(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子が設けられたベース基板と、前記ベース基板にフリップチップ実装される発光ダイオード素子とを備える発光ダイオード装置の製造方法であって、
シート状の離型基材の厚み方向一方面に、蛍光体層をシート状に形成する工程、
電極部を、光半導体層の前記厚み方向一方面に、前記光半導体層と接続されるように形成する工程、
前記光半導体層を、前記蛍光体層の前記厚み方向一方面に形成する工程、
前記光半導体層を形成する工程の後に、光反射成分を含有する封止樹脂層を、前記蛍光体層が形成された前記光半導体層および前記電極部を被覆するように形成する工程、
前記封止樹脂層を、前記電極部の前記厚み方向一方面が露出されるように、部分的に除去することにより、前記蛍光体層、前記光半導体層および前記電極部を備える前記発光ダイオード素子を製造する工程、
前記発光ダイオード素子を製造する工程の後に、前記発光ダイオード素子と前記ベース基板とを厚み方向に対向配置させ、前記電極部と前記端子とを電気的に接続して、前記発光ダイオード素子を前記ベース基板にフリップチップ実装する工程、および、
前記フリップチップ実装をする工程の後に、前記離型基材を、前記蛍光体層から引き剥がす工程
を備えることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード装置の製造方法および発光ダイオード素子、詳しくは、発光ダイオード装置の製造方法、および、その製造方法に用いられる発光ダイオード素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高エネルギーの光を発光できる発光装置として、白色発光装置が知られている。白色発光装置には、例えば、ベース基板と、それに積層され、青色光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）と、青色光を黄色光に変換でき、ＬＥＤを被覆する蛍光体層と、ＬＥＤを封止する封止層とが設けられている。そのような白色発光装置は、封止層によって封止され、ベース基板から電力が供給されるＬＥＤから発光され、封止層および蛍光体層を透過した青色光と、蛍光体層において青色光の一部が波長変換された黄色光との混色によって、高エネルギーの白色光を発光する。
【０００３】
そのような白色発光装置を製造する方法として、例えば、次の方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
すなわち、まず、基板部と、それの周部から上側に突出する白色の反射枠部とからなる基体を形成し、次いで、半導体発光素子を、基板部の中央において反射枠部によって形成される凹部の底部に、反射枠部の内側に間隔を隔てるようにワイヤーボンディングする。
【０００５】
次いで、凹部に、蛍光体と液状のエポキシ樹脂との混合物を塗布によって充填し、続いて、蛍光体を凹部の底部に自然沈降させ、その後、エポキシ樹脂を加熱硬化させる方法が提案されている。
【０００６】
特許文献１で提案される方法によって得られる白色発光装置では、沈降によって形成される蛍光体を高濃度で含む蛍光体層（波長変換層）が、半導体発光素子の上側の領域に区画され、エポキシ樹脂を高濃度で含む封止部が、蛍光体層の上側の領域に区画される。
【０００７】
そして、その白色発光装置では、光半導体発光素子が青色光を放射状に発光し、そのうち、光半導体発光素子から上方に向かって発光された青色光の一部は、蛍光体層で黄色光に変換されるとともに、残部は、蛍光体層を通過する。また、光半導体発光素子から側方向かって発光された青色光は、反射枠部で反射して、続いて、上側に向かって照射される。そして、特許文献１の白色発光装置は、それら青色光および黄色光の混色によって、白色光を発色している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１９１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の蛍光体層は、混合物において蛍光体の自然沈降により生じる蛍光体の濃度差によって区画される領域であるため、厚みが不均一となり易い。その場合には、蛍光体層における波長変換の効率が不均一となり、白色発光装置は、ムラのある白色光を発光するという不具合がある。
【００１０】
また、蛍光体層を形成するには、上記した自然沈降を利用することから、長時間が必要とされ、さらには、かかる時間を厳密に管理する必要もあるため、製造工程が複雑となる。その結果、製造コストが上昇するという不具合がある。
【００１１】
さらに、光半導体層を反射枠部と間隔を隔てて配置しているので、光半導体層から側方に向かって発光される光の一部は、反射枠部で反射される前に、封止部に吸収され、そのため、光の取出効率が低下するという不具合がある。
【００１２】
さらにまた、特許文献１の白色発光装置では、光半導体発光素子の上に、蛍光体層および封止部が順次形成されているため、光半導体発光素子が発光時に発熱される熱は、たとえ、蛍光体を高濃度で含む蛍光層を熱伝導しても、その後、エポキシ樹脂を高濃度で含む封止部によって容易に蓄熱される。そのため、光半導体発光素子の発光時の放熱が不十分となり、その結果、光半導体発光素子の発光効率が低下するという不具合がある。
【００１３】
また、特許文献１の白色発光装置では、ワイヤーボンディングによって、光半導体発光素子が基板部と接続されているため、ワイヤーの影によって輝度が低下するという不具合がある。
【００１４】
本発明の目的は、製造コストの上昇を抑制できるとともに、光半導体層の発光効率の低下を防止しながら、均一な白色光を発光して、光の取出効率を向上させることができる発光ダイオード装置の製造方法、および、その製造方法に用いられる発光ダイオード素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の発光ダイオード装置の製造方法は、端子が設けられたベース基板と、前記ベース基板にフリップ実装される発光ダイオード素子とを備える発光ダイオード装置の製造方法であって、シート状に形成された蛍光体層を用意する工程、光半導体層を、前記蛍光体層の厚み方向一方面に形成する工程、電極部を、前記光半導体層の前記厚み方向一方面に、前記光半導体層と接続されるように形成する工程、光反射成分を含有する封止樹脂層を、前記光半導体層および前記電極部を被覆するように形成する工程、前記封止樹脂層を、前記電極部の前記厚み方向一方面が露出されるように、部分的に除去することにより、前記蛍光体層、前記光半導体層および前記電極部を備える前記発光ダイオード素子を製造する工程、および、前記発光ダイオード素子と前記ベース基板とを厚み方向に対向配置させ、前記電極部と前記端子とを電気的に接続して、前記発光ダイオード素子を前記ベース基板にフリップチップ実装する工程を備えることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の発光ダイオード素子は、シート状に形成された蛍光体層と、前記蛍光体層の厚み方向一方面に形成される光半導体層と、前記光半導体層の前記厚み方向一方面に、前記光半導体層と接続されるように形成される電極部と、前記光半導体層および前記電極部を被覆し、かつ、前記電極部の前記厚み方向一方面を露出する、光反射成分を含有する封止樹脂層とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光ダイオード素子を用いる本発明の発光ダイオード装置の製造方法では、シート状に形成された蛍光体層を用意するので、均一な蛍光体層を確実に形成することができる。そのため、蛍光体層において均一な波長変換を達成することができる。その結果、本発明の発光ダイオード装置の製造方法によって得られた発光ダイオード装置は、均一な白色光を発光することができる。
【００１８】
また、本発明の発光ダイオード素子を用いる本発明の発光ダイオード装置の製造方法では、シート状に形成された蛍光体層を予め用意するので、蛍光体層を、短時間、かつ、簡便に形成することができる。そのため、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００１９】
さらに、本発明の発光ダイオード素子を用いる本発明の発光ダイオード装置の製造方法では、光反射成分を含有する封止樹脂層を、光半導体層を被覆するように形成するので、光半導体層から発光される光は、他の部材によって吸収される前に、封止樹脂層の光反射成分によって反射される。そのため、光の取出効率を向上させることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の発光ダイオード素子を用いる本発明の発光ダイオード装置の製造方法により得られる発光ダイオード装置では、蛍光体層が、光半導体層の厚み方向他方面に形成されているので、光半導体層の熱を、蛍光体層を介して、厚み方向他方側に放熱することができる。そのため、光半導体層の発光効率の低下を防止することができる。
【００２１】
また、本発明の発光ダイオード素子を用いる本発明の発光ダイオード装置の製造方法では、発光ダイオード素子をベース基板にフリップチップ実装するので、輝度の向上を図って、取出効率のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の発光ダイオード素子の一実施形態の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の発光ダイオード装置の製造方法の一実施形態を説明する工程図であり、（ａ）は、蛍光体層を用意する工程、（ｂ）は、光半導体層を形成する工程を示す。
【図３】図３は、図２に引き続き、本発明の発光ダイオード装置の製造方法の一実施形態を説明する工程図であり、（ｃ）は、電極部を形成する工程、（ｄ）は、封止樹脂層を形成する工程を示す。
【図４】図４は、図３に引き続き、本発明の発光ダイオード装置の製造方法の一実施形態を説明する工程図であり、（ｅ）は、封止樹脂層を部分的に除去する工程、（ｆ）は、封止樹脂層および蛍光体層を切断加工する工程を示す。
【図５】図５は、図４に引き続き、本発明の発光ダイオード装置の製造方法の一実施形態を説明する工程図であり、（ｇ）は、発光ダイオード素子をベース基板にフリップチップ実装する工程、（ｈ）は、発光ダイオード装置を得る工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の発光ダイオード素子の一実施形態の断面図を示す。
【００２４】
図１において、この発光ダイオード素子２０は、蛍光体層１７と、蛍光体層１７の上面（厚み方向一方面）に形成される光半導体層３と、光半導体層３の上面（厚み方向一方面）に形成される電極部４と、光半導体層３を封止する封止樹脂層１４とを備えている。発光ダイオード素子２０は、後述する図２（ａ）〜図４（ｆ）の製造工程において製造された後、後述する図５（ｇ）の製造工程が参照されるように、上下反転され（裏返され）て、ベース基板１６（後述）にフリップ実装される。
【００２５】
図１に示すように、蛍光体層１７は、シート状に形成されており、具体的には、発光ダイオード素子２０の外形形状に対応するように形成されている。
【００２６】
蛍光体層１７は、例えば、蛍光体を含有する蛍光体組成物から形成されている。
【００２７】
蛍光体組成物は、好ましくは、蛍光体および樹脂を含有している。
【００２８】
蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体が挙げられる。そのような蛍光体としては、例えば、複合金属酸化物や金属硫化物などに、例えば、セリウム（Ｃｅ）やユウロピウム（Ｅｕ）などの金属原子がドープされた蛍光体が挙げられる。
【００２９】
具体的には、蛍光体としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ２ＣａＭｇ２（Ｓｉ，Ｇｅ）３Ｏ１２：Ｃｅなどのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３ＳｉＯ４Ｃｌ２：Ｅｕ、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、Ｌｉ２ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕなどのシリケート蛍光体、例えば、ＣａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕなどのアルミネート蛍光体、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕなどの硫化物蛍光体、例えば、ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光体、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉ５Ｎ８：Ｅｕなどの窒化物蛍光体、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ、Ｋ２ＴｉＦ６：Ｍｎなどのフッ化物系蛍光体などが挙げられる。好ましくは、ガーネット型蛍光体、さらに好ましくは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）が挙げられる。
【００３０】
また、上記した蛍光体は、例えば、粒子状をなし、平均粒子径が、例えば、０．１〜３０μｍ、好ましくは、０．２〜１０μｍである。蛍光体（蛍光体粒子）の平均粒子径は、粒度分布測定装置により測定される。
【００３１】
蛍光体は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３２】
蛍光体の配合割合は、例えば、蛍光体組成物に対して、例えば、１〜５０質量％、好ましくは、５〜３０質量％である。また、樹脂１００質量部に対する蛍光体の配合割合は、例えば、１〜１００質量部、好ましくは、５〜４０質量部である。
【００３３】
樹脂は、蛍光体を分散させるマトリックスであって、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの透明樹脂などが挙げられる。好ましくは、耐久性の観点から、シリコーン樹脂が挙げられる。
【００３４】
シリコーン樹脂は、主として、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）からなる主鎖と、主鎖の硅素原子（Ｓｉ）に結合する、アルキル基（例えば、メチル基など）またはアルコキシル基（例えば、メトキシ基）などの有機基からなる側鎖とを分子内に有している。
【００３５】
具体的には、シリコーン樹脂としては、例えば、脱水縮合型シリコーンレジン、付加反応型シリコーンレジン、過酸化物硬化型シリコーンレジン、湿気硬化型シリコーンレジン、硬化型シリコーンレジンなどが挙げられる。好ましくは、付加反応型シリコーンレジンなどが挙げられる。
【００３６】
シリコーン樹脂の２５℃における動粘度は、例えば、１０〜３０ｍｍ２／ｓである。
【００３７】
樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３８】
樹脂の配合割合は、蛍光体組成物に対して、例えば、５０〜９９質量％、好ましくは、７０〜９５質量％である。
【００３９】
蛍光体組成物は、蛍光体および樹脂を上記した配合割合で配合し、攪拌混合することにより調製される。
【００４０】
蛍光体層１７の厚みは、例えば、２０〜５００μｍ、好ましくは、５０〜３００μｍである。
【００４１】
光半導体層３は、蛍光体層１７の上面における面方向（厚み方向に直交する方向、つまり、図１における紙面左右方向および紙面奥行き方向）中央部において所定パターンに形成されている。
【００４２】
光半導体層３は、緩衝層６、その上に形成されるＮ形半導体層７、その上に形成される発光層８、および、その上に形成されるＰ形半導体層９を備えている。
【００４３】
緩衝層６は、光半導体層３の外形形状に対応するように形成されている。
【００４４】
緩衝層６は、次に説明するＮ形半導体層７の格子定数の不正を緩衝する。
【００４５】
緩衝層６を形成する緩衝材料としては、例えば、元素半導体（単元素半導体）、酸化物半導体、化合物半導体（酸化物半導体を除く）などの半導体が挙げられる。
【００４６】
元素半導体としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどの４Ｂ元素（長周期型周期表における４Ｂ元素、以下同様）が挙げられる。
【００４７】
酸化物半導体としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２などの典型元素の酸化物、例えば、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏなどの遷移元素の酸化物などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。
【００４８】
化合物半導体は、Ｏを除く複数の元素が結合する化合物であって、例えば、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどの３Ｂ元素と５Ｂ元素との化合物、例えば、ＺｎＳ、ＳｎＳｅ、ＺｎＴｅなどの２Ｂ元素と６Ｂ元素との化合物などが挙げられる。好ましくは、３Ｂ元素と５Ｂ元素との化合物が挙げられる。
【００４９】
上記した半導体のうち、好ましくは、化合物半導体が挙げられる。
【００５０】
緩衝層６の厚みは、例えば、０．５〜２００ｎｍ、好ましくは、１〜１００ｎｍである。
【００５１】
Ｎ形半導体層７は、緩衝層６の上面全面に形成されている。Ｎ形半導体層７を形成するＮ形半導体としては、特に限定されず、公知のＮ形半導体が挙げられ、上記した半導体に、例えば、５Ｂ元素、または、４Ｂ元素などの不純物が微量ドープ（添加）された不純物半導体が挙げられる。
【００５２】
Ｎ形半導体層７の厚みは、特に限定されず、例えば、１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００５３】
発光層８は、Ｎ形半導体層７の上面に、面方向一方側（図１における左側）端部において所定パターンに形成されている。つまり、発光層８は、面方向他方側端部（図１における右側）において、Ｎ形半導体層７の上面を露出している。
【００５４】
発光層８を形成する発光材料としては、上記した緩衝層６で例示した半導体と同様の半導体が挙げられ、好ましくは、化合物半導体が挙げられる。
【００５５】
発光層８の厚みは、例えば、２０〜３００ｎｍ、好ましくは、３０〜２００ｎｍである。
【００５６】
Ｐ形半導体層９は、発光層８の上面全面に、発光層８と同一パターンに形成されている。Ｐ形半導体層９を形成するＰ形半導体としては、特に限定されず、公知のＰ形半導体が挙げられ、例えば、上記した半導体に、３Ｂ元素、２Ａ元素などの不純物が微量ドープ（添加）された不純物半導体が挙げられる。２Ａ元素としては、例えば、Ｂｅ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属が挙げられる。
【００５７】
Ｐ形半導体層９の厚みは、特に限定されず、例えば、１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００５８】
電極部４は、光半導体層３と電気的に接続されており、アノード電極１０およびカソード電極１１を備えている。
【００５９】
アノード電極１０は、Ｐ形半導体層９の上に、透明電極１２を挟むように形成されており、透明電極１２を介してＰ形半導体層９と電気的に接続されている。
【００６０】
透明電極１２は、Ｐ形半導体層９の上面に形成され、厚み方向に投影したときに、Ｐ形半導体層９に含まれるように、配置されている。透明電極１２を形成する電極材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）などの金属酸化物が挙げられ、その厚みは、例えば、１０〜３００ｎｍ、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。
【００６１】
アノード電極１０は、厚み方向に投影したときに、透明電極１２に含まれるパターンに形成されている。
【００６２】
アノード電極１０を形成する電極材料としては、例えば、金、アルミニウムなどが挙げられる。好ましくは、金が挙げられる。アノード電極１０の厚みは、例えば、１０〜３００ｎｍ、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。
【００６３】
カソード電極１１は、Ｎ形半導体層７の上に形成され、具体的には、Ｐ形半導体層９および発光層８から露出するＮ形半導体層７の上面に形成されている。カソード電極１１は、Ｎ形半導体層７と電気的に接続されている。
【００６４】
カソード電極１１を形成する電極材料としては、例えば、金、アルミニウムなどが挙げられる。好ましくは、金が挙げられる。カソード電極１１の厚みは、例えば、１０〜３００ｎｍ、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。
【００６５】
また、この電極部４には、バンプ１３が設けられている。
【００６６】
バンプ１３は、アノード電極１０の上面と、カソード電極１１の上面とに形成されている。各バンプ１３は、それぞれ、平面視において、アノード電極１０およびカソード電極１１に含まれるパターンに形成されている。また、バンプ１３は、ベース基板１６の端子１５（後述、図５（ｇ））と実質的に同一パターンに形成されている。
【００６７】
バンプ１３を形成する材料としては、例えば、金、銀、鉛、錫、それらの合金（具体的には、はんだなど）などの導体が挙げられる。
【００６８】
各バンプ１３の厚みは、ベース基板１６へのフリップチップ実装前においては、アノード電極１０の上面に形成されるバンプ１３の上面と、カソード電極１１の上面に形成されるバンプ１３の上面とが同じ高さとなるように、調整されている。すなわち、各バンプ１３の厚みは、面方向に投影したときに、それらが同じ位置（厚み方向位置）となるように、調整されている。
【００６９】
封止樹脂層１４は、光反射成分を含有しており、具体的には、封止樹脂層１４は、封止材料と、光反射成分とを含有する封止樹脂組成物から形成されている。
【００７０】
封止材料としては、例えば、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられ、好ましくは、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００７１】
光反射成分は、例えば、白色の化合物であって、そのような白色の化合物としては、具体的には、白色顔料が挙げられる。
【００７２】
白色顔料としては、例えば、白色無機顔料が挙げられ、そのような白色無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどの酸化物、例えば、鉛白（炭酸亜鉛）、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、例えば、カオリン（カオリナイト）などの粘土鉱物などが挙げられる。
【００７３】
白色無機顔料として、好ましくは、酸化物、さらに好ましくは、酸化チタンが挙げられる。
【００７４】
酸化チタンであれば、高い白色度、高い光反射性、優れた隠蔽性（隠蔽力）、優れた着色性（着色力）、高い分散性、優れた耐候性、高い化学的安定性などの特性を得ることができる。
【００７５】
そのような酸化チタンは、具体的には、ＴｉＯ２、（酸化チタン（ＩＶ）、二酸化チタン）である。
【００７６】
酸化チタンの結晶構造は、特に限定されず、例えば、ルチル、ブルッカイト（板チタン石）、アナターゼ（鋭錐石）などであり、好ましくは、ルチルである。
【００７７】
また、酸化チタンの結晶系は、特に限定されず、例えば、正方晶系、斜方晶系などであり、好ましくは、正方晶系である。
【００７８】
酸化チタンの結晶構造および結晶系が、ルチルおよび正方晶系であれば、封止樹脂層１４が長期間高温に曝される場合でも、光（具体的には、可視光、とりわけ、波長４５０ｎｍ付近の光）に対する反射率が低下することを有効に防止することができる。
【００７９】
光反射成分は、粒子状であり、その形状は限定されず、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。光反射成分の最大長さの平均値（球状である場合には、その平均粒子径）は、例えば、１〜１０００ｎｍである。最大長さの平均値は、レーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定される。
【００８０】
光反射成分の配合割合は、封止材料１００質量部に対して、例えば、０．５〜９０質量部、好ましくは、着色性、光反射性および封止樹脂組成物のハンドリング性の観点から、１．５〜７０質量部である。
【００８１】
上記した光反射成分は、封止材料中に均一に分散混合される。
【００８２】
また、封止樹脂組成物には、さらに、充填剤を添加することもできる。つまり、充填剤を、光反射成分（具体的には、白色顔料）と併用することができる。
【００８３】
充填剤は、上記した白色顔料を除く、公知の充填剤が挙げられ、具体的には、無機質充填剤が挙げられ、そのような無機質充填剤としては、例えば、シリカ粉末、タルク粉末、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ケイ素粉末などが挙げられる。
【００８４】
充填剤として、好ましくは、封止樹脂層１４の線膨張率を低減する観点から、シリカ粉末が挙げられる。
【００８５】
シリカ粉末としては、例えば、溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末などが挙げられ、好ましくは、溶融シリカ粉末（すなわち、石英ガラス粉末）が挙げられる。
【００８６】
充填剤の形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。好ましくは、優れた充填性および流動性の観点から、球状が挙げられる。
【００８７】
従って、シリカ粉末として、好ましくは、球状溶融シリカ粉末が挙げられる。
【００８８】
充填剤の最大長さの平均値（球状である場合には、平均粒子径）は、例えば、５〜６０μｍ、好ましくは、１５〜４５μｍである。最大長さの平均値は、レーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定される。
【００８９】
充填剤の添加割合は、充填剤および光反射成分の総量が、例えば、封止樹脂１００質量部に対して、１０〜８０質量部となるように、調整され、線膨張率の低減および流動性の確保の観点から、封止樹脂１００質量部に対して、好ましくは、２５〜７５質量部、さらに好ましくは、４０〜６０質量部となるように、調整される。
【００９０】
封止樹脂組成物は、上記した封止材料と、光反射成分と、必要により添加される充填剤とを配合して、均一混合することにより調製される。
【００９１】
封止樹脂層１４は、蛍光体層１７の上において、光半導体層３および電極部４の側面を被覆し、かつ、電極部４の上面（厚み方向一方面）を露出するように、形成されている。
【００９２】
詳しくは、封止樹脂層１４によって、アノード電極１０に対応するバンプ１３の側面と、かかるバンプ１３から露出するアノード電極１０の上面および側面と、アノード電極１０から露出する透明電極１２の上面および側面と、透明電極１２から露出するＰ形半導体層９の上面および側面と、発光層８の側面と、Ｎ形半導体層７の側面と、緩衝層６の側面とが被覆されている。また、アノード電極１０に対応するバンプ１３の上面は、封止樹脂層１４から露出している。
【００９３】
また、封止樹脂層１４によって、カソード電極１１に対応するバンプ１３の側面と、かかるバンプ１３から露出するカソード電極１１の上面および側面とが被覆されている。また、カソード電極１１に対応するバンプ１３の上面は、封止樹脂層１４から露出している。
【００９４】
さらに、封止樹脂層１４によって、Ｎ形半導体層７の上面（発光層８およびカソード電極１１から露出するＮ形半導体層７の上面）も被覆されている。
【００９５】
さらにまた、封止樹脂層１４によって、光半導体層３から露出する蛍光体層１７の上面が被覆されている。
【００９６】
このようにして、光半導体層３は、封止樹脂層１４によって封止されている。
【００９７】
図２〜図５は、本発明の発光ダイオード装置の製造方法の一実施形態を説明する工程図を示す。
【００９８】
次に、上記した発光ダイオード素子２０を形成し、続いて、その発光ダイオード素子２０をベース基板１６に実装することによって、発光ダイオード装置２１を製造する方法について、図２〜図５を参照して説明する。
【００９９】
この方法では、図２（ａ）に示すように、まず、シート状に形成された蛍光体層１７を用意する。
【０１００】
蛍光体層１７を用意するには、例えば、上記した蛍光体組成物を、仮想線で示す離型基材１８の表面に塗布して、シート状の蛍光体皮膜（図示せず）を形成する。
【０１０１】
離型基材１８は、シート状をなし、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料から形成されている。離型基材１８の厚みは、例えば、１０〜１０００μｍである。
【０１０２】
その後、蛍光体皮膜を、例えば、５０〜１５０℃に、加熱して乾燥することにより、上記したパターンのシート状に形成する。
【０１０３】
これによって、シート状の蛍光体層１７を用意する。
【０１０４】
次いで、この方法では、図２（ｂ）に示すように、光半導体層３を蛍光体層１７の上面（厚み方向一方面）に形成する。
【０１０５】
光半導体層３は、蛍光体層１７の上面において、面方向に互いに間隔を隔てて複数形成する。
【０１０６】
具体的には、各光半導体層３を、例えば、蛍光体層１７の上面に積層する。
【０１０７】
次いで、この方法では、図３（ｃ）に示すように、電極部４を、光半導体層３の上面（厚み方向一方面）に、光半導体層３と接続されるように、公知のパターンニング法によって形成する。電極部４は、各光半導体層３に対応して複数設ける。
【０１０８】
次いで、この方法では、図３（ｄ）に示すように、封止樹脂層１４を、蛍光体層１７の上に、複数の光半導体層３および複数の電極部４を被覆するように、形成する。
【０１０９】
封止樹脂層１４を形成するには、上記した封止樹脂組成物を、光半導体層３および電極部４を含む蛍光体層１７の上に、例えば、ラミネータやアプリケータを用いた塗布方法により塗布して、封止皮膜を形成する。その後、封止材料が熱硬化性樹脂である場合には、封止皮膜を、加熱により硬化させる。
【０１１０】
また、封止樹脂組成物が、シート状に予め形成されている場合には、かかる封止樹脂組成物を、蛍光体層１７の上に、光半導体層３および電極部４を埋設するように載置し、加熱により硬化させることによって、封止樹脂層１４を成形することもできる。
【０１１１】
さらには、封止樹脂組成物が、粉末状の熱硬化性樹脂を含有している場合には、封止樹脂組成物を、圧縮成形機によって、加熱しながら圧縮成形することによって、硬化させて、封止樹脂層１４を成形することもできる。
【０１１２】
これによって、封止樹脂層１４を形成する。
【０１１３】
このようにして形成される封止樹脂層１４は、その上面が、電極部４の上面（つまり、バンプ１３の上面）よりも、上側に形成される。
【０１１４】
封止樹脂層１４の上面と、バンプ１３の上面との間の長さＬは、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、１０〜１０００μｍである。
【０１１５】
これによって、光半導体層３および電極部４が、封止樹脂層１４によって封止される。
【０１１６】
次いで、図４（ｅ）に示すように、封止樹脂層１４を、電極部４の上面（厚み方向一方面）が露出されるように、部分的に除去する。
【０１１７】
具体的には、封止樹脂層１４において、バンプ１３の上面より上側にある上側部を除去する。
【０１１８】
封止樹脂層１４の上側部の除去には、例えば、上記したエッチング、機械加工（具体的には、グラインド加工など）などが採用される。
【０１１９】
上側部が除去された封止樹脂層１４は、バンプ１３の上面を露出する。これによって、封止樹脂層１４において、バンプ１３の周囲の上面が、バンプ１３の上面と面一に形成される。
【０１２０】
これにより、蛍光体層１７と、封止樹脂層１４により封止される各光半導体層３と、側面が封止樹脂層１４に被覆され、かつ、バンプ１３の上面が封止樹脂層１４から露出する各電極部４とを備える複数の発光ダイオード素子２０が一体的に形成される。
【０１２１】
その後、図４（ｆ）の１点破線で示すように、各発光ダイオード素子２０間の封止樹脂層１４（および離型基材１８）と蛍光体層１７とを切断加工（ダイシング）する。
【０１２２】
つまり、蛍光体層１７および封止樹脂層１４をダイシングして、複数の発光ダイオード素子２０に切り分ける。すなわち、発光ダイオード素子２０を個別化（個片化）する。
【０１２３】
具体的には、光半導体層３および電極部４の周囲の蛍光体層１７および封止樹脂層１４を、図４（ｆ）の１点破線で示す厚み方向に沿って、ダイシングする。
【０１２４】
これにより、図１に示す発光ダイオード素子２０を得ることができる。
【０１２５】
その後、図５（ｇ）に示すように、得られた発光ダイオード素子２０を上下反転させ（裏返し）て、ベース基板１６と厚み方向に対向配置させる。
【０１２６】
ベース基板１６は、略平板状をなし、具体的には、絶縁基板の上に、導体層が回路パターンとして積層された積層板から形成されている。絶縁基板は、例えば、シリコン基板、セラミックス基板、ポリイミド樹脂基板などからなり、好ましくは、セラミックス基板、具体的には、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板からなる。導体層は、例えば、金、銅、銀、ニッケルなどの導体から形成されている。これら導体は、単独使用または併用することができる。
【０１２７】
また、導体層は、端子１５を含んでいる。
【０１２８】
端子１５は、絶縁基板の表面において、面方向に間隔を隔てて形成されており、上記したバンプ１３に対応するパターンに形成されている。なお、端子１５は、図示しないが、導体層を介して電力供給部と電気的に接続されている。
【０１２９】
続いて、図５（ｈ）に示すように、バンプ１３と端子１５とを電気的に接続して、発光ダイオード素子２０をベース基板１６にフリップチップ実装する。
【０１３０】
フリップチップ実装では、発光ダイオード素子２０を、ベース基板１６の上に、バンプ１３と端子１５とが厚み方向に隣接するように載置した後、バンプ１３を、例えば、加熱または超音波などによって、リフローさせる。これにより、バンプ１３が端子１５と厚み方向に接触する。
【０１３１】
その後、必要により、図５（ｈ）の仮想線の矢印で示すように、離型基材１８を、蛍光体層１７から引き剥がす。
【０１３２】
これにより、ベース基板１６と、ベース基板１６にフリップ実装される発光ダイオード素子２０とを備える発光ダイオード装置２１を得ることができる。
【０１３３】
そして、上記した発光ダイオード素子２０を用いる上記した発光ダイオード装置２１の製造方法では、シート状に形成された蛍光体層１７を用意するので、均一な蛍光体層１７を確実に形成することができる。そのため、蛍光体層１７において均一な波長変換を達成することができる。その結果、上記した発光ダイオード装置２１は、均一な白色光を発光することができる。
【０１３４】
また、上記した発光ダイオード装置２１の製造方法では、シート状に形成された蛍光体層１７を予め用意するので、蛍光体層１７を、短時間、かつ、簡便に形成することができる。そのため、製造コストの上昇を抑制することができる。
【０１３５】
さらに、上記した発光ダイオード装置２１の製造方法では、光反射成分を含有する封止樹脂層１４を、光半導体層３を被覆するように形成するので、光半導体層３から発光される光は、他の部材によって吸収される前に、封止樹脂層１４の光反射成分によって反射される。そのため、光の取出効率を向上させることができる。
【０１３６】
さらにまた、上記した発光ダイオード装置２１では、蛍光体層１７が、光半導体層３の上面に形成されているので、光半導体層３の熱を、蛍光体層１７を介して、上側に放熱することができる。そのため、光半導体層３の発光効率の低下を防止することができる。
【０１３７】
また、上記した発光ダイオード装置２１の製造方法では、発光ダイオード素子２０をベース基板１６にフリップチップ実装するので、輝度の向上を図って、取出効率のさらなる向上を図ることができる。
【０１３８】
なお、図５（ｈ）の仮想線の矢印の実施形態では、離型基材１８を、ベース基板１６へのフリップ実装の後に、蛍光体層１７から引き剥がしているが、離型基材１８の引き剥がしの時期はこれに限定されない。例えば、図２（ａ）が参照されるように、蛍光体層１７の用意の後、また、図２（ｂ）が参照されるように、光半導体層３の形成の後、また、図３（ｃ）が参照されるように、電極部４の形成の後、また、図３（ｄ）が参照されるように、封止樹脂層１４の形成の後、また、図４（ｅ）が参照されるように、封止樹脂層１４の上側部の除去の後、また、図４（ｆ）が参照されるように、封止樹脂層１４および蛍光体層１７のダイシングの後に、離型基材１８を蛍光体層１７から引き剥がすこともできる。
【実施例】
【０１３９】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されない。
【０１４０】
実施例１
シート状に形成された厚み７５μｍの蛍光体層を用意した（図２（ａ）参照）。
【０１４１】
すなわち、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅからなる蛍光体粒子（球形状、平均粒子径８μｍ）２６質量部、および、シリコーン樹脂（付加反応型シリコーンレジン、動粘度（２５℃）２０ｍｍ２／ｓ、旭化成ワッカーシリコーン社製）７４質量部を配合して、均一攪拌することにより、蛍光体組成物を調製した。
【０１４２】
次いで、調製した蛍光体組成物を、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み５０μｍの離型基材の表面に塗布して、シート状の蛍光体皮膜を形成した。その後、形成した蛍光体皮膜を、１００℃で乾燥させて、上記したパターンのシート状の蛍光体層を形成した。
【０１４３】
次いで、光半導体層を蛍光体層の上面に形成した（図２（ｂ）参照）。
【０１４４】
すなわち、蛍光体層の上に、ＧａＮからなる厚み３０ｎｍの緩衝層、ＳｉがドープされたＮ形ＧａＮ（ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ、以下同様に示す）からなる厚み５μｍのＮ形半導体層、ＩｎＧａＮからなる厚み１２０ｎｍの発光層、および、ｐ−ＧａＮ：Ｍｇからなる厚み５０ｎｍのＰ形半導体層を、上記したパターンで順次配置した。
【０１４５】
次いで、電極部を、光半導体層の上面に、パターンニング法によって、光半導体層と接続されるように形成した（図３（ｃ）参照）。
【０１４６】
すなわち、ＩＴＯからなる厚み５０ｎｍの透明電極を、Ｐ形半導体層の上に形成し、続いて、透明電極の上に、金からなる厚み５０ｎｍのアノード電極を形成した。同時に、金からなる厚み５０ｎｍのカソード電極を、Ｎ形半導体層の上に形成した。
【０１４７】
続いて、金からなるバンプを、アノード電極およびカソード電極の上に、それぞれ、形成した。
【０１４８】
詳しくは、アノード電極の上のバンプの厚みと、カソード電極の上のバンプの厚みとを、それらバンプの上面が、面方向に投影した時に、同じ高さとなるように、調整した。
【０１４９】
次いで、封止樹脂層を、蛍光体層の上に、光半導体層および電極部を被覆するように形成した（図３（ｄ）参照）。
【０１５０】
具体的には、まず、熱硬化性シリコーン樹脂１００質量部、および、球状で、平均粒子径３００ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ２、：ルチルの正方晶系）粒子２０質量部を均一に混合することにより、ペースト状の封止樹脂組成物を調製した。続いて、調製した封止樹脂組成物を、光半導体層および電極部を含む蛍光体層の上に塗布し、半硬化状態（Ｂステージ状態）の封止皮膜を形成した。その後、封止皮膜を、加熱により硬化させた。
【０１５１】
これにより、封止樹脂層により、光半導体層および電極部を封止した（図４（ｅ）参照）。
【０１５２】
なお、封止樹脂層の上面を、バンプの上面よりも、３０μｍ（Ｌ）、上側に形成した。
【０１５３】
その後、封止樹脂層の上側部（厚み３０μｍ）を、電極部の上面が露出されるように、グラインド加工によって、除去した（図４（ｆ）参照）。なお、封止樹脂層の上側部を、電極部の上面とその周囲の封止樹脂層の上面とが面一となるように、除去した。
【０１５４】
これにより、蛍光体層と、封止樹脂層により封止される各光半導体層と、側面が封止樹脂層に被覆され、かつ、バンプの上面が封止樹脂層から露出する各電極部とを備える複数の発光ダイオード素子を一体的に形成した。
【０１５５】
その後、各発光ダイオード素子間の蛍光体層および封止樹脂層をダイシングして、複数の発光ダイオード素子に切り分けた（図４（ｆ）の１点破線参照）。つまり、発光ダイオード素子を個片化した。
【０１５６】
その後、発光ダイオード素子を裏返した。続いて、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる絶縁基板の表面に、銅、ニッケルおよび金からなる端子を含む導体層が積層された、厚み１ｍｍのベース基板を用意して、発光ダイオード素子とベース基板とを対向配置させた（図５（ｇ）参照）。
【０１５７】
その後、バンプを、加熱によりリフローさせて、バンプと端子とを接触させて、それらを電気的に直接接続して、発光ダイオード素子をベース基板にフリップチップ実装した（図５（ｇ）参照）。その後、離型基材を蛍光体層から引き剥がした（図５（ｇ）仮想線の矢印参照）。
【０１５８】
これにより、ベース基板と、ベース基板に実装される発光ダイオード素子とを備える発光ダイオード装置を製造した。
【符号の説明】
【０１５９】
３  光半導体層
４  電極部
１４封止樹脂層
１５端子
１６ベース基板
１７蛍光体層
２０発光ダイオード素子
２１発光ダイオード装置
【図１】
0005953386.tif 000002
【図２】
0005953386.tif 000003
【図３】
0005953386.tif 000004
【図４】
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【図５】
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