TWI691102B - 被覆光半導體元件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可確實地將被覆光半導體元件自暫時固定片剝離的被覆光半導體元件之製造方法。
被覆光半導體元件5之製造方法包括如下步驟:步驟(1),其準備於第1暫時固定片10之上表面相互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件1、及以與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸之方式被覆複數個光半導體元件1之第1螢光體層2;步驟(2),其於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開放之槽3;步驟(3),其將第2被覆層4至少填充至槽3中,而獲得具備光半導體元件1、第1螢光體層2及第2被覆層4之被覆光半導體元件1;及步驟(4),其將被覆光半導體元件1自第1暫時固定片10剝離。於步驟(3)中,第1螢光體層2介存於填充至槽3中之第2被覆層4與第1暫時固定片10之間。
Description
本發明係關於一種被覆光半導體元件之製造方法。
自先前已知將由螢光體層等被覆層所被覆之LED(Light Emitting Diode,發光二極體)安裝於電路基板。
例如提出有如下方法:對在黏著片上以特定之間隔整齊排列之LED,塗佈分散有螢光體之陶瓷油墨,繼而使陶瓷油墨硬化,藉此利用陶瓷油墨層被覆LED。其後,將鄰接之LED間之陶瓷油墨層切斷分離,其後,將LED及陶瓷油墨層自黏著片剝離,並覆晶安裝於電路基板(例如參照專利文獻1)。
於專利文獻1中所記載之方法中,於在電路基板上安裝有LED之狀態下,進而利用透明樹脂密封陶瓷油墨層。
專利文獻1:日本專利特開2012-39013號公報
然而,有欲於經黏著片支持之狀態下,利用密封樹脂等進而被覆陶瓷油墨層之要求。於該情形時,若利用密封樹脂密封經黏著片支持之狀態之
陶瓷油墨層,則於已被切斷分離之陶瓷油墨層之間隙處由密封樹脂進行填充,該密封樹脂會與黏著片直接接觸。如此,由於密封樹脂與黏著片之黏著力(黏著力)較高,故而存在無法將密封樹脂與LED及陶瓷油墨層一併自黏著片剝離之不良情況。
本發明之目的在於提供一種可確實地將被覆光半導體元件自暫時固定片剝離之被覆光半導體元件之製造方法。
本發明[1]包括一種被覆光半導體元件之製造方法,其包括如下步驟:步驟(1),其準備於暫時固定片上相互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件、及以第1被覆層與自複數個上述光半導體元件露出之上述暫時固定片之上表面直接接觸之方式被覆複數個上述光半導體元件之上述第1被覆層;步驟(2),其於位於鄰接之上述光半導體元件之間之上述第1被覆層設置朝向上方開放之槽;步驟(3),其將第2被覆層至少填充至上述槽中,而獲得具備上述光半導體元件、上述第1被覆層及上述第2被覆層之被覆光半導體元件;步驟(4),其將上述被覆光半導體元件自上述暫時固定片剝離;並且於上述步驟(3)中,上述第1被覆層介存於填充至上述槽中之上述第2被覆層與上述暫時固定片之間。
根據該方法,於步驟(3)中,由於第1被覆層介存於填充至槽中之第2被覆層與暫時固定片之間,因此防止第2被覆層與固定片直接接觸。因此,即便第2被覆層之黏著力較高,亦可防止第2被覆層與暫時固定片接著。
其結果為,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件自暫時固定片剝離。
本發明[2]包括如[1]中所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中於上述步驟(4)中,將上述被覆光半導體元件自上述暫時固定片轉印至轉印
片,上述被覆光半導體元件對於上述轉印片之接著力高於上述被覆光半導體元件對於上述暫時固定片之接著力。
根據該方法,由於被覆光半導體元件對於轉印片之接著力高於被覆光半導體元件對於暫時固定片之接著力,因此於步驟(4)中,可更確實地將被覆光半導體元件自暫時固定片轉印至轉印片。
本發明[3]包括如[1]或[2]中所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中上述第1被覆層係含有螢光體之第1螢光體層。
根據該方法,由於第1被覆層係含有螢光體之第1螢光體層,因此可利用第1螢光體層對自光半導體元件發出之光進行波長轉換。
本發明[4]包括如[3]中所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中於上述步驟(3)中,以使上述第1螢光體層之上表面露出之方式將上述第2被覆層填充至上述槽中。
於該方法中,由於在步驟(3)中,以使第1螢光體層之上表面露出之方式將被覆層填充至槽中,因此可獲得發出具有向上方之指向性之光之被覆光半導體元件。
本發明[5]包括如[3]中所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中於上述步驟(3)中,以被覆上述第1被覆層之上表面之方式將上述第2被覆層填充至上述槽中。
於該方法中,由於以被覆第1螢光體層之上表面之方式將被覆層填充至槽中,因此可獲得光學特性優異之被覆光半導體元件。
本發明[6]包括如[1]至[3]中任一項所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中上述第2被覆層係含有螢光體之第2螢光體層。
於該方法中,由於第2被覆層係含有螢光體之第2螢光體層,因此可利用第2螢光體層對自光半導體元件發出之光進行波長轉換。
本發明[7]包括如[6]中所記載之被覆光半導體元件之製造方法,其中於上述步驟(3)中,以被覆上述第2螢光體層之上表面之方式將上述第2被覆層填充至上述槽中。
於該方法中,由於在步驟(3)中,以使第2螢光體層之上表面露出之方式將被覆層填充至槽中,因此可獲得發出具有向上方之指向性之光之被覆光半導體元件。本發明〔1〕包括一種被覆光半導體元件之製造方法,其包括如下步驟:步驟(1),其準備於暫時固定片上相互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件、及以第1被覆層與自複數個上述光半導體元件露出之上述暫時固定片之上表面直接接觸之方式被覆複數個上述光半導體元件之上述第1被覆層;步驟(2),其於位於鄰接之上述光半導體元件之間之上述第1被覆層設置朝向上方開放之槽;步驟(3),其將第2被覆層至少填充至上述槽中,而獲得具備上述光半導體元件、上述第1被覆層及上述第2被覆層之被覆光半導體元件;步驟(4),其將上述被覆光半導體元件自上述暫時固定片剝離;並且於上述步驟(3)中,上述第1被覆層介存於填充至上述槽中之上述第2被覆層與上述暫時固定片之間。
根據本發明,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件自暫時固定片剝離。
1:光半導體元件
2:第1螢光體層(第1被覆層之一例)
3:槽
3':開口部
4:第2被覆層
5:被覆光半導體元件
6:保護片
10:第1暫時固定片(暫時固定片之一例)
11:暫時固定層
12:支持層
16:真空裝置
17:密閉空間
18:真空腔室
19:真空管線
20:真空泵
21:真空閥
22:大氣管線
23:大氣閥
24:腔室空間
27:轉印片
29:第2被覆元件集合體
34:空間(腔室空間)
35:切割機
36:底部
37:第1轉印片(暫時固定片之一例)
38:第2轉印片(轉印片之一例)
39:真空分注器
40:噴嘴
41:第1被覆元件集合體
43:被覆材料
45:突出部
46:凹部
50:基板
51:發光裝置
52:上側第1螢光體層
61:黏著層
62:支持片
82:第1被覆層
83:上側第1被覆層
84:第2螢光體層(第2被覆層之一例)
h1:厚度
h2:厚度
L0:厚度
L1:厚度
L2:寬度
L3:間隔
L4:厚度
L5:厚度
L6:寬度
L7:深度(距離)
L8:厚度(距離)
L9:厚度
P:間距
Z:厚度
y:厚度
α:距離
β:寬度(長度)
圖1A~圖1E為本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第1實施形態之製造步驟圖,圖1A表示將複數個光半導體元件配置於暫時固定片之步
驟,圖1B表示利用第1螢光體層被覆複數個光半導體元件之步驟(1),圖1C表示於位於鄰接之光半導體元件之間之第1螢光體層設置槽之步驟(2),圖1D表示將保護片配置於第1螢光體層之上表面之步驟(i),圖1E表示於真空下配置暫時固定片、光半導體元件、第1螢光體層及保護片之步驟(ii),及配置被覆材料而形成密閉空間之步驟(iii)。
圖2F~圖2I為繼圖1E之後,本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第1實施形態之製造步驟圖,圖2F表示使被覆材料流入至密閉空間之步驟(iv),圖2G表示將保護片剝離之步驟(v),圖2H表示將光半導體元件單片化之步驟,圖2I表示將被覆光半導體元件轉印至轉印片之步驟(4)。
圖3A~圖3C為第1實施形態之各步驟之俯視圖,圖3A為與圖1D對應之步驟(i)之俯視圖,圖3B為與圖1E對應之步驟(ii)之俯視圖,圖3C為與圖2F對應之步驟(iii)之俯視圖。
圖4表示將圖2I所表示之被覆光半導體元件安裝於基板之步驟。
圖5A~圖5C為本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第2實施形態之製造步驟圖,圖5A表示利用第1螢光體層被覆複數個光半導體元件之步驟(1),圖5B表示於位於鄰接之光半導體元件之間之第1螢光體層設置槽之步驟(2),圖5C表示將第2被覆層填充至槽中,以被覆上側第1螢光體層之方式設置之驟(3)。
圖6D及圖6E為繼圖5C之後,本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第2實施形態之製造步驟圖,圖6D表示將光半導體元件單片化之步驟,圖6E表示將被覆光半導體元件轉印至轉印片之步驟(4)。
圖7表示將6E所表示之被覆光半導體元件安裝於基板之步驟。
圖8表示藉由第3實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件之剖視圖。
圖9表示藉由第4實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件之剖視圖。
圖10表示藉由第5實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件之剖視圖。
圖11表示藉由第6實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件之剖視圖。
圖12A~圖12D為比較例1之被覆光半導體元件之製造步驟圖,圖12A表示將開口部設置於第1螢光體層之步驟(2),圖12B表示設置第2被覆層之步驟(3),圖12C表示將第2被覆層切斷之步驟,圖12D表示將被覆光半導體元件轉印至轉印片之步驟(4)。
圖13A~圖13D為比較例2之被覆光半導體元件之製造步驟圖,圖13A表示將開口部設置於第1螢光體層之步驟(2),圖13B表示設置第2被覆層之步驟(3),圖13C表示將第2被覆層切斷之步驟,圖13D表示將被覆光半導體元件轉印至轉印片之步驟(4)。
圖14A~圖14D為比較例3之被覆光半導體元件之製造步驟圖,圖14A表示將開口部設置於第1被覆層之步驟(2),圖14B表示設置第2螢光體層之步驟(3),圖14C表示將第2螢光體層切斷之步驟,圖14D表示將被覆光半導體元件轉印至轉印片之步驟(4)。
圖15A~圖15D為本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第7實施形態之製造步驟圖,圖15A表示將複數個光半導體元件配置於暫時固定片之步驟,圖15B表示利用第1螢光體層被覆複數個光半導體元件之步驟(1),圖15C表示將第1被覆元件集合體轉印至第1轉印片之步驟,圖15D表示於第1螢光體層設置槽之步驟(2)。
圖16E~圖16G為繼圖15D之後,本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第7實施形態之製造步驟圖,圖16E表示將第2被覆層填充至槽中之步驟(3),圖16F表示將光半導體元件單片化之步驟,圖16G表示去除第2被覆層4之上端部之步驟。
圖17表示將圖16G所表示之被覆光半導體元件安裝於基板之步驟。
圖18A及圖18B為本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第8實施形態之製造步驟圖,圖18A表示將被覆光半導體元件轉印至第2轉印片之步驟,圖18B表示去除第1螢光體層之底部之步驟。
圖19表示將圖18B所表示之被覆光半導體元件安裝於基板之步驟。
於1A~圖2I中,紙面上下方向為上下方向(第1方向,厚度方向),紙面上側為上側(第1方向一側,厚度方向一側),紙面下側為下側(第1方向另一側,厚度方向另一側)。紙面左右方向為左右方向(與第1方向正交之第2方向),紙面左側為左側(第2方向一側),紙面右側為右側(第2方向另一側)。紙厚方向為前後方向(與第1方向及第2方向正交之第3方向),紙面近前側為前側(第3方向一側),紙面裏側為後側(第3方向另一側)。具體而言,依據各圖之方向箭頭。
<第1實施形態>
1.被覆光半導體元件之製造方法
本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第1實施形態包括如下步驟:步驟(1),其準備於作為暫時固定片之一例之第1暫時固定片10之上表面相
互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件1、及作為以與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸之方式被覆複數個光半導體元件1之第1被覆層之一例的第1螢光體層2(參照圖1A及圖1B);步驟(2),其於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開放之槽3(參照圖1C);步驟(3),其將第2被覆層4填充至槽3中,而獲得具備光半導體元件1、第1螢光體層2及第2被覆層4之被覆光半導體元件5(參照圖1D~圖2H);及步驟(4),其將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27(參照圖2I)。
以下,依序說明各步驟。
1-1.步驟(1)
如圖1A及圖1B所示,於步驟(1)中,準備複數個光半導體元件1與第1螢光體層2。即,準備於第1暫時固定片10之上表面相互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件1、及以第1螢光體層2與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸之方式被覆複數個光半導體元件1之第1螢光體層2。
更具體而言,如圖1A所示,於步驟(1)中,首先,於第1暫時固定片10之上表面相互隔開間隔而暫時固定複數個光半導體元件1。
光半導體元件1係將電能轉換為光能之光半導體元件。光半導體元件不包括技術領域不同於光半導體元件之電晶體等整流器。光半導體元件1例如具有厚度(上下方向之最大長度)短於面方向長度(具體而言,左右方向長度及前後方向長度)之剖視大致矩形狀及俯視大致矩形狀。光半導體元件1之下表面之一部分係由凸塊(未圖示)所形成。凸塊係構成為與設置於基板50(參照圖4,下述)之上表面之端子(於圖4中未圖示)電性連接。
作為光半導體元件1,具體而言,可列舉發出藍色光之藍色LED(發光二極體元件)。
光半導體元件1之厚度(上下方向長度)L1例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下。光半導體元件1之寬度(左右方向長度及前後方向長度)L2例如為0.1μm以上,較佳為0.2μm以上,又,例如為5000μm以下,較佳為2000μm以下。
第1暫時固定片10係用於暫時固定複數個光半導體元件1,又,其後,利用第1螢光體層2將複數個光半導體元件1一併被覆而加以密封,其後,於第1螢光體層2形成槽3之支持構件。
第1暫時固定片10具備暫時固定層11與支持層12。
暫時固定層11為了將複數個光半導體元件1暫時固定,而設置於暫時固定層11之上部。暫時固定層11具有黏著層,黏著層例如係利用黏著劑,以向左右方向及前後方向延伸之大致平板形狀形成。作為黏著劑,例如可列舉藉由處理(具體而言,照射活性能量線等),黏著力降低之黏著劑。又,暫時固定層11可具有1個黏著層、及設置於該黏著層之下表面之基材(未圖示)。進而,暫時固定層11亦可具有2個黏著層、及介存於該等之間之基材(未圖示)。進而,暫時固定層11之厚度例如為5μm以上,較佳為10μm以上,又,例如為200μm以下,較佳為150μm以下。
支持層12為了支持暫時固定層11,而設置於暫時固定層11之下表面。作為支持層12,例如可列舉:聚乙烯膜、聚酯膜(PET(Polyethylene Terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)等)等聚合物膜、例如陶瓷片、例如金屬箔等。可較佳地列舉聚合物膜。支持層12之厚度例如為1μm以上,較佳為10μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
然後,於第1暫時固定片10之上表面將複數個光半導體元件1相互隔開間隔而進行暫時固定。具體而言,於暫時固定層11之上表面,將複數個光
半導體元件1沿左右方向及前後方向隔開間隔而整齊排列配置。更具體而言,使複數個光半導體元件1之下表面與第1暫時固定片10之暫時固定層11之上表面接觸。
鄰接之光半導體元件1間之間隔L3例如為0.1mm以上,較佳為0.3mm以上,又,例如為3mm以下,較佳為2mm以下。複數個光半導體元件1之間距P、即,一個光半導體元件1之寬度L2與一個光半導體元件1和鄰接其之光半導體元件1之間之間隔L3的總和P(=L2+L3)例如為0.3mm以上,較佳為0.5mm以上,又,例如為5mm以下,較佳為3mm以下。
如圖1B所示,其後,利用第1螢光體層2,以第1螢光體層2與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸之方式被覆複數個光半導體元件1。
於利用第1螢光體層2被覆複數個光半導體元件1時,首先,製備第1螢光體層2。
第1螢光體層2於俯視時具有包括複數個光半導體元件1在內之尺寸,且具有大致矩形平板形狀。第1螢光體層2係將自光半導體元件1發出之藍色光之一部分轉換為例如黃色光、紅色光、綠色光等之波長轉換層。第1螢光體層2包含螢光體樹脂組合物。
螢光體樹脂組合物含有螢光體與透明樹脂組合物。
作為螢光體,例如可列舉:可將藍色光轉換為黃色光之黃色螢光體、可將藍色光轉換為紅色光之紅色螢光體、可將藍色光轉換為綠色光之綠色螢光體等。
作為黃色螢光體,例如可列舉:(Ba,Sr,Ca)2SiO4;Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu(鋇正矽酸鹽(BOS))等矽酸鹽螢光體、例如Y3Al5O12: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構造之石榴石型螢光體、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。
作為綠色螢光體,例如可列舉Lu3Al5O12:Ce(LuAG:釕鋁石榴石)等石榴石型螢光體。
此種螢光體之中,可較佳地列舉:黃色螢光體單獨、或紅色螢光體與綠色螢光體之組合。
作為螢光體之形狀,例如可列舉:球狀、板狀、針狀等。就流動性之觀點而言,可較佳地列舉球狀。
螢光體之最大長度之平均值(於球狀之情形時為平均粒徑)例如為0.1μm以上,較佳為1μm以上,又,例如為200μm以下,較佳為100μm以下。
關於螢光體之調配比率,相對於透明樹脂組合物100質量份,例如為0.1質量份以上,較佳為0.5質量份以上,例如為80質量份以下,較佳為50質量份以下。又,關於螢光體之調配比率,相對於螢光體樹脂組合物,例如為0.1質量%以上,較佳為0.5質量%以上,例如為90質量%以下,較佳為80質量%以下。
透明樹脂組合物例如可列舉用作用以密封光半導體元件1之密封材之透明性樹脂組合物。具體而言,作為透明樹脂組合物,例如可列舉:熱硬化性樹脂組合物、熱塑性樹脂組合物,可較佳地列舉熱硬化性樹脂組合物。
作為熱硬化性樹脂組合物,例如可列舉:2段反應硬化性樹脂組合物、1段反應硬化性樹脂組合物。
2段反應硬化性樹脂組合物具有2個反應機制,可於第1段之反應中,自A階段狀態進行B階段化(半硬化),繼而,於第2段之反應中,自B階段狀
態進行C階段化(完全硬化)。即,2段反應硬化性樹脂組合物係可藉由適度之加熱條件而成為B階段狀態之熱硬化性樹脂組合物。其中,2段反應硬化性樹脂組合物亦可藉由強度之加熱,未自A階段狀態維持B階段狀態,而一次成為C階段狀態。再者,B階段狀態係熱硬化性樹脂組合物為液狀之A階段狀態與完全硬化之C階段狀態之間之狀態,係略微進行硬化及凝膠化,且壓縮彈性模數小於C階段狀態之彈性模數之半固體或固體狀態。
1段反應硬化性樹脂組合物具有1個反應機制,於第1段之反應中,可自A階段狀態進行C階段化(完全硬化)。再者,1段反應硬化性樹脂組合物包含如下熱硬化性樹脂組合物,其可於第1段之反應之中途停止其反應,而自A階段狀態成為B階段狀態,且藉由其後之進一步之加熱,重新開始第1段之反應,而自B階段狀態進行C階段化(完全硬化)。即,該熱硬化性樹脂組合物係可成為B階段狀態之熱硬化性樹脂組合物。另一方面,1段反應硬化性樹脂組合物包含如下熱硬化性樹脂組合物,其無法以於1段反應之中途停止之方式加以控制,即,無法成為B階段狀態,而一次自A階段狀態進行C階段化(完全硬化)。
作為透明樹脂組合物,可列舉:聚矽氧樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂等。作為透明樹脂組合物,可較佳地列舉聚矽氧樹脂。
上述透明樹脂組合物可為同一種或複數種之任一種。
作為聚矽氧樹脂,就透明性、耐久性、耐熱性、耐光性之觀點而言,例如可列舉:加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物、縮合、加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物等聚矽氧樹脂組合物。聚矽氧樹脂可單獨使用,或亦可併用。
加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物為1段反應硬化性樹脂組合物,例如含有含烯基之聚矽氧烷、含氫矽烷基之聚矽氧烷、及矽氫化觸媒。
具體而言,例如,作為加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物,可列舉:作為可成為B階段狀態之1段反應硬化性樹脂組合物之苯基系聚矽氧樹脂組合物、例如作為無法成為B階段狀態之1段反應硬化性樹脂組合物之甲基系聚矽氧樹脂組合物。可較佳地列舉苯基系聚矽氧樹脂組合物。
加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物例如可列舉日本專利特開2015-073084號公報等中所記載之加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物。
縮合、加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物為2段反應硬化性樹脂,具體而言,例如可列舉:日本專利特開2010-265436號公報、日本專利特開2013-187227號公報等中所記載之第1~第8縮合、加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物、例如日本專利特開2013-091705號公報、日本專利特開2013-001815號公報、日本專利特開2013-001814號公報、日本專利特開2013-001813號公報、日本專利特開2012-102167號公報等中所記載之含籠型八倍半矽氧烷之聚矽氧樹脂組合物等。
再者,加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物及縮合、加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物為固體狀,且兼具熱塑性及熱硬化性。
再者,於螢光體樹脂組合物中,可視需要以適當之比率添加顏料(包含填料)、矽烷偶合劑、抗老化劑、改性劑、界面活性劑、染料、防變色劑、紫外線吸收劑等公知之添加物。
再者,可利用剝離片(未圖示)支持並保護第1螢光體層2。
關於未圖示之剝離片,於至利用第1螢光體層2密封光半導體元件1為止之期間,為了保護第1螢光體層2,而以可剝離之方式貼合於第1螢光體層2之背面(圖1A中之上表面)。作為剝離片(未圖示),例如可列舉:聚乙烯膜、聚酯膜(PET等)等聚合物膜、例如陶瓷片、例如金屬箔等。可較佳地列舉聚合物膜。
剝離片(未圖示)之厚度例如為1μm以上,較佳為10μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
於第1螢光體層2含有苯基系聚矽氧樹脂組合物(1段反應硬化性樹脂組合物(加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物))之情形時,烯基與氫矽烷基之矽氫化反應進行至中途,且暫時停止。
對光半導體元件1進行被覆前之第1螢光體層2之厚度L0例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
其後,對複數個光半導體元件1及第1暫時固定片10,將第1螢光體層2壓接。較佳為對支持複數個光半導體元件1之剝離片,將第1螢光體層2熱壓接(熱壓)。
具體而言,首先,將第1螢光體層2、複數個光半導體元件1及第1暫時固定片10設置於具備熱源之平板壓機等。關於平板壓機,雖然未圖示,但具備具有平坦之上表面之下模具、及對向配置於下模具之上側且具有平坦之下表面之上模具。
然後,利用平板壓機,對第1螢光體層2、複數個光半導體元件1及第1暫時固定片10進行熱壓。
關於平板壓機之溫度,於第1螢光體層2含有加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物之情形時,為加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物之熱塑溫度或其以上,就一次實施加成反應硬化型聚矽氧樹脂組合物之熱塑及熱硬化之觀點而言,較佳為熱硬化溫度或其以上,具體而言,例如為60℃以上,較佳為80℃以上,又,例如為150℃以下,較佳為120℃以下。
加壓時間例如為1分鐘以上,較佳為5分鐘以上,又,例如為60分鐘以下,較佳為20分鐘以下。
藉由上述熱壓,於第1螢光體層2含有具有熱塑性及熱硬化性之苯基系聚矽氧樹脂組合物之情形時,第1螢光體層2進行塑化。繼而,利用塑化後之第1螢光體層2,埋設複數個光半導體元件1。
此時,如圖1B所示,第1螢光體層2與自複數個光半導體元件1露出之暫時固定層11之上表面直接接觸。即,第1螢光體層2與光半導體元件1之上表面及側面及自暫時固定層11露出之暫時固定層11之上表面直接接觸。
藉此,如圖1B所示,利用1個第1螢光體層2而密封複數個光半導體元件1。
藉此,於暫時固定於第1暫時固定片10之狀態下,獲得具備複數個光半導體元件1與1個第1螢光體層2之第1被覆元件集合體41。
如圖1B所示,於第1被覆元件集合體41中,第1螢光體層2之上表面具有沿著面方向之平坦面。
又,於第1被覆元件集合體41中,複數個光半導體元件1之各自之下表面直接接觸(暫時固定於)暫時固定片10之上表面。
位於光半導體元件1之上側之第1螢光體層2(上側第1螢光體層52)之厚度L4例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下,更佳為300μm以下。位於鄰接之光半導體元件1間之第1螢光體層2之厚度L5例如為15μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1500μm以下。
1-2.步驟(2)
如圖1C所示,於步驟(2)中,於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開放之槽3。
槽3具有俯視大致棋盤格狀(大致井字狀),以分隔複數個光半導體元件1之各者。
具體而言,利用切割機35等切斷裝置,對位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2進行半切。即,將位於鄰接之光半導體元件1間之中央的第1螢光體層2之上端部及上下方向中部切斷。即,不切斷位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2之下端部而使之保留。
詳細而言,使切斷裝置自第1螢光體層2之上側進入第1螢光體層2之上表面,繼而於切斷裝置到達第1螢光體層2之下表面之前結束切斷(臨斷前停止)。
藉此,於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開口之槽3。
又,藉由設置槽3,於第1螢光體層2設置底部36。底部36係自第1螢光體層2之對光半導體元件1之側面進行被覆之部分向面方向外側突出之突出部。底部36之上表面係以於第1螢光體層2中對光半導體元件1之上表面進行被覆之部分向下側降一段之方式保持位置,因此於底部36之上表面與上述部分之上表面之間形成有階差。
槽3之寬度L6係對應於切割機35之厚度而設定,具體而言,例如為10μm以上,較佳為15μm以上,又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下。
槽3之深度L7例如為50μm以上,較佳為75μm以上,更佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下。
底部36之厚度L8(暫時固定層11之上表面至底部36之上表面之距離)例如為5μm以上,較佳為10μm以上,更佳為25μm以上,又,例如為200μm以下,較佳為75μm以下。若底部36之厚度L8之厚度為上述下限以上,則容許
將利用切斷裝置(具體而言,切割機35等)進入至第1螢光體層2之深度之精度設定得較大、例如至少10μm左右。
若底部36之厚度L8之厚度為上述上限以下,則可抑制光向側方洩漏,又,提高向上方之亮度(正面亮度)。
槽3之內側面與光半導體元件1之側面之距離α例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
1-3.步驟(3)
如圖1D~圖2H所示,於步驟(3)中,將第2被覆層4填充至槽3中。
將第2被覆層4填充至槽3中之方法例如包括如下步驟:步驟(i),其將保護片6配置於第1螢光體層2之上表面(參照圖1D);步驟(ii),其於真空下配置第1暫時固定片10、光半導體元件1、第1螢光體層2及保護片6(參照圖1E);步驟(iii),其以包圍第1被覆元件集合體41之周圍之方式,使被覆材料43與第1暫時固定片10及保護片6接觸,而形成密閉空間17(參照圖1E);步驟(iv),其使被覆材料43流入至密閉空間17(參照圖2F);及步驟(v),其剝離保護片6(參照圖2G)。步驟(i)~步驟(v)係依序實施。
1-3-1.步驟(i)
如圖1D及圖3A所示,於步驟(i)中,將保護片6配置於上側第1螢光體層52之上表面。此時,保護片6係以閉塞槽3之上端,但不填充至槽3中之方式被配置。
保護片6於向厚度方向投影時,具有包括第1被覆元件集合體41之大致矩形平板形狀。又,保護片6於向厚度方向投影時,具有包含於第1暫時固定片10之大致矩形平板形狀。具體而言,保護片6具有大於第1被覆元件集合體41之尺寸,且具有小於第1暫時固定片10之尺寸。
保護片6係於下述步驟(iii)(參照圖2F及圖3C)中,用以使被覆材料43不被覆上側第1螢光體層52之上表面,使上側第1螢光體層52之上表面露出之片材。保護片6係對於被覆光半導體元件5而言可剝離之黏著片。
保護片6具備黏著層61、及支持黏著層61之支持片62。
黏著層61例如係由黏著劑形成為大致平板形狀。
作為黏著劑,例如可列舉藉由處理(具體而言,照射活性能量線等)而黏著力降低之黏著劑。
作為此種黏著劑,例如可列舉導入有碳-碳雙鍵之樹脂組合物等。樹脂組合物可列舉具有碳-碳雙鍵之聚合物。
此種聚合物例如係藉由以下之方法而製備。
即,例如以第1官能基不消失之方式,使含有主乙烯基單體與具有第1官能基之副乙烯基單體之單體成分進行共聚合,而製備具有第1官能基之前驅物聚合物。另外準備可與第1官能基反應之第2官能基、與具有碳-碳雙鍵之化合物。其後,將該化合物調配至前驅物聚合物中,使第1官能基與第2官能基進行反應。
作為第1官能基與第2官能基之組合,例如可列舉羥基與異氰酸酯基之組合等。作為第1官能基,可較佳地列舉羥基。作為第2官能基,可較佳地列舉異氰酸酯基。
作為主單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯(2EHA/2EHMA)、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯
酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等烷基部分之碳數為1~20之(甲基)丙烯酸烷基酯。可較佳地列舉丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)。該等可單獨使用或併用。主單體於單體成分中之調配比率例如為70質量%以上,較佳為90質量%以上,又,例如為99質量%以下。
副乙烯基單體係可與主乙烯基單體進行共聚之乙烯基單體。作為副乙烯基單體,例如可列舉:含羧基之單體、含環氧基之單體、含羥基之單體、含異氰酸酯基之單體等,可較佳地列舉含羥基之單體。
作為含羥基之單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯(2-HEA/HEMA)、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯等(甲基)丙烯酸羥烷基酯等。可較佳地列舉丙烯酸2-羥基乙酯(2-HEA)。該等可單獨使用或併用。副乙烯基單體於單體成分中之調配比率例如為30質量%以下,又,例如為1質量%以上。
作為化合物,可列舉含異氰酸酯基之化合物,具體而言,可列舉:(甲基)丙烯醯基異氰酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯等含異氰酸酯基之乙烯基單體。可較佳地列舉甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯。
化合物之調配比率係以聚合物中之雙鍵之導入量例如成為0.01毫莫耳/g以上,較佳為成為0.2毫莫耳/g以上。又,例如成為10.0毫莫耳/g以下,較佳為成為5.0毫莫耳/g以下之方式進行調整。
於製備前驅物聚合物時,使上述單體成分以上述比率於聚合起始劑之存在下例如進行溶液聚合。
作為聚合起始劑,例如可列舉:過氧化物、過硫酸鹽、氧化還原系起始劑等。該等可單獨使用或併用。可較佳地列舉過氧化物。作為過氧化物,例如可列舉:過氧化二醯、過氧化酯、過氧化二碳酸酯、單過氧化碳酸酯、過氧縮酮、過氧化二烷基、過氧化氫、過氧化酮等,可較佳地列舉過氧化二醯。
作為過氧化二醯,例如可列舉:過氧化二苯甲醯(BPO)、過氧化二對硝基苯甲醯、過氧化二對氯苯甲醯、過氧化二(3,5,5-三甲基己醯)、過氧化二正辛醯、過氧化二癸醯、過氧化二月桂醯等。可較佳地列舉過氧化二苯甲醯(BPO)。
聚合起始劑之調配比率相對於單體成分100質量份,例如為0.005質量份以上、例如為1質量份以下。
又,溶液聚合可使用聚合溶劑。作為聚合溶劑,例如可列舉:甲苯、二甲苯等芳香族烴、例如己烷等脂肪族烴等。可較佳地列舉芳香族烴。
然後,以副乙烯基單體之第1官能基不會消失之方式,使含有主乙烯基單體與副乙烯基單體之單體成分共聚,而製備具有第1官能基之前驅物聚合物。
繼而,於前驅物聚合物中,調配上述化合物。較佳為於含羥基之前驅物聚合物中,調配含異氰酸酯基之化合物,使羥基與異氰酸酯基反應,而形成胺基甲酸酯鍵。然後,向所獲得之聚合物中導入化合物所具有之碳-碳雙鍵。
其後,於聚合物中調配光聚合起始劑。
光聚合起始劑係如下光聚合觸媒:用以於下述步驟(v)(參照圖2G)中,於對黏著層61照射活性能量線時,產生自由基,而使導入至樹脂組合物中之碳-碳雙鍵相互反應。光聚合起始劑之10小時半衰期溫度例如為20℃以上,較佳為50℃以上,又,例如為107℃以下,較佳為100℃以下。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:縮酮系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、安息香醚系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、α-酮醇系光聚合起始劑、芳香族磺醯氯系光聚合起始劑、光活性肟系光聚合起始劑、安息香系光聚合起始劑、苯偶醯系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、9-氧硫口星系光聚合起始劑等。該等可單獨使用或併用。可較佳地列舉9-氧硫口星系光聚合起始劑。作為9-氧硫口星系光聚合起始劑,例如可列舉:1-[4-_2-羥基乙氧基-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-_2-羥基-2-甲基-丙醯基-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮。可較佳地列舉2-羥基-1-{4-[4-_2-羥基-2-甲基-丙醯基-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮。
關於光聚合起始劑之調配比率,相對於聚合物100質量份,例如為0.1質量份以上,較佳為0.5質量份以上,又,例如為10質量份以下,較佳為5質量份以下。
又,於聚合物中能夠以適當之比率調配交聯劑等添加劑。作為交聯劑,例如可列舉:異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、唑啉系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、過氧化物系交聯劑、脲系交聯劑、金屬烷氧化物系交聯劑、金屬螯合物系交聯劑、金屬鹽系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、胺系交聯劑等。可較佳地列舉異氰酸酯系交聯劑。
於形成黏著層61時,向支持片62之表面塗佈黏著劑,其後使之乾燥。
作為支持片62,例如可列舉:聚乙烯膜、聚酯膜(PET等)等聚合物膜、例如陶瓷片、例如金屬箔等。支持片62之厚度例如為80μm以上,較佳為110μm以上,又,例如為300μm以下,較佳為250μm以下。
乾燥溫度例如為40℃以上,較佳為60℃以上,又,例如為150℃以下,較佳為130℃以下。乾燥溫度例如為5分鐘以下。
其後,視需要使黏著劑老化。老化溫度例如為25℃以上,較佳為40℃以上,又,例如為70℃以下,較佳為60℃以下。老化時間例如為10小時以上,又,例如為120小時以下。
藉此,黏著層61形成於支持片62之表面。
黏著層61之厚度例如為10μm以上,較佳為20μm以上,又,例如為250μm以下,較佳為100μm以下。
藉此,獲得具備黏著層61、及配置於黏著層61之上表面之支持片62之保護片6。
於圖2F及圖3C所示之步驟(iii)中,保護片6具有實質上不會變形之程度之剛性及韌性。具體而言,保護片6於25℃下之拉伸彈性模數例如為250MPa以上,較佳為500MPa以上,更佳為1000MPa以上,又,例如為20,000MPa以下。
其後,將保護片6貼合於第1被覆元件集合體41。具體而言,將黏著層61貼合於上側第1螢光體層52之上表面。藉此,利用保護片6進行黏著而保護(被覆)上側第1螢光體層52之上表面。
另一方面,槽3之底面(底部36之上表面)與保護片6之下表面於厚度方向隔開有間隔。槽3之底面與保護片6之下表面之距離L7與槽3之深度L7相同。
1-3-2.步驟(ii)
如圖1E所示,於步驟(ii)中,於真空下配置第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及保護片6。例如,將第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及將保護片6配置於真空裝置16。
真空裝置16具備:真空腔室18、真空管線19、真空泵20、真空閥21、大氣管線22、大氣閥23、及平台(未圖示)。
真空腔室18係可收容第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及保護片6之密閉容器。
真空管線19之一端(吸引方向上游側端)與真空腔室18連接,真空管線19之另一端(吸引方向下游側端)與真空泵20連接。
真空泵20係構成為經由真空管線19而與真空腔室18內之空間連通。
真空閥21介存於真空管線19之中途。
大氣管線22係於真空管線19之中途、具體而言,於真空管線19中自真空腔室18及真空閥21之間之部分分支之管線,且構成為一端向大氣開放。
大氣閥23介存於大氣管線22之中途。
未圖示之平台係收容於真空腔室18內且具有大致板狀。又,平台具有吸附機構等固定構件,藉此,構成為吸附(固定)第1暫時固定片10之下表面。
然後,將第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及保護片6配置於真空腔室18內,並將真空腔室18之氣壓設為真空壓。
具體而言,首先,將真空閥21及大氣閥23打開。藉此,真空泵20與大氣管線22連通。於該狀態下,使真空泵20作動。其後,以將第1暫時固定片10固定於平台(未圖示)之方式,將第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及保護片6設置於真空腔室18內,繼而,使真空腔室18內之空間(腔室空間)34內密閉。
其後,將大氣閥23封閉。藉此,真空泵20經由真空閥21而與腔室空間24連通。如此,腔室空間24之氣壓成為真空。具體而言,關於腔室空間24之氣壓(真空壓),就使被覆材料43順利地流入密閉空間17之觀點而言,例如為1.0×10-2MPa以下,較佳為1.0×10-3MPa以下,又,就更有效地抑制第1螢光體層2中之空隙之產生之觀點而言,例如為5.5×10-4MPa以上。
1-3-3.步驟(iii)
如圖2F及圖3C所示,於步驟(iii)中,以包圍第1被覆元件集合體41之周圍之方式,使被覆材料43與第1暫時固定片10及保護片6接觸,而形成密閉空間17。
被覆材料43包含於常溫(25℃)下具有流動性之被覆組合物。
被覆組合物例如含有光反射性成分及/或光吸收性成分與樹脂。
作為光反射性成分,例如可列舉選自由Ti、Zr、Nb、Al所組成之群中之1種氧化物、例如AlN及/或MgF等粒子(光反射性粒子)。具體而言,作為光反射性成分,係選自由TiO2、ZrO2、Nb2O5、Al2O3、MgF、AlN、SiO2所組成之群中之至少1種。就確保較高之光反射性之觀點而言,可較佳地列舉:TiO2、ZrO2、Nb2O5、Al2O3,可更佳地列舉TiO2。
光反射性粒子之平均粒徑例如為0.1μm以上,較佳為0.15μm以上,又,例如為80μm以下,較佳為50μm以下。
光反射性成分之調配比率相對於被覆組合物例如為5質量%以上,較佳為70質量%以下。又,光反射性成分相對於樹脂100質量份之調配比率例如為3質量份以上,較佳為5質量份以上,又,例如為50質量份以下,較佳為40質量份以下。
作為光吸收性成分,例如可列舉:顏料、染料等,就光吸收性之觀點而言,可較佳地列舉碳黑等光吸收性粒子。光吸收性粒子之平均粒徑例如為10nm以上,較佳為15nm以上,又,例如為100nm以下,較佳為50nm以下。
光吸收性成分之調配比率相對於被覆組合物例如為0.1質量%以上,例如為10質量%以下。又,光吸收性成分相對於樹脂100質量份之調配比率例如為0.1質量份以上,較佳為0.5質量份以上,又,例如為30質量份以下,較佳為25質量份以下。
作為樹脂,可列舉:例如熱塑性樹脂、例如熱硬化性樹脂、活性能量線硬化性樹脂等硬化性樹脂,可較佳地列舉硬化性樹脂,更佳為,就耐熱性之觀點而言,可較佳地列舉熱硬化性樹脂。
作為熱硬化性樹脂,例如可列舉:聚矽氧樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂等。就耐光性之觀點而言,可較佳地列舉聚矽氧樹脂。作為聚矽氧樹脂,例如可列舉日本專利特開2015-073084號公報中所揭示之甲基系聚矽氧樹脂組合物。
樹脂之調配比率相對於被覆組合物例如為20質量%以上,較佳為30質量%以上,又,例如為95質量%以下,較佳為90質量%以下。
又,被覆組合物能夠以適當之比率調配例如二氧化矽、玻璃等無機填料。進而,被覆組合物例如亦能夠以適當之比率調配Ag、Cu等金屬材料、或金剛石、AlN等。
另一方面,於第1實施形態中,被覆組合物不含螢光體。
於製備被覆組合物時,以上述比率調配上述各成分並加以混合。
被覆組合物於常溫(25℃)下之黏度例如為1Pa‧s以上,較佳為2Pa‧s以上,又,例如為50Pa‧s以下,較佳為40Pa‧s以下。被覆組合物之黏度係利用E型黏度計進行測定。
若被覆組合物之黏度為上述下限以上,則可抑制光反射性成分及/或光吸收性成分沈澱。若被覆組合物之黏度為上述上限以下,則可抑制第1螢光體層2中之空隙之產生。
於以包圍第1被覆元件集合體41之周圍之方式使被覆材料43與第1暫時固定片10及保護片6接觸時,例如利用真空注入裝置(真空分注器)39、真空印刷機、繪圖裝置等塗佈裝置,將被覆材料43塗佈於保護片6之周端緣之下表面、與和其對向之第1暫時固定片10之上表面之間。較佳為使用真空分注器39塗
佈被覆材料43。真空分注器39包含沿上下方向延伸且隨著朝向下方而截面積減小之噴嘴40、及與噴嘴40連接之罐(未圖示)。
再者,上述塗佈裝置係預先組入至上述真空裝置16中,具體而言,設置於真空腔室18內。又,如圖1D及圖3B(影線部分)所示,對被覆材料43於配置第1被覆元件集合體41之區域之周圍,以成為俯視大致矩形框(邊框)形狀之方式塗佈被覆材料43。被覆材料43所具有之框(邊框)形狀係沿著保護片6之周方向於中途不中斷之連續形狀。
又,被覆材料43具有自支持層12之上表面朝向上側***之剖面形狀。
被覆材料43之塗佈量係設定為與以下所說明之密閉空間17之容積相同或大於其之容積,具體而言,以容量基準計,相對於密閉空間17之容積,例如為100%以上,較佳為110%以上,更佳為120%以上,又,例如為200%以下。
由被覆材料43所密閉之空間形成密閉空間17。
密閉空間17係包含槽3之空間,且係由被覆材料43、保護片6、第1暫時固定片10、及第1螢光體層2(第1被覆元件集合體41)所劃分之空間。
密閉空間17之氣壓與腔室空間24之上述氣壓相同。
1-3-4.步驟(iv)
於步驟(iv)中,如圖2F所示,將腔室空間24(密閉空間17之外側之腔室空間24)之氣壓設為大氣壓。
具體而言,首先,封閉真空閥21,其後,打開大氣閥23。
藉此,腔室空間24經由大氣管線22而向大氣開放。如此,由於大氣經由大氣管線22而迅速地流入至腔室空間24,因此腔室空間24之氣壓成為大氣壓。
另一方面,密閉空間17之氣壓保持真空壓。因此,密閉空間17之氣壓變得低於腔室空間24之氣壓。即,於密閉空間17及腔室空間24中產生差壓。差壓係自腔室空間24之氣壓減去密閉空間17之氣壓所得之壓力差([腔室空間24之氣壓]-[密閉空間17之氣壓]),具體而言,例如為0.095MPa以上,較佳為0.096MPa以上,更佳為0.097MPa以上,又,例如為0.1MPa以下。
若產生上述差壓,則如圖2F所示,被覆材料43流入至密閉空間17,密閉空間17由被覆材料43所填充。
藉此,被覆材料43以使上側第1螢光體層52之上表面露出之方式被填充至槽3中。
藉此,形成具有與密閉空間17相同之形狀,且包含被覆材料43之第2被覆層4。即,第2被覆層4被填充至槽3中。填充至槽3中之第2被覆層4之厚度L7與槽3之深度L7相同。
藉此,於經第1暫時固定片10及保護片6支持之(夾持之)狀態下,獲得具備複數個光半導體元件1、第1螢光體層2、及第2被覆層4之第2被覆元件集合體29。第2被覆元件集合體29係產業上可利用之器件,較佳為僅包含複數個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4。
其後,將第2被覆元件集合體29與第1暫時固定片10及保護片6一併自真空腔室18中取出。
1-3-5.步驟(v)
於步驟(v)中,如圖2G所示,於第2被覆層4含有硬化性樹脂之情形時,使硬化性樹脂硬化。具體而言,若硬化性樹脂為熱硬化性樹脂,則對第2被覆層4進行加熱。
其後,如圖2G之箭頭所示,將保護片6自第2被覆元件集合體29剝離。
具體而言,首先,對保護片6照射上述活性能量線,而降低保護片6之黏著力。繼而,將保護片6自上側第1螢光體層52之上表面與第2被覆層4之上表面剝離。
藉此,上側第1螢光體層52之上表面與第2被覆層4之上表面成為朝向上側露出之露出面。第2被覆層4之上表面與上側第1螢光體層52之上表面形成於同一平面。
藉此,於經第1暫時固定片10支持之狀態下獲得露出上表面之第2被覆元件集合體29。
其後,如圖2H所示,切斷第2被覆元件集合體29之第2被覆層4、及與其對應之第1螢光體層2,而將光半導體元件1單片化。具體而言,利用切割機等切斷裝置,沿著厚度方向切斷第2被覆層4、及與槽3對應之第1螢光體層2(底部36)。
藉此,於經第1暫時固定片10支持之狀態下,獲得具備1個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4之被覆光半導體元件5。被覆光半導體元件5係產業上可利用之器件,較佳為僅包含1個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4。
詳細而言,被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1螢光體層2,其被覆光半導體元件1之上表面及側面,且具有底部36;及第2被覆層4,其位於第1螢光體層2之側方,且被覆第1螢光體層2之側面及底部36之上表面。
如參照圖4般,第2被覆層4之寬度β與底部36之長度β相同。第2被覆層4之寬度β例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
1-4.步驟(4)
如圖2I所示,於步驟(4)中,將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
具體而言,如圖2H所示,首先,於複數個被覆光半導體元件5之上方,配置第1轉印片27。其後,降低第1轉印片27,使第1轉印片27之下表面與複數個被覆光半導體元件5之上表面(上側第1螢光體層52之上表面及第2被覆層4之上表面)接觸。
作為第1轉印片27,可列舉公知之轉印片,例如為SPV系列(日東電工公司製造)等。
複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片27之接著力F2例如高於複數個被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F1。於複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片27之接著力F2高於複數個被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F1之情形時,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
複數個被覆光半導體元件5相對於轉印片27之接著力F2相對於複數個被覆光半導體元件5相對於暫時固定片10之接著力F1,例如超過100%,較佳為110%以上,更佳為120%以上,又,例如為300%以下。
具體而言,複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片27之接著力F2例如為0.2N/20mm以上,較佳為0.3N/20mm以上,更佳為0.4N/20mm以上,又,例如為3.0N/20mm以下。接著力F2之測定方法於其後之實施例中進行說明。
再者,複數個被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F1為複數個被覆光半導體元件5對於處理(活性能量線之照射)後之第1暫時固定片10之接著力F1,具體而言,例如為0.4N/20mm以下,較佳為0.2N/20mm以下,更佳為0.15N/20mm以下,又,例如為0.01N/20mm以上。複數個被覆光半導體元
件5對於處理後之第1暫時固定片10之接著力F1的測定方法於其後之實施例中進行說明。
繼而,相對於第1暫時固定片10提拉第1轉印片27。藉此,被覆光半導體元件5之下表面自第1暫時固定片10之上表面剝離。具體而言,光半導體元件1之下表面與第1螢光體層2之底部36之下表面自暫時固定層11之上表面剝離。
藉此,將具備光半導體元件1、第1螢光體層2、及第2被覆層4之被覆光半導體元件5轉印至第1轉印片27。
如圖4所示,其後,將被覆光半導體元件5安裝於基板50。
具體而言,將被覆光半導體元件5覆晶安裝於基板50。即,使被覆光半導體元件5之光半導體元件1之凸塊(未圖示)與基板50之端子(未圖示)電性連接。
藉此,如圖4所示般獲得具備基板50、及安裝於基板50之被覆光半導體元件5之發光裝置51。詳細而言,發光裝置51具備:基板50;光半導體元件1,其安裝於基板50;第1螢光體層2,其被覆光半導體元件1之側面,且具有底部36;及第2被覆層4,其被覆第1螢光體層2之側面及底部36之上表面。底部36之下表面與基板50之上表面接觸。
該發光裝置51中,光半導體元件1利用由基板50供給之電而進行發光。光半導體元件1中所發出之光之一部分利用第1螢光體層2而進行波長轉換。經波長轉換之光中,朝向上方之光直接向上側照射。尤其是關於自光半導體元件1朝向側方發出之光,由底部36充分地進行了波長轉換之光與第1螢光體層2中由底部36之上側部分進行了波長轉換的光適度地混合。
1-5.第1實施形態之作用效果
然後,根據該方法,如圖2F所示,於步驟(3)中,第1螢光體層2之底部36介存於填充至槽3中之第2被覆層4與第1暫時固定片10之間,因此防止第2被覆層4與第1暫時固定片10直接接觸。因此,即便第2被覆層4之黏著力較高,亦可防止第2被覆層4與第1暫時固定片10接著。
其結果為,如圖2I所示,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10剝離。
又,若被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F2低於被覆光半導體元件5對於處理後之第1暫時固定片10之接著力F1,則於步驟(4)中,被覆光半導體元件5不會自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27,而成為黏著於第1暫時固定片10之狀態。若被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F2與被覆光半導體元件5對於處理後之第1暫時固定片10之接著力F1相同,則於步驟(4)中,被覆光半導體元件5不會確實地自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
然而,根據該方法,被覆光半導體元件5對於第1暫時固定片10之接著力F2高於被覆光半導體元件5對於處理後之第1暫時固定片10之接著力F1,因此如圖2I所示,於步驟(4)中,可更確實地將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
根據該方法,第1螢光體層2含有螢光體,因此可對自光半導體元件1發出之光進行波長轉換。
於該方法中,如圖2F所示,於步驟(3)中,以使第1螢光體層2之上表面露出之方式,將第2被覆層4填充至槽3中,因此可獲得發出具有向上方之指向性之光之被覆光半導體元件5。進而,可獲得發出具有向上方之指向性之光之發光裝置51。
<第1實施形態之變化例>
於第1實施形態中,藉由利用差壓之方法(步驟(ii)~步驟(iv))實施步驟(3),但例如亦可如參照圖1D及圖2G般,未利用差壓,利用保護片6被覆上側第1螢光體層52之上表面,並且於槽3中形成第2被覆層4。
詳細而言,於該變化例中,向表面設置有保護片6之模具中澆注被覆材料43,其後,使圖1C所表示之第1被覆元件集合體41上下反轉,以上側第1螢光體層52與保護片6接觸之方式,使第2被覆層4模成形。
又,於第1實施形態中,第2被覆層4係含有光反射性成分及/或光吸收性成分之光學功能層。
然而,該變化例之第2被覆層4亦可為不含光反射性成分及光吸收性成分之任一種,而僅包含樹脂之透明層。
<第2實施形態>
於第2實施形態中,對於與上述第1實施形態相同之構件及步驟,標註相同之參照符號,且省略其詳細之說明。
於第1實施形態中,如圖1E~圖2G所示,於步驟(3)中,以使上側第1螢光體層52之上表面露出之方式,將第2被覆層4填充至槽3中。
然而,於第2實施形態中,如圖5C所示,以被覆上側第1螢光體層52之上表面之方式,將第2被覆層4填充至槽3中。
本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第2實施形態包括如下步驟:步驟(1),其利用第1螢光體層2,以第1螢光體層2與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸之方式,被覆於第1暫時固定片10之上表面相互隔開間隔而暫時固定之複數個光半導體元件1(參照圖5A);步驟(2),其於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開放之槽3(參照圖5B);步驟(3),其將第2被覆層4填充至槽3中,而獲得具備光半導體元件1、第1螢光體層2及第2被覆層4之被覆光半導體元件5(參照圖5C及圖6D);及
步驟(4),其將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27(參照圖6E)。
於步驟(3)中,首先,由上述被覆材料43製備以大致平板形狀形成之第2被覆層4。
第2被覆層4之厚度L9例如為50μm以上,較佳為75μm以上,更佳為100μm以上,又,例如為2500μm以下。
其後,對第1被覆元件集合體41及第1暫時固定片10,將第2被覆層4例如進行壓接,較佳為進行熱壓接(熱壓)。
壓接(熱壓接)之條件係根據被覆材料中所含之樹脂之種類而適當調整。
藉此,第2被覆層4被填充至槽3中,並且被覆上側第1螢光體層52。又,第2被覆層4亦配置於槽3之上方。藉此,獲得具備複數個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4之第2被覆元件集合體29。
第2被覆元件集合體29中之第2被覆層4具有沿著面方向延伸之形狀。具體而言,第2被覆層4之上表面具有沿著面方向延伸之平坦面。另一方面,第2被覆層4之下表面與槽3對應,一體地具有向下方突出之突出部45、及被覆上側第1螢光體層52之上表面且朝向下方開放之凹部46。
於步驟(3)中,其後,如圖6D所示,切斷與槽3對應之第1螢光體層2及第2被覆層4。具體而言,利用切割機等切斷裝置,切斷底部36、及第2被覆層4之突出部45。
藉此,於經第1暫時固定片10支持之狀態下,獲得具備1個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4之被覆光半導體元件5。
於被覆光半導體元件5中,位於上側第1螢光體層52之上側之第2被覆層4之厚度z如參照圖7般設定得相對較薄,具體而言,例如為1000μm以下,
較佳為500μm以下,更佳為300μm以下,又,例如為1μm以上,較佳為10μm以上。
於被覆光半導體元件5中,由第2被覆層4被覆上側第1螢光體層52之上表面、第1螢光體層2之側面及底部36之上表面。
然後,如圖6E所示,於步驟(5)中,將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27,其後,如圖7所示,覆晶安裝於基板50。藉此,獲得發光裝置51。
<第2實施形態之作用效果>
根據第2實施形態,亦可發揮出與第1實施形態相同之作用效果。
進而,根據第2實施形態,如圖5C所示,於步驟(3)中,以被覆上側第1螢光體層52之上表面之方式,將第2被覆層4填充至槽3中,因此自光半導體元件1向上方發出之光一部分由上側第1螢光體層52進行波長轉換,其後,通過第2被覆層4,因此該等光適度地進行混合。因此,可獲得光學特性優異之被覆光半導體元件5、及光學特性優異之發光裝置51。
<第2實施形態之變化例>
於第2實施形態中,將位於上側第1螢光體層52之上側之第2被覆層4之厚度z設定得相對較薄,但於該變化例中,例如將位於上側第1螢光體層52之上側之第2被覆層4之厚度z設定得相對較厚。關於位於上側第1螢光體層52之上側之第2被覆層4之厚度z,具體而言,例如為5μm以上,較佳為50μm以上,更佳為100μm以上,又,例如為500μm以下。
若位於上側第1螢光體層52之上側之第2被覆層4之厚度z為上述下限以上,則被覆光半導體元件5、及發光裝置51可發出均勻之光。
<第3實施形態及第4實施形態>
於第3實施形態及第4實施形態中,對於與上述第1實施形態及第2實施形態相同之構件及步驟,標註相同之參照符號,且省略其詳細之說明。
於第1實施形態及第2實施形態中,未使第2被覆層4含有螢光體。
然而,於第3實施形態及第4實施形態中,如參照圖8及圖9般,使作為第2被覆層之一例之第2螢光體層84含有螢光體。即,第1螢光體層2及第2螢光體層84均含有螢光體。較佳為第1螢光體層2含有紅色螢光體,第2螢光體層84含有綠色螢光體。
第3實施形態及第4實施形態之第2螢光體層84具有與第1實施形態及第2實施形態之第2被覆層4相同之形狀及構造。第2螢光體層84含有上述被覆組合物中所含之樹脂與螢光體。關於螢光體之含有比率,相對於樹脂100質量份,例如為0.1質量份以上,較佳為0.5質量份以上,又,例如為80質量份以下,較佳為50質量份以下。又,關於螢光體之含有比率,相對於樹脂及螢光體之總質量,例如為0.1質量%以上,較佳為0.5質量%以上,又,例如為90質量%以下,較佳為80質量%以下。
第1螢光體層2中所含之螢光體相對於第2螢光體層84中所含之螢光體之含有比率(第1螢光體層2中所含之螢光體/第2螢光體層84中所含之螢光體)以質量基準計例如為0.1以上,較佳為0.5以上,又,例如為10以下,較佳為2以下。
如圖8所示,藉由第3實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1螢光體層2,其被覆光半導體元件1之上表面及側面,且具有底部36;及第2螢光體層84,其被覆第1螢光體層2之側面及底部36之上表面。
於第3實施形態中,第2螢光體層84之寬度β例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
第2螢光體層84之厚度L7例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
又,如圖9所示,藉由第4實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1螢光體層2,其被覆光半導體元件1之上表面及側面,且具有底部36;及第2螢光體層84,其被覆第1螢光體層2之上表面(底部36之上表面包含)及側面。第2螢光體層84之上表面係沿面方向延伸之平坦面。第2螢光體層84之下表面具有突出部45及凹部46。
於第4實施形態中,第2螢光體層84之寬度β係與第3實施形態中之寬度β相同。位於上側第1螢光體層52之上側之第2螢光體層84之厚度z例如設定得相對較厚,具體而言,例如為10μm以上,較佳為25μm以上,更佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下。
<第3實施形態及第4實施形態之作用效果>
根據第3實施形態及第4實施形態,亦可發揮出與上述各實施形態相同之作用效果。
如圖8所示,根據藉由第3實施形態而獲得之被覆光半導體元件5,自光半導體元件1朝向上方發出之光係由上側第1螢光體層52進行波長轉換。又,自光半導體元件1朝向側方發出之光係由第1螢光體層2及第2螢光體層84依序進行波長轉換。因此,可獲得發光效率優異之被覆光半導體元件5、進而發光效率優異之發光裝置51。
如圖9所示,根據藉由第4實施形態而獲得之被覆光半導體元件5,自光半導體元件1上方及朝向側方發出之光係由第1螢光體層2及第2螢光體層84依序進行波長轉換。因此,可獲得光之均一性及發光效率優異之被覆光半導體元件5、進而發光效率優異之發光裝置51。
<第5實施形態及第6實施形態>
於第5實施形態及第6實施形態中,對於與上述第1實施形態~第4實施形態相同之構件及步驟,標註相同之參照符號,且省略其詳細之說明。
於第3實施形態及第4實施形態中,使作為第1被覆層之一例之第1螢光體層2含有螢光體。
然而,於第5實施形態及第6實施形態中,未使第1被覆層82含有螢光體。即,第1被覆層82係不含螢光體之透明層。
另一方面,第2螢光體層84係含有螢光體之螢光體層。較佳為第2螢光體層84含有黃色螢光體。
如圖10及圖11所示,第5實施形態及第6實施形態之第1被覆層82具有與第1實施形態及第2實施形態之第1螢光體層2相同之形狀及構造。第1被覆層82包含上述透明樹脂組合物(不含螢光體之樹脂組合物)。因此,第1被覆層82係具有透明性之透明層。
再者,如參照圖1B及圖1C般,於步驟(2)中,於經第1暫時固定片10支持之狀態下,獲得具備複數個光半導體元件1、及被覆該等且具有槽3之第1被覆層82之第1被覆元件集合體41(於圖1B及圖1C中未圖示)。
第2螢光體層84具有與第1實施形態及第2實施形態之第2被覆層4相同之形狀及構造。第2螢光體層84包含用於形成與第3實施形態及第4實施形態相同之第2螢光體層84之組合物,即,含有樹脂與螢光體。
如圖10所示,藉由第5實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1被覆層82,其被覆光半導體元件1之上表面及側面,且具有底部36;及第2螢光體層84,其被覆位於第1被覆層82之側方之第1被覆層82之側面、及底部36之上表面。被覆光半導體元件5之第1被覆層82具有位於光半導體元件1之上側之部分(上側第1被覆層83。與第1實施形態中之上側第1螢光體層52對應),且露出上側第1被覆層83之上表面。
於第5實施形態中,槽3之內側面與光半導體元件1之側面之距離α例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。第2螢光體層84之厚度L7例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
又,如圖11所示,藉由第6實施形態之製造方法而獲得之被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1被覆層82,其被覆光半導體元件1之上表面及側面,且具有底部36;及第2螢光體層84,其被覆上側第1被覆層83。
於第6實施形態中,第2螢光體層84之寬度β係與第5實施形態中之寬度β相同。位於上側第1被覆層83之上側之第2螢光體層84之厚度z例如設定得相對較厚,具體而言,例如為20μm以上,較佳為50μm以上,更佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下。
<第5實施形態及第6實施形態之作用效果>
根據第5實施形態及第6實施形態,亦可發揮出與上述各實施形態相同之作用效果。
如圖10所示,根據藉由第5實施形態而獲得之被覆光半導體元件5,自光半導體元件1發出之光透過第1被覆層82。朝向側方透過第1被覆層82之光於由第2螢光體層84進行波長轉換後,朝向上方斜側方。因此,可提高光之提取效率。
如圖11所示,根據藉由第6實施形態而獲得之被覆光半導體元件5,自光半導體元件1發出之光透過第1被覆層82。朝向側方透過第1被覆層82之光於由第2螢光體層84進行波長轉換後,朝向上方斜側方。又,關於朝向上方透過上側第1被覆層83之光,其一部分於由第2螢光體層84進行波長轉換後,朝向上方。因此,該被覆光半導體元件5之發光效率優異。
<第7實施形態>
於第7實施形態中,對於與上述第1實施形態~第6實施形態相同之構件及步驟,標註相同之參照符號,且省略其詳細之說明。
於第1實施形態中,作為暫時固定片之一例,列舉有第1暫時固定片10。另一方面,於第7實施形態中,如圖15C所示,列舉第1轉印片37作為暫時固定片之一例。
又,於第1實施形態中,如圖1A及圖1B所示,於步驟(1)中,將複數個光半導體元件1之各自之下表面直接暫時固定於暫時固定片10。
另一方面,於第7實施形態中,於步驟(1)中,如圖15C所示,經由第1螢光體層2,將複數個光半導體元件1之各者間接地暫時固定於暫時固定片10。
本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第7實施形態包括如下步驟:準備第1被覆元件集合體41之步驟(參照圖15A及圖15B);將第1被覆元件集合體41轉印至作為暫時固定片之一例之第1轉印片37之步驟(1)(參照圖15C);設置槽3之步驟(2)(參照圖15D);將第2被覆層4填充至槽3中之步驟(3)(參照圖16E);將被覆光半導體元件5自第1轉印片37轉印至作為轉印片之一例之第2轉印片38之步驟(4)(參照圖16F);及去除第2被覆層4之一部分之步驟(參照圖16G)。於第7實施形態中,依序實施上述各步驟。
如圖15C所示,於步驟(1)中,將第1被覆元件集合體41轉印至第1轉印片37。於將第1被覆元件集合體41轉印至第1轉印片37時,如參照圖15B般,首先,於第1被覆元件集合體41之上方配置第1轉印片37。第1轉印片37亦為可暫時固定包含相互隔開間隔而配置之光半導體元件1之第1被覆元件集合體41之暫時固定片。作為第1轉印片37,可列舉與上述轉印片27相同之轉印片。
其後,降低第1轉印片37,使第1轉印片37之下表面與第1被覆元件集合體41之上表面接觸。
繼而,相對於第1暫時固定片10提拉第1轉印片37。藉此,將第1被覆元件集合體41之下表面自第1暫時固定片10之上表面剝離。藉此,具備複數個光半導體元件1與被覆該等之第1螢光體層2之第1被覆元件集合體41被暫時固定於第1轉印片37。其後,如圖15C所示,使第1被覆元件集合體41及第1轉印片37上下反轉。
藉此,第1被覆元件集合體41於其下表面經第1轉印片37支持之狀態下,露出上表面。於第1被覆元件集合體41中,複數個光半導體元件1之下表面係經由第1螢光體層2,於第1轉印片37之上側,經第1轉印片37支持(暫時固定)。又,於第1被覆元件集合體41中,露出光半導體元件1之上表面。再者,於第1被覆元件集合體41中,光半導體元件1之上表面係由上述凸塊所形成。又,第1螢光體層2介存於複數個光半導體元件1與第1轉印片37之間。
如圖15D所示,於步驟(2)中,於第1被覆元件集合體41中,於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置朝向上方開放之槽3。
槽3係朝向與光半導體元件1之凸塊(上表面)相同之方向、具體而言朝向上側開放。
槽3之深度L7相對於光半導體元件1之厚度L1例如設定得較大。具體而言,槽3之深度L7例如為50μm以上,較佳為100μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
如圖16E所示,繼而,以被覆光半導體元件1之上表面(凸塊)之方式,將第2被覆層4填充至槽3中。
其後,如圖16F所示,切斷與槽3對應之第1螢光體層2及第2被覆層4。
藉此,於經第1轉印片37支持(暫時固定)之狀態下,獲得具備1個光半導體元件1、1個第1螢光體層2、及1個第2被覆層4之被覆光半導體元件5。
於被覆光半導體元件5中,位於光半導體元件1之上側之第2被覆層4之厚度h1例如為500μm以下,較佳為300μm以下,又,例如為1μm以上,較佳為10μm以上。
其後,如圖16G所示,去除第2被覆層4之上端部。
具體而言,去除被覆複數個光半導體元件1之各自之上表面之第2被覆層4。與此同時亦去除位於底部36之上側之第2被覆層4之上端部。
於去除第2被覆層4之上端部時,雖然未圖示,但例如採用(1)使用黏著片之方法,雖然未圖示,但例如採用(2)使用溶劑之方法,雖然未圖示,但例如採用(3)使用研磨構件之方法等。以下,對各方法進行說明。
(1)使用黏著片之方法
黏著片係由黏著劑所製備,具有沿前後方向及左右方向連續之片材形狀。關於黏著片之大小,例如於將黏著片向厚度方向投影時,設定為可包含複數個第2被覆層4之上端部之大小。作為黏著劑,例如可列舉:丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、聚丙烯醯胺系黏著劑等。又,黏著片亦可經支持材等支持。黏著片於25℃下之黏著力(180℃剝離接著力)例如為7.5(N/20mm)以上,較佳為10.0(N/20mm)以上,又,例如為100(N/20mm)以下,較佳為20.0(N/20mm)以下。
於使用黏著片之方法中,將黏著片之黏著面(於黏著片經支持材支持之情形時,係相對於經支持材支持之面之相反側面)黏著於第2被覆層4之上表面,繼而,剝離第2被覆層4之上端部。具體而言,首先,使黏著片下降,繼而,使黏著片黏著於第2被覆層4之上端部,其後,使黏著片與第2被覆層4之上端部同時上升(提拉)。
位於光半導體元件1之上側之第2被覆層4係於與光半導體元件1之上表面(凸塊)之界面處剝離,並追隨黏著片。
再者,於第2被覆層4之上端部之剝離未一次完成時,重複複數次上述動作,藉此完成第2被覆層4之上端部之剝離。此時,於第2被覆層4中,位於底部36之上側之第2被覆層4的上端部亦與位於光半導體元件1之上側之第2被覆層4同時追隨黏著片。
(2)使用溶劑之方法
作為溶劑,例如選擇可被使覆樹脂組合物完全或部分地溶解或分散之溶劑。具體而言,作為溶劑,可列舉:有機溶劑、水系溶劑。作為有機溶劑,可列舉:例如甲醇、乙醇等醇;例如丙酮、甲基乙基酮等酮;例如己烷等脂肪族烴;例如甲苯等芳香族烴;例如四氫呋喃等醚等。可較佳地列舉:醇、芳香族烴。
於該方法中,具體而言,使布吸收上述溶劑,並利用該布擦拭第2被覆層4之上表面。藉此,將第2被覆層4之上端部去除。
(3)使用研磨構件之方法
作為研磨構件,可列舉:拋光布等布、毛刷、水噴砂機等。
利用研磨構件,對第2被覆層4之上表面進行研磨。藉此,將第2被覆層4之上端部去除。
藉此,光半導體元件1之上表面、第1螢光體層2之上表面及第2被覆層4之上表面成為同一平面。即,光半導體元件1之上表面與第1螢光體層2之上表面及第2被覆層4之上表面形成同一平面。
藉此,第2被覆層4之厚度h2例如為15μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
然後,於如參照圖16G之雙點劃線般將被覆光半導體元件5轉印至第2轉印片38後,如圖17所示,使用具備吸嘴之拾取裝置(未圖示)等將被覆光半導體元件5覆晶安裝於基板50。藉此,獲得發光裝置51。
複數個被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4例如高於複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片37之接著力F3。於複數個被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4高於複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片37之接著力F3之情形時,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件5自第1轉印片37轉印至第2轉印片38。
複數個被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4相對於複數個被覆光半導體元件5對於第1轉印片37之接著力F3例如超過100%,較佳為110%以上,更佳為120%以上,又,例如為300%以下。
<第7實施形態之作用效果>
根據第7實施形態,亦可發揮出與第2實施形態相同之作用效果。
並且,根據該方法,如圖16E所示,於步驟(3)中,第1螢光體層2之底部36介存於填充至槽3中之第2被覆層4與第1轉印片37之間,因此防止第2被覆層4與第1轉印片37直接接觸。因此,即便第2被覆層4之黏著力較高,亦可防止第2被覆層4接著於第1轉印片37。
其結果為,如圖16F及圖16G所示,於步驟(4)中,可確實地將被覆光半導體元件5自第1轉印片37剝離。
又,若被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4低於被覆光半導體元件5對於處理後第1轉印片37之接著力F3,則於步驟(4)中,被覆光半導體元件5不會自第1轉印片37轉印至第2轉印片38,而成為黏著於第1轉印片37之狀態。若被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4與被覆光半導體元件5對於處理後第1轉印片37之接著力F3相同,則於步驟(4)中,被覆光半導體元件5不會確實地自第1轉印片37轉印至第2轉印片38。
然而,根據該方法,被覆光半導體元件5對於第2轉印片38之接著力F4高於被覆光半導體元件5對於處理後第1轉印片37之接著力F3,因此圖16G
如所示,於步驟(4)中,可更確實地將被覆光半導體元件5自第1轉印片37轉印至第2轉印片38。
又,如圖17所示,於該被覆光半導體元件5中,第1螢光體層2具有底部36,因此可由底部36有效率地對自光半導體元件1發出且朝向上方斜側方之光進行波長轉換。因此,可獲得光之提取效率優異之被覆光半導體元件5、進而光之提取效率優異之發光裝置51。
<第8實施形態>
於第8實施形態中,對於與上述第1實施形態~第7實施形態相同之構件及步驟,標註相同之參照符號,且省略其詳細之說明。
於第8實施形態中,如圖17所示,於第1螢光體層2設置有作為突出部之底部36。
於第8實施形態中,如圖19所示,第1螢光體層2不具備作為突出部之底部36。
本發明之被覆光半導體元件之製造方法之第8實施形態除包括第7實施形態中所包括之各步驟以外,亦包括如圖18A及圖18B所示般於第1螢光體層2中去除包含底部36之上端部之步驟。
去除第1螢光體層2之上端部之步驟係於圖18A所示之將被覆光半導體元件5轉印至第2轉印片38之步驟(4)之後實施。
於如圖18B所示般去除第1螢光體層2之上端部之步驟中,採用與於第7實施形態中去除第2被覆層4之上端部之方法相同之方法。
藉此,於第1螢光體層2中將包含底部36之上端部去除。
如此,第2被覆層4之上端部於上側露出。第2被覆層4之上表面與第1螢光體層2之上表面成為同一平面。即,第2被覆層4之上表面與第1螢光體層2之上表面形成同一平面。
第1螢光體層2具有大致有底箱狀,又,具有於其下端部埋設有光半導體元件1之形狀。即,具有於下部被覆光半導體元件1,且具有朝向下方開放之凹部之形狀。具體而言,第1螢光體層2具有於上側露出之上表面(上端面)、黏著於第2轉印片38之下表面、由第2被覆層4之內側面所被覆之外側面、及被覆光半導體元件1之上表面及側面之內表面。
第2被覆層4係配置於第1螢光體層2之面方向外側,且大具有致矩形框狀。第2被覆層4具有與第1螢光體層2之上表面同一平面之上表面、與第1螢光體層2及光半導體元件1之下表面同一平面之下表面、朝向面方向外側露出之外側面、及被覆第1螢光體層2之外側面之內側面。
上側第1螢光體層52之厚度L4例如為10μm以上,較佳為50μm以上,又,例如為2000μm以下,較佳為1000μm以下。
其後,如圖19所示,使用具備吸嘴之拾取裝置(未圖示)等,將被覆光半導體元件5覆晶安裝於基板50。藉此,獲得發光裝置51。
<第8實施形態之作用效果>
根據第8實施形態,亦可發揮出與第7實施形態相同之作用效果。
又,於被覆光半導體元件5及發光裝置51中,由於第1螢光體層2不具備底部36(參照圖17),因此可抑制光向側方洩漏,又,提高向上方之亮度(正面亮度)。
以下之記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等具體數值可代替為上述「用以實施發明之形態」中所記載之與該等對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等該記載的上限值(以「以下」、「未達」定義之數值)或下限值(以「以上」、「超過」定義之數值)。
首先,對各成分進行詳細說明。
苯基系聚矽氧樹脂組合物:日本專利特開2015-073084號公報之實施例中所記載之苯基系聚矽氧樹脂組合物A
甲基系聚矽氧樹脂組合物:商品名「LS1-6140」,Nusil公司製造
氧化鈦:光反射性成分,商品名「R-706」,平均粒徑0.38μm,Dupont公司製造
二氧化矽填料:無機填料,商品名「FB9454」,平均粒徑20μm,Denka公司製造
碳黑:光吸收性粒子,商品名「MA600」,平均粒徑20nm,三菱化學公司製造
黃色螢光體:YAG螢光體,商品名「Y468」,YAG:Ce,平均粒徑17μm,Nemoto Lumi-Materials公司製造
紅色螢光體:CASN螢光體,商品名「ER6238」,CaAlSiN3:Eu,平均粒徑15μm,Intematix公司製造
綠色螢光體:LuAG螢光體:商品名「LP-6956」,Lu3Al5O12:Ce,平均粒徑15μm,LWB公司製造
(與第1實施形態對應之實施例及比較例)
實施例1
步驟(1):如圖1A所示,於第1暫時固定片10之上表面,隔開間隔L3 300μm(間距P 1440μm),整齊排列配置複數個厚度L1為150μm、寬度L2為1140μm之包含藍色LED之光半導體元件1。第1暫時固定片10具備由雙面膠帶所構成之暫時固定層11、及由不鏽鋼板所構成之支持層12。
繼而,由含有黃色螢光體15質量份、及苯基系聚矽氧樹脂組合物100質量份之螢光體樹脂組合物製備平板狀之第1螢光體層2。第1螢光體層2之厚度L0為350μm。
其後,如圖1B所示,對複數個第1螢光體層2將第1螢光體層2熱壓接。熱壓接之條件為90℃、10分鐘。藉此,第1螢光體層2與自複數個光半導體元件1露出之第1暫時固定片10之上表面直接接觸。
上側第1螢光體層52之厚度L4為150μm,位於鄰接之光半導體元件1間之第1螢光體層2之厚度L5為300μm。
步驟(2):如圖1C所示,利用厚度200μm之切割機35,於位於鄰接之光半導體元件1之間之第1螢光體層2設置槽3。
槽3之寬度L6為200μm,槽3之深度L7為280μm。又,底部36之厚度L8為20μm。槽3之內側面與光半導體元件1之側面之距離α為100μm。
獲得具備複數個光半導體元件1、及具有槽3之第1螢光體層2之第1被覆元件集合體41。
步驟(3):作為將第2被覆層4填充至槽3中之方法,依序實施步驟(i)~步驟(v)。
步驟(i):首先,製備黏著劑。
即,於具備溫度計、攪拌機、氮氣導入管之反應容器中,將丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)100質量份、丙烯酸2-羥基乙酯(2-HEA)12.6質量份、過氧化二苯甲醯(BPO,聚合起始劑)(商品名「Nyper BW」,日油公司製造)0.25質量份投入至甲苯(聚合溶劑)中,於氮氣流下於60℃下使單體成分共聚合。藉此,獲得丙烯酸系聚合物之45質量%甲苯溶液。向其中調配異氰酸甲基丙烯醯氧乙酯13.5質量份,使異氰酸甲基丙烯醯氧乙酯(含異氰酸酯基之化合物)對丙烯酸系聚合物進行加成反應,而製備具有碳-碳雙鍵之丙烯酸系聚合物。又,向上述丙烯酸系聚合物之甲苯溶液中,相對於丙烯酸系聚合物之固形物成分100質量份,添加異氰酸酯系交聯劑(商品名「Coronate L」,Nippon Polyurethane Industry公司製造)0.1質量份、及光聚合起始劑(商品名「Irgacure 127」,(2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲
基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮,Ciba Specialty Chemicals公司製造)2質量份。藉此,製備包含導入有碳-碳雙鍵之樹脂組合物的黏著劑。
繼而,於將黏著劑塗佈於厚度125μm之包含PET膜(大三紙業公司製造)之支持片62之表面後,於120℃下進行3分鐘乾燥,進而於50℃下進行24小時老化。藉此,於支持片62之表面形成厚度30μm之黏著層61。
藉此,準備具備黏著層61、支持片62,且厚度為145μm之保護片6。再者,保護片6於25℃下之拉伸彈性模數為3,650MPa。
其後,如圖1D所示,使用手壓輥,將保護片6之黏著層61貼合於上側第1螢光體層52之上表面。再者,黏著層61之下表面與槽3之底面隔開有間隔。
步驟(ii):如圖1E所示,準備裝備有真空腔室18、真空管線19、真空泵20、真空閥21、大氣管線22、大氣閥23、及填充有被覆材料43之真空分注器39之真空裝置16。
繼而,於打開真空閥21及大氣閥23之狀態下,使真空泵20作動,其後將第1被覆元件集合體41、第1暫時固定片10及保護片6設置於真空腔室18內。
繼而,將腔室空間24內密閉,繼而,封閉大氣閥23。如此,腔室空間24之氣壓成為6.6×10-4MPa。
步驟(iii):製備包含甲基系聚矽氧樹脂組合物100質量份、氧化鈦10質量份、及二氧化矽填料100質量份之被覆材料43。
繼而,如圖1E所示,自真空分注器39之噴嘴41,將被覆材料431.3mL(密閉空間7之容積之142%)塗佈於保護片6之周端緣之下表面、與和其對向之第1暫時固定片10之上表面之間。藉此,形成密閉空間7。
步驟(iv):繼而,如圖2F所示,封閉真空閥21,其後,打開大氣閥23。藉此,將腔室空間24之氣壓設為大氣壓。
如此,被覆材料43流入至密閉空間7,密閉空間7係由被覆材料43所填充。即,形成具有與密閉空間7相同之形狀,且包含被覆材料43之第2被覆層4。即,將第2被覆層4填充至槽3中。然後,獲得具備複數個光半導體元件1、第1螢光體層2、及第2被覆層4之第2被覆元件集合體29。
其後,將第1暫時固定片10、第2被覆元件集合體29及保護片6自真空腔室18中取出。
步驟(v):繼而,如圖2G所示,將第2被覆元件集合體29及保護片6投入至熱風循環式乾燥機中,於150℃下加熱2小時,藉此使第2被覆層4完全硬化。
其後,對保護片6照射活性能量線,而降低黏著層61之黏著力。繼而,如圖2G之箭頭所示,將保護片6自上側第1螢光體層52之上表面與第2被覆層4之上表面剝離。
如圖2H所示,其後,利用厚度40μm之切割機,沿著厚度方向切斷第2被覆層4與底部36。藉此,於經第1暫時固定片10支持之狀態下,獲得複數個被覆光半導體元件5。第2被覆層4之寬度β為300μm。被覆光半導體元件5之尺寸為2440μm×2440μm×300μm。
步驟(4):如圖2I所示,將複數個被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至包含SPV-224(日東電工公司製造)之第1轉印片27。
發光裝置之製造:
其後,將被覆光半導體元件5覆晶安裝於基板50,而獲得發光裝置51。
實施例2及3
於步驟(2)中,除將與槽3對應之底部36之厚度L8變更為如表1所示以外,與實施例1相同地進行處理,而獲得被覆光半導體元件5,繼而,獲得發光裝置51。
比較例1
於步驟(2)中,如圖12A所示,利用切割機35,於第1螢光體層2設置貫通其厚度方向之開口部3',除此以外,與實施例1相同地進行處理,而獲得第1被覆元件集合體41。自開口部3'露出第1暫時固定片10之上表面。又,於第1螢光體層2未形成底部36(突出部)。
於步驟(3)中,如圖12B所示,第2被覆層4於開口部3'與第1暫時固定片10之上表面直接接觸。
然後,於步驟(4)中,如圖12D所示,未能將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
(與第2實施形態對應之實施例)
實施例4
於步驟(3)中,代替利用差壓之方法(步驟(ii)~步驟(iv)),藉由模成形而形成第2被覆層4,除此以外,以與實施例2相同之方式獲得被覆光半導體元件5,繼而,獲得發光裝置51。
實施例5及6
調配碳黑10質量份替氧化鈦10質量份,而製備被覆材料43,除此以外,以與實施例2相同之方式獲得被覆光半導體元件5,繼而,獲得發光裝置51。
實施例7
未調配氧化鈦而製備被覆材料43,除此以外,以與實施例4相同之方式獲得被覆光半導體元件5,繼而,獲得發光裝置51。
比較例2
於步驟(2)中,如圖13A所示,利用切割機35,於第1螢光體層2設置貫通其厚度方向之開口部3',除此以外,與實施例7相同地進行處理,而獲得第1被覆元件集合體41。自開口部3'露出第1暫時固定片10之上表面。又,於第1螢光體層2未形成底部36(突出部)。
於步驟(3)中,如圖13B所示,第2被覆層4於開口部3'與第1暫時固定片10之上表面直接接觸。
然後,於步驟(4)中,如圖13D所示,未能將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
(與第4實施形態對應之實施例及比較例)
實施例8
除由含有紅色螢光體0.8質量份、及苯基系聚矽氧樹脂組合物100質量份之螢光體樹脂組合物,製備平板狀之第1螢光體層2之方面,及由綠色螢光體22質量份、及甲基系聚矽氧樹脂組合物100質量份製備被覆材料43之方面以外,與實施例4相同地進行處理,而獲得圖9所示之被覆光半導體元件5,繼而,如圖9之雙點劃線所示般獲得發光裝置51。
如圖9所示,被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1螢光體層2,其含有紅色螢光體及苯基系聚矽氧樹脂組合物;及第2螢光體層84,其含有綠色螢光體及甲基系聚矽氧樹脂組合物。
比較例3
於步驟(2)中,如圖14A所示,利用切割機35,於第1螢光體層2設置貫通其厚度方向之開口部3',除此以外,與實施例8相同地進行處理,而獲得第2被覆元件集合體29。自開口部3'露出第1暫時固定片10之上表面。又,於第1螢光體層2未形成底部36(突出部)。
於步驟(3)中,如圖14B所示,第2螢光體層84於開口部3'與第1暫時固定片10之上表面直接接觸。
然後,於步驟(4)中,如圖14D所示,未能將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
(與第6實施形態對應之實施例)
實施例9
除由包含苯基系聚矽氧樹脂組合物之透明樹脂組合物製備平板狀之第1被覆層82之方面,及由甲基系聚矽氧樹脂組合物100質量份、及黃色螢光體15質量份製備被覆材料43之方面以外,與實施例4相同地進行處理,而獲得圖11所示之被覆光半導體元件5,繼而,如圖11之雙點劃線所示般獲得發光裝置51。
如圖11所示,被覆光半導體元件5具備:光半導體元件1;第1被覆層82(透明層),其含有苯基系聚矽氧樹脂組合物;及第2螢光體層84,其含有黃色螢光體及甲基系聚矽氧樹脂組合物。
(評價)
對下述項目進行評價。將該等結果記載於表1~表4。
(對於暫時固定片之接著力F1)
於各實施例及各比較例中,藉由180度剝離試驗,測定第1被覆元件集合體41對於紫外線照射後之第1暫時固定片10之接著力F1。
(對於轉印片之接著力)
於各實施例及各比較例中,藉由180度剝離試驗,測定被覆光半導體元件5對於第1轉印片27之接著力F1。
(向轉印片之轉印性)
依據下述基準,評價被覆光半導體元件5之自第1暫時固定片10向第1轉印片27之轉印性。
○:成功將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
×:未能將被覆光半導體元件5自第1暫時固定片10轉印至第1轉印片27。
(正面亮度)
發光裝置51之正面亮度係使用大塚電子公司製造之配光測定系統及分光器MCPDPD-9800,於常溫、300mA下點亮。
[0486]於使所發出之光距LED光源相隔316mm之距離設置積分球,於將比較例1設為100時,對正面光(0°方向)之光量將90以上判定為○,將未達90判定為×。
(視認性)
被覆光半導體元件5之視認性係使用LED光源,製作長20mm、寬20mm之字母字元A~Z之顯示板,並顯示任意字元。距3m之距離讀取所顯示之字元,若100人中有70人以上識別到,則判定為「○」,若未達70人識別到,則判定為「×」。
(光之提取效率)
發光裝置51之光之提取效率係使用大塚電子公司製造之積分球及分光器MCPD-9800,於常溫、300mA下點亮,測定總光通量,並依據下述基準進行評價。
◎:105[lm/W]以上
○:90[lm/W]以上且未達105[lm/W]
藉由該製造方法而獲得之被覆光半導體元件可覆晶安裝於基板而用作發光裝置。
1‧‧‧光半導體元件
2‧‧‧第1螢光體層(第1被覆層之一例)
3‧‧‧槽
6‧‧‧保護片
10‧‧‧第1暫時固定片(暫時固定片之一例)
11‧‧‧暫時固定層
12‧‧‧支持層
16‧‧‧真空裝置
17‧‧‧密閉空間
18‧‧‧真空腔室
19‧‧‧真空管線
20‧‧‧真空泵
21‧‧‧真空閥
22‧‧‧大氣管線
23‧‧‧大氣閥
24‧‧‧腔室空間
35‧‧‧切割機
36‧‧‧底部
39‧‧‧真空分注器
40‧‧‧噴嘴
41‧‧‧第1被覆元件集合體
43‧‧‧被覆材料
52‧‧‧上側第1螢光體層
61‧‧‧黏著層
62‧‧‧支持片
L0‧‧‧厚度
L1‧‧‧厚度
L2‧‧‧寬度
L3‧‧‧間隔
L4‧‧‧厚度
L5‧‧‧厚度
L6‧‧‧寬度
L7‧‧‧深度(距離)
L8‧‧‧厚度(距離)
P‧‧‧間距
α‧‧‧距離
Claims (10)
- 一種發光裝置,包含:一基板;一光半導體元件,設置於該基板之上並包含一側表面;一被覆層,設置於該基板之上並覆蓋該側表面;以及一螢光體層,包含一第一部分設置於該被覆層與該側表面之間、以及一第二部分位於該被覆層與該基板之間。
- 如請求項1之發光裝置,其中該被覆層包含光反射性成分、光吸收性成分或其二者。
- 如請求項1之發光裝置,其中該螢光體層包含一第一上表面,該被覆層包含一第二上表面,該第一上表面與該第二上表面大體上共平面。
- 如請求項1之發光裝置,其中該螢光體層包含一第一最外側表面,該被覆層包含一第二最外側表面,該第一最外側表面與該第二最外側表面大體上共平面。
- 如請求項1之發光裝置,其中該被覆層包含螢光體材料。
- 如請求項1之發光裝置,其中該螢光體層包含成分不同於該被覆層的螢光體材料。
- 如請求項1之發光裝置,其中該被覆層包含一第三部分覆蓋該第一部分,以及一第四部份覆蓋該第二部分。
- 如請求項7之發光裝置,其中該螢光體層包含一第一最外側表面,該第四部份包含一第二最外側表面,該第一最外側表面與該第二最外側表面大體上共平面。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光半導體元件包含一第一厚度,該第二部分包含一第二厚度,該第一厚度大於該第二厚度。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光半導體元件包含一第一厚度,該被覆層包含一第二厚度,該第二厚度大於該第一厚度。
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