JP2017174930A - Method of manufacturing light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書の技術分野は、発光装置の製造方法に関する。 The technical field of this specification relates to a method for manufacturing a light-emitting device.
半導体発光装置には、回路基板と、回路基板に実装される半導体発光素子と、ケースと、ケースの内部に充填される蛍光体樹脂と、を有するものがある。ケースの材料として、例えば、熱硬化性樹脂が採用されることがある。成形しやすいからである。 Some semiconductor light-emitting devices have a circuit board, a semiconductor light-emitting element mounted on the circuit board, a case, and a phosphor resin filled in the case. For example, a thermosetting resin may be employed as the case material. This is because it is easy to mold.
例えば、特許文献1には、トランスファーモールドにより製造されたケース(第1の樹脂成形体40)について開示されている(特許文献1の段落[0038]等参照)。第1の樹脂成形体40は、傾斜している側面40bを有する(特許文献1の図1等参照)。トランスファーモールド(トランスファー成形)では、ポットから注入口を通して金型の内部に樹脂を流し込む。そして、圧力をかけた状態で熱処理を実施して樹脂を硬化する。 For example, Patent Document 1 discloses a case (first resin molded body 40) manufactured by transfer molding (see paragraph [0038] of Patent Document 1). The 1st resin molding 40 has the inclined side surface 40b (refer FIG. 1 etc. of patent document 1). In transfer molding (transfer molding), resin is poured from the pot through the inlet into the mold. And heat processing is implemented in the state which applied the pressure, and resin is hardened.
また、成形方法として、コンプレッション成形がある。コンプレッション成形では、金型の内部に樹脂を流し込み、圧力をかけて熱処理を実施する。これにより、硬化した樹脂が得られる。 Further, there is compression molding as a molding method. In compression molding, a resin is poured into a mold and heat treatment is performed by applying pressure. Thereby, a cured resin is obtained.
このように、トランスファー成形およびコンプレッション成形においては、金型を用いる必要がある。そのため、大きな装置を用いる必要がある。そして、上記の成形方法を用いて、小型の樹脂製品を成形することは困難である。金型を用いるため、小型化に限界があるからである。 Thus, it is necessary to use a metal mold in transfer molding and compression molding. Therefore, it is necessary to use a large apparatus. And it is difficult to shape | mold a small resin product using said shaping | molding method. This is because there is a limit to downsizing because a mold is used.
本明細書の技術は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、小型の発光装置を簡易な工程で製造することを図った発光装置の製造方法を提供することである。 The technique of this specification has been made to solve the problems of the conventional techniques described above. That is, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device that is intended to manufacture a small light emitting device by a simple process.
第1の態様における発光装置の製造方法は、基板の上に発光素子を実装する素子実装工程と、基板の上に発光素子を囲う反射材を供給する反射材供給工程と、型枠により反射材を押圧する型枠押圧工程と、押圧後の反射材を硬化させる硬化工程と、を有する。 A method for manufacturing a light emitting device according to a first aspect includes an element mounting step of mounting a light emitting element on a substrate, a reflector supplying step of supplying a reflector surrounding the light emitting element on the substrate, and a reflector by a mold. A mold pressing step for pressing and a curing step for curing the reflecting material after pressing.
この半導体発光装置の製造方法は、反射材供給工程と、型枠押圧工程と、硬化工程と、を有する。この型枠押圧工程において、反射材を成形するため、簡易に傾斜面を形成することができる。また、発光素子と反射材との距離を小さく設計した小型の発光装置を製造することができる。 This method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a reflector supply step, a mold pressing step, and a curing step. In this mold pressing step, since the reflecting material is formed, the inclined surface can be easily formed. In addition, it is possible to manufacture a small light emitting device that is designed with a small distance between the light emitting element and the reflecting material.
第2の態様における発光装置の製造方法においては、型枠押圧工程では、基板から遠ざかるほど反射材の幅が狭くなる傾斜面を反射材に形成する。 In the method for manufacturing the light emitting device according to the second aspect, in the mold pressing step, an inclined surface in which the width of the reflecting material becomes narrower as the distance from the substrate increases.
第3の態様における発光装置の製造方法においては、型枠押圧工程では、型枠として、向かい合う2つの傾斜面を有する突出部と、2つの傾斜面同士の間に位置する凹部と、を有するものを用いる。 In the method for manufacturing the light emitting device according to the third aspect, in the mold pressing step, the mold has a protrusion having two inclined surfaces facing each other and a recess positioned between the two inclined surfaces as the mold. Is used.
第4の態様における発光装置の製造方法においては、反射材供給工程では、反射材としてエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂にTiO2 を配合したものを用いる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the fourth aspect, in the reflecting material supply step, an epoxy resin or a silicone resin mixed with TiO 2 is used as the reflecting material.
第5の態様における発光装置の製造方法においては、反射材で囲われた領域内に接着剤を充填する接着剤充填工程を有する。 The method for manufacturing a light emitting device according to the fifth aspect includes an adhesive filling step of filling an adhesive in a region surrounded by the reflective material.
第6の態様における発光装置の製造方法においては、反射材で囲われた領域内に蛍光体樹脂を充填する蛍光体樹脂充填工程を有する。 The manufacturing method of the light emitting device according to the sixth aspect includes a phosphor resin filling step of filling the phosphor resin in the region surrounded by the reflecting material.
本明細書では、小型の発光装置を簡易な工程で製造することを図った発光装置の製造方法が提供されている。 In the present specification, a method for manufacturing a light emitting device is provided which is intended to manufacture a small light emitting device in a simple process.
以下、具体的な実施形態について、発光装置の製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。しかし、本明細書の技術は実施形態に限定されるものではない。また、後述する発光装置の各層の積層構造および電極構造は、例示である。実施形態とは異なる積層構造であってももちろん構わない。そして、それぞれの図における各層の厚みは、概念的に示したものであり、実際の厚みを示しているわけではない。 Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings, taking a method for manufacturing a light emitting device as an example. However, the technique of this specification is not limited to the embodiment. Moreover, the laminated structure and electrode structure of each layer of the light-emitting device described later are examples. Of course, a laminated structure different from that of the embodiment may be used. And the thickness of each layer in each figure is shown conceptually and does not indicate the actual thickness.
(第1の実施形態)
1.発光装置
図1は、本実施形態の発光装置100の概略構成を示す図である。発光装置100は、発光素子110を有する半導体発光装置である。図1に示すように、発光装置100は、発光素子110と、基板120と、接合層130と、壁部材140と、蛍光体樹脂150と、を有する。発光素子110は、接合層130により基板120に接合されている。
(First embodiment)
1. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
発光素子110は、半導体層を有する半導体発光素子である。発光素子110は、半導体基板とn型半導体層と発光層とp型半導体層とn電極とp電極とを有する。半導体基板は、半導体層を支持するための基板である。発光層は、正孔と電子とが再結合して発光する層である。
The
基板120は、発光装置110の各部を支持するためのものである。基板120は、回路を有する回路基板である。そのため、基板120は、絶縁基板と配線とを有する。絶縁基板の材質は、例えば、セラミック、ガラスエポキシである。また、基板120は、FPC基板であるとよい。
The
接合層130は、発光素子110と基板120とを接合するための層である。接合層130は、例えば、Ag−Sn合金、銀もしくは銅のナノペースト、金バンプである。または、接合層130は、上記以外のものであってもよい。ただし、接合層130は、導電性の材料であり、かつ、接合の可能な材料である。
The
壁部材140は、発光装置100の側面を囲う部材である。そして、壁部材140は、発光素子110を囲っている。壁部材140は、傾斜面140aと、外側面140bと、底面140cと、上面140dと、を有する。傾斜面140aは、発光素子110からの光を反射させるためのものである。傾斜面140aは、基板120の板面から遠ざかるほど壁部材140の幅が狭くなるように傾斜している。外側面140bは、発光装置100の外部に露出する側面である。底面140cは、基板120と接触している。上面140dは、発光装置100の光取り出し面150aと連なる面である。
The
壁部材140の材質は、光を反射する反射材である。また、壁部材140は、熱硬化性樹脂を成分に含む。壁部材140は、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、等を含む。また、壁部材140は、例えば、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤、白色顔料、カップリング剤を含んでいてもよい。壁部材140の材質は、例えば、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂にTiO2 を配合したものである。
The material of the
蛍光体樹脂150は、蛍光体を含有する樹脂である。蛍光体樹脂150は、基板120と壁部材140とで囲まれる空間を埋めている。つまり、蛍光体樹脂150は、発光素子110を覆うとともに、壁部材140の内側を埋めている。蛍光体樹脂150は、壁部材140の傾斜面140aを覆っている。また、蛍光体樹脂150は、発光素子110と基板120との間の隙間を埋めているとよい。樹脂の種類は、例えば、シリコーンである。もちろん、その他の樹脂を用いてもよい。蛍光体の種類は、例えば、YAGである。またはYAG:Ceである。もちろん、その他の蛍光体を用いてもよい。
The
図1に示すように、発光装置100は、例えば、光L1、光L2の向きに光を発する。光L1は、発光素子110から発せられて、蛍光体樹脂150を透過して外部に取り出される。光L2は、発光素子110から発せられて、蛍光体樹脂150を透過する間に壁部材140により反射されて外部に取り出される。このように、発光装置100においては、壁部材140に向かう光を壁部材140で反射することにより、基板120の反対側の光取り出し面150aから光を好適に取り出すことができる。そのため、発光装置100は、十分に明るい。
As shown in FIG. 1, the
2.型枠
図2は、本実施形態の発光装置100の製造方法で用いられる型枠1000を説明するための図である。型枠1000は、本体部1100と、突出部1200と、を有する。本体部1100は、型枠1000の本体である。突出部1200は、本体部1100から突出した箇所である。突出部1200は、壁部材140の材料となる樹脂を実際に押圧するためのものである。突出部1200は、格子状に形成されている。突出部1200の先端には、互いに向かい合う傾斜面1210が設けられている。傾斜面1210は、壁部材140に傾斜面140aを形成するためのものである。向かい合う2つの傾斜面1210は、先端に向かうほど傾斜面1210同士の距離が広がる向きに傾斜している。そして、向かい合う傾斜面1210と傾斜面1210との間には凹部1220が設けられている。凹部1220は、型枠1000による反射材の押圧の際に、溢れる反射材を逃がすためのものである。このように、型枠1000は、向かい合う2つの傾斜面1210を有する突出部1200と、2つの傾斜面1200同士の間に位置する凹部1220と、を有する。また、突出部1200は、ピッチ間隔H1で等間隔に形成されている。型枠1000の材質は、例えば、SUS等の金属である。また、十分な硬度を備える樹脂材料等であってもよい。
2. Formwork FIG. 2 is a view for explaining a
2.発光装置の製造方法
ここで、本実施形態の発光装置の製造方法について説明する。図1では、発光装置100は、2個の発光素子110を有している。しかし、これ以降の図面では、簡単のために、1個の発光装置が1個の発光素子を備えるものとして説明する。
2. Manufacturing Method of Light-Emitting Device Here, a manufacturing method of the light-emitting device of this embodiment will be described. In FIG. 1, the
2−1.素子実装工程
図3に示すように、基板120の上に発光素子110を実装する。その際に、多数の発光素子を規則的に配置する。そして、発光素子110のn電極およびp電極が基板120の電極に電気的に接続されるようにこれらを接合する。例えば、Au−Sn系の半田を用いて半田接合することができる。また、銀ペースト、銅ペースト、金バンプ等を用いてもよい。
2-1. Element Mounting Step As shown in FIG. 3, the
2−2.反射材供給工程
図4に示すように、基板120の上に反射材R1を供給する。その際に、反射材R1が発光素子110を囲うようにする。図4では、反射材R1が格子状に形成されている。そして、発光素子110は、格子状の反射材R1の内側に配置されている。この反射材R1は、後に壁部材140になる材料である。この段階では、反射材R1は、液状もしくは液状に近い状態である。つまり、反射材R1には、外部から形状を変える余地がある。ここで、この段階での様子を図5に示す。
2-2. Reflective Material Supply Step As shown in FIG. 4, the reflective material R1 is supplied on the
2−3.型枠押圧工程
図6に示すように、型枠1000により反射材R1を押圧する。これにより、反射材R1には、傾斜面R1aが形成されることとなる。この傾斜面R1aは、基板120から遠ざかるほど反射材R1の幅が狭くなる傾斜面である。この反射材R1の傾斜面R1aは、後に壁部材140の傾斜面140aとなる面である。
2-3. Formwork pressing step As shown in FIG. 6, the reflector R <b> 1 is pressed by the
2−4.硬化工程
図7に示すように、型枠1000による押圧後の反射材R1を硬化させる。具体的には、反射材R1に熱処理を施す。
2-4. Curing Step As shown in FIG. 7, the reflecting material R1 after being pressed by the
2−5.蛍光体樹脂充填工程
次に、基板120および反射材R1で囲まれた領域内に蛍光体樹脂150を充填する。これにより、蛍光体樹脂150は、発光素子110を覆う。そして、蛍光体樹脂150に熱処理を施す。これにより、蛍光体樹脂150は、硬化する。
2-5. Phosphor resin filling step Next, the
2−6.ダイシング工程
図8に示すように、反射材R1の頂部R1xの箇所でダイシングする。これにより、個々の発光装置100が製造される。
2-6. Dicing Step As shown in FIG. 8, dicing is performed at the location of the top portion R1x of the reflective material R1. Thereby, each light-emitting
2−7.その他の工程
上記の他、適宜熱処理工程等を実施してもよい。また、素子実装工程を反射材R1を形成した後に実施してもよい。
2-7. Other Steps In addition to the above, a heat treatment step or the like may be performed as appropriate. Moreover, you may implement an element mounting process, after forming reflective material R1.
3.本実施形態の効果
本実施形態の発光装置100の製造方法は、反射材供給工程と、型枠押圧工程と、硬化工程と、を有する。これらの工程は簡略的な方法である。また、型枠1000を小型化すれば、小型の発光装置の製造にも、本明細書の技術を容易に適用することができる。つまり、本明細書の技術を用いれば、小型の発光装置を簡略的な工程で製造することができる。また、発光素子110と壁部材140との距離を小さく設計した小型の発光装置を製造することができる。従来のトランスファー成形およびコンプレッション成形では、発光素子110と壁部材140との距離を小さく設計した小型の発光装置を製造することは非常に困難である。
3. Effects of this embodiment The method for manufacturing the
4.変形例
4−1.半導体層
本実施形態では、発光素子110の半導体層の材料については何ら限定されない。III-V 族半導体、IV族半導体等、種々の半導体を用いてもよい。
4). Modified example 4-1. Semiconductor Layer In this embodiment, the material of the semiconductor layer of the
5.本実施形態のまとめ
以上詳細に説明したように、発光装置100は、傾斜面140aを備える壁部材140を有する。壁部材140の傾斜面140aは、光を好適に反射する。そのため、光取り出し面150a側に光を好適に取り出すことのできる発光装置100が実現されている。
5. Summary of Embodiment As described in detail above, the
また、本実施形態の発光装置100の製造方法は、反射材供給工程と、型枠押圧工程と、硬化工程と、を有する。これらの工程により、簡易に傾斜面140aを形成することができる。
Moreover, the manufacturing method of the light-emitting
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. A description will be given centering on differences from the first embodiment.
1.発光装置
図9は、本実施形態の発光装置200の概略構成を示す図である。発光装置200は、発光素子110を有する半導体発光装置である。図1に示すように、発光装置200は、発光素子110と、基板120と、接合層130と、壁部材140と、蛍光体樹脂250と、接着剤260と、を有する。発光素子110は、接合層130により基板120に接合されている。
1. Light-Emitting Device FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the light-emitting
蛍光体樹脂250の材質は、第1の実施形態の蛍光体樹脂150と同様である。蛍光体樹脂250は、発光素子110を覆わずに、接着剤260を覆っている。
The material of the
接着剤260は、発光素子110を覆っている。そして、接着剤260は、基板120と壁部材140との間で囲まれる領域の一部を充填している。接着剤260の材質は、例えば、シリコーン樹脂である。または、透明な接着剤であれば他の材質であってもよい。
The adhesive 260 covers the
図9に示すように、発光装置200は、光L3、光L4の向きに光を発する。光L3は、発光素子110から発せられて、接着剤260および蛍光体樹脂250を透過して外部に取り出される。光L4は、発光素子110から発せられて、接着剤260および蛍光体樹脂250を透過する間に壁部材140により反射されて外部に取り出される。このように、発光装置200においては、壁部材140に向かう光を壁部材140で反射することにより、基板120の反対側の光取り出し面250aから光を好適に取り出すことができる。そのため、発光装置200は、十分に明るい。
As shown in FIG. 9, the
2.発光装置の製造方法
本実施形態の発光装置200の製造方法は、第1の実施形態と同様に、素子実装工程と、反射材供給工程と、型枠押圧工程と、硬化工程と、を有する。
2. Manufacturing Method of Light-Emitting Device The manufacturing method of the light-emitting
2−1.素子実装工程から硬化工程まで
図3に示すように、基板120の上に発光素子110を実装する。次に、図4に示すように、基板120の上に反射材R1を供給する。次に、図6に示すように、型枠1000により反射材R1を押圧する。そして、型枠1000による押圧により傾斜面R1aを形成された反射材R1を硬化させる。
2-1. From the element mounting step to the curing step, the
2−2.接着剤充填工程
次に、基板120および反射材R1で囲まれた領域内に接着剤260を充填する。これにより、接着剤260は、発光素子110を覆う。そして、接着剤260に熱処理を施す。これにより、接着剤260は、硬化する。
2-2. Adhesive Filling Step Next, the adhesive 260 is filled in the region surrounded by the
2−3.蛍光体樹脂充填工程
次に、基板120および反射材R1で囲まれた領域であって接着剤260の上に蛍光体樹脂250を充填する。そして、蛍光体樹脂250に熱処理を施す。これにより、蛍光体樹脂250は、硬化する。
2-3. Phosphor resin filling step Next, the
2−4.ダイシング工程
次に、反射材R1の頂部R1xの箇所でダイシングする。これにより、個々の発光装置200が製造される。
2-4. Dicing Step Next, dicing is performed at the location of the top portion R1x of the reflective material R1. Thereby, each light-emitting
3.変形例
3−1.蛍光体含有シート貼付工程
蛍光体樹脂250の代わりに、蛍光体含有シートを用いてもよい。蛍光体含有シートは、蛍光体を含有する樹脂である。しかし、蛍光体含有シートは、液体ではなくシート形状を保持する程度に硬化されたものである。蛍光体含有シートを用いる場合には、蛍光体樹脂充填工程の代わりに蛍光体含有シート貼付工程を実施する。蛍光体含有シート貼付工程では、シート状の蛍光体含有シートを接着剤等を用いて接着剤260の上に貼り付ける。そして、適宜、蛍光体含有シートに熱処理を実施し、蛍光体含有シートをさらに硬化させてもよい。
3. Modification 3-1. Phosphor-containing sheet pasting step Instead of the
3−2.表面研削工程
蛍光体樹脂充填工程の後に、表面研削工程を実施してもよい。表面研削工程では、砥石等により光取り出し面を研削する。これにより、平坦な光取り出し面を有する発光装置が製造される。
3-2. Surface grinding process A surface grinding process may be carried out after the phosphor resin filling process. In the surface grinding process, the light extraction surface is ground with a grindstone or the like. Thereby, a light emitting device having a flat light extraction surface is manufactured.
100、200…発光装置
110…発光素子
120…基板
130…接合層
140…壁部材
150、250…蛍光体樹脂
260…接着剤
R1…反射材
1000…型枠
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の上に前記発光素子を囲う反射材を供給する反射材供給工程と、
型枠により前記反射材を押圧する型枠押圧工程と、
押圧後の前記反射材を硬化させる硬化工程と、
を有すること
を特徴とする発光装置の製造方法。 An element mounting process for mounting a light emitting element on a substrate;
A reflective material supplying step of supplying a reflective material surrounding the light emitting element on the substrate;
A mold pressing step for pressing the reflector with a mold;
A curing step of curing the reflective material after pressing;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising:
前記型枠押圧工程では、
前記基板から遠ざかるほど前記反射材の幅が狭くなる傾斜面を前記反射材に形成すること
を特徴とする発光装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light-emitting device according to claim 1,
In the mold pressing step,
The manufacturing method of the light-emitting device characterized by forming in the said reflective material the inclined surface where the width | variety of the said reflective material becomes narrow, so that it distances from the said board | substrate.
前記型枠押圧工程では、
前記型枠として、向かい合う2つの傾斜面を有する突出部と、前記2つの傾斜面同士の間に位置する凹部と、を有するものを用いること
を特徴とする発光装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light-emitting device of Claim 1 or Claim 2,
In the mold pressing step,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the mold has a projecting portion having two inclined surfaces facing each other and a concave portion positioned between the two inclined surfaces.
前記反射材供給工程では、
前記反射材としてエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂にTiO2 を配合したものを用いること
を特徴とする発光装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light-emitting device of any one of Claim 1- Claim 3,
In the reflector supply step,
A method for manufacturing a light-emitting device, characterized in that an epoxy resin or a silicone resin blended with TiO 2 is used as the reflecting material.
前記反射材で囲われた領域内に接着剤を充填する接着剤充填工程を有すること
を特徴とする発光装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light-emitting device of any one of Claim 1- Claim 4,
The manufacturing method of the light-emitting device characterized by having the adhesive filling process of filling an adhesive agent in the area | region enclosed with the said reflecting material.
前記反射材で囲われた領域内に蛍光体樹脂を充填する蛍光体樹脂充填工程を有すること
を特徴とする発光装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light-emitting device of any one of Claim 1- Claim 5,
A method of manufacturing a light emitting device, comprising: a phosphor resin filling step of filling a phosphor resin in a region surrounded by the reflecting material.
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