JP5894723B2 - Manufacturing method of semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子から発せられる光を蛍光体を含有する封止材に入光し、透光することにより、色変換された発光色を得ることが可能な半導体発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device capable of obtaining a color-converted emission color by entering light transmitted from a semiconductor light emitting element into a sealing material containing a phosphor and transmitting the light. .
液晶カラーディスプレイのバックライトや室内照明等に用いられる光源として半導体発光素子を封止材で封止した発光ダイオード（ＬＥＤ）が知られている。半導体発光素子は、ＰＮ接合半導体であり、順方向に電圧を印加するとＮ領域からの電子とＰ領域からの正孔がＰＮ接合部分に移動して、電子と正孔が再結合する際に発光する。このような半導体発光素子は、自由電子が再結合する際に放出されるエネルギーが光となって放射されるために狭い波長範囲の光しか発しない。 A light emitting diode (LED) in which a semiconductor light emitting element is sealed with a sealing material is known as a light source used for a backlight of a liquid crystal color display, indoor lighting, and the like. The semiconductor light emitting device is a PN junction semiconductor, and when a voltage is applied in the forward direction, electrons from the N region and holes from the P region move to the PN junction portion, and light is emitted when the electrons and holes recombine. To do. Such a semiconductor light emitting device emits light in a narrow wavelength range because energy emitted when free electrons recombine is emitted as light.
液晶カラーディスプレイ等の光源には白色の光が求められている。白色の光を発する発光ダイオードとして、下記特許文献１はＹＡＧ（アルミン酸イットリウム）系蛍光物質を含有する液状のエポキシ樹脂で青色半導体発光素子を封止して得られる発光ダイオードを開示している。
White light is required for a light source such as a liquid crystal color display. As a light emitting diode that emits white light,
特許文献１に記載された白色光を発光する発光ダイオードは、人間の視覚の錯覚を利用した擬似白色光を用いた擬似白色発光ダイオードである。擬似白色発光ダイオードは発光素子が発光する青色光の一部をＹＡＧ系蛍光物質により緑色から黄色の範囲の光に波長変換し、発光素子が発光する青色光と混色させる。人間の目の網膜にある三原色をそれぞれ感じる錐体の分光感度は、緑の錐体と赤の錐体の感度が黄色〜燈色付近で大きくオーバーラップしている。ここで黄色〜燈色光にスペクトルを集中した光によれば、黄色〜燈色の光のみで赤と緑の両方の錐体に感受させることができる。これにより、青色と黄色〜燈色の光の２原色の光刺激で、人間の目には青、緑、赤の光を感じたと感知させることができる。この現象により人間の網膜に白色を感じさせることができる。このようにして感じられる白色は擬似白色と呼ばれている。このような原理を用いた擬似発光白色ダイオードは色彩の正確さを必要としない照明用途において用いられている。
The light-emitting diode that emits white light described in
このような２原色によるピークのみを有する擬似白色のスペクトルは、連続的に幅広い太陽光のスペクトルとは大きく異なる。そのために、例えば、擬似白色発光ダイオードで照らされた被照体の色は、太陽光で照らされた被照体の色とは相当に異なるという問題があった。 Such a pseudo-white spectrum having only peaks due to the two primary colors is greatly different from a broad spectrum of sunlight. Therefore, for example, there is a problem that the color of the illuminated object illuminated by the pseudo white light emitting diode is considerably different from the color of the illuminated object illuminated by sunlight.
上述したような問題を解決するために、下記特許文献２は、青色光の一部を黄色系の光に波長変換するようなＹＡＧ系蛍光物質を含有する封止材に対して、さらに、青色光の一部を赤色系の光に波長変換するような蛍光物質や赤色顔料を加えた複数種の蛍光物質や顔料を用いることにより、赤色の色を補償してより幅広いスペクトルを有する正確な色彩を表現できる白色光を発光する発光ダイオードが得られることを開示している。
In order to solve the above-described problem, the following
特許文献１には蛍光体を分散させた液状のエポキシ樹脂組成物で半導体発光素子を封止した発光ダイオードを得る方法が記載されている。蛍光体や顔料を配合した低粘度の液状樹脂組成物をディスペンサー等を用いて半導体発光素子にポッティング塗布し、封止する場合、次のような問題が生じる。
低粘度の液状樹脂封止材中に均一に分散された蛍光体や顔料は、封止材の調製後の保存中に比重差に応じて経時的に沈降して分散性が不均一になる。工業的に液状樹脂封止材で半導体発光素子を封止する場合、封止工程における時間の経過により、蛍光体や顔料が沈降してそれらの分布がばらつくという問題があった。とくにエポキシ樹脂を加熱して塗布する場合には、エポキシ樹脂の粘度が大きく低下するために蛍光体等の沈降は顕著になる。分散性のばらつきは、小さい半導体発光装置の封止体においては、大量生産される封止体ごとに組成のばらつきを発生させる。また、ポッティング塗布の場合には、ディスペンサーによる塗布量のばらつきも生じるために封止体ごとの蛍光体の含有量がばらつく。このような蛍光体の含有量のばらつきは、封止体ごとの発光色にばらつきを発生させる。 The phosphor and pigment uniformly dispersed in the low-viscosity liquid resin encapsulant settles with time according to the specific gravity difference during storage after the encapsulant is prepared, and the dispersibility becomes non-uniform. When a semiconductor light emitting element is sealed industrially with a liquid resin sealing material, there has been a problem that phosphors and pigments settle and their distribution varies over time in the sealing process. In particular, when the epoxy resin is heated and applied, the viscosity of the epoxy resin is greatly reduced, so that the phosphor and the like are significantly precipitated. The dispersion of the dispersibility causes a variation in composition for each of the sealing bodies that are mass-produced in the sealing body of a small semiconductor light emitting device. Moreover, in the case of potting application, since the application amount varies depending on the dispenser, the content of the phosphor for each sealing body varies. Such variation in the phosphor content causes variation in the emission color of each sealing body.
また、トランスファー成形や射出成形により蛍光体を分散させたエポキシ樹脂組成物を用いて半導体発光素子を封止する方法も知られている。射出成形やトランスファー成形のような型締めされた金型内にゲートを通じて流動化した樹脂を注入するような成形法を用いた場合には、流動化した樹脂の高速の流れを伴うために、複数種の蛍光体のそれぞれの比重が大きく異なる場合には、蛍光体が比重差により分離して分散状態がばらつくという問題があった。さらに、射出成形やトランスファー成形のような成形法を用いた場合には、成形体表面に微細なフローマーク（流れ跡）が生じてしまう。このような微細なフローマークは封止体の表面に微細な凹凸を発生させ、それにより封止体の断面において蛍光体含有量のばらつきを生じさせる。特に赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体、黄色発光蛍光体、橙色発光蛍光体などを単独または複数の蛍光体を樹脂中に分散させて成形する場合、蛍光体の粒度分布や粒径の違い、比重の違いにより樹脂中の蛍光体の流速が異なることから、蛍光体が分離しフローマークとして外観から認識される。この状態は、蛍光体が不均一に混合されている状態であるために、発光にバラツキが発生し色むらの原因となっている。 Also known is a method of sealing a semiconductor light emitting element using an epoxy resin composition in which a phosphor is dispersed by transfer molding or injection molding. When using a molding method such as injection molding or transfer molding in which fluidized resin is injected through a gate into a mold that has been clamped, a plurality of fluidized resin flows. When the specific gravity of each kind of phosphor differs greatly, there is a problem that the phosphors are separated due to the difference in specific gravity and the dispersion state varies. Furthermore, when a molding method such as injection molding or transfer molding is used, fine flow marks (flow marks) are generated on the surface of the molded body. Such fine flow marks generate fine irregularities on the surface of the sealing body, thereby causing variations in the phosphor content in the cross section of the sealing body. In particular, when forming a red light emitting phosphor, a green light emitting phosphor, a blue light emitting phosphor, a yellow light emitting phosphor, an orange light emitting phosphor or the like by dispersing a single phosphor or a plurality of phosphors in a resin, Since the flow rate of the phosphor in the resin is different due to the difference in particle size and specific gravity, the phosphor is separated and recognized as a flow mark from the appearance. This state is a state in which the phosphors are mixed non-uniformly, causing variations in light emission and causing color unevenness.
さらに、現在の技術において工業的に生産される半導体発光素子は、個体ごとに主波長や発光強度のばらつきを有する。これは、現在の半導体発光素子の工業的な生産においては、半導体ウェハを基板表面でエピタキシャル成長させる際に、基板平面の全面において高精度に均一な成長を実現することが困難であるためである。従って、通常、半導体発光素子は、光学特性、電気特性により細かくランク分けされて用いられる。この段階で、半導体発光素子自身のばらつきが解消される。そして、半導体発光素子が発する光の波長を蛍光物質を含有する封止材で変換する発光ダイオードを製造する場合においては、ランク分けされた半導体発光素子の各ランク毎に、１対１で蛍光物質等の配合組成が調整されている。ランク分けされた半導体発光素子のランクは非常に多くの種類になり、各グループの数と同じ数の配合組成を準備する必要がある。 Furthermore, semiconductor light-emitting elements that are industrially produced in the current technology have variations in dominant wavelength and emission intensity for each individual. This is because in the current industrial production of semiconductor light emitting devices, it is difficult to achieve uniform growth with high accuracy over the entire surface of the substrate when epitaxially growing a semiconductor wafer on the substrate surface. Therefore, semiconductor light emitting devices are usually used by being ranked finely according to optical characteristics and electrical characteristics. At this stage, variations in the semiconductor light emitting element itself are eliminated. And in manufacturing the light emitting diode which converts the wavelength of the light which a semiconductor light emitting element emits with the sealing material containing a fluorescent substance, it is 1 to 1 for every rank of the semiconductor light emitting element ranked. Etc. are adjusted. The ranks of the semiconductor light-emitting elements that are classified into ranks are very many, and it is necessary to prepare the same number of compounding compositions as the number of each group.
射出成形やトランスファー成形を用いた場合には、発光色ごとに選別された半導体発光素子のグループ毎に発光色のばらつきを考慮して蛍光物質の種類や配合量を調整することが難しい。例えば、射出成形機のシリンダ内に滞留する樹脂成分の組成を切り替える場合、シリンダ内に滞留する樹脂成分を一旦完全に排出した後、新たな樹脂成分に置換する必要がある。このような樹脂成分の置換は非常に煩雑な作業であり、また、幾分かは切り替え前の樹脂成分がシリンダ内に残渣として残ってしまう。このようなシリンダ内の残渣は不良品発生の原因になり、歩留まりを低下させる。また、蛍光体は非常に高価であるために、無駄に処分される蛍光体を少なくしたいという要求がある。射出成形を用いた方法によれば、材料替えの際に蛍光物質が無駄に処分されるという問題もあった。 When injection molding or transfer molding is used, it is difficult to adjust the type and blending amount of the fluorescent material in consideration of variations in emission color for each group of semiconductor light emitting elements selected for each emission color. For example, when the composition of the resin component staying in the cylinder of the injection molding machine is switched, the resin component staying in the cylinder needs to be completely discharged and then replaced with a new resin component. Such replacement of the resin component is a very complicated operation, and some of the resin component before switching remains as a residue in the cylinder. Such residue in the cylinder causes defective products and reduces the yield. In addition, since phosphors are very expensive, there is a demand for reducing the number of phosphors that are wasted. According to the method using injection molding, there is also a problem that the fluorescent material is wasted when the material is changed.
また、従来から知られている透明樹脂で封止された半導体発光素子の封止体の表面に蛍光物質を含有する層を設ける方法によれば、半導体発光素子の封止体は非常に小さいために、蛍光体を均一に分散させた層を設けるためには高度な塗布技術を要する。 In addition, according to a method of providing a layer containing a fluorescent material on the surface of a sealing body of a semiconductor light emitting device sealed with a transparent resin, which has been conventionally known, the sealing body of the semiconductor light emitting device is very small. In addition, in order to provide a layer in which the phosphor is uniformly dispersed, an advanced coating technique is required.
本発明は上述した問題を解決すべく、蛍光体を含有する封止材で半導体発光素子を封止してなる半導体発光装置の製造において、封止体ごとの蛍光体等の含有量のばらつきや分散性の不均一性が小さく、また、封止材の配合組成の変更が容易である、製造方法を提供することを目的とする。 In order to solve the problems described above, the present invention provides a semiconductor light emitting device in which a semiconductor light emitting element is sealed with a sealing material containing a phosphor. An object of the present invention is to provide a production method in which dispersibility is small and the composition of the sealing material can be easily changed.
本発明の一局面である半導体発光装置の製造方法は、１枚の回路基板表面に複数の半導体発光素子を実装する実装工程と、前記半導体発光素子の発する光の波長を変換するための蛍光体を含有する、常温で固体状または半固体状の蛍光体含有樹脂シートを、複数の前記半導体発光素子を覆うように回路基板の上に載置する蛍光体含有樹脂シート載置工程と、前記蛍光体含有樹脂シートを圧縮成形することにより複数の前記半導体発光素子を封止して封止体を形成し、複数の半導体発光装置を形成させる圧縮成形工程と、形成された複数の前記半導体発光装置を個片化する切断工程と、を備えることを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to one aspect of the present invention includes a mounting step of mounting a plurality of semiconductor light-emitting elements on a surface of a circuit board, and a phosphor for converting the wavelength of light emitted from the semiconductor light-emitting elements. containing, solid or semi-solid phosphor-containing resins sheet, phosphor-containing resins sheets placed you placed on the circuit board so as to cover a plurality of the semiconductor light emitting element at normal temperature and as factories, the plurality of the by compression molding a phosphor-containing resins sheets to seal the semiconductor light-emitting element to form a sealing body, a compression molding step of forming a plurality of semiconductor light-emitting device is formed And a cutting step of dividing the plurality of semiconductor light emitting devices into individual pieces.
また、本発明の他の一局面である半導体発光装置は、上記半導体発光装置の製造方法により得られたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light-emitting device obtained by the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device.
本発明によれば、蛍光体を分散させた蛍光体含有樹脂シートを圧縮成形することにより半導体発光素子を封止するために得られる封止体の厚みを正確に制御できる。そのために、蛍光体を含有する樹脂液をポッティング塗布したときのような供給量のバラつきが生じない。また、トランスファー成形や射出成形するときに生じるようなフローマークの発生等に起因する蛍光体の含有量や分散性や厚みの不均一化を抑制することもできる。さらに、常温で固体状または半固体状の蛍光体含有樹脂シートを予め準備しておき、半導体発光素子の発光色に応じて蛍光体の組成を変更する場合に、予め調整された配合組成の蛍光体含有樹脂シートに変更して、回路基板の上から載置するだけで配合組成を容易に切り替えることができる。また、射出成形やトランスファー成形のような型締めされた金型内にゲートを通じて流動化した樹脂を注入するような成形法を用いないために、成形時に樹脂の高速及び高圧の流動が起こらないために実装された半導体発光素子の位置ずれも抑制できる。 According to the present invention can precisely control the thickness of the sealing body to be obtained for sealing the semiconductor light-emitting element by compression molding the phosphor-containing resins sheets in which a phosphor is dispersed. Therefore, the supply amount does not vary as in the case where the resin liquid containing the phosphor is applied by potting. In addition, the phosphor content, dispersibility, and thickness non-uniformity caused by the generation of a flow mark that occurs during transfer molding or injection molding can be suppressed. Furthermore, advance to prepare a solid or semi-solid phosphor-containing resins sheets at room temperature in advance, when changing the composition of the phosphor according to the emission color of the semiconductor light emitting element, the preconditioned blending composition change the phosphor-containing resins sheets, it is possible to switch the blending composition by simply placing the top of the circuit board easily. In addition, since a molding method such as injection molding or transfer molding in which fluidized resin is injected through a gate into a clamped mold is not used, high-speed and high-pressure flow of the resin does not occur during molding. The positional deviation of the semiconductor light emitting device mounted on the substrate can also be suppressed.
本発明の半導体発光装置の製造方法に係る実施形態を図１〜図６を参照しながら詳しく説明する。 An embodiment according to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図１は本実施形態の半導体発光装置の製造方法の各工程を説明するための模式断面図である。本実施形態の半導体発光装置の製造方法においては、はじめに、図１（ａ）に示すように、回路基板１の表面に半導体発光素子２を実装する（実装工程）。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining each step of the manufacturing method of the semiconductor light emitting device of this embodiment. In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, the semiconductor
本実施形態で用いられる半導体発光素子２は、従来から知られた紫外光、近紫外光、青色から赤色の領域の波長を示す可視光、近赤外光、赤外光等の波長領域の光を発するもの等が特に限定なく用いられる。これらの中でも紫外光、近紫外光、青色から緑色の領域の波長、具体的には３６０〜５７０ｎｍの範囲にピークを有するような青色半導体発光素子や緑色半導体発光素子が幅広い色表現が可能になる点から好ましい。青色半導体発光素子としては、ＧａＮ系，ＳｉＣ系，ＺｎＳ系，ＺｎＳｅ系等が挙げられる。また、緑色半導体発光素子としては、ＧａＰ系，Ｎ系，ＧａＰ系等が挙げられる。
The semiconductor light-emitting
本実施形態で用いられる回路基板１としては、窒化アルミニウム基板のようなアルミニウム系基板やセラミックス基板等の無機基板、エポキシ樹脂基板，ポリアミド樹脂基板，シリコーン樹脂基板，芳香族系樹脂基板等の樹脂基板等が特に限定なく用いられる。また、本実施形態においてはシリコーン樹脂を基材樹脂とし、酸化チタン等の無機フィラーを５〜８０質量％含有するようなシリコーン樹脂基板が好ましく用いられる。このようなシリコーン樹脂基板は、蛍光体含有樹脂シートの樹脂成分としてシリコーン系エラストマーを用いた場合には、形成される封止体の接着性が特に優れる点から特に好ましい。
As the
回路基板１の形状としては、図１（ａ）に示すように、その表面に、半導体発光素子２を実装するための、壁面に傾斜を有する凹状のマウント部４を有するものや、平板状の基板等が挙げられる。図１（ａ）に示すように、凹状のマウント部４を設けることにより、半導体発光素子２からの発光を上面に反射させることができる。また、回路基板１の表面には、輝度を高めるために、金属薄膜から形成された反射膜が形成されていてもよい。なお、凹状のマウント部４を設ける場合、その深さは特に限定されないが、８０〜４５００μｍ、好ましくは１００〜１８００μｍの範囲であることが好ましい。
As the shape of the
回路基板１の厚みは特に限定されないが、凹状のマウント部４を有する基板の場合は、例えば、５００μｍ以上であり、凹状のマウント部４の深さに応じて厚くなる。また、平板状の基板の場合には、１００〜５０００μｍ、好ましくは２００〜２０００μｍ程度であることが好ましい。
The thickness of the
回路基板１の表面には、半導体発光素子２を実装するための回路が形成されている。また、半導体発光素子２には、回路基板１の表面に形成された回路と電気的な接続を形成するための端子３が設けられている。端子３の構造は特に限定されないが、本実施形態においては、フリップチップボンディング用の端子を設けている。そして、回路基板１の表面の回路の所定の位置に半導体発光素子２を実装する。
A circuit for mounting the semiconductor
本実施形態では、フリップチップボンディングを用いている。図１（ａ）に示すような半導体発光素子２に設けられたボンディングパッド状の端子３の表面にバンプを形成し、回路基板１の表面に形成された回路の所定の実装位置にバンプを位置合わせする。そして、リフロー処理することにより実装している。また、実装方法としては、フリップチップボンディングに限られず、例えば、ワイヤボンディングを用いてもよい。ワイヤボンディングは、半導体発光素子を回路基板の表面に形成された回路の所定の実装位置に位置合わせした後、半導体発光素子の端子と回路とを金線やアルミニウム線により接続する方法である。フリップチップボンディングは回路設計の自由度が高い点から特に好ましい。
In this embodiment, flip chip bonding is used. Bumps are formed on the surface of bonding pad-shaped
回路基板１に実装される半導体発光素子２の数は１つでもよいが、生産性の観点から通常、２つ以上実装される。工業的生産においては、３００個以上、さらには、１０００個以上、とくには、１００００個以上であることが好ましい。なお、一枚の回路基板に実装される半導体発光素子は、要求性能に応じて、波長、色度、光度、順方向電圧、光出力等により分類されて細かいランクにランク分けされた後の、所定のランクに属する半導体発光素子であることが好ましい。このような、一枚の回路基板に実装された特定のランクごとに選別された多数の半導体発光素子を、そのランクに応じて調整された配合組成の蛍光体含有樹脂シートで封止することにより、発光色や発光強度のばらつきのない均一な半導体発光装置を一度に大量に効率よく製造することができる。
The number of semiconductor
具体的には、波長、色度、光度、順方向電圧、光出力等の分類項目のうち１つもしくは２つ以上の項目を組み合わせて分類することにより、細かいランクにランク分けされる。例えば、波長により分類する場合には、主波長が３９５〜４１０ｎｍのバラツキがある半導体発光素子を１ｎｍ毎に分類した場合、１６ランクに分類することができる。また、例えば、光出力により分類する場合には、出力毎に範囲を決め出力の大きいランク、小さいランクなどにグループ分けを行なう。例えば、±１０％の光出力のバラツキを有する半導体発光素子を用いる場合、±２％の範囲毎に分類したとすると光出力強度毎に５ランクに分類することができる。なお、例に挙げた波長による分類と光出力による分類とを組み合わせた場合には、１６ランク×５ランク＝８０ランクにランク分けすることができる。このように、波長、色度、光度、順方向電圧、光出力等により分類してランク分けされた半導体発光素子を用い、これらを回路基板表面に実装し、予め調整された配合組成の蛍光体含有樹脂シートを、回路基板表面に載置することにより、共通の光学特性を有する半導体発光装置を精度よくバラツキがない状態で高い生産効率で歩留まり良く製造することができる。 Specifically, it is classified into fine ranks by classifying by combining one or more items among the classification items such as wavelength, chromaticity, luminous intensity, forward voltage, and light output. For example, when classifying by wavelength, when semiconductor light-emitting elements having variations in the main wavelength of 395 to 410 nm are classified for every 1 nm, they can be classified into 16 ranks. Also, for example, when classifying by light output, a range is determined for each output and grouping is performed on a rank with a large output or a rank with a small output. For example, when using a semiconductor light emitting device having a variation in light output of ± 10%, if it is classified for each range of ± 2%, it can be classified into five ranks for each light output intensity. In addition, when the classification based on the wavelength and the classification based on the light output mentioned in the example are combined, the rank can be divided into 16 ranks × 5 ranks = 80 ranks. As described above, semiconductor light-emitting elements classified and ranked according to wavelength, chromaticity, luminous intensity, forward voltage, light output, etc. are used, and these are mounted on the circuit board surface, and phosphors having a pre-adjusted blend composition the containing resins sheets, by placing the circuit board surface, it can be manufactured with good yield with high productivity in the absence accuracy variation of the semiconductor light-emitting device having a common optical property.
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体発光素子２が実装された回路基板１の表面に蛍光体含有樹脂シート５を載置する（蛍光体含有樹脂シート載置工程）。
Next, as shown in FIG. 1 (b), placing the phosphor-containing
蛍光体含有樹脂シート５は、樹脂成分に半導体発光素子２の発光色を変化させるための蛍光体６を均一に分散させた、常温で固体状または半固体状の樹脂組成物である。具体的には、例えば、常温で固体の樹脂シート中に蛍光体を均一分散させた蛍光体含有樹脂シート等が挙げられる。このような蛍光体含有樹脂シート５を回路基板１の表面に載置して圧縮成形することにより、封止体の成形時に蛍光体の粒度や比重差による分散性の低下を抑制することができ、高速の流れが抑制されるためにフローマークも発生しない。従って、半導体発光装置を大量生産する場合において、蛍光体の分散性の不均一化による発光色のばらつきを抑制することができる。さらに、予め、互いに異なる配合組成の蛍光体含有樹脂シートを複数種用意しておくことにより、蛍光体含有樹脂シートの種類を変えるだけで配合組成の変更を行うことができる。従って、射出成形やトランスファー成形等を用いたときのような組成変更に要するシリンダ内の樹脂の置換等の手間が削減できる。
Phosphor-containing
蛍光体含有樹脂シート５に含有される樹脂成分としては、半導体発光素子２から発せられる光に対する透光性及び耐光性がよく、蛍光体を含有する状態で、常温で固体状または半固体状の樹脂成分であれば特に限定なく用いられる。このような樹脂成分の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン系エラストマー（ゴム）、ポリウレタン系エラストマー、フッ素ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、等が挙げられる。これらの中でもゴムやエラストマーのような弾性材料が、取り扱い性に優れ、表面の適度なタクによる回路基板表面への固定が可能である点から特に好ましい。
As the resin component contained in the phosphor-containing
弾性材料の中では、シリコーン系エラストマーが、耐光性に優れているために封止体の長時間使用による劣化が少ない点から好ましい。また熱架橋し、且つ、ロールを用いて加工することが可能である、いわゆる、ミラブル型シリコーンが加工性の点から特に好ましい。また、ミラブル型シリコーンに常温で液状のシリコーン系ゴムやシリコーンオイルを配合することにより、粘度、弾性、タック性、可塑性を調整することも出来る。 Among elastic materials, a silicone elastomer is preferable from the viewpoint that deterioration due to long-time use of the sealing body is small because of excellent light resistance. In addition, so-called millable silicone, which is thermally crosslinked and can be processed using a roll, is particularly preferable from the viewpoint of processability. Moreover, viscosity, elasticity, tackiness, and plasticity can be adjusted by blending silicone rubber or silicone oil that is liquid at room temperature with millable silicone.
ミラブル型シリコーンの具体例としては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク社製の「TSE−2257U」，「TSE‐2287U」等や、信越化学工業（株）製の「KE‐9610-U」，「KE-9710-U」等、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製の「SE-88611-CVU」，「SE-8711-CVU」（以上「 」内は、商品名）等が挙げられる。 Specific examples of the millable silicone include “TSE-2257U” and “TSE-2287U” manufactured by Momentive Performance Materials, Inc. and “KE-9610-U” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. "," KE-9710-U ", etc., manufactured by Dow Corning Toray silicone Co., Ltd. of" SE-88611-CVU "," SE-8711-CVU "(in the following" "is, trade name) and the like It is done .
また、蛍光体含有樹脂シート５として、固体状、または半固体状の樹脂組成物を用いる場合には、可塑度５０〜９００mm／１００、さらには１００〜５００ｍｍ／１００、とくには、２００〜４００ｍｍ／１００、の半固体状または固体状の樹脂組成物であることが好ましい。可塑度が高すぎる場合には圧縮成形時に圧力が掛かりすぎて半導体発光素子２に負担を与えてしまうおそれがある。なお、可塑度は、ＪＩＳ K ６２４９に規定された、平行板可塑度計を用いて、所定厚みの材料に４９Ｎの加重を５〜１０分間掛けた後の試験片の厚さを測定し、その厚さを１００倍したときの値である。なお、ハンドリング性に優れている点からは、特に、常温で固体状または半固体状の樹脂組成物からなる蛍光体含有樹脂シートを用いることが好ましい。
Also, as a phosphor-containing
また、硬化後または固化後の蛍光体含有樹脂シート５は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定されたＪＩＳ−Ａ硬度５０〜ＪＩＳ−Ｄ硬度７０、さらには、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜ＪＩＳ−Ｄ硬度６０の範囲の硬度を有することが好ましい。硬度が高すぎる場合にはもろくなり、得られる封止体に欠けや割れが生じたり、高温時に回路基板との線膨張率の差により素子にストレスを与えて断線などの不具合が生じるおそれがあり、低すぎる場合には表面のタック性が高くなりすぎる。表面のタック性が高い場合には、得られた半導体発光装置をプリント配線板等に高速マウンタを用いて実装する場合に、マウント時に高速マウンタの吸引ノズルや吸盤に付着して持ち帰られてしまう傾向がある。
The phosphor-containing
次に、蛍光体含有樹脂シート５中に含有される蛍光体６について説明する。
Next, a description will be given
蛍光体含有樹脂シートに含有される蛍光体は特に限定されない。その具体例としては、例えば、Ｙ3-XＧｄXＡｌ5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ≦３）で表されるアルミン酸イットリウム系蛍光物質（ＹＡＧ），Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等の黄色系蛍光体；ＣａＳ：Ｅｕ，ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等の赤色系蛍光体；一般式ＡＥｕ(1-x)ＬｎxＢ2Ｏ8（ＡはＬｉ，Ｋ，Ｎａ，及びＡｇよりなる群から選ばれる１種、ＬｎはＹ，Ｌａ，及びＧｄよりなる群から選ばれる１種、ＢはＷ又はＭｏである。）で表される赤色系蛍光体；β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕで表される緑色系蛍光体等が挙げられる。また、特に、紫外光、近紫外光を発光する半導体発光素子を用いた場合には、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕで表される赤色系蛍光体、ＺＮＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｂａ、Ｍｇ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Mｎ等で表される緑色系蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃ12：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕで表される青色系蛍光体等が使用できる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 The phosphor contained in the phosphor-containing resins sheet is not particularly limited. Specific examples thereof, Y 3-X Gd X Al 5 O 12: Ce (0 ≦ x ≦ 3) yttrium aluminate based fluorescent material represented by (YAG), Ca-α- SiAlON: Eu-like Yellow phosphor; red phosphor such as CaS: Eu, CaAlSiN 3 : Eu; general formula AEu (1-x) Ln x B 2 O 8 (A is selected from the group consisting of Li, K, Na, and Ag) Ln is one selected from the group consisting of Y, La, and Gd, and B is W or Mo.); a green phosphor represented by β-SiAlON: Eu Examples thereof include phosphors. In particular, when a semiconductor light emitting device that emits ultraviolet light or near ultraviolet light is used, a red phosphor represented by Y 2 O 2 S: Eu, ZNS: Cu, Al, (Ba, Mg) Al 10 O 17 : Green phosphor represented by Eu, Mn, etc. (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 C 12 : Eu, (Ba, Mg) Al 10 O 17 : Eu A blue phosphor or the like represented can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
蛍光体の平均粒子径としては、０．１〜２００μｍ、さらには１〜１００μｍであることが分散性に優れている点から好ましい。 The average particle diameter of the phosphor is preferably 0.1 to 200 μm, more preferably 1 to 100 μm, from the viewpoint of excellent dispersibility.
また、蛍光体含有樹脂シート５中には、半導体発光素子２から発せられる光を散乱させたり、さらに着色する目的で顔料を配合してもよい。このような顔料としてはシリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、コバルトブルー、群青、酸化鉄、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、イソインドリノン、縮合アゾ等の顔料が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
Further, in the phosphor-containing
顔料の平均粒子径としては、０．００１〜５．０μｍ、さらには０．０１〜１．０μｍであることが分散性に優れている点から好ましい。 The average particle diameter of the pigment is preferably 0.001 to 5.0 μm, and more preferably 0.01 to 1.0 μm from the viewpoint of excellent dispersibility.
本実施形態の方法によれば、蛍光体含有樹脂シート中に２種以上の蛍光体や顔料を配合した場合であっても、均一な分散状態を長時間維持することができる。 According to the method of the present embodiment, even when blended with two or more phosphors and pigments in the phosphor-containing tree in fat sheet, it is possible to maintain a uniform dispersion state for a long time.
また、とくには、半導体発光素子として近紫外線系半導体発光素子、青色系半導体発光素子または緑色系半導体発光素子を用いて白色光を得る場合に、黄色系蛍光体及び赤色系蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂シートを用いることが好ましい。このような組み合わせによれば、近紫外線、青色又は緑色の半導体発光素子の光と、その光の一部を青色系蛍光体、黄色系蛍光体及び赤色系蛍光体で変換した青色光、黄色光及び赤色光が混合されて、白色の光を得ることが可能である。そして、このようにして得られた白色光は、擬似白色光とは異なり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を含むような幅広いスペクトルを有するために、優れた演色性を示す。ここで、演色性とは、照明光が物体色の見え方に及ぼす影響についての光源の特性であり、演色性がよいほど、該当光源の下で物体の色知覚が規定の基準の光の下での同じ物体の色知覚にあっていることを示す性質である。このような組み合わせによれば、所望の黒体放射軌跡の付近の光学特性を有する半導体発光装置を効率よく多量に製造することができる。 Further, in particular, when white light is obtained using a near-ultraviolet semiconductor light emitting element, a blue semiconductor light emitting element, or a green semiconductor light emitting element as a semiconductor light emitting element, a fluorescent light containing a yellow phosphor and a red phosphor. it is preferable to use a body containing resins sheets. According to such a combination, light from a near-ultraviolet ray, blue or green semiconductor light emitting element, and blue light, yellow light obtained by converting a part of the light with a blue phosphor, a yellow phosphor and a red phosphor. And red light can be mixed to obtain white light. And, the white light obtained in this way is different from the pseudo white light, and has a wide spectrum including the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). Shows color rendering. Here, color rendering is a characteristic of a light source that affects the effect of illumination light on the appearance of an object color. The better the color rendering, the lower the light perception of an object under the specified standard light. This is a property indicating that it matches the color perception of the same object. According to such a combination, a large number of semiconductor light emitting devices having optical characteristics in the vicinity of a desired black body radiation locus can be efficiently manufactured.
蛍光体含有樹脂シート中の蛍光体の含有割合としては５〜７５質量％、さらには２０〜６０質量％、とくには３０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。 5-75% by weight as a proportion of the phosphor of the phosphor-containing tree in fat sheet, further 20 to 60% by weight, particularly preferably in the range of 30 to 50 wt%.
蛍光体含有樹脂シートは、蛍光体と樹脂成分とをロール、バンバリーミキサー、押出機等を用いて混練することにより得られる。なお、常温で固体の蛍光体含有樹脂シートの場合には、必要に応じてプレスによりシート化して蛍光体含有樹脂シートを形成してもよい。 Phosphor-containing resins sheet is obtained by kneading using a phosphor and a resin component rolls, a Banbury mixer, an extruder or the like. In the case of phosphor-containing resins sheets solid at room temperature, then sheeted may form a phosphor-containing resin sheet by a press as necessary.
このような蛍光体含有樹脂シートの厚みとしては、１０〜３０００μｍ、さらには１００〜２０００μｍ程度であることが好ましい。蛍光体含有樹脂シートの厚みが上記範囲である場合には、高い厚み精度で成形することができる。 The thickness of such a phosphor-containing resin sheet is preferably about 10 to 3000 μm, and more preferably about 100 to 2000 μm. When the thickness of the phosphor-containing resin sheet is in the above range, it can be molded with high thickness accuracy.
このような蛍光体含有樹脂シート５を半導体発光素子２が実装された回路基板１の表面に載置する。なお、蛍光体含有樹脂シートを用いる場合には、回路基板１の表面において、半導体発光素子２を覆うようにして回路基板１の表面に載置することができる。このような場合には、蛍光体含有樹脂シートの表面がタック性を有する場合には、そのタック性により回路基板１の表面に蛍光体含有樹脂シートを位置ずれしないように固定することができる。
Such a phosphor-containing
半導体発光素子２が実装された回路基板１の表面に蛍光体含有樹脂シート５を載置する前に、半導体発光素子２の表面、更には半導体発光素子２の周辺の回路基板表面部分をシランカップリング剤で処理することが好ましい。このようにシランカップリング剤で処理することにより半導体発光素子２の表面、更にはその周辺を圧縮成形後の封止体と高い接着性を維持することができる。
Before the semiconductor light-emitting
半導体発光素子の表面をシランカップリング剤で処理する方法は特に限定されない。具体的には、例えば、シランカップリング剤を溶媒に溶解させた溶液をスプレー塗布したり、スタンパの表面に前記溶液を付着させて半導体発光素子の表面に転写塗布したり、ローラを用いて塗布したりする方法が挙げられる。その際、封止剤で封止される回路基板表面以外にシランカップリング剤が付着しないようマスキングや離型処理を併用することが好ましい。 The method for treating the surface of the semiconductor light emitting device with the silane coupling agent is not particularly limited. Specifically, for example, a solution in which a silane coupling agent is dissolved in a solvent is spray-coated, the solution is adhered to the surface of a stamper and transferred onto the surface of a semiconductor light emitting device, or coated using a roller. The method of doing is mentioned. In that case, it is preferable to use masking and a mold release process together so that a silane coupling agent may not adhere other than the circuit board surface sealed with a sealing agent.
シランカップリング剤の具体例としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシラン等の（メタ）アクリル官能性シランカップリング剤；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン等のグリシジル基含有シランカップリング剤；Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ(ＯＣＨ3)3、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ(ＣＨ3)(ＯＣＨ3)2、(Ｃ2Ｈ5Ｏ)3Ｓｉ(ＣＨ2)3ＮＨ(ＣＨ2)2ＮＨ(ＣＨ2)3Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3等のアミノ基含有アルコキシシラン等が挙げられる。
Specific examples of the silane coupling agent include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxymethyltri (Meth) acryl functional silane coupling agents such as methoxysilane, methacryloxymethyltriethoxysilane, acryloxymethyltrimethoxysilane, acryloxymethyltriethoxysilane; γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycid Glycidyl group-containing silane couplings such as xylpropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane Agent; H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3,
次に、図１（ｃ）に示すように、圧縮成形金型７（７ａ，７ｂ）を用いて半導体発光素子２を覆うように回路基板１の表面に載置された蛍光体含有樹脂シート５を圧縮成形することにより半導体発光素子２を封止する（圧縮成形工程）。
Next, as shown in FIG. 1 (c), compression mold 7 (7a, 7b) phosphor-containing resins sheet placed on the surface of the
圧縮成形の方法としては、プレス装置に装着したプレス用の上金型７ａ及び下金型７ｂの間に、半導体発光素子２を覆うように蛍光体含有樹脂シート５が載置された回路基板１をセッティングし、上金型７ａ及び下金型７ｂを閉じることにより、半導体発光素子２を蛍光体含有樹脂シート５に埋設するように成形する方法が用いられる。通常は、加熱された圧縮成形金型で加熱プレスする方法が用いられる。そして、熱架橋性の樹脂成分を用いた場合には、加熱プレスにより熱架橋される。
As a method for compression molding, while the
上金型７ａの表面の蛍光体含有樹脂シート５に接する部分の算術平均表面粗さＲａは、０.５μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であることが好ましい。また、得られる封止体の算術平均表面粗さＲａも０．５μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であることが好ましい。半導体発光装置の封止体がゴムやエラストマーのような弾性樹脂の場合、その表面がタック性を帯びることがある。封止体が上述したような表面粗さを有する場合には、得られた半導体発光装置をプリント配線板等に高速マウンタを用いて実装する場合に、吸着ノズルに付着することによるハンドリング性の低下を抑制することができる。
Arithmetic average surface roughness Ra of the portion in contact with the phosphor-containing
さらに、図２に示す上金型７ａ'のように、蛍光体含有樹脂シート５に接する部分の表面にマイクロレンズアレイを形成するための型形状７ｃが形成されている金型を用いてもよい。このような型形状７ｃを有する場合には、得られる半導体発光装置の輝度を高めることができる。また、マイクロレンズアレイの凹凸により上述したような付着による製造時のハンドリング性の低下を抑制することができる。形成されるマイクロレンズ形状の高さとしては、２〜１０μｍ、さらには、４〜８μｍであることが好ましい。また、その数としては、３〜３００００個／ｍｍ2、さらには、１６〜１００００個／ｍｍ2であることが好ましい。
Further, as the
次に、図１（ｄ），（ｅ）に示すように、回路基板１表面からバリ等を含む不要部８を取り除く。圧縮成形後には半導体発光装置本体の周囲に不要部８が形成されてしまう。このような部分は除去される必要がある。不要部８は、得られた半導体発光装置を個片化するための切断の後に一つずつ除去してもよいが、このような方法によれば作業が煩雑になる。従って、個片化するための切断の前に不要部８を除去することが好ましい。図３を参照しながらさらに詳しく説明する。
Next, as shown in FIGS. 1D and 1E, the
図３（ａ）に示すように、回路基板１表面の圧縮成形後の個々の半導体発光装置１０の輪郭に沿って、レーザ照射装置３０を用いて、レーザビーム３１を照射することにより切込みを入れる。そして、切込みを入れた後、図３（ｂ）に示すように、繋がった不要部８を剥離する。このような方法によれば、不要部８を一度に剥離することができる。この場合において、回路基板表面の不要部８が形成される領域には、シランカップリング剤処理を行わず、その他の部分に選択的にシランカップリング剤処理を行うことにより、不要部８のみの回路基板１に対する接着性を低くすることもできる。このような方法によれば、不要部８のみを選択的に容易に除去することができる。選択的にシランカップリング剤処理を行う方法の具体例としては、例えば、シランカップリング剤処理をしない部分にはマスキングを施して塗布したり、シランカップリング剤を塗布する部分のみにスタンパで塗布する方法が挙げられる。
As shown in FIG. 3A, a
また、図４に示すように、不要部８の厚みをレーザビーム３１が照射される部分の厚みに比べて厚くすることにより、不要部８を補強することも好ましい。このように形成することにより、不要部８を剥離の途中に切断させることなく、一度に剥離することが容易になる。
Also, as shown in FIG. 4, it is also preferable to reinforce the
このようにして、不要部８が除去された図１（ｅ）のような状態が得られる。
In this way, a state as shown in FIG. 1E from which the
次に、図１（ｆ）に示すように、封止された複数の半導体発光装置１０をダイシングソー９等を用いて互いに切り離すことにより個片化する（切断工程）。このようにして個片化された半導体発光装置１０が得られる。
Next, as shown in FIG. 1F, the plurality of sealed semiconductor
このようにして得られる半導体発光装置を図５及び図６を参照して、説明する。 The semiconductor light-emitting device thus obtained will be described with reference to FIGS.
図５（ａ）は表面がブラスト処理された上型７ａを用いて成形された半導体発光装置１１の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ'断面での模式断面図である。
5A is a perspective view of the semiconductor
半導体発光装置１１においては、半導体発光素子２は蛍光体６が均一に分散された封止体２０で封止されている。そして半導体発光素子２に接続された端子３は回路基板１上に設けられた回路にフリップチップボンディングされている。端子３のアノード側端子３ａは外部アノード端子１５に回路を通じて接続されている。端子３のカソード側端子３ｂは外部カソード端子１６に回路を通じて接続されている。半導体発光装置１１は、外部アノード端子１５及び外部カソード端子１６によりプリント配線基板等に実装される。封止体２０はブラスト処理された表面を有する上型７ａで成形されており、算術平均表面粗さＲａが１〜１０μｍの範囲、最大高さＲｙが５〜５０μｍの範囲の表面を有する。そのために、半導体発光装置１１を高速マウンタで実装する場合において、ノズルに対して付着しにくくなり、持ち帰りが抑制される。
In the semiconductor
一方、図６（ａ）は表面にマイクロレンズアレイ形状が形成された上型７ａ'を用いて成形された半導体発光装置１２の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ'断面での模式断面図である。
On the other hand, FIG. 6A is a perspective view of the semiconductor
半導体発光装置１２は、封止体２０'がマイクロレンズアレイ形状を有する表面であること以外は半導体発光装置１１と同様である。マイクロレンズアレイ形状は半導体発光素子２から発光された光の輝度向上に寄与する。また、そのマイクロレンズアレイの凸部が形成する段差により、半導体発光装置１２を高速マウンタでプリント配線板等に実装する場合において、ノズルに対して付着しにくく持ち帰りが抑制される。
The semiconductor
このようにして得られた半導体発光装置１２は、さらに、不活性ガスを充填した、ガラス等の透明材料からなるケースで保護してもよい。このように不活性ガスを充填したケースで保護することにより、半導体発光装置の劣化を抑制して寿命を延ばすことができる。
The semiconductor
以上説明した半導体発光装置は液晶カラーディスプレイのバックライトや室内照明等に用いられる光源として好ましく用いられる。 The semiconductor light emitting device described above is preferably used as a light source used for a backlight of a liquid crystal color display, indoor lighting, and the like.
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する、なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.
（実施例１）
ミラブル型シリコーンゴム（「ＫＥ９７１Ｔ−Ｕ」（商品名） 信越化学工業（株）製）と液状シリコ−ンゴム（「ＫＥ−１９５０−７０」（商品名）信越化学工業（株）製）とを可塑度が１５０ｍｍ／１００になるように１０：１の割合で配合した。一方、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+（赤色系蛍光体）とＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+（緑系蛍光体）とＳｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+（青色系蛍光体）とを６：９：１の割合で混合した。そして、ミラブル型シリコーンゴムと液状シリコ−ンゴムの合計１００質量部に対して、蛍光体の混合物１００質量部を配合した。そして、オープンロール混合して蛍光体をシリコーンゴム成分中に均一分散させて混練物を得た。そして、得られた混練物を厚さ約１ｍｍにシーティングすることにより、可塑度３００ｍｍ／１００の固体〜半固体状の蛍光体含有樹脂シートを得た。
Example 1
Plasticizing millable silicone rubber (“KE971T-U” (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and liquid silicone rubber (“KE-1950-70” (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) The ratio was 10: 1 so that the degree was 150 mm / 100. On the other hand, CaAlSiN 3 : Eu 2+ (red phosphor), BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2+ , Mn 2+ (green phosphor) and Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ (blue) System phosphor) at a ratio of 6: 9: 1. And 100 mass parts of mixture of fluorescent substance was mix | blended with respect to 100 mass parts in total of a millable type silicone rubber and a liquid silicone rubber. Then, the mixture was mixed with an open roll to uniformly disperse the phosphor in the silicone rubber component to obtain a kneaded product. Then, the obtained kneaded material was sheeted to a thickness of about 1 mm to obtain a solid-semi-solid phosphor-containing resin sheet having a plasticity of 300 mm / 100.
一方、表面に回路が形成された回路基板（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ）に金属バンプを介して、４００個の青色半導体発光素子を実装した。この青色半導体発光素子は、主波長４０５ｎｍ±１ｎｍの波長選別と、光出力±２％で選別されてランク分けしたもののランク品である。そして、青色半導体発光素子が実装された回路基板表面をプラズマ処理した後、青色半導体発光素子の上面のみにシランカップリング剤（東レ（株）製のＳＺ６３００）の溶液をスプレー塗布した。この際、接着が不要な部分には、マスキングテープによりマスキングを行なった。そして、予備乾燥した後、回路基板からマスキングテープをはずし、１２０℃のオーブンで１０分間乾燥させた。 On the other hand, 400 blue semiconductor light emitting elements were mounted on a circuit board (50 mm long, 50 mm wide, 0.3 mm thick) with a circuit formed on the surface via metal bumps. This blue semiconductor light-emitting element is a rank product that has been sorted by wavelength selection with a main wavelength of 405 nm ± 1 nm and light output ± 2%. And after plasma-treating the circuit board surface on which the blue semiconductor light emitting element was mounted, a solution of a silane coupling agent (SZ6300 manufactured by Toray Industries, Inc.) was spray-coated only on the upper surface of the blue semiconductor light emitting element. At this time, masking tape was used to mask the portions that did not require adhesion. Then, after preliminary drying, the masking tape was removed from the circuit board and dried in an oven at 120 ° C. for 10 minutes.
そして、回路基板の表面に実装された青色半導体発光素子の全部を覆うように蛍光体含有樹脂シートを載置した。 And the fluorescent substance containing resin sheet was mounted so that all the blue semiconductor light emitting elements mounted in the surface of the circuit board might be covered.
次に、１３０℃に設定した圧縮成形機の金型を型開きした状態で、金型の下型上に、準備した蛍光体含有樹脂シートを載置した回路基板を載置した。そして、４ｍｍ／ｓｅｃの速度で型締めを行い、青色半導体発光素子の上面からの厚みを所定厚みに維持したまま１０分間プレスすることにより圧縮成形し、シリコーンゴムを硬化させた。なお、上金型の蛍光体含有樹脂シートと接する面は、得られる封止体の表面にＲａ１〜１０μｍ程度の微細な凹凸ができるように、ブラスト処理が施されていた。このようにして、均一な膜厚を有する厚み２００μｍ（公差±５μｍ）の封止体を形成した。得られた封止体のＪＩＳ Ｋ６２５３によるＪＩＳ−Ａ硬度は約８０であった。 Next, the circuit board on which the prepared phosphor-containing resin sheet was placed was placed on the lower mold of the mold while the mold of the compression molding machine set at 130 ° C. was opened. Then, the mold was clamped at a speed of 4 mm / sec, and compression molding was performed by pressing for 10 minutes while maintaining the thickness from the upper surface of the blue semiconductor light emitting element at a predetermined thickness, thereby curing the silicone rubber. In addition, the surface which contact | connects the fluorescent substance containing resin sheet of an upper metal mold was blasted so that the fine unevenness | corrugation of about Ra1-10 micrometers might be made on the surface of the sealing body obtained. In this way, a sealed body having a uniform film thickness of 200 μm (tolerance ± 5 μm) was formed. The obtained sealed body had a JIS-A hardness of about 80 according to JIS K6253.
そして、図３（ａ）に示したように、青色半導体発光素子を封止した回路基板の表面において、レーザーマーカー（キーエンス製、ＣＯ2レーザーマーカーＭＬ-Ｚ-9550）を用いて個別の半導体発光装置の輪郭に沿ってレーザビームを照射することにより、個別の半導体発光装置と不要部分とを切り離した。そして、図３（ｂ）に示したようにして、不要部分のみを剥離した。そして、４００個の半導体発光装置をダイシングソーによりカットして個片化した。このようにして得られた半導体発光装置を以下の方法により評価した。 Then, as shown in FIG. 3A, on the surface of the circuit board in which the blue semiconductor light emitting element is sealed, individual semiconductor light emission is performed using a laser marker (manufactured by Keyence, CO 2 laser marker ML-Z-9550). By irradiating the laser beam along the outline of the device, individual semiconductor light emitting devices and unnecessary portions were separated. And as shown in FIG.3 (b), only the unnecessary part was peeled. Then, 400 semiconductor light emitting devices were cut into pieces by a dicing saw. The semiconductor light-emitting device thus obtained was evaluated by the following method.
［半導体発光装置の色度測定］
得られた４００個の半導体発光装置から、ランダムに５０個抜き出して色度測定を行った。色度測定は半導体発光装置から拡散発光される発光色を、分光放射輝度計（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製のＰＲ７０４）を用い、ＣＩＥ（国際照明委員会）色度座標ｘ，ｙを測定した。色度座標は座標の値により色調を表示する。そして、全ての半導体発光装置が設定値（ｘ，ｙ）＝（０．２８００、０．２８５０）に対してｘ、ｙの色度の平均値のズレがどの程度の範囲内に収まるか測定した。なお、設定値からのズレは、色度座標上において設定値と実測値との距離の平均値で評価した。また、色調バラツキをｘ、ｙの色
度のＲ（レンジ）で求め評価した。
[Measurement of chromaticity of semiconductor light-emitting devices]
From the obtained 400 semiconductor light emitting devices, 50 were randomly extracted and chromaticity was measured. In the chromaticity measurement, CIE (International Lighting Commission) chromaticity coordinates x and y were measured using a spectral radiance meter (PR 704 manufactured by Photo Research) for the luminescent color diffusely emitted from the semiconductor light emitting device. The chromaticity coordinate displays the color tone according to the value of the coordinate. Then, it was measured to what extent the deviation of the average value of chromaticity of x and y falls within the set values (x, y) = (0.2800, 0.2850) for all semiconductor light emitting devices. . The deviation from the set value was evaluated by the average value of the distance between the set value and the actually measured value on the chromaticity coordinates. Further, the color tone variation was obtained and evaluated by R (range) of chromaticity of x and y.
［封止体の接着性］
（株）島津製作所製 微小荷重測定器 型式EZ Testの引張試験機の地具に小型クリップを装着し、回路基板部を固定したまま得られた封止体の上層を掴み、引っ張り速度１０．０mm／minで鉛直方向に引張り、そのときの応力を測定した。また、剥離状態が界面剥離であるか、または、蛍光体含有シリコーンゴムが破壊されている凝集破壊であるかを目視により確認した。
[Adhesiveness of sealed body]
Micro load measuring device manufactured by Shimadzu Corporation A small clip is attached to the base of the tensile tester of model EZ Test, and the upper layer of the obtained sealing body is held with the circuit board portion fixed, and the pulling speed is 10.0 mm. The sample was pulled in the vertical direction at / min and the stress at that time was measured. Further, it was visually confirmed whether the peeled state was interfacial peeling or the cohesive failure in which the phosphor-containing silicone rubber was broken.
［半導体発光装置の表面粗さの測定および、高速マウンタによる持ち帰り性評価］
得られた４００個の半導体発光装置から、ランダムに１０個抜き出した。そして、それぞれの封止体表面の算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｙを接触式３次元表面粗さ計（（株）東京精密製のSURFCOM575A-3DF）を用いて測定し、それぞれ平均値を算出した。
[Measurement of surface roughness of semiconductor light-emitting devices and take-out evaluation by high-speed mounter]
Ten pieces were randomly extracted from the obtained 400 semiconductor light emitting devices. Then, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height Ry of each sealing body surface are measured using a contact type three-dimensional surface roughness meter (SURFCOM575A-3DF manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and the respective average values are calculated. Calculated.
一方、ランダムに抜き出した５０個の半導体発光装置を用いて持ち帰り性評価を行った。具体的には、φ１．６の径を有する高速マウンタの吸着ノズルを装着した（株）島津製作所製 微小荷重測定器 型式EZ Testを用いた。半導体発光装置の持ち上げ時に、半導体発光装置に押圧２３０ｇｆで吸着ノズルを２秒間押し当てて吸着ノズルに密着させ、離れなかった半導体発光装置の数をカウントした。持ち上げ後に吸着ノズルから半導体発光装置が離れなかった個数により持ち帰り性を評価した。 On the other hand, take-out evaluation was performed using 50 semiconductor light emitting devices extracted at random. Specifically, a micro load measuring device model EZ Test manufactured by Shimadzu Corporation equipped with a suction nozzle of a high-speed mounter having a diameter of φ1.6 was used. When the semiconductor light emitting device was lifted, the suction nozzle was pressed against the semiconductor light emitting device with a pressure of 230 gf for 2 seconds so as to be in close contact with the suction nozzle, and the number of semiconductor light emitting devices that did not leave was counted. The take-out property was evaluated based on the number of semiconductor light emitting devices that did not leave the suction nozzle after lifting.
結果を表１に示す。 The results are shown in Table 1.
（実施例２）
シランカップリング剤を塗布しなかった以外は実施例１と同様にして半導体発光装置を製造し、評価した。結果を表１に示す。
(Example 2)
A semiconductor light emitting device was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent was not applied. The results are shown in Table 1.
（実施例３）
シリコーンゴム成分として、可塑度約１５０ｍｍ／１００の東レ・ダウコーニングシリコーン製『ＳＨ−４３２』（商品名）を用いた以外は実施例１と同様の蛍光体配合組成の可塑度２５０ｍｍ／１００の固体状〜半固体の蛍光体含有樹脂シートを得た。この蛍光体含有樹脂シートを用いた以外は実施例１と同様にして半導体発光装置を製造し、評価した。このとき得られた封止体の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度３５であった。結果を表１に示す。
(Example 3)
A solid having a plasticity composition of 250 mm / 100 having the same phosphor composition as in Example 1 except that “SH-432” (trade name) made by Toray Dow Corning Silicone having a plasticity of about 150 mm / 100 is used as the silicone rubber component. A semi-solid phosphor-containing resin sheet was obtained. A semiconductor light-emitting device was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that this phosphor-containing resin sheet was used. The sealing body obtained at this time had a JIS-A hardness of 35. The results are shown in Table 1.
（実施例４〜７）
上金型の蛍光体含有樹脂シートと接する面の粗さがそれぞれ異なる４種の金型を用いた以外は実施例１と同様にして半導体発光装置を製造し、評価した。具体的には、上金型の蛍光体含有樹脂シートと接する面がブラスト処理されていない表面粗さＲａが約０．３μmの表面を有する金型（実施例４）と、上金型の蛍光体含有樹脂シートと接する面がブラスト（梨地）処理された表面粗さＲａが約２．１μｍの表面を有する金型（実施例５）、約３．４μｍの表面を有する金型（実施例６）、約４．４μｍの表面を有する金型（実施例７）を用いた。結果を表１に示す。
(Examples 4 to 7)
A semiconductor light emitting device was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that four types of molds each having a different surface roughness in contact with the phosphor-containing resin sheet of the upper mold were used. Specifically, a mold (Example 4) having a surface with a surface roughness Ra of about 0.3 μm that is not blasted on the surface in contact with the phosphor-containing resin sheet of the upper mold, and the fluorescence of the upper mold A mold having a surface with a surface roughness Ra of about 2.1 μm (Example 5) and a mold having a surface of about 3.4 μm (Example 6). ), A mold having a surface of about 4.4 μm (Example 7) was used. The results are shown in Table 1.
（実施例８）
上金型の蛍光体含有樹脂シートと接する面にマイクロレンズ形状が形成された金型を用いた以外は実施例１と同様にして半導体発光装置を製造し、評価した。評価結果を表１に示す。
(Example 8)
A semiconductor light emitting device was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a mold having a microlens shape formed on the surface in contact with the phosphor-containing resin sheet of the upper mold was used. The evaluation results are shown in Table 1.
（比較例３）
材料粘度が約１０００Ｐａ・ｓの液状シリコ−ンゴム（「KEG−２０００−７０」（商品名） 信越化学工業（株）製）１００質量部に実施例１で用いたのと同様の蛍光体を１００質量部分散させて、ＪＩＳ K２２２０に基づく、常温で粘度が２０００Ｐａ・ｓの液状の蛍光体含有樹脂組成物を調製した。そして実施例１で得られたものと同様の、表面に青色半導体発光素子が実装された回路基板の全部を覆うようにディスペンサーを用いて実施例１の蛍光体含有樹脂シートの量と同量の液状の蛍光体含有組成物を定量吐出して、塗布した。
(Comparative Example 3 )
A phosphor similar to that used in Example 1 was added to 100 parts by mass of a liquid silicone rubber (“KEG-2000-70” (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a material viscosity of about 1000 Pa · s. A liquid phosphor-containing resin composition having a viscosity of 2000 Pa · s based on JIS K2220 and having a viscosity of 2000 Pa · s was prepared. Then, the same amount as that of the phosphor-containing resin sheet of Example 1 is used by using a dispenser so as to cover the entire circuit board on which the blue semiconductor light emitting element is mounted on the surface, similar to that obtained in Example 1. A liquid phosphor-containing composition was quantitatively discharged and applied.
そして、実施例７で用いたのと同様の金型を用いて圧縮成形し、シリコーンゴムを硬化させた。このようにして、厚み２００μｍ（公差±５μｍ）の封止体を形成した。得られた封止体のＪＩＳ−Ａ硬度は約８０であった。 And it compression-molded using the metal mold | die similar to Example 7, and hardened the silicone rubber. In this way, a sealed body having a thickness of 200 μm (tolerance ± 5 μm) was formed. The obtained sealed body had a JIS-A hardness of about 80.
以降の工程は実施例１と同様に行い、個片化された半導体発光装置を得た。そして、このようにして得られた半導体発光装置を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。 Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an individual semiconductor light emitting device. The semiconductor light emitting device thus obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（比較例１）
材料粘度が約１０００Ｐａ・ｓの液状シリコ−ンゴム（「KEG−２０００−７０」（商品名） 信越化学工業（株）製）１００質量部に実施例１で用いたのと同様の蛍光体を１００質量部分散させて、常温で粘度が２０００Ｐａ・ｓの液状の蛍光体含有樹脂組成物を調製した。そして実施例１で得られたものと同様の、表面に青色半導体発光素子が実装された回路基板を型締めされた金型内の所定の部分に固定し、射出成形によりランナーを通して金型内に液状の蛍光体含有組成物を流入させることにより成形を行った。そして、成形後、型内で所定の時間シリコーンゴムを加熱硬化させた。
(Comparative Example 1)
A phosphor similar to that used in Example 1 was added to 100 parts by mass of a liquid silicone rubber (“KEG-2000-70” (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a material viscosity of about 1000 Pa · s. A liquid phosphor-containing resin composition having a viscosity of 2000 Pa · s at room temperature was prepared by dispersing in mass parts. Then, similar to the one obtained in Example 1, a circuit board having a blue semiconductor light emitting element mounted on the surface is fixed to a predetermined portion in the mold that is clamped, and is injected into the mold through a runner by injection molding. Molding was performed by flowing a liquid phosphor-containing composition. After molding, the silicone rubber was cured by heating in the mold for a predetermined time.
このようにして、厚み２００μｍ（公差±５μｍ）の封止体を形成した。得られた封止体のＪＩＳ−Ａ硬度は約７０であった。なお、外観にはフローマークが確認された。フローマーク部分において蛍光体が分離して不均一になることにより、蛍光体の分散むらが発生していた。 In this way, a sealed body having a thickness of 200 μm (tolerance ± 5 μm) was formed. The obtained sealed body had a JIS-A hardness of about 70. A flow mark was confirmed on the appearance. When the phosphors are separated and become non-uniform in the flow mark portion, uneven dispersion of the phosphors has occurred.
以降の工程は実施例１と同様にして、個片化された半導体発光装置を得た。そして、このようにして得られた半導体発光装置を実施例１と同様にして半導体発光装置を製造し、評価した。結果を表１に示す。 Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an individual semiconductor light emitting device. Then, the semiconductor light emitting device thus obtained was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（比較例２）
信越化学工業（株）製の液状シリコーン（ＫＥ１９３５Ａ／Ｂ、粘度８０Ｐａ.・ｓ）１００質量部に実施例１で用いたのと同様の蛍光体を１００質量部分散させて、常温で粘度３００Ｐａ・ｓｅｃの液状の蛍光体含有樹脂組成物を調整した。そして、実施例９と同様にして圧縮成形を用いて封止体を形成し、切断等することにより半導体発光装置を製造した。そして、このようにして得られた半導体発光装置を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
(Comparative Example 2)
100 parts by mass of phosphor similar to that used in Example 1 was dispersed in 100 parts by mass of liquid silicone (KE1935A / B, viscosity 80 Pa.s) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. A liquid phosphor-containing resin composition of sec was prepared. And the semiconductor light-emitting device was manufactured by forming a sealing body using compression molding similarly to Example 9, and cutting | disconnecting. The semiconductor light emitting device thus obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［評価］
表１の結果から、蛍光体含有樹脂シートを圧縮成形した本発明に係る実施例１〜８では色度の設定値とのずれが小さい精度のよい半導体発光装置が効率よく大量に製造できたことがわかる。一方、射出成形を用いた比較例１では、成形時の高速の樹脂流れにより蛍光体の分離によるフローマークが確認され、それにより蛍光体の分散状態がばらつくことにより、設定値より色度が大きくずれ色度幅も大きかった。また、圧縮成形を用いたが低粘度の液状の蛍光体含有樹脂組成物を用いた比較例２は、樹脂粘度が低すぎて成形時にフローマークが顕著に現れ、箇所によっては樹脂材料と蛍光体が分離しているような部分も確認された。その結果、蛍光体がほとんどない箇所も存在し、安定した色度測定ができなかった。このように、蛍光体の分散状態や得られた封止体の厚みに大きなばらつきが生じた結果、色度値が著しくばらついたものになった。
[Evaluation]
The results in Table 1, the deviation is less accurate semiconductor light emitting device efficiently manufactured in large quantities with chromaticity settings in the embodiment 1-8 according to the present invention obtained by compression molding of fluorescent-containing resins sheets You can see that it was made. On the other hand, in Comparative Example 1 using injection molding, flow marks due to phosphor separation are confirmed by a high-speed resin flow at the time of molding, and thereby the dispersion state of the phosphor varies, so that the chromaticity is larger than the set value. The deviation chromaticity width was also large. Further, in Comparative Example 2 in which compression molding was used but a low-viscosity liquid phosphor-containing resin composition was used, the resin viscosity was too low so that a flow mark appeared prominently during molding. The part which was separated was also confirmed. As a result, there were places where there was almost no phosphor, and stable chromaticity measurement could not be performed. As described above, as a result of the large variation in the dispersion state of the phosphor and the thickness of the obtained sealing body, the chromaticity values varied significantly.
実施例２では、シランカップリング剤処理をしなったために、実施例１と比較して接着応力が低く、また、剥離状態は界面剥離であった。 In Example 2, since the silane coupling agent treatment was not performed, the adhesive stress was lower than that in Example 1, and the peeling state was interface peeling.
また、実施例３では、ＪＩＳ−Ａ硬度が３５と軟らかいために、表面にタック性を有していた。そのために持ち帰り現象が多く発生した。 Moreover, in Example 3, since the JIS-A hardness was as soft as 35, the surface had tackiness. As a result, many takeaway phenomena occurred.
また、実施例４では、蛍光体含有樹脂シートに接する上金型の上面が平滑面である場合にも持ち帰り現象の発生が多かった。 In Example 4, the upper surface of the upper mold in contact with the phosphor-containing resins sheets were many occurrence of take-away phenomenon when a smooth surface.
また、実施例５〜７では、得られた封止体の表面粗さＲａが１．０μmより大きくなると持ち帰り現象が著しく改善されていることがわかる。 Moreover, in Examples 5-7, when the surface roughness Ra of the obtained sealing body becomes larger than 1.0 micrometer, it turns out that the take-out phenomenon is remarkably improved.
また、実施例８では、マイクロレンズの凹凸が実施例５〜７の粗い表面と同様の効果を奏するために、持ち帰り現象が著しく改善されていることがわかる。 Moreover, in Example 8, since the unevenness | corrugation of a micro lens has the same effect as the rough surface of Examples 5-7, it turns out that the take-out phenomenon is remarkably improved .
１ 回路基板
２ 半導体発光素子
３ 端子
４ マウント部
５ 蛍光体含有樹脂シート
６ 蛍光体
７ 圧縮成形金型
７ａ，７ａ' 上金型
７ｂ 下金型
７c 上金型７ａ'の表面
８ 不要部
９ ダイシングソー
１０，１１，１２ 半導体発光装置
１５ 外部アノード端子
１６ 外部カソード端子
２０ 封止体
３０ レーザ照射装置
３１ レーザビーム
1
Claims (14)
前記半導体発光素子の発する光の波長を変換するための蛍光体を含有する、常温で固体状または半固体状の蛍光体含有樹脂シートを、複数の前記半導体発光素子を覆うように回路基板の上に載置する蛍光体含有樹脂シート載置工程と、
前記蛍光体含有樹脂シートを圧縮成形することにより複数の前記半導体発光素子を封止して封止体を形成し、複数の半導体発光装置を形成させる圧縮成形工程と、
形成された複数の半導体発光装置を個片化する切断工程と、
を備えることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 A mounting step of mounting a plurality of semiconductor light emitting elements on the surface of one circuit board;
Wherein you containing a phosphor for converting the wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting element, a solid or semi-solid phosphor-containing resins sheet at normal temperature, the circuit to cover a plurality of the semiconductor light emitting element and as placing the phosphor-containing resins sheets you placed on the base plate 置工,
A plurality of said sealed semiconductor light-emitting element sealed body formed by compression molding step of forming a plurality of semiconductor light-emitting device by compression molding the phosphor-containing resins sheets,
A cutting step of separating the plurality of formed semiconductor light emitting devices into pieces,
A method for manufacturing a semiconductor light-emitting device.
前記蛍光体含有樹脂シートが、ＹＡＧ蛍光体、及び赤色系蛍光体を含有する請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。 The semiconductor light emitting element emits blue or green light;
The phosphor-containing resins sheets, YAG phosphor, and a manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to claim 5 containing a red phosphor.
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 13 number of 300 or more of the semiconductor light emitting element.
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