JP7428916B2 - 発光装置の製造方法および発光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本開示のある実施形態による発光装置の外観の一例を示す。図1では、発光装置を上方から見た外観と、発光装置をその中央付近で切断したときの模式的な垂直断面とを合わせて1つの図に示している。なお、図1には、説明の便宜のために、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印をあわせて図示している。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示す矢印を図示することがある。
図12は、本開示のさらに他の実施形態による、発光装置の製造方法の一例を示す。図12に例示する製造方法は、基板の配線層上にハンダ組成物を付与する工程(ステップS1)と、ハンダ組成物上に発光素子を配置する工程(ステップS2)と、リフローによりハンダを溶融させてハンダ組成物中の光反射性粒子をハンダ組成物の表面に移動させる工程(ステップS3)とを含む。以下、図1に示す発光装置100Aを例にとり、各工程を詳細に説明する。
まず、配線層10を有する基板110を準備し、図13に示すように、配線層10の所定の位置(例えばランド上)にハンダ組成物30を付与する(図12のステップS1)。図13に示す例では、配線層10の第1配線11および第2配線12のそれぞれの表面上にハンダ組成物30を配置している。ハンダ組成物30の付与には、印刷法を適用できる。
次に、発光素子120を準備し、ハンダ組成物30上に発光素子120を配置する(図12のステップS2)。このとき、図14に示すように、発光素子120の電極21および電極22を第1配線11上のハンダ組成物30および第2配線12上のハンダ組成物30にそれぞれ向けてハンダ組成物30上に発光素子120を配置する。発光素子120の配置は、基板110に向けての発光素子120の押圧を伴っていてもよい。
次に、リフローによりハンダ組成物30中のハンダ38を溶融させ、ハンダ38によって電極21、22を配線層10に電気的に接続する。ハンダ38の硬化により、図15に示すように、その表面131aの一部に光反射層141を有する接合部材131と、その表面132aの一部に光反射層142を有する接合部材132とが得られる(図12のステップS3)。
上述したように、配線層10上にハンダ組成物30を付与した後、ハンダ組成物30上に発光素子120を配置する際、発光素子120が基板110に向けて押圧されることがある。このとき、発光素子120の電極21と電極22との間の距離が小さく、それに対応して配線層10の第1配線11と第2配線12との間の距離が小さい場合には、発光素子120によって押されることにより、図16に模式的に示すように、第1配線11上のハンダ組成物30の一部と第2配線12上のハンダ組成物30の一部とが互いに接触することがある。
発光素子120は、電流の供給により発光する半導体素子であり、その典型例は、LEDである。上述したように、図2に例示する構成において、発光素子120は、サファイアまたは窒化ガリウムなどの透光性基板24と、半導体積層構造25と、反射膜28と、一対の電極21、22とを含む。
上述したように、ハンダ組成物30は、ハンダ38、光反射性粒子44、フラックス46、溶剤を含む。ハンダ組成物30中のハンダ38には、ハンダとして一般に用いられている材料の粒子を適用し得る。ハンダ38の材料の例は、Au含有合金、Ag含有合金、Pd含有合金、In含有合金、Pb-Pd含有合金、Au-Ga含有合金、Au-Sn含有合金、Sn含有合金、Sn-Cu含有合金、Sn-Cu-Ag含有合金、Au-Ge含有合金、Au-Si含有合金、Al含有合金、Cu-In含有合金である。
封止部材(例えば封止部材150)は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂またはそれらを混合した樹脂、ガラスなどから形成され、典型的には、発光素子120を覆うドーム状の部分を含む。母材とは屈折率の異なる材料を封止部材の材料に分散させることにより、封止部材に光拡散の機能を付与してもよい。例えば、封止部材が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムまたは酸化亜鉛の粒子などの光拡散材を含んでいてもよい。母材中に分散させる光拡散材として、D50で定義される粒径が1nm以上100nm以下であるようなナノ粒子を用いてもよい。
基板110は、基材16と、基材16に支持された配線層10とを含む。基材16は、樹脂、ガラス、セラミックスなどから形成される絶縁性の部材である。基材16の材料として、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ樹脂)などの複合材料を用いてもよい。基板110と同様に、図9に示す基板210も、基材26と、基材26に支持された配線層20とを有する。配線層10および配線層20は、Cu、Fe、Ni、Al、AgもしくはAuなどの金属、または、これらの1種以上を含む合金から形成される導電層である。基板210は、フレキシブルプリント基板(FPC)であってもよい。
図11を参照しながら説明したように、発光装置200は、各光源220を取り囲む複数の壁部60を有する区画部材260を含む。区画部材260の材料の例は、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの酸化物粒子を含有する樹脂材料である。
絶縁層270は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂などの樹脂材料から形成され、絶縁性のレジストとして機能する。絶縁層270は、区画部材260と同様に、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの光反射性の粒子を含有することにより、入射した光を反射させる機能をさらに有していてもよい。絶縁層270が光反射性の粒子を含有することにより、光の利用効率向上させることができる。図20に示すように、底部62を有する区画部材260が適用される場合、絶縁層270は、区画部材260の底部62と、基板210との間に配置される。
図9および図20に例示する構成において、発光装置(発光装置200、200A)は、波長変換シート280、プリズムシート282および光拡散シート284を有している。典型的には、波長変換シート280、プリズムシート282および光拡散シート284は、基板210に近い側からこの順に配置される。
11 第1配線
12 第2配線
16、26 基材
21、22 発光素子の電極
30 ハンダ組成物
38 ハンダ
44 光反射性粒子
46 フラックス
50 空隙
100A~100C 発光装置
110 基板
120 発光素子
131、132 接合部材
141、142、141B、142B 光反射層
150 封止部材
180 樹脂層(アンダーフィル)
200 発光装置
210 基板
220 光源
Claims (13)
- 第1配線および第2配線を含む配線層を有する基板の前記配線層上に、ハンダ、フラックスおよび光反射性粒子を含有するハンダ組成物を付与する工程(A)であって、前記第1配線および前記第2配線のそれぞれの上に前記ハンダ組成物を付与する工程を含む工程(A)と、
電極を有する発光素子の前記電極を前記ハンダ組成物に対向させて前記ハンダ組成物上に前記発光素子を配置する工程(B)であって、前記発光素子を前記基板に向けて押圧することにより前記第1配線上のハンダ組成物の一部と前記第2配線上のハンダ組成物の一部とを互いに接触させる工程を含む工程(B)と、
リフローにより前記ハンダを溶融させて前記光反射性粒子を前記ハンダ組成物の表面に移動させ、前記ハンダにより前記電極を前記配線層に電気的に接続する工程(C)であって、前記工程(C)は、前記ハンダ組成物を前記第1配線上および前記第2配線上に分離させる工程(C1)を含み、前記工程(C1)は、前記光反射性粒子の一部および前記フラックスの一部を、前記基板に対向する、前記発光素子の下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に配置する工程を含む、工程(C)と、
前記工程(C)の後、少なくとも前記光反射性粒子および前記発光素子を封止部材で覆う工程(D)であって、前記封止部材は、前記第1領域と前記第2領域との間に位置する部分を含む、工程(D)と、
を含む、
発光装置の製造方法。 - 第1配線および第2配線を含む配線層を有する基板の前記配線層上に、ハンダ、フラックスおよび光反射性粒子を含有するハンダ組成物を付与する工程(A)であって、前記第1配線と前記第2配線とを跨ぐようにして前記ハンダ組成物を前記配線層上に配置する工程を含む工程(A)と、
電極を有する発光素子の前記電極を前記ハンダ組成物に対向させて前記ハンダ組成物上に前記発光素子を配置する工程(B)と、
リフローにより前記ハンダを溶融させて前記光反射性粒子を前記ハンダ組成物の表面に移動させ、前記ハンダにより前記電極を前記配線層に電気的に接続する工程(C)であって、前記工程(C)は、前記ハンダ組成物中の前記ハンダのうち前記第1配線と前記第2配線とを跨いでいた部分を前記第1配線上および前記第2配線上に分離させる工程(C1)を含み、前記工程(C1)は、前記光反射性粒子の一部および前記フラックスの一部を、前記基板に対向する、前記発光素子の下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に配置する工程を含む、工程(C)と、
前記工程(C)の後、少なくとも前記光反射性粒子および前記発光素子を封止部材で覆う工程(D)であって、前記封止部材は、前記第1領域と前記第2領域との間に位置する部分を含む、工程(D)と、
を含む、
発光装置の製造方法。 - 第1配線および第2配線を含む配線層を有する基板の前記配線層上に、ハンダ、フラックスおよび光反射性粒子を含有するハンダ組成物を付与する工程(A)であって、前記第1配線および前記第2配線のそれぞれの上に前記ハンダ組成物を付与する工程を含む工程(A)と、
電極を有する発光素子の前記電極を前記ハンダ組成物に対向させて前記ハンダ組成物上に前記発光素子を配置する工程(B)であって、前記発光素子を前記基板に向けて押圧することにより前記第1配線上のハンダ組成物の一部と前記第2配線上のハンダ組成物の一部とを互いに接触させる工程を含む工程(B)と、
リフローにより前記ハンダを溶融させて前記光反射性粒子を前記ハンダ組成物の表面に移動させ、前記ハンダにより前記電極を前記配線層に電気的に接続する工程(C)であって、前記工程(C)は、前記ハンダ組成物を前記第1配線上および前記第2配線上に分離させる工程(C1)を含み、前記工程(C1)は、前記光反射性粒子の一部および前記フラックスの一部を、前記基板に対向する、前記発光素子の下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に配置する工程を含む、工程(C)と、
前記工程(C)の後、前記第1領域と前記第2領域との間の空間を樹脂層で埋める工程(D)と、
を含む、
発光装置の製造方法。 - 第1配線および第2配線を含む配線層を有する基板の前記配線層上に、ハンダ、フラックスおよび光反射性粒子を含有するハンダ組成物を付与する工程(A)であって、前記第1配線と前記第2配線とを跨ぐようにして前記ハンダ組成物を前記配線層上に配置する工程を含む工程(A)と、
電極を有する発光素子の前記電極を前記ハンダ組成物に対向させて前記ハンダ組成物上に前記発光素子を配置する工程(B)と、
リフローにより前記ハンダを溶融させて前記光反射性粒子を前記ハンダ組成物の表面に移動させ、前記ハンダにより前記電極を前記配線層に電気的に接続する工程(C)であって、前記工程(C)は、前記ハンダ組成物中の前記ハンダのうち前記第1配線と前記第2配線とを跨いでいた部分を前記第1配線上および前記第2配線上に分離させる工程(C1)を含み、前記工程(C1)は、前記光反射性粒子の一部および前記フラックスの一部を、前記基板に対向する、前記発光素子の下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に配置する工程を含む、工程(C)と、
前記工程(C)の後、前記第1領域と前記第2領域との間の空間を樹脂層で埋める工程(D)と、
を含む、
発光装置の製造方法。 - 前記光反射性粒子は、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素または二酸化ジルコニウムの粒子である、請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記工程(A)において、前記ハンダ組成物は、前記光反射性粒子を0.1質量パーセント以上5質量パーセント以下の割合で含有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記工程(D)の後、光分解により前記フラックスの一部を除去する工程(E)をさらに備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 上面および前記上面とは反対側の下面を有する発光素子であって、前記下面に設けられた一対の電極を含む発光素子と、
配線層を有する基板と、
前記基板の前記配線層と前記電極のそれぞれとの間に位置し、前記発光素子を前記配線層に電気的に接続する、ハンダを含有する接合部材と、
前記接合部材のそれぞれの表面のうち、前記電極および前記配線層のいずれにも接していない領域上に配置された光反射層であって、前記光反射層は光反射性粒子およびフラックスを含み、前記光反射性粒子の一部は、前記発光素子の前記下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に位置する、光反射層と、
前記基板上に位置し、少なくとも前記光反射層および前記発光素子を覆う封止部材であって、前記第1領域と前記第2領域との間に位置する部分を含む封止部材と、
を備える、
発光装置。 - 上面および前記上面とは反対側の下面を有する発光素子であって、前記下面に設けられた一対の電極を含む発光素子と、
配線層を有する基板と、
前記基板の前記配線層と前記電極のそれぞれとの間に位置し、前記発光素子を前記配線層に電気的に接続する、ハンダを含有する接合部材と、
前記接合部材のそれぞれの表面のうち、前記電極および前記配線層のいずれにも接していない領域上に配置された光反射層であって、前記光反射層は光反射性粒子およびフラックスを含み、前記光反射性粒子の一部は、前記発光素子の前記下面のうち前記電極を除く第1領域上、および、前記基板の、前記発光素子側の上面のうち前記配線層を除く第2領域上に位置する、光反射層と、
前記第1領域と前記第2領域との間の空間を埋める樹脂層と、
を備える、発光装置。 - 前記光反射層は、前記発光素子に接する空隙を有し、
前記光反射性粒子の一部は、前記空隙に位置する、請求項8または9に記載の発光装置。 - 前記光反射層は、前記接合部材の表面のうち、前記電極および前記配線層のいずれにも接していない領域の20%以上を被覆している、請求項8から10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記基板は、前記配線層上に前記光反射性粒子が配置された領域を含む、請求項8から11のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光反射性粒子は、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素または二酸化ジルコニウムの粒子である、請求項8から12のいずれか1項に記載の発光装置。
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