(57)【要約】【課題】ＬＥＤの樹脂封止の際、構成が極めて簡単な窓あきシートと比較的低粘度の透光性樹脂を用い、ＬＥＤの製造コストの増加を抑制しつつ、ＬＥＤチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の形状の安定性の確保、ＬＥＤ製品の量産性の向上を図る。【解決手段】配線基板１上にＬＥＤチップ２を複数個実装した後、樹脂充填用の型枠となる所定の開口窓部４ａを有する第１のシート４を、開口窓部内にＬＥＤチップが露出するように配線基板上に載置する。そして、第１のシートの開口窓内に、フィラーの添加率が比較的低粘度の透光性樹脂３を流し込み、樹脂が硬化した後に第１のシートを取り外す。この後、所望数のＬＥＤチップを内蔵した発光装置に分割する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に複数個の発光ダイオードチップを実装する第１の工程と、
樹脂充填用の型枠となる所定の開口窓部を有する第１のシートを、前記開口窓部内に前記発光ダイオードチップが露出するように前記配線基板上に載置する第２の工程と、
前記第１のシートの開口窓部内に、フィラーの添加率が０〜５０重量％の透光性の樹脂を流し込む第３の工程と、
前記樹脂が硬化した後に前記第１のシートを取り外す第４の工程と、
前記第４の工程の後、所望数の発光ダイオードチップを内蔵した発光装置に分割する第５の工程と、
を具備することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１のシートの開口窓部は、前記配線基板上の任意数の発光ダイオードチップの配置領域毎に対応して複数設けられており、対応する配置領域より広いことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１のシートの厚さは、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂の材質は、エポキシ樹脂であり、前記第１のシートの材質は、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムであることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂の材質は、シリコーン樹脂であり、前記第１のシートの材質は、フッ素ゴムであることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第３の工程と第４の工程との間で前記樹脂上を全面的に覆うように第２のシートを載置する工程をさらに具備し、前記第１のシートを取り外す際に前記第２のシートも取り外すことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
配線基板上に発光ダイオードチップが実装されて透光性の樹脂により封止された構造を有する発光装置において、前記樹脂はフィラーの添加率が０〜５０重量％の樹脂が硬化されたものであり、樹脂の厚さは１ｍｍ以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
前記基板は、表面粗さＲａ＝１μｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
前記樹脂に蛍光物質が混合されており、前記蛍光物質は、前記樹脂内の発光ダイオードチップ近傍部に偏在していることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法および発光装置に係り、特に基板上に発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）のベアチップが実装されて透光性樹脂により封止された構造を有する発光装置の樹脂封止方法および発光装置のパッケージング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを用いた発光装置は小型で消費電力も少なく耐用年数も長いので、液晶のバックライトや車載用など幅広い分野で使用されている。ＬＥＤから放出される光は、赤色、緑色、青色などのように限られた単色光であり、それを異なる波長に変換するための蛍光物質を発光素子と組み合わせて使用する場合がある。この場合、ＬＥＤから直接外部に放出される光と、ＬＥＤから放出される光と蛍光物質から放出される波長変換された光とを加色混合して白色を発光する発光装置が知られている。
【０００３】
ＬＥＤチップを配線基板上に実装（ＣＯＢ；Chip on Board）し、回路基板上のベアチップの実装部を外力、大気中の水分や埃などから保護するために樹脂により封止する方法が行われている。この封止方法として樹脂のポッティングを行う際、硬化前の樹脂がベアチップの実装領域から他の領域へと広がるように流れ出してしまうことを防止するために、ベアチップの実装領域を他の領域と仕切る枠材を同軸状に配置した後、ディスペンサを用いて樹脂を滴下してベアチップを樹脂で覆った状態にする方法がある。
【０００４】
一方、特許文献１には、印刷による樹脂封止方法を試みた点が開示されている。この樹脂封止方法は、回路基板上のベアチップの実装領域を他の領域と仕切るメタルマスクを同軸状に配置した後、メタルマスク内スペースに滴下した透光性樹脂を、スキージを用いて水平方向へ引き延ばしてメタルマスク内スペースに所定量の透光性樹脂が塗布された状態にする。しかし、この場合は高粘度樹脂を用いる必要があるので、ベアチップを例えばフェイスアップ状態で実装してボンディングワイヤで接続した部分においてワイヤに対する負荷が過大になり、ワイヤの変形や断線を生じるおそれがある。また、高粘度樹脂を用いると、樹脂の厚さ制御が困難であり、樹脂内部から外部へ気泡が抜け難く、樹脂表面部に気泡が残存し易く、ベアチップの発光を効率よく樹脂外部へ取り出すことができない。
【０００５】
さらに、特許文献１には、封止対象部位を光硬化樹脂で樹脂封止する際、光硬化樹脂を硬化させる光波長の光が透過する薄板材を基材にして、前記封止対象部位に対応する開口部を形成し、かつ、前記光波長の光を反射させるための反射膜を少なくとも薄板材上面に形成してなる透明マスクを用いて、前記封止対象部位が前記開口部により露出されるようにマスキングする工程と、前記開口部により露出された封止対象部位へと光硬化樹脂を充填する工程と、前記透明マスクに伝搬させた前記光波長の光にて、前記封止対象部位に充填された光硬化樹脂を硬化させる工程とを具備するものである。
【０００６】
この樹脂封止方法によれば、各種製品に光デバイスをコンパクトに実装する際に要求される樹脂封止形状の形状安定性の確保や樹脂封止製品の量産性の向上を図るのに好適である。しかし、光硬化樹脂で樹脂封止するために、特定の光波長に対する反射膜を少なくとも薄板材上面に形成してなる特殊な構造の透明マスクを用い、特定の光波長を有する樹脂硬化用の光を透明マスクにより伝搬させるので、製造コストの増加をまねく。
【特許文献１】特開平１１−２３３５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の樹脂封止方法は、ＬＥＤチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の形状安定性の確保、樹脂封止製品の量産性の向上、製造コストの低減を同時に満足させることを課題とするものではない。しかも、発光ダイオードチップの発光色を波長変換するために樹脂に蛍光物質を混合する場合の樹脂材質、樹脂材質に応じたマスク材質などの最適化の手法について言及されていない。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成が極めて簡単な窓あきシートおよび比較的低粘度の樹脂を用いることで、製造コストの増加を抑制しつつ、発光ダイオードチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の安定性の確保、製品の量産性の向上を図ることが可能な発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、光の取り出し効率が優れ、信頼性や歩留りが高い発光装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の他の目的は、発光ダイオードチップの発光色と樹脂に混合された蛍光物質の発光色とが混色した光の取り出し効率が優れ、色調の安定性に優れた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法は、基板上に複数個の発光ダイオードチップを実装する第１の工程と、樹脂充填用の型枠となる所定の開口窓部を有する第１のシートを、前記開口窓部内に前記発光ダイオードチップが露出するように前記基板上に載置する第２の工程と、前記第１のシートの開口窓部内に、フィラーの添加率が０〜５０重量％の透光性の樹脂を流し込む第３の工程と、前記樹脂が硬化した後に前記第１のシートを取り外す第４の工程と、前記第４の工程の後に所望数の発光ダイオードチップを内蔵した発光装置に分割する第５の工程とを具備する。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、基板上に発光ダイオードチップが実装されて透光性の樹脂により封止された構造を有する発光装置において、前記樹脂はフィラーの添加率が０〜５０重量％の樹脂が硬化されたものであり、前記樹脂の厚さは１ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発光装置の製造方法によれば、構成が極めて簡単な窓あきシートおよび比較的低粘度の樹脂を用いることで、製造コストの増加を抑制しつつ、ＬＥＤチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の形状安定性の確保、発光装置の量産性の向上を図ることが可能になる。
【００１４】
請求項２の発光装置の製造方法によれば、使用するシートの開口窓部の広さを規定することにより、樹脂の形状の安定性を確保することが可能になる。
【００１５】
請求項３の発光装置の製造方法によれば、使用するシートの厚さを規定したものであり、樹脂の厚さを薄くし、光の取り出し効率を高めることが可能になる。
【００１６】
請求項４の発光装置の製造方法によれば、樹脂の材質がエポキシ樹脂である場合に使用するシートの材質をシリコーンゴムまたはフッ素ゴムとすることにより、シートを取り外す際の離型性を高めることができる。
【００１７】
請求項５の発光装置の製造方法によれば、樹脂の材質がシリコーン樹脂である場合に使用するシートの材質をフッ素ゴムとすることにより、シートを取り外す際の離型性を高めることができる。
【００１８】
請求項６の発光装置の製造方法によれば、第１のシートの開口窓部内の樹脂がシート上に流れ出ないように、かつ、第１のシートが位置ずれを生じないように、重しとの間に第２のシートを作用させることが可能になる。
【００１９】
本発明の発光装置によれば、配線基板上に実装されたＬＥＤチップを封止する透光性の樹脂は比較的低粘度の樹脂が硬化されたものであり、実装部に対する樹脂の悪影響が少なく、信頼性や歩留りが高くなる。しかも、樹脂の厚さを薄く形成することができるので、光の取り出し効率が優れている。また、樹脂内部のボイド数が少ないので、光の取り出し効率が優れている。また、樹脂の厚さを一定に形成することができるので、特にＬＥＤチップの発光色を波長変換するために樹脂に蛍光物質を混合する場合には、色調の安定性に優れた発光装置を実現することができる。
【００２０】
請求項８の発光装置は、基板の表面粗さを規定することにより、製造段階の樹脂封止工程において基板と基板上に載置されるシートとの密着性が向上する。
【００２１】
請求項９の発光装置によれば、透光性樹脂に蛍光物質が混合されているので、ＬＥＤチップの発光色と蛍光物質の発光色との組み合わせに応じて所望の混色発光を得ることが可能になる。蛍光物質の含有量または種類を変えることにより、実現可能な色調範囲を拡げることが可能になる。透光性樹脂の膜厚を調節することにより、色調を容易に調節することが可能になる。また、樹脂内の底面部のＬＥＤチップ近傍部に蛍光物質が偏在しているので、混色発光の光源を点光源とし、光の取り出し効率を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る発光装置の実施形態および実施例を説明するが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限定されるものではない。また、説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２３】
前記第１のシートの開口窓は、内側面が垂直状に形成することもできる。これにより、樹脂封止の一定の厚さに形成し、色の明るさのむらを抑制することが可能になる。
【００２４】
前記第１のシートの開口窓の内側面をテーパ形状にし、内側面の上方ほど開口広さが狭くなるように形成することもできる。これにより、シートを上方へ上昇させて取り外す際、硬化した樹脂の側面が摺動し易くなり、シート離脱操作を容易に行うことができる。また、樹脂の厚さを部分的に変化させるように成形できるので、樹脂に蛍光物質を混合した場合に外部に取り出される光の色調を樹脂厚に応じて部分的に変化させることができる。
【００２５】
前記第１のシートの開口窓の内側面をテーパ形状にし、内側面の上方ほど開口広さが広くなるように形成することもできる。これにより、樹脂の厚さを部分的に変化させるように成形できるので、樹脂に蛍光物質を混合した場合に外部に取り出される光の色調を樹脂の厚さに応じて部分的に変化させることができる。
【００２６】
前記樹脂は、内部のボイド数が１個／ｍｍ3 以下であることが好ましい。透光性樹脂の特性を規定することにより、樹脂内部のボイド数を少なくすることが可能になる。
【００２７】
前記樹脂の形状は側端面が上面に対してほぼ直角であり、前記発光ダイオードチップの上面側の透光性樹脂の厚さは一定であることが好ましい。透光性樹脂の側端面の形状を規定することにより、発光装置の小型化が可能になり、発光装置を使用する機器の小型化が可能になる。
【００２８】
前記発光ダイオードチップとして青色発光素子が使用され、前記蛍光物質としてＹＡＧ蛍光体を使用することもできる。これにより白色系に発光する発光装置を簡易に実現することができる。
【００２９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤデバイスの製造方法において、回路基板上に実装されたＬＥＤチップを透光性の樹脂により封止する樹脂封止工程の一例を概略的に示す斜視図である。図２乃至図４は、図１に示した製造方法の各工程における断面構造の一例を概略的に示している。図５は、図２乃至図４に示した工程を経て樹脂封止後の分割により得られたＬＥＤデバイスの一例を概略的に示す断面図である。
【００３０】
図１乃至図５において、１は基板、２はＬＥＤチップ、３は光硬化性、熱硬化性などを有する透光性の樹脂であり、３ａは硬化前の樹脂、３ｂは硬化後の樹脂、４は第１のシート、４ａは第１のシートの開口窓部、５は第２のシートである。
【００３１】
次に、図１乃至図６を参照しながらＬＥＤデバイスの製造工程を説明する。まず、図１に示すように、配線基板１上に複数個のＬＥＤチップ２を例えば行列状の配置で実装する。ここで、ＬＥＤチップ２をフェイスダウン状態で実装する場合には、例えば図２に示すように、配線基板１上の配線パターン部とＬＥＤチップ２の電極部とを金属バンプ２ａを介してフリップチップ接続する。あるいは、ＬＥＤチップ２をフェイスアップ状態で実装する場合には、ＬＥＤチップの電極部と配線基板１上の配線パターン部とを導電性ボンディングワイヤ（図示せず）を介して接続する。
【００３２】
次に、第１のシート４の開口窓部４ａ内にＬＥＤチップ２が露出するように配線基板上に載置する。ここで、第１のシート４は、図１に示したように所定の形状を有する開口窓部４ａを有する。次に、第１のシート４の開口窓部４ａ内に、フィラーの添加率が０〜５０重量％の比較的低粘度の樹脂３ａを所定量流し込む。このような比較的低粘度の樹脂３ａを供給すると、図３に示すように、樹脂３ａは開口窓部４ａ内に素早く均等に広がり、表面が平坦になる。次に、望ましくは、図３に示すように、樹脂３ａ上、望ましくは第１のシート４上の全面を覆うように第２のシート５を載置する。この第２のシート５は、第１のシート４の開口窓部４ａ内の樹脂３が第１のシート４上に流れ出ないように、かつ、第１のシート４が位置ずれを生じないように作用する。この際、第２のシート５に荷重をかけるために重し（図示せず）を乗せることにより、第２のシート５の作用を確実なものとすることが望ましい。
【００３３】
そして、樹脂３ａが硬化（仮硬化、半硬化、本硬化のいずれでもよい）した後、第２のシート５および第１のシート４を図中上方へ上昇させて取り外す。この際、樹脂３ｂは、硬化状態であるので、広がったり流れたりしない。
【００３４】
さらに、樹脂３ｂが硬化した後、配線基板１を任意数（１個あるいは複数個）のＬＥＤチップ２の配置領域を単位として分割することにより、所定の形状を有する樹脂３ｂにより封止されたパッケージング構造を有する発光装置が得られる。この際、例えば図５（ａ）に示すようにＬＥＤチップを１個内蔵したデバイス、または、図５（ｂ）あるいは図５（ｃ）に示すようにＬＥＤチップを複数個内蔵したＬＥＤモジュールあるいはＬＥＤアレイ型のデバイスに分割する。
【００３５】
次に、前記した樹脂封止工程における各構成要素について詳述する。
【００３６】
（基板１）  基板は、絶縁基板（ＡｌＮ基板、アルミナセラミックス基板、ガラスエポキシ基板、Ｓｉ基板など）上に金属箔による配線パターン（図示せず）、さらに必要に応じて所望の回路（図示せず）が形成された配線基板が用いられる。
【００３７】
（ＬＥＤチップ２）  ＬＥＤチップは、４６０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を持つ青色発光の発光素子、４１０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を持つ青紫色発光の発光素子、３６５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を持つ紫外線発光の発光素子などを使用することができる。また、緑色発光の発光素子、青緑色発光の発光素子、橙色発光の発光素子、赤色発光の発光素子、赤外線発光の発光素子などを使用することもできる。
【００３８】
ＬＥＤチップの種類は特に制限されるものではないが、例えば、ＭＯＣＶＤ法等によって基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体を発光層として形成させたもの、一例として、サファイア基板上にｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層と、ｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラッド層と、ｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層とが順次に積層された構造のものを使用する。また、半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のものが挙げられる。半導体の材料やその混晶比によって発光波長を種々選択できる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることができる。また、活性層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物および／またはＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。ＬＥＤチップの発光波長は、その活性層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量を変えるか、または活性層にドープする不純物の種類を変えることにより、紫外領域から赤色まで変化させることができる。
【００３９】
そして、ＬＥＤチップは、アノード（ｐ電極）・カソード（ｎ電極）に対応する一対の電極（パッド端子、パッド電極）を有し、配線基板１上に所望の状態で実装される。フェイスダウン実装の場合には、例えばＬＥＤチップの電極と配線基板上の配線パターン部（あるいは導電パターン、リード電極）とが金属バンプ（例えば金バンプ）により接合されてフリップチップ接続されている。あるいは、ＬＥＤチップのパッド電極と配線基板上の配線パターン部との間が半田により接合（超音波接合）された構造とか、金、銀、パラジウム、ロジウム等の導電性ペースト、異方性導電ペースト等により接合された構造など、種々の形態を採用できる。
【００４０】
一方、フェイスアップ実装の場合には、配線基板上にＬＥＤチップが載置されてダイボンディングにより固着され、ＬＥＤチップの一対の電極と配線基板上の配線とが導電性ワイヤー（図示せず）によりボンディング接続されている。なお、フェイスアップ実装における配線基板とＬＥＤチップとの接続は上記例に限らず樹脂接合、金属接合など種々の形態を採用できる。
【００４１】
（樹脂）  樹脂は、ＬＥＤチップ２からの光を効率よく外部に発するために、高い光の透過性が要求される。樹脂３の材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂であって、例えば、石英フィラーの添加率が０〜５０重量％の低粘度のエポキシ樹脂を用いる。ＬＥＤチップ２の電極と配線パターンとを導電性ワイヤで接続する構造では、樹脂３は導電性ワイヤを保護する機能も有する。また、樹脂に拡散剤を含有させることによって、ＬＥＤチップからの指向性を緩和させ、視野角を増やすこともできる。また、樹脂を一定の膜厚に形成することにより、色の明るさのむらを抑制することが可能になる。
【００４２】
（シート）  第１のシート４は、樹脂封止すべきＬＥＤチップ２の実装高さより厚い平板状であり、かつ、配線基板１上の封止対象部位に合わせて樹脂充填用の型枠（ダム）となる矩形や丸形等の適宜選定した開口形状を有する複数の開口窓部４ａが設けられている。この開口窓部４ａは、任意数のＬＥＤチップ２の配置領域毎（例えば行列状に配置されたＬＥＤチップアレイの各列）に対応して設けられており、ＬＥＤチップ２の側面部にも樹脂を充填可能なように、対応する配置領域より広く設けられている。第２のシート５は、平板状であり、その大きさは例えば第１のシート４と同程度である。
【００４３】
上記した第１の実施形態の製造工程における樹脂封止工程によれば、比較的低粘度の樹脂を用いているので、ＬＥＤチップの実装部に対する樹脂の悪影響が少なく、信頼性や歩留りを向上させることができる。しかも、第１のシートの厚さを１ｍｍ以下で一定のものとすると、ＬＥＤチップの上面側の樹脂の厚さを１ｍｍ以下となるように薄く形成することができるので、光の取り出し効率が向上する。また、低粘度の樹脂を用いているので、硬化前および硬化後に樹脂の表面が平坦になり、乱反射や光学的な歪みなどの光学的特性に問題が生じることはない。また、硬化前および硬化後に、ＬＥＤチップの上面側の樹脂の厚さが一定になるので、明るさが一様になり、色の明るさのむらが生じない。
【００４４】
また、樹脂を硬化させた後にシートを取り外すので、予め第１のシートの開口窓部の側端面を垂直状態に形成しておくことにより、硬化した樹脂の側端面が上面に対してほぼ直角になるように形成することが容易である。したがって、後の工程で樹脂周辺の配線パターンにボンディングワイヤを接続する際、樹脂側端面に近接してワイヤを配置することができ、発光装置の小型化が可能になる。
【００４５】
さらに、上記樹脂封止工程において、シートを取り外す際に樹脂に対する離型性が良くなるように、樹脂の材質に応じてシートの材質の最適化を図ることが望ましい。例えばエポキシ樹脂を用いる場合には、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムからなるシートを使用する。また、シリコーン樹脂を用いる場合には、フッ素ゴムからなるシートを使用する。フッ素ゴムからなるシートは、テフロン（登録商標）からなるシートを使用する場合に比べて基板との密着性が良く、シート・基板の接触面に樹脂が侵入するおそれは少ない。なお、第２のシート５は、テフロンを用いてもよい。
【００４６】
上記したような工程を経て得られたＬＥＤデバイスは、樹脂の材質はエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂であり、ＬＥＤチップの上面側の樹脂の厚さは、樹脂封止工程で使用した第１のシートの厚さ以下である。また、樹脂のフィラーの添加率は０〜５０重量％、樹脂内部のボイド数は１個／ｍｍ3 以下、の少なくともいずれか１つの特徴を備えている。また、樹脂の側端面は上面に対してほぼ直角であり、ＬＥＤチップの上面側の樹脂の厚さは一定である。この場合、基板の表面粗さをＲａ≦１μｍと規定することにより、製造段階の樹脂封止工程において基板と基板上に載置されるシートとの密着性が向上する。
【００４７】
したがって、第１の実施形態のＬＥＤデバイスによれば、配線基板上に実装されたＬＥＤチップを封止する透光性樹脂は比較的低粘度の樹脂が硬化されたものであるので、ＬＥＤチップの実装部に対する樹脂の悪影響が少なく、信頼性や歩留りが高いだけでなく、樹脂の厚さを薄く形成することができるので、光の取り出し効率が優れている。また、樹脂内部のボイド数が少ないので、光の取り出し効率が優れている。また、ＬＥＤチップの上面側の樹脂の厚さを一定に形成することができるので、色の明るさのむらが少なく、特にＬＥＤチップの発光色を波長変換するために樹脂に蛍光物質を混合する場合には、色調の安定性に優れた発光装置を実現することができる。
【００４８】
また、樹脂の側端面が上面に垂直状態になるように形状を規定することにより、樹脂の小型化が可能になるので、バックライト光源等に使用する際にバックライト装置の厚さを発光装置の高さと同等にすることができ、バックライト装置のより薄型化を図ることができる。
【００４９】
以上述べたように第１の実施形態によれば、構成が極めて簡単な窓あきシートおよび比較的低粘度の樹脂を用いることで、製造コストの増加を著しく抑制しつつ、ＬＥＤチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の安定性の確保、ＬＥＤ製品の量産性の向上を図ることが可能な発光装置の樹脂封止方法を実現することができる。そして、この樹脂封止方法を用いることによって、光の取り出し効率が優れ、信頼性や歩留りが高く、色の明るさのむらが生じない発光装置を実現することができる。
【００５０】
なお、図６（ａ）に示すように、図１中の第１のシート４の開口窓部４ａの内側面をテーパ形状にし、内側面の開口面の広さが上方ほど狭くなるように形成しておくと、第１のシート４を上方へ上昇させて取り外す際、硬化した樹脂の側面が摺動し易くなり、シート離脱操作を容易に行うことができる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と比べて、透光性樹脂３に波長変換用の蛍光物質（図示せず）を混合している点が異なる。この蛍光物質は、ＬＥＤチップから放出される光を吸収して励起され、ＬＥＤチップの発光色とは異なる色（例えば補色関係を有する）の発光を行う。これにより、ＬＥＤチップの発光色と蛍光物質の発光色との組み合わせに応じて所望の混色発光を得ることが可能になる。さらに、蛍光物質の含有量または種類を代えることにより、実現可能な色調範囲を拡げることが可能になる。さらに、透光性樹脂の膜厚を調節することにより、色調を容易に調節することが可能になる。しかも、比較的低粘度の透光性樹脂の硬化前に蛍光物質を混合しているので、硬化後には樹脂内の底面部のＬＥＤチップ近傍部に蛍光物質が偏在した状態になり、点光源から混色発光を得ることが可能になる。
【００５２】
（蛍光物質）  蛍光物質は、ＬＥＤチップからの光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであり、ＹＡＧ蛍光体（Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体）、窒化物蛍光体、その他の蛍光体を使用可能である。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、または、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩またはＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機および有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１つ以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００５３】
（１）Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ2 Ｓｉ5 Ｎ8 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ2 Ｓｉ5 Ｎ8 ：ＥｕのほかＭＳｉ7 Ｎ10：Ｅｕ、Ｍ1.8 Ｓｉ5 Ｏ0.2 Ｎ8 ：Ｅｕ、Ｍ0.9 Ｓｉ7 Ｏ0.1 Ｎ10：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
【００５４】
（２）Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ2 Ｏ2 Ｎ2 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００５５】
（３）Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体は、Ｍ5 （ＰＯ4 ）3 Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎのいずれか１以上である。）などがある。
【００５６】
（４）アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体は、Ｍ2 Ｂ5 Ｏ9 Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎのいずれか１以上である。）などがある。
【００５７】
（５）アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体は、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｒ、Ｓｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｒ、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｒ、ＢａＭｇ2 Ａｌ16Ｏ27：Ｒ、ＢａＭｇ2 Ａｌ16Ｏ12：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎのいずれか１以上である。）などがある。
【００５８】
（６）アルカリ土類硫化物蛍光体は、Ｌａ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００５９】
（７）Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体は、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8 Ｇｄ0.2 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3 （Ａｌ0.8 Ｇａ0.2 ）5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部もしくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅなどもある。
【００６０】
（８）その他の蛍光体は、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ2 ＧｅＯ4 ：Ｍｎ、ＭＧａ2 Ｓ4 ：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００６１】
上述した蛍光体は、必要に応じて、Ｅｕに代えてまたはＥｕに加えて、Ｔｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。また、上記した蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００６２】
これらの蛍光体は、ＬＥＤチップからの励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有するものを使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有するものも使用することができる。これらの蛍光体を様々と組み合わせて使用することにより、様々の発光色を有する発光装置を製造することができる。
【００６３】
この際、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体であって、５４０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を持つもの）を利用すると、その含有量によって、青色発光素子からの光を一部吸収して補色となる黄色系の発光が可能となる。したがって、青色発光のＬＥＤチップと、透光性樹脂に含まれる蛍光物質としてＹＡＧ蛍光体との組み合わせを使用することによって、発光素子による発光とＹＡＧ蛍光体による発光との混色によって白色発光の発光装置を比較的簡単に信頼性良く形成できる。
【００６４】
同様に、Ｅｕおよび／またはＣｒで賦活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 蛍光体を利用した場合は、その含有量によって、青色発光素子からの光を一部吸収して補色となる赤色系の発光が可能となり、青色発光素子との組み合わせにより白色系の発光装置を比較的簡単に信頼性良く形成できる。
【００６５】
上記した第２の実施形態によれば、特にＬＥＤチップの発光色を波長変換するために、透光性樹脂に蛍光物質を混合しており、色調の安定性に優れた発光装置を実現することができる。
【００６６】
なお、図６（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、第１のシートの開口窓部の内側面をテーパ形状にし、内側面の上方と下方で開口面の広さが異なるように形成すると、樹脂の厚さを部分的に変化させることができるので、樹脂の厚さに応じて色調を部分的に変化させることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明の発光装置について複数の実施例を説明する。
【００６８】
（実施例１）  実施例１の樹脂封止工程においては、まず、図１に示すように、配線基板１上に複数個のＬＥＤチップ２を行列状に配置してフェイスアップ状態で実装する。この場合、ＬＥＤチップの電極部と配線基板１上の配線パターン部とを導電性ボンディングワイヤ（図示せず）を介して接続する。
【００６９】
次に、図２に示すように、第１のシート４をその開口窓部内にＬＥＤチップが露出するように配線基板１上に載置する。本例では、第１のシート４の開口窓部４ａとして、配線基板１上に行列状に配置されたＬＥＤチップアレイの各列の配置領域に対応してそれより広い短冊形の開口形状を有するように、各列毎に予め設けておく。次に、第１のシート４の開口窓部４ａ内に、フィラーの添加率が０〜５０重量％の比較的低粘度の透光性樹脂であるエポキシ樹脂３ａを流し込む。この際、樹脂３ａは開口窓部内に素早く均等に広がり、表面が平坦になる。
【００７０】
次に、図３に示すように、樹脂３ａ上および第１のシート４上を全面的に覆うように第２のシート５を載置する。さらに、第２のシート５に荷重をかけるために重し（図示せず）を乗せる。
【００７１】
そして、樹脂３ａが硬化（仮硬化、半硬化、本硬化のいずれでもよい）した後、図４に示すように、第２のシート５および第１のシート４を図中上方へ上昇させて取り外す。その後（樹脂３ａが本硬化した後）、例えば図５（ａ）に示すように、配線基板１を１個のＬＥＤチップ２の配置領域に応じて分割する。この分割は、スクライビングやブレード・ソーイングの手法を用いるものであり、通常は、基板の切削に伴って発生する摩擦熱の除去、潤滑性の付与、切削屑の除去等を目的として、切削部の近傍に開口されたノズルから切削部の表面に純水を流しながら行うことによって切削屑を流去する。
【００７２】
以上の工程により、配線基板１上に任意数のＬＥＤチップ２が所定の形状を有する樹脂３ｂにより封止されたパッケージング構造を有する発光装置が得られる。
【００７３】
実施例１によれば、図１乃至図６を参照して前述した第１の実施形態と同様に、構成が極めて簡単な窓あきシートおよび比較的低粘度の樹脂を用いることで、製造コストの増加を著しく抑制しつつ、ＬＥＤチップの発光の取り出し効率の向上、樹脂封止形状の形状安定性の確保、樹脂封止製品の量産性の向上を図ることが可能なＬＥＤを製造することができる。このような実施例１の工程を経て得られたＬＥＤは、光の取り出し効率が優れ、信頼性や歩留りが高く、色の明るさのむらが生じない発光装置を実現することができる。
【００７４】
（実施例２）  実施例２の樹脂封止工程においては、前述した実施例１の樹脂封止工程と比べて、樹脂３ａとしてシリコーン樹脂を用い、シート４，５としてフッ素ゴムからなるシートを使用する点が異なり、その他は同一である。このような実施例２の工程を経て得られたＬＥＤは、実施例１の工程を経て得られたＬＥＤと比べて、樹脂３ａとしてシリコーン樹脂が用いられている点が異なり、その他は同一である。実施例２によれば、前述した実施例１と同様の効果が得られる。
【００７５】
（実施例３）  実施例３の樹脂封止工程においては、前述した実施例１，２の樹脂封止工程と比べて、ＬＥＤチップ２として青色発光の発光素子を使用し、樹脂３ａに蛍光物質としてＹＡＧ蛍光体を含ませている点が異なり、その他は同一である。このような実施例３の工程を経て得られたＬＥＤは、ＬＥＤチップ２の発光とＹＡＧ蛍光体の発光との混色によって白色発光を高輝度および高出力で得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明発光装置の製造方法および発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源などに使用されるＬＥＤ、ＬＥＤモジュール、ＬＥＤアレイなどのデバイスに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤデバイスの製造方法における樹脂封止工程の一例を概略的に示す斜視図。
【図２】図１に示した製造方法の工程の一部を概略的に示す断面図。
【図３】図２に続く工程を概略的に示す断面図。
【図４】図３に続く工程を概略的に示す断面図。
【図５】図１乃至図４に示した工程を経て得られたＬＥＤデバイスの数例を概略的に示す断面図。
【図６】図１中の第１のシートの開口窓部の内側面の変形例を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【００７８】
１…基板、２…ＬＥＤチップ、３…透光性の樹脂（シリコーン樹脂、エポキシ樹脂）、３ａ…硬化前の樹脂、３ｂ…硬化後の樹脂、４…第１のシート（フッ素ゴムあるいはシリコーンゴム）、４ａ…第１のシートの開口窓部、５…第２のシート（フッ素ゴムあるいはシリコーンゴムあるいはテフロン）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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