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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-21
(45)【発行日】2024-01-04
(54)【発明の名称】発光装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/48 20100101AFI20231222BHJP
【ＦＩ】
H01L33/48
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022078658
(22)【出願日】2022-05-12
(65)【公開番号】P2023051712
(43)【公開日】2023-04-11
【審査請求日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】P 2021161016
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】
【識別番号】100172188
【弁理士】
【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】西野 光治
(72)【発明者】
【氏名】小関 健司
【審査官】村井 友和
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／０９４４６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０８８７４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／１８２１３９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１５２８２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－２００９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０１２６７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／４８－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持基板と、光取り出し面と前記光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第１接合部とを備える複数の第１素子であって、前記光取り出し面が前記支持基板と対向するように前記支持基板上に配置された前記複数の第１素子とを含む第１部材と、配線基板と、前記配線基板上に配置された複数の第２接合部とを含む第２部材を準備する工程と、前記第１接合部と前記第２接合部とを第１接合条件で接合し、前記支持基板を前記第１素子から離す工程と、
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前記第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を備える第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された前記第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、
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と共に、前記第３接合部と前記除去された前記第１素子の前記第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを前記第２接合条件で接合する工程と、
を備え、
前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部は金を含む発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記第２接合条件の温度は前記第１接合条件の温度よりも高いか、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か、又は、前記第２接合条件の温度が前記第１接合条件の温度よりも高く且つ前記第２接合条件の荷重が前記第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3】
前記第１接合条件の温度は８０度以上２００度以下であり、前記第２接合条件の温度は２００度以上３００度以下である請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
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１５０ＭＰａ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４０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である請求項１または２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または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記複数の第１素子は前記支持基板に行列状に配列されており、前記複数の第２接合部は前記配線基板に行列状に配列されている請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
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は、前記不良と判断された前記第１素子を加熱する工程を有する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記第１素子を加熱する工程は、前記第１素子にレーザ光を照射する工程を有する請求項７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
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は、治具を前記不良と判断された前記第１素子に接着させて、前記配線基板から離す工程を有する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、発光装置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搭載した発光装置が開示されている。このような発光装置においては、配線基板に搭載された半導体素子の中に不良品があった場合に、この不良品を除去し、良品と交換する工程が必要となる。しかしながら、この交換工程により、発光装置の生産性が低下するという問題が生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】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】
本発明の実施形態は、不良品の素子を効率よく交換することができる発光装置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】
本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法は、支持基板と、光取り出し面と前記光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第１接合部とを備える複数の第１素子であって、前記光取り出し面が前記支持基板と対向するように前記支持基板上に配置された前記複数の第１素子とを含む第１部材と、配線基板と、前記配線基板上に配置された複数の第２接合部とを含む第２部材と、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接合条件で接合し、前記支持基板を前記第１素子から離す工程と、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前記第１素子が載置されていた領域に、第３接合部を備える第２素子を載置することにより、前記第３接合部と、前記除去された前記第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、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と共に、前記第３接合部と前記除去された前記第１素子の前記第１接合部が接合されていた前記第２接合部とを前記２接合条件で接合する工程と、を備える。前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部は金を含む。
【発明の効果】
【0006】
本発明の実施形態によれば、不良品の素子を効率よく交換することができる発光装置の製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
【0009】
＜第１の実施形態＞
図１Ａ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。図１Ｂは第１部材を示す下面図である。図１Ｃは第２部材を示す上面図である。
図２Ａ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。図２Ｂは図２Ａの領域IIBを示す一部拡大断面図である。
図３～図７は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
図８Ａは本実施形態に係る発光装置を示す上面図である。図８Ｂは図８Ａに示すVIIIB－VIIIB線による断面図である。
図１Ａ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。図１Ｂは第１部材を示す下面図である。図１Ｃは第２部材を示す上面図である。
図２Ａ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。図２Ｂは図２Ａの領域IIBを示す一部拡大断面図である。
図３～図７は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
図８Ａは本実施形態に係る発光装置を示す上面図である。図８Ｂは図８Ａに示すVIIIB－VIIIB線による断面図である。
【0010】
（第１部材と第２部材を準備する工程）
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１部材１０を準備する。第１部材１０は、１つの支持基板１１と、複数の第１素子１２とを含む。複数の第１素子１２は、光取り出し面と、光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第１接合部１３とを備える。複数の第１素子１２は、光取り出し面が支持基板１１と対向するように支持基板１１上に配置されている。各第１素子１２は、第１接合部１３を有している。第１接合部１３は金（Ａｕ）を含む。例えば、第１接合部１３の少なくとも最表面は金（Ａｕ）からなる。第１素子１２の光取り出し面とは、第１素子１２からの光が主に取り出される面である。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１部材１０を準備する。第１部材１０は、１つの支持基板１１と、複数の第１素子１２とを含む。複数の第１素子１２は、光取り出し面と、光取り出し面の反対側に位置する面に配置された第１接合部１３とを備える。複数の第１素子１２は、光取り出し面が支持基板１１と対向するように支持基板１１上に配置されている。各第１素子１２は、第１接合部１３を有している。第１接合部１３は金（Ａｕ）を含む。例えば、第１接合部１３の少なくとも最表面は金（Ａｕ）からなる。第１素子１２の光取り出し面とは、第１素子１２からの光が主に取り出される面である。
【0011】
複数の第１素子１２は、例えば、支持基板１１の第１面１１ａに行列状に配列されている。但し、第１素子１２の配置は行列状には限定されず、任意である。第１素子１２は、例えば、発光素子であり、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）である。各第１素子１２は、例えば、２つの第１接合部１３を備える。第１素子１２の２つの第１接合部１３は、第１素子１２のアノード電極又はカソード電極として機能する。
【0012】
支持基板１１は、例えば移載用の治具であり、例えば、シリコン、ガラス又はサファイアを含む。支持基板１１の第１面１１ａは、粘着性を有していてもよい。この場合、第１素子１２は、支持基板１１の粘着性を有する第１面１１ａに接合されている。支持基板１１には、例えば、サファイア基板の表面に粘着性の樹脂を設けた部材を用いることができる。
【0013】
一方、図１Ａ及び図１Ｃに示すように、第２部材２０を準備する。第２部材２０は、１つの配線基板２１と、複数の第２接合部２２を含む。複数の第２接合部２２は、配線基板２１上に配置されている。第２接合部２２は、金を含む。例えば、第２接合部２２の少なくとも最表面は金（Ａｕ）からなる。
【0014】
複数の第２接合部２２は、例えば、配線基板２１の第２面２１ａに行列状に配列されている。但し、第２接合部２２の配置は行列状には限定されず、任意である。複数の第１接合部１３と複数の第２接合部２２は、支持基板１１の第１面１１ａと配線基板２１の第２面２１ａを対向させたときに、１つの第１接合部１３が１つの第２接合部２２それぞれに接触する位置に配置されている。
【0015】
図１Ａ及び図１Ｃに示す例では、配線基板２１は、絶縁性の母材２３と、母材２３の内部に配置された導電性を有する複数の配線２４を含む。第２面２１ａにおいては、母材２３に複数の開口部２５が形成されており、複数の開口部２５のそれぞれには配線２４が露出している。配線２４の表面のうち、開口部２５において露出していない領域は、母材２３により覆われている。第２接合部２２は、配線基板２１の第２面２１ａ及び開口部２５内に配置されている。第２接合部２２の断面形状は、例えば、平坦に近い上面を有する形状である。各第２接合部２２は、開口部２５で各配線２４に接続されている。なお、第２接合部２２の断面形状は、平坦に近い上面を有する形状には限定されず、例えば、上面に開口部２５の形状を反映した凹部を有する形状であってもよい。
【0016】
（第１接合部と第２接合部とを第１接合条件で接合する工程）
次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１接合部１３と第２接合部２２とを第１接合条件で接合する。そして、支持基板１１を第１素子１２から離す。第１接合部１３と第２接合部２２との接合は、支持基板１１の第１面１１ａを配線基板２１の第２面２１ａに対向させ、第１接合部１３を第２接合部２２に接触させることで行う。
次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１接合部１３と第２接合部２２とを第１接合条件で接合する。そして、支持基板１１を第１素子１２から離す。第１接合部１３と第２接合部２２との接合は、支持基板１１の第１面１１ａを配線基板２１の第２面２１ａに対向させ、第１接合部１３を第２接合部２２に接触させることで行う。
【0017】
第１接合条件においては、例えば、第１接合部１３と第２接合部２２に熱を印加し、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、例えば、温度を８０度以上２００度以下として熱を印加することが好ましい。第１接合条件の温度は、例えば、１４０度とする。第１接合条件において、印加する荷重は、例えば、１０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ未満とすることが好ましく、１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満とすることがさらに好ましく、１０ＭＰａ以上４０ＭＰａ未満とすることがさらに好ましい。第１接合条件の加重は、例えば、３０ＭＰａとする。第１接合条件において荷重を印加する時間は、例えば、０．１秒以上１０秒以下とすることが好ましい。第１接合条件の荷重を印加する時間は、例えば、０．５秒とする。
【0018】
第１接合部１３を第２接合部２２に接触させる前に、第１部材１０の支持基板１１における第１素子１２が配置された第１面１１ａ側と、第２部材２０の配線基板２１における第２接合部２２が配置された第２面２１ａ側に対して、プラズマ処理を施してもよい。これにより、第１接合部１３の表面と第２接合部２２の表面を活性化させ、第１接合部１３と第２接合部２２との接合性をより向上させることができる。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。
【0019】
この工程では、第１接合部１３及び第２接合部２２は接合前の形状を概ね維持したまま、第１接合部１３及び第２接合部２２の表面の一部同士が接合する。例えば、接合前の第２接合部２２の上面に凹部が形成されている場合は、第１接合部１３と第２接合部２２の凹部との間に空隙が残留してもよい。第１接合部１３と第２接合部２２とを第１接合条件で接合することにより、第１接合部１３と第２接合部２２は電気的に接続されるが、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状態となる。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、第１素子１２が配線基板２１に接合される。その後、支持基板１１を第１素子１２から離す。
【0020】
（第１素子の電気的特性を評価する工程）
次に、図３に示すように、配線基板２１を介して複数の第１素子１２に電力を供給し、第１素子１２の電気的特性を評価する。第１素子１２が発光素子である場合には、評価する電気的特性は、例えばそれぞれの発光素子に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２１に接合された複数の第１素子１２を、良品と不良品とに分類する。例えば、基準値以上の輝度である発光素子を良品とし、基準値よりも低い輝度である発光素子を不良品とする。以下、不良と判断された第１素子１２を「第１素子１２ｘ」ともいう。また、第１素子１２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１２が接合された第２接合部２２を「第２接合部２２ｒ」という。
次に、図３に示すように、配線基板２１を介して複数の第１素子１２に電力を供給し、第１素子１２の電気的特性を評価する。第１素子１２が発光素子である場合には、評価する電気的特性は、例えばそれぞれの発光素子に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２１に接合された複数の第１素子１２を、良品と不良品とに分類する。例えば、基準値以上の輝度である発光素子を良品とし、基準値よりも低い輝度である発光素子を不良品とする。以下、不良と判断された第１素子１２を「第１素子１２ｘ」ともいう。また、第１素子１２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１２が接合された第２接合部２２を「第２接合部２２ｒ」という。
【0021】
（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）
次に、図４及び図５に示すように、不良と判断された第１素子１２ｘの第１接合部１３を配線基板２１の第２接合部２２ｒから離すことで、不良と判断された第１素子１２ｘを配線基板２１から除去する。例えば、本実施形態においては、第１素子１２ｘにレーザ光３２を照射することにより、第１素子１２ｘを加熱する。これにより、第１接合部１３と第２接合部２２ｒとの界面に熱応力が印加され、第１素子１２ｘの第１接合部１３が第２接合部２２ｒから除去される。
次に、図４及び図５に示すように、不良と判断された第１素子１２ｘの第１接合部１３を配線基板２１の第２接合部２２ｒから離すことで、不良と判断された第１素子１２ｘを配線基板２１から除去する。例えば、本実施形態においては、第１素子１２ｘにレーザ光３２を照射することにより、第１素子１２ｘを加熱する。これにより、第１接合部１３と第２接合部２２ｒとの界面に熱応力が印加され、第１素子１２ｘの第１接合部１３が第２接合部２２ｒから除去される。
【0022】
第１素子１２ｘが半導体層を含む発光素子である場合には、この半導体層の上面にレーザ光３２を集光させる。第１素子１２ｘがサファイア基板と、サファイア基板上に配置された半導体層とを含む場合には、レーザ光３２をサファイア基板側から照射し、サファイア基板を透過させて半導体層の上面にレーザ光３２を集光させる。これにより、レーザ光３２が集光された半導体層が熱膨張することで第２接合部２２ｒとの間に熱応力が発生し、第１接合部１３が第２接合部２２ｒから除去される。
【0023】
第１素子１２ｘは、例えば、第１素子１２ｘを粘着性のある治具に接着させて除去してもよい。また、第１素子１２ｘは、吸引器で吸引して除去してもよく、空気を部分的に吹き付けることで吹き飛ばして除去してもよい。
【0024】
（第３接合部と第２接合部とを接触させる工程）
次に、図６に示すように、第２素子１５を準備する。第２素子１５は、例えば、第１素子１２と同じ構造を有する素子である。第２素子１５は、第３接合部１６を備える。第３接合部１６は金を含む。例えば、第２素子１５は２つの第３接合部１６を備える。第２素子１５の２つの第３接合部１６は、第２素子１５のアノード電極又はカソード電極として機能する。
次に、図６に示すように、第２素子１５を準備する。第２素子１５は、例えば、第１素子１２と同じ構造を有する素子である。第２素子１５は、第３接合部１６を備える。第３接合部１６は金を含む。例えば、第２素子１５は２つの第３接合部１６を備える。第２素子１５の２つの第３接合部１６は、第２素子１５のアノード電極又はカソード電極として機能する。
【0025】
次に、治具３４によって第２素子１５を保持し、配線基板２１における除去された第１素子１２ｘが載置されていた領域に、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２２ｒとを接触させる。次に、治具３４を第２素子１５から離す。
【0026】
第２素子１５の第３接合部１６と第２接合部２２ｒとを接触させる前に、配線基板２１及び第２素子１５に対してプラズマ処理を施してもよい。これにより、第２接合部２２ｒの表面と、第２素子１５の第３接合部１６の表面が活性化する。このとき、プラズマが配線基板２１と第１素子１２との間に回り込むことにより、良品と判断された第１素子１２の第１接合部１３及びこの第１接合部に仮接合された第２接合部２２の表面も活性化する。これにより、後述する第２接合条件で接合する工程において、第１接合部１３と第２接合部２２とをより強固に接合することができる。
【0027】
また、第２素子１５の第３接合部１６と第２接合部２２ｒとを接触させる前に、配線基板２１に対してレーザ光を照射してもよい。これにより、不良と判断された第１素子１２ｘを配線基板２１から除去する工程の後、配線基板２１の表面に金属の残渣等が残っていたとしても、これを除去することができる。その結果、後述する第２接合条件で接合する工程において、第２素子１５の第３接合部１６と第２接合部２２ｒとをより強固に接合することができる。
【0028】
（第２接合条件で接合する工程）
次に、図７に示すように、治具３５を用いて第１素子１２及び第２素子１５に対して配線基板２１に向かう荷重を印加する。これにより、仮接合状態にある第１接合部１３と第２接合部２２とを接合すると共に、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１２ｘの第１接合部１３が接合されていた第２接合部２２ｒとを接合する。治具３５は支持基板１１と同じ構成のものであってもよく、支持基板１１を再び用いてもよい。
次に、図７に示すように、治具３５を用いて第１素子１２及び第２素子１５に対して配線基板２１に向かう荷重を印加する。これにより、仮接合状態にある第１接合部１３と第２接合部２２とを接合すると共に、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１２ｘの第１接合部１３が接合されていた第２接合部２２ｒとを接合する。治具３５は支持基板１１と同じ構成のものであってもよく、支持基板１１を再び用いてもよい。
【0029】
この工程における第１接合部１３と第２接合部２２との接合及び第３接合部１６と第２接合部２２ｒ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、温度又は荷重のうち、少なくとも一方が高い。すなわち、第２接合条件の温度は第１接合条件の温度よりも高いか、第２接合条件の荷重は第１接合条件の荷重よりも高いか、又は、第２接合条件の温度が第１接合条件の温度よりも高く且つ第２接合条件の荷重が第１接合条件の荷重よりも高い。また、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も長いことが好ましい。なお、第１接合条件の荷重及び温度と第２接合条件の荷重及び温度のうち少なくとも一方を同じとし、第２接合条件において荷重を印加する時間を、第１接合条件において荷重を印加する時間よりも長くしてもよい。
【0030】
例えば、第２接合条件においては、温度を２００度以上３００度以下とすることが好ましい。例えば、第２接合条件の温度は２００度とする。また、第２接合条件においては、第１接合部１３と第２接合部２２に印加する荷重を４０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下とすることが好ましい。第２接合条件において、例えば、印加する荷重を１２０ＭＰａとする。更に、第２接合条件においては、接合時間を１秒以上６０秒以下とすることが好ましい。第２接合条件において、接合時間は、例えば、３０秒とする。なお、第２接合条件においても、第１接合条件と同様に、超音波は印加しないことが好ましい。また、第２接合条件において、荷重を印加しなくてもよい。
【0031】
これにより、第１接合部１３と第２接合部２２がより強固に接合されると共に、第３接合部１６と第２接合部２２ｒが接合される。このとき、相互に接合された２つの接合部は一体化し、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３接合部１６と第２接合部２２ｒは電気的に接続され、且つ、第１接合部１３と第２接合部２２との機械的な接合強度および第３接合部１６と第２接合部２２ｒとの機械的な接合強度は、仮接合状態よりも高くなる。以下、第２接合条件によって実現したこのような状態を、「本接合状態」という。第２接合条件により接合することで、第１素子１２及び第２素子１５が配線基板２１に強固に接合される。次に、治具３５を第１素子１２及び第２素子１５から離す。このようにして、発光装置１が製造される。
【0032】
なお、図３に示す第１素子１２の電気的特性の評価工程において、全ての第１素子１２が良品と判断された場合には、図４及び図５に示す第１素子１２ｘの除去工程と、図６に示す第２素子１５の載置工程は行わず、図７に示す第２接合条件で接合する工程を実施する。
【0033】
（発光装置）
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、本実施形態に係る発光装置１は、配線基板２１と、第４接合部３６が配置された第１素子１２と、第４接合部３６が配置された第２素子１５を含む。配線基板２１は、絶縁性の母材２３と、母材２３中に配置された導電性を有する複数の配線２４を含む。第１素子１２及び第２素子１５は、配線基板２１の第２面２１ａにおいて、例えば、行列状に配列されている。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、本実施形態に係る発光装置１は、配線基板２１と、第４接合部３６が配置された第１素子１２と、第４接合部３６が配置された第２素子１５を含む。配線基板２１は、絶縁性の母材２３と、母材２３中に配置された導電性を有する複数の配線２４を含む。第１素子１２及び第２素子１５は、配線基板２１の第２面２１ａにおいて、例えば、行列状に配列されている。
【0034】
第１素子１２及び第２素子１５は、例えば、同じ構造を有する素子であり、例えば、発光ダイオードである。第１素子１２及び第２素子１５は、第４接合部３６を介して配線基板２１の配線２４に電気的に接続されると共に、機械的に接合されている。第４接合部３６は、第１接合部１３と第２接合部２２、又は、第３接合部１６と第２接合部２２ｒ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３６は金を含む。
【0035】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、１回目の接合工程として、図２Ａ及び図２Ｂに示す工程において、複数の第１素子１２の第１接合部１３を配線基板２１の第２接合部２２に接合した後、図３に示す工程において、各第１素子１２の電気的特性を評価する工程を行う。次に、第１素子１２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１２ｘを、図４及び図５に示す工程において除去する。次に、図６に示す工程において、配線基板２１における第１素子１２ｘが除去されたあとの領域に第２素子１５を載置する。そして、２回目の接合工程として、図７に示す工程において、良品と判断された第１素子１２の第１接合部１３を第２接合部２２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１２ｘが接合されていた第２接合部２２ｒに接合する。
本実施形態においては、１回目の接合工程として、図２Ａ及び図２Ｂに示す工程において、複数の第１素子１２の第１接合部１３を配線基板２１の第２接合部２２に接合した後、図３に示す工程において、各第１素子１２の電気的特性を評価する工程を行う。次に、第１素子１２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１２ｘを、図４及び図５に示す工程において除去する。次に、図６に示す工程において、配線基板２１における第１素子１２ｘが除去されたあとの領域に第２素子１５を載置する。そして、２回目の接合工程として、図７に示す工程において、良品と判断された第１素子１２の第１接合部１３を第２接合部２２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１２ｘが接合されていた第２接合部２２ｒに接合する。
【0036】
これにより、１回目の接合工程において、複数の第１素子１２を一括して配線基板２１に電気的に接続し、配線基板２１を介して複数の第１素子１２の電気的特性を評価することができる。そして、第１素子１２の電気的特性を評価した結果、不良と判断された第１素子１２ｘのみを除去した後、配線基板２１のうち第１素子１２ｘを除去した領域に第２素子１５を載置する。その後、２回目の接合工程を行うことにより、良品の第１素子１２が配線基板２１に接合されると共に、新たな第２素子１５も配線基板２１に接合される。この結果、不良品の第１素子１２ｘを効率よく交換することができ、発光装置１の生産性が向上する。
【0037】
また、本実施形態においては、１回目の接合工程を第１接合条件で行い、２回目の接合工程を第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、温度又は荷重のうち少なくとも一方が高い。これにより、第１接合条件による接合工程においては、第１接合部１３は第２接合部２２に対して電気的には接続されるが、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。そのため、第１素子１２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１２ｘの除去が容易になる。一方、第２接合条件による接合工程においては、第１接合部１３と第２接合部２２の接合強度および第３接合部１６と第２接合部２２ｒの接合強度は、仮接合状態よりも高い本接合状態となる。この結果、第１素子１２及び第２素子１５と配線基板２１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。
【0038】
更に、本実施形態においては、不良と判断された第１素子１２ｘを加熱することにより、この第１素子１２ｘの第１接合部１３と配線基板２１の第２接合部２２ｒとの間に熱応力を発生させている。これにより、配線基板２１の損傷を抑制しつつ、第１接合部１３と第２接合部２２ｒとの結合を解除できる。また、第１素子１２ｘにレーザ光３２を照射することにより、複数の第１素子１２のうち不良と判断された第１素子１２ｘのみを精度よく加熱できる。
【0039】
更にまた、本実施形態においては、第１接合部１３、第２接合部２２及び第３接合部１６が金を含む。１回目の接合工程において、第１接合部１３の金を含む部分と第２接合部２２の金を含む部分とが接合される。例えば、第１接合部１３の金からなる最表面と第２接合部２２の金からなる最表面とが接合される。その後、第１接合部１３と第２接合部２２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１２ｘを除去する。ここで、１回目の接合工程において、例えば、第１接合部１３と第２接合部２２とを錫を含む接合材料を用いて接合する場合、不良と判断された第１素子１２ｘを除去した後、第２接合部２２の表面に接合材料の残渣が残ってしまう。また、１回目の接合工程において、例えば、第１接合部１３と第２接合部２２とをめっきを形成することにより接合する場合においても、不良と判断された第１素子１２ｘを除去した後、第２接合部２２ｒの表面にめっきの残渣が残ってしまう。そのため、第２素子１５を第１素子１２ｘが載置されていた第２接合部２２ｒに接合する際、接合材料またはめっき材料の残渣により第２素子１５と第２接合部２２ｒとの接合強度が低くなる可能性がある。錫を含む接合材料を用いた接合またはめっきによる接合においては、一度接合させると接合後に接合材料やめっき材料を除去することが難しい。
【0040】
本実施形態においては、不良と判断された第１素子１２ｘを除去する工程において、第１接合部１３の金を含む部分と第２接合部２２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２２の表面に残渣が残りづらい。そのため、第２素子１５を第１素子１２ｘが載置されていた第２接合部２２ｒに接合する際、第２素子１５と第２接合部２２ｒとの接合強度を高くすることができる。２回目の接合工程において、第３接合部１６の金を含む部分と第２接合部２２の金を含む部分とが接合される。第２素子１５を第２接合部２２に接合する際、錫を含む接合材料やめっきを形成する必要がないため、接合精度を向上しつつ、工程を簡略化することができる。
【0041】
更にまた、本実施形態においては、１回目及び２回目の接合工程において、超音波を印加しない。これにより、第１素子１２及び第２素子１５を配線基板２１に接合する際に生じる第１素子１２及び第２素子１５の位置ずれを抑制できる。
【0042】
なお、第２素子１５の第３接合部１６を配線基板２１の第２接合部２２ｒに接触させた後、配線基板２１を介して第２素子１５の電気的特性を評価する工程を行ってもよい。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１２ｘ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２２ｒとの接合状態を仮接合状態としてもよい。
【0043】
＜第１の実施形態の変形例＞
図９は、本変形例に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
本変形例においては、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。本変形例における下記以外の方法は、第１の実施形態と同様である。後述する第２及び第３の実施形態においても、同様である。
図９は、本変形例に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
本変形例においては、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。本変形例における下記以外の方法は、第１の実施形態と同様である。後述する第２及び第３の実施形態においても、同様である。
【0044】
先ず、図１Ａ～図３に示す工程を実施する。
次に、図９に示すように、治具３７を準備する。治具３７は、例えば粘着性を有する。治具３７の大きさは、１つの第１素子１２ｘのみに接触でき、他の第１素子１２には接触しないような大きさである。
次に、図９に示すように、治具３７を準備する。治具３７は、例えば粘着性を有する。治具３７の大きさは、１つの第１素子１２ｘのみに接触でき、他の第１素子１２には接触しないような大きさである。
【0045】
そして、不良と判断された第１素子１２ｘに、治具３７を接着させる。次に、治具３７を配線基板２１から離れる方向に移動させることにより、第１素子１２ｘを配線基板２１から離す。
その後、図６及び図７に示す工程を実施する。
その後、図６及び図７に示す工程を実施する。
【0046】
本変形例によれば、第１素子１２ｘを加熱することなく、除去することができる。このため、第１の実施形態と比較して、良品と判断された第１素子１２に及ぼす影響が少ない。
【0047】
＜第２の実施形態＞
第２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２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。
【0048】
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１０は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め上側から見た斜視図である。
図１１は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め下側から見た斜視図である。
図１２は、図１０の領域XIIを示す一部拡大上面図である。
図１３は、図１０に示すXIII－XIII線による断面図である。
図１４Ａは、図１３の領域XIVAを示す一部拡大断面図である。
図１４Ｂは、図１４Ａの領域XIVBを示す一部拡大断面図である。
図１０は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め上側から見た斜視図である。
図１１は、本実施形態に係る発光モジュールを示す斜め下側から見た斜視図である。
図１２は、図１０の領域XIIを示す一部拡大上面図である。
図１３は、図１０に示すXIII－XIII線による断面図である。
図１４Ａは、図１３の領域XIVAを示す一部拡大断面図である。
図１４Ｂは、図１４Ａの領域XIVBを示す一部拡大断面図である。
【0049】
図１０及び図１１に示すように、本実施形態に係る発光モジュール１０１は、パッケージ基板１１０、配線基板１２０、複数の発光素子１３０、第１樹脂１４０、第２樹脂１５０、複数のワイヤ１６０、及び、第３樹脂１７０を備える。なお、図１０においては、図示の便宜上、第３樹脂１７０の一部及び第２樹脂１５０の一部を省略しており、ワイヤ１６０の一部及び発光素子１３０の一部を可視化している。
【0050】
パッケージ基板１１０の平面視の形状は、例えば、矩形である。パッケージ基板１１０においては、例えば、セラミックス材料又は樹脂材料からなる絶縁基体１１１を含む。絶縁基体１１１の内部には、導電性材料、例えば、銅（Ｃｕ）からなる複数の配線が形成されている。配線の一部は、パッケージ基板１１０の上面１１０ａに露出して複数の第１パッド１１２となり、配線の他の一部はパッケージ基板１１０の下面１１０ｂに露出して複数の第２パッド１１３となっている。
【0051】
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。パッケージ基板１１０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、パッケージ基板１１０の下面１１０ｂから上面１１０ａ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。
【0052】
また、パッケージ基板１１０の上面１１０ａ及び下面１１０ｂには、熱伝導性材料、例えば、銅からなる放熱部１１４が露出している。平面視で、放熱部１１４はパッケージ基板１１０の中央部に配置されている。第１パッド１１２及び第２パッド１１３は、Ｙ方向において、放熱部１１４の両側に配置されている。第１パッド１１２及び第２パッド１１３は、例えば、パッケージ基板１１０の長辺に沿って配列されている。
【0053】
配線基板１２０は、パッケージ基板１１０の放熱部１１４上に配置されている。配線基板１２０は、例えば、集積回路が内蔵されたシリコン基板であり、例えば、特定用途向け集積回路基板（Application Specific Integrated Circuit基板：ＡＳＩＣ基板）である。配線基板１２０の下面は、放熱部１１４の上面に、例えば接合部材を介して接合されている。接合部材には、例えば、シリコーン銀ペーストを用いる。配線基板１２０の上面１２１の中央部には、発光素子１３０に接続されるパッドが配置されている。発光素子１３０に接続されるパッドの周辺には、外部接続用パッドが配置されている。
【0054】
ワイヤ１６０は、パッケージ基板１１０の第１パッド１１２と、配線基板１２０の外部接続用パッドとに接続されている。ワイヤ１６０は、例えば、金（Ａｕ）からなる。例えば、ワイヤ１６０の数は第１パッド１１２の数と同じである。
【0055】
第３樹脂１７０の平面視の形状は、配線基板１２０の外縁に沿った矩形である。第３樹脂１７０は、パッケージ基板１１０の上面及び配線基板１２０の上面に配置され、パッケージ基板１１０の第１パッド１１２、ワイヤ１６０、及び、配線基板１２０の外部接続用パッドを覆っている。平面視において、第３樹脂１７０の中央部は開口している。これにより、第３樹脂１７０は、複数の発光素子１３０、第１樹脂１４０及び第２樹脂１５０を覆っていない。
【0056】
図１３に示すように、第３樹脂１７０は、パッケージ基板１１０上に配置された第１樹脂枠１７１と、配線基板１２０上に配置された第２樹脂枠１７２と、第１樹脂枠１７１と第２樹脂枠１７２との間に配置された保護樹脂１７３と、を含む。第１樹脂枠１７１は、パッケージ基板１１０に配置されている。第２樹脂枠１７２は、配線基板１２０上に配置されている。保護樹脂１７３は、パッケージ基板１１０の上面、配線基板１２０の上面、及びワイヤ１６０の表面を連続して覆っている。第１樹脂枠１７１及び第２樹脂枠１７２は、例えば、透光性樹脂からなり、例えば、ジメチルシリコーン樹脂からなる。保護樹脂１７３においては、例えば、透光性樹脂からなる母材内に光反射性物質が含有されている。樹脂には、例えば、ジメチルシリコーン樹脂を用いることができる。光反射性物質は、例えば、酸化チタンである。
【0057】
図１０、図１２、図１３に示すように、複数の発光素子１３０は、配線基板１２０の上面１２１の中央部上に載置されている。複数の発光素子１３０は、例えば行列状に配列されている。一例では、発光素子１３０が６４行６４列に配列されたセグメントが４つ配置されており、発光素子１３０は合計で１６，３８４個配置されている。一例では、各発光素子１３０のサイズは、４０μｍ以上５０μｍ以下である。一例では、隣り合う発光素子１３０間の距離は４μｍ以上８μｍ以下である。発光素子１３０は、配線基板１２０の上面１２１に露出したパッドに接続されている。発光素子１３０は、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）であり、例えば、青色の光を出射する。
【0058】
図１４Ａに示すように、発光素子１３０は、上面１３１と、上面１３１と反対側の下面１３２と、上面１３１と下面１３２との間に配置された側面１３３と、を有する。側面１３３は、下面１３２から上面１３１に向かって広がるように傾斜している。側面１３３は、４面配置されている。発光素子１３０の下面１３２は配線基板１２０の上面１２１に対向している。発光素子１３０は、一対の接合部１３９を介して、配線基板１２０のパッドに接続されている。このため、発光素子１３０の下面１３２は配線基板１２０の上面１２１から離れている。接合部１３９は金を含む。
【0059】
第１樹脂１４０は、配線基板１２０の上面１２１と発光素子１３０の下面１３２との間、及び、隣接する発光素子１３０の側面１３３間に配置されている。第１樹脂１４０においては、透光性樹脂からなる母材１４１中に、光反射性物質１４２が含まれている。第１樹脂１４０における光反射性物質１４２の濃度は、５０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、例えば、６０質量％である。透光性樹脂は、例えば、ジメチル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。
【0060】
第２樹脂１５０は、発光素子１３０の上面１３１及び第１樹脂１４０の上面１４３を被覆している。第２樹脂１５０は、発光素子１３０の上面１３１、側面１３３の上部、及び、第１樹脂１４０の上面１４３に接している。第２樹脂１５０においては、透光性樹脂からなる母材１５１中に、蛍光体１５２が含まれている。蛍光体１５２は、例えば、発光素子１３０からの青色の光を吸収して、黄色の光を放射する。
【0061】
図１４Ｂに示すように、隣り合う発光素子１３０間において、第１樹脂１４０の上面１４３は、Ｚ方向、すなわち、配線基板１２０から第２樹脂１５０に向かう方向において、発光素子１３０の上面１３１と下面１３２との間に位置する。これにより、発光素子１３０の側面１３３のうち、下部は第１樹脂１４０によって被覆され、上部は第２樹脂１５０によって被覆される。
【0062】
次に、発光素子１３０の構成について説明する。
図１５は、本実施形態における発光素子を示す上面図である。
図１６は、図１５に示すXVI－XVI線による断面図である。
本実施形態の発光素子１３０は、第１の実施形態の第１素子１２に相当する。
図１５は、本実施形態における発光素子を示す上面図である。
図１６は、図１５に示すXVI－XVI線による断面図である。
本実施形態の発光素子１３０は、第１の実施形態の第１素子１２に相当する。
【0063】
図１５及び図１６に示すように、発光素子１３０においては、半導体部分１８０が配置されている。半導体部分１８０は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んでいる。半導体部分１８０においては、下から上に向かって、ｐ型層１８１、発光層１８２、ｎ型層１８３がこの順に積層されている。ｐ型層１８１は、ｐ型不純物を含む半導体層を含む。ｐ型不純物としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）を用いる。ｎ型層１８３は、ｎ型不純物を含む半導体層を含む。ｎ型不純物としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）を用いる。
【0064】
半導体部分１８０のｎ型層１８３の上面には、複数の凸部１８４が形成されている。
半導体部分１８０のｐ型層１８１の下面には、穴１８５が形成されている。穴１８５は、ｐ型層１８１の下面側からｐ型層１８１及び発光層１８２を貫通し、ｎ型層１８３の途中まで到達している。平面視で、穴１８５の形状は、例えば円形である。穴１８５の底面には、ｎ電極１８６が配置されている。ｎ電極１８６は、ｎ型層１８３に電気的に接続されている。
半導体部分１８０のｐ型層１８１の下面には、穴１８５が形成されている。穴１８５は、ｐ型層１８１の下面側からｐ型層１８１及び発光層１８２を貫通し、ｎ型層１８３の途中まで到達している。平面視で、穴１８５の形状は、例えば円形である。穴１８５の底面には、ｎ電極１８６が配置されている。ｎ電極１８６は、ｎ型層１８３に電気的に接続されている。
【0065】
ｎ電極１８６は、例えば、複数の金属層が積層された積層構造である。ｎ電極１８６は、例えば、ｎ型層１８３側から順に、Ｔｉ層、ＡｌＣｕ層、Ｔｉ層、Ｒｕ層が積層された積層構造であってもよい。また、上記積層構造において、例えば、１層目のＴｉ層の厚さは１．２ｎｍ、２層目のＡｌＣｕ層の厚さは２００ｎｍ、３層目のＴｉ層の厚さは１５０ｎｍ、４層目のＲｕ層の厚さは１００ｎｍとすることができる。ｐ型層１８１の下面における穴１８５を除く領域には、ｐ電極１８７が配置されている。ｐ電極１８７は、ｐ型層１８１と電気的に接続されている。ｐ電極１８７は、透光性を有し、例えば、酸化インジウム錫（Indium-Tin-Oxide：ＩＴＯ）からなる。ｐ電極１８７の厚さは、例えば、１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
【0066】
半導体部分１８０の下面には、ｐ電極１８７の一部を覆うように、光反射層１８８が配置されている。平面視で、光反射層１８８の形状は略矩形であり、相互に対向する２辺それぞれから内側に向かって延在する２つの切込部１８８ａ及び１８８ｂが配置されている。切込部１８８ａは穴１８５に到達し、穴１８５の底面を露出している。光反射層１８８は穴１８５の側面も覆っている。光反射層１８８は、例えば、複数の誘電体が積層された誘電体多層膜を含んでいてもよい。
【0067】
半導体部分１８０の表面には、絶縁層１８９が配置されている。半導体部分１８０の下面において、絶縁層１８９には、開口部１９１及び１９２が形成されている。開口部１９１は、光反射層１８８の切込部１８８ａ内であって穴１８５の底面の中央部に位置している。開口部１９２は、光反射層１８８の切込部１８８ｂ内に位置している。絶縁層１８９は、ｐ電極１８７の一部、及び、光反射層１８８の一部を覆っている。絶縁層１８９は、例えば、ＳｉＯ２からなる。絶縁層１８９の厚さは、例えば、複数の凸部１８４を覆う領域で４００ｎｍであり、それ以外の領域で５５０ｎｍである。
【0068】
半導体部分１８０の下面には、２つの導電層１９３及び１９４が配置されている。２つの導電層１９３及び１９４は、上述した第１接合部１３に相当する。平面視で、導電層１９３及び１９４の形状は略矩形である。導電層１９３は絶縁層１８９の開口部１９１を介してｎ電極１８６に電気的に接続されている。したがって、導電層１９３はｎ電極１８６を介してｎ型層１８３に接続されている。導電層１９４は絶縁層１８９の開口部１９２を介してｐ型層１８１に接続されている。導電層１９３及び１９４は、例えば、複数の金属層が積層された積層構造である。導電層１９３及び１９４は、例えば、半導体部分１８０側から順に、Ｔｉ層、Ｒｈ層、Ａｕ層が積層された積層構造であってもよい。また、上記積層構造において、例えば、Ｔｉ層の厚さは３．５ｎｍであり、Ｒｈ層の厚さは４００ｎｍであり、Ａｕ層の厚さは１００ｎｍである。導電層１９３及び１９４は、内部に複数の空隙を含むポーラス状としてもよい。
【0069】
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１０及び図１３に示すように、配線基板１２０を準備する。本実施形態の配線基板１２０は、第１の実施形態における配線基板２１に相当する。次に、配線基板１２０上に複数の発光素子１３０を搭載する。本実施形態の発光素子１３０は、第１の実施形態における第１素子１２に相当する。
図１０及び図１３に示すように、配線基板１２０を準備する。本実施形態の配線基板１２０は、第１の実施形態における配線基板２１に相当する。次に、配線基板１２０上に複数の発光素子１３０を搭載する。本実施形態の発光素子１３０は、第１の実施形態における第１素子１２に相当する。
【0070】
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１２０に発光素子１３０を仮接合状態で接合し、発光素子１３０の電気的特性、例えば輝度を評価し、不良と判断された発光素子１３０は除去する。そして、不良と判断された発光素子１３０が除去された後の領域に、新たな発光素子１３０を載置し、全ての発光素子１３０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発光素子１３０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、不良品の発光素子１３０（第１素子）が良品の発光素子１３０（第２素子）に交換される。また、配線基板１２０と発光素子１３０との間に、接合部１３９が形成される。本実施形態の接合部１３９は、第１の実施形態の第４接合部３６に相当する。
【0071】
次に、配線基板１２０及び発光素子１３０を覆うように、第１樹脂１４０を形成する。次に、発光素子１３０上から第１樹脂１４０を除去する。次に、例えばシリコーン銀ペーストを介して、パッケージ基板１１０上に配線基板１２０を載置する。次に、パッケージ基板１１０の第１パッド１１２と配線基板１２０の外部接続用パッドとを、ワイヤ１６０によって接続する。次に、パッケージ基板１１０上に第１樹脂枠１７１を形成すると共に、配線基板１２０上に第２樹脂枠１７２を形成する。次に、第１樹脂枠１７１と第２樹脂枠１７２との間に、保護樹脂１７３を形成する。これにより、ワイヤ１６０を保護する第３樹脂１７０が形成される。
【0072】
次に、半硬化状態の第２樹脂１５０を複数の発光素子１３０上及び第１樹脂１４０上に配置する。上述の如く、第２樹脂１５０においては、母材１５１中に蛍光体１５２が含有されている。第２樹脂１５０は、平面視において、第３樹脂１７０の内側に配置されている。第２樹脂１５０は、複数の発光素子１３０が配置された領域を覆うように配置されている。
【0073】
次に、熱処理を施すことにより、第２樹脂１５０を硬化させる。このとき、第２樹脂１５０を第１の温度、例えば、１００℃で加熱すると、第２樹脂１５０が一旦液状化して、発光素子１３０間の隙間であって第１樹脂１４０上の空間内に進入する。これにより、第２樹脂１５０が発光素子１３０の側面１３３の上部に接触する。次に、第２樹脂１５０を第１の温度よりも高い第２の温度、例えば、１５０℃で加熱すると、第２樹脂１５０が最終的に硬化する。このようにして、本実施形態に係る発光モジュール１０１が製造される。
【0074】
＜第２の実施形態の第１の変形例＞
第２の実施形態の第１の変形例においては、前述の第２の実施形態と比較して、発光素子の構成が異なっている。
図１７は、本変形例における発光素子を示す上面図である。
図１８は、図１７に示すXVIII－XVIII線による断面図である。
第２の実施形態の第１の変形例においては、前述の第２の実施形態と比較して、発光素子の構成が異なっている。
図１７は、本変形例における発光素子を示す上面図である。
図１８は、図１７に示すXVIII－XVIII線による断面図である。
【0075】
図１７及び図１８に示すように、本変形例の発光素子１３０ａにおいては、導電層１９３の下面に２つの導電部材１９５が配置されており、導電層１９４の下面に２つの導電部材１９６が配置されている。導電部材１９５及び１９６は、例えば、金を含む。平面視において、２つの導電部材１９５の合計面積は、導電層１９３の面積よりも小さい。また、平面視において、２つの導電部材１９６の合計面積は、導電層１９４の面積よりも小さい。
【0076】
平面視において、導電部材１９５及び１９６の形状は、例えば、矩形状、円形状又は楕円形状等であるが、これには限定されない。図１７及び図１８に示す例では、平面視において、導電部材１９５及び１９６の形状は矩形状である。この場合、導電部材１９５及び１９６の一辺の長さは、例えば、５μｍ以上１５μｍ以下とすることができ、例えば１０μｍとすることができる。断面視における導電部材１９５及び１９６の形状は、先端に向かって、すなわち、導電層１９３及び１９４から離れる方向に向かって、幅が小さくなる形状とすることができる。導電部材１９５及び１９６の高さは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下とすることができる。
【0077】
本変形例においては、導電層１９３及び１９４の下面にそれぞれ導電部材１９５及び１９６を配置することにより、配線基板１２０に発光素子１３０ａを仮接合する際に、配線基板１２０に発光素子１３０ａの導電部材１９５及び１９６が接触する。これにより、配線基板１２０に導電層１９３及び１９４が接触する場合と比較して接触面積が小さくなり、仮接合時に印加する荷重を小さくできる。この結果、不良と判定された発光素子１３０ａを容易に除去できると共に、配線基板１２０及び発光素子１３０ａの損傷を抑制できる。本変形例における上記以外の製造方法及び構成は、第２の実施形態と同様である。
【0078】
【0079】
図１９に示すように、本変形例の発光素子１３０ｂにおいては、導電層１９３の下面に８つの導電部材１９７が配置されており、導電層１９４の下面に８つの導電部材１９８が配置されている。導電部材１９７及び１９８は、例えば、金を含む。平面視において、８つの導電部材１９７の合計面積は、導電層１９３の面積よりも小さい。また、平面視において、８つの導電部材１９８の合計面積は、導電層１９４の面積よりも小さい。
【0080】
平面視において、導電部材１９７及び１９８の形状は、例えば、円形状である。この場合、導電部材１９７及び１９８の直径は、例えば、２μｍ以上５μｍ以下とすることができ、例えば３μｍとすることができる。断面視における導電部材１９７及び１９８の形状は、先端に向かって幅が小さくなる形状とすることができる。導電部材１９７及び１９８の高さは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下とすることができる。本変形例における上記以外の製造方法、構成及び作用効果は、第２の実施形態の第１の変形例と同様である。
【0081】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態も、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の実施形態も、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２０Ａは、本実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。
図２０Ｂは、１つの波長変換部材を示す一部拡大上面図である。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、ＸＹＺ直交座標系を採用する。
図２０Ａは、本実施形態に係る発光モジュールを示す上面図である。
図２０Ｂは、１つの波長変換部材を示す一部拡大上面図である。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、ＸＹＺ直交座標系を採用する。
【0083】
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、本実施形態に係る発光モジュール２０１においては、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、複数の発光素子２１２が配置されている。各発光素子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に搭載されている。接合部２１３は金を含む。
【0084】
配線基板２１１の上面において、発光素子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個の発光素子２１２が配列されており、第２列２２２においては、例えば２２個の発光素子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個の発光素子２１２が配置されている。一例では、各発光素子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。
【0085】
各発光素子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（Yttrium Aluminum Garnet：イットリウム・アルミニウム・ガーネット）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以下である。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の数は発光素子２１２の数と同じである。
【0086】
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、発光素子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、ジメチル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。
【0087】
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、発光素子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、発光素子２１２の第２列２２２側に配置されている。
【0088】
各列に属するパッド２１６の数は、対応する列に属する発光素子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個の発光素子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個の発光素子２１２は、交互に直列に接続されている。
【0089】
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２０Ａ及び図２０Ｂ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２１に相当する。次に、配線基板２１１上に複数の発光素子２１２を搭載する。本実施形態の発光素子２１２は、第１の実施形態の第１素子１２に相当する。
図２０Ａ及び図２０Ｂ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２１に相当する。次に、配線基板２１１上に複数の発光素子２１２を搭載する。本実施形態の発光素子２１２は、第１の実施形態の第１素子１２に相当する。
【0090】
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に発光素子２１２を仮接合状態で接合し、発光素子２１２の電気的特性、例えば輝度を評価し、不良と判断された発光素子２１２は除去する。そして、不良と判断された発光素子２１２が除去されたあとの領域に、新たな発光素子２１２を載置し、全ての発光素子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発光素子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、不良品の発光素子２１２が良品に交換される。また、配線基板２１１と発光素子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３６に相当する。
【0091】
次に、それぞれの発光素子２１２上に波長変換部材２１４を配置する。次に、配線基板２１１の上面、発光素子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。
【0092】
前述の各実施形態及びその変形例は、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及び変形例には限定されない。例えば、前述の各実施形態及び各変形例において、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。また、前述の各実施形態及び各変形例は、相互に組み合わせて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【0093】
本発明は、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】
【0094】
１：発光装置
１０：第１部材
１１：支持基板
１１ａ：第１面
１２、１２ｘ：第１素子
１３：第１接合部
１５：第２素子
１６：第３接合部
２０：第２部材
２１：配線基板
２１ａ：第２面
２２、２２ｒ：第２接合部
２３：母材
２４：配線
２５：開口部
３２：レーザ光
３４：治具
３５：治具
３６：第４接合部
３７：治具
１０１：発光モジュール
１１０：パッケージ基板
１１０ａ：上面
１１０ｂ：下面
１１１：絶縁基体
１１２：第１パッド
１１３：第２パッド
１１４：放熱部
１２０：配線基板
１２１：上面
１３０、１３０ａ、１３０ｂ：発光素子
１３１：上面
１３２：下面
１３３：側面
１３８：領域
１３９：接合部
１４０：第１樹脂
１４１：母材
１４２：光反射性物質
１４３：上面
１５０：第２樹脂
１５１：母材
１５２：蛍光体
１６０：ワイヤ
１７０：第３樹脂
１７１：第１樹脂枠
１７２：第２樹脂枠
１７３：保護樹脂
１８０：半導体部分
１８１：ｐ型層
１８２：発光層
１８３：ｎ型層
１８４：凸部
１８５：穴
１８６：ｎ電極
１８７：ｐ電極
１８８：光反射層
１８８ａ、１８８ｂ：切込部
１８９：絶縁層
１９１、１９２：開口部
１９３、１９４：導電層
１９５、１９６、１９７、１９８：導電部材
２０１：発光モジュール
２１１：配線基板
２１２：発光素子
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
１０：第１部材
１１：支持基板
１１ａ：第１面
１２、１２ｘ：第１素子
１３：第１接合部
１５：第２素子
１６：第３接合部
２０：第２部材
２１：配線基板
２１ａ：第２面
２２、２２ｒ：第２接合部
２３：母材
２４：配線
２５：開口部
３２：レーザ光
３４：治具
３５：治具
３６：第４接合部
３７：治具
１０１：発光モジュール
１１０：パッケージ基板
１１０ａ：上面
１１０ｂ：下面
１１１：絶縁基体
１１２：第１パッド
１１３：第２パッド
１１４：放熱部
１２０：配線基板
１２１：上面
１３０、１３０ａ、１３０ｂ：発光素子
１３１：上面
１３２：下面
１３３：側面
１３８：領域
１３９：接合部
１４０：第１樹脂
１４１：母材
１４２：光反射性物質
１４３：上面
１５０：第２樹脂
１５１：母材
１５２：蛍光体
１６０：ワイヤ
１７０：第３樹脂
１７１：第１樹脂枠
１７２：第２樹脂枠
１７３：保護樹脂
１８０：半導体部分
１８１：ｐ型層
１８２：発光層
１８３：ｎ型層
１８４：凸部
１８５：穴
１８６：ｎ電極
１８７：ｐ電極
１８８：光反射層
１８８ａ、１８８ｂ：切込部
１８９：絶縁層
１９１、１９２：開口部
１９３、１９４：導電層
１９５、１９６、１９７、１９８：導電部材
２０１：発光モジュール
２１１：配線基板
２１２：発光素子
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
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】