(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率のさらなる向上したＣＳＰ型ＬＥＤおよびその製造方法を提供する。【解決手段】発光半導体ダイ１０、蛍光体層２０１を含む光輝性層２０、チップ側スペーサ構造部３０、および反射構造部４０を含むチップスケールパッケージング（ＣＳＰ）発光素子（ＬＥＤ）１Ａにおいて、反射構造部は、発光半導体ダイのチップ縁表面１３を包囲して配置され、チップ側スペーサ構造部は、反射構造部と発光半導体ダイのチップ縁表面との間に配置され、サイドスペーサ縁表面３３は斜角面である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ上面、該チップ上面に対向するチップ下面、前記チップ上面と前記チップ下面との間に延伸するチップ縁表面、および前記チップ下面上に配置された１組の電極を含むフリップチップ発光半導体ダイと、
層上面、該層上面の反対側の層下面、および前記層上面と前記層下面との間に延伸する層縁表面を含み、前記層下面は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ上面上に配置され、前記チップ上面よりも大きい層と、
前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ上面と前記層の前記層下面との間に配置された粘着層と、
前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面および前記層の前記層下面の両方に隣接して配置され、前記チップ縁表面へ接続された斜角側スペーサ表面を含むチップ側スペーサ構造部と、
該チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を包囲しこれを覆う反射構造部とを含む発光素子。
【請求項２】
前記層は光輝性層であり、前記層上面は光輝性層上面であり、前記層下面は光輝性層下面であり、前記層縁表面は光輝性層縁表面である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記光輝性層は、単一の蛍光体層であるか、または少なくとも１つの蛍光体層および少なくとも１つの透明層を含む多層構造である請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記光輝性層は、蛍光体層と、前記蛍光体層上に配置されたレンズアレイ層とを含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面は、斜角平面縁表面、凸状斜角面または凹状斜角面である請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記チップ側スペーサ構造部は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面を完全に覆う請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項７】
前記チップ側スペーサ構造部は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面を部分的に覆う請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項８】
前記チップ側スペーサ構造部は、透明な樹脂材料を含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項９】
前記チップ側スペーサ構造部は、透明な樹脂材料と、該透明な樹脂材料中に分散された２０重量％までの量の光散乱粒子とを含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記透明な樹脂材料は、屈折率が１．４５以下であるシリコーンである請求項８または９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記透明な樹脂材料は、ポリフタラミド、ポリシクロエチレンジメチレンテレフタレート、エポキシ成形化合物またはシリコーンを含み、前記光散乱粒子は、二酸化チタン、窒化ホウ素、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムを含む請求項８または９に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記反射構造部はさらに、前記光輝性層の前記光輝性層縁表面を覆う請求項２に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記反射構造部は、前記光輝性層の前記光輝性層下面の下側に配置されている請求項２に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記反射構造部は、上方に凹状の反射器下面を含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記反射構造部は、透明な樹脂材料と、該透明な樹脂材料中に分散された少なくとも２０重量％の量の光散乱粒子とを含み、前記透明な樹脂材料は、ポリフタラミド、ポリシクロエチレンジメチレンテレフタレート、エポキシ成形化合物またはシリコーンを含み、前記光散乱粒子は、二酸化チタン、窒化ホウ素、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムを含む請求項１２ないし１４のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１６】
前記発光半導体ダイおよび前記反射構造部が載置された基板をさらに含み、前記発光半導体ダイは、前記基板へ電気的に接続されている請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１７】
前記層は透明層であり、前記層上面は透明層上面であり、前記層下面は透明層下面であり、前記層縁表面は透明層縁表面である請求項１に記載の発光素子。
【請求項１８】
透明粘着材料を貼り合わせ用フィルムの表面上に配置し、
該貼り合わせ用フィルムの複数のフリップチップ発光半導体ダイを積層し、その場合、該フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、前記貼り合わせ用フィルムの前記透明粘着材料が配置される表面に対向し、
該透明粘着材料を前記発光半導体ダイの前記チップ上面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間に押し出して、複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、
該チップ側スペーサ構造部を硬化させ、該チップ側スペーサ構造部のそれぞれは、前記貼り合わせ用フィルムの表面および各発光半導体ダイのチップ縁表面を接続する斜角側スペーサ表面を含み、
複数の反射構造部を形成してそれぞれが前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を覆うようにし、
前記反射構造部を単体化することを含む発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記透明粘着材料を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に配置することはさらに、
前記透明粘着材料を配置して前記貼り合わせ用フィルムの表面上に連続層を形成することを含む請求項１８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記透明粘着材料を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に配置することはさらに、
前記透明粘着材料を配置して、粘着液滴のアレイを前記貼り合わせ用フィルムの表面上に形成することを含む請求項１８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２１】
複数の壁分割部を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に形成し、
前記透明粘着材料を配置して、粘着液滴のアレイを前記壁分割部間に形成し、
前記透明粘着材料を押圧して押し出し、該透明粘着材料の流れの動きが前記周囲の壁分割部によって防止されるようにし、
前記チップ側スペーサ構造部の複数の凸状サイドスペーサ縁表面を前記透明粘着材料によって形成することをさらに含む請求項２０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することはさらに、
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを基板上に配置し、
前記基板を前記貼り合わせ用フィルムへ押圧積層することを含む請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記フリップチップ発光半導体ダイまたは前記貼り合わせ用フィルムの表面をプラズマ処理した後、前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することをさらに含む請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することを真空チャンバ中において行う請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２５】
前記透明粘着材料を押し出して、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間にオーバーフローさせ、
前記透明粘着材料は、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面を完全に覆う請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２６】
前記透明粘着材料を押し出して、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間にオーバーフローさせ、前記透明粘着材料は、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面を部分的に覆う請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記複数の反射構造部を形成することはさらに、
該反射構造部の一定量の製造材料を配置して、上方に凹状の反射器下面を形成することを含む請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記反射構造部を単体化することはさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化することを含む請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２９】
前記複数の反射構造部の形成前に、前記方法は、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化して複数の発光構造部を形成し、該発光構造部のそれぞれは、発光半導体ダイ、チップ側スペーサ構造部、および貼り合わせ用フィルムを含み、
前記発光構造部を分離および配置することを含み、前記複数の反射構造部を形成して前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面をそれぞれ覆う際、前記貼り合わせ用フィルムの縁表面を露出させて前記反射構造部がそれぞれ該貼り合わせ用フィルムの前記縁表面を覆うようにする請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記発光素子を基板上に配置し、前記発光半導体ダイは、前記基板へ電気的に接続されることをさらに含む請求項１８ないし２１のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項３１】
複数のフリップチップ発光半導体ダイを貼り合わせ用フィルムの表面上に配置し、その場合、該フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、前記貼り合わせ用フィルムの表面に対向し、
前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間に透明粘着材料を配置して複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、前記チップ側スペーサ構造部のそれぞれの斜角側スペーサ表面は、各フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面および前記貼り合わせ用フィルムの表面へ接続され、
前記チップ側スペーサ構造部を硬化させ、
複数の反射構造部を形成してそれぞれが該チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を覆いようにし、
前記反射構造部を単体化することを含む発光素子の製造方法。
【請求項３２】
前記フリップチップ発光半導体ダイまたは前記貼り合わせ用フィルムの表面をプラズマ処理した後、前記透明粘着材料を配置することをさらに含む請求項３１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３３】
前記反射構造部を単体化することはさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化することを含む請求項３１または３２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３４】
前記複数の前記反射構造部の形成前に、前記方法はさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化して複数の発光構造部を形成し、該発光構造部のそれぞれは、発光半導体ダイ、チップ側スペーサ構造部、および貼り合わせ用フィルムを含み、
前記発光構造部を配置構成によって分離することを含み、前記複数の反射構造部を形成して前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面をそれぞれ覆う際、前記貼り合わせ用フィルムの縁表面を露出させて前記反射構造部が前記貼り合わせ用フィルムの前記縁表面をそれぞれ覆うようにする請求項３１または３２に記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用参照）
本出願は、２０１７年１月２６日付出願の台湾特許出願第１０６１０３２３９号および２０１７年１月２６日付出願の中国特許出願第２０１７１００５７３８４．４号に対する利益および優先権を主張するものであり、同出願の開示内容全体を参照により本願に取り込む。
【０００２】
本開示は、発光素子およびその製造方法に関し、より詳細には、斜角チップ反射器を有するチップスケールパッケージング発光素子とその製造方法に関する。
【０００３】
（関連技術の説明)
発光素子（ＬＥＤ）は一般に、照明、バックライトまたは表示器用光源として用いられ、発光半導体ダイは典型的には、パッケージ構造内に配置されてＬＥＤパッケージとなるか、あるいはさらに、白色ＬＥＤパッケージとしてカプセル化されるか、もしくは光輝性材料によって被覆される。
【０００４】
適切な設計をすれば、ＬＥＤは良好な発光効率を達成し得る。例えば、図１に示すように、ＬＥＤは、塑性リーデッドチップキャリア（ＰＬＣＣ）ＬＥＤパッケージであり、全体として水平発光半導体ダイ８０およびリードフレーム構造８１を含んでいる。発光半導体ダイ８０は、金線８２を通してリードフレーム構造８１へ電気的に接続されている。リードフレーム構造８１は、パッケージ内の光をパッケージの発光表面へ反射する反射カップ８１１を含んでいる。ＰＬＣＣ型ＬＥＤパッケージの発光効率は、斜角反射表面が発光半導体ダイ８０を包囲する反射カップ８１１によって効果的に増加させることが可能であるものの、ＰＬＣＣ型ＬＥＤパッケージには、以下のような制約がある。すなわち、（１）発光半導体ダイ８０から出射されて光輝性材料中において様々な放射角に沿って走行する主ビームの径路に大きな差が生じるため、色均一性が低下し、最終的には黄色のハロリングが発生する。（２）ＬＥＤパッケージの発光領域が発光半導体ダイ領域よりもずっと大きくなるため、エタンデュが大きくなり、その結果、二次的な光学レンズを設計しても放射パターンを形成することが容易でない。（３）リードフレーム構造８１の熱抵抗が大きくなると、放熱が非効率になり、最終的に発光効率も低下する。
【０００５】
ＬＥＤ技術の発展と共に、ＬＥＤのチップスケールパッケージング（ＣＳＰ）には、その利点が故に大きな注目が集まっている。ＣＳＰ型ＬＥＤ場合、ＣＳＰ型ＬＥＤは、フリップチップ発光半導体ダイと、（通常はパッケージング構造内に光輝性材料を含む）発光半導体ダイを覆うパッケージング構造とを含むため、ＰＬＣＣ型ＬＥＤパッケージと比較して以下のような利点がある。（１）ＣＳＰ型ＬＥＤの場合、金線および余分なリードフレームまたはサブマウントが必要ないため、材料コストが大幅に低下する。（２）リードフレームまたはサブマウントがないため、発光半導体ダイとヒートシンクとの間の熱抵抗をさらに低減することができ、同一動作条件下では動作温度が低くなる。（３）動作温度が低くなると、発光半導体ダイの量子効率が高くなる。（４）パッケージの大きさが大幅に小型化されるため、ＬＥＤモジュールまたは照明器具の設計をより柔軟にすることができる。（５）ＣＳＰ型ＬＥＤの場合、光放射領域が小さくなる。そのため、エタンデュを低減することができ、放射パターンの形成のための二次光学系の設計が容易となり、または発光強度がより高くなる。
【０００６】
白色光ＣＳＰ型ＬＥＤを一例としてとると、光放射の視野角に従って２つのタイプのＣＳＰ型ＬＥＤに分類されることが多い。第１のタイプとして、「５面発光型」ＣＳＰ型ＬＥＤデバイスがあり、フリップチップ発光半導体ダイと、発光半導体ダイを覆う光輝性層とを含むものである。光輝性層は、発光半導体ダイのチップ上面および４チップ縁表面を覆っている。このタイプのＣＳＰ型ＬＥＤの場合、上面および４つの側面から光を出射する。すなわち、異なる方向に沿った５つの表面から光を放射するため、５面発光型と呼ばれる。外形寸法のアスペクト比に応じて、５面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤの視野角は一般的には、１４０度〜１６０度である。ＣＳＰ型ＬＥＤの場合、視野角がより大きいため、より大きな角度照明を指定する用途、例えば、照明器具照明、直接照明型バックライトモジュールに適している。
【０００７】
第２のタイプとして、「上面発光型」ＣＳＰ型ＬＥＤがあり、フリップチップ発光半導体ダイ、光輝性層および反射構造部を含むものである。光輝性層は発光半導体ダイ上に配置され、反射構造部は発光半導体ダイを包囲して配置されている。すなわち、この反射構造部は、発光半導体ダイの４つの縁表面を包囲し覆うように配置されている。反射構造部は、発光半導体ダイおよび光輝性層から出射された光を４つの側部からパッケージ構造中へ反射することができるため、ＣＳＰ型ＬＥＤは、光を主にＣＳＰ型ＬＥＤの上面から、または上面からのみ出射することができ、よって上面発光型とされる。上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤは典型的には視野角が１１５度〜１２５度であるため、指向性照明、例えば、スポット光型ＬＥＤバックライトモジュールおよび縁照明型ＬＥＤバックライトモジュールを指定する用途の、より小さな角度の照明が可能になる。
【０００８】
しかし、ＣＳＰ型ＬＥＤの大きさの小型化と共に、ＬＥＤ、例えば、ＰＬＣＣ型ＬＥＤパッケージの斜角反射器構造の形成に用いられることの多い製造技術をＣＳＰ型ＬＥＤへ適用することが困難になる。例えば、上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤの場合、反射構造部は一般的には、発光半導体ダイのチップ縁表面および／または光輝性層の縁表面を完全に覆っている。このような反射構造部の設計に起因して、発光半導体ダイの４つの縁表面から出射される光は、反射構造部から反射されて発光半導体ダイ中に戻る。半導体ダイ内において数回反射された後、この光は光輝性層の上面へ案内することができ、そこからＣＳＰ型ＬＥＤの外へ退出することができるため、ＣＳＰ型ＬＥＤ中の光エネルギー損失が増加し、全体の発光効率も低下する。
【０００９】
上記を鑑みて、ＣＳＰ型ＬＥＤの発光効率のさらなる向上のためのバッチ大量生産工程に適した解決法の提供が求められている。
【００１０】
（概要）
本開示のいくつかの実施形態の目的は、上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤの発光効率のさらなる向上のためのバッチ大量生産工程に適したチップスケールパッケージング（ＣＳＰ）ＬＥＤおよびその製造方法を提供することである。
【００１１】
上記目的の達成のため、本開示のいくつかの実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤは、フリップチップ発光半導体ダイ、光輝性層、チップ側スペーサ構造部および反射構造部を含む。フリップチップ発光半導体ダイは、チップ上面、チップ上面に対向するチップ下面、形成されたかチップ上面とチップ下面との間に延伸するチップ縁表面、および１組の電極を有する。この１組の電極は、チップ下面上に配置されている。光輝性層は、光輝性層下面に対向する光輝性層上面と、光輝性層縁表面とを有する。光輝性層縁表面は、光輝性層上面と光輝性層下面との間に形成され、または延伸している。光輝性層の光輝性層下面は、フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面上に配置され、チップ上面よりも大きい。チップ側スペーサ構造部は、フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と光輝性層の光輝性層下面との間に、または両者に隣接して配置され、光輝性層の光輝性層下面とフリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面とを接続し、または両者の間に延伸する斜角側スペーサ表面を含む。反射構造部は、チップ側スペーサ構造部のサイドスペーサ縁表面を覆っている。
【００１２】
上記目的を達成するため、本開示のいくつかの実施形態において配置された別のＣＳＰ型ＬＥＤは、フリップチップ発光半導体ダイ、透明層、チップ側スペーサ構造部および反射構造部を含む。フリップチップ発光半導体ダイは、チップ上面、チップ上面に対向するチップ下面、形成されたかチップ上面とチップ下面との間に延伸するチップ縁表面、および１組の電極を有する。１組の電極は、チップ下面上に配置されている。透明層は、透明層下面および透明層縁表面の反対側の透明層上面を有する。透明層縁表面は、透明層上面および透明層下面間に形成され、または延伸している。透明層の透明層下面は、フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面上に配置され、チップ上面よりも大きい。チップ側スペーサ構造部は、フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と透明層の透明層下面との間に、または両者に隣接して配置され、斜角側スペーサ表面を含む。斜角側スペーサ表面は、透明層の透明層下面およびフリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面を接続し、または両者の間に延伸している。反射構造部は、チップ側スペーサ構造部のサイドスペーサ縁表面を覆っている。
【００１３】
上記目的の達成のため、本開示のいくつかの実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの製造方法が開示されている。本方法は、透明粘着材料を貼り合わせ用フィルムの表面上に配置し、貼り合わせ用フィルムの複数のフリップチップ発光半導体ダイを積層し、その場合、フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、貼り合わせ用フィルムの透明粘着材料が配置される表面に対向し、透明粘着材料をフリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面および貼り合わせ用フィルムの表面上に押し出して複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、チップ側スペーサ構造部を硬化させ、チップ側スペーサ構造部のそれぞれは、フリップチップ発光半導体ダイのそれぞれのチップ縁表面と貼り合わせ用フィルムの表面との間を接続し、または両者間を延伸する斜角側スペーサ表面を含み、複数の反射構造部を形成してそれぞれがチップ側スペーサ構造部のサイドスペーサ縁表面を覆うようにし、本開示のいくつかの実施形態に従って反射構造部を単体化して、複数のＣＳＰ型ＬＥＤを形成することを含む。
【００１４】
上記目的の達成のため、本開示に開示されるＣＳＰ型ＬＥＤの別の製造方法は、複数のフリップチップ発光半導体ダイを貼り合わせ用フィルムの表面上に設け、その場合、フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、貼り合わせ用フィルムの表面に対向し、透明粘着材料をフリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と貼り合わせ用フィルムの表面との間に押し出して、複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、斜角側スペーサ表面を含むチップ側スペーサ構造部のそれぞれは、貼り合わせ用フィルムの表面およびフリップチップ発光半導体ダイのそれぞれのチップ縁表面を接続し、または両者間に延伸し、チップ側スペーサ構造部を硬化させて、複数の反射構造部を形成してチップ側スペーサ構造部のそれぞれを覆うようにし、本開示のいくつかの実施形態に従って反射構造部を単体化して、複数のＣＳＰ型ＬＥＤを形成することを含む。
【００１５】
よって、本開示のいくつかの実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤおよびその製造方法は、少なくとも以下の利点を提供することができる。（１）斜角内面を有する反射構造部は、発光半導体ダイからの側方向放射光をＣＳＰ型ＬＥＤの上面へと反射すせることができる。他の上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤと比較して、本開示のいくつかの実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤは、光をパッケージから効果的に抽出することができるため、全体の発光効率を増加することができる。他の上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤと比較して、本開示のいくつかの実施形態に従って開示される斜角内面を備えた反射構造部は、発光半導体ダイから側方向出射された光を光輝性層へより効果的に案内および反射することができる。（２）チップ側スペーサ構造部の製造材料は望ましくは、低屈折率かつ実質的に透明な樹脂材料であり、これにより、発光半導体ダイの界面とチップ側スペーサ構造部との間に全内部反射が発生し易くなる。そのため、半導体ダイから出射された光を発光半導体ダイのチップ上面へより効果的に伝達して、全体の光抽出効率を増加することができる。（３）製造工程を適切に制御することにより、反射構造部の斜角内面は、凹状斜角面、斜角平面縁表面または凸状斜角面を含む３つの構成部を有するように製造することができ、その場合、サイドスペーサ縁表面はまた、発光半導体ダイのチップ縁表面を実質的に十分に覆うか、または部分的に覆ってもよく、これによりさらに、ＣＳＰ型ＬＥＤの全体の発光効率が調整される。（４）多層光輝性層構造の製造工程または仕様の適切な制御により、遠隔蛍光体構成の効果を達成して発光半導体ダイから生成される熱の光輝性層への影響を低減することができ、さらに光輝性材料の光変換効率が増加する。（５）本開示のいくつかの実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤは、形状係数が小さく、発光半導体ダイのそれよりも若干大きい。（６）本製造方法はバッチ大量生産工程であるため、生産コストが効果的に低下する。
【００１６】
本開示の他の態様および実施形態も企図される。上記の概要および以下の詳細な説明は、任意の特定の実施形態の開示を制限することを意図しておらず、本開示のいくつかの実施形態の説明を意図しているに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】比較例のＬＥＤパッケージの断面図である。
【００１８】
【図２】本開示の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００１９】
【図３Ａ】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２０】
【図３Ｂ−Ｄ】本開示の図３Ａに示すＣＳＰ型ＬＥＤの例示的実施形態の断面図である。
【００２１】
【図４Ａ−Ｃ】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２２】
【図５】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２３】
【図６】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２４】
【図７Ａ−Ｂ】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２５】
【図８】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２６】
【図９】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２７】
【図１０】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２８】
【図１１】本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの断面図である。
【００２９】
【図１２Ａ−１８】それぞれ本開示によるＣＳＰ型ＬＥＤの製造方法の一実施形態を示す模式図である。
【００３０】
【図１９−２１】それぞれ本開示によるＣＳＰ型ＬＥＤの製造方法の別の実施形態を示す模式図である。
【００３１】
【図２２Ａ−Ｃ】それぞれ本開示によるチップ側スペーサの形成方法の別の実施形態を示す模式図である。
【００３２】
【図２３−２６】本開示によるＣＳＰ型ＬＥＤの製造方法の別の実施形態を示す模式図である。
【００３３】
（詳細な説明）
（定義）
以下の定義は、本開示のいくつかの実施形態について記載される技術的態様のうちいくつかに適用される。これらの定義は、本明細書中において同様に拡大してもよい。
【００３４】
本明細書において用いられるように、単数扱いの用語は、非特定と特定とを問わず、文脈上とくに指示しない限り、複数の対象を含む。よって、例えば、層について言及する場合、文脈からそうでないことが明らかな場合を除いて、複数の層を含み得る。
【００３５】
本明細書において用いられるように、「１組」という用語は、１つ以上の構成要素の集りを含む。よって、例えば、１組の層は、単一の層または複数の層を含み得る。１組のうちの複数の構成要素を１組のうちの複数の部材と呼ぶ場合もある。１組の構成要素は、同じものである場合もあれば、異なるものである場合もある。いくつかの場合において、１組のうちの複数の構成要素は、１つ以上の共通する特性を共有し得る。
【００３６】
本明細書において用いられるように、「隣接」という用語は、近くにあるか、または隣り合う様子を指す。隣接する構成要素は、相互に離れていてもよいし、あるいは実際に、すなわち直接的に相互に接触していてもよい。いくつかの場合において、隣接する構成要素は、相互に接続していてもよいし、あるいは相互に一体形成されていてもよい。いくつかの実施形態の記載において、構成要素が他の構成要素の「上」または「上方」に配置されている場合、前者の構成要素が後者の構成要素上に直接配置されている（例えば、直接物理的に接触している）場合も、また１つ以上の介在する構成要素が前者の構成要素と後者の構成要素との間に配置されている場合も含まれる。いくつかの実施形態の記載において、ある構成要素が他の構成要素の「下側」に配置されている場合、前者の構成要素が後者の構成要素の下側に直接配置されている場合（例えば、直接物理的に接触している場合）も、また１つ以上の介在する構成要素が前者の構成要素と後者の構成要素との間に配置されている場合も含まれる。
【００３７】
本明細書において用いられるように、「接続する」、「接続された」および「接続」という用語は、動作上の連結または関連を指す。接続された構成要素は、相互に直接接続される場合もあるし、あるいは例えば他の１組の構成要素を介して相互に間接的に接続される場合もある。
【００３８】
本明細書において用いられるように、「約」、「実質的に」および「実質的な」という用語は、考慮すべき度合いまたは程度を指す。事象または状況に関連して用いられる場合、これらの用語は、その事象または状況が間違いなく発生するときと、例えば本明細書中に記載の製造作業の典型的な許容レベルを考慮してその事象または状況がほぼ発生する場合とを指し得る。例えば、数値に関連して用いられる場合、これらの用語は、当該数値の±１０％以内の変動、例えば、±５％以内、±４％以内、±３％以内、±２％以内、±１％以内、±０．５％以内、±０．１％以内、または±０．０５％以内を含み得る。例えば、「実質的に」透明なとは、可視スペクトルの少なくとも一部またはその全体にわたる少なくとも７０％、例えば、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％または少なくとも９０％の光透過率を指し得る。例えば、「実質的に」同一平面にあるとは、同一平面に沿って２０マイクロメートル以内、例えば、同一平面に沿って１０マイクロメートル以内または同一平面に沿って５マイクロメートル以内に配置された２つの表面を指し得る。
【００３９】
本明細書において用いられるように、光輝性について、「効率」または「量子効率」とは、出力光子数の入力光子数に対する比を指す。
【００４０】
本明細書において用いられるように、「大きさ」という用語は、特徴的寸法を指す。球形の対象物（例えば、粒子）の場合、対象物の大きさとは、その対象物の直径を指し得る。非球形の対象物の場合、非球形対象物の大きさとは、対応する球形対象物の直径を指し得、その場合、対応する球形対象物は実質的に非球形対象物の特性と同じ特定の一連の導出可能あるいは測定可能な特性を呈するか、もしくはこのような特性を有する。よって、本明細書において用いられるように、１組の対象物の大きさは、大きさ分布における典型的な大きさ、例えば、大きさの平均値、中央値またはピーク値を指し得る。
【００４１】
図２に示すように、本開示の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａは、発光半導体ダイ１０、光輝性層２０、チップ側スペーサ構造部３０、反射構造部４０および粘着層９０を含む。技術的詳細について、以下に説明する。
【００４２】
発光半導体ダイ１０は、フリップチップ発光半導体ダイであり、チップ上面１１、チップ下面１２、チップ縁表面１３および１組の電極１４を含む。チップ上面１１およびチップ下面１２は、実質的に平行に配置され、相互に対向している。チップ縁表面１３は、チップ上面１１とチップ下面１２との間に形成されるか、または延伸し、チップ上面１１の外側リムをチップ下面１２の外側リムへ接続している。１組の電極１４は、チップ下面１２上に配置され、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａから露出した２つ以上の電極を含んでもよい。電気エネルギー（図示せず）が１組の電極１４を通って発光半導体ダイ１０へ加わると、エレクトロルミネセンスが生っずる。光子は主に、発光半導体ダイ１０のチップ上面１１およびチップ縁表面１３から放射される。
【００４３】
光輝性層２０は、光輝性層上面２１、光輝性層下面２２および光輝性層縁表面２３を含み、発光半導体ダイ１０から出射された主ビームの波長を、より長波長を持つより低エネルギーの変換光へ変換することができる。光輝性層上面２１および光輝性層下面２２は、実質的に平行かつ相互に対向して形成されている。光輝性層縁表面２３は、光輝性層上面２１と光輝性層下面２２との間に形成されるか、または延伸して、光輝性層上面２１の外側リムを光輝性層下面２２の外側リムへ接続している。光輝性層上面２１および光輝性層下面２２は、実質的に水平であり、かつ相互に平行である。
【００４４】
光輝性層２０は、蛍光体層２０１を含んでもよく、蛍光体層２０１上に配置された少なくとも１つの透明層２０２も含んでよい。あるいは、透明層２０２を逆に積層し、蛍光体層２０１の下側に配置してもよい。透明層２０２および蛍光体層２０１により、主ビームが通過することができる。そのため、透明層２０２および蛍光体層２０１の両方の製造材料は、実質的に透明なバインダ材料、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴム、別の樹脂材料その他を含むことができる。蛍光体層２０１はさらに、透明バインダ材料内に混合させる光輝性材料、例えば、蛍光体、量子ドット等を含む。加えて、透明層２０２および蛍光体層２０１の製造材料は、特定の特性、例えば、熱抵抗、耐水性または信頼性が得られるような実質的に透明な無機材料、例えば、ガラスまたはアルミナも含んでよい。主ビーム、例えば、青色光または紫外光が発光半導体ダイ１０から出射されて蛍光体層２０１を通過すると、この光の一部が波長変換されて、例えば、黄色光、赤色光または緑色光となり、透明層２０２を通過しながら、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの内部から周囲環境へ出る。
【００４５】
透明層２０２は光波長をダウンコンバートしないが、蛍光体層２０１の保護層をなしているため、蛍光体層２０１が環境へ直接露出することはない。加えて、透明層２０２は、光輝性層２０の全体の構造強度も増加させることができる。
【００４６】
光輝性層２０は、光輝性層２０の光輝性層下面２２が粘着層９０を挟んで発光半導体ダイ１０のチップ上面１１に隣接するように、発光半導体ダイ１０上に配置されている。換言すると、光輝性層２０は、全体が発光半導体ダイ１０のチップ上面１１上に配置され、粘着層９０は、光輝性層２０と発光半導体ダイ１０との間に配置されている。
【００４７】
寸法的には、光輝性層２０の光輝性層下面２２は、発光半導体ダイ１０のチップ上面１１よりも大きいため、例えば光輝性層下面２２の面積は、チップ上面１１の面積の少なくとも約１．１倍、少なくとも約１．３倍、または少なくとも約１．５倍である。法線方向に沿って下方から見ると、光輝性層２０は発光半導体ダイ１０を完全に遮蔽し、発光半導体ダイ１０の周囲が光輝性層２０の周囲内に十分に収まり、これにより、発光半導体ダイ１０から出射された主ビームが光輝性層２０を通過することなく外方へ伝達されることは、できなくなる。そうしないと、主ビームが漏洩してしまう。これと同時に、光輝性層２０をより大きくすると、チップ側スペーサ構造部３０を形成するためのさらなる表面が得られる。これについては後述する。光輝性層２０の光輝性層下面２２は、光輝性層２０と発光半導体ダイ１０との間の接着を向上させるために、透明粘着材料（例えば、シリコーン、エポキシ、ゴム等）によって発光半導体ダイ１０のチップ上面１１へ接着されて粘着層９０を形成している。さらに、粘着層９０は、プロセス条件の制御によって厚さが異なってもよい。例えば、粘着層９０の厚さは、約１マイクロメートル以上、約５マイクロメートル以上、約１０マイクロメートル以上、または約２０マイクロメートル以上でよい。こうした光輝性層２０と発光半導体ダイ１０との間の距離のため、遠隔蛍光体構成の効果を得ることができ、これにより、発光半導体ダイ１０から発生した熱の光輝性層２０への影響が低減し、光輝性材料の光変換効率がさらに増加する。
【００４８】
チップ側スペーサ構造部３０は、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３、粘着層９０の縁表面および光輝性層２０の光輝性層下面２２間に配置されて延伸し、発光半導体ダイ１０の周囲および粘着層９０の周囲を包囲している。チップ側スペーサ構造部３０は、光輝性層２０の光輝性層下面２２の下側に配置されている。詳細には、チップ側スペーサ構造部３０は、サイドスペーサ上面３１、サイドスペーサ内縁表面３２およびサイドスペーサ縁表面３３を有する。図示のように、サイドスペーサ上面３１は光輝性層２０の光輝性層下面２２に隣接し、サイドスペーサ内縁表面３２は、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３および粘着層９０の縁表面に隣接している。これらの２つの接合面間に大きな隙間は形成されない。図２のＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの断面図に示すように、サイドスペーサ縁表面３３は、光輝性層２０の光輝性層下面２２に対して傾斜した平滑な曲面であり、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３に相対している。より詳細には、サイドスペーサ縁表面３３の一端は、光輝性層２０の光輝性層下面２２へ接続され、サイドスペーサ縁表面３３の他端は、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３へ接続されている。本実施形態において、サイドスペーサ縁表面３３は凹状斜角面であり、サイドスペーサ上面３１、サイドスペーサ内縁表面３２およびサイドスペーサ縁表面３３は相互に接続されている。チップ側スペーサ構造部３０の幅は、光輝性層下面２２に対して直交しかつこれから離れる方向に徐々にテーパ状をなしている。図示のように、サイドスペーサ縁表面３３は、サイドスペーサ縁表面３３の全体にわたって実質的に連続した曲率を有する。
【００４９】
チップ側スペーサ構造部３０により光通過が可能になるため、チップ側スペーサ構造部３０の製造材料は、透明な樹脂材料などの実質的に透明な材料、例えば、シリコーン、エポキシ、ゴム等を含んでもよい。透明材料の選択に応じて、チップ側スペーサ構造部３０は、光学特性、例えば、光透過率および屈折率が異なってもよい。いくつかの実施形態において、チップ側スペーサ構造部３０および粘着層９０は、同一の透明材料によって形成することができる。いくつかの実施形態において、チップ側スペーサ構造部３０および粘着層９０は、両者間に界面を有さないモノリシック構造としてもよい。
【００５０】
反射構造部４０は、チップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３を覆っている。本実施形態において、反射構造部４０は、光輝性層２０の光輝性層縁表面２３を覆っていない。発光半導体ダイ１０から出射された主ビームの一部はチップ縁表面１３を通過し、チップ側スペーサ構造部３０に進入するため、チップ側スペーサ構造部３０に隣接する反射構造部４０は光を光輝性層２０へ効果的に反射することができる。
【００５１】
反射構造部４０がサイドスペーサ縁表面３３を覆っていれば、反射構造部４０とサイドスペーサ縁表面３３との間に大きな隙間は無くなる。そのため、反射構造部４０は反射表面４３を有し、これは、チップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３と十分に接触している。図２に示すように、サイドスペーサ縁表面３３は凹状斜角面であるため、反射表面４３は凸状反射面であり、そのため、反射構造部４０の反射表面４３は凸状反射面をなすことができる。加えて、本実施形態において、反射構造部４０は、反射器下面４１および反射器外縁表面４２を有する。反射器下面４１は、発光半導体ダイ１０のチップ下面１２へ接続されている。反射器下面４１は、チップ下面１２と実質的に同一平面でよい。反射器外縁表面４２は、垂直な表面であり、光輝性層縁表面２３と実質的に同一平面でよい。反射構造部４０の幅は、光輝性層下面２２に対して直交しかつこれに向かう方向に沿って徐々にテーパ状をなしている。図示のように、反射表面４３は、反射表面４３の全体にわたって実質的に連続した曲率を有する。反射表面４３とチップ縁表面１３との間の隙間は、光輝性層下面２２に対して直交しかつ光輝性層下面２２へ向かう方向に沿って徐々にテーパ状をなしている。
【００５２】
製造材料について、反射構造部４０は透明樹脂を含む材料を含んでもよく、これはさらに光散乱粒子を含んでもよい。好適には、透明樹脂内の光散乱粒子の濃度パーセンテージは約２０重量％を下回らない（例えば、約３０％以上または約４０％以上）であるため、良好な反射器を形成することができる。透明樹脂は、例えば、ポリフタラミド（ＰＰＡ）、ポリシクロエチレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、熱硬化性エポキシ樹脂成形化合物（ＥＭＣ）、シリコーン、または低屈折率シリコーンを含む（例えば、屈折率は、約１．４５以下または約１．３５〜約１．４５であり得る）。光散乱粒子は、例えば、二酸化チタン、窒化ホウ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはこれらの組合せを含み、類似の機能を持つ他の酸化物、窒化物またはセラミック粒子を用いてもよい。光散乱粒子の大きさは、主ビームの波長の約半分、例えば、約１５０ｎｍ〜約４５０ｎｍに設定することができる。上記した製造材料に加えて、反射構造部４０は、他の電子回路パッケージング材料などにより構成してもよい。
【００５３】
これまで、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの実施形態の技術的詳細について述べた。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの実施形態の技術的詳細は、少なくとも以下の技術的特徴を有する。
【００５４】
図２に示すように、チップ側スペーサ構造部３０は、反射構造部４０の反射表面４３によって覆われたサイドスペーサ縁表面３３を有する。反射構造部４０は、反射カップのように機能し、発光半導体ダイ１０から出射された光を反射表面４３によって反射して反射光を光輝性層２０から外方へより効果的に伝達する。換言すると、反射表面４３は、図２に示すように発光半導体ダイ１０から出射された光Ｌを光輝性層２０へと反射するように配置されて、光Ｌがより容易に外方に放射されるようにする。よって、光Ｌが反射されて発光半導体ダイ１０中に戻る可能性が低減し、全体的な光エネルギー損失を効果的に低減することができる。本配置構成において、発光半導体ダイ１０から出射された光ＬをＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａから効果的に逃がすことができ、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの光抽出効率が良好になる。斜角面無しの反射構造（例えば、反射構造部の内側反射縁が垂直であるもの）と比較して、発光半導体ダイ１０から出射された光を容易に反射して発光半導体ダイ１０へ戻す。このように、サイドスペーサ縁表面３３（または反射表面４３）の利点が理解されよう。
【００５５】
チップ側スペーサ構造部３０は、低屈折率の透明な樹脂材料によって構成して発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３とチップ側スペーサ構造部３０との間の界面において全内部反射が発生し易くなるようにしてもよい。よって、発光半導体ダイ１０から出射された光をチップ上面１１からより効果的に伝達して、全体の光抽出効率がさらに増加するようにする。
【００５６】
加えて、斜角反射器を備えた他の上面発光型ＣＳＰ型ＬＥＤと比較すると、このような斜角反射器は主に、光輝性層中の光を光輝性層を包囲して配置された斜角反射器を介して光輝性層の上面へと反射する。しかし、この構成の場合、発光半導体ダイのチップ縁表面から出射された光に対してさらなる光抽出効果が得られることはない。一方、本開示のいくつかの実施形態による反射表面４３の主な機能は、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３から光輝性層２０へ向けて出射された光をより効果的に反射してＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａから光をより容易に抽出きることである。
【００５７】
サイドスペーサ縁表面３３の配置により発光効率が増加することに加えて、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａは、光輝性層２０の蛍光体層２０１および透明層２０２の屈折率を調整することにより発光効率をさらに増加させることもできる。すなわち、透明層２０２の屈折率は、蛍光体層２０１の屈折率と空気の屈折率との間に指定して発光半導体ダイ１０の光が透明層２０２を通って空気中に出るようにし、これにより、光エネルギー損失の原因となる界面における光反射が低下するようにしてもよい。透明層２０２の数は、２層以上（図示せず）に指定してもよい。複数の透明層２０２の屈折率は異なってもよく（すなわち、２つの透明層２０２の製造材料が異なり）、外層の屈折率は内側層よりも低く、蛍光体層２０１の屈折率よりも低い。したがって、発光効率をさらに向上させることができる。
【００５８】
ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａは、外観の形状係数が低いことが理解されよう。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの全体の大きさは通常、発光半導体ダイ１０の大きさよりも若干大きい。例えば、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの長さおよび幅は、発光半導体ダイ１０の長さおよび幅の約２００％、約１５０％または約１２０％を超えない。
【００５９】
上記において、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａの技術的概念について述べた。次に、本開示の他の実施形態による他のＣＳＰ型ＬＥＤの技術的概念について、以下の段落において説明する。特定の実施形態のそれぞれのＣＳＰ型ＬＥＤの技術的概念のうちいくつかは、相互に参照し得るものである。そのため、説明を簡潔にするために、類似の特徴についての詳細な説明は省略する。
【００６０】
図３Ａに示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１ＢとＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａとの間の差として、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの反射構造部４０の反射器下面４１が凹状、すなわち上方に曲状になっている点がある。上方に凹状の反射器下面４１により、以下の利点を得ることができる。面実装技術（ＳＭＴ）工程（図示せず）などを用いてＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂを基板へ取り付ける工程時において、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂおよび基板は、リフロー半田付けまたは共晶接合のために高温に晒されることが多い。しかし、環境がより高温になると、反射器下面４１は、熱膨張、例えば、反射構造部４０、チップ側スペーサ構造部３０および光輝性層２０の熱膨張に起因して下方に膨張する。しかし、反射構造部４０の材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、通常は発光半導体ダイ１０の熱膨張係数（ＣＴＥ）の約１０倍である。反射器下面４１が上方に凹状ではない場合、反射器下面４１が高温環境下において下方により大きく変形し、基板を押圧して、発光半導体ダイ１０の１組の電極１４がボンディング基板のボンディングパッド領域から持ち上がって、ボンディング障害となることがある。しかし、本実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの反射構造部４０の反射器下面４１により、上方に凹状の空間が熱膨張のための予備空間となる。よって、より高温のリフローまたは共晶接合工程時に発光半導体ダイ１０の１組の電極１４がボンディング基板のボンディングパッド領域から強制的に持ち上がることがなくなる。反射器下面４１が上方に凹状であるため、良好なボンディング品質を得ることができる。上方に凹状の反射器下面４１をさらに説明するために、米国特許出願第１５／４０２，０８７号（ＵＳ２０１７／０２００８７０として公開）の開示内容を参照することができ、本明細書にその内容全体を参照により取り込む。
【００６１】
図３Ｂ〜図３Ｄは、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの例示的実施形態としてサイドスペーサ縁表面３３の３つの異なる曲率の凹状表面を製造した結果を示す。３つのＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂは、異なる凹状斜角面のサイドスペーサ縁表面３３を有する。図３Ｂに示す例示的実施形態は、若干凹状のサイドスペーサ縁表面３３を有し、図３Ｃおよび３Ｄに示す例示的実施形態は、より大きな凹状のサイドスペーサ縁表面３３を有する。
【００６２】
表１は、３つの凹状斜角形状度が異なったサイドスペーサ縁表面３３を有するＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの光学的測定結果を示す。３５０ｍＡの同じ動作電流下においては、表１に概要を示す測定結果から、最も凹状でないサイドスペーサ縁表面３３を有する例示的ＣＳＰ型ＬＥＤ（図３Ｂ）が１２７ルーメン／ワットの最も低い有効性を有し、図３Ｄに示す例示的なＣＳＰ型ＬＥＤが１３１ルーメンの最も高い有効性を有するため、図３Ｂに示す例示的なＣＳＰ型ＬＥＤと比較して３．１％だけ向上していることが分かる。したがって、ＣＳＰ型ＬＥＤ３Ｄが最も凹状のサイドスペーサ縁表面３３を有する場合、より高輝度を持つように発光効率を効果的に向上させることができる。
【表１】
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【００６３】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ、１Ｃ’および１Ｃ”の模式図が図示されている。本実施形態において、光輝性層２０は、異なる層構造を有する。図４Ａに示すように、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃは、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃの光輝性層２０において透明層２０２が蛍光体層２０１の下側に形成および配置されている点において他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。すなわち、透明層２０２は、蛍光体層２０１が発光半導体ダイ１０と直接接触しないように、発光半導体ダイ１０のチップ上面１１と蛍光体層２０１との間に配置され、これにより、遠隔蛍光体構成の効果が達成される。よって、動作時に発光半導体ダイ１０から発生する熱による影響を蛍光体層２０１がより受けにくくなり、蛍光体層２０１中の光輝性材料の光変換効率が高くなり得る。加えて、蛍光体層２０１の屈折率を透明層２０２の屈折率よりも低くすることができ、発光効率が増加する。
【００６４】
図４Ｂに示すように、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ’は、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ’の光輝性層２０が少なくとも２つの透明層２０２を含み、蛍光体層２０１が透明層２０２間に形成および配置される点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。この配置構成において、上側透明層２０２は、蛍光体層２０１を保護することができ、下側透明層２０２は、発光半導体ダイ１０から発生する熱が蛍光体層２０１に与える影響を低減することができる。加えて、蛍光体層２０１の屈折率を下側透明層２０２の屈折率よりも低く、かつ上側透明層２０２の屈折率よりも高くすることにより、発光効率を増加させることができる。蛍光体層２０１に対する環境保護または熱絶縁をより厳しくする必要がある場合、透明層２０２を無機透明材料、例えば、ガラス、アルミナまたは炭化ケイ素を用いて製造することができる。図４Ｃに示すように、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ”は、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ”の光輝性層２０が単一層の光輝性層である点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤとは異なる。すなわち、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ”は蛍光体層２０１を含むが透明層２０２がない。
【００６５】
図５は、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄの模式図である。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄは、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄの光輝性層２０が蛍光体層２０１上に形成されたレンズアレイ層２０３をさらに含む点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。レンズアレイ層２０３は透明層２０２と一体形成され、透明層２０２がレンズアレイ層２０３の一部とみなすことができる。レンズアレイ層２０３は、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄの発光効率をさらに増加させることができる。
【００６６】
図６に示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｅの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｅは、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｅが基板５０をさらに含んで発光半導体ダイ１０が基板５０上に配置されている点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。発光半導体ダイ１０の１組の電極１４は、基板５０へ電気的に接続されている。基板５０は、１組の電極を有し、電気エネルギーを発光半導体ダイ１０（例えば、プリント回路基板、リードフレームまたはセラミックサブマウント）へ伝達することができる。そのため、電気エネルギーを基板５０を通してＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｅへ供給することができる。
【００６７】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、図７Ａおよび図７Ｂは、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｆおよび１Ｆ’の模式図である。本実施形態において、チップ側スペーサ構造部３０は、異なるタイプのサイドスペーサ縁表面３３を有する。図７Ａに示すように、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｆは、チップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３が斜角の平面縁表面である点において他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。そのため、反射構造部の反射表面４３は、対応した斜角をなす平面縁表面である。図７Ｂに示すように、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｆ’は、チップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３が凸状斜角面であるため、反射構造部４０の反射表面４３が対応する凹状斜角面をなす点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。異なるタイプのサイドスペーサ縁表面３３により異なる光抽出効果が得られ、これにより、ＬＥＤの全体の発光効率をさらに調整することができる。
【００６８】
図８に示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｇと他のＣＳＰ型ＬＥＤとの間の違いとして、チップ側スペーサ構造部３０が発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３を部分的に覆っている点がある。すなわち、チップ縁表面１３がチップ側スペーサ構造部３０によって部分的に覆われ、反射構造部４０によって部分的に覆われている。そのため、本実施形態において、反射構造部４０はさらに反射器内縁表面４４を含む。すなわち、反射器内縁表面４４の一部が大きな隙間を挟むことなく発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３と直接接触する。この配置構成を用いれば、異なる光抽出効率を相応に調整することができる。
【００６９】
図９に示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｈの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｈは、チップ側スペーサ構造部３０が半透明であり、例えば光散乱粒子を含む透明な樹脂材料によって構成することができ、その場合、半透明の効果を達成するためには、光散乱粒子の濃度パーセンテージが約２０重量％を超えないか、約１０％重量を超えないか、または約５重量％を超えない点において、他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる。材料選択については、光散乱粒子は、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３またはこれらの組合せ、および類似の機能を持つ他の酸化物ｓ、窒化物またはセラミック粒子であり得る。
【００７０】
図１０に示すように、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｉの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｉと他のＣＳＰ型ＬＥＤとの間の違いとして、反射構造部４０がサイドスペーサ縁表面３３および光輝性層２０の光輝性層縁表面２３を覆っている点がある。よって、反射構造部４０は、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３から出射された光および光輝性層２０の光輝性層縁表面２３から出射された光を上面へ戻るように反射させることができ、これにより、この光が光輝性層２０の上面から主にまたは光輝性層２０の上面のみから逃げることが可能になる。よって、反射構造部４０の上方伸長部により、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｉがさらに小さな視野角を持つことが可能になる。
【００７１】
図１１を参照して、本開示の別の実施形態によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｊの模式図が図示されている。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｊが他のＣＳＰ型ＬＥＤと異なる点として、光輝性層２０の代わりに光輝性層２０と類似の寸法または類似の外観を有する透明層２０２が用いられる点がある。すなわち、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｊは、蛍光体層２０１を含まない。発光半導体ダイ１０から出射された光は、波長変換なしに透明層２０２を通過する。よって、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｊは、単色光源、例えば、赤色光、緑色光、青色光、赤外光および紫外光として用いることができる。
【００７２】
ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの上記実施形態について、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの技術的特徴のうちいくつかは、相互に適用可能であるべきであり、本開示による１つの特定の実施形態に限定されない。例えば、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂの上方凹状の反射器下面４１、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃの多層構造を用いた光輝性層２０、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄのレンズアレイ層２０３、ＬＥＤ１Ｅの基板５０、サイドスペーサ縁表面３３、または異なるタイプの反射構造部４０を他の実施形態のＣＳＰ型ＬＥＤに適用することができる。加えて、ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊについて、光輝性層２０の蛍光体層２０１および透明層２０２の数は、様々な仕様に従ってより多層に増加させることができ、その積層順序も適切に調整または逆転させることができ、あるいは、二酸化チタン（ＴｉＯ２）および他の材料を光輝性層２０内に適切に付加することができる。よって、仕様の改変を達成することができる。
【００７３】
次に、本開示によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの製造方法または類似の実施形態について説明する。ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの製造方法のいくつかの技術的詳細については、上記したＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの技術的内容を参照されたい。この製造方法は、少なくとも３つの以下の主要な製造段階を含む。すなわち、（１）フリップチップ発光半導体ダイのアレイを光輝性膜または透明膜上に積層することと、（２）チップ側スペーサ構造のアレイをフリップチップ発光半導体ダイのアレイを包囲して形成することと、（３）凹状斜角面、凸状斜角面または斜角平面縁表面を有する反射構造のアレイをチップ側スペーサ構造部を包囲して配置することである。この製造方法の技術的内容について、以下に順を追って説明する。
【００７４】
図１２Ａ〜図１８は、本開示によるＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ〜１Ｊの製造方法の一実施形態の模式図である。図１２Ａに示すように、先ず、貼り合わせ用フィルム２０’が設けられる。貼り合わせ用フィルム２０’は、透明膜、半透明膜、光輝性膜などでよい。本開示による以下の製造段階に示す製造方法について、光輝性膜は、例示的な実施形態として貼り合わせ用フィルム２０’（例えば、光輝性膜２０’）として用いられる。透明膜または半透明膜を貼り合わせ用フィルム２０’の実施形態として用いることにより、その後の製造段階も適用することが可能であることが理解されよう。好適には、光輝性膜２０’は、蛍光体層２０１および透明層２０２を含んでよく、光輝性層上面２１’および光輝性層下面２２’を含む。次に、透明粘着材料３００（例えば、シリコーン）を光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’上に配置する。透明粘着材料３００の配置は、蛍光体層２０１上へのスプレーコーティング、スピンコーティング、印刷などによって行ってよい。あるいは、ＣＳＰ型ＬＥＤの他の実施形態の製造方法の他の例に従って透明粘着材料３００を光輝性膜２０’の光輝性層上面２１’上に配置してもよい。他の代替的製造方法の技術的内容については、以下の詳細な説明を参照されたい。
【００７５】
次に、光輝性膜２０’は、以下の製造段階に従って製造可能である。すなわち、（１）製造材料の離型フィルム（図示せず）上へ噴霧、スピンコーティング、印刷、または成型などの工程を用いることにより蛍光体層２０１を形成した後、蛍光体層２０１を熱硬化させることと、（２）製造材料の噴霧、スピンコーティング、印刷または成型などの工程を用いることによって透明層２０２を蛍光体層２０１上に形成した後、透明層２０２を熱硬化させることと、（３）硬化した蛍光体層２０１および透明層２０２を離型フィルムから離型して、光輝性膜２０’の製造工程を完了することである。例えば、蛍光体層２０１は、米国特許第９，７９７，０４１号および米国特許第９，２１０，７６３号に開示の方法によって形成してもよい。これらの方法において、光輝性材料および透明有機バインダ材料の１つ以上の層を順次別個に配置して、蛍光体層２０１を形成する。このような技術によって形成された蛍光体層２０１は、相互にスタガ状に積層された少なくとも１つの透明層および少なくとも１つの光輝性層（図示せず）を含む多層構造でよい。
【００７６】
図１２Ｂに示すように、その後、発光半導体ダイ１０を別の離型フィルム６０上に配置する。これは、少なくとも以下の２つの製造段階を含む。すなわち、（１）離型フィルム６０、例えば、熱離型フィルム、紫外光（ＵＶ）離型フィルム等を支持構造部、例えば、シリコンウェハ基板またはガラス基板（図示せず））上に設けることと、（２）フリップチップ発光半導体ダイ１０を指定ピッチにて離型フィルム６０上に配置して、発光半導体ダイ１００のアレイを形成することである。発光半導体ダイ１０の１組の電極１４を離型フィルム６０中に埋設して、各発光半導体ダイ１０のチップ下面１２が離型フィルム６０によって実質的に十分に覆われるようにする。よって、１組の電極１４が後続工程時に汚染されるのを回避することができる。
【００７７】
図１３に示すように、次に、発光半導体ダイ１００および光輝性膜２０’の両方のアレイを膜積層システム（図示せず）のチャンバ内に配置することができる。発光半導体ダイ１００および光輝性膜２０’のアレイを別個に対向して配置し、発光半導体ダイ１０のチップ上面１１は光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’に対向して、チップ上面１１および光輝性層下面２２’を透明粘着材料３００を両者間に挟んで積層することができる。その後、チャンバを真空状態になるまで排気して、後続積層工程を真空環境中において実行し、気泡などの積層欠陥の発生を低減させることができる。真空環境は、約５０Ｔｏｒｒ未満、約１０Ｔｏｒｒ未満または約１Ｔｏｒｒ未満でよい。このようにして、発光半導体ダイ１００のアレイと光輝性膜２０’との間に捕らわれるガスが微量になる。膜積層工程は、台湾特許出願第１０６１０１５２５号に開示のような真空膜積層システムを用いて実行することができ、真空チャンバおよび膜押圧機構を有する装置を用いて、貼り合わせ用フィルムおよび積層対象基板を真空環境中において積層する。
【００７８】
図１４に示すように、発光半導体ダイ１００のアレイを光輝性膜２０’へ押圧積層する。透明粘着材料３００は、押圧下において自由に流れることができるくらいの充分な厚さで配置される。また、さらにチップ上面１１と光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’との間の透明粘着材料３００を押圧して、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３の周囲を包囲してオーバーフローさせる。
【００７９】
図１５に示すように、透明粘着材料３００を押し出して発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３へ向かってオーバーフローさせ、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３をさらに覆って凹状のサイドスペーサ縁表面３３を形成することができる。サイドスペーサ縁表面３３を有するチップ側スペーサ構造部３０のアレイが形成され、各発光半導体ダイ１０のチップ上面１１と光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’との間に配置された粘着層９０を透明粘着材料３００の圧縮変形によって形成することができる。次に、透明粘着材料３００を熱硬化させて、発光半導体ダイ１０および光輝性膜２０’を互いに積層する粘着層９０を形成することができ、同時にチップ側スペーサ構造部３０を形成することができる。押圧積層工程により、異なる曲形状のサイドスペーサ縁表面３３を形成することができるが、これは、プロセスパラメータ、例えば、透明粘着材料３００用粘着剤の量、透明粘着材料３００の粘度特性、積層工程時の押圧力、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３の表面エネルギー特性（例えば、表面特性はプラズマ洗浄によって調節可能）、硬化条件などの制御によって行われる。加えて、プロセスパラメータを制御することにより、チップ側スペーサ構造部３０で発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３を部分的に覆うこともできる。プロセスパラメータの制御により、異なる厚さの粘着層９０を得ることもできる。例えば、粘着層９０の厚さを約１マイクロメートル、約５マイクロメートル、約１０マイクロメートル、約２０マイクロメートル以上の約２０マイクロメートルにすることにより、光輝性膜２０’および発光半導体ダイ１０を適切に制御された距離に分離することができる。
【００８０】
図１６に示すように、透明粘着材料３００の硬化後、発光半導体ダイ１００および光輝性膜２０’の積層アレイをチャンバから取り出し、離型フィルムを除去する。
【００８１】
一方、図１２Ａ〜図１６に示す製造段階は以下の方法によって達成することもできる。先ず、光輝性膜２０’が設けられる。次に、透明粘着材料３００（例えば、シリコーン）を噴霧、印刷などにより光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’上に均一に配置する。発光半導体ダイ１０を光輝性膜２０’上に透明粘着材料３００を両者間に挟んで配置して、発光半導体ダイアレイ１００を形成する。各発光半導体ダイ１０のチップ上面１１は、例えば光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’に対向する。ピックアンドプレースマシンを用いて、発光半導体ダイ１０を光輝性膜２０’上に配置する。次に、発光半導体ダイ１００のアレイを押圧し、透明粘着材料３００中へ埋設してもよい。次に、透明粘着材料３００の硬化を行って、発光半導体ダイ１０および光輝性膜２０’の積層を完了するとともに、同時にチップ側スペーサ構造部３０が形成される。
【００８２】
図１７に示すように、次に反射構造部４０を形成する。詳細には、反射構造部４０を成型、分注などにより形成することができる。成型法を用いる場合は、発光半導体ダイ１００および光輝性膜２０’のアレイを金型（図示せず）中に配置した後、反射構造部４０の製造材料を金型に注入して、チップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３を覆うようにする。製造材料の硬化により、反射構造部４０が形成される。
【００８３】
分注方式をとる場合、上記金型はなくてよい。反射構造部４０の製造材料をチップ側スペーサ構造部３０間の空間に直接注入した後、反射材料を徐々に充填してチップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３を覆う。注入された製造材料を制御して、発光半導体ダイ１０のチップ下面１２を超えないようにすることができる。反射構造部４０の製造材料が重合すると、容積縮みが発生するか、または、反射構造部４０の反射器下面４１が凹状斜角面を形成することができる。よって、図３Ａに示すようなＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｂを製造することができ、反射構造部４０は、上方に凹状の反射器下面４１を有する。
【００８４】
反射構造部４０の形成後、複数の接続されたＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ（または他のタイプのＬＥＤ）が得られる。次に、図１８に示すように、単体化工程を行って、接続された各ＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａを分離する。さらにＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａが基板上に配置され、リフロー半田付けまたは共晶接合によって基板へ電気的に接続されると、図６に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｅを製造することができる。
【００８５】
加えて、図１２Ａを参照して、透明粘着材料３００が光輝性膜２０’の光輝性層上面２１’上に配置された後、図１３〜図１８に示す製造段階が行われると、図４Ａに示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃを製造することができる。
【００８６】
光輝性膜２０’を形成する際、蛍光体層２０１が２つの透明層２０２間に配置された配置構成をとる１つの蛍光体層２０１および２つの透明層２０２を含むように光輝性膜２０’を指定すると、上記製造段階を用いてこのように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図４Ｂに示すようなＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ’となる。光輝性膜２０’の形成の際に光輝性膜２０’が１つの蛍光体層２０１によって形成され、透明層２０２を含まない場合、このように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図４Ｃに示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｃ”に対応する。貼り合わせ用フィルム２０’の形成の際に貼り合わせ用フィルム２０’が透明層２０２を含み、かつ蛍光体層２０１を含まない場合、このように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図１１に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｊに対応する。光輝性膜２０’が蛍光体層２０１およびレンズアレイ層２０３を含むように形成された場合、レンズアレイ層２０３を成型法などによって形成することができ、このように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図５に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｄに対応する。
【００８７】
チップ側スペーサ構造部３０を形成する製造段階において、図１５の製造工程に示すように、製造パラメータを制御してチップ側スペーサ構造部３０が発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３を部分的に覆うようにすることができる。このように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図８に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｇに対応する。さらに、チップ側スペーサ構造部３０を形成する製造段階において、チップ側スペーサ構造部３０の透明な樹脂材料がさらに、濃度が約２０重量％を超えない散乱粒子を含む場合、半透明チップ側スペーサ構造部３０が形成される。このようにして製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図９に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｈに対応する。
【００８８】
図１６に示す製造工程の完了後、図１８に示すような単体化工程を次に行って、光輝性膜２０’（または蛍光体層２０１を含まない透明層２０２）およびチップ側スペーサ構造部３０を相互に分離して、複数の発光構造部を形成する。これら複数の発光構造部はそれぞれ、単一の発光半導体ダイ１０、単一の光輝性層２０または単一の透明層２０２および単一のチップ側スペーサ構造部３０を含む。次に、指定ピッチで相互に分離された発光構造部のアレイを例えば配置工程によって離型フィルム（図示せず）上に形成する。次に、図１７に示す反射構造部４０を形成する製造工程を行う。反射構造部４０は、光輝性層２０の光輝性層縁表面２３およびチップ側スペーサ構造部３０のサイドスペーサ縁表面３３を同時に覆う。最後に、図１８に示す製造工程を行って、反射構造部４０を単体化してアレイを相互に分離する。このように製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図１０に示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｉに対応する。
【００８９】
上記において、本開示による製造方法の一実施形態について説明した。次に、本開示による製造方法の別の実施形態について説明する。製造方法の製造段階の詳細な説明のうち、上記の製造方法と同じか、または類似するものについては省略する。
【００９０】
図１９〜図２１は、本開示による製造方法の別の実施形態の製造段階の模式図である。図１９に示すように、先ず貼り合わせ用フィルム２０’が設けられる。ここで、光輝性膜が一例（すなわち、光輝性膜２０’）として用いられる。次に、透明粘着材料３００（例えば、シリコーン）を光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’上に配置して、分注法、スクリーン印刷法などによって液滴のアレイを形成する。ここで、液滴のアレイは、指定ピッチで配置される。
【００９１】
図２０Ａに示すように、次に、発光半導体ダイ１０を光輝性膜２０’へ積層し、各発光半導体ダイ１０のチップ上面１１は光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’に対向し、発光半導体ダイ１０はそれぞれ、透明粘着材料３００の液滴アレイのそれぞれと整合される。製造段階において、図２０Ａに示すように、先ず発光半導体ダイ１０を離型フィルム６０上に配置して発光半導体ダイ１００のアレイを形成した後、発光半導体ダイ１００のアレイを光輝性膜２０’上に積層する。同様に、図２０Ｂに示すように、ピックアンドプレースマシンを本製造段階において用いて、発光半導体ダイ１０を光輝性膜２０’上の透明粘着材料３００の液滴上に１つずつ配置してもよく、その後、光輝性膜２０’へ積層すべき発光半導体ダイ１００のアレイを押圧する。
【００９２】
図２１に示すように、押圧積層工程時において、透明粘着材料３００の一部を押し出して発光半導体ダイ１０の周囲へオーバーフローさせて、発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３をさらに覆って、チップ側スペーサ構造部３０を形成する。透明粘着材料３００の一部は、粘着層９０を発光半導体ダイ１０と光輝性膜２０’との間に形成することができる。次に、透明粘着材料３００を硬化させて、発光半導体ダイ１０と光輝性膜２０’との間の積層工程を完了するとともに、同時にチップ側スペーサ構造部３０および粘着層９０を形成する。
【００９３】
押圧積層工程の完了後、図１７および図１８に示す製造段階および関連する技術的詳細説明を行う。すなわち、反射構造部４０を先ず形成することができる（図１７）。その後、接続されたアレイを単体化してＣＳＰ型ＬＥＤが分離する（図１８）。よって、複数のＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ（または他のタイプのＣＳＰ型ＬＥＤ）を得ることができる。
【００９４】
加えて、図２２Ａ、図２２Ｂおよび図２２Ｃを参照して、壁分割部７０を設けて、異なる形状のサイドスペーサ縁表面３３の形成を容易化することができる。図２２Ａの断面図に示すように、複数の壁分割部７０を光輝性膜２０’上に配置する。壁分割部７０は、フォトレジスト材料、金属または他の有機材料または無機材料によって形成された構造体でよく、半導体プロセスまたはマイクロエレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ）プロセスによって製造可能である。壁分割部７０は、相互に離隔して配置され、上面図から見たときにグリッド構造よい。次に、透明粘着材料３００の液滴アレイを壁分割部７０間の光輝性膜２０’上に配置する。次に、発光半導体ダイ１０を光輝性膜２０’上に押圧積層する。図２２Ｂに示すように、透明粘着材料３００が押し出されて壁分割部７０へオーバーフローすると、透明粘着材料３００の流れの動きが壁分割部７０によって防止される。最後に、凸状サイドスペーサ縁表面３３が透明粘着材料３００の圧縮変形により形成される。このようにして製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図７Ｂに示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｆ’に対応する。凸状斜角面の曲率はさらに、透明粘着材料３００の量および壁分割部７０の配置寸法によって制御してもよい。加えて、図２２Ｃに示すように、透明粘着材料３００の量がさらに低減された場合、斜角の平面縁表面を備えたサイドスペーサ縁表面３３を得ることができる。よって、このようにして製造されたＣＳＰ型ＬＥＤは、図７Ａに示すＣＳＰ型ＬＥＤ１Ｆに対応し得る。
【００９５】
上記は、本開示による製造方法の別の実施形態の説明であった。上記した製造方法の実施形態を用いて、粘着層９０およびチップ側スペーサ構造部３０の両方が同時に形成される。次に、本開示による製造方法の別の実施形態について説明する。その場合、粘着層９０およびチップ側スペーサ構造部３０は、別個の製造段階において形成される。これらの製造段階の詳細な説明のうち、上記製造方法と同じであるか、または類似するものについては省略する。
【００９６】
図２３および図２４は、本開示の別の実施形態による製造方法の製造段階の模式図である。図２３に示すように、積層材料９００が、光輝性膜２０’上に形成される。発光半導体ダイ１０は、光輝性膜２０’上の積層材料９００上に積層され、光輝性膜２０’の光輝性層下面２２’上に配置された積層材料９００は、より肉厚であるか、またはより高粘性である。よって、押圧積層工程時において、積層材料９００を押し出して発光半導体ダイ１０の周囲へオーバーフローさせてチップ側スペーサ構造部３０を形成する際、積層材料９００は容易に押し出されない。
【００９７】
次に、図２４に示すように、透明材料、例えば、透明粘着材料３００を発光半導体ダイ１０間の溝中へ分注する。その場合、透明粘着材料３００は、良好な粘着特性を持つように指定されるため、表面接着によって発光半導体ダイ１０のチップ縁表面１３上を上昇し、最終的にチップ縁表面１３を部分的または完全に覆う。このようにして、チップ側スペーサ構造部３０を透明粘着材料３００の分注によって形成することができる。次に、図２５に示すように、反射構造部４０を形成してサイドスペーサ縁表面３３を覆う。この製造段階については、図１７に示す製造段階の関連する記載について参照されたい。最後に、図２６に示すように、単体化工程を行って発光構造部を分離し、複数のＣＳＰ型ＬＥＤ１Ａ（または他のタイプのＣＳＰ型ＬＥＤ）を得ることができ、その場合、粘着層９０は積層材料９００によって形成され、チップ側スペーサ構造部３０は透明粘着材料３００によって形成される。
【００９８】
要約すると、製造方法の実施形態は、斜角チップ反射構造部を備えた様々なＣＳＰ型ＬＥＤを製造することができ、本製造方法は、バッチ大量生産に適して生産コストが低減する。
【００９９】
上記開示について、特定の実施形態を参照して述べてきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載のような開示の意図および範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、均等例が代替可能であることを理解しよう。加えて、開示の目的、意図および範囲に対する特定の状況、材料、対象物の組成、方法または工程に適合するための多数の改変例が可能であるこのような改変例は全て、添付の特許請求の範囲内にあるものと意図される。とくに、本明細書中に開示された方法について、特定の順序で行われる特定の動作を参照して述べてきたが、これらの動作は、本開示の教示内容から逸脱することなく、均等の方法を形成するために組み合わせるか、細分化するか、または順序を変えることができる。よって、本明細書中に他に明記なき限り、動作の順序およびグループ分けは、本開示を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
2019201089.tif 000036
【図２４】
2019201089.tif 000037
【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月19日(2019.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ上面、該チップ上面に対向するチップ下面、前記チップ上面と前記チップ下面との間に延伸するチップ縁表面、および前記チップ下面上に配置された１組の電極を含むフリップチップ発光半導体ダイと、
層上面、該層上面の反対側の層下面、および前記層上面と前記層下面との間に延伸する層縁表面を含み、前記層下面は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ上面上に配置され、前記チップ上面よりも大きい層と、
前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ上面と前記層の前記層下面との間に配置された粘着層と、
前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面および前記層の前記層下面の両方に隣接して配置され、前記チップ縁表面へ接続された斜角側スペーサ表面を含み、第１の透明な樹脂材料と、該第１の透明な樹脂材料中に分散された２０重量％までの量の第１の光散乱粒子とを含むチップ側スペーサ構造部と、
該チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を包囲しこれを覆い、第２の透明な樹脂材料と、該第２の透明な樹脂材料中に分散された少なくとも２０重量％の量の第２の光散乱粒子とを含む反射構造部とを含む発光素子。
【請求項２】
前記層はフォトルミネッセンス層であり、前記層上面はフォトルミネッセンス層上面であり、前記層下面はフォトルミネッセンス層下面であり、前記層縁表面はフォトルミネッセンス層縁表面である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記フォトルミネッセンス層は、単一の蛍光体層であるか、または少なくとも１つの蛍光体層および少なくとも１つの透明層を含む多層構造である請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記フォトルミネッセンス層は、蛍光体層と、前記蛍光体層上に配置されたレンズアレイ層とを含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面は、斜角平面縁表面、凸状斜角面または凹状斜角面である請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記チップ側スペーサ構造部は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面を完全に覆う請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項７】
前記チップ側スペーサ構造部は、前記フリップチップ発光半導体ダイの前記チップ縁表面を部分的に覆う請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の透明な樹脂材料は、屈折率が１．４５以下であるシリコーンである請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１の透明な樹脂材料は、ポリフタラミド、ポリシクロエチレンジメチレンテレフタレート、エポキシ成形化合物またはシリコーンを含み、前記第１の光散乱粒子は、二酸化チタン、窒化ホウ素、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムを含む請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記反射構造部はさらに、前記フォトルミネッセンス層の前記フォトルミネッセンス層縁表面を覆う請求項２に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記反射構造部は、前記フォトルミネッセンス層の前記フォトルミネッセンス層下面の下側に配置されている請求項２に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記反射構造部は、上方に凹状の反射器下面を含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第２の透明な樹脂材料は、ポリフタラミド、ポリシクロエチレンジメチレンテレフタレート、エポキシ成形化合物またはシリコーンを含み、前記第２の光散乱粒子は、二酸化チタン、窒化ホウ素、二酸化ケイ素または酸化アルミニウムを含む請求項１０ないし１２のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１４】
前記フリップチップ発光半導体ダイおよび前記反射構造部が載置された基板をさらに含み、前記フリップチップ発光半導体ダイは、前記基板へ電気的に接続されている請求項２ないし５のうちいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１５】
前記層は透明層であり、前記層上面は透明層上面であり、前記層下面は透明層下面であり、前記層縁表面は透明層縁表面である請求項１に記載の発光素子。
【請求項１６】
透明粘着材料を貼り合わせ用フィルムの表面上に配置し、
該貼り合わせ用フィルムに複数のフリップチップ発光半導体ダイを積層し、その場合、該フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、前記貼り合わせ用フィルムの前記透明粘着材料が配置される表面に対向し、
２０重量％までの量の第１の光散乱粒子が中に分散された該透明粘着材料を前記発光半導体ダイの前記チップ上面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間に押し出して、複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、
該チップ側スペーサ構造部を硬化させ、該チップ側スペーサ構造部のそれぞれは、前記貼り合わせ用フィルムの表面および各発光半導体ダイのチップ縁表面を接続する斜角側スペーサ表面を含み、
透明な樹脂材料と、該透明な樹脂材料中に分散された少なくとも２０重量％の量の第２の光散乱粒子とを含む複数の反射構造部を形成してそれぞれが前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を覆うようにし、
前記反射構造部を単体化することを含む発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記透明粘着材料を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に配置することはさらに、
前記透明粘着材料を配置して前記貼り合わせ用フィルムの表面上に連続層を形成することを含む請求項１６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記透明粘着材料を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に配置することはさらに、
前記透明粘着材料を配置して、粘着液滴のアレイを前記貼り合わせ用フィルムの表面上に形成することを含む請求項１６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１９】
複数の壁分割部を前記貼り合わせ用フィルムの表面上に形成し、
前記透明粘着材料を配置して、粘着液滴のアレイを前記壁分割部間に形成し、
前記透明粘着材料を押圧して押し出し、該透明粘着材料の流れの動きが前記周囲の壁分割部によって防止されるようにし、
前記チップ側スペーサ構造部の複数の凸状サイドスペーサ縁表面を前記透明粘着材料によって形成することをさらに含む請求項１８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することはさらに、
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを基板上に配置し、
前記基板を前記貼り合わせ用フィルムへ押圧積層することを含む請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記フリップチップ発光半導体ダイまたは前記貼り合わせ用フィルムの表面をプラズマ処理した後、前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することをさらに含む請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記複数のフリップチップ発光半導体ダイを前記貼り合わせ用フィルムへ積層することを真空チャンバ中において行う請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記透明粘着材料を押し出して、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間にオーバーフローさせ、
前記透明粘着材料は、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面を完全に覆う請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記透明粘着材料を押し出して、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間にオーバーフローさせ、前記透明粘着材料は、前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面を部分的に覆う請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２５】
前記複数の反射構造部を形成することはさらに、
該反射構造部の一定量の製造材料を配置して、上方に凹状の反射器下面を形成することを含む請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２６】
前記反射構造部を単体化することはさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化することを含む請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記複数の反射構造部の形成前に、前記方法は、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化して複数の発光構造部を形成し、該発光構造部のそれぞれは、発光半導体ダイ、チップ側スペーサ構造部、および貼り合わせ用フィルムを含み、
前記発光構造部を分離および配置することを含み、前記複数の反射構造部を形成して前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面をそれぞれ覆う際、前記貼り合わせ用フィルムの縁表面を露出させて前記反射構造部がそれぞれ該貼り合わせ用フィルムの前記縁表面を覆うようにする請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記発光素子を基板上に配置し、前記発光半導体ダイは、前記基板へ電気的に接続されることをさらに含む請求項１６ないし１９のうちいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項２９】
複数のフリップチップ発光半導体ダイを貼り合わせ用フィルムの表面上に配置し、その場合、該フリップチップ発光半導体ダイのチップ上面は、前記貼り合わせ用フィルムの表面に対向し、
前記フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面と前記貼り合わせ用フィルムの表面との間において、２０重量％までの量の第１の光散乱粒子が中に分散された透明粘着材料を配置して複数のチップ側スペーサ構造部を形成し、前記チップ側スペーサ構造部のそれぞれの斜角側スペーサ表面は、各フリップチップ発光半導体ダイのチップ縁表面および前記貼り合わせ用フィルムの表面へ接続され、
前記チップ側スペーサ構造部を硬化させ、
透明な樹脂材料と、該透明な樹脂材料中に分散された少なくとも２０重量％の量の第２の光散乱粒子とを含む複数の反射構造部を形成してそれぞれが該チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面を覆いようにし、
前記反射構造部を単体化することを含む発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記フリップチップ発光半導体ダイまたは前記貼り合わせ用フィルムの表面をプラズマ処理した後、前記透明粘着材料を配置することをさらに含む請求項２９に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３１】
前記反射構造部を単体化することはさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化することを含む請求項２９または３０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３２】
前記複数の前記反射構造部の形成前に、前記方法はさらに、
前記貼り合わせ用フィルムを単体化して複数の発光構造部を形成し、該発光構造部のそれぞれは、発光半導体ダイ、チップ側スペーサ構造部、および貼り合わせ用フィルムを含み、
前記発光構造部を配置構成によって分離することを含み、前記複数の反射構造部を形成して前記チップ側スペーサ構造部の前記サイドスペーサ縁表面をそれぞれ覆う際、前記貼り合わせ用フィルムの縁表面を露出させて前記反射構造部が前記貼り合わせ用フィルムの前記縁表面をそれぞれ覆うようにする請求項２９または３０に記載の発光素子の製造方法。
【外国語明細書】
2019201089000001.pdf