JP6215769B2 - Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6215769B2 JP6215769B2 JP2014097442A JP2014097442A JP6215769B2 JP 6215769 B2 JP6215769 B2 JP 6215769B2 JP 2014097442 A JP2014097442 A JP 2014097442A JP 2014097442 A JP2014097442 A JP 2014097442A JP 6215769 B2 JP6215769 B2 JP 6215769B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical semiconductor
- semiconductor device
- light
- wafer level
- thermosetting resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、LEDに代表される光半導体装置の小型化及び低コスト化に寄与する、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法、該製造方法によって製造された部材を用いた光半導体デバイスの製造方法、及び該製造方法によって製造された光半導体デバイスに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a member for a wafer level optical semiconductor device that contributes to miniaturization and cost reduction of an optical semiconductor device typified by an LED, and manufacturing an optical semiconductor device using the member manufactured by the manufacturing method. The present invention relates to a method and an optical semiconductor device manufactured by the manufacturing method.
LED等の光半導体素子は電力消費量が少ないという優れた特性を有するため、近年では屋外照明用途や自動車用途への光半導体素子の適用が増えてきている。一方で、一層高輝度化した光半導体素子からの発熱量の増加により、駆動時の光半導体素子の表面温度は150度に到達する試算がされている。このような状況の中で、光半導体装置の特性向上、長寿命化を行うために、特に光半導体装置の構成部材の耐熱性、耐光性の選定及び放熱性の確保が重要である。 Since an optical semiconductor element such as an LED has an excellent characteristic of low power consumption, in recent years, the application of the optical semiconductor element to outdoor lighting applications and automobile applications has increased. On the other hand, it has been estimated that the surface temperature of the optical semiconductor element during driving reaches 150 degrees due to an increase in the amount of heat generated from the optical semiconductor element with higher brightness. Under such circumstances, in order to improve the characteristics and extend the life of the optical semiconductor device, it is particularly important to select the heat resistance and light resistance of the constituent members of the optical semiconductor device and to ensure heat dissipation.
従来から、放熱性、耐候性の高い光半導体装置用の実装基板として、セラミックと金属を積層させた基板が放熱特性に優れるという観点で一般的に用いられているが(例えば、特許文献1、特許文献2参照)、セラミックの加工・成型性が良くないことから加工コスト、材料コストの面で高価なものとなっている。また、セラミック基板は焼成加工により製造するため、精密な寸法精度を実現することが難しく、この理由から薄型化、低コスト化を進めることが困難である。
Conventionally, as a mounting substrate for an optical semiconductor device with high heat dissipation and weather resistance, a substrate in which a ceramic and a metal are laminated is generally used in view of excellent heat dissipation characteristics (for example,
セラミック基板にかわる光半導体装置用基板として、熱伝導性の良い金属を加工してなるリードフレーム基板の上に光反射用の熱硬化性樹脂組成物層をトランスファー成型により形成した光半導体装置用基板が提案されている(例えば、特許文献3〜5参照)。しかしながら、この方法ではトランスファー成型によってカップ形状(凹形状)を有する樹脂層(リフレクター)を形成するため、該樹脂層の耐熱性、耐光性、及びリードフレームを構成する金属材料の腐食等の課題を有しており、高耐熱、高耐光、高信頼性の面で不十分である。また、光半導体デバイスを製造する工程として、光半導体素子を実装、ワイヤーボンド、封止樹脂による封止、及び加熱硬化に代表されるように、多くの工程を有する。
As a substrate for an optical semiconductor device that replaces a ceramic substrate, a substrate for an optical semiconductor device in which a thermosetting resin composition layer for light reflection is formed by transfer molding on a lead frame substrate obtained by processing a metal having good thermal conductivity. Has been proposed (see, for example,
一方で、上記凹形状を有するリフレクターを形成せず、光半導体素子を載置するための第1のリードと、光半導体素子と電気的に接続される第2のリードとの隙間に樹脂組成物を充填、硬化させてなる略平面形状の構造を有する表面実装型の光半導体装置用基板が提案されている(例えば、特許文献6参照)。このようなリフレクター構造を有さない、略平面形状の構造を有する表面実装型の光半導体装置用基板はフラットフレームと呼ばれることがある。フラットフレームに対して光半導体素子を実装し、ワイヤーボンディングなどを用いて電気的に接続したのち、トランスファーモールドなどでレンズなどを成型し、ダイシング工程でマトリックス状に配置された平面実装基板をデバイス毎に分割する手法も知られているが、この方法では工程が複雑であり、製品精度、製造コスト、生産性等、工業的な課題が多い。 On the other hand, the resin composition is not formed in the gap between the first lead for mounting the optical semiconductor element and the second lead electrically connected to the optical semiconductor element without forming the concave reflector. There has been proposed a surface-mount type optical semiconductor device substrate having a substantially planar structure filled and cured (for example, see Patent Document 6). A surface-mount type optical semiconductor device substrate that does not have such a reflector structure and has a substantially planar structure may be called a flat frame. After mounting an optical semiconductor element on the flat frame and electrically connecting it using wire bonding, etc., a lens is molded by transfer molding, etc., and a planar mounting board arranged in a matrix in the dicing process is placed for each device. Although the method of dividing into two is also known, in this method, the process is complicated, and there are many industrial problems such as product accuracy, manufacturing cost, and productivity.
一方で、LED等の光半導体デバイスが屋外照明用途や自動車用途で用いられるようになってから、外気にさらされるため、大気中の硫黄酸化物、いわゆるSOxによって、光反射性を高めるために設けられた銀メッキ、銀電極等が硫化することで黒く変色することが問題となっている。高反射率を有する銀メッキ、銀電極等が黒く変色することは、光反射率が著しく低下することを意味し、光半導体デバイスからの光取り出し効率の低下に直結する。従って、銀メッキ、銀電極の保護、即ち光半導体デバイス全体として耐硫化性の確保がますます重要となってきている。 On the other hand, since optical semiconductor devices such as LEDs are used in outdoor lighting applications and automobile applications, they are exposed to the outside air, so that they are provided to enhance light reflectivity by sulfur oxides in the atmosphere, so-called SOx. There is a problem that the silver plating, silver electrode, and the like that are formed are blackened by sulfuration. Discoloration of the silver plating, silver electrode, etc. having a high reflectivity to black means that the light reflectivity is remarkably lowered, which directly leads to a decrease in light extraction efficiency from the optical semiconductor device. Therefore, silver plating, protection of silver electrodes, that is, ensuring sulfidation resistance as an entire optical semiconductor device is becoming increasingly important.
このような中で、金属を加工してなるリードフレーム基板を用いた上述の発明は、基板表面の光反射率向上のため、通常リードフレーム表面に銀メッキが施されており、銀メッキの硫化防止をいかに付与するかが課題として残り、依然として有効な解決策を模索しており、開発期間、開発コストの増大につながっている。 Under such circumstances, the above-described invention using a lead frame substrate obtained by processing a metal usually has silver plating applied to the surface of the lead frame in order to improve the light reflectivity of the substrate surface. How to provide prevention remains a challenge, and we are still searching for effective solutions, leading to an increase in development time and development costs.
また、特許文献7には、パッケージの小型化にあたり部材の種類を減らし製造しやすくした半導体発光装置及びその製造方法として、LED装置において、サファイア基板と突起電極を有するLED素子を備え、サファイア基板の上面に蛍光体シートが配置され、蛍光体シートとサファイア基板とが接着層で接着され、LED素子の側部は白色反射部材で覆われており、LED素子の突起電極がマザー基板に対する接続電極となっている構造が提案されている。しかしながら、このような白色反射部材は周囲をダム材で囲った後に、充填工程を経て製造がなされており、充填工程による製品特性のばらつきが発生する。また、依然として構成部材点数が多く、工程が煩雑であり、製造コスト、生産性等、工業的な課題が多い。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造することを可能とするウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法、該製造方法で製造されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材を用いた光半導体デバイスの製造方法、及び該製造方法で製造された光半導体デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can greatly reduce the types of members, and does not require special protection for preventing sulfidation of silver plating. Wafers that can easily manufacture optical semiconductor devices that can withstand driving, have high dimensional accuracy, have little unevenness and variation in emission color, and can easily manage product characteristics after manufacturing. A method for manufacturing a member for level optical semiconductor devices, a method for manufacturing an optical semiconductor device using a member for wafer level optical semiconductor devices manufactured by the manufacturing method, and an optical semiconductor device manufactured by the manufacturing method Objective.
上記課題を解決するために、本発明では、複数の光半導体素子が熱硬化性樹脂を介して光透過性部材に保持されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法において、
(i)片面に粘着シートが設けられた支持基板の粘着シート面に複数の光半導体素子の電極面を粘着シート側に対向するようにして搭載する工程と、
(ii)前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面と前記光透過性部材との間に熱硬化性樹脂組成物を供給し、前記支持基板及び前記光透過性部材で前記熱硬化性樹脂組成物を挟持した状態で前記熱硬化性樹脂組成物を成型し硬化させることで、前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面上に前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物と前記光透過性部材が積層された積層体を得る工程と、
(iii)前記積層体から前記支持基板及び粘着シートを剥離する工程、
を有する方法であって、
前記工程(i)又は前記工程(ii)において、デバイス外周部であるダイシングラインに該当する部位に、光反射性熱硬化性樹脂を含み硬度がショアDで20以上の光反射部材を設置するウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法を提供する。
In order to solve the above problems, in the present invention, in a method for producing a member for a wafer level optical semiconductor device in which a plurality of optical semiconductor elements are held by a light transmissive member via a thermosetting resin,
(I) a step of mounting the electrode surfaces of a plurality of optical semiconductor elements so as to face the pressure-sensitive adhesive sheet side on the pressure-sensitive adhesive sheet surface of the support substrate provided with the pressure-sensitive adhesive sheet on one side;
(Ii) supplying a thermosetting resin composition between the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the support substrate is mounted and the light transmissive member, and the thermosetting with the support substrate and the light transmissive member. A cured product of the thermosetting resin composition on the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the supporting substrate is mounted by molding and curing the thermosetting resin composition with the adhesive resin composition sandwiched therebetween. And obtaining a laminate in which the light transmissive member is laminated,
(Iii) a step of peeling the support substrate and the pressure-sensitive adhesive sheet from the laminate,
A method comprising:
In the step (i) or the step (ii), a wafer in which a light reflecting member including a light reflecting thermosetting resin and having a hardness of Shore D of 20 or more is installed in a portion corresponding to a dicing line that is a device outer peripheral portion. A method of manufacturing a member for a level optical semiconductor device is provided.
このようなウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法であれば、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造することを可能とするウェハーレベル光半導体デバイス用部材を製造することができる。 With such a method for manufacturing a wafer level optical semiconductor device member, it is possible to greatly reduce the type of member, and high output without requiring special protection to prevent silver plating sulfidation. It is possible to easily manufacture an optical semiconductor device that can withstand the driving of optical semiconductor elements, has high dimensional accuracy of the product, has little unevenness and variation in emission color, and can easily manage product characteristics after manufacturing. The member for wafer level optical semiconductor devices that can be manufactured can be manufactured.
またこのとき、前記工程(i)において、前記粘着シート面に前記光半導体素子を搭載する前、前記光半導体素子を搭載した後、又は前記光半導体素子を搭載すると同時に、前記光反射部材を前記粘着シート面に設置してもよいし、前記工程(ii)において、前記光透過性部材の前記熱硬化性樹脂組成物と接する面に、前記光反射部材を設置してもよい。 At this time, in the step (i), before mounting the optical semiconductor element on the pressure-sensitive adhesive sheet surface, after mounting the optical semiconductor element, or simultaneously with mounting the optical semiconductor element, the light reflecting member is You may install in the adhesive sheet surface, and in the said process (ii), you may install the said light reflection member in the surface which contact | connects the said thermosetting resin composition of the said light transmissive member.
またこのとき、前記光反射部材として、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される1種以上の光反射性熱硬化性樹脂を含むものを用いることが好ましい。 Further, at this time, as the light reflecting member, one containing at least one light reflecting thermosetting resin selected from silicone resin, modified silicone resin, epoxy resin, modified epoxy resin, acrylate resin, and urethane resin is used. Is preferred.
このような樹脂を含むものであれば、本発明に用いる光反射部材として好適である。 If it contains such resin, it is suitable as a light reflection member used for this invention.
またこのとき、前記光反射部材として、無機充填材及び拡散材のいずれか又は両方を含むものを用い、前記無機充填材はシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムから選択される1種以上であり、前記拡散材はチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素から選択される1種以上であることが好ましい。 Further, at this time, as the light reflecting member, one containing either or both of an inorganic filler and a diffusing material is used, and the inorganic filler is silica, alumina, magnesium oxide, antimony oxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, carbonic acid. Preferably, the diffusion material is at least one selected from magnesium and barium carbonate, and the diffusion material is at least one selected from barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide.
このような充填材や拡散材を含むことで、硬度、耐熱性、耐候性、耐光性に優れ、また熱伝導性、成型性、難燃性も良好な光反射部材となる。 By including such a filler or diffusing material, the light reflecting member is excellent in hardness, heat resistance, weather resistance, and light resistance, and also has good thermal conductivity, moldability, and flame retardancy.
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物として、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される1種以上の樹脂を含むものを用いることが好ましい。 Further, at this time, as the thermosetting resin composition, it is preferable to use a composition containing at least one resin selected from silicone resins, organically modified silicone resins, epoxy resins, modified epoxy resins, acrylate resins, and urethane resins. .
このような樹脂を含むものであれば、光半導体素子の封止樹脂として好適である。 Any resin containing such a resin is suitable as a sealing resin for an optical semiconductor element.
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物として、前記光半導体素子からの波長変換を目的とした蛍光体粒子を含むものを用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to use what contains the fluorescent substance particle for the purpose of wavelength conversion from the said optical semiconductor element as the said thermosetting resin composition at this time.
このように、蛍光体粒子を含むことで、光半導体素子から発せられた光を効率的に目的の波長の光に波長変換することが可能となる。 As described above, by including the phosphor particles, it is possible to efficiently convert the wavelength of light emitted from the optical semiconductor element into light having a target wavelength.
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物として、シリコーン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアから選択される1種以上の充填材を含むものを用い、該充填材の添加量を前記熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分100体積部に対して0体積部を超え90体積部以下とすることが好ましい。 Further, at this time, as the thermosetting resin composition, one containing at least one filler selected from silicone, silica, alumina, zirconia, and titania is used, and the amount of the filler added is the thermosetting resin. It is preferably more than 0 volume part and 90 volume parts or less with respect to 100 volume parts of the resin component in the composition.
このような充填材を含むことで、硬化後の硬度、耐熱性、耐候性、耐光性に優れ、また熱伝導性、成型性、難燃性も良好な熱硬化性樹脂組成物となる。 By including such a filler, it becomes a thermosetting resin composition that is excellent in hardness after curing, heat resistance, weather resistance, and light resistance, and also has excellent thermal conductivity, moldability, and flame retardancy.
またこのとき、前記光透過性部材として、ガラス、石英、サファイアから選択される無機材料、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される樹脂材料から選択される1種以上を含むものを用いることが好ましい。 Further, at this time, as the light transmissive member, an inorganic material selected from glass, quartz, and sapphire, a resin material selected from silicone resin, organically modified silicone resin, epoxy resin, modified epoxy resin, acrylate resin, and urethane resin It is preferable to use one containing at least one selected.
このような材料であれば、本発明に用いる光透過性部材として好適である。 Such a material is suitable as a light-transmitting member used in the present invention.
またこのとき、前記光透過性部材として、前記光半導体素子からの波長変換を目的とした蛍光体粒子を含むものを用いることが好ましい。 At this time, it is preferable to use a material containing phosphor particles for the purpose of wavelength conversion from the optical semiconductor element as the light transmissive member.
このように、蛍光体粒子を含むことで、光半導体素子から発せられた光を効率的に目的の波長の光に波長変換することが可能となる。 As described above, by including the phosphor particles, it is possible to efficiently convert the wavelength of light emitted from the optical semiconductor element into light having a target wavelength.
またこのとき、前記光透過性部材として、シリコーン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアから選択される1種以上の充填材を含むものを用い、該充填材の添加量を前記光透過性部材の材料組成物100体積部に対して0体積部を超え90体積部以下とすることが好ましい。 At this time, as the light transmissive member, a material containing one or more fillers selected from silicone, silica, alumina, zirconia, and titania is used, and the amount of the filler added is the material of the light transmissive member. It is preferable that it is more than 0 volume part and 90 volume parts or less with respect to 100 volume parts of compositions.
このような充填材を含むことで、硬度、耐熱性、耐候性、耐光性に優れ、また熱伝導性、成型性、難燃性も良好な光透過性部材となる。 By including such a filler, the light transmissive member is excellent in hardness, heat resistance, weather resistance, and light resistance, and also has good thermal conductivity, moldability, and flame retardancy.
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物の成型は、前記光透過性部材と接する面に剥離フィルムを備えた圧縮成型機を用いて圧縮成型によって行うことが好ましい。 At this time, the thermosetting resin composition is preferably molded by compression molding using a compression molding machine having a release film on the surface in contact with the light transmissive member.
このように、圧縮成型であれば、容易かつ確実に熱硬化性樹脂組成物の成型を行うことができる。 Thus, if it is compression molding, a thermosetting resin composition can be shape | molded easily and reliably.
また、本発明では、光半導体デバイスの製造方法であって、
上記のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法で得られたウェハーレベル光半導体デバイス用部材の各光半導体素子の電極面に、前記光半導体素子を実装基板とつなぐための回路、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、ダイシングして個片化する光半導体デバイスの製造方法を提供する。
The present invention also provides a method for manufacturing an optical semiconductor device,
A circuit for connecting the optical semiconductor element to a mounting substrate, or solder connection to the electrode surface of each optical semiconductor element of the wafer level optical semiconductor device member obtained by the method for manufacturing a wafer level optical semiconductor device member Provided is a method of manufacturing an optical semiconductor device in which a bonding pad for flip chip connection is formed and then diced into individual pieces.
前記光半導体デバイスの製造方法は、より具体的には、
(iv)前記ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子が露出した面に対してエッチングによる粗面化を行った後、シード層を形成する工程と、
(v)前記シード層が形成された面上にメッキレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて露光した後現像を行って、各光半導体素子の電極面に開口を形成する工程と、
(vi)前記開口が形成された面に対し、電解メッキ法又は無電解メッキ法を用いて前記光半導体素子を実装基板とつなぐための回路、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、メッキレジスト膜を剥離し、続いてメッキレジスト膜の剥離後に表面に現れた前記シード層の不要な部分をエッチングにより除去する工程と、
(vii)ダイシングして個片化する工程、
を有することが好ましい。
More specifically, the manufacturing method of the optical semiconductor device,
(Iv) forming a seed layer after performing roughening by etching on the surface of the wafer level optical semiconductor device member where the optical semiconductor element is exposed;
(V) forming a plating resist film on the surface on which the seed layer is formed, performing development after exposure using a photomask, and forming an opening on the electrode surface of each optical semiconductor element;
(Vi) A circuit for connecting the optical semiconductor element to the mounting substrate using an electrolytic plating method or an electroless plating method, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection on the surface where the opening is formed. After forming, removing the plating resist film, and subsequently removing unnecessary portions of the seed layer that appeared on the surface after peeling of the plating resist film by etching;
(Vii) a step of dicing into individual pieces,
It is preferable to have.
このような光半導体デバイスの製造方法であれば、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造することができる。 With such a method of manufacturing an optical semiconductor device, the types of members can be greatly reduced, and a high-output optical semiconductor element is required without requiring special protection for prevention of sulfidation of silver plating. It is possible to easily manufacture an optical semiconductor device that can withstand driving, has high dimensional accuracy of the product, has less unevenness and variation in emission color, and can easily manage product characteristics after manufacturing.
さらに、本発明では、上記の光半導体デバイスの製造方法によって製造された光半導体デバイスを提供する。 Furthermore, the present invention provides an optical semiconductor device manufactured by the above-described optical semiconductor device manufacturing method.
このような光半導体デバイスであれば、部材の種類が少なく、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製品特性の管理が容易な光半導体デバイスとなる。 Such an optical semiconductor device has few types of members, can withstand driving of high-output optical semiconductor elements without requiring special protection for preventing silver plating sulfidation, and has dimensional accuracy. Therefore, the optical semiconductor device is easy to manage the product characteristics with little unevenness and variation in emission color.
またこのとき、前記実装基板と接続するための回路、及び半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを有するとともに、さらに2つ以上の光半導体素子が電気的に接続されたものとすることもできる。 Further, at this time, it has a circuit for connecting to the mounting substrate and a bonding pad for solder connection or flip chip connection, and two or more optical semiconductor elements may be electrically connected. it can.
以上のように、本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法、及びこれによって製造されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材を用いた本発明の光半導体デバイスの製造方法であれば、光半導体装置の薄型化、小型化にあたり部材の種類を大幅に減らすことが可能で、銀メッキがなされた部材を用いなくてもよいため硫化防止の特別な保護を必要とすることなく、更に耐熱性、耐光性が高く、従って高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられる信頼性の高い光半導体デバイスを低コストで容易に製造することができる。更に、光半導体素子の出力や波長を事前に選別した状態で一括に製造することが可能であり、製造後の製品特性の管理が容易となる。即ち、基板上に複数の発光素子を搭載した半導体発光装置において、発光面内における発光色のむら(色温度差)を低減することが可能となる。また、基板を発光素子毎に分割して製造される発光装置においては、発光装置間の発光色のばらつきを防止することが可能となり、歩留りが向上する。
また、光透過性部材を使用することで、製造工程における取扱い性が良好となり、搬送時の割れや欠けを防ぎ、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の反りを防止することが可能となる。更に、フォトリソグラフィー工程、メッキ工程などで使用される薬液に対する耐薬品性を向上させることもできる。
また、光反射部材を使用することで、光半導体デバイスの光取出し性を高めることが可能となり、またダイシング時の断面性状を良好にすることができるため、製品の寸法精度、発光特性の安定性が向上し、更に光半導体デバイスとしての耐久性が向上する。また、低硬度の熱硬化性樹脂を選択することが可能となり、光半導体デバイスの熱衝撃による耐クラック性の向上や耐熱、耐光性の向上を図ることが可能となる。
As mentioned above, if it is a manufacturing method of the member for wafer level optical semiconductor devices of this invention, and the manufacturing method of the optical semiconductor device of this invention using the member for wafer level optical semiconductor devices manufactured by this, if it is an optical semiconductor It is possible to drastically reduce the types of members when making the device thinner and smaller, and it is not necessary to use silver-plated members. A highly reliable optical semiconductor device that has high light resistance and therefore can withstand driving of a high-output optical semiconductor element can be easily manufactured at low cost. Furthermore, it is possible to manufacture in a lump in a state in which the output and wavelength of the optical semiconductor element are selected in advance, and management of product characteristics after manufacture becomes easy. That is, in a semiconductor light-emitting device in which a plurality of light-emitting elements are mounted on a substrate, it is possible to reduce unevenness in color (color temperature difference) in the light-emitting surface. Further, in a light-emitting device manufactured by dividing a substrate for each light-emitting element, it is possible to prevent variations in emission color between the light-emitting devices, and the yield is improved.
Further, by using the light transmissive member, the handleability in the manufacturing process is improved, cracking and chipping during transportation can be prevented, and warpage of the wafer level optical semiconductor device member can be prevented. Furthermore, chemical resistance against chemicals used in photolithography processes, plating processes, and the like can be improved.
In addition, by using a light reflecting member, it is possible to improve the light extraction performance of the optical semiconductor device and to improve the cross-sectional properties during dicing, so that the dimensional accuracy of the product and the stability of the light emission characteristics are improved. And the durability as an optical semiconductor device is further improved. In addition, it is possible to select a thermosetting resin having a low hardness, and it is possible to improve the crack resistance due to thermal shock of the optical semiconductor device and to improve the heat resistance and light resistance.
上述のように、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造する方法の開発が求められていた。 As described above, it is possible to greatly reduce the types of members, and it can withstand driving of high-power optical semiconductor elements without requiring special protection for prevention of sulfidation of silver plating, and There has been a demand for the development of a method for easily and inexpensively manufacturing an optical semiconductor device that has high dimensional accuracy of the product, little unevenness and variation in emission color, and easy management of product characteristics after manufacture.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法で製造されるウェハーレベル光半導体デバイス用部材を用いて光半導体デバイスを製造すれば、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have manufactured an optical semiconductor device using a wafer level optical semiconductor device member manufactured by the method for manufacturing a wafer level optical semiconductor device member of the present invention. The inventors have found that the above problems can be achieved, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、複数の光半導体素子が熱硬化性樹脂を介して光透過性部材に保持されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法において、
(i)片面に粘着シートが設けられた支持基板の粘着シート面に複数の光半導体素子の電極面を粘着シート側に対向するようにして搭載する工程と、
(ii)前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面と前記光透過性部材との間に熱硬化性樹脂組成物を供給し、前記支持基板及び前記光透過性部材で前記熱硬化性樹脂組成物を挟持した状態で前記熱硬化性樹脂組成物を成型し硬化させることで、前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面上に前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物と前記光透過性部材が積層された積層体を得る工程と、
(iii)前記積層体から前記支持基板及び粘着シートを剥離する工程、
を有する方法であって、
前記工程(i)又は前記工程(ii)において、デバイス外周部であるダイシングラインに該当する部位に、光反射性熱硬化性樹脂を含み硬度がショアDで20以上の光反射部材を設置するウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法である。
That is, the present invention provides a method for producing a member for a wafer level optical semiconductor device in which a plurality of optical semiconductor elements are held on a light transmissive member via a thermosetting resin.
(I) a step of mounting the electrode surfaces of a plurality of optical semiconductor elements so as to face the pressure-sensitive adhesive sheet side on the pressure-sensitive adhesive sheet surface of the support substrate provided with the pressure-sensitive adhesive sheet on one side;
(Ii) supplying a thermosetting resin composition between the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the support substrate is mounted and the light transmissive member, and the thermosetting with the support substrate and the light transmissive member. A cured product of the thermosetting resin composition on the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the supporting substrate is mounted by molding and curing the thermosetting resin composition with the adhesive resin composition sandwiched therebetween. And obtaining a laminate in which the light transmissive member is laminated,
(Iii) a step of peeling the support substrate and the pressure-sensitive adhesive sheet from the laminate,
A method comprising:
In the step (i) or the step (ii), a wafer in which a light reflecting member including a light reflecting thermosetting resin and having a hardness of Shore D of 20 or more is installed in a portion corresponding to a dicing line that is a device outer peripheral portion. It is a manufacturing method of the member for level optical semiconductor devices.
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
<ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法>
図1に本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法の一例を示す。
図1のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法では、まず工程(i)として、片面に粘着シート1が設けられた支持基板2の粘着シート面に複数の光半導体素子3の電極面を粘着シート1側に対向するようにして搭載する。このとき、工程(i)において、光半導体素子3の搭載前、もしくは光半導体素子3の搭載後に粘着シート面上のダイシングラインに該当する部位に、光反射部材12を設置する。もちろん、光半導体素子と光反射部材を同時に搭載してもよい。次に、工程(ii)として、光半導体素子3と光反射部材12が搭載された粘着シート面と、光透過性部材11との間に熱硬化性樹脂組成物4を供給し、剥離フィルム5を備えた圧縮成型機6を用いて熱硬化性樹脂組成物4を成型し硬化させることで、支持基板2の光半導体素子3が搭載された粘着シート面上に熱硬化性樹脂硬化物4’と光透過性部材11が積層された積層体7を得る。次に、工程(iii)として、積層体7から支持基板2及び粘着シート1を剥離する。
<Method for Manufacturing Member for Wafer Level Optical Semiconductor Device>
FIG. 1 shows an example of a method for producing a wafer level optical semiconductor device member of the present invention.
In the method for producing a wafer level optical semiconductor device member of FIG. 1, first, as step (i), the electrode surfaces of a plurality of
また、図2に本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法の別の一例を示す。
図2のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法では、まず工程(i)として、片面に粘着シート1が設けられた支持基板2の粘着シート面に複数の光半導体素子3の電極面を粘着シート1側に対向するようにして搭載する。次に、工程(ii)として、まず光透過性部材11のダイシングラインに該当する部位に、光反射部材12を設置しておき、支持基板2の光半導体素子3が搭載された粘着シート面と、光反射部材12を設置した光透過性部材11との間に熱硬化性樹脂組成物4を供給し、剥離フィルム5を備えた圧縮成型機6を用いて熱硬化性樹脂組成物4を成型し硬化させることで、支持基板2の光半導体素子3が搭載された粘着シート面上に熱硬化性樹脂硬化物4’と光透過性部材11が積層された積層体7を得る。次に、工程(iii)として、積層体7から支持基板2及び粘着シート1を剥離する。
FIG. 2 shows another example of the method for producing a wafer level optical semiconductor device member of the present invention.
In the method for producing a wafer level optical semiconductor device member of FIG. 2, first, as step (i), the electrode surfaces of a plurality of
以下、さらに詳細に本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法の各工程について説明する。
工程(i)は、片面に粘着シートが設けられた支持基板の粘着シート面に複数の光半導体素子の電極面を粘着シート側に対向するようにして搭載する工程である。本工程で用いる部材として、次のものが挙げられる。
Hereafter, each process of the manufacturing method of the member for wafer level optical semiconductor devices of this invention is demonstrated in detail.
Step (i) is a step of mounting the electrode surfaces of a plurality of optical semiconductor elements on the pressure-sensitive adhesive sheet surface of the support substrate provided with the pressure-sensitive adhesive sheet on one side so as to face the pressure-sensitive adhesive sheet side. The following are mentioned as a member used at this process.
[支持基板]
支持基板は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造にあたり、粘着シート面に複数の光半導体素子の電極面を粘着シート側に対向するようにして搭載された部材のハンドリングのしやすさを得るために必要となる。また、熱硬化性樹脂組成物の成型工程で粘着シートが貼り合わされた光半導体素子の電極面と同一平面となる樹脂面の硬化後の形状の再現をさせるために重要であり、支持基板は平面度の高い状態が得られるものであることが好ましい。このような材料としては、金属、樹脂などを精度良く加工し、平面度を確保したものやシリコンウェハー等が好ましい。特に好ましいものは線膨張係数の小さい金属を加工してなる金属板やシリコンウェハーである。外形形状は特に指定はなく、例えば、取扱いが容易な四角形又は円形であるとよい。後に続く工程の作業性を考慮すると、円形であるとなお好ましい。
[Support substrate]
When manufacturing a member for wafer level optical semiconductor devices, the support substrate is provided to facilitate handling of a member mounted on the adhesive sheet surface with the electrode surfaces of a plurality of optical semiconductor elements facing the adhesive sheet side. Is required. Also, it is important to reproduce the cured shape of the resin surface that is the same plane as the electrode surface of the optical semiconductor element to which the adhesive sheet is bonded in the molding process of the thermosetting resin composition. It is preferable that a high degree state is obtained. As such a material, a metal, resin, or the like processed with high accuracy to ensure flatness, a silicon wafer, or the like is preferable. Particularly preferred is a metal plate or silicon wafer obtained by processing a metal having a small linear expansion coefficient. The outer shape is not particularly specified, and for example, it may be a square or a circle that is easy to handle. Considering the workability of the subsequent process, it is more preferable that the shape is circular.
[粘着シート]
前記支持基板に設けられる粘着シートは、片面又は両面粘着シートのどちらを用いてもよい。支持基板への貼り付けのしやすさから、両面粘着シートであることが好ましい。粘着シートは、貼り付け・熱硬化性樹脂組成物の成型・ウェハーレベル光半導体デバイス用部材からの剥離といった作業性を損なわない範囲で適宜選択する。粘着シートの粘着力は、熱硬化性樹脂組成物の成型工程で光半導体素子の搭載位置を保持することができればよく、成型工程での金型の加熱温度・成型時間に耐えられるものであればよい。更に、熱硬化性樹脂組成物の成型工程において光半導体素子/粘着シート界面へ熱硬化性樹脂組成物が侵入することよって発生する光半導体素子電極面の汚染防止が達成されるよう、適宜選択すればよい。
[Adhesive sheet]
The pressure-sensitive adhesive sheet provided on the support substrate may be either a single-sided or double-sided pressure-sensitive adhesive sheet. A double-sided pressure-sensitive adhesive sheet is preferred from the standpoint of easy attachment to a support substrate. The pressure-sensitive adhesive sheet is appropriately selected within a range that does not impair workability such as pasting, molding of the thermosetting resin composition, and peeling from the wafer level optical semiconductor device member. The adhesive strength of the adhesive sheet is only required to be able to hold the mounting position of the optical semiconductor element in the molding process of the thermosetting resin composition, as long as it can withstand the heating temperature and molding time of the mold in the molding process. Good. Furthermore, it is selected as appropriate so as to prevent contamination of the electrode surface of the optical semiconductor element generated by the penetration of the thermosetting resin composition into the optical semiconductor element / adhesive sheet interface in the molding process of the thermosetting resin composition. That's fine.
また、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造をするにあたり、剥離可能であることが必要であり、紫外光又は熱をトリガーとして低粘着力化されることで剥離されるものを用いることが好ましい。特に、熱をトリガーとして、発泡することで剥離されることが簡便でより好ましい。このような粘着シートは市販のものを用いればよく、例えば、日東電工社製 製品名 リバアルファ No.3195V(両面粘着シート)などが好適に用いることができる。この場合、発泡面となる面を支持基板側とすればウェハーレベル光半導体デバイス用部材の取り出しが容易となり好ましい。 Moreover, when manufacturing the member for wafer level optical semiconductor devices, it is necessary to be able to peel, and it is preferable to use what peels by making it low adhesive force by using ultraviolet light or heat as a trigger. In particular, it is simpler and more preferable to peel off by foaming with heat as a trigger. Such a pressure-sensitive adhesive sheet may be a commercially available one. For example, a product name manufactured by Nitto Denko Corporation, Riva Alpha No. 3195V (double-sided pressure-sensitive adhesive sheet) or the like can be suitably used. In this case, if the surface to be the foamed surface is the support substrate side, it is preferable because the wafer level optical semiconductor device member can be easily taken out.
このような粘着シートを、前記支持基板に張り合わせる方法としては、貼り付け装置を用いてもよいし、ゴムローラーを用いて貼り付けてもよい。ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の熱硬化性樹脂面の平面性を高め、歩留まりを向上させるために、ロール形態で供給される粘着シートを貼り付けることが可能な、自動貼り付け装置を用いることがより好ましい。 As a method for attaching such an adhesive sheet to the support substrate, an attaching device may be used, or an adhesive sheet may be attached using a rubber roller. In order to increase the flatness of the thermosetting resin surface of the wafer level optical semiconductor device member and improve the yield, it is necessary to use an automatic bonding apparatus capable of bonding an adhesive sheet supplied in a roll form. More preferred.
[光半導体素子]
光半導体素子は、一般的なものを用いればよく、例えば、厚さが100〜200μm程度のサファイア基板の上面に発光層を備え、発光層にはp型半導体層とそれに接続された電極、並びにn型半導体層とそれに接続された電極が設けられており、該電極を通して外部と電気的に接続される構造を有するようなものであればよい。光半導体素子には、光の反射を目的とした反射層を設けていてもよく、発光層から出射する光線を目的の面に向けるように設ければよい。外形形状は特に指定はなく、入手しやすいものを選択すればよいが、一般に、四角形である。光半導体素子の発光特性は、目的とする光半導体デバイスに応じて適宜選択すればよい。
[Optical semiconductor device]
As the optical semiconductor element, a general one may be used. For example, a light emitting layer is provided on the upper surface of a sapphire substrate having a thickness of about 100 to 200 μm, the light emitting layer includes a p-type semiconductor layer and electrodes connected thereto, An n-type semiconductor layer and an electrode connected to the n-type semiconductor layer may be provided as long as the structure is electrically connected to the outside through the electrode. The optical semiconductor element may be provided with a reflective layer for the purpose of reflecting light, and may be provided so that the light emitted from the light emitting layer is directed to the target surface. The outer shape is not particularly specified and may be easily obtained, but is generally rectangular. The light emission characteristics of the optical semiconductor element may be appropriately selected according to the target optical semiconductor device.
粘着シートが設けられた支持基板上に搭載される複数の光半導体素子は、後に光半導体素子の集合体であるウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子の電極面及び熱硬化性樹脂面上に対して、光半導体素子を実装基板とつなぐための回路(再配線用回路)、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成するのに好ましい位置に配置すればよく、さらに、光半導体デバイスとして動作した際の光の配光分布等を考慮して配置すればよい。 The plurality of optical semiconductor elements mounted on the support substrate provided with the pressure-sensitive adhesive sheet are on the electrode surface and thermosetting resin surface of the optical semiconductor element of the member for a wafer level optical semiconductor device which is an aggregate of optical semiconductor elements later. On the other hand, it may be arranged at a position preferable for forming a circuit (rewiring circuit) for connecting the optical semiconductor element to the mounting substrate, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection. What is necessary is just to arrange | position considering the light distribution of light at the time of operate | moving as a semiconductor device.
光半導体素子の粘着シートが設けられた支持基板への搭載方法としては、チップソーターを用いればよい。一般に、光半導体素子は、波長・出力などで分類されてブルーシートと呼ばれる粘着テープに整列された状態で供給される。該光半導体素子が整列されたブルーシートを、グリップリングなどを用いてエキスパンドした形態として、チップソーターを用いて粘着シートが設けられた支持基板へ再整列すればよい。この時、光半導体素子の電極面は粘着シートが設けられた支持基板の粘着面と対向するようにする必要があり、場合によって、光半導体素子の反転(フリップ)を実施すればよい。
搭載時の荷重、時間、温度等は、光半導体素子の大きさ、形状に応じて決定すればよく、熱硬化性樹脂組成物を用いた成型時に光半導体素子の位置ずれが起こらない条件で搭載すればよい。たとえば、室温において、□1mmのチップ1個あたり100gfの荷重である。光半導体素子の電極の状況によって位置ずれが激しい場合、光半導体素子を粘着シートが設けられた支持基板へ搭載後、100℃、1時間程度加熱することで光半導体素子の電極面と粘着シートの馴染みが増し、位置ずれを抑えることができる。
As a method for mounting the optical semiconductor element on the support substrate provided with the adhesive sheet, a chip sorter may be used. In general, optical semiconductor elements are supplied in a state where they are classified by wavelength, output, etc. and aligned on an adhesive tape called a blue sheet. A blue sheet in which the optical semiconductor elements are aligned may be expanded using a grip ring or the like, and rearranged on a support substrate provided with an adhesive sheet using a chip sorter. At this time, the electrode surface of the optical semiconductor element needs to be opposed to the adhesive surface of the support substrate on which the adhesive sheet is provided. In some cases, the optical semiconductor element may be reversed.
The load, time, temperature, etc. at the time of mounting may be determined according to the size and shape of the optical semiconductor element, and mounting is performed under the condition that the optical semiconductor element does not shift during molding using the thermosetting resin composition. do it. For example, at room temperature, the load is 100 gf per 1 mm square chip. When the position shift is severe due to the state of the electrode of the optical semiconductor element, after mounting the optical semiconductor element on the support substrate provided with the adhesive sheet, heating the electrode surface of the optical semiconductor element and the adhesive sheet for about 1 hour by heating at 100 ° C. Familiarity increases and misalignment can be suppressed.
[光反射部材]
本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法では、上述の工程(i)又は後述の工程(ii)において、デバイス外周部であるダイシングラインに該当する部位に、光反射性熱硬化性樹脂を含み硬度がショアDで20以上の光反射部材を設置する。
[Light reflecting member]
In the method for producing a member for a wafer level optical semiconductor device of the present invention, a light-reflective thermosetting resin is applied to a portion corresponding to a dicing line that is a device outer peripheral portion in the above-described step (i) or the step (ii) described later. And a light reflecting member having a hardness of Shore D and 20 or more.
このように、光反射部材を光半導体デバイスの外周部であるダイシングラインに該当する部位に設けることで、デバイス側面から漏れる光を光透過性部材側へ効率よく反射し、光半導体デバイスの光取出し性を高めることが可能となる。更に、後述するような硬度の光反射部材を用いることでダイシング時の断面性状を良好にすることができるため、製品の寸法精度、発光特性の安定性が向上し、更に光半導体デバイスとしての耐久性が向上する。また、光半導体素子周辺に充填される熱硬化性樹脂の硬度を選定する必要がなくなり、即ち低硬度の熱硬化性樹脂を選択することが可能となり、光半導体デバイスの熱衝撃による耐クラック性の向上や耐熱、耐光性の向上を図ることが可能となる。 As described above, by providing the light reflecting member at a portion corresponding to the dicing line that is the outer peripheral portion of the optical semiconductor device, the light leaking from the side surface of the device is efficiently reflected to the light transmissive member side, and the light extraction of the optical semiconductor device is performed. It becomes possible to improve the nature. Furthermore, since the cross-sectional properties during dicing can be improved by using a light reflecting member having a hardness as described later, the dimensional accuracy of the product and the stability of the light emission characteristics are improved, and the durability as an optical semiconductor device is further improved. Improves. In addition, it is not necessary to select the hardness of the thermosetting resin filled around the optical semiconductor element, that is, it is possible to select a low-hardness thermosetting resin, and resistance to cracking due to thermal shock of the optical semiconductor device. It is possible to improve the heat resistance and light resistance.
光反射部材の材料組成物の塗布方法は、所望の形状を形成することができればいかなる方法を選択してもよいが、ディスペンス法、ジェットディスペンス法、印刷法などを好適に用いることができる。例えば、ディスペンス装置を用いた場合、適当なノズルを選択し、23℃の温度、0.5〜5kgf/cm2の圧力で吐出することで容易に塗布ができる。印刷法を用いた場合、所望の形状が印刷できるように作成したマスク板を用いてステンシル印刷又はスクリーン印刷をすることで容易に塗布できる。 As a method of applying the material composition of the light reflecting member, any method may be selected as long as a desired shape can be formed, but a dispensing method, a jet dispensing method, a printing method, or the like can be preferably used. For example, when a dispensing apparatus is used, it can be easily applied by selecting an appropriate nozzle and discharging at a temperature of 23 ° C. and a pressure of 0.5 to 5 kgf / cm 2 . When the printing method is used, it can be easily applied by stencil printing or screen printing using a mask plate prepared so that a desired shape can be printed.
光反射部材の厚みは所望のデバイス構造に応じて適宜選択すればよく、通常200〜1000μm、より好ましくは300〜500μmである。光反射部材の幅は適宜選択すればよく、通常200〜1000μm、より好ましくは300〜500μmである。 What is necessary is just to select the thickness of a light reflection member suitably according to a desired device structure, and is 200-1000 micrometers normally, More preferably, it is 300-500 micrometers. What is necessary is just to select the width | variety of a light reflection member suitably, and is 200-1000 micrometers normally, More preferably, it is 300-500 micrometers.
工程(i)において光反射部材を設置する場合、例えば図1のように粘着シート1に光反射部材12を設置すればよい。なお、光反射部材は、粘着シート面に光半導体素子を搭載する前に設置してもよいし、光半導体素子を搭載した後に設置してもよいし、同時に設置してもよい。光半導体素子を搭載する前に設置すれば、光反射性熱硬化性樹脂の硬化工程において、光半導体素子の位置ずれが発生する恐れがないため、好ましい。
一方、工程(ii)において光反射部材を設置する場合、図2のように光透過性部材11の熱硬化性樹脂組成物4と接する面に、光反射部材12を設置すればよい。
In the case of installing the light reflecting member in the step (i), for example, the
On the other hand, when installing the light reflecting member in the step (ii), the
光反射部材の材料となる光反射性熱硬化性樹脂として用いられる樹脂は、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される1種以上の樹脂であることが好ましい。中でも、耐熱性、耐光性が高いシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくはシリコーン樹脂、又は変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。 The resin used as the light-reflective thermosetting resin that is the material of the light-reflecting member is at least one resin selected from silicone resins, modified silicone resins, epoxy resins, modified epoxy resins, acrylate resins, and urethane resins. It is preferable. Of these, silicone resins, modified silicone resins, epoxy resins, and modified epoxy resins having high heat resistance and light resistance are preferable, and silicone resins, modified silicone resins, and epoxy resins are more preferable.
光反射部材の材料組成物の粘度は、上述のような工程によって所望の形状に成形可能な範囲であればよく、室温で液体であっても固体であってもよく、固体である場合は専用の加温混合装置を用いて溶融させることで成形可能な粘度とすることができる。狭小部への材料組成物の充填性を高めるという観点から、好ましくは室温で液状の材料であり、より好ましくは室温で1〜100Pa・sの範囲である。また、光反射部材の波長450nmにおける光反射率は80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。 The viscosity of the material composition of the light reflecting member may be in a range that can be molded into a desired shape by the above-described process, and may be liquid or solid at room temperature. It can be set as the viscosity which can be shape | molded by making it melt | dissolve using this warming mixing apparatus. From the viewpoint of enhancing the filling property of the material composition in the narrow portion, the material is preferably a liquid material at room temperature, and more preferably in the range of 1 to 100 Pa · s at room temperature. Moreover, it is preferable that the light reflectance in wavelength 450nm of a light reflection member is 80% or more, More preferably, it is 90% or more.
光反射部材は、材料組成物を所望の位置に塗布した後、仮硬化又は本硬化して形成(設置)する。材料組成物の硬化は、光反射性熱硬化性樹脂の硬化条件に従えばよく、以降の工程で光反射部材の形状が保持されていればよい。好ましくは、光透過性部材、熱硬化性樹脂との接着性を確保可能な仮硬化である。例えば、一般的な熱硬化性シリコーン樹脂であれば120℃、1時間程度で仮硬化することができる。 The light reflecting member is formed (installed) by applying the material composition to a desired position and then temporarily curing or main curing. The material composition may be cured according to the curing conditions of the light-reflective thermosetting resin, as long as the shape of the light-reflecting member is maintained in the subsequent steps. Preferably, it is temporary hardening which can ensure adhesiveness with a light transmissive member and a thermosetting resin. For example, a general thermosetting silicone resin can be temporarily cured at 120 ° C. for about 1 hour.
光反射部材は後のダイシング工程におけるダイシングラインの部位に設けられており、ダイシングブレード等で切断される必要がある。従って、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材及びダイシング加工後の光半導体デバイスを支持するために硬化後に硬質となるものが好ましい。本発明において光反射部材の硬度の上限は特にない一方、ダイシング加工のしやすさ、光半導体デバイスとしたときの強度の観点から、光反射部材の硬度はショアDで20以上である必要があり、好ましくはショアDで40以上である。ショアDが20未満となると、ダイシング加工の際に良好な断面が得られない、光半導体デバイスとして実装するときの強度が得られない等の問題が発生する。 The light reflecting member is provided at a portion of a dicing line in a later dicing process and needs to be cut by a dicing blade or the like. Therefore, in order to support the wafer level optical semiconductor device member and the optical semiconductor device after the dicing process, those which become hard after curing are preferable. In the present invention, the upper limit of the hardness of the light reflecting member is not particularly limited. On the other hand, the hardness of the light reflecting member needs to be 20 or more on Shore D from the viewpoint of easiness of dicing and strength when an optical semiconductor device is used. , Preferably 40 or more on Shore D. If the Shore D is less than 20, problems such as failure to obtain a good cross section during dicing, and failure to obtain strength when mounted as an optical semiconductor device occur.
上述のように光反射部材は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材及びダイシング加工後の光半導体デバイスを支持するために硬化後に硬質となるものが好ましく、また、耐熱性、耐候性、耐光性に優れたものであることが好ましい。このような目的に応じた機能を持たせるため、光反射部材の材料組成物に、無機充填材及び拡散材のいずれか又は両方を添加することで硬化物(光反射部材)にこれらを含ませることが好ましい。 As described above, the light reflecting member is preferably hardened after curing to support the wafer level optical semiconductor device member and the optical semiconductor device after dicing, and is excellent in heat resistance, weather resistance, and light resistance. It is preferable that In order to provide such a function according to the purpose, the cured product (light reflecting member) is included by adding either or both of an inorganic filler and a diffusing material to the material composition of the light reflecting member. It is preferable.
無機充填材としては、熱伝導性、成形性、難燃性の点から、例えばシリコーン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の微粒子を挙げることができ、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムが好ましい。なかでも、揮発成分が少なく、高い透明性が得られるシリカやアルミナが好適に用いられる。具体的な例として、シリコーンであれば、ポリオルガノシルセスキオキサン樹脂からなるシリコーンパウダー、又は表面の一部又は全部にポリオルガノシルセスキオキサン樹脂を有するシリコーンパウダーが挙げられる。シリカであれば、ヒュームドシリカ、溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカや、コロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ、沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカが挙げられる。アルミナであれば、一般的にα相の結晶構造のものが用いられるが、θ相、γ相、δ相などの中間相を含んでいてもよい。アルミナの安定性の観点等からはαアルミナを用いるのが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Inorganic fillers include, for example, silicone, silica, alumina, zirconia, titania, magnesium oxide, antimony oxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, magnesium carbonate, and barium carbonate from the viewpoint of thermal conductivity, moldability, and flame retardancy. In particular, silica, alumina, zirconia, titania, magnesium oxide, antimony oxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, magnesium carbonate, and barium carbonate are preferable. Of these, silica and alumina, which have few volatile components and can provide high transparency, are preferably used. As a specific example, if it is silicone, the silicone powder which consists of polyorganosilsesquioxane resin, or the silicone powder which has polyorganosilsesquioxane resin in part or all of the surface is mentioned. Examples of the silica include silica produced by a dry method such as fumed silica and fused silica, and silica produced by a wet method such as colloidal silica, sol-gel silica, and precipitated silica. In the case of alumina, an α-phase crystal structure is generally used, but an intermediate phase such as a θ-phase, a γ-phase, and a δ-phase may be included. From the viewpoint of the stability of alumina, α-alumina is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
なお、無機充填材としては、平均粒径(D50)が0.01μm以上100μm以下であることが好ましい。0.01μm以上であれば微粒子の製造と材料組成物への分散が容易である。100μm以下であれば成形後の表面形状に悪影響を与えない。 In addition, as an inorganic filler, it is preferable that an average particle diameter (D50) is 0.01 micrometer or more and 100 micrometers or less. If it is 0.01 μm or more, the production of the fine particles and the dispersion into the material composition are easy. If it is 100 μm or less, the surface shape after molding will not be adversely affected.
拡散材としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等を好適に用いることができる。拡散材の粒経は、特に制限はないが、光反射部材の材料組成物の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、100μm以下であることが好ましい。 As the diffusion material, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, or the like can be suitably used. The particle size of the diffusing material is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less in consideration of the fluidity of the material composition of the light reflecting member and the filling property to the narrow portion.
光反射部材の材料組成物の充填材又は拡散材の含有量は、材料組成物100体積部に対して0体積部を超え90体積部以下であることが好ましい。より好ましくは0体積部を超え50体積部以下である。90体積部以下であれば、光反射部材の材料組成物への分散性及び成形時の材料の流動性が低下しないため好ましい。 The content of the filler or diffusing material in the material composition of the light reflecting member is preferably more than 0 volume part and 90 parts by volume or less with respect to 100 volume parts of the material composition. More preferably, it is more than 0 volume part and 50 volume parts or less. If it is 90 volume parts or less, since the dispersibility to the material composition of a light reflection member and the fluidity | liquidity of the material at the time of shaping | molding do not fall, it is preferable.
このような材料としては、市販のものを用いればよいが、例えば、液状のシリコーンゴム射出成形に用いられる材料が好適であり、例えば、信越化学工業株式会社製 製品名KEG−2000、KCR−3500、KCR−4000などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 As such a material, a commercially available material may be used. For example, materials used for liquid silicone rubber injection molding are suitable. For example, product names KEG-2000 and KCR-3500 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. , KCR-4000 and the like, but are not limited thereto.
続く工程(ii)は、上述の工程(i)で得られた、支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面と光透過性部材との間に熱硬化性樹脂組成物を供給し、支持基板及び光透過性部材で熱硬化性樹脂組成物を挟持した状態で熱硬化性樹脂組成物を成型し硬化させることで、支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面上に熱硬化性樹脂組成物の硬化物と光透過性部材が積層された積層体を得る工程である。
また、この工程(ii)に続いて行う工程(iii)は、積層体から支持基板及び粘着シートを剥離する工程である。
本工程で用いる部材として、工程(i)で得られた、粘着シート面に複数の光半導体素子が搭載された支持基板に加え、次のものが挙げられる。
In the subsequent step (ii), the thermosetting resin composition is supplied between the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the supporting substrate is mounted and the light transmissive member obtained in the above step (i). The thermosetting resin composition is molded and cured in a state where the thermosetting resin composition is sandwiched between the support substrate and the light-transmitting member, so that the thermosetting is performed on the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the support substrate is mounted. It is the process of obtaining the laminated body by which the hardened | cured material of the transparent resin composition and the light transmissive member were laminated | stacked.
Moreover, the process (iii) performed following this process (ii) is a process of peeling a support substrate and an adhesive sheet from a laminated body.
In addition to the support substrate obtained by the step (i) and having a plurality of optical semiconductor elements mounted on the pressure-sensitive adhesive sheet, examples of the member used in this step include the following.
[光透過性部材]
本発明で用いられる光透過性部材は、光半導体素子又は光変換材料から発せられた光を透過可能な部材を意味する。本発明において、光透過性部材は光半導体デバイスとしたときに光を取り出す役割を担うほか、熱硬化性樹脂組成物を成型した積層体の取扱い性を高める役割も持つ。具体的には、搬送時の割れ、欠けを防ぎ、更に、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の反りを防止することが可能となる。更に、後のフォトリソグラフィー工程、メッキ工程などで使用される薬液に対する耐薬品性を向上させることが可能となる。
[Light transmissive member]
The light transmissive member used in the present invention means a member capable of transmitting light emitted from an optical semiconductor element or a light conversion material. In the present invention, the light transmissive member plays a role of extracting light when an optical semiconductor device is formed, and also has a role of improving the handleability of the laminate formed by molding the thermosetting resin composition. Specifically, it becomes possible to prevent cracking and chipping during conveyance, and further prevent warpage of the wafer level optical semiconductor device member. Furthermore, it becomes possible to improve the chemical resistance with respect to the chemical | medical solution used at a later photolithography process, a plating process, etc.
このような光透過性部材としては、ガラス、石英、サファイア等の無機材料や、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料が挙げられ、これらのうち1種以上を含むものを用いることが好ましいが、これらに限定されず他のものを用いてもよい。 Examples of such light transmissive members include inorganic materials such as glass, quartz, and sapphire, and resin materials such as silicone resin, organically modified silicone resin, epoxy resin, modified epoxy resin, acrylate resin, and urethane resin. Of these, it is preferable to use one containing at least one, but the invention is not limited to these, and other ones may be used.
光透過性部材は、上記のような材料を予め定型に加工したものを用いればよい。定型とは、板状、円盤状、シート状、レンズ状等、最終製品である光半導体デバイスの配光特性から構造を選択すればよく、石英、ガラス、サファイアなどの無機材料であれば、例えば、研削加工等を施して定型とすれば良く、一部成型可能な無機材料、及び樹脂材料は各種成型により定型として用いればよい。 As the light transmissive member, a material obtained by processing the above-described material into a fixed shape in advance may be used. What is necessary is just to select the structure from the light distribution characteristics of the optical semiconductor device that is the final product, such as a plate shape, a disk shape, a sheet shape, and a lens shape, and if it is an inorganic material such as quartz, glass, sapphire, Then, it may be formed into a fixed shape by grinding or the like, and a partially moldable inorganic material and resin material may be used as a fixed shape by various moldings.
光透過性部材の形状は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の外形形状とほぼ同一の大きさとすることが好ましく、目的とした最終デバイスの製造しやすい形状であればよい。例えば、片面に粘着シートが設けられた支持基板が直径200mmであった場合、光透過性部材は直径200mm、あるいはこれよりも小さな外形寸法とすればよく、さらに具体的には直径190mm程度の円形とすればよい。割れやすい光透過性部材である場合、コーナー部の面取りをしてもよい。更に、光透過性部材の表面は、鏡面であっても、スリ付きであってもよい。スリ付きである場合、#1000以上の研磨剤で仕上げられたものを用いるとよく、光透過性部材表面の微小なクラックを防ぐためにケミカルエッチングを施してあってもよい。 The shape of the light transmissive member is preferably approximately the same as the outer shape of the wafer level optical semiconductor device member, and may be any shape that allows easy manufacture of the final device intended. For example, when the support substrate provided with the adhesive sheet on one side has a diameter of 200 mm, the light-transmitting member may have a diameter of 200 mm or smaller, and more specifically, a circular shape having a diameter of about 190 mm. And it is sufficient. When the light-transmitting member is easily broken, the corner portion may be chamfered. Furthermore, the surface of the light transmissive member may be a mirror surface or may be provided with a thread. When it is with a scratch, it is preferable to use one finished with an abrasive of # 1000 or more, and chemical etching may be applied to prevent minute cracks on the surface of the light transmissive member.
光透過性部材の厚みは特に制限はなく、目的とした最終デバイス構造の設計から適宜選択すればよい。軽薄短小が求められる傾向から、一例を挙げると、1mm以下が好ましく、より好ましくは0.5mm以下である。1mm厚を超える光透過性部材を用いてもよく、この場合、別途、グラインダーやサーフェイスプレーナーに代表される表面研削装置を用いて薄化してもよい。 The thickness of the light transmissive member is not particularly limited, and may be appropriately selected from the intended design of the final device structure. In light of the tendency to require lightness, smallness and smallness, an example is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less. A light-transmitting member having a thickness exceeding 1 mm may be used, and in this case, it may be thinned separately using a surface grinding apparatus typified by a grinder or a surface sprayer.
光透過性部材は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材及びダイシング加工後の光半導体デバイスを支持するために硬質であるものが好ましい。本発明において硬さの上限は特にない一方、ダイシング加工のしやすさ、ウェハーレベル光半導体デバイスとしたときの強度の観点から、光透過性部材の硬度はショアDで50以上が好ましく、さらに好ましくはショアDで70以上である。ショアDが50未満となると、ダイシング加工の際に良好な断面が得られない、光半導体デバイスとして実装するときの強度が得られない等の問題が発生するおそれがある。 The light transmissive member is preferably hard so as to support the wafer level optical semiconductor device member and the optical semiconductor device after dicing. In the present invention, the upper limit of the hardness is not particularly limited, but the hardness of the light-transmitting member is preferably 50 or more on Shore D, and more preferably, from the viewpoint of easiness of dicing processing and strength when a wafer level optical semiconductor device is obtained. Is 70 or more on Shore D. If the Shore D is less than 50, there may be a problem that a good cross section cannot be obtained at the time of dicing, and the strength when mounting as an optical semiconductor device cannot be obtained.
このような光透過性部材の材料としては、成型可能な無機材料、及び樹脂材料が好適である。
成型可能な無機材料とは、例えば、ガラス中に無機蛍光体粉末を分散させた波長変換部材をさし、SnO2−P2O5系ガラスやTeO系ガラス等の非鉛系低融点ガラスや、ガラス粉末に蛍光体を含む混合物を焼成又は加圧成型することで波長変換部材として用いることができる。このようなガラス材料としては、特に組成系に制限はなく、例えば、SiO2−B2O3−MO(MOはMgO、CaO、SrO、BaOを表す)系ガラス、SiO2−B2O3系ガラス、SiO2−B2O3−M2O(M2OはLi2O、Na2O、K2Oを表す)系ガラス、SiO2−B2O3−Al2O3系ガラス、SiO2−B2O3−ZnO系ガラス、ZnO−B2O3系ガラスを用いることができる。中でも、焼成時において、無機蛍光体と反応が起こりにくいSiO2−B2O3−RO系ガラスやZnO−B2O3系ガラスを用いることが好ましい。ガラス粉末、及び無機蛍光体粉末と共に、結合剤、可塑剤、溶剤等を使用してもよい。
As a material of such a light transmissive member, a moldable inorganic material and a resin material are suitable.
The inorganic material that can be molded refers to, for example, a wavelength conversion member in which inorganic phosphor powder is dispersed in glass, and lead-free low-melting glass such as SnO 2 —P 2 O 5 glass or TeO glass, It can be used as a wavelength conversion member by firing or pressure molding a mixture containing phosphor in glass powder. Examples of such glass material is not particularly limited on the composition system, for example, SiO 2 -B 2 O 3 -MO (MO is MgO, CaO, SrO, representing the BaO) based glass,
樹脂材料としては、内部に蛍光体を均質に分散させられるものであり、板状又はシート状に成型できるものであれば、いかなる樹脂でも構わない。具体的には、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、PET変性ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、変性アクリル、ポリスチレン樹脂及びアクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂等が挙げられる。透明性の面からシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が好ましく用いられる。更に耐熱性の面から、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂が特に好ましく用いられる。 As the resin material, any resin may be used as long as the phosphor can be uniformly dispersed therein and can be molded into a plate shape or a sheet shape. Specifically, silicone resin, organic modified silicone resin, epoxy resin, modified epoxy resin, polyarylate resin, PET modified polyarylate resin, polycarbonate resin, cyclic olefin, polyethylene terephthalate resin, polymethyl methacrylate resin, polypropylene resin, modified Examples thereof include acrylic, polystyrene resin, acrylonitrile / styrene copolymer resin, and the like. From the viewpoint of transparency, a silicone resin or an epoxy resin is preferably used. Further, from the viewpoint of heat resistance, silicone resins and organically modified silicone resins are particularly preferably used.
(蛍光体)
また、光透過性部材へは、光半導体素子からの波長変換を目的とした蛍光体を含有させてもよい。光透過性部材へ蛍光体を分散させることで、光半導体素子から発せられ熱硬化性樹脂を透過した光を、光透過性部材で目的の波長の光に波長変換することが可能となる。このため、熱硬化性樹脂に蛍光体を含有させた場合よりも、より光を拡散させ、光半導体デバイスにおいて、面方向に均一な光として取り出すことが可能となる。即ち、点光源であった光半導体デバイスを、面光源とすることが可能となる。
(Phosphor)
Further, the light transmitting member may contain a phosphor for the purpose of wavelength conversion from the optical semiconductor element. By dispersing the phosphor in the light transmissive member, the light emitted from the optical semiconductor element and transmitted through the thermosetting resin can be converted into light having a target wavelength by the light transmissive member. For this reason, light can be diffused more than in the case where a phosphor is contained in the thermosetting resin, and it can be taken out as uniform light in the surface direction in the optical semiconductor device. That is, an optical semiconductor device that has been a point light source can be used as a surface light source.
蛍光体は、光半導体素子から放出される青色光、紫色光、紫外光を吸収して波長を変換し、光半導体素子から放出される光と異なる波長の赤、橙色、黄色、緑色、青色領域の波長の光を放出するものである。これにより、光半導体素子から放出される光の一部と、蛍光体から放出される光の一部とが混合して、白色を含む多色系の光半導体デバイスが得られる。 The phosphor absorbs blue light, violet light, and ultraviolet light emitted from the optical semiconductor element, converts the wavelength, and has red, orange, yellow, green, and blue regions having wavelengths different from those of the light emitted from the optical semiconductor element. It emits light having a wavelength of. Thereby, a part of the light emitted from the optical semiconductor element and a part of the light emitted from the phosphor are mixed to obtain a multicolor optical semiconductor device including white.
上述のような蛍光体には、緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体、赤色に発光する蛍光体等の種々の蛍光体がある。本発明に用いられる具体的な蛍光体としては、有機蛍光体、無機蛍光体、蛍光顔料、蛍光染料等公知の蛍光体が挙げられる。有機蛍光体としては、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、長期間使用可能な点からペリレン系蛍光体が好ましく用いられる。本発明に特に好ましく用いられる蛍光体としては、無機蛍光体が挙げられる。以下に本発明に用いられる無機蛍光体について記載する。 The phosphors as described above include various phosphors such as a phosphor that emits green light, a phosphor that emits blue light, a phosphor that emits yellow light, and a phosphor that emits red light. Specific phosphors used in the present invention include known phosphors such as organic phosphors, inorganic phosphors, fluorescent pigments, and fluorescent dyes. Examples of organic phosphors include allylsulfoamide / melamine formaldehyde co-condensed dyes and perylene phosphors. Perylene phosphors are preferably used because they can be used for a long period of time. Examples of the phosphor that is particularly preferably used in the present invention include inorganic phosphors. The inorganic phosphor used in the present invention is described below.
緑色に発光する蛍光体として、例えば、SrAl2O4:Eu、Y2SiO5:Ce,Tb、MgAl11O19:Ce,Tb、Sr7Al12O25:Eu、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)Ga2S4:Euなどが挙げられる。 Examples of phosphors that emit green light include SrAl 2 O 4 : Eu, Y 2 SiO 5 : Ce, Tb, MgAl 11 O 19 : Ce, Tb, Sr 7 Al1 2 O 25 : Eu, (Mg, Ca, Sr And at least one of Ba) Ga 2 S 4 : Eu and the like.
青色に発光する蛍光体として、例えば、Sr5(PO4)3Cl:Eu、(SrCaBa)5(PO4)3Cl:Eu、(BaCa)5(PO4)3Cl:Eu、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)2B5O9Cl:Eu,Mn、(Mg、Ca、Sr、Baのうち少なくとも1以上)(PO4)6Cl2:Eu,Mnなどが挙げられる。 Examples of phosphors that emit blue light include Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (SrCaBa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (BaCa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (Mg, Ca, Sr, at least one or more of Ba) 2 B 5 O 9 Cl : Eu, Mn, (Mg, Ca, Sr, at least one or more of Ba) (PO 4) 6 C l2: Eu, Mn and the like It is done.
緑色から黄色に発光する蛍光体として、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦括されたイットリウム・ガドリニウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット酸化物蛍光体、及び、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・ガリウム・アルミニウム酸化物蛍光体などが挙げられる(いわゆるYAG系蛍光体)。具体的には、Ln3M5O12:A(Lnは、Y、Gd、Laから選ばれる少なくとも1以上である。Mは、Al、Caの少なくともいずれか一方を含む。Aは、ランタノイド系である。)、(Y1−xGax)3(Al1−yGay)5O12:A(Aは、Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Hoから選ばれる少なくとも1以上である。0<x<0.5、0<y<0.5である。)を使用することができる。 As phosphors emitting green to yellow, at least cerium-activated yttrium / aluminum oxide phosphors, at least cerium-enriched yttrium / gadolinium / aluminum oxide phosphors, at least cerium-activated yttrium / aluminum Examples thereof include garnet oxide phosphors and yttrium / gallium / aluminum oxide phosphors activated with at least cerium (so-called YAG phosphors). Specifically, Ln 3 M 5 O 12 : A (Ln is at least one selected from Y, Gd, and La. M includes at least one of Al and Ca. A is a lanthanoid series. ), (Y 1-x Ga x ) 3 (Al 1-y Ga y ) 5 O 12 : A (A is at least one or more selected from Ce, Tb, Pr, Sm, Eu, Dy, Ho) 0 <x <0.5, 0 <y <0.5) can be used.
赤色に発光する蛍光体として、例えば、Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、Y2O3:Eu、Gd2O2S:Euなどが挙げられる。 Examples of the phosphor that emits red light include Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Eu, and Gd 2 O 2 S: Eu.
また、現在主流の青色LEDに対応し発光する蛍光体としては、Y3(Al,Ga)5O12:Ce,(Y,Gd)3Al5O12:Ce,Lu3Al5O12:Ce,Y3Al5O12:CeなどのYAG系蛍光体、Tb3Al5O12:CeなどのTAG系蛍光体、(Ba,Sr)2SiO4:Eu系蛍光体やCa3Sc2Si3O12:Ce系蛍光体、(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Euなどのシリケート系蛍光体、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu、CaSiAlN3:Eu等のナイトライド系蛍光体、Cax(Si,Al)12(O,N)16:Euなどのオキシナイトライド系蛍光体、さらには(Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu系蛍光体、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu系蛍光体、SrAl2O4:Eu,Sr4Al14O25:Eu等の蛍光体が挙げられる。
これらの中では、YAG系蛍光体、TAG系蛍光体、シリケート系蛍光体が、発光効率や輝度などの点で好ましく用いられる。
As the phosphor corresponding to the current mainstream of the blue LED emission, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce,
Among these, YAG-based phosphors, TAG-based phosphors, and silicate-based phosphors are preferably used in terms of light emission efficiency and luminance.
上記以外にも、用途や目的とする発光色に応じて公知の蛍光体を用いることができる。
蛍光体の粒子サイズは、特に制限はないが、D50が0.05μm以上のものが好ましく、3μm以上のものがより好ましい。また、D50が30μm以下のものが好ましく、20μm以下のものがより好ましい。ここでD50とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算が50%となるときの粒子径のことをいう。D50が前記範囲であると、材料組成物中の蛍光体の分散性が良好で、安定な発光が得られる。
In addition to the above, known phosphors can be used according to the intended use and the intended emission color.
The particle size of the phosphor is not particularly limited, but preferably has a D50 of 0.05 μm or more, more preferably 3 μm or more. Further, those having a D50 of 30 μm or less are preferred, and those having a D50 of 20 μm or less are more preferred. Here, D50 refers to the particle size when the accumulated amount from the small particle size side is 50% in the volume-based particle size distribution obtained by measurement by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method. When D50 is within the above range, the dispersibility of the phosphor in the material composition is good, and stable light emission can be obtained.
上記蛍光体は、1種又は2種以上を混合して用いてもよい。
光透過性部材の材料組成物に対する蛍光体の添加量は特に制限はなく、光半導体デバイスとしたときに目的の光の色調や明るさが得られるように適宜調整すればよいが、通常、材料組成物100体積部に対して0体積部以上50体積部未満である。より好ましくは、0体積部以上20体積部未満である。50体積部以下であれば、蛍光体の使用量が多くなり過ぎないため経済的である。
You may use the said
The amount of the phosphor added to the material composition of the light transmissive member is not particularly limited, and may be appropriately adjusted so as to obtain the desired color tone and brightness of the optical semiconductor device. It is 0 volume part or more and less than 50 volume part with respect to 100 volume parts of compositions. More preferably, it is 0 volume part or more and less than 20 volume part. If it is 50 volume parts or less, since the usage-amount of fluorescent substance does not increase too much, it is economical.
(充填材)
また、上述の光透過性部材が成型可能な無機材料、又は樹脂材料である場合、低線膨張率化、高硬度化、光拡散性の付与など、目的に応じた機能を持たせるため、光透過性部材の材料組成物に充填材を添加することが好ましい。
(Filler)
In addition, when the above light-transmitting member is an inorganic material or resin material that can be molded, in order to provide functions according to the purpose such as low linear expansion coefficient, high hardness, and imparting light diffusivity, It is preferable to add a filler to the material composition of the permeable member.
充填材としては、熱伝導性、成型性、難燃性の点から、例えばシリコーン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の微粒子を挙げることができる。なかでも、揮発成分が少なく、高い透明性が得られるシリカやアルミナが好適に用いられる。具体的な例として、シリコーンであれば、ポリオルガノシルセスキオキサン樹脂からなるシリコーンパウダー、又は表面の一部又は全部にポリオルガノシルセスキオキサン樹脂を有するシリコーンパウダーが挙げられる。シリカであれば、ヒュームドシリカ、溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカや、コロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ、沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカが挙げられる。アルミナであれば、一般的にα相の結晶構造のものが用いられるが、θ相、γ相、δ相などの中間相を含んでいてもよい。アルミナの安定性の観点等からはαアルミナを用いるのが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the filler include fine particles such as silicone, silica, alumina, zirconia, and titania from the viewpoint of thermal conductivity, moldability, and flame retardancy. Of these, silica and alumina, which have few volatile components and can provide high transparency, are preferably used. As a specific example, if it is silicone, the silicone powder which consists of polyorganosilsesquioxane resin, or the silicone powder which has polyorganosilsesquioxane resin in part or all of the surface is mentioned. Examples of the silica include silica produced by a dry method such as fumed silica and fused silica, and silica produced by a wet method such as colloidal silica, sol-gel silica, and precipitated silica. In the case of alumina, an α-phase crystal structure is generally used, but an intermediate phase such as a θ-phase, a γ-phase, and a δ-phase may be included. From the viewpoint of the stability of alumina, α-alumina is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
充填材の粒径は、特に制限はないが、充填効率、及び材料組成物の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、平均粒径(D50)が0.01μm以上100μm以下であることが好ましい。0.01μm以上であれば微粒子の製造と材料組成物中への分散が容易である。100μm以下であれば成型後の表面形状に悪影響を与えない。 The particle size of the filler is not particularly limited, but the average particle size (D50) is 0.01 μm or more and 100 μm or less in consideration of the filling efficiency, the fluidity of the material composition, and the filling property to the narrow portion. Is preferred. If it is 0.01 μm or more, the production of the fine particles and the dispersion in the material composition are easy. If it is 100 μm or less, the surface shape after molding will not be adversely affected.
光透過性部材の材料組成物への充填材の添加量は、光透過性部材の材料組成物100体積部に対して0体積部を超え90体積部以下とすることが好ましい。より好ましくは0体積部を超え50体積部以下である。90体積部以下であれば、材料組成物への分散性及び成型時の樹脂の流動性が低下しないため、好ましい。
また、その他目的に応じて、顔料、反射性物質からなる群から選択される少なくとも1種を混合することもできる。
The amount of the filler added to the material composition of the light transmissive member is preferably more than 0 volume part and 90 volume parts or less with respect to 100 volume parts of the material composition of the light transmissive member. More preferably, it is more than 0 volume part and 50 volume parts or less. If it is 90 volume parts or less, since the dispersibility to a material composition and the fluidity | liquidity of the resin at the time of shaping | molding do not fall, it is preferable.
Further, at least one selected from the group consisting of pigments and reflective substances can be mixed according to other purposes.
[熱硬化性樹脂組成物]
(熱硬化性樹脂)
ウェハーレベル光半導体デバイス用部材に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される1種以上の樹脂を含むものであることが好ましい。中でも、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくは耐熱性、耐光性の観点から、シリコーン樹脂、又は有機変性シリコーン樹脂である。このような熱硬化性樹脂は市販のものを用いればよい。
[Thermosetting resin composition]
(Thermosetting resin)
The thermosetting resin composition used for the member for wafer level optical semiconductor devices contains one or more kinds of resins selected from silicone resins, organically modified silicone resins, epoxy resins, modified epoxy resins, acrylate resins, and urethane resins. It is preferable. Among these, a silicone resin, an organically modified silicone resin, an epoxy resin, and a modified epoxy resin are preferable, and a silicone resin or an organically modified silicone resin is more preferable from the viewpoint of heat resistance and light resistance. Such a thermosetting resin may be a commercially available one.
熱硬化性樹脂組成物は成型可能な樹脂であればよく、室温で液体であっても固体であってもよく、固体である場合は専用の加温混合装置を用いて溶融させることで成型可能な粘度とすることができる。狭小部への熱硬化性樹脂組成物の充填性を高めるという観点から、好ましくは室温で液状の材料であることが好ましく、より好ましくは室温で1〜100Pa・sの範囲である。熱硬化性樹脂組成物は高い光透過性を有していることが好ましく、熱硬化後の波長450nmにおける光透過率が80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。 The thermosetting resin composition may be a resin that can be molded, and it may be liquid or solid at room temperature, and if it is solid, it can be molded by melting using a dedicated heating and mixing device. It is possible to obtain a high viscosity. From the viewpoint of enhancing the filling property of the thermosetting resin composition in the narrow portion, the material is preferably a liquid material at room temperature, and more preferably in the range of 1 to 100 Pa · s at room temperature. The thermosetting resin composition preferably has high light transmittance, and the light transmittance after heat curing at a wavelength of 450 nm is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
(蛍光体)
また、熱硬化性樹脂組成物には、先に述べた光半導体素子からの波長変換を目的とした蛍光体を含有させてもよい。蛍光体を熱硬化性樹脂組成物へ混合、分散させることで、光半導体素子から発せられた光を効率的に目的の波長の光に波長変換することが可能となる。
(Phosphor)
Moreover, you may make the thermosetting resin composition contain the fluorescent substance aiming at wavelength conversion from the optical semiconductor element mentioned above. By mixing and dispersing the phosphor in the thermosetting resin composition, it is possible to efficiently convert the wavelength of light emitted from the optical semiconductor element into light having a target wavelength.
蛍光体は、1種又は2種以上を混合して用いてもよい。
熱硬化性樹脂組成物に対する蛍光体の添加量は特に制限はなく、光半導体デバイスとしたときに目的の光の特性が得られるように適宜調整すればよいが、通常、樹脂成分100体積部に対して0体積部以上50体積部未満である。より好ましくは、0体積部以上20体積部未満である。50体積部以下であれば、熱硬化性樹脂組成物の流動性が損なわれることがなく、蛍光体の使用量が多くなり過ぎないため経済的である。
You may use
The amount of the phosphor added to the thermosetting resin composition is not particularly limited, and may be appropriately adjusted so that the desired light characteristics can be obtained when an optical semiconductor device is obtained. On the other hand, it is 0 volume part or more and less than 50 volume part. More preferably, it is 0 volume part or more and less than 20 volume part. If it is 50 parts by volume or less, the fluidity of the thermosetting resin composition is not impaired, and the amount of the phosphor used is not excessive, which is economical.
このように、蛍光体を含有させてなる熱硬化性樹脂組成物を用いることで、光半導体素子から発せられた光は熱硬化性樹脂中に分散された蛍光体粒子で目的の波長の光に波長変換することが可能となる。このため、光半導体デバイスとして目的の波長の光として取り出すことが可能となる。 As described above, by using the thermosetting resin composition containing the phosphor, the light emitted from the optical semiconductor element is converted into light having a target wavelength by the phosphor particles dispersed in the thermosetting resin. Wavelength conversion can be performed. For this reason, it becomes possible to take out as light of the target wavelength as an optical semiconductor device.
(充填材)
熱硬化性樹脂組成物は、上述のようにウェハーレベル光半導体デバイス用部材及びダイシング加工後の光半導体デバイスを支持するために硬化後に硬質となるものが好ましく、また、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂であることが好ましい。このような目的に応じた機能を持たせるため、熱硬化性樹脂組成物に、充填材を添加することで硬化物に充填材を含ませることが好ましい。
(Filler)
As described above, the thermosetting resin composition is preferably hardened after curing to support the wafer level optical semiconductor device member and the optical semiconductor device after the dicing process, as well as heat resistance, weather resistance, and light resistance. It is preferable that it is resin excellent in property. In order to give such a function according to the purpose, it is preferable to add the filler to the cured product by adding the filler to the thermosetting resin composition.
充填材としては、熱伝導性、成型性、難燃性の点から、例えばシリコーン、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の微粒子を挙げることができる。なかでも、揮発成分が少なく、高い透明性が得られるシリカやアルミナが好適に用いられる。具体的な例として、シリコーンであれば、ポリオルガノシルセスキオキサン樹脂からなるシリコーンパウダー、又は表面の一部又は全部にポリオルガノシルセスキオキサン樹脂を有するシリコーンパウダーが挙げられる。シリカであれば、ヒュームドシリカ、溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカや、コロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ、沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカが挙げられる。アルミナであれば、一般的にα相の結晶構造のものが用いられるが、θ相、γ相、δ相などの中間相を含んでいてもよい。アルミナの安定性の観点等からはαアルミナを用いるのが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the filler include fine particles such as silicone, silica, alumina, zirconia, and titania from the viewpoint of thermal conductivity, moldability, and flame retardancy. Of these, silica and alumina, which have few volatile components and can provide high transparency, are preferably used. As a specific example, if it is silicone, the silicone powder which consists of polyorganosilsesquioxane resin, or the silicone powder which has polyorganosilsesquioxane resin in part or all of the surface is mentioned. Examples of the silica include silica produced by a dry method such as fumed silica and fused silica, and silica produced by a wet method such as colloidal silica, sol-gel silica, and precipitated silica. In the case of alumina, an α-phase crystal structure is generally used, but an intermediate phase such as a θ-phase, a γ-phase, and a δ-phase may be included. From the viewpoint of the stability of alumina, α-alumina is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
充填材の粒径は、特に制限はないが、充填効率、及び熱硬化性樹脂組成物の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、平均粒径(D50)が0.01μm以上100μm以下であることが好ましい。0.01μm以上であれば微粒子の製造と熱硬化性樹脂組成物中への分散が容易である。100μm以下であれば成型後の表面形状に悪影響を与えない。 The particle size of the filler is not particularly limited, but the average particle size (D50) is 0.01 μm or more and 100 μm or less in consideration of the filling efficiency, the fluidity of the thermosetting resin composition, and the filling property to the narrow portion. It is preferable that If it is 0.01 micrometer or more, manufacture of a microparticle and dispersion | distribution in a thermosetting resin composition will be easy. If it is 100 μm or less, the surface shape after molding will not be adversely affected.
熱硬化性樹脂組成物への充填材の添加量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分100体積部に対して0体積部を超え90体積部以下とすることが好ましい。より好ましくは0体積部を超え50体積部以下である。90体積部以下であれば、熱硬化性樹脂組成物への分散性及び成型時の樹脂の流動性が低下しないため、好ましい。
また、その他目的に応じて、顔料、反射性物質からなる群から選択される少なくとも1種を混合することもできる。
The amount of the filler added to the thermosetting resin composition is preferably more than 0 volume part and 90 volume parts or less with respect to 100 volume parts of the resin component in the thermosetting resin composition. More preferably, it is more than 0 volume part and 50 volume parts or less. If it is 90 volume parts or less, since the dispersibility to a thermosetting resin composition and the fluidity | liquidity of the resin at the time of shaping | molding do not fall, it is preferable.
Further, at least one selected from the group consisting of pigments and reflective substances can be mixed according to other purposes.
工程(ii)の熱硬化性樹脂組成物の成型は、いかなる成型方法を用いてもよいが、例えば光透過性部材と接する面に剥離フィルム(リリースフィルム)を備えた圧縮成型機を用いて圧縮成型によって行うことが好ましい。圧縮成型によって行う場合、具体的には、例えば以下のような手順で熱硬化性樹脂組成物を成型すればよい。
はじめに、所定の成型温度に加熱した、基準面を有する下金型に工程(i)で得られた粘着シート面に複数の光半導体素子が搭載された支持基板を、光半導体素子が搭載された面が上になるように載置する。場合に応じて、下金型に剥離フィルムを設けてもよい。続いて、下金型に対向する上金型に、光透過性部材を載置する。このとき、工程(ii)において上述の光反射部材を設置する場合は、光透過性部材のダイシングラインに該当する部位に、光反射部材を設置しておく。またこの際、熱硬化性樹脂及び光透過性部材の離型性を向上させ、金型汚染を防止するための剥離フィルムを設けることが好ましい。光透過性部材の上金型への搭載方法として、予め剥離フィルムを吸着させる目的で吸着穴を設けた上金型に対し、剥離フィルムの吸着穴の位置に対応した部位に穴をあけて光透過性部材を真空吸着させてもよいし、真空吸着が好ましくない場合には、光透過性部材表面の最終製品とは影響のない部位に薄く接着剤を塗布し剥離フィルムに押し当て、仮固定させてもよい。次に、公知の圧縮成型の工程に従い、熱硬化性樹脂組成物を所定量塗布したのち、上金型と下金型を閉じ、金型内を減圧し、所定の成型圧力がかかるように入れ子で加圧、熱硬化性樹脂組成物の特性に応じて所定の時間加熱保持し、熱硬化性樹脂組成物を仮硬化する。熱硬化性樹脂組成物は封止領域の内容積に合わせて必要量だけ供給するものであって、ディスペンサー等により定量吐出して供給することが好ましい。次いで、剥離フィルムとともに金型から剥離し、熱処理によって樹脂材料を本硬化させて、積層体を得る。
続いて、支持基板及び粘着シートを剥離する(工程(iii))。粘着シートは、上述のように紫外光又は熱をトリガーとして剥離されるものを使用しているため、それぞれのトリガーに従って剥離させればよい。
For molding the thermosetting resin composition in the step (ii), any molding method may be used. For example, the thermosetting resin composition is compressed by using a compression molding machine having a release film on the surface in contact with the light transmissive member. It is preferable to carry out by molding. When performing by compression molding, specifically, for example, the thermosetting resin composition may be molded by the following procedure.
First, a support substrate having a plurality of optical semiconductor elements mounted on an adhesive sheet surface obtained in step (i) is mounted on a lower mold having a reference surface heated to a predetermined molding temperature, and the optical semiconductor elements are mounted. Place it so that the surface is on top. Depending on the case, you may provide a peeling film in a lower metal mold | die. Subsequently, a light transmissive member is placed on the upper mold facing the lower mold. At this time, in the case of installing the above-described light reflecting member in the step (ii), the light reflecting member is installed in a portion corresponding to the dicing line of the light transmitting member. At this time, it is preferable to provide a release film for improving the mold releasability of the thermosetting resin and the light transmissive member and preventing mold contamination. As a method of mounting the light transmissive member on the upper mold, a hole is made at a position corresponding to the position of the suction hole of the release film with respect to the upper mold provided with an adsorption hole for the purpose of adsorbing the release film in advance. The transparent member may be vacuum-adsorbed, and if vacuum adsorption is not desirable, apply a thin adhesive to the part that does not affect the final product on the surface of the light-transmitting member, press it against the release film, and temporarily fix it You may let them. Next, in accordance with a known compression molding process, after applying a predetermined amount of the thermosetting resin composition, the upper mold and the lower mold are closed, the inside of the mold is decompressed, and nesting is performed so that a predetermined molding pressure is applied. Then, the thermosetting resin composition is temporarily cured by heating and holding for a predetermined time according to the characteristics of the thermosetting resin composition. The thermosetting resin composition is supplied in a necessary amount in accordance with the inner volume of the sealing region, and is preferably supplied by quantitative discharge with a dispenser or the like. Subsequently, it peels from a metal mold | die with a peeling film, the resin material is main-cured by heat processing, and a laminated body is obtained.
Then, a support substrate and an adhesive sheet are peeled (process (iii)). Since the adhesive sheet uses what is peeled off using ultraviolet light or heat as a trigger as described above, the adhesive sheet may be peeled off according to each trigger.
剥離フィルム(リリースフィルム)は、上型と下型の成型面を被覆する幅寸法に形成された長尺体の剥離フィルムを用いればよい。剥離フィルムは封止時に熱硬化性樹脂組成物及び光透過性部材が成型面にじかに接しないように封止領域を被覆する目的で設けるものである。剥離フィルムは封止領域での成型面の凹凸にならって変形できるよう柔軟でかつ一定の強度を有するとともに、金型温度に耐える耐熱性、封止ゴム及び金型と容易に剥離できるフィルム材が好適に用いられる。
このようなフィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)フィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂(ETFE)フィルム、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロプロピレン共重合樹脂(FEP)フィルム、ポリビニリデンフルオライド樹脂(PBDF)フィルム等のフッ素樹脂フィルム;ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)フィルム、ポリプロピレン樹脂(PP)フィルム等が挙げられる。
The release film (release film) may be a long release film formed in a width dimension that covers the molding surfaces of the upper mold and the lower mold. The release film is provided for the purpose of covering the sealing region so that the thermosetting resin composition and the light transmissive member do not directly contact the molding surface at the time of sealing. The release film is flexible and has a certain strength so that it can be deformed according to the unevenness of the molding surface in the sealing region, and has a heat resistance that can withstand the mold temperature, a sealing rubber and a film material that can be easily peeled off from the mold. Preferably used.
Such films include polytetrafluoroethylene resin (PTFE) film, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin (ETFE) film, tetrafluoroethylene-perfluoropropylene copolymer resin (FEP) film, polyvinylidene fluoride resin ( Fluorine resin films such as PBDF) films; polyethylene terephthalate resin (PET) films, polypropylene resin (PP) films, and the like.
以上のようにして、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材を製造することができる。
このような本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法であれば、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造することを可能とするウェハーレベル光半導体デバイス用部材を製造することができる。
As described above, a member for a wafer level optical semiconductor device can be manufactured.
If it is such a manufacturing method of the member for wafer level optical semiconductor devices of the present invention, the kind of member can be reduced greatly, and it does not need special protection for prevention of sulfidation of silver plating. Easily manufacture optical semiconductor devices that can withstand the driving of high-power optical semiconductor elements, have high product dimensional accuracy, have little unevenness and variation in emission color, and easily manage product characteristics after manufacturing Thus, a member for a wafer level optical semiconductor device that can be manufactured can be manufactured.
<光半導体デバイスの製造方法>
続いて、本発明の光半導体デバイスの製造方法について説明する。
本発明の光半導体デバイスの製造方法では、上述の本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法で得られたウェハーレベル光半導体デバイス用部材の各光半導体素子の電極面に、光半導体素子を実装基板とつなぐための回路(再配線用回路)、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、ダイシングして個片化することで光半導体デバイスを製造する。
<Optical semiconductor device manufacturing method>
Then, the manufacturing method of the optical semiconductor device of this invention is demonstrated.
In the method for producing an optical semiconductor device of the present invention, an optical semiconductor element is formed on the electrode surface of each optical semiconductor element of the member for wafer level optical semiconductor device obtained by the method for producing a member for wafer level optical semiconductor device of the present invention described above. An optical semiconductor device is manufactured by forming a circuit (rewiring circuit) for connecting the substrate to the mounting substrate, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection, and then dicing into individual pieces.
より具体的には、
(iv)前記ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子が露出した面に対してエッチングによる粗面化を行った後、シード層を形成する工程と、
(v)前記シード層が形成された面上にメッキレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて露光した後現像を行って、各光半導体素子の電極面に開口を形成する工程と、
(vi)前記開口が形成された面に対し、電解メッキ法又は無電解メッキ法を用いて前記光半導体素子を実装基板とつなぐための回路、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、メッキレジスト膜を剥離し、続いてメッキレジスト膜の剥離後に表面に現れた前記シード層の不要な部分をエッチングにより除去する工程と、
(vii)ダイシングして個片化する工程、
を有する方法で製造することができる。
More specifically,
(Iv) forming a seed layer after performing roughening by etching on the surface of the wafer level optical semiconductor device member where the optical semiconductor element is exposed;
(V) forming a plating resist film on the surface on which the seed layer is formed, performing development after exposure using a photomask, and forming an opening on the electrode surface of each optical semiconductor element;
(Vi) A circuit for connecting the optical semiconductor element to the mounting substrate using an electrolytic plating method or an electroless plating method, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection on the surface where the opening is formed. After forming, removing the plating resist film, and subsequently removing unnecessary portions of the seed layer that appeared on the surface after peeling of the plating resist film by etching;
(Vii) a step of dicing into individual pieces,
It can manufacture by the method which has this.
図3に本発明の光半導体デバイスの製造方法の一例を示す。
図3の光半導体デバイスの製造方法では、まず工程(iv)として、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子3が露出した面(即ち、光半導体素子3の電極面及び電極面と同一平面にある熱硬化性樹脂硬化物4’であって、光透過性部材11とは逆側の面)に対してエッチングによる粗面化を行った後、シード層8を形成する。次に工程(v)として、シード層8が形成された面上にメッキレジスト膜9を形成し、フォトマスクを用いて露光した後現像を行って、各光半導体素子3の電極面に開口を形成する。次に、工程(vi)として、開口が形成された面に対し、電解メッキ法又は無電解メッキ法を用いて光半導体素子を実装基板とつなぐための回路(不図示)、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッド10を形成した後、メッキレジスト膜9を剥離し、続いてメッキレジスト膜9の剥離後に表面に現れたシード層8の不要な部分をエッチングにより除去する。次に、工程(vii)として、光反射部材12の位置でダイシングして個片化する。
FIG. 3 shows an example of a method for manufacturing an optical semiconductor device of the present invention.
In the optical semiconductor device manufacturing method of FIG. 3, as a step (iv), the surface of the wafer level optical semiconductor device member from which the
以下、さらに詳細に本発明の光半導体デバイスの製造方法の各工程について説明する。
工程(iv)は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子が露出した面に対してエッチングによる粗面化を行った後、シード層を形成する工程である。
Hereafter, each process of the manufacturing method of the optical semiconductor device of this invention is demonstrated in detail.
Step (iv) is a step of forming a seed layer after roughening the surface of the wafer level optical semiconductor device member from which the optical semiconductor element is exposed by etching.
エッチングの目的として、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子の電極面及び電極面と同一平面にある熱硬化性樹脂の表面洗浄、粗面化が挙げられる。具体的なエッチングの方法としては、前記目的が達成されれば特に制限はないが、薬液を用いたケミカルエッチングやプラズマ処理に代表されるドライエッチングが挙げられる。より好ましくはドライエッチングである。ドライエッチングの装置としては、一般的なプラズマ洗浄装置を用いればよく、アルゴン、窒素、酸素などの汎用ガスやCF4などのフッ素系ガスを用いたプラズマであると、洗浄効果、粗面化効果が高く、さらに次の工程で形成するシード層との接着性が向上し、かつ汎用的で好ましい。特に好ましくは、酸素ガスやCF4である。 Examples of the purpose of etching include electrode surface of an optical semiconductor element of a wafer level optical semiconductor device member and surface cleaning and roughening of a thermosetting resin that is flush with the electrode surface. A specific etching method is not particularly limited as long as the above-described object is achieved, but includes chemical etching using a chemical solution and dry etching represented by plasma treatment. More preferred is dry etching. As a dry etching apparatus, a general plasma cleaning apparatus may be used. If the plasma uses a general-purpose gas such as argon, nitrogen, oxygen, or a fluorine-based gas such as CF 4 , the cleaning effect and the roughening effect are achieved. In addition, the adhesion to the seed layer formed in the next step is improved, and it is versatile and preferable. Particularly preferred is oxygen gas or CF 4 .
エッチングに続いて行うシード層の形成は、後の工程で電解メッキ又は無電解メッキを施すことを目的として行う。シード層を形成する装置としては、真空蒸着装置やスパッタリング装置が挙げられ、いずれの装置を用いてもよいが、より好ましくは処理後のシード層の膜厚が均一なスパッタリング装置である。処理条件としては特に制限はなく、シードの種類に応じた条件であればよい。 The formation of the seed layer subsequent to the etching is performed for the purpose of performing electrolytic plating or electroless plating in a later step. Examples of the apparatus for forming the seed layer include a vacuum vapor deposition apparatus and a sputtering apparatus, and any apparatus may be used, but a sputtering apparatus with a uniform film thickness of the seed layer after treatment is more preferable. Processing conditions are not particularly limited, and may be any conditions according to the seed type.
シードの種類としては、導電膜を設けるという目的が達成されれば特に制限はなく、Au、Pt、Cr、ZnO、Al合金、Cu、Cu合金、Ta、Ta合金、Ti、TiN、Wなどが挙げられる。より好ましくは、熱硬化性樹脂との接着性を高めることが可能なTiや、後のメッキ工程で安価に進めることが可能で、かつ電気抵抗が小さいCuである。これらシードは、単独又は複数で積層させてもよい。 The seed type is not particularly limited as long as the purpose of providing a conductive film is achieved. Examples include Au, Pt, Cr, ZnO, Al alloy, Cu, Cu alloy, Ta, Ta alloy, Ti, TiN, and W. Can be mentioned. More preferably, it is Ti that can enhance the adhesiveness with the thermosetting resin, or Cu that can be inexpensively advanced in the subsequent plating step and has low electric resistance. These seeds may be laminated singly or in plural.
シード層の膜厚は、後のメッキ工程で均一な導電性が得られ、熱硬化性樹脂及びメッキ金属との接着性を得る目的が達成されれば特に制限はないが、通常10nmから1μmの範囲である。10nm以上であれば十分な接着性が得られ、1μm以下であれば経済的である。 The film thickness of the seed layer is not particularly limited as long as uniform conductivity can be obtained in the subsequent plating step and the purpose of obtaining adhesion with the thermosetting resin and the plating metal is achieved, but it is usually 10 nm to 1 μm. It is a range. If it is 10 nm or more, sufficient adhesiveness is obtained, and if it is 1 μm or less, it is economical.
次の工程(v)は、シード層が形成された面上にメッキレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて露光した後現像を行って、各光半導体素子の電極面に開口を形成する工程である。目的の構造物を得られれば、工法に制限はないが、例えば、公知のサブトラクティブ法として知られる工法でパターニング処理することが簡便で好ましい。 In the next step (v), a plating resist film is formed on the surface on which the seed layer is formed, exposure is performed using a photomask, and development is performed to form an opening on the electrode surface of each optical semiconductor element. It is. As long as the desired structure can be obtained, the construction method is not limited. For example, it is convenient and preferable to perform patterning by a construction method known as a known subtractive method.
メッキレジスト膜として使用される感光性樹脂材料は、種々市場で入手可能であり、後のメッキ工程での薬液に耐性があればよく、薄膜形成形、厚膜形成形、ポジ型、ネガ型、感光波長等、種々特性から自由に選択すればよい。一般に、感光性樹脂材料は、ドライフィルム、あるいは液状樹脂の形態で供給されており、生産設備の種類によって供給形態を選択することが可能である。ドライフィルムの場合は、ロールラミネーター、プレス等の手段を用いて、工程(iv)で得られたシード層が形成されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材のシード面に、感光性樹脂を貼付ければよい。一方、液状樹脂の場合は、スピンコーター、スクリーン印刷機、カーテンコーターなどの手段を用いて、工程(iv)で得られたシード層が形成されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材のシード面に樹脂を塗布、乾燥し、樹脂層を形成すればよい。従って、このときのウェハーレベル光半導体デバイス用部材のシード層の表面は感光性樹脂により覆われた状態になっている。塗布量は最終デバイスの設計に応じ適宜選択することができるが、膜厚0.1〜100μmとすることが好ましい。より好ましくは1〜20μmである。 The photosensitive resin material used as the plating resist film can be obtained in various markets, as long as it is resistant to chemicals in the subsequent plating process, thin film formation type, thick film formation type, positive type, negative type, What is necessary is just to select freely from various characteristics, such as a photosensitive wavelength. Generally, the photosensitive resin material is supplied in the form of a dry film or a liquid resin, and the supply form can be selected depending on the type of production equipment. In the case of a dry film, if a photosensitive resin is applied to the seed surface of the wafer level optical semiconductor device member on which the seed layer obtained in step (iv) is formed using means such as a roll laminator or a press. Good. On the other hand, in the case of a liquid resin, a resin such as a spin coater, a screen printing machine, or a curtain coater is used on the seed surface of the wafer level optical semiconductor device member on which the seed layer obtained in step (iv) is formed. May be applied and dried to form a resin layer. Therefore, the surface of the seed layer of the wafer level optical semiconductor device member at this time is in a state covered with the photosensitive resin. The coating amount can be appropriately selected according to the design of the final device, but the film thickness is preferably 0.1 to 100 μm. More preferably, it is 1-20 micrometers.
このようにして用意されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材は、フォトリソグラフィーの手法により、所定部位をマスク及び露光装置を用いて露光し、感光性樹脂材料に合わせた現像液で現像し、各光半導体素子の電極面に開口を形成することにより、先に設けたシード層を露出させる。 The wafer level optical semiconductor device member prepared in this way is exposed to a predetermined portion using a mask and an exposure apparatus by a photolithography technique, and developed with a developer that matches the photosensitive resin material. By forming an opening in the electrode surface of the semiconductor element, the previously provided seed layer is exposed.
露光装置は公知のものを用いればよく、露光条件は用いた感光性樹脂材料の処理条件に従えばよい。光硬化反応を効率的に行うため、必要に応じ予備加熱により溶剤等を予め揮発させておいてもよい。予備加熱は、例えば40〜140℃で1分〜1時間程度行うことができる。次いで、フォトマスクを介して波長240〜500nmの光で露光して、硬化させる。上記フォトマスクは、例えば所望のパターンをくり貫いたものであってもよい。なお、フォトマスクの材質は上記波長240〜500nmの光を遮蔽するものが好ましく、例えばクロム等が好適に用いられるがこれに限定されるものではない。 What is necessary is just to use a well-known exposure apparatus, and the exposure conditions should just follow the processing conditions of the used photosensitive resin material. In order to efficiently perform the photocuring reaction, a solvent or the like may be volatilized in advance by preheating as necessary. Preheating can be performed, for example, at 40 to 140 ° C. for about 1 minute to 1 hour. Next, the film is exposed to light having a wavelength of 240 to 500 nm through a photomask and cured. For example, the photomask may be formed by cutting a desired pattern. In addition, the material of the photomask is preferably one that shields the light having the wavelength of 240 to 500 nm. For example, chromium is preferably used, but is not limited thereto.
上記波長240〜500nmの光としては、例えば放射線発生装置により発生された種々の波長の光、例えば、g線、i線等の紫外線光、遠紫外線光(248nm)等が挙げられる。露光量は、例えば10〜2000mJ/cm2が好ましい。
ここで、必要に応じ更に現像感度を高めるために、露光後に加熱処理を行ってもよい。上記露光後加熱処理は、例えば40〜140℃で0.5〜10分間とすることができる。
Examples of the light having a wavelength of 240 to 500 nm include light of various wavelengths generated by a radiation generator, for example, ultraviolet light such as g-line and i-line, and far-ultraviolet light (248 nm). The exposure amount is preferably, for example, 10 to 2000 mJ / cm 2 .
Here, heat treatment may be performed after exposure in order to further increase the development sensitivity as necessary. The post-exposure heat treatment can be performed at 40 to 140 ° C. for 0.5 to 10 minutes, for example.
なお、開口は後述の工程(vi)で再配線用回路やボンディングパッド等を形成するために設けられるものである。開口のデザインとしては、自由に設計することが可能であり、例えば、1つの光半導体素子に対して1つの光半導体デバイスとなるように設計してもよいし、複数個の光半導体素子を直列接続して1つの光半導体デバイスとなるように設計してもよい。 The opening is provided for forming a rewiring circuit, a bonding pad, and the like in the step (vi) described later. As the design of the opening, it is possible to design freely. For example, it may be designed so that one optical semiconductor device becomes one optical semiconductor device, or a plurality of optical semiconductor elements are connected in series. You may design so that it may connect and it may become one optical semiconductor device.
上記露光後あるいは露光後加熱後、現像液を用いて現像する。現像液としては、メッキレジスト膜に用いた感光性樹脂材料の処理条件に応じて公知のものを用いればよく、例えば溶剤として使用されるジメチルアセトアミドやシクロヘキサノン等の有機溶剤系現像液、あるいは炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)等のアルカリ現像液等を選択し、適切な濃度に調製して用いればよいが、これらに限定されるわけではない。
現像は、通常の方法、例えばパターン形成物を浸漬すること等により行うことができる。その後、必要に応じ洗浄、リンス、乾燥等を行い、所望のパターンを有するメッキレジスト膜が得られる。
After the exposure or post-exposure heating, development is performed using a developer. As the developer, a known one may be used according to the processing conditions of the photosensitive resin material used for the plating resist film. For example, an organic solvent developer such as dimethylacetamide or cyclohexanone used as a solvent, or sodium carbonate An alkali developer such as sodium hydroxide or tetramethylammonium hydride (TMAH) may be selected and adjusted to an appropriate concentration for use, but is not limited thereto.
The development can be performed by a normal method, for example, by immersing a pattern formed product. Thereafter, washing, rinsing, drying and the like are performed as necessary to obtain a plating resist film having a desired pattern.
なお、光半導体素子上に形成されたメッキレジスト膜には、光半導体デバイスのデザインに合わせて回路が形成されるが、これら回路形成の際に必要となるアライメントマークは、それをあらかじめウェハーレベル光半導体デバイス用部材上に形成しておくことにより、所定の位置に非常に精度良く回路を形成することが可能となる。具体的には、アライメントマークとなる位置に、光半導体素子やそれに代わるSiチップなどを搭載し、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材として成型しておけばよい。また、場合に応じて、アノードマークやダイシングストリート用のマークを設けてもよい。また、後のメッキ工程で電解メッキによる工法を選択した場合、先に設けたシード層と電解メッキ用の電極を接続する目的で、メッキレジスト膜の一部を開口することが必要である。 A circuit is formed on the plating resist film formed on the optical semiconductor element in accordance with the design of the optical semiconductor device. The alignment mark necessary for forming these circuits is previously applied to the wafer level light. By forming on the semiconductor device member, a circuit can be formed at a predetermined position with very high accuracy. Specifically, an optical semiconductor element or an Si chip instead of the optical semiconductor element may be mounted at a position to be an alignment mark and molded as a member for a wafer level optical semiconductor device. Further, according to circumstances, an anode mark or a dicing street mark may be provided. In addition, when an electroplating method is selected in the subsequent plating step, it is necessary to open a part of the plating resist film for the purpose of connecting the previously provided seed layer and the electrode for electrolytic plating.
続く工程(vi)は、開口が形成された面に対し、電解メッキ法又は無電解メッキ法を用いて光半導体素子を実装基板とつなぐための回路(再配線用回路)、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、メッキレジスト膜を剥離し、続いてメッキレジスト膜の剥離後に表面に現れたシード層の不要な部分をエッチングにより除去する工程である。 In the subsequent step (vi), a circuit (rewiring circuit) for connecting the optical semiconductor element to the mounting substrate using an electrolytic plating method or an electroless plating method, or solder connection or flipping is performed on the surface where the opening is formed. In this process, after the bonding pad for chip connection is formed, the plating resist film is peeled off, and then unnecessary portions of the seed layer appearing on the surface after peeling of the plating resist film are removed by etching.
メッキによる電極形成方法として、具体的には、上記フォトリソグラフィーの手法により形成された感光性樹脂材料膜をメッキレジスト膜として、常法により電解メッキ法又は無電解メッキ法により導体パターンを被着形成し、その後、レジストパターンを除去する方法が挙げられる。 As an electrode forming method by plating, specifically, a conductive resin pattern is formed by electroplating or electroless plating by a conventional method using the photosensitive resin material film formed by the above photolithography technique as a plating resist film. Then, a method of removing the resist pattern is mentioned.
なお、電解メッキ又は無電解メッキとしては、電解Cuメッキ、無電解Cuメッキ、電解Niメッキ、無電解Niメッキ、電解Fe−Niメッキ、電解Auメッキ等が挙げられるが、これらに限定されるわけではなく、公知のメッキ浴、メッキ条件でメッキすることができる。メッキ層の材料は、シード層の材料と同一であれば、密着性が向上するので、材料が同一であることがより好ましい。
なお、メッキ厚さはメッキレジスト膜の厚さの80〜100%にて形成されるのが一般的とされる。例えば、シード層が銅であり、その上に厚さ10μmのメッキレジスト膜パターンを形成した後、電解Cuメッキにより厚さ3〜10μmのCu電極を形成する。続いて、常法に従ってメッキレジスト膜を除去することで、シード層の上にメッキ層による回路が設けられた構造体を得ることができる。
Examples of electrolytic plating or electroless plating include, but are not limited to, electrolytic Cu plating, electroless Cu plating, electrolytic Ni plating, electroless Ni plating, electrolytic Fe-Ni plating, and electrolytic Au plating. Instead, it can be plated by a known plating bath and plating conditions. If the material of the plating layer is the same as the material of the seed layer, the adhesion is improved. Therefore, the material is more preferably the same.
The plating thickness is generally 80 to 100% of the thickness of the plating resist film. For example, the seed layer is copper, a plating resist film pattern having a thickness of 10 μm is formed thereon, and then a Cu electrode having a thickness of 3 to 10 μm is formed by electrolytic Cu plating. Subsequently, by removing the plating resist film according to a conventional method, a structure in which a circuit using a plating layer is provided on the seed layer can be obtained.
続いて、メッキレジスト膜の剥離後に表面に現れたシード層の不要な部分を剥離させるなどして除去する。シード層の剥離にはウェットエッチングを用い、種々シード金属に適したエッチング液を選択すればよく、例えば過水であれば、リン酸過水(リン酸と過酸化水素水とを含有する溶液)、硫酸過水(硫酸と過酸化水素水とを含有する溶液)、硝酸過水(硝酸と過酸化水素水とを含有する溶液)、フッ酸過水(フッ酸と過酸化水素水とを含有する溶液)、アンモニア過水(アンモニアと過酸化水素水とを含有する溶液)などが挙げられる。より具体的には、Cuシード層のエッチングは、リン酸過水、硫酸過水又は硝酸過水を含有するエッチング液などを用いて行うことができ、Tiシード層のエッチングはアンモニア過水やバッファードフッ酸(NH4F)を含有するエッチング液などを用いて行うことができる。
また、本工程では、光半導体素子上の電極及び発光層、光反射層などをなす層が過度に侵食されないように、エッチング時間を適宜調整する。
Subsequently, unnecessary portions of the seed layer appearing on the surface after the plating resist film is peeled off are removed, for example. For removing the seed layer, wet etching may be used, and an etching solution suitable for various seed metals may be selected. For example, in the case of overwater, phosphoric acid overwater (a solution containing phosphoric acid and hydrogen peroxide water) , Sulfuric acid / hydrogen peroxide (solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide solution), nitric acid / hydrogen peroxide solution (containing nitric acid and hydrogen peroxide solution), hydrofluoric acid / hydrogen peroxide solution (containing hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution) Solution), ammonia perwater (a solution containing ammonia and hydrogen peroxide solution), and the like. More specifically, the etching of the Cu seed layer can be performed using an etching solution containing phosphoric acid / hydrogen peroxide, sulfuric acid / hydrogen peroxide or nitric acid / hydrogen peroxide. This can be performed using an etchant containing dofluoric acid (NH 4 F).
In this step, the etching time is appropriately adjusted so that the electrode, the light emitting layer, the light reflecting layer, and the like on the optical semiconductor element are not eroded excessively.
次に、工程(vii)では、工程(vi)で得られた構造物を、目的に応じて、ダイシングブレード等を用いて切断し、個片化する。これにより、光半導体素子を1個以上有する光半導体デバイスを得ることができる。この際、上述の光反射部材の位置で切断することで断面性状を良好にすることができる。
切断方法としては公知の方法を採用すればよく、回転ブレードによるダイシング加工、レーザー加工、ウォータージェット加工、金型加工等の公知の方法により切断することができるが、ダイシング加工が経済的、工業的な面で好ましい。
Next, in the step (vii), the structure obtained in the step (vi) is cut into pieces by using a dicing blade or the like according to the purpose. Thereby, an optical semiconductor device having one or more optical semiconductor elements can be obtained. At this time, the cross-sectional property can be improved by cutting at the position of the light reflecting member.
As a cutting method, a known method may be adopted, and it can be cut by a known method such as dicing processing with a rotating blade, laser processing, water jet processing, mold processing, etc., but dicing processing is economical and industrial. This is preferable.
以上のようにして、光半導体デバイスを製造することができる。
このような本発明の光半導体デバイスの製造方法であれば、部材の種類を大幅に減らすことが可能であり、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ製品の寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製造後の製品特性の管理が容易な光半導体デバイスを低コストで容易に製造することができる。
As described above, an optical semiconductor device can be manufactured.
With such an optical semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is possible to greatly reduce the types of members, without requiring special protection for prevention of sulfidation of silver plating, and high output. An optical semiconductor device that can withstand driving of an optical semiconductor element, has high dimensional accuracy of the product, has little unevenness and variation in emission color, and can easily manage product characteristics after manufacture can be easily manufactured at low cost. .
また、本発明では、上述の本発明の光半導体デバイスの製造方法によって製造された光半導体デバイスを提供する。 The present invention also provides an optical semiconductor device manufactured by the above-described optical semiconductor device manufacturing method of the present invention.
このような光半導体デバイスであれば、部材の種類が少なく、銀メッキの硫化防止のための特別な保護を必要とすることなく、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられ、かつ寸法精度が高く、発光色のむらやばらつきが少なく、製品特性の管理が容易な光半導体デバイスとなる。 Such an optical semiconductor device has few types of members, can withstand driving of high-output optical semiconductor elements without requiring special protection for preventing silver plating sulfidation, and has dimensional accuracy. Therefore, the optical semiconductor device is easy to manage the product characteristics with little unevenness and variation in emission color.
またこのとき、前記実装基板と接続するための回路、及び半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを有するとともに、さらに2つ以上の光半導体素子が電気的に接続されたものとすることもできる。この場合、個片化工程において、2つ以上の光半導体素子が含まれるように切断すればよい。 Further, at this time, it has a circuit for connecting to the mounting substrate and a bonding pad for solder connection or flip chip connection, and two or more optical semiconductor elements may be electrically connected. it can. In this case, what is necessary is just to cut | disconnect so that two or more optical-semiconductor elements may be included in an individualization process.
また、このようにして得られた光半導体デバイスを実装基板に接続する方法として、半田リフローによる実装、ボールバンプを設けた実装基板に対するフリップチップ実装等、最終モジュールの形態や設備に応じて自由に選択できる。 In addition, as a method of connecting the optical semiconductor device obtained in this way to the mounting board, mounting by solder reflow, flip chip mounting to the mounting board provided with ball bumps, etc. can be freely performed according to the form and equipment of the final module You can choose.
以上のように、本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法、及びこれによって製造されたウェハーレベル光半導体デバイス用部材を用いた本発明の光半導体デバイスの製造方法であれば、光半導体装置の薄型化、小型化にあたり部材の種類を大幅に減らすことが可能で、銀メッキがなされた部材を用いなくとも済むため硫化防止の特別な保護を必要とすることなく、更に耐熱性、耐光性が高く、従って高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられる信頼性の高い光半導体デバイスを低コストで容易に製造することができる。更に、光半導体素子の出力や波長を事前に選別した状態で一括に製造することが可能であり、製造後の製品特性の管理が容易となる。即ち、基板上に複数の発光素子を搭載した半導体発光装置において、発光面内における発光色のむら(色温度差)を低減することが可能となる。また、基板を発光素子毎に分割して製造される発光装置においては、発光装置間の発光色のばらつきを防止することが可能となり、歩留りが向上する。
また、光透過性部材を使用することで、製造工程における取扱い性が良好となり、搬送時の割れや欠けを防ぎ、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の反りを防止することが可能となる。更に、後のフォトリソグラフィー工程、メッキ工程などで使用される薬液に対する耐薬品性を向上させることもできる。
また、光反射部材を使用することで、光半導体デバイスの光取出し性を高めることが可能となり、またダイシング時の断面性状を良好にすることができるため、製品の寸法精度、発光特性の安定性が向上し、更に光半導体デバイスとしての耐久性が向上する。また、低硬度の熱硬化性樹脂を選択することが可能となり、光半導体デバイスの熱衝撃による耐クラック性の向上や耐熱、耐光性の向上を図ることが可能となる。
As mentioned above, if it is a manufacturing method of the member for wafer level optical semiconductor devices of this invention, and the manufacturing method of the optical semiconductor device of this invention using the member for wafer level optical semiconductor devices manufactured by this, if it is an optical semiconductor It is possible to greatly reduce the number of types of components when making the device thinner and smaller, and it is not necessary to use silver-plated components. Therefore, it is possible to easily manufacture a highly reliable optical semiconductor device that can withstand driving of a high-output optical semiconductor element at low cost. Furthermore, it is possible to manufacture in a lump in a state in which the output and wavelength of the optical semiconductor element are selected in advance, and management of product characteristics after manufacture becomes easy. That is, in a semiconductor light-emitting device in which a plurality of light-emitting elements are mounted on a substrate, it is possible to reduce unevenness in color (color temperature difference) in the light-emitting surface. Further, in a light-emitting device manufactured by dividing a substrate for each light-emitting element, it is possible to prevent variations in emission color between the light-emitting devices, and the yield is improved.
Further, by using the light transmissive member, the handleability in the manufacturing process is improved, cracking and chipping during transportation can be prevented, and warpage of the wafer level optical semiconductor device member can be prevented. Furthermore, chemical resistance to chemicals used in the subsequent photolithography process, plating process, etc. can be improved.
In addition, by using a light reflecting member, it is possible to improve the light extraction performance of the optical semiconductor device and to improve the cross-sectional properties during dicing, so that the dimensional accuracy of the product and the stability of the light emission characteristics are improved. And the durability as an optical semiconductor device is further improved. In addition, it is possible to select a thermosetting resin having a low hardness, and it is possible to improve the crack resistance due to thermal shock of the optical semiconductor device and to improve the heat resistance and light resistance.
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these.
(色座標(sx)の測定)
なお、実施例及び比較例で得られた光半導体モジュールの色座標(sx)の測定は、全光束測定システム HM−9100(大塚電子(株)製)を用いて、印加電流IF=20mAの条件で測定した。また、測定結果から、平均値及びばらつき(σ)を求めた。
(Measurement of color coordinates (sx))
In addition, the measurement of the color coordinate (sx) of the optical semiconductor module obtained by the Example and the comparative example was performed using the total luminous flux measurement system HM-9100 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and the applied current IF = 20 mA. Measured with Moreover, the average value and dispersion | variation ((sigma)) were calculated | required from the measurement result.
(実施例1)
<ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造>
ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)
支持基板として、厚さ725μm、直径200mm(8インチ)のシリコンウェハーに、熱剥離性両面粘着シート(日東電工社製 製品名:リバアルファ No.3195V)の発泡面を基板側としなるようにゴムローラーを用いて貼り付け、片面に粘着シートが設けられた支持基板とした。更に熱剥離性両面粘着シートの不要部は切り取り、8インチの円形形状とした。
この円形部材に、光反射性熱硬化性樹脂(信越化学工業社製 製品名:KCR−3500WS)を、ディスペンス装置を用いて幅400μm、高さ300μmとなるように所定の部位に塗布し、100℃、1時間で仮硬化した。続いて、光半導体素子として、Bridgelux社製 BXCD4545の電極面を粘着シートに対向するように、チップソーターを用いて複数個載置し、続いて100℃、1時間の加熱処理を行い粘着面に固定した。
Example 1
<Manufacture of wafer level optical semiconductor device components>
Wafer level optical semiconductor device member (A)
As a support substrate, a rubber having a thickness of 725 μm and a diameter of 200 mm (8 inches) and a foam surface of a heat-releasable double-sided adhesive sheet (product name: Riva Alpha No. 3195V, manufactured by Nitto Denko Corporation) is used as the substrate side A support substrate having a pressure-sensitive adhesive sheet provided on one side was attached using a roller. Furthermore, the unnecessary part of the heat-releasable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet was cut out and formed into an 8-inch circular shape.
A light-reflective thermosetting resin (product name: KCR-3500WS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied to the circular member on a predetermined site using a dispensing device so that the width is 400 μm and the height is 300 μm. Temporarily cured at 1 ° C. for 1 hour. Subsequently, as an optical semiconductor element, a plurality of electrode surfaces of BXCD4545 manufactured by Bridgegelux are placed using a chip sorter so as to face the adhesive sheet, and then subjected to heat treatment at 100 ° C. for 1 hour on the adhesive surface. Fixed.
次に、上述のようにして粘着シート面に複数の光半導体素子を搭載した支持基板を、予め150℃に加熱した圧縮成型機の下型に載置し、同じく、剥離フィルムを備え予め150℃に加熱した対向する上型に光透過性部材を載置した。光透過性部材は、直径190mmの円形で、表面は鏡面に研磨された、厚さ500μmの合成石英を用い、剥離フィルムと対向する側に、接着剤として熱硬化性シリコーン樹脂(信越工業株式会社製 製品名:KER2300)を薄く塗布したあと、剥離フィルムに10秒間押し当て仮固定した。その後、下型側に熱硬化性シリコーン樹脂(信越工業株式会社製 製品名:KER2300)100体積部に対して、充填材としてヒュームドシリカ(株式会社トクヤマ製 製品名:DM−30)を3体積部、蛍光体(Phosphertechnology社製)を8体積部となるように配合した熱硬化性樹脂組成物を供給し、150℃で5分間圧縮成型を行い、続いて、150℃で3時間、本硬化を実施した。成型後の熱硬化性樹脂の硬度はショアDで50であり、光反射部材の硬度はショアDで82であった。 Next, the support substrate having a plurality of optical semiconductor elements mounted on the pressure-sensitive adhesive sheet surface as described above is placed on the lower mold of a compression molding machine preheated to 150 ° C., and is similarly provided with a release film in advance at 150 ° C. A light-transmitting member was placed on the opposing upper mold heated to. The light-transmitting member is a circle having a diameter of 190 mm, the surface is polished to a mirror surface, and synthetic quartz with a thickness of 500 μm is used. On the side facing the release film, a thermosetting silicone resin (Shin-Etsu Kogyo Co., Ltd.) is used as an adhesive. Product name: KER2300) was thinly applied, and then pressed and temporarily fixed to the release film for 10 seconds. Thereafter, 3 volumes of fumed silica (product name: DM-30 manufactured by Tokuyama Corporation) as a filler with respect to 100 parts by volume of the thermosetting silicone resin (product name: KER2300 manufactured by Shin-Etsu Industry Co., Ltd.) on the lower mold side. Parts, a thermosetting resin composition containing 8 parts by volume of phosphor (manufactured by Phosphortechnology) is supplied, compression molding is performed at 150 ° C. for 5 minutes, and then main curing is performed at 150 ° C. for 3 hours. Carried out. The hardness of the thermosetting resin after molding was 50 on Shore D, and the hardness of the light reflecting member was 82 on Shore D.
更に、180℃に加熱したホットプレート上に支持基板側を下にして置くことで、積層体と熱剥離性両面粘着シートを支持基板から剥離し、続いて熱剥離性両面粘着シートを積層体から剥離することで、熱硬化性樹脂中に蛍光体が分散された、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)を製造した。得られた構造物は、光透過性部材(合成石英)の厚さが500μm、蛍光体、充填材、光半導体素子を含む熱硬化性樹脂部の厚さが300μmのものであった。 Furthermore, by placing the support substrate side down on a hot plate heated to 180 ° C., the laminate and the heat-peelable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet are peeled from the support substrate, and then the heat-peelable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet is removed from the laminate. By peeling, a wafer level optical semiconductor device member (A) in which a phosphor was dispersed in a thermosetting resin was produced. In the obtained structure, the thickness of the light transmissive member (synthetic quartz) was 500 μm, and the thickness of the thermosetting resin portion including the phosphor, the filler, and the optical semiconductor element was 300 μm.
(実施例2)
ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(B)
支持基板として、厚さ725μm、直径200mm(8インチ)のシリコンウェハーに、熱剥離性両面粘着シート(日東電工社製 製品名:リバアルファ No.3195V)の発泡面を基板側としなるようにゴムローラーを用いて貼り付け、片面に粘着シートが設けられた支持基板とした。更に熱剥離性両面粘着シートの不要部は切り取り、8インチの円形形状とした。この円形部材に、光半導体素子として、Bridgelux社製 BXCD4545の電極面を粘着シートに対向するように、チップソーターを用いて複数個載置し、続いて100℃、1時間の加熱処理を行い粘着面に固定した。
(Example 2)
Wafer level optical semiconductor device member (B)
As a support substrate, a rubber having a thickness of 725 μm and a diameter of 200 mm (8 inches) and a foam surface of a heat-releasable double-sided adhesive sheet (product name: Riva Alpha No. 3195V, manufactured by Nitto Denko Corporation) is used as the substrate side A support substrate having a pressure-sensitive adhesive sheet provided on one side was attached using a roller. Furthermore, the unnecessary part of the heat-releasable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet was cut out and formed into an 8-inch circular shape. On this circular member, a plurality of BXCD4545 electrodes made by Bridgegelux as optical semiconductor elements are placed using a chip sorter so as to face the adhesive sheet, and then subjected to heat treatment at 100 ° C. for 1 hour for adhesion. Fixed to the surface.
次に、光透過性部材に、光反射性熱硬化性樹脂(信越化学工業社製 製品名:KCR−3500WS)を、ディスペンス装置を用いて幅400μm、高さ300μmとなるように所定の部位に塗布し、100℃、1時間で仮硬化した。
次に、上述のようにして粘着シート面に複数の光半導体素子を搭載した支持基板を、予め150℃に加熱した圧縮成型機の下型に載置し、同じく、剥離フィルムを備え予め150℃に加熱した対向する上型に光透過性部材を載置した。光透過性部材としては、熱硬化性シリコーン樹脂(信越工業株式会社製 製品名:KER2667)100体積部に対して、充填材としてヒュームドシリカ(株式会社トクヤマ製 製品名:DM−30)を10体積部、蛍光体(Phosphertechnology社製)を5体積部となるように配合した熱硬化性樹脂組成物を150℃で5分間圧縮成型を行い、続いて、150℃で3時間、本硬化を実施した、直径190mmの円形、厚さ500μmの成型体(硬度:ショアD78)を用いた。このような光透過性部材を、剥離フィルムと対向する側に、接着剤として熱硬化性シリコーン樹脂(信越工業株式会社製 製品名:KER2300)を薄く塗布したあと、剥離フィルムに10秒間押し当て仮固定した。その後、下型側に熱硬化性シリコーン樹脂(信越工業株式会社製 製品名:KER2300)を10mL供給し、150℃で5分間圧縮成型を行い、続いて、150℃で3時間、本硬化を実施した。成型後の熱硬化性樹脂の硬度はショアDで50であり、光反射部材の硬度はショアDで82であった。
Next, a light-reflective thermosetting resin (product name: KCR-3500WS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied to the light-transmitting member at a predetermined site using a dispensing device so that the width is 400 μm and the height is 300 μm. It was applied and temporarily cured at 100 ° C. for 1 hour.
Next, the support substrate having a plurality of optical semiconductor elements mounted on the pressure-sensitive adhesive sheet surface as described above is placed on the lower mold of a compression molding machine preheated to 150 ° C., and is similarly provided with a release film in advance at 150 ° C. A light-transmitting member was placed on the opposing upper mold heated to. As a light transmissive member, 10 parts of fumed silica (product name: DM-30 manufactured by Tokuyama Corporation) are used as a filler with respect to 100 parts by volume of thermosetting silicone resin (product name: KER2667 manufactured by Shin-Etsu Kogyo Co., Ltd.). The thermosetting resin composition containing 5 parts by volume and phosphor (manufactured by Phosphotechnology) was compression molded at 150 ° C for 5 minutes, followed by main curing at 150 ° C for 3 hours. A molded body (hardness: Shore D78) having a diameter of 190 mm and a thickness of 500 μm was used. Such a light transmitting member is thinly applied with a thermosetting silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Kogyo Co., Ltd., product name: KER2300) as an adhesive on the side facing the release film, and then pressed against the release film for 10 seconds. Fixed. Thereafter, 10 mL of thermosetting silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Kogyo Co., Ltd., product name: KER2300) is supplied to the lower mold side, compression molding is performed at 150 ° C. for 5 minutes, and then main curing is performed at 150 ° C. for 3 hours. did. The hardness of the thermosetting resin after molding was 50 on Shore D, and the hardness of the light reflecting member was 82 on Shore D.
更に、180℃に加熱したホットプレート上に支持基板側を下にして置くことで、積層体と熱剥離性両面粘着シートを支持基盤から剥離し、続いて熱剥離性両面粘着シートを積層体から剥離することで、光透過性部材中に蛍光体が分散された、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(B)を製造した。得られた構造物は、蛍光体、充填材を含む光透過性部材(熱硬化性シリコーン樹脂)の厚さが500μm、光半導体素子を含む熱硬化性樹脂部の厚さが300μmのものであった。 Furthermore, by placing the support substrate side down on a hot plate heated to 180 ° C., the laminate and the heat-peelable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet are peeled off from the support base, and then the heat-peelable double-sided pressure-sensitive adhesive sheet is removed from the laminate. By peeling, a wafer level optical semiconductor device member (B) in which the phosphor was dispersed in the light transmitting member was manufactured. The obtained structure was such that the thickness of the light-transmitting member (thermosetting silicone resin) including the phosphor and the filler was 500 μm, and the thickness of the thermosetting resin portion including the optical semiconductor element was 300 μm. It was.
<光半導体デバイスの製造>
(I)1つの光半導体素子に対して1つのデバイスとなるように設計した光半導体デバイス(光半導体デバイス(I−A)、(I−B))
上述のようにして製造した、光半導体素子の集合体であるウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)、(B)の光半導体素子が露出した面に対して、酸素:CF4=70:30となる混合ガスのプラズマを60秒間照射しプラズマエッチングによる粗面化を実施した。続いてエッチング処理面に対してスパッタリングにより、Ti(膜厚100nm)、Cu(膜厚400nm)の順でシード層を形成した。ターゲットは市販品の高純度Ti、及び高純度Cuを用いた。
<Manufacture of optical semiconductor devices>
(I) An optical semiconductor device designed to be one device for one optical semiconductor element (optical semiconductor devices (IA) and (IB))
Oxygen: CF 4 = 70: 30 with respect to the exposed surface of the optical semiconductor element of the wafer level optical semiconductor device members (A) and (B), which is an assembly of optical semiconductor elements, manufactured as described above. The resulting mixed gas plasma was irradiated for 60 seconds to roughen the surface by plasma etching. Subsequently, a seed layer was formed in the order of Ti (film thickness: 100 nm) and Cu (film thickness: 400 nm) by sputtering on the etched surface. As the target, commercially available high purity Ti and high purity Cu were used.
続いて、シード層が形成された面上にポジ型感光性材料(信越化学工業社製 製品名:SIPR−7126)を、スピンコーティング法を用いて、膜厚10μmとなるようにコートし、120℃ 1分間加熱することで成膜した。その後、遮光部を複数個有するマスクを用い、マスクアライナ装置で露光し、市販の2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で現像を行って開口を形成し、続いて3質量%硫酸水に30秒間浸漬し洗浄した。 Subsequently, a positive photosensitive material (product name: SIPR-7126, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is coated on the surface on which the seed layer is formed using a spin coating method so that the film thickness becomes 10 μm. The film was formed by heating at 1 ° C. for 1 minute. Then, using a mask having a plurality of light-shielding portions, it is exposed with a mask aligner, developed with a commercially available 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution to form an opening, and subsequently 3 mass%. It was immersed in sulfuric acid water for 30 seconds and washed.
その後、Cuメッキ液(日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース(株)製:ミクロファブCu200)に浸漬し、25℃において20分間定電流を流してCuメッキを行い、厚さ4μmのCuを積層した。次に、電解メッキ後の基板表面を純水にて流水洗浄を行い、窒素ブローを行って基板表面を乾燥させた後、PGMEA(プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタート)に浸漬して感光性材料の剥離を行い、イソプロピルアルコールで洗浄し、窒素ブローを行って基板表面を乾燥させた。続いて、Cuシード層のエッチング液としてリン酸過水を用いてエッチングを行い、さらにTiシード層のエッチング液としてバッファードフッ酸(NH4F)を用いてエッチングを行った。その後、基板表面を純水にて流水洗浄を行い、窒素ブローを行って基板表面を乾燥させシード層の剥離を行った。 Then, it was immersed in Cu plating solution (Nippon Electroplating Engineers Co., Ltd. product: Microfab Cu200), and Cu plating was performed by flowing a constant current at 25 ° C. for 20 minutes, thereby laminating Cu having a thickness of 4 μm. Next, the substrate surface after electrolytic plating is washed with pure water and blown with nitrogen to dry the substrate surface, and then immersed in PGMEA (propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate). The photosensitive material was peeled off, washed with isopropyl alcohol, and blown with nitrogen to dry the substrate surface. Subsequently, etching was performed using phosphoric acid / hydrogen peroxide as an etching solution for the Cu seed layer, and further, etching was performed using buffered hydrofluoric acid (NH 4 F) as an etching solution for the Ti seed layer. Thereafter, the substrate surface was washed with pure water and blown with nitrogen to dry the substrate surface and peel off the seed layer.
次いで、得られた構造体を、光反射部材の中央にあたる部位をダイシングストリートとして、回転ブレードによるダイシング加工で切断し、純水洗浄及び乾燥することで、それぞれ1つの光半導体素子を有する光半導体デバイスを得た(パッケージとしての外形寸法2.0×2.0×0.8mm)。なお、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)を使用して製造したものを光半導体デバイス(I−A)、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(B)を使用して製造したものを光半導体デバイス(I−B)とした。これらの光半導体デバイスは薄型で製品寸法精度が高いものであった。
更に、得られた光半導体デバイス(I−A)、(I−B)のうち任意の10個を個々に、半田リフローでアルミ製の放熱スター基板に実装し、光半導体デバイスが実装されたモジュールとした。これらのモジュールのIF=20mAにおける色座標(sx)を測定したところ、光半導体デバイス(I−A)を実装したモジュールはsx=0.398、σ=0.001であり、光半導体デバイス(I−B)を実装したモジュールはsx=0.376、σ=0.001であった。また、光反射部材はショアDで82のものを用いたため、工程中の取扱い性に優れ、ダイシング加工後の断面が良好なものであった。
Next, the obtained structure is cut by dicing using a rotating blade with a portion corresponding to the center of the light reflecting member as a dicing street, washed with pure water, and dried, so that each optical semiconductor device has one optical semiconductor element. (Outer dimensions as package: 2.0 × 2.0 × 0.8 mm). In addition, what was manufactured using the member (A) for wafer level optical semiconductor devices is an optical semiconductor device (IA), and what was manufactured using the member (B) for wafer level optical semiconductor devices is an optical semiconductor device (IB). These optical semiconductor devices are thin and have high product dimensional accuracy.
Further, any 10 of the obtained optical semiconductor devices (IA) and (IB) are individually mounted on an aluminum heat dissipation star board by solder reflow, and the optical semiconductor device is mounted on the module. It was. When the color coordinate (sx) at IF = 20 mA of these modules was measured, the module mounted with the optical semiconductor device (IA) had sx = 0.398 and σ = 0.001, and the optical semiconductor device (I The module in which -B) was mounted was sx = 0.376 and σ = 0.001. In addition, since a light reflecting member having a Shore D of 82 was used, the handling property during the process was excellent, and the cross section after dicing was good.
このように、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)、(B)を用いて製造した光半導体デバイス(I−A)、(I−B)はハンドリング性に優れ、ダイシング特性も良好であり、色バラつき(σ値)も非常に狭く、製品特性として良好なものであった。また、使用する部材の数は少なく、銀メッキがなされた部材を使用しないため硫化防止の特別な保護を必要とせず、高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられる信頼性の高い光半導体デバイスであった。 Thus, the optical semiconductor devices (IA) and (IB) manufactured using the wafer level optical semiconductor device members (A) and (B) have excellent handling properties and good dicing characteristics. The color variation (σ value) was very narrow, and the product characteristics were good. In addition, since the number of members used is small and no silver-plated members are used, there is no need for special protection to prevent sulfidation, and a highly reliable optical semiconductor device that can withstand the driving of high-power optical semiconductor elements. Met.
(比較例1)
光反射部材の材料である光反射性熱硬化性樹脂としてKER−2500LV(信越化学工業社製)、無機充填材としてナノアルミナ(日本アエロジル(株)製 製品名:AEROXIDE、AluC805、平均一次粒径13nm)1.5質量部、拡散材として酸化チタン(石原産業(株)製 製品名:PT−301、平均一次粒径250nm)10質量部を添加しよく撹拌したものを用いた以外は、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(A)と同様にして、ウェハーレベル光半導体デバイス用部材(C)の製造を行った。成型後の熱硬化性樹脂の硬度はショアDで50であり、光反射部材の硬度はショアDで20未満であり、TypeAで70であった。
更に、上述の光半導体デバイス(I−A)の製造と同様の工程を経て、光半導体デバイス(I−C)を得た。
得られた光半導体デバイス(I−C)のうち任意の5個を個々に、半田リフローでアルミ製の放熱スター基板に実装し、光半導体デバイスが実装されたモジュールとした。このモジュールのIF=20mAにおける色座標(sx)を測定したところ、sx=0.395、σ=0.016、であった。また、光反射部材としてショアDで20未満のものを用いたため、工程中の取扱い性に劣り、ダイシング加工後の断面が荒れてしまい良好なものとして得られず、その結果色座標のばらつき(σ)が大きいものとなった。
(Comparative Example 1)
KER-2500LV (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a light-reflective thermosetting resin that is a material of the light-reflecting member, nano alumina (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., product names: AEROXIDE, AluC805, average primary particle size) 13 nm) 1.5 parts by mass, wafer except that 10 parts by mass of titanium oxide (product name: PT-301, average primary particle size 250 nm) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. was added and stirred well. The wafer level optical semiconductor device member (C) was produced in the same manner as the level optical semiconductor device member (A). The hardness of the thermosetting resin after molding was 50 for Shore D, the hardness of the light reflecting member was less than 20 for Shore D, and 70 for Type A.
Furthermore, an optical semiconductor device (IC) was obtained through the same steps as the manufacturing of the optical semiconductor device (IA) described above.
Arbitrary five of the obtained optical semiconductor devices (I-C) were individually mounted on a heat dissipation star substrate made of aluminum by solder reflow to form a module on which the optical semiconductor device was mounted. When the color coordinate (sx) at IF = 20 mA of this module was measured, sx = 0.395 and σ = 0.016. Further, since a light reflecting member having a Shore D of less than 20 was used, the handling property during the process was inferior, and the cross-section after dicing was rough and could not be obtained. As a result, variation in color coordinates (σ ) Became big.
(比較例2)
光半導体素子として、Bridgelux社製 BXCD4545を、リードフレームとして、SMD5050パッケージ(I−CHIUN PRECISION INDUSTRY CO.,社製、樹脂部PPA)にダイボンド材(信越化学工業社製 製品名KER−3000−M2)を用いダイボンダーで搭載、加熱硬化することで固定し、ワイヤーボンダーを用いて金線(田中電子工業社製、製品名:FA、25μm)を用いてワイヤーボンディングした。続いて、熱硬化性シリコーン樹脂(信越化学工業社製 製品名:KER−2300)100体積部に対して蛍光体(Phosphertechnology社製)を3体積部となるように配合した封止樹脂を適量ディスペンスし、光半導体デバイス(III)を160個製造した。封止樹脂の硬化条件は150℃、4時間である。
更に、得られた光半導体デバイス(III)のうち任意の10個を個々に、半田リフローでアルミ製の放熱スター基板に実装し、光半導体デバイスが実装されたモジュールとした。このモジュールのIF=20mAにおける色座標(sx)を測定したところ、sx=0.389、σ=0.078であった。
(Comparative Example 2)
As an optical semiconductor element, BXCD4545 manufactured by Bridgegelux is used, and as a lead frame, a die bond material (product name KER-3000-M2 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used in an SMD5050 package (I-CHIUN PRECISION INDUSTRY CO., Ltd., resin part PPA). Was fixed by heating and curing with a die bonder, and wire bonding was performed using a wire bonder using a gold wire (manufactured by Tanaka Electronics Co., Ltd., product name: FA, 25 μm). Subsequently, an appropriate amount of sealing resin containing 3 parts by volume of a phosphor (manufactured by Phosphotechnology) is dispensed with respect to 100 parts by volume of a thermosetting silicone resin (product name: KER-2300, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). 160 optical semiconductor devices (III) were manufactured. The curing conditions for the sealing resin are 150 ° C. and 4 hours.
Furthermore, any 10 of the obtained optical semiconductor devices (III) were individually mounted on an aluminum heat dissipation star substrate by solder reflow to obtain a module on which the optical semiconductor devices were mounted. When the color coordinate (sx) at IF = 20 mA of this module was measured, sx = 0.389 and σ = 0.078.
このようにして得られた光半導体デバイスは、色バラつき(σ値)が大きく、製品特性として非常に良好なものとは言えなかった。
さらに、このパッケージはリードフレームに銀電極を使用しているため、硫化が進行するものであった。
The optical semiconductor device thus obtained has a large color variation (σ value), and it cannot be said that the product characteristics are very good.
Further, since this package uses a silver electrode for the lead frame, sulfidation proceeds.
このように、本発明のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法であれば、光半導体装置の薄型化、小型化にあたり部材の種類を大幅に減らすことが可能で、銀メッキがなされた部材を一切用いなくても済むので硫化防止の特別な保護を必要とすることなく、耐熱性、耐光性が高く、従って高出力の光半導体素子の駆動にも耐えられる信頼性の高い光半導体デバイスを低コストで容易に製造することを可能とするウェハーレベル光半導体デバイス用部材を製造することができた。更に、光半導体素子の出力や波長を事前に選別した状態で一括に成型することが可能であり、製造後の製品特性の管理が容易であった。すなわち、基板上に複数の発光素子を搭載した半導体発光装置において、発光面内における発光色のむら(色座標sxのばらつき)を低減することが可能であった。また、基板を発光素子毎に分割して製造される発光装置においては、発光装置間の発光色のばらつきを防止することが可能となり、歩留りが向上した。 As described above, according to the method for manufacturing a wafer level optical semiconductor device member of the present invention, it is possible to greatly reduce the types of members in reducing the thickness and size of the optical semiconductor device. Since it does not need to be used at all, it does not require special protection to prevent sulfidation, and has high heat resistance and light resistance. Therefore, a highly reliable optical semiconductor device that can withstand the driving of high-power optical semiconductor elements is low. A member for a wafer level optical semiconductor device that can be easily manufactured at low cost could be manufactured. Furthermore, the output and wavelength of the optical semiconductor element can be collectively molded in a state in which the output and wavelength are selected in advance, and the product characteristics after manufacture can be easily managed. That is, in the semiconductor light emitting device in which a plurality of light emitting elements are mounted on the substrate, it is possible to reduce the unevenness of the light emission color (the variation in the color coordinate sx) in the light emitting surface. In addition, in a light emitting device manufactured by dividing a substrate for each light emitting element, it is possible to prevent variations in emission color between the light emitting devices, and the yield is improved.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
1…粘着シート、 2…支持基板、 3…光半導体素子、 4…熱硬化性樹脂組成物、
4’…熱硬化性樹脂硬化物、 5…剥離フィルム、 6…圧縮成型機、 7…積層体、
8…シード層、 9…メッキレジスト膜、 10…ボンディングパッド、
11…光透過性部材、 12…光反射部材。
DESCRIPTION OF
4 '... thermosetting resin cured product, 5 ... release film, 6 ... compression molding machine, 7 ... laminate,
8 ... Seed layer, 9 ... Plating resist film, 10 ... Bonding pad,
11: Light transmissive member, 12: Light reflecting member.
Claims (15)
(i)片面に粘着シートが設けられた支持基板の粘着シート面に複数の光半導体素子の電極面を粘着シート側に対向するようにして搭載する工程と、
(ii)前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面と前記光透過性部材との間に熱硬化性樹脂組成物を供給し、前記支持基板及び前記光透過性部材で前記熱硬化性樹脂組成物を挟持した状態で前記熱硬化性樹脂組成物を成型し硬化させることで、前記支持基板の光半導体素子が搭載された粘着シート面上に前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物と前記光透過性部材が積層された積層体を得る工程と、
(iii)前記積層体から前記支持基板及び粘着シートを剥離する工程、
を有する方法であって、
前記工程(i)又は前記工程(ii)において、デバイス外周部であるダイシングラインに該当する部位に、光反射性熱硬化性樹脂を含み硬度がショアDで20以上の光反射部材を設置することを特徴とするウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法。 In the method of manufacturing a member for a wafer level optical semiconductor device in which a plurality of optical semiconductor elements are held on a light transmissive member via a thermosetting resin,
(I) a step of mounting the electrode surfaces of a plurality of optical semiconductor elements so as to face the pressure-sensitive adhesive sheet side on the pressure-sensitive adhesive sheet surface of the support substrate provided with the pressure-sensitive adhesive sheet on one side;
(Ii) supplying a thermosetting resin composition between the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the support substrate is mounted and the light transmissive member, and the thermosetting with the support substrate and the light transmissive member. A cured product of the thermosetting resin composition on the pressure-sensitive adhesive sheet surface on which the optical semiconductor element of the supporting substrate is mounted by molding and curing the thermosetting resin composition with the adhesive resin composition sandwiched therebetween. And obtaining a laminate in which the light transmissive member is laminated,
(Iii) a step of peeling the support substrate and the pressure-sensitive adhesive sheet from the laminate,
A method comprising:
In the step (i) or the step (ii), a light reflecting member including a light reflecting thermosetting resin and having a hardness of 20 or more in Shore D is installed in a portion corresponding to a dicing line that is a device outer peripheral portion. A method for producing a member for a wafer level optical semiconductor device.
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のウェハーレベル光半導体デバイス用部材の製造方法で得られたウェハーレベル光半導体デバイス用部材の各光半導体素子の電極面に、前記光半導体素子を実装基板とつなぐための回路、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、ダイシングして個片化することを特徴とする光半導体デバイスの製造方法。 An optical semiconductor device manufacturing method comprising:
The optical semiconductor element on the electrode surface of each optical semiconductor element of the member for wafer level optical semiconductor device obtained by the method for manufacturing a member for wafer level optical semiconductor device according to any one of claims 1 to 12. A method for manufacturing an optical semiconductor device comprising: forming a circuit for connecting a semiconductor chip to a mounting substrate, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection, and then dicing into individual pieces.
(iv)前記ウェハーレベル光半導体デバイス用部材の光半導体素子が露出した面に対してエッチングによる粗面化を行った後、シード層を形成する工程と、
(v)前記シード層が形成された面上にメッキレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて露光した後現像を行って、各光半導体素子の電極面に開口を形成する工程と、
(vi)前記開口が形成された面に対し、電解メッキ法又は無電解メッキ法を用いて前記光半導体素子を実装基板とつなぐための回路、あるいは半田接続又はフリップチップ接続のためのボンディングパッドを形成した後、メッキレジスト膜を剥離し、続いてメッキレジスト膜の剥離後に表面に現れた前記シード層の不要な部分をエッチングにより除去する工程と、
(vii)ダイシングして個片化する工程、
を有することを特徴とする請求項13に記載の光半導体デバイスの製造方法。 The method for manufacturing the optical semiconductor device includes:
(Iv) forming a seed layer after performing roughening by etching on the surface of the wafer level optical semiconductor device member where the optical semiconductor element is exposed;
(V) forming a plating resist film on the surface on which the seed layer is formed, performing development after exposure using a photomask, and forming an opening on the electrode surface of each optical semiconductor element;
(Vi) A circuit for connecting the optical semiconductor element to the mounting substrate using an electrolytic plating method or an electroless plating method, or a bonding pad for solder connection or flip chip connection on the surface where the opening is formed. After forming, removing the plating resist film, and subsequently removing unnecessary portions of the seed layer that appeared on the surface after peeling of the plating resist film by etching;
(Vii) a step of dicing into individual pieces,
The method of manufacturing an optical semiconductor device according to claim 13, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014097442A JP6215769B2 (en) | 2014-05-09 | 2014-05-09 | Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014097442A JP6215769B2 (en) | 2014-05-09 | 2014-05-09 | Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015216197A JP2015216197A (en) | 2015-12-03 |
JP6215769B2 true JP6215769B2 (en) | 2017-10-18 |
Family
ID=54752856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014097442A Active JP6215769B2 (en) | 2014-05-09 | 2014-05-09 | Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6215769B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017104479B4 (en) * | 2017-03-03 | 2022-03-10 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Process for the production of optoelectronic semiconductor components |
JP7003075B2 (en) | 2019-02-15 | 2022-01-20 | 信越化学工業株式会社 | Wafer-level optical semiconductor device resin composition and wafer-level optical semiconductor device using the composition |
CN114188445B (en) * | 2020-09-14 | 2024-09-10 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | Manufacturing method of gallium arsenide-based LED (light-emitting diode) tube core structure |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007063538A (en) * | 2005-08-03 | 2007-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Addition curing-type silicone resin composition for light emitting diode |
JP4325645B2 (en) * | 2006-06-14 | 2009-09-02 | 日亜化学工業株式会社 | Transfer mold tablet, manufacturing method thereof, light emitting device and manufacturing method thereof |
JP5190993B2 (en) * | 2008-11-20 | 2013-04-24 | 日東電工株式会社 | Sheet for optical semiconductor encapsulation |
JP5107886B2 (en) * | 2008-12-24 | 2012-12-26 | 日東電工株式会社 | Manufacturing method of optical semiconductor device |
JP2010245477A (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-28 | Dow Corning Toray Co Ltd | Optical device and manufacturing method of producing the same |
WO2011093454A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | シチズン電子株式会社 | Method for producing light-emitting device and light emitting device |
JP5337105B2 (en) * | 2010-06-03 | 2013-11-06 | 株式会社東芝 | Semiconductor light emitting device |
JP5619680B2 (en) * | 2011-06-03 | 2014-11-05 | シチズンホールディングス株式会社 | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
JP5682497B2 (en) * | 2011-07-29 | 2015-03-11 | 信越化学工業株式会社 | Method for manufacturing surface-mounted light-emitting device and reflector substrate |
JP2013077679A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Citizen Electronics Co Ltd | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method of the same |
JP2013135084A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Nitto Denko Corp | Light-emitting diode device manufacturing method |
US9269873B2 (en) * | 2012-03-13 | 2016-02-23 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same |
US20130240934A1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light emitting element package and method of manufacturing the same |
JP6094062B2 (en) * | 2012-06-01 | 2017-03-15 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
-
2014
- 2014-05-09 JP JP2014097442A patent/JP6215769B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015216197A (en) | 2015-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI487137B (en) | Optical-semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2015216206A (en) | Method for manufacturing components for wafer level optical semiconductor device, method for manufacturing optical semiconductor device, and optical semiconductor device | |
US9728689B2 (en) | Method of manufacturing light emitting device | |
US9496472B2 (en) | Wafer-level flip chip device packages and related methods | |
CN106449937B (en) | Light emitting device and method for manufacturing the same | |
US7372198B2 (en) | Semiconductor light emitting devices including patternable films comprising transparent silicone and phosphor | |
JP5493553B2 (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20160013373A1 (en) | Method to form primary optic with variable shapes and/or geometries without a substrate | |
JP2011258675A (en) | Optical semiconductor device | |
TW201126774A (en) | LED package and manufacturing method thereof | |
JP6215769B2 (en) | Wafer level optical semiconductor device manufacturing method and optical semiconductor device manufacturing method | |
JP5338543B2 (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6521032B2 (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2017046014A (en) | Optical semiconductor device | |
JP2015216192A (en) | Method for manufacturing components for wafer level optical semiconductor device, method for manufacturing optical semiconductor device, and optical semiconductor device | |
JP2015092622A (en) | Light-emitting device | |
JP5796649B2 (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5364771B2 (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2015133524A (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method of the same | |
JP5402264B2 (en) | Light emitting device | |
JP2010287584A (en) | Light emitting device | |
KR20190049152A (en) | Semiconductor light emitting structure and method ofmanufacturing the same | |
JP2010283094A (en) | Light-emitting device | |
TW202021158A (en) | Light emitting device packaging process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160526 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170510 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170921 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6215769 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |