專利名稱：發(fā)光元件搭載用基板及l(fā)ed封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件搭載用基板及使用該發(fā)光元件搭載用基板的LED封裝件。
背景技術(shù)：
近年來,根據(jù)節(jié)能的觀點，作為發(fā)光元件使用LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)芯片的顯示裝置和照明裝置受到關(guān)注，在世界性水平上引起了 LED芯片和與其相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)的開發(fā)競爭。作為其象征性的一例，已到了每單位亮度的價格(日元/lm)作為指標(biāo)是眾所周知的程度。從該單位也可以知道，為了在競爭中取勝，要求降低每單位的價格或者提高每單位的光束。其中，關(guān)于LED芯片，根據(jù)發(fā)光效率的觀點，有別于在發(fā)光面?zhèn)染邆潆姌O的引線接合型的LED芯片，將電極設(shè)在LED芯片的背面上的倒裝型的LED芯片受到關(guān)注。由于安裝 該倒裝型的LED芯片的基板需要基板的散熱性、配線圖案的微細性、基板的平坦性等，因此目前較多是使用陶瓷基板。但是，陶瓷基板由于不可避免地進行以比較小的尺寸(例如50mm四方)的塊體單位的燒結(jié)，因此即使批量生產(chǎn)也很難變得廉價，配線圖案越微細，燒結(jié)的變形相對于配線圖案的微細度的比例更無法忽視。而且，最近還要求基板的薄度，所以因處理時的沖擊而裂開的
概率變高。作為其代替基板，正在研究使用以往就有的剛性基板、卷帶式自動接合基板(TAB Tape Automated Bonding,卷帶式自動接合)、柔性基板、金屬基底基板等。此時,為了同時實現(xiàn)良好的散熱性和能夠倒裝安裝的配線圖案的微細性，一般采用在基板的雙面形成配線且這些配線彼此用貫通孔電連接的雙面配線基板(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所公開的發(fā)光裝置具備具有導(dǎo)通區(qū)域和非導(dǎo)通區(qū)域的金屬基板；通過絕緣層形成于金屬基板上的一對配線圖案；倒裝安裝于一對配線圖案上，且在底面具有兩個電極的LED芯片；以及通過一對配線圖案連接金屬基板的導(dǎo)通區(qū)域與LED芯片的兩個電極的一對貫通孔。專利文獻I :日本特開2011 — 40488號公報。但是，作為雙面配線基板的形式，若使其具有用于確保散熱性的貫通孔和配線的微細性，則必定比單面配線基板價格高，因此成為以每單位亮度的價格(日元/lm)的指標(biāo)失去競爭力的原因。另外，在通過截面積比LED芯片的尺寸小的貫通孔散熱的結(jié)構(gòu)中，很難得到足夠的散熱性。另外，若要將倒裝型的LED芯片安裝在陶瓷基板以外的配線基板上，則LED芯片的正下方和LED芯片的附近并不像陶瓷基板那樣為白色，這成為使來自倒裝型的LED芯片的光束降低的原因。于是，根據(jù)倒裝型的LED芯片的規(guī)格，使LED芯片自身具有了反射層，而這向提高LED芯片的成本的方向起作用
發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光元件搭載用基板及使用該發(fā)光元件搭載用基板的LED封裝件，其能夠進行使用單面配線基板的倒裝安裝，且散熱性及光反射性優(yōu)良。本發(fā)明為了達到上述目的，提供以下發(fā)光元件搭載用基板及LED封裝件。(I) 一種發(fā)光元件搭載用基板，是單面配線基板，該單面配線基板具備具有絕緣性的基板；形成于上述基板的一個面上，并保持第一間隔而分離的一對配線圖案；形成有沿厚度方向貫通上述基板且保持第二間隔而分離的一對貫通孔，并且以與上述一對配線圖案接觸且露出于上述基板的與上述一個面相反側(cè)的面的方式填充于上述一對貫通孔中的由金屬構(gòu)成的一對填充部；以及以覆蓋上述一對配線圖案的方式形成于上述基板的上述一個面上的具有光反射性的絕緣層，上述一對填充部的各個填充部具有上述一對配線圖案的各個配線圖案的面積的50%以上的水平投影面積，上述絕緣層具備使上述一對配線圖案分別露出的開口。(2)根據(jù)上述(I)所述的發(fā)光元件搭載用基板，上述絕緣層在以硫酸鋇(BaSO4)的 白色為基準(zhǔn)的利用分光光度計的測定中，波長450 700nm的范圍的初始全反射率為80%以上。(3 )根據(jù)上述(I)或(2 )所述的發(fā)光元件搭載用基板，上述絕緣層所具備的上述開口具有大致O. 002mm2以上的面積。(4)根據(jù)上述(I) (3)中任一項所述的發(fā)光元件搭載用基板，上述一對配線圖案分別具有大致O. Imm2以上的面積，上述第一間隔以在O. 3mm以上的范圍在上述配線圖案的表面成為配線厚度的I. 5倍以下的間隔的方式形成于上述基板的上述一個面上，上述第二間隔以在O. 3mm以上的范圍在上述基板的上述一個面?zhèn)瘸蔀镺. 2mm以下的間隔的方式設(shè)于上述基板上。(5)根據(jù)上述(I) (4)中任一項所述的發(fā)光元件搭載用基板，上述配線圖案由銅或銅合金形成，上述填充部由填充于上述貫通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。(6)一種LED封裝件，以橫跨上述(I) (5)中任一項所述的發(fā)光兀件搭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搭載作為上述發(fā)光元件的LED芯片并電連接上述配線圖案與上述LED芯片，將上述LED芯片利用密封樹脂密封。另外，本發(fā)明在上述(I) (5)中任一項所述的發(fā)光元件搭載用基板中，也可以具有以下結(jié)構(gòu)。上述一對配線圖案在具有上述第一間隔的部分具有凸部，上述一對填充部在與上述一對配線圖案的上述凸部大致相同的位置且具有上述第二間隔的部分具有凸部。上述基板具有即使以半徑50mm彎曲也不發(fā)生裂紋的撓性。上述配線圖案及上述填充部均具有350W/mk以上的熱導(dǎo)率。在上述基板的與上述一個面相反側(cè)的面?zhèn)染哂凶韬笇?。本發(fā)明具有如下有益效果。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種發(fā)光元件搭載用基板及使用該發(fā)光元件搭載用基板的LED封裝件，其能夠進行使用單面配線基板的倒裝安裝，且散熱性及光反射性優(yōu)良。


圖IA (a)是本發(fā)明的第一實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖IA (b)是從圖IACa)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。圖IB (c)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。圖2是表示LED封裝件的卷帶式自動接合基板(TAB :Tape Automated Bonding)的俯視圖。圖3 (a) (g)是將發(fā)光元件搭載用基板的制造方法的一例以一個單元圖案部分表示的剖視圖。圖4 (a)是表示本發(fā)明的第二實施方式的LED封裝件的去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖4 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。
圖5 Ca)表示本發(fā)明的第三實施方式的LED封裝件，是去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖5 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。圖6 Ca)表示本發(fā)明的第四實施方式的LED封裝件，是去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖6 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。圖7 (a)是本發(fā)明的第五實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖7 (b)是從圖7 (a)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。圖8 (a)是本發(fā)明的第六實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖8 (b)是從圖8 (a)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。圖9是本發(fā)明的第七實施方式的LED封裝件的剖視圖。圖10是本發(fā)明的第八實施方式的LED封裝件的剖視圖。圖11 (a)是本發(fā)明的第九實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖11 (b)是從圖11(a)的LED封裝件去除密封樹脂的LED封裝件的俯視圖。圖12是本發(fā)明的第十實施方式的LED封裝件的剖視圖。圖中I - LED封裝件，2 —發(fā)光元件搭載用基板，3 — LED芯片，4A、4B、4C 一密封樹脂，4a —傾斜面，4b —密封樹脂的一部分，5A、5B — LED芯片，5a —電極，6、6A 6D —接合線，
7—齊納二極管，20 —樹脂薄膜，20a —表面,20b —背面,20c —貫通孔,21 —粘接劑,22A、22B —配線圖案，22a —凸部，23A、23B —填充部，23a —凸部，24 —絕緣層，24a 24d —開口，25 —阻焊層，30、30A、30B 一搭載區(qū)域，30a、30b —邊，31a、31b —電極，32a、32b —凸起，100 —卷帶式自動接合基板，101 —單元圖案，102 —塊體，103 —同步孔，200 —電絕緣材料，220 一銅箔，dl 一第一間隔，d2 一第二間隔。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在各附圖中，對于實質(zhì)上具有相同功能的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略其重復(fù)的說明。實施方式的要點本實施方式的發(fā)光元件搭載用基板是單面配線基板，該單面配線基板具備具有絕緣性的基板；形成于上述基板的一個面上，并保持第一間隔而分離的一對配線圖案；形成有沿厚度方向貫通上述基板且保持第二間隔而分離的一對貫通孔，并且以與上述一對配線圖案接觸且露出于上述基板的與上述一個面相反側(cè)的面的方式填充于上述一對貫通孔中的由金屬構(gòu)成的一對填充部；以及以覆蓋上述一對配線圖案的方式形成于上述基板的上述一個面上的具有光反射性的絕緣層，上述一對填充部的各個填充部具有上述一對配線圖案的各個配線圖案的面積的50%以上的水平投影面積，上述絕緣層具備使上述一對配線圖案分別露出的開口。在配線圖案中存在要搭載發(fā)光元件的搭載區(qū)域。在此，所謂“搭載區(qū)域”是指預(yù)定要搭載發(fā)光元件的區(qū)域，通常是矩形的區(qū)域，在發(fā)光元件的數(shù)為一個時，與發(fā)光元件的面積大致相等，在發(fā)光元件的數(shù)為多個時，是指包圍多個發(fā)光元件的一個區(qū)域或者與各個發(fā)光元件對應(yīng)的多個區(qū)域。并且，“搭載區(qū)域”有橫跨一對配線圖案而存在的情況和存在于一對配線圖案之中一個配線圖案上的情況等。通過將填充部的面積設(shè)置成比搭載區(qū)域的面積大，且為配線圖案的面積的50%以上，使填充部的散熱面積增大。絕緣層除了開口之外在發(fā)光元件正下方和發(fā)光元件附近也反射來自發(fā)光元件的光。第一實施方式 圖IA Ca)是本發(fā)明的第一實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖IA (b)是從圖IA(a)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。圖IB (c)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。作為發(fā)光兀件的一例的LED封裝件I如圖IA (a)、(b)所不,在發(fā)光兀件搭載用基板2的一對配線圖案22A、22B的搭載區(qū)域30，將作為發(fā)光元件的在底面具有電極31a、31b的倒裝型的LED芯片3進行利用凸起32a、32b連接的倒裝安裝，并用密封樹脂4A密封LED芯片3。發(fā)光元件搭載用基板2是在基板的單面具有配線的所謂單面配線基板，并且具備具有絕緣性的作為基板的樹脂薄膜20 ;具有搭載LED芯片3的搭載區(qū)域30并通過粘接劑21形成于樹脂薄膜20的一個面即表面20a上的一對配線圖案22A、22B ;形成有沿厚度方向貫通樹脂薄膜20的一對貫通孔20c，并且以與一對配線圖案22A、22B接觸且露出于樹脂薄膜20的與一個面相反側(cè)的面即背面20b側(cè)的方式填充于一對貫通孔20c中的由金屬構(gòu)成的一對填充部23A、23B ;以及以覆蓋一對配線圖案22A、22B的方式形成于樹脂薄膜20的表面20a上，且使來自LED芯片3的光反射的絕緣層24。其次，詳細說明上述LED封裝件I的各部分。樹脂薄膜樹脂薄膜20優(yōu)選具有以半徑50mm彎曲也不發(fā)生裂紋的撓性(柔性)和絕緣性。作為樹脂薄膜20，能夠使用由例如聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧、芳香族聚酰胺等樹脂單體構(gòu)成的薄膜。配線圖案一對配線圖案22A、22B在搭載區(qū)域30的沿著預(yù)定方向的一邊30a的長度例如O. 3mm以上的范圍，具有搭載區(qū)域30的沿著正交于預(yù)定方向的方向的另外的一邊30b的長度例如50 μ m以下的第一間隔dl，并且以相對的方式分離。配線圖案優(yōu)選存在半導(dǎo)體封裝件上表面的面積之中50%以上。通過增大配線圖案的面積比，熱導(dǎo)率高的部件的容積、表面積增加，從而能夠提高散熱性。并且，第一間隔dl優(yōu)選設(shè)定為能夠以例如光刻技術(shù)、蝕刻處理制作的最小值。具體而言，優(yōu)選為30 μ m 100 μ m。另外，就配線圖案22A、22B之間的第一間隔dl而言，在將配線圖案22A、22B的厚度設(shè)為t時，也可以設(shè)定為dl彡(t+ΙΟμπι)。配線圖案22A、22B的厚度t優(yōu)選為30 μ m以上。配線圖案22A、22B優(yōu)選具有350W/mk以上的熱導(dǎo)率。作為這種配線圖案22A、22B的材料，能夠使用銅(純銅)或銅合金等。通過將純銅用于配線圖案22A、22B的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)396W/mk。就配線圖案22A、22B的形狀而言，在本實施方式中為矩形，但不限于此，既可以是五邊形以上的多邊形，也可以是包含曲線、圓弧等的形狀。
填充部一對填充部23A、23B在搭載區(qū)域30的沿著預(yù)定方向的一邊30a的長度例如O. 3mm以上的范圍，具有搭載區(qū)域30的沿著正交于預(yù)定方向的方向的另外的一邊30b的長度例如O. 3mm以下的第二間隔d2。作為第二間隔d2優(yōu)選為O. 2mm以下。而且，一對填充部23A、23B從樹脂薄膜20的表面20a側(cè)看時，優(yōu)選各個比搭載區(qū)域30的面積大，且各個具有配線圖案22A、22B的面積的50%以上或75%以上的面積。一對填充部23A、23B也可以是各個具有比配線圖案22A、22B的面積大的面積。在本實施方式中，填充部23A、23B具有配線圖案22A、22B的面積的80%左右的面積。在LED封裝件中，填充部配置成位于所搭載的LED芯片之下。因此，熱的傳導(dǎo)路徑向LED芯片的下方形成最短路徑，所以能夠提高散熱性。在本實施方式中，填充部設(shè)置成與配線圖案相似的形狀，但不限于此。填充部23A、23B填充于沿厚度方向貫通樹脂薄膜20的貫通孔20c的樹脂薄膜20的厚度1/2以上的部分而形成。在本實施方式中，在貫通孔20c內(nèi)的全部填充填充部23A、23B。填充部23A、23B與配線圖案22A、22B同樣優(yōu)選具有350W/mk以上的熱導(dǎo)率。作為這種填充部23A、23B的材料，能夠使用銅(純銅)或銅合金等。通過將純銅用于填充部23A、23B的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)396W/mk。絕緣層絕緣層24優(yōu)選在以硫酸鋇(BaSO4)的白色原材料為基準(zhǔn)的利用分光光度計的測定中，波長450 700nm的范圍的初始全反射率為80%以上。作為這種絕緣層24的材料，例如能夠使用白色的抗蝕劑。優(yōu)選絕緣層24的開口 24a小，但也可以是設(shè)為例如直徑O. 05mm O. 3mm(開口面積 O. 002 O. 071mm2)或者直徑 O. I O. 2mm(開口面積 O. 008 O. 031mm2)。在本實施方式中，將開口 24a設(shè)為直徑O. 15mm以下(開口面積O. 018mm2)。另外，絕緣層24的反射率是在配線基板剛制造之后或配線基板出貨時，用分光光度計測定的在450 700nm的范圍的各波長的包含鏡面反射成分的反射率。將此稱為初始全反射率。在絕緣層24上設(shè)有開口 24a。該開口 24a是為了電連接配線圖案22A、22B與LED芯片3而設(shè)置的，并且形成為與配線圖案22A、22B —起露出一部分。在倒裝安裝的情況下，在LED芯片3的搭載區(qū)域的正下方形成與LED芯片3的電極31a、31b相同或比它大的孔即可，在引線接合安裝的情況下，在線的接地點上形成能夠接合的大小的開口即可。如此，通過形成小的開口部，能夠減小或消除露出于LED芯片側(cè)的樹脂薄膜20的露出區(qū)域。樹脂薄膜20其反射效率比絕緣層24差，所以通過覆蓋該部分，能夠提高反射效率。
LED 芯片LED芯片3例如具有O. 3 I. Omm方形左右的尺寸，在底面具有一對由鋁等構(gòu)成的電極31a、31b、和形成于電極31a、31b上的由金等構(gòu)成且與一對配線圖案22A、22B電連接的作為連接材料的凸起32a、32b。另外，作為LED芯片，也可以使用在底面和上表面分別具有電極或者在上表面具有兩個電極，且利用線連接的引線接合型的LED芯片。密封樹脂就密封樹脂4A而言,在本實施例中為了使由LED芯片3發(fā)出的光具有方向性,表面具有球狀或曲面，但不限于此。并且，作為密封樹脂4A的材料，能夠使用硅酮樹脂等樹脂。數(shù)值范圍的意義以下，對有關(guān)上述各部分的數(shù)值范圍的意義進行說明。 數(shù)值薄膜的撓性將樹脂薄膜20做成以半徑R = 50mm彎曲也不發(fā)生裂紋的理由如下。一般而言，作為將蝕刻等液體處理工序大量有效地進行的方法，有效的是利用卷對卷的方法。但是，若想要利用卷對卷方法將樹脂薄膜20以一條直線輸送并確保處理時間(處理長度)，則存在輸送速度過慢或者制造裝置過長的問題。并且，若想要在運轉(zhuǎn)制造裝置的情況下進行圓筒狀的樹脂薄膜20的更換或結(jié)合，則需要積累的機構(gòu)。作為解決該問題的方法，一般使用例如半徑R= IOOmm以上的固定輥和可動輥將工件沿上下方向曲折地輸送。使用即使是半徑R=50mm也不發(fā)生裂紋的樹脂薄膜20也是出于此原因。配線圖案的厚度將配線圖案22A、22B的厚度設(shè)為30μπι以上的理由如下。在作為配線圖案22Α、22Β的材料使用銅箔的情況下，銅箔是以18 μ m、35 μ m、70 μ m、105 μ m的單位在市場上出售的。根據(jù)經(jīng)驗，18 μ m的銅箔大多情況下向水平方向的熱傳導(dǎo)量不足，所以大多使用35 μ m以上的厚度的銅箔來制造。在這種情況下，出于即使通過表面的化學(xué)研磨等變薄也能確保30μπι以上的理由，將配線圖案22A、22B的厚度設(shè)為30 μ m以上。配線圖案之間的第一間隔dl在目前的蝕刻技術(shù)中，一般而言在作為配線圖案22A、22B的材料使用銅箔的情況下，以與銅箔的厚度相同程度的寬度設(shè)置線路/間隙是微細化的極限，所以留點余裕將(銅箔的厚度+10 μ m)作為配線圖案22A、22B之間的第一間隔dl。填充部的厚度填充部23A、23B越厚越能吸收熱，散熱面積也增加，并且也容易與印刷在安裝基板上的釬焊膏接觸，另一方面使填充部23A、23B變厚將不利于成本。一般而言，樹脂薄膜20的厚度為50 μ m左右，所以根據(jù)經(jīng)驗其50%即25 μ m左右是必需的，從而將填充部23A、23B的厚度設(shè)為樹脂薄膜20的厚度的1/2以上。填充部之間的第二間隔d2填充部23A、23B之間的第二間隔d2越小越好，但是根據(jù)如下經(jīng)驗，即例如作為樹脂薄膜20的材料，想要將50 μ m的厚度的聚酰亞胺穩(wěn)定地壓出，則大概O. 15mm的寬度是極限，將填充部23A、23B之間的第二間隔d2設(shè)為O. 20mm以下。LED封裝件的制造方法
以下，說明圖I所示的LED封裝件I的制造方法的一例。圖2是表示LED封裝件I的使用卷帶式自動接合基板(TAB :Tape AutomatedBonding)的版圖的俯視圖。LED封裝件I能夠使用卷帶式自動接合基板100制造。另外，LED封裝件I也可以通過使用剛性基板或柔性基板等的其他制造方法來制造。卷帶式自動接合基板100沿長度方向形成多個塊體102，該塊體102是形成一個LED封裝件I的單元圖案101的集合體，在塊體102的兩側(cè)分別以等間隔形成有多個同步孔103。圖3 (a) (g)是將圖I所示的發(fā)光元件搭載用基板2的制造方法的一例以一個單元圖案101表示的剖視圖。( I)電絕緣材料的準(zhǔn)備首先，如圖3 Ca)所示，準(zhǔn)備由粘接劑21和樹脂薄膜20構(gòu)成的電絕緣材料200。該電絕緣材料200已在市場上出售(株式會社巴川制紙所、東麗株式會社、株式會社有澤制 作所等)，粘接劑21用罩薄膜(未圖示)保護。在不購買而是要親自制作該電絕緣材料200的情況下，能夠在作為樹脂薄膜20例如由聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、環(huán)氧、芳香族聚酰胺中的任一種樹脂構(gòu)成的薄膜上，層壓環(huán)氧系且熱固化的粘接劑片而制造。該電絕緣材料200適合采用圓筒形式以便在TAB的制造線上流動，并且既可以預(yù)先切斷成所需的寬度后再進行層壓，也可以以寬的寬度進行層壓之后再切斷成所需的寬度(未圖示)。(2)填充部用的貫通孔的形成然后，如圖3 (b)所示，在電絕緣材料200上用沖孔模具開設(shè)用于填充部23A、23B的貫通孔20c。在該加工中，需要將一對貫通孔20c之間的第二間隔d2在O. 30mm以上的長度范圍內(nèi)設(shè)為O. 20mm以下，所以需要具有剛性的高精度的沖孔模具。具體而言，需要使用可動沖孔模板方式的模具，將沖模和沖孔模板使用線電極電火花加工機一起加工，將沖頭、沖模、沖孔模板的主要的加工精度設(shè)為±0. 002mm以下，采用對沖頭、沖模、沖孔模板的各個間隙進行微調(diào)等的機構(gòu)。并且，當(dāng)加工該貫通孔20c時，也可以根據(jù)需要開設(shè)同步孔103或?qū)?zhǔn)用的孔(未圖示)。(3)銅箔的形成然后，如圖3 (C)所示，層壓銅箔220。銅箔220若從電解箔或軋制箔且背面的表面粗糙度以算術(shù)平均粗糙度Ra為大致3 5 μ m以下并且厚度為35 105 μ m左右的銅箔中選擇，則在之后的蝕刻工序中比較容易形成(銅箔的厚度+IOym)以下的第一間隔dl。層壓優(yōu)選使用常壓或減壓環(huán)境下的軋輥層壓裝置，但也可以是薄膜式、平板按壓式、鋼帶式的層壓裝置。層壓時的條件能夠以粘接劑制造商所示的參考條件為基準(zhǔn)來選擇。在很多熱固性粘接材料的情況下，一般在層壓結(jié)束后，例如以150°C以上的高溫進行二次硬化。這一點也是以粘接劑制造商的參考條件為基準(zhǔn)來決定。(4)填充部的埋入然后，如圖3 Cd)所示，對貫通孔20c通過電鍍銅來進行埋入電鍍而形成填充部23A、23B。關(guān)于埋入電鍍的方法，在日本特開2003 — 124264號公報等中也有公開。具體而言，應(yīng)該是除了銅箔面的供電部之外使用電鍍用掩蔽帶掩蔽后進行鍍銅，而通過改變鍍銅液的種類和電鍍條件，可以將填充部23A、23B的前端形成為凸或凹或平坦。并且，填充部23A、23B的厚度也能夠根據(jù)電鍍條件(主要是電鍍時間)調(diào)整。關(guān)于鍍銅液和其使用方法的信息，能夠容易從出售鍍銅液的制造商(荏原優(yōu)吉萊特株式會社、ATOTECH日本株式會社等)獲得，所以省略詳細的說明。(5)銅箔的圖案形成然后，如圖3 (e)所示，進行銅箔220的圖案形成，從而形成配線圖案22A、22B。雖然未圖示，但由于關(guān)于圖案形成使用光刻法，所以進行在銅箔220上涂敷抗蝕劑并經(jīng)曝光之后，顯影并蝕刻，剝離蝕刻后的抗蝕劑這種一系列的作業(yè)，從而形成配線圖案22A、22B。也可以代替抗蝕劑而使用干性薄膜。另外，當(dāng)進行銅箔220的圖案形成時，進行了埋入電鍍的面優(yōu)選粘貼掩蔽帶或涂敷背襯材料，從而保護填充部23A、23B免受蝕刻液等藥液的影響。當(dāng)蝕刻時，若僅使用一般的氯化亞鐵系或氯化銅系的蝕刻液，則圖案的截面末端變寬，若在圖案的表面形成(配線圖案22A、22B的厚度+ΙΟμπι)以下的第一間隔dl，則配線圖案22A、22B的末端部分相連。于是，需要選擇在蝕刻時保護銅箔220的側(cè)壁免受蝕刻液的影響的同時向板厚方向進行蝕刻的類型的蝕刻液，使蝕刻液的噴射圖案等最佳化。作為這種蝕刻液制造商，例如有株式會社ADEKA。另外，在不能用蝕刻液將配線圖案22A、22B的 線圖案22A、22B的厚度和寬度變粗相當(dāng)于鍍銅的厚度部分，從而減小配線圖案22A、22B的第一間隔dl。(6)電鍍處理接著，雖然未圖示，剝下埋入電鍍側(cè)的掩蔽帶，對配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的表面進行包含金、銀、鈀、鎳、錫、銅中的某種金屬的電鍍。電鍍也可以是多個種類、多個層。作為電鍍的方法，優(yōu)選為不需要電鍍用供電線的非電解鍍，但也可以是電解鍍。此時，也可以在銅箔的圖案面和埋入電鍍面?zhèn)冉惶嫜诒蔚耐瑫r進行另一種類的電鍍。另外，為了減小電鍍的面積，銅箔的圖案面也可以預(yù)先將不需要電鍍的部分用抗蝕劑或覆蓋層覆蓋之后進行電鍍。(7)絕緣層的形成如圖3(f)所示，以覆蓋配線圖案22A、22B的方式形成絕緣層24。作為絕緣層24，最好將感光類型的白色的抗蝕劑進行印刷、曝光、顯影而形成。作為這種白色的抗蝕劑，例如有太陽油墨制造株式會社的PSR - 4000。操作方法與以往就有的綠色的PSR - 4000系列大致相同。在作為白色的抗蝕劑的反射率以與陶瓷相等的80%以上作為目標(biāo)的情況下，白色的抗蝕劑的厚度優(yōu)選為20 μ m以上,盡可能設(shè)為30 μ m。就反射率而言,例如使用株式會社島津制作所的分光光度計UV-3100，以BaSO4的白色的反射率為基準(zhǔn)在從450至700nm以2nm間隔測量分光反射率。在反射率為80%以上的情況下，該測量值在所有波長下都是80%以上。(8)絕緣層的開口的形成如圖3 (g)所示，在絕緣層24上形成開口 24a。為了增加LED芯片3之下的絕緣層24的面積，開口 24a的面積越小越好，所以作為曝光機，使用投影類型的曝光機(例如，牛尾電機株式會社)形成開口 24a。白色的抗蝕劑的開口 24a優(yōu)選形成為例如直徑O. 15mm以下、即0.017_2以下的微小的開口面積。另外，雖然未圖示，但也可以在絕緣層24的從搭載區(qū)域30分離的部位設(shè)置凸起32a、32b用的開口 24a以外的開口，將該部分作為用于安裝LED芯片3的對準(zhǔn)標(biāo)記或表示LED芯片3的極性的標(biāo)記。
通過以上各步驟，能夠形成如圖2所示的卷帶式自動接合基板100，發(fā)光元件搭載用基板2以圓筒形式完成。(9)卷帶式自動接合基板的切斷、LED芯片的搭載然后，將完成的卷帶式自動接合基板100以塊體102單位切斷成所需的長度，將LED芯片3用安裝機安裝在搭載區(qū)域30上。按照LED芯片3的凸起32a、32b的材質(zhì)(金或軟釬料)，選擇最佳的安裝機即可。另外，對于引線接合型的LED芯片也能同樣地進行安裝。作為安裝機的制造商，例如有JUKI株式會社、松下生產(chǎn)科技株式會社、株式會社日立高新技術(shù)儀器、株式會社新川等。 (10)密封樹脂的形成然后，根據(jù)需要，經(jīng)過大氣壓的等離子清洗或LED芯片3的底部填充，利用壓縮模制裝置和模具將LED芯片3用密封樹脂4A例如硅酮樹脂密封(壓縮模制)。密封樹脂4A中也可以混入熒光體，也可以事先將含有熒光體的樹脂進行澆注封裝之后進行密封。(11) LED封裝件的個片化將LED封裝件I進行個片化(分割)成LED封裝件單位(一個單元)。在此情況下，一般而言通過利用旋轉(zhuǎn)砂輪切斷的切割來進行，但也可以利用例如被稱為大刀之類的刀具切斷。如此能夠完成LED封裝件I。LED封裝件的動作然后，對LED封裝件I的動作進行說明。LED封裝件I例如安裝在安裝基板上，LED芯片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釬焊膏電連接LED封裝件I的填充部23A、23B。若對供電用圖案施加為驅(qū)動LED芯片3所需的電壓，則該電壓通過填充部23A、23B、配線圖案22A、22B、凸起32a、32b以及電極3la、3Ib施加在LED芯片3上。LED芯片3通過施加電壓而發(fā)光，并通過密封樹脂4A向外部射出光。LED芯片3的發(fā)熱通過電極31a、31b、凸起32a、32b及配線圖案22A、22B傳遞到填充部23A、23B，并向安裝基板散熱。并且，從LED芯片3發(fā)生的光之中向下方射出的光用具有光反射性的絕緣層24反射，所以向上方的光束增大。第一實施方式的效果根據(jù)本實施方式，得到以下效果。(a)在樹脂薄膜20的表面20a形成配線圖案22A、22B，使以貫通樹脂薄膜20的方式設(shè)置的由金屬構(gòu)成的填充部23A、23B與配線圖案22A、22B接觸并露出于樹脂薄膜20的背面20b，所以能夠進行使用單面配線基板的倒裝安裝。(b)通過將填充部23A、23B的面積設(shè)置成比搭載區(qū)域30的面積大，且為配線圖案22A、22B的面積的50%以上，填充部23A、23B的散熱面積增大，散熱性優(yōu)良。(c)絕緣層24除了開口 24a之外在LED芯片正下方和LED芯片附近也反射來自LED芯片的光，所以光反射性優(yōu)良。并且，通過覆蓋電鍍面，能減少由電鍍的光反射性引起的影響。(d)能夠提高作為發(fā)光元件搭載用基板的設(shè)計的通用型，所以其結(jié)果能夠提供每單位亮度的價格低廉的LED封裝件。(e)關(guān)于散熱性，通過主要調(diào)整配線圖案和填充部的厚度、面積和位置，能夠調(diào)整熱的傳導(dǎo)、對流、輻射。
第二實施方式圖4 Ca)表示本發(fā)明的第二實施方式的LED封裝件，是去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖4 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。在第一實施方式中，在發(fā)光兀件搭載用基板2上搭載了一個LED芯片3,而本實施方式的LED封裝件I如圖4 Ca)所示，搭載了多個(例如三個)LED芯片3。本實施方式的搭載區(qū)域30是包含三個LED芯片3的區(qū)域。一對配線圖案22A、22B在搭載區(qū)域30的一邊30a的長度例如I. 5mm以上的范圍，具有搭載區(qū)域30的一邊30b的長度例如O. 04mm以下的第一間隔dl。一對填充部23A、23B在搭載區(qū)域30的一邊30a的長度(例如I. 5mm)以上的范圍，具有搭載區(qū)域30的一邊30b的長度(例如O. 3mm)以下的例如O. 02mm以下的第二間隔d2。
如圖4 (b)所示，在絕緣層24上形成有用于使三個LED芯片3的凸起32a、32b通過的開口 24a。第三實施方式圖5 Ca)表示本發(fā)明的第三實施方式的LED封裝件，是去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖5 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。在第一及第二實施方式中，搭載區(qū)域30為一個，并且僅搭載了倒裝型的LED芯片3，而本實施方式具有多個搭載區(qū)域30A、30B，并且除了 LED芯片3之外，還搭載了其他電子部件。S卩，本實施方式的LED封裝件I如圖5 (a)所示，以橫跨一對配線圖案22A、22B的方式設(shè)有搭載區(qū)域30A，在一個配線圖案22A上也設(shè)有搭載區(qū)域30B。該LED封裝件I在一個搭載區(qū)域30A搭載與第一及第二實施方式相同的倒裝型的LED芯片3，在另一個搭載區(qū)域30B搭載引線接合型的LED芯片5A，以橫跨一對配線圖案22A、22B的方式搭載作為靜電破壞防止元件的齊納二極管7。如圖5 Ca)所示，LED芯片5A是在底面具有一個電極(未圖示)、且在上表面具有一個電極5a的類型。LED芯片5A其底面的電極利用凸起或?qū)щ娦哉辰觿┙雍嫌谂渚€圖案22A，上表面的電極5a利用接合線6電連接于另一個配線圖案22B。如圖5 (b)所示，在絕緣層24上形成有用于使倒裝型的LED芯片3的凸起32a、32b通過的開口 24a ;用于使引線接合型的LED芯片5A通過的開口 24b ;用于使齊納二極管7通過的開口 24c ;以及用于引線接合的開口 24d。關(guān)于開口 24d，從散熱性的觀點來看，優(yōu)選以全區(qū)域進入填充部23A的區(qū)域的方式設(shè)計填充部23A (未圖示)。第四實施方式圖6 Ca)表示本發(fā)明的第四實施方式的LED封裝件，是去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖，圖6 (b)是發(fā)光元件搭載用基板的俯視圖。在第一實施方式中，以橫跨配線圖案22A、22B的方式搭載了一個倒裝型的LED芯片3，而本實施方式的LED封裝件I在一個配線圖案22A上搭載了多個(例如三個)引線接合型的LED芯片5B。如圖6 (a)所示，本實施方式以包含三個LED芯片5B的方式在一個配線圖案22A上設(shè)有搭載區(qū)域30。該LED封裝件I在搭載區(qū)域30搭載三個LED芯片5B，以橫跨一對配線圖案22A、22B的方式搭載作為靜電破壞防止元件的齊納二極管7。
如圖6 (a)所示，LED芯片5B在上表面具有兩個電極5a。LED芯片5B的底面利用粘接劑接合于配線圖案22A。三個LED芯片5B之中位于兩端的LED芯片5B，其一個電極5a利用接合線6A、6D連接于配線圖案22A。三個LED芯片5B之間，電極5a彼此利用接合線6B、6C連接。如圖6 (b)所示，在絕緣層24上形成有用于使引線接合型的LED芯片5B通過的開口 24b;用于使齊納二極管7通過的開口 24c;以及用于引線接合的開口 24d。關(guān)于開口部24d，從散熱性的觀點來看，優(yōu)選以收納于填充部23A的范圍的方式設(shè)計填充部23A (未圖示)。第五實施方式圖7 (a)是本發(fā)明的第五實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖7 (b)是從圖7 (a)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。
在第一實施方式中，配線圖案22A、22B具有矩形形狀，而本實施方式將配線圖案22A、22B做成凸?fàn)?，填充?3A、23B也與配線圖案22A、22B同樣做成凸?fàn)睢Ｅ渚€圖案22A、22B在具有第一間隔dl的部分具有凸部22a。凸部22a之間的間隔dl與第一實施方式相同。填充部23A、23B在具有第二間隔d2的部分具有凸部23a。第一間隔dl及第二間隔d2與第一實施方式相同。根據(jù)本實施方式，如圖7 (a)所示，若在LED芯片3的正下方，將配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的形狀做成凸?fàn)?，則填充部23A、23B之間的第二間隔d2的部分的長度變短，所以該部分的機械強度容易確保，容易將填充部23A、23B之間的第二間隔d2設(shè)為O. 20mm 以下。并且，通過減小填充部23A、23B之間的間隔d2，能夠減小位于LED芯片3的正下方的作為熱導(dǎo)率低的部件的樹脂薄膜20的面積，所以能夠提高LED芯片3附近的熱傳導(dǎo)量。并且，本實施方式的密封樹脂4B與如第一實施方式的球形不同，具有矩形形狀。由于該密封樹脂4B的上表面平坦，所以能夠利用真空吸引來安裝。另外，凸部22a、23a的形狀不限于圖7，也可以是多級的形狀，也可以將凸部22a、23a設(shè)置在多處。通過這樣，能夠預(yù)料提高LED芯片3的電極版圖的設(shè)計自由度的效果。第六實施方式圖8 (a)是本發(fā)明的第六實施方式的LED封裝件的剖視圖，圖8 (b)是從圖8 (a)的LED封裝件去除密封樹脂和絕緣層的LED封裝件的俯視圖。本實施方式的LED封裝件I是在第五實施方式中，使配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的外側(cè)的端部與LED封裝件I的外形一致。通過這樣，當(dāng)將LED封裝件I用軟釬料通過回流焊而安裝在安裝基板上時，容易進行焊腳的外觀確認。并且，通過配線圖案22A、22B及填充部23A、23B的外側(cè)的端部直接與外部氣體接觸，能夠預(yù)料散熱性的提高。第七實施方式圖9是本發(fā)明的第七實施方式的LED封裝件的剖視圖。本實施方式的LED封裝件I是在第六實施方式中，使一對配線圖案22A、22B比一對填充部23A、23B短。由于是形成填充部23A、23B之后形成配線圖案22A、22B的工序順序，所以可以設(shè)置成這種形狀。根據(jù)該形狀能夠使設(shè)在配線圖案22A、22B側(cè)的絕緣層24等的樹脂類的結(jié)合變得良好。尤其，若將配線圖案22A、22B的外形設(shè)為復(fù)雜的形狀，或?qū)⑴渚€圖案22A、22B的蝕刻截面設(shè)為倒錐形，則能夠期待很大的效果。第八實施方式圖10是本發(fā)明的第八實施方式的LED封裝件的剖視圖。本實施方式的LED封裝件I是在第七實施方式中，在發(fā)光元件搭載用基板2的背面20b形成了阻焊層25。阻焊層25用于防止在填充部23A、23B側(cè)用軟釬料進行回流焊安裝時的焊橋?？梢詫⒁话愕囊簯B(tài)抗蝕劑進行網(wǎng)板印刷而形成。不言而喻，阻焊層25的形狀可以從I型、H型、包圍封裝件外周的口字形等中自由選擇而設(shè)計。第九實施方式圖11 Ca)是本發(fā)明的第九實施方式的LED封裝 件的剖視圖，圖11 (b)是從圖11(a)的LED封裝件去除密封樹脂的LED封裝件的俯視圖。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(cè)通過模制樹脂成型而形成密封樹脂4C，該密封樹脂4C具有反射來自LED芯片3的光的傾斜面4a并作為反射器起作用。作為這種模制樹脂，有日立化成制(CEL-W- 7005)等。第十實施方式圖12是本發(fā)明的第十實施方式的LED封裝件的剖視圖。本實施方式的LED封裝件I是在第九實施方式中，使作為反射器起作用的密封樹脂4C的一部分4b蔓延至樹脂薄膜20的背面20b側(cè)。也可以通過研究封裝件外形而使模制樹脂還蔓延至填充部23A、23B側(cè)，防止焊橋，或者防止LED封裝件I的翹曲。并且，若將配線圖案22A、22B的外形設(shè)為復(fù)雜的形狀，或?qū)⑴渚€圖案22A、22B的蝕刻截面設(shè)為倒錐形，則能夠期待難以剝下模制樹脂的效果。另外，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明要點的范圍內(nèi)可以進行各種變形實施。例如，也可以在填充部23A、23B通過絕緣層連接散熱器。絕緣層優(yōu)選使用散熱性高的材料。在此情況下，不通過填充部23A、23B而是直接通過配線圖案22A、22B對LED芯片3施加電壓。并且，也可以將上述各實施方式的結(jié)構(gòu)要素在不脫離發(fā)明要點的范圍內(nèi)自由組合。另外，上述制造方法也可以在不脫離發(fā)明要點的范圍內(nèi)進行工序的消除、追力口、變更而制造LED封裝件。散熱性的評價為了確認本發(fā)明的配線基板的散熱性而用類似于圖6的安裝方式進行了試驗。就配線基板的厚度方向的結(jié)構(gòu)而言，作為樹脂薄膜20使用了 Upilex-S(宇部興產(chǎn)株式會社的商品名)的50 μ m厚度的樹脂薄膜，在此樹脂薄膜上作為粘接劑21層壓了巴川X (株式會社巴川制紙所的商品名)1211111，作為配線圖案224、228使用了厚度3511111的銅箔。作為評價用的配線基板的配線圖案僅使用了大致圖6的22B側(cè)的圖案。首先，作為配線基板A，其平面尺寸是樹脂薄膜20為2. 2X1. 6mm,圖案22B為I. 6X1. 3_，填充部23B為I. 2X1. Omm,各個配置成中心大致相同。并且，填充部23B的厚度為60 μ m，在填充部23B和配線圖案22B表面上加工了 Ni鍍層O. 5 μ m、金鍍層O. 5 μ m。作為比較用的配線基板B使用了相同結(jié)構(gòu)、尺寸且沒有填充部23B和貫通孔的配線基板。然后，將配線基板A和配線基板B使用Au -Sn膏固定在TO — 46管座上，分別在圖案的中央附近將2線類型的O. 5mm方形的LED芯片(日立電線株式會社制)用銀膏進行裸片接合，用金線連接TO - 46管座與LED芯片。并且為了用于比較，在TO - 46上將相同的LED芯片用銀膏進行裸片接合，并用金線與T0-46管座連接。對該三種樣品使用瞬態(tài)熱電阻測定法(AVF法)推定了熱電阻和LED芯片的溫度上升。其結(jié)果，就直到出現(xiàn)TO - 46管座的溫度上升的影響之前的LED芯片的溫度上升Λ Tj而言，在TO - 46管座上直接進行裸片接合的LED芯片與具有填充部的配線基板A的ATj大致相同且約為20°C。另一方面，沒有填充部的配線基板B的ATj約為40°C。若將此用直到TO - 46管座的熱電阻Rth表示，則在TO - 46管座上直接進行裸片接合的LED芯片與配線基板A的Rth約為60°C /W，另外，沒有填充部的配線基板B的Rth約為140°C /W。這表示具有填充部的配線基板A效率極高地向T O - 46管座進行熱傳導(dǎo)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件搭載用基板，其特征在于， 是單面配線基板， 該單面配線基板具備具有絕緣性的基板；形成于上述基板的一個面上，并保持第一間隔而分離的一對配線圖案；形成有沿厚度方向貫通上述基板且保持第二間隔而分離的一對貫通孔，并且以與上述一對配線圖案接觸且露出于上述基板的與上述一個面相反側(cè)的面的方式填充于上述一對貫通孔中的由金屬構(gòu)成的一對填充部；以及以覆蓋上述一對配線圖案的方式形成于上述基板的上述一個面上的具有光反射性的絕緣層， 上述一對填充部的各個填充部具有上述一對配線圖案的各個配線圖案的面積的50%以上的水平投影面積，上述絕緣層具備使上述一對配線圖案分別露出的開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件搭載用基板，其特征在于， 上述絕緣層在以硫酸鋇(BaSO4)的白色為基準(zhǔn)的利用分光光度計的測定中，波長450 700nm的范圍的初始全反射率為80%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件搭載用基板，其特征在于， 上述絕緣層所具備的上述開口具有大致0. 002mm2以上的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的發(fā)光元件搭載用基板，其特征在于， 上述一對配線圖案分別具有大致0. Imm2以上的面積，上述第一間隔以在0. 3mm以上的范圍在上述配線圖案的表面成為配線厚度的I. 5倍以下的間隔的方式形成于上述基板的上述一個面上，上述第二間隔以在0. 3mm以上的范圍在上述基板的上述一個面?zhèn)瘸蔀?.2mm以下的間隔的方式設(shè)于上述基板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的發(fā)光元件搭載用基板，其特征在于， 上述配線圖案由銅或銅合金形成，上述填充部由填充于上述貫通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。
6.一種LED封裝件，其特征在于， 以橫跨權(quán)利要求I 5中任一項所述的發(fā)光元件搭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搭載作為上述發(fā)光元件的LED芯片并電連接上述配線圖案與上述LED芯片，將上述LED芯片利用密封樹脂密封。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)光元件搭載用基板及使用該基板的LED封裝件，其能進行使用單面配線基板的倒裝安裝，散熱性及光反射性優(yōu)良。發(fā)光元件搭載用基板是單面配線基板，單面配線基板具備具有絕緣性的基板；形成于基板的一個面上，保持第一間隔而分離的一對配線圖案；形成有沿厚度方向貫通基板且保持第二間隔而分離的一對貫通孔，并以與一對配線圖案接觸且露出于基板的與一個面相反側(cè)的面的方式填充于一對貫通孔中的由金屬構(gòu)成的一對填充部；以及以覆蓋一對配線圖案的方式形成于基板的一個面上的具有光反射性的絕緣層，一對填充部的各個填充部具有一對配線圖案的各個配線圖案的面積的50%以上的水平投影面積，絕緣層具備使一對配線圖案分別露出的開口。
文檔編號H01L33/48GK102856483SQ20121020812
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者今井升, 伊坂文哉, 根本正德, 田野井稔, 高橋健 申請人:日立電線株式會社