JP2007273765A - Manufacturing method of semiconductor light-emitting device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor light-emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2007273765A
JP2007273765A JP2006098241A JP2006098241A JP2007273765A JP 2007273765 A JP2007273765 A JP 2007273765A JP 2006098241 A JP2006098241 A JP 2006098241A JP 2006098241 A JP2006098241 A JP 2006098241A JP 2007273765 A JP2007273765 A JP 2007273765A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
mixed solution
mold
semiconductor light
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006098241A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunori Ueda
充紀 植田
Tetsuyuki Yoshida
哲之 吉田
Shuji Moro
修司 茂呂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2006098241A priority Critical patent/JP2007273765A/en
Publication of JP2007273765A publication Critical patent/JP2007273765A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a semiconductor light-emitting device having proper transferability. <P>SOLUTION: After fixing a light emitter 10 to a fixture 124, mixed solution 20B is poured to a plentiful degree into the inside of a mold. Then, in a state of applying pressure higher than the atmospheric pressure to the interface of the mixed solution 20B inside the mold, the mixed solution 20B inside the mold is heated and cured so that a sealing part 20 is obtained from the mixed solution 20B. Consequently, for as long as the mixed solution 20B is carrying out contraction curing in the mold, the mixed solution 20B can be pressed against the mold inner wall. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はレンズ兼用の封止部を備えた半導体発光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device provided with a sealing portion that also serves as a lens.

発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等の半導体発光装置はその用途に応じて様々な構成を採り得るが、例えば、リードの付いた半導体発光素子と、半導体チップを覆う封止部とを備えたものがある。この半導体発光装置は、主に照明装置に適用されるものであり、封止部は、半導体チップを外部環境から保護するだけでなく、レンズとして兼用されている(特許文献1)。   A semiconductor light emitting device such as a light emitting diode (LED) can take various configurations depending on its application. For example, the semiconductor light emitting device includes a semiconductor light emitting element with a lead and a sealing portion that covers a semiconductor chip. There is something. This semiconductor light emitting device is mainly applied to a lighting device, and the sealing portion not only protects the semiconductor chip from the external environment but also serves as a lens (Patent Document 1).

特開昭57−202701JP-A-57-202701

このように、封止部をレンズとして兼用する場合には、封止部の材料として、例えば、特許文献1〜特許文献4に記載されているような、屈折率の高い熱硬化性樹脂(屈折率n2=1.6以上1.8以下)が用いられる場合がある。ところが、この熱硬化性樹脂は、加熱により収縮硬化するという性質を有しているので、キャスティングモールドによって、例えば、図10(A)〜(C)に示したように、上記したような熱硬化性樹脂100を母型110に流し込み、その後、半導体チップにリードフレームを付けた半導体発光素子120を母型110内の熱硬化性樹脂100に浸し、加熱により熱硬化性樹脂100を硬化させて封止部130を形成させると、封止部130に「ひけ」と呼ばれる収縮変形が発生し、母型から封止部130への転写性が悪化する。   As described above, when the sealing portion is also used as a lens, as a material of the sealing portion, for example, a thermosetting resin (refractive index having a high refractive index as described in Patent Literature 1 to Patent Literature 4). (Rate n2 = 1.6 to 1.8) may be used. However, since this thermosetting resin has a property of shrinking and curing by heating, for example, as shown in FIGS. 10 (A) to 10 (C), the thermosetting as described above is performed by a casting mold. The resin 100 is poured into the mother mold 110, and then the semiconductor light emitting device 120 with the lead frame attached to the semiconductor chip is immersed in the thermosetting resin 100 in the mother mold 110, and the thermosetting resin 100 is cured by heating and sealed. When the stop portion 130 is formed, shrinkage deformation called “sink” occurs in the sealing portion 130, and transferability from the mother die to the sealing portion 130 deteriorates.

ここで、母型により形成される理想的な封止部130の形状と、成型加工により得られる封止部130の形状とを対比して、最も大きく変位する箇所の変位量を封止部130の重心点からの距離で割った値を、「ひけ」によるずれ量と定義すると、ずれ量は、理論的にはおよそ0.1%〜5%となる。したがって、半導体発光素子120から出力される光を正確に配光制御することが必要な用途では、「ひけ」による収縮変形が許容できない場合がある。   Here, comparing the ideal shape of the sealing portion 130 formed by the mother die with the shape of the sealing portion 130 obtained by molding, the amount of displacement at the largest displacement portion is determined as the sealing portion 130. If the value divided by the distance from the center of gravity is defined as the amount of deviation due to “sinking”, the amount of deviation is theoretically about 0.1% to 5%. Therefore, in applications that require accurate light distribution control of light output from the semiconductor light emitting device 120, shrinkage deformation due to “sink” may not be allowed.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、転写性のよい半導体発光装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device with good transferability.

本発明の半導体発光装置の製造方法は、内部に圧力を伝達するための伝達路と、半導体発光素子を内部に固定するための固定部とを有する母型を用意したのち、以下に示した(A)〜(D)のステップを行うものである。
(A)半導体発光素子を固定部に固定するステップ
(B)母型内部に透明な熱硬化性樹脂を注入するステップ
(C)固定部に半導体発光素子が固定され、かつ母型内部に熱硬化性樹脂が注入された状態で、母型内部に対して伝達路を介して大気圧よりも高い圧力を加えるステップ
(D)大気圧よりも高い圧力を加えた状態で、母型内部の熱硬化性樹脂を加熱し硬化させるステップ
The manufacturing method of the semiconductor light-emitting device of the present invention is shown below after preparing a mother die having a transmission path for transmitting pressure inside and a fixing part for fixing the semiconductor light-emitting element inside ( Steps A) to (D) are performed.
(A) The step of fixing the semiconductor light emitting element to the fixing part (B) The step of injecting a transparent thermosetting resin into the mother mold (C) The semiconductor light emitting element is fixed to the fixing part and the thermosetting inside the mother mold A step of applying a pressure higher than the atmospheric pressure to the inside of the mother mold through the transmission path in a state where the functional resin is injected (D) a thermosetting inside the mother mold in a state of applying a pressure higher than the atmospheric pressure Heating and curing the functional resin

本発明の半導体発光装置の製造方法では、母型内部に対して大気圧よりも高い圧力を加えた状態で熱硬化性樹脂を収縮硬化するようにしたので、母型の内壁に対して熱硬化性樹脂が押し付けるられる。   In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the thermosetting resin is shrink-cured in a state where a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the inside of the mother die, so that the inner wall of the mother die is thermally cured. The functional resin is pressed.

本発明の半導体発光装置の製造方法によれば、母型内部に熱硬化性樹脂に対して大気圧よりも高い圧力を加えた状態で熱硬化性樹脂を収縮硬化するようにしたので、母型の内壁に対して熱硬化性樹脂を押し付けることができる。これにより、「ひけ」が生じる虞がなくなるので、母型から封止部への転写性が極めてよくなる。   According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the thermosetting resin is shrink-cured in a state where a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the thermosetting resin inside the mother die. The thermosetting resin can be pressed against the inner wall. As a result, there is no possibility of “sinking” occurring, so that the transfer property from the mother die to the sealing portion is extremely improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る発光ダイオード1(半導体発光装置)の断面構造を表すものである。なお、図1は、模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。この発光ダイオード1は、発光部10(半導体発光素子)上に封止部20を備えたものである。ここで、発光部10は、リードフレーム11上に半導体チップ12を載置して構成されている。   FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a light-emitting diode 1 (semiconductor light-emitting device) according to an embodiment of the present invention. Note that FIG. 1 is a schematic representation and is different from actual dimensions and shapes. The light-emitting diode 1 includes a sealing unit 20 on a light-emitting unit 10 (semiconductor light-emitting element). Here, the light emitting unit 10 is configured by placing a semiconductor chip 12 on a lead frame 11.

リードフレーム11は、半導体チップ12を載置するための金属製の枠であり、例えば、半導体チップ12を載置すると共に固定するダイパッド部(図示せず)と、半導体チップ12のn側電極およびp側電極(後述)と結線する内部端子部(図示せず)と、半導体チップ12とは反対側の面に突出すると共に内部端子部に接続された外部端子部11Aとを有している。なお、リードフレーム11の内側端子部と半導体チップ12の電極とは、例えばワイヤ(図示せず)で電気的に接続されている。   The lead frame 11 is a metal frame for mounting the semiconductor chip 12. For example, a die pad portion (not shown) for mounting and fixing the semiconductor chip 12, an n-side electrode of the semiconductor chip 12, and It has an internal terminal portion (not shown) connected to a p-side electrode (described later), and an external terminal portion 11A that protrudes from the surface opposite to the semiconductor chip 12 and is connected to the internal terminal portion. The inner terminal portion of the lead frame 11 and the electrode of the semiconductor chip 12 are electrically connected by, for example, a wire (not shown).

半導体チップ12は、例えば、基板12A(図2参照)上に、n型半導体層(図示せず)、発光領域を含む活性層(図示せず)およびp型半導体層(図示せず)をこの順に積層して構成されたものである。半導体チップ12にはまた、n型半導体層に電気的に接続されたn側電極(図示せず)と、p型半導体層に電気的に接続されたp側電極(図示せず)とがそれぞれ設けられている。ここで、基板12Aは、半導体チップ12のリードフレーム11とは反対側に設けられており、発光領域からの光を透過することが可能な材料、例えばサファイアからなる。つまり、半導体チップ12は、発光領域からの光を、基板12A側(上面側)から出力することの可能な上面発光型の発光素子である。n型半導体層、活性層およびp型半導体層はそれぞれ、例えば、GaN系またはInGaN系の半導体材料からなる。p側電極は、例えば、チタン(Ti)、白金(Pt)および金(Au)をこの順に積層した構造を有しており、n側電極は、例えば、Auとゲルマニウム(Ge)との合金、ニッケル(Ni)およびAuをこの順に積層した構造を有している。   The semiconductor chip 12 includes, for example, an n-type semiconductor layer (not shown), an active layer (not shown) including a light emitting region, and a p-type semiconductor layer (not shown) on a substrate 12A (see FIG. 2). It is constructed by stacking in order. The semiconductor chip 12 also includes an n-side electrode (not shown) electrically connected to the n-type semiconductor layer and a p-side electrode (not shown) electrically connected to the p-type semiconductor layer. Is provided. Here, the substrate 12A is provided on the opposite side of the semiconductor chip 12 from the lead frame 11, and is made of a material that can transmit light from the light emitting region, for example, sapphire. That is, the semiconductor chip 12 is a top emission type light emitting element capable of outputting light from the light emitting region from the substrate 12A side (upper surface side). Each of the n-type semiconductor layer, the active layer, and the p-type semiconductor layer is made of, for example, a GaN-based or InGaN-based semiconductor material. The p-side electrode has a structure in which, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au) are stacked in this order, and the n-side electrode is, for example, an alloy of Au and germanium (Ge), It has a structure in which nickel (Ni) and Au are laminated in this order.

封止部20は、発光部10の半導体チップ12側に設けられたものであり、例えば、鈍角からなる多面体や、回転対称軸を持ち一般非球面式で表される曲面形状を有する立体である。半球の平面側の中央部分に、半導体チップ12と、リードフレーム11のダイパッド部および内側端子部と、ワイヤとが埋め込まれており、外部端子部11Aが封止部20から突出している。これにより、封止部20は、半導体チップ12などを外部環境から保護するだけでなく、レンズとしても機能するようになっている。   The sealing unit 20 is provided on the light emitting unit 10 on the semiconductor chip 12 side, and is, for example, a polyhedron having an obtuse angle or a solid body having a rotationally symmetric axis and a curved surface shape represented by a general aspheric type. . The semiconductor chip 12, the die pad portion and inner terminal portion of the lead frame 11, and the wire are embedded in the central portion on the flat side of the hemisphere, and the external terminal portion 11 A protrudes from the sealing portion 20. Thereby, the sealing unit 20 not only protects the semiconductor chip 12 and the like from the external environment, but also functions as a lens.

封止部20は、屈折率の高い熱硬化性樹脂(屈折率n2=1.6以上1.8以下)により構成されている。このような高屈折率の熱硬化性樹脂としては、例えば、硫黄や環状炭化水基を含有するエポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリチオウレタン系樹脂がある。なお、この熱硬化性樹脂は、モノマーの熱硬化性樹脂と、重合触媒との混合溶液20B(図4(B)参照)を、重合反応による硬化によって得られるものである。これにより、半導体チップ12の光射出側の表面(基板12Aの表面)がエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの屈折率(屈折率n3=1.5程度)よりも高い材料、例えばサファイア(屈折率n1=1.76程度)からなる場合(図2参照)には、封止部20の材料としてエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの低屈折率材料を用いた場合と比べて、光が基板12A側から封止部20側に進んだときに、基板12Aと封止部20との界面12Bにおける臨界角が極めて大きくなる。なお、基板12Aの表面が封止部20より低い屈折率の材料からなる場合には、光が基板12A側から封止部20側に進んだときに、界面12Bで全反射することはない。   The sealing unit 20 is made of a thermosetting resin having a high refractive index (refractive index n2 = 1.6 to 1.8). Examples of such a high refractive index thermosetting resin include epoxy resins containing sulfur and cyclic hydrocarbon groups, silicon resins, acrylic resins, urethane resins, and polythiourethane resins. This thermosetting resin is obtained by curing a mixed solution 20B (see FIG. 4B) of a monomer thermosetting resin and a polymerization catalyst by a polymerization reaction. Thus, the surface of the semiconductor chip 12 on the light emission side (the surface of the substrate 12A) is higher than a refractive index (refractive index n3 = 1.5) such as epoxy resin or silicon resin, for example, sapphire (refractive index n1 = 1.76) (see FIG. 2), light is sealed from the substrate 12A side as compared with the case where a low refractive index material such as epoxy resin or silicon resin is used as the material of the sealing portion 20. When proceeding to the portion 20 side, the critical angle at the interface 12B between the substrate 12A and the sealing portion 20 becomes extremely large. When the surface of the substrate 12A is made of a material having a refractive index lower than that of the sealing portion 20, when the light travels from the substrate 12A side to the sealing portion 20 side, it is not totally reflected at the interface 12B.

ところで、この封止部20は、半導体チップ12から出力される全ての光の配光制御を行うレンズとして機能させるために、後述するように母型でその外形全体をレンズ状に成型加工されたものである。光の配光制御を行うためには、封止部20が所定の精度で形成されていることが必要となるが、例えば数%程度のずれ量も許容できないような用途では、母型を精度よく形成しておいたとしても、成型加工の際に生じる「ひけ」が問題となり得る。この「ひけ」は、混合溶液20Bの収縮硬化に起因して生じるものである。混合溶液20Bの硬化は通常、母型に接している部分から進行するので、外側が硬く、内側が軟らかい状態を経て、全体が硬化する。このように外側から内側に固まるときに、硬化収縮の影響で「ひけ」が発生する。ここで、図10のような母型の場合には、重力の作用で混合溶液が母型の内壁に押し付けられるので、「ひけ」の影響は比較的小さいが、例えば、本実施の形態のように、上面側母型110および下面側母型120(図3(A),(B)参照)を互いに重ね合わせて外形全体をレンズ状に成型加工する分離型の母型を用いる場合には、重力の作用をほとんど受けない母型の上側の部分で「ひけ」が顕著に発生する。そこで、本実施の形態では、母型内に注入された混合溶液20Bに対して大気圧よりも高い圧力をかけて、混合溶液20B全体を母型の内壁等に押し付けるようにしている。なお、その詳細については、以下の製造過程において説明する。   By the way, in order to function as a lens for controlling the light distribution of all the light output from the semiconductor chip 12, the sealing portion 20 is molded into a lens shape as a whole with a mother die as will be described later. Is. In order to perform light distribution control, it is necessary that the sealing portion 20 is formed with a predetermined accuracy. For example, in an application in which a deviation amount of about several percent is not acceptable, the mother die is accurate. Even if it is well formed, “sinks” that occur during molding can be a problem. This “sink” is caused by shrinkage hardening of the mixed solution 20B. Since the hardening of the mixed solution 20B usually proceeds from the portion in contact with the matrix, the whole is hardened through a state where the outer side is hard and the inner side is soft. Thus, when solidifying from the outside to the inside, “sinking” occurs due to the effect of curing shrinkage. Here, in the case of the mother mold as shown in FIG. 10, since the mixed solution is pressed against the inner wall of the mother mold by the action of gravity, the influence of “sink” is relatively small. For example, as in this embodiment In addition, when using a separation type mother mold in which the upper surface side mother mold 110 and the lower surface side mother mold 120 (see FIGS. 3A and 3B) are overlapped with each other and the entire outer shape is molded into a lens shape, The “sink” is prominently generated in the upper part of the mother die which is hardly affected by gravity. Therefore, in the present embodiment, a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the mixed solution 20B injected into the mother die, and the entire mixed solution 20B is pressed against the inner wall of the mother die. The details will be described in the following manufacturing process.

次に、本実施の形態の発光ダイオード1の製造方法の一例について、図3(A),(B)〜図6を参照して説明する。図3(A)は製造過程における金型等の断面構成(図3(B)のA−A矢視方向の断面構成)を表すものであり、図3(B)は図3(A)の上面図である。図4(A),(B)〜図5(A),(B)は各製造過程を説明するための金型等の断面構成を表すものである。図6は、発光ダイオード1の製造方法の流れ図である。   Next, an example of the manufacturing method of the light emitting diode 1 of this Embodiment is demonstrated with reference to FIG. 3 (A), (B)-FIG. 3A shows a cross-sectional configuration of a mold or the like in the manufacturing process (a cross-sectional configuration in the direction of arrows AA in FIG. 3B), and FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG. It is a top view. 4A and 4B to FIG. 5A and FIG. 5B show cross-sectional configurations of a mold and the like for explaining each manufacturing process. FIG. 6 is a flowchart of the method for manufacturing the light-emitting diode 1.

なお、発光部10は公知の製造方法で製造することが可能であることから、その製造方法についての説明は省略し、以下では、発光部10に封止部20を設ける工程の一例について説明する。   Since the light emitting unit 10 can be manufactured by a known manufacturing method, description of the manufacturing method is omitted, and an example of a process of providing the sealing unit 20 in the light emitting unit 10 will be described below. .

さて、発光部10に封止部20を設けるに際しては、図3(A),(B)に示したような分離型の母型が用いられる。この母型は、上面側母型110および下面側母型120を備えている。ここで、上面側母型110には、その中央部分に成型加工用の窪み111が、その外縁部分にシール用リング112がそれぞれ設けられている。シール用リング112は、母型内部から混合溶液20Bが漏れ出さないようにするためのものであり、例えば、エラストマーシールや、メタルオーリングである。他方、下面側母型120には、上面側母型110の窪み111に対応して成型加工用の窪み121が、上面側母型110のシール用リング112に対応してそのシール用リング112と噛み合わせるための窪み122がそれぞれ設けられている。なお、窪み122の代わりに一般のJISフランジのような平面フランジを設けてもよい。下面側母型120にはまた、その外縁部に切欠き123(伝達路)が、窪み122の底部に固定部124がそれぞれ設けられている。切欠き123は、上面側母型110および下面側母型120を互いに重ね合わせて容器を形成した際に母型の内部と外部とを互いに導通させる通路となるものである。従って、この切欠き123は、母型外部からその内部に混合溶液20Bを注入したり、母型内部に注入された混合溶液20Bに対して圧力を加える加圧ピン141(図5(A)参照)を挿入することが可能な径および形状(例えば半円柱形状)を有している。固定部124は、発光部10を母型内部に固定するためのものであり、例えば、発光部10の外部端子部11Aを嵌合により固定することの可能な径を有する孔からなる。なお、固定部124に混合溶液20Bが流れ込まないようにするために、例えば、孔の入り口にシール用リング(図示せず)を設けるようにしてもよい。なお、図示していないが、この母型はチャンバ内に配置されている。このチャンバ内には、加熱・冷却する加熱冷却器(図示せず)が設けられており、これを用いて母型内の混合溶液20Bを加熱・冷却することができるようになっている。   Now, when the sealing portion 20 is provided in the light emitting portion 10, a separation type matrix as shown in FIGS. 3A and 3B is used. This mother die includes an upper surface side mother die 110 and a lower surface side mother die 120. Here, the upper surface side mold 110 is provided with a molding recess 111 at the center and a sealing ring 112 at the outer edge. The sealing ring 112 is for preventing the mixed solution 20B from leaking out from the inside of the matrix, and is, for example, an elastomer seal or a metal O-ring. On the other hand, the lower surface side master die 120 has a molding recess 121 corresponding to the recess 111 of the upper surface side master die 110, and the sealing ring 112 corresponding to the seal ring 112 of the upper surface side master die 110. Recesses 122 for engaging each other are provided. Instead of the recess 122, a flat flange such as a general JIS flange may be provided. The lower surface side mold 120 is also provided with a notch 123 (transmission path) at the outer edge and a fixing portion 124 at the bottom of the recess 122. The notch 123 serves as a passage for electrically connecting the inside and the outside of the mother die when the upper surface side mother die 110 and the lower surface side mother die 120 are overlapped with each other to form a container. Therefore, the notch 123 is used to inject the mixed solution 20B from the outside of the mother die into the inside thereof, or to apply pressure to the mixed solution 20B injected into the inside of the mother die (see FIG. 5A). ) Can be inserted and has a diameter and shape (for example, a semi-cylindrical shape). The fixing portion 124 is for fixing the light emitting portion 10 inside the mother die, and includes, for example, a hole having a diameter capable of fixing the external terminal portion 11A of the light emitting portion 10 by fitting. In order to prevent the mixed solution 20B from flowing into the fixing portion 124, for example, a sealing ring (not shown) may be provided at the entrance of the hole. Although not shown in the figure, this matrix is disposed in the chamber. A heating / cooling device (not shown) for heating / cooling is provided in the chamber, and the mixed solution 20B in the mother mold can be heated / cooled using the heating / cooling device.

まず、下面側金型120の固定部124に発光部10を固定した後、上面側金型110および下面側金型120を互いに重ね合わせ、母型内を気密状態とする(ステップS1、図4(A))。続いて、樹脂注入器130から混合溶液20Bを吐出して、切欠き123を介して金型内部へ注入する(ステップS2、図4(B))。このとき、混合溶液20Bの加熱による収縮量を見込んで、多めに注入する。すなわち、母型内部のうち切欠き123を除いた容積を超える量の混合溶液20Bを母型内部に注入する。なお、母型内に注入される混合溶液20Bはあらかじめ脱泡されているので、母型内に注入される前から混合溶液20Bが気泡を含んでいる虞はない。   First, after fixing the light emitting part 10 to the fixing part 124 of the lower surface side mold 120, the upper surface side mold 110 and the lower surface side mold 120 are overlapped with each other to make the inside of the mother mold airtight (step S1, FIG. 4). (A)). Subsequently, the mixed solution 20B is discharged from the resin injector 130 and injected into the mold through the notch 123 (step S2, FIG. 4B). At this time, the amount of shrinkage due to heating of the mixed solution 20B is estimated, and a large amount is injected. That is, the mixed solution 20B in an amount exceeding the volume excluding the notch 123 is injected into the mother die. In addition, since the mixed solution 20B injected into the mother mold is defoamed in advance, there is no possibility that the mixed solution 20B contains bubbles before being injected into the mother mold.

次に、加圧器140の加圧ピン141を切欠き123に挿入して、金型内の混合溶液20Bの界面に対して大気圧よりも高い圧力を加える(ステップS3、図5(A))。これにより、混合溶液20B全体が母型の内壁および発光部10の表面に押し付けられる。続いて、その状態で、加熱冷却器を用いて、40℃付近から150℃程度の温度範囲で適切な温度制御を行いながら、所定の期間で、混合溶液20Bを加熱し重合硬化させる(ステップS4)。その後、母型を開いて発光ダイオード1を取り出す(図5(B))。このようにして、本実施の形態の発光ダイオード1が製造される。   Next, the pressure pin 141 of the pressure device 140 is inserted into the notch 123, and a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the interface of the mixed solution 20B in the mold (step S3, FIG. 5A). . As a result, the entire mixed solution 20B is pressed against the inner wall of the matrix and the surface of the light emitting unit 10. Subsequently, in this state, the mixed solution 20B is heated and polymerized and cured for a predetermined period while performing appropriate temperature control in the temperature range from about 40 ° C. to about 150 ° C. using a heating / cooling device (step S4). ). After that, the mother die is opened and the light emitting diode 1 is taken out (FIG. 5B). In this way, the light emitting diode 1 of the present embodiment is manufactured.

次に、本実施の形態の発光ダイオード1の作用・効果について説明する。この発光ダイオード1では、p側電極とn側電極との間に所定の電圧が印加されると、n側電極から電子が、p側電極から正孔がそれぞれ活性層へ注入される。そして、この活性層に注入された電子と正孔が再結合することにより活性層から光子が発生し、その結果、発光光が基板12Aの裏面から封止部20を介して外部に射出される。   Next, operations and effects of the light-emitting diode 1 of the present embodiment will be described. In the light emitting diode 1, when a predetermined voltage is applied between the p-side electrode and the n-side electrode, electrons are injected from the n-side electrode and holes are injected from the p-side electrode into the active layer. Then, electrons and holes injected into the active layer are recombined to generate photons from the active layer, and as a result, emitted light is emitted from the back surface of the substrate 12A through the sealing portion 20 to the outside. .

ここで、封止部20の材料として、仮にエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの低屈折率(n3=1.5程度)の材料を用いた場合に、半導体チップ12の基板12Aとして例えば屈折率n1が1.76程度のサファイアを用いたときには、図2(A)に示したように、界面12Bにおける屈折率差が大きくなる。そのため、光が基板12A側から封止部20側に進んだときに、界面12Bにおける臨界角が小さくなるので、界面12Bで全反射したりフレネル反射を起こす割合が多くなる。その結果、反射された光の多くは半導体チップ12内の活性層などで吸収されてしまうので、このような構成をとった場合には、光取り出し効率は低くなる。   Here, if a material with a low refractive index (n3 = about 1.5) such as an epoxy resin or a silicon resin is used as the material of the sealing portion 20, the refractive index n1 is, for example, as the substrate 12A of the semiconductor chip 12. When sapphire of about 1.76 is used, as shown in FIG. 2A, the refractive index difference at the interface 12B increases. Therefore, when the light travels from the substrate 12A side to the sealing portion 20 side, the critical angle at the interface 12B decreases, so that the ratio of total reflection or Fresnel reflection at the interface 12B increases. As a result, most of the reflected light is absorbed by the active layer or the like in the semiconductor chip 12, so that the light extraction efficiency is low when such a configuration is adopted.

一方、本実施の形態では、封止部20の材料として屈折率の高い熱硬化性樹脂(屈折率n2がおよそ1.6以上1.8以下のもの)を用いるようにしたので、半導体チップ12の基板12Aとしてエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの屈折率(屈折率n3=1.5程度)よりも高い材料、例えば屈折率n1が1.76程度のサファイアを用いた場合には、封止部20の材料としてエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの低屈折率材料を用いた場合と比べて、光が半導体チップ12側から封止部20側に進んだときに、界面12Bにおける臨界角を極めて大きくすることができる。したがって、基板12A側から封止部20側に進む光が界面12Bで全反射したりフレネル反射を起こす割合を極めて小さくすることができるので、光取り出し効率を向上させることができる。なお、半導体チップ12の基板12Aとして封止部20よりも低い屈折率の材料を用いた場合には、光が基板12A側から封止部20側に進んだときに、界面12Bで全反射することはないので、基板12Aの屈折率が封止部20のそれよりも高い場合と比べて、取り出し効率の低下は少ない。   On the other hand, in the present embodiment, since the thermosetting resin having a high refractive index (having a refractive index n2 of about 1.6 or more and 1.8 or less) is used as the material of the sealing portion 20, the semiconductor chip 12 is used. When a material having a higher refractive index (refractive index n3 = about 1.5) such as epoxy resin or silicon resin, for example, sapphire having a refractive index n1 of about 1.76, is used as the substrate 12A. Compared with the case where a low refractive index material such as epoxy resin or silicon resin is used as the material, the critical angle at the interface 12B is made extremely large when light travels from the semiconductor chip 12 side to the sealing portion 20 side. Can do. Therefore, the ratio of the light traveling from the substrate 12A side to the sealing portion 20 side being totally reflected or causing Fresnel reflection at the interface 12B can be extremely reduced, so that the light extraction efficiency can be improved. When a material having a refractive index lower than that of the sealing portion 20 is used as the substrate 12A of the semiconductor chip 12, the light is totally reflected at the interface 12B when the light travels from the substrate 12A side to the sealing portion 20 side. Since this is not the case, the reduction in the extraction efficiency is small as compared with the case where the refractive index of the substrate 12A is higher than that of the sealing portion 20.

なお、上記の作用・効果は、図2(B)に示したように、基板12Aと封止部20とが隙間なく互いに接していることが前提となる。つまり、基板12Aと封止部20との間にサブミクロンでも空隙がある場合には、臨界角は基板12Aと空隙との関係で規定されてしまうので、たとえ封止部20の材料として屈折率の高い熱硬化性樹脂を用いたとしても、光取り出し効率を向上させることはできない。一方、本実施の形態では、発光部10を混合溶液20B中に入れると共に、金型内の混合溶液20Bの界面に対して大気圧よりも高い圧力を加えた状態で混合溶液20Bを収縮硬化するようにしたので、基板12Aと封止部20との間に空隙が生じる虞はない。従って、確実に光取り出し効率を向上させることができる。   Note that the above operations and effects are based on the premise that the substrate 12A and the sealing portion 20 are in contact with each other without a gap, as shown in FIG. That is, if there is a gap even between submicrons between the substrate 12A and the sealing portion 20, the critical angle is defined by the relationship between the substrate 12A and the gap. Even if a high thermosetting resin is used, the light extraction efficiency cannot be improved. On the other hand, in the present embodiment, the light emitting unit 10 is placed in the mixed solution 20B, and the mixed solution 20B is shrink-hardened in a state where a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the interface of the mixed solution 20B in the mold. Since it did in this way, there is no possibility that a space | gap may arise between board | substrate 12A and the sealing part 20. FIG. Therefore, the light extraction efficiency can be improved with certainty.

また、本実施の形態では、金型内の混合溶液20Bの界面に対して大気圧よりも高い圧力を加えた状態で混合溶液20Bを収縮硬化するようにしたので、混合溶液20Bが母型内で収縮硬化している間ずっと、母型の内壁に対しても混合溶液20Bを押し付けることができる。これにより、「ひけ」が生じる虞がなくなるので、母型から封止部20への転写性が極めてよくなる。その結果、発光部10から出力される光を正確に配光制御することが可能となる。   In the present embodiment, the mixed solution 20B is contracted and cured in a state where a pressure higher than the atmospheric pressure is applied to the interface of the mixed solution 20B in the mold. The mixed solution 20B can be pressed against the inner wall of the mother mold throughout the shrinkage hardening. As a result, there is no possibility of “sinking”, and the transferability from the mother die to the sealing portion 20 is extremely improved. As a result, the light output from the light emitting unit 10 can be accurately controlled.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。   The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態では、加圧器140の加圧ピン141を切欠き123に挿入することにより混合溶液20Bの界面に対して圧力を加えるようにしていたが、その他の方法、例えば、図7に示したように、ガス注入器150から窒素ガスやアルゴンガスなどの、混合溶液20Bの硬化を阻害しないガスを切欠き123に注入することにより混合溶液20Bの界面に対して圧力を加えるようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, the pressure pin 141 of the pressurizer 140 is inserted into the notch 123 to apply pressure to the interface of the mixed solution 20B, but other methods, for example, FIG. As shown in FIG. 6, pressure is applied to the interface of the mixed solution 20B by injecting into the notch 123 a gas that does not inhibit the hardening of the mixed solution 20B, such as nitrogen gas or argon gas, from the gas injector 150. May be.

また、上記実施の形態では、封止部20の形状を鈍角からなる多面体としていたが、他の形状とすることはもちろん可能である。例えば、図8に示したように、封止部20の形状を非球面と平面とを有する多面体としてもよい。ただし、この場合には、図9に示したように、非球面を有する金型が必要となるが、金型の内部に鋭角状の領域が存在するとその領域には「ひけ」が発生し易い。しかし、上記実施の形態と同様に、金型内の混合溶液20Bの界面に対して大気圧よりも高い圧力を加えた状態で混合溶液20Bを収縮硬化させた場合には、「ひけ」が生じる虞はなく、母型から封止部20への転写性を極めてよくすることができる。   Moreover, in the said embodiment, although the shape of the sealing part 20 was made into the polyhedron which consists of an obtuse angle, of course, it can be set as another shape. For example, as shown in FIG. 8, the shape of the sealing portion 20 may be a polyhedron having an aspherical surface and a flat surface. However, in this case, as shown in FIG. 9, a mold having an aspheric surface is required. However, if there is an acute-angled area inside the mold, “sinking” is likely to occur in that area. . However, as in the above embodiment, when the mixed solution 20B is shrink-cured with a pressure higher than the atmospheric pressure applied to the interface of the mixed solution 20B in the mold, “sinking” occurs. There is no fear, and transferability from the mother die to the sealing portion 20 can be extremely improved.

また、上記実施の形態では、リードフレーム上に半導体チップを有する発光ダイオード1に対して本発明を適用した場合について説明したが、他の種類の発光ダイオード、例えば、中間基板またはプリント基板上に半導体チップをフリップチップ接続して構成された発光ダイオードに対してももちろん適用可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the light-emitting diode 1 having a semiconductor chip on the lead frame has been described. However, other types of light-emitting diodes, for example, a semiconductor on an intermediate board or a printed board. Of course, the present invention can also be applied to a light-emitting diode configured by flip-chip connecting chips.

また、上記実施の形態では、本発明を発光ダイオードに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の半導体発光装置に適用することも可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a light-emitting diode has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other semiconductor light-emitting devices.

本発明の一実施の形態に係る発光ダイオードの断面構成図である。It is a section lineblock diagram of a light emitting diode concerning one embodiment of the present invention. 基板と封止部との界面およびその近傍における屈折率の分布図である。It is a distribution map of the refractive index in the interface of a board | substrate and a sealing part, and its vicinity. 図1の発光ダイオードの製造工程を説明するための断面構成図である。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a manufacturing process of the light emitting diode of FIG. 1. 図3の続きの製造工程を説明するための断面構成図である。FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a manufacturing process continued from FIG. 3. 図4の続きの製造工程を説明するための断面構成図である。FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a manufacturing process continued from FIG. 4. 図1の発光ダイオードの製造工程を説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process of the light emitting diode of FIG. 発光ダイオードの他の製造方法を説明するための断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram for demonstrating the other manufacturing method of a light emitting diode. 一変形例に係る発光ダイオードの断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the light emitting diode which concerns on one modification. 図7の発光ダイオードの製造工程を説明するための断面構成図である。FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a manufacturing process of the light-emitting diode of FIG. 7. 従来の発光ダイオードの製造方法を説明するための断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram for demonstrating the manufacturing method of the conventional light emitting diode.

符号の説明Explanation of symbols

1…発光ダイオード、10…発光部、11…リードフレーム、11A…外部端子部、12…半導体チップ、12A…基板、12B…界面、20…封止部、20B…混合溶液、110…上面側母型、111…窪み、112…リング、120…下面側母型、121,122…窪み、123…切欠き、124…固定部、130…樹脂注入器、140…加圧器、141…加圧ピン、150…ガス注入器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting diode, 10 ... Light emission part, 11 ... Lead frame, 11A ... External terminal part, 12 ... Semiconductor chip, 12A ... Substrate, 12B ... Interface, 20 ... Sealing part, 20B ... Mixed solution, 110 ... Upper surface side mother Die, 111 ... depression, 112 ... ring, 120 ... lower surface side mold, 121, 122 ... depression, 123 ... notch, 124 ... fixing part, 130 ... resin injector, 140 ... pressurizer, 141 ... pressurization pin, 150: Gas injector.

Claims (4)

内部に圧力を伝達するための伝達路と、半導体発光素子を内部に固定するための固定部とを有する母型の前記固定部に前記半導体発光素子を固定するステップと、
前記母型内部に透明な熱硬化性樹脂を注入するステップと、
前記固定部に前記半導体発光素子が固定され、かつ前記母型内部に熱硬化性樹脂が注入された状態で、前記母型内部に対して前記伝達路を介して大気圧よりも高い圧力を加えるステップと、
前記大気圧よりも高い圧力を加えた状態で、前記母型内部の熱硬化性樹脂を加熱し硬化させるステップと
を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
A step of fixing the semiconductor light emitting element to the fixing portion of the mother die having a transmission path for transmitting pressure inside and a fixing portion for fixing the semiconductor light emitting element inside;
Injecting a transparent thermosetting resin into the matrix;
A pressure higher than atmospheric pressure is applied to the inside of the mother mold through the transmission path in a state where the semiconductor light emitting element is fixed to the fixing portion and a thermosetting resin is injected into the mother mold. Steps,
And heating and curing the thermosetting resin inside the matrix while applying a pressure higher than the atmospheric pressure. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising:
前記半導体発光素子の固定された前記母型内部に、前記母型内部のうち前記導入路および伝達路を除いた容積を超える量の前記熱硬化性樹脂を注入する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置の製造方法。
The thermosetting resin in an amount exceeding the volume excluding the introduction path and the transmission path inside the mother mold is injected into the mother mold to which the semiconductor light emitting element is fixed. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1.
前記伝達路に加圧ピンを挿入することにより、前記母型内部に注入した熱硬化性樹脂に対して大気圧よりも高い圧力を加える
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置の製造方法。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a pressure higher than an atmospheric pressure is applied to the thermosetting resin injected into the matrix by inserting a pressure pin into the transmission path. Production method.
不活性ガスを前記伝達路に注入することにより、前記母型内部に注入した熱硬化性樹脂に対して大気圧よりも高い圧力を加える
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置の製造方法。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a pressure higher than an atmospheric pressure is applied to the thermosetting resin injected into the matrix by injecting an inert gas into the transmission path. Production method.
JP2006098241A 2006-03-31 2006-03-31 Manufacturing method of semiconductor light-emitting device Pending JP2007273765A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006098241A JP2007273765A (en) 2006-03-31 2006-03-31 Manufacturing method of semiconductor light-emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006098241A JP2007273765A (en) 2006-03-31 2006-03-31 Manufacturing method of semiconductor light-emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007273765A true JP2007273765A (en) 2007-10-18

Family

ID=38676245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006098241A Pending JP2007273765A (en) 2006-03-31 2006-03-31 Manufacturing method of semiconductor light-emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007273765A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576877A (en) * 2013-10-09 2015-04-29 新世纪光电股份有限公司 Manufacturing method of packaging element of light emitting diode and packaging structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576877A (en) * 2013-10-09 2015-04-29 新世纪光电股份有限公司 Manufacturing method of packaging element of light emitting diode and packaging structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007273763A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US10454003B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP5566114B2 (en) Optoelectronic device having a casing body and method of manufacturing the same
US8623678B2 (en) Method for manufacturing LED
TWI451602B (en) Optical emitter and manufacturing method thereof and display
TWI476962B (en) Light emitting device
JP2006237609A (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
JP2017510997A (en) Ultraviolet light emitting device and method
US8952402B2 (en) Solid-state radiation transducer devices having flip-chip mounted solid-state radiation transducers and associated systems and methods
TW200541110A (en) Semiconductor light emitting devices including flexible film having therein an optical element, and methods of assembling same
JP6643755B2 (en) Deep ultraviolet light emitting module
JP6574768B2 (en) LED dome with internal high index pillar
KR20120109737A (en) Light emitting device package and manufacturing method of the same
TW201501368A (en) Method for manufacturing light emitting diode element
JP2007273764A (en) Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
JP2014011364A (en) Led module
JP2007273765A (en) Manufacturing method of semiconductor light-emitting device
US20130015488A1 (en) Light emitting diode package and method for fabricating the same
JP4884074B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2008172140A (en) Light-emitting device having buffering material between housing and upside rigid protecting material
US11430927B2 (en) Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same
JP3192424U (en) LED module
US20200274040A1 (en) Uv light-emitting device, uv light-emitting device production method and uv light-emitting module production method
TWI485887B (en) Method for manufacturing light emitting diode
JP5202016B2 (en) Resin sealing method and resin sealing device