CN103107272B - 基板、发光装置、以及基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不仅能够抑制发光元件的发光效率下降,而且能够与配线的细间距化(fine pitch)对应的基板、发光装置、以及基板的制造方法。基板(1)包括:第1引线框架(10);第2引线框架(20),层叠在所述第1引线框架(10)上;以及树脂层(30)。所述第1引线框架包括散热板(12)、和用于外部连接的多个电极(11)。所述第2引线框架包括用于搭载发光元件(40)的多个配线(21‑22;25‑26)。所述树脂层被充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间。所述多个配线被配置在所述散热板的上方。所述多个电极(113与所述多个配线的一部分(22)接合在一起。
Description
技术领域
本发明涉及基板、发光装置、以及基板的制造方法。
背景技术
以往,提出了各种发光装置。发光装置包括安装在基板上的发光元件。日本特开2003-092011号公报记载了以往(Related Art)的发光装置的例子。在该发光装置中,在形成于金属制基板的绝缘层上形成有配线层,在该配线层上安装有发光二极管(LightEmitting Diode:LED)等发光元件。
近年,发光装置的用途被广泛用于照明装置或者显示装置等。在这些用途中,希望能够对多个发光元件进行高密度安装。所以,要求能够使配线层微型化(细间距化finepitch)。然而,由于安装发光元件的配线层通过减去法(Subtractive)等来形成,所以很难使该配线层细间距化。进一步,在上述发光装置中,伴随对发光二极管的通电会使该发光二极管发热,因发光二极管发热而引起的温度上升会使发光二极管的发光效率下降。因此,会有为了使从发光二极管产生的热量高效地从上述配线层放出而较厚地形成配线层的趋势。在这样的情况下,越发使配线层的细间距化变得困难。
发明内容
本发明的一个形态提供一种基板,该基板包括第1引线框架、层叠在所述第1引线框架上的第2引线框架、以及树脂层。所述第1引线框架包括散热板和用于外部连接的多个电极。所述第2引线框架包括用于搭载发光元件的多个配线。所述树脂层被充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间。所述多个配线被配置在所述散热板的上方。所述多个电极与所述多个配线的一部分接合在一起。
基于本发明的一个形态,不仅能够抑制发光元件的发光效率下降,而且能够使配线细间距化。
附图说明
图1A是表示一个实施方式的基板的概略剖视图。
图1B是表示设置在图1A的基板上的第1引线框架的概略俯视图。
图1C是表示设置在图1A的基板上的第2引线框架的概略俯视图。
图2A是概略剖视图,其表示具备图1A的基板的发光装置。
图2B是表示图2A的发光装置的概略俯视图。
图2C是概略剖视图,其表示图2A的发光装置的稳压二极管周边的构造。
图3A是表示图1A的基板的制造方法的概略俯视图。
图3B表示图3A的一部分,为单位引线框架的放大俯视图。
图3C是沿图3B的C-C线的单位引线框架的概略剖视图。
图4A是概略俯视图,其表示图1A的基板的制造方法。
图4B表示图4A的一部分,为单位引线框架的放大俯视图。
图4C是沿图4B的D-D线的单位引线框架的概略剖视图。
图5A是沿图4B的D-D线的基板的剖视图,其表示图1A的基板的制造方法。
图5B是沿图3B的C-C线的基板的剖视图,其表示图1A的基板的制造方法。
图5C是表示图1A的基板的制造方法的说明图。
图6A~图6D是沿图3B的C-C线以及沿图4B的D-D线的基板的剖视图,其表示图1A的基板的制造方法。
图7A以及图7B是表示图1A的基板的制造方法的放大俯视图。
图8A以及图8B是沿图1B的A-A线以及沿图1C的A-A线的基板的剖视图,其表示图1A的基板的制造方法。
图8C是沿图2B的B-B线的发光装置的剖视图,其表示图2A的发光装置的制造方法。
图9A~图9C是表示变形例的基板的制造方法的概略剖视图。
图10A以及图10B是表示变形例的基板的制造方法的概略剖视图。
图11A~图11D是表示变形例的基板的制造方法的概略剖视图。
图12是表示变形例的发光装置的概略剖视图。
图13A是表示变形例的基板的概略俯视图。
图13B是表示变形例的发光装置的概略俯视图。
图14是表示发光装置的安装例的概略剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对实施方式进行说明。另外,在附图中,为了方便起见有时会将特征的部分放大显示。所以,各个构成要素的尺寸比率等可能与实际不同。另外,为了便于理解各个部件的截面构造,在剖视图中,省略了一部分绝缘层的剖线(hatching)。
以下,参照图1~图8,对一个实施方式进行说明。
(基板的构造)
如图1A所示,基板1包括:第1引线框架10;第2引线框架20,与该第1引线框架10接合在一起;以及树脂层30,被充填在第1引线框架10以及第2引线框架20之间。如后述那样,在一个实施方式中,该基板1被适用于发光装置2(参照图2A)。另外,图1A示出了沿图1B以及图1C的A-A线的基板1的截面构造。
第1引线框架10包括:用于外部连接的一对电极11,被电气连接在印刷电路板等安装基板的配线上;以及散热板12,被配设在一对电极11之间。作为第1引线框架10的材料,可以使用铜(Cu)、主要成分为Cu的合金、鉄-镍(Fe-Ni)、或者主要成分为Fe-Ni的合金。该第1引线框架10可通过例如对金属板进行蚀刻加工或者冲压加工而形成。
各个电极11包括:底座部11A;以及连接部11B,形成在该底座部11A的上表面。连接部11B比位于基板1内侧的、底座部11A的内侧面更向内侧突出。底座部11A的整个下表面由金属层13形成。
作为金属层13的例子,可以举出由银(Ag)或Ag合金形成的Ag层、或者由镍(Ni)或Ni合金形成的Ni层。进一步,作为金属层13的例子,可以举出Ni/金(Au)层(以Ni层、Au层的顺序层叠在底座部11A上而形成的金属层)、或者Ni/钯(Pd)/Au层(以Ni层、Pd层、Au层的顺序层叠在底座部11A上而形成的金属层)。在此,Au层由Au或者Au合金形成,Pd层由Pd或者Pd合金形成。另外,作为金属层13的例子,还可以举出Ni/Pd/Ag/Au层(以Ni层、Pd层、Ag层、Au层的顺序层叠在底座部11A而形成的金属层)、Ni/Ag层(以Ni层、Ag层的顺序层叠在底座部11A上而形成的金属层)、或者Ni/Pd/Ag层(以Ni层、Pd层、Ag层的顺序层叠在底座部11A上而形成的金属层)等。
如图1A所示,作为金属层13而形成的底座部11A的下表面从位于基板1下表面的、树脂层30的下表面露出。另外,底座部11A的下表面与树脂层30的下表面大致齐平。也就是说,作为底座部11A的下表面而设置的金属层13的下表面与树脂层30的下表面大致齐平。底座部11A的下表面作为与基板外部连接的连接部(例如,被安装在印刷电路板等安装基板上的面)来使用。另外,从外部的电源经由安装基板的配线等向电极11供电。
底座部11A包括位于基板1外周面的外侧面。底座部11A的外侧面从位于基板1外周面的、树脂层30的外侧面露出。该底座部11A的外侧面形成为与树脂层30的外侧面大致齐平。
如图1B所示,俯视来看,上述底座部11A的上表面形成为大致矩形,连接部11B形成为大致半椭圆形。连接部11B从底座部11A的上表面向上方突出。连接部11B与底座部11A形成为一体,并且与底座部11A电气连接。连接部11B的上表面与第2引线框架20的配线22抵接,且与该配线22电气连接。如图1A所示,在该连接部11B的上表面,形成有用于与上述第2引线框架20接合的槽部11X。该槽部11X从连接部11B的上表面延出至连接部11B的厚度中途为止。另外,在底座部11A和第2引线框架20之间形成有空间S1。
在此,各个电极11的厚度(即,从底座部11A的下表面起至连接部11B的上表面为止的高度)可以设为例如0.4mm~0.8mm的程度。
散热板12包括;底座部12A;以及宽幅部12B,形成在该底座部12A的上表面,该宽幅部12B的宽度要宽于底座部12A的宽度。与上述底座部11A的下表面相同,底座部12A的整个下表面由金属层13形成。该底座部12A的厚度与上述底座部11A的厚度大致相同。另一方面,宽幅部12B的厚度比上述连接部11B的厚度要薄。由此,在宽幅部12B和第2引线框架20之间形成有空间S2。
在此,散热板12的厚度(即,从底座部12A的下表面起至宽幅部12B的上表面为止的高度)可以设为例如0.3mm~0.7mm的程度。空间S2的厚度可以设为例如0.1mm~0.2mm的程度。另外,如图1B所示,宽幅部12B的平面形状形成得比底座部12A的平面形状要大。
散热板12通过形成于底座部11A、12A之间的开口部10X、以及形成于宽幅部12B和连接部11B之间的开口部10Y而与各个电极11分开。换句话说,一对电极11以及散热板12被开口部10X、10Y划分开。
如图1A所示,第2引线框架20包括:多个第1配线21(引线)、一对第2配线22(引线)、以及框部23,形成在比第2配线22更靠外侧的位置上。在第1配线21以及第2配线22上搭载有发光元件40(参照图2A)。第2配线22与上述电极11电气连接。作为第2引线框架20的材料,可以使用铜(Cu)、主要成分为Cu的合金、鉄-镍(Fe-Ni)、或者主要成分为Fe-Ni的合金。该第2引线框架20可通过例如对金属板进行蚀刻加工或者冲压加工而形成。
多个第1配线21为用于搭载发光元件40的配线。多个第1配线21被设置在散热板12的上方。在第1配线21和散热板12之间形成有上述的空间S2。所以,各个第1配线21与散热板12电气分离。
各个第1配线21的上表面由金属层24形成。作为金属层24的例子,可以举出由Ag或Ag合金形成的Ag层、Ni/Au层(以Ni层、Au层的顺序层叠在第1配线21上而形成的金属层)、或者Ni/Pd/Au层(以Ni层、Pd层、Au层的顺序层叠在第1配线21而形成的金属层)。在此,Ni层由Ni或者Ni合金形成,Au层由Au或者Au合金形成,Pd层由Pd或者Pd合金形成。另外,作为金属层24的例子,还可以举出Ni/Pd/Ag/Au层(以Ni层、Pd层、Ag层、Au层的顺序层叠在第1配线21而形成的金属层)、Ni/Ag层(以Ni层、Ag层的顺序层叠在第1配线21上而形成的金属层)、或者Ni/Pd/Ag层(以Ni层、Pd层、Ag层的顺序层叠在第1配线21上的金属层)等。
如图1A所示,作为金属层24而形成的第1配线21的上表面从位于基板1的上表面的、树脂层30的上表面露出。另外,第1配线21的上表面与树脂层30的上表面大致齐平。第1配线21的上表面为发光元件40(参照图2A)的搭载部,金属层24作为与发光元件40连接的连接部来使用。另外,金属层13为第1金属层的一个例子,金属层24为第2金属层的一个例子。
如图1C所示,各个第1配线21的平面形状为大致带状或者长方形。这些多个第1配线21在第2引线框架20的中央部,平行且相邻地配置。这些多个第1配线21通过第2引线框架20的开口部20X而相互电气分离。
一对第2配线22为用于搭载发光元件40的配线。一对第2配线22将第1配线21围绕。例如,各个第2配线22包括:连接部22A,形成为俯视来看为大致半椭圆形;以及延出部22B,从该连接部22A的两端向第2引线框架20的内侧延伸。也就是说,俯视来看,各个第2配线22形成为大致U字形。这对第2配线22通过上述开口部20X而与第1配线21电气分离。
如图1A所示,第2配线22的上表面从树脂层30的上表面露出。另外,第2配线22的上表面与树脂层30的上表面大致齐平。
在上述连接部22A的上表面的一部分上形成有金属层24。在该金属层24上安装有多个发光元件40(参照图2A)。也就是说,第2配线22(连接部22A)的上表面为发光元件40的搭载部,上述连接部22A上的金属层24作为与发光元件40连接的连接部来使用。
另外,在连接部22A上,形成有用于与上述电极11接合的开口部22X。该开口部22X沿厚度方向贯穿第2引线框架20,并且与形成于电极11的连接部11B上的槽部11X相连通。然后,在开口部22X以及槽部11X内充填有接合部件31。通过该接合部件31,第2配线22与电极11接合在一起。另外,第2配线22的连接部22A的下表面与电极11的连接部11B的上表面抵接,使得第2配线22与电极11电气连接。这样,第2配线22(连接部22A)的下表面作为与电极11连接的连接部来使用。
如图1C所示,各个第2配线22的延出部22B的顶端部与另一方的第2配线22的延出部22B的顶端部对置。与连接部22A上的金属层24相同,在该延出部22B的顶端部的上表面形成有金属层24。在该金属层24上搭载有稳压二极管(zener diode)28(参照图2B、图2C)。也就是说,延出部22B为用于连接稳压二极管28的配线(引线),该延出部22B上的金属层24为与稳压二极管28连接的连接部。
如图1C所示,框部23形成为,将第1配线21以及第2配线22围绕。框部23通过上述开口部20X而与第1配线21以及第2配线22电气分离。另外,在框部23和上述电极11之间形成有上述的空间S1。所以,框部23与电极11电气分离。
如图1A所示,框部23的上表面从树脂层30的上表面露出。该框部23的上表面与树脂层30的上表面大致齐平。另外,位于基板1外周面的、框部23的外侧面从树脂层30的外侧面露出,并且与树脂层30的外侧面大致齐平。该框部23是为了在基板1的制造过程中支承第1配线21以及第2配线22而设置。
这样,在第2引线框架20中,通过上述开口部20X,第1配线21、第2配线22、以及框部23相互分开。换句话说,第1配线21、第2配线22、以及框部23被开口部20X划分开。另外,这些第1配线21、第2配线22、以及框部23的厚度分别可以设为例如0.1mm~0.25mm的程度。
如图1A所示,树脂层30被充填在,电极11和框部23之间的空间S1内、以及散热板12和第1配线21之间的空间S2内。另外,树脂层30还被充填在,第1引线框架10的开口部10X、10Y内、以及第2引线框架20的开口部20X内。也就是说,树脂层30被形成在,电极11和散热板12之间、多个第1配线21之间、第1配线21和第2配线22之间、以及电极11和框部23之间。作为该树脂层30的材料,可以使用例如聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、硅树脂等绝缘性树脂、或者在该绝缘性树脂中混入了二氧化硅或氧化铝等填料的树脂材料。另外,作为树脂层30的材料,还可以使用例如白色的绝缘性树脂。作为白色的绝缘性树脂,可以使用例如在环氧类树脂或者有机聚硅氧烷类树脂中混入了白色的氧化钛等填料的树脂材料、或者含有TiO2或BaSO4等白色颜料的树脂材料。
(发光装置的构造)
如图2A所示,发光装置2包括:上述基板1;安装在基板1上的多个发光元件40;安装在基板1上的多个稳压二极管28;以及对发光元件40等进行封装的封装树脂50。另外,图2A示出了沿图2B的B-B线的发光装置2的截面构造。在图2B、图2C中,省略了对图2A所示的封装树脂的图示。作为发光元件40,可以使用例如发光二极管(Light Emitting Diode:LED)或者垂直腔面发射体激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)。另外,作为发光二极管,可以使用以下构造,将氧化铟镓(InGaN)等化合物半导体(compoundsemiconductor)层叠在蓝宝石(Al2O3)、碳化硅(SiC)等单晶基板(single-crystalsubstrate)上,并在具有pn结(p-n junction)结构的发光元件基体的单面上形成正电极焊盘以及负电极焊盘而得到的构造。
发光元件40被安装在,形成于第1配线21上以及第2配线22上的金属层24上。各个发光元件40跨过开口部20X被倒装接合在第1配线21的金属层24上和第2配线22的金属层24上、或者跨过开口部20X被倒装接合在2个第1配线21的金属层24上。在此,在发光元件40的单面(在图2A中,为下表面)上形成有2个凸点41。2个凸点41中的一个凸点41被倒装接合在2个金属层24中的一个金属层24上,另一个凸点41被倒装接合在另一个金属层24上。另外,如图2B所示,发光元件40呈矩阵状地(在图2B中,为7×7)排列在金属层24上。所以,在本实施方式的发光装置2中,在一对第2配线22之间串联连接有7个发光元件40,并且7组所述串联连接的发光元件40并排连接。这些发光元件40经由第1配线21以及第2配线22被连接在电极11上。然后,从外部的电源(图示略)经由电极11或者第2配线22等向这些发光元件40供电使其发光。另外,发光元件40的平面形状例如为矩形,该尺寸面积例如为0.3mm2~0.5mm2左右。
另外,作为凸点41,可以使用例如金凸点或者钎料凸点(solder bump)。作为钎料凸点的材料,可以使用例如含铅(Pb)的合金、锡(Sn)和Au的合金、Sn和Cu的合金、Sn和Ag的合金、以及Sn和Ag和Cu的合金等。
各个稳压二极管28被搭载在,形成于一方的第2配线22的延出部22B的顶端部上表面的金属层24上。各个稳压二极管28包括:稳压二极管芯片下表面,形成有电极28A;稳压二极管芯片上表面,形成有电极28B。电极28A被形成在整个稳压二极管芯片下表面。然而,如图2C所示,在各个稳压二极管28中,稳压二极管芯片下表面(电极28A)被接合部件28C连接在金属层24上。由此,稳压二极管芯片下表面(电极28A)与一方的第2配线22的延出部22B电气连接。另外,稳压二极管芯片上表面的电极28B经由接合线(bonding wire)29与形成于对置的延出部22B的顶端部上表面的金属层24电气连接。通过这样实施,在对置的2个延出部22B之间搭载有稳压二极管28。另外,搭载该稳压二极管28是为了防止发光二极管等发光元件40因静电而引起损坏。
作为上述接合部件28C,可以使用例如银浆(Ag paste)或者钎料。另外,作为接合线29,可以使用例如Au金属线、铝(Al)金属线、Cu金属线。
如图2A所示,封装树脂50以对发光元件40、凸点41、稳压二极管28(在图2A中省略图示)、以及接合线29(在图2A中省略图示)进行封装的形式被设置在第2引线框架20以及树脂层30的上表面。作为该封装树脂50的材料,可以使用例如在硅树脂中混入了荧光体的树脂材料。通过将这种混入了荧光体的树脂材料形成在发光元件40上,可以使用发光元件40的发光与荧光体的发光的混合色,从而能够以多种形式控制发光装置2的发光颜色。
在本实施方式中,基板1通过将具有一对电极11的第1引线框架10、和具有作为发光元件40的安装区域的第1配线21以及第2配线22在内的第2引线框架20接合而形成。也就是说,在个别地制造出第1引线框架10以及第2引线框架20之后,这些第1引线框架10以及第2引线框架20被接合在一起。由此,在制造第2引线框架20时,能够对第2引线框架20的两面进行加工。所以,相比于以往的发光装置那样在使用减去法等只能进行单面的蚀刻加工的情况,能够更加使第1配线21以及第2配线22细间距化(微型化)。具体地讲,在用减去法形成配线层的情况下,因蚀刻沿配线层的面内方向进行的侧蚀现象而使配线层的截面形状成为梯形。因此,在配线层变厚而使配线的间距变窄时,就很难确保配线之间的空间。对此,在将第1配线21以及第2配线22形成在第2引线框架20上的情况下,能够从作为第2引线框架20的金属板的两面进行蚀刻加工。基于这样的蚀刻加工,即使第1配线21以及第2配线22的厚度变厚,也能够容易地确保与该厚度(例如,为105μm)相当的空间(例如,为105μm)。所以,能够使第1配线21以及第2配线22细间距化。
(基板的制造方法)
接着,参照图3~图7,对上述基板1的制造方法进行说明。
首先,在图3A~图3C所示的工序中,对金属板进行冲压加工,或者对金属板的两面进行蚀刻加工,形成基板框架60。如图3A所示,在基板框架60的一个面上划分有多个(在图3A中,为3个)树脂充填区域61,这些树脂充填区域61相互分开。在各个树脂充填区域61内,呈矩阵状(在图3A中,为4×3)地连设有分别与上述第1引线框架10对应的多个单位引线框架10A。在各个树脂充填区域61中,4×3个单位引线框架10A被沿长度方向(图3A中的左右方向)延伸的一对轨道部62和沿宽度方向(图3A中的上下方向)延伸的一对轨道部63所支承。如图3B所示,在各个单位引线框架10A上,划分有一对电极11和散热板12。各个单位引线框架10A的电极11以及散热板12经由系杆(tie bar)64分别与相邻的单位引线框架10A的电极11以及散热板12连接,或者经由系杆64与轨道部62、63连接。进一步,如图3C所示,在各个单位引线框架10A中,在电极11的连接部11B上形成有槽部11X。另外,在后续工序的树脂充填工序中,通过一次成型的方式,对每个树脂充填区域61进行树脂充填。
另一方面,在图4A~图4C所示的工序中,对金属板进行冲压加工,或者对金属板的两面进行蚀刻加工,形成基板框架70。如图4A所示,在基板框架70的一个面上划分有多个(在图4A中,为3个)框架区域71,这些框架区域71相互分开。在各个框架区域71内,呈矩阵状(在图4A中,为4×3)地连设有分别与上述第2引线框架20对应的多个单位引线框架20A。另外,在各个框架区域71中,4×3个单位引线框架被沿长度方向(图4A中的左右方向)延伸的一对轨道部72和沿宽度方向(图4A中的上下方向)延伸的一对轨道部73所支承。在各个单位引线框架20A上,划分有第1配线21、第2配线22、以及框部23。另外,在各个单位引线框架20A上,划分有将第1配线21、第2配线22、以及框部23相互电气连接的连结部74。该连结部74将多个第1配线21连接在第2配线22的延出部22B上,并且将第2配线22连接在框部23上。各个单位引线框架20A的框部23经由系杆75与相邻的单位引线框架20A的框部23连接,或者经由系杆75与轨道部72、73连接。进一步,如图4C所示,在各个单位引线框架20A中,在第2配线22的连接部22A上形成有开口部22X。
接着,在图5A所示的工序中,在各个单位引线框架20A的各个第1配线21的整个上表面、以及各个第2配线22的上表面的一部分上形成金属层24。例如,通过局部电镀装置,用将不需形成金属层24的部分作为掩膜且将基板框架70作为供电层使用的电镀法对基板框架70的上表面进行电镀而形成上述金属层24。
接着,在图5B所示的工序中,在基板框架60的整个下表面、即电极11的底座部11A的整个下表面以及散热板12的底座部12A的整个下表面,形成金属层13。例如,通过局部电镀装置,用将不需形成金属层13的部分作为掩膜且将基板框架60作为供电层使用的电镀法对基板框架60的下表面进行电镀而形成上述金属层13。
接着,在图5C所示的工序中,用切割机(dicer)、打槽机、或者冲压模具将图4A所示的基板框架70切断而使各个框架区域71分开,将该切断的框架区域71层叠在基板框架60所对应的树脂充填区域61上。也就是说,将4×3个单位引线框架20A层叠在相对应的4×3个单位引线框架10A上。
在该工序中,如图6A所示,以各个单位引线框架20A的开口部22X与各个单位引线框架10A的槽部11X相连通、且使第2配线22的连接部22A的下表面与电极11的连接部11B的上表面抵接的形式,将各个单位引线框架20A对准相对应的单位引线框架10A。这时,第1配线21被配置在散热板12的上方。在此,第1配线21以及第2配线22经由连结部74被支承在框部23上,该框部23经由系杆75(参照图4B)被支承在轨道部72、73上。所以,在第2配线22的连接部22A与电极11的连接部11B抵接时,在框部23和电极11的底座部11A之间形成有空间S1。进一步,在第1配线21和散热板12之间形成有空间S2。接着,如图6B所示,通过钎焊将电极11和第2配线22接合在一起。例如,将钎料球(solder ball)搭载在开口部22X和槽部11X内(或者,放入钎料球),然后,通过回流焊(reflow)将电极11和第2配线22接合在一起。由此,各个单位引线框架20A被层叠在相对应的单位引线框架10A上。另外,在开口部22X以及槽部11X内充填有接合部件31(在此,为钎料)。另外,在用钎料(接合部件31)将第2配线22和连接部11B相接合的情况下,在基板框架60、70上分别形成金属层13、24时,在槽部11X的内部表面形成金属层13,在开口部22X的内部表面上形成金属层24。由此,能够很好地对第2配线22和电极11进行连接。也就是说,由于通过形成于槽部11X的内部表面的金属层13以及形成于开口部22X的内部表面的金属层24使可焊性提高,所以能够很好地对第2配线22以及电极11进行相互的接合。
接着,在图6C所示的工序中,通过一次成型的方式,将树脂层30形成在,单位引线框架10A和单位引线框架20A之间的空间S1、S2内、单位引线框架10A的开口部10X、10Y内、以及单位引线框架20A的开口部20X内。虽然未予图示,然而在该工序中,例如将图6B所示的构造体置于下模上,从上方用上模将该构造体夹住。然后,一边将绝缘性树脂从模具浇口部(moldgate)(图示略)注入到对应的树脂充填区域61(参照图5C)内,一边对图6B的构造体进行加热以及加压。该树脂层30为由例如传递模塑法、压缩模塑法、喷射模塑法等形成的模压树脂。
接着,在图6D所示的工序中,去除图6C所示的连结部74。也就是说,如图7A所示,去除将第1配线21、第2配线22、以及框部23相互连接的连结部74(参照图7A中的圆框)。由此,如图7B所示,第1配线21以及第2配线22与框部23分开,且第1配线21与第2配线22分开,且多个第1配线21相互分开。另外,连结部74的去除,例如可通过打槽加工、激光加工、切割机进行切断来进行。
通过以上的制造工序,在各个单位引线框架10A上形成有相当于基板1的构造体。
接着,通过切割机或者打槽机等将图7B所示的构造体沿着切割位置D1(参照虚线)切断。由此,如图8A所示,图7B的构造体被单个化而形成各个基板1,从而可制造多个基板1。另外,这时,通过该切断,图7B所示的系杆75、以及形成在比框部23更靠外侧的树脂层30被从基板1上去除。
(发光装置的制造方法)
在图8B所示的工序中,将发光元件40安装在,形成于基板1的第1配线21以及第2配线22的上表面的金属层24上。在本实施方式中,将发光元件40的凸点41倒装接合在相邻的金属层24的各自的上表面。例如在凸点41为金凸点的情况下,将该金凸点41超声波焊接在金属层24上。
另外,省略图示,将稳压二极管28(参照图2B以及图2C)搭载在基板1的第2配线22的延出部22B上。在本实施方式中,使稳压二极管28经由接合部件28C接合在形成于延出部22B的顶端部上表面的金属层24上。另外,通过引线接合法,将稳压二极管芯片上表面的电极28B电气连接在对置的延出部22B上。
接着,在图8C所示的工序中,形成对安装在基板1的多个发光元件40、凸点41、稳压二极管28、以及接合线29(参照图2C)进行封装的封装树脂50。例如,在使用热固性树脂作为封装树脂50的情况下,将图8B所示的构造体收容在模具内,在模具内施加压力(例如,5MPa~10MPa),将流态化的树脂导入到模具内。然后,例如以180℃左右的温度对树脂进行加热使其固化,由此形成封装树脂50。另外,封装树脂50也可以通过灌注液状的树脂来形成。通过以上的制造工序,可制造图2A所示的发光装置2。
基于一个实施方式,可以获得以下的优点。
(1)即使在第1配线21以及第2配线22较厚的情况下,也可以使第1配线21以及第2配线22细间距化。所以,能够高密度地搭载多个发光元件40。另外,通过较厚地形成第1配线21以及第2配线22,能够使从发光元件40产生的热量高效地从第1配线21以及第2配线22放出。由此,能够抑制发光元件40的温度上升,从而能够适宜地抑制发光元件40的发光效率下降。
(2)将第2配线22和电极11接合在一起,由此第2配线22和电极11作为从搭载有发光元件40的基板1的上表面起延伸至基板1的下表面为止的电极而形成。在该构成中,通过电极11,也能够放出从发光元件40产生的热量。所以,能够进一步提高散热效率。另外,通过将电极11直接连接在安装基板的配线层上,从而能够对发光元件40进行供电。所以,与通过引线接合法将基板1的电极和安装基板电气连接的情况相比,能够使整个发光装置2小型化。
(3)在一对电极11之间设置有散热板12。能够通过该散热板12高效地放出从发光元件40产生的热量。所以,能够适宜地抑制发光元件40的发光效率下降。
(4)能够个别地制造第1引线框架10以及第2引线框架20。所以,能够个别地选择第1引线框架10以及第2引线框架20的材料,从而基板1能够适用于广泛的用途。
(5)在单位引线框架20A上,形成有将第1配线21、第2配线22、以及框部23连接的连结部74、以及将框部23连接在轨道部72、73上的系杆75。由此,能够容易地将单位引线框架20A层叠在单位引线框架10A上。
显然,对于本技术领域的技术人员来说,本发明还可以通过其它的具体形式予以实现,而不脱离本发明的精神及范围。
特别是,作为本发明的上述实施方式,也可以作以下变更。
·在上述实施方式中,也可以将单位引线框架20A层叠在单位引线框架10A上的工序更改为如图9A~图9C所示的工序。如图9A所示,首先,将胶膜32粘贴在各个单位引线框架20A的散热板12的宽幅部12B上。作为胶膜32,可以使用由聚酰亚胺类树脂或者环氧类树脂等绝缘性树脂形成的胶膜。
另外,在图9A所示的工序中,以各个单位引线框架20A的开口部22X与各个单位引线框架10A的槽部11X对置,且第1配线21与上述胶膜32对置的形式,将各个单位引线框架20A配置在相对应的单位引线框架10A的上方。
接着,在图9B所示的工序中,从两侧以190℃~250℃左右的温度对单位引线框架10A、20A进行加热·加压。由此,如图9B所示,使胶膜32固化,从而在第1配线21和散热板12之间形成有绝缘层32A。另外,伴随上述胶膜32的固化,第1配线21和散热板12被胶膜32粘合在一起。由此,单位引线框架10A和单位引线框架20A被粘合在一起。这时,开口部22X与槽部11X相连通,第2配线22的连接部22A的下表面抵接在电极11的连接部11B的上表面。
另外,在图9B所示的工序中,将钎料球搭载在开口部22X和槽部11X内,然后,通过回流焊对电极11和第2配线22进行钎焊。由此,单位引线框架20A被牢固地接合在单位引线框架10A上。
接着,图9C所示的工序中,通过一次成型的方式,将树脂层30形成在,单位引线框架10A和单位引线框架20A之间的空间S1内、单位引线框架10A的开口部10X、10Y内、以及单位引线框架20A的开口部20X内。然后,去除图9B所示的连结部74。
基于这种制造方法,通过胶膜32并结合使用钎焊,第1配线21和散热板12被粘合在一起。所以,能够提高单位引线框架10A、20A的接合强度。另外,在将单位引线框架20A层叠在单位引线框架10A上时,能够适宜地抑制多个第1配线21产生翘曲或者变形。
·在上述实施方式以及上述变形例中,通过钎焊将第2配线22接合在电极11上。为了代替此方式,例如,也可以通过电阻焊接或者超声波焊接等将第2配线22接合在电极11上。图10A以及图10B示出了通过电阻焊接将第2配线22接合在电极11上的方法。首先,如图10A所示,以使各个单位引线框架20A的连接部22A的下表面与电极11的连接部11B的上表面抵接、且使第1配线21与散热板12对置的形式,将各个单位引线框架20A对准相对应的单位引线框架10A。接着,使第1焊接电极81的顶端面抵接在底座部11A(金属层13)的下表面,同时使第2焊接电极82的顶端面抵接在连接部22A的上表面。然后,在用第1焊接电极81以及第2焊接电极82将单位引线框架10A、20A夹住而对该单位引线框架10A、20A进行按压的状态下,通过第1焊接电极81以及第2焊接电极82在单位引线框架10A、20A之间施加电压。由此,在连接部22A的下表面与连接部11B的上表面的抵接部产生电阻加热。其结果,如图10B所示,在该抵接部上形成有合金层33,第2配线22与电极11被熔融接合。另外,在使用这种电阻焊接的情况下,不需形成图6A所示的开口部22X以及槽部11X。
·在上述实施方式中,在将图7B所示的构造体单个化为各个基板1之后,在该基板1的金属层24上安装了发光元件40。并不仅限于此,例如也可以在将各个基板1单个化之前,将发光元件40安装在各个单位引线框架20A的金属层24上。在这种情况下,在用封装树脂50对该发光元件40进行封装之后,沿着切割位置D1进行切断,从而得到各个发光装置2。将该制造方法说明如下。
首先,通过实行图3A~图6D所示的制造工序,得到图11A所示的构造体。图11A所示的构造体包括单个化前的多个基板1的构造体。
接着,在图11B所示的工序中,用倒装接合法将发光元件40安装在,形成于各个单位引线框架20A的第1配线21以及第2配线22的上表面的金属层24上。接着,在图11C所示的工序中,通过一次成型的方式,用封装树脂50对搭载有发光元件40等的面的整个面进行封装。虽然未予图示,然而在该工序中,例如将图11B所示的构造体置于下模上,从上方用上模将该构造体夹住。然后,一边将绝缘性树脂从模具浇口部(图示略)注入到对应的树脂充填区域61(参照图5C)内,一边对图11B的构造体进行加热以及加压。作为封装的方法,例如可使用传递模塑法。
然后,用切割机或者打槽机等将图11C所示的构造体沿着切割位置D1(参照图7B)进行切断。由此,如图11D所示,图11C的构造体被单个化而形成各个发光装置2,从而可制造多个发光装置2。
基于这种制造方法,封装树脂50的形成也通过一次成型的方式来进行。因此,可以降低制造成本。
·在上述实施方式的基板1以及发光装置2中,电极11的外侧面以及框部23的外侧面形成为与位于基板1外周面的、树脂层30的外侧面齐平。为了代替此方式,例如,如图12所示,也可以按照将电极11的外侧面以及框部23的外侧面覆盖的形式来形成树脂层30A。在这种情况下,封装树脂50以对发光元件40等进行封装的形式被形成在第2引线框架的上表面以及树脂层30A的上表面。通过将例如图7B所示的切割位置D1向电极11以及框部23的外侧移动,能够容易地获得图12所示的基板1A以及发光装置2A。
·在上述实施方式以及上述变形例中,采用了一次性对多个基板1(发光装置2)进行树脂充填或者树脂封装的一次成型的方式来进行树脂层30的形成或者封装树脂50的形成。为了代替该一次成型的方式,也可以采用单独对各个基板1(发光装置2)进行树脂充填或者树脂封装的单独成型的方式。
·在上述实施方式的去除连结部74的工序(参照图7A以及图7B)中,也可以同时去除连结部74和框部23。
·在上述实施方式的第1引线框架10中,在电极11的底座部11A的整个下表面以及散热板12的底座部12A的整个下表面形成了金属层13。为了代替此方式,例如也可以在第1引线框架10的整个面(整个表面)上形成金属层13。这种情况下的金属层13的材料,可以使用例如镍、镍合金、银、或者银合金。
·在上述实施方式的第2引线框架20中,在第1配线21的整个上表面以及第2配线22的上表面的一部分上形成了金属层24。为了代替此方式,例如也可以在第2引线框架20的整个上表面形成金属层24。也就是说,也可以在第1配线21的整个上表面、第2配线22的整个上表面、以及框部23的整个上表面全都形成金属层24。
·也可以省略上述实施方式中的散热板12。
·虽然在上述实施方式中,用倒装接合法将发光元件40安装在基板1上,然而,并不仅限此,为了代替此方式,例如,用引线接合法将发光元件40安装在基板1上。
·在上述实施方式的稳压二极管28中,在稳压二极管芯片下表面形成了电极28A,且在稳压二极管芯片上表面形成了电极28B。为了代替此方式,例如,也可以在稳压二极管芯片上表面形成2个电极。在这种情况下,用粘合剂将稳压二极管芯片下表面粘合在相互对置的2个延出部22B中的一个延出部22B的上表面,且用引线接合法将稳压二极管芯片上表面的2个电极分别电气连接在2个延出部22B的上表面。
或者,也可以用粘合剂将稳压二极管芯片下表面粘合在形成于对置的2个延出部22B的顶端部之间的树脂层30的上表面。即使在这种情况下,也可以用引线接合法将稳压二极管芯片上表面的2个电极分别电气连接在2个延出部22B的上表面。
·也可以省略上述实施方式中的稳压二极管28。例如,在不需要考虑因静电而引起发光元件40损坏的情况下,也可以省略稳压二极管28。另外,在这种情况下,也可以省略在延出部22B的顶端部的上表面形成金属层24。
·在上述实施方式中,通过电镀法形成了金属层13、24。为了代替此方式,例如也可以通过无电解镀层法来形成金属层13、24。
·上述实施方式中的槽部11X以及开口部22X的平面形状并不仅限于圆形,例如也可以为椭圆形、矩形、五角形、或者六角形等多角形状。
·上述实施方式中的基板1以及发光装置2的平面形状并不仅限于矩形,例如也可以为三角形或者五角形以上的多角形状,或者也可以为圆形。
·虽然在上述实施方式的基板1中,俯视来看,呈矩阵状配置了发光元件40,然而对发光元件40的配置形态没有特别限定。
·对搭载在上述实施方式的基板1上的发光元件40的个数没有特别限定。
·对上述实施方式的第1配线21以及第2配线22的形状、或者电极11的形状也没有特别限定。例如,也可以将第1配线21以及第2配线22的形状更改成图13A所示的形状。图13A的第2引线框架20包括:一对配线25、26;以及框部27,形成为将配线25、26围绕。配线25包括:连接部25A,形成为俯视来看为大致半椭圆形;以及多个(在图13A中,为5个)引线25B,从该连接部25A向内侧延伸,且形成为梳齿状。配线26具有:连接部26A,形成为俯视来看为大致半椭圆形;以及多个(在图13A中,为4个)引线26B,从该连接部26A向内侧延伸,且形成为梳齿状。一对配线25、26配置为,彼此的引线25B、26B交替地配置。在这种情况下,在配线25和配线26之间形成有开口部20Y,该开口部20Y形成为俯视来看为连续的大致W字形的形状。然后,通过该开口部20Y,一对配线25、26相互电气分离。另外,在配线25的连接部25A上形成有用于与一对电极11(参照图1A以及图1B)中的一个电极11接合的开口部25X,在配线26的连接部26A上形成有用于与另一个电极11接合的开口部26X。
图13B表示将多个发光元件40安装在具有配线25、26的基板1上的例子。各个发光元件40跨过开口部20Y被倒装接合在引线25B、26B上。也就是说,发光元件40的2个凸点41中的一个凸点41被倒装接合在引线25B上,另一凸点41被倒装接合在引线26B上。另外,多个发光元件40呈矩阵状(在图13B中,为8×4)地排列在引线25B、26B上。由此,发光元件40被串联以及并排连接。即使在这种情况下,与上述实施方式的第2配线22相同,通过使配线25、26与电极11接合在一起,也可以获得与上述实施方式相同的优点。
(发光装置的安装例)
图14表示通过在上述实施方式的基板1上安装发光元件40而形成的发光装置2的应用例。发光装置2被安装在安装基板90上。
安装基板90包括树脂基板91和配线层92。发光装置2被搭载在配线层92上。例如,形成于电极11下表面的金属层13被钎料93连接在配线层92上。这时,金属层13从搭载有发光元件40的面的相反侧的面(在图14中,为下表面)露出。因此,只要使金属层13与安装基板90的配线层92对置,并且将电极11和配线层92接合在一起即可。通过钎料93,电极11和配线层92被电气连接在一起。另外,在这种情况下,散热板12通过热界面材料94被热耦合在用于散热的配线层92上。另外,作为热界面材料94,可以使用将例如铟(In)、硅(或者碳氢化合物)润滑油、填充金属、石墨等高导热物质用树脂粘合剂形成为片状的材料。
基于这种构造,搭载有发光元件40的第1配线21以及第2配线22经由电极11被连接在安装基板90的配线层92上。另外,位于第1配线21下方的散热板12通过热界面材料94被热耦合在安装基板90的配线层92上。由此,能够高效地将从发光元件40产生的热量扩散至配线层92。
Claims (16)
1.一种基板,具备:
第1引线框架,包括散热板和用于外部连接的多个电极;
第2引线框架,层叠在所述第1引线框架上,并且包括用于搭载发光元件的多个配线;以及
树脂层,被充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间,
所述第2引线框架的多个配线包括多个第1配线和一对第2配线,
所述多个第1配线彼此相邻地配置在所述一对第2配线之间,
所述多个第1配线被配置在所述散热板的上方,
所述多个电极各自包括底座部和从所述底座部的上表面向上突出的连接部,
所述多个电极的连接部的上表面与所述第2配线的下表面抵接,并且
所述多个电极的连接部与所述第2配线互相接合在一起。
2.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述树脂层被充填在,所述第1引线框架和所述第2引线框架之间、所述多个配线之间、以及所述散热板和所述电极之间,
所述多个配线的上表面从所述树脂层的上表面露出,所述电极的下表面以及所述散热板的下表面从所述树脂层的下表面露出。
3.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述多个第1配线包括与所述发光元件连接的连接部,
所述一对第2配线包括与所述电极以及所述发光元件连接的连接部,
所述多个第1配线平行且相邻地配置在所述一对第2配线之间,并且
所述第1配线的上表面以及所述第2配线的上表面为所述发光元件的搭载部。
4.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第1引线框架包括:
一对所述电极;以及
所述散热板,设置在所述一对电极之间,并且,
从所述树脂层的下表面露出的所述电极的下表面为与外部基板连接的连接部。
5.根据权利要求1所述的基板,其中,
进一步具备绝缘层,其形成在所述多个第1配线和所述散热板之间,
所述散热板设置在所述多个电极之间,
所述树脂层还被充填在所述散热板和所述电极之间。
6.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述第2引线框架包括将所述多个配线围绕的框部,
所述树脂层还被充填在所述框部和所述多个电极之间。
7.根据权利要求1所述的基板,其中,进一步具备:
第1金属层,形成从所述树脂层的下表面露出的所述多个电极的下表面;以及
第2金属层,形成从所述树脂层的上表面露出的所述多个配线的上表面。
8.根据权利要求1所述的基板,其中,
所述树脂层为模压树脂。
9.一种发光装置,具备:
第1引线框架,包括散热板和用于外部连接的多个电极;
第2引线框架,层叠在所述第1引线框架上,并且包括多个配线;
树脂层,被充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间;
发光元件,安装在所述多个配线上;以及
封装树脂,其形成为将所述发光元件封装,
所述第2引线框架的多个配线包括多个第1配线和一对第2配线,
所述多个第1配线彼此相邻地配置在所述一对第2配线之间,
所述多个第1配线被配置在所述散热板的上方,
所述多个电极各自包括底座部和从所述底座部的上表面向上突出的连接部,
所述多个电极的连接部的上表面与所述第2配线的下表面抵接,并且
所述多个电极的连接部与所述第2配线互相接合在一起。
10.一种基板的制造方法,具备以下步骤:
对金属板进行冲压加工或者蚀刻加工,形成包括散热板以及用于外部连接的多个电极在内的第1引线框架;
对金属板进行冲压加工或者蚀刻加工,形成包括用于搭载发光元件的多个配线在内的第2引线框架;所述多个配线包括多个第1配线和一对第2配线,所述多个第1配线彼此相邻地配置在所述一对第2配线之间,
将所述第2引线框架层叠在所述第1引线框架上,将所述多个电极和所述第二配线接合,其中所述多个第1配线被配置在所述散热板的上方;以及
将树脂层充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间,其中
所述多个电极各自包括底座部和从所述底座部的上表面向上突出的连接部,并且
将所述第2引线框架层叠在所述第1引线框架上包括将所述多个电极的连接部与所述第2配线互相接合在一起,使得所述连接部的上表面与所述第2配线的下表面抵接。
11.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
充填所述树脂层的步骤包括,将所述树脂层充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间、所述多个配线之间、以及所述散热板和所述电极之间的步骤,
以所述配线的上表面从所述树脂层的上表面露出、并且所述电极的下表面以及所述散热板的下表面从所述树脂层的下表面露出的形式形成所述树脂层。
12.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
所述多个第1配线包括与所述发光元件连接的连接部,所述一对第2配线包括与所述电极以及所述发光元件连接的连接部,
所述多个第1配线平行且相邻地配置在所述一对第2配线之间,并且
所述第1配线的上表面以及所述第2配线的上表面为所述发光元件的搭载部。
13.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
所述散热板设置在所述多个电极之间,
所述层叠包括以下步骤:
将绝缘性的胶膜粘贴在所述散热板上;以及
以所述多个第1配线通过所述胶膜与所述散热板粘合的形式,将所述第2引线框架层叠在所述第1引线框架上,
充填所述树脂层的步骤包括,将所述树脂层充填在所述第1引线框架和所述第2引线框架之间、以及所述散热板和所述电极之间的步骤。
14.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
形成所述第1引线框架的步骤包括,形成包括一对所述电极和设置在所述一对电极之间的所述散热板在内的所述第1引线框架的步骤,并且
从所述树脂层的下表面露出的所述电极的下表面为与外部基板连接的连接部。
15.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
所述第2引线框架包括将所述多个第1配线连接至所述一对第2配线的多个连结部,
所述制造方法进一步具备以下步骤:
通过将所述多个配线以及所述连结部作为供电层使用的电镀法,在所述多个配线上形成金属层;以及
在充填所述树脂层的步骤之后,将所述连结部去除。
16.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
所述电极与所述多个配线的接合以钎焊、电阻焊接、以及超声波焊接中的任意一种方式进行。
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