光源装置的制造方法

文档序号:1435903 发布日期:2020-03-20 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 光源装置的制造方法 (Method for manufacturing light source device ) 是由 中林拓也 于 2019-09-11 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种光源装置的制造方法,能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜而接合。该光源装置的制造方法包括:准备发光装置的工序,该发光装置具有:具有正面、背面、上表面、下表面以及在背面与下表面开口的多个凹陷部的基材、具有配置在正面的第一配线以及配置在多个凹陷部的第二配线的基板、以及载置在第一配线上的发光元件;准备支承基板的工序,该支承基板具有:在支承基材的上表面包括接合区域的第一配线图案、以及包围接合区域的绝缘区域;以使绝缘区域上的焊料的体积大于接合区域上的焊料的体积的方式配置焊料的工序;在俯视下以焊料与下表面附近的第二配线分离的方式在支承基板载置发光装置的工序;接合第二配线与接合区域的工序。(The invention provides a method for manufacturing a light source device, which can prevent a light emitting device from inclining relative to a supporting substrate and being jointed. The manufacturing method of the light source device comprises the following steps: a step of preparing a light-emitting device, the light-emitting device including: a substrate having a front surface, a back surface, an upper surface, a lower surface, and a plurality of recesses that are open at the back surface and the lower surface, a substrate having a first wiring disposed at the front surface and a second wiring disposed at the plurality of recesses, and a light-emitting element mounted on the first wiring; a step of preparing a support substrate having: a first wiring pattern including a bonding region and an insulating region surrounding the bonding region on an upper surface of the support substrate; disposing solder so that the volume of the solder on the insulating region is larger than the volume of the solder on the bonding region; placing the light emitting device on the supporting substrate so that the solder is separated from the second wiring in the vicinity of the lower surface in a plan view; and bonding the second wiring to the bonding region.)

光源装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种光源装置的制造方法。

背景技术

已知一种如下的发光二极管,其具有:由设有开口部的基部以及在基部上堵塞开口部而配置的安装部形成的基板、以及从开口部露出的电极,电极与主板由焊料进行电接合(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2013-041865号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种光源装置的制造方法,其能够抑制发光装置相对于主板(支承基板)倾斜而接合的情况。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方式的光源装置的制造方法包括:准备发光装置的工序,所述发光装置具备:基材,其具有在长边方向以及与所述长边方向正交的短边方向上延长的正面、位于所述正面的相反侧的背面、与所述正面邻接且与所述正面正交的上表面、位于所述上表面的相反侧的下表面以及在所述背面与所述下表面开口的多个凹陷部;基板,其具有配置在所述正面的第一配线、与所述第一配线电连接且配置在所述多个凹陷部各自的第二配线;与所述第一配线电连接且在所述第一配线上载置的至少一个发光元件;准备支承基板的工序,所述支承基板具有:支承基材、在所述支承基材的上表面包括接合区域的第一配线图案、以及包围所述接合区域的绝缘区域;在所述接合区域及所述绝缘区域上配置焊料的工序,使位于所述绝缘区域上的所述焊料的体积大于位于所述接合区域上的所述焊料的体积;以在俯视下使所述焊料与位于所述下表面附近的所述第二配线分离的方式,将所述发光装置载置在所述支承基板的工序;接合工序,将所述焊料加热熔融,使所述发光装置的第二配线与所述支承基板的所述接合区域接合。

发明的效果

根据本发明的光源装置的制造方法,能够提供一种光源装置,其能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜而接合的情况。

附图说明

图1A是第一实施方式的发光装置的概略立体图。

图1B是第一实施方式的发光装置的概略立体图。

图2A是第一实施方式的发光装置的概略正面图。

图2B是图2A的I-I线的概略剖面图。

图2C是图2A的II-II线的概略剖面图。

图3是第一实施方式的发光装置的概略下面图。

图4A是第一实施方式的发光装置的概略背面图。

图4B是第一实施方式的发光装置的变形例的概略背面图。

图5是第一实施方式的基板的概略正面图。

图6是第一实施方式的发光装置的概略侧面图。

图7A是第一实施方式的支承基板的概略上面图。

图7B是图7A的III-III线的概略剖面图。

图8A是第一实施方式的支承基板的变形例的概略上面图。

图8B是图8A的IV-IV线的概略剖面图。

图9A是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的概略上面图。

图9B是图9A的V-V线的概略剖面图。

图9C是说明第一实施方式的光源装置的变形例的制造方法的概略剖面图。

图9D是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的变形例的概略上面图。

图9E是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的变形例的概略上面图。

图9F是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的变形例的概略上面图。

图10A是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的概略上面图。

图10B是图10A的VI-VI线的概略剖面图。

图10C是说明第一实施方式的光源装置的变形例的制造方法的概略剖面图。

图11是说明第一实施方式的光源装置的制造方法的概略剖面图。

图12A是第二实施方式的发光装置的概略立体图。

图12B是第二实施方式的发光装置的概略立体图。

图13A是第二实施方式的发光装置的概略正面图。

图13B是图13A的VII-VII线的概略剖面图。

图14是第二实施方式的发光装置的变形例的概略剖面图。

附图标记说明

1000A光源装置;1000,1001,2000,2001发光装置;5000,5001支承基板;10基板;11基材;12第一配线;13第二配线;14第三配线;15通孔;151第四配线;152填充部件;16凹陷部;18绝缘膜;20发光元件;30透光性部件;40反射部件;50导光部件;60导电性粘接部件。

具体实施方式

下面,适当参照附图,针对发明的实施方式进行说明。但是,在下面说明的发光装置用于使本发明的技术构思具体化,除非特定的说明,本发明不限于如下所述。另外,在一个实施方式中说明的内容也可以应用在其它的实施方式及变形例中。此外,附图所示的部件的大小及位置关系等为了使说明明确,有时有所夸大。

(第一实施方式)

基于图1A至图11,说明本发明第一实施方式的光源装置的制造方法。

第一实施方式的发光装置的制造方法包括:

(1)准备发光装置的工序,该发光装置具有:具有在长边方向以及与长边方向正交的短边方向上延长的正面、位于正面的相反侧的背面、与正面邻接且与正面正交的上表面、位于上表面的相反侧的下表面以及在背面与下表面开口的多个凹陷部的基材、具有配置在正面的第一配线以及与第一配线电连接且配置在多个凹陷部的每个的第二配线的基板、以及与第一配线电连接且载置在第一配线上的至少一个发光元件;

(2)准备支承基板的工序,该支承基板具有:支承基材、在支承基材的上表面包括接合区域的配线图案、以及包围接合区域的绝缘区域;

(3)在接合区域及绝缘区域上配置焊料的工序,使位于绝缘区域上的焊料的体积大于位于接合区域上的焊料的体积;

(4)将发光装置载置在支承基板的工序,在俯视下使焊料与位于下表面附近的第二配线分离;

(5)接合工序,将焊料加热熔融,并使发光装置的第二配线与支承基板的接合区域接合。

根据如上所述构成的实施方式的光源装置的制造方法,能够抑制在基材的下表面与支承基板的上表面之间形成加热熔融后的焊料。由此,能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜而接合的情况。

(准备发光装置的工序)

如图2B所示,准备具有基板10与至少一个发光元件20的发光装置1000。基板10具有基材11、第一配线12、以及第二配线13。基材11具有:在长边方向以及与长边方向正交的短边方向上延长的正面111、位于正面的相反侧的背面112、与正面邻接且与正面正交的上表面113、以及位于上表面的相反侧的下表面114。另外,基材11具有在背面112与下表面114开口的多个凹陷部16。第一配线12配置在基材11的正面111。第二配线13与第一配线12电连接且分别配置在多个凹陷部16内。此外,在本说明书中,所谓的正交,容许90±3°左右的变动。另外,在本说明书中,有时将长边方向称为X方向,将短边方向称为Y方向,将背面112至正面111的方向称为Z方向。

基板10的第二配线13与支承基板的配线图案的一部分即接合区域通过焊料进行接合。通过将第二配线分别配置在多个凹陷部内,发光装置具有多条第二配线13。通过使发光装置具有多条第二配线,与第二配线为一条的情况相比,能够提高发光装置与支承基板的接合强度。

虽然多个凹陷部16各自的深度未特别限定,但如图2C所示,Z方向上多个凹陷部16各自的深度优选下表面114侧的凹陷部的深度W1比上表面113侧的凹陷部的深度W2深。这样,在Z方向上,能够使位于凹陷部的上表面113侧的基材11的厚度W5比位于凹陷部的下表面侧的基材的厚度W6厚。由此,能够抑制基材的强度下降。另外,通过使Z方向上凹陷部16的深度在下表面114侧比上表面113侧深,能够增大基材11的下表面114的凹陷部16的开口部面积。基材11的下表面114与支承基板的上表面对置,发光装置与支承基板通过焊料进行接合。通过使与支承基板对置的基材的下表面的凹陷部开口部的面积增大,能够增大位于基材11的下表面114侧的焊料的面积。由此,能够提高发光装置与支承基板的接合强度。

凹陷部16可以贯通基材,如图2B及图2C所示,也可以不贯通基材11。通过使凹陷部16不贯通基材,与具有贯通基材的凹陷部的情况相比,能够提高基材的强度。在凹陷部16不贯通基材的情况下,Z方向上多个凹陷部各自的深度的最大优选为基材的厚度W3的0.4倍至0.8倍。通过使凹陷部的深度比基材的厚度的0.4倍深,能够增加形成在凹陷部内的焊料的体积,所以能够提高发光装置与支承基板的接合强度。通过使凹陷部的深度比基材的厚度的0.8倍浅,能够提高基材的强度。

在剖视下,凹陷部16优选具有在Z方向上延伸的平行部161。通过具有平行部161,即使背面112的凹陷部16的开口部面积相同,也能够增大基材的凹陷部16的体积。通过增大凹陷部16的体积,能够增加可在凹陷部内形成的焊料的量,所以能够提高发光装置1000与支承基板的接合强度。此外,在本说明书中,所谓的平行,容许±3°左右的变动。另外,在剖视下,凹陷部16也可以具有从基材的下表面114向基材的厚度增厚的方向倾斜的倾斜部162。倾斜部162可以为直线,也可以弯曲。通过使倾斜部162为直线,容易利用前端尖锐的钻头来形成。此外,所谓的倾斜部162为直线,容许±3μm左右的变动。

如图3所示,在基材的下表面,在多个凹陷部16的各自中,优选中央的深度R1为Z方向上凹陷部的深度的最大。这样,在下表面,能够在X方向的凹陷部的端部增厚Z方向上基材的厚度R2,所以能够提高基材的强度。此外,在本说明书中,所谓的中央,容许±5μm左右的变动。凹陷部16可以利用钻头或激光等公知的方法形成。在下表面,中央的深度为最大的凹陷部可以容易地利用前端尖锐的钻头来形成。另外,通过使用钻头,能够形成最深部为大致圆锥形状、且具有与大致圆锥形状的底面的圆形状连续的大致圆柱形状的凹陷部。通过切割等切断凹陷部的一部分,由此,能够形成最深部为大致半圆柱形状、且具有与大致半圆形状连续的大致半圆柱形状的凹陷部。这样,如图4A所示,在背面,能够使凹陷部16的开口形状形成为大致半圆形状。通过使凹陷部的开口形状为没有角部的大致半圆形状,能够抑制凹陷部的应力集中,所以能够抑制基材开裂。

在背面,多个凹陷部16的各自的形状可以不同,如图4A所示,在背面,多个凹陷部16的各自的形状也可以相同。通过使多个凹陷部的各自的形状相同,与凹陷部的形状分别不同的情况相比,容易形成凹陷部。例如,在利用钻头方法形成凹陷部的情况下,只要多个凹陷部的各自的形状相同,就可以利用一个钻头形成凹陷部。此外,在本说明书中,所谓的相同,容许±5μm左右的变动。

如图4A所示,优选在背面中多个凹陷部16的各自相对于与Y方向平行的基材的中心线C1、位于左右对称的位置。这样,在将发光装置经由焊料接合在支承基板时,自对准有效地工作,能够将发光装置精度良好地安装在支承基板。

如图2B所示,基板10也可以具有配置在基材11的背面112的第三配线14。另外,基板10也可以具有电连接第一配线12与第三配线14的通孔15。通孔15设置在贯通基材11的正面111与背面112的孔内。通孔15具有覆盖基材的贯通孔的表面的第四配线151、以及向第四配线151的内侧填充的填充部件152。填充部件152可以为导电性,也可以为绝缘性。在填充部件152中优选使用树脂材料。通常,硬化前的树脂材料与硬化前的金属材料相比,流动性较高,所以容易向第四配线151的内侧填充。因此,通过在填充部件中使用树脂材料,容易制造基板。作为易于填充的树脂材料,例如可以列举为环氧树脂。在作为填充部件使用树脂材料的情况下,为了降低线膨胀系数而优选含有添加部件。这样,因为第四配线的线膨胀系数与填充部件的线膨胀系数的差异减小,所以能够抑制由于来自发光元件的热量而在第四配线与填充部件之间形成间隙。作为添加部件,例如可以列举为二氧化硅。另外,在填充部件152中使用了金属材料的情况下,能够提高散热性。

如图2B及图4A所示,通孔15与凹陷部16可以相接,如图4B所示的发光装置1001,通孔15与凹陷部16也可以分离。通过使通孔15与凹陷部16相接,能够使第四配线151与第二配线相接,所以能够提高发光装置的散热性。通过使通孔15与凹陷部16分离,与通孔15和凹陷部16相接的情况相比,能够提高基材的强度。

如图2B所示,发光元件20配置在第一配线12上。发光装置1000可以具有至少一个发光元件20。发光元件20具有与基板10对置的载置面、以及位于载置面的相反侧的光输出面201。发光元件20至少包括半导体层压体23,在半导体层压体23设有元件电极21、22。发光元件20也可以倒装芯片安装在基板10。由此,因为不需要向发光元件的元件电极供电的引线,所以能够使发光装置小型化。在发光元件20被倒装芯片安装的情况下,使发光元件20的与元件电极21、22所处的电极形成面203相反一侧的面为光输出面201。此外,在本实施方式中,发光元件20具有元件基板24,但也可以不具有元件基板24。在发光元件20倒装芯片安装在基板10的情况下,发光元件的元件电极21、22经由导电性粘接部件60,与第一配线12电连接。

也可以将发光元件20的与元件电极所处的电极形成面相反一侧的面与基板相对而配置。在上述情况下,电极形成面为光输出面。发光装置也可以具有为了向发光元件供电而将发光元件的元件电极与第一配线电接合的引线。

在发光元件20倒装芯片安装在基板10的情况下,如图2B、图5所示,优选第一配线12具有凸部121。在俯视下,第一配线12的凸部121位于与发光元件20的元件电极21、22重合的位置。这样,在作为导电性粘接部件60而使用熔融性的粘接剂的情况下,在将第一配线的凸部121与发光元件的元件电极21、22进行连接时,能够利用自对准效应容易地进行发光元件与基板的位置吻合。

如图2B所示,发光装置1000也可以具有覆盖发光元件20的元件侧面202以及基材的正面111的反射部件40。通过发光元件20的元件侧面202被反射部件覆盖,发光区域与非发光区域的对比度增高,能够形成为“分离性”良好的发光装置。

作为反射部件40的材料,例如可以在母材中使用含有白色颜料的部件。作为反射部件40的母材,优选使用树脂,例如优选使用硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或者上述树脂的改性树脂等。特别作为反射部件40的母材,优选使用耐热性及耐光性良好的硅树脂。另外,作为反射部件40的母材,也可以使用硬度比硅树脂高的环氧树脂。这样,能够提高发光装置的强度。

作为反射部件40的白色颜料,例如可以将二氧化钛、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙、硅酸镁、硅酸镁、钛酸钡、硫酸钡、氢氧化铝、氧化铝、氧化锆、以及二氧化硅等之中的一种单独、或者将上述之中的两种以上组合来加以使用。白色颜料的形状可以适当选择,虽然可以为不确定的形状或破碎状,但从流动性的角度出发,优选为球形状。另外,白色颜料的粒径虽然例如优选为0.1μm以上且0.5μm以下左右,但为了提高光反射性及覆盖性的效果,白色颜料的粒径优选尽量小。白色颜料的含有量虽然可以适当选择,但从光反射性及液状时的粘度等角度出发,例如优选为10wt%以上且80wt%以下,更优选为20wt%且70wt%以下,进而优选为30wt%以上且60wt%以下。此外,所谓的“wt%”,是重量百分比,表示该材料的重量相对于反射部件的总重量的比率。

如图6所示,位于基材的下表面114侧的反射部件40的长边方向的侧面404优选在Z方向上向发光装置1000的内侧倾斜。这样,在将发光装置1000安装在支承基板时,抑制反射部件40的侧面404与支承基板的接触,易于稳定发光装置1000的安装姿势。位于基材的上表面113侧的反射部件40的长边方向的侧面403优选在Z方向上向发光装置1000的内侧倾斜。这样,抑制反射部件40的侧面与吸嘴(夹头)的接触,能够抑制吸附发光装置1000时反射部件40的损伤。这样,位于下表面114侧的反射部件40的长边方向的侧面404以及位于上表面113侧的反射部件40的长边方向的侧面403优选在Z方向上向发光装置1000的内侧倾斜。反射部件40的倾斜角度θ虽然可以适当选择,但从上述效果奏效的容易程度以及反射部件40的强度的角度出发,优选为0.3°以上且3°以下,更优选为0.5°以上且2°以下,更进一步优选为0.7°以上且1.5°以下。

如图2B所示,发光装置1000也可以具有透光性部件30。透光性部件30优选位于发光元件20上。通过使透光性部件30位于发光元件20上,能够保护发光元件免受外部应力。反射部件40优选覆盖透光性部件30的侧面。这样,发光区域与非发光区域的对比度增高,能够形成为“分离性”良好的发光装置。

透光性部件30也可以与光输出面201相接,如图2B所示,也可以经由导光部件50而覆盖光输出面201。导光部件50可以只位于发光元件的光输出面201与透光性部件30之间,将发光元件20与透光性部件30进行固定,也可以从发光元件的光输出面201覆盖至发光元件的元件侧面202,将发光元件20与透光性部件30进行固定。导光部件50与反射部件40相比,对来自发光元件的光的透过率较高。因此,通过导光部件覆盖至发光元件的侧面,从发光元件的元件侧面射出的光容易通过导光部件而向发光装置的外侧输出,所以能够提高光输出效率。

透光性部件30也可以含有波长转换粒子。这样,容易进行发光装置的颜色调整。波长转换粒子是吸收发光元件20发出的一次光的至少一部分、并发出波长与一次光不同的二次光的部件。通过在透光性部件30中含有波长转换粒子,能够输出将发光元件发出的一次光与波长转换粒子发出的二次光进行混色后的混色光。例如,当在发光元件20中使用蓝色LED、在波长转换粒子中使用YAG等荧光体时,能够构成输出将蓝色LED的蓝色光与由该蓝色光激励且荧光体发出的黄色光混合而得到的白色光的发光装置。另外,也可以在发光元件20中使用蓝色LED,在波长转换粒子中使用绿色荧光体即β塞隆类荧光体、以及红色荧光体即锰活化的氟化物类荧光体,构成输出白色光的发光装置。

波长转换粒子可以均匀地分散在透光性部件中,也可以使波长转换粒子偏置在透光性部件30的与上表面相比更偏向于发光元件的附近。通过使波长转换粒子偏置在透光性部件30的与上表面相比更偏向于发光元件的附近,即使使用对湿度敏感的波长转换粒子,透光性部件30的母材也具有保护层的功能,所以能够抑制波长转换粒子的劣化。另外,如图2B所示,透光性部件30也可以具有含有波长转换粒子的层31、32、以及实际上不含有波长转换粒子的层33。在Z方向上,实际上不含有波长转换粒子的层33位于含有波长转换粒子的层31、32的上侧。这样,因为实际上不含有波长转换粒子的层33具有保护层的功能,所以能够抑制波长转换粒子劣化。作为对湿度敏感的波长转换粒子,例如可以列举为锰活化的氟化物荧光体。锰活化的氟化物类荧光体在获得光谱线宽度较窄的发光、且颜色再现性的角度上是优选的部件。所谓的“实际上不含有波长转换粒子”,意味着不排除不可避免地混入的波长转换粒子,波长转换粒子的含有率优选为0.05重量%以下。

透光性部件30的含有波长转换粒子的层可以为单层,也可以为多层。例如,如图2B所示,透光性部件30也可以具有:第一波长转换层31、以及覆盖第一波长转换层31的第二波长转换层32。第二波长转换层32可以直接覆盖第一波长转换层31,也可以经由透光性的其它的层,覆盖第一波长转换层31。此外,第一波长转换层31配置在比第二波长转换层32更接近于发光元件20的光输出面201的位置。在第一波长转换层31中含有的波长转换粒子的发光峰值波长优选比在第二波长转换层32中含有的波长转换粒子的发光峰值波长短。这样,利用被发光元件激励的来自第一波长转换层31的光,能够激励第二波长转换层32的波长转换粒子。由此,能够增加来自第二波长转换层32的波长转换粒子的光。

在第一波长转换层31中含有的波长转换粒子的发光峰值波长优选为500nm以上且570nm以下,在第二波长转换层32中含有的波长转换粒子的发光峰值波长优选为610nm以上且750nm以下。这样,能够形成为颜色再现性较高的发光装置。例如,作为在第一波长转换层31中含有的波长转换粒子,可以列举为β塞隆类荧光体,作为在第二波长转换层32中含有的波长转换粒子,可以列举为锰活化的氟硅酸钾的荧光体。在作为在第二波长转换层32中含有的波长转换粒子而使用锰活化的氟硅酸钾的荧光体的情况下,特别优选透光性部件30具有第一波长转换层31、以及第二波长转换层32。虽然锰活化的氟硅酸钾的荧光体容易产生亮度饱和,但通过使第一波长转换层31位于第二波长转换层32与发光元件20之间,能够抑制来自发光元件的光过度向锰活化的氟硅酸钾的荧光体照射。由此,能够抑制锰活化的氟硅酸钾的荧光体劣化。

透光性部件也可以具有:第一波长转换粒子,其吸收发光元件发出的一次光的至少一部分,并通过禁止过渡而发出二次光;第二波长转换粒子,其吸收发光元件发出的一次光的至少一部分,并通过容许过渡而发出二次光。通常情况下,通过禁止过渡而发出二次光的第一波长转换粒子的余辉时间比通过容许过渡而发出二次光的第二波长转换粒子长。因此,通过使透光性部件具有第一波长转换粒子、以及第二波长转换粒子,与透光性部件只具有第一波长转换粒子的情况相比,能够缩短余辉时间。例如,作为第一波长转换粒子,可以列举为锰活化的氟硅酸钾的荧光体(例如K2SiF6:Mn),作为第二波长转换粒子,可以列举为CASN类荧光体。通过透光性部件含有CASN类荧光体、以及锰活化的氟硅酸钾的荧光体,与透光性部件只含有锰活化的氟硅酸钾的荧光体的情况相比,能够缩短余辉时间。另外,通常情况下,锰活化的氟硅酸钾具有半值宽度比CASN类荧光体窄的发光峰值,所以使颜色纯度增高,颜色再现性良好。因此,通过使透光性部件含有CASN类荧光体、以及锰活化的氟硅酸钾的荧光体,与透光性部件只含有CASN类荧光体的情况相比,使颜色再现性良好。

例如,在透光性部件中含有的锰活化的氟硅酸钾的荧光体的重量优选为CASN类荧光体的荧光体的重量的0.5倍以上且6倍以下,更优选为1倍以上且5倍以下,进而优选为2倍以上且4倍以下。通过使锰活化的氟硅酸钾的荧光体的重量增加,使发光装置的颜色再现性良好。通过使CASN类荧光体的荧光体的重量增加,能够缩短余辉时间。

锰活化的氟硅酸钾的荧光体的平均粒径优选为5μm以上且30μm以下。另外,CASN类荧光体的平均粒径优选为5μm以上且30μm以下。通过使锰活化的氟硅酸钾的荧光体及/或CASN类荧光体的平均粒径为30μm以下,来自发光元件的光容易向波长转换粒子扩散,所以能够抑制发光装置的光分布色度不均匀。通过使锰活化的氟硅酸钾的荧光体及/或CASN类荧光体的平均粒径为5μm以上,容易输出来自发光元件的光,所以,发光装置的光输出效率提高。

CASN类荧光体与锰活化的氟硅酸钾的荧光体也可以含在透光性部件的相同波长转换层中,在透光性部件具有多个波长转换层的情况下,也可以含在不同的波长转换层中。在锰活化的氟硅酸钾的荧光体与CASN类荧光体含在不同的波长转换层中的情况下,优选利用锰活化的氟硅酸钾的荧光体与CASN类荧光体,使光的峰值波长较短的波长转换粒子位于与发光元件接近的位置。这样,利用来自光的峰值波长较短的波长转换粒子的光,能够激励光的峰值波长较长的波长转换粒子。例如,在锰活化的氟硅酸钾的荧光体的光的峰值波长在631nm附近、且CASN类荧光体的光的峰值波长在650nm附近的情况下,优选锰活化的氟硅酸钾的荧光体接近于发光元件。

作为第二波长转换粒子,此外还可以列举为SCASN类荧光体、SLAN荧光体(SrLiAl3N4:Eu)等。例如,透光性部件也可以含有SLAN荧光体、以及锰活化的氟硅酸钾的荧光体。另外,透光性部件也可以含有红色荧光体即第一波长转换粒子及第二波长转换粒子、以及绿色荧光体即β塞隆类荧光体。这样,使发光装置的颜色再现性良好。

(准备支承基板)

如图7A、图7B所示,准备具有支承基材70、在支承基材70的上表面701包括接合区域810的第一配线图案81、以及包围接合区域810的绝缘区域811的支承基板5000。支承基材70为绝缘性的部件。支承基板的接合区域810为第一配线图案81的一部分,是由焊料与发光装置的第二配线接合的部分。包围接合区域810的绝缘区域811在如图7A所示使支承基材70的上表面701在外部露出的情况下,支承基材70在上表面701具有绝缘区域811。通过使接合区域810被绝缘区域811包围,容易控制熔融的焊料润湿扩散。由此,自对准效应增大,发光装置的安装性提高。通常,熔融的焊料比支承基材上更容易在第一配线图案上润湿扩散。支承基材及第一配线图案可以使用公知的材料。

如图7B所示,如支承基板5000所示,也可以具有位于支承基材的下表面的第二配线图案82。位于支承基材的上表面的第一配线图案81与位于支承基材的下表面的第二配线图案82也可以由通孔电连接。另外,在基板的上表面具有供电的供电部85的情况下,供电部85与第二配线图案82也可以由通孔电连接。

如图8A、图8B所示,支承基板5001也可以具有覆盖支承基材70的上表面701及第一配线图案81的绝缘层72。在绝缘层72包围第一配线图案81的接合区域810的情况下,绝缘层72具有绝缘区域811。通常,熔融的焊料比绝缘层上更容易在第一配线图案上润湿扩散。此外,在由支承基材及绝缘层包围第一配线图案的接合区域的情况下,支承基材及绝缘层也可以具有绝缘区域。

(在接合区域及绝缘区域上配置焊料)

如图9A、图9B所示,在接合区域810及绝缘区域811上配置焊料90,使位于绝缘区域811上的焊料90的体积大于位于接合区域810上的焊料90的体积。这样,能够减少位于接合区域810上的焊料90的体积。由此,在由焊料接合后面叙述的发光装置与支承基板时,能够抑制熔融的焊料侵入基材的下表面与支承基板的上表面之间。因此,在将发光装置与支承基板接合时,能够抑制在基材的下表面与支承基板的上表面之间形成加热熔融后的焊料的情况,所以能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜的情况。

如图9A所示,优选在俯视下位于绝缘区域上811的焊料90的最大宽度D2比位于接合区域810上的焊料90的最大宽度D1宽。这样,位于绝缘区域811上的焊料90的体积容易大于位于接合区域810上的焊料90的体积。此外,在本说明书中,所谓的焊料90的最大宽度,为在X方向上焊料的宽度的最大值。

如图9B所示,也可以使剖面中位于绝缘区域上811的焊料90的上表面与位于接合区域810上的焊料90的上表面齐平。例如,通过在支承基板上配置具有开口部的金属掩模,并利用丝网印刷法,在金属掩模的开口部形成焊料,能够使位于绝缘区域上的焊料的上表面与位于接合区域上的焊料的上表面齐平。此外,在本说明书中,所谓的齐平,容许±5μm左右的变动。

可以使剖面中位于绝缘区域上的焊料的最大厚度与位于接合区域上的焊料的最大厚度相同,也可以使剖面中位于绝缘区域上的焊料的最大厚度比位于接合区域上的焊料的最大厚度薄,如图9B、图9C所示,也可以使剖面中位于绝缘区域上811的焊料90的最大厚度D4比位于接合区域810上的焊料90的最大厚度D3厚。通过使剖面中位于绝缘区域上811的焊料90的最大厚度D4比位于接合区域810上的焊料90的最大厚度D3厚,容易使位于绝缘区域811上的焊料90的体积大于位于接合区域810上的焊料90的体积。例如,在俯视下,即使在位于绝缘区域上的焊料的面积比位于接合区域上的焊料的面积小的情况下,通过使剖面中位于绝缘区域上的焊料的最大厚度比位于接合区域上的焊料的最大厚度厚,能够使位于绝缘区域上的焊料的体积比位于接合区域810上的焊料90的体积大。此外,在本说明书中,所谓的焊料的最大厚度为Y方向上焊料的厚度的最大值。

如图9A所示,也可以在支承基板上形成有硬化前的粘接树脂92。粘接树脂92可以使用将发光装置与支承基板粘接的部件。通过具有粘接树脂,能够提高发光装置与支承基板的接合强度。Y方向上粘接树脂的厚度比为了与发光元件相接而在后面叙述的将发光装置载置在支承基板时、基材的下表面至支承基材的上表面的距离厚。粘接树脂可以使用热硬化性树脂及/或热可塑性树脂等公知的树脂。环氧树脂及硅树脂等热硬化性树脂因为耐热性及耐光性良好,所以优选在粘接树脂中使用之。粘接树脂可以与接合区域分离,也可以与接合区域的一部分相接。因为在接合区域上形成有焊料,所以优选在俯视下粘接树脂与接合区域分离。通过使粘接树脂与接合区域分离,在由焊料接合发光装置与支承基板时,熔融的焊料容易润湿扩散在接合区域上。如图9A所示,优选粘接树脂92在X方向上位于一个发光装置的与第二配线接合的一对接合区域810之间。因为发光装置的第二配线与支承基板的接合区域由焊料进行接合,所以,通过使粘接树脂在X方向上位于发光装置的与第二配线接合的一对接合区域810之间,能够抑制发光装置的基材的应力。

作为在支承基板上形成硬化前的粘接树脂的方法,例如可以列举为通过点胶或者针转印进行的涂布、通过喷墨或者喷涂进行的喷射等。在利用点胶等形成粘接树脂的情况下,如图9A所示,可以一点涂布粘接树脂92,如图9D、图9E所示,也可以多点涂布粘接树脂92。另外,如图9F所示,也可以连接进行了多点涂布的粘接树脂。另外,在多点涂布粘接树脂92的情况下,可以在Z方向上使多个粘接树脂排列而形成,如图9D所示,也可以在X方向上使多个粘接树脂排列而形成。

(将发光装置载置在支承基板)

如图10A、图10B所示,在俯视下,使焊料90与位于基材的下表面114附近的第二配线13分离,将发光装置1000载置在支承基板5000。在本说明书中,所谓的位于基材的下表面附近的第二配线,意味着与基材的下表面114齐平的第二配线13的部分。通过使焊料90与位于基材的下表面114附近的第二配线13分离而将发光装置载置在支承基板,能够在由焊料接合发光装置与支承基板时,抑制熔融的焊料侵入基材的下表面与支承基板的上表面之间。由此,在后面叙述的发光装置与支承基板接合时,能够抑制在基材的下表面与支承基板的上表面之间形成加热熔融后的焊料,所以能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜的情况。另外,在使焊料90与位于基材的下表面114附近的第二配线13分离而将发光装置1000载置在支承基板5000时,加热熔融前的焊料并不位于基材的下表面114与支承基板的上表面之间。

如图10B所示,在剖面中焊料90与第二配线13可以分离,如图10C所示,在剖面中焊料90与位于基材的下表面114附近以外的第二配线13的至少一部分也可以不相接。所谓的位于基材的下表面114附近以外的第二配线13,是与基材的下表面114不齐平(不在同一平面)的第二配线13的部分。也就是说,焊料90与和基材的下表面114不齐平的第二配线13的至少一部分也可以相接。

如图9A所示,在支承基板上形成硬化前的粘接树脂92的情况下,将发光装置载置在支承基板,使硬化前的粘接树脂与发光装置的一部分相接。这样,也能够由硬化后的粘接树脂固定发光装置与支承基板,所以,发光装置与支承基板的接合强度提高。粘接树脂的位置未特别限定。例如,如图10A所示,粘接树脂92也可以位于基材的多个凹陷部16之间。因为在基板10的多个凹陷部分别配置的第二配线13与支承基板的配线图案的接合区域由焊料进行接合,所以,通过使粘接树脂92位于基材的多个凹陷部16之间,能够抑制发光装置的基材的应力。另外,如图10A所示,在俯视下,优选基材的正面111与粘接树脂92的外缘的最短距离比基材的正面111与焊料90的外缘的最短距离短。这样,因为由粘接树脂92接合基材的正面111侧与支承基板,所以发光装置与支承基板的接合强度提高。此外,也可以将涂有硬化前的粘接树脂的发光装置载置到支承基板。

俯视下粘接树脂的大小虽然未特别限定,但在俯视下优选Z方向上粘接树脂的最大宽度D5为Z方向上发光装置的最大宽度D6的0.2倍至0.7倍。通过使在俯视下Z方向上粘接树脂的最大宽度D5为Z方向上发光装置的最大宽度D6的0.2倍以上,粘接树脂的体积增加,所以发光装置与支承基板的接合强度提高。通过使在俯视下Z方向上粘接树脂的最大宽度D5为Z方向上发光装置的最大宽度D6的0.7倍以下,能够使粘接树脂难以形成在接合区域上。

在俯视下,优选凹陷部的最大宽度比接合区域的最大宽度窄。这样,在俯视下,位于接合区域上的第二配线的面积容易增大。此外,所谓的凹陷部的最大宽度,是X方向上凹陷部的宽度的最大值,所谓的接合区域的最大宽度,是X方向上接合区域的宽度的最大值。

(将发光装置的第二配线与支承基板的接合部进行接合)

如图11所示,将焊料90加热熔融,将发光装置的第二配线13与支承基板5000的接合区域810进行接合。熔融的焊料集中在容易润湿扩散的接合区域810上。由此,能够使位于接合区域上的加热熔融后的焊料的体积大于位于绝缘区域上的加热熔融后的焊料的体积。通过使位于接合区域上的加热熔融后的焊料的体积较大,第二配线13与接合区域810容易由焊料进行接合。由此,发光装置与支承基板的接合强度提高。因为加热熔融后的焊料难以在基材的下表面与支承基板的上表面之间形成,所以,能够抑制发光装置相对于支承基板倾斜而接合的情况。如图11所示,优选加热熔融后的所有焊料位于接合区域上。

在支承基板上形成有硬化前的粘接树脂的情况下,也可以为了将发光装置的第二配线与支承基板5000的接合区域810进行接合而在将焊料加热熔融时,将粘接树脂硬化。这样,能够缩短制造光源装置的时间。

以上,通过如上所述进行上述各工序,能够制造光源装置1000A。

(第二实施方式)

针对第二实施方式的光源装置的制造方法进行说明。第二实施方式的光源装置的制造方法与第一实施方式的光源装置的制造方法除了准备发光装置的工序不同这一点以外,其它都相同。

如图13B所示,准备具有基板10和多个发光元件的发光装置2000。基板10与第一实施方式的发光装置相同地具有基材11、第一配线12、以及第二配线13。第一实施方式的发光装置的发光元件为一个,但第二实施方式的发光装置2000具有第一发光元件20A与第二发光元件20B多个发光元件。此外,有时将第一发光元件及/或第二发光元件称为发光元件。第一发光元件与第二发光元件的发光峰值波长可以相同,也可以不同。例如,在第一发光元件与第二发光元件的发光峰值波长相同的情况下,第一发光元件与第二发光元件的发光的峰值波长可以在430nm以上且不足490nm的范围(蓝色区域的波长范围)内。另外,在第一发光元件与第二发光元件的发光峰值波长不同的情况下,可以是发光的峰值波长处于430nm以上且不足490nm的范围(蓝色区域的波长范围)的第一发光元件、以及发光的峰值波长处于490nm以上且570nm以下的范围(绿色区域的波长范围)的第二发光元件。这样,能够提高发光装置的颜色再现性。此外,所谓的发光峰值波长相同,容许±10nm左右的变动。

如图13B所示,也可以具有覆盖第一发光元件20A及第二发光元件20B的透光性部件30。通过使发光装置2000具有覆盖第一发光元件20A的第一光输出面201A及第二发光元件20B的第二光输出面201B的透光性部件30,能够抑制第一发光元件与第二发光元件之间的亮度不均匀。另外,在第一发光元件及第二发光元件的发光峰值波长不同的情况下,通过将来自第一发光元件的光与来自第二发光元件的光向导光部件进行导光,能够提高发光装置的混色性。

如图13B所示,导光部件50也可以连续覆盖第一发光元件20A的第一元件侧面202A及第二发光元件20B的第二元件侧面202B。这样,能够抑制第一发光元件与第二发光元件之间的亮度不均匀。

如图12B、图13B所示,发光装置2000也可以具有覆盖第三配线14的一部分的绝缘膜18。通过具有绝缘膜18,能够实现确保背面的绝缘性以及防止短路。另外,通过具有绝缘膜18,能够防止第三配线从基材剥落的情况。

如图14所示的发光装置2001,也可以具有覆盖第一发光元件20A的第一透光性部件30A、以及覆盖第二发光元件20B的第二透光性部件30B。包含在第一透光性部件与第二透光性部件的波长转换粒子可以相同,也可以不同。在具有发光的峰值波长位于430nm以上且不足490nm的范围(蓝色区域的波长范围)的第一发光元件、以及发光的峰值波长位于490nm以上且570nm以下的范围(绿色区域的波长范围)的第二发光元件的情况下,也可以在第一透光性部件30A中含有红色荧光体,并在第二透光性部件30B中实际上不含有波长转换粒子。这样,能够提高发光装置的颜色再现性。另外,因为来自第二发光元件的光未被波长转换粒子遮挡,所以,发光装置的光输出效率提高。作为在第一透光性部件中含有的红色荧光体,可以列举为锰活化的氟化物类荧光体等。

下面,针对本发明一个实施方式的发光装置的各构成要素进行说明。

(基板10)

基板10为载置发光元件的部件。基板10至少具有基材11、第一配线12、以及第二配线13。

(基材11)

基材11可以使用树脂或纤维增强树脂、陶瓷、玻璃等绝缘性部件来构成。作为树脂或纤维增强树脂,可以列举为环氧、玻璃环氧、双马来酰亚胺三嗪(BT)、聚酰亚胺等。作为陶瓷,可以列举为氧化铝、氮化铝、氧化锆,氮化锆、二氧化钛、氮化钛或上述的混合物等。上述基材之中,特别优选使用具有与发光元件的线膨胀系数接近的物理特性的基材。基材的厚度的下限值虽然可以适当选择,但从基材的强度的角度出发,优选为0.05mm以上,更优选为0.2mm以上。另外,基材的厚度的上限值从发光装置的厚度(进深)的角度出发,优选为0.5mm以下,更优选为0.4mm以下。

(第一配线12)

第一配线配置在基材的正面,与发光元件电连接。第一配线可以由铜、铁、镍、钨、铬、铝、银、金、钛、钯、铑或者上述的合金来形成。上述金属或者合金可以为单层也可以为多层。特别在散热性的角度上优选铜或者铜合金。另外,从熔融性的导电性粘接部件的润湿性及/或光反射性等的角度出发,也可以在第一配线的表层设有银、铂、铝、铑、金或上述的合金等的层。

(第二配线13)

第二配线是与第一配线电连接、且覆盖基材的凹陷部的内壁的部件。第二配线可以使用与第一配线相同的导电性部件。

(发光元件20(第一发光元件、第二发光元件))

发光元件是通过施加电压而自身发光的半导体元件,可以适用由氮化物半导体等构成的已知的半导体元件。作为发光元件,例如可以列举为LED芯片。发光元件至少具有半导体层,在大多数情况下,此外具有元件基板。发光元件具有元件电极。元件电极可以由金、银,锡、铂、铑、钛、铝、钨、钯、镍或者上述的合金构成。作为半导体材料,优选使用氮化物半导体。氮化物半导体主要由分子式InxAlyGa1-x-yN(0≤x、0≤y、x+y≤1)表示。除此以外,也可以使用InAlGaAs类半导体、InAlGaP类半导体、硫化锌、硒化锌、碳化硅等。发光元件的元件基板虽然主要为能够使构成半导体层压体的半导体晶体生成的晶体生长用基板,但也可以为与晶体生长用基板分离的、与半导体元件结构接合的接合用基板。通过使元件基板具有透光性,容易采用倒装芯片安装,而且容易提高光的输出效率。作为元件基板的母材,可以列举为蓝宝石、氮化镓、氮化铝、硅、碳化硅、砷化镓、镓磷、铟磷、硫化锌、氧化锌、硒化锌、金刚石等。其中,优选蓝宝石。元件基板的厚度可以适当选择,例如为0.02mm以上且1mm以下,但在元件基板的强度及/或发光装置的厚度的角度上,优选为0.05mm以上且0.3mm以下。

(反射部件40)

反射部件是覆盖发光元件20的元件侧面202及基材的正面111、且形成为“分离性”良好的发光装置的部件。发光元件的发光峰值波长的反射部件的光反射率优选为70%以上,更优选为80%以上,更进一步优选为90%以上。例如,反射部件可以使用在树脂中含有白色颜料的部件。

(透光性部件30)

透光性部件是覆盖发光元件的光输出面、且保护发光元件的透光性的部件。作为透光性部件的材料,例如可以使用树脂。作为可以在透光性部件中使用的树脂,可以列举为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂或者上述树脂的改性树脂。作为透光性部件的材料,因为通过使用环氧树脂,能够比使用硅树脂的情况下更加提高发光装置的强度,所以优选之。另外,因为硅树脂以及改性硅树脂在耐热性及耐光性上良好,所以优选之。透光性部件也可以含有波长转换粒子及/或扩散粒子。

(波长转换粒子)

波长转换粒子吸收发光元件发出的一次光的至少一部分,发出波长与一次光不同的二次光。波长转换粒子可以由如下所示的具体例子之中的一种单独、或者使两种以上组合来加以使用。在透光性部件具有多个波长转换层的情况下,在各波长转换层中含有的波长转换粒子可以相同,也可以不同。

作为发绿色光的波长转换粒子,可以列举出钇/铝/石榴石类荧光体(例如Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、镥/铝/石榴石类荧光体(例如Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、铽/铝/石榴石类荧光体(例如Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、硅酸盐类荧光体(例如(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、氯硅酸盐类荧光体(例如Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、β塞隆类荧光体(例如Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z<4.2))、SGS类荧光体(例如SrGa2S4:Eu)、以及碱土铝酸盐类荧光体(例如(Ba,Sr,Ca)MgxAl10O16+x:Eu,Mn(其中,0≤X≤1))等。作为发黄色光的波长转换粒子,可以列举为α塞隆类荧光体(例如Mz(Si,Al)12(O,N)16(其中,0<z≤2,M为Li、Mg、Ca、Y、以及除了La和Ce以外的镧系元素))等。除此以外,在上述发绿色光的波长转换粒子之中也具有发黄色光的波长转换粒子。另外,例如,钇/铝/石榴石类荧光体通过由Gd置换Y的一部分,能够使发光峰值波长转换为长波长侧,能够发黄色光。另外,在上述波长转换粒子中,也具有能够发出橙色光的波长转换粒子。作为发红色光的波长转换粒子,可以列举为含氮硅铝酸盐(CASN或者SCASN)类荧光体(例如(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、SLAN荧光体(SrLiAl3N4:Eu)等。除此以外,可以列举为锰活化的氟化物类荧光体(由分子式(I)A2[M1-aMnaF6]表示的荧光体(其中,上述分子式(I)中,A为从由K、Li、Na、Rb、Cs以及NH4形成的组中选择的至少一种,M为从由第四族元素及第十四族元素形成的组中选择的至少一种元素,a满足0<a<0.2))。作为该锰活化的氟化物类荧光体的代表例子,具有锰活化的氟硅酸钾的荧光体(例如K2SiF6:Mn)。

(扩散粒子)

作为扩散粒子,可以列举为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锌等。扩散粒子可以使用上述之中的一种单独、或者使上述之中的两种以上组合加以利用。特别优选热膨胀系数较小的二氧化硅。另外,作为扩散粒子,通过使用纳米粒子,能够使发光元件发出的光的散射增大,也能够减少波长转换粒子的使用量。此外,纳米粒子为粒径在1nm以上且100nm以下的粒子。另外,本说明书中的“粒径”,例如由D50进行定义。

(导光部件50)

导光部件是固定发光元件与透光性部件、将来自发光元件的光向透光性部件引导的部件。导光部件的母材可以列举为硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、或上述树脂的改性树脂。作为导光部件的材料,因为通过使用环氧树脂能够比使用硅树脂的情况下更加提高发光装置的强度,所以优选之。另外,硅树脂及改性硅树脂在耐热性及耐光性上良好,所以优选之。导光部件也可以含有与上述的透光性部件相同的波长转换粒子及/或扩散粒子。

(导电性粘接部件60)

导电性粘接部件是将发光元件的元件电极与第一配线电连接的部件。作为导电性粘接部件,可以使用金、银、铜等的凸块、含有银、金、铜、铂、铝、钯等的金属粉末与树脂粘合剂的金属膏、锡-铋类、锡-铜类、锡-银类、金-锡类等的焊料、以及低熔点金属等的钎料之中的任意一种。

工业实用性

本发明的一个实施方式的发光装置可以应用在液晶显示器的背光装置、各种照明装置、大型显示器、广告及目的地指南等各种显示装置、投影仪装置、进而数码摄像机、传真机、复印机、扫描仪等图像读取装置等中。

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