JP2015005625A - 発光装置の製造方法及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置100の製造方法は、パッケージ11上に、スタンプピンを用いて接着剤12を塗布する塗布工程と、塗布された接着剤12上に発光素子13を載置する載置工程を有し、スタンプピンの先端は、中央に平面部を有するスタンプ面を有し、スタンプ面の面積は発光素子13の底面積の約2.8〜3.3倍である。
【選択図】図6A
Description
図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する。図1、図2は塗布工程の説明図であり、図1は、スタンプ台に設けられた接着剤をスタンプピンの先端(スタンプ面)に転写する工程、図2は、スタンプピンに転写された接着剤を、パッケージに転写する工程を示す。図3は、パッケージ上に転写された接着剤の上に発光素子を実装する工程を示す。
本実施形態において、接着剤の塗布工程では、ピン転写方式を用いる。まず、接着剤3が供給されたスタンプ台1と、スタンプピン2とを準備する。
次いで、パッケージに転写された接着剤上に発光素子を載置する。尚、この工程は、塗布工程でパッケージの上面に転写された接着剤が完全に硬化する前に行う必要がある。図3(a)に示すように、コレットで吸着保持した発光素子13を、発光装置のパッケージ11上に転写された接着剤3の上方に配置させる。その後、コレットを下方(図3(a)に示す矢印の方向)に移動させて発光素子13を接着剤3と接触させる。このとき、図3(b)に示すように、発光素子が接着剤に一部埋まるように、接着剤を押しのけて変形させながら載置する。次いで、図3(c)に示すように、真空吸着を解除した後にコレットを上方(図3(c)に示す矢印の方向)に移動させる。このようにして、接着剤に発光素子の一部を埋設した状態で載置した後、接着剤を硬化させるため、加熱、光照射などを行う。
上記の工程でパッケージに接着された発光素子は、通電のためにワイヤを接続する工程、更に、発光素子やワイヤ等を保護するための透光性樹脂などの封止部材で封止する工程、などを経る。発光素子をフェイスダウン実装する場合は、ワイヤ接続工程は不要である。封止工程は、ポッティング(滴下)法、圧縮成型法、印刷法、トランスファモールド法、ジェットディスペンス法などを用いることができる。
スタンプ台は、流動性のある接着剤を保持するものであり、例えば、図1(a)に示すように、上面に凹部を備えている。スタンプ台の凹部は、スタンプピンのスタンプ面に一度に転写される接着剤の容量に比して、大容量を保持する容積を有するものが好ましい。これは、スタンプ面に接着剤が転写された分だけ、凹部内の接着剤の量が減っていくため、それによる凹部内の接着剤の高さ(表面の位置)が大きく変化しにくいようにするためである。
スタンプピン2は、その先端であるスタンプ面に接着剤を保持するものであり、スタンプ台から発光装置へと、接着剤を移動(転写)させるものである。詳細には、スタンプ面の中央に平面部を有しており、この平面部に接着剤を転写させる。スタンプ面の平面部は、発光素子の底面積よりも大きな面積とするのが好ましく、スタンプ面の最大径は、パッケージの大きさより小さくする必要があり、パッケージに凹部を有する場合は、その凹部の底面の面積以下とする必要がある。具体的には、発光素子の底面面積の約2.8〜3.3倍程度が好ましい。例えば、上面視四角形の発光素子が、260μm×260μmの場合、スタンプ面をΦ500μmとすることができる。
接着剤3は、パッケージに塗布する際にはペースト状であり、使用環境(作業場の温度、湿度等)を所定の条件となるよう管理して使用される。使用環境を適切に管理することで、使用可能時間(使用開始してから粘度変化が所定範囲に抑制される時間)を長くすることがでる。これにより、使用不可となる接着剤の量(接着剤の廃棄量)を低減することができるとともに、スタンプ台の交換作業の間隔を長く、すなわち、交換作業の回数を減らすことができる。接着剤の粘度は、時間経過とともに高くなる傾向があり、粘度が高くなった接着剤は、スタンプピンに保持(転写)される量が多くなり易いが、使用環境を適切に管理することで、スタンプピンに保持(転写)される接着剤の量を一定量に制御し易くなる。
図6A、図6Bに示すように、発光装置100は、パッケージ11の上に接着剤12を介して載置される発光素子13と、発光素子13を被覆する封止部材15と、を有する。パッケージ11は、絶縁性の基体11aと、電極となる一対のリード11bと、を備える。また、発光素子13はワイヤ14を介してリード11bと電気的に接続されている。
パッケージは、正負一対の電極として機能する一対の導電部材と、それらを一体的に保持する絶縁性の基体と、を備える。例えば、CuやFeなどの板状金属を加工したリードフレームを導電部材とし、これらを一体的に固定する樹脂成形体を基体として備えたパッケージ(樹脂パッケージ)が挙げられる。樹脂成形体としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができ、特に、熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂組成物などをあげることができる。このような樹脂成形体の材料に、充填材(フィラー)としてTiO2、SiO2、Al2O3、MgO、MgCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Ca(OH)2などの微粒子などを混入させることで光の透過率を調整し、発光素子からの光の約60%以上を反射するよう、より好ましくは約90%を反射するようにするのが好ましい。
接着剤は、発光素子をパッケージに接着し固定させるための部材であり、発光素子の底面積よりも大きい面積で形成されている。本明細書では、発光素子の直下に設けられる部分を下部接着剤、発光素子の直下よりも外側に設けられる部分を周辺接着剤とする。周辺接着剤は、発光素子の中心と、発光素子の側面の中心とを結ぶ中心線における断面視において、パッケージと接する幅(L)と、発光素子の側面に接する高さ(H)とが、L>Hの関係を満たすように設けられる。
封止部材は、パッケージの上に載置された発光素子や導電部材を被覆すると共に、塵芥や水分、更には外力などから保護する透光性部材である。
発光素子は、任意の波長の半導体発光素子を選択することができる。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)、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaP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。
蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々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。さらには、発光素子とともに、受光素子などを搭載することができる。
2…スタンプピン
3…接着剤
4…スタンプ台(ディスク)
5…スタンプ台(カバ―)
6…スキージ
10…発光装置
11…パッケージ
11a…基体
11b…リード
12…接着剤
12a…下部接着剤
12b…周辺接着剤
13…発光素子
14…ワイヤ
15…封止部材
Claims (4)
- 発光装置の製造方法であって、
パッケージ上に、スタンプピンを用いて接着剤を塗布する塗布工程と、
塗布された前記接着剤上に発光素子を載置する載置工程を有し、
前記スタンプピンの先端は、中央に平面部を有するスタンプ面を有し、該スタンプ面の面積は前記発光素子の底面積の約2.8〜3.3倍であることを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記スタンプ面は、その外周に曲面を有している請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光素子は、底面が四角形であり、前記スタンプ面の平面部は円形である請求項1又は請求項2記載の発光装置の製造方法。
- パッケージと、
該パッケージの上に接着剤を介して載置される発光素子と、
該発光素子を被覆する封止部材と、
を有する発光装置であって、
前記接着剤は、発光素子とパッケージの間に設けられる下部接着剤と、発光素子の周辺に設けられる周辺接着剤と、を有し、
該周辺接着剤は、前記発光素子の中心と、発光素子の側面の中心とを結ぶ中心線における断面視において、前記パッケージと接する幅(L)と、前記発光素子の側面と接する高さ(H)とが、L>Hの関係を満たすことを特徴とする発光装置。
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