JP2005305954A - 光素子の樹脂封止成形方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板に装着された光素子をトランスファーレス成形用の三型構造の金型と離型フィルムとを用いて、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施して樹脂封止成形する際に、離型フィルムが特有の曲面形状で形成されたキャビティの形状に沿ってうまく被覆されないこと、キャビティ全面に離型フィルムが被覆されていないこと等による樹脂成形上の問題を効率良く解決することを目的とする。
【解決手段】本発明は、離型フィルム７を成形金型面に被覆する際に、下型３と中間型４とを上下方向へ嵌装させて、下型キャビティ面５の上面側と中間型４の下面１１側とに離型フィルム７を張設し、更に、この状態で、下型キャビティ面５の外周囲にキャビティ部材２０を嵌入させることによって、少なくとも下型キャビティ面５とキャビティ部材２０により構成されるキャビティ面２１とを含むキャビティ全面５・２１の形状に沿って、離型フィルム７をフィットさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、様々な基板に装着された光素子を、トランスファーレス成形用の三型を備えた樹脂封止成形用金型と離型フィルムとを用いて、透光性樹脂（樹脂材料）にて封止成形し、且つ、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施することにより、光電子部品（成形品）を形成する光素子の樹脂封止成形方法に関するものである。
従来から、上型と下型とから成るトランスファー成形用の二型構造の金型を用いて、基板に装着されたＬＥＤチップ等からなる光素子を保護樹脂およびレンズとして機能する透光性樹脂（樹脂材料）にて封止成形して光電子部品（成形品）を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照。）が、透光性樹脂の特性によって、トランスファー成形用の前記金型では、以下のような樹脂成形上の問題が発生すると考えられる。
第一に、透光性樹脂は、金型全体を加熱状態として当該樹脂を加熱溶融化して溶融樹脂として用いるわけだが、この溶融樹脂は非常に粘性が低いことから、前記金型に形成されたキャビティの外周囲に樹脂が漏出しやすく樹脂漏れの問題が発生しやすい。
第二に、前記キャビティへ当該樹脂を注入充填するために樹脂通路（例えば、カル・ランナ・ゲート・スプル等）を形成するわけだが、樹脂封止後の光電子部品には、光電子部品の製品領域と樹脂通路とが一体となって溶融樹脂が硬化樹脂となって形成される。その硬化樹脂形成後の一体となった光電子部品（成形品）は高温状態にあり、この透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことから、硬化樹脂を金型から離型する際に、金型の型面に付着しやすく、この場合におけるレンズ状の略半球状となる特有の曲面形状であれば、より一層キャビティ面から硬化樹脂をうまく離型させることが困難であると考えられ、さらに、この状態で、レンズ部分を金型の型面から離型できたとしても、レンズ面には凹凸が発生しやすく、鏡面状態を確保することが困難であると考えられる。
第三に、前記レンズ部分は、光素子が放射する光を透過する重要な部位であって、レンズ内部にボイド（気泡）が少しでも含んだ状態で透光性樹脂にて封止成形すると、光素子から放射された光が不均一となって輝度ムラを発生させて、光電子部品（製品）の品質劣化を招くことになる。
また、その他におけるトランスファー成形用の金型を用いて、光素子を透光性樹脂にて封止成形するが、依然として前述した樹脂成形上の問題を効率良く解決することが困難であると考えられる。
その一方で、近年における基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなることに加えて、基板の厚みが薄型化すること、光素子の取れ数を一枚の基板で大量に確保できるように、光素子自体の極薄化、光素子間隔の狭小化という傾向に起因して、従来の短冊状の基板に加えて、様々な大型化・薄型化した基板等のマップ型（マトリクス型）の基板、すなわち、マップ型（マトリクス型）基板に装着された表面実装タイプの大量の光素子を透光性樹脂にて効率良く封止成形することが強く求められてきている。
そこで、本発明者らは、トランスファー成形用の金型を用いずに、トランスファーレス成形用の金型、すなわち、樹脂通路部分を全く形成せず、環境問題を十分に配慮した不要な樹脂を最小限に抑制させることができる金型を用いて、それに加えて、樹脂封止成形時には、金型と透光性樹脂（樹脂材料）、および、光電子部品（成形品）と金型との離型性が格段に向上する離型フィルム成形と、様々な透光性樹脂を加熱溶融化する際に発生するボイド（気泡）を防止する真空引き成形とを併用して行うことにより、基板に装着された光素子を効率良く樹脂封止成形することができるかを、以下に示す金型構造を搭載した装置にて検証を行ったものである。なお、対象とする基板は、表面実装タイプの大量の光素子を装着されたマップ型（マトリクス型）基板である。
本装置とは、金型が三型（上型・下型・中間プレート）構造と離型フィルムとを備えた装置であって、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用して行うものである。この装置の特徴としては、従来のトンスファーレス成形用の二型構造の金型では効率良く解決することができなかった、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム狭持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを緊張して被覆させる構成を採用しているので、緊張した離型フィルムによってフィルム皺を効率良く防止することができるように構成されている（例えば、特許文献２参照。）。
本装置には、特許文献２に開示されているように、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム狭持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを被覆させてキャビティ空間部を形成しながら当該空間部内に樹脂材料を供給した状態で、且つ、上型と中間プレートとを型締めして上型面に設けたシール部材を介在させて外気遮断空間部を形成しながら該空間部の空気・水分・ガス等を吸引排出孔より強制的に吸引排出した（真空引きした）状態で、上型と中間プレートとを徐々に型締めしながら、基板固定手段にて上型面に装着固定された基板の光素子部分を、この場合における下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティ部位に離型フィルムを被覆させて形成されたキャビティ空間部内に嵌入し、且つ、当該空間部内に供給された溶融樹脂に浸漬して封止成形するものである。最終的に、樹脂封止成形された光素子部分の溶融樹脂が硬化樹脂となって、光電子部品（成形品）を形成するように構成されている。
特告平３−６０１８９号公報 特開２００４−９８３６４号公報
しかしながら、前述した特許文献２に開示される三型構造の金型によれば、樹脂封止後に硬化樹脂を形成した光電子部品（成形品）を金型からの離型時に、キャビティ空間部内の溶融樹脂が離型フィルムを介さずに、直接、溶融樹脂と接触する領域、すなわち、当該空間部面の側面部分が存在することである。このキャビティの側面部分の硬化樹脂を型面から離型すると、透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことからも、当該空間部面の側面部分に硬化樹脂が付着した状態で、上型と中下型とを型開きすることになるので、成形品不良が発生することになる。さらに、基板の大型化・薄型化することによって、硬化樹脂と基板との密着性を強化して樹脂封止後の硬化樹脂が基板から剥離しないように、高密度な樹脂材料が使用される場合、キャビティ空間部面と硬化樹脂との密着性が強くなるので、前記硬化樹脂部分の成形品不良がより一層発生することに加えて、溶融樹脂と接触する領域にある当該空間部面の側面部分から硬化樹脂部分を離型することさえできなくなる致命的な成形品不良が発生する。
また、本金型構造では、下型用金型面が略水平状態であればフィルム皺を発生させることなく効率良く離型フィルムを被覆できるが、下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティの形状に沿って、緊張した状態の離型フィルムをうまく被覆させることができないと云う問題が発生することである。
このことからも、基板に装着された光素子を、前述した従来のトランスファーレス成形用の三型の構成を備えた金型と離型フィルムとを用いて、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施して樹脂封止成形する際に、離型フィルムが特有の曲面形状で形成されたキャビティ面に沿ってうまく被覆されないこと、キャビティ面の全面に離型フィルムが被覆されていないこと等による樹脂成形上の問題を効率良く解決することができる光素子の樹脂封止成形方法を提供することを目的とするものである。
そこで、前記した技術的課題を解決するための請求項１に記載の本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法とは、上型２と上型２に対向配置した下型３と上型２と下型３との間に配置した中間型４との三型２・３・４の構成を備えた樹脂封止成形用金型１、および、少なくとも下型３側に設けたキャビティ面（下型キャビティ面５）を含む成形金型面の上面９側と中間型４の下面１１側とに被覆して張設する離型フィルム７を用いると共に、中間型４と下型３側に設けた離型フィルム７用の狭持部材１２とで離型フィルム７を狭持した状態で少なくとも下型キャビティ面５を被覆し、更に、この状態で、上型２と中間型４とを型締めし、且つ、上型２と中間型４との間に外気遮断形成用のシール部材１３を介在させることによって、外気遮断空間部１４を形成して当該空間部１４内を真空引きした状態で、基板１５に装着される光素子１６を、離型フィルム７を被覆して形成されたキャビティ空間部６内に嵌入させ、且つ、キャビティ空間部６内に供給した加熱溶融化された樹脂材料１７（溶融樹脂１８）にて光素子１６を封止成形する光素子１６の樹脂封止成形方法であって、離型フィルム７を成形金型面に被覆する際に、下型３と中間型４とを上下方向へ嵌装させて、下型キャビティ面５の上面側と中間型４の下面１１側とに離型フィルム７を張設し、更に、この状態で、下型キャビティ面５の外周囲となる下型３と中間型４との間にキャビティ部材２０を嵌入させることによって、少なくとも下型キャビティ面５とキャビティ部材２０により構成されるキャビティ面２１（キャビティ外周面２２・キャビティ側面２３）とを含むキャビティ全面５・２１の形状に沿って、離型フィルム７をフィットさせることを特徴とするものである。
また、前記した技術的課題を解決するための請求項２に記載の本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法とは、離型フィルム７をフィットさせる際に、少なくとも下型キャビティ面５に被覆させる離型フィルム７を強制的に吸引することを特徴とするものである。
また、前記した技術的課題を解決するための請求項３に記載の本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法とは、離型フィルム７をフィットさせる際に、少なくとも下型キャビティ面５に被覆させる離型フィルム７にエアブローすることを特徴とするものである。
本発明は、基板１５に装着された光素子１６を、トランスファーレス成形用の三型２・３・４の構成を備えた金型１と離型フィルム７とを用いて、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施して樹脂封止成形する際に、離型フィルム７がキャビティ全面５・２１の形状に沿って効率良く被覆することができると共に、樹脂封止成形して形成された光電子部品２８（製品３０）の品質レベルを格段に向上させることができる、光素子１６の樹脂封止成形方法を提供すると云う優れた効果を奏するものである。
本発明に係わる光素子の樹脂封止成形方法について、図例を用いて説明する。
図１（１）は、対象となる光素子を装着した基板の断面図および側面図を示す。
図１（２）は、本発明に係わる樹脂封止成形方法を実施するために用いる樹脂封止成形用金型の断面図を示す。
図２乃至図５は、図１（２）に対応する前記金型要部の断面図であって、図１（１）に対応する基板を樹脂封止成形する実施方法を段階的に示す。
例えば、図１（１）に示すように、対象となる基板１５とは、円形状或いは多角形状である任意の形状で形成された基板１５の一方の面に装着した複数個のＬＥＤチップ等の光素子１６を有する封止前基板２４を用いる（図例の左側部分）。そして、少なくとも光素子１６を透光性樹脂１７（樹脂材料）を加熱溶融化して溶融樹脂１８にて封止成形する一方の面に形成された封止成形体２５と、一方の面における封止成形体２５の外周囲で且つ樹脂封止成形されない基板外周部２６と、封止成形体２５と対向する基板１５の他方の面側に形成された非装着面２７とで構成される。樹脂封止後には、硬化した封止成形体２５である硬化樹脂１９を形成する基板１５となる光電子部品２８（成形品）を形成される（図例の右側部分参照。）。この一括して形成された光電子部品２８を各別に切断部位２９（切断仮想線）に沿って、適宜な切断手段（図示なし）にて切断分離して個々の光電子部品３０（製品）を形成するように構成される。
この封止成形体２５には、レンズ形状の略半球状における曲面部３１と曲面部３１の周囲に平面部３２とで形成される。この場合においては、四個の曲面部３１と各曲面部３１間にある三個所の平面部３２および両側に形成された二個所の平面部３２が示されているが、近年における基板１５の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板１５について大型化の要請が強くなることに加えて、基板１５の厚みが薄型化すること、光素子１６の取れ数を一枚の基板１５で大量に確保できるように、光素子１６自体の極薄化、光素子１６間隔の狭小化という傾向に起因して、従来の短冊状の基板１５に加えて、様々な大型化・薄型化した基板１５等のマップ型（マトリクス型）の基板１５、すなわち、マップ型（マトリクス型）基板１５に装着された表面実装タイプの大量の光素子１６を透光性樹脂１７にて効率良く封止成形することができるように、図例における封止成形体２５を、例えば、光素子１６一個に対して曲面部３１一個を各別に形成する基板１５ではなく、所定数の光素子１６を一群として所要複数群を曲面部３１を一括して形成する基板１５、或いは、封止成形体２５における平面部３２すなわち所定の厚みを有さない全く平面部３２を形成せずに曲面部３１のみで形成する基板１５であってもよい。さらに、レンズ状の曲面部３１に代えて多角形状を有する封止成形体２５であってもよい。
この透光性樹脂１７（樹脂材料）は、光素子１６を保護樹脂およびレンズとして機能するわけだが、例えば、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。また、顆粒状樹脂でなく、液状樹脂、或いは、シート状樹脂を採用してもよい。
従って、従来のトランスファー成形用の金型を用いずに、トランスファーレス成形用の金型１、すなわち、樹脂通路部分を全く形成しない環境問題を十分に考慮した不要な樹脂部分を最小限に抑制させることができると共に、様々な基板１５に装着された光素子１６（封止成形体２５）に対応して、例えば、レンズ形状の略半球状で形成された基板１５であっても、効率良く以下に示す樹脂封止成形用金型１を用いて対応することができるように構成される。
この金型１とは、図１（２）に示すように、少なくとも、上型２と上型２に相対向配置した下型３と上型２と下型３との間に配置した中間型４との三型２・３・４の構成を備えた樹脂封止成形用金型１、および、少なくとも下型３側に設けたキャビティ面（下型キャビティ面５）を含む成形金型面の上面（下型面９）側と中間型４の下面（下型側金型面１１）側とに被覆して張設する離型フィルム７を用いると共に、三型２・３・４が型開きした状態を示す。各三型２・３・４には、固定された上型２に形成された上型面８と、図の垂直方向に上下動する下型３に形成された下型面９を、その中でも凸所３３天面の下型キャビティ面５と、上下型２・３間を図の垂直方向に上下動する中間型４に形成された上型側金型面１０と下型側金型面１１として形成される。
また、上型面８と上型側金型面１０との間では、封止前基板２４の供給または光電子部品２８の取出または透光性樹脂１７の供給、下型側金型面１１と下型面９（下型キャビティ面５）との間では、離型フィルム７の供給・送出を行って、離型フィルム７を介して下型３と中間型４とが上下方向に嵌装自在に型締め・型開きするように構成される。
なお、可動可能な下型３・中間型４の型締め・型開き動作において、油圧、水圧、空気圧、機械式等による適宜なプレス手段（図示なし）が設けられると共に、上下型２・３とは別に中間型４は、独立した別の適宜なプレス手段（図示なし）が設けられる。各プレス手段が、単動・連動に制御することで、各金型１が図の上下方向に嵌装自在に型締め・型開きできるように構成される。
金型１のその他の構成要素としては、図１（２）に示すように、上型２と中間型４との間に供給する基板１５の封止成形体２５側を下方に向けて、上型面８の所定位置に基板１５を装着固定する上型２に設けた基板装着固定手段３４と、基板１５を装着固定し、且つ、キャビティ全面５・２１に離型フィルム７を装着固定して形成されたキャビティ空間部６内に透光性樹脂１７（図例では顆粒状樹脂）を供給した状態で、少なくともキャビティ空間部６内を外気遮断状態にして外気遮断空間部１４を形成する上型面８に設けた外気遮断形成用のシール部材１３と、上型２と中間型４との間にシール部材１３を介在させることにより形成された外気遮断空間部１４内の真空引きをする真空引き機構(図示なし)に連絡する上型２に設けた吸引排出孔３５とを設けて構成される。
基板装着固定手段３４は、例えば、従来の基板吸着固定方式に加えて、基板１５を狭持する基板狭持固定方式を併用して、より一層確実に基板１５を金型面（上型面８）に装着固定するように構成される。また、基板吸着固定方式では、上型面８の所定位置に適宜な通気性部材（図示なし）を装設して非装着面２７を吸引して吸着固定することができるように構成される。この場合には、光電子部品２８（成形品）を樹脂封止後に吸引排出作用と同様の経路を用いて、基板１５の非装着面２７を上型面８から離型するために圧送作用を併用できるようにも構成される。
また、基板狭持固定方式では、基板吸着固定方式とシール部材１３との間における外周囲に設けることが好ましく、基板１５の基板外周部２６を載置可能にし、且つ、封止成形体２５部分が開口された適宜なチャック機構（図示なし）によって、例えば、大型化・薄型化した基板１５であれば、基板外周部２６全体をチャック機構で狭持固定する構成にして、従来で用いる短冊状の基板１５であれば、基板外周部２６の所要複数箇所にチャック爪を備えた別のチャック機構(図示なし)を設けて、基板外周部２６をチャック爪で狭持固定する構成でもよい。
従って、基板装着固定手段３４における基板吸着固定方式と基板狭持固定方式とを組み合わせた構成であれば、基板１５（封止前基板２４或いは光電子部品２８）において、図例のとおり、確実に上型面８の所定位置に保持されるので、基板１５自体が下方に向けて移動する基板１５の反りを効率良く防止できて、基板１５を効率良く装着固定することができるように構成される。
吸引排出孔３５は、基板装着固定手段３４とシール部材１３との間における上型面７側に開口して形成され且つ外気遮断空間部１４内から空気・ガス・水分等を強制的に吸引排出する真空引き機構に連絡する経路になるように所要複数個を設けている。
この真空引き成形を行う場合、少なくともシール部材１３、吸引排出孔３５、真空引き機構を用いて、シール部材１３に中間型４の上型側金型面１０が上動して当接して、上型２と中間型４とがシール部材１３を介在させることによって、外気遮断状態にして外気遮断空間部１４を形成すると略同時に、外気遮断空間部１４内を真空引きする真空引き機構に連絡する所要複数個の吸引排出孔３５より、真空引きを行うことができるように構成される（図４（２）参照）。
従って、金型１構造にて真空引き成形を行ったとしても、下型キャビティ面５を含む成形金型面に被覆されたキャビティ全面５・２１における離型フィルム７を上方に移動させることがないので、真空度を任意に調整できて、真空引き時間を削減し且つ十分にボイド（気泡）を除去して樹脂封止成形することができるように構成される。
中間型４には、図１（２）に示すように、中間型４を図の垂直方向に上型側金型面１０から下型側金型面１１まで貫通して設けられると共に、この金型貫通孔３６には、図３（１）に示すように、中間型４と下型３とを嵌装して型締めすることにより、キャビティ空間部６を遊挿することができるように構成される。
下型３には、狭持部材１２やキャビティ部材２０といった部材ならびにその他の部材等が設けているが、その部材等を用いて、キャビティ空間部６を形成する方法、および、本発明の特徴部分である離型フィルム７を特有の曲面形状を有するキャビティ全面５・２１の形状に沿って被覆する方法を説明するなかで、以下に説明する。
まず、図１（２）に示す三型２・３・４の型開き状態から、中間型４が下動すると、下型側金型面１１側の金型貫通孔３６周縁部と、キャビティ全面５・２１部分を遊挿させる略中央部分を貫通させた下型３側に設けた貫通孔３７を備えた離型フィルム用の狭持部材１２天面とで離型フィルム７を当接して狭持するように構成される。この狭持部材１２に付設されるものとして、図の垂直方向に所要複数個の取付棒３８と、狭持部材１２・取付棒３８を上下動に弾性的に摺動させるスプリング等からなる適宜な弾性部材３９とを少なくとも設けている。つまり、図１（２）に示す型開き状態では、下型３に設けた狭持部材１２天面が上方に突出した状態で、且つ、弾性部材３９が復元した状態で待機すると共に、中間型４と下型３とを型締めすると、狭持部材１２・取付棒３８が一体となって下動すると略同時に、弾性部材３９も縮んだ状態になるように構成される。
次に、中間型４と下型３の狭持部材１２とで離型フィルム７を狭持した状態で、さらに中間型４と狭持部材１２とを一体で下動すると、図２（１）に示すように、狭持部材１２に狭持されない貫通孔３７部分の離型フィルム７が、キャビティ部材２０天面の基板当接部位４０に当接するように構成されている。このキャビティ部材２０は、下型キャビティ面５を備えた凸所３３の外周囲に嵌入され且つ凸所３３部分を開口して構成される。
このキャビティ部材２０の断面形状は、図例のとおり、Ｌ字形状をしている。当該部材２０におけるＬ字形状の垂直部分には、主に、離型フィルム７を介して基板外周部２６を当接する基板当接部位４０と、下型キャビティ面５の外周囲に配置され且つ下型キャビティ面５と下型キャビティ底面を形成するキャビティ外周面２２と、基板当接部位４０面からキャビティ外周面２２との間のキャビティ側面２３とで形成されると共に、キャビティ部材２０におけるＬ字形状の水平部分には、狭持部材１２を載置する上面と、キャビティ部材２０が下動すると下型面９と当接する下面とを形成していると共に、当該部材２０を上下動に弾性的に摺動させるスプリング等からなる適宜な弾性部材４１を下型面９よりも凹んだ部分に嵌装するように構成される。
つまり、図１（２）に示す型開き状態では、キャビティ部材２０の基板当接部位４０面およびキャビティ面２１（キャビティ外周面２２・キャビティ側面２３）が、下型キャビティ面５よりも上方に突出し且つ狭持部材１２天面よりも低い位置で待機し、且つ、弾性部材４１が復元した状態で待機すると共に、中間型４と下型３とが嵌装して型締めする図５（２）に示す状態になると、キャビティ部材２０における水平部分の上面と狭持部材１２の底面、および、キャビティ部材における水平部分の下面と下型面９が下動して当接して、弾性部材４１が最も縮んだ状態になるように構成される。
このことからも、キャビティ部材２０のキャビティ面２１（キャビティ外周面２２とキャビティ外周面２３）と、凸所３３天面の下型キャビティ面５とから構成されるものが、キャビティ全面５・２１を構成している。
次に、中間型４と下型３の狭持部材１２とで離型フィルム７を狭持した状態で、さらに中間型４と狭持部材１２とを一体で下動すると、図２（２）に示す状態を経て、図３（１）に示す状態が、中間型４と下型３とが嵌装して型締めして、キャビティ空間部６を形成する状態である。そして、狭持部材１２の底面とキャビティ部材２０の水平部分の上面とが当接するように構成される。このとき、キャビティ部材２０の水平部分の下面と下型面９とは離間した状態であって、当該部材２０の弾性部材４１も復元した状態である。
また、図３（１）に示すように、キャビティ全面５・２１に離型フィルム７を被覆し且つ離型フィルム７を確実にフィットさせるわけだが、キャビティ部材２０の基板当接部位４０面より低くなるまで、狭持部材１２天面が離型フィルム７を中間型４と狭持した状態で下動すると、狭持されない基板当接部位４０内の離型フィルム７が、金型１の加熱状態で離型フィルム７が伸張することもあいまって、伸張した離型フィルム７がキャビティ全面５・２１の形状にフィットして、少なくとも下型キャビティ面５に形成されたレンズ形状の曲面部３１に対応して形成された特有の曲面形状にも確実にフィットすることができるように構成される。
従って、キャビティ全面５・２１の形状に沿って、離型フィルム７を効率良く被覆し且つ確実にフィットさせているので、高密度な樹脂材料（透光性樹脂１７）を用いても型面に付着することなく効率良く離型することができるように構成される。
この離型フィルム７を確実にフィットさせるために、好ましくは、下型キャビティ面５を形成する凸所３３、および／または、キャビティ部材２０のキャビティ面２１を形成する部位に、離型フィルム７を強制的に吸引する適宜なフィルム吸着固定手段（図示なし）を設ける構成にしてもよい。この場合であれば、吸着固定する対象が基板１５でなく離型フィルム７ではあるが、前述した基板装着固定手段３４における基板吸着固定方式とほぼ同様の手段にて構成してもよい。
このフィルム装着固定手段で、少なくとも下型面９の所定位置（下型キャビティ面５）に離型フィルム７を強制的に吸引して吸着固定することができるように構成される。そして、光電子部品２８（成形品）を樹脂封止後に中間型４と下型３とを型開きして下型３のみを下動する図５（３）に示す状態になると、吸引排出作用と同様の経路を用いて、硬化された封止成形体２５（硬化樹脂１９）部分を離型フィルム７を介して、下型面９から光電子部品２８（成形品）を離型するための圧送作用も併用できるように構成される。この場合であれば、基板１５の大型化・薄型化に伴って、従来のエジェクタピン等の突き出し部材を用いずに、圧送して離型することにより、硬化した封止成形体２５部分をより一層損傷しないように効率良く離型することができると共に、この透光性樹脂１７における硬化樹脂１９は高温時の硬度が低いことから、硬化樹脂１９を金型１から離型する際に、金型１の型面に付着しやすくなるが、フィットしたフィルム皺のない離型フィルム７によって硬化樹脂１９部分を効率良く離型することができるように構成される。
さらに、離型フィルム７をフィットさせるために、好ましくは、キャビティ全面５・２１に被覆される離型フィルム７に、特に、特有の曲面形状に対してエアブローするエアブロー機構４２を設ける構成にしてもよい（図２（２）参照。）。このエアブロー機構４２によれば、より一層キャビティ全面（下型キャビティ面５・キャビティ面２１）の形状に沿って、伸張した離型フィルム７をフィットさせることができるように構成される。
従って、離型フィルム７を確実にフィットさせるために、前述した方法を適宜に組み合わせることにより、基板１５に装着された様々な光素子１６に対応する様々な特有の曲面形状を含む任意の形状で形成されたキャビティ（下型キャビティ面５）に離型フィルム７を効率良く被覆でき且つ確実にフィットすることができるように構成される。
このことからも、図２（１）に示す状態から図３（１）に示すキャビティ空間部６を形成する状態において、キャビティ全面５・２１の形状に沿って確実にフィットさせることができる離型フィルム７とは、金型１全体を加熱状態にて柔軟に伸張することに加えて、耐熱性、耐久性に優れているものであって、離型フィルム７を様々なキャビティ（下型キャビティ面５）の形状、例えば、特有の曲面形状、その他の任意の形状であっても、離型フィルム７を上方に移動しないように構成されると共に、キャビティに被覆された離型フィルム７にフィルム皺を発生させることなく、特に、レンズ形状の曲面部３１における離型フィルム７の凹凸を効率良く防止して、樹脂封止後の光電子部品２８（成形品）および個々の光電子部品３０（製品）のレンズ面を鏡面状態に確保できるように構成される。
ここで、本発明に係わる光素子１６の樹脂封止成形方法について、図１乃至図５を用いて、以下に段階的に説明する。
まず、図１（２）に示すように、上型２と下型３と中間型４（金型１）が型開きした状態では、つまり、下型キャビティ面５の上面（下型面９）側と中間型４の下面（下型側金型面１１）側とに離型フィルム７を張設する。
次に、図３（１）に示すように、離型フィルム７を下型側金型面１１に当接した状態で中間型４の下型側金型面１１と狭持部材１２天面とで離型フィルム７を狭持した状態で、中間型４が狭持部材１２と一体となって下動すると、図２（２）の状態を経て、狭持部材１２の底面とキャビティ部材２０の水平部分の上面とが当接すると略同時に、狭持されない中間型４の金型貫通孔３６（狭持部材１２の貫通孔３７）にある伸張した状態の離型フィルム７を、少なくとも下型キャビティ面５とキャビティ面２１（キャビティ外周面２２・キャビティ側面２３）とを含むキャビティ全面５・２１に形状に沿って、確実にフィットすることによりキャビティ空間部６を形成する。
次に、図３（２）に示すように、一体型の搬送手段４３において、上型面８側では封止成形体２５部分を下方に向けた封止前基板２４と、下型キャビティ面５側には所要量の透光性樹脂１７とを、各別に且つ略同時的に、金型１内（上型２と中下型３・４との間）に供給する。この一体型の搬送手段４３にかえて、基板１５と透光性樹脂１７とを夫々の搬送手段で各別に供給してもよく、前述したエアブロー機構４２を一体型の搬送手段４３に備えた構成にしてもよい。
次に、図４（１）に示すように、封止前基板２４の非装着面２７を上型面８の所定位置に基板装着固定手段３４にて確実に装着固定すると共に、キャビティ空間部６に供給された所要量の透光性樹脂１７について、好ましくは、金型１全体が加熱溶融化するのに必要な所定温度近傍まで加熱する。
ここまでの図１（２）乃至図４（１）に示す実施方法において、封止前基板２４の上型面８への装着固定、キャビティ空間部６の形成、金型１全体の予備加熱、或いは、キャビティ空間部６への透光性樹脂１７の供給等における実施順序については、後述する図４（２）に示す真空引き工程までに実施できれば、適宜に変更することができる。
次に、図４（２）に示すように、キャビティ空間部６内に透光性樹脂１７を供給した状態で、上型２と中下型３・４とを嵌装させて中間型締め状態となる、つまりは、上型面８に形成されたシール部材１３に上型側金型面１０が当接してシール部材１３がつぶれ状態となって、少なくとも、キャビティ空間部６を外気遮断状態となる外気遮断空間部１４が形成すると略同時に、真空引き機構に連絡する吸引排出孔３５で強制的に空気を吸引排出する（図例の破線矢印部分）。なお、キャビティ空間部６内の透光性樹脂１７は、図４（２）に示す状態で溶融化していなくても、図５（１）に示す状態までに溶融化していれば、適宜に変更して実施できる。また、金型１の真空引き工程においては、中間型締め状態（図４（２）参照。）で実施するようにしているが、中間型締め状態と完全型締め状態（図５（２）参照。）とを断続的に停止させて実施するか、もしくは、金型１を停止させることなく、前述した中間型締め状態の位置から完全型締め状態の位置に至るまでの間、型締めの速度（金型１の型締め速度）を遅くしながら連続的に行うように適宜に変更して実施できる。
次に、図５（１）に示すように、上型２と中下型３・４とをさらに嵌装させて中下型３・４を一体として上動することにより、キャビティ空間部６の基板当接部位４０面が、封止前基板２４の基板外周部２６に離型フィルム７を介して当接する。このとき、キャビティ空間部６の溶融樹脂１８に、この場合、光素子１６部分の所要箇所が浸漬される。このとき、キャビティ空間部６に被覆した離型フィルム７は溶融樹脂１８によって、キャビティ部材２０のキャビティ面２１を構成するキャビティ外周面２２とキャビティ側面２３とに、フィルム皺を発生することなく、より一層、キャビティ面２１の形状に沿って効率良く被覆され且つ確実にフィットする。ならびに、下型キャビティ面５の離型フィルム７においても、溶融樹脂１８によって、より一層フィルム皺を発生することなく、凹凸を形成することなく、下型キャビティ面５の特有の曲面形状に沿って確実にフィットする。
このことから、キャビティ空間部６における突出した基板当接部位４０部分で基板外周部２６を確実に当接するので、図５（２）に示す完全型締め状態で、溶融樹脂１８が封止成形体２５部分に完全に封止成形したとしても、基板外周部２６上に溶融樹脂１８が漏出することを効率良く防止することができる。
次に、図５（２）に示すように、図５（１）に示す封止前基板２４を当接した状態から、中下型３・４がさらに嵌装して下型３（凸所３３部分）のみが上動すると、下型キャビティ面５がキャビティ外周面２２と略同一平面上となり、完全に封止成形体２５部分が樹脂封止成形される。
この図５（２）に示す状態が、狭持部材１２とキャビティ部材２０とが当接状態のままで、一体となって両部材１２・２０が下動して、キャビティ部材２０の水平部分の下面と下型面９とが当接すると共に、下型２に設けた各弾性部材３９・４１が最も縮んだ状態となる、つまり、金型１（三型２・３・４）の完全型締め状態となる。
なお、金型１の完全型締め状態は、キャビティ空間部６底面を形成する下型キャビティ面５とキャビティ外周面２２とを略同一平面上で実施するように説明しているが、様々な基板１５に対応して、キャビティ空間部６で樹脂量を調整することができるように、例えば、キャビティ外周面２２よりも下型キャビティ面５を図の垂直方向に高い位置、或いは、低い位置に適宜設定することで、封止成形体２５の厚み、この場合、封止成形体２５の平面部３２の厚みを任意に変更する構成にしてもよい。
例えば、平面部３２の厚みを完全になくすのであれば、キャビティ空間部６内に透光性樹脂１７を供給する際には、キャビティ空間部６内全体に透光性樹脂１７を供給するのではなく、該曲面形状の当該空間部６部分のみに、所要量の透光性樹脂１７を供給することができるように構成されている。
そして、従来のトランスファー成形での樹脂成形圧力と同じか、或いは、低い樹脂成形圧力で、適宜に変更して実施できる。この場合、下型３の凸所３３天面である下型キャビティ面５に被覆された離型フィルム７を介して型締め圧力をモニタリングできるように圧力センサー等の測定機器（図示なし）を凸所３３部分に埋設する構成にしてもよい。
また、真空引きを解除するタイミングは、中間型締め状態（図４（２）参照。）から完全型締め状態（図５（２）参照。）になるまでの間で、適宜に変更して実施できる。この場合において、好ましくは、図５（２）に示す完全型締め状態である樹脂封止完了まで真空引きを継続して、樹脂封止完了後に解除する。
従って、金型１を弾性的に支受して水平状態を保持するので、金型１を各プレス手段のみで上下動するための型締め時の各金型面８乃至１１が合致する際の衝撃を和らげることができると共に、従来のトランスファーレス成形の三型構造の金型において、離型フィルム７が特有の曲面形状で形成されたキャビティの形状に沿ってうまく被覆されないこと、キャビティ全面に離型フィルムが被覆されていないこと等による樹脂成形上の問題を効率良く解決することができる。
次に、図示していないが、金型１を図５（２）に示す完全型締め状態を保持しながら、封止成形体２５部分の溶融樹脂１８を硬化するための所要時間経過後に、硬化した封止成形体２５（硬化樹脂１９）が形成されて、最終的に、光電子部品２８（成形品）を完成させる（図１（１）参照。）。
次に、樹脂封止成形された光電子部品２８（成形品）を金型１および離型フィルム７から離型するために、図５（２）の示す完全型締め状態から図５（１）の状態へ移行する、つまり、図５（３）に示すように、中下型３・４が型開きして下型３（凸所３３部分）のみが下動すると、下型キャビティ面５がキャビティ外周面２２より下動して低い位置に戻ると、硬化樹脂１９部分に被覆された離型フィルム７と下型キャビティ面５との間に隙間ができて、離型フィルムを７介して下型キャビティ面５から光電子部品２８（成形品）を離型する。
次に、図示していないが、光電子部品２８（成形品）が下型面１９の所定位置（下型キャビティ面５）から離型した状態で、上型２と中下型３・４とがさらに型開きすると共に、光電子部品（成形品）を金型１外へ取り出すために、上型面８の所定位置に装着固定された光電子部品２８（成形品）を、３（２）に示す状態とほぼ同様に、上型２と中下型３・４とが型開きした状態で、一体型の搬送手段４３にて上型面８の所定位置から光電子部品２８（成形品）を取り出す。このとき、一体型の搬送手段４３が金型１外から退出する際に、適宜なクリーニング機構（図示なし）にて使用済の離型フィルム７をクリーニングすることにより、金型１内外をクリーンな状態に維持させて、光電子部品２８（成形品）の品質レベルをより一層向上させるようにしてもよい。なお、封止前基板２４および透光性樹脂１７と光電子部品２８（成形品）とを、同一の搬送手段４３、或いは、各別の搬送手段４３であるメカチャック搬送機構やロボットアーム搬送機構等を用いて実施する。
以上のような一連の樹脂封止工程を経て、封止前基板２４を光電子部品２８（成形品）に樹脂封止成形することができる。当然のことながら、この一連の樹脂封止工程を連続的、或いは、断続的に、稼動・停止させることを、適宜に変更して実施できる。
以上のことからも、本発明に係わる光素子１６の樹脂封止成形方法によれば、様々な基板１５に装着された光素子１６を、金型１（三型２・３・４）と透光性樹脂１７（高密度な樹脂材料も含む）および光電子部品２８（成形品）と金型１との離型性が格段に向上する離型フィルム成形の長所、一方、様々な透光性樹脂１７を加熱溶融化する際に発生するボイド（気泡）を防止する真空引き成形の長所を生かすことによって、様々な基板１５・透光性樹脂１７であっても効率良く樹脂封止成形することが実現可能となると共に、樹脂封止成形する際に、離型フィルム７がキャビティ全面５・２１の形状に沿って効率良く被覆し且つ確実にフィットすることができる。
なお、本実施形態においては、固定された上型２と上下方向に嵌装自在な中間型４と下型３とから成る金型１構造で説明したが、可動させる金型１を任意に変更させて実施することもできる。また、上型２ではシール部材１３、基板装着固定手段３４、吸引排出孔３５、および、中間型４では金型貫通孔３６、および、下型３では狭持部材１２（取付棒３８・弾性部材３９を含む）、キャビティ部材２０（弾性部材４１を含む）を含む構成にて、上型面８の所定位置に基板１５を装着固定させ、且つ、キャビティ空間部６におけるキャビティ全面５・２１に離型フィルム７を被覆するように説明したが、基板１５や離型フィルム７の装着固定を満足させるのであれば、適宜に各手段・各機構・各部材の形状・配置・数量等の構成要件を変更させて対応することも可能である。
また、顆粒状樹脂である透光性樹脂１７にて封止成形する構成にて説明してきたが、顆粒状樹脂ではなく液状樹脂・粉末状樹脂、或いは、粉末よりも粒径が大きく顆粒よりも粒径の小さい微粒状樹脂を採用して実施することも適宜可能である。
また、光素子１６のみを樹脂封止する構成にて説明してきたが、ワイヤで基板１５と光素子１６をワイヤボンディングするワイヤボンディング基板、ワイヤの無いバンプを介して光素子１６と接続するフリップチップ基板、或いは、ウェーハ基板等においても前述の樹脂封止成形を適応することは可能である。
図１（１）・（２）は、対象となる光素子を装着した基板の断面図および側面図と、本発明に係わる樹脂封止成形方法を実施するために用いる金型の断面図を示す。 図２（１）・（２）は、図１（２）の前記金型要部の断面図であって、下型と中間型とが嵌装して離型フィルムを狭持した状態を示す。 図３（１）・（２）は、図１（２）の前記金型要部の断面図であって、下型と中間型とが嵌装してキャビティ空間部を段階的に形成した状態を示す。 図４（１）・（２）は、図１（２）の前記金型要部の断面図であって、基板と樹脂材料とを前記金型内に供給した状態で、さらに真空引きを行う状態を示す。 図５（１）・（２）・（３）は、図１（２）の前記金型要部の断面図であって、上型と中下型とが型締め（完全型締め含む）して光素子を溶融樹脂にて樹脂封止成形する状態および樹脂封止後の形成された光電子部品（成形品）を離型する状態を示す。
符号の説明
１ 樹脂封止成形用金型（三型）
２ 上型
３ 下型
４ 中間型
５ 下型キャビティ面
６ キャビティ空間部
７ 離型フィルム
８ 上型面
９ 下型面
１０ 上型側金型面
１１ 下型側金型面
１２ 狭持部材
１３ シール部材
１４ 外気遮断空間部
１５ 基板
１６ 光素子
１７ 透光性樹脂（樹脂材料）
１８ 溶融樹脂
１９ 硬化樹脂
２０ キャビティ部材
２１ キャビティ面
２２ キャビティ外周面
２３ キャビティ側面
２４ 封止前基板
２５ 封止成形体
２６ 基板外周部
２７ 非装着面
２８ 光電子部品（成形品）
２９ 切断部位（切断仮想線）
３０ 個々の光電子部品（製品）
３１ 曲面部
３２ 平面部
３３ 凸所
３４ 基板装着固定手段
３５ 吸引排出孔
３６ 金型貫通孔
３７ 貫通孔
３８ 取付棒
３９・４１ 弾性部材
４０ 基板当接部位
４２ エアブロー機構
４３ 搬送手段

Claims (3)

  1. 上型と該上型に対向配置した下型と前記上型と下型との間に配置した中間型との三型の構成を備えた樹脂封止成形用金型、および、少なくとも前記下型側に設けたキャビティ面を含む成形金型面の上面側と中間型の下面側とに被覆して張設する離型フィルムを用いると共に、前記した中間型と前記下型側に設けた離型フィルム用の狭持部材とで前記離型フィルムを狭持した状態で少なくとも前記下型キャビティ面を被覆し、更に、この状態で、前記上型と中間型とを型締めし、且つ、前記上型と中間型との間に外気遮断形成用のシール部材を介在させることによって、外気遮断空間部を形成して当該空間部内を真空引きした状態で、基板に装着される光素子を前記離型フィルムを被覆して形成されたキャビティ空間部内に嵌入させ、且つ、前記キャビティ空間部内に供給した加熱溶融化された樹脂材料にて前記光素子を封止成形する光素子の樹脂封止成形方法であって、
    前記離型フィルムを前記成形金型面に被覆する際に、前記下型と中間型とを上下方向へ嵌装させて、前記下型キャビティ面の上面側と中間型の下面側とに前記離型フィルムを張設し、更に、この状態で、前記下型キャビティ面の外周囲となる該下型と中間型との間にキャビティ部材を嵌入させることによって、少なくとも前記した下型キャビティ面とキャビティ部材により構成されるキャビティ面とを含むキャビティ全面の形状に沿って、前記離型フィルムをフィットさせることを特徴とする光素子の樹脂封止成形方法。
  2. 前記離型フィルムをフィットさせる際に、少なくとも前記下型キャビティ面に被覆させる離型フィルムを強制的に吸引することを特徴とする請求項１に記載の光素子の樹脂封止成形方法。
  3. 前記離型フィルムをフィットさせる際に、少なくとも前記下型キャビティ面に被覆させる離型フィルムにエアブローすることを特徴とする請求項１および／または請求項２に記載の光素子の樹脂封止成形方法。
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