JP2018195635A - 蛍光体層付き光半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蛍光体層付き光半導体素子を簡便に製造することができる、蛍光体層付き光半導体素子の製造方法を提供すること。【解決手段】この製造方法は、蛍光体層27と、光半導体素子3とを順に備える蛍光体層付き光半導体素子21の製造方法である。この製造方法は、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減するように構成された感圧接着層11と、熱硬化性樹脂を含有する蛍光体シート2と、光半導体素子3とを順に備える積層体20を準備する第1工程、活性エネルギー線を感圧接着層11に照射して、感圧接着層11の蛍光体シート2に対する感圧接着力を低減する第2工程、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程、および、蛍光体シート2を感圧接着層11から剥離する第4工程を順に備える。【選択図】図2
Description
本発明は、蛍光体層付き光半導体素子の製造方法に関する。
蛍光体層と、光半導体素子とを備える蛍光体層付き光半導体素子を製造する方法が知られている。
例えば、感圧接着シートと、蛍光体および熱硬化性樹脂を含有する蛍光体層(封止層)と、光半導体素子とを順に備える積層体を、熱硬化性樹脂が完全硬化しないように、蛍光体層を加熱し、次いで、活性エネルギー線を感圧接着シートに照射して、その後、熱硬化性樹脂が完全硬化するように、蛍光体層を加熱する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2016−208033号公報
しかし、特許文献1に記載の方法では、加熱工程を2回実施する必要があり、そのため、工数が増大し、方法が煩雑化するという不具合がある。
本発明は、蛍光体層付き光半導体素子を少ない工数で簡便に製造することができる、蛍光体層付き光半導体素子の製造方法を提供する。
本発明(1)は、蛍光体層と、光半導体素子とを順に備える蛍光体層付き光半導体素子の製造方法であり、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減するように構成された感圧接着層と、熱硬化性樹脂を含有する蛍光体層と、前記光半導体素子とを順に備える積層体を準備する第1工程、活性エネルギー線を前記感圧接着層に照射して、前記感圧接着層の前記蛍光体層に対する感圧接着力を低減する第2工程、前記蛍光体層の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程、および、前記蛍光体層を前記感圧接着層から剥離する第4工程を順に備える、蛍光体層付き光半導体素子の製造方法を含む。
この蛍光体層付き光半導体素子の製造方法は、加熱工程として、前記蛍光体層の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程を実施するので、蛍光体層付き光半導体素子を少ない工数で簡便に製造することができる。
本発明によれば、蛍光体層付き光半導体素子を少ない工数で簡便に製造することができる。
図1A〜図3Jにおいて、紙面上下方向は、上下方向(第1方向、厚み方向)であり、紙面上側が上側(第1方向一方側、厚み方向一方側)、紙面下側が下側(第1方向他方側、厚み方向他方側)である。
図1A〜図3Jにおいて、紙面左右方向および紙厚方向は、面方向(第1方向に直交する直交方向、厚み方向に直交する方向)である。
具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
また、上記した方向は、蛍光体層付き光半導体素子21、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23および白色発光装置8(後述)の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。
本発明の一実施形態である蛍光体層付き光半導体素子21の製造方法の製造方法を説明する。
この方法は、図2Gに示すように、蛍光体層27と、光半導体素子3とを順に備える蛍光体層付き光半導体素子21を製造する方法である。
蛍光体層付き光半導体素子21の製造方法は、感圧接着層11を備える感圧接着支持板10と、熱硬化性樹脂を含有する蛍光体層の一例としての蛍光体シート2と、複数の光半導体素子3とを順に備える積層体20を準備する第1工程(図1C参照)、活性エネルギー線を感圧接着シート1に照射する第2工程(図1D参照)、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程(図2E参照)、および、硬化した熱硬化性樹脂を含有する蛍光体シート2を感圧接着シート1から剥離する第4工程(図2G参照)を備える。この製造方法では、第1工程〜第4工程が順に実施される。
図1Cに示すように、まず、第1工程では、感圧接着シート1と、蛍光体シート2と、複数の光半導体素子3とを順に備える積層体20を準備する。
図1Aに示すように、積層体20を準備するには、まず、感圧接着支持板10を準備する。
感圧接着支持板10は、次に説明する蛍光体シート2を支持する支持台である。感圧接着支持板10は、面方向に延びる略平板形状を有する。感圧接着支持板10は、例えば、支持基板9と、感圧接着シート1とを上側に向かって順に備える。
支持基板9は、例えば、可撓性を有しており、面方向に延びる略平板形状を有する。支持基板9としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム(PETなど)などのポリマーフィルム、例えば、セラミックスシート、例えば、金属箔などが挙げられる。支持基板9の厚みは、例えば、100μm以上、好ましくは、300μm以上であり、また、例えば、2000μm以下、好ましくは、1000μm以下である。
感圧接着シート1は、支持基板9の上面全面に配置(支持)されている。感圧接着シート1は、面方向に延びる略平板形状を有する。感圧接着シート1は、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減するように構成されており、具体的には、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減する感圧接着剤を含む。
詳しくは、感圧接着シート1は、感圧接着層11と、感圧接着層11の上下方向途中(具体的には、中央部)に介在される支持層14とを備える。感圧接着層11の内、支持層14の上に配置される層が、第1感圧接着層12であり、支持層14の下に配置される層が、第2感圧接着層13である。つまり、感圧接着層11は、第1感圧接着層12と、第2感圧接着層13とを備える。好ましくは、感圧接着層11は、第1感圧接着層12と、第2感圧接着層13とのみからなる。また、感圧接着シート1は、第2感圧接着層13と、支持層14と、第1感圧接着層12とを上側に向かって順に備える。
第1感圧接着層12は、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減するように構成されている。具体的には、第1感圧接着層12は、活性エネルギー線が照射されることによって、感圧接着力が低減する感圧接着剤から、シート状(層状)に形成されている。
活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減する感圧接着剤としては、例えば、炭素−炭素二重結合が導入された樹脂組成物などが挙げられる。樹脂組成物は、炭素−炭素二重結合を有するポリマーが挙げられる。そのようなポリマーとしては、例えば、特開2016−208033号公報に記載のポリマーなどが挙げられる。
第1感圧接着層12の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
第2感圧接着層13は、支持層14の下面全面に配置されている。第2感圧接着層13は、公知の感圧接着剤から、シート状(層状)に形成されている。第2感圧接着層13は、好ましくは、活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減しないように構成されている。具体的には、第2感圧接着層13は、例えば、特開2015−120884号公報などに記載の感圧接着剤からなる。第2感圧接着層13の厚みは、例えば、3μm以上、好ましくは、5μm以上であり、また、例えば、30μm以下、好ましくは、20μm以下である。
感圧接着層11の厚み、つまり、第1感圧接着層12および第2感圧接着層13の総厚みは、例えば、8μm以上、好ましくは、15μm以上であり、また、例えば、130μm以下、好ましくは、70μm以下である。
感圧接着層11の、次に説明する蛍光体シート2に対する25℃の剥離強度(後述)は、例えば、0.1N/cm2以上、好ましくは、0.15N/cm2以上、より好ましくは、0.3N/cm2以上であり、また、例えば、10N/cm2以下である。
図1Bに示すように、次いで、蛍光体シート2を感圧接着支持板10の感圧接着層11に感圧接着する。具体的には、蛍光体シート2を、第1感圧接着層12の上面に接触させる。
蛍光体シート2は、面方向に延びる略平板形状を有する。また、蛍光体シート2は、切断(図2Fの破線参照)によって蛍光体層27(図2F参照)を形成するためのシートである。蛍光体シート2の材料は、例えば、熱硬化性樹脂および蛍光体を含有する組成物である。
熱硬化性樹脂としては、例えば、2段反応硬化性樹脂、1段反応硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、未硬化状態であって、好ましくは、Bステージ状態である。
熱硬化性樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、好ましくは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
シリコーン樹脂としては、例えば、フェニル基およびメチル基を分子内に含むフェニル系シリコーン樹脂、フェニル基を分子内に含まず、メチル基を分子内に含むメチル系シリコーン樹脂などが挙げられる。
熱硬化性樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
熱硬化性樹脂の組成物に対する割合は、例えば、20質量%以上、好ましくは、30質量%以上であり、また、例えば、95質量%以下、好ましくは、90質量%以下である。
蛍光体は、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。好ましくは、黄色蛍光体が挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca)2SiO4;Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu(バリウムオルソシリケート(BOS))などのシリケート蛍光体、例えば、Y3Al5O12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、Tb3Al3O12:Ce(TAG(テルビウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体は、例えば、粒子形状を有しており、その形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。蛍光体の平均粒子径は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下である。
蛍光体の組成物に対する割合は、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、70質量%以下である。また、蛍光体の熱硬化性樹脂100質量部に対する割合は、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、90質量部以下、好ましくは、80質量部以下である。
蛍光体シート2は、熱硬化性樹脂がBステージであれば、タック性(感圧接着性)を有する。
蛍光体シート2の厚みは、例えば、100μm以上、好ましくは、200μm以上であり、また、例えば、2000μm以下、好ましくは、1000μm以下である。
蛍光体シート2の平面視における寸法は、後述する複数の光半導体素子3を配置できる領域が確保されるように調整され、具体的には、面方向における最小長さが、例えば、10mm以上、好ましくは、100mm以上、より好ましくは、1000mm以上であり、また、例えば、10000mm以下である。
なお、図示しないが、蛍光体シート2の上面に剥離シートを設け、剥離シートを用いて、蛍光体シート2を感圧接着シート1に感圧接着することもできる。
これにより、蛍光体シート2は、感圧接着支持板10の上面に感圧接着される。
図1Cに示すように、その後、複数の光半導体素子3を蛍光体シート2の上面に配置する。
光半導体素子3は、例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するLEDやLDである。好ましくは、光半導体素子3は、青色光を発光する青色LED(発光ダイオード素子)である。一方、光半導体素子3は、光半導体素子とは技術分野が異なるトランジスタなどの整流器を含まない。
光半導体素子3は、面方向に沿う略平板形状を有している。光半導体素子3は、光半導体素子3は、電極面15と、対向面16と、周側面17とを有している。
電極面15は、光半導体素子3における上面であって、複数(2つ)の電極24が形成される面である。
対向面16は、光半導体素子3における下面であって、電極面15の下側に間隔を隔てて対向配置されている。
周側面17は、電極面15の周端縁と、対向面16の周端縁とを連結している。
光半導体素子3の寸法は、適宜設定されており、具体的には、厚み(高さ)が、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.2μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、200μm以下である。また、光半導体素子3の面方向における最大長さは、例えば、0.2mm以上、好ましくは、0.5mm以上であり、また、例えば、1.5mm以下、好ましくは、1.2mm以下である。また、光半導体素子3の面方向における最小長さは、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、1mm以下、好ましくは、0.5mm以下である。
複数の光半導体素子3を蛍光体シート2の上面に配置するには、複数の光半導体素子3の電極側面15が上側を向いた状態で、複数の光半導体素子3の対向面16を蛍光体シート2の上面に接触(圧着または密着)させる。蛍光体シート2がタック性を有すれば、複数の光半導体素子3が蛍光体シート2に仮固定される。
これによって、感圧接着シート1と、蛍光体シート2と、複数の光半導体素子3とを備える積層体20が得られる。
なお、積層体20における蛍光体シート2が含有する熱硬化性樹脂は、完全硬化しておらず(好ましくは、Bステージ状態であり)、また、蛍光体シート2が感圧接着シート1からまだ剥離されず、感圧接着シート1に依然として感圧接着(支持)されている。そのため、積層体20における蛍光体シート2および複数の光半導体素子3は、後述する蛍光体層/光半導体素子集合体21(図2G参照)をまだ構成していない。
図1Dに示すように、次いで、第2工程では、活性エネルギー線を感圧接着シート1に照射する。
第2工程では、より具体的には、感圧接着シート1(感圧接着支持板10)の上側に設けられた線源(図示せず)および/または下側に設けられた線源36から、感圧接着シート1(感圧接着層11)に対して、照射する。好ましくは、感圧接着シート1(感圧接着支持板10)の下側に設けられた線源36から、支持基板9を透過するように、感圧接着シート1(感圧接着層11)に照射する。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線などが挙げられる。好ましくは、紫外線が挙げられる。
線源としては、例えば、ケミカルランプ、エキシマレーザ、ブラックライト、水銀アーク、炭素アーク、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの照射装置が挙げられる。
照射量は、例えば、感圧接着層11(好ましくは、第1感圧接着層31)における炭素−炭素二重結合が実質的に反応できる条件、具体的には、光重合開始剤が実質的に反応できる条件に設定される。具体的には、照射量は、例えば、100mJ/cm2以上、好ましくは、400mJ/cm2以上であり、また、例えば、2000mJ/cm2以下、好ましくは、1000mJ/cm2以下である。
この第2工程によって、感圧接着シート1(具体的には、第1感圧接着層12)の上面の、蛍光体シート2の下面に対する感圧接着力が低減する。
但し、感圧接着シート1の蛍光体シート2に対する支持(仮固定)は、確保されており、つまり、蛍光体シート2は、感圧接着シート1に対して比較的小さい感圧接着力(微タック力)で感圧接着(タック)されながら、支持基板9に支持されている。
感圧接着層11の蛍光体シート2に対する25℃の剥離強度は、例えば、0.3N/cm2未満、好ましくは、0.15N/cm2未満、より好ましくは、0.1N/cm2未満であり、また、例えば、0.005N/cm2以上である。
また、活性エネルギー線の照射後の剥離強度の、活性エネルギー線の照射前の剥離強度に対する割合(第2工程後の剥離強度/第2工程前の剥離強度)は、例えば、0.9以下、好ましくは、0.8以下、より好ましくは、0.7以下であり、また、例えば、0.01以上である。
なお、第2工程における活性エネルギー線の照射によって、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂は、硬化反応が実質的に進行せず、具体的には、硬化反応しない。
図2Eに示すように、次いで、第3工程において、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する。具体的には、蛍光体シート2を、感圧接着シート1および光半導体素子3とともに、加熱する。
例えば、積層体20を、オーブン18などの加熱装置(加熱炉)に投入する。
加熱条件は、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂が完全硬化(Cステージ化)する条件である。加熱時間が、例えば、100℃以上、好ましくは、120℃以上であり、また、例えば、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、10分以上、好ましくは、30分以上であり、また、例えば、180分以下、好ましくは、120分以下である。
第3工程によって、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂が完全硬化(Cステージ化)する。つまり、蛍光体シート2は、硬化体シート2Aとなる。
図2Gに示すように、次いで、硬化体シート2Aを感圧接着シート1から剥離する第4工程を実施する。
図2Fの破線で示すように、第4工程を実施するには、まず、蛍光体シート2を切断する。具体的には、複数の光半導体素子3のそれぞれに対応するように、蛍光体シート2を複数に分割する。
蛍光体シート2の切断では、例えば、円盤状のダイシングソー(ダイシングブレード)19を用いるダイシング装置、カッターを用いるカッティング装置、レーザー照射装置などの切断装置が用いられる。好ましくは、ダイシング装置が用いられる。
蛍光体シート2の切断によって、蛍光体シート2には、第1切断面26が、蛍光体シート2の厚み方向にわたって形成される。第1切断面26は、平面視略碁盤目形状を有する。これによって、複数の光半導体素子3に対応する複数の蛍光体層27が作製される。
蛍光体層27(切断後の蛍光体シート2)の面方向における最大長さおよび最小長さのそれぞれは、光半導体素子3の面方向における最大長さおよび最小長さのそれぞれに対して、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、300μm以下、長い。具体的には、光半導体素子3の面方向における最大長さは、例えば、0.5mm以上、好ましくは、1mm以上であり、また、例えば、2mm以下、好ましくは、1.5mm以下である。光半導体素子3の面方向における最小長さは、例えば、0.2mm以上、好ましくは、0.5mm以上であり、また、例えば、1.5mm以下、好ましくは、1.2mm以下である。
図2Gに示すように、その後、複数の蛍光体層27を感圧接着シート1から剥離する。詳しくは、複数の蛍光体層27の下面を、第1感圧接着層12の上面から剥離する。
具体的には、複数の蛍光体層27および複数の光半導体素子3を感圧接着シート1から転写シート4に転写する。
転写シート4は、面方向に延伸するように構成され、微感圧接着(タック)性を有する延伸シートである。転写シート4としては、公知の転写シートが挙げられる。転写シート4としては、例えば、市販品が用いられ、例えば、SPVシリーズ(日東電工社製)などが用いられる。
図2Fに示すように、複数の蛍光体層27および複数の光半導体素子3を感圧接着シート1から転写シート4に転写するには、まず、転写シート4を複数の光半導体素子3の上側に対向配置する。
図2Gに示すように、その後、転写シート4を、複数の光半導体素子3の電極側面15に接触するように、引き下げる。その際、電極24は、転写シート4内にめり込む。
その後、感圧接着支持板10を複数の蛍光体層27から剥離する。具体的には、感圧接着シート1を、支持基板9とともに、複数の蛍光体層27の下面から剥離する。
これによって、1つの蛍光体層27と、1つの光半導体素子3とを備える蛍光体層付き光半導体素子21が、転写シート4によって支持された状態で、複数得られる。好ましくは、蛍光体層付き光半導体素子21は、蛍光体層27と、光半導体素子3とのみからなる。
蛍光体層付き光半導体素子21は、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23(図3J参照)ではなく、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23に備えられる光反射層28を含まない。つまり、蛍光体層付き光半導体素子21は、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23の一部材、すなわち、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23(ひいては、白色発光装置8)を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
蛍光体層付き光半導体素子21の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、1000μm以下、好ましくは、700μm以下である。
図3Jに示すように、その後、蛍光体層付き光半導体素子21に光反射層28を設けることができる。
図2Gに示すように、蛍光体層付き光半導体素子21に光反射層28を設けるには、まず、光反射シート5を準備する。
光反射シート5は、面方向に延びる略平板(シート)形状に形成される。光反射シート5の材料は、光反射層28を形成するための材料であって、例えば、光反射成分、粒子および樹脂を含有する光反射樹脂組成物が挙げられる。具体的には、光反射シート5としては、特開2016−174148号公報に記載の光反射シートが挙げられる。
次いで、光反射シート5を、複数の蛍光体層付き光半導体素子21の上面に配置する。具体的には、光反射シート5の下面を、複数の蛍光体層付き光半導体素子21のそれぞれの下面に配置する。
別途、転写シート4を面方向外側に向かって延伸する。すると、隣接する光反射層28間に隙間31が形成される。
隙間31の面方向長さ(隣接する光反射層28間の距離)は、例えば、0.05mm以下、好ましくは、0.1mm以下であり、また、例えば、1.5mm以上、好ましくは、0.8mm以上である。
続いて、光反射シート5を、複数の蛍光体層付き光半導体素子21に対して熱プレスする。
熱プレスは、光反射シート5を変形させるが、光反射シート5をCステージ化(完全硬化)させない条件で実施され、具体的には、熱プレス温度は、例えば、50℃以上、好ましくは、70℃以上であり、また、例えば、180℃以下である。また、加熱時間は、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上であり、また、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。
すると、光反射シート5は、熱プレスによって、変形(溶融)して、複数の蛍光体層付き光半導体素子21のそれぞれを埋設する。具体的には、光反射シート5が、互いに隣接する蛍光体層付き光半導体素子21の隙間31に充填されるとともに、最外側に配置される蛍光体層付き光半導体素子21の外周側の周側面を被覆する。なお、蛍光体層付き光半導体素子21の周側面を被覆する光反射シート5の上端部は、転写シート4の下面に接触する。
これとともに、蛍光体層付き光半導体素子21の下面は、光反射シート5によって被覆され、付着部分29が形成される。
付着部分29は、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23(後述、図3J参照)に本来不要な部分であって、光反射シート5のプレスによって不可避的に生じる部分である。
光反射シート5は、プレスによって、複数の蛍光体層付き光半導体素子21の周側面を被覆する部分と、付着部分29とを有する形状を有する。光反射シート5の下面は、蛍光体層付き光半導体素子21の下面(蛍光体層27の下面)に対して、下側に配置されている。
付着部分29の厚みは、例えば、50μm以下、好ましくは、40μm以下であり、また、例えば、3μm以上、好ましくは、5μm以上である。
図3Iに示すように、その後、付着部分29を除去する。
付着部分29を除去するには、例えば、第3感圧接着シート6を用いる。
第3感圧接着シート6は、感圧接着剤から調製されており、面方向に連続するシート形状を有している。第3感圧接着シート6の大きさは、例えば、第3感圧接着シート6を、平面視において、光反射シート5を含むことができる大きさに設定されている。感圧接着剤としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤、ポリアクリルアミド系感圧接着剤などが挙げられる。第3感圧接着シート6の光反射シート5に対する25℃における剥離強度(180℃剥離接着力)は、例えば、2.0(N/20mm)以上、好ましくは、4.0(N/20mm)以上であり、また、例えば、100(N/20mm)以下、好ましくは、20.0(N/20mm)以下である。
この方法では、第3感圧接着シート6の上面(感圧接着面)を、付着部分29を含む光反射シート5の下面に対向配置し、付着部分29に感圧接着し、続いて、付着部分29を、蛍光体層付き光半導体素子21の下面から引き剥がす。すると、付着部分29は、第3感圧接着シート6に追従する。
なお、付着部分29の剥離が一回で完了しない時には、上記動作を複数回繰り返し、これによって付着部分29の剥離を完了させる。
なお、図3Iに示すように、平面視において蛍光体層付き光半導体素子21と重ならない光反射シート5の下端部も、付着部分29とともに引き剥がされる。
これによって、光反射シート5の下面と、蛍光体層付き光半導体素子21(蛍光体層27)の下面とが、面方向に連続する。つまり、光反射シート5の下面と、蛍光体層付き光半導体素子21の下面とが、面方向に面一となる。
光反射シート5の厚み(平面視において、光半導体素子1と重ならない光反射シート5における下面および転写シート4の下面の間の距離)は、蛍光体層付き光半導体素子21の厚みと同一である。
その後、光反射シート5の樹脂が完全硬化前である場合には、光反射層28を加熱し、Cステージ化(完全硬化)する。
図3Iの破線で示すように、その後、光反射シート5を切断する。具体的には、複数の蛍光体層付き光半導体素子21に対応するにように、光反射シート5を切断する。光反射シート5の切断では、蛍光体シート2の切断で例示した切断装置と同じものが用いられる。
光反射シート5の切断によって、光反射シート5には、第2切断面30が、光反射シート5の厚み方向にわたって形成される。第2切断面30は、平面視略碁盤目形状を有する。これによって、複数の蛍光体層付き光半導体素子21に対応する複数の光反射層28が作製される。
複数の光反射層28のそれぞれは、光半導体素子3の周側面17と、蛍光体層27の周側面および上面(光半導体素子3の対向面16が接触する部分以外の部分)とに接触する。
これによって、1つの光反射層28と、1つの蛍光体層27と、1つの光半導体素子3とを備える蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23が、転写シート4に支持された状態で、複数得られる。好ましくは、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23は、光反射層28と、蛍光体層27と、光半導体素子3とのみからなる。
蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23は、白色発光装置8(図4参照)ではなく、つまり、白色発光装置8に備えられる基板7を含まない。つまり、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23は、白色発光装置8の一部品、すなわち、白色発光装置8を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
図3Iの矢印および仮想線で示すように、その後、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23を、転写シート4から剥離する。
図3Jに示すように、これによって、光反射層28と、蛍光体層27と、光半導体素子3とを備える蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23を製造する。
図4に示すように、その後、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23を基板7に設けて、白色発光装置8を製造することができる。
基板7は、面方向に延びる略平板形状を有する。基板7は、その上面に、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23の電極24に対応する端子25を備える。
具体的には、電極24および端子25を電気的に接続する。要するに、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23を基板7に対してフリップチップ実装する。
これによって、基板7と、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23とを備える白色発光装置8が得られる。
そして、この方法は、図2Eに示すように、加熱工程として、蛍光体シート2の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程を1回実施するので、蛍光体層付き光半導体素子21を少ない工数で簡便に製造することができる。
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例を適宜組み合わせることができる。さらに、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図1Bに示すように、上記した一実施形態では、蛍光体シート2を感圧接着シート1に直接接触させた。しかし、例えば、図示しないが、蛍光体シート2および感圧接着シート1の間に、別の接着層を介在させることができる。その場合には、蛍光体層付き光半導体素子21は、接着層(図示せず)と、蛍光体層27と、光半導体素子3とを備える。また、蛍光体層/光反射層被覆/光半導体素子23は、接着層(図示せず)と、光反射層28と、蛍光体層27と、光半導体素子3とを備える。
また、図1Cに示すように、一実施形態の第1工程では、複数の光半導体素子3を備える積層体20を準備している。しかし、この変形例の第1工程では、図5Aに示すように、1つの光半導体素子3を備える積層体20を準備することもできる。
この変形例の第1実施形態では、蛍光体層27を感圧接着シート1に感圧接着し、続いて、1つの光半導体素子3を蛍光体層27に感圧接着する。これによって、1つの光半導体素子3を備える積層体20を準備する。
次いで、図5Aの矢印で示すように、第2工程において、活性エネルギー線を感圧接着シート1に照射する。続いて、図5Bに示すように、第3工程において、蛍光体層27の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する。
その後、図5Cに示すように、蛍光体層27を切断することなく、蛍光体層27および光半導体素子3を転写シート4に転写する。これによって、蛍光体層27を感圧接着シート1から剥離する。
また、図2G〜図3Jに示すように、一実施形態では、光反射シート5を蛍光体層付き光半導体素子21に対してプレスしている。しかし、図示しないが、この変形例では、液状の光反射樹脂組成物を蛍光体層付き光半導体素子21に対して塗布することもできる。
また、図1A〜図2Fの仮想線で示すように、感圧接着支持板10の周端部に、支持基板9および第2感圧接着層13の代わりとして、支持リング25を設けることもできる。
支持リング25は、感圧接着層11(第1感圧接着層12)の上面に感圧接着されている。支持リング25は、その内側に蛍光体シート2を囲むサイズを有する略円環形状を有する。支持リング25の材料としては、例えば、金属などが挙げられる。支持リング25は、支持シート14および第1感圧接着層12を支持する。
1 感圧接着シート
2 蛍光体シート
3 光半導体素子
11 感圧接着層
20 積層体
21 蛍光体層付き光半導体素子
27 蛍光体層
2 蛍光体シート
3 光半導体素子
11 感圧接着層
20 積層体
21 蛍光体層付き光半導体素子
27 蛍光体層
Claims (1)
- 蛍光体層と、光半導体素子とを順に備える蛍光体層付き光半導体素子の製造方法であり、
活性エネルギー線の照射によって感圧接着力が低減するように構成された感圧接着層と、熱硬化性樹脂を含有する蛍光体層と、前記光半導体素子とを順に備える積層体を準備する第1工程、
活性エネルギー線を前記感圧接着層に照射して、前記感圧接着層の前記蛍光体層に対する感圧接着力を低減する第2工程、
前記蛍光体層の熱硬化性樹脂を加熱により完全硬化する第3工程、および、
前記蛍光体層を前記感圧接着層から剥離する第4工程
を順に備えることを特徴とする、蛍光体層付き光半導体素子の製造方法。
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JP2017096512A JP2018195635A (ja) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | 蛍光体層付き光半導体素子の製造方法 |
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