JP6089507B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
Light emitting device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6089507B2 JP6089507B2 JP2012192143A JP2012192143A JP6089507B2 JP 6089507 B2 JP6089507 B2 JP 6089507B2 JP 2012192143 A JP2012192143 A JP 2012192143A JP 2012192143 A JP2012192143 A JP 2012192143A JP 6089507 B2 JP6089507 B2 JP 6089507B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- emitting device
- conductive material
- side electrode
- anisotropic conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 55
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 155
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 133
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 119
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 119
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 99
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 75
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 14
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 20
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、発光装置の製造方法に関し、より詳細には、発光素子が支持体にフリップチップ実装された発光装置の製造方法に関する。また、本発明は、かかる製造方法によって製造可能な発光装置にも関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting device, and more particularly to a method for manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is flip-chip mounted on a support. The present invention also relates to a light-emitting device that can be manufactured by such a manufacturing method.
発光装置は、一般的に、発光ダイオードなどの発光素子を支持体に実装して製造されている。この実装方法の1つとして、フリップチップ実装がある(特許文献1および2を参照のこと)。フリップチップ実装は、発光素子を支持体にワイヤレスで実装でき、小面積化が可能で、垂直方向への光取り出し効率が高いという利点がある。
Generally, a light emitting device is manufactured by mounting a light emitting element such as a light emitting diode on a support. One of the mounting methods is flip chip mounting (see
従来、光取り出し効率を一層向上させるために、発光素子を支持体にフリップチップ実装した後、基板を除去した発光装置が知られている。より詳細には、この発光装置は次のようにして製造される(特許文献1を参照のこと)。まず、サファイア基板などの成長用基板上にn型半導体層、活性層およびp型半導体層を成長させ、p型半導体層および活性層をエッチングにより部分的に除去してn型半導体層を露出させた後、これにより得られる半導体層の基板と反対の同一面側にp側電極およびn側電極を形成し、p側電極およびn側電極上にAuバンプを形成して、発光素子のチップを作製する。他方、p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体を準備する。次に、これらチップおよび支持体を(チップの上下を反転させて)対向配置し、チップのp側電極およびn側電極に形成したAuバンプを、支持体のp側配線およびn側配線に超音波接合により機械的および電気的に接続する。そして、チップと支持体との間に形成される空間に電気絶縁性のアンダーフィル樹脂(シリコーン系樹脂)を注入して硬化させる。その後、チップから成長用基板をレーザリフトオフによって除去する。これにより露出した半導体層上に、適宜、蛍光体板等を貼付し得る。 Conventionally, in order to further improve the light extraction efficiency, a light emitting device in which a light emitting element is flip-chip mounted on a support and then a substrate is removed is known. More specifically, this light-emitting device is manufactured as follows (refer to Patent Document 1). First, an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are grown on a growth substrate such as a sapphire substrate, and the p-type semiconductor layer and the active layer are partially removed by etching to expose the n-type semiconductor layer. After that, a p-side electrode and an n-side electrode are formed on the same side opposite to the substrate of the semiconductor layer thus obtained, Au bumps are formed on the p-side electrode and the n-side electrode, and the chip of the light emitting element is formed. Make it. On the other hand, a support having a p-side wiring and an n-side wiring on the same surface is prepared. Next, these chips and the support are placed facing each other (with the top and bottom inverted), and Au bumps formed on the p-side electrode and the n-side electrode of the chip are superposed on the p-side wiring and the n-side wiring of the support. Connect mechanically and electrically by sonic bonding. Then, an electrically insulating underfill resin (silicone resin) is injected into the space formed between the chip and the support and cured. Thereafter, the growth substrate is removed from the chip by laser lift-off. A phosphor plate or the like can be appropriately attached on the exposed semiconductor layer.
上記従来の発光装置の製造方法では、Auバンプと配線とを超音波接合により堅固に接合し、チップと支持体との間に形成される空間にアンダーフィル樹脂を注入して硬化させた後、チップから基板を除去している。これにより得られた発光装置は、半導体層がAuバンプとアンダーフィル樹脂という2つの異なる材料と接して支持体に配置されることになるため、温度変化に曝されると、超音波接合により配線に電気的のみならず機械的に堅固に接合されたAuバンプとアンダーフィル樹脂との熱膨張差により熱応力が生じ、この熱応力が、基板の除去により強度が低くなった半導体層に直接加わって、半導体層が破壊される(割れる)ことがあり、信頼性の点で問題があった。 In the conventional method for manufacturing a light emitting device, the Au bump and the wiring are firmly bonded by ultrasonic bonding, and an underfill resin is injected and cured in a space formed between the chip and the support, The substrate is removed from the chip. The light emitting device thus obtained has a semiconductor layer placed on the support in contact with two different materials, Au bump and underfill resin. Thermal stress is generated due to the difference in thermal expansion between the Au bump and the underfill resin, which are not only electrically but also mechanically firmly bonded, and this thermal stress is directly applied to the semiconductor layer whose strength is reduced by removing the substrate. As a result, the semiconductor layer may be broken (cracked), which is problematic in terms of reliability.
かかる問題を解消するには、例えば、基板の除去により露出した半導体層の上面に金属などから成る疑似基板を形成して、半導体層を補強することが考えられる。しかしながら、この場合には、製造工程が増加するうえ、金属疑似基板により光取り出し効率が損なわれるという新たな問題が生じる。 In order to solve this problem, for example, it is conceivable to reinforce the semiconductor layer by forming a pseudo substrate made of metal or the like on the upper surface of the semiconductor layer exposed by removing the substrate. However, in this case, the manufacturing process increases and a new problem arises that the light extraction efficiency is impaired by the metal pseudo-substrate.
本発明は、発光素子が支持体にフリップチップ実装された発光装置の製造方法であって、高い光取り出し効率と高い信頼性の双方を有する発光装置を実現できる方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device in which a light-emitting element is flip-chip mounted on a support, which can realize a light-emitting device having both high light extraction efficiency and high reliability. .
本発明によれば、発光素子が支持体にフリップチップ実装された発光装置の製造方法であって、
(a)基板と、基板上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたp側電極およびn側電極とを有する構造体を準備し、
(b)p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体を準備し、
(c)上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とを、導電性粒子および第1樹脂を含む異方性導電材料を用いて、それぞれ電気的に接続し、その後、
(d)上記基板を上記構造体から除去して発光素子とする
ことを含む、発光装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is flip-chip mounted on a support,
(A) preparing a structure having a substrate, a semiconductor layer formed on the substrate, and a p-side electrode and an n-side electrode formed on the semiconductor layer;
(B) preparing a support having a p-side wiring and an n-side wiring on the same surface;
(C) The p-side electrode and the n-side electrode of the structure and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are electrically connected using an anisotropic conductive material containing conductive particles and a first resin, respectively. Then connect to
(D) A method for manufacturing a light emitting device is provided, which includes removing the substrate from the structure to form a light emitting element.
本発明の発光装置の製造方法によれば、基板を除去しているので、高い光取り出し効率を得ることができる。更に、支持体と発光素子との間において異方性導電材料を使用して、これらを異方性導電材料によって電気的に接続しているので、支持体と発光素子との間での異方性導電材料による充填と導通とを同時に実現することができる。そして、p側配線およびn側配線とp側電極およびn側電極とを、異方性導電材料を用いて電気的に接続しており、かかる電気的接続は異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、これにより得られた発光装置は、温度変化に曝されても、異方性導電材料の熱膨張によって生じる熱応力が半導体層全体に均一に加わることになり、よって、半導体層が破壊されることを低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。従って、基板の除去と異方性導電材料による接合とを組み合わせることにより、高い光取り出し効率と高い信頼性の双方を有する発光装置を実現することができる。 According to the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, since the substrate is removed, high light extraction efficiency can be obtained. Further, since an anisotropic conductive material is used between the support and the light-emitting element, and these are electrically connected by the anisotropic conductive material, anisotropy between the support and the light-emitting element. Filling and conduction with the conductive material can be realized at the same time. Then, the p-side wiring and the n-side wiring and the p-side electrode and the n-side electrode are electrically connected using an anisotropic conductive material, and the electrical connection is performed by the conductivity in the anisotropic conductive material. Since the light emitting device thus obtained is relatively flexible through the particles, the thermal stress generated by the thermal expansion of the anisotropic conductive material is uniformly applied to the entire semiconductor layer even when exposed to temperature changes. Therefore, it is possible to reduce or prevent the semiconductor layer from being broken, and to obtain high reliability. Therefore, by combining the removal of the substrate and the bonding with the anisotropic conductive material, a light emitting device having both high light extraction efficiency and high reliability can be realized.
本発明の発光装置の製造方法は、工程(c)にて、上記異方性導電材料は、上記構造体と上記支持体との間の空間を満たすと共に、上記基板の側面に少なくとも部分的に接触していてよい。かかる態様によれば、工程(d)にて基板を構造体から除去する際に、基板を側面にて保持しておくことができる。 In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, in the step (c), the anisotropic conductive material fills a space between the structure and the support, and at least partially on a side surface of the substrate. You may be in contact. According to this aspect, when removing the substrate from the structure in the step (d), the substrate can be held on the side surface.
本発明の発光装置の製造方法は、具体的には、工程(d)にて、上記基板の除去をレーザー照射により実施することができる。かかる様態によれば、容易に基板の除去を行うことができるので、量産性に優れた発光装置の製造方法とすることができる。特に、上記のように基板がその側面にて異方性導電材料により保持されている場合には、レーザー照射により基板が除去されると同時に吹き飛ぶことを防止できる。 Specifically, in the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, the substrate can be removed by laser irradiation in the step (d). According to this aspect, since the substrate can be easily removed, a method for manufacturing a light-emitting device with excellent mass productivity can be obtained. In particular, when the substrate is held by the anisotropic conductive material on the side surface as described above, it is possible to prevent the substrate from being blown off at the same time as the substrate is removed by laser irradiation.
本発明の発光装置の製造方法は、1つの態様において、工程(c)より後に、
(p)上記構造体(または上記発光素子)の周りを囲むようにして、上記異方性導電材料上に、該異方性導電材料より高い反射率を有する光反射体を形成することを更に含む。かかる態様によれば、光取り出し面側から見て上記半導体層の周囲に光反射体が設けられることとなるので、発光装置の明るさ性能(光束)を高めることができる。
In one embodiment, the method for producing a light emitting device of the present invention, after step (c),
(P) It further includes forming a light reflector having a higher reflectance than the anisotropic conductive material on the anisotropic conductive material so as to surround the structure (or the light emitting element). According to this aspect, since the light reflector is provided around the semiconductor layer when viewed from the light extraction surface side, the brightness performance (light flux) of the light emitting device can be enhanced.
好ましい態様においては、工程(p)を工程(d)より前に実施する。かかる態様によれば、基板の除去により露出した半導体層の上面に、光反射体を形成するための材料が付着して、その分、明るさ性能が損なわれることを防止できる。 In a preferred embodiment, step (p) is performed before step (d). According to this aspect, it is possible to prevent the material for forming the light reflector from adhering to the upper surface of the semiconductor layer exposed by removing the substrate, and the brightness performance can be prevented from being deteriorated accordingly.
上記光反射体は、例えば、シリコーン系樹脂に光反射性粒子を分散させて成る層、金属層、および誘電体多層膜からなる群より選択される。 The light reflector is selected from the group consisting of a layer formed by dispersing light reflective particles in a silicone-based resin, a metal layer, and a dielectric multilayer film, for example.
本発明の発光装置の製造方法は、1つの態様において、工程(d)より後に、
(q)上記基板の除去により露出した上記半導体層上に蛍光体層を形成することを更に含む。かかる態様によれば、使用する蛍光体の組成に応じて、発光装置から出る光の色(色温度)を変更することができる。
In one embodiment, the method for producing a light emitting device of the present invention includes, after step (d),
(Q) further comprising forming a phosphor layer on the semiconductor layer exposed by removing the substrate. According to this aspect, the color (color temperature) of the light emitted from the light emitting device can be changed according to the composition of the phosphor used.
具体的には、例えば、工程(q)は、上記半導体層上に蛍光体シート(蛍光体板とも呼ばれ得る)を接着することまたは蛍光体膜を電着形成することにより実施することができる。 Specifically, for example, step (q) can be performed by adhering a phosphor sheet (which may also be referred to as a phosphor plate) or electrodepositing a phosphor film on the semiconductor layer. .
本発明の発光装置の製造方法は、1つの態様において、工程(d)より後、工程(q)より前に、
(r)上記基板の除去により露出した上記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した異方性導電材料の部分を除去する(上記光反射体が形成されている場合には、異方性導電材料の該部分上の光反射体の部分も一緒に除去される)ことを更に含む。かかる態様によれば、最終的に得られる発光装置が異方性導電材料の上記部分を有する場合に比べて、明るさ性能を高めることができる。
In one embodiment, the method for producing a light emitting device of the present invention includes, after step (d), before step (q),
(R) The portion of the anisotropic conductive material protruding from the semiconductor layer is removed around the semiconductor layer exposed by the removal of the substrate (if the light reflector is formed, anisotropy is formed). And the portion of the light reflector on the portion of the conductive material is also removed). According to this aspect, the brightness performance can be improved as compared with the case where the finally obtained light-emitting device has the above-described portion of the anisotropic conductive material.
あるいは、例えば、工程(q)は、上記基板の除去により露出した上記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した異方性導電材料の部分を壁部として、該壁部で囲まれた該半導体層上の窪みに蛍光体含有樹脂を供給し、硬化させることにより実施することができる。かかる態様によれば、基板の除去により露出した上記半導体層の上面と同じ寸法を有する蛍光体層を容易に得ることができ、最終的に得られる発光装置の小面積化を図ることができて、単位面積当りの輝度を高めることができる。 Alternatively, for example, in the step (q), the portion of the anisotropic conductive material protruding from the semiconductor layer is surrounded by the wall portion around the semiconductor layer exposed by removing the substrate. It can be carried out by supplying a phosphor-containing resin to the depression on the semiconductor layer and curing it. According to this aspect, a phosphor layer having the same dimensions as the upper surface of the semiconductor layer exposed by removing the substrate can be easily obtained, and the area of the finally obtained light emitting device can be reduced. The luminance per unit area can be increased.
本発明の発光装置の製造方法は、上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とが、上記異方性導電材料を用いて、それぞれ電気的に接続されている限り、特に限定されない。例えば、上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線との間の電気的接続は、異方性導電材料(より詳細には異方性導電材料中の導電性粒子)のみによるものであっても、異方性導電材料に加えて他の導電性部材によるものであってもよい。 In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, the p-side electrode and the n-side electrode of the structure and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are electrically connected to each other using the anisotropic conductive material. As long as it is connected, it is not particularly limited. For example, the electrical connection between the p-side electrode and the n-side electrode of the structure and the p-side wiring and the n-side wiring of the support is made of an anisotropic conductive material (more specifically, in the anisotropic conductive material). In addition to the anisotropic conductive material, other conductive members may be used.
例えば、本発明の発光装置の製造方法は、1つの態様において、工程(c)より前に、
(s)上記構造体のp側電極およびn側電極上、あるいは、上記支持体のp側配線およびn側配線上にバンプを形成することを更に含み、
工程(c)にて、上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とを、上記異方性導電材料を用いて、上記バンプを介して、それぞれ電気的に接続するものであってよい。この電気的接続は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とを、異方性導電材料を用いて電気的に接続することによって実現され得る。かかる電気的接続は異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、この態様により得られた発光装置は、温度変化に曝されても、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が半導体層に直接加わらない。更に、これにより得られた発光装置は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とが導電性粒子を介さずに直接接続(または接合)される場合に比べて、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が緩和される。これらの結果、半導体層が破壊されることをより一層低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
For example, in one embodiment, the method for manufacturing a light emitting device of the present invention includes, before step (c),
(S) further comprising forming bumps on the p-side electrode and n-side electrode of the structure, or on the p-side wiring and n-side wiring of the support,
In the step (c), the p-side electrode and the n-side electrode of the structure and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are respectively formed through the bumps using the anisotropic conductive material. It may be electrically connected. This electrical connection can be realized by electrically connecting the bump and the p-side wiring and the n-side wiring or the p-side electrode and the n-side electrode using an anisotropic conductive material. Since such electrical connection is performed relatively flexibly through the conductive particles in the anisotropic conductive material, the light-emitting device obtained according to this aspect can be connected to the bump and the anisotropic conductive material even when exposed to a temperature change. Thermal stress generated by the difference in thermal expansion of the semiconductor layer is not directly applied to the semiconductor layer. Furthermore, the light-emitting device obtained by this is compared with the case where the bump and the p-side wiring and the n-side wiring or the p-side electrode and the n-side electrode are directly connected (or joined) without the conductive particles. Thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the bump and the anisotropic conductive material is relieved. As a result, the semiconductor layer can be further reduced or prevented from being destroyed, and high reliability can be obtained.
本発明の発光装置の製造方法の上記態様においては、
工程(a)にて、p側電極およびn側電極が開口部を有する保護膜で被覆されており、
工程(s)にて、バンプをp側電極およびn側電極上に、上記保護膜の開口部に位置し、かつバンプの頂部が保護膜から突出するように形成するものであってよい。この場合、p側電極およびn側電極が保護膜で覆われているので、これら電極を、工程中(製造過程)に生じ得る外傷から保護することができる。また、この場合、バンプがp側電極およびn側電極上(上記構造体側)に形成されているので、バンプがp側配線およびn側配線上(上記支持体側)に形成されている場合よりも、上記構造体を上記支持体上に容易に位置合わせして載置することができる。
In the above aspect of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention,
In the step (a), the p-side electrode and the n-side electrode are covered with a protective film having an opening,
In the step (s), the bump may be formed on the p-side electrode and the n-side electrode so that the bump is positioned at the opening of the protective film and the top of the bump protrudes from the protective film. In this case, since the p-side electrode and the n-side electrode are covered with the protective film, these electrodes can be protected from damage that may occur during the process (manufacturing process). In this case, since the bumps are formed on the p-side electrode and the n-side electrode (the structure side), the bumps are formed on the p-side wiring and the n-side wiring (the support side). The structure can be easily aligned and placed on the support.
本発明に用いる異方性導電材料は、フィラーを更に含み、該フィラーは、金属酸化物、金属窒化物およびカーボンからなる群より選択される少なくとも1種の粒子であってよい。かかるフィラーは、異方性導電材料の熱抵抗を低くし、半導体層から光と共に発生する熱を異方性導電材料を通じて外部に効率的に放出することができる。 The anisotropic conductive material used in the present invention further includes a filler, and the filler may be at least one kind of particles selected from the group consisting of a metal oxide, a metal nitride, and carbon. Such a filler can reduce the thermal resistance of the anisotropic conductive material, and can efficiently release the heat generated together with light from the semiconductor layer to the outside through the anisotropic conductive material.
本発明に用いる異方性導電材料に関し、上記導電性粒子は、第2樹脂から成るコアと、該コアを被覆する金属から成る導電性層とから成っていることが好ましい。かかる態様によれば、異方性導電材料中、導電性粒子の内外がいずれも樹脂(第1樹脂および第2樹脂)から成るので、熱による膨張収縮挙動が近く、これにより、発光装置が温度変化に曝されても、異方性導電材料中に発生する熱応力を小さくすることができ、電気的接続を十分に維持しつつ、半導体層が破壊されることを効果的に低減または防止することができる。 Regarding the anisotropic conductive material used in the present invention, the conductive particles preferably include a core made of a second resin and a conductive layer made of a metal covering the core. According to this aspect, since both the inside and outside of the conductive particles are made of the resin (first resin and second resin) in the anisotropic conductive material, the thermal expansion and contraction behavior is close. Even when exposed to changes, the thermal stress generated in the anisotropic conductive material can be reduced, effectively reducing or preventing the semiconductor layer from being destroyed while maintaining sufficient electrical connection. be able to.
具体的には、上記第1樹脂の熱膨張係数に対する、該第1樹脂の熱膨張係数と上記第2樹脂の熱膨張係数との差の絶対値の割合が、1.0以下であることが好ましい。本発明において熱膨張係数とは、線膨張率を意味する。また、第1樹脂および第2樹脂の熱膨張係数は、これら樹脂が硬化した状態(製品である発光装置に含まれる樹脂と同じ状態)での熱膨張係数を意味する。各種樹脂の熱膨張係数は、既知であるが、JIS K7197に従って、25〜85℃の間の平均線膨張率として測定できる。 Specifically, the ratio of the absolute value of the difference between the thermal expansion coefficient of the first resin and the thermal expansion coefficient of the second resin to the thermal expansion coefficient of the first resin is 1.0 or less. preferable. In the present invention, the thermal expansion coefficient means a linear expansion coefficient. Moreover, the thermal expansion coefficient of 1st resin and 2nd resin means the thermal expansion coefficient in the state which these resin hardened | cured (the same state as resin contained in the light-emitting device which is a product). Although the thermal expansion coefficient of various resins is known, it can be measured as an average linear expansion coefficient between 25 and 85 ° C. according to JIS K7197.
異方性導電材料は、導電性粒子および第1樹脂に加えて、上述したフィラーなどのその他の成分を含み得、かかるフィラーなどは、上記異方性導電材料から導電性粒子を除いた材料の平均熱膨張係数に影響する。よって、上記異方性導電材料から導電性粒子を除いた材料の平均熱膨張係数に対する、該平均熱膨張係数と上記第2樹脂の熱膨張係数との差の絶対値の割合が、1.0以下であることが好ましい。本発明において、異方性導電材料から導電性粒子を除いた材料の平均熱膨張係数は、異方性導電材料を構成する材料から導電性粒子を除いた残りの材料(または成分)について、各材料の熱膨張係数にその配合比(体積比)を乗じた総和として算出され、簡便には、微量配合される成分は無視可能である。 The anisotropic conductive material may include other components such as the filler described above in addition to the conductive particles and the first resin, and the filler is made of a material obtained by removing the conductive particles from the anisotropic conductive material. Affects average thermal expansion coefficient. Therefore, the ratio of the absolute value of the difference between the average thermal expansion coefficient of the material obtained by removing conductive particles from the anisotropic conductive material and the thermal expansion coefficient of the second resin is 1.0. The following is preferable. In the present invention, the average coefficient of thermal expansion of the material obtained by removing the conductive particles from the anisotropic conductive material is determined for each of the remaining materials (or components) obtained by removing the conductive particles from the material constituting the anisotropic conductive material. It is calculated as a sum of the thermal expansion coefficient of the material and its blending ratio (volume ratio), and the components blended in a trace amount are negligible.
また、本発明によれば、
半導体層と、上記半導体層の同一面側に形成されたp側電極およびn側電極とを有する発光素子と、
p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体と、
上記発光素子の半導体層の、上記p側電極および上記n側電極が形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層と
を備え、
上記発光素子のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とが、少なくとも異方性導電材料によって、それぞれ電気的に接続されており、該異方性導電材料は導電性粒子および第1樹脂を含むことを特徴とする発光装置も提供される。
Moreover, according to the present invention,
A light-emitting element having a semiconductor layer, and a p-side electrode and an n-side electrode formed on the same side of the semiconductor layer;
a support having a p-side wiring and an n-side wiring on the same surface;
A phosphor layer disposed on the surface of the semiconductor layer of the light emitting element opposite to the surface on which the p-side electrode and the n-side electrode are formed;
The p-side electrode and n-side electrode of the light-emitting element and the p-side wiring and n-side wiring of the support are electrically connected by at least an anisotropic conductive material, respectively. There is also provided a light emitting device including conductive particles and a first resin.
かかる本発明の発光装置によれば、上記半導体層の、上記p側電極および上記n側電極が形成された面と反対側の面に(すなわち、半導体層から基板が除去された半導体層に)蛍光体層が設けられており、高い光取り出し効率および高輝度を有する発光装置を得ることができる。そして、p側配線およびn側配線とp側電極およびn側電極とを異方性導電材料によって電気的に接続しており、かかる電気的接続は、より詳細には、異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、本発明の発光装置は、温度変化に曝されても、異方性導電材料の熱膨張によって生じる熱応力が半導体層層全体に均一に加わることになり、よって、半導体層が破壊されることを低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。 According to the light emitting device of the present invention, the surface of the semiconductor layer opposite to the surface on which the p-side electrode and the n-side electrode are formed (that is, on the semiconductor layer from which the substrate is removed). A phosphor layer is provided, and a light emitting device having high light extraction efficiency and high luminance can be obtained. Then, the p-side wiring and the n-side wiring and the p-side electrode and the n-side electrode are electrically connected by an anisotropic conductive material, and this electrical connection is more specifically described in the anisotropic conductive material. Since the light emitting device of the present invention is relatively flexible through the conductive particles of the present invention, thermal stress generated by thermal expansion of the anisotropic conductive material is uniformly applied to the entire semiconductor layer even when exposed to temperature changes. Therefore, the destruction of the semiconductor layer can be reduced or prevented, and high reliability can be obtained.
本発明の発光装置において、上記異方性導電材料は、上記発光素子と上記支持体との間の空間を満たすと共に、上記蛍光体層の側面に少なくとも部分的に接触していてよい。 In the light emitting device of the present invention, the anisotropic conductive material fills a space between the light emitting element and the support, and may be at least partially in contact with a side surface of the phosphor layer.
本発明の発光装置は、1つの態様において、上記発光素子のp側電極およびn側電極上、あるいは、上記支持体のp側配線およびn側配線上に設けられたバンプを更に備え、
上記発光素子のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とが、上記異方性導電材料および上記バンプによって、それぞれ電気的に接続されていてよい。この電気的接続は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とを、異方性導電材料によって電気的に接続することによって実現され得る。かかる電気的接続は異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、この態様における発光装置は、温度変化に曝されても、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が半導体層に直接加わらない。更に、この発光装置は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とが導電性粒子を介さずに直接接続(または接合)される場合に比べて、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が緩和される。これらの結果、半導体層が破壊されることをより一層低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
In one aspect, the light-emitting device of the present invention further includes bumps provided on the p-side electrode and the n-side electrode of the light-emitting element, or on the p-side wiring and the n-side wiring of the support,
The p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element and the p-side wiring and the n-side wiring of the support may be electrically connected by the anisotropic conductive material and the bump, respectively. This electrical connection can be realized by electrically connecting the bump and the p-side wiring and the n-side wiring or the p-side electrode and the n-side electrode with an anisotropic conductive material. Since such electrical connection is relatively flexible through the conductive particles in the anisotropic conductive material, the light-emitting device in this embodiment can be thermally expanded between the bump and the anisotropic conductive material even when exposed to a temperature change. Thermal stress caused by the difference is not directly applied to the semiconductor layer. Furthermore, this light emitting device is different from the bump in comparison with the case where the bump and the p-side wiring and the n-side wiring or the p-side electrode and the n-side electrode are directly connected (or joined) without the conductive particles. The thermal stress caused by the difference in thermal expansion from the conductive conductive material is alleviated. As a result, the semiconductor layer can be further reduced or prevented from being destroyed, and high reliability can be obtained.
本発明の発光装置は、1つの態様において、上記発光素子の周囲で上記異方性導電材料上に配置された光反射体を更に備えることが好ましい。かかる様態によれば、発光素子の周囲に露出した異方性導電材料上(上面および側面)に、異方性導電材料より高反射率の材料からなる光反射体を設けられるため、異方性導電材料での光吸収を抑制し、光取り出し効率を向上させることができる。 In one aspect, the light emitting device of the present invention preferably further includes a light reflector disposed on the anisotropic conductive material around the light emitting element. According to this aspect, the light reflector made of a material having a higher reflectance than the anisotropic conductive material is provided on the anisotropic conductive material (upper surface and side surface) exposed around the light emitting element. Light absorption by the conductive material can be suppressed and light extraction efficiency can be improved.
本発明によれば、発光素子が支持体にフリップチップ実装された発光装置の製造方法において、異方性導電材料を用いて実装した後、基板を除去しているので、高い光取り出し効率と高い信頼性の双方を有する発光装置を実現することができる。 According to the present invention, in a method of manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is flip-chip mounted on a support, the substrate is removed after mounting using an anisotropic conductive material, so that high light extraction efficiency and high A light emitting device having both reliability can be realized.
本発明の実施形態における発光装置の製造方法について、以下、図面を参照しながら詳述する。発明の理解を容易にする目的で、本発明を複数の実施形態に分けて説明するが、これら実施形態はそれぞれ独立するものではなく、相互に共有可能な特徴および/または構成は、他の実施形態の説明を適用できる。なお、添付の図面には、発明の理解を容易にする目的で、誇張して表現している部分がある点に留意されたい。 Hereinafter, a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For the purpose of facilitating the understanding of the present invention, the present invention will be described by dividing it into a plurality of embodiments. However, these embodiments are not independent from each other, and features and / or configurations that can be shared with each other are not limited to those described in the other embodiments. A description of the form is applicable. It should be noted that the accompanying drawings include parts exaggerated for the purpose of facilitating understanding of the invention.
(実施形態1)
本実施形態は、発光素子のp側電極およびn側電極と支持体のp側配線およびn側配線とが、異方性導電材料によって、バンプなしに、それぞれ電気的に接続されている態様に関する。
(Embodiment 1)
The present embodiment relates to a mode in which the p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are electrically connected to each other without a bump by an anisotropic conductive material. .
まず、図1(a)〜(c)に示すように、基板1と、半導体層5と、半導体層5の基板1と反対の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する構造体7を準備する。より詳細には、図1(a)に示すように、基板(成長用基板)1上に、少なくともn型半導体層2、活性層3およびp型半導体層4を順次積層し、これらを含む複数の半導体層を形成する。半導体層は、バッファ層およびコンタクト層などを適宜含んでいてよい。代表的には、基板1にはサファイア基板を使用でき、n型半導体層2、活性層3およびp型半導体層4は窒化物半導体から成り得る。次いで、図1(b)に示すように、p型半導体層4、活性層3およびn型半導体層2をエッチングにより部分的に除去してn型半導体層2を露出させて、半導体層(積層体)5を得る。その後、図1(c)に示すように、最上層のp型半導体層4上にp側電極6aを形成し、露出させたn型半導体層2上にn側電極6bを形成する。例えば、p側電極6aは、Agを含む反射型電極であってよく、n側電極6bはAlを含む反射型電極であってよい。また、p側電極6aおよびn側電極6bとして、適宜、ITO等の透光性電極を形成してもよい。
First, as shown in FIGS. 1A to 1C, a
その後、適宜、所定の寸法にカットして、発光素子のチップ(ダイス)9(図1(d)参照)を得る。 Thereafter, it is appropriately cut to a predetermined size to obtain a light emitting element chip (die) 9 (see FIG. 1D).
以上により、基板1と、基板1上に形成された半導体層5と、半導体層5の基板1と反対の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する構造体7を備えるチップ9が作製される。チップ9は、通常、発光ダイオードであり、チップ9を構成する各部材の材料、形状、形成方法等は、適宜、変更してよい。
As described above, the
他方、図2(a)に示すように、p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20を準備する。この支持体20は、パッケージ成形体であってよく、図示する態様では、チップ9を収容する凹部を有する樹脂成形体12と、凹部の底面に形成されたp側配線11aおよびn側配線11bと、樹脂成形体12の裏面に形成されたリード13a、13bと、これらの間を電気的に接続する導電体から成るビア14a、14bを有する。
On the other hand, as shown in FIG. 2A, a
次に、支持体20の凹部底面に、異方性導電材料23を供給する。異方性導電材料23は、バインダ樹脂22として第1樹脂と、このバインダ樹脂(第1樹脂)22中に分散した導電性粒子21とを含み、必要に応じて他の成分を含み得る。本実施形態において、導電性粒子21は、図6に示すように、第2樹脂から成るコア21aと、このコア21aを被覆する金属から成る導電性層21bとにより構成されている。異方性導電材料23の組成(バインダ樹脂22、導電性粒子21、および存在する場合にはその他の成分の各含有割合)、導電性粒子21の平均粒径、導電性層21bの厚さ等は適宜設定できる。
Next, the anisotropic
バインダ樹脂22である第1樹脂は、熱硬化性樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂などであってよく、場合により熱可塑性樹脂などと混合されていてもよい。導電性粒子21のコア21aを成す第2樹脂は、任意の適切な樹脂、例えば、メタクリル樹脂などであってよい。第1樹脂および第2樹脂に使用可能な樹脂の例を表1に示す。これら第1樹脂および第2樹脂は、第1樹脂の熱膨張係数k1に対する、第1樹脂の熱膨張係数k1と第2樹脂の熱膨張係数k2との差の絶対値の割合(=|k2−k1|/k1)が、1.0以下であることが好ましく、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.2以下である。第1樹脂および第2樹脂の組み合わせは、例えば、エポキシ樹脂とメタクリル樹脂や、エポキシ樹脂とアクリル樹脂などが挙げられる。第1樹脂と第2樹脂とは、異なり得るが、同じであってもよい(この場合、上記割合は最小のゼロとなる)。
The first resin that is the
導電性粒子21の導電性層21bは、金属、例えばAu、Niなどから成る。かかる導電性層21bは、第2樹脂から成るコア21aの表面に、例えば、無電解メッキ、電解メッキ、メカノフュージョン(メカノケミカル的反応)などにより形成可能である。異方性導電材料23中の導電性粒子21の含有量は、特に限定されず、適宜選択可能である。
The
異方性導電材料23に含まれ得る他の成分としては、フィラーや、その他、硬化促進剤、粘度調整剤などの添加剤が挙げられる。フィラーは、バインダ樹脂22より伝熱性の高い材料、例えば金属酸化物(例えば、TiO2やAl2O3など)、金属窒化物(例えば、AlNなど)、カーボンなどの粒子であってよく、一般的には、導電性粒子より小さい粒子寸法を有する。異方性導電材料23中のフィラーの含有量は、特に限定されないが、例えば5〜80体積%、好ましくは30〜70体積%であり、異方性導電材料23から導電性粒子21を除いた材料における、第1樹脂とフィラーの配合比は、例えば100:10〜90、好ましくは100:40〜80(体積基準)である。異方性導電材料23から導電性粒子21を除いた材料の平均熱膨張係数kaに対する、平均熱膨張係数kaと第2樹脂の熱膨張係数k2との差の絶対値の割合(=|k2−ka|/ka)が、1.0以下であることが好ましく、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.2以下である。ここで、その他の添加剤は、異方性導電材料23中に微量配合され得、平均熱膨張係数kaの算出にあたって無視可能である。よって、熱膨張係数k1と平均熱膨張係数kaの相違は主としてフィラーによるものであり、フィラーの添加により放熱性が向上すると共に、平均熱膨張係数kaを調整できる。
Other components that can be included in the anisotropic
異方性導電材料23の供給量および粘度は、図2(b)を参照して以下に説明する状態となるように調整される。
The supply amount and viscosity of the anisotropic
上記の通り支持体20の凹部底面に供給した異方性導電材料23の上に、図1(d)に示すチップ9の上下を反転させ、支持体20に対して位置合わせして載置し、加圧および加熱する。これにより、図2(b)に示すように、異方性導電材料23は、チップ9(より詳細には上記構造体、以下も同様)と支持体20との間の空間を満たすと共に、壁部23aにてチップ9の基板1の側面1aに少なくとも部分的に接触した状態で、バインダ樹脂22が硬化することにより、チップ9と支持体20とを機械的(または物理的)に接合する。更に、このとき、異方性導電材料23中の導電性粒子21が、電極6a、6bと配線11a、11bとの間で圧力が加えられた状態で接合されることにより、これらを電気的に接続する。すなわち、加圧および加熱によりバインダ樹脂22を押し広げ、対向電極間に導電性粒子21を少なくとも1個以上挟み込むことで、圧着部における厚み方向に対しては導電性、一方、面方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示す。接続の信頼性は、対向電極間に挟まれた導電性粒子21をバインダ樹脂22の凝集力によって維持することで保たれる。この結果、チップ9(より詳細には構造体7)のp側電極6aおよびn側電極6bと、支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、異方性導電材料23(導電性粒子21および第1樹脂22を含む)によって、それぞれ電気的に接続される。
As described above, the
本実施形態では、チップ9は、チップ9全体が異方性導電材料23を介して支持体20上に設けられるため、異方性導電材料23の熱膨張によって生じる熱応力が半導体層5全体に均一に加わることになり、半導体層5の割れを防ぐことができる。
In the present embodiment, the
次に、図3(a)に示すように、チップ9の周りを囲むようにして、異方性導電材料23上に、異方性導電材料23より高い反射率を有する光反射体31を形成する。光反射体31を設けることによって、最終的に得られる発光装置の明るさ性能(光束)を高めることができる。光反射体31は、図示するように、樹脂成形体12の凹部内にて、異方性導電材料23から露出した支持体20と接触していてよい。
Next, as shown in FIG. 3A, a
光反射体31は、例えば、シリコーン系樹脂に光反射性粒子(例えばTiO2、SiO2、ZrO2、BaSO4、MgO等の粒子)を分散させて成る層、金属層(例えばAg、Alなどから成る単層または多層)、誘電体多層膜であってよい。シリコーン系樹脂に光反射性粒子を分散させて成る層は、未硬化のシリコーン系樹脂に光反射性粒子を分散させた材料(高反射性材料)を異方性導電材料23上に供給し、硬化させることによって形成できる。シリコーン系樹脂に代えて、他の熱、光および/または湿気硬化性樹脂を使用してもよい。また、光反射体31を金属層とする場合には、スパッタまたは蒸着によって形成できる。光反射体31を誘電体多層膜とする場合には、スパッタの多層積層によって形成でき、誘電体膜の数は適宜設定され得る。
The
その後、図3(b)に示すように、基板1をチップ9から除去する。基板1の除去は、レーザー照射により実施することができる。これには、レーザーリフトオフ(LLO)技術を適用し得、エキシマレーザーなどの高出力のレーザー光を基板1の露出面(底面)側から照射して、基板1と半導体層5との境界近傍にて半導体物質を昇華/気化させて、基板1と半導体層5を分離し、基板1をピックアップして剥離することができる。従来、かかるレーザーリフトオフにより基板1を剥離する際、剥離基板が吹き飛んで、レーザー照射装置の光学系部品を損傷するという問題があり、メンテナンス周期の短期化など量産性を損なっていた。これに対し、本実施形態によれば、異方性導電材料23が基板1の側面1aと少なくとも部分的に接触した状態で硬化しており、基板1を保持しているので、剥離基板が吹き飛ぶことを防止でき、量産性を向上させることができる。異方性導電材料による保持力は、従来一般的に使用されているアンダーフィルに比べて大きく、剥離基板の吹き飛びを防止でき、かつ、分離後の基板1を機械的にピックアップできる程度である。
Thereafter, the
本実施形態では、基板1を除去する前に光反射体31を形成しているので、半導体層5の上面5aに、光反射体31を形成するための材料が付着することがなく、かかる付着によって明るさ性能が損なわれることを防止できる。
In the present embodiment, since the
チップ9(より詳細には構造体7)から基板1が除去された残部は発光素子9’となる。基板1の除去により、半導体層5の上面5aが露出し、また、異方性導電材料23の壁部23aは、基板1の除去により露出した半導体層5の周囲で、半導体層5より突出する。
The remaining part from which the
そして、本実施形態においては、図4(a)に示すように、異方性導電材料23の壁部23aを除去する。このとき、異方性導電材料23の壁部23a上に位置する光反射体31の部分も一緒に除去される。かかる除去は、切削加工、グラインディングなど、任意の適切な方法を利用できる。これにより、異方性導電材料23(および光反射体31)の頂部は、半導体層5の上面5aと実質的に同じ高さレベルとなる。異方性導電材料23の壁部23aを残すと、壁部23aに光が吸収され得るが、本実施形態のように壁部23aを除去することにより光吸収を抑制でき、最終的に得られる発光装置の明るさ性能を高めることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the
その後、図4(b)に示すように、半導体層5の上面5aに蛍光体層32を形成する。蛍光体層32の形成は、半導体層5の上面5aに蛍光体シート(または蛍光体板、以下も同様)を接着することにより実施し得る。接着には、例えば、シリコーン系樹脂などの接着剤を使用してよい。蛍光体シートは、半導体層5の上面5aの寸法に対応して予め切断されており、半導体層5の上面5aの全体を覆うように(上面5aが露出しないように)、半導体層5の上面5aと同じか若干大きい寸法とされ得る。本実施形態によれば、予め、異方性導電材料23(および光反射体31)の壁部23aが除去され、その頂部が半導体層5の上面5aと同じ高さとなっているので、蛍光体シート寸法が半導体層の上面寸法以上であったり、蛍光体シートの配置精度が十分高くなかったりしても、蛍光体シートが壁部23aに引っ掛かることなく、半導体層5の上面5aに容易に密接して配置することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
あるいは、蛍光体層32の形成は、半導体層5の上面5aに蛍光体膜を電着形成することにより実施し得る。これにより形成される蛍光体層32は、半導体層5の上面5aと同じ寸法を有することとなり、最終的に得られる発光装置の小面積化に寄与し、単位面積当りの輝度を高めることができる。
Alternatively, the
蛍光体層32を設けることによって、蛍光体層32に含まれる蛍光体の組成に応じて、発光装置から出る光の色(色度または色温度)を変更することができる。例えば、半導体層5にて青色の光が発生する場合には、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体を用いて、白色の光を得ることができる。
By providing the
その後、図5に示すように、封止樹脂33として第3樹脂を樹脂成形体12の凹部内(蛍光体層32が設けられた半導体層5および異方性導電材料23などの上)に供給して封止する(モールド)。第3樹脂には、熱、光、湿気硬化性樹脂を使用してよいが、透光性、透明性、耐熱性、密着性などの点からシリコーン系樹脂が好ましく使用される。かかる封止は、未硬化の第3樹脂を樹脂成形体12の凹部内に供給し、硬化させることによって実施できる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the third resin is supplied as the sealing
以上により、本実施形態の発光装置39が製造される。発光装置39は、
半導体層5と、半導体層5の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する発光素子9’と、
p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20と、
を備え、
発光素子9’のp側電極6aおよびn側電極6bと支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、導電性粒子21および第1樹脂(バインダ樹脂22)を含む異方性導電材料23によって、それぞれ電気的に接続されている。
Thus, the
A
a
With
The p-
本実施形態において、発光素子9’は基板1が除去されており、よって、発光装置39は、発光素子9’の半導体層5の、p側電極6aおよびn側電極6bが形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層32を備えることができる。半導体層5の周縁部は異方性導電材料23と接触し、蛍光体層32の周縁部は異方性導電材料23から露出し得る。加えて、発光装置39は、発光素子9’の周囲で異方性導電材料23上に配置され、異方性導電材料23より高い反射率を有する光反射体31を更に含み得る。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、高性能かつ高信頼性の発光装置39を効率的に(安価で量産するのに適した方法で)製造することができる。
According to the present embodiment, the high-performance and highly reliable light-emitting
特に、本実施形態によれば、発光装置39において基板1が除去されているので、光が基板1内で反射して減衰することによる光の損失をなくすことができ、よって、高い光取り出し効率を得ることができる。また、本実施形態によれば、電極6a、6bと配線11a、11bとの間の電気的接続は、これらの間で圧力が加えられた状態で接合された導電性粒子21により確保されるので、発光装置39が温度変化に曝され、異方性導電材料23(特にバインダ樹脂22)の熱膨張によって熱応力が生じても、上記接合された導電性粒子21が存在することによって熱応力を緩和することができて、半導体層5に加わる熱応力を低減することができ、熱応力が半導体層全体に均一にかかることになる。この結果、半導体層5の強度が(基板1を除去した分)小さくなっていても、半導体層5が破壊されることを低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
In particular, according to the present embodiment, since the
加えて、本実施形態によれば、異方性導電材料23における導電性粒子21のコアを第2樹脂により構成し、異方性導電材料23の組成を、導電性粒子21の内外において熱による膨張収縮挙動が近くなるように選択し、具体的には、異方性導電材料23のバインダ樹脂(第2樹脂)の熱膨張係数に対する第1樹脂と第2樹脂の熱膨張係数差の絶対値の割合、および、異方性導電材料23から導電性粒子21を除いた材料の平均熱膨張係数に対する平均熱膨張係数と第2樹脂の熱膨張係数差の絶対値の割合をそれぞれ所定範囲内となるように選択している。これにより、発光装置39が温度変化に曝されても、異方性導電材料23中に発生する熱応力、より詳細には、導電性粒子21とバインダ樹脂22との間で生じる熱膨張差を小さくすることができ、導電性粒子21による電気的接続を十分に維持しつつ、半導体層5が破壊されることを一層効果的に低減または防止することができる。
In addition, according to the present embodiment, the core of the
なお、従来、異方性導電材料は、着色しているため光が吸収されてしまうことや、放熱性が良好でないことから、発光素子の実装にはあまり利用されてこなかった。これに対して、本実施形態においては、光反射体31を設けて明るさ性能を高め、また、伝熱性の比較的高いフィラーを添加して放熱性を向上させている。但し、これらは本発明に必須でない点に留意されたい。
Heretofore, anisotropic conductive materials have been used for mounting light-emitting elements because they are colored and absorb light or have poor heat dissipation. On the other hand, in this embodiment, the
(実施形態2)
本実施形態は、発光素子のp側電極およびn側電極と支持体のp側配線およびn側配線とが、異方性導電材料およびバンプによって、それぞれ電気的に接続されている態様に関する。なお、特に説明のない限り、実施形態1と同様の説明が当て嵌まるものとする。
(Embodiment 2)
The present embodiment relates to an aspect in which the p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are electrically connected by an anisotropic conductive material and a bump, respectively. Note that the same description as in the first embodiment applies unless otherwise specified.
まず、実施形態1にて図1(a)〜(c)を参照して上述したのと同様にして、図7(a)〜(c)に示すように、基板1と、半導体層5と、半導体層5の基板1と反対の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する構造体7を準備する。
First, in the same manner as described above with reference to FIGS. 1A to 1C in the first embodiment, as shown in FIGS. 7A to 7C, the
本実施形態に必須ではないが、p側電極6aおよびn側電極6b上に保護膜を形成し、後述するバンプ8aおよび8bに対応する位置に開口部を設けて、これにより、p側電極6aおよびn側電極6bを、開口部を有する保護膜(図示せず)で被覆することが好ましい。保護膜は、シリコン酸化物(SiO2)膜であってよいが、誘電体多層膜などの多層膜反射鏡(DBR:Distributed Bragg Reflector)であってもよい。かかる保護膜により、p側電極6aおよびn側電極6bを工程中(製造過程)に生じ得る外傷から保護することができる。
Although not essential to the present embodiment, a protective film is formed on the p-
そして、図7(d)に示すように、p側電極6aおよびn側電極6b上に、バンプ8a、8bを形成する。バンプ8a、8bは、上述した保護膜(図示せず)の開口部内で、p側電極6aおよびn側電極6b上に位置し、かつバンプ8a、8bの頂部が保護膜から突出するようにして形成される。バンプ8a、8bの頂部は、図示するように、基板1と半導体層5との間の境界面からほぼ同じ高さ(図中、点線にて示す)に位置することが好ましい。バンプ8a、8bは、例えば、Auバンプであってよい。
Then, as shown in FIG. 7D, bumps 8a and 8b are formed on the p-
その後、適宜、所定の寸法にカットして、発光素子のチップ(ダイス)10(図7(d)参照)を得る。バンプ8a、8bの頂部は、ほぼ同じ高さに揃えることが好ましい。これにより、チップ10を後述する支持体20に実装する際、チップ10全体にかかる圧力が均一になるので、チップ10の接合傾きを抑制することができる。
Thereafter, it is appropriately cut to a predetermined size to obtain a light emitting element chip (die) 10 (see FIG. 7D). It is preferable that the tops of the
以上により、基板1と、基板1上に形成された半導体層5と、半導体層5の基板1と反対の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する構造体7を備え、加えて、バンプ8a、8bを備えるチップ10が作製される。チップ10は、通常、発光ダイオードであり、チップ10を構成する各部材の材料、形状、形成方法等は、適宜、変更してよい。
As described above, the
他方、実施形態1にて図2(a)を参照して上述したのと同様にして、図8(a)に示すように、p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20を準備する。
On the other hand, in the same manner as described above with reference to FIG. 2A in the first embodiment, as shown in FIG. 8A, the support having the p-
次に、支持体20の凹部底面に、異方性導電材料23を供給する。異方性導電材料23は、実施形態1と同様のものであってよい。
Next, the anisotropic
異方性導電材料23の供給量および粘度は、図8(b)を参照して以下に説明する状態となるように調整される。
The supply amount and viscosity of the anisotropic
上記の通り支持体20の凹部底面に供給した異方性導電材料23の上に、図7(d)に示すチップ10の上下を反転させ、支持体20に対して位置合わせして載置し、加圧および加熱する。これにより、図8(b)に示すように、異方性導電材料23は、チップ10(より詳細には上記構造体、以下も同様)と支持体20との間の空間を満たすと共に、壁部23aにてチップ10の基板1の側面1aに少なくとも部分的に接触した状態で、バインダ樹脂22が硬化することにより、チップ10と支持体20とを機械的(または物理的)に接合する。更に、このとき、異方性導電材料23中の導電性粒子21が、バンプ8a、8bと配線11a、11bとの間で圧力が加えられた状態で接合されることにより、これらを電気的に接続する。この結果、チップ10(より詳細には構造体7)のp側電極6aおよびn側電極6bと、支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、異方性導電材料23(導電性粒子21および第1樹脂22を含む)およびバンプ8a、8bによって、それぞれ電気的に接続される。
As described above, the
本実施形態では、チップ10は、チップ10全体が異方性導電材料23を介して支持体20上に設けられるため、バンプ8a、8bと異方性導電材料23との熱膨張率差に影響されず、半導体層5の割れを防ぐことができる。なお、本実施形態では、バンプ8a、8bがp側電極6aおよびn側電極6b上に形成されているので、チップ10を支持体20上に容易に位置合わせして載置することができるが、これに限定されない。
In this embodiment, since the
次に、図9(a)に示すように、チップ10の周りを囲むようにして、異方性導電材料23上に、異方性導電材料23より高い反射率を有する光反射体31を形成する。その後、図9(b)に示すように、基板1をチップ10から除去する。チップ10(より詳細には構造体7)から基板1が除去された残部は発光素子10’となる。
Next, as shown in FIG. 9A, a
そして、本実施形態においても、図10(a)に示すように、異方性導電材料23の壁部23aを除去する。その後、図10(b)に示すように、半導体層5の上面5aに蛍光体層32を形成する。
Also in this embodiment, as shown in FIG. 10A, the
その後、図11に示すように、封止樹脂33として第3樹脂を樹脂成形体12の凹部内(蛍光体層32が設けられた半導体層5および異方性導電材料23などの上)に供給して封止する(モールド)。
Thereafter, as shown in FIG. 11, the third resin is supplied as the sealing
以上により、本実施形態の発光装置40が製造される。発光装置40は、
半導体層5と、半導体層5の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する発光素子10’と、
p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20と、
発光素子10’のp側電極およびn側電極上に形成されたバンプ8a、8bと
を備え、
発光素子10’のp側電極6aおよびn側電極6bと支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、導電性粒子21および第1樹脂(バインダ樹脂22)を含む異方性導電材料23ならびにバンプ8a、8bによって、それぞれ電気的に接続されている。
As described above, the
A
a
The p-
本実施形態において、発光素子10’は基板1が除去されており、よって、発光装置40は、発光素子10’の半導体層5の、p側電極6aおよびn側電極6bが形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層32を備えることができる。半導体層5の周縁部は異方性導電材料23と接触し、蛍光体層32の周縁部は異方性導電材料23から露出し得る。加えて、発光装置40は、発光素子10’の周囲で異方性導電材料23上に配置され、異方性導電材料23より高い反射率を有する光反射体31を更に含み得る。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、高性能かつ高信頼性の発光装置40を効率的に(安価で量産するのに適した方法で)製造することができる。
According to the present embodiment, the high-performance and highly reliable light-emitting
特に、本実施形態によれば、実施形態1と同様に、発光装置40において基板1が除去されているので、光が基板1内で反射して減衰することによる光の損失をなくすことができ、よって、高い光取り出し効率を得ることができる。また、本実施形態によれば、バンプ8a、8bと配線11a、11bとの間の電気的接続は、これらの間で圧力が加えられた状態で接合された導電性粒子21により確保されるので、発光装置40が温度変化に曝され、バンプ8a、8bと異方性導電材料23(特にバインダ樹脂22)との間で熱膨張差が生じても、上記接合された導電性粒子21が存在することによって熱応力を緩和することができて、半導体層5に加わる熱応力を低減することができる。この結果、半導体層5の強度が(基板1を除去した分)小さくなっていても、半導体層5が破壊されることを低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
In particular, according to the present embodiment, since the
その他、本実施形態においても、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
In addition, also in this embodiment, the same effect as
(実施形態3)
本実施形態は、異方性導電材料23の壁部23aを除去しないこと以外は、上記実施形態2と実質的に同様であり、より詳細には、以下のようにして実施される。
(Embodiment 3)
The present embodiment is substantially the same as the second embodiment except that the
本実施形態の発光装置の製造方法は、図9(b)に示すように基板1をチップ10から除去するまでは、実施形態2と同様である。基板1の除去により、半導体層5の上面5aが露出し、また、異方性導電材料23の壁部23aは、基板1の除去により露出した半導体層5の周囲で、半導体層5より突出する。
The manufacturing method of the light emitting device of this embodiment is the same as that of
その後、図12(a)に示すように、半導体層5の上面5aに蛍光体層32’を形成する。より詳細には、蛍光体層32’の形成は、異方性導電材料23の壁部23aで囲まれた半導体層5上の窪み(またはカップ)に蛍光体含有樹脂(例えば、未硬化のシリコーン系樹脂に蛍光体粒子を分散させた材料)を供給(ポッティング)し、硬化させることにより実施される。
Thereafter, as shown in FIG. 12A, a
そして、実施形態2と同様にして、図12(b)に示すように、封止樹脂33として第3樹脂を樹脂成形体12の凹部内(蛍光体層32’が設けられた半導体層5および異方性導電材料23などの上)に供給して封止する(モールド)。
Then, in the same manner as in the second embodiment, as shown in FIG. 12B, the third resin is used as the sealing
以上により、本実施形態の発光装置41が製造される。発光装置41は、発光素子10’の半導体層5の、p側電極6aおよびn側電極6bが形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層32’を備えるが、半導体層5の周縁部に加えて、蛍光体層32’の周縁部も異方性導電材料23と接触している点で、実施形態2の発光装置40と相違する。
Thus, the
本実施形態によれば、異方性導電材料23(および光反射体31)の壁部23aを除去せず、この壁部23aを利用して、蛍光体層32’を半導体層5の上面5aに容易に密接して配置することができる。これにより形成される蛍光体層32’は、半導体層5の上面5aと同じ寸法を有することとなり、最終的に得られる発光装置の小面積化に寄与し、単位面積当りの輝度を高めることができる。即ち、本実施形態によれば、異方性導電材料23が、発光素子10’と支持体20との間の空間を満たすと共に、蛍光体層32’の側面に少なくとも部分的に接触している発光装置41が提供される。
According to the present embodiment, the
その他、本実施形態においても、実施形態2と同様の効果を得ることができる。
In addition, also in this embodiment, the same effect as
以上、本発明の3つの実施形態について詳述したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。例えば、異方性導電材料に含まれる導電性粒子は、導電性材料のみから成っていてもよい。また例えば、実施形態2および3に関しては、バンプ8a、8bを支持体20のp側配線11aおよびn側配線11b上に形成し、異方性導電材料23中の導電性粒子21が、バンプ8a、8bと電極6a、6bとの間で圧力が加えられた状態で接合されることにより、これらを電気的に接続し、この結果、チップ10(より詳細には構造体7)のp側電極6aおよびn側電極6bと、支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとを、導電性粒子21および第1樹脂22を含む異方性導電材料23によって、バンプ8a、8bを介してそれぞれ電気的に接続してもよい。また更に、実施形態2に基づく実施形態3の改変と同様に、実施形態1についても改変可能である。
Although the three embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made. For example, the conductive particles contained in the anisotropic conductive material may be made of only the conductive material. Further, for example, in the second and third embodiments, the
(実施例1)
本実施例は、実施形態2に従って発光装置を作製するものである。
Example 1
In this example, a light-emitting device is manufactured according to
基板1としてサファイア基板を用い、MOCVD反応装置にて、その上に以下の半導体層を順次成長させる。
まず、凹凸を有するサファイア基板1上に、AlGaNバッファ層およびノンドープGaN層(いずれも図示せず)を積層する。
次に、その上に、n型コンタクト層としてSiドープGaN層を積層し、n型クラッド層としてノンドープGaN層とSiドープGaN層とを交互に合計5層で積層し、更に、アンドープGaN層とアンドープInGaN層の超格子構造を形成し、この結果、これら層から成るn型半導体層2を形成する。
このn型半導体層2の上に、SiドープGaN障壁層およびノンドープGaN障壁層を順次積層し、更に、InGaN井戸層とInGaN障壁層とを繰り返し9層ずつ積層して多重量子井戸構造を形成し、この結果、これら層から成る活性層3を形成する。
この活性層3の上に、p型クラッド層としてMgドープAlGaN層を、p型コンタクト層としてMgドープGaN層を順次積層し、この結果、これら層から成るp型半導体層4を形成する。
以上のようにして基板1の上に半導体層を積層したものをアニールしてウェハ(図7(a)参照)を得る。
A sapphire substrate is used as the
First, an AlGaN buffer layer and a non-doped GaN layer (both not shown) are stacked on a
Next, a Si-doped GaN layer is laminated thereon as an n-type contact layer, and a non-doped GaN layer and a Si-doped GaN layer are alternately laminated in a total of five layers as an n-type cladding layer. A superlattice structure of an undoped InGaN layer is formed, and as a result, an n-
On this n-
On this
As described above, the semiconductor layer laminated on the
これにより得られたウェハを、所定の領域でエッチングしてn型コンタクト層を露出させ、これにより、半導体層5(図7(b)参照)を得る。 The wafer thus obtained is etched in a predetermined region to expose the n-type contact layer, thereby obtaining the semiconductor layer 5 (see FIG. 7B).
その後、最上層のp型コンタクト層上(発光領域上)にp側電極6aとしてAgを含む反射型電極を形成し、次いで、露出させたn型コンタクト層上にn側電極6bとしてAlを含む反射型電極を形成する(図7(c)参照)。Agを含む反射型電極およびAlを含む反射型電極は、スパッタにより、それぞれ厚さ1.0μmで形成する。更に、p側電極6aおよびn側電極6b上に保護膜としてSiO2膜を厚さ0.4μmでパターン形成する。このとき、バンプ8a、8bに対応する位置に開口部を設ける。
Thereafter, a reflective electrode containing Ag is formed as the p-
そして、SiO2膜の開口部内のp側電極6aおよびn側電極6b上に、Auバンプ8a、8bを形成する(図7(d)参照)。バンプ8aはp側電極6aから15μmの高さとし、バンプ8bは、その頂部がバンプ8aの頂部とほぼ同じ高さに位置するようにする。その後、基板1の底面側を研磨し、1.0mm×1.0mmの寸法にレーザーカットして、発光素子のチップ(ダイス)10を得る。
Then, Au bumps 8a and 8b are formed on the p-
別途、アクリル樹脂(第2樹脂)から成るコア21aの表面を、導電性層21bとしてAu層で被覆して導電性粒子21を得る。Au層の厚さは、約0.3μmであり、導電性粒子21の粒径分布は3〜5μm、数平均の平均粒径は4μmである。この導電性粒子21と、バインダ樹脂22としてエポキシ樹脂(第1樹脂)と、フィラーとしてAlN粒子とを混合して、異方性導電材料23を調製する(図6参照)。AlN粒子の粒径分布は0.2〜1.0μm、数平均の平均粒径は0.5μmである。この異方性導電材料23において、|k2−k1|/k1=約0.19である。そして、この異方性導電材料23において、|k2−ka|/ka=約0.05になるように、エポキシ樹脂(第1樹脂)、フィラー、導電性粒子の配合を調整する。
Separately, the surface of the
そして、p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20を準備し(図8(a)参照)、上記で調製した異方性導電材料23を、これら配線11a、11bを覆うように供給し、上記で作製したチップ10の上下を反転させ、支持体20に対して位置合わせして載置し、加圧および加熱する。これにより、バンプ8a、8bと配線11a、11bとの間で圧力が加えられた状態で接合された導電性粒子21によって電気的接続が確立された状態で、バインダ樹脂22が熱硬化し、これにより、チップ10が支持体20にフリップチップ実装される(図8(b)参照)。
Then, a
次に、シリコーン系樹脂にTiO2粒子を分散させた高反射性材料を、チップ10の周りを囲むようにして、異方性導電材料23上に供給し、加熱して、光反射体31を形成する(図9(a)参照)。その後、基板1(サファイア基板)の露出面(底面)側からエキシマレーザーを照射して、基板1をAlGaNバッファ層との境界で分離する。このとき、基板1は、その側面1aに密着した異方性導電性材料23の壁部23aで保持されており、吹き飛ぶことなく、バッファ層上に残留する。残った基板1は、機械的にピックアップして除去する(図9(b)参照)。
Next, a highly reflective material in which TiO 2 particles are dispersed in a silicone-based resin is supplied onto the anisotropic
次に、異方性導電材料23の壁部23aを削り取って、異方性導電材料23(および光反射体31)の頂部が、半導体層5の上面5a(AlGaNバッファ層の露出面)と実質的に同じ高さレベルとなるようにする(図10(a)参照)。その後、1.1mm×1.1mmの寸法の蛍光体シートを、半導体層5の上面5a(AlGaNバッファ層の露出面)にシリコーン系樹脂により接着して、蛍光体層32とする(図10(b)参照)。蛍光体シートには、YAGから成るものを用いる。
Next, the
最後に、蛍光体層32、異方性導電材料23、光反射体31上に、封止樹脂33としてシリコーン系樹脂を供給し、加熱してモールドする。以上により、発光装置40が作製される(図11参照)。
Finally, a silicone-based resin is supplied as the sealing
本実施例で得られる発光装置40は、白色の光を発し、駆動電流350mAにて、光束120lm、順方向電圧3.0V、輝度28cd/mm2、色温度5000Kであると推測される。また、信頼性を確認する熱ヒートサイクル試験において、−30℃と100℃との間の温度サイクルに1000サイクル付しても、発光装置40の故障は認められないと予想される。
The
(実施例2)
本実施例は、実施形態3に従って発光装置を作製するものである。
(Example 2)
In this example, a light-emitting device is manufactured according to
異方性導電材料23が基板1の全周に亘って基板1の側面1aと接触するようにして、チップ10を支持体20にフリップチップ実装すること、基板1を除去した後、異方性導電材料23の壁部23aを削り取らずに残すこと、異方性導電材料23の壁部23aで囲まれた半導体層5上の窪み(カップ)に、シリコーン系樹脂に蛍光体粒子を分散させた材料を供給し(ポッティング)、加熱して硬化させること以外は、実施例1と同様にして発光装置41を作製する。
The
本実施例で得られる発光装置41は、白色の光を発し、駆動電流350mAにて、光束115lm、順方向電圧3.0V、輝度30cd/mm2、色温度5000Kであると推測される。また、信頼性を確認する熱ヒートサイクル試験において、−30℃と100℃との間の温度サイクルに1000サイクル付しても、発光装置41の故障は認められないと予想される。
The light-emitting
(比較例1)
異方性導電材料23を使用せずに、バンプ8a、8bと配線11a、11bとを超音波接合して、チップ10を支持体20にフリップチップ実装すること、その後、アンダーフィル樹脂としてシリコーン系樹脂をチップ10と支持体20との間に形成される空間に注入し、加熱して硬化させること以外は、実施例1と同様にして発光装置を作製する。
(Comparative Example 1)
The
本比較例で得られる発光装置は、白色の光を発し、駆動電流350mAにて、光束120lm、順方向電圧3.0V、輝度28cd/mm2、色温度5000Kであると推測される。信頼性を確認する熱ヒートサイクル試験において、−30℃と100℃との間の温度サイクルに350サイクル付したところで、発光装置の故障が認められると予想される。 The light-emitting device obtained in this comparative example emits white light, and is estimated to have a luminous flux of 120 lm, a forward voltage of 3.0 V, a luminance of 28 cd / mm 2 , and a color temperature of 5000 K at a driving current of 350 mA. In a thermal heat cycle test for confirming reliability, it is expected that a failure of the light emitting device is observed when 350 cycles are applied to a temperature cycle between −30 ° C. and 100 ° C.
本発明は、照明、ディスプレイ、光通信、OA機器などの光源に用いられる発光ダイオードを製造するために利用され得る。特に、本発明に従って得られる発光ダイオードは、ダウンライト、プロジェクタ、車載ヘッドライト、カメラフラッシュなどの点光源として利用可能である。但し、本発明はこれら用途に限定されるものではない。 The present invention can be used to manufacture light-emitting diodes used in light sources such as lighting, displays, optical communications, and OA equipment. In particular, the light-emitting diode obtained according to the present invention can be used as a point light source for downlights, projectors, in-vehicle headlights, camera flashes, and the like. However, the present invention is not limited to these applications.
1 基板
1a 側面
2 n型半導体層
3 活性層
4 p型半導体層
5 半導体層
5a 上面
6a p側電極
6b n側電極
7 構造体
8a、8b バンプ
9、10 チップ
9’、10’ 発光素子
11a p側配線
11b n側配線
12 樹脂成形体
13a、13b リード
14a、14b ビア
20 支持体
21 導電性粒子
21a コア(第2樹脂)
21b 導電性層
22 バインダ樹脂(第1樹脂)
23 異方性導電材料
23a 壁部
31 光反射体
32、32’ 蛍光体層
33 封止樹脂(第3樹脂)
39、40、41 発光装置
1
23 Anisotropic
39, 40, 41 Light emitting device
Claims (21)
(a)基板と、基板上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたp側電極およびn側電極とを有する構造体を準備し、
(b)p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体を準備し、
(c)前記構造体のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とを、導電性粒子および第1樹脂を含む異方性導電材料を用いて、それぞれ電気的に接続し、その後、
(d)前記基板を前記構造体から除去して発光素子とする
ことを含み、
工程(c)より後に、
(p)前記異方性導電材料より高い反射率を有する光反射体を、該光反射体が前記構造体の側方に位置し、該異方性導電材料によって該構造体から離隔されるように、該異方性導電材料の周囲上に形成する
ことを更に含む、発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device in which a light emitting element is flip-chip mounted on a support,
(A) preparing a structure having a substrate, a semiconductor layer formed on the substrate, and a p-side electrode and an n-side electrode formed on the semiconductor layer;
(B) preparing a support having a p-side wiring and an n-side wiring on the same surface;
(C) The p-side electrode and the n-side electrode of the structure body and the p-side wiring and the n-side wiring of the support body are electrically connected using an anisotropic conductive material including conductive particles and a first resin, respectively. Then connect to
(D) viewing including the said substrate be removed to the light emitting element from the structure,
After step (c)
(P) A light reflector having a higher reflectance than the anisotropic conductive material is arranged such that the light reflector is located on the side of the structure and separated from the structure by the anisotropic conductive material. Formed on the periphery of the anisotropic conductive material
The manufacturing method of the light-emitting device further including this .
(q)前記基板の除去により露出した前記半導体層上に蛍光体層を形成することを更に含む、請求項1〜5のいずれかに記載の発光装置の製造方法。 After step (d),
(Q) The manufacturing method of the light-emitting device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising forming a phosphor layer on the semiconductor layer exposed by removing the substrate.
(r)前記基板の除去により露出した前記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した前記異方性導電材料の部分を除去することを更に含む、請求項6または7に記載の発光装置の製造方法。 After step (d) and before step (q),
(R) at the periphery of said semiconductor layer exposed by the removal of the substrate, further comprising removing a portion of the anisotropic conductive material projecting from the semiconductor layer, the light-emitting device according to claim 6 or 7 Production method.
(s)前記構造体のp側電極およびn側電極上、あるいは、前記支持体のp側配線およびn側配線上にバンプを形成することを更に含み、
工程(c)にて、前記構造体のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とを、前記異方性導電材料を用いて、前記バンプを介して、それぞれ電気的に接続する、請求項1〜9のいずれかに記載の発光装置の製造方法。 Before step (c),
(S) further comprising forming bumps on the p-side electrode and n-side electrode of the structure, or on the p-side wiring and n-side wiring of the support,
In the step (c), the p-side electrode and the n-side electrode of the structure and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are respectively formed through the bumps using the anisotropic conductive material. electrically connecting method for manufacturing a light emitting device according to any one of claims 1-9.
工程(s)にて、バンプをp側電極およびn側電極上に、該保護膜の開口部に位置し、かつバンプの頂部が保護膜から突出するように形成する、請求項10に記載の発光装置の製造方法。 In the step (a), the p-side electrode and the n-side electrode are covered with a protective film having an opening,
11. The bump according to claim 10 , wherein the bump is formed on the p-side electrode and the n-side electrode in the step (s) so that the bump is positioned at the opening of the protective film and the top of the bump projects from the protective film. Manufacturing method of light-emitting device.
p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体と、
前記発光素子の半導体層の、前記p側電極および前記n側電極が形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層と
を備え、
前記発光素子のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とが、少なくとも異方性導電材料によって、それぞれ電気的に接続されており、該異方性導電材料は導電性粒子および第1樹脂を含み、
前記異方性導電材料より高い反射率を有する光反射体であって、前記発光素子の側方に位置し、該異方性導電材料によって該発光素子から離隔されるように、該異方性導電材料の周囲上に配置された光反射体を更に備えることを特徴とする発光装置。 A light-emitting element having a semiconductor layer, and a p-side electrode and an n-side electrode formed on the same side of the semiconductor layer;
a support having a p-side wiring and an n-side wiring on the same surface;
A phosphor layer disposed on a surface of the semiconductor layer of the light emitting element opposite to the surface on which the p-side electrode and the n-side electrode are formed, and
The p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element and the p-side wiring and the n-side wiring of the support are electrically connected by at least an anisotropic conductive material, respectively. the conductive particles and the first resin viewed including,
A light reflector having a higher reflectance than that of the anisotropic conductive material, the anisotropy positioned at a side of the light emitting element and separated from the light emitting element by the anisotropic conductive material; A light- emitting device , further comprising a light reflector disposed on the periphery of the conductive material .
前記発光素子のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とが、前記異方性導電材料および前記バンプによって、それぞれ電気的に接続されている、請求項16または17に記載の発光装置。 Further comprising bumps provided on the p-side electrode and the n-side electrode of the light-emitting element, or on the p-side wiring and the n-side wiring of the support,
Wherein the p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element and the p-side interconnect and the n-side interconnection of the support, by the anisotropic conductive material and the bumps are electrically connected, claim 16 or 17. The light emitting device according to 17 .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012192143A JP6089507B2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
US14/011,628 US9337405B2 (en) | 2012-08-31 | 2013-08-27 | Light emitting device and method for manufacturing the same |
CN201310381486.3A CN103682038B (en) | 2012-08-31 | 2013-08-28 | Light-emitting device and its manufacture method |
EP13182215.7A EP2704223B1 (en) | 2012-08-31 | 2013-08-29 | Light emitting device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012192143A JP6089507B2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014049642A JP2014049642A (en) | 2014-03-17 |
JP2014049642A5 JP2014049642A5 (en) | 2015-10-15 |
JP6089507B2 true JP6089507B2 (en) | 2017-03-08 |
Family
ID=50609001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012192143A Active JP6089507B2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6089507B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6447018B2 (en) * | 2014-10-31 | 2019-01-09 | 日亜化学工業株式会社 | LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD |
JP6245229B2 (en) | 2015-07-24 | 2017-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
JP6897729B2 (en) * | 2017-10-12 | 2021-07-07 | 日亜化学工業株式会社 | Manufacturing method of light emitting device |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02206670A (en) * | 1989-02-06 | 1990-08-16 | Hitachi Chem Co Ltd | Heat conductive adhesive composition for connecting circuit and heat conductive bonding film having anisotropic electric conductivity |
JPH0864638A (en) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device and production thereof |
US7256483B2 (en) * | 2004-10-28 | 2007-08-14 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Package-integrated thin film LED |
US7754507B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-07-13 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Method of removing the growth substrate of a semiconductor light emitting device |
US7867793B2 (en) * | 2007-07-09 | 2011-01-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Substrate removal during LED formation |
US7687810B2 (en) * | 2007-10-22 | 2010-03-30 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Robust LED structure for substrate lift-off |
JP5521325B2 (en) * | 2008-12-27 | 2014-06-11 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
JP5402109B2 (en) * | 2009-02-27 | 2014-01-29 | デクセリアルズ株式会社 | Anisotropic conductive film and light emitting device |
JP5689225B2 (en) * | 2009-03-31 | 2015-03-25 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device |
US8384121B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-02-26 | Cooledge Lighting Inc. | Electronic devices with yielding substrates |
WO2011108664A1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-09 | 有限会社Mtec | Optical semiconductor device |
CN102194985B (en) * | 2010-03-04 | 2013-11-06 | 展晶科技(深圳)有限公司 | Wafer level package method |
JP5455764B2 (en) * | 2010-04-23 | 2014-03-26 | シチズンホールディングス株式会社 | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof |
JP5451534B2 (en) * | 2010-06-07 | 2014-03-26 | 株式会社東芝 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing semiconductor light emitting device |
JP5747527B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-07-15 | 日亜化学工業株式会社 | Method for manufacturing light emitting device |
-
2012
- 2012-08-31 JP JP2012192143A patent/JP6089507B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014049642A (en) | 2014-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2704223B1 (en) | Light emitting device and method for manufacturing the same | |
TWI613737B (en) | Method for manufacturing light emitting device | |
JP6398222B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
TWI584501B (en) | Flexible led device with wire bond free die | |
JP6138458B2 (en) | Light emitting device and light emitting device having the same | |
JP2006086469A (en) | Semiconductor light-emitting device, illumination module, illuminator, and method of manufacturing the semiconductor light-emitting device | |
JP2009081469A (en) | Semiconductor light emitting apparatus and module mounted with the same | |
JP2011129920A (en) | Light emitting element and method of manufacturing the same | |
CN101621101A (en) | LED and production method thereof | |
US8586391B2 (en) | Method of manufacturing light-emitting device | |
JP6183118B2 (en) | Light emitting device | |
JP2011233552A (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method for the same | |
JP2015228397A (en) | Method of manufacturing light-emitting device | |
TW201214805A (en) | Light emitting element module-substrate, light emitting element module, and lighting device | |
JP2014179569A (en) | Light-emitting device and method of manufacturing the same | |
TW201806197A (en) | Nitride semiconductor ultraviolet light emitting device and method for manufacturing same | |
JP2015191910A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP6089507B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2014103262A (en) | Method of manufacturing light-emitting device, mounting board, and light-emitting device | |
US20100244662A1 (en) | Electroluminescent phosphor-converted light source and method for manufacturing the same | |
JP6802620B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device | |
CN109844970B (en) | Light emitting device package with reflective side cladding layer | |
JP6642594B2 (en) | Light emitting device and method of manufacturing the same | |
JP2004172636A (en) | Light emitting diode and its manufacturing method | |
US20160053968A1 (en) | Light emitting device and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150827 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150827 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170123 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6089507 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |