JP3338473B2 - 光学装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイボンド用導電性接
着剤と光学素子周囲の保護樹脂を熱硬化する光学装置の
製造方法に関する。
着剤と光学素子周囲の保護樹脂を熱硬化する光学装置の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤランプ等を用いた光学装置
は、通常、図２，３に示すように実装される。すなわ
ち、光学素子としての発光ダイオードチップ１は、リー
ドフレーム２のヘッダー部の所定位置に、銀片がフィラ
ーに加えられた導電性ダイボンドペースト３を介して搭
載され、ダイボンドペースト３はオーブン中での約１時
間の加熱で熱硬化することにより、発光ダイオードチッ
プ１はリードフレーム２のヘッダー部の所定位置に固着
される。
は、通常、図２，３に示すように実装される。すなわ
ち、光学素子としての発光ダイオードチップ１は、リー
ドフレーム２のヘッダー部の所定位置に、銀片がフィラ
ーに加えられた導電性ダイボンドペースト３を介して搭
載され、ダイボンドペースト３はオーブン中での約１時
間の加熱で熱硬化することにより、発光ダイオードチッ
プ１はリードフレーム２のヘッダー部の所定位置に固着
される。
【０００３】次に、発光ダイオードチップ１の表面電極
４とリードフレーム２のリードピン５とを金線６により
接続した後、発光ダイオードチップ１は透光性あるいは
半透光性のシリコーン樹脂７を塗布することにより被わ
れ、シリコーン樹脂７はオーブン中で約１時間加熱さ
れ、ラバー状あるいはゲル状に硬化する。
４とリードフレーム２のリードピン５とを金線６により
接続した後、発光ダイオードチップ１は透光性あるいは
半透光性のシリコーン樹脂７を塗布することにより被わ
れ、シリコーン樹脂７はオーブン中で約１時間加熱さ
れ、ラバー状あるいはゲル状に硬化する。
【０００４】このように実装されたチップ１は、さらに
透光性あるいは半透光性のエポキシ樹脂にてトランスフ
ァーモールド方式等により外型成形される。
透光性あるいは半透光性のエポキシ樹脂にてトランスフ
ァーモールド方式等により外型成形される。
【０００５】シリコーン樹脂７で発光ダイオードチップ
１を被うのは、硬化するエポキシ樹脂による応力を緩和
する為であり、応力により発光出力が変化しやすい発光
ダイオードチップ１を保護する上で製品の信頼性上必要
な方式である。
１を被うのは、硬化するエポキシ樹脂による応力を緩和
する為であり、応力により発光出力が変化しやすい発光
ダイオードチップ１を保護する上で製品の信頼性上必要
な方式である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、実装
上の手番短縮によるバリューエンジニアリング（ＶＥ）
が必要になってきている。
上の手番短縮によるバリューエンジニアリング（ＶＥ）
が必要になってきている。
【０００７】例えば、ＩＣやＬＳＩの分野ではダイボン
ドペーストを熱板上やキュア炉で数分硬化させることに
より、ダイボンド工程とワイヤボンド工程を連続して行
い、さらには後工程のモールドも接続した一貫ラインが
構築されてきた。
ドペーストを熱板上やキュア炉で数分硬化させることに
より、ダイボンド工程とワイヤボンド工程を連続して行
い、さらには後工程のモールドも接続した一貫ラインが
構築されてきた。
【０００８】そして、ＬＥＤランプ等を用いた光学装置
の分野でも同様の要求があり、一貫ラインの構築が必要
となった。
の分野でも同様の要求があり、一貫ラインの構築が必要
となった。
【０００９】ところで、光学装置における光学素子用の
ダイボンドペースト３は、強い接着性と耐熱性良好な電
気伝導性が要求される。この要求を満たすため、ダイボ
ンドペースト３に有機性アルコール等の揮発性の溶剤が
混練されたものが使用されることが多かった。つまり、
揮発性溶剤を用いることで、熱硬化時の硬化収縮を向上
させて導電性を高め、かつ樹脂のみで構成するよりも耐
熱性を向上させるのである。
ダイボンドペースト３は、強い接着性と耐熱性良好な電
気伝導性が要求される。この要求を満たすため、ダイボ
ンドペースト３に有機性アルコール等の揮発性の溶剤が
混練されたものが使用されることが多かった。つまり、
揮発性溶剤を用いることで、熱硬化時の硬化収縮を向上
させて導電性を高め、かつ樹脂のみで構成するよりも耐
熱性を向上させるのである。
【００１０】ここで、光学装置は、ＩＣ，ＬＳＩと相違
して、シリコーン樹脂７で光学素子１が被われている。
このシリコーン樹脂７の熱硬化において、熱板上やキュ
ア炉で数分間硬化させると、図４の如く、硬化したシリ
コーン樹脂７に気泡８が発生する。この気泡８の発生要
因は、ダイボンドペースト３中の揮発性溶剤による空孔
と、これに伴う表面の凹凸であることが判明している。
気泡８が発生すると、シリコーン樹脂７の内部に気泡８
ができ、あるいはその表面に凹凸ができるため、発光ダ
イオード１の光出力特性上悪影響を及ぼし、また信頼性
も悪くなる。
して、シリコーン樹脂７で光学素子１が被われている。
このシリコーン樹脂７の熱硬化において、熱板上やキュ
ア炉で数分間硬化させると、図４の如く、硬化したシリ
コーン樹脂７に気泡８が発生する。この気泡８の発生要
因は、ダイボンドペースト３中の揮発性溶剤による空孔
と、これに伴う表面の凹凸であることが判明している。
気泡８が発生すると、シリコーン樹脂７の内部に気泡８
ができ、あるいはその表面に凹凸ができるため、発光ダ
イオード１の光出力特性上悪影響を及ぼし、また信頼性
も悪くなる。
【００１１】本発明は、上記に鑑み、シリコーン樹脂を
熱板上やキュア炉で数分間熱硬化してもシリコーン樹脂
中に気泡が発生しない光学装置の製造方法の提供を目的
とする。
熱板上やキュア炉で数分間熱硬化してもシリコーン樹脂
中に気泡が発生しない光学装置の製造方法の提供を目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、光学素子１をリードフレーム２の上に導電性接着
剤３でダイボンドし、該導電性接着剤３を熱硬化し、光
学素子１の周囲を保護樹脂７で封止し、該保護樹脂７を
熱硬化する光学装置の製造方法において、前記導電性接
着剤３として無溶剤性の導電性接着剤を使用し、該導電
性接着剤３の熱硬化を、該導電性接着剤３を低粘度状態
とする低温熱硬化と、高温熱硬化との二回以上に分けて
行うものである。
段は、光学素子１をリードフレーム２の上に導電性接着
剤３でダイボンドし、該導電性接着剤３を熱硬化し、光
学素子１の周囲を保護樹脂７で封止し、該保護樹脂７を
熱硬化する光学装置の製造方法において、前記導電性接
着剤３として無溶剤性の導電性接着剤を使用し、該導電
性接着剤３の熱硬化を、該導電性接着剤３を低粘度状態
とする低温熱硬化と、高温熱硬化との二回以上に分けて
行うものである。
【００１３】そして、保護樹脂７の熱硬化を、低温熱硬
化と高温熱硬化の二回以上に分けて行うものである。
化と高温熱硬化の二回以上に分けて行うものである。
【００１４】
【作用】上記課題解決手段において、導電性接着剤３を
完全無溶剤タイプへ改良することにより、導電性接着剤
３の硬化物の空孔を無くすことができる。また、導電性
接着剤３の加熱硬化をステップ硬化することにより、硬
化前の低粘度状態が確保され、導電性接着剤３の表面の
凸凹がなめらかになる。
完全無溶剤タイプへ改良することにより、導電性接着剤
３の硬化物の空孔を無くすことができる。また、導電性
接着剤３の加熱硬化をステップ硬化することにより、硬
化前の低粘度状態が確保され、導電性接着剤３の表面の
凸凹がなめらかになる。
【００１５】そして、保護樹脂７の加熱硬化をステップ
硬化することにより、仮に保護樹脂７中に気泡が発生し
ても、硬化前の低粘度状態において気泡が外部へ逃げ出
る。
硬化することにより、仮に保護樹脂７中に気泡が発生し
ても、硬化前の低粘度状態において気泡が外部へ逃げ出
る。
【００１６】
【実施例】本実施例の光学装置は、図２，３の如く、一
般的なＬＥＤランプや光結合装置として活用されるもの
であって、光学素子としての発光ダイオードチップ１が
リードフレーム２に搭載され、その周囲が保護樹脂とし
ての透光性あるいは半透光性のシリコーン樹脂７にて被
われた点で、従来と同様のものであるが、発光ダイオー
ドチップ１を搭載する導電性接着剤３（以下導電性ダイ
ボンドペーストという）として揮発性溶剤を含まないも
の（以下、無溶剤性という）を使用し、また、図１の如
く、導電性ダイボンドペースト３およびシリコーン樹脂
７の熱硬化を、低温熱硬化と高温熱硬化の二回以上に夫
々分けて行う（以下ステップ硬化という）点で、従来と
異なる。
般的なＬＥＤランプや光結合装置として活用されるもの
であって、光学素子としての発光ダイオードチップ１が
リードフレーム２に搭載され、その周囲が保護樹脂とし
ての透光性あるいは半透光性のシリコーン樹脂７にて被
われた点で、従来と同様のものであるが、発光ダイオー
ドチップ１を搭載する導電性接着剤３（以下導電性ダイ
ボンドペーストという）として揮発性溶剤を含まないも
の（以下、無溶剤性という）を使用し、また、図１の如
く、導電性ダイボンドペースト３およびシリコーン樹脂
７の熱硬化を、低温熱硬化と高温熱硬化の二回以上に夫
々分けて行う（以下ステップ硬化という）点で、従来と
異なる。
【００１７】前記発光ダイボンドチップ１は、図２，３
の如く、リードフレーム２のヘッダー部の所定位置に導
電性ダイボンドペースト３を介して搭載される。
の如く、リードフレーム２のヘッダー部の所定位置に導
電性ダイボンドペースト３を介して搭載される。
【００１８】該ダイボンドペースト３は、エポキシ樹脂
に長さ２〜５ミクロンで厚み１ミクロンの銀片をフィラ
ーとして８０％重量比程度に加えたもので、前述のよう
に完全無溶剤とされている。これにより、リフロー等の
加熱時の気泡の発生を従来に比べて軽減できる。なお、
揮発性溶剤を省略したことで、その導電性に影響がおよ
ぶことがあるが、銀片の混練比率を高めることでその問
題点を解決できる。
に長さ２〜５ミクロンで厚み１ミクロンの銀片をフィラ
ーとして８０％重量比程度に加えたもので、前述のよう
に完全無溶剤とされている。これにより、リフロー等の
加熱時の気泡の発生を従来に比べて軽減できる。なお、
揮発性溶剤を省略したことで、その導電性に影響がおよ
ぶことがあるが、銀片の混練比率を高めることでその問
題点を解決できる。
【００１９】また、図１の如く、該ダイボンドペースト
３は熱板上あるいはキュア炉を通して数分で加熱硬化さ
れる。このときの硬化温度プロファイルはステップ硬化
であり、例えば、１〜２分間ほど１４０〜１５０℃に熱
した後、さらに１〜２分間ほど２００〜２１０℃に熱し
て行う。これにより、従来に比べて少なくではあるが発
生する気泡を、ダイボンドペースト３が固まるまでに外
側へ逃がすことができ、かつ、表面がなめらかな硬化物
となる。
３は熱板上あるいはキュア炉を通して数分で加熱硬化さ
れる。このときの硬化温度プロファイルはステップ硬化
であり、例えば、１〜２分間ほど１４０〜１５０℃に熱
した後、さらに１〜２分間ほど２００〜２１０℃に熱し
て行う。これにより、従来に比べて少なくではあるが発
生する気泡を、ダイボンドペースト３が固まるまでに外
側へ逃がすことができ、かつ、表面がなめらかな硬化物
となる。
【００２０】次に、発光ダイボンドチップ１の表面電極
４とリードフレーム２のリードピン５とは、周知のワイ
ヤボンド方式により金線６により接続された後、発光ダ
イオードチップ１は透光性あるいは半透光性のシリコー
ン樹脂７を塗布することにより被われる。
４とリードフレーム２のリードピン５とは、周知のワイ
ヤボンド方式により金線６により接続された後、発光ダ
イオードチップ１は透光性あるいは半透光性のシリコー
ン樹脂７を塗布することにより被われる。
【００２１】このとき、シリコーン樹脂７は無溶剤性の
いわゆるジャンクションコーティングレジンであり、熱
板上あるいはキュア炉を通して数分で加熱硬化される。
このときの硬化温度プロファイルはステップ硬化であ
り、例えば１〜２分間ほど７０〜８０℃に熱した後、５
〜１０分間ほど２００〜２５０℃に熱して行う。これに
より、シリコーン樹脂７はラバー状あるいはゲル状に硬
化し、硬化物中およびその表面には気泡のない状態が得
られる。このように実装された半導体素子８はさらに透
光性あるいは半透光性のエポキシ樹脂にてトランスファ
ーモールド方式等により製品の外形成型がなされる。
いわゆるジャンクションコーティングレジンであり、熱
板上あるいはキュア炉を通して数分で加熱硬化される。
このときの硬化温度プロファイルはステップ硬化であ
り、例えば１〜２分間ほど７０〜８０℃に熱した後、５
〜１０分間ほど２００〜２５０℃に熱して行う。これに
より、シリコーン樹脂７はラバー状あるいはゲル状に硬
化し、硬化物中およびその表面には気泡のない状態が得
られる。このように実装された半導体素子８はさらに透
光性あるいは半透光性のエポキシ樹脂にてトランスファ
ーモールド方式等により製品の外形成型がなされる。
【００２２】このように、（１）ダイボンドペーストを
完全無溶剤タイプにしたこと、（２）ダイボンドペース
トの数分の加熱硬化をステップ硬化としたこと、（３）
シリコーン樹脂の数分の加熱硬化をステップ硬化とした
ことにより、ダイボンドペーストおよびシリコーン樹脂
硬化物中に気泡のほとんどない光学装置製造の一貫ライ
ンのプロセスを提供することができ、これにより、手番
短縮が可能であり、ＶＥに大きく寄与する。
完全無溶剤タイプにしたこと、（２）ダイボンドペース
トの数分の加熱硬化をステップ硬化としたこと、（３）
シリコーン樹脂の数分の加熱硬化をステップ硬化とした
ことにより、ダイボンドペーストおよびシリコーン樹脂
硬化物中に気泡のほとんどない光学装置製造の一貫ライ
ンのプロセスを提供することができ、これにより、手番
短縮が可能であり、ＶＥに大きく寄与する。
【００２３】また、従来のオーブン中の硬化は、ダイボ
ンドペーストでもシリコーン樹脂でも密閉状態であり、
気泡の揮発した成分がリードフレーム２に付着し、後に
成形する樹脂との密着性を害する傾向にあったが、本発
明によればその心配はなく、信頼性も向上する硬化を確
認している。
ンドペーストでもシリコーン樹脂でも密閉状態であり、
気泡の揮発した成分がリードフレーム２に付着し、後に
成形する樹脂との密着性を害する傾向にあったが、本発
明によればその心配はなく、信頼性も向上する硬化を確
認している。
【００２４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】例えば、上記実施例では、光学素子として
発光ダイオードチップを用いていたが、その他の発光素
子やフオトトランジスタ等の受光素子であってもよい。
発光ダイオードチップを用いていたが、その他の発光素
子やフオトトランジスタ等の受光素子であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、導電性接着剤を完全無溶剤タイプにしたことか
ら、導電性接着剤内の気泡の発生を抑え、また、導電性
接着剤の加熱硬化をステップ硬化としたことから、導電
性接着剤の表面の凹凸を無くすことができる。
よると、導電性接着剤を完全無溶剤タイプにしたことか
ら、導電性接着剤内の気泡の発生を抑え、また、導電性
接着剤の加熱硬化をステップ硬化としたことから、導電
性接着剤の表面の凹凸を無くすことができる。
【００２７】また、保護樹脂の数分の加熱硬化をステッ
プ硬化としたことから、導電性接着剤から流出した気泡
を保護樹脂の硬化前に容易に外部に流出させることがで
きる。
プ硬化としたことから、導電性接着剤から流出した気泡
を保護樹脂の硬化前に容易に外部に流出させることがで
きる。
【００２８】したがって、保護樹脂の表面の凸凹がなめ
らかになり、その光学的特性が気泡によって阻害される
のを防止できるといった優れた効果がある。
らかになり、その光学的特性が気泡によって阻害される
のを防止できるといった優れた効果がある。
【図１】本発明の製造方法を示すフローチャート
【図２】一般的な光学装置の平面図
【図３】一般的な光学装置の側面図
【図４】従来の光学装置において気泡が発生している状
態を示す側面図
態を示す側面図
１ 光学素子 ２ リードフレーム ３ 導電性接着剤 ７ 保護樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (3)
- 【請求項１】 光学素子をリードフレームの上に導電
性接着剤でダイボンドし、該導電性接着剤を熱硬化し、
光学素子の周囲を保護樹脂で封止し、該保護樹脂を熱硬
化する光学装置の製造方法において、前記導電性接着剤
として無溶剤性の導電性接着剤を使用し、該導電性接着
剤の熱硬化を、該導電性接着剤を低粘度状態とする低温
熱硬化と、高温熱硬化との二回以上に分けて行うことを
特徴とする光学装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の無溶剤性の導電性接着
剤は、樹脂に導電性フィラーを８０％重量比程度となる
ように加えてなることを特徴とする光学装置の製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の保護樹脂の熱
硬化を、該保護樹脂を低粘度状態とする低温熱硬化と、
高温熱硬化との二回以上に分けて行うことを特徴とする
光学装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13359792A JP3338473B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 光学装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13359792A JP3338473B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 光学装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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