专利名称：Led光源、其制造方法、使用led光源的曝光装置及曝光方法
技术领域：
本发明涉及LED光源、其制造方法、使用了 LED光源的曝光装置及曝光方法。
背景技术：
作为一般的现有LED(发光二极管)元件基板中的结构例，在专利文献1中公开了 如图5所示的LED元件基板。在图5中，该LED元件基板10中，在陶瓷基板11的表面上形成有凹部11a。在该 凹部Ila内设置有布线图案12，在该布线图案12上通过粘接剂(未图示)等粘合有一个或 者具有不同的发光色的多个LED芯片13。此时，LED芯片13粘接成其与发光面相反一侧的 面朝向陶瓷基板凹部Ila侧。该LED芯片13的电极(发光面侧的电极)与陶瓷基板凹部 Ila上的布线图案12的预定位置通过由金等构成的连接用金属线14而线粘合，凹部Ila的 内部被硅酮树脂等模制树脂15所覆盖从而被密封，或者其中封闭有氮气等非活性气体。另 外，从陶瓷基板11的一部分侧面到一部分背面，设置有用于使该LED元件基板10与外部电 连接的电极布线用端子16。另外，在专利文献1中，在使用如上述图5所示的LED元件基板10来构成照明用 光源等LED光源的情况下，公开了这样的结构如图6所示，通过焊锡(焊药)17a等将多 个LED元件基板10例如排成一列或者排成多列地分别安装到由玻璃环氧树脂等构成的连 接基板17上。此时，LED芯片13a c安装成使与发光面相反一侧的面朝向陶瓷基板凹部 Ila c侧。另外，在专利文献1中，例如在将LED光源用于曝光装置或各种照明装置等的情况 下，由于LED光源以大电流被驱动，因此需要充分散热。在该情况下，如图6所示，在安装有 多个LED元件基板10的连接基板17的、与LED元件基板的安装面相反一侧的面(背面)， 安装有散热器等散热元件18。这些LED光源如图7所示设置成沿着背光装置的导光板19 的侧面(光入射端面)使光入射到导光板19内。除此之外，专利文献1中作为LED光源中的散热机构还提出了如图8所示的结构。 作为发光元件安装基板11，在表面设置有凹部Ila的陶瓷基板11上的布线图案上，粘合有 LED芯片13，而且LED芯片13的与发光面相反的一侧朝向陶瓷基板凹部11a，在陶瓷基板 的与发光面相反一侧的面上，直接接合有散热器等散热元件18。连接基板17与位于其下 方的多个陶瓷基板11对应地分别设置有窗部21，该窗部21为用于使来自LED元件基板10 的光透过的光透射部。另外，提出了这样的结构在连接基板17上，通过焊锡20等将用于 向LED芯片13供给电流的布线图案(未图示)与设置在陶瓷基板11的上表面的布线图案 (未图示)连接起来。根据该专利文献1的LED显示装置，由于流过电流而从LED芯片13发出的热仅经 过将LED芯片13线粘接于陶瓷基板11的粘接剂和陶瓷基板11传递至散热元件18，因此， 能够高效地从LED芯片13进行散热。
另外，在专利文献2中，如图9所示，作为图5的LED元件基板10的变形例，公开 了这样的散热结构在与LED芯片13的发光面相反的一侧，连接有在内部具有液相气相散 热装置23的金属壳22。在专利文献2的散热结构中，LED元件基板10发出的热传导到金属壳22，通过具 有高热传导性的液相气相散热装置23，热能够迅速从LED芯片13离开，因此，能够抑制LED 芯片的温度上升。另外，在专利文献3中，对无掩模曝光装置进行了描述。专利文献1 特开2004-311791号公报专利文献2 特开2008-172177号公报专利文献3 特开2006-250982号公报
发明内容
但是，在上述图5所示的专利文献1所公开的LED光源中，在安装有多个LED元件 基板11的连接基板17的、与LED元件基板安装面相反一侧的面(背面)，安装有散热器等 散热元件18。因此，LED芯片13产生的热经构成LED元件基板10的陶瓷基板11和连接基 板17传递到散热元件18。这里，如图10所示，当多个LED元件基板10高密度地安装在连接基板17上的情 况下，从包围LED元件基板IOb的多个LED元件基板IOa内的LED元件产生的热从LED元 件基板IOa经由焊锡17a和连接基板17传导到按热元件18。在散热元件18内，使得位于 LED元件基板IOa的正下方的散热元件18的温度上升，形成随着朝向面内周围方向温度降 低的温度分布。从LED元件基板IOb经由焊锡17a和连接基板17传递到散热元件18的热，在温 度已经上升到散热元件18内无法与从前述的LED元件基板IOa所产生的热一样进行扩散， 因此，位于LED元件基板IOb的正下方的连接基板周边区域17b和散热元件的周边区域18b 局部地产生温度上升。与此相伴，在LED元件基板IOb产生的热无法充分传递到连接基板 17，因此，LED元件基板IOb的温度上升。所以，成为LED元件基板IOb的温度与LED元件 基板40a的温度不同的状态。由此，在安装于连接基板17上的LED元件基板10中存在产 生了偏差的问题。其结果为，当如通过大电流驱动的曝光机用光源或照明用光源等那样消耗电流量 变大、来自LED芯片13的发热量增多时，温度偏差扩大。另外，由于LED元件基板的安装间隔宽度窄，温度偏差也会扩大。在变成了高温的 LED元件基板IOa中，LED芯片13a也变成高温。随着温度上升，LED芯片的发光效率也变 差，因此发光输出会减小。另外，放置于高温环境的LED芯片的劣化会提早，因此，LED的寿 命变短。因此，温度偏差的扩大会引起发光度的降低、发光度的偏差、LED的寿命降低等问题。另一方面，在上述专利文献1所述的LED显示装置中，到发光元件安装基板和散热 元件的散热性提高，但是没有考虑到发光元件安装基板之间的温度偏差的问题，如上所述， 会产生与上述现有结构所导致的问题相同的问题。在专利文献2中也同样会产生与上述现有结构所导致的问题同样的问题。专利文献3是与无掩模曝光装置相关的发明，其记载了作为光源使用半导体激光器、水银灯或卤素灯等放电灯的内容，但是完全没有触及使用LED作为光源的情况。本发明的目的在于，解决上述现有的问题，提供一种利用简单的结构并且通过简 单的制造方法来降低高密度地安装有LED发光元件的发光元件安装基板间的温度偏差、从 而能够实现更加均勻的照明的LED光源、以及使用该LED光源的曝光装置。为了达成上述目的，在本发明中，提供一种LED光源，其具备将发光二极管(LED) 芯片连接到形成于陶瓷基体上的电极而构成的LED元件体；安装有多个LED元件体的LED 元件安装基板；以及对LED元件安装基板中产生的热进行散热的散热元件，该LED光源中， 热传导树脂介于LED元件安装基板与散热元件之间，该热传导树脂的一部分经设置于LED 元件安装基板的贯通孔而延伸到LED元件安装基板的安装有LED元件体的面这一侧，从而 与多个LED元件体接合。另外，在本发明中，在LED光源的制造方法中，将热传导树脂供给到散热元件上， 将在表面安装有多个LED元件体的LED元件安装基板的背面侧压靠向已被供给了热传导树 脂的散热元件直到达到预定的间隔为止，使热传导树脂扩展到散热元件与LED元件安装基 板之间，并经设置于LED元件安装基板的贯通孔，将处于散热元件和LED元件安装基板之间 的热传导树脂的一部分挤出到LED元件安装基板的表面，并填充到安装于表面的多个LED 元件体之间，在使热传导树脂扩展到散热元件与LED元件安装基板之间、并使其一部分经 贯通孔填充到散热元件和LED元件安装基板之间的状态下，对热传导树脂进行加热使其硬 化。另外，在本发明中，提供一种曝光装置，其具备曝光光源单元；形成曝光图案的 曝光图案形成部；载置基板并能够向至少一个方向移动的工作台单元；以及控制曝光光源 单元、曝光图案形成部以及工作台单元的控制单元，曝光光源单元具有LED光源，LED光源 具有将发光二极管(LED)芯片连接到形成于陶瓷基体上的电极而构成的LED元件体；安 装有多个LED元件体的LED元件安装基板；以及与LED元件安装基板相接触从而对LED元 件体产生的热进行散热的散热元件，LED元件安装基板和散热元件经热传导树脂连接在一 起，该热传导树脂的一部分经设置于LED元件安装基板的贯通孔而延伸到LED元件安装基 板的安装有LED元件体的面这一侧，从而与多个LED元件体接合。另外，在本发明中，提供一种曝光方法，在该方法中将从曝光光源单元发出的曝光 光照射向曝光图案形成部，将通过照射了曝光光的曝光图案形成部而成形的光图案成像于 在表面涂布有抗蚀剂的基板上，通过该成像的光图案来曝光抗蚀剂，所述曝光方法的特征 在于，曝光光是从曝光光源单元的LED光源发出的光，该曝光光是从多个LED元件体发出的 光，该多个LED元件体安装在利用水冷套进行冷却的LED元件安装基板上，并且在多个LED 元件体之间填充有热传导树脂。根据本发明，安装在基板上的多个发光元件通过热传导树脂而进行热连接，因此， 发光元件(LED)安装基板之间的温度偏差得以减轻。而且，关于热传导性树脂，由于发光元 件安装基板和散热元件之间通过热传导树脂进行连接，因此与现有技术相比，能够更加高 效地进行从发光元件安装基板向散热元件的散热。而且，作为发光元件安装基板，如果代替现有的树脂基板而使用了热传导性好的 陶瓷基板或者金属基底基板，则能够进一步降低温度偏差。由此，能够减少变成高温的发光元件的热应力，能够提高可靠性。
而且，在上述的LED光源结构中，由于能够通过与现有的制造工序相同的工序进 行制造，因此不需要新设新的工序，也不需要引入制造装置。因此，能够抑制制造成本。另外，通过将本发明的LED光源应用于曝光装置，能够以更少的消耗电力来进行 图案的曝光。
图1是表示本发明的LED光源的实施方式1中的结构例的剖视图。图2A是表示实施例1中的连接基板和散热元件的接合工序的图，是表示向散热元 件4供给了预定量的热传导树脂5的状态的图。图2B是表示实施例1中的连接基板和散热元件的接合工序的图，是表示将连接基 板3下压、在与散热元件4之间夹有热传导树脂5的状态的图。图2C是表示实施例1中的连接基板和散热元件的接合工序的图，是表示将连接基 板3下压到预定位置、使夹在与散热元件4之间的热传导树脂5的一部通过贯通孔30而在 连接基板3的上表面蔓延到LED元件基板的间隙的状态的图。图3是表示本发明的LED光源的实施方式2中的结构例的剖视图。图4是表示本发明的实施方式3的曝光用LED光源的剖视图。图5是表示现有的LED光源元件基板的结构的立体图。图6是表示现有的LED光源的结构的剖视图。图7是表示现有的LED背光模块的结构的剖视图。图8是表示现有的LED光源的其他结构的剖视图。图9是表示现有的LED光源的其他结构的剖视图。图10是表示现有的LED光源中的热的流动的剖视图。图IlA是表示本发明的实施方式4的曝光机装置的整体结构的概要图。图IlB是表示本发明的实施方式4的曝光机装置的曝光条件的曲线图。标号说明UlA =LED光源；2 =LED元件基板；3 发光元件安装基板；4 散热元件；5 热传导 树脂；IOUOaUOb =LED元件基板；11 陶瓷基板；Ila 凹部；12 基板布线；13 =LED元件； 14 连接用金属线；15 模制树脂；16 电气布线用端子；17 发光元件安装用基板；17a 焊 锡；18 散热元件；19 导光板；20 窗部；21 焊锡；22 金属壳；23 液相气相散热装置；30 贯通孔；32 焊锡；201、201A、201B、211 陶瓷基板；201a 凹部；202 =LED芯片；301 陶瓷基 板；303 连接基板；304 散热元件；305 热传导树脂；307 凸起；307a 凸起的顶端；308 定位孔；401 陶瓷基板；402 透镜基板；403 连接基板；404 散热元件；405 热传导树脂； 410 =LED元件基板；411 窗部；412 透镜功能元件；500,501 冷却套(jacket) ；502 亮灯 电源；503 积分器；504 准直反射镜；505 掩模；506 工件；507 曝光时间；508 非曝光时 间；509 曝光工序时间。
具体实施例方式下面，作为本发明的LED光源、使用该LED光源的LED背光装置、以及使用该LED背 光装置的曝光装置的实施方式1 4，参照附图对应用于LED光源、使用该LED光源的LED背光装置、以及使用该LED背光装置的曝光装置的情况进行说明。实施例1图1是表示本发明的LED光源的第一实施例中的结构体的剖视图。在图1中，该LED光源1具有连接基板3 ；多个LED元件基板2，其为呈一列或者 呈隔开预定间隔的多列地排列在该连接基板3上的多个发光元件安装基板；以及散热元件 4，其为设置在连接基板3的下表面的散热器等散热部件；在LED元件基板2之间以及在连 接基板3和散热元件4之间的间隙中具有硅酮粘接剂等热传导树脂5。LED元件基板2a c具有与图5所示的LED元件基板10相同的结构，其具有作 为发光元件安装用基板的陶瓷基板201a c，其为2mm 7mm见方，厚度为1. 5 3mm ；LED 芯片202，其是设置于陶瓷基板201的作为发光源的发光元件的0. 2mm 2mm见方的发光二 极管芯片；以及连接用金属线203 (或者布线金属线)，其用于将陶瓷基板201上的、最表面 被0. 3 μ m以上的Au、Ag、或Al等反射率高的金属覆盖的布线图案(未图示)的预定位置 与LED芯片202的电极连接起来。陶瓷基板201由氧化铝或氮化铝构成，因此热传导性好，在陶瓷基板201，一方面 在其表面中央部设置有凹部。在凹部内，配置有一个或者发光色不同的多个LED芯片202， 所述LED芯片202配置成与发光面相反的一侧的面(背面)朝向陶瓷基板201，并且芯片粘 合在设置于凹部201a内的布线图案(参照图5)的预定位置上。LED芯片202的发光面侧 的电极通过连接用金属线203与设置于凹部上的布线图案(未图示)的预定位置线粘合。连接基板3的上表面上排列有多个陶瓷基板201。连接基板3的用于向LED芯片 202供给电流的布线图案(未图示)与设置于陶瓷基板201背面的布线图案(未图示)通 过焊锡(焊药)32或导电性浆糊相连接。在厚度为0. 5mm到5mm的连接基板3上，设置有多个贯通孔30，该贯通孔30贯通 连接基板3的正反面，其直径为0. 5mm到2mm。通过将贯通孔30的设置位置设置于载置陶 瓷基板201的位置的附近，能够将热传导树脂5高效地供给到陶瓷基板201的侧面。由铝或者铜制成的热传导性优良的金属构成的散热元件4与位于其上表面的连 接基板3经热传导树脂5接合。为了进行热传导，热传导树脂5是在硅酮树脂或者环氧类树脂中混合了氧化铝、 炭、氧化钛、二氧化硅等绝缘体添加剂而成的物质，热传导树脂5是热传导率为0. 5 IOW/ mK、热膨胀率为2 lOOppm、粘度为10 IOOPas的热塑性树脂或者光塑性树脂。热传导树 脂5与多个陶瓷基板201a c的背面或者侧面接触，而且热传导树脂5配置成填埋了连接 基板3的贯通孔30。另外，热传导树脂5将连接基板3的背面和散热元件4接合起来。根据图1的LED光源的结构，多个陶瓷基板201a c的侧面或者背面与热传导树 脂5连接，因此，高温的陶瓷基板201b的热通过热传导树脂5传到到低温的陶瓷基板201a 和201c，陶瓷基板201b与陶瓷基板201a和201c的温度差减小。因此，多个陶瓷基板201a c中的温度的偏差减小。针对每一个LED输入2W的功率的情况，在图6所示的现有的结构 中，陶瓷基板201b和陶瓷基板201a、c之间的温度差为7°C，而在图1的结构中，当填充高 度h (热传导树脂5从连接基板3的表面向上凸出的高度)为Imm左右时，陶瓷基板201b 与陶瓷基板201a的温度差在3°C以内。另外，通过提高热传导树脂5的填充高度h，能够扩大热传导树脂5与陶瓷基板
8201a c之间的连接面积，因此，从陶瓷基板201a c到热传导树脂5的热传导性会提高。 其结果为，能够进一步减小陶瓷基板201a与陶瓷基板201b之间的温度差。接下来，对LED光源的制造工序进行说明。图2A到图2C表示连接基板与散热元件的粘接工序。 在图2A所示的工序中，在连接基板3安装有多个LED元件基板2a c，该多个LED 元件基板2a c通过回流(reflow)的焊锡的自动调整(selfalignment)而被定位。另外，热传导树脂5例如在使用分装器(dispenser)(未图示)调节了涂布量的状 态下涂布在散热元件4上。在图2B所示的工序中，散热基板4和连接基板3，为了防止在叠合时发生位置偏 移，例如在通过位置对准用的引导件(未图示)等进行了位置对准之后，从上方施加压力以 将散热基板4和连接基板3的背面通过热传导树脂5接合起来。通过压力而夹在散热基板 4与连接基板3之间的热传导树脂5的厚度变薄，并同时在水平面内方向扩展。在散热基板 4与连接基板3之间的间隔达到预定值的时刻停止加压。在连接基板3上，在LED元件2a c的陶瓷基板211a c附近设置有贯通孔30， 因此，在压力施加的同时，热传导树脂5通过贯通孔30被挤出到连接基板3的表面。在图2C中，进一步施加压力，被挤出到连接基板3的表面的热传导树脂5蔓延到 陶瓷基板211a c的背面或者多个陶瓷基板211a c之间的间隙中，成为在多个陶瓷基板 211a c之间填充有热传导树脂5的状态，能够通过热传导树脂5来接合陶瓷基板211a c的侧面或者背面。这里，关于挤出到连接基板3的表面的热传导树脂5的量，设定成如下的 量填充在多个陶瓷基板211a c之间的热传导树脂5的表面的高度不比陶瓷基板211a c的高度高。然后，将热传导树脂5例如通过在150°C左右的高温下放置一个小时的热处理来 使该热传导树脂5固化。通过固化，热传导树脂5的体积几乎没有变化，因此不会因固化导 致热传导树脂5剥离或者龟裂。这里，对热硬化型树脂进行了描述，但是固化方法取决于热 传导树脂5的材料，因此，可以根据热传导树脂5的材料采用热硬化以外的光硬化或常温放 置的硬化方法。关于这里描述的制造工序，由于能够通过与现有工序相同的工序来进行制 造，因此不需要新设粘接工序，无需引入制造装置。因此，能够抑制制造成本。另外，根据上述制造方法，能够将热传导树脂5从陶瓷基板211a c背面供给到 上表面(表面)，因此，能够在LED元件基板2a c的发光面不被热传导树脂5弄脏的情况 下供给热传导树脂5。由此，能够防止作为光源装置的光照射量的降低。而且，多个LED元件基板2a c即使以很窄的间隔安装在连接基板上，由于热传 导树脂5是液体，因此热传导树脂5也能够进入到狭窄的间隙中，从而能够无间隙地粘接到 陶瓷基板的侧面。因此，即使提高在连接基板3上的安装密度，也能通过扩大陶瓷基板与热 传导树脂的接触面积，热传导性得以提高，陶瓷基板211的温度偏差缩小。实施例2图3是表示本发明的LED光源的第二实施例中的结构例的剖视图。 在第二实施例中，在散热元件304的上表面，设置有凸起307，在连接基板303上在 与所述凸起307吻合的位置设置有定位孔308。通过使凸起307和定位孔308吻合，能够确 定散热元件304与连接基板303的相对位置。
通过使凸起307的高度比连接基板303的厚度要高，凸起的顶端307a成为在连接 基板上从安装有陶瓷基板301a和b的面(表面)凸出的结构。在这样的结构中，也经过了在实施方式1中使用图2A到图2C说明过的同样的工 序，由此，如图3所示供给到散热元件304和连接基板303之间的热传导树脂305通过连接 基板303的贯通孔309被挤出到连接基板303的表面(安装有LED元件基板300a、300b的 面)，然后蔓延到多个LED元件基板300a、300b的陶瓷基板301的背面或者侧面、并进一步 蔓延到散热元件304的凸起307a进行接触。根据该结构，经热传导树脂305将陶瓷基板301a和b与散热元件304之间连接起 来，因此，在LED元件基板300a、300b中产生的热除了实施方式1中说明过的散热路径之 外，还能够经由从陶瓷基板301a和b的侧面通过凸起70传导到散热元件304的热传导路 径来进行散热，因此能够提高LED光源的散热性。由此，能够在减少了多个LED元件基板 300a,300b的陶瓷基板301a和b的温度偏差的基础上，降低陶瓷基板301a和b的温度。实施例3图4是表示本发明的第三实施例的曝光机用LED光源的剖视图。在图4中，该LED光源IA中，与实施方式1和2的不同点在于，在LED元件基板 410的陶瓷基板401的上表面设置有透镜基板402，在该透镜基板402设置有窗部411，并 嵌入有防止光分散用的透镜功能元件412。透镜功能元件412将从LED元件基板410发出 的、扩散成放射状地入射的光转换成平行光。透镜功能元件412对于从LED元件发出的光的波长具有50%以上的透射率，除了 石英等无机玻璃材料之外，还采用使用硅酮树脂、丙烯酸、环氧树脂等有机树脂来成型成透 镜形状的元件。作为透镜功能元件412，可以使用球面透镜、非球面透镜、菲涅耳透镜等。在本实施方式中，也经过了在第一实施例中使用图2A到图2C说明过的同样的工 序，由此，能够形成如图4所示的结构。在本实施方式中，首先，预先将嵌入有透镜功能元件 412的透镜基板402和回流锡焊有多个LED元件基板410的连接基板403接合起来，在该 状态下，使用未图示的引导件将连接基板403与被供给了热传导树脂405的散热元件404 位置对准，然后将二者压靠在一起并施加压力。通过持续施加该压力，供给到散热元件404 与连接基板403之间的热传导树脂405通过连接基板403的贯通孔409被挤出到连接基板 403的表面(安装有多个LED元件基板410的面)。该被挤出到连接基板403的表面的热 传导树脂405蔓延到多个LED元件基板410的陶瓷基板401的背面或者侧面。在这样热传导树脂405蔓延到多个LED元件基板410的陶瓷基板401的背面或者 侧面的状态下，通过实施在150°C左右的高温下放置一个小时的加热处理，热传导树脂405 固化。热传导树脂405几乎不产生因固化而导致的体积的变化，因此热传导树脂405不会 因为固化而与散热元件404、连接基板403或LED元件基板410剥离或产生龟裂，能够提高 散热元件404、连接基板403以及LED元件基板410之间的热传递。另外，在上述工序中，也可以在回流锡焊有(软钎焊)LED元件基板410的连接基 板403与散热元件404之间对热传导树脂405进行加热使之固化之后，将嵌入有透镜功能 元件412的透镜基板402与回流锡焊有LED元件基板410的连接基板403接合起来。根据该结构，经热传导树脂305将LED元件基板410的陶瓷基板401和散热元件 404之间连接起来，因此在LED元件基板410中产生的热能够经由实施方式1中说明过的散热路径进行散热，因此，能够提高LED光源的散热性。因此，能够在减少多个LED元件基板 410的陶瓷基板401的温度偏差的基础上，降低陶瓷基板401的温度。另外，在本实施例3中，该情况下的透镜功能元件412例如也可以使准直透镜嵌入 到窗部411中。另外，根据本实施例3，如图4所示，通过在连接基板403的窗部411内设置 透镜功能元件412，能够使来自LED元件基板410的光的方向发生变化而相对于上方照射面 不扩散地垂直地进行照射，相对于与LED光源对置地光照射平面(未图示)，能够获得没有 照射强度偏差的面内均勻的照射光，而不会出现从LED元件基板410发出的光相对于上方 照射面扩散成放射状的情况。实施例4图11是表示将本发明的LED光源应用到无掩模的曝光机装置的第四实施例的曝 光装置的概略结构图。本实施例的曝光装置构成为具有光源部500、积分器503、准直反射镜 (collimator mirror) 504、图案生成部505、驱动图案生成部505的图案生成驱动部5050、 载置作为被曝光基板的工件506的工件用工作台5060、以及控制图案生成驱动部5050、工 件用工作台5060和光源部500的控制部510。放出曝光光的光源部500由多个光源装置5001、5002、5003构成，各光源装置
5001、5002、5003为了高效地散热而安装于水冷套501。设置于各光源装置5001、5002、 5003的连接基板上的布线通过线束(harness) 5021、5022、5023与用于供给电力的亮灯电 源 5024,5025,5026 连接。光源装置5001、5002、5003的配置或者倾斜角度设计成能够使从光源装置5001、
5002、5003发出的光高效地入射到积分器503。光源装置5001、5002、5003以及积分器503
的各元件在图11的纸面上在垂直方向呈二维状地配置。在本实施例中，曝光用的光源部500采用了在实施例1至3中说明的那样的LED 光源。通过采用这样的LED光源，能够对比较大的区域均勻地进行照明，能够对大面积均勻 地进行曝光。另外，在照明的宽度方向的范围内能够使出射光量大致相同，能够使各LED光源 的寿命大致相同，能够使光源部500长寿命化。在上述结构中，从光源部500发出并通过了积分器503的曝光光通过准直反射镜 504沿着形成于掩模505的曝光图案面呈线状地汇聚(在与附图垂直的曝光图案面的长度 方向呈线状)，并经图案生成部505照射到涂布有抗蚀剂等感光剂的工件506，由此，基于在 图案生成部505上形成的图案的光像成像在涂布于工件506上的感光剂(抗蚀剂)上，从 而感光剂被曝光(另外，在图11所示的曝光装置的结构中，为了简化说明，省略了成像光学 系统的记载)。这里，图案生成部505通过图案生成驱动部5050被驱动，并根据通过工件用工作 台5060而向一方向以一定的速度移动的工件506的位置而形成曝光用图案。无掩模曝光 装置的具体的结构例如使用日本特开2006-250982号公报中记载的结构即可。在本实施例中，在聚光光学系统中不是使用光透射型的透镜而是使用准直反射镜 504，因此不会产生曝光光的相差的问题，在使用多波长光作为LED光源的情况下，能够对 更加细微的图案、更加锐利的图案进行曝光。
图IlB表示曝光时的光源装置的曝光条件。在曝光机的曝光工序中，有工件的搬 入、工件在预定位置的固定、掩模和工件的位置对准、曝光、工件的固定的解除、工件的搬出 这些工序。曝光工序需要10 120秒，但是实际上对工件曝光的时间大约为5 60秒。在现有的使用了水银灯的曝光机中，在刚对水银灯通电之后，出射光强度由于灯 的温度变动而不稳定。因此，需要等待大约30分钟直到稳定为止。因此，在使用现有的水 银灯光源的曝光机的情况下，在曝光工序中为了使出射光强度稳定，需要使水银灯始终通 电而点亮。但是，如果使用本发明的LED电源，则即使是刚通电之后，出射光强度在数毫秒 之内就会稳定，因此，在曝光工序中只要对LED光源进行相当于曝光时间的通电即可，因此 能够大幅度降低曝光机的消耗电力。
权利要求
一种LED光源，其具备将发光二极管芯片连接到形成于陶瓷基体上的电极而构成的LED元件体；安装有多个该LED元件体的LED元件安装基板；以及对该LED元件安装基板中产生的热进行散热的散热元件，该LED光源的特征在于，热传导树脂介于所述LED元件安装基板与所述散热元件之间，该热传导树脂的一部分经设置于所述LED元件安装基板的贯通孔而延伸到该LED元件安装基板的安装有所述LED元件体的面这一侧，从而与所述多个LED元件体接合。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，在形成于所述陶瓷基体的凹部的内部，将所述发光二极管芯片通过线粘合与形成在所 述陶瓷基体上的电极连接起来。
3.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，经设置于所述LED元件安装基板的贯通孔而延伸到该LED元件安装基板的安装有所述 LED元件体的面这一侧的所述热传导树脂，以低于该LED元件体的高度填充在所述多个LED 元件体之间。
4.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，设置有针对从所述LED元件体发出的光的防止光分散用的透镜单元。
5.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述热传导树脂的热传导率大于所述LED元件安装基板的热传导率。
6.一种曝光装置，其具备曝光光源单元；形成曝光图案的曝光图案形成部；载置基板 并能够向至少一个方向移动的工作台单元；以及控制所述曝光光源单元、所述曝光图案形 成部以及所述工作台单元的控制单元，所述曝光装置的特征在于，所述曝光光源单元具有LED光源，该LED光源具有将发光二极管芯片连接到形成于陶瓷基体上的电极而构成的LED元 件体；安装有多个该LED元件体的LED元件安装基板；以及与该LED元件安装基板相接触从 而对所述LED元件体产生的热进行散热的散热元件，所述LED元件安装基板和所述散热元件经热传导树脂连接在一起，该热传导树脂的一 部分经设置于所述LED元件安装基板的贯通孔而延伸到该LED元件安装基板的安装有所述 LED元件体的面这一侧，从而与所述多个LED元件体接合。
7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光图案形成部根据由所述工作台单元驱动的基板的位置来改变对该基板进行 曝光的图案的形状。
8.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光光源单元具有水冷套，通过该水冷套对所述LED光源进行冷却。
9.一种LED光源的制造方法，其特征在于，将热传导树脂供给到散热元件上，将在表面安装有多个LED元件体的LED元件安装基 板的背面侧压靠向已被供给了所述热传导树脂的散热元件直到达到预定的间隔为止，使所 述热传导树脂扩展到所述散热元件与所述LED元件安装基板之间，并经设置于所述LED元 件安装基板的贯通孔，将处于所述散热元件和所述LED元件安装基板之间的所述热传导树脂的一部分挤出到所述LED元件安装基板的表面，并填充到安装于该表面的多个LED元件 体之间，在使所述热传导树脂扩展到所述散热元件与所述LED元件安装基板之间、并使其 一部分经所述贯通孔填充到所述散热元件和所述LED元件安装基板之间的状态下，对所述 热传导树脂进行加热使其硬化。
10.根据权利要求9所述的LED光源的制造方法，其特征在于，所述LED元件体通过将发光二极管芯片利用线粘合连接到形成于陶瓷基体上的电极 而形成。
11.根据权利要求9所述的LED光源的制造方法，其特征在于，所述热传导树脂的热传导率大于所述LED元件安装基板的热传导率。
12.一种使用了 LED光源的曝光方法，在该曝光方法中，将从曝光光源单元发出的曝光 光照射向曝光图案形成部，将通过照射了该曝光光的曝光图案形成部而成形的光图案成像 于在表面涂布有抗蚀剂的基板上，通过该成像的光图案来曝光所述抗蚀剂，所述曝光方法的特征在于，所述曝光光是从所述曝光光源单元的LED光源发出的光，所述曝光光是从该LED光源 的多个LED元件体发出的光，该LED光源中，多个LED元件体安装在利用水冷套进行冷却的 LED元件安装基板上，并且在多个LED元件体之间填充有热传导树脂。
13.根据权利要求12所述的使用了LED光源的曝光方法，其特征在于，所述基板载置在至少能够向一个方向移动的工作台上，所述曝光图案形成部根据通过 所述工作台而向一个方向移动的基板的位置来改变曝光所述基板的图案的形状。
全文摘要
本发明提供一种LED光源、其制造方法、使用LED光源的曝光装置及曝光方法，能够通过简单的结构，抑制多个发光元件安装基板之间的温度偏差，同时能够提高发光原家安装基板的散热特性。在LED光源中具备将发光二极管(LED)芯片连接到形成于陶瓷基体上的电极而构成的LED元件体；安装有多个LED元件体的LED元件安装基板；以及对LED元件安装基板中产生的热进行散热的散热元件，在该LED光源中，使热传导树脂介于LED元件安装基板和散热元件之间，该热传导树脂的一部分经设置于LED元件安装基板的贯通孔而鼓出到LED元件安装基板的安装有LED元件体的面这一侧，从而与多个LED元件体接合。
文档编号H01L33/64GK101937910SQ20101020525
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月13日 优先权日2009年6月30日
发明者石田进, 秦昌平 申请人:株式会社日立高新技术