CN105009314B - 发光装置、发光元件安装方法以及发光元件用安装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有在低温下连接的发光元件与基板的发光装置、以及在低温下进行发光元件与基板的连接的发光元件用安装装置以及发光元件安装方法。该发光装置具备：发光元件，其具备LED芯片与设于所述LED芯片的光射出侧的荧光体层；以及基板，其通过粘合材料来粘合所述发光元件，所述粘合材料为各向异性导电材料。

Description

发光装置、发光元件安装方法以及发光元件用安装装置
技术领域
本发明涉及使用发光元件的发光装置、用于安装该发光装置的发光元件的发光元件安装方法以及发光元件用安装装置。
背景技术
通常，使用半导体发光元件的发光装置构成为在基板上安装有半导体发光元件。另外，对于安装发光元件的安装方法也提出有各种方案。作为一个例子，在安装方法中，在先行的工序中通过分配器等将粘合剂涂敷于基板的元件搭载部，在接下来的工序中将半导体发光元件粘合安装在基板的元件搭载部(参照专利文献1)。在安装这样的半导体发光元件时，通常利用吸附垫、开口夹对半导体发光元件的上表面进行吸附，将其搬运并搭载到涂敷于基板的粘合剂上。
近年来，作为发光元件的结构的一个例子，公知有将荧光体层安装于LED芯片的一端侧的结构(参照专利文献2)。该发光元件被称作芯片尺寸封装等，在搭载于基板之前已经在LED芯片上设有荧光体层、光反射构件层。
上述情况使得发光元件的电极与基板以对置的方式安装(倒装安装)，作为安装时的粘合剂，使用将基板与发光元件在高温下接合的焊料等材料。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-243666号公报
专利文献2：日本特开2011-009572号公报
但是，在上述的现有的发光装置、发光元件的安装装置以及安装方法中，存在以下所示的问题点。
由于现有的发光装置在将发光元件安装于基板的情况下通过在高温下使用的焊料等进行安装，因此作为发光装置的基板，需要使用可承受安装时的高温等的材料，基板的材料的选择方面的自由度降低。
发明内容
发明要解决的课题
本申请是鉴于上述的问题点而完成的，其课题在于，提供在低温下进行发光元件与基板的连接(粘合)的发光装置、发光元件用安装装置以及发光元件安装方法。
用于解决课题的手段
在本发明的一个技术方案中，为了解决上述课题，采用以下所示的发光装置、发光元件用安装方法以及发光元件用安装装置。
即，发光装置构成为具备：发光元件，其具备LED芯片与在所述LED芯片的光射出侧设置的荧光体层；以及基板，其通过粘合材料来粘合所述发光元件，所述粘合材料为各向异性导电材料。
另外，在发光装置中，与所述课题一并存在有以下这样的迫切期望。即，在安装发光元件的情况下，由于对发光元件的上表面进行吸附并施加负载，因此发光元件有可能发生形状变化。由此，发光装置可能发生配光偏移、颜色不均、明亮度降低等。因而，期望防止发光装置的发光元件的变形、并且发光装置的出光效率也良好的发光元件安装方法以及发光元件用安装装置。
针对所述的迫切期望，本发明的另一技术方案采用下述的发光元件安装方法。即，一种在基板上安装发光元件的发光元件安装方法，包含如下工序：将具备LED芯片与在该LED芯片的光射出侧设置的荧光体层的所述发光元件经由设于所述基板上的各向异性导电材料的粘合材料载置；在使引导机构与载置后的所述发光元件的荧光体层的侧面抵接的状态下，使所述粘合材料固化。
另外，针对所述的迫切期望，本发明的又一个技术方案涉及下述发光元件用安装装置。换句话说，在发光元件用安装装置中，通过隔着设于基板上的各向异性导电材料的粘合材料接合具备LED芯片与在该LED芯片的光射出侧设置的荧光体层的发光元件，由此将所述发光元件安装于基板，其中，所述发光元件用安装装置具备与所述荧光体层的侧面抵接并保持所述荧光体层的引导机构、以及在所述引导机构保持有所述荧光体层的状态下使所述粘合材料进行固化的固化机构。
发明效果
在本发明的发光装置、发光元件安装方法以及发光元件用安装装置中，实现以下所示的效果。
由于发光装置将各向异性导电材料用作粘合材料而安装基板与LED芯片，因此能够在比焊料低的温度下进行安装，能够确保电路等的可靠性。
在发光元件安装方法中，能够在比焊料低的温度下将发光元件安装于基板，能够确保电路等的可靠性，并且确保出光效率。
在发光元件用安装装置中，能够防止安装后的发光元件发生配光偏移、颜色不均、明亮度的降低，出光效率也变好。
附图说明
图1是示意性示出本发明的一个实施方式的发光装置的整体的剖视图。
图2是示意性示出作为本发明的一个实施方式的发光装置而将三个发光元件安装于实施基板的结构的一个例子的俯视图。
图3是示意性示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的整体的俯视图。
图4是示意性示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的整体的侧视图。
图5是示意性示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的引导机构的图，且是从下方向上观察第一抵接引导部的状态的立体图。
图6是从下方示意性示出在本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置中的第一抵接引导部以及第二抵接引导部保持发光元件的荧光体层的状态的仰视图。
图7(a)～(e)是示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的安装工序的流程的示意图。
图8(a)～(d)是示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的安装工序的流程的示意图。
图9(a)是将本发明的一个实施方式的发光元件的安装工序中的安装前的状态局部剖切放大并示意性示出的图，图9(b)是将本发明的一个实施方式的发光元件的安装工序中的安装后的状态局部剖切放大并示意性示出的图。
图10是示意性示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的其他结构的俯视图。
图11(a)～(c)是示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的其他结构中的安装顺序的示意图。
图12是示意性示出本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置的其他水平搬运装置的结构的俯视图。
图13是将本发明的一个实施方式的发光装置的其他结构剖切并示意性示出的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对使用本发明的实施方式的半导体发光元件的发光装置、用于安装该发光装置的发光元件的发光元件安装方法以及发光元件用安装装置进行说明。需要说明的是，首先对发光装置的结构的一个例子进行说明，之后对发光装置的发光元件用安装装置的结构、发光元件的安装方法的一个例子进行说明。另外，在说明的附图中，有时对各结构等局部或者整体夸张地记载。另外，在各图中示出剖面的情况下，为了易于观察，有时也将省略表示剖面部分的斜线(阴影)。
如图1以及图2所示，本实施方式的发光装置1具备形成有电路等的安装基板(基板)2、以及隔着作为各向异性导电材料的粘合材料3设于该安装基板2的发光元件4。
该发光元件4可以为大致长方体形状，构成为具备：LED芯片6，其具备在蓝宝石基板6a上层叠的半导体发光元件构造体6A，且俯视时呈矩形；荧光体层5，其设置在LED芯片6的成为出光面侧的上表面(蓝宝石基板6a侧)；以及光反射性构件层7，其覆盖LED芯片6的侧面(即蓝宝石基板6a的侧面以及半导体发光元件构造体6A的侧面)。
需要说明的是，LED芯片6的侧面也可以不设置光反射性构件层7，例如也可以露出。或者，所述的荧光体层5也可以设于LED芯片6的侧面(参照图13)。
作为层叠于透光性的蓝宝石基板6a而形成的半导体发光元件构造体6A，LED芯片6具备n层(n型半导体层)6b、形成在该n层6b上的p层(p型半导体层)6d、形成在n层6b与p层6d之间的活性层6c、形成在n层6b的未层叠有p层的部分之上的n侧焊盘电极6e、形成在p层6d上的p侧焊盘电极6f、以及设置为使n侧焊盘电极6e的端面侧及p侧焊盘电极6f的端面侧露出的保护膜6g。
作为该LED芯片6的半导体发光元件构造体6A的一个例子，优选使用GaN系氮化物半导体，具体来说，可以采用将InxGa1-xN(0＜x＜1)用于活性层6c的构造。若半导体发光元件构造体6A采用上述结构，能够形成在365nm以上、优选为380nm以上、进一步优选为400nm～680nm的波长范围内发光效率优异的LED芯片6。
另外，优选LED芯片6设为，与n层6b电连接的n侧焊盘电极6e经由绝缘材料层延伸至p层6d之上。由此，无需大幅减小活性层6c的面积就能够增大n侧焊盘电极6e的面积，由固化机构40进行的加压变得容易。另外，能够增大焊盘电极与安装基板2的连接电极对置的面积等，即使在使用作为各向异性导电材料的粘合材料3的情况下，也能够良好地进行电接合(连接)。需要说明的是，优选p侧焊盘电极6f与n侧焊盘电极6e具有大致相同的大小、相同的形状。由此，能够容易地安装，并且能够分散LED芯片6所受到的应力。
荧光体层5在此俯视的形状形成为矩形，优选由含有荧光体的透光性树脂构成。这里的透光性树脂优选对来自LED芯片6的光具有透光性，并且具有耐光性以及绝缘性。具体来说，能够例示出硅酮树脂组成物、改性硅酮树脂组成物、环氧树脂组成物、改性环氧树脂组成物、丙烯酸类树脂组成物等、硅酮树脂、环氧树脂、尿素树脂、氟树脂以及包含至少一种以上的上述树脂的混合树脂等。在此，透光性是指，使从LED芯片射出的光的约70％以上、优选为约80％以上、进一步优选为约90％以上、更优选为约95％以上透过的性质。荧光体层5例如用于将蓝色的光波长转换为黄色的光。由此，能够容易地提取白色的光。
荧光体层5能够通过各种方法来形成。例如可以通过对在上述树脂等的粘合剂中含有荧光体的材料进行涂敷、印刷、压缩成形等而形成，也可以通过在利用电沉积、溅射等将荧光体设于发光元件之后，浸入树脂、玻璃等粘结材料而形成。
发光元件的上表面可以是平坦的，也可以是凹凸或者具有中央部凸出的透镜形状。由此，能够预见出光效率的提高等各种效果。另外，在本发明的一个实施方式的发光装置的安装方法中，由于保持发光元件的侧面进行安装，因此即便是在上表面设有凹凸、透镜等的发光元件，也能够容易地加压、加热而进行安装。
光反射性构件层7设于LED芯片6的侧面，对来自LED芯片6的光进行反射。优选光反射性构件层7以与所述荧光体层5连续的方式设于LED芯片6。该光反射性构件层7能够使用在硅酮树脂、改性硅酮树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丙烯酸类树脂或者含有至少一种上述树脂的混合树脂等树脂的粘合剂中含有反射性物质而成的材料。作为反射性物质的材料，能够使用一氧化钛、二氧化硅、二氧化钛，二氧化锆、钛酸钾、氧化铝、氮化铝，氮化硼等。对于光反射性构件层7，由于光的反射量、透过量因反射性物质的含有浓度、密度而不同，因此根据发光装置1的形状、大小等适当地调整浓度、密度即可。优选光反射性构件层7的光反射率与耐光性较高，具体来说，能够适当地使用在硅酮树脂中含有一氧化钛的材料。
另外，也可以设置为不使用粘合剂，通过溅射等使上述那样的反射性物质附着。
优选光反射性构件层7覆盖LED芯片6的全部侧面。由此，能够防止未通过荧光体层5进行波长转换的LED芯片6的光泄漏，能够防止发光装置1的色彩不均。
另外，光反射性构件层7优选为比荧光体层5硬的材料。由此在进行后述的安装时，通过使引导机构30与光反射性构件层7和荧光体层5这两者抵接，能够进一步防止荧光体层5的变形。
另外，优选光反射性构件层7的侧面与荧光体层5的侧面大致共面。由此，能够容易地使引导机构30抵接。
另外，光反射性构件层7也可以包含所述的荧光体等波长转换构件。
对于安装基板2的材料，例如在作为薄膜的基材2a上形成连接电极2c，并且在除去LED芯片6的连接位置的部分设有在硅酮树脂中含有氧化钛的颗粒的基板用光反射构件层2b。
安装基板2的材料并不特别限定，例如能够使用在聚酰亚胺或者聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性树脂的基材之上形成有Cu、Al等的连接电极2c而成的材料。连接电极2c例如可以通过导电墨或者电镀而形成，只要应用于安装基板2即可，不受限定。另外，基材也可以是陶瓷或者实施了绝缘加工的金属。安装基板2的厚度并不特别限定，在作为具有挠性的柔性基板而使用的情况下，例如能够设为10μm～100μm左右。另外，安装基板2的形状也不特别限定，能够设为矩形、带状、圆形等。使用各向异性导电材料作为能够以比焊料等低的温度接合的粘合材料3，在该安装基板2上安装LED芯片6。在将各向异性导电材料用作粘合材料的情况下，能够在安装基板2中使用耐热性较低的聚对苯二甲酸乙二醇酯等。需要说明的是，各向异性导电材料的定义等见后述。
粘合材料3用于使LED芯片6安装(粘合)于安装基板2。该粘合材料3在此使LED芯片6的n侧焊盘电极6e以及p侧焊盘电极6f与设于安装基板2的连接电极2c分别电连接。粘合材料3也可以从安装基板2侧连续设置至光反射性构件层7的全部或者局部。粘合材料3包含导电性颗粒与粘合剂。导电性颗粒使LED芯片6的各焊盘电极与安装基板2的连接电极2c电导通，粘合剂将发光元件4与安装基板2机械式固定。
粘合材料3的材料并不特别限定，作为导电性颗粒，例如能够使用表面被金属膜覆盖且具有弹性的树脂的颗粒、进行了镀金处理的包含Ni等的材料。另外，粘合材料3的粘合剂例如是以环氧树脂以及硅酮树脂为代表的热固化性树脂、合成橡胶系树脂{(热固化、热塑性混合类型)(主成分聚酯(无油醇酸树脂〔使多元酸与多元醇缩聚而成的树脂〕)(氯丁二烯、氧化锌、硫化锌、芳香族化合物等))}。
另外，优选粘合材料3含有光反射性物质。由此，能够提高粘合材料3的光反射率，能够提高发光装置1的出光效率。具体来说，能够使用氧化钛、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、钛酸钾、氧化铝、氮化铝、氮化硼等。
例如图2所示，通过在形成为长方形的安装基板2上隔开规定间隔地安装多个(在附图中例示三个)发光元件4，由此以上述方式构成的发光装置1能够用作替代荧光灯的线状光源。当然，发光装置1也可以采用将一个发光元件4安装于安装基板2的结构。另外，发光装置1为了粘合安装基板2与发光元件4而使用各向异性导电材料的粘合材料3，由此能够在与焊料相比较低的温度下进行安装，因此能够扩大所使用的材料的范围，能够提高设计方面的自由度。另外，对于发光装置1，由于荧光体层5的侧面从粘合材料3露出(在荧光体层5上未附着粘合材料3)，因此出光效率也高。
接下来，对用于将发光元件4安装于安装基板2的发光元件用安装装置10进行说明。
如图3以及图4所示，发光元件用安装装置10能够具备将发光元件4搬运到安装基板2上的搬运机构(搬运装置)20、对通过该搬运机构20搬运的发光元件4进行引导的引导机构(引导装置)30、以及使将通过该引导机构30引导的发光元件4安装于安装基板2的粘合材料3固化的固化机构(固化装置)40。
如图3至图6所示，引导机构30引导发光元件4的荧光体层5，用于防止荧光体层5的变形、设于安装基板2上的粘合材料3的附着。该引导机构30能够具备第一引导驱动主体31、第二引导驱动主体41、以伸缩自如的方式分别设置于该第一引导驱动主体31、第二引导驱动主体41上的第一引导臂32、第二引导臂42、以及分别设置在该第一引导臂32与第二引导臂42的前端的第一抵接引导件33、第二抵接引导件43。需要说明的是，从量产性的观点出发，优选引导机构30从与发光元件4对置的两侧(两方向)引导荧光体层5，例如，如图3所示，第一引导臂32以及第二引导臂42在此设置为从沿着俯视为矩形的发光元件4的对角线的对置方向与第一抵接引导件33以及第二抵接引导件43连接。由此，能够容易地引导矩形的发光元件的侧面，故而优选。
如图5以及图6所示，本实施方式的第一抵接引导件33以及第二抵接引导件43具有在与第一引导臂32、第二引导臂42连接的基端侧设置的台阶部35、45，在各个台阶部35、45的下方的端面具有第一引导面33A、第二引导面43A。该第一抵接引导件33的第一引导面33A形成为能够与荧光体层的侧面抵接，例如，与俯视下为矩形的荧光体层5(俯视下的外形形成为矩形的荧光体层5)的第一侧面抵接的引导面33a以及抵接于与第一侧面相邻的第二侧面的引导面33b将凹缺口部34夹在中间，形成为彼此正交的方向(即，第一抵接引导件33具有与形成为矩形的荧光体层5的相邻两边的第一侧面和第二侧面分别抵接的引导面33a与引导面33b。另外，在引导面33a与引导面33b正交的交点位置，形成有不与荧光体层5的侧面(第一侧面以及第二侧面)接触的凹缺口部34。)。
另外，在第二抵接引导件43的第二引导面43A中，与矩形的荧光体层5的第三侧面抵接的引导面43a、以及抵接于与第三侧面相邻的第四侧面的引导面43b隔着凹缺口部44形成为彼此正交的方向(即，第二抵接引导件43具有与形成为矩形的荧光体层5的相邻两边的第三侧面和第四侧面分别抵接的第二引导面43a和第二引导面43b。另外，在引导面43a与引导面43b正交的交点位置形成有不与荧光体层5的侧面(第三侧面以及第四侧面)接触的凹缺口部44。)。第一引导面33A以及第二引导面43A形成为，引导面33b、43b形成为与荧光体层5的第二侧面以及第四侧面相同的长度，引导面33a、43a比荧光体层5的第一侧面以及第三侧面长。
需要说明的是，第一引导面33A以及第二引导面43A也可以构成为，抵接面(或者抵接面的高度)与所抵接的荧光体层5的侧面高度相等或者比其小。第一引导面33A以及第二引导面43A在与荧光体层5抵接时，其进行抵接的引导面33a、33b、43a、43b的下端与荧光体层5的下端同等，或者位于光反射性构件层7侧(即，引导面33a、33b、43a、43b的下端位于比荧光体层5的下端靠下方的位置)，由此防止荧光体层5的变形、以及从安装基板2侧抬高的粘合材料3附着于荧光体层5的侧面。
如图6所示，凹缺口部34、44分别形成为圆弧状的缺口。通过形成有该凹缺口部34、44，即便沿第一引导面33A以及第二引导面43A彼此接近的方向施加力，也能够抑制应力的集中。该凹缺口部34、44形成为沿与引导面平行的方向贯通，期望形成为圆弧的大小，以便不与发光元件4的荧光体层5接触。需要说明的是，关于未形成凹缺口部34、44的一侧的发光元件4的角部4a、4a，由于第一引导面33A与第二引导面43A分离，因此能够缓和应力的集中。
另外，如图5所示，第一抵接引导件33的台阶部35以及第二抵接引导件43的台阶部45形成为，引导件的一部分比第一引导面33A以及第二引导面43A远离发光元件4，在形成为引导件与矩形的荧光体层5的第一侧面～第四侧面抵接并夹持的状态时，能够形成用于限制粘合材料3的流动范围的空间。该台阶部35、45设定为，在热压头40a与荧光体层5抵接并按压时，发光元件4的p侧焊盘电极6f以及n侧焊盘电极6e能够与安装基板2的连接电极部分抵接并连接的高度。
需要说的是，既可以在LED芯片6的焊盘电极上进一步设置连接用导电构件(例如凸出)等，也可以是该连接用导电构件与安装基板2的连接电极经由粘合材料3而粘合、电连接。
在此作为一个例子，具备以上的结构的引导机构30支承于升降装置50而设置于水平搬运装置60。
如图3以及图4所示，升降装置50具备分别支承引导机构30的第一引导驱动主体31以及第二引导驱动主体41的支承台51、51、以及使该支承台51、51升降的升降驱动部52、52。该升降装置50在此设定为，下降端成为引导机构30与发光元件4的荧光体层5抵接并夹持的位置，升降端成为使引导机构30夹持的发光元件4移动的位置。该升降装置50可以采用通过马达、气压、液压或者磁力等进行升降驱动的通常结构。升降装置50被水平搬运装置60支承。
水平搬运装置60支承升降装置50，将发光元件4从接收位置(搬入位置)搬运至安装位置。该水平搬运装置60例如具备对升降装置50的升降驱动部52、升降驱动部52进行支承的滑动引导件61、使该滑动引导件61移动的滑动导轨62、以及沿着滑动导轨62驱动滑动引导件61的驱动机构(未图示)(即，水平搬运装置60能够使升降装置50沿着预先设定的搬运路线在水平方向上移动)。该水平搬运装置60使用马达、气压、液压、磁力等带来的驱动力而使升降装置50移动，可以采用通常的结构。
固化机构40使粘合材料3固化。该固化机构40升温至能够使粘合材料3固化的温度，以使发光元件4与安装基板2之间获得电连接的方式施加负载即可。例如，能够具备以能够升降的方式设置在载置有安装基板2的安装位置的上方且与发光元件4的荧光体层5抵接并进行加压以及加热的热压头40a、以及使热压头40a升降的升降机构(未图示)。
将粘合材料3涂敷(供给)到安装基板2上的粘合材料供给装置70在此设置在安装台TBg的周围，具备能够使涂敷粘合材料3的涂敷喷嘴从退避位置移动(旋转、上下移动或者伸缩等)至涂敷位置的结构。该粘合材料供给装置70根据与其他结构的关系设置在规定的位置即可，或者能够使用通常的粘合材料供给装置(例如空气式或螺杆式的分配器、凹版印刷、金属印刷或者移印装置等)等。
需要说明的是，本实施方式的发光元件用安装装置10例如构成为，通过处理器等未图示的元件搬入机构向设置在发光元件4的接收位置的搬入台TBa搬入发光元件4，并且将发光元件4安装于安装基板2而成的发光装置1通过处理器等搬出机构(未图示)从安装台TBg搬出。
另外，本实施方式的发光元件用安装装置10构成为，当安装基板2被搬入时，用于将粘合材料3向安装基板2涂敷的粘合材料供给装置70向载置于安装台TBg的安装基板2涂敷粘合材料3。
接下来，对利用发光元件用安装装置10将发光元件4隔着粘合材料3安装于安装基板2的安装方法的一实施方式的各工序进行说明。
如图7(a)、(b)所示，安装基板2例如通过未图示的基板搬入机构搬入到安装台TBg，通过粘合材料供给装置70将粘合材料3供给(涂敷)至安装基板2的规定位置。另外，如图7(c)所示，发光元件4被元件搬入机构(未图示)搬入至搬入台TBa。
如图7(c)、(d)所示，发光元件4在被未图示的元件搬入机构搬入到搬入台TBa时，被引导机构30保持。引导机构30利用第一抵接引导件33的第一引导面33A和第二抵接引导件43的第二引导面43A以与荧光体层5的侧面抵接的状态保持发光元件4。然后，如图3以及图4所示，发光元件4在保持于引导机构30的状态下被升降装置50抬起至上升端，通过水平搬运装置60搬运至安装台TBg的安装基板2上(图7(e))。
如图8(a)所示，在本实施方式中，当水平搬运装置60将被引导机构30夹持的发光元件4搬运至安装台TBg的安装基板2上时，升降装置50使引导机构30下降，使被引导机构30保持的发光元件4下降。发光元件4通过引导机构30的下降而在保持有荧光体层5的状态下隔着粘合材料3载置于安装基板2的安装位置，以形成发光元件4的n侧焊盘电极6e以及p侧焊盘电极6f与安装基板2的电极抵接的状态。
然后，如图8(b)所示，固化机构40使热压头40a下降，对被引导机构30引导的状态下的发光元件4进行加压以及加热，使发光元件4与安装基板2接合。此时，即便安装基板2是由耐热性低的树脂材料形成的柔性基板，或者发光元件4的荧光体层5为树脂材料，由于粘合材料3是各向异性导电材料，因此能够以比焊料低的温度将发光元件4安装于安装基板2。
然后，如图9(a)、(b)所示，在通过固化机构40进行加热以及加压的情况下，通过利用热压头40a与安装台TBg进行加压以及加热，由此将粘合材料3从安装基板2侧向发光元件4的上方抬高(或者也可以将粘合材料3从安装基板2侧沿着发光元件4的侧面向上方供给)。在该粘合材料3抬高时(在向上方供给时)，第一抵接引导件33以及第二抵接引导件43通过第一引导面33A(即引导面33a、33b)以及第二引导面43A(即引导面43a、43b)与荧光体层5的侧面抵接并进行引导，因此能够防止在荧光体层5的侧面上附着粘合材料3。另外，由于引导机构30能够在由第一抵接引导件33的台阶部35以及第二抵接引导件43的台阶部45形成的空间中包围粘合材料3，因此能够将粘合材料3限定并设置在适当的位置。换句话说，能够防止粘合材料3扩展并附着至多余的部位。
另外，由于本实施方式的第一抵接引导件33以及第二抵接引导件43的正交的引导面33a、33b以及引导面43a、43b隔着凹缺口部34、44形成，因此能够抑制应力集中在发光元件4的角部4a。因而，在发光元件用安装装置10中，即便将第一抵接引导件33以及第二抵接引导件43从彼此对置的方向朝抵接方向相互按压的力增大至一定程度，且在夹持着荧光体层5的状态下被热压头40a按压，也能够防止发光元件4的破损等。
各向异性导电材料是指，在一个方向上显示导电性，在其他方向上显示绝缘性(或者比所述导电性差的导电性)的材料。
各向异性导电材料典型地说包含作为粘合剂树脂的第一树脂、以及在该粘合剂树脂(第一树脂)中分散的导电性颗粒，根据需要可以包含一种以上的其他成分。在本实施方式中，导电性颗粒例如能够由铜以及金等导电性的金属、金-锡系以及锡-银-铜系等焊料的微小颗粒、或者通过由第二树脂构成的芯部与覆盖该芯部的由上述金属构成的导电性层构成。各向异性导电材料的组成(粘合剂树脂、导电性颗粒以及可能存在的其他成分的各含有比例)、导电性颗粒的平均颗粒直径、导电性层的厚度等能够适当地设定。
作为粘合剂树脂的第一树脂为热固化性树脂，例如可以是环氧树脂、硅酮树脂等，根据情况也可以与热塑性树脂等混合。成为导电性颗粒的芯部的第二树脂可以是适当的任意树脂，例如是异丁烯树脂等。上述第一树脂以及第二树脂中的第一树脂的热膨胀系数k1与第二树脂的热膨胀系数k2之差的绝对值相对于第一树脂的热膨胀系数k1之比(＝|k2-k1|/k1)优选为1.0以下，更优选为0.5以下，进一步优选为0.2以下。作为第一树脂以及第二树脂的组合，例如能够举出环氧树脂与异丁烯树脂、以及环氧树脂与丙烯酸类树脂等。第一树脂与第二树脂可以不同，也可以是相同的(在这种情况下，上述比例成为最小的零)。
导电性颗粒的导电性层由金属、例如Au、Ni等构成。该导电性层例如能够通过非电解镀、电解镀、机械融合(机械化学反应)等形成在由第二树脂构成的芯部的表面。各向异性导电材料中的导电性颗粒的含有量不特别限定，能够适当地选择。
作为各向异性导电材料所含有的其他成分，能够举出填料或者/以及其他固化促进剂、粘度调整剂等添加剂。填料是与粘合剂树脂相比导热性更高的材料，例如可以是金属氧化物(例如一氧化钛、氧化铝等)、金属氮化物(例如氮化铝等)、碳等颗粒，通常来说具有比导电性颗粒小的颗粒尺寸。另外，优选包含提高各向异性导电性材料的光反射率的光反射性物质。作为光反射性材料，能够使用一氧化钛、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、钛酸钾、氧化铝、氮化铝、氮化硼等。需要说的是，这样的各向异性导电性材料、即粘合材料3示出下述的电各向异性：通过进行一定的加热与加压(热压接加工)，粘合剂延展，在对置的发光元件4以及安装基板2的电极间夹住至少一个以上导电性颗粒，在压接部分中的厚度方向(即发光元件4与安装基板2的电极之间)上确保导电性，另一方面，早面方向(即相对于安装基板2的安装面大致水平的方向)上具有绝缘性。
在本发明的一个实施方式的发光装置中，通过使用各向异性导电材料，由此应用能够在与焊料等以往的材料相比较低的温度下形成发光元件4与安装基板2的电极之间的导通路的性质。即，面方向上的绝缘性并非必不可少的结构。但是，通过在面方向上具有绝缘性，能够有效地防止如本实施方式那样在一面侧具有正负电极的发光元件4或者/以及安装基板2的正负电极之间的短路。
在本实施方式的发光元件用安装装置10中，如图8(c)、(d)所示，当预先设定的规定时间的加压以及加热结束时，热压头40a上升而与发光元件4分离，热压接作业(安装作业)结束。当热压头40a上升时，引导机构30也与发光元件4的荧光体层5分离，通过升降装置50使引导机构30移动至上升端，通过水平搬运装置60使引导机构30向搬入台TBa侧移动。从提高安装节奏的观点来说，优选此时已经向搬入台TBa中搬入了下一个发光元件4。另外，当通过水平搬运装置60使引导机构30向搬入台TBa侧移动时，通过未图示的搬出机构将发光装置1搬出并向下一工序输送。然后，向安装台TBg搬入新的安装基板2，重复进行所述的图7(a)～(e)以及图8(a)～(d)的工序，由此依次进行发光元件4的安装作业。
如上所述，由于本实施方式的发光元件用安装装置10在通过引导机构30与发光元件4的荧光体层5抵接的状态下进行热压接作业(安装作业)，因此能够防止安装后的发光元件4的荧光体层5的变形，防止粘合材料3朝向荧光体层5附着，形成出光效率优异的状态的发光装置1。另外，在发光元件用安装装置10中，作为粘合材料3而使用各向异性导电材料，因此能够在比焊料低的温度下进行安装作业。
接下来，参照图10以及图11对搬运发光元件4的机构不同的实施方式的发光元件用安装装置10B进行说明。需要说明的是，对于已经说明的结构标注相同的附图标记并省略说明。
如图10所示，发光元件用安装装置10B形成为使用搬运机械手120作为搬运机构、并且将引导机构30以及升降装置50设置在安装台TBg侧的结构。
在本实施方式中，该发光元件用安装装置10B具备：搬运发光元件4并将其载置在安装基板2上的搬运机械手(搬运装置)120；对利用该搬运机械手120从搬入台TBa移动到安装基板2上的发光元件4进行引导的引导机构30；使该引导机构30升降移动的升降装置50；向安装基板2供给粘合材料3的粘合材料供给装置70；以及通过使粘合材料3固化而将利用通过升降装置50下降的引导机构30引导的发光元件4安装于安装基板2的固化机构40。
搬运机械手120吸附发光元件4的上表面侧，将其从搬入台TBa向载置有安装基板2的安装台TBg搬运。该搬运机械手120通过设于臂121的基部、关节部分的各旋转轴机构122工作并自如地弯曲而上下移动或者回转，在设于臂121的前端的吸附部123吸附发光元件4并进行搬运。该搬运机械手120能够使用在使发光元件4移动时使用的通常结构的部件。
引导机构30经由升降装置50设置在安装台TBg的周缘或者周围(在此为周缘)。
如图11(a)所示，在发光元件用安装装置10B中，搬入到搬入台TBa的发光元件4被搬运机械手120的吸附部123吸附并保持，向安装台TBg侧搬运。安装基板2被搬入安装台TBg中，通过粘合材料供给装置70将粘合材料3向安装基板2上供给(涂敷)。
如图11(b)、(c)所示，在发光元件用安装装置10B中，当利用搬运机械手120来搬运发光元件4，将其隔着粘合材料3载置于安装基板2时，发光元件4的荧光体层5的侧面被引导机构30引导。
引导机构30通过第一引导面33A以及第二引导面43A与发光元件4的荧光体层5的侧面抵接，保持发光元件4。然后，在发光元件用安装装置10B中，利用升降装置50使引导机构30下降，由此在利用引导机构30引导(或者保持)荧光体层5的状态下，使发光元件4的n侧焊盘电极6e以及p侧焊盘电极6f与安装基板2的连接电极隔着粘合材料3对置。固化机构40通过热压头40a以及安装工作台TBg对发光元件4进行加压以及加热，使粘合材料3固化，将发光元件4安装于安装基板2。此时，在发光元件4的荧光体层5上，引导机构30的第一引导面33A以及第二引导面43A进行引导(或者接触)，因此能够防止荧光体层5的变形，并且在荧光体层5的侧面从粘合材料3露出的状态下进行安装。
在该发光元件用安装装置10B中，由于引导机构30设置于安装台TBg侧，因此能够分担搬运机械手120所进行的发光元件4的搬运与引导机构30所进行的荧光体层5的引导这些动作(即能够同时进行搬运机械手120对发光元件4的搬运、以及引导机构30对其他发光元件4的荧光体层5的引导(保持)。)，能够提高发光元件的安装效率。
需要说明的是，将发光元件4从搬入台TBa向安装台TBg搬运的机构也可以是图12所示那样的吸附部164升降并且能够进行水平搬运的水平搬运装置160。该水平搬运装置160构成为在与搬运方向正交的方向上的移动中也能够使用移动部163进行移动，调整吸附部164的位置，利用设于移动部163的升降装置150使吸附部164升降自如。并且，在滑动引导件161上设置移动部163，滑动引导件161能够沿着滑动导轨162移动。通过使用该水平搬运装置160，引导机构30无需经由升降装置150就能够设置在安装台TBg侧。
如上述说明的那样，发光装置1能够防止在荧光体层5上附着粘合材料3，因此发光效率较好，并且通过将粘合材料3附着于光反射性构件层7的侧面，安装强度也增高，便于用作各种光源。
本发明的一个实施方式的发光装置1中，将各向异性导电材料用作粘合材料3而安装有基板与LED芯片6，因此能够在比焊料低的温度下进行安装，能够确保电路等的可靠性。另外，由于发光装置1能够在低温下安装，因此材料的限制条件减少，对于柔性基板也能够确保可靠性地使用。
在本发明的一个实施方式的发光元件安装方法中，在引导机构30与荧光体层5的侧面抵接的状态下，使固化机构40从荧光体层5的上方与荧光体层5抵接并加压加热，将发光元件4与基板2隔着各向异性导电材料的粘合材料3安装，由此荧光体层5被引导机构30引导，能够防止其变形，并且也能够防止粘合材料3覆盖荧光体层5的整面。因而，在发光元件安装方法中，能够在比焊料低的温度下将发光元件4安装于基板2，能够确保电路等的可靠性，并且确保出光效率。
在本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置10中，将各向异性导电材料用作粘合材料3，并且在通过引导机构30保持荧光体层5的状态下，利用固化机构40来加压加热，进行安装，因此能够在比焊料低的温度下进行作业，即便是柔性基板那样的柔软的材料，或者成为LED芯片6的侧面的部分是树脂等柔软的材料，也可以防止引起变形。因此，在发光元件用安装装置10中，能够防止安装后的发光元件4发生配光偏移、颜色不均和/或明亮度的降低，出光效率也变好。
另外，在本发明的一个实施方式的发光元件用安装装置10、10B以及本发明的一个实施方式的安装方法中，利用引导机构30来引导发光元件4的荧光体层5，因此能够防止粘合材料3附着于荧光体层5。
此外，对于粘合材料3，在此主要对被称作ACP(各向异性导电胶)的固化前呈胶状(液状)的材料进行了说明，但也可以是ACF(各向异性导电薄膜)。
另外，对于发光元件4，说明了具备LED芯片6、荧光体层5与光反射性构件层7的结构，但也可以采用不具备光反射性构件层7(换句话说，具备LED芯片6与荧光体层5)的结构。如图13所示，该发光元件4A设置为不具备光反射性构件层7而由荧光体层5覆盖LED芯片6的上表面以及侧面。优选发光装置1A的粘合材料3设置为，以粘合力良好且出光没有问题的程度覆盖发光元件4A的侧面的荧光体层5。
以上，对于发光装置、发光元件安装方法以及发光元件用安装装置，说明了用于实施本发明的方式，但本发明并不限定于上述实施方式，不言而喻，基于上述记载进行各种变更、改变等而成的结构也包含于本发明的技术范围。
工业实用性
本发明的发光装置能够应用于照明用光源、各种指示用光源、车载用光源、显示器用光源、液晶的背光灯用光源、信号灯、车载部件、广告牌用发光字等各种光源。
附图标记说明：
1 发光装置
2 安装基板
2a 基材
2b 白树脂(基板用反射构件层)
3 粘合材料
4 发光元件
5 荧光体层
6 LED芯片
6A 半导体发光元件构造体
6a 蓝宝石基板
6b n层
6c 活性层
6d p层
6e n侧焊盘电极
6f p侧焊盘电极
6g 保护膜
7 光反射性构件层
10 发光元件用安装装置
10B 发光元件用安装装置
20 搬运机构
30 引导机构
31 第一引导驱动主体
32 第一引导臂
33 第一抵接引导件(第一抵接引导部)
33A 第一引导面
33a 引导面
33b 引导面
34 凹缺口部
35 台阶部
40 固化机构
40a 热压头
41 第二引导驱动主体
41A 第二引导面
41a 引导面
42 第二引导臂
43 第二抵接引导件(第二抵接引导部)
43A 第二引导面
43a 引导面
43b 引导面
44 凹缺口部
45 台阶部
50 升降装置
51 支承台
52 升降驱动部
60 水平搬运装置
61 滑动引导件
62 滑动导轨
70 粘合材料供给装置
120 搬运机械手
121 臂
122 旋转轴机构
123 吸附部
150 升降装置
160 水平搬运装置
161 滑动引导件
162 滑动导轨
163 移动部
164 吸附部
TBg 安装台(安装工作台)
TBa 搬入台

Claims (3)

1.一种发光元件安装方法，在该发光元件安装方法中，在基板上安装发光元件，其特征在于，
所述发光元件安装方法包含如下工序：
将具备具有上表面的LED芯片与在该LED芯片的光射出侧设置的荧光体层的所述发光元件隔着设于所述基板上的各向异性导电材料的粘合材料载置；
在使引导机构与载置后的所述发光元件的荧光体层的侧面抵接，使所述引导机构的下表面位于相比所述LED芯片的上表面靠下侧的位置，且使所述粘合材料与所述引导机构的下表面接触的状态下，使所述粘合材料固化，
位于所述发光元件的周围的所述粘合材料的上表面为平坦且在高度方向上位于相比所述LED芯片的上表面靠下侧的位置，
以位于相比所述LED芯片的上表面靠上方的位置的所述荧光体层的侧面从所述粘合材料露出的方式配置所述LED芯片，
所述基板包括：基材；连接电极，其形成在所述基材上；以及基板用光反射构件层，其形成在除去所述LED芯片的连接位置之外的所述基材上。
2.根据权利要求1所述的发光元件安装方法，其特征在于，
所述引导机构具备第一抵接引导部与第二抵接引导部，
所述荧光体层的俯视时的外形形成为矩形，
所述第一抵接引导部具有第一引导面，该第一引导面与形成为矩形的所述荧光体层的相邻两边的第一侧面以及第二侧面抵接，并且所述第二抵接引导部具有第二引导面，该第二引导面与形成为矩形的所述荧光体层的相邻两边的第三侧面以及第四侧面抵接。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件安装方法，其特征在于，
在所述LED芯片的侧面设有光反射性构件层，所述光反射性构件层设置为与所述荧光体层连续，
所述引导机构从所述荧光体层还与光反射性构件层的侧面的至少一部分抵接。
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