(57)【要約】【課題】改良された発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】第１表面を有する基材本体と、基材本体の第１表面上に位置する複数の第１導電層と、を含み、各２つの隣接する第１導電層の間における第１表面に接着剤充填用溝を有する発光ダイオードのサブマウント。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面を有する基材本体と、
前記基材本体の前記第１表面上に位置する複数の第１導電層と、を含み、
各２つの隣接する前記第１導電層の間における前記第１表面に接着剤充填用溝を有する、発光ダイオードのサブマウント。
【請求項２】
前記基材本体は、複数の第２導電層を有し、前記第１表面に対向する第２表面を更に備え、各前記第２導電層はそれぞれ各前記第１導電層に位置合わせして且つ前記基材本体のスルーホールを介して互いに電気的に接続している、請求項１に記載のサブマウント。
【請求項３】
前記接着剤充填用溝の深さは、５μｍ〜１００μｍである請求項２に記載のサブマウント。
【請求項４】
前記接着剤充填用溝の幅は、２５μｍ〜５００μｍである請求項３に記載のサブマウント。
【請求項５】
前記基材本体はシリコン基材である請求項４に記載のサブマウント。
【請求項６】
複数の導電層を有し、且つ各２つの隣接する前記導電層の間における前記サブマウントの表面に接着剤充填用溝を有するサブマウントを提供する工程と、
ベース上に設置された発光ダイオードチップをフリップチップ方法で前記サブマウント上にダイボンドし、且つ前記発光ダイオードチップの電極を２つの隣接する前記導電層にそれぞれ接続させる工程と、
前記接着剤充填用溝に沿って接着剤を前記発光ダイオードチップと前記サブマウントの間に充填する工程と、
前記発光ダイオードチップの前記ベースを除去する工程と、
を含む発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記接着剤充填用溝の深さは、５μｍ〜１００μｍである請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記接着剤充填用溝の幅は、２５μｍ〜５００μｍである請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記ベースを除去する工程は、レーザ剥離により前記ベースを除去することにより、前記発光ダイオードチップの表面を露出させる段階を更に含む請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
露出した前記発光ダイオードチップの表面を粗化処理する工程を更に含む請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
共晶プロセスで前記発光ダイオードチップを前記サブマウント上にダイボンドする工程を更に含む請求項１０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いる発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ)は、発光の半導体素子であり、省電力、高発光効率、長寿命及び環境にやさしいなどの従来の光源が達することができない利点を有することに加えて、異なる色の発光ダイオード、例えば青色光、紫外光、赤色光又は白色光が次第に開発されることに従って、より選択性を有するようになったので、現在の重要な発光装置の１つとなっている。
【０００３】
現在、発光ダイオードチップを基板上にダイボンド（ｄｉｅ  ｂｏｎｄ）する方法としてはたくさんあるが、ディスペンス法（Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）を用いて発光ダイオードチップの底面に接着剤を塗布した後で、更に基板上のダイボンド領域に接着する方法は、よく見られるものである。別の方法としては、発光ダイオードチップをフリップチップ方法で基板上に固定し、且つ発光ダイオードチップの電極に共晶層を有し、加熱によりその共晶温度よりも高くなると、共晶層が溶融して迅速に固化することにより、発光ダイオードチップを迅速に基板の導電層上に接着する目的を達するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の共晶層によるダイボンド方法においては、後でレーザを用いて発光ダイオードチップのベースを除去する場合、発光ダイオードチップの損傷をよく引き起こすことなどの欠点を有する。なお、発光ダイオードチップのベースを除去しなければ、発光ダイオードチップの光取り出し効率は悪くなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、改良された発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、第１表面を有する基材本体と、基材本体の第１表面上に位置する複数の第１導電層と、を含み、各２つの隣接する第１導電層の間における第１表面に接着剤充填用溝を有する、発光ダイオードのサブマウントを提供する。
【０００７】
本発明の他の実施形態によれば、基材本体は、複数の第２導電層を有し、第１表面に対向する第２表面を更に備え、各第２導電層はそれぞれ各第１導電層に位置合わせして且つ基材本体のスルーホールを介して互いに電気的に接続している。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、基材本体はシリコン基材である。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば、接着剤充填用溝の深さは、５μｍ〜１００μｍである。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、接着剤充填用溝の幅は、２５μｍ〜５００μｍである。
【００１１】
また、本発明は、複数の導電層を有し、且つ各２つの隣接する導電層の間におけるサブマウントの表面に接着剤充填用溝を有するサブマウントを提供する工程と、ベース上に設置された発光ダイオードチップをフリップチップ方法でサブマウント上にダイボンドし、発光ダイオードチップの電極を２つの隣接する導電層にそれぞれ接続させる工程と、を含む、発光装置の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、発光装置の製造方法は、前記ベースを除去する工程が、レーザ剥離により前記ベースを除去して、前記発光ダイオードチップの表面を露出させる段階を更に含む。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、発光装置の製造方法は、露出した発光ダイオードチップの表面を粗化処理する工程を更に含む。
【００１４】
本発明の別の実施形態によれば、接着剤充填用溝の深さは、５μｍ〜１００μｍである。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、接着剤充填用溝の幅は、２５μｍ〜５００μｍである。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、発光装置の製造方法は、共晶プロセス（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ  ｐｒｏｃｅｓｓ）で前記発光ダイオードチップを前記サブマウント上にダイボンドする工程を更に含む。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いて発光装置を製造する方法によれば、発光ダイオードチップをサブマウントにフリップチップした後で、接着剤充填用溝に沿って接着剤を発光ダイオードチップとサブマウントとの間に充填することができ、更に、後でレーザを用いて発光ダイオードチップのベースを除去する時の発光ダイオードチップの損傷確率を低下させることができ、発光ダイオードチップの光取り出し効率を向上させ、且つ出光面が粗化処理された後の発光ダイオードチップの出光が更に均一になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の第１実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのサブマウントの上面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのサブマウントの上面図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのサブマウントの上面図である。
【図４Ａ】本発明の第４実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのサブマウントの上面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例の発光装置の製造方法の一部の工程を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例の発光装置の製造方法の一部の工程（図５Ａの後の工程）を示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施例の発光装置の製造方法の一部の工程（図５Ｂの後の工程）を示す断面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施例の発光装置の製造方法の一部の工程（図５Ｃの後の工程）を示す断面図である。
【図６】本発明の別の実施例の発光装置の製造方法の一部の工程を示す断面図である。
【図７】本発明の別の実施例の発光装置の製造方法の一部の工程（図６の後の工程）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面及び具体的な説明で明確に本発明の精神を説明するが、当業者であれば、本発明の好ましい実施例を了解した上で、本発明に教示された技術から、変更及び修正を加えることができ、それらは本発明の精神と範囲から逸脱しない。
【００２０】
従来の共晶層を用いたフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）のダイボンド方法のプロセスによる関連欠点を解決するために、本発明は、共晶層を用いたフリップチップのダイボンド方法に適用するサブマウント（ｓｕｂ−ｍｏｕｎｔ）及び関連の製造方法を提出して、後でレーザを用いて発光ダイオードチップのベースを除去する時に、発光ダイオードチップの損傷確率を低下させることができ、且つ発光ダイオードチップの光取り出し効率を向上させる。
以下、図面を参照しながら、本発明の発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いて発光装置を製造する方法を説明する。
【００２１】
同時に図１Ａ、図１Ｂを参照する。図１Ａは、本発明の第１実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図であり、図１Ｂは図１Ａのサブマウントの上面図である。
サブマウント１００は、基材本体１０２と、基材本体１０２の第１表面１０２ａ上に位置する２つの第１導電層１０４と、を含む。２つの隣接する第１導電層１０４の間における第１表面に接着剤充填用溝１０６を有する。接着剤充填用溝１０６は、その名前の通りに、接着剤を充填するためのものであり、接着剤充填用溝１０６のサイズとしては、発光ダイオードチップをサブマウント１００にダイボンドした後で、接着剤を接着剤充填用溝１０６内に充填しやすいようなものに設計されている。
本実施例において、接着剤充填用溝１０６の深さｄは５μｍ〜１００μｍであるが、これに限定されるものではなく、接着剤充填用溝１０６の幅ｗは２５μｍ〜５００μｍであるが、これに限定されるものでもない。
なお、基材本体１０２はシリコン基材であってよいが、これに限定されるものではない。
【００２２】
同時に図２Ａ、図２Ｂを参照する。図２Ａは本発明の第２実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図であり、図２Ｂは図２Ａのサブマウントの上面図である。第２実施例と第１実施例の相違点は、サブマウント１００’の２つの表面に導電層を有するのに対し、サブマウント１００においては、１つの表面のみに導電層を有することである。
サブマウント１００’は、基材本体１０２’と、基材本体１０２’の第１表面１０２ａ上に位置する２つの第１導電層１０４ａと、基材本体１０２’の第２表面１０２ｂ上に位置する２つの第２導電層１０４ｂと、を含む。
第１表面１０２ａと第２表面１０２ｂは、基材本体１０２’の２つの対向する表面である。なお、各第２導電層１０４ｂはそれぞれ対応の各第１導電層１０４ａに位置合わせして且つ基材本体１０２’のスルーホール１０８を介して互いに電気的に接続している（導電層１０４ｃで接続している）。
サブマウント１００’は、表面接着装置（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）の基材として適用する。２つの隣接する第１導電層１０４ａの間における第１表面上に接着剤充填用溝１０６を有する。接着剤充填用溝１０６は、その名前の通りに、接着剤を充填するためのものであり、接着剤充填用溝１０６のサイズとしては、発光ダイオードチップをサブマウント１００’にダイボンドした後で、接着剤を接着剤充填用溝１０６内に充填しやすいようなものにしている。
第１実施例と同様に、接着剤充填用溝１０６の深さは５μｍ〜１００μｍであるが、これに限定されるものではなく、接着剤充填用溝１０６の幅は２５μｍ〜５００μｍであるが、これに限定されるものでもない。
なお、基材本体１０２’はシリコン基材であってよいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
同時に図３Ａ、図３Ｂを参照する。図３Ａは本発明の第３実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図であり、図３Ｂは図３Ａのサブマウントの上面図である。第３実施例と第１実施例の相違点は、サブマウント２００ａにおいては、複数の発光ダイオードチップをその上にダイボンドすることができるのに対し、サブマウント１００においては、単一の発光ダイオードチップのみをその上にダイボンドすることができることである。
サブマウント２００ａは基材本体２０２ａと、基材本体２０２ａの第１表面上に位置する４つ以上の第１導電層２０４と、を含む。各２つの隣接する第１導電層２０４の間における第１表面上に接着剤充填用溝２０６を有するので、サブマウント２００ａは、３つの発光ダイオードチップ（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）をその上にダイボンドすることができ、且つ各発光ダイオードチップがいずれも対応する接着剤充填用溝２０６を跨っている。
接着剤充填用溝２０６は、その名前の通りに、接着剤を充填するためのものであり、接着剤充填用溝２０６のサイズとしては、発光ダイオードチップをサブマウント２００ａにダイボンドした後で、接着剤を接着剤充填用溝２０６内に充填しやすいようなものにしている。
第１実施例と同様に、接着剤充填用溝２０６の深さは５μｍ〜１００μｍであるが、これに限定されるものではなく、接着剤充填用溝２０６の幅は２５μｍ〜５００μｍであるが、これに限定されるものでもない。
なお、基材本体２０２ａはシリコン基材であってよいが、これに限定されるものではない。
【００２４】
同時に図４Ａ、図４Ｂを参照する。図４Ａは本発明の第４実施例の発光ダイオードのサブマウントを示す断面図であり、図４Ｂは図４Ａのサブマウントの上面図である。第４実施例と第３実施例の相違点は、サブマウント２００ｂにおいては、複数の発光ダイオードチップを二次元アレイとしてその上にダイボンドすることができるのに対し、サブマウント２００ａにおいては、複数の発光ダイオードチップを一次元アレイとしてしかその上にダイボンドすることができないことである。
サブマウント２００ｂは、基材本体２０２ｂと、基材本体２０２ｂの第１表面上に位置する３つの第１導電層２０４ａと、を含む。２つの隣接する第１導電層２０４ａの間における第１表面上に接着剤充填用溝２０６を有し、且つ第１導電層２０４ａが比較的広い（第１導電層２０４と比較する）ため、サブマウント２００ｂにおいては、４つの発光ダイオードチップ（２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ）をその上にダイボンドすることができ、且つ各発光ダイオードチップがいずれも対応の接着剤充填用溝２０６を跨っている。
接着剤充填用溝２０６は、その名前の通りに、接着剤を充填するためのものであり、接着剤充填用溝２０６のサイズとしては、発光ダイオードチップをサブマウント２００ｂにダイボンドした後で、接着剤を接着剤充填用溝２０６内に充填しやすいようなものにしている。
第１実施例と同様に、接着剤充填用溝２０６の深さは５μｍ〜１００μｍであるが、これに限定されるものではなく、接着剤充填用溝２０６の幅は２５μｍ〜５００μｍであるが、これに限定されるものでもない。
なお、基材本体２０２ｂはシリコン基材であってよいが、これに限定されるものではない。
【００２５】
図５Ａ〜図５Ｄを参照する。図５Ａ〜図５Ｄは本発明の一実施例の発光装置３００の製造方法の一部の工程を示す断面図である。図５Ａにおいて、ベース２１２上に設置された発光ダイオードチップ２１０をフリップチップ方法でサブマウント１００上にダイボンドし、発光ダイオードチップ２１０の電極を２つの隣接するこれらの導電層１０４にそれぞれ接続させる。
発光ダイオードチップ２１０は、共晶プロセス(Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ)を用いてダイボンドすると、発光ダイオードチップ２１０とサブマウント１００の隙間が一般的に３μｍよりも小さくなって、接着剤を発光ダイオードチップ２１０とサブマウント１００の隙間に充填することに不利である。
図５Ｂにおいて、接着剤充填用溝１０６は、接着剤１１０を接着剤充填用溝１０６に沿って発光ダイオードチップ２１０とサブマウント１００の間に充填しやすいように設計されたものである。
図５Ｃにおいて、接着剤充填用溝１０６に充填された接着剤１１０が凝固した後で、例えばレーザ剥離を用いて発光ダイオードチップ２１０のベース２１２を除去し、発光ダイオードチップ２１０の表面を露出させる。発光ダイオードチップ２１０とサブマウント１００の間の接着剤が既に凝固しているので、発光ダイオードチップ２１０のベース２１２を除去する場合、発光ダイオードチップ２１０がしっかりとサブマウント１００上に付着し、ベースを除去するために加えた力による損傷が生じにくい。
図５Ｄにおいて、ベース２１２を除去した後で、露出した発光ダイオードチップ２１０の出光面を処理して粗化表面２１３を形成して、発光ダイオードチップ２１０の出光をより均一にする。
【００２６】
図６〜図７を参照する。図６〜７は本発明の別の実施例の発光装置の製造方法の一部の工程を示す断面図である。上記の図５Ａ〜図５Ｄの製造方法は、複数の発光ダイオードチップ（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）をサブマウント２００ａ上にダイボンドし、接着剤を接着剤充填用溝２０６内に充填する製造方法にも適用できる。接着剤充填用溝２０６に充填された接着剤が凝固した後で、例えばレーザ剥離を用いて発光ダイオードチップ（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）のベース（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ）を除去することにより、発光ダイオードチップの光取り出し効率を向上させる。
次に、露出した発光ダイオードチップ（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）の出光面を処理して粗化表面（２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ）を形成することにより、発光ダイオードチップ（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）の出光を更に均一にする。
【００２７】
上記の本発明の実施形態から分かるように、本発明の発光ダイオードのサブマウント及びそれを用いて発光装置を製造する方法によれば、発光ダイオードチップをサブマウントにフリップチップした後で、接着剤充填用溝に沿って接着剤を発光ダイオードチップとサブマウントの間に充填することができ、更に、後でレーザを用いて発光ダイオードチップのベースを除去する時の発光ダイオードチップの損傷確率を低下させることができ、発光ダイオードチップの光取り出し効率を向上させ、且つ出光面が粗化処理された後の発光ダイオードチップの出光が更に均一になる。
【００２８】
本発明を実施形態で前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するためのものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、したがって、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００２９】
１００、１００’、２００ａ、２００ｂ…サブマウント、
１０２、１０２’、２０２ａ、２０２ｂ…基材本体、
１０２ａ…第１表面、
１０２ｂ…第２表面、
１０４、１０４ａ、２０４、２０４ａ…第１導電層、
１０４ｂ…第２導電層、
１０４ｃ…導電層、
１０６、２０６…接着剤充填用溝、
１０８…スルーホール、
１１０…接着剤、
ｗ…幅、
ｄ…深さ、
２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ、２１０ｇ…
発光ダイオードチップ、
２１２、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ…ベース、
２１３、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ…粗化表面、
３００…発光装置。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2014158028.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2014158028.tif 000014
【図６】
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【図７】
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