(57)【要約】【課題】電子部品と基板との接着強度を確保しつつ、装置全体の更なる薄型化を図ることができる電子装置を提供する。【解決手段】電子装置は、電子部品として発光素子２が基板４上に搭載された発光装置１である。この基板４には、発光素子２が搭載される位置に貫通孔であるスルーホール４ｂが設けられ、発光素子２は、スルーホール４ｂの下側開口部を塞ぐようにして設けられた第１電極４１により形成された凹部に充填された接着剤である銀ペースト４ｃにより基板本体４ａ面上に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が基板上に搭載された電子装置であって、
前記基板には、前記電子部品が搭載される位置に孔が設けられ、
前記電子部品は、前記孔に充填された接着剤により前記基板面上に固定されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記孔は、前記基板を貫通するスルーホールであり、
前記基板には、前記スルーホールを凹部とするための底面となる電極板が設けられ、
前記接着剤は、導電性を有し、
前記電子部品の電極が、前記接着剤に接触している請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記電子部品は、発光素子であり、
前記基板の搭載面は、白色である請求項１または２記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が基板上に搭載された電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板上に搭載した電子装置として、例えば、特許文献１に記載された光半導体装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の光半導体装置は、基板に、電子部品として半導体発光素子を搭載したもので、基板にスルーホールを設け、これらのスルーホール部分に基板の表面側から裏面側に掛けて電極を形成したものである。
【特許文献１】特開２００１−３５２１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光半導体装置によれば、基板の両端に一対の電極を設けるのではなく、基板の底面に表面側から導通する電極面を設けることで、ダイシング工程でのばりの発生を防止することができる。しかし、半導体発光素子が電極面上に搭載されていることで、半導体発光素子の位置が電極の厚み分ほど基板上より高くなる。従って、半導体発光素子を封止する封止樹脂の厚みが電極の厚み分ほど厚くなってしまう。
【０００５】
近年の電気機器は、小型化、薄型化に伴って、電子機器に組み込まれる電子装置に対しても、その形状をできる限り小さくまた薄くすることが望まれている。例えば、携帯電話機などの薄型化は激しいものである。しかし、電子装置の薄型化を図るあまりに、電子部品の基板への接着強度が低下するようであれば、信頼性が低下することになってしまう。
【０００６】
そこで本発明は、電子部品と基板との接着強度を確保しつつ、装置全体の更なる薄型化を図ることができる電子装置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】
【０００７】
本発明は、電子部品が基板上に搭載された電子装置であって、前記基板には、前記電子部品が搭載される位置に孔が設けられ、前記電子部品は、前記孔に充填された接着剤により前記基板上に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、基板に設けられた孔に充填された接着剤を電子部品の底面を接着剤と接触させて電子部品を基板に固定していることで、基板上に電極などを設けることなく電子部品を搭載することができるので、電子装置の厚みを薄くすることができる。また、本発明は、単に基板上に接着剤を塗布して電子部品を固定した場合より接触面積を広く確保することができるので、電子部品を基板上に固定するための接着強度を向上させることができる。よって、本発明は、電子部品と基板との接着強度を確保しつつ、装置全体の更なる薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願の第１の発明は、電子部品が基板上に搭載された電子装置であって、基板には、電子部品が搭載される位置に孔が設けられ、電子部品は、孔に充填された接着剤により基板上に固定されていることを特徴としたものである。
【００１０】
基板に孔が設けられ、この孔には接着剤が充填されている。電子部品は、この孔の上に配置されていることで、電子部品は底面が接着剤と接触して基板上で固定される。従って、電子部品は基板上に電極などを設けることなく搭載されているので、電子装置の厚みを薄くすることができる。また、接着剤が孔に充填された状態では、孔の内周面に接触しているので、単に基板上に接着剤を塗布して電子部品を固定した場合より接触面積を広く確保することができる。従って、電子部品を基板上に固定するための接着強度を向上させることができる。
【００１１】
本願の第２の発明は、第１の発明において、孔は、基板を貫通するスルーホールであり、基板には、スルーホールを凹部とするための底面となる電極板が設けられ、接着剤は、導電性を有し、電子部品の電極が、接着剤に接触していることを特徴としたものである。
【００１２】
導電性を有する接着剤が、電極を底面としたスルーホールに充填され、この接着剤が電子部品の電極と接触することで、基板に設けられた電極と電子部品の電極とを接着剤を介在させて導通した状態とすることができる。従って、電子部品への信号や電源を、基板上に電極を設けることなく供給することができる。
【００１３】
本願の第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、電子部品は、発光素子であり、基板の搭載面は、白色であることを特徴としたものである。
【００１４】
電子部品が発光素子であれば、発光素子からの光を白色の基板が良好に反射するので、基板面を反射面として輝度の向上に寄与させることができる。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の断面図である。図２は、図１に示す発光装置の平面図である。図３は、図１に示す発光装置の底面図である。図４は、図１に示す発光装置の基板に搭載される発光素子を示す正面図である。
【００１６】
図１から図３に示すように、発光装置１は、電子部品である発光素子２と、この発光素子２を封止する樹脂封止部３と、発光素子２が搭載される基板４とを備えた白色に発光する発光ダイオードである。
【００１７】
発光素子２は、例えば、図４に示すような青色を発光するＬＥＤとすることができる。発光素子２は、基板２１に、ｎ層２２と、発光層２３と、ｐ層２４とが順次積層されている。そして、基板２１の裏側にｎ側電極２５が形成され、ｐ層２４上にｐ側電極２６が形成されている。
【００１８】
基板２１は、窒化ガリウム系半導体であるｎ型ＧａＮで形成され、一辺が約０．２３ｍｍ、厚みが９０μｍの平面視してほぼ正方形状の直方体状に形成されている。
【００１９】
ｎ層２２は、基板２１にＧａＮやＡｌＧａＮ等を積層して形成され、層厚が０．５μｍ〜５μｍとしたｎ型半導体層である。ｎ層２２と基板２１の間にＧａＮやＩｎＧａＮ等で形成したバッファ層を設けることも可能である。発光層２３は、ｎ層２２に、井戸層となるＩｎＧａＮ等を０．００１μｍ〜０．００５μｍの層厚とし、障壁層となるＧａＮ等を０．００５μｍ〜０．０２μｍの層厚とし、これらを交互に積層した多重量子井戸構造で積層したものである。また、ｐ層２４は、発光層２３にＡｌＧａＮを積層して形成され、層厚が０．０５μｍ〜０．５μｍとしたｐ型半導体層である。
【００２０】
この発光素子２は、カソードであるｎ側電極２５に導電性接着剤である銀ペーストが付着することで、詳細には後述する第１電極に導通接続され、アノードであるｐ側電極２６にワイヤ５１が接続されていることで、基板４の第２電極に導通接続されている。
【００２１】
樹脂封止部３は、封止材としてエポキシ樹脂を用い、トランスファー成型法にて形成したものである。エポキシ樹脂で樹脂封止部３を形成する以外に、シリコーン樹脂で形成することもできる。この樹脂封止部３には、発光素子２からの照射光に励起され波長を変換する蛍光体（図示せず）が含有されている。例えば、発光素子２が青色に発光するので、この蛍光体を青色の補色となる黄色に発光するものとすれば、青色と黄色とが混色して白色に発光させることができる。この蛍光体としては、珪酸塩蛍光体やＹＡＧ系蛍光体が使用できる。
【００２２】
基板４は、白色で、矩形状のＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン樹脂系の熱硬化樹脂）で形成された基板本体４ａと、第１電極４１と、第２電極４２と、第３電極４３とを備えている。
【００２３】
基板本体４ａには、発光素子２が搭載される搭載面（上面）の位置に、直径が０．１ｍｍの貫通孔であるスルーホール４ｂが形成されている。発光素子２の基板２１は１辺が０．２３ｍｍなので、スルーホール４ｂ上に発光素子２を載置しても４つの角部が基板４上に支持され、スルーホール４ｂ内へは脱落しない。
【００２４】
このスルーホール４ｂには、貫通孔を凹部とするために、底面となる第１電極４１が配設されている。第１電極４１が設けられていることで凹部となったスルーホール４ｂには、銀ペースト４ｃが充填されている。また、基板４には、第１電極４１を中心にして、発光素子２のｐ側電極２６とワイヤ５１により接続される第２電極４２と、この発光装置１では使用されない第３電極４３とが配設されている。
【００２５】
第２電極４２は、基板本体４ａの上面に形成された第２上面電極４２ａと、搭載面とは反対側となる下面に形成された第２下面電極４２ｂと、第２上面電極４２ａおよび第２下面電極４２ｂを接続するために基板４を貫通する第２接続電極４２ｃとで形成されている。また、第３電極４３も同様に、基板本体４ａの上面に形成された第３上面電極４３ａと、下面に形成された第３下面電極４３ｂと、第３上面電極４３ａおよび第３下面電極４３ｂを接続するために基板本体４ａを貫通する第３接続電極４３ｃとで形成されている。
【００２６】
基板本体４ａの裏面（下面）には、第１電極４１および第２下面電極４２ｂと、または第１電極４１および第３下面電極４３ｂとがそれぞれ短絡してしまうことを防止するレジスト膜４４が設けられている。このレジスト膜４４には、第１電極４１に対して導通を取るための開口部４４ａが設けられ、この開口部４４ａは、半円状に形成されていることで、極性表示も兼ねている。
【００２７】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造方法を、図５に基づいて説明する。図５（Ａ）〜同図（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造方法の各工程を示す図である。
【００２８】
図５（Ａ）に示すように、まず、板状のＢＴレジンである基板本体４ａに、第１電極４１、第２電極４２および第３電極４３とレジスト膜４４とを形成し、レーザ光を照射することでスルーホール４ｂを穿孔した基板４を準備する。スルーホール４ｂは直径が０．１ｍｍなので、出力の低いレーザ照射で、第１電極４１を突き抜けることなく基板本体４ａに穿孔して、スルーホール４ｂを形成することができる。
【００２９】
図５（Ｂ）に示すように、スルーホール４ｂに銀ペースト４ｃを充填する。この銀ペースト４ｃの量は、銀ペースト４ｃがスルーホール４ｂの開口部から溢れ、スルーホール４ｂを中心として基板４上に円形状に広がる程度とする。つまり、発光素子２をスルーホール４ｂ上に載置したときに、発光素子２の基板２１（図４参照）の厚みの１／３が漬かる程度とするのが望ましい。
【００３０】
図５（Ｃ）に示すように、スルーホール４ｂ上に発光素子２を載置し、加熱することで硬化させて基板４上に発光素子２を固定する。次に、発光素子２のｐ側電極２６（図４参照）と、第２上面電極４２ａとをワイヤ５１で接続する。最後に、樹脂封止部３をトランスファー法にて形成することで、図５（Ｄ）に示すような発光装置１を得ることができる。
【００３１】
このような発光装置１とすることで、発光素子２は基板４上に直接搭載されているので、ワイヤ５１で第２上面電極４２ａと導通を図っても、樹脂封止部３の厚みを薄くすることができる。また、発光素子２のｎ側電極２５は導電性を有する銀ペースト４ｃを介して第１電極４１と導通しているので、発光素子２のｎ側電極２５は直接電極上に搭載されていなくてもよい。
【００３２】
樹脂封止部３の厚みを薄くするという点においては、例えば、スルーホール４ｂ内に発光素子２が収納可能なように、スルーホール４ｂの直径を大きくすることも考えられる。そうすると、樹脂封止部３の厚みはワイヤ５１の配線を確保するための厚みのみとすることができる。しかし、基板４の幅が狭い場合には、発光素子２が収納可能な大きな孔を穿孔することが困難な場合がある。本実施の形態１に係る発光装置１は、発光素子２がスルーホール４ｂ内に埋没せずに、スルーホール４ｂ上に位置するように、スルーホール４ｂの直径が発光素子２の基板２１の対角線より小さい。従って、発光装置１全体の厚みは発光素子２が収納可能な大きな孔を穿孔した場合より厚くなってしまうが、スルーホール４ｂを穿孔するためのレーザ照射が、大きな孔を穿孔するより小出力で、かつ照射する回数が少なくても（例えば、１回でも）、スルーホール４ｂを形成することができる。またレーザ照射を小出力とすることができるので、第１電極４１を基板４の下面側に設けた後に、レーザ照射を行っても、第１電極４１を貫通することなく、基板本体４ａのみを貫通することができる。
【００３３】
また、銀ペースト４ｃが、スルーホール４ｂ内に充填されているので、スルーホール４ｂの内周面と第１電極４１の内側面とに広く接触した状態で、発光素子２を底面側から固定している。従って、銀ペースト４ｃは、アンカー効果によりしっかりと発光素子２を固定することができる。更に、発光素子２が発光することで発生する熱は、銀ペースト４ｃを介在して第１電極４１から他の基板へ伝熱させることができるので、発光素子２が高温になることで輝度が低下したり、寿命が短くなってしまったりすることを防止することができる。
【００３４】
発光素子２が発光したときには、樹脂封止部３内を進行して直接外側へ出射する光の他に、基板４の表面に一旦反射してから外側へ出射する光となるものもある。発光装置１は、発光素子２が電極面上に搭載されておらず、直接基板４上に搭載されている。電極は、通常、金メッキが施されているので、発光素子２が電極面上に搭載されていれば、金色の電極面が反射面となる。しかし、発光素子２は直接基板本体４ａ上に搭載されているので、反射面は基板本体４ａの表面となるので白色である。白色は金色より反射率が高いので、発光素子２からの光を白色である基板本体４ａの表面は効率よく反射する。従って、発光装置１の発光効率を高めることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る発光装置を図面に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る発光装置の断面図である。図７は、図６に示す発光装置の平面図である。図８は、図６に示す発光装置の底面図である。図９は、図６に示す発光装置の基板に搭載される発光素子を示す正面図である。なお、図６から図８においては、図１から図３と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図６から図８に示すように、本実施の形態２に係る発光装置１０は、実施の形態１に係る発光装置１と基板４を用いている点で共通しているが、アノードとカソードとが２本のワイヤで、第２電極４２と第３電極４３とにそれぞれ接続された発光素子６を用いている点で、実施の形態１に係る発光装置１（図１参照）と異なっている。
【００３７】
発光素子６は、基板６１と、ｎ層６２と、発光層６３と、ｐ層６４と、ｎ側電極６５と、ｐ側電極６６とを備えている。
【００３８】
ｎ側電極６５は、基板６１に、ｎ層６２と発光層６３とｐ層６４とを積層した後に、ドライエッチングにより発光層６３とｐ層６４とｎ層６２の一部とを除去して、ｎ側電極６５を形成する領域を露出させ、この露出したｎ層６２上に形成されている。ｐ側電極６６は、ｐ層６４上に形成されている。
【００３９】
従って、ｐ側電極６６は第２電極４２の第２上面電極４２ａにワイヤ５１により接続され、ｎ側電極６５は第３電極４３の第３上面電極４３ａにワイヤ５２により接続されることで電源が発光素子６へ供給される。
【００４０】
このように形成された発光素子６は、基板６１の底面から電源が供給される訳ではないので、第１電極４１はダミー電極となる。従って、銀ペースト４ｃが充填されるスルーホール４ｂは、貫通孔である必要がなく、ざぐり孔であってもよい。しかし、スルーホール４ｂの代わりにざぐり孔とすると、発光素子６からの熱は細線であるワイヤ５１，５２と、熱伝導率の低い基板４および樹脂封止部３とからしか伝熱しない。
【００４１】
貫通孔の開口部を塞ぐように、スルーホール４ｂの下側開口部に第１電極４１を設けることで、発光素子６が発する熱は、銀ペースト４ｃを介して第１電極４１に伝熱し、更に、第１電極４１からこの発光装置１０を搭載する他の基板へ伝熱することで、高い伝熱性を確保することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態１，２では、電子装置として発光装置を例に説明したが、表面実装用の抵抗、コンデンサなどを電子部品として、基板に搭載した電子装置でもよい。
【００４３】
また、スルーホール４ｂの下側開口部を塞ぐ第１電極４１の代わりに、ｎ側電極２５と導通する必要のある発光素子２であれば導電性フィルム、導通させる必要のない発光素子６であれば導電性は勿論のこと絶縁性フィルムでもよい。スルーホール４ｂを凹部とするためにフィルムを用いる場合には、貫通孔を形成した後にフィルムを貼り付けるのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、電子部品と基板との接着強度を確保しつつ、装置全体の更なる薄型化を図ることができるので、電子部品が基板上に搭載された電子装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置の断面図
【図２】図１に示す発光装置の平面図
【図３】図１に示す発光装置の底面図
【図４】図１に示す発光装置の基板に搭載される発光素子を示す正面図
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造方法の各工程を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る発光装置の断面図
【図７】図６に示す発光装置の平面図
【図８】図６に示す発光装置の底面図
【図９】図６に示す発光装置の基板に搭載される発光素子を示す正面図
【符号の説明】
【００４６】
１，１０  発光装置
２  発光素子
３  樹脂封止部
４  基板
４ａ  基板本体
４ｂ  スルーホール
４ｃ  銀ペースト
６  発光素子
２１  基板
２２  ｎ層
２３  発光層
２４  ｐ層
２５  ｎ側電極
２６  ｐ側電極
４１  第１電極
４２  第２電極
４２ａ  第２上面電極
４２ｂ  第２下面電極
４２ｃ  第２接続電極
４３  第３電極
４３ａ  第３上面電極
４３ｂ  第３下面電極
４３ｃ  第３接続電極
４４  レジスト膜
４４ａ  開口部
５１，５２  ワイヤ
６１  基板
６２  ｎ層
６３  発光層
６４  ｐ層
６５  ｎ側電極
６６  ｐ側電極
【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】
2009194052.tif 000008
【図７】
2009194052.tif 000009
【図８】
2009194052.tif 000010
【図９】
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