JP5680211B2 - 封止層被覆半導体素子および半導体装置の製造方法 - Google Patents

封止層被覆半導体素子および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、封止層被覆半導体素子および半導体装置の製造方法、詳しくは、封止層被覆半導体素子の製造方法、および、それにより得られる封止層被覆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、発光ダイオードなどの半導体素子を、樹脂で封止することが知られている。
例えば、発光ダイオードを実装する基板の上に、基材シートと、基材シートの下に積層されるシリコーン樹脂層とを有する封止用シートを設置し、次いで、シリコーン樹脂層によって発光ダイオードを埋設して封止する。その後、封止用シートを１２０〜２５０℃で加熱して、シリコーン樹脂層（封止層）を硬化させ、続いて、基材シートを封止層から剥離して、光半導体装置を製造する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
特開２０１３−０９５８０９号公報
しかし、特許文献１に記載の方法では、加熱中に、封止層が変形するという不具合がある。また、加熱中に、基材シートも変形することから、かかる基材シートの変形に伴って、封止層がさらに変形するという不具合がある。
本発明の目的は、剥離層の変形を防止しながら、封止層の変形を抑制することのできる封止層被覆半導体素子および半導体装置の製造方法を提供することにある。
上記した目的を達成するため、本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法は、半導体素子を支持台の上に配置する配置工程、剥離層と、前記剥離層の下に積層され、熱硬化性樹脂からなる完全硬化前の封止層とを備える封止シートの前記封止層によって、前記半導体素子を埋設して封止する封止工程、および、前記封止工程の後に、前記封止層を加熱して硬化させる加熱工程を備え、前記加熱工程は、前記封止シートを、前記支持台に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱する第１加熱工程、および、前記第１加熱工程の後に、前記封止シートを、前記第１温度より高温の第２温度で加熱する第２加熱工程を備えることを特徴としている。
この方法によれば、第１加熱工程は、封止シートを比較的低温の第１温度で加熱するので、封止層は、剥離層に密着しながら保形されるため、封止層の変形を抑制することができる。
さらに、第１加熱工程において、封止シートを機械加圧するので、剥離層の変形を防止でき、ひいては、剥離層に追従する封止層の変形を防止することができる。
その後、第２加熱工程において、封止シートを、比較的高温の第２温度で加熱しても、封止層の変形を抑制しながら、封止層を確実に完全硬化させることができる。
また、本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法では、前記第１加熱工程の後の前記封止層の２３℃における圧縮弾性率が、１．２０ＭＰａ以上であることが好適である。
この方法によれば、第１加熱工程の後の封止層の２３℃における圧縮弾性率が、１．２０ＭＰａ以上であるので、第１加熱工程によって、封止層を、第２加熱工程で変形しにくくすることができる。
また、本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法では、前記封止工程における前記封止層が、２段階熱硬化性樹脂組成物のＢステージであることが好適である。
この方法によれば、封止工程における封止層が、２段階熱硬化性樹脂組成物のＢステージであるので、封止工程において、封止層を確実に保形することができる。そのため、封止層を保形しながら、半導体素子を確実に埋設して封止することができる。
また、本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法では、前記第１温度は、温度が前記第２温度まで上昇する昇温温度範囲を有することが好適である。
この方法によれば、封止層の変形を抑制しつつ、封止層被覆半導体素子の製造効率を向上させることができる。
また、本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法では、前記支持台が、基板であり、前記配置工程では、前記半導体素子を前記基板に実装することが好適である。
この方法によれば、封止層の変形が抑制され、完全硬化した封止層を基板に実装することができるので、信頼性に優れる封止層被覆半導体素子を製造することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、封止層被覆半導体素子を製造する工程、および、前記封止層被覆半導体素子を基板に実装する工程を備え、前記封止層被覆半導体素子は、半導体素子を支持台の上に配置する配置工程、剥離層と、前記剥離層の下に積層され、熱硬化性樹脂からなる完全硬化前の封止層とを備える封止シートの前記封止層によって、前記半導体素子を埋設して封止する封止工程、および、前記封止工程の後に、前記封止層を加熱して硬化させる加熱工程を備える半導体装置の製造方法によって製造され、前記加熱工程は、前記封止シートを、前記支持台に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱する第１加熱工程、および、前記第１加熱工程の後に、前記封止シートを、前記第１温度より高温の第２温度で加熱する第２加熱工程を備えることを特徴としている。
この方法によれば、変形が抑制され、完全硬化した封止層を備える封止層被覆半導体素子を基板に実装することができるので、信頼性に優れる半導体装置を製造することができる。
本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法によれば、封止層の変形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、変形が抑制され、完全硬化した封止層を備える封止層被覆半導体素子を基板に実装することができるので、信頼性に優れる半導体装置を製造することができる。
図１は、本発明の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り、図１Ａは、配置工程、図１Ｂは、封止工程を示す。 図２は、図１に引き続き、本発明の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り、図２Ｃは、加熱工程、図２Ｄは、剥離工程を示す。 図３は、本発明の半導体装置の製造方法の第２実施形態の製造工程図であり、図３Ａは、ＬＥＤ剥離工程、図３Ｂは、実装工程を示す。 図４は、本発明の半導体装置の製造方法の第３実施形態の製造工程図であり、図４Ａは、配置工程、図４Ｂは、圧接工程、図４Ｃは、大気解放工程を示す。 図５は、本発明の半導体装置の製造方法の第３実施形態の製造工程図であり、図５Ｄは、加熱工程、図３Ｅは、剥離工程を示す。
＜第１実施形態＞
図１において、紙面上側を上側（第１方向一方側、厚み方向一方側）、紙面下側を下側（第１方向他方側、厚み方向他方側）、紙面左側を左側（第１方向に直交する第２方向一方側）、紙面右側を右側（第２方向他方側）、紙面手前側を前側（第１方向および第２方向に直交する第３方向一方側）、紙面奥側を後側（第３方向他方側）とする。具体的には、図１に記載された方向を基準とする。図２以降の図面の方向は、図１の方向に準じる。
本発明の封止層被覆半導体素子の製造方法の第１実施形態であるＬＥＤ装置１の製造方法は、配置工程（図１Ａ参照）、封止工程（図１Ｂ参照）および加熱工程（図２Ｃ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
［配置工程］
配置工程では、半導体素子としてのＬＥＤ２を支持台としての基板３の上に配置する。具体的には、ＬＥＤ２を基板３の上面に実装する。
図１Ａに示すように、基板３は、面方向（前後方向および左右方向）に延びる平面視略矩形の平板形状に形成されている。基板３は、例えば、アルミニウムなどの金属材料、例えば、アルミナなどのセラミック材料、例えば、ポリイミドなどの樹脂材料など、ＬＥＤ装置１の基板として一般に用いられる材料から形成されている。基板３の上面には、ＬＥＤ２の端子（図示せず）と電気的に接続するための電極（図示せず）と、それに連続する配線とを備える導体パターン（図示せず）が形成されている。導体パターンは、例えば、金、銅、銀、ニッケルなどの導体から形成されている。基板３の１辺の長さは、例えば、１ｍｍ以上であり、また、例えば、１０００ｍｍ以下である。基板３の厚みは、例えば、０．７ｍｍ以上、好ましくは、０．９ｍｍ以上であり、また、例えば、１０ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。
ＬＥＤ２は、平面視略矩形の平板形状に形成されており、上面または下面に端子（図示せず）を備えている。ＬＥＤ２の１辺の長さは、例えば、０．０５ｍｍ以上、好ましくは、０．１ｍｍ以上であり、また、例えば、１０ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。ＬＥＤ２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、２０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。
ＬＥＤ２を基板３に実装する方法として、例えば、フリップチップ実装が採用される。また、ＬＥＤ２の端子を基板３の電極とワイヤボンディング接続することもできる。
また、複数のＬＥＤ２を、基板３に実装する。ＬＥＤ２は、面方向に互いに間隔を隔てて基板３の上面に実装される。ＬＥＤ２の前後方向および左右方向における間隔は、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、１ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。
［封止工程］
封止工程では、図１Ａに示すように、まず、封止シート４を用意し、その後、図１Ｂに示すように、封止シート４によって、ＬＥＤ２を封止する。
封止シート４は、図１Ａに示すように、剥離層５と、剥離層５の下に積層される封止層６とを備える。
剥離層５は、封止シート４において、封止層６を支持する層であり、使用後には、封止層６から剥離される層である。剥離層５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フィルムなど）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。好ましくは、ポリマーフィルムが挙げられる。また、剥離層５の表面（上面および下面）には、フッ素処理などの剥離処理を施すこともできる。剥離層５は、ポリマーフィルムである場合の線膨張係数が、例えば、７０×１０−６Ｋ−１以上、好ましくは、８０×１０−６Ｋ−１以上であり、また、例えば、１４０×１０−６Ｋ−１以下、好ましくは、１２０×１０−６Ｋ−１以下である。剥離層５の厚みは、例えば、２５μｍ以上、好ましくは、３８μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。
封止層６は、封止樹脂を含有する封止樹脂組成物からシート状に形成されている。
封止樹脂としては、加熱により硬化する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、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、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。好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、２段階熱硬化性樹脂組成物、１段階熱硬化性樹脂組成物などが挙げられ、好ましくは、２段階熱硬化性樹脂組成物が挙げられる。
また、２段階熱硬化性樹脂組成物は、２段階の反応機構を有しており、１段階目の反応でＢステージ化（半硬化）し、２段階目の反応でＣステージ化（最終硬化）する。一方、１段階熱硬化性樹脂組成物は、１段階の反応機構を有しており、１段階目の反応で完全硬化する。また、Ｂステージは、熱硬化性樹脂が、液状であるＡステージと、完全硬化したＣステージ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ステージの弾性率よりも小さい状態である。
２段階熱硬化性樹脂組成物の未硬化体（１段階目の硬化前）としては、例えば、２段階硬化性シリコーン樹脂組成物の未硬化体が挙げられ、好ましくは、縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物は、加熱によって、縮合反応および付加反応することができる熱硬化性シリコーン樹脂組成物であって、より具体的には、加熱によって、縮合反応して、Ｂステージ（半硬化）となることができ、次いで、さらなる加熱によって、付加反応（具体的には、例えば、ヒドロシリル化反応）して、Ｃステージ（最終硬化）となることができる熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
このような縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物としては、例えば、シラノール両末端ポリシロキサン、アルケニル基含有トリアルコキシシラン、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒およびヒドロシリル化触媒を含有する第１の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、シラノール基両末端ポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基含有ケイ素化合物、エポキシ基含有ケイ素化合物、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒および付加触媒を含有する第２の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、両末端シラノール型シリコーンオイル、アルケニル基含有ジアルコキシアルキルシラン、オルガノハイドロジェンシロキサン、縮合触媒およびヒドロシリル化触媒を含有する第３の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、１分子中に少なくとも２個のアルケニルシリル基を有するオルガノポリシロキサン、１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化触媒および硬化遅延剤を含有する第４の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、少なくとも２つのエチレン系不飽和炭化水素基と少なくとも２つのヒドロシリル基とを１分子中に併有する第１オルガノポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基を含まず、少なくとも２つのヒドロシリル基を１分子中に有する第２オルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化触媒およびヒドロシリル化抑制剤を含有する第５の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、少なくとも２つのエチレン系不飽和炭化水素基と少なくとも２つのシラノール基とを１分子中に併有する第１オルガノポリシロキサン、エチレン系不飽和炭化水素基を含まず、少なくとも２つのヒドロシリル基を１分子中に有する第２オルガノポリシロキサン、ヒドロシリル化抑制剤、および、ヒドロシリル化触媒を含有する第６の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、ケイ素化合物、および、ホウ素化合物またはアルミニウム化合物を含有する第７の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物、例えば、ポリアルミノシロキサンおよびシランカップリング剤を含有する第８の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
これら縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物は、単独使用または２種類以上併用することができる。
縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物として、好ましくは、第４の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
第４の縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物は、特開２０１１−２１９５９７号公報などに記載され、例えば、ジメチルビニルシリル末端ポリジメチルシロキサン、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、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体および水酸化テトラメチルアンモニウムなどを含有する。
一方、１段階硬化性シリコーン樹脂組成物とは、１段階の反応機構を有しており、１段階目の反応で最終硬化する熱硬化性シリコーン樹脂組成物である。
１段階硬化性シリコーン樹脂組成物としては、例えば、付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物は、例えば、主剤となるエチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンと、架橋剤となるオルガノハイドロジェンシロキサンとを含有する。
エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンとしては、例えば、アルケニル基含有ポリジメチルシロキサン、アルケニル基含有ポリメチルフェニルシロキサン、アルケニル基含有ポリジフェニルシロキサンなどが挙げられる。
付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物では、通常、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンシロキサンとが、別々のパッケージで提供される。具体的には、主剤（エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサン）を含有するＡ液と、架橋剤（オルガノハイドロジェンシロキサン）を含有するＢ液との２液として提供される。なお、両者の付加反応に必要な公知の触媒は、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンに添加されている。
このような付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物は、主剤（Ａ液）と架橋剤（Ｂ液）とを混合して混合液を調製し、混合液から上記した封止層６の形状に成形する工程において、エチレン系不飽和炭化水素基含有ポリシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとが付加反応して、付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物が硬化して、シリコーンエラストマー（硬化体）を形成する。
このような封止樹脂の配合割合は、封止樹脂組成物１００質量部に対して、例えば、２０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上であり、また、例えば、９９．９質量部以下、好ましくは、９９．５質量部以下である。
また、封止樹脂組成物には、必要により、蛍光体、充填剤を含有させることができる。
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などが挙げられる。そのような蛍光体としては、例えば、複合金属酸化物や金属硫化物などに、例えば、セリウム（Ｃｅ）やユウロピウム（Ｅｕ）などの金属原子がドープされた蛍光体が挙げられる。
具体的には、蛍光体としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ２ＣａＭｇ２（Ｓｉ，Ｇｅ）３Ｏ１２：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、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、Ｌｉ２ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕなどのシリケート蛍光体、例えば、ＣａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕなどのアルミネート蛍光体、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕなどの硫化物蛍光体、例えば、ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光体、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉ５Ｎ８：Ｅｕなどの窒化物蛍光体、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ、Ｋ２ＴｉＦ６：Ｍｎなどのフッ化物系蛍光体などが挙げられる。好ましくは、ガーネット型蛍光体、さらに好ましくは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅが挙げられる。蛍光体は、単独使用または２種類以上併用することができる。
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。好ましくは、流動性の観点から、球状が挙げられる。
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以下である。
蛍光体の配合割合は、封止樹脂組成物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、８０質量部以下、好ましくは、５０質量部以下である。
充填剤としては、例えば、シリコーン微粒子、ガラス、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、タルク、クレー、硫酸バリウムなどが挙げられ、これら充填剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。好ましくは、シリコーン微粒子、シリカが挙げられる。
充填剤の配合割合は、封止樹脂組成物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、８０質量部以下、好ましくは、５０質量部以下である。
なお、封止樹脂組成物には、例えば、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤などの公知の添加物を適宜の割合で添加することができる。
封止層６は、２段階熱硬化性樹脂組成物からなる場合には、２段階熱硬化性樹脂組成物の１段階硬化体からなり、また、１段階熱硬化性樹脂組成物からなる場合には、１段階熱硬化性樹脂組成物の未硬化体（硬化前）からなる。
とりわけ好ましくは、封止層６は、２段階硬化性シリコーン樹脂組成物の１段階硬化体である。つまり、とりわけ好ましくは、封止層６は、２段階熱硬化性樹脂組成物のＢステージである。
封止層６を形成するには、例えば、上記した封止樹脂組成物（必要により蛍光体や充填剤などを含有する）を、剥離層５の上に、例えば、キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングなどの方法により適当な厚みに塗工し、必要により加熱する。これにより、シート状の封止層６を剥離層５の上に形成する。
この封止層６の２３℃における圧縮弾性率は、例えば、０．１５ＭＰａ以下、好ましくは、０．１２ＭＰａ以下、より好ましくは、０．１ＭＰａ以下であって、また、例えば、０．０１ＭＰａ以上、好ましくは、０．０４ＭＰａ以上である。
封止層６の圧縮弾性率が上記上限以下であれば、封止層６の柔軟性を担保することができる。一方、封止層６の圧縮弾性率が下限以上であれば、封止層６の保形性を確保しつつ、かかる封止層６によってＬＥＤ２を埋設することができる。
封止層６は、図１Ａが参照されるように、平面視矩形のシート状に形成されている。また、封止層６の大きさは、複数のＬＥＤ２を一括して封止可能なサイズに調節されている。封止層６の厚みは、例えば、１００μｍ以上、好ましくは、３００μｍ以上、より好ましくは、４００μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。
これにより、剥離層５および封止層６を備える封止シート４を用意する。
その後、図１Ｂに示すように、封止シート４によって、ＬＥＤ２を封止する。具体的には、封止シート４の封止層６によって、ＬＥＤ２を、埋設して封止する。
具体的には、図１Ａに示すように、まず、封止シート４を、封止層６が下を向くように、基板３の上側に配置し、次いで、図１Ｂに示すように、プレス機などにより、封止層６を基板３に圧接させる。
好ましくは、封止シート４および基板３を、互いに対向配置して、真空プレス機などの真空チャンバー内に投入する。次いで、真空チャンバー内を減圧する。具体的には、真空チャンバー内を真空ポンプ（減圧ポンプ）などにより排気する。その後、真空チャンバー内を減圧雰囲気にしながら、真空プレス機のプレス機などにより、封止層６を基板３に圧接させる。減圧雰囲気は、例えば、３００Ｐａ以下、好ましくは、１００Ｐａ以下、とりわけ好ましくは、５０Ｐａ以下である。その後、基板３と封止層６とを大気圧雰囲気下に解放する。
封止工程の温度は、封止層６が完全硬化しない温度であって、具体的には、封止層６がＢステージである場合には、Ｂステージが維持される温度に調整される。封止工程の温度は、例えば、０℃以上、好ましくは、１５℃以上であり、また、例えば、４０℃以下、好ましくは、３５℃以下であり、具体的には、常温（具体的には、２０〜２５℃）である。
これにより、封止層６によって、ＬＥＤ２を、常温で埋設して封止する。
つまり、各ＬＥＤ２の上面および側面（左面、右面、前面および後面）と、ＬＥＤ２から露出する基板３の上面とが、封止層６によって被覆される。
［加熱工程］
加熱工程は、封止工程の後に、封止層６を加熱して硬化させる工程である。加熱工程は、図２Ｃに示すように、封止シート４を、基板３に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱する第１加熱工程、および、第１加熱工程の後に、封止シート４を、第１温度より高温の第２温度で加熱する第２加熱工程を備える。つまり、加熱工程は、異なる温度で封止シート４を２段階で加熱する２段階加熱工程である。
（第１加熱工程）
封止シート４を、基板３に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱するには、図２Ｃの実線で示すように、例えば、ヒータ１６が装備された平板９を備える熱プレス装置１０（つまり、機械加熱−機械加圧装置１０）、あるいは、平板９を備えるプレス装置１０が装備されたプレス装置付乾燥機１３（仮想線、流体加熱−機械加圧装置１３）などの加熱−機械加圧装置が用いられる。なお、加熱−機械加圧装置は、封止層６を、静圧によって加圧するオートクレーブと異なり、物理的な接触によって、封止層６を加圧する加圧装置である。
平板９は、上下方向に間隔を隔てて対向配置されている。２つの平板９のうち、下側の平板９は、基板３を載置可能に構成されており、また、上側の平板９は、剥離層５と接触して加圧可能に構成されている。
機械加熱−機械加圧装置１０を用いる場合には、封止シート４を、ヒータ１６によって第１温度に予め設定された平板９により挟持することにより、機械加圧する。
第１温度およびその加熱時間は、第１加熱工程後における封止層６の２３℃における圧縮弾性率が、例えば、１．２０ＭＰａ以上、好ましくは、１．４０ＭＰａ以上となるように、設定される。圧縮弾性率が上記下限以上であれば、第２加熱工程における変形を有効に防止することのできる硬化状態の封止層６（具体的には、封止層６が２段階熱硬化性樹脂組成物からなる場合には、封止工程直後のＢステージ状態からさらに硬化が進行したＢステージ状態の封止層６）を確実に調製することができる。
第１温度は、例えば、８０℃以上、好ましくは、１００℃以上であり、また、例えば、１８０℃未満、好ましくは、１６０℃未満である。
また、第１温度は、上記した範囲から、定温（一定温度）として選択される。
また、第１温度での加熱時間は、例えば、５分以上、好ましくは、１０分以上であり、また、例えば、２時間以下、１時間以下、好ましくは、４５分以下である。第１温度での加熱時間が上記上限以下であれば、第１加熱工程の時間を短くして、ＬＥＤ装置１の製造コストを低減することができる。一方、第１温度での加熱時間が上記下限以上であれば、封止層６の２３℃における圧力弾性率を上記した所望の範囲に設定することができる。
機械加圧における圧力は、例えば、０．１ＭＰａ以上、好ましくは、０．２ＭＰａ以上、より好ましくは、０．３ＭＰａ以上であり、また、例えば、２．０ＭＰａ以下、好ましくは、１．０ＭＰａ以下、より好ましくは、０．７５ＭＰａ以下である。圧力が上記下限以上であれば、剥離層５の変更を有効に抑制することができる。圧力が上記上限以下であれば、ＬＥＤ２の損傷を防止することができる。
第１加熱工程によって、封止層６は、完全硬化前の状態を保つ一方、封止工程直後のＢステージ状態からさらに硬化が進行する。とりわけ、封止層６がＢステージである場合には、第１加熱工程によって、封止層６は、Ｂステージ状態を保つ一方、ある程度硬化（具体的には、封止層６が縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物を含有する場合には、縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物の付加反応）が進行する。
（第２加熱工程）
第２加熱工程では、例えば、（１）封止シート４を、例えば、上記した基板３に向けて、機械加圧しながら、第２温度で加熱する。（１）の方法には、上記した機械加圧装置が用いられる。好ましくは、製造コストを削減するメリットから、第１加熱工程と同一の加熱−機械加圧装置（具体的には、機械加熱−機械加圧装置１０や流体加熱−機械加圧装置１３）によって、第２加熱工程を第１加熱工程に連続して実施することができる。
また、第２加熱工程では、（２）封止シート４を、オートクレーブ（流体加熱−流体加圧装置）などで、静圧で、加圧しながら、第２温度で加熱することもできる。
さらに、第２加熱工程では、（３）封止シート４を、加圧することなく、つまり、常圧雰囲気下において、例えば、乾燥炉（加熱炉）やホットプレートによって、封止シート４を無負荷で加熱することもできる。
好ましくは、上記した（２）や（３）の方法、より好ましくは、（３）の方法が採用される。
上記した（２）や（３）の方法であれば、第２加熱工程において、長時間にわたって、機械加圧装置を使用する必要がない。そのため、加熱−機械加圧装置を用いて、多くの封止シート４、基板３およびＬＥＤ２を第１加熱工程に供することができながら、同時に、上記した加熱−機械加圧装置と異なる加熱装置、すなわち、（２）の方法のオートクレーブ、（３）の方法の乾燥炉やホットプレートなどによって、多くの封止シート４、基板３およびＬＥＤ２を第２加熱工程に供することができる。
とりわけ、（３）の方法によれば、（１）の方法で例示した加熱−機械加圧装置や、（２）の方法で例示したオートクレーブなどの特別な加熱装置が不要であり、乾燥炉やホットプレートなどの簡易な加熱装置によって、多くの封止シート４を第２加熱工程に供することができる。
なお、（１）の機械加圧における圧力は、第１加熱工程における圧力と同様である。（２）の流体加圧における圧力は、例えば、０．１ＭＰａ以上、好ましくは、０．２ＭＰａ以上であり、また、例えば、１．０ＭＰａ以下、好ましくは、０．７５ＭＰａ以下である。なお、圧力を、定圧に設定することができ、あるいは、変圧、具体的には、昇圧または降圧することもできる。
第２加熱工程における第２温度は、封止層６が完全硬化する温度である。第１加熱工程後の封止層６がＢステージである場合には、第２温度は、封止層６がＣステージ化する温度である。封止層６が縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物を含有する場合には、縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物の付加反応が実質的に終了（完了）できる温度である。具体的には、第２温度は、例えば、１３５℃以上、好ましくは、１５０℃以上であり、また、例えば、２００℃以下、好ましくは、１８０℃以下である。
第２温度での加熱時間は、例えば、１０分以上、好ましくは、３０分以上であり、また、例えば、２０時間以下、好ましくは、１０時間以下である。
第２加熱工程によって、封止層６は、完全硬化する。例えば、第１加熱工程においてＢステージであった封止層６は、第２加熱工程によって、Ｃステージとなる。封止層６が縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物を含有する場合には、縮合反応・付加反応硬化性シリコーン樹脂組成物の付加反応が実質的に終了（完了）する。
第２加熱工程後における硬化（完全硬化）した封止層６の２３℃における圧縮弾性率が、例えば、１．２ＭＰａを超過し、好ましく、１．４ＭＰａを超過し、また、例えば、１５ＭＰａ以下、好ましくは、１０ＭＰａ以下である。
このようにして、図２Ｃに示すように、基板３、複数のＬＥＤ２および封止シート４を備えるＬＥＤ装置１を製造する。
また、このＬＥＤ装置１には、基板３の上において、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２を被覆する封止層６とを備える、封止層被覆半導体素子としての封止層被覆ＬＥＤ１１が構成される。つまり、ＬＥＤ装置１では、封止層被覆ＬＥＤ１１が、基板３に実装されている。
［剥離工程］
その後、ＬＥＤ装置１を、上記した加熱装置（（１）の場合には、機械加圧装置、（２）の場合には、流体加熱−流体加圧装置、）から取り出し、続いて、ＬＥＤ装置１を常温まで冷却した後、剥離層５を封止層６から剥離する。
［作用効果］
この方法によれば、第１加熱工程は、封止シート４を比較的低温の第１温度で加熱するので、封止層６は、剥離層５に密着しながら保形されるため、封止層６の変形を抑制することができる。
さらに、第１加熱工程において、封止シート４を機械加圧するので、剥離層５の変形を防止できる。具体的には、封止シート４を機械加圧するので、剥離層５が上側から加圧される。そのため、例えば、周端部（左右方向両端部および前後方向両端部が浮き上がる）が浮き上がって、剥離層５が湾曲するような反りを防止できる。そのため、剥離層５に追従する封止層６の変形も防止することができる。
その結果、その後の第２加熱工程において、封止シート４を、比較的高温の第２温度で加熱しても、封止層６の保形を確保しながら、封止層６を確実に完全硬化させることができる。
また、この方法によれば、第１加熱工程の後の封止層の２３℃における圧縮弾性率が、１．２０ＭＰａ以上であれば、第１加熱工程によって、封止層６を、第２加熱工程で変形しにくい硬化状態に調整することができる。
換言すれば、第１加熱工程の後の封止層の２３℃における圧縮弾性率が、上記下限に満たなければ、かかる封止層６を第２加熱工程に供したときに、封止層６に硬化に伴う変形を生じる場合がある。つまり、第１加熱工程の後の封止層６が過度に柔軟であるため、第２加熱工程において、封止シート４の封止層６の上記した変形を防止することができない場合がある。
一方、第１加熱工程の後の封止層の２３℃における圧縮弾性率が、上記下限以上であれば、かかる封止層６を第２加熱工程に供しても、封止層６における硬化に伴う変形を防止することができる。つまり、第１加熱工程の後の封止層６が十分に硬いため、第２加熱工程においても、封止層６の上記した変形を防止することができる。
また、この方法によれば、封止工程における封止層６が、２段階熱硬化性樹脂組成物のＢステージであれば、封止工程において、封止層６を確実に保形することができる。そのため、封止層６を保形しながら、ＬＥＤ２を確実に埋設して封止することができる。
また、この方法では、封止層６の変形が防止され、完全硬化した封止層６を基板に実装することができるので、信頼性に優れる封止層被覆ＬＥＤ１１、ひいては、ＬＥＤ装置１を製造することができる。
［変形例］
上記した第１実施形態では、図２Ｄに示すように、剥離層５を、第２加熱工程の後に、剥離しているが、例えば、図示しないが、剥離層５を、第１加熱工程と第２加熱工程との間、つまり、第１加熱工程の後で、第２加熱工程の前に、剥離することもできる。
また、上記した第１実施形態では、複数のＬＥＤ２を基板３に配置しているが、図示しないが、例えば、単数のＬＥＤ２を基板３に配置することもできる。
また、上記した第１実施形態では、本発明における半導体素子としての光半導体素子であるＬＥＤ２を一例として説明しているが、例えば、図示しないが、それらを、電子素子とすることもできる。
電子素子は、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、具体的には、トランジスタ、ダイオードなどが挙げられる。電子素子のサイズは、用途および目的によって適宜選択される。
この場合、封止層６は、封止樹脂を必須成分として含有し、充填剤を任意成分として含有する。充填剤としては、さらに、カーボンブラックなどの黒色顔料などが挙げられる。充填剤の配合割合は、封止樹脂１００質量部に対して、例えば、５質量部以上、好ましくは、１０質量部以上であり、また、例えば、９９質量部以下、好ましくは、９５質量部以下である。
また、封止層６の物性（具体的には、圧縮弾性率など）は、上記した第１実施形態のそれと同一である。
［第１温度］
上記した第１実施形態では、第１温度を定温に設定しているが、これに限定されず、例えば、第１温度が、温度範囲を有してもよく、具体的には、第１温度が、第２温度まで上昇する昇温温度範囲を有することもできる。
具体的には、第１温度は、例えば、２０℃以上、さらには、２５℃以上であり、また、第２温度未満の温度範囲である。第１温度における昇温速度は、例えば、１℃／分以上、好ましくは、２℃／分以上であり、また、例えば、３０℃／分以下、好ましくは、２０℃／分以下である。また、第１温度における昇温時間は、例えば、４分以上、好ましくは、５分以上であり、また、例えば、１２０分以下、好ましくは、６０分以下である。
第１加熱工程で加熱−機械加圧装置が用いられるときに、例えば、封止シート４を、温度が室温（２０〜２５℃程度）である加熱−機械加圧装置にセットし、続いて、ヒータ１６の温度が第２温度に到達するように、ヒータ１６を昇温する。
あるいは、第１加熱工程で加熱−機械加圧装置が用いられるときに、封止シート４を、上記した第１実施形態における定温、具体的には、例えば、８０℃以上、好ましくは、１００℃以上であり、また、例えば、１８０℃未満、好ましくは、１６０℃未満から選択される定温に設定されたヒータ１６を有する加熱−機械加圧装置に投入して、所定時間、定温を維持した後、ヒータ１６の温度が第２温度に到達するように、ヒータ１６を昇温することもできる。定温を維持する時間は、例えば、３分以上、好ましくは、５分以上であり、また、例えば、３００分以下、好ましくは、１８０分以下である。また、昇温速度は、例えば、１℃／分以上、好ましくは、２℃／分以上であり、また、例えば、３０℃／分以下、好ましくは、２０℃／分以下である。昇温時間は、例えば、１分以上、好ましくは、２分以上であり、また、例えば、１２０分以下、好ましくは、６０分以下である。
第１温度が、第２温度まで上昇する昇温温度範囲を有することにより、生産効率を向上させることができる。
＜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。
第１実施形態では、本発明の支持台を基板３として説明しているが、例えば、図１の仮想線で示すように、支持シート１２とすることもできる。
第２実施形態は、配置工程（図１Ａ参照）、封止工程（図１Ｂ参照）、加熱工程（図２Ｃ参照）および実装工程（図３Ａおよび図３Ｂ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
［配置工程］
配置工程では、図１Ａに示すように、ＬＥＤ２を支持台としての支持シート１２の上に配置する。
具体的には、まず、支持シート１２を用意する。
支持シート１２は、第１実施形態の基板３と同一の平面形状に形成されており、図１Ａの仮想線で示すように、支持板１０と、支持板１０の上面に積層される粘着層１５とを備える。
支持板１０は、面方向に延びる板形状をなし、支持シート１２における下部に設けられており、支持シート１２と平面視略同一形状に形成されている。支持板１０は、面方向に延伸不能な硬質の材料からなり、具体的には、そのような材料として、例えば、酸化ケイ素（石英など）、アルミナなどの酸化物、例えば、ステンレスなどの金属、例えば、シリコンなどが挙げられる。支持板１０の２３℃におけるヤング率は、例えば、１０６Ｐａ以上、好ましくは、１０７Ｐａ以上、より好ましくは、１０８Ｐａ以上であり、また、例えば、１０１２Ｐａ以下である。支持板１０のヤング率が上記した下限以上であれば、支持板１０の硬質を担保して、ＬＥＤ４をより一層確実に支持することができる。なお、支持板１０のヤング率は、例えば、ＪＩＳ Ｈ ７９０２：２００８の圧縮弾性率などから求められる。支持板１０の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、０．３ｍｍ以上であり、また、例えば、５ｍｍ以下、好ましくは、２ｍｍ以下である。
粘着層１５は、支持板１０の上面全面に形成されている。粘着層１５を形成する粘着材料としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤などの感圧接着剤が挙げられる。また、粘着層１５を、例えば、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（具体的には、特開２００５−２８６００３号公報などに記載される活性エネルギー線照射剥離シート）などから形成することもできる。粘着層１５の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、０．２ｍｍ以上であり、また、１ｍｍ以下、好ましくは、０．５ｍｍ以下である。
支持シート１２を用意するには、例えば、支持板１０と粘着層１５とを貼り合わせる。なお、まず、支持板１０を用意し、次いで、上記した粘着材料および必要により配合される溶媒から調製されるワニスを支持板１０に塗布し、その後、必要により、溶媒を留去する塗布方法などによって、粘着層１５を支持板１０に直接積層することもできる。
支持シート１２の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以上、好ましくは、０．５ｍｍ以上であり、また、６ｍｍ以下、好ましくは、２．５ｍｍ以下である。
次に、複数のＬＥＤ２を、支持シート１２に対して積層する。具体的には、各ＬＥＤ２の下面を、粘着層１５の上面に接触させる。
これにより、複数のＬＥＤ２を、支持シート１２に配置する。
［封止工程］
封止工程では、図１Ａに示すように、まず、封止シート４を用意し、その後、図１Ｂに示すように、第１実施形態と同様にして、封止シート４によって、ＬＥＤ２を封止する。
［加熱工程］
第１実施形態と同様にして、図２Ｃに示すように、封止シート４を加熱する（２段階加熱工程）。
なお、第１加熱工程における第１温度および第２温度の上限値は、支持シート１２の耐熱性を考慮して設定される。
加熱工程によって、支持シート１２の上において、複数のＬＥＤ２が封止層６によって被覆された封止層被覆ＬＥＤ１１を得る。
その後、図２Ｄに示すように、剥離層５を封止シート４から剥離する（剥離工程）。
［実装工程］
実装工程では、まず、図３Ａの破線で示すように、封止層６を、ＬＥＤ２に対応して切断する。具体的には、封止層６を、厚み方向に沿って切断する。続いて、封止層被覆ＬＥＤ１１を、粘着層１５の上面から剥離する（ＬＥＤ剥離工程）。具体的には、粘着層１５が活性エネルギー線照射剥離シートである場合には、活性エネルギー線を粘着層１５に照射する。これによって、封止層被覆ＬＥＤ１１を、ＬＥＤ２に対応して個片化する。
その後、個片化した封止層被覆ＬＥＤ１１を発光波長や発光効率に応じて選別した後、図３Ｂに示すように、封止層被覆ＬＥＤ１１を、基板３に実装する。具体的には、ＬＥＤ２の下面に設けられる端子を基板３の電極とを接続して、封止層被覆ＬＥＤ１１を基板３にフリップチップ実装する。
これによって、基板３、単数のＬＥＤ２および封止シート４を備えるＬＥＤ装置１を製造する。
［作用効果］
この方法では、変形が防止され、完全硬化した封止層６を備える封止層被覆ＬＥＤ１１を基板３に実装することができるので、信頼性に優れるＬＥＤ装置１を製造することができる。
とりわけ、第２実施形態では、ＬＥＤ２は、支持シート１２（図１Ａの仮想線参照）に配置されており、ＬＥＤ２は、支持シート１２によって、第１実施形態におけるＬＥＤ２の基板３（図１Ａの実線参照）に対する支持力に比べて、小さい支持力で支持されている。そのため、第２実施形態のＬＥＤ２は、第１実施形態のＬＥＤ２に対して、面方向にシフト（位置ずれ）し易い。
しかしながら、この第２実施形態では、第１加熱工程を、封止シート４を比較的低温の第１温度で加熱しながら機械加圧するので、ＬＥＤ２の位置ずれ（チップシフト）を防止することができる。
＜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１Ａに示す第１実施形態では、基板３を平板形状に形成しているが、例えば、図４Ａに示すように、基板３に凹部７を形成することもできる。
第３実施形態は、配置工程（図４Ａ参照）、封止工程（図４Ｂおよび図４Ｃ参照）および加熱工程（図５Ｄ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
［配置工程］
図４Ａに示すように、凹部７は、基板３の上面において、平面視矩形状に下方に向かって窪むように形成され、凹部７の周辺における基板３の凹部７以外の部分（周辺）によって四方（前後左右方向）を隙間なく取り囲まれている。
凹部７の１辺の長さは、例えば、０．８ｍｍ以上、好ましくは、１ｍｍ以上であり、また、例えば、３００ｍｍ以下、好ましくは、１００ｍｍ以下である。
凹部７の深さＨ１（上下方向において、凹部７の周辺の上面（以下、周辺上面２１とする。）から凹部７の上面（以下、凹部上面１４とする。）までの長さ）は、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下、より好ましくは、２００μｍ以下、とりわけ好ましくは、１７０μｍ以下であり、また、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上である。
また、凹部７の深さＨ１は、基板３の厚みＨ２に対して、例えば、９０％以下、好ましくは、８０％以下であり、また、例えば、１０％以上、好ましくは、２０％以上である。
そして、複数のＬＥＤ４を、凹部７に配置する。ＬＥＤ４の厚みは、凹部７の深さＨ１に対し、例えば、９０％以下、好ましくは、８０％以下である。
［封止工程］
封止工程は、圧接工程（図４Ｂ参照）と、大気解放工程（図４Ｃ参照）とを備える。
（圧接工程）
圧接工程では、まず、封止シート４を用意する。封止層６の厚みＨ３は、図４Ａに示すように、凹部７の深さＨ１に対して、例えば、５０％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、９００％以下、好ましくは、７００％以下、より好ましくは、４００％以下である。
圧接工程では、次いで、用意した封止シート４を、基板３の上側に間隔を隔てて対向配置させて、真空プレス機などの真空チャンバー内に投入する。
次いで、真空チャンバー内を減圧する。具体的には、真空チャンバー内を真空ポンプ（減圧ポンプ）などにより排気する。
そして、図４Ｂに示すように、真空チャンバー内を減圧雰囲気にしながら、真空プレス機のプレス機などにより、封止シート４の封止層６を基板３に圧接させる。
圧接工程における減圧雰囲気は、例えば、３００Ｐａ以下、好ましくは、１００Ｐａ以下、とりわけ好ましくは、５０Ｐａ以下である。
また、圧接工程における圧接では、封止層６が基板３側（下側）へ押し込まれる（圧接される）量（以下、押し込み量とする）を制御する。
押し込み量の制御により、封止層６の下面が、周辺上面２１とは密着し、かつ、凹部上面１４とは離間するように調整する。
具体的には、封止層６を、下記式により示される押し込み量がマイナスであって、押し込み量の絶対値が、凹部７の深さＨ１よりも小さくなるように調整する。
押し込み量＝（基板３の底面を基準とする凹部上面１４の高さＨ２＋圧接工程前の封止層６の厚みＨ３）−圧接工程後における基板３の底面を基準とする封止層６の上面の高さＨ４
押し込み量がプラスであると、圧接工程後の封止層６の厚み（Ｈ４−Ｈ２）が、圧接工程前の封止層６の厚みＨ３より薄くなるまで、封止層６が過度に押圧され、封止層６が凹部上面１４と密着する。これに対し、押し込み量がマイナスであると、封止層６が、凹部上面１４とは離間するように調整される。
押し込み量の絶対値が、凹部７の深さＨ１よりも大きいと、封止層６の下面が、周辺上面２１と密着せず、封止層６で凹部７を閉塞することができない。これに対し、押し込み量の絶対値が、凹部７の深さＨ１よりも小さいと、封止層６が、周辺上面２１と密着するように調整される。
また、押し込み量（Ｈ２＋Ｈ３−Ｈ４）の絶対値は、凹部７の深さＨ１に対して、例えば、１００％未満、好ましくは、９５％以下であり、また、例えば、０％超過、好ましくは、１０％以上である。
圧接工程の温度は、例えば、０℃以上、好ましくは、１５℃以上であり、また、例えば、６０℃以下、好ましくは、３５℃以下である。
また、圧接工程では、必要により、封止シート４を押し下げた（押し込んだ）状態で保持する。
保持時間は、例えば、５秒以上、好ましくは１０秒以上であり、また、１０分以下、好ましくは、５分以下である。
圧接工程によって、図４Ｂに示すように、凹部７において基板３と封止層６とに区画される密閉された減圧空間８が形成される。
圧接工程は、例えば、第１実施形態の封止工程と同様の温度で、好ましくは、常温で実施される。
（大気解放工程）
大気解放工程は、図４Ｃに示すように、基板３と封止シート４とを大気圧雰囲気下に解放する工程である。
圧接工程の後、大気解放工程により、封止層６を、凹部７の形状に追従するように密着させる。
具体的には、真空ポンプの運転を停止させて、真空チャンバー内を大気解放する。
すると、減圧空間８と大気圧との差圧により、封止層６の上面が下方に向かって押圧され、封止層６の下面は、凹部７の形状に追従するように変形し、凹部７の上面に密着する。
大気圧解放工程によって、封止層６が凹部７に密着するようにＬＥＤ４を封止する。
［加熱工程］
図５Ｄに示すように、第１実施形態と同様に、２段階加熱工程を実施する。
その後、図５Ｅに示すように、剥離層５を封止層６から剥離する。
これにより、ＬＥＤ装置１を得る。
［作用効果］
このＬＥＤ装置１の製造方法によれば、圧接工程において、封止層６は、凹部上面１４と離間するように圧接される。そのため、ＬＥＤ２の周囲の部材、具体的には、ＬＥＤ２が基板３にワイヤボンディング接続される場合には、封止層６が圧接されるときのワイヤに対する応力を低減することができる。
一方で、圧接工程において、封止層６は、減圧雰囲気下で周辺上面２１を閉塞するため、凹部７には、基板３と封止層６とに区画される密閉された減圧空間８が形成される。
大気圧解放工程において、大気圧が解放されると、減圧空間８と大気圧との差圧により、凹部７に封止層６が隙間なく充填される。そのため、基板３と封止層６との間におけるボイドの発生を抑制することができる。
その結果、ＬＥＤ２が基板３にワイヤボンディング接続される場合には、ワイヤ（図示せず）の変形を低減しながら、ボイドの発生を抑制することができる。
以下に示す実施例等の数値は、上記の実施形態において記載される数値（すなわち、上限値または下限値）に代替することができる。
実施例１
［配置工程］
複数のＬＥＤを基板の上に配置した。ＬＥＤの厚みは、３３０μｍ、各ＬＥＤ間の間隔は、１．５ｍｍであった。
［封止工程］
封止シートを用意した。
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段階硬化性シリコーン樹脂組成物を得た。
続いて、２段階硬化性シリコーン樹脂組成物を、剥離処理したＰＥＴフィルムからなる剥離層（厚み５０μｍ、線膨張係数：９０×１０−６Ｋ−１）の上に塗工して、塗膜を調製した。
次いで、塗膜を、１３５℃で１５分加熱して、厚み１０００μｍの半硬化（Ｂステージ状態）の２段階硬化性シリコーン樹脂組成物からなる封止層を作製した。これによって、剥離層と、封止層とを備える封止シートを作製した（図１Ａ参照）。
［封止工程］
ＬＥＤが実装された基板と、封止シートの封止層とが、厚み方向に対向するように配置し、真空プレス機（型番ＣＶ２００、ニチゴーモートン社製）の真空チャンバー内に投入した。
真空ポンプ（減圧ポンプ）（型番Ｅ２Ｍ８０、エドワーズ社製）で真空チャンバー内を排気し、真空チャンバー内を、常温で、５０Ｐａになるまで減圧した。
減圧雰囲気下において、真空プレス機により、基板と封止シートとを圧接し、そのまま２０℃で、３分保持した。その後、真空ポンプを停止し、真空チャンバー内を大気解放した。
このようにして、封止層によって、ＬＥＤを封止した（図１Ｂ参照）。
［加熱工程］
（第１加熱工程）
封止層によって封止されたＬＥＤが実装された基板を、ヒータが装備された平板を備える熱プレス装置に設置した。予めヒータの温度を１３５℃（第１温度）に設定しており、平板によって、圧力０．５ＭＰａで、１０分、封止シートを下側に機械加圧しながら、封止シートを加熱した。
（第２加熱工程）
その後、封止シートおよび基板を熱プレス装置から取り出し、次いで、封止シートおよび基板を、乾燥炉に投入した。具体的には、乾燥炉の温度を１５０℃（第２温度）に予め設定しており、封止シートを２時間加熱した。これによって、封止層をＣステージ化、つまり、完全硬化させた。
これによって、基板、複数のＬＥＤおよび封止シートを備えるＬＥＤ装置を製造した。その後、ＬＥＤ装置を、機械加圧装置から取り出して、冷却した後、剥離層を封止層から剥離した。
実施例２
第１加熱工程における加熱時間（機械加圧時間）を１０分から２０分に変更した以外は、実施例１と同様に処理して、ＬＥＤ装置を製造した。
実施例３
第１加熱工程における加熱時間（機械加圧時間）を１０分から６０分に変更した以外は、実施例１と同様に処理して、ＬＥＤ装置を製造した。
参考例４
第１加熱工程における加熱時間（機械加圧時間）を１０分から５分に変更した以外は、実施例１と同様に処理して、ＬＥＤ装置を製造した。
比較例１
加熱工程において、２段階加熱工程に代えて、１５０℃の１段階加熱工程を実施し、また、１段階加熱工程を常圧で実施した以外は、実施例１と同様に処理して、ＬＥＤ装置を製造した。具体的には、乾燥炉を用い、乾燥炉内の温度を１５０℃に予め設定し、加熱時間を２時間１０分（１３０分）に設定して、封止シートを無負荷で加熱した。
比較例２
加熱工程において、２段階加熱工程に代えて、１３５℃の１段階加熱工程を実施し、また、１段階加熱工程を常圧で実施した以外は、実施例１と同様に処理して、ＬＥＤ装置を製造した。具体的には、乾燥炉を用い、乾燥炉内の温度を１３５℃に予め設定し、加熱時間を２時間１０分（１３０分）に設定して、封止シートを無負荷で加熱した。
（評価）
（圧縮弾性率）
実施例および比較例において、封止工程後、第１加熱工程後、および、第２加熱工程後の封止層の２３℃における圧縮弾性率のそれぞれを測定した。圧縮弾性率は、ＪＩＳ Ｈ ７９０２：２００８の記載に準拠して測定される。
（封止層および剥離層の変形）
実施例および比較例において、得られたＬＥＤ装置の封止層および剥離層における反りの有無を目視によって観察した。その結果を表１に示す。
（封止層の硬化状態）
実施例および比較例において、得られたＬＥＤ装置の封止層の硬化状態を圧縮弾性率によって評価した。
Figure 0005680211
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれるものである。
封止層被覆半導体素子および半導体装置の製造方法により得られる封止層被覆半導体素子および半導体装置は、各種半導体用途に用いられる。

Claims (6)

  1. 半導体素子を支持台の上に配置する配置工程、
    剥離層と、前記剥離層の下に積層され、熱硬化性樹脂からなる完全硬化前の封止層とを備える封止シートの前記封止層によって、前記半導体素子を埋設して封止する封止工程、および、
    前記封止工程の後に、前記封止層を加熱して硬化させる加熱工程を備え、
    前記加熱工程は、
    前記封止シートを、前記支持台に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱する第１加熱工程、および、
    前記第１加熱工程の後に、前記封止シートを、前記第１温度より高温の第２温度で加熱する第２加熱工程を備え、
    前記第１加熱工程の後の前記封止層の２３℃における圧縮弾性率が、１．２０ＭＰａ以上であることを特徴とする、封止層被覆半導体素子の製造方法。
  2. 前記第２加熱工程では、前記封止シートを加圧することなく加熱することを特徴とする、請求項１に記載の封止層被覆半導体素子の製造方法。
  3. 前記封止工程における前記封止層が、２段階熱硬化性樹脂組成物のＢステージであることを特徴とする、請求項１に記載の封止層被覆半導体素子の製造方法。
  4. 前記第１温度は、温度が前記第２温度まで上昇する昇温温度範囲を有することを特徴とする、請求項１に記載の封止層被覆半導体素子の製造方法。
  5. 前記支持台が、基板であり、
    前記配置工程では、前記半導体素子を前記基板に実装することを特徴とする、請求項１に記載の封止層被覆半導体素子の製造方法。
  6. 封止層被覆半導体素子を製造する工程、および、
    前記封止層被覆半導体素子を基板に実装する工程を備え、
    前記封止層被覆半導体素子は、
    半導体素子を支持台の上に配置する配置工程、
    剥離層と、前記剥離層の下に積層され、熱硬化性樹脂からなる完全硬化前の封止層とを備える封止シートの前記封止層によって、前記半導体素子を埋設して封止する封止工程、および、
    前記封止工程の後に、前記封止層を加熱して硬化させる加熱工程を備える封止層被覆半導体装置の製造方法によって製造され、
    前記加熱工程は、
    前記封止シートを、前記支持台に向けて、機械加圧しながら、第１温度で加熱する第１加熱工程、および、
    前記第１加熱工程の後に、前記封止シートを、前記第１温度より高温の第２温度で加熱する第２加熱工程を備え、
    前記第１加熱工程の後の前記封止層の２３℃における圧縮弾性率が、１．２０ＭＰａ以上であることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
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