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JP2013128081A - 発光素子搭載用パッケージ及び発光素子パッケージ並びにそれらの製造方法 - Google Patents

発光素子搭載用パッケージ及び発光素子パッケージ並びにそれらの製造方法 Download PDF

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JP2013128081A JP2011277736A JP2011277736A JP2013128081A JP 2013128081 A JP2013128081 A JP 2013128081A JP 2011277736 A JP2011277736 A JP 2011277736A JP 2011277736 A JP2011277736 A JP 2011277736A JP 2013128081 A JP2013128081 A JP 2013128081A
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Abstract

【課題】反射膜の特性劣化を低減可能な発光部品搭載用パッケージ及び前記発光部品搭載用パッケージに複数の発光部品を搭載した発光部品パッケージ、並びにそれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発光素子搭載用パッケージの製造方法は、絶縁層の一方の面に積層された金属層上の所定領域に、前記金属層を給電層として電解めっきを施し、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域を形成する工程と、前記金属層の所定部分を除去し、複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部を形成する工程と、を有し、前記発光素子搭載部を形成する工程において、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属するように前記金属層を除去する。
【選択図】図13

Description

本発明は、発光素子を搭載可能な発光素子搭載用パッケージ、及び前記発光素子搭載用パッケージに発光素子を搭載した発光素子パッケージ、並びにそれらの製造方法に関する。
近年、光源として低消費電力で長寿命である発光ダイオード(以降、LEDとする)が注目されており、例えば、複数のLEDを搭載したLEDモジュールが提案されている。このようなLEDモジュールにおいて、最表層には、搭載されるLEDの出射光を反射する反射膜(絶縁層)が形成されており、この反射膜から露出するように、LEDが搭載される発光素子搭載領域(ランド)が形成されている。又、発光素子搭載領域には、搭載されるLEDとの接続信頼性を向上させるため、めっき膜が形成されている。
特開2003−092011号公報 特開2006−319074号公報
しかしながら、めっき膜は、反射膜から露出する発光素子搭載領域に無電解めっき法により形成されるため、無電解めっきを行う際に反射膜も無電解めっき槽のめっき液中に浸漬される。そのため、反射膜にめっき液がしみ込み、反射膜が特性劣化する問題、より具体的には、反射膜の反射率が低下する問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、反射膜の特性劣化を低減可能な発光部品搭載用パッケージ及び前記発光部品搭載用パッケージに複数の発光部品を搭載した発光部品パッケージ、並びにそれらの製造方法を提供することを課題とする。
本発光素子搭載用パッケージの製造方法の一の形態は、絶縁層の一方の面に積層された金属層上の所定領域に、前記金属層を給電層として電解めっきを施し、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域を形成する工程と、前記金属層の所定部分を除去し、複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部を形成する工程と、を有し、前記発光素子搭載部を形成する工程において、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属するように前記金属層を除去することを要件とする。
本発光素子搭載用パッケージの製造方法の他の形態は、絶縁層の一方の面に積層された金属層の所定部分を除去し、複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部、及び前記複数の配線同士を電気的に接続するバスラインを形成する工程と、隣接する前記配線の所定領域に前記バスラインを給電ラインとして電解めっきを施し、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域を形成する工程と、前記発光素子搭載領域を形成後、前記バスラインを除去する工程と、を有し、前記発光素子搭載領域を形成する工程において、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属するように前記電解めっき膜を形成することを要件とする。
本発光素子搭載用パッケージは、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部と、隣接する前記配線の所定領域に、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域と、を有し、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属していることを要件とする。
開示の技術によれば、反射膜の特性劣化を低減可能な発光部品搭載用パッケージ及び前記発光部品搭載用パッケージに複数の発光部品を搭載した発光部品パッケージ、並びにそれらの製造方法を提供できる。
第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その1)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その2)である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その1)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その2)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その3)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その4)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その5)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その6)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その7)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その8)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その9)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その10)である。 第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その11)である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図(その1)である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図(その2)である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図(その3)である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図(その4)である。 第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図(その5)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その1)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その2)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その3)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その4)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その5)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その6)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その7)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その8)である。 第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その9)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その1)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その2)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その3)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その4)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その5)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その6)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その7)である。 第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図(その8)である。 第4の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その1)である。 第4の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その2)である。 第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その1)である。 第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その2)である。 第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その3)である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第1の実施の形態〉
[第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの構造]
まず、第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの構造について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その1)である。図2は、第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その2)であり、図1において反射膜60を省略した図である。図3は、図1のA−A線に沿う断面図である。なお、便宜上、図1及び図2において、発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を梨地模様で示している(他の図においても同様の場合がある)。
図1〜図3を参照するに、発光素子搭載用パッケージ10は、大略すると、金属板20と、絶縁層30と、発光素子搭載部40と、電解めっき膜50と、反射膜60とを有する。
金属板20は、発光素子搭載用パッケージ10に搭載される発光素子の発する熱を発光素子搭載用パッケージ10の外部に放出する放熱板としての機能を有するとともに、絶縁層30や発光素子搭載部40を形成するための基体となる部分である。金属板20の材料としては、例えば、銅(Cu)や銅合金、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金等の熱伝導率のよい材料を用いることができる。金属板20の厚さは、例えば、100〜2000μm程度とすることができる。
絶縁層30は、金属板20上に形成されており、金属板20と発光素子搭載部40とを絶縁している。絶縁層30の材料としては、例えば、ポリイミド系の絶縁性樹脂等を用いることができる。絶縁層30の厚さは、例えば、15〜200μm程度とすることができる。
発光素子搭載部40は、互いに電気的に独立した配線41〜45を有する。発光素子搭載部40は、絶縁層30上に形成されている。発光素子搭載部40の材料としては、例えば、銅(Cu)等の金属を用いることができる。発光素子搭載部40の厚さは、例えば、20〜100μm程度とすることができる。
配線41〜45は、例えば、平面視して長尺状又は長方形状に形成され、各配線の長辺同士が対向するように、所定の間隔を隔てて配置されている。配線41〜45の各長辺及び各短辺の長さ並びに隣接する配線の間隔の一例を挙げると、長辺が5〜10mm程度、短辺が1〜5mm程度、間隔が50〜500μm程度である。
配線41〜45の所定の領域には、電解めっき膜50が形成されている。電解めっき膜50を形成する目的は、それぞれの部分に接続される部材等との接続信頼性を向上させるためである。配線41〜45の電解めっき膜50が形成される側の面には、粗化処理がなされている。粗化処理を行う目的は、アンカー効果により、配線41〜45と反射膜60との密着性を向上させるためである。
電解めっき膜50としては、例えば、Ni又はNi合金/Au又はAu合金膜、Ni又はNi合金/Pd又はPd合金/Au又はAu合金膜、Ni又はNi合金/Pd又はPd合金/Ag又はAg合金/Au又はAu合金膜、Ag又はAg合金膜、Ni又はNi合金/Ag又はAg合金膜、Ni又はNi合金/Pd又はPd合金/Ag又はAg合金膜等を用いることができる。なお、『AA/BB膜』は、AA膜とBB膜とが対象部分にこの順番で積層形成されていることを意味している(3層以上の場合も同様)。
電解めっき膜50のうち、Au又はAu合金膜、Ag又はAg合金膜の膜厚は、0.1μm以上とすることが好ましい。電解めっき膜50のうち、Pd又はPd合金膜の膜厚は、0.005μm以上とすることが好ましい。電解めっき膜50のうち、Ni又はNi合金膜の膜厚は、0.5μm以上とすることが好ましい。
なお、Ag膜又はAg合金膜は反射率が高いため、電解めっき膜50の最表層をAg膜又はAg合金膜とすると、発光素子の照射する光の反射率を上げることができ好適である。
電解めっき膜50において、隣接する配線に対向するように形成された部分は、発光素子搭載領域51を構成している。発光素子搭載領域51は、例えば、平面形状が半円状の電解めっき膜が隣接する配線に対向するように形成された部分であり、1つの発光素子搭載領域51に2端子(4端子等でもよい)の1つの発光素子を搭載可能とされている。
より詳しくは、配線41〜45において、隣接する配線の一方の面には、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域51が複数形成されている。各発光素子搭載領域51を構成する一対の電解めっき膜50の一方が隣接する配線の一方に属し、他方が隣接する配線の他方に属している。つまり、配線41〜45において、隣接する配線間に複数の発光素子を並列に搭載可能とされている。例えば、隣接する配線41と42との間に配線の長手方向に沿って複数の発光素子(本実施の形態では4個)を並列に搭載可能とされている。隣接する配線42と43との間、隣接する配線43と44との間、及び隣接する配線44と45との間についても同様である。
又、配線の配列方向(X方向)に沿って隣接する配線間に複数の発光素子を直列に搭載可能とされている。例えば、隣接する配線41と42との間、隣接する配線42と43との間、隣接する配線43と44との間、及び隣接する配線44と45との間に、発光素子(本実施の形態では4個)を直列に搭載可能とされている。
なお、例えば、平面形状が矩形状の電解めっき膜を隣接する配線に対向するように形成して、発光素子搭載領域51としてもよい。又、本実施の形態では、発光素子搭載領域51を16箇所形成し、16個の発光素子を搭載可能としているが、発光素子搭載領域51の個数は任意に決定してよい。
配線41には、電解めっき膜50により、第1電極部52が形成されている。第1電極部52は、発光素子搭載領域51の配線41に形成された部分と電気的に接続されている。又、配線45には、電解めっき膜50により、第2電極部53が形成されている。第2電極部53は、発光素子搭載領域51の配線45に形成された部分と電気的に接続されている。第1電極部52及び第2電極部53は、例えば、発光素子搭載用パッケージ10の外部に配置される電源や駆動回路等に接続される部分である。
反射膜60は、発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を覆うように、絶縁層30上に形成されている絶縁膜である。反射膜60は開口部60xを有し、各開口部60x内には各発光素子搭載領域51の一部が露出している。なお、各開口部60x内に、各発光素子搭載領域51の全部が露出してもよい。
反射膜60の材料としては、例えば、エポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂等を用いることができる。反射膜60は、発光素子の照射する光の反射率を上げるため、酸化チタン等のフィラーを含有させて白色にすると好適である。酸化チタンに代えて、BaSO等の顔料を使用して反射膜60を白色にしてもよい。反射膜60の厚さは、例えば、10〜50μm程度とすることができる。
なお、本実施の形態では、隣接する配線間に露出する絶縁層30上には反射膜60を形成していないが、隣接する配線間に露出する絶縁層30上及びその近傍の発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を覆うように反射膜60を形成してもよい。
図4は、第1の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図である。図4を参照するに、発光素子パッケージ100は、発光素子搭載用パッケージ10の各発光素子搭載領域51に複数の発光素子110を縦横に搭載し、封止樹脂120により封止したものである。但し、封止樹脂120は、第1電極部52及び第2電極部53のそれぞれの一部又は全部を露出するように形成されている。
発光素子110としては、例えば、一端側にアノード端子、他端側にカソード端子が形成されたLEDを用いることができる。但し、発光素子110はLEDには限定されず、例えば、面発光型レーザ等を用いてもよい。封止樹脂120としては、例えば、シリコーン系等の絶縁性樹脂に蛍光体を含有させた樹脂を用いることができる。
以降、発光素子110がLEDであり発光素子パッケージ100がLEDモジュールである場合を例にして説明を行う(発光素子110をLED110、発光素子パッケージ100をLEDモジュール100と称する場合がある)。
発光素子搭載領域51に搭載されるLED110の寸法の一例を挙げると、平面視において、縦0.3mm(Y方向)×横0.3mm(X方向)、縦1.0mm(Y方向)×横1.0mm(X方向)、縦1.5mm(Y方向)×横1.5mm(X方向)等である。
各LED110には、一方の電極端子となるバンプ110aと、他方の電極端子となるバンプ110bが形成されている。各LED110のバンプ110a又は110bの何れか一方がアノード端子であり、他方がカソード端子である。バンプ110a及び110bは、例えば、隣接する配線にフリップチップ接合されている。各LED110は、同一方向(例えば、アノード端子が紙面左側にくるように)に搭載されている。
なお、バンプ110a及び110bは、それぞれ複数設けると好適である。バンプ110a及び110bが1つずつであると各配線上での接続箇所が一箇所ずつとなるため、実装されたLED110に傾きが生じる虞がある。バンプ110a及び110bをそれぞれ複数設けることにより、各配線上での接続箇所が複数箇所となるため、安定した実装を行うことができる。
隣接する配線の間隔は、搭載されるLED110のバンプ110aと110bとの間隔(例えば、60μm)と略同一とされている。これにより、配線41と配線42との間、配線42と配線43との間、配線43と配線44との間、配線44と配線45との間にそれぞれLED110を直列に搭載できる(X方向)。
又、配線41〜45のそれぞれの長手方向(Y方向)の長さは、LED110のY方向の長さの数倍〜数10倍程度とされている。これにより、配線41と配線42との間に複数のLED110を並列に搭載できる(Y方向)。配線42と配線43との間、配線43と配線44との間、配線44と配線45との間についても同様である。
[第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージ、及び発光素子パッケージの製造方法]
次に、第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージ、及び発光素子パッケージの製造方法について説明する。図5〜図15は、第1の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図である。図16〜図20は、第1の実施の形態に係る発光素子パッケージの製造工程を例示する図である。なお、各工程は、原則として断面図を示して説明するが、必要に応じ、(a)として平面図、(b)として断面図を示して説明する場合がある。
まず、図5及び図6に示す工程では、基材200を準備する。図5は平面図であり、Cは切断線を示している。図7以降の所定の工程を経た基材200等を、切断線Cで切断することにより、複数の発光素子搭載用パッケージ10(この場合には、27個)を得ることができる。つまり、図5において切断線Cで囲まれた各領域が、それぞれ発光素子搭載用パッケージ10となる。なお、図6は、図1のA−A線に相当する断面図であり、図5において切断線Cで囲まれた1つの領域を示している。
基材200としては、例えば、金属板20上に、絶縁層30、及び最終的に発光素子搭載部40となる金属層40Aが順次積層形成された所謂クラッド材等を用いることができる。基材200の平面形状は、例えば、矩形状であり、その大きさは、例えば、縦650mm(Y方向)程度×横510mm(X方向)程度とすることができる。
基材200において、金属板20としては、例えば、銅(Cu)や銅合金、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金等の熱伝導率のよい材料を用いることができる。金属板20の厚さは、例えば、100〜2000μm程度とすることができる。絶縁層30の材料としては、例えば、ポリイミド系の絶縁性樹脂等を用いることができる。絶縁層30の厚さは、例えば、15〜200μm程度とすることができる。金属層40Aの材料としては、例えば、銅箔等の金属箔を用いることができる。金属層40Aの厚さは、例えば、20〜100μm程度とすることができる。以降、原則として、切断線Cで囲まれた1つの領域を示して各工程の説明を行う。
次に、図7に示す工程では、金属層40Aの一方の面(絶縁層30に接する面の反対面)を粗化する。金属層40Aの一方の面は、例えば、メック社のCZ処理により金属層40Aの一方の面に化学的研磨(マイクロエッチング)を施すことにより粗化できる。CZ処理に代えて、黒色酸化処理(ブラックオキサイド)等の他の手段により金属層40Aの一方の面を粗化してもよい。
次に、図8に示す工程では、粗化処理された金属層40Aの一方の面に、電解めっき膜50に対応する開口部300xを有するレジスト層300を形成する。つまり、図5において切断線Cで囲まれた各領域において、図2に示した電解めっき膜50を形成する部分を露出する開口部300xを有するレジスト層300を形成する。
レジスト層300を形成するには、金属層40Aの一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のレジストを塗布する。或いは、金属層40Aの一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなるフィルム状のレジスト(例えば、ドライフィルムレジスト等)をラミネートする。
そして、塗布又はラミネートしたレジストを露光及び現像することで開口部300xを形成する。これにより、金属層40Aの一方の面に開口部300xを有するレジスト層300が形成される。なお、予め開口部300xを形成したフィルム状のレジストを金属層40Aの一方の面にラミネートしても構わない。
次に、図9に示す工程では、金属層40Aをめっき給電層に利用する電解めっき法により、金属層40Aの一方の面の開口部300x内に、発光素子搭載領域51、第1電極部52、及び第2電極部53を含む電解めっき膜50を形成する。この工程により、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域51が形成される。電解めっき膜50の種類や厚さ等は前述の通りである。なお、Ag膜又はAg合金膜は反射率が高いため、最表層がAg膜又はAg合金膜となるように電解めっき膜50を形成すると、発光素子の照射する光の反射率を上げることができ好適である。
次に、図10に示す工程では、図9に示すレジスト層300を除去する。なお、図10(a)は平面図、図10(b)は図10(a)のA−A線に沿う断面図である。
次に、図11に示す工程では、金属層40Aの一方の面に、発光素子搭載部40の配線41〜45に対応するレジスト層310を形成する。つまり、図5において切断線Cで囲まれた各領域において、図2に示した発光素子搭載部40の配線41〜45を形成する部分を覆うレジスト層310を形成する。レジスト層310は、例えば、図8に示す工程のレジスト層300と同様な方法により形成できる。
次に、図12に示す工程では、開口部310x内に露出する金属層40Aを除去し、複数の配線(配線41〜45)が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部40を形成する。一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域51の一方が隣接する配線の一方に属し、他方が隣接する配線の他方に属するように金属層40Aが除去される。金属層40Aが銅箔である場合には、例えば、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。
次に、図13に示す工程では、図12に示すレジスト層310を除去する。これにより、絶縁層30上に配線41〜45を含む発光素子搭載部40、並びに、発光素子搭載領域51、第1電極部52、及び第2電極部53を含む電解めっき膜50が形成される。なお、図13(a)は平面図、図13(b)は図13(a)のA−A線に沿う断面図である。
次に、図14に示す工程では、発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を覆うように、絶縁層30上に開口部60xを有する反射膜60を形成する。発光素子搭載部40の配線41〜45の表面は粗化されているため、アンカー効果により、反射膜60との密着性を向上できる。各開口部60x内には各発光素子搭載領域51の一部が露出する。なお、各開口部60x内に、各発光素子搭載領域51の全部を露出してもよい。
反射膜60の材料としては、例えば、エポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂等を用いることができる。反射膜60は、発光素子の照射する光の反射率を上げるため、酸化チタン等のフィラーを含有させて白色にすると好適である。酸化チタンに代えて、BaSO等の顔料を使用して反射膜60を白色にしてもよい。反射膜60の厚さは、例えば、10〜50μm程度とすることができる。
反射膜60を形成するには、例えば液状又はペースト状の感光性のエポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂等を絶縁層30上に塗布する。又は、例えばフィルム状の感光性のエポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂等を絶縁層30上にラミネートする。そして、塗布又はラミネートした絶縁性樹脂等を露光及び現像することで開口部60xを形成する。これにより、開口部60xを有する反射膜60が形成される。なお、予め開口部60xを形成したフィルム状のエポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂等を絶縁層30上にラミネートしても構わない。又、非感光性のエポキシ系やシリコーン系の絶縁性樹脂のスクリーン印刷により、開口部60xを有する反射膜60を形成してもよい。
次に、図15に示す工程では、図14に示す構造体を図14に示す切断線Cに沿って切断することにより、複数の発光素子搭載用パッケージ10が完成する。図14に示す構造体は、例えば、ダイシングブレード等により切断できる。
発光素子搭載用パッケージ10は、図1に示す構造体(発光素子搭載用パッケージ10の単体)を1つの製品として出荷してもよいし、図14に示す構造体(発光素子搭載用パッケージ10の集合体)を1つの製品として出荷してもよい。
LEDモジュール100を製造する場合には、図16に示す工程のように、発光素子搭載用パッケージ10の各発光素子搭載領域51にそれぞれLED110を搭載する。各LED110には、一方の電極端子となるバンプ110aと、他方の電極端子となるバンプ110bが形成されている。各LED110は、例えば、各発光素子搭載領域51にフリップチップ接続することができる。
次に、図17に示す工程では、LED110を封止樹脂120により封止する。封止樹脂120としては、例えば、エポキシ系やシリコーン系等の絶縁性樹脂に蛍光体を含有させた樹脂を用いることができる。封止樹脂120は、例えば、トランスファーモールドやポッティングにより形成できる。これにより、LEDモジュール100が完成する。なお、複数のLED110をまとめて封止する代わりに、個々のLED110を個別に封止してもよい。
なお、LEDモジュール100を製造する場合には、以下のようにしてもよい。すなわち、図14に示す工程の後(図14に示す構造体を切断線Cで切断する前)、図18に示す工程のように、図14に示す構造体の各発光素子搭載用パッケージ10となる部分に複数のLED110を搭載する。そして、図19に示す工程のように、各発光素子搭載用パッケージ10となる部分において、LED110を封止樹脂120により封止する。その後、図20に示すように、図19に示す構造体を図19に示す切断線Cに沿って切断することにより、複数のLEDモジュール100が完成する。
このように、本実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージでは、配線上に電解めっき法により電解めっき膜を形成した後、反射膜を形成する。つまり、従来の発光素子搭載用パッケージのように、反射膜を形成した後、反射膜から露出する配線上に無電解めっき法によりめっき膜を形成する工程を有さない。その結果、従来の発光素子搭載用パッケージのように反射膜がめっき液中に浸漬されることがないため、反射膜の特性劣化、より具体的には、反射膜の反射率の低下を抑制できる。
又、従来の発光素子搭載用パッケージのように反射膜がめっき液中に浸漬されると、反射膜を構成する成分がめっき液中に溶出してめっき液の品質を劣化させる虞がある。本実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージでは、反射膜がめっき液中に浸漬されることがないため、めっき液の品質劣化を回避できる。
又、発光素子搭載領域は電解めっき膜で構成されているため、発光素子搭載領域を無電解めっき膜で構成した場合に比べて、安定した品質のめっき膜を形成でき、発光素子搭載領域に搭載される発光素子との接続信頼性を向上できる。
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる発光素子搭載用パッケージの製造方法の例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図21〜図29は、第2の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図である。まず、第1の実施の形態の図5及び図6に示す工程を実行し、その後、図21に示す工程では、表面が粗化処理されていない金属層40Aの一方の面に、電解めっき膜50に対応する開口部300xを有するレジスト層300を形成する。レジスト層300の形成方法は、図8に示す工程と同様とすることができる。
次に、図22に示す工程では、図9に示す工程と同様にして、金属層40Aをめっき給電層に利用する電解めっき法により、金属層40Aの一方の面の開口部300x内に、電解めっき膜50を形成する。電解めっき膜50の種類や厚さ等は前述の通りである。なお、Ag膜又はAg合金膜は反射率が高いため、最表層がAg膜又はAg合金膜となるように電解めっき膜50を形成すると、発光素子の照射する光の反射率を上げることができ好適である。
次に、図23に示す工程では、図10に示す工程と同様にして、図22に示すレジスト層300を除去する。これにより、金属層40Aの一方の面に、発光素子搭載領域51、第1電極部52、及び第2電極部53を含む電解めっき膜50が形成される。なお、図23に対応する平面図は図10(a)と同様である。
次に、図24に示す工程では、図11に示す工程と同様にして、金属層40Aの一方の面に、発光素子搭載部40の配線41〜45に対応するレジスト層310を形成する。次に、図25に示す工程では、図12に示す工程と同様にして、開口部310x内に露出する金属層40Aを除去し、配線41〜45を含む発光素子搭載部40を形成する。
次に、図26に示す工程では、図13に示す工程と同様にして、図12に示すレジスト層310を除去する。これにより、絶縁層30上に配線41〜45を含む発光素子搭載部40、並びに、発光素子搭載領域51、第1電極部52、及び第2電極部53を含む電解めっき膜50が形成される。なお、図26に対応する平面図は図13(a)と同様である。
次に、図27に示す工程では、発光素子搭載部40の配線41〜45の一方の面(絶縁層30に接する面の反対面)において、電解めっき膜50が形成されていない部分を粗化する。粗化の方法は、図7と同様とすることができる。なお、CZ処理では、銅に対して選択的に化学的研磨(マイクロエッチング)を施すことができるため、配線41〜45の一方の面において、電解めっき膜50が形成されていない部分を好適に粗化できる。
次に、図28に示す工程では、図14に示す工程と同様にして、発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を覆うように、絶縁層30上に開口部60xを有する反射膜60を形成する。発光素子搭載部40の配線41〜45の一方の面において、電解めっき膜50が形成されていない部分の表面は粗化されているため、アンカー効果により、反射膜60との密着性を向上できる。各開口部60x内には各発光素子搭載領域51の一部が露出する。なお、各開口部60x内に、各発光素子搭載領域51の全部を露出してもよい。
次に、図29に示す工程では、図28に示す構造体を図28に示す切断線Cに沿って切断することにより、複数の発光素子搭載用パッケージ10が完成する。図28に示す構造体は、例えば、ダイシングブレード等により切断できる。
このように、金属層40Aの状態で粗化処理を施してもよいし、金属層40Aから配線41〜45を形成し、その後、配線41〜45の表面の一部に粗化処理を施してもよい。
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる発光素子搭載用パッケージの製造方法の他の例を示す。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図30〜図37は、第3の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージの製造工程を例示する図である。まず、第1の実施の形態の図5及び図6に示す工程を実行し、その後、図30に示す工程では、表面が粗化処理されていない金属層40Aの一方の面にレジスト層320を形成する。レジスト層320は、発光素子搭載部40の配線41〜45に対応する領域上と、後述する枠部210及び連結部220に対応する領域上に形成する。レジスト層320の形成方法は、図8に示す工程のレジスト層300と同様とすることができる。
なお、図30に示す工程の前に、図7に示す工程と同様にして、金属層40Aの一方の面に粗化処理を施してもよい。この場合には、後述する図32に示す工程は不要となる。
次に、図31に示す工程では、開口部320x内に露出する金属層40Aを除去し、更にレジスト層320を除去する。金属層40Aが銅箔である場合には、例えば、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。これにより、発光素子搭載部40の配線41〜45がそれぞれ連結部220を介して枠部210と連結された構造が形成される。つまり、この工程により、複数の配線(配線41〜45)が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部40、及び、配線41〜45に電解めっきを行う際のバスラインとなる枠部210及び連結部220が形成される。
次に、図32に示す工程では、発光素子搭載部40の配線41〜45の一方の面(絶縁層30に接する面の反対面)を粗化する。粗化の方法は、図7と同様とすることができる。次に、図33に示す工程では、電解めっき膜50に対応する開口部330xを有するレジスト層330を形成する。レジスト層330の形成方法は、図8に示す工程のレジスト層300と同様とすることができる。
次に、図34に示す工程では、枠部210及び連結部220(バスライン)を利用する電解めっき法により、発光素子搭載部40の配線41〜45の一方の面の開口部330x内に、電解めっき膜50を形成する。その後、レジスト層330を除去する。この工程により、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域51が形成される。又、第1電極部52及び第2電極部53が形成される。電解めっき膜50の種類や厚さ等は前述の通りである。なお、Ag膜又はAg合金膜は反射率が高いため、最表層がAg膜又はAg合金膜となるように電解めっき膜50を形成すると、発光素子の照射する光の反射率を上げることができ好適である。
次に、図35に示す工程では、発光素子搭載部40の配線41〜45上及び隣接する配線の間の絶縁層30上にレジスト層340を形成する。レジスト層340の形成方法は、図8に示す工程のレジスト層300と同様とすることができる。次に、図36に示す工程では、枠部210及び連結部220(バスライン)を除去する。枠部210及び連結部220が銅である場合には、例えば、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。
次に、図37に示す工程では、レジスト層340を除去する。次に、図37に示す工程の後、図14に示す工程と同様にして、発光素子搭載部40及び電解めっき膜50を覆うように、絶縁層30上に開口部60xを有する反射膜60を形成し、切断線Cに沿って切断することにより、複数の発光素子搭載用パッケージ10が完成する。
このように、金属層40Aをめっき給電層に利用して金属層40Aの表面に電解めっきを施してもよいし、金属層40Aから配線41〜45及びバスライン(枠部210及び連結部220)を形成し、バスラインを利用して配線41〜45の表面に電解めっきを施してもよい。
なお、本実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージは、電解めっき後にバスラインを除去する工程を有するため、最終的には(出荷形態としては)バスラインを有しない構造となる。そのため、個片化する際の切断により、バスラインの端面が発光素子搭載用パッケージの側面から露出することがない。バスラインの端面が発光素子搭載用パッケージの側面から露出すると、バスラインの端面と金属板の側面との距離が近い場合には、バリ等によりバスラインの端面と金属板の側面とが短絡する虞がある。本実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージでは、このような問題を回避できる。
〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なるパターン形状の配線の例を示す。なお、第4の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図38は、第4の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その1)である。図39は、第4の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージを例示する平面図(その2)であり、図38において反射膜60を省略した図である。
図38及び図39を参照するに、発光素子搭載用パッケージ10Aにおいて、発光素子搭載部70は、互いに電気的に独立した配線71〜87を有する。なお、図示はしないが、発光素子搭載部70は、発光素子搭載部40と同様に、絶縁層30上に形成されている。
配線71〜87は、例えば、平面視して矩形状に形成され、各配線のY方向に平行な辺同士が対向するように、所定の間隔を隔てて配置されている。但し、配線75、79、及び83のY方向の長さは、他の配線のY方向の長さよりも大きく、例えば、他の配線のY方向の長さの2倍程度に形成されている。
配線71〜74及び配線75の一部は、X−方向に向って所定間隔でこの順に並設されている。又、配線75の残部、配線76〜78、及び配線79一部は、X+方向に向って所定間隔でこの順に並設されている。又、配線79の残部、配線80〜82、及び配線83一部は、X−方向に向って所定間隔でこの順に並設されている。又、配線83の残部、配線84〜87は、X+方向に向って所定間隔でこの順に並設されている。つまり、配線71〜87は、平面視において、配線75、79、及び83の部分で屈曲する矩形波状に配置されている。
配線75、79、及び83を除く配線71〜87において、X方向に平行な辺の長さは例えば1〜5mm程度、Y方向に平行な辺の長さは例えば1〜5mm程度とすることができる。又、配線75、79、及び83において、X方向に平行な辺の長さは例えば1〜5mm程度、Y方向に平行な辺の長さは例えば2〜10mm程度とすることができる。配線71〜87において、隣接する配線の間隔(X方向)は例えば50〜100μm程度とすることができる。
配線71〜87の所定の領域には、電解めっき膜90が形成されている。電解めっき膜90を形成する目的は、それぞれの部分に接続される部材等との接続信頼性を向上させるためである。電解めっき膜90の材料や厚さは、電解めっき膜50と同様とすることができる。
電解めっき膜90において、隣接する配線に対向するように形成された部分は、発光素子搭載領域91を構成している。発光素子搭載領域91は、例えば、平面形状が半円状の電解めっき膜が隣接する配線に対向するように形成された部分であり、1つの発光素子搭載領域91に2端子(4端子等でもよい)の1つの発光素子を搭載可能とされている。
配線71には、電解めっき膜90により、第1電極部92が形成されている。第1電極部92は、発光素子搭載領域91の配線71に形成された部分と電気的に接続されている。又、配線87には、電解めっき膜90により、第2電極部93が形成されている。第2電極部93は、発光素子搭載領域91の配線87に形成された部分と電気的に接続されている。第1電極部92及び第2電極部93は、例えば、発光素子搭載用パッケージ10Aの外部に配置される電源や駆動回路等に接続される部分である。
このように、発光素子搭載部70の配線71〜87は、平面視において、配線75、79、及び83の部分で屈曲する矩形波状に配置されており、隣接する配線には発光素子搭載領域91が形成されている。又、矩形波状に配置された配線の両端部となる配線71及び87には、それぞれ第1電極部92及び第2電極部93が形成されている。これにより、発光素子は、第1電極部92と第2電極部93との間に配置された各発光素子搭載領域91に直列に搭載される。
なお、発光素子搭載用パッケージ10Aは、第1〜第3の実施の形態と同様の工程により製造できる。
このように、発光素子搭載用パッケージにおいて、発光素子搭載部は、第1の実施の形態のように発光素子を直列及び並列に搭載可能に形成されてもよいし、本実施の形態のように発光素子を直列のみに搭載可能に形成されてもよい。
〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる発光素子パッケージの例を示す。なお、第5の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図40は、第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その1)である。図41は、第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その2)である。図42は、第5の実施の形態に係る発光素子パッケージを例示する断面図(その3)である。
図4に示す発光素子パッケージ100では、発光素子110が、隣接する配線にフリップチップ接合されていた。一方、図40を参照するに、発光素子パッケージ100Aでは、発光素子110が絶縁層111を介して各配線上に固定され、隣接する配線に金属細線112によりワイヤボンディング接合されている。
又、図41を参照するに、発光素子パッケージ100Bでは、セラミック等からなるサブマウント基板141上に搭載された発光素子チップ142が、隣接する配線にバンプ145を介してフリップチップ接合されている。なお、サブマウント基板141上に搭載された発光素子チップ142の周囲には反射板143が配置され、発光素子チップ142は封止樹脂144で封止されている。
又、図42を参照するに、発光素子パッケージ100Cでは、サブマウント基板141上に搭載された発光素子チップ142が、隣接する配線に金属細線146によりワイヤボンディング接合されている。なお、図41と同様に、サブマウント基板141上に搭載された発光素子チップ142の周囲には反射板143が配置され、発光素子チップ142は封止樹脂144で封止されている。
このように、発光素子搭載用パッケージに発光素子(例えば、LED)をワイヤボンディング接合して発光素子パッケージとしてもよい。又、発光素子搭載用パッケージに発光素子サブマウント(例えば、LEDサブマウント)をフリップチップ接合やワイヤボンディング接合して発光素子パッケージとしてもよい。
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、第2〜第4の実施の形態に係る発光素子搭載用パッケージに発光素子を搭載し、発光素子パッケージを実現できる。
又、第2、第3の実施の形態において、第1の実施の形態の図18〜図20に相当する工程を採用してもよい。
又、発光素子搭載用パッケージは、1つの発光素子のみを搭載可能な構造であってもよい。
又、搭載される発光素子は、プリモールドやセラミックサブマウント基板に実装されたものでも良い。
10、10A 発光素子搭載用パッケージ
20 放熱板
30 絶縁層
40、70 発光素子搭載部
40A 金属層
41〜45、71〜87 配線
50、90 電解めっき膜
51、91 発光素子搭載領域
52、92 第1電極部
53、93 第2電極部
60 反射膜
60x、300x、310x、320x、330x 開口部
100、100A、100B、100C 発光素子パッケージ
110 発光素子
110a、110b、145 バンプ
111 絶縁層
112、146 金属細線
120 封止樹脂
141 サブマウント基板
142 発光素子チップ
143 反射板
144 封止樹脂
200 基材
210 枠部
220 連結部
300、310、320、330、340 レジスト層
C 切断線

Claims (15)

  1. 絶縁層の一方の面に積層された金属層上の所定領域に、前記金属層を給電層として電解めっきを施し、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域を形成する工程と、
    前記金属層の所定部分を除去し、複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部を形成する工程と、を有し、
    前記発光素子搭載部を形成する工程において、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属するように前記金属層を除去する発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  2. 絶縁層の一方の面に積層された金属層の所定部分を除去し、複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部、及び前記複数の配線同士を電気的に接続するバスラインを形成する工程と、
    隣接する前記配線の所定領域に前記バスラインを利用して電解めっきを施し、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域を形成する工程と、
    前記発光素子搭載領域を形成後、前記バスラインを除去する工程と、を有し、
    前記発光素子搭載領域を形成する工程において、前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属するように前記電解めっき膜を形成する発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  3. 前記バスラインを形成する工程では、前記複数の配線が、それぞれ連結部により、平面視において前記複数の配線の外側に配される枠部に接続されるように前記バスラインを形成する請求項2記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  4. 前記発光素子搭載領域を形成する工程において、最表層が銀膜又は銀合金膜となるように前記電解めっき膜を形成する請求項1乃至3の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  5. 前記発光素子搭載部において、平面形状が長尺状又は長方形状の複数の配線が、各配線の長辺同士が対向するように所定の間隔を隔てて配置される請求項1乃至4の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  6. 前記金属層の表面を粗化する工程と、
    前記絶縁層上又は前記配線上に、前記発光素子搭載領域を露出する反射膜を形成する工程と、を有する請求項1乃至5の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  7. 前記配線の表面を粗化する工程と、
    前記絶縁層上又は前記配線上に、前記発光素子搭載領域を露出する反射膜を形成する工程と、を有する請求項1乃至5の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  8. 前記反射膜を形成する工程では、前記発光素子搭載領域となる前記電解めっき膜の周辺部を被覆して反射膜を形成する請求項6又は7記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法。
  9. 請求項1乃至8の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの製造方法により製造された発光素子搭載用パッケージの前記発光素子搭載領域に発光素子を搭載する工程を有する発光素子パッケージの製造方法。
  10. 絶縁層と、
    前記絶縁層の一方の面に複数の配線が所定の間隔を隔てて配置された発光素子搭載部と、
    隣接する前記配線の所定領域に、所定の間隔を隔てて形成された一対の電解めっき膜からなる発光素子搭載領域と、を有し、
    前記一対の電解めっき膜の一方が隣接する前記配線の一方に属し、前記一対の電解めっき膜の他方が隣接する前記配線の他方に属している発光素子搭載用パッケージ。
  11. 前記電解めっき膜の最表層は、銀膜又は銀合金膜からなる請求項10記載の発光素子搭載用パッケージ。
  12. 前記複数の配線は、平面形状が長尺状又は長方形状であり、各配線の長辺同士が対向するように所定の間隔を隔てて配置されている請求項10又は11記載の発光素子搭載用パッケージ。
  13. 前記絶縁層上又は前記配線層上に、前記発光素子搭載領域を露出する反射膜が形成されている請求項10乃至12の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージ。
  14. 前記反射膜は、前記発光素子搭載領域となる前記電解めっき膜の周辺部を被覆するように形成されている請求項13記載の発光素子搭載用パッケージ。
  15. 請求項10乃至14の何れか一項記載の発光素子搭載用パッケージの前記発光素子搭載領域に発光素子を搭載した発光素子パッケージ。
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