JP6762736B2 - 光反射層付光半導体素子、および、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法 - Google Patents

光反射層付光半導体素子、および、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、光反射層付光半導体素子、および、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法、詳しくは、光反射層および光半導体素子を備える光反射層付光半導体素子の製造方法、および、光反射層、蛍光体層および光半導体素子を備える、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法に関する。
従来、複数の発光素子のそれぞれの側面に、光反射性粒子を含有する被覆部材を配置する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、まず、複数の発光素子を、基板に、面方向に互いに間隔を隔ててフリップチップ実装し、その後、ディスペンサ(液体定量吐出装置)により、光反射性粒子を含有する液状の樹脂を、隣接する発光素子の間に、ポッティング(滴下)して、被覆部材を複数の発光素子の側面に配置している。
特開2010−238846号公報
近年、被覆部材を、シートから形成することが試案されており、具体的には、被覆シートによって複数の発光素子を埋設することが試案されている。
しかし、このような試案では、発光素子の上面に被覆部材が付着する。そうすると、発光素子から上側に向かって発光された光は、被覆部材により反射され、そのため、効率的に外部に取り出されないという不具合がある。
本発明の目的は、光の取出効率に優れる光反射層付光半導体素子、および、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を提供することにある。
本発明(1)は、電極が設けられる電極面、前記電極面に対向し、発光層が設けられる発光面、および、前記電極面と前記発光面との周端縁を連結する連結面を有する複数の光半導体素子の前記電極面を、仮固定シートに互いに間隔を隔てて仮固定する工程と、光反射シートを互いに隣接する前記光半導体素子の第1隙間に充填して、光反射層を前記複数の光半導体素子の前記連結面に形成する工程と、前記複数の光半導体素子の前記発光面に付着する前記光反射層を除去する工程と、互いに隣接する前記光半導体素子の間において、前記光反射層を切断する工程とを備える、光反射層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、複数の光半導体素子の発光面に付着する光反射層を除去するので、複数の光半導体素子の発光面から発光された光を効率的に取り出すことができる。
また、本発明(2)は、前記光反射シートは、前記光反射シートの厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子を含むように、前記厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有している、(1)に記載の光反射層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、光反射シートは、光反射シートの厚み方向に投影したときに複数の光半導体素子を含むように、厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有しているので、光反射シートを第1隙間に簡便に充填することができる。
本発明(3)は、電極が設けられる電極面、前記電極面に対向し、発光層が設けられる発光面、および、前記電極面と前記発光面との周端縁を連結する連結面を有する複数の光半導体素子の前記電極面を、仮固定シートに互いに間隔を隔てて仮固定する工程と、蛍光体層を、互いに隣接する前記光半導体素子の間に第2隙間が形成されるように、前記複数の光半導体素子の前記発光面に形成する工程と、光反射シートを前記第2隙間に充填して、光反射層を、前記第2隙間に面する前記蛍光体層の側面に形成する工程と、前記蛍光体層の表面に付着する前記光反射層を除去する工程と、互いに隣接する前記蛍光体層の間において、前記光反射層を切断する工程とを備える、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、蛍光体層の表面に付着する光反射層を除去するので、複数の光半導体素子の発光面から発光され、蛍光体層によって波長変換された光を効率的に取り出すことができる。
また、本発明(4)は、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法において、前記蛍光体層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面にも形成する、(3)に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、光反射層および蛍光体層付光半導体素子における光半導体素子の連結面にも蛍光体層を形成するので、光半導体素子の連結面から発光された光を効率的に波長変換することができ、その後、かかる光を、第2隙間に面する蛍光体層の側面に形成された光反射層によって、確実に反射させることができる。
また、本発明(5)は、前記蛍光体層を形成する工程は、厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子を含むように、前記厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有する蛍光体シートを、互いに隣接する前記光半導体素子の第1隙間に充填する工程と、互いに隣接する前記光半導体素子の間において、前記蛍光体層を、前記第2隙間が形成されるように、切断する工程とを備える、(3)または(4)に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、蛍光体シートを第1隙間に簡便に充填し、次いで、第2隙間を簡単に形成することができる。
また、本発明(6)は、前記蛍光体層を形成する工程では、厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子の前記発光面に対応するパターンを有する蛍光体シートを、前記複数の光半導体素子の前記発光面に配置し、前記光反射層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面に形成する、(3)または(4)に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、光反射層を複数の光半導体素子の連結面に形成するので、光半導体素子の連結面から発光された光を光反射層によって効率的に反射させることができる。
また、本発明(7)は、前記光反射シートは、前記光反射シートの厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子を含むように、前記厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有している、(3)〜(6)のいずれか一項に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法を含む。
この方法によれば、光反射シートは、光反射シートの厚み方向に投影したときに複数の光半導体素子を含むように、厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有しているので、光反射シートを第2隙間に簡便に充填することができる。
本発明の光反射層付光半導体素子の製造方法によれば、複数の光半導体素子の発光面から発光された光を効率的に取り出すことができる。
本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法によれば、複数の光半導体素子の発光面から発光され、蛍光体層によって波長変換された光を効率的に取り出すことができる。
図1A〜図1Eは、本発明の光反射層付光半導体素子の製造方法の一実施形態の工程図であり、図1Aは、仮固定工程、図1Bは、光反射シート充填工程、図1Cは、第1付着部分除去工程、図1Dは、切断工程、図1Eは、剥離工程を示す。 図2は、図1A〜図1Eに示す方法により得られた光反射層付光半導体素子を備える光半導体装置の断面図を示す。 図3は、第1実施形態の変形例であって、開口部が形成された光反射シートを用いる態様を示す。 図4A〜図4Dは、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態(第2実施形態)の工程図であり、図4Aは、仮固定工程、図4Bは、蛍光体シート充填工程、図4Cは、蛍光体層除去工程、図4Dは、光反射シート充填工程を示す。 図5E〜図5Gは、図4Dに引き続き、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態(第2実施形態)の工程図であり、図5Eは、第2付着部分除去工程、図5Fは、切断工程、図5Gは、剥離工程を示す。 図6は、図4A〜図5Gに示す方法により得られた光反射層および蛍光体層付光半導体素子を備える光半導体装置の断面図を示す。 図7は、第2実施形態の変形例であって、開口部が形成された光反射シートを用いる態様を示す。 図8A〜図8Cは、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の他の実施形態(第3実施形態)の工程図であり、図8Aは、仮固定工程、図8Bは、蛍光体シート積層工程、図8Cは、光反射シート充填工程を示す。 図9D〜図9Fは、図8Cに引き続き、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の他の実施形態(第3実施形態)の工程図であり、図9Dは、第2付着部分除去工程、図9Eは、切断工程、図9Fは、剥離工程を示す。 図10は、図8A〜図9Fに示す方法により得られた光反射層および蛍光体層付光半導体素子を備える光半導体装置の断面図を示す。 図11A〜図11Dは、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態(第4実施形態)の工程図であり、図11Aが、蛍光体シート充填工程、図11Bが、蛍光体層除去工程、図11Cが、光反射シート充填工程図11Dが、剥離シートを除去する工程を示す。 図12E〜図12Gは、図11Dに引き続き、本発明の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態(第4実施形態)の工程図であり、図12Eが、第2付着部分除去工程、図12Fが、切断工程、図12Gが、剥離工程を示す。 図13は、図11A〜図12Gに示す方法により得られた光反射層および蛍光体層付光半導体素子を備える光半導体装置の断面図を示す。 図14A〜図14Cは、光反射シートの硬度の測定の工程図であり、図14Aは、軟物質硬度計および光反射シートをそれぞれ用意する工程、図14Bは、センサーヘッドを光反射シートに対して初期荷重で負荷する工程、図14Cは、センサーヘッドを光反射シートに対して本荷重で負荷する工程を示す。
<第1実施形態>
図1A〜図1Eにおいて、紙面上下方向は、上下方向(第1方向、厚み方向の一例)であり、紙面上側が上側(第1方向一方側、厚み方向一方側)、紙面下側が下側(第1方向他方側、厚み方向他方側)である。紙面左右方向は、左右方向(第1方向に直交する第2方向、厚み方向に対する直交方向の一例)であり、紙面左側が左側(第2方向一方側)、紙面右側が右側(第2方向他方側)である。紙厚方向は、前後方向(第1方向および第2方向に直交する第3方向、厚み方向に対する直交方向の一例)であり、紙面手前側が前側(第3方向一方側)、紙面奥側が後側(第3方向他方側)である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
本発明の第1実施形態(光反射層付光半導体素子の製造方法の一実施形態)は、仮固定工程(図1A参照)と、光反射シート充填工程(図1B参照)と、第1付着部分除去工程(図1C参照)と、切断工程(図1D参照)と、剥離工程(図1E参照)とを備える。以下、各工程を説明する。
1. 仮固定工程
図1Aに示すように、仮固定工程は、複数の光半導体素子1を、仮固定シート2に互いに間隔を隔てて仮固定する工程である。
光半導体素子1は、例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するLEDやLDである。好ましくは、光半導体素子1は、青色光を発光する青色LED(発光ダイオード素子)である。一方、光半導体素子1は、光半導体素子とは技術分野が異なるトランジスタなどの整流器(半導体素子)を含まない。
光半導体素子1は、前後方向および左右方向に沿う略平板形状を有している。光半導体素子1は、電極面3と、発光面4と、連結面の一例としての周側面5とを有している。
電極面3は、光半導体素子1における下面であって、電極6が形成されている面である。
発光面4は、光半導体素子1における上面であって、電極面3に対して上側に間隔を隔てて対向配置されている。発光面4は、平坦な形状を有している。発光面4には、光半導体素子1の上部に配置される発光層7が設けられている。なお、発光層7は、図1B〜図1Eにおいて、光半導体素子1と後述する光反射層14との相対配置を明確にするために、省略している。
周側面5は、電極面3の周端縁と、対向面4の周端縁とを連結している。
光半導体素子1の寸法は、適宜設定されており、具体的には、厚み(高さ)が、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.2μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、200μm以下である。光半導体素子1の前後方向および/または左右方向における長さL1は、例えば、0.2mm以上、好ましくは、0.5mm以上であり、また、例えば、3.00mm以下、好ましくは、2.00mm以下である。
仮固定シート2は、支持板8と、支持板8の上に配置される感圧接着剤層9とを備えている。
支持板8としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム(PETなど)などのポリマーフィルム、例えば、セラミックスシート、例えば、金属箔などが挙げられる。支持板8の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。
感圧接着剤層9は、支持板8の上面全面に配置されている。感圧接着剤層9は、支持板8の上面において、シート形状を有している。感圧接着剤層9は、例えば、処理(例えば、紫外線の照射や加熱など)によって感圧接着力が低減するような感圧接着剤から形成されている。また、感圧接着剤層9には、感圧接着剤層9の機械強度を向上させるための支持層(図示せず)が、感圧接着剤層9の厚み方向途中に介在されていてもよい。支持層としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム(PETなど)などのポリマーフィルムなどが挙げられる。感圧接着剤層9の総厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、1,000μm以下、好ましくは、500μm以下である。
仮固定工程では、図1Aに示すように、複数の光半導体素子1を、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、仮固定シート2の上に仮固定する。具体的には、複数の光半導体素子1の電極面3を、次に述べる間隔L0およびピッチL2が確保されるように、感圧接着剤層9の上面に感圧接着する。また、複数の光半導体素子1を、発光層7が上側に向かうように、仮固定シート2に仮固定する。なお、図1Aでは、電極6のみが、感圧接着剤層9に接触しているが、電極6以外の電極面3が、感圧接着剤層9に接触してもよい。
互いに隣接する光半導体素子1の間の間隔(前後方向および/または左右方向における間隔)L0は、例えば、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上であり、また、例えば、1.50mm以下、好ましくは、0.80mm以下である。互いに隣接する光半導体素子1のピッチL2、具体的には、上記した長さL1および間隔L0の和(L1+L0)は、例えば、0.25mm以上、好ましくは、0.60mm以上であり、また、例えば、3.00mm以下、好ましくは、2.00mm以下である。
これにより、複数の光半導体素子1を、感圧接着剤層9を介して、支持板8に支持させる。また、互いに隣接する光半導体素子1の間には、第1隙間10が形成される。
第1隙間10は、間隔L0に対応する寸法を有し、図1Aにおいて図示されないが、平面視において、略碁盤目形状を有している。
2. 光反射シート充填工程
図1Bに示すように、光反射シート充填工程を、仮固定工程(図1A参照)の後に実施する。
光反射シート充填工程では、光反射シート11を第1隙間10に充填する。
光反射シート11は、図1Aに示すように、光反射部材13に備えられている。
光反射部材13は、剥離シート12と、剥離シート12に支持される光反射シート11とを備える。好ましくは、光反射部材13は、剥離シート12と、光反射シート11とのみからなる。
剥離シート12は、上記した支持板8と同じ材料からなり、前後方向および左右方向に連続する層(平板)形状を有している。剥離シート12の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。剥離シート12の前後方向長さおよび左右方向長さは、次に説明する光反射シート11のそれらに対して大きいかまたはそれらと同じ大きさに設定されている。
光反射シート11は、剥離シート12の下面に配置されている。光反射シート11は、前後方向および左右方向に連続する層(平板)形状を有している。具体的には、光反射シート11は、光反射部材13を、仮固定シート2に仮固定された複数の光半導体素子1の上側に対向させて、そして、それらを厚み方向に投影したときに、複数の光半導体素子1を含む大きさ(前後方向長さおよび左右方向長さ)に設定されている。
また、光反射シート11の体積V1(つまり、光反射シート11の厚み×前後方向長さ×左右方向長さ)は、好ましくは、第1隙間10の総体積V0に対して大きいかまたはそれと同じに設定されている。より好ましくは、光反射シート11の体積V1は、第1隙間10の総体積V0に対して大きい。この場合には、光反射シート11を第1隙間10に簡易かつ確実に充填することができる。
具体的には、光反射シート11の体積V1は、第1隙間10の総体積V0に対して、例えば、95%以上、好ましくは、103%以上、また、例えば、120%以下、好ましくは、110%以下である。
光反射シート11の厚みは、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、1,000μm以下、好ましくは、450μm以下である。
光反射シート11は、例えば、光反射成分および樹脂を含有する光反射組成物から調製されている。
光反射成分としては、例えば、無機粒子、有機粒子などの光反射粒子が挙げられる。
無機粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、複合無機酸化物粒子(ガラスなど)などの酸化物、例えば、鉛白(塩基性炭酸鉛)、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、例えば、カオリンなどの粘土鉱物などが挙げられる。好ましくは、酸化物が挙げられる。
有機粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、アクリル−スチレン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ポリカーボネート系樹脂粒子、ベンゾグアナミン系樹脂粒子、ポリオレフィン系樹脂粒子、ポリエステル系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂粒子、ポリイミド系樹脂粒子などが挙げられる。好ましくは、アクリル系樹脂粒子が挙げられる。
光反射成分の含有割合は、光反射組成物に対して、例えば、1質量%以上、好ましくは、3質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、75質量%以下である。
樹脂は、光反射組成物において光反射成分を均一に分散させるマトリクスであって、例えば、加熱されたときに光反射シート11を第1隙間10に充填できる粘度(後述)を光反射シート11に付与する成分である。樹脂としては、例えば、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。好ましくは、硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂としては、2段反応硬化性樹脂、1段反応硬化性樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
2段反応硬化性樹脂は、2つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からBステージ化(半硬化)し、次いで、第2段の反応で、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。つまり、2段反応硬化性樹脂は、適度の加熱条件によりBステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。Bステージ状態は、熱硬化性樹脂が、液状であるAステージ状態と、完全硬化したCステージ状態との間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、圧縮弾性率がCステージ状態の圧縮弾性率よりも小さい半固体状態または固体状態である。
1段反応硬化性樹脂は、1つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。このような1段反応硬化性樹脂は、第1段の反応の途中で、その反応が停止して、Aステージ状態からBステージ状態となることができ、その後のさらなる加熱によって、第1段の反応が再開されて、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる熱硬化性樹脂を含む。つまり、かかる熱硬化性樹脂は、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂を含む。また、1段反応硬化性樹脂は、1段の反応の途中で停止するように制御できず、つまり、Bステージ状態となることができず、一度に、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)する熱硬化性樹脂を含むこともできる。
好ましくは、熱硬化性樹脂としては、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂が挙げられる。
Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂としては、好ましくは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
シリコーン樹脂としては、例えば、フェニル基を分子内に含むフェニル系シリコーン樹脂、例えば、メチル基を分子内に含むメチル系シリコーン樹脂などが挙げられる。
Bステージ状態のフェニル系シリコーン樹脂は、加熱により、一旦、融解または液化した後、完全硬化する。一方、Bステージ状態のメチル系シリコーン樹脂は、加熱により、一旦、軟化または可塑化した後、完全硬化する。
Bステージ状態のフェニル系シリコーン樹脂は、Bステージ状態のメチル系シリコーン樹脂に比べて、図1Bに示す光反射シート充填工程において第1付着部分17(後述)を形成し易い。
つまり、Bステージ状態のシリコーン樹脂は、昇温とともに、粘度が次第に降下し、その後、昇温を継続すると、粘度が次第に上昇し、Cステージ状態のシリコーン樹脂となる。
上記した熱硬化性樹脂は、同一種類または複数種類のいずれでもよい。
樹脂の配合割合は、光反射組成物に対して、例えば、10質量%以上、好ましくは、25質量%以上であり、また、例えば、99質量%以下、好ましくは、97質量%以下である。
光反射組成物には、添加剤を、適宜の割合で含有することもできる。
光反射シート11を形成するには、例えば、まず、光反射成分と、樹脂と、必要により添加される添加剤とを配合して、光反射組成物のワニスを調製する。続いて、ワニスを、剥離シート12の表面に塗布する。その後、光反射組成物が、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂を含有する場合には、光反射組成物を、Bステージ化する(半硬化させる)。具体的には、光反射組成物を、加熱する。
加熱温度は、例えば、50℃以上、好ましくは、70℃以上であり、また、例えば、120℃以下、好ましくは、100℃以下である。加熱時間は、例えば、5分以上、好ましくは、10分以上であり、また、例えば、20分以下、好ましくは、15分以下である。
これにより、光反射シート11を形成する。好ましくは、Bステージ状態の光反射シート11を、剥離シート12の表面に形成する。
光反射シート11の60℃における溶融粘度は、例えば、40Pa・s以上であり、例えば、1,000Pa・s以下、好ましくは、300Pa・s以下である。溶融粘度は、E型粘度計を用いて測定される。
60℃における溶融粘度が上記した上限以下であれば、熱プレス(後述)によって、光反射シート11の粘度を十分に降下させて、光反射シート11を第1隙間10へ迅速かつ確実に充填することができる。一方、60℃における溶融粘度が上記した下限以上であれば、光反射シート11が過度に柔らかくなることを抑制して、光反射シート11が、光半導体素子1から離れるように外部に向かって流動することを抑制することができる。
次いで、図1Bに示すように、光反射シート充填工程では、光反射部材13を、仮固定シート2および光半導体素子1に対して、圧着する。
具体的には、光反射部材13、仮固定シート2および光半導体素子1を、光反射シート11と光半導体素子1とが厚み方向に対向するように、プレス機にセットして、それらを、例えば、熱プレスする。
熱プレスの条件は、適宜設定される。熱プレスの温度は、60℃以上、好ましくは、70℃以上であり、また、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。熱プレスの圧力は、例えば、0.01MPa以上、好ましくは、0.10MPa以上であり、また、例えば、10.00MPa以下、好ましくは、5.00MPa以下である。熱プレスの時間は、例えば、1分以上、好ましくは、3分以上であり、また、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。また、熱プレスは、複数回実施することができる。
この熱プレスによって、光反射シート11(光反射組成物)が第1隙間10に充填される。
これによって、光反射組成物(光反射シート11)からなる光反射層14が、第1隙間10に充填された形状で、形成される。なお、光反射層14において、第1隙間10に充填された部分は、第1充填部分33である。
光反射層14(第1充填部分33)は、光半導体素子1の周側面5を被覆している。つまり、光反射層14は、複数の光半導体素子1の周側面5に形成されている。また、光反射層14は、光半導体素子1の電極面3において、電極6から露出する面も被覆している。さらに、光反射層14は、光半導体素子1の発光面4に、被覆して付着している。光反射層14において、発光面4に付着する部分は、第1付着部分17である。
一方、光反射層14は、平坦な上面15を有している。詳しくは、第1付着部分17の上面15と、第1充填部分33の上に位置する部分(隣接する第1付着部分17の間に位置する部分)の上面15とは、前後方向および左右方向に面一である。
第1付着部分17の厚みT1は、例えば、1μm以上であり、また、例えば、500μm以下、さらには200μm以下である。
その後、図1Bの矢印で示すように、剥離シート12を光反射層14から剥離する。具体的には、剥離シート12を、光反射層14の上面15から引き剥がす。
そうすると、光反射層14の上面15が露出する。
これによって、複数の光半導体素子1と、第1充填部分33および第1付着部分17を有する光反射層14とを備える光反射層付光半導体素子16を、電極面3が仮固定シート2に仮固定された状態で、得る。光反射層付光半導体素子16の上面は、光反射層14の上面15からなり、具体的には、光半導体素子1の発光面4が光反射層14に被覆されている。
これによって、光半導体素子1と、光反射層14とを備える光反射層付光半導体素子16を、仮固定シート2に仮固定された状態で、得る。
3. 第1付着部分除去工程
図1Cに示すように、第1付着部分除去工程を、光反射シート充填工程(図1B参照)の後に実施する。
第1付着部分除去工程では、第1付着部分17を除去する。
第1付着部分17を除去するには、例えば、図1Cに示すように、(1)感圧接着シート18を用いる方法、例えば、図示しないが、(2)溶媒を用いる方法、例えば、図示しないが、(3)研磨部材を用いる方法が採用される。以下、各方法を説明する。
(1)感圧接着シート18を用いる方法
感圧接着シート18は、感圧接着剤から調製されており、前後方向および左右方向に連続するシート形状を有している。感圧接着シート18の大きさは、例えば、感圧接着シート18を、厚み方向に投影したときに、第1付着部分17を含むことができる大きさに設定されている。感圧接着剤としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤、ポリアクリルアミド系感圧接着剤などが挙げられる。また、感圧接着シート18は、支持材などで支持されていてもよい。感圧接着シート18の25℃における粘着力(180℃剥離接着力)は、例えば、7.5(N/20mm)以上、好ましくは、10.0(N/20mm)以上であり、また、例えば、100(N/20mm)以下、好ましくは、20.0(N/20mm)以下である。粘着力は、感圧接着シート18を20mm幅に切り出し、これを、シリコーンウェハーに感圧接着し、その後、感圧接着シート18を、剥離速度100mm/分、剥離角度180℃で剥離試験したときの接着力として測定される。
感圧接着シート18を用いる方法では、感圧接着シート18の感圧接着面(感圧接着シート18が支持材が支持されている場合には、まず、支持材によって支持される面に対する逆側面)を、第1付着部分17を含む光反射層14の上面15に対向配置し、第1付着部分17に感圧接着し、続いて、第1付着部分17を、発光面4から引き剥がす。具体的には、図1Bの右側部分に示すように、まず、感圧接着シート18を下降させ、続いて、図1Bの中央部分に示すように、感圧接着シート18を第1付着部分17に対して感圧接着し、その後、図1Bの左側部分に示すように、感圧接着シート18を第1付着部分17とともに、上昇させる(引き上げる)。
第1付着部分17は、第1付着部分17と発光面4との界面で剥離し、感圧接着シート18に追従する。また、第1付着部分17の剥離が一回で完了しない時には、上記動作を複数回繰り返し、これによって第1付着部分17の剥離を完了させる。このとき、光反射層14において、第1充填部分33の上に位置する部分も、第1付着部分17とともに、感圧接着シート18に追従する。つまり、光反射層14において、第1付着部分17と、第1充填部分33の上に位置する部分とが、除去される。すなわち、光反射層14において、前後方向および左右方向に投影したときに、発光面4より上に位置する部分34(上層部分34)が、除去される。光反射層14の上層部分34の除去によって、第1充填部分33の上面15は、発光面4と、前後方向および左右方向に面一となる。つまり、第1充填部分33の上面15と、発光面4とが、同一平面を形成する。
その後、樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させる。
加熱温度は、例えば、100℃以上、好ましくは、120℃以上であり、また、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間が、例えば、10分以上、好ましくは、30分以上であり、また、例えば、180分以下、好ましくは、120分以下である。
(2)溶媒を用いる方法
この方法では、具体的には、溶媒、および、感圧接着シート18を併用する。
溶媒としては、例えば、第1付着部分17を形成する光反射組成物を完全または部分的に溶解または分散させることができる溶媒が選択される。具体的には、溶媒としては、有機溶媒、水系溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン、例えば、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素、例えば、テトラヒドロフランなどのエーテルなどが挙げられる。好ましくは、アルコール、芳香族炭化水素が挙げられる。
感圧接着シート18は、(1)で説明した感圧接着シート18が挙げられる。
この方法では、まず、樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させる。
この方法では、次いで、上記した溶媒を布に吸収させ、その布によって、硬化した光反射層14の上面15を拭く。なお、この溶媒によって、光反射層14の上面15を拭いても、第1付着部分17が残存する。
その後、残存する第1付着部分17を(1)で説明した感圧接着シート18を用いて除去する。
これによって、第1付着部分17を含む上層部分34が除去される。
(3)研磨部材を用いる方法
研磨部材としては、バフなどの布、ブラシ、ウォーターブラストなどが挙げられる。
研磨部材によって、光反射層付光半導体素子16における光反射層14の上面15を研磨する。これによって、第1付着部分17を含む上層部分34が除去される。
(3)の方法では、研磨部材による上面15の研磨のタイミングは、樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14の硬化の前後のいずれであってもよい。
4. 切断工程
図1Dに示すように、切断工程を、第1付着部分除去工程(図1C参照)の後に実施する。
切断工程では、互いに隣接する光半導体素子1の間において、光反射層14を切断する。つまり、切断工程では、第1充填部分33を切断する。これにより、光反射層付光半導体素子16において、複数の光半導体素子1を個片化する。
光反射層14(第1充填部分33)を切断するには、例えば、円盤状のダイシングソー(ダイシングブレード)19を用いるダイシング装置、例えば、カッターを用いるカッティング装置、例えば、レーザー照射装置などの切断装置が用いられる。好ましくは、ダイシング装置が用いられる。ダイシングソー19の刃厚T3は、例えば、10μm以上、好ましくは、20μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下である。
光反射層14(第1充填部分33)の切断によって、光反射層14には、互いに隣接する光半導体素子1の間において、前後方向および左右方向に沿って整列する切断溝20が形成される。切断溝20は、光反射層14を厚み方向に貫通している。切断溝20は、図1Dにおいて図示されないが、平面視において、略碁盤目形状を有している。なお、切断溝20は、図1Dにおける部分拡大図に示すように、感圧接着剤層9にも形成されていてもよい。その場合には、切断溝20の下端部は、感圧接着剤層9の厚み方向途中に到達する。つまり、光反射層14および感圧接着剤層9の両方に、切断溝20が切り込まれている。切断溝20の幅W1は、切断装置(好ましくは、ダイシングソー19の刃厚T3)に対応しており、具体的には、例えば、10μm以上、好ましくは、20μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下である。
切断溝20によって、光反射層14(第1充填部分33)には、切断溝20に面する側面32が形成される。
これにより、個片化された1つの光半導体素子1と、周側面5を被覆し、発光面4を露出し、切断溝20により仕切られた光反射層14とを備える光反射層付光半導体素子16を、仮固定シート2に支持された状態で、得る。
5. 剥離工程
図1Eに示すように、剥離工程を、切断工程(図1D参照)の後に実施する。
剥離工程では、まず、図1Eの下向き矢印で示すように、支持板8を感圧接着剤層9から剥離する。
支持板8を感圧接着剤層9から剥離するには、例えば、紫外線の照射や加熱など処理を、支持板8および感圧接着剤層9の界面に対して、実施する。すると、感圧接着剤層9の支持板8に対する感圧接着力が低減し、これによって、支持板8が除去される。
これによって、前後方向および左右方向に互いに間隔(幅W1)を隔てて整列配置された複数の光反射層付光半導体素子16が、感圧接着剤層9に支持された状態で、得られる。
その後、図1Eの上向き矢印で示すように、光反射層付光半導体素子16を感圧接着剤層9から剥離する。
光反射層付光半導体素子16を感圧接着剤層9から剥離するには、コレットおよびそれに接続される吸引ポンプを備えるピックアップ装置(図示せず)などを用いる。具体的には、コレットを、発光面4に接触させ、続いて、吸引ポンプを駆動させ、次いで、コレットを引き上げる。
これによって、1つの光半導体素子1と、光半導体素子1の周側面5を被覆し、発光面4を露出する光反射層14とを備える光反射層付光半導体素子16を得る。好ましくは、光反射層付光半導体素子16は、光半導体素子1と、光反射層14とのみからなる。
図1Eの破線で示すように、光反射層付光半導体素子16では、光反射層14の側面32が側方に露出し、発光面4と、発光面4の周囲に位置する光反射層14の上面15とが、上側に露出し、電極6の下面が下側に露出している。光半導体素子1の発光面4は、光反射層14の上面15と面一である。
この光反射層付光半導体素子16は、次に説明する光半導体装置60(図2参照)ではなく、つまり、光半導体装置60に備えられる基板50を含まない。つまり、光反射層付光半導体素子16は、電極6が、基板50に設けられる端子51と電気的に接続されていない。つまり、光反射層付光半導体素子16は、光半導体装置60の一部品、すなわち、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
6. 光半導体装置の製造
その後、図2に示すように、光反射層付光半導体素子16の電極6を、基板50の上面に設けられた端子51に電気的に接続する。具体的には、光反射層付光半導体素子16を基板50にフリップチップ実装する。
これによって、光反射層付光半導体素子16と、基板50とを備える光半導体装置60を得る。つまり、光半導体装置60は、基板50と、基板50に実装される光半導体素子1と、光半導体素子1の周側面5を被覆する光反射層14とを備える。光半導体装置60は、好ましくは、基板50と、光半導体素子1と、光反射層14とのみからなる。光半導体装置60では、発光層7が、光半導体素子1の上部に位置しており、発光面4が光反射層14から上方に露出している。
7. 第1実施形態の作用効果
この方法によれば、図1Cに示すように、複数の光半導体素子1の発光面4に付着する光反射層14、つまり、第1付着部分17を除去するので、複数の光半導体素子1の発光面4から発光された光を効率的に取り出すことができる。
また、この方法によれば、図1Aに示すように、光反射シート11は、厚み方向に投影したときに複数の光半導体素子1を含むように、前後方向および左右方向に連続する形状を有しているので、図1Bに示すように、光反射シート11を第1隙間10(図1A参照)に簡便に充填することができる。
8. 変形例
第1実施形態の「4. 第2付着部分除去工程」における(1)の方法では、まず、感圧接着シート18を用いて、光反射層14における第2付着部分31を除去した後、光反射層14に含有される樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させている。しかし、例えば、まず、光反射層14を加熱して硬化(完全硬化)させ、その後、感圧接着シート18を用いて、光反射層14における第2付着部分31を除去することもできる。
第1実施形態の「4. 第2付着部分除去工程」における(2)の方法では、溶媒、および感圧接着シート18を併用している。しかし、溶媒により、光反射層14における第2付着部分31を十分に除去できる場合には、溶媒のみによって、光反射層14における第2付着部分31を除去することもできる。
第1実施形態では、図1Aに示すように、光反射シート11を、剥離シート12の下面において、前後方向および左右方向に連続する層(平板)形状を有しているが、図3に示すように、第1隙間10に対応するパターン形状を有することもできる。
図3に示すように、光反射シート11には、開口部21が複数形成されている。
開口部21は、厚み方向に投影したときに、光半導体素子1の外形形状と同一の形状を有している。一方、光反射シート11は、厚み方向に投影したときに、第1隙間10の形状と同一の形状を有している。
この変形例においても、図1Bに示す光反射シート充填工程では、光反射層14が、発光面4に付着して、第1付着部分17を形成する。
一方、第1実施形態における図1Aに示す光反射シート11は、変形例における図3に示す光反射シート11に比べて、第1付着部分17(図1B参照)を生じ易く、つまり、本発明の課題を生じ易い。
また、第1実施形態では、図1Cおよび図1Dに示すように、第1付着部分除去工程(図1C参照)の後に、切断工程(図1D参照)を実施している。しかし、例えば、切断工程(図1D参照)の後に、第1付着部分除去工程(図1C参照)を実施することもできる。
好ましくは、図1Cおよび図1Dに示される第1実施形態のように、第1付着部分除去工程(図1C参照)の後に、切断工程(図1D参照)を実施する。
一方、変形例のように、切断工程(図1D参照)の後に、第1付着部分除去工程(図1C参照)を、「(1)感圧接着シート18を用いる方法」および/または「(3)研磨部材を用いる方法」により実施すれば、切断工程によって形成された切断溝20(図1D参照)に、感圧接着シート18の感圧接着剤、および/または、研磨部材が入り込み、第1充填部分33(周側面5を被覆する光反射層14)が、感圧接着シート18、および/または、研磨部材によって除去されるおそれがある。他方、第1実施形態であれば、上記したおそれを解消できる。
また、切断工程(図1D参照)の後に、第1付着部分除去工程(図1C参照)を、「(2)溶媒を用いる方法」により実施すれば、切断工程によって形成された切断溝20に、溶媒が入り込み、残存するおそれがあり、また、そのため、溶媒を除去する工程が別途必要となる。他方、第1実施形態であれば、上記したおそれを解消できる。
また、例えば、光反射シート充填工程において、図1Bに示すように、Bステージ(半硬化)状態の、第1付着部分17を含む光反射層14を形成する際に、光反射シート11の充填温度と時間とを制御することにより、「(2)溶媒を用いる方法」が採用できる。具体的には、Bステージの光反射シート11の硬度を、例えば、95以上、99以下に設定する。光反射シート11の硬度は、例えば、軟物質硬度計(シチズンセイミツ製:CH−R01。センサーヘッドの直径:2mm)を用いて算出される。具体的には、図14Aに示すように、軟物質硬度計71を用意する。軟物質硬度計71は、上下方向に延びるプランジャー74と、プランジャー74の下端部に設けられるセンサーヘッド72と、プランジャー74を収容するシリンダー73と、センサーヘッド72に接続され、センサーヘッド72の位置を検知可能に構成される処理装置(図示せず)を備える。センサーヘッド72の略球形状を有している。
そして、図14Bに示すように、まず、シリンダー73の下端部と、センサーヘッド72の下端部とを、剥離シート12の上に配置された光反射シート11の表面に、接触させる。
続いて、プランジャー74の駆動に基づいて、プランジャー74で光反射シート11に対して初期荷重8.3mNで、5秒間かける。この際、センサーヘッド72の下端部の位置が処理装置(図示せず)に入力される。
次いで、図14Cに示すように、プランジャー74の駆動に基づいて、センサーヘッド72で光反射シート11に対して本荷重150mNで、20秒間かける。すると、プランジャー74が光反射シート11に対して沈み込む。この際、センサーヘッド72の下端部の位置が処理装置(図示せず)に入力される。
そして、図14Cに示すように、センサーヘッド72を光反射シート11に対して本荷重をかけた際に、光反射シート11の表面からセンサーヘッド72が沈み込んだ距離dを測定し、以下の式に基づいて、硬度を算出する。
硬度=[1−{センサーヘッド72が沈み込んだ距離d(本荷重の沈み込み−初期荷重の沈み込み)(μm)/300(基準値)(μm)}]×100
1つの光反射シート11に対して5回測定し、その平均値を硬度として得る。
光反射シート11の充填時間は、充填温度に応じて適宜設定される。光反射シート11の充填温度が100℃のときには、光反射シート11の充填時間が、例えば、250秒以上、600秒以下である。光反射シート11の充填温度が90℃のときには、光反射シート11の充填時間が、例えば、400秒以上、750秒以下である。光反射シート11の充填温度が80℃のときには、光反射シート11の充填時間が、例えば、800秒以上、1,000秒以下である。
この方法によれば、「(2)溶媒を用いる方法」により第1付着部分17を除去するとき(後述)に、第1付着部分17をより確実に除去することができる。
第1実施形態において、図1Eに示すように、剥離工程を実施しているが、剥離工程を実施しなくてもよい。つまり、図1Dに示すように、個片化された1つの光半導体素子1と、光反射層14とを備え、仮固定シート2(支持板8および感圧接着剤層9)に支持された状態の複数の光反射層付光半導体素子16も、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスとして用いられる。
さらに、図1Eにおける剥離工程における支持板8のみを除去することもできる。つまり、図1Eの実線で示すように、感圧接着剤層9のみに支持された状態の複数の光反射層付光半導体素子16も、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスとして用いられる。
また、図示しないが、図1Eに示す光反射層付光半導体素子16における発光面4に、蛍光体層などを設置することもできる。
<第2実施形態>
第2実施形態において、第1実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本発明の第2実施形態(光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態)は、仮固定工程(図4A参照)と、蛍光体層形成工程(図4Bおよび図4C参照)と、光反射シート充填工程(図4D参照)と、第2付着部分除去工程(図5E参照)と、切断工程(図5F参照)と、剥離工程(図5G参照)とを備える。以下、各工程を説明する。
1. 仮固定工程
図4Aに示すように、仮固定工程は、複数の光半導体素子1を、仮固定シート2に互いに間隔を隔てて仮固定する工程である。
2. 蛍光体層形成工程
図4Bおよび図4Cに示すように、蛍光体層形成工程を、仮固定工程(図4A参照)の後に実施する。
蛍光体層形成工程では、蛍光体層26を、互いに隣接する光半導体素子1の間に第2隙間23が形成されるように、複数の光半導体素子1の発光面4および周側面5に形成する。
蛍光体層26を形成するには、まず、例えば、図4Aに示すように、蛍光体シート24を用意する。蛍光体シート24は、蛍光体部材25に備えられている。
蛍光体部材25は、剥離シート12と、剥離シート12に支持される蛍光体シート24とを備える。好ましくは、蛍光体部材25は、剥離シート12と、蛍光体シート24とのみからなる。
蛍光体シート24は、剥離シート12の下面に形成されており、前後方向および左右方向に連続する層(平板)形状を有している。蛍光体シート24は、例えば、蛍光体および樹脂を含有する蛍光組成物から調製されている。
蛍光体は、光半導体素子1から発光される光を波長変換する。蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca)SiO;Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu(バリウムオルソシリケート(BOS))などのシリケート蛍光体、例えば、YAl12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、TbAl12:Ce(TAG(テルビウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。
赤色蛍光体としては、例えば、CaAlSiN:Eu、CaSiN:Euなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体として、好ましくは、黄色蛍光体、より好ましくは、ガーネット型蛍光体が挙げられる。
蛍光体の形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。
蛍光体の最大長さの平均値(球状である場合には、平均粒子径)は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下でもある。
蛍光体は、単独使用または併用することができる。
蛍光体の配合割合は、蛍光組成物に対して、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、70質量%以下である。
樹脂は、蛍光組成物において蛍光体を均一に分散させるマトリクスであって、例えば、加熱されたときに蛍光体シート24を第1隙間10に充填できる粘度を蛍光体シート24に付与する成分である。樹脂は、第1実施形態において光反射組成物に含まれる樹脂と同一である。樹脂の配合割合は、蛍光体(および次に説明する光反射成分および/または添加剤)の配合割合の残部である。
蛍光組成物には、光反射成分および/または添加剤を、適宜の割合で含有することもできる。
蛍光体シート24を形成するには、例えば、蛍光体と、樹脂と、必要により添加される光反射成分および/または添加剤とを配合して、蛍光組成物のワニスを調製する。続いて、ワニスを、剥離シート12の表面に塗布する。その後、蛍光組成物が、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂を含有する場合には、蛍光組成物を、Bステージ化する(半硬化させる)。具体的には、蛍光組成物を、加熱する。これにより、蛍光体シート24を形成する。蛍光体シート24の物性(貯蔵剪断弾性率G’など)は、第1実施形態における光反射組成物の物性から適宜選択される。蛍光体シート24の厚みは、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、1,000μm以下、好ましくは、450μm以下である。蛍光体シート24は、図1Aに示すように、光反射部材13を、仮固定シート2に仮固定された複数の光半導体素子1の上側に対向し、そして、それらを厚み方向に投影したときに、複数の光半導体素子1を含む大きさ(前後方向長さおよび左右方向長さ)に設定されている。
次いで、図4Bに示すように、蛍光体層形成工程では、蛍光体部材25を、仮固定シート2に対して、熱プレスする。
熱プレスによって、蛍光体シート24(蛍光組成物)が、第1隙間10に充填される(蛍光体シート充填工程)。蛍光体シート24(具体的には、次に説明する蛍光体層26)において、第1隙間10に充填された部分は、第2充填部分35である。
これに伴って、複数の光半導体素子1に対向する蛍光体シート24は、複数の光半導体素子1の発光面4を被覆する。これによって、蛍光体シート24から、蛍光体層26が、複数の光半導体素子1の発光面4および周側面5に形成される。
蛍光体層26は、複数の光半導体素子1を埋設している。また、蛍光体層26は、前後方向および左右方向において連続する形状を有している。さらに、蛍光体層26は、平坦な表面の一例としての上面27を有している。なお、蛍光体層26は、光半導体素子1の電極面3において、電極6から露出する面も被覆する。
その後、図4Cに示すように、蛍光体層形成工程では、互いに隣接する光半導体素子1の間において、蛍光体層26を切断する。
蛍光体層26を切断するには、所定幅(刃厚T4)を有する円盤状のダイシングソー(ダイシングブレード)28(図4B参照)によって、互いに隣接する光半導体素子1の間における蛍光体層26、つまり、第2充填部分35を切削する。
ダイシングソー28は、径方向内側から外側にむかうに従って、同一幅(同一刃厚T4)を有している。ダイシングソー28の刃厚T4は、第1実施形態において光反射層14を切断したダイシングソー19の刃厚T3(図1D参照)より厚く、具体的には、ダイシングソー19の刃厚T3に対して、例えば、150%以上、好ましくは、200%以上、より好ましくは、300%以上であり、また、例えば、10,000%以下である。より具体的には、ダイシングソー28の刃厚T4は、次に説明する第2隙間23の幅W2(図4C参照)に対応して適宜設定され、例えば、100μm以上、好ましくは、200μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。
または、エッチングによって、互いに隣接する光半導体素子1の間における蛍光体層26を切断する(蛍光体層除去工程)。
これによって、図4Cに示すように、互いに隣接する光半導体素子1の間において、蛍光体層26に第2隙間23が形成される。第2隙間23は、蛍光体層26を厚み方向に貫通している。具体的には、第2隙間23は、蛍光体層26において、第2充填部分35と、第2充填部分35の上に位置する部分とに、形成される。第2隙間23は、図示されないが、平面視において、略碁盤目形状を有している。また、第2隙間23において、その下端部における開口断面形状および開口断面積と、上端部における開口断面および開口断面積とは、同一である。
なお、上記した蛍光体層26の切断によって、周側面5に形成される蛍光体層26の幅W3が所望寸法に調節される。つまり、周側面5に形成される蛍光体層26の切断では、蛍光体層26の幅W3が所定の寸法となるように、蛍光体層26を外形加工する。周側面5に形成される蛍光体層26の幅W3は、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。蛍光体層26の幅W3は、厚み方向にわたって、同一である。
第2隙間23の幅W2は、例えば、100μm以上、好ましくは、200μm以上であり、また、例えば、2,000μm以下、好ましくは、1,000μm以下である。第2隙間23の幅W2は、厚み方向にわたって、同一である。

これによって、蛍光体層26が、複数の光半導体素子1の発光面4および周側面5を被覆するパターンで、複数の光半導体素子1に対応して、複数形成される。複数の蛍光体層26のそれぞれは、下方に向かって開放される、断面略U字形状を有している。
3. 光反射シート充填工程
図4Dに示すように、光反射シート充填工程を、蛍光体層形成工程(図4Bおよび図4C)の後に実施する。
光反射シート充填工程では、光反射シート11(図4C参照)を第2隙間23に充填する。
光反射シート11は、第1実施形態の光反射シート11と同一である。
具体的には、光反射部材13、仮固定シート2、光半導体素子1および蛍光体層26を、光反射シート11と蛍光体層26とが対向するように、プレス機にセットして、それらを、例えば、熱プレスする。
このプレスによって、光反射シート11(光反射組成物)が第2隙間23に充填される。これによって、光反射組成物(光反射シート11)からなる光反射層14が、第2隙間23に充填された形状で、形成される。なお、光反射層14において、第2隙間23に充填された部分は、第3充填部分37である。
光反射層14(第3充填部分37)は、光半導体素子1の周側面5に形成される蛍光体層26の周側面29を被覆している。また、光反射層14は、光半導体素子1の発光面4に形成される蛍光体層26の上面27に、被覆して付着している。光反射層14において、蛍光体層26の上面27に付着する部分は、第2付着部分31である。また、光反射層14は、平坦な上面15を有している。
光反射層14の上面15において、第2付着部分31と、第3充填部分37の上に位置する部分とは、前後方向および左右方向に面一である。
第2付着部分31の厚みT2は、例えば、1μm以上であり、また、例えば、50μm以下、さらには200μm以下である。
その後、図4Dの矢印で示すように、剥離シート12を光反射層14から剥離する。具体的には、剥離シート12を、光反射層14の上面15から引き剥がす。
そうすると、光反射層14の上面15が露出する。これによって、複数の光半導体素子1と、光半導体素子1の発光面4および周側面5に形成された蛍光体層26と、第3充填部分37および第2付着部分31を有する光反射層14とを備える光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を、光半導体素子1の電極面3が仮固定シート2に仮固定された状態で、得る。
4. 第2付着部分除去工程
図5Eに示すように、第2付着部分除去工程を、光反射シート充填工程(図4D参照)の後に実施する。
第2付着部分除去工程では、第2付着部分31を、除去する。
このとき、光反射層14において、第3充填部分37の上に位置する部分も、第2付着部分31とともに、除去される。すなわち、光反射層14において、前後方向および左右方向に投影したときに、蛍光体層26の上面27より上に位置する部分36(上層部分36)が、除去される。
第2付着部分31を除去する方法は、第1実施形態において例示した第1付着部分17を除去する方法と同一である。具体的には、(1)感圧接着シート18を用いる方法、例えば、図示しないが、(2)溶媒を用いる方法、例えば、図示しないが、(3)研磨部材を用いる方法が採用される。
(1)の方法では、まず、感圧接着シート18を用いて、光反射層14における第2付着部分31を除去した後、光反射層14に含有される樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させる。
(2)の方法では、溶媒、および感圧接着シート18が併用される。
つまり、(2)の方法では、まず、光反射層14に含有される樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させる。
この方法では、次いで、上記溶媒を布に吸収させ、その布によって、硬化した光反射層14の上面15を拭く。なお、この溶媒によって、光反射層14の上面15を拭いても、第2付着部分31が残存する。
その後、残存する第2付着部分31を(1)で説明した感圧接着シート18を用いて除去する。
(3)の方法では、研磨部材による上面15の研磨のタイミングは、樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14の硬化の前後のいずれであってもよい。
そして、光反射層14の上層部分36の除去によって、第3充填部分37の上面15は、蛍光体層26の上面27と、前後方向および左右方向に面一となる。つまり、光反射層14から露出する蛍光体層26の上面27と、光反射層14の第3充填部分37の上面15とは、同一平面を形成する。
5. 切断工程
図5Fに示すように、切断工程を、第2付着部分除去工程(図5E参照)の後に実施する。
切断工程では、互いに隣接する光半導体素子1の間において、光反射層14を切断する。具体的には、第3充填部分37(図5E参照)を切断する。光反射層14を切断する方法は、第1実施形態のそれと同一である。なお、切断溝20は、図5Fでは、図示されないが、感圧接着剤層9にも形成されていてもよい。その場合には、切断溝20の下端部は、感圧接着剤層9の厚み方向途中に到達する。つまり、光反射層14および感圧接着剤層9の両方に、切断溝20が切り込まれている。
光反射層14(第3充填部分37)には、互いに隣接する光半導体素子1の間において、前後方向および左右方向に沿って整列する切断溝20が形成される。
6. 剥離工程
図5Gに示すように、剥離工程を、切断工程(図5F参照)の後に実施する。
剥離工程では、まず、図5Gの下向き矢印で示すように、支持板8を感圧接着剤層9から剥離する。これによって、前後方向および左右方向に互いに間隔(幅W1)を隔てて整列配置された複数の光反射層および蛍光体層付光半導体素子30が、感圧接着剤層9に支持された状態で、得られる。
その後、図5Gの上向き矢印で示すように、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を感圧接着剤層9から剥離する。光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を感圧接着剤層9から剥離する方法は、第1実施形態において例示した方法と同一である。
これによって、1つの光半導体素子1と、光半導体素子1の発光面4および周側面5を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14とを備える光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を得る。好ましくは、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30は、光半導体素子1と、蛍光体層26と、光反射層14とのみからなる。
光反射層および蛍光体層付光半導体素子30では、光反射層14の側面32が側方に露出し、蛍光体層26の上面27と、上面27の周囲に位置する光反射層14の上面15とが、上側に露出し、電極6の下面が下側に露出している。蛍光体層26の上面27は、光反射層14の上面15と面一となる。
この光反射層および蛍光体層付光半導体素子30は、光半導体装置60(図6参照)ではなく、つまり、光半導体装置60に備えられる基板50を含まない。つまり、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30は、電極6が、基板50に設けられる端子51と電気的に接続されていない。さらに、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30は、光半導体装置60の一部品、すなわち、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
7. 光半導体装置の製造
その後、図6に示すように、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30の電極6を、基板50の上面に設けられた端子51に電気的に接続する。具体的には、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を基板50にフリップチップ実装する。
これによって、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30と、基板50とを備える光半導体装置60を得る。つまり、光半導体装置60は、基板50と、基板50に実装される光半導体素子1と、光半導体素子1の発光面4および周側面5を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14とを備える。光半導体装置60は、好ましくは、基板50と、光半導体素子1と、蛍光体層26と、光反射層14とのみからなる。また、光半導体装置60では、蛍光体層26および光反射層14が、基板50に接触している。
8. 第2実施形態の作用効果
この方法によれば、図5Eに示すように、蛍光体層26の上面27に付着する光反射層14、つまり、第2付着部分31を除去するので、複数の光半導体素子1の発光面4から発光され、蛍光体層26によって波長変換された光を蛍光体層26の上面27から効率的に取り出すことができる。
また、この方法によれば、図4Bに示すように、蛍光体シート24を第1隙間10に簡便に充填し、次いで、図4Cに示すように、第2隙間23を簡単に形成することができる。
また、この方法によれば、図4Aに示す蛍光体シート24は、厚み方向に投影したときに複数の光半導体素子1を含むように、前後方向および左右方向に連続する形状を有しているので、図4Bに示すように、蛍光体シート24を第1隙間10に簡便に充填することができる。
9. 変形例
第2実施形態の「4. 第2付着部分除去工程」における(1)の方法では、まず、感圧接着シート18を用いて、光反射層14における第2付着部分31を除去した後、光反射層14に含有される樹脂が熱硬化性樹脂(Bステージの熱硬化性樹脂)である場合には、光反射層14を、加熱して硬化(完全硬化)させている。しかし、例えば、まず、光反射層14を加熱して硬化(完全硬化)させ、その後、感圧接着シート18を用いて、光反射層14における第2付着部分31を除去することもできる。
第2実施形態の「4. 第2付着部分除去工程」における(2)の方法では、溶媒、および感圧接着シート18を併用している。しかし、溶媒により、光反射層14における第2付着部分31を十分に除去できる場合には、溶媒のみによって、光反射層14における第2付着部分31を除去することもできる。
第2実施形態では、蛍光体層形成工程を、図4Aに示すように、蛍光体シート24を用いて実施しているが、例えば、蛍光体シート24を用いず、蛍光組成物のワニスを、第1隙間10に対して、ポッティングすることによって、図4Bに示すような、前後方向および左右方向において連続する形状を有する蛍光体層26を形成することができる。その後、図4Cに示すように、蛍光体層26を切断する。
第2実施形態では、図4Cに示すように、光反射シート11を、剥離シート12の下面全面において、前後方向および左右方向に連続する層(平板)形状を有しているが、図7に示すように、第2隙間23に対応するパターン形状を有することもできる。
光反射シート11には、開口部21が複数形成されている。
開口部21は、厚み方向に投影したときに、蛍光体層26の外形形状と同一の形状を有している。光反射シート11は、厚み方向に投影したときに、第2隙間23の形状と同一の形状を有している。
この変形例においても、光反射シート充填工程では、図4Dに示すように、光反射層14が、蛍光体層26の上面27に付着して、第2付着部分31を形成する。
一方、第2実施形態における図4Cに示す光反射シート11は、変形例における図7に示す光反射シート11に比べて、第2付着部分31を生じ易く、つまり、本発明の課題を生じ易い。
また、第2実施形態では、図5Eおよび図5Fに示すように、第2付着部分除去工程(図5E参照)の後に、切断工程(図5F参照)を実施している。しかし、例えば、切断工程(図5F参照)の後に、第2付着部分除去工程(図5E参照)を実施することもできる。
好ましくは、図5Eおよび図5Fに示すように、第2付着部分除去工程(図5E参照)の後に、切断工程(図5F参照)を実施する(第2実施形態)。
一方、変形例のように、切断工程(図5F参照)の後に、付着部分除去工程(図5E参照)を、「(1)感圧接着シート18を用いる方法」および/または「(3)研磨部材を用いる方法」により実施すれば、切断工程によって形成された切断溝20に、感圧接着シート18の感圧接着剤、および/または、研磨部材が入り込み、第3充填部分37(蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14)が、感圧接着シート18、および/または、研磨部材によって除去されるおそれがある。他方、第2実施形態であれば、上記したおそれを解消できる。
また、切断工程(図5F参照)の後に、第2付着部分除去工程(図5E参照)を、「(2)溶媒を用いる方法」により実施すれば、切断工程によって形成された切断溝20に、溶媒が入り込み、残存するおそれがあり、また、そのため、溶媒を除去する工程が別途必要となる。他方、第2実施形態であれば、上記したおそれを解消できる。
また、例えば、光反射シート充填工程において、Bステージ(半硬化)状態の、第2付着部分31を含む光反射層14を形成する際に、光反射シート11の充填温度と時間とを制御することにより、を形成した後、第2付着部分除去工程を実施し、その後、光反射層14をCステージ(完全硬化)させることもできる。この場合には、第2付着部分除去工程では、好ましくは、「(2)溶媒を用いる方法」が採用される。具体的には、Bステージの光反射シート11の硬度を、例えば、95以上、99以下に設定する。硬度の測定は、上記と同一である。光反射シート11の充填温度および充填時間は、上記と同一である。「(2)溶媒を用いる方法」により第1付着部分17を除去するとき(後述)、第1付着部分17を確実に除去することができる。
第2実施形態において、図5Gに示すように、剥離工程を実施しているが、剥離工程を実施しなくてもよい。つまり、図5Fに示すように、個片化された1つの光半導体素子1と、光反射層14と、蛍光体層26とを備え、仮固定シート2(支持板8および感圧接着剤層9)に支持された状態の複数の光反射層付光半導体素子16も、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスとして用いられる。
さらに、図5Gの実線で示されるように、剥離工程における支持板8のみを除去することもできる。つまり、感圧接着剤層9のみに支持された状態の複数の光反射層付光半導体素子16も、光半導体装置60を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスとして用いられる。
<第3実施形態>
第3実施形態において、第1〜第2実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本発明の第3実施形態(光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の他の実施形態)は、仮固定工程(図8A参照)と、蛍光体シート積層工程(図8B参照)と、光反射シート充填工程(図8C参照)と、第2付着部分除去工程(図9D参照)と、切断工程(図9E参照)と、剥離工程(図9F参照)とを備える。
1.蛍光体シート積層工程
図8Bに示すように、蛍光体シート積層工程を、仮工程(図8A参照)の後に実施する。
蛍光体シート積層工程では、図8Aに示すように、まず、厚み方向に投影したときに複数の光反射シート11の発光面4に対応するパターンを有する蛍光体シート24を用意する。
蛍光体シート24は、厚み方向に投影したときに、第1隙間10と同一パターンを有する第2開口部38を有する。これにより、蛍光体シート24は、第2開口部38により仕切られており、光反射シート11の発光面4と同一寸法およびパターン形状を有する。
また、蛍光体シート24は、蛍光体セラミックプレートから調製されていてもよい。その際には、蛍光体部材25は、蛍光体シート24のみからなっており、蛍光体部材25は、剥離シート12(図8Aの仮想線参照)を備えなくてもよい。
次いで、蛍光体シート積層工程では、図8Bに示すように、蛍光体シート24を、発光面4に積層する。
これにより、蛍光体シート24は、光半導体素子1の発光面4を被覆する蛍光体層26として形成される。また、第2隙間23が、光半導体素子1の第1隙間10と、第1隙間10の上側に連通し、蛍光体層26の第2開口部38(図8A参照)とから形成される。蛍光体層26の周側面29と、光半導体素子1の周側面5とは、ともに、第2隙間23に面しており、厚み方向に面一に形成されている。
2.光反射シート充填工程
図8Cに示すように、光反射シート充填工程を、蛍光体シート積層工程(図8B参照)の後に実施する。
光反射シート充填工程では、光反射シート11(図8B参照)を第2隙間23に充填する。
これによって、光反射層14は、光半導体素子1の周側面5と、蛍光体層26の周側面29とに連続して被覆する第3充填部分37を有している。また、光反射層14は、蛍光体層26の上面27に被覆して付着しており、第2付着部分31とを有している。さらに、光反射層14は、光半導体素子1の電極面3において、電極6から露出する面も被覆する。
3.第2付着部分除去工程、切断工程および剥離工程
その後、図9Dに示す第2付着部分除去工程と、図9Eに示す切断工程と、図9Fに示す剥離工程とを順に実施する。
これにより、図9Fの仮想線で示すように、光半導体素子1の発光面4を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29、および、光半導体素子1の周側面5を被覆する光反射層14とを備える光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を得る。
その後、図10に示すように、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30の電極6を、基板50の端子51に電気的に接続する。これにより、基板50と、基板50に実装される光半導体素子1と、光半導体素子1の発光面4を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29、および、光半導体素子1の周側面5を被覆する光反射層14とを備える光半導体装置60を得る。
4.第3実施形態の作用効果
この方法によれば、図9Fに示すように、光反射層14を複数の光半導体素子1の周側面5に形成するので、光半導体素子1の周側面5から発光された光を光反射層14によって効率的に反射させることができる。
<第4実施形態>
第4実施形態において、第1〜第3実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第2実施形態では、図4Bに示すように、「2. 蛍光体層形成工程」において、径方向内側から外側に向かうに従って、同一刃厚T4を有する第2ダイシングソー(ダイシングブレード)28を用いて、蛍光体層26を切断する。
しかし、第4実施形態では、図11Bに示すように、径方向内側から外側に向かうに従って刃厚が狭くなる第2ダイシングソー(ダイシングブレード)43を用いて、蛍光体層26を切断する。
本発明の第4実施形態(光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法の一実施形態)は、仮固定工程(図11A参照)と、蛍光体層形成工程(図11A〜図C参照)と、光反射シート充填工程(図11D参照)と、第2付着部分除去工程(図12E参照)と、切断工程(図12F参照)と、剥離工程(図12G参照)とを備える。第2実施形態と異なる工程を説明する。
1.蛍光体層形成工程
蛍光体層形成工程は、蛍光体層26を複数の光半導体素子1の発光面4および周側面5に形成する工程(1)(図11A参照)、複数の光半導体素子1および蛍光体層26を第2固定シート40に転写する工程(2)(図11B参照)、および、第2固定シート40に支持された蛍光体層26を切断する工程(3)(図11C参照)を備える。蛍光体層形成工程では、工程(1)、工程(2)および工程(3)を順次実施する。
1−1.工程(1)
図11Aに示すように、工程(1)は、第2実施形態における「蛍光体層形成工程」(図4Bおよび図4C参照)と同一である。
1−2.第2工程(2)
図11Bに示すように、第2固定シート40は、第2支持板41と、第2支持板41の上に配置される第2感圧接着剤層42とを備える。第2固定シート40は、複数の光半導体素子1および蛍光体層26を仮固定シート2から転写される転写シートである。
第2支持板41および第2感圧接着剤層42のそれぞれは、第2実施形態で例示した支持板8および感圧接着剤層9のそれぞれと同一である。
複数の光半導体素子1および蛍光体層26を第2固定シート40に転写するには、図11Aに示すように、まず、複数の光半導体素子1および蛍光体層26の上側に、第2固定シート40を配置する。第2固定シート40において、第2感圧接着剤層42は、蛍光体層26に向かっている。
次いで、図11Aの矢印で示すように、第2固定シート40を蛍光体層26に近接させて、第2感圧接着剤層42と蛍光体層26とを接触させる。その後、複数の光半導体素子1および蛍光体層26を感圧接着剤層9(仮固定シート2)から剥離する。
これによって、図11Bに示すように、複数の光半導体素子1および蛍光体層26は、仮固定シート2から第2固定シート40に転写される。これにより、複数の光半導体素子1および蛍光体層26が、第2固定シート40に支持された状態で得られる。光半導体素子1における電極6および電極側面3は、上側に向かう。また、電極6は、上側に露出している。一方、発光面4は、下側に向かっている。
1−3.工程(3)
図11Cに示すように、工程(3)では、蛍光体層26を、第2ダイシングソー(ダイシングブレード)43を用いて、蛍光体層26(第2充填部分35)を切断する。
第2ダイシングソー43は、中心から径方向外側に向かって刃厚が次第に狭くなる形状を有する。また、第2ダイシングソー43は、径方向外側に向かって幅狭となるテーパー面を有する。また、第2ダイシングソー43は、断面略V字形状を有する。第2ダイシングソー43のテーパー面の、径方向に沿う仮想面に対する角度αは、例えば、10度以上、好ましくは、30度以上であり、また、例えば、60度以下、好ましくは、80度以下である。
工程(3)では、まず、第2ダイシングソー43を蛍光体層26の上側に配置し、続いて、第2ダイシングソー43を下降させて、第2ダイシングソー43の先端部(径方向外端部)を蛍光体層26の上面に接触させる。続いて、第2ダイシングソー43の先端部を、蛍光体層26の厚み方向全部を貫通して、さらに、第2感圧接着剤層42に接触するまで、下降させる。続いて、第2ダイシングソー43を前後方向および左右方向に移動させる。
これによって、下側に向かうに従って、開口断面積が小さくなる第2隙間23が形成される。第2隙間23は、第2ダイシングソー43のテーパー面に対応する形状を有する。
つまり、第2隙間23は、開口断面積が下側に向かうに従って小さくなる形状を有する。具体的には、第2隙間23は、断面視において、厚み方向に沿って延びる2つの対向辺間の間隔が下側に向かうに従って狭くなる形状を有する。詳しくは、第2隙間23は、下側に向かって尖る断面略三角形状を有する。
また、第2隙間23は、蛍光体層26の厚み方向を貫通する。さらに、第2隙間23の下端部は、図11Cの部分拡大図に示すように、第2感圧接着剤層42の厚み方向途中に到達していてもよい。つまり、蛍光体層26および第2感圧接着剤層42の両方に、第2隙間23が切り込まれていてもよい。
そのため、蛍光体層26の周側面29は、上側(電極6側)に向かうに従って左右方向内側(隣接する光半導体素子1の間における光半導体素子1側)に傾斜するテーパー面である。
隣接する光半導体素子1の周側面29の下端部間の距離(幅)W4は、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、600μm以下、好ましくは、400μm以下である。
2.光反射シート充填工程
図11Dに示すように、光反射シート充填工程では、光反射シート11(図11C参照)を第2隙間23に充填する。
光反射層14において、第2隙間23に充填された部分である第3充填部分37は、第2隙間23と同一形状(下底より長い上底を有する断面略台形状)を有する。また、光反射層14は、電極側面3に対向する蛍光体層26の上面27に付着する第2付着部分31を有する。
3.第2付着部分除去工程、切断工程および剥離工程
その後、図12Eに示す第2付着部分除去工程と、図12Fに示す切断工程と、図12Gに示す剥離工程とを順に実施する。
これによって、複数の光半導体素子1と、光半導体素子1の電極側面3、発光面4および周側面5を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14とを備える、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30が、第2固定シート40に仮固定された状態で得られる。
これによって、1つの光半導体素子1と、光半導体素子1の電極側面3、発光面4および周側面5を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14とを備える光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を得る。好ましくは、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30は、光半導体素子1と、蛍光体層26と、光反射層14とのみからなる。
光反射層および蛍光体層付光半導体素子30では、光反射層14の側面32は、側方に露出している。蛍光体層26の上面27と、上面27の周囲に位置する光反射層14の上面15と、電極6とは、上側に露出しており、それらは、面一である。また、蛍光体層26の下面と、光反射層14の下面とは、下側に露出しており、それらは、面一である。
光反射層14の内側面は、蛍光体層26の周側面29に対応するテーパー面である。光反射層14の外側面32は、厚み方向に沿う垂直面である。光反射層14の上端部(光半導体素子1の電極側面3側端部)の幅W5は、蛍光体層26の厚みをT5とした場合に、下記式で表される。
W5=(T5×tanα)+W6
(αは、蛍光体層26の周側面(外面)29と、光反射層14の周側面(外面)との成す角度α(図13参照)であり、上記した第2ダイシングソー43(図11B参照)のテーパー面の、径方向に沿う仮想面に対する角度αと同一である。W6は、光反射層14の下端部の幅であり、光半導体素子1の発光面4側端部の幅である。)
具体的には、光反射層14の上端部の幅W5は、例えば、25μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、300μm以下、好ましくは、200μm以下である。
4. 光半導体装置の製造
その後、図13に示すように、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30の電極6を、基板50の上面に設けられた端子51に電気的に接続する。具体的には、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30を基板50にフリップチップ実装する。
これによって、光反射層および蛍光体層付光半導体素子30と、基板50とを備える光半導体装置60を得る。つまり、光半導体装置60は、基板50と、基板50に実装される光半導体素子1と、光半導体素子1の電極側面3、発光面4および周側面5を被覆する蛍光体層26と、蛍光体層26の周側面29を被覆する光反射層14とを備える。光半導体装置60は、好ましくは、基板50と、光半導体素子1と、蛍光体層26と、光反射層14とのみからなる。また、光半導体装置60では、蛍光体層26および光反射層14が、基板50に接触している。
5. 第4実施形態の作用効果
この方法によれば、図11Bおよび図11Cに示すように、第2ダイシングソー(ダイシングブレード)43を用いて、蛍光体層26を切断して、下底より長い上底を有する断面略台形状を有する第2隙間23を形成し、図11Dに示すように、第2隙間23に、光反射層14の第3充填部分37を形成する。これによって、光反射層14の内側面を、容易にテーパー面とすることができる。
また、この光反射層および蛍光体層付光半導体素子30では、光反射層14の内側面が上記したテーパー面であるので、輝度を向上させることができる。
6. 第4実施形態の変形例
第4実施形態では、図11Bおよび図11Cに示すように、第2ダイシングソー(ダイシングブレード)43を用いて、蛍光体層26を切断している。しかし、下底より長い上底を有する断面略台形状を有する第2隙間23を形成できれば、上記に限定されず、例えば、ウォータジェットを用いることもできる。
1 光半導体素子
2 仮固定シート
3 電極面(光半導体素子)
4 発光面(光半導体素子)
5 周側面(光半導体素子)
6 電極
7 発光層
10 第1隙間
11 光反射シート
14 光反射層
16 光反射層付光半導体素子
17 第1付着部分
23 第2隙間
24 蛍光体シート
26 蛍光体層
27 上面(蛍光体層)
29 周側面(蛍光体層)
30 光反射層および蛍光体層付光半導体素子
31 第2付着部分

Claims (6)

  1. 電極が設けられる電極面、前記電極面に対向し、発光層が設けられる発光面、および、前記電極面と前記発光面との周端縁を連結する連結面を有する複数の光半導体素子の前記電極面を、仮固定シートに互いに間隔を隔てて仮固定する工程と、
    蛍光体層を、互いに隣接する前記光半導体素子の間に第2隙間が形成されるように、前記複数の光半導体素子の前記発光面に形成する工程と、
    光反射シートを前記第2隙間に充填して、光反射層を、前記第2隙間に面する前記蛍光体層の側面に形成する工程と、
    前記蛍光体層の表面に付着する前記光反射層を除去する工程と、
    互いに隣接する前記蛍光体層の間において、前記光反射層を切断する工程と
    を備え、
    前記蛍光体層を形成する工程は、
    厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子を含むように、前記厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有する蛍光体シートを、互いに隣接する前記光半導体素子の第1隙間に充填する工程と、
    互いに隣接する前記光半導体素子の間において、前記蛍光体層を、前記第2隙間が形成されるように、切断する工程と
    を備えることを特徴とする、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
  2. 前記蛍光体層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面にも形成することを特徴とする、請求項に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
  3. 電極が設けられる電極面、前記電極面に対向し、発光層が設けられる発光面、および、前記電極面と前記発光面との周端縁を連結する連結面を有する複数の光半導体素子の前記電極面を、仮固定シートに互いに間隔を隔てて仮固定する工程と、
    蛍光体層を、互いに隣接する前記光半導体素子の間に第2隙間が形成されるように、前記複数の光半導体素子の前記発光面に形成する工程と、
    光反射シートを前記第2隙間に充填して、光反射層を、前記第2隙間に面する前記蛍光体層の側面に形成する工程と、
    前記蛍光体層の表面に付着する前記光反射層を除去する工程と、
    互いに隣接する前記蛍光体層の間において、前記光反射層を切断する工程と
    を備え、
    前記蛍光体層を形成する工程では、厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子の前記発光面に対応するパターンを有する蛍光体シートを、前記複数の光半導体素子の前記発光面に配置し、
    前記光反射層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面に形成することを特徴とする、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
  4. 前記蛍光体層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面にも形成することを特徴とする、請求項3に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
  5. 電極が設けられる電極面、前記電極面に対向し、発光層が設けられる発光面、および、前記電極面と前記発光面との周端縁を連結する連結面を有する複数の光半導体素子の前記電極面を、仮固定シートに互いに間隔を隔てて仮固定する工程と、
    蛍光体層を、互いに隣接する前記光半導体素子の間に第2隙間が形成されるように、前記複数の光半導体素子の前記発光面に形成する工程と、
    光反射シートを前記第2隙間に充填して、光反射層を、前記第2隙間に面する前記蛍光体層の側面に形成する工程と、
    前記蛍光体層の表面に付着する前記光反射層を除去する工程と、
    互いに隣接する前記蛍光体層の間において、前記光反射層を切断する工程と
    を備え、
    前記光反射シートは、前記光反射シートの厚み方向に投影したときに前記複数の光半導体素子を含むように、前記厚み方向に対する直交方向に連続する形状を有していることを特徴とする、光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
  6. 前記蛍光体層を形成する工程では、前記複数の光半導体素子の前記連結面にも形成することを特徴とする、請求項に記載の光反射層および蛍光体層付光半導体素子の製造方法。
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