JP7460921B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

発光装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7460921B2
JP7460921B2 JP2022026619A JP2022026619A JP7460921B2 JP 7460921 B2 JP7460921 B2 JP 7460921B2 JP 2022026619 A JP2022026619 A JP 2022026619A JP 2022026619 A JP2022026619 A JP 2022026619A JP 7460921 B2 JP7460921 B2 JP 7460921B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
emitting element
light emitting
underfill
substrate
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
Application number
JP2022026619A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023122866A (ja
Inventor
竜一 仲神
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP2022026619A priority Critical patent/JP7460921B2/ja
Priority to US18/167,069 priority patent/US20230268473A1/en
Publication of JP2023122866A publication Critical patent/JP2023122866A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7460921B2 publication Critical patent/JP7460921B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/56Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0016Processes relating to electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

本開示は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
従来、半田バンプを介して基板に半導体素子がフェイスダウン実装された半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、半導体素子の下面と基板の上面との間に予め設定された樹脂材料を使用することで、半田バンプの位置決めが容易で、ボイドがないアンダーフィルを備えた半導体装置を提供することができると記載されている。
特開2013-21119号公報
本開示は、アンダーフィルの熱膨張に対する応力を緩和することができる発光装置及び発光装置の製造方法を提供することを課題とする。
実施形態に開示される発光装置は、光取出し面となる第1面及び前記第1面の反対側となる第2面、前記第1面と前記第2面とを繋ぐ側面を有し、前記第2面に素子電極を有する発光素子と、前記発光素子の第1面に配置され前記発光素子からの光が透過する透光性部材と、前記発光素子の第1面と前記透光性部材との間に接着層を配置すると共に、前記発光素子の側面の少なくとも一部にフィレットを配置する接着樹脂と、前記素子電極に電気的に接続する配線を有する基板と、前記発光素子の素子電極と前記基板の配線とに接続される導電部材と、前記発光素子の第2面と前記基板の上面との間、及び、前記発光素子の周縁で前記基板の上面に配置されるアンダーフィルと、を備え、前記発光素子の第2面と前記基板の上面との間に配置される前記アンダーフィルは、前記発光素子の第2面との間に空間を空けて配置され、前記発光素子の周縁で前記基板の上面に配置される前記アンダーフィルは、前記発光素子の側面又は前記フィレットに接するように配置されている。
実施形態に開示される発光装置の製造方法は、光取出し面となる第1面及び前記第1面の反対側となる第2面、前記第1面と前記第2面とを繋ぐ側面を有し、前記第2面に素子電極を有する発光素子と、基板と、を準備し、前記素子電極と前記基板とを導電部材を介して電気的に接合した発光素子配置基板を準備する工程と、前記発光素子の第1面に接着樹脂を配置して、前記発光素子の側面よりも外側に側面を有する透光性部材を形成する工程と、前記基板上で前記発光素子の周縁及び前記発光素子の第2面に対向する位置に、アンダーフィルを配置する工程と、前記アンダーフィルを配置した前記基板を70℃以下の温度で乾燥する工程と、前記基板上及び前記発光素子を直接的又は間接的に覆う光反射部材を配置する工程と、を含み、前記透光性部材を配置する工程は、前記接着樹脂を、前記発光素子の第1面と前記透光性部材との間と、前記発光素子の側面の少なくとも一部と、に配置し、前記乾燥する工程により、前記アンダーフィルが、前記発光素子の側面又は前記発光素子の側面に配置される前記接着樹脂に接した状態で配置されると共に、前記発光素子の第2面との間に空間を空けて前記基板上に配置される。
本開示によれば、アンダーフィルの熱膨張に対する応力を緩和することができる発光装置及び発光装置の製造方法を提供することができる。
第1実施形態に係る発光装置の全体を模式的に示す斜視図である。 図1のII-II線における断面図である。 図2の一部を拡大した拡大断面図である。 第1実施形態におけるアンダーフィルの第1変形例を例示する断面図である。 第1実施形態におけるダンダーフィルの第2変形例を例示する断面図である。 第1実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本開示に係る技術的思想を具現化するための発光装置及び発光装置の製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張又は簡略化していることがある。また、実施形態について、「覆う」とは直接接する場合に限らず、間接的に、例えば他の部材を介して覆う場合も含む。
[発光装置]
実施形態に係る発光装置100を、図1乃至図3を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る発光装置の全体を模式的に示す斜視図である。図2は、図1のII-II線における断面図である。図3は、図2の一部を拡大した拡大断面図である。
発光装置100は、光取出し面となる第1面2及び第1面2の反対側となる第2面3、第1面2と第2面3とを繋ぐ側面4を有し、第2面3に素子電極9を有する発光素子1と、発光素子1の第1面2に配置され発光素子1からの光が透過する透光性部材5と、発光素子1の第1面2と透光性部材5との間に接着層8A1を配置すると共に、発光素子1の側面4の少なくとも一部にフィレット8A2を配置する接着樹脂8と、素子電極9に電気的に接続する配線22を有する基板20と、発光素子1の素子電極9と基板20の配線22とに接続される導電部材10と、発光素子1の第2面3と基板20の上面との間、及び、発光素子1の周縁で基板20の上面に配置されるアンダーフィル40と、を備える。発光素子1の第2面3と基板20の上面との間に配置されるアンダーフィル40は、発光素子1の第2面3との間に空間50を空けて配置され、発光素子1の周縁で基板20の上面に配置されるアンダーフィル40は、発光素子1の側面4又はフィレット8A2に接するように配置されている。
発光装置100は、一例として、基板20の上面と、接着樹脂8の側面と、透光性部材5の側面と、アンダーフィル40の上面と、を覆う光反射部材11をさらに備え、かつ、レンズ30を発光素子1に対面する透光性部材5の上面に備える構成として説明する。以下、発光装置100の各構成について説明する。
(発光素子)
発光素子1は、光取出し面となる第1面2と、第1面2の反対側の底面となる第2面3と、第1面2及び第2面3を繋ぐ面となる側面4とにより、一例として直方体形状に形成され、第2面3に素子電極9を備えている。発光素子1は、n型半導体層とp型半導体層と発光層とからなる半導体層を有する発光ダイオードを用いることが好ましく、目的および用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430nm~490nmの光)、緑色(波長490nm~570nmの光)の発光素子1としては、ZnSe、窒化物系半導体(InAlGa1-X-YN,0≦X,0≦Y,X+Y≦1)、GaP等を用いることができる。
また、赤色(波長620nm~750nmの光)の発光素子1としては、GaAlAs,AlInGaP等を用いることができる。なお、蛍光体を用いた発光装置100とする場合には、その蛍光体を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物系半導体(InAlGa1-X-YN,0≦X,0≦Y,X+Y≦1)を用いることが好ましい。また、発光素子1の成分組成や発光色、大きさ等は、目的および用途に応じて適宜選択することができる。
発光素子1の素子電極9は、第1素子電極9a及び第2素子電極9bが第2面3に間を空けて配置されている。発光素子1は、素子電極9に導電部材10を配置して、発光素子1の第2面3と基板20との間が所定間隔以上となるようにしている。
(導電部材)
導電部材10は、素子電極9又は基板20の配線22に配置され、発光素子1の素子電極9と基板20の配線22に電気的に接続して発光素子1と基板20とを導通させるためのものである。導電部材10は、ここでは、一例として、第1素子電極9aに配置される第1導電部材10aと、第2素子電極9bに配置される第2導電部材10bとを備えている。
第1導電部材10a及び第2導電部材10bのそれぞれは、第1素子電極9a及び第2素子電極9bの面積と、同等あるいは同等以上に大きな面積となるように配置されている。第1導電部材10a及び第2導電部材10bは、一例として扁平した略直方体になるように配置され、四方の側面が平坦な垂直面あるいは湾曲した面で形成されている。この導電部材10は、導電性の金属、例えば、Cu、Auあるいは、それぞれの合金等からなる金属材料を用いることができる。
導電部材10は、一例として、基板20の上面から発光素子1の第2面3までの距離が10μm以上110μm以下の範囲となるように配置されている。導電部材10による距離が10μm以上であると、後記するアンダーフィル40と発光素子1の第2面3との間に空間50を形成してアンダーフィル40を配置しやすくなる。また、導電部材10による距離が110μm以下であると、発光素子1の姿勢が安定すると共にアンダーフィル40及びアンダーフィル40と発光素子1の第2面3との間の空間50を形成しやすくなる。この導電部材10は、メッキや印刷等により発光素子1の第2面3側あるいは基板20の配線22に形成することができる。
(透光性部材)
透光性部材5は、ここでは、一例として、板状で平面視が矩形に形成され、蛍光体を含有する波長変換層6と、波長変換層6に接合する透光性の透光層7と、を備えている。この透光性部材5は、発光素子1からの光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものである。透光性部材5は、後記する接着樹脂8を介して、波長変換層6が発光素子1の第1面2に対向するように配置されている。また、透光性部材5は、発光素子1の光取出し面である第1面2よりも大きい面が、当該発光素子1の第1面2に接合されている。すなわち、透光性部材5の外縁が、平面視において、発光素子1の外縁よりも外側に位置する大きさのものが配置されている。
波長変換層6としては、例えば樹脂、ガラス、無機物等の透光性材料を蛍光体のバインダーとして混合して成形したものを用いることができる。バインダーとしては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂バインダー、ガラス等の無機バインダーを用いることができる。また、蛍光体としては、例えば青色発光素子と好適に組み合わせて白色系の混色光を発光させることができる代表的な蛍光体である、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG系蛍光体)等を用いることができる。そして、白色に発光可能な発光装置100とする場合、波長変換層6に含まれる蛍光体の濃度を、白色に発光可能となるように調整する。また、蛍光体の濃度は、例えば5質量%~75質量%程度とすることが好ましい。蛍光体の濃度は、蛍光体を含む波長変換層6の全量に対する蛍光体の割合を示す。
さらに、発光素子1に青色発光素子を用い、蛍光体にYAG系蛍光体と、赤色発光成分の多い窒化物系蛍光体と、を用いることにより、アンバー色を発光させることもできる。アンバー色とは、JIS規格Z8110における黄色のうちの長波長領域と黄赤の短波長領域とからなる領域や、安全色彩のJIS規格Z9101による黄色の領域と黄赤の短波長領域に挟まれた領域の色度範囲が該当し、例えばドミナント波長でいえば、580nm~600nmの範囲に位置する領域のことである。
YAG系蛍光体は、YとAlとを含むガーネット構造を有する蛍光体の総称であり、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活され、発光素子1から発光される青色光で励起されて発光する。YAG系蛍光体としては、例えば(Re1-xSm(Al1-yGa12:Ce(0≦x<1,0≦y≦1、ただしReは、Y,Gd,Luからなる群から選択される少なくとも一種の元素である)等を用いることができる。
また、窒化物系蛍光体は、Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Luからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の希土類元素により賦活される、Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Znからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の第II族元素と、C,Si,Ge,Sn,Ti,Zr,Hfからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の第IV族元素と、Nと、を含む蛍光体である。なお、この窒化物系蛍光体の組成中にOが含まれていてもよい。
透光層7は、例えば樹脂、ガラス、無機物等の透光性材料により板状に形成されている。この透光層7は、平面視において波長変換層6と同等の大きさで波長変換層6の上面に下面が当接するように配置されている。ガラスとしては、例えばホウ珪酸ガラス、石英ガラス等を用いることができ、樹脂としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。なお、透光層7には、光拡散部材を含有させてもよい。波長変換層6の蛍光体濃度を高くすると色ムラが発生し易くなるが、透光層7に光拡散部材を含有させることで、色ムラ、さらには輝度ムラを抑制することができる。光拡散部材としては、例えば酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。
なお、透光性部材5は、波長変換層6と透光層7との2層により構成されている例を示したが、3層以上積層してもよい。透光性部材5は、波長変換層6のみ、又は、透光層7のみ、の1層でもよい。また、透光性部材5には、必要に応じて光拡散部材を添加してもよい。そして、透光性部材5の厚さは、例えば100μm以上300μm以下、好ましくは150μm以上250μm以下とすることができる。透光性部材5が300μm以下の厚さの場合、放熱性が向上する傾向がある。また、放熱性の観点から波長変換層6は薄ければ薄い程好ましい。一方で透光性部材5を100μm以上の厚さとすることで、所定の発光色を実現すると共に、機械的強度を保持することができる。これらを考慮して、透光性部材5は、上記した適切な厚さとすることが好ましい。
(接着樹脂)
接着樹脂8は、その一部により透光性部材5と発光素子1とを接着する接着層8A1を形成すると共に、他の一部によりフィレット8A2を形成するように配置される。フィレット8A2を構成する接着樹脂8としては、発光素子1からの出射光を透光性部材5へと有効に導光でき、発光素子1と透光性部材5を光学的に連結できる透光性材料を用いることが好ましい。接着樹脂8としては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を用いることができ、耐熱性の高いシリコーン樹脂を用いることが好ましい。なお、発光素子1と透光性部材5との間に形成された接着層8A1の厚さは薄ければ薄い程好ましく、これにより放熱性が向上するとともに、発光素子1と透光性部材5との間の接着樹脂8を透過する光の損失が少なくなるため、発光装置100の光出力が向上する。また、接着樹脂8の屈折率は発光素子1よりも小さく、透光性部材5よりも高いことが好ましい。屈折率を所定の関係にすることで、発光素子1からの出射光を効率良く接着樹脂8及び透光性部材5を介して外部に放出することができる。
フィレット8A2は、透光性部材5の下面周縁と発光素子1の側面との間に配置される。フィレット8A2は、外側に向かって断面視で外形線S1が略直線あるいは凸曲線となるように配置されることが好ましい。さらに、フィレット8A2は、発光素子1の側面の一部又は全部を覆うように配置されている。
接着樹脂8は、発光素子1の上面との接着に必要な接着層8A1の量以外の余剰分の接着樹脂8を発光素子1の側面まで延在させることで、フィレット8A2を形成することができる。なお、フィレット8A2の断面三角形状は、接着層8A1に連続して透光性部材5の下面及び発光素子1の側面4が直交する位置に形成される。このフィレット8A2の断面三角形状の部分は、シリコーン樹脂等と発光素子1の側面や透光性部材5の下面との濡れ性や粘度を適正化することによって形成することができる。
フィレット8A2は、特に、体積を、発光素子1の側面4の位置及び、発光素子1の4つの角の位置において増加させることで、光束をアップすることが可能となる。また、フィレット8A2では、発光素子1の側面4及び角の位置での状態をほぼ同等にすることで、発光素子1から発光する光束の各位置での増加量を均等にすることが可能となる。
(アンダーフィル)
アンダーフィル40は、発光素子1の周縁で基板20の上面に配置されると共に、発光素子1の第2面3に対面して配置される。そして、アンダーフィル40は、発光素子1の第2面3に対面して配置される第1部分41では、発光素子1の第2面3との間に空間50を空けて配置される。また、アンダーフィル40は、発光素子の周縁で基板20の上面に配置される第2部分42では、発光素子1の側面4又はフィレット8A2に接するように配置される。アンダーフィル40の第1部分41は、発光素子1の第2面3の下に空間50を空けた状態で配置される。このアンダーフィル40の第1部分41では、後記する製造工程において、70℃以下の温度で乾燥させることで、アンダーフィル40に含有されている希釈剤が蒸発することで、空間50を形成することができる。
なお、アンダーフィル40は、その第2部分42が発光素子1の側面4又はフィレット8A2に接するように配置されていても、第1部分41が空間50を形成するように、アンダーフィル40に含まれている希釈剤が第2部分42を介して外部に蒸発する。これは、アンダーフィル40を、70℃以下の温度で乾燥させているため、第2部分42が第1部分41までの間を塞いでいても、第1部分41と発光素子1の第2面3との間に空間50ができるように、希釈剤が徐々に蒸発することができるからである。なお、アンダーフィル40の第2部分42においても希釈剤が蒸発することで、乾燥された後の上面の高さが下がることになる。
アンダーフィル40の第1部分41の上面から発光素子1の第2面3までの空間50の距離H1は、アンダーフィル40の第1部分41の上面から基板20の上面までの距離H2より小さくなるように設計されている。この空間50の距離H1は、アンダーフィル40に含有させる希釈剤の量により調整することができる。なお、空間50の距離H1は、空間50が形成される領域の平均の距離である。また、第1部分41の上面の基板20の上面からの距離H2は、第1部分41の領域の平均の距離である。空間50の距離H1は1μm以上55μm以下が好ましく、3μm以上30μm以下が好ましい。アンダーフィル40の第1部分41の上面と発光素子1の下面との距離は、発光素子1の中央付近の方が、発光素子1の外縁付近よりも長い方が好ましい。発光素子1の外縁よりも発光素子1の中央付近の方が、発熱量が大きくなりやすいため、発光素子1の中央付近のアンダーフィル40の熱膨張量が大きくなったとしても、発光素子1を持ち上げることがないからである。
なお、図3では、アンダーフィル40の第2部分42は、フィレット8A2に接するように記載しているが、フィレット8A2が発光素子1の側面4高さ方向において、例えば、側面4の一部までの位置を覆うように配置されているときには、発光素子1の側面4に直接接するように配置されることとしても構わない。また、アンダーフィル40の第2部分42の上端の位置T2は、発光素子1の厚みの半分以下の位置にあることが好ましく、かつ、発光素子1の厚みT1の1/10以上の位置にあることが好ましい。これにより基板20の上面からフィレット8A2又は発光素子1の側面4に接するようにアンダーフィル40が配置されている。
アンダーフィル40は、例えば、樹脂材料と、第1光反射物質と、希釈剤と、を含有している。例えば、アンダーフィル40は、樹脂材料として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。また、アンダーフィル40は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの良好な透光性を有する樹脂に、第1光反射物質の粒子を含有させることで、光反射性を付与された白色樹脂を用いて形成することが好ましい。第1光反射物質としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸バリウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ガラスフィラーなどを好適に用いることができる。第1光反射物質のメジアン径は200nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましく、50nm以下が特に好ましい。第1光反射物質に所定の大きさの粉体を用いることで発光素子1の第2面3と基板20の上面との間へのアンダーフィル40の浸入を妨げることがなく、発光素子1の第2面3の中央付近までアンダーフィル40を配置することができる。またアンダーフィル40にレイリー散乱による反射機能を付与することができるからである。
アンダーフィル40は、希釈剤として、例えば、トリデカンや、また、キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、ヘプタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤、リグロイン、シクロヘキサノン、ジエチルエーテル、ゴム揮発油、シリコーン系溶剤等のいずれかが用いられる。希釈剤の沸点は100℃以上350℃以下が好ましいが、150℃以上300℃以下がより好ましい。希釈剤の沸点を100℃以上とすることで、塗布後すぐに蒸発し始めるのを防ぐことができる。一方で、希釈剤の沸点を350℃以下にすることで比較的低温で蒸発を促進させることができる。なお、希釈剤の沸点は、前記した範囲となるものを使用するか、希釈剤に他の溶剤等を混合して前記した範囲となるようにしたものを使用することができる。
なお、ここでは、希釈剤として、アンダーフィル40に、一例としてトリデカンが用いられている。このトリデカンは、樹脂材料に対するトリデカンの重量比が25phr以上150phr以下となるように含有されている。トリデカンの樹脂材料に対する重量比が25phr以上であると、後記する製造方法において70℃以下の温度で乾燥させたときに、第1部分41の空間50の距離H1を、基板20上面から第1部分41の上面までの距離H2よりも小さくでき易くなる。また、トリデカンの樹脂材料に対する重量比が150phr以下であると、後記する製造方法において70℃以下の温度で乾燥させたときに、発光素子1の第2面3と外部との隙間を空けることなく空間50を形成し易くなる。特に、トリデカンを使用することで、アンダーフィル40の第2部分42が存在してもアンダーフィル40の第1部分41に空間50を形成するようにアンダーフィル40の第1部分41を配置することができ易くなる。したがって、アンダーフィル40の希釈剤は、樹脂材料に対する重量比の下限が25phr以上、好ましくは、30phr以上、より好ましくは、35phrである。また、アンダーフィル40の希釈剤は、樹脂材料に対する重量比の上限が150phr以下、好ましくは145phr以下、より好ましくは140phr以下である。
また、アンダーフィル40は、光反射部材11よりも熱応力が小さい部材であることが好ましい。アンダーフィル40は、熱応力が光反射部材11より小さい、つまり低弾性(軟質)であることで、クラックが発生し難くなり、光取出し効率を維持することが可能となる。なお、アンダーフィル40は、接着樹脂8と同じ材質で形成されていてもよい。アンダーフィル40が接着樹脂8と同じ材質で形成されることで、アンダーフィル40と接着樹脂8とが接する部分において接着強度を向上させることができる。また、製造工程で扱う材料の種類が減り作業効率を高めることができる。
(光反射部材)
光反射部材11は、基板20の上面と、接着樹脂8の側面と、透光性部材5の側面と、発光素子1の周縁のアンダーフィル40の第2部分42の上面と、を覆い、透光性部材5の上面を露出するように配置されている。この光反射部材11は、発光素子1からの光を反射するためのものである。光反射部材11は、発光素子1から出射された光を透光性部材5の波長変換層6に入射させることができる。光反射部材11は、より詳細には透光性部材5およびフィレット8A2のそれぞれの側面に加えて、発光素子1の周縁で基板20の上面に配置されるアンダーフィル40の第2部分42を覆うように配置されている。また、光反射部材11は、断面視において、透光性部材5の上端縁から外側に向かってなだらかに下方に傾斜するように形成され、発光装置100の側面の一部を構成している。光反射部材11は、断面視において透光性部材5の上端縁側では後記するレンズ30の平板部32よりも位置が高く、徐々にレンズ30の平板部32の下端面に連続するように配置されている。
光反射部材11としては、絶縁材料を用いることが好ましく、あるいはある程度の強度を確保するために、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。光反射部材11としては、例えばシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)、ポリフタルアミド樹脂(PPA)、の1種以上を含む樹脂またはハイブリッド樹脂と第2光反射物質とを用いて形成することができる。なかでも、耐熱性、電気絶縁性に優れ、柔軟性のあるシリコーン樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂が好ましい。光反射部材11は、第2光反射物質を含有している。
第2光反射物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト等が挙げられる。なかでも酸化チタンは、水分等に対して比較的安定でかつ高屈折率であるため好ましい。第2光反射物質のメジアン径は500nm以上5μm以下が好ましく、700nm以上3μm以下がより好ましく、900nm以上2μm以下が特に好ましい。第2光反射物質に所定の大きさの粉体を用いることで発光素子1からの光をミー散乱させ効率良く上方へ取り出すことができるからである。
また、光反射部材11は、アンダーフィル40よりも高反射性の部材であることが好ましい。光反射部材11がアンダーフィル40よりも高反射性の部材であることで、アンダーフィル40から反射した光や、また、アンダーフィル40を透過する光を、反射して光の取出し効率の向上に貢献することができる。
(基板)
基板20は、発光装置100を構成する各部材を設置するためのものである。ここで、基板20は、基材21の上面に、発光素子1の素子電極9に配置された導電部材10と電気的に接続するための配線(導電パターン)22が配置されると共に、基材21の下面に、外部の電源と発光装置100とを電気的に接続するための外部接続電極(導電パターン)23が、正電極23aと負電極23bとに絶縁分離されて形成されている。そして、基板20は、ここでは、正電極23aと負電極23bとの間に離隔して放熱板24が配置されている。基板20は、配線22と、外部接続電極23とが、図面上には現れていない、ビア配線等により電気的に接続されている。
基板20の基材21の材料としては、発光素子1からの光や外光が透過しにくい絶縁性材料を用いることが好ましく、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、LTCC等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリフタルアミド樹脂等の樹脂材料を用いることができる。また、絶縁性材料と金属部材との複合材料を用いることもできる。なお、基板20の基材21の材料として樹脂を用いる場合、必要に応じてガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーを樹脂に混合してもよい。これにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。なお、基板20の厚さは特に限定されず、目的および用途に応じて任意の厚さで形成することができる。
(レンズ部)
レンズ30は、透光性部材5の上面に配置されている。レンズ30は、上方に凸曲面となる半球状の平凸レンズに形成されている。レンズ30は、半球状の凸レンズ部31と、凸レンズ部31の下端に連続する平板部32と、から構成されている。このレンズ30のレンズ中心は、平面視において発光素子1の素子中心に合わせるように配置されている。また、平板部32は、平面視において、矩形に形成され、凸レンズ部31よりも大きく形成され、平面視における基板20の形状とほぼ一致する大きさに形成されている。平板部32の高さ方向における位置は、透光性部材5の上面よりも低い位置になるように配置さている。そのため、透光性部材5の上端面から横方向に進む光は、レンズの凸レンズ部31の部分から外部に照射される。
レンズ30は、発光素子1からの光を、凸レンズ部31を通して発光装置100の外部へ出射している。レンズ30は、発光素子1からの光を上方側に集光して出射させることができる。
レンズ30の材料としては、例えば、ウレタン樹脂、メタクリレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ジアリルカーボネート樹脂、カーボネート系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の耐候性に優れた透光性樹脂やガラス等が挙げられる。レンズ30は透光性を有する部材又は透明体である。レンズ30は、拡散材等のフィラーを含有してもよい。レンズ30がフィラーを含有することで、配光特性を変化させたり、発光ムラを抑制したりすることができる。フィラーとしては、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が挙げられる。フィラーのメジアン径は、特に限定されないが、5nm以上5μm以下が好ましく、10nm以上3μm以下がより好ましい。
レンズ30は、着色剤を含有してもよい。例えば、青色の着色剤、緑色の着色剤、又は、赤色の着色剤を含有することで、青色光を発光する発光装置100、緑色光を発光する発光装置100、及び、赤色光を発光する発光装置100とすることができる。これら3色の発光装置100を用いることで、フルカラー表示が可能な光源装置を製造することができる。
着色剤としては、例えば、銅フタロシアナート、C.I.ピグメントグリーン36、N,N’-ジメチル-3,4:9,10-ペリレンビスジカルボイミドを用いることができる。また、着色剤として、顔料及び染料のいずれか1つを含むものを用いてもよい。
顔料としては特に限定されるものではないが、例えば、無機系材料や有機系材料を用いたものが挙げられる。
なお、顔料及び染料は、基本的に発光素子1からの光を異なる波長に変換しないものがよい。後記するように、波長変換部材に顔料及び染料を含有させた場合に、波長変換部材に大幅な影響を及ぼさないためである。
レンズ30は、光安定剤を含有してもよい。光安定剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、ヒンダードアミン系等が挙げられる。
[発光装置の動作]
従来において、半田バンプを介して基板に半導体素子がフェイスダウン実装された半導体装置において、半導体素子の下面と基板の上面との間にアンダーフィルが配置されている。このアンダーフィルは半導体素子の下面及び基板の上面の両方に接するよう配置されている。これは半導体素子からの熱を基板側に伝達し、放熱特性を向上させるためである。しかし、半導体素子の駆動に伴い半導体素子の発熱量が大きくなると、アンダーフィルが熱膨張し、半導体素子を持ち上げることがある。半導体素子を持ち上げるようになると、半導体素子と基板とを固定する半田バンプに亀裂が生じ、電気抵抗が大きくなったり、さらに亀裂が大きくなると短絡が生じたりすることがある。
それに対して、本実施形態に係る発光装置100を駆動すると、外部接続電極23を介して外部電源から発光素子1に電流が供給され、発光素子1が発光する。発光素子1から上方に向かう光は、透光性部材5の波長変換層6により波長が変換されて、例えば、白色の光として凸レンズ部31を介して外部に照射される。また、発光素子1から横方向に向かう光は、光反射部材11により反射されて透光性部材5に入射し、透光性部材5の上端面の位置が凸レンズ部31の位置であるので、凸レンズ部31を介して外部に照射される。そして、発光素子1は、アンダーフィル40の第1部分41が空間50を空けて配置されているので、発光素子1に発熱が生じたり、製造時にリフロー等により加熱されたりしてもアンダーフィル40の第1部分41が発光素子1の第2面3を押圧するようなことがない。そのため、発光素子1と基板20との電気的な接続が担保され信頼性の高い発光装置100を構成することができる。
また、発光素子1の側面4の一部、又は、発光素子1の側面4に配置された接着樹脂8をアンダーフィル40で覆っているため、発光素子1の第2面3とアンダーフィル40との間に形成された空間50に光反射部材11が流れ込まないようになっている。つまり空間50はアンダーフィル40と発光素子1と場合により接着樹脂8とで密閉されている。密閉されることにより、発光装置100を駆動させ、発光素子1に発熱が生じ、アンダーフィル40が膨張したとしても、アンダーフィル40は発光素子1を持ち上げることがないため、発光素子1と基板20とを接続する導電部材10の固定を維持することができ、信頼性の高い発光装置100を提供することができる。つまり、アンダーフィルの熱膨張に対する応力を緩和することができる発光装置100を提供することができる。
[変形例1]
次に、アンダーフィル40の第1変形例について、図4を参照して説明する。図4は、第1実施形態に係る発光装置のアンダーフィルの第1変形例を示す断面図である。なお、図1乃至図3において、既に説明した構成は、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
アンダーフィル40の第2部分42は、発光素子1の側面4に接するように配置されることとしてもよい。つまり、アンダーフィル40の第2部分42は、フィレット8A2に接することなく、直接、発光素子1の側面4に接するように配置される。なお、アンダーフィル40の第2部分42は、その上端がフィレット8A2の下端と隣接するように配置されてもよい。
[変形例2]
さらに、アンダーフィル40の第2変形例について、図5を参照して説明する。図5は、第1実施形態に係る発光装置のアンダーフィルの第2変形例を示す断面図である。なお、既に説明した構成は、同じ符号を付して適宜説明を省略する。
アンダーフィル40の第2部分42は、発光素子1の側面4と第2面3との境となる角部に接するように配置されるようにしてもよい。なお、フィレット8A2は、発光素子1の側面4の全体に配置されることとしている。ただし、フィレット8A2は、発光素子1の側面の一部(図4参照)となるように配置されてもよい。アンダーフィル40の第2部分42を発光素子1の側面4と第2面3との境の角部に接するように配置させるには、予め希釈剤が蒸発して高さが下がることを予測してアンダーフィル40を配置する必要がある。アンダーフィル40の第2部分42の上端が発光素子1の側面4と第2面3との境の角部に位置することで、フィレット8A2の役割とアンダーフィル40の役割を最大限活用することができる。
[発光装置の製造方法]
次に、実施形態に係る発光装置の製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、発光装置の製造方法を例示するフローチャートである。
発光装置100の製造方法は、光取出し面となる第1面2及び第1面2の反対側となる第2面3、第1面2と第2面3とを繋ぐ側面4を有し、第2面3に素子電極9を有する発光素子1と、基板20と、を準備し、素子電極9と基板20とを導電部材10を介して電気的に接合した発光素子配置基板を準備する工程S11と、発光素子1の第1面2に接着樹脂8を配置して、発光素子1の側面4よりも外側に側面を有する透光性部材を形成する工程S12と、基板20上で発光素子1の周縁及び発光素子1の第2面3に対向する位置に、アンダーフィルを配置する工程S13と、アンダーフィル40を配置した基板20を70℃以下の温度で乾燥する工程S14と、基板20上及び発光素子1を直接的又は間接的に覆う光反射部材を配置する工程S15と、を含む。透光性部材5を配置する工程は、接着樹脂8を、発光素子1の第1面2と透光性部材5との間と、発光素子1の側面4の少なくとも一部と、に配置し、乾燥する工程S14により、アンダーフィル40が、発光素子1の側面4又は発光素子1の側面4に配置される接着樹脂8に接した状態で配置されると共に、発光素子1の第2面3との間に空間50を空けて基板20上に配置される。
つまり、実施形態に係る発光装置の製造方法は、
(1)準備する工程S11と、
(2)透光性部材を形成する工程S12と、
(3)アンダーフィルを配置する工程S13と、
(4)乾燥する工程S14と、
(5)光反射部材を配置する工程S15と、を含む。
なお、発光装置の製造方法では、光反射部材を配置する工程S15の後に、上方に凸曲面となるレンズ30を透光性部材の上面に配置する工程(レンズを配置する工程)S16をさらに行い、続いて、レンズ30ごとに発光装置100を個片化する工程S17を行うこととして説明する。
<(1)発光素子配置基板を準備する工程>
準備する工程S11は、光取出し面となる第1面2及び第1面2の反対側となる第2面3、第1面2と第2面3とを繋ぐ側面4を有し、第2面3に素子電極9を有する発光素子1と、基板20と、を準備し、素子電極9と基板20とを導電部材10を介して電気的に接合した発光素子配置基板を準備する工程である。準備する工程S11では、発光素子1の素子電極9に導電部材10を例えばスクリーン印刷により10μm以上110μm以下の範囲内で配置する。ここで使用される発光素子1は、裏面となる第2面3に素子電極9を備え、平面視において矩形のものが用いられる。基板20は、板厚方向にビア配線を備え、上面に発光素子1と接続する配線22を備え、下面に外部接続電極23及び放熱板24を備えるものが準備される。そして、基板20の配線22に発光素子1の素子電極9に配置された導電部材10を、導電性の接着部材を介して接続して発光素子配置基板を準備する。なお、発光素子配置基板は、一例として、複数の発光素子1を接続して発光装置100が複数集積した領域を備えているものである。発光素子配置基板では、発光素子1が行列方向に所定の間隔を空けて整列した状態となっている。なお、導電部材10は、発光素子1の素子電極9に予め配置されていることや、あるいは、基板20の配線22に予め配置されていることのいずれであってもよい。
<(2)接着樹脂を配置する工程>
接着樹脂を配置する工程は、発光素子1の光取出し面となる第1面2に接着樹脂8を配置する工程である。この工程は、発光素子配置基板の発光素子1の第1面2に接着樹脂8の適量を、ノズルを備える供給装置により滴下する。なお、供給装置のノズルが行列方向に移動して複数の発光素子1の第1面2に接着樹脂8を滴下するか、あるいは、載置台上の発光素子配置基板が載置台側の移動機構により移動して行列方向に整列する複数の発光素子1の第1面2に接着樹脂8を滴下している。なお、滴下される接着樹脂8の粘度や滴下量は、予め設定されている。一例として、接着樹脂8の滴下量は、発光素子1の4辺及び4つの角の部分において、フィレット8A2の外形線S1が断面視で外側に向かって凸曲線または略直線となる量で、基板上に接着樹脂8が漏れ落ちることがない量であることが好ましい。また、この工程では、発光素子1の角の部分のフィレット8A2が発光素子1の側面4のフィレット8A2と同等の断面視の状態になりやすくするために、発光素子1の第1面2に滴下した接着樹脂が×状となり、発光素子1の4つの角の部分により近い位置に接着樹脂8の一部が適量配置されることが好ましい。なお、接着樹脂を配置する工程は、次の透光性部材を配置する工程S12と一連の工程としてもよい。
<(3)透光性部材を配置する工程>
透光性部材を配置する工程S12は、発光素子1の第1面2に配置された接着樹脂8に透光性部材5を配置する工程である。この工程12では、透光性部材5は、予め、透光層7と波長変換層6とが接合された状態となっているものを使用することが好ましい。なお、透光性部材5は、透光性の板状の部材に印刷法により蛍光体を含有する波長変換部材を塗布することで、透光層7及び波長変換層6を形成し、個片化することで、発光素子1の第1面2に配置することができる。透光性部材5は、一例として、発光素子1の第1面2の面積よりも大きな面積であり、発光素子1の側面4よりも透光性部材5の側面が外側に位置する大きさのものを用いている。
この工程S12では、透光性部材5をハンドラ等によりピックアップして一つ一つの発光素子1の第1面2の上に所定の押圧力で押圧しながら配置し、その後乾燥させる。そして、この工程S12により、透光性部材5が配置されることにより、透光性部材5の下面と発光素子1の第1面2との間に接着樹脂8により接着層8A1を配置する。接着樹脂8は、透光性部材5の下面周縁と、発光素子1の側面4とに接続してフィレット8A2が配置される。なお、フィレット8A2は、発光素子1の側面4の位置及び、発光素子1の角の位置において、ほぼ同等の断面面積の状態に配置することが好ましい。
<(4)アンダーフィルを配置する工程>
アンダーフィルを配置する工程S13は、発光素子1の周縁及び発光素子1の第2面3に対向する位置にアンダーフィル40を配置する工程である。この工程S13では、アンダーフィル40は、基板20の上面で発光素子1の周縁を覆うアンダーフィル40の第2部分42と、発光素子1の第2面3に対向するアンダーフィル40の第1部分41とに配置される。アンダーフィル40の第2部分42は、一例として、発光素子1の側面4を覆うフィレット8A2に接するように配置される。また、アンダーフィル40の第1部分41は、発光素子1の第2面3に接するあるいは近接する状態で配置される。アンダーフィル40は、次工程で乾燥することで、含有する希釈剤であるトリデカンが蒸発して体積が減少するため、その減少分を考慮した状態で配置される。
なお、ここで使用されるアンダーフィル40は、既に説明したように、樹脂材料と、第1光反射物質と、希釈剤とを含有している。さらに、アンダーフィル40は、樹脂材料に対する希釈剤の重量比が25phr以上150phr以下で使用されている。そして、希釈剤として沸点が100℃以上350℃以下のものが使用されることが好ましい。また、希釈剤に一例としてトリデカンを使用している。ここでは、アンダーフィル40は、ノズルから基板20の所定位置に配置されるように塗布されるが、希釈剤の重量比が25phr未満であると流動性が悪くなり、ノズルから塗布することが困難となる。また、アンダーフィル40は、重量比において150phrを超える場合、体積収縮が大きくなり、発光素子1の第2面3と外部との間に隙間を生じる可能性がある。そして、アンダーフィル40は、一例として、接着樹脂8と同じ材質で形成されている。そのため、接着樹脂8を配置する装置の樹脂吐出部分の種類(形状や大きさ等)及び樹脂吐出の位置を変更することでアンダーフィル40を基板20上に配置することが可能となる。アンダーフィル40の第2部分42は、基板20の上面で発光素子1の周縁に配置されたものが発光素子1の側面4に沿って這いあがることで配置される。
<(5)乾燥する工程>
乾燥する工程S14は、アンダーフィル40を配置した基板20を70℃以下の温度で乾燥する工程である。この工程S14では、70℃以下の温度でアンダーフィル40を配置した基板20を乾燥させることで、アンダーフィル40に含有している希釈剤であるトリデカンを徐々に蒸発させ、発光素子1の第2面3との間に空間50を形成することができる。アンダーフィル40の第1部分41は、周りをアンダーフィル40の第2部分42で囲まれているが、70℃以下の温度でゆっくり乾燥させることにより、空間50を形成するように希釈剤を蒸発させる。そして、アンダーフィル40の第1部分41は、第1部分41の上面から発光素子1の第2面3までの距離が、基板20の上面から第1部分41の上面までの距離よりも小さくなる状態に乾燥して形成される。つまり、空間50は、アンダーフィル40の第1部分41の基板20からの厚みよりも小さな間隔である。なお、発光素子配置基板を乾燥させる場合には、電気炉等、既存の乾燥させることができる設備を使用する。
乾燥する工程S14において、アンダーフィル40を配置した基板20を所定の温度まで昇温する時間は、少なくとも10分間以上であることが好ましく、0.5時間以上であることがより好ましく、1時間以上であることが更に好ましい。上述のように昇温をゆっくり行うことで密閉された空間50を形成するためである。アンダーフィル40を配置した基板20を所定の温度まで昇温する時間は、5時間以内であることが好ましく、3時間以内であることがより好ましく、2時間以内であることが更に好ましい。これにより密閉された空間50を形成しつつ、作業効率を上げることができるためである。昇温に対して、室温までの降温は特に限定されないが、10分間以上10時間以内が好ましく、0.5時間以上5時間以内がより好ましく、1時間以上3時間以内がより好ましい。
乾燥する工程S14において、アンダーフィル40を配置した基板20を乾燥させる雰囲気は、特に限定されないが、窒素雰囲気、不活性雰囲気等の非酸素雰囲気又は低酸素雰囲気であることが好ましい。配線等の酸化されやすい部材を長時間、酸素と接触させるのが好ましくないためである。
<(6)光反射部材を配置する工程>
光反射部材を配置する工程S15は、基板20上及び発光素子1を直接的又は間接的に覆う光反射部材11を配置する工程である。この工程S15では、例えば固定された基板20の上側において、基板20に対して上下方向あるいは水平方向等に移動(可動)させることができる樹脂吐出装置を用いて光反射部材11を構成する樹脂等を透光性部材5の上面が露出するように充填する。なお、光反射部材11を配置する場合、発光素子1の側面4の周縁にはアンダーフィル40が配置されているので、光反射部材11が発光素子1の第2面3側に入り込むことはない。
<(7)レンズを配置する工程>
レンズを配置する工程S16は、上方に凸曲面となるレンズ30を透光性部材5の上面に配置する工程である。この工程S16では、レンズ30の平板部32の下面を透光性部材5の上面に透光性の接着剤を介して接着している。なお、レンズ30には、顔料及び染料を含有させることもできる。そして、レンズ30は、例えば、赤青緑の光の三原色の光を照射できるようにすることとしてもよい。ただし、レンズ30に顔料及び染料を含有させる場合には、波長変換部材に大幅な影響を及ぼさない程度で含有することとなる。
なお、この工程S16が終了した後に、個片化する工程S17が行われ、レンズ30ごとに切断されることで発光装置100が製造されることになる。
発光装置100の製造方法では、アンダーフィル40を70℃以下の温度で乾燥させている。そのため、発光素子1の周縁から発光素子1の側面4又はフィレット8A2に、アンダーフィル40の第2部分42を接した状態で、アンダーフィル40の第1部分41と発光素子1の第2面3との間に空間50を形成することができる。したがって、発光装置100をリフロー等により加熱することがあっても、アンダーフィルが熱膨張により発光素子1を押し上げて不具合の原因になることを抑制できる。そのため、信頼性の高い発光装置100の提供を実現することができる。
なお、アンダーフィルを配置する工程S13では、アンダーフィル40は、発光素子1の側面4に接するように配置することや、発光素子1の側面4と第2面3の境の発光素子1の角部に接するように配置してもよい。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る発光装置200について、図7を参照して説明する。図7は、第2実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。
発光装置200は、第1実施形態の発光装置100の構成と比較してレンズ30がない状態となっている。この発光装置200は、光取出し面となる第1面2及び第1面2の反対側となる第2面3、第1面2と第2面3とを繋ぐ側面4を有し、第2面3に素子電極9を有する発光素子1と、素子電極9に配置される導電部材10と、導電部材10に接続する配線22を有する基板20と、発光素子1からの光が透過する透光性部材5と、発光素子1の第1面2及び透光性部材5の間に配置される接着樹脂8と、発光素子1の第2面3と基板20の上面との間、及び、発光素子1の周縁で基板20の上面に配置されるアンダーフィル40と、基板20の上面と、接着樹脂8の側面と、透光性部材5の側面と、発光素子1の周縁のアンダーフィル40の第2部分42の上面と、を覆い、透光性部材5の上面を露出するように配置される光反射部材11と、を備えている。
そして、アンダーフィル40の第1部分41が、発光素子1の第2面3との間に空間50を介して配置されると共に、アンダーフィル40の第2部分42が、発光素子1の側面又はフィレット8A2に接して配置される構成としている。なお、アンダーフィル40は、その第2部分42が発光素子1の側面4に接するように、あるいは、発光素子1の側面4と第2面3の境となる角部に接するように配置してもよい。
なお、発光装置200の製造方法は、既に説明した工程S11~S15を行い、その後個片化する工程S17を行うことで製造することが可能となる。
以上、説明したように、発光装置100,200では、アンダーフィル40の第1部分41と発光素子1の第2面3との間に空間50を形成しているので、リフロー等により基板20を加熱しても、熱膨張によりアンダーフィル40の第1部分41が発光素子1の第2面3を押し上げるようなことがない。
なお、フィレット8A2は、断面視におけるフィレット外縁が内側に向かう凹曲線の外形線となるように配置されることであってもよい。また、導電部材10は、発光素子1の各素子電極9に2以上の複数個が配置されるバンプの構成であってもよい。
本開示の実施形態に係る発光装置及び光源装置は、屋外用ディスプレイに好適に利用することができる。その他、本開示の実施形態に係る発光装置及び光源装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、屋内用ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置等に利用することができる。
100 発光装置
1 発光素子
2 第1面(光取出し面)
3 第2面(素子裏面)
4 側面
5 透光性部材
6 波長変換層
7 透光層
8 接着樹脂
8A1 接着層
8A2 フィレット
9 素子電極
9a 第1素子電極
9b 第2素子電極
10 導電部材
10a 第1導電部材
10b 第2導電部材
20 基板
21 基材
22 配線
22a 第1配線
22b 第2配線
23 外部接続電極
23a 正電極
23b 負電極
24 放熱板
30 レンズ
31 凸レンズ部
32 平板部
40 アンダーフィル
41 第1部分(アンダーフィル)
42 第2部分(アンダーフィル)
50 空間
S11 準備する工程
S12 透光性部材を配置する工程
S13 アンダーフィルを配置する工程
S14 乾燥する工程
S15 光反射部材を配置する工程

Claims (10)

  1. 光取出し面となる第1面及び前記第1面の反対側となる第2面、前記第1面と前記第2面とを繋ぐ側面を有し、前記第2面に素子電極を有する発光素子と、基板と、を準備し、前記素子電極と前記基板とを導電部材を介して電気的に接合した発光素子配置基板を準備する工程と、
    前記発光素子の第1面に接着樹脂を配置して、前記発光素子の側面よりも外側に側面を有する透光性部材を形成する工程と、
    前記基板上で前記発光素子の周縁及び前記発光素子の第2面に対向する位置に、アンダーフィルを配置する工程と、
    前記アンダーフィルを配置した前記基板を70℃以下の温度で乾燥する工程と、
    前記基板上及び前記発光素子を直接的又は間接的に覆う光反射部材を配置する工程と、を含み、
    前記透光性部材を配置する工程は、前記接着樹脂を、前記発光素子の第1面と前記透光性部材との間と、前記発光素子の側面の少なくとも一部と、に配置し、
    前記乾燥する工程により、前記アンダーフィルが、前記発光素子の側面又は前記発光素子の側面に配置される前記接着樹脂に接した状態で配置されると共に、前記発光素子の第2面との間に空間を空けて前記基板上に配置される発光装置の製造方法。
  2. 前記光反射部材を配置する工程の後に、上方に凸曲面となるレンズを前記透光性部材の上面に配置する工程をさらに行う請求項1に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記乾燥する工程において、前記アンダーフィルの上面と前記発光素子の第2面との距離は、前記基板の上面から前記アンダーフィルの上面までの距離よりも小さく形成される請求項1又は請求項2に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記発光素子配置基板を準備する工程において、前記発光素子の第2面と前記基板の上面との距離が10μm以上110μm以下である請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記発光素子配置基板を準備する工程において、前記導電部材は、予め前記発光素子の前記素子電極に配置されているか、又は、前記基板に配置されている請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記接着樹脂及び前記アンダーフィルは、同じ材質である請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記アンダーフィルを配置する工程において、前記アンダーフィルは、樹脂材料と、第1光反射物質と、希釈剤と、を含有し、
    前記樹脂材料に対する前記希釈剤の重量比が25phr以上150phr以下である請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記希釈剤は、沸点が100℃以上350℃以下である請求項7に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記希釈剤は、トリデカンである請求項7に記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記乾燥する工程において、前記アンダーフィルを配置した前記基板を昇温する時間は10分間以上5時間以内である請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
JP2022026619A 2022-02-24 2022-02-24 発光装置の製造方法 Active JP7460921B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022026619A JP7460921B2 (ja) 2022-02-24 2022-02-24 発光装置の製造方法
US18/167,069 US20230268473A1 (en) 2022-02-24 2023-02-10 Light-emitting device and method for manufacturing light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022026619A JP7460921B2 (ja) 2022-02-24 2022-02-24 発光装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023122866A JP2023122866A (ja) 2023-09-05
JP7460921B2 true JP7460921B2 (ja) 2024-04-03

Family

ID=87574968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022026619A Active JP7460921B2 (ja) 2022-02-24 2022-02-24 発光装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230268473A1 (ja)
JP (1) JP7460921B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011134829A (ja) 2009-12-24 2011-07-07 Nichia Corp 発光装置
JP2017108092A (ja) 2015-11-30 2017-06-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US20180212106A1 (en) 2017-01-20 2018-07-26 Lite-On Opto Technology (Changzhou) Co., Ltd. Light-emitting package structure provided with predetermined view angle, light-emitting package module and method for forming the same
JP2022014288A (ja) 2020-07-06 2022-01-19 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011134829A (ja) 2009-12-24 2011-07-07 Nichia Corp 発光装置
JP2017108092A (ja) 2015-11-30 2017-06-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US20180212106A1 (en) 2017-01-20 2018-07-26 Lite-On Opto Technology (Changzhou) Co., Ltd. Light-emitting package structure provided with predetermined view angle, light-emitting package module and method for forming the same
JP2022014288A (ja) 2020-07-06 2022-01-19 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230268473A1 (en) 2023-08-24
JP2023122866A (ja) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6079209B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
US9349664B2 (en) Method for manufacturing light emitting device and light emitting device
JP6519311B2 (ja) 発光装置
JP6769248B2 (ja) 発光装置
CN111052422B (zh) 制造发光二极管器件的方法
JP6515940B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
US20080203911A1 (en) Light Source With Glass Housing
JP2017108111A (ja) 斜角反射体を備えた発光素子およびその製造方法
US10553765B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2016072515A (ja) 発光装置およびその製造方法
JP2006156668A (ja) 発光装置及びその製造方法
JP2002314143A (ja) 発光装置
JP2008300694A (ja) 発光装置、発光装置を構成する樹脂成形体及びそれらの製造方法
JP2015126209A (ja) 発光装置
JP2017117858A (ja) 発光装置
JP2011171504A (ja) 発光装置
US10644208B2 (en) Method of manufacturing light emitting device
US11183616B2 (en) Phosphor converter structures for thin film packages and method of manufacture
JP6985615B2 (ja) 発光装置
JP7460921B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP2010153561A (ja) 発光装置
JP2018191015A (ja) 発光装置の製造方法
JP2019041094A (ja) 発光装置
JP7177336B2 (ja) 発光装置
JP7057528B2 (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230329

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240205

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: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7460921

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150