JP2006210734A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性の向上、小型化およびコストダウンが図れ、各種トリミングをダイシング前に行えるようにした発光装置を提供する。
【解決手段】 ドライバＩＣが実装されたドライバ部１０の表面には、ヒューズ１５が形成されている。更に、ドライバ部１０の表面には、絶縁層を介して第１の配線パターン２１および第２の配線パターン２２が形成され、この第２の配線パターン２２上の所定の位置には、ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂが搭載されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤを用いた発光装置に関し、特に、生産性の向上、小型化およびコストダウンが図れ、各種トリミングをダイシング前に行えるようにした発光装置に関する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた発光装置は、様々な分野で用いられているが、例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話では、液晶ディスプレイのバックライトに用いられている。ＬＥＤを用いた発光装置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤの発光色を混色することにより白色光が容易に得られるとともに、冷陰極管に比べて小型にできることから携帯電話等の移動端末装置に広く用いられている。

従来、この種の発光装置は、ウェハ上に多数の半導体チップを形成した後、ダイシングによって個別化した半導体チップに樹脂封止等を行って完成させていた。しかし、近年の移動端末装置における小型化、信頼性の向上、低コスト化、他の表面実装部品との同時リフロー化等の要求に伴い、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）による製造方法が注目されている。

例えば、特許文献１に示されるように、Ｓｉダイオードウェハにｐ，ｎの各電極を６個分のＳｉダイオードのパターンが形成されるように設けるとともに、これとは別に、ウェハ片にｐ，ｎの各電極およびＬＥＤチップを形成し、さらにＬＥＤチップ上にＳｉダイオードを形成した複数のウェハ片を用意し、この複数のウェハ片をチップ接合用のヘッドによりＳｉダイオードウェハ上の所定の位置に順次接合し、この接合終了後にダイシングを行う発光装置の製造方法が提案されている。
特開平１１−３３０６２０号公報（［００１３］、［００２６］〜［００３４］、図３〜図５）

しかし、従来の発光装置によると、本来のウェハとは別工程でウェハ片を製造する必要があり、１つの製造ラインによる一貫生産が行えない。更に、製造工程が複雑になるので、生産性の向上等に限界がある。

また、携帯電話の液晶ディスプレイのバックライトに用いられる発光装置では、１枚の基板上にＬＥＤとともにドライバＩＣが実装されるが、このために基板面積が大きくなり、発光装置の小型化が限界にきている。

また、従来は、ウェハ段階でのランク分け（レーザトリミング）、ＬＥＤ工程でのレーザによるトリミングは行われておらず、信頼性および品質を向上させるには限界があった。

本発明の目的は、生産性の向上、小型化およびコストダウンが図れ、レーザによるトリミングをダイシング前に行えるようにした発光装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、基板上にドライバＩＣを搭載したＬＥＤドライバ部と、前記ＬＥＤドライバ部上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された配線パターンと、前記配線パターンの所定位置に搭載された複数のＬＥＤとを備えたことを特徴とする発光装置を提供する。

本発明の発光装置によれば、生産性の向上、小型化およびコストダウンが図れるとともに、レーザによるトリミングをダイシング前に行うことができる。

［実施の形態］
（発光装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。また、図２は、図１の発光装置におけるＬＥＤドライバ部の平面図を示す。

この発光装置１は、短冊形のＬＥＤドライバ部１０と、このＬＥＤドライバ部１０上に形成されたＬＥＤ部２０とを備える。

図２に示すように、ＬＥＤドライバ部１０は、図示しない絶縁基板上にＬＥＤドライバＩＣが実装されており、その上面には、赤色ＬＥＤ用のカソード用電極１１ｒと、緑色ＬＥＤ用のカソード用電極１１ｇと、青色ＬＥＤ用のカソード用電極１１ｂと、グランド用電極１２と、３色のＬＥＤのアノードが共通接続されるアノード用電極１３と、複数のその他用電極１４と、レーザトリミング用の複数のヒューズ１５とを備える。

ヒューズ１５は、一直線上に所定間隔に形成されており、１色のＬＥＤに対して複数が割り当てられており、この複数のヒューズは内部で並列接続されているため、その１つをレーザで溶断するごとに当該ＬＥＤに対する許容電流（アノード〜カソード間の通過電流）を低減できるように構成されている。

なお、ＬＥＤドライバ部１０の下面には、立設させた状態で図示しない複数のピンが、カソード用電極１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ、グランド用電極１２、およびアノード用電極１３のそれぞれに接続されている。

ＬＥＤ部２０は、図１に示すように、ＬＥＤドライバ部１０上に図示しない樹脂層（絶縁層）を介して形成された複数の第１の配線パターン２１と、この第１の配線パターン２１上に図示しない樹脂層（絶縁層）を介して形成された複数の第２の配線パターン２２と、この第２の配線パターン２２上の所定の位置に搭載された赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ、および青色ＬＥＤ２３Ｂと、これらＬＥＤ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ上の電極と第２の配線パターン２２の所定の部位とを接続する複数のボンディングワイヤ２４とを備える。

赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ、および青色ＬＥＤ２３Ｂは、ともに表面実装型であり、上面が光出射面となり、この上面にアノード電極２５ｒ，２５ｇ，および２５ｂが設けられている。さらに、緑色ＬＥＤ２３Ｇおよび青色ＬＥＤ２３Ｂは、図１に示すように、アノード電極２５ｇ，２５ｂに隣接させてカソード電極２６ｇ，２６ｂを有し、また、赤色ＬＥＤ２３Ｒは下面に図示しないカソード電極２６ｒを有している。

図３は、第１の配線パターン２１を示す平面図である。この第１の配線パターン２１は、アノード用電極１３、カソード用電極１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ、およびグランド用電極１２に一端が接続されたＣｕ等による配線層である。この第１の配線パターン２１は、図２のＬＥＤドライバ部１０上に形成された図示せぬ透明なＳｉＯ_２等による第１の樹脂層（絶縁層）上に形成されている。

図４は、第２の配線パターン２２を示す平面図である。この第２の配線パターン２２は、図３に示した第１の配線パターン２１上に形成された透明なＳｉＯ_２等による第２の樹脂層（絶縁層）上および第１の配線パターン２１の露出面上に形成される。第２の配線パターン２２は、図１に示すように、その表面にＬＥＤＬＥＤ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂによる光を反射させる反射面２７を有している。この反射面２７は、銅等の素材のままでもよいが、必要に応じて銀色系等のメッキ、蒸着等の処理を施すことができる。

そして、第２の配線パターン２２は、カソード用電極１１ｂ，１１ｒ，１１ｇ、アノード用電極１３、およびグランド用電極１２に選択的に接続されるほか、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ、および青色ＬＥＤ２３Ｂの搭載部、およびボンディングワイヤ２４を接続するためのランドとして機能する。

（発光装置の製造方法）
図５は、発光装置１の製造方法の製造過程を示す工程図である。また、図６は、図５の（ｅ）の工程に続く工程における断面図である。なお、図５および図６においては、ＬＥＤドライバ部１０の一部のみを図示している。

まず、図２のような形状を有するＬＥＤドライバ部１０が多数形成されたウェハを用意する。なお、各ＬＥＤドライバ部１０は、図５の（ａ）に示すように、その表面に電極等を含む配線層１０ａと、配線層１０ａの所定位置に形成された接合面１０ｂとを有している。

次に、このＬＥＤドライバ部１０の表面に透明な第１の絶縁層としての第１の樹脂層３１を図５の（ｂ）のように形成する。このとき、グランド用電極１２、カソード用電極１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ、アノード用電極１３に対向する部分には、複数の開口３２が同時に形成されている。

次に、図５の（ｃ）および図３に示すように、複数の第１の配線パターン２１が、第１の樹脂層３１上に形成される。なお、第１の配線パターン２１の形成は、例えば、フォトリソグラフィーにより形成する。

次に、図５の（ｄ）に示すように、第２の絶縁層としての第２の樹脂層３３が、第１の配線パターン２１上に形成される。このとき、３つのＬＥＤ２３が搭載される部分には、第１の配線パターン２１が露出する開口３４が３つ形成される。なお、第２の樹脂層３３には、第１の樹脂層３１と同一材料を用いる。

次に、図５の（ｅ）および図４に示すように、複数の第２の配線パターン２２が、第２の樹脂層３３上に形成される。このとき、ＬＥＤを搭載する部分には、３つの凹部３５が形成される。

次に、図６に示すように、ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂが、第２の配線パターン２２の３つの凹部３５上にはんだ接続等により搭載される。ついで、複数のボンディングワイヤ２４が、アノード用電極１３およびカソード電極２６ｇ，２６ｂに接続されている第２の配線パターン２２に接続される。

次に、レーザトリミングを実施する。通電電流に応じて、例えば、５〜２０ｍＡの範囲でＲ、Ｇ、Ｂで２５６ランクに分ける場合、レーザを当該ＬＥＤに対応するヒューズ１５をレーザにより溶断（ヒューズカット）することにより、所望のランクに適合させることができる。

また、電流トリミングを行う場合、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを実装し、ワイヤボンディングを行った後、輝度を測定し、インラインレーザトリミングを実施する。この場合、プロービングが必要になるが、ヒューズカットを行う前にカットされた状態を現出させての測定が可能である。レーザカットは、一度行ってしまうと、復元することはできないため、カット状態を視認できることは重要である。

次に、ダイシング装置を用いて、ＬＥＤドライバ部１０ごとに分離し、図１に示す発光装置１を得る。

次に、必要に応じて、ＬＥＤドライバ部１０の下側に、図示しない複数のピンが、カソード用電極１１ｂ，１１ｒ，１１ｇ、アノード用電極１３、およびグランド用電極１２に接続される。さらに、必要に応じてＬＥＤドライバ部１０を保持するようにして樹脂材によるパッケージが取り付けられる。以上により、発光装置１が完成する。

（実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）ウェハ工程でレーザトリミングが可能なため、ランク分けをウェハ工程において行うことができる。
（ロ）ＬＥＤ工程においてレーザトリミングが可能なため、輝度の選別を高精度に行うことができる。
（ハ）ＬＥＤドライバ部１０上にＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂを搭載できるため、発光装置１の小型化が可能になる。
（ニ）ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂのボンディング後、輝度を測定しての外付け抵抗のレーザトリミング（アナログ）に対応できるため、レーザは低精度のもので済ますことができ、初期投資を低くすることができる。
（ホ）発光装置１は、ＬＥＤドライバ部１０を搭載しているため、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤに対する制御端子を設けることにより、外部電圧による任意の発色制御が可能になる。また、ＬＥＤドライバ部１０を有することにより、外付けの保護ダイオードを不要にできる。
（ヘ）第１，第２の樹脂層３１，３３が設けられていることにより、電流リークを防止することができる。
（ト）第２の配線パターンに反射面２７を形成することにより、ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂによる発光の出射効率を上げることできる。

なお、上記実施の形態では、ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂに上面発光型を用いたが、横面発光型であってもよい。

また、ＬＥＤ２３Ｇ，２３Ｒ，２３Ｂについては、フェイスアップ（ＦＵ）型とワイヤボンディングによる組み合わせによるもの、あるいはフリップチップ（ＦＣ）型を用いてフリップ実装するもののいずれのタイプであっても良い。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのＬＥＤを用いたが、いずれか一色、２色、または４色以上の構成であってもよい。或いは、同一色のＬＥＤを１個、２個、または４個以上を用いる構成であってもよい。

本発明の実施の形態に係る発光装置の平面図である。 図１の発光装置におけるＬＥＤドライバ部の平面図である。 図１の発光装置における第１の配線パターンの平面図である。 図１の発光装置における第２の配線パターンの平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法の製造過程を示す工程図である。 図５の（ｅ）の工程に続く工程の断面図である。

符号の説明

１０…ＬＥＤドライバ部、１０ａ…配線層、１１０ｂ…接合面、１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ…カソード用電極、１２…グランド用電極、１３…アノード用電極、１４…その他用電極、１５…ヒューズ、２０…ＬＥＤ部、２１…第１の配線パターン、２２…第２の配線パターン、２３Ｂ…青色ＬＥＤ、２３Ｇ…緑色ＬＥＤ、２３Ｒ…赤色ＬＥＤ、２４…ボンディングワイヤ、２５ｒ，２５ｇ，２５ｂ…アノード電極、２６ｇ，２６ｂ，２６ｒ…カソード電極、２７…反射面、３１，３３…樹脂層、３２，３４…開口、３５…凹部

Claims (4)

1. 基板上にドライバＩＣを搭載したＬＥＤドライバ部と、
   前記ＬＥＤドライバ部上に形成された絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成された配線パターンと、
   前記配線パターンの所定位置に搭載された複数のＬＥＤとを備えたことを特徴とする発光装置。
2. 前記絶縁層は、積層状態に形成された第１の絶縁層と第２の絶縁層からなり、
   前記配線パターンは、前記第１の絶縁層上に形成された電極配線用の第１の配線パターンと、前記第２の絶縁層および前記第１の配線パターンの露出面上に形成された電極接続用および前記複数のＬＥＤ搭載用の第２の配線パターンとを有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記第２の配線パターンは、表面が反射面を形成していることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
4. 前記ＬＥＤドライバ部は、前記複数のＬＥＤのそれぞれに対するランク分けまたは高精度化のためのレーザトリミング用のヒューズを備えることを特徴とする請求項１記載の発光装置。