JPH10321918A - 光電装置及びその製造方法 - Google Patents
光電装置及びその製造方法Info
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- JPH10321918A JPH10321918A JP12907897A JP12907897A JPH10321918A JP H10321918 A JPH10321918 A JP H10321918A JP 12907897 A JP12907897 A JP 12907897A JP 12907897 A JP12907897 A JP 12907897A JP H10321918 A JPH10321918 A JP H10321918A
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- die bond
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- bond resin
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- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
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- Die Bonding (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ＬＥＤディスプレイ、光プリンタヘ
ッドの光源、バックライト光源、光センサーやインジケ
ータなどに用いられる光電装置に係わり、特に量産性に
優れた光電装置に関する。 【解決手段】本発明は、支持体上に光電素子がダイボン
ド樹脂により固着された光電装置であって、ダイボンド
接着剤は光硬化性触媒及び熱硬化性触媒を含有する光電
装置である。
ッドの光源、バックライト光源、光センサーやインジケ
ータなどに用いられる光電装置に係わり、特に量産性に
優れた光電装置に関する。 【解決手段】本発明は、支持体上に光電素子がダイボン
ド樹脂により固着された光電装置であって、ダイボンド
接着剤は光硬化性触媒及び熱硬化性触媒を含有する光電
装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤディスプレイ、
光プリンタヘッドの光源、バックライト光源、光センサ
ーやインジケータなどに用いられる光電装置に係わり、
特に量産性に優れた光電装置に関する。
光プリンタヘッドの光源、バックライト光源、光センサ
ーやインジケータなどに用いられる光電装置に係わり、
特に量産性に優れた光電装置に関する。
【０００２】
【従来技術】今日、砲弾型や表面実装型など種々の光電
装置が種々の分野に利用されている。光電装置の一例で
ある発光ダイオードは、リードフレームなどの上にＬＥ
Ｄチップを樹脂によってダイボンディングさせている。
また、ＬＥＤチップの各電極とワイヤーなどを用いて電
気的に接続させると共に所望に応じてＬＥＤチップを保
護するモールド樹脂で被覆してある。
装置が種々の分野に利用されている。光電装置の一例で
ある発光ダイオードは、リードフレームなどの上にＬＥ
Ｄチップを樹脂によってダイボンディングさせている。
また、ＬＥＤチップの各電極とワイヤーなどを用いて電
気的に接続させると共に所望に応じてＬＥＤチップを保
護するモールド樹脂で被覆してある。
【０００３】ＬＥＤチップをダイボンドする際、一般に
接着剤には、銀ペーストのように導電性を有し熱硬化性
の材料が使用される。ＬＥＤチップは、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡｌＡｓ、などの半導体材料からなる。これら
の半導体材料からなるＬＥＤチップは何れも半導体基板
の表面に積層される。したがって、半導体基板側から電
極をとるため銀ペーストのような導電性を有して十分な
接着力がある材料が選択されている。
接着剤には、銀ペーストのように導電性を有し熱硬化性
の材料が使用される。ＬＥＤチップは、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡｌＡｓ、などの半導体材料からなる。これら
の半導体材料からなるＬＥＤチップは何れも半導体基板
の表面に積層される。したがって、半導体基板側から電
極をとるため銀ペーストのような導電性を有して十分な
接着力がある材料が選択されている。
【０００４】ダイボンド樹脂はエポキシ樹脂など熱硬化
型であるためＬＥＤチップをダイボンド後、ダイボンド
樹脂硬化のため加熱を行う。この加熱によりＬＥＤチッ
プを固定係止させることができる。
型であるためＬＥＤチップをダイボンド後、ダイボンド
樹脂硬化のため加熱を行う。この加熱によりＬＥＤチッ
プを固定係止させることができる。
【０００５】しかしながら、加熱硬化に伴う昇温のた
め、ダイボンド樹脂のチキソ性が急激に低下する。チキ
ソ性が低下するとダイボンド樹脂材は、中央から周囲に
向かって流動する。流動に伴いダイボンド樹脂上に配置
されたＬＥＤチップも移動し、ダイボンド終了後ＬＥＤ
チップの配置が図３（ａ）の如く、水平方向にずれる場
合がある。また、図３（ｂ）の如く、ダイボンド樹脂に
よりＬＥＤチップが垂直方向に傾くなどの不具合が生ず
る場合があった。このようなＬＥＤチップのズレは光プ
リンターのプリンタヘッドや光センサーに使用される場
合においては特に大きな問題となる。
め、ダイボンド樹脂のチキソ性が急激に低下する。チキ
ソ性が低下するとダイボンド樹脂材は、中央から周囲に
向かって流動する。流動に伴いダイボンド樹脂上に配置
されたＬＥＤチップも移動し、ダイボンド終了後ＬＥＤ
チップの配置が図３（ａ）の如く、水平方向にずれる場
合がある。また、図３（ｂ）の如く、ダイボンド樹脂に
よりＬＥＤチップが垂直方向に傾くなどの不具合が生ず
る場合があった。このようなＬＥＤチップのズレは光プ
リンターのプリンタヘッドや光センサーに使用される場
合においては特に大きな問題となる。
【０００６】一方、これらの弊害を防止するためにダイ
ボンド樹脂中に紫外線硬化剤を使用することも考えられ
る。ダイボンド樹脂中に紫外線硬化剤を含有させ紫外線
照射により、チキソ性の低下なくダイボンド樹脂の硬化
を行いＬＥＤチップの配置ずれを防止することが可能と
なる。これにより、ＬＥＤチップを所望の定位置に配置
可能な発光ダイオードとすることができる。
ボンド樹脂中に紫外線硬化剤を使用することも考えられ
る。ダイボンド樹脂中に紫外線硬化剤を含有させ紫外線
照射により、チキソ性の低下なくダイボンド樹脂の硬化
を行いＬＥＤチップの配置ずれを防止することが可能と
なる。これにより、ＬＥＤチップを所望の定位置に配置
可能な発光ダイオードとすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より量
産性よく発光ダイオードを形成させる場合は上記方法の
みでは十分ではない場合があった。ＬＥＤチップを固定
させる場合は、硬化エネルギーの高い紫外線を長時間強
照射する必要がある。強度の高い紫外線は、ＬＥＤチッ
プを保持する支持体にも照射される。そのため支持体の
材質によっては変色或いは表面劣化を生ずる場合があっ
た。また、長時間高エネルギー光を照射させるとダイボ
ンド樹脂そのものが劣化することも考えられる。ダイボ
ンド樹脂の劣化に伴い発光効率の低下が生ずる場合も考
えられる。さらに、電極などＬＥＤチップの一部が紫外
線を遮蔽或いは吸収するような部材であったとき、部分
的に紫外線がダイボンド樹脂に到達せず硬化不十分とな
る場合もあった。
産性よく発光ダイオードを形成させる場合は上記方法の
みでは十分ではない場合があった。ＬＥＤチップを固定
させる場合は、硬化エネルギーの高い紫外線を長時間強
照射する必要がある。強度の高い紫外線は、ＬＥＤチッ
プを保持する支持体にも照射される。そのため支持体の
材質によっては変色或いは表面劣化を生ずる場合があっ
た。また、長時間高エネルギー光を照射させるとダイボ
ンド樹脂そのものが劣化することも考えられる。ダイボ
ンド樹脂の劣化に伴い発光効率の低下が生ずる場合も考
えられる。さらに、電極などＬＥＤチップの一部が紫外
線を遮蔽或いは吸収するような部材であったとき、部分
的に紫外線がダイボンド樹脂に到達せず硬化不十分とな
る場合もあった。
【０００８】
【課題を解決する手段】本発明は、上記課題を解決する
ため支持体上に光電素子がダイボンド樹脂により固着さ
れた光電装置において、ダイボンド接着剤中に光硬化性
触媒及び熱硬化性触媒を含有させたものである。
ため支持体上に光電素子がダイボンド樹脂により固着さ
れた光電装置において、ダイボンド接着剤中に光硬化性
触媒及び熱硬化性触媒を含有させたものである。
【０００９】請求項２記載の光電装置は、光電素子が絶
縁基体上に窒化物系化合物半導体が形成されたＬＥＤチ
ップである。
縁基体上に窒化物系化合物半導体が形成されたＬＥＤチ
ップである。
【００１０】請求項３に記載された光電装置は、ダイボ
ンド樹脂が透光性樹脂である。
ンド樹脂が透光性樹脂である。
【００１１】請求項４に記載された光電装置は、ダイボ
ンド樹脂中に導電性フィラーが含有されている。
ンド樹脂中に導電性フィラーが含有されている。
【００１２】請求項５に記載された光電装置の形成装置
は、支持体上に光電素子がダイボンド樹脂により固着さ
れた光電装置の製造方法である。特に、支持体上に光硬
化性触媒及び熱硬化性触媒が含有されたダイボンド樹脂
を塗布する工程と、ダイボンド樹脂上に光電素子を配置
させる工程と、ダイボンド樹脂上に配置された光電素子
に光エネルギーを照射しダイボンド樹脂を仮硬化させる
工程と、光エネルギー照射後に熱エネルギーを加えるこ
とによりダイボンド樹脂を本硬化する工程と、を有す
る。
は、支持体上に光電素子がダイボンド樹脂により固着さ
れた光電装置の製造方法である。特に、支持体上に光硬
化性触媒及び熱硬化性触媒が含有されたダイボンド樹脂
を塗布する工程と、ダイボンド樹脂上に光電素子を配置
させる工程と、ダイボンド樹脂上に配置された光電素子
に光エネルギーを照射しダイボンド樹脂を仮硬化させる
工程と、光エネルギー照射後に熱エネルギーを加えるこ
とによりダイボンド樹脂を本硬化する工程と、を有す
る。
【００１３】
【作用】本発明は、ダイボンド樹脂中に、光硬化性触媒
及び熱硬化性触媒を含有させる。ダイボンド樹脂による
光電素子を固定係止を光エネルギーと熱エネルギーによ
り行う。それぞれダイボンド樹脂の硬化を光硬化による
仮硬化と熱硬化による本硬化とに機能分離させる。これ
により光電素子を所望通りの定位置に配置させ歩留まり
の高い発光装置を効率よく形成させることができる。ま
た、耐久性を維持させつつ発光特性などを向上させるも
のである。
及び熱硬化性触媒を含有させる。ダイボンド樹脂による
光電素子を固定係止を光エネルギーと熱エネルギーによ
り行う。それぞれダイボンド樹脂の硬化を光硬化による
仮硬化と熱硬化による本硬化とに機能分離させる。これ
により光電素子を所望通りの定位置に配置させ歩留まり
の高い発光装置を効率よく形成させることができる。ま
た、耐久性を維持させつつ発光特性などを向上させるも
のである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明者は種々実験の結果、特定
の硬化性触媒を含有させた樹脂を用いて光電素子をダイ
ボンドすることにより光電装置の発光特性の安定化及び
耐候性を維持できることを見いだし本発明を成すに至っ
た。
の硬化性触媒を含有させた樹脂を用いて光電素子をダイ
ボンドすることにより光電装置の発光特性の安定化及び
耐候性を維持できることを見いだし本発明を成すに至っ
た。
【００１５】即ち、ＬＥＤチップを支持体上にダイボン
ド樹脂を用いて固着させる場合、熱エネルギーのみを用
いて硬化させるとチキソ性が低下し樹脂流動のために所
望の発光特性を得られない場合がある。また、紫外線の
みを用いて硬化させると、十分硬化できない箇所があっ
たりＬＥＤチップ以外のパッケージに用いられる樹脂な
どに損傷を与える場合がある。本発明者は、ダイボンド
樹脂の固定係止を機能分離し光硬化触媒及び熱硬化触媒
を含有させダイボンド樹脂の表面を硬化させる光硬化工
程と、全硬化させる熱硬化工程と、にそれぞれ２段階以
上に分離して光電素子のダイボンド固着係止させるもの
である。なお、本発明の光電装置は、原因は定かでない
が温湿度サイクル試験においても極めて耐候性の高いこ
とが確認された。これは、仮硬化及び本硬化とを分離さ
せたことによりダイボンド樹脂の収縮応力などが分散し
たためと考えられる。
ド樹脂を用いて固着させる場合、熱エネルギーのみを用
いて硬化させるとチキソ性が低下し樹脂流動のために所
望の発光特性を得られない場合がある。また、紫外線の
みを用いて硬化させると、十分硬化できない箇所があっ
たりＬＥＤチップ以外のパッケージに用いられる樹脂な
どに損傷を与える場合がある。本発明者は、ダイボンド
樹脂の固定係止を機能分離し光硬化触媒及び熱硬化触媒
を含有させダイボンド樹脂の表面を硬化させる光硬化工
程と、全硬化させる熱硬化工程と、にそれぞれ２段階以
上に分離して光電素子のダイボンド固着係止させるもの
である。なお、本発明の光電装置は、原因は定かでない
が温湿度サイクル試験においても極めて耐候性の高いこ
とが確認された。これは、仮硬化及び本硬化とを分離さ
せたことによりダイボンド樹脂の収縮応力などが分散し
たためと考えられる。
【００１６】以下、本発明の光電装置の一例として表面
実装型ＬＥＤ（以下、発光ダイオードとも呼ぶ）を説明
する。図１に本発明の模式的断面図を示す。白色液晶ポ
リマーでＬＥＤチップを被覆したパッケージ１０３を構
成する。支持体であるパッケージ１０３にはＬＥＤチッ
プ１０２と外部とを電気的に接続させるための外部電極
１０５がはめ込まれている。外部電極１０５は、光反射
性を高めるために銀でメッキされている。ＬＥＤチップ
１０２が配置されるパッケージ１０３表面には、光硬化
性触媒及び熱硬化性触媒が含有されたダイボンド樹脂１
０１が塗布されている。ＬＥＤチップは塗布されたダイ
ボンド樹脂により固着係止されている。具体的には、ダ
イボンド機器により樹脂をパッケージ開口部表面上に塗
布した後、ＬＥＤチップ１０２を配置させる。ＬＥＤチ
ップ１０２が配置された状態で紫外線などの高エネルギ
ー光を照射する。照射された光は、直接或いはＬＥＤチ
ップ１０２を透過しダイボンド樹脂１０１にも照射され
る。高エネルギー光が照射されたダイボンド樹脂１０１
は、照射表面側から硬化し始める。ダイボンド樹脂１０
１を本硬化（全硬化）させる前に光エネルギーの照射を
中止し仮硬化を行う。仮硬化に続いて発光ダイオードを
加熱させダイボンド樹脂の本硬化を行う。これによりＬ
ＥＤチップ１０２の移動を防止しつつ固定係止させるこ
とができる。
実装型ＬＥＤ（以下、発光ダイオードとも呼ぶ）を説明
する。図１に本発明の模式的断面図を示す。白色液晶ポ
リマーでＬＥＤチップを被覆したパッケージ１０３を構
成する。支持体であるパッケージ１０３にはＬＥＤチッ
プ１０２と外部とを電気的に接続させるための外部電極
１０５がはめ込まれている。外部電極１０５は、光反射
性を高めるために銀でメッキされている。ＬＥＤチップ
１０２が配置されるパッケージ１０３表面には、光硬化
性触媒及び熱硬化性触媒が含有されたダイボンド樹脂１
０１が塗布されている。ＬＥＤチップは塗布されたダイ
ボンド樹脂により固着係止されている。具体的には、ダ
イボンド機器により樹脂をパッケージ開口部表面上に塗
布した後、ＬＥＤチップ１０２を配置させる。ＬＥＤチ
ップ１０２が配置された状態で紫外線などの高エネルギ
ー光を照射する。照射された光は、直接或いはＬＥＤチ
ップ１０２を透過しダイボンド樹脂１０１にも照射され
る。高エネルギー光が照射されたダイボンド樹脂１０１
は、照射表面側から硬化し始める。ダイボンド樹脂１０
１を本硬化（全硬化）させる前に光エネルギーの照射を
中止し仮硬化を行う。仮硬化に続いて発光ダイオードを
加熱させダイボンド樹脂の本硬化を行う。これによりＬ
ＥＤチップ１０２の移動を防止しつつ固定係止させるこ
とができる。
【００１７】その後、ＬＥＤチップ１０２上に設けられ
た電極とパッケージの電極とを金線１０４によりワイヤ
ーボンディングさせ発光ダイオードを形成させることが
できる。以下本発明の各構成について詳述する。
た電極とパッケージの電極とを金線１０４によりワイヤ
ーボンディングさせ発光ダイオードを形成させることが
できる。以下本発明の各構成について詳述する。
【００１８】（光硬化性触媒）光硬化性触媒とは、ダイ
ボンド樹脂中に含有させ光エネルギーを照射させること
によりダイボンド樹脂の硬化を促進させる光重合開始剤
である。光硬化触媒が含有された樹脂に照射される光と
しては、ダイボンド樹脂や光硬化性触媒によって種々選
択することができる。特に、光電素子を構成する半導体
層が比較的大きなワイドバンドギャップを有する場合、
照射される光が吸収されないよう紫外線或いは可視紫や
青色光線など比較的高エネルギー光を照射することが好
ましい。
ボンド樹脂中に含有させ光エネルギーを照射させること
によりダイボンド樹脂の硬化を促進させる光重合開始剤
である。光硬化触媒が含有された樹脂に照射される光と
しては、ダイボンド樹脂や光硬化性触媒によって種々選
択することができる。特に、光電素子を構成する半導体
層が比較的大きなワイドバンドギャップを有する場合、
照射される光が吸収されないよう紫外線或いは可視紫や
青色光線など比較的高エネルギー光を照射することが好
ましい。
【００１９】光エネルギーが吸収されるとダイボンド樹
脂が加熱されチキソ性が低下する場合があるからであ
る。
脂が加熱されチキソ性が低下する場合があるからであ
る。
【００２０】高エネルギー光は、各種光源として高圧水
銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノン
灯、カーボンアークランプ、ケミカルランプなどのラン
プ照射やＬＥＤ照射など種々ものが好適に用いられる。
光エネルギー及び熱エネルギーを用いて硬化を行う場
合、光エネルギーはダイボンド樹脂の仮硬化のみで良い
ため照射される紫外線は１０００ｍｊ／ｃｍ2以下とす
ることができる。また、照射時間は、ダイボンド樹脂に
応じて種々調節させることができるが５秒から２０秒が
好ましい。
銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノン
灯、カーボンアークランプ、ケミカルランプなどのラン
プ照射やＬＥＤ照射など種々ものが好適に用いられる。
光エネルギー及び熱エネルギーを用いて硬化を行う場
合、光エネルギーはダイボンド樹脂の仮硬化のみで良い
ため照射される紫外線は１０００ｍｊ／ｃｍ2以下とす
ることができる。また、照射時間は、ダイボンド樹脂に
応じて種々調節させることができるが５秒から２０秒が
好ましい。
【００２１】光エネルギー照射装置例として図２の如き
連続的に光エネルギーを照射しつつ光電素子を移動可能
な装置が挙げられる。図２には、搬送手段２０３上に配
置された光電装置２０２が搬入口２０４から搬出口２０
５へ向かって順次移動している。移動中、紫外線照射ラ
ンプ２０１により光エネルギーが付与され仮硬化が行わ
れる。
連続的に光エネルギーを照射しつつ光電素子を移動可能
な装置が挙げられる。図２には、搬送手段２０３上に配
置された光電装置２０２が搬入口２０４から搬出口２０
５へ向かって順次移動している。移動中、紫外線照射ラ
ンプ２０１により光エネルギーが付与され仮硬化が行わ
れる。
【００２２】光硬化性触媒として具体的には、芳香族ジ
アゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、スルホニウム
塩、アルミニウム錯体やシラノール化合物など種々のも
のが好適に挙げられる。なお、光エネルギー付与による
仮硬化とは、少なくともダイボンド樹脂表面が硬化し未
硬化樹脂のチキソ性が低下しても光電素子が実質的に移
動しないことをいう。
アゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、スルホニウム
塩、アルミニウム錯体やシラノール化合物など種々のも
のが好適に挙げられる。なお、光エネルギー付与による
仮硬化とは、少なくともダイボンド樹脂表面が硬化し未
硬化樹脂のチキソ性が低下しても光電素子が実質的に移
動しないことをいう。
【００２３】（熱硬化性触媒）熱硬化性触媒とは、ダイ
ボンド樹脂中に含有させ熱エネルギーを加えることによ
りダイボンド樹脂の硬化を促進させる熱重合開始剤であ
る。熱硬化性触媒が含有された樹脂に加えられる熱エネ
ルギーは、ニクロムヒータ線、赤外線ランプ、遠赤外線
ヒータ、赤外線ランプ、遠赤外線ヒータや炉による加熱
など種々のものが好適に用いられる。熱硬化触媒として
具体的には、アミン系化合物、酸無水物系化合物などが
好適に用いられる。熱エネルギーとしては、用いられる
熱硬化性触媒やダイボンド樹脂により種々選択すること
ができるが量産性よく形成できる温度範囲として１２０
から１５０℃程度を１０分から２時間程度与えることが
好ましい。なお、本硬化とは、ダイボンド樹脂中に未硬
化部分が実質的にない状態をいう。
ボンド樹脂中に含有させ熱エネルギーを加えることによ
りダイボンド樹脂の硬化を促進させる熱重合開始剤であ
る。熱硬化性触媒が含有された樹脂に加えられる熱エネ
ルギーは、ニクロムヒータ線、赤外線ランプ、遠赤外線
ヒータ、赤外線ランプ、遠赤外線ヒータや炉による加熱
など種々のものが好適に用いられる。熱硬化触媒として
具体的には、アミン系化合物、酸無水物系化合物などが
好適に用いられる。熱エネルギーとしては、用いられる
熱硬化性触媒やダイボンド樹脂により種々選択すること
ができるが量産性よく形成できる温度範囲として１２０
から１５０℃程度を１０分から２時間程度与えることが
好ましい。なお、本硬化とは、ダイボンド樹脂中に未硬
化部分が実質的にない状態をいう。
【００２４】（ダイボンド樹脂１０１）ダイボンド樹脂
１０１とは、支持体１０３上に光電素子を固定係止させ
るために用いられる樹脂であり種々のものが挙げられ
る。ダイボンド樹脂１０１は、光電素子１０２を支持体
１０３上に固定係止させると共に電気的に接続させるこ
ともできる。金、銀、銅やカーボンなどの導電性部材を
含有させることにより電気的接続をとることができる。
本発明は光エネルギーを照射させることによりダイボン
ド樹脂の少なくとも一部（表面）が硬化すれば良い。そ
のためダイボンド樹脂は、導電性部材の少ない或いは全
くない透光性を有することがより好ましいが、導電性部
材を多く含有した樹脂でも適用可能である。透光性を有
するダイボンド樹脂により接続係止される光電素子とし
て、絶縁性を有するサファイア基板上に窒化物系化合物
半導体を形成させた光電素子を利用することがより好ま
しい。基体となるサファイア基板は、絶縁性を有すると
共に透光性を有するため効果的に光硬化及び熱硬化を行
うことができる。そのため他の発光素子と異なりダイボ
ンド樹脂に光硬化時の光吸収や反射が行われる電気伝導
性部材を少量しか含有させない或いは含有させないもの
を用いることが可能である。この場合、ダイボンド樹脂
のチキソ性は、ほぼ樹脂そのものの粘度にのみ依存する
ため本発明のチップ移動防止効果がより顕著に現れる。
本発明に用いられる光硬化性触媒及び熱硬化性触媒を含
有した接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、アクリル系樹脂や不飽和ポリエステルなどのラジカ
ル硬化系の樹脂などが好適に挙げられる。これらは、単
独又は２種類以上混合して使用することもできる。ダイ
ボンド樹脂１０１は、支持体１０３上にスタンピング或
いはディスペンシングにより滴下することができる。
１０１とは、支持体１０３上に光電素子を固定係止させ
るために用いられる樹脂であり種々のものが挙げられ
る。ダイボンド樹脂１０１は、光電素子１０２を支持体
１０３上に固定係止させると共に電気的に接続させるこ
ともできる。金、銀、銅やカーボンなどの導電性部材を
含有させることにより電気的接続をとることができる。
本発明は光エネルギーを照射させることによりダイボン
ド樹脂の少なくとも一部（表面）が硬化すれば良い。そ
のためダイボンド樹脂は、導電性部材の少ない或いは全
くない透光性を有することがより好ましいが、導電性部
材を多く含有した樹脂でも適用可能である。透光性を有
するダイボンド樹脂により接続係止される光電素子とし
て、絶縁性を有するサファイア基板上に窒化物系化合物
半導体を形成させた光電素子を利用することがより好ま
しい。基体となるサファイア基板は、絶縁性を有すると
共に透光性を有するため効果的に光硬化及び熱硬化を行
うことができる。そのため他の発光素子と異なりダイボ
ンド樹脂に光硬化時の光吸収や反射が行われる電気伝導
性部材を少量しか含有させない或いは含有させないもの
を用いることが可能である。この場合、ダイボンド樹脂
のチキソ性は、ほぼ樹脂そのものの粘度にのみ依存する
ため本発明のチップ移動防止効果がより顕著に現れる。
本発明に用いられる光硬化性触媒及び熱硬化性触媒を含
有した接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、アクリル系樹脂や不飽和ポリエステルなどのラジカ
ル硬化系の樹脂などが好適に挙げられる。これらは、単
独又は２種類以上混合して使用することもできる。ダイ
ボンド樹脂１０１は、支持体１０３上にスタンピング或
いはディスペンシングにより滴下することができる。
【００２５】（光電素子１０２）本発明に用いられる光
電素子１０２とは、光エネルギーにより電気エネルギー
を発生する。逆に、電気エネルギーにより光エネルギー
を発生する種々の半導体素子が挙げられる。このような
半導体素子例として液相成長法やＭＯＣＶＤ法等により
基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、
ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、Ｉｎ
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を活性
層として形成させた物が挙げられる。半導体の構造とし
ては、ＭＩＳ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ
構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半
導体は、単結晶で形成されても非晶質や多結晶などの悲
嘆結晶で形成されていても良い。半導体層の材料やその
混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選
択することができる。また、受光感度を紫外光から赤外
光まで種々選択することもできる。高輝度に発光可能な
半導体材料或いは高起電力を発生可能な半導体材料とし
て窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好まし
が、用途によって種々利用できることは言うまでもな
い。こうして形成された光電素子は、支持体上に１個配
置しても良いし２以上配置することもできる。
電素子１０２とは、光エネルギーにより電気エネルギー
を発生する。逆に、電気エネルギーにより光エネルギー
を発生する種々の半導体素子が挙げられる。このような
半導体素子例として液相成長法やＭＯＣＶＤ法等により
基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、
ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、Ｉｎ
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を活性
層として形成させた物が挙げられる。半導体の構造とし
ては、ＭＩＳ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ
構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半
導体は、単結晶で形成されても非晶質や多結晶などの悲
嘆結晶で形成されていても良い。半導体層の材料やその
混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選
択することができる。また、受光感度を紫外光から赤外
光まで種々選択することもできる。高輝度に発光可能な
半導体材料或いは高起電力を発生可能な半導体材料とし
て窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好まし
が、用途によって種々利用できることは言うまでもな
い。こうして形成された光電素子は、支持体上に１個配
置しても良いし２以上配置することもできる。
【００２６】（支持体１０３）支持体１０３は、ダイボ
ンド樹脂１０１により光電素子１０２を固定係止可能な
ものであり直接支持体１０３上に配置させても支持体１
０３に設けられた外部電極１０５などを介して配置して
も良い。支持体１０３は光電素子１０２を保護できるよ
う図１のパッケージ形状など種々の形状をとることがで
きる。支持体１０３は、光電素子１０２からの光を効率
よく外部に放出させる或いは外部から効率よく光を吸収
させるために白色系に着色などしていることが好まし
い。また、光電素子１０２を保護するために絶縁性を有
すると共に内部に外部電極１０５を有することが好まし
い。外部電極としては、外部から効率的に光電素子１０
２に電力を供給する或いは、光電素子１０２から外部に
効率よく電力を供給可能なものが挙げられる。支持体１
０３としてそれぞれ液晶ポリマー樹脂やＰＢＴ樹脂など
が好適に用いられる。また、外部電極は、銅やアルミニ
ウム上に銀メッキなど導電性を有しかつ光反射部材であ
る貴金属メッキが施されているものを好適に用いること
ができる。以下本発明の具体的実施例について詳述する
が本発明がこれのみに限定されるものでないことはいう
までもない。
ンド樹脂１０１により光電素子１０２を固定係止可能な
ものであり直接支持体１０３上に配置させても支持体１
０３に設けられた外部電極１０５などを介して配置して
も良い。支持体１０３は光電素子１０２を保護できるよ
う図１のパッケージ形状など種々の形状をとることがで
きる。支持体１０３は、光電素子１０２からの光を効率
よく外部に放出させる或いは外部から効率よく光を吸収
させるために白色系に着色などしていることが好まし
い。また、光電素子１０２を保護するために絶縁性を有
すると共に内部に外部電極１０５を有することが好まし
い。外部電極としては、外部から効率的に光電素子１０
２に電力を供給する或いは、光電素子１０２から外部に
効率よく電力を供給可能なものが挙げられる。支持体１
０３としてそれぞれ液晶ポリマー樹脂やＰＢＴ樹脂など
が好適に用いられる。また、外部電極は、銅やアルミニ
ウム上に銀メッキなど導電性を有しかつ光反射部材であ
る貴金属メッキが施されているものを好適に用いること
ができる。以下本発明の具体的実施例について詳述する
が本発明がこれのみに限定されるものでないことはいう
までもない。
【００２７】
（実施例１）支持体材料として白色液晶ポリマー樹脂を
用いた。支持体は、開口部を有し外部電極が一体成形さ
れたパッケージを用いた。また、光電素子としてサファ
イア基板上にＭＯＣＶＤ法を用いて窒化ガリウム系化合
物半導体を成膜させた。
用いた。支持体は、開口部を有し外部電極が一体成形さ
れたパッケージを用いた。また、光電素子としてサファ
イア基板上にＭＯＣＶＤ法を用いて窒化ガリウム系化合
物半導体を成膜させた。
【００２８】ダイボンド機器を用いて、透光性エポキシ
樹脂を塗布した。エポキシ樹脂には光硬化性触媒として
芳香族スルホンニウムが１モル％含有されている。同様
に熱硬化性触媒としてアミン系化合物であるジシアンジ
アミドが１０重量％含有されている。ダイボンド機器に
よりパッケージ開口部内にダイボンド樹脂を塗布後、パ
ッケージ開口部の中心に光電素子であるＬＥＤチップを
配置させた。ＬＥＤチップが配置されたパッケージは、
図２に示す紫外線照射装置により光照射を行う。紫外線
照射装置は、支持体が連続的に搬入及び搬出される。支
持体が紫外線照射装置中にある間、紫外線は低圧ハロゲ
ンランプにてダイボンド樹脂を介して支持体上に配置さ
れたＬＥＤチップに照射される。このとき、１０００ｍ
ｊ／ｃｍ 2の低強度紫外線を１０秒照射させることによ
りダイボンド接着剤の表面が硬化する。
樹脂を塗布した。エポキシ樹脂には光硬化性触媒として
芳香族スルホンニウムが１モル％含有されている。同様
に熱硬化性触媒としてアミン系化合物であるジシアンジ
アミドが１０重量％含有されている。ダイボンド機器に
よりパッケージ開口部内にダイボンド樹脂を塗布後、パ
ッケージ開口部の中心に光電素子であるＬＥＤチップを
配置させた。ＬＥＤチップが配置されたパッケージは、
図２に示す紫外線照射装置により光照射を行う。紫外線
照射装置は、支持体が連続的に搬入及び搬出される。支
持体が紫外線照射装置中にある間、紫外線は低圧ハロゲ
ンランプにてダイボンド樹脂を介して支持体上に配置さ
れたＬＥＤチップに照射される。このとき、１０００ｍ
ｊ／ｃｍ 2の低強度紫外線を１０秒照射させることによ
りダイボンド接着剤の表面が硬化する。
【００２９】次に、ダイボンド樹脂が仮硬化されたパッ
ケージは、紫外線照射装置から搬出され赤外線ランプが
配置された加熱装置に配置される。加熱装置では、１２
０度１５分において、残るダイボンド樹脂の未硬化部を
本硬化させる。熱による本硬化工程で未硬化ダイボンド
樹脂のチキソ性が低下する場合がある。しかしながら、
本発明においては紫外線照射によりダイボンド樹脂の表
面が既に硬化されている。そのためＬＥＤチップがパッ
ケージ内の所望の定位置よりずれることは実質的にな
い。
ケージは、紫外線照射装置から搬出され赤外線ランプが
配置された加熱装置に配置される。加熱装置では、１２
０度１５分において、残るダイボンド樹脂の未硬化部を
本硬化させる。熱による本硬化工程で未硬化ダイボンド
樹脂のチキソ性が低下する場合がある。しかしながら、
本発明においては紫外線照射によりダイボンド樹脂の表
面が既に硬化されている。そのためＬＥＤチップがパッ
ケージ内の所望の定位置よりずれることは実質的にな
い。
【００３０】ダイボンド樹脂が硬化した後は、ＬＥＤチ
ップの各電極とパッケージ電極の各電極とをそれぞれ金
線によりワイヤーボンディングさせ表面実装型の発光ダ
イオードを形成することができた。発光ダイオードを１
０００個形成させパッケージに対するＬＥＤチップの位
置ずれを測定した。測定は、パッケージ開口部中心から
開口部の端部までを１００として中心部からのずれを測
定した。本発明で形成された発光ダイオードは９８％以
上が中心部からのずれが１％以内で配置され極めて正確
な位置に配置されていることがわかった。同様に垂直方
向においてもダイボンド樹脂の流動に伴うＬＥＤチップ
の移動は認められなかった。また、パッケージには光硬
化に伴う黄変現象はほとんど見られなかった。ダイボン
ド樹脂硬化前の支持体反射率に対して青色（４５０ｎ
ｍ）付近の波長域における反射率の低下が２％未満であ
った。これにより反射率の高い発光ダイオードを形成さ
せることが確認できた。また、温湿度サイクル試験とし
て、−２０度３０分、８０度３０分を２００サイクル行
った。形成された発光ダイオードは、全て発光可能であ
った。
ップの各電極とパッケージ電極の各電極とをそれぞれ金
線によりワイヤーボンディングさせ表面実装型の発光ダ
イオードを形成することができた。発光ダイオードを１
０００個形成させパッケージに対するＬＥＤチップの位
置ずれを測定した。測定は、パッケージ開口部中心から
開口部の端部までを１００として中心部からのずれを測
定した。本発明で形成された発光ダイオードは９８％以
上が中心部からのずれが１％以内で配置され極めて正確
な位置に配置されていることがわかった。同様に垂直方
向においてもダイボンド樹脂の流動に伴うＬＥＤチップ
の移動は認められなかった。また、パッケージには光硬
化に伴う黄変現象はほとんど見られなかった。ダイボン
ド樹脂硬化前の支持体反射率に対して青色（４５０ｎ
ｍ）付近の波長域における反射率の低下が２％未満であ
った。これにより反射率の高い発光ダイオードを形成さ
せることが確認できた。また、温湿度サイクル試験とし
て、−２０度３０分、８０度３０分を２００サイクル行
った。形成された発光ダイオードは、全て発光可能であ
った。
【００３１】（比較例１）ダイボンド樹脂に熱硬化性触
媒を含有させず、紫外線照射強度を５０００ｍｊ／ｃｍ
2とした以外実施例１と同様にして発光ダイオードを形
成させた。形成された発光ダイオードは、実施例１と同
様極めて正確な位置に配置されてはいたが支持体である
パッケージ表面全体が黄色に着色しており青色（４５０
ｎｍ）付近の波長域での反射率が紫外線照射前と比較し
て１０％程度低下していた。実施例１と同様に温湿度サ
イクル試験を行った。形成された発光ダイオードのうち
２％は非発光のものが観測された。
媒を含有させず、紫外線照射強度を５０００ｍｊ／ｃｍ
2とした以外実施例１と同様にして発光ダイオードを形
成させた。形成された発光ダイオードは、実施例１と同
様極めて正確な位置に配置されてはいたが支持体である
パッケージ表面全体が黄色に着色しており青色（４５０
ｎｍ）付近の波長域での反射率が紫外線照射前と比較し
て１０％程度低下していた。実施例１と同様に温湿度サ
イクル試験を行った。形成された発光ダイオードのうち
２％は非発光のものが観測された。
【００３２】（比較例２）ダイボンド樹脂に紫外線硬化
性触媒を含有させず、熱硬化時間を１時間とした以外は
実施例１と同様にして発光ダイオードを形成させた。形
成された発光ダイオード表面には着色は観測されなかっ
た。形成された発光ダイオード１０００個を実施例１と
同様にして測定したところ中心からずれが１％以内に配
置された発光ダイオードは、７２％にしか過ぎず、中心
からのずれが最大約４０％の発光ダイオードも観測され
た。実施例１と同様に温湿度サイクル試験を行った。形
成された発光ダイオードのうち５％は非発光或いは輝度
低下したものが観測された。非発光或いは輝度低下した
発光ダイオードを分解して調べたところダイボンド樹脂
の部分的な収縮が生じていた。
性触媒を含有させず、熱硬化時間を１時間とした以外は
実施例１と同様にして発光ダイオードを形成させた。形
成された発光ダイオード表面には着色は観測されなかっ
た。形成された発光ダイオード１０００個を実施例１と
同様にして測定したところ中心からずれが１％以内に配
置された発光ダイオードは、７２％にしか過ぎず、中心
からのずれが最大約４０％の発光ダイオードも観測され
た。実施例１と同様に温湿度サイクル試験を行った。形
成された発光ダイオードのうち５％は非発光或いは輝度
低下したものが観測された。非発光或いは輝度低下した
発光ダイオードを分解して調べたところダイボンド樹脂
の部分的な収縮が生じていた。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、ダイボンド樹脂中に光硬化性
触媒及び熱硬化性触媒を含有させることによりダイボン
ド樹脂の硬化を機能分離させる。ダイボンド樹脂の硬化
中に表面硬化された接着剤は、チキソ性が低下したとし
ても流動が阻止される。
触媒及び熱硬化性触媒を含有させることによりダイボン
ド樹脂の硬化を機能分離させる。ダイボンド樹脂の硬化
中に表面硬化された接着剤は、チキソ性が低下したとし
ても流動が阻止される。
【００３４】加熱初期には接着剤の未硬化部分のチキソ
性が低下する。チキソ性が低下すると接着剤及び接着剤
上に配置された半導体チップが極めて流動しやすくな
る。しかしながら、本発明においてはチキソ性が低下す
るが熱硬化に先立って光硬化によりダイボンド樹脂の表
面が硬化されておりダイボンド樹脂が仮止めされた状態
となっている。そのため、加熱硬化時においても半導体
チップの移動などが生ずることが実質的にない。
性が低下する。チキソ性が低下すると接着剤及び接着剤
上に配置された半導体チップが極めて流動しやすくな
る。しかしながら、本発明においてはチキソ性が低下す
るが熱硬化に先立って光硬化によりダイボンド樹脂の表
面が硬化されておりダイボンド樹脂が仮止めされた状態
となっている。そのため、加熱硬化時においても半導体
チップの移動などが生ずることが実質的にない。
【００３５】特に、請求項１記載の光電装置とすること
により、歩留まりよく反射率の高い光電装置を形成させ
ることができる。
により、歩留まりよく反射率の高い光電装置を形成させ
ることができる。
【００３６】請求項２記載の光電装置とすることによ
り、より信頼性の高い発光装置とすることができる。
り、より信頼性の高い発光装置とすることができる。
【００３７】請求項３記載の光電装置とすることによ
り、より信頼性の高い光電装置とすることができる。
り、より信頼性の高い光電装置とすることができる。
【００３８】請求項４記載の光電装置とすることによ
り、光電素子の係止と共に電気的接続をとることもでき
る。
り、光電素子の係止と共に電気的接続をとることもでき
る。
【００３９】請求項５記載の方法により光電装置を形成
させることにより、信頼性に優れ且つ、量産性に優れた
光電装置の製造方法とすることができる。
させることにより、信頼性に優れ且つ、量産性に優れた
光電装置の製造方法とすることができる。
【図１】本発明の光電装置を示し図１（ａ）は、光電装
置の模式的平面図であり、図１（ｂ）は、光電装置の模
式的断面図である。
置の模式的平面図であり、図１（ｂ）は、光電装置の模
式的断面図である。
【図２】本発明の形成に用いられる紫外線照射装置の模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図３】本発明と比較のために示した光電装置であり、
図３（ａ）は、光電装置の模式的平面図であり図３
（ｂ）は、光電装置の模式的断面図である。
図３（ａ）は、光電装置の模式的平面図であり図３
（ｂ）は、光電装置の模式的断面図である。
１０１・・・ダイボンド樹脂 １０２・・・光電素子であるＬＥＤチップ １０３・・・支持体 １０４・・・ワイヤー １０５・・・外部電極 ２０１・・・紫外線照射ランプ ２０２・・・光電装置 ２０３・・・光電装置を搬送する搬送手段 ２０４・・・搬入口 ２０５・・・搬出口 ３０１・・・ダイボンド樹脂 ３０２・・・光電素子であるＬＥＤチップ ３０３・・・支持体 ３０４・・・ワイヤー ３０５・・・外部電極
Claims (5)
- 【請求項１】支持体上に光電素子がダイボンド樹脂によ
り固着された光電装置であって、前記ダイボンド接着剤
は光硬化性触媒及び熱硬化性触媒を含有することを特徴
とする光電装置。 - 【請求項２】前記光電素子が絶縁基体上に窒化物系化合
物半導体が形成されたＬＥＤチップである請求項１記載
の光電装置。 - 【請求項３】前記ダイボンド樹脂が透光性樹脂である請
求項１記載の光電装置。 - 【請求項４】前記ダイボンド樹脂が導電性フィラーを含
有する樹脂である請求項１記載の光電装置。 - 【請求項５】支持体上に光電素子がダイボンド樹脂によ
り固着された光電装置の製造方法であって、 支持体上に光硬化性触媒及び熱硬化性触媒が含有された
ダイボンド樹脂を塗布する工程と、 ダイボンド樹脂上に光電素子を配置させる工程と、 ダイボンド樹脂上に配置された光電素子に光エネルギー
を照射しダイボンド樹脂を仮硬化させる工程と、 ダイボンド樹脂を熱エネルギーにより本硬化する工程
と、を有する光電装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12907897A JP3941155B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光電装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12907897A JP3941155B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光電装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321918A true JPH10321918A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3941155B2 JP3941155B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=15000541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12907897A Expired - Fee Related JP3941155B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 光電装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3941155B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051620A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Rohm Co Ltd | 半導体発光装置 |
| WO2004036660A1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-04-29 | Tco Co., Ltd | A surface mounting type light emitting diode |
| JP2010180384A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Showa Denko Kk | 発光素子接着用樹脂組成物、発光素子の接着方法およびランプ |
| JP2014220372A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 積水化学工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP12907897A patent/JP3941155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051620A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Rohm Co Ltd | 半導体発光装置 |
| WO2004036660A1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-04-29 | Tco Co., Ltd | A surface mounting type light emitting diode |
| CN100379036C (zh) * | 2002-09-02 | 2008-04-02 | 帝希欧有限公社 | 表面安装型发光二极管 |
| JP2010180384A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Showa Denko Kk | 発光素子接着用樹脂組成物、発光素子の接着方法およびランプ |
| JP2014220372A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 積水化学工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3941155B2 (ja) | 2007-07-04 |
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