発光装置、発光素子パッケージ及び発光素子搭載用配線基板
【課題】安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つ。
【解決手段】波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面１０ａの全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板１０と、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３内に充填された金属材からなる金属充填部３０と、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、電気的絶縁基板１０と共に一部が電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げられている銅配線パターン２０ｐと、第１主面１０ａ側の金属充填部３０上に搭載され、第１主面１０ａ側の銅配線パターン２０ｐにボンディング接続された発光素子と、を備える。
【解決手段】波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面１０ａの全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板１０と、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３内に充填された金属材からなる金属充填部３０と、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、電気的絶縁基板１０と共に一部が電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げられている銅配線パターン２０ｐと、第１主面１０ａ側の金属充填部３０上に搭載され、第１主面１０ａ側の銅配線パターン２０ｐにボンディング接続された発光素子と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光素子パッケージ及び前記発光装置に用いられる発光素子搭載用配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノート型のパーソナルコンピュータを代表とする液晶ディスプレイを用いた携帯機器や、ＬＥＤバックライトを用いた液晶テレビジョン、さらにはＬＥＤ電球等のように、近年、省エネルギーやＣＯ２排出低減を目的として、ＬＥＤチップ等の発光素子を光源とする製品が増えつつある。発光素子は、例えばガラスエポキシ基板やアルミニウムベース基板、セラミックス基板等の配線基板上に発光素子が実装されたＬＥＤモジュールやＬＥＤパッケージ等の発光装置として、上記製品に組み込まれている。或いは、リードフレーム上に発光素子を実装して白色モールド樹脂で成形した発光装置が用いられることもある。
【０００３】
これらの発光装置に実装される発光素子としては、例えばＧａＮ系青色ＬＥＤチップ等が使用される。青色ＬＥＤチップは、例えば青色光を白色光に波長変換することができる蛍光体を混入した封止材で封止され、白色発光するように構成されている。その際、発光特性のばらつきを抑えるため、例えば０．２５ｍｍ×０．３５ｍｍ角などの小さなサイズで使用される場合が多い。
【０００４】
発光装置に実装された発光素子は、大量の熱を放散する場合がある。そこで、例えば１ワットクラスの発光装置では、発熱する発光素子に耐えうるよう、配線基板としてセラミックス基板等が用いられることが多い。また、例えば特許文献１では、発光素子が実装される配線基板に放熱基板としてアルミナコンポジットを用いて放熱性を高めている。また、例えば特許文献２では、基板裏面に電極端子を有するフィルドビアをＬＥＤ素子の直下に設け、基板裏面で電気的導通をとると共に電極端子へと放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３５７７８号公報
【特許文献１】特開２００９−０５４８６０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、例えば特許文献１のようなアルミニウムベース基板やガラスエポキシ基板、セラミックス基板等は、通常２００μｍ以上の厚さで用いられるため、加工性が悪く製造コストが増大してしまうほか、セラミックス基板等は材料コスト自体も高い。また、例えば特許文献２のようにフィルドビア等の放熱構造を有する発光装置やその他多くの発光装置では両面配線基板の構造が採られるため、発光素子の搭載面および電極端子の形成面の両面への回路形成や導通加工等が必要となり、加工工程が増え製造コストの低減が困難である。
【０００７】
本発明の目的は、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能な発光装置、発光素子パッケージ及び発光装置に用いられる発光素子搭載用配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなる金属充填部と、前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、前記第１主面側の前記金属充填部上に搭載され、前記第１主面側の前記銅配線パターンにボンディング接続された発光素子と、を備える発光装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、前記電気的絶縁基板の第１主面の色が白色又は銀色である第１の態様に記載の発光装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、前記電気的絶縁基板は、前記第２主面側に配置される基材と、前記第１主面側に配置される接着剤と、を備える第１又は第２の態様に記載の発光装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、前記基材は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレート、エポキシ、アラミドの少なくともいずれかの樹脂を含む第１〜第３の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、前記基材の厚さは、４μｍ以上７５μｍ以下である第１〜第４の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１３】
本発明の第６の態様によれば、前記ビアホールの開口領域は前記発光素子のサイズよりも大きく、前記ビアホールに充填された金属材は銅めっきである第１〜第５の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１４】
本発明の第７の態様によれば、前記金属充填部は、前記第２主面側へと折り曲げられた前記銅配線パターンと略同一の高さとなるよう、前記電気的絶縁基板の第２主面よりも突出して設けられている第１〜第６の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１５】
本発明の第８の態様によれば、前記金属充填部の前記第２主面側及び折り曲げられた前記銅配線パターンの前記第２主面側が、それぞれ外部との電気的導通をとる電極端子となっている第１〜第７の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１６】
本発明の第９の態様によれば、前記銅配線パターン及び前記金属充填部のそれぞれの露出部分には、金、銀、パラジウム、ニッケル、スズの少なくともいずれかの元素を含むめっきが施されている第１〜第８の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１７】
本発明の第１０の態様によれば、第１〜第９の態様のいずれかに記載の発光装置が１個以上の発光素子を含む単位で個片化された発光素子パッケージが提供される。
【００１８】
本発明の第１１の態様によれば、波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなり、前記第１主面側に発光素子を搭載可能に構成される金属充填部と、前記第１主面側で前記発光素子とボンディング接続可能に前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、を備える発光素子搭載用配線基板が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の１ユニットを示す図であって、（ａ）は発光装置の第１主面側の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は発光装置の第２主面側の上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法の一部の工程を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面と同方向側の断面図で示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜本発明の一実施形態＞
【００２２】
（１）発光装置の構造
まずは、本発明の一実施形態に係る発光装置の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１の１ユニットを示す図であって、（ａ）はＬＥＤモジュール１の第１主面１０ａ側の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はＬＥＤモジュール１の第２主面１０ｂ側の上面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）中、封止材４０の図示は省略した。
【００２３】
図１に示すように、ＬＥＤモジュール１は、発光素子としてのＬＥＤチップ１００が、発光素子搭載用配線基板１ｓに実装された発光装置として構成されている。ＬＥＤチップ１００は、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップとして構成される。
【００２４】
（電気的絶縁基板）
具体的には、ＬＥＤモジュール１は、第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂを備える電気的絶縁基板１０を備える。電気的絶縁基板１０は、第２主面１０ｂ側に配置される基材１１と、第１主面１０ａ側に配置される接着剤１２とを備える。
【００２５】
第２主面１０ｂ側の基材１１は、例えばポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エポキシ、アラミド等の少なくともいずれかの樹脂を含む絶縁性フィルムとして構成され、例えば厚さが４μｍ以上７５μｍ以下である。これにより、電気的絶縁基板１０は、例えば５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能に構成される。
【００２６】
第１主面１０ａ側の接着剤１２は、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤等であり、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ用又はフレキシブル配線基板用の接着剤や、カバーレイ用接着剤等を用いることができる。これらの接着剤を有するメーカーとしては、例えば巴川製紙所、東レ、有沢製作所等がある。
【００２７】
ここで、例えば基材１１として、白色顔料を混ぜ込んだり白色材料を貼り合せたりした白色基材を用いたり、例えば接着剤１２として、白色カバーレイ等の輝度の高い接着剤を用いることで、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａの色を例えば白色又は銀色とし、波長が４５０ｎｍの光に対する第１主面１０ａの全反射率を例えば８０％以上とすることができる。なお、白色には灰色や乳白色等の近似色が含まれ、また、銀色は金属光沢をもつ白色又は灰色等である。
【００２８】
（金属充填部）
また、ＬＥＤモジュール１は、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３を備え、
ビアホール１３内には、例えば銅めっき等からなる金属材が充填された金属充填部３０が設けられている。また、ビアホール１３の開口領域は、例えばＬＥＤチップ１００のサイズよりも大きく、ＬＥＤチップ１００の全体が、後述の銅配線パターン２０ｐを介して金属充填部３０上に搭載可能に構成される。また、金属充填部３０は、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂよりも突出して設けられ、突出した部分はＬＥＤモジュール１の外部と電気的導通をとる電極端子としての銅めっき端子３０ｔとなっている。
【００２９】
（銅配線パターン）
また、ＬＥＤモジュール１は、接着剤１２を介して電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、例えば厚さが９μｍ以上７０μｍ以下の銅配線パターン２０ｐを備える。銅配線パターン２０ｐは、金属充填部３０上に設けられ、ＬＥＤチップ１００がダイボンディングされるダイボンディング部２１ｄと、ダイボンディング部２１ｄとは非接触に形成された折り曲げ部２２ｂと、を備える。
【００３０】
折り曲げ部２２ｂの一部は、下地となる電気的絶縁基板１０と共に電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げられている。互いに折り重なった電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ同士は、例えばエポキシ系やポリイミド系等の耐熱性のある図示しない接着剤等で固定されている。電気的絶縁基板１０の両面側に跨る折り曲げ部２２ｂの第１主面１０ａ側はワイヤボンディング部２２ｗとして構成され、第２主面１０ｂ側は銅配線端子２２ｔとして構成される。
【００３１】
すなわち、折り曲げられずに第１主面１０ａ側に残ったワイヤボンディング部２２ｗは、ＬＥＤチップ１００とワイヤボンディング接続可能に構成される。第２主面１０ｂ側へと折り曲げられた電極端子としての銅配線端子２２ｔは、ＬＥＤモジュール１の外部と電気的導通をとって、外部からＬＥＤチップ１００に電力が供給されるよう構成される。また、銅配線端子２２ｔは、金属充填部３０が備える突出した銅めっき端子３０ｔと略同一の高さとなっている。
【００３２】
また、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐのそれぞれの露出部分には、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）等の少なくともいずれかの元素を含む図示しないめっきが施されている。これにより、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐの接続信頼性を高めることができるとともに、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられた銅配線パターン２０ｐについても、波長が４５０ｎｍの光に対する全反射率を高めることができる。
【００３３】
以上、基材１１と接着剤１２とを備える電気的絶縁基板１０と、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３内に設けられた金属充填部３０と、電気的絶縁基板１０と共に一部が折り曲げられた銅配線パターン２０ｐと、を主要な構造として、発光素子搭載用配線基板１ｓが構成される。
【００３４】
（発光素子）
上述のように、ＬＥＤモジュール１は、この発光素子搭載用配線基板１ｓに実装されるＬＥＤチップ１００を備える。すなわち、ＬＥＤチップ１００は、図示しないＡｇペースト等の導電性材料を用いて導通可能にダイボンディング部２１ｄにダイボンディングされることで、ダイボンディング部２１ｄを介して第１主面１０ａ側の金属充填部３０に搭載される。また、ＬＥＤチップ１００は、第１主面１０ａ側のワイヤボンディング部２２ｗに、ワイヤ１１０によりワイヤボンディング接続されている。
【００３５】
また、ＬＥＤチップ１００は、封止材４０により１個又は複数個の単位で発光素子搭載用配線基板１ｓ上に封止されている。封止材４０には、例えば青色光を白色光に波長変換
する蛍光体樹脂、及びパッケージ封止樹脂を用いることができる。パッケージ封止樹脂が蛍光体樹脂の機能を兼用する場合もある。
【００３６】
以上により、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１が構成される。
【００３７】
なお、上述のＬＥＤモジュール１を用い、１個又は複数個のＬＥＤチップ１００を含む単位でＬＥＤモジュール１が個片化された発光素子パッケージとしてのＬＥＤパッケージが構成される。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、例えばＬＥＤチップ１００の全体が搭載可能な大きさの金属充填部３０を、ＬＥＤチップ１００の直下に設けている。これにより、例えば熱伝導性の高い銅めっき等で構成される金属充填部３０の放熱効果により、ＬＥＤチップ１００の発熱による温度上昇や、これに伴うＬＥＤチップ１００の特性悪化、電気的絶縁基板１０の熱膨張等の周辺部材への影響を抑制することができる。
【００３９】
また、金属充填部３０は、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側に銅めっき端子３０ｔを備え、ＬＥＤチップ１００が搭載される第１主面１０ａの反対側から外部との電気的導通をとる構造となっているため、ＬＥＤモジュール１には両面配線基板に相当する構成が必要となる。
【００４０】
本実施形態では、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能なポリイミド等の安価な電気的絶縁基板１０を用いている。また、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、かつ、電気的絶縁基板１０の両面側に跨る折り曲げ部２２ｂを備える。これにより、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、実質的に両面配線基板と同等の構造とすることができ、上記のように金属充填部３０を設けて放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａを、波長が４５０ｎｍの光に対する全反射率が例えば８０％以上の白色又は銀色等となるよう構成している。また、銅配線パターン２０ｐに所定のめっきを施すことで、電気的絶縁基板１０が銅配線パターン２０ｐで覆われることによる第１主面１０ａ側の反射率低下を抑制している。これにより、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＬＥＤチップ１００から発せられて乱反射した光等を、第１主面１０ａ側から外部に向けて効率よく反射させることができ、ＬＥＤモジュール１全体としての光量を向上させることができる。
【００４２】
（２）発光装置の製造方法
次に、本発明の一実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１の製造方法の一部の工程を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面と同方向側の断面図で示す工程図である。以下に説明するＬＥＤモジュール１の製造工程には、例えばＴＡＢテープ向けの製造工程が適用される。
【００４３】
（ビアホール形成工程）
まず、図２（ａ）に示すように、第２主面１０ｂ側に配置される基材１１と、第１主面１０ａ側に配置される接着剤１２とを有する電気的絶縁基板１０を用意する。このような電気的絶縁基板１０は、例えばポリイミド等からなる基材１１上にエポキシ系等の熱硬化性の接着剤１２をラミネート加工又は塗工して製造することができる。基材１１と接着剤１２とが予め貼り合わされた基板を上記に挙げた接着剤メーカー等から購入し、使用する製造ラインに適合する幅に裁断（スリット）してもよい。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、電気的絶縁基板１０に、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３を形成する。ビアホール１３は、例えばプレス加工等で形成することができる。その際、後に搭載されるＬＥＤチップ１００のサイズよりもビアホール１３の開口領域が大きくなるよう調整する。また、このとき、搬送に用いるスプロケットホールや露光位置の調整に用いるアライメントホール等を同時に形成してもよい（いずれも図示せず）。ビアホール１３等の形成をレーザ又はエッチング工法等の手法で行ってもよい。
【００４５】
（銅箔形成工程）
次に、図２（ｃ）に示すように、ビアホール１３を覆うよう、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上の全面に銅箔２０を形成する。このとき、例えば厚さが９μｍ以上７０μｍ以下の銅箔２０を使用し、例えば常圧又は減圧環境下のロールラミネータを用いたラミネート等により電気的絶縁基板１０に貼り合せることができる。ラミネート終了後、例えば１５０℃以上の温度で接着剤１２のポストキュアを行う。ラミネートやポストキュアの条件は、接着剤メーカーの推奨値を基準に選定可能である。なお、接着剤を用いず、熱圧着により銅箔を貼り合せたり、銅を直接的に電気的絶縁基板に成膜したりしてもよい。
【００４６】
（金属充填部形成工程）
続いて、図２（ｄ）に示すように、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側から、例えば電気銅めっき等で銅（Ｃｕ）めっき等の金属材をビアホール１３内に充填して、銅めっき端子３０ｔを備え、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂと第１主面１０ａとを導通させる金属充填部３０を形成する。このとき、銅めっき端子３０ｔが後に形成される銅配線パターン２０ｐの銅配線端子２２ｔと略同一の高さとなるよう、めっき時間等の電気銅めっき条件を調整して金属充填部３０を電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂよりも突出させる。なお、電気銅めっき等を行う際には、第１主面１０ａ側の銅箔２０の表面を図示しないめっき用マスキングテープ等でマスキングする。めっき用マスキングテープは、電気銅めっき終了後、銅箔２０から剥離する。
【００４７】
このような銅めっき等による埋め込みめっきの手法については、例えば特開２００３−１２４２６４号公報等で開示されているほか、エバラユージライト、アトテック等のメーカー製の銅めっき液を使用し、各メーカーの推奨値を基準に条件選定を行うことができる。
【００４８】
以上により、第２主面１０ｂ側で外部と電気的導通をとることが可能な電極端子としての銅めっき端子３０ｔを備え、尚且つ、第１主面１０ａ側にＬＥＤチップ１００を搭載可能に構成される金属充填部３０が形成される。
【００４９】
（エッチング工程）
次に、図２（ｅ）に示すように、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上の銅箔２０をエッチング等によりパターニングし、銅配線パターン２０ｐを形成する。具体的には、例えば図示しないエッチング用レジストを銅箔２０の上に塗工して露光・現像し、図示しないレジストパターンを形成する。或いは、エッチング用レジストの代わりにドライフィルムレジスト等を用いてもよい。
【００５０】
続いて、レジストパターンをマスクとして銅箔２０をエッチングし、金属充填部３０を覆うダイボンディング部２１ｄと、ダイボンディング部２１ｄとは非接触な折り曲げ部２２ｂとを備える銅配線パターン２０ｐを形成する。但し、この時点では、折り曲げ部２２ｂは電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上に略まっすぐに延びた状態で形成されている。
【００５１】
なお、上記エッチング時には、第２主面１０ｂ上に図示しないマスキングテープ等を貼
付し、第２主面１０ｂ側に突出した金属充填部３０をマスキングする。或いは、金属充填部３０に裏止め材を塗工してもよい。エッチング終了後、レジストパターン及びマスキングテープを剥離する。
【００５２】
（めっき形成工程）
次に、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐのそれぞれの露出部分に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｓｎの少なくともいずれかの元素を含むめっきを施す（図示せず）。なお、めっき形成工程は、後述の折り曲げ工程の後に行ってもよい。
【００５３】
（折り曲げ工程）
次に、図２（ｆ）に示すように、プレス加工等により電気的絶縁基板１０の一部に切れ込みを入れ、折り曲げ部２２ｂが折り曲げ可能となるよう切れ込み部１４を形成する。すなわち、切れ込み部１４は、銅配線パターン２０ｐ及び金属充填部３０等を含む領域が完全に切り離されることのないよう、後にＬＥＤチップ１００がワイヤボンディング接続される側とは反対側の折り曲げ部２２ｂ端部の周囲を囲むように、例えば角張ったＵ字型（コの字型）或いは丸みを帯びたＵ字型等に形成することができる。
【００５４】
次に、図２（ｇ）に示すように、第１主面１０ａ側に設けられた折り曲げ部２２ｂの一部を、下地の電気的絶縁基板１０と共に電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げる。そして、互いに折り重なった電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ同士を、例えばエポキシ系やポリイミド系等の耐熱性のある図示しない接着剤等で固定する。
【００５５】
これにより、第１主面１０ａ側でＬＥＤチップ１００とワイヤボンディング接続可能に構成されるワイヤボンディング部２２ｗと、第２主面１０ｂ側で外部から電力の供給が可能に構成される電極端子としての銅配線端子２２ｔと、が形成される。このように、折り曲げ容易で安価な基板を用いた片面配線基板の構造を採ることで、工程数を削減して製造コストの低減を図りつつ、実質的に両面配線基板と同等の構造とすることができる。
【００５６】
以上により、本実施形態に係るロール状の発光素子搭載用配線基板１ｓが製造される。
【００５７】
（ダイボンディング工程）
次に、発光素子搭載用配線基板１ｓにＬＥＤチップ１００を実装し、本実施形態に係る発光素子としてのＬＥＤモジュール１を製造する。以下に、ＬＥＤモジュール１の製造工程について、図１を参照しながら説明する。
【００５８】
まずは、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する発光素子としてのＬＥＤチップ１００を、ウエハダイシング後のウエハリング又はウエハトレイに搭載された状態で用意する。このＬＥＤチップ１００を、ＬＥＤ用ダイボンダ等を用い、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側の金属充填部３０直上のダイボンディング部２１ｄに、例えば図示しないＡｇペースト等を介してダイボンディングする。その後、Ａｇペースト等のダイボンディング材を、例えばダイボンディング材メーカーの推奨値にしたがい、例えば１５０℃で１時間ほど加熱キュアする。
【００５９】
（クリーニング工程）
上記のように、ダイボンディング材を加熱キュアすると、発生したデガス（脱ガス）により、ＬＥＤチップ１００の備える図示しない表面電極等のボンディングパッドが汚染される場合がある。そこで、例えば減圧環境下で、アルゴン（Ａｒ）ガス及び酸素（Ｏ２）ガス等の混合ガスを用いて、汚染されたボンディングパッド等のプラズマクリーニングを行う。
【００６０】
（ワイヤボンディング接続工程）
次に、ＬＥＤ用ワイヤボンダ等を用い、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に残った折り曲げ部２２ｂのワイヤボンディング部２２ｗに、ＬＥＤチップ１００をワイヤ１１０によりワイヤボンディング接続する。
【００６１】
（封止工程）
続いて、蛍光体樹脂とパッケージ封止樹脂とを用い、ＬＥＤチップ１００を１個又は複数個の単位で発光素子搭載用配線基板１ｓ上に封止する。或いは、蛍光体樹脂とパッケージ封止樹脂とを兼用してもよい。このように、ＬＥＤチップ１００が１個又は複数個の単位で封止材４０により封止されることで、ＬＥＤチップ１００の発する青色光を白色光に波長変換し、白色発光させることができる。
【００６２】
以上により、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１が製造される。
【００６３】
なお、１個又は複数個のＬＥＤチップ１００を含む単位で、ダイサやビグ刃を用いてＬＥＤモジュール１を個片化することで、本実施形態に係る発光素子パッケージとしてのＬＥＤパッケージが製造される。
【００６４】
上記のように、本実施形態によれば、セラミックス基板等の高価な基板を用いることなく基板のコストを低減することができ、また、片面配線基板の構造を採ることで工程数を削減して製造コストの低減を図ることができる。このように、本実施形態によれば、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【００６５】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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。
【００６６】
例えば、上述の実施形態においては、発光素子搭載用配線基板１ｓに実装されるＬＥＤチップ１００を、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップとしたが、実装されるＬＥＤチップの発光波長や構成材料はこれに限られない。
【００６７】
また、上述の実施形態においては、１ユニットのＬＥＤモジュール１が備える１個の金属充填部３０上に１個のＬＥＤチップ１００が搭載されているものとしたが、ＬＥＤモジュールの構成はこれに限られない。例えば１ユニットのＬＥＤモジュールが備える１個の金属充填部上に複数個のＬＥＤチップが搭載されていてもよく、１ユニットのＬＥＤモジュールが備える複数個の金属充填部上のそれぞれに、１個又は複数個のＬＥＤチップが搭載されていてもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態においては、銅配線パターン２０ｐの形成後に、折り曲げ部２２ｂを折り曲げ可能とする切れ込み部１４を形成するものとしたが、工程順はこれに限られない。例えば、金属充填部３０が設けられるビアホール１３の形成時に同時に切れ込み部１４を形成してもよい。
【００６９】
また、上述の実施形態においては、金属充填部３０の形成時に高さを調整するものとしたが、高さ調整の手法はこれに限られない。例えば、電気銅めっき等の際には金属充填部３０を適度な高さに突出させておき、折り曲げ工程を実施後に、プレス加工や研磨加工等により金属充填部３０の銅めっき端子３０ｔの高さと銅配線端子２２ｔの高さとを揃えてもよい。なお、この場合には、Ａｕ，Ａｇ等のめっき工程を高さ調整後に行うようにする。
【００７０】
また、上述の実施形態においては、ＴＡＢテープ向けの製造工程を適用してＬＥＤモールド１を製造することとしたが、用いる電気的絶縁基板等により、リジット配線基板やフレキシブル配線基板向けの製造工程を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ＬＥＤモジュール（発光装置）
１ｓ 発光素子搭載用配線基板
１０ 電気的絶縁基板
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１ 基材
１２ 接着剤
１３ ビアホール
１４ 切れ込み部
２０ 銅箔
２０ｐ 銅配線パターン
２１ｄ ダイボンディング部
２２ｂ 折り曲げ部
２２ｔ 銅配線端子（電極端子）
２２ｗ ワイヤボンディング部
３０ 金属充填部
３０ｔ 銅めっき端子（電極端子）
４０ 封止材
１００ ＬＥＤチップ（発光素子）
１１０ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光素子パッケージ及び前記発光装置に用いられる発光素子搭載用配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノート型のパーソナルコンピュータを代表とする液晶ディスプレイを用いた携帯機器や、ＬＥＤバックライトを用いた液晶テレビジョン、さらにはＬＥＤ電球等のように、近年、省エネルギーやＣＯ２排出低減を目的として、ＬＥＤチップ等の発光素子を光源とする製品が増えつつある。発光素子は、例えばガラスエポキシ基板やアルミニウムベース基板、セラミックス基板等の配線基板上に発光素子が実装されたＬＥＤモジュールやＬＥＤパッケージ等の発光装置として、上記製品に組み込まれている。或いは、リードフレーム上に発光素子を実装して白色モールド樹脂で成形した発光装置が用いられることもある。
【０００３】
これらの発光装置に実装される発光素子としては、例えばＧａＮ系青色ＬＥＤチップ等が使用される。青色ＬＥＤチップは、例えば青色光を白色光に波長変換することができる蛍光体を混入した封止材で封止され、白色発光するように構成されている。その際、発光特性のばらつきを抑えるため、例えば０．２５ｍｍ×０．３５ｍｍ角などの小さなサイズで使用される場合が多い。
【０００４】
発光装置に実装された発光素子は、大量の熱を放散する場合がある。そこで、例えば１ワットクラスの発光装置では、発熱する発光素子に耐えうるよう、配線基板としてセラミックス基板等が用いられることが多い。また、例えば特許文献１では、発光素子が実装される配線基板に放熱基板としてアルミナコンポジットを用いて放熱性を高めている。また、例えば特許文献２では、基板裏面に電極端子を有するフィルドビアをＬＥＤ素子の直下に設け、基板裏面で電気的導通をとると共に電極端子へと放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３５７７８号公報
【特許文献１】特開２００９−０５４８６０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、例えば特許文献１のようなアルミニウムベース基板やガラスエポキシ基板、セラミックス基板等は、通常２００μｍ以上の厚さで用いられるため、加工性が悪く製造コストが増大してしまうほか、セラミックス基板等は材料コスト自体も高い。また、例えば特許文献２のようにフィルドビア等の放熱構造を有する発光装置やその他多くの発光装置では両面配線基板の構造が採られるため、発光素子の搭載面および電極端子の形成面の両面への回路形成や導通加工等が必要となり、加工工程が増え製造コストの低減が困難である。
【０００７】
本発明の目的は、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能な発光装置、発光素子パッケージ及び発光装置に用いられる発光素子搭載用配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなる金属充填部と、前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、前記第１主面側の前記金属充填部上に搭載され、前記第１主面側の前記銅配線パターンにボンディング接続された発光素子と、を備える発光装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、前記電気的絶縁基板の第１主面の色が白色又は銀色である第１の態様に記載の発光装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、前記電気的絶縁基板は、前記第２主面側に配置される基材と、前記第１主面側に配置される接着剤と、を備える第１又は第２の態様に記載の発光装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、前記基材は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレート、エポキシ、アラミドの少なくともいずれかの樹脂を含む第１〜第３の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、前記基材の厚さは、４μｍ以上７５μｍ以下である第１〜第４の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１３】
本発明の第６の態様によれば、前記ビアホールの開口領域は前記発光素子のサイズよりも大きく、前記ビアホールに充填された金属材は銅めっきである第１〜第５の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１４】
本発明の第７の態様によれば、前記金属充填部は、前記第２主面側へと折り曲げられた前記銅配線パターンと略同一の高さとなるよう、前記電気的絶縁基板の第２主面よりも突出して設けられている第１〜第６の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１５】
本発明の第８の態様によれば、前記金属充填部の前記第２主面側及び折り曲げられた前記銅配線パターンの前記第２主面側が、それぞれ外部との電気的導通をとる電極端子となっている第１〜第７の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１６】
本発明の第９の態様によれば、前記銅配線パターン及び前記金属充填部のそれぞれの露出部分には、金、銀、パラジウム、ニッケル、スズの少なくともいずれかの元素を含むめっきが施されている第１〜第８の態様のいずれかに記載の発光装置が提供される。
【００１７】
本発明の第１０の態様によれば、第１〜第９の態様のいずれかに記載の発光装置が１個以上の発光素子を含む単位で個片化された発光素子パッケージが提供される。
【００１８】
本発明の第１１の態様によれば、波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなり、前記第１主面側に発光素子を搭載可能に構成される金属充填部と、前記第１主面側で前記発光素子とボンディング接続可能に前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、を備える発光素子搭載用配線基板が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の１ユニットを示す図であって、（ａ）は発光装置の第１主面側の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は発光装置の第２主面側の上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法の一部の工程を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面と同方向側の断面図で示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜本発明の一実施形態＞
【００２２】
（１）発光装置の構造
まずは、本発明の一実施形態に係る発光装置の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１の１ユニットを示す図であって、（ａ）はＬＥＤモジュール１の第１主面１０ａ側の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はＬＥＤモジュール１の第２主面１０ｂ側の上面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）中、封止材４０の図示は省略した。
【００２３】
図１に示すように、ＬＥＤモジュール１は、発光素子としてのＬＥＤチップ１００が、発光素子搭載用配線基板１ｓに実装された発光装置として構成されている。ＬＥＤチップ１００は、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップとして構成される。
【００２４】
（電気的絶縁基板）
具体的には、ＬＥＤモジュール１は、第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂを備える電気的絶縁基板１０を備える。電気的絶縁基板１０は、第２主面１０ｂ側に配置される基材１１と、第１主面１０ａ側に配置される接着剤１２とを備える。
【００２５】
第２主面１０ｂ側の基材１１は、例えばポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エポキシ、アラミド等の少なくともいずれかの樹脂を含む絶縁性フィルムとして構成され、例えば厚さが４μｍ以上７５μｍ以下である。これにより、電気的絶縁基板１０は、例えば５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能に構成される。
【００２６】
第１主面１０ａ側の接着剤１２は、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤等であり、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ用又はフレキシブル配線基板用の接着剤や、カバーレイ用接着剤等を用いることができる。これらの接着剤を有するメーカーとしては、例えば巴川製紙所、東レ、有沢製作所等がある。
【００２７】
ここで、例えば基材１１として、白色顔料を混ぜ込んだり白色材料を貼り合せたりした白色基材を用いたり、例えば接着剤１２として、白色カバーレイ等の輝度の高い接着剤を用いることで、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａの色を例えば白色又は銀色とし、波長が４５０ｎｍの光に対する第１主面１０ａの全反射率を例えば８０％以上とすることができる。なお、白色には灰色や乳白色等の近似色が含まれ、また、銀色は金属光沢をもつ白色又は灰色等である。
【００２８】
（金属充填部）
また、ＬＥＤモジュール１は、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３を備え、
ビアホール１３内には、例えば銅めっき等からなる金属材が充填された金属充填部３０が設けられている。また、ビアホール１３の開口領域は、例えばＬＥＤチップ１００のサイズよりも大きく、ＬＥＤチップ１００の全体が、後述の銅配線パターン２０ｐを介して金属充填部３０上に搭載可能に構成される。また、金属充填部３０は、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂよりも突出して設けられ、突出した部分はＬＥＤモジュール１の外部と電気的導通をとる電極端子としての銅めっき端子３０ｔとなっている。
【００２９】
（銅配線パターン）
また、ＬＥＤモジュール１は、接着剤１２を介して電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、例えば厚さが９μｍ以上７０μｍ以下の銅配線パターン２０ｐを備える。銅配線パターン２０ｐは、金属充填部３０上に設けられ、ＬＥＤチップ１００がダイボンディングされるダイボンディング部２１ｄと、ダイボンディング部２１ｄとは非接触に形成された折り曲げ部２２ｂと、を備える。
【００３０】
折り曲げ部２２ｂの一部は、下地となる電気的絶縁基板１０と共に電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げられている。互いに折り重なった電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ同士は、例えばエポキシ系やポリイミド系等の耐熱性のある図示しない接着剤等で固定されている。電気的絶縁基板１０の両面側に跨る折り曲げ部２２ｂの第１主面１０ａ側はワイヤボンディング部２２ｗとして構成され、第２主面１０ｂ側は銅配線端子２２ｔとして構成される。
【００３１】
すなわち、折り曲げられずに第１主面１０ａ側に残ったワイヤボンディング部２２ｗは、ＬＥＤチップ１００とワイヤボンディング接続可能に構成される。第２主面１０ｂ側へと折り曲げられた電極端子としての銅配線端子２２ｔは、ＬＥＤモジュール１の外部と電気的導通をとって、外部からＬＥＤチップ１００に電力が供給されるよう構成される。また、銅配線端子２２ｔは、金属充填部３０が備える突出した銅めっき端子３０ｔと略同一の高さとなっている。
【００３２】
また、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐのそれぞれの露出部分には、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）等の少なくともいずれかの元素を含む図示しないめっきが施されている。これにより、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐの接続信頼性を高めることができるとともに、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられた銅配線パターン２０ｐについても、波長が４５０ｎｍの光に対する全反射率を高めることができる。
【００３３】
以上、基材１１と接着剤１２とを備える電気的絶縁基板１０と、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３内に設けられた金属充填部３０と、電気的絶縁基板１０と共に一部が折り曲げられた銅配線パターン２０ｐと、を主要な構造として、発光素子搭載用配線基板１ｓが構成される。
【００３４】
（発光素子）
上述のように、ＬＥＤモジュール１は、この発光素子搭載用配線基板１ｓに実装されるＬＥＤチップ１００を備える。すなわち、ＬＥＤチップ１００は、図示しないＡｇペースト等の導電性材料を用いて導通可能にダイボンディング部２１ｄにダイボンディングされることで、ダイボンディング部２１ｄを介して第１主面１０ａ側の金属充填部３０に搭載される。また、ＬＥＤチップ１００は、第１主面１０ａ側のワイヤボンディング部２２ｗに、ワイヤ１１０によりワイヤボンディング接続されている。
【００３５】
また、ＬＥＤチップ１００は、封止材４０により１個又は複数個の単位で発光素子搭載用配線基板１ｓ上に封止されている。封止材４０には、例えば青色光を白色光に波長変換
する蛍光体樹脂、及びパッケージ封止樹脂を用いることができる。パッケージ封止樹脂が蛍光体樹脂の機能を兼用する場合もある。
【００３６】
以上により、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１が構成される。
【００３７】
なお、上述のＬＥＤモジュール１を用い、１個又は複数個のＬＥＤチップ１００を含む単位でＬＥＤモジュール１が個片化された発光素子パッケージとしてのＬＥＤパッケージが構成される。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、例えばＬＥＤチップ１００の全体が搭載可能な大きさの金属充填部３０を、ＬＥＤチップ１００の直下に設けている。これにより、例えば熱伝導性の高い銅めっき等で構成される金属充填部３０の放熱効果により、ＬＥＤチップ１００の発熱による温度上昇や、これに伴うＬＥＤチップ１００の特性悪化、電気的絶縁基板１０の熱膨張等の周辺部材への影響を抑制することができる。
【００３９】
また、金属充填部３０は、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側に銅めっき端子３０ｔを備え、ＬＥＤチップ１００が搭載される第１主面１０ａの反対側から外部との電気的導通をとる構造となっているため、ＬＥＤモジュール１には両面配線基板に相当する構成が必要となる。
【００４０】
本実施形態では、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能なポリイミド等の安価な電気的絶縁基板１０を用いている。また、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に設けられ、かつ、電気的絶縁基板１０の両面側に跨る折り曲げ部２２ｂを備える。これにより、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、実質的に両面配線基板と同等の構造とすることができ、上記のように金属充填部３０を設けて放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａを、波長が４５０ｎｍの光に対する全反射率が例えば８０％以上の白色又は銀色等となるよう構成している。また、銅配線パターン２０ｐに所定のめっきを施すことで、電気的絶縁基板１０が銅配線パターン２０ｐで覆われることによる第１主面１０ａ側の反射率低下を抑制している。これにより、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＬＥＤチップ１００から発せられて乱反射した光等を、第１主面１０ａ側から外部に向けて効率よく反射させることができ、ＬＥＤモジュール１全体としての光量を向上させることができる。
【００４２】
（２）発光装置の製造方法
次に、本発明の一実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１の製造方法の一部の工程を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面と同方向側の断面図で示す工程図である。以下に説明するＬＥＤモジュール１の製造工程には、例えばＴＡＢテープ向けの製造工程が適用される。
【００４３】
（ビアホール形成工程）
まず、図２（ａ）に示すように、第２主面１０ｂ側に配置される基材１１と、第１主面１０ａ側に配置される接着剤１２とを有する電気的絶縁基板１０を用意する。このような電気的絶縁基板１０は、例えばポリイミド等からなる基材１１上にエポキシ系等の熱硬化性の接着剤１２をラミネート加工又は塗工して製造することができる。基材１１と接着剤１２とが予め貼り合わされた基板を上記に挙げた接着剤メーカー等から購入し、使用する製造ラインに適合する幅に裁断（スリット）してもよい。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、電気的絶縁基板１０に、電気的絶縁基板１０を貫通するビアホール１３を形成する。ビアホール１３は、例えばプレス加工等で形成することができる。その際、後に搭載されるＬＥＤチップ１００のサイズよりもビアホール１３の開口領域が大きくなるよう調整する。また、このとき、搬送に用いるスプロケットホールや露光位置の調整に用いるアライメントホール等を同時に形成してもよい（いずれも図示せず）。ビアホール１３等の形成をレーザ又はエッチング工法等の手法で行ってもよい。
【００４５】
（銅箔形成工程）
次に、図２（ｃ）に示すように、ビアホール１３を覆うよう、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上の全面に銅箔２０を形成する。このとき、例えば厚さが９μｍ以上７０μｍ以下の銅箔２０を使用し、例えば常圧又は減圧環境下のロールラミネータを用いたラミネート等により電気的絶縁基板１０に貼り合せることができる。ラミネート終了後、例えば１５０℃以上の温度で接着剤１２のポストキュアを行う。ラミネートやポストキュアの条件は、接着剤メーカーの推奨値を基準に選定可能である。なお、接着剤を用いず、熱圧着により銅箔を貼り合せたり、銅を直接的に電気的絶縁基板に成膜したりしてもよい。
【００４６】
（金属充填部形成工程）
続いて、図２（ｄ）に示すように、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側から、例えば電気銅めっき等で銅（Ｃｕ）めっき等の金属材をビアホール１３内に充填して、銅めっき端子３０ｔを備え、電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂと第１主面１０ａとを導通させる金属充填部３０を形成する。このとき、銅めっき端子３０ｔが後に形成される銅配線パターン２０ｐの銅配線端子２２ｔと略同一の高さとなるよう、めっき時間等の電気銅めっき条件を調整して金属充填部３０を電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂよりも突出させる。なお、電気銅めっき等を行う際には、第１主面１０ａ側の銅箔２０の表面を図示しないめっき用マスキングテープ等でマスキングする。めっき用マスキングテープは、電気銅めっき終了後、銅箔２０から剥離する。
【００４７】
このような銅めっき等による埋め込みめっきの手法については、例えば特開２００３−１２４２６４号公報等で開示されているほか、エバラユージライト、アトテック等のメーカー製の銅めっき液を使用し、各メーカーの推奨値を基準に条件選定を行うことができる。
【００４８】
以上により、第２主面１０ｂ側で外部と電気的導通をとることが可能な電極端子としての銅めっき端子３０ｔを備え、尚且つ、第１主面１０ａ側にＬＥＤチップ１００を搭載可能に構成される金属充填部３０が形成される。
【００４９】
（エッチング工程）
次に、図２（ｅ）に示すように、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上の銅箔２０をエッチング等によりパターニングし、銅配線パターン２０ｐを形成する。具体的には、例えば図示しないエッチング用レジストを銅箔２０の上に塗工して露光・現像し、図示しないレジストパターンを形成する。或いは、エッチング用レジストの代わりにドライフィルムレジスト等を用いてもよい。
【００５０】
続いて、レジストパターンをマスクとして銅箔２０をエッチングし、金属充填部３０を覆うダイボンディング部２１ｄと、ダイボンディング部２１ｄとは非接触な折り曲げ部２２ｂとを備える銅配線パターン２０ｐを形成する。但し、この時点では、折り曲げ部２２ｂは電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ上に略まっすぐに延びた状態で形成されている。
【００５１】
なお、上記エッチング時には、第２主面１０ｂ上に図示しないマスキングテープ等を貼
付し、第２主面１０ｂ側に突出した金属充填部３０をマスキングする。或いは、金属充填部３０に裏止め材を塗工してもよい。エッチング終了後、レジストパターン及びマスキングテープを剥離する。
【００５２】
（めっき形成工程）
次に、金属充填部３０及び銅配線パターン２０ｐのそれぞれの露出部分に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｓｎの少なくともいずれかの元素を含むめっきを施す（図示せず）。なお、めっき形成工程は、後述の折り曲げ工程の後に行ってもよい。
【００５３】
（折り曲げ工程）
次に、図２（ｆ）に示すように、プレス加工等により電気的絶縁基板１０の一部に切れ込みを入れ、折り曲げ部２２ｂが折り曲げ可能となるよう切れ込み部１４を形成する。すなわち、切れ込み部１４は、銅配線パターン２０ｐ及び金属充填部３０等を含む領域が完全に切り離されることのないよう、後にＬＥＤチップ１００がワイヤボンディング接続される側とは反対側の折り曲げ部２２ｂ端部の周囲を囲むように、例えば角張ったＵ字型（コの字型）或いは丸みを帯びたＵ字型等に形成することができる。
【００５４】
次に、図２（ｇ）に示すように、第１主面１０ａ側に設けられた折り曲げ部２２ｂの一部を、下地の電気的絶縁基板１０と共に電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ側へと折り曲げる。そして、互いに折り重なった電気的絶縁基板１０の第２主面１０ｂ同士を、例えばエポキシ系やポリイミド系等の耐熱性のある図示しない接着剤等で固定する。
【００５５】
これにより、第１主面１０ａ側でＬＥＤチップ１００とワイヤボンディング接続可能に構成されるワイヤボンディング部２２ｗと、第２主面１０ｂ側で外部から電力の供給が可能に構成される電極端子としての銅配線端子２２ｔと、が形成される。このように、折り曲げ容易で安価な基板を用いた片面配線基板の構造を採ることで、工程数を削減して製造コストの低減を図りつつ、実質的に両面配線基板と同等の構造とすることができる。
【００５６】
以上により、本実施形態に係るロール状の発光素子搭載用配線基板１ｓが製造される。
【００５７】
（ダイボンディング工程）
次に、発光素子搭載用配線基板１ｓにＬＥＤチップ１００を実装し、本実施形態に係る発光素子としてのＬＥＤモジュール１を製造する。以下に、ＬＥＤモジュール１の製造工程について、図１を参照しながら説明する。
【００５８】
まずは、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する発光素子としてのＬＥＤチップ１００を、ウエハダイシング後のウエハリング又はウエハトレイに搭載された状態で用意する。このＬＥＤチップ１００を、ＬＥＤ用ダイボンダ等を用い、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側の金属充填部３０直上のダイボンディング部２１ｄに、例えば図示しないＡｇペースト等を介してダイボンディングする。その後、Ａｇペースト等のダイボンディング材を、例えばダイボンディング材メーカーの推奨値にしたがい、例えば１５０℃で１時間ほど加熱キュアする。
【００５９】
（クリーニング工程）
上記のように、ダイボンディング材を加熱キュアすると、発生したデガス（脱ガス）により、ＬＥＤチップ１００の備える図示しない表面電極等のボンディングパッドが汚染される場合がある。そこで、例えば減圧環境下で、アルゴン（Ａｒ）ガス及び酸素（Ｏ２）ガス等の混合ガスを用いて、汚染されたボンディングパッド等のプラズマクリーニングを行う。
【００６０】
（ワイヤボンディング接続工程）
次に、ＬＥＤ用ワイヤボンダ等を用い、電気的絶縁基板１０の第１主面１０ａ側に残った折り曲げ部２２ｂのワイヤボンディング部２２ｗに、ＬＥＤチップ１００をワイヤ１１０によりワイヤボンディング接続する。
【００６１】
（封止工程）
続いて、蛍光体樹脂とパッケージ封止樹脂とを用い、ＬＥＤチップ１００を１個又は複数個の単位で発光素子搭載用配線基板１ｓ上に封止する。或いは、蛍光体樹脂とパッケージ封止樹脂とを兼用してもよい。このように、ＬＥＤチップ１００が１個又は複数個の単位で封止材４０により封止されることで、ＬＥＤチップ１００の発する青色光を白色光に波長変換し、白色発光させることができる。
【００６２】
以上により、本実施形態に係る発光装置としてのＬＥＤモジュール１が製造される。
【００６３】
なお、１個又は複数個のＬＥＤチップ１００を含む単位で、ダイサやビグ刃を用いてＬＥＤモジュール１を個片化することで、本実施形態に係る発光素子パッケージとしてのＬＥＤパッケージが製造される。
【００６４】
上記のように、本実施形態によれば、セラミックス基板等の高価な基板を用いることなく基板のコストを低減することができ、また、片面配線基板の構造を採ることで工程数を削減して製造コストの低減を図ることができる。このように、本実施形態によれば、安価な基板を用いた簡便な片面配線基板の構造を採りつつ、放熱特性を良好に保つことが可能となる。
【００６５】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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。
【００６６】
例えば、上述の実施形態においては、発光素子搭載用配線基板１ｓに実装されるＬＥＤチップ１００を、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップとしたが、実装されるＬＥＤチップの発光波長や構成材料はこれに限られない。
【００６７】
また、上述の実施形態においては、１ユニットのＬＥＤモジュール１が備える１個の金属充填部３０上に１個のＬＥＤチップ１００が搭載されているものとしたが、ＬＥＤモジュールの構成はこれに限られない。例えば１ユニットのＬＥＤモジュールが備える１個の金属充填部上に複数個のＬＥＤチップが搭載されていてもよく、１ユニットのＬＥＤモジュールが備える複数個の金属充填部上のそれぞれに、１個又は複数個のＬＥＤチップが搭載されていてもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態においては、銅配線パターン２０ｐの形成後に、折り曲げ部２２ｂを折り曲げ可能とする切れ込み部１４を形成するものとしたが、工程順はこれに限られない。例えば、金属充填部３０が設けられるビアホール１３の形成時に同時に切れ込み部１４を形成してもよい。
【００６９】
また、上述の実施形態においては、金属充填部３０の形成時に高さを調整するものとしたが、高さ調整の手法はこれに限られない。例えば、電気銅めっき等の際には金属充填部３０を適度な高さに突出させておき、折り曲げ工程を実施後に、プレス加工や研磨加工等により金属充填部３０の銅めっき端子３０ｔの高さと銅配線端子２２ｔの高さとを揃えてもよい。なお、この場合には、Ａｕ，Ａｇ等のめっき工程を高さ調整後に行うようにする。
【００７０】
また、上述の実施形態においては、ＴＡＢテープ向けの製造工程を適用してＬＥＤモールド１を製造することとしたが、用いる電気的絶縁基板等により、リジット配線基板やフレキシブル配線基板向けの製造工程を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ＬＥＤモジュール（発光装置）
１ｓ 発光素子搭載用配線基板
１０ 電気的絶縁基板
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１ 基材
１２ 接着剤
１３ ビアホール
１４ 切れ込み部
２０ 銅箔
２０ｐ 銅配線パターン
２１ｄ ダイボンディング部
２２ｂ 折り曲げ部
２２ｔ 銅配線端子（電極端子）
２２ｗ ワイヤボンディング部
３０ 金属充填部
３０ｔ 銅めっき端子（電極端子）
４０ 封止材
１００ ＬＥＤチップ（発光素子）
１１０ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、
前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなる金属充填部と、
前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、
前記第１主面側の前記金属充填部上に搭載され、前記第１主面側の前記銅配線パターンにボンディング接続された発光素子と、を備える
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記電気的絶縁基板の第１主面の色が白色又は銀色である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電気的絶縁基板は、
前記第２主面側に配置される基材と、
前記第１主面側に配置される接着剤と、を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基材は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレート、エポキシ、アラミドの少なくともいずれかの樹脂を含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記基材の厚さは、４μｍ以上７５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記ビアホールの開口領域は前記発光素子のサイズよりも大きく、
前記ビアホールに充填された金属材は銅めっきである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記金属充填部は、前記第２主面側へと折り曲げられた前記銅配線パターンと略同一の高さとなるよう、前記電気的絶縁基板の第２主面よりも突出して設けられている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記金属充填部の前記第２主面側及び折り曲げられた前記銅配線パターンの前記第２主面側が、それぞれ外部との電気的導通をとる電極端子となっている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記銅配線パターン及び前記金属充填部のそれぞれの露出部分には、
金、銀、パラジウム、ニッケル、スズの少なくともいずれかの元素を含むめっきが施されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発光装置が１個以上の発光素子を含む単位で個片化された
ことを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項１１】
波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、
前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなり、前記第１主面側に発光素子を搭載可能に構成される金属充填部と、
前記第１主面側で前記発光素子とボンディング接続可能に前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、を備える
ことを特徴とする発光素子搭載用配線基板。
【請求項１】
波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、
前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなる金属充填部と、
前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、
前記第１主面側の前記金属充填部上に搭載され、前記第１主面側の前記銅配線パターンにボンディング接続された発光素子と、を備える
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記電気的絶縁基板の第１主面の色が白色又は銀色である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電気的絶縁基板は、
前記第２主面側に配置される基材と、
前記第１主面側に配置される接着剤と、を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基材は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレート、エポキシ、アラミドの少なくともいずれかの樹脂を含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記基材の厚さは、４μｍ以上７５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記ビアホールの開口領域は前記発光素子のサイズよりも大きく、
前記ビアホールに充填された金属材は銅めっきである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記金属充填部は、前記第２主面側へと折り曲げられた前記銅配線パターンと略同一の高さとなるよう、前記電気的絶縁基板の第２主面よりも突出して設けられている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記金属充填部の前記第２主面側及び折り曲げられた前記銅配線パターンの前記第２主面側が、それぞれ外部との電気的導通をとる電極端子となっている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記銅配線パターン及び前記金属充填部のそれぞれの露出部分には、
金、銀、パラジウム、ニッケル、スズの少なくともいずれかの元素を含むめっきが施されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発光装置が１個以上の発光素子を含む単位で個片化された
ことを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項１１】
波長が４５０ｎｍの光に対し、少なくとも第１主面の全反射率が８０％以上であり、５０ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げ可能な電気的絶縁基板と、
前記電気的絶縁基板を貫通するビアホール内に充填された金属材からなり、前記第１主面側に発光素子を搭載可能に構成される金属充填部と、
前記第１主面側で前記発光素子とボンディング接続可能に前記電気的絶縁基板の第１主面側に設けられ、前記電気的絶縁基板と共に一部が前記電気的絶縁基板の第２主面側へと折り曲げられている銅配線パターンと、を備える
ことを特徴とする発光素子搭載用配線基板。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−８４８０３（Ｐ２０１３−８４８０３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４０８９（Ｐ２０１１−２２４０８９）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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