CN103715337A - 封装片被覆半导体元件、其制造方法、半导体装置以及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封装片被覆半导体元件、其制造方法、半导体装置以及其制造方法,所述封装片被覆半导体元件的制造方法包括如下工序:半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件;以及,封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆多个半导体元件、并且在相互邻接的半导体元件间形成空间。
Description
技术领域
本发明涉及封装片被覆半导体元件、其制造方法、半导体装置以及其制造方法,详细而言,涉及封装片被覆半导体元件的制造方法、由此得到的封装片被覆半导体元件、使用其的半导体装置的制造方法以及由此得到的半导体装置。
背景技术
作为制造具备光半导体元件的光半导体装置或者具备电子元件的电子装置的方法,已知有如下方法:首先,在基板上安装多个半导体元件(光半导体元件或者电子元件),接着,以被覆多个半导体元件的方式设置封装层。
尤其在光半导体元件以及半导体装置分别为LED以及LED装置时,在多个LED之间,发射波长、发光效率会产生偏差,因此在这样的安装有LED的LED装置中,存在多个LED之间发光会产生偏差的不良情况。
为了消除上述不良情况,进行了例如如下研究:在用荧光体层被覆多个LED制作荧光体层被覆LED后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED,然后在基板上进行安装。
提出了通过例如以下方式得到的芯片部件:在石英基板上隔着粘合片贴附芯片,接着,自芯片上方以接触石英基板的上表面的方式涂布树脂,制作由用树脂被覆的芯片形成的伪晶片(pseudo wafer),然后,将伪晶片自石英基板以及粘合片剥离之后,通过以芯片为单位的方式切割伪晶片、进行单片化,从而得到芯片部件(例如参照日本特开2001-308116号公报)。日本特开2001-308116号公报的芯片部件之后被安装在基板上,由此得到半导体装置。
发明内容
然而,根据目的以及用途的不同,在芯片上涂布的树脂有时较硬,此时,芯片会在石英基板的面方向上遭受到来自以接触石英基板的上表面的方式涂布的树脂的巨大的应力。于是,芯片会产生自石英基板上最初设定的预定位置偏移的位置偏移(芯片偏移),由此,切割后封装芯片的树脂的尺寸会产生巨大的偏差。其结果,存在半导体装置中的各种特性会产生偏差的不良情况。
尤其是在使用将树脂成形为片状而得到的树脂片被覆芯片时,上述的芯片偏移变得明显。
本发明的目的在于提供能够抑制半导体元件的位置偏移的封装片被覆半导体元件的制造方法、由此得到的封装片被覆半导体元件、使用其的半导体装置的制造方法以及由此得到的半导体装置。
本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法的特征在于,其包括如下工序:半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件;以及,封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆前述多个半导体元件、并且在相互邻接的前述半导体元件间形成空间。
在本发明中,对封装片进行配置,以使其被覆多个半导体元件、并且在相互邻接的半导体元件间形成空间,因此在封装片与多个半导体元件接触时,可以将由封装片向多个半导体元件施加的应力释放到空间中。因此,可以降低由封装片向多个半导体元件施加的应力。其结果,可制造半导体元件的位置偏移得到抑制的封装片被覆半导体元件。
此外,在本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法中,适宜的是,前述封装片使相互相对的前述半导体元件的相对面的一部分露出。
根据本发明,相互相对的半导体元件的相对面的一部分露出,因此可确实地形成上述空间。
此外,在本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法中,前述半导体元件优选为光半导体元件,进而,前述光半导体元件优选为LED,此外,前述封装片优选为含有荧光体的荧光体片。
根据本发明,由于通过含有荧光体的荧光体片来被覆光半导体元件,因此可以通过荧光体片对自光半导体元件发出的光的波长进行转换、发出高能量的光。
此外,本发明的封装片被覆半导体元件的特征在于,其是通过上述封装片被覆半导体元件的制造方法得到的。
本发明的封装片被覆半导体元件由于会抑制半导体元件的位置偏移,因此尺寸偏差得到抑制。由此,可确保稳定的特性。
此外,本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:准备上述封装片被覆半导体元件的工序;以及,将前述封装片被覆半导体元件的半导体元件安装在基板上、或将多个半导体元件预先安装在基板上的工序。
本发明的半导体装置的制造方法包括准备稳定的特性得到确保的封装片被覆半导体元件的工序,因此能够制作具有稳定的特性的半导体装置。
此外,本发明的半导体装置的特征在于,其是通过上述半导体装置的制造方法得到的。
本发明的半导体装置能够确保稳定的特性。
根据本发明的半导体装置的制造方法,可以制造半导体元件的位置偏移得到抑制的封装片被覆半导体元件。
本发明的封装片被覆半导体元件能够确保稳定的特性。
附图说明
图1为本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第1实施方式的工序图,
图1的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图1的(b)表示将LED配置在支撑片的上表面的LED配置工序;
图1的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图1的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图1的(e)表示将荧光体层被覆LED从支撑片剥离的LED剥离工序;
图1的(e’)是对在图1的(e)的LED剥离工序中使用拾取装置从粘合层剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图1的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图2表示在图1的(a)中示出的支撑片的俯视图。
图3是说明第1实施方式的变形例的工序图,
图3的(a)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图3的(b)表示利用荧光体片封装LED的上表面的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图3的(c)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图3的(d)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图4为说明第1实施方式的变形例的工序图,
图4的(a)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图4的(b)表示利用荧光体片封装LED的表面的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图4的(c)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图4的(d)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图5为在图1的(e)以及图1的(e’)中示出的LED剥离工序的变形例,其表示对未单片化的多个荧光体层被覆LED进行剥离的变形例。
图6为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第2实施方式的工序图,
图6的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图6的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED配置工序;
图6的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图6的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图6的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图6的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图7为表示在图6的(a)中示出的支撑片的俯视图。
图8为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第3实施方式的工序图,
图8的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图8的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED配置工序;
图8的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图8的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图8的(e)表示从粘合层剥离支撑板的支撑板剥离工序;
图8的(f)表示从粘合层剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图8的(f’)为对在图8的(f)的LED剥离工序中使用拾取装置从粘合层剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图8的(g)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图9为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第4实施方式的工序图,
图9的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图9的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED配置工序;
图9的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图9的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图9的(e)表示将荧光体层被覆LED转印到转印片上的第1转印工序;
图9的(f)表示将荧光体层被覆LED转印到拉伸支撑片上的第2转印工序;
图9的(g)表示从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的再剥离工序;
图9的(g’)是对在图9的(g)的再剥离工序中使用拾取装置从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图9的(h)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图10为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第5实施方式的工序图,
图10的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图10的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED配置工序;
图10的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图10的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序;
图10的(e)表示将荧光体层被覆LED转印到转印片上的第1转印工序;
图10的(f)表示切断荧光体片的切断工序;
图10的(g)表示将荧光体层被覆LED转印到拉伸支撑片上的第2转印工序;
图10的(h)表示从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的再剥离工序;
图10的(h’)是对在图10的(h)的再剥离工序中使用拾取装置从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图10的(i)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图11为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第6实施方式的工序图,
图11的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图11的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED配置工序;
图11的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图11的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序;
图11的(e)表示从粘合层剥离支撑板的支撑板剥离工序;
图11的(f)表示将荧光体层被覆LED转印到转印片上的第1转印工序;
图11的(g)表示从荧光体层被覆LED剥离粘合层的粘合层剥离工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图11的(h)表示将荧光体层被覆LED转印到拉伸支撑片的第2转印工序;
图11的(i)表示从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的再剥离工序;
图11的(i’)是对在图11的(i)的再剥离工序中使用拾取装置从拉伸支撑片剥离荧光体层被覆LED的状态的工序图;
图11的(j)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图12为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第7实施方式的工序图,
图12的(a)表示将LED配置在支撑片的上表面的LED配置工序;
图12的(b)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图12的(c)表示在荧光体片上照射活性能量射线使荧光体片固化,利用所述荧光体片封装LED上部的LED封装工序;
图12的(d)表示切断荧光体片的切断工序;
图12的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图12的(e’)是对在图12的(e)的LED剥离工序中使用拾取装置从支撑片剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图12的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图13为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第8实施方式的工序图,
图13的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序;
图13的(b)表示将LED配置在支撑片上的LED粘贴工序;
图13的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图13的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图13的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图13的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图14为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第9实施方式的工序图,
图14的(a)表示将LED预先安装在基板上的工序;
图14的(b)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间,从而得到LED装置的工序。
图15为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第10实施方式的工序图,
图15的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序,以及在支撑片上配置隔离件的隔离件配置工序;
图15的(b)表示将LED配置在支撑片的上表面的LED配置工序;
图15的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图15的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图15的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图15的(e’)是对在图15的(e)的LED剥离工序中使用拾取装置从粘合层剥离荧光体层被覆LED的状态进行详细说明的工序图;
图15的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图16为表示配置有图15的(a)所示的隔离件的支撑片的俯视图。
图17为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第11实施方式的工序图,
图17的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序,所述支撑片具备设有支撑凹部的支撑板;
图17的(b)表示将LED配置在支撑片的上表面的LED配置工序;
图17的(c)表示一边形成粘合突出部、一边对荧光体片进行配置以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图17的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图17的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图17的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图18为表示图17的(a)所示的支撑片的俯视图。
图19为表示本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法以及半导体装置的制造方法的第11实施方式的变形例的工序图,
图19的(a)表示准备支撑片的支撑片准备工序,所述支撑片具备设有支撑凹部的支撑板;
图19的(b)表示将LED配置在支撑片的上表面、形成粘合突出部的LED配置工序;
图19的(c)表示对荧光体片进行配置,以使其被覆LED并且在相互邻接的LED间形成空间的荧光体片配置工序;
图19的(d)表示利用荧光体片封装LED的上部的LED封装工序,以及切断荧光体片的切断工序;
图19的(e)表示从支撑片剥离荧光体层被覆LED的LED剥离工序;
图19的(f)表示在基板上安装荧光体层被覆LED的安装工序。
图20为作为本发明的比较例的荧光体层被覆LED的侧视图,
图20的(a)表示制作LED的侧面的下部被荧光体层被覆的荧光体层被覆LED的工序;
图20的(b)表示通过加热对荧光体层被覆LED进行倒装芯片安装的工序。
图21为表示LED的侧面的下部露出的荧光体层被覆LED的侧视图。
具体实施方式
本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法包括如下工序:半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件;以及,荧光体片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆多个半导体元件、并且在相互邻接的半导体元件间形成空间。
以下,通过第1实施方式~第9实施方式并参照图1~图14对本发明的封装片被覆半导体元件的制造方法进行说明。
第1实施方式
在图1中,有时将纸面上下方向称为第1方向、将纸面厚度方向称为第2方向(前后方向)、将纸面左右方向称为第3方向。关于图2之后的附图的方向也与图1相同。此外,在图2以及图7中,为了明确地表示后述的支撑板2以及基准标记18的相对配置而省略了后述的粘合层3。
作为封装片被覆半导体元件的荧光体层被覆LED10的制造方法如图1的(a)~图1的(e)所示,其包括如下工序:支撑片准备工序(参照图1的(a)),配置作为属于半导体元件的光半导体元件的LED4的LED配置工序(半导体元件配置工序的一个例子,参照图1的(b)),LED被覆工序(参照图1的(c)以及图1的(d)),得到荧光体层被覆LED10的切断工序(参照图1的(d)的虚线),以及LED剥离工序(参照图1的(e)以及图1的(e’))。
LED被覆工序包括:荧光体片配置工序,在LED配置工序之后,对作为封装片的荧光体片5进行配置,以使其被覆LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30(封装片配置工序的一个例子,参照图1的(c));以及,LED封装工序,使荧光体片5固化、利用荧光体片5封装LED4的上部(参照图1的(d))。
此外,作为半导体装置的LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图1的(f))。
以下详细地叙述第1实施方式的各工序。
支撑片准备工序
支撑片准备工序为准备支撑片1的工序。如图1的(a)以及图2所示,支撑片1呈在面方向(相对于厚度方向的垂直方向)上延伸的片状,俯视形状(在厚度方向上投影时的形状)例如形成为大致矩形形状。
此外,支撑片1以预先设置作为在后面说明的切断工序(参照图1的(d)的虚线)中切断的基准的基准标记18的方式来准备。
关于基准标记18,如图2所示,在支撑片1的面方向的周端部中隔着间隔设置有多个。例如,基准标记18分别在支撑片1中相互相对的两边上设置,基准标记18在支撑片1的两边相对的方向上以成为相对的一对的方式形成。一对基准标记18以如下方式配置:与之后配置的LED4(虚线)对应设置,且以基准标记18为基准切断荧光体片5时能够使LED4单片化。
各基准标记18形成为在俯视下容易识别的形状,例如形成为俯视大致三角形。
关于支撑片1的尺寸,最大长度例如为10mm以上且300mm以下,此外,一条边的长度例如为10mm以上且300mm以下。
支撑片1以能够支撑接下来说明的LED4(参照图1的(b))的方式构成,如图1的(a)以及图2所示,例如具备支撑板2和在支撑板2的上表面层叠的粘合层3。
支撑板2呈在面方向上延伸的片状,设置于支撑片1的下部、形成为俯视与支撑片1大致相同的形状。
此外,在支撑板2上形成有基准标记18。关于基准标记18,虽未在剖视中图示,但例如以从上表面凹至上下方向半途中的凹部、或者贯通上下方向的孔的形式形成。
支撑板2至少在面方向上不能拉伸,由硬质材料形成,具体而言,作为这样的材料,可列举出例如氧化硅(玻璃、石英等)、氧化铝等氧化物,例如不锈钢、硅等金属等。
支撑板2在23℃下的杨式模量例如为1×106Pa以上、优选为1×107Pa以上、更优选为1×108Pa以上,并且例如也为1×1012Pa以下。支撑板2的杨式模量为上述的下限以上时,可保证支撑板2的硬质,更加可靠地支撑后述的LED4(参照图1的(b))。需要说明的是,支撑板2的杨式模量例如是由JIS H7902:2008的压缩弹性模量等求出的。
支撑板2的厚度例如为0.1mm以上、优选为0.3mm以上,并且例如也为5mm以下、优选为2mm以下。
此外,在支撑板2中,形成有用于在后面说明的LED剥离工序(参照图1的(e)以及图1的(e’))中插入挤压构件14的贯通孔21。
关于贯通孔21,如图2所示,在支撑板2中与其后配置的LED4对应地设置,隔着间隔设置有多个。例如,贯通孔21以将基准标记18作为基准而对荧光体层被覆LED10进行单片化时能够挤压各个荧光体层被覆LED10的方式配置。
更具体而言,在支撑片1上以多个贯通孔21在俯视中前后左右相互隔着相等间隔的方式整列配置。
贯通孔21的形状例如呈俯视圆形,关于其大小,孔径例如为0.1mm以上、优选为0.2mm以上,并且例如也为1mm以下、优选为0.7mm以下。
此外,贯通孔21的大小(平面面积)相对于LED4的大小(平面面积)例如为10%以上、优选为20%以上,并且例如也为90%以下,优选为80%以下。
粘合层3形成于支撑板2的整个上表面。
即,粘合层3在支撑板2的上表面以被覆贯通孔21的方式层叠。
作为形成粘合层3的粘合材料,可列举出例如丙烯酸类压敏粘接剂、有机硅类压敏粘接剂等压敏粘接剂。
此外,作为作为粘合材料,可以从除由于紫外线照射、化学试剂或加热而导致粘合力降低的材料以外的、通常可作为粘合剂使用的材料中广泛地选择。
关于粘合层3的厚度,例如为0.01mm以上、优选为0.02mm以上,并且也为1mm以下、优选为0.5mm以下
在准备支撑片1时,例如会将支撑板2与粘合层3贴合。
关于支撑片1的厚度,例如为0.2mm以上、优选为0.5mm以上,并且为6mm以下、优选为2.5mm以下。
LED配置工序
LED配置工序为准备多个LED4并将多个LED4配置在粘合层3上的工序。在LED配置工序中,如图1的(b)以及图2的虚线所示,准备多个LED4并将它们相互隔着间隔地配置在支撑片1的上表面。
各LED4为将电能转换为光能的半导体元件(更具体而言为光半导体元件),例如形成为厚度比面方向长度(最大长度)短的剖视大致矩形以及俯视大致矩形。此外,在LED4的上表面或者内部设置有发光层(未图示),在LED4的下表面设置有未图示的凸块(参照图20的附图标记29)。作为LED4,可列举出例如发出蓝色光的蓝色LED(发光二极管元件)。
LED4的面方向的最大长度例如为0.1mm以上且3mm以下,此外,一条边的长度例如为0.1mm以上且3mm以下。此外,LED4的厚度T0例如为0.05mm以上且1mm以下。
在LED配置工序中,例如会在支撑片1的上表面整列配置多个LED4。具体而言,以多个LED4在俯视中前后左右相互隔着相等间隔的方式配置LED4。
此外,以与贯通孔21在厚度方向上相对的方式在粘合层3的上表面配置LED4,以未图示凸块与支撑片1相对的方式将LED4粘贴在粘合层3上。由此,LED4以维持其整列状态的方式隔着粘合层3而被支撑(压敏粘接)在支撑板2的上表面。
各LED4以对应的贯通孔21位于其中央的方式配置。
各LED4间的间隔L1例如为0.05mm以上且2mm以下。
LED被覆工序
LED被覆工序为利用荧光体片5被覆LED4的表面、得到具备LED4和荧光体片5的荧光体层被覆LED10的工序。LED被覆工序包括荧光体片配置工序(参照图1的(c))、以及LED封装工序(参照图1的(d))。
荧光体片配置工序
荧光体片配置工序为在LED配置工序之后对荧光体片5进行配置、以使其部分地被覆LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30的工序。在图1的(b)的上侧图以及图1的(c)中,荧光体片5由含有固化性树脂以及荧光体的荧光树脂组合物形成。
作为固化性树脂,可列举出:例如通过加热进行固化的热固化性树脂,例如通过活性能量射线(例如紫外线、电子束等)的照射进行固化的活性能量射线固化性树脂等。可优选列举出热固化性树脂。
具体而言,作为固化性树脂,可列举出例如:有机硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂等热固化性树脂。可优选列举出有机硅树脂。
作为有机硅树脂,可列举出例如:两阶段固化型有机硅树脂、一阶段固化型有机硅树脂等有机硅树脂,可优选列举出两阶段固化型有机硅树脂。
两阶段固化型有机硅树脂为具有两阶段的反应机理、在第1阶段的反应中进行B阶化(半固化)、在第2阶段的反应中进行C阶化(完全固化)的热固化性有机硅树脂。另一方面,一阶段固化型有机硅树脂为具有一阶段的反应机理、在第1阶段的反应中进行完全固化的热固化性有机硅树脂。
此外,B阶为如下状态:固化性有机硅树脂位于可溶于溶剂的A阶和完全固化的C阶之间的状态,是固化以及凝胶化略微进行,虽在溶剂中溶胀但未完全溶解,虽会通过加热而软化但不熔融的状态。
作为两阶段固化型有机硅树脂,可列举出例如具有缩合反应和加成反应两个反应体系的缩合反应/加成反应固化型有机硅树脂等。
关于固化性树脂的配混比率,相对于荧光树脂组合物,例如为30质量%以上、优选为50质量%以上,并且例如也为99质量%以下、优选为95质量%以下。
荧光体具有波长转换功能,可列举出例如可将蓝色光转换为黄色光的黄色荧光体、可将蓝色光转换为红色光的红色荧光体等。
作为黄色荧光体,可列举出:例如Y3Al5O12:Ce(YAG(钇·铝·石榴石):Ce)、Tb3Al3O12:Ce(TAG(铽·铝·石榴石):Ce)等具有石榴石型晶体结构的石榴石型荧光体,例如Ca-α-SiAlON等氮氧化物荧光体等。
作为红色荧光体,可列举出例如CaAlSiN3:Eu、CaSiN2:Eu等氮化物荧光体等。
可优选列举出黄色荧光体。
作为荧光体的形状,可列举出例如球状、片状、针状等。从流动性的观点出发,可优选列举出球状。
荧光体的最大长度的平均值(在球状时为平均粒径)例如为0.1μm以上、优选为1μm以上,并且例如也为200μm以下、优选为100μm以下。
关于荧光体的配混比例,相对于100质量份固化性树脂,例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,例如也为80质量份以下、优选为50质量份以下。
进而,荧光树脂组合物也可以含有填充剂。
作为填充剂,可列举出:例如有机硅颗粒等有机微粒,例如硅石、滑石、氧化铝、氮化铝、氮化硅等无机微粒。此外,关于填充剂的配混比例,相对于100质量份固化性树脂,例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,并且例如也为70质量份以下、优选为50质量份以下。
于是,如图1的(c)所示,在对荧光体片5进行配置以使其被覆多个LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30时,首先,如图1的(b)的上侧图所示,准备荧光体片5。在准备荧光体片5时,配混固化性树脂以及荧光体和根据需要配混的填充剂,制备荧光树脂组合物。接着,将荧光树脂组合物涂布于脱模片6的表面,然后,使其加热。
固化性树脂含有两阶段固化型有机硅树脂时,通过上述的加热,固化性树脂B阶化(半固化)。即,形成B阶的荧光体片5。
该荧光体片5在23℃下的压缩弹性模量例如为0.01MPa以上、优选为0.04MPa以上,并且例如也为1.0MPa以下、优选为0.5MPa以下。
荧光体片5的压缩弹性模量为上述下限以上时,可保证足够的柔软性。另一方面,荧光体片5的压缩弹性模量为上述上限以下时,可一边防止对LED4施加过度的应力一边埋设LED4。
荧光体片5的压接(后述)前的厚度T3例如为50μm以上、优选为100μm以上,并且也为2000μm以下、优选为1000μm以下。
接着,如图1的(c)所示,对荧光体片5进行配置,以使其部分地被覆多个LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30。
为了对荧光体片5进行配置以使其形成空间30,将荧光体片5的下部埋入到多个LED4间的间隙的上部。
在荧光体片5相对于多个LED4的上部的压接中,通过控制压力或者荧光体片5的压入量来实施。
压力对应荧光体片5在23℃下的压缩弹性模量而适宜地设定。
压入量通过调节压制装置中的压制板的上下(厚度)方向的位移量来控制。
此外,压接在减压气氛下或者常压气氛下实施,从抑制产生孔隙(void)的观点出发,优选在减压气氛下实施。
需要说明的是,也可以通过将荧光体片5载置于多个LED4的上表面,然后,将荧光体片5放置规定时间,使荧光体片5基于荧光体片5的自重以及荧光体片5的柔软性(低压缩弹性模量)而稍稍向下方下垂,由此将荧光体片5埋入到多个LED4间的间隙的上部。
荧光体片5中,埋入(压入)到多个LED4间的间隙的上部的部分成为从荧光体片5的上部以截面大致矩形向下方突出的进入部分31。关于进入部分31,其侧面被覆着LED4的上部的侧面。另一方面,荧光体片5未被覆LED4的侧面(多个LED4相互相对的相对面)的下部(一部分)、其是露出的。
进入部分31的厚度(厚度方向长度)T1为LED4的上表面与压入后的荧光体片5的最下面(即进入部分31的下表面)的厚度方向长度T1。进入部分31的厚度T1以相对于LED4的厚度T0为例如5%以上、优选为10%以上、更优选为20%以上、并且为例如95%以下、优选为90%以下、更优选为80%以下的方式设定。此外,进入部分31的厚度T1以相对于荧光体片5的压接前的厚度T3为例如5%以上、优选为10%以上、并且为例如95%以下、优选为90%以下的方式设定。具体而言,进入部分31的厚度T1例如为0.01mm以上、优选为0.05mm以上、更优选为0.1m以上,并且例如为1mm以下、优选为0.8mm以下、更优选为0.5mm以下。
在LED4的上部配置之后的荧光体片5的最大厚度T4例如为50μm以上、优选为100μm以上,并且也为2000μm以下,优选为1000μm以下。需要说明的是,荧光体片5的最大厚度T4为上部的厚度与进入部分31的进入长度T1的总和。
由此,各LED4的上部被荧光体片5被覆,另一方面,各LED4间的下部会形成从荧光体片5露出的空间30。
空间30为各LED4间的空间,是由多个LED4的下部的侧面、粘合层3的上表面以及荧光体片5的下表面(即进入部分31的下表面)划分出的空间。此外,各LED4间的空间30虽然在剖视下看似形成有多个,但在俯视下是各自相互连通的。具体而言,空间30如图2所参照的那样,在俯视下形成为从粘合层3的外形形状去除LED4的形状后得到的大致网格形状(大致棋盘格形状)。需要说明的是,在空间30中,从LED4露出的粘合层3的上表面不接触荧光体片5的下表面,具体而言,与进入部分31的下表面在厚度方向上隔着间隔。
空间30的厚度T2以相对于LED4的厚度T0为例如5%以上、优选为10%以上、更优选为20%以上、并且为例如95%以下、优选为90%以下、更优选为80%以下的方式设定。此外,空间30的厚度T2以相对于荧光体片5的压接前的厚度T3为例如5%以上、优选为10%以上、并且例如95%以下、优选为90%以下的方式设定。具体而言,空间30的厚度T2例如为0.01mm以上、优选为0.05mm以上、更优选为0.1mm以上,并且例如为1mm以下、优选为0.8mm以下、更优选为0.5mm以下。
空间30的厚度T2为上述下限以上时,可确实地被覆多个LED4的下部的侧面。另一方面,空间30的厚度T2为上述上限以下时,可确实地形成防止粘合层3的上表面和荧光体片5的下表面相互接触的空间30。
然后,如图1的(c)的虚线所示,从荧光体片5的上表面剥离脱模片6。
LED封装工序
LED封装工序为使荧光体片5固化并利用挠性的荧光体片5封装LED4的上部的工序。LED封装工序在荧光体片配置工序(参照图1的(c))之后实施。
在LED封装工序中,如图1的(d)所示那样使荧光体片5固化。具体而言,将荧光体片5加热至80℃以上、优选为100℃以上、并且例如为200℃以下、优选为180℃以下。
在固化性树脂含有两阶段固化型有机硅树脂且埋设LED4的荧光体片5为B阶时,荧光体片5通过上述加热而完全固化成为C阶。
此外,在固化性树脂含有一阶段固化型有机硅树脂时,由所述固化性树脂形成的荧光体片5通过上述加热而完全固化成为C阶。
或者,在固化性树脂为活性能量射线固化性树脂时,从上方将活性能量射线照射到荧光体片5上。
固化(完全固化)了的荧光体片5具有挠性,具体而言,在23℃下的压缩弹性模量为例如0.5MPa以上、优选为1MPa以上,并且也为例如100MPa以下、优选为10MPa以下。
荧光体片5的压缩弹性模量为上述上限以下时,可确实地保证挠性,例如在接下来的切断工序(参照图1的(d))中,也可使用切割装置(后述)将荧光体片5切断。荧光体片5的压缩弹性模量为上述下限以上时,可保持切断后的形状。
由此,LED4的上部的侧面以及上表面被荧光体片5以密合状被覆。即,LED4的上部被C阶的荧光体片5封装。
切断工序
切断工序为在LED封装工序之后与多个LED4对应地将荧光体片5切断而由具备多个LED4的荧光体片被覆LED10’得到具备一个LED4的荧光体层被覆LED10的工序。如图1的(d)的虚线所示,在切断工序中,沿着厚度方向对多个的LED4周围的挠性荧光体片5进行切断。例如,如图2的单点虚线所示,将荧光体片5切断为例如围绕各LED4的俯视大致矩形。
在切断荧光体片5时,可以采用例如使用圆盘状的切割锯(切割刀片)的切割装置、使用刀具的切割装置、激光照射装置等切断装置。
此外,荧光体片5的切断以基准标记18为基准实施。具体而言,沿着将成一对的基准标记18连接的直线(在图2中以单点虚线表示),以形成切缝8的方式切断荧光体片5。
需要说明的是,在荧光体片5的切断中,例如,以切缝8不会贯通支撑片1的方式、具体而言以不会贯通粘合层3的方式从荧光体片5的上侧向下侧切断。
通过切断工序,以LED4密合于支撑片1的状态得到具备一个LED4和由被覆该LED4的上部的荧光体片5形成的荧光体层7的荧光体层被覆LED10。
LED剥离工序
LED剥离工序如图1的(e)所示,为从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10的工序。在LED剥离工序中,如图1的(e’)所示,使用具备针等挤压构件14和筒夹等吸取构件16的拾取装置17,介由贯通孔21利用挤压构件14挤压粘合层3,从支撑板2以及粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。
详细而言,首先,将支撑片1设置在拾取装置17上,使挤压构件14从下侧相对于与想要剥离的荧光体层被覆LED10所对应的贯通孔21相对配置。
接着,将挤压构件14从下侧插入贯通孔21中。
于是,与贯通孔21对应的粘合层3被向支撑板2的相对上侧挤压,与荧光体层被覆LED10一起被顶起。
顶起的荧光体层被覆LED10被吸取构件16吸取。
然后,荧光体层被覆LED10一边被吸取构件16吸取,一边向支撑板2的相对上侧进一步移动,然后,从粘合层3剥离。
需要说明的是,还可以根据需要在LED剥离工序之前利用紫外线照射、化学试剂或加热使粘合层3的粘合力降低,从而容易地剥离荧光体层被覆LED10。
此外,在LED剥离工序中,荧光体层7未接触粘合层3,仅LED4接触粘合层3,因此可从粘合层3容易地剥离荧光体层被覆LED10。
由此,如图1的(e)所示,得到从支撑片1剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
安装工序为在LED剥离工序之后将荧光体层被覆LED10安装在基板9上的工序。在安装工序中,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图1的(f)所示,将筛选过的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到作为半导体装置的LED装置15。
具体而言,使荧光体层被覆LED10与基板9相对配置,以使在LED4的下表面设置的凸块(未图示)与在基板9的上表面设置的端子(未图示)相对。即,将荧光体层被覆LED10的LED4(根据需要经加热)倒装安装在基板9上。
由此,得到具备基板9和在基板9上安装的荧光体层被覆LED10的LED装置15。在LED装置15中,进入部分31与基板9在上下(厚度)方向上隔着间隔。
然后,也可以根据需要如图1的(f)的虚线所示那样在LED装置15上设置封装荧光体层被覆LED10的封装保护层20(与荧光体层7不同的封装层)。由此,能够提高LED装置15的可靠性。
于是,在上述的荧光体层被覆LED10中,对荧光体片5进行配置,以使其部分地被覆多个LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30,因此,在荧光体片5与多个LED4接触(压接)时,可使由荧光体片5施加于多个LED4的应力释放到空间30中。因此,可降低由荧光体片5施加于多个LED4的面方向的应力。其结果,可制造抑制了LED4在面方向上偏移的LED位置偏移的荧光体层被覆LED10。
此外,由于相互相对的LED4的侧面的下部露出,因此能够确实地形成上述的空间30。
另一方面,在如图20的(a)所示那样LED4的侧面的下部被荧光体层7被覆的情况下,若如图20的(b)所示那样由于荧光体层被覆LED10在倒装芯片安装时的加热而导致荧光体层7产生热下垂,则荧光体层7的下端部会下垂到LED4的下端部的更下侧。并且,若荧光体层7的下垂部分35于面方向投影时位于LED4的凸块29的更下侧,则所述下垂部分35会导致LED4的凸块29相对于基板9浮起,妨碍LED4的凸块29与基板9的端子(未图示)接触。
与此相对,在本实施方式中,如图21所示那样,LED4的侧面的下部露出,由此,即便由于荧光体层被覆LED10的倒装芯片安装时的加热而导致荧光体层7产生热下垂,荧光体层7的下垂部分35在面方向投影时也能够位于LED4的凸块29的更上侧、或者能够位于与凸块29同等高度处。因此,能够防止由LED4的凸块29相对于基板9浮起而引起的、LED4的凸块29与基板9的端子(未图示)的接触不良。其结果,可以使LED装置15的连接可靠性提高。
此外,由于使含有荧光体的荧光体片5与LED4的上部接触,因此可以利用荧光体层7转换从LED4发出的光的波长、发出高能量的光。
并且,荧光体层被覆LED10的LED的位置偏移得到抑制、尺寸偏差得到抑制。因此,能够确保稳定的光学特性,具体而言,能够确保稳定的亮度、稳定的色度、稳定的取向性等。
此外,LED装置15的制造方法包括准备确保了稳定的光学特性的荧光体层被覆LED10的工序,因此能够制造具有稳定的光学特性的LED装置15。
于是,LED装置15的LED的位置偏移得到抑制、尺寸偏差得到抑制,因此能够确保稳定的亮度、稳定的色度、稳定的取向性等。
此外,根据前述的荧光体层被覆LED10的制造方法,在支撑片准备工序中,准备预先形成有贯通孔21的硬质的支撑板2,在LED剥离工序中,通过利用上述的拾取装置17,将挤压构件14插入到支撑板2的贯通孔21中来挤压粘合层3,由此从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。
因此,即使在LED剥离工序之前不需要使粘合层3的粘合力降低的工序,也可以从粘合层3剥离LED4。
其结果,可削减荧光体层被覆LED10的制造所需要的工时。
此外,可以广泛地选择粘合层3的材料而不限于利用紫外线照射、化学试剂或加热使粘合力降低那样的材料。
其结果,可以提高工序设计的自由度。
另一方面,该荧光体层被覆LED10的制造方法具备切断工序,在切断工序之后,将荧光体层被覆LED10从支撑片1剥离。即,在切断工序中,可边利用具备硬质的支撑板2的支撑片1支撑LED4以及荧光体片5、边切断荧光体片5。因此,可得到尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED。
此外,LED装置15因具备尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10而可靠性优异,因此,会提高发光效率。
此外,在使荧光体片5固化的LED封装工序之后,实施切断荧光体片5的切断工序,因此可在切断工序中消除由会在固化中产生的荧光体片5的收缩导致的尺寸误差。因此,可得到尺寸稳定性更加优异的荧光体层被覆LED10。
进而,封装LED4的上部的荧光体片5是挠性的,因此在切断工序中,可以使用不仅包括昂贵的切割装置、还包括比较廉价的切割装置的各种切断装置,顺利地切断荧光体片5。
进而,在该方法的荧光体片配置工序中,利用B阶的荧光体片5埋设LED4的上部,在LED封装工序中,使荧光体片5固化成为C阶,利用C阶的荧光体片5封装LED4的上部。因此,可以利用B阶的荧光体片5容易且可靠地被覆LED4的上部、并利用C阶的荧光体片5可靠地封装LED4的上部。
因此,荧光体层被覆LED10的尺寸稳定性优异。
此外,对于荧光体层被覆LED10,由于使其制造所需要的工时减少,因此可以降低成本。
另外,LED装置15具备上述的荧光体层被覆LED10,因此可降低成本。
此外,在该方法中的支撑片准备工序中,以预先设置在切断工序中作为切断的基准的基准标记18的方式准备支撑片1。
另一方面,在将伪晶片从石英基板以及粘合片剥离之后进行切割的日本特开2001-308116号公报中所述的方法中,在切割伪晶片时,伪晶片不存在于石英基板上,不能以上述这种基准标记18作为基准进行切割。
与之相对,在上述的方法中,在切断工序中,LED4被支撑在支撑片1上,因此能够如上述那样以基准标记18作为基准以优异的精度将LED4单片化。
变形例
在图1的实施方式中,如图1的(c)所示,在LED被覆工序中,利用荧光体片5被覆LED4的上表面以及侧面的上部,但例如也可以图3的(a)所示,仅被覆LED4的上表面、使全部侧面(整个侧面)露出。
此时,如图3的(a)所示,将荧光体片5载置于多个LED4的上表面,使得荧光体片5的下表面和多个LED4的上表面位于同一平面上,即,荧光体片5的下表面和LED4的上表面形成与粘合层3平行的同一平面。需要说明的是,未通过荧光体片5的载置而形成如图1的(c)所示的进入部分31。进而,未压接荧光体片5、并且荧光体片5的压缩弹性模量被设定至不会因荧光体片5的自重而形成进入部分31,此时,荧光体片5在23℃下的压缩弹性模量例如为0.02MPa以上、优选为0.05MPa以上,并且例如也为1.0MPa以下、优选为0.5MPa以下。
接着,如图3的(b)所示,使荧光体片5固化。由此,LED4的上表面被荧光体片5以密合状被覆。即,利用C阶的荧光体片5封装LED4的上表面。
然后,依次实施切断工序(参照图3的(b)的虚线)、LED剥离工序(参照图3的(c))以及安装工序(参照图3的(d))。
于是,即使根据图3的实施方式,也可起到与图1的实施方式相同的作用效果,进而,与图1中的实施方式相比时,可省略形成进入部分31的工时,可相应地简化工序。
需要说明的是,在图3的实施方式中,优选使用仅在上表面具有发光层(未图示)的LED4。
另一方面,为图1的实施方式时,会利用进入部分31封装LED4的侧面的上部,因此可使用在上表面以及内部具有发光层(未图示)的LED4。
此外,在图1的实施方式中,如图1的(c)所示,利用荧光体片5被覆LED4的侧面的上部并使LED4的侧面的下部露出,但只要空间30在相互邻接的LED4间形成即可,例如,也可以如图4的(a)所示被覆LED4的全部侧面(整个侧面)。
此时,在如图4的(a)所示的荧光体片配置工序中,对荧光体片5进行配置,以使其被覆LED4的表面(上表面以及侧面,不包括下表面。)、并且在粘合层3的上表面仅与围绕LED4且位于LED4的外侧附近的周端面33接触。
此外,在荧光体片5中,在多个LED4间填充的进入部分31的下表面具有:弯曲面32,其在相对于粘合层3的上表面的上侧隔着间隔形成为弯曲状;以及接触面34,其与弯曲面32连接并接触粘合层3的周端面33。
于是,空间30被粘合层3的上表面和进入部分31的弯曲面32划分。此外,空间30是连通的,其在俯视中形成为自粘合层3的外形形状去除LED4的外形形状以及粘合层3的周端面33的形状而得到的大致格子形状(大致棋盘格形状)。需要说明的是,空间30遍布在各LED4间,“遍布”是指空间30的长度L2以相对于LED4间的间隔L1足够长的方式成形的状态,具体而言,是空间30的长度L2以如下方式形成的状态:相对于LED4间的间隔L1例如为80%以上、进而为90%以上、进而为95%以上,最优选的是,空间30在LED4间以相互邻接的LED4的相互相对的侧面露出的方式连通形成的状态(参照第1实施方式的图1的(c)以及图1的(d)),以微小的孔隙(长度1~10μm)以外的空间的形式形成。
在该方法中,在荧光体片配置工序(参照图4的(a))之后,依次实施LED封装工序(参照图4的(b))、切断工序(参照图4的(b)的虚线)、LED剥离工序(参照图4的(c))以及安装工序(参照图4的(d))。
在LED封装工序中,如图4的(b)所示,LED4的侧面以及上表面被荧光体片5密合状地被覆。即,LED4被C阶的荧光体片5封装。
根据图4的实施方式也能够起到与图1的实施方式相同的作用效果,进而与图1的施方式相比时,由于LED4的整个侧面被荧光体片5封装,因此可以提高LED4的耐久性以及LED装置15的发光效率。进而,可适用于上表面以及内部具有发光层(未图示)的LED4。
此外,在图2中,将贯通孔21形成为俯视圆形,但对其形状没有特别地限定,例如可形成为俯视大致矩形、俯视大致三角形等俯视大致多边形等适宜的形状。
此外,在图2中,将基准标记18形成为俯视大致三角形,但对其形状没有特别地限定,例如可形成为俯视大致圆形、俯视大致矩形、俯视大致X字形、俯视大致T字形等适宜的形状。
此外,在图1的实施方式中,首先,在切断工序中,如图1的(d)的虚线所示,将多个LED4以及被覆多个LED4的上部的荧光体片5单片化为多个荧光体层被覆LED10,接着,在LED剥离工序中,如图1的(e)所示,从粘合层3分别剥离多个荧光体层被覆LED10。然而,如图5所示,在切断工序中,也可以不将多个LED4以及与它们对应的荧光体片5单片化,而在LED剥离工序中将多个LED4与荧光体片5一起从粘合层3剥离。
此时,拾取装置17如图5所示,具备与多个LED4相对应的多个挤压构件14和多个吸取构件16,多个挤压构件14联动地同时上下移动。
剥离多个LED4时,首先,将多个LED4设置在拾取装置17上,使多个挤压构件14分别相对于多个贯通孔21自下侧相对配置。
接着,将多个挤压构件14自下侧同时插入多个贯通孔21中。
于是,整个粘合层3被向支撑板2的相对上侧挤压,与多个LED4以及荧光体片5一起被顶起。
被顶起的多个LED4以及荧光体片5被多个吸取构件16吸取。
接着,多个LED4以及荧光体片5被多个吸取构件16吸取、并向支撑板2的相对上侧进一步移动,然后,从粘合层3剥离。
此外,在第1实施方式中,作为本发明中的半导体元件、封装片被覆半导体元件以及半导体装置,分别以LED4、荧光体层被覆LED10以及LED装置15作为一个例子进行了说明,但例如也可以分别为光半导体元件、荧光体片被覆光半导体元件以及光半导体装置,作为具体例可分别为LD(激光二极管)4、荧光体层被覆LD10以及激光二极管装置7。
进而,作为本发明中的半导体元件、封装片、封装片被覆半导体元件以及半导体装置,分别以LED4、荧光体片5(荧光体层7)、荧光体层被覆LED10以及LED装置15作为一个例子进行了说明,而例如虽未图示,但也可以使它们为电子元件、封装片(封装层)、封装层被覆电子元件以及电子装置。
电子元件是将电能转换为除光以外的能量、具体例为信号能等的半导体元件,具体而言,可列举出晶体管、二极管等。电子元件的尺寸根据用途以及目的而适宜地选择。
封装片由含有固化性树脂作为必须成分、含有填充剂作为任意成分的封装树脂组合物形成。作为填充剂,可进一步列举出碳黑等黑色颜料等。填充剂的配混比例相对于100质量份固化性树脂例如为5质量份以上、优选为10质量份以上,并且例如也为99质量份以下、优选为95质量份以下。
封装片的除透光性以外的物性(具体而言为压缩弹性模量等)与第1实施方式的荧光体片5的物性相同。
封装层以图1的(d)所参照那样的封装片被切断并被覆各个电子元件的上表面以及侧面的上部的保护层的形式形成。
第2实施方式
在图6以及图7中,对与第1实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
在第1实施方式中,在支撑板2中设置有贯通孔21,但例如如图6的(a)以及图7所示,也可将支撑板2成形为没有贯通孔21的平板状。
关于第2实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法,如图6的(a)~图6的(e)所示,其包括如下工序:支撑片准备工序,准备支撑片1(参照图6的(a));LED配置工序,将LED4设置在支撑片1上(参照图6的(b));荧光体片配置工序,在LED配置工序之后,在LED4的上部配置荧光体片5,以使其部分地被覆LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30(参照图6的(c)),LED封装工序,使荧光体片5固化,利用荧光体片5封装LED4的上部(参照图6的(d));切断工序,在LED封装工序之后,与LED4相对应地切断荧光体片5,由此得到荧光体层被覆LED10(参照图6的(d)的虚线);以及LED剥离工序,在切断工序之后,从支撑片1剥离荧光体层被覆LED10(参照图6的(e)的虚线)。
此外,LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图6的(f))。
以下,详细地叙述第2实施方式的各工序。
支撑片准备工序
如图6的(a)以及图7所示,支撑片1呈在面方向延伸的平板片状,俯视形状例如形成为矩形。
此外,支撑片1以如图7所示预先设置在后面说明的切断工序中作为切断的基准的基准标记18的方式来准备。另一方面,与第1实施方式不同,在支撑片1中于面方向中央未设置贯通孔21。
支撑片1以能够支撑下面说明的LED4(参照图6的(b))的方式构成,如图6的(a)以及图7所示,例如具备支撑板2和在支撑板2的上表面层叠的粘合层3。
支撑板2呈在面方向上延伸的片状,设置于支撑片1的下部,形成为与支撑片1俯视大致相同的形状。在支撑板2中,与第1实施方式不同,贯通孔21未在面方向中央设置。
粘合层3形成于支撑板2的整个上表面。
作为形成粘合层3的粘合材料,可列举出例如与第1实施方式同样的压敏粘接剂。此外,例如可以由如下片材形成粘合层3:通过活性能量射线的照射导致粘合力降低的活性能量射线照射剥离片(具体而言为日本特开2005-286003号公报等记载的活性能量射线照射剥离片)、通过加热导致粘合力降低的热剥离片(具体而言为REVALPHA(注册商标,日东电工株式会社制造)等的热剥离片)等。具体而言,在后述的荧光体片5(参照图6的(b)的上侧图)的荧光树脂组合物含有热固化性树脂时,优选由活性能量射线照射剥离片形成粘合层3;另一方面,在后述的荧光体片5的荧光树脂组合物含有活性能量射线固化性树脂时,优选由热剥离片形成粘合层3。
LED配置工序
在LED配置工序中,如图6的(b)以及图7的虚线所示,准备多个LED4,将它们配置在支撑片1上。
荧光体片配置工序
如图6的(c)所示,对荧光体片5进行配置,以使其被覆多个LED4的上部并且在相互邻接的LED4间形成空间30。
具体而言,如图6的(b)的箭头所示,使层叠于脱模片13的荧光体片5例如朝向粘合层3压接。此外,压接在减压气氛下或者常压气氛下实施,优选在减压气氛下实施。
然后,如图6的(c)的虚线所示,从荧光体片5的上表面剥离脱模片13。
LED封装工序
LED封装工序在荧光体片配置工序(参照图6的(c))之后实施。
在LED封装工序中,如图6的(d)所示,使荧光体片5固化。
由此,LED4的上部的侧面以及上表面被荧光体片5密合状地被覆。即,利用C阶的荧光体片5封装LED4的上部。
切断工序
如图6的(d)的虚线所示,在切断工序中,沿厚度方向切断LED4的周围的挠性的荧光体片5。例如,如图7的单点虚线所示,将荧光体片5切断为例如围绕各LED4的俯视大致矩形。
通过切断工序,以LED4密合于支撑片1的状态得到具备由LED4和被覆LED4的荧光体片5形成的荧光体层7的荧光体层被覆LED10。
LED剥离工序
在图6的(e)中,在LED剥离工序中,从粘合层3的上表面剥离荧光体层被覆LED10。即,从支撑板2以及粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。具体而言,对粘合层3照射活性能量射线或者对粘合层3进行加热,使粘合层3的粘合力降低。需要说明的是,在LED剥离工序中,与第1实施方式不同,不使用挤压构件14(参照图1的(e’))地从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。
此外,在LED剥离工序中,荧光体层7未接触粘合层3,仅LED4接触粘合层3,因此可自粘合层3容易地剥离荧光体层被覆LED10。
由此,得到从支撑片1剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
然后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图6的(f)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
由此,得到具备基板9和在基板9上安装的荧光体层被覆LED10的LED装置15。
然后,根据需要,如图6的(f)的虚线所示,在LED装置15上设置封装荧光体层被覆LED10的封装保护层20(与荧光体层7不同的封装层)。由此,可以使LED装置15的可靠性提高。
于是,在第2实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法中,可以起到与第1实施方式的荧光体层被覆LED10相同的作用效果。
需要说明的是,在该第2实施方式的支撑片准备工序(参照图6的(a))中,以具备支撑板2以及粘合层3的方式准备支撑片1,而例如虽未图示,但也可以以不具备粘合层3而仅具备支撑板2的方式准备支撑片1。
优选如图6的(a)所示,以具备支撑板2以及粘合层3的方式准备支撑片1。
由此,在图6的(b)所示的LED配置工序中,在配置LED4时,可借助粘合层3在支撑板2上粘接LED4。因此,支撑片1能够可靠地支撑LED4。
第3实施方式
在第3实施方式的附图中,对与第1以及第2实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
在第2实施方式中的LED剥离工序(参照图6的(e))中,从支撑板2以及粘合层3剥离荧光体层被覆LED10,但例如也可以如图8的(e)所示那样,首先,从粘合层3剥离支撑板2,然后,如图8的(f)所示那样,仅从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。
即,荧光体层被覆LED10的制造方法包括与第2实施方式同样的支撑片准备工序(参照图8的(a))、LED配置工序(参照图8的(b))、荧光体片配置工序(参照图8的(c))、LED封装工序(参照图8的(d))、切断工序(参照图8的(d)的虚线)以及LED剥离工序(参照图8的(f)),进而,在切断工序(参照图8的(d))之后、LED剥离工序(参照图8的(f))之前,还包括如图8的(e)所示那样从粘合层3剥离支撑板2的支撑板剥离工序。
支撑板剥离工序
如图8的(e)所示,在支撑板剥离工序中,从粘合层3的下表面拉剥支撑板2。
为了从粘合层3拉剥支撑板2,例如由通过照射紫外线等活性能量射线而导致粘合力降低的压敏粘接剂形成粘合层3,并且对所述粘合层3照射活性能量射线使粘合层3的粘合力降低。然后,从所述粘合层3拉剥支撑板2。
或者,由通过加热导致粘合力降低的压敏粘接剂形成粘合层3,并且对所述粘合层3进行加热,使粘合层3的粘合力降低。然后,从所述粘合层3拉剥支撑板2。
LED剥离工序
接着,在以图8的(f)的箭头表示的LED剥离工序中,从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。
具体而言,如图8的(f’)所示,利用拾取装置17从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10。在拾取装置17中,挤压构件14从下方挤压(顶起)与想要剥离的荧光体层被覆LED10对应的粘合层3,由此向上方顶起想要剥离的荧光体层被覆LED10,被顶起的荧光体层被覆LED10边被筒夹等吸取构件16吸取边从粘合层3剥离。
由此,如图8的(f)所示,得到从支撑片1剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
然后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图8的(g)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
于是,根据第3实施方式的方法,在LED剥离工序中,从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10,因此可以利用上述的拾取装置17从粘合层3容易并且可靠地剥离荧光体层被覆LED10。
第4实施方式
在第4实施方式的附图中,对与第1~第3实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
在第1实施方式~第3实施方式的LED剥离工序(参照图1的(e)、图6的(e)以及图8的(f))中,从支撑片1剥离荧光体层被覆LED10,在安装工序(参照图1的(f)、图6的(f)以及图8的(g))中,将荧光体层被覆LED10直接安装在基板9上。然而,例如也可以如图9的(e)以及图9的(f)所示那样,将荧光体层被覆LED10依次转印到转印片11以及拉伸支撑片12上,然后,如图9的(g)所示那样,从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10。
即,荧光体层被覆LED10的制造方法包括与第2实施方式同样的支撑片准备工序(参照图9的(a))、LED配置工序(参照图9的(b))、荧光体片配置工序(参照图9的(c))、LED封装工序(参照图9的(d))以及切断工序(参照图9的(d)的虚线),进而包括上述的LED剥离工序(参照图9的(e)~图9的(g))。此外,LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图9的(h))。
LED剥离工序
LED剥离工序包括如下工序:转印工序,将荧光体层被覆LED10转印到拉伸支撑片12(参照图9的(f));以及,再剥离工序,边使拉伸支撑片12在面方向上拉伸,边从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10(参照图9的(g)以及图9的(g’))。
转印工序
为了将荧光体层被覆LED10转印到拉伸支撑片12上,预先如图9的(d)的箭头以及图9的(e)所示,将切断工序(图9的(d)的虚线)后的荧光体层被覆LED10转印到转印片11上(第1转印工序)。
转印片11通过与下面说明的拉伸支撑片12相同的材料以及厚度形成。
通过荧光体层被覆LED10向转印片11的转印,形成未图示的凸块的LED4的表面(上表面以及侧面的上部)从LED4周围的荧光体层7露出,并且荧光体层7的表面(下表面)与转印片11的上表面接触(密合)。
然后,如图9的(f)所示,将荧光体层被覆LED10转印到拉伸支撑片12上(第2转印工序)。
拉伸支撑片12为在面方向上可拉伸的可拉伸粘合片,可列举出:例如,通过活性能量射线的照射导致粘合力降低的活性能量射线照射剥离片(具体而言为日本特开2005-286003号公报等记载的活性能量射线照射剥离片)、通过加热导致粘合力降低的热剥离片(具体而言为REVALPHA(注册商标,日东电工株式会社制造)等热剥离片)等,可优选列举出活性能量射线照射剥离片等。
拉伸支撑片12在23℃下的拉伸弹性模量例如为0.01MPa以上、优选为0.1MPa以上,并且例如也为10MPa以下、优选为1MPa以下。
拉伸支撑片12的厚度例如为0.1mm以上且1mm以下。
拉伸支撑片12可以使用市售品,具体而言,可以使用UEseries(日东电工株式会社制造)等。
通过荧光体层被覆LED10向拉伸支撑片12的转印,形成未图示凸块的LED4的表面(下表面)与拉伸支撑片12的上表面接触(密合),并且荧光体层7的表面(上表面)露出。
再剥离工序
转印工序后,如图9的(g)所示,边使拉伸支撑片12在面方向上拉伸,边从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10。
具体而言,首先,如图9的(f)的箭头所示,使拉伸支撑片12沿面方向外侧拉伸。由此,如图9的(g)所示,荧光体层被覆LED10处于与拉伸支撑片12密合的状态,拉伸应力集中于切缝8,因此切缝8张开,接着,各LED4相互分离,形成间隙19。间隙19以隔开各LED4的方式形成为俯视大致格子形状(大致棋盘格形状)。
接着,如图9的(g’)所示,边利用挤压构件14从下方顶起与想要剥离的荧光体层被覆LED10对应的拉伸支撑片12,边将所述的荧光体层被覆LED10顶起到上方,被顶起的荧光体层被覆LED10边被吸取构件16吸取边从拉伸支撑片12剥离。
此外,在拉伸支撑片12为活性能量射线照射剥离片的情况下,从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10时,对拉伸支撑片12照射活性能量射线。或者,在拉伸支撑片12为热剥离片的情况下,对拉伸支撑片12进行加热。通过这样的处理,拉伸支撑片12的粘合力降低,因此可以容易并且可靠地从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10。
由此,得到从支撑片1剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
然后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图9的(h)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
于是,在第4实施方式的方法中,边使拉伸支撑片12在面方向上拉伸,边从拉伸支撑片12剥离荧光体层被覆LED10。
因此,在荧光体层被覆LED10的周围形成有间隙19,由此能够利用拾取装置17更容易并且可靠地从拉伸支撑片12剥离所述的荧光体层被覆LED10。
而且,由于在想要剥离的荧光体层被覆LED10和与之邻接的荧光体层被覆LED10之间形成间隙19,因此在使吸取构件16接近想要剥离的荧光体层被覆LED10时,还能够防止与之邻接的荧光体层被覆LED10和吸取构件16而损伤所述的荧光体层被覆LED10的情况。
第5实施方式
在第5实施方式的附图中,对与第1~第4实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
在第4实施方式中,如图9的(e)所示,将切断工序(图9的(d)的虚线)后的荧光体层被覆LED10转印到转印片11上。然而,也可以如图10所参照的那样,如图10的(d)的箭头以及图10的(e)所示,首先,将荧光体层被覆LED10转印到转印片11上,然后,如图10的(f)的虚线所示,实施切断工序。
即,第5实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法包括与第4实施方式同样的支撑片准备工序(参照图10的(a))、LED配置工序(参照图10的(b))、荧光体片配置工序(参照图10的(c))、LED封装工序(参照图10的(d))、转印工序(参照图10的(e)以及图10的(f))、切断工序(参照图10的(f)虚线)以及再剥离工序(参照图10的(g))。此外,第5实施方式的LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图10的(i))。
在第1转印工序(参照图10的(e))之后、第2转印工序(参照图10的(f))之前实施由图10的(f)的虚线示出的切断工序。
于是,根据发射波长、发光效率筛选所得到的荧光体层被覆LED10之后,如图10的(i)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
第6实施方式
在第6实施方式的附图中,对与第1~第5实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
在第5实施方式中,如图10的(e)所示,在第1转印工序中,将由荧光体片5以及多个LED4形成的荧光体层被覆LED10转印到转印片11上,此时,从荧光体层被覆LED10拉剥由支撑板2以及粘合层3形成的支撑片1。然而,也可以如图11的(d)所示,首先,从粘合层3预先拉剥支撑片1中的支撑板2,接着,如图11的(e)的箭头以及图11的(f)所示,将荧光体层被覆LED10与粘合层3一起转印到转印片11上,而后,如图11的(f)所示,在转印片11上,从荧光体层被覆LED10拉剥粘合层3。
即,第6实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法包括与第5实施方式同样的支撑片准备工序(参照图11的(a))、LED配置工序(参照图11的(b))、荧光体片配置工序(参照图11的(c))、LED封装工序(参照图11的(d))、转印工序(参照图11的(f)以及图11的(h))、支撑板剥离工序(参照图11的(e))、粘合层剥离工序(参照图11的(f)的箭头以及图11的(g))、切断工序(参照图11的(g)的虚线)以及再剥离工序(参照图11的(i))。此外,第6实施方式的LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图11的(j))。
此外,以图11的(d)的箭头以及图11的(e)示出的支撑板剥离工序在LED封装工序(参照图11的(d))之后实施,然后,如图11的(f)所示,在转印工序中的第1转印工序中,将粘合层3以及荧光体层被覆LED10转印到转印片11上。然后,如图11的(f)的箭头以及图11的(g)所示,在粘合层剥离工序中,从荧光体层被覆LED10剥离粘合层3。然后,如图11的(g)所示,在转印工序中的第2转印工序中,将荧光体层被覆LED10转印到拉伸支撑片12上。
于是,根据发射波长、发光效率筛选所得到的荧光体层被覆LED10之后,如图11的(j)所示,将锁筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
第7实施方式
在第7实施方式的附图中,对与第1~第6实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
第7实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法如图12的(a)~图12的(e)所示包括如下工序:LED配置工序,在支撑片32的上表面配置LED4(参照图12的(a));荧光体片配置工序,对荧光体片5进行配置,以使其部分地被覆LED4、并且在相互邻接的LED4间形成空间30(参照图12的(b));LED封装工序,对荧光体片5照射活性能量射线,利用荧光体片5封装LED4的上部(参照图12的(c));切断工序,与LED4相对应地切断荧光体片5(参照图12的(d));以及,LED剥离工序,从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10(参照图12的(e))。此外,第7实施方式的LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图12的(f))。
以下,详细地叙述第7实施方式的各工序。
LED配置工序
如图12的(a)所示,在LED配置工序中,支撑片32呈在面方向(相对于厚度方向的垂直方向)上延伸的片状,呈与下面说明的荧光体片5相同或比其大的俯视大致形状,具体而言,形成为俯视大致矩形片状。
支撑片32不需要相对于后述的荧光体片5的加热固化的耐热性,因此也可选自耐热性低的片。作为这样的支撑片32,可支撑LED4、并且在面方向可拉伸。此外,支撑片32例如也可为以下片:通过加热导致粘合力降低的热剥离片(具体而言为REVALPHA(注册商标,日东电工株式会社制造)等热剥离片)、或者通过活性能量射线(例如紫外线、电子束等)的照射导致粘合力降低的活性能量射线照射剥离片(具体而言为日本特开2005-286003号公报等记载的活性能量射线照射剥离片)。需要说明的是,在支撑片32为活性能量射线照射剥离片的情况下,以活性能量射线对荧光体片5的照射不会导致支撑片32的粘合力降低的方式选择活性能量射线固化性树脂、照射条件。
支撑片32的尺寸的最大长度例如为10mm以上且300mm以下,此外,一边的长度例如为10mm以上且300mm以下。
支撑片32在23℃下的拉伸弹性模量例如为1×104Pa以上,优选为1×105Pa以上,并且,例如为1×109Pa以下。支撑片32的拉伸弹性模量为上述下限以上时,可以保证支撑片32的面方向的拉伸性,可以顺利地实施后述的支撑片32的面方向的拉伸(参照图12的(e))。
支撑片32的厚度例如为0.1mm以上、优选为0.2mm以上,并且,例如为1mm以下、优选为0.5mm以下。
在LED配置工序中,例如在支撑片32的上表面整列配置多个LED4。具体而言,以多个LED4在俯视中前后左右相互隔着相等间隔的方式将LED4配置在支撑片32的上表面。此外,将LED4以未图示的凸块与支撑片32的上表面相对的方式粘贴在支撑片32的上表面。由此,LED4以维持其整列状态的方式被支撑(压敏粘接)在支撑片32的上表面。
各LED4间的间隔L1例如为0.05mm以上且2mm以下。
荧光体片配置工序
荧光体片配置工序在LED配置工序之后实施。
在图12的(b)示出的荧光体片配置工序中,以图12的(a)的上侧图示出的荧光体片5由含有活性能量射线固化性树脂以及荧光体的荧光树脂组合物形成。
活性能量射线固化性树脂为通过活性能量射线的照射而固化的固化性树脂,具体而言,可列举出有机硅半固化物,这样的有机硅半固化物通过对第1有机硅树脂组合物或第2有机硅树脂组合物进行加热而以片的形式得到。
以下,分别详细地叙述第1有机硅树脂组合物以及第2有机硅树脂组合物。
第1有机硅树脂组合物
第1有机硅树脂组合物例如含有第1聚硅氧烷以及第2聚硅氧烷,所述第1聚硅氧烷含有至少一对的可通过加热缩合的可缩合取代基和至少一个可通过活性能量射线加成的可加成取代基,所述第2聚硅氧烷含有至少一个可通过活性能量射线加成的、与第1聚硅氧烷的可加成取代基成为一对的可加成取代基。
作为一对的可缩合取代基,可列举出例如选自由羟基(-OH)、烷氧基、酰氧基、氨基(-NH2)、烷基氨基、烯氧基以及卤原子组成的组中的至少一个取代基与羟基的组合(第1组合组)。
烷氧基以-OR1表示。R1表示烷基或环烷基。作为烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、已基等直链状或支链状的碳数1以上且20以下的烷基。可优选列举出碳数1以上的烷基,并且可优选列举出碳数10以下的烷基,更优选列举出碳数6以下的烷基。作为环烷基,可列举出例如环戊基、环己基等碳数3以上且6以下的环烷基。
作为烷氧基,可列举出例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、戊氧基、己氧基等具有碳数1以上且20以下的直链状或支链状的烷基的烷氧基等。
此外,作为烷氧基,例如还可列举出环戊氧基、环己氧基等具有碳数3以上且6以下的环烷基的烷氧基等。
作为烷氧基,从制备的难易程度、热稳定性的观点出发,可优选列举出具有碳数1以上的烷基的烷氧基,并且可优选列举出具有碳数10以下的烷基的烷氧基,更优选列举出具有碳数6以下的烷基的烷氧基,进一步优选列举出甲氧基。
酰氧基以-OCOR1表示。R1表示上述的烷基或环烷基。作为R1,可优选列举出烷基。
作为酰氧基,可列举出例如:乙酰氧基(-OCOCH3)、-OCOC2H5、-OCOC3H7等。可优选列举出乙酰氧基。
烷基氨基包括单烷基氨基以及二烷基氨基。
单烷基氨基以-NR2H表示。R2表示烷基或环烷基。作为R2,可优选列举出烷基。作为单烷基氨基,可列举出例如甲基氨基、乙基氨基、正丙基氨基、异丙基氨基等N取代烷基的碳数为1以上且10以下的单烷基氨基。
二烷基氨基以-NR2 2表示。R2表示可以相同或不同的烷基或环烷基。R2与上述含义相同。作为二烷基氨基,可列举出例如二甲基氨基、二乙基氨基、二正丙基氨基、二异丙基氨基、乙基甲基氨基、甲基正丙基氨基、甲基异丙基氨基等N,N取代烷基的碳数为1以上且10以下的二烷基氨基。
作为烷基氨基,可优选列举出二烷基氨基,更优选列举出N,N取代烷基的碳数相同的二烷基氨基,进一步优选列举出二甲基氨基。
烯氧基以-OCOR3表示。R3表示烯基、环烯基。作为烯基,可列举出例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基等碳数3以上且10以下的链烯基。作为环烯基,可列举出例如环己烯基、环辛烯基、降冰片烯基等碳数3以上且10以下的环烯基。
作为烯氧基,可优选列举出含有碳数2以上且10以下的烯基的烯氧基,更优选列举出异丙烯氧基。
作为卤原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。可优选列举出氯原子。
作为第1组合组,具体而言,可列举出例如羟基之间的组合、烷氧基与羟基的组合、酰氧基与羟基的组合、氨基与羟基的组合、烷基氨基与羟基的组合、烯氧基与羟基的组合、卤原子和与羟基的组合等一对的组合。
进而,还可列举出例如烷氧基、酰氧基和羟基的组合等两对(具体而言,烷氧基与羟基的一对以及酰氧基与羟基的一对共计两对)以上的组合。
作为第1组合组,可优选列举出羟基之间的组合、烷氧基与羟基的组合,更优选列举出烷氧基与羟基的组合,进一步优选列举出具有碳数1以上且10以下的烷基的烷氧基与羟基的组合,特别优选列举出甲氧基与羟基的组合。
并且,由第1组合组形成的一对的可缩合取代基通过下述式(1)表示的缩合、即硅烷醇缩合而使两个硅原子介由氧原子键合。
化学式(1)
(式中,R1~R3与上述含义相同。)
作为一对的可缩合取代基,还可列举出例如选自羟基以及烷氧基的至少一个取代基与氢原子的组合(第2组合组)。
作为烷氧基,可列举出在第1组合组中列举的烷氧基。
作为第2组合组,具体而言,可列举出例如羟基与氢原子的组合、烷氧基与氢原子的组合等一对的组合。
进而,还可列举出例如羟基、烷氧基与氢原子的组合等两对(具体而言,羟基与氢原子的一对以及烷氧基和氢原子的一对共计两对)以上的组合。
并且,由第2组合组形成的一对的可缩合取代基通过下述式(2)表示的缩合、即氢化硅烷缩合而使两个硅原子介由氧原子键合。
化学式(2):
(式中,R1与前述含义相同。)
在第1聚硅氧烷中可以以单独的组、或者组合使用多个组的方式含有上述的第1组合组以及第2组合组。
各可缩合取代基与构成第1聚硅氧烷的分子的主链末端、主链中间和/或从主链分支出的侧链中的硅原子键合。优选其中一个可缩合取代基(优选为羟基)与主链两末端的硅原子键合、另一个可缩合取代基(优选为烷氧基)与主链中间的硅原子键合(参照后述式(16))。
在一对的可加成取代基中,一个可加成取代基在第1聚硅氧烷中含有至少一个,另一个可加成取代基在第2聚硅氧烷中至少含有一个。
作为一对的可加成取代基,可列举出例如氢化甲硅烷基与含烯属不饱和基的基团的组合、含(甲基)丙烯酰基的基团之间的组合、含环氧基的基团之间的组合、含硫醇基的基团与含烯属不饱和基的基团的组合等。
氢化甲硅烷基以-SiH表示,为氢原子与硅原子直接键合的基团。
含烯属不饱和基的基团在分子内含有烯属不饱和基,作为含烯属不饱和基的基团,可列举出例如上述的烯基、环烯基。可优选列举出烯基,更优选列举出乙烯基。
含(甲基)丙烯酰基的基团在分子内含有甲基丙烯酰基(CH2=C(CH3)COO-)和/或丙烯酰基(CH2=CHCOO-),具体而言,以下述式(3)表示。
化学式(3):
CH2=CYCOO-R4- (3)
(式中,Y表示氢原子或甲基,R4表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的2价的烃基。)
作为2价的饱和烃基,可列举出:例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等碳数1以上且6以下的亚烷基,例如亚环戊基、亚环己基等碳数3以上且8以下的亚环烷基等。
作为2价的芳香族烃基,可列举出例如亚苯基、亚萘基等碳数6以上且10以下的亚芳基等。
作为2价的烃基,可优选列举出2价的饱和烃基,更优选列举出亚烷基,进一步优选列举出亚丙基。
作为含(甲基)丙烯酰基的基团,具体而言,可列举出3-(甲基)丙烯酰氧基丙基等。
含环氧基的基团在分子内含有环氧基,作为含环氧基的基团,可列举出例如环氧基、缩水甘油醚基、环氧环烷基等。可优选列举出缩水甘油醚基、环氧环烷基等。
缩水甘油醚基例如为以式(4)表示的环氧丙氧基烷基。
化学式(4):
(式(4)中,R4表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的2价的烃基。)
以R4表示的2价的烃基与上述式(3)的2价烃基含义相同。
作为缩水甘油醚基,可列举出例如3-环氧丙氧基丙基等。
作为环氧环烷基,可列举出例如以下述式(5)表示的环氧环己基等。
化学式(5):
(式中,R4表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的2价的烃基。)
作为2价的饱和烃基,可列举出上述式(3)的2价烃基,可优选列举出上述碳数1以上且6以下的亚烷基,更优选列举出亚乙基。
作为环氧环烷基,具体而言,可列举出2-(3,4-环氧环己基)乙基等。
含硫醇基的基团在分子内含有硫醇基(-SH),可列举出:例如硫醇基,例如巯基甲基、巯基乙基、巯基丙基等巯基烷基等。
其中一个可加成取代基在第1聚硅氧烷的主链末端、中间和/或侧链上取代。另一个可加成取代基在第2聚硅氧烷的主链末端、中间和/或侧链上取代或者位于上述位置。
作为可加成取代基,可列举出上述各一对或两对以上的组合。
作为一对的可加成取代基,从耐热性以及透明性的观点出发,可优选列举出氢化甲硅烷基与烯基的组合。
并且,一对的可加成取代基如下述式(6)~式(9)所示进行加成。
化学式(6):
化学式(7):
(式中,Z表示氢原子或甲基。)
化学式(8):
化学式(9):
具体而言,在一对的可加成取代基为氢化甲硅烷基与烯基(具体而言为乙烯基)的组合时,如上述式(6)所示,进行氢化硅烷化(氢化甲硅烷加成)。
此外,在一对的可加成取代基为(甲基)丙烯酰基之间的组合时,如上述式(7)所示,进行聚合(加成聚合)。
此外,在一对的可加成取代基为缩水甘油醚基之间的组合时,如上述式(8)所示,基于环氧基的开环进行开环加成。
此外,在一对的可加成取代基为硫醇基与烯基(具体而言为乙烯基)的组合时,进行以前述式(9)示出的烯-硫醇反应(加成)。
关于第1聚硅氧烷,具体而言,以下述式(10)表示。
化学式(10):
(式中,R6表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价烃基、可缩合取代基和/或可加成取代基。此外,SiR6也可表示可加成取代基。A~E表示结构单元,A以及E表示末端单元,B~D表示重复单元。Q表示B~E中的任一者的结构单元。a+b+c为1以上的整数。在多个R6中,至少一对R6表示可缩合取代基、并且至少一个R6或至少一个SiR6表示可加成取代基。)
式(10)中,在以R6表示的1价的烃基中,作为1价的饱和烃基,可列举出例如烷基、环烷基等。作为烷基以及环烷基,分别与在上述R1中列举的烷基以及环烷基相同。
式(10)中,在以R6表示的1价的烃基中,作为1价的芳香族烃基,可列举出例如苯基、萘基等碳数6以上且10以下的芳基等。
作为1价烃基,可优选列举出甲基、苯基。
a例如为0以上的整数、优选为1以上的整数、更优选为2以上的整数,并且例如也为100000以下的整数、优选为10000以下整数。
b例如为0以上且100000以下的整数,优选为0以上且10000以下的整数。
c例如为0以上且100000以下的整数,优选为0以上且10000以下的整数。
a+b+c优选为1以上且100000以下的整数、更优选为1以上且10000以下的整数。即,a~c中至少一者为1以上的整数。
作为以R6表示的可缩合取代基、以及以R6或SiR6表示的可加成取代基,分别可列举出上述的可缩合取代基以及可加成取代基。
第1聚硅氧烷例如是使兼具至少一个可缩合取代基以及至少一个可加成取代基的第1硅化合物与含有至少一个可缩合取代基的第2硅化合物部分缩合而制备的(参照后述的式(16))。
第1硅化合物例如以下述式(11)表示。
化学式(11):
R7SiBnX1 3-n (11)
(式中,R7或SiR7表示可加成取代基,B表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基,X1表示可缩合取代基。n表示0或1。)
作为以R7或SiR7表示的可加成取代基,例如为上述的可加成取代基、优选为构成一对的可加成取代基的取代基中的一者,更优选列举出含烯属不饱和基的基团、含(甲基)丙烯酰基的基团、含环氧基的基团,进一步优选列举出含烯属不饱和基的基团,特别优选列举出烯基,最优选列举出乙烯基。
作为以X1表示的可缩合取代基,例如为上述的可缩合取代基、优选为构成一对的可缩合取代基的取代基中的一者,更优选列举出羟基、烷氧基、酰氧基、氨基、烷基氨基、烯氧基、卤原子,更优选列举出烷氧基。
作为以X1表示的烷氧基,例如,从反应性的观点出发,可优选列举出具有碳数1以上且10以下的烷基的烷氧基,更优选列举出具有碳数1以上且6以下的烷基的烷氧基。具体而言,可列举出甲氧基。
以B表示的1价的烃基与以式(10)的R6例示的1价的烃基含义相同。
n为0时,第1硅化合物成为下述式(12)所表示的含有三个可缩合取代基的3官能型硅化合物。
化学式(12):
R7SiX1 3 (12)
(式中,R7或SiR7表示可加成取代基,X1表示可缩合取代基。)
作为这种3官能型硅化合物,可列举出例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、降冰片烯基三甲氧基硅烷、辛烯基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
这些3官能型硅化合物可以单独使用或组合使用两种以上。
作为3官能型硅化合物,可优选列举出在上述式(12)中R7为乙烯基、X1全部为甲氧基的乙烯基三甲氧基硅烷。
另一方面,在上述式(11)中,n为1时,第1硅化合物成为下述式(13)所表示的含有两个可缩合取代基的2官能型硅化合物。
化学式(13):
R7SiBX1 2 (13)
(式中,R7或SiR7表示可加成取代基,B表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基,X1表示可缩合取代基。)
R7、SiR7、B以及X1与上述含义相同。
作为2官能型硅化合物,可列举出例如:乙烯基二甲氧基甲基硅烷、乙烯基二乙氧基甲基硅烷、烯丙基二甲氧基甲基硅烷、丙烯基二甲氧基甲基硅烷、降冰片烯基二甲氧基甲基硅烷、辛烯基二甲氧基甲基硅烷、辛烯基二乙氧基甲基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二乙氧基甲基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基二甲氧基甲基硅烷等。
这些2官能型硅化合物可以单独使用或组合使用两种以上。
作为2官能型硅化合物,可优选列举出在上述式(13)中R7为乙烯基、B为甲基、X1全部为甲氧基的乙烯基二甲氧基甲基硅烷。
第1硅化合物可以使用市售品,此外,也可以使用按照公知的方法合成的物质。
第1硅化合物可以单独使用或组合使用两种以上。
具体而言,可列举出单独使用3官能型硅化合物、单独使用2官能型硅化合物、组合使用3官能型硅化合物和2官能型硅化合物等。可优选列举出单独使用3官能型硅化合物、组合使用3官能型硅化合物和2官能型硅化合物。
关于第2的硅化合物,可列举出例如含有至少两个可缩合取代基的聚硅氧烷,具体而言,含有与主链的末端的硅原子键合的可缩合取代基和/或与从主链分支出的侧链的硅原子键合的可缩合取代基。
第2硅化合物优选含有与主链的两末端的硅原子键合的可缩合取代基(2官能型硅化合物)。
这种第2硅化合物为以下述式(14)表示的两末端型聚硅氧烷(2官能型聚硅氧烷)。
化学式(14):
(式中,R8表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基,X2表示可缩合取代基。此外,n表示1以上的整数。)
在式(14)中,作为以R8表示的1价烃基,可列举出在上述式(10)的R6中例示出的1价的烃基,可优选列举出甲基、苯基。
在式(14)中,作为以X2表示的可缩合取代基,可列举出在上述式(10)的R6中例示出的可缩合取代基,可优选列举出羟基、氢原子,更优选列举出羟基。
两末端型聚硅氧烷在可缩合取代基为羟基时,成为下述式(15)所表示的硅烷醇基两末端聚硅氧烷(两末端硅烷醇型硅油)。
化学式(15):
(式中,R8表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价烃基。此外,n表示1以上的整数。)
R8与上述含义相同。
在上述式(14)以及上述式(15)中,从稳定性和/或操作性的观点出发,n优选为1以上且10000以下的整数,进一步优选为1以上且1000以下的整数。
作为两末端型聚硅氧烷,具体而言,可列举出硅烷醇基两末端聚二甲基硅氧烷、硅烷醇基两末端聚甲基苯基硅氧烷、硅烷醇基两末端聚二苯基硅氧烷等。
第2硅化合物可以使用市售品,此外,也可以使用按照公知的方法合成的物质。
关于第2硅化合物的数均分子量,从稳定性和/或操作性的观点出发,例如为100以上、优选为200,并且例如为1000000以下、优选为100000以下。数均分子量是通过凝胶渗透色谱法以标准聚苯乙烯换算而算出的。关于第2硅化合物以外的原料的数均分子量,也与上述同样地算出。
使第1硅化合物与第2硅化合物部分缩合时,将由它们形成的缩合原料与缩合催化剂一起配混。
关于第2硅化合物的配混比例,相对于第1硅化合物和第2硅化合物的总量(即缩合原料的总量)100质量份,例如为1质量份以上、优选为50质量份以上、进一步优选为80质量份以上,并且例如也为99.99质量份以下、优选为99.9质量份以下、更优选为99.5质量份以下。
此外,第2硅化合物的可缩合取代基(上述式(14)中的X2,具体而言为羟基)相对于第1硅化合物的可缩合取代基(上述式(11)中的X1,具体而言为烷氧基)的摩尔比(X2/X1)例如为20/1以下、优选为10/1以下,并且例如也为1/5以上、优选为1/2以上,最优选实质上为1/1。
摩尔比超过上述上限时,使第1以及第2硅化合物部分缩合得到第1聚硅氧烷、然后使第1以及第2聚硅氧烷完全缩合时,存在不能得到具有适度的韧性的有机硅半固化物的情况,另一方面,摩尔比不足上述下限时,第1硅化合物的配混比例过多,因此,存在所得到的有机硅固化物的耐热性降低的情况。
此外,摩尔比为上述范围内(优选为实质上1/1)时,可使第1硅化合物的可缩合取代基(具体而言为烷氧基)与第2硅化合物的可缩合取代基(具体而言为羟基)适量地完全缩合。
此外,在3官能型硅化合物与2官能型硅化合物组合使用时,2官能型硅化合物相对于3官能型硅化合物的比(2官能型硅化合物的质量份数/3官能型硅化合物的质量份数)以质量基准计例如为70/30以下、优选为50/50以下,并且例如也为1/99以上,优选为5/95以上。此外,在3官能型硅化合物与2官能型硅化合物组合使用时,第2硅化合物的可缩合取代基(上述式(14)中的X2,具体而言为羟基)相对于3官能型硅化合物的可缩合取代基(上述式(12)中的X1,具体而言为烷氧基)的摩尔比(X2/X1)例如为20/1以下、优选为10/1以下,并且例如也为1/5以上、优选为1/2以上,最优选实质上为1/1。另一方面,在3官能型硅化合物与2官能型硅化合物组合使用时,第2硅化合物的可缩合取代基(上述式(14)中的X2,具体而言为羟基)相对于2官能型硅化合物的可缩合取代基(上述式(13)中的X1,具体而言为烷氧基)的摩尔比(X2/X1)例如为20/1以下、优选为10/1以下,并且例如也为1/5以上、优选为1/2以上,并且最优选实质上为1/1。
作为缩合催化剂,只要是促进第1硅化合物以及第2硅化合物的缩合的催化剂就没有特别地限定。作为缩合催化剂,可列举出例如酸、碱、金属类催化剂等。
作为酸,可列举出例如盐酸、乙酸、甲酸、硫酸等无机酸(布朗斯特酸)等。此外,酸包括路易斯酸,作为这样的路易斯酸,可列举出例如五氟苯基硼、三氟甲烷磺酸钪、三氟甲烷磺酸铋、三氟甲基磺酰亚胺钪、三氟甲基磺酰氧化钒、三氟甲基磺酰甲基化钪、三甲基甲硅烷基三氟甲基磺酰亚胺等有机路易斯酸。
作为碱,可列举出例如氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾等无机碱,可列举出例如四甲基氢氧化铵等。可优选列举出四甲基氢氧化铵等有机碱。
作为金属类催化剂,可列举出例如铝类催化剂、钛类催化剂、锌类催化剂、锡类催化剂等。可优选列举出锡类催化剂。
作为锡类催化剂,可列举出:例如二(2-乙基己酸)锡(II)、二辛酸锡(II)(DICAPRYLIC ACID TIN(II))、双(2-乙基己酸)锡、双(新癸酸)锡、油酸锡等含有碳数1以上且20以下的直链状或支链状羧酸的二(或双)(羧酸)锡(II)等羧酸锡盐,例如二(乙酰丙酮)二丁基锡、二叔碳酸二甲基锡、二叔碳酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡(二丁基二乙酰氧基锡)、二辛酸二丁基锡、双(2-乙基己基马来酸)二丁基锡、二辛基二月桂基锡、二新癸酸二甲基锡、二油酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二叔碳酸二辛基锡、双(巯基乙酸异辛酯)二辛基锡盐、四甲基-1,3-二乙酰氧基二锡氧烷、双(三乙基锡)氧化物、四甲基-1,3-二苯氧基二锡氧烷、双(三丙基锡)氧化物、双(三丁基锡)氧化物、双(三丁基锡)氧化物、双(三苯基锡)氧化物、聚(马来酸二丁基锡)、二乙酸二苯基锡、氧化二丁基锡、二甲氧基二丁基锡、双(三乙氧基)二丁基锡等有机锡化合物等。
作为锡类催化剂,可优选列举出羧酸锡盐,更优选列举出具有碳数1以上且20以下的直链状或支链状的羧酸的二(羧酸)锡(II),进一步优选列举出具有碳数4以上且14以下的直链状或支链状的羧酸的二(羧酸)锡(II),特别优选列举出具有碳数6以上且10以下的支链状的羧酸的二(羧酸)锡(II)。
缩合催化剂可单独使用或组合使用。
缩合催化剂可以使用市售品,此外,也可以使用按照公知的方法合成的物质。
此外,缩合催化剂例如可溶解于溶剂以缩合催化剂溶液的形式制备。缩合催化剂溶液中的缩合催化剂的浓度例如被调整为1质量%以上且99质量%以下。
关于缩合催化剂的配混比例,相对于100摩尔第2硅化合物,例如为0.001摩尔以上、优选为0.01摩尔以上,并且例如也为50摩尔以下、优选为5摩尔以下。
接着,在该方法中,配混第1硅化合物、第2硅化合物以及缩合催化剂之后,在例如温度0℃以上、优选为10℃以上且例如为80℃以下、优选为75℃以下,进行例如1分钟以上、优选为2小时以上并且例如为24小时以下、优选为10小时以下的搅拌混合。
于是,通过上述的混合,第1以及第2硅化合物在缩合催化剂的存在下部分缩合。
具体而言,第1硅化合物的可缩合取代基(上述式(11)中的X1)与第2硅化合物的可缩合取代基(上述式(14)中的X2)部分缩合。
详细而言,在第1硅化合物的可缩合取代基为烷氧基、第2硅化合物的可缩合取代基为羟基时,它们如下述式(16)所示进行部分缩合。
化学式(16):
需要说明的是,第2硅化合物的一部分残存而未缩合,会通过接下来的进一步的缩合(完全固化工序)与第1聚硅氧烷的可缩合取代基缩合。
如此操作所得到的第1聚硅氧烷为液状(油状),是A阶的。
作为第2聚硅氧烷,可列举出例如下述式(17)所表示的在侧链含有至少一个可缩合取代基的侧链型聚硅氧烷。
化学式(17):
(式中,F~I表示结构单元,F以及I表示末端单元,G以及H表示重复单元。R8表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基,R9或SiR9表示可加成取代基。d表示0或1,e表示0以上的整数,f表示1以上的整数。其中,全部R8或R9可以相同也可以不同。)
在式(17)中,作为以R8表示的1价的烃基,可列举出在上述式(10)的R6中例示出的1价的烃基,可优选列举出甲基、苯基。
在式(17)中,作为以R9或SiR9表示的可加成取代基,可列举出例如上述的可加成取代基,可优选列举出构成一对的可加成取代基的取代基中的另一者,更优选列举出氢化甲硅烷基、含烯属不饱和基的基团(具体而言为乙烯基),更优选列举出氢化甲硅烷基。
d为1时,侧链型聚硅氧烷为直链状聚硅氧烷,d为0时,侧链型聚硅氧烷为环状聚硅氧烷。
d优选为1。
e表示结构单元G的重复单元数,从反应性的观点出发,优选为0以上的整数、更优选为1以上的整数,并且优选为100000以下的整数、更优选为10000以下的整数。
f表示结构单元H的重复单元数,从反应性的观点出发,优选为1以上的整数、更优选为2以上的整数,并且也优选为100000以下的整数、更优选为10000以下的整数。
关于侧链型聚硅氧烷的数均分子量,例如从稳定性、操作性的观点出发为100以上且1000000以下、优选为100以上且100000以下。
作为侧链型聚硅氧烷,具体而言,可列举出甲基氢聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷-共聚-甲基氢聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷-共聚-乙烯基甲基聚硅氧烷、乙基氢聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷-共聚-甲基苯基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷-共聚-甲基苯基聚硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷等。
这些侧链型聚硅氧烷可以单独使用或组合使用两种以上。
可优选列举出R8为甲基、R9为氢原子(即,SiR9为氢化甲硅烷基)或乙烯基、d为1、e为1以上的整数、h为2以上的整数的直链状的侧链型聚硅氧烷。
此外,作为第2聚硅氧烷,可列举出例如下述式(18)所表示的在分子的两末端含有可加成取代基的两末端型聚硅氧烷(两末端含有可加成取代基的聚硅氧烷)。
化学式(18):
(式中,R8表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基、R9或SiR9表示可加成取代基、g表示1以上的整数。其中,全部R8或R9可以相同也可以不同。)
作为以R8表示的1价的烃基,可列举出在上述式(10)的R6中示出的1价的烃基,可优选列举出甲基、苯基。
作为以R9或SiR9表示的可加成取代基,可列举出例如上述的可加成取代基,可优选列举出构成一对的可加成取代基的取代基中的另一者,更优选列举出氢化甲硅烷基、含烯属不饱和基的基团(具体而言为乙烯基),更优选列举出氢化甲硅烷基。
g从反应性的观点出发优选为1以上的整数、更优选为2以上的整数,并且也优选为100000以下的整数、更优选为10000以下的整数。
关于两末端型聚硅氧烷的数均分子量,从稳定性、操作性的观点出发,例如为100以上且1000000以下、优选为100以上且100000以下。
作为两末端型聚硅氧烷,可列举出:例如两末端氢化甲硅烷基型聚二甲基硅氧烷、两末端乙烯基型聚二甲基硅氧烷、两末端氢化甲硅烷基型聚甲基苯基硅氧烷、两末端乙烯基型聚甲基苯基硅氧烷、两末端氢化甲硅烷基型聚二苯基硅氧烷、两末端含乙烯基的聚二甲基硅氧烷、两末端含乙烯基的聚二苯基硅氧烷等。
这些两末端型聚硅氧烷可以单独使用或组合使用两种以上。
可优选列举出R8全部为甲基、R9为氢原子(即,SiR9为氢化甲硅烷基)或乙烯基、g为2以上且10000以下的整数的两末端氢化甲硅烷型聚二甲基硅氧烷(有机氢聚硅氧烷)或两末端含乙烯基的聚二甲基硅氧烷。
在上述的侧链型聚硅氧烷以及两末端型聚硅氧烷中,作为第2聚硅氧烷,可优选列举出两末端型聚硅氧烷。
第2聚硅氧烷可以使用市售品,此外也可以使用按照公知的方法合成的物质。
接着,为了制备第1有机硅树脂组合物,配混第1聚硅氧烷和第2聚硅氧烷。优选将第1聚硅氧烷和第2聚硅氧烷与加成催化剂一起配混。
此外,第1聚硅氧烷的可加成取代基(一侧,优选为乙烯基(式(11)的R7))相对于第2聚硅氧烷的可加成取代基(另一侧,优选为氢化甲硅烷基(式(18)的SiR9))的摩尔比(R7/SiR9)例如为20/1以下、优选为10/1以下、更优选为5/1以下,并且例如也为1/20以上、优选为1/10以上、更优选为1/5以上。
此外,关于第2聚硅氧烷的配混比例,相对于第1聚硅氧烷以及第2聚硅氧烷的总量100质量份,例如为1质量份以上、优选为50质量份以上、进一步优选为80质量份以上,并且例如也为99.99质量份以下、优选为99.9质量份以下、更优选为99.5质量份以下。
作为加成催化剂,只要是促进第1聚硅氧烷的可加成取代基与第1聚硅氧烷的可加成取代基的加成、具体而言只要是促进上述式(6)~式(9)的加成的催化剂就没有特别地限定。从促进基于活性能量射线的缩合的观点出发,可优选列举出对活性能量射线具有活性的光催化剂。
作为光催化剂,可列举出例如氢化硅烷化催化剂等。
氢化硅烷化催化剂会促进氢化甲硅烷基与烯基的氢化硅烷化加成。作为这样的氢化硅烷化催化剂,可列举出例如过度元素类催化剂,具体而言,可列举出:铂类催化剂、铬类催化剂(六羰基铬(Cr(CO)6)等)、铁类催化剂(三苯基膦羰基铁(Fe(CO)PPh3等)、二苯基膦三羰基铁(trans-Fe(CO)3(PPh3)2)、聚合物基质-(芳基-二苯基膦)5-n[羰基铁](polymersubstrate-(Ar-PPh2)5-n[Fe(CO)n])、五羰基铁(Fe(CO)5)等)、钴类催化剂(三羰基三乙基甲硅烷基钴(Et3SiCo(CO)3)、四羰基三苯基甲硅烷基钴(Ph3SiCo(CO)4)、八羰基钴(Co2(CO)8)等)、钼类催化剂(六羰基钼(Mo(CO)6)等)、钯类催化剂、铑催化剂类等。
作为氢化硅烷化催化剂,可优选列举出铂类催化剂。作为铂类催化剂,可列举出:例如铂黑、氯化铂、氯铂酸等无机类铂,例如铂-烯烃络合物、铂-羰基络合物、铂-环戊二烯络合物、铂-乙酰丙酮络合物等铂络合物等。
从反应性的观点出发,可优选列举出铂络合物,更优选列举出铂-环戊二烯络合物、铂-乙酰丙酮络合物。
作为铂-环戊二烯络合物,可列举出例如三甲基(甲基环戊二烯)合铂(IV)、三甲基(环戊二烯)合铂(IV)络合物等。
作为铂-乙酰丙酮络合物,可列举出例如2,4-戊二酮合铂(II)(乙酰丙酮合铂(II))等。
需要说明的是,关于过度元素类催化剂,还可列举出例如在下述文献等中记载的催化剂。
文献:ISSN1070-3632,Russian Journal of General chemistry,2011,Vol.81,No.7,pp.1480-1492“Hydrosilyation on Photoactivated Catalysts”D.A.deVekki
加成催化剂可以单独使用或组合使用。
加成催化剂可以使用市售品,此外,也可以使用按照公知的方法合成的物质。
加成催化剂例如可以溶解于溶剂以成加成催化剂溶液的形式制备。加成催化剂溶液中的加成催化剂的浓度例如为1质量%以上且99质量%以下,此外,在加成催化剂为过度元素类催化剂时,例如,过度元素的浓度会被调整为0.1质量%以上且50质量%以下。
关于加成催化剂的配混比例,相对于第1有机硅树脂组合物整体100质量份,例如为1.0×10-11质量份以上、优选为1.0×10-9质量份以上,并且例如也为0.5质量份以下、优选为0.1质量份以下。
此外,加成催化剂还可以根据需要与适宜的量的光活性剂、光产酸剂、光产碱剂等光助剂组合使用。
于是,通过以上述的配混比例配混包括第1聚硅氧烷和第2聚硅氧烷的各成分,进行搅拌混合,可以得到第1有机硅树脂组合物。
需要说明的是,第1有机硅树脂组合物包含制备第1聚硅氧烷中残存的第2硅化合物的一部分。
于是,进行上述操作而得到的第1有机硅树脂组合物例如为液状、优选为油状(粘稠的液状),在25℃、1气压的条件下的粘度例如为100mPa·s以上,优选为1000mPa·s以上,并且例如也为100000mPa·s以下,优选为50000mPa·s以下。需要说明的是,粘度是在1气压的条件下使用流变仪来测定的。另外,粘度是将第1有机硅树脂组合物温度调节至25℃、使用E型锥(corn)在转速99s-1下测定的。
具体而言,为了得到第1有机硅树脂组合物,首先,配混硅烷醇基两末端聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和二(2-乙基己酸)锡(II)(缩合催化剂),制备油状的第1聚硅氧烷,然后,加入两末端氢化甲硅烷基型聚二甲基硅氧烷(第2聚硅氧烷)和三甲基(甲基环戊二烯)合铂(IV)溶液或乙酰丙酮合铂(II)(加成催化剂)。
或者,首先,配混硅烷醇基两末端聚二甲基硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三甲氧基硅烷和二(2-乙基己酸)锡(II)(缩合催化剂),制备油状第1聚硅氧烷,然后,加入两末端氢化甲硅烷基型聚二甲基硅氧烷(第2聚硅氧烷)和三甲基(甲基环戊二烯)合铂(IV)络合物溶液或乙酰丙酮合铂(II)(加成催化剂)。
第2有机硅树脂组合物
第2有机硅树脂组合物含有例如第3聚硅氧烷,所述第3聚硅氧烷含有可通过加热缩合的至少一对的可缩合取代基和可通过活性能量射线加成的至少一对的可加成取代基。
一对的可缩合取代基与第1有机硅树脂组合物的第1聚硅氧烷中的一对的可缩合取代基相同。一对的可缩合取代基在第3聚硅氧烷的主链的末端、中间和/或侧链上取代。
一对的可加成取代基与第1有机硅树脂组合物的第1以及第2聚硅氧烷的可加成取代基相同。一对的可加成取代基在第3聚硅氧烷的主链的末端、中间和/或侧链上取代。
第3聚硅氧烷例如如下式(19)所示。
化学式(19):
(式中,R6表示选自饱和烃基以及芳香族烃基的1价的烃基、可缩合取代基和/或可加成取代基。J~N表示结构单元、J以及N表示末端单元、K~M表示重复单元。P表示K~M中的任一者的结构单元。k+l+m表示1以上的整数。其中,R6包含至少一对可缩合取代基和至少一对可加成取代基。)
关于以R6表示的1价的烃基、可缩合取代基以及可加成取代基,可列举出在上述的上述式(10)中例示出的1价的烃基、可缩合取代基以及可加成取代基。
关于k+l+m,从稳定性、操作性的观点出发,优选为1以上且100000以下的整数,更优选为1以上且10000以下的整数。
k例如为0以上的整数、优选为1以上的整数,并且例如为100000以下的整数、优选为10000以下的整数。
l例如为0以上且100000以下的整数、优选为0以上且10000以下的整数。
m例如为0以上且100000以下的整数、优选为0以上且10000以下的整数。
第3聚硅氧烷的数均分子量例如为100以上、优选为200以上,并且例如也为1000000以下、优选为100000以下。
第3聚硅氧烷可以使用市售品,此外也可以使用按照公知的方法合成的物质。
关于第3聚硅氧烷的含有比率,相对于第2有机硅树脂组合物,例如为60质量%以上、优选为90质量%以上,并且例如也为100质量%以下。
为了由第2有机硅树脂组合物得到有机硅半固化物,在与第1有机硅树脂组合物相同的条件下,将第3聚硅氧烷与缩合催化剂一起加热,然后,加入加成催化剂。
荧光体
作为荧光体,可列举出与在第1实施方式中列举的荧光体相同的荧光体。关于荧光体的配混比例,相对于100质量份活性能量固化性树脂,例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,例如也为80质量份以下、优选为50质量份以下。
填充剂
进而,荧光树脂组合物还可以含有填充剂。作为填充剂,可列举出与在第1实施方式中列举的填充剂相同的填充剂。关于填充剂的配混比例,相对于100质量份活性能量固化性树脂,例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,并且例如也为70质量份以下、优选为50质量份以下。
荧光体片5的制作
在制作荧光体片5时,将A阶的第1有机硅树脂组合物或第2有机硅树脂组合物以及荧光体和根据需要配混的填充剂配混,将它们的混合物涂布在脱模片13的表面上,然后,进行加热、将荧光树脂组合物制备为片状。需要说明的是,在A阶的第1有机硅树脂组合物或第2有机硅树脂组合物的制备中,在各成分配混时、反应前、反应中、反应后的任一阶段均可加入荧光体以及根据需要配混的填充剂。
作为脱模片13,可列举出:例如聚乙烯薄膜、聚酯薄膜(PET等)等聚合物薄膜,例如陶瓷片,例如金属箔等。可优选列举出聚合物薄膜。此外,在脱模片的表面也可以实施氟处理等剥离处理。
在混合物的涂布中,例如可以使用流延、旋涂、辊涂等。
作为加热条件,加热温度例如为40℃以上、优选为60℃以上,并且例如也为180℃以下,优选为150℃以下;加热时间例如为0.1分钟以上,并且例如也为180分钟以下,优选为60分钟以下。
加热条件为上述范围内时,可确实地去除低分子成分(例如包含水的溶剂等),使缩合完成,将第1或第2有机硅树脂组合物半固化(B阶化)。
于是,在混合物由第1有机硅树脂组合物制备时,通过上述的加热,第1聚硅氧烷含有的至少一对的可缩合取代基缩合。由此,在第1硅化合物的可缩合取代基为烷氧基、第2硅化合物的可缩合取代基为羟基时,如下式(20)所示,第1聚硅氧烷的分子量增大,由此,第1有机硅树脂组合物凝胶化。即,第1有机硅树脂组合物半固化(B阶化)、得到有机硅半固化物。
化学式(20):
或者,在混合物由第2有机硅树脂组合物制备时,通过上述的加热,第3聚硅氧烷含有的至少一对可缩合取代基缩合。由此,第3聚硅氧烷的分子量增大,由此,第2有机硅树脂组合物凝胶化。即,第2有机硅树脂组合物半固化(B阶化)、得到有机硅半固化物。
由此,得到由含有有机硅半固化物以及荧光体(和根据需要配混的填充剂)的荧光树脂组合物形成的荧光体片5。
荧光体片5在23℃下的压缩弹性模量例如为0.01MPa以上、优选为0.04MPa以上,并且例如也为1.0MPa以下。
荧光体片5的压缩弹性模量为上述上限以下时,可保证足够的柔软性。另一方面,荧光体片5的压缩弹性模量为上述下限以上时,可以边防止对LED4施加过度的应力边埋设LED4。
此外,荧光体片5的波长400nm以下的透光率例如为50%以上、优选为60%以上。
此外,荧光体片5的透光率为上述下限以上时,可确实地确保透光性、可得到亮度优异的LED装置15(后述)。
荧光体片5的厚度T3例如为10μm以上、优选为100μm以上,并且例如为也5000μm以下、优选为2000μm以下。
由此,如图12的(a)的上侧图所示,制作(准备)层叠于脱模片13的荧光体片5。
然后,对制作的荧光体片5进行配置,以使其被覆多个LED4的上部、并且在相互邻接的LED4间形成空间30。
然后,根据需要,如图12的(b)的虚线所示,从荧光体片5拉剥脱模片13。
LED封装工序
在荧光体片配置工序后,如图12的(c)的箭头所示,在LED封装工序中,对荧光体片5照射活性能量射线。
活性能量射线例如包括紫外线、电子束等,可列举出例如在波长180nm以上的波段、优选为200nm以上,并且例如460nm以下、优选为400nm以下的波段具有光谱分布的活性能量射线。
在活性能量射线的照射中,可以使用例如化学灯、准分子激光、黑光灯、汞弧灯、碳弧灯、低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等照射装置。需要说明的是,也可以使用产生比上述波段长波长侧或者短波长侧的活性能量射线的照射装置。
照射量例如为0.001J/cm2以上,并且例如也为100J/cm2以下、优选为10J/cm2以下。
照射时间例如为10分钟以下、优选为1分钟以下,并且也为5秒以上。
此外,例如从上方和/或下方向荧光体片5照射活性能量射线,优选的是,如图12的(c)的箭头所示,从上方向荧光体片5照射活性能量射线。
需要说明的是,在向荧光体片5照射活性能量射线的过程中,在支撑片32为活性能量射线照射剥离片时,以不会由于活性能量射线向荧光体片5的照射而导致支撑片32的粘合力降低的方式选择活性能量射线照射剥离片、照射条件。
也可与上述活性能量射线的照射一起进行加热。
关于加热的时期,可以与活性能量射线的照射一起事实施、或者在活性能量射线的照射之前或之后实施,优选在活性能量射线的照射之后实施。
在加热条件中,温度例如为50℃以上、优选为100℃以上,并且例如为250℃以下,另外也为200℃以下,此外,加热时间例如为0.1分钟以上,并且例如为1440分钟以下、也优选为180分钟以下。
通过上述的活性能量射线的照射(以及根据需要实施的加热),荧光体片5完全固化成为C阶。
具体而言,在有机硅半固化物由第1有机硅树脂组合物制备的情况下,通过活性能量射线的照射(以及根据需要实施的加热),如下式(21)所示,在第1聚硅氧烷的可加成取代基为乙烯基、第2聚硅氧烷的可加成取代基为氢化甲硅烷基时,它们进行加成(硅氢加成)。
化学式(21):
或者,在有机硅半固化物由第2有机硅树脂组合物制备的情况下,通过活性能量射线的照射(以及根据需要实施的加热),在第3聚硅氧烷的可加成取代基为乙烯基以及氢化甲硅烷基时,它们进行加成(硅氢加成)。
由此,有机硅半固化物完全固化。即,荧光体片5完全固化(C阶化)。
需要说明的是,在完全固化中,加成的进行程度例如可以通过固体NMR测定由源自可加成取代基的峰的強度来确认。
C阶化(完全固化)的荧光体片5具有挠性,具体而言,在23℃下的压缩弹性模量例如为0.5MPa以上、优选为1.0MPa以上,并且例如也为100MPa以下、优选为10MPa以下。
荧光体片5的压缩弹性模量为上述上限以下时,可确实地保证挠性,例如在接下来的切断工序(参照图12的(d)的虚线)中,也可以使用比较廉价的切割装置切断荧光体片5。荧光体片5的压缩弹性模量为上述下限以上时,可以保持切断后的形状。
由此,LED4的上部的侧面以及上表面被荧光体片5密合状地被覆。即,LED4的上部被C阶的荧光体片5封装。
切断工序
在LED封装工序后,如图12的(d)的虚线所示,在切断工序中,将LED4的周围的挠性的荧光体片5沿厚度方向切断。例如,将荧光体片5切断为例如围绕各LED4的俯视大致矩形。
由此,以LED4密合于支撑片32的状态得到具备LED4和由被覆LED4的上部的表面(上表面以及侧面)的荧光体片5形成的荧光体层7的荧光体层被覆LED10。
LED剥离工序
在切断工序后,如图12的(e)所示,边使支撑片32在面方向上拉伸,边从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10。
具体而言,首先,如图12的(d)的箭头所示,使支撑片32沿面方向外侧拉伸。由此,如图12的(e)所示,荧光体层被覆LED10处于密合于支撑片32的状态,拉伸应力集中于切缝8,因此切缝8张开,并且各LED4相互分离、形成间隙19。间隙19以隔开各LED4的方式形成为俯视大致网格形状。
然后,从支撑片32的上表面剥离荧光体层被覆LED10。
具体而言,如图12的(e’)所示,利用具备例如针等挤压构件14和筒夹等吸取构件16的拾取装置17从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10。在拾取装置17中,挤压构件14从下方挤压(顶起)与想要剥离的荧光体层被覆LED10对应的支撑片32,由此将想要剥离的荧光体层被覆LED10向上方顶起,被顶起的荧光体层被覆LED10边被筒夹等吸取构件16吸取边从支撑片32剥离。
并且,在面方向上拉伸支撑片32时,在想要剥离的荧光体层被覆LED10和与之邻接的荧光体层被覆LED10之间会形成间隙19,因此也能够防止使吸取构件16接近想要剥离的荧光体层被覆LED10时,与之邻接的荧光体层被覆LED10和吸取构件16接触而损伤所述荧光体层被覆LED10。
此外,在代替上述支撑片32的拉伸或于支撑片32的拉伸的基础上、上述支撑片32还为热剥离片的情况下,还可以将支撑片32加热至例如50℃以上、优选为70℃以上、并且例如为200℃以下、优选为150℃以下。
此外,在代替上述支撑片32的拉伸或于支撑片32的拉伸的基础上、上述支撑片32为活性能量射线照射剥离片的情况下,也可以对支撑片32照射活性能量射线。
通过这样的处理,支撑片32的粘合力降低、可更容易地从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10。
由此,如图12的(e)所示,得到从支撑片32剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
LED剥离工序后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图12的(f)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
然后,根据需要,如图12的(f)的虚线所示,在LED装置15上设置封装荧光体层被覆LED10的封装保护层20。由此,能够提高LED装置15的可靠性。
于是,在第7实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法中,对由通过活性能量射线的照射而固化的活性能量射线固化性树脂以及含有荧光体的荧光树脂组合物形成的荧光体片5进行配置,以使其被覆LED4的上部、并且形成空间30,然后,将对荧光体片5照射活性能量射线,利用荧光体片5封装LED4的上部。因此,可边抑制支撑片32的损伤边封装LED4的上部,使荧光体均一地分散在LED4的周围。
即,即使不对荧光体片5进行加热、或减少加热,通过利用活性能量射线照射荧光体片5使所述荧光体片5固化,也可以封装LED4的上部,因此不需要支撑荧光体片5的支撑片32具有耐热性,即可以利用耐热性低的支撑片32。
而且,使荧光体片5完全固化时,照射活性能量射线的照射时间与仅利用加热使荧光体片5完全固化时相比可设定为短时间。
此外,通过与LED4向对应地切断荧光体片5,从而可得到具备LED4和由被覆LED4的上部表面的荧光体片5形成的荧光体层7的荧光体层被覆LED10,然后,从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10。因此,能够以优异的尺寸稳定性切断在损伤得到抑制的支撑片32上支撑的荧光体片5,得到尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10。
此外,在切断工序中,边利用支撑片32支撑荧光体片5边对其进行切断,然后,在LED剥离工序中,只要加热支撑片32,就可以对已经在切断工序中支撑荧光体片5并完成其作用的支撑片32进行加热、然后从其上剥离荧光体层被覆LED10,因此可以高效地得到尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10。
因此,该荧光体层被覆LED10的尺寸稳定性优异。
此外,LED装置15由于具备尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10,因此可靠性优异,由此发光效率得到提高。
变形例
在上述的第7实施方式中,支撑片32由1个层形成,而例如虽未图示,但也可以由不能在面方向拉伸的硬质支撑板和在支撑板上层叠的粘合层这2个层形成。
作为形成支撑板的硬质材料,可列举出:例如氧化硅(石英等)等氧化物,例如不锈钢等金属等。支撑板的厚度例如为0.1mm以上、优选为0.3mm以上,并且例如为5mm以下、优选为2mm以下。
粘合层在支撑板的整个上表面形成。作为形成粘合层的粘合材料,可列举出例如丙烯酸类压敏粘接剂等压敏粘接剂。粘合层的厚度例如为0.1mm以上、优选为0.2mm以上,并且例如也为1mm以下,优选为0.5mm以下。
优选如图12的(a)的上侧图所示,由1个层形成可在面方向上拉伸的支撑片32。
由此,在图12的(e)所示的LED剥离工序中,可边使支撑片32在面方向上拉伸,边从支撑片32剥离荧光体层被覆LED10,因此如图12的(e’)所示,可利用上述的拾取装置17从支撑片32容易并且可靠地剥离荧光体层被覆LED10。
需要说明的是,在支撑片32中未设置硬质的支撑板,因此如图12的(e’)所参照那样,可利用拾取装置17的挤压构件14从下方顶起支撑片32以及与其对应的荧光体层被覆LED10。
而且,由于不需要在粘合层上层叠硬质的支撑板,因此可实现工序的简便化。
第8实施方式
在第8实施方式的附图中,对与第1~第7实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。
第8实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法包括如下工序:支撑片准备工序,准备支撑片1(参照图13的(a));LED粘贴工序,借助粘合层3在支撑板2上粘贴LED4(半导体元件配置工序的一个例子,参照图13的(b));LED封装工序,利用荧光体片5封装LED4的上部(参照图13的(c)以及图13的(d));切断工序,与LED4相对应地切断荧光体片5(参照图13的(d)的虚线);以及LED剥离工序,从粘合层3剥离荧光体层被覆LED10(参照图13的(e))。此外,第8实施方式的LED装置15的制造方法包括安装工序(参照图13的(f))。
以下,对第8实施方式的各工序进行详细地叙述。
支撑片准备工序
如图13的(a)所示,支撑片1具有支撑板2和在支撑板2的上表面层叠的粘合层3。
作为支撑板2,可列举出与第1实施方式的支撑板2相同的支撑板2。
粘合层3由通过活性能量射线的照射导致粘合力降低的材料以活性能量射线照射剥离层(片)的形式形成,具体而言,可列举出例如丙烯酸类压敏粘接剂层等压敏粘接剂层。此外,粘合层3例如也可以由日本特开2001-308116号公报中记载的活性能量射线照射剥离层(片)形成。
粘合层3的厚度例如为0.01mm以上、优选为0.02mm以上,并且也为1mm以下、优选为0.5mm以下。
在准备支撑片1时,例如会将支撑板2和粘合层3贴合。支撑片1的厚度例如为0.2mm以上、优选为0.5mm以上,并且也为6mm以下、优选为2.5mm以下。
LED粘贴工序
LED粘贴工序在支撑片准备工序之后实施。
在LED粘贴工序中,如图13的(b)的下侧图所示,例如在粘合层3的上表面以整列状粘贴多个LED4。具体而言,以多个LED4在俯视中前后左右相互隔着相等间隔的方式在粘合层3的上表面粘贴LED4。此外,以未图示的凸块与粘合层3的上表面相对的方式在粘合层3上表面粘贴LED4。由此,LED4被以其整列状态得到维持的方式支撑(压敏粘接)在粘合层3的上表面。
LED封装工序
LED封装工序在LED粘贴工序之后实施。
在图13的(b)的上侧图中,荧光体片5由与第1实施方式的荧光树脂组合物相同的荧光树脂组合物形成为在面方向上延伸的片状。
并且,如图13的(c)所示,在利用荧光体片5封装LED4的上部时,首先如图13的(b)的上侧图所示那样准备荧光体片5。
接着,如图13的(c)所示,对荧光体片5进行配置,以使其被覆LED4的上部、并且在相互邻接的LED4间形成空间30(作为封装片配置工序的一个例子的荧光体片配置工序)。
然后,如图13的(c)的虚线所示,从荧光体片5的上表面剥离脱模片13。
然后,如图13的(d)所示,使荧光体片5固化。在固化性树脂为热固化性树脂时,使荧光体片5热固化。具体而言,将荧光体片5加热至例如80℃以上、优选100℃以上,并且例如200℃以下、优选180℃以下。
在热固化性树脂含有两阶段固化型有机硅树脂、埋设LED4的荧光体片5为B阶时,荧光体片5通过上加热而完全固化成C阶。
此外,在热固化性树脂含有一阶段固化型有机硅树脂时,荧光体片5通过上述加热而完全固化为C阶。
或者,在固化性树脂为活性能量射线固化性树脂时,从上方对荧光体片5照射活性能量射线。需要说明的是,从上方照射活性能量射线时,以不会因此导致粘合层3的粘合力降低的方式选择固化性树脂、照射条件。
固化(完全固化)的荧光体片5具有挠性,此外,荧光体片5的波长400nm以下的透光率例如为50%以上、优选为60%以上。荧光体片5的透光率为上述下限以上时,会保证荧光体层7中的活性能量射线的透过性,活性能量射线可以透过荧光体层7到达粘合层3。同时可以得到亮度优异的LED装置15(后述)。
由此,LED4的侧面的上部以及上表面被荧光体片5密合状地被覆。即,LED4的上部被C阶的荧光体片5封装。
切断工序
在LED封装工序后,如图13的(d)的虚线所示,在切断工序中,将LED4的周围的荧光体片5沿厚度方向切断。例如,如图2的单点虚线所示,将荧光体片5切断至例如围绕各LED4的俯视大致矩形。
通过切断工序,以LED4密合于支撑片1的状态得到具备由LED4和由被覆LED4的上部的表面(上表面以及侧面)的荧光体片5形成的荧光体层7的荧光体层被覆LED10。即,与LED4相对应地将荧光体片5单片化。需要说明的是,荧光体层7的物性(透光率等)与荧光体片5的物性相同。
LED剥离工序
在切断工序后,在图13的(e)中,在LED剥离工序中,从粘合层3的上表面剥离荧光体层被覆LED10。
为了从粘合层3的上表面剥离荧光体层被覆LED10,首先,如图13的(e)的向下的箭头所示,从上方隔着荧光体片5对粘合层3照射活性能量射线。
活性能量射线例如包括紫外线、电子束等,可列举出例如在波长180nm以上的波段、优选为200nm以上、并且例如460nm以下、优选为400nm以下的波段具有光谱分布的活性能量射线。
为了照射活性能量射线,可以使用例如化学灯、准分子激光、黑光灯、汞弧灯、碳弧灯、低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等照射装置。需要说明的是,也可以使用能够产生比上述波段长波长侧或者短波长侧的活性能量射线的照射装置。
照射量例如为0.001J/cm2以上、优选为0.01J/cm2以上,并且例如也为100J/cm2以下、优选为10J/cm2以下。照射量为上述下限以上时,可以确实且高效地降低粘合层3的粘合力。另一方面,照射量为上述上限以下时,可抑制成本增大、有效地防止设备的损伤。
照射时间例如为10分钟以下、优选为1分钟以下,并且例如为5秒以上。照射时间的上限为上述上限以下时,可缩短LED剥离工序所花的时间。
并且,活性能量射线的全部或一部分从上方透过荧光体层7照射到粘合层3上。
通过该活性能量射线的照射,粘合层3的粘合力得到降低。
在该状态下,如图13的(e)的向上的箭头所示,从粘合层3拉剥荧光体层被覆LED10。需要说明的是,为了从粘合层3拉剥荧光体层被覆LED10,根据需要可以使用具备未图示的筒夹等吸取构件的拾取装置。具体而言,可以边利用吸取构件吸取边从粘合层3拉剥荧光体层被覆LED10。
在从粘合层3拉剥荧光体层被覆LED10的过程中,LED4的下表面从粘合层3的上表面剥离。
由此,得到从粘合层3剥离的荧光体层被覆LED10。
安装工序
LED剥离工序后,根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10之后,如图13的(f)所示,将所筛选的荧光体层被覆LED10安装在基板9上。由此,得到LED装置15。
由此,得到具备基板9和在基板9上安装的荧光体层被覆LED10的LED装置15。
然后,根据需要,如图13的(f)的虚线所示,在LED装置15上设置封装荧光体层被覆LED10的封装保护层20。由此,能够提高LED装置15的可靠性。
由此,根据第8实施方式的方法,在LED剥离工序中,从上方隔着荧光体片5向粘合层3照射活性能量射线。于是,活性能量射线透过荧光体片5照射到粘合层3上。因此,不需要由使活性能量射线透过的基板材料形成支撑板2、使活性能量射线透过该支撑板2。其结果,作为支撑板2并不限于活性能量射线透过性的支撑板,也可选自活性能量射线阻断性的支撑板。
此外,在切断工序后,实施LED剥离工序。即,在切断工序中,可以边利用具备硬质的支撑板2的支撑片1支撑LED4以及荧光体片5、边切断荧光体片5。因此,可得到尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10。
进而,在该方法中,在LED剥离工序中,对粘合层3照射活性能量射线,因此与通过粘合层3的加热降低粘合层3的粘合力的方法相比时,可以防止由加热引起的支撑片1的变形、使尺寸稳定性更提高。
因此,该荧光体层被覆LED10的尺寸稳定性优异。
此外,LED装置15具有尺寸稳定性优异的荧光体层被覆LED10,因此可靠性优异,由此发光效率得到提高。
变形例
需要说明的是,在图13的(e)的实施方式的LED剥离工序中,仅从上方对粘合层3照射活性能量射线,但在第8实施方式中,只要至少从上方照射活性能量射线即可,例如在支撑板2由活性能量射线透过性材料或活性能量射线半透过性材料形成时,还可以从上下两方对粘合层3活性能量射线。此时,从支撑片1的下方照射的活性能量射线的全部或一部分透过支撑板2到达粘合层3。
根据这样的变形例,在LED剥离工序中,可更进一步缩短用于使粘合层3的粘合力降低所需的时间,即活性能量射线的照射时间,可以提高荧光体层被覆LED10的制造效率。
第9实施方式
在第1~第8实施方式中,首先,制作并准备荧光体层被覆LED10(参照图1的(e)、图6的(e)、图8的(f)、图9的(g)、图10的(h)、图11的(i)、图12的(e)、图13的(e)),然后,在基板9上安装荧光体层被覆LED10的LED4(参照图1的(f)、图6的(f)、图8的(g)、图9的(h)、图10的(i)、图11的(j)、图12的(f)、图13的(f))。
然而,如图14所参照的那样,也可以如图14的(a)所示,预先在基板9上安装多个LED4,然后,如图14的(b)所示,对荧光体片5进行配置,以使其被覆多个LED4的上部、并且在相互邻接的LED4间形成空间30。
在第9实施方式中,如图14的(a)所示,多个LED4以前后左右相互隔着相等间隔的方式预先安装在基板9上。
然后,将荧光体片5以形成空间30的方式配置在基板9上。为了将荧光体片5以形成空间30的方式配置,首先,准备荧光体片5。然后,如图14的(b)所示,对多个LED4的上部压接荧光体片5。此外,压接在减压气氛下或者常压气氛下实施,优选在减压气氛下实施。由此,形成空间30。然后,荧光体片5含有固化性树脂时,使荧光体片5固化、封装多个LED4的上部。
由此,得到在基板9上形成荧光体层被覆LED10且具有基板9、多个LED4以及荧光体片5的LED装置15。
然后,如图14的(b)的虚线所示,在根据需要设置封装保护层20之后,可以与各LED4对应地对LED装置15进行单片化。此外,与LED装置15的制造一起制作荧光体层被覆LED10。
根据第9实施方式,预先将LED4安装在基板9上而不用根据发射波长、发光效率筛选荧光体层被覆LED10,因此可省去上述筛选荧光体层被覆LED10的工夫。
第10实施方式
在上述的第1实施方式中,如图1的(c)所示,在LED被覆工序的荧光体片配置工序中,调节未图示的压制装置中压制板的上下方向的位移量来控制荧光体层7的压入量。然而,例如,如图15所示,也可以使用隔离件27来进行控制。
在图15以及图16中,对与第1实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。另外,在图16中,隔离件27(后述)以阴影表示。
在第10实施方式中,在支撑片准备工序(参照图15的(a))、LED配置工序(参照图15的(b))、LED被覆工序(参照图15的(c)以及图15的(d))、切断工序(参照图15的(d)的虚线)、以及LED剥离工序(参照图15的(e)以及图15的(e’))的基础上,还具备隔离件配置工序(参照图15的(a))。
隔离件配置工序
隔离件配置工序如图15的(a)所示在支撑片准备工序之后实施。
在隔离件配置工序中,将隔离件27设置在支撑片1上。如图15的(a)以及图16所示,隔离件27在粘合层3的上表面以包围载置多个LED4的载置区域24的方式配置。即,隔离件27以在厚度方向上投影时不与载置区域24重叠的方式形成为俯视大致格子状。隔离件27的各个开口部28以包含各载置区域24的方式形成,具体而言,形成为比载置区域24更大的俯视大致矩形。
隔离件27的开口部28的一边的长度L3比LED4的一边的长度更长,具体而言,相对于LED4的一边的长度,例如大于100%、优选为110%以上、更优选为125%以上、进一步优选为150%以上,并且例如为300%以下。更具体而言,隔离件27的开口部28的一边的长度L3例如为0.3mm以上、优选为1.0mm以上,并且,例如为5.0mm以下、优选为3.0mm以下。此外,隔离件27的宽度L4会根据隔离件27的开口部28的一边的长度L3适宜设定,具体而言,例如为0.3mm以上、优选为0.5mm以上,并且,例如为5.0mm以下、优选为3.0mm以下。
隔离件27的厚度T5被设定为空间30所期望的厚度T2(参照图15的(c)),具体而言为由LED4的厚度T0(参照图15的(b))减去进入部分31的厚度T1(进入长度)(参照图15的(c))而得到的长度。
作为形成隔离件27的材料,可列举出例如树脂、金属等。作为树脂,可列举出:例如PET等聚酯,例如聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃等。作为金属,可列举出例如铁、铜、不锈钢等。另外,在隔离件27的表面也可以实施氟处理等剥离处理。
在将隔离件27设置在支撑片1上时,例如,会将预先外形加工为上述形状的隔离件27载置在粘合层3的上表面。或者,也可以在将由上述材料形成的片层叠在粘合层3的上表面后,通过公知的图案形成法形成为上述的形状。
LED被覆工序
LED被覆工序包括荧光体片配置工序(参照图15的(c))、以及LED封装工序(参照图15的(d))。
荧光体片配置工序
如图15的(c)所示,在荧光体片配置工序中,对多个LED4的上部压入荧光体片5,直至荧光体片5的下表面与隔离件27的上表面接触为止。详细而言,对多个LED4的上部压入荧光体片5,直至与载置区域24以外的区域相对的荧光体片5的下表面与隔离件27的上表面接触为止。需要说明的是,与载置区域24以外的区域相对的荧光体片5为进入部分31。
荧光体片5的压入通过隔离件27的厚度T5来控制。具体而言,从荧光体片5的下表面与LED4的上表面接触起压入荧光体片5直至进入部分31的下表面与隔离件27的上表面接触为止。
需要说明的是,荧光体层7的压入以空间30得到确保的方式进行调节。
根据第10实施方式,可以起到与第1实施方式同样的作用效果,进而,与图1的实施方式相比,能够利用隔离件27的厚度T5来控制荧光体片5的压入。即,可以通过精确地调节隔离件27的厚度T5来精确地调节荧光体片5的压入量。
第11实施方式
在上述的第2实施方式中,如图6所示,将支撑板2形成为上表面平坦的平板状,而例如也可以图17所示那样在支撑板2的上表面设置支撑凹部22。
在图17以及图18中,对与第2实施方式相同的构件以及工序标以相同的附图标记,省略其详细的说明。在图18中,支撑突出部23(后述)以阴影表示。
在该第11实施方式中包括如下工序:支撑片准备工序(参照图17的(a))、LED配置工序(参照图17的(b))、荧光体片配置工序(参照图17的(c))、LED封装工序(参照图17的(d))、切断工序(参照图17的(d)的虚线)、以及LED剥离工序(参照图17的(e)的虚线)。
支撑片准备工序
支撑凹部22以从支撑板2的上表面向下侧下凹的方式设置。即,支撑凹部22形成为向上侧敞开的凹部。如图17的(a)以及图18所示,支撑凹部22以与粘合层3的载置区域24对应的方式设置,具体而言,支撑凹部22在俯视时于前后方向以及左右方向相互隔着间隔地整列配置。此外,各支撑凹部22以在厚度方向投影时包含各载置区域24的方式形成。各支撑凹部22形成为比各载置区域24稍大的俯视矩形。在支撑板2中,支撑凹部22以外的部分被视为支撑突出部23。支撑突出部23在厚度方向上投影时形成为俯视大致格子状。
支撑凹部22的一边的长度L5比LED4的一边的长度更长,具体而言,相对于LED4的一边的长度,例如大于100%、优选为110%以上、更优选为125%以上、进一步优选为150%以上,并且例如为300%以下。更具体而言,支撑凹部22的一边的长度L5例如为0.3mm以上、优选为1.0mm以上,并且例如为5.0mm以下、优选为3.0mm以下。此外,支撑突出部23的宽度L6为0.3mm以上、优选为0.5mm以上,并且例如为5.0mm以下、优选为3.0mm以下。
支撑凹部22的深度T6(即支撑突出部23的突出长度T6)预先被调节至与接下来说明的粘合突出部25的突出长度T7(参照图17的(c))对应的长度,具体而言,例如为0.01mm以上、优选为0.05mm以上、更优选为0.1mm以上,并且例如为1mm以下、优选为0.8mm以下、更优选为0.5mm以下。
粘合层3被填充到全部支撑凹部22中、且以被覆支撑突出部23的上表面的方式在支撑板2上连续设置。需要说明的是,粘合层3的上表面形成为平坦的形状。
荧光体片配置工序
如图17的(c)所示,在荧光体片配置工序中,对多个LED4的上部压入荧光体片5,直至荧光体片5的下表面与粘合层3中和支撑突出部23相对应的粘合突出部25的上表面接触为止。即,首先,荧光体片5的下表面与多个LED4的上表面接触,然后,多个LED4被荧光体片5向下方加圧,因此在LED4的下侧相对配置的粘合层3、即填充在支撑凹部22中的粘合层3朝向外方(左右方向以及前后方向)对被覆支撑突出部23的上表面的粘合层3进行加圧。于是,被覆支撑突出部23的上表面的粘合层3因支撑突出部23而向上侧鼓起,具体而言,形成比LED4的下表面(周围的粘合层3的上表面)更向上侧突出的粘合突出部25。粘合突出部25在剖视中形成为与支撑突出部23对应的形状,具体而言,形成为相对于周围的粘合层3向上侧以剖视大致矩形突出的形状。
需要说明的是,粘合突出部25以空间30得到确保的方式形成。
粘合突出部25的突出长度T7被设定为空间30的厚度T2(参照图17的(c)),具体而言为由LED4的厚度T0减去进入部分31的厚度T1(进入长度)而得到的长度。
在第11实施方式的荧光体层被覆LED10的制造方法中,可以起到与第2实施方式的制造方法同样的作用效果,进而,通过精确设定粘合突出部25的突出长度T7、特别是支撑突出部23的突出长度T6,可以精确地调节荧光体片5的压入量。由此,可以精确地调节空间30所希望的厚度T2。
变形例
在第11实施方式中,在荧光体片配置工序(参照图17的(c))中形成粘合突出部25,而例如也可以在LED配置工序(参照图18(b))中形成。
即,如图19的(b)所示,在LED配置工序中,通过在粘合层3上配置多个LED4来形成粘合突出部25。详细而言,在LED配置工序中,在将LED4配置于粘合层3时,粘合层3被LED4加圧,从而在载置区域24的周围形成粘合突出部25。
另外,虽未图示,但也可以在图17以及图18所示的支撑板2的支撑凹部22上设置贯通孔21(参照图15以及图16)。
需要说明的是,上述说明虽作为本发明所例示的实施方式提供,但其仅为单纯例示,不应做限定性解释。本技术领域的技术人员所清楚的本发明的变形例也包括在所述的权利要求书内。
Claims (8)
1.一种封装片被覆半导体元件的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件,以及,
封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆所述多个半导体元件、并且在相互邻接的所述半导体元件间形成空间。
2.根据权利要求1所述的封装片被覆半导体元件的制造方法,其特征在于,所述封装片使相互相对的所述半导体元件的相对面的一部分露出。
3.根据权利要求1所述的封装片被覆半导体元件的制造方法,其特征在于,所述半导体元件为光半导体元件。
4.根据权利要求3所述的封装片被覆半导体元件的制造方法,其特征在于,所述光半导体元件为LED。
5.根据权利要求1所述的封装片被覆半导体元件的制造方法,其特征在于,所述封装片为含有荧光体的荧光体片。
6.一种封装片被覆半导体元件,其特征在于,其是通过封装片被覆半导体元件的制造方法得到的,所述制造方法包括如下工序:
半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件,以及,
封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆所述多个半导体元件、并且在相互邻接的所述半导体元件间形成空间。
7.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
准备通过封装片被覆半导体元件的制造方法得到的封装片被覆半导体元件的工序,以及,
将所述封装片被覆半导体元件的半导体元件安装在基板上、或将多个半导体元件预先安装在基板上的工序,其中,
所述封装片被覆半导体元件的制造方法包括如下工序:
半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件,以及,
封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆所述多个半导体元件、并且在相互邻接的所述半导体元件间形成空间。
8.一种半导体装置,其特征在于,其是通过半导体装置的制造方法得到的,所述制造方法包括如下工序:
准备通过封装片被覆半导体元件的制造方法得到的封装片被覆半导体元件的工序,以及,
将所述封装片被覆半导体元件的半导体元件安装在基板上、或将多个半导体元件预先安装在基板上的工序,其中,
所述封装片被覆半导体元件的制造方法包括如下工序:
半导体元件配置工序,相互隔着间隔地配置多个半导体元件,以及,
封装片配置工序,对封装片进行配置,以使其被覆所述多个半导体元件、并且在相互邻接的所述半导体元件间形成空间。
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