JP7492131B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置の製造方法に関するものである。

絶縁基板の表面上に配設されたＬＥＤチップと、蛍光体を含有する透明な蛍光体板と、ＬＥＤチップの上面と蛍光体板の下面とを接着固定する透明な接着部材と、ＬＥＤチップおよび蛍光体板を囲む光反射性の微粒子を含有する反射層とを備える発光装置の製造方法が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５－０７９８０５号公報

本開示に係る一実施形態は、接着剤塗布の作業性に優れ、接着剤に配置した絶縁性部材のズレが生じにくい発光装置の製造方法を提供することを課題とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１面を有する絶縁性の基台と接着剤を準備する準備工程と、前記第１面に前記接着剤を塗布する塗布工程と、塗布された前記接着剤に絶縁性部材を配置する配置工程と、前記接着剤を硬化して前記基台と前記絶縁性部材を接着する接着工程と、を含み、前記準備工程において、前記接着剤は第１ナノ粒子を含有し、前記第1ナノ粒子の少なくとも一部は凝集しており、レオメーターにて２５℃で測定した前記接着剤の粘度は、せん断速度１ｓ^－１のとき６．０Ｐａ・ｓ以上３０．０Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、せん断速度１００ｓ^－１のとき２．５Ｐａ・ｓ以上７．０Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度１ｓ^－１のときの粘度とせん断速度１００ｓ^－１のときの粘度の差が２．０Ｐａ・ｓ以上である。

本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、接着剤塗布の作業性に優れ、接着剤に配置した絶縁性部材のズレが生じにくい発光装置を製造できる。

第１実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１の発光装置のＩＩＡ－ＩＩＡ線における長手方向の断面図である。 図１の発光装置のＩＩＢ方向から見た短手方向の側面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の準備工程において、準備された基台及び接着剤を模式的に示す半導体発光装置の短手方向の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の塗布工程において、基台の第１面に接着剤が塗布された半導体発光素子を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の配置工程において、接着剤に絶縁性部材を配置する状態を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の接着工程において、接着剤で覆われると共に絶縁性部材と接着した基台を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。 基台を絶縁性部材側から見た状態を模式的に示す平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法の個片化工程において、個片化された発光装置を模式的に示す発光装置の短手方向の断面図である。 第２実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置の構成を模式的に示す長手方向の断面図である。 接着剤の粘度を測定する手順を示す説明図である。 発光装置の評価において、絶縁性部材のズレを表す指標を示す説明図である。

実施形態に係る発光装置及び発光装置の製造方法を、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、本実施形態の技術思想を具現化するための発光装置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、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。

［第１実施形態］
＜発光装置＞
第１実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置について説明する。
図１は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図２Ａは、図１の発光装置のＩＩＡ－ＩＩＡ線における長手方向の断面図である。図２Ｂは、図１の発光装置のＩＩＢ方向から見た短手方向の側面図である。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、発光装置１は、第１面１３を有する絶縁性の基台１１と、第１面１３に塗布された第１ナノ粒子を含有する接着剤４０と、接着剤４０を介して基台１１に接着された絶縁性部材３０と、を備えている。そして、基台１１は、半導体発光素子１０の絶縁性の基板である。また、半導体発光素子は、絶縁性の基板（基台１１）に半導体１２が積層されている。さらに、第１面１３は、絶縁性の基板（基台１１）の表面である。また、発光装置１は、絶縁性部材３０が透光性部材であることが好ましい。さらに、発光装置１は、半導体発光素子１０を実装する支持部材２０を備えることが好ましい。

発光装置１は、図面では、接着剤４０を介して２つの基台１１（２つの半導体発光素子１０のそれぞれの絶縁性の基板）に２つの絶縁性部材３０（透光性部材）が接着された構成を記載したが、１つの基台１１（１つの半導体発光素子１０の絶縁性の基板）に１つの絶縁性部材３０（透光性部材）が接着された構成、３つ以上の基台１１（３つ以上の半導体発光素子１０の絶縁性の基板）それぞれに３つ以上の絶縁性部材３０（透光性部材）が接着された構成であってもよい。また、発光装置１は、基台１１（半導体発光素子の絶縁性の基板）の光取出し面となる第１面１３を上面側に配置する上面発光型発光装置、あるいは、第１面１３を側面側に配置する側面発光型発光装置のいずれであってもよい。以下では、上面発光型発光装置を例にとって、各構成を説明する。

（基台）
基台１１は、半導体発光素子１０の絶縁性の基板であり、その平面視形状は特に限定されないが、長方形状であることが好ましい。半導体発光素子１０は、電圧を印加することで自ら発光する素子であり、基台１１に積層された半導体１２からなる。半導体１２は、基台１１の光取出し面と反対側の面に極性の異なる一対の電極１６，１６を有する。

半導体１２は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザーダイオードを用いるのが好ましい。また、半導体１２は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の半導体１２としては、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いたものを用いることができる。さらに、赤色の半導体１２としては、窒化物系半導体の他にもＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどを用いることができる。

極性の異なる一対の電極１６，１６は、ｐ側電極とｎ側電極とすることができ、これらの数は特に限定されない。すなわち、ｐ側電極とｎ側電極とは少なくとも１つずつあればよく、ｐ側電極とｎ側電極とが同数でなくてもよい。一対の電極１６，１６は、金、銀、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金等で構成することができる。基台１１は、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンド等で構成することができる。

（支持部材）
支持部材２０は、少なくとも１つ以上の半導体発光素子１０を実装し、半導体発光素子１０と外部とを電気的に接続する。支持部材２０は、平板状の基材２１及び基材２１の表面及び／又は内部（貫通孔）に配置された配線２２を備えて構成されている。また、基材２１の内部（貫通孔）は配線２２の他、導電性または絶縁性の部材で充填された充填部材２３を備えていてもよい。支持部材２０は、配線２２と半導体発光素子１０の電極１６，１６とを導電性接着部材５０を介して接続することによって、半導体１２と電気的に接続する。なお、支持部材２０の配線２２は、半導体発光素子１０の電極１６，１６の構成、大きさに応じて形状、大きさ等の構造が設定される。
図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、配線２２は、平面視において長方形状である半導体発光素子１０の短手方向に沿って直線状に形成され、電極１６，１６と接続する２つの電極接続部と、平面視において絶縁性部材３０の周縁に沿うように枠状に形成され、電極接続部と接続する２つの枠状部と、平面視において支持部材２０の長辺に沿って直線状に形成され、２つの電極接続部及び枠状部を連結する連結部と、からなることが好ましい。また、配線２２において、２つの電極接続部及び枠部は左右対称に形成されていることが好ましい。

支持部材２０の基材２１は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、半導体発光素子１０から出射される光や外光などを透過しにくい材料を用いることが好ましく、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、基材２１は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（ビスマレイミド トリアジン レジン）、ポリフタルアミド等の樹脂で構成することができる。

配線２２は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム又はこれらの合金等で構成することができる。また、配線２２の表層には、導電性接着部材５０の濡れ性及び／又は光反射性等の観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金又はこれらの合金等の層が設けられていてもよい。

導電性接着部材５０は、金、銀、銅等のバンプ、銀、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウム等の金属粉末と樹脂バインダを含む金属ペースト、錫－ビスマス系、錫－銅系、錫－銀系、金－錫系等の半田、低融点金属等のろう材のうちのいずれか１つを用いることができる。

（絶縁性部材）
絶縁性部材３０は、半導体発光素子１０の基台１１の第１面１３に接着剤４０を介して設けられる。絶縁性部材３０は、基台１１と接着していればよいが、基台１１の第１面１３を全て包含するように、基台１１の第１面１３よりも大きく形成されていることが好ましい。つまり、絶縁性部材３０の下面周縁は、平面視において基台１１の第１面１３周縁よりも外側に位置することが好ましい。絶縁性部材３０の下面が基台１１の第１面１３よりも大きな面積で形成されることにより、半導体発光素子１０から出射される光をロスなく絶縁性部材３０に入射することができる。

絶縁性部材３０は、無機物に蛍光体粒子が付着された第１透光性部材、蛍光体粒子を固めた第２透光性部材、又は、樹脂に蛍光体粒子が含有された第３透光性部材であることが好ましい。
第１透光性部材において蛍光体粒子が付着する無機物としては、ガラス、サファイア等が挙げられる。また、第３透光性部材において蛍光体粒子が含有される樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ（ポリメチルペンテン）樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂が挙げられる。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含むことが好ましい。樹脂に含有される蛍光体粒子の濃度は、例えば、５０質量％以上２００質量％以下程度である。

蛍光体粒子としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＬＡＧ：Ｃｅ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（ＣａＯ-Ａｌ_２Ｏ_３-ＳｉＯ_２：Ｅｕ）、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、ＳＣＡＳＮ系蛍光体（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体が挙げられる。

絶縁性部材３０は、第１透光性部材、第２透光性部材及び第３透光性部材の１種を単層で、又は第１透光性部材、第２透光性部材及び第３透光性部材のうち２種以上を積層して構成してもよい。また、第１透光性部材、第２透光性部材及び第３透光性部材に含有される蛍光体粒子の劣化を抑制するために、これらの上面に、ガラスやサファイア等の無機物、又は樹脂からなる保護層を設けることもできる。

（接着剤）
接着剤４０は、基台１１と絶縁性部材３０との間にあって基台１１の第１面１３から側面までを覆い、基台１１と絶縁性部材３０とを接着する。接着剤４０は、第１ナノ粒子を含有し、好ましくは第１ナノ粒子を含有する樹脂からなる。
図２Ｂに示すように、第１ナノ粒子を含有する接着剤４０は、側面視において、基台１１の側面を覆う接着剤４０の下辺４１が、基台１１の隣接する側面同士の角部から、側面の中央に向かって凸状に湾曲していることが好ましい。また、図２Ａに示すように、第１ナノ粒子を含有する接着剤４０は、断面視において、基台１１の側面を覆う接着剤４０の外面４２が、絶縁性部材３０から基台１１の側面側に凹状に湾曲していることが好ましい。

発光装置１の接着剤４０において、第１ナノ粒子の含有量が０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。第１ナノ粒子の含有量が０.１質量％以上２０質量％以下であると、第１ナノ粒子の光散乱作用により、発光装置１での光束が向上する。また、第１ナノ粒子の量が多いために生じる接着剤４０の白濁が抑制される。なお、発光装置１の接着剤４０の第１ナノ粒子の濃度は、後述する準備工程における硬化前の接着剤４０の第１ナノ粒子の濃度よりも高くなっている。これは、接着剤４０を硬化する過程において、硬化前の接着剤４０に含まれる成分が揮発することが要因として挙げられる。

第１ナノ粒子を含有する樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂又は有機シリコーン樹脂を用いることができる。ここで、具体的な有機シリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂等が挙げられる。

（各部材の屈折率）
発光装置１は、基台１１の第１屈折率、接着剤４０の第２屈折率、絶縁性部材３０の第３屈折率が、以下の関係であることが好ましい。
（第１屈折率）＞（第２屈折率）＞（第３屈折率）
また、第１屈折率が１．６５より大きく１．８０より小さいことが好ましく、第２屈折率は１．５２以上１．６５以下が好ましく、第３屈折率は１．４０より大きく１．５２より小さいことが好ましい。ここで、第１屈折率、第２屈折率及び第３屈折率は、ＮａランプＤ線からの波長（５８９ｎｍ）の光に対する屈折率を意味する。このような屈折率を発光装置１が有することで、基台１１と接着剤４０との境界面、及び、接着剤４０と絶縁性部材３０との境界面での全反射が少なくなるため、発光装置１での光束が増加し、光取出し性が向上できる。

＜発光装置の製造方法＞
第１実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
図３は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。図４Ａは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の準備工程において、準備された基台及び接着剤を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。図４Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の塗布工程において、基台の第１面に接着剤が塗布された半導体発光素子を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。図４Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の配置工程において、接着剤に絶縁性部材を配置する状態を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。図４Ｄは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の接着工程において、接着剤で覆われると共に絶縁性部材と接着した基台を模式的に示す半導体発光素子の短手方向の断面図である。図４Ｅは、基台を絶縁性部材側から見た状態を模式的に示す平面図である。図４Ｆは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法の個片化工程において、個片化された発光装置を模式的に示す発光装置の短手方向の断面図である。

図３に示すように、第１実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１面１３を有する絶縁性の基台１１と接着剤４０を準備する準備工程Ｓ１と、第１面１３に接着剤４０を塗布する塗布工程Ｓ２と、塗布された接着剤４０に絶縁性部材３０を配置する配置工程Ｓ３と、接着剤を硬化して基台と絶縁性部材を接着する接着工程Ｓ４と、を含む。また、発光装置の製造方法は、接着工程Ｓ４の終了後に被覆工程Ｓ５と個片化工程Ｓ６を含んでもよい。なお、発光装置の構成については、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照する。以下、各工程について説明する。

（準備工程）
図４Ａに示すように、準備工程Ｓ１は、光取出し面となる第１面１３を有する絶縁性の基台１１と接着剤４０を準備する工程である。ここで、基台１１は、第１面１３を有する絶縁性の基板であり、基台１１に半導体１２が積層している。

準備工程Ｓ１では、基台１１の第１面１３と対向する面側に一対の電極１６，１６を有する複数の半導体１２を、基材２１の表面と内部とに配線２２を有する支持部材２０に電気的に接続する工程である。半導体１２と支持部材２０との接続は、公知の方法で行い、例えば、半田等の導電性接着部材５０を介して電極１６，１６と配線２２とを電気的に接続する。

接着剤４０を準備する工程では、樹脂皿１０１内に接着剤４０を準備する。接着剤４０は、第１ナノ粒子を含有し、第1ナノ粒子の少なくとも一部は凝集しており、以下の粘度特性を有する。粘度特性は、レオメーター（図６参照）にて２５℃で測定した接着剤４０の粘度が、せん断速度１ｓ^－１のとき６．０Ｐａ・ｓ以上３０．０Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、せん断速度１００ｓ^－１のとき２．５Ｐａ・ｓ以上７．０Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度１ｓ^－１のときの粘度とせん断速度１００ｓ^－１のときの粘度の差が２．０Ｐａ・ｓ以上である。本明細書において、せん断速度１ｓ^－１を低せん断速度、せん断速度１００ｓ^－１を高せん断速度と称することがある。また、せん断速度１ｓ^－１のときの粘度とせん断速度１００ｓ^－１のときの粘度の差は、２．０Ｐａ・ｓ以上２７.５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。

接着剤４０の低せん断速度の粘度が特定されることによって、配置工程Ｓ３のように接着剤４０にかかる応力が小さい工程において、接着剤４０に配置した絶縁性部材３０のズレが生じない。また、接着剤４０の高せん断速度の粘度が特定されることによって、塗布工程Ｓ２及び接着工程Ｓ４のように接着剤４０にかかる応力が大きい工程において、接着剤４０の塗布作業性、いわゆるスタンピング性が優れる。また、低せん断速度の粘度及び高せん断速度が上記範囲であることにより、接着剤４０によって形成されるフィレットが正常なものとなる。さらに、接着剤４０のチクソ性を調整することによって、絶縁性部材３０のズレ、接着剤４０のスタンピング性、及び、接着剤４０のフィレット形成性がさらに向上する。なお、本明細書におけるチクソ性とは、低せん断速度での粘度と高せん断速度での粘度の比のことである。

接着剤４０は、第１ナノ粒子を含有する。第１ナノ粒子は、接着剤４０の粘度特性を均一にするため、接着剤４０中に分散されていることが好ましい。また、第１ナノ粒子の粒径は、１次粒径で３ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、分散された第1ナノ粒子の少なくとも一部は、凝集している。その際、第１ナノ粒子の凝集後の２次粒径は、数１０ｎｍ以上数５００ｎｍ以下となる。また、第１及び第２ナノ粒子の粒径は、平均粒径（例えばＤ５０）により定義することができる。粒径は、レーザ回折・散乱法、画像解析法（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ））、動的光散乱法、Ｘ線小角散乱法などにより測定することができる。

第１ナノ粒子の添加量は、接着剤４０の粘度特性を所定範囲内とするために、接着剤４０に対して０．１ｐｈｒ（樹脂１００ｇに対して０．１ｇ添加する）以上５ｐｈｒ以下であることが好ましい。接着剤４０において、第１ナノ粒子は、粘度特性が調整しやすいため、シリカが好ましい。
また、接着剤４０は、第１ナノ粒子に加えて、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム又はセルロースからなる少なくとも一種の第２ナノ粒子が含有されていてもよい。接着剤４０は、第１ナノ粒子を含有、又は、第１ナノ粒子及び第２ナノ粒子を含有することによって、接着工程Ｓ４での接着剤４０の樹脂垂れが抑制され基台１１と絶縁性部材３０との接着強度が向上すると共に、不要な光散乱が抑制され光取出し性が向上するという効果を奏することができる。

接着剤４０は、溶剤を含有することが好ましい。接着剤４０は、第１ナノ粒子を添加することで粘度が上がり、主として低せん断速度ときの粘度が上がるため、配置工程Ｓ３において、接着剤４０に配置した絶縁性部材３０のズレを抑制することができる。一方、接着剤４０への第１ナノ粒子の添加により高せん断速度のときの粘度も低せん断速度のときの粘度と同時に上昇してしまうため、接着剤４０の塗布作業性（スタンピング性）に影響が出る懸念があるが、溶剤を含有させることにより高せん断速度のときの粘度上昇を抑えることができる。

溶剤は、沸点が２００℃以上３００℃以下であることが好ましい。また、溶剤は、無機溶剤、有機溶剤のいずれでもよいが、作業性を考慮して有機溶剤が好ましい。さらに、有機溶剤は、作業性を考慮して高沸点有機溶剤が好ましい。溶剤は、樹脂に溶解可能なものであれば特に制限されないが、具体的には、ブチルカルビトールアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル又は炭化水素系溶剤の少なくとも一種が挙げられる。溶剤の添加量は、接着剤４０の粘度特性を所定範囲内とするために、接着剤４０に対して０ｐｈｒ以上５．０ｐｈｒ以下が好ましく、０．１ｐｈｒ以上４．０ｐｈｒ以下とすることがより好ましい。また、接着剤４０は、さらに樹脂を含有することが好ましい。樹脂としては、前記した有機シリコーン樹脂等が用いられる。

準備工程Ｓ１における接着剤４０の粘度調整は、あらかじめ実験計画法を用いて算出したプロファイルから、必要な粘度特性に対して、必要な樹脂量、第１ナノ粒子及び溶剤の添加量を算出して行う。

（塗布工程）
図４Ｂに示すように、塗布工程Ｓ２は、基台１１の第１面１３に接着剤４０を塗布する工程である。そして、接着剤４０の第１面１３への塗布方法は、公知の方法で行い、例えば、ダイボンダーのスタンプピン１０２で行う。

（配置工程）
図４Ｃに示すように、配置工程Ｓ３は、塗布された接着剤４０に絶縁性部材３０を配置する。絶縁性部材３０の配置方法は、公知の方法で行い、例えば、ダイボンダーのコレット１０３で絶縁性部材３０を接着剤４０側に降下させて、接着剤４０を押圧する。なお、複数の絶縁性部材３０の各々を接着剤４０側に降下させて、複数の接着剤４０の各々を押圧してもよいし、１つの絶縁性部材３０を接着剤４０側に降下させて、複数の接着剤４０の各々を押圧してもよい。

（接着工程）
図４Ｄ、図４Ｅに示すように、接着工程Ｓ４は、接着剤４０を硬化して基台１１と絶縁性部材３０とを接着する工程である。
接着工程Ｓ４では、接着剤４０を硬化することによって、半導体発光素子１０（基台１１）の側面にフィレットが形成される。また、フィレットの形状は、接着剤４０の粘度特性を所定範囲内に制御することによって形成される。また、接着剤４０によって形成されるフィレットの形状の制御は、例えば、スタンプピン１０２での塗布であれば、スキージの開度を調節して塗布される接着剤量を調節する必要がある。接着剤４０の硬化については、加熱乾燥、自然乾燥等の従来公知の方法で行う。

図２Ｂに示すように、フィレット形状としては、側面視において、半導体発光素子１０（基台１１）の側面を覆う接着剤４０の下辺４１は、半導体発光素子１０の下辺に達しないように形成されると共に、半導体発光素子１０の側面同士の角部から側面の中央に向かって凸状に湾曲している形状であることが好ましい。また、フィレット形状は、断面視において、側面を覆う接着剤４０の外面４２が、絶縁性部材３０から半導体発光素子１０の側面側に凹状に湾曲している形状であることが好ましい。このようなフィレット形状によって、半導体発光素子１０（基台１１）と絶縁性部材３０との接着強度が向上する。

（被覆工程）
被覆工程Ｓ５は、接着工程Ｓ４の後に、半導体発光素子１０、接着剤４０及び絶縁性部材３０を覆う被覆部材６０を形成する工程である。被覆工程Ｓ６は、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティング等により液状状態の被覆部材６０を、半導体発光素子１０、接着剤４０及び絶縁性部材３０を覆うように充填する。絶縁性部材３０の上面が被覆部材６０で覆われた場合は、被覆部材６０を除去する。これにより、絶縁性部材３０を被覆部材６０から露出させる。被覆部材６０を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、研削、ブラストが挙げられる。その後、被覆部材６０を加熱乾燥、自然乾燥等により硬化させる。

被覆部材６０は、反射性物質を含有する光反射性の部材であることが好ましい。被覆部材６０は、上方への光取出し効率の観点から、半導体発光素子１０の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、被覆部材６０は、白色であることが好ましい。よって、被覆部材６０は、母材樹脂中に反射性物質として白色顔料を含有してなることが好ましい。被覆部材６０の母材樹脂は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を用いることができる。

（個片化工程）
個片化工程Ｓ６は、レーザ照射あるいはブレード等の工具により半導体発光素子１０及び絶縁性部材３０の間の切断線ＣＬ（図４Ｅ、図４Ｆ参照）に沿って、支持部材２０及び被覆部材６０を切断して、発光装置１を作製する工程である。なお、配置工程Ｓ３において複数の半導体発光素子１０に対して１つの絶縁性部材３０を配置する場合には、個片化工程Ｓ６は、絶縁性部材３０、被覆部材６０及び支持部材２０を切断して発光装置１を作製する工程である。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置について説明する。
図５は、第２実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置の構成を示す断面図である。

＜発光装置＞
図５に示すように、発光装置１Ｂは、基台１１がセラミックス基板７１であり、絶縁性部材３０が半導体発光素子の絶縁性の基板であること以外は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法で製造された発光装置１と同様の構成である。
また、発光装置１Ｂは、接着剤４０を介して基台１１に接着された絶縁性部材３０の周囲に配置された枠状樹脂７３と、枠状樹脂７３の枠内に配置された絶縁性部材３０を枠内に封止する封止樹脂７４と、を備えることが好ましい。

基台１１は、セラミックス基板７１と、その周囲に固着されたガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる樹脂基板７２と、からなる。また、基台１１においては、セラミックス基板７１の上面には接着剤４０を介して絶縁性部材３０（半導体発光素子の絶縁性の基板）が配置され、樹脂基板７２の上面には配線２２が配置される。

第２実施形態における半導体発光素子は、絶縁性部材３０（絶縁性の基板）に半導体１２が積層されており（図２Ａ、図２Ｂ参照）、絶縁性部材３０側が接着剤４０を介して基台１１に接着されている。また、半導体発光素子は、半導体１２の絶縁性部材３０（絶縁性の基板）とは反対側の面に電極１６，１６（図２Ａ、図２Ｂ参照）を有し、その電極１６，１６は銀線等からなるワイヤ７５で配線２２に電気的に接続されている。

枠状樹脂７３は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、配線２２を覆うように配置される。また、封止樹脂７４は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、蛍光体粒子を含有することが好ましい。

＜発光装置の製造方法＞
第２実施形態に係る発光装置の製造方法は、被覆工程Ｓ５を含み、個片化工程Ｓ６を行わないこと以外は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法と同様である。
（被覆工程）
被覆工程Ｓ５では、半導体発光素子の電極１６，１６と、基台１１（樹脂基板７２）に設けられた配線２２とをワイヤ７５で電気的に接続し、配線２２を覆うように枠状樹脂７３を形成し、枠状樹脂７３の枠内に配置された半導体発光素子を封止するように封止樹脂７４を形成する。

本開示の実施例１～５及び比較例１～３においては、被覆工程及び個片化工程を行わず、接着工程までを行って、その効果を確認した。本実施例では、説明のために、実施例１～５に係る製造過程の発光装置及び比較例１～３の製造過程の発光装置と称することがある。
また、本明細書において製造過程の発光装置とは、以下のような状態を示す。支持部材の配線に基台（絶縁性の基板）を備える複数の半導体発光素子をフェイスダウンで半田接合した。半田接合された複数の半導体発光素子の基台の光取出し面に、予め粘度を調整した接着剤を塗布し、塗布された接着剤の上に複数の絶縁性部材（透光性部材）を配置した。絶縁性部材を半導体発光素子側に押圧した後、熱硬化により接着剤を硬化させて半導体発光素子と絶縁性部材とを接着した。

実施例１～５に係る製造過程の発光装置及び比較例１～３の製造過程の発光装置の各構成要素の詳細は、以下のとおりである。
（支持部材）
ＢＴレジン基材の表面と内部とに配線を有する支持部材を用いた。
（半導体発光素子）
サファイア基板に４４８～４５０ｎｍに発光ピーク波長を有する窒化物系半導体を積層した矩形の青色ＬＥＤを用いた。
（絶縁性部材）
ＫＳＦ系蛍光体、βサイアロンを含有するフェニルシリコーン樹脂を用いた。
（接着剤）
１次粒径が１２ｎｍのナノシリカ、高沸点炭化水素系溶剤を添加したフェニルシリコーン樹脂を用いた。ナノシリカ及び溶剤の添加量、接着剤の粘度を表１に示す。なお、コーンプレート１１２は平面視が直径４０ｍｍの円形で、接着剤４０と接する面の円の中心から外周までの傾斜角度が２度のものを使用した。

（接着剤の粘度測定方法）
図６に示すように、レオメーター１１０（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製 ＤＨＲ－３）を用いて、以下の手順で接着剤４０の粘度を測定した。その結果を表１に示す。
（１）２５℃に温調したプレート１１１に接着剤４０をのせる。
（２）コーンプレート１１２を温調したプレート１１１の上面から１０２μｍの高さまで下して、接着剤４０を挟み込む。
（３）コーンプレート１１２からはみ出た余分の接着剤４０をかきとる。
（４）粘度測定するギャップ５２μｍまでコーンプレート１１２を下す。
（５）せん断速度１ｓ^－１でトルク（粘度）が安定した時間の粘度値を取得する。トルクの安定は、１０ｓ毎の測定を繰り返して、最新の３回のトルク値のバラつきが５％以内で安定したとみなす。最大１２０ｓまで測定するが、仮にトルクが４０ｓで安定すれば、４０ｓの粘度値を取得する。
（６）せん断速度１００ｓ^－１でトルク（粘度）が安定した時間の粘度値を取得する。トルクの安定は、１０ｓ毎の測定を繰り返して、最新の３回のトルク値のバラつきが５％以内で安定したとみなす。最大１２０ｓまで測定するが、仮にトルクが４０ｓで安定すれば、４０ｓの粘度値を取得する。
（７）取得されたせん断速度１ｓ^－１の粘度値と、せん断速度１００ｓ^－１の粘度値と、の差を算出する。

＜特性の評価＞
実施例１～５及び比較例１～３について、それぞれ３２個の絶縁性部材のズレ、フィレット出来栄えを以下の基準で評価し、その結果を表１に示す。なお、接着剤の塗布の際の作業性（スタンピング性）についても以下の基準で評価し、その結果を表１に示す。

（絶縁性部材３０のズレ）
実施例１～５及び比較例１～３について、それぞれ３２個の絶縁性部材の外観及び絶縁性部材のズレを、目視及びＮｉｃｏｎ製ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）画像測定システムＮＥＸＩＶ（型番ＶＭＺ-Ｒ６５５５）にて測定し、評価した。
図７に示すように、外観については、平面視において、絶縁性部材３０が傾いて隣接する絶縁性部材３０に接触又は接触しそうになっているものを「×：不良」とし、そうでないものを「〇：良好」とした。
ＮＥＸＩＶでの測定については、長方形状の絶縁性部材３０の長手方向の側面が隣り合うように並んだ３２個の製造過程の発光装置について、両端に位置する製造過程の発光装置の中心を結ぶ直線を基準線Ｌとし、この基準線Ｌと３２個の絶縁性部材３０の短手方向の側面とがなす角度(θ)をそれぞれ測定し、測定ばらつきを示す標準偏差（σ）が０．５以上を「×：不良」、０．４以内を「〇：良好」とした。

（フィレット出来栄え）
実施例１～５及び比較例１～３について、硬化後の接着剤のフィレットを観察し、評価した。樹脂垂れが観察されないもの、フィレットが絶縁性部材３０から半導体発光素子の側面側に凹状に湾曲して形成されているものを「〇：良好」とし、樹脂垂れが観察されたもの、フィレットが半導体発光素子の側面に形成されていないものを「×：不良」とした。

（スタンピング性）
実施例１～５及び比較例１～３において、接着剤の塗布の作業性について評価した。図４Ｂに示すように、スタンプピン１０２で樹脂皿１０１（図４Ａ参照）から一定量の接着剤４０を取る際の作業性が悪いものを「×：不良」、作業性がよいものを「〇：良好」とした。また、スタンプピン１０２で一定量の接着剤４０を基台１１に塗布する際の作業性が悪いものを「×：不良」、作業性がよいものを「〇：良好」とした。

表１に示すように、実施例１～５は、接着剤の粘度特性が所定範囲内であるため、絶縁性部材のズレ、スタンピング性及びフィレット出来栄えにおいて優れるものであった。これに対し、比較例１、２は、１Ｓ^－１の粘度特性が下限値未満であるため、絶縁性部材のズレにおいて劣っていた。比較例３は、１Ｓ^－１及び１００Ｓ^－１の粘度特性が上限値を超えるため、スタンピング性及びフィレット出来栄えにおいて劣っていた。

１ 発光装置
１Ｂ 発光装置
１０ 半導体発光素子
１１ 基台
１２ 半導体
１３ 第１面
１６ 電極
２０ 支持部材
２１ 基材
２２ 配線
２３ 充填部材
３０ 絶縁性部材
４０ 接着剤
４１ 下辺
４２ 外面
５０ 導電性接着部材
６０ 被覆部材
７１ セラミックス基板
７２ 樹脂基板
７３ 枠状樹脂
７４ 封止樹脂
７５ ワイヤ
１０１ 樹脂皿
１０２ スタンプピン
１０３ ゴレット
１１０ レオメーター
１１１ プレート
１１２ コーンプレート
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 塗布工程
Ｓ３ 配置工程
Ｓ４ 接着工程
Ｓ５ 被覆工程
Ｓ６ 個片化工程

Claims (10)

1. 第１面を有し、かつ前記第１面と対向する面側に半導体が積層された絶縁性の基台と、前記基台の第１面に塗布する接着剤とを準備する準備工程と、
   前記基台の第１面に前記接着剤を塗布する塗布工程と、
   前記基台に塗布された前記接着剤に透光性の絶縁性部材を配置する配置工程と、
   前記接着剤を硬化させて前記基台と前記絶縁性部材とを接着する接着工程と、を含み、
   前記準備工程において、前記接着剤は第１ナノ粒子を含有し、前記第1ナノ粒子の少なくとも一部は凝集しており、レオメーターにて２５℃で測定した前記接着剤の粘度は、せん断速度１ｓ^-1のとき６．０Ｐａ・ｓ以上３０．０Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、せん断速度１００ｓ^-1のとき２．５Ｐａ・ｓ以上７．０Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度１ｓ^-1のときの粘度とせん断速度１００ｓ^-1のときの粘度の差が２．０Ｐａ・ｓ以上である発光装置の製造方法。
2. 第１面を有する絶縁性の基台と、前記基台の第１面に塗布する接着剤とを準備する準備工程と、
   前記基台の第１面に前記接着剤を塗布する塗布工程と、
   前記基台に塗布された前記接着剤に、半導体が積層された絶縁性部材を配置する配置工程と、
   前記接着剤を硬化させて前記基台と前記絶縁性部材の前記半導体が積層された面とは反対側の面とを接着する接着工程と、を含み、
   前記準備工程において、前記接着剤は第１ナノ粒子を含有し、前記第1ナノ粒子の少なくとも一部は凝集しており、レオメーターにて２５℃で測定した前記接着剤の粘度は、せん断速度１ｓ ^-1 のとき６．０Ｐａ・ｓ以上３０．０Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、せん断速度１００ｓ ^-1 のとき２．５Ｐａ・ｓ以上７．０Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度１ｓ ^-1 のときの粘度とせん断速度１００ｓ ^-1 のときの粘度の差が２．０Ｐａ・ｓ以上である発光装置の製造方法。
3. 前記準備工程における前記接着剤は、溶剤が含有されている請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記溶剤は、沸点が２００℃以上３００℃以下である請求項３に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記溶剤は、ブチルカルビトールアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル又は炭化水素系溶剤の少なくとも一種である請求項３又は請求項４に記載の発光装置の製造方法。
6. 前記第１ナノ粒子は、前記接着剤中に分散されている請求項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. 前記第１ナノ粒子の粒径は、１次粒径で３ｎｍ以上２００ｎｍ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. 前記第１ナノ粒子は、シリカである請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
9. 前記準備工程において、前記第１ナノ粒子の添加量は、前記接着剤に対して０．１ｐｈｒ以上５．０ｐｈｒ以下である請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
10. 前記準備工程において、前記接着剤は、前記第１ナノ粒子に加えて、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム又はセルロースからなる少なくとも一種の第２ナノ粒子が含有されている請求項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。

Images