JP2007311588A - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 工程内において変形や破損などを生じることなく、歩留まりよく所望の形状の発光装置を得る方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係る発光装置の製造方法は、表面に導電性部材が配された基板上に半導体発光素子を載置する第1の工程、基板上の前記半導体発光素子から離間する領域に、半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合する第2の工程、封止型内に、液状樹脂を注入し、硬化させる第3の工程、封止型と基板とが接合された状態で切断する第4の工程、を具備することを特徴とする。
【選択図】 図1A
【解決手段】 本発明に係る発光装置の製造方法は、表面に導電性部材が配された基板上に半導体発光素子を載置する第1の工程、基板上の前記半導体発光素子から離間する領域に、半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合する第2の工程、封止型内に、液状樹脂を注入し、硬化させる第3の工程、封止型と基板とが接合された状態で切断する第4の工程、を具備することを特徴とする。
【選択図】 図1A
Description
本発明は、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源などに利用できる発光装置の製造方法に関する。
プリント基板に半導体発光素子が実装され、半導体発光素子とプリント基板の導電部をワイヤなどで接続させた後、エポキシ樹脂などの透光性樹脂で封止された構造の発光装置が知られている。このような発光装置は、半導体発光素子が載置されたプリント基板を金型にセットして、タブレット上の樹脂を加熱して溶融し、圧力をかけて金型内に注入することで容易に得ることができる(トランスファモールド)。あるいは、プリント基板上に溶融した樹脂を投入し、その上から金型で抑えつけて成形させる方法でも得ることができる(圧縮成形)。印刷塗布によって樹脂を成形させることも可能であるが、金型を使って成形させることで樹脂の形状を例えばレンズ形状にするなど、任意の形状とすることができる。
トランスファモールドの場合、溶融された樹脂を注入する際に、溶融粘度が高くなることがある。そのため樹脂注入時の条件などによって製品の品質や歩留まりが影響される。これに対し、液状樹脂を用いることで製品の品質や歩留まりの低下を改善できる(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記のような方法では、液体樹脂注入時に、樹脂が漏れないように金型とプリント基板とを密着させる必要があるが、あまり強固に密着させると、樹脂硬化後に金型から取り出しにくい。無理に取り出そうとすると、樹脂やプリント基板を破損する恐れがある。しかし、樹脂硬化後に取り出しやすくするために密着度を低くすると、金型と基板との間に樹脂が漏れ出し、目的の形状の成形ができなくなる。
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置の製造方法は、表面に導電性部材が配された基板上に半導体発光素子を載置する第1の工程、基板上の前記半導体発光素子から離間する領域に、半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合する第2の工程、封止型内に、液状樹脂を注入し、硬化させる第3の工程、封止型と基板とが接合された状態で切断する第4の工程、を具備することを特徴とする。
これにより、液状樹脂を用いても、封止型から漏れ出すことなく、所望の形状とすることができる。また、封止型から取り出す工程が不用となるため、種々の形状の封止部材とすることができる。さらに、封止型から取り出す際の破損や変形もないため歩留まりの低下を防ぎ、効率よく所望の形状の発光装置を得ることができる。
また、本発明の請求項2における発光装置の製造方法は、第3の工程は、液状樹脂中に、半導体発光素子からの光を吸収しその光と異なる波長の光を放出可能な蛍光部材を含有させる工程を含むことを特徴とする。これにより、種々の色調の半導体発光素子とすることができる。
また、本発明の請求項3における発光装置の製造方法は、第3の工程は、蛍光部材を沈降させた後に硬化させる工程を含むことを特徴とする。これにより、半導体発光素子からの光を効率よく発光部材に照射することができるため、色ムラが少なく均一な発光色を得ることができる。
また、本発明の請求項4における発光装置の製造方法は、第2の工程は、半導体発光素子からの光および/または蛍光部材からの光を反射可能な接合部材を用いることを特徴とする。これにより、封止型の内部で伝播された光が接合部材で吸収されて出力が低下するのを抑制することができる。
本発明は、工程内において変形や破損などを生じることなく、歩留まりよく所望の形状の発光装置を得ることができる。また、この方法で得られる発光装置を、発光観測方位による色度ずれを抑制し、高輝度な発光装置とすることができる。
本発明を実施するための最良の形態を、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を例示するものであって、本発明は発光装置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。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、特に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。なお、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、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
図1は、本発明の発光装置の製造方法を説明する斜視図である。図1A〜図1Dは、図1Cに示す発光装置100Aを得るための製造方法を説明する図であり、図1Eは図1Fに示す発光装置を得るための製造方法を説明する図であり、図1Gは図1FのX-X‘断面における断面図である。
図1Aにおいて、平板状の基板102の表面に導電性部材103が配されており、電極パターンを形成している。導電性部材103は、少なくとも電気的に絶縁されている2つの領域からなる。図1Aでは一方の導電性部材103上に半導体発光素子104が複数載置されており、半導体発光素子の電極と導電性部材103とが、導電性ワイヤ106によって電気的に接続されている。また、基板102の表面のうち、封止型101を接合すべき領域に、接合部材105が配置されている。
以上のような部材が表面に配された基板102に、封止型101を接合させることで図1Bに示すような構成となる。次いで、基板102と封止型101との間の空間領域に、図1C中の矢印の方向から、ディスペンサーなどを用いて液状樹脂を注入することで図1Cに示すような構成となる。その後、液状樹脂が硬化後、切断工程を経ることで、発光装置100Bとすることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の各工程及び各部材について詳説する。
(第1の工程)
第1の工程では、表面に導電性基板が配された基板上に半導体発光素子を載置する。図1Aでは、基板102は略矩形状で平坦な形状を用いており、基板102は、基板側面102a、102bを有しており、これと封止部材101との側面が一致するように構成されている。このようにすることで、部材のほとんどを発光装置として用いることが可能となる。また、このような形状に限らず、基板102を、図1Dに示すように、図1Aの基板側面102aの部分を延在させた延在部102cを設けるなど、上方から見た際の大きさが封止部材よりも大きくなるようにしてもよい。この延在部102cは、例えば、製造工程において、治具への固定のためなどの領域として用いることができる。あるいは、図1Dに示すように、樹脂の逆流防止のために用いられるカバー部材109a、109bの載置領域(固定領域)などとして利用することができる。また、このとき、延在部を、基板側面102aの延長方向にのみ設け、基板側面102bには延在部を設けずに封止型101の側面と略一致するような大きさとすることで、第4の工程での切断を、一方向のみとすることができる。
第1の工程では、表面に導電性基板が配された基板上に半導体発光素子を載置する。図1Aでは、基板102は略矩形状で平坦な形状を用いており、基板102は、基板側面102a、102bを有しており、これと封止部材101との側面が一致するように構成されている。このようにすることで、部材のほとんどを発光装置として用いることが可能となる。また、このような形状に限らず、基板102を、図1Dに示すように、図1Aの基板側面102aの部分を延在させた延在部102cを設けるなど、上方から見た際の大きさが封止部材よりも大きくなるようにしてもよい。この延在部102cは、例えば、製造工程において、治具への固定のためなどの領域として用いることができる。あるいは、図1Dに示すように、樹脂の逆流防止のために用いられるカバー部材109a、109bの載置領域(固定領域)などとして利用することができる。また、このとき、延在部を、基板側面102aの延長方向にのみ設け、基板側面102bには延在部を設けずに封止型101の側面と略一致するような大きさとすることで、第4の工程での切断を、一方向のみとすることができる。
また、半導体発光素子を基板上に配置する場合、図1Aでは、導電性部材103上に載置しているが、これに限らず、基板上に直接配置させてもよい。あるいは、保護素子や、サブマウントなどの別部材を介して配置させてもよい。
載置させる際に用いる接合部材は、用いる半導体発光素子の種類や載置方法に応じて、導電性または絶縁性の接合部材を選択することができる。半導体発光素子が絶縁性の素子基板を用いる場合、たとえば、サファイア上に窒化物半導体層を成長させている積層構造を有する半導体発光素子の場合で、図1Aに示すように素子基板側を載置面とする場合は、接合部材の導電性は、いずれでもよい。また、このような絶縁性の素子基板を用いた半導体発光素子を、半導体層側を載置面とする場合は、半導体発光素子の電極と、基板の導電性部材との導通を取るために、導電性の接合部材を用いて接合させる。また、半導体発光素子が導電性の素子基板を用いている場合は、基板の導電性部材上に、導電性の接合部材を用いて接合させる必要がある。この場合、間に別部材を介する場合も、導通可能な部材上に載置する必要がある。
(第2の工程)
第2の工程では、基板上の半導体発光素子から離間する領域に、半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合させる。図1A〜図1Bに示すように、基板102上に設けられた接合部材105の上に、封止型101の載置面を接合させるように載置する。接合部材は、半導体発光素子から離間する領域に設ける必要があり、例えば、図1Aに示すように基板102の表面の端部に設けることができる。また、封止型101は、基板102に接合されたときに、半導体発光素子104から離間するような内壁となるような形状とする必要がある。例えば、図1Aに示すように、平坦部101aと、半導体発光素子104上部が凸状となるような凸状部102aとを設けるようにすることができる。封止型の形状は、これに限らず、上記条件を満たす任意の形状とすることができる。また、半導体発光素子と基板の導電性部材とを、導電性ワイヤを用いて接続させる場合は、封止型の内壁を、この導電性ワイヤとも離間するようにする必要がある。
第2の工程では、基板上の半導体発光素子から離間する領域に、半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合させる。図1A〜図1Bに示すように、基板102上に設けられた接合部材105の上に、封止型101の載置面を接合させるように載置する。接合部材は、半導体発光素子から離間する領域に設ける必要があり、例えば、図1Aに示すように基板102の表面の端部に設けることができる。また、封止型101は、基板102に接合されたときに、半導体発光素子104から離間するような内壁となるような形状とする必要がある。例えば、図1Aに示すように、平坦部101aと、半導体発光素子104上部が凸状となるような凸状部102aとを設けるようにすることができる。封止型の形状は、これに限らず、上記条件を満たす任意の形状とすることができる。また、半導体発光素子と基板の導電性部材とを、導電性ワイヤを用いて接続させる場合は、封止型の内壁を、この導電性ワイヤとも離間するようにする必要がある。
また、図1Bでは、封止型101は、基板102の平面上に接合されているが、この接合位置は基板の平面上に限らず、上記条件を満たす位置であればよい。例えば図2に示す発光装置200のように、基板202の端部領域に段差を設け、その部分に接合させてもよい。このとき、封止型201の形状も、基板202にあわせるようにすることで、基板202と封止型201との密着性を向上させることができる。このとき接合部材205は、接合面の全面に設けるのが好ましい。さらには、基板102の平面に孔を設け、対応する封止型101の接合面に突出部を設け、その突出部が孔に嵌合するようにしてもよい。このようにすることで、平面同士で接合させる場合に比して、位置ずれが少なく、また、接合後の接合強度を向上させることができる。
(第3の工程)
第3の工程では、封止型内に液状樹脂を注入し、硬化させる。液状樹脂の注入は、ディスペンンサー等を用いて注入する。その際、基板が上になるようにしてもよく、あるいは、基板が下になるようにしてもよい。樹脂の注入条件は、注入される液状樹脂の組成や粘度などによって、適宜選択することができる。
第3の工程では、封止型内に液状樹脂を注入し、硬化させる。液状樹脂の注入は、ディスペンンサー等を用いて注入する。その際、基板が上になるようにしてもよく、あるいは、基板が下になるようにしてもよい。樹脂の注入条件は、注入される液状樹脂の組成や粘度などによって、適宜選択することができる。
液状樹脂は、半導体発光素子からの光を吸収し、その光と異なる波長の光を放出可能な蛍光部材を含有させることができる。蛍光部材の組成、混合量等については、目的や用途に応じて適宜選択することができる。また、拡散部材、フィラー、顔料等も混合させることができる。このとき、液状樹脂の組成や粘度を調整して、含有物が均一に分布されたまま硬化させることもできるし、あるいは、沈降させて硬化させることもできる。例えば、図6に示す発光装置600は、蛍光部材を含有する液状樹脂607を注入後、基板を下側にして蛍光部材を沈降させた後に硬化させることで得ることができる。これにより、半導体発光素子からの光を蛍光部材で効率よく変換することが可能となる。また、図7に示す発光装置700は、蛍光部材を含有する液状樹脂707を注入後、封止型を下側にして蛍光部材を沈降させた後に硬化させることで得ることができる。これにより、劣化しやすい組成を有する蛍光部材を用いる場合などに、半導体発光素子から離間する位置に蛍光部材を配することができるため、劣化を抑制し、色調や出力の経時変化を抑制することができる。
(第4の工程)
第4の工程は、封止型と基板とが接合された状態で切断する。切断には、ダイシング、レーザー、ブレイクなどの工法を用いる。このようにすることで、封止型から取り外す際の変形や破損などの問題が生じることなく、所望の形状の発光装置とすることができる。例えば、図1Eに示すように、基板102上に設けられた半導体発光素子104を、それぞれ分離するように図1E中の破線部分で切断することで、図1Fに示すような発光装置100Bを得ることができる。このような方法を用いることで、各発光装置の幅を極めて細くすることができる。しかも、封止型から取り出す際に、光学特性を左右する封止型及び液状樹脂の変形や破損を抑制することができるので、歩留まりよく所望の発光装置を得ることができる。
第4の工程は、封止型と基板とが接合された状態で切断する。切断には、ダイシング、レーザー、ブレイクなどの工法を用いる。このようにすることで、封止型から取り外す際の変形や破損などの問題が生じることなく、所望の形状の発光装置とすることができる。例えば、図1Eに示すように、基板102上に設けられた半導体発光素子104を、それぞれ分離するように図1E中の破線部分で切断することで、図1Fに示すような発光装置100Bを得ることができる。このような方法を用いることで、各発光装置の幅を極めて細くすることができる。しかも、封止型から取り出す際に、光学特性を左右する封止型及び液状樹脂の変形や破損を抑制することができるので、歩留まりよく所望の発光装置を得ることができる。
また、このような小型の発光装置だけでなく、図1Cに示すような、複数の半導体発光装置が搭載されている面状あるいは線状の発光装置100Aを得ることもできる。この場合、切断されるのは液状樹脂注入時に用いるカバー部材や、その接続領域である。液状樹脂を用いるため、その漏れ防止のためのカバー部材などを用いる必要があるが、その部分だけを切断してしまうことで、容易に面状あるいは線状の発光装置とすることができる。
次に、各部材について詳説する。
(基板)
基板は、表面に導電性部材が配置されており、この導電性部材は、図1Gに示すように、内部に貫通孔108を有し、この貫通孔を介して基板の裏面側まで延設されている。そして、この裏面に形成されている導電性部材を回路基板等外部電極と接合させることで導通を図る。図1Gでは、基板の内部に貫通孔を設けて、その部分で基板の表面と裏面とを導通させているが、この貫通孔108は、基板内部に限らず、切断後に露出される位置に設けることもでき、あるいは、基板側面102bに形成されて、基板上面から裏面までを覆うように設けることもできる。
基板は、表面に導電性部材が配置されており、この導電性部材は、図1Gに示すように、内部に貫通孔108を有し、この貫通孔を介して基板の裏面側まで延設されている。そして、この裏面に形成されている導電性部材を回路基板等外部電極と接合させることで導通を図る。図1Gでは、基板の内部に貫通孔を設けて、その部分で基板の表面と裏面とを導通させているが、この貫通孔108は、基板内部に限らず、切断後に露出される位置に設けることもでき、あるいは、基板側面102bに形成されて、基板上面から裏面までを覆うように設けることもできる。
また、基板の形状は、図1Aに示すような平板状で略矩形の形状ほか、その平板に半導体発光素子が載置可能な凹部を有する形状、さらには、接合部材を設ける位置に段差を設ける形状(例えば図2)、封止型に設けた突出部または孔と嵌合するような孔または突出部を設けることもできる。さらには、これらを組み合わせたような形状とすることができる。
基板の材料としては、後に切断可能な部材であればよく、具体的には、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス、フッ素系樹脂、変性エポキシ、フェノール樹脂、シリコーン樹脂など、強度が有り、しかも、比較的切断しやすい部材を用いるのが好ましい。特に、セラミックスを材料とすることにより、耐熱性の高い支持体とすることができる。
セラミックスは、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、炭化ケイ素あるいは窒化ケイ素などが好ましい。特に、原料粉末の90〜96重量%がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が4〜10重量%添加され1500から1700℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや原料粉末の40〜60重量%がアルミナで焼結助剤として60〜40重量%の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され800〜1200℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板などが挙げられる。
セラミックスの粉体と、バインダー樹脂を混合して得られる材料をシート状に成型して得られるセラミックスグリーンシートを積層させて焼成することにより、板状の支持体とすることができる。あるいは、セラミックスグリーンシートに種々の大きさのスルーホールを形成して積層することにより、凹部を有する支持体とすることができる。このような支持体に配される第一の金属の下地層は、未焼成のセラミックスグリーンシートの段階で、タングステン、モリブデンのような高融点金属の微粒子を含む導体ペーストを所定のパターンに塗布したものを焼成することにより得ることができる。さらに、セラミックスグリーンシートを焼成した後、予め形成させておいた下地層に、ニッケル、金あるいは銀を順に鍍金して凹部の側面に配される金属層や導体配線とすることができる。なお、セラミックスを材料とする支持体は、上述のように、導電性部材と絶縁部を一体的に形成する他、予め焼成されたセラミックスの板材に、導体配線を配置することにより形成することもできる。
(封止型)
封止型は、基板上に配される半導体発光素子や、導電性ワイヤ、さらには、保護素子やサブマウントなど、基板上に搭載される電子部品と離間するような内壁を有する形状とする。例えば、図1Gに示すように、平坦部101aと凸状部101bとからなるような封止型とすることができる。また、これに限らず、種々の形状とすることができる。例えば、封止型の内壁については、図3に示すような形状とすることができる。すなわち、封止型301の内壁のうち、矢印で示す部分の内壁301aを傾斜させることができる。このような発光装置300は、封止型301と基板302との接合面積が大きくなるため、接合部材305の配置面積を広くすることができる。これにより、基板302と封止型301との密着性を向上させることが可能となる。さらに、図3に示すように、内壁301aが上方に向くように傾斜させていることで、半導体発光素子からの光を上方に反射させやすくすることができ、出力を向上させるなどの効果も得ることができる。また、図5に示すように、全体として凸形状となるような内壁501cを有する発光装置500とすることもできる。
封止型は、基板上に配される半導体発光素子や、導電性ワイヤ、さらには、保護素子やサブマウントなど、基板上に搭載される電子部品と離間するような内壁を有する形状とする。例えば、図1Gに示すように、平坦部101aと凸状部101bとからなるような封止型とすることができる。また、これに限らず、種々の形状とすることができる。例えば、封止型の内壁については、図3に示すような形状とすることができる。すなわち、封止型301の内壁のうち、矢印で示す部分の内壁301aを傾斜させることができる。このような発光装置300は、封止型301と基板302との接合面積が大きくなるため、接合部材305の配置面積を広くすることができる。これにより、基板302と封止型301との密着性を向上させることが可能となる。さらに、図3に示すように、内壁301aが上方に向くように傾斜させていることで、半導体発光素子からの光を上方に反射させやすくすることができ、出力を向上させるなどの効果も得ることができる。また、図5に示すように、全体として凸形状となるような内壁501cを有する発光装置500とすることもできる。
また、上記のような内壁のほか、外壁についても種々n形状とすることができる。例えば、図4に示す発光装置400のように、外壁401d全体が凸状となるような形状とすることもできる。あるいは、図5に示す発光装置500のように、平坦な面のみからなる外壁501dとすることもできる。
以上のような封止型は、内壁形状と外壁形状を、図1Gのように、それぞれ略相似形状とすることもできるし、図3、図4、図5にそれぞれ示すように、内壁と外壁とを異なる形状とすることができる。これらは、目的や用途に応じて選択することができ、配光特性などを調整することができる。
封止型の材料としては、半導体発光素子からの光が透過可能な透光性樹脂を含有するのが好ましい。また、後で切断可能な部材が好ましい。具体的な材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性の樹脂、あるいは、アクリル樹脂などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。 また、封止型には、後述の液状樹脂と同様に、蛍光部材や拡散部材、フィラー、顔料などを含有させてもよい。
(導電性部材)
基板上には、導電性部材が設けられ、電極パターンを形成している。電極パターンは、載置される半導体発光素子の種類(素子基板が導電性または絶縁性)、個数などによって種々選択することができる。図1Aでは、後で切断する領域を他の部分よりも幅の狭い領域としている。このようにすることで、切断しやすくすることができる。また、接合部材から離間する位置に設けるのが好ましく、これにより、封止型と基板との接合強度を高くすることができる。特に、導電性部材として金属を用いる場合、樹脂との密着性が低い場合があるため、接合領域から離間させておくことで剥離などの問題を回避することが可能となる。
基板上には、導電性部材が設けられ、電極パターンを形成している。電極パターンは、載置される半導体発光素子の種類(素子基板が導電性または絶縁性)、個数などによって種々選択することができる。図1Aでは、後で切断する領域を他の部分よりも幅の狭い領域としている。このようにすることで、切断しやすくすることができる。また、接合部材から離間する位置に設けるのが好ましく、これにより、封止型と基板との接合強度を高くすることができる。特に、導電性部材として金属を用いる場合、樹脂との密着性が低い場合があるため、接合領域から離間させておくことで剥離などの問題を回避することが可能となる。
導電性部材の組成としては、導電性に優れ、かつ、半導体発光素子からの光や蛍光部材からの光を吸収しにくいものが好ましく、具体的にはCu/Ni/Ag、Cu/Ni/Au、Cu/Ni/Rh、W/Ni/Ag、W,Ni/Rhなどが好ましい。これらのうち、光を吸収しやすいものは、表面に光を反射しやすい部材を設けるなど積層構造とするのが好ましい。例えば、タングステンからなる導電性部材上に、銀をめっきするなどの積層構造とするのが好ましい。
(接合部材)
接合部材は、基板と封止型とを接合させるためのもので、液状あるいはシート状のものを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ブタジエンゴム、変性エポキシ、変性シリコーンなどを用いることができる。これらを所定の領域に配置させて基板と封止型とを接合させる。この接合領域とほぼ同じ大きさまたはそれよりも大きい面積で設けるのが好ましく、これにより、液状樹脂が漏れるのを抑制するとともに、密着性を向上させることができる。接合部材の厚さは、接合強度が確保できればよく、薄い方が好ましい。
接合部材は、基板と封止型とを接合させるためのもので、液状あるいはシート状のものを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ブタジエンゴム、変性エポキシ、変性シリコーンなどを用いることができる。これらを所定の領域に配置させて基板と封止型とを接合させる。この接合領域とほぼ同じ大きさまたはそれよりも大きい面積で設けるのが好ましく、これにより、液状樹脂が漏れるのを抑制するとともに、密着性を向上させることができる。接合部材の厚さは、接合強度が確保できればよく、薄い方が好ましい。
(液状樹脂)
液状樹脂は、注入時に液状である樹脂であり、注入後に硬化される。液状樹脂の材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ、変性シリコーンなどを用いることができる。封止型に用いられる樹脂よりも屈折率が低い樹脂とすることで、光の外部への取り出し効率を向上させることができる。また、同程度の屈折率とすることで、内部樹脂での集光効果を使用することができる。
液状樹脂は、注入時に液状である樹脂であり、注入後に硬化される。液状樹脂の材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ、変性シリコーンなどを用いることができる。封止型に用いられる樹脂よりも屈折率が低い樹脂とすることで、光の外部への取り出し効率を向上させることができる。また、同程度の屈折率とすることで、内部樹脂での集光効果を使用することができる。
この液状樹脂中には、蛍光物質や、拡散剤、顔料などを含有させることができる。含有量などについては、目的や用途に応じて種々選択することができる。
(半導体発光素子)
半導体発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAs、InPなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
半導体発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAs、InPなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。さらには、半導体発光素子とともに、受光素子、およびそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子(例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー)、あるいはそれらを組み合わせたものを搭載することができる。
(導電性ワイヤ)
半導体発光素子の電極と、基板の導電性部材とを接続する導電性ワイヤは、導電性部材とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては0.01cal/(s)(cm2)(℃/cm)以上が好ましく、より好ましくは0.5cal/(s)(cm2)(℃/cm)以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ10μm以上、Φ45μm以下である。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。このような導電性ワイヤは、導体配線に形成させたワイヤーボンディング領域と、半導体素子の電極と、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。
半導体発光素子の電極と、基板の導電性部材とを接続する導電性ワイヤは、導電性部材とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては0.01cal/(s)(cm2)(℃/cm)以上が好ましく、より好ましくは0.5cal/(s)(cm2)(℃/cm)以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ10μm以上、Φ45μm以下である。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。このような導電性ワイヤは、導体配線に形成させたワイヤーボンディング領域と、半導体素子の電極と、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。
(蛍光部材)
蛍光部材は、半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光物質を含有する部材である。特に、半導体発光素子からの光を、より長波長に変換させるものの方が効率がよい。半導体発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるYAG:Ceが好適に用いられる。特に、YAG:Ce蛍光体は、その含有量によって半導体発光素子からの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを、比較的簡単に形成することができる。
蛍光部材は、半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光物質を含有する部材である。特に、半導体発光素子からの光を、より長波長に変換させるものの方が効率がよい。半導体発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるYAG:Ceが好適に用いられる。特に、YAG:Ce蛍光体は、その含有量によって半導体発光素子からの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを、比較的簡単に形成することができる。
本発明は、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源などに利用できる。
100A、100B、200、300、400、500、600、700・・・発光装置
101、201、301、401、501・・・封止型
101a・・・封止型の平坦部
101b・・・封止型の凸状部
101c、301c、501c・・・封止型の内壁
401d、501d・・・封止型の外壁
102、202、302・・・基板
102a・・・基板の側面
102b・・・基板の側面
102c・・・基板の延在部
103・・・導電性部材
104・・・半導体発光素子
105、205、305・・・接合部材
106・・・導電性ワイヤ
107、607、707・・・液状樹脂
607a、707a・・・液状樹脂中の蛍光部材が高濃度の領域
108・・・貫通孔
109a、109b・・・カバー部材
101、201、301、401、501・・・封止型
101a・・・封止型の平坦部
101b・・・封止型の凸状部
101c、301c、501c・・・封止型の内壁
401d、501d・・・封止型の外壁
102、202、302・・・基板
102a・・・基板の側面
102b・・・基板の側面
102c・・・基板の延在部
103・・・導電性部材
104・・・半導体発光素子
105、205、305・・・接合部材
106・・・導電性ワイヤ
107、607、707・・・液状樹脂
607a、707a・・・液状樹脂中の蛍光部材が高濃度の領域
108・・・貫通孔
109a、109b・・・カバー部材
Claims (4)
- 表面に導電性部材が配された基板上に半導体発光素子を載置する第1の工程、
前記基板上の前記半導体発光素子から離間する領域に、前記半導体発光素子から離間する内壁を有する透光性樹脂を含む封止型を接合する第2の工程、
前記封止型内に、液状樹脂を注入し、硬化させる第3の工程、
前記封止型と前記基板とが接合された状態で切断する第4の工程、
を具備することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記第3の工程は、前記液状樹脂中に、前記半導体発光素子からの光を吸収し、その光と異なる波長の光を放出可能な蛍光部材を含有させる工程を含む請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 前記第3の工程は、前記蛍光部材を沈降させた後に硬化させる工程を含む請求項2記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2の工程は、前記半導体発光素子からの光および/または前記蛍光部材からの光を反射可能な接合部材を用いる請求項1乃至請求項3記載の発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006139739A JP2007311588A (ja) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | 発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=38844163
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101064076B1 (ko) * | 2010-04-01 | 2011-09-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치 |
CN103367616A (zh) * | 2012-04-06 | 2013-10-23 | 杭州华普永明光电股份有限公司 | 一种cob封装的led模块及其制造工艺 |
JP2016029739A (ja) * | 2010-09-06 | 2016-03-03 | ヘレーウス ノーブルライト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングHeraeus Noblelight GmbH | オプトエレクトロニクスチップオンボードモジュール用のコーティング法 |
US10641442B2 (en) | 2016-02-17 | 2020-05-05 | Lg Innotek Co., Ltd. | Optical lens, and light unit and lighting device having same |
-
2006
- 2006-05-19 JP JP2006139739A patent/JP2007311588A/ja active Pending
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KR101064076B1 (ko) * | 2010-04-01 | 2011-09-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치 |
EP2378324A3 (en) * | 2010-04-01 | 2012-09-05 | LG Innotek Co., Ltd | Light unit and display apparatus having the same |
US9645299B2 (en) | 2010-04-01 | 2017-05-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light unit and display apparatus having the same |
JP2016029739A (ja) * | 2010-09-06 | 2016-03-03 | ヘレーウス ノーブルライト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングHeraeus Noblelight GmbH | オプトエレクトロニクスチップオンボードモジュール用のコーティング法 |
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