【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体装置の製造方法に係り、特に、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上した光半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光半導体装置、特に白色ＬＥＤは低消費電力で小型化が図れることから、電球に代わる光源として、車載用インジケータ、視認用表示装置、液晶バックライトといった幅広い用途に用いられている。図４に従来の光半導体装置を示す。プリモールド（熱可塑性樹脂）１にリードフレーム２がインサート成形されており、このリードフレーム２上に載置されワイヤー４によりボンディングされたＬＥＤチップ３が、蛍光体、フィラーの混在する封止樹脂９により封止されている。そして、ＬＥＤチップ３の上下間に電圧を印加することにより紫外光を発光し、紫外光により励起された封止樹脂中の３種の蛍光体がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に発光し、封止樹脂表面より外部に白色光が放出される。
【０００３】
このような光半導体装置は、図５（ａ）に示すように、先ずリードフレーム２上にＬＥＤチップ３を載置してワイヤーボンディングした後、（ｂ）に示すように、プリモールド１内部に、粒子濃度が２６ｗｔ％となるように蛍光体、フィラーを混合した封止樹脂９を塗布、充填し、これを硬化させることにより形成される。
【０００４】
なお、フィラーと樹脂を攪拌して一回塗布する方式は例えば、特許文献１に記載されている。また、蛍光体と結着材（無機部材）を拡散した懸濁液の中にＬＥＤを置き、蛍光体と結着材を沈降させた後、樹脂をモールドする光半導体装置も例えば、特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９６６３号公報。
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−４０８５８号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような光半導体装置において、封止樹脂中に、白色発光を得るためのＲＧＢ蛍光体や、温度ストレス等によるクラックの発生等、信頼性の低下を抑制するためのフィラー等の粉体を混入する必要がある。これらの粉体は通常、封止樹脂塗布時に、予め封止樹脂中に必要とされる濃度となるように混入し、これをディスペンサー或いはポンプを使って定量塗布していた。
【０００８】
しかしながら、溶融樹脂を供給するシリンジ内において粉体が沈降してしまうため、常に攪拌しながらの塗布が必要であった。このように攪拌しながら塗布するシステムは、コスト的に大きなデメリットとなるとともに、常に一定濃度の粉体入り封止樹脂を供給するためには厳密に均一性を維持することが必要であるが、その制御が困難であり、封止樹脂中の粉体の分散性が悪いという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、従来の光半導体装置の製造方法における欠点を取り除き、攪拌しながら塗布する必要がなく、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上することが可能な光半導体装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置の製造方法は、リードフレームを、凹状の熱可塑性樹脂の内底面に露出するようにインサート成形する工程と、
前記リードフレーム上にＬＥＤチップを載置し、このＬＥＤチップおよび前記リードフレーム間を電気的に接続する工程と、
前記リードフレーム上に、封止樹脂成分とは異なる成分の粒子を混入させた封止樹脂を塗布する第１の塗布工程と、
前記リードフレーム上に、前記粒子を実質的に含まない封止樹脂を塗布する第２の塗布工程を備え、前記第１および第２の塗布工程は、前記粒子の種類に応じて工程順を決定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記リードフレーム上への封止樹脂の塗布工程は、前記第１の塗布工程の後に、前記第２の塗布工程を行うことを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記粒子は蛍光体であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記リードフレーム上への封止樹脂の塗布工程は、前記第２の塗布工程の後に前記第１の塗布工程を行うとともに、前記第２の塗布工程により塗布された封止樹脂が硬化した後、前記第１の塗布工程を行うことを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記粒子はフィラーであることを特徴としている。
【００１５】
そして、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記粒子の濃度は、３０〜６０ｗｔ％であることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に本実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示す。先ず、（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなるプリモールド１にリードフレーム２をインサート成形して凹型のパッケージとし、リードフレーム２上に、ＬＥＤチップ３を載置してワイヤー４によりボンディングした後、（ｂ）に示すように、プリモールド１のセンターよりフィラーとして５０ｗｔ％の溶融シリカを含む封止樹脂５を、シリンジ６からの吐出圧力や時間を制御してＬＥＤチップ３の上面辺りまで塗布する。ここで、封止樹脂にはシリコン樹脂が用いられ、フィラーは熱応力を緩和しパッケージクラック、ペレットクラック、ワイヤー切れを抑制するために混入される。次いで（ｃ）に示すように、粉体を含まない封止樹脂７を塗布し、プリモールド１内を充填し、これを硬化させる。
【００１７】
このように、先に粒子を含む封止樹脂を塗布し、後から封止樹脂のみを塗布することにより、フィラーなどのＬＥＤチップより下に混入することが好ましい粒子を選択的に下層に塗布することができる。そして、封止樹脂中のフィラー濃度は、塗布時にフィラーが沈降しない高い濃度に調整されているので、塗布前にフィラーがシリンジ内で沈降することはなく、塗布後のフィラー濃度、均一性も良好である。また、ＬＥＤチップ３の上面には極微量のフィラーが堆積するものの、輝度劣化への影響は認められない。
（実施形態２）
図２に本実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示す。先ず、（ａ）に示すように、プリモールド１にインサート成形されたリードフレーム２上に、ＬＥＤチップ３を載置してワイヤー４によりボンディングした後、（ｂ）に示すように、粉体を含まない封止樹脂７を、ワイヤー４のトップ辺りまで塗布し、（ｃ）に示すように、ヒーターブロック８を用いて加熱、硬化（或いはゲル化）させる。そして、（ｄ）に示すように、５０ｗｔ％のＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体を含む封止樹脂５’を約２００μｍ程度塗布し、プリモールド１内を充填、これを硬化（或いはゲル化）させる。このとき、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：１：１の混合比とする。
【００１８】
このように、先に封止樹脂のみを塗布し、後から粉体を含む封止樹脂を塗布することにより、蛍光体などのＬＥＤチップより上に混入することが好ましい粒子を選択的に上層に塗布することができる。そして、封止樹脂中の蛍光体濃度は、蛍光体が沈降しない高い濃度に調整されているので、塗布前に蛍光体がシリンジ内で沈降することはなく、塗布後の蛍光体濃度、均一性も良好である。また、先に塗布した封止樹脂を硬化（或いはゲル化）させてから蛍光体を含む封止樹脂を塗布するため、ＬＥＤチップの下部まで蛍光体が沈降することがなく、ＬＥＤチップの上部に十分な量の蛍光体を分布よく塗布することができ、色むらもなく、ＬＥＤチップからの紫外光が外部に漏れるＵＶ漏れが発生することもない。
【００１９】
これらの実施形態において、フィラー、蛍光体といった粉体の量を５０ｗｔ％に調製しているが、３０〜６０ｗｔ％であれば良い。３０ｗｔ％未満であると、シリンジ内に粉体が沈降してしまい、吐出精度の低下、樹脂詰まりが発生し、粉体分布も従来のように不均一となり、６０ｗｔ％を超えると高粘度になり塗布量の調整、攪拌が困難となる。
【００２０】
また、用いる粉体の種類はフィラーのみ、蛍光体のみなど、１種類に限定されるものではなく、実施形態１と２を組合せて、図３に示すようにフィラー入り封止樹脂５、封止樹脂７のみを順次塗布し、硬化或いはゲル化後、蛍光体入り封止樹脂５’を塗布しても良い。
【００２１】
尚、本実施形態においては、封止樹脂にシリコン樹脂を用いたが、ＵＶ発光ＬＥＤを用いる場合は、紫外光に対して耐性があり劣化しにくいため好適である。その他エポキシ樹脂など適宜用いることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、攪拌しながら塗布する必要がなく、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上することが可能な光半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図２】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図３】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図４】従来の光半導体装置を示す図。
【図５】従来の光半導体装置の製造工程を示す図。
【符号の説明】
１ プリモールド
２ リードフレーム
３ ＬＥＤチップ
４ ワイヤー
５ フィラー入り封止樹脂
５’ 蛍光体入り封止樹脂
６ シリンジ
７ 封止樹脂
８ ヒーターブロック
９ 蛍光体、フィラーの混在する封止樹脂[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing an optical semiconductor device with improved dispersion and uniformity of particles in a sealing resin.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, optical semiconductor devices, particularly white LEDs, can be miniaturized with low power consumption, and thus have been used as light sources instead of electric bulbs in a wide range of applications such as in-vehicle indicators, visual display devices and liquid crystal backlights. FIG. 4 shows a conventional optical semiconductor device. A lead frame 2 is insert-molded in a pre-mold (thermoplastic resin) 1, and an LED chip 3 mounted on the lead frame 2 and bonded by a wire 4 is used as a sealing resin 9 in which a phosphor and a filler are mixed. Is sealed. Then, ultraviolet light is emitted by applying a voltage between the upper and lower sides of the LED chip 3, and three kinds of phosphors in the sealing resin excited by the ultraviolet light are R (red), G (green), B ( (Blue) and white light is emitted from the sealing resin surface to the outside.
[0003]
In such an optical semiconductor device, as shown in FIG. 5A, first, an LED chip 3 is placed on a lead frame 2 and wire-bonded, and then, as shown in FIG. It is formed by applying and filling a sealing resin 9 in which a phosphor and a filler are mixed so that the particle concentration becomes 26 wt%, and curing this.
[0004]
A method of once applying the filler and the resin with stirring is described in Patent Document 1, for example. Also, an optical semiconductor device in which an LED is placed in a suspension in which a phosphor and a binder (inorganic member) are diffused, the phosphor and the binder are settled, and then resin is molded is disclosed in, for example, Patent Document 2. It is described in.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-29663.
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-11-40858.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In such an optical semiconductor device, an RGB phosphor for obtaining white light emission or a powder such as a filler for suppressing a decrease in reliability such as cracks due to temperature stress or the like is mixed into the sealing resin. There is a need to. Usually, these powders are mixed in advance in the sealing resin so as to have a required concentration at the time of applying the sealing resin, and the powder is quantitatively applied using a dispenser or a pump.
[0008]
However, since the powder settles in the syringe for supplying the molten resin, it is necessary to always apply the powder while stirring. The system of applying while stirring as described above has a great disadvantage in terms of cost, and it is necessary to strictly maintain uniformity in order to always supply a sealing resin containing powder at a certain concentration, There is a problem that the control is difficult and the dispersibility of the powder in the sealing resin is poor.
[0009]
Accordingly, the present invention is to provide an optical semiconductor device which can eliminate the drawbacks in the conventional optical semiconductor device manufacturing method, does not need to be applied while stirring, and can improve the dispersion and uniformity of particles in the sealing resin. An object is to provide a manufacturing method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing method of the optical semiconductor device of the present invention, a step of insert molding the lead frame so as to be exposed on the inner bottom surface of the concave thermoplastic resin,
Placing an LED chip on the lead frame and electrically connecting the LED chip and the lead frame;
A first application step of applying a sealing resin mixed with particles of a component different from the sealing resin component on the lead frame;
A second application step of applying a sealing resin substantially free of the particles on the lead frame, wherein the first and second application steps determine a process order according to a type of the particles; It is characterized by doing.
[0011]
Further, in the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, in the step of applying the sealing resin on the lead frame, the second application step is performed after the first application step. .
[0012]
Further, in the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, the particles are phosphors.
[0013]
In the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, in the step of applying a sealing resin on the lead frame, the first application step is performed after the second application step, and the second application step is performed. The first application step is performed after the sealing resin applied in the application step is cured.
[0014]
Further, in the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, the particles are fillers.
[0015]
In the method of manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, the concentration of the particles is 30 to 60 wt%.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present embodiment. First, as shown in (a), a lead frame 2 is insert-molded into a pre-mold 1 made of a thermoplastic resin to form a concave package, and an LED chip 3 is mounted on the lead frame 2 and bonded by wires 4. After that, as shown in (b), the sealing resin 5 containing 50 wt% of fused silica as a filler is injected from the center of the pre-mold 1 around the upper surface of the LED chip 3 by controlling the discharge pressure and time from the syringe 6. Apply until Here, a silicone resin is used as the sealing resin, and the filler is mixed in to reduce thermal stress and suppress package cracks, pellet cracks, and broken wires. Next, as shown in (c), a sealing resin 7 containing no powder is applied, the inside of the pre-mold 1 is filled, and this is cured.
[0017]
As described above, the sealing resin containing particles is applied first, and then only the sealing resin is applied later, thereby selectively applying particles such as fillers, which are preferably mixed below the LED chip, to the lower layer. be able to. Since the filler concentration in the sealing resin is adjusted to a high concentration at which the filler does not settle during application, the filler does not settle in the syringe before application, and the filler concentration and uniformity after application are good. It is. Further, although a very small amount of filler is deposited on the upper surface of the LED chip 3, no influence on the luminance degradation is recognized.
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a method for manufacturing the optical semiconductor device according to the present embodiment. First, as shown in (a), after mounting an LED chip 3 on a lead frame 2 insert-molded in a pre-mold 1 and bonding it with a wire 4, as shown in (b), A sealing resin 7 that is not included is applied up to the top of the wire 4 and is heated and cured (or gelled) using a heater block 8 as shown in FIG. Then, as shown in (d), a sealing resin 5 ′ containing 50 wt% of R, G, and B phosphors is applied to about 200 μm, and the inside of the pre-mold 1 is filled and cured (or gelled). . At this time, a mixing ratio of R: G: B = 4: 1: 1 is set.
[0018]
As described above, by applying only the sealing resin first, and then applying the sealing resin containing the powder, particles that are preferably mixed above the LED chip such as a phosphor are selectively formed on the upper layer. Can be applied. Since the phosphor concentration in the sealing resin is adjusted to a high concentration at which the phosphor does not settle, the phosphor does not settle in the syringe before application, and the phosphor concentration and uniformity after application. Is also good. In addition, since the sealing resin containing the phosphor is applied after the sealing resin previously applied is cured (or gelled), the phosphor does not settle to the lower part of the LED chip, and the fluorescent resin does not settle to the upper part of the LED chip. A sufficient amount of phosphor can be applied with good distribution, there is no color unevenness, and there is no occurrence of UV leakage in which ultraviolet light from the LED chip leaks outside.
[0019]
In these embodiments, the amount of the powder such as the filler and the phosphor is adjusted to 50 wt%, but may be 30 to 60 wt%. If it is less than 30 wt%, the powder will settle in the syringe, lowering of the discharge accuracy, resin clogging will occur, and the powder distribution will be non-uniform as before, and if it exceeds 60 wt%, the viscosity will be high. Adjustment and agitation of the coating amount are difficult.
[0020]
The type of powder to be used is not limited to one type such as only a filler or only a phosphor, and the first and second embodiments are combined to form a filler-containing sealing resin 5 as shown in FIG. Only the resin 7 may be sequentially applied, and after curing or gelling, the sealing resin 5 ′ containing the phosphor may be applied.
[0021]
In this embodiment, a silicone resin is used as the sealing resin. However, when a UV light emitting LED is used, it is preferable because it is resistant to ultraviolet light and hardly deteriorates. In addition, an epoxy resin or the like can be appropriately used.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical semiconductor device which does not need to be applied while stirring and can improve the dispersion and uniformity of particles in a sealing resin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of an optical semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of the optical semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the optical semiconductor device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a conventional optical semiconductor device.
FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of a conventional optical semiconductor device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pre-mold 2 Lead frame 3 LED chip 4 Wire 5 Filler sealing resin 5 'Phosphor sealing resin 6 Syringe 7 Sealing resin 8 Heater block 9 Phosphor and filler mixed sealing resin
