(57)【要約】【課題】フラックスの残渣を防止するとともに基板の変形を防止できる発光デバイスを提供する。【解決手段】光を発する半導体発光素子１１と、上面に半導体発光素子１１を実装して下面に一組の外部電極１５ａ、１５ｂを対向して形成した素子基板１２と、半導体発光素子１１を覆う封止部１４とを備え、素子基板１２が外部電極１５ａ、１５ｂの間を通るとともに両側面に開口端３１ａ、３１ｂを有する溝部３１を下面に形成し、溝部３１の断面形状をＵ字状にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する半導体発光素子と、上面に前記半導体発光素子を実装して下面に一組の外部電極を対向して形成した素子基板と、前記半導体発光素子を覆う封止部とを備えた発光デバイスにおいて、前記外部電極間を通るとともに両側面に開口端を有する溝部を前記素子基板の下面に形成し、前記溝部の断面形状をＵ字状に形成したことを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の発光デバイスと、前記外部電極に半田付けされる一組の導体ランドを有する配線基板とを備え、前記発光デバイスを前記配線基板に実装したことを特徴とする発光デバイス装置。
【請求項３】
前記導体ランド間に前記配線基板を貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項２に記載の発光デバイス装置。
【請求項４】
前記導体ランドは前記外部電極に接して互いに導通する複数の接地部が連通路を介して並設され、前記連通路を介して前記溝部と前記発光デバイスの外側とを連通したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の発光デバイス装置。
【請求項５】
前記外部電極の内側の端縁に対して半田付け領域を外側に配し、前記導体ランドと前記外部電極との間に半田を介さない未接続領域を設けたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発光デバイス装置。
【請求項６】
前記半田付け領域の外縁を前記発光デバイスの外周縁よりも外側に配したことを特徴とする請求項５に記載の発光デバイス装置。
【請求項７】
請求項２〜請求項６に記載の発光デバイス装置の製造方法であって、前記外部電極と前記導体ランドとを半田付けする半田付け工程と、前記配線基板の下面を加熱しながら前記溝部の一方の前記開口端に空気を吹き付けるとともに他方の前記開口端から空気を吸引するエアブロー工程とを備えたことを特徴とする発光デバイス装置の製造方法。
【請求項８】
光を発する半導体発光素子と、上面に前記半導体発光素子を実装して下面に一組の外部電極を対向して形成した素子基板と、前記半導体発光素子を覆う封止部とを有し、前記外部電極間を通るとともに両側面に開口端を有する溝部を前記素子基板の下面に形成した発光デバイスと、
前記外部電極に半田付けされる一組の導体ランドを有する配線基板と、
を備え、前記発光デバイスを前記配線基板に実装した発光デバイス装置の製造方法において、前記外部電極と前記導体ランドとを半田付けする半田付け工程と、前記配線基板の下面を加熱しながら前記溝部の一方の前記開口端に空気を吹き付けるとともに他方の前記開口端から空気を吸引するエアブロー工程とを備えたことを特徴とする発光デバイス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子が搭載された発光デバイスに関する。また本発明は、発光デバイスを配線基板上に実装した発光デバイス装置に関する。また本発明は、発光デバイス装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来の発光デバイス装置１０１の断面図である。発光デバイス装置１０１は発光デバイス１１０と配線基板１６０とを有している。発光デバイス１１０は光を発する半導体素子１１１と、半導体素子１１１を上面に搭載する素子基板１１２とで構成される。素子基板１１２の下面には一組の外部電極１１５ａ、１１５ｂが対向して形成される。配線基板１６０には外部電極１１５ａ、１１５ｂに夫々対向する導体ランド１６２ａ、１６２ｂが設けられる。発光デバイス１１０は外部電極１１５ａ、１１５ｂと導体ランド１６２ａ、１６２ｂとを半田付けして配線基板１６０に実装される。これにより、外部電極１１５ａ、１１５ｂと導体ランド１６２ａ、１６２ｂとの間には半田層１２１ａ、１２１ｂが形成される。
【０００３】
しかし、配線基板１６０上において導体ランド１６２ａ、１６２ｂの間に半田付け時におけるフラックスＦの残渣が生じた場合、外部電極１１５ａ、１１５ｂ間又は導体ランド１６２ａ、１６２ｂ間の短絡の原因となるマイグレーションを引き起こす。
【０００４】
特許文献１ではマイクレーションの発生を防止するためハウジングの下面の電極間に溝部を凹設したコンデンサが開示されている。半田付けのフラックスは溝部を介して揮発が促され、フラックスの残渣を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０９５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光デバイス１１０の素子基板１１２の下面に溝部を形成すると、素子基板１１２が薄いので溝部にかかる応力により素子基板１１２が変形する問題があった。また、溝部が浅いとフラックスの残渣を十分除去できない問題もあった。
【０００７】
本発明は、フラックスの残渣を防止するとともに素子基板の変形を防止できる発光デバイス及び発光デバイス装置、また、フラックスの残渣をより確実に低減できる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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、光を発する半導体発光素子と、上面に前記半導体発光素子を実装して下面に一組の外部電極を対向して形成した素子基板と、前記半導体発光素子を覆う封止部とを備えた発光デバイスにおいて、前記外部電極間を通るとともに両側面に開口端を有する溝部を前記素子基板の下面に形成し、前記溝部の断面形状をＵ字状に形成したことを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、発光デバイスの実装時に外部電極が半田付けされる両電極間に生じる半田付け時のフラックスの残渣は溝部を介して揮発される。また、溝部の断面形状がＵ字状に形成されており、溝部にかかる応力が分散される。
【００１０】
また本発明は、上記構成の発光デバイスと、前記外部電極に半田付けされる一組の導体ランドを有する配線基板とを備える発光デバイス装置であって、前記発光デバイスを前記配線基板に実装したことを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の発光デバイス装置において、前記導体ランド間に前記配線基板を貫通する貫通孔を設けたことを特徴としている。この構成によると、導体ランド間は貫通孔を介して発光デバイス装置の外部と通気して導体ランド間に生じるフラックスの残渣の揮発を促す。
【００１２】
また本発明は、上記構成の発光デバイス装置において、前記導体ランドは前記外部電極に接して互いに導通する複数の接地部が連通路を介して並設され、前記連通路を介して前記溝部と前記発光デバイスの外側とを連通したことを特徴としている。この構成によると、導体ランドと外部電極とは接地部を介して電気的に接続される。また、溝部が連通路を介して発光デバイスの外側に連通して導体ランド間においてフラックスの揮発を促す。
【００１３】
また本発明は、上記構成の発光デバイス装置において、前記外部電極の内側の端縁に対して半田付け領域を外側に配し、前記導体ランドと前記外部電極との間に半田を介さない未接続領域を設けたことを特徴としている。この構成によると、半田の溶融時に外部電極の内側の端縁より内側にフラックスが流出することが防止される。また、未接着領域に流出したフラックスは導体ランドに含まれる酸化銅と反応して揮発が促される。
【００１４】
また本発明は、上記構成の発光デバイス装置において、前記半田付け領域の外縁を前記発光デバイスの外周縁よりも外側に配したことを特徴としている。この構成によると、発光デバイスの外周縁よりも外側に配した半田付け領域からフラックスの揮発が促される。
【００１５】
また本発明は、上記構成の発光デバイス装置の製造方法であって、前記外部電極と前記導体ランドとを半田付けする半田付け工程と、前記配線基板の下面を加熱しながら前記溝部の一方の前記開口端に空気を吹き付けるとともに他方の前記開口端から空気を吸引するエアブロー工程とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、配線基板の下面を加熱することにより配線基板の上面におけるフラックスの残渣が溶融して流動性を有する。また、溝部の一方の開口端から空気を吹き付けることによって導体ランド間におけるフラックスが風圧で他方の開口端へ流れる。また、他方の開口端から空気を吸引することによって他方の開口端からフラックスが排出される。
【００１７】
また本発明は、光を発する半導体発光素子と、上面に前記半導体発光素子を実装して下面に一組の外部電極を対向して形成した素子基板と、前記半導体発光素子を覆う封止部とを有し、前記外部電極間を通るとともに両側面に開口端を有する溝部を前記素子基板の下面に形成した発光デバイスと、前記外部電極に半田付けされる一組の導体ランドを有する配線基板と、を備え、前記発光デバイスを前記配線基板に実装した発光デバイス装置の製造方法において、前記外部電極と前記導体ランドとを半田付けする半田付け工程と、前記配線基板の下面を加熱しながら前記溝部の一方の前記開口端に空気を吹き付けるとともに他方の前記開口端から空気を吸引するエアブロー工程とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
この構成によると、配線基板の下面を加熱することにより配線基板の上面におけるフラックスが溶融して流動性を有する。また、溝部の一方の開口端から空気を吹き付けることによって導体ランド間においてフラックスが風圧で他方の開口端へ流れる。また、他方の開口端から空気を吸引することによって他方の開口端からフラックスが排出される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、溝部の断面形状をＵ字状に形成することにより、溝部にかかる応力が分散されて基板の変形を防止することができる。また、発光デバイスの基板の両側面に開口端を有する溝部が通気路となり、この通気路がフラックスの揮発を促す。これにより、フラックスの残渣をより低減することができる。また、発光デバイス装置の製造方法において、配線基板の下面を加熱することにより配線基板の上面におけるフラックスが溶融して流動性を有する。また、溝部の一方の開口端から空気を吹き付けることによって導体ランド間においてフラックスが風圧で他方の開口端へ流れる。また、他方の開口端から空気を吸引することによって他方の開口端からフラックスが排出される。これにより、フラックスの残渣をより確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態の発光デバイス装置の断面図
【図２】本発明に係るエアブロー工程を示す概略図
【図３】本発明に係るエアブロー工程を示す概略図
【図４】本発明に係るエアブロー工程におけるフラックスの状態を示す上面図
【図５】本発明に係るエアブロー工程におけるフラックスの状態を示す上面図
【図６】本発明に係るエアブロー工程におけるフラックスの状態を示す上面図
【図７】本発明に係るエアブロー工程の変形例を示す概略図
【図８】本発明の第２実施形態の発光デバイス装置の断面図
【図９】本発明の第２実施形態の発光デバイス装置に係る配線基板の上面図
【図１０】本発明の第３実施形態の発光デバイス装置に係る配線基板の上面図
【図１１】本発明の第４実施形態の発光デバイス装置の断面図
【図１２】従来の発光デバイス装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態の発光デバイス装置１の断面図である。
【００２２】
発光デバイス装置１は配線基板６０の上面に発光デバイス１０を半田実装して構成される。具体的には、配線基板６０の上面には互いに絶縁分離する一組の導体ランド６２ａ、６２ｂと発光デバイス１０の下面に形成された絶縁分離する一組の外部電極１５ａ、１５ｂとが半田層２１ａ、２１ｂを介して電気的に接続される。
【００２３】
発光デバイス１０は光を発する半導体素子１１と、半導体素子１１を上面に搭載する素子基板１２とで構成される。素子基板１２の上面には外部電極１５ａ、１５ｂと電気的に接続される端子（不図示）が複数形成されており、半導体発光素子１１と端子とはワイヤボンディング１３ａ、１３ｂにより電気的に接続されている。半導体発光素子１１は蛍光体を含有する封止部１４で覆われている。これにより、半導体発光素子１１からの光と、該光のうち蛍光体を励起して波長変換された光とが混色されて封止部１４から出射する。なお、蛍光体を含有しない封止部１４を用いてもよい。
【００２４】
発光デバイス１０の基板１２の下面側には溝部３１が設けられている。溝部３１は対向する外部電極１５ａ、１５ｂの間を通りながら基板１２の両側面に開口端３１ａ、３１ｂを有する（図３参照）。また、溝部３１の断面形状は円弧や楕円弧等のＵ字状に形成されている。溝部３１の断面形状をＵ字状に形成することにより、溝部３１にかかる応力を分散して素子基板１２の変形を防止することができる。
【００２５】
上記構成の発光デバイス装置１は半田付け工程及びエアブロー工程によって発光デバイス１０が配線基板６０に実装される。半田付け工程では配線基板６０の導体ランド６２ａ、６２ｂ上に半田を印刷した後、発光デバイス１０が載置される。これにより、発光デバイス１０の外部電極１５ａ、１５ｂと導体ランド６２ａ、６２ｂとが半田付けされ、半田層２１ａ、２１ｂが形成される。
【００２６】
このとき、溝部３１が通気路となり、半田に含有して導体ランド６２ａ、６２ｂ間に流出するフラックスが通気路を介して揮発する。
【００２７】
エアブロー工程は導体ランド６２ａ、６２ｂ間に流出するフラックスをエアブローにより除去する。図２、図３はエアブロー工程を示す概略図である。エアブロー装置７０は送風部７１、吸引部７２及び加熱部７３を備えている。送風部７１と吸引部７２とは配線基板６０上に対向配置され、水平方向にスライド自在になっている。送風部７１の下部には送風口７１ａが開口し、吸引部７２の下部には吸引口７２ａが開口する。加熱部７３は配線基板６０の下方に配され、上下移動可能に構成される。
【００２８】
半田付け工程で発光デバイス１０が半田付けされた配線基板６０は所定位置に搬送されて停止すると、加熱部７３が上昇して配線基板６０の下面に当接する。これにより、配線基板６０は加熱部７３と基板押え部（不図示）とによって挟持される。
【００２９】
次に、送風部７１の送風口７１ａと吸引部７２の吸引口７２ａが発光デバイス１０の溝部３１の開口端３１ａ、３１ｂと近接する位置に移動する。次に、配線基板６０の下面を加熱しながら溝部３１の一方の開口端３１ａに空気を吹き付けるとともに他方の開口端３１ｂから空気を吸引する。加熱部７３により配線基板６０を加熱すると、配線基板６０の上面におけるフラックスＦの残渣が溶融して流動性を有する。なお、加熱部７３の加熱温度はフラックスＦが溶融し、半田が溶融しない１００℃〜１７０℃の間に設定することが好ましい。
【００３０】
図４〜図６はエアブロー工程におけるフラックスＦの状態を示す上面図である。図４に示すように、送風部７１の送風口７１ａから開口端３１ａに空気を吹き付けると溝部３１内の溶融したフラックスＦが配線基板６０の表面から剥離する。そして図５に示すように、発光デバイス１０と配線基板６０の間に発生したフラックスＦが他方の開口端３１ｂへ風圧により押し流される。更に図６に示すように、吸引部７２の吸引口７２ａから空気を吸引することにより、開口端３１ｂへ流れたフラックスＦは開口端３１ｂから排出されて吸引口７２ａに吸引される。
【００３１】
フラックスＦの除去処理が完了すると、加熱部７３は下降するとともに送風部７１及び吸引部７２が開口端３１ａ、３１ｂから離れる。最後にフラックス除去処理が完了した配線基板６０が搬出されて処理が完了する。
【００３２】
なお、加熱部７３により配線基板６０上のフラックスＦを加熱する代わりに送風部７１から熱風を吹き付けてもよい。このとき、熱風の雰囲気温度はフラックスＦが溶融可能で半田が溶融しない温度で行う必要がある。
【００３３】
図７は発光デバイス装置１の製造方法の変形例を示す上面図である。送風部７１及び吸引部７２を複数並べてユニット化してもよい。これにより、配線基板６０上に複数実装された発光デバイス１０に対して同時にフラックス除去処理を行うことができる。
【００３４】
本実施形態によると、溝部３１の断面形状がＵ字状に形成されているため溝部３１にかかる応力が分散されて素子基板１２の変形を防止することができる。また、発光デバイス１０を配線基板６０に半田で実装したときに発光デバイス１０と配線基板６０の間に形成される空間が溝部３１により拡大する。これにより、溝部３１の開口端３１ａ、３１ｂにより発光デバイス１０外部に連通する通気路が形成される。したがって、通気路を介して発光デバイス１０と配線基板６０との間におけるフラックスＦの揮発が促される。これにより、フラックスＦの残渣をより低減することができる。
【００３５】
また、エアブロー工程において、配線基板６０の下面を加熱することにより配線基板６０の上面におけるフラックスＦが溶融して流動性を有する。このとき、溝部３１の一方の開口端３１ａから空気を吹き付けることによって導体ランド間６２ａ、６２ｂの間におけるフラックスＦが風圧で他方の開口端３１ｂへ流れる。他方の開口端３１ｂから空気を吸引することによって他方の開口端３１ｂからフラックスＦが排出される。これにより、発光デバイス１０と配線基板６０の間においてフラックスＦの残渣をより確実に低減することができる。
【００３６】
[第２実施形態]
図８は第２実施形態に係る発光デバイス装置１の断面図であり、図９は発光デバイス装置１に係る配線基板６０の上面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。第１実施形態に対して第２実施形態では導体ランド６２ａ、６２ｂ間に配線基板６０を貫通する貫通孔６１が設けられている。
【００３７】
本実施形態によると、発光デバイス１０を配線基板６０に半田で実装したときに貫通孔６１を介して配線基板６０の下面側にフラックスＦが抜ける。これにより、導体ランド６２ａ、６２ｂ間にフラックスＦの残渣が発生し難い。また、導体ランド６２ａ、６２ｂ間においてフラックスＦは発光デバイス装置１の外部と通気する貫通孔６１により揮発が促される。これにより、フラックスＦの残渣をより低減することができる。
【００３８】
[第３実施形態]
図１０は第３実施形態に係る発光デバイス装置１に係る配線基板６０の上面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態は第１実施形態に対して導体ランド６２ａ、６２ｂの平面形状が異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。導体ランド６２ａの内縁は平面視コ字状に形成され、溝部３１が延びる方向に複数の接地部６２ｃ、６２ｄが並設される。接地部６２ｃ、６２ｄは発光デバイス１０の外側に配される接続部６２ｇを介して導通する。接地部６２ｃ、６２ｄ間には配線基板６０上に連通路６３ａが形成され、連通路６３ａを介して溝部３１と発光デバイス１０の外側とが連通する。
【００３９】
同様に、導体ランド６２ｂの内縁は平面視コ字状に形成され、溝部３１が延びる方向に複数の接地部６２ｅ、６２ｆが並設される。接地部６２ｅ、６２ｆは発光デバイス１０の外側に配される接続部６２ｈを介して導通する。接地部６２ｅ、６２ｆ間には配線基板６０上に連通路６３ｂが形成され、連通路６３ｂを介して溝部３１と発光デバイス１０の外側とが連通する。
【００４０】
外部電極１５ａは接地部６２ｃ、６２ｄに接して導体ランド６２ａと導通し、外部電極１５ｂは接地部６２ｅ、６２ｆに接して導体ランド６２ｂと導通する。導体ランド６２ａ、６２ｂ間に生じるフラックスＦ（図４参照）の残渣は溝部３１及び連通路６３ａ、６３ｂを介して揮発される。
【００４１】
本実施形態によると、導体ランド６２ａ、６２ｂが連通路６３ａ、６３ｂを介して複数の接地部を並設して形成される。これにより、フラックスＦの残渣が溝部３１及び連通路６３ａ、６３ｂを介して揮発され、フラックスＦの残渣をより低減することができる。
【００４２】
[第４実施形態]
図１１は第４実施形態に係る発光デバイス装置１の断面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態は第１実施形態に対して導体ランド６２ａ、６２ｂの平面形状及び半田層２１ａ、２１ｂの配置が異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。導体ランド６２ａ、６２ｂは発光デバイス１０の外側に延びて形成される。また、半田層２１ａ、２１ｂは半田印刷の位置を第１実施形態に対して外側にずらし、外部電極１５ａ、１５ｂの内側の端縁に対して外側に配される。これにより、外部電極１５ａ、１５ｂ及び導体ランド６２ａ、６２ｂの内側には半田を介さない未接続領域６４ａ、６４ｂが形成される。
【００４３】
本実施形態によると、外部電極１５ａ、１５ｂの内側の端縁に対して半田層２１ａ、２１ｂを外側に配すことにより、半田の溶融時に外部電極１５ａ、１５ｂの内側の端縁より内側にフラックスＦが流出するのを防止することができる。また、未接着領域６４ａ、６４ｂに流出したフラックスＦは導体ランド６２ａ、６２ｂに含まれる酸化銅と反応してフラックスＦの揮発が促される。また、発光デバイス１０の外周縁よりも外側に配された半田層２１ａ、２１ｂからフラックスＦの揮発が促される。これにより、フラックスＦの残渣をより低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によると、基板下面に電極が配置された発光デバイスに利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１                発光デバイス装置
１０              発光デバイス
１１              半導体発光素子
１２              基板
１３ａ、１３ｂ    ワイヤボンディング
１４              封止部
１５ａ、１５ｂ    外部電極
２１ａ、２１ｂ    半田層
３１              溝部
３１ａ、３１ｂ    開口端
６０              配線基板
６１              貫通孔
６２ａ、６２ｂ    導体ランド
６２ｇ、６２ｈ    接続部
６３ａ、６３ｂ    連通路
６４ａ、６４ｂ    未接着領域
７０              エアブロー装置
７１              送風部
７１ａ            送風口
７２              吸引部
７２ａ            吸引口
７３              加熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013012549.tif 000009
【図１１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１２】
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