TWI695054B - 螢光體陶瓷、密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置 - Google Patents

螢光體陶瓷、密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置 Download PDF

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Abstract

本發明之螢光體陶瓷係具有孔徑為3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙之螢光體陶瓷。孔隙占螢光體陶瓷之體積比率為1.5體積%以上且9.5體積%以下。

Description

螢光體陶瓷、密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置
本發明係關於一種螢光體陶瓷、以及具備該螢光體陶瓷之密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置。
光半導體裝置等發光裝置一般而言具備例如發出藍色光之LED(Light Emitting Diode，發光二極體元件)或LD(Laser Diode，雷射二極體)、及可將藍色光轉換為黃色光且設置於LED上之螢光體層。發光裝置藉由自LED發出且透過螢光體層之藍色光與螢光體層中藍色光之一部分經波長轉換而成之黃色光之混色而發出白色光。
作為此種螢光體層，例如已知有包含陶瓷材料之轉換元件(例如，參照專利文獻1)。
於專利文獻1中，揭示有如下轉換元件：其具有陶瓷材料之理論上之固體狀態之密度之97%以上的密度，且轉換元件內之孔實質上具有250nm~2900nm之間之直徑。
專利文獻1之轉換元件由於具有奈米級之微小之孔，故而改善廣闊視角下之透過性。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利5049336號
然而，於專利文獻1之轉換元件中，必須製造具有奈米級之孔徑之孔，但於陶瓷之轉換元件之製造(高溫燒結過程)時，陶瓷之結晶成長，因而奈米級之孔容易消失。即，於專利文獻1之轉換元件中，產生難以調整其孔之大小，生產性較差之不良情況。
又，關於透明性及散射性亦期望進一步之改良。
進而，例如若將對自LD等發出之激發光利用螢光體進行波長轉換而成之光照射至對象物，則會出現產生感受到閃爍之不自然之視覺效果之現象(光斑雜訊)的不良情況。
本發明之目的在於提供一種透過性及散射性良好、生產性優異、且能夠減少光斑雜訊之螢光體陶瓷、及具備該螢光體陶瓷之密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置。
本發明[1]包含一種螢光體陶瓷，其係具有孔徑為3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙者，且上述孔隙占上述螢光體陶瓷之體積比率為1.5體積%以上且9.5體積%以下。
本發明[2]包含如[1]所記載之螢光體陶瓷，其中上述螢光體陶瓷具有板狀，且滿足下述式：V≦1.30×(-log T)
(V表示孔徑未達3.0μm之孔隙之體積比率(%)，T表示上述螢光體陶瓷之厚度(mm))。
本發明[3]包含如[1]或[2]所記載之螢光體陶瓷，其滿足下述(1)~(3)之至少1個條件。
(1)鈉元素為67ppm以下。
(2)鎂元素為23ppm以下。
(3)鐵元素為21ppm以下。
本發明[4]包含如[1]至[3]中任一項所記載之螢光體陶瓷，其中上述螢光體陶瓷之平均孔徑為3.0μm以上且10.0μm以下。
本發明[5]包含一種光半導體裝置，其具備：基板；光半導體元件，其安裝於上述基板；接著層；及如[1]至[4]中之任一項所記載之螢光體陶瓷，其配置於上述接著層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
本發明[6]包含一種光半導體裝置，其具備：基板；光半導體元件，其安裝於上述基板；密封層，其將上述光半導體元件密封；及如[1]至[4]中任一項記載之螢光體陶瓷，其配置於上述密封層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
本發明[7]包含一種密封光半導體元件，其具備：光半導體元件；密封層，其將上述光半導體元件密封；及如[1]至[4]中任一項所記載之螢光體陶瓷，其配置於上述密封層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
本發明[8]包含一種電路基板，其具備：如[1]至[4]中任一項所記載之螢光體陶瓷，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；及電極配線，其積層於上述螢光體陶瓷之厚度方向一面且用以與上述光半導體元件電性連接。
本發明[9]包含一種發光裝置，其具備：光源，其將光向一側照射；反射鏡，其與上述光源隔開間隔而對向配置於一側，且形成有用以使上述光通過之貫通孔；及如[1]至[4]中任一項所記載之螢光體陶瓷，其以被上述光照射到之方式與上述反射鏡隔開間隔而對向配置於一側。
本發明之螢光體陶瓷之透過性及散射性良好，能夠減少光斑雜 訊。又，生產性優異。
具備本發明之螢光體陶瓷之本發明之密封光半導體元件、電路基板、光半導體裝置及發光裝置能夠抑制發光效率之降低，使視角變良好。又，尤其是於將LD等作為光半導體元件用於光源之密封光半導體元件或裝置之情形時，能夠減少光斑雜訊。進而，能夠減少製造成本。
1‧‧‧螢光體陶瓷板
2‧‧‧接著層
3‧‧‧密封層
4‧‧‧波長轉換用密封片
5‧‧‧半導體元件
6‧‧‧螢光接著片
7‧‧‧基板
8‧‧‧光半導體裝置
9‧‧‧支持片
10‧‧‧支持板
11‧‧‧黏著層
12‧‧‧密封光半導體元件
13‧‧‧殼體
14‧‧‧剝離基材
15‧‧‧坯片
16‧‧‧導線
20‧‧‧照明裝置
22‧‧‧照明殼體
23‧‧‧透明構件
24‧‧‧光源
25‧‧‧反射鏡
26‧‧‧波長轉換散熱構件
27‧‧‧貫通孔
28‧‧‧外部配線
29‧‧‧熱擴散保持構件
30‧‧‧波長轉換接合構件
31‧‧‧載置部
32‧‧‧固定部
34‧‧‧接合層
40‧‧‧電路基板
41‧‧‧電極配線
42‧‧‧電極
43‧‧‧配線
44‧‧‧端子
圖1：圖1A及圖1B係表示製造本發明之螢光體陶瓷之第1實施形態之步驟之步驟圖，圖1A表示坯片製作步驟，圖1B表示煅燒步驟。
圖2：圖2A~圖2C係表示使用圖1B所示之螢光體陶瓷而製造光半導體裝置之第1實施形態之步驟之步驟圖，圖2A表示螢光接著片製作步驟，圖2B表示螢光接著片配置步驟，圖2C表示接著步驟。
圖3：圖3A~圖3C係表示使用圖1B所示之螢光體陶瓷而製造本發明之光半導體裝置之第2實施形態之步驟之步驟圖，圖3A表示密封片製作步驟，圖3B表示密封片配置步驟，圖3C表示密封步驟。
圖4：圖4A~圖4E係表示使用圖1B所示之螢光體陶瓷而製造本發明之光半導體裝置之第2實施形態之第1變化例(製作密封光半導體元件之實施形態)之步驟之步驟圖，圖4A表示密封片製作步驟，圖4B表示密封片配置步驟，圖4C表示密封步驟，圖4D表示剝離步驟，圖4E表示安裝步驟。
圖5：圖5表示光半導體裝置之第2實施形態之第2變化例(光半導體裝置具備殼體之實施形態)。
圖6：圖6A~圖6C係表示使用圖1B所示之螢光體陶瓷而製造光半導體裝置之第3實施形態之步驟之步驟圖，圖6A表示電路基板製作步驟，圖6B表示電路基板配置步驟，圖6C表示安裝步驟。
圖7：圖7表示具備圖1B所示之螢光體陶瓷之發光裝置。
圖8：圖8A及圖8B係表示圖7所示之發光裝置所具備之波長轉換散熱構件之圖，圖8A表示側剖視圖，圖8B表示後視圖。
圖9：圖9表示於實施例中對螢光體陶瓷板之孔隙進行測定之方法之模式圖。
於圖1A及圖1B中，將圖1A及圖1B之紙面上下方向作為「上下方向」(第1方向，厚度方向)，紙面上側為上側，紙面下側為下側。又，將圖1A及圖1B之紙面左右方向作為「面方向」(第2方向，與第1方向正交之方向)，紙面右方向為面方向一側，圖1A及圖1B之紙面左方向為面方向另一側。關於圖2~圖6及圖9，亦以圖1A及圖1B之方向為基準。
又，於圖7中，將圖7之紙面上下方向作為「上下方向」(第1方向，厚度方向)，紙面上側為上側，紙面下側為下側。又，將圖7之紙面左右方向作為「前後方向」(第2方向，寬度方向，與第1方向正交之方向)，紙面右方向為前側，圖7之紙面左方向為後側。又，將圖7之紙厚方向作為「左右方向」(第3方向，與第1方向及第2方向正交之方向)，圖7之紙厚近前為左側，圖7之紙厚裏側為右側。關於圖8A及圖8B，亦以圖7之方向為基準。
1.螢光體陶瓷
參照圖1B，對本發明之螢光體陶瓷之一實施形態的螢光體陶瓷板1進行說明。
螢光體陶瓷板1如圖1B所示，由螢光體材料之陶瓷(煅燒體)形成為板狀，且含有螢光體。
螢光體陶瓷板1所含有之螢光體具有波長轉換功能，例如可列舉可將藍色光轉換為黃色光之黃色螢光體、及可將藍色光轉換為紅色光之紅色螢光體等。
作為黃色螢光體，可列舉例如(Ba,Sr,Ca)2SiO4：Eu、(Sr,Ba)2SiO4：Eu(原矽酸鋇(BOS))等矽酸鹽螢光體；例如(Y,Gd,Ba,Ca)3(Al,Si,Ge,B,P,Ga)5O12：Ce(YAG(釔鋁石榴石)：Ce)、Tb3Al3O12：Ce(TAG(鋱鋁石榴石)：Ce)等具有石榴石型結晶結構之石榴石型螢光體；例如Ca-α-SiAlON等氮氧化物螢光體等。作為紅色螢光體，例如可列舉CaAlSiN3：Eu、CaSiN2：Eu等氮化物螢光體等。
螢光體陶瓷板1於內部具有孔隙。螢光體陶瓷板1尤其是具有孔徑為3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙(以下，亦稱為「中孔隙」)。
中孔隙占螢光體陶瓷板1之體積比率之下限為1.5體積%以上，較佳為2.0體積%以上，更佳為2.5體積%以上。又，上限為9.5體積%以下，較佳為8.0體積%以下。
藉由將中孔隙之體積比率設為上述範圍內，可體提高螢光體陶瓷板1之透過性及散射性。
孔隙之孔徑為孔隙之最大長度，藉由使用雷射顯微鏡(裝置名：Lasertec，VL2000D，物鏡20倍，倍率1800倍)，對螢光體陶瓷板1之切斷表面觀察孔徑而進行測定。
孔隙之體積係藉由將上述孔隙之孔徑(孔隙之最大長度)設為孔隙之直徑，進行球形換算而算出。
又，螢光體陶瓷板1除了具有中孔隙以外，亦可具有孔徑超過12.0μm之孔隙(以下，亦稱為「大孔隙」)、及孔徑未達3.0μm之孔隙(以下，亦稱為「小孔隙」)。
大孔隙占螢光體陶瓷板1之體積比率例如為12.0體積%以下，較佳為9.0體積%以下，更佳為5.0體積%以下，進而較佳為2.0體積%以下。再者，大孔隙之孔徑之上限例如為30.0μm以下。若大孔隙之體積比率為上述上限以下，則螢光體陶瓷板1之透明性、生產性變得良好。又，可減少螢光體陶瓷板1所含之雜質。
小孔隙占螢光體陶瓷板1之體積比率例如為2.0體積%以下，較佳為1.2體積%以下，更佳為1.0體積%以下，進而較佳為0.8體積%以下。再者，小孔隙之孔徑之下限例如為0.3μm以上。若小孔隙之體積比率為上述上限以下，則螢光體陶瓷板1之透明性、生產性變得良好。
孔隙之平均孔徑例如為2.5μm以上，較佳為3.0μm以上，又，例如為20.0μm以下，較佳為15.0μm以下，更佳為10.0μm以下，進而較佳為5.5μm以下。若孔隙之平均孔徑為上述範圍，則螢光體陶瓷板1之透明性、散射性變得良好。又，就減少光斑雜訊(散斑對比度)之觀點而言，較佳為10.0μm以下。
其次，對製造螢光體陶瓷板1之方法參照圖1A~圖1B進行說明。
螢光體陶瓷板1之製造方法例如具備坯片製作步驟(參照圖1A)、及煅燒步驟(圖1B)。以下，對各步驟進行詳細敍述。
於坯片製作步驟中，對含有螢光體材料及有機粒子之螢光體組合物進行煅燒。較佳為如圖1A所示，將含有螢光體組合物之漿料(螢光體組合物漿料)塗佈於剝離基材14之上表面並加以乾燥。藉此，獲得坯片15。
螢光體組合物漿料包括含有螢光體材料及有機粒子之螢光體組合物、以及溶劑。即，螢光體組合物漿料含有螢光體材料、有機粒子及溶劑。
螢光體材料係構成上述螢光體之原材料，根據螢光體進行適當選擇。作為螢光體材料，例如可列舉構成螢光體之金屬單質、其金屬氧化物、金屬氮化物等。具體而言，於形成Y3Al5O12：Ce作為螢光體之情形時，作為螢光體材料，例如可列舉氧化釔等含釔之化合物、氧化鋁等含鋁之化合物、氧化鈰等含鈰之化合物等金屬氧化物。螢光體材料例如形成為粒子狀。
螢光體材料之純度例如為99.0質量%以上，較佳為99.9質量%以上。藉此，可減少螢光體陶瓷板1所含之雜質。
有機粒子係為了於螢光體陶瓷板1形成特定之孔隙而含有於螢光體組合物漿料中。
作為有機粒子之材料，只要為於煅燒步驟時完全被熱分解之材料即可，例如可列舉熱塑性樹脂及熱硬化性樹脂。
作為熱塑性樹脂，例如可列舉丙烯酸系樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸-苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯胍胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂等。就生產性之觀點而言，較佳為列舉丙烯酸系樹脂(尤其是聚甲基丙烯酸甲酯等)。
作為熱硬化性樹脂，例如可列舉環氧樹脂、聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂等。
有機粒子之平均粒徑例如為2.0μm以上，較佳為3.4μm以上，更佳為4.0μm以上，又，例如為25.0μm以下，較佳為15.0μm以下，更佳為8.0μm以下。若有機粒子之平均粒徑低於上述下限，則有於對坯片15進行煅燒而製造螢光體陶瓷板1時，螢光體陶瓷板1之結晶朝向孔隙內部過度地成長而使孔隙消失之虞。另一方面，若有機粒子之平均粒徑超過上述上限，則有大孔隙大量地形成於螢光體陶瓷板1內部而使螢光體陶瓷板1之透過性、強度等降低之虞。又，有螢光體陶瓷板1內所含之雜質增加之虞。
有機粒子之平均粒徑例如可使用粒度分佈測定裝置(Beckman Coulter公司製造，「LS13320」)，藉由雷射繞射散射法進行測定。
有機粒子之含有比率相對於螢光體材料與有機粒子之合計含量例如為1.5體積%以上，較佳為2.0體積%以上，又，例如為12.0體積%以下，較佳為10.0體積%以下，更佳為8.0體積%以下。
藉由將有機粒子之含有比率設為上述範圍內，可將形成於螢光 體陶瓷板1內之孔隙之體積比率調節至適當之範圍。
螢光體組合物中可視需要進而含有黏合劑樹脂。
黏合劑樹脂只要使用可用於坯片15之製作之公知之黏合劑樹脂即可，例如可列舉丙烯酸系聚合物、丁醛系聚合物、乙烯系聚合物、胺基甲酸酯系聚合物等。較佳為列舉丙烯酸系聚合物。
黏合劑樹脂之含有比率相對於螢光體材料100體積份例如為5體積份以上，較佳為15體積份以上，又，例如為120體積份以下，較佳為80體積份以下，更佳為60體積份以下。
螢光體組合物可視需要進而含有分散劑、塑化劑、燒結助劑等公知之添加劑。
作為螢光體組合物漿料所含有之溶劑，可列舉例如水、例如丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、甲苯、丙酸甲酯、甲基溶纖劑等有機溶劑。
溶劑之含有比率於螢光體組合物漿料中，例如為1~30質量%。
螢光體組合物漿料係藉由將上述成分以上述比率進行調配，利用球磨機等進行濕式混合而製備。即，準備螢光體組合物漿料。
再者，此時，可將上述成分一同進行濕式混合。又，亦可將除了有機粒子以外之成分進行濕式混合而製備第1漿料，繼而，將有機粒子濕式混合至該第1漿料，藉此製備螢光體組合物漿料。
作為剝離基材14，可列舉例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜等聚酯膜；例如聚碳酸酯膜；例如聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烴膜；例如聚苯乙烯膜；例如丙烯酸系膜；例如聚矽氧樹脂膜、氟樹脂膜等樹脂膜等。進而，亦可列舉例如銅箔、不鏽鋼箔等金屬箔。較佳為列舉樹脂膜，進而較佳為列舉聚酯膜。於剝離基材14之表面，為了提高剝離性而視需要實施剝離處理。
例如就操作性、成本之觀點而言，剝離基材14之厚度例如為10 ~200μm。
作為將螢光體組合物漿料塗佈於剝離基材14之方法，可列舉：刮刀塗佈、凹版塗佈、噴注式塗佈、澆鑄塗佈、旋轉塗佈、輥塗等公知之塗佈方法。
乾燥溫度例如為20℃以上，較佳為50℃以上，又，例如為200℃以下，較佳為150℃以下。
乾燥時間例如為1分鐘以上，較佳為2分鐘以上，又，例如為24小時以下，較佳為5小時以下。
以此種方式所獲得之坯片15係螢光體陶瓷板1之燒結前陶瓷，且形成為板狀。
其後，如圖1A之假想線所示，將剝離基材14自坯片15剝離。
再者，坯片15為了獲得所需之厚度，亦可藉由將複數層(複層)坯片15利用熱層壓進行積層而形成。
坯片15之厚度例如為10μm以上，較佳為30μm以上，又，例如為500μm以下，較佳為200μm以下。
於煅燒步驟中，如圖1B所示，對坯片15進行煅燒。藉此，獲得螢光體陶瓷板1。
煅燒溫度例如為1300℃以上，較佳為1500℃以上，又，例如為2000℃以下，較佳為1800℃以下。
煅燒時間例如為1小時以上，較佳為2小時以上，又，例如為24小時以下，較佳為8小時以下。
煅燒可於常壓下實施，又，亦可於減壓下或真空下實施。
又，煅燒之升溫速度例如為0.5~20℃/分鐘。
於上述煅燒(正式煅燒)之前，為了將黏合劑樹脂或分散劑等有機成分熱分解並去除，亦可使用電爐，於空氣中例如以600~1300℃進行預加熱而實施脫黏合劑處理。
經由煅燒(於實施黏合劑處理之情形時為煅燒及黏合劑處理)，對有機粒子進行煅燒而於螢光體陶瓷板1形成孔隙。以此種方式所獲得之螢光體陶瓷板1形成為板狀。
螢光體陶瓷板1之厚度T例如為10μm以上，較佳為30μm以上，又，例如為500μm以下，較佳為200μm以下，更佳為130μm以下。
螢光體陶瓷板1較佳為滿足下述式。
V≦1.30×(-log T)
V表示孔徑未達3.0μm之孔隙(小孔隙)之體積比率(%)。T表示螢光體陶瓷板1之厚度(mm)。
藉此，可減少厚度充分厚時之過量之孔隙之產生，抑制螢光體陶瓷板1之透過性、強度等之降低。
螢光體陶瓷板1較佳為滿足下述(1)~(3)之至少1個條件。
(1)鈉元素為67ppm以下，較佳為50ppm以下。
(2)鎂元素為23ppm以下，較佳為20ppm以下。
(3)鐵元素為21ppm以下，較佳為15ppm以下，更佳為10ppm以下。
上述元素例如可藉由ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer，感應耦合電漿質譜儀)分析進行測定。
上述元素為雜質，藉由將上述雜質設為上述上限以下，量子效率優異。
而且，該螢光體陶瓷板1具有孔徑為3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙，該孔隙占螢光體陶瓷板1之體積比率為1.5體積%以上且9.5體積%以下。因此，可使自光半導體元件向螢光體陶瓷板1內部入射之光良好地透過，並且使之散射。因此，透過性及散射性優異。
又，尤其是對使用該陶瓷板1使來自LD之光波長轉換而成之光，可減少光斑雜訊。
又，螢光體陶瓷板1具有特定量之相對較大之孔隙(中孔隙)。因此，於製造該螢光體陶瓷板1(坯片之煅燒)時，無需形成難以形成之微小之孔隙。因此，生產性優異。
進而，螢光體陶瓷板1由於由螢光體之陶瓷形成，故而耐熱性及散熱性優異。
此種螢光體陶瓷板1作為光半導體裝置8之零件成為單獨進行商品交易之對象。
2.光半導體裝置
以下，對具備螢光體陶瓷板1之光半導體裝置8進行說明。
(第1實施形態)
對光半導體裝置8之第1實施形態及其製造方法參照圖2A~圖2C進行說明。
光半導體裝置8之第1實施形態之製造方法例如具備螢光接著片製作步驟(參照圖2A)、螢光接著片配置步驟(參照圖2B)、及接著步驟(參照圖2C)。
於螢光接著片製作步驟中，如圖2A所示，使接著層2積層於螢光體陶瓷板1。
接著層2係配置於螢光體陶瓷板1之上表面(一面)整面，且由接著劑組合物形成為片狀。
作為接著劑組合物並無限定，可列舉例如聚矽氧系、丙烯酸系等之感壓接著劑組合物；例如聚矽氧系、環氧系等之熱硬化型接著劑組合物；例如玻璃或陶瓷等無機系接著劑組合物。就量產性、耐久性、耐熱性之觀點而言，較佳為列舉聚矽氧系組合物。
接著層2之厚度就感壓接著性之觀點而言，例如為5μm以上且200μm以下，就導熱性之觀點而言，較佳為100μm以下，更佳為50μm以下。
於螢光體陶瓷板1之上表面積層接著層2時，於接著劑組合物以清漆之形式製備之情形時，例如藉由例如棒式塗佈機等公知之塗佈方法將清漆塗佈於螢光體陶瓷板1之上表面整面。藉此，形成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等之表面而形成皮膜，視需要將溶劑蒸餾去除後，將該皮膜自剝離片轉印至螢光體陶瓷板1。
藉此，獲得具備螢光體陶瓷板1及積層於其上之接著層2之螢光接著片6。螢光接著片6包含螢光體陶瓷板1及接著層2，不包含光半導體元件5，且作為光半導體裝置8之零件成為單獨進行商品交易之對象。
於螢光接著片配置步驟中，如圖2B所示，將安裝有光半導體元件5之基板7與螢光接著片6對向配置。即，以光半導體元件5與接著層2相對之方式，將基板7與螢光接著片6隔開間隔而對向配置。
基板7形成為於俯視下大於光半導體元件5之平板狀。基板7例如包含矽基板、陶瓷基板、聚醯亞胺樹脂基板、於金屬基板上積層絕緣層而成之積層基板等絕緣基板。於基板7之上表面形成有包含電極之導體圖案(未圖示)。
光半導體元件5例如為發出藍色光之元件(具體而言為藍色LED、藍色LD)，例如藉由覆晶安裝或打線接合連接而連接於基板7之電極(未圖示)。再者，於光半導體元件5打線接合連接於基板7之情形時，接著於光半導體元件5之螢光接著片6形成為避開導線(迂迴)之形狀。
於接著步驟中，如圖2C所示，將螢光接著片6貼合於光半導體元件5。
具體而言，將螢光體陶瓷板1經由接著層2而接著於光半導體元件5上。
螢光接著片6與光半導體元件5之貼合係於常溫(具體而言，20~ 25℃)下實施。視需要亦可將螢光接著片6例如加熱至30~150℃而實施。
藉此，獲得經由接著層2接著有螢光體陶瓷板1之光半導體裝置8。
即，光半導體裝置8具備基板7、安裝於基板7之光半導體元件5、形成於光半導體元件5上之接著層2、及配置於接著層2上(與半導體元件5相反側)且與光半導體元件5對向配置之螢光體陶瓷板1。
再者，於光半導體元件5為藍色LED之情形時，光半導體裝置8係作為白色發光裝置而獲得。
其後，視需要亦可如圖2C之假想線所示，將密封層3設置於光半導體裝置8。密封層3以被覆光半導體元件5及螢光接著片6之方式配置於基板7上。
密封層3係由密封樹脂組合物形成。密封樹脂組合物包含用於光半導體元件5之埋設及密封之公知之透明性樹脂，作為透明性樹脂，例如可列舉聚矽氧樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性樹脂；例如亦可列舉丙烯酸系樹脂、苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂等熱塑性樹脂等。
作為將密封層3設置於光半導體裝置8之方法，例如可列舉：將密封層3直接形成於光半導體裝置8之方法；將密封層3形成於另一剝離片等後，將該密封層3藉由貼合機、熱壓接合等自該剝離片轉印至光半導體裝置8之方法等。
而且，由於第1實施形態之光半導體裝置8具備螢光體陶瓷板1，故而可提高自光半導體元件5發出之光之透過性及散射性。因此，可抑制發光效率之降低，視角變得良好。又，尤其是使用LD作為光半導體元件5之情形時，可減少自光半導體裝置8照射之光之光斑雜訊。又，由於光半導體裝置8之生產性良好，故而可減少製造成本。進 而，光半導體裝置8之耐熱性及散熱性優異。
(第2實施形態)
對光半導體裝置8之第2實施形態之一實施形態及其製造方法參照圖3A~圖3C進行說明。於第2實施形態中，對與上述第1實施形態相同之構件標記相同符號，並省略其說明。
光半導體裝置8之第2實施形態之製造方法例如具備密封片製作步驟(參照圖3A)、密封片配置步驟(參照圖3B)、及密封步驟(參照圖3C)。以下，對各步驟進行詳細說明。
於密封片製作步驟中，如圖3A所示，使密封層3積層於螢光體陶瓷板1。
密封層3係配置於螢光體陶瓷板1之上表面(一面)整面，且由上述密封樹脂組合物形成為片狀。
作為使密封層3積層於螢光體陶瓷板1之上表面之方法，例如可列舉：將密封層3直接形成於螢光體陶瓷板1之方法；將密封層3形成於另一剝離片等後，將該密封層3藉由貼合機、熱壓接合等自該剝離片轉印至螢光體陶瓷板1之方法等。
再者，於密封樹脂組合物含有熱硬化性樹脂之情形時，將密封層3加熱而將包含密封樹脂組合物之密封層3設為B階段狀態(半硬化狀態)。
作為加熱條件，溫度例如為50℃以上，較佳為80℃以上，又，例如為150℃以下，較佳為140℃以下。加熱時間例如為1分鐘以上，較佳為5分鐘以上，又，例如為100分鐘以下，較佳為15分鐘以下。再者，是否將密封層3設為B階段狀態可根據熱硬化性樹脂之種類進行適當設定。
藉此，獲得具備螢光體陶瓷板1、及積層於其上之密封層3之波長轉換用密封片4。波長轉換用密封片4包含螢光體陶瓷板1及密封層 3，不包含光半導體元件5，且作為光半導體裝置8之零件成為單獨進行商品交易之對象。
於密封片配置步驟中，如圖3B所示，將安裝有光半導體元件5之基板7與波長轉換用密封片4對向配置。即，以光半導體元件5與密封層3相對之方式，將基板7與波長轉換用密封片4隔開間隔而對向配置。
光半導體元件5打線接合連接於基板7之電極(未圖示)。於打線接合連接中，經由導線16(參照假想線)，將設置於光半導體元件5之上表面之端子(未圖示)與設置於基板7之上表面之電極(未圖示)電性連接。
再者，光半導體元件5亦可覆晶安裝於基板7(參照實線)。
於密封步驟中，如圖3C所示，藉由波長轉換用密封片4之密封層3而埋設光半導體元件5。再者，於光半導體元件5打線接合連接於基板7之情形時，埋設光半導體元件5及導線16。
具體而言，使密封層3熱壓接合於基板7。較佳為將波長轉換用密封片4及基板7進行平板壓製。
作為熱壓接合條件，溫度例如為80~220℃，壓力例如為0.01~1MPa，壓製時間例如為1~10分鐘。
藉由該熱壓接合，光半導體元件5之上表面及側面及導線由密封層3被覆。即，光半導體元件5及導線被埋設於密封層3。
又，自光半導體元件5露出之基板7之上表面由密封層3被覆，波長轉換用密封片4接著於光半導體元件5及基板7。
而且，藉由該熱壓接合，於密封樹脂組合物含有熱硬化性樹脂之情形時，密封層3分別成為C階段狀態(完全硬化狀態)。
藉此，獲得藉由密封層3而將光半導體元件5密封之光半導體裝置8。
即，光半導體裝置8具備基板7、安裝於基板7之光半導體元件5、形成於基板7上且將光半導體元件5密封之密封層3、及配置於密封層3上且與光半導體元件5對向配置之螢光體陶瓷板1。
而且，第2實施形態之光半導體裝置8亦能夠發揮與第1實施形態相同之作用效果。
(第2實施形態之第1變化例)
於上述光半導體裝置8之第2實施形態之一實施形態中，如圖3C所示，藉由波長轉換用密封片4將安裝於基板7之光半導體元件5密封而直接製造光半導體裝置8，但例如亦可如圖4C所示，於將尚未安裝於基板7而由支持片9支持之光半導體元件5密封而製作密封光半導體元件12後，製造光半導體裝置8。
於第1變化例中，光半導體裝置8之製造方法例如具備密封片製作步驟(參照圖4A)、密封片配置步驟(參照圖4B)、密封步驟(參照圖4C)、剝離步驟(參照圖4D)、及安裝步驟(參照圖4E)。以下，對各步驟進行詳細說明。
密封片製作步驟如圖4A所示，與圖3A中所述之密封片製作步驟相同。
於密封片配置步驟中，如圖4B所示，將支持片9及由支持片9支持之光半導體元件5與波長轉換用密封片4對向配置。即，以光半導體元件5與密封層3相對之方式，將支持片9與波長轉換用密封片4隔開間隔而對向配置。
支持片9具備支持板10、及積層於支持板10之上表面之黏著層11。
支持板10形成沿面方向延伸之板形狀，且設置於支持片9之下部，俯視下形成為與支持片9大致相同之形狀。支持板10由無法沿面方向延伸之硬質材料構成，具體而言，作為此種材料，可列舉例如氧 化矽(石英等)、藍寶石、氧化鋁(alumina)等氧化物；例如不鏽鋼等金屬；例如矽等。支持板10之厚度例如為0.1~2mm。
黏著層11形成於支持板10之上表面整面。作為形成黏著層11之黏著材料，可列舉例如丙烯酸系感壓接著劑、聚矽氧系感壓接著劑等感壓接著劑。又，黏著層11例如亦可由藉由活性能量線之照射而使黏著力降低之活性能量線照射剝離片(具體而言，日本專利特開2005-286003號公報等所記載之活性能量線照射剝離片)等形成。黏著層11之厚度例如為0.1~1mm。
於準備支持片9時，例如將支持板10與黏著層11貼合。再者，亦可首先，準備支持板10，繼而，藉由將由上述黏著材料及視需要而調配之溶劑所製備之清漆塗佈於支持板10，其後視需要使溶劑乾燥之塗佈方法等，將黏著層11直接積層於支持板10。
支持片9之厚度例如為0.2~6mm。
繼而，將光半導體元件5積層於支持片9。具體而言，使光半導體元件5之下表面與黏著層11之上表面接觸。
藉此，將光半導體元件5配置(載置)於支持片9。即，使光半導體元件5由支持片9支持。
密封步驟如圖4C所示，與圖3C中所述之密封步驟相同。
於剝離步驟中，如圖4D之箭頭所示，將密封光半導體元件12自黏著層11之上表面剝離。具體而言，於黏著層11為活性能量線照射剝離片之情形時，將活性能量線照射於黏著層11。
藉此，獲得具備光半導體元件5、將光半導體元件5密封之密封層3、及配置於密封層3上且與光半導體元件5對向配置之螢光體陶瓷板1的密封光半導體元件12。密封光半導體元件12包含光半導體元件5、密封層3及螢光體陶瓷板1，且不包含基板7，作為光半導體裝置8之零件而成為單獨進行商品交易之對象。
密封光半導體元件12具備螢光體陶瓷板1，因而可提高自光半導體元件5發出之光之透過性及散射性。因此，可抑制發光效率之降低，視角變得良好。又，尤其是於使用LD作為光半導體元件5之情形時，可減少自密封光半導體元件12照射之光之光斑雜訊。又，密封光半導體元件12之生產性良好，因而可減少製造成本。進而，密封光半導體元件12之耐熱性及散熱性優異。
於安裝步驟中，其後，如圖4E所示，將密封光半導體元件12安裝於基板7。具體而言，將設置於光半導體元件5之下表面之端子(未圖示)與基板7之電極(未圖示)連接，而將密封光半導體元件12覆晶安裝於基板7。
藉此，製造具備基板7、光半導體元件5、密封層3及螢光體陶瓷板1之光半導體裝置8。
第1變化例之光半導體裝置8亦能夠發揮與上述相同之作用效果。
(第2實施形態之第2變化例)
於上述光半導體裝置8之第2實施形態之一實施形態中，如圖3C所示，光半導體裝置8於基板7上不具備以包圍光半導體元件5之方式配置之殼體，但例如如圖5所示，光半導體裝置8亦可具備殼體13。
圖5之第2變化例之光半導體裝置8具備基板7、安裝於基板7之光半導體元件5、形成於基板7上之殼體13、將光半導體元件5密封之密封層3、及形成於密封層3上之螢光體陶瓷板1。
殼體13形成為俯視大致框形狀，且形成為寬度朝向上方逐漸變窄之大致梯形筒狀。又，殼體13以包圍光半導體元件5之方式與光半導體元件5隔開間隔而配置。
密封層3填充於殼體13內。
螢光體陶瓷板1配置於密封層3之上表面整面、且亦配置於殼體 13之上表面之內側端部。
第2變化例所示之光半導體裝置8亦能夠發揮與上述相同之作用效果。
(第3實施形態)
對光半導體裝置8之第3實施形態及其製造方法參照圖6A~圖6C進行說明。於第3實施形態中，對與上述第1實施形態相同之構件標記相同符號，且省略其說明。
光半導體裝置8之第3實施形態之製造方法例如具備電路基板製作步驟(參照圖6A)、電路基板配置步驟(參照圖6B)、及安裝步驟(參照圖6C)。以下，對各步驟進行詳細說明。
於電路基板製作步驟中，如圖6A所示，使電極配線41積層於螢光體陶瓷板1。
電極配線41以一體地具備用以與光半導體元件5之端子44電性連接之電極42、及與其連接之配線43的導體圖案之形式形成。電極配線41例如由金、銅、銀、鎳等導體形成。
電極42係針對於1個光半導體元件5(參照圖6B)設置2個(1對)，具體而言，係對應形成於1個光半導體元件5之2個端子44而設置。
又，於電極配線41之表面(上表面及側面)亦可形成未圖示之保護膜。就防止氧化或就連接性之觀點而言，保護膜例如以包含Ni及/或Au之鍍敷層之形式形成。
電極配線41之尺寸係適當設定，具體而言，電極42之最大長度例如為0.03mm以上，較佳為0.05mm以上，又，例如為50mm以下，較佳為5mm以下。又，鄰接之電極42間之間隔例如為0.05mm以上，較佳為0.1mm以上，又，例如為3mm以下，較佳為1mm以下。又，配線43之寬度例如為20μm以上，較佳為30μm以上，又，例如為400μm以下，較佳為200μm以下。
電極配線41之厚度例如為10μm以上，較佳為25μm以上，又，例如為200μm以下，較佳為100μm以下。又，未圖示之保護膜之厚度例如為100nm以上，較佳為300nm以上，又，例如為5μm以下，較佳為1μm以下。
於該方法中，如圖6A所示，將電極配線41積層於螢光體陶瓷板1之上表面(一面)。
作為將電極配線41積層於螢光體陶瓷板1之上表面之方法，例如可列舉加熱接合法、印刷-加熱接合法、Mo-Mn法、硫化銅法、銅金屬化法、印刷法、轉印法等，較佳為列舉加熱接合法、印刷-加熱接合法。
於加熱接合法中，例如使用以形成電極配線41之導體片與螢光體陶瓷板1之上表面整面接觸，繼而，例如於Ar、N2等惰性氣氛中，以800~1200℃之溫度進行加熱，而形成包含螢光體陶瓷板1及導體片之接合基板。其後，使導體片藉由蝕刻等而形成電極配線41。
於印刷-加熱接合法中，例如將於導體之粉末中混合有機化合物等黏合劑及溶劑而製備之焊膏於螢光體陶瓷板1之上表面印刷成上述圖案而形成印刷圖案，沿著該印刷圖案藉由分注器配置導體片，並於惰性氣氛或真空中以上述溫度進行加熱而進行接合。其後，使導體片藉由蝕刻等而形成導體圖案。
藉此，獲得具備用以將光半導體元件5安裝於上方之螢光體陶瓷板1、及積層於螢光體陶瓷板1上且用以與光半導體元件5電性連接之電極配線41的電路基板40。電路基板40包含螢光體陶瓷板1及電極配線41，且不包含光半導體元件5，作為光半導體裝置8之零件而成為單獨進行商品交易之對象。
由於電路基板40具備螢光體陶瓷板1，故而能夠提高自光半導體元件5發出之光之透過性及散射性。因此，可抑制發光效率之降低， 視角變得良好。又，尤其是於使用LD作為光半導體元件5而製造光半導體裝置8之情形時，可減少自光半導體裝置8照射之光之光斑雜訊。又，由於電路基板40之生產性良好，故而可減少製造成本。進而，電路基板40之耐熱性及散熱性優異。
又，由於電路基板40具備螢光體陶瓷板1，故而可不另外將螢光體層設置於基板之下表面而將向下方發出之光藉由螢光體陶瓷板1進行波長轉換。因此，可提昇光半導體裝置8之下方之光束，並且可減少光半導體裝置8中之零件件數，簡化光半導體裝置8之構成。其結果，可減少光半導體裝置8之製造步驟數，簡化製造方法，提高光半導體裝置8之生產性而減少製造成本。
於電路基板配置步驟中，如圖6B所示，將光半導體元件5與電路基板40對向配置。即，以設置於光半導體元件5之下表面之端子44與設置於電路基板40之上表面之電極配線41相對之方式，將光半導體元件5與電路基板40隔開間隔而對向配置。
於安裝步驟中，其後，如圖6C所示，將光半導體元件5安裝於電路基板40。具體而言，將光半導體元件5之端子44與電路基板40之電極42連接，而將光半導體元件5覆晶安裝於電路基板40。
藉此，獲得端子44與電極42電性連接之光半導體裝置8。
即，光半導體裝置8具備電路基板40、及以與電極配線41電性連接之方式安裝於電路基板40上之光半導體元件5。
其後，亦可視需要如圖6C之假想線所示，將密封層3設置於光半導體裝置8。密封層3以被覆光半導體元件5之方式配置於電路基板40上。再者，密封層3亦可設為由含有上述螢光體及上述透明性樹脂之密封樹脂組合物形成之螢光體密封層。
第3實施形態之光半導體裝置8亦可發揮與第1實施形態相同之作用效果。
此外，於第3實施形態之光半導體裝置8中，電路基板40具備螢光體陶瓷板1，因而可不另外將螢光體層設置於螢光體陶瓷板1之下側而將自光半導體元件5向下方發出之光藉由螢光體陶瓷板1進行波長轉換。因此，下方之光束優異，並且可減少零件件數而簡化光半導體裝置8之構成。其結果，可提高光半導體裝置8之生產性。
進而，於該光半導體裝置8中，若將密封層3設為螢光密封層，則可將光半導體元件5密封而提高可靠性，且藉由螢光密封層而將自光半導體元件5向上方及側方發出之光進行波長轉換而提昇該等光之光束。因此，可將光半導體裝置8設為可自上下兩面發光之兩面發光型。
3.發光裝置
繼而，對作為具備螢光體陶瓷板1之發光裝置之一例之照明裝置20參照圖7~圖8進行說明。
如圖7所示，照明裝置20具備照明殼體22、透明構件23、光源24、反射鏡25、及波長轉換散熱構件26。
照明殼體22形成為沿前後方向延伸，後側封閉且前側開放之大致圓筒狀。照明殼體22將後述透明構件23、光源24、反射鏡25及波長轉換散熱構件26收容於內部。
透明構件23於後視下呈大致圓形狀且形成為前後方向厚度較薄之板狀。透明構件23之外形形狀以於前後方向進行投影時，與照明殼體22之前端之內周緣一致之方式形成。
透明構件23設置於照明殼體22之前端。具體而言，透明構件23以照明殼體22之前端緣與透明構件23之前表面(前側表面)於上下方向成為同一平面之方式收容於照明殼體22內。
作為光源24，例如可列舉發光二極體(LED)、雷射二極體(LD)等半導體光源。光源24於透明構件23之後側隔開間隔而設置於照明殼體 22內部之上下方向及寬度方向(左右方向)之大致中央部。於光源24連接有自照明殼體22之外部引繞之外部配線28。光源24藉由自外部配線28接收之電力而朝向前側照射單色光等光。
反射鏡25形成為後視大致圓形狀且側視大致半圓弧狀之圓頂形狀。反射鏡25之外形形狀以於前後方向進行投影時，與透明構件23之外端緣一致之方式形成。反射鏡25與光源24隔開間隔而配置於透明構件23之另一側(後側)且光源24之一側(前側)。又，反射鏡25以其前端緣與透明構件23之後表面接觸之方式收容於照明殼體22內。
於反射鏡25之中心(上下方向及寬度方向之中央)形成有用以使來自光源24之光通過之貫通孔27。反射鏡25將朝向前側通過貫通孔27且藉由波長轉換散熱構件26(後述)朝向後側擴散之擴散光朝向前側反射。
波長轉換散熱構件26設置於照明殼體22內之前側。具體而言，與反射鏡25隔開間隔而對向配置於前側，且與透明構件23之後表面(後側表面)鄰接配置。波長轉換散熱構件26如圖8A及圖8B所示，具備熱擴散保持構件29、及波長轉換接合構件30。
熱擴散保持構件29形成沿上下方向延伸之後視大致矩形狀，且與透明構件23鄰接配置。具體而言，熱擴散保持構件29以熱擴散保持構件29之前表面與透明構件23之後表面接觸之方式配置。
熱擴散保持構件29具備載置部31與固定部32。
載置部31形成為於前後方向具有厚度之後視大致矩形狀。載置部31以載置部31之前表面與透明構件23之後表面之後視大致中央部接觸之方式配置。
固定部32以自載置部31之前側下端向下側延伸之方式與載置部31一體地形成。固定部32呈沿上下方向延伸之後視大致矩形狀且形成為前後方向之厚度薄於載置部31之板狀。固定部32以上側前表面與透 明構件23之後表面接觸且於上下方向中途與透明構件23分離之方式向後側彎曲。固定部32之一端(下端)貫通反射鏡25而固定於照明殼體22之周面(內端緣)。
熱擴散保持構件29係由導熱性良好之材料形成，例如由鋁、銅等導熱性金屬或AlN等陶瓷材料形成。
波長轉換接合構件30設置於載置部31之後表面。
波長轉換接合構件30具備接合層34、及螢光體陶瓷板1。
接合層34呈後視大致矩形狀，且形成為板狀。接合層34設置於載置部31之後表面及螢光體陶瓷板1之前表面(一面)。即，接合層34配置於載置部31與螢光體陶瓷板1之間。接合層34於前後方向進行投影時，與載置部31重疊，具體而言，於後視下形成為與載置部31相同之形狀。
接合層34較佳為具備光反射性及散熱性，例如係藉由將光反射性散熱性硬化性組合物硬化而形成。
作為光反射性散熱性硬化性組合物，例如可列舉陶瓷墨水、含有硬化性樹脂及無機粒子之硬化性樹脂組合物、含有鹼金屬矽酸鹽及無機粒子之矽酸鹽水溶液。
作為陶瓷墨水，可使用市售品，具體而言，可列舉AIN股份有限公司製造之陶瓷墨水(RG型、AN型、UV型、SD型)等。
作為硬化性樹脂組合物所含之硬化性樹脂，例如可列舉硬化性聚矽氧樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等。作為硬化型聚矽氧樹脂，可使用市售品(商品名：KER-2500，信越化學工業公司製造；商品名：LR-7665，Wacker Asahikasei Silicone公司製造)。
作為構成無機粒子之無機物，可列舉例如二氧化矽、二氧化鈦等無機氧化物；例如銀、鋁等金屬；例如鈦酸複合氧化物(例如鈦酸鋇、鈦酸鉀)等複合氧化物等。
無機粒子之平均粒徑(平均最大長度)例如為0.1~50μm。
螢光體陶瓷板1呈後視大致矩形狀，且形成為板狀。螢光體陶瓷板1設置於接合層34之後表面。螢光體陶瓷板1於前後方向進行投影時，與接合層34及載置部31重疊，具體而言，於後視下形成為與接合層34及載置部31相同之形狀。
又，螢光體陶瓷板1係以與光源24及貫通孔27成為同一直線上之方式配置。具體而言，光源24、貫通孔27及螢光體陶瓷板1以排列於與照明殼體22之軸線一致之直線上之方式收容於照明殼體22內。
而且，於具備螢光體陶瓷板1之照明裝置20中，自光源24照射之光h0通過貫通孔27，經螢光體陶瓷板1波長轉換為白色光，同時向所有方向擴散。此時，由於螢光體陶瓷板1之透過性及散射性優異，故而白色光可高效率地且廣範地向反射鏡25側(後側)進行反射(參照圖7之光h1~h4)。即，可降低波長轉換散熱構件26中之光量之損失，高效率地且廣範地向反射鏡25側進行反射。因此，經反射鏡25向前側(以及外部)釋出之發光效率良好，視角變得良好。又，可減少自照明裝置20照射之光之光斑雜訊。
又，照明裝置20由於生產性良好，故而可降低製造成本。進而，照明裝置20之耐熱性及散熱性優異。
該照明裝置20例如可較佳地用於車載燈具、高天花板懸掛燈具、道路燈具、表演燈具等遠距離照射用途。
實施例
以下，列舉實施例及比較例進而詳細地對本發明進行說明，但本發明並不限定於該等。又，於以下記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等具體之數值可代替上述「實施方式」中所記載之與該等相對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等相應記載之上限值(定義為「以下」、「未達」之數值)或下限值(定義為「以 上」、「超過」之數值)。
實施例1
製備包含氧化釔粒子(純度99.99質量%，批號：N-YT4CP，NIPPON YTTRIUM公司製造)11.34g、氧化鋁粒子(純度99.99質量%，產品編號「AKP-30」，住友化學公司製造)8.577g、及氧化鈰粒子(純度99.99質量%)0.087g之螢光體材料之原料粉末。
將所製備之螢光體材料之原料粉末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之方式加以混合，進而添加蒸餾水並放置於氧化鋁製容器，添加直徑3mm之氧化鋯球，利用球磨機進行濕式混合24小時，藉此製備螢光體之原料粒子之漿料。
繼而，將有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)以相對於螢光體材料粉末與有機粒子之合計含量成為3.0體積%之方式添加於所製備之漿料中，進而進行濕式混合而獲得螢光體組合物漿料。
繼而，將所獲得之螢光體組合物漿料於PET膜上藉由刮刀法進行薄帶成形，並以70℃進行乾燥5分鐘而獲得厚度90μm之坯片。其後，將坯片自PET膜剝離。
繼而，將坯片切割出20mm×20mm之尺寸。製作2片切割出之坯片，使用雙軸熱壓機將該2片坯片進行熱層壓，藉此製作坯片積層體。
繼而，利用電灼爐將所製作之坯片積層體於大氣中以1℃/分鐘之升溫速度加熱至1200℃，而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，將坯片積層體轉移至高溫環境爐，於還原氣氛下以5℃/分鐘之升溫速度加熱至1750℃，以該溫度煅燒5小時，藉此製造厚度(T)120μm之包含Y3Al5O12：Ce之螢光體陶瓷板。
實施例2
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑4.0μm)3.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
實施例3
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑5.0μm)3.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
實施例4
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑6.5μm)6.5體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
實施例5
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑12.5μm)12.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
實施例6
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑18.0μm)9.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
實施例7
調整螢光體組合物漿料之塗佈量，將坯片之厚度調整得較厚，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造厚度(T)150μm之螢光體陶瓷板。
實施例8
將氧化釔粒子(純度99.99質量%，批號：N-YT4CP，NIPPON YTTRIUM公司製造)變更為氧化釔粒子(純度99.8質量%， Nanostructured & Amorphous Materials公司製造)，除此以外，以與實施例2同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
比較例1
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑2.5μm)4.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
比較例2
添加劑有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑4.0μm)1.5體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
比較例3
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑4.0μm)15.0體積%來代替添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
比較例4
添加有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑25.0μm)10.0體積%來代替有機粒子(聚甲基丙烯酸甲酯，平均粒徑3.5μm)3.0體積%，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造螢光體陶瓷板。
(孔徑之體積之計算)
將各實施例及各比較例之螢光體陶瓷板於面方向(與厚度方向正交之方向，水平方向)切斷，使用雷射顯微鏡(裝置名：Lasertec，VL2000D，物鏡20倍，倍率：1800倍)觀察該切斷表面(面方向)之孔徑。其後，進而以0.5μm間隔於面方向進行切斷，觀察合計15面(厚度方向7.5μm)之切斷表面。此時，於切斷表面所觀察到之各孔隙中之同一孔隙中，將15面之切斷表面中之最大長度設為各孔隙之孔徑(面方向)(參照圖9)。
將各孔隙劃分為孔徑未達3.0μm之孔隙(小孔隙)、3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙(中孔隙)、及超過12.0μm之孔隙(大孔隙)，利用球形換算計算各個孔隙體積，算出所劃分之孔隙之總體積。將所算出之總體積除以螢光體陶瓷板之體積(測定孔隙之部分，亦包含孔隙)，藉此求出孔徑之體積比率(面方向)。
又，於螢光體陶瓷板之厚度方向進行切斷之切斷表面(厚度方向)亦係與上述同樣地觀察15面，以與上述同樣之方法，求出孔徑之體積比率(厚度方向)。
將孔徑之體積比率(面方向)與孔徑之體積比率(厚度方向)之平均設為本發明之螢光體陶瓷板之孔徑之體積比率。將結果示於表1。
(平均孔徑之計算)
根據上述所算出之各孔隙之孔徑，求出各孔隙之孔徑之平均(各孔隙之孔徑之合計/孔隙之數量)。再者，將孔徑(面方向)之平均與孔徑(厚度方向)之平均之平均設為平均孔徑。將結果示於表1。
(透過率)
關於各實施例及各比較例之螢光體陶瓷板，使用分光光度計(紫外可見近紅外分光光度計V-670，日本分光公司製造)以任意3點測定全光線透過率(波長800nm)，將3點之平均值設為透過率。將結果示於表1。
(散射性)
利用下述光半導體裝置之配光性對各實施例及各比較例之螢光體陶瓷板之散射性進行評價。
於附空腔之多層陶瓷基板(Sumitomo Metal Electronics Devices公司製造，產品編號「207806」，殼體高度0.6mmt，殼體材質氧化鋁反射率75%)之空腔內將藍色發光二極體晶片(Cree公司製造，產品編號「C450EZ1000-0123」)以Au-Sn焊料進行晶粒黏著，而製作藉由Au線 進行打線接合之光半導體裝置。
於該光半導體裝置之殼體上配置各螢光體陶瓷板，對於與垂直方向呈45度之角度下之封裝之角度依存性進行評價。將CIE(International Commission on Illumination，國際照明委員會)色度x之差以垂直方向為基準為±0.02以內之情形評價為○，將±0.04以內之情形評價為△，將除此以外之情形評價為×。將結果示於表1。
(雜質之測定)
藉由ICP-MS分析對各實施例及各比較例之螢光體陶瓷板之Na元素、Mg元素及Fe元素之雜質進行測定。將結果示於表1。
(量子效率之測定)
利用量子效率測定系統(大塚電子公司製造，「QE2100」)對各實施例及比較例之螢光體陶瓷板之量子效率進行測定。將結果示於表1。
(散斑對比度之測定)
使用藍色LD光源(Neoark公司製造，「TCSQ0445-1600」)作為光源24，使用各實施例及各比較例之螢光體陶瓷板作為螢光體陶瓷板1，製作圖7所示之LD激發之照明裝置。
使用散斑對比度測定裝置(OXIDE公司製造，「Dr.SPECKLE」)，對自照明裝置照射之照射光(h1~h4之各處之光之平均值)之散斑對比度進行測定。將結果示於表1。再者，未使用螢光體陶瓷板之情形時之照射光(僅LD光)之散斑對比度為0.45。
Figure 105104658-A0202-12-0031-1
Figure 105104658-A0202-12-0032-2
[產業上之可利用性]
本發明之螢光體陶瓷可應用於各種工業製品，例如，可用於光半導體裝置等光學用途等。
1‧‧‧螢光體陶瓷板
14‧‧‧剝離基材
15‧‧‧坯片

Claims (9)

  1. 一種螢光體陶瓷，其特徵在於：其係具有孔徑為3.0μm以上且12.0μm以下之孔隙者，且上述孔隙占上述螢光體陶瓷之體積比率為1.5體積%以上且9.5體積%以下。
  2. 如請求項1之螢光體陶瓷，其中上述螢光體陶瓷具有板狀，且滿足下述式：V≦1.30×(-log T)(V表示孔徑未達3.0μm之孔隙之體積比率(%)，T表示上述螢光體陶瓷之厚度(mm))。
  3. 如請求項1之螢光體陶瓷，其滿足下述(1)~(3)中之至少1個條件：(1)鈉元素為67ppm以下，(2)鎂元素為23ppm以下，(3)鐵元素為21ppm以下。
  4. 如請求項1之螢光體陶瓷，其中上述螢光體陶瓷之平均孔徑為3.0μm以上且10.0μm以下。
  5. 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；接著層；及如請求項1之螢光體陶瓷，其配置於上述接著層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
  6. 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；密封層，其將上述光半導體元件密封；及如請求項1之螢光體陶瓷，其配置於上述密封層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
  7. 一種密封光半導體元件，其特徵在於包括：光半導體元件；密封層，其將上述光半導體元件密封；及如請求項1之螢光體陶瓷，其配置於上述密封層之與上述光半導體元件相反側之面，且與上述光半導體元件對向配置。
  8. 一種電路基板，其特徵在於包括：如請求項1之螢光體陶瓷，其用以將光半導體元件安裝於厚度方向一側；及電極配線，其積層於上述螢光體陶瓷之厚度方向一面，且用以與上述光半導體元件電性連接。
  9. 一種發光裝置，其特徵在於包括：光源，其將光向一側照射；反射鏡，其與上述光源隔開間隔而對向配置於一側，且形成有用以使上述光通過之貫通孔；及如請求項1之螢光體陶瓷，其以被上述光照射到之方式與上述反射鏡隔開間隔而對向配置於一側。
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