JP2016222902A - 蛍光体プレートの製造方法 - Google Patents

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宏中 藤井
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Abstract

【課題】簡単で製造効率に優れる蛍光体プレートの製造方法を提供すること。【解決手段】蛍光体プレートの製造方法は、蛍光体シートを用意する工程(1)と、蛍光体シートに、貫通孔2および貫通孔2に臨む3を形成する工程(2)と、蛍光体シートを切断して、貫通面3を含む複数の蛍光体プレート15を形成する工程(3)とを、順に備える。【選択図】図1

Description

本発明は、蛍光体プレートの製造方法、詳しくは、光半導体装置に好適に用いられる蛍光体プレートに関する。
従来、セラミック材料を含むルミネセンス変換要素を、放射放出半導体チップとともにオプトエレクトロニクス部品に用いることが知られている。
ルミネセンス変換要素は、例えば、切取り部を有するL字板形状に形成されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、ルミネセンス変換要素の下面を放射放出半導体チップの上面に接合し、切取り部から露出する放射放出半導体チップの角領域に設けられるボンディングパッドをボンディングワイヤで接続したオプトエレクトロニクス部品が提案されている。
そして、特許文献1では、ルミネセンス変換要素を製造する方法として以下の方法が提案されている。つまり、まず、支持体の上に、ルミネセンス変換材料からなる部分成形体を断面矩形で前後方向に延びる棒状に成形し、次いで、部分成形体における断面視上右隅部を、前後方向に沿って研削し、その後、前後方向に対する直交方向(上下左右方向)に沿って、部分成形体を切断している。
特表2014−502368号公報
しかし、特許文献1に記載の方法では、まず、棒状の部分成形体を成形する必要があり、そのため、製造効率を十分に向上させることができないという不具合がある。
また、特許文献1に記載の方法では、棒状の部分成形体を成形した後、部分成形体を前後方向に沿って研削するので、切取り部の形成が複雑であるという不具合がある。
本発明の目的は、簡単で製造効率に優れる蛍光体プレートの製造方法を提供することにある。
[1]本発明は、蛍光体シートを用意する工程(1)と、前記蛍光体シートに、貫通孔および前記貫通孔に臨む貫通面を形成する工程(2)と、前記蛍光体シートを切断して、前記貫通面を含む複数の蛍光体プレートを形成する工程(3)とを、順に備える、蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法によれば、特許文献1に記載の方法のように、棒状の成形体を成形することなく、蛍光体シートを用意し、次いで、それに貫通孔を形成し、その後、切断する。そのため、貫通孔を簡単に形成でき、蛍光体プレートを優れた製造効率で製造することができる。
[2]本発明は、前記工程(3)では、切断線が前記貫通孔を通過するように、前記蛍光体シートを切断し、それによって、1つの前記貫通孔を区画する前記貫通面が複数の前記蛍光体プレートのそれぞれに分け与えられるように、前記貫通面を分割する、上記[1]に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法によれば、切断線を伴う蛍光体シートの切断によって、1つの貫通孔を区画する貫通面が複数の蛍光体プレートのそれぞれに分け与えられるように、貫通面を分割するため、製造効率により一層優れる。
[3]本発明は、前記工程(1)では、前記蛍光体シートを、蛍光体を含有するグリーンシートとし、前記工程(2)の後、かつ、前記工程(3)の前に、前記蛍光体シートを、前記グリーンシートを焼成することにより得られる前記セラミックスプレートとする工程(4)をさらに備える、上記[1]または[2]に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法では、グリーンシートからなる蛍光体シートを用意でき、また、セラミックスプレートからなる蛍光体プレートを製造することができる。
[4]本発明は、前記工程(4)の後、かつ、前記工程(3)の前に、前記セラミックスプレートを支持シートに支持させる工程(5)と、前記工程(3)の後に、複数の前記蛍光体プレートを前記支持シートから転写シートに転写する工程、および/または、前記工程(3)の後に、複数の前記蛍光体プレートを前記支持シートから引き剥がし、それらの前記貫通面が同一方向に向かうように、複数の前記蛍光体プレートを並べる工程(6)とをさらに備えること、上記[3]に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
支持シートにおいて切断により生じる屑および/または切断溝が支持シートにあると、その後の工程において、かかる屑および/または切断溝が影響を及ぼす場合がある。
しかし、本発明のように、工程(3)の後に、複数の蛍光体プレートを支持シートから転写シートに転写すれば、上記の影響を排除することができる。
また、工程(3)の後に、複数の蛍光体プレートを支持シートから引き剥がし、それらの貫通面が同一方向に向かうように、複数の蛍光体プレートを並べれば、複数の蛍光体プレートの取扱性を向上させることができる。
[5]本発明は、前記工程(3)では、前記蛍光体シートを切断刃により切断する方法、前記蛍光体シートをスクライビングおよびブレイキングする方法、前記蛍光体シートをレーザにより切断する方法、および、前記蛍光体シートをブラスト加工により切断する方法のうち、少なくともいずれか1つの方法を実施する、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法によれば、上記した方法により、蛍光体シートを確実に切断することができる。
[6]本発明は、前記工程(2)では、前記蛍光体シートをパンチングする方法、前記蛍光体シートをブラスト加工する方法、前記蛍光体シートをレーザ加工する方法、および、前記蛍光体シートをドリル加工する方法のうち、いずれか1つの方法を実施する、上記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法によれば、上記した方法により、蛍光体シートに貫通孔を確実に形成することができる。
[7]本発明は、前記工程(1)では、前記蛍光体シートを、蛍光体を含有するグリーンシートとし、前記工程(1)の後、かつ、前記工程(2)の前に、前記蛍光体シートを、前記グリーンシートを焼成することにより得られる前記セラミックスプレートとする工程(4)をさらに備える、上記[1]または[2]に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法では、グリーンシートをセラミックスプレートとし、その後、硬質のセラミックスプレートに貫通孔および貫通面を形成することができる。
[8]前記工程(2)では、前記セラミックスプレートをブラスト加工する方法、および、前記セラミックスプレートをレーザ加工する方法のうち、いずれか1つの方法を実施する、上記[7]に記載の蛍光体プレートの製造方法を含む。
この方法では、硬質のセラミックスプレートに貫通孔および貫通面を確実に形成することができる。
本発明によれば、貫通孔を簡単に形成でき、蛍光体プレートを優れた製造効率で製造することができる。
図1A〜図1Gは、本発明の蛍光体プレートの製造方法の一実施形態および光半導体装置の製造方法を示す工程図の斜視図であり、図1A〜図1Eおよび図1Gは、上から見た斜視図であり、図1Fは、下から見た斜視図であって、図1Aは、グリーンシートを用意する工程(1)、図1Bは、グリーンシートに貫通孔および貫通面を形成する工程(2)、図1Cは、グリーンシートを焼成して、セラミックスプレートを形成する工程(4)、図1Dは、セラミックスプレートを支持シートに支持させる工程、図1Eは、セラミックスプレートを切断刃により切断する工程(3)、図1Fは、複数の蛍光体プレートを支持シートから転写シートに転写する工程(6)、図1Gは、光半導体装置を製造する工程を示す。 図2A〜図2Cは、図1Eに示す工程(3)の変形例の工程図であって、図2Aは、セラミックスプレートをスクライビングする工程、図2Bは、セラミックスプレートをブレイキング部材によりブレイキングする工程、図2Cは、セラミックスプレートをグラインド部材によりブレイキングする工程を示す。 図3Aおよび図3Bは、図1Fに示す工程(6)の変形例の工程図であって、図3Aは、蛍光体プレートを支持シートから引き剥がし、回転させる工程、図3Bは、複数の蛍光体プレートを別の支持シートに並べる工程(7)を示す。 図4A〜図4Cは、図1B、図1Eおよび図1Fに示す工程(2)および工程(3)の変形例の工程図であって、図4Aは、グリーンシートに、角孔と、前面、後面および2つの連結面を有する貫通面とを形成する工程(2)、図4Bは、セラミックスプレートを切断する工程(3)、図4Cは、蛍光体プレートを得る工程を示す。 図5A〜図5Cは、図1B、図1Eおよび図1Fに示す工程(2)および工程(3)の変形例の工程図であって、図5Aは、グリーンシートに、角孔と、前左面、後右面、前右面および後左面を有する貫通面を形成する工程(2)、図5Bは、セラミックスプレートを切断する工程(3)、図5Cは、蛍光体プレートを得る工程を示す。 図6A〜図6Cは、図1B、図1Eおよび図1Fに示す工程(2)および工程(3)の変形例の工程図であって、図6Aは、グリーンシートに複数の貫通孔を形成する工程(2)、図6Bは、第2切断線が第2左右切断線のみを有するように、セラミックスプレートを切断する工程(3)、図6Cは、2つの貫通面を有する蛍光体プレートを得る工程を示す。 図7Aおよび図7Bは、図1B、図1Eおよび図1Fに示す工程(2)および工程(3)の変形例の工程図であって、図7Aは、グリーンシートに複数の貫通孔を形成する工程(2)、図7Bは、第2切断線が形成されず、第1切断線のみが形成されるように、セラミックスプレートを切断する工程(3)、図7Cは、1つ貫通孔を含む蛍光体プレートを得る工程を示す。
<本発明の蛍光体プレートの製造方法の一実施形態>
本発明の蛍光体プレートの製造方法の一実施形態および光半導体装置の製造方法を図1A〜図1Gを用いて説明する。なお、各図において、方向は、方向矢印に準拠する。
1.蛍光体プレートの製造方法
蛍光体プレートの製造方法は、本発明の蛍光体シートをグリーンシート1として用意する工程(1)(図1A参照)と、グリーンシート1に、貫通孔2および貫通孔2に臨む貫通面3を形成する工程(2)(図1B参照)と、本発明の蛍光体プレートを、グリーンシート1を焼成することにより得られるセラミックスプレート4として形成する工程(4)(図1C参照)と、セラミックスプレート4を切断して、貫通面3を含む複数の蛍光体プレート15を形成する工程(3)(図1Dおよび図1E参照)と、蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写する工程(6)(図1F参照)とを、順に備える。
つまり、この蛍光体プレートの製造方法では、工程(1)(図1A参照)と、工程(2)(図1B参照)と、工程(4)(図1C参照)と、工程(3)(図1Dおよび図1E参照)と、工程(6)(図1F参照)とが順に実施される。以下、各工程について詳説する。
2.工程(1)
この工程(1)では、図1Aに示すように、グリーンシート1を用意する。
グリーンシート1を用意する方法としては、例えば、スラリー(泥漿)成形、例えば、冷間等静圧圧縮成形(CIP)、熱間等静圧圧縮成形(HIP)などの圧縮成形、例えば、射出成形などが挙げられる。好ましくは、グリーンシート1の厚み精度の観点から、スラリー成形、圧縮成形が挙げられ、より好ましくは、スラリー成形が挙げられる。
スラリー成形では、まず、例えば、蛍光体材料と、有機粒子と、バインダーとを含有する蛍光体組成物と、分散媒とを含有するスラリーを調製する。
蛍光体材料は、蛍光体を構成する原材料であって、蛍光体に応じて適宜選択される。
蛍光体は、波長変換機能を有しており、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、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、(Ba,Sr,Ca)SiO;Eu、(Sr,Ba)SiO:Eu(バリウムオルソシリケート(BOS))などのシリケート蛍光体、例えば、(Y、Gd、Ba、Ca、Lu)(Al、Si、Ge、B、P、Ga)12:Ce(YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット):Ce)、TbAl12:Ce(TAG(テルビウム・アルミニウム・ガーネット):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、Ca−α−SiAlONなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。赤色蛍光体としては、例えば、CaAlSiN:Eu、CaSiN:Euなどの窒化物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、より好ましくは、YAG:Ce(YAl12:Ce)が挙げられる。
そして、蛍光体材料としては、例えば、蛍光体を構成する金属単体、その金属酸化物、金属窒化物などが挙げられる。具体的には、蛍光体としてYAG:Ceを形成する場合は、蛍光体材料としては、例えば、酸化イットリウムなどのイットリウム含有化合物、酸化アルミニウムなどのアルミニウム含有化合物、酸化セリウムなどのセリウム含有化合物などの金属酸化物が挙げられる。蛍光体材料は、例えば、粒子状(あるいは粉末状)に形成されている。
蛍光体材料の純度は、例えば、99.0質量%以上、好ましくは、99.9質量%以上である。
有機粒子は、セラミックスプレート4に微細な空孔(図示せず)を形成するために蛍光体組成物に必要により含有される。有機粒子を形成する有機材料としては、工程(4)において(後で詳述)に完全に熱分解される材料であればよく、例えば、アクリル樹脂(具体的には、ポリメタクリル酸メチル)、スチレン樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。好ましくは、熱可塑性樹脂、より好ましくは、アクリル樹脂が挙げられる。有機粒子の平均粒子径は、特に限定されず、例えば、3.4μm以上、好ましくは、4.0μm以上であり、また、例えば、25.0μm以下、好ましくは、20.0μm以下、より好ましくは、8.0μm以下である。
有機粒子の含有割合は、蛍光体材料と有機粒子の合計含有量に対して、例えば、1.5体積%以上、好ましくは、2.0体積%以上であり、また、例えば、12.0体積%以下、好ましくは、10.0体積%以下、より好ましくは、8.0体積%以下である。
バインダーとしては、例えば、アクリル系ポリマー、ブチラール系ポリマー、ビニル系ポリマー、ウレタン系ポリマーなどの樹脂が挙げられる。また、バインダーは、水溶性バインダーが挙げられる。好ましくは、アクリル系ポリマー、より好ましくは、水溶性アクリル系ポリマーが挙げられる。バインダーの含有割合は、蛍光体材料とバインダーとの合計体積部100に対して、例えば、10体積部以上、好ましくは、20体積部以上、より好ましくは、30体積部以上、また、例えば、60体積部以下、好ましくは、50体積部以下、より好ましくは、40体積部以下となるように、設定される。
蛍光体組成物は、例えば、必要に応じて、分散剤、可塑剤、焼成助剤などの添加剤をさらに含有することができる。
分散媒は、蛍光体材料および有機粒子を分散できれば特に限定されない。分散媒としては、例えば、水、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、トルエン、プロピオン酸メチル、メチルセルソルブなどの有機系分散媒が挙げられる。好ましくは、水が挙げられる。分散媒の含有割合は、スラリーに対して、例えば、1質量%以上、例えば、30質量%以下である。
スラリーを調製するには、まず、上記成分を上記割合で配合し、例えば、ボールミルなどで湿式混合する。
なお、スラリーを調製するときには、上記成分を一括で湿式混合してもよい。また、有機粒子を除く成分を湿式混合して第1スラリーを調製し、次いで、その第1スラリーに有機粒子を湿式混合して、スラリーを調製することもできる。
次いで、この工程(1)では、スラリーを剥離シート10の表面に塗布し、その後、乾燥する。
剥離シート10は、可撓性の材料から形成されている。そのような材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)シートなどのポリエステルシート、例えば、ポリカーボネートシート、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシートなどのポリオレフィンシート、例えば、ポリスチレンシート、例えば、アクリルシート、例えば、シリコーン樹脂シート、フッ素樹脂シートなどの樹脂シートなどが挙げられる。さらに、例えば、銅箔、ステンレス箔などの金属箔も挙げられる。好ましくは、樹脂シート、さらに好ましくは、ポリエステルシートが挙げられる。剥離シート10の表面には、剥離性を高めるため、必要により剥離処理が施されていてもよい。剥離シート10の厚みは、例えば、取扱性、コストの観点から適宜設定され、具体的には、10μm以上、200μm以下である。
スラリーを剥離シート10に塗布する方法としては、ドクターブレードコート、グラビアコート、ファウンテンコート、キャストコート、スピンコート、ロールコートなどの塗布方法が用いられる。
これにより、スラリーからなる塗膜を剥離シート10の表面に形成する。
次いで、塗膜を乾燥する。
乾燥温度は、例えば、20℃以上、好ましくは、50℃以上であり、また、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。
乾燥時間は、例えば、1分以上、好ましくは、2分以上であり、また、例えば、24時間以下、好ましくは、5時間以下である。
これによって、グリーンシート1を、剥離シート10によって支持された状態で得る。
このグリーンシート1は、セラミックスプレート4(図1C参照)の焼成前のシートであって、前後方向および左右方向に延びる板状を有している。
その後、剥離シート10をグリーンシート1から剥離する。
その後、必要により、所望の厚みを得るために、複数(複層)のグリーンシート1を熱ラミネートによって積層して、グリーンシート積層体1とすることもできる。
グリーンシート1(またはグリーンシート積層体1)の厚みT1は、例えば、10μm以上、好ましくは、30μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、200μm以下である。
3.工程(2)
この工程(2)では、図1Bに示すように、グリーンシート1に貫通孔2を形成する。
貫通孔2は、グリーンシート1において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて複数(前後2列、左右2列)整列配置されている。複数の貫通孔2のそれぞれは、グリーンシート1を厚み方向(上下方向)に貫通する丸孔である。
工程(2)を実施する方法として、例えば、グリーンシート1をパンチングする方法、例えば、グリーンシート1をブラスト加工する方法、例えば、グリーンシート1をドリル加工する方法、例えば、YAGレーザなどを用いるレーザ加工する方法などの穿孔方法が挙げられる。
ブラスト加工として、例えば、直圧式ブラスト加工、サイフォン式加工などが挙げられる。ブラスト加工では、具体的に、グリーンシート1において、貫通孔2を形成する箇所以外をレジストを配置して被覆した後、噴射材料をグリーンシート1に噴射する。ブラスト加工に用いる噴射材料の種類や粒径、噴射速度、方式(直圧式、サイフォン式)などを適宜調整することにより、貫通孔2の寸法を適宜調整する。
ブラスト加工は、レーザ加工に比べて、生産性の観点から、好ましい。
工程(2)を実施する方法として、タクトタイムの短縮、加工費用の低減の観点から、好ましくは、グリーンシート1をパンチングする方法、グリーンシート1をドリル加工する方法が挙げられる。
グリーンシート1をドリル加工する場合には、ドリルは、径が小さいことから、破損し(折れ)易いので、それを防止するためにドリル加工に長時間を要する。そのため、タクトタイムの短縮の観点から、より好ましくは、グリーンシート1をパンチングする方法が挙げられる。
そして、複数の貫通孔2がグリーンシート1に形成されることによって、グリーンシート1には、複数の貫通孔2のそれぞれに臨む複数の貫通面3のそれぞれが形成される。つまり、この工程(2)では、貫通孔2および貫通面3が同時に形成される。
貫通面3は、グリーンシート1において厚み方向(上下方向)に延びる貫通孔2の内周面である。
貫通孔2および貫通面3の寸法は、後述する光半導体装置30の接続部25およびワイヤ29(図1G参照)の寸法に応じて適宜設定される。具体的には、貫通孔2の内径L1は、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.3mm以上であり、また、例えば、5.0mm以下、好ましくは、1.0mm以下である。前後方向および左右方向に隣接する貫通孔2間の間隔L2は、例えば、0.5mm以上、好ましくは、1.0mm以上であり、また、例えば、20mm以下、好ましくは、10mm以下である。また、隣接する貫通孔2のピッチL3、すなわち、貫通孔2の内径L1と間隔L2との和は、例えば、0.1mm以上、好ましくは、1mm以上であり、また、例えば、20mm以下、好ましくは、10mm以下である。
4.工程(4)
工程(4)では、図1Cに示すように、グリーンシート1(図1B参照)を焼成する。
焼成温度は、例えば、1300℃以上、好ましくは、1500℃以上であり、また、例えば、2000℃以下、好ましくは、1800℃以下である。
焼成時間は、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、また、例えば、24時間以下、好ましくは、8時間以下である。
焼成における昇温速度は、例えば、0.5℃/分以上、20℃/分以下である。
上記焼成(本焼成)の前に、バインダーや分散剤などの有機成分を熱分解および除去するために、電気炉を用いて、例えば、空気中、600℃以上、1300℃以下で予備加熱し、脱有機成分処理を実施することもできる。
上記したグリーンシート1の焼成により、貫通孔2および貫通面3を有するセラミックスプレート4を得る。
焼成後のセラミックスプレート4(図1C参照)は、焼成前のグリーンシート1(図1B)に対して収縮している。例えば、焼成後のセラミックスプレート4における厚みT1、貫通孔2の内径L1、隣接する貫通孔2間の間隔L2、および、隣接する貫通孔2のピッチL3は、焼成前のグリーンシート1におけるT1、L1、L2およびL3に対して、それぞれ、例えば、99%以下、好ましくは、95%以下、より好ましくは、90%以下であり、また、60%以上である。
具体的には、焼成後のセラミックスプレート4における厚みT1は、例えば、0.03mm以上、好ましくは、0.05mm以上であり、また、例えば、1.0mm以下、好ましくは、0.3mm以下である。焼成後のセラミックスプレート4における貫通孔2の内径L1は、例えば、0.1mm以上であり、また、例えば、1.0mm以下、好ましくは、0.5mm以下である。焼成後のセラミックスプレート4における前後方向および左右方向に隣接する貫通孔2間の間隔L2は、例えば、0.5mm以上、好ましくは、1.0mm以上であり、また、例えば、20mm以下、好ましくは、10mm以下である。焼成後のセラミックスプレート4における貫通孔2のピッチL3は、例えば、0.6mm以上、好ましくは、1.1mm以上であり、また、例えば、20.5mm以下、好ましくは、10.5mm以下である。
また、セラミックスプレート4には、微細な空孔(図示せず)が複数形成されている。空孔の平均孔径は、例えば、2.5μm以上、好ましくは、3.0μm以上、より好ましくは、3.5μm以上であり、また、例えば、20.0μm以下、好ましくは、16.0μm以下、より好ましくは、10.0μm以下である。
5.工程(3)
工程(3)では、図1Dおよび図1Eに示すように、セラミックスプレート4を切断して、貫通面3を含む複数の蛍光体プレートを形成する。
この工程(3)では、図1Dに示すように、まず、セラミックスプレート4を支持シート5に支持させる。
支持シート5としては、セラミックスプレート4を確実に切断するために支持シート5を支持し、その後、切断されたセラミックスプレート4(具体的には、後述する蛍光体プレート15)を引き離すことができる、微粘着性を有するダイシングテープが挙げられる。また、支持シート5の寸法は、セラミックスプレート4の寸法に応じて適宜調節されており、支持シート5の前後方向長さおよび左右方向長さは、セラミックスプレート4のそれらに対して、例えば、長い。
次いで、この工程(3)において、図1Eに示すように、グリーンシート1を、切断刃6により切断する。
切断刃としては、図1Eで示すように、例えば、円盤状を有し、その軸に対して回転可能なダイシングソー(ダイシングブレード)7、例えば、略水平に沿う刃先を有するカッタ(図示せず)が挙げられる。切断刃6として、好ましくは、ダイシングソー7が挙げられる。
セラミックスプレート4を切断するには、具体的には、例えば、ダイシングソー7を備えるダイシング装置、カッタを備えるカッティング装置(図示せず)が用いられる。好ましくは、ダイシング装置が挙げられる。
そして、上記した切断刃6により形成される切断線の一例としての第1切断線11が複数の貫通孔2を通過するように、セラミックスプレート4を切断して、蛍光体プレート15を製造する。具体的には、1つの貫通孔2を区画する貫通面3が複数の蛍光体プレート15のそれぞれに分け与えられて、1つの貫通面3を分割するように、セラミックスプレート4を切断する。詳しくは、1つの貫通孔2を区画する貫通面3が4つの蛍光体プレート15のそれぞれに分け与えられて、1つの貫通面3を4分割するように、セラミックスプレート4を切断する。
具体的には、第1切断線11が、複数の貫通孔2のそれぞれの中心を通過するように、セラミックスプレート4を切断する。すると、1つの貫通面3が複数に分割される。
第1切断線11は、前後方向に延び、左右方向に互いに間隔を隔てて配置される第1前後切断線12と、左右方向に延び、前後方向に互いに間隔を隔てて配置される第1左右切断線13とを有している。
第1前後切断線12および第1左右切断線13は、複数の貫通孔2のそれぞれの中心において、直交するように、交差している。
また、第1切断線11に沿うセラミックスプレート4の切断とともに、第2切断線14に沿うセラミックスプレート4の切断を実施する。
第2切断線14は、貫通孔2を通過せず、具体的には、隣接する貫通孔2の間を通過する。第2切断線14は、前後方向に延び、第1前後切断線12に隣接して並行する第2前後切断線16と、左右方向に延び、第1左右切断線13に隣接して並行する第2左右切断線17とを有している。
第2前後切断線16と第1前後切断線12とは、左右方向において、交互に等間隔で配置されている。第2左右切断線17と第1左右切断線13とは、前後方向において、交互に等間隔で配置されている。
また、切断刃6の下端部が支持シート5内に進入するように、セラミックスプレート4を切断する。そのため、支持シート5の上部には、第1切断線11および第2切断線14に対応する切断溝21が形成される。
そして、上記した第1切断線11および第2切断線14に沿うセラミックスプレート4の切断により、複数の蛍光体プレート15が支持シート5の上面に支持された状態で得られる。
蛍光体プレート15は、平坦な上面および平坦な下面を有する板形状を有している。また、蛍光体プレート15の側面は、1つの貫通面3から分割された(分け与えられた)貫通面3と、その貫通面3の端部に連続し、第1切断線11に沿う2つの第1側面18(2面)と、第2切断線14に沿い、第1側面18の端部に連続する2つの第2側面19(2面)とを有している。
具体的には、支持シート5の中央(後で説明する周端部を除く部分)に位置し、貫通面3が後左側面に形成された第1蛍光体プレート15A(図1Eのハッチ部分参照)では、第1前後切断線12に沿う第1側面18が、貫通面3の前端部に連続しており、第1左右切断線13に沿う第1側面18が、貫通面3の後端部に連続している。また、第2前後切断線16に沿う第2側面19が、第1左右切断線13に沿う第1側面18の右端部に連続しており、第2左右切断線17に沿う第2側面19が、第1前後切断線12に沿う第1側面18の前端部、および、第2前後切断線16に沿う第2側面19の前端部に連続している。これにより、蛍光体プレート15の貫通面3、第1側面18および第2側面19の側面は、連続している。
他方、支持シート5の周端部に位置する第2蛍光体プレート15Bは、少なくとも、2つの第1切断線11と、セラミックスプレート4の外周面に対応する1つの外周面とを有している。第2蛍光体プレート15Bは、複数(4つ)の第3蛍光体プレート15B3と、複数の第4蛍光体プレート15B4とを備えている。第3蛍光体プレート15B3は、支持シート5の隅部に位置しており、2つの第1切断線11(具体的には、1つの第1前後切断線12および1つの第1左右切断線13)と、セラミックスプレート4の外周面に対応する2つの外周面とを有している。第4蛍光体プレート15B4は、第3蛍光体プレート15B3間に位置しており、2つの第1切断線11と、1つの第2切断線14(第2前後切断線16または第2左右切断線17)と、セラミックスプレート4の外周面に対応する1つの外周面とを有している。
複数の蛍光体プレート15のそれぞれの寸法は、後述する光半導体素子28(図1G参照)の寸法に応じて適宜設定される。蛍光体プレート15の前後方向長さおよび左右方向長さのそれぞれは、貫通面3の前後方向長さおよび左右方向長さのそれぞれ(すなわち、貫通孔2の内径L1の半値)に対して、例えば、2倍以上、好ましくは、4倍以上であり、また、例えば、20倍以下、好ましくは、10倍以下である。具体的には、蛍光体プレート15の前後方向長さおよび左右方向長さは、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.5mm以上であり、また、例えば、10mm以下、好ましくは、2.0mm以下である。
6.工程(6)
工程(6)では、図1Fに示すように、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写する。
複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写するには、例えば、まず、転写シート20を用意し、その転写シート20を複数の蛍光体プレート15の上に対向配置する。
転写シート20は、前後方向および左右方向(面方向)に延伸可能で、微粘着性を有する。転写シート20の寸法は、複数の蛍光体プレート15の寸法に応じて適宜調節されており、複数の転写シート20の合計の前後方向長さ、および、複数の転写シート20の合計の左右方向長さより長い、前後方向長さおよび左右方向長さを有している。
次いで、転写シート20の下面を、複数の蛍光体プレート15の上面に接触させ、次いで、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から剥離する。これによって、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写する。つまり、複数の蛍光体プレート15は、転写シート20に仮固定される。
これによって、複数の蛍光体プレート15を、転写シート20に仮固定された状態で得る。
蛍光体プレート15は、次の図1Gにおいて説明する光半導体素子28ではない。蛍光体プレート15は、光半導体装置30の一部品、すなわち、光半導体装置30を作製するための部品であり、光半導体素子28を備えない。蛍光体プレート15は、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスであるが、それに限定されない。
7.光半導体装置を製造する工程
その後、蛍光体プレート15を用いて光半導体装置30を製造する。
具体的には、まず、図1Fに示すように、複数の蛍光体プレート15のそれぞれを、例えば、コレットを備えるピックアップ装置(図示せず)によって転写シート20から引き剥がし、続いて、図1Gに示すように、光半導体素子28の上面に積層する。
光半導体素子28は、光半導体装置30に備えられている。
光半導体装置30は、基板26と、端子27と、光半導体素子28と、蛍光体プレート15と、ワイヤ29とを備えている。
基板26は、略板形状を有しており、絶縁材料からなる。
端子27は、基板26の上面に配置されている。
光半導体素子28は、基板26の上面に固定されており、端子27と間隔を隔てて配置されている。光半導体素子28は、略矩形板形状を有しており、光半導体材料からなる。また、光半導体素子28の上面の隅部には、接続部25が形成されている。
蛍光体プレート15は、光半導体素子28の上面に、接続部25を露出するように、配置されている。蛍光体プレート15は、図示しない接着剤を介して、光半導体素子28の上面に接着されている。
ワイヤ29は、上側に向かって撓むように配置されている。また、ワイヤ29は、下方に向かって開放される略U字形状に撓んでいる。ワイヤ29の一端部は、接続部25に接続され、ワイヤ29の他端部は、端子27に接続されている。つまり、ワイヤ29は、接続部25とワイヤ29とを接続(ワイヤボンディング)している。ワイヤ29は、蛍光体プレート15を迂回するように配置されている。
そして、光半導体装置30を製造するには、まず、端子27および光半導体素子28が配置された基板26を用意する。次いで、蛍光体プレート15の下面を光半導体素子28の上面に、図示しない接着剤を介して、接着する。このとき、貫通面3から接続部25が露出するように、蛍光体プレート15を光半導体素子28に積層する。その後、ワイヤ29によって、接続部25と端子27とを接続(ワイヤボンディング)する。
上記は一例であり、例えば、蛍光体プレート15と光半導体素子28とを接合した後に基板26に配置するなど方法は適宜適応、変更可能である。
8.作用効果
そして、この方法によれば、特許文献1に記載の方法のように、棒状の成形体を成形することなく、図1Aに示すように、まず、グリーンシート1を用意し、次いで、図1Bに示すように、グリーンシート1に、貫通孔2を形成し、次いで、図1Eに示すように、グリーンシート1から得られるセラミックスプレート4を切断する。そのため、貫通孔2を簡単に形成でき、蛍光体プレート15を優れた製造効率で製造することができる。
また、この方法によれば、第1切断線11を伴うセラミックスプレート4の切断によって、1つの貫通孔2を区画する貫通面3が複数(4つ)の蛍光体プレート15のそれぞれに分け与えられるように、貫通面3を(4)分割するため、製造効率により一層優れる。
また、この方法では、グリーンシート1からなる蛍光体シートを用意でき、また、セラミックスプレート4からなる蛍光体プレート15を製造することができる。
また、図1Eに示すように、支持シート5において切断により生じる屑(図1Eにおいて図示せず)および/または切断溝21が支持シート5にあると、その後の工程、具体的には、ピックアップ装置によって蛍光体プレート15を引き剥がすときに、かかる屑および/または切断溝21が(ピックアップ装置による蛍光体プレート15の引き剥がしなどに)影響を及ぼす場合がある。
しかし、図1Fに示すように、工程(3)の後に、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写すれば、上記の影響を排除することができる。
また、セラミックスプレート4を切断刃6により切断する方法であれば、セラミックスプレート4を確実に切断することができる。
また、工程(2)では、グリーンシート1をパンチングする方法、グリーンシート1をブラスト加工する方法、グリーンシート1をレーザ加工する方法、および、グリーンシート1をドリル加工する方法のうち、いずれか1つの方法を実施すれば、タクトタイムの短縮および加工費用の低減を図りながら、グリーンシート1に貫通孔2を確実に形成することができる。
9.変形例
変形例において、一実施形態と同一の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(1)第2前後切断線および第2左右切断線の数
一実施形態では、図1Eに示すように、第2前後切断線16が単数となるように、セラミックスプレート4を切断しているが、例えば、図示しないが、第2前後切断線16が複数となるように、セラミックスプレート4を切断することもできる。上記の場合には、工程(2)では、グリーンシート1において、貫通孔2は、例えば、左右3列以上、配列されており、工程(3)では、第2前後切断線16のそれぞれは、左右方向に隣接する2つの貫通孔2の間毎に形成される。
一実施形態では、図1Eに示すように、第2左右切断線17が単数となるように、セラミックスプレート4を切断しているが、例えば、図示しないが、第2左右切断線17が複数となるように、セラミックスプレート4を切断することもできる。この場合には、工程(2)では、グリーンシート1において、貫通孔2は、例えば、前後3列以上、配列されており、工程(3)では、第2左右切断線17のそれぞれは、前後方向に隣接する2つの貫通孔2の間毎に形成される。
(2)貫通孔の数
図示しないが、例えば、貫通孔2は、単数であってもよい。
(3)貫通面の分割数
一実施形態では、図1Eに示すように、1つの貫通面3を4分割している。しかし、貫通面3の分割数は特に限定されない。図示しないが、例えば、2分割、3分割、5分割、6分割、7分割などとすることもできる。
(4)工程(3)におけるセラミックスプレートの切断方法
一実施形態において、工程(3)では、図1Eに示すように、セラミックスプレート4を切断刃6により切断しているが、例えば、図2Aおよび図2Bに示すように、セラミックスプレート4をスクライビングおよびブレイキングすることもできる。
この方法では、まず、図2Aに示すように、第1切断線11および第2切断線14に沿って、セラミックスプレート4の上部をスクライビングする(削り取る)。
セラミックスプレート4をスクライビングするには、ダイシングソー7(実線参照)およびカッタ8(仮想線参照)が用いられる。カッタ8は、上下方向に移動可能な刃先48を有する。刃先48は、セラミックスプレート4の上面に対して平行である。
これにより、第1切断線11および第2切断線14に対応する溝22が、セラミックスプレート4の上部に形成される。溝22は、上側に向かって開放される断面略V字形状を有している。溝22の深さは、例えば、1μm以上、好ましくは、3μm以上であり、また、例えば、20μm以下、好ましくは、10μm以下である。
その後、図2Bに示すように、セラミックスプレート4を溝22に沿ってブレイキングする。
セラミックスプレート4をブレイキングするには、下側に向かって尖るブレイキング部材23を溝22に押し当て、ブレイキング部材23を下側に向かって押し下げる。
あるいは、図2Cに示すように、平坦な下面を有する円板形状を有するグラインド部材24を、セラミックスプレート4の上面を下側に押し付けしながら、グラインド部材24を前後方向および左右方向にグラインドさせる(グラインドブレイキング)。すると、グラインド部材24の下面の端部が、溝22の位置と重なったときに、グラインド部材24から加わる押圧力が溝22に集中し、溝22の下側に位置するセラミックスプレート4を破壊する(ブレイキングする)。
これによって、セラミックスプレート4を溝22に沿ってブレイキングする。
また、切断刃による切断、および、スクライビングおよびブレイキングに、代えて、または、加えて、レーザによりセラミックスプレート4を切断することもできる。
レーザとしては、例えば、YAGレーザ、COレーザなどが挙げられ、好ましくは、YAGレーザが挙げられる。
あるいは、切断刃による切断、スクライビングおよびブレイキングに、代えて、または、加えて、ブラスト加工によりセラミックスプレート4を切断することもできる。
ブラスト加工として、例えば、直圧式ブラスト加工、サイフォン式加工などが挙げられる。ブラスト加工では、具体的に、セラミックスプレート4において、第1切断線11および第2切断線14を形成する箇所以外をレジストにて被覆した後に、噴射材料をセラミックスプレート4に噴射する。ブラスト加工に用いる噴射材料の種類や粒径、噴射速度、方式(直圧式、サイフォン式)などを適宜調整することにより、第1切断線11および第2切断線14の寸法を適宜調整する。
ブラスト加工は、レーザ加工に比べて、生産性の観点から、好ましい。
工程(3)において、セラミックスプレート4を切断刃により切断する方法、セラミックスプレート4をスクライビングおよびブレイキングする方法、セラミックスプレート4をレーザにより切断する方法(レーザ加工)、および、セラミックスプレート4をブラスト加工する方法のうち、レーザ照射に伴う発熱に起因して、蛍光体プレート15の側面が溶融痕(具体的には、レーザアブレーション痕)が残ることを防止するために、好ましくは、セラミックスプレート4を切断刃により切断する方法、および、セラミックスプレート4をスクライビングおよびブレイキングする方法が用いられる。
工程(3)において、より好ましくは、蛍光体プレート15の寸法精度の観点から、セラミックスプレート4を切断刃により切断する方法が用いられる。
(5)複数の蛍光体プレートの配列(並べる工程(7))
一実施形態では、図1Eおよび図1Fに示すように、工程(3)の後に、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写する工程(6)を実施しているが、それに代えて、例えば、図3Aに示すように、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から引き剥がし、続いて、図3Bに示すように、蛍光体プレート15の貫通面3が同一方向に向かうように、複数の蛍光体プレート15を並べる工程(7)を実施することもできる。
この方法では、まず、図3Aに示すように、複数の蛍光体プレート15のそれぞれを支持シート5から、ピックアップ装置44を用いて引き剥がし、続いて、別の支持シート35の表面に配置する。
ピックアップ装置44は、上下方向に延び、下面に吸引口を有するコレット45を備えている。また、コレット45は、上下方向に延びる軸を中心として回転可能に構成されている。そして、コレット45の吸引口を蛍光体プレート15の上面に接触させて、これを吸引し、続いて、蛍光体プレート15を引き上げ、その後、コレットを所望の角度だけ回転(回動)させる。その後、複数の蛍光体プレート15のそれぞれの貫通面3が同一方向、例えば、前方斜め右側に向かうように、複数の蛍光体プレート15を別の支持シート35の表面に並べる。
また、複数の蛍光体プレート15を別の支持シート35の表面に、例えば、前後方向および左右方向に互いに間隔L4を隔てて並べる。
別の支持シート35は、支持シート5と同一の材料から形成されている。
そして、この方法は、工程(3)の後に、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から引き剥がし、それらの貫通面3が同一方向に向かうように、複数の蛍光体プレート15を並べれば、複数の蛍光体プレート15の取扱性を向上させることができる。
また、上記した説明では、工程(6)および工程(7)を択一的に実施しているが、それらの両方を実施することもできる。
(6)貫通孔の形状
一実施形態では、工程(2)において、図1Bに示すように、貫通孔2を丸孔としているが、貫通孔2の形状は特に限定されない。貫通孔2を、例えば、多角形状に形成することができ、具体的には、図4Aおよび図5Aに示すように、矩形状に形成することもできる。つまり、貫通孔2を角孔とすることができる。
図4Aに示すように、貫通孔2に臨む貫通面3は、前後方向に互いに対向する前面31および後面32と、それらの左右両端部を連結する2つの連結面33とを有している。前面31および後面32は、ともに、左右方向に延びている。2つの連結面33は、ともに、前後方向に延びている。
貫通孔2の前後方向長さおよび左右方向長さL1は、一実施形態における丸孔の内径L1と同一である。
工程(3)では、図4Bに示すように、グリーンシート1の切断によって、貫通面3は、複数(4つ)の蛍光体プレート15のそれぞれに分け与えられる。
そして、図4Cに示すように、蛍光体プレート15は、平面視略L字形状を有している。
あるいは、図5Aに示すように、貫通孔2に臨む貫通面3は、前側に向かうに従って左側に傾斜する第1傾斜方向ID1において互いに対向する前左面37および後右面38と、それらの前後方向両端部を連結し、第1傾斜方向ID1に直交する第2傾斜方向(前側に向かうに従って右側に傾斜する方向)ID2において互いに対向する前右面39および後左面40とを連続して有している。
前左面37および後右面38の長さ(第1傾斜方向ID2に沿う長さ)L5と、前右面39および後左面40の長さ(第2傾斜方向ID1に沿う長さ)L5とは、互いに同一または相異なっていてもよく、それぞれ、上記したL1に対して、例えば、50%以上、好ましくは、65%以上であり、また、例えば、200%以下、好ましくは、100%以下であり、具体的には、L5は、例えば、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上であり、また、例えば、5mm以下、好ましくは、1mm以下である。
工程(3)では、図5Bに示すように、グリーンシート1の切断によって、前左面37と後右面38と前右面39と後左面40とは、複数(4つ)の蛍光体プレート15のそれぞれに分け与えられる。
そして、蛍光体プレート15は、略五角形状を有しており、前左面37、後右面38、前右面39および後左面40のいずれかからなる傾斜面36を形成している。
(7)蛍光体プレートにおける貫通面の数
一実施形態では、1つの蛍光体プレート15は、1つの貫通面3を有している。しかし、貫通面3の数は特に限定されない。例えば、図6Cに示すように、1つの蛍光体プレート15が、複数の貫通面3を有することもできる。
工程(2)において、図6Aに示すように、グリーンシート1において、複数の貫通孔2および切欠部52は、前後2列(n列)、左右4列(2n列)、整列して配置される。なお、切欠部52は、セラミックスプレート4の右側面および左側面のそれぞれを半円形状に切り欠いた形状を有している。
次いで、図6Bに示すように、工程(3)において、左右方向に隣接する2つの貫通面3のそれぞれが分割されて、少なくとも1つの蛍光体プレート15に与えられるように、セラミックスプレート4を切断する。
この工程(3)では、図6Bに示すように、第2切断線14は、第2前後切断線16(図1F参照)を有さず、第2左右切断線17のみを有する。
蛍光体プレート15は、図6Cに示すように、複数(2つ)の貫通面3を有する。蛍光体プレート15において、2つの貫通面3は、第1切断線11(具体的には、第1左右切断線13)によって連結されている。2つの貫通面3は、蛍光体プレート15において、左右方向に隣接配置されている。
(8)貫通孔を含む蛍光体プレート
一実施形態では、工程(3)において、図1Eに示すように、第1切断線11が貫通孔2を通過するように、セラミックスプレート4を切断している。しかし、これに限定されず、例えば、図7Bに示すように、第1切断線11を形成せず、貫通孔2を通過せず、つまり、隣接する貫通孔2の間を通過する第2切断線14のみを形成するように、セラミックスプレート4を切断することもできる。
図7Bに示すように、第2切断線14は、隣接する貫通孔2の間を通過している。
図7Cに示すように、蛍光体プレート15は、端部(隅部)に貫通孔2を有しており、略矩形の外形形状を有している。1つの蛍光体プレート15は、1つの貫通孔2を包含している。
(9)Bステージの組成物シート、および、Cステージの硬化シート
一実施形態では、工程(1)では、図1Aに示すように、本発明の蛍光体シートを、蛍光体を含有するグリーンシート1とし、工程(4)において、図1Cに示すように、本発明の蛍光体シートを、グリーンシート1を焼成することにより得られるセラミックスプレート4としている。
しかし、図1Aの括弧書き符号に示すように、工程(1)において、本発明の蛍光体シートを、蛍光体および熱硬化性樹脂を含有する蛍光樹脂組成物からなる、Bステージシート41とし、図1Cの括弧書き符号に示すように、工程(4)において、本発明の蛍光体シートを、Bステージシート41を熱硬化することにより得られる、Cステージシート42とすることもできる。
蛍光体の配合割合は、蛍光樹脂組成物に対して、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、また、例えば、80質量%以下、好ましくは、70質量%以下である。
熱硬化性樹脂としては、例えば、2段反応硬化性樹脂、1段反応硬化性樹脂が挙げられる。
2段反応硬化性樹脂は、2つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からBステージ化(半硬化)し、次いで、第2段の反応で、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。つまり、2段反応硬化性樹脂は、適度の加熱条件によりBステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。Bステージ状態は、熱硬化性樹脂が、液状であるAステージ状態と、完全硬化したCステージ状態との間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、圧縮弾性率がCステージ状態の弾性率よりも小さい半固体または固体状態である。
1段反応硬化性樹脂は、1つの反応機構を有しており、第1段の反応で、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる。このような1段反応硬化性樹脂は、第1段の反応の途中で、その反応が停止して、Aステージ状態からBステージ状態となることができ、その後のさらなる加熱によって、第1段の反応が再開されて、Bステージ状態からCステージ化(完全硬化)することができる熱硬化性樹脂である。つまり、かかる熱硬化性樹脂は、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。そのため、1段反応硬化性樹脂は、1段の反応の途中で停止するように制御できず、つまり、Bステージ状態となることができず、一度に、Aステージ状態からCステージ化(完全硬化)する硬化性樹脂を含まない。
要するに、熱硬化性樹脂は、Bステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、好ましくは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂、さらに好ましくは、フェニル系シリコーン樹脂が挙げられる。上記した熱硬化性樹脂は、同一種類または複数種類のいずれでもよい。
熱硬化性樹脂の配合割合は、蛍光体の配合割合の残部である。
工程(1)では、まず、蛍光樹脂組成物を調製する。蛍光樹脂組成物を調製するには、上記した蛍光体と、熱硬化性樹脂とを配合して、蛍光樹脂組成物のワニスを調製する。
続いて、ワニスを、剥離シート10の表面に塗布する。その後、蛍光樹脂組成物を、加熱(ベイク)する。これにより、Bステージシート41を用意する。
その後、Bステージシート41を剥離シート10から引き剥がす。
続いて、図1Bに示すように、工程(2)を実施する。好ましくは、グリーンシート1をパンチングする方法、グリーンシート1をドリル加工する方法が用いられる。
その後、図1Cに示すように、工程(4)において、Bステージシート41を熱硬化する。Cステージシート42を得る。
(10)工程(4)のタイミング
一実施形態では、図1B〜図1Eに示すように、工程(2)および工程(4)を順次実施している。つまり、まず、図1Bに示すように、グリーンシート1に貫通孔2を形成し、その後、図1Cに示すように、グリーンシート1をセラミックスプレート4としている。
しかし、図示しないが、工程(4)および工程(2)を順次実施することもできる。つまり、図示しないが、まず、グリーンシート1をセラミックスプレート4とし、次いで、セラミックスプレート4に貫通孔2を形成する。
この際、工程(2)において、セラミックスプレート4に貫通孔2を形成する方法として、例えば、一実施形態においてグリーンシート1に貫通孔2を形成する方法が挙げられ、好ましくは、ブラスト加工、レーザ加工が挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。ブラスト加工、レーザ加工であれば、硬質のセラミックスプレート4に貫通孔2および貫通面3を確実に形成できる。
ブラスト加工は、レーザ加工に比べて、生産性の観点から、好ましい。
以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
実施例1
<工程(1)>
酸化イットリウム粒子(純度99.99%、日本イットリウム社製)11.34g、酸化アルミニウム粒子(純度99.99%、住友化学社製)8.577g、および、酸化セリウム粒子0.087gからなる蛍光体材料の粉末を調製した。
次いで、蛍光体材料の粉末20gと、水溶性バインダー(「WB4101」、Polymer Inovations,Inc社製)とを、固形分の体積比率が62:38となるように混合し、さらに蒸留水を加えてアルミナ製容器に入れ、直径3mmのジルコニアボールを加えて24時間、ボールミルにより湿式混合して、第1スラリーを調製した。
次いで、第1スラリーに、有機粒子(ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径3.5μm)を、蛍光体材料と有機粒子との合計含有量に対して3.0体積%となるように添加して、さらに湿式混合して、スラリーを調製した。
次いで、図1Aの仮想線および実線で示すように、スラリーを、PETシートからなる剥離シート10の表面に、ドクターブレード法により塗布して、70℃、5分で乾燥し、厚み55μmのグリーンシート1を得た。
その後、グリーンシート1をPETシートから剥離し、続いて、グリーンシート1を20mm×20mmの寸法に切断した。切断したグリーンシート1を2枚積層し、それらをホットプレスを用いて熱ラミネートすることにより、厚み110μmのグリーンシート積層体1を作製した。
<工程(2)>
図1Bに示すように、グリーンシート積層体1に、複数の貫通孔2および複数の貫通面3を形成した。具体的には、直径0.7mmのドリルを備えるビアメカニクス社製NCドリルマシンでグリーンシート積層体1をドリル加工して、グリーンシート積層体1を穿孔した。
これによって、内径L1が0.7mm、間隔L2が1.7mm、ピッチL3が2.4mmの、丸孔からなる貫通孔2をグリーンシート積層体1に形成した。
<工程(4)>
グリーンシート積層体1を、電気マッフル炉で、大気中、2℃/分の昇温速度で1200℃まで加熱(予備加熱)することにより、水溶性バインダーおよび有機粒子を熱分解および除去した。
その後、高温環境炉にグリーンシート積層体1を移し、還元雰囲気下で、5℃/分の昇温速度で1800℃まで加熱し、その温度で5時間焼成することにより、図1Cに示すように、厚み120μmの、セラミックスプレート4を製造した。
なお、焼成後のセラミックスプレート4は、焼成前のグリーンシート積層体1に対して16%程度収縮しており、具体的には、焼成後のセラミックスプレート4における貫通孔2の内径L1は、0.6mmであり、隣接する貫通孔2間の間隔L2は、1.4mmであった。
<工程(3)>
その後、図1Dに示すように、セラミックスプレート4を、ダイシングテープからなる支持シート5の表面に仮固定した。
次いで、それらを、ダイシングソー7を備えるダイシング装置に設置し、図1Eに示すように、刃厚100μmのダイシングソー7で貫通孔2の中心を通過するように切断した。
ダイシング装置として、Disco社製DFD6361を用いた。
<工程(6)>
その後、図1Fに示すように、複数の蛍光体プレート15を支持シート5から転写シート20に転写(仮固定)した。
これにより、複数の蛍光体プレート15を、転写シート20に仮固定された状態で製造した。
実施例2
工程(2)において、ドリル加工に代えて、レーザ加工をグリーンシート積層体1に施した以外は、実施例1と同様に処理して、グリーンシート積層体1を穿孔し、続いて、複数の蛍光体プレート15を製造した。
レーザ加工では、esi社製 Model 5330 UV−YAGレーザを用いた。
実施例3
工程(2)において、ドリル加工に代えて、グリーンシート積層体1をパンチングした以外は、実施例1と同様に処理して、グリーンシート積層体1を穿孔し、続いて、複数の蛍光体プレート15を製造した。
パンチングでは、UHT社製 MPシリーズのパンチングマシンを用いた。
実施例4
工程(2)において、ドリル加工に代えて、グリーンシート積層体1をパンチングし、また、貫通孔2の形状を丸形状から、図5Aに示す、矩形状に変更した以外は、実施例1と同様に処理して、グリーンシート積層体1を穿孔し、続いて、複数の蛍光体プレート15を製造した。
パンチングでは、UHT社製 MPシリーズのパンチングマシンを用いた。
貫通孔2には、前左面37、後右面38、前右面39および後左面40を有する貫通面3が臨んでいる。
また、貫通孔2の前後方向長さ(対角線長さ)および左右方向長さ(対角線長さ)L1は、1.0mmであり、前左面37および後右面38の長さと、前右面39および後左面40の長さとは、0.7mm以上であった。
実施例5
工程(3)において、ダイシング装置に代えて、レーザ加工機によって、セラミックスプレート4をレーザ加工した以外は、実施例1と同様に処理して、セラミックスプレート4を切断して、複数の蛍光体プレート15を製造した。
レーザ加工機として、esi社製 Model 5330 UV−YAGレーザを用いた。
(評価)
工程(2)および工程(3)を下記の通りに評価し、その結果を表1に記載する。
1. 工程(2)の評価
工程(2)におけるグリーンシート積層体1の穿孔を下記の基準に従って、評価した。
◎:貫通面3にバリや溶融痕が観察されず、所望の寸法の貫通孔2を形成できたとともに、4つの貫通孔2を形成するのに要した時間が、2秒未満であり、穿孔速度が高かった。
○:貫通面3にバリや溶融痕が観察されず、所望の寸法の貫通孔2を形成できた。しかし、4つの貫通孔2を形成するのに要した時間が、5秒以上であり、穿孔速度が低かった。
△:4つの貫通孔2を形成するのに要した時間が、5秒未満であり、穿孔速度が高かった。しかし、貫通面3にバリや溶融痕が観察され、所望の寸法の貫通孔2を形成できなかった。
2. 工程(3)の評価
工程(3)におけるセラミックスプレート4の切断を下記の基準に従って、評価した。
◎:第1切断線11および第2切断線14にバリや溶融痕が観察されず、所望の寸法の蛍光体プレート15を製造できた。
○:第1切断線11および第2切断線14にバリや溶融痕がわずかに観察された。
Figure 2016222902
1 グリーンシート(グリーンシート積層体)
2 貫通孔
3 貫通面
4 セラミックスプレート
5 支持シート
6 切断刃
9 蛍光体プレート
11 第1切断線
12 第1前後切断線
13 第1左右切断線
15 蛍光体プレート
20 転写シート
23 ブレイキング部材
24 グラインド部材

Claims (8)

  1. 蛍光体シートを用意する工程(1)と、
    前記蛍光体シートに、貫通孔および前記貫通孔に臨む貫通面を形成する工程(2)と、
    前記蛍光体シートを切断して、前記貫通面を含む複数の蛍光体プレートを形成する工程(3)と
    を、順に備えることを特徴とする、蛍光体プレートの製造方法。
  2. 前記工程(3)では、切断線が前記貫通孔を通過するように、前記蛍光体シートを切断し、それによって、1つの前記貫通孔を区画する前記貫通面が複数の前記蛍光体プレートのそれぞれに分け与えられるように、前記貫通面を分割することを特徴とする、請求項1に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  3. 前記工程(1)では、前記蛍光体シートを、蛍光体を含有するグリーンシートとし、
    前記工程(2)の後、かつ、前記工程(3)の前に、前記蛍光体シートを、前記グリーンシートを焼成することにより得られる前記セラミックスプレートとする工程(4)
    をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  4. 前記工程(4)の後、かつ、前記工程(3)の前に、前記セラミックスプレートを支持シートに支持させる工程(5)と、
    前記工程(3)の後に、複数の前記蛍光体プレートを前記支持シートから転写シートに転写する工程(6)、および/または、前記工程(3)の後に、複数の前記蛍光体プレートを前記支持シートから引き剥がし、それらの前記貫通面が同一方向に向かうように、複数の前記蛍光体プレートを並べる工程(7)と
    をさらに備えることを特徴とする、請求項3に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  5. 前記工程(3)では、
    前記蛍光体シートを切断刃により切断する方法、
    前記蛍光体シートをスクライビングおよびブレイキングする方法、
    前記蛍光体シートをレーザにより切断する方法、および、
    前記蛍光体シートをブラスト加工により切断する方法
    のうち、少なくともいずれか1つの方法を実施する
    ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  6. 前記工程(2)では、
    前記蛍光体シートをパンチングする方法、
    前記蛍光体シートをブラスト加工する方法、
    前記蛍光体シートをレーザ加工する方法、および、
    前記蛍光体シートをドリル加工する方法
    のうち、いずれか1つの方法を実施する
    ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  7. 前記工程(1)では、前記蛍光体シートを、蛍光体を含有するグリーンシートとし、
    前記工程(1)の後、かつ、前記工程(2)の前に、前記蛍光体シートを、前記グリーンシートを焼成することにより得られる前記セラミックスプレートとする工程(4)をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の蛍光体プレートの製造方法。
  8. 前記工程(2)では、
    前記セラミックスプレートをブラスト加工する方法、および、
    前記セラミックスプレートをレーザ加工する方法
    のうち、いずれか1つの方法を実施する
    ことを特徴とする、請求項7に記載の蛍光体プレートの製造方法。
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