JP6740236B2 - ダイシングテープを用いてセラミック蛍光体プレートを発光デバイス（ｌｅｄ）ダイ上に取り付ける方法 - Google Patents

Description

本開示は、半導体発光ダイオード又はデバイス（ＬＥＤ）に関し、より具体的にはＬＥＤ用のセラミック蛍光体プレートに関する。

フリップチップ発光ダイオード又はデバイス（ＬＥＤ）においては、ＬＥＤの底部にコンタクトが配置され、ＬＥＤの頂部から光が放たれる。パターンド（patterned）サファイア成長基板上にＬＥＤエピタキシャル層が成長され、成長基板は、光出力を増大させるためにエピタキシャル層に取り付けられたままにされる。エピタキシャル層及び成長基板が、ダイへと個片化され、そして、セラミックタイル基材に直に取り付けられる。別個に、セラミック蛍光体が形成及びダイシングされて、セラミック蛍光体プレートを形成する。各ダイについて、そのサファイア上にシリコーン系接着剤がディスペンスされ、そして、セラミック蛍光体プレートがサファイア上にピックアンドプレースされる。セラミックタイル基材上のダイ上及びダイ間に、白色の酸化チタン−シリコーン・コンポジット（ＴｉＯ−シリコーン）がディスペンスされる。余分なＴｉＯ−シリコーンが、湿式ビーズブラスティングによってセラミック蛍光体プレートの頂部から除去され、その後、個々のダイが個片化される。

本開示の１つ以上の例において、方法は、ダイシングテープのアクリルフリー粘着層上にセラミック蛍光体をマウントし、ダイシングテープからのセラミック蛍光体をセラミック蛍光体プレートへとダイシングし、ダイシングテープからセラミック蛍光体プレートを取り外し、且つセラミック蛍光体プレートを発光デバイス（ＬＥＤ）ダイ上に取り付けることを含む。

テープフレームに取り付けられたダイシングテープによって保持されたセラミック蛍光体の断面図を例示している。 本開示の例における、支持フィルムと該支持フィルム上のアクリルフリー粘着層とを有するダイシングテープの断面図を例示している。 本開示の例における、別のダイシングテープと該別のダイシングテープ上のアクリルフリー粘着層とを有するダイシングテープの断面図を例示している。 本開示の例における、ＬＥＤダイにセラミック蛍光体プレートを提供する方法のフローチャートである。 本開示の例における、図４の方法において粘着層をブレードコーティング又はオーバーモールドキャスティングによって設ける方法のフローチャートである。 本開示の例における、図４の方法において粘着層を押し出しによって設ける方法のフローチャートである。 本開示の例における、粘着層をラミネーションによって設ける方法のフローチャートである。 本開示の例における、図７の方法によって実行されるラミネーションプロセスの断面図を示している。 複数の異なる図における同じ参照符号の使用は、同様又は同一の要素を指し示す。

図１は、テープフレーム１０６に取り付けられたダイシングテープ１０４によって保持されたセラミック蛍光体１０２の断面図１００を例示している。ダイシングテープ１０４は、支持フィルム１１０上に粘着層１０８を有する粘着性のテープとし得る。フレーム取り付けされたダイシングテープ１０４からセラミック蛍光体１０２がダイシングされることで、セラミック蛍光体プレート１１２（見掛けの切断線によって分離されるように示されている）が形成される。ダイシングテープ１０４は、セラミック蛍光体プレート１１２同士を横方向に離隔させるように引き伸ばされ得る。ダイシングテープ１０４はＵＶテープとすることができ、粘着層１０８の接着ボンドがＵＶ露光によって調節されることが可能なとき、接着ボンドが、切断中に強く、且つセラミック蛍光体プレート１１２の取り外し中に弱いことを可能にする。

粘着層１０８は、アクリルを含んでおり、ダイシングテープ１０４から取り外された後のセラミック蛍光体プレート１１２上にアクリル残渣を残す。セラミック蛍光体プレート１１２は、ダイシングに続いて更なるテープ転写を受け、それにより、プレートの両面がアクリルテープに晒される。判明していることには、ダイシング及びその他のテープ転写に使用されるアクリルテープからのアクリル残渣は、セラミック蛍光体プレートにおける褐色化及び光ストレス（高線量の光束によるストレス）を引き起こし、それによりＬＥＤダイの早期故障につながる。有機分子を除去するためにセラミック蛍光体プレート１１２をプラズマで洗浄し、且つ洗浄後のテープ接触を最小化するために“フリップ転写”を使用したとしても、得られるＬＥＤダイはなおも５％から６％の光束低下を被る。

考えられることは、セラミック蛍光体プレートとＬＥＤダイとの間の間隙（接着剤）に捕捉された残留分子が光・熱化学分解を受け、それが光吸収種につながるということである。これは特に、接着領域がボンドライン（接着剤厚さ）に対して非常に大きく、故に、接着剤で充たされた狭い間隙を横切る経路が長く、それがガス交換を制限してしまうが故に、光吸収種を光退色させる酸素が足りない場合に広く蔓延する。

本開示の例は、アクリルフリーの（アクリルを含まない）粘着層を有するダイシングテープを使用することによってアクリル汚染を防止する。粘着層は、ダイシングテープの支持フィルム上に形成されてもよく、あるいは、粘着層は、ダイシングテープの支持フィルム上にラミネートされた粘着フィルム又は粘着シートであってもよい。

図２は、本開示の例における、支持フィルム１１０と該支持フィルム１１０上のアクリルフリー粘着層２０２とを有するダイシングテープ２０１の断面図２００を例示している。ダイシングテープ２０１は、粘着層２０２を介してテープフレーム１０６に取り付けられる。

セラミック蛍光体１０２は、フレーム取り付けされたダイシングテープ２０１からダイシングされ得る。セラミック蛍光体は、カリフォルニア州サンノゼのルミレッズ社からのＬｕｍｉｒａｍｉｃｓ（登録商標）とし得る。粘着層２０２は、アクリルを含まないシリコーン熱硬化性樹脂とし得る。粘着層２０２はまた、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、又は亜鉛（Ｚｎ）を含む如何なる金属含有触媒も含まないとし得る。金属含有触媒は、幾つかの有機リガンドと配位結合又は塩形成する金属を含む化合物であり得る。金属含有触媒の例は、米国特許第５，５６１，２３１号に見られる。例えば、Ｐｔ系触媒は、例えばＩｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．２０１４，５３，１５８８−１５９７にてＨ．Ｂａｉによって論じられているように、架橋プロセスの終わりに向かって光吸収性コロイド状ナノ粒子を形成するので望ましくない。Ｐｔはまた、フェニレン含有シリコーンにおける褐色化につながるものを含め、特定の有機反応に関する触媒でもある。さらに、シリコーンは典型的に、ポットライフタイム（可使時間）を長くするために、Ｐｔ触媒された系の阻害剤を混ぜられるが、これらの添加剤が接着剤の触媒を阻害する場合、これらの添加剤は、ダイ取り付け接着剤を褐色化させてしまうか又はその重合を阻害してしまい得る。

粘着層２０２は、光潜在性（photo-latent）又は光開始性（photo-initiated）のアミン触媒（“光塩基発生剤”又は“光陰イオン開始剤”としても知られている）を含むことができ、故に、粘着層２０２を光現像することによって粘着層２０２の接着ボンドを調節することができる。これは、粘着層２０２の接着ボンドが、セラミック蛍光体切断中に強く、且つセラミック蛍光体プレート取り外し中に弱いことを可能にする。アミン触媒は、塩基と酸との間で中性塩を形成する。塩基は、ＤＢＵ（１，５−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−５−エン）又はＤＢＮ（１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノン−５−エン）などとすることができ、酸は、ケトプロフェン（（ＲＳ）２−（３−ベンゾイルフェニル）−プロピオン酸）又はフェニルグリコール酸とすることができる。ＵＶ照射を受けると、酸のフェニルグリコール酸又はベンゾイルフェニル成分が光を吸収して脱炭酸反応を被り（ＣＯ_２を発生する）、塩基（ＤＢＮ、ＤＢＵなど）が遊離する。そして、これらの塩基が縮合反応及び開環重合反応を触媒することができる。

粘着層２０２は、ミシガン州ミッドランドのダウコーニング社から入手可能なＬＦ−１０１０、ＬＦ−１０１１、若しくはＬＦ−１０１２（“ホットメルト”としても知られている）、又は、サウスカロライナ州スパルタンバーグのミリケンケミカル社の子会社であるフロリダ州ゲインズビルのＳｉＶａｎｃｅ ＬＬＣ社から入手可能なＨＴ−８２００、ＨＴ−８８００、若しくはＨＴ−８６６０（“ＸＬＥＤ”としても知られている）封入材とし得る。

図３は、本開示の例における、ダイシングテープ１０４と該ダイシングテープ１０４上のアクリルフリー粘着層２０２とを有するダイシングテープ３０１の断面図３００を例示している。ダイシングテープ３０１は、粘着層２０２を介してテープフレーム１０６に取り付けられる。セラミック蛍光体１０２は、フレーム取り付けされたダイシングテープ３０１からダイシングされ得る。

図３において、粘着層２０２は、ダイシングテープ１０４の粘着層１０８側に配置されている。粘着層２０２は、セラミック蛍光体１０２がダイシングテープ１０４の粘着層１０８と相互作用するのを防止する。一部の例において、粘着層２０２は、ダイシングテープ１０４の支持フィルム１１０側に配置される。そのような例では、ダイシングテープ１０４は、セラミック蛍光体１０２を備えた最終的なフレーム取り付けテープ１０４の厚さが減少されるよう、粘着層１０８を有していなくてもよい。フレーム取り付けされたテープ１０４の厚さを減らすことは、セラミック蛍光体１０２をダイシングした後にテープからセラミック蛍光体プレート１１２をピックアップすることを改善し得る。

図４は、本開示の例における、ＬＥＤダイにセラミック蛍光体プレートを提供する方法４００のフローチャートである。方法４００は、ブロック４０２で開始し得る。

ブロック４０２にて、ダイシングテープ２０１又は３０１（図２又は３）の粘着層２０２上に、セラミック蛍光体１０２がマウントされる（図２又は３）。ダイシングテープ２０１又は３０１はテープフレーム１０６に取り付けられ得る。図３に示す例では、粘着層２０２は、ダイシングテープ１０４の粘着層１０８側又は支持フィルム１１０側の何れかとセラミック蛍光体１０２との間にあるとし得る。ブロック４０２は、ブロック４０４によって続かれ得る。

ブロック４０４にて、セラミック蛍光体１０２が、ダイシングテープ２０１又は３０１からセラミック蛍光体プレート１１２へとダイシングされる（図２又は図３）。ブロック４０４は、ブロック４０６によって続かれ得る。

ブロック４０６にて、セラミック蛍光体プレート１１２が、ダイシングテープ２０１又は３０１から取り外されてＬＥＤダイに取り付けられる（図示せず）。取り外しに先立ち、粘着層２０２の接着ボンドを弱めるために、粘着層２０２が光現像され得る。各ダイに対し、そのサファイア上に高屈折率（ＨＲＩ）シリコーン系接着剤がディスペンスされ、そして、該サファイア上にセラミック蛍光体プレート１１２がピックアンドプレースされる。シリコーン系接着剤は、サウスカロライナ州スパルタンバーグのミリケンケミカル社の子会社であるフロリダ州ゲインズビルのＳｉＶａｎｃｅ ＬＬＣ社から入手可能なＸＬＥＤ封入材とし得る。

図５は、本開示の例における、ブロック４０２を実行する一方法５００のフローチャートである。方法５００は、ブレードコーティング又はオーバーモールドキャスティングによって、支持フィルム１１０の上に粘着層２０２を形成する。方法５００は、ブロック５０２で開始し得る。

ブロック５０２にて、支持フィルム１１０の上、又は支持フィルム１１０上の粘着層１０８の上に、粘着層２０２用の液体材料が付与される。ブロック５０２は、ブロック５０４によって続かれ得る。

ブロック５０４にて、液体材料が、支持フィルム１１０又は粘着層１０８上にブレードコーティング又はオーバーモールドされて、粘着層２０２が形成される。ブレードコーティングでは、均一な厚さを持つ粘着層２０２を形成するように、ナイフエッジが液体材料の上で引きずられる。オーバーモールドでは、均一な厚さを持つ粘着層２０２を形成する金型が適用される。ブロック５０４は、ブロック５０６によって続かれ得る。

ブロック５０６にて、セラミック蛍光体１０２が、粘着層２０２の上に配置され、それに結合される。セラミック蛍光体１０２又は粘着層２０２は、この結合プロセスの助けとなるよう、予熱されてもよい。

図６は、本開示の例における、ブロック４０２を実行する一方法６００のフローチャートである。方法６００は、押し出しによって、支持フィルム１１０の上に粘着層２０２を形成する。方法６００は、ブロック６０２で開始し得る。

ブロック６０２にて、支持フィルム１１０の上、又は支持フィルム１１０上の粘着層１０８の上に、ロールツーロールプロセスを用いて、粘着層２０２が押し出される。ブロック６０２は、ブロック６０４によって続かれ得る。

ブロック６０６にて、セラミック蛍光体１０２が、粘着層２０２上に配置され、それに結合される。

図７は、本開示の例における、ブロック４０２を実行する一方法７００のフローチャートである。方法７００は、ラミネーションによって、支持フィルム１１０の上に粘着層２０２を形成する。方法７００は、ダイシングテープ２０１又は３０１（図２又は図３）がテープフレーム１０６に取り付けられた後に行われ得る。図８は、本開示の例における、このラミネーションプロセスの断面図を示している。図７を再び参照するに、方法７００は、ブロック７０２で開始し得る。

ブロック７０２にて、粘着シート又は粘着フィルム８０１（図８）が用意される。粘着フィルム８０１は、ブレードコーティング、オーバーモールドキャスティング、又はロールツーロールプロセスを用いた押し出し成形によって形成され得る。ブロック７０２は、ブロック７０４によって続かれ得る。

ブロック７０４にて、粘着フィルム８０１が、支持フィルム１１０の上、又は支持フィルム１１０上の粘着層１０８の上に配置される。粘着フィルム８０１は、当該フィルムを支持フィルム１１０にラミネートするのに先立って予熱されてもよい。例えば、粘着フィルム８０１は、８０℃から１７０℃の間の温度で１分間から２０分間加熱され得る。これと同一プロセスでセラミック蛍光体１０２をラミネートすべき場合、粘着フィルム８０１上にセラミック蛍光体１０２が配置され得る。セラミック蛍光体１０２の頂面に第１の剥離テープ８０２（図８）が配置され得るとともに、支持フィルム１１０の底面に第２の剥離テープ８０４（図８）が配置され得る。ブロック７０４は、ブロック７０６によって続かれ得る。

ブロック７０６にて、粘着フィルム８０１が支持フィルム１１０上にラミネートされて、粘着層２０２が形成される。対向するプレス又はローラ８０６、８０８（図８）が、これらの層を一緒にラミネートするのに適した圧力及び温度を印加する。図示されていないが、これらの層の間の気泡を追い出すために真空ポンプが使用され得る。支持フィルム１１０上への粘着フィルム８０１のラミネーションは、異なる時間、温度、又は圧力で複数段階にわたって行われてもよい。例えば、ラミネーションは、０．５秒間から数分間かけて、８０℃から１７０℃の間の温度で、１バールから３０バールの圧力で行われ得る。セラミック蛍光体１０２が同一プロセスでラミネートされるときには、その砕けやすい性質に起因して、圧力が低減され得る。剥離テープ８０２及び８０４（図８）が使用される場合、それらはラミネーション後に除去される。ブロック７０６は、ブロック７０８によって続かれ得る。

ブロック７０８にて、セラミック蛍光体１０２が既に、ブロック７０４で配置されて、ブロック７０６でラミネートされているのでない場合に、セラミック蛍光体１０２が粘着層２０２上に配置され、別のラミネーションプロセスを用いて、粘着層２０２上にセラミック蛍光体１０２がラミネートされる。

開示された実施形態の機構の様々な他の適合及び組み合わせも、本発明の範囲内にある。数多くの実施形態が、以下の請求項によって包含される。

Claims (10)

1. ダイシングテープのアクリルフリー且つ金属含有触媒フリーの粘着層上にセラミック蛍光体をマウントすることと、
   前記ダイシングテープからの前記セラミック蛍光体をセラミック蛍光体プレートへとダイシングすることと、
   前記ダイシングテープから前記セラミック蛍光体プレートを取り外すことと、
   前記セラミック蛍光体プレートを発光デバイス（ＬＥＤ）ダイ上に取り付けることと、
   を有する方法。
2. 前記粘着層は、アクリル及び白金を含まないシリコーン熱成形樹脂を有し、且つ、白金、錫、又は亜鉛を有する金属含有触媒を含んでいない、請求項１に記載の方法。
3. 前記ダイシングテープはテープフレームに取り付けられる、請求項１に記載の方法。
4. 前記粘着層は、光潜在性又は光開始性のアミン触媒を有し、且つ
   前記セラミック蛍光体プレートを取り外すことは、前記粘着層を光現像して、前記セラミック蛍光体プレートへの前記粘着層の接着ボンドを弱めることを有する、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記セラミック蛍光体プレートをＬＥＤダイ上に取り付けることは、前記ＬＥＤダイ上に高屈折率（ＨＲＩ）シリコーン系接着剤を塗布することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記粘着層は、前記ダイシングテープの支持フィルム上、又は該支持フィルム上の別の粘着層上に形成され、前記別の粘着層はアクリルを有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記ダイシングテープを、
   前記ダイシングテープの支持フィルム上、又は該支持フィルム上の別の粘着層上に、前記粘着層用の液体材料を付与し、且つ
   前記支持フィルム又は前記別の粘着層上に前記液体材料をブレードコーティングして前記粘着層を形成する
   ことによって形成する、
   ことを更に有する請求項１に記載の方法。
8. 前記ダイシングテープを、
   前記ダイシングテープの支持フィルム上、又は該支持フィルム上の別の粘着層上に、前記粘着層用の液体材料を付与し、且つ
   前記支持フィルム又は前記別の粘着層上に前記液体材料をオーバーモールドして前記粘着層を形成する
   ことによって形成する、
   ことを更に有する請求項１に記載の方法。
9. 前記ダイシングテープを、
   前記ダイシングテープの支持フィルム上、又は該支持フィルム上の別の粘着層上に、ロールツーロールプロセスによって前記粘着層を押し出す
   ことによって形成する、
   ことを更に有する請求項１に記載の方法。
10. 前記ダイシングテープの前記アクリルフリーの粘着層上に前記セラミック蛍光体をマウントすることは、
    前記ダイシングテープの支持フィルム上、又は該支持フィルム上の別の粘着層上に、粘着フィルムをラミネートして前記粘着層を形成し、そして、当該粘着層上に前記セラミック蛍光体を配置すること、又は
    前記支持フィルム上又は前記別の粘着層上に、同一プロセスにて、前記セラミック蛍光体及び前記粘着フィルムをラミネートすること
    を有する、請求項１に記載の方法。

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