发光元件搭载用基板及led封装件的制作方法

专利名称：发光元件搭载用基板及led封装件的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的LED封装件。
背景技术：
近年来,根据节能的观点，作为发光元件使用LED(Light Emitting Diode,发光二极管)芯片的显示装置和照明装置受到关注，在世界性水平上引起了 LED芯片和与其相关的产品和技术的开发竞争。作为其象征性的一例，已到了每单位亮度的价格(日元/lm)作为指标是众所周知的程度。其中，关于LED芯片，根据发光效率的观点，有别于 在发光面侧具备电极的引线接合型的LED芯片，将电极设在LED芯片的背面上的倒装型的LED芯片受到关注。由于安装该倒装型的LED芯片的基板需要基板的散热性、配线图案的微细性、基板的平坦性等，因此目前较多是使用陶瓷基板。但是，陶瓷基板由于不可避免地进行以比较小的尺寸(例如50mm四方)的块体单位的烧结，因此即使批量生产也很难变得廉价，配线图案越微细，烧结的变形相对于配线图案的微细度的比例更无法忽视。而且，最近还要求基板的薄度，所以因处理时的冲击而裂开的
概率变高。作为其代替基板，正在研究使用以往就有的刚性基板、卷带式自动接合基板(TAB Tape Automated Bonding,卷带式自动接合)、柔性基板、金属基底基板等。此时,为了同时实现良好的散热性和能够倒装安装的配线图案的微细性，一般采用在基板的双面形成配线且这些配线彼此用贯通孔电连接的双面配线基板(例如，参照专利文献I)。专利文献I所公开的发光装置具备具有导通区域和非导通区域的金属基板；通过绝缘层形成于金属基板上的一对配线图案；倒装安装于一对配线图案上，且在底面具有两个电极的LED芯片；以及通过一对配线图案连接金属基板的导通区域与LED芯片的两个电极的一对贯通孔。专利文献I :日本特开2011 — 40488号公报。但是，作为双面配线基板的形式，若使其具有用于确保散热性的贯通孔和配线的微细性，则必定比单面配线基板价格高，因此成为以每单位亮度的价格(日元/lm)的指标失去竞争力的原因。另外，在通过截面积比LED芯片的尺寸小的贯通孔散热的结构中，很难得到足够的散热性。

发明内容
从而，本发明的目的在于提供一种发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的LED封装件，其能够进行使用单面配线基板的倒装安装，且散热性良好。本发明为了达到上述目的，提供以下发光元件搭载用基板及LED封装件。(I) 一种发光元件搭载用基板，是单面配线基板，该单面配线基板具备具有绝缘性的基板；形成于上述基板的一个面上，并保持第一间隔而分离的一对配线图案；沿厚度方向贯通上述基板，并保持第二间隔而分离的一对贯通孔；以及以与上述一对配线图案接触且露出于上述基板的与上述一个面相反侧的面的方式填充于上述一对贯通孔中的由金属构成的一对填充部，上述一对填充部的各个填充部具有上述一对配线图案的各个配线图案的面积的50%以上的水平投影面积。(2)根据上述(I)所述的发光元件搭载用基板，上述基板具有即使以半径50mm弯曲也不发生裂纹的挠性。(3)根据上述(I)或(2)所述的发光元件搭载用基板，上述一对配线图案分别具有大致O. Imm2以上的面积，上述第一间隔以在O. 3mm以上的范围在上述配线图案的表面成为配线厚度的I. 5倍以下的间隔的方式形成于上述基板的上述一个面上，上述第二间隔以在O. 3mm以上的范围在上述基板的上述一个面侧成为O. 2mm以下的间隔的方式设于上述基板上。
(4)根据上述(I) (3)中任一项所述的发光元件搭载用基板，上述配线图案由铜或铜合金形成，上述填充部由填充于上述贯通孔的上述基板的厚度的1/2以上的部分的铜或铜合金形成。(5)根据上述(I) (4)中任一项所述的发光元件搭载用基板，上述配线图案及上述填充部均具有350W/mk以上的热导率。(6)根据上述(I) (5)中任一项所述的发光元件搭载用基板，上述一对配线图案在具有上述第一间隔的部分具有凸部，上述一对填充部在与上述一对配线图案的上述凸部大致相同的位置且具有上述第二间隔的部分具有凸部。(7)根据上述(I) (6)中任一项所述的发光元件搭载用基板，上述一对配线图案在上述一个面侧的表面具有反射层，该反射层在以硫酸钡(BaSO4)的白色为基准的利用分光反射率计的测定中，波长450 700nm的范围的初始全反射率为80%以上。(8)根据上述(I) (7)中任一项所述的发光元件搭载用基板，在上述基板的与上述一个面相反侧的面侧具有阻焊层。(9) 一种LED封装件，以横跨上述发光兀件搭载用基板的上述一对配线图案的方式，或者在一个配线图案的上表面搭载作为上述发光元件的LED芯片并电连接上述配线图案与上述LED芯片，将上述LED芯片利用密封树脂密封。本发明具有如下有益效果。根据本发明，能够提供一种发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的LED封装件，其能够进行使用单面配线基板的倒装安装，且散热性良好。


图I (a)是本发明的第一实施方式的LED封装件的剖视图，图I (b)是从图I (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。图2是将图I所示的LED封装件利用TAB (Tape Automated Bonding)制造的情况的俯视图。图3 (a) (e)是将发光元件搭载用基板的制造方法的一例以一个单元图案部分表示的剖视图。图4是本发明的第二实施方式的LED封装件的俯视图。
图5是本发明的第三实施方式的LED封装件的俯视图。图6是本发明的第四实施方式的LED封装件的俯视图。图7 (a)是本发明的第五实施方式的LED封装件的剖视图，图7 (b)是从图7 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。图8 (a)是本发明的第六实施方式的LED封装件的剖视图，图8 (b)是从图8 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。图9 (a)是本发明的第七实施方式的LED封装件的剖视图，图9 (b)是从图9 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。图10是本发明的第八实施方式的LED封装件的剖视图。图11 (a)是本发明的第九实施方式的LED封装件的剖视图，图11 (b)是从图11 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。图12是本发明的第十实施方式的LED封装件的剖视图。图中I - LED封装件，2 —发光元件搭载用基板，3 — LED芯片，4A、4B、4C 一密封树脂，4a —倾斜面，4b —密封树脂的一部分，5A、5B — LED芯片，5a —电极，6、6A 6D —接合线，7 —齐纳二极管，20 —树脂薄膜，20a —表面,20b —背面,20c —贯通孔,21 —粘接剂,22A、22B —配线图案，22a —凸部，23A、23B —填充部，23a —凸部，24 —反射层，24a —开口，25 —阻焊层，30、30A、30B 一搭载区域，30a、30b —边，31a、31b —电极，32a、32b 一凸起，100 —卷带式自动接合基板，101 一单元图案，102 一块体，103 一同步孔，200 一电绝缘材料，220 一铜箔，dl —第一间隔，d2 —第二间隔。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各附图中，对于实质上具有相同功能的结构要素，标注相同的附图标记并省略其重复的说明。实施方式的要点本实施方式的发光元件搭载用基板是单面配线基板，该单面配线基板具备具有绝缘性的基板；形成于上述基板的一个面上，并保持第一间隔而分离的一对配线图案；沿厚度方向贯通上述基板，并保持第二间隔而分离的一对贯通孔；以及以与上述一对配线图案接触且露出于上述基板的与上述一个面相反侧的面的方式填充于上述一对贯通孔中的由金属构成的一对填充部，上述一对填充部的各个填充部具有上述一对配线图案的各个配线图案的面积的50%以上的水平投影面积。在配线图案中存在要搭载发光元件的搭载区域。在此，所谓“搭载区域”是指预定要搭载发光元件的区域，通常是矩形的区域，在发光元件的数为一个时，与发光元件的面积大致相等，在发光元件的数为多个时，是指包围多个发光元件的一个区域或者与各个发光元件对应的多个区域。并且，“搭载区域”有横跨一对配线图案而存在的情况和存在于一对配线图案之中一个配线图案上的情况等。通过将填充部的面积设置成比搭载区域的面积大，且为配线图案的面积的50%以上，使填充部的散热性增大。第一实施方式
图I (a)是本发明的第一实施方式的LED封装件的剖视图，图I (b)是从图I (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。作为发光元件的一例的LED封装件1，在发光元件搭载用基板2的一对配线图案22A、22B的搭载区域30，将作为发光元件的在底面具有电极31a、31b的倒装型的LED芯片3进行利用凸起32a、32b连接的倒装安装，并用密封树脂4A密封LED芯片3。发光元件搭载用基板2是在基板的单面具有配线的所谓单面配线基板，并且具备作为基板的树脂薄膜20 ;具有搭载LED芯片3的搭载区域30并通过粘接剂21形成于树脂薄膜20的一个面即表面20a上的一对配线图案22A、22B ;形成有沿厚度方向贯通树脂薄膜20的一对贯通孔20c，并且以与一对配线图案22A、22B接触且露出于树脂薄膜20的与一个面相反侧的面即背面20b侧的方式填充于一对贯通孔20c中的由金属构成的一对填充部23A、23B ;以及以覆盖一对配线图案22A、22B的方式形成于树脂薄膜20的表面20a侧，且使来自LED芯片3的光反射的反射层24。另外，在图I (a)中，24a是使凸起32a、32b通过的开口。 其次，说明上述LED封装件I的各部分。树脂薄膜树脂薄膜20优选具有以半径50mm弯曲也不发生裂纹的挠性(柔性)和绝缘性。作为树脂薄膜20，能够使用由例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、环氧、芳香族聚酰胺等树脂构成的薄膜。配线图案一对配线图案22A、22B在搭载区域30的沿着预定方向的一边30a的长度例如O. 3mm以上的范围，具有搭载区域30的沿着正交于预定方向的方向的另外的一边30b的长度例如O. 04mm以下的第一间隔dl，并且以相对的方式分离。配线图案优选存在半导体封装件上表面的面积之中50%以上。通过增大配线图案的面积比，能够减小反射效率差的树脂薄膜20的露出区域，与以往相比能够提高封装件的反射率。并且，第一间隔dl优选设定为能够以例如光刻技术、蚀刻处理制作的最小值。具体而言，优选为30 μ m 100 μ m。另外，就配线图案22A、22B之间的第一间隔dl而言，在将配线图案22A、22B的厚度设为t时，也可以设定为dl彡(t+ΙΟμπι)。配线图案22A、22B的厚度t优选为30 μ m以上。配线图案22A、22B优选具有350W/mk以上的热导率。作为这种配线图案22A、22B的材料，能够使用铜(纯铜)或铜合金等。通过将铜用于配线图案22A、22B的材料，能够实现396W/mk。就配线图案22A、22B的形状而言，在本实施方式中为矩形，但不限于此，既可以是五边形以上的多边形，也可以是包含曲线、圆弧等的形状。填充部一对填充部23A、23B在搭载区域30的沿着预定方向的一边30a的长度例如O. 3mm以上的范围，具有搭载区域30的沿着正交于预定方向的方向的另外的一边30b的长度例如O. 3mm以下的第二间隔d2。作为第二间隔d2优选为O. 2mm以下。而且，一对填充部23A、23B从树脂薄膜20的表面20a侧看时，优选各个比搭载区域30的面积大，且各个具有配线图案22A、22B的面积的50%以上或75%以上的面积。一对填充部23A、23B也可以是各个具有比配线图案22A、22B的面积大的面积。在本实施方式中，填充部23A、23B具有配线图案22A、22B的面积的80%左右的面积。在LED封装件中，填充部配置成位于所搭载的LED芯片之下。因此，热的传导路径向LED芯片的下方形成最短路径，所以能够提高散热性。在本实施方式中，填充部设置成与配线图案相似的形状，但不限于此。填充部23A、23B填充于沿厚度方向贯通树脂薄膜20的贯通孔20c的树脂薄膜20的厚度1/2以上的部分而形成。在本实施方式中，在贯通孔20c内的大致全部填充填充部23A、23B。填充部23A、23B与配线图案22A、22B同样优选具有350W/mk以上的热导率。作为这种填充部23A、23B的材料，能够使用铜(纯铜)或铜合金等。通过将纯铜用于填充部23A、23B的材料，能够实现396W/mk。反射层 反射层24优选在以硫酸钡(BaSO4)的白色为基准的利用分光光度计的测定中，波长450 700nm的范围的初始全反射率为80%以上。作为这种材料，也能够使用白色的薄膜或抗蚀剂。另外，也可以在配线图案22A、22B上实施镀银而作为反射层。LED 芯片LED芯片3例如具有O. 3 I. Omm方形左右的尺寸，在底面至少具有一对由铝等构成的电极31a、31b、和形成于电极31a、31b上的由金等构成的凸起32a、32b。另外，作为LED芯片，也可以使用在底面和上表面分别具有电极或者在上表面具有两个电极，且利用线连接的引线接合型的LED芯片，也可以组合这些。密封树脂就密封树脂4A而言,在本实施例中为了使由LED芯片3发出的光具有方向性,表面具有球状或曲面，但不限于此。并且，作为密封树脂4A的材料，能够使用硅酮树脂等树脂。数值范围的意义以下，对有关上述各部分的数值范围的意义进行说明。数值薄膜的挠性将树脂薄膜20做成以半径R = 50mm弯曲也不发生裂纹的理由如下。一般而言，作为将蚀刻等液体处理工序大量有效地进行的方法，有效的是利用卷对卷的方法。但是，若想要利用卷对卷方法将树脂薄膜20以一条直线输送而争取处理时间(处理长度)，则存在输送速度过慢或者制造装置过长的问题。并且，若想要在运转制造装置的情况下进行圆筒状的树脂薄膜20的更换或结合，则需要积累的机构。作为解决该问题的方法，一般使用例如半径R= IOOmm以上的固定辊和可动辊将工件沿上下方向曲折地输送。使用即使是半径R=50mm也不发生裂纹的树脂薄膜20也是出于此原因。配线图案的厚度将配线图案22A、22B的厚度设为30μπι以上的理由如下。在作为配线图案22Α、22Β的材料使用铜箔的情况下，铜箔是以18 μ m、35 μ m、70 μ m、105 μ m的单位在市场上出售的。根据经验，18μπι的铜箔大多情况下向水平方向的热传导量不足，所以大多使用35μπι以上的厚度的铜箔来制造。在这种情况下，出于即使通过表面的化学研磨等变薄也能确保30 μ m以上的理由，将配线图案22A、22B的厚度设为30 μ m以上。配线图案之间的第一间隔dl在目前的蚀刻技术中，一般而言在作为配线图案22A、22B的材料使用铜箔的情况下，以与铜箔的厚度相同程度的宽度设置线路/间隙是微细化的极限，所以留点余裕将(铜箔的厚度+10 μ m)作为配线图案22A、22B之间的第一间隔dl。填充部的厚度填充部23A、23B越厚越能吸收热，散热面积也增加，并且也容易与印刷在安装基板上的钎焊膏接触，另一方面使填充部23A、23B变厚将不利于成本。一般而言，树脂薄膜20的厚度为50 μ m左右，所以根据经验其50%即25 μ m左右是必需的，从而将填充部23A、23B 的厚度设为树脂薄膜20的厚度的1/2以上。填充部之间的第二间隔d2填充部23A、23B之间的第二间隔d2越小越好，但是根据如下经验，即例如作为树脂薄膜20的材料，想要将50 μ m的厚度的聚酰亚胺稳定地压出，则大概O. 15mm的宽度是极限，将填充部23A、23B之间的第二间隔d2设为O. 20mm以下。LED封装件的制造方法以下，说明图I所示的LED封装件I的制造方法的一例。图2是表示图I所示的LED封装件I使用卷带式自动接合基板(TAB TapeAutomated Bonding)的外观的俯视图。LED封装件I能够使用卷带式自动接合基板100制造。另外，LED封装件I也可以通过使用刚性基板或柔性基板等的其他制造方法来制造。卷带式自动接合基板100沿长度方向形成多个块体102，该块体102是形成一个LED封装件I的单元图案101的集合体，在块体102的两侧分别以等间隔形成有多个同步孔103。图3 (a) (e)是将图I所示的发光元件搭载用基板2的制造方法的一例以一个单元图案101表示的剖视图。 (I)电绝缘材料的准备首先，如图3 Ca)所示，准备由粘接剂21和树脂薄膜20构成的电绝缘材料200。该电绝缘材料200已在市场上出售(株式会社巴川制纸所、东丽株式会社、株式会社有泽制作所等)，粘接剂21用罩薄膜(未图示)保护。在不购买而是要亲自制作该电绝缘材料200的情况下，能够在作为树脂薄膜20例如由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、环氧、芳香族聚酰胺中的任一种树脂构成的薄膜上，层压环氧系且热固化的带有粘接剂的片材而制造。该电绝缘材料200适合采用圆筒形式以便在TAB的制造线上流动，并且既可以预先切断成所需的宽度后再进行层压，也可以以宽的宽度进行层压之后再切断成所需的宽度(未图示)。(2)填充部用的贯通孔的形成然后，如图3 (b)所示，在电绝缘材料200上用冲孔模具开设用于填充部23A、23B的贯通孔20c。在该加工中，需要将一对贯通孔20c之间的第二间隔d2在O. 30mm以上的长度范围内设为O. 20mm以下，所以需要具有刚性的高精度的冲孔模具。具体而言，需要使用可动冲孔模板方式的模具，将冲模和冲孔模板使用线电极电火花加工机一起加工，将冲头、冲模、冲孔模板的主要的加工精度设为±0. 002mm以下，采用对冲头、冲模、冲孔模板的各个间隙进行微调等的机构。并且，当加工该贯通孔20c时，也可以根据需要开设同步孔103或对准用的孔(未图示)。(3)铜箔的形成然后，如图3 (c)所示，层压铜箔220。铜箔220若从电解箔或轧制箔且背面的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra为大致3 μ m以下并且厚度为35 105 μ m左右的铜箔中选择，则在之后的蚀刻工序中比较容易形成(铜箔的厚度+10 μ m)以下的第一间隔dl。层压优选使用常压或减压环境下的轧辊层压装置，但也可以是薄膜式、平板按压式、钢带式的层压装置。层压时的条件能够以粘接剂制造商所示的参考条件为基准来选择。在很多热固性粘接材料的情况下，一般在层压结束后，例如以150°C以上的高温进行二次硬化。这一点也是以粘接剂制造商的参考条件为基准来决定。(4)填充部的埋入然后，如图3 Cd)所示，对贯通孔20c通过电镀铜来进行埋入电镀而形成填充部23A、23B。关于埋入电镀的方法，在日本特开2003 — 124264号公报等中也有公开。具体而 言，应该是将铜箔面使用电镀用掩蔽带掩蔽后进行镀铜，而通过改变镀铜液的种类和电镀条件，可以将填充部23A、23B的前端形成为凸或凹或平坦。并且，填充部23A、23B的厚度也能够根据电镀条件(主要是电镀时间)调整。关于镀铜液和其使用方法的信息，能够容易从出售镀铜液的制造商(荏原优吉莱特株式会社、AT0TECH日本株式会社等)获得，所以省略详细的说明。(5)铜箔的图案形成然后，如图3 (e)所示，进行铜箔220的图案形成，从而形成配线图案22A、22B。虽然未图示，但由于关于图案形成使用光刻法，所以进行在铜箔220上涂敷抗蚀剂并经曝光之后，显影并蚀刻，剥离蚀刻后的抗蚀剂这种一系列的作业，从而形成配线图案22A、22B。当进行铜箔220的图案形成时，也可以代替抗蚀剂而使用干性薄膜。另外，进行了埋入电镀的面优选粘贴掩蔽带或涂敷背衬材料，从而保护填充部23A、23B免受蚀刻液等药液的影响。当蚀刻时，若仅使用一般的氯化亚铁系或氯化铜系的蚀刻液，则图案的截面末端变宽，若在图案的表面形成(配线图案22A、22B的厚度+ΙΟμπι)以下的第一间隔dl，则配线图案22A、22B的末端部分相连。于是，需要选择在蚀刻时保护铜箔220的侧壁免受蚀刻液的影响的同时向板厚方向进行蚀刻的类型的蚀刻液，使蚀刻液的喷射图案等最佳化。作为这种蚀刻液制造商，例如有株式会社ADEKA。另外，在不能用蚀刻液将配线图案22A、22B的第一间隔dl减小至预定值的情况下，还能够通过对所形成的配线图案22A、22B镀铜，使配线图案22A、22B的厚度和宽度变粗相当于镀铜的厚度部分，从而减小配线图案22A、22B的间隔dl。(6)电镀处理接着，虽然未图示，剥下埋入电镀侧的掩蔽带，对配线图案22A、22B及填充部23A、23B的表面进行包含金、银、钯、镍、锡、铜中的某种金属的电镀。电镀也可以是多个种类、多个层。作为电镀的方法，优选为不需要电镀用供电线的非电解镀，但也可以是电解镀。此时，也可以在铜箔的图案面和埋入电镀面侧交替掩蔽的同时进行另一种类的电镀。另外，为了减小电镀的面积，铜箔的图案面也可以预先将不需要电镀的部分用抗蚀剂或覆盖层覆盖之后进行电镀。通过以上各步骤，能够形成如图2所示的卷带式自动接合基板100，发光元件搭载用基板2以圆筒形式完成。(7)卷带式自动接合基板的切断、LED芯片的搭载然后，将完成的卷带式自动接合基板100以块体102单位切断成所需的长度，将LED芯片3用安装机安装在搭载区域30上。按照LED芯片3的凸起32a、32b的材质(金或软钎料)，选择最佳的安装机即可。另外，对于引线接合型的LED芯片也能同样地进行安装。作为安装机的制造商，例如有JUKI株式会社、松下生产科技株式会社、株式会社日立高新技术仪器、株式会社新川等。(8)密封树脂的形成然后，根据需要，经过大气压的等离子清洗或LED芯片3的底部填充，利用压缩模制装置和模具将LED芯片3用密封树脂4A例如硅酮树脂密封(压缩模制)。密封树脂4A中也可以混入荧光体，也可以事先将含有荧光体的树脂进行浇注封装之后进行密封。 (9) LED封装件的个片化将LED封装件I进行个片化(分割)成LED封装件单位(一个单元)。在此情况下，一般而言通过利用旋转砂轮切断的切割来进行，但也可以利用例如被称为大刀之类的刀具切断。如此能够完成LED封装件I。LED封装件的动作然后，对LED封装件I的动作进行说明。LED封装件I例如安装在安装基板上，LED芯片3与安装基板电连接。即，在安装基板上形成有一对供电用图案，在一对供电用图案上通过钎焊膏电连接LED封装件I的填充部23A、23B。若对供电用图案施加为驱动LED芯片3所需的电压，则该电压通过填充部23A、23B、配线图案22A、22B、凸起32a、32b以及电极31a、31b施加在LED芯片3上。LED芯片3通过施加电压使电流流过而发光，并通过密封树脂4A向外部射出光。LED芯片3的发热通过电极31a、31b、凸起32a、32b及配线图案22A、22B传递到填充部23A、23B，并向安装基板散热。第一实施方式的效果根据本实施方式，得到以下效果。(a)由于是如下单面配线基板，即，在树脂薄膜的表面以尽量窄的间隔形成一对配线图案，使在与此对应的位置以贯通树脂薄膜的方式设置的贯通孔中由金属构成的填充部与配线图案接触并露出于树脂薄膜的背面，所以能够进行倒装安装。通过将填充部的面积设置成比搭载区域的面积大，且为配线图案的面积的50%以上，填充部的散热面积增大，散热性良好。(b)能够提高作为发光元件搭载用基板的通用型，所以其结果能够提供每单位亮度的价格低廉的LED封装件。(C)关于散热性，通过主要调整配线图案和填充部的厚度、面积和位置，能够调整热的传导、对流、辐射。第二实施方式图4表示本发明的第二实施方式的LED封装件。并且，该图是去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。在第一实施方式中，在发光兀件搭载用基板2上搭载了一个LED芯片3,而本实施方式的LED封装件I搭载了多个(例如三个)LED芯片3。
本实施方式的搭载区域30是包含三个LED芯片3的区域。一对配线图案22A、22B在搭载区域30的一边30a的长度例如I. 2mm以上的范围，具有搭载区域30的一边30b的长度例如O. 3mm以下的第一间隔dl。一对填充部23A、23B在搭载区域30的一边30a的长度(例如I. 2mm)以上的范围，具有搭载区域30的一边30b的长度(例如O. 3mm)以下的第二间隔d2。第三实施方式图5表示本发明的第三实施方式的LED封装件。并且，该图是去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。在第一及第二实施方式中，搭载区域30为一个，并且仅搭载了 LED芯片3，而本实施方式具有多个搭载区域30A、30B，并且除了 LED芯片3之外，还搭载了其他电子部件。
S卩，本实施方式的LED封装件I以横跨一对配线图案22A、22B的方式设有搭载区域30A，在一个配线图案22k上也设有搭载区域30B。该LED封装件I在一个搭载区域30A搭载与第一及第二实施方式相同的LED芯片3，在另一个搭载区域30B搭载LED芯片5A，以横跨一对配线图案22A、22B的方式搭载作为静电破坏防止元件的齐纳二极管7。LED芯片5A是在底面具有一个电极(未图不)、且在上表面具有另一个电极5a的类型。LED芯片5A其底面的电极利用凸起或导电性粘接剂接合于配线图案22A，上表面的电极5a利用接合线6电连接于另一个配线图案22B。从散热性的观点来看，更优选的是搭载区域30B和LED芯片5A布置在填充部23A的水平投影面内。第四实施方式图6表示本发明的第四实施方式的LED封装件。并且，该图是去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。在第一实施方式中，以横跨配线图案22A、22B的方式搭载了一个LED芯片3,而本实施方式的LED封装件I在一个配线图案22A上搭载了多个(例如三个)LED芯片5B。本实施方式以包含三个LED芯片5B的方式在一个配线图案22A上设有搭载区域30。该LED封装件I在搭载区域30搭载三个LED芯片5B，以横跨一对配线图案22A、22B的方式搭载作为静电破坏防止元件的齐纳二极管7。LED芯片5B在上表面具有两个电极5a。LED芯片5B的底面利用硅酮树脂等粘接剂接合于配线图案22A。三个LED芯片5B之中位于两端的LED芯片5B，其一个电极5a利用接合线6A、6D连接于配线图案22A。三个LED芯片5B之间，电极5a彼此利用接合线6B、6C连接。从散热性的观点来看，更优选的是搭载区域30B和LED芯片5B布置在填充部23A的水平投影面内。第五实施方式图7 (a)是本发明的第五实施方式的LED封装件的剖视图，图7 (b)是从图7 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。在第一实施方式中，配线图案22A、22B具有矩形形状，而本实施方式将配线图案22A、22B做成凸状，填充部23A、23B也与配线图案22A、22B同样做成凸状。配线图案22A、22B在具有第一间隔dl的部分具有凸部22a。凸部22a之间的间隔dl与第一实施方式相同。填充部23A、23B在具有第二间隔d2的部分具有凸部23a。第一间隔dl及第二间隔d2与第一实施方式相同。根据本实施方式，如图7 (a)所示，若在LED芯片3的正下方，将配线图案22A、22B及填充部23A、23B的形状做成凸状，则填充部23A、23B之间的第二间隔d2的部分的长度变短，所以该部分的机械强度容易确保，容易将填充部23A、23B之间的第二间隔d2设为例如O. 20mm 以下。并且，通过减小填充部23A、23B之间的间隔d2，能够减小位于LED芯片3的正下方的作为热导率低的部件的树脂薄膜20的面积，相应地能够增加填充部23A、23B的面积，所以能够提高LED芯片3附近的热传导量。并且，本实施方式的密封树脂4B与如第一实施方式的球形不同，具有矩形形状。由于该密封树脂4B的上表面平坦，所以能够利用真空吸引来安装。
另外，凸部22a、23a的形状不限于图7，也可以是多级的形状，也可以将凸部22a、23a设置在多处。通过这样，能够预料提高LED芯片3的电极版图的设计自由度的效果。第六实施方式图8 (a)是本发明的第六实施方式的LED封装件的剖视图，图8 (b)是从图8 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。本实施方式的LED封装件I是在第五实施方式中，使配线图案22A、22B及填充部23A、23B的外侧的端部与LED封装件I的外形大致一致。通过这样，当将LED封装件I用软钎料通过回流焊而安装在安装基板上时，容易进行焊脚的外观确认。并且，通过配线图案22A、22B的一部分和填充部23A、23B露出一部分，能够期待散热性的提高。第七实施方式图9 (a)是本发明的第七实施方式的LED封装件的剖视图。图9 (b)是从图9 (a)的LED封装件去除密封树脂和反射层的LED封装件的俯视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。本实施方式的LED封装件I是在第六实施方式中，使一对配线图案22A、22B比一对填充部23A、23B局部地小，从而在从配线图案侧看时能够看见填充部23A、23B的一部分。由于是形成填充部23A、23B之后形成配线图案22A、22B的工序顺序，所以可以设置成这种形状。根据该形状能够使设在配线图案22A、22B侧的反射层24等的树脂类的结合变得良好。尤其，若将配线图案22A、22B的外形设为复杂的形状，或将配线图案22A、22B的蚀刻截面设为倒锥形，则能够期待很大的效果。第八实施方式图10是本发明的第八实施方式的LED封装件的剖视图。另外，本实施方式也可以不设反射层。本实施方式的LED封装件I是在第七实施方式中，在发光元件搭载用基板2的背面20b形成了阻焊层25。阻焊层25用于防止在填充部23A、23B侧用软钎料进行回流焊安装时的焊桥。可以将一般的液态抗蚀剂进行网板印刷而形成。不言而喻，阻焊层25的形状可以从I型、H型、包围封装件外周的口字形等中自由选择而设计。第九实施方式图11 (a)是本发明的第九实施方式的LED封装件的剖视图，图11 (b)是从图11(a)的LED封装件去除密封树脂的LED封装件的俯视图。另外，也可以在配线图案22A、22B之上设置反射层。本实施方式的LED封装件I是在第八实施方式中，在配线图案22A、22B侧通过模制树脂成型而形成密封树脂4C，该密封树脂4C具有反射来自LED芯片3的光的倾斜面4a并作为反射器起作用。作为这种模制树脂，有日立化成制(CEL-W- 7005)等。第十实施方式图12是本发明的第十实施方式的LED封装件的剖视图。另外，也可以在配线图案22A、22B之上设置反射层。本实施方式的LED封装件I是在第九实施方式中，使作为反射器起作用的密封树脂4C的一部分蔓延至树脂薄膜20的背面20b侧。优选在封装件外形上开设一处以上的贯通孔而使模制树脂还蔓延至填充部23A、23B侧，密封树脂4a和4b局部或整体地成为一体化。通过这样，LED封装件I的机械强度增强。并且，若将配线图案22A、22B的外形设为复 杂的形状，或将配线图案22A、22B的蚀刻截面设为倒锥形，则能够期待难以剥下密封树脂的效果。另外，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明要点的范围内可以进行各种变形实施。例如，也可以在填充部23A、23B通过绝缘层连接散热器。绝缘层优选使用散热性高的材料。在此情况下，不通过填充部23A、23B而是直接通过配线图案22A、22B对LED芯片3施加电压。散热性的评价为了确认本发明的配线基板的散热性而用类似于图6的安装方式进行了试验。就配线基板的厚度方向的结构而言，作为树脂薄膜20使用了 Upilex-S(宇部兴产株式会社的商品名)的50 μ m厚度的树脂薄膜，在此树脂薄膜上作为粘接剂21层压了巴川X (株式会社巴川制纸所的商品名)1211111，作为配线图案224、228使用了厚度3511111的铜箔。作为评价用的配线基板的配线图案仅使用了大致图6的22B侧的图案。首先，作为配线基板A，其平面尺寸是树脂薄膜20为2. 2X1. 6mm,图案22B % I. 6X1. 3_，填充部23B % I. 2X1. Omm,各个配置成中心大致相同。并且，填充部23B的厚度为60 μ m,在填充部23B和配线图案22B表面上加工了 Ni镀层O. 5 μ m、金镀层O. 5 μ m。作为比较用的配线基板B使用了相同结构、尺寸且没有填充部23B和贯通孔的配线基板。然后，将配线基板A和配线基板B使用Au -Sn膏固定在TO — 46管座上，分别在图案的中央附近将2线类型的O. 5mm方形的LED芯片(日立电线株式会社制)用银膏进行裸片接合，用金线连接T0-46管座与LED芯片。并且为了用于比较，在TO - 46上将相同的LED芯片用银膏进行裸片接合，并用金线与TO — 46管座连接。对该三种样品使用瞬态热电阻测定法(AVF法)推定了热电阻和LED芯片的温度上升。其结果，就直到出现TO - 46管座的温度上升的影响之前的LED芯片的温度上升Λ Tj而言，在TO - 46管座上直接进行裸片接合的LED芯片与具有填充部的配线基板A的ATj大致相同且约为20°C。另一方面，没有填充部的配线基板B的ATj约为40°C。若将此用直到TO - 46管座的热电阻Rth表示，则在TO - 46管座上直接进行裸片接合的LED芯片与配线基板A的Rth约为60°C /W，另外，没有填充部的配线基板B的Rth约为140°C /W。这表示具有填充部的配线基板A效率极高地向TO - 46管座进行热传导。
权利要求
1.一种发光元件搭载用基板，其特征在于， 是单面配线基板， 该单面配线基板具备 具有绝缘性的基板； 形成于上述基板的一个面上，并保持第一间隔而分离的一对配线图案； 沿厚度方向贯通上述基板，并保持第二间隔而分离的一对贯通孔；以及以与上述一对配线图案接触且露出于上述基板的与上述一个面相反侧的面的方式填充于上述一对贯通孔中的由金属构成的一对填充部， 上述一对填充部的各个填充部具有上述一对配线图案的各个配线图案的面积的50%以上的水平投影面积。
2.根据权利要求I所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 上述基板具有即使以半径50mm弯曲也不发生裂纹的挠性。
3.根据权利要求I或2所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 上述一对配线图案分别具有大致0. Imm2以上的面积， 上述第一间隔以在0. 3mm以上的范围在上述配线图案的表面成为配线厚度的I. 5倍以下的间隔的方式形成于上述基板的上述一个面上， 上述第二间隔以在0. 3mm以上的范围在上述基板的上述一个面侧成为0. 2mm以下的间隔的方式设于上述基板上。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 上述一对配线图案由铜或铜合金形成， 上述一对填充部由铜或铜合金构成，并且从上述贯通孔的上述一个面侧以上述基板的厚度的1/2以上的厚度填充。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 上述一对配线图案及上述一对填充部均具有350W/mk以上的热导率。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的发光兀件搭载用基板,其特征在于， 上述一对配线图案在具有上述第一间隔的部分具有凸部， 上述一对填充部在与上述一对配线图案的上述凸部大致相同的位置且具有上述第二间隔的部分具有凸部。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 包含上述一对配线图案的上述基板的一个面侧具有反射层，该反射层在以硫酸钡(BaSO4)的白色为基准的利用分光光度计的测定中，波长450 700nm的范围的初始反射率为80%以上。
8.根据权利要求I 7中任一项所述的发光元件搭载用基板，其特征在于， 在上述基板的与上述一个面相反侧的面侧具有阻焊层。
9.一种LED封装件，其特征在于， 以横跨权利要求I 8中任一项所述的发光元件搭载用基板的上述一对配线图案的方式，或者在一个配线图案的上表面搭载作为上述发光元件的LED芯片并电连接上述配线图案与上述LED芯片，将上述LED芯片利用密封树脂密封。
全文摘要
本发明提供发光元件搭载用基板及使用该发光元件搭载用基板的LED封装件，其能够进行使用单面配线基板的倒装安装，且散热性良好。发光元件搭载用基板是单面配线基板，该单面配线基板具备具有绝缘性的基板；形成于上述基板的一个面上，并保持第一间隔而分离的一对配线图案；沿厚度方向贯通上述基板，并保持第二间隔而分离的一对贯通孔；以及以与上述一对配线图案接触且露出于上述基板的与上述一个面相反侧的面的方式填充于上述一对贯通孔中的由金属构成的一对填充部，上述一对填充部的各个填充部具有上述一对配线图案的各个配线图案的面积的50%以上的水平投影面积。
文档编号H01L33/62GK102856484SQ20121020882
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月19日 优先权日2011年6月29日
发明者今井升, 伊坂文哉, 北村哲郎, 根本正德, 田野井稔 申请人:日立电线株式会社