(57)【要約】【課題】単一の種類の絶縁基板を用いて種々の接続形態を実現することにより、絶縁基板およびこの絶縁基板を用いて製造される半導体発光装置の生産効率を向上させる。【解決手段】  １つのベース基板の回路構成を画定する単位導体パターンが繰り返し連続的に形成された多面付け基板であって、多面付け基板を裁断して個別のベース基板に分離するための複数の裁断線が隣接する単位導体パターン間に設定され、単位導体パターンは、複数の裁断線から選択された裁断線に沿った裁断に応じて、個片化されたベース基板の回路構成が変化するように形成されている。【選択図】図２
2010225757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのベース基板の回路構成を画定する単位導体パターンが繰り返し連続的に形成された多面付け基板であって、
前記多面付け基板を裁断して個別のベース基板に分離するための複数の裁断線が隣接する前記単位導体パターン間に設定され、
前記単位導体パターンは、前記複数の裁断線から選択された裁断線に沿った裁断に応じて、個片化されたベース基板の回路構成が変化するように形成されていることを特徴とする多面付け基板。
【請求項２】
前記単位導体パターンの各々に接続されたスルーホールを有し、
前記スルーホールの各々は、前記裁断線上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多面付け基板。
【請求項３】
前記ベース基板の各々は、複数の半導体素子が搭載される領域であって、前記複数の発光素子の発光中心と中心点が一致する素子搭載領域を有し、
前記スルーホールは、前記素子搭載領域の中心点を通り且つ前記裁断線と平行な中心線からの距離が互いに等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の多面付け基板。
【請求項４】
前記単位導体パターンは、前記発光素子の各端子に対応した導体片を有していることを特徴とする請求項３に記載の多面付け基板。
【請求項５】
請求項３に記載の多面付け基板を用いた半導体発光装置の製造方法であって、
前記素子搭載領域内に複数の発光素子を搭載し、前記発光素子の各々と、前記単位導体パターンとを電気的に接続する工程と、
前記裁断線に沿って前記多面付け基板を裁断して個別のベース基板に個片化する工程と、を含み、
前記発光素子の各々は、前記単位導体パターンを介して前記多面付け基板の裁断位置に応じた回路構成で接続されることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記多面付け基板の各裁断面において、前記スルーホールの各々の内壁面が露出することを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体素子は発光ダイオードであり、
前記発光ダイオードの各々は、前記多面付け基板の裁断位置に応じて、
他のいずれにも接続されない独立状態又はアノードコモン状態若しくはカソードコモン状態又は直列状態のいずれかの回路構成で接続されることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記他面付け基板を裁断する前に前記発光素子の各々を光透過性樹脂で覆う工程を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に半導体発光装置の製造に用いられる多面付け基板および多面付け基板を用いた半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の発光素子を１パッケージに収容したＬＥＤモジュールの各種照明器具への適用が拡大しつつある。ＬＥＤモジュールは、例えば、複数のダイパッドおよびボンディングパッドが形成された絶縁基板を用意して、この絶縁基板のダイパッドの各々にＬＥＤチップを接合し、ＬＥＤチップ上の電極パッドと絶縁基板上のボンディングパッドとの間をボンディングワイヤー結線した後、ＬＥＤチップおよびボンディングワイヤーを光透過性樹脂で覆うことにより形成される。
【０００３】
特許文献１には、絶縁基板上に形成された配線構成により、ＬＥＤ素子はＲＧＢの各色毎に独立した配線上に直列に接続され、独立した各配線上の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤは単一の電源に対して互いに並列接続され、各色毎に独立して駆動制御することができるＬＥＤモジュールの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤモジュールを構成する複数の発光素子は、絶縁基板上に形成された導体配線によって相互に接続される。発光素子の各々は、当該ＬＥＤモジュールの用途、使用態様および駆動電圧等に応じて直列に接続されたり、並列に接続されたりする。絶縁基板上に形成される導体配線パターンは、発光素子相互間の要求された接続形態を実現するべくパターン形成が行われる。このため、従来のＬＥＤモジュールにおいては、発光素子相互間の接続形態に応じた導体パターンを有する複数の種類の絶縁基板を用意しておく必要があり、生産効率の向上が困難なものとなっていた。
【０００６】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、単一の種類の絶縁基板を用いて種々の接続形態を実現することにより、絶縁基板およびこの絶縁基板を用いて製造される半導体発光装置の生産効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多面付け基板は、１つのベース基板の回路構成を画定する単位導体パターンが繰り返し連続的に形成された多面付け基板であって、前記多面付け基板を裁断して個別のベース基板に分離するための複数の裁断線が隣接する前記単位導体パターン間に設定され、前記単位導体パターンは、前記複数の裁断線から選択された裁断線に沿った裁断に応じて、個片化されたベース基板の回路構成が変化するように形成されていることを特徴としている。
【０００８】
前記単位導体パターンの各々に接続されたスルーホールを有し、前記スルーホールの各々は、前記裁断線上に設けられている。
【０００９】
前記ベース基板の各々は、複数の発光素子が搭載される領域であって、前記複数の発光素子の発光中心と中心点が一致する素子搭載領域を有し、前記スルーホールは、前記素子搭載領域の中心点を通り且つ前記裁断線と平行な中心線からの距離が互いに等しくなるように配置されている。
【００１０】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法は、上記した多面付け基板を用いた半導体発光装置の製造方法であって、前記素子搭載領域内に複数の発光素子を搭載し、前記発光素子の各々と、前記単位導体パターンとを電気的に接続する工程と、前記裁断線に沿って前記多面付け基板を裁断して個別のベース基板に個片化する工程と、を含み、前記発光素子の各々は、前記単位導体パターンを介して前記多面付け基板の裁断位置に応じた回路構成で接続されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の多面付け基板およびこの多面付け基板を用いた半導体発光装置の製造方法によれば、半導体発光装置を個片化する際の裁断位置により、搭載される発光素子相互間の接続形態を選択することができるので、各接続形態に対応した複数種の基板を用意する必要がなくなる。このため、多面付け基板の品種を削減することができるので基板の生産効率の向上を図ることが可能となる。一方、かかる多面付け基板を用いて製造される半導体発光装置の製造工程においては、単一の種類の基板で複数の接続形態を実現することができるので、基板変更に伴う段取り変更に係る作業を排除することが可能となり、半導体発光装置の生産効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例である多面付け基板の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例である多面付け基板の部分的な拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、個片化されたベース基板の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する発光素子の接続形態を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、個片化されたベース基板の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応する発光素子の接続形態を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、個片化されたベース基板の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応する発光素子の接続形態を示す図である。
【図６】裁断されたスルーホールの構成を示す断面図である。
【図７】半導体発光装置の製造方法を示す平面図である。
【図８】半導体発光装置の製造方法を示す平面図である。
【図９】半導体発光装置の製造方法を示す平面図である。
【図１０】半導体発光装置の製造方法を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施例に係る半導体発光装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る半導体発光装置の製造に用いられる多面付け基板１００の構成を示す平面図、図２は、図１の一部分を取り出した多面付け基板１００の部分的な拡大図である。多面付け基板１００は、半導体発光装置を構成するベース基板１００ａの回路構成を画定する単位導体パターンが繰り返し連続的に形成されたプリント基板であり、図中破線で示す裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６に沿って裁断することにより、個々のベース基板に個片化するようになっている。
【００１４】
多面付け基板１００は、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁体からなる基材の表面および底面に複数の単位導体パターンを形成する導体配線が形成されている。表面側導体配線３０と底面側導体配線３２は、スルーホール２０を介して相互に接続されている。ベース基板１００ａ上に搭載される複数の発光素子相互間の接続形態は、表面側導体配線３０と底面側導体配線３２の回路構成により定められる。尚、添付した各図面においては、単位導体パターンの構成が理解できるように、表面側導体配線３０と底面側導体配線３２を同一平面上に描き、底面側導体配線３２のみにハッチングを施した。
【００１５】
多面付け基板１００内には、半導体発光装置の構成単位である複数のベース基板１００ａが連続的に設けられ各ベース基板毎に、４つの発光素子１０ａ〜１０ｄが搭載される。発光素子１０ａ〜１０ｄは、例えば発光ダイオードであり、チップ表面にアノード端子およびカソード端子を有している。発光素子１０ａ〜１０ｄは、各ベース基板１００ａ上の所定位置にエポキシ系接着剤等を用いて接続される。各ベース基板１００ａの表面側導体配線３０は、４つの発光素子１０ａ〜１０ｄの各々のアノード端子およびカソード端子に対応した導体片３０ａ〜３０ｈを含んでいる。各導体片３０ａ〜３０ｈは、ボンディングワイヤー１１を介して発光素子１０ａ〜１０ｄのアノード端子又はカソード端子に接続される。発光素子１０ａ〜１０ｄは、ベース基板１００ａの中央付近に配置され、導体片３０ａ〜３０ｈは発光素子１０ａ〜１０ｄの外側に配置される。
【００１６】
多面付け基板１００は、互いに隣接するベース基板１００ａ同士の間の領域において縦方向に伸張する複数の裁断線（Ｖ１〜Ｖ６）と、横方向に伸張する複数の裁断線（Ｌ１〜Ｌ６）とを有する。すなわち、裁断線の各々は、隣接する単位導体パターン間に設けられる。多面付け基板１００内に含まれる複数のベース基板１００ａは、かかる裁断線に沿って多面付け基板１００を裁断することにより矩形状に個片化される。
【００１７】
各導体片３０ａ〜３０ｈは、１の発光素子のアノード端子に接続されるものと、当該１の発光素子に隣接する他の発光素子のカソード端子に接続されるものとがペアをなし、導体片の各ペアは４方向に振り分けられて、裁断線を跨いで上下左右方向において隣接する他のベース基板の導体片と相互に接続される。導体片の各ペアは、単体のベース基板１００ａを囲む最内周の裁断線よりも外側に設けられた接続部３１ａ〜３１ｄによって連結している。各導体片３０ａ〜３０ｈが延在する面内には、円形状のスルーホール４０が付随して設けられている。スルーホール４０の各々は、各裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６上に配置される。
【００１８】
かかる構成の多面付け基板１００を裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６のうち、選択されたいずれかの裁断線に沿って裁断することにより、ベース基板１００ａが矩形状に個片化されるとともに、個片化されたベース基板の回路構成が変化する。これにより、個片化されたベース基板１００ａ上に搭載された発光素子１０ａ〜１０ｄは、単位導体パターンを介して裁断位置に応じた回路構成で接続されることとなる。
【００１９】
図３（ａ）は、図１および図２に示す裁断線Ｖ３、Ｖ４、Ｌ３、Ｌ４に沿って多面付け基板１００を裁断して個片化されたベース基板１００ａの平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する発光素子１０ａ〜１０ｂ相互間の接続形態を示している。かかる裁断位置で多面付け基板１００を裁断すると、各導体片のペアを繋ぐ接続部３１ａ〜３１ｄが切除されるため、各導体片３０ａ〜３０ｈは互いに分断されることとなる。これにより、発光素子１０ａ〜１０ｄのアノード端子およびカソード端子は、他のいずれの発光素子にも接続されないため、発光素子１０ａ〜１０ｂの接続形態は、図３（ｂ）に示すように、互いに独立状態となる。
【００２０】
図４（ａ）は、図１に示す裁断線Ｖ３、Ｖ４、Ｌ３、Ｌ５に沿って多面付け基板１００を裁断して個片化されたベース基板１００ａの平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応する発光素子１０ａ〜１０ｄ相互間の接続形態を示している。かかる裁断位置で多面付け基板１００を裁断すると、底面側導体配線３２の接続点３３が有効となるので、各発光素子のアノード端子は、底面側導体配線３２を介して相互に接続されることとなる。従って、発光素子１０ａ〜１０ｄの接続形態は、図４（ｂ）に示すように、アノードコモンとなる。尚、各発光素子の搭載方向を１８０°回転させてアノード端子とカソード端子の配置を入れ替えることにより、カソードコモンの接続形態に変更することも可能である。
【００２１】
図５（ａ）は、図１に示す裁断線Ｖ２、Ｖ５、Ｌ２、Ｌ４に沿って多面付け基板１００を裁断して個片化されたベース基板１００ａの平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応する発光素子１０ａ〜１０ｄ相互間の接続形態を示している。かかる裁断位置で多面付け基板１００を裁断すると、導体片３０ａと３０ｂ、３０ｅと３０ｆ、３０ｇと３０ｈを繋ぐ接続部３１ａ、３１ｃおよび３１ｄが有効となる。一方、導体片３０ｃと３０ｄは、これらを繋ぐ接続部３１ｂが切除されるため、分断される。従って、発光素子１０ａ〜１０ｄの接続形態は、図５（ｂ）に示すように、直列接続となる。
【００２２】
ここで、上記したように、スルーホール４０の各々は、裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６上に配置されているため、多面付け基板１００をどの裁断線に沿って裁断しても、スルーホール４０の各々は、半円状に切断され、各裁断面においてスルーホール４０の内壁面が露出する。
【００２３】
図６は、裁断されたスルーホールの断面図である。スルーホール４０の内壁面は、めっき膜４１で覆われており、対応する表面側導体配線３０の導体片に接続される。多面付け基板１００が裁断線に沿って裁断されると、裁断面においてめっき膜４１が露出する。このスルーホール４０内部に設けられためっき膜４１は、本発明に係る半導体発光装置を実装基板に実装する際の半田接合部として機能する。実装基板への実装する際には、各裁断面において露出したスルーホール４０の内壁面に半田フィレットを形成して実装基板に接合される。かかるはんだ接合部は、裁断されて切り出されたベース基板１００ａの各辺に現れる。
【００２４】
図３（ａ）〜図５（ａ）に示すように、裁断されて切り出されたベース基板１００ａの各辺には、表面側導体配線３０の導体片の各ペアに付随する２つのスルーホール４０ａおよび４０ｂが割り当てられる。スルーホール４０ａおよび４０ｂのペアは、上記したように、はんだ接合部として機能する。ベース基板１００ａの各辺に配置されたスルーホール４０ａおよび４０ｂのペアは、個片化されたベース基板１００ａの各辺において、発光中心線Ｃ１又はＣ２からの距離が互いに等しくなるよう配置される。発光中心線とは、発光素子１０ａ〜１０ｄの中心位置（発光中心）を通り且つ個片化されたベース基板１００ａの各辺（すなわち裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６）と平行な線をいう。
【００２５】
半田接合部として機能するスルーホール４０ａおよび４０ｂをこのように配置することにより、本発明に係る半導体発光装置を実装基板に実装する際に行われる半田リフロー処理において、セルフアライメント効果による発光中心位置合わせ精度が向上する。つまり、ベース基板１００ａの各辺に配置されたスルーホール４０ａおよび４０ｂの配置バランスが悪いと、半田リフローを行う際のセルフアライメントが適切に行われず、実装基板側で想定された発光中心との間でずれが生じるおそれがある。本実施例の如く、各辺に配置されたスルーホール４０ａおよび４０ｂを発光中心線からの距離が等間隔となるように振り分けることにより、安定したセルフアライメント効果を得ることが期待でき、実装基板側で想定された発光中心と実際の発光中心とが常に一致するように実装することが可能となる。更に、実装基板側で、発光中心の位置を容易に把握することできる。
【００２６】
次に、上記した構成の多面付け基板１００を用いた半導体発光装置の製造方法について図７〜図１１を参照しつつ説明する。図７〜図１０は、半導体発光装置の製造工程におけるプロセスステップ毎の平面図、図１１は完成した半導体発光装置の断面図である。
【００２７】
まず、上記した多面付け基板１００を用意する。多面付け基板１００には、半導体発光装置の構成単位である複数のベース基板１００ａのパターンが形成されている。次に、例えばディスペンス法等により各ベース基板１００ａの所定位置にエポキシ系接着剤を塗布した後、接着剤の塗布位置に発光素子をマウントする。本実施例においては、１つのベース基板１００の上に４つの発光素子１０ａ〜１０ｄを搭載した。その後、エポキシ系接着剤を熱硬化させる。次に、各発光素子の上面に設けられたアノード端子およびカソード端子とベース基板１００ａの表面に形成された導体パターンとをボンディングワイヤー１１で結線する（図７）。
【００２８】
次に、多面付け基板１００のパターンに対応した複数の円形状の貫通孔２０１が設けられたリジッド基板２００を用意する。リジッド基板２００は、ガラスエポキシ樹脂やセラミック等の絶縁基板が用いられる。そして、発光素子１０が搭載された多面付け基板１００とリジッド基板２００とを市販の接着シート等を用いて貼り合わせる。このとき、貫通孔２０１の各々から発光素子１０ａ〜１０ｄが露出するように位置合わせされる。リジッド基板２００に設けられた貫通孔２０１は、発光素子１０ａ〜１０ｄの搭載位置に円形状の凹部２０２を形成する（図８）。尚、リジッド基板２００の貫通孔２０１の内壁面には、金属膜等の光反射膜を設けることとしてもよい。
【００２９】
次に、リジッド基板２００を設けることにより形成された円形状の凹部２０２内に光透過性樹脂３００を充填する。光透過性樹脂３００は、例えばシリコーン樹脂等からなり、ディスペンス法等により塗布される。これにより、凹部２０２内において発光素子１０ａ〜１０ｄおよびボンディングワイヤー１１は、光透過性樹脂３００内に埋設される（図９）。
【００３０】
次に、各ベース基板１００ａ上に搭載された４つの発光素子１０ａ〜１０ｄの接続状態に対応した裁断線Ｖ１〜Ｖ６およびＬ１〜Ｌ６に沿って、上記各工程を経て形成された構造体を裁断する。これにより、半導体発光装置が個片化されるとともに、発光素子相互間の接続形態が定まる（図１０）。尚、１枚の多面付け基板から製造される半導体発光装置の各々は同一の接続形態であってもよく、また、裁断線を適宜選択することにより１枚の多面付け基板から複数種の接続形態を得ることとしてもよい。
【００３１】
図１１に示すように、裁断されて個片化された半導体発光装置の端面には、めっき処理が施されたスルーホール４０の内壁面が露出する。かかるスルーホール４０の内壁面は、実装基板に実装する際のはんだ接合部として機能する。
【００３２】
このように、本発明に係る多面付け基板１００を用いた半導体発光装置の製造方法によれば、半導体発光装置を個片化する際の裁断位置により、搭載される発光素子相互間の接続形態を選択することができるので、各接続形態に対応した複数種の基板を用意する必要がなくなる。このため、多面付け基板の品種を削減することができるので基板の生産効率の向上を図ることが可能となる。一方、かかる多面付け基板を用いて製造される半導体発光装置の製造工程においては、単一の種類の基板で複数の接続形態を実現することができるので、基板変更に伴う段取り変更に係る作業を排除することが可能となり、半導体発光装置の生産効率も向上させることができる。
【００３３】
尚、上記した実施例においては、１つの半導体発光装置に４つの発光素子を搭載することとしたが、これに限定されるものではない。また搭載される発光素子の発光色は、互いに同じであってもよいし、ＲＧＢの３ｉｎ１構成とすることとしてもよい。また、搭載される素子は、発光素子に限らず、発光素子と受光素子の組み合わせ、発光素子と保護素子の組み合わせであってもよい。
【００３４】
また、上記した実施例においては、発光素子のアノード端子およびカソード端子と基板上の導体パターンとの間をボンディングワイヤーで結線する構成としたが、発光素子を裏面電極構造又はフリップチップ構造として、アノード端子およびカソード端子の一方又は双方と、導体パターンとをはんだ等の導電性接合剤を用いて接続することとしてもよい。この場合、導体パターンの構成は適宜変更されることとなる。
【符号の説明】
【００３５】
１０ａ〜１０ｄ  発光素子
１１  ボンディングワイヤー
３０  表面側導体パターン
３０ａ〜３０ｈ  導体片
３２  底面側導体パターン
４０  スルーホール
１００  多面付け基板
１００ａ  ベース基板
２００  リジッド基板
２０１  貫通孔
３００  光透過性樹脂
【図１】
2010225757.tif 000003
【図２】
2010225757.tif 000004
【図３】
2010225757.tif 000005
【図４】
2010225757.tif 000006
【図５】
2010225757.tif 000007
【図６】
2010225757.tif 000008
【図７】
2010225757.tif 000009
【図８】
2010225757.tif 000010
【図９】
2010225757.tif 000011
【図１０】
2010225757.tif 000012
【図１１】
2010225757.tif 000013