JP2017112146A - 被覆光半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.被覆光半導体素子の製造方法
本発明の被覆光半導体素子の製造方法の第1実施形態は、仮固定シートの一例としての第1仮固定シート10の上面に互いに間隔を隔てて仮固定された複数の光半導体素子1と、複数の光半導体素子1から露出する第1仮固定シート10の上面に直接接触するように、複数の光半導体素子1を被覆する第1被覆層の一例としての第1蛍光体層2とを用意する工程(1)(図1Aおよび図1B参照)と、隣接する光半導体素子1の間に位置する第1蛍光体層2に、上方に向かって開放される溝3を設ける工程(2)(図1C参照)と、第2被覆層4を溝3に充填して、光半導体素子1、第1蛍光体層2および第2被覆層4を備える被覆光半導体素子5を得る工程(3)(図1D〜図2H参照)と、被覆光半導体素子5を、第1仮固定シート10から第1転写シート27に転写する工程(4)(図2I参照)とを備える。
図1Aおよび図1Bに示すように、工程(1)では、複数の光半導体素子1と、第1蛍光体層2とを用意する。すなわち、第1仮固定シート10の上面に互いに間隔を隔てて仮固定された複数の光半導体素子1と、複数の光半導体素子1から露出する第1仮固定シート10の上面に第1蛍光体層2が直接接触するように、複数の光半導体素子1を被覆する第1蛍光体層2とを用意する。
図1Cに示すように、工程(2)では、隣接する光半導体素子1の間に位置する第1蛍光体層2に、上方に向かって開放される溝3を設ける。
底部36の厚みL8の厚みが上記した上限以下であれば、側方への光の漏れを抑制し、また、上方への輝度(正面輝度)を向上させることができる。
図1D〜図2Hに示すように、工程(3)では、第2被覆層4を溝3に充填する。
図1Dおよび図3Aに示すように、工程(i)では、保護シート6を上側第1蛍光体層52の上面に配置する。その際、保護シート6が溝3の上端を閉塞するが、溝3に充填されないように、保護シート6を配置する。
図1Eに示すように、工程(ii)では、第1被覆素子集合体41、第1仮固定シート10および保護シート6を、真空下に配置する。例えば、第1被覆素子集合体41、第1仮固定シート10および保護シート6を、真空装置16に配置する。
図2Fおよび図3Cに示すように、工程(iii)では、被覆材料43を、第1被覆素子集合体41の周囲を囲むように、第1仮固定シート10および保護シート6に接触させて、密閉空間17を形成する。
工程(iv)では、図2Fに示すように、チャンバー空間24(密閉空間17の外側におけるチャンバー空間24)の気圧を大気圧にする。
工程(v)では、図2Gに示すように、第2被覆層4が硬化性樹脂を含有する場合には、硬化性樹脂を硬化させる。具体的には、硬化性樹脂が熱硬化性樹脂であれば、第2被覆層4を加熱する。
図2Iに示すように、工程(4)では、被覆光半導体素子5を、第1仮固定シート10から第1転写シート27に転写する。
そして、この方法によれば、図2Fに示すように、工程(3)では、第1蛍光体層2の底部36が、溝3に充填された第2被覆層4と、第1仮固定シート10との間に介在しているので、第2被覆層4が第1仮固定シート10に直接接触することが防止される。そのため、たとえ、第2被覆層4の感圧接着力が高くても、第2被覆層4が第1仮固定シート10に接着することを防止することができる。
第1実施形態では、工程(3)を、差圧を利用する方法(工程(ii)〜工程(iv))によって、実施しているが、例えば、図1Dおよび図2Gが参照されるように、差圧を利用せず、上側第1蛍光体層52の上面を保護シート6で被覆しながら、溝3に第2被覆層4を形成することもできる。
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。
第2実施形態では、上側第1蛍光体層52の上側に位置する第2被覆層4の厚みzを、比較的薄く設定しているが、この変形例では、例えば、上側第1蛍光体層52の上側に位置する第2被覆層4の厚みzを比較的厚く設定する。上側第1蛍光体層52の上側に位置する第2被覆層4の厚みzは、具体的には、例えば、5μm以上、好ましくは、50μm以上、より好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、500μm以下である。
第3実施形態および第4実施形態において、上記した第1実施形態および第2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3実施形態および第4実施形態によっても、上記した各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
第5実施形態および第6実施形態において、上記した第1実施形態〜第4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5実施形態および第6実施形態によっても、上記した各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
第7実施形態において、上記した第1実施形態〜第6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。
感圧接着シートは、感圧接着剤から調製されており、前後方向および左右方向に連続するシート形状を有している。感圧接着シートの大きさは、例えば、感圧接着シートを、厚み方向に投影したときに、複数の第2被覆層4の上端部を含むことができる大きさに設定されている。感圧接着剤としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤、ポリアクリルアミド系感圧接着剤などが挙げられる。また、感圧接着シートは、支持材などで支持されていてもよい。感圧接着シートの25℃における粘着力(180℃剥離接着力)は、例えば、7.5(N/20mm)以上、好ましくは、10.0(N/20mm)以上であり、また、例えば、100(N/20mm)以下、好ましくは、20.0(N/20mm)以下である。
溶媒としては、例えば、被覆樹脂組成物を完全または部分的に溶解または分散させることができる溶媒が選択される。具体的には、溶媒としては、有機溶媒、水系溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン、例えば、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、例えば、テトラヒドロフランなどのエーテルなどが挙げられる。好ましくは、アルコール、芳香族炭化水素が挙げられる。
研磨部材としては、バフなどの布、ブラシ、ウォーターブラストなどが挙げられる。
第7実施形態によっても、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
第8実施形態において、上記した第1実施形態〜第7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8実施形態によっても、第7実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
メチル系シリコーン樹脂組成物:商品名「LS1−6140」、Nusil社製
酸化チタン:光反射性成分、商品名「R−706」、平均粒子径0.38μm、Dupont社製
シリカフィラー:無機フィラー、商品名「FB9454」、平均粒子径20μm、デンカ社製
カーボンブラック:光吸収性粒子、商品名「MA600」、平均粒子径20nm、三菱化学社製
黄色蛍光体:YAG蛍光体、商品名「Y468」、YAG:Ce、平均粒子径17μm、ネモト・ルミマテリアル社製
赤色蛍光体:CASN蛍光体、商品名「ER6238」、CaAlSiN3:Eu、平均粒子径15μm、Intematix社製
緑色蛍光体:LuAG蛍光体:商品名「LP−6956」、Lu3Al5O12:Ce、平均粒子径15μm、LWB社製
(第1実施形態に対応する実施例および比較例)
実施例1
工程(1):図1Aに示すように、厚みL1が150μm、幅L2が1140μmである青色LEDからなる光半導体素子1を、第1仮固定シート10の上面に、間隔L3 300μm(ピッチP1440μm)を隔てて、複数整列配置した。第1仮固定シート10は、両面テープからなる仮固定層11と、ステンレス板からなる支持層12とを備えている。
その後、被覆光半導体素子5を基板50にフリップチップ実装して、発光装置51を得た。
工程(2)において、溝3に対応する底部36の厚みL8を、表1の通りに変更した以外は、実施例1と同様に処理して、被覆光半導体素子5を得、続いて、発光装置51を得た。
工程(2)では、図12Aに示すように、ダイシングソー35によって、第1蛍光体層2に、その厚み方向を貫通する開口部3’を設けた以外は、実施例1と同様に処理して、第1被覆素子集合体41を得た。開口部3’から、第1仮固定シート10の上面が露出していた。また、第1蛍光体層2には、底部36(張出部)が形成されていなかった。
実施例4
工程(3)において、差圧を利用する方法(工程(ii)〜工程(iv))に代えて、モールド成形によって、第2被覆層4を形成した以外は、実施例2と同様にして、被覆光半導体素子5を得、続いて、発光装置51を得た。
酸化チタン10質量部に代えて、カーボンブラック10質量部を配合して、被覆材料43を調製した以外は、実施例2と同様にして、被覆光半導体素子5を得、続いて、発光装置51を得た。
酸化チタンを配合せずに、被覆材料43を調製した以外は、実施例4と同様にして、被覆光半導体素子5を得、続いて、発光装置51を得た。
工程(2)では、図13Aに示すように、ダイシングソー35によって、第1蛍光体層2に、その厚み方向を貫通する開口部3’を設けた以外は、実施例7と同様に処理して、第1被覆素子集合体41を得た。開口部3’から、第1仮固定シート10の上面が露出していた。また、第1蛍光体層2には、底部36(張出部)が形成されていなかった。
実施例8
赤色蛍光体0.8質量部、および、フェニル系シリコーン樹脂組成物100質量部を含有する蛍光体樹脂組成物から、平板状の第1蛍光体層2を調製した点、および、緑色蛍光体22質量部、および、メチル系シリコーン樹脂組成物100質量部から、被覆材料43を調製した点以外は、実施例4と同様に処理して、図9に示す被覆光半導体素子5を得、続いて、図9の仮想線に示すように、発光装置51を得た。
工程(2)では、図14Aに示すように、ダイシングソー35によって、第1蛍光体層2に、その厚み方向を貫通する開口部3’を設けた以外は、実施例8と同様に処理して、第2被覆素子集合体29を得た。開口部3’から、第1仮固定シート10の上面が露出していた。また、第1蛍光体層2には、底部36(張出部)が形成されていなかった。
実施例9
フェニル系シリコーン樹脂組成物からなる透明樹脂組成物から、平板状の第1被覆層82を調製した点、および、メチル系シリコーン樹脂組成物100質量部、および、黄色蛍光体15質量部から、被覆材料43を調製した点以外は、実施例4と同様に処理して、図11に示す被覆光半導体素子5を得、続いて、図11の仮想線に示すように、発光装置51を得た。
下記の項目について評価した。それらの結果を表1〜表4に記載する。
各実施例および各比較例において、第1被覆素子集合体41の、紫外線照射後の第1仮固定シート10に対する接着力F1を、180度剥離試験により、測定した。
各実施例および各比較例において、被覆光半導体素子5の第1転写シート27に対する接着力F1を、180度剥離試験により、測定した。
被覆光半導体素子5の、第1仮固定シート10から第1転写シート27への転写性を、下記の基準に従って評価した。
○:被覆光半導体素子5を、第1仮固定シート10から第1転写シート27への転写できた。
×:被覆光半導体素子5を、第1仮固定シート10から第1転写シート27への転写できなかった。
発光装置51における正面輝度は、大塚電子社製、配光測定システムおよび分光器MCPDPD−9800を用い、常温、300mAで点灯させた。
発光した光をLED光源から316mm離れた距離に積分球を設置し、正面光(0°方向)の光量を、比較例1を100としたときに、90以上を○、90未満を×と判定した。
被覆光半導体素子5における視認性は、LED光源を使用し、縦20mm、横20mmのアルファベット文字A〜Zの表示板を作成し、任意の文字を表示させた。表示した文字を3mの距離から読み取り、識別できた人が100人中70人以上であれば「○」、識別できた人が70人未満であれば「×」と判定した。
発光装置51の光の取出効率は、大塚電子社製、積分球および分光器MCPD−9800を用い、常温、300mAで点灯させ、全光束を測定し、下記の基準に従って評価した。
◎:105[lm/W]以上
○:90[lm/W]以上、105[lm/W]未満
2 第1蛍光体層(第1被覆層の一例)
3 溝
4 第2被覆層
5 被覆光半導体素子
10 第1仮固定シート(仮固定シートの一例)
27 転写シート
37 第1転写シート(仮固定シートの一例)
38 第2転写シート38(転写シートの一例)
82 第1被覆層
84 第2蛍光体層(第2被覆層の一例)
Claims (7)
- 仮固定シートの上に互いに間隔を隔てて仮固定された複数の光半導体素子と、複数の前記光半導体素子から露出する前記仮固定シートの上面に第1被覆層が直接接触するように、複数の前記光半導体素子を被覆する前記第1被覆層とを用意する工程(1)と、
隣接する前記光半導体素子の間に位置する前記第1被覆層に、上方に向かって開放される溝を設ける工程(2)と、
第2被覆層を少なくとも前記溝に充填して、前記光半導体素子、前記第1被覆層および前記第2被覆層を備える被覆光半導体素子を得る工程(3)と、
前記被覆光半導体素子を前記仮固定シートから剥離する工程(4)と
を備え、
前記工程(3)では、前記第1被覆層が、前記溝に充填された前記第2被覆層と、前記仮固定シートとの間に介在していることを特徴とする、被覆光半導体素子の製造方法。 - 前記工程(4)では、前記被覆光半導体素子を、前記仮固定シートから転写シートに転写し、
前記被覆光半導体素子の前記転写シートに対する接着力が、前記被覆光半導体素子の前記仮固定シートに対する接着力に比べて、高いことを特徴とする、請求項1に記載の被覆光半導体素子の製造方法。 - 前記第1被覆層は、蛍光体を含有する第1蛍光体層であることを特徴とする、請求項1または2に記載の被覆光半導体素子の製造方法。
- 前記工程(3)では、前記第1蛍光体層の上面を露出させるように、前記第2被覆層を前記溝に充填することを特徴とする、請求項3に記載の被覆光半導体素子の製造方法。
- 前記工程(3)では、前記第1被覆層の上面を被覆するように、前記第2被覆層を前記溝に充填することを特徴とする、請求項3に記載の被覆光半導体素子の製造方法。
- 前記第2被覆層は、蛍光体を含有する第2蛍光体層であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の被覆光半導体素子の製造方法。
- 前記工程(3)では、前記第2蛍光体層の上面を被覆するように、前記第2被覆層を前記溝に充填することを特徴とする、請求項6に記載の被覆光半導体素子の製造方法。
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