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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143973
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】発光装置及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/62 20100101AFI20241003BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01L33/62
H01L33/00 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023116943
(22)【出願日】2023-07-18
(31)【優先権主張番号】P 2023055882
(32)【優先日】2023-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(74)【代理人】
【識別番号】100168332
【弁理士】
【氏名又は名称】小崎 純一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】▲蔭▼山 弘明
(72)【発明者】
【氏名】今田 有香
(72)【発明者】
【氏名】花岡 宏樹
【テーマコード（参考）】
5F142
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F142AA86
5F142BA02
5F142BA32
5F142CA11
5F142CA13
5F142CB23
5F142CD02
5F142CD44
5F142DA14
5F142FA32
5F142FA34
5F142GA02
5F241AA46
5F241FF06
(57)【要約】
【課題】複数の素子を均一な強度で配線基板に接合できる発光装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】発光装置の製造方法は、第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、を備える。前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す。
【選択図】図１
【解決手段】発光装置の製造方法は、第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、を備える。前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、
前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、
前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す発光装置の製造方法。
前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、
前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記配線基板に載置する工程の後、前記第２接合条件で接合する工程の前に、
前記複数の第１素子の電気的特性を評価する工程と、
前記評価する工程により不良と判断された前記第１素子の前記第１接合部を前記第２接合部から離すことにより、前記不良と判断された前記第１素子を前記配線基板から除去する工程と、
前記配線基板における前記除去された第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を含む第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを接触させる工程と、
をさらに備え、
前記第２接合条件で接合する工程において、前記第３接合部と前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた第２接合部とを接合する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記複数の第１素子の電気的特性を評価する工程と、
前記評価する工程により不良と判断された前記第１素子の前記第１接合部を前記第２接合部から離すことにより、前記不良と判断された前記第１素子を前記配線基板から除去する工程と、
前記配線基板における前記除去された第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を含む第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを接触させる工程と、
をさらに備え、
前記第２接合条件で接合する工程において、前記第３接合部と前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた第２接合部とを接合する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記緩衝シートは塑性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、異なる前記緩衝シートを用いるか、又は、同じ前記緩衝シートの異なる部分を用いる請求項１に記載の発光装置の製造方法。
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、異なる前記緩衝シートを用いるか、又は、同じ前記緩衝シートの異なる部分を用いる請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記緩衝シートは弾性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、同じ前記緩衝シートを用いる請求項１に記載の発光装置の製造方法。
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、同じ前記緩衝シートを用いる請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記第２接合条件の荷重は前記第１接合条件の荷重よりも高い請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下である請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は、前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間よりも長い請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は０．１秒間以上１０秒間以下であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は１分間以上１０分間以下である請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
前記第２接合条件の温度は１００℃以上２００℃以下である請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項10】
前記第１素子は、半導体部材、前記半導体部材の第１面に配置された前記第１接合部、及び、前記半導体部材の前記第１面の反対側に位置する第２面に配置された波長変換部材を含む請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項11】
前記第１接合部及び前記第２接合部は金を含む請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項12】
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である発光装置。
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である発光装置。
【請求項13】
前記比の値が０．０３以下である請求項１２に記載の発光装置。
【請求項14】
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
平面視で、各前記第１素子の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下であり、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値が１０ｋｇｆ以上である発光装置。
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
平面視で、各前記第１素子の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下であり、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値が１０ｋｇｆ以上である発光装置。
【請求項15】
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である請求項１４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、１枚の配線基板に多数の半導体素子を配置した発光装置が開示されている。このような発光装置を製造する際には、多数の半導体素子を配線基板に一括して接合することにより高い生産性を実現できるが、一括して接合すると、半導体素子間で配線基板との接合強度にばらつきが生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－０７４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の一実施形態は、複数の素子間で配線基板との接合強度のばらつきを低減できる発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、を備える。前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す。
【0006】
本開示の一実施形態に係る発光装置は、配線を有する配線基板と、複数の第１素子と、前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、を備える。前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である。
【0007】
本開示の一実施形態に係る発光装置は、配線を有する配線基板と、複数の第１素子と、前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、を備える。平面視で、各前記第１素子の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下である。前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値が１０ｋｇｆ以上である。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一実施形態によれば、複数の素子間で配線基板との接合強度のばらつきを低減できる発光装置及びその製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図2】第１の実施形態における第１素子を示す断面図である。
【図3】第１の実施形態における配線基板を示す平面図である。
【図5】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図6】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図7】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図8】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図9】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図10】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図11】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図12】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図13】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図14】第１の実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
【図16】第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図17】第３の実施形態に係る発光モジュールを示す平面図である。
【図18】第３の実施形態における第１素子及び波長変換部材を示す一部拡大平面図である。
【図19】試験例において接合強度を測定する測定装置を示す図である。
【図20A】試験例において使用する測定装置の治具を示す正面図である。
【図21】試験例における接合強度の測定方法を示す断面図である。
【図22】実施例と比較例の接合強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、断面図として切断面のみを示す端面図を用いる場合もある。
【0011】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
図２は、本実施形態における第１素子を示す断面図である。
図３は、本実施形態における配線基板を示す平面図である。
図４は、図３に示すIV－IV線による断面図である。
図５～図１３は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
以下、第１の実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
図２は、本実施形態における第１素子を示す断面図である。
図３は、本実施形態における配線基板を示す平面図である。
図４は、図３に示すIV－IV線による断面図である。
図５～図１３は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
【0012】
（第１素子及び配線基板を準備する工程）
図１のステップＳ１において、例えば図２及び図３に示すように、複数の第１素子１０及び配線基板２０を準備する。第１素子は第１接合部１１を含む。配線基板２０は複数の第２接合部２１を含む。第１素子１０を準備するタイミングと、配線基板２０を準備するタイミングの順序は任意である。また、第１素子１０及び配線基板２０は製造することにより準備してもよく、他者から購入することにより準備してもよい。
図１のステップＳ１において、例えば図２及び図３に示すように、複数の第１素子１０及び配線基板２０を準備する。第１素子は第１接合部１１を含む。配線基板２０は複数の第２接合部２１を含む。第１素子１０を準備するタイミングと、配線基板２０を準備するタイミングの順序は任意である。また、第１素子１０及び配線基板２０は製造することにより準備してもよく、他者から購入することにより準備してもよい。
【0013】
まず、第１素子１０について説明する。図２に示すように、第１素子１０は、一対の第１接合部１１、半導体部材１２、及び、波長変換部材１３を有する発光素子であり、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）である。
【0014】
半導体部材１２においては、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層が積層されている。半導体部材１２は、第１面１２ａと、第２面１２ｂを有する。第２面１２ｂは第１面１２ａの反対側の面である。一対の第１接合部１１は、半導体部材１２の第１面１２ａに配置されている。
【0015】
一対の第１接合部１１のうちの一方は半導体部材１２のｐ型半導体層に接続されており、他方は半導体部材１２のｎ型半導体層に接続されている。これにより、一対の第１接合部１１は、第１素子１０のアノード電極又はカソード電極として機能する。なお、本明細書において「接続」とは電気的な接続をいう。また、「接合」とは、電気的な接続と共に機械的な連結が実現されている状態をいう。第１接合部１１は金（Ａｕ）を含む。例えば、第１接合部１１の少なくとも最表面は金からなる。第１接合部１１の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上１μｍ以下である。
【0016】
波長変換部材１３は、半導体部材１２の第２面１２ｂに配置されている。波長変換部材１３は、例えば、透光性の樹脂材料又は無機材料からなる母材と、この母材中に配置された蛍光体を有する。蛍光体は、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet：イットリウム・アルミニウム・ガーネット）である。例えば、第２面１２ｂ側から見て、波長変換部材１３は半導体部材１２よりも大きく、波長変換部材１３の外縁は半導体部材１２の外縁よりも外側に位置する。第２面１２ｂ側から見て、波長変換部材１３の形状は例えば正方形であり、一辺の長さは例えば４５μｍである。また、波長変換部材１３は、例えばサファイア等の透光性部材を介して、半導体部材１２の第２面１２ｂに配置されていてもよい。
【0017】
波長変換部材１３における半導体部材１２と対向する面の反対側の面は、光出射面１３ａとなっている。光出射面１３ａは、半導体部材１２の第１面１２ａ及び第２面１２ｂに対して平行である。また、光出射面１３ａは平坦面であることが好ましい。但し、第1素子１０の形状には不可避的にばらつきが発生する場合がある。例えば、波長変換部材１３が反っていて、光出射面１３ａが凹状または凸状に湾曲している場合もある。
【0018】
一対の第１接合部１１間に電力を供給することにより、例えば、半導体部材１２は青色の光を出射する。波長変換部材１３は半導体部材１２から出射した光の一部を吸収して、黄色の光を放射する。これにより、第１素子１０からは、青色の光と黄色の光が混色された白色の光が出射する。
【0019】
次に、配線基板２０について説明する。図３及び図４に示すように、配線基板２０は、１つの絶縁性の基体２２と、複数の第２接合部２１を含む。複数の第２接合部２１は、基体２２上に配置されている。第２接合部２１は、金を含む。例えば、第２接合部２１の少なくとも最表面は金からなる。
【0020】
複数の第２接合部２１は、例えば、基体２２の上面２２ａに行列状に配列されている。但し、第２接合部２１の配置は行列状には限定されず、任意である。複数の第２接合部２１のそれぞれは、第１素子１０の半導体部材１２の第１面１２ａを配線基板２０の基体２２の上面２２ａに対向させたときに、それぞれの第１接合部１１が接触する位置に配置されている。
【0021】
図３及び図４に示す例では、基体２２の内部には、複数の配線２３が配置されている。上面２２ａにおいては、基体２２に複数の開口部２４が形成されており、各開口部２４において配線２３が露出している。配線２３の表面のうち、開口部２４において露出していない領域は、基体２２により覆われている。第２接合部２１は、基体２２の上面２２ａ上及び開口部２４内に配置されている。各第２接合部２１は、開口部２４の底部において各配線２３に接続されている。
【0022】
（第１素子を配線基板に載置する工程）
次に、図１のステップＳ２において、例えば図５又は図６に示すように、第１素子１０の第１接合部１１と配線基板２０の第２接合部２１とを第１接合条件で接合することにより、複数の第１素子１０を配線基板２０に載置する。
次に、図１のステップＳ２において、例えば図５又は図６に示すように、第１素子１０の第１接合部１１と配線基板２０の第２接合部２１とを第１接合条件で接合することにより、複数の第１素子１０を配線基板２０に載置する。
【0023】
第１素子１０は配線基板２０に１つずつ載置してもよい。具体的には、図５に示すように、吸着ノズル１０１を用いて、第１素子１０を１つずつ配線基板２０上に載置する。このとき、第１素子１０の第１接合部１１と配線基板２０の第２接合部２１とを接触させ、第１接合条件により接合する。そして、吸着ノズル１０１を移動させて第１素子１０を配線基板２０上に載置する工程を繰り返すことにより、複数の第１素子１０を１つの配線基板２０上に載置する。なお、隣り合う第１素子１０間の距離は、例えば５μｍとする。
【0024】
または、複数の第１素子１０を配線基板２０に一括して載置してもよい。具体的には、図６に示すように、支持基板１１１上に複数の第１素子１０が配置された構造体１１０を準備する。次に、構造体１１０を配線基板２０に対向させ、第１素子１０の第１接合部１１と配線基板２０の第２接合部２１とを接触させた後、第１接合条件により接合する。次に、支持基板１１１を第１素子１０から離す。このようにして、複数の第１素子１０を１つの配線基板２０上に載置する。
【0025】
図５又は図６に示す工程においては、第１素子１０の波長変換部材１３の光出射面１３ａの高さ、すなわち、配線基板２０の基体２２の上面２２ａからの距離が、複数の第１素子１０間で均一になるようにし、光出射面１３ａが上面２２ａに対して平行になるようにする。
【0026】
但し、この工程においても不可避的にばらつきが発生し、光出射面１３ａの高さが第１素子１０間でばらつく場合がある。また、光出射面１３ａが上面２２ａに対して傾斜する場合もある。さらに、光出射面１３ａが元々湾曲していて、光出射面１３ａが上面２２ａに対して平行にならない場合もある。
【0027】
本工程においては、第１接合条件により、第１接合部１１と第２接合部２１を加熱すると共に、相互に近づく方向に荷重を印加する。第１接合条件において、温度は８０℃以上２００℃以下とすることが好ましく、さらに好ましくは１００℃以上１５０℃以下、例えば、１４０℃とする。第１接合部１１と第２接合部２１に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下とすることが好ましく、１０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。また、第１接合条件において、第１接合部１１と第２接合部２１に荷重を印加する時間は０．１秒間以上１０秒間以下とすることが好ましく、さらに好ましくは０．１秒間以上１秒間以下、例えば、０．５秒とする。第１接合条件において、超音波は印加しないことが好ましい。
【0028】
この工程では、第１接合部１１及び第２接合部２１は接合前の形状を概ね維持したまま、第１接合部１１及び第２接合部２１の表面の一部同士が接合する。第１接合部１１と第２接合部２１とを第１接合条件で接合することにより、第１接合部１１と第２接合部２１は接続されるが、機械的な接合強度は後述する第２接合条件による接合強度よりも低い。以下、第１接合条件によって実現したこのような状態を、「仮接合状態」という。これにより、複数の第１素子１０が配線基板２０に載置される。
【0029】
【0030】
具体的には、配線基板２０を介して複数の第１素子１０に電力を供給し、第１素子１０の電気的特性を評価する。第１素子１０が発光素子である場合には、評価する電気的特性は、例えば、所定の電圧を印加したときに発光素子から出射される光の輝度である。このような電気的特性を評価することにより、配線基板２０に接合された複数の第１素子１０を、良品と不良品とに分類する。
【0031】
例えば、基準値以上の輝度で発光した第１素子１０を良品とし、基準値よりも低い輝度で発光した第１素子１０及び発光しなかった第１素子１０を不良品とする。以下、不良と判断された第１素子１０を「第１素子１０ｘ」ともいう。また、第１素子１０の電気的特性を評価する工程において不良と判断された第１素子１０ｘが接合された第２接合部２１を「第２接合部２１ｒ」という。
【0032】
（不良と判断された第１素子を配線基板から除去する工程）
図１のステップＳ４において、例えば図８及び図９に示すように、ステップＳ３に示す工程おいて不良と判断された第１素子１０ｘの第１接合部１１を第２接合部２１ｒから分離することにより、不良と判断された第１素子１０ｘを配線基板２０から除去する。なお、ステップＳ３において不良と判断された第１素子１０ｘが存在しない場合は、この工程は実施しない。
図１のステップＳ４において、例えば図８及び図９に示すように、ステップＳ３に示す工程おいて不良と判断された第１素子１０ｘの第１接合部１１を第２接合部２１ｒから分離することにより、不良と判断された第１素子１０ｘを配線基板２０から除去する。なお、ステップＳ３において不良と判断された第１素子１０ｘが存在しない場合は、この工程は実施しない。
【0033】
本実施形態においては、例えば、第１素子１０ｘにレーザ光１０４を照射することにより、第１素子１０ｘを加熱する。これにより、第１接合部１１と第２接合部２１ｒとの界面に熱応力が印加され、第１素子１０ｘの第１接合部１１が第２接合部２１ｒから分離する。第１素子１０ｘが半導体部材を含む発光素子である場合には、この半導体部材の上面にレーザ光１０４を集光させる。これにより、レーザ光１０４が集光された半導体部材が熱膨張することで第２接合部２１ｒとの間に熱応力が発生し、第１接合部１１が第２接合部２１ｒから分離する。
【0034】
なお、第１素子１０ｘを配線基板２０から取り外す方法は、上述のレーザ光１０４を用いる方法には限定されない。例えば、粘着性のある治具を第１素子１０ｘに接着させて引き上げることにより、第１素子１０ｘを配線基板２０から除去してもよい。また、第１素子１０ｘは、吸引器で吸引して除去してもよく、空気を吹き付けることで吹き飛ばして除去してもよい。
【0035】
（第２素子の第３接合部と第２接合部とを接触させる工程）
次に、図１のステップＳ５において、第２素子１５を準備する。第２素子１５は、例えば、第１素子１０と同じ構造を有する。第２素子１５は、半導体部材１２及び波長変換部材１３に加えて、一対の第３接合部１６を備える。第３接合部１６は金を含む。第２素子１５における第３接合部１６の位置、構成、組成及び機能は、第１素子１０における第１接合部１１の位置、構成、組成及び機能と同様である。なお、ステップＳ３において不良と判断された第１素子１０ｘが存在しない場合は、この工程は実施しない。
次に、図１のステップＳ５において、第２素子１５を準備する。第２素子１５は、例えば、第１素子１０と同じ構造を有する。第２素子１５は、半導体部材１２及び波長変換部材１３に加えて、一対の第３接合部１６を備える。第３接合部１６は金を含む。第２素子１５における第３接合部１６の位置、構成、組成及び機能は、第１素子１０における第１接合部１１の位置、構成、組成及び機能と同様である。なお、ステップＳ３において不良と判断された第１素子１０ｘが存在しない場合は、この工程は実施しない。
【0036】
次に、例えば図１０に示すように、配線基板２０における除去された第１素子１０ｘが載置されていた領域に、吸着ノズル１０１によって、第２素子１５を載置する。これにより、第２素子１５の第３接合部１６と第２接合部２１ｒとを接触させる。なお、第２素子１５の第３接合部１６は、第１接合条件によって配線基板２０の第２接合部２１ｒに仮接合してもよい。この場合も、第２素子１５の波長変換部材１３の光出射面１３ａは湾曲している可能性があり、光出射面１３ａは上面２２ａに対して傾斜する可能性もあり、第２素子１５の光出射面１３ａの高さが第１素子１０の光出射面１３ａの高さとは異なる可能性もある。
【0037】
（第１接合部と第２接合部とを第２接合条件で接合する工程）
次に、図１のステップＳ６において、例えば図１１に示すように、複数の第１素子１０上に緩衝シート１０３を配置する。第２素子１５が存在する場合には、第２素子１５上にも緩衝シート１０３を配置する。緩衝シート１０３は塑性変形するシートであり、例えば、カーボンシートである。緩衝シート１０３の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、例えば、０．１３ｍｍである。
次に、図１のステップＳ６において、例えば図１１に示すように、複数の第１素子１０上に緩衝シート１０３を配置する。第２素子１５が存在する場合には、第２素子１５上にも緩衝シート１０３を配置する。緩衝シート１０３は塑性変形するシートであり、例えば、カーボンシートである。緩衝シート１０３の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、例えば、０．１３ｍｍである。
【0038】
そして、プレス板１０２により、緩衝シート１０３を介して複数の第１素子１０及び第２素子１５を配線基板２０に向けて押圧する。この工程における第１接合部１１と第２接合部２１との接合、及び、第３接合部１６と第２接合部２１ｒとの接合は、第２接合条件により行う。第２接合条件は、第１接合条件と比較して、より強い接合を実現するような条件である。
【0039】
これにより、仮接合状態にある第１接合部１１と第２接合部２１とが第２接合条件で接合される。また、第２素子１５が存在する場合には、新たに載置された第２素子１５の第３接合部１６と、除去された第１素子１０ｘの第１接合部１１が接合されていた第２接合部２１ｒとが、第２接合条件で接合される。
【0040】
以下、説明の便宜上、特段の記載がない限り、第２素子１５の有無にかかわらず、第１素子１０及び第２素子１５を総称して「第１素子１０」といい、第１接合部１１及び第３接合部１６を総称して「第１接合部１１」といい、第２接合部２１及び第２接合部２１ｒを総称して「第２接合部２１」という。
【0041】
以下、第２接合条件について説明する。
第２接合条件の荷重は、前記第１接合条件の荷重より高くしてもよい。例えば、前述の如く、第１接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下とすることが好ましいのに対して、第２接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に印加する荷重は１０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
第２接合条件の荷重は、前記第１接合条件の荷重より高くしてもよい。例えば、前述の如く、第１接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下とすることが好ましいのに対して、第２接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に印加する荷重は１０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
【0042】
または、第２接合条件において荷重を印加する時間は、第１接合条件において荷重を印加する時間より長くしてもよい。例えば、前述の如く、第１接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に荷重を印加する時間は、０．１秒間以上１０秒間以下とすることが好ましいのに対して、第２接合条件において第１接合部１１と第２接合部２１に荷重を印加する時間は、１分間以上１０分間以下であることが好ましい。
【0043】
または、第２接合条件の温度は第１接合条件の温度より高くしてもよい。例えば、前述の如く、第１接合条件において温度は８０℃以上２００℃以下とすることが好ましく、例えば１４０℃とすることがより好ましいのに対して、第２接合条件の温度は１００℃以上２００℃以下とすることが好ましく、例えば１５０℃とすることがより好ましい。また、第１接合条件と同様に、第２接合条件においても超音波を印加しないことが好ましい。その理由は、複数の第１素子１０を配線基板２０に一括で接合する場合に、複数の第１素子１０に超音波を印加しても、個々の第１素子１０に超音波の振動が安定して印加されにくく、接合強度にばらつきが生じる可能性があるからである。
【0044】
そして、本実施形態においては、このような第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す。このとき、少なくとも２回の第２接合条件で接合する工程において、異なる緩衝シート１０３を用いるか、又は、同じ緩衝シート１０３の異なる部分を用いる。これにより、第１接合部１１と第２接合部２１がより強固に接合されると共に、複数の第１素子１０間で配線基板２０との接合強度のばらつきを低減することができる。
【0045】
以下、これらの複数回の接合を、より具体的に説明する。
図１のステップＳ６～Ｓ９に示すように、本実施形態においては、第２接合条件で接合する工程（以下、「本接合工程」という）を４回繰り返す。各本接合工程の時間は例えば４分間とする。すなわち、合計で１６分間の本接合工程を実施する。
図１のステップＳ６～Ｓ９に示すように、本実施形態においては、第２接合条件で接合する工程（以下、「本接合工程」という）を４回繰り返す。各本接合工程の時間は例えば４分間とする。すなわち、合計で１６分間の本接合工程を実施する。
【0046】
図１のステップＳ６である１回目の本接合工程においては、例えば図１１に示すように、第１素子１０ごとに第１素子１０の光出射面１３ａの高さ、傾斜または平坦度にばらつきがある。しかしながら、緩衝シート１０３は第１素子１０の形状に合わせて塑性変形するため、光出射面１３ａの略全体に接触する。これにより、第１素子１０を破壊することなく、光出射面１３ａの反りを矯正できると共に、第１素子１０ごとの光出射面１３ａの高さのばらつき及び光出射面１３ａの傾斜も矯正できる。
【0047】
なお、「矯正」とは、光出射面１３ａを完全に平坦にし、複数の第１素子１０間で光出射面１３ａの高さを均一にし、光出射面１３ａを基体２２の上面２２ａに対して完全に平行にする場合には限定されず、矯正前と比較して、光出射面１３ａの反り、高さのばらつき及び傾斜が改善されていればよい。例えば、１回目の本接合工程後の光出射面１３ａは、その前の仮接合状態と比較して、光出射面１３ａの反り、高さのばらつき及び傾斜が低減されている。
【0048】
上述の如く、１回目の本接合工程の直前において、第１素子１０ごとに第１素子１０の光出射面１３ａの高さ、傾斜または平坦度にはばらつきがあるため、緩衝シート１０３から第１素子１０に対して、応力が均一には印加されない。
【0049】
例えば、第１素子１０ごとに光出射面１３ａの高さがばらついている場合は、光出射面１３ａが相対的に低い位置にある第１素子１０は、光出射面１３ａが相対的に高い位置にある第１素子１０と比較して、緩衝シート１０３から印加される応力が小さい。また、光出射面１３ａが傾斜している場合は、光出射面１３ａにおける配線基板２０に近い部分は、光出射面１３ａにおける配線基板２０から遠い部分と比較して、緩衝シート１０３から印加される応力が小さい。さらに、光出射面１３ａが凹状に湾曲している場合は、湾曲の底部は周辺部と比較して、緩衝シート１０３から印加される応力が小さい。光出射面１３ａが凸状に湾曲している場合は、湾曲の周辺部は頂部と比較して、緩衝シート１０３から印加される応力が小さい。
【0050】
第１素子１０における緩衝シート１０３から印加される応力が小さい部分は、応力が大きい部分と比較して、第１接合部１１と第２接合部２１との接合強度が低くなる。この結果、１回目の本接合工程が終了した段階では、第１素子１０と配線基板２０との接合強度のばらつきが大きい。
【0051】
次に、図１２に示すように、プレス板１０２及び緩衝シート１０３を第１素子１０から離す。緩衝シート１０３は第１素子１０に押されて塑性変形するため、緩衝シート１０３の下面には第１素子１０の形状を反映した凹み１０３ａが形成される。
【0052】
次に、図１のステップＳ７において、例えば図１３に示すように、２回目の本接合工程を実施する。このとき、緩衝シート１０３は新しいシートを使用するか、１回目の本接合工程において使用した緩衝シート１０３の未使用部分を使用する。このため、緩衝シート１０３における第１素子１０に当接する部分には、凹み１０３ａが形成されていない。２回目の本接合工程においても、接合条件は第２接合条件とする。なお、１回目の本接合工程における第２接合条件に対して、２回目の本接合工程における接合条件を変更してもよい。
【0053】
２回目の本接合工程の直前においては、１回目の本接合工程によって光出射面１３ａの高さのばらつき、傾斜及び湾曲が矯正されている。また、使用する緩衝シート１０３には凹み１０３ａが形成されていない。このため、２回目の本接合工程においては、１回目の本接合工程と比較して、緩衝シート１０３から第１素子１０に均一に応力が印加される。
【0054】
この結果、２回目の本接合工程の後においては、１回目の本接合工程の直後と比較して、第１素子１０と配線基板２０との接合強度のばらつきが小さくなる。また、１回目の本接合工程において矯正しきれなかった光出射面１３ａの高さのばらつき、傾斜及び湾曲も、２回目の本接合工程において矯正される。
【0055】
次に、図１のステップＳ８において、３回目の本接合工程を実施する。このとき、緩衝シート１０３は新しいシートを使用するか、２回目の本接合工程において使用した緩衝シート１０３の未使用部分を使用する。また、３回目の本接合工程における接合条件は第２接合条件とする。なお、１回目又は２回目の本接合工程における第２接合条件に対して、３回目の本接合工程における接合条件を変更してもよい。
【0056】
これにより、第１接合部１１と第２接合部２１がより強固に接合される。また、接合強度のばらつきがより小さくなる。さらに、１回目及び２回目の本接合工程において矯正しきれなかった光出射面１３ａの高さのばらつき、傾斜及び湾曲がある場合も、３回目の本接合工程において矯正される。
【0057】
次に、図１のステップＳ９において、４回目の本接合工程を実施する。この場合も、緩衝シート１０３は新しいシートを使用するか、３回目の本接合工程において使用した緩衝シート１０３の未使用部分を使用する。また、４回目の本接合工程における接合条件は第２接合条件とするが、１回目、２回目又は３回目の本接合工程における第２接合条件に対して、４回目の本接合工程における接合条件を変更してもよい。これにより、第１接合部１１と第２接合部２１がより強固に接合され、接合強度のばらつきがより低減する。
【0058】
なお、本接合工程の回数は４回には限定されず、２回以上であればよく、５回以上であってもよい。また、各本接合工程において、毎回異なる緩衝シート１０３を用いるか、又は、同じ緩衝シート１０３の異なる部分を用いることが好ましいが、必ずしもこれには限定されない。但し、少なくとも２回の本接合工程において、異なる緩衝シート１０３を用いるか、又は、同じ緩衝シート１０３の異なる部分を用いることが好ましい。
【0059】
このように、複数回の本接合工程を実施することにより、対応する第１接合部１１と第２接合部２１は一体化し、第４接合部１７となる。第４接合部１７においては、第１接合部１１と第２接合部２１との界面の大部分が消滅する。また、界面に空隙が発生していた場合には、空隙の大部分が消滅する。これにより、第１素子１０と配線基板２０との機械的な接合強度は、仮接合状態よりも高くなる。この状態を「本接合状態」という。このようにして、発光装置１が製造される。
【0060】
【0061】
図１４及び図１５に示すように、本実施形態に係る発光装置１は、配線基板２０と、複数の第１素子１０と、複数の第４接合部１７と、を有する。第１素子１０には上述の第２素子１５も含まれる。第１素子１０の数は、例えば１０個以上である。第１素子１０は発光素子であり、例えば、発光ダイオードである。平面視で、第１素子１０の形状は矩形であり、例えば、正方形である。
【0062】
第１素子１０は、半導体部材１２と、半導体部材１２上に配置された波長変換部材１３を有する。半導体部材１２においては、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層が積層されている。平面視で、波長変換部材１３は半導体部材１２よりも大きく、波長変換部材１３の外縁は半導体部材１２の外縁の外側に位置している。配線基板２０は、絶縁性の基体２２と、基体２２中に配置された導電性を有する複数の配線２３を有する。複数の第１素子１０は、配線基板２０の上面２２ａにおいて、例えば、行列状に配列されている。
【0063】
第１素子１０は第４接合部１７を介して配線基板２０の配線２３に接続されると共に、機械的に連結されている。上述の如く、第４接合部１７は、第１接合部１１と第２接合部２１が一体化して形成されたものである。したがって、第４接合部１７は金を含む。例えば、第４接合部１７は全体が金からなる。本実施形態においては、各第１素子１０に２つの第４接合部１７が接合されている。１つの第４接合部１７は第１素子１０のｐ型半導体層に接続されており、もう１つの第４接合部１７は第１素子１０のｎ型半導体層に接続されている。
【0064】
発光装置１において、複数の第１素子１０と配線基板２０との接合強度のばらつきが軽減される。また、波長変換部材１３の光出射面１３ａの配線基板２０からの高さは実質的に均一であり、光出射面１３ａは配線基板２０の基体２２の上面２２ａに対して平行である。なお、本明細書において、平行とは±５°以内の角度のずれは許容されるものとする。また、光出射面１３ａは実質的に平坦である。
【0065】
配線基板２０に対する各第１素子１０の接合強度の平均値（Ａ）に対する標準偏差（σ）の比の値（σ／Ａ）は、好ましくは０．１以下であり、より好ましくは０．０３以下である。接合強度とは、１個の第１素子１０に配線基板２０の基体２２の上面２２ａに対して平行な方向に沿って力を印加したときに、この第１素子１０が配線基板２０から離れるときの力の大きさである。接合強度の平均値及び標準偏差は、発光装置１に含まれる全ての第１素子１０の接合強度を測定して求めることが好ましいが、発光装置１に第１素子１０が１０個以上含まれているときは、少なくとも１０個の第１素子１０について接合強度を測定して求めればよい。
【0066】
発光装置１のサイズ及び強度の例を説明する。
第１の例においては、平面視で、第１素子１０の一辺の長さ、すなわち、波長変換部材１３の一辺の長さは４０μｍ以上５０μｍ以下であり、例えば４５μｍである。第１素子１０間の距離は５μｍである。
第１の例においては、平面視で、第１素子１０の一辺の長さ、すなわち、波長変換部材１３の一辺の長さは４０μｍ以上５０μｍ以下であり、例えば４５μｍである。第１素子１０間の距離は５μｍである。
【0067】
第２の例においては、平面視で、第１素子１０の一辺の長さ、すなわち、波長変換部材１３の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下であり、例えば１０００μｍである。第１素子１０間の距離は５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、例えば１００μｍである。この場合、第４接合部１７の厚さは約１μｍである。また、配線基板２０に対する複数の第１素子１０の接合強度の平均値は、１０ｋｇｆ以上である。
【0068】
（効果）
本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、図１のステップＳ６～Ｓ９に示すように、本接合工程を複数回実施することにより、第１素子１０の光出射面１３ａが配線基板２０の上面２２ａに対して、高さがばらついていたり、傾斜していたり、光出射面１３ａが湾曲している場合でも、これらの高さのばらつき、傾斜及び湾曲を矯正しながら、第１接続部１１と第２接続部１２に荷重を印加することができる。このため、第１接続部１１と第２接続部１２に均一に荷重を印加することができ、複数の第１素子１０を均一な強度で配線基板２０に接合できる。すなわち、上述の如く、配線基板２０に対する各第１素子１０の接合強度の平均値（Ａ）に対する標準偏差（σ）の比の値（σ／Ａ）を０．１以下とすることができ、例えば、０．０３以下とすることができる。
本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、図１のステップＳ６～Ｓ９に示すように、本接合工程を複数回実施することにより、第１素子１０の光出射面１３ａが配線基板２０の上面２２ａに対して、高さがばらついていたり、傾斜していたり、光出射面１３ａが湾曲している場合でも、これらの高さのばらつき、傾斜及び湾曲を矯正しながら、第１接続部１１と第２接続部１２に荷重を印加することができる。このため、第１接続部１１と第２接続部１２に均一に荷重を印加することができ、複数の第１素子１０を均一な強度で配線基板２０に接合できる。すなわち、上述の如く、配線基板２０に対する各第１素子１０の接合強度の平均値（Ａ）に対する標準偏差（σ）の比の値（σ／Ａ）を０．１以下とすることができ、例えば、０．０３以下とすることができる。
【0069】
また、本実施形態においては、図１のステップＳ２に示す工程において、第１接合条件により複数の第１素子１０の第１接合部１１を配線基板２０の第２接合部２１に仮接合した後、図１のステップＳ３に示す工程において、各第１素子１０の電気的特性を評価する工程を行い、不良と判断された第１素子１０ｘを、ステップＳ４に示す工程において除去する。次に、ステップＳ５に示す工程において、配線基板２０における第１素子１０ｘが除去されたあとの領域に第２素子１５を載置し、ステップＳ６～Ｓ９に示す複数回の本接合工程において、良品と判断された第１素子１０の第１接合部１１を第２接合部２１に接合すると共に、新たに載置した第２素子１５を不良と判断された第１素子１０ｘが接合されていた第２接合部２１ｒに接合する。
【0070】
これにより、複数の第１素子１０を一括して配線基板２０に仮接合し、配線基板２０を介して複数の第１素子１０の電気的特性を評価することができる。また、不良品の第１素子１０ｘを良品の第２素子１５に効率よく交換することができる。この結果、発光装置１の生産性が向上する。
【0071】
更に、本実施形態においては、仮接合工程を第１接合条件で行い、本接合工程を第２接合条件で行っている。第２接合条件は第１接合条件と比較して、接合強度が高くなるような条件である。これにより、第１接合条件による仮接合工程においては、第１接合部１１は第２接合部２１に対して接続されるが、機械的な接合強度は本接合状態よりも低い仮接合状態となる。この結果、第１素子１０の電気的特性の評価を行いつつ、不良と判断された第１素子１０ｘの除去が容易になる。一方、第２接合条件による本接合工程においては、第１接合部１１と第２接合部２１の接合強度は、仮接合状態よりも高くなる。この結果、第１素子１０と配線基板２０との接合強度を高くすることができるため、発光装置１の信頼性が向上する。
【0072】
更にまた、本実施形態においては、不良と判断された第１素子１０ｘにレーザ光１０４を照射し、第１素子１０ｘを加熱することにより、第１素子１０ｘの第１接合部１１と配線基板２０の第２接合部２１ｒとの間に熱応力を発生させている。これにより、配線基板２０の損傷を抑制しつつ、第１接合部１１と第２接合部２１ｒとの接合を解除できる。また、第１素子１０ｘのみにレーザ光１０４を照射することにより、複数の第１素子１０のうち不良と判断された第１素子１０ｘのみを精度よく加熱できる。
【0073】
更にまた、本実施形態においては、第１接合部１１、第２接合部２１及び第３接合部１６が金を含む。仮接合工程において、第１接合部１１の金を含む部分と第２接合部２１の金を含む部分とが接合される。例えば、第１接合部１１の金からなる最表面と第２接合部２１の金からなる最表面とが接合される。その後、第１接合部１１と第２接合部２１の接合界面に熱応力を生じさせることで不良と判断された第１素子１０ｘを除去する。
【0074】
これに対して、例えば、第１接合部１１と第２接合部２１とを錫（Ｓｎ）を含む接合材料を用いて仮接合することも考えられる。しかしながら、錫を含む接合材料は、接合後に除去することが難しいため、第１素子１０ｘを除去した後、第２接合部２１ｒの表面に接合材料の残渣が残る可能性がある。このため、接合材料の残渣により、第２素子１５の第３接合部１６と第２接合部２１ｒとの接合強度が低くなる可能性がある。
【0075】
本実施形態においては、第１素子１０ｘを除去する工程において、第１接合部１１の金を含む部分と第２接合部２１の金を含む部分との界面で結合が解除されるため、第２接合部２１ｒの表面に残渣が残りづらい。このため、第２素子１５の第３接合部１６を第２接合部２１ｒに高い強度で接合できる。
【0076】
なお、本実施形態において、第２素子１５の第３接合部１６を配線基板２０の第２接合部２１ｒに接触させた後、配線基板２０を介して第２素子１５の電気的特性を評価してもよい。この工程により第２素子１５が不良と判断された場合は、第１素子１０ｘと同様な方法により、第２素子１５を除去してもよい。このとき、電気的特性を評価する前に、第３接合部１６を第１接合条件により接合し、第３接合部１６と第２接合部２１ｒとの接合状態を仮接合状態としてもよい。
【0077】
また、本実施形態においては、第１素子１０が波長変換部材１３を有する例を示したが、第１素子１０は波長変換部材を有していなくてもよい。更に、本実施形態においては、第１素子１０が発光素子である例を示したが、これには限定されず、例えば、演算用素子であってもよく、データを記憶するメモリ素子であってもよく、電力制御用のスイッチング素子であってもよい。
【0078】
【0079】
図１６に示すように、本実施形態は、第１の実施形態と比較して、塑性変形する緩衝シート１０３の替わりに弾性変形する緩衝シート１０５を用いる点、及び、少なくとも２回の本接合工程において、同じ緩衝シート１０５の同じ部分を用いる点が異なっている。弾性変形する緩衝シート１０５は、例えば、シリコーンゴムからなるシートであり、その厚さは例えば０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、例えば、０．１ｍｍである。
【0080】
本実施形態においては、緩衝シート１０５として弾性変形するシートを用いているため、本接合工程の後で、緩衝シート１０５に第１素子１０の形状を反映した凹みが形成されない。このため、次の本接合工程において、同じ緩衝シート１０５の同じ部分を用いても、複数の第１素子１０に均一に荷重を加えることができる。本実施形態における上記以外の方法、構成及び効果は、第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、少なくとも２回の本接合工程において、異なる緩衝シート１０５又は同じ緩衝シート１０５の異なる部分を用いてもよい。
【0081】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、前述の第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を用いて、発光モジュールを製造する例である。
第３の実施形態は、前述の第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を用いて、発光モジュールを製造する例である。
【0082】
先ず、本実施形態に係る発光モジュールの構成について説明する。
図１７は、本実施形態に係る発光モジュールを示す平面図である。
図１８は、本実施形態における第１素子及び波長変換部材を示す一部拡大平面図である。
図１７は、本実施形態に係る発光モジュールを示す平面図である。
図１８は、本実施形態における第１素子及び波長変換部材を示す一部拡大平面図である。
【0083】
図１７及び図１８に示すように、本実施形態に係る発光モジュール２０１は、配線基板２１１を備えている。配線基板２１１の平面視の形状は、例えば、長方形である。配線基板２１１の上面には、複数の第１素子２１２が配置されている。各第１素子２１２には２つの接合部２１３が配置されており、接合部２１３を介して配線基板２１１に載置されている。接合部２１３は金を含む。
【0084】
本実施形態においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標を採用する。配線基板２１１の長手方向を「Ｘ方向」とし、短手方向を「Ｙ方向」とし、厚さ方向を「Ｚ方向」とする。Ｚ方向のうち、配線基板２１１から第１素子２１２に向かう方向を「上」ともいい、その逆方向を「下」ともいうが、この表現も便宜的なものであり、重力の方向とは無関係である。
【0085】
配線基板２１１の上面において、第１素子２１２は、例えば、２列に配列されている。各列は配線基板２１１の長手方向、すなわち、Ｘ方向に延びている。第１列２２１においては、例えば２０個の第１素子２１２が配列されており、第２列２２２においては、例えば２２個の第１素子２１２が配列されている。したがって、発光モジュール２０１には、合計で４２個の第１素子２１２が配置されている。一例では、各第１素子２１２の平面視の形状は正方形であり、一辺の長さは５００μｍ以上１０００μｍ以下である。
【0086】
各第１素子２１２上には、それぞれ波長変換部材２１４が配置されている。波長変換部材２１４は、例えば、蛍光体としてＹＡＧを含む板状の部材である。一例では、各波長変換部材２１４の平面視の形状は正方形であり、一辺の長さは５５０μｍ以上１１００μｍである。各列において隣り合う波長変換部材２１４間の距離は、一例では、３０μｍ以上７０μｍ以下である。波長変換部材２１４の数は第１素子２１２の数と同じである。
【0087】
配線基板２１１上には、樹脂部材２１５が配置されている。樹脂部材２１５は、配線基板２１１の上面の中央部を覆っている。樹脂部材２１５は、第１素子２１２の側面及び波長変換部材２１４の側面を覆い、波長変換部材２１４の上面を覆っていない。したがって、波長変換部材２１４の上面は樹脂部材２１５から露出している。樹脂部材２１５においては、例えば、透光性樹脂中に光反射性物質が含有されている。樹脂は、例えば、シリコーン樹脂である。光反射性物質は、例えば、酸化チタンである。
【0088】
配線基板２１１の上面における樹脂部材２１５に覆われた領域のＹ方向両側には、パッド２１６が配置されている。パッド２１６は、配線基板２１１のＸ方向に延びる端縁に沿って、２列に配列されている。パッド２１６の第３列２２３は、第１素子２１２の第１列２２１側に配置されている。パッド２１６の第４列２２４は、第１素子２１２の第２列２２２側に配置されている。
【0089】
各列に属するパッド２１６の数は、対応する列に属する第１素子２１２の数よりも１つ多い。すなわち、第３列２２３には２１個のパッド２１６が配列されており、第４列２２４には２３個のパッド２１６が配列されている。第３列に属する２１個パッド２１６と第１列に属する２０個の第１素子２１２は、交互に直列に接続されている。同様に、第４列に属する２３個パッド２１６と第２列に属する２２個の第１素子２１２は、交互に直列に接続されている。
【0090】
次に、本実施形態に係る発光モジュールの製造方法について説明する。
図１７に示すように、配線基板２１１を準備する。配線基板２１１の上面には、パッド２１６が配置されている。本実施形態の配線基板２１１は、第１の実施形態の配線基板２０に相当する。次に、配線基板２１１上に複数の第１素子２１２を載置する。本実施形態の第１素子２１２は、第１の実施形態の第１素子１０において、波長変換部材１３を除いた構成に相当する。
図１７に示すように、配線基板２１１を準備する。配線基板２１１の上面には、パッド２１６が配置されている。本実施形態の配線基板２１１は、第１の実施形態の配線基板２０に相当する。次に、配線基板２１１上に複数の第１素子２１２を載置する。本実施形態の第１素子２１２は、第１の実施形態の第１素子１０において、波長変換部材１３を除いた構成に相当する。
【0091】
このとき、第１の実施形態において説明したように、配線基板２１１に第１素子２１２を仮接合状態で接合し、第１素子２１２の電気的特性、例えば輝度を評価し、不良と判断された第１素子２１２は除去する。そして、不良と判断された第１素子２１２が除去されたあとの領域に、新たな第１素子２１２を載置し、全ての第１素子２１２を一括して本接合状態で接合する。本実施形態における新たな第１素子２１２は、第１の実施形態における第２素子１５に相当する。これにより、不良品の第１素子２１２が良品に交換される。また、配線基板２１１と第１素子２１２との間に、接合部２１３が形成される。接合部２１３は、第１の実施形態の第４接合部１７に相当する。
【0092】
また、第１の実施形態と同様に、本接合工程は複数回繰り返す。本接合工程においては、塑性変形する緩衝シート１０３を使用し、少なくとも２回、できれば毎回、異なる緩衝シート１０３を用いるか、同じ緩衝シート１０３の異なる部分を用いる。なお、第２の実施形態と同様に、弾性変形する緩衝シート１０５を使用し、複数回の本接合工程において、同じ緩衝シート１０５の同じ部分を用いてもよい。
【0093】
次に、それぞれの第１素子２１２上に波長変換部材２１４を配置する。本実施形態における波長変換部材２１４は、第１の実施形態における波長変換部材１３に相当する。次に、配線基板２１１の上面、第１素子２１２の側面、及び、波長変換部材２１４の側面を覆うように、樹脂部材２１５を形成する。このようにして、本実施形態に係る発光モジュール２０１が製造される。
【0094】
配線基板２１１に対する各第１素子２１２の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、好ましくは０．１以下であり、より好ましくは０．０３以下である。また、接合強度の平均値は１０ｋｇｆ以上であることが好ましい。
【0095】
前述の各実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、前述の各実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。
【0096】
＜試験例＞
次に、第１の実施形態の効果を示す試験例について説明する。
図１９は、本試験例において接合強度を測定する測定装置を示す図である。
図２０Ａは本試験例において使用する測定装置の治具を示す正面図であり、図２０Ｂはその側面図であり、図２０Ｃは図２０Ｂの領域XXCを示す一部拡大側面図である。
図２１は、本試験例における接合強度の測定方法を示す断面図である。
図２２は、実施例と比較例の接合強度を示すグラフである。なお、本グラフは、横軸にサンプルの種類をとり、縦軸に第１素子と配線基板との接合強度をとって、本接合を複数回繰り返すことによる効果を示す。
次に、第１の実施形態の効果を示す試験例について説明する。
図１９は、本試験例において接合強度を測定する測定装置を示す図である。
図２０Ａは本試験例において使用する測定装置の治具を示す正面図であり、図２０Ｂはその側面図であり、図２０Ｃは図２０Ｂの領域XXCを示す一部拡大側面図である。
図２１は、本試験例における接合強度の測定方法を示す断面図である。
図２２は、実施例と比較例の接合強度を示すグラフである。なお、本グラフは、横軸にサンプルの種類をとり、縦軸に第１素子と配線基板との接合強度をとって、本接合を複数回繰り返すことによる効果を示す。
【0097】
図１９に示すように、接合強度の測定装置３００においては、荷重センサ３０１と、荷重センサ３０１に取り付けられた治具３０２と、が設けられている。
図２０Ａ～図２０Ｃに示すように、治具３０２においては、本体部３０３と先端部３０４が一体的に形成されている。治具３０２は超硬合金からなる。本体部３０３の形状は略円柱形である。本体部３０３の上部の太さは均一であり、下部は下端部に向かうほど細くなっている。先端部３０４は本体部３０３の下端部から延出している。先端部３０４の形状は板状である。先端部３０４の幅ａは約１ｍｍ、厚さｂは約０．２ｍｍ、高さｃは約０．２ｍｍである。
図２０Ａ～図２０Ｃに示すように、治具３０２においては、本体部３０３と先端部３０４が一体的に形成されている。治具３０２は超硬合金からなる。本体部３０３の形状は略円柱形である。本体部３０３の上部の太さは均一であり、下部は下端部に向かうほど細くなっている。先端部３０４は本体部３０３の下端部から延出している。先端部３０４の形状は板状である。先端部３０４の幅ａは約１ｍｍ、厚さｂは約０．２ｍｍ、高さｃは約０．２ｍｍである。
【0098】
本試験例においては、実施例として、第１の実施形態において説明した方法により本接合を行ったサンプルを用意した。接合の回数は４回とし、接合時間は１回当たり４分間とした。すなわち、合計の接合時間は１６分間とした。緩衝シート１０３として、厚さが０．１３ｍｍのカーボンシートを使用した。一方、比較例として、本接合を１回のみ行ったサンプルを用意した。接合の時間は１５分間とした。実施例及び比較例における温度は２００℃とし、荷重は４４ＭＰａとした。
【0099】
図２１に示すように、測定装置３００の治具３０２の先端部３０４を第１素子１０間に挿入し、１個の第１素子１０の波長変換部材１３の側面に対向させた。このとき、配線基板２０と治具３０２とのクリアランスｄは３０μｍとした。そして、測定装置３００を配線基板２０の上面２２ａに平行な方向に沿って移動させた。移動速度ｖは、１００μｍ／ｓとした。測定装置３００を移動させることにより、治具３０２の先端部３０４が１個の第１素子１０の波長変換部材１３の側面に当接し、この第１素子１０に力を印加した。そして、荷重センサ３０１により、この第１素子１０が配線基板２０から脱離したときの荷重を測定し、これを結合強度とした。
【0100】
実施例については、１２個の第１素子１０について接合強度を測定した。比較例については、２４個の第１素子１０について接合強度を測定した。測定結果を図２２に示す。実施例及び比較例における接合強度の平均値（Ａ）、最大値（Ｍａｘ）、最小値（Ｍｉｎ）及び標準偏差（σ）、並びに、平均値に対する標準偏差の比の値（σ／Ａ）を表１に示す。
【0101】
【表1】
【0102】
表１及び図２２に示すように、比較例に係るサンプルの接合強度の平均値は６．０１ｋｇｆであったのに対して、実施例に係るサンプルの接合強度の平均値は１２．４３ｋｇｆであり、接合強度が高かった。また、比較例に係るサンプルの平均値に対する標準偏差の比の値（σ／Ａ）は０．２２であったのに対して、実施例に係るサンプルの比の値（σ／Ａ）は０．０２であり、ばらつきが小さかった。
【0103】
本発明は、以下の態様を含む。
【0104】
（付記１）
第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、
前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、
前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す発光装置の製造方法。
第１接合部を含む複数の第１素子、及び、複数の第２接合部を含む配線基板を準備する工程と、
前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合することにより、前記複数の第１素子を前記配線基板に載置する工程と、
前記複数の第１素子上に緩衝シートを配置し、前記緩衝シートを介して前記複数の第１素子を前記配線基板に向けて加圧することにより、前記第１接合部と前記第２接合部とを第２接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第２接合条件で接合する工程を複数回繰り返す発光装置の製造方法。
【0105】
（付記２）
前記配線基板に載置する工程の後、前記第２接合条件で接合する工程の前に、
前記複数の第１素子の電気的特性を評価する工程と、
前記評価する工程により不良と判断された前記第１素子の前記第１接合部を前記第２接合部から離すことにより、前記不良と判断された前記第１素子を前記配線基板から除去する工程と、
前記配線基板における前記除去された第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を含む第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを接触させる工程と、
をさらに備え、
前記第２接合条件で接合する工程において、前記第３接合部と前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた第２接合部とを接合する付記１に記載の発光装置の製造方法。
前記配線基板に載置する工程の後、前記第２接合条件で接合する工程の前に、
前記複数の第１素子の電気的特性を評価する工程と、
前記評価する工程により不良と判断された前記第１素子の前記第１接合部を前記第２接合部から離すことにより、前記不良と判断された前記第１素子を前記配線基板から除去する工程と、
前記配線基板における前記除去された第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を含む第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを接触させる工程と、
をさらに備え、
前記第２接合条件で接合する工程において、前記第３接合部と前記除去された第１素子の第１接合部が接合されていた第２接合部とを接合する付記１に記載の発光装置の製造方法。
【0106】
（付記３）
前記緩衝シートは塑性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、異なる前記緩衝シートを用いるか、又は、同じ前記緩衝シートの異なる部分を用いる付記１または２に記載の発光装置の製造方法。
前記緩衝シートは塑性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、異なる前記緩衝シートを用いるか、又は、同じ前記緩衝シートの異なる部分を用いる付記１または２に記載の発光装置の製造方法。
【0107】
（付記４）
前記緩衝シートは弾性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、同じ前記緩衝シートを用いる付記１または２に記載の発光装置の製造方法。
前記緩衝シートは弾性変形するシートであり、
少なくとも２回の前記第２接合条件で接合する工程において、同じ前記緩衝シートを用いる付記１または２に記載の発光装置の製造方法。
【0108】
（付記５）
前記第２接合条件の荷重は前記第１接合条件の荷重よりも高い付記１～４のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第２接合条件の荷重は前記第１接合条件の荷重よりも高い付記１～４のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0109】
（付記６）
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下である付記１～５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に印加する荷重は１０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下である付記１～５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0110】
（付記７）
前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間よりも長い付記１～６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間よりも長い付記１～６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0111】
（付記８）
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は０．１秒間以上１０秒間以下であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は１分間以上１０分間以下である付記１～７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第１接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は０．１秒間以上１０秒間以下であり、前記第２接合条件において前記第１接合部と前記第２接合部に荷重を印加する時間は１分間以上１０分間以下である付記１～７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0112】
（付記９）
前記第２接合条件の温度は１００℃以上２００℃以下である付記１～８のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第２接合条件の温度は１００℃以上２００℃以下である付記１～８のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0113】
（付記１０）
前記第１素子は、半導体部材、前記半導体部材の第１面に配置された前記第１接合部、及び、前記半導体部材の前記第１面の反対側に位置する第２面に配置された波長変換部材を含む付記１～９のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第１素子は、半導体部材、前記半導体部材の第１面に配置された前記第１接合部、及び、前記半導体部材の前記第１面の反対側に位置する第２面に配置された波長変換部材を含む付記１～９のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0114】
（付記１１）
前記第１接合部及び前記第２接合部は金を含む付記１～１０のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
前記第１接合部及び前記第２接合部は金を含む付記１～１０のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【0115】
（付記１２）
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である発光装置。
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である発光装置。
【0116】
（付記１３）
前記比の値が０．０３以下である付記１２に記載の発光装置。
前記比の値が０．０３以下である付記１２に記載の発光装置。
【0117】
（付記１４）
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
平面視で、各前記第１素子の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下であり、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値が１０ｋｇｆ以上である発光装置。
配線を有する配線基板と、
複数の第１素子と、
前記複数の第１素子を前記配線に接続する複数の接合部と、
を備え、
平面視で、各前記第１素子の一辺の長さは５００μｍ以上１５００μｍ以下であり、
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値が１０ｋｇｆ以上である発光装置。
【0118】
（付記１５）
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である付記１４に記載の発光装置。
前記配線基板に対する前記複数の第１素子の接合強度の平均値に対する標準偏差の比の値は、０．１以下である付記１４に記載の発光装置。
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明の実施形態は、例えば、車両用の前照灯及び表示装置の光源等に利用することができる。
【符号の説明】
【0120】
１ 発光装置
１０ 第１素子
１１ 第１接合部
１２ 半導体部材
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１３ 波長変換部材
１３ａ 光出射面
１５ 第２素子
１６ 第３接合部
１７ 第４接合部
２０ 配線基板
２１ 第２接合部
２２ 基体
２２ａ 上面
２３ 配線
２４ 開口部
１０１ 吸着ノズル
１０２ プレス板
１０３ 緩衝シート
１０３ａ 凹み
１０４ レーザ光
１０５ 緩衝シート
１１０ 構造体
１１１ 支持基板
２０１ 発光モジュール
２１１ 配線基板
２１２ 第１素子
２１３ 接合部
２１４ 波長変換部材
２１５ 樹脂部材
２１６ パッド
２２１ 第１列
２２２ 第２列
２２３ 第３列
２２４ 第４列
３００ 測定装置
３０１ 荷重センサ
３０２ 治具
３０３ 本体部
３０４ 先端部
ａ 先端部３０４の幅
ｂ 先端部３０４の厚さ
ｃ 先端部３０４の高さ
ｄ 配線基板２０と治具３０２とのクリアランス
ｖ 測定装置３００の移動速度
１０ 第１素子
１１ 第１接合部
１２ 半導体部材
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１３ 波長変換部材
１３ａ 光出射面
１５ 第２素子
１６ 第３接合部
１７ 第４接合部
２０ 配線基板
２１ 第２接合部
２２ 基体
２２ａ 上面
２３ 配線
２４ 開口部
１０１ 吸着ノズル
１０２ プレス板
１０３ 緩衝シート
１０３ａ 凹み
１０４ レーザ光
１０５ 緩衝シート
１１０ 構造体
１１１ 支持基板
２０１ 発光モジュール
２１１ 配線基板
２１２ 第１素子
２１３ 接合部
２１４ 波長変換部材
２１５ 樹脂部材
２１６ パッド
２２１ 第１列
２２２ 第２列
２２３ 第３列
２２４ 第４列
３００ 測定装置
３０１ 荷重センサ
３０２ 治具
３０３ 本体部
３０４ 先端部
ａ 先端部３０４の幅
ｂ 先端部３０４の厚さ
ｃ 先端部３０４の高さ
ｄ 配線基板２０と治具３０２とのクリアランス
ｖ 測定装置３００の移動速度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図21】
【図22】