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WO2012144030A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2012144030A1
WO2012144030A1 PCT/JP2011/059719 JP2011059719W WO2012144030A1 WO 2012144030 A1 WO2012144030 A1 WO 2012144030A1 JP 2011059719 W JP2011059719 W JP 2011059719W WO 2012144030 A1 WO2012144030 A1 WO 2012144030A1
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WO
WIPO (PCT)
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light emitting
light
phosphor
emitting device
containing film
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2011/059719
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
登美夫 井上
宮原　隆和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELM Inc
Original Assignee
ELM Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CN201180069968.4A priority patent/CN103534822A/zh
Priority to EP11863926.9A priority patent/EP2701214A4/en
Priority to KR1020137027345A priority patent/KR20140022019A/ko
Priority to PCT/JP2011/059719 priority patent/WO2012144030A1/ja
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    • H10W72/5363—
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device used for LED lighting and the like, and particularly to a semiconductor light emitting element emitting blue light, violet light and ultraviolet light, a phosphor layer for converting the light into white light, and white light.
  • the present invention relates to a light emitting device configured of a reflecting wall that efficiently reflects in a direction, and a method of manufacturing the same.
  • the reason for making LED bulbs expensive are the high material costs and the poor yield.
  • the material cost of the white LED device is from the higher occupancy rate to the package, the LED chip, the phosphor, and the resin in this order, and the main factor causing the poor yield of the white LED device is the chromaticity (or color temperature (I.e., the non-defective rate for producing the target chromaticity is deteriorated due to the variation of the amount of phosphors, etc.). Companies that sell white LED devices are making efforts to lower prices in this regard.
  • Patent Document 1 One example is the approach of CREE, as shown in Patent Document 1.
  • a semiconductor light emitting element LED chip
  • the inside of the package is sealed with a resin in which phosphor powder is dispersed, so that a light emitting device is manufactured. If the inspection results in NG, the entire light emitting device including the package becomes NG, and even the most expensive package is discarded.
  • Patent Document 1 as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), phosphors are formed on the light extraction surface (including the side surface of the LED chip) excluding the wire bond pad 131 of the LED chip. It is set as the white LED chip 130 which formed the layer.
  • the chromaticity test can be performed at the chip stage, and the expensive package will not be thrown away, and furthermore, the phosphor is not used only in the area of the chip surface. It also saves money. Furthermore, since the chromaticity is determined by the point light source of the LED chip, the variation in the chromaticity due to the directivity angle of the white LED device is also improved.
  • Patent Document 2 Similar efforts have been made in Patent Documents 2 and 3.
  • a chip assembly 142 in which a phosphor chip 141 is adhered to an LED chip with a transparent resin is mounted on a package by a flip chip method, or in another example.
  • Wire bonding method mounting is performed with the electrode face up, and wire connection to the substrate is performed by wire bonding).
  • the structural body 147 is a semiconductor device shown in Patent Document 4 (a document on a semiconductor element, particularly a chip size package of an LSI chip) (a semiconductor device 150 shown in FIG. 15A).
  • the structure is similar to that which is going to be discussed in the present invention. That is, as a chip size package structure, as shown in FIG. 15C, it can be directly mounted on the wiring board, and a package having a high material cost can be omitted.
  • the light emitting device 147 of this structure lacks important characteristics necessary for eco-lighting. It is that there is no light collecting function at all.
  • the phosphors can be saved, the yield of chromaticity can be improved, and by using a white point light emitter, variation in chromaticity due to the directivity angle can be improved.
  • the concept of a white light emitting element (white LED chip) has appeared.
  • the white light emitting element 130 is mounted on a package substrate 133 (specifically, an alumina ceramic substrate) having a moderate thermal conductivity and a resin lens 134 as shown in FIG.
  • the structure is being established as a light emitting device for illumination which is sealed and has a structure for condensing light in a target direction, which is cheaply manufactured and has both of luminance, heat dissipation and reliability.
  • the highest package has been replaced by light collection by the resin lens 134, eliminating the miniaturization and the structure of the reflecting wall with the idea of being as cheap as possible without losing the characteristics as much as possible
  • the high package substrate 133 still exists, and the package substrate 133 itself causes the characteristics of the light emitting device for illumination to be somewhat deteriorated.
  • the package substrate alumina ceramic substrate
  • the package substrate 133 is absolutely necessary in order to be soldered to the terminal of the external substrate, and the other is the white LED chip 130
  • a reflective wall or a lens is required, and the package substrate 133 is also required to form it.
  • the former can be omitted if the package substrate can be omitted if the chip size package 147 shown in FIG. 15 (b) as shown in FIG. 15 is changed to the flip chip method of mounting. It can not be solved with the structure of (b).
  • the white light emitting element does not have a function to condense the light. From the viewpoint of effective use of light, the ability to direct light in a certain direction is an important factor for eco-lighting. Moreover, this function is more effective as it is placed closer to the light source. That is, it is more effective to put in the light emitting device than to put the reflective wall away from the light emitting device and around it. Therefore, the package in the light emitting device is provided with a light collecting function.
  • the heat generated at the pn junction of the 4 W class white light emitting element 130 flows from the anode electrode of the LED chip to the electrode 160 of the package substrate 133 which is heat-welded thereto, as shown in FIG. It flows to the ceramic substrate 133, the electrode 161, the solder 162, and the external substrate 163 through many layers.
  • the chip size package 147 shown in FIG. 15B as shown in FIG. 16B, the heat generated at the pn junction directly to the bumps 164, the solder 162, and the external substrate 163.
  • the heat dissipation is improved.
  • the other one relates to a resin lens 134 for collecting light which directs light in a certain direction, but as shown in FIG.
  • the fixed width (about 50 ⁇ m) of the surface where the resin lens 134 contacts the package substrate 133 The portion 137 of (thickness of) is not a lens but a thin plate. When light enters this part, the light leaks in the lateral direction and can not be used effectively. The reason why this portion 137 can be formed is in the manufacturing method, and it inevitably occurs in the compression molding for molding the silicon resin lens. Further, this problem can not be solved because the chip size package 147 shown in FIG. 15B does not have a light collecting function at all.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and in particular, it has a chip size package structure in which a package substrate having a high occupancy rate of material cost is eliminated, and light emitted by a white light emitting element is shaped as a reflecting wall. It is an object of the present invention to provide a light emitting device for illumination which is improved in characteristics by reducing the loss and has a function of collecting light in a certain direction, and further inexpensive, and a method of manufacturing the same.
  • the invention of claim 1 is Blue light, violet light, or ultraviolet light is emitted, has two opposing main surfaces, one main surface is a light extraction surface, the other main surface is an electrode forming surface, and bumps are formed on the electrode forming surface
  • a phosphor-containing film piece having two principal surfaces facing each other equal to or larger than the light extraction surface on one of the semiconductor light emitting elements, and having one principal surface as a light entrance surface and the other principal surface as a light exit surface; And arranged so as to face the light extraction surface and the light entrance surface,
  • a light emitting device characterized in that a bump mounting surface and an exposed surface other than the light emitting surface of the phosphor-containing film piece are covered with a reflecting wall, and a pn junction of a semiconductor light emitting element Most
  • YAG-based phosphor powder that emits yellow light having a complementary color relationship with blue as blue light was used in the early days.
  • the pseudo white light produced by the blue light of this semiconductor light emitting element and the yellow light of YAG phosphor has a low value of average color rendering index Ra of about 78, and the natural color of the object is reproduced by the illumination. It was impossible. Therefore, in the second step, phosphor powders emitting blue and three primary colors of light, green and red, are used, and blue light of the semiconductor light emitting element and green light from two types of phosphors are used. The red light turned into white light by the three primary color components of the light.
  • the value of the average color rendering index Ra is improved to 93, and the color reproducibility by the illumination is also considerably improved. Further, if the luminance of the semiconductor light emitting element emitting violet light or ultraviolet light is further advanced, three kinds of phosphor powders emitting the three primary colors of light with purple light or ultraviolet light are used. In addition, a plurality of phosphors may be mixed in order to improve color reproducibility. As described above, by dispersing the above-described phosphor powder in the phosphor-containing film piece in accordance with the emission wavelength of the semiconductor light emitting device, it is possible to achieve the target white light for illumination.
  • This structure solves all the problems described above. That is, It is a white light emitting element in which phosphor-containing film pieces are arranged in an overlapping manner on the light extraction surface of a semiconductor light emitting element, saving of the fluorescent substance, improvement of the yield of chromaticity, and white point emitter It is also possible to improve the variation in chromaticity due to the corners.
  • the surface other than the electrode formation surface (preferably, the bump mounting surface) of the semiconductor light emitting element and the surface other than the light emitting surface of the phosphor-containing film piece is covered with a reflecting wall, and light which goes outside the light emitting surface direction (electrode of semiconductor light emitting element
  • the light going to the forming surface side, the light going to the side surface of the semiconductor light emitting element, the light going to the side surface of the phosphor-containing film piece, etc.) is efficiently reflected by the reflecting wall (the light going to the electrode forming surface side is also the electrode) , Hard to go out of this light emitting device.
  • light is collected in a certain direction by this reflection wall.
  • it has a structure that can prevent lateral light leakage.
  • this reflective wall is formed in close contact with the light source (that is, at the closest distance), it should be reflected and collected most efficiently. Since the semiconductor light emitting element is a chip size package mounted on the external substrate on the bump mounting surface, an expensive package substrate should not be used. In addition, the heat radiation also flows directly from the semiconductor light emitting element to the bumps, the solder, and the external substrate. It is.
  • the invention of claim 2 is The semiconductor light emitting element and the phosphor-containing film piece are bonded with a silicone resin, or a silicone resin containing a dye for correcting chromaticity and color temperature, or a phosphor. It is a light-emitting device as described.
  • the semiconductor light emitting element and the phosphor-containing film piece are stacked and adhered, but the adhesive is resistant to deterioration or discoloration due to light or heat, and a transparent resin with high reliability is used.
  • the most suitable resin for this purpose is silicone resin.
  • the chromaticity and color temperature of white light are determined by the light of the semiconductor light emitting device and the light from the phosphor containing film piece, the variation of the light wavelength of the semiconductor light emitting device and the phosphor contained in the phosphor containing film piece There are slight variations in the amount of pigments, which causes variations in chromaticity and color temperature, but for the purpose of correcting them, it is possible to correct by mixing a dye or phosphor powder with a silicone resin for bonding. .
  • the invention of claim 3 is
  • the material of the phosphor-containing film piece is a dispersion of several kinds of phosphor powders in a silicone resin, and the material of the reflection wall is a dispersion of titanium oxide fine powder in a silicone resin. It is a light-emitting device according to any one of claims 1 or 2, which is characterized.
  • the resin for dispersing several kinds of phosphor powders is a transparent resin of high refractive index free from deterioration or discoloration due to light or heat, preferably having a hardness of 60 or more in Shore D.
  • the most suitable for this is silicone resin (resin type silicone).
  • the resin for dispersing the titanium oxide fine powder is also similar to the phosphor powder, but it is necessary to be careful that titanium oxide has the property of photocatalyst. That is, when light (ultraviolet light, blue light, etc.) acts on titanium oxide, the surrounding moisture is decomposed to become activated radicals, which causes the phenomenon of attacking and discoloring the resin. Therefore, even if it is a silicone resin, it will discolor in a short time (tens of hours).
  • titanium oxide In order to prevent this, it is necessary to be careful about the selection of titanium oxide, and rutile is more preferable than anatase in crystal structure, and the surface of titanium oxide fine powder is coated with silica or alumina, or treated with siloxane. Is preferred. Such treatment can suppress the photocatalytic effect.
  • the thickness of the reflective wall needs to be sufficient to reflect light. Since the particle diameter of the titanium oxide fine particles is about 0.2 ⁇ m, it is sufficient if the thickness is about 50 to 100 times or more. That is, the thickness of the reflective wall may be 10 ⁇ m or more. Therefore, the height of the bumps on the electrode formation surface of the semiconductor light emitting device also needs to be 10 ⁇ m or more, and preferably 15 ⁇ m or more in order to cause the bump mounting surface to protrude from the reflective wall. However, since the metal-forming surface in which the reflectance is also taken into account occupies most of the electrode-forming surface, the height of the bump is less than 10 ⁇ m, and when the gap resin can not be filled in the gap, There is no need to have a wall. In this case, after mounting on the external substrate, the exposed surface of the electrode formation surface may be protected by underfill or the like.
  • the blending ratio of silicone resin to titanium oxide is preferably about 5 to 30% in pigment volume concentration.
  • the invention of claim 4 is A method of manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein The phosphor-containing film is attached to a dicing sheet, and the phosphor-containing film is divided into a plurality of phosphor-containing film pieces arranged in a matrix using a thick dicing blade, and the matrix is arranged in a matrix
  • the silicon resin is potted onto the plurality of phosphor-containing film pieces in step A2 of transferring the plurality of phosphor-containing film pieces to a work sheet, and the semiconductor light emitting element is placed with the light extraction surface down.
  • Step A3 is performed to form a double structure of the phosphor-containing film piece and the semiconductor light emitting device by die bonding, and a region where a plurality of double structures are arranged in a matrix form is taken as one passage.
  • a band-like spacer for a reflecting wall which is pasted on a work sheet so as to surround it, and a lid made in close contact with the upper surface of the spacer for a reflecting wall and the bump mounting surface Top sheet, a resin forming the reflective wall in the sealed space formed in the A4 step of forming a sealed space sealed except for the one passage, and the sealed space formed in the A4 step (hereinafter referred to as a resin for reflective wall ) Is filled from the one passage, and hardened, and the A5 step of covering the light emitting surface of the dual structure with the reflecting wall with the surface other than the light emitting surface and the bump mounting surface;
  • the individual light emitting devices are attached by attaching a wall-connected plate-like double structure to a dicing sheet and dic
  • the light emitting device of claim 1 is efficiently manufactured by using this manufacturing method.
  • This manufacturing method also has a process similar to that of Patent Document 4, except that the thickness of the reflecting wall is defined by dicing on the side surface of the phosphor-containing film piece and not on the side surface of the semiconductor light emitting element .
  • the invention of claim 5 is the invention according to claim 4.
  • the phosphor-containing film is C1 step of sticking a closed strip-like phosphor spacer on a thick release sheet so as to surround a space for forming the phosphor-containing film (hereinafter referred to as a film forming space), and dispersing phosphor powder C2 step of potting the treated silicon resin (hereinafter referred to as phosphor-containing silicon resin) into the film forming space by the supply mechanism, and the phosphor-containing silicon resin with the thickness of the phosphor spacer Step C3 for filling the film forming space, and covering the film forming space with a release sheet, and using a smooth, high-rigidity plate, the film via the thick release sheet and the thin release sheet It is characterized in that it is manufactured in a process consisting of a C4 process of sandwiching the forming space and curing it while applying a constant pressure.
  • the phosphor-containing film is efficiently manufactured by a simple tool.
  • the concentration of the phosphor powder can be adjusted by adjusting the composition, and the thickness of the phosphor-containing film can be adjusted by the thickness of the phosphor spacer.
  • it is a flat surface because it is sealed and hardened by sandwiching with a smooth, high-rigidity plate pressed by a spring or the like, and there is no entanglement effect of the worksheet used in claim 5 or 6 with the UV glue. , Peelability is improved.
  • the invention of claim 6 is the invention according to claim 5, wherein
  • the work sheet, the reflective wall spacer, the top sheet, and the phosphor spacer are UV curable adhesive glues (hereinafter referred to as UV glue) on one surface of a base sheet made of a heat resistant resin.
  • UV glue UV curable adhesive glues
  • the base material of the sheet is preferably a heat resistant resin such as a PET resin. Moreover, if UV paste is cured by ultraviolet light, it does not react with the silicone resin even at the curing temperature of the silicone resin, and the removability from the silicone resin after curing is also good.
  • the invention of claim 7 is the invention according to claim 6.
  • the resin for the reflecting wall is D1 step of curing the UV paste of the structure by irradiating the structure having the one passage on the work sheet and forming the sealed space formed in the step A4 with ultraviolet light;
  • the structure is placed in a evacuable chamber, and the step D2 of evacuating the chamber, and the resin for the reflective wall is potted so as to close the one passage of the structure placed in the chamber.
  • D4 step in which the pressure in the chamber is gradually brought to atmospheric pressure, and the resin for the reflecting wall is filled into the sealed space formed in the A4 step through the one passage.
  • a method of manufacturing a light-emitting device comprising:
  • the invention according to claim 6 is efficiently implemented.
  • the equipment used in this process is also possible with a simple mechanism of potting this reflective wall resin using a simple vacuum chamber and atmospheric pressure.
  • the vacuuming in the step D2 is carried out, for example, to about 10 ⁇ 1 Pa by using a rotary pump.
  • the invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 4, 5, 6, and 7.
  • the phosphor-containing film piece is irradiated with a light emitter emitting light of the same wavelength as that of the semiconductor light-emitting element from below the phosphor-containing film piece, and the upper detector It is a manufacturing method of the light emitting device characterized by adding E1 process which measures chromaticity, color temperature, etc. of light converted with a fluorescent substance containing film piece.
  • the invention of claim 9 is the invention according to claim 8.
  • the silicon resin used in the step A3 is a silicon resin in which a dye or a phosphor powder is dispersed to correct the chromaticity or color temperature based on the measurement data of the step E1. It is a manufacturing method of an apparatus.
  • the purpose is to disperse the dye or phosphor powder at a concentration to correct the chromaticity based on the data measured in step E1 in the silicone resin used for bonding the semiconductor light emitting element and the phosphor-containing film piece. It is possible to efficiently and efficiently manufacture light emitting devices having a chromaticity or color temperature of
  • the invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 6 to 9, wherein In the base sheet made of the heat-resistant resin of the work sheet or the top sheet, the surface to be coated with the UV paste is characterized by being ground like a frosted glass in order to increase the adhesive strength with the paste. It is a manufacturing method of a light emitting device.
  • the adhesion strength between the substrate sheet and the UV paste is that the surface of the substrate sheet is close to a mirror surface, so the adhesion strength with the cured UV paste is weak, and the work sheet or top sheet is peeled off after curing the resin for reflective wall
  • cured UV glue may remain on one side of the reflective wall or the phosphor-containing film. This can be improved by making the surface of the base sheet frosted to increase the adhesion strength between the base sheet and the UV paste with an anchor effect.
  • the invention of claim 11 is Blue light, violet light, or ultraviolet light is emitted, has two opposing main surfaces, one main surface is a light extraction surface, the other main surface is an electrode forming surface, and bumps are formed on the electrode forming surface
  • a phosphor-containing film piece having two principal surfaces facing each other equal to or larger than the light extraction surface on one of the semiconductor light emitting elements, and having one principal surface as a light entrance surface and the other principal surface as a light exit surface; And arranged so as to face the light extraction surface and the light entrance surface,
  • This light emitting device is substantially the same as in claim 1, but is somewhat restricted in structure in order to simplify the manufacturing method. That is, a part of the side surface of the phosphor-containing film piece has no reflective wall, which may cause slight side leakage light.
  • the above-mentioned problems are almost solved.
  • the reflective wall on the side surface of the phosphor-containing film piece at all (for reference, the reflective wall on the side surface of the semiconductor light emitting device) is compared with the case where there is a reflective wall as in claim 1
  • the brightness is reduced by 10% or more on the axis. That is, it is necessary to make the portion without the reflecting wall of the side surface of the phosphor-containing film piece as narrow as possible, and it is understood that the reflecting wall of the side surface of the phosphor-containing film piece is an important element for light collection.
  • the step corresponding to the step A2 (the step of transferring) can be omitted.
  • the invention of claim 12 is The light having a rectangular shape having two opposing main surfaces, one of the main surfaces being a light extraction surface, the other main surface being an electrode forming surface, and the semiconductor light emitting device having bumps on the electrode forming surface
  • a transparent film piece which has a rectangular main surface having two main surfaces that are equal to or larger than the extraction surface and has one main surface as a light incident surface and the other main surface as a light output surface is the light extraction surface and the light incident surface.
  • the electrodes are arranged so as to face each other, and the electrode formation surface (including the surface of the bump) of the semiconductor light emitting device and the exposed surface other than the light emitting surface of the transparent film piece or bump mounting of the semiconductor light emitting device
  • the light emitting device is characterized in that the surface and the exposed surface other than the light emitting surface of the transparent film piece are covered with a reflecting wall.
  • a monochromatic light emitting semiconductor light emitting device as well as a white light emitting device, it is possible to manufacture a light emitting device corresponding to the three primary colors of light.
  • These light emitting devices have a chip size package with a reflecting wall and an ultra-compact shape, so red, green and blue single color light emitting devices can be arranged close to each other, and the color mixing is good and the color reproducibility is excellent.
  • a high brightness white light emitting device can be configured. It can be used not only for lighting but also for full color backlight applications.
  • the light emitting device of the present invention can solve all the above-mentioned problems by the structure of a chip size package provided with a reflecting wall. That is, Since expensive package substrates are not used, costs can be reduced. It is a white light emitting element in which phosphor-containing film pieces are arranged in an overlapping manner on the light extraction surface of the semiconductor light emitting element, saving of the fluorescent substance, and since it is a white point light emitter, variation in chromaticity due to directivity angle is improved. Can.
  • a surface other than the bump mounting surface of the semiconductor light emitting element and the light emitting surface of the phosphor-containing film piece is covered with a reflecting wall, and light which goes outside the light emitting surface direction (in particular, light which goes to the side of the semiconductor light emitting element, phosphor The light etc. which goes to the side of the containing film piece is dispersed and reflected by the reflecting wall and collected in a certain direction.
  • this reflective wall is formed in close contact with the light emission source (that is, at the closest distance), in the case of dispersive reflection, reflection and collection can be performed most efficiently, and high luminance can be achieved.
  • the semiconductor light emitting device is mounted on the external substrate at the bump mounting surface, heat dissipation is also flowed directly from the semiconductor light emitting device to the bumps, solder, and the external substrate.
  • the structure of the present invention to semiconductor light emitting devices emitting single color light, it is possible to manufacture light emitting devices corresponding to the three primary colors of light, and these light emitting devices have reflecting walls. Since the chip size package and the microminiature shape, it is possible to arrange red, green and blue single color light emitting devices close to each other, to form a high brightness white light emitting device having good color mixing and excellent color reproducibility. Also in the manufacturing method, the phosphor-containing film pieces can be sorted, and the light emitting device having the desired chromaticity or color temperature can be efficiently manufactured with good yield.
  • FIG. 1 illustrates a prior art chip size package. It is a figure for demonstrating the thermal radiation from a light-emitting device. It is a figure of the light-emitting device of 7th Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the top view seen from the top, (b) is the top view seen from the bottom, (c) is sectional drawing in line CC. It is.
  • the manufacturing method includes the steps (a) to (f), and is a manufacturing method for manufacturing a plurality of light emitting devices 1 in a batch.
  • the light emitting device 1 has a semiconductor light emitting element 6 in which bumps 4 and 5 of 15 ⁇ m thickness are formed on the n side electrode and the p side electrode of the blue LED element emitting blue light.
  • a phosphor-containing film piece 2 including a phosphor integrated with an adhesive on the light extraction surface of the phosphor, a phosphor which is a light extraction surface and the tip 7 of a bump which is a mounting surface of the semiconductor light emitting element 6 It comprises the reflective wall 3 which covers the exposed surface other than the light emission surface 8 of a containing film piece.
  • the semiconductor light emitting element 6 emits a buffer layer, an n-type layer, and blue light from the substrate side of a GaN compound semiconductor film on the surface of a light transmitting crystal substrate (for example, sapphire substrate, SIC substrate, GaN substrate etc.)
  • a light transmitting crystal substrate for example, sapphire substrate, SIC substrate, GaN substrate etc.
  • the light emitting layer and the p-type layer are stacked in this order, the p-side electrode is selectively formed on the surface of the p-type layer, the p-type layer and the light emitting layer are selectively etched partially, and the n-side electrode is formed in the exposed n-type layer
  • the p-side electrode and the n-side electrode are formed on substantially the same plane, although there are steps of several ⁇ m.
  • the surface of these electrodes is an Au film, which can be electrolessly plated in the order of Pd, Ni, Au (for surface protection) on these electrodes in the wafer state, and has a height of approximately 15 ⁇ m (preferably 20 ⁇ m). Form a bump. Most of the height is Ni.
  • the phosphor-containing film piece 2 is obtained by mixing two types of phosphor powder with resin type silicone, molding it into a film and curing it, and dividing it into a rectangular shape.
  • One kind of phosphor is A phosphor (for example, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce) which is excited by blue light and emits green light, and one other kind of phosphor is a phosphor which is excited by blue light and emits red light ( For example, CaAlSiN 3 : Eu 2+ ).
  • the blending amount is adjusted to a color temperature of about 5000 K, which is close to that of a 3-wave daylight white fluorescent lamp.
  • the color temperature can be selected by changing the blending amount.
  • Resin type silicones have high refractive index (1.5 to 1.55), hardness Shore D (40 to 70, preferably 60 to 70), good transparency (for example, light transmittance of 450 nm wavelength) In the case where the thickness of the resin is 1 mm, 95% or more, preferably 99% or more) of blue light is used.
  • the reflective wall 3 is a titanium oxide fine powder with a particle diameter of 0.21 ⁇ m mixed with resin type silicone and cured. Titanium oxide is often used for reflective walls because of its high dielectric constant and high light reflectance, but it has the property of a photocatalyst, so it is excited by ultraviolet light and blue light and acts on surrounding water and oxygen, and O 2 H radicals and OH radicals are formed to degrade and discolor the silicone resin. Therefore, the reflective wall (white color) around the blue LED element is discolored, and the luminance deteriorates to 80% or less in several tens of hours.
  • titanium oxide fine particles used here those whose surface is coated with silica or alumina or treated with a siloxane to prevent the property of the photocatalyst are used.
  • resin type silicones have high refractive index (1.5 to 1.55), hardness Shore D (50 to 70, preferably 60 to 70), and good transparency (for example, light transmittance) When the thickness of the resin is 1 mm, blue light having a wavelength of 450 nm is 95% or more, preferably 99% or more).
  • the thickness of the reflecting wall is about 60 ⁇ m on the side of the phosphor-containing film piece 2 and about 100 ⁇ m on the side of the semiconductor light emitting device 6 and the thickness on the electrode formation surface is regulated by the bump height. If the bump height is 15 ⁇ m, it is less than 15 ⁇ m, preferably the bump height is 20 ⁇ m, in which case it is less than 20 ⁇ m.
  • the adhesion between the semiconductor light emitting element 6 and the phosphor-containing film piece 2 uses resin type silicone used for the phosphor-containing film piece.
  • An appropriate amount of the phosphor for color temperature correction or color temperature correction may be mixed in this silicone resin.
  • This light emitting device is a white light emitting device of a chip size package which does not use a package substrate, and mounting on an external substrate is performed via solder with bumps formed on the electrodes of the semiconductor light emitting element 6. Further, light traveling in the lateral direction or downward direction is dispersed and reflected by the reflecting wall 3 and exits from the light exit surface 8.
  • the phosphor-containing film 50 is attached to the dicing sheet 51, and then fully cut into a rectangular shape by a dicer using a dicing blade 52a with a width of 150 to 200 ⁇ m.
  • the size thereof is made to be about 50 to 100 ⁇ m larger in each of the vertical and horizontal directions than the size of the blue LED element.
  • step A2 the phosphor-containing film pieces 2 arranged in a matrix on the dicing sheet 51 are transferred onto the worksheet 53 by transfer.
  • a rubber roller is used. If the dicing sheet is a UV paste, it is cured by UV irradiation to facilitate transfer before transfer.
  • step A3 using a die bonder 54, potting silicone resin 55 for bonding on the phosphor-containing film piece 2 and mounting the semiconductor light emitting element 6 At this time, the semiconductor light emitting element 6 is self-aligned near the center of the phosphor-containing film piece 2 due to the surface tension of the silicon resin. Thereafter, the whole work sheet is put in a curing furnace and temporarily cured at a curing temperature of 120 ° C. to 150 ° C. for 10 minutes.
  • the area where the double structure 56 is present is surrounded so as to surround one passage 81.
  • the thickness of this spacer is preferably about the same as or slightly lower than the height of the double structure 56.
  • the thickness of the spacer 57 is set to 190 to 200 ⁇ m.
  • a top sheet 58 is attached to cover the upper surface of the spacer 57 and the bump mounting surface 7 of the semiconductor light emitting element 6 to form a sealed space P in which one passage 81 is left. Form.
  • the work 80 is put into an ultraviolet irradiator, and the UV paste is cured by ultraviolet light.
  • step A5 the workpiece 80 is placed in the vacuum chamber 91 of the resin filling machine 90 shown in FIG.
  • a resin for reflective wall 59 in which titanium oxide fine powder having a particle diameter of 0.21 ⁇ m is dispersed in resin type silicone is contained in a container 92.
  • the valves 94, 95, 96 closed and the valve 93 opened the rotary vacuum pump is activated, the valve 96 is slowly opened, and the inside of the vacuum chamber 91 and the inside of the resin container 92 are slowly drawn.
  • the reflecting wall resin 59 is degassed.
  • the valve 93 is closed and the valve 95 is slowly opened.
  • FIG. 10 (b) A state of the work 80 in the vacuum chamber 91 in this state is shown in FIG.
  • the valve 94 is slowly opened to pot the reflective wall resin 59 so as to close the one passage 81, and after the appropriate amount is taken, the valve 94 is closed (FIG. 10 (b)).
  • the valve 96 is closed, the valve 93 is opened extremely slowly, the inside of the vacuum chamber 91 is leaked, and the air pressure is gradually increased.
  • the resin 59 enters the gap in the sealed space P due to the pressure difference (FIG. 10 (c)).
  • the work 80 is taken out when the pressure in the vacuum chamber 91 reaches atmospheric pressure, and the work 80 is sandwiched by a stainless steel plate (hereinafter referred to as a SUS plate) Apply a suitable amount of pressure and cure in a curing oven (curing temperature: 120.degree. C. to 150.degree. C., 1 hour).
  • the top sheet 58, the spacer 57, and the work sheet 53 are peeled off from the work 80, and the work in which the double structure is connected in a plate shape with resin for reflective wall is diced
  • the sheet is attached to a sheet, and the center of the adjacent double structure is divided using a dicing blade 52b with a width of 30 ⁇ m with a dicer. Thereby, the light emitting device 1 is completed.
  • the package substrate having a high occupancy rate of the material cost is eliminated, and the light emitted from the white light emitting element is less in loss in the form of a reflecting wall.
  • a chip size package structure having a function of condensing light in a direction can also be provided, the characteristics are also improved (high luminance and good heat dissipation), and a light emitting device for illumination can be manufactured at low cost.
  • FIG. 2 a light emitting device of a second embodiment is shown in FIG. Moreover, the manufacturing method is shown in FIG.
  • the light emitting device 10 in this case is almost the same as the first embodiment as shown in FIG. 2, the light emitting device 10 is different in that the structure is slightly restricted in order to simplify the manufacturing method. That is, the part 13 which does not have a reflective wall arises in a part of side of a fluorescent substance containing film piece. As a result, although a slight amount of side leakage light may occur, the above-described problem can be substantially solved as in the light emitting device 1 of the first embodiment.
  • the method of manufacturing the light emitting device 10 includes the steps of FIGS. 6A to 6E, and most of the steps are the same as the method of FIG. 5 and the description of the same steps is omitted. It is a process of 6 (a).
  • FIG. 6A after the phosphor-containing film 50 is directly attached to the work sheet 53, the phosphor-containing film is not fully cut into a rectangular shape with a dicer using a dicing blade 52a having a width of 150 to 200 ⁇ m.
  • a kerf is inserted leaving 50 connecting parts 62 to make a phosphor-containing film piece-like projection 60.
  • the size thereof is made to be about 50 to 100 ⁇ m larger in each of the vertical and horizontal directions than the size of the blue LED element.
  • step A2 which is the transfer step of FIG. 5 (b) can be omitted.
  • the A1 step of fully cutting the phosphor-containing film 50 with a dicer it is necessary to replace the sheet because it cuts into the sheet, and a transfer step is required.
  • this connection part 62 it is preferable to make this connection part 62 as thin as possible.
  • it can also be made in a projecting shape with a compact molding machine instead of a dicer.
  • 6B the same step as the step A3 is performed if the phosphor-containing film piece 2 is replaced with the phosphor-containing film piece-like protrusion 60 and the double structure 56 is replaced with the double structure protrusion 61. It is.
  • FIG. 6 (c) is the same as the A4 process
  • FIG. 6 (d) is the A5 process
  • FIG. 6 (e) is the A6 process.
  • the sealed space Q in FIG. 6 (c) corresponds to the sealed space P in step A4 (FIG. 5 (d)).
  • the light emitting device 30 uses a transparent film piece 31 instead of the phosphor-containing film piece 2. Therefore, the emission color of the semiconductor light emitting element 32 becomes the emission color of the light emitting device 30 as it is.
  • the manufacturing method is the same as that of the first embodiment, and the phosphor-containing film may be replaced with a transparent film.
  • the light emitting device 40 in this case is different from the shape of the transparent film piece 41 of the third embodiment, and there is no reflective wall on part of the side surface. Therefore, although lateral leakage light is generated from this, it can be used to make light emitting devices with different light distribution.
  • the manufacturing method is the same as that of the second embodiment, and the phosphor-containing film may be a transparent film. Since the side surface shape of the transparent film piece 41 can be freely changed, the shape of the reflecting wall 12 can also be adjusted, and the light distribution can also be adjusted.
  • a method of manufacturing a phosphor-containing film will be described in the order of steps (a) to (d) in FIG.
  • a strip-like phosphor spacer 71 closed so as to surround the film forming space 77 is attached on a release sheet 70 with a thickness of 0.1 mm to obtain a work for a phosphor film 78 .
  • the thickness of the spacer 71 is about 100 ⁇ m.
  • two types of phosphor powder (one is a phosphor emitting blue light and the other emits green light and the other is a phosphor emitting red light) with resin type silicone Measure an appropriate amount, mix thoroughly with a rotation / revolution mixer, and disperse. Thereafter, the phosphor-containing silicone resin is vacuum degassed, placed in a syringe 72, and streaked in a film formation space 77.
  • step C3 (c) the metal squeegee 74 is moved in parallel along the upper surface of the phosphor spacer 71, and the stripe-shaped phosphor-containing silicon resin 73 is formed into a film forming space 77 with a thickness of the spacer 71. Make it spread throughout.
  • a thin release sheet is placed on the upper surface of the phosphor film work 78, this is sandwiched between the SUS plates 75, an appropriate pressure is applied with a spring 76, and 150 ° C, 1 in a curing furnace. Cure on time conditions. Temperature rising and temperature lowering of the curing furnace are performed according to the optimum program for resin curing.
  • the phosphor-containing film 50 can be manufactured by the above method. Since the surface of the film 50 manufactured by this method is sandwiched between SUS plates and pressure-cured, it becomes a mirror surface with few irregularities, and in the method of manufacturing a light emitting device, the releasability from the work sheet 53 is good, and UV glue emits light It is possible to prevent a defect remaining on the light emitting surface 8 of the device. Further, regarding this defect, as shown in FIG. 12, the surface of the base sheet 121 made of PET resin used for the work sheet 53 or the top sheet 58 is coated with the UV paste 122 and roughened to a ground glass. It can be completely eliminated by using a UV sheet having an increased adhesive strength with 122.
  • This E1 step is a step performed between the A2 step and the A3 step in the first embodiment, and a light emitter 111 that emits light of substantially the same wavelength as the semiconductor light emitting element 6 from below the phosphor-containing film piece 2 Then, the phosphor-containing film piece 2 is irradiated, and the chromaticity, the color temperature, and the like of the light converted by the phosphor-containing film piece 2 are measured by the upper detector 110.
  • the phosphor-containing film pieces 2 are sorted (judged as good or bad) based on the data, or the phosphor powder is dispersed in the bonding silicone resin 55 in the A3 step to Degree or color temperature can be corrected. As a result, the chromaticity yield is improved.
  • This E1 step brings about the same effect if it is carried out between the B1 step and the B2 step also in the second embodiment.
  • the semiconductor light emitting element 175 used for the light emitting device 170 has a trapezoidal shape whose light extraction surface is smaller than the electrode formation surface, and the side surface is inclined, and light extraction from this surface is also considered.
  • the n-electrode 174 (which occupies most of the electrode-forming surface) and the p-electrode 173 are formed of Au—Sn with a thickness of 3 ⁇ m for thermal welding.
  • the bonding silicone resin 176 for bonding the phosphor-containing film piece 171 and the semiconductor light emitting device 175 is slightly more potted so as to form a transparent layer 176 by the surface tension on the inclined portion of the side of the semiconductor light emitting device 175 It is important to help out the light.
  • the reflective wall 172 is formed on the outside thereof.
  • the Au-Sn plating on the electrode is as thin as 3 ⁇ m, the reflective wall is not completely formed in the gap on the electrode formation surface (it may not be formed at all or may be partially formed at the end)
  • the electrode in which the reflectance is considered accounts for the majority, the problem is sufficiently solved. However, it is better to protect the exposed part of the electrode formation surface with an underfill after mounting.

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Abstract

　安価で特性の優れた発光装置及びその製造方法を提供すること。　本発明は、電極形成面上にバンプ４，５を有する半導体発光素子６の光取り出し面上に蛍光体含有フィルム片２を接着した２重構造体とし、この２重構造体のバンプ実装面７と出光面８以外の露出面を反射壁３で覆い、反射壁を持ったチップサイズパッケージとすることにより、パッケージ基板の要らない安価で、輝度特性、放熱特性の良好な発光装置、及び色度歩留の良好な製造方法を提供できる。

Description

発光装置及びその製造方法
　本発明は、ＬＥＤ照明等に用いられる発光装置及びその製造方法に係り、特に青色光、紫色光、紫外光を発する半導体発光素子とその光を白色光に変換する蛍光体層と白色光を一定方向に効率よく反射する反射壁から構成された発光装置及びその製造方法に関する。
　近年、ＬＥＤを用いた照明装置が実用化され、白熱電球や蛍光灯に置き換わりつつある。その理由は、低消費電力で同等輝度が得られ、地球温暖化の原因である二酸化炭素の排出量を大幅に削減できるエコ商品の切り札となるからである。例えば、６０Ｗ級の白熱電球の同等輝度は、９ＷのＬＥＤ電球で実現できている。このように、すべての照明がＬＥＤ照明に代われば、二酸化炭素排出量の削減目標は容易に達成できるのであるが、これを阻んでいるのが、２つの照明装置の価格差がまだ大きいことである。寿命を考慮すれば、その価格差はかなり小さくなっているので、特殊な場所の照明は、それを交換する人件費も削減できるため、ＬＥＤ照明に置き換えられつつあるが、最もニーズの多い一般照明には、初期の価格差がまだ大きいため、普及を妨げている。
　ＬＥＤ電球を高価にしている原因は、大きく分けると２つあり、その一つは、ＬＥＤ電球の駆動電源は、直流の定電流電源で、交流からの変換機が必要になること、二つめは、発光装置（白色ＬＥＤデバイス）自体が高価であることである。白色ＬＥＤデバイスを高価にしている原因は、材料費が高いことと、歩留が悪いことである。白色ＬＥＤデバイスの材料費は、占有率が高いほうから、パッケージ、ＬＥＤチップ、蛍光体、樹脂の順であり、白色ＬＥＤデバイスの歩留を悪くしている主要因は、色度（または色温度）の歩留（つまり目標の色度を出すための良品率が、蛍光体の量のバラツキなどで、悪くなること）である。白色ＬＥＤデバイスを販売している各社は、この観点から価格を下げるために努力を払っている。
　その1つの例として、特許文献１に示されているような、ＣＲＥＥ社の取り組みである。従来は、パッケージに半導体発光素子（ＬＥＤチップ）を実装した後に、蛍光体粉末を分散させた樹脂でパッケージ内を封じることにより、発光装置が製造されていたが、これでは、発光装置の色度検査でＮＧとなった時は、パッケージも含めた発光装置全体がＮＧとなり、一番高価なパッケージまでが捨てられることになる。これに対して、特許文献１では、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップのワイヤーボンドパッド１３１を除く光取り出し面（もしくわＬＥＤチップの側面まで含めて）に、蛍光体層を形成した白色ＬＥＤチップ１３０としている。この場合、色度検査は、チップの段階で行うことができ、高価なパッケージは、捨てられることはなくなるし、さらに、チップ表面の範囲でしか、蛍光体が使用されていないので、蛍光体の節約にもなる。さらに、ＬＥＤチップの点光源で色度が決定されるため、白色ＬＥＤデバイスの指向角による色度のバラツキも改善される。
　同じような取り組みは、特許文献２や３でも行われている。
　特許文献２では、図１４（ａ）に示すように、蛍光体チップ１４１をＬＥＤチップに透明樹脂で接着させたチップ組立体１４２として、パッケージにフリップチップ方式で実装したり、また別の例では、ワイヤーボンディング方式（電極面を上にして実装し、基板との結線はワイヤーボンディングで行う方式）で実装したりしている。また、特許文献３では、図１４（ｂ）に示すように、実装部（電極部）にバンプ１４６を有するＬＥＤチップのバンプ先端部以外を、蛍光体粉末を分散させた樹脂で被覆して、構造体１４７にし、バンプ部に導電性接着剤を用いて、反射壁１４８をもつキャビティに実装し、透明樹脂で封止している。この２つの例も特許文献１と同様な改善を目的とした例である。
　また、特許文献３の場合、構造体１４７は、特許文献４（半導体素子、特にＬＳＩチップのチップサイズパッケージについての文献）に示されている半導体装置（図１５（ａ）に示す半導体装置１５０）と同じような構造で、本発明で議論しようとしているものと類似している。つまり、チップサイズパッケージ構造として、図１５（ｃ）に示すように、配線基板に直に搭載可能としており、材料費が高いパッケージを省略できる構造である。しかし、この構造の発光装置１４７には、エコな照明に必要な重要な特性が欠落している。
それは、光の集光機能が全くないことである。
特表２０１０－５１７２８９号公報 特開２００２－１４１５５９号公報 特開２００２－２６１３２５号公報 特許第３５２６７３１号公報
　特許文献１、２、及び３で示すように、蛍光体の節約や色度の歩留改善、及び白色の点発光体とすることにより、指向角による色度のバラツキ改善を目的として、言わば、白色発光素子（白色ＬＥＤチップ）の概念が登場した。その白色発光素子１３０を、図１３（ｃ）に示すように、熱伝導率が中程度に良くて板状のパッケージ基板１３３（具体的には、アルミナセラミック基板）に実装し、樹脂レンズ１３４で封止して、目的の方向に光を集光させる構造の発光装置１３２が、安く作れて、輝度、放熱、及び信頼性も兼ね備えた照明用発光装置として、その構造を確立しつつある。しかし、部品構成上、最も高いパッケージは、可能な限り特性を損なうことなく、可能な限り安くという考えで、小型化や反射壁の構造をなくし、樹脂レンズ１３４による集光に置き換えられているが、まだ、高いパッケージ基板１３３は存在しているし、また、そのパッケージ基板１３３自体が、照明用発光装置の特性も少なからず悪くしている。
　図１３（ｃ）の場合で、具体的に言うと、パッケージ基板（アルミナセラミック基板）をなくせない主な原因は、２つある。１つは、白色ＬＥＤチップ１３０がワイヤーボンディング方式での実装のため、外部基板の端子に半田で実装するためには、パッケージ基板１３３がどうしても必要になること、もう１つは、白色ＬＥＤチップ１３０の光を一定方向に集光させるためには、反射壁やレンズが必要で、それを形成するためにも、パッケージ基板１３３が必要になること、である。
　前者は、フリップチップ方式の実装に変更して、特許文献３のような図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７のようにすれば、パッケージ基板は省略可能であるが、後者は、図１５（ｂ）の構造では解決できない。つまり、白色発光素子の光を集光させる機能は備わっていないのである。光の有効利用の観点から言うと、一定方向に光を向ける機能は、エコな照明には重要な要素である。しかも、この機能は、発光源の近くに置けば置くほど効果的である。つまり、発光装置から離れてその周囲に反射壁を置くより、発光装置の中に置くほうが効果的なのである。そのため発光装置内のパッケージに集光機能を持たせるのである。
　次に、図１３（ｃ）に示すパッケージ基板１３３が、発光装置１３２の特性を悪くしている内容を具体的に述べると、
　１つは、放熱性についてである。４Ｗ級の白色発光素子１３０のｐ－ｎジャンクションで発生した熱は、図１６（ａ）に示すように、ＬＥＤチップのアノード電極から、それに熱溶着されたパッケージ基板１３３の電極１６０に流れ、アルミナセラミック基板１３３、電極１６１、半田１６２、外部基板１６３へと多くの層を経由して流れていく。それに対して、図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７の場合、図１６（ｂ）に示すように、ｐ－ｎジャンクションで発生した熱は、バンプ１６４、半田１６２、外部基板１６３へとダイレクトに流れ、基本的に放熱性は改善される構造と成る。具体的な計算を行うと、図１６の（ａ）と（ｂ）の差であるアルミナセラミック基板１３３の熱抵抗Ｒは、サイズ：３．５６ｍｍ□，厚み：０．７ｍｍ，熱伝導率：１６Ｗ／ｍ・Ｋを用いると、Ｒ＝３．６８℃／Ｗとなり、４ＷのＬＥＤとすると、温度はこの基板のために１４．７℃上昇する。
　他の１つは、光を一定方向に向ける集光用の樹脂レンズ１３４に関してであるが、図１３（ｃ）に示すように、樹脂レンズ１３４がパッケージ基板１３３に接する面の一定幅（約５０μｍの厚み）の部分１３７は、レンズ形状ではなく薄板状になっている。光がこの部分に入光すると横方向に光が漏れ、有効に利用できなくなる。この部分１３７ができる原因は、製造方法にあり、シリコン樹脂レンズを成型するコンプレス成型では、どうしても生じてしまう。また、この問題点に関しては、図１５（ｂ）で示すチップサイズパッケージ１４７では、集光の機能は全く備わっていないので解決できない。
　本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、特に、材料費の占有率が高いパッケージ基板をなくしたチップサイズパッケージ構造とし、さらに白色発光素子で発した光を、反射壁という形で損失も少なく、一定方向に集光させる機能も備えた構造とすることにより、特性も向上し、さらに安価な、照明用の発光装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
　請求項１の発明は、
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前期半導体発光素子のバンプの外部基板に実装される面（以後、バンプ実装面と記す）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置
　であって、半導体発光素子のｐ－ｎジャンクションで発光した光は、その大部分が光取り出し面から出て、その面と重ねて配置されている蛍光体含有フィルム片の入光面から、蛍光体含有フィルム片内に入り、蛍光体を発光させ、そのトータルの光が出光面から出て行き、照明用の白色光として利用される。
　半導体発光素子を用いた照明用白色光を得る方法として、初期の頃は、青色光で青色と補色の関係にある黄色の光を発するＹＡＧ系の蛍光体粉末が用いられていた。しかし、この半導体発光素子の青色光とＹＡＧ蛍光体の黄色光で作られる疑似の白色光は、平均演色評価指数Ｒａの値が７８程度と低く、その照明で物の自然な色を再現するには無理があった。そこで、第２ステップとして、青色光で光の３原色である緑色と赤色の光を発する蛍光体粉末が用いられるようになり、半導体発光素子の青色光と２種の蛍光体からの緑色光と赤色光により、光の３原色成分による白色光となった。その平均演色評価指数Ｒａの値は９３と改善され、その照明による色再現性もかなり良くなっている。また、この先、紫色光や紫外光を発する半導体発光素子の高輝度化が進めば、紫色光や紫外光で光の３原色を発する３種の蛍光体粉末が用いられる。また、それに色再現性をよくするため、複数の蛍光体が混合されても良い。このように、半導体発光素子の発光波長に応じて、上記した蛍光体粉末を前記蛍光体含有フィルム片に分散させることにより、目的の照明用白色光が可能になる。
　この構造であれば、前記したすべての課題を解決している。すなわち、
　半導体発光素子の光取り出し面上には、蛍光体含有フィルム片が重ねて配置された白色発光素子であり、蛍光体の節約や色度の歩留改善、及び白色の点発光体であるため指向角による色度のバラツキ改善も可能なこと。
　半導体発光素子の電極形成面（好ましくは、バンプ実装面）と蛍光体含有フィルム片の出光面以外の面は、反射壁で覆われており、出光面方向以外に行く光（半導体発光素子の電極形成面側に行く光、半導体発光素子の側面に行く光、蛍光体含有フィルム片の側面に行く光、等）は、反射壁で（電極形成面側に行く光は電極でも）効率よく反射され、この発光装置から出て行きにくい。つまり、光はこの反射壁により一定方向に集光されること。また、横方向の漏れ光が防げる構造であること。さらに、この反射壁は、発光源に密着して（つまり最も近い距離で）形成されているので、最も効率よく反射集光されること。
　半導体発光素子がバンプ実装面で外部基板に実装されるチップサイズパッケージであるため、高価なパッケージ基板は使用していないこと。また、そのため放熱も半導体発光素子からバンプ、半田、外部基板へとダイレクトに流れること。である。
　請求項２の発明は、
前記半導体発光素子と前記蛍光体含有フィルム片は、シリコン樹脂、または色度や色温度を補正するための色素または蛍光体を含有したシリコン樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置
である。
　半導体発光素子と蛍光体含有フィルム片は、重ねて接着されるが、その接着剤は光や熱で劣化変色しにくく、信頼性の良い透明樹脂が用いられる。この目的に最も適した樹脂はシリコン樹脂である。また、半導体発光素子の光と蛍光体含有フィルム片からの光で、白色光の色度や色温度が決まるが、半導体発光素子の光の波長のバラツキや蛍光体含有フィルム片に含まれる蛍光体の量にわずかなバラツキがあるために、色度や色温度にバラツキが生じるが、それを補正する目的で、接着用のシリコン樹脂に色素または蛍光体粉末を混ぜることにより、補正が可能となる。
　請求項３の発明は、
前記蛍光体含有フィルム片の素材は、シリコン樹脂に数種の蛍光体粉末を分散させたものであり、前記反射壁の素材は、シリコン樹脂に酸化チタン微粉末を分散させたものであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の発光装置である。
　数種の蛍光体粉末を分散させるための樹脂は、光や熱による劣化や変色がない高屈折率の透明樹脂で、硬さがShoreＤで６０以上のものが好ましい。これに最も適したものは、シリコン樹脂（レジンタイプのシリコーン）である。また、酸化チタン微粉末を分散させるための樹脂も蛍光体粉末と同様であるが、さらに注意が必要なことは、酸化チタンには光触媒の性質があることである。つまり、酸化チタンに光（紫外光や青色光など）が作用すれば、周囲の水分を分解し、活性化されたラジカルとなって、樹脂を侵し変色させるという現象が生じる。そのため、シリコン樹脂であろうと短時間（数十時間）で変色してくる。それを防ぐためには、酸化チタンの選択には充分な注意が必要で、結晶構造がアナターゼよりルチルの方が好ましく、さらに酸化チタン微粉末表面をシリカやアルミナでコートしたものや、シロキサン処理したものが好ましい。そのような処理で、光触媒効果は抑えることが可能である。
　また、反射壁の厚みは、光を反射させるに充分な厚みが必要である。酸化チタン微粒子の粒径は、０．２μｍ程度であるので、その５０～１００倍程度以上の厚みがあれば充分である。つまり反射壁の厚みは、１０μｍ以上あれば良い。そのため半導体発光素子の電極形成面のバンプの高さも１０μｍ以上が必要で、バンプ実装面を反射壁から突出させるためには、好ましくは、１５μｍ以上が必要である。しかし、電極形成面は、反射率も考慮された金属電極が大部分を占めているので、バンプの高さが１０μｍ未満で、隙間に反射壁用樹脂が充填できない場合は、電極形成面に反射壁がなくても良い。この場合、外部基板に実装後、アンダーフィルなどで電極形成面の露出している面を保護してやれば良い。
　また、シリコン樹脂と酸化チタンの配合比は、顔料体積濃度で５～３０％程度が好ましい。
　請求項４の発明は、
請求項１に記載の発光装置を製造する方法であって、
蛍光体含有フィルムをダイシングシートに貼り付け、該蛍光体含有フィルムを厚めのダイシングブレードを用いて、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片に分割するＡ１工程と、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片をワークシートに転写するＡ２工程と、複数の前記蛍光体含有フィルム片上に、前記シリコン樹脂をポッティングし、前記半導体発光素子を前記光取り出し面を下にしてダイスボンドし、前記蛍光体含有フィルム片と前記半導体発光素子の２重構造体を形成するＡ３工程と、行列状に配列された複数の前記２重構造体が存在する領域を、１つの通路を残して囲むようにワークシート上に貼り付けられる帯状の反射壁用スペーサと、該反射壁用スペーサの上面と前記バンプ実装面に密着させて蓋をする天面シートで、前記１つの通路以外が密封された密閉空間を形成するＡ４工程と、前記Ａ４工程で形成された密封空間に前記反射壁を形成する樹脂（以後、反射壁用樹脂と記す）を前記１つの通路から充填し、硬化させ、前記２重構造体の前記出光面と前記バンプ実装面以外の面を前記反射壁で覆うＡ５工程と、ワークシートと天面シートを剥がし、反射壁で結合され板状になった２重構造体をダイシングシートに貼り付け、前記厚めのダイシングブレードより薄いダイシングブレードで、隣接する２重構造体の中央をダイシングすることにより、個別の前記発光装置に分割するＡ６工程と、から成ることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　この製造方法を用いることにより、請求項１の発光装置は、効率よく製造される。
　この製造方法は、特許文献４と類似の工程もあるが、反射壁の厚みがダイシングによって規定されるのは、蛍光体含有フィルム片の側面で、半導体発光素子の側面ではない点が異なっている。
　請求項５の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記蛍光体含有フィルムは、
厚めの剥離シート上に、前記蛍光体含有フィルムを形成する空間（以後、フィルム形成空間と記す）を囲むように、閉じた帯状の蛍光体用スペーサを貼り付けるＣ１工程と、蛍光体粉末を分散させたシリコン樹脂（以後、蛍光体含有シリコン樹脂と記する）を供給機構で、前記フィルム形成空間にポッティングするＣ２工程と、前記蛍光体含有シリコン樹脂を、前記蛍光体用スペーサの厚みで、前記フィルム形成空間を満たすようにするＣ３工程と、該フィルム形成空間に剥離シートで蓋をして、平滑で剛性の高い板で、前記厚めの剥離シートと前記薄めの剥離シートを介して、前記フィルム形成空間を挟み込み、一定の圧力を加えながら硬化させるＣ４工程と、から成る工程で製造されることを特徴としている。
　この製造方法を用いることにより、蛍光体含有フィルムは、簡単な治工具により効率よく製造される。蛍光体粉末の濃度は、配合の調整で、蛍光体含有フィルムの厚みは、蛍光体用スペーサの厚みで調整可能である。また、バネなどで加圧された平滑で剛性の高い板による挟み込みで密封硬化させるため、平坦な面となり、請求項５または６で用いるワークシートのＵＶ糊とのアンカー効果による絡みがないために、剥離性が良くなる。
　請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記ワークシート、前記反射壁用スペーサ、前記天面シート、及び前記蛍光体用スペーサは、耐熱性樹脂から成る基材シートの一方の面上に紫外線硬化性の粘着糊（以後、ＵＶ糊と記する）をコートしたものであることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　上記シート類は、シリコン樹脂を硬化させる工程で使用されるので、その硬化温度に耐える耐熱性が必要である。そのため、シートの基材はＰＥＴ樹脂などの耐熱性樹脂が好ましい。また、ＵＶ糊は、紫外線で硬化させてしまえば、シリコン樹脂の硬化温度においても、シリコン樹脂と反応することなく、硬化後のシリコン樹脂との剥離性も良好である。
　請求項７の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記反射壁用樹脂は、
前記ワークシート上に前記１つの通路を持ち、前記Ａ４工程で形成された密封空間を形成している構造体に紫外光を照射して、前記構造体のＵＶ糊を硬化させるＤ１工程と、前記構造体を真空引きが可能なチャンバー内に置き、該チャンバー内を真空引きするＤ２工程と、該チャンバー内に置かれた前記構造体の前記１つの通路を塞ぐように前記反射壁用樹脂をポッティングするＤ３工程と、前記チャンバー内の気圧を徐々に大気圧に近づけ、前記反射壁用樹脂が前記１つの通路を通って、前記Ａ４工程で形成された密封空間に充填されるＤ４工程と、から成る工程で充填されることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　この製造方法を用いることにより、請求項６に記載の発明が効率よく実施される。また、この工程に使用される設備も、簡単な真空チャンバーと大気圧を利用してこの反射壁用樹脂をポッティングする簡単な機構で可能である。なお、前記Ｄ２工程における真空引きは、例えば、ロータリーポンプを用いることにより１０－１Ｐａ程度に真空引きする。
　請求項８の発明は、請求項４、５、６、７の何れか１項に記載の発明において、
前記Ａ２工程とＡ３工程の間に、前記蛍光体含有フィルム片の下方から前記半導体発光素子と同じ波長の光を発する発光体で、該蛍光体含有フィルム片を照射し、上方のディテクターで、該蛍光体含有フィルム片で変換された光の色度または色温度等を測定するＥ１工程を加えることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　この工程を追加することにより、蛍光体含有フィルム片の選別が可能で、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く、効率良く製造することができる。
　請求項９の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記Ａ３工程で用いる前記シリコン樹脂は、前記Ｅ１工程の測定データを基にして、色度または色温度を補正するための色素または蛍光体粉末が分散されたシリコン樹脂であることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　半導体発光素子と蛍光体含有フィルム片の接着に用いるシリコン樹脂中に、Ｅ１工程で測定したデータを基に、色度を補正するための濃度の色素や蛍光体粉末を分散させてやれば、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く効率良く製造できる。
　請求項１０の発明は、請求項６乃至９の何れか１項に記載の発明において、
前記ワークシートまたは前記天面シートの前記耐熱性樹脂から成る基材シートにおいて、ＵＶ糊がコートされる面は、該糊との接着強度を増すために、すりガラス状に荒らされていることを特徴とする発光装置の製造方法である。
　上記基材シートとＵＶ糊の接着強度は、基材シートの面が鏡面に近いので、硬化したＵＶ糊との密着強度が弱く、反射壁用樹脂の硬化後、ワークシートや天面シートを剥す時、硬化したＵＶ糊が反射壁や蛍光体含有フィルム片側に残ることがある。これは、基材シートとＵＶ糊との接着強度を基材シートの面をすりガラス状にして、アンカー効果で強くすることにより改善できる。
　請求項１１の発明は、
青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
　前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面（もしくは、前記半導体発光素子のバンプ実装面と、前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面）と、前記蛍光体含有フィルム片の側面の該出光面側の部分以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置である。
　この発光装置は、請求項１とほぼ同じであるが、製造方法を簡略化するために、構造上に少し制約を受けている。それは、蛍光体含有フィルム片の側面の一部に反射壁がない部分が生じ、そのために、わずかな横漏れ光が発生する可能性がある。しかし、前記した課題は、請求項１と同じように、ほぼ解決している。
　ここで、参考のために蛍光体含有フィルム片の側面に全く反射壁がない場合（半導体発光素子の側面には反射壁がある）は、請求項１のように反射壁がある場合に比べ、軸上で１０％以上輝度が低くなる。つまり、蛍光体含有フィルム片の側面の反射壁のない部分は、できるだけ狭くする必要があり、蛍光体含有フィルム片の側面の反射壁は、集光には重要な要素であることがわかる。
　また、この構造の場合、請求項４の製造方法において、Ａ２工程（転写する工程）に相当する工程を省略することができる。
　請求項１２の発明は、
対向する２つの主面を持つ矩形状で、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持つ矩形状で、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする透明フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプ実装面と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置である。
　白色発光装置に限らず、本発明の構造を単色発光の半導体発光装置に応用することにより、光の三原色に対応した発光装置の製造が可能である。これらの発光装置は、反射壁のあるチップサイズパッケージと超小型な形状であるので、赤色、緑色、青色の単色発光装置を近接して配置でき、色混ざりが良好で、色再現性に優れた高輝度の白色発光装置を構成することができる。照明用に限らず、フルカラーのバックライト用途にも使用できる。
　本発明の発光装置は、反射壁を備えたチップサイズパッケージの構造で、前記したすべての課題を解決できる。すなわち、
　高価なパッケージ基板を使用しないので、低コスト化ができる。
　半導体発光素子の光取り出し面上には、蛍光体含有フィルム片が重ねて配置された白色発光素子であり、蛍光体の節約、及び白色の点発光体であるため指向角による色度のバラツキ改善ができる。
　半導体発光素子のバンプ実装面と蛍光体含有フィルム片の出光面以外の面は、反射壁で覆われており、出光面方向以外に行く光（特に、半導体発光素子の側面に行く光、蛍光体含有フィルム片の側面に行く光、等）は、反射壁で分散反射され、一定方向に集光される。
　さらに、この反射壁は、発光源に密着して（つまり最も近い距離で）形成されているので、分散反射では、最も効率よく反射集光でき、高輝度にすることができる。
　さらに、半導体発光素子がバンプ実装面で外部基板に実装されるため、放熱も半導体発光素子からバンプ、半田、外部基板へとダイレクトに流される。
　また、白色発光装置に限らず、本発明の構造を単色発光の半導体発光装置に応用することにより、光の三原色に対応した発光装置の製造が可能で、これらの発光装置は、反射壁のあるチップサイズパッケージと超小型な形状であるので、赤色、緑色、青色の単色発光装置を近接して配置でき、色混ざりが良好で、色再現性に優れた高輝度の白色発光装置を構成できる。
　また、製造方法においても、蛍光体含有フィルム片の選別が可能で、目的の色度または色温度の発光装置を歩留良く、効率良く製造することができる。
本発明の第１実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ａ－Ａでの断面図である。 本発明の第２実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ｂ－Ｂでの断面図である。 本発明の第３実施形態の発光装置の図であって、(ａ)は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第４実施形態の発光装置の図であって、(ａ)は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第１実施形態の発光装置の製造方法を示す製造工程図である。 本発明の第２実施形態の発光装置の製造方法を示す製造工程図である。 本発明の第５実施形態の蛍光体含有フィルムの製造方法を示す製造工程図である。 本発明の製造方法に用いるワークの説明図である。 本発明の製造方法に用いる樹脂充填機の説明図である。 本発明の製造方法に用いる反射壁用樹脂充填工程の説明図である。 本発明の第６実施形態の製造方法に追加される製造工程図である。 本発明の製造方法に用いるＵＶシート改善例の説明図である。 従来技術の発光装置を示す図であって、（ａ）（ｂ）は、白色発光素子、（ｃ）は発光装置である。 従来技術の発光装置を示す断面図である。 従来技術のチップサイズパッケージを示す図である。 発光装置からの放熱を説明するための図である。 本発明の第７実施形態の発光装置の図であって、（ａ）は上から見た平面図、　（ｂ）は下から見た平面図、（ｃ）は線Ｃ－Ｃでの断面図である。
　以下、本発明の発光装置とその製造方法の実施形態について、第１から第７実施形態の順に、図面を参照して詳細に説明する。
　まず、第１実施形態の発光装置を図１に示す。また、その製造方法は、図５に示すように工程（ａ）～（ｆ）から成り、発光装置１を複数個一括製造する製造方法である。
　この場合の発光装置１は、図１に示すように、青色光を発光する青色ＬＥＤ素子のｎ側電極とｐ側電極上に１５μｍの厚みのバンプ４と５を形成した半導体発素子６と、これの光取り出し面上に接着剤で一体化された蛍光体を含んだ蛍光体含有フィルム片２と、半導体発光素子６の実装面であるバンプの先端部７と光の取り出し面となる蛍光体含有フィルム片の出光面８以外の露出した面を被覆している反射壁３で構成される。
　半導体発光素子６は、透光性結晶基板（例えば、サファイア基板、ＳＩＣ基板、ＧａＮ基板など）の面上に、ＧａＮ系化合物半導体膜を基板側から、バッファ層、ｎ型層、青色光を発する発光層、およびｐ型層の順に積層し、ｐ型層の面上にｐ側電極を、ｐ型層及び発光層を部分的に選択エッチングしｎ型層を露出した部分にｎ側電極を形成したもので、ｐ側電極とｎ側電極は、数μｍの段差はあるが、ほぼ同一面上に形成されている。これらの電極の表面は、Ａｕ膜であり、ウエハー状態の時に、これら電極上にＰｄ，Ｎｉ，Ａｕ（表面保護用）の順に無電解メッキが可能で、高さほぼ１５μｍ（好ましくは２０μｍ）のバンプを形成しておく。高さのほとんどはＮｉである。
　蛍光体含有フィルム片２は、２種類の蛍光体粉末をレジンタイプのシリコーンに混ぜ合わせて、フィルム状に成型し硬化させたものを矩形状に分割したものであり、１種の蛍光体は、青色光で励起され、緑色光を発する蛍光体（例えば、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）で、他の１種の蛍光体は、青色光で励起され、赤色光を発する蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+）である。配合量は３波昼白色蛍光灯に近い色温度５０００Ｋ程度に合わせる。色温度は、配合量を変えることにより選択できる。レジンタイプのシリコーンは、高屈折率（１．５～１．５５）で、硬さがＳｈｏｒｅＤ（４０～７０、好ましくは６０～７０）で、透明性の良い（例えば、光透過性が波長４５０ｎｍの青色光に対し、樹脂の厚みが1ｍｍの場合、９５％以上、好ましくは９９％以上）ものを使用する。
　反射壁３は、粒子径が０．２１μｍの酸化チタン微粉末をレジンタイプのシリコーンに混ぜ合わせて硬化させたものである。酸化チタンは、誘電率が大きく光反射率が高いので、反射壁によく利用されるが、光触媒の性質があるため、紫外光や青色光により励起され、周囲の水分や酸素に作用し、Ｏ2ＨラジカルやＯＨラジカルを作り、シリコン樹脂を劣化変色させる。そのため青色ＬＥＤ素子の周囲の反射壁（白色）が変色し、数十時間で８０％以下に輝度劣化してしまう。そのためここで使用する酸化チタン微粒子は、その表面をシリカやアルミナでコートしたりシロキサン処理により、光触媒の性質を防いだものを使用する。また、シリコン樹脂との配合比は、顔料体積濃度で５～３０％程度とし、密集効果による反射率の低下を防ぐことも必要である。また、レジンタイプのシリコーンは、高屈折率（１．５～１．５５）で、硬さがＳｈｏｒｅＤ（５０～７０、好ましくは６０～７０）で、透明性の良い（例えば、光透過性が波長４５０ｎｍの青色光に対し、樹脂の厚みが1ｍｍの場合、９５％以上、好ましくは９９％以上）ものを使用する。また、この反射壁の厚みは、蛍光体含有フィルム片２の側面は６０μｍ程度で、半導体発光素子６の側面はそれより厚く１００μｍ程度、電極形成面上の厚みは、バンプ高さで規制され、バンプ高さが１５μｍならば、１５μｍ未満、好ましくはバンプ高さは２０μｍで、その場合は２０μｍ未満になる。
　半導体発光素子６と蛍光体含有フィルム片２との接着は、蛍光体含有フィルム片に使用したレジンタイプのシリコーンを用いる。このシリコン樹脂の中に色度や色温度補正用の前記蛍光体を適量混ぜても良い。
　この発光装置は、パッケージ基板を用いないチップサイズパッケージの白色発光装置で、外部基板への実装は、半導体発光素子６の電極上に形成されたバンプで半田を介して実装される。また、横方向や下方向に向かう光は反射壁３で分散反射され、出光面８から出て行く。
　以下、この発光装置１の製造方法を図５（ａ）～（ｆ）の工程の順で説明する。
　まず、Ａ１工程（図５（ａ））では、蛍光体含有フィルム５０をダイシングシート５１に貼り付けた後、幅１５０～２００μｍのダイシングブレード５２ａを用いてダイサーで、矩形状にフルカットする。そのサイズは、青色ＬＥＤ素子のサイズより、縦横がそれぞれ５０～１００μｍ程度大きくなるようにする。
　次に、Ａ２工程（図５（ｂ））では、ダイシングシート５１上に行列状に配列した蛍光体含有フィルム片２を前記ワークシート５３上に転写により移し変える。このときゴム製のローラーを用いて行う。ダイシングシートが、ＵＶ糊の場合は、転写の前に紫外線照射により糊を硬化し転写し易くしておく。
　次に、Ａ３工程（図５（ｃ））では、ダイスボンダー５４を用いて、蛍光体含有フィルム片２上に、接着用のシリコン樹脂５５をポッティングし、半導体発光素子６を搭載し、２重構造体５６としていくが、この時、シリコン樹脂の表面張力により、半導体発光素子６は、蛍光体含有フィルム片２の中央付近にセルフアライメントされる。その後、ワークシートごと硬化炉にいれ、硬化温度：１２０℃～１５０℃、時間：１０分で仮硬化させる。
　次に、Ａ４工程（図５（ｄ））では、図８に示すように、ワークシート５３上で、２重構造体５６が存在する領域を、1つの通路８１を残して囲むような形状のスペーサ５７を貼り付ける。このスペーサの厚みは、２重構造体５６の高さとほぼ同じか、わずかに低いほうが良い。例えば、２重構造体５６の高さが、２００μｍの場合、スペーサ５７の厚みは、１９０～２００μｍとする。さらに、このスペーサ５７の上面と半導体発光素子６のバンプ実装面７に接着するように、天面シート５８を貼り付けて蓋をし、１つの通路８１を残した密封空間Ｐとし、ワーク８０を形成する。その後、このワーク８０を紫外線照射機に入れ、紫外線によりＵＶ糊を硬化させる。
　次に、Ａ５工程（図５（ｅ））では、図９に示す樹脂充填機９０の真空チャンバー９１内にワーク８０を入れる。レジンタイプのシリコーン中に粒子径が０．２１μｍの酸化チタン微粉末を分散させた反射壁用樹脂５９は、容器９２に入っている。まず、弁９４，９５，９６を閉じ、弁９３を開けた状態で、ロータリー真空ポンプを起動し、弁９６をゆっくり開けて、真空チャンバー９１内と樹脂容器９２内をゆっくり引いていく。この時、反射壁用樹脂５９が脱泡される。１０分間脱泡した後、弁９３を閉じ、弁９５をゆっくり開ける。この状態の真空チャンバー９１内のワーク８０の様子を図１０（ａ）に示す。次に、弁９４をゆっくり開け反射壁用樹脂５９を前記１つの通路８１を塞ぐようにポッティングし、適量出した後、弁９４を閉める（図１０（ｂ））。次に、１分後、弁９６を閉め、弁９３を極めてゆっくり開け、真空チャンバー９１内をリークさせ、気圧を少しずつ上げていく。この気圧差により樹脂５９は、密封空間Ｐ内の隙間に入り込んでいく（図１０（ｃ））。樹脂５９を密封空間Ｐに充填させた後、真空チャンバー９１内が大気圧になったらワーク８０を取り出し、ステンレス鋼製の板（以後、ＳＵＳ板と記す）でワーク８０を挟み、ＳＵＳ板にバネで適量の圧力をかけ、硬化炉（硬化温度：１２０℃～１５０℃，1時間）で、硬化させる。
　次に、Ａ６工程（図５（ｆ））では、ワーク８０から天面シート５８、スペーサ５７、およびワークシート５３を剥がし、２重構造体が反射壁用樹脂で板状に連結したワークをダイシングシートに貼り付け、ダイサーで幅３０μｍのダイシングブレード５２ｂを用いて、隣り合う２重構造体の中央を分割する。これにより、発光装置１が完成する。
　上述のように、本実施形態（第１実施形態）によれば、材料費の占有率が高いパッケージ基板をなくし、さらに白色発光素子で発した光を、反射壁という形で損失も少なく、一定方向に集光させる機能も備えたチップサイズパッケージ構造とすることができ、特性も向上（高輝度で、放熱も良好）し、さらに安価な、照明用の発光装置が製造できる。
　次に、第２実施形態の発光装置を図２に示す。また、その製造方法は、図６に示す。
　この場合の発光装置１０は、図２に示すように、ほとんど第１実施形態と同じであるが、製造方法を簡略化するために、構造上に少し制約を受けている点が異なっている。それは、蛍光体含有フィルム片の側面の一部に反射壁がない部分１３が生じることである。そのために、わずかな横漏れ光が発生する可能性はあるが、前記した課題は、第１実施形態の発光装置１と同じように、ほぼ解決できている。
　この発光装置１０の製造方法は図６（ａ）～（ｅ）の工程からなり、そのほとんどの工程は図５の製造方法と同じで、同じ工程の説明は省略するが、異なる工程は、図６（ａ）の工程である。
　この図６（ａ）では、蛍光体含有フィルム５０をワークシート５３に直接貼り付けた後、幅１５０～２００μｍのダイシングブレード５２ａを用いてダイサーで、矩形状にフルカットではなく、蛍光体含有フィルム５０の連結部６２を残して切り溝を入れ、蛍光体含有フィルム片状突起物６０とする。そのサイズは、青色ＬＥＤ素子のサイズより、縦横がそれぞれ５０～１００μｍ程度大きくなるようにする。その目的は、図５（ｂ）の転写工程であるＡ２工程が省略できるためである。ダイサーで蛍光体含有フィルム５０をフルカットするＡ１工程では、シートまで切り込むのでシートを取り替える必要が生じ、転写工程が必要になる。また、この連結部６２は、できるだけ薄くすることが好ましい。また、ダイサーではなく、コンプレス成型機で突起状に作ることもできる。
　以下、図６（ｂ）は、蛍光体含有フィルム片２を蛍光体含有フィルム片状突起物６０に置き換え、２重構造体５６を２重構造体突起物６１に置き換えれば、Ａ３工程と同じ工程である。
　同様に、図６（ｃ）は、Ａ４工程と、図６（ｄ）は、Ａ５工程と、図６（ｅ）は、Ａ６工程と同じである。なお、図６（ｃ）の密封空間Ｑは、Ａ４工程（図５（ｄ））の密封空間Ｐに対応している。
　次に、第３実施形態の発光装置を図３に示す。
　この場合の発光装置３０は、蛍光体含有フィルム片２の代わりに、透明フィルム片３１を用いる。そのため、半導体発光素子３２の発光色がそのまま発光装置３０の発光色となる。
　その製造方法は、第１実施形態と同じで、蛍光体含有フィルムを透明フィルムに置き換えればよい。
　次に、第４実施形態の発光装置を図４に示す。
　この場合の発光装置４０は、第３実施形態の透明フィルム片４１の形状か異なり、側面の一部に反射壁がない。したがって、ここから横漏れ光が発生するが、これを利用して配光の異なる発光装置を作ることができる。
　その製造方法は、第２実施形態と同じで、蛍光体含有フィルムを透明フィルムとすれば良い。透明フィルム片４１の側面形状は、自由に変えることができるので、反射壁１２の形状も調整でき、配光も調整できる。
　次に、第５実施形態として、蛍光体含有フィルムの製造方法を図７の工程（ａ）～（ｄ）の順で説明する。
　まず、Ｃ１工程（ａ）では、厚さ０．１ｍｍの剥離シート７０上に、フィルム形成空間７７を囲むように閉じた帯状の蛍光体用スペーサ７１を貼り付け、蛍光体フィルム用ワーク７８とする。このスペーサ７１の厚みは、１００μｍ程度である。
　次に、Ｃ２工程（ｂ）では、レジンタイプのシリコーンに２種の蛍光体粉末（1種は青色光で緑色光を発する蛍光体、他の1種は青色光で赤色光を発する蛍光体）を適量計量し、自転・公転ミキサーで十分混合し、分散させる。その後、この蛍光体含有シリコン樹脂を真空脱泡し、シリンジ７２にいれ、フィルム形成空間７７に筋状にポッティングする。
　次に、Ｃ３工程（ｃ）では、蛍光体用スペーサ７１の上面に沿って金属製のスキージ７４を平行移動させ、筋状の蛍光体含有シリコン樹脂７３が、スペーサ７１の厚みでフィルム形成空間７７全体に広がるようにする。
　次に、Ｃ４工程（ｄ）では、蛍光体フィルム用ワーク７８の上面に薄い剥離シートを被せ、これをＳＵＳ板７５に挟んで、バネ７６で適度の圧力を加え、硬化炉で１５０℃，１時間の条件で硬化させる。硬化炉の昇温と降温は、樹脂硬化の最適プログラムに従って行う。
　上記方法で、蛍光体含有フィルム５０を製造することができる。この方法により製造されたフィルム５０の表面は、ＳＵＳ板に挟んで加圧硬化させるため、凹凸の少ない鏡面となり、発光装置の製造方法において、ワークシート５３からの剥離性がよく、ＵＶ糊が発光装置の出光面８上に残る不具合を防ぐことができる。
　また、この不具合に関して、図１２で示すように、ワークシート５３または天面シート５８に使用するＰＥＴ樹脂から成る基材シート１２１のＵＶ糊１２２がコートされる面は、すりガラス状に荒し、ＵＶ糊１２２との接着強度を増したＵＶシートを使用することにより、完全に解消することができる。
　次に、第６実施形態として、歩留改善のために、発光装置の製造方法に追加される図１１に示すＥ１工程を説明する。
　このＥ１工程は、第１実施形態において、Ａ２工程とＡ３工程の間に実施される工程で、蛍光体含有フィルム片２の下方から、半導体発光素子６とほぼ同じ波長の光を発する発光体１１１で、この蛍光体含有フィルム片２を照射し、上方のディテクター１１０で、この蛍光体含有フィルム片２で変換された光の色度または色温度等を測定する。
　このＥ１工程を追加することによって、そのデータを基に、蛍光体含有フィルム片２の選別（良否判定）を行ったり、Ａ３工程で、接着用のシリコン樹脂５５に蛍光体粉末を分散させ、色度または色温度を補正することができる。その結果、色度歩留が改善される。
　このＥ１工程は、第２実施形態においても、Ｂ１工程とＢ２工程の間に実施されれば、同じ効果をもたらす。
　次に、第７実施形態の発光装置を図１７に示す。
　この発光装置１７０に使用する半導体発光素子１７５は、光取り出し面が電極形成面より小さい台形状で、側面が傾斜しており、この面からの光取り出しも考慮されている。また、電極形成面のｎ電極１７４（大部分を占めている）とｐ電極１７３は、熱溶着接合のためにＡｕ－Ｓｎを３μｍの厚みで形成されている。蛍光体含有フィルム片１７１と半導体発光素子１７５を接着する接着用シリコン樹脂１７６は、半導体発光素子１７５の側面の傾斜部に表面張力で透明層１７６を形成するように少し多めにポッティングし、側面からの光の取り出しを助けることが重要である。その外側に反射壁１７２が形成される。
　また、電極上のＡｕ－Ｓｎメッキが、３μｍと薄いので、電極形成面の隙間には反射壁は完全には形成されない（全く形成されない場合と、端に部分的に形成される場合もある）が、反射率を考慮された電極が大部分を占めているので、十分に課題は解決している。ただ、実装後に電極形成面の露出した部分は、アンダーフィルなどで保護しておくほうが良い。
　１，１０，３０，４０，１７０　発光装置
　２，１１，１７１　蛍光体含有フィルム片
　３，１２，１７２　反射壁
　４，５　バンプ
　６，３２，１７５　半導体発光素子
　７　　バンプ実装面
　８，３３　出光面
　１３　反射壁のない部分
　３１，４１　透明フィルム片
　５１　ダイシングシート
　５２ａ，ｂ　ダイシングブレード
　５３　ワークシート
　５４　ダイボンダー
　５５，１７６　接着用シリコン樹脂
　５６　２重構造体
　５７　反射壁用スペーサ
　５８　天面シート
　５９　反射壁用樹脂
　６０　蛍光体含有フィルム片状突起物
　６１　２重構造体突起物
　６２　連結部
　７０　剥離シート
　７１　蛍光体用スペーサ
　７２　シリンジ
　７３　蛍光体含有シリコン樹脂
　７４　スキージ
　７５　ＳＵＳ板
　７６　バネ
　８０　ワーク
　８１　１つの通路
　９０　樹脂充填機
　９１　真空チャンバー
　９２　樹脂容器
　９３，９４，９５，９６　弁
　１１０　ディテクター
　１１１　発光体
　１２０　ＵＶシート
　１２１　基材
　１２２　ＵＶ糊
　１７３，１７４　電極
　Ｐ，Ｑ　密封空間

Claims (12)

  1. 　青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
    前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
  2. 　前記半導体発光素子と前記蛍光体含有フィルム片は、シリコン樹脂、または色度や色温度を補正するための色素または蛍光体を含有したシリコン樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記蛍光体含有フィルム片の素材は、シリコン樹脂に数種の蛍光体粉末を分散させたものであり、前記反射壁の素材は、シリコン樹脂に酸化チタン微粉末を分散させたものであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の発光装置。
  4. 請求項１に記載の発光装置を製造する方法であって、
    蛍光体含有フィルムをダイシングシートに貼り付け、該蛍光体含有フィルムを厚めのダイシングブレードを用いて、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片に分割するＡ１工程と、行列状に配列された複数の前記蛍光体含有フィルム片をワークシートに転写するＡ２工程と、複数の前記蛍光体含有フィルム片上に、前記シリコン樹脂をポッティングし、前記半導体発光素子を前記光取り出し面を下にしてダイスボンドし、前記蛍光体含有フィルム片と前記半導体発光素子の２重構造体を形成するＡ３工程と、行列状に配列された複数の前記２重構造体が存在する領域を、１つの通路を残して囲むようにワークシート上に貼り付けられる帯状の反射壁用スペーサと、該反射壁用スペーサの上面と前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面に密着させて蓋をする天面シートで、前記１つの通路以外が密封された密閉空間を形成するＡ４工程と、前記Ａ４工程で形成された密封空間に前記反射壁を形成する反射壁用樹脂を前記１つの通路から充填し、硬化させ、前記２重構造体の前記出光面と前記バンプ実装面以外の面を前記反射壁で覆うＡ５工程と、ワークシートと天面シートを剥がし、反射壁で結合され板状になった２重構造体をダイシングシートに貼り付け、前記厚めのダイシングブレードより薄いダイシングブレードで、隣接する２重構造体の中央をダイシングすることにより、個別の前記発光装置に分割するＡ６工程と、から成ることを特徴とする発光装置の製造方法。
  5. 　前記蛍光体含有フィルムは、
    　厚めの剥離シート上に、前記蛍光体含有フィルムを形成するフィルム形成空間を囲むように、閉じた帯状の蛍光体用スペーサを貼り付けるＣ１工程と、蛍光体粉末を分散させた蛍光体含有シリコン樹脂を供給機構で、前記フィルム形成空間にポッティングするＣ２工程と、前記蛍光体含有シリコン樹脂を、前記蛍光体用スペーサの厚みで、前記フィルム形成空間を満たすようにするＣ３工程と、該フィルム形成空間に剥離シートで蓋をして、平滑で剛性の高い板で、前記厚めの剥離シートと前記薄めの剥離シートを介して、前記フィルム形成空間を挟み込み、一定の圧力を加えながら硬化させるＣ４工程と、から成る工程で製造されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
  6. 　前記ワークシート、前記反射壁用スペーサ、前記天面シート、及び前記蛍光体用スペーサは、耐熱性樹脂から成る基材シートの一方の面上に紫外線硬化性の粘着糊をコートしたものであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
  7. 　前記反射壁用樹脂は、
    　前記ワークシート上に前記１つの通路を持ち、前記Ａ４工程で形成された密封空間を形成している構造体に紫外光を照射して、前記構造体の紫外線硬化性の粘着糊を硬化させるＤ１工程と、前記構造体を真空引きが可能なチャンバー内に置き、該チャンバー内を真空引きするＤ２工程と、該チャンバー内に置かれた前記構造体の前記１つの通路を塞ぐように前記反射壁用樹脂をポッティングするＤ３工程と、前記チャンバー内の気圧を徐々に大気圧に近づけ、前記反射壁用樹脂が前記１つの通路を通って、前記Ａ４工程で形成された密封空間に充填されるＤ４工程と、から成る工程で充填されることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
  8. 　前記Ａ２工程とＡ３工程の間に、前記蛍光体含有フィルム片の下方から前記半導体発光素子と同じ波長の光を発する発光体で、該蛍光体含有フィルム片を照射し、上方のディテクターで、該蛍光体含有フィルム片で変換された光の色度または色温度等を測定するＥ１工程を加えることを特徴とする請求項４、５、６、７の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
  9. 　前記Ａ３工程で用いる前記シリコン樹脂は、前記Ｅ１工程の測定データを基にして、色度または色温度を補正するための色素または蛍光体粉末が分散されたシリコン樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
  10. 　前記ワークシートまたは前記天面シートの前記耐熱性樹脂から成る基材シートにおいて、紫外線硬化性の粘着糊がコートされる面は、該糊との接着強度を増すために、すりガラス状に荒らされていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の発光装置の製造方法。
  11. 　青色光、紫色光、または紫外光を発光し、対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする蛍光体含有フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、
    前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面（もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と、前記蛍光体含有フィルム片の前記出光面）と、前記蛍光体含有フィルム片の側面の該出光面側の部分以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
  12. 　対向する２つの主面を持ち、一方の主面を光取り出し面とし、他方の主面を電極形成面とし、該電極形成面上にバンプを有する半導体発光素子の上に、前記光取り出し面と同等もしくは大きな対向する２つの主面を持ち、一方の主面を入光面とし、他方の主面を出光面とする透明フィルム片が、前記光取り出し面と前記入光面を対向するように重ねて配置され、前記半導体発光素子の前記電極形成面（バンプの面も含む）と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面、もしくは、前記半導体発光素子のバンプの外部基板に実装されるバンプ実装面と前記透明フィルム片の前記出光面以外の露出面が、反射壁で覆われていることを特徴とする発光装置。
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