JP2016171314A - 封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 - Google Patents
封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016171314A JP2016171314A JP2016036320A JP2016036320A JP2016171314A JP 2016171314 A JP2016171314 A JP 2016171314A JP 2016036320 A JP2016036320 A JP 2016036320A JP 2016036320 A JP2016036320 A JP 2016036320A JP 2016171314 A JP2016171314 A JP 2016171314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical semiconductor
- sealing
- semiconductor element
- sheet
- sealing layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子を確実かつ迅速に封止することのできる封止シート、それを用いる封止光半導体素子の製造方法、および、それを用いる光半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】封止シート1は、光半導体素子15を封止するように使用される封止層2を備える封止シートであって、封止層2を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線が、極小値を有し、極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にある。
【選択図】図1
【解決手段】封止シート1は、光半導体素子15を封止するように使用される封止層2を備える封止シートであって、封止層2を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線が、極小値を有し、極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にある。
【選択図】図1
Description
本発明は、封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法、詳しくは、封止シート、それを用いる封止光半導体素子の製造方法、および、その製造方法により得られる封止光半導体素子を用いる光半導体装置の製造方法に関する。
従来より、封止シートによりLEDを封止し、それによって、発光装置を得ることが知られている。
例えば、所定の架橋温度未満の温度において熱可塑性を有し、前記架橋温度以上の温度で不可逆的に硬化する熱可塑性樹脂を含有する封止用樹脂シートが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記した封止用樹脂シートは、LEDに対して、熱プレスして、使用される。
しかるに、封止シートには、熱プレスにおいて、過度に流動することを抑制して、LEDの近傍に滞留できる粘性が求められるところ、特許文献1に記載される封止用樹脂シートでは、求められる粘性を十分に満足することができないという不具合がある。
一方、封止用樹脂シートには、LEDに対する確実な封止性が求められる。
さらに、封止用樹脂シートには、LEDに対して迅速に封止することも求められている。
本発明の目的は、熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子を確実かつ迅速に封止することのできる封止シート、それを用いる封止光半導体素子の製造方法、および、それを用いる光半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明(1)は、光半導体素子を封止するように使用される封止層を備える封止シートであって、前記封止層を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線が、極小値を有し、前記極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、前記極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にある、封止シートを含む。
この封止シートによれば、封止層の極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にあるので、熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子を確実かつ迅速に封止することができる。
本発明(2)は、30℃における前記貯蔵剪断弾性率G’が、100Pa以上である、(1)に記載の封止シートを含む。
この封止シートでは、30℃における貯蔵剪断弾性率G’が、100Pa以上であるので、30℃における取扱性に優れている。
本発明(3)は、前記封止層が、熱硬化性樹脂を含有する、(1)または(2)に記載の封止シートを含む。
この封止シートでは、封止層が、熱硬化性樹脂を含有するので、封止層を熱硬化させることができ、これによって、封止光半導体素子の信頼性、ひいては、光半導体装置の信頼性を向上させることができる。
本発明(4)は、前記封止層が、Bステージ状態である、(3)に記載の封止シートを含む。
この封止シートでは、封止層が、Bステージ状態であるので、封止層によって、光半導体素子を確実に埋設して、封止層による光半導体素子に対する確実な封止を図ることができる。
本発明(5)は、150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、10MPa以上である、(3)または(4)に記載の封止シートを含む。
この封止シートでは、150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、10MPa以上であるので、封止層の迅速な硬化を達成でき、そのため、封止光半導体素子および光半導体装置の製造効率に優れ、従って、封止光半導体素子および光半導体装置の製造コストの上昇を抑制することができる。
本発明(6)は、前記極小値が、65℃以上、90℃以下の範囲にある、(1)〜(5)のいずれか一項に記載の封止シートを含む。
この封止シートによれば、極小値が、65℃以上、90℃以下の範囲にあるので、封止層の優れた封止性によって、光半導体素子を確実に封止することができる。
本発明(7)は、前記極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、10Pa以上、300Pa以下の範囲にある、(1)〜(6)のいずれか一項に記載の封止シートを含む。
この封止シートによれば、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、10Pa以上、300Pa以下の範囲にあるので、光半導体素子に対する迅速な封止、および、確実な封止を図ることができる。
本発明(8)は、前記封止層の厚み方向一方面に配置される剥離シートをさらに備える、(1)〜(7)のいずれか一項に記載の封止シートを含む。
この封止シートによれば、封止層の厚み方向一方面に配置される剥離シートをさらに備えるので、封止層の厚み方向一方面を保護することができる。
本発明(9)は、(1)〜(8)のいずれか一項に記載の封止シートを用意するシート用意工程、基材に配置される光半導体素子を用意する素子用意工程、および、前記封止シートを、60℃以上、200℃以下の温度で、前記光半導体素子に対して熱プレスする熱プレス工程を備える、封止光半導体素子の製造方法を含む。
この封止光半導体素子の製造方法によれば、熱プレス工程では、封止シートを、60℃以上、200℃以下の温度で、光半導体素子に対して熱プレスするので、封止シートによって、光半導体素子に対する確実かつ迅速な封止を達成することができる。
本発明(10)は、(9)に記載の封止光半導体素子の製造方法により、封止光半導体素子を得る工程を備え、前記基材が、支持板と、前記支持板の厚み方向一方面に配置される粘着シートとを備え、前記封止光半導体素子を前記粘着シートから剥離する剥離工程、および、前記封止光半導体素子を基板に実装する実装工程をさらに備える、光半導体装置の製造方法を含む。
この光半導体装置の製造方法によれば、上記した封止光半導体素子の製造方法により、封止光半導体素子を得、これを基板に実装するので、信頼性に優れた光半導体装置を製造することができる。
本発明(11)は、(9)に記載の封止光半導体素子の製造方法により、封止光半導体素子を得る工程を備え、前記基材が、基板であり、前記素子用意工程では、前記基板に実装された光半導体素子を用意する、光半導体装置の製造方法を含む。
この光半導体装置の製造方法によれば、信頼性に優れた光半導体装置を製造することができる。
本発明の封止シートによれば、熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子を確実かつ迅速に封止することができる。
本発明の封止光半導体素子の製造方法によれば、信頼性に優れた光半導体装置を製造することができる。
本発明の光半導体装置の製造方法の製造方法によれば、信頼性に優れた光半導体装置を製造することができる。
<本発明の封止シートの一実施形態>
本発明の一実施形態を以下で説明する。
本発明の一実施形態を以下で説明する。
図1において、紙面上下方向は、上下方向(第1方向、厚み方向)であり、紙面上側が上側(第1方向一方側、厚み方向一方側)、紙面下側が下側(第1方向他方側、厚み方向他方側)である。図1において、紙面左右方向は、左右方向(第1方向に直交する第2方向)であり、紙面左側が左側(第2方向一方側)、紙面右側が右側(第2方向他方側)である。図1において、紙面紙厚方向は、前後方向(第1方向および第2方向に直交する第3方向)であり、紙面手前側が前側(第3方向一方側)、紙面奥側が後側(第3方向他方側)である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
1.封止シート
封止シート1は、図1に示すように、略平板形状を有し、具体的には、所定の厚みを有し、左右方向および前後方向に延び、平坦な上面(表面)および平坦な下面(裏面)を有している。また、封止シート1は、後述する封止光半導体素子11(図2D参照)ではなく、また、光半導体装置21(図2E参照)でもない。すなわち、封止シート1は、封止光半導体素子11および光半導体装置21の一部品であり、すなわち、封止光半導体素子11および光半導体装置21を作製するための部品である。そのため、封止シート1は、光半導体素子15および光半導体素子15を実装する基板16(図2E参照)を含まず、封止シート1そのものが、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
封止シート1は、図1に示すように、略平板形状を有し、具体的には、所定の厚みを有し、左右方向および前後方向に延び、平坦な上面(表面)および平坦な下面(裏面)を有している。また、封止シート1は、後述する封止光半導体素子11(図2D参照)ではなく、また、光半導体装置21(図2E参照)でもない。すなわち、封止シート1は、封止光半導体素子11および光半導体装置21の一部品であり、すなわち、封止光半導体素子11および光半導体装置21を作製するための部品である。そのため、封止シート1は、光半導体素子15および光半導体素子15を実装する基板16(図2E参照)を含まず、封止シート1そのものが、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
図1に示すように、封止シート1は、封止層2と、封止層2の下面に配置される剥離シート3とを備える。好ましくは、封止シート1は、封止層2と、剥離シート3とのみからなる。
1−1.封止層
封止層2は、封止材料から形成される層(シート)状を有している。また、封止層2は、後述する図2Cに示すように、光半導体素子15を封止するように使用される。
封止層2は、封止材料から形成される層(シート)状を有している。また、封止層2は、後述する図2Cに示すように、光半導体素子15を封止するように使用される。
封止材料としては、例えば、封止組成物が挙げられる。封止組成物は、例えば、粘着性(すなわち、常温(25℃)での表面タック性)の樹脂を含有している。
樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくは、熱硬化性樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、2段反応硬化性樹脂、1段反応硬化性樹脂が挙げられる。
2段反応硬化性樹脂は、2つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からBステージ化(半硬化)し、次いで、第2段の反応で、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。つまり、2段反応硬化性樹脂は、適度の加熱条件によりBステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。Bステージ状態は、熱硬化性樹脂が、液状であるAステージ状態と、完全硬化したCステージ状態との間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、圧縮弾性率がCステージ状態の弾性率よりも小さい半固体状態または固体状態である。
1段反応硬化性樹脂は、1つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。このような1段反応硬化性樹脂は、第1段の反応の途中で、その反応が停止して、Aステージ状態からBステージ状態となることができ、その後のさらなる加熱によって、第1段の反応が再開されて、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる熱硬化性樹脂である。つまり、かかる熱硬化性樹脂は、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。そのため、1段反応硬化性樹脂は、1段の反応の途中で停止するように制御できず、つまり、Bステージ状態となることができず、一度に、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)する熱硬化性樹脂を含まない。
要するに、熱硬化性樹脂は、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、好ましくは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
上記した熱硬化性樹脂は、同一種類または複数種類のいずれでもよい。
シリコーン樹脂としては、透明性、耐久性、耐熱性、耐光性の観点から、例えば、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物などのシリコーン樹脂組成物が挙げられ、好ましくは、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が挙げられる。シリコーン樹脂は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、1段反応硬化性樹脂組成物であって、例えば、アルケニル基含有ポリシロキサンと、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンと、ヒドロシリル化触媒とを含有する。
アルケニル基含有ポリシロキサンは、分子内に2個以上のアルケニル基および/またはシクロアルケニル基を含有する。アルケニル基含有ポリシロキサンは、具体的には、下記平均組成式(1)で示される。
平均組成式(1):
R1 aR2 bSiO(4−a−b)/2
(式中、R1は、炭素数2〜10のアルケニル基および/または炭素数3〜10のシクロアルケニル基を示す。R2は、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基およびシクロアルケニル基を除く。)を示す。aは、0.05以上、0.50以下であり、bは、0.80以上、1.80以下である。)
式(1)中、R1で示されるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基などの炭素数2〜10のアルケニル基が挙げられる。R1で示されるシクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、ノルボルネニル基などの炭素数3〜10のシクロアルケニル基が挙げられる。
R1 aR2 bSiO(4−a−b)/2
(式中、R1は、炭素数2〜10のアルケニル基および/または炭素数3〜10のシクロアルケニル基を示す。R2は、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基およびシクロアルケニル基を除く。)を示す。aは、0.05以上、0.50以下であり、bは、0.80以上、1.80以下である。)
式(1)中、R1で示されるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基などの炭素数2〜10のアルケニル基が挙げられる。R1で示されるシクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、ノルボルネニル基などの炭素数3〜10のシクロアルケニル基が挙げられる。
R1として、好ましくは、アルケニル基、より好ましくは、炭素数2〜4のアルケニル基、さらに好ましくは、ビニル基が挙げられる。
R1で示されるアルケニル基は、同一種類または複数種類のいずれでもよい。
R2で示される1価の炭化水素基は、アルケニル基およびシクロアルケニル基以外の非置換または置換の炭素原子数1〜10の1価の炭化水素基である。
非置換の1価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基などの炭素数1〜10のアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの炭素数3〜6のシクロアルキル基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などの炭素数6〜10のアリール基、例えば、ベンジル基、ベンジルエチル基などの炭素数7〜8のアラルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、より好ましくは、メチル基および/またはフェニル基が挙げられる。
一方、置換の1価の炭化水素基は、上記した非置換の1価の炭化水素基における水素原子を置換基で置換したものが挙げられる。
置換基としては、例えば、塩素原子などのハロゲン原子、例えば、グリシジルエーテル基などが挙げられる。
置換の1価の炭化水素基としては、具体的には、3−クロロプロピル基、グリシドキシプロピル基などが挙げられる。
1価の炭化水素基は、非置換および置換のいずれであってもよく、好ましくは、非置換である。
R2で示される1価の炭化水素基は、同一種類または複数種類であってもよい。好ましくは、メチル基および/またはフェニル基が挙げられ、より好ましくは、メチル基およびフェニル基の併用が挙げられる。
aは、好ましくは、0.10以上、0.40以下である。
bは、好ましくは、1.5以上、1.75以下である。
アルケニル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量は、例えば、100以上、好ましくは、500以上であり、また、例えば、10,000以下、好ましくは、5,000以下である。アルケニル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定される標準ポリスチレンによる換算値である。
アルケニル基含有ポリシロキサンは、適宜の方法によって調製され、また、市販品を用いることもできる。
また、アルケニル基含有ポリシロキサンは、同一種類または複数種類であってもよい。
ヒドロシリル基含有ポリシロキサンは、例えば、分子内に2個以上のヒドロシリル基(SiH基)を含有する。ヒドロシリル基含有ポリシロキサンは、具体的には、下記平均組成式(2)で示される。
平均組成式(2):
HcR3 dSiO(4−c−d)/2
(式中、R3は、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基および/またはシクロアルケニル基を除く。)を示す。cは、0.30以上、1.0以下であり、dは、0.90以上、2.0以下である。)
式(2)中、R3で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基は、式(1)のR2で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基と同一のものが例示される。好ましくは、非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基、より好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、さらに好ましくは、メチル基および/またはフェニル基が挙げられる。
HcR3 dSiO(4−c−d)/2
(式中、R3は、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基および/またはシクロアルケニル基を除く。)を示す。cは、0.30以上、1.0以下であり、dは、0.90以上、2.0以下である。)
式(2)中、R3で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基は、式(1)のR2で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基と同一のものが例示される。好ましくは、非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基、より好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、さらに好ましくは、メチル基および/またはフェニル基が挙げられる。
cは、好ましくは、0.5以下である。
dは、好ましくは、1.3以上、1.7以下である。
ヒドロシリル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量は、例えば、100以上、好ましくは、500以上であり、また、例えば、10,000以下、好ましくは、5,000以下である。ヒドロシリル基含有ポリシロキサンの重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによって測定される標準ポリスチレンによる換算値である。
ヒドロシリル基含有ポリシロキサンは、適宜の方法によって調製され、また、市販品を用いることもできる。
また、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンは、同一種類または複数種類であってもよい。
上記した平均組成式(1)および平均組成式(2)中、R2およびR3の少なくともいずれか一方の炭化水素基は、好ましくは、フェニル基を含み、より好ましくは、R2およびR3の両方の炭化水素が、フェニル基を含む。なお、R2およびR3の少なくともいずれか一方の炭化水素基がフェニル基を含む場合には、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、フェニル系シリコーン樹脂組成物とされる。フェニル系シリコーン樹脂組成物の屈折率は、例えば、1.45以上、さらには、1.50以上である。
ヒドロシリル基含有ポリシロキサンの配合割合は、アルケニル基含有ポリシロキサンのアルケニル基およびシクロアルケニル基のモル数の、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基のモル数に対する割合(アルケニル基およびシクロアルケニル基のモル数/ヒドロシリル基のモル数)が、例えば、1/30以上、好ましくは、1/3以上、また、例えば、30/1以下、好ましくは、3/1以下となるように、調整される。
ヒドロシリル化触媒は、アルケニル基含有ポリシロキサンのアルケニル基および/またはシクロアルケニル基と、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基とのヒドロシリル化反応(ヒドロシリル付加)の反応速度を向上させる物質(付加触媒)であれば、特に限定されず、例えば、金属触媒が挙げられる。金属触媒としては、例えば、白金黒、塩化白金、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニル錯体、白金−アセチルアセテートなどの白金触媒、例えば、パラジウム触媒、例えば、ロジウム触媒などが挙げられる。
ヒドロシリル化触媒の配合割合は、金属触媒の金属量(具体的には、金属原子)として、アルケニル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル基含有ポリシロキサンに対して、質量基準で、例えば、1.0ppm以上であり、また、例えば、10,000ppm以下、好ましくは、1,000ppm以下、より好ましくは、500ppm以下である。
付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、アルケニル基含有ポリシロキサン、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル化触媒を、上記した割合で配合することにより、調製される。
上記した付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、まず、アルケニル基含有ポリシロキサン、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル化触媒を配合することによって、Aステージ(液体)状態として調製されて使用される。
上記したように、フェニル系シリコーン樹脂組成物は、所望条件の加熱により、アルケニル基含有ポリシロキサンのアルケニル基および/またはシクロアルケニル基と、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基とのヒドロシリル化付加反応を生じ、その後、ヒドロシリル化付加反応が、一旦、停止する。これによって、Aステージ状態からBステージ(半硬化)状態となることができる。
その後、フェニル系シリコーン樹脂組成物は、さらなる所望条件の加熱により、上記したヒドロシリル化付加反応が再開されて、完結する。これによって、Bステージ状態からCステージ(完全硬化)状態となることができる。
縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、2段反応硬化性樹脂であって、具体的には、例えば、特開2010−265436号公報、特開2013−187227号公報などに記載される第1〜第8の縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、例えば、特開2013−091705号公報、特開2013−001815号公報、特開2013−001814号公報、特開2013−001813号公報、特開2012−102167号公報などに記載されるかご型オクタシルセスキオキサン含有シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。なお、縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物は、固体状または半固体状であって、熱可塑性および熱硬化性を併有する。
なお、シリコーン樹脂は、市販品を用いることができ、例えば、OEシリーズ(付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、東レ・ダウコーニング社製)などが用いられる。
そして、上記した樹脂は、少なくともBステージ(半硬化)状態にあるとき、すなわち、封止層2を形成しているときの樹脂は、固体状または半固体状である。そして、このような樹脂は、熱可塑性および熱硬化性を併有する。つまり、樹脂は、加熱により、一旦、可塑化した後、完全硬化する。より具体的には、樹脂は、昇温とともに、粘度が次第に降下し、その後、昇温を継続すると、粘度が次第に上昇する。
封止組成物は、例えば、フィラーを含有することもできる。
フィラーとしては、例えば、無機粒子、有機粒子などが挙げられる。
無機粒子としては、例えば、シリカ(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、タルク(Mg3(Si4O10)(HO)2)、アルミナ(Al2O3)、酸化ホウ素(B2O3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化バリウム(BaO)、酸化アンチモン(Sb2O3)などの酸化物、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si3N4)などの窒化物などの無機物粒子(無機物)が挙げられる。また、無機粒子として、例えば、上記例示の無機物から調製される複合無機物粒子が挙げられ、具体的には、酸化物から調製される複合無機酸化物粒子(具体的には、ガラス粒子など)が挙げられる。
無機粒子として、好ましくは、シリカ粒子、ガラス粒子が挙げられる。
無機粒子は、通常、後述するトルエンなどの溶剤に不溶である。
有機粒子の有機材料としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂などが挙げられる。
有機粒子として、好ましくは、シリコーン系樹脂粒子が挙げられる。
有機粒子は、例えば、後述するトルエンなどの溶剤に不溶である。なお、有機粒子は、例えば、溶剤に溶解するものを含むこともできる。
なお、フィラーは、光拡散機能を有することもできる。
フィラーの屈折率は、例えば、1.40以上、2.50以下である。
フィラーは、単独使用または併用することができる。
フィラーの含有割合は、封止組成物に対して、例えば、1質量%以上、好ましくは、3質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、75質量%以下である。
また、フィラーの樹脂100重量部に対する配合割合は、例えば、10質量部以上、好ましくは、30質量部以上であり、また、例えば、1,000質量部以下、好ましくは、200質量部以下である。
さらに、封止組成物は、例えば、蛍光体をさらに含有することもできる。
蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca)2SiO4;Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu(バリウムオルソシリケート(BOS))などのシリケート蛍光体、例えば、Y3Al5O12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、Tb3Al3O12:Ce(TAG(テルビウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。
赤色蛍光体としては、例えば、CaAlSiN3:Eu、CaSiN2:Euなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体として、好ましくは、黄色蛍光体、より好ましくは、ガーネット型蛍光体が挙げられる。
蛍光体の形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。
蛍光体の最大長さの平均値(球状である場合には、平均粒子径)は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下でもある。
蛍光体は、単独使用または併用することができる。
蛍光体の配合割合は、封止組成物に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上であり、例えば、90質量%以下、好ましくは、80質量%以下である。
封止層2を調製するには、例えば、上記した樹脂と、必要により配合されるフィラーおよび蛍光体とを配合して、封止組成物のワニスを調製し、続いて、それを、剥離シート3の上面に塗布する。次いで、封止組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、封止組成物を、Bステージ化する。具体的には、封止組成物を、加熱する。
加熱条件は、封止層2において動的粘弾性測定における貯蔵剪断弾性率G’が所望の範囲となるように、適宜設定される。
つまり、加熱温度は、封止組成物における熱硬化性樹脂の組成によって適宜設定され、具体的には、例えば、50℃以上、好ましくは、70℃以上であり、また、例えば、120℃以下、好ましくは、100℃以下である。加熱温度が上記下限以上、および/または、加熱温度が上記上限以下であれば、上記した貯蔵剪断弾性率G’の極小値を所望の範囲に設定することができる。
加熱時間は、例えば、5分以上、好ましくは、10分以上であり、また、例えば、20分以下、好ましくは、15分以下である。加熱時間が上記下限以上、および/または、上記上限以下であれば、上記した貯蔵剪断弾性率G’の極小値を所望の範囲に設定することができる。
これにより、封止層2が調製される。
封止層2の厚みは、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、1500μm以下、好ましくは、1000μm以下である。
1−2.封止層の物性
(1) 動的粘弾性
(1−1)極小値
このような封止層2を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線は、図4が参照されるように、極小値を有する。
(1) 動的粘弾性
(1−1)極小値
このような封止層2を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線は、図4が参照されるように、極小値を有する。
そして、そのような極小値における温度Tは、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、上記した極小値における貯蔵剪断弾性率G’は、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にある。
極小値における温度Tが60℃未満であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)における60℃以上の熱プレスにおいて、粘度が過度に上昇する。そのため、封止層2の光半導体素子15(図2B参照)に対する封止性が低下する不具合がある。
極小値における温度Tが200℃超過であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)における200℃以下の熱プレスにおいて、封止層2の粘度が十分に降下しない。そのため、熱プレスにおいて200℃を超える高温で封止層2を加熱する必要があり、そのため、封止光半導体素子11および光半導体装置21の製造コストが上昇する不具合がある。
極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa未満であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)において、封止層2を形成する封止材料が過度に柔らかくなる。そして、封止材料が、光半導体素子1から離れるように流動して、光半導体素子15を封止できないという不具合がある。具体的には、封止材料が過度に流動することを抑制して、光半導体素子15の近傍に滞留できる粘性を有することができないという不具合がある。
極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、1,000Pa超過であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)において、封止層2の粘度が十分に降下しない。そのため、封止層2が光半導体素子15(図2B参照)を埋設できず、そのため、封止層2の半導体素子15に対する封止性が低下するという不具合がある。
また、極小値における温度Tが、好ましくは、65℃以上、90℃以下の範囲にある。温度Tが上記範囲内にあれば、封止層2の優れた封止性によって、封止光半導体素子11を確実に封止することができる。
また、極小値における貯蔵剪断弾性率G’は、好ましくは、10Pa以上、より好ましくは、15Pa以上、さらに好ましくは、20Pa以上であり、また、好ましくは、750Pa以下、より好ましくは、250Pa以下、さらに好ましくは、100Pa以下、とりわけ好ましくは、50Pa未満の範囲にある。
極小値における貯蔵剪断弾性率G’が上記した下限以上であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)において、過度に流動するのを抑制して、封止光半導体素子11に対する封止性に優れる。
極小値における貯蔵剪断弾性率G’が上記した上限以下であれば、次に説明する熱プレス工程(図2C参照)において、光半導体素子15を迅速に封止することができる。
(1−2)30℃における貯蔵剪断弾性率G’
また、30℃における貯蔵剪断弾性率G’は、例えば、100Pa以上、好ましくは、150Pa以上、より好ましくは、200Pa以上であり、また、例えば、1,000,000Pa以下、好ましくは、100,000Pa以下、より好ましくは、1,000Pa以下、さらに好ましくは、500Pa以下である。常温(25℃)に近い30℃における上記した貯蔵剪断弾性率G’が上記下限以上であれば、封止シート1の常温(25℃)における取扱性に優れる。
(1−2)30℃における貯蔵剪断弾性率G’
また、30℃における貯蔵剪断弾性率G’は、例えば、100Pa以上、好ましくは、150Pa以上、より好ましくは、200Pa以上であり、また、例えば、1,000,000Pa以下、好ましくは、100,000Pa以下、より好ましくは、1,000Pa以下、さらに好ましくは、500Pa以下である。常温(25℃)に近い30℃における上記した貯蔵剪断弾性率G’が上記下限以上であれば、封止シート1の常温(25℃)における取扱性に優れる。
(2) 引張弾性率
封止層2は、熱硬化性樹脂を含有する場合には、150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、例えば、5MPa以上、好ましくは、10MPa以上、より好ましくは、20MPa以上、さらに好ましくは、20MPa以上であり、また、例えば、100MPa以下である。引張弾性率が上記下限以上であれば、封止層2を迅速に熱硬化させることができる。そのため、光半導体素子15の製造コストの上昇を抑制し、ひいては、光半導体装置21の製造コストの上昇を抑制することができる。引張弾性率が上記上限以下であれば、封止層2が適度な柔軟性を有するために、光半導体装置21の信頼性を担保することができる。
封止層2は、熱硬化性樹脂を含有する場合には、150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、例えば、5MPa以上、好ましくは、10MPa以上、より好ましくは、20MPa以上、さらに好ましくは、20MPa以上であり、また、例えば、100MPa以下である。引張弾性率が上記下限以上であれば、封止層2を迅速に熱硬化させることができる。そのため、光半導体素子15の製造コストの上昇を抑制し、ひいては、光半導体装置21の製造コストの上昇を抑制することができる。引張弾性率が上記上限以下であれば、封止層2が適度な柔軟性を有するために、光半導体装置21の信頼性を担保することができる。
なお、25℃における引張弾性率の測定方法は、後述する実施例欄において詳述される。
(3)長期保存後の溶融粘度
封止層2は、低温において長期保存したときに、溶融粘度の上昇が抑制されている。具体的には、初期の封止層2の60℃における溶融粘度V0に対する、−15℃で、1週間保存した後の封止層2の60℃における溶融粘度V1の比(V1/V0)が、例えば、2倍未満、好ましくは、1.5倍未満であり、また、例えば、1.0倍以上である。さらに、初期の封止層2の60℃における溶融粘度V0に対する、−15℃で、4週間保存した後の封止層2の60℃における溶融粘度V4の比(V4/V0)が、例えば、1.5倍未満、好ましくは、1.3倍未満であり、また、例えば、1.0倍以上である。上記した溶融粘度の比(V1/V0、および/または、V4/V0)が、上記上限未満であれば、封止層2の良好な保存安定性を確保することができる。
封止層2は、低温において長期保存したときに、溶融粘度の上昇が抑制されている。具体的には、初期の封止層2の60℃における溶融粘度V0に対する、−15℃で、1週間保存した後の封止層2の60℃における溶融粘度V1の比(V1/V0)が、例えば、2倍未満、好ましくは、1.5倍未満であり、また、例えば、1.0倍以上である。さらに、初期の封止層2の60℃における溶融粘度V0に対する、−15℃で、4週間保存した後の封止層2の60℃における溶融粘度V4の比(V4/V0)が、例えば、1.5倍未満、好ましくは、1.3倍未満であり、また、例えば、1.0倍以上である。上記した溶融粘度の比(V1/V0、および/または、V4/V0)が、上記上限未満であれば、封止層2の良好な保存安定性を確保することができる。
なお、溶融粘度の測定方法は、後述する実施例欄において、詳述される。
1−3.剥離シート
剥離シート3は、図2Bに示すように、封止層2によって光半導体素子15に対して封止するまでの間、封止層2を保護するために、封止層2の裏面(図1における下面)に剥離可能に配置されている。剥離シート3は、可撓性フィルムからなる。また、剥離シート3の表面、つまり、封止層2に対する接触面は、必要によりフッ素処理などの剥離処理されている。
剥離シート3は、図2Bに示すように、封止層2によって光半導体素子15に対して封止するまでの間、封止層2を保護するために、封止層2の裏面(図1における下面)に剥離可能に配置されている。剥離シート3は、可撓性フィルムからなる。また、剥離シート3の表面、つまり、封止層2に対する接触面は、必要によりフッ素処理などの剥離処理されている。
剥離シート3としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム(PETなど)などのポリマーフィルム、例えば、セラミクスシート、例えば、金属箔などが挙げられる。剥離シート3は、平面視略矩形状(短冊状、長尺状を含む)などを有している。剥離シート3の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。
1−4.封止シートの製造
封止シート1を得るには、まず、剥離シート3および上記した封止組成物のワニスをそれぞれ用意する。続いて、剥離シート3の上面に、封止組成物のワニスを塗布する。その後、封止組成物が、熱硬化性樹脂を含有する場合には、封止組成物を加熱によりBステージ化する。
1−4.封止シートの製造
封止シート1を得るには、まず、剥離シート3および上記した封止組成物のワニスをそれぞれ用意する。続いて、剥離シート3の上面に、封止組成物のワニスを塗布する。その後、封止組成物が、熱硬化性樹脂を含有する場合には、封止組成物を加熱によりBステージ化する。
これによって、封止層2と、封止層2の下面全面に配置される剥離シート3とを備える封止シート1を得る。
封止シート1の厚みは、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、1500μm以下、好ましくは、1000μm以下である。
2.封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法
<本発明の封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法の第1実施形態>
本発明の封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法の第1実施形態を順次説明する。
<本発明の封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法の第1実施形態>
本発明の封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法の第1実施形態を順次説明する。
すなわち、第1実施形態として、上記した封止シート1を用いる、封止光半導体素子11を製造する方法、および、光半導体装置21を製造する方法を説明する。
2−1.封止光半導体素子の製造方法
図1および図2A〜図2Dに示すように、封止光半導体素子11の製造方法は、封止シート1を用意するシート用意工程(図1参照)、光半導体素子15を用意する素子用意工程(図2A参照)、および、封止シート1を光半導体素子15に対して熱プレスする熱プレス工程(図2C参照)を備える。さらに、封止光半導体素子11の製造方法は、光半導体素子15を個片化する個片化工程(図2Dの1点破線参照)、および、封止光半導体素子11を基材12から剥離する剥離工程(図2Dの矢印および仮想線参照)を備える。以下、各工程について順次説明する。
図1および図2A〜図2Dに示すように、封止光半導体素子11の製造方法は、封止シート1を用意するシート用意工程(図1参照)、光半導体素子15を用意する素子用意工程(図2A参照)、および、封止シート1を光半導体素子15に対して熱プレスする熱プレス工程(図2C参照)を備える。さらに、封止光半導体素子11の製造方法は、光半導体素子15を個片化する個片化工程(図2Dの1点破線参照)、および、封止光半導体素子11を基材12から剥離する剥離工程(図2Dの矢印および仮想線参照)を備える。以下、各工程について順次説明する。
(1)シート用意工程
シート用意工程では、図1に示すように、上記の「1.封止シート」欄で記載したように、封止シート1を用意する。
シート用意工程では、図1に示すように、上記の「1.封止シート」欄で記載したように、封止シート1を用意する。
(2)素子用意工程
素子用意工程では、図2Aに示すように、基材12に配置される光半導体素子15を用意する。
素子用意工程では、図2Aに示すように、基材12に配置される光半導体素子15を用意する。
基材12は、支持板13と、支持板13の上面に配置される粘着シート14とを備えている。
支持板13は、上記した剥離シート3と同様の材料から形成されている。また、支持板13は、ガラスなどの無機材料から形成されていてもよい。支持板13の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、1,000μm以下、好ましくは、100μm以下である。
粘着シート14は、例えば、加熱および/または紫外線照射により、光半導体素子15を容易に剥離できるシート(すなわち、光半導体素子15を仮固定できる仮固定シート)から形成されている。粘着シート14の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下である。
基材12は、支持板13の表面に、粘着シート14を配置することにより得られる。基材12の厚みは、例えば、20μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、200μm以下である。
光半導体素子15は、例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するLEDやLDである。好ましくは、光半導体素子15は、青色光を発光する青色LED(発光ダイオード素子)である。一方、光半導体素子15は、光半導体素子とは技術分野が異なるトランジスタなどの整流器を含まない。
光半導体素子15は、前後方向および左右方向に沿う略平板形状を有している。光半導体素子15は、電極側面17と、対向面18と、周側面19とを有している。
電極側面17は、図2Aに示す光半導体素子15における下面である。電極側面17には、電極(図示せず)が設けられている。電極側面17は、粘着シート14の上面に仮固定されている。
対向面18は、図2Aに示す光半導体素子15における上面であって、電極側面17に対して下側に間隔を隔てて対向配置されている。
周側面19は、電極側面17の周端縁と、対向面18の周端縁とを連結している。
光半導体素子15は、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて間隔を隔てて複数整列配置されている。
光半導体素子15の寸法は、適宜設定されており、具体的には、厚み(高さ)が、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.2μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、200μm以下である。また、光半導体素子15の前後方向および/または左右方向における長さL1は、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、3mm以下、好ましくは、2mm以下である。また、隣接する光半導体素子15の間の間隔(前後方向および/または左右方向における間隔)L0は、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、5mm以下、好ましくは、3mm以下である。また、隣接する光半導体素子15のピッチL2、具体的には、上記した長さL1および間隔L0の和(L1+L0)は、例えば、0.2mm以上、好ましくは、0.4mm以上であり、また、例えば、8mm以下、好ましくは、5mm以下である。
(3)熱プレス工程
熱プレス工程は、「(1)シート用意工程」および「(2)素子用意工程」の後に、実施される。
熱プレス工程は、「(1)シート用意工程」および「(2)素子用意工程」の後に、実施される。
熱プレス工程では、まず、図1に示す封止シート1を上下反転させて、続いて、図2Bに示すように、その封止シート1を、基材12に仮固定された光半導体素子15の上面に配置する。具体的には、封止層2を、光半導体素子15の対向面18に載置する。
続いて、基材12、光半導体素子15および封止シート1を、例えば、プレス機(図示せず)を用いて、熱プレスする。プレス機は、真空装置および熱源を備える真空熱プレス機であって、下板と、下板の上側に配置され、下板に対して下側に熱プレス可能に構成される上板とを備える。
熱プレス条件は、封止層2における封止組成物が可塑化して、各光半導体素子15の周側面19を被覆し、続いて、封止組成物の硬化がわずかに進行する条件に適宜設定される。
具体的には、熱プレスの温度は、60℃以上、好ましくは、70℃以上であり、また、200℃以下、好ましくは、180℃以下、より好ましくは、150℃以下である。
熱プレスの圧力は、例えば、0.01MPa以上、好ましくは、0.10MPa以上であり、また、例えば、10.00MPa以下、好ましくは、5.00MPa以下、より好ましくは、1.00MPa以下である。
熱プレスの時間は、例えば、1分以上、好ましくは、3分以上であり、また、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。
また、熱プレスは、複数回実施することができる。
上記した熱プレスによって、封止層2は、まず、樹脂が可塑化することに基づいて、各光半導体素子15の周側面19を被覆する。これによって、封止層2は、光半導体素子15を埋設する。また、封止層2の下端部は、粘着シート14の上面に至り、これによって、光半導体素子15の電極側面17に対して面一な下端面28を形成する。
続いて、剥離シート3を封止層2から剥離する。
その後、光半導体素子15、封止層2および基材12を、例えば、オーブンなどによって、加熱する。封止組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、熱硬化性樹脂が完全硬化(Cステージ化)する。
加熱温度は、例えば、100℃以上、好ましくは、120℃以上であり、また、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間が、例えば、10分以上、好ましくは、30分以上であり、また、例えば、180分以下、好ましくは、120分以下である。
これによって、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、熱硬化性樹脂を硬化(Cステージ化)させる。これによって、熱硬化性樹脂を完全に反応させて生成物を生成する。
(生成物)
シリコーン樹脂組成物の反応(Cステージ化反応)では、アルケニル基含有ポリシロキサンのアルケニル基および/またはシクロアルケニル基と、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基とのヒドロシリル付加反応がさらに促進される。その後、アルケニル基および/またはシクロアルケニル基、あるいは、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基が消失して、ヒドロシリル付加反応が完結することによって、Cステージのシリコーン樹脂組成物、つまり、生成物(あるいは硬化物)が得られる。つまり、ヒドロシリル付加反応の完結により、シリコーン樹脂組成物において、硬化性(具体的には、熱硬化性)が発現する。
シリコーン樹脂組成物の反応(Cステージ化反応)では、アルケニル基含有ポリシロキサンのアルケニル基および/またはシクロアルケニル基と、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基とのヒドロシリル付加反応がさらに促進される。その後、アルケニル基および/またはシクロアルケニル基、あるいは、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンのヒドロシリル基が消失して、ヒドロシリル付加反応が完結することによって、Cステージのシリコーン樹脂組成物、つまり、生成物(あるいは硬化物)が得られる。つまり、ヒドロシリル付加反応の完結により、シリコーン樹脂組成物において、硬化性(具体的には、熱硬化性)が発現する。
上記した生成物は、下記平均組成式(3)で示される。
平均組成式(3):
R5 eSiO(4−e)/2
(式中、R5は、フェニル基を含む、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基およびシクロアルケニル基を除く。)を示す。eは、1.0以上、3.0以下である。)
R5で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基としては、式(1)のR2で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基、および、式(2)のR3で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基と同一のものが例示される。好ましくは、非置換の1価の炭化水素基、より好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、さらに好ましくは、フェニル基およびメチル基の併用が挙げられる。
R5 eSiO(4−e)/2
(式中、R5は、フェニル基を含む、非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基(ただし、アルケニル基およびシクロアルケニル基を除く。)を示す。eは、1.0以上、3.0以下である。)
R5で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基としては、式(1)のR2で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基、および、式(2)のR3で示される非置換または置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基と同一のものが例示される。好ましくは、非置換の1価の炭化水素基、より好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、さらに好ましくは、フェニル基およびメチル基の併用が挙げられる。
そして、生成物の平均組成式(3)のR5におけるフェニル基の含有割合は、例えば、30モル%以上、好ましくは、35モル%以上であり、また、例えば、55モル%以下、好ましくは、50モル%以下である。
生成物の平均組成式(3)のR5におけるフェニル基の含有割合は、生成物のケイ素原子に直接結合する1価の炭化水素基(平均組成式(3)においてR5で示される)におけるフェニル基濃度である。
生成物の平均組成式(3)のR5におけるフェニル基の含有割合は、1H−NMRおよび29Si−NMRにより算出される。R5におけるフェニル基の含有割合の算出方法の詳細は、例えば、WO2011/125463などの記載に基づいて、1H−NMRおよび29Si−NMRにより算出される。
これによって、封止層2が、光半導体素子15の対向面18および周側面19に対して接着する。つまり、封止層2が、光半導体素子15の対向面18および周側面19を封止する。
そして、複数の光半導体素子15と、光半導体素子15を封止する封止層2とを備える封止光半導体素子11が、光半導体素子15の電極側面17および封止層2の下端面28が基材12によって支持された状態で、得られる。
この封止光半導体素子11は、基材12が設けられた状態(基材12に支持された状態)で、流通することができる。
(4)個片化工程
個片化工程は、「(3)熱プレス工程」の後に、実施される。個片化工程では、図2Dの1点破線で示すように、隣接する光半導体素子15間における封止層2を、ダイシングなどによって切断する。これによって、光半導体素子15を個片化する。
個片化工程は、「(3)熱プレス工程」の後に、実施される。個片化工程では、図2Dの1点破線で示すように、隣接する光半導体素子15間における封止層2を、ダイシングなどによって切断する。これによって、光半導体素子15を個片化する。
これによって、1つの光半導体素子15と、封止層2とを備える封止光半導体素子11が、基材12に支持された状態で、得られる。
(5)剥離工程
剥離工程は、「(4)個片化工程」の後に、実施される。剥離工程では、図2Dの矢印および仮想線で示すように、封止光半導体素子11を基材12から引き剥がす。具体的には、電極側面17および封止層2の下端面28を、粘着シート14の上面から引き剥がす。
剥離工程は、「(4)個片化工程」の後に、実施される。剥離工程では、図2Dの矢印および仮想線で示すように、封止光半導体素子11を基材12から引き剥がす。具体的には、電極側面17および封止層2の下端面28を、粘着シート14の上面から引き剥がす。
これによって、光半導体素子15と、封止層2とを備える封止光半導体素子11が得られる。
封止光半導体素子11は、光半導体装置21(図2E参照)ではなく、つまり、光半導体装置21に備えられる基板16を含まない。つまり、封止光半導体素子11は、電極側面17が、光半導体装置21の基板16に設けられる端子(図示せず)とまだ電気的に接続されないように、構成されている。さらに、封止光半導体素子11では、封止層2の下端面28が基板16の上面にまだ接触してしない。また、封止光半導体素子11は、光半導体装置21の一部品、すなわち、光半導体装置21を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
封止光半導体素子11は、好ましくは、光半導体素子15と、封止層2とのみからなる。
3.光半導体装置の製造方法
図2Eに示すように、光半導体装置の製造方法では、「封止光半導体素子の製造方法」により得られる封止光半導体素子11を、基板16に実装する。
図2Eに示すように、光半導体装置の製造方法では、「封止光半導体素子の製造方法」により得られる封止光半導体素子11を、基板16に実装する。
基板16は、略平板形状を有し、例えば、絶縁基板である。また、基板16は、上面に配置される端子(図示せず)を備えている。
封止光半導体素子11を基板16に実装するには、封止光半導体素子11における電極側面17における電極(図示せず)を、基板16の端子(図示せず)と接触させて、電気的に接続させる。つまり、封止光半導体素子11の光半導体素子15を基板16に対してフリップチップ実装する。
これとともに、電極側面1を、基板16の上面に接触させる。
これにより、基板16と、基板16に実装される封止光半導体素子11とを備える光半導体装置21を得る。好ましくは、光半導体装置21は、基板16と、封止光半導体素子11とのみからなる。つまり、光半導体装置21は、剥離シート3および/または基材12を含まず、好ましくは、基板16と、光半導体素子15と、封止層2とのみからなる。
4.作用効果
そして、この封止シート1によれば、封止層2の極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にあるので、熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子15に対する封止性に優れ、さらに、光半導体素子15を迅速に封止することができる。
そして、この封止シート1によれば、封止層2の極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にあるので、熱プレスにおける良好な粘性を有し、光半導体素子15に対する封止性に優れ、さらに、光半導体素子15を迅速に封止することができる。
また、この封止シート1では、30℃における貯蔵剪断弾性率G’が、100Pa以上であれば、30℃における取扱性に優れている。
また、この封止シート1では、封止層2が、熱硬化性樹脂を含有する場合には、封止層2を熱硬化させることができ、これによって、封止光半導体素子11の信頼性、ひいては、光半導体装置21の信頼性を向上させることができる。
また、この封止シート1では、封止層2が、Bステージ状態であれば、封止層2によって、光半導体素子15を確実に埋設して、封止層2による光半導体素子15に対する確実な封止を図ることができる。
また、この封止シート1では、150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、10MPa以上であれば、封止光半導体素子11および光半導体装置21の製造効率に優れ、従って、封止光半導体素子11および光半導体装置21の製造コストの上昇を抑制することができる。
また、この封止シート1によれば、極小値が、65℃以上、90℃以下の範囲にあれば、保存安定性を向上させることができる。
また、この封止シート1によれば、極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、10Pa以上、300Pa以下の範囲にあれば、光半導体素子15に対する迅速な封止、および、確実な封止を図ることができる。
また、この封止シート1によれば、封止層2の下面に配置される剥離シート3をさらに備えるので、封止層2の下面を保護することができる。
また、この封止光半導体素子15の製造方法によれば、熱プレス工程では、封止シート1を、60℃以上、200℃以下の温度で、光半導体素子15に対して熱プレスするので、封止シート1によって、光半導体素子15に対する確実かつ迅速な封止を達成することができる。
この光半導体装置21の製造方法によれば、上記した封止光半導体素子封止シート1の製造方法により、封止光半導体素子11を得、これを基板16に実装するので、信頼性に優れた光半導体装置21を製造することができる。
5.変形例
第1実施形態では、図2Dの1点破線で示すように、個片化工程を実施しているが、図示しないが、例えば、個片化工程を実施することなく、つまり、封止層2を切断せずに、複数の光半導体素子15を備える封止光半導体素子11を得ることもできる。
第1実施形態では、図2Dの1点破線で示すように、個片化工程を実施しているが、図示しないが、例えば、個片化工程を実施することなく、つまり、封止層2を切断せずに、複数の光半導体素子15を備える封止光半導体素子11を得ることもできる。
<本発明の封止光半導体素子および光半導体装置の製造方法の第2実施形態>
第2実施形態において、上記した第1実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第2実施形態において、上記した第1実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第1実施形態では、図2Dに示すように、基材12の上で、封止光半導体素子11を一旦製造した後、図2Eに示すように、封止光半導体素子11を基材12から引き剥がして、封止光半導体素子11を基板16に実装している。しかし、図3Aに示すように、予め、複数の光半導体素子15を基板16に実装し、その後、図3Bに示すように、封止シート1によって複数の光半導体素子15を封止して、その後、剥離シート3を封止層2から引き剥がして、基板16と、光半導体素子15と、封止層2とを備える光半導体装置21を得ることもできる。
すなわち、図2Aに示す基材12を、基板16に置き換え、さらに個片化工程および実装工程を省略することができる。つまり、図3Cに示すように、基板16の上において、封止光半導体素子11を製造することができる。
具体的には、まず、図3Aに示すように、光半導体素子15の電極側面17が基板16の上面と対向するように、複数の光半導体素子15を基板16に対して予めフリップチップ実装する。
次いで、図3Bに示すように、封止シート1によって複数の光半導体素子15を封止する。具体的には、まず、封止シート1の封止層2を、複数の光半導体素子15の対向面18に載置する。
続いて、光半導体素子15、基板16および封止シート1をプレス機にセットし、続いて、熱プレスを実施する。これによって、図3Cに示すように、封止層2が光半導体素子15の対向面18および周側面19を封止する。具体的には、封止層2は、光半導体素子15を埋設する。一方、封止層2の下端部は、基板16の上面に至り、これによって、光半導体素子15の電極側面17に対して面一な下端面28を形成する。
続いて、剥離シート3を封止層2から剥離する。
その後、光半導体素子15、基板16および封止層2を、加熱する。封止組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、熱硬化性樹脂が完全硬化(Cステージ化)する。これによって、封止層2が光半導体素子15の対向面18および周側面19に対して接着する。
これによって、基板16と、基板16に実装される光半導体素子15と、光半導体素子15を封止する封止層2とを備える光半導体装置21が得られる。なお、光半導体素子15および封止層2は、封止光半導体素子11を構成する。そのため、光半導体装置21は、基板16と、封止光半導体素子11とを備えている。
第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
<アルケニル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル基含有ポリシロキサンの合成>
合成例1
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン93.2g、水140g、トリフルオロメタンスルホン酸0.38gおよびトルエン500gを投入して混合し、撹拌しつつメチルフェニルジメトキシシラン729.2gとフェニルトリメトキシシラン330.5gの混合物1時間かけて滴下し、その後、1時間加熱還流した。その後、冷却し、下層(水層)を分離して除去し、上層(トルエン溶液)を3回水洗した。水洗したトルエン溶液に水酸化カリウム0.40gを加え、水分離管から水を除去しながら還流した。水の除去完了後、さらに5時間還流し、冷却した。その後、酢酸0.6gを投入して中和した後、ろ過して得られたトルエン溶液を3回水洗した。その後、減圧濃縮することにより、液体状のアルケニル基含有ポリシロキサンAを得た。アルケニル基含有ポリシロキサンAの平均単位式および平均組成式は、以下の通りである。
合成例1
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン93.2g、水140g、トリフルオロメタンスルホン酸0.38gおよびトルエン500gを投入して混合し、撹拌しつつメチルフェニルジメトキシシラン729.2gとフェニルトリメトキシシラン330.5gの混合物1時間かけて滴下し、その後、1時間加熱還流した。その後、冷却し、下層(水層)を分離して除去し、上層(トルエン溶液)を3回水洗した。水洗したトルエン溶液に水酸化カリウム0.40gを加え、水分離管から水を除去しながら還流した。水の除去完了後、さらに5時間還流し、冷却した。その後、酢酸0.6gを投入して中和した後、ろ過して得られたトルエン溶液を3回水洗した。その後、減圧濃縮することにより、液体状のアルケニル基含有ポリシロキサンAを得た。アルケニル基含有ポリシロキサンAの平均単位式および平均組成式は、以下の通りである。
平均単位式:
((CH2=CH)(CH3)2SiO1/2)0.15(CH3C6H5SiO2/2)0.60(C6H5SiO3/2)0.25
平均組成式:
(CH2=CH)0.15(CH3)0.90(C6H5)0.85SiO1.05
つまり、アルケニル基含有ポリシロキサンAは、R1がビニル基、R2がメチル基およびフェニル基であり、a=0.15、b=1.75である上記平均組成式(1)で示される。
((CH2=CH)(CH3)2SiO1/2)0.15(CH3C6H5SiO2/2)0.60(C6H5SiO3/2)0.25
平均組成式:
(CH2=CH)0.15(CH3)0.90(C6H5)0.85SiO1.05
つまり、アルケニル基含有ポリシロキサンAは、R1がビニル基、R2がメチル基およびフェニル基であり、a=0.15、b=1.75である上記平均組成式(1)で示される。
また、ゲル透過クロマトグラフィーによって、アルケニル基含有ポリシロキサンAのポリスチレン換算の重量平均分子量を測定したところ、2,300であった。
合成例2
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン93.2g、水140g、トリフルオロメタンスルホン酸0.38gおよびトルエン500gを投入して混合し、撹拌しつつジフェニルジメトキシシラン173.4gとフェニルトリメトキシシラン300.6gの混合物1時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。その後、冷却し、下層(水層)を分離して除去し、上層(トルエン溶液)を3回水洗した。水洗したトルエン溶液に水酸化カリウム0.40gを加え、水分離管から水を除去しながら還流した。水の除去完了後、さらに5時間還流し、冷却した。酢酸0.6gを投入して中和した後、ろ過して得られたトルエン溶液を3回水洗した。その後、減圧濃縮することにより、液体状のアルケニル基含有ポリシロキサンBを得た。アルケニル基含有ポリシロキサンBの平均単位式および平均組成式は、以下の通りである。
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン93.2g、水140g、トリフルオロメタンスルホン酸0.38gおよびトルエン500gを投入して混合し、撹拌しつつジフェニルジメトキシシラン173.4gとフェニルトリメトキシシラン300.6gの混合物1時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。その後、冷却し、下層(水層)を分離して除去し、上層(トルエン溶液)を3回水洗した。水洗したトルエン溶液に水酸化カリウム0.40gを加え、水分離管から水を除去しながら還流した。水の除去完了後、さらに5時間還流し、冷却した。酢酸0.6gを投入して中和した後、ろ過して得られたトルエン溶液を3回水洗した。その後、減圧濃縮することにより、液体状のアルケニル基含有ポリシロキサンBを得た。アルケニル基含有ポリシロキサンBの平均単位式および平均組成式は、以下の通りである。
平均単位式:
(CH2=CH(CH3)2SiO1/2)0.31((C6H5)2SiO2/2)0.22(C6H5SiO3/2)0.47
平均組成式:
(CH2=CH)0.31(CH3)0.62(C6H5)0.91SiO1.08
つまり、アルケニル基含有ポリシロキサンBは、R1がビニル基、R2がメチル基およびフェニル基であり、a=0.31、b=1.53である上記平均組成式(1)で示される。
(CH2=CH(CH3)2SiO1/2)0.31((C6H5)2SiO2/2)0.22(C6H5SiO3/2)0.47
平均組成式:
(CH2=CH)0.31(CH3)0.62(C6H5)0.91SiO1.08
つまり、アルケニル基含有ポリシロキサンBは、R1がビニル基、R2がメチル基およびフェニル基であり、a=0.31、b=1.53である上記平均組成式(1)で示される。
また、ゲル透過クロマトグラフィーによって、アルケニル基含有ポリシロキサンBのポリスチレン換算の重量平均分子量を測定したところ、1,000であった。
合成例3
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、ジフェニルジメトキシシラン325.9g、フェニルトリメトキシシラン564.9g、およびトリフルオロメタンスルホン酸2.36gを投入して混合し、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン134.3gを加え、撹拌しつつ酢酸432gを30分かけて滴下した。滴下終了後、混合物を撹拌しつつ50℃に昇温して3時間反応させた。室温まで冷却した後、トルエンと水を加え、良く混合して静置し、下層(水層)を分離して除去した。その後、上層(トルエン溶液)を3回水洗した後、減圧濃縮することにより、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC(架橋剤C)を得た。
撹拌機、還流冷却管、投入口および温度計が装備された四ツ口フラスコに、ジフェニルジメトキシシラン325.9g、フェニルトリメトキシシラン564.9g、およびトリフルオロメタンスルホン酸2.36gを投入して混合し、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン134.3gを加え、撹拌しつつ酢酸432gを30分かけて滴下した。滴下終了後、混合物を撹拌しつつ50℃に昇温して3時間反応させた。室温まで冷却した後、トルエンと水を加え、良く混合して静置し、下層(水層)を分離して除去した。その後、上層(トルエン溶液)を3回水洗した後、減圧濃縮することにより、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC(架橋剤C)を得た。
ヒドロシリル基含有ポリシロキサンCの平均単位式および平均組成式は、以下の通りである。
平均単位式:
(H(CH3)2SiO1/2)0.33((C6H5)2SiO2/2)0.22(C6H5PhSiO3/2)0.45
平均組成式:
H0.33(CH3)0.66(C6H5)0.89SiO1.06
つまり、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンCは、R3がメチル基およびフェニル基であり、c=0.33、d=1.55である上記平均組成式(2)で示される。
(H(CH3)2SiO1/2)0.33((C6H5)2SiO2/2)0.22(C6H5PhSiO3/2)0.45
平均組成式:
H0.33(CH3)0.66(C6H5)0.89SiO1.06
つまり、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンCは、R3がメチル基およびフェニル基であり、c=0.33、d=1.55である上記平均組成式(2)で示される。
また、ゲル透過クロマトグラフィーによって、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンCのポリスチレン換算の重量平均分子量を測定したところ、1,000であった。
<その他の原料>
アルケニル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル基含有ポリシロキサン以外の原料について、以下に詳述する。
[その他、使用した材料]
OE−6630:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.53、東レ・ダウコーニング社製
OE−6635:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.54、東レ・ダウコーニング社製
OE−6636:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.54、東レ・ダウコーニング社製
白金カルボニル錯体:
商品名「SIP6829.2」、Gelest社製、白金濃度2.0質量%
ガラス粒子:
屈折率1.55、組成および組成比率(重量%):SiO2/Al2O3/CaO/MgO=60/20/15/5の無機粒子、平均粒子径:3μm
<シリコーン樹脂組成物の調製>
調製例1
アルケニル基含有ポリシロキサンA 20g、アルケニル基含有ポリシロキサンB 25g、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC 25g、白金カルボニル錯体5mgを混合させて、シリコーン樹脂組成物Aを調製した。
アルケニル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル基含有ポリシロキサン以外の原料について、以下に詳述する。
[その他、使用した材料]
OE−6630:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.53、東レ・ダウコーニング社製
OE−6635:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.54、東レ・ダウコーニング社製
OE−6636:付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物、屈折率1.54、東レ・ダウコーニング社製
白金カルボニル錯体:
商品名「SIP6829.2」、Gelest社製、白金濃度2.0質量%
ガラス粒子:
屈折率1.55、組成および組成比率(重量%):SiO2/Al2O3/CaO/MgO=60/20/15/5の無機粒子、平均粒子径:3μm
<シリコーン樹脂組成物の調製>
調製例1
アルケニル基含有ポリシロキサンA 20g、アルケニル基含有ポリシロキサンB 25g、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC 25g、白金カルボニル錯体5mgを混合させて、シリコーン樹脂組成物Aを調製した。
調製例2
アルケニル基含有ポリシロキサンA 20g、アルケニル基含有ポリシロキサンB 25g、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC 25g、白金カルボニル錯体1mgを混合させて、シリコーン樹脂組成物Bを調製した。
アルケニル基含有ポリシロキサンA 20g、アルケニル基含有ポリシロキサンB 25g、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンC 25g、白金カルボニル錯体1mgを混合させて、シリコーン樹脂組成物Bを調製した。
<封止シートの作製(シート用意工程)>
(実施例1)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
(実施例1)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で11.5分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例2)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で13分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例3)
OE−6636に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
OE−6636に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で11.5分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例4)
シリコーン樹脂組成物Bに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Bに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で30分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例5)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で10分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例6)
OE−6630に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で10分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
OE−6630に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で10分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例7)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で16分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例8)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で14.5分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(実施例9)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で16.5分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)
(比較例1)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
(比較例1)
シリコーン樹脂組成物Aに対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後、80℃で17分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
(比較例2)
OE−6635に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
OE−6635に対して、ガラス粒子を、それらの総量に対して、50質量%となるように、混合して、封止組成物(屈折率1.56)を調製した。
次いで、封止組成物を、アプリケータで、厚み50μmの剥離シート(PETシート、商品名「SS4C」、ニッパ社製)の表面に、加熱後の厚みが400μmとなるように塗布し、その後70℃で8.5分、加熱することにより、Bステージの封止層を剥離シートの表面に作製した。つまり、封止層と、剥離シートとを備える封止シートを作製した(図1参照)。
<評価>
以下の各項目の結果を表1に示す。
以下の各項目の結果を表1に示す。
(貯蔵剪断弾性率G’)
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおける封止層を、下記の条件で、動的粘弾性測定した。
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおける封止層を、下記の条件で、動的粘弾性測定した。
[条件]
DMA装置:回転式レオメータ(C−VOR装置、マルバーン社製)
サンプル量:0.1g
歪量:10%
周波数:1Hz
プレート径:8mm
プレート間ギャップ:200μm
昇温速度:10℃/分
温度範囲:20〜200℃
貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線を図4に示す。
DMA装置:回転式レオメータ(C−VOR装置、マルバーン社製)
サンプル量:0.1g
歪量:10%
周波数:1Hz
プレート径:8mm
プレート間ギャップ:200μm
昇温速度:10℃/分
温度範囲:20〜200℃
貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線を図4に示す。
(30℃における貯蔵剪断弾性率G’)
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおいて、上記貯蔵剪断弾性率G’の測定を行った結果から、30℃における貯蔵剪断弾性率G’を抽出した。
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおいて、上記貯蔵剪断弾性率G’の測定を行った結果から、30℃における貯蔵剪断弾性率G’を抽出した。
(封止層の保存安定性)
各実施例および各比較例で得られた封止層の保存安定性を、封止層の60℃における溶融粘度を参照して評価した。
各実施例および各比較例で得られた封止層の保存安定性を、封止層の60℃における溶融粘度を参照して評価した。
すなわち、E型粘度計(コーンプレート型、東機産業社製)を用いて測定した際の粘度と評価した。
具体的には、初期の溶融粘度V0から、−15℃で、1週間保存後の溶融粘度V1が2.0倍以上に上昇した場合、つまり、V1/V0が2.0以上であった場合、保存安定性を×と評価した。
また、初期の溶融粘度V0から、−15℃で、4週間保存後の溶融粘度V4が1.5倍以上に上昇した場合、つまり、V4/V0が1.5以上であった場合、保存安定性を△と評価した。
一方、初期の溶融粘度V0から、−15℃で、4週間保存後の溶融粘度V4が1.5倍以上に上昇しなかった場合、つまり、V4/V0が1.5未満であった場合、保存安定性を○と評価した。
(封止シートの取扱性)
各実施例および各比較例で得られた封止シートを垂直に立てかけ、25℃、24時間放置した。
各実施例および各比較例で得られた封止シートを垂直に立てかけ、25℃、24時間放置した。
ハンドリング性は、封止シートが2mm以上変形した場合を△と評価し、変形が2mm未満、あるいは、変形しなかった場合を○と評価した。
(引張弾性率)
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおける封止層を150℃で、2時間加熱して、封止層をCステージ化(完全硬化)させた。その後、封止層を剥離シートから剥離し、その封止層について、万能試験機(テンシロン)で、下記の条件で、引張試験を実施し、封止層(サンプル)の弾性率を算出した。
各実施例および各比較例で得られた封止シートにおける封止層を150℃で、2時間加熱して、封止層をCステージ化(完全硬化)させた。その後、封止層を剥離シートから剥離し、その封止層について、万能試験機(テンシロン)で、下記の条件で、引張試験を実施し、封止層(サンプル)の弾性率を算出した。
[条件]
サンプル幅:10mm
チャック間距離:10mm
引張速度:300mm/min
温度:25℃
(封止性および硬化性)
ステンレス板の上に両面テープを貼り着け、その上に、光半導体素子(LEDチップ、EDI−FA4545A、エピスター社製)を、1.64mmピッチで配列させた(素子用意工程、図2A参照)。
サンプル幅:10mm
チャック間距離:10mm
引張速度:300mm/min
温度:25℃
(封止性および硬化性)
ステンレス板の上に両面テープを貼り着け、その上に、光半導体素子(LEDチップ、EDI−FA4545A、エピスター社製)を、1.64mmピッチで配列させた(素子用意工程、図2A参照)。
その後、各実施例および各比較例で得られた封止シートを光半導体素子に載置し、続いて、90℃に加熱したプレス機を用い、10分間、熱プレスした。(熱プレス工程、図2C参照)。
その後、剥離シートを封止層から剥離し、次いで、150℃、2時間加熱し、続いて、ダイシングにより、隣接する光半導体素子間における封止層を切断して、光半導体素子を個片化した。これにより、1つの光半導体素子と、封止層とを備える封止光半導体素子(チップサイズパッケージ)を作製した(図2D参照)。
[硬化性]
熱プレス工程後に、封止層の厚みのバラツキが50μm以上ある場合、硬化性を×と評価した。つまり、硬化性が十分でないと評価した。一方、熱プレス工程後に、封止層の厚みのバラツキが50μm未満である場合、硬化性を○と評価した。つまり、硬化性が十分であると評価した。
熱プレス工程後に、封止層の厚みのバラツキが50μm以上ある場合、硬化性を×と評価した。つまり、硬化性が十分でないと評価した。一方、熱プレス工程後に、封止層の厚みのバラツキが50μm未満である場合、硬化性を○と評価した。つまり、硬化性が十分であると評価した。
[封止性(充填性)]
ダイシング後に、封止光半導体素子を電極側面側から観察し、周側面の下端縁が封止層により被覆されているか否かで、封止性(充填性)を評価した。
ダイシング後に、封止光半導体素子を電極側面側から観察し、周側面の下端縁が封止層により被覆されているか否かで、封止性(充填性)を評価した。
具体的には、光半導体素子および封止シートをプレス機にセットして、1分以内に成型が始まった場合でも、封止(充填)不良が見られた場合、評価を×と評価した。シートをプレス機にセットして、3分以内に成型が始まった場合に、封止(充填)不良が見られた場合、評価を△と評価した。シートをプレス機にセットして、3分以内に成型が始まった場合に、充填不良が見られなかった場合、評価を○と評価した。
(シリコーン樹脂組成物の反応により得られる生成物の炭化水素基(R5)におけるフェニル基の含有割合の測定)
シリコーン樹脂組成物AおよびB(つまり、フィラーが含まれていないシリコーン樹脂組成物)の反応により得られる生成物中、ケイ素原子に直接結合する炭化水素基(平均組成式(3)のR5)におけるフェニル基の含有割合(モル%)を、1H−NMRおよび29Si−NMRにより算出した。
シリコーン樹脂組成物AおよびB(つまり、フィラーが含まれていないシリコーン樹脂組成物)の反応により得られる生成物中、ケイ素原子に直接結合する炭化水素基(平均組成式(3)のR5)におけるフェニル基の含有割合(モル%)を、1H−NMRおよび29Si−NMRにより算出した。
具体的には、Aステージのシリコーン樹脂組成物AおよびBを、蛍光体およびフィラーを添加せずに、100℃1時間で、反応(完全硬化、Cステージ化)させて、生成物を得た。
次いで、得られた生成物の1H−NMRおよび29Si−NMRを測定することで、ケイ素原子に直接結合している炭化水素基(R5)におけるフェニル基が占める割合(モル%)を算出した。
その結果、シリコーン樹脂組成物AおよびBの反応により得られる生成物の炭化水素基(R5)におけるフェニル基の含有割合は、ともに、48%であった。
1 封止シート
2 封止層
3 剥離シート
11 封止光半導体素子
13 支持板
14 粘着シート
15 光半導体素子
16 基板
21 光半導体装置
2 封止層
3 剥離シート
11 封止光半導体素子
13 支持板
14 粘着シート
15 光半導体素子
16 基板
21 光半導体装置
Claims (11)
- 光半導体素子を封止するように使用される封止層を備える封止シートであって、
前記封止層を、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で動的粘弾性測定することにより得られる貯蔵剪断弾性率G’と温度Tとの関係を示す曲線が、極小値を有し、
前記極小値における温度Tが、60℃以上、200℃以下の範囲にあり、
前記極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、5Pa以上、1,000Pa以下の範囲にあることを特徴とする、封止シート。 - 30℃における前記貯蔵剪断弾性率G’が、100Pa以上であることを特徴とする、請求項1に記載の封止シート。
- 前記封止層が、熱硬化性樹脂を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の封止シート。
- 前記封止層が、Bステージ状態であることを特徴とする、請求項3に記載の封止シート。
- 150℃、2時間の加熱条件で熱硬化させたときの25℃における引張弾性率が、10MPa以上であることを特徴とする、請求項3または4に記載の封止シート。
- 前記極小値が、65℃以上、90℃以下の範囲にあることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の封止シート。
- 前記極小値における貯蔵剪断弾性率G’が、10Pa以上、300Pa以下の範囲にあることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の封止シート。
- 前記封止層の厚み方向一方面に配置される剥離シートをさらに備えることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の封止シート。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の封止シートを用意するシート用意工程、
基材に配置される光半導体素子を用意する素子用意工程、および、
前記封止シートを、60℃以上、200℃以下の温度で、前記光半導体素子に対して熱プレスする熱プレス工程
を備えることを特徴とする、封止光半導体素子の製造方法。 - 請求項9に記載の封止光半導体素子の製造方法により、封止光半導体素子を得る工程を備え、
前記基材が、支持板と、前記支持板の厚み方向一方面に配置される粘着シートとを備え、
前記封止光半導体素子を前記粘着シートから剥離する剥離工程、および、
前記封止光半導体素子を基板に実装する実装工程
をさらに備えることを特徴とする、光半導体装置の製造方法。 - 請求項9に記載の封止光半導体素子の製造方法により、封止光半導体素子を得る工程を備え、
前記基材が、基板であり、
前記素子用意工程では、前記基板に実装された光半導体素子を用意することを特徴とする、光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/056403 WO2016143627A1 (ja) | 2015-03-09 | 2016-03-02 | 封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 |
TW105107086A TW201704022A (zh) | 2015-03-09 | 2016-03-08 | 密封片材、密封光半導體元件之製造方法及光半導體裝置之製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015046262 | 2015-03-09 | ||
JP2015046262 | 2015-03-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016171314A true JP2016171314A (ja) | 2016-09-23 |
Family
ID=56982639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016036320A Pending JP2016171314A (ja) | 2015-03-09 | 2016-02-26 | 封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016171314A (ja) |
TW (1) | TW201704022A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018060932A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | ローム株式会社 | Ledパッケージ |
WO2019049794A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 封止光半導体デバイスの製造方法 |
WO2019049791A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 封止光半導体デバイスの製造方法 |
-
2016
- 2016-02-26 JP JP2016036320A patent/JP2016171314A/ja active Pending
- 2016-03-08 TW TW105107086A patent/TW201704022A/zh unknown
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018060932A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | ローム株式会社 | Ledパッケージ |
WO2019049794A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 封止光半導体デバイスの製造方法 |
WO2019049791A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 封止光半導体デバイスの製造方法 |
KR20200026268A (ko) | 2017-09-08 | 2020-03-10 | 다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드 | 봉지 광학 반도체 장치의 제조 방법 |
KR20200031135A (ko) | 2017-09-08 | 2020-03-23 | 다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드 | 봉지 광학 반도체 장치의 제조 방법 |
US11139419B2 (en) | 2017-09-08 | 2021-10-05 | Dupont Toray Specialty Materials Kabushiki Kaisha | Method for producing sealed optical semiconductor device |
US11257992B2 (en) | 2017-09-08 | 2022-02-22 | Dupont Toray Specialty Materials Kabushiki Kaisha | Method for producing sealed optical semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201704022A (zh) | 2017-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8946983B2 (en) | Phosphor-containing sheet, LED light emitting device using the same, and method for manufacturing LED | |
WO2015033824A1 (ja) | 波長変換シート、封止光半導体素子および光半導体素子装置 | |
JP2013021314A (ja) | 蛍光接着シート、蛍光体層付発光ダイオード素子、発光ダイオード装置およびそれらの製造方法 | |
JP2013187227A (ja) | 封止シート、発光ダイオード装置およびその製造方法 | |
JP2017163105A (ja) | 光半導体素子被覆シート、密着層−被覆層付光半導体素子およびその製造方法、密着層付光半導体素子の製造方法 | |
TW201920339A (zh) | 樹脂組成物、樹脂薄膜、半導體層合體、半導體層合體之製造方法及半導體裝置之製造方法 | |
TWI692126B (zh) | 被覆有螢光體層之光半導體元件及其製造方法 | |
WO2015033890A1 (ja) | 光半導体素子封止組成物、光半導体素子封止成形体、光半導体素子封止シート、光半導体装置および封止光半導体素子 | |
TWI540761B (zh) | 矽氧樹脂片材、硬化片材、發光二極體裝置及其製造方法 | |
JP2016171314A (ja) | 封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
JP2016171315A (ja) | 貼着シート、貼着光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
JP7032052B2 (ja) | シリコーン樹脂フィルムおよびその製造方法、並びに半導体デバイスの製造方法 | |
JP6018608B2 (ja) | 封止シート、その製造方法、光半導体装置および封止光半導体素子 | |
WO2016143627A1 (ja) | 封止シート、封止光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
JP5882729B2 (ja) | シリコーン樹脂シート、硬化シート、発光ダイオード装置およびその製造方法 | |
JP2017163104A (ja) | 被覆層付光半導体素子およびその製造方法 | |
WO2016194947A1 (ja) | 蛍光体樹脂シート、貼着光半導体素子およびその製造方法 | |
WO2016194948A1 (ja) | 蛍光体樹脂シートの製造方法 | |
WO2016143623A1 (ja) | 貼着シート、貼着光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
JP2017215459A (ja) | 蛍光体樹脂シート、貼着光半導体素子およびその製造方法 | |
JP2017213641A (ja) | 蛍光体樹脂シートの製造方法 | |
JP2016506998A (ja) | 蛍光体含有硬化型シリコーン組成物及びそれから作製される硬化型ホットメルトフィルム | |
WO2016039443A1 (ja) | 封止層被覆光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
WO2016039442A1 (ja) | 封止層被覆光半導体素子の製造方法および光半導体装置の製造方法 | |
TW201723147A (zh) | 螢光體樹脂片、貼附半導體元件及其製造方法 |