密封材料、含荧光体的密封材料的制造方法
【专利说明】密封材料、含荧光体的密封材料的制造方法
[0001]本申请是申请日为2012年6月25日、申请号为201280045615.5、发明名称为“发光器件的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及使用了荧光体的发光器件的制造方法。
【背景技术】
[0003]关于在使用了 LED(发光二极管)芯片与利用LED芯片的发光进行激励而放出荧光的荧光体的发光器件中，如何将荧光体配置于LED芯片的附近，已知如下那样的类型。
[0004]如图33的(a)所示，已经通过含有荧光体152的密封树脂153的压缩成型来密封LED芯片151，进一步通过透明的密封树脂154的压缩成型来密封该密封树脂153的2级密封类型(专利文献I)。
[0005]在该类型的发光器件中，因为需要进行2次压缩成型，所以生产性下降。此外，因为需要用于2次压缩成型的2个模型，而含有荧光体152的密封树脂153/154的外形由进行压缩成型时的模型所决定，所以如图33的(b)所示，若LED芯片151的尺寸变化，则含有荧光体152的密封树脂153的量(密封树脂153的相对厚度)也会变化。因此，由于若维持原有状态发光色就会发生变化，因而为了获得相同的发光色，需要调整荧光体152的浓度(含有量)，或更换模型来变更密封树脂153的外形。
[0006]已知通过含有荧光体的密封树脂的压缩成型来密封LED芯片，并使该密封树脂中的荧光体沉降下来分布于LED芯片的附近的沉降类型(专利文献2)。
[0007]在该类型中，难以稳定地得到荧光体的沉降分布量。这是因为由于压缩成型用的树脂(几乎是硅酮)与传递/浇灌用的树脂相比是高粘度的树脂，因此荧光体不易沉降，而且压缩成型的树脂的固化时间短，树脂在荧光体下降之前就会完全固化。
[0008]如图33的(c)所示，已知通过透明密封树脂162的压缩成型来密封LED芯片161，并在该透明密封树脂162的周围盖上含有荧光体163的树脂片164的片被覆类型。
[0009]在该类型中，LED芯片161所放出的光的一部分由含有荧光体163的树脂片164的内面进行反射，返回到内侧成为损耗，光提取效率下降。
[0010]另外，与荧光体没有关系，在专利文献3中，提案了利用热固性薄膜(环氧树脂组成物)来覆盖在基板上连接的LED芯片后，使热固性薄膜热固化的密封技术。此外，在专利文献4中，提案了利用真空层压装置(Iaminater)将密封用片在搭载有光半导体元件的布线电路基板上进行层叠，并通过压模来加压成型的技术，其中，该密封用片具有最外树脂层(聚碳化二亚胺(polycarbodiimide)等)、包含光扩散粒子的光扩散层(聚碳化二亚胺等)和具有低折射率的树脂层(环氧树脂等)。
[0011]在此，在利用含有荧光体的硅酮来密封LED芯片的情况下，通常，如图34的(a)所示，将包含荧光体的液状的硅酮171填充到基板172之后，如图34的(b)所示，通过利用烘箱等进行加热来将LED芯片173进行了密封。因此，出现了根据各工序环境液状的硅酮171中的荧光体浓度会敏感地发生变化，此外，根据周围环境粘度发生变化等的问题。
[0012]对于该问题，例如，在专利文献5中，公开了将混合了荧光体的液状的硅酮成型为半固化状态的片状的技术。根据专利文献5所公开的技术，通过将混合了荧光体的液状的硅酮成型为半固化状态的片状，在提升硅酮的处理的同时，抑制了根据周围环境粘度发生变化的问题。
[0013]在先技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本国公开专利公报“特开2008-211205号公报(2008年09月11日公开)”
[0016]专利文献2:日本国公开专利公报“特开2006-229054号公报(2006年08月31日公开)”
[0017]专利文献3:日本国公开专利公报“特开2009-010109号公报(2009年01月15日公开)”
[0018]专利文献4:日本国公开专利公报“特开2006-140362号公报(2006年06月01日公开)”
[0019]专利文献5:日本国公开专利公报“特开2010-159411号公报(2010年07月22日公开)”
【发明内容】
[0020]发明要解决的课题
[0021]但是，在专利文献5所公开的技术中，将荧光体混合到液状的硅酮中之后，通过使硅酮半固化而成型为片状。因此，与硅酮相比比重大的荧光体会在液状的硅酮中流动/沉降，被成型的片中的荧光体的分散状态会不均匀。所以，在利用该片制造了多个发光器件的情况下，在发光器件间荧光体的含有量不同，会产生发光色的色斑、特性偏差。因此，在现有的方法中，存在出现较多脱离目标色度范围的发光器件、产品的成品率下降的课题。
[0022]本发明鉴于上述的课题而作，其目的在于，提供一种能够使发光器件间的荧光体的浓度均等化、并降低荧光体浓度、荧光体含有量所引起的色度值的偏差的发光器件的制造方法。
[0023]解决课题的手段
[0024]本发明所涉及的发光器件的制造方法的特征在于，为了解决上述的课题，包括:安装步骤，其将至少I个发光元件安装于基板；配置步骤，其在与所述安装步骤中安装的所述发光元件的上表面对置的位置，配置至少包含通过I次交联而变为半固化状态的硅酮树脂与荧光体在内的密封材料；熔融步骤，其以低于进行了 I次交联的所述硅酮树脂通过2次交联而全固化的温度即2次交联温度的温度对在所述配置步骤中配置的所述密封材料进行加热，来使所述密封材料熔融；和固化步骤，其在使所述熔融步骤中熔融的所述密封材料与所述发光元件的至少上表面相密接的状态下，以所述2次交联温度以上的温度对所述密封材料进行加热，所述硅酮树脂在从室温到低于所述2次交联温度的温度的温度区域内粘度可逆地下降，并在所述2次交联温度以上的温度区域内非可逆地全固化。
[0025]在上述的方法中，在与安装于基板的发光元件的上表面对置的位置，配置至少包含通过I次交联而变为半固化状态的硅酮树脂与荧光体在内的密封材料。
[0026]在此，该硅酮树脂在从室温到2次交联温度未满的温度区域内粘度可逆地下降，并在2次交联温度以上的温度区域内非可逆地全固化。因此，通过使温度在从室温到2次交联温度未满的温度区域内进行变化，能够反复控制硅酮树脂的粘度。
[0027]因此，例如，在该硅酮树脂中混炼荧光体时，通过将硅酮树脂的粘度控制(降低)为被混炼的荧光体不沉降的程度，能够使荧光体均匀地分散在硅酮树脂中。
[0028]所以，根据上述的方法，由于能够得到使荧光体均匀地分散在硅酮树脂中的密封材料，因此通过使用该密封材料来密封发光元件，能够实现能够使发光器件间的荧光体的浓度均等化、并降低荧光体浓度、荧光体含有量所引起的色度值的偏差的发光器件的制造方法。
[0029]发明效果
[0030]如上所述，本发明所涉及的发光器件的制造方法包括:安装步骤，其将至少I个发光元件安装于基板；配置步骤，其在与所述安装步骤中安装的所述发光元件的上表面对置的位置，配置至少包含通过I次交联而变为半固化状态的硅酮树脂与荧光体在内的密封材料；熔融步骤，其以所述硅酮树脂通过2次交联而全固化的温度即2次交联温度未满的温度对在所述配置步骤中配置的所述密封材料进行加热，来使所述硅酮树脂熔融；和固化步骤，其在使所述熔融步骤中熔融的所述硅酮树脂与所述发光元件的至少上表面相密接状态下，对该硅酮树脂以所述2次交联温度以上的温度进行加热，所述硅酮树脂在从室温到所述2次交联温度未满的温度区域内粘度可逆地下降，并在所述2次交联温度以上的温度区域内非可逆地全固化。
[0031]所以，根据本发明，起到如下这种效果:能够提供能够使发光器件间的荧光体的浓度均等化、并降低荧光体浓度、荧光体含有量所引起的色度值的偏差的发光器件的制造方法。
【附图说明】
[0032]图1是表示通过实施方式I所涉及的发光器件的制造方法而制造的发光器件的外观构成的立体图。
[0033]图2的(a)?图2的⑷是表示图1所示的发光器件的制造工序中，在空腔内安装发光元件的工序的示意图。
[0034]图3的(a)?图3的(C)是表示图1所示的发光器件的制造工序中，利用密封树脂对空腔内进行密封的工序的示意图。
[0035]图4是表示构成图3的(a)所示的密封用树脂片的硅酮树脂的粘度特性的曲线图。
[0036]图5的(a)?图5的(d)是用于对图3的(b)所示的工序中的硅酮树脂的粘度状态进行说明的曲线图。
[0037]图6的(a)?图6的(C)是表示图3的(b)所示的真空加热炉中的密封用树脂片的状态的示意图。
[0038]图7是表示图1所示的发光器件的制造工序中，对图3的(C)所示的多联空腔电路基板进行分割的工序的示意图。
[0039]图8是表示与实施方式I所涉及的发光器件的制造方法相关的各种数据的表。
[0040]图9的(a)?图9的(e)是表示图3的(a)所示的密封用树脂片的制造方法的示意图。
[0041]图10的(a)以及图10的(b)是用于对图9的(a)?图9的(e)所示的工序中的硅酮树脂的粘度状态进行说明的曲线图。
[0042]图11是表示将图9的(C)所示的混炼树脂片状化的其他的方法的剖面图。
[0043]图12是表示能够用于图1所示的发光器件的制造的真空加热装置的内部构造的剖面图。
[0044]图13的(a)?图13的(C)是表示能够应用于发光器件的制造方法的真空加热方法的工序的不意图。
[0045]图14的(a)?图14的(C)是表示在底部形成有一对贯通孔的空腔的示意图，图14的(a)是空腔的纵剖面图，图14的(b)是图14的(a)所示的空腔的俯视图，图14的(c)是图14的(a)所示的空腔的横剖面图。
[0046]图15的(a)是表不在底部形成有一个贯通孔的空腔的剖面图，图15的(b)是表示形成了贯通孔的密封用树脂片的剖面图。
[0047]图16的(a)?图16的(C)是表不重叠焚光体的含有率分别不同的2个密封用树脂片来密封发光元件的发光器件的制造方法的示意图。
[0048]图17的(a)?图17的(C)是表示具有棒状透镜的发光器件的制造方法的示意图。
[0049]图18是表示图17的(C)所示的真空热压装置中的按压状态的剖面图。
[0050]图19的(a)是表示形成了棒状透镜的多联空腔电路基板的立体图，图19的(b)是表示对图19的(a)所示的多联空腔电路基板进行分割而得到的发光器件的立体图。
[0051]图20的(a)是表示形成了凸透镜的多联空腔电路基板的立体图，图20的(b)是表示对图20的(a)所示的多联空腔电路基板进行分割而得到的发光器件的立体图。
[0052]图21的(a)?图21的(e)是表示实施方式2所涉及的发光器件的制造工序中，在平面电路基板上安装发光元件的工序的示意图。
[0053]图22是表示真空热压装置中的加压按压状态的剖面图。
[0054]图23的(a)是图22所示的加压按压后的平面电路基板的立体图，图23的(b)是表示对图23的(a)所示的平面电路基板进行分割而得到的发光器件的立体图。
[0055]图24的(a)是表示点阵式的发光显示器件的一例的俯视图，图24的(b)是图24的(a)所示的发光显示器件的剖面图。
[0056]图25是表示图24的(a)以及图24的(b)所示的发光器件的制造方法的一例的示意图。
[0057]图26是表示真空热压装置中的加压按压状态的剖面图。
[0058]图27的(a)?图27的(C)是表示单一的光器件的制造方法的示意图。
[0059]图28的(a)?图28的(d)是表示实施方式3所涉及的发光器件的制造方法的示意图。
[0060]图29是表示与实施方式3所涉及的发光器件的制造方法相关的各种数据的表。
[0061]图30是表示包含荧光体的硅酮树脂的粉末即密封用树脂粉末的制造过程的示意图。
[0062]图31的(a)?图31的(C)是表示使用了密封用树脂块的发光器件的制造方法的示意图。
[0063]图32的(a)?图32的(e)是表示将图28的(a)所示的密封用混合粉末片状化而得到的密封用混合粉末片的制造方法的示意图。
[0064]图33是表示现有的发光器件的构成的剖面图。
[0065]图34是表示现有的发光器件的制造方法的流程的剖面图。
【具体实施方式】
[0066]〔实施方式I〕
[0067]基于图1?图20对与本发明所涉及的发光器件的制造方法相关的实施的一个方式说明如下。
[0068]<发光器件的构成>
[0069]首先，参照图1对本实施方式所涉及的发光器件Ia的构成进行说明。
[0070]图1是表示通过本实施方式所涉及的发光器件的制造方法而制造的发光器件Ia的外观构成的立体图。如图1所示，发光器件Ia在一边为Imm程度的长方体状的MID (Molded Interconnect1n Device，射出立体布线成型基板)即电路基板(基板)11，形成有在上方开口的长方体状的空腔12，并在该空腔12内安装有LED等的发光元件13。
[0071]发光元件13的下表面通过导电性粘接剂15被连接在设置于空腔12的底部的固定用布线图案14上(芯片接合)。此外，发光元件13的上表面与设置于空腔12的底部的连接用布线图案16通过由金线等构成的导电线17相连接(引线接合)。
[0072]通过由具有光透过性的硅酮树脂构成的密封树脂21对电路基板11的空腔12内进行密封。
[0073]另外，将发光元件13安装于电路基板11的方法并没有特别限定，也可以代替引线接合法，例如，通过倒装芯片法等将发光元件13安装到电路基板11。
[0074]<发光器件的制造方法>
[0075]接着，参照图2?图8对图1所示的发光器件Ia的制造方法进行说明。
[0076]图2的(a)?图2的⑷是表示图1所示的发光器件Ia的制造工序中，在空腔12内安装发光元件13的工序的示意图。在发光器件Ia的制造中，使用许多的空腔12在纵方向以及横方向被形成为矩阵状的多联空腔电路基板10。通过使用该多联空腔电路基板10，能够同时制造许多的发光器件la。多联空腔电路基板10例如厚度为1.0_，各空腔12的深度为0.6mm。
[0077]首先，在本实施方式所涉及的发光器件的制造方法中，如图2的(a)所示，在各空腔12的底部，分别设置固定用布线图案14以及连接用布线图案16。
[0078]接着，如图2的(b)所示，在多联空腔电路基板10的各空腔12的底部设置的固定用布线图案14上，分别涂敷导电性粘接剂15。
[0079]接着，如图2的(C)所示，在固定用布线图案14上涂敷的导电性粘接剂15上芯片接合发光元件13。此外，如图2的(d)所示，通过由金线等构成的导电线17将发光元件13的上表面与在空腔12的底部设置的连接用布线图案16引线接合。
[0080]这样，通过芯片接合以及引线接合在多联空腔电路基板10的各空腔12内安装了发光元件13之后(安装步骤)，利用含有荧光体的硅酮树脂对各空腔12内进行密封。
[0081]图3的(a)?图3的(C)是表示图1所示的发光器件Ia的制造工序中，利用密封树脂21对空腔12内进行密封的工序的示意图，图4是表示构成图3的(a)所示的密封用树脂片(密封材料)20的硅酮树脂的粘度特性的曲线图，图5的(a)?图5的(d)是表示图3的(b)所示的工序中的硅酮树脂的粘度状态的曲线图。
[0082]另外，在图4以及图5的(a)?图5的(d)中，为了方便起见，示出硅酮树脂的粘度特性呈直线变化，但硅酮树脂的粘度特性未必一定呈直线变化。
[0083]如图3的(a)所示，在各空腔12内安装了发光元件13的多联空腔电路基板10上，依次层叠密封用树脂片20、表面成型用脱模片(薄片)31与压重板32。
[0084]在此，在本实施方式中，为了利用含有荧光体的密封树脂21同时对各空腔12内进行密封，使用了密封用树脂片20。密封用树脂片20是在热可塑性的硅酮