JP2007189116A - 光素子の樹脂封止成形方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明者は、基板の大型化や光素子の極薄化の近年の傾向のみにとらわれず、レンズ部分の厚みを薄型化することを実現可能にすることができないかを検証し、且つ、従来の技術の問題点をも効率良く克服させる、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。
【解決手段】本発明に係わる光素子２の樹脂封止成形方法によれば、基板１に成形される透光性樹脂成形体１１における複数の光素子２に対応して、この場合、フレネルレンズを採用することにより、レンズ部分の厚みを薄型化し、この薄型化されたレンズ部分と光素子部分とを樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形して一体成形を行うものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に搭載された複数の光素子を樹脂封止成形用金型に透光性樹脂を供給することにより、複数の光素子を封止成形する光素子の樹脂封止成形方法の改良に関する。
従来の光素子の樹脂封止成形方法には、一枚の基板上に複数の光素子（ＬＥＤチップ）をダイボンディングし、基板とＬＥＤチップとの電極同士を、ワイヤを使用してワイヤボンディングする。次に、例えば、トランスファモールド法によって、基板上におけるＬＥＤチップおよびワイヤをエポキシ樹脂からなる透光性樹脂にて封止を行った後、切断ラインに沿って切断する。この切断工程によって、個別のチップ型ＬＥＤ（半製品）を完成させることが一般的に行われる（例えば、特許文献１参照）。
また、前述した特許文献１に示されるチップ型ＬＥＤ（半製品）の樹脂封止部と同様に、基板（リードフレーム）上の発光ダイオードペレット（ＬＥＤチップ）を、例えば、トランスファモールド法によって、樹脂封止して四角形の平面形状を有する光電変換素子基体（樹脂封止部）である半製品を成形させる。これに加えて、その基体上に、平面視して四角形の平板状部分と凸状のレンズ部分を、例えば、インジェクションモールド法、すなわち射出成型法によって透明性樹板（レンズ板）を形成し、最終的に、光電変換素子気体（半製品）と透明樹脂板（レンズ板）とを装着させて、レンズ付の透明樹脂板である光電子部品（製品）を完成させることが一般的に行われる（例えば、特許文献２参照）。
つまり、チップ型ＬＥＤ、または、光電変換素子基体である半製品を樹脂封止する成形方法として、トランスファモールド法を採用する一方、凸状のレンズ部分を有する透明性樹板であるレンズ板を樹脂封止する成形方法として、射出成型法を採用するものである。
特開平８−７８７３２号公報（第３頁、図５） 特開平４−３４８０８８号公報（第２頁−第３頁、図１−図３）
ところで、近年における基板の種類やボンディングの有無・方式の如何を問わず、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傾向にある。また、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（マトリックス型）の基板に搭載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いる。
そこで、本発明者は、従来の技術による以下の問題点に着目した。
第一に、トランスファモールド法、ならびに、射出成型法では、樹脂封止成形用金型を、トランスファ用金型と射出成型用金型とを個別に所有する必要があること。そして、両金型で成形された半製品とレンズ板とを装着させる別の何らかの装着機構を備える組立装置を更に所有する必要があること。すなわち、製造現場における大規模な設置スペースの確保、あるいは、各装置における夫々に対して、オペレーションやメンテナンスすること等の作業量が増大する問題が発生する点である。
第二に、透光性樹脂を前記した両金型（キャビティ）へ注入充填するために、樹脂通路（カル・ランナ・ゲート・スプル等）を両金型に夫々形成するが、前記した樹脂通路を介して両キャビティに当該樹脂を夫々万遍無く行き渡らせることは非常に困難な点である。
第三に、前記したレンズ板における凸状のレンズ部分は、光素子が放射する光を透過する重要な部位である。この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る。これに加えて、レンズ板の品質劣化を招く点である。
従って、本発明者は、基板の大型化や光素子の極薄化の近年の傾向のみにとらわれず、レンズ板自体の厚みも薄型化できないかを検証し、且つ、従来の技術の問題点をも効率良く克服させる、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、上述の課題を解決するために、本発明に係る請求項１に記載の光素子の樹脂封止成形方法は、基板１に搭載された所要複数個の光素子２を樹脂封止成形用金型に透光性樹脂８を供給することにより所要複数個の光素子２を封止成形する光素子２の樹脂封止成形方法であって、
所要複数個の光素子２を嵌入させる金型の一方５側に形成されたキャビティ形成面６、ならびに、所要複数個の光素子２に対応してレンズの形状を夫々形成されたレンズ形成部７を備えるとともに、レンズ形成部７を有するキャビティ形成面６に透光性樹脂８を供給した状態で、且つ、基板１を金型における他方４側に供給セットした状態で、金型を型締めし、更に、この状態で、透光性樹脂８を加熱溶融化して所要複数個の光素子２を浸漬内包させるのと略同時に、加熱溶融化された透光性樹脂８（９）がレンズ形成部７の形状に沿って万遍無く行き渡らせて、所要複数個の光素子２を一括して圧縮成形させることにより、所要複数個の光素子２に対応して夫々形成されたレンズ、ならびに、所要複数個の光素子２を一体成形するように設定されていることを特徴とする。
また、本発明に係る請求項２に記載の光素子の樹脂封止成形方法は、基板１に搭載された所要複数個の光素子２を樹脂封止成形用金型に透光性樹脂８を供給することにより所要複数個の光素子２を封止成形する光素子２の樹脂封止成形方法であって、
所要複数個の光素子２を嵌入させる金型の一方５側に形成されたキャビティ形成面１８に透光性樹脂８を供給した状態で、且つ、基板１を金型における他方４側に供給セットした状態で、金型を型締めし、更に、この状態で、透光性樹脂８を加熱溶融化して所要複数個の光素子２を浸漬内包させることにより、所要複数個の光素子２を一括して圧縮成形する一次モールド工程と、
一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体１９における所要複数個の光素子２に対応して、レンズの形状を金型とは別の金型における一方２３側に夫々形成されたレンズ形成面２４に別の透光性樹脂２１を供給し、且つ、硬化した透光性樹脂成形体１９を成形した基板１を別の金型における他方２２側に供給セットした状態で、別の金型を型締めし、更に、この状態で、硬化した透光性樹脂成形体１９が別の透光性樹脂２１を加圧し且つ加熱溶融化するとともに、加圧し且つ加熱溶融化された別の透光性樹脂２１がフレネルレンズの形状に万遍無く行き渡らせて、一括してレンズを圧縮成形する二次モールド工程と、を行い、
更に、一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体１９に対して、二次モールド工程にて成形されたレンズが二次モールド工程時に圧着させることにより、所要複数個の光素子２に対応して夫々形成されたレンズ、ならびに、所要複数個の光素子２を一体成形するように設定されていることを特徴とする。
なお、前記した符号は、説明の便宜上付したものであり、本発明を図面に示される実施の形態に限定するものではない。
本発明は、複数の光素子に対応して、樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型を採用して圧縮成形する、すなわちレンズ部分を含む透光性樹脂成形体（光素子部分）を金型にて効率良く一体成形することができるので、当該金型にて生産される光電子部品（製品）の生産効率を格段に向上させることができる、光素子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２の樹脂封止成形方法によれば、基板１に成形される透光性樹脂成形体１１における複数の光素子２に対応して、該レンズ部分の厚みを薄型化し、この薄型化されたレンズ部分と光素子部分とを樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形して一体成形を行うものである。
本発明の実施例１について、図１を参照して説明する。図１（１）から図１（４）は、本実施例に係る光素子の樹脂封止成形方法を工程順に示す概略断面図であり、図１（５）および図１（６）は、光電子部品（製品）を完成させる工程順に示す概略断面図である。
以下の説明では、光素子としてＬＥＤチップを、光電子部品としてＬＥＤパッケージを、夫々例に挙げて説明する。
なお、ＬＥＤチップに限らず、受けた光を電気的信号に変換する受光素子、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）、固体撮像素子等のチップに対して本発明を適用することができる。そして、受けた電気的信号に応じて発光する発光素子、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）等のチップに対して本発明を適用することができる。加えて、光通信に使用されるモジュールに対して本発明を適用することができる。すなわち、光素子に対して本発明を適用することができる。
本実施例１に係る光素子の樹脂封止成形方法によれば、まず、図１（１）に示すように、基板１上に所要複数個の光素子（チップ２）を搭載し、ワイヤ３を使用して各チップ２に対応してワイヤボンディングを行う。そして、相対向する上型４（他方の型）と下型５（一方の型）との二型構造を備える樹脂封止成形用金型、すなわちトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型を準備する。ここで、下型５にはキャビティ形成面６が形成されており、そのキャビティ形成面６には、所要複数個のチップ２に対応してレンズ、この場合、フレネルレンズの形状を夫々形成されたフレネルレンズ用のレンズ形成部７を備えている。そして、上型４には、図１（１）に示すように、吸着・狭持などの基板装着手段を個々に、あるいは共用することによって基板１を固定する。また、キャビティ形成面６には、図１（１）に示すように、透光性を有する熱硬化性樹脂（透光性樹脂８）からなる所定量の粒状の樹脂材料を供給する。
つまり、基板１に搭載された複数のチップ２に対応してレンズ、この場合、フレネルレンズを採用することにより、該レンズ部分の厚みを薄型化し、この薄型化されたレンズ部分と光素子部分とを樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形して一体成形を行うものである。
その他のレンズ形成部としては、例えば、図４（１）および図４（２）に示すように、図４（１）では、小さなマイクロレンズが凝集した一のレンズ形成部３６、あるいは、図４（２）では、三角錘の突起が凝集した一のレンズ形成部３７を採用することもできる。
つまり、図１（１）に対応する下型５のレンズ形成部７において、その他の一のレンズ形成部３６・３７を上方から見た概略平面図として、図４（１）および図４（２）にて夫々示している。
また、チップ２を搭載した基板１とは、ワイヤボンディング基板の他に、フリップチップ基板、あるいは、ウェーハ基板等のウェーハレベルパッケージ、等が採用することできる。そして、基板１の形状については、円形状あるいは多角形状等の任意の形状のもの、基板１の材質については、任意の金属製リードフレームやＰＣボートと呼ばれる任意のプラスチック・セラミック・ガラス・その他の材質等のプリント回路板、等を採用することができる。一方、透光性樹脂８は、チップ２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、透光性を有する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、液状樹脂、あるいは、シート状樹脂を採用することができる。
また、金型は、上下両型４・５（二型構造）ではなく、例えば、上下両型４・５間にさらに中間型（図示なし）を設ける三型構造、あるいは、三型以上の金型構造にも実施することができる。
次に、図１（２）に示すように、透光性樹脂８を加熱し溶融化させてレンズ形成部７を含むキャビティ形成面６に溶融樹脂９を形成するとともに、上型４と下型５とを中間型締めする。
すなわち、図示していないが、上型４の外側方周囲には、円筒形・角筒形等の環状形にて構成された上型側外気遮断部材（シール機構）が上型４を囲った状態で設けるとともに、下型５の外側方周囲には円筒形・角筒形等の環状形にて構成された下型側外気遮断部材（シール機構）が下型５を囲った状態で設ける。
また、上下両型４・５の型締時に、上型側および下型側外気遮断部材両者は、両外気遮断部材における夫々の先端部側に設けられたＰ．Ｌ面にて接合するとともに、上型側外気遮断部材の Ｐ．Ｌ面（接触面）に、例えば、伸縮自在の耐熱性ゴム等から成るチューブ状の中空シール部材を設ける。
つまり、図１（２）に示す上下両型４・５の中間型締時に、中空シール部材を膨張させることにより、該膨張中空シール部材は上型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面から突出した状態となるとともに、膨張中空シール部材を下型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面に当接することにより、少なくとも上下両型４・５における少なくとも型内空間部の内部の空気等を強制的に吸引排出することができる。なお、中空シール部材に換えて、Ｏリング等のシール部材を採用することができるとともに、上下両型４・５の外側方周囲でなく、上下両型４・５の型面に、中空シール部材、あるいは、シール部材を設けることもできる。
従って、金型の型内空間部に外気遮断空間部１０を形成するとともに、該空間部１０から透光性樹脂８（溶融樹脂９）のボイド（気泡）を強制的に吸引排出し、レンズ内部、ならびに、光素子部分におけるボイド（気泡）を抑制することができる。
ここで、透光性樹脂８を加熱するには、少なくとも下型５に設けられた、例えば、カートリッジヒータ・フレキシブルヒータ等の加熱手段（図示なし）を使用する。また、ヒータに換えて、またはヒータに加えて、上型４と下型５との間に夫々挿入された接触式の加熱板や非接触式のハロゲンランプ等を使用してもよい。
次に、図１（３）に示すように、上型４と下型５とを完全に型締めするとともに、溶融樹脂９にて各チップ２・ワイヤ３（光素子部分）を浸漬内包して一括にて圧縮成形する。この場合、キャビティ形成面６は、下型５と一体構造となっているが、レンズ形成部７の型面を分割構造とし、摺動自在にして効率良く圧縮成形することもできる。
また、基板１を金型が狭持する状態で、完全型締め状態としているが、上下両型４・５のいずれか一方の型面に基板１を収容セットするセット用凹所（図示なし）を形成することもできる。
次に、図１（４）に示すように、溶融樹脂９を硬化させて硬化樹脂からなる透光性樹脂成形体１１を形成するとともに、全体基板１と透光性樹脂成形体１１とを有する中間体１２を形成し、その後に、下型５（図示なし）を下動させて上型４と型開きする。この透光性樹脂成形体１１は、全体基板１において各チップ２を一括して封止する封止用全体部材として機能する。ここまでの工程により、圧縮成形を使用して、中間体１２を一括して一体成形したことになる。
次に、図１（５）に示すように、中間体１２を、ブレード切断法、ウォータジェット切断法、レーザ切断法等の切断手段（図示なし）を使用し、中間体１２において仮想的に設けられたダイシングライン１３に沿って、中間体１２を切断する。これによって、中間体１２を各領域（この場合、各チップ２）単位に分離して個片化する。
ここまでの工程により、図１（６）に示される本実施例１に係る光電子部品１４（ＬＥＤパッケージ）となる個々の製品が完成する。この光電子部品１４は、全体基板１が個片化された基板１７と、基板１７の上面に装着されたチップ２と、レンズ状、この場合フレネルレンズ状の透光部１５を有するとともに、チップ２を封止する透光性部材、すなわちレンズ部材１６とを備えている。
以上説明したように、本実施例１に係わる光素子（チップ２）の樹脂封止成形方法とは、基板１に搭載された所要複数個のチップ２を嵌入させる下型５に形成されたキャビティ形成面６、ならびに、所要複数個のチップ２に対応してレンズ、この場合、フレネルレンズを夫々形成されたレンズ形成部７を備えるとともに、レンズ形成部７を有するキャビティ形成面６に透光性樹脂８を供給した状態で、且つ、基板１を上型４に供給セットした状態で、金型を型締めし、更に、この状態で、透光性樹脂８を加熱溶融化してチップ２を浸漬内包させるのと略同時に、加熱溶融化された透光性樹脂８（溶融樹脂９）がレンズ形成部７の形状に沿って万遍無く行き渡らせることにより、所要複数個のチップ２を一括して圧縮成形するものである。
また、フレネルレンズ用のレンズ形成部７に換えて、小さなマイクロレンズが凝集した一のレンズ形成部３６を所要複数個形成したもの、あるいは、三角錘の突起が凝集した一のレンズ形成部３７を所要複数個形成したものを採用することも可能である。
この本実施例１によれば、従来の技術による問題点を克服する、すなわち、第一には、トランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形するモールド装置のみを使用するので、製造現場における設置スペースの省力化、ならびに、オペレーションやメンテナンスすること等の作業量が格段に削減できる。第二には、様々な透光性樹脂８を採用しても、キャビティ形成面６におけるレンズ形成部７のような特異な形状においても、樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型に浸漬内包させるので、当該樹脂８を効率良く万遍無く行き渡らせることができる。第三には、金型の型内空間部に外気遮断空間部１０を形成し、該空間部１０から透光性樹脂８（溶融樹脂９）のボイド（気泡）を強制的に吸引排出するので、レンズ内部、ならびに、光素子部分におけるボイド（気泡）を効率良く防止することができる。
本発明の実施例２について、図２および図３を参照して説明する。図２（１）から図３（４）は、本実施例に係る光素子の樹脂封止成形方法を工程順に示す概略断面図であり、図３（５）および図３（６）は、光電子部品（製品）を完成させる工程順に示す概略断面図である。
以下に示す図２および図３においても、前述した図１に示された構成要素に対して同一の構成要素については、同一の符号を付す。また、以下の説明では、光素子としてＬＥＤチップを、光電子部品としてＬＥＤパッケージを、夫々例に挙げて説明する。
なお、ＬＥＤチップに限らず、受けた光を電気的信号に変換する受光素子、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）、固体撮像素子等のチップに対して本発明を適用することができる。そして、受けた電気的信号に応じて発光する発光素子、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）等のチップに対して本発明を適用することができる。加えて、光通信に使用されるモジュールに対して本発明を適用することができる。すなわち、光素子に対して本発明を適用することができる。
ここで、本実施例２においては、実施例１における光素子（チップ２）に対応して夫々形成されたレンズ（この場合、フレネルレンズ）、ならびに、所要複数個のチップ２を一の金型にて一体成形するものではなく、チップ２を封止する光素子部分とレンズ状のレンズ部分とを個別に圧縮成形するものである。
つまり、実施例１と比較しても本実施例２は各工程を増やすことになるが、この場合、フレネルレンズの特異な形状部分を、迅速に且つ精度良く、すなわち、品質の優れたレンズ部分のみを個別に形成させる主意によって、まず、光素子部分を一次モールドしておき、次に、一次モールド成形した光素子部分に、別の透光性樹脂２１にて圧着することにより、フレネルレンズ状のレンズ部分を一体成形する、すなわち二次モールド（二次印刷）するものである。
本実施例２に係る光素子の樹脂封止成形方法によれば、まず、図２（１）に示すように、基板１上に所要複数個のチップ２を搭載し、ワイヤ３を使用して各チップ２に対応してワイヤボンディングを行う。そして、相対向する上型４（他方の型）と下型５（一方の型）との二型構造を備える樹脂封止成形用金型、すなわちトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型を準備する。ここで、下型５には、レンズ、この場合、フレネルレンズの形状を形成しないキャビティ形成面１８を形成する。そして、上型４には、図２（１）に示すように、吸着・狭持などの基板装着手段を個々に、あるいは共用することによって基板１を固定する。また、キャビティ形成面１８には、図２（１）に示すように、透光性を有する熱硬化性樹脂（透光性樹脂８）からなる所定量の粒状の樹脂材料を供給する。この場合、レンズ部分を有していないキャビティ形成面１８を使用しているので、透光性樹脂８においては、実施例１と比較し、同等あるいは同等よりも少ない量で対応可能である。
つまり、基板１に搭載された複数のチップ２を樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形して一次モールド成形、すなわち一次モールド工程を行うものである。
なお、チップ２を搭載した基板１とは、ワイヤボンディング基板の他に、フリップチップ基板、あるいは、ウェーハ基板等のウェーハレベルパッケージ、等が採用することできる。そして、基板１の形状については、円形状あるいは多角形状等の任意の形状のもの、基板１の材質については、任意の金属製リードフレームやＰＣボートと呼ばれる任意のプラスチック・セラミック・ガラス・その他の材質等のプリント回路板、等を採用することができる。一方、この透光性樹脂８は、チップ２を保護樹脂として機能するわけだが、例えば、透光性を有する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、液状樹脂、あるいは、シート状樹脂を採用することができる。
また、金型は、上下両型４・５（二型構造）ではなく、例えば、上下両型４・５間にさらに中間型（図示なし）を設ける三型構造、あるいは、三型以上の金型構造にも実施することができる。
次に、図２（２）に示すように、透光性樹脂８を加熱し溶融化させてキャビティ形成面１８に溶融樹脂９を形成するとともに、上型４と下型５とを中間型締めする。
すなわち、図示していないが、上型４の外側方周囲には、円筒形・角筒形等の環状形にて構成された上型側外気遮断部材（シール機構）が上型４を囲った状態で設けるとともに、下型５の外側方周囲には円筒形・角筒形等の環状形にて構成された下型側外気遮断部材（シール機構）が下型５を囲った状態で設ける。
また、上下両型４・５の型締時に、上型側および下型側外気遮断部材両者は、両外気遮断部材における夫々の先端部側に設けられたＰ．Ｌ面にて接合するとともに、上型側外気遮断部材の Ｐ．Ｌ面（接触面）に、例えば、伸縮自在の耐熱性ゴム等から成るチューブ状の中空シール部材を設ける。
つまり、図２（２）に示す上下両型４・５の中間型締時に、中空シール部材を膨張させることにより、該膨張中空シール部材は上型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面から突出した状態となるとともに、膨張中空シール部材を下型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面に当接することにより、少なくとも上下両型４・５における少なくとも型内空間部の内部の空気等を強制的に吸引排出することができる。なお、中空シール部材に換えて、Ｏリング等のシール部材を採用することができるとともに、上下両型４・５の外側方周囲でなく、上下両型４・５の型面に、中空シール部材、あるいは、シール部材を設けることもできる。
従って、金型の型内空間部に外気遮断空間部１０を形成するとともに、該空間部１０から透光性樹脂８（溶融樹脂９）のボイド（気泡）を強制的に吸引排出し、保護部材における光素子部分におけるボイド（気泡）を抑制することができる。
ここで、透光性樹脂８を加熱するには、少なくとも下型５に設けられた、例えば、カートリッジヒータ・フレキシブルヒータ等の加熱手段（図示なし）を使用する。また、ヒータに換えて、またはヒータに加えて、上型４と下型５との間に夫々挿入された接触式の加熱板や非接触式のハロゲンランプ等を使用してもよい。
次に、図２（３）に示すように、上型４と下型５とを完全に型締めするとともに、溶融樹脂９にて各チップ２・ワイヤ３（光素子部分）を浸漬内包して一括にて圧縮成形、すなわち一次モールド成形を行う。この場合、キャビティ形成面１８は、下型５と一体構造となっているが、下型５側の略水平面を分割構造とし、摺動自在にして効率良く圧縮成形することもできる。
また、基板１を金型が狭持する状態で、完全型締め状態としているが、上下両型４・５のいずれか一方の型面に基板１を収容セットするセット用凹所（図示なし）を形成することもできる。
次に、図２（４）に示すように、溶融樹脂９を硬化させて硬化樹脂からなるレンズ部分の形成されていない透光性樹脂成形体１９を形成するとともに、全体基板１と透光性樹脂成形体１９とを有する一次中間体２０を形成し、その後に、下型５（図示なし）を下動させて上型４と型開きする。この透光性樹脂成形体１９は、全体基板１において各チップ２を一括して封止する封止用全体部材として機能する。
ここまでの工程、すなわち一次モールド工程を行うことにより、圧縮成形を使用して、図２（５）に示すように、一次中間体２０を一括して成形する。
つまり、本実施例２における硬化した一次中間体２０とは、全体基板１と、基板１の上面に搭載されたチップ２と、チップ２を封止する透光性樹脂成形体１９とを備えている。
従って、各チップ２・ワイヤ３（光素子部分）を透光性樹脂８にて一次モールド成形する一次モールド工程を行うことにより、光素子部分を確実に保護することができる。
次に、図３（１）に示すように、相対向する別の上型２２（別の他方の型）と別の下型２３（別の一方の型）との二型構造を備える樹脂封止成形用金型、すなわちトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型を別に準備する。ここで、下型２３には、所要複数個のチップ２に対応してレンズ、この場合、フレネルレンズの形状を夫々形成されたフレネルレンズ用のレンズ形成面２４を備えている。このレンズ形成面２４には、フレネルレンズ状の透光形成部２５および平板状のフランジ形成部２６を有する。そして、上型２２には、図３（１）に示すように、吸着・狭持などの基板装着手段を個々に、あるいは共用することによって基板１（図２（５）に示される一次中間体２０）を固定する。
また、レンズ形成面２４には、図３（１）に示すように、透光性を有する熱硬化性樹脂（別の透光性樹脂２１）からなる所定量、好ましくは、所定量よりも多いシート状の樹脂材料を供給する。
つまり、基板１に形成された透光性樹脂成形体１９における複数のチップ２に対応してレンズ、この場合フレネルレンズを採用することにより、該レンズ部分の厚みを薄型化し、この薄型化されたレンズ部分と光素子部分とを樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形して、レンズ部分と光素子部分とを一体成形する二次モールド成形、すなわち二次モールド工程を行うものである。
ここで、その他のレンズ形成面における透光形成部としては、例えば、図４（１）および図４（２）に示すように、図４（１）では、小さなマイクロレンズが凝集した一の透光形成部３８、あるいは、図４（２）では、三角錘の突起が凝集した一の透光形成部３９を採用することも可能である。
つまり、図３（１）に対応する下型２３のレンズ形成面２４における透光形成部２５において、その他の一の透光形成部３８・３９を上方から見た概略平面図として、図４（１）および図４（２）にて夫々示している。
なお、この透光性樹脂２１は、レンズとして機能するわけだが、例えば、透光性を有するエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。また、液状樹脂を採用することもできる。この液状樹脂を採用する場合には、図２（５）に示される透光性樹脂成形体１９を形成する際に、シート状樹脂を採用する場合よりも、弾性状態の高い樹脂を採用することが好ましい。
また、金型は、上下両型２２・２３（二型構造）ではなく、例えば、上下両型２２・２３間にさらに中間型（図示なし）を設ける三型構造、あるいは、三型以上の金型構造にも実施することができる。
また、本実施例２においては、一の金型ではなく、この場合、二の金型を搭載するモールド装置を必要とする。つまり、本実施例１と比較して製造現場における設置スペースは幾分大きくなるかもしれない。しかし、従来のような別の金型を搭載する別の装置を個別に設置するのではなく、互いにモールド装置内において、二の金型を搭載するので、オペレーションやメンテナンスすること等の作業量が削減できる。この二の金型の構造として、例えば、上型４と別の上型２２とを同一の型とし、下型側を下型５と別の下型２３として個別に搭載するとともに、下型５と別の下型２３とを上型４（２２）の所定位置へ移動させるスライド方式、あるいは、二の金型を個別に並列に載置し、上下両型４・５から別の上下両型２２・２３へ、適宜な搬送手段によって、基板１を移送させるモジュール方式を採用することができる。
次に、図３（２）に示すように、透光性樹脂２１を加熱し溶融化させてレンズ形成面２４に溶融状態で形成するとともに、上型２２と下型２３とを中間型締めする。
すなわち、図示していないが、上型２２の外側方周囲には、円筒形・角筒形等の環状形にて構成された上型側外気遮断部材（シール機構）が上型２２を囲った状態で設けるとともに、下型２３の外側方周囲には円筒形・角筒形等の環状形にて構成された下型側外気遮断部材（シール機構）が下型２３を囲った状態で設ける。
また、上下両型２２・２３の型締時に、上型側および下型側外気遮断部材両者は、両外気遮断部材における夫々の先端部側に設けられたＰ．Ｌ面にて接合するとともに、上型側外気遮断部材の Ｐ．Ｌ面（接触面）に、例えば、伸縮自在の耐熱性ゴム等から成るチューブ状の中空シール部材を設ける。
つまり、図３（２）に示す上下両型２２・２３の中間型締時に、中空シール部材を膨張させることにより、該膨張中空シール部材は上型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面から突出した状態となるとともに、膨張中空シール部材を下型側外気遮断部材のＰ．Ｌ面に当接することにより、少なくとも上下両型２２・２３における少なくとも型内空間部の内部の空気等を強制的に吸引排出することができる。なお、中空シール部材に換えて、Ｏリング等のシール部材を採用することができるとともに、上下両型２２・２３の外側方周囲でなく、上下両型２２・２３の型面に、中空シール部材あるいはシール部材を設けることもできる。
従って、金型の型内空間部に外気遮断空間部２７を形成するとともに、該空間部２７から溶融状態の透光性樹脂２１のボイド（気泡）を強制的に吸引排出し、レンズ内部におけるボイド（気泡）を抑制するので、本実施例２においては、二の金型夫々において、ボイド（気泡）をより一層抑制することができる。
ここで、透光性樹脂２１を加熱するには、少なくとも下型２３に設けられた、例えば、カートリッジヒータ・フレキシブルヒータ等の加熱手段（図示なし）を使用する。また、ヒータに換えて、またはヒータに加えて、上型２２と下型２３との間に夫々挿入された接触式の加熱板や非接触式のハロゲンランプ等を使用してもよい。
次に、図３（３）に示すように、上型２２と下型２３とを完全に型締めするとともに、溶融状態の透光性樹脂２１にてレンズ、この場合フレネルレンズを透光性樹脂成形体１９に圧着することにより、一括にて圧縮成形（印刷成形）、すなわち二次モールド成形を行うものである。
この場合、レンズ形成面２４は、下型２３と一体構造となっているが、レンズ形成面２４の型面を分割構造とし、摺動自在にして効率良く圧縮成形することもできる。
また、基板１を金型が狭持する状態で、完全型締め状態としているが、上下両型２２・２３のいずれか一方の型面に基板１を収容セットするセット用凹所（図示なし）を形成することもできる。
更に、基板１に形成された透光性樹脂成形体１９に必要以上の圧着力を金型の型締時にかけたとしても、所定量よりも多い量の透光性樹脂２１によってレンズ、この場合フレネルレンズの特異な形状に対し、より一層、レンズ部分の先端部位まで樹脂を効率良く行き渡らせて、品質の良いレンズを形成することができる。このことは、光素子部分を予め一次モールド成形して保護していることに起因する。
次に、図３（４）に示すように、溶融状態の透光性樹脂２１を硬化させて硬化樹脂からなるレンズ成形体２８を形成するとともに、全体基板１と透光性樹脂成形体１９とレンズ成形体２８とを有する二次中間体２９を形成し、その後に、下型２３（図示なし）を下動させて上型２２と型開きする。このレンズ成形体２８は、全体基板１において各チップ２を一括して封止する封止用全体部材として機能せず、この場合、フレネルレンズのレンズ部分におけるレンズ部材として機能する。
ここまでの工程により、圧縮成形（一次・二次モールド成形）を使用して、二次中間体２９を一括して成形する、すなわち二次モールド工程を完了することになる。
次に、図３（５）に示すように、二次中間体２９を、ブレード切断法、ウォータジェット切断法、レーザ切断法等の適宜な切断手段（図示なし）を使用して、二次中間体２９において仮想的に設けたダイシングライン３０に沿って、二次中間体２９を切断する。これにより、二次中間体２９を各領域（この場合、各チップ２）単位に分離して個片化する。
ここまでの工程により、図３（６）に示される本実施例２に係る光電子部品３１（ＬＥＤパッケージ）となる個々の製品が完成する。この光電子部品３１は、全体基板１が個片化された基板３４と、基板３４の上面に装着されたチップ２と、レンズ状、この場合フレネルレンズ状の透光部３２および平板状のフランジ部３３とを有するとともに、チップ２を封止する透光性部材、すなわちレンズ部材３５とを備えている。
なお、本実施例２において、レンズ部分には、透光部３２に対応してフランジ部３３が平面状に形成されているが、下型２３のレンズ形成面２４におけるフランジ形成部２６の型面を更に分割構造とすることで、フランジ部３３の厚みを極力薄くすること、最終的にはフランジ部３３のない透光部３２のみ形成されたレンズ成形体２８を成形することもできる。このフランジ部３３のない透光部３２によって、実施例１における光電子部品１４における透光部１５の厚みと略同等にすることも適宜に実施可能である。
以上説明したように、本実施例２に係わる光素子（チップ２）の樹脂封止成形方法とは、基板１に搭載された所要複数個のチップ２を嵌入させる下型５に形成されたキャビティ形成面６に透光性樹脂８を供給した状態で、且つ、基板１を上型４に供給セットした状態で、金型を型締めし、更に、この状態で、透光性樹脂８を加熱溶融化して所要複数個のチップ２を浸漬内包させることにより、所要複数個のチップ２を一括して圧縮成形する一次モールド工程と、
一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体１９における所要複数個のチップ２に対応してレンズ、この場合フレネルレンズの形状を金型とは別の下型２３に夫々形成されたフレネルレンズ用のレンズ形成面２４に別の透光性樹脂２１を供給し、且つ、硬化した透光性樹脂成形体１９を成形した基板１を別の上型２２に供給セットした状態で、別の金型を型締めし、更に、この状態で、硬化した透光性樹脂成形体１９が別の透光性樹脂２１を加圧し且つ加熱溶融化するとともに、加圧し且つ加熱溶融化された別の透光性樹脂２１が、この場合フレネルレンズの形状、すなわち特異な形状の透光形成部２５に万遍無く行き渡ることにより、一括してレンズを圧縮成形する二次モールド工程と、を行い、
更に、一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体１９に対して、二次モールド工程にて成形されたレンズが二次モールド工程時に圧着し、最終的に、チップ２に対応して夫々形成されたレンズ、この場合フレネルレンズ、ならびに、所要複数個のチップ２を一体成形するものである。
また、レンズ形成面２４の透光形成部２５に換えて、小さなマイクロレンズが凝集した一の透光形成部３８を所要複数個形成されたもの、あるいは、三角錘の突起が凝集した一の透光形成部３９を所要複数個形成されたものを採用することも可能である。
この本実施例２によれば、従来の技術による問題点を克服する、すなわち、第一には、トランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型にて圧縮成形するモールド装置のみを使用するので、製造現場における設置スペースの省力化、ならびに、オペレーションやメンテナンスすること等の作業量が削減できる。第二には、様々な透光性樹脂２１を採用しても、レンズ形成面２４における透光形成部２５において、樹脂通路を全く設けないトランスファーレス成形用（圧縮成形用）金型に浸漬内包させるので、当該樹脂２１を万遍無く行き渡らせることができる。第三には、両金型の型内空間部に両外気遮断空間部１０・２７を夫々形成し、該両空間部１０・２７から透光性樹脂８・２１のボイド（気泡）を強制的に夫々において吸引排出するので、レンズ内部、ならびに、光素子部分におけるボイド（気泡）を効率良く且つより一層確実に防止することができる。
また、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、または選択して採用できるものである。
図１（１）−（４）は、実施例１に係る光素子の樹脂封止成形方法を工程順に示す概略断面図であり、図１（５）および図１（６）は、光電子部品（製品）を完成させる工程順に示す概略断面図である。 図２（１）−（４）は、実施例２に係る光素子の樹脂封止成形方法を一次モールド成形する工程順に示す概略断面図であり、図２（５）は、一次モールド成形された基板を示す概略断面図である。 図３（１）−（４）は、実施例２に係る光素子の樹脂封止成形方法を、図２（４）に引き続き、二次モールド成形する工程順に示す概略断面図であり、図３（５）および図３（６）は、光電子部品（製品）を完成させる工程順に示す概略断面図である。 図４（１）および図４（２）は、その他の一のレンズ形成部、あるいはその他の一のレンズ形成面における透光形成部を示す概略平面図である。
符号の説明
１ 基板
２ 光素子（チップ）
３ ワイヤ
４・２２ 上型
５・２３ 下型
６・１８ キャビティ形成面
７・３６・３７ レンズ形成部
８・２１ 透光性樹脂
９ 溶融樹脂
１０・２７ 外気遮断空間部
１１・１９ 透光性樹脂成形体
１２ 中間体
１３・３０ ダイシングライン
１４・３１ 光電子部品（製品)
１５・３２ 透光部
１６・３５ レンズ部材
１７・３４ 基板
２０ 一次中間体
２４ レンズ形成面
２５・３８・３９ 透光形成部
２６ フランジ形成部
２８ レンズ成形体
２９ 二次中間体
３３ フランジ部

Claims (2)

  1. 基板に搭載された所要複数個の光素子を樹脂封止成形用金型に透光性樹脂を供給することにより前記所要複数個の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、
    前記所要複数個の光素子を嵌入させる金型の一方側に形成されたキャビティ形成面、ならびに、前記所要複数個の光素子に対応してレンズの形状を夫々形成されたレンズ形成部を備えるとともに、前記レンズ形成部を有するキャビティ形成面に透光性樹脂を供給した状態で、且つ、前記基板を金型における他方側に供給セットした状態で、前記金型を型締めし、更に、この状態で、前記透光性樹脂を加熱溶融化して所要複数個の光素子を浸漬内包させるのと略同時に、加熱溶融化された前記透光性樹脂がレンズ形成部の形状に沿って万遍無く行き渡らせて、前記所要複数個の光素子を一括して圧縮成形させることにより、前記所要複数個の光素子に対応して夫々形成されたレンズ、ならびに前記所要複数個の光素子を一体成形するように設定されていることを特徴とする光素子の樹脂封止成形方法。
  2. 基板に搭載された所要複数個の光素子を樹脂封止成形用金型に透光性樹脂を供給することにより前記所要複数個の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、
    前記所要複数個の光素子を嵌入させる金型の一方側に形成されたキャビティ形成面に透光性樹脂を供給した状態で、且つ、前記基板を金型における他方側に供給セットした状態で、前記金型を型締めし、更に、この状態で、前記透光性樹脂を加熱溶融化して所要複数個の光素子を浸漬内包させることにより、前記所要複数個の光素子を一括して圧縮成形する一次モールド工程と、
    前記一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体における所要複数個の光素子に対応して、レンズの形状を前記金型とは別の金型における一方側に夫々形成されたレンズ形成面に別の透光性樹脂を供給し、且つ、前記硬化した透光性樹脂成形体を成形した基板を別の金型における他方側に供給セットした状態で、前記した別の金型を型締めし、更に、この状態で、前記硬化した透光性樹脂成形体が別の透光性樹脂を加圧し且つ加熱溶融化するとともに、前記した加圧し且つ加熱溶融化された別の透光性樹脂がレンズの形状に万遍無く行き渡らせて、一括して前記レンズを圧縮成形する二次モールド工程と、を行い、
    更に、前記一次モールド工程にて成形された硬化した透光性樹脂成形体に対し、前記二次モールド工程にて成形されたレンズが二次モールド工程時に圧着させることにより、前記所要複数個の光素子に対応して夫々形成されたレンズ、ならびに前記所要複数個の光素子を一体成形するように設定されていることを特徴とする光素子の樹脂封止成形方法。
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