JP2003188423A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法

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Tadahiro Okazaki
忠宏 岡崎
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子を樹脂で封止する工程において、発
光素子に大きな応力が掛からず、ボンディングワイヤ接
合部の剥離やボンディングワイヤの断線などが発生しな
いようにする。 【解決手段】 発光素子として少なくとも紫外線発光素
子3を備えた半導体発光装置の製造方法であって、発光
素子を端子電極に実装した後、発光素子を紫外線硬化樹
脂6で封止し、端子電極2,2’に電圧を印加して紫外
線発光素子3を発光させて紫外線硬化樹脂6を硬化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光装置の製
造方法に関し、より詳細には発光素子が樹脂で封止され
た半導体発光装置の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】半導体発光素子からの光を効率よく空気
中に取り出すと共に、所望の配向特性を得るため、及び
外部環境や衝撃から保護するために、半導体発光素子を
透光性樹脂で通常は封止している。半導体発光装置の従
来の製造方法の一例を図4に示す。図4の製造工程図
は、チップ型半導体発光装置のものである。まず、チッ
プ基板1に形成された一方の端子電極2に半導体発光素
子7をボンディングし、半導体発光素子7の上面電極と
もう一方の端子電極2’とをボンディングワイヤ4で接
続した後、半導体発光素子7を囲むように、上面開口の
反射カバー5をチップ基板1上に取り付ける(同図
(a))。そして、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂8
を反射カバー5内部に充填する(同図(b))。次に、
半導体発光装置を60〜200℃程度に加熱して熱硬化
性樹脂8を硬化させて(同図(c))、製品形態の半導
体発光装置としていた(同図(d))。 【0003】この熱硬化性樹脂8の熱硬化では、熱硬化
性樹脂8の表面から内部方向に硬化反応が順次進行して
行く。このとき、硬化反応で生じた収縮応力は表面から
内部に向かって蓄積され次第に大きくなる。そして、熱
硬化性樹脂8の表面から最も遠い所に位置する半導体発
光素子6の所でその応力は最大となる。このため、熱硬
化性樹脂内部に蓄積された応力が原因で、ボンディング
ワイヤ両端の半導体発光素子6及び端子電極2’との接
合部が剥離したり、あるいはボンディングワイヤ4が途
中で断線するといった不具合が生じることがあった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、発光素子を樹脂で封止する工程において、発
光素子に大きな応力が掛からず、ボンディングワイヤ接
合部の剥離やボンディングワイヤの断線といった不具合
が発生しない半導体発光装置の製造方法を提供すること
にある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者は、熱硬化性樹
脂を硬化させたときに生じる収縮応力が発光素子に掛か
らないようにすべく鋭意検討を重ねた結果、従来とは逆
に、熱硬化性樹脂の内部から表面に向かって硬化反応が
進むようにすれば、発光素子付近には大きな応力は掛か
らないのではないかという着想に基づき本発明をなすに
至った。すなわち、本発明に係る半導体発光装置の製造
方法では、発光素子として少なくとも紫外線発光素子を
用い、発光素子を端子電極に実装した後、発光素子を紫
外線硬化樹脂で封止し、端子電極に電圧を印加して紫外
線発光素子を発光させて紫外線硬化樹脂を硬化させる構
成とした。これにより、紫外線発光素子からの紫外線で
紫外線硬化樹脂は発光素子の近傍から外方向に向かって
硬化し、発光素子近傍に応力が蓄積されることがないの
で、ボンディングワイヤ接合部の剥離やボンディングワ
イヤの切断といった不具合は防止される。 【0006】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体発光装
置の製造方法について図を用いて詳細に説明する。図1
は、本発明の半導体発光装置の製造方法の一例を示す工
程図である。紫外線発光素子3をチップ基板1上に実装
し反射ケース5を装着した後(図1(a))、反射ケー
ス5内に封止用樹脂を充填する工程(同図(b))まで
は従来の製造方法と同じである。唯一異なっているの
は、封止用樹脂が従来は熱硬化性樹脂であったのに対
し、本発明では紫外線硬化樹脂6である点である。そし
て次に、端子電極2,2’に電圧を印加して紫外線発光
素子3を発光させて紫外線硬化樹脂6を内側から外側に
向かって順次硬化させ(同図(c))、最終形態として
の半導体発光装置とする(同図(d))。 【0007】ここで紫外線発光素子の発光時間は、用い
る紫外線発光素子の種類や紫外線硬化樹脂の種類および
量により適宜決定すればよいが、一般に1〜180se
cの範囲が好ましい。発光時間が1secより短いと樹
脂が充分に硬化しないおそれがあり、他方180sec
より長いと樹脂が黄変するおそれがあるからである。 【0008】なお、本発明の製造方法では、半導体発光
装置の製造工程途中で発光素子を発光させる必要がある
ので、チップ基板上に形成する端子電極パターンを従来
のものとは異なるものにする必要がある。図1の半導体
発光装置の場合を例にとると、図2に示すように、紫外
線発光素子を実装するための隣接する端子電極パターン
21,22を導通しないように形成する。そして、紫外
線発光素子3の実装、反射ケースの装着、紫外線硬化樹
脂の充填が完了した後、隣り合う端子電極パターン2
1,22に所定の電圧を印加し紫外線発光素子3を発光
させて紫外線硬化樹脂を硬化させる。 【0009】またリード型半導体発光装置の場合にも同
様に、対となるリードフレームが導通しないようにして
おく必要がある。このため、例えば図3に示すように各
リードフレーム9,9’を絶縁性テープTで固定すると
いった方法を用いればよい。 【0010】本発明で用いる紫外線発光素子としては特
に限定はなく、従来公知のものを使用できる。中でもI
nGaN系発光素子が好適である。 【0011】また本発明で使用する紫外線硬化樹脂とし
ては従来公知のものが使用できる。紫外線硬化樹脂は、
不飽和基を有するオリゴマー、反応性希釈剤としてのモ
ノマー、光エネルギーを吸収してラジカルなどの活性種
を発生する光重合開始剤を必須成分として含み、この
他、本発明の効果を害さない範囲で充填剤や増感剤など
の添加剤をさらに含んでもよい。 【0012】前記オリゴマーとしては、ラジカル重合
型、カチオン重合型及びチオール・エン付加型のいずれ
であってもよい。ここで、ラジカル重合型はアクリロイ
ル基を有する樹脂を主体とするものであって、エステル
・エーテルアクリレート系とウレタンアクリレート系、
エポキシアクリレート系、アミノ樹脂アクリレート系、
アクリル樹脂アクリレート系、不飽和ポリエステル系に
大別でき、これらのいずれを用いてもよい。また、カチ
オン重合型はラジカル重合型と異なり、酸素による阻害
作用がなく光照射後も重合が進行するなどの特徴を有す
る。この型の代表的オリゴマーとしてはエポキシ樹脂や
ビニルエーテルを有する樹脂などが挙げられる。チオー
ル・エン付加型は、分子末端にアリール基やアクリロイ
ル基を有するオリゴマーとポリチオールを組み合わせ、
水素引き抜き型光重合開始剤の存在下でラジカル付加反
応を起こさせるものである。ポリエン類としては例えば
アリルエーテル系樹脂やアリルエステル系樹脂、アリル
ウレタン系樹脂、アクリロイル系樹脂などが挙げられ、
一方ポリチオール類としては例えばチオグリコール酸や
α−メルカプトプロピオン酸、β−メルカプトプロピオ
ン酸などが挙げられる。 【0013】また前記モノマーとしては例えば、2−エ
チルヘキシルアクリレートやエトキシジエチレングリコ
ールアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のラ
ジカル系モノマー;ビニルシクロヘキセンモノオキサイ
ド、ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサン
ジメタノールジビニルエーテル、カプロラクトンポリオ
ールなどのカチオン系モノマーなどが挙げられる。 【0014】前記光重合開始剤としては例えば、ベンゾ
フェノンやp−クロロベンゾフェノン、o−メトキシベ
ンゾフェノン、アセトフェノン、o−メトキシアセトフ
ェノン、ベンズアルデヒド、ジベンゾスベロン、チオキ
サントン、ベンズアンスロンなどが挙げられる。 【0015】本発明の製造方法で作製する半導体発光装
置は、少なくとも紫外線発光素子を備えていればよい。
もちろん紫外線発光素子以外に他の発光素子を搭載して
も構わない。紫外線発光素子のみ搭載した半導体発光装
置の場合には、例えば偽札検出機や殺菌消毒機などに用
いることができる。また、紫外線を吸収して所定の可視
光を発光する蛍光体を封止用樹脂に含有させれば、照明
や装飾、表示用の発光装置としても用いることができ
る。 【0016】また、紫外線発光素子以外に他の可視光を
発する発光素子を実装し、紫外線発光素子は製造工程に
おける封止用樹脂の硬化に専ら用い、実使用においては
可視光を発する発光素子を用いるようにしてもよい。あ
るいは、紫外線を吸収して所定の可視光を発光する蛍光
体を封止用樹脂に含有させ、この蛍光体からの光と可視
光発光素子からの光とを混色させて、所望の色を得るよ
うにしてもよい。 【0017】紫外線を吸収して可視光を発光する蛍光体
としては、例えば紫外線を吸収して青色光を発光する青
色発光蛍光体が挙げられる。青色発光蛍光体としては、
例えばユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光物質、ユーロピ
ウム付活アルミン酸塩蛍光物質、ユーロピウム・マンガ
ン付活アルミン酸塩蛍光物質などが挙げられる。紫外線
硬化樹脂への蛍光体の含有量は、発光素子や蛍光体の種
類などから適宜決定すればよいが、通常は硬化樹脂に対
して1〜50wt%の範囲が望ましい。 【0018】 【発明の効果】本発明の製造方法では、実装した紫外線
発光素子を発光させて、封止用樹脂である紫外線硬化樹
脂を、内側から外側に向かって順に硬化させるので、封
止用樹脂による発光素子の封止工程において発光素子に
大きな応力が加わらず、ボンディングワイヤ接合部の剥
離やボンディングワイヤの断線などが発生しない。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の製造方法の一例を示す工程図であ
る。 【図2】 チップ型半導体発光装置に用いる端子電極パ
ターンの一例を示す平面図である。 【図3】 リード型半導体発光装置に用いるリードフレ
ームの一例を示す正面図である。 【図4】 従来の製造方法の一例を示す工程図である。 【符号の説明】 1 チップ基板 2,2’ 端子電極 3 紫外線発光素子 4 ボンディングワイヤ 5 反射ケース 6 紫外線硬化樹脂 7 発光素子 8 熱硬化性樹脂 9,9’ リードフレーム 21,22 端子電極パターン T 絶縁性テープ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 発光素子として少なくとも紫外線発光素
    子を備えた半導体発光装置の製造方法であって、 発光素子を端子電極に実装した後、発光素子を紫外線硬
    化樹脂で封止し、前記端子電極に電圧を印加して前記紫
    外線発光素子を発光させて前記紫外線硬化樹脂を硬化さ
    せることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120086040A1 (en) * 2009-06-23 2012-04-12 Korea Photonics Technology Institute Light-emitting diode having a wavelength conversion material layer, and method for fabricating same
JP2013258142A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Lg Innotek Co Ltd 照明装置
JP2014011160A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Lg Innotek Co Ltd 照明装置
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