(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板側部に配置されたスルーホールと、
前記スルーホールを覆って絶縁基板の上面に配置され、かつ、相互に分離した複数の電極と、
絶縁基板上面の前記電極と電気的に接続されたＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップ及び電極並びにスルーホールを覆って配置された透光性樹脂と、
前記スルーホールの内周面から絶縁基板の下面に亘って配置された電極と、を備え、
前記透光性樹脂は、前記絶縁基板のスルーホールが設けられた各側平面に沿った直方体状に形成されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記スルーホールの内周面から絶縁基板の下面に亘って配置された電極は、前記スルーホールの内周面を通って、スルーホールを覆う電極の裏面に接着しており、絶縁基板の下面に達している金属層であることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記発光デバイスの長手方向の長さが、略１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記発光デバイスの幅方向の長さが、略０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
多数のスルーホールが形成された絶縁基板の表面に、相互に分離された電極を、それぞれが各スルーホールの開口部を覆うように形成する工程と、
前記絶縁基板の下面及び前記スルーホールの内周面に、前記スルーホールを覆う電極の裏面と接着するように金属層を設ける工程と、
前記絶縁基板の表面に形成された電極にＬＥＤチップを電気的に接続する工程と、
前記ＬＥＤチップ及び電極並びにスルーホールを覆って透光性樹脂を形成する工程と、
前記透光性樹脂によって覆われた絶縁基板を各スルーホールが分割されるようにダイシングカットすることにより、前記透光性樹脂が前記絶縁基板のスルーホールが設けられた各側平面に沿った直方体状に形成されている発光デバイスを形成する工程と、を含むことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種表示パネルの光源、液晶表示装置のバックライト、あるいは照光スイッチの光源として使用される表面実装型の発光デバイスおよびその製造方法に関し、特に、小さな寸法であって外的応力に対して高強度であるＬＥＤ（発光ダイオード）チップを用いた発光デバイスおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種表示パネルの光源、液晶表示装置のバックライト、あるいは照光スイッチの光源として使用される表面実装型の発光デバイスは、通常、ｐ形半導体層とｎ形半導体層とがｐ−ｎ接合されたＬＥＤ（発光ダイオード）チップが使用されている。このようなチップ部品型発光デバイスの一例を図１３に示す。
【０００３】
この発光デバイス６０は、リードフレーム６１上に、ＬＥＤチップ６２がマウントされている。このＬＥＤチップ６２は、ｎ形の半導体層６２ａと、ｐ形の半導体層６２ｂとが、相互にｐ−ｎ接合されており、ｎ形半導体層６２ａがリードフレーム６１上に接着されている。
【０００４】
ＬＥＤチップ６２の上面は、リードフレーム６１に隣接して配置されたアノード側のフレーム６３に、金線等のボンディングワイヤー６４によって、電気的に接続されている。ボンディングワイヤー６４は、ＬＥＤチップ６２のエッジ等によって断線しないように、ＬＥＤチップ６２の上方にてループ状になっている。そして、ＬＥＤチップ６２がマウントされたリードフレーム６１の一部と、ボンディングワイヤー６４が接続されたアノード側のフレーム６３の一部とが、透光性樹脂６５によって封止されている。
【０００５】
図１４は、チップ部品型発光デバイスの他の例を示す側面図である。この発光デバイス７０は、絶縁基板７１の各側部に、それぞれ、金属メッキによる電極パターン７２および７３が形成されており、一方の電極パターン７２上に、ＬＥＤチップ７４がマウントされている。このＬＥＤチップ７４も、ｎ形の半導体層７４ａと、ｐ形の半導体層７４ｂとが、相互にｐ−ｎ接合されており、ｐ形の半導体層７４ｂが一方の電極パターン７２上に接着されている。
【０００６】
ＬＥＤチップ７４の上面は、絶縁基板７１の他方の電極パターン７３に、金線等のボンディングワイヤー７５によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤー７５は、ＬＥＤチップ７４のエッジ等によって断線しないように、ＬＥＤチップ７４の上方にてループ状になっている。ＬＥＤチップ７４は、ボンディングワイヤー７５とともに、透光性樹脂７６によって封止されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
いずれのチップ部品型発光デバイス６０および７０も、ＬＥＤチップ６２とアノード側のフレーム６３とが、また、ＬＥＤチップ７４と電極パターン７３とが、直径１０〜４０μｍ程度の金線等のボンディングワイヤー６４および７５によってそれぞれ接続されている。このようなボンディングワイヤー６４および７５は、外的応力によって容易に破断するために、透光性樹脂６５および７６によって封止されている。しかしながら、発光デバイス６０および７０の製造に際して、ボンディングワイヤー６４および７５をフレーム６３または電極パターン７３に半田付けする際には、ボンディングワイヤー６４および７５は断線するおそれがある。また、半田付けされた後にフレーム６３や基板７１の反り等の外的応力によっても、ボンディングワイヤー６４および７５は断線するおそれがある。
【０００８】
さらに、ボンディングワイヤー６４および７５は、ＬＥＤチップ６２および７４のエッジ等によって断線しないように、ＬＥＤチップ６２および７４の上方に、１００〜２００μｍ程度のループを形成する必要がある。その結果、透光性樹脂６５および７６は、ボンディングワイヤー６４および７５によって形成されるループも封止するように、そのループの上方に１００μｍ程度の厚さの透光性樹脂を形成しなければならず、透光性樹脂６５および７６が厚くなって発光デバイス６０および７０が大型化するという問題もある。
【０００９】
また、絶縁基板７１上に設けられたＬＥＤチップ７４を透光性樹脂７６によって封止する際に、溶融状態になった透光性樹脂７６が、絶縁基板７１の裏面に付着するおそれがある。絶縁基板７１の裏面に付着した透光性樹脂７６は、絶縁基板７１の裏面に設けられる配線等に悪影響を及ぼす。このために、溶融状態になった透光性樹脂７６が絶縁基板７１の裏面に回り込むことを防止しなければならず、通常、ＬＥＤチップ７４を透光性樹脂７６によって封止する際に、絶縁基板７１の周縁部に、溶融状態の透光性樹脂７６が絶縁基板７１の側面を通って裏面に回り込むことを防止する治具や金型等が強く圧接されるようになっている。その結果、絶縁基板７１の周縁部には、治具等を配置するための領域が必要になり、これによっても、発光デバイス７０が大型化するという問題がある。
【００１０】
特に、発光デバイスを量産するために、絶縁基板に多数のスルーホールを設けて、絶縁基板に多数のＬＥＤチップを配置して透光性樹脂にて封止した後に、絶縁基板および透光性樹脂を各ＬＥＤチップ毎にダイシングカットする場合には、溶融状態になった透光性樹脂が、スルーホールを通って、絶縁基板の裏面に回り込むおそれがあるために、それぞれのスルーホールの周辺部に、治具等を配置するための領域が必要になる。
【００１１】
図１５に、図１４に示すチップ部品型の発光デバイスの最小寸法の一例を示す。この発光デバイスでは、３００μｍ角のＬＥＤチップ７４を使用しており、この場合には、基板７１の厚さは少なくとも２００μｍ、ＬＥＤチップ７４の厚さが３００μｍ、ボンディングワイヤー７５のループの厚さが２００μｍ、ボンディングワイヤー７５のループに対する透光性樹脂７６の被り（厚さ）が１００μｍとなり、発光デバイスの厚さは、必要最小限で８００μｍ程度になる。
【００１２】
また、発光デバイス７０の長手方向長さとなる基板７１の長手方向長さは、ＬＥＤチップ７４をマウントするために必要な領域が６００μｍ、電極パターン７３と７２との分離のために必要な領域が２００μｍ、ボンディングワイヤー７５と電極パターン７３との接続に必要な領域が４００μｍ、そして、絶縁基板７１上に設けられる透光性樹脂７６が絶縁基板７１から裏面側に回り込むことを防止するための治具等を配置するために必要な領域として、絶縁基板７１の周縁部全体に２００μｍがそれぞれ必要になり、絶縁基板７１は、必要最小限でも長手方向に１４００μｍ（１．４ｍｍ）の長さが必要になる。
【００１３】
最近では、各種表示パネル、照光スイッチ等の小型化が推進されており、発光デバイスも小型化することが要望されている。そのために、透光性樹脂６５および７６が厚くなることは好ましいことではない。しかし、透光性樹脂６５および７６を薄くすると、ボンディングワイヤー６４および７５が断線する確率が高くなり、製造される発光デバイスの信頼性が低下するという問題が発生する。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、小型であって、外的応力に対して容易に破損するおそれのない発光デバイスを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光デバイスは、絶縁基板と、前記絶縁基板側部に配置されたスルーホールと、前記スルーホールを覆って絶縁基板の上面に配置され、かつ、相互に分離した複数の電極と、絶縁基板上面の前記電極と電気的に接続されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップ及び電極並びにスルーホールを覆って配置された透光性樹脂と、前記スルーホールの内周面から絶縁基板の下面に亘って配置された電極と、を備え、前記透光性樹脂は、前記絶縁基板のスルーホールが設けられた各側平面に沿った直方体状に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、絶縁基板に設けられるスルーホールは、電極によって覆われた状態になっていることにより、透光性樹脂を封止する際に、溶融状態になった透光性樹脂がスルーホールを通って絶縁基板の裏面に回り込むことを防止するための治具等が圧接される特別の領域が不要になり、これによっても、発光デバイスは小型化される。
【００１７】
また、本発明に係る発光デバイスでは、前記スルーホールの内周面から絶縁基板の下面に亘って配置された電極は、前記スルーホールの内周面を通って、スルーホールを覆う電極の裏面に接着しており、絶縁基板の下面に達している金属層であることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係る発光デバイスでは、前記発光デバイスの長手方向の長さが、略１．０ｍｍであることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る発光デバイスでは、前記発光デバイスの幅方向の長さが、略０．５ｍｍであることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法は、多数のスルーホールが形成された絶縁基板の表面に、相互に分離された電極を、それぞれが各スルーホールの開口部を覆うように形成する工程と、前記絶縁基板の下面及び前記スルーホールの内周面に、前記スルーホールを覆う電極の裏面と接着するように金属層を設ける工程と、前記絶縁基板の表面に形成された電極にＬＥＤチップを電気的に接続する工程と、前記ＬＥＤチップ及び電極並びにスルーホールを覆って透光性樹脂を形成する工程と、前記透光性樹脂によって覆われた絶縁基板を各スルーホールが分割されるようにダイシングカットすることにより、前記透光性樹脂が前記絶縁基板のスルーホールが設けられた各側平面に沿った直方体状に形成されている発光デバイスを形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、絶縁基板に設けられたスルーホールが電極によって覆われた状態になるため、ＬＥＤチップを透光性樹脂によって封止する際に、溶融状態の透光性樹脂が絶縁基板の各スルーホール内に流入するおそれがない。その結果、溶融状態の透光性樹脂が絶縁基板の各スルーホール内に流入することを防止するための治具等を、絶縁基板における各スルーホールの周辺部に配置する必要がなく、透光性樹脂による封止作業が容易に行える。そして、各スルーホールを分割するようにダイシングカットするとともに、透光性樹脂によって封止された１または複数のＬＥＤチップ毎にダイシングカットすることにより、１または複数のＬＥＤチップを有する発光デバイスが容易に量産される。
【００２２】
各スルーホールは電極によって覆って、スルーホール内を通る金属層によって、絶縁基板の裏面にも、電気的な導通を得られるようにすることによっても、ＬＥＤチップを透光性樹脂によって封止する際に、溶融状態になった樹脂が各スルーホール内に流入するおそれがない。
【００２３】
絶縁基材の表裏全面に金属層が設けられた基板を使用してスルーホールを形成する場合には、基板裏面のスルーホール形成領域における金属層をエッチング除去しておいて、レーザー光を照射すればよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び参考例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１（ａ）は、本発明の参考の発光デバイスの一例を示す縦断面図、図１（ｂ）はその平面図である。
【００２６】
この発光デバイス１０は、ガラスエポキシ樹脂、コンポジット等によって構成された長方形状の絶縁基板１７と、この絶縁基板１７上に配置されたＬＥＤチップ１４とを有している。
【００２７】
絶縁基板１７の長手方向（以下、この長手方向をＸ方向、幅方向をＹ方向とする）の各端部には、半円状のスルーホール１１が設けられている。また、絶縁基板１７の表面には、長手方向の中央部にて分離された一対の電極パターン１２が設けられている。各電極パターン１２は、金属メッキによって構成されており、絶縁基板１７の各端部に設けられたスルーホール１１の内周面を覆っている。そして、各電極パターン１２は、スルーホール１１を通って絶縁基板１７の裏面に達しており、絶縁基板１７の裏面に沿うように折り曲げられている。
【００２８】
各電極パターン１２にて覆われたスルーホール１１内には、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト１３がそれぞれ充填されている。
【００２９】
絶縁基板１７の表面を覆う各電極パターン１２上には、ＬＥＤチップ１４が架設状態で配置されている。このＬＥＤチップ１４は、ｎ形半導体層１４ａとｐ形半導体層１４ｂとが、ｐ−ｎ接合面１４ｃによって相互に積層された状態になっており、ｎ形半導体層１４ａの表面にｎ側電極１４ｄが設けられるとともに、ｐ形半導体層１４ｂの表面にｐ側電極１４ｅが設けられている。そして、ｐ−ｎ接合面１４ｃが絶縁基板１７に対して垂直状態になるように、一対の電極パターン１２間に架設状態で配置されている。ｎ側電極１４ｄおよびｐ側電極１４ｅは、それぞれ、各電極パターン１２上に垂直状態で配置されている。
【００３０】
各電極パターン１２と、その上方に配置されたＬＥＤチップ１４のｎ側電極１４ｄおよびｐ側電極１４ｅとは、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト１５によって導電状態で接着されている。
【００３１】
絶縁基板１７上のＬＥＤチップ１４および各導電性ペースト１５は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＳ樹脂等の透光性樹脂１６によって封止されている。この透光性樹脂１６は、絶縁基板１７のスルーホール１１が設けられた各端面に沿った直方体状に成形されている。
【００３２】
図２（ａ）〜（ｆ）は、このような発光デバイス１０の製造工程をそれぞれ示す断面図である。この製造工程では、１枚の絶縁基板１７によって、多数の発光デバイス１０が製造されるようになっている。まず、図２（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂、コンポジット等の絶縁基板１７に、円形状になった多数のスルーホール１１が、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ所定のピッチでマトリクス状に形成される。
【００３３】
このような状態になると、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板１７表面および裏面の全体、および、絶縁基板１７の各スルーホール１１の内周面に、メッキ処理等によって金属層が形成される。そして、絶縁基板１７表面において隣接するスルーホール１１の間の中央部分にて金属層が分断されるようにパターニングされるとともに、絶縁基板１７の裏面において各スルーホール１１の周辺部にのみ金属層が残るようにパターニングされる。これにより、絶縁基板１７には、各スルーホール１１毎に分離された電極パターン１２がそれぞれ形成される。
【００３４】
その後、図２（ｃ）に示すように、電極パターン１２にて覆われたスルーホール１１内に、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト１３が充填される。
【００３５】
このような状態になると、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板１７表面において隣接するスルーホール１１間にて分離された一対の電極パターン１２間に、ＬＥＤチップ１４が架設状態でマウントされる。ＬＥＤチップ１４は、前述したように、ｎ形半導体層１４ａとｐ形半導体層１４ｂとが、ｐ−ｎ接合面１４ｃによって相互に積層されており、ｎ形半導体層１４ａの表面にｎ側電極１４ｄが設けられるとともに、ｐ形半導体層１４ｂの表面にｐ側電極１４ｅが設けられている。このＬＥＤチップ１４は、ｐ−ｎ接合面１４ｃが絶縁基板１７に対して垂直状態になるように、隣接する一対の電極パターン１２間に架設される。
【００３６】
その後、ＬＥＤチップ１４が架設された各電極パターン１２と、ＬＥＤチップ１４のｎ側電極１４ｄおよびｐ側電極１４ｅとが、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト１５によってそれぞれ導電状態で接着される。
【００３７】
次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁基板１７の表面に、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＳ樹脂等の透光性樹脂１６のシートが積層されて、真空加熱雰囲気内にて加圧される。これにより、各ＬＥＤチップ１４がこの透光性樹脂１６によって封止される。この場合、絶縁基板１７に設けられた各スルーホール１１内には、導電性ペースト１３が充填された状態になっているために、溶融状態の透光性樹脂は、各スルーホール１１内に流入して絶縁基板１７の裏面に回り込むおそれがない。従って、溶融状態の透光性樹脂１６を絶縁基板１７上にて加圧する際に、絶縁基板１７の周縁部に、溶融状態になった透光性樹脂１６が絶縁基板１７の各側面を通って裏面に回り込まないように、金型、治具等を配置するだけでよい。その結果、絶縁基板１７の各スルーホール１１の周縁部には、スルーホール１１内に溶融樹脂が流入することを防止するための治具等を配置する必要がなく、また、絶縁基板１７上に、そのような治具を配置するための領域を設ける必要もない。
【００３８】
透光性樹脂１６が硬化して、絶縁基板１７上の各ＬＥＤチップ１４が封止された状態になると、図２（ｆ）に示すように、Ｙ方向に並んだ各スルーホール１１の中心部を通るダイシングライン１９ａに沿って、絶縁基板１７および透光性樹脂１４をダイシングカットするとともに、Ｙ方向に隣接する各ＬＥＤチップ１４の間もＸ方向にダイシングカットする。これにより、それぞれが１つのＬＥＤチップ１４を有する多数の発光デバイス１０が製造される。
【００３９】
このようにして製造された発光デバイス１０の寸法の一例を図３に示す。本参考例の発光デバイス１０は、３００μｍ角のＬＥＤチップ１４を使用しており、絶縁基板１７および各電極パターン１２の厚さは２００μｍ、ＬＥＤチップ１４の厚さが３００μｍ、透光性樹脂１６のＬＥＤチップ１４に対する被り（厚さ）が１００μｍとなる。従って、本参考例の発光デバイス１０は、必要最小限で、６００μｍ程度の厚さになる。
【００４０】
また、この発光デバイス１０の長手方向（Ｘ方向）の寸法は、ＬＥＤチップ１４の半導体層１４ａおよび１４ｂの積層方向の長さ３００μｍと、各電極パターン１２と各電極１４ｄおよび１４ｅとをそれぞれ導電性ペースト１５によって電気的に接続するために必要な長さ３５０μｍの領域とがそれぞれ必要であり、結局、発光デバイス１０は、必要最小限で、１０００μｍ（１．０ｍｍ）程度の長さになる。
【００４１】
従って、本参考例の発光デバイス１０では、図１５に示す従来の発光デバイスに対して、厚さを、８００μｍから６００μｍに２００μｍ薄くすることができるとともに、長手方向長さを、１６００μｍから１０００μｍと６００μｍ短くすることができる。
【００４２】
図４は、本発明の参考の発光デバイスの他の実施例を示す正面図である。本参考例の発光デバイス２０では、１枚の絶縁基板２７の各側部に、表面および裏面にわたる電極パターン２２がそれぞれ設けられており、この電極パターン２２上にＬＥＤチップ２４が、前記実施例と同様に、ｐ−ｎ接合面２４ｃが絶縁基板２７に対して垂直状態になるようにマウントされている。そして、ＬＥＤチップ２４と各電極パターン２２とが、導電性ペースト２５によって、それぞれ導電状態で接着されており、各導電性ペースト２５およびＬＥＤチップ２４が、絶縁基板２７上に設けられた透光性樹脂２６によって封止されている。
【００４３】
本参考例の発光デバイス２０は、予め所定の大きさに成形された１枚の絶縁基板２７上に１つのＬＥＤチップ２４をマウントして製造されるようになっており、従って、絶縁基板２７の各側部には、スルーホールが設けられていない。
【００４４】
この発光デバイス２０は、絶縁基板２７上に透光性樹脂２６を設けるための領域が、絶縁基板２７の周縁部全体にわたって必要になるために、長手方向長さおよび幅方向長さは、前記実施例の発光デバイス１０よりも若干大きくなる。しかし、前記実施例と同様に、ボンディングワイヤーを使用する必要がなく、従来の発光デバイスよりも、透光性樹脂２６の厚さが小さく、小型化されている。
【００４５】
なお、本発明の参考の発光デバイスは、このように、ＬＥＤチップ１４および２４が１つのものに限らず、図５（ａ）に示すように、１枚の絶縁基板１７上に２つのＬＥＤチップ１４が設けられた発光デバイス３０であってもよい。このような発光デバイス３０は、例えば、図２（ａ）〜（ｆ）に示すように、１枚の絶縁基板１７上に多数のＬＥＤチップ１４をマウントして、透光性樹脂１６によって絶縁基板１７全体を封止した状態で、Ｙ方向に延びるダイシングライン１９ａに沿ってダイシングカットした後に、Ｙ方向に隣接する２つのＬＥＤチップ１４が一体となるようにダイシングカットすることによって製造される。
【００４６】
また、この場合には、図５（ｂ）に示すように、発光デバイス３０は、２つのＬＥＤチップ１４が設けられる絶縁基板１７の角部に対応させて、予めスルーホールを形成しておき、絶縁基板１７の裏面に、各スルーホールを通して、絶縁基板１７の表面の電極パターン１２と電気的に導通させるようにしてもよい。
【００４７】
この場合にも、予め、所定の形状に形成された絶縁基板上に、２つのＬＥＤチップをマウントして製造してもよい。さらに、本発明の参考の発光チップは、３つ以上のＬＥＤチップが設けられていてもよく、この場合にも、多数のＬＥＤチップを絶縁基板にマウントして透光性樹脂によって封止した後に、所定個数ずつにダイシングカットして製造してもよく、また、予め所定形状に形成された１枚の絶縁基板上に、所定個数のＬＥＤチップをマウントして製造してもよい。
【００４８】
さらに、本発明の参考の発光デバイスでは、図６に示すように、絶縁基板１７上に設けられる透光性樹脂１６を種々のレンズ形状に成形してもよい。透光性樹脂１６は、例えば、図６（ａ）に示すように、半球状の突出部を有する凸レンズ形状、図６（ｂ）に示すように、内部に半球状の突出部が設けられたインナーレンズ形状にしてもよく、また、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、半円筒形のロッドレンズ形状に成形してもよい。
【００４９】
透光性樹脂１６をレンズ形状にする場合には、ＬＥＤチップ１４が配置された絶縁基板１７に透光性樹脂１６のシートを積層して加熱状態で加圧する際に、各レンズ形状に対応した加圧治具が透光性樹脂１６のシートに圧接される。
【００５０】
また、各ＬＥＤチップ１４を透光性樹脂１６によって封止する際に、透光性樹脂１６のシートを使用する替わりに、絶縁基板１７を所定形状の金型内に配置して、金型内に溶融状態の透光性樹脂１６を注入するようにしてもよい。この場合にも、絶縁基板１７の各スルーホール１１内に導電性ペースト１３が充填されているために、溶融状態の透光性樹脂１６が、絶縁基板１７の裏面に回り込むおそれがない。
【００５１】
図８（ａ）は、本発明の発光デバイスの実施例を示す平面図、図８（ｂ）はその縦断面図である。
【００５２】
この発光デバイス４０も、ガラスエポキシ樹脂、コンポジット等によって構成された長方形状の絶縁基板４７と、この絶縁基板４７上に配置されたＬＥＤチップ４４とを有している。
【００５３】
絶縁基板４７の長手方向（Ｘ方向とし、幅方向をＹ方向とする）の各端部は、半円状に切欠されたスルーホール４１がそれぞれ設けられている。絶縁基板４７の表面には、一対の長方形状の電極パターン４２がそれぞれ設けられている。両電極パターン４２は、絶縁基板４７の長手方向中央部にて、適当な間隔をあけて相互に分離されている。各電極パターン４２の各端部は、絶縁基板４７の各スルーホール４１を覆った状態になっている。
【００５４】
絶縁基板４７の裏面における長手方向の各端部には、金属層４３がそれぞれ積層されている。各金属層４３は、絶縁基板４７に設けられた各スルーホール４１の内周面を通って、各スルーホール４１を覆う各電極パターン４２の裏面に接着されている。
【００５５】
絶縁基板４７の表面に配置された各電極パターン４２上には、ＬＥＤチップ４４が架設状態で配置されている。このＬＥＤチップ４４も、前記各実施例と同様に、ｎ形半導体層４４ａとｐ形半導体層４４ｂとが、ｐ−ｎ接合面４４ｃによって相互に積層された状態になっており、ｎ形半導体層４４ａの表面にｎ側電極４４ｄが設けられるとともに、ｐ形半導体層４４ｂの表面にｐ側電極４４ｅが設けられている。そして、ｐ−ｎ接合面４４ｃが絶縁基板４７に対して垂直状態になるように、一対の電極パターン４２間に架設されている。ｎ側電極４４ｄおよびｐ側電極４４ｅは、それぞれ、各電極パターン４２上に垂直状態で配置されている。
【００５６】
各電極パターン４２とＬＥＤチップ４４のｎ側電極４４ｄおよびｐ側電極４４ｅとは、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト４５によって導電状態で接着されている。
【００５７】
絶縁基板４７上のＬＥＤチップ４４および各導電性ペースト４５は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＳ樹脂等の透光性樹脂４６によって封止された状態になっている。この透光性樹脂４６は、絶縁基板４７の各端面とに沿った直方体状に成形されている。
【００５８】
図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、その発光デバイス４０の製造工程における絶縁基板４７の一部を示す拡大断面図である。図９（ａ）に示すように、発光デバイス４０の製造に使用される絶縁基板４７は、ガラスエポキシ樹脂、コンポジット等によって構成されており、この絶縁基板４７には、Ｘ方向およびＹ方向に、それぞれ、１．１ｍｍおよび０．６ｍｍのピッチで、円形状のスルーホール４１がマトリクス状に形成されている。そして、絶縁基板４７の表面には、銅箔等の金属箔４２ａが全体にわたってラミネートされている。従って、絶縁基板４７の各スルーホール４１は、金属箔４２ａによって覆われた状態になる。
【００５９】
このような状態になると、図９（ｂ）に示すように、絶縁基板４７に設けられた各スルーホール４１毎に、金属箔４２ａが長方形状にパターニングされて、各スルーホール４１をそれぞれ同心状態で覆う長方形状の電極パターン４２が、相互に分離された状態でそれぞれ形成される。
【００６０】
その後、絶縁基板４７の裏面の全体にわたって、銅メッキ処理が施されるとともに、ニッケルおよび金メッキ処理（あるいは銀メッキ処理、パラジウムメッキ処理）が施される。この場合、各スルーホール４１の内周面および各スルーホール４１を覆う各電極パターン４２の裏面の全体にもメッキ処理が施されて、絶縁基板４７の裏面全体、各スルーホール４１の内周面、および各スルーホール４１を覆う電極パターン４２の裏面に金属層４３が形成される。
【００６１】
このような状態になると、図９（ｃ）に示すように、絶縁基板４７の裏面における相互に隣接する各スルーホール４１の中央部にて、金属層４３が分離状態となるようにパターンニングされる。これにより、絶縁基板４７の表面に設けられた電極パターン４２の裏面と、銅、ニッケル、および金によって構成された金属層４３とが、各スルーホール４１内にて接着されて、その金属層４３は各スルーホール４１の内周面を覆うとともに、各スルーホール４１の周囲の絶縁基板４７の裏面を長方形状に覆う。
【００６２】
図９（ｃ）に示す構造を得るためには、次のような方法によってもよい。まず、アラミド樹脂等の絶縁基材の表裏に銅箔が設けられた両面基板を準備し、この両面基板の裏面側におけるスルーホール形成予定領域の銅箔をエッチング除去する。そして、銅箔を除去したスルーホール形成予定領域に対して、レーザー光を照射してスルーホールを形成する。銅箔が残っている部分は、レーザー光を照射しても銅箔が除去されないために、銅箔が除去されたスルーホール形成予定領域では、レーザー光の照射によって基材のみが分解し、スルーホールが容易に形成される。
【００６３】
その後、スルーホールの内壁を含む基板の表裏全面に銅メッキを施す。そして、必要に応じて各スルーホール毎に表裏のメッキ層をパターニングし、ニッケルおよび金メッキ処理することにより、図９（ｃ）に示す構造が得られる。
【００６４】
なお、スルーホールの形成は、レーザー光の照射に替えて、樹脂エッチングによってもよい。
【００６５】
図１０（ａ）は、このような状態の絶縁基板４７の平面図、図１０（ｃ）はその断面図である。絶縁基板４７の表面には、円形状になったスルーホール４１を覆う長方形状の電極パターン４２が、相互に分離された状態で、Ｘ方向およびＹ方向に所定のピッチで設けられている。また、絶縁基板４７の裏面には、各スルーホール４１の周囲を長方形状に覆うとともに、各スルーホール４１内周面を覆って、各スルーホール４１を覆う各電極パターン４２の裏面に接着された各金属層４３が、各スルーホール４１毎に、それぞれ、相互に分離した状態で設けられている。
【００６６】
このような状態になると、図１０（ａ）および（ｂ）に二点鎖線で示すように、Ｘ方向に隣接する各電極パターン４２間に、ＬＥＤチップ４４が架設状態でマウントされる。ＬＥＤチップ４４は、前述したように、ｎ形半導体層４４ａとｐ形半導体層４４ｂとが、ｐ−ｎ接合面４４ｃによって相互に積層されており、ｎ形半導体層４４ａの表面にｎ側電極４４ｄが設けられるとともに、ｐ形半導体層４４ｂの表面にｐ側電極４４ｅが設けられている。このＬＥＤチップ４４は、ｐ−ｎ接合面４４ｃが絶縁基板４７に対して垂直になるように、隣接するスルーホール４１間の絶縁基板４７表面に配置された一対の電極パターン４２間に架設された状態になっている。
【００６７】
その後、ＬＥＤチップ４４が架設された各電極パターン４２とＬＥＤチップ４４のｎ側電極４４ｄおよびｐ側電極４４ｅとが、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト４５によってそれぞれ導電状態で接着される。
【００６８】
次に、図１１（ａ）に示すように、絶縁基板４７の表面に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＳ樹脂等の透光性樹脂シート４６ａが積層されて、真空加熱雰囲気内にて加圧する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、各ＬＥＤチップ４４がこの透光性樹脂４６によって封止された状態になる。この場合、絶縁基板４７に設けられた各スルーホール４１が電極パターン４２によって覆われた状態になっているために、溶融状態の透光性樹脂４６は、各スルーホール４１内に流入して絶縁基板４７の裏面に回り込むおそれがない。従って、溶融状態の透光性樹脂４６を絶縁基板４７上にて加圧する際に、絶縁基板４７の周縁部に、溶融状態の透光性樹脂４６が絶縁基板４７の各側面を通って裏面に回り込まないようにする治具等を配置するだけでよい。その結果、絶縁基板４７の各スルーホール４１の周縁部には、スルーホール４１内に溶融樹脂が流入することを防止するための治具等を、絶縁基板４７に対して強く圧接させる必要がなく、また、絶縁基板４７上に、そのような治具を配置するための領域を設ける必要もない。
【００６９】
透光性樹脂４６が硬化して、絶縁基板４７上の各ＬＥＤチップ４４が封止された状態になると、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｙ方向に並んだ各スルーホール４１の中心部を通過するダイシングライン４９ａに沿って、絶縁基板４７および透光性樹脂４４がダイシングカットされるとともに、Ｙ方向に並んだ電極パターン４２間にてＸ方向に沿って延びるダイシングライン４９ｂに沿ってダイシングカットされる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、それぞれが１つのＬＥＤチップ４４を有する図８に示す発光デバイス４０が、多数製造される。
【００７０】
このようにして製造された発光デバイス４０の寸法の一例を、図８（ｂ）に併記する。本実施例の発光デバイス４０は、３００μｍ角のＬＥＤチップ４４を使用しており、絶縁基板４７、各電極パターン４２、および各金属層４３の厚さは１００μｍ、ＬＥＤチップ１４の厚さが３００μｍ、透光性樹脂１６のＬＥＤチップ１４に対する被り（厚さ）が１００μｍとなる。従って、本実施例の発光デバイス１０は、厚さは、必要最小限で５００μｍ程度になる。
【００７１】
また、この発光デバイス４０の長手方向の寸法は、ＬＥＤチップ４４の半導体層４４ａおよび４４ｂの積層方向の長さ３００μｍと、各電極パターン４２と各電極４４ｄおよび４４ｅとを導電性ペースト４５によって電気的に接続するために必要な３５０μｍの領域とが必要であり、結局、発光デバイス４０の長さは、必要最小限で１０００μｍ（１．０ｍｍ）程度になる。
【００７２】
なお、本実施例の発光デバイスも、１枚の絶縁基板４７に複数のＬＥＤチップ４４が設けられていてもよい。
【００７３】
図１２（ａ）は、本発明のさらに他の参考例の発光デバイス５０の平面図、図１２（ｂ）はその断面図である。この発光デバイス５０は、ポリイミド、ガラスエポキシ等の絶縁基板５７にスルーホール５１が設けられており、絶縁基板５７の裏面に、金属フィルムによって構成された一対の電極パターン５２が設けられている。各電極パターン５２は、銅、ニッケル、および金の各金属層が積層されて構成されている。各電極パターン５２の各端部は、スルーホール５１内にて、適当な間隔をあけた状態で配置されている。そして、スルーホール５１内に、各電極パターン５２間にＬＥＤチップ５４が架設状態で配置されている。
【００７４】
このＬＥＤチップ５４も、前記各実施例と同様に、ｎ形半導体層５４ａとｐ形半導体層５４ｂとが、ｐ−ｎ接合面５４ｃによって相互に積層された状態になっており、ｎ形半導体層５４ａの表面にｎ側電極５４ｄが設けられるとともに、ｐ形半導体層５４ｂの表面にｐ側電極５４ｅが設けられている。そして、ｐ−ｎ接合面５４ｃが絶縁基板５７に対して垂直状態になるように、一対の電極パターン５２間に架設されている。ｎ側電極５４ｄおよびｐ側電極５４ｅは、それぞれ、各電極パターン５２上に垂直状態で配置されている。
【００７５】
各電極パターン５２と、ＬＥＤチップ５４のｎ側電極５４ｄおよびｐ側電極５４ｅとは、半田、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性ペースト５５によって、導電状態で接着されている。
【００７６】
相互に分離された各電極パターン５２の間には、レジスト５３が充填されており、各電極パターン５２を絶縁状態に保持している。このレジスト５３は、各電極パターン５２の端部裏面に積層された状態になっている。
【００７７】
絶縁基板５７上のＬＥＤチップ５４および各導電性ペースト５５は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＳ樹脂等の透光性樹脂５６によって封止されている。この透光性樹脂５６は、絶縁基板５７の各端面に沿った直方体状に成形されている。
【００７８】
このような構成の発光デバイス５０は、次のように製造される。長方形状のスルーホール５１がＸ方向およびＹ方向にマトリクス状に形成されたポリイミド等の絶縁基板５７の裏面に、金属フィルムを全体にわたって貼り付ける。そして、不要部分をエッチングによって除去して、各スルーホール５１内にて相互に分離した一対の電極パターン５２をそれぞれ形成する。その後、各スルーホール５１内にて分離した各電極パターン５２間にレジスト５３を充填する。
【００７９】
このような状態になると、ＬＥＤチップ５４が、スルーホール５１内に挿入されて、スルーホール５１内にて相互に分離された状態の一対の電極パターン５２間に架設される。そして、ＬＥＤチップ５４が、導電ペースト５５によって、各電極パターン５２に導電状態で接着される。その後、前記各実施例と同様に、各ＬＥＤチップ５４が透光性樹脂５６によって封止され、各ＬＥＤチップ５４毎にダイシングカットされる。これにより、図１２に示す発光デバイス５０が得られる。
【００８０】
本参考例の発光デバイス５０は、このように、製造が容易であり、ローコストで製造することができる。
【００８１】
なお、本参考例の発光デバイスも、１枚の絶縁基板５７に複数のＬＥＤチップ５４が設けられていてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の発光デバイスは、このように、絶縁基板に設けられるスルーホールは、電極によって覆われた状態になっていることにより、透光性樹脂を封止する際に、溶融状態になった透光性樹脂がスルーホールを通って絶縁基板の裏面に回り込むことを防止するための治具等が圧接される特別の領域が不要になり、これによっても、発光デバイスは小型化されるという効果を奏する。
【００８３】
また、本発明の発光デバイスの製造方法は、このように、絶縁基板に設けられたスルーホールが電極によって覆われた状態になるため、ＬＥＤチップを透光性樹脂によって封止する際に、溶融状態の透光性樹脂が絶縁基板の各スルーホール内に流入するおそれがない。その結果、溶融状態の透光性樹脂が絶縁基板の各スルーホール内に流入することを防止するための治具等を、絶縁基板における各スルーホールの周辺部に配置する必要がなく、透光性樹脂による封止作業が容易に行える。そして、各スルーホールを分割するようにダイシングカットするとともに、透光性樹脂によって封止された１または複数のＬＥＤチップ毎にダイシングカットすることにより、１または複数のＬＥＤチップを有する発光デバイスが容易に量産されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の参考の発光デバイスの一例を示す断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、その発光デバイスの製造工程を示す断面図である。
【図３】図１に示す発光デバイスの寸法を示す正面図である。
【図４】本発明の発光デバイスの他の参考例を示す正面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の発光デバイスの他の参考例を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の発光デバイスの他の参考例を示す概略正面図である。
【図７】（ａ）は本発明の発光デバイスのさらに他の参考例を示す概略正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】（ａ）は本発明の発光デバイスの実施例を示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、その発光デバイスの製造工程を示す絶縁基板の断面図である。
【図１０】（ａ）は、その製造工程における絶縁基板の平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、その発光デバイスのその後の製造工程を示す絶縁基板等の断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明の発光デバイスのさらに他の参考例を示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図１３】従来の発光デバイスの一例を示す断面図である。
【図１４】従来の発光デバイスの他の例を示す正面図である。
【図１５】図１４に示す発光デバイスの寸法を示す正面図である。
【符号の説明】
１０ 発光デバイス
１１ スルーホール
１２ 電極パターン
１３ 導電性ペースト
１４ ＬＥＤチップ
１５ 導電性ペースト
１６ 透光性樹脂
１７ 絶縁基板
４０ 発光デバイス
４１ スルーホール
４２ 電極パターン
４３ 金属層
４４ ＬＥＤチップ
４５ 導電性ペースト
４６ 透光性樹脂
４７ 絶縁基板
５０ 発光デバイス
５１ スルーホール
５２ 電極パターン
５３ レジスト
５４ ＬＥＤチップ
５５ 導電性ペースト
５６ 透光性樹脂
５７ 絶縁基板
【図１】
0003576541.tif 000002
【図２】
0003576541.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003576541.tif 000006
【図６】
0003576541.tif 000007
【図７】
0003576541.tif 000008
【図８】
0003576541.tif 000009
【図９】
0003576541.tif 000010
【図１０】
0003576541.tif 000011
【図１１】
0003576541.tif 000012
【図１２】
0003576541.tif 000013
【図１３】
0003576541.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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