JP2012119673A - 半導体発光素子に蛍光体を塗布する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウェーハ上に形成された多数の発光素子の発光特性を検査する段階、同じ発光特性を有する発光素子をキャリア基板上に配列する段階、配列された多数の発光素子に同じ蛍光体を塗布する段階、及び蛍光体を硬化させ、個別的な発光素子を分離する段階を含む蛍光体塗布方法である。これにより、白色発光素子チップの全体的な光品質の散布を減らすことができ、従って、該白色発光素子チップは、ほぼ同じ白色光を放出する。
【選択図】図3
Description
また、一度にさまざまな発光素子に対して蛍光体を塗布するので、量産に適する。さらに、蛍光体を発光素子の少なくとも5つの面に塗布することができるので、多様な構造の発光素子に適用可能であり、別途の付加工程が要求されない。
例えば、接着剤層112が単一層でなる場合、接着剤樹脂内に、白色のTiO2などの充填剤を分散させる。または、AgやAlのように反射率が高い金属でコーティングされた充填剤を、接着剤樹脂内に分散させることもできる。このような充填剤は、光を反射させるだけではなく、接着剤層112内に熱伝逹経路(thermal path)を形成し、熱伝導率を高めるという効果を与える。接着剤層112が、前述の3層からなる場合、発光素子チップ10と接触する第2接着剤層112cは、発光素子チップ10から放出された光を透過させるように、透光性の高い透明な接着剤材料からなる。光反射層112bは、第1接着剤層112aの上部面、または第2接着剤層112cの下部面にコーティングされた高反射率の金属薄膜である。例えば、光反射層112bは、AgやAlのような金属材料からなり、数十nmないし数μmの厚みを有する。光反射層112bの下で、粘着層111と接する第1接着剤層112aは、透光性を有する必要がなく、不透明な接着剤材料からなりもする。第1接着剤層112a内には、熱伝導性が高い前述の充填剤が分散されている。第1接着剤層112a及び第2接着剤層112bは、同じ厚みに形成されるが、互いに異なる厚みに形成されてもよい。一般的に、熱放出のために、第1接着剤層112aが第2接着剤層112bより薄く形成される。
その後、熱または光を加えて蛍光体ペースト30を硬化させ、ステンシル・マスク115を除去すれば、図9の(c)に図示されているように、発光素子チップ10の上部面及び側面に蛍光層35が形成される。その後、ダイシング工程を介して、発光素子チップ10下部の接着剤層112を切断すれば、図9の(d)に図示されているように、ホルダ125を利用し、発光素子チップ10をキャリア基板110から除去する。このとき、発光素子チップ10の下部には、接着剤層112が共に付着されている。前述のように、粘着層111がUVによって硬化可能な感光性接着剤からなる場合、発光素子チップ10を除去する前に、キャリア基板110の下部からUVを照射し、粘着層111を硬化させる。この場合、粘着層111が硬化されれば、発光素子チップ10の下部にある接着剤層112が、粘着層111からさらに容易に離れる。その後の工程では、除去されたそれぞれの発光素子チップ10をパッケージングし、白色発光素子パッケージを製造することができる。
11,12 電極パッド
30,45 蛍光体ペースト
35,55 蛍光層
50 蛍光体フィルム
100 ウェーハ基板
110 キャリア基板
111 粘着層
112 接着剤層
112a 第1接着剤層
112b 光反射層
112c 第2接着剤層
115,115',115",130,132,135,137 ステンシル・マスク
116,134 メッシュ(構造)
117,136 マスキング部材
117a マスキング構造の第1部材
117b マスキング構造の第2部材
118,131,133,138 開口部
120 スクイーズ
125 ホルダ
140 レーザ
145 ブレード
150 リリースフィルム
160 マスク
161 開口
170 クランピング装置
171 コレット
180 スプレー装置
200 ベース基板
Claims (42)
- ウェーハ上に形成された複数の発光素子の発光特性を検査する段階と、
同じ発光特性を有する複数の発光素子を、キャリア基板上に配列する段階と、
前記配列する段階により配列された複数の発光素子の各々に同じ蛍光体を塗布する段階と、
前記複数の発光素子の各々を個々に分離する段階と
を含む、発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記発光特性を検査する段階は、
前記ウェーハ上に形成された複数の発光素子の各々を、ウェーハ基板から個々に分離する段階と、
分離されたそれぞれの発光素子の発光特性を検査する段階と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記発光特性は、発光スペクトル及び輝度を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記キャリア基板は、一方の面に配された粘着層を有し、前記複数の発光素子は、前記粘着層上に配列されることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記粘着層は、UVによって硬化可能な感光性接着剤であり、前記キャリア基板は、UVに対して透過性を有することを特徴とする請求項4に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記複数の発光素子の各々を個々に分離する段階は、
前記キャリア基板の他方の面側からUVを照射して粘着層を硬化させる段階と、
ホルダで発光素子をそれぞれ除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記キャリア基板は、粘着層の一方の面に配された接着剤層をさらに有し、前記発光素子は、前記接着剤層上に配列されることを特徴とする請求項4から6の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記接着剤層は、粘着層上に配された第1接着剤層、前記第1接着剤層上に配された光反射層、及び前記光反射層上に配された第2接着剤層を含むことを特徴とする請求項7に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記第1接着剤層には、熱伝導性白色充填剤、または金属でコーティングされた充填剤が分散されており、前記光反射層は、金属薄膜であり、前記第2接着剤層は、透光性を有することを特徴とする請求項8に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子に蛍光体を塗布する段階は、
前記発光素子上にステンシル・マスクを配する段階と、
前記ステンシル・マスク上に蛍光体ペーストを提供する段階と、
スクイーズを利用して蛍光体ペーストを加圧しつつ、前記発光素子の上部面及び側面に蛍光体ペーストを均一に塗布する段階と、を含むことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記ステンシル・マスクは、蛍光体ペーストが抜け出るように形成されたメッシュ構造、前記メッシュ構造を覆うように形成されたマスキング部材、及び前記マスキング部材内に形成された少なくとも1つの開口部を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記マスキング部材は、前記発光素子の上部に形成された電極パッド及び発光素子チップ間の部分をマスキングし、蛍光体を塗布させないことを特徴とする請求項11に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記マスキング部材は、前記キャリア基板に接触する部分と、前記発光素子の電極パッドに接触する部分とを有し、前記キャリア基板に接触する部分の高さと、前記発光素子の電極パッドに接触する部分の高さとが互いに異なることを特徴とする請求項12に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記複数の発光素子とそれぞれ対応する複数の開口部が、前記マスキング部材内に形成されていることを特徴とする請求項11から13の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- それぞれの開口部の大きさは、前記発光素子の大きさと、前記発光素子の側面に形成される蛍光体の厚みとを加えた寸法であることを特徴とする請求項14に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記ステンシル・マスクは、1つの開口部を有し、前記キャリア基板上のあらゆる発光素子が、前記開口部内に位置することを特徴とする請求項11から13の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記マスキング部材は、前記発光素子の上部に形成された電極パッドの位置にのみ形成されていることを特徴とする請求項16に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記ステンシル・マスクは、複数の開口部を有し、1つの開口部内に複数の発光素子が位置することを特徴とする請求項11から13の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記ステンシル・マスクは、内部の領域がいずれも開放されている1つの開口部を有する金属マスクであることを特徴とする請求項10に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子に蛍光体を塗布する段階は、前記発光素子の上部面及び側面に塗布された蛍光体ペーストを硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項10から19の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子に蛍光体を塗布する段階は、前記発光素子の上部に形成されている電極パッドの位置にレーザを照射することによって、前記電極パッド上に塗布された蛍光体を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子に蛍光体を塗布する段階は、
前記発光素子上にスプレー装置を配する段階と、
前記スプレー装置を、前記発光素子上を順次に移動させつつ、スプレー・コーティング方式で蛍光体ペーストを、前記発光素子の上部面及び側面に塗布する段階と、
前記発光素子の上部面及び側面に塗布された蛍光体ペーストを硬化させる段階と、を含むことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記蛍光体ペーストは、粘度が100cpsより小さく、蛍光体とバインダ樹脂とが混合されたペーストに溶媒を添加して形成されることを特徴とする請求項22に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子に蛍光体を塗布する段階は、
蛍光体フィルムが付着されたリリースフィルムを、前記発光素子上に配する段階と、
薄膜工程によって、前記リリースフィルム上の蛍光体フィルムを、前記発光素子とキャリア基板との表面に全体的に付着させることによって、前記発光素子の上部面及び側面に蛍光体を塗布する段階と、
前記発光素子の上部に形成されている電極パッド上に塗布された蛍光体を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記薄膜工程を遂行する間、前記蛍光体フィルムに熱を加えることを特徴とする請求項24に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記薄膜工程は、真空雰囲気で遂行されることを特徴とする請求項24または25に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記リリースフィルムは、PETまたはPVCを含むプラスチック材料からなることを特徴とする請求項24から26の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記蛍光体フィルムは、前記リリースフィルム上に液状の熱硬化性樹脂を配する段階、前記熱硬化性樹脂内に単種または複数種の蛍光体を分散させる段階、及び前記熱硬化性樹脂を部分硬化させる段階によって形成されることを特徴とする請求項24から27の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子の上部に形成されている電極パッド上に塗布された蛍光体を除去する段階は、
前記電極パッドの位置と対応する位置に、複数の開口のパターンを有するマスクを、発光素子上に配する段階と、
前記マスクを介して、前記電極パッド上にUVを照射し、前記電極パッド上に塗布された蛍光体を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項24から28の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記リリースフィルム上の蛍光体フィルムは、前記発光素子の上部に形成されている電極パッドと対応する位置に開口部を有するようにパターニングされていることを特徴とする請求項24から29の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記リリースフィルムは、前記リリースフィルム上の蛍光体フィルムが、前記発光素子と対向するように配されることを特徴とする請求項24から30の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- ウェーハ上に形成された複数の発光素子の発光特性を検査する段階と、
蛍光体フィルムが付着されたリリースフィルムを設ける段階と、
同じ発光特性を有する複数の発光素子を、前記リリースフィルム上の蛍光体フィルム上に配列して付着させる段階と、
前記蛍光体フィルムに付着されている前記複数の発光素子をキャリア基板上に配する段階と、
薄膜工程によって、前記リリースフィルム上の蛍光体フィルムを、前記複数の発光素子とキャリア基板との表面に全体的に付着させることによって、前記複数の発光素子の上部面及び側面に蛍光体を塗布する段階と、
前記複数の発光素子の各々を個々に分離する段階と
を含む、発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記キャリア基板は、一方の面に配された粘着層を有し、前記複数の発光素子は、前記粘着層上に配列されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記リリースフィルムは、PETまたはPVCを含むプラスチック材料からなることを特徴とする請求項32または33に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記蛍光体フィルムは、前記リリースフィルム上に液状の熱硬化性樹脂を配する段階、前記熱硬化性樹脂内に単種または複数種の蛍光体を分散させる段階、及び前記熱硬化性樹脂を部分硬化させる段階によって形成されることを特徴とする請求項32から34の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記リリースフィルム上の蛍光体フィルムは、前記複数の発光素子の上部に形成されている電極パッドと対応する位置に開口部を有するようにパターニングされていることを特徴とする請求項32から35の何れか1項に記載の蛍光体を塗布する方法。
- ウェーハ上に形成された複数の発光素子の発光特性を検査する段階と、
蛍光体フィルムが付着されたキャリア基板を設ける段階と、
同じ発光特性を有する複数の発光素子を、前記キャリア基板上の蛍光体フィルム上に配列して付着させる段階と、
個々の発光素子及び前記発光素子に付着された蛍光体フィルムを、前記キャリア基板から除去する段階と、
除去されたそれぞれの発光素子をベース基板上に配する段階と、
前記ベース基板上に配された発光素子の上部面に付着されている蛍光体フィルムを押さえ、前記発光素子の上部面及び側面に蛍光体を塗布する段階と
を含む、発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記発光特性を検査する段階は、
前記ウェーハ上に形成された複数の発光素子の各々を、ウェーハ基板から個々に分離する段階と、
分離されたそれぞれの発光素子の発光特性を検査する段階と、を含むことを特徴とする請求項37に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。 - 前記キャリア基板は、一方の面に配された粘着層を有し、前記蛍光体フィルムは、前記粘着層上に付着されていることを特徴とする請求項37または38に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記キャリア基板上の蛍光体フィルムは、前記発光素子の上部面に形成されている電極パッドと対応する位置に開口部を有するようにパターニングされていることを特徴とする請求項37から39の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 前記発光素子の周囲形態と対応する形態のキャビティを有するコレットで、前記蛍光体フィルムを下に押さえれば、前記コレットのキャビティ中に前記発光素子が入り込みつつ、前記蛍光体フィルムが、前記コレットによって押され、前記発光素子の上面及び側面に蛍光体が塗布されることを特徴とする請求項37から40の何れか1項に記載の発光素子に蛍光体を塗布する方法。
- 請求項1から41の何れか1項に記載の方法により発光素子に蛍光体を塗布する段階を含む、蛍光体が塗布された発光素子の製造方法。
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