JP7407360B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1Aは本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。図1Bは第1部材を示す下面図である。図1Cは第2部材を示す上面図である。
図2Aは本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。図2Bは図2Aの領域IIBを示す一部拡大断面図である。
図3~図7は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
図8Aは本実施形態に係る発光装置を示す上面図である。図8Bは図8Aに示すVIIIB-VIIIB線による断面図である。
図1A及び図1Bに示すように、第1部材10を準備する。第1部材10は、1つの支持基板11と、複数の第1素子12とを含む。複数の第1素子12は、光取り出し面と、光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第1接合部13とを備える。複数の第1素子12は、光取り出し面が支持基板11と対向するように支持基板11上に配置されている。各第1素子12は、第1接合部13を有している。第1接合部13は金(Au)を含む。例えば、第1接合部13の少なくとも最表面は金(Au)からなる。第1素子12の光取り出し面とは、第1素子12からの光が主に取り出される面である。
次に、図2A及び図2Bに示すように、第1接合部13と第2接合部22とを第1接合条件で接合する。そして、支持基板11を第1素子12から離す。第1接合部13と第2接合部22との接合は、支持基板11の第1面11aを配線基板21の第2面21aに対向させ、第1接合部13を第2接合部22に接触させることで行う。
次に、図3に示すように、配線基板21を介して複数の第1素子12に電力を供給し、第1素子12の電気的特性を評価する。第1素子12が発光素子である場合には、評価する電気的特性は、例えばそれぞれの発光素子に電圧を印加したときに発光素子から出射される光の輝度である。このような電気的特性を評価することにより、配線基板21に接合された複数の第1素子12を、良品と不良品とに分類する。例えば、基準値以上の輝度である発光素子を良品とし、基準値よりも低い輝度である発光素子を不良品とする。以下、不良と判断された第1素子12を「第1素子12x」ともいう。また、第1素子12の電気的特性を評価する工程において不良と判断された第1素子12が接合された第2接合部22を「第2接合部22r」という。
次に、図4及び図5に示すように、不良と判断された第1素子12xの第1接合部13を配線基板21の第2接合部22rから離すことで、不良と判断された第1素子12xを配線基板21から除去する。例えば、本実施形態においては、第1素子12xにレーザ光32を照射することにより、第1素子12xを加熱する。これにより、第1接合部13と第2接合部22rとの界面に熱応力が印加され、第1素子12xの第1接合部13が第2接合部22rから除去される。
次に、図6に示すように、第2素子15を準備する。第2素子15は、例えば、第1素子12と同じ構造を有する素子である。第2素子15は、第3接合部16を備える。第3接合部16は金を含む。例えば、第2素子15は2つの第3接合部16を備える。第2素子15の2つの第3接合部16は、第2素子15のアノード電極又はカソード電極として機能する。
次に、図7に示すように、治具35を用いて第1素子12及び第2素子15に対して配線基板21に向かう荷重を印加する。これにより、仮接合状態にある第1接合部13と第2接合部22とを接合すると共に、新たに載置された第2素子15の第3接合部16と、除去された第1素子12xの第1接合部13が接合されていた第2接合部22rとを接合する。治具35は支持基板11と同じ構成のものであってもよく、支持基板11を再び用いてもよい。
図8A及び図8Bに示すように、本実施形態に係る発光装置1は、配線基板21と、第4接合部36が配置された第1素子12と、第4接合部36が配置された第2素子15を含む。配線基板21は、絶縁性の母材23と、母材23中に配置された導電性を有する複数の配線24を含む。第1素子12及び第2素子15は、配線基板21の第2面21aにおいて、例えば、行列状に配列されている。
本実施形態においては、1回目の接合工程として、図2A及び図2Bに示す工程において、複数の第1素子12の第1接合部13を配線基板21の第2接合部22に接合した後、図3に示す工程において、各第1素子12の電気的特性を評価する工程を行う。次に、第1素子12の電気的特性を評価する工程において不良と判断された第1素子12xを、図4及び図5に示す工程において除去する。次に、図6に示す工程において、配線基板21における第1素子12xが除去されたあとの領域に第2素子15を載置する。そして、2回目の接合工程として、図7に示す工程において、良品と判断された第1素子12の第1接合部13を第2接合部22に接合すると共に、新たに載置した第2素子15を不良と判断された第1素子12xが接合されていた第2接合部22rに接合する。
図9は、本変形例に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
本変形例においては、第1の実施形態と異なる部分のみを説明する。本変形例における下記以外の方法は、第1の実施形態と同様である。後述する第2及び第3の実施形態においても、同様である。
次に、図9に示すように、治具37を準備する。治具37は、例えば粘着性を有する。治具37の大きさは、1つの第1素子12xのみに接触でき、他の第1素子12には接触しないような大きさである。
その後、図6及び図7に示す工程を実施する。
第2の実施形態は、前述の第1の実施形態に係る発光装置の製造方法を用いて、発光モジュールを製造する例である。
図10は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め上側から見た斜視図である。
図11は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め下側から見た斜視図である。
図12は、図10の領域XIIを示す一部拡大上面図である。
図13は、図10に示すXIII-XIII線による断面図である。
図14Aは、図13の領域XIVAを示す一部拡大断面図である。
図14Bは、図14Aの領域XIVBを示す一部拡大断面図である。
図15は、本実施形態における発光素子を示す上面図である。
図16は、図15に示すXVI-XVI線による断面図である。
本実施形態の発光素子130は、第1の実施形態の第1素子12に相当する。
半導体部分180のp型層181の下面には、穴185が形成されている。穴185は、p型層181の下面側からp型層181及び発光層182を貫通し、n型層183の途中まで到達している。平面視で、穴185の形状は、例えば円形である。穴185の底面には、n電極186が配置されている。n電極186は、n型層183に電気的に接続されている。
図10及び図13に示すように、配線基板120を準備する。本実施形態の配線基板120は、第1の実施形態における配線基板21に相当する。次に、配線基板120上に複数の発光素子130を搭載する。本実施形態の発光素子130は、第1の実施形態における第1素子12に相当する。
第2の実施形態の第1の変形例においては、前述の第2の実施形態と比較して、発光素子の構成が異なっている。
図17は、本変形例における発光素子を示す上面図である。
図18は、図17に示すXVIII-XVIII線による断面図である。
第2の実施形態の第2の変形例においても、前述の第2の実施形態と比較して、発光素子の構成が異なっている。
図19は、本変形例における発光素子を示す上面図である。
第3の実施形態も、前述の第1の実施形態に係る発光装置の製造方法を用いて、発光モジュールを製造する例である。
図20Aは、本実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。
図20Bは、1つの波長変換部材を示す一部拡大上面図である。
本実施形態においても、第2の実施形態と同様に、XYZ直交座標系を採用する。
図20A及び図20Bに示すように、配線基板211を準備する。配線基板211の上面には、パッド216が配置されている。本実施形態の配線基板211は、第1の実施形態の配線基板21に相当する。次に、配線基板211上に複数の発光素子212を搭載する。本実施形態の発光素子212は、第1の実施形態の第1素子12に相当する。
10:第1部材
11:支持基板
11a:第1面
12、12x:第1素子
13:第1接合部
15:第2素子
16:第3接合部
20:第2部材
21:配線基板
21a:第2面
22、22r:第2接合部
23:母材
24:配線
25:開口部
32:レーザ光
34:治具
35:治具
36:第4接合部
37:治具
101:発光モジュール
110:パッケージ基板
110a:上面
110b:下面
111:絶縁基体
112:第1パッド
113:第2パッド
114:放熱部
120:配線基板
121:上面
130、130a、130b:発光素子
131:上面
132:下面
133:側面
138:領域
139:接合部
140:第1樹脂
141:母材
142:光反射性物質
143:上面
150:第2樹脂
151:母材
152:蛍光体
160:ワイヤ
170:第3樹脂
171:第1樹脂枠
172:第2樹脂枠
173:保護樹脂
180:半導体部分
181:p型層
182:発光層
183:n型層
184:凸部
185:穴
186:n電極
187:p電極
188:光反射層
188a、188b:切込部
189:絶縁層
191、192:開口部
193、194:導電層
195、196、197、198:導電部材
201:発光モジュール
211:配線基板
212:発光素子
213:接合部
214:波長変換部材
215:樹脂部材
216:パッド
221:第1列
222:第2列
223:第3列
224:第4列
Claims (9)
- 支持基板と、光取り出し面と前記光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第1接合部とを備える複数の第1素子であって、前記光取り出し面が前記支持基板と対向するように前記支持基板上に配置された前記複数の第1素子とを含む第1部材と、配線基板と、前記配線基板上に配置された複数の第2接合部とを含む第2部材を準備する工程と、
前記第1接合部と前記第2接合部とを第1接合条件で接合し、前記支持基板を前記第1素子から離す工程と、
前記複数の第1素子の電気的特性を評価する工程と、
前記評価する工程により不良と判断された前記第1素子の前記第1接合部を前記第2接合部から離すことにより、前記不良と判断された前記第1素子を前記配線基板から除去する工程と、
前記配線基板における前記除去された前記第1素子が載置されていた領域に、第3接合部を備える第2素子を載置することにより、前記第3接合部と、前記除去された前記第1素子の第1接合部が接合されていた前記第2接合部とを接触させる工程と、
前記第1接合部と前記第2接合部とを第2接合条件で接合すると共に、前記第3接合部と前記除去された前記第1素子の前記第1接合部が接合されていた前記第2接合部とを前記第2接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第1接合部、前記第2接合部及び前記第3接合部は金を含む発光装置の製造方法。 - 前記第2接合条件の温度は前記第1接合条件の温度よりも高いか、前記第2接合条件の荷重は前記第1接合条件の荷重よりも高いか、又は、前記第2接合条件の温度が前記第1接合条件の温度よりも高く且つ前記第2接合条件の荷重が前記第1接合条件の荷重よりも高い請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1接合条件の温度は80度以上200度以下であり、前記第2接合条件の温度は200度以上300度以下である請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1接合条件において前記第1接合部と前記第2接合部に印加する荷重は10MPa以上150MPa未満であり、前記第2接合条件において前記第1接合部と前記第2接合部に印加する荷重は40MPa以上200MPa以下である請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2接合条件において前記第1接合部と前記第2接合部に荷重を印加する時間は、前記第1接合条件において前記第1接合部と前記第2接合部に荷重を印加する時間よりも長い請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記複数の第1素子は前記支持基板に行列状に配列されており、前記複数の第2接合部は前記配線基板に行列状に配列されている請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記不良と判断された前記第1素子を前記配線基板から除去する工程は、前記不良と判断された前記第1素子を加熱する工程を有する請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1素子を加熱する工程は、前記第1素子にレーザ光を照射する工程を有する請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 前記不良と判断された前記第1素子を前記配線基板から除去する工程は、治具を前記不良と判断された前記第1素子に接着させて、前記配線基板から離す工程を有する請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
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