JP6327232B2 - 発光装置及び発光モジュールの製造方法 - Google Patents

発光装置及び発光モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光装置及び発光モジュールの製造方法に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低消費電力・長寿命・高信頼性など多くの特長を有し、発光素子として各種照明やバックライト用光源等の発光装置に広く利用されている。特許文献１に示される発光装置は、紫外線領域の波長の光（以下、紫外光と記載することがある）を発する発光素子が、凹部を有する基板に実装されており、凹部の開口がガラス等の透明ボードによって封止されている。
特開２００８−７８５８６号公報
しかしながら、特許文献１に示される発光装置は、基板が凹部を有するため、発光装置を小型化することが困難である。さらに、透明ボードを基板に固定するために、構成が複雑になったり、材料コストが高くなる恐れがある。
そこで、本発明の実施形態は、小型でシンプルな構造でありながら、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る発光装置は、基材と、前記基材の上面に配置された正負の配線層と、を有する配線基板と、前記配線層にフリップチップ実装される発光素子と、前記基材と前記配線層と前記発光素子とを被覆し、発光装置の外表面を形成する無機材料からなり、上面が平坦である保護膜と、を備え、前記配線層の外縁は曲線であり、該曲線の曲率が略一定であり、前記配線層が前記配線基板の外縁よりも内側である。
また、本発明の実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、基材と前記基材上の中央部に配置された配線層とを有する配線基板と、前記配線層に接合された発光素子と、前記基材と前記配線層と前記発光素子とを被覆する無機材料からなり、上面が平坦である保護膜と、を備える発光装置を準備する工程と、前記発光装置を配置するための実装基板を準備する工程と、開口径が平面視で前記配線層以上の大きさのノズルを準備する工程と、前記ノズルが前記基材上の前記保護膜と接触し、前記配線層が前記ノズルの接触位置よりも内側にくるように調整しつつ、前記ノズルで前記発光装置を吸着し、前記発光装置を前記実装基板上に配置する工程と、を有する。
本発明の実施形態に係る構成によれば、小型でシンプルな構造でありながら、信頼性の高い発光装置とすることができる。また、本発明の実施形態に係る製造方法によれば、信頼性の高い発光モジュールを形成することができる。
図１は、本発明の実施形態１に係る発光装置の概略斜視図である。 図２Ａは、本発明の実施形態１に係る発光装置の概略平面図である。なお、図２Ａでは、図の明瞭化のため、保護膜は透過して示す。 図２Ｂは、図２Ａと形状の異なる配線層を備える配線基板を用いた発光装置の概略平面図である。なお、図２Ｂでは、図の明瞭化のため、保護膜は透過して示す。 図２Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光装置を裏面側から見た概略平面図である。 図３は、図１に示される発光装置のＡ−Ａ´における概略断面図である。 図４は、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの概略断面図である。 図５Ａは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置準備工程を示す概略断面図である。 図５Ｂは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、実装基板準備工程を示す概略断面図である。 図５Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、ノズル準備工程を示す概略側面図である。 図５Ｄは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置配置工程を示す概略断面図である。 図５Ｅは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置配置工程を示す概略断面図である。 図６Ａは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置の配線基板の配線層の平面形状と、配線基板上におけるノズルの接触位置とを示す概略平面図である。 図６Ｂは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置の配線基板の配線層の平面形状と、配線基板上におけるノズルの接触位置とを示す概略平面図である。 図６Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置の配線基板の配線層の平面形状と、配線基板上におけるノズルの接触位置とを示す概略平面図である。 図７は、図５Ｄと異なる開口形状のノズルを用いた実施形態２に係る発光装置配置工程を示す概略断面図である。
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置及び発光モジュールの製造方法は、実施形態の技術的思想を具現化するためのものであって、以下に限定されるものではない。特に、構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定するものではない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。なお、以下に記載される実施形態及び実施例は、各構成等を適宜組み合わせて適用できる。
＜実施形態１＞
（発光装置）
図１は、本発明の実施形態１に係る発光装置の概略斜視図である。図２Ａは、本発明の実施形態１に係る発光装置の概略平面図である。図２Ｂは、図２Ａと形状の異なる配線層を備える配線基板を用いた発光装置の概略平面図である。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、図の明瞭化のため、保護膜は透過して示す。図２Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光装置を裏面側から見た概略平面図である。図３は、図１に示される発光装置のＡ−Ａ´における概略断面図である。図１に示されるように、実施形態１の発光装置１００は、配線基板１０上に、発光素子２０がフリップチップ実装されている。
配線基板１０は、平板状であり、基材１１と、少なくとも基材１１の上面に設けられた正負の配線層１２と、を有する。このように、平板状の配線基板１０を用いることで、凹部を有する配線基板を用いる場合に比べ、発光装置を小型化することが可能である。
配線層１２は、図２Ａに示されるように、平面視で配線基板１０の外側に面する辺（以降、“配線層の外縁１２Ｓ”と記載する）が曲線であり、該曲線の曲率は略一定である。また、配線層の外縁１２Ｓの全周が前述のような曲線であることが好ましいが、配線層の外縁１２Ｓの少なくとも８０％以上、より好ましくは９０％以上が前述のような曲線であればよく、一部が前述の曲線とは異なる曲率の曲線や直線であってもよい。
実施形態１では、配線層１２の平面形状は、例えば略円形とすることができる。ここで、“配線層１２の平面形状”とは、離間して配置される正と負の配線層１２の個々の平面形状を指すのではなく、図２Ａに点線で示されるように、正負の配線層１２を１つの集合としてみた場合の平面形状、すなわち、平面視で配線層の外縁１２Ｓを組み合わせてできる形状のことを指す。
実施形態１では、図２Ａに示されるように、前述のような平面形状が円形の配線層１２が、平面視が矩形の配線基板１０の上面の中央部に配置されている。したがって、配線基板１０の上面は、中央部の正負の配線層１２と、正負の配線層１２の間及び配線層１２の外側の基材１１によって構成される。
より具体的には、実施形態１では、図１及び図２Ａに示されるように、基材１１上に正と負の２つの配線層１２が設けられている。正負の配線層１２は、それぞれ配線基板１０の外側に面する辺が曲線であり、該曲線の曲率は略等しく、配線層１２の平面形状は円形である。このように、正負一対の配線層１２が設けられた配線基板１０は、配線層１２の形状が複雑でなく、パターンの形成が容易である。さらに、複数対の配線層が設けられた配線基板に比べて、１つの配線層の面積を大きく設けることができるので、配線層１つあたりの放熱性を向上させることができ、放熱性の良い発光装置とすることができる。
なお、前述のものに限らず、実装される発光素子の電極パターンによって、適宜所望の形状及び数の配線層を備えた配線基板を用いることができる。例えば、図２Ｂに示されるように、正の配線層１２ｘ１と負の配線層１２ｘ２からなる一対の配線層が２つ以上設けられた配線基板１０ｘを用いてもよい。
また、配線基板２０の上面には、配線層１２のギャップ間及び配線層１２よりも外側の領域以外に、基材１１が露出していてもよい。例えば、図１及び図２Ａに示されるように、実装される発光素子２０の外縁の少なくとも一部、例えば発光素子２０の角部に沿って基材１１が露出する構成としてもよい。これにより、発光素子１１の実装位置が視認しやすく、所望の位置に発光素子１１を実装しやすい。また、発光素子１１を接合するための接着剤の広がりを抑制することが可能である。さらに、正負の配線層１２を判断するために、平面視で配線層の内側に基材を露出させてアノードマーク、カソードマーク等を設けてもよい。
また、実施形態１では、図２Ｃに示されるように、発光素子が実装される配線基板の上面と反対側の裏面には、配線層が裏面配線層１２１として設けられている。裏面配線層１２１は、発光装置１００を実装基板等に実装する際に、実装基板と電気的に接続するためのものであり、実装基板の配線パターン等によって適宜所望の範囲に設けることができる。
発光素子２０は、図３に示されるように、発光層２２を含む半導体層２１と、同一面側に設けられた正負の電極２３と、を有する。実施形態１の発光素子２０は、導電性接着剤３０によって正負の配線層１２にフリップチップ実装されている。これにより、ワイヤ等を用いて実装する場合に比べて、発光装置を小型化しやすい。
実施形態１では、図２Ａに示されるように、発光素子２０は平面視で矩形であり、配線層の外縁１２Ｓは発光素子２０よりも外側にある。これにより、発光素子２０からの熱を発光装置の外側へ効率的に放熱させることができる。また、実施形態１では、発光素子２０は、配線層１２の集合の中央部に配置されている。すなわち、発光素子２０は、発光素子２０の中心から配線層の外縁１２Ｓまでの距離が略等しくなるように配置されている。なお、“発光素子２０の中心から配線層の外縁１２Ｓまでの距離が略等しい”とは、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の距離の差があるものも含む。
以上のように、配線層１２の平面形状を、略円形とすることで、発光素子２０の中心から配線層の外縁１２Ｓまでの距離を略等しくすることができ、発光素子２０の熱を配線基板１０の外側方向へ均等に拡散させることができる。したがって、例えば、配線層の平面形状が矩形の配線基板を用いる場合と比べて、発光素子２０の熱を均一に放熱させることが可能となり、円滑に発光装置の放熱が行われやすい。また、発光素子２０の近傍で熱がこもりにくく、発光素子２０の劣化を抑えることができる。
保護膜４０は、無機材料からなり、基材１１と配線層１２と発光素子２０とを被覆する。保護膜４０は、図１及び図３に示されるように、発光素子２０を封止しており、発光装置１００の外表面を形成する。保護膜４０は、それのみで発光素子２０を封止していると、発光装置１００の小型化の観点から好ましい。実施形態１の保護膜４０は、図３に示されるように、配線基板１０の上面と発光素子２０とを、孔や切れ目等の隙間なく被覆しており、発光素子２０と基材１１及び配線層１２の間も被覆している。これにより、発光素子２０及び配線基板１０を外部からの塵や埃、水分から保護することができ、発光素子２０や配線基板１０の劣化、特に発光素子２０の酸化を防ぐことができる。したがって、発光装置１００の信頼性を高めることができる。なお、実施形態１の保護膜４０は、図３に示されるように発光素子２０が接合される部分以外の配線基板１０の上面全てを被覆しているが、例えば、配線基板の上面の外縁よりも内側までを覆うように設けられていてもよい。すなわち、配線基板１０の上面の外縁付近が、保護膜４０から一部露出していてもよい。また、基材１１と配線層１２と発光素子２０とを隙間なく被覆していることが好ましいが、例えば、スパッタ等で保護膜を形成する場合にできる微細な隙間があってもよい。また、実施形態１の保護膜４０は、配線基板１０の上面だけでなく、配線基板１０の側面や裏面を被覆していてもよい。保護膜４０が配線基板１０の裏面を覆うように設けられる場合は、裏面配線層１２１が保護膜４０から露出するように設けられる。
保護膜４０の厚みは、１ｎｍ〜１０μｍ程度、より好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。このように、保護膜を比較的薄くすることで、発光装置を小型化しやすい。
その他、発光装置１００は、図１に示すように、発光素子２０の通電や駆動に関連する電子部品５０を搭載していてもよい。特に、電子部品５０としてツェナーダイオード等の保護素子を備えると、通電及び駆動における信頼性が高い発光装置を提供することができる。なお、電子部品５０は、配線基板にフリップチップ実装されていてもよいし、ワイヤ等で電気的に接続されていてもよい。電子部品５０が配置される場合は、保護膜４０によって、基材１１と配線層１２と発光素子２０と電子部品５０とが隙間なく被覆されていることが好ましい。
以上のように、平板状の配線基板に発光素子がフリップチップ実装され、配線基板及び発光素子が無機材料からなる保護膜で封止されていることで、小型でシンプルな構造の発光装置とすることができる。さらに、配線基板の配線層の外縁が曲率が一定の曲線であり、発光素子の中心から配線層の外縁までの距離が等しくなるように発光素子が配置されることで、発光素子の熱を配線基板へ均一に拡散させることができる。したがって、発光素子の熱を外部へ効率的に放熱させやすく、熱による部材の劣化を抑制することができるので、小型でシンプルな構成でありながら、信頼性の高い発光装置とすることができる。
以下、実施形態１の発光装置１００を構成する部材について詳述する。
（配線基板）
配線基板１０は、その上面に実装される発光素子２０からの出射光を遮光可能な材料からなることが好ましい。
基材１１の材料としては、セラミックス、樹脂、ガラス等の絶縁材料が挙げられる。特に、放熱性の観点から、無機材料であるセラミックスが好ましい。また、基材２１として無機材料を用いることで、無機材料からなる保護膜との密着性を向上させることができる。セラミックスとしては、特に放熱性の高い窒化アルミ二ウムが好ましい。
配線層１２の材料は、発光素子２０と電気的に接続可能なものであれば特に限定されず、当該分野で公知の材料によって形成することができる。例えば、銅、アルミニウム、金、銀等の金属を用いることができる。配線層１２は、めっき、スパッタ、その他の公知の方法で形成してもよいし、リードフレーム等を用いてもよい。
配線基板１０の平面形状は、略矩形、円形、三角形や六角形等の多角形など適宜選択することができる。
（発光素子）
発光素子２０は、当該分野で一般的に用いられている発光ダイオード、レーザダイオード等を用いることができる。例えば、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰ、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等、種々の半導体を利用することができる。電極の材料としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ等の金属を用いることができ、これらの金属を単層又は複数層積層して用いてもよい。
発光素子２０は、上述の半導体層２１及び一対の電極２３の他、半導体層２１を成長させるための基板を有していてもよい。基板としては、サファイアのような絶縁性基板、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジム等の酸化物基板が挙げられる。基板は、透光性であることが好ましい。なお、基板はレーザリフトオフ法等を利用して除去されていてもよい。
発光素子２０の発光波長は特に限定されず、所望の発光波長のものを適宜選択することができる。特に、可視光に比べて紫外光（例えば発光波長２００ｎｍ〜４１０ｎｍ）のような強いエネルギーを発する発光素子を用いる場合、発生する熱が多くなるため、熱をより効率的に拡散させる必要がある。したがって、実施形態１のように、発光素子２０の中心から配線層の外縁１２Ｓまでの距離を略等しくし、熱を配線基板１０へ均等に拡散させて発光装置の放熱性を高めるような構成とすることが好ましい。これにより、熱による構成部材の劣化を抑制することが可能である。
発光素子２０の平面形状は、矩形に限定されず、六角形等の多角形であってもよい。特に、正六角形の発光素子を平面形状が略円形の配線層上に配置すると、発光素子の中央から配線層の外縁までの距離が略等しくなるだけでなく、矩形の発光素子を平面形状が略円形の配線層上に配置する場合と比べて、発光素子の外縁から配線層の外縁までの距離が等しくなる領域が増えるので、さらに発光素子の熱を外側方向へ均一に拡散させることができる。発光素子２０の寸法は、平面視で配線層１２よりも小さければ、特に限定されない。
（保護膜）
保護膜４０の材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等の無機材料が挙げられ、特に酸化アルミニウムが好ましい。これにより、発光素子２０からの光が吸収されにくく、発光素子２０を水分等から保護できる緻密な保護膜４０を形成しやすい。
保護膜４０は、発光素子が配線基板に実装された後に、原子堆積法（以下、「ＡＬＤ」（Atomic Layer Deposition）と記載することがある）、スパッタ、ＣＶＤ等によって形成することができる。特に、ＡＬＤで形成すると、隙間なく均一な厚みの保護膜を形成することができる。したがって、外部から水分等が透過しにくく、発光素子１０が酸化しにくい信頼性の高い発光装置を形成することができる。
保護膜は、単層膜又は２以上の異なる材料による多層膜としてもよい。多層膜にすると、発光素子の光の取り出しを向上させることが可能である。例えば、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とを交互に所望の膜厚で積層することができる。
（発光モジュール）
図４は、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの概略断面図である。実施形態１の発光モジュール１０００は、上述した発光装置１００が、実装基板２００に実装されたものである。発光モジュール１０００は、例えば印刷、硬化、センサー用の光源として用いることができる。
実装基板２００は、その表面に少なくとも正負の配線２０１を有しており、該正負の配線２０１と、発光装置１００の正負の配線層１２とが、それぞれ電気的に接続される。実施形態１では、発光装置１００の裏面、すなわち、配線基板１０において発光素子２０が実装される面と反対側の面に設けられた正負の裏面配線層１２１と、実装基板２００の正負の配線２０１とが、導電性の接着剤によってそれぞれ接合されている。なお、これに限らず、発光装置の配線層と、実装基板の配線とは、ワイヤ等で電気的に接続されていてもよい。
次に、発光モジュール１０００の製造方法について説明する。
（発光モジュールの製造方法）
図５Ａは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置準備工程を示す概略断面図である。図５Ｂは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、実装基板準備工程を示す概略断面図である。図５Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、ノズル準備工程を示す概略側面図である。図５Ｄ及び図５Ｅは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置配置工程を示す概略断面図である。図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施形態１に係る発光モジュールの製造方法において、発光装置の配線基板の配線層の平面形状と、配線基板上におけるノズルの接触位置とを示す概略平面図である。
実施形態１に係る発光モジュール１０００の製造方法では、まず、基材と基材上の中央部に配置された配線層とを有する配線基板と、配線層に接合された発光素子と、基材と配線層と発光素子とを被覆する無機材料からなる保護膜と、を備える発光装置を準備する。また、該発光装置を配置するための実装基板を準備する。さらに、開口径が、平面視で発光装置の配線基板の配線層よりも大きいノズルを準備する。ノズルは、例えば電子部品などの実装に用いられる表面実装機（マウンター）において、電子部品を吸着させる吸着ノズルである。そして、ノズルによって発光装置を吸着し、発光装置を実装基板上に配置する。このとき、ノズルが基材上の保護膜と接触するように、発光装置を吸着する。
このように、発光装置をノズルで吸着する際、発光素子及び配線層上の保護膜と接触しないようにすることで、ノズルが接触する際の衝撃によって発光素子及び配線層上の保護膜が割れることを防ぐことができる。このように、発光素子上の保護膜の割れを防ぐことで、発光素子の酸化を防ぐことができる。さらに、配線層上の保護膜の割れを防ぐことで、配線層の劣化を防ぐことができ、劣化した配線層による発光素子の光の吸収等を防止することができる。
以下、実施形態１に係る発光モジュール１０００の製造方法の各工程について、詳細に説明する。
（発光装置準備工程）
発光装置準備工程では、実装基板上に配置する発光装置１００を準備する。発光装置１００は、図５Ａに示されるように、例えばエンボスキャリアテープ８０の凹部８１に配置された状態のものを準備し、後の発光装置配置工程でノズルによって吸着可能な状態にしておくことができる。これにより、発光装置１００が等間隔で配置されているので、後の発光装置配置工程において発光装置１００を吸着させやすい。
発光装置１００として、具体的には、基材１１と基材１１上の中央部に配置された配線層１２とを有する平板状の配線基板１０に、発光素子２０が実装されたものを準備する。ここで、“基材１１上の中央部に配置された配線層１２”とは、平面視で配線層１２が基材１１によって囲まれた状態を指す。配線基板１０の配線層１２は、平面視で後述するノズルの開口径以下の大きさで設けられている。
発光装置準備工程では、配線基板１０の配線層１２の平面形状が、ノズル準備工程で準備するノズルの開口形状と同じ又はそれよりも小さい相似形状である発光装置１００を準備することが好ましい。例えば、一般的に広く用いられる開口形状が円形のノズルを準備する場合は、図６Ａに示されるように、平面形状がノズルの接触位置６０ａよりも内側にくる円形の配線層１２ａ、言い換えると、平面形状がノズルの開口径以下の大きさの円形である配線層１２ａを備える発光装置１００ａを準備することができる。その他、開口形状が矩形のノズルを準備する場合は、図６Ｂに示されるように、平面形状がノズルの接触位置６０ｂよりも内側にくる矩形の配線層１２ｂ、言い換えると、平面形状がノズルの開口径以下の大きさの矩形である配線層１２ｂを備える発光装置１００ｂを準備することが好ましい。これにより、後の発光装置配置工程においてノズルが配線層１２上の保護膜に接触しない範囲内で、配線層が広く設けられた発光装置を準備することができる。したがって、配線層上の保護膜の割れを防いで信頼性を確保しつつ、放熱性が高い発光モジュールを形成しやすい。
なお、平面視でノズルの開口径以下の大きさで設けられていれば、ノズルの開口形状と異なる平面形状の配線層を有する発光装置を準備してもよい。例えば、開口形状が円形のノズルを準備する場合、図６Ｃに示されるように、平面形状がノズルの接触位置６０ｃよりも内側にくる矩形の配線層１２ｃ、言い換えると、平面形状がノズルの開口径以下である矩形の配線層１２ｃを有する発光装置１００ｃを準備してもよい。また、図６Ｃに示されるように、配線層１２ｃがノズルの接触位置と重ならないように、矩形の角部が一部ない形状の配線層１２ｃとしてもよい。
ここで、図６Ａ〜図６Ｃに示されるノズルの接触位置の外縁、すなわちノズルの外縁は、いずれも発光装置の配線基板の外縁よりも内側にくるように図示されているが、配線基板の外縁よりも外側にくるように接触させてもよい。また、図６Ａ〜図６Ｃでは、ノズルの開口形状とノズルの外縁とが同じ形状で示されているが、ノズルの外縁の平面形状は、特に限定されない。
実施形態１で準備する発光装置１００は、配線基板１０の裏面、すなわち、発光素子２０が実装される面と反対側の面に、実装基板と電気的に接続するための正負の裏面配線層１２１が設けられている。
実施形態１では、発光層２２を含む半導体層２１と、同一面上に設けられた正負の電極２３と、を有する発光素子２０が、配線基板１０の配線層１２にフリップチップ実装された発光装置１００を準備する。これにより、ワイヤを用いて発光素子２０を配線基板１０に接合する場合と比べ、後の発光装置配置工程において、ノズルの接触による断線が発生しにくい。したがって、歩留まりよく発光モジュール１０００を形成することができる。
さらに、準備する発光装置１００は、配線基板１０の基材１１及び配線層１２と、配線層１２に接合された発光素子２０とを被覆し、発光装置１００の外表面を形成する無機材料からなる保護膜４０を備える。
（実装基板準備工程）
実装基板準備工程では、発光装置１００を実装するための実装基板２００を準備する。図５Ｂに示されるように、実装基板２００は、その表面に、実装基板２００上に配置される発光装置１００とそれぞれ電気的に接続するための正負の配線２０１を有する。配線２０１は、発光装置１００と電気的に接続が可能であれば、その構成は特に限定されない。実施形態１では、上面に配置される発光装置１００の正負の裏面配線層１２１と対応する位置に、正負の配線２０１を有する実装基板２００を準備する。
ここで、実装基板２００の上面の発光装置１００を配置する位置に、発光装置１００を接合する接着剤７０を配置しておいてもよい。接着剤は、一般的に用いられる導電性、絶縁性のものを適宜選択することができる。導電性の接着剤としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎから選択された少なくとも一種を含む金属ペーストや共晶材、カーボンペースト、ろう材等が挙げられる。絶縁性の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂やガラス等が挙げられる。その他、異方性導電部材等を用いてもかまわない。実施形態１では、実装基板２００の正負の配線２０１上に、それぞれ導電性の接着剤７０を配置しておく。接着剤７０は、塗布、印刷、スプレー等の公知の方法で適宜配置することができる。
（ノズル準備工程）
ノズル準備工程では、後の発光装置配置工程で発光装置１００を実装基板２００上に配置するために、発光装置１００を吸着させてピックアップするノズル６０を準備する。ノズル６０としては、電子部品の実装に一般的に用いられる表面実装機（マウンター）に使用可能な公知のものを適宜用いることができる。ノズル準備工程では、図５Ｃに示されるように、開口径Ｋが、平面視で発光装置１００の配線基板１０よりも小さく、且つ、平面視で配線基板１０の配線層１２以上の大きさであるノズル６０を準備する。これにより、発光装置配置工程において、ノズル６０を配線基板１０の基材１１上の保護膜４０と接触させて発光装置１００を吸着させることができる。したがって、ノズル６０によって発光装置１００を吸着する際に、配線層１２上の保護膜４０とノズル６０とが接触しないので、ノズル接触時の衝撃によって配線層１２上の保護膜４０が割れる可能性を低減することができる。
実施形態１では、例えば、開口径Ｋが配線層１２よりも０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ大きいノズル６０を準備することが好ましい。これにより、配線層１２上の保護膜４０が割れる可能性をさらに低減させることができる。なお、開口径Ｋが配線基板１０の配線層１２以上の大きさであれば、ノズルの開口形状は特に限定されず、一般的に用いられる円形のものの他、三角形、矩形、六角形等の多角形のもの等、適宜選択することができる。
発光装置準備工程、実装基板準備工程、ノズル準備工程を行う順番は特に限定されず、適宜所望の順番で行うことができる。
（発光装置配置工程）
発光装置準備工程、実装基板準備工程、ノズル準備工程の後、準備したノズル６０によって発光装置１００を吸着してピックアップし、実装基板２００上に配置する発光装置配置工程を行う。発光装置実装工程では、図５Ｄに示されるように、ノズル６０が発光装置１００の発光素子２０上の保護膜４０及び配線層１２上の保護膜４０と接触しないように位置合わせし、発光装置１００をノズル６０で吸着する。すなわち、ノズル６０が、配線層１２よりも外側の基材１１上の保護膜４０と接触するように位置合わせし、ノズル６０によって発光装置１００を吸着する。例えば、ノズル６０が、配線層１２の外縁から０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ離間した基材１１上の保護膜４０と接触するように、発光装置１００を吸着させることができる。このように、配線層１２よりも外側の基材１１上の保護膜４０とノズル６０とを接触させて発光装置１００を吸着することで、配線層１２上の保護膜４０とノズル６０とが接触しないので、ノズル６０によって発光装置１００を吸着したときの衝撃によって、発光素子２０及び配線層１２上の保護膜４０が割れることを防ぐことができる。特に、紫外光を発する発光素子を備える発光装置を用いる場合、その熱や光によって配線層が劣化しやすいところ、配線層上の保護膜の割れを防ぐことで劣化の進行を抑制することが可能である。
ノズル６０によって発光装置１００を吸着した後、実装基板２００上の所望の位置に発光装置１００を配置する。実施形態１では、図５Ｅに示されるように、発光装置１００を実装基板２００の配線２０１（接着剤７０）上に配置する。このとき、ノズル６０と発光装置１００の基材１１上の保護膜４０とが接触するように発光装置１００を吸着していることで、発光装置１００を実装基板２００に配置する際の衝撃で、配線層１２上の保護膜４０が割れることを防ぐことができる。
そして、発光装置配置工程の後、適宜加熱等によって発光装置１００と実装基板２００とを接合することで、発光モジュール１０００を形成することができる。
以上のように、ノズルの開口径と発光装置の配線基板の配線層の平面視における大きさとを調整し、ノズルの接触位置を発光装置の配線基板の基材上の保護膜とすることで、配線層上の保護膜の割れを防ぐことができる。したがって、配線層上及びその近傍の保護膜４０の割れに起因する、発光素子２０の酸化や配線層１２の劣化を抑制することができ、信頼性の高い発光モジュール１０００を形成することができる。
＜実施形態２＞
図７は、図５Ｄと異なる開口形状のノズルを用いた実施形態２に係る発光装置配置工程を示す概略側面図である。実施形態２では、実施形態１で用いたノズルと異なる形状のノズルを用いる。なお、準備する発光装置の構成、ノズル準備工程及び発光装置配置工程以外の工程、その製造方法によって形成される発光モジュールの構成は、実施形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
具体的には、実施形態２では、ノズル準備工程において、開口径Ｋがノズル６１の先端と内部とで異なるノズル６１を準備する。より詳細には、準備するノズル６１内部の開口径Ｋ１は、平面視で発光装置１００の配線層１２よりも大きく、配線基板１０よりも小さい。また、準備するノズル６１先端の開口径Ｋ２は、平面視でノズル６１内部の開口径Ｋ１よりも大きければ特に限定されないが、例えば、配線基板１０よりも大きく、発光素子準備工程で発光素子が配置されているエンボスキャリアテープの凹部の直径以下とすることができる。
そして、図７に示されるように、前述のノズル６１を用い、発光装置配置工程においてノズル６１が配線基板１０の基材１１上の保護膜４０と接触するように、ノズル６１で発光装置１００を吸着し、実施形態１と同様に実装基板上に配置する。
以上のような開口を備えるノズル６１を用いることで、実施形態１の発光モジュールの製造方法で用いたノズルを用いるよりも、さらに安定的に発光装置１００を吸着、配置することが可能である。
１０、１０ｘ…配線基板
１１…基材
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…配線層
１２ｘ１…正の配線層
１２ｘ２…負の配線層
１２Ｓ…配線層の外縁
１２１…裏面配線層
２０…発光素子
２１…半導体層
２２…発光層
２３…電極
３０…導電性接着剤
４０…保護膜
５０…保護素子
６０、６１…ノズル
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ…ノズルの接触位置
Ｋ、Ｋ1、Ｋ2…開口径
７０…接着剤
８０…エンボスキャリアテープ
８１…凹部
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…発光装置
２００…実装基板
２０１…配線
１０００…発光モジュール

Claims (10)

  1. 基材と、前記基材の上面に配置された正負の配線層と、を有する配線基板と、
    前記配線層にフリップチップ実装される発光素子と、
    前記基材と前記配線層と前記発光素子とを被覆し、発光装置の外表面を形成する無機材料からなり、上面が平坦である保護膜と、を備え、
    前記配線層の外縁は曲線であり、該曲線の曲率は略一定であり、
    前記配線層が前記配線基板の外縁よりも内側であることを特徴とする発光装置。
  2. 前記配線層の平面形状が略円形である請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記発光素子の中心から前記配線層の前記外縁までの距離は略等しい請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記保護膜の厚みは、３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、前記発光素子と前記基板とを隙間なく被覆する請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記保護膜は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４のいずれかで形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 前記保護膜は、前記無機材料が複数層積層されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記発光素子は、紫外線領域の波長の光を出射する請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 基材と前記基材上の中央部に配置された配線層とを有する配線基板と、前記配線層に接合された発光素子と、前記基材と前記配線層と前記発光素子とを被覆する無機材料からなり、上面が平坦である保護膜と、を備える発光装置を準備する工程と、
    前記発光装置を配置するための実装基板を準備する工程と、
    開口径が平面視で前記配線層以上の大きさのノズルを準備する工程と、
    前記ノズルが前記基材上の前記保護膜と接触し、前記配線層が前記ノズルの接触位置よりも内側にくるように調整しつつ、前記ノズルで前記発光装置を吸着し、前記発光装置を前記実装基板上に配置する工程と、を有することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
  9. 前記配線層が平面視で円形の前記配線基板を準備し、
    開口形状が円形の前記ノズルを準備する請求項８に記載の発光モジュールの製造方法。
  10. 前記ノズルが、前記配線層から０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ以上離間した前記基材上の前記保護膜と接触するように、前記ノズルで前記発光装置を吸着する請求項８又は９に記載の発光モジュールの製造方法。
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