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技術 基板及び発光装置、並びに発光装置の製造方法

出願人 日亜化学工業株式会社
発明者 細谷拓司
出願日 2015年9月30日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2015-193718
公開日 2017年4月6日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-069401
状態 特許登録済
技術分野 バンプ電極 LED素子のパッケージ 半導体または固体装置のマウント
主要キーワード 配置予定領域 各位置決め部材 略正六角形 層バンプ 照明用装置 次実装基板 各実装基板 仮硬化状態
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

安価に製造可能で発光素子実装性の良好な発光装置の製造方法を提供する。

解決手段

発光装置100を製造する方法は、第3電極金属部材)123を持つ実装基板基板)1上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に位置決め部材(第2金属)13を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された位置決め部材13の間であって、第3電極123上に接合部材(第1金属)3を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された位置決め部材13の間であって、接合部材3上に発光素子2を配置する工程と、接合部材3を加熱溶融し、発光素子2を実装基板1に接合する工程と、を有する。

概要

背景

LED(発光ダイオード)などの発光素子実装基板実装するには、半田熱硬化性樹脂などの接合部材が用いられる。このとき、発光素子は、半田ペーストや熱硬化性樹脂を介して実装基板の所定位置に配置された後、リフロー炉などで加熱することで実装基板と接合される。接合部材として半田を用いる場合は、加熱処理により半田が溶融して液状となるため、その後に半田が固化するまでの間に発光素子が位置ずれするおそれがある。また、接合部材として熱硬化性樹脂を用いる場合は、加熱処理の初期段階で熱硬化性樹脂が溶融して液状となるため、更なる加熱処理で熱硬化性樹脂が硬化するまでの間に発光素子が位置ずれするおそれがある。そこで、発光素子などの半導体素子の実装位置を安定させるために、以下のような手法が採用されている。

例えば、第1の手法として、半導体素子と実装基板とを半田ペーストを用いて接合する場合において、実装基板側に切り欠きなどを形成することで、リフロー時に半田が濡れ拡がる箇所を制限し、セルフアライメント効果によって半導体素子の実装位置を安定させる手法がある。
また、第2の手法として、実装基板の実装面に、半導体素子の接続用パッドに加えて、半導体素子の周囲にパッドを有する配線パターンを設けておき、半導体素子の周囲のパッド上に半田バンプを形成し、半導体素子をフリップチップ実装する際の位置決めに利用する手法がある(特許文献1参照)。
また、第3の手法として、実装基板の実装面に、フォトリソグラフィ法によって感光性樹脂を用いて半導体素子の周囲に突起を形成し、半導体素子をフリップチップ実装する際の位置決めに利用する手法がある(特許文献1参照)。

概要

安価に製造可能で発光素子の実装性の良好な発光装置の製造方法を提供する。発光装置100を製造する方法は、第3電極金属部材)123を持つ実装基板(基板)1上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に位置決め部材(第2金属)13を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された位置決め部材13の間であって、第3電極123上に接合部材(第1金属)3を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された位置決め部材13の間であって、接合部材3上に発光素子2を配置する工程と、接合部材3を加熱溶融し、発光素子2を実装基板1に接合する工程と、を有する。B

目的

本開示に係る実施形態は、安価に製造可能で発光素子の実装性の良好な基板及びそれを用いた発光装置、並びに発光装置の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

金属部材を持つ基板上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に第2金属を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2金属の間であって、前記金属部材上に第1金属を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2金属の間であって、前記第1金属上に発光素子を配置する工程と、前記第1金属を加熱溶融し、前記発光素子を前記基板に接合する工程と、を有する発光装置の製造方法。

請求項2

前記第2金属の融点は、前記第1金属の融点よりも高い請求項1に記載の発光装置の製造方法。

請求項3

前記発光素子を前記基板に接合する工程は、前記第1金属の融点以上であり、かつ、前記第2金属の融点未満の温度まで、前記第1金属を加熱する工程を含む請求項1又は請求項2に記載の発光装置の製造方法。

請求項4

前記第2金属を配置する工程は、前記金属部材に金属ワイヤボールボンディングする工程を含む請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。

請求項5

基板上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に第2熱硬化性樹脂を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2熱硬化性樹脂の間であって、前記基板上に第1熱硬化性樹脂を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2熱硬化性樹脂の間であって、前記第1熱硬化性樹脂上に発光素子を配置する工程と、前記第1熱硬化性樹脂を加熱硬化し、前記発光素子を前記基板に接合する工程と、を有する発光装置の製造方法。

請求項6

前記第2熱硬化性樹脂を前記基板に配置する工程は、前記第2熱硬化性樹脂を加熱硬化する工程を含む請求項5に記載の発光装置の製造方法。

請求項7

金属部材を持つ基板と、前記金属部材上に配置される、平面視において多角形の発光素子と、前記金属部材と前記発光素子との間に配置され、前記金属部材と前記発光素子とを接合する第1金属と、平面視において、前記発光素子の周囲の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、前記第1金属の融点よりも高い融点を持つ第2金属と、を有し、前記第2金属の少なくとも1つが、前記発光素子の側面との最短距離が100μm以内で前記発光素子の側面から離間している、又は、前記第2金属の少なくとも1つが、前記発光素子の側面と接触している発光装置。

請求項8

平面視において、前記発光素子は四角形であり、前記第2金属は、前記四角形の4辺の内、少なくとも2辺に沿って設けられている請求項7に記載の発光装置。

請求項9

平面視において、前記発光素子は四角形であり、前記第2金属は、前記四角形の4辺の内、少なくとも3辺に沿って設けられている請求項7に記載の発光装置。

請求項10

平面視において、前記発光素子は四角形であり、前記第2金属は、前記四角形の4辺全てに沿って設けられている請求項7に記載の発光装置。

請求項11

平面視において、前記発光素子は六角形であり、前記第2金属は、前記六角形の一つの辺と、その一つの辺と隣り合う辺以外の2つの辺のそれぞれと、に沿って設けられている請求項7に記載の発光装置。

請求項12

前記第2金属は、前記多角形の少なくとも互いに向かい合う一対の辺のそれぞれに沿って設けられている請求項7に記載の発光装置。

請求項13

前記発光素子は、樹脂パッケージセラミックスパッケージ、若しくは、サブマウント基板の何れかに発光素子チップが配置されているもの、又は、発光素子チップ自体である請求項7乃至請求項12の何れか一項に記載の発光装置。

請求項14

前記第1金属は、150℃〜280℃で溶融する半田である請求項7乃至請求項13の何れか一項に記載の発光装置。

請求項15

前記第1金属は、Au,Ag,Cu,Sn,Bi,Znから選択される少なくとも1種、又は、それらの合金である請求項7乃至請求項14の何れか一項に記載の発光装置。

請求項16

前記第2金属は、300℃以上で溶融する半田である請求項7乃至請求項15の何れか一項に記載の発光装置。

請求項17

前記第2金属は、Au,Ag,Cu,Alから選択される少なくとも1種、又は、それらの合金である請求項7乃至請求項16の何れか一項に記載の発光装置。

請求項18

前記第2金属は、台座部と突起部とを持つ請求項7乃至請求項17の何れか一項に記載の発光装置。

請求項19

前記発光素子は、前記台座部上に配置され、平面視において、少なくとも2つの前記第2金属の前記突起部の間に前記発光素子が配置されている請求項18に記載の発光装置。

請求項20

平面視において多角形の発光素子が配置される領域に金属部材を持つ基板であって、平面視において、前記発光素子が配置される領域の周囲の、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、台座部と突起部とを持つ第2金属を有する基板。

請求項21

基板と、前記基板上に配置される、平面視において多角形の発光素子と、前記基板と前記発光素子との間に配置され、前記基板と前記発光素子とを接合する第1熱硬化性樹脂と、平面視において、前記発光素子の周囲であって、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられる第2熱硬化性樹脂と、前記発光素子を覆う透光性部材と、を有し、前記第2熱硬化性樹脂の少なくとも1つが、前記発光素子の側面との最短距離が100μm以内で前記発光素子の側面から離間している、又は、前記第2熱硬化性樹脂の少なくとも1つが、前記発光素子の側面と接触している発光装置。

請求項22

前記第2熱硬化性樹脂は、前記発光素子の上面と接触していない請求項21に記載の発光装置。

請求項23

平面視において多角形の発光素子が配置される領域を持つ基板であって、平面視において、前記発光素子が配置される領域の周囲の、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、台座部と突起部とを持つ第2熱硬化性樹脂を有する基板。

技術分野

0001

本開示は、基板及び発光装置、並びに発光装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

LED(発光ダイオード)などの発光素子実装基板実装するには、半田熱硬化性樹脂などの接合部材が用いられる。このとき、発光素子は、半田ペーストや熱硬化性樹脂を介して実装基板の所定位置に配置された後、リフロー炉などで加熱することで実装基板と接合される。接合部材として半田を用いる場合は、加熱処理により半田が溶融して液状となるため、その後に半田が固化するまでの間に発光素子が位置ずれするおそれがある。また、接合部材として熱硬化性樹脂を用いる場合は、加熱処理の初期段階で熱硬化性樹脂が溶融して液状となるため、更なる加熱処理で熱硬化性樹脂が硬化するまでの間に発光素子が位置ずれするおそれがある。そこで、発光素子などの半導体素子の実装位置を安定させるために、以下のような手法が採用されている。

0003

例えば、第1の手法として、半導体素子と実装基板とを半田ペーストを用いて接合する場合において、実装基板側に切り欠きなどを形成することで、リフロー時に半田が濡れ拡がる箇所を制限し、セルフアライメント効果によって半導体素子の実装位置を安定させる手法がある。
また、第2の手法として、実装基板の実装面に、半導体素子の接続用パッドに加えて、半導体素子の周囲にパッドを有する配線パターンを設けておき、半導体素子の周囲のパッド上に半田バンプを形成し、半導体素子をフリップチップ実装する際の位置決めに利用する手法がある(特許文献1参照)。
また、第3の手法として、実装基板の実装面に、フォトリソグラフィ法によって感光性樹脂を用いて半導体素子の周囲に突起を形成し、半導体素子をフリップチップ実装する際の位置決めに利用する手法がある(特許文献1参照)。

先行技術

0004

特許第3521341号公報

発明が解決しようとする課題

0005

第1の手法では、実装する半導体素子の形状に対応した切り欠きを有する専用の実装基板が必要となるため、実装基板を共通化できず、高コストとなる。また、セルフアライメント効果が不十分で半導体素子の実装位置を安定することが十分でないこともある。更に、実装基板に設けられた切り欠き部からの応力集中によって、半導体素子が損傷するおそれがある。

0006

第2の手法では、メタルマスクを使用して実装基板に半田ペーストを塗布する必要があるが、凹凸形状を有する実装基板には、メタルマスクを配置することが困難であるため、適用できる実装基板の形状が制限される。また、実装基板の半田バンプを形成する領域に、導電性のパッドを有する配線パターンを設ける必要があり、半導体素子の形状が異なるごとに専用の実装基板が必要となる。このため、実装基板が共通化できず、高コストとなる。
また、半田ペーストを塗布後に半田バンプを形成するときと、半導体素子をフリップチップ実装するときとの、二回のリフローが必要なため、実装基板にかかる熱負荷が大きくなる。更にまた、半導体素子を実装するためのリフロー時には、接合用の半田バンプだけでなく、位置決め用の半田バンプも溶融するため、セルフアライメント効果を利用できる配線パターンを有する実装基板でないと、半導体素子が位置ずれするおそれがある。

0007

第3の手法では、フォトリソグラフィ法で半導体素子の位置決め用突起を形成する際に、露光マスクを用いて感光性樹脂層露光する必要がある。このため、第2の手法と同様に、凹凸形状を有する実装基板には、露光マスクを配置することが困難であり、適用できる実装基板の形状が制限される。また、半導体素子の形状に合わせて露光マスクを作成する必要があるため、高コストとなる。

0008

本開示に係る実施形態は、安価に製造可能で発光素子の実装性の良好な基板及びそれを用いた発光装置、並びに発光装置の製造方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0009

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、金属部材を持つ基板上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に第2金属を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2金属の間であって、前記金属部材上に第1金属を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2金属の間であって、前記第1金属上に発光素子を配置する工程と、前記第1金属を加熱溶融し、前記発光素子を前記基板に接合する工程と、を有する。

0010

本開示の他の実施形態に係る発光装置の製造方法は、基板上に、所定の間隔を空けて少なくとも2箇所に第2熱硬化性樹脂を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2熱硬化性樹脂の間であって、前記基板上に第1熱硬化性樹脂を配置する工程と、少なくとも2箇所に配置された前記第2熱硬化性樹脂の間であって、前記第1熱硬化性樹脂上に発光素子を配置する工程と、前記第1熱硬化性樹脂を加熱硬化し、前記発光素子を前記基板に接合する工程と、を有する。

0011

本開示の実施形態に係る発光装置は、金属部材を持つ基板と、前記金属部材上に配置される、平面視において多角形の発光素子と、前記金属部材と前記発光素子との間に配置され、前記金属部材と前記発光素子とを接合する第1金属と、平面視において、前記発光素子の周囲の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、前記第1金属の融点よりも高い融点を持つ第2金属と、を有し、前記第2金属の少なくとも1つが、前記発光素子の側面との最短距離が100μm以内で前記発光素子の側面から離間している、又は、前記第2金属の少なくとも1つが、前記発光素子の側面と接触している。

0012

本開示の実施形態に係る基板は、平面視において多角形の発光素子が配置される領域に金属部材を持つ基板であって、平面視において、前記発光素子が配置される領域の周囲の、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、台座部と突起部とを持つ第2金属を有する。

0013

本開示の他の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置される、平面視において多角形の発光素子と、前記基板と前記発光素子との間に配置され、前記基板と前記発光素子とを接合する第1熱硬化性樹脂と、平面視において、前記発光素子の周囲であって、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられる第2熱硬化性樹脂と、前記発光素子を覆う透光性部材と、を有し、前記第2熱硬化性樹脂の少なくとも1つが、前記発光素子の側面との最短距離が100μm以内で前記発光素子の側面から離間している、又は、前記第2熱硬化性樹脂の少なくとも1つが、前記発光素子の側面と接触している。

0014

本開示の他の実施形態に係る基板は、平面視において多角形の発光素子が配置される領域を持つ基板であって、平面視において、前記発光素子が配置される領域の周囲の、前記多角形の少なくとも2辺に沿って、それぞれの辺ごとに1箇所以上設けられ、台座部と突起部とを持つ第2熱硬化性樹脂を有する。

発明の効果

0015

本開示の実施形態に係る基板及び発光装置、並びに発光装置の製造方法によれば、実装性の良好な基板を安価に製造でき、また、発光素子が良好に位置決めされた発光装置を安価に製造することができる。

図面の簡単な説明

0016

第1実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。
第1実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図1AのIB−IB線における断面を示す。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における共通実装基板準備工程を示す平面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における共通実装基板準備工程を示す断面図であり、図3AのIIIB−IIIB線における断面を示す。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程を示す平面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程を示す断面図であり、図4AのIVB−IVB線における断面を示す。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、金属ボールを形成する工程を示す断面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、台座部を形成する工程を示す断面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、突起部を形成する工程を示す断面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合部材配置工程を示す平面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合部材配置工程を示す断面図であり、図6AのVIB−VIB線における断面を示す。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子配置工程を示す平面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子配置工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線における断面を示す。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合工程を示す断面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における配線工程を示す断面図である。
第1実施形態に係る発光装置の製造方法における透光性部材形成工程を示す断面図である。
第1実施形態における位置決め部材の形状の変形例を示す断面図である。
第1実施形態における位置決め部材の形状の変形例を示す断面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。
第2実施形態に係る発光装置において、発光素子の位置決め及び接合を説明するための断面図である。
第2実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、台座部を形成する工程を示す断面図である。
第2実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、突起部を形成する工程を示す断面図である。

実施例

0017

以下、実施形態に係る基板及び発光装置、並びに発光装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として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こととする。

0018

<第1実施形態>
[発光装置の構成]
第1実施形態に係る発光装置の構成について、図1A及び図1Bを参照して説明する。
図1Aは、第1実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図1Bは、第1実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図1AのIB−IB線における断面を示す。なお、図1Aにおいて、透光性部材の下方に配置される部材は、当該透光性部材を透視して記載している。また、図1Bにおいて、位置決め部材の近傍の一部(円形破線で囲んだ領域)を拡大して示している。

0019

第1実施形態に係る発光装置100は、全体の形状が略直方体であって、上面に開口する凹部2aを有するカップ状に形成された実装基板1と、凹部1a内に配置された発光素子2と、発光素子2を被覆する透光性部材5と、を主として備えて構成されている。発光素子2は、凹部1aの底面に設けられた複数の位置決め部材13によって位置決めされ、接合部材3を用いて実装基板1と接合されているとともに、ワイヤ4によって実装基板1と電気的に接続されている。

0020

実装基板(基板)1は、支持部材11と、第1電極121、第2電極122及び第3電極123からなる電極12と、位置決め部材13とを備えて構成されている。
支持部材11は、電極12の3つの部材である第1電極121、第2電極122及び第3電極123を所定の配置で支持する部材である。支持部材11は、絶縁性樹脂材料を用いて形成することができる。
凹部1aは、内側面が支持部材11で構成され、底面が第1電極121、第2電極122及び第3電極123、並びに支持部材11で構成されている。

0021

支持部材11に用いられる樹脂材料としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂液晶ポリマーポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂変性エポキシ樹脂シリコーン樹脂変性シリコーン樹脂などを用いることができる。

0022

支持部材11の凹部1aの内面において光を効率よく反射するために、支持部材11に光反射性物質粒子を含有させてもよい。光反射性物質は、例えば、酸化チタンガラスフィラーシリカアルミナ酸化亜鉛などの白色フィラーなどの、樹脂材料に含有されたときに表面での光反射性の高い材料である。
また、発光装置100の見切り性を高めるために、すなわち、凹部1aの開口とそれ以外の領域との輝度コントラストを高めるために、支持部材11に光吸収性物質を含有させてもよい。光吸収性物質としては、カーボンブラックグラファイトなどの黒色顔料を好適に用いることができる。

0023

電極12は、第1電極121、第2電極122及び第3電極123からなり、Cu系合金などの板金打ち抜き加工することで形成することができる。
第1電極121、第2電極122及び第3電極123は、平面視において支持部材11内に配置されたインナー部121a,122a,123aと、支持部材11の側面から突出するアウター部121b,122b,123bとから構成されている。インナー部121a,122a,123aの一部は、凹部1aの底面を構成している。

0024

凹部1aの底面を構成する第1電極121のインナー部121aは、発光素子2の一方の極性の電極とワイヤ4を介して電気的に接続するための領域である。また、アウター部121bは、発光装置100を外部の回路基板と接続するための領域である。同様に、凹部1aの底面を構成する第2電極122のインナー部122aは、発光素子2の他方の極性の電極とワイヤ4を介して電気的に接続するための領域であり、アウター部122bは、発光装置100を外部の回路基板など接続するための領域である。

0025

第3電極123のインナー部123aは、凹部1aの底面の中央部に設けられ、発光素子2を接合(ダイボンド)するための領域として用いられる。
なお、第3電極123は発光素子2と電気的に接続されていないが、アウター部123bを、外部の回路基板やヒートシンクなどと接続することで、第3電極123を発光素子2が発生する熱を外部に伝達する経路とすることができる。
また、第3電極123と発光素子2の電極とを、ワイヤ4又は導電性の接合部材3を介して電気的に接続するようにして、第3電極123は、発光素子2を外部接続するための電極端子として用いてもよい。

0026

第1電極121、第2電極122及び第3電極123は、下面が支持部材11から露出しているが、これらの下面の一部が支持部材11に被覆されるように設けられていてもよい。例えば、インナー部121a,122a,123aの下面の一部に溝や段差を設け、支持部材11との接合力が高くなるように構成してもよい。

0027

なお、実装基板1は、凹部1aを有するものに限らず、平板状の基体上に、発光素子2を接合するための金属部材が設けられた形態であってもよい。基体としては、樹脂板セラミックス板、上面に絶縁層が設けられた金属板など用いることができ、発光素子2を接合するための金属部材や配線パターンは、金属箔貼付したものや、基体の上面にメッキ処理を施すことで形成したものであってもよい。

0028

位置決め部材(第2金属)13は、接合時に加熱溶融される半田などの接合部材3を用いて発光素子2を実装基板1に接合する際に、発光素子2の位置ずれを防止するための部材である。
位置決め部材13は、凹部1aの底面を構成する第3電極123のインナー部123a上に設けられ、平面視において、発光素子2の外周に沿って、複数個(8個)が配置されている。各位置決め部材13は、台座部13aと突起部13bとを有しており、発光素子2は、台座部13a上に載置され、突起部13bによって位置決めされている。
位置決め部材13は、金属ワイヤをインナー部123a上にボールボンディングすることで形成されるボールバンプを用いることができる。なお、位置決め部材13は、金属ワイヤを用いて形成されるが、発光素子2とは電気的に接続されていない。

0029

位置決め部材13の形成に用いられる金属ワイヤの径(ワイヤの太さ)は、特に限定されないが、例えば、25μm〜30μm程度のものを好適に用いることができる。また、金属ワイヤの材料としては、Au,Ag,Cu,Alから選択される少なくとも1種、又は、それらの合金を好適に用いることができる。
また、位置決め部材13は、300℃以上で溶融する半田を用いることもできる。接合部材3よりも融点が高い半田を用いることで、発光素子2の接合時に接合部材3を加熱溶融させても、位置決め部材13は溶融せず、また、比較的低温で位置決め部材13を配置することができる。

0030

台座部13aは、ボールボンディングの際に金属ワイヤの先端に形成される金属ボールに相当し、突起部13bは、当該金属ボールと連続する金属ワイヤに相当する。なお、台座部13aは、金属ボールが上下方向に押し潰されて、上面が平坦円盤状に形成されている。突起部13bである金属ワイヤは、台座部13aの上面から、略垂直に上方向に延伸するように設けられており、その上端が発光素子2の下面よりも高くなるように設けられている。これによって、発光素子2を実装基板1に接合する際に、発光素子2が位置決め部材13を乗り越えないようにすることができる。また、発光素子2の光取り出しに影響しないように、位置決め部材13の上端である突起部13bの上端は、発光素子2の光取り出し面である上面よりも低くなるように設けることが好ましい。

0031

また、位置決め部材13の台座部13a上に発光素子2を載置することで、発光素子2の下面とインナー部123aの上面との距離が台座部13aの厚さによって定められる。このため、発光素子2を接合するために必要な接合部材3の量を、発光素子2の平面視での面積と台座部13aの厚さとの積によって定めることができ、適切な量の接合部材3を安定して供給することが可能となる。これによって、発光素子2とインナー部123aとの接合面積不足したり、発光素子2の側方に接合部材3がはみ出したりすることを抑制することができる。その結果、発光素子2の実装の信頼性を高めることができる。

0032

突起部13bは、発光素子2の側面と接触するように配置されてもよいが、平面視において、複数の位置決め部材13の突起部13bで囲まれた領域が、発光素子2の外形よりも少し広くなるように位置決め部材13を配置することが好ましい。これによって、発光素子2を、位置決め部材13の突起部13bで囲まれた領域内に、容易に載置することができる。

0033

また、位置決め部材13の配置数及び配置位置は、発光素子2の平面視での形状によって適宜に定めることができる。発光素子2の平面視形状が矩形である場合は、矩形の各辺に沿って、辺ごとに1個以上を配置することが好ましく、2個配置することがより好ましい。位置決め部材13の配置の他の例については後記する。
更にまた、位置決め部材13は、台座部13aと突起部13bとを有する構成としたが、突起部13bを有さない構成であってもよい。位置決め部材13の形状の他の例についても後記する。

0034

また、位置決め部材13は、少なくとも一つが、発光素子2の側面との最短距離が100μm以内若しくは原材料として用いる金属ワイヤの径の4倍以内で、より好ましくは50μm以内若しくは前記した金属ワイヤの径の2倍以内で、発光素子2の側面から離間しているか、又は、少なくとも一つが、発光素子2の側面と接触しているように配置されることが好ましい。これによって、発光素子2を良好な精度で位置決めすることができる。

0035

発光素子2は、サブマウント21上に4個のLED(発光ダイオード)チップ22と1個の保護素子23とが搭載されて構成されている。発光素子2は、ワイヤ4を介して第1電極121及び第2電極122と電気的に接続されており、第1電極121及び第2電極122に電源が接続されることで、LEDチップ22が発光するように構成されている。
また、発光素子2は、平面視において矩形形状を有しており、当該矩形形状の各辺に沿って、1辺に2個ずつ配置された位置決め部材13によって位置決めされ、接合部材3によって第3電極123のインナー部123aの上面に接合されている。

0036

サブマウント21は、LEDチップ22を搭載するための1次実装基板であり、樹脂セラミックスなどの平板状の基体上に、LEDチップ22及び保護素子23を実装するための配線パターンが設けられている。また、この配線パターンは、ワイヤ4を介して、第1電極121のインナー部121a及び第2電極122のインナー部122aと電気的に接続されている。また、サブマウント21は、LEDチップ22が発生する熱のヒートシンクとして用いることもできる。

0037

LEDチップ22は、発光ダイオードのベアチップであり、サブマウント21の配線パターンと電気的に接続されている。
ここで用いられるLEDチップ22は、形状や大きさ、半導体材料などが特に限定されるものではない。LEDチップ22の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。近紫外から可視光領域に発光波長を有する、InXAlYGa1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)で表される窒化物半導体からなるLEDチップを好適に用いることができる。
LEDチップ22は、正負の電極が同じ面側に配置されたフェイスアップ実装型やフェイスダウン実装型のものでもよく、正負の電極が互いに異なる面側に配置されたものでもよい。

0038

保護素子23は、LEDチップ22をESD静電放電)から保護するために設けられており、ツェナーダイオードバリスタコンデンサなどを用いることができる。

0039

なお、発光素子2は、LEDチップ22がサブマウント21上に実装された形態に限らず、例えば、単体のLEDチップ22であってもよく、1個のLEDチップ22をパッケージ化したCSP(Chip Scale Package 又は Chip Size Package)であってもよい。
また、発光素子2の平面視形状は矩形に限らず、三角形六角形、その他の多角形、円形、楕円形などであってもよい。また、サブマウント21に搭載されるLEDチップ22の個数は1個以上であればよい。

0040

また、第3電極123のインナー部123a上に配置される発光素子2は、1個に限らず、2個以上であってもよい。2個以上の発光素子2を配置する場合は、各発光素子2に対して、位置決め部材13が設けられることが好ましいが、一部の位置決め部材13を、隣接して配置される発光素子2の位置決めのために共用するようにしてもよい。

0041

接合部材(第1金属)3は、発光素子2を実装基板1の第3電極123のインナー部123aの上面に接合するための部材である。
接合部材3は、加熱処理により溶融し、その後に冷却して固化させることで、発光素子2と実装基板1とを接合する金属が用いられる。
接合部材3は、位置決め部材13よりも融点の低い材料が用いられる。これによって、位置決め部材13が溶融しない加熱温度で、発光素子2を実装基板1に接合させることができる。

0042

接合部材3としては、Au,Ag,Cu,Sn,Bi,Znから選択される少なくとも1種、又は、それらの合金を挙げることができる。接合部材3は、150℃〜280℃で溶融する半田を好適に基いることができる。このような半田としては、例えば、Sn系の鉛フリー半田やAuSn系半田を挙げることができる。

0043

ワイヤ4は、発光素子2の電極と、第1電極121のインナー部121a及び第2電極122のインナー部122aと、を電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤ4としては、前記した位置決め部材13を形成するために用いられる金属ワイヤと同様のものを用いることができる。また、ワイヤ4は、ワイヤボンディング用のボンダーを用いて配線することができる。

0044

透光性部材5は、実装基板1の凹部1a内に実装された発光素子2を被覆するものである。透光性部材5は、発光素子2などを、外力、埃、水分などから保護するとともに、発光素子2などの耐熱性耐候性耐光性を良好なものとするために設けられている。透光性部材5の材質としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などの良好な透光性を有する熱硬化性樹脂や、透光性を有するガラスを挙げることができる。このような材料に加えて、所定の機能を持たせるために、蛍光体波長変換物質)や光反射性物質、光拡散物質、その他のフィラーを含有させるようにしてもよい。
なお、透光性部材5は、凹部1a内全体を充填するように設けられているが、凹部1a内の一部に設けられてもよい。また、透光性部材5は、発光素子2を封止するように設けられることが好ましい。

0045

透光性部材5は、例えば蛍光体の粒子を含有させることで、発光装置100の色調調整を容易にすることができる。なお、蛍光体としては、透光性部材5よりも比重が大きく、発光素子2からの光を吸収し、波長変換するものを用いることができる。蛍光体は、透光性部材5よりも比重が大きいと、蛍光体を沈降させて、発光素子2の表面の近傍に配置することができる。
具体的には、例えば、YAG(Y3Al5O12:Ce)やシリケートなどの黄色蛍光体、あるいは、CASN(CaAlSiN3:Eu)やSCASN((Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、KSF(K2SiF6:Mn)などの赤色蛍光体、を挙げることができる。
透光性部材5に含有させるフィラーとしては、例えば、SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、MgOなどの粒子を好適に用いることができる。また、所望外の波長の光を除去する目的で、例えば、有機無機着色染料着色顔料を含有させるようにしてもよい。

0046

[発光装置の製造方法]
次に、第1実施形態に係る発光装置の製造方法について、図2図10を参照して説明する。
図2は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図3Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における共通実装基板準備工程を示す平面図である。図3Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における共通実装基板準備工程を示す断面図であり、図3AのIIIB−IIIB線における断面を示す。図4Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程を示す平面図である。図4Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程を示す断面図であり、図4AのIVB−IVB線における断面を示す。図5Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、金属ボールを形成する工程を示す断面図である。図5Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、台座部を形成する工程を示す断面図である。図5Cは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、突起部を形成する工程を示す断面図である。図6Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合部材配置工程を示す平面図である。図6Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合部材配置工程を示す断面図であり、図6AのVIB−VIB線における断面を示す。図7Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子配置工程を示す平面図である。図7Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子配置工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線における断面を示す。図8は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における接合工程を示す断面図である。図9は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における配線工程を示す断面図である。図10は、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における透光性部材形成工程を示す断面図である。

0047

本実施形態に係る発光装置の製造方法は、実装基板準備工程S11と、発光素子実装工程S12と、透光性部材形成工程S13と、個片化工程S14と、が含まれている。
なお、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、実装基板準備工程S11から透光性部材形成工程S13までは、複数の実装基板1が、アウター部121b,122b,123bで連結された集合体の状態で用いられ、各実装基板1に対応する発光装置100が製造された後に、個片化工程S14において発光装置100が個片化されるが、1個のみ又は個片化された実装基板1を用いて発光装置100を製造するようにしてもよい。

0048

実装基板準備工程S11は、実装基板1を準備する工程であり、共通実装基板準備工程S111と、位置決め部材配置工程S112とが含まれている。

0049

共通実装基板準備工程S111は、位置決め部材13が設けられていない実装基板1である共通実装基板10を準備する工程である。
共通実装基板10は、凹部1aの底面に露出する第3電極123のインナー部123aの上面よりも小さな発光素子2であれば実装可能なように構成されており、次の位置決め部材配置工程S112において位置決め部材13が配置されることで、個別の発光素子2の形状に対応した実装基板1となる。

0050

共通実装基板10は、板金を打ち抜き加工することで、第1電極121、第2電極122及び第3電極123が形成されたリードフレームを形成し、当該リードフレームを支持部材11の形状に対応したキャビティを有する上下金型で挟み込み、金型のキャビティ内に樹脂を注入して樹脂成形することで形成することができる。
なお、共通実装基板10は、樹脂パッケージであるが、セラミックスの原材料であるグリーンシートを積層して焼成することでセラミックスパッケージを形成するようにしてもよく、セラミックスや樹脂などからなる平板状の基体上に、金属箔の貼付やメッキによって導電膜を形成し、エッチングなどによって配線パターンを形成した基板であってもよい。また、購入することで共通実装基板10を準備するようにしてもよい。

0051

位置決め部材配置工程(第2金属を配置する工程)S112は、凹部1aの底面に露出する第3電極123のインナー部123aの上面に、少なくとも2個の位置決め部材13を、所定の間隔を空けて配置することで、共通実装基板10を個別の発光素子2の実装に対応した実装基板1とする工程である。
位置決め部材13は、発光素子2を位置決めする部位である突起部13bが、発光素子2の配置予定領域123cの周囲を囲むように、複数個が配置される。位置決め部材13は、互いに向かい合う一対の辺のそれぞれに沿って配置することが好ましいが、互いに隣接する2辺のそれぞれに沿って配置するようにしてもよい。位置決め部材13の個数は特に限定されないが、発光素子2の一辺に対し1〜5個程度が好ましく、1〜3個が特に好ましい。位置決め部材13の個数を減らすことで作業効率を向上することができる。

0052

位置決め部材13は、金属ワイヤをボールボンディングすることで形成される金属バンプが用いられる。
まず、ボンダーのキャピラリ600から導出される金属ワイヤ601の先端に、アーク放電を利用して金属ボール602を形成する(図5A参照)。
次に、キャピラリ600を移動して、熱や超音波振動印加することで、金属ボール602を、第3電極123のインナー部123aの上面の所定の位置に接合させる。このとき、キャピラリ600の平坦な先端面600aで金属ボール602を押し潰すことで、上面が平坦な台座部13aが形成される(図5B参照)。
次に、キャピラリ600を上昇させて金属ワイヤ601を引き出し、カッター603を用いて金属ワイヤ601を所定の高さで切断することで、突起部13bを形成する(図5C参照)。但し、カッター603を用いずに、キャピラリ600を上昇させて金属ワイヤ601を引き出し、キャピラリ600を外側方向にスライドさせることで、金属ワイヤ601を切断することもできる。キャピラリ600を外側方向にスライドさせることで、発光素子2の実装の際に金属ワイヤ601が邪魔にならない。
以上の手順によって、位置決め部材13を形成することができる。
同様の手順で、順次に複数箇所に位置決め部材13を形成する。

0053

なお、位置決め部材配置工程S112は、発光素子配置工程S122よりも前に行えばよく、接合部材配置工程S121の後に行うようにしてもよい。

0054

発光素子実装工程S12は、発光素子2を実装基板1に実装する工程であり、接合部材配置工程S121と、発光素子配置工程S122と、接合工程S123と、配線工程S124とが含まれている。

0055

接合部材配置工程(第1金属を配置する工程)S121は、第3電極123のインナー部123aの上面の、少なくとも2箇所に所定の間隔を空けて配置された位置決め部材13の間の領域である発光素子2の配置予定領域123c内に、適量の接合部材3を配置する工程である。接合部材3としては、リフロー法による半田接合に適した半田ペーストを用いることができる。接合部材3の適量は、位置決め部材13の台座部13aの厚さと、発光素子2の平面視での面積との積に基づいて定めることができる。接合部材3が半田ペーストである場合は、例えば、ディスペンサを用いて供給することができる。

0056

発光素子配置工程(発光素子を配置する工程)S122は、発光素子2を、その配置予定領域123cに設けられている接合部材3上に配置する工程である。発光素子2は、コレットなどを用いてピックアップされ、配置予定領域123cに配置される。
このとき、発光素子2は、位置決め部材13の台座部13a上に載置される。このため、接合部材3は、発光素子2によって過剰に押圧されることがないため、ペースト状の接合部材3が、平面視で発光素子2の外側にはみ出すことが抑制される。

0057

接合工程(発光素子を基板に接合する工程)S123は、発光素子2が配置された実装基板1に加熱処理を施すことで、接合部材3である半田を加熱溶融させ、発光素子2を実装基板1に接合する工程である。
加熱処理としては、リフロー炉などの加熱装置610を用いることができる。また、加熱処理における加熱温度は、接合部材3である半田(第1金属)の融点以上であり、位置決め部材13である金属バンプ(第2金属)の融点未満とする。これによって、位置決め部材13が溶融しないため、発光素子2を位置決めしたまま実装基板1に接合することができる。

0058

配線工程S124は、ワイヤ4を用いて、発光素子2と、実装基板1の外部接続用電極である第1電極121及び第2電極122と、を電気的に接続する工程である。ワイヤ4は、ワイヤボンディング用のボンダーを用いて配線することができる。

0059

透光性部材形成工程S13は、凹部1a内に実装された発光素子2を、透光性部材5で被覆する工程である。透光性部材5は、発光素子2に加えて、ワイヤ4及び凹部1aの底面に露出している電極12のインナー部121a,122a,123aも被覆するように形成することが好ましい。
本工程は、凹部1a内に透光性部材5を塗布することで行われる。透光性部材5の塗布方法としては、ポッティング法を好適に用いることができる。液状の樹脂材料などを凹部1a内に充填した後、固化又は硬化させることで透光性部材5を形成することができる。また、凹部1a内に透光性部材5を充填する方法としては、各種の印刷方法樹脂成形方法を用いることもできる。

0060

個片化工程S14は、互いに連結して形成された発光装置100を個片化する工程である。発光装置100の個片化は、複数の実装基板1を連結しているアウター部121b,122b,123bを、カッターなどを用いて切断することで行うことができる。
以上のように各工程を行うことによって、発光装置100を製造することができる。
以上のような構成を採ることで、実装基板を共通化することができ、結果として実装性の良好な基板、及び、発光装置を安価に製造することができる。

0061

<位置決め部材の形状の変形例>
第1実施形態における位置決め部材の形状の変形例について、図11A及び図11Bを参照して説明する。図11A及び図11Bは、それぞれ第1実施形態における位置決め部材の形状の変形例を示す断面図である。

0062

(変形例1−1)
位置決め部材13Aは、金属ボール602を用いて形成される位置決め部材13の台座部13aに相当する部位のみを有し、突起部13bを有さないものである。このため、発光素子2は位置決め部材13A上に載置されず、発光素子2の側面がボール状の位置決め部材13Aの側面によって位置決めされる。

0063

位置決め部材13Aは、前記した位置決め部材13の形成方法において、金属ボール602を第3電極123のインナー部123aの上面に接合した後に、金属ボール602の上端の高さで金属ワイヤ601を切断することで形成することができる。
なお、位置決め部材13Aが接合部材3の膜厚よりも厚くなるように、すなわち、位置決め部材13Aの上端が発光素子2の下面よりも高くなるように、適切な径の金属ワイヤ601を選択することが好ましい。

0064

(変形例1−2)
位置決め部材13Bは、位置決め部材13の台座部13aに相当する金属ボール602を積層することで形成される積層バンプである。位置決め部材13Bは、複数の金属バンプを積層することで、接合部材3の膜厚に対して十分な厚さを有するように形成することができる。
位置決め部材13Bも、位置決め部材13Aと同様に、発光素子2の側面が位置決め部材13Bの側面によって位置決めされる。

0065

(その他の変形例)
なお、位置決め部材13のように、突起部13bを有する構成であっても、発光素子2を台座部13a上に載置せずに、台座部13aの側面で発光素子2を位置決めするようにしてもよい。

0066

<位置決め部材の配置箇所の変形例>
第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例について、図12A図12Fを参照して説明する。図12A図12Fは、それぞれ第1実施形態における位置決め部材の配置箇所の変形例を示す平面図である。なお、図12A図12Fにおいて、位置決め部材13の詳細構造は省略している。
第1実施形態に係る発光装置100において、位置決め部材13の配置箇所は、発光素子2の平面視形状が矩形の場合に、当該矩形の辺ごとに、2個ずつ配置するようにしたが、配置箇所を減らすようにしてもよい。
なお、図12A図12Fにおいて、位置決め部材13は、台座部13aに相当する部位の側面で位置決めするように示しているが、台座部13aと突起部13bとを有し、突起部13bで位置決めするものでもよく、前記した変形例の位置決め部材13Aや位置決め部材13Bであってもよい。

0067

(変形例2−1)
図12Aに示した変形例は、発光素子2の平面視形状が四角形の場合において、当該四辺形の4辺の内、2辺に沿って位置決め部材13を配置している。位置決め部材13は、互いに向かい合う一対の辺のそれぞれに沿って配置することが好ましいが、互いに隣接する2辺のそれぞれに沿って配置するようにしてもよい。互いに向かい合う一対の辺のそれぞれに位置決め部材13を配置して発光素子2を挟み込むことで、当該一対の辺が向かい合う方向と直交する方向についても、発光素子2を移動し難くすることができる。
なお、位置決め部材13は、それぞれの辺ごとに2箇所以上に配置するようにしてもよく、一方の辺に沿って1箇所、他方の辺に沿って2箇所以上に配置するようにしてもよい。

0068

一般的に、平面視での形状が、全ての内角が180°未満である凸形状の多角形(凸多角形)の発光素子2に対して、当該多角形の少なくとも互いに向かい合う一対の辺のそれぞれに沿って位置決め部材13を配置することで、有効に位置決めすることができる。ここで、「互いに向かい合う一対の辺」とは、当該一対の辺が平行に向かい合う場合に限らず、一対の辺の成す角度が90°未満であればよい。

0069

(変形例2−2)
図12Bに示した変形例は、発光素子2の平面視形状が四角形の場合において、当該四辺形の4辺の内、3辺に沿って位置決め部材13を配置している。位置決め部材13を、3辺以上に沿って配置することで、発光素子2をより確実に位置決めすることができる。

0070

(変形例2−3)
図12Cに示した変形例は、発光素子2の平面視形状が四辺形の場合において、当該四辺形の4辺全てに沿って位置決め部材13を配置している。このように、発光素子2の平面視形状が多角形の場合に、当該多角形の辺ごとに、少なくとも1個の位置決め部材13を配置することで、発光素子2をより確実に位置決めすることができる。

0071

(変形例2−4)
図12Dに示した変形例は、発光素子2の平面視形状が矩形の場合において、3辺にそれぞれ1個の位置決め部材13を配置し、1辺に2個の位置決め部材13を配置している。ここで、位置決め部材13と発光素子2の側面との間の隙間が比較的大きく設定される場合は、発光素子2の上面に垂直な軸回りの回転による位置ずれが発生し易くなる。このため、少なくとも一辺について、2個以上の位置決め部材13を配置することで、回転による位置ずれを抑制することができる。
また、発光素子2の平面視形状が、矩形以外の多角形の場合であっても同様に、何れかの1辺について2個以上の位置決め部材13を配置することが好ましい。

0072

(変形例2−5)
図12Eに示した変形例は、発光素子2の平面視形状が矩形の場合において、当該矩形の1辺が、第3電極123の端部の辺に沿って、その近傍に配置され、他の3辺にそれぞれ2個の位置決め部材13を配置している。接合部材3である半田を加熱溶融した際に、第3電極123の端部の辺に沿って配置された発光素子2の辺については、アライメント効果により位置決めされるため、位置決め部材13の配置を省略することができる。また、他の3辺に沿って配置される位置決め部材13は、辺ごとに1個以上であればよい。
また、発光素子2の平面視形状が、矩形以外の多角形の場合であっても同様に、当該多角形の1辺を、第3電極123の端部の辺に沿って配置することで、当該1辺について、位置決め部材13の配置を省略することができる。
なお、発光素子2が接合部材3から受ける応力が大きくならないように、アライメント効果を利用する辺は、1辺とすることが好ましい。

0073

(変形例2−6)
図12Fに示した変形例は、発光素子2の平面視における形状が六角形(略正六角形)であり、位置決め部材13が、当該六角形の6辺の一辺置きに配置されている。言い換えれば、位置決め部材13は、互いに隣り合わない3つの辺のそれぞれに沿って配置されている。このように、発光素子2の平面視形状が五角形以上の多角形の場合は、一部の辺について、位置決め部材13を設けないようにしても、発光素子2を位置決めすることができる。
なお、位置決め部材13は、当該六角形の一つの辺と、その一つの辺と隣り合う辺以外の3辺の内から選ばれる2つの辺のそれぞれと、に沿って設けるようにしてもよい。すなわち、他の3辺から選ばれる2辺同士は、互いに隣接していてもよい。

0074

<第2実施形態>
第2実施形態に係る発光装置について、図13A図13Cを参照して説明する。
図13Aは、第2実施形態に係る発光装置において、発光素子の位置決め及び接合を説明するための断面図である。図13Bは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、台座部を形成する工程を示す断面図である。図13Cは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法における位置決め部材配置工程において、突起部を形成する工程を示す断面図である。

0075

第2実施形態に係る発光装置は、第1実施形態に係る発光装置100において、金属からなる位置決め部材13に代えて、熱硬化性樹脂からなる位置決め部材(第2熱硬化性樹脂)13Cを用い、金属からなる接合部材3に代えて、熱硬化性樹脂からなる接合部材(第1熱硬化性樹脂)3Cを用いるものである。他の構成については、第1実施形態の発光装置100と同様であるから、説明は省略する。

0076

第2実施形態における位置決め部材13Cは、位置決め部材13と同様に、台座部13Caと突起部13Cbとを有するものである。また、発光素子2は、台座部13Ca上に載置され、発光素子2の側面は、突起部13Cbによって位置決めされる。
また、接合部材3Cとして熱硬化性樹脂を用いるため、加熱処理によって、発光素子2を実装基板1に接合させることができる。
熱硬化性樹脂を硬化させるために必要な加熱温度は、一般的なSn系の鉛フリー半田の融点よりも低いため、発光素子2や実装基板1などに過度負荷をかけることなく発光素子2を実装基板1に実装することができる。

0077

第2実施形態に係る発光装置は、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法の位置決め部材配置工程S112において、熱硬化性樹脂を用いて位置決め部材13Cを形成し、接合部材配置工程S121において、接合部材3Cとして熱硬化性樹脂を配置することで製造することができる。他の工程については、第1実施形態と同様であるから、詳細な説明は省略する。

0078

本実施形態における位置決め部材配置工程S112において、位置決め部材13Cは、例えばディスペンサ620を用いて、液状の熱硬化性樹脂であるAステージ樹脂を所定の位置に供給し、加熱処理して硬化させることで、台座部13Caを形成する(図13B参照)。この段階では、台座部13Caは、仮硬化させてBステージ樹脂とすることが好ましい。また、第3電極123のインナー部123a上に供給するAステージ樹脂が適度に広がり、上面の少なくとも一部が平坦面となるようにAステージ樹脂の粘度を調整することが好ましい。これによって、台座部13Caの上面に平坦面を形成することができる。その結果、当該平坦面で発光素子2の下面の高さ方向の位置決めを精度よくできるため、接合部材3Cの必要な供給量を適切に定めることができる。

0079

次に、例えばディスペンサ630を用いて、液状の熱硬化性樹脂であるAステージ樹脂を台座部13Ca上に供給し、加熱処理して硬化させることで、突起部13Cbを形成する(図13C参照)。このとき、突起部13Cbを台座部13Caとともに本硬化させるように加熱することで、台座部13Caと突起部13Cbとを強固に接合させることができる。

0080

また、突起部13Cbを形成するために用いるAステージ樹脂は、台座部13Caを形成するために用いたAステージ樹脂よりも粘度を高くすることが好ましい。これによって、小さな底面積で、より高い突起部13Cbを形成することができる。
なお、発光素子2の光取り出しに影響しないように、位置決め部材13Cの上端である突起部13Cbの上端が、発光素子2の上面よりも低くなるように設け、発光素子2の上面と位置決め部材13Cとが接触しないようにすることが好ましい。

0081

ここで、熱硬化性樹脂は、架橋反応する温度以上に加熱することにより、本硬化してCステージ樹脂となり、その後の加熱によって溶融しなくなる。このため、位置決め部材13Cを本硬化させてCステージ樹脂とした後に、接合工程S123を行うようにすることで、接合工程S123における加熱処理で位置決め部材13Cが溶融しないため、発光素子2を精度よく位置決めすることができる。

0082

なお、位置決め部材13Cの配置箇所は、前記した第1実施形態及びその変形例2−1〜変形例2−4と同様である。
また、複数の位置決め部材13Cを形成する際に、1個ずつ台座部13Caと突起部13Cbとを形成してもよいが、仮硬化状態の複数の台座部13Caのみを先に形成し、次に、複数の突起部13Cbを形成し、その後に、全ての位置決め部材13Cを本硬化させるようにしてもよい。これによって、加熱処理の合計時間を短縮することができる。

0083

本実施形態における接合部材配置工程S121において、接合部材3Cとして液状の、すなわちAステージの熱硬化性樹脂を発光素子2の配置予定領域123c内に配置する。
また、接合部材3Cの硬化を、例えば、80℃〜90℃程度の温度に加熱することでAステージ樹脂からBステージ樹脂に変化させる仮硬化と、150℃程度の温度に加熱することでBステージ樹脂からCステージ樹脂に変化させる本硬化と、の2段階で行うことで、発光素子2に掛かる熱応力を低減することができて好ましい。これによって、発光素子2にクラックなどの損傷が発生することを防止することができる。
接合部材3Cとしては、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、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂アクリル樹脂、又はこれらの樹脂を1種類以上含むハイブリッド樹脂などを挙げることができ、なかでも、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂が好ましい。なお、このような材料を本硬化させるための温度は、120℃〜180℃程度である。

0084

なお、第1実施形態において、接合部材3として、硬化温度が位置決め部材13の融点よりも低い熱硬化性樹脂を用いるようにしてもよい。また、第2実施形態において、接合部材3Cとして、位置決め部材13Cの耐熱温度よりも低い融点を有する半田を用いるようにしてもよい。

0085

本開示の実施形態に係る発光装置は、照明用装置車載用発光装置などに利用することができる。

0086

1実装基板(基板)
1a 凹部
10共通基板
11支持部材
12電極
121 第1電極
121aインナー部
121bアウター部
122 第2電極
122a インナー部
122b アウター部
123 第3電極(金属部材)
123a インナー部
123b アウター部
123c配置予定領域
13位置決め部材(第2金属)
13a台座部
13b突起部
13A,13B 位置決め部材(第2金属)
13C 位置決め部材(第2熱硬化性樹脂)
13Ca 台座部
13Cb突起部
2発光素子
21サブマウント
22LEDチップ
23保護素子
3接合部材(第1金属)
3C 接合部材(第1熱硬化性樹脂)
4ワイヤ
5透光性部材
100発光装置
600キャピラリ
600a 先端面
601金属ワイヤ
602金属ボール
603カッター
610加熱装置
620,630ディスペンサ
621,631 熱硬化性樹脂

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