發光元件裝載用基板、led封裝件及led封裝件的製造方法

2023-09-12 22:05:40

專利名稱：發光元件裝載用基板、led封裝件及led封裝件的製造方法
技術領域：
本發明涉及發光元件裝載用基板、使用該發光元件裝載用基板的LED封裝件及LED封裝件的製造方法。
背景技術：
近年來,從節能的觀點出發作為發光元件關注使用LED (Light Emitting Diode)晶片的顯示裝置或照明裝置，在世界範圍內引起LED晶片和與之關聯的產品或技術的開發競爭。作為其象徵的一個例子，公知的是以每單位亮度的價格(日元/Im)作為指標。其中，關於LED晶片從發光效率的觀點出發，倒裝片型的LED晶片引起關注，這種倒裝片型的LED晶片與在發光面一側具有電極的引線接合型的LED晶片不同，將電極設置 在LED晶片的背面。對於安裝這種倒裝片型的LED晶片的基板，由於要求基板的散熱性、配線圖案的微細性、基板的平坦性等，因此多使用陶瓷基板是現狀。另外，關於當前主流的引線接合型的LED晶片，關注如下類型的LED封裝件用白色的注塑樹脂封固LF (Lead Frame),該封固樹脂兼作反光鏡。可是，陶瓷基板由於是以比較小的尺寸(例如50mm四方)的塊單位強制燒結，因此即使大量生產，也難以實現廉價，配線圖案越微細，對於配線圖案的微細度的燒結的變形的比例越不能忽視。而且，由於最近也要求基板的薄度，因此在裝卸時因衝擊而割裂的概率變高。另外，LF難以實現與倒裝片型的LED晶片對應的細微的配線圖案。作為其代替基板，正在研究使用由現有技術構成的剛性基板、卷帶式基板(TAB:Tape Automated Bonding)、撓性基板、金屬基底基板等。此時，為了使良好的散熱性與能夠安裝倒裝片的配線圖案的微細性並存，一般採用雙面配線基板，這種雙面配線基板在基板的兩面形成配線，這些配線彼此用貫穿柱(貫通H 7)電連接(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所公開的發光裝置，具備具有導通區域和非導通區域的金屬基板；在金屬基板上通過絕緣層形成的一對配線圖案；在一對配線圖案上以倒裝片方式安裝且在底面具有2個電極的LED晶片；以及將金屬基板的導通區域與LED晶片的2個電極通過一對配線圖案連接的一對貫穿柱。專利文獻I :日本特開2011-40488號公報可是，作為雙面配線基板的實施方式，若使其具有用於確保散熱性的貫穿柱和配線的微細性，則與單面配線基板相比，無論如何都變得高價，因此用每單位亮度的價格(日元/lm)這個指標衡量成為失去競爭力的原因。另外，在通過截面積小於LED晶片尺寸的貫穿柱進行散熱的結構中，難於獲得足夠的散熱性。另外，以用注塑樹脂封固(轉移成形)LF的LED封裝件為代表，為了將配置在配線基板的塊內的多個LED封裝件進行個片化，一般使用採用了旋轉磨具的切割機，而且由於切割機的廠商也壟斷，因此處於很難通過與其他公司的差別化來確保競爭力的狀況。而且，由於LED封裝件的大小小型化為例如3mmX I. 5mm以下，因此配線基板的塊內的LED封裝件的數量超過幾百個，其結果成為縱橫合計的由切割機得到的切割線的數量也大致與其相同的個數的狀況。這意味著切割機的負荷增大，LED封裝件的生產數量越增加，難以與其他公司差別化的切割機越增加。

發明內容
因此，本發明的目的在於，提供使用單面配線基板，能夠實現倒裝片安裝、且散熱性良好並容易進行LED封裝件的個片化的發光元件裝載用基板及使用該發光元件裝載用基板的LED封裝件、和LED封裝件的製造方法。本發明為了實現上述目的，提供以下的發光元件裝載用基板、LED封裝件及LED封裝件的製造方法。(I)發光元件裝載用基板，具備具有絕緣性的基板；形成於上述基板的一個面上的一對配線圖案；沿厚度方向貫穿上述基板的一對貫穿孔；以及一對填充部，上述一對填充部以與上述一對配線圖案接觸，並且在上述基板的與上述一個面相反一側的面側露出的
方式填充於上述一對貫穿孔並由金屬構成，上述一對填充部具有伸出部，上述伸出部在從上述基板的上述一個面側觀察時，從上述一對配線圖案向外側伸出。(2)上述(I)所述的發光元件裝載用基板，上述一對填充部的上述伸出部具有以形成發光裝置的外形的一部分的方式伸出的形狀。(3 )上述(I)或(2 )所述的發光元件裝載用基板，上述一對填充部分別具有上述配線圖案面積的50%以上的面積。(4)上述(I)至(3)任何一項所述的發光元件裝載用基板，上述配線圖案由銅或銅合金形成，上述填充部由填充於上述貫穿孔的上述基板的厚度的1/2以上的部分的銅或銅合金形成。(5) LED封裝件，以跨於上述(I)至(4)中任何一項所述的發光元件裝載用基板的上述一對配線圖案的方式，或者在一個配線圖案的上表面裝載LED晶片來作為上述發光元件並電連接上述配線圖案和上述LED晶片，用封固樹脂封固上述LED晶片。(6) LED封裝件的製造方法在具有絕緣性的基板的一個面上形成一對配線圖案，形成沿厚度方向貫穿上述基板的一對貫穿孔，形成具有在從上述基板的上述個面側觀察時從上述一對配線圖案向外側伸出的伸出部的一對填充部，上述一對填充部以如下方式形成以與上述一對配線圖案接觸，並且在上述基板的與上述一個面相反一側的面側露出的方式向上述一對貫穿孔填充金屬，在上述一對配線圖案上裝載LED晶片作為發光元件，用封固樹脂封固上述LED晶片並在上述基板上形成LED封裝件，以上述LED封裝件的上述一對填充部的上述伸出部的端面成為上述LED封裝件的外形的一部分的方式，將LED封裝件個片化。另外，本發明在上述(I)至(4)任何一項所述的發光元件裝載用基板中也可以具有以下的構成。即，上述基板具有即使以半徑50mm彎曲也不產生裂紋的可撓性。另外，上述配線圖案具有30 μ m以上的厚度。另外，上述配線圖案及上述填充部均具有350W/mk以上的導熱係數。而且，上述一對配線圖案，在上述一個面側的表面具有基於以硫酸鋇(BaSO4)的白色原材料為基準的光譜反射計的測定中，波長450 700nm範圍的初始全反射率為80%以上的反射層。另外，在上述基板的與上述一方的面相反一側的面側具有阻焊層。發明的效果如下。根據本發明，提供能夠安裝使用了單面配線基板的倒裝片，散熱性良好，容易LED封裝件的單片化的發光元件裝載用基板及使用其的LED封裝件、和LED封裝件的製造方法。


圖I (a)是本發明第一實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖I (b)是從圖I (a)的LED封裝件去除封固樹脂與反射層的LED封裝件的俯視圖。圖2是表示使用了本實施方式的LED封裝件的卷帶式基板(TAB Tape AutomatedBonding)的製造方法的俯視圖。`圖3 (a) (e)是以一個單元圖案部分表示發光元件裝載用基板的製造方法的一例的剖視圖。圖4是表示LED封裝件的個片化的俯視圖。圖5是表示LED封裝件的個片化的其他例子的俯視圖。圖6是本發明第二實施方式的LED封裝件的俯視圖。圖7是本發明第三實施方式的LED封裝件的俯視圖。圖8是本發明第四實施方式的LED封裝件的俯視圖。圖9 Ca)是本發明第五實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖9 (b)是從圖9 (a)的LED封裝件去除封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。圖10 (a)是本發明第六實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖10 (b)是從圖10 (a)的LED封裝件去除封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。圖11 (a)是本發明第七實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖11 (b)是從圖11 (a)的LED封裝件去除封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。圖12是本發明第八實施方式的LED封裝件的剖視圖。圖13 (a)是本發明第九實施方式的LED封裝件的剖視圖；圖13 (b)是從圖13Ca)的LED封裝件去除封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。圖14是本發明第十實施方式的LED封裝件的剖視圖。圖中I-LED封裝件，2-發光元件裝載用基板，3-LED晶片，4A、4B、4C 一封固樹脂，4a —傾斜面，4b —封固樹脂的一部分，5A、5B - LED晶片，5a —電極，6、6A 6D —接合線，7 —齊納二極體，8A、8B —衝切區域，20 —樹脂薄膜，20a —表面,20b —背面,20c —貫穿孔，21 一粘接劑，22A、22B —配線圖案，22a —凸部，22b —凹部，22c —倒錐形，23A、23B —填充部，23a —凸部，23b 一切斷面，24 一反射層，24a —開口，25 —阻焊層，30、30A、30B —裝載區域，30a、30b —邊，31a、31b —電極，32a、32b 一隆起塊，100 一卷帶式基板，101 —單位圖案，102 一單元，103 —輸送孔，200 —電絕緣材料，220 —銅箔，221、222 —電鍍用供電線，230、231 一伸出部，232 —端面。
具體實施方式
以下，關於本發明的實施方式參照附圖進行說明。另外，各圖中對於實質上具有同一功能的構成要件，標註同一符號而省略其重複說明。實施方式的摘要本實施方式的發光元件裝載用基板，具備具有絕緣性的基板；形成於上述基板的一個面上的一對配線圖案；以及形成沿厚度方向貫穿上述基板的一對貫穿孔，並以與上述一對配線圖案接觸、並且在上述基板的與上述一個面相反一側的面側露出的方式填充於上述一對貫穿孔中的由金屬構成的一對填充部，上述一對填充部具有伸出部，上述伸出部在從上述基板的上述一個面側觀察時，從上述一對配線圖案向外側伸出。配線圖案存在應裝載發光元件的裝載區域。這裡，所謂「裝載區域」是指預定裝載發光元件的區域，通常是矩形狀的區域，在發光元件的個數為一個時，與發光元件的面積大致相等；在發光元件的個數為多個時，是指包圍多個發光元件的一個區域，或與各個發光元 件對應的多個區域。另外，「裝載區域」有跨於一對的配線圖案地存在的情況、和存在於一對配線圖案中的一個配線圖案的情況等。
填充部的伸出部與具有絕緣性的基板的邊界，即使不使用切割機也能夠分離，因此從具有絕緣性的基板取出用封固樹脂封固LED晶片(發光元件)的LED封裝件(發光裝置)變得容易。若將LED封裝件個片化，則填充部的端面形成LED封裝件的外形的一部分。第一實施方式圖I (a)是本發明第一實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖I (b)是從圖I (a)的LED封裝件去除封固樹脂與反射層的LED封裝件的俯視圖。作為發光裝置的一例的LED封裝件1，在發光元件裝載用基板2的一對配線圖案22A、22B上的邊30a、30b構成的矩形狀的裝載區域30上進行如下的倒裝片安裝由隆起塊32a、32b連接作為發光元件在底面具有電極31a、31b的倒裝片型的LED晶片3，並用封固樹脂4A封固LED晶片3。發光元件裝載用基板2是在基板的單面具有配線的所謂的單面配線基板，具備作為具有絕緣性的基板的樹脂薄膜20 ;具有裝載LED晶片3的裝載區域30並在作為樹脂薄膜20的一個面的表面20a上通過粘接劑21沿規定的方向排列地形成的一對配線圖案22A、22B ;形成沿厚度方向貫穿樹脂薄膜20的一對貫穿孔20c，且以與一對配線圖案22A、22B接觸、並且在與樹脂薄膜20的一個面相反一側的面即背面20b側露出的方式填充於一對貫穿孔20c的由金屬構成的一對填充部23A、23B ;以及以覆蓋一對配線圖案22A、22B的方式形成於樹脂薄膜20的表面20a —側並反射來自LED晶片3的光的反射層24。另外,發光兀件裝載用基板2，在從樹脂薄膜20的表面20a側觀察時，一對填充部23A、23B具有從一對配線圖案22A、22B向外側伸出的伸出部230、231。另外，在圖I (a)中，24a為用於使隆起塊32a,32b通過的開口。接著，關於上述LED封裝件I的各部分的詳細情況進行說明。(樹脂薄膜)樹脂薄膜20優選具有即使以半徑50mm彎曲，也不產生裂紋的可撓性(柔軟性)和絕緣性。作為樹脂薄膜20，可以使用例如由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、環氧、芳族聚醯胺等的樹脂單體構成的薄膜。(配線圖案)
一對配線圖案22A、22B具有規定間隔地分離。該間隔在裝載區域30中優選例如
O.04mm以下。通過增大配線圖案相對於LED封裝件的平面面積的面積比，從而能夠減小反射效率差的樹脂薄膜20的露出面積，也能夠使封裝的反射率比現有技術進一步提高。配線圖案22A、22B的厚度優選30 μ m以上。另外，配線圖案22A、22B優選具有350W/mk以上的導熱係數。作為這種配線圖案22A、22B的材料，可以使用銅(純銅)或銅合金等。通過對配線圖案22A、22B的材料使用純銅，從而能夠實現396W/mk。配線圖案22A、22B的形狀，在本實施方式中雖然為矩形狀，但不限於此，既可以為五邊形以上的多邊形，也可以為包含曲線、圓弧等的形狀。(填充部)一對填充部23A、23B之間的間隔在裝載區域30中優選例如O. 2mm以下。另外，一對填充部23A、23B在從樹脂薄膜20的表面20a側觀察時，分別比裝載區域30的面積寬，並且，分別優選具有配線圖案22A、22B的面積的50%以上或者75%以上的面積。一對填充部23A、23B也可以分別具有比配線圖案22A、22B的面積寬的面積。在本實施方式中，填充部`23A、23B具有配線圖案22A、22B的面積I. I I. 3倍或者I. I I. 5倍左右的面積。一對填充部23A、23B具有在一對配線圖案22A、22B排列的規定的方向伸出的伸出部230、和在與規定的方向正交的方向伸出的伸出部231。填充部23A、23B具有在從樹脂薄膜20的表面20a側觀察時，在一對填充部23A、23B排列的方向伸出的伸出部230、和在與一對填充部23A、23B排列的方向正交的方向伸出的伸出部231。另外，也可以僅具有伸出部230、231中的一個。另外，填充部23A、23B具有在後述的LED封裝件I個片化時形成的切斷面23b。填充部23A、23B在樹脂薄膜20的貫穿孔20c的樹脂薄膜20的厚度的1/2以上的部分填充金屬而形成。在本實施方式中，貫穿孔20c內全部填充金屬而形成填充部23A、23B。填充部23A、23B與配線圖案22A、22B同樣優選具有350W/mk以上的導熱係數。作為這種填充部23A、23B的材料，可以使用銅(純銅)或銅合金等。填充部23A、23B的材料使用純銅，從而能夠實現396W/mk。(反射層)反射層24優選在基於以硫酸鋇(BaSO4)的白色原材料為基準的光譜反射計的測定中，波長450 700nm範圍的初始反射率具有80%以上。作為這種材料，也可以使用白色的薄膜或阻礙膜卜)。另外，也可以在配線圖案22A、22B上實施鍍銀作為反射層。(LED 晶片)LED晶片3例如具有O. 3 I. Omm四邊形左右的尺寸，具有在底面由鋁合金等構成的一對電極31a、31b、和形成於電極31a、31b的由金等構成的隆起塊32a、32b。另外,作為LED晶片，既可以使用在底面和上面分別具有電極，或者在上面具有2個以上電極，通過引線連接的引線接合型的LED晶片，也可以將它們組合。(封固樹脂)封固樹脂4A，在本實施例中由於要使LED晶片3發出的光具有指向性，因此表面具有球狀或曲面，但不限於此。另外，作為封固樹脂4A的材料，可以使用矽酮樹脂等的樹脂。樹脂範圍的意義
接著，關於上述各部分相關的數值範圍的意義進行說明。(樹脂薄膜的可撓性)樹脂薄膜20即使以半徑R=50mm彎曲也不產生裂紋是基於以下的理由。一般地，作為大量高效率地構成蝕刻等的液處理流程的方法，利用輥to輥的 方法有效。可是，利用輥to輥存在如下問題若要直線地輸送樹脂薄膜20爭取處理時間(處理長度)，則存在輸送速度過慢，或者製造裝置過長的問題。另外，若在開動製造裝置的狀態下進行輥狀的樹脂薄膜20的交換或接合，則需要進行蓄能的機構。作為解決這個問題的方法，例如一般使用半徑R=IOOmm以上的固定滾子或可動滾子將工件在上下方向曲折地輸送。使用即使半徑R=50mm也不產生裂紋的樹脂薄膜20便是基於此。(配線圖案的厚度)使配線圖案22A、22B的厚度為30μπι以上是基於以下的理由。在作為配線圖案22Α、22Β的材料使用銅箔時，銅箔以18 μ m、35 μ m、70 μ m、105 μ m這樣的單位在市場上出售。經驗上，由於18 μ m的銅箔向水平方向的導熱量不足的情形較多，因此使用35 μ m以上的厚度的銅箔製造的情況較多。這種場合，即使因表面的化學研磨等而變薄，以確保30 μ m以上的理由使配線圖案22A、22B的厚度為30 μ m以上。(填充部的厚度)填充部23A、23B，厚度厚則能夠吸收熱，散熱面積也增加，另外，也容易與印刷在安裝基板上的釺焊膏接觸，但另一方面，加厚填充部23A、23B在成本方面不利。一般而言，由於樹脂薄膜20的厚度為50 μ m左右，因此根據其50%即25 μ m左右是必要的經驗，使填充部23A、23B的厚度為樹脂薄膜20的厚度的1/2以上。(LED封裝件的製造方法)接著，說明圖I所示的LED封裝件I的製造方法一例。圖2是表示使用了圖I所示的LED封裝件I的卷帶式基板(TAB Tape AutomatedBonding)的製造方法的俯視圖。LED封裝件I能夠使用卷帶式基板100製造。另外,LED封裝件I也可以利用使用了剛性基板或撓性基板等的其他的製造方法進行製造。卷帶式基板100在長度方向形成有多個塊(寸口 7々)102，該多個塊102是形成一個LED封裝件I的單元圖案101的集合體，在塊102的兩側分別以等間隔形成有多個輸送孔103。圖3 (a) (e)是以一個單元圖案101表示圖I所示的發光元件裝載用基板2的製造方法的一例的剖視圖。( I)電絕緣材料的準備首先，如圖3 Ca)所示，準備由粘接劑21和樹脂薄膜20構成的電絕緣材料200。該電絕緣材料200為市場上出售(株式會社巴川製紙所、東麗株式會社、株式會社有澤製作所等)，粘接劑21用蓋膜(未圖示)保護，在不購入而要自己製造該電絕緣材料200時，作為樹脂薄膜20，可以在由例如聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、環氧、芳族聚醯胺等任意的樹脂單體構成的薄膜上用環氧系層疊帶有熱固化的粘接劑的薄片來製造。該電絕緣材料200為了在TAB生產線上流動而優選輥形式，既可以預先切割為期望的寬度之後進行層疊，也可以以較寬的寬度層疊之後切割為期望的寬度(未圖示)。(2)填充部用貫穿孔的形成接著，如圖3 (b)所示，在電絕緣材料200上用衝孔模開設用於填充部23A、23B的貫穿孔20c。在該加工中，在裝載區域30中，在散熱的方面優選使一對貫穿孔20c之間的間隔儘可能狹窄，因此需要具有剛性的高精度的衝孔模具。具體而言，為可動脫模機方式的模具，需要用線電極放電加工機同時加工衝模和脫模機，或者使衝孔、衝模、脫模機主要的加工精度為±0. 002mm以下進行加工，採用對衝孔、衝模、脫模機的各自的間隙等進行微調整的機構。另外，也可以在該貫穿孔20c加工時，根據需要開設輸送孔103或定位用孔(未圖示)。(3)銅箔的形成接著，如圖3 (C)所示，層疊銅箔220。銅箔220為電解箔或壓延箔，在後面的蝕刻工序中，在使配線圖案22A、22B之間的間隔極小化，或者在形成複雜的配線圖案22A、22B的同時確保散熱性方面，優選背面的表面粗糙度以算術平均粗糙度Ra大概為3 μ m以下從35 105 μ m左右的厚度範圍選定。層疊優選在常壓或減壓環境下的輥式層壓裝置，但也可以為膜壓式、平板衝壓式、鋼帶式的層壓裝置。層疊時的條 件能夠將粘接劑廠商所示的參考條件為基準選定。在較多的熱固化性粘接劑時，在層疊結束後，一般在例如150°C以上的高溫下進行二次固化。這點也以粘接劑廠商的參考條件為基準來確定。(4)填充部的埋入接著，如圖3 (d)所示，向貫穿孔20c通過電解銅電鍍進行埋入電鍍而形成填充部23A、23B。關於埋入電鍍的方法，在日本特開2003-124264號公報等中也有公開。具體而言，雖然應該用電鍍用掩蔽帶掩蔽銅箔面進行電鍍銅，但通過改變鍍銅液的種類或電鍍條件，還能夠將填充部23A、23B的前端形成為凸、凹、平坦。另外，填充部23A、23B的厚度也能通過電鍍條件(主要為電鍍時間)調整。關於鍍銅液和其使用方法的信息，由於能夠從銷售鍍銅液體的廠商(JUC株式會社、Atotech Japan株式會社等)容易地獲得，因此省略詳細的說明。(5)銅箔的圖案形成接著，如圖3 (e)所示，進行銅箔220的圖案形成而形成配線圖案22A、22B。雖然未圖示，但關於圖案形成由於使用光刻蝕法，因此在銅箔220上塗抹抗蝕劑，曝光後，顯影而蝕刻，進行剝離蝕刻後的抗蝕劑這樣的一連串的作業而形成配線圖案22A、22B。也可以取代抗蝕劑而使用乾性膜。另外，在進行銅箔220的圖案形成時，進行埋入電鍍的面希望粘貼掩蔽帶，或者塗抹內襯材料(裹止A材)而保護填充部23A、23B免受蝕刻液等的藥液影響。在蝕刻時，雖然使用一般的氯化鐵或氯化銅系的蝕刻液，但在圖案的截面下端寬而成為障礙時，選定在蝕刻時在保護銅箔220的側壁免受蝕刻液影響的同時沿板厚方向進行蝕刻的類型的蝕刻液，需要使蝕刻液的噴霧圖案等最佳化。作為這種蝕刻液廠商，有例如株式會社ADEKA。另外，在利用蝕刻無法將配線圖案22A、22B的間隔較小地形成期望的值時，對已形成的配線圖案22A、22B電鍍銅，通過使配線圖案22A、22B的厚度和寬度增加電鍍銅厚度的量，從而也能夠減小配線圖案22A、22B的間隔。(6)電鍍處理接著，雖然未圖示，但剝離埋入電鍍側的掩蔽帶，在配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的表面進行包含金、銀、鈀、錫、銅任意金屬的電鍍。電鍍也可以為多種類、多層。作為電鍍的方法，雖然希望是不需要電鍍用供電線的非電解鍍層，但也可以為電解電鍍。此時，也可以在銅箔的圖案面與埋入電鍍面側交替進行掩蔽的同時進行其它種類的電鍍。另夕卜，為了削減電鍍的面積，銅箔的圖案面也可以預先用抗蝕劑或覆蓋層覆蓋不需要電鍍的部分之後而進行電鍍。以上，能夠形成圖2所示的卷帶式基板100，以輥形式完成發光元件裝載用基板2。(7)卷帶式基板的切斷、LED晶片的裝載接著，將完成的卷帶式基板100，以塊102為單位切斷成期望的長度，將LED晶片3用裝配件裝載於裝載區域30上。與LED晶片3的隆起塊32a、32b的材質(金或釺焊)相符地選擇最適當的裝配件為好。另外，關於引線接合型的LED晶片也同樣能夠進行裝載。作為裝配件的廠商，例如有JUKI株式會社、松下生產科技株式會社、株式會社日立高新技術、株式會社新川等。(8)封固樹脂的形成接著，根據需要，經過大氣壓的等離子清洗或LED晶片3的底部填充(under filling)，通過壓縮模型裝置和模具，用封固樹脂4A例如矽酮樹脂封固(壓縮模製)LED晶片3。封固樹脂4A既可以混入螢光體，也可以事先澆注封固加入了螢光體的樹脂之後進行封固。(LED封裝件的個片化)將LED封裝件I進行個片化(分割)為LED封裝件單位(一個單元)。在這種情況下，如圖4所示，在使填充部23A、23B的外形為LED封裝件I的外形時，若在與電絕緣材料200的邊緣附近以切斷電解電鍍中使用的電鍍用供電線221的方式設定衝切區域8A，並利用衝模等衝切，則由於成為僅填充部23A、23B與電絕緣材料200接觸的狀態，因此例如僅通過推壓LED封裝件I便能夠從電絕緣材料200取下LED封裝件I進行個片化。如上所述，能夠完成LED封裝件I。並且，填充部23A、23B的端面232形成LED封裝件I的外形的一部分。另外，如圖5所示，也可以以在四邊設定衝切區域8A、8B切斷電鍍用供電線221、222的方式用衝模等衝切。(LED封裝件的動作)接著，關於LED封裝件I的動作進行說明。LED封裝件I例如安裝於安裝基板上，LED晶片3與安裝基板電連接。即，在安裝基板上形成有一對供電用圖案，在一對供電用圖案上通過釺焊膏電連接LED封裝件I的填充部23A、23B。若對供電用圖案施加驅動LED晶片3所需要的電壓，則該電壓經由填充部23A、23B、配線圖案22A、22B、隆起塊32a、32b、電極31a、31b施加於LED晶片3。LED晶片3由於施加電壓而發光，經由封固樹脂4A射出光。LED晶片3的發熱經由電極31a、31b、隆起塊32a、32b及配線圖案22A、22B傳遞至填充部23A、23B，向安裝基板散熱。(第一實施方式的效果)根據本實施方式，起到如下的效果。(a)在樹脂薄膜20的表面20a上形成配線圖案22A、22B，使以貫穿樹脂薄膜20的方式設置的由金屬構成的填充部23A、23B與配線圖案22A、22B接觸的同時露出於樹脂薄膜20的背面20b，因此能夠實現採用單面配線基板的倒裝片安裝。另外，通過使填充部23A、23B的面積比裝載區域30的面積寬廣，並且為配線圖案22A、22B面積的50%以上，從而增大填充部23A、23B的散熱面積，散熱性變得良好。(b)由於能夠提高作為發光元件裝載用基板的通用性，因此作為其結果能夠提供每單位亮度的價格廉價的LED封裝件。(C)關於散熱性，主要通過調整配線圖案22A、22B、填充部23A、23B的厚度、面積和位置，從而能夠實現熱傳導、對流、輻射的調整。另外，伸出部230、231的一部分從LED封裝件露出並直接接觸外部氣體也有助於散熱性。(d)填充部23A、23B的伸出部230、231與樹脂薄膜20的邊界，由於即使不使用切割機也能夠分離，因此從樹脂薄膜20取出LED晶片LED封裝件I變得容易。因而，作為LED封裝件I的個片化的方法，能夠實現不使用切割機的方法、或者能夠實現切割機的負荷較小的方法，能夠提供利用這些方法個單片化後的LED封裝件I。(第二實施方式)圖6表示本發明第二實施方式的LED封裝件的俯視圖。另外，該圖為去除了封固樹脂和反射層的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式也可以不設置反射層。在第一實施方式中，雖然在發光元件裝載用基板2上裝載了一個倒裝片型的LED晶片3，但本實施方式的LED封裝件I裝載有多個(例如三個)倒裝片型的LED晶片3。本實施方式的裝載區域30為包含三個LED晶片3的區域。(第三實施方式)圖7表示本發明第三實施方式的LED封裝件。另外，該圖為去除了封固樹脂和反射層的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式也可以不設置反射層。在第一和第二實施方式中，裝載區域30為一個，且僅裝載了倒裝片型的LED晶片3，但本實施方式具有多個裝載區域30A、30B，除了 LED晶片3之外，還裝載其它電子部件。即，本實施方式的LED封裝件1，以跨於一對配線圖案22A、22B的方式設置裝載區域30A，在一個配線圖案22A上還設置有裝載區域30B。該LED封裝件1，在一個裝載區域30A上裝載與第一及第二實施方式同樣的倒裝片型的LED晶片3，在另一個裝載區域30B上裝載引線接合型的LED晶片5A，以跨於一對配線圖案22A、22B的方式裝載作為防止靜電破壞元件的齊納二極體7。LED晶片5A是在底面具有一個電極(未圖不)，在上面也具有一個電極5a的類型的部件。LED晶片5A的底面的電極通過隆起塊或導電性粘接劑與配線圖案22A接合，上面的電極5a通過接合線6與另一個配線圖案22B電連接。(第四實施方式)圖8表示本發明第四實施方式的LED封裝件。另外，該圖為去除了封固樹脂和反射層的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式也可以不設置反射層。在第一實施方式中，以跨於配線圖案22A、22B的方式裝載了一個倒裝片型的LED晶片3，但本實施方式的LED封裝件I是在一個配線圖案22A上裝載多個(例如三個)引線接合型的LED晶片5B的LED封裝件。本實施方式以包含三個LED晶片5B的方式在一個配線圖案22A上設置有裝載區域30。就該LED封裝件I而言，在裝載區域30上裝載三個LED晶片5B，以跨於一對配線圖案22A、22B的方式裝載作為防止靜電破壞元件的齊納二極體7。LED晶片5B在上面具有兩個電極5a。LED晶片5B的底面通過矽酮樹脂等粘接劑與配線圖案22A接合。就在三個LED晶片5B中的位於兩端的LED晶片5B而言，一個電極5a通過接合線6A、6D與配線圖案22A電連接。三個LED晶片5B之間，電極5a彼此通過接合線6B、6C連接。(第五實施方式)圖9 Ca)是本發明第五實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖9 (b)是從圖9 (a)的LED封裝件去除了封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式也可以設置反射層。在第一實施方式中，配線圖案22A、22B雖然具有矩形形狀，但本實施方式將配線圖案22A、22B做成凸狀，填充部23A、23B也與配線圖案22A、22B同樣做成凸狀。配線圖案22A、22B在裝載區域30上具有凸部22a。填充部23A、23B在裝載區域30上具有凸部23a。
根據本實施方式，如圖9 (a)所示，在LED晶片3的正下方，若將配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的形狀做成凸狀，則由於填充部23A、23B之間的間隔的部分的長度變短，因此容易確保該部分的機械強度，容易使填充部23A、23B之間的間隔為O. 20mm以下。另外，通過減小填充部23A、23B之間的間隔，從而能夠減少位於LED晶片3正下方的導熱係數低的部件即樹脂薄膜20的面積，因此能夠提高LED晶片3附近的導熱量。另外，本實施方式的封固樹脂4B與第一實施方式的球形不同，具有矩形狀。由於該封固樹脂4B的上面平坦，因此能夠實現基於真空吸引的裝配。另外，凸部22a、23a的形狀不限於圖9，既可以為多段的形狀，也可以在多個部位設置凸部23a、23b。這樣一來，可預測提高LED晶片3的電極布局的設計自由度的效果。(第六實施方式)圖10 (a)是本發明第六實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖10 (b)是從圖10 (a)的LED封裝件去除了封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式還可以設置反射層。本實施方式是在圖9所示的第五實施方式中，將配線圖案22A、22B的邊緣做成倒錐形22c，在端面設置凹部22b的方式。能夠使設置於配線圖案22A、22B側的反射層24(未圖示)等的樹脂層的配合良好。作為製作這種形狀的蝕刻液的廠商，有株式會社ADEKA等。(第七實施方式)圖11 (a)是本發明第七實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖11 (b)是從圖11 (a)的LED封裝件去除了封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。另外，本實施方式也可以設置反射層。本實施方式的LED封裝件I是如下的LED封裝件在第五實施方式中，一對填充部23A、23B具有僅在與一對配線圖案22A、22B排列的方向正交的方向從配線圖案22A、22B伸出的伸出部231，使配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的外側的端面232與LED封裝件I的外形一致。這樣一來，集中多個地將LED封裝件I做成一個單位圖案，能夠期待因填充部23A、23B的個數的削減或填充部23A、23B面積擴大而帶來的散熱性提高。另外，一對填充部23A、23B還可以具有僅在一對配線圖案22A、22B排列的方向從配線圖案22A、22B伸出的伸出部230。(第八實施方式)圖12是本發明第八實施方式的LED封裝件的剖視圖。另外，本實施方式也可以不
設置反射層。
本實施方式的LED封裝件I是在第7實施方式中在發光元件裝載用基板2的背面20b形成阻焊層25的部件。阻焊層25用於防止在填充部23A、23B側通過釺焊回流安裝時的釺焊橋接。網板印刷一般的液狀阻焊劑便能夠形成。當然，阻焊層25的形狀由I型、H型、包圍封裝件外周的口字狀等能夠自由地設計。(第九實施方式)圖13 (a)是本發明第九實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖13 (b)是從圖13 (a)的LED封裝件去除封固樹脂的LED封裝件的俯視圖。另外，也可以在配線圖案22A、22B上
設置反射層。本實施方式的LED封裝件I是在第八實施方式中在配線圖案22A、22B—側通過注塑樹脂成形形成有具有反射來自LED晶片3的光的傾斜面4a並作為反射鏡發揮作用的封固樹脂4C的LED封裝件。作為這樣的注塑樹脂具有日立化成制(CEL-W-7005)等。 (第十實施方式)圖14是本發明第十實施方式的LED封裝件的剖視圖。另外，也可以在配線圖案22A、22B上設置反射層。本實施方式的LED封裝件I是在第九實施方式中，使作為反射鏡發揮作用的封固樹脂4C的一部分4b蔓延至樹脂薄膜20的背面20b —側的LED封裝件。也可以通過在封裝件外形的一部分設置凹部等，從而注塑樹脂也蔓延至填充部23A、23 —側，防止釺焊橋接，或者防止LED封裝件I翹起。另外，若使配線圖案22A、22B的外形為複雜的形狀，或者使配線圖案22A、22B的蝕刻剖面為倒錐形，則能夠期待注塑樹脂難以剝離的效果。此時的個片化也可以是按每個注塑樹脂進行切斷的現有的方法。(散熱性的評價)作為本發明的配線基板的散熱性的確認，利用與圖6類似的安裝方式進行試驗。配線基板厚度方向的構成，作為樹脂薄膜20使用UPILEX-S (宇部興產株式會社的商品名)的50 μ m厚度的膜，在其處作為粘接劑21層壓12 μ m的巴川X (株式會社巴川製紙所的商品名)，作為配線圖案22A、22B使用厚度35 μ m的銅箔。作為評價用配線基板的配線圖案，大略僅使用圖6的22B —側的圖案。首先，作為配線基板A，相當於LED封裝件外形的平面尺寸為2. 8X2. 8mm,圖案22B為2. 2X1. 2mm，填充部23B為2. 8X1. 3mm，各個配置成中心大致相同。另外，填充部23B的厚度為60 μ m，在填充部23B與配線圖案22B的表面加工鎳鍍層O. 5 μ m，金鍍層O. 5 μ m。作為比較用配線基板B以同樣的構成及尺寸使用沒有填充部23B和貫穿孔的基板。接著，將配線基板A與配線基板B採用Au-Sn膏固定於T0-46軸芯，分別在圖案的中央附近用銀膏且管芯焊接2條線型的O. 5mm方形的LED晶片(日立電線株式會社制)，用金線連接T0-46軸芯和LED晶片。進而，作為比較用，在T0-46軸芯上用銀膏且管芯焊接相同的LED晶片，用金線與T0-46軸芯連接。將這三種的樣品採用瞬態熱電阻測定法(AVF法)推定熱阻和LED晶片的溫度上升。其結果，就在T0-46軸芯的溫度上升影響即將顯現之前的LED晶片的溫度上升Λ Tj而言，直接管芯焊接於Τ0-46軸芯的結構與具有填充部的配線基板A的ATj大致相同約為200C。另一方面，沒有填充部的配線基板B的Λ Tj約為40°C。若將其用至T0-46軸芯的熱阻Rth表示，則直接管芯焊接於T0-46軸芯的結構與配線基板A的Rth為約60°C /W，另一方面沒有填充部的配線基板B的Rth為約140°C /W。這表示具有填充部的配線基板A極其有效地向T0-46軸芯熱傳遞。(變形例I)在LED封裝件I個片化時，也可以加熱發光元件裝載用基板2。通過加熱，填充部23A、23B的銅與電絕緣材料200產生熱膨脹量差，從電絕緣材料200分離LED封裝件I變得容易。(變形例2)在LED封裝件I個片化時，也可以組合利用切割機的切割。具體而言，也可以半切開電絕緣材料200或切開注塑樹脂、或用切割機切割封裝件外周中的一邊，從電絕緣材料200容易地分離LED封裝件I。該方法也能夠實現切割時削減加工時間和延長旋轉磨具的 壽命。另外，本發明不限定於上述實施方式，在不脫離發明主旨的範圍內能夠實施各種變形。例如，也可以在填充部23A、23B上通過絕緣層連接降溫裝置。絕緣層希望使用散熱性高的層。此時，不通過填充部23A、23B而直接通過配線圖案22A、22B對LED晶片3施加電壓。另外，也可以在不脫離發明主旨的範圍內自由組合上述各實施方式的構成要件。另夕卜，上述的製造方法，也可以在不脫離發明主旨的範圍內進行工序的刪除、增加、變更而製造LED封裝件。
權利要求
1.ー種發光元件裝載用基板，其特徵在於，具備 具有絕緣性的基板； 形成於上述基板的一個面上的ー對配線圖案； 沿厚度方向貫穿上述基板的ー對貫穿孔；以及 一對填充部，上述一對填充部以與上述ー對配線圖案接觸，並且在上述基板的與上述ー個面相反ー側的面側露出的方式填充於上述ー對貫穿孔並由金屬構成， 上述一對填充部具有伸出部，上述伸出部在從上述基板的上述一個面側觀察時，從上述ー對配線圖案向外側伸出。
2.根據權利要求I所述的發光元件裝載用基板，其特徵在幹， 上述一對填充部的上述伸出部具有以形成發光裝置的外形的一部分的方式伸出的形狀。
3.根據權利要求I或2所述的發光元件裝載用基板，其特徵在幹， 上述一對填充部分別具有上述配線圖案面積的50%以上的面積。
4.根據權利要求I至3任何ー項所述的發光元件裝載用基板，其特徵在幹， 上述配線圖案由銅或銅合金形成， 上述填充部由填充於上述貫穿孔的上述基板的厚度的1/2以上的部分的銅或銅合金形成。
5.—種LED封裝件，其特徵在於， 以跨於權利要求I至4中任何ー項所述的發光元件裝載用基板的上述一對配線圖案的方式，或者在一個配線圖案的上表面裝載LED晶片來作為上述發光元件並電連接上述配線圖案和上述LED晶片，用封固樹脂封固上述LED晶片。
6.ー種LED封裝件的製造方法，其特徵在幹， 在具有絕緣性的基板的一個面上形成ー對配線圖案， 形成沿厚度方向貫穿上述基板的ー對貫穿孔， 形成一對填充部，上述填充部以與上述ー對配線圖案接觸，並且在上述基板的與上述ー個面相反ー側的面側露出的方式向上述ー對貫穿孔填充金屬而成，上述一對填充部具有在從上述基板的上述一個面側觀察時，從上述一對配線圖案向外側伸出的伸出部， 在上述ー對配線圖案上裝載LED晶片來作為發光元件，用封固樹脂封固上述LED晶片並在上述基板上形成LED封裝件， 以上述LED封裝件的上述一對填充部的上述伸出部的端面成為上述LED封裝件的外形的一部分的方式，將LED封裝件個片化。
全文摘要
本發明提供發光元件裝載用基板、使用該發光元件裝載用基板的LED封裝件及LED封裝件的製造方法，能夠實現使用了單面配線基板的倒裝片安裝，且散熱性良好並能容易實現LED封裝件的個片化。發光元件裝載用基板(2)，具備具有裝載LED晶片(3)的裝載區域(30)並在樹脂薄膜(20)的表面(20a)上沿規定的方向排列形成的一對配線圖案(22A、22B)；以及分別與一對配線圖案(22A、22B)接觸的一對填充部(23A、23B)，一對填充部(23A、23B)具有在從樹脂薄膜(20)的表面(20a)側觀察時，從一對配線圖案(22A、22B)向外側伸出的伸出部(230、231)。
文檔編號H01L33/48GK102856472SQ20121018333
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月5日 優先權日2011年6月29日
發明者今井升, 伊坂文哉, 根本正德, 北村哲郎, 高橋健 申請人:日立電線株式會社