発光ダイオード装置及びその製造方法
【課題】信頼性が高くかつ製造コストの低減が可能な発光ダイオード装置の提供。
【解決手段】発光ダイオード装置は、第１の面及び裏側の第２の面を有し、第１の面には第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極、並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体が設けられ、第２の面には第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板と、第１の面及び裏側の第２の面を有し、第２の面が発光面となり、第１の面には第１及び第２の接続用電極を有し、かつ第１及び第２の接続用電極は配線基板の第１及び第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、枠体の内側となる配線基板の第１の面に形成され、少なくとも半導体チップの周面から枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体とを有する。
【解決手段】発光ダイオード装置は、第１の面及び裏側の第２の面を有し、第１の面には第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極、並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体が設けられ、第２の面には第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板と、第１の面及び裏側の第２の面を有し、第２の面が発光面となり、第１の面には第１及び第２の接続用電極を有し、かつ第１及び第２の接続用電極は配線基板の第１及び第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、枠体の内側となる配線基板の第１の面に形成され、少なくとも半導体チップの周面から枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード装置の製造技術に係わり、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を形成した発光ダイオードチップを透明な樹脂で封止する技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード装置は各分野で使用されている。発光ダイオード装置の一つの構造として、発光ダイオードチップを窪みの底に配置し、前記窪み内に透明な絶縁性樹脂で被う構造が知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開 2005-167086号公報
【非特許文献１】日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニクス」2005年４月25日号、95頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、発光ダイオードチップを透明な樹脂で被う場合、整形金型を使用して樹脂からなる封止体を形成する方法、あるいはディスペンサを使用したポッティングによって樹脂を流し込んで封止体を形成する方法が一般的に採用されている。後者の方法では、樹脂の流出を止めるため樹脂止め構造が必要になる。一般にはリフレクタを後付けで取り付けている。しかし、この方法では、発光ダイオードチップとの間の位置合わせ精度が出し難い上に作業が面倒になり製造コストが高騰する。
【０００５】
本発明の目的は発光ダイオードチップと樹脂止めとの位置関係が高精度である発光ダイオード装置の製造技術を提供することにある。
本発明の他の目的は製造コストの低減が達成できる発光ダイオード装置の製造技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）発光ダイオード装置は、
第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面には前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子を有する配線基板と、
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、前記第２の面が発光面となり、前記第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の接続用電極が前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続され、前記第２の接続用電極が前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、
前記配線基板の前記枠体の内側となる前記第１の面に形成され、少なくとも前記半導体チップの周面から前記枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記配線基板の前記第２の面には金属からなる放熱体が設けられている。また、前記配線基板の前記第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面との間には絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層が設けられている。このアンダーフィル樹脂層は前記封止体の下に設けられている。
【０００８】
このような発光ダイオード装置は、
（ａ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、かつ前記第１の面に製品形成部をマトリックス状に複数配置した配線基板であり、前記製品形成部は、前記第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成されかつ前記第１及び第２の電極を囲むように設けられる枠体素地層が設けられ、前記第２の面に前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板を準備する工程、
（ｂ）前記枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して前記枠体素地層と前記重ね層とによって枠体を形成する工程、
（ｃ）第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面が発光面となる発光ダイオードチップを、前記第１の接続用電極を前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続し、前記第２の接続用電極を前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続して前記配線基板に固定する工程、
（ｄ）前記枠体の内側に絶縁性の樹脂を注入して発光ダイオードチップの少なくとも外周部分から前記枠体の内側面に至る部分を前記樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
（ｅ）前記各製品形成部が分離されるように前記配線基板を縦横に切断する工程、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記工程（ｃ）で発光ダイオードチップを固定した後、（ｆ）前記配線基板の第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面の間の隙間に流動性の絶縁性の樹脂を所定量注入して前記隙間を塞ぐアンダーフィル樹脂層を形成する工程、を行い、その後前記工程（ｅ）を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
前記（１）の手段によれば、（ａ）発光ダイオードチップの周面側を被う絶縁性の樹脂からなる封止体は、発光ダイオードチップの周囲を囲むように配線基板の第１の面に設けられた枠体の内側に注入される絶縁性の樹脂によって形成される。配線基板の第１の面には発光ダイオードチップの第１の接続用電極及び第２の接続用電極が接続される第１の電極及び第２の電極が設けられるが、この第１及び第２の電極を設ける際、第１及び第２の電極を囲むように枠体の下部を構成する枠体素地層が同時処理によって形成される。そして、その後、枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して枠体素地層と重ね層とによって枠体を形成する。従って、第１及び第２の電極に対する枠体の位置関係、換言するならば配線基板に固定される発光ダイオードチップに対する枠体の位置関係は、枠体素地層が第１及び第２の電極と同時処理によって形成されることから高精度となる。
【００１２】
（ｂ）枠体の下部を構成する枠体素地層は、配線基板に第１及び第２の電極を形成する際同時処理によって形成することから作業性がよい。また、枠体の上部を構成する重ね層は、枠体素地層上に形成するため作業性がよい。従って、枠体形成作業は精度良く形成される他に同一プロセスで作りこめるために安価となり、発光ダイオード装置の製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１乃至図１２は本発明の実施例１である発光ダイオード装置及びその製造方法に係わる図である。図１乃至図６は発光ダイオード装置の構造に係わる図であり、図７乃至図１２は発光ダイオード装置の製造方法に係わる図である。
【００１５】
発光ダイオード装置１は図１及び図２に示すようになっている。図１は発光ダイオード装置の外観を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。発光ダイオード装置１は、四角形の配線基板２と、配線基板２の第１の面２ａに形成された四角形枠からなる枠体３と、枠体３の内側の配線基板２に搭載された四角形の発光ダイオードチップ４とを有している。前記枠体３は四角形枠となるが、その各辺は配線基板２の各辺に沿って延在するように設けられている。枠体３は、下部の枠体素地層５と、この枠体素地層５に重ねて設けられる上部の重ね層６とで形成されている。
【００１６】
枠体３の内側には絶縁性の樹脂からなる封止体７が設けられている。即ち、発光ダイオードチップ４の周面から枠体３の内側面に亘って絶縁性の樹脂が充填されて封止体７が形成されている。発光ダイオードチップ４は第１の面４ａと、この第１の面４ａの反対面となる第２の面４ｂを有し、第２の面４ｂは発光面となっている。発光ダイオードチップ４の第２の面４ｂは、図１及び図２に示すように、封止体７から露出している。
【００１７】
一方、配線基板２の第１の面２ａの反対面となる第２の面２ｂには、第１の極性（例えば、カソード）となる第１の外部電極端子８と、第２の極性（例えば、アノード）となる第２の外部電極端子９が設けられている。また、第１の外部電極端子８と第２の外部電極端子９との間の配線基板２の第２の面２ｂには金属からなる放熱体１０が設けられている。
【００１８】
配線基板２は、例えば、プリント基板で形成されている。配線基板２は、図２に示すように、例えば、ガラス・エポキシ樹脂からなるコア基板１１を有している。そして、このコア基板１１の第２の面（図２では下面）には前述のように第１の外部電極端子８及び第２の外部電極端子９が形成されている。第１の外部電極端子８及び第２の外部電極端子９は細長い長方形パターンとなり、配線基板２の一対の辺の近傍に辺に沿って延在する構造となっている。図２において、第１の外部電極端子８は右の辺に沿って延在し、第２の外部電極端子９は左の辺に沿って延在している。
【００１９】
コア基板１１の第２の面の反対面となる第１の面には、２箇所に層間導体層１２，１３が形成されている。一方の層間導体層１２はコア基板１１に設けられた貫通孔１１ａ内に突出した導体１２ａを介して第１の外部電極端子８に電気的に接続されている。また、他方の層間導体層１３はコア基板１１に設けられた貫通孔１１ｂ内に突出した導体１３ａを介して第２の外部電極端子９に電気的に接続されている。
【００２０】
また、コア基板１１の第１の面側には絶縁層１４が形成されている。この絶縁層１４には２箇所に貫通孔１４ａ，１４ｂが設けられている。一方の貫通孔１４ａは層間導体層１２上に位置し、他方の貫通孔１４ｂは層間導体層１３上に位置している。絶縁層１４上には第１の電極１６と第２の電極１７が設けられている。第１の電極１６は絶縁層１４に設けられた貫通孔１４ａ内に突出した導体１６ａを介して層間導体層１２に電気的に接続されている。第２の電極１７は絶縁層１４に設けられた貫通孔１４ｂ内に突出した導体１７ａを介して層間導体層１３に電気的に接続されている。従って、第１の電極１６はカソードとなり、第２の電極１７はアノードとなる。
【００２１】
また、図３は封止体及びアンダーフィル樹脂層を除去した発光ダイオード装置の斜視図、図４は封止体、アンダーフィル樹脂層及び発光ダイオードチップを除去した発光ダイオード装置の平面図、図５は発光ダイオードチップの斜視図、図６は金スタッド電極を示す模式的斜視図である。
【００２２】
発光ダイオードチップ４は、図２及び図３に示すように、接続手段としてフリップ・チップ接続によって第１の電極１６及び第２の電極１７に接続されて配線基板２に搭載されている。
【００２３】
発光ダイオードチップ４は、図５に示すように、第１の面４ａには、第１の極性（例えば、カソード）となる第１の接続用電極２１と、第２の極性（アノード）となる第２の接続用電極２２が設けられている。図５は発光ダイオードチップ４の第１の面４ａを上面とした模式的斜視図であり、実線枠で示す面積が大きい左側の実線線枠領域が第２の極性（アノード）となる第２の接続用電極２２であり、細い右側の実線線枠領域が第１の極性（カソード）となる第１の接続用電極２１である。そして、各電極面には一列または複数列にバンプ電極２３が形成されている。特に限定はされないが、第１の接続用電極２１の電極面には複数のバンプ電極２３が一列設けられ、第２の接続用電極２２の電極面には複数のバンプ電極２３が複数列（例えば、５列）設けられている。
【００２４】
図４は、第１の電極１６及び第２の電極１７上にランド２４を複数形成した図である。ランド２４は、例えば、図６に示すように、金スタッド電極２５からなっている。この金スタッド電極は、第１及び第２の電極１６，１７に金線をネイルヘッドボンディングした後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。ネイルヘッドボンディングする筒状のボンディングツール（キャピラリ）は先端が球状化された部分（ボール部分）を押し潰す結果、金スタッド電極は図６の模式図で示すような形状になる。これらランド２４は、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けられたバンプ電極２３に対応して設けられる。
【００２５】
発光ダイオードチップ４は第１の面４ａが第１の電極１６及び第２の電極１７に対面させられ、かつ各バンプ電極２３が第１の電極１６及び第２の電極１７に設けられたランド２４にそれぞれ重なるように位置決めされてフリップ・チップ接続されている。例えば、バンプ電極２３は半田で形成され、リフロー（一時的加熱処理）によって各バンプ電極２３は各ランド２４、即ち、金スタッド電極２５に接続される。図２及び以降の説明における発光ダイオード装置の製造においては、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けられたバンプ電極２３と、第１の電極１６及び第２の電極１７のランド２４（金スタッド電極）との接続部分を接続部２６として呼称して示す。
【００２６】
他方、図２に示すように、配線基板２の第１の面２ａ、第１の電極１６及び第２の電極１７と、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａとの隙間には、絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層２７が充填されて隙間を塞いでいる。このアンダーフィル樹脂層２７は発光ダイオードチップ４の外側にまで広がっているが、この広がり部分は封止体７の下に重なって位置している。
【００２７】
つぎに、実施例１の発光ダイオード装置１の製造方法について、図７乃至図１２を参照して説明する。
発光ダイオード装置１の製造においては、図９に示すように、最初に配線基板２ｆが準備される。この配線基板２ｆは、発光ダイオード装置１を製造する製品形成部３０をマトリックス状に配列した長方形板となっていて、製造の最終段階で配線基板２ｆを縦横に切断して各製品形成部３０を分離して複数の発光ダイオード装置１を製造する。そこで、この配線基板２ｆを、特に配線母基板２ｆとも呼称する。図９は配線母基板（配線基板）２ｆの平面図である。図１０は配線母基板２ｆの製品形成部３０の第１の面を示す拡大平面図、図１１は配線母基板２ｆの製品形成部３０の第２の面を示す拡大底面図である。
【００２８】
配線母基板２ｆを縦横に切断することによって図１に示す発光ダイオード装置１が製造される。従って、配線母基板２ｆの製品形成部３０の断面図は、図２に示す配線基板２の断面構造となる。そこで、配線母基板２ｆの断面構造の説明は省略する。
【００２９】
図９に示すように、配線母基板２ｆは、長方形の外周部分は製品形成部３０群を囲む枠部３１となる。この枠部３１には図示しないが位置決め時あるいは搬送時に使用する複数種類のガイド孔が設けられている。また、枠部には配線母基板２ｆを切断する際の目印になる切断マークも設けられている（図示せず）。図９には製品形成部３０を７列４行に配置した配線母基板２ｆが示されている。
【００３０】
実施例で使用する配線母基板２ｆは、図７（ａ）に示すように、各製品形成部３０の第１の面に、第１の電極１６及び第２の電極１７と一緒に形成される枠体素地層５を有する特徴ある構造となっている。即ち、枠体素地層５、第１の電極１６及び第２の電極１７は、同一の導体層をホトリソグラフィ及びエッチングによって同時処理することによって形成されるため、第１の電極１６及び第２の電極１７に対する枠体素地層５の位置寸法関係は精度の高いものとなる。図７は配線母基板２ｆの一部である製品形成部３０を示す図である。従って、製品形成部３０の各部の名称及び符号は配線基板２の説明で使用した名称及び符号を使用する。なお、図７乃至図１２において、平面図では点線または二点鎖線で囲まれる四角形部分が製品形成部３０であり、断面図では隣接する一対の二点鎖線間が製品形成部３０である。
【００３１】
ここで、寸法の一例を挙げれば以下のとおりとなる。コア基板１１は厚さは７０μｍとなり、第１の外部電極端子８、第２の外部電極端子９及び放熱体１０は厚さは７０μｍとなり、絶縁層１４の厚さは７０μｍとなり、絶縁層１４上の第１の電極１６及び第２の電極１７の厚さは７０μｍとなる。
【００３２】
このような配線母基板２ｆを準備した後、図７及び図８の工程断面図で示す工程を経て発光ダイオード装置１が製造される。図７は発光ダイオード装置の製造方法の前半工程を示す工程断面図であり、図８は発光ダイオード装置の製造方法の後半工程を示す工程断面図である。図７及び図８においても一つの製品形成部３０を示すことによって製造方法を説明する。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、配線母基板２ｆを準備する。製品形成部３０の第１の面、即ち、第１の面２ａには四角形状の枠体素地層５が設けられ、この枠体素地層５の枠内部には第１の電極１６及び第２の電極１７が位置している。また、製品形成部３０の第２の面、即ち、第２の面２ｂには第１の外部電極端子８、第２の外部電極端子９及び放熱体１０が設けられている。
【００３４】
つぎに、図７（ｂ）に示すように、配線母基板２ｆの第１の面２ａに金属層３５を形成する。この金属層３５は、例えば、厚さ１００μｍの銅箔からなり、下地の銅パターンと電気的に接合するように熱圧着や厚膜メッキによって貼り付けられる。銅箔は製品形成部３０においては、絶縁層１４、枠体素地層５、第１の電極１６、第２の電極１７の表面に接合形成される。
【００３５】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、金属層３５の表面に枠体素地層５に一致して重なるようなパターンとなるホトレジスト膜３６を常用のホトリソグラフィ技術によって形成する。
【００３６】
つぎに、図７（ｄ）に示すように、ホトレジスト膜３６をマスクとして金属層３５をエッチングして枠体素地層５に一致して重なる重ね層６を形成する。エッチング後ホトレジスト膜３６は除去される。これにより、枠体素地層５と重ね層６によって枠体３が形成される。
【００３７】
つぎに、図８（ａ）に示すように、製品形成部３０の第１の電極１６及び第２の電極１７の表面にランド２４を形成する。ランド２４は、既に説明した金スタッド電極２５で構成される。金スタッド電極の形成は、筒状のキャピラリで保持した金線の先端を球状化し、この球状部分をキャピラリで潰すように金線を電極板に加熱加圧して接続（ネイルヘッドボンディング）させ、その後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。金線は、例えば、２０μｍ程度の直径で、金スタッド電極の直径は８０μｍ程度となる。第１の電極１６及び第２の電極１７に形成する金スタッド電極２５は、図５に示す発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに形成されたバンプ電極２３に対応するように形成される。図１２にはランド２４（金スタッド電極２５）の配列状態を示してある。
【００３８】
つぎに、図８（ｂ）に示すように、製品形成部３０の第１の電極１６及び第２の電極１７上に発光ダイオードチップ４をフリップ・チップ接続する。即ち、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けた各バンプ電極２３を、これに対応したランド２４（金スタッド電極２５）に接続する。これにより、図８（ｂ）に示すように、発光ダイオードチップ４は第１の電極１６及び第２の電極１７に、金スタッド電極２５及びバンプ電極２３が一体となって形成される接続部２６によって接続される。
【００３９】
つぎに、図８（ｃ）に示すように、発光ダイオードチップ４と配線母基板２ｆとの間の隙間に、絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を注入し、かつ硬化処理してアンダーフィル樹脂層２７を形成する。アンダーフィル樹脂としては、封止体７を形成する樹脂よりも流動性が良好である樹脂を使用する。発光ダイオードチップ４の第１の面４ａの下側に注入された樹脂は発光ダイオードチップ４の第１の面４ａの下から外に流出するが、枠体３に阻止される。発光ダイオードチップ４の第１の面４ａと、配線母基板２ｆとの狭い隙間を気泡を残すことなくアンダーフィル樹脂層２７で塞ぐことができ、発光ダイオード装置１の耐湿性を向上させることができる。
【００４０】
つぎに、図８（ｄ）に示すように、枠体３の内側に絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を流し込み、発光ダイオードチップ４の周面から枠体３の内側面に至る部分を被う封止体７を形成する。封止体７は発光ダイオードチップ４の外周に流れ出したアンダーフィル樹脂層部分を被うようになる。アンダーフィル樹脂層２７と封止体７との二重封止により、発光ダイオード装置１の耐湿性はさらに向上する。
【００４１】
つぎに、常用の分離切断技術によって配線母基板２ｆを縦横に切断し、図１に示す発光ダイオード装置１を複数製造する。切断（ダイシング）は、例えば、各製品形成部３０の境界部分をダイシングブレードで切断することによって行う。この際、切断前に配線母基板２ｆの第２の面にダイシングテープを貼り付けておく。そして、ダイシング時にはダイシングブレードによる切断溝の底がダイシングテープの途中深さとなるようにしてダイシングを行う。その後、分離された各発光ダイオード装置１をダイシングテープから引き剥がすことによって発光ダイオード装置１を得ることができる。
【００４２】
実施例１の発光ダイオード装置及びその製造方法によれば以下の効果を有する。
（１）発光ダイオードチップ４の周面側を被う絶縁性の樹脂からなる封止体７は、発光ダイオードチップ４の周囲を囲むように配線基板２の第１の面２ａに設けられた枠体３の内側に注入される絶縁性の樹脂によって形成される。配線基板２の第１の面２ａには発光ダイオードチップ４の第１の接続用電極２１及び第２の接続用電極２２が接続される第１の電極１６及び第２の電極１７が設けられるが、この第１及び第２の電極１６，１７を設ける際、第１及び第２の電極１６，１７を囲むように枠体３の下部を構成する枠体素地層５が同時処理によって形成される。そして、その後、枠体素地層５上に所定厚さの重ね層６を形成して枠体素地層５と重ね層６とによって枠体３を形成する。従って、第１及び第２の電極１６，１７に対する枠体３の位置関係、換言するならば配線基板２に固定される発光ダイオードチップ４に対する枠体３の位置関係は、枠体素地層５が第１及び第２の電極１６，１７と同時処理によって形成されることから高精度となる。
【００４３】
（２）枠体３の下部を構成する枠体素地層５は、配線基板２に第１及び第２の電極１６，１７を形成する際同時処理によって形成することから作業性がよい。また、枠体３の上部を構成する重ね層６は、枠体素地層５上に形成するため作業性がよい。従って、枠体３の形成作業は容易となり、発光ダイオード装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００４４】
図１３は本発明の実施例２である発光ダイオード装置の断面図である。実施例２の発光ダイオード装置１は、実施例１の発光ダイオード装置１において、発光ダイオードチップ４の発光面となる第２の面４ｂをも封止体７で封止する構造である。この場合、発光ダイオードチップ４の発光面から放射される光を透過させるため、封止体７は透明な樹脂が使用される。透明な絶縁性の樹脂としては、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂に比較して耐久性に優れたシリコーン樹脂を使用する。
【００４５】
実施例２の発光ダイオード装置１及びその製造方法においても実施例１と同様な効果を奏する。また、発光ダイオードチップ４の発光面を封止体７で保護することから発光ダイオード装置１の信頼性が高くなる。
【００４６】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、実施例では、枠体素地層５をホトリソグラフィ及びエッチングによって第１の電極１６及び第２の電極１７と一緒に形成する方法について説明したが、他の方法であってもよいことは勿論である。例えば、配線母基板２ｆの第１の電極１６及び第２の電極１７を導体ペーストを印刷して形成する場合、この印刷時に枠体素地層５を同時に印刷して形成する方法も採用することができる。この方法によれば、枠体素地層５を第１の電極１６及び第２の電極１７と同時に形成することができるため、第１の電極１６及び第２の電極１７に対する枠体素地層５の位置寸法関係を精度の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１である発光ダイオード装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】封止体及びアンダーフィル樹脂層を除去した実施例１の発光ダイオード装置の斜視図である。
【図４】封止体、アンダーフィル樹脂層及び発光ダイオードチップを除去した実施例１の発光ダイオード装置の平面図である。
【図５】発光ダイオードチップの斜視図である。
【図６】前記金スタッド電極を示す模式的斜視図である。
【図７】実施例１の発光ダイオード装置の製造方法の前半工程を示す工程断面図である。
【図８】実施例１の発光ダイオード装置の製造方法の後半工程を示す工程断面図である。
【図９】実施例１の発光ダイオード装置の製造に用いる配線基板の平面図である。
【図１０】前記配線基板の製品形成部の第１の面を示す拡大平面図である。
【図１１】前記配線基板の製品形成部の第２の面を示す拡大底面図である。
【図１２】前記製品形成部の第１及び第２の電極に金スタッド電極を形成した状態を示す配線基板の平面図である。
【図１３】本発明の実施例２である発光ダイオード装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…発光ダイオード装置、２…配線基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…枠体、４…発光ダイオードチップ、４ａ…第１の面、４ｂ…第２の面、５…枠体素地層、６…重ね層、７…封止体、８…第１の外部電極端子、９…第２の外部電極端子、１０…放熱体、１１……コア基板、１１ａ，１１ｂ…貫通孔、１２，１３…層間導体層、１２ａ…導体、１３ａ…導体、１４…絶縁層、１４ａ，１４ｂ…貫通孔、１６…第１の電極、１６ａ…導体、１７…第２の電極、１７ａ…導体、２１…第１の接続用電極、２２…第２の接続用電極、２３…バンプ電極、２４…ランド、２５…金スタッド電極、２６…接続部、２７…アンダーフィル樹脂層、３０…製品形成部、３１…枠部、３５…金属層、３６…ホトレジスト膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード装置の製造技術に係わり、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を形成した発光ダイオードチップを透明な樹脂で封止する技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード装置は各分野で使用されている。発光ダイオード装置の一つの構造として、発光ダイオードチップを窪みの底に配置し、前記窪み内に透明な絶縁性樹脂で被う構造が知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開 2005-167086号公報
【非特許文献１】日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニクス」2005年４月25日号、95頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、発光ダイオードチップを透明な樹脂で被う場合、整形金型を使用して樹脂からなる封止体を形成する方法、あるいはディスペンサを使用したポッティングによって樹脂を流し込んで封止体を形成する方法が一般的に採用されている。後者の方法では、樹脂の流出を止めるため樹脂止め構造が必要になる。一般にはリフレクタを後付けで取り付けている。しかし、この方法では、発光ダイオードチップとの間の位置合わせ精度が出し難い上に作業が面倒になり製造コストが高騰する。
【０００５】
本発明の目的は発光ダイオードチップと樹脂止めとの位置関係が高精度である発光ダイオード装置の製造技術を提供することにある。
本発明の他の目的は製造コストの低減が達成できる発光ダイオード装置の製造技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）発光ダイオード装置は、
第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面には前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子を有する配線基板と、
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、前記第２の面が発光面となり、前記第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の接続用電極が前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続され、前記第２の接続用電極が前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、
前記配線基板の前記枠体の内側となる前記第１の面に形成され、少なくとも前記半導体チップの周面から前記枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記配線基板の前記第２の面には金属からなる放熱体が設けられている。また、前記配線基板の前記第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面との間には絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層が設けられている。このアンダーフィル樹脂層は前記封止体の下に設けられている。
【０００８】
このような発光ダイオード装置は、
（ａ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、かつ前記第１の面に製品形成部をマトリックス状に複数配置した配線基板であり、前記製品形成部は、前記第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成されかつ前記第１及び第２の電極を囲むように設けられる枠体素地層が設けられ、前記第２の面に前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板を準備する工程、
（ｂ）前記枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して前記枠体素地層と前記重ね層とによって枠体を形成する工程、
（ｃ）第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面が発光面となる発光ダイオードチップを、前記第１の接続用電極を前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続し、前記第２の接続用電極を前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続して前記配線基板に固定する工程、
（ｄ）前記枠体の内側に絶縁性の樹脂を注入して発光ダイオードチップの少なくとも外周部分から前記枠体の内側面に至る部分を前記樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
（ｅ）前記各製品形成部が分離されるように前記配線基板を縦横に切断する工程、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記工程（ｃ）で発光ダイオードチップを固定した後、（ｆ）前記配線基板の第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面の間の隙間に流動性の絶縁性の樹脂を所定量注入して前記隙間を塞ぐアンダーフィル樹脂層を形成する工程、を行い、その後前記工程（ｅ）を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
前記（１）の手段によれば、（ａ）発光ダイオードチップの周面側を被う絶縁性の樹脂からなる封止体は、発光ダイオードチップの周囲を囲むように配線基板の第１の面に設けられた枠体の内側に注入される絶縁性の樹脂によって形成される。配線基板の第１の面には発光ダイオードチップの第１の接続用電極及び第２の接続用電極が接続される第１の電極及び第２の電極が設けられるが、この第１及び第２の電極を設ける際、第１及び第２の電極を囲むように枠体の下部を構成する枠体素地層が同時処理によって形成される。そして、その後、枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して枠体素地層と重ね層とによって枠体を形成する。従って、第１及び第２の電極に対する枠体の位置関係、換言するならば配線基板に固定される発光ダイオードチップに対する枠体の位置関係は、枠体素地層が第１及び第２の電極と同時処理によって形成されることから高精度となる。
【００１２】
（ｂ）枠体の下部を構成する枠体素地層は、配線基板に第１及び第２の電極を形成する際同時処理によって形成することから作業性がよい。また、枠体の上部を構成する重ね層は、枠体素地層上に形成するため作業性がよい。従って、枠体形成作業は精度良く形成される他に同一プロセスで作りこめるために安価となり、発光ダイオード装置の製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１乃至図１２は本発明の実施例１である発光ダイオード装置及びその製造方法に係わる図である。図１乃至図６は発光ダイオード装置の構造に係わる図であり、図７乃至図１２は発光ダイオード装置の製造方法に係わる図である。
【００１５】
発光ダイオード装置１は図１及び図２に示すようになっている。図１は発光ダイオード装置の外観を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。発光ダイオード装置１は、四角形の配線基板２と、配線基板２の第１の面２ａに形成された四角形枠からなる枠体３と、枠体３の内側の配線基板２に搭載された四角形の発光ダイオードチップ４とを有している。前記枠体３は四角形枠となるが、その各辺は配線基板２の各辺に沿って延在するように設けられている。枠体３は、下部の枠体素地層５と、この枠体素地層５に重ねて設けられる上部の重ね層６とで形成されている。
【００１６】
枠体３の内側には絶縁性の樹脂からなる封止体７が設けられている。即ち、発光ダイオードチップ４の周面から枠体３の内側面に亘って絶縁性の樹脂が充填されて封止体７が形成されている。発光ダイオードチップ４は第１の面４ａと、この第１の面４ａの反対面となる第２の面４ｂを有し、第２の面４ｂは発光面となっている。発光ダイオードチップ４の第２の面４ｂは、図１及び図２に示すように、封止体７から露出している。
【００１７】
一方、配線基板２の第１の面２ａの反対面となる第２の面２ｂには、第１の極性（例えば、カソード）となる第１の外部電極端子８と、第２の極性（例えば、アノード）となる第２の外部電極端子９が設けられている。また、第１の外部電極端子８と第２の外部電極端子９との間の配線基板２の第２の面２ｂには金属からなる放熱体１０が設けられている。
【００１８】
配線基板２は、例えば、プリント基板で形成されている。配線基板２は、図２に示すように、例えば、ガラス・エポキシ樹脂からなるコア基板１１を有している。そして、このコア基板１１の第２の面（図２では下面）には前述のように第１の外部電極端子８及び第２の外部電極端子９が形成されている。第１の外部電極端子８及び第２の外部電極端子９は細長い長方形パターンとなり、配線基板２の一対の辺の近傍に辺に沿って延在する構造となっている。図２において、第１の外部電極端子８は右の辺に沿って延在し、第２の外部電極端子９は左の辺に沿って延在している。
【００１９】
コア基板１１の第２の面の反対面となる第１の面には、２箇所に層間導体層１２，１３が形成されている。一方の層間導体層１２はコア基板１１に設けられた貫通孔１１ａ内に突出した導体１２ａを介して第１の外部電極端子８に電気的に接続されている。また、他方の層間導体層１３はコア基板１１に設けられた貫通孔１１ｂ内に突出した導体１３ａを介して第２の外部電極端子９に電気的に接続されている。
【００２０】
また、コア基板１１の第１の面側には絶縁層１４が形成されている。この絶縁層１４には２箇所に貫通孔１４ａ，１４ｂが設けられている。一方の貫通孔１４ａは層間導体層１２上に位置し、他方の貫通孔１４ｂは層間導体層１３上に位置している。絶縁層１４上には第１の電極１６と第２の電極１７が設けられている。第１の電極１６は絶縁層１４に設けられた貫通孔１４ａ内に突出した導体１６ａを介して層間導体層１２に電気的に接続されている。第２の電極１７は絶縁層１４に設けられた貫通孔１４ｂ内に突出した導体１７ａを介して層間導体層１３に電気的に接続されている。従って、第１の電極１６はカソードとなり、第２の電極１７はアノードとなる。
【００２１】
また、図３は封止体及びアンダーフィル樹脂層を除去した発光ダイオード装置の斜視図、図４は封止体、アンダーフィル樹脂層及び発光ダイオードチップを除去した発光ダイオード装置の平面図、図５は発光ダイオードチップの斜視図、図６は金スタッド電極を示す模式的斜視図である。
【００２２】
発光ダイオードチップ４は、図２及び図３に示すように、接続手段としてフリップ・チップ接続によって第１の電極１６及び第２の電極１７に接続されて配線基板２に搭載されている。
【００２３】
発光ダイオードチップ４は、図５に示すように、第１の面４ａには、第１の極性（例えば、カソード）となる第１の接続用電極２１と、第２の極性（アノード）となる第２の接続用電極２２が設けられている。図５は発光ダイオードチップ４の第１の面４ａを上面とした模式的斜視図であり、実線枠で示す面積が大きい左側の実線線枠領域が第２の極性（アノード）となる第２の接続用電極２２であり、細い右側の実線線枠領域が第１の極性（カソード）となる第１の接続用電極２１である。そして、各電極面には一列または複数列にバンプ電極２３が形成されている。特に限定はされないが、第１の接続用電極２１の電極面には複数のバンプ電極２３が一列設けられ、第２の接続用電極２２の電極面には複数のバンプ電極２３が複数列（例えば、５列）設けられている。
【００２４】
図４は、第１の電極１６及び第２の電極１７上にランド２４を複数形成した図である。ランド２４は、例えば、図６に示すように、金スタッド電極２５からなっている。この金スタッド電極は、第１及び第２の電極１６，１７に金線をネイルヘッドボンディングした後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。ネイルヘッドボンディングする筒状のボンディングツール（キャピラリ）は先端が球状化された部分（ボール部分）を押し潰す結果、金スタッド電極は図６の模式図で示すような形状になる。これらランド２４は、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けられたバンプ電極２３に対応して設けられる。
【００２５】
発光ダイオードチップ４は第１の面４ａが第１の電極１６及び第２の電極１７に対面させられ、かつ各バンプ電極２３が第１の電極１６及び第２の電極１７に設けられたランド２４にそれぞれ重なるように位置決めされてフリップ・チップ接続されている。例えば、バンプ電極２３は半田で形成され、リフロー（一時的加熱処理）によって各バンプ電極２３は各ランド２４、即ち、金スタッド電極２５に接続される。図２及び以降の説明における発光ダイオード装置の製造においては、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けられたバンプ電極２３と、第１の電極１６及び第２の電極１７のランド２４（金スタッド電極）との接続部分を接続部２６として呼称して示す。
【００２６】
他方、図２に示すように、配線基板２の第１の面２ａ、第１の電極１６及び第２の電極１７と、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａとの隙間には、絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層２７が充填されて隙間を塞いでいる。このアンダーフィル樹脂層２７は発光ダイオードチップ４の外側にまで広がっているが、この広がり部分は封止体７の下に重なって位置している。
【００２７】
つぎに、実施例１の発光ダイオード装置１の製造方法について、図７乃至図１２を参照して説明する。
発光ダイオード装置１の製造においては、図９に示すように、最初に配線基板２ｆが準備される。この配線基板２ｆは、発光ダイオード装置１を製造する製品形成部３０をマトリックス状に配列した長方形板となっていて、製造の最終段階で配線基板２ｆを縦横に切断して各製品形成部３０を分離して複数の発光ダイオード装置１を製造する。そこで、この配線基板２ｆを、特に配線母基板２ｆとも呼称する。図９は配線母基板（配線基板）２ｆの平面図である。図１０は配線母基板２ｆの製品形成部３０の第１の面を示す拡大平面図、図１１は配線母基板２ｆの製品形成部３０の第２の面を示す拡大底面図である。
【００２８】
配線母基板２ｆを縦横に切断することによって図１に示す発光ダイオード装置１が製造される。従って、配線母基板２ｆの製品形成部３０の断面図は、図２に示す配線基板２の断面構造となる。そこで、配線母基板２ｆの断面構造の説明は省略する。
【００２９】
図９に示すように、配線母基板２ｆは、長方形の外周部分は製品形成部３０群を囲む枠部３１となる。この枠部３１には図示しないが位置決め時あるいは搬送時に使用する複数種類のガイド孔が設けられている。また、枠部には配線母基板２ｆを切断する際の目印になる切断マークも設けられている（図示せず）。図９には製品形成部３０を７列４行に配置した配線母基板２ｆが示されている。
【００３０】
実施例で使用する配線母基板２ｆは、図７（ａ）に示すように、各製品形成部３０の第１の面に、第１の電極１６及び第２の電極１７と一緒に形成される枠体素地層５を有する特徴ある構造となっている。即ち、枠体素地層５、第１の電極１６及び第２の電極１７は、同一の導体層をホトリソグラフィ及びエッチングによって同時処理することによって形成されるため、第１の電極１６及び第２の電極１７に対する枠体素地層５の位置寸法関係は精度の高いものとなる。図７は配線母基板２ｆの一部である製品形成部３０を示す図である。従って、製品形成部３０の各部の名称及び符号は配線基板２の説明で使用した名称及び符号を使用する。なお、図７乃至図１２において、平面図では点線または二点鎖線で囲まれる四角形部分が製品形成部３０であり、断面図では隣接する一対の二点鎖線間が製品形成部３０である。
【００３１】
ここで、寸法の一例を挙げれば以下のとおりとなる。コア基板１１は厚さは７０μｍとなり、第１の外部電極端子８、第２の外部電極端子９及び放熱体１０は厚さは７０μｍとなり、絶縁層１４の厚さは７０μｍとなり、絶縁層１４上の第１の電極１６及び第２の電極１７の厚さは７０μｍとなる。
【００３２】
このような配線母基板２ｆを準備した後、図７及び図８の工程断面図で示す工程を経て発光ダイオード装置１が製造される。図７は発光ダイオード装置の製造方法の前半工程を示す工程断面図であり、図８は発光ダイオード装置の製造方法の後半工程を示す工程断面図である。図７及び図８においても一つの製品形成部３０を示すことによって製造方法を説明する。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、配線母基板２ｆを準備する。製品形成部３０の第１の面、即ち、第１の面２ａには四角形状の枠体素地層５が設けられ、この枠体素地層５の枠内部には第１の電極１６及び第２の電極１７が位置している。また、製品形成部３０の第２の面、即ち、第２の面２ｂには第１の外部電極端子８、第２の外部電極端子９及び放熱体１０が設けられている。
【００３４】
つぎに、図７（ｂ）に示すように、配線母基板２ｆの第１の面２ａに金属層３５を形成する。この金属層３５は、例えば、厚さ１００μｍの銅箔からなり、下地の銅パターンと電気的に接合するように熱圧着や厚膜メッキによって貼り付けられる。銅箔は製品形成部３０においては、絶縁層１４、枠体素地層５、第１の電極１６、第２の電極１７の表面に接合形成される。
【００３５】
つぎに、図７（ｃ）に示すように、金属層３５の表面に枠体素地層５に一致して重なるようなパターンとなるホトレジスト膜３６を常用のホトリソグラフィ技術によって形成する。
【００３６】
つぎに、図７（ｄ）に示すように、ホトレジスト膜３６をマスクとして金属層３５をエッチングして枠体素地層５に一致して重なる重ね層６を形成する。エッチング後ホトレジスト膜３６は除去される。これにより、枠体素地層５と重ね層６によって枠体３が形成される。
【００３７】
つぎに、図８（ａ）に示すように、製品形成部３０の第１の電極１６及び第２の電極１７の表面にランド２４を形成する。ランド２４は、既に説明した金スタッド電極２５で構成される。金スタッド電極の形成は、筒状のキャピラリで保持した金線の先端を球状化し、この球状部分をキャピラリで潰すように金線を電極板に加熱加圧して接続（ネイルヘッドボンディング）させ、その後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。金線は、例えば、２０μｍ程度の直径で、金スタッド電極の直径は８０μｍ程度となる。第１の電極１６及び第２の電極１７に形成する金スタッド電極２５は、図５に示す発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに形成されたバンプ電極２３に対応するように形成される。図１２にはランド２４（金スタッド電極２５）の配列状態を示してある。
【００３８】
つぎに、図８（ｂ）に示すように、製品形成部３０の第１の電極１６及び第２の電極１７上に発光ダイオードチップ４をフリップ・チップ接続する。即ち、発光ダイオードチップ４の第１の面４ａに設けた各バンプ電極２３を、これに対応したランド２４（金スタッド電極２５）に接続する。これにより、図８（ｂ）に示すように、発光ダイオードチップ４は第１の電極１６及び第２の電極１７に、金スタッド電極２５及びバンプ電極２３が一体となって形成される接続部２６によって接続される。
【００３９】
つぎに、図８（ｃ）に示すように、発光ダイオードチップ４と配線母基板２ｆとの間の隙間に、絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を注入し、かつ硬化処理してアンダーフィル樹脂層２７を形成する。アンダーフィル樹脂としては、封止体７を形成する樹脂よりも流動性が良好である樹脂を使用する。発光ダイオードチップ４の第１の面４ａの下側に注入された樹脂は発光ダイオードチップ４の第１の面４ａの下から外に流出するが、枠体３に阻止される。発光ダイオードチップ４の第１の面４ａと、配線母基板２ｆとの狭い隙間を気泡を残すことなくアンダーフィル樹脂層２７で塞ぐことができ、発光ダイオード装置１の耐湿性を向上させることができる。
【００４０】
つぎに、図８（ｄ）に示すように、枠体３の内側に絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を流し込み、発光ダイオードチップ４の周面から枠体３の内側面に至る部分を被う封止体７を形成する。封止体７は発光ダイオードチップ４の外周に流れ出したアンダーフィル樹脂層部分を被うようになる。アンダーフィル樹脂層２７と封止体７との二重封止により、発光ダイオード装置１の耐湿性はさらに向上する。
【００４１】
つぎに、常用の分離切断技術によって配線母基板２ｆを縦横に切断し、図１に示す発光ダイオード装置１を複数製造する。切断（ダイシング）は、例えば、各製品形成部３０の境界部分をダイシングブレードで切断することによって行う。この際、切断前に配線母基板２ｆの第２の面にダイシングテープを貼り付けておく。そして、ダイシング時にはダイシングブレードによる切断溝の底がダイシングテープの途中深さとなるようにしてダイシングを行う。その後、分離された各発光ダイオード装置１をダイシングテープから引き剥がすことによって発光ダイオード装置１を得ることができる。
【００４２】
実施例１の発光ダイオード装置及びその製造方法によれば以下の効果を有する。
（１）発光ダイオードチップ４の周面側を被う絶縁性の樹脂からなる封止体７は、発光ダイオードチップ４の周囲を囲むように配線基板２の第１の面２ａに設けられた枠体３の内側に注入される絶縁性の樹脂によって形成される。配線基板２の第１の面２ａには発光ダイオードチップ４の第１の接続用電極２１及び第２の接続用電極２２が接続される第１の電極１６及び第２の電極１７が設けられるが、この第１及び第２の電極１６，１７を設ける際、第１及び第２の電極１６，１７を囲むように枠体３の下部を構成する枠体素地層５が同時処理によって形成される。そして、その後、枠体素地層５上に所定厚さの重ね層６を形成して枠体素地層５と重ね層６とによって枠体３を形成する。従って、第１及び第２の電極１６，１７に対する枠体３の位置関係、換言するならば配線基板２に固定される発光ダイオードチップ４に対する枠体３の位置関係は、枠体素地層５が第１及び第２の電極１６，１７と同時処理によって形成されることから高精度となる。
【００４３】
（２）枠体３の下部を構成する枠体素地層５は、配線基板２に第１及び第２の電極１６，１７を形成する際同時処理によって形成することから作業性がよい。また、枠体３の上部を構成する重ね層６は、枠体素地層５上に形成するため作業性がよい。従って、枠体３の形成作業は容易となり、発光ダイオード装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００４４】
図１３は本発明の実施例２である発光ダイオード装置の断面図である。実施例２の発光ダイオード装置１は、実施例１の発光ダイオード装置１において、発光ダイオードチップ４の発光面となる第２の面４ｂをも封止体７で封止する構造である。この場合、発光ダイオードチップ４の発光面から放射される光を透過させるため、封止体７は透明な樹脂が使用される。透明な絶縁性の樹脂としては、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂に比較して耐久性に優れたシリコーン樹脂を使用する。
【００４５】
実施例２の発光ダイオード装置１及びその製造方法においても実施例１と同様な効果を奏する。また、発光ダイオードチップ４の発光面を封止体７で保護することから発光ダイオード装置１の信頼性が高くなる。
【００４６】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、実施例では、枠体素地層５をホトリソグラフィ及びエッチングによって第１の電極１６及び第２の電極１７と一緒に形成する方法について説明したが、他の方法であってもよいことは勿論である。例えば、配線母基板２ｆの第１の電極１６及び第２の電極１７を導体ペーストを印刷して形成する場合、この印刷時に枠体素地層５を同時に印刷して形成する方法も採用することができる。この方法によれば、枠体素地層５を第１の電極１６及び第２の電極１７と同時に形成することができるため、第１の電極１６及び第２の電極１７に対する枠体素地層５の位置寸法関係を精度の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１である発光ダイオード装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】封止体及びアンダーフィル樹脂層を除去した実施例１の発光ダイオード装置の斜視図である。
【図４】封止体、アンダーフィル樹脂層及び発光ダイオードチップを除去した実施例１の発光ダイオード装置の平面図である。
【図５】発光ダイオードチップの斜視図である。
【図６】前記金スタッド電極を示す模式的斜視図である。
【図７】実施例１の発光ダイオード装置の製造方法の前半工程を示す工程断面図である。
【図８】実施例１の発光ダイオード装置の製造方法の後半工程を示す工程断面図である。
【図９】実施例１の発光ダイオード装置の製造に用いる配線基板の平面図である。
【図１０】前記配線基板の製品形成部の第１の面を示す拡大平面図である。
【図１１】前記配線基板の製品形成部の第２の面を示す拡大底面図である。
【図１２】前記製品形成部の第１及び第２の電極に金スタッド電極を形成した状態を示す配線基板の平面図である。
【図１３】本発明の実施例２である発光ダイオード装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…発光ダイオード装置、２…配線基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…枠体、４…発光ダイオードチップ、４ａ…第１の面、４ｂ…第２の面、５…枠体素地層、６…重ね層、７…封止体、８…第１の外部電極端子、９…第２の外部電極端子、１０…放熱体、１１……コア基板、１１ａ，１１ｂ…貫通孔、１２，１３…層間導体層、１２ａ…導体、１３ａ…導体、１４…絶縁層、１４ａ，１４ｂ…貫通孔、１６…第１の電極、１６ａ…導体、１７…第２の電極、１７ａ…導体、２１…第１の接続用電極、２２…第２の接続用電極、２３…バンプ電極、２４…ランド、２５…金スタッド電極、２６…接続部、２７…アンダーフィル樹脂層、３０…製品形成部、３１…枠部、３５…金属層、３６…ホトレジスト膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面には前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子を有する配線基板と、
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、前記第２の面が発光面となり、前記第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の接続用電極が前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続され、前記第２の接続用電極が前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、
前記配線基板の前記枠体の内側となる前記第１の面に形成され、少なくとも前記半導体チップの周面から前記枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体と、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記配線基板の前記第２の面に設けられる金属からなる放熱体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項３】
前記配線基板の前記第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面との間に設けられるとともに前記封止体の下に設けられる絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項４】
（ａ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、かつ前記第１の面に製品形成部をマトリックス状に複数配置した配線基板であり、前記製品形成部は、前記第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成されかつ前記第１及び第２の電極を囲むように設けられる枠体素地層が設けられ、前記第２の面に前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板を準備する工程、
（ｂ）前記枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して前記枠体素地層と前記重ね層とによって枠体を形成する工程、
（ｃ）第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面が発光面となる発光ダイオードチップを、前記第１の接続用電極を前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続し、前記第２の接続用電極を前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続して前記配線基板に固定する工程、
（ｄ）前記枠体の内側に絶縁性の樹脂を注入して発光ダイオードチップの少なくとも外周部分から前記枠体の内側面に至る部分を前記樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
（ｅ）前記各製品形成部が分離されるように前記配線基板を縦横に切断する工程、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）で発光ダイオードチップを固定した後、（ｆ）前記配線基板の第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面の間の隙間に流動性の絶縁性の樹脂を所定量注入して前記隙間を塞ぐアンダーフィル樹脂層を形成する工程、を行い、その後前記工程（ｅ）を行うことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項１】
第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極を囲み下部が前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成される枠体を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面には前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子を有する配線基板と、
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、前記第２の面が発光面となり、前記第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の接続用電極が前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続され、前記第２の接続用電極が前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続されてなる発光ダイオードチップと、
前記配線基板の前記枠体の内側となる前記第１の面に形成され、少なくとも前記半導体チップの周面から前記枠体に至る部分に設けられる絶縁性の樹脂からなる封止体と、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記配線基板の前記第２の面に設けられる金属からなる放熱体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項３】
前記配線基板の前記第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面との間に設けられるとともに前記封止体の下に設けられる絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項４】
（ａ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、かつ前記第１の面に製品形成部をマトリックス状に複数配置した配線基板であり、前記製品形成部は、前記第１の面に第１の極性となる第１の電極及び第２の極性となる第２の電極並びに前記第１及び第２の電極の形成と同時処理によって形成されかつ前記第１及び第２の電極を囲むように設けられる枠体素地層が設けられ、前記第２の面に前記第１の電極に電気的に接続される第１の外部電極端子及び前記第２の電極に電気的に接続される第２の外部電極端子が設けられてなる配線基板を準備する工程、
（ｂ）前記枠体素地層上に所定厚さの重ね層を形成して前記枠体素地層と前記重ね層とによって枠体を形成する工程、
（ｃ）第１の面に第１の接続用電極及び第２の接続用電極を有し、前記第１の面の反対面となる第２の面が発光面となる発光ダイオードチップを、前記第１の接続用電極を前記配線基板の前記第１の電極に重ねて接続し、前記第２の接続用電極を前記配線基板の前記第２の電極に重ねて接続して前記配線基板に固定する工程、
（ｄ）前記枠体の内側に絶縁性の樹脂を注入して発光ダイオードチップの少なくとも外周部分から前記枠体の内側面に至る部分を前記樹脂で封止して封止体を形成する工程と、
（ｅ）前記各製品形成部が分離されるように前記配線基板を縦横に切断する工程、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）で発光ダイオードチップを固定した後、（ｆ）前記配線基板の第１の面と前記発光ダイオードチップの前記第１の面の間の隙間に流動性の絶縁性の樹脂を所定量注入して前記隙間を塞ぐアンダーフィル樹脂層を形成する工程、を行い、その後前記工程（ｅ）を行うことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１２４０８８（Ｐ２００８−１２４０８８Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０３４４９（Ｐ２００６−３０３４４９）
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（０００１００９９７）株式会社アキタ電子システムズ (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（０００１００９９７）株式会社アキタ電子システムズ (41)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]