JP2017098354A - 封止半導体素子および半導体装置の製造方法 - Google Patents

封止半導体素子および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】剥離工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することを抑制することのできる封止半導体素子の製造方法、および、運搬部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することのできる半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】封止光半導体素子11の製造方法は、電極側面3に対向配置される対向面4を有する光半導体素子1と、対向面4に対向配置される上面16を有し、対向面4を被覆するように、光半導体素子1を封止する封止層とを備える封止光半導体素子11を作製する封止工程82、封止光半導体素子11を、特定の感圧粘着剤組成物からなる第1転写シート21に感圧粘着する第1転写工程83、第1転写工程83の後に、封止層10を切断する切断工程84、第1転写シート21を延伸する延伸工程85、および、延伸工程85の後に、封止光半導体素子11を第1転写シート21から第2転写シート22に転写する第2転写工程86を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、封止半導体素子および半導体装置の製造方法、詳しくは、封止半導体素子の製造方法、および、それにより得られた封止半導体素子を用いる半導体装置の製造方法に関する。
従来、LEDを、封止層によって封止して、封止LEDを製造する方法が知られている。
例えば、以下の方法によって、蛍光体シート被覆LEDを得、これを基板に実装することが提案されている。
すなわち、まず、LEDと、LEDを被覆する蛍光体シートとを備える蛍光体シート被覆LEDを、LEDにおいてバンプが形成される面(バンプ形成面)が支持シートの表面に接触し、かつ、蛍光体シートの表面が露出するように、支持シートに仮固定した状態で作製する。
その後、蛍光体シート被覆LEDを支持シートから転写シートに転写する。転写シートは、活性エネルギー線の照射によって粘着力が低下する活性エネルギー線照射剥離シートからなる。これにより、LEDのバンプ形成面が露出する一方、蛍光体シートの表面が転写シートの表面に密着する。
その後、蛍光体シート被覆LEDを転写シートから延伸支持シートに転写して、延伸支持シートを面方向外側に延伸させる。このとき、LEDのバンプ形成面は、延伸支持シートに接触し、蛍光体シートの表面は露出している。
そして、蛍光体シート被覆LEDは、蛍光体シートの表面がコレットで吸引されながら、基板に実装される。その後、コレットが蛍光体シートの表面から離間する。
特開2014−168036号公報
しかし、特許文献1に記載の方法では、蛍光体シート被覆LEDを転写シートから剥離するときに、蛍光体シートの表面に、転写シートを形成する材料(粘着剤など)が残り易い(いわゆる糊残りが発生し易い)。そのため、材料がコレットに付着してしまい、そうすると、コレットを蛍光体シートの表面から円滑に離間することができないという不具合がある。
本発明の目的は、剥離工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することを抑制することのできる封止半導体素子の製造方法、および、運搬部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することのできる半導体装置の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の封止半導体素子の製造方法は、電極側面、および、前記電極側面に対向配置される素子対向面を有する半導体素子と、前記素子対向面に対向配置される層側対向面を有し、前記電極側面が露出し、前記素子対向面を被覆するように、前記半導体素子を封止する封止層とを備える封止半導体素子を作製する工程、前記封止半導体素子を、活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される感圧粘着剤組成物からなる感圧粘着シートに、前記感圧粘着シートの表面と前記層側対向面とが接触するように、感圧粘着する感圧粘着工程、前記感圧粘着工程の後に、前記封止半導体素子を処理する処理工程、および、前記処理工程の後に、前記感圧粘着シートに活性エネルギー線を照射して、前記封止半導体素子を前記感圧粘着シートから剥離する剥離工程を備え、前記感圧粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物であり、前記活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、官能基aを含有するモノマーA、炭素数8以上17以下のアルキル基を含有する(メタ)アクリレートモノマーを含有するモノマーB、および、官能基aと反応することができる官能基cと重合性炭素−炭素二重結合基との双方の基を含有するモノマーC、に由来する構造単位を含有するポリマーから調製されており、前記モノマーBは、前記モノマーAとともに主鎖を構成し、その含有割合が、前記モノマーAおよび前記モノマーBの総量に対して、50質量%以上であり、前記ポリマーは、前記官能基aの一部が前記官能基cと反応して結合することにより、側鎖に重合性炭素−炭素二重結合基を含有することを特徴としている。
この封止半導体素子の製造方法によれば、感圧粘着剤組成物が特定の活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物であるので、剥離工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することを抑制することができる。
そのため、剥離工程後の層側対向面に部材を接触させても、部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することができる。
また、本発明の封止半導体素子の製造方法では、前記感圧粘着剤組成物のGPC測定に基づく標準ポリスチレン換算の分子量3.0×10以下の低分子量成分の、前記感圧粘着剤組成物に対する含有割合が、10質量%以下であることが好適である。
この封止半導体素子の製造方法によれば、低分子量成分の、感圧粘着剤組成物における含有割合が、特定値以下であるので、剥離工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することをより一層抑制することができる。
また、本発明の封止半導体素子の製造方法は、前記剥離工程の後に、前記封止半導体素子を、活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される転写シートに、前記層側対向面と前記転写シートの表面とが接触するように、転写する転写工程、前記転写工程の後に、前記転写シートに活性エネルギー線を照射して、前記封止半導体素子を前記転写シートから再転写する再転写工程をさらに備え、前記転写シートは、前記感圧粘着剤組成物からなることが好適である。
この封止半導体素子の製造方法によれば、転写シートが、感圧粘着剤組成物からなるので、再転写工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することを抑制することができる。
そのため、再転写工程後の封止半導体素子の層側対向面に部材を接触させても、部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記した封止半導体素子の製造方法により、封止半導体素子を製造する工程、運搬部材を前記層側対向面に接触させて、前記封止半導体素子を基板に、前記電極側面が基板と接触するように、実装する実装工程、および、前記運搬部材を前記層側対向面から離間させる離間工程を備えることを特徴としている。
この半導体装置の製造方法によれば、層側対向面が、感圧粘着剤組成物の付着が抑制されているので、実装工程において、運搬部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することができる。そのため、離間工程において、運搬部材を層側対向面から円滑に離間させることができる。その結果、半導体装置を効率よく製造することができる。
本発明の封止半導体素子の製造方法では、剥離工程において、感圧粘着剤組成物が層側対向面に付着することを抑制することができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置を効率よく製造することができる。
図1A〜図1Eは、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第1実施形態の製造工程図であって、図1Aは、素子用意工程、図1Bは、封止工程、図1Cは、第1転写工程、図1Dは、切断工程、図1Eは、延伸工程を示す。 図2F〜図2Hは、図1Eに引き続き、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第1実施形態の製造工程図であって、図2Fは、第2転写工程、図2Gは、第3転写工程、図2Hは、第4転写工程を示す。 図3I〜図3Lは、図2Hに引き続き、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第1実施形態の製造工程図であって、図3Iは、第5転写工程、図3Jは、第6転写工程、図3Kは、剥離工程、図3Lは、実装工程および離間工程を示す。 図4は、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第1実施形態のステップ図を示す。 図5は、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第2実施形態のステップ図を示す。 図6は、本発明の封止半導体素子および半導体装置の製造方法の第3実施形態のステップ図を示す。
<第1実施形態>
図1A〜図3L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。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。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。
「感圧粘着」は、「感圧接着」と同義であって、互いに置換可能である。具体的には、「感圧粘着剤層」、「感圧粘着力」、「感圧粘着する」、「感圧粘着される」、「感圧粘着剤組成物」は、それぞれ、「感圧接着剤層」、「感圧接着力」、「感圧接着する」、「感圧接着される」、「感圧接着剤組成物」と同義である。
本発明の封止半導体素子の製造方法の第1実施形態は、図4に示すように、素子用意工程81、封止工程82、感圧粘着工程の一例としての第1転写工程83、処理工程の一例としての切断工程84、処理工程の一例としての延伸工程85、剥離工程の一例としての第2転写工程86、検査・選別工程87、第3転写工程88、第4転写工程89、転写工程の一例としての第5転写工程90、再転写工程の一例としての第6転写工程91、および、剥離工程92を備えている。第1実施形態では、上記の工程が上記の順序で順次実施される。以下、各工程を説明する。
1. 素子用意工程
素子用意工程81では、図1Aに示すように、複数の半導体素子の一例としての光半導体素子1を、仮固定シート2の上に配置する。
1−1. 光半導体素子
光半導体素子1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1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1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1は、仮固定シート2の上において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて複数整列配置されている。
光半導体素子1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1は、電極側面3と、対向面4と、周側面5とを有している。
電極側面3は、光半導体素子1における下面であって、電極41(図3L参照)が形成される面である。
対向面4は、光半導体素子1における上面であって、電極側面3に対して上側に間隔を隔てて対向配置されている。
周側面5は、電極側面3の周端縁と、対向面4の周端縁とを連結している。
光半導体素子1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1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、0.2mm以上、好ましくは、0.5mm以上であり、また、例えば、1.5mm以下、好ましくは、1.2mm以下である。また、隣接する光半導体素子1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、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上であり、また、例えば、1mm以下、好ましくは、0.8mm以下である。また、隣接する光半導体素子1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、0.25mm以上、好ましくは、0.6mm以上であり、また、例えば、2.5mm以下、好ましくは、2mm以下である。
1−2. 仮固定シート
仮固定シート2は、支持シート6と、支持シート6の上に配置される感圧粘着剤層7とを備えている。
1−2−1. 支持シート
支持シート6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、セラミックスシート、例えば、金属箔などが挙げられる。支持シート6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。
1−2−2. 感圧粘着層
感圧粘着層7は、支持シート6の上面全面に配置されている。
感圧粘着剤層7は、処理(例えば、紫外線の照射や加熱など)によって感圧粘着力が低減するように構成されている。
仮固定シート2は、具体的には、特開2014−168032号公報、特開2014−168033号公報、特開2014−168034号公報、特開2014−168035号公報、特開2014−168036号公報などに記載される仮固定シートが挙げられる。
感圧粘着層7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、1,000μm以下、好ましくは、500μm以下である。
そして、複数の光半導体素子1を仮固定シート2の上に仮固定するには、図1Aに示すように、複数の光半導体素子1の電極側面3を感圧粘着層7の上面に配置して(接触させて)、光半導体素子1を仮固定シート2に感圧粘着する。
2. 封止工程
図4に示すように、封止工程82を、素子用意工程81の後に、実施する。
封止工程82では、図1Bに示すように、複数の光半導体素子1を、封止層10によって、封止する。
封止工程82では、まず、封止層10を用意する。
封止層10を用意するには、例えば、図1Aに示すように、まず、剥離シート9と、剥離シート9の下面に配置される封止層10とを備える封止シート8とを用意する。封止シート8は、好ましくは、剥離シート9と、封止層10とからなる。
剥離シート9は、上記した支持シート6と同様の材料から、シート状に形成されている。剥離シート9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。
封止層10は、剥離シート9の下面全面に形成される層状を有している。封止層10は、例えば、樹脂を含有する封止組成物から調製されている。
樹脂としては、例えば、2段反応硬化性樹脂、1段反応硬化性樹脂などの熱硬化性樹脂など、熱可塑性樹脂が挙げられる。好ましくは、熱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。
また、封止組成物は、フィラーおよび/または蛍光体を含有することができる。
フィラーとしては、例えば、光拡散性粒子が挙げられる。光拡散性粒子としては、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(SiO)、タルク(Mg(Si10)(HO))、アルミナ(Al)、酸化ホウ素(B)、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(ZrO)、酸化バリウム(BaO)、酸化アンチモン(Sb)などの酸化物、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si)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。
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。
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、フィラーの熱硬化性樹脂100質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。
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)SiO;Eu、(Sr,Ba)SiO: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、YAl12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、TbAl12: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、CaAlSiN:Eu、CaSiN: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、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、70質量%以下である。また、蛍光体の配合割合は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、90質量部以下、好ましくは、80質量部以下である。
封止層10を調製するには、例えば、上記した熱硬化性樹脂と、必要により配合されるフィラーおよび/または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9の表面に塗布する。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、Bステージ化する(半硬化させる)。具体的には、封止組成物を、加熱する。
加熱温度は、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。
封止層10の厚みは、例えば、200μm以上、好ましくは、300μm以上であり、また、例えば、1000μm以下、好ましくは、900μm以下である。
これによって、図1Aに示すように、剥離シート9と、Bステージ状態(半硬化状態)の封止層10とを備える封止シート8を得る。
次いで、図1Aの矢印および図1Bに示すように、封止層10を、複数の光半導体素子1および仮固定シート2に対して、例えば、プレス、好ましくは、熱プレスする。熱プレスの温度および時間は、封止層10が複数の光半導体素子1を埋設できる条件に設定される。具体的には、熱プレスの温度は、60℃以上、好ましくは、70℃以上、より好ましくは、80℃以上であり、また、200℃以下、好ましくは、170℃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、3分以上、好ましくは、5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。
これによって、光半導体素子1の対向面4と周側面5とが、封止層10によって被覆される。また、光半導体素子1から露出する感圧粘着層7の上面76も、封止層10によって被覆される。従って、封止層10は、感圧粘着剤層7の上面76に接触し、電極側面3と前後方向および左右方向において面一に形成される下面15と、下面15の上側、および、光半導体素子1の対向面4の上側に対向配置され、層側対向面の一例としての上面16とを有している。上面16は、剥離シート9によって保護されている。
その後、図1Bの矢印で示すように、剥離シート9を封止層10から剥離する。
これによって、封止層10の上面16は、上側に露出する露出面となる。
これによって、複数の光半導体素子1と、複数の光半導体素子1を封止する封止層10とを備える封止光半導体素子11を、仮固定シート2に仮固定された状態で、得る。
その後、封止組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、封止層10をCステージ化する(完全硬化させる)。具体的には、封止層10を、加熱する。より具体的には、加熱温度は、例えば、60℃以上、好ましくは、80℃以上、より好ましくは、100℃以上であり、また、例えば、170℃以下、好ましくは、150℃以下である。加熱時間は、例えば、5分以上、好ましくは、10分以上、より好ましくは、30分以上であり、また、例えば、10時間以下、好ましくは、4時間以下、より好ましくは、2時間以下である。
3. 第1転写工程
図4に示すように、第1転写工程83を、封止工程82の後に実施する。
図1Cに示すように、第1転写工程83では、封止光半導体素子11を、仮固定シート2から感圧粘着シートの一例としての第1転写シート21に転写する。
第1転写シート21は、面方向(前後方向および左右方向)に延伸するように構成され、感圧粘着(タック)性を有する延伸シートである。
具体的には、第1転写シート21は、活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される感圧粘着剤組成物からシート状に形成されている。第1転写シート21は、表面としての下面45と、下面45の上側に対向配置され、下面45に対して実質的な平行する上面46とを有している。
3−1. 感圧粘着剤組成物
感圧粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物である。
3−2.活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物
活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、官能基aを含有するモノマーA、炭素数8以上17以下のアルキル基を含有する(メタ)アクリレートモノマーを含有するモノマーB、および、官能基aと反応することができる官能基cと重合性炭素−炭素二重結合基との双方の基を含有するモノマーC、に由来する構造単位を含有するポリマーから調製されている。また、モノマーBは、モノマーAとともに主鎖を構成し、その含有割合が、モノマーAおよびモノマーBの総量に対して、50質量%以上である。さらに、ポリマーは、官能基aの一部が官能基cと反応して結合することにより、側鎖に重合性炭素−炭素二重結合を含有している。
官能基aとしては、例えば、カルボキシル基、エポキシ基、アジリジル基、ヒドロキシル基、イソシアネート基などが挙げられる。好ましくは、ヒドロキシル基が挙げられる。
モノマーAは、後述するモノマーBとともにポリマーの主鎖を構成するビニルモノマーである。モノマーAとしては、カルボキシル基を含有するカルボキシル基含有ビニルモノマー(例えば、(メタ)アクリル酸など)、グリシジル基を含有するグリシジル基含有ビニルモノマー(例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルなど)、ヒドロキシル基を含有するヒドロキシル基含有ビニルモノマー(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど)、イソシアネート基を含有するイソシアネート基含有ビニルモノマー(例えば、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートなど)などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。好ましくは、ヒドロキシル基含有ビニルモノマーが挙げられる。
モノマーAの配合割合は、モノマーAおよびモノマーBに対して、例えば、50質量%未満である。
炭素数8以上17以下のアルキル基としては、例えば、オクチル、2−エチルヘキシル、イソオクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル(ラウリル)、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、1−メチルノニル、1−エチルデシル、1,2−ジメチルオクチル、1,2−ジエチルヘキシルなどの直鎖または分岐のアルキル基が挙げられる。好ましくは、ドデシル、2−エチルヘキシルが挙げられる。
モノマーBにおける(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ドデシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
官能基cとしては、例えば、上記した官能基aと同じのものが挙げられる。官能基aと官能基cとの組合せとしては、カルボキシル基とエポキシ基との組合せ、カルボキシル基とアジリジル基との組合せ、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せなどが挙げられる。好ましくは、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが挙げられる。
モノマーCとしては、例えば、上記したモノマーAと同じのものが挙げられ、好ましくは、イソシアネート基含有ビニルモノマーが挙げられる。
モノマーCの配合割合は、重合性炭素−炭素二重結合の数が、ポリマーの全ての側鎖の数に対して、例えば、5%以上、好ましくは、7%以上、また、例えば、20%以下、好ましくは、18%以下となるように、調整される。
また、ポリマーは、例えば、モノマーA〜Cと共重合できる共重合性モノマーに由来する構造単位を含有することができる。共重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルモルフォリンなどの窒素含有(メタ)アクリロイルなどが挙げられる。
共重合性モノマーの配合割合は、モノマー成分に対して、例えば、1質量%以上、好ましくは、5質量%以上であり、また、例えば、25質量%以下、好ましくは、10質量%以下である。共重合性モノマーの配合割合は、モノマーAおよびモノマーBの総量100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、また、例えば、30質量部以下、好ましくは、15質量部以下である。
ポリマーを調製するには、まず、モノマーAおよびモノマーBを配合して、熱重合開始剤などを用いる熱重合方法によって、それらを共重合(ラジカル重合)させて、共重合体(主鎖)を得る。その後、モノマーCを、共重合体に配合して、モノマーA(の官能基a)の一部とモノマーC(官能基c)との反応により、モノマーCを共重合体に対して重合(グラフト重合)させる。これにより、側鎖にモノマーCが導入されたポリマーを得る。なお、ポリマーが、共重合性モノマーに由来する構造単位を含有する場合には、共重合性モノマーを、モノマーAおよびモノマーBとともに配合して、共重合体(主鎖)を得る。モノマーCを配合する際に、必要により、ジラウリン酸ジブチルスズIVなどの触媒を適宜の割合で配合する。
次いで、ポリマーに光重合開始剤を配合する。
光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどの芳香族ケトン化合物などが挙げられる。光重合開始剤の配合割合は、ポリマー100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、また、例えば、15質量部以下、好ましくは、10質量部以下である。
これにより、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物が調製される。
活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、好ましくは、炭素数4以上30以下の(メタ)アクリレートと、ヒドロキシル基含有ビニルモノマーとを含有する主鎖を含有し、イソシアネート基含有ビニルモノマーのイソシアネート基と、ヒドロキシル基含有ビニルモノマーのヒドロキシル基とを反応させることにより、側鎖に重合性炭素−炭素二重結合基が導入されている。
また、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、好ましくは、官能基aを含有するモノマーA、炭素数8以上17以下のアルキル基を含有する(メタ)アクリレートモノマーを含有するモノマーB、および、モノマーBが有する(メタ)アクリロイル基と同じ種類の(メタ)アクリロイル基と、官能基aと反応することができる官能基cとの双方の基を含有するモノマーC、に由来する構造単位を含有するポリマーから調製されている。 また、好ましくは、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、好ましくは、官能基aを含有するモノマーA、炭素数8以上17以下のアルキル基を含有する(メタ)アクリレートモノマーを含有するモノマーB、モノマーBが有する(メタ)アクリロイル基と同じ種類の(メタ)アクリロイル基と、官能基aと反応することができる官能基cとの双方の基を含有するモノマーC、および、共重合性モノマーに由来する構造単位を含有するポリマーから調製されている。モノマーCにおける(メタ)アクリロイル基は、具体的には、モノマーBがメタクリロイル基を含有する場合には、メタクリロイル基を含有し、モノマーBがアクリロイル基を含有する場合には、アクリロイル基を含有する。より好ましくは、モノマーA、モノマーBおよびモノマーCのいずれもが、メタクリロイル基を含有する。
感圧粘着剤組成物は、例えば、溶媒を含む粘着剤溶液として調製される。
なお、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、例えば、特開2012−136678号公報、特開2012−136679号公報、特開2010−53346号公報などに開示される放射線硬化型粘着剤組成物である。
3−3. 感圧粘着剤組成物および第1転写シートの物性
感圧粘着剤組成物のGPC測定に基づく標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、1.0×10以上、好ましくは、5.0×10以上であり、また、3.0×10以下である。
また、感圧粘着剤組成物のGPC測定に基づく標準ポリスチレン換算の分子量3.0×10以下の低分子量成分の、感圧粘着剤組成物に対する含有割合は、例えば、12質量%以下、好ましくは、10.0%質量以下であり、また、例えば、2質量%以上である。
GPC測定の条件は、後の実施例で詳述される。
低分子量成分の含有割合が上記上限以下であれば、後述する第2転写工程86(図2F参照)において、感圧粘着剤組成物が封止層10の上面16に付着することをより一層抑制することができる。
第1転写シート21のガラス板に対する感圧粘着力(25℃、活性エネルギー線の照射前)F1は、例えば、1.5N/cm以上、好ましくは、2N/cm以上であり、また、例えば、3N/cm以下である。
また、活性エネルギー線の照射後の第1転写シート21のガラス板に対する感圧粘着力(25℃)F2は、具体的には、35mJ/cmの紫外線を第1転写シート21に対して照射した後のガラス板に対する感圧粘着力F2は、例えば、0.05N/cm以上、好ましくは、0.1N/cm以上であり、また、例えば、0.4N/cm以下である。
F1のF2に対する比(F1/F2)は、例えば、1.25以上、好ましくは、5以上であり、また、例えば、60以下、好ましくは、40以下である。
3−4.転写方法
封止光半導体素子11を、仮固定シート2から第1転写シート21に転写するには、図1Cが参照されるように、第1転写シート21を、封止光半導体素子11の上側に配置し、続いて、第1転写シート21の下面45と、封止層10の上面16とを感圧接触させる。次いで、図1Cの仮想線および仮想線矢印で示すように、封止層10の下面15と、光半導体素子1の電極側面3とを、仮固定シート2の感圧粘着剤層7の上面76から剥離する。
第1転写工程83によって、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とが下側に露出する。一方、封止層10の上面16が、第1転写シート21により感圧粘着される。
4. 切断工程84
図4に示すように、切断工程84を、第1転写工程83の後に、実施する。
図1Dに示すように、切断工程84では、封止層10を、複数の光半導体素子1のそれぞれに対応するように、切断する。また、封止層10を、第1転写シート21によって支持しながら、切断する。なお、切断工程84において、第1転写シート21は、切断されない。
封止層10の切断では、例えば、円盤状のダイシングソー(ダイシングブレード)12(図1D参照)を用いるダイシング装置、カッターを用いるカッティング装置、レーザー照射装置などの切断装置が用いられる。好ましくは、ダイシング装置が用いられる。
封止層10の切断によって、封止層10には、切断面14が、封止層10の前後方向および左右方向に沿って形成される。
前後方向に対向する切断面14間の間隔L4、および、左右方向に対向する切断面14間の間隔L4は、上記した光半導体素子1のピッチL2と同一あるいは近似しており、具体的には、前後方向長さおよび左右方向長さが、例えば、0.25mm以上、好ましくは、0.6mm以上であり、また、例えば、2.5mm以下、好ましくは、2mm以下である。
5. 延伸工程
延伸工程85を、図4に示すように、切断工程84の後に、実施する。
延伸工程85では、図1Eに示すように、第1転写シート21の周端縁(具体的には、前端縁および後端縁と、右端縁および左端縁)を、外側(つまり、前後方向外側および左右方向外側)に延伸する。
これによって、切断面14間に間隔18が形成される。つまり、複数の封止光半導体素子11のそれぞれは、互いに間隔18を隔てて、第1転写シート21に感圧粘着されている。隣接する封止光半導体素子11を隔てる間隔18の幅W1は、例えば、200μm以上、好ましくは、500μm以上であり、また、例えば、2000μm以下、好ましくは、1000μm以下である。また、封止光半導体素子11の幅W2に対する、上記した間隔18の幅W1の比(W1/W2)は、例えば、0.08以上、好ましくは、0.1以上であり、また、例えば、8以下、好ましくは、3以下である。なお、封止光半導体素子11の幅W2は、上記した切断面14間の間隔L4と同一である。
6. 第2転写工程
第2転写工程86を、図4に示すように、延伸工程85の後に、実施する。
図2Fに示すように、第2転写工程86では、複数の封止光半導体素子11を、第1転写シート21から第2転写シート22に転写する。第2転写シート22としては、公知の転写シートが挙げられ、例えば、市販品が用いられ、具体的には、SPVシリーズ(日東電工社製)などが用いられる。
複数の封止光半導体素子11を第1転写シート21から第2転写シート22に転写するには、まず、図1Eの矢印で示すように、第1転写シート21に対して、活性エネルギー線を照射する。より具体的には、第1転写シート21の上側に設けられた線源13および/または下側に設けられた線源(図示せず)から、第1転写シート21に対して、活性エネルギー線を照射する。好ましくは、第1転写シート21の上側に設けられた線源13から、第1転写シート21に対して活性エネルギー線を照射する。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線などが挙げられる。好ましくは、紫外線が挙げられる。
線源としては、例えば、ケミカルランプ、エキシマレーザ、ブラックライト、水銀アーク、炭素アーク、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの照射装置が挙げられる。
照射量は、第1転写シート21の封止光半導体素子11(具体的には、封止層10の上面16)に対する感圧粘着力が十分に低下するように設定される。具体的には、照射量は、例えば、10mJ/cm、好ましくは、20mJ/cm以上であり、また、例えば、100mJ/cmである。
活性エネルギー線を第1転写シート21に照射することによって、第1転写シート21の封止光半導体素子11(具体的には、封止層10の上面16)に対する感圧粘着力が低減する。具体的には、第1転写シート21の表面タック性が低減、好ましくは、なくなる。
次いで、図2Fが参照されるように、第2転写シート22を複数の封止光半導体素子11の下側に配置し、続いて、第2転写シート22の上面と、封止層10の下面15、および、光半導体素子1の電極側面3とを接触(感圧粘着)させる。次いで、図2Fの仮想線および仮想線矢印で示すように、封止層10の上面16を、第1転写シート21の下面45から剥離する(剥離工程)。
この第2転写工程86によって、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とが、第2転写シート22によって被覆(感圧粘着)される。一方、封止層10の上面16が、上側に露出する。
第2転写工程86では、複数の封止光半導体素子11は、間隔18が維持されるように、第1転写シート21から第2転写シート22に転写される。
7. 検査・選別工程
検査・選別工程87を、図4に示すように、第2転写工程86の後に、実施する。
検査・選別工程87では、複数の封止光半導体素子11のそれぞれが、所望の発光波長および/または発光効率を有している良品であるか、または、所望の発光波長および/または発光効率を有していない不良品であるかを、例えば、テスターなどを用いて検査する。
その後、図示しないが、不良品と判別された封止光半導体素子11を、除去する。具体的には、不良品と判別された封止光半導体素子11を廃棄する。一方、良品とされた封止光半導体素子11のみが残る(すなわち、選別される)。
8. 第3転写工程
第3転写工程88を、図4に示すように、検査・選別工程87の後に、実施する。
図2Gに示すように、第3転写工程88では、選別された封止光半導体素子11を第3転写シート23に載置する。第3転写シート23としては、公知の転写シートが挙げられ、具体的には、第2転写シート22と同様の転写シートが挙げられる。
封止光半導体素子11を第3転写シート23に転写するには、選別された封止光半導体素子11を第3転写シート23に載せ替える。つまり、第3転写工程88において、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とは、第3転写シート23の上面によって被覆される。また、第3転写工程88において、封止層10の上面16は、上側に露出している。
具体的には、特開2014−168032号公報、特開2014−168033号公報、特開2014−168034号公報、特開2014−168035号公報、特開2014−168036号公報などに記載される、押圧部材および吸引部材を備えるピックアップ装置などを用いて、封止光半導体素子11を第3転写シート23に載置する。複数の封止光半導体素子11は、第3転写シート23の上において、再度、前後方向および左右方向に間隔L5を隔てて、整列配置される。間隔L5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、1mm以下、好ましくは、0.8mm以下である。
9. 第4転写工程
第4転写工程89を、選別された貼着光半導体素子11を第4転写シート24に移すために、図4に示すように、第3転写工程88の後に、実施する。
第4転写工程89では、図2Hに示すように、複数の封止光半導体素子11を第3転写シート23から第4転写シート24に転写する。
第4転写シート24としては、公知の転写シートが挙げられ、具体的には、第2転写シート22と同様の転写シートが挙げられる。なお、第4転写シート24は、後述する支持部19(仮想線参照)を備えていない。
第4転写工程89を、上記した第3転写工程88と同様の方法により、実施する。
10. 第5転写工程
第5転写工程90を、第4転写シート24に移された貼着光半導体素子11を上下反転させるために、図4に示すように、第4転写工程89の後に、実施する。
第5転写工程90を、図3Iに示すように、複数の封止光半導体素子11を第4転写シート24から第5転写シート25に転写する。
第5転写シート25は、上記した第1転写シート21を形成する感圧粘着剤組成物(活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される感圧粘着剤組成物)から形成されている。第5転写シート25は、表面としての下面47と、下面47の上側に対向配置され、下面47に対して実質的な平行する上面48とを有している。
第5転写シート25の厚みは、例えば、50μm以上、好ましくは、80μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、150μm以下である。
第5転写工程90において、封止光半導体素子11を第4転写シート24から第5転写シート25に転写するには、上記した第1転写工程83で例示した方法が用いられる。
すなわち、図3Iが参照されるように、まず、第5転写シート25を、複数の封止光半導体素子11の上側に配置し、続いて、第5転写シート25の下面47と、封止層10の上面16とを感圧接触させる。次いで、図3Iの仮想線および仮想線矢印で示すように、封止層10の下面15と、光半導体素子1の電極側面3とを、第4転写シート24の上面から剥離する。
第5転写工程90によって、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とが下側に露出する。一方、封止層10の上面16が、第5転写シート25の下面47によって感圧粘着される。
11. 第6転写工程
第6転写工程91を、第5転写シート25において上下反転された封止光半導体素子11を、後述する支持部19を有する第6転写シート26に上下反転しながら移すために、図4に示すように、第5転写工程90の後に、実施する。つまり、第5転写工程90および第6転写工程91によって、封止光半導体素子11を、支持部19を有しない第4転写シート24から、第6転写シート26を有する第6転写シート26に載せ替える。
第6転写工程91では、図3Jに示すように、複数の封止光半導体素子11を、第5転写シート25から第6転写シート26に転写する。第6転写シート26としては、公知の転写シートが挙げられ、具体的には、第2転写シート22と同様の転写シートから挙げられる。
第6転写工程91を、第2転写工程86(図2F参照)と同様にして、実施する。
複数の封止光半導体素子11を第5転写シート25から第6転写シート26に転写するには、まず、図3Iの矢印で示すように、第5転写シート25に対して、活性エネルギー線を照射する。具体的には、第5転写シート25の上側に設けられた線源13および/または下側に設けられた線源(図示せず)から、第5転写シート25に対して、照射する。好ましくは、第5転写シート25の上側に設けられた線源13から、第5転写シート25に対して照射する。
活性エネルギー線、線源および照射量は、「6. 第2転写工程86」で記載した例示から選択される。
活性エネルギー線を第5転写シート25に照射することによって、第5転写シート25の封止光半導体素子11(具体的には、封止層10の上面16)に対する感圧粘着力が低減する。具体的には、第5転写シート25の表面タック性が低減、好ましくは、なくなる。
次いで、図3Jが参照されるように、第6転写シート26を複数の封止光半導体素子11の下側に配置し、続いて、第6転写シート26の上面と、封止層10の下面15、および、光半導体素子1の電極側面3とを接触(感圧粘着)させる。次いで、封止層10の上面16を、図3Jの仮想線および仮想線矢印で示すように、第5転写シート25の下面47から剥離する。
この第2転写工程86によって、図3Jに示すように、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とが、第6転写シート26によって被覆(感圧粘着)される。一方、封止層10の上面16が、上側に露出する。
第6転写シート26の周端縁には、その周端縁を把持し、周端縁(具体的には、前端縁および後端縁と、左端縁および右端縁)が内側(具体的には、前後方向外側および左右方向外側)に移動しないように、構成される支持部19が設けられている。支持部19は、金属などからなり、平面視略枠形状(具体的には、リング形状)を有している。
そして、上記した第4転写工程89、第5転写工程90および第6転写工程91によって、封止光半導体素子11を、第4転写シート24から、支持部19を有する第6転写シート26に転写し、支持部19を利用して、封止光半導体素子11を第6転写シート26から確実に剥離して、基板29に実装することができる。
12. 剥離工程
剥離工程92を、図4に示すように、第6転写工程91の後に、実施する。
剥離工程92では、図3Kに示すように、ピックアップ装置71などによって、複数の封止光半導体素子11のそれぞれを、第6転写シート26から剥離する。
具体的には、ピックアップ装置71は、例えば、押圧部材72と、運搬部材の一例としての吸引部材73とを備える。
押圧部材72は、上端に尖る形状を有している。押圧部材72としては、例えば、針などが挙げられる。
吸引部材73は、その下端において、封止光半導体素子11における封止層10の上面16に接触する接触部74と、接触面74の中央に位置し、接触部74が開口されることにより形成される吸引口75とを備えている。接触部74は、平面視略枠形状を有し、平坦面を有している。吸引口75は、図示しない吸引装置(例えば、吸引ポンプなど)に図示しない接続ラインを介して接続されている。吸引部材73は、例えば、コレットなどである。
ピックアップ装置71によって、封止光半導体素子11を第6転写シート26から剥離するには、まず、押圧部材72によって、第6転写シート26の下側から、剥離したい封止光半導体素子11に対応する第6転写シート26を押し上げて(押圧して)、封止光半導体素子11を上側に押し上げる。この際、第6転写シート26の周端縁は、支持部19によって支持されていることから、内側に移動しない。
次いで、吸引部材73の接触部74を、封止光半導体素子11の上面16に接触させる。つまり、封止層10の上面16によって、吸引口75を閉塞する。次いで、吸引装置(図示せず)の駆動に基づき、吸引口75および接続ライン(図示せず)を減圧することによって、封止光半導体素子11を吸引しながら、吸引部材73を引き上げる。
すると、封止光半導体素子11が第6転写シート26から剥離する。つまり、光半導体素子1の電極側面3と、封止層10の下面15とを、第6転写シート26の上面から、剥離する。
これによって、図3Kの左図で示すように、光半導体素子1と、光半導体素子1を封止する封止層10とを備える封止光半導体素子11を、吸引部材73に吸引された状態で、得る。
封止光半導体素子11は、発光装置30(図3L参照)ではなく、つまり、発光装置30に備えられる基板29を含まない。つまり、封止光半導体素子11は、その電極41が露出されており、電極41が、発光装置30の基板29に設けられる端子31とまだ電気的に接続されないように、構成されている。また、封止光半導体素子11は、発光装置30の一部品、すなわち、発光装置30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1と、封止層10とのみからなる。
また、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態は、上記した封止光半導体素子11の製造方法(図1A〜図3K参照)により、封止光半導体素子11を製造する工程、および、封止光半導体素子11を基板29に実装する実装工程(図3L参照)を備える。
13. 実装工程
図4に示すように、実装工程93を、剥離工程92の後に、実施する。
実装工程93では、図3Lの実線で示すように、吸引部材73に吸引された状態の封止光半導体素子11を、基板29に実装する。
基板29は、略平板形状を有し、例えば、絶縁基板である。また、基板29は、上面に配置される端子31を備えている。
封止光半導体素子11を基板29に実装するには、封止光半導体素子11の電極側面3に形成される電極41を、基板29の端子31に電気的に接続する。すなわち、吸引部材73に吸引された状態の封止光半導体素子11を降下させ、続いて、基板29にフリップチップ実装する。また、封止層10の下面15を、基板29の上面に接触させる。
これによって、基板29と、封止光半導体素子11とを備える半導体装置の一例としての発光装置30を得る。
好ましくは、発光装置30は、基板29と、光半導体素子1と、封止層10とのみからなる。
14. 離間工程
図4に示すように、離間工程94を、実装工程93の後に、実施する。
離間工程94では、図3Lの仮想線および仮想線矢印で示すように、吸引部材73を封止層10の上面16から離間させる。
吸引部材73を上面16から離間するには、発光装置30に備えられる封止層10に対して、相対的に、吸引部材73を引き上げる。つまり、吸引部材73を上側に移動させる。これによって、吸引部材73の接触部74が、封止層10の上面16から離間する。
これによって、吸引部材73から独立した状態の発光装置30を得る。
<第1実施形態の作用効果>
そして、この封止光半導体素子11の製造方法によれば、第1転写シート21を形成する感圧粘着剤組成物が特定の活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物であるので、図2Fに示すように、第2転写工程86において、第1転写シート21(図1E参照)を形成する感圧粘着剤組成物が封止層10の上面16に付着すること(糊残り)を抑制することができる。
そのため、第2転写工程86以降の工程において、封止層10の上面16に部材(例えば、吸引部材73の接触部74や、第5転写シート25の接触部74など)を接触させても、その部材に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することができる。
具体的には、実装工程93において、図3Kが参照されるように、封止層10の上面16に吸引部材73の接触部74を接触させても、接触部74に感圧粘着剤組成物が付着すること(糊の持ち帰り)を抑制することができる。
さらに、第5転写工程90において、図3Iに示すように、光半導体素子10の上面16に第5転写シート25の下面47が接触しても、第5転写シート25の下面47に感圧粘着剤組成物が付着することを抑制することができる。
また、この封止光半導体素子11の製造方法によれば、低分子量成分の、感圧粘着剤組成物における含有割合が、特定値以下であるので、第2転写工程86において、感圧粘着剤組成物が封止層10の上面16に付着することをより一層抑制することができる。
とりわけ、封止層10が微感圧粘着性(微タック性)を有している場合であっても、上記した感圧粘着剤組成物が、封止層10の上面16に付着すること(糊残り)を有効に抑制することができる。
さらに、この封止光半導体素子11の製造方法によれば、図3Iが参照されるように、第5転写シート25が、感圧粘着剤組成物からなるので、第6転写工程91において、図3Jに示すように、第5転写シート25を形成する感圧粘着剤組成物が封止層10の上面16に付着することを抑制することができる。
そのため、実装工程93において、図3Kが参照されるように、封止層10の上面16に吸引部材73の接触部74を接触させても、接触部74に感圧粘着剤組成物が付着すること(糊の持ち帰り)をより一層抑制することができる。
また、この発光装置30の製造方法によれば、封止層10の上面16は、感圧粘着剤組成物の付着が抑制されているので、実装工程93において、図3Kに示すように、吸引部材73の接触部74に感圧粘着剤組成物が付着すること(糊の持ち帰り)を抑制することができる。そのため、離間工程94において、図3Lに示すように、吸引部材73の接触部74を上面16から円滑に離間させることができる。その結果、発光装置30を効率よく製造することができる。
<第1実施形態の変形例>
第1実施形態では、半導体素子の一例として、LEDやLDなどの光半導体素子1を挙げているが、例えば、電気エネルギーを、光以外のエネルギー、具体的には、信号エネルギーなどに変換する半導体素子であってもよく、具体的には、トランジスタなどの整流器なども挙げられる。
また、図3Jに示すように、封止光半導体素子11を、第6転写シート26に支持された状態で、流通させることもできる。
<第2実施形態>
第2実施形態において、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。
図4に示すように、第1実施形態では、第5転写工程90および第6転写工程91を実施しているが、図5に示すように、第5転写工程90および第6転写工程91を実施しなくてもよい。具体的には、第2実施形態では、素子用意工程81、封止工程82、第1転写工程83、切断工程84、延伸工程85、第2転写工程86、検査・選別工程87、第3転写工程88、第4転写工程89、剥離工程92、実装工程93および離間工程94を順次実施する。
つまり、この第2実施形態では、特定の感圧粘着剤組成物から形成される第5転写シート25を用いる第5転写工程90、および、第5転写シート25に対して活性エネルギー線を照射する第6転写工程91を実施しない。
一方、図2Hの仮想線で示すように、第4転写シート24の周端縁には、支持部19が設けられている。そして、剥離工程92では、図2Hの仮想線で示すように、ピックアップ装置71を用いて、封止光半導体素子11を、第4転写シート24から剥離する。
具体的には、まず、押圧部材72によって、第4転写シート24の下側から、剥離したい封止光半導体素子11に対応する第4転写シート24を押し上げて(押圧して)、封止光半導体素子11を上側に押し上げる。この際、第4転写シート24の周端縁は、支持部19によって支持されていることから、内側に移動しない。
次いで、吸引部材73の接触部74を、封止光半導体素子11の上面16に接触させる。つまり、上面16によって、吸引口75を閉塞する。次いで、吸引装置の駆動に基づき、吸引口75および接続ラインを減圧することによって、封止光半導体素子11を吸引しながら、吸引部材73を引き上げる。
<第2実施形態の作用効果>
第2実施形態では、第5転写工程90および第6転写工程91を実施しないので、転写工程の数を低減することができる。そのため、封止光半導体素子11を簡便に製造でき、さらには、発光装置30を簡便に製造することができる。
一方、第1実施形態では、第5転写工程90および第6転写工程91を実施するので、封止光半導体素子11を、第4転写シート24から、支持部19を有する第6転写シート26に転写し、支持部19を利用して、封止光半導体素子11を第6転写シート26から確実に剥離して、基板29に実装することができる。
<第2実施形態の変形例>
また、第2実施形態では、第4転写工程89を実施しているが、第4転写工程89(図2H参照)を実施しなくてもよい。つまり、この変形例では、第3転写工程88の後に、剥離工程92を実施する。
すなわち、剥離工程92では、図2Gが参照されるように、封止光半導体素子11を、第3転写シート23から剥離する。
また、図2Hに示すように、封止光半導体素子11を、第4転写シート24に支持された状態で、流通させることもできる。
<第3実施形態>
第3実施形態において、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。
図4に示すように、第1実施形態では、検査・選別工程87、第3転写工程88、第4転写工程89、第5転写工程90および第6転写工程91を実施しているが、図6に示すように、検査・選別工程87、第3転写工程88、第4転写工程89、第5転写工程90および第6転写工程91を実施しなくてもよい。具体的には、第2実施形態では、素子用意工程81、封止工程82、第1転写工程83、切断工程84、延伸工程85、第2転写工程86、剥離工程92、実装工程93および離間工程94を順次実施する。
つまり、この第3実施形態では、剥離工程92では、図2Fの仮想線が参照されるように、ピックアップ装置71を用いて、封止光半導体素子11を第2転写シート22から剥離する。
<第3実施形態の作用効果>
第3実施形態では、第5転写工程90および第6転写工程91を実施せず、さらには、検査・選別工程87、第3転写工程88および第4転写工程89も実施しないので、転写工程の数を低減することができる。そのため、封止光半導体素子11をより一層簡便に製造でき、さらには、発光装置30をより一層簡便に製造することができる。
<変形例>
上記した各実施形態では、素子用意工程81、封止工程82、第1転写工程83、切断工程84、延伸工程85および第2転写工程86以外の工程を実施しているが、そのような工程は適宜、一部あるいは全部を省略することもできる。
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。
(活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物の調製)
調製例1
(中間重合物溶液の調製)
表1に示すように、所定のモノマー(モノマーC以外のモノマー)に、重合開始剤と溶媒とを投入した。
具体的には、ベンゾイルパーオキサイド(熱重合開始剤、ナイパーBW、日油社製)をモノマー総量に対し0.2重量%となるように投入し、溶媒は、トルエンをモノマー総量に対して50重量%となるように投入した。
この混合物は、1L丸底セパラブルフラスコ、セパラブルカバー、分液ロート、温度計、窒素導入管、リービッヒ冷却器、バキュームシール、攪拌棒、攪拌羽が装備された重合用実験装置に投入した。
投入した混合物を攪拌しながら、常温で窒素置換を1時間実施した。その後、窒素流入下、攪拌しながら、ウオーターバスにて実験装置内溶液温度が60℃±2℃となるように制御しつつ、12時間保持し、中間重合物溶液を得た。
なお、重合途中に、重合中の温度制御のために、トルエンを滴下した。また、側鎖の極性基等による水素結合による急激な粘度上昇を防止するために、酢酸エチルを滴下した。
(ベースポリマーの調製)
得られた中間重合物溶液を室温まで冷却し、表1に示す量のメタクリル酸2−イソシアナトエチル(モノマーC、別名:メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、カレンズMOI、昭和電工社製)を添加し、空気雰囲気下で50℃に24時間攪拌及び保持して、ベースポリマー溶液を得た。
(粘着剤溶液の調製)
ベースポリマー溶液、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184;チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)をベースポリマー固形分100重量部当りに3重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL;日本ポリウレタン社製)をベースポリマー固形分100重量部当りに3重量部を混合し、均一に攪拌し、感圧粘着剤組成物の粘着剤溶液を得た。
調製例2および比較調製例1
表1に記載の配合処方に従って、調製例1と同様に処理して、粘着剤溶液を調製した。
Figure 2017098354
表1に記載の略号に示される各モノマーの諸元を以下に記載する。
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート(東京化成工業社製)
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート(東京化成工業社製)
LMA:ラウリルメタクリレート(東京化成工業社製)
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート(東亜合成社製)
MOI:メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製)
ACMO:アクリロイルモルフォリン(東京化成工業社製)
BA:ブチルアクリレート(東亜合成社製)
EA:エチルアクリレート(東京化成工業社製)
(感圧粘着剤組成物のGPC測定)
感圧粘着剤組成物を、GPCにより、下記の装置条件で、測定した。
[測定装置および測定条件]
カラム:TSKgel GMH−H(S)×2
カラムサイズ:7.8mmI.D.×300mm
カラム温度:40℃
溶離液:THF
流量: 0.5mL/分
サンプル濃度:0.1mass%
注入量:100μl
検出器:示差屈折率計(RI)
得られたクロマトグラムから、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を算出した。その結果、調製例1の感圧粘着剤組成物では、1.03×10であり、調製例2の感圧粘着剤組成物では、6.09×10であり、比較調製例1の感圧粘着剤組成物では、5.08×10であった。
また、得られたクロマトグラムから、標準ポリスチレン換算の分子量3.0×10以下の低分子量成分の、感圧粘着剤組成物に対する含有割合を算出した。その結果、調製例1の感圧粘着剤組成物で、10質量%であり、調製例2の感圧粘着剤組成物で、3質量%であり、比較調製例1の感圧粘着剤組成物で、7質量%であった。
Figure 2017098354
試験例1
調製例1で得られた感圧粘着剤溶液から、第1転写シートを作製し、第1転写シートのガラス板(1cm角)に対する剥離接着力(密着力)を測定した。
すなわち、感圧粘着剤溶液を、基材(PETフィルム)の表面に塗布し、120℃の乾燥機にて5分間乾燥することにより、厚み10μmの第1転写シートを得た。
次いで、第1転写シートを、支持基板(ステンレス板)の上に、両面テープを介して、貼り付けた。
ガラス板を、第1転写シートに対して、感圧粘着し、その後、下記の条件で、紫外線を照射して、第1転写シートの感圧粘着力を低下させた。
線源:UM−810(日東精機製)
照度:70mW/cm
照射時間:0.5秒
光量(照射量):35mJ/cm
その後、ガラス板を第1転写シートから剥離した。
そして、上記した一連の操作、つまり、第1転写シートの作製、ガラス板による貼り付け、および、紫外線の照射を5回繰り返した。なお、1〜5回目の操作すべてにおいて、ガラス板を共通して使用した。つまり、1回目において、第1転写シートの表面に対して感圧粘着および剥離した、ガラス板の表面を、2回目においても、第2転写シートの表面に対して感圧粘着および剥離した。すなわち、ガラス板において糊残りが発生する場合には、それが、ガラス板の表面に蓄積されるように、ガラス板を使用した。
そして、5回目の剥離接着力(密着力)を測定した。その結果、2.05N/10mmであった。
試験例2
第1転写シートとして、調製例2の粘着剤溶液を用いた以外は、試験例1と同様に、処理および測定した。その結果、5回目の剥離粘着力(密着力)は、2.00N/10mmであった。
比較試験例1
第1転写シートとして、比較調製例1の粘着剤溶液を用いた以外は、試験例1と同様に、処理および測定した。その結果、5回目の剥離接着力(密着力)は、3.85N/10mmであった。
試験例および比較試験例の結果を表3に示す。
Figure 2017098354
実施例1
第3実施形態に基づいて、図3Lに示す発光装置30を得た。
つまり、図6に示すように、素子用意工程81、封止工程82、第1転写工程83、切断工程84、延伸工程85、第2転写工程86、剥離工程92、実装工程93および離間工程94を順次実施した。
具体的には、まず、素子用意工程81では、図1Aに示すように、複数の光半導体素子1(Epitar製、EDI−FA4545A)を、仮固定シート2の上に感圧粘着した。
次いで、封止工程82では、まず、図1Bに示すように、PETからなる厚み50μmの剥離シート9と、剥離シート9の下面に配置され、封止組成物からなるBステージの封止層10とを備える封止シート8とを用意した。封止組成物は、具体的には、ジメチルビニルシリル末端ポリジメチルシロキサン(ビニルシリル基当量0.071mmol/g)20g(1.4mmolビニルシリル基)、トリメチルシリル末端ジメチルシロキサン−メチルヒドロシロキサン共重合体(ヒドロシリル基当量4.1mmol/g)0.40g(1.6mmolヒドロシリル基)、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(ヒドロシリル化触媒)のキシレン溶液(白金濃度2質量%)0.036mL(1.9μmol)、および、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH、硬化遅延剤)のメタノール溶液(10質量%)0.063mL(57μmol)を混合し、20℃で10分攪拌し、その混合物100質量部に対して、シリコーン微粒子(トスパール2000B、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社社製)を30質量部配合して、均一に攪拌混合することにより、2段反応硬化性シリコーン樹脂を得た。
封止層10の厚みは、500μmであった。
次いで、封止シート8によって、複数の光半導体素子1を封止した。その後、加熱により、封止層10をCステージ化した。その後、剥離シート9を封止シート8から剥離した。
これにより、封止光半導体素子11を、仮固定シート2に感圧粘着された状態で、得た。
次いで、図1Cに示すように、封止光半導体素子11を、仮固定シート2から第1転写シート21に転写した。第1転写シート21は、試験例1と同様に方法によって、調製例1の感圧粘着剤溶液から、シート状に形成した。
次いで、図1Dに示すように、切断工程84において、封止層10を、第1転写シート21で支持された状態で、複数の光半導体素子1のそれぞれに対応するように、ダイシングソー12によって、ダイシングした。
その後、図1Eに示すように、延伸工程85において、第1転写シート21を延伸させた。隣接する封止光半導体素子11を隔てる間隔18の幅W1200μmであった。
次いで、図2Fに示すように、第2転写工程86において、複数の封止光半導体素子11を第1転写シート21から第2転写シート22に転写した。
具体的には、まず、下記の条件で、紫外線を第1転写シート21に対して照射して、第1転写シート21の感圧粘着力を低下させた。
線源13:UM−810(日東精機製)
照度:70mW/cm
照射時間:0.5秒
光量(照射量):35mJ/cm
続いて、SPV−224(日東電工社製)からなる第2転写シート22を電極側面3および下面15に感圧粘着させ、次いで、上面16を第1転写シート21の下面45から剥離した。
その後、剥離工程92において、図2Fの仮想線が参照されるように、ピックアップ装置71によって、封止光半導体素子11を第2転写シート22から剥離した。具体的には、吸引部材73の接触部74を、封止光半導体素子11の封止層10における上面16に接触させた。
その後、実装工程93において、図3Lに示すように、封止光半導体素子11を、基板29に実装した。
その後、離間工程94において、図3Lの仮想線で示すように、吸引部材73の接触部74を封止層10の上面16から離間させた。
上記した一連の工程を100回実施し、離間工程94において、吸引部材73の接触部74を封止層10の上面16から離間させることができた回数を数えた。そして、離間成功率(吸引部材73を上面16から離間させることができた回数/総実施回数×100)を算出したところ、99%であった。
実施例2
第1転写シート21は、試験例2と同様に方法によって、調製例2の感圧粘着剤溶液から、シート状に形成した以外は、実施例1と同様に、処理および測定した。その結果、離間成功率は、99%であった。
比較例1
第1転写シート21は、比較試験例1と同様に方法によって、比較調製例1の感圧粘着剤溶液から、シート状に形成した以外は、実施例1と同様に、処理および測定した。その結果、離間成功率は、50%であった。
Figure 2017098354
1 光半導体素子
3 電極側面
4 対向面
10 封止層
11 封止光半導体素子
16 上面
25 第5転写シート
45 下面
47 下面
73 吸引部材
82 封止工程
83 第1転写工程
84 切断工程
85 延伸工程
86 第2転写工程
93 実装工程
94 離間工程

Claims (4)

  1. 電極側面、および、前記電極側面に対向配置される素子対向面を有する半導体素子と、前記素子対向面に対向配置される層側対向面を有し、前記電極側面が露出し、前記素子対向面を被覆するように、前記半導体素子を封止する封止層とを備える封止半導体素子を作製する工程、
    前記封止半導体素子を、活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される感圧粘着剤組成物からなる感圧粘着シートに、前記感圧粘着シートの表面と前記層側対向面とが接触するように、粘着する感圧粘着工程、
    前記感圧粘着工程の後に、前記封止半導体素子を処理する処理工程、および、
    前記処理工程の後に、前記感圧粘着シートに活性エネルギー線を照射して、前記封止半導体素子を前記感圧粘着シートから剥離する剥離工程を備え、
    前記感圧粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物であり、
    前記活性エネルギー線硬化型感圧粘着剤組成物は、官能基aを含有するモノマーA、炭素数8以上17以下のアルキル基を含有する(メタ)アクリレートモノマーを含有するモノマーB、および、官能基aと反応することができる官能基cと重合性炭素−炭素二重結合基との双方の基を含有するモノマーC、に由来する構造単位を含有するポリマーから調製されており、
    前記モノマーBは、前記モノマーAとともに主鎖を構成し、その含有割合が、前記モノマーAおよび前記モノマーBの総量に対して、50質量%以上であり、
    前記ポリマーは、前記官能基aの一部が前記官能基cと反応して結合することにより、側鎖に重合性炭素−炭素二重結合基を含有することを特徴とする、封止半導体素子の製造方法。
  2. 前記感圧粘着剤組成物のGPC測定に基づく標準ポリスチレン換算の分子量3.0×10以下の低分子量成分の、前記感圧粘着剤組成物に対する含有割合が、10質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の封止半導体素子の製造方法。
  3. 前記剥離工程の後に、前記封止半導体素子を、活性エネルギー線の照射によって感圧粘着力が低減するように構成される転写シートに、前記層側対向面と前記転写シートの表面とが接触するように、転写する転写工程、
    前記転写工程の後に、前記転写シートに活性エネルギー線を照射して、前記封止半導体素子を前記転写シートから再転写する再転写工程をさらに備え、
    前記転写シートは、前記感圧粘着剤組成物からなることを特徴とする、請求項1または2に記載の封止半導体素子の製造方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の封止半導体素子の製造方法により、封止半導体素子を製造する工程、
    運搬部材を前記層側対向面に接触させて、前記封止半導体素子を基板に、前記電極側面が基板と接触するように、実装する実装工程、および、
    前記運搬部材を前記層側対向面から離間させる離間工程
    を備えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
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