JP2011192698A - Method and apparatus of determining sealing resin surface shape and sealing resin filling amount of semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, semiconductor device manufactured by the same method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子を樹脂で封止してなる半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法、判定装置、半導体装置の製造方法、及びその製造方法により製造された半導体装置に関する。 The present invention relates to a determination method of a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device formed by sealing a light emitting element with a resin, a determination device, a manufacturing method of a semiconductor device, and a semiconductor manufactured by the manufacturing method Relates to the device.
この種の発光素子としては、発光ダイオード(LED)があり、近年、高輝度、高出力のものが開発され、低消費電力、小型、軽量などの特性を生かして、種々の分野に利用されている。例えば、LEDディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置のバックライト、その他各種の表示装置の光源、あるいは照明装置の光源等に用いられている。 As a light emitting element of this type, there is a light emitting diode (LED). In recent years, a high brightness and high output device has been developed and utilized in various fields by taking advantage of characteristics such as low power consumption, small size, and light weight. Yes. For example, it is used for the backlight of LED display devices, liquid crystal display devices, the light source of various other display devices, the light source of illumination devices, and the like.
このようなLEDは、樹脂封止された半導体装置として提供されることが多く、その一例として図16に示すような表面実装型のものが挙げられる。この半導体装置では、パッケージ101に凹部101bを形成し、パッケージ101の凹部101bの底側に各リード電極102を一体的に設け、凹部101bの底面にLED103を搭載して、LED103の各端子電極をそれぞれのボンディングワイヤ104を介して各リード電極102に接続している。そして、充填装置(例えばエアーディスペンサ)を用いて、パッケージ101の凹部101bの内側に透光性樹脂105(エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの透明な熱硬化性樹脂)を定量注入し、この透光性樹脂105を熱硬化させて、LED103を透光性樹脂105で樹脂封止している。これにより、LED103の光を凹部101bの透光性樹脂105を通じて出射する半導体装置が形成される。
Such an LED is often provided as a resin-sealed semiconductor device, and an example thereof is a surface mount type as shown in FIG. In this semiconductor device, the
このようにLED103を透光性樹脂105で樹脂封止した構成では、LED103、ボンディングワイヤ104等を水分や外力などの外部環境から保護することができ、極めて高い信頼性を有する半導体装置が得られる。
Thus, in the configuration in which the
ただし、透光性樹脂105の表面形状にバラツキがあると、LED103の放射光の指向角が変わるため、均一な指向角を持つ半導体装置を歩留り良く製造するには、透光性樹脂105の充填量を均一にし、透光性樹脂105の表面形状を一定に制御することが重要となる。
However, if the surface shape of the
また、近年は、青色光を発するLEDを用い、封止樹脂に蛍光体を含有させて、白色光を出射するようにされた半導体装置の需要が高まっている。 In recent years, there has been an increasing demand for semiconductor devices that use LEDs that emit blue light and contain a phosphor in a sealing resin to emit white light.
この半導体装置の一例として、図17に示すような表面実装型のものが挙げられる。この半導体装置では、図16の半導体装置と同様のパッケージ101、各リード電極102、各ボンディングワイヤ104等を用いているが、図16の半導体装置におけるLED103及び透光性樹脂105の代わりに、青色LED111及び透光性樹脂112を用いている。透光性樹脂112には、黄色蛍光体が含有されている。あるいは、特許文献1では、透光性樹脂112に相当するものに2色の蛍光体(青緑色蛍光体と赤色蛍光体)を含有させている。
As an example of this semiconductor device, a surface mount type as shown in FIG. In this semiconductor device, the
このような半導体装置では、透光性樹脂112に含有された蛍光体によって青色LED111から出射された青色光の一部が黄色光、あるいは緑色光や赤色光に変換されるので、青色光と黄色光が混ざった擬似的な白色光、あるいは青色光、緑色光、及び赤色光が混ざった白色光が出射される。
In such a semiconductor device, part of the blue light emitted from the
ただし、透光性樹脂112の充填量にバラツキがあると、透光性樹脂112中の蛍光体量も自ずと変化し、所望の色度を持つ白色光が得られなくなるため、エアーディスペンサを用いて、透光性樹脂112の充填量を正確に制御することが重要となる。
However, if there is a variation in the filling amount of the
先に述べたように透光性樹脂105の表面形状にバラツキがあると、LED103の放射光の指向角が変わるために、あるいは透光性樹脂112の充填量にバラツキがあると、透光性樹脂112中の蛍光体量も自ずと変化し、所望の色度を持つ白色光が得られなくなるために、封止樹脂を定量注入するべく、エアーディスペンサといった充填装置が用いられている。
As described above, if the surface shape of the
このエアーディスペンサでは、樹脂の吐出時間や吐出圧力を調整することにより所定量の封止樹脂をパッケージの凹部に注入することができる。 In this air dispenser, a predetermined amount of sealing resin can be injected into the recess of the package by adjusting the discharge time and discharge pressure of the resin.
また、その封止樹脂の充填量は、パッケージの側壁の上端を基準として、封止樹脂の表面がその上端と面一となるように設定されることが多い。これにより、封止樹脂の充填量の確認が容易になる。 The filling amount of the sealing resin is often set so that the surface of the sealing resin is flush with the upper end of the package, with the upper end of the side wall of the package as a reference. Thereby, confirmation of the filling amount of sealing resin becomes easy.
しかしながら、実際には、エアーディスペンサにより多数のパッケージに封止樹脂を順次充填するという充填工程においては、シリンジ内の封止樹脂の減少に伴い、シリンジ内の封止樹脂に加わる圧力が低下していくため、各パッケージに順次充填される封止樹脂の充填量が徐々に減少していく。 However, in actuality, in the filling process of sequentially filling the sealing resin into a large number of packages with an air dispenser, the pressure applied to the sealing resin in the syringe decreases as the sealing resin in the syringe decreases. Therefore, the filling amount of the sealing resin sequentially filled in each package is gradually reduced.
このため、従来は、所定時間毎に、エアーディスペンサによる実際の封止樹脂の充填量を確認して、実際の充填量が初期の設定値に対して変化していれば、その度にエアーディスペンサの吐出時間と吐出圧力を設定し直すという煩雑な作業を行っており、これが生産性の低下の原因となっていた。 For this reason, in the past, the actual amount of sealing resin filled by the air dispenser was confirmed every predetermined time, and if the actual amount of filling changed from the initial set value, the air dispenser each time The troublesome work of resetting the discharge time and discharge pressure was performed, which caused the productivity to decrease.
一方、LEDの使用分野の広がりとともに、LEDを多数個並べて同時に使用することがあり、この場合には、LEDの色むらや輝度むらに対する条件がより厳しくなる。 On the other hand, along with the expansion of the field of use of LEDs, a large number of LEDs may be used side by side, and in this case, the conditions for color unevenness and brightness unevenness of the LEDs become more severe.
特に、白色光を出射するべく、青色LED111と蛍光体を含有する透光性樹脂112を組み合わせた半導体装置は、液晶ディスプレイ装置のバックライトや照明装置の光源などに用いられるため、色むらや輝度むらに対する条件が格別に厳しい。また、人間の色調感覚は、白色において特に敏感であり、わずかな色度差でも感知することができることから、要求される白色の色度のバラツキの許容範囲は小さい。そして、透光性樹脂112の充填量が白色光の色度に直接影響するので、透光性樹脂112の充填量をより精度良く管理する必要がある。
In particular, in order to emit white light, a semiconductor device in which a
このため、従来は、封止樹脂の充填量の確認精度を向上させたり、確認頻度を増やして、エアーディスペンサの吐出時間と吐出圧力の調整を頻繁に行い、封止樹脂の充填量の精度を高めていたが、作業がより煩雑化して、生産性の低下が著しくなった。 For this reason, conventionally, the accuracy of checking the filling amount of the sealing resin is improved, or the frequency of checking is increased, and the discharge time and discharge pressure of the air dispenser are frequently adjusted to increase the accuracy of the filling amount of the sealing resin. However, the work became more complicated and the productivity was significantly reduced.
また、封止樹脂の充填量の確認精度を向上させるには、封止樹脂の表面の縁がパッケージの側壁の上端と面一となっていること、及び封止樹脂の表面の中央がパッケージの側壁の上端と面一となっていることを、つまり封止樹脂の表面の高さと平面性(封止樹脂の表面張力により凹面や凸面になっていないこと)を確認する必要がある。しかしながら、この確認を作業者による目視、もしくは実体顕微鏡を用いて行っていることから、作業者の熟練を必要とし、また確認頻度を増やすことは難しいといった問題があった。 In addition, in order to improve the accuracy of checking the filling amount of the sealing resin, the edge of the surface of the sealing resin is flush with the upper end of the side wall of the package, and the center of the surface of the sealing resin is the center of the package. It is necessary to confirm that it is flush with the upper end of the side wall, that is, the height and flatness of the surface of the sealing resin (that it is not concave or convex due to the surface tension of the sealing resin). However, since this confirmation is performed visually by an operator or using a stereomicroscope, there is a problem that the skill of the operator is required and it is difficult to increase the frequency of confirmation.
更に、封止樹脂の充填工程において、歩留り向上の為には、封止樹脂の充填量を確認するだけでなく、充填量の過不足を補正する必要がある。しかしながら、スパチュラ等により余分な封止樹脂の除去や不足分の補充を行う場合は、その作業が極めて煩雑であり、生産性が大幅に低下した。 Further, in the sealing resin filling process, in order to improve the yield, it is necessary not only to check the filling amount of the sealing resin but also to correct the excess or shortage of the filling amount. However, when removing excess sealing resin with a spatula or the like and replenishing the shortage, the operation is extremely complicated, and the productivity is greatly reduced.
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、封止樹脂の表面形状もしくは封止樹脂の充填量を高精度かつ迅速に判定することができ、もって発光素子の放射光指向角のバラツキを低減し、蛍光体を含有した封止樹脂については出射光の色度バラツキを低減し、また歩留りを向上させることが可能な半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法、判定装置、半導体装置の製造方法、及びその製造方法により製造された半導体装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can determine the surface shape of the sealing resin or the filling amount of the sealing resin with high accuracy and speed, and thus the emitted light of the light emitting element. Sealing resin surface shape or filling with sealing resin in a semiconductor device capable of reducing variation in directivity angle, reducing chromaticity variation of emitted light for sealing resin containing phosphor, and improving yield An object of the present invention is to provide an amount determination method, a determination apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a semiconductor device manufactured by the manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明の判定方法は、発光素子を樹脂で封止してなる半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法であって、前記樹脂の表面にパターンを投影し、前記パターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定している。 In order to solve the above problems, a determination method of the present invention is a determination method of a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device in which a light emitting element is sealed with a resin, the surface of the resin A pattern is projected onto the image, the pattern is photographed, and the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the shape or area of the image of the pattern.
このような本発明の判定方法では、樹脂の表面に投影されたパターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき樹脂の表面形状もしくは充填量を判定しているので、作業者の判断に頼ることなく、樹脂の表面形状もしくは充填量を高精度かつ迅速に判定することができる。このため、発光素子の放射光指向角のバラツキを低減したり、蛍光体を含有した封止樹脂については出射光の色度バラツキを低減し、更には歩留りを向上させることが可能になる。 In such a determination method of the present invention, the pattern projected on the surface of the resin is photographed, and the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the shape or area of the image of this pattern. Without depending on the determination, the surface shape or the filling amount of the resin can be determined with high accuracy and speed. For this reason, it is possible to reduce the variation in the radiation light directivity angle of the light emitting element, to reduce the chromaticity variation of the emitted light for the sealing resin containing the phosphor, and to further improve the yield.
また、本発明の判定方法においては、前記発光素子が凹部の底面に配置され、前記樹脂が前記凹部の内側に充填される。 Moreover, in the determination method of this invention, the said light emitting element is arrange | positioned at the bottom face of a recessed part, and the said resin is filled inside the said recessed part.
このように凹部の内側に樹脂を充填する場合は、凹部の開口部に樹脂の表面が形成される。樹脂の充填量が凹部の容量に一致するときには樹脂の表面が平坦となり、また樹脂の充填量が凹部の容量よりも多いときには樹脂の表面がその表面張力により凸面となり、更に樹脂の充填量が凹部の容量よりも少ないときには樹脂の表面が凹面となる。このような表面の形状の変化に応じて該表面に投影されたパターンの形状もしくは面積が変化するので、撮影されたパターンの画像の形状もしくは面積に基づき樹脂の表面形状もしくは充填量を判定することができる。 Thus, when filling the resin inside the recess, the surface of the resin is formed in the opening of the recess. When the resin filling amount matches the volume of the recess, the surface of the resin becomes flat. When the resin filling amount is larger than the volume of the recess, the resin surface becomes convex due to its surface tension, and the resin filling amount further decreases. When the capacity is less than the above, the surface of the resin becomes concave. Since the shape or area of the pattern projected onto the surface changes according to such a change in the shape of the surface, the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the shape or area of the image of the photographed pattern. Can do.
また、本発明の判定方法においては、前記樹脂の平坦な表面に投影され撮影されたパターンの画像を基準とし、この基準のパターンの画像の形状もしくは面積と判定対象となる前記樹脂の表面に投影されたパターンの画像の形状もしくは面積を比較することにより、判定対象となる前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定している。あるいは、前記樹脂の凸状の表面に投影され撮影されたパターンの画像を基準とし、この基準のパターンの画像の形状もしくは面積と判定対象となる前記樹脂の表面に投影されたパターンの画像の形状もしくは面積を比較することにより、判定対象となる前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定している。 In the determination method of the present invention, the image of the pattern projected and photographed on the flat surface of the resin is used as a reference, and the shape or area of the image of the reference pattern is projected onto the surface of the resin to be determined. The surface shape or the filling amount of the resin to be determined is determined by comparing the shape or area of the image of the pattern formed. Alternatively, based on the image of the pattern projected and photographed on the convex surface of the resin, the shape or area of the image of the reference pattern and the shape of the image of the pattern projected on the surface of the resin to be determined Alternatively, the surface shape or filling amount of the resin to be determined is determined by comparing the areas.
このように基準となるパターンの画像の形状もしくは面積を設定すれば、この基準との比較により判定対象となる樹脂の表面形状もしくは充填量を容易に判定することができる。 If the shape or area of the image of the reference pattern is set as described above, the surface shape or filling amount of the resin to be determined can be easily determined by comparison with the reference.
また、本発明の判定方法においては、前記樹脂は、蛍光体を含有している。 In the determination method of the present invention, the resin contains a phosphor.
例えば、発光素子として、青色光を発光するものを適用し、樹脂中の蛍光体として黄色光、あるいは青緑色光と赤色光を発光するものを適用すると、青色光の一部が黄色光、あるいは緑色光や赤色光に変換されるので、青色光と黄色光が混ざった擬似的な白色光、あるいは青色光、緑色光、及び赤色光が混ざった白色光が出射される。 For example, when a light-emitting element that emits blue light is applied, and a phosphor that emits yellow light, or blue-green light and red light is applied as a phosphor in the resin, a part of the blue light is yellow light, or Since the light is converted into green light or red light, pseudo white light in which blue light and yellow light are mixed or white light in which blue light, green light, and red light are mixed is emitted.
この場合は、前記パターンの投影光の波長主ピークを前記蛍光体の発光スペクトルのピーク波長からずらすのが好ましい。 In this case, it is preferable to shift the main wavelength peak of the projection light of the pattern from the peak wavelength of the emission spectrum of the phosphor.
これは、パターンの投影光の波長主ピークと蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が一致すると、蛍光体から発光された光がパターンの撮影を阻害するためである。 This is because when the main wavelength peak of the pattern projection light coincides with the peak wavelength of the emission spectrum of the phosphor, the light emitted from the phosphor hinders pattern imaging.
また、本発明の判定方法においては、前記撮影されたパターンの画像の光強度に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定している。 In the determination method of the present invention, the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the light intensity of the image of the photographed pattern.
例えば、樹脂の充填量が極端に少なかった場合は、樹脂の表面へのパターンの投影、パターンの撮影、パターンの画像の形状もしくは面積に基づく樹脂の表面形状もしくは充填量の判定等が困難になる。ところが、樹脂の充填量が極端に少ないと、撮影されたパターンの画像の光強度が明確に変化する。このため、撮影されたパターンの画像の光強度に基づく樹脂の表面形状もしくは充填量の判定を併用するのが好ましい。 For example, when the resin filling amount is extremely small, it is difficult to project a pattern on the surface of the resin, capture a pattern, and determine the surface shape or filling amount of the resin based on the shape or area of the pattern image. . However, when the resin filling amount is extremely small, the light intensity of the image of the photographed pattern clearly changes. For this reason, it is preferable to use the determination of the surface shape or filling amount of the resin based on the light intensity of the photographed pattern image.
この場合は、前記樹脂の表面に投影されたパターンを撮影するときの焦点位置を固定してもよい。 In this case, the focal position when photographing the pattern projected on the surface of the resin may be fixed.
これは、パターンを撮影するときの焦点位置を固定すると、樹脂の充填量が極端に少なったときなどに樹脂の表面の位置が焦点位置から大幅にずれて、撮影されたパターンの画像の光強度が明確に変化するためである。 This is because if the focus position when shooting a pattern is fixed, the position of the resin surface will be significantly deviated from the focus position when the amount of resin filling becomes extremely small. This is because the strength changes clearly.
また、本発明の判定方法においては、前記パターンは、非対称な形状を有している。 In the determination method of the present invention, the pattern has an asymmetric shape.
樹脂の表面の位置が大幅にずれた場合は、撮影されたパターンの画像の上下左右が反転することがあるので、パターンを非対称としておけば、撮影されたパターンの画像からそのような上下左右の反転を判定することができ、樹脂表面の位置の大幅なずれ、すなわち樹脂充填量の大幅な変化を判定することができる。 If the position of the resin surface is significantly deviated, the image of the captured pattern may be flipped up and down and left and right. Inversion can be determined, and a significant shift in the position of the resin surface, that is, a significant change in the resin filling amount can be determined.
また、本発明の判定方法においては、前記パターンは、分散された複数のパターン部分を有している。 In the determination method of the present invention, the pattern has a plurality of dispersed pattern portions.
この場合は、パターン全体の形状もしくは面積の変化に伴い、各パターン部分の間隔が変化するので、各パターン部分の間隔に基づき樹脂の表面形状もしくは充填量を判定する。 In this case, since the interval between the pattern portions changes as the shape or area of the entire pattern changes, the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the interval between the pattern portions.
次に、本発明の判定装置は、発光素子を樹脂で封止してなる半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定装置であって、前記樹脂の表面にパターンを投影する投影部と、前記投影部により投影されたパターンを撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影されたパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定する判定部とを備えている。 Next, a determination device according to the present invention is a determination device for a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device in which a light emitting element is sealed with a resin, and projects a pattern onto the surface of the resin. A projection unit; an imaging unit that captures a pattern projected by the projection unit; and a determination unit that determines a surface shape or a filling amount of the resin based on a shape or area of an image of the pattern captured by the imaging unit. I have.
このような判定装置においても、上記本発明の判定方法と同様の効果を奏する。 Such a determination apparatus also has the same effect as the determination method of the present invention.
また、本発明の製造方法は、発光素子を樹脂で封止してなる半導体装置の製造方法であって、前記発光素子を凹部に配置し、前記樹脂を前記凹部の内側に充填する工程と、前記凹部の内側に充填された樹脂の表面にパターンを投影し、前記パターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定する工程と、前記樹脂の表面形状もしくは充填量の判定結果を出力する工程とを含んでいる。 The manufacturing method of the present invention is a manufacturing method of a semiconductor device in which a light emitting element is sealed with a resin, the step of disposing the light emitting element in a recess, and filling the resin inside the recess; Projecting a pattern onto the surface of the resin filled inside the recess, photographing the pattern, and determining the surface shape or filling amount of the resin based on the shape or area of the image of the pattern; and the resin And a step of outputting the determination result of the surface shape or the filling amount.
このような製造方法においても、上記本発明の判定方法と同様の効果を奏する。 Also in such a manufacturing method, there exists an effect similar to the determination method of the said invention.
また、本発明の製造方法においては、前記発光素子の凹部に樹脂を充填する充填装置を設け、前記樹脂の表面形状もしくは充填量の判定結果に応じて、前記充填装置による樹脂の充填量を調節している。 In the manufacturing method of the present invention, a filling device for filling a resin in the concave portion of the light emitting element is provided, and the filling amount of the resin by the filling device is adjusted according to the determination result of the surface shape or filling amount of the resin. is doing.
これにより、樹脂の充填量が自動的に調節される。 Thereby, the filling amount of the resin is automatically adjusted.
また、本発明の製造方法においては、前記凹部の開口部は、直径2.8mm以下の円形であるか、もしくは前記円形の面積以下の開口面積を有している。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, the opening part of the said recessed part is circular with a diameter of 2.8 mm or less, or has an opening area below the said circular area.
このように開口部のサイズを規定することにより、樹脂の表面に適宜の表面張力が生じて、その充填量に応じて樹脂の表面が平坦面、凸面、及び凹面に変形する。 By defining the size of the opening as described above, an appropriate surface tension is generated on the surface of the resin, and the surface of the resin is deformed into a flat surface, a convex surface, and a concave surface according to the filling amount.
また、本発明の半導体装置は、上記本発明の製造方法により製造されている。 The semiconductor device of the present invention is manufactured by the manufacturing method of the present invention.
このような半導体装置では、樹脂の表面形状もしくは充填量が高精度かつ迅速に判定され、樹脂の表面形状もしくは充填量が調節されているので、発光素子の放射光指向角のバラツキが低減され、蛍光体を含有した封止樹脂については出射光の色度バラツキが低減される。 In such a semiconductor device, the surface shape or filling amount of the resin is determined with high accuracy and speed, and the surface shape or filling amount of the resin is adjusted. With respect to the sealing resin containing the phosphor, the chromaticity variation of the emitted light is reduced.
本発明によれば、樹脂の表面に投影されたパターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき樹脂の表面形状もしくは充填量を判定しているので、作業者の判断に頼ることなく、樹脂の表面形状もしくは充填量を高精度かつ迅速に判定することができる。このため、発光素子の放射光指向角のバラツキを低減したり、蛍光体を含有した封止樹脂については出射光の色度バラツキを低減し、更には歩留りを向上させることが可能となる。 According to the present invention, since the pattern projected on the surface of the resin is photographed and the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the shape or area of the image of this pattern, it depends on the judgment of the operator. In addition, the surface shape or filling amount of the resin can be determined with high accuracy and speed. For this reason, it is possible to reduce the variation in the radiation light directivity angle of the light emitting element, to reduce the chromaticity variation of the emitted light for the sealing resin containing the phosphor, and to further improve the yield.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定装置の第1実施形態を概略的に示す斜視図である。また、図2(a)及び(b)、図3(a)及び(b)、図4(a)及び(b)は、本実施形態の判定装置と半導体装置を示す側面図及び半導体装置の封止樹脂表面に投影されたパターンを示す図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a first embodiment of a determination apparatus for sealing resin surface shape or sealing resin filling amount of the present invention. 2 (a) and 2 (b), 3 (a) and 3 (b), 4 (a) and 4 (b) are a side view showing the determination device and the semiconductor device of the present embodiment, and FIG. It is a figure which shows the pattern projected on the sealing resin surface.
まず、本実施形態の判定装置2の判定対象となる半導体装置1は、図1に示すようなパッケージ11の内側にLED(発光素子)13を配置し、透光性樹脂15によりLED13を樹脂封止したものである。詳しくは、パッケージ11に凹部11bを形成し、パッケージ11の凹部11bの底側に各リード電極12を一体的に設け、凹部11bの底面にLED13をダイボンドし、LED13の各端子電極をそれぞれのボンディングワイヤ14を介して各リード電極12に接続し、この後に充填装置(例えばエアーディスペンサ)を用いて、パッケージ11の凹部11bの内側に透光性樹脂15(エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの透明な熱硬化性樹脂)を定量注入し、この透光性樹脂15を熱硬化させて、LED13を透光性樹脂15で樹脂封止したものである。
First, in the
このような構成の半導体装置1では、LED13、ボンディングワイヤ14等が水分や外力などの外部環境から保護され、極めて高い信頼性が得られる。
In the
ここで、透光性樹脂15の表面形状にバラツキがあると、LED13の放射光の指向角が変わることから、均一な指向角を持つ半導体装置1を歩留り良く製造するには、透光性樹脂15の充填量を均一にし、透光性樹脂15の表面形状を一定に制御する必要がある。
Here, if the surface shape of the
また、LED13として青色光を出射するものを適用し、透光性樹脂15として青色光を黄色光に変換する蛍光体あるいは青色光を緑色光や赤色光に変換する蛍光体を含むものを適用し、半導体装置1から白色光を出射させる場合は、透光性樹脂15の充填量にバラツキがあると、透光性樹脂15中の蛍光体量も自ずと変化し、所望の色度を持つ白色光が得られなくなるため、透光性樹脂15の充填量を正確に制御する必要がある。
Further, the
そこで、本実施形態の判定装置2は、透光性樹脂15の表面にパターンを投影する投影装置21と、透光性樹脂15の表面に投影されたパターンを撮影するCCDカメラ22と、CCDカメラ22によって撮影されたパターン画像に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定する演算処理部23とを備えている。
Therefore, the
ここで、パッケージ11の凹部11bに対する透光性樹脂15の充填量が適量である場合は、図2(a)に示すように透光性樹脂15の表面の縁がパッケージ11の側壁11cの上端と面一となり、透光性樹脂15の表面15aが平坦となる。この場合、投影装置21により、例えば直線的な輪郭の十字パターン16を透光性樹脂15の表面15aに投影すると、図2(b)に示すように透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16が全く歪まず、CCDカメラ22により撮影された十字パターン16の画像も歪まない。演算処理部23は、この十字パターン16の画像を画像処理して、この画像が歪んでいないことを判定し、透光性樹脂15の表面15aが平坦であって、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定する。
Here, when the filling amount of the
また、パッケージ11の凹部11bに対する透光性樹脂15の充填量が過剰である場合は、図3(a)に示すように透光性樹脂15の表面15aの縁がパッケージ11の側壁11cの上端と面一となっても、透光性樹脂15の表面張力によりその表面15aが凸面となる。このとき、投影装置21により十字パターン16を透光性樹脂15の表面15aに投影すると、図3(b)に示すように透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16が歪んで拡大し、CCDカメラ22により撮影された十字パターン16の画像も歪んで拡大する。演算処理部23は、この十字パターン16の画像を画像処理して、この画像の歪みもしくは拡大を判定し、透光性樹脂15の表面15aが凸面であって、透光性樹脂15の充填量が過剰であると判定する。また、画像の歪みもしくは拡大の程度に基づいて充填量の過剰分を求める。
When the filling amount of the
更に、パッケージ11の凹部11bに対する透光性樹脂15の充填量が不足している場合は、図4(a)に示すように透光性樹脂15の表面15aの縁がパッケージ11の側壁11cの上端と面一となっても、透光性樹脂15の表面15aが凹面となる。このとき、投影装置21により十字パターン16を透光性樹脂15の表面15aに投影すると、図4(b)に示すように透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16が歪んで縮小し、CCDカメラ22により撮影された十字パターン16の画像も歪んで縮小する。演算処理部23は、この十字パターン16の画像を画像処理して、この画像の歪みもしくは縮小を判定し、透光性樹脂15の表面15aが凹面であって、透光性樹脂15の充填量が不足していると判定する。また、画像の歪みもしくは縮小の程度に基づいて充填量の不足分を求める。
Furthermore, when the filling amount of the
例えば、画像処理部23による十字パターン16の画像の歪みもしくは拡大縮小の判定は、十字パターン16の画像の輪郭を抽出し、この輪郭内側の面積を求めて、この輪郭内側の面積と予め設定された基準面積との比較により行われる。基準面積とは、透光性樹脂15の平坦な表面15aに投影され全く歪まなかったときの十字パターン16の画像の輪郭内側の面積である。判定対象となる透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16の輪郭内側の面積と基準面積の差(絶対値)を求めて、この差が予め設定された許容範囲に入るか否かを判定し、この差が許容範囲に入れば、十字パターン16の画像が歪んでおらず、拡大縮小されていないと判定し、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定する。
For example, the determination of distortion or enlargement / reduction of the image of the
また、その面積の差が許容範囲から外れて、判定対象となる透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16の輪郭内側の面積が基準面積よりも大きければ、十字パターン16の画像の歪みもしくは拡大を判定し、透光性樹脂15の充填量が過剰であると判定する。また、透光性樹脂15の充填量の過剰分が大きくなる程、透光性樹脂15の表面15aの凸面の曲率が大きくなって、その差が大きくなるので、その差の程度に基づいて充填量の過剰分を求める。
In addition, if the area difference deviates from the allowable range and the area inside the outline of the
更に、その面積の差が許容範囲から外れて、判定対象となる透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16の輪郭内側の面積が基準面積よりも小さいと、十字パターン16の画像の歪みもしくは縮小を判定し、透光性樹脂15の充填量が不足していると判定する。また、透光性樹脂15の充填量の不足分が大きくなる程、透光性樹脂15の表面15aの凹面の曲率が大きくなって、その差が大きくなるので、その差の程度に基づいて充填量の不足分を求める。
Further, if the area difference deviates from the allowable range and the area inside the contour of the
あるいは、画像処理部23による十字パターン16の画像の歪みもしくは拡大縮小の判定は、十字パターン16の画像の輪郭を抽出し、この輪郭と予め設定された基準輪郭との比較により行われる。基準輪郭とは、透光性樹脂15の表面15aに投影され全く歪まなかったときの十字パターン16の画像の輪郭、つまり直線的な輪郭である。判定対象となる透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16の画像の輪郭と基準輪郭との曲率の差(絶対値)を求めて、この差が予め設定された許容範囲に入るか否かを判定し、この差が許容範囲に入ると、十字パターン16の画像が歪んでいないと判定し、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定する。
Alternatively, the distortion or enlargement / reduction determination of the image of the
また、その曲率の差が許容範囲から外れていて、十字パターン16の画像の輪郭が基準輪郭の外側にあると、十字パターン16の画像の歪みもしくは拡大を判定し、透光性樹脂15の充填量が過剰であると判定する。また、透光性樹脂15の充填量の過剰分が大きくなる程、透光性樹脂15の表面15aの凸面の曲率が大きくなって、十字パターン16の画像の輪郭の曲率が大きくなるので、この輪郭の曲率程度に基づいて充填量の過剰分を求める。
If the difference in curvature is out of the allowable range and the contour of the image of the
更に、その曲率の差が許容範囲から外れていて、十字パターン16の画像の輪郭が基準輪郭の内側にあると、十字パターン16の画像の歪みもしくは縮小を判定し、透光性樹脂15の充填量が不足していると判定する。また、透光性樹脂15の充填量の不足分が大きくなる程、透光性樹脂15の表面15aの凹面の曲率が大きくなって、十字パターン16の画像の輪郭の曲率が大きくなるので、この輪郭の曲率程度に基づいて充填量の不足分を求める。
Further, if the difference in curvature is out of the allowable range and the contour of the image of the
尚、パッケージ11の凹部11bに充填された透光性樹脂15の表面15aが、その充填量に応じて平坦面、凸面、及び凹面に明確に変形するには、凹部11bの開口部において透光性樹脂15に適宜の表面張力が生じる必要があり、一般的に用いられる透光性樹脂15としてエポキシ樹脂やシリコン樹脂の粘性においては、凹部11bの開口部は、直径2.8mm以下の円形であるか、もしくは前記円形の面積以下の開口面積を有する場合に、充填量に応じた平坦面、凸面、及び凹面に明確な変化が現れ、本発明による充填量過不足判定の精度を高めることができる。
In addition, in order for the
図5は、本発明の判定装置の第2実施形態を概略的に示す側面図である。本実施形態の判定装置2Aは、図1の判定装置2にビームスプリッタ24及びコリメータレンズ25を追加したものである。
FIG. 5 is a side view schematically showing a second embodiment of the determination apparatus of the present invention. The
本実施形態の判定装置2Aでは、投影装置21の投影光が、ビームスプリッタ24を通過し、コリメータレンズ25で平行光にされて、透光性樹脂15の表面に入射し、これにより透光性樹脂15の表面にパターンが投影される。また、透光性樹脂15の表面からの反射光が、コリメータレンズ25を通過し、ビームスプリッタ24で反射されて、CCDカメラ22のレンズへと入射し、これにより透光性樹脂15の表面のパターンが撮影される。
In the
演算処理部23は、この撮影されたパターンの画像を画像処理して、この画像に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定する。具体的な判定方法は、図2〜図4を参照して説明した通りである。
The
このような構成においては、投影装置21からの投影光の光軸とCCDカメラ22への入射光の光軸が透光性樹脂15の表面の同一の法線を通り、投影装置21の投影光が透光性樹脂15の表面へとその真上から入射し、CCDカメラ22が透光性樹脂15の表面のパターンをその真上から撮影するので、CCDカメラ22により撮影されたパターン画像の精度が高くなる。
In such a configuration, the optical axis of the projection light from the
次に、図6に示す半導体装置1の製造方法の工程遷移図を参照しつつ、図1の判定装置2(又は図5の判定装置2A)を用いて、半導体装置1を製造する手順を説明する。
Next, a procedure for manufacturing the
ここでは、図7に示すように多数のパッケージ11がフレーム31に対して一体的に成型され、各パッケージ11が並設されているものとする。例えば、4×25=100個のパッケージ11が並設されている。また、パッケージ11の各リード電極12は、フレーム31の一部であって、パッケージ11の凹部11bの底側に配されている。
Here, as shown in FIG. 7, it is assumed that a large number of
この状態で、各パッケージ11の凹部11bの底面にそれぞれのLED13がダイボンドされ、LED13の各端子電極がそれぞれのボンディングワイヤ14を介して各リード電極12に接続される。
In this state, each
また、エアーディスペンサ32の1回の吐出時間及び吐出圧力が調節されて、図8に示すようにエアーディスペンサ32からノズル33を通じての透光性樹脂15の1回の吐出量が設定される。この1回の吐出量は、パッケージ11の凹部11bの容量に略等しく、この吐出量の透光性樹脂15がパッケージ11の凹部11bに吐出されたときには、図2(a)に示すように透光性樹脂15の表面の縁がパッケージ11の側壁11cの上端と面一となり、透光性樹脂15の表面15aが平坦になる(図6の工程S61)。
Further, the discharge time and discharge pressure of the
更に、図2(b)に示すように透光性樹脂15の表面15aに投影された十字パターン16が全く歪まないときに、CCDカメラ22により撮影された十字パターン16の画像の直線的な輪郭及び輪郭内側の面積が基準輪郭及び基準面積として設定される(図6の工程S62)。
Further, as shown in FIG. 2B, when the
この後、図8に示すようにエアーディスペンサ32により各パッケージ11の凹部11bの内側に透光性樹脂15が順次充填されて行く(図6の工程S63)。
Thereafter, as shown in FIG. 8, the
そして、図9に示すようにパッケージ11毎に、投影装置21により十字パターン16が透光性樹脂15の表面に投影され、CCDカメラ22により十字パターン16の画像が撮影され、演算処理部23により十字パターン16の画像に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量が適正か否かが判定され、更には充填量の過不足分が判定される(図6の工程S64、S65、S66)。この透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量が適正か否か、充填量の過不足分の判定方法は、図2〜図4を参照して説明した通りである。
As shown in FIG. 9, for each
更に、図9に示すように各パッケージ11に係る判定結果が外部出力装置26に入力され、外部出力装置26によりそれらの判定結果が外部出力される(図6の工程S67)。外部出力としては、ディスプレイ装置の表示やプリントアウトがある。例えば、100個のパッケージ11にNo.1〜No.100を割り振っておき、No.1〜No.100に対応付けてそれぞれの判定結果を外部出力する。
Further, as shown in FIG. 9, the determination results relating to each
作業者は、それらの判定結果を参照して、透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量の不適正及びその過不足分が判定されたパッケージ11を速やかに察知し、このパッケージ11における透光性樹脂15の充填量をスパチュラ等で補正する(図6の工程S68)。例えば、No.1〜No.50、No.61〜No.90に対応して適正が出力され、No.51〜No.60に対応して不適正及びその不足分が出力され、No.91〜No.100に対応して不適正及びその過剰分が出力されていたならば、No.51〜No.60のパッケージ11に不足分の透光性樹脂15を補充し、No.91〜No.100のパッケージ11から過剰分の透光性樹脂15を除去する。
An operator refers to those determination results, and promptly detects the
この場合、従来のように作業者の目視により充填量の過不足を確認しつつその過不足分を補正することと比較すると、本実施形態においては、作業者は、目視に頼らずに透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量の不適正が生じたパッケージ11を知ることができ、かつ透光性樹脂15の過不足分を正確に知ることができるので、作業時間を短縮することができ、作業者間の判断の差を小さくすることができ、透光性樹脂15の充填量の補正精度を向上させることができる。
In this case, in comparison with correcting the excess / deficiency while confirming the excess / deficiency of the filling amount by visual observation by the operator as in the prior art, in this embodiment, the operator transmits light without relying on visual observation. As a result, it is possible to know the
こうして各パッケージ11に対する透光性樹脂15の充填量を最適化した後、各パッケージ11をフレーム31と共に加熱して、各パッケージ11の透光性樹脂15を熱硬化させ、更にフレーム31を切断して、各パッケージ11をフレーム31から切り離すと同時に、各リード電極12をもフレーム31から切り離す(図6の工程S69)。
After optimizing the filling amount of the
次に、半導体装置1の透光性樹脂15の充填量を最適化することにより得られる効果を詳しく説明する。ここでは、LED13として青色光を出射するものを適用し、透光性樹脂15として青色光を黄色光に変換する蛍光体あるいは青色光を緑色光や赤色光に変換する蛍光体を含むものを適用し、白色光を出射する半導体装置1を例に挙げる。
Next, the effect obtained by optimizing the filling amount of the
このような半導体装置1においては、透光性樹脂15の充填量にバラツキがあると、透光性樹脂15中の蛍光体量も自ずと変化し、所望の色度を持つ白色光が得られなくなる。
In such a
図10は、複数の半導体装置1の製造に際し、エアーディスペンサの吐出回数に対する透光性樹脂15の充填量の変動を求めて示すグラフである。また、図11は、それらの半導体装置1の透光性樹脂15を熱硬化させた後、エアーディスペンサの吐出回数に対する各半導体装置1のCIE色度座標のy値測定値の変動を求めて示すグラフである。図10及び図11のグラフでは、エアーディスペンサの吐出回数が対応しており、同一の吐出回数においては同一の半導体装置1の透光性樹脂15の充填量とCIE色度座標のy値が示されている。
FIG. 10 is a graph showing the variation of the filling amount of the
図10及び図11のグラフから明らかなように蛍光体を含有した透光性樹脂15の充填量が多い程、CIE色度座標のy値が大きくなる。従って、透光性樹脂15の充填量の過不足により、半導体装置1の出射光の色度が変動する。
As apparent from the graphs of FIGS. 10 and 11, the y value of the CIE chromaticity coordinate increases as the filling amount of the
また、CIE色度座標のy値=0.37を標準値とし、CIE色度座標のy値の許容範囲をA(y=0.365〜0.375)とすると、CIE色度座標のy値が許容範囲Aから外れる場合は、透光性樹脂15の充填量が補正必要領域Bに入っていることが分かる。
Also, assuming that the CIE chromaticity coordinate y value = 0.37 is a standard value and the allowable range of the CIE chromaticity coordinate y value is A (y = 0.365 to 0.375), the CIE chromaticity coordinate y When the value is out of the allowable range A, it can be seen that the filling amount of the
人間の色調感覚は、白色において敏感であり、わずかな色度差でも感知することができることから、色度バラツキに対する許容範囲が小さく、図11のグラフに示すように許容範囲Aを狭くする必要がある。このためには、図10のグラフから明らかなように透光性樹脂15の充填量のバラツキを小さく抑える必要があり、透光性樹脂15の充填量が補正必要領域Bに入ったときには、透光性樹脂15の充填直後に、作業者が透光性樹脂15の充填量をスパチュラ等で補正する必要がある。
The human color sensation is sensitive to white color and can be detected even with a slight difference in chromaticity. Therefore, the allowable range for chromaticity variation is small, and it is necessary to narrow the allowable range A as shown in the graph of FIG. is there. For this purpose, as is apparent from the graph of FIG. 10, it is necessary to suppress the variation in the filling amount of the
また、エアーディスペンサの吐出量が大きく変動して、図10のグラフに示すように吐出回数300〜400の間で透光性樹脂15の充填量が補正必要領域Bよりも大きく外れたときには、エアーディスペンサの1回の吐出時間及び吐出圧力を調節して、エアーディスペンサからの透光性樹脂15の1回の吐出量を再度設定し直す必要がある。
Further, when the discharge amount of the air dispenser fluctuates greatly and the filling amount of the
本実施形態では、作業者の目視に頼らずに、透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量の不適正が生じたパッケージ11を知ることができ、かつ透光性樹脂15の過不足分を正確に知ることができるので、透光性樹脂15の充填量が補正必要領域Bに入ったときには、透光性樹脂15の充填量の補正を直ちに行うことができ、かつ透光性樹脂15の充填量が補正必要領域Bよりも大きく外れたときには、エアーディスペンサの再設定を直ちに行うことができ、半導体装置1の色度のバラツキを抑え、生産性の低下を防ぐことができる。
In the present embodiment, it is possible to know the
ところで、エアーディスペンサのノズル詰まり等により透光性樹脂15の充填量が極端に少なくなると、図12に示すように透光性樹脂15の表面の縁がパッケージ11の側壁11cの上端よりも低下し、透光性樹脂15の表面が大きく凹むことがある。この場合は、CCDカメラ22により撮影された透光性樹脂15の表面のパターン画像に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定しても、正確な判定をし難くなる。
By the way, when the filling amount of the
ただし、透光性樹脂15の表面が大きく凹んだ場合は、パターン画像の光強度が明確に低下する。
However, when the surface of the
そこで、演算処理部23においては、パターン画像の面積や輪郭に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定するだけではなく、CCDカメラ22の受光強度(パターン画像の光強度)を求め、この受光強度に基づき透光性樹脂15の充填量の大きな変動を判定できるようにするのが好ましい。例えば、CCDカメラ22の焦点位置を図2(a)に示すような透光性樹脂15の平坦表面に合わせて固定しておくと、図12に示すように透光性樹脂15の表面が大きく凹んだときに、CCDカメラ22の焦点が透光性樹脂15の表面に合わなくなって、CCDカメラ22の受光強度が著しく弱くなるので、透光性樹脂15の充填量の大きな変動を判定することが可能となる。
Therefore, the
この場合は、CCDカメラ22の受光強度が一定値以下であるか否かを判定し、受光強度が一定値以下であれば、透光性樹脂15の充填量が大きく変動したと判定し、受光強度が一定値を越えていれば、パターン画像の面積や輪郭に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定する。これにより、透光性樹脂15の充填量が適正か否かをより正確かつ速やかに判定することが可能になる。
In this case, it is determined whether or not the received light intensity of the
更に、図12に示すように透光性樹脂15の表面の縁がパッケージ11の側壁11cの上端よりも低下し、透光性樹脂15の表面が大きく凹んだときには、透光性樹脂15の表面に投影されたパターンの上下左右が反転して、図4(b)のパターンから図3(b)の類似パターンへと変化する。このとき、パターンが十字パターン16であるならば、上下左右が反転したパターンと図3(b)の類似パターンとの差異が小さいため、大きく凹んだ透光性樹脂15の表面15aの反転したパターンと図3(b)のような凸状の表面15aの反転していないパターンとを判別することは困難である。
Further, as shown in FIG. 12, when the edge of the surface of the
このため、投影装置21により透光性樹脂15の表面に投影されるパターンとして、図13に示すような非対称のT字パターン16Aを採用するのが好ましい。この場合、透光性樹脂15の大きく凹んだ表面の反転したパターンと図3(b)のような凸状の表面15aの反転していないパターンとの間でパターンの方向性の差異が生じ、これらのパターンを判別することが可能になる。また、上下左右に反転したパターンに基づき透光性樹脂15の充填量の大きな減少を判定することが可能になり、透光性樹脂15の充填量が適正か否かをより正確かつ速やかに判定することが可能になる。
For this reason, it is preferable to employ an asymmetric T-shaped pattern 16A as shown in FIG. 13 as a pattern projected onto the surface of the
また、十字パターンやT字パターンの代わりに、図14に示すような複数のパターン部分16bからなる分散パターン16Bを採用しても構わない。この場合、透光性樹脂15の表面15aの分散パターン16B全体の形状もしくは面積の変化に伴い、各パターン部分16bの間隔が変化するので、各パターン部分16bの間隔を求め、この間隔に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定する。例えば、パッケージ11の凹部11bに対する透光性樹脂15の充填量が過剰であって、図3(a)に示すように透光性樹脂15の表面15aが凸面となっている場合は、各パターン部分16bの間隔が広がり、充填量の過剰分が大きくなる程、その間隔が広がって行くので、各パターン部分16bの間隔に基づき充填量の不適正と過剰分を判定することができる。また、パッケージ11の凹部11bに対する透光性樹脂15の充填量が不足していて、図4(a)に示すように透光性樹脂15の表面15aが凹面となっている場合は、各パターン部分16bの間隔が狭まり、充填量の不足分が大きくなる程、その間隔が狭まって行くので、各パターン部分16bの間隔に基づき充填量の不適正と不足分を判定することができる。
Further, instead of the cross pattern or the T-shaped pattern, a distributed
また、透光性樹脂15の表面15aが平坦であるときに、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定する代わりに、透光性樹脂15の表面15aが一定高さの凸面(凸状)となったとき、つまりパッケージ11の側壁11cの上端から透光性樹脂15の表面15aの中心までの高さが一定高さとなったときに、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定してもよい。この場合は、パターンの輪郭内側の面積と比較される基準面積として、一定高さの凸面となっている透光性樹脂15の表面15aに投影されたときのパターンの輪郭内側の面積を設定し、判定対象の透光性樹脂15の表面15aに投影されたパターンの輪郭内側の面積と基準面積の差(絶対値)を求めて、この差に基づき透光性樹脂15の充填量が適正か否か、充填量の過不足分を判定する。あるいは、パターンの輪郭と比較される基準輪郭として、一定高さの凸面となっている透光性樹脂15の表面15aに投影されたときのパターンの輪郭を設定し、判定対象の透光性樹脂15の表面15aに投影されたパターンの輪郭と基準輪郭との曲率の差(絶対値)を求めて、この曲率の差やパターンの輪郭の曲率に基づき透光性樹脂15の充填量が適正か否か、充填量の過不足分を判定する。
Further, when the
これにより透光性樹脂15の表面15aを一定高さの凸面に設定することができる。この場合は、透光性樹脂15の表面15aが凸レンズとして作用するので、LED13の出射光の分散が抑えられ、LED13の出射光の指向性が高くなる。
Thereby, the
尚、同様の方法で、透光性樹脂15の表面15aが一定低さの凹面となったときに、透光性樹脂15の充填量が適量であると判定しもよい。
In the same way, when the
また、蛍光体を含有した透光性樹脂15を用いると、投影装置21の投影光により透光性樹脂15中の蛍光体が発光することがある。この場合は、蛍光体の光がCCDカメラ22のレンズへと入射するので、CCDカメラ22により透光性樹脂15の表面のパターンを鮮明に撮影することが困難になり、演算処理部23によるパターン画像に基づく透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量の判定も不正確になる。
In addition, when the
そこで、投影装置21の投影光の波長主ピークを蛍光体の発光スペクトルのピーク波長からずらして、例えば、投影光の波長主ピークを蛍光体のピーク波長よりも長波長として、投影装置21の投影光により蛍光体が発光しないようにする。
Therefore, the wavelength main peak of the projection light of the
これにより、CCDカメラ22による透光性樹脂15の表面のパターンの鮮明な撮影が可能になり、演算処理部23によるパターン画像に基づく透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量の正確な判定も可能になる。
As a result, the
また、図8に示すようなエアーディスペンサ32により各パッケージ11の凹部11bに透光性樹脂15を順次充填して行く工程と、図9に示すような投影装置21によりパターンを透光性樹脂15の表面に投影し、CCDカメラ22によりパターンの画像を撮影し、演算処理部23によりパターンの画像に基づき透光性樹脂15の表面形状もしくは充填量を判定する工程とを別々に行う代わりに、図15に示すようにエアーディスペンサ32により各パッケージ11の凹部11bに透光性樹脂15を順次充填しつつ、これに追従して、透光性樹脂15の充填が終了した直後のパッケージ11については、投影装置21によるパターンの投影、CCDカメラ22によるパターン画像の撮影、演算処理部23による判定を逐次行い、この判定結果をエアーディスペンサ32に逐一フィードバックして、エアーディスペンサ32の吐出時間及び吐出圧力を自動制御して、エアーディスペンサ32からの樹脂吐出量を一定に維持しても構わない。これにより、エアーディスペンサ32からの樹脂吐出量の変動を抑えることができ、透光性樹脂15の充填量の補正の手間を大幅に削減することができる。
Further, the step of sequentially filling the
1 半導体装置
2、2A 判定装置
11 パッケージ
12 リード電極
13 LED(発光素子)
14 ボンディングワイヤ
15、105、112 透光性樹脂
16 十字パターン
21 投影装置(投影部)
22 CCDカメラ(撮影部)
23 演算処理部(判定部)
24 ビームスプリッタ
25 コリメータレンズ
26 外部出力装置
32 エアーディスペンサ(充填装置)
33 ノズル
DESCRIPTION OF
14
22 CCD camera (shooting unit)
23 Arithmetic processing part (determination part)
24
33 nozzles
Claims (15)
前記樹脂の表面にパターンを投影し、前記パターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定することを特徴とする半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device formed by sealing a light emitting element with a resin,
A sealing resin surface in a semiconductor device, wherein a pattern is projected onto the surface of the resin, the pattern is photographed, and the surface shape or filling amount of the resin is determined based on the shape or area of the image of the pattern Method for determining shape or sealing resin filling amount.
前記発光素子が凹部の底面に配置され、前記樹脂が前記凹部の内側に充填されることを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to claim 1,
A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, wherein the light emitting element is disposed on a bottom surface of a recess, and the resin is filled inside the recess.
前記樹脂の平坦な表面に投影され撮影されたパターンの画像を基準とし、この基準のパターンの画像の形状もしくは面積と判定対象となる前記樹脂の表面に投影されたパターンの画像の形状もしくは面積を比較することにより、判定対象となる前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定することを特徴とする半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to claim 1 or 2,
Based on the image of the pattern projected and photographed on the flat surface of the resin, the shape or area of the image of the reference pattern and the shape or area of the image of the pattern projected on the surface of the resin to be determined A method of determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device, wherein the surface shape or filling amount of the resin to be determined is determined by comparison.
前記樹脂の凸状の表面に投影され撮影されたパターンの画像を基準とし、この基準のパターンの画像の形状もしくは面積と判定対象となる前記樹脂の表面に投影されたパターンの画像の形状もしくは面積を比較することにより、判定対象となる前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定することを特徴とする半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to claim 1 or 2,
Based on the image of the pattern projected and photographed on the convex surface of the resin, the shape or area of the image of the reference pattern and the shape or area of the image of the pattern projected on the surface of the resin to be determined The method for determining the surface shape or the filling amount of the sealing resin in the semiconductor device, wherein the surface shape or the filling amount of the resin to be determined is determined by comparing
前記樹脂は、蛍光体を含有することを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to any one of claims 1 to 4,
The method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, wherein the resin contains a phosphor.
前記パターンの投影光の波長主ピークが前記蛍光体の発光スペクトルのピーク波長からずらされたことを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to claim 5,
A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, wherein a wavelength main peak of projection light of the pattern is shifted from a peak wavelength of an emission spectrum of the phosphor.
前記撮影されたパターンの画像の光強度に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定することを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to any one of claims 1 to 6,
A method for determining a sealing resin surface shape or a filling amount of a sealing resin, wherein the surface shape or filling amount of the resin is determined based on a light intensity of an image of the photographed pattern.
前記樹脂の表面に投影されたパターンを撮影するときの焦点位置を固定したことを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to claim 7,
A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, characterized in that a focal position when photographing a pattern projected on the surface of the resin is fixed.
前記パターンは、非対称な形状を有することを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to any one of claims 1 to 8,
The method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, wherein the pattern has an asymmetric shape.
前記パターンは、分散された複数のパターン部分を有することを特徴とする封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定方法。 A method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount according to any one of claims 1 to 9,
The method for determining a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount, wherein the pattern has a plurality of dispersed pattern portions.
前記樹脂の表面にパターンを投影する投影部と、
前記投影部により投影されたパターンを撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影されたパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定する判定部とを備えることを特徴とする半導体装置における封止樹脂表面形状もしくは封止樹脂充填量の判定装置。 A determination device for a sealing resin surface shape or a sealing resin filling amount in a semiconductor device formed by sealing a light emitting element with a resin,
A projection unit that projects a pattern onto the surface of the resin;
An imaging unit for imaging the pattern projected by the projection unit;
A sealing resin surface shape or sealing resin filling in a semiconductor device, comprising: a determination unit that determines a surface shape or filling amount of the resin based on a shape or area of an image of a pattern photographed by the photographing unit Quantity judging device.
前記発光素子を凹部に配置し、前記樹脂を前記凹部の内側に充填する工程と、
前記凹部の内側に充填された樹脂の表面にパターンを投影し、前記パターンを撮影して、このパターンの画像の形状もしくは面積に基づき前記樹脂の表面形状もしくは充填量を判定する工程と、
前記樹脂の表面形状もしくは充填量の判定結果を出力する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device in which a light emitting element is sealed with a resin,
Placing the light emitting element in a recess, and filling the resin inside the recess;
Projecting a pattern onto the surface of the resin filled inside the recess, photographing the pattern, and determining the surface shape or filling amount of the resin based on the shape or area of the image of the pattern;
And a step of outputting a determination result of the surface shape or filling amount of the resin.
前記発光素子の凹部に樹脂を充填する充填装置を設け、
前記樹脂の表面形状もしくは充填量の判定結果に応じて、前記充填装置による樹脂の充填量を調節することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12,
A filling device for filling a resin in the concave portion of the light emitting element;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: adjusting a resin filling amount by the filling device according to a determination result of a surface shape or a filling amount of the resin.
前記凹部の開口部は、直径2.8mm以下の円形であるか、もしくは前記円形の面積以下の開口面積を有することを特徴とする発光素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the semiconductor device according to claim 12 or 13,
The method for manufacturing a light-emitting element, wherein the opening of the recess has a circular shape with a diameter of 2.8 mm or less or an opening area with a circular area or less.
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