(57)【要約】【課題】複数の半導体発光素子の実装工程中に共晶材が溶融した際に生じる発光素子の傾きを抑制した半導体発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】製造方法は、共晶材を配線基板上の配線パターンと複数の半導体発光素子の下面との間に配置してから、共晶材を加熱・冷却して複数の半導体発光素子を配線パターンに共晶接合する共晶接合工程と、を含む。共晶接合工程において、複数の半導体発光素子の上面を覆える大きさを有する板状部材を、共晶材の共晶温度で液状を保つ共晶温度液状材料を介して、複数の半導体発光素子の上面に密着させて複数の半導体発光素子を保持させつつ共晶接合する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の下面にて共晶材層を介して配線基板に実装された複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の上面を接着剤層を介して覆う波長変換板と、を有し、
前記複数の発光素子の上面の前記接着剤層の膜厚の標準偏差が前記複数の発光素子の下面の前記共晶材層の膜厚の標準偏差よりも小さいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記接着剤層は、前記共晶材の共晶温度で液状を保つ共晶温度液状材料の接着剤であって、本硬化温度が前記共晶材の共晶温度以下であり且つ前記共晶温度以上の温度での加熱条件における本硬化に至るまでの時間が前記共晶材層の溶融から固化までの時間より長い特性を有する光透過性の接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記共晶温度液状材料はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記波長変換板の側面及び前記複数の発光素子の側面を覆う光反射部材をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
配線基板上の複数の配線パターン上の各々に共晶材を配置する第一の工程と、
前記共晶材の各々の上に半導体発光素子を配置する第二の工程と、
前記半導体発光素子の各々の上面を一体的に覆う大きさの板状部材を、前記共晶材の共晶温度で液状を保つ共晶温度液状材料を介して配置する第三の工程と、
前記共晶材を加熱および冷却して前記半導体発光素子の各々を前記配線パターンに共晶接合する第四の工程と、を含み、
前記第四の工程において、前記板状部材は前記半導体発光素子の各々の上面に前記共晶温度液状材料を介して密着しながら共晶接合を行う半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第四の工程の後に、前記板状部材と前記共晶温度液状材料を前記半導体発光素子の各々の上面から除去する工程と、
波長変換板を前記半導体発光素子の各々の上面に光透過性接着剤を介して配置する工程と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記共晶温度液状材料はシリコーンオイルであることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記板状部材はガラス平板であることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記板状部材は波長変換板であり、前記第四の工程において、前記共晶温度液状材料を介して前記波長変換板を前記半導体発光素子の各々に接着することを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記共晶温度液状材料は、本硬化温度が前記共晶材の共晶温度以下であり且つ前記共晶温度以上の温度での加熱条件における本硬化に至るまでの時間が前記共晶材層の溶融から固化までの時間より長い特性を有する光透過性の接着剤であることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記共晶温度液状材料はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
更に、前記波長変換板の側面および前記複数の発光素子の側面を覆うように光反射部材を配置する工程を有することを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体発光素子を配列した半導体発光装置に関し、特に、蛍光体材料等の波長変換層を備えた半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光装置の高出力化および高輝度化に伴い、車両のヘッドランプ、一般照明、街路灯等の各種発光装置の光源として白色ＬＥＤが用いられている。白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤに蛍光体材料等を含む波長変換層を備えたものがある。波長変換層を備えた白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤの発した青色光の一部を波長変換層で波長変換（色変換）し、変換された黄色光と青色光と混合することにより白色光を得ている。波長変換層としてシート状や板状の蛍光体含有層を用いた半導体発光装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０８６５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、複数の半導体発光素子の上面に蛍光体含有層を配置したときの発光の均一性を向上させること、および、そのような半導体発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様の半導体発光装置は、各々の下面にて共晶材層を介して配線基板に実装された複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の上面を接着剤層を介して覆う波長変換板と、を有し、
前記複数の発光素子の上面の前記接着剤層の膜厚の標準偏差が前記複数の発光素子の下面の前記共晶材層の膜厚の標準偏差よりも小さいことを特徴とする。
【０００６】
本発明の第１の態様の半導体発光装置において、前記接着剤層は、前記共晶材の共晶温度で液状を保つ共晶温度液状材料の接着剤であって、本硬化温度が前記共晶材の共晶温度以下であり且つ前記共晶温度以上の温度での加熱条件における本硬化に至るまでの時間が前記共晶材層の溶融から固化までの時間より長い特性を有する光透過性の接着剤であることとすることができる。
【０００７】
本発明の第２の態様の半導体発光装置の製造方法は、各々の下面にて共晶材層を介して配線基板に実装された複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の上面を接着剤層を介して覆う波長変換板と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
共晶材を前記配線基板上の配線パターンと前記複数の半導体発光素子の下面との間に配置する共晶材配置工程と、
前記共晶材を加熱・冷却して前記複数の半導体発光素子を前記配線パターンに共晶接合する共晶接合工程と、を含み、
前記共晶接合工程において、前記複数の半導体発光素子の上面を一体的に覆える大きさを有する板状部材を、前記共晶材の共晶温度で液状を保つ共晶温度液状材料を介して、前記複数の半導体発光素子の上面に密着させて前記複数の半導体発光素子を保持させつつ共晶接合することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様の半導体発光装置の製造方法において、前記共晶接合工程の後に、前記板状部材と前記共晶温度液状材料を前記複数の半導体発光素子の上面から除去する工程と、
前記波長変換板を用意する工程と、
光透過性接着剤を前記複数の半導体発光素子の上面と前記波長変換板との間に配置して、前記波長変換板を前記複数の半導体発光素子に接着する工程と、
また、本発明の第２の態様の半導体発光装置の製造方法において、前記板状部材は前記波長変換板であり、前記共晶接合工程において、前記共晶温度液状材料を介して前記波長変換板を前記複数の半導体発光素子に接着することとすることができる。
【０００９】
さらに、本発明の第２の態様の半導体発光装置の製造方法において、前記共晶温度液状材料は、本硬化温度が前記共晶材の共晶温度以下であり且つ前記共晶温度以上の温度での加熱条件における本硬化に至るまでの時間が前記共晶材層の溶融から固化までの時間より長い特性を有する光透過性の接着剤であることとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体発光装置の製造方法によれば、複数の発光素子の搭載中において、実装工程中に共晶材が溶融した際に生じる発光素子の傾きを補正することができる故に、複数の発光素子の上面が平坦化されて、波長変換板との接着層の厚みのバラツキが減少し、波長変換板の放熱均一性が向上し、色ムラや輝度ムラの発光特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の半導体発光装置の模式的な上面図である。
【図２】図１のＸＸ線に沿った半導体発光装置の模式的な断面図（図２（ａ）と図１のＹＹ線に沿った半導体発光素子（以下、発光素子とも称する）のみの構造を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施例１の半導体発光装置の製造方法の一部の工程を説明する模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施例１の半導体発光装置の製造方法の一の工程を説明する模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施例１の半導体発光装置の製造方法の一の工程を説明する模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施例の半導体発光装置の製造方法の一の工程を説明する模式的な断面図である。
【図７】本実施例にて作製した半導体発光装置の４個の発光素子の列の上面高さプロファイルを測定した結果のグラフである。
【図８】板状部材と共晶温度液状材料を用いない従来技術製造方法により作製した比較サンプルの４個の発光素子の列の上面高さプロファイルを測定した結果のグラフである。
【図９】実施例の半導体発光装置を光源として搭載した灯具の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体発光装置とその製造方法の実施例について、図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、図面において同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する構成要素の説明は省略する。
【００１３】
（波長変換板が接着された発光素子）
実施例１の半導体発光装置の製造方法により作製される半導体発光装置について説明する。
【００１４】
図１に実施例１の半導体発光装置１の模式的な上面図を示す。図２（ａ）は図１のＸＸ線に沿った半導体発光装置の模式的な断面図を示す。図２（ｂ）は図１のＹＹ線に沿った発光素子３のみの構造を示す模式的な断面図を示す。
【００１５】
図１および図２（ａ）に示すように、半導体発光装置１は、４個の発光素子３が一定の間隔をあけて一つの配線基板２上に配列されている。４個の発光素子３の上面全体は、波長変換板ＦＰによって一体的に覆われている。さらに、波長変換板ＦＰの側面および４個の発光素子３の側面を覆うように光反射部材ＲＬが設けられている。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、各発光素子３の上面には発光領域４が形成されており、且つ、各発光素子３の上面の一方の辺に沿って発光領域４に電気的に接続されている一方の極性のワイヤボンドパッドＷＢＰが配置され、ボンディングワイヤＢＷによって配線基板２上の配線（図示せず）と接続されている。また、各発光素子３の下面には、上面に設けられたワイヤボンドパッドＷＢＰの他方の極性の素子電極３ａが設けられている。素子電極３ａは配線基板２上に形成された電極パターン２ａ上に電気的に接続されている。発光素子３の素子電極３ａに接合される電極パターン２ａは、素子電極３ａとほぼ同一形状もしくは同一形状を含む形状を有する。そのため、両者間にある共晶材料を加熱溶融させた段階でセルフアライメント効果により所定の位置に精度よく接合される。更に、電極パターン２ａはＡｕ等のはんだ濡れ性が良好な金属材料で形成され、もしくはメッキが施されている。そのため、共晶接合時のセルフアライメントのさらなる精度向上を図ることができる。素子電極３ａとワイヤボンドパッドＷＢＰとの間に電力が印加されることで発光領域４から光を発する。各発光素子３はそれぞれ直列に接続されても、並列に接続されても良い。
【００１７】
なお、以下の図において、ワイヤボンドパッドＷＢＰ、ボンディングワイヤＢＷおよび素子電極３ａは省略している。
【００１８】
光反射部材ＲＬとしては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛またはアルミナ等の反射性のフィラーを分散させた樹脂を用いることができる。
【００１９】
図２に示すように、上面に配線パターン２ａが形成された配線基板２の上に、それぞれ４個の発光素子３が、配線パターン２ａの上面の共晶材層ＪＬにより接合されることにより実装されている。発光素子３の上面には、発光素子３の発する光に対して透明な光透過性の接着剤層ＢＬが形成され、その上に波長変換機能を有する波長変換板ＦＰが載置されている。基板２と発光素子３は、例えば共晶材層ＪＬにより電気的に接続されている。
【００２０】
配線基板２として、例えば、ＡｌＮセラミックス製の基板を用いることが好ましい。
【００２１】
波長変換板ＦＰの一例としては、蛍光体を透明樹脂に分散させた平板、蛍光体成分を含有する蛍光ガラスのプレート、蛍光体層をその表面に形成したガラス等の透明板、蛍光体原料を焼結して作製した蛍光セラミックスのプレート（例えばＹＡＧプレート）等を用いることができる。具体的には例えば、青色光を発する発光素子３の場合、青色光の発光により励起されて、黄色蛍光を発する蛍光体（例えばＹＡＧ蛍光体等）を含む波長変換板ＦＰを用いる。これにより、青色光と黄色光が混色された白色光を発する発光装置を提供できる。
【００２２】
共晶材層ＪＬは、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ−Ａｇ系等の合金材料を半田ペーストや、合金バンプの形態で用いることができる。
【００２３】
光透過性の接着剤層ＢＬは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
【００２４】
（実施例１の半導体発光装置の製造方法）
実施例１の半導体発光装置の製造方法の一例の要部の工程について図を参照しつつ説明する。
【００２５】
あらかじめ発光素子実装用の電極パターン２ａが形成された配線基板（ＡＩＮセラミック板）２を用意する。
【００２６】
共晶材配置工程において、図３（ａ）に示すように、配線基板２の電極パターン２ａ上に共晶材ペーストＪＬａ（ＡｕＳｎペースト）を塗布する（工程１）。
【００２７】
次に、素子配置工程において、図３（ｂ）に示すように、４個の発光素子３をマウンター装置（図示せず）にて順次、共晶材ペーストＪＬａ上に搭載する（工程２〉。ここで、搭載する複数の半導体発光素子３は、許容範囲内で、その厚みのバラツキ（Ｔ１，Ｔ２，…）を有するものであってもよい。また、複数の半導体発光素子３は、許容範囲内で、水平からの角度バラツキ（θ１，θ２，…）を有して共晶材ペーストＪＬａ上に搭載されてもよい。
【００２８】
次に、液状材料配置工程において、図４（ａ）に示すように、各発光素子３の上面に共晶材層ＪＬの共晶温度でも液状を保つシリコーンオイルＳＯＬ（共晶温度液状材料）を塗布する（工程３）。この時、シリコーンオイルＳＯＬの塗布量は、発光素子３の上面と次工程のガラス平板ＧＰ（板状部材）が密接する程度の極微量（数ミクロンレベルの厚み）となるように調整する。ガラス平板ＧＰが発光素子３のサポート部材となる。本工程３で、シリコーンオイルＳＯＬの塗布量が多い場合は、加熱共晶時に発光素子３の上面とガラス平板ＧＰとの間に可動領域が発生するため、発光素子３の上面が傾き易くなり好ましくない。また、シリコーンオイルＳＯＬの塗布量が少ない場合は、発光素子３の上面とガラス平板ＧＰの間に未接着部が発生する結果、加熱共晶時に共晶材ペーストＪＬａに含まれるフラックスが発光素子３側面を伝わってきて、未接着部空間に侵入し易くなり好ましくない。
【００２９】
次に、板状部材配置工程において、図４（ｂ）に示すように、あらかじめ用意した４個の発光素子３を一体的に覆うことができる大きさのガラス平板ＧＰ（板状部材〉をシリコーンオイルＳＯＬの上に搭載する（工程４）。ここで、ガラス平板ＧＰの搭載により、複数の半導体発光素子３は、水平方向で、その位置・間隔のバラツキ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，…）があってもよい。
【００３０】
次に、共晶接合工程において、図４（ｃ）に示すように、工程４の状態で共晶材ペーストＪＬａと共に組立体の全体を加熱して４個の発光素子３をそれぞれ配線パターン２ａに共晶接合する（工程５）。この時、溶融した共晶材ペーストＪＬａと配線パターン２ａによってそれぞれの発光素子３のセルフアライメントが行われる。すなわち、各発光素子３は、シリコーンオイルＳＯＬの表面張力によって、ガラス平板ＧＰ下面と各発光素子３上面との間の距離を一定に保ちつつ、水平方向（前後左右）において、対応する配線パターン２ａに発光素子３の下面（図２（ｂ）の素子電極３ａ）が一致するように移動する。溶融した共晶材ペーストＪＬａによって発光素子３のセルフアライメントが行われた後に、冷却され、共晶材ペーストＪＬａの合金成分が硬化して共晶材層ＪＬが形成される。
【００３１】
このように加熱共晶することで、例え共晶材ペーストＪＬａの塗布量にバラツキがあっても、また、発光素子３の厚みにバラツキがあっても、発光素子３の上面にガラス平板ＧＰが密着したまま固化するので、発光素子３の上面が全て同一平面に揃った状態で共晶接合される（工程５）。
【００３２】
次に、板除去工程において、図４（ｄ）に示すように、ガラス平板ＧＰを除去し、各発光素子３の上面に残るシリコーンオイルＳＯＬを洗浄で除去する（工程６）。なお、ガラス平板はシリコーンオイル層から容易に？がすことができる。この後、図示しないが、各発光素子３の上面と配線基板２の配線との間におけるワイヤーボンディング工程を行う。
【００３３】
次に、接着剤配置工程において、図５（ａ）に示すように、同一平面に揃った各発光素子３の上面に光透過性の未硬化接着剤ＢＬａを塗布する（工程７）。
【００３４】
次に、波長変換板配置工程において、図５（ｂ）に示すように、複数の発光素子３全てを覆う一枚の波長変換板ＦＰ（例えば蛍光体セラミックプレート）を搭載する（工程８）。
【００３５】
次に、光反射部材配置工程において、図５（ｃ）に示すように、発光素子３および波長変換板ＦＰの側面に光反射部材ＲＬ（例えば、シリコーン樹脂に酸化チタンのフィラーを分散混合した材料）を配置する（工程９）。あらかじめ発光素子３の周囲を囲むように、配線基板２上に、波長変換板ＦＰを囲むように環状の枠体ＭＤを固定する。発光素子３、接着剤層ＢＬおよび波長変換板ＦＰと、枠体ＭＤとの間に、ディスペンサ等で未硬化光反射材料ＲＬａを注入する。この際、発光素子３の下部の共晶材層ＪＬの周囲にも未硬化光反射材料ＲＬａが十分充填されるように注入する。また、波長変換板ＦＰの側面および発光素子３の間に、未硬化光反射材料ＲＬａが隙間なく密着するように充填する。最後に、未硬化光反射材料ＲＬａを所定の硬化処理により硬化させ、光反射部材ＲＬを形成する。これにより、波長変換板ＦＰの上面を除き波長変換板ＦＰおよび発光素子３それぞれを包埋する光反射部材ＲＬを形成する。以上により、本実施例の発光装置が製造される。
【００３６】
以上の製造工程によって、各々の発光素子３の厚みがバラつき（Ｔ１，Ｔ２，・・・）を有するにもかかわらず、上面が同一平面に揃った複数の発光素子３の上に波長変換板ＦＰが一定の厚さの薄い接着剤層を介して搭載された半導体発光装置１が得られる。各発光素子３上の接着剤層ＢＬの厚みが一定であるため、波長変換板ＦＰから各発光素子３への熱抵抗が同等となる。このため、半導体発光装置１は、その駆動時に発生する波長変換板ＦＰの発熱を均一に発光素子３側に伝達することができ、輝度分布が均一で、且つ高信頼性のものとなる。
【００３７】
（実施例２の半導体発光装置の製造方法）
実施例２の半導体発光装置の製造方法について図を参照しつつ説明する。
【００３８】
本実施例２の半導体発光装置の製造方法の発明の半導体発光装置の実施例２を示す。本実施例では、実施例１で説明したガラス平板ＧＰによる発光素子３の支持に変えて、波長変換板ＦＰによって発光素子３を支持し、その後、波長変換板ＦＰをそのまま発光素子３上に接着する点で異なる。
【００３９】
本実施例２では、共晶材配置工程（実施例１の工程１）と素子配置工程（実施例１の工程２）は実施例１と同様である。
【００４０】
次に、液状材料配置工程において、図６（ａ）に示すように、各発光素子３の上面に共晶材層ＪＬの共晶温度でも液状を保つ共晶温度液状材料として未硬化シリコーン樹脂ＳＬａ（共晶温度液状材料）の所定量を塗布する（工程３）。この時、未硬化シリコーン樹脂ＳＬａの塗布量は、発光素子３の上面と次工程の波長変換板ＦＰが密接する程度の量（数ミクロンレベルの厚み）となるように調整する。板状部材である波長変換板ＦＰが発光素子３のサポート部材となる。本工程３で、未硬化シリコーン樹脂ＳＬａの塗布量が多い場合は、加熱共晶時に発光素子３の上面と波長変換板ＦＰとの間に可動領域が発生するため、発光素子３の上面が傾き易くなり好ましくない。また、未硬化シリコーン樹脂ＳＬａの塗布量が少ない場合は、発光素子３の上面と波長変換板ＦＰの間に未接着部が発生する結果、加熱共晶時に共晶材ペーストＪＬａに含まれるフラックスが発光素子３側面を伝わってきて、未接着部空間に侵入し易くなり好ましくない。
【００４１】
次に、板状部材配置工程において、図６（ｂ）に示すように、あらかじめ用意した４個の発光素子３で形成される発光領域に対応する全体サイズに加工した波長変換板ＦＰ（板状部材〉を未硬化シリコーン樹脂ＳＬａの上に搭載する（工程４）。ここで、波長変換板ＦＰの搭載により、複数の半導体発光素子３は、水平方向で、その位置・間隔のバラツキ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，…）があってもよい。
【００４２】
次に、共晶接合工程において、図６（ｃ）に示すように、工程４の状態で共晶材ペーストＪＬａと共に組立体の全体を加熱して４個の発光素子３をそれぞれ配線パターン２ａに共晶接合する（工程５）。シリコーン樹脂は１５０℃以上で硬化するがＡｕＳｎ共晶温度（約３００℃）でも即座に硬化はしない。この時、溶融した共晶材ペーストＪＬａと配線パターン２ａによってそれぞれの発光素子３のセルフアライメントが行われる。すなわち、各発光素子３は、未硬化シリコーン樹脂ＳＬａの表面張力によって、波長変換板ＦＰ下面と各発光素子３上面との間の距離を一定に保ちつつ、水平方向に対応する配線パターン２ａに発光素子３の下面（図２（ｂ）の素子電極３ａ）が一致するように移動する。溶融した共晶材ペーストＪＬａによって発光素子３のセルフアライメントが行われた後に、冷却され、共晶材ペーストＪＬａの合金成分が硬化して共晶材層ＪＬが形成される。その後、シリコーン樹脂は硬化してシリコーン樹脂層ＳＬ（光透過性の接着剤層ＢＬに対応する）となり波長変換板ＦＰを接着する。
【００４３】
このように加熱共晶することで、例え共晶材ペーストＪＬａの塗布量にバラツキがあっても、また、発光素子３の厚みにバラツキがあっても、発光素子３の上面に波長変換板ＦＰが密着したまま固化するので、発光素子３の上面が全て同一平面に揃った状態で共晶接合される（工程５）。
【００４４】
次に、実施例１と同様に加熱共晶で残っているフラックスを洗浄し、その後、図示しないが、各発光素子３の上面と配線基板２の配線との間におけるワイヤーボンディング工程を行う。更に、実施例１と同様、光反射部材配置工程（図５（ｃ））にて、発光素子３および波長変換板ＦＰ側面に光反射部材ＲＬ配置することで半導体発光装置が完成する。
【００４５】
このように、実施例２では、実施例１と異なり直接的に波長変換板ＦＰを搭載する工程に、発光素子３の上面平坦化機能を付加することで、製造工程の簡略化が可能となる。
【００４６】
実施例２では、該上面平坦化機能を発揮するためにシリコーン樹脂を用いている。この光透過性の接着剤であるシリコーン樹脂は、本硬化温度が共晶材の共晶温度以下であるものの本硬化に至る前に、共晶材が溶融して発光素子のセルフアライメントを許容するような低粘度の状態を呈する。
【００４７】
加熱共晶工程を実施する場合の共晶温度液状材料の接着剤として使用した未硬化シリコーン樹脂ＳＬａに、硬化速度を遅くする硬化遅延剤等を混合すると、急加熱による瞬間硬化をより効果的に防止することができ、好ましい。硬化遅延剤等を添加した未硬化シリコーン樹脂は、共晶材ペーストＪＬａのＡｕＳｎ共晶温度（約３００℃）に到達する際でも緩やかに低い粘性を維持しつつ硬化する。結果、共晶材ペーストＪＬａのＡｕＳｎ共晶時に発光素子３の上面と波長変換板ＦＰが密着したまま、発光素子３が電極パターンにセルフアライメント可能となる。同時に、発光素子３の上面が全て同一平面に揃った状態で共晶され、共晶後の冷却により、シリコーン樹脂で波長変換板ＦＰも発光素子３の上面に接着することができる。
【００４８】
実施例２において、共晶温度液状材料の接着剤として、共晶材ＡｕＳｎの共晶温度で液状を保ち、本硬化温度が共晶材の共晶温度以下であるものの前記共晶温度以上の温度での加熱条件における本硬化に至るまでの時間が共晶材ＡｕＳｎの溶融から固化までの時間より長い特性を有する光透過性の熱硬化樹脂を使用できる。
【００４９】
以上の構成、製造方法にて作製された複数の発光素子３の上面が平坦化された半導体発光装置は、波長変換板ＦＰの放熱均一性、色ムラ、輝度ムラのない発光特性が得られるため、自動車用前照灯光源に好適であり、信頼性の高い光源を提供することができる。
【００５０】
また、本発明の製造方法により、波長変換板ＦＰを発光素子３に搭載する際の接着剤を薄くすることができ、波長変換板ＦＰの発熱を抑えることができ、明るさ向上、長期信頼性向上が得られる。
【００５１】
実施例１および２において、フェイスアップタイプの発光素子を使用したが、フェイスダウンタイプ（フリップチップ型）の発光素子も使用できる。この場合、発光素子の下面の素子電極３ａが複数になるので、それに合わせて配線基板２上の電極パターン２ａの形状や材質（Ａｕ／Ｓｎ層）を変更するとともに、工程１（図３（ａ））においてペーストに代えてフラックスを塗布し、工程６（図４（ｄ））の後、図示しないが、各発光素子３の上面と配線基板２の配線との間におけるワイヤーボンディング工程が省略されるように変更する。
【００５２】
（比較試験）
比較試験として、板状部材と共晶温度液状材料を用いない製造方法により、本実施例１の図４（ｄ）に相当するようなＡｕＳ共晶材ペーストＪＬａで共晶接合した４個の発光素子３を搭載した比較サンプルを作製した。当該比較サンプルと実施例１の図４（ｄ）に示す本発明を適用したサンプルの４個の発光素子の上面高さプロファイルを、レーザ変位計を用い（４個の発光素子の列の方向にスキャンして）測定した。本実施例にて作製したサンプルの結果を図７のグラフに示す。比較サンプルの結果を図８のグラフに示す。
【００５３】
図８から分かるように従来技術にて共晶した比較サンプルは、共晶材ペーストの溶融によって、ランダムに４個の発光素子が傾く傾向を示すのに対して、実施例１のガラス平板ＧＰを用いた共晶接合のものでは、４個の発光素子の上面が平坦化されていることが分かる。
【００５４】
発光素子の上面の凹凸差ΔＨが、従来の製造方法で作製した図８の上面高さプロファイルように４５μｍ程度となると、この上に搭載する波長変換板ＦＰと発光素子３との間の接着剤層の厚みの最大値は、その凹凸差ΔＨ４５μｍ以上、設計値としては薄くても５０μｍとなる。また、各発光素子３と波長変換板ＦＰとの間の接着剤層の厚みは、凹凸差ΔＨが大きいためにバラつきが出る。しかし、実施例１にて作製した図７のような上面高さプロファイル状態だと、発光素子３の上面の凹凸差ΔＨは１０μｍと従来の製造方法に比べてかなり小さくできる。そのため、この上に搭載する波長変換板ＦＰと発光素子３との間の接着剤層の厚みは、約１５μｍ以下に制御することができる。
【００５５】
上記実施例における複数の発光素子の上面と波長変換板の下面との間にある接着剤層の厚み（接着剤層膜厚）の標準偏差と、複数の発光素子の下面と配線基板との間にある共晶材層の厚み（共晶材層膜厚）の標準偏差と、を複数のサンプルを作成し、測定した。なお、接着剤層膜厚および共晶材層膜厚は、複数の発光素子を切断した断面から測定した。また、素子の傾きによって接着剤層膜厚および共晶材層膜厚が一意に決まらない場合にはその素子の中央部の膜厚を採用した。
【００５６】
実施例サンプルの接着剤層膜厚のデータと共晶材層膜厚のデータの平均をそれぞれ求め、個々のデータから平均を引いたバラツキ（偏差）をそれぞれ求め、各偏差の二乗をそれぞれ求め、その二乗値を足し合わした数値（偏差の平方和）をそれぞれ求め、総和をデータ数で割って分散をそれぞれ求め、分散から平方根をそれぞれ求めて、接着剤層膜厚の標準偏差および共晶材層膜厚の標準偏差を算出した。
【００５７】
その結果、複数の発光素子の上面の接着剤層の膜厚の標準偏差は、複数の発光素子の下面の共晶材層の膜厚の標準偏差よりも小さいことが判明した。
【００５８】
以上、本発明は、上記の実施例、実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
【００５９】
（車両用前照灯）
図９（ａ）は、上記実施例の半導体発光装置を光源２１として搭載した灯具１０の構成を示す模式的な断面図である。灯具１０は、電源部２０と灯体部３０とを含む。本実施例においては、灯具１０が車両用前照灯である場合について説明する。図９（ｂ）は、灯具１０を側面から見た場合の灯体部３０内の光路を模式的に示す図である。
【００６０】
灯体部３０は、光源２１、集光ミラー３２、投影レンズ３３およびシェードＳＨを収容する。また、光源２１、集光ミラー３２、投影レンズ３３およびシェードＳＨは、支持部ＳＵによって灯体部３０内において支持されている。また、灯体部３０は灯体ハウジングＨＳに収容されている。灯体ハウジングＨＳには、投影レンズ３３周りからエクステンション部３１を介して、投影レンズ３３から投影光ＰＬが出射する側の領域にはアウターレンズＯＬが設けられている。投影光ＰＬは、アウターレンズＯＬを介して外部に取出される。また、灯体部３０は、灯体ハウジングＨＳに対してその光軸を調整するための光軸調整部ＡＪを有している。
【００６１】
光源２１は電力供給線２２で電源部２０に接続され、光源２１にはこれから発生する熱を放熱する放熱部ＳＵＨが設けられている。また、電源部２０には、バッテリ（図示せず）および制御部（図示せず）等に接続された配線ＣＢが設けられている。
【００６２】
集光ミラー３２は、例えば楕円反射面であって、第１の焦点Ｆ１に配置された光源２１からの拡散光ＤＬを集光して第２の焦点Ｆ２に集光する集光光ＦＬを生成する。投影レンズ３３は、集光ミラー３２からの集光光ＦＬを投影して投影光ＰＬを生成する。
【００６３】
集光ミラー３２は、例えば樹脂等で成型された成型体の表面にアルミや銀等の高い光反射性を有する膜を成膜することによって形成することができる。また、集光ミラー３２は、保護膜によって覆われていても良い。投影レンズ３３は、例えばガラス、ポリカーボネート、アクリル等、拡散光ＤＬに対して透光性を有する材料からなる。
【００６４】
光源からの拡散光ＤＬは、図９（ｂ）に示すように、第１の焦点Ｆ１から放射状に進み、集光ミラー３２に入射する。拡散光ＤＬは、集光ミラー３２によって他の焦点（第２の焦点）Ｆ２に集光される。また、第２の焦点Ｆ２は、投影レンズ３３の焦点として機能する。
【００６５】
なお、灯体部３０は、自動車用前照灯におけるすれ違い用配光（いわゆるロービーム）を形成するためのシェードＳＨを有する。具体的には、シェードＳＨは、投影レンズ３３に向けて集光光ＦＬを部分的に反射するように構成されている。シェードＳＨは、その端部に第２の焦点Ｆ２が位置するように灯体部３０内に配置されている。シェードＳＨは、例えば耐熱性を有する耐熱体に高い反射性を有する金属（例えばアルミや銀等）が成膜された構造を有する。
【００６６】
また、シェードＳＨは、ロービームのカットオフラインを形成するような形状を有する。集光光ＦＬは、その一部がシェードＳＨによって反射することによって、全体としてロービームの形状に成形されて投影レンズ３３に入射される。なお、シェードＳＨは可動式であってもよい。シェードＳＨは、例えば実線で示した集光光ＦＬの光路内位置と破線で示した集光光ＦＬの光路外位置との間で移動可能なように構成されている。従って、灯体部３０は、シェードＳＨを集光光ＦＬの光路外に移動することで、ロービームだけでなく、前照灯の走行用配光（いわゆるハイビーム）を形成することができる。
【００６７】
上記のようなヘッドランプにおいては、光源２１には高輝度化と共に輝度分布の均一性が求められる。このため、本発明を適用した半導体発光装置は、より好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…半導体発光装置
２…配線基板
２ａ…配線パターン
３…発光素子
３ａ…素子電極
ＪＬ…共晶材層
ＳＬａ…シリコーン樹脂（未硬化接着剤）
ＳＯＬ…シリコーンオイル（共晶温度液状材料）
ＧＰ…ガラス平板（板状部材）
ＦＰ…波長変換板（板状部材）
ＪＬ…共晶材層
ＪＬａ…共晶材ペースト
ＲＬａ…未硬化光反射材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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