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JP6940775B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本願は発光装置の製造方法に関する。
パッケージの凹部内に発光素子が配置され、凹部を樹脂で封止した発光装置が知られている。このような発光装置では、樹脂が凹部の外側に濡れ広がると、凹部の外側に配置された樹脂でぎらつきが生じ、表示コントラストが低下する。このような課題を解決するため、例えば、特許文献１は、パッケージの凹部の周囲にはみ出した封止部材を覆うように、暗色系の層を配置することを開示している。
特開２０１１−１９９２１９号公報
本願の限定的ではないある例示的な一実施形態は、凹部の外側に封止部材が配置されることを抑制することが可能な発光装置の製造方法を提供する。
本開示の発光装置の製造方法は、上面と、前記上面に位置する開口を備えた凹部とを有するパッケージを用意する工程と、前記パッケージの前記凹部の底面に発光素子を配置する工程と、前記パッケージの前記凹部に、シリコーン樹脂を含む未硬化の封止部材を充填する工程と、前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージを液体中で保持させる工程と、前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージを加熱し、前記未硬化の封止部材を硬化させる工程とを含む。
本開示の発光装置の製造方法によれば、封止部材が、パッケージの凹部の外側に配置されることが抑制される。
図１は、本開示の発光装置の製造方法によって製造される発光装置を示す斜視図である。 図２Ａは、封止部材を取り除いた発光装置の平面図である。 図２Ｂは、発光装置の底面図である。 図２Ｃは、図２Ａの２Ｃ−２Ｃ線における発光装置の断面図である。 図３は、本開示の発光装置の製造方法における製造工程を示すフローチャートである。 図４Ａは、発光装置の製造方法に用いられるリードフレームの平面図である。 図４Ｂは、発光装置の製造方法におけるパッケージを用意する工程の概略断面図である。 図４Ｃは、発光装置の製造方法における発光素子を配置する工程の概略断面図である。 図４Ｄは、発光装置の製造方法における未硬化の封止部材を充填する工程の概略断面図である。 図４Ｅは、発光装置の製造方法におけるパッケージを液体中で保持させる工程の概略断面図である。 図４Ｆは、発光装置の製造方法におけるパッケージを液体中で保持させる工程の概略断面図である。 図４Ｇは、発光装置の製造方法における未硬化の封止部材を硬化させる工程の概略断面図である。 図４Ｈは、発光装置の製造方法における未硬化の封止部材を硬化させる工程の概略断面図である。 図４Ｉは、発光装置が作製されたリードフレームの平面図である。 図５は、未硬化の封止部材がパッケージの上面に滲みだした状態を示す模式図である。
以下、図面を参照しながら本開示の発光装置の製造方法の実施形態を説明する。以下に説明する発光装置は、実施形態の一例であって、以下に説明する発光装置において種々の改変が可能である。図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光装置および製造装置における寸法、形状、および、構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。
まず、本開示の発光装置の製造方法の実施形態によって製造される発光装置を説明する。図１は、本開示の発光装置の製造方法によって製造される発光装置を示す斜視図であり、図２Ａは、封止部材を取り除いた発光装置の平面図である。図２Ｂは、発光装置の底面図である。図２Ｃは、図２Ａの２Ｃ−２Ｃ線における発光装置の断面図である。
発光装置１０１は、パッケージ１０と、発光素子２０と、封止部材３０とを備える。発光装置１０１は、保護素子４０をさらに備えていてもよい。
パッケージ１０は、発光素子２０を収納する筐体として機能する。パッケージ１０は、上面１０ａおよび下面１０ｂと、上面１０ａに位置する開口１１ａを備えた凹部１１とを有する。本実施形態では、上面１０ａの外縁は、略矩形形状を有し、パッケージ１０は、上面１０ａの矩形の４つの辺に対応する４つの側面１０ｃを有する。
パッケージ１０は、本実施形態では、絶縁性の基体１３およびリード端子１４を含む。基体１３は、凹部１１の底面１１ｂの一部と、凹部１１の内側面１１ｃとを構成している。図２Ｃに示すように、本実施形態では凹部１１の内側面１１ｃには段差１２が設けられている。しかし、段差１２はなくてもよい。また、パッケージの上面１０ａは、本実施形態では平坦であるが、反射防止のために、上面１０ａに凹凸が設けられていたり、開口１１ａを囲む溝等が設けられていてもよい。凹部１１の底面１１ｂには、リード端子１４の一部が露出している。
基体１３は、絶縁性材料によって形成される。また、発光素子２０からの光および外光が透過しにくい材料によって形成されていることが好ましい。基体１３は、パッケージ１０として構造を維持する主要部分であるため、所定の強度を有することが好ましい。基体１３は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、セラミックス等によって形成される。より具体的には、基体１３は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡなどの樹脂材料、アルミナや窒化アルミなどのセラミックス材料によって形成される。また、基体１３は、凹部１１の内側面１１ｃにおいて、発光素子からの光を反射する材料によって形成されていてもよい。つまり、内側面１１ｃに、基体の外表面を構成する材料よりも、発光素子の光に対して反射率が高い別の部材を用いてもよい。これによって、発光装置１０１の光取り出し効率を向上させることが可能である。
リード端子１４は、発光素子２０をパッケージ１０の外部の配線などと電気的に接続するための端子として機能する。パッケージ１０は少なくとも一対のリード端子１４を備える。リード端子１４は、一部がパッケージ１０の外表面に露出しており、他の一部は基体１３内に埋設されている。本実施形態では、リード端子１４は、パッケージ１０の外側面１０ｅから突出した凸部を有する。後述するように、発光装置１０１の製造時において、複数のパッケージ１０は、凸部を介して１つのリードフレームに接続されている。これにより、発光装置の製造方法における各工程をリードフレーム単位で行うことができるため、複数の発光装置を同時進行で製造することができる。
リード端子１４の形状は、例えば、上述したように、各リード端子の互いに反対側に位置する２つの面のうち、一方の面の一部が凹部１１の底面１１ｂに露出し、他の面の一部が、パッケージ１０の下面１０ｂに露出している。パッケージ１０は、リード端子１４の代わりに、基体１３の表面に形成された電極または配線を備えていてもよい。
リード端子１４の材料には、熱伝導率の比較的大きな材料を用いることが好ましい。このような材料でリード端子を形成することにより、発光素子２０で発生する熱を効率的にパッケージ１０の外部へ逃すことができる。例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているものが好ましい。さらに、比較的大きい機械的強度を有するものが好ましい。例えばアルミニウム、鉄、ニッケル、銅、これらを含む合金などの金属板を、打ち抜き等のプレス加工またはエッチング加工等により所望の形状に加工したものを用いることができる。さらに、リード端子１４は、表面が金属膜で被膜されていることが好ましく、金属膜としては、例えば、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ、Ａｕ合金などが好適に利用できる。また、金属膜の下地層として、Ｎｉを含む層を有することが好ましく、下地層としては、Ｎｉ／Ｐｄ、又はＮｉ／Ａｕ、又はＮｉ／Ｐｄ／Ａｕなどを含む層が挙げられる。金属膜の形成方法としては、例えばめっき処理が挙げられる。リード端子がこのような金属膜を有することにより、光反射性及び／又は後述する導電性ワイヤ等との接合性を高めることができる。リード端子の厚みは、例えば１１０〜２５０μｍである。また、リード端子は、上記加工等により部分的にその厚さが異なっていてもよい。
発光素子２０は、半導体レーザー、発光ダイオード等の半導体発光素子である。発光素子２０の発光波長は任意に選択し得る。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ系の半導体などを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。
後述するように、封止部材３０は波長変換部材を含有し、波長変換部材によって、発光素子２０から出射する光の一部または全部を他の波長帯域の光に変換してもよい。この場合、発光装置１０１は、発光素子２０が出射する光と波長変換部材が出射する光とが混合された光または波長変換部材が出射する光のみを出射する。例えば、発光素子２０が青色光を出射し、波長変換部材が青色光を黄色光に変換する場合、発光装置１０１は、青色光と黄色光とが混合された白色光を出射する。本実施形態では、発光装置１０１は１つの発光素子を含んでいるが、発光装置１０１は複数の発光素子を含んでいてもよい。例えば、発光装置１０１は、赤色光、青色光および緑色光の光をそれぞれ出射する３つの発光素子を含んでいてもよい。
発光装置１０１は発光素子２０に加えて、保護素子などの電子部品をさらに備えていてもよい。本実施形態では、発光装置１０１は保護素子４０を備えている。例えば、保護素子４０は、ツェナーダイオードであり、発光素子２０が静電気等によって破壊されるのを抑制する。
本実施形態では、発光素子２０は、凹部１１の底面１１ｂに露出したリード端子１４上に配置される。発光素子２０の正負一対の電極は、凹部１１の底面１１ｂに露出した一対のリード端子１４と、導電性ワイヤ１５によって電気的に接続されている。保護素子４０は、上面および下面に電極をそれぞれ有し、はんだ等の導電性接合部材により下面がリード端子１４に接合されることによって下面の電極と一方のリード端子１４とが電気的に接続されている。保護素子４０の上面の電極は導電性ワイヤ１５によって、他方のリード端子１４と電気的に接続されている。このような配線によって発光素子２０と保護素子４０とは並列に接続されている。
封止部材３０は、凹部１１内に配置され、発光素子２０、導電性ワイヤ１５、保護素子４０等を水分、外力、塵芥から保護する。封止部材３０は、凹部１１内に充填されており、発光素子２０、保護素子４０および導電性ワイヤ１５を凹部１１内で被覆する。図２Ｃに示すように、封止部材３０は、パッケージ１０の上面１０ａには配置されていない。
封止部材３０は、発光素子２０から出射する光を透過させるために、透光性を有することが好ましい。具体的には、封止部材３０は、母材３１としてシリコーン樹脂を含むことが好ましい。シリコーン樹脂としては、例えば、ジメチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂等を用いることができる。一般に、これらのシリコーン樹脂は疎水性を有する。また、疎水性を有する変性シリコーン樹脂を用いてもよい。
封止部材３０は、上述した母材３１に加えて充填材を含んでいてもよい。本実施形態では、充填材として、波長変換部材３２を含む。波長変換部材３２には、蛍光体、量子ドット等があげられる。蛍光体としては、公知の蛍光体が用いられる。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ）などが挙げられる。蛍光体は、複数の種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。例えば、発光色の異なる蛍光体を所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いて、演色性や色再現性を調整することもできる。
封止部材３０は、充填材として、光反射部材を含んでいてもよい。光反射部材としては、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、酸化アルミニウムなどが挙げられる。光反射部材に発光素子２０からの光、あるいは、波長変換部材から出射する光が照射されることによって光がランダムな方向に反射し、発光装置１０１から出射する光の輝度むら、色むら等を抑制し得る。
封止部材３０は、充填材として、透光性が損なわれない程度に光吸収性物質を含んでいてもよい。吸収性物質としては、例えばカーボンブラックやグラファイトなどの黒色顔料を用いることもできる。このような充填剤を封止部材中に分散させることで、発光装置１０１の色むら改善、表示コントラストの低下抑制等が実現できる。
封止部材３０は、上述した充填材を含んでいなくてもよいし、１種以上充填材を含んでいてもよい。上述した充填材の粒子が、球形状を有する場合、未硬化の状態の母材３１中において沈降しやすい。このため、封止部材３０の表面に粒子の形状に対応した凸部が形成されにくく、発光素子２０からの光は、封止部材３０の表面３０ａ近傍で散乱されずに外部へ出射しやすい。よって、封止部材３０からの光の取り出し効率を向上させることができる。
また、波長変換部材３２として用いる蛍光体は、構成元素の組成によっては、外部環境の水分等によって蛍光特性の低下が生じ得る。このような特性の蛍光体を封止部材３０に含める場合には、球形状を有する蛍光体を用いることによって、封止部材３０中、蛍光体を凹部１１の底面１１ｂ側に偏在させることができる。これにより、蛍光体は、外部環境との境界である封止部材３０の表面３０ａからできるだけ内部に配置することが可能となり、上述した外部環境中の水分による劣化を抑制することが可能となる。
一方、充填部材の粒子が破砕形状を有する場合、同程度の大きさの球形形状の粒子より大きな表面積を有するため、未硬化の状態の母材３１中において沈降が抑制される。その結果、充填材を封止部材３０の表面近傍に配置することが可能となり、封止部材３０の表面に粒子の形状を反映した凹凸が形成されやすくなる。これにより、封止部材３０は、表面３０ａにおいて外光の反射を散乱させ、外光の照り返しによるコントラストの低下を低減できる。また、充填部材を母材３１中に均一に分散させることが可能となる。
したがって、封止部材３０が複数種の充填部材を含む場合、充填部材の粒子の形状の違いを利用することによって、ある充填部材は、封止部材３０中に均一に分散させ、他の充填部材は、凹部１１の底面１１ｂ側に偏在させたりすることが可能である。
次に発光装置１０１の製造方法を説明する。図３は、本開示の発光装置の製造方法における製造工程を示すフローチャートであり、図４Ｂ〜４Ｈは、発光装置の製造方法における工程断面図である。図４Ａおよび図４Ｉは、発光装置の製造方法における平面図である。
本開示の発光装置の製造方法は、（Ａ）パッケージを用意する工程、（Ｂ）パッケージに発光素子を配置する工程、（Ｃ）未硬化の封止部材を充填する工程、（Ｄ）パッケージを液体中で保持する工程、および（Ｅ）未硬化の封止部材を硬化させる工程を含む。以下、各工程を詳細に説明する。
（Ａ）パッケージを用意する工程（Ｓ１）
まず、図４Ｂに示すように、上面１０ａと、上面１０ａに位置する開口１１ａを備えた凹部１１とを有するパッケージ１０を用意する。パッケージ１０は前述したようにリード端子１４と基体１３とを含む。本開示の発光装置の製造方法は、１個の発光装置１０１を製造することも可能であるし、複数の発光装置１０１を同時に製造することも可能である。複数の発光装置１０１を同時に製造する場合には、複数のパッケージ１０を用意する。発光素子２０の実装、封止部材３０の充填などにおける製造効率を高めるためには、複数のパッケージ１０は、所定のピッチで２次元に配列されていることが好ましい。例えば、粘着性を有する上面を備えた支持基板を用意し、上面にパッケージ１０の下面１０ｂを接合するように、複数のパッケージ１０を所定のピッチで２次元に配置する。
あるいは、図４Ａに示すように、複数のパッケージ１０が配置されたリードフレーム２００を用意してもよい。例えば、リードフレーム２００は、複数のパッケージ１０がリード端子１４で接続されたフレーム部２０１Ａを有する。フレーム部２０１Ａは、複数の貫通孔２０１Ｃを有し、貫通孔２０１Ｃ内において、１または複数のパッケージ１０が配置されている。複数の貫通孔２０１Ｃは、フレーム部２０１Ａにおいて、例えば、ｘ方向およびｙ方向の２次元に配列されている。
図４Ａに示す例では、各貫通孔２０１Ｃ内に、ｙ方向に配列された２つのパッケージが位置している。各パッケージ１０は、リード端子１４が接続部２０１Ｂによって、貫通孔２０１Ｃの周囲のフレーム部２０１Ａとｘ方向に接続されることによって、フレーム部２０１Ａに接続されている。
リードフレーム２００は、リード端子１４が上述したように、接続部２０１Ｂによってフレーム部２０１Ａに接続されたリードフレームを用意し、各リード端子１４を覆うように基体１３を、インサート成形などによって形成することによって作製することができる。
（Ｂ）パッケージに発光素子を配置する工程（Ｓ２）
図４Ｃに示すように、パッケージ１０の凹部１１の底面１１ｂに発光素子２０を配置する。発光素子２０を用意し、発光素子２０を、接着部材を用いて凹部１１の底面１１ｂに接続する。本実施形態では、一対のリード端子１４の一方の上面に発光素子２０を接合する。同様に保護素子４０を他方のリード端子１４の上面に接合する。次に、発光素子２０の一対の電極と、一対のリード端子１４とをそれぞれ導電性ワイヤ１５で接続する。同様に、保護素子４０の電極とリード端子１４とを導電性ワイヤ１５で接続する。
（Ｃ）未硬化の封止部材を充填する工程（Ｓ３）
図４Ｄに示すように、パッケージ１０の凹部１１に、シリコーン樹脂を含む未硬化の封止部材を充填する。まず、未硬化の封止部材３０’を調製する。未硬化の封止部材３０’として、未硬化のシリコーン樹脂に波長変換部材３２を添加し、分散させたものを準備する。得られた未硬化の封止部材３０’を、ディスペンサー等を用いてパッケージ１０の凹部１１内に充填する。この時、未硬化の封止部材３０’がパッケージ１０の上面１０ａの開口１１ａから漏れて、上面１０ａを覆わないように配置する。未硬化の封止部材３０’は凹部１１内に位置する発光素子２０、保護素子４０および導電性ワイヤ１５を完全に被覆していることが好ましい。硬化によって体積が減少する場合には、硬化による収縮量を考慮して、未硬化の封止部材３０’をパッケージ１０の凹部１１内に充填することが好ましい。
（Ｄ）パッケージを液体中で保持する工程（Ｓ４）
未硬化の封止部材３０’が充填されたパッケージ１０を液体中で保持させる。図４Ｅに示すように、液体３００を保持した容器３０１を用意し、パッケージ１０全体が液体３００で覆われるように、パッケージ１０を液体３００に浸漬させて、静置する。この際、未硬化の封止部材３０’が重量力によって移動しないように、パッケージ１０は、略水平に保持することが好ましい。
図では、１個のパッケージ１０を収容する大きさで容器３０１を示しているが、複数の発光装置１０１を同時に製造する場合には、複数のパッケージが支持された支持基板または、上述したリードフレーム２００を水平に保持できる大きさの容器３０１を用意する。また、複数のリードフレーム２００を所定の間隔で水平方向に重ねて保持できるラックを用意し、複数のリードフレーム２００をラックに支持させた状態でラックごと液体３００に浸漬させてもよい。この方法によれば、複数枚のリードフレーム２００を同時に処理することが可能である。
液体３００は、未硬化の封止部材３０’の母材３１’であるシリコーン樹脂を溶解しない物質であることが好ましい。具体的には、親水性を有する液体であることが好ましい。例えば、水、エタノール、アセトン等を用いることができる。また、トルエン、シリコーンオイルも上述したシリコーン樹脂に比べて極性を有しており、相対的に親水性を有し、液体３００として用いることができる。したがって、液体３００は、水、エタノール、アセトン、トルエンおよびシリコーンオイルからなる群から選ばれる少なくとも一種を含んでいることが好ましい。上述した液体を混合し、液体３００として用いてもよい。
液体３００は、母材３１’の硬化が実施的に生じない温度であることが好ましい。より具体的には、液体３００は、シリコーン樹脂の硬化温度以下の温度で保持されていることが好ましい。例えば、液体３００は、６０℃以下の温度で保持されていることが好ましく、３０℃以下の温度で保持されていることがより好ましい。シリコーン樹脂の硬化温度とは、未硬化のシリコーン樹脂材料が熱硬化によって硬化する温度をいう。
パッケージを液体中で保持する時間は、発光装置の製造工程において、未硬化の封止部材３０’を充填した後、未硬化の封止部材を硬化させるまでの間に必要とする時間に依存する。言い換えると、本開示の発光装置の製造法は、パッケージ１０に未硬化の封止部材３０’を充填した後に未硬化の封止部材３０’を硬化させずに所定の時間保持する場合において、その保持を液体中で行うことを１つの特徴とする。
例えば、封止部材３０が波長変換部材３２などの充填部材を含む場合において、充填部材を沈降させる必要がある場合、充填部材が沈降するまでの時間、パッケージ１０を液体中で保持する。本実施形態では、封止部材３０は波長変換部材３２を含み、波長変換部材３２をパッケージ１０の凹部１１の底面１１ｂ側に偏在させる。この間、未硬化の封止部材３０’が充填されたパッケージ１０を液体３００中において保持する。保持する時間は、凹部１１の深さ、波長変換部材３２の粒径および形状、未硬化の封止部材３０’中における波長変換部材３２の含有量などに依存する。例えば、パッケージ１０を３時間以上６時間以下の時間、室温にある液体３００中で保持する。これにより、図４Ｆに示すように、未硬化の封止部材３０’中において、波長変換部材３２が沈み、パッケージ１０の凹部１１の底面１１ｂ側に偏在する。
パッケージ１０を液体３００で保持している間、パッケージ１０の上面１０ａは液体３００が覆われている。このため、未硬化の封止部材３０’が上面１０ａに広がることが抑制される。特に、液体３００は親水性を有するため、疎水性の未硬化のシリコーン樹脂を含む未硬化の封止部材３０’が、液体３００を押しのけて、開口１１ａから上面１０ａへ滲みでることが抑制される。
図５は、未硬化の封止部材３０’を凹部１１に充填した後、硬化前に大気中でパッケージ１０を待機させた場合における、未硬化の封止部材３０’の凹部１１の上面への濡れ広がりを模式的に示している。大気中でパッケージ１０を静置する場合、充填直後は表面張力によって開口１１ａの縁（つまりパッケージ10の上面10ａと凹部11の内側面１１ｃとの境界）で留まろうとする未硬化の封止部材３０’が、時間の経過に伴い、パッケージ表面の形状になじみ、パッケージ１０の上面１０ａに濡れ広がろうとする動きが生じる。このため、樹脂充填から硬化工程までの間の時間経過により、上面１０ａの少なくとも一部は未硬化の封止部材３０’で覆われやすくなる。未硬化の封止部材３０’の濡れ広がりは、硬化前の保持時間が長くなるほど多くなる。したがって、液体３００中で保持することにより、大気中で保持する場合に比べて濡れ広がりを抑制する効果が得られやすい。
パッケージ１０を液体３００で保持する目的は、充填部材の沈降に限られず、他の目的でパッケージ１０を液体３００で保持してもよい。例えば、多数のリードフレーム２００を同時に処理する場合、製造工程中の初期に未硬化の封止部材３０’が充填されたリードフレーム２００は、硬化工程に進むまで相対的に長い時間待機されることがある。このような場合、大気中で待機させると、上述した未硬化の封止部材３０’の濡れ広がりが生じる可能性がある。このような場合、充填が済んだリードフレーム２００を液体３００に浸漬して待機させることで、未硬化の封止部材３０’の濡れ広がりを抑制することができる。
また、パッケージ１０が、絶縁性の基体と、リード端子１４とを含む場合、リードと基体との僅かな隙間から、未硬化の封止部材３０’の外部への漏れが生じることがある。このような場合も、硬化前の待機または硬化工程、もしくはその両方を液体３００中で行うことで未硬化の封止部材３０’の漏れを抑制することができる。
（Ｅ）未硬化の封止部材を硬化させる工程（Ｓ５）
未硬化の封止部材３０’が充填されたパッケージ１０を加熱し、未硬化の封止部材３０’を硬化させる。この工程には例えば２つの方法がある。図４Ｇに示すように、パッケージ１０を液体３００に浸漬したまま、液体３００を加熱することによって、液体３００中においてパッケージ１０を加熱し、未硬化の封止部材３０’を硬化させてもよい。この場合、容器３０１をヒータ等で加熱したり、容器３０１にヒータを配置し、直接液体３００を加熱することができる。具体的には、液体３００をシリコーン樹脂の硬化温度以上の温度で保持することによって、パッケージ１０を加熱する。例えば、液体３００を７０℃以上に保持することによって、未硬化の封止部材３０’を硬化させる。加熱をする時間は、例えば、０．５時間以上４．０時間以下である。加熱中、液体３００が沸騰し、液体３００が容器３０１中で大きく流動しないよう、加熱温度は、液体３００の沸点よりも低いことが好ましい。沸点よりも加熱温度が低くても、液体３００が加熱温度において比較的高い蒸気圧を有する場合には、容器３０１の開口に蓋を配置し、蒸発した基体の離散を抑制してもよい。加熱の観点では、上述した液体３００として用いることのできる物質のうち、トルエン、シリコーンオイルなどが比較的沸点が高いため、液体３００中で未硬化の封止部材３０’を硬化させる場合に好適に用いることができる。
あるいは図４Ｈに示すように、パッケージ１０を液体３００から取り出し、気体中においてパッケージ１０を加熱し、未硬化の封止部材３０’を硬化させてもよい。この場合、例えば、液体３００から取り出したパッケージ１０を、オーブンなど、ヒータを有し、庫内を所定の温度で維持し得る恒温器で保持することによって、パッケージ１０を加熱することができる。
加熱によって、パッケージ１０の凹部１１内に封止部材３０が配置される。これにより、封止部材３０の上面への漏れが抑制された発光装置１０１が得られる。リードフレーム２００単位で発光装置１０１を製造する場合には、続いて個片化工程を行う。
（Ｆ）個片化する工程（Ｓ６）
図４Ｉに示すように、パッケージ１０の凹部１１内に封止部材３０が配置された状態において、リードフレーム２００の各パッケージ１０を接続しているリードを切断し、複数のパッケージを個片化する。具体的には、図４Ｉにおいて、破線で示すように、リード端子１４の凸部が形成されるようにパッケージ１０の側面１０ｃから離間した位置で接続部２０１Ｂを回転ブレード等で切断することによって、個々のパッケージ１０を切り離す。これにより、発光装置１０１が完成する。
このように本実施形態の発光装置の製造方法によれば、未硬化の封止部材がパッケージの上面へ滲みだし、パッケージの上面に封止部材が配置されることが抑制される。このため、例えば、パッケージの上面での外光による反射が抑制され、表示コントラストが良好な発光装置が実現する。また、パッケージの上面に封止部材が配置された発光装置は、バルクとして取り扱う場合に、上面の封止部材同士が接触して付着しやすい。本実施形態の発光装置の製造方法によれば、このような発光装置同士の付着が抑制される。
本開示の発光装置は、照明、車載、表示装置、電子機器等、種々の用途の発光装置に好適に使用され得る。
１０ パッケージ
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｃ 側面
１１ 凹部
１１ａ 開口
１１ｂ 底面
１１ｃ 内側面
１２ 段差
１３ 基体
１３Ａ 側部
１３Ｂ 底部
１４ リード端子
１５ 導電性ワイヤ
２０ 発光素子
３０ 封止部材
３０’ 未硬化の封止部材
３１ 母材
３１’ 未硬化の母材
３２ 波長変換部材
４０ 保護素子
１０１ 発光装置
２００ リードフレーム
２０１Ａ フレーム部
２０１Ｂ 接続部
２０１Ｃ 貫通孔
３００ 液体
３０１ 容器

Claims (11)

  1. 上面と、前記上面に位置する開口を備えた凹部とを有するパッケージを用意する工程と、
    前記パッケージの前記凹部の底面に発光素子を配置する工程と、
    前記パッケージの前記凹部に、シリコーン樹脂を含む未硬化の封止部材を充填する工程と、
    前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージを液体中で保持させる工程と、
    前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージを加熱し、前記未硬化の封止部材を硬化させる工程と、
    を含み、
    前記保持させる工程において、前記パッケージの上面は、前記液体で覆われている、発光装置の製造方法。
  2. 前記未硬化の封止部材は蛍光体を含む、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記保持させる工程は、前記未硬化の封止部材中において前記蛍光体を沈降させる工程を含む、請求項２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記沈降させる工程中、前記液体をシリコーン樹脂の硬化温度以下の温度で保持する請求項３に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記硬化させる工程を、前記液体中において、前記液体をシリコーン樹脂の硬化温度以上の温度で保持することによって行う、請求項１から４のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記硬化させる工程を、前記液体から取り出して気体中で行う、請求項１から４のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記液体は水、アセトン、エタノール、トルエン、シリコーンオイルから選ばれる少なくも一種を含む、請求項１から６のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記シリコーン樹脂はジメチルシリコーン樹脂である請求項１から７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記用意する工程において、複数の前記パッケージが接続されたリードフレームを用意し、
    前記配置する工程および前記充填する工程を前記複数のパッケージについて行い、
    前記保持させる工程および前記硬化させる工程を前記リードフレーム単位で行う、請求項１から８のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  10. 前記硬化させる工程後、前記複数のパッケージを個片化する工程をさらに含む、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  11. 前記保持させる工程において、前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージを３時間以上６時間以下の期間、前記液体中で保持する請求項１から１０のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54119644A (en) 1978-03-08 1979-09-17 Toshiba Corp Enclosed switchboard
JP2002353512A (ja) 2001-05-25 2002-12-06 Stanley Electric Co Ltd Ｌｅｄプリンタヘッド
JP2002350606A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Stanley Electric Co Ltd 樹脂マイクロレンズの製造方法および該樹脂マイクロレンズを備える受発光素子
JP4496774B2 (ja) * 2003-12-22 2010-07-07 日亜化学工業株式会社 半導体装置の製造方法
JP4543712B2 (ja) 2004-03-17 2010-09-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP4608966B2 (ja) * 2004-06-29 2011-01-12 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP4617761B2 (ja) * 2004-08-03 2011-01-26 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP5113627B2 (ja) 2007-06-12 2013-01-09 日本電波工業株式会社 電子部品及びその製造方法
JP5680278B2 (ja) * 2009-02-13 2015-03-04 シャープ株式会社 発光装置
JP5239941B2 (ja) * 2009-02-26 2013-07-17 豊田合成株式会社 発光装置の製造方法
JP5758082B2 (ja) 2010-03-24 2015-08-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP5242641B2 (ja) * 2010-08-25 2013-07-24 シャープ株式会社 発光装置の製造方法
DE102010063760B4 (de) * 2010-12-21 2022-12-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
WO2012131792A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 半導体発光装置
JPWO2012132232A1 (ja) * 2011-03-31 2014-07-24 パナソニック株式会社 半導体発光装置
US20120326341A1 (en) * 2011-06-23 2012-12-27 Intematix Technology Center Method for fabricating self assembling light emitting diode lens
JP2013062393A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Sharp Corp 発光装置
US8564004B2 (en) * 2011-11-29 2013-10-22 Cree, Inc. Complex primary optics with intermediate elements
JP5893429B2 (ja) * 2012-02-21 2016-03-23 スタンレー電気株式会社 メタンガスセンサ用蛍光体、メタンガスセンサ用光源及びメタンガスセンサ
JP2014013879A (ja) * 2012-06-06 2014-01-23 Nitto Denko Corp 光半導体用光反射部材およびそれを用いた光半導体実装用基板ならびに光半導体装置
JP2014063963A (ja) 2012-09-24 2014-04-10 Murata Mfg Co Ltd 電子部品の製造方法
JP6648467B2 (ja) * 2014-12-25 2020-02-14 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6100831B2 (ja) * 2015-05-26 2017-03-22 シャープ株式会社 発光装置および画像表示装置
JP7053980B2 (ja) * 2016-11-16 2022-04-13 日亜化学工業株式会社 発光装置
WO2018143437A1 (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄパッケージおよびその製造方法

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