JP6830168B1 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 配線基材に取り付けられた電子素子を樹脂組成物で覆う工程Aと、
電子素子を覆った前記樹脂組成物にUVオゾン処理を施す工程Bとを有する電子部品の製造方法。
[2] 前記工程Aが、配線基材に取り付けられた電子素子の上方に樹脂組成物を設置する工程と、前記樹脂組成物を加熱変形温度以上に加熱する工程を含む[1]に記載の製造方法。
[3] 前記電子素子の上方に設置される樹脂組成物がシート状である[2]に記載の製造方法。
[4] 前記シート状の樹脂組成物の厚さが、0.01〜2.0mmである[3]に記載の製造方法。
[5] 前記樹脂組成物が結晶性フッ素樹脂を含み、かつ実質的に揮発成分を含まない[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6] 前記結晶性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体である[5]に記載の製造方法。
[7] 前記工程BのUVオゾン処理が、酸素含有ガス雰囲気下、200nm以下にピーク波長を有する紫外線を照射する処理である[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法。
[8] 前記紫外線の照射出力×前記紫外線の照射時間が0.001W・hour/cm2以上である[7]に記載の製造方法。
[9] 配線基材に取り付けられた発光素子が樹脂組成物で覆われた電子部品であって、
以下で特定される変化率が1.5%以上となるUVオゾン処理が前記樹脂組成物に施されている電子部品。
変化率(%)={(UVオゾン処理後の電子部品の光強度/UVオゾン処理前の電子部品の光強度)−1}×100
[10] 配線基材に取り付けられた発光素子が樹脂組成物で覆われた電子部品であって、
光強度が、発光素子が樹脂組成物で覆われる前の電子部品の光強度を基準とする相対値として1.38以上である電子部品。
[11] 前記樹脂組成物が結晶性フッ素樹脂を含み、かつ実質的に揮発成分を含まない[9]又は[10]に記載の電子部品。
[12] 前記結晶性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体である[11]に記載の電子部品。
[13] 前記樹脂組成物の厚みが0.01〜2.0mmである[9]〜[12]のいずれかに記載の電子部品。
本発明の電子部品は、配線基材に取り付けられた電子素子(好ましくは発光素子)が樹脂組成物で覆われている。
前記電子素子(好ましくは発光素子)としては、一般的に半導体でありトランジスタ、ダイオードなどが挙げられ、半導体ダイオードが好ましい。半導体ダイオードとしては、発光ダイオードが好ましく、特に紫外線発光ダイオード(以下、紫外線発光素子という場合もある)が好ましい。
配線基材は、表面に電極配線が形成された基材であり、パッケージと称されることがある。この配線基材に電子素子が取り付けられる。配線基材は、表面実装型、複数の電子素子が表面実装されたチップオンボード型のいずれでもよい。また分割することで複数の表面実装型電子部品を製造するための連結型配線基材であってもよい。さらに表面実装型、連結型、チップオンボード型などに使用される配線基材の形状は、キャビティ型であってもよく、平板型であってもよい。また表面実装型、連結型、及びチップオンボード型において、前記電子素子は、配線基材上にバンプを介して直接設置されていてもよいし、配線基材上にサブマウントを接着し、このサブマウント上にバンプを介して電子素子を取り付けて電子素子部品とし、該電子素子部品を配線基材に設置してもよい。
本発明では、上述した様に、配線基材に取り付けられた電子素子(好ましくは発光素子)が樹脂組成物で覆われており、すなわち配線基材に取り付けられた電子素子(好ましくは発光素子)が樹脂組成物で封止されている。前記樹脂組成物は、封止樹脂として使用される公知の樹脂を含むことが好ましく、当該樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。前記樹脂は、結晶性樹脂であってもよく、非晶性樹脂であってもよい。紫外線発光ダイオードをエポキシ樹脂やシリコーン樹脂で封止すると、紫外線によって樹脂の劣化が大きくなる場合があるのに対して、フッ素樹脂で封止すると樹脂の劣化を抑制できるため、前記樹脂組成物はフッ素樹脂を含むことが好ましい。前記樹脂は、1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、本明細書で「フッ素樹脂」とは、フッ素を含むオレフィンの重合体又はその変性物を意味し、前記変性物には、例えば、主鎖末端に−OHや−COOHなどの極性基が結合するものが含まれる。
紫外線発光素子を有する電子部品では、樹脂組成物が紫外線発光素子を封止している限り、封止部は種々の形状をとることができ、例えば、レンズ状、板状、円錐台状、円柱状、半球状、半楕円球状などの形状が挙げられるが、紫外線発光素子の上面をレンズ状として(紫外線発光素子の上面を凸状の曲面として)集光レンズとして使用することが好ましい。図5の電子部品50は、樹脂組成物による封止部51自体が上面に盛り上がって凸状の曲面を形成している例である。
前記電子部品は、配線基材に取り付けられた電子素子を樹脂組成物で覆う工程A(すなわち封止工程)と、電子素子を覆った前記樹脂組成物にUVオゾン処理を施す工程Bとを有する方法により製造することができる。
樹脂組成物による封止は、前記電子素子を固定できる限り特に限定されないが、電子素子が発光素子である場合、活性層を外部の酸素や水分から遮断できることが好ましく、発光素子全体を外部の酸素や水分から遮断できることがより好ましい。図5は、図3の電子素子実装パッケージ30を封止して電子部品50にした例を示す概略断面図である。
a)樹脂組成物を適当な溶媒と混合して得られるスラリー又は溶液(以下、塗布液という場合がある)を塗布し、乾燥する工程を1回以上繰り返す方法(以下、塗布法という場合がある)。
b)配線基材に取り付けられた電子素子の上方に樹脂組成物を設置する工程と、前記樹脂組成物を加熱変形温度以上に加熱する工程を含む方法(以下、溶融封止法という場合がある)。
c)前記塗布法と溶融封止法とを適宜組み合わせた方法。
本発明の電子部品の製造方法は、電子素子を覆った樹脂組成物(すなわち、封止後の樹脂組成物)にUVオゾン処理を施す工程を有する。電子素子(好ましくは発光素子)を覆った樹脂組成物にUVオゾン処理を施すことにより、樹脂組成物中に存在する透明性を低下させる要因がUVオゾン処理により除去されるためか、樹脂組成物の透明性が向上し、光取出し効率を向上することができる。
変化率(%)={(UVオゾン処理後の電子部品の光強度/UVオゾン処理前の電子部品の光強度)−1}×100
によって制限を受けるものではなく、前後の記述の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を
加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含され
る。
封止後のチップ直上の樹脂組成物の厚みを、デジマイクロ(Nikon社製、装置:MF−501+カウンタMFC−101A+MS−11C、測定子:ピン測定子)を用いて測定した。
低圧水銀ランプの光強度を下記の条件に基づいて測定した。測定の結果、本実施例で使用した低圧水銀ランプの光強度(出力)は1.38W/(2.5×2.5×3.14)=0.070W/cm2であった。
測定条件
装置:VEGA レーザーパワー/エネルギーメータ(OPHIR社製)
測定波長レンジ:UV
測定タイミング:点灯開始から5分後の値
測定時間アベレージ:10秒
測定位置:低圧水銀ランプから5cmの距離に検出器の上面が来るように設置
検出器の大きさ:5cmφ
封止前後、及びUVオゾン処理後のサンプルの光強度を下記の条件に基づいて測定した。
測定条件
測定装置:OP−RADIANT−UV 紫外LED測定用積分球システム(オーシャンフォトニクス社製)
電流値:40mA
温度:25℃
N,N−ジメチルアセトアミド(富士フィルム和光純薬社製、純度98%)80質量部に対し、THV221AZ(3M社製)20質量部を添加し、室温で一晩かけて攪拌混合した。得られた混合物4.0gと8.0gをPFAペトリ皿(内径×外径×高さ=φ50mm×φ55mm×14.5mm)上にそれぞれ入れ、送風乾燥機を用いて200℃10時間の条件で熱処理し、厚さ0.20mmと0.40mmの硬化物を得た。得られた硬化物をハサミで正方形に切り出し、厚さ0.40mmの硬化物からサンプル1及び2のTHVシートを、厚さ0.20mmの硬化物からサンプル3のTHVシートをそれぞれ得た。切り出したTHVシートの重量を測定し、THV221AZの比重1.95を用いてサンプル1〜3のシートの面積を計算した。サンプル1〜3のシートの面積を表1に示す。
サブマウント付き深紫外線LED素子(DOWAエレクトロニクス社製、型番275−FL−01−s08)を銅基板に接合材(信越化学工業株式会社、KER−3000−M2)を用いて接着し、金線でサブマウントと銅基板の電極をワイヤボンディングして深紫外線LED基板を作製した。
得られたサンプル1のTHVシートを深紫外線LED素子の上面に置いた。深紫外線LED基板を真空乾燥機の中に入れ、大気圧から0.1MPa以上減圧した状態で、200℃に加熱した。200℃を2時間保持した後、加熱を止め、自然降温した。真空乾燥器の温度が70℃に下がった時点で、真空乾燥器の中を2分かけて大気圧に戻してから扉を開け、封止サンプルを取り出した。チップ直上の樹脂組成物の厚みを表2に示す。また、封止前の深紫外線LED基板の光強度、及び封止サンプルの光強度を表3に示す。
サンプル1のTHVシートの代わりに、サンプル2のTHVシートを使用すること以外は比較例1と同様の方法で封止サンプルを作製した。チップ直上の樹脂組成物の厚みを表2に示し、封止前の深紫外線LED基板の光強度、及び封止サンプルの光強度を表3に示す。
サンプル1のTHVシートの代わりに、サンプル3のTHVシートを使用すること以外は比較例1と同様の方法で封止サンプルを作製した。チップ直上の樹脂組成物の厚みを表2に示し、封止前の深紫外線LED基板の光強度、及び封止サンプルの光強度を表3に示す。
比較例1で得られた封止後のサンプルに、低圧水銀ランプ(セン特殊光源株式会社製、PL16−110D)を1時間照射し、UVオゾン処理を行った。ジャッキの上面にアルミホイルを敷き、サンプルはその上に載せ、ジャッキで高さを調節し、封止部の上面と水銀ランプの距離が5cmになるように調節した。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
実施例1で得られた封止サンプルに、さらに1時間低圧水銀ランプを照射し、UVオゾン処理を合計で2時間行った。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
比較例2で得られた封止後のサンプルに、低圧水銀ランプ(セン特殊光源株式会社製、PL16−110D)を1時間照射し、UVオゾン処理を行った。ジャッキの上面にアルミホイルを敷き、サンプルはその上に載せ、ジャッキで高さを調節し、封止部の上面と水銀ランプの距離が5cmになるように調節した。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
実施例3で得られた封止サンプルに、さらに1時間低圧水銀ランプを照射し、UVオゾン処理を合計で2時間行った。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
比較例3で得られた封止後のサンプルに、低圧水銀ランプ(セン特殊光源株式会社製、PL16−110D)を1時間照射し、UVオゾン処理を行った。ジャッキの上面にアルミホイルを敷き、サンプルはその上に載せ、ジャッキで高さを調節し、封止部の上面と水銀ランプの距離が5cmになるように調節した。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
実施例5で得られた封止サンプルに、さらに1時間低圧水銀ランプを照射し、UVオゾン処理を合計で2時間行った。得られた封止サンプルの光強度を表3に示す。
変化率(%)={(UVオゾン処理後の封止サンプルの光強度/UVオゾン処理前の封止サンプルの光強度)−1}×100
2 紫外線発光素子
4 サブマウント
31 接合剤
32 コア基板
33 ワイヤ
34 金属基板
35 アノード電極
36 カソード電極
37 絶縁部
38 パターン回路
51 樹脂組成物(封止部)
T1 樹脂組成物の厚み
Claims (8)
- 配線基材に取り付けられた電子素子を樹脂組成物で覆う工程Aと、
電子素子を覆った前記樹脂組成物にUVオゾン処理を施す工程Bとを有する電子部品の製造方法。 - 前記工程Aが、配線基材に取り付けられた電子素子の上方に樹脂組成物を設置する工程と、前記樹脂組成物を加熱変形温度以上に加熱する工程を含む請求項1に記載の製造方法。
- 前記電子素子の上方に設置される樹脂組成物がシート状である請求項2に記載の製造方法。
- 前記シート状の樹脂組成物の厚さが、0.01〜2.0mmである請求項3に記載の製造方法。
- 前記樹脂組成物が結晶性フッ素樹脂を含み、かつ実質的に揮発成分を含まない請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記結晶性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体である請求項5に記載の製造方法。
- 前記工程BのUVオゾン処理が、酸素含有ガス雰囲気下、200nm以下にピーク波長を有する紫外線を照射する処理である請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記紫外線の照射出力×前記紫外線の照射時間が0.001W・hour/cm2以上である請求項7に記載の製造方法。
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