられている。第１開口１１３ａおよび第２開口１１３ｂは、例えばＸ方向に並んでいる。第１開口１１３ａは、第１金属層１１２ａの直上に位置する。第１開口１１３ａにおいて第１金属層１１２ａの少なくとも一部が露出している。第２開口１１３ｂは、第２金属層１１２ｂの直上に位置する。第２開口１１３ｂにおいて第２金属層１１２ｂの少なくとも一部が露出している。また、絶縁膜１１３は、基材１１１の上面において第１金属層１１２ａと第２金属層１１２ｂとの間に位置する部分を覆う。上面視における第１開口１１３ａおよび第２開口１１３ｂ形状は特に限定されない。上面視における第１開口１１３ａおよび第２開口１１３ｂ形状は、例えば、円形、楕円形、長円形、角部が丸められた長方形、または長方形等の形状にすることができる。
ただし、配線基板の構成は、上面に金属層を有する限り、上記に限定されない。ここで「上面に金属層を有する」とは、配線基板の上面において金属層の少なくとも一部が露出していることを意味する。したがって、上述したように金属層は少なくとも一部が配線基板の上面において露出していれば基材中に配置されてもよいし、基材または絶縁膜の上に配置されてもよい。
次に、図１Ａに示すように、配線基板１１０上にレジスト層１２０を形成する。
レジスト層１２０は、例えば、フォトリソグラフィ法により形成する。レジスト層１２０は、例えば絶縁膜１１３上であって少なくとも平面視で隣り合う第１金属層１１２ａと第２金属層１１２ｂとの間に形成される。レジスト層１２０の上面は、略平坦であり、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行である。ただしレジスト層を形成する位置は、レジスト層が発光素子を支持可能であり、後述する第１接合部材および第２接合部材の形成を妨げない位置である限り、上記に限定されない。
次に、図１Ｂに示すように、中間体１３０をレジスト層１２０上に配置する。
中間体１３０は、発光素子１３１、第１被覆層１３２ａ、および第２被覆層１３２ｂを含む。
発光素子１３１は、例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）である。発光素子１３１は、第１電極１３１ａ、第２電極１３１ｂ、および半導体構造体１３１ｃを含む。半導体構造体１３１ｃは、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を含む。半導体構造体１３１ｃは、これらの半導体層を成長させるための成長基板をさらに含んでもよい。
半導体構造体１３１ｃは、例えば青色光を発する。半導体構造体１３１ｃにおけるｎ型半導体層、活性層、およびｐ型半導体層は、例えば、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）からなる。ただし、半導体構造体が発する光の色は、緑色や赤色等の他の色であってもよい。また、配線基板に複数の発光素子を実装する場合、複数の発光素子が発する光の色は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
半導体構造体１３１ｃの形状は、四角錘台形である。ただし、半導体構造体の形状は、多角錘台形、多角柱等の他の形状であってもよい。半導体構造体１３１ｃの表面は、下面１３１ｃ１と、下面１３１ｃ１の反対側に位置する上面１３１ｃ２と、下面１３１ｃ１と上面１３１ｃ２との間に位置する４つの側面１３１ｃ３と、を含む。
第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂは、半導体構造体１３１ｃの下面１３１ｃ１において相互に離隔して配置されている。第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂには、例えば金（Ａｕ）等の金属を用いることができる。第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂの平面視における形状は、それぞれ四角形である。ただし、第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂの平面視における形状は、三角形等の他の多角形、または角部を丸めた多角形等の他の形状であってもよい。
半導体構造体１３１ｃの下面１３１ｃ１に第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂが配置されているため、半導体構造体１３１ｃの活性層が発する光は、下面１３１ｃ１で反射され、主に上面１３１ｃ２から出射する。以下では、上面１３１ｃ２を発光素子１３１の「発光面１３１ｃ２」ともいう。また、発光素子１３１において、発光面１３１ｃ２の反対側に位置し、第１電極１３１ａおよび第２電極１３１ｂが一部に配置される面、すなわち、半導体構造体１３１ｃの下面１３１ｃ１を発光素子１３１の「電極面１３１ｓ１」ともいう。
第１被覆層１３２ａは、電極面１３１ｓ１のうちの第１電極１３１ａの周囲の領域を覆う第１部分１３２ａ１と、第１部分１３２ａ１から連続して側面１３１ｃ３を覆う第２部分１３２ａ２と、を含む。具体的には図２に示すように、第１部分１３２ａ１は、平面視において第１電極１３１ａを囲む枠状である。第１部分１３２ａ１は、本実施形態では図１Ｂに示すように第１電極１３１ａの側面に接し、第１電極１３１ａの下面の概ね全域を露出している。第２部分１３２ａ２は、図１Ｂおよび図２に示すように、最も－Ｘ側に位置する側面１３１ｃ３の下部と、最も＋Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３の下部の一部と、最も－Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３の下部の一部と、を覆う。
第２被覆層１３２ｂは、電極面１３１ｓ１のうちの第２被覆層１３２ｂの周囲の領域を覆う第１部分１３２ｂ１と、第１部分１３２ｂ１から連続して側面１３１ｃ３を覆う第２部分１３２ｂ２と、を含む。具体的には、第１部分１３２ｂ１は、平面視において第２電極１３１ｂを囲む枠状である。第１部分１３２ｂ１は、本実施形態では図１Ｂに示すように、第２電極１３１ｂの側面に接し、第２電極１３１ｂの下面の概ね全域を露出している。第２部分１３２ｂ２は、図１Ｂおよび図２に示すように、最も＋Ｘ側に位置する側面１３１ｃ３の下部と、最も＋Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３の下部の他の一部と、最も－Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３の下部の他の一部と、を覆う。本実施形態では、第１被覆層１３２ａと第２被覆層１３２ｂは相互に離隔している。
ただし、各被覆層を配置する領域は、少なくとも電極面において各電極を囲む領域を覆う限り、上記に限定されない。例えば、各被覆層は、電極面において各電極を囲む領域のみを覆い、発光素子の側面を覆わなくてもよい。また、例えば、各被覆層は、発光素子の側面の下部だけでなく上部まで覆ってもよい。また、例えば、各被覆層は、各電極と接していなくてもよいし、各電極の側面および下面と接していてもよい。
図１Ｂに示すように、第１被覆層１３２ａの最大厚みｔ２は、第１電極１３１ａの最大厚みｔ１よりも厚い。例えば、最大厚みｔ２は、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であり、最大厚みｔ１の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。同様に、第２被覆層１３２ｂの最大厚みｔ４は、第２電極１３１ｂの最大厚みｔ３よりも厚い。例えば、最大厚みｔ４は、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であり、最大厚みｔ３の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。ただし、各被覆層の最大厚みと各電極の最大厚みとの大小関係は、上記に限定されない。例えば、各被覆層の最大厚みは、各電極の最大厚み以下であってもよい。
第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂには、例えば、後述する第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成する工程において用いるめっき液に対して耐性を有する材料を用いることが好ましい。そのような材料としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）若しくはアルミニウム（Ａｌ）等の金属、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）若しくは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の酸化物、または、レジスト等が挙げられる。また、第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂには、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を構成する金属と同種の金属を用いてもよい。このような場合、後述する第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂをエッチング等により除去する工程において、第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂのエッチングを促進する一方で第１接合部材１４１および第２接合部材１４２のエッチングが抑制されるように、例えば第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂの密度を第１接合部材１４１および第２接合部材１４２の密度よりも低くしてもよい。また、第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂには、レジスト層１２０に用いるレジストと同種のレジストを用いることができる。
中間体１３０は、図１Ｂに示すように、第１電極１３１ａが第１金属層１１２ａと対向し、第２電極１３１ｂが第２金属層１１２ｂと対向するように、レジスト層１２０上に配置する。レジスト層１２０の上端部は、本実施形態では、半導体構造体１３１ｃに接し、平面視において第１被覆層１３２ａと第２被覆層１３２ｂとの間に位置する。
配線基板１１０に複数の発光素子１３１を実装する場合は、複数の中間体を複数の発光素子の配置パターンに応じて配置する。この場合、レジスト層は、複数の中間体の配置パターンに応じて形成する。
次に、図３Ａに示すように、めっき法により第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成する。第１接合部材１４１および第２接合部材１４２は、光反射性を有することが好ましい。第１接合部材１４１および第２接合部材１４２には、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、Ｎｉ（ニッケル）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）若しくは白金（Ｐｔ）等から選択される少なくとも１種の金属、またはこれらの１種以上を含む合金を用いることができ、特に放熱性の観点から銅を用いることが好ましい。
第１接合部材１４１および第２接合部材１４２は、例えば、湿式めっき法のうちの電解めっき法により形成する。具体的には、レジスト層１２０および中間体１３０が配置された配線基板１１０と、各接合部材１４１、１４２を構成する金属の供給源となる金属電極と、をめっき液に浸漬する。そして、金属電極と各金属層１１２ａ、１１２ｂとの間に電圧を印加する。これにより、第１金属層１１２ａを起点として第１接合部材１４１を成長させ、第２金属層１１２ｂを起点として第２接合部材１４２を成長させる。
第１接合部材１４１は、第１金属層１１２ａから第１電極１３１ａに向かう方向、すなわちＺ方向に成長する。また、第１接合部材１４１は、第１金属層１１２ａから第１電極１３１ａに向かう方向と交差する方向、すなわちＸ－Ｙ平面に沿う方向等のＺ方向と交差する方向にも成長する。これにより、第１電極１３１ａ、第１被覆層１３２ａの第１部分１３２ａ１および第２部分１３２ａ２に接する第１接合部材１４１が形成される。同様に、第２接合部材１４２は、第２金属層１１２ｂから第２電極１３１ｂに向かう方向および第２金属層１１２ｂから第２電極１３１ｂに向かう方向と交差する方向に成長する。これにより、第２電極１３１ｂ、第２被覆層１３２ｂの第１部分１３２ｂ１および第２部分１３２ｂ２に接する第２接合部材１４２が形成される。また、この際、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２は、それぞれレジスト層１２０に接してもよい。
このようにして形成された第１接合部材１４１は、第１金属層１１２ａと第１電極１３１ａとの間に位置する基部１４１ａと、基部１４１ａから上方に延在し、発光素子１３１の側面１３１ｃ３と第１被覆層１３２ａの第２部分１３２ａ２を介して対向する延在部１４１ｂと、を有する。具体的には、延在部１４１ｂは、最も－Ｘ側に位置する側面１３１ｃ３、最も＋Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３、および最も－Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３と第２部分１３２ａ２を介して対向する。同様に、第２接合部材１４２は、第２金属層１１２ｂと第２電極１３１ｂとの間に位置する基部１４２ａと、基部１４２ａから上方に延在し、発光素子１３１の側面１３１ｃ３と、第２被覆層１３２ｂの第２部分１３２ｂ２を介して対向する延在部１４２ｂと、を有する。具体的には、延在部１４２ｂは、最も＋Ｘ側に位置する側面１３１ｃ３、最も＋Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３、および最も－Ｙ側に位置する側面１３１ｃ３と第２部分１３２ｂ２を介して対向する。
ただし、第１接合部材および第２接合部材の形成方法は上記に限定されない。例えば、第１接合部材は基部のみからなり、第２接合部材は基部のみからなるように形成されてもよい。
次に、図３Ｂ示すように、レジスト層１２０を除去する。レジスト層１２０は、例えば、レジスト層１２０、中間体１３０、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２が配置された配線基板１１０を剥離液に浸漬することにより、除去する。
次に、図４Ａに示すように、第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂを除去する。第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂは、例えばエッチングより除去する。これにより、発光素子１３１の電極面１３１ｓ１と第１接合部材１４１との間に隙間Ｓ１が生じ、発光素子１３１の側面１３１ｃ３と第１接合部材１４１との間に隙間Ｓ２が生じる。同様に、発光素子１３１の電極面１３１ｓ１と第２接合部材１４２との間に隙間Ｓ３が生じ、発光素子１３１の側面１３１ｃ３と第２接合部材１４２との間に隙間Ｓ４が生じる。
ただし、レジスト層と各被覆層を除去する順番は、上記に限定されない。例えば、各被覆層がレジストにより構成される場合、各被覆層とレジスト層は同時に除去してもよい。また、各被覆層を除去した後にレジスト層を除去してもよい。
次に、図４Ｂに示すように、めっき法により、第１接合部材１４１の表面に第１めっき層１５０ａを形成し、第２接合部材１４２の表面に第２めっき層１５０ｂを形成する。第１めっき層１５０ａおよび第２めっき層１５０ｂは、少なくとも発光素子１３１と対向する表面において光反射性を有することが好ましい。
図７に示すように、第１めっき層１５０ａは、第１層１５１、第２層１５２、および第３層１５３を含む。以下、第１めっき層１５０ａの形成方法を詳述する。なお、第２めっき層１５０ｂは、第１めっき層１５０ａと同様に第１層１５１、第２層１５２、および第３層１５３を含み、第１めっき層１５０ａと同様に形成されるため、第２めっき層１５０ｂの形成方法についての説明は、省略する。
先ず、図５に示すように、第１接合部材１４１の表面に、第１層１５１を無電解めっき法により形成する。第１層１５１には、例えば、金（Ａｕ）等の第２層１５２を形成する際に触媒として機能する金属を用いることができる。これにより、後述する第２層１５２を第１層１５１上に容易に形成できる。この際、第１層１５１と電極面１３１ｓ１の間、および第１層１５１と側面１３１ｃ３との間に隙間が残るように無電解めっきを行う時間を調整して、第１層１５１を形成する。なお、無電解めっきを行う時間としては、例えば、１分以上１０分未満に設定することが好ましい。第１層１５１は、第１接合部材１４１の表面のうち、配線基板１１０および発光素子１３１から露出する領域を概ね全域を覆う。
次に、図６に示すように、第１層１５１の表面に、第２層１５２を無電解めっき法により形成する。第２層１５２には、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、若しくはイジリウム（Ｉｒ）等から選択される少なくとも１種の金属、またはこれらの１種以上を含む合金を用いることができる。これにより、第１接合部材１４１の腐食を好適に抑制できる。この際、第２層１５２と電極面１３１ｓ１の間、および第２層１５２と側面１３１ｃ３との間に隙間が残るように、第２層１５２を形成する。第２層１５２は、第１層１５１の表面の概ね全域を覆う。第２層１５２は、第１電極１３１ａの側面に接する。
第２層１５２は、第１接合部材１４１と電極面１３１ｓ１の間において、最大厚みｔ６が第１層１５１の最大厚みｔ５よりも厚くなるように、第１層１５１を形成したときよりも無電解めっきを行う時間を長く設定して形成する。なお、無電解めっきを行う時間としては、例えば、１０分以上６０分未満に設定することが好ましい。例えば、最大厚みｔ６は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であり、最大厚みｔ５の２倍以上１００倍以下であることが好ましい。無電解めっきを行う時間は、上記に限定されない。また、第２層の最大厚みと第１層の最大厚みとの大小関係は上記に限定されない。例えば第２層の最大厚みは第１層の最大厚み以下であってもよい。
次に、図７に示すように、第２層１５２の表面に、第３層１５３を無電解めっき法により形成する。第３層１５３には、例えば、金（Ａｕ）等の第１層１５１に用いた金属と同種の金属を用いることができる。ただし、第３層１５３に用いる金属は、第１層１５１に用いる金属と異なっていてもよい。第３層１５３は、第２層１５２の表面の概ね全域を覆う。第３層１５３は、発光素子１３１の電極面１３１ｓ１および側面１３１ｃ３に接する。
第３層１５３は、第１接合部材１４１と電極面１３１ｓ１の間において、最大厚みｔ７が第２層１５２の最大厚みｔ６よりも薄くなるように形成する。例えば、最大厚みｔ７は、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であり、最大厚みｔ６の０．０２倍以上１．０倍未満であることが好ましい。さらに、最大厚みｔ７は、例えば、最大厚みｔ５の１．０倍以上２．０倍以下であることが好ましい。なお、第３層１５３の最大厚みｔ７は、例えば、第１層１５１の最大厚みｔ５と概ね同じである。ただし、第３層の最大厚みと第２層の最大厚みとの大小関係は上記に限定されない。例えば第３層の最大厚みは第２層の最大厚み以上であってもよい。
ただし、第１めっき層の構成および形成方法は、上記に限定されない。例えば、第１めっき層は、単層であってもよいし、２層または４層以上の複層であってもよい。
以上により、発光モジュール１００が形成される。このように形成された発光モジュール１００は、図８に示すように、配線基板１１０と、発光素子１３１と、第１接合部材１４１と、第２接合部材１４２と、第１めっき層１５０ａと、第２めっき層１５０ｂと、を備える。
第１めっき層１５０ａは、第１接合部材１４１の基部１４１ａと発光素子１３１の電極面１３１ｓ１との間、第１接合部材１４１の延在部１４１ｂと発光素子１３１の側面１３１ｃ３との間、第１接合部材１４１の基部１４１ａおよび延在部１４１ｂの側面上に配置される。具体的には、第１めっき層１５０ａに含まれる第１層１５１、第２層１５２、および第３層１５３のそれぞれが、第１接合部材１４１の基部１４１ａと発光素子１３１の電極面１３１ｓ１との間、および第１接合部材１４１の延在部１４１ｂと発光素子１３１の側面１３１ｃ３との間に配置される。同様に、第２めっき層１５０ｂは、第２接合部材１４２の基部１４２ａと発光素子１３１の電極面１３１ｓ１との間、第２接合部材１４２の延在部１４２ｂと発光素子１３１の側面１３１ｃ３との間、第２接合部材１４２の基部１４２ａおよび延在部１４２ｂの側面上に配置される。具体的には、第２めっき層１５０ｂに含まれる第１層１５１、第２層１５２、および第３層１５３のそれぞれが、第２接合部材１４２の基部１４２ａと発光素子１３１の電極面１３１ｓ１との間、および第２接合部材１４２の延在部１４２ｂと発光素子１３１の側面１３１ｃ３との間に配置される。
第１めっき層１５０ａおよび第２めっき層１５０ｂが光反射性を有する場合、発光素子１３１の活性層が発する光の一部は、延在部１４１ｂの表面に配置された第１めっき層１５０層ａおよび延在部１４２ｂの表面に配置された第２めっき層１５０層ｂにおいて反射され、発光素子１３１の発光面１３１ｃ２に向かう。これにより、発光モジュール１００の光の取り出し効率を向上できる。ただし、延伸部の表面にめっき層が配置されていなくても、接合部材が光反射性を有していれば、発光素子が発する光の一部は延伸部において反射され、発光素子の発光面に向かう。したがって、このような場合も、発光モジュールの光の取り出し効率を向上できる。
また、第１接合部材１４１と第１電極１３１ａとの接合部の最大幅Ｗ１は、第１接合部材１４１と第１金属層１１２ａとの接合部の最大幅Ｗ２よりも大きい。最大幅Ｗ１は、最大幅Ｗ２の１．１倍以上３．０倍以下であることが好ましい。同様に、第２接合部材１４２と第２電極１３１ｂとの接合部の最大幅Ｗ３は、第２接合部材１４２と第２金属層１１２ｂとの接合部の最大幅Ｗ４よりも大きい。最大幅Ｗ３は、最大幅Ｗ４の１．１倍以上３．０倍以下であることが好ましい。ただし、これらの最大幅の大小関係は、上記に限定されない。
発光モジュールの構成は上記に限定されない。例えば、発光モジュールは、遮光部材をさらに含んでもよい。遮光部材は、発光素子を囲むように配置され、発光素子の側面を被覆してもよい。また、遮光部材は、発光素子と配線基板との間に配置されてもよい。具体的には、遮光部材は、隣り合う接合部材の間に配置されてもよい。遮光部材は、例えば、樹脂部材と、樹脂部材中に配置された光反射性物質と、を含む。樹脂部材には、例えばシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等を用いることができる。光反射性物質には、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸バリウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはガラスフィラー等を用いることができる。
また、例えば、発光モジュールは、波長変換部材をさらに含んでもよい。波長変換部材は、例えば発光素子上に配置される。波長変換部材は、発光素子が発する光の少なくとも一部を吸収して、発光素子が発する光の波長と異なる波長の光を発する波長変換物質を含む。波長変換物質には、例えば、黄色系の発光をするＹＡＧ蛍光体（例えば（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等）、緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体（例えば（Ｓｉ，Ａｌ）３（Ｏ，Ｎ）４：Ｅｕ等）、赤色系の発光をするフッ化物系蛍光体（例えばＫ２（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ６：ＭｎまたはＫ２（Ｓｉ，Ａｌ）Ｆ６：Ｍｎ等）、窒化物系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等）等を用いることができる。波長変換部材に含まれる波長変換物質は、一種でもよいし、複数種でもよい。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法においては、上面に第１金属層１１２ａを有する配線基板１１０を準備する。配線基板１１０上に、第１金属層１１２ａが露出するようにレジスト層１２０を形成する。発光面１３１ｃ２と、発光面１３１ｃ２の反対側に位置し、第１電極１３１ａが一部に配置される電極面１３１ｓ１と、を有する発光素子１３１と、第１電極１３１ａの周囲に位置する電極面１３１ｓ１を覆う第１被覆層１３２ａと、を有する中間体１３０を、第１電極１３１ａが第１金属層１１２ａと対向するように、レジスト層１２０上に配置する。めっき法により、第１金属層１１２ａを起点として第１接合部材１４１を成長させて第１電極１３１ａおよび第１被覆層１３２ａに接する第１接合部材１４１を形成する。レジスト層１２０および第１被覆層１３２ａを除去する。めっき法により、第１接合部材１４１の表面に第１めっき層１５０ａを形成する。そして、第１めっき層１５０ａは、発光素子１３１の電極面１３１ｓ１と第１接合部材１４１との間に配置される。第１めっき層１５０ａが、第１接合部材１４１の表面を覆うため、第１接合部材１４１の腐食を抑制できる。
特に、電極面１３１ｓ１に第１被覆層１３２ａを配置しておくことで、第１接合部材１４１と電極面１３１ｓ１との間に、第１めっき層１５０ａを配置可能な隙間Ｓ１を確保できる。第１めっき層１５０ａを第１接合部材１４１と電極面１３１ｓ１との間に配置することで、第１接合部材１４１において電極面１３１ｓ１に接合される部分およびその近辺が腐食することを抑制できる。これにより、信頼性が高い発光モジュール１００を提供できる。
また、第１接合部材１４１を形成する工程において、第１接合部材１４１は、第１金属層１１２ａから第１電極１３１ａに向かう方向と交差する方向にも成長する。これにより、第１接合部材１４１を第１電極１３１ａに強固に接合できる。
また、発光素子１３１は、発光面１３１ｃ２と電極面１３１ｓ１との間に位置する側面１３１ｃ３を有する。第１被覆層１３２ａは、電極面１３１ｓ１を覆う第１部分１３２ａ１と、第１部分１３２ａ１から連続して側面１３１ｃ３を覆う第２部分１３２ａ２と、を有する。第１接合部材１４１を形成する工程において、第１接合部材１４１は、第１被覆層１３２ａの第１部分１３２ａ１および第２部分１３２ａ２に接するように形成される。そのため、第１接合部材１４１を延在部１４１ｂを含むように形成できる。これにより、第１接合部材１４１の表面積を増加できる。その結果、発光素子１３１において生じた熱を、第１接合部材１４１により効率的に外部に放出できる。また、第１接合部材１４１の延在部１４１ｂの表面に第１めっき層１５０ａが配置され、第１めっき層１５０ａが光反射性を有している場合、第１めっき層１５０ａにより発光素子１３１が発する光を発光面１３１ｃ２に向かうように反射できる。また、延在部１４１ｂの表面に第１めっき層１５０ａが配置されていなくても、第１接合部材１４１が光反射性を有している場合、延在部１４１ｂにより発光素子１３１が発する光を発光面１３１ｃ２に向かうように反射できる。これにより、発光モジュール１００の光の取り出し効率を向上できる。
また、第１被覆層１３２ａの最大厚みｔ２は、第１電極１３１ａの最大厚みｔ１よりも厚い。そのため、第１めっき層１５０ａを第１被覆層１３２ａを除去することにより形成された発光素子１３１の電極面１３１ｓ１と第１接合部材１４１との隙間Ｓ１に容易に形成できる。
また、第１めっき層１５０ａは、パラジウム、ロジウム、プラチナ、ルテニウム、イジリウムから選択される少なくとも１種の金属または合金を含む。そのため、第１接合部材１４１の腐食を好適に抑制できる。
また、第１接合部材１４１は、銅を含む。そのため、第１接合部材１４１により、発光素子１３１において生じた熱を効率的に外部に放出できる。
また、第１接合部材１４１は、湿式めっき法により形成され、第１被覆層１３２ａは、めっき液に対して耐性を有する。そのため、第１接合部材１４１を形成する際に第１被覆層１３２ａがめっき液に溶けだすことを抑制できる。
また、本実施形態に係る発光モジュール１００は、上面に第１金属層１１２ａを有する配線基板１１０と、発光面１３１ｃ２と、発光面１３１ｃ２の反対側に位置して第１電極１３１ａが配置される電極面１３１ｓ１と、発光面１３１ｃ２と電極面１３１ｓ１との間に位置する側面１３１ｃ３と、を有する発光素子１３１であって、第１電極１３１ａが第１金属層１１２ａと対向するように配線基板１１０の上方に配置される発光素子１３１と、第１金属層１１２ａと第１電極１３１ａとを接合する第１接合部材１４１と、第１接合部材１４１の表面を覆う第１めっき層１５０ａと、を備える。第１接合部材１４１は、第１金属層１１２ａと第１電極１３１ａとの間に位置する基部１４１ａと、基部１４１ａから上方に延在し、側面１３１ｃ３から離隔するとともに側面１３１ｃ３と対向する延在部１４１ｂと、を有する。第１めっき層１５０ａは、延在部１４１ｂと側面１３１ｃ３との間に配置される。そのため、第１接合部材１４１の腐食を抑制できる。これにより、信頼性が高い発光モジュール１００を提供できる。また、第１接合部材１４１が延在部１４１ｂを含むため、発光素子１３１において生じた熱を、第１接合部材１４１により効率的に外部に放出できる。また、第１接合部材１４１の延在部１４１ｂにより、発光素子１３１が発する光を発光面１３１ｃ２に向かうように反射できる。これにより、発光モジュール１００の光の取り出し効率を向上できる。
また、第１接合部材１４１と第１電極１３１ａとの接合部の最大幅Ｗ１は、第１接合部材１４１と第１金属層１１２ａとの接合部の最大幅Ｗ２よりも大きい。これにより、第１接合部材１４１を第１電極１３１ａに強固に接合できる。また、発光素子１３１において生じた熱を、第１接合部材１４１により効率的に外部に放出できる。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図９は、本実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
図１０は、図９の中間体を示す下面図である。
本実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法は、１つの被覆層２３２が、電極面１３１ｓ１において第１電極１３１ａの周囲に位置する部分および第２電極１３１ｂの周囲に位置する部分の両方を覆う点で、第１の実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法と相違する。
以下の説明においては、第１の実施形態との相違点を主に説明する。以下に説明する事項以外は、第１の実施形態と同様に構成できる。後述する他の実施形態についても同様である。
被覆層２３２は、電極面１３１ｓ１のうちの第１電極１３１ａの周囲の領域を覆う第１部分２３２ａと、第１部分２３２ａから連続して側面１３１ｃ３を覆う第２部分２３２ｂと、電極面１３１ｓ１のうちの第２電極１３１ｂの周囲の領域を覆う第３部分２３２ｃと、第３部分２３２ｃから連続して側面１３１ｃ３を覆う第４部分２３２ｄと、第１部分２３２ａと第３部分２３２ｃとの間に位置し、第１部分２３２ａおよび第３部分２３２ｃに連なる第５部分２３２ｅと、を含む。被覆層２３２の最大厚みｔ２２は、第１電極１３１ａの最大厚みｔ１および第２電極１３１ｂの最大厚みｔ３よりも厚い。例えば、最大厚みｔ２２は、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であり、最大厚みｔ１または最大厚みｔ３の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。ただし、被覆層の最大厚みは、各電極の最大厚み以下であってもよい。被覆層２３２には、第１の実施形態における第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂの材料と同様の材料を用いることができる。
中間体１３０は、例えば、レジスト層１２０が被覆層２３２の第５部分２３２ｅに接するようにレジスト層１２０上に配置される。これにより、本実施形態では、第１電極１３１ａと第２電極１３１ｂとの間に位置する電極面１３１ｓ１に接合部材が接することなく成長できるため、第１電極１３１ａと金属層１１２ａ、第２電極１３１ｂと金属層１１２ｂをそれぞれ容易に接合することができる。
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図１１および図１２は、本実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
本実施形態に係る発光モジュール３００の製造方法は、第１被覆層３３２ａが、第１電極１３１ａの下面の一部を覆う点で、第１の実施形態に係る発光モジュール１００の製造方法と相違する。
図１１に示すように、第１被覆層３３２ａは、発光素子１３１の電極面１３１ｓ１において第１電極１３１ａの周囲に位置する部分、および発光素子１３１の側面１３１ｃ３、を覆い、さらに第１電極１３１ａの下面における外周部の全周を覆う。なお、第１被覆層３３２ａに覆われる外周部の幅は、例えば、１．０μｍ以上４．０μｍ以下であることが好ましい。ただし、第１被覆層は、第１電極の下面の外周部を部分的に覆ってもよい。第１被覆層３３２ａの最大厚みｔ３２は、第１電極１３１ａの最大厚みｔ１よりも厚い。例えば、最大厚みｔ３２は、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であり、最大厚みｔ１の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。ただし、被覆層の最大厚みは、第１電極の最大厚み以下であってもよい。第１被覆層３３２ａには、第１の実施形態における第１被覆層１３２ａおよび第２被覆層１３２ｂの材料と同様の材料を用いることができる。
このような第１被覆層３３２ａが発光素子１３１上に配置された状態で、第１接合部材３４１を形成した場合、第１接合部材３４１は、第１電極１３１ａの下面の外周部から離隔する。
そのため、第１接合部材３４１を形成した後に、第１被覆層３３２ａを除去し、図１２に示すように第１めっき層３５０ａを形成した場合、第１めっき層３５０ａは、第１電極１３１ａの下面と第１接合部材３４１との間にも配置される。第２被覆層、第２接合部材、および第２めっき層は、第１被覆層３３２ａ、第１接合部材３４１、および第１めっき層３５０ａと同様に構成および形成できる。
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態に係る発光モジュール３００の製造方法において、第１被覆層３３２ａは、第１電極１３１ａの下面の一部を覆う。そのため、第１めっき層３５０ａは、第１電極１３１ａの下面の一部を覆う。これにより、第１めっき層３５０ａにより、第１接合部材３４１と第１電極１３１ａとの接合部をより確実に被覆できる。これにより、第１接合部材３４１の腐食を好適に抑制できる。
前述の実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこの実施形態には限定されない。例えば、前述の実施形態において、いくつかの構成要素または工程を追加、削除または変更したものも本発明に含まれる。また、複数の実施形態における各構成および各方法は、矛盾の無い範囲で適宜組み合わせることができる。
本発明は、例えば、車両の前照灯または表示装置等に利用することができる。
１００、３００：発光モジュール
１１０ ：配線基板
１１１ ：基材
１１２ ：金属層
１１２ａ ：第１金属層
１１２ｂ ：第２金属層
１１３ ：絶縁膜
１１３ａ ：第１開口
１１３ｂ ：第２開口
１２０ ：レジスト層
１３０ ：中間体
１３１ ：発光素子
１３１ａ ：第１電極
１３１ｂ ：第２電極
１３１ｃ ：半導体構造体
１３１ｃ１ ：下面
１３１ｃ２ ：上面（発光面）
１３１ｃ３ ：側面
１３１ｓ１ ：電極面
１３２ａ、３３２ａ：第１被覆層
１３２ａ１ ：第１部分
１３２ａ２ ：第２部分
１３２ｂ ：第２被覆層
１３２ｂ１ ：第１部分
１３２ｂ２ ：第２部分
１４１、３４１：第１接合部材
１４１ａ ：基部
１４１ｂ ：延在部
１４２ ：第２接合部材
１４２ａ ：基部
１４２ｂ ：延在部
１５０ａ、３５０ａ：第１めっき層
１５０ｂ ：第２めっき層
１５１ ：第１層
１５２ ：第２層
１５３ ：第３層
２３２ ：被覆層
２３２ａ ：第１部分
２３２ｂ ：第２部分
２３２ｃ ：第３部分
２３２ｄ ：第４部分
２３２ｅ ：第５部分
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４：隙間
ｔ１、ｔ２、ｔ２２、ｔ３、ｔ３２、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７：最大厚み
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４：最大幅

Claims (14)

  1. 上面に金属層を有する配線基板を準備する工程と、
    前記配線基板上に、前記金属層が露出するようにレジスト層を形成する工程と、
    発光面と、前記発光面の反対側に位置し、電極が一部に配置される電極面と、を有する発光素子と、前記電極の周囲に位置する前記電極面を覆う被覆層と、を有する中間体を、前記電極が前記金属層と対向するように、前記レジスト層上に配置する工程と、
    めっき法により、前記金属層を起点として接合部材を成長させて前記電極および前記被覆層に接する前記接合部材を形成する工程と、
    前記レジスト層および前記被覆層を除去する工程と、
    めっき法により、前記接合部材の表面にめっき層を形成する工程と、
    を備え、
    前記めっき層は、前記発光素子の前記電極面と前記接合部材との間に配置される、発光モジュールの製造方法。
  2. 前記接合部材を形成する工程において、前記接合部材は、前記金属層から前記電極に向かう方向と交差する方向にも成長する、請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。
  3. 前記発光素子は、前記発光面と前記電極面との間に位置する側面を有し、
    前記被覆層は、前記電極面を覆う第１部分と、前記第１部分から連続して前記側面を覆う第２部分と、を有し、
    前記接合部材を形成する工程において、前記接合部材は、前記被覆層の前記第１部分および前記第２部分に接するように形成される、請求項１または２に記載の発光モジュールの製造方法。
  4. 前記被覆層は、前記電極の下面の一部を覆う、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  5. 前記被覆層の最大厚みは、前記電極の最大厚みよりも厚い、請求項１～４のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  6. 前記めっき層は、パラジウム、ロジウム、プラチナ、ルテニウム、イジリウムから選択される少なくとも１種の金属または合金を含む、請求項１～５のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  7. 前記接合部材は、銅を含む、請求項１～６のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  8. 前記接合部材は、湿式めっき法により形成され、
    前記被覆層は、めっき液に対して耐性を有する、請求項１～７のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  9. 前記被覆層は、金属、酸化物、またはレジストのいずれかを含む、請求項８に記載の発光モジュールの製造方法。
  10. 前記接合部材は、電解めっき法により形成される、請求項１～９のいずれか1つに記載の発光モジュールの製造方法。
  11. 前記めっき層は、無電解めっき法により形成される、請求項１～１０のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。
  12. 上面に金属層を有する配線基板と、
    発光面と、前記発光面の反対側に位置して電極が配置される電極面と、前記発光面と前記電極面との間に位置する側面と、を有する発光素子であって、前記電極が前記金属層と対向するように前記配線基板の上方に配置される前記発光素子と、
    前記金属層と前記電極とを接合する接合部材と、
    前記接合部材の表面を覆うめっき層と、
    を備え、
    前記接合部材は、前記金属層と前記電極との間に位置する基部と、前記基部から上方に延在し、前記側面から離隔するとともに前記側面と対向する延在部と、を有し、
    前記めっき層は、前記延在部と前記側面との間に配置される、発光モジュール。
  13. 前記接合部材と前記電極との接合部の最大幅は、前記接合部材と前記金属層との接合部の最大幅よりも大きい、請求項１２に記載の発光モジュール。
  14. 前記めっき層は、前記電極の下面の一部を覆う、請求項１２または１３に記載の発光モジュール。
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