JP6447548B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、上記課題に鑑みなされたものであり、発光装置の製造工程の簡便化が実現された発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
支持体上に、発光素子を載置し、
得られた支持体の前記発光素子の表面側を接着材に浸漬することにより、前記発光素子の表面に接着材を付着させ、
該接着材を介して、前記発光素子の表面に透光性部材を載置することを含む発光装置の製造方法。
この実施形態の発光装置の製造方法は、主として、図1A〜図1E及び図2に示すように、
支持体としての配線基板13上に、発光素子20を載置し(図1A)、
得られた支持体、つまり配線基板13の前記発光素子20の表面20c側を接着材30に浸漬して(図2のA〜C)、前記発光素子20の表面20cに接着材30を付着させ(図1B)、
該接着材30を介して、前記発光素子20の表面20cに透光性部材40を載置する(図1C)ことを含む。
配線基板13と発光素子20とを準備した後、発光素子20の電極20a、20bを、配線基板13の配線12表面に対向させて、それらの間に導電部材を配置し、例えば、導電部材として金−錫共晶半田等を用い、リフロー、超音波接合又は熱圧着等の方法を利用することにより、発光素子20と配線基板13とを接合することができる。これにより、配線基板13の素子搭載部上に、導電部材を介して、発光素子20をフリップチップ実装させることができる。
発光素子の表面20cの面積が、発光素子の側面の面積(すべての側面の面積の和)の2倍よりも大きい場合、表面20cから側面に垂下した接着材が配線基板13まで垂下するおそれがある。接着材が配線基板13まで垂下すると、発光素子20から出射される光が接着材を介して配線基板13に照射され、配線基板13に光が吸収される。よって、接着材30は配線基板13とは接していないことが好ましい。
発光素子の側面に配置させる接着材の量は、浸漬する際の浸漬深さによっても調整することができる。また、ダム材の厚みを調整し、接着材保持槽内の接着材の厚みを調整することによっても接着材の付着量を調整することができる。
接着材30は、透光性部材40の側面に付着させてもよい。これによって、例えば、透光性部材40の側面と接着材30との界面付近での反射を生じさせることができ、光の取り出し効率の向上に寄与し得る。
光反射部材50を上記のように形成することにより、図1Eに示すように、発光素子20の側面に、接着材30による樹脂フィレット31を配置させながら、発光素子20及び透光性部材40の一部又は全部が光反射部材50により被覆された発光装置10を、簡便かつ容易に製造することができる。
実施形態1において、載置する発光素子の数を複数に変更する以外、実質的に実施形態1と同様の製造方法を採用することができる。
例えば、図3A及び図3Bに示すように、母材61とその上に形成された配線62とを備える、1つの配線基板63上に、例えば、3つの発光素子20をフリップチップ実装してもよい。
発光素子20の表面20c側を接着材30に浸漬した後、3つの発光素子20の上に、図3Aに示すように1つの透光性部材41を配置してもよく、図3Bに示すように、透光性部材44を、発光素子20ごとに載置してもよい。
その後、実施形態1と同様に、発光素子20の外周及び発光素子20間とともに、透光性部材41又は44の側面を被覆するように、光反射部材50を成形すればよい。
図4A及び図4Bに示すように、配線基板として、1つの母材71に複数の配線72を配置することにより、複数の配線基板が連なった集合基板73を用いることができる。集合基板73は、複数の配線基板が縦横方向に連なっており、例えば、縦方向に延びる複数のスリット74により、横方向において、配線基板同士が隔てられている。この場合、図4A及び図5Aに示すように、その集合基板73上の2つの配線72間に、発光素子20を複数、例えば、縦横方向にそれぞれフリップチップ実装する。
その後、実施形態1と同様に、複数の発光素子20の表面20c側を、一括して、接着材に浸漬する。
次に、実施形態1と同様に、図5Bに示すように、複数の発光素子20のそれぞれに対応する透光性部材40を、発光素子20の表面20cに、接着材30を介して、固定する。
このような製造方法によれば、発光装置を簡便かつ高精度に量産することができる。
この実施形態の発光装置の製造方法は、図6A〜Eに示すように、
支持体81上に、複数の発光素子20を載置し(図6A)、
得られた支持体81における発光素子20の表面20c側を、図2A〜Cに準じて、接着材30に浸漬することにより、複数の発光素子20の表面20cに一括して接着材30を付着させ、この接着材30を介して、例えば、シート状の透光性部材45に、発光素子20を載置する(図6B)ことを含む。
その後、図6Aに示すように、複数の発光素子20の電極20a、20b側をそれぞれ、支持体81に対向させるように載置する。この際、支持体81の表面には、粘着材層等が形成されていることが好ましい。支持体81は、例えば、粘着テープであることが好ましい。これにより、支持体81の移動又は反転時に発光素子20を保持することができる。
その後、接着材30を硬化させることにより、透光性部材40と発光素子20とを固定させることができる。
その後、図6Dに示すように、発光素子20の周囲に、光反射部材56を配置する。光反射部材56は、発光素子20の電極20a、20b間の、発光素子20の下面側にも配置することが好ましい。
次いで、図6D中のX−X’線に沿って、発光素子20ごとに分割し、図6Eに示すような発光装置80を、簡便かつ容易に製造することができる。
(支持体81)
支持体は、発光素子を支持させることができるものであれば、どのような材料及び/又は構成を有していてもよい。
例えば、図6Aに示すように、支持体81は、板状体であればよい。支持体81は、樹脂(繊維強化樹脂を含む)、セラミックス、ガラス、金属、紙等及びこれらの複合材料などから選択して構成することができる。例えば、プラスチックシート上に、接着材層が形成された、半導体の製造の分野で使用される粘着テープ等を利用することができる。
(基体11)
基体は、例えば、樹脂(繊維強化樹脂を含む)、セラミックス、ガラス、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(BT)、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、もしくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、もしくはこれらの合金などが挙げられる。基体は、可撓性基板(フレキシブル基板)であれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどを用いて構成することができる。なお、これらの基材のうち、特に発光素子の線膨張係数に近い物性を有する基材を使用することが好ましい。
配線は、基体の少なくとも上面に形成され、基体の内部、側面及び/又は下面にも形成されていてもよい。また、配線は、発光素子が搭載される素子搭載部、外部接続用の端子部、これらを接続する引き出し配線部などを有することが好ましい。配線は、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、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、配線の表層には、接合部材の濡れ性及び/もしくは光反射性などの観点から、銀、白金、アルミニウム、ロジウム、金もしくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。
発光素子は、少なくとも半導体素子構造を備え、多くの場合に基板をさらに備える。発光素子としては、例えば発光ダイオードチップとして公知のもののいずれでも用いることができる。発光素子の上面視形状は、矩形、特に正方形状又は一方向に長い長方形状であることが好ましい。発光素子は、同一面側に正負(p及びn)電極を有することが好ましい。1つの発光装置に搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子は、直列又は並列に接続することができる。
例えば、発光素子の発光波長は、半導体材料及びその混晶比等によって、紫外域から赤外域まで選択することができる。発光素子の発光波長は、発光効率並びに蛍光物質の励起及びその発光との混色関係等の観点から、400nm以上530nm以下が好ましく、420nm以上490nm以下がより好ましい。半導体材料としては、窒化物半導体(主として一般式InxAlyGa1-x-yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)で表される)、InAlGaAs系半導体、InAlGaP系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などが挙げられる。
接着材は、当該分野で公知の接着材を用いることができ、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もしくはハイブリッド樹脂を含んで構成されているものを利用することができる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂もしくはハイブリッド樹脂が、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。
浸漬によって接着材を発光素子の表面に付着させる場合、接着材をそのまま用いてもよいし、有機溶剤等で希釈して用いてもよい。具体的には、シリコーン樹脂を用いる場合、ヘキサン、トルエン等の有機溶剤を用いることが好ましい。適度の量を発光素子の表面に付着させ、適度な量を発光素子及び/又は透光性部材の側面に付着させるためには、例えば、浸漬の際の接着材の粘度は、1〜100Pa・sが好ましく、5〜50Pa・sがより好ましく、10Pa・s前後がさらに好ましい。
透光性部材は、発光素子から出射される光に対して透光性(例えば光透過率50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは85%以上)を有するものであればよく、透光性の母材から形成されていてもよいし、母材と蛍光物質とを含んでいてもよい。また、透光性部材が蛍光物質を含む場合、蛍光物質のみで構成されていてもよい。
(蛍光物質)
蛍光物質は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色光)を出射する発光装置とすることができる。蛍光物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。蛍光物質としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光物質(例えば、Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光物質(例えば、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、シリケート系蛍光物質(例えば、(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、クロロシリケート系蛍光物質(例えば、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光物質(例えば、Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<Z<4.2))、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASN又はSCASN)系蛍光物質(例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、フッ化珪酸カリウム系蛍光物質(例えば、K2SiF6:Mn)等が挙げられる。
透光性部材は、蛍光物質と無機物(例えばアルミナ)との焼結体又は蛍光物質の板状結晶などであってもよい。
母材としては、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、アクリル樹脂又はこれらの変性樹脂もしくはハイブリッド樹脂、ガラス等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂もしくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。
光反射部材は、例えば、母材を含んで構成されており、光反射材が含まれていることが好ましい。母材としては、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、アクリル樹脂又はこれらの変性樹脂もしくはハイブリッド樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂もしくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好ましい。
白色顔料は、流動性の観点から、球状のものが好ましい。また、白色顔料の一次粒子径(例えばD50で定義される)は、光反射及び被覆の効果を高めることを考慮すると、例えば0.1〜0.5μmが挙げられる。光反射部材中の光反射材の含有量は、光反射性及び流動状態における粘度などの観点から、例えば10〜70wt%が好ましく、30〜60wt%がより好ましい。
11、61、71 母材
12、62、72 配線
13、63 配線基板
14 接着材保持用の基板
15 プラスチックテープ
16 接着材保持槽
20 発光素子
20a、20b 電極
20c 表面
30 接着材
31 樹脂フィレット
40、41、44、45 透光性部材
50、56 光反射部材
51 研削盤
73 集合基板
74 スリット
81 支持体
Claims (10)
- 支持体上に、長方形状の発光素子を複数載置し、
接着材保持用の基板を準備し、該接着材保持用の基板の表面に、ダム材を、間隔をあけて貼着して、接着材保持槽を形成し、
前記ダム材の厚みを調整することにより、前記接着材保持槽内の接着材の厚みを調整し、
得られた支持体の前記複数の発光素子の表面側を接着材に一括して浸漬することにより、前記複数の発光素子の表面に一括して接着材を付着させ、
該接着材を介して、前記複数の発光素子の表面に透光性部材を載置することを含む発光装置の製造方法。 - 前記透光性部材に蛍光物質が含有されてなる請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子の側面を、前記接着材で被覆する請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記接着材を硬化して前記発光素子と前記透光性部材を固定する請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子の表面に前記透光性部材を載置した後、
さらに、光反射部材を前記発光素子の周囲に配置することを含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 - 前記光反射部材を前記発光素子の周囲とともに前記透光性部材の周囲にも配置する請求項5に記載の発光装置の製造方法。
- 前記光反射部材を配置した後、
さらに、前記発光素子ごと又は前記発光素子群ごとに個片化することを含む請求項5又は6に記載の発光装置の製造方法。 - 前記支持体を、前記発光素子と電気的に接続される配線基板とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子と前記透光性部材を固定した後、前記支持体を除去することを含む請求項4に記載の発光装置の製造方法。
- 光反射部材を前記透光性部材の上面および前記発光素子の周囲に配置し、
前記透光性部材が露出するまで前記光反射部材を除去することを含む請求項1〜9のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
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