TW201412928A - 螢光接著片材、光半導體元件-螢光體層壓感接著體及光半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於螢光體層之厚度方向一面上。接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成。螢光接著片材之剝離強度之百分率為30%以上。
Description
本發明係關於一種螢光接著片材、光半導體元件-螢光體層壓感接著體及光半導體裝置。
發光二極體裝置(以下,簡稱為LED裝置)或雷射二極體照射裝置(以下,簡稱為LD照射裝置)等光半導體裝置例如包括發光二極體元件(LED)或雷射二極體(LD)等光半導體元件、及配置於光半導體元件上之螢光體層。該光半導體裝置係自光半導體元件發光,例如藉由將透過螢光體層之藍色光、與在螢光體層中藍色光之一部分經波長轉換而獲得之黃色光混色而發出白色光。
作為此種光半導體裝置,提出有一種LED裝置,其包括:利用透明密封材料將LED密封之LED封裝體、及積層於其上表面之螢光膠帶(例如,參照美國專利第7,294,861號說明書)。
美國專利第7,294,861號說明書之螢光膠帶包含螢光層、及積層於其背面之包含(甲基)丙烯酸酯系壓感接著劑之丙烯酸系壓感接著層,螢光層經由丙烯酸系壓感接著層而黏貼於LED封裝體之表面。
然而,螢光膠帶容易伴隨著LED之發光而變成高溫,因此美國專利第7,294,861號說明書之螢光膠帶有高溫(例如,包括75℃之高溫)下之接著力顯著低於常溫(25℃)下之接著力的缺點。
進而,亦有若將美國專利第7,294,861號說明書之螢光膠帶於高溫下長時間地使用則產生劣化,因此LED裝置之亮度下降的缺點。
本發明之目的在於提供一種耐熱性及耐久性優異之螢光接著片材、光半導體元件-螢光體層壓感接著體及光半導體裝置。
本發明之螢光接著片材之特徵在於包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上。
剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100
75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
又,於本發明之螢光接著片材中,上述剝離強度之百分率較佳為200%以下。
又,於本發明之螢光接著片材中,上述螢光體層較佳為由上述螢光體之陶瓷所形成。
又,於本發明之螢光接著片材中,上述螢光體層較佳為由含有上述螢光體及樹脂之螢光體樹脂組合物所形成。
又,本發明之光半導體元件-螢光體層壓感接著體之特徵在於包括:光半導體元件;及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體元件之厚度方向一面上;上述螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100
75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
又,本發明之光半導體裝置之特徵在於包括:基板;光半導體元件,其安裝於上述基板上;及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體元件之厚度方向一面上;上述螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100
75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
又,本發明之光半導體裝置之特徵在於包括:光半導體封裝體,其包含基板,光半導體元件,其安裝於上述基板上,反射器,其形成於上述基板之厚度方向一側,且以於上述厚度方向上投影時包圍上述光半導體元件之方式配置,及密封層,其填充於上述反射器內,密封上述光半導體元件;以及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體封裝體之上述厚度方向一面上;且上述螢光接著片材包含含有螢光體之螢光體層、及積層於上述螢光體層之厚度方向一面上之接著劑層;上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100
75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝
離時的剝離強度。
於本發明之螢光接著片材及光半導體元件-螢光體層壓感接著體中,接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,且螢光接著片材之剝離強度之百分率為30%以上,因此耐熱性及耐久性優異。
因此,本發明之光半導體裝置可長期確保優異之發光可靠性。
1‧‧‧LED-螢光體層壓感接著體
2‧‧‧LED
3‧‧‧螢光體層
4‧‧‧接著劑層
5‧‧‧基板
6‧‧‧螢光接著片材
7‧‧‧LED裝置
8‧‧‧第1密封層
10‧‧‧LED封裝體
11‧‧‧反射器
12‧‧‧第2密封層
圖1係表示本發明之螢光接著片材之一實施形態之剖面圖。
圖2係作為本發明之光半導體裝置之一實施形態之LED裝置的製
造方法之步驟圖,
圖2(a)係表示分別準備螢光接著片材及LED之步驟,
圖2(b)係表示將螢光接著片材壓感接著於LED上之步驟。
圖3係作為本發明之光半導體裝置之另一實施形態之LED裝置的製造方法之步驟圖,圖3(a)係表示分別準備螢光接著片材及LED之步驟,圖3(b)係表示將螢光接著片材壓感接著於LED上之步驟。
圖4係作為本發明之光半導體裝置之另一實施形態之LED裝置的製造方法之步驟圖,圖4(a)係表示分別準備基板及LED-螢光體層壓感接著體之步驟,圖4(b)係表示將LED-螢光體層壓感接著體之LED安裝於基板上之步驟。
圖5係本發明之光半導體裝置之另一實施形態之製造方法的步驟圖,圖5(a)係表示準備LED封裝體與螢光接著片材之步驟,圖5(b)係表示將螢光接著片材壓感接著於LED封裝體上之步驟。
於圖1中,作為本發明之一實施形態之螢光接著片材6包含:螢光體層3;及接著劑層4,其積層於螢光體層3之上表面(厚度方向一面)上。
螢光體層3例如為將自下述LED2(參照圖2)發出之藍色光之一部分轉換為黃色光的波長轉換層(螢光體層)。又,螢光體層3除上述之波長轉換以外,亦可將藍色光之一部分轉換為紅色光。螢光體層3係形成為板狀或片狀。螢光體層3例如由螢光體之陶瓷形成為螢光體陶瓷板,或由含有螢光體及樹脂之螢光體樹脂組合物形成為螢光體樹脂片材。
螢光體將作為激發光之波長350~480nm之光之一部分或全部吸收而受到激發,發出波長長於激發光,例如500~650nm之螢光。具體而言,螢光體例如可列舉黃色螢光體。作為此種螢光體,例如可列舉:於複合金屬氧化物或金屬硫化物等中摻雜例如鈰(Ce)或銪(Eu)等稀土類元素之螢光體。
具體而言,作為螢光體,例如可列舉:Y3Al5O12:Ce(YAG(釔-鋁-石榴石):Ce)、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce、Lu3Al3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ce等具有石榴石型結晶結構之石榴石型螢光體;例如(Sr,Ba)2SiO4:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu、Ca3Si2O7:Eu等矽酸鹽螢光體;例如CaAl12O19:Mn、SrAl2O4:Eu等鋁酸鹽螢光體;例如ZnS:Cu,Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu等硫化物螢光體;例如CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca-α-SiAlON等氮氧化物螢光體;例如CaAlSiN3:Eu、CaSi5N8:Eu等氮化物螢光體;例如K2SiF6:Mn、K2TiF6:Mn等氟化物系螢光體等。較佳可列舉石榴石型螢光體,進而較佳可列舉Y3Al5O12:Ce(YAG)。
螢光體可單獨使用或併用2種以上。
將螢光體層3形成為螢光體陶瓷板時,將上述螢光體製成陶瓷材料,並對該陶瓷材料進行燒結,藉此獲得螢光體層3(螢光體陶瓷)。或者,亦可對上述螢光體之原材料進行燒結,利用由此引起之化學反應而獲得螢光體層3(螢光體陶瓷)。
再者,於獲得螢光體陶瓷時,亦可於燒結前,以適當之比率添加例如黏合劑樹脂、分散劑、塑化劑、燒結助劑等添加劑。
另一方面,由螢光體樹脂組合物形成螢光體層3時,例如,首先調配上述螢光體與樹脂,藉此製備螢光體樹脂組合物。
樹脂係分散螢光體之基質,例如可列舉:聚矽氧樹脂組合物、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等透明樹脂等。就耐久性之觀點而言,較佳可列舉聚矽氧樹脂組合物。
聚矽氧樹脂組合物於分子內主要具有包含矽氧鍵(-Si-O-Si-)之主鏈,及鍵結於主鏈之矽原子(Si)上的包含烷基(例如甲基等)、芳基(例如苯基等)或烷氧基(例如甲氧基)等有機基之側鏈。
具體而言,作為聚矽氧樹脂組合物,例如可列舉:脫水縮合硬化型聚矽氧樹脂、加成反應硬化型聚矽氧樹脂、過氧化物硬化型聚矽氧樹脂、濕氣硬化型聚矽氧樹脂等硬化型聚矽氧樹脂等。
聚矽氧樹脂組合物於25℃下之動黏度例如為10~30mm2/s。
樹脂可單獨使用或併用2種以上。
關於各成分之調配比率,螢光體之調配比率係相對於螢光體樹脂組合物例如為1質量%以上,較佳為5質量%以上,又,例如亦為50質量%以下,較佳為30質量%以下。又,螢光體相對於樹脂100質量份之調配比率例如為1質量份以上,較佳為5質量份以上,又,例如亦為100質量份以下,較佳為40質量份以下。
又,樹脂之調配比率係相對於螢光體樹脂組合物例如為50質量%以上,較佳為70質量%以上,例如亦為99質量%以下,較佳為95質量
%以下。
螢光體樹脂組合物係藉由以上述調配比率調配螢光體及樹脂並進行攪拌混合而製備。將所製備之螢光體樹脂組合物成形為片狀,具體而言形成為螢光體樹脂片材。
於樹脂含有硬化型聚矽氧樹脂之情形時,螢光體樹脂片材係形成為B階段或C階段。進而,於螢光體樹脂片材係以B階段而形成之情形時,亦可藉由之後之加熱而形成為C階段。
就由LED2及螢光體層3引起之發熱的熱傳導的觀點而言,螢光體層3較佳為由螢光體陶瓷板所形成。
於螢光體層3形成為螢光體陶瓷板之情形時,厚度例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下。又,於螢光體層3由螢光體樹脂片材形成之情形時,就成膜性及裝置之外觀之觀點而言,厚度例如為25μm以上,較佳為50μm以上,又,例如亦為1000μm以下,較佳為200μm以下。
接著劑層4係形成於螢光體層3之上表面(厚度方向一面)整個面上。接著劑層4係由聚矽氧壓感接著劑組合物形成為片狀。
聚矽氧壓感接著劑組合物例如由含有第1聚矽氧烷、第2聚矽氧烷及觸媒等之原料製備。
第1聚矽氧烷為聚矽氧壓感接著劑組合物之主原料,例如可列舉含有矽烷醇基之聚矽氧烷等反應性聚矽氧烷。
作為含有矽烷醇基之聚矽氧烷,例如可列舉矽烷醇基兩末端聚矽氧烷。
矽烷醇基兩末端聚矽氧烷係於分子之兩末端含有矽烷醇基(SiOH基)之有機矽氧烷,具體而言以下述通式(1)表示。
通式(1):
(通式(1)中,R1表示選自飽和烴基及芳香族烴基之1價烴基。又,n表示1以上之整數)。
上述通式(1)中,於R1所表示之1價烴基中,作為飽和烴基,例如可列舉碳數1~6之直鏈狀或支鏈狀之烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、己基等)、例如碳數3~6之環烷基(環戊基、環己基等)等。
又,上述通式(1)中,於R1所表示之1價烴基中,作為芳香族烴基,例如可列舉碳數6~10之芳基(苯基、萘基)等。
於上述通式(1)中,R1可相同或相互不同,較佳為相同。
作為1價烴基,較佳可列舉碳數1~6之烷基、及碳數6~10之芳基,進而較佳可列舉甲基、苯基。
於上述通式(1)中,n較佳為10,000以下之整數,進而較佳為1,000以下之整數。
再者,上述通式(1)中之n係算出平均值。
作為矽烷醇基兩末端聚矽氧烷,具體而言,可列舉:矽烷醇基兩末端聚二甲基矽氧烷、矽烷醇基兩末端聚甲基苯基矽氧烷、矽烷醇基兩末端聚二苯基矽氧烷等。
上述第1聚矽氧烷可單獨使用或併用不同之複數種。
於第1聚矽氧烷中,較佳可列舉矽烷醇基兩末端聚二甲基矽氧烷。
第1聚矽氧烷可使用市售品,又,亦可使用依據公知之方法而合成者。
第1聚矽氧烷之數量平均分子量例如為100以上,較佳為200以上,又,例如亦為1,000,000以下,較佳為100,000以下。數量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法,以標準聚苯乙烯進行換算而算出。
於聚矽氧壓感接著劑組合物中,第1聚矽氧烷之調配比率例如為60質量%以上,較佳為80質量%以上,又,例如亦為99.5質量%以下,較佳為98質量%以下。
第2聚矽氧烷為聚矽氧壓感接著劑組合物之副原料,例如係為了獲得接著劑層4之硬度提高、接著力提高、耐熱性提高等特性而視需要添加。作為第2聚矽氧烷,例如可列舉鏈狀聚矽氧烷、環狀聚矽氧烷等。較佳可列舉環狀聚矽氧烷。
環狀聚矽氧烷係以下述式(2)表示。
(通式(2)中,R1與通式(1)中之R1同義。m表示2以上之整數)。
m較佳為表示3以上之整數,又,例如亦為10以下之整數,較佳為6以下之整數。
作為環狀聚矽氧烷,具體而言可列舉:六甲基環三矽氧烷(通式(2)中,R1為甲基,m為3)、八甲基環四矽氧烷(通式(2)中,R1為甲基,m為4)、十甲基環五矽氧烷(通式(2)中,R1為甲基,m為5)等。
上述第2聚矽氧烷可單獨使用或併用不同之複數種。
於第2聚矽氧烷中,較佳可列舉八甲基環四矽氧烷。
相對於第1聚矽氧烷100質量份,第2聚矽氧烷之調配比率例如為
20質量份以下,較佳為10質量份以下。
作為觸媒,例如可列舉過氧化物,此種過氧化物例如可列舉:過氧化二苯甲醯、過氧化苯甲醯基間甲基苯甲醯、過氧化間甲苯甲醯等苯甲醯系過氧化物等有機過氧化物。
觸媒可單獨使用或併用。
作為觸媒,較佳可列舉將過氧化二苯甲醯、過氧化苯甲醯基間甲基苯甲醯及過氧化間甲苯甲醯併用(混合物)。
關於觸媒之調配比率,就控制接著劑層4之硬度之觀點而言,相對於第1聚矽氧烷100質量份例如為0.5質量份以上,較佳為1質量份以上,又,亦為10質量份以下,較佳為5質量份以下。
然後,將上述原料視需要調配於溶劑中製備清漆,繼而,視需要使該等反應而製備聚矽氧壓感接著劑組合物。作為溶劑,可列舉甲苯等芳香族烴等。
再者,形成接著劑層4之皮膜後,視需要蒸餾去除上述溶劑。
上述聚矽氧壓感接著劑組合物可使用市售品,例如可使用:Dow Corning公司製造之280A、282、7355、7358、7502、7657、Q2-7406、Q2-7566、Q2-7735;例如Momentive公司製造之PSA 590、PSA 600、PSA 595、PSA 610、PSA 518、PSA 6574、PSA 529、PSA 750-D1、PSA 825-D1、PSA 800-C等。
關於以上述方式形成之接著劑層4之厚度,就壓感接著性之觀點而言,例如為5μm以上,又,例如亦為200μm以下,就由LED2及螢光體層3引起之發熱的熱傳導之觀點而言,較佳為100μm以下,更佳為50μm以下。
繼而,對該螢光接著片材6之製造方法進行說明。
於該方法中,首先準備螢光體層3。
繼而,將接著劑層4積層於螢光體層3之上表面。
具體而言,於將聚矽氧壓感接著劑組合物製備為清漆之情形時,例如藉由棒式塗佈機等公知之塗佈方法而將清漆塗佈於螢光體層3之上表面整個面上。藉此,形成聚矽氧壓感接著劑組合物之皮膜。繼而,視需要將溶劑蒸餾去除。
或者,亦可將清漆塗佈於脫模片材等之表面形成皮膜,視需要將溶劑蒸餾去除後,將該皮膜自脫模片材轉印至螢光體層3上。使用螢光接著片材6時,將脫模片材自接著劑層4上撕離。
藉此,於螢光體層3之表面形成接著劑層4。
藉此,獲得於螢光體層3上積層有接著劑層4之螢光接著片材6。
於以上述方式獲得之螢光接著片材6中,下述剝離強度之百分率為30%以上,較佳為35%以上,更佳為40%以上,又,例如亦為200%以下,較佳為150%以下。
剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100
75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之接著劑層4壓感接著於螢光體層3上,其後,於溫度75℃下,將支持體及接著劑層4以剝離角度180度、速度300mm/min自螢光體層3上剝離時的剝離強度。即,75℃氛圍中接著劑層4對於螢光體層3之剝離強度。
25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之接著劑層4壓感接著於螢光體層3上,其後,於溫度25℃下,將支持體及接著劑層4以剝離角度180度、速度300mm/min自螢光體層3上剝離時的剝離強度。即,25℃氛圍中接著劑層4對於螢光體層3之剝離強度。
若剝離強度之百分率未達30%,則有接著劑層4自螢光體層3產生界面剝離之不良狀況。
另一方面,只要接著劑層4之接著力為上述上限以下,則於作為壓感接著對象之LED2(參照圖2~圖4)或LED封裝體10(參照圖5)存在
損傷之情形時,可容易地實施將螢光接著片材6自該等上暫時撕離而對該等進行修理之修復(repair)。
繼而,參照圖2,對使用圖1之螢光接著片材6而獲得作為本發明之光半導體裝置之LED裝置7的方法進行說明。
於該方法中,如圖2(a)之上側圖所示,準備螢光接著片材6。
對光接著片材6以使得於俯視下與LED2之外形形狀為相同之形狀的方式藉由切割等進行外形加工。
與此同時,如圖2(a)之下側圖所示,將作為光半導體元件之LED2預先安裝於基板5上而進行準備。
LED2係形成剖面大致矩形之大致平板形狀,且由公知之半導體材料所形成。又,於LED2中,雖未進行圖示,但設置有LED側端子,用以與以下所說明之基板5之基板側端子電性連接。
基板5於俯視下形成為較LED2略大之平板狀。基板5例如包含矽基板、陶瓷基板、聚醯亞胺樹脂基板、於金屬基板上積層有絕緣層之積層基板等絕緣基板。
又,於基板5之上表面,形成有具備用以與LED2之LED側端子(未圖示)電性連接之基板側端子(未圖示)、及與其連接之配線的導體圖案(未圖示)。導體圖案例如由金、銅、銀、鎳等導體所形成。
LED2係藉由例如覆晶安裝或線接合連接而連接於基板5上。再者,於LED2線接合連接於基板5上之情形時,壓感接著於LED2上之螢光接著片材6係形成為避開(繞開)線之形狀。
繼而,於該方法中,將螢光接著片材6黏貼於LED2上。具體而言,將螢光體層3經由接著劑層4而壓感接著於LED2之上表面。即,使接著劑層4之下表面接觸LED2之上表面。
螢光接著片材6與LED2之貼合係於常溫(具體而言,20~25℃)下實施。或者,亦可視需要將螢光接著片材6例如加熱至30~50℃而實
施。
藉此,獲得LED裝置7,該LED裝置7包括:基板5、安裝於基板5上之LED2、壓感接著於LED2之上表面之螢光接著片材6。
其後,視需要亦可如圖2(b)之假想線所示,於LED裝置7中設置第1密封層8。第1密封層8係於基板5上,以被覆LED2及螢光接著片材6之方式由透明樹脂形成。密封層8於設置於LED裝置7中後,可視需要藉由例如研磨或切割等調整尺寸。
另外,於該螢光接著片材6中,接著劑層4係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,且上述螢光接著片材6之剝離強度之百分率為30%以上,因此耐熱性及耐久性優異。
詳細而言,可防止螢光接著片材6於高溫(例如,包括75℃之高溫)下之接著力相比螢光接著片材6於常溫(25℃)下之接著力顯著降低,因此可確保優異之耐熱性。
又,由於接著劑層4係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,因此可有效地抑制接著劑層4之劣化,從而抑制LED裝置7中之亮度下降。
其結果,因LED裝置7包括上述之螢光接著片材6,故可長期確保優異之發光可靠性。
於圖3及其之後之各圖式中,對於與上述各部對應之構件及步驟,附上相同之參照符號且省略其詳細之說明。
於圖2(b)之實施形態中之LED裝置7中,係將螢光接著片材6壓感接著於僅LED2之上表面,但例如亦可如圖3(b)所示般,將螢光接著片材6壓感接著於LED2之上表面及側面。
為獲得圖3(b)所示之LED裝置7,參照圖1,首先,將接著劑層4積層於螢光體層3之上表面整個面上,其後,視需要以大於LED2之尺寸對該等進行外形加工,獲得尺寸大於LED2之螢光接著片材6。
繼而,將螢光接著片材6黏貼於預先安裝於基板5上之LED2之上
表面及側面。
於該LED裝置7中,如圖3(b)所示,於LED2之上表面及側面連續地積層有接著劑層4。
又,於接著劑層4之表面(上表面及側面)積層有螢光體層3。
螢光體層3及接著劑層4形成為向下方開口之剖面大致字形。
藉此,螢光體層3經由接著劑層4而壓感接著於LED2之上表面及側面該兩面上。
藉由圖3之實施形態,亦可發揮與圖2相同之作用效果。
又,於圖2之實施形態中,係如圖2(a)所示般,準備螢光接著片材6,且另外將LED2預先安裝於基板5上而進行準備,其後,如圖2(b)所示般,於基板5上,將螢光接著片材6壓感接著於LED2上,藉此製作LED裝置7。
然而,例如亦可首先如圖4(a)所示般,將螢光接著片材6與LED2壓感接著,與基板5分開製作包含該等之作為光半導體元件-螢光體層壓感接著體之LED-螢光體層壓感接著體1,其後,如圖4(b)所示般,將LED-螢光體層壓感接著體1之LED2安裝於基板5上。
於該方法中,首先,準備螢光接著片材6與LED2,並將該等貼合。具體而言,將螢光體層3經由接著劑層4而壓感接著於LED2之上表面。
藉此,製作LED-螢光體層壓感接著體1,其包括:LED2、及壓感接著於LED2之上表面(厚度方向一面)之螢光接著片材6。
繼而,如圖4(b)所示,將LED-螢光體層壓感接著體1之LED2安裝於基板5上。
藉此,獲得LED裝置7。
藉由圖4之實施形態,亦可發揮與圖2之實施形態相同之作用效果。又,因LED-螢光體層壓感接著體1包括螢光接著片材6,故耐熱
性及耐久性優異。
又,於圖2及圖3之實施形態中,係將螢光接著片材6黏貼於LED2上,但例如亦可如圖5所示般,將螢光接著片材6黏貼於LED封裝體10上。
於圖5(a)中,LED封裝體10包含:基板5;LED2,其安裝於基板5上;反射器11,其形成於基板5上,且以於厚度方向上投影時包圍LED2之方式配置;及作為密封層之第2密封層12,其填充於反射器11內,密封LED2。
LED2係預先安裝於基板5上。
於俯視下,反射器11形成為中央開口之大致矩形框形狀或大致環狀(圓環形狀或橢圓環形狀)。又,於剖面觀察下,反射器11形成為朝向上方寬度逐漸變窄之大致梯形形狀。反射器11係以包圍LED2之方式,與LED2隔開間隔而配置。即,LED2係配置於反射器11內。
反射器11例如由含有光反射成分(例如氧化鈦等)之陶瓷材料之燒結體、或含有光反射成分之反射樹脂組合物等所形成,其將自LED2發出之光反射。
第2密封層12係填充於反射器11內,具體而言,係以被覆反射器11之內側面、自LED2露出之基板5之上表面、LED2之上表面及外側面的方式而形成。
又,第2密封層12之上表面係形成為與反射器11之上表面形成沿面方向(與厚度方向正交之方向)之同一平面。再者,雖未進行圖示,但亦可於第2密封層12之上表面形成自周端部朝向中央部逐漸向下方凹陷之凹部(未圖示)。
為將螢光接著片材6黏貼於LED封裝體10上,如圖5(a)所示,分別準備螢光接著片材6及LED封裝體10。
繼而,如圖5(b)所示,於例如常溫(具體而言,20~25℃)下將螢
光接著片材6貼附於LED封裝體10之上表面。
藉此,可製造包括LED封裝體10之LED裝置7,於該LED封裝體10之上表面(厚度方向一面)經由接著劑層4而壓感接著有螢光體層3。
藉由圖5之實施形態,亦可發揮與圖2之實施形態相同之作用效果。
又,於圖2~圖5之實施形態中,係列舉LED2作為本發明之光半導體元件而進行說明,但例如亦可採用LD(雷射二極體)2。
該情形時,將LED裝置7換作雷射二極體照射裝置7,又,將LED-螢光體層壓感接著體1換作LD-螢光體層壓感接著體1,將LED封裝體10換作LD封裝體10。
以下,列舉製作例、準備例、比較準備例、實施例及比較例而進一步詳細地說明本發明,但本發明並不受該等任何限定。
(螢光體陶瓷板之製作)
製作例1
製備包含氧化釔粒子(純度99.99%,批次:N-YT4CP,NIPPON YTTRIUM公司製造)11.34g、氧化鋁粒子(純度99.99%,商品編號「AKP-30」,住友化學公司製造)8.577g、及氧化鈰粒子0.087g之螢光體之原料粉末。
將所製備之螢光體之原料粉末20g、與水溶性黏合劑樹脂(「WB4101」,Polymer Inovations,Inc公司製造)以固形物成分之體積比率成為60:40的方式進行混合,進而加入蒸餾水,裝入至氧化鋁製容器中,添加直徑3mm之釔穩定氧化鋯球,藉由球磨機進行24小時濕式混合,藉此製備螢光體之原料粒子之漿料溶液。
繼而,將所製備之漿料溶液藉由刮刀法而帶澆鑄(tape casting)於PET膜(polyethylene terephthalate film,聚對苯二甲酸乙二酯膜)上,
於70℃下進行乾燥而形成陶瓷生片後,將陶瓷生片自PET膜上剝離,獲得厚度90μm之陶瓷生片。
其後,將所獲得之生片切成20mm×20mm之尺寸,製作2片該生片且將該等重疊,使用雙軸熱壓機進行熱層壓,藉此製作陶瓷生片積層體。
其後,利用電馬弗爐,於大氣中,以1℃/min之升溫速度將所製作之陶瓷生片積層體加熱至1200℃為止,實施將黏合劑樹脂等有機成分分解去除之脫黏合劑處理。其後,將積層體轉移至高溫真空爐中,於約10-3Torr(133×10-3N/m2)之減壓下,以5℃/min之升溫速度將積層體加熱至1750℃為止,於該溫度下進行5小時煅燒,藉此製作厚度150μm之螢光體陶瓷板(螢光體片材)。
(螢光體樹脂片材之製作)
製作例2
使用敷料器,於玻璃板上塗佈使YAG螢光體粉末(商品編號BYW01A,平均粒徑9μm,Phosphor Tech公司製造)以YAG螢光體粉末之濃度成為25質量%之方式分散於二液混合型之熱硬化性聚矽氧彈性體(Shin-Etsu Silicones公司製造,商品編號KER2500)中而成的溶液,形成厚度150μm之螢光體皮膜,於100℃下將螢光體皮膜加熱1小時,繼而於150℃下將螢光體皮膜加熱1小時,藉此製作厚度150μm之C階段之螢光體樹脂片材(螢光體片材)。
(聚矽氧壓感接著劑組合物之準備)
準備例1
準備聚矽氧壓感接著劑組合物(商品名:PSA 600,Momentive公司製造)。
再者,聚矽氧壓感接著劑組合物之原料係如下所述。
.矽烷醇基兩末端聚二甲基矽氧烷
.八甲基環四矽氧烷(式(2)中,R1全部為甲基,m為3) 1~5質量%(相對於固形物成分總量)
.苯甲醯系過氧化物之混合物(過氧化二苯甲醯、過氧化苯甲醯基間甲基苯甲醯及過氧化間甲苯甲醯之混合物) 少量
.甲苯 相對於固形物成分為45質量%
(聚矽氧壓感接著劑組合物之準備)
比較準備例1
準備聚矽氧壓感接著劑組合物(商品名:SD 4580 PSA,Dow Corning Toray公司製造)。
再者,聚矽氧壓感接著劑組合物之原料係如下所述。
.矽烷醇基兩末端聚二甲基矽氧烷
.苯甲醯系過氧化物之混合物(過氧化二苯甲醯、過氧化苯甲醯基間甲基苯甲醯及過氧化間甲苯甲醯之混合物) 少量
.甲苯 相對於固形物成分為70質量%
(丙烯酸系壓感接著劑組合物之準備)
比較準備例2
參考日本專利特開平6-172729號公報之實施例2之配方而準備丙烯酸系壓感接著劑。
(螢光接著片材及LED裝置之製造)
實施例1
於製作例1之螢光體陶瓷板之上表面整個面上塗佈準備例1之聚矽氧壓感接著劑組合物而形成皮膜。進而,蒸餾去除溶劑。
藉此,形成厚度40μm之聚矽氧壓感接著劑層(接著劑層)(參照圖1)。
其後,將螢光體陶瓷板及聚矽氧壓感接著劑層合併進行切割,藉此製作尺寸1mm×1mm之螢光接著片材(參照圖2(a)之上側圖)。
其後,於25℃下,將螢光接著片材貼合於預先安裝於基板上且與螢光接著片材為相同尺寸之LED(Cree製造)(參照圖2(a))上(參照圖2(b))。即,將螢光體陶瓷板經由聚矽氧壓感接著劑層而壓感接著於LED上。
藉此,製造LED裝置。
實施例2
代替製作例1之螢光體陶瓷板而使用製作例2之螢光體樹脂片材,除此以外,以與實施例1相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖2(b))。
實施例3
將聚矽氧壓感接著劑層之厚度變更為60μm,除此以外,以與實施例1相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖2(b))。
實施例4
將聚矽氧壓感接著劑層之厚度變更為120μm,除此以外,以與實施例1相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖2(b))。
比較例1
代替準備例1之聚矽氧壓感接著劑組合物而使用比較準備例1之聚矽氧壓感接著劑組合物,除此以外,以與實施例1相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖2(b))。
比較例2
代替準備例1之聚矽氧壓感接著劑組合物而使用比較準備例2之丙烯酸系壓感接著劑組合物,除此以外,以與實施例1相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖
2(b))。
比較例3
代替準備例1之聚矽氧壓感接著劑組合物而使用比較準備例2之丙烯酸系壓感接著劑組合物,除此以外,以與實施例2相同之方式進行處理,而獲得螢光接著片材(參照圖1),繼而製造LED裝置(參照圖2(b))。
將各實施例及各比較例中螢光體層及接著劑層所使用之材料等示於表1。
(評價)
藉由以下之方法評價實施例及比較例之各壓感接著劑層對於螢光體片材之剝離強度。
又,亦對將實施例及比較例之各LED裝置點亮時螢光接著片材的表面溫度、及經時之發光可靠性進行評價。將該等之結果示於表2。
1.剝離強度
藉由19mm寬之撕離接著力測定[N/19mm],算出於25℃與75℃之各氛圍中壓感接著劑層對於螢光體陶瓷板之剝離強度。
詳細而言,於作為支持體之厚度25μm之聚醯亞胺膜之表面,以寬度成為19mm,且厚度成為40μm之方式塗佈壓感接著劑組合物。藉此,形成積層於支持體上之壓感接著劑層。繼而,於尺寸20mm×20mm之螢光體陶瓷板上,對附有壓感接著劑層之聚醯亞胺膜自聚醯亞胺膜之上方使用2kg之輥往復1次而進行壓接。壓接後,放置約30分鐘。其後,設置於設定為特定溫度之恆溫槽內所具備的拉伸試驗裝置內(裝置名:島津製作所公司製造之恆溫槽內拉伸試驗機AUTOGRAPH AG-10kNX),於下述溫度氛圍中保持5分鐘,其後,於下述條件下,將聚醯亞胺膜與壓感接著劑層一起自螢光體陶瓷板上撕離(剝離),測定此時之撕離接著力作為剝離強度。
恆溫槽內之溫度:25℃或75℃
剝離(撕離)條件:剝離角度180度
拉伸速度:300mm/min
測定後,算出75℃氛圍中之剝離強度PS75℃[N/19mm]相對於25℃氛圍中之剝離強度PS25℃[N/19mm]的百分率([PS75℃/PS25℃]×100)。
2.將LED裝置點亮時螢光體層之表面溫度
利用導熱潤滑油而使實施例及比較例之各LED裝置與充分尺寸之散熱片連接,並且與電源電性連接。繼而,自電源施加350mA之電流而使LED裝置發光,利用熱影像分析法測定發光1分鐘後螢光體層之表面溫度。
再者,比較例1中,接著劑層自螢光體陶瓷板上剝離。因此,無法測定螢光體層之表面溫度。
3.經時之發光可靠性
分別測定使上述2.中製作之LED裝置於350mA下初期發光時之發
光亮度(初期亮度)、及連續發光30天時之亮度(30天後亮度)。
然後,算出30天後亮度相對於初期亮度之百分率([30天後亮度/初期亮度]×100)。
再者,比較例1中,接著劑層自螢光體陶瓷板上剝離,因此無法測定30天後亮度,無法算出上述百分率。
再者,上述說明係作為本發明之例示實施形態而提供,但其僅為例示,而不可進行限定性解釋。該技術領域之業者明瞭之本發明之變化例係包含於下述申請專利範圍內。
1‧‧‧LED-螢光體層壓感接著體
3‧‧‧螢光體層
4‧‧‧接著劑層
Claims (7)
- 一種螢光接著片材,其特徵在於包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100 75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
- 如請求項1之螢光接著片材,其中上述剝離強度之百分率為200%以下。
- 如請求項1之螢光接著片材,其中上述螢光體層係由上述螢光體之陶瓷所形成。
- 如請求項1之螢光接著片材,其中上述螢光體層係由含有上述螢光體及樹脂之螢光體樹脂組合物所形成。
- 一種光半導體元件-螢光體層壓感接著體,其特徵在於包括:光半導體元件;及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體元件之厚度方向 一面上;上述螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100 75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
- 一種光半導體裝置,其特徵在於包括:基板;光半導體元件,其安裝於上述基板上;及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體元件之厚度方向一面上;上述螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上, 剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100 75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
- 一種光半導體裝置,其特徵在於包括:光半導體封裝體,其包含:基板;光半導體元件,其安裝於上述基板上;反射器,其形成於上述基板之厚度方向一側,且以於上述厚度方向上投影時包圍上述光半導體元件之方式配置;及密封層,其填充於上述反射器內,密封上述光半導體元件;以及螢光接著片材,其壓感接著於上述光半導體封裝體之上述厚度方向一面上;上述螢光接著片材包含:螢光體層,其含有螢光體;及接著劑層,其積層於上述螢光體層之厚度方向一面上;且上述接著劑層係由聚矽氧壓感接著劑組合物所形成,下述剝離強度之百分率為30%以上,剝離強度之百分率=[(75℃氛圍中之剝離強度PS75℃)/(25℃氛圍中之剝離強度PS25℃)]×100 75℃氛圍中之剝離強度PS75℃:將積層於支持體上之上述接著 劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度75℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度;25℃氛圍中之剝離強度PS25℃:將積層於支持體上之上述接著劑層壓感接著於上述螢光體層上,其後,於溫度25℃下,將上述支持體及接著劑層以剝離角度180度、速度300mm/min自上述螢光體層上剝離時的剝離強度。
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