JP7085724B2 - 発光モジュール - Google Patents
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Description
最低溶融粘度VC1:10~10000Pa・s
最低溶融粘度VC1における温度T1(最軟化温度):80~160℃
温度T1に到達するまでの溶融粘度変化率VR:1/1000以下
ビカット軟化温度T2:80~160℃
引張貯蔵弾性率EM:0~100℃の間で0.01~1000GPa
ガラス転移温度T3:100~160℃
DHV=3.8584P/D2=15.4336P
次に、実施形態に係る発光モジュール1の製造方法について説明する。
バンプ30の上端部に残った微小な突起はそのまま残してもよいが、所望によりバンプ30の上面を押圧してバンプ30の丸め処理を行ってもよい。
Mp-30℃≦T1<Mp…(2)
また、Mp-10℃≦T1<Mpとしてもよい。
Mp+10℃≦T2<Mp+30℃…(4)
積層体の真空雰囲気中での熱圧着工程は、以下のようにして実施することが好ましい。上述した積層体を予備加圧して各構成部材間を密着させる。次いで、予備加圧された積層体が配置された作業空間を、真空度が5kPaになるまで真空引きした後、積層体を上述したような温度に加熱しながら加圧する。このように、予備加圧された積層体を真空雰囲気中で熱圧着することによって、図9Dに示されるように、透明フィルム4と透明フィルム6との間の空間に軟化した樹脂シート130を隙間なく充填することができる。
1)[熱硬化性を有する樹脂シートが単層である場合]
出発材料が、透明フィルム4/導体パターン5/熱硬化性樹脂からなる樹脂シート130/発光素子22/透明フィルム6であり、以下の工程により形成される発光モジュール。透明フィルム4,導体パターン5,樹脂シート130,発光素子22からなる積層体に、第1の加圧・加熱工程を行って、発光素子22を樹脂シート130への埋め込むとともに、発光素子22と導体パターン5との接続を行う。次に、積層体に第2の加圧・加熱工程を行って、樹脂シート130の熱硬化を行う。
出発材料が、透明フィルム4/導体パターン5/熱硬化性樹脂からなる樹脂シート131/発光素子22であり、以下の工程により形成される発光モジュール。透明フィルム4,導体パターン5,樹脂シート131,発光素子22からなる積層体に、第1の加圧・加熱工程を行って、樹脂シート131を貫通させたバンプ30により、発光素子22と導体パターン5とを電気的に接続する。次に、積層体に、第2の加圧・加熱工程を行って、樹脂シート131の熱硬化を行う。次に、積層体に、熱硬化性樹脂からなる樹脂シート132、透明フィルム6を順次積層する。次に、積層体に、第3の加圧・加熱工程を行って、熱硬化性樹脂からなる樹脂シート132を下地凹凸へ充填する。次に、積層体に、第4の加圧・加熱工程を行って樹脂シート132を硬化させる。
出発材料が、透明フィルム4/導体パターン5/熱硬化性樹脂からなる樹脂シート131/発光素子22であり、以下の工程により形成される発光モジュール。透明フィルム4,導体パターン5,樹脂シート131,発光素子22からなる積層体に、第1の加圧・加熱工程を行って、樹脂シート131を貫通させたバンプ30により、発光素子22と導体パターン5とを電気的に接続する。次に、積層体に、第2の加圧・加熱工程を行って、樹脂シート131の熱硬化を行う。次に、積層体に、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート132、透明フィルム6を順次積層する。次に、積層体に、第3の加圧・加熱工程を行って、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート132を下地凹凸へ充填する。
例えば、出発材料が、透明フィルム4/導体パターン5/熱可塑性樹脂からなる樹脂シート131/発光素子22であり、以下の工程により形成される発光モジュール。透明フィルム4,導体パターン5,熱可塑性を有する樹脂シート131,発光素子22からなる積層体に、第1の加圧・加熱工程を行って、熱可塑性を有する樹脂シート131を貫通させたバンプ30により、発光素子22と導体パターン5とを電気的に接続する。次に、積層体に、熱硬化性樹脂からなる樹脂シート132、透明フィルム6を順次積層する。次に、積層体に、第2の加圧・加熱工程を行って、熱硬化性樹脂からなる樹脂シート132を下地凹凸へ充填する。所望により、積層体に、第3の加圧・加熱工程を行って、熱硬化性樹脂からなる樹脂シート132の熱硬化を行う。
[C点]:LEDを埋め込むことができる上限点(封止粘度、又は封止上限粘度)・・LEDを埋め込む真空熱圧着プロセスにおいて、十分にLED周辺に樹脂が充填される上限点。即ち、充填制御上限粘度である。
[D点]:フローコントロールのできる下限点(流動化阻止粘度、又は流動化阻止下限粘度)・・LEDを埋め込む真空熱圧着プロセスにおいて、樹脂の粘度が低いと、硬化温度まで上昇させる際、圧力によりフローが発生し、樹脂が流動化して発光素子(LED)の位置がずれてしまったり、極端な場合は、液状化してフィルム外形端より必要な樹脂が流れ出してしまう(デバイス構造で必要な樹脂厚さを確保できない)。即ち、フロー制御の下限粘度である。
[E点]:LEDの導通ができる上限点(加圧接続上限粘度)・・熱プレス時に、LEDのバンプが導体パターンに到達し、LEDと導体パターンとの導通の取れる上限粘度。一般には、熱プレス接続上限粘度である。
[B点]:上記A、C、D、Eの限定をカバーする下限粘度。・・即ち、D点と同じ粘度。
A:1,000,000poise・・(V1)
C:10,000poise・・(V2)
D:500poise・・(V3)
E:50,000poise・・(V4)
B:500poise
である。
4,6 透明フィルム
5 導体パターン
13 樹脂層
22 発光素子
23 ベース基板
24 N型半導体層
25 活性層
26 P型半導体層
28,29 電極
30 バンプ
130~132 樹脂シート
Claims (11)
- 透過性を有し、その一方の面に形成された複数の導体パターンを有する第1の絶縁体と、
複数の前記導体パターンの第1の導体パターンに接続された第1の電極と、前記第1の導体パターンと異なる複数の前記導体パターンの第2の導体パターンに接続された第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極にそれぞれ設けられる一対のバンプと、前記第1の電極が設けられた第1の半導体層と、前記第2の電極が設けられた第2の半導体層と、を備え、一対の前記バンプは、前記第1の導体パターンおよび前記第2導体パターンに向かって突出する、複数の発光素子と、
透過性を有する第2の絶縁体であって、前記第1の絶縁体から離れて配置され、前記第2の絶縁体は、複数の前記発光素子を保持する、第2の絶縁体と、
エポキシ樹脂からなり、前記第1の絶縁体と前記第2の絶縁体との間、および、複数の前記発光素子と前記第1の絶縁体との間の微小な空間に充填され、複数の前記発光素子の厚みよりも薄い部分を有する樹脂層と、
を備える発光モジュールであって、
前記第1の絶縁体において、複数の前記発光素子が配置された複数の領域は外側に向かって突出し、
前記樹脂層の引張貯蔵弾性率は50℃から100℃までほぼ一定であり、温度が上昇して100℃を超えるとき、前記引張貯蔵弾性率は急激に低下し、前記引張貯蔵弾性率が急激に低下した後は、前記引張貯蔵弾性率は一定となり、
50℃~100℃での前記引張貯蔵弾性率は1GPa~10GPaであり、前記引張貯蔵弾性率の変化は10倍以下である、
発光モジュール。 - 前記第1の絶縁体および前記第2の絶縁体は、50μm以上で300μm以下の厚さ、および、0kgf/mm2より大きく320kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有し、
前記第1の絶縁体および前記第2の絶縁体の材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンサクシネート(PES)、環状オレフィン樹脂またはアクリル樹脂である、
請求項1に記載の発光モジュール。 - 複数の前記発光素子は、前記第1の絶縁体に対向する発光面に形成され、複数の前記導体パターンの任意のいずれかに電気的に接続された電極を備え、
前記電極の面積は前記発光面の面積より小さい、
請求項1に記載の発光モジュール。 - 前記樹脂層は熱硬化性であり、
前記樹脂層の材料は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂またはジアリルフタレート樹脂を有し、
前記樹脂層は、前記第1の絶縁体と前記第2の絶縁体との間、および、複数の前記発光素子と前記第1の絶縁体との間の微小な空間に充填される、
請求項1に記載の発光モジュール。 - 前記樹脂層のビカット軟化温度は、80℃以上160℃以下である、
請求項1に記載の発光モジュール。 - 前記樹脂層の150℃での前記樹脂層の引張貯蔵弾性率は、10MPa以上100MPa以下である、
請求項1に記載の発光モジュール。 - 厚さ50μm~300μmの一対のフィルムであって、一対の前記フィルムの曲げ弾性率は、0kgf/mm2より大きく320kgf/mm2以下であり、一対の前記フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンサクシネート(PES)、環状オレフィン樹脂またはアクリル樹脂である一対のフィルムと、
一対の前記フィルムの一方に設けられた導体パターンと、
前記導体パターンに対向する発光面に電極を有し、前記電極は前記導体パターンと電気的に接続され、前記電極の面積は前記発光面の面積よりも小さい、発光素子と、
熱硬化性を有する樹脂層であって、前記樹脂層の材料は、エポキシ樹脂であり、前記樹脂層は、一対の前記フィルム間の隙間、および、前記発光素子と前記導体パターンとの間の微小な隙間とに充填される、樹脂層と、
を備える発光モジュールであって、
前記樹脂層の引張貯蔵弾性率は0℃から100℃までほぼ一定であり、温度が上昇して100℃を超えるとき、前記引張貯蔵弾性率は急激に低下し、前記引張貯蔵弾性率が急激に低下した後は、前記引張貯蔵弾性率は一定となり、
前記樹脂層の0℃から100℃の温度において、前記引張貯蔵弾性率は、1GPa以上10GPa以下であり、前記引張貯蔵弾性率の変化は10倍以下であり、
前記樹脂層のビカット軟化温度は、80℃以上160℃以下である、
発光モジュール。 - 前記電極に設けられるバンプをさらに備え、
前記バンプは、前記電極に形成された前記導体パターンに向かって突出する、
請求項7に記載の発光モジュール。 - 150℃での前記樹脂層の前記引張貯蔵弾性率は、10MPa以上100MPa以下である、
請求項7に記載の発光モジュール。 - 透過性を有し、厚さ50μm~300μmの第1の絶縁体であって、前記第1の絶縁体の曲げ弾性率は0kgf/mm2より大きく320kgf/mm2以下であり、前記第1の絶縁体の材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンサクシネート(PES)、環状オレフィン樹脂またはアクリル樹脂である第1の絶縁体と、
前記第1の絶縁体の一方の面に配置された複数の導体パターンと、
複数の前記導体パターンの第1の導体パターンに接続された第1の電極と、前記第1の導体パターンと異なる複数の前記導体パターンの第2の導体パターンに接続された第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極にそれぞれ設けられる一対のバンプと、前記第1の電極が設けられた第1の半導体層と、前記第2の電極が設けられた第2の半導体層と、を備え、一対の前記バンプは、前記第1の導体パターンおよび前記第2導体パターンに向かって突出する、複数の発光素子と、
熱硬化性を有する樹脂層であって、前記樹脂層の材料は、エポキシ樹脂であり、前記樹脂層は、複数の前記発光素子と複数の前記導体パターンとの間の微小な空間に充填され、前記樹脂層は、複数の発光素子を保持する、樹脂層と、
透過性を有し、厚さ50μm~300μmの第2の絶縁体であって、前記第2の絶縁体の曲げ弾性率は0kgf/mm 2 より大きく320kgf/mm 2 以下であり、前記第2の絶縁体の材料は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンサクシネート(PES)、環状オレフィン樹脂またはアクリル樹脂であり、一方の面に前記複数の発光素子が配置される第2の絶縁体と、
を備える発光モジュールであって、
前記樹脂層の引張貯蔵弾性率は0℃から100℃までほぼ一定であり、温度が上昇して100℃を超えるとき、前記引張貯蔵弾性率は急激に低下し、前記引張貯蔵弾性率が急激に低下した後は、前記引張貯蔵弾性率は一定となり、
0℃~100℃での前記引張貯蔵弾性率は1GPa~10GPaであり、前記引張貯蔵弾性率の変化は10倍以下であり、
前記樹脂層のビカット軟化温度は、80℃以上160℃以下であり、
前記樹脂層は、複数の前記発光素子の厚みよりも薄い部分を有し、
前記第1の半導体層は、前記樹脂層を介して前記第1の導体パターンおよび前記第2導体パターンの両方と重なり、前記第2の半導体層は、前記樹脂層を介して前記第2導体パターンと重なり、
前記第1の絶縁体において、複数の前記発光素子が配置された複数の領域は、外側に向かって突出する、
発光モジュール。 - 前記樹脂層の150℃での前記樹脂層の前記引張貯蔵弾性率は、10MPa以上100MPa以下である、
請求項10に記載の発光モジュール。
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