JP5192749B2 - 光素子の樹脂封止成形方法及び装置 - Google Patents

光素子の樹脂封止成形方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、例えは、基板（或いは、リードフレーム）に装着した発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）チップ等の光素子を、透明性（透光性）を有する樹脂材料にて封止成形する光素子の樹脂封止成形方法及びその装置の改良に関するものである。
従来から、光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）を用いて、コンプレッションモールド法にて、基板に装着したＬＥＤチップを樹脂封止成形する（圧縮成形する）ことが行われているが、この方法は次のようにして行われている。
即ち、まず、光素子の樹脂封止成形装置に搭載された光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）を所要の成形温度にまで加熱すると共に、上型の基板供給部に、所要複数個のＬＥＤチップを装着した基板を、ＬＥＤチップを下方向に向けた状態で供給し、且つ、離型フィルムを被覆した一括成形用の下型キャビティ内に透明性を有する樹脂材料（例えば、液状樹脂）を供給して加熱（し溶融状態に）する。
次に、上下両型を型締めすることにより、所要の真空度に設定された下型キャビティ内の（溶融）樹脂にＬＥＤチップを浸漬する。
このとき、キャビティ底面部材にて下型キャビティ内の樹脂に所要の樹脂圧を加えることができる。
硬化に必要な所要時間の経過後、上下両型を型開きすることにより、下型キャビティの形状に対応した樹脂成形体（固化樹脂）内に所要複数個のＬＥＤチップを一括して封止してＬＥＤ成形品を形成することができる。
なお、このＬＥＤ成形品の所要個所を切断することによって、例えば、一個のＬＥＤチップを樹脂封止成形したＬＥＤパーツを得ることができる。
特開２００５−３０５９５４号
ところで、前述した従来の装置に搭載される金型は、当該装置に対して交換可能であるため、金型に少量生産用のもの或いは多量生産用のものを夫々適宜に選択して用いることができる。
従って、従来の装置にて生産量に対応することが可能な構成となっている。
しかしながら、前述した従来の装置に搭載される金型に多量生産用のものを用いる場合には、特に、次のような問題がある。
例えば、多量生産の場合、従来の通常サイズの金型に対して、金型が必然的に大型化されて大型サイズの金型を用いることになるが、その重量や形状の点で取扱いが面倒になるのみならず、金型の加工精度が困難となり易い。
即ち、大型サイズの金型においては金型キャビティの形状が大きくなるので、その各部位において樹脂成形条件が異なり易く（例えば、金型キャビティ内の樹脂が部分的に硬化し易い）、特に、光素子の樹脂封止成形のように、均一な品質のＬＥＤ成形品を効率良く得ることができず、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品）を効率良く得ることができない。
従って、光素子を樹脂封止成形する場合において、大型サイズの金型を用いることなく通常サイズの金型にて、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応し得て、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品）を効率良く得ることができる光素子の樹脂封止成形方法及びその装置を提供することが求められている。
即ち、本発明は、光素子を樹脂封止成形する場合において、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応し得て、高品質性・高信頼性の製品を効率良く得ることができる光素子の樹脂封止成形方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
前記した技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法は、光素子を樹脂材料にて封止成形する金型ユニットと、前記金型ユニットに前記した光素子と樹脂材料とを供給する成形前材料供給ユニットと、前記成形前材料供給ユニットには前記金型ユニットに設けた金型キャビティ内に液状樹脂を供給する液状樹脂の供給機構を備えたインローダを設けており、前記金型ユニットで樹脂封止成形された光素子の成形品を収容する成形品収容ユニットとを備えた光素子の樹脂封止成形装置を用いて、光素子を樹脂材料にて封止成形する光素子の樹脂封止成形方法であって、前記金型キャビティ内に離型フィルムを被覆させる工程と、前記インローダの液状樹脂の供給機構にて、前記離型フィルムを被覆した金型キャビティ内に液状樹脂を供給する工程と、前記した金型ユニットで前記光素子を樹脂封止成形する工程と、前記した金型ユニットから光素子の成形品を取り出して成形品収容ユニットに収容する工程とを備えたことを特徴とする。
また、前記技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法は、前記した金型ユニットを所要複数個、用意すると共に、前記金型ユニットに対して他の金型ユニットを着脱自在に装設することにより、前記金型ユニットの数を任意に増減調整することを特徴とする。
また、前記技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法は、前記した液状樹脂の供給機構にて、離型フィルムを被覆した金型キャビティ内に液状樹脂を供給するときに、前記液状樹脂の供給機構から液状樹脂を水平方向に押し出して供給することを特徴とする。
また、前記技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形方法は、前記した金型ユニットで光素子を樹脂封止成形するときに、前記金型ユニットに設けられたキャビティ内を所要の真空度に設定することを特徴とする。
また、前記技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形装置は、光素子を樹脂材料にて封止成形する金型ユニットと、前記金型ユニットに前記した光素子と樹脂材料とを供給する成形前材料供給ユニットと、前記金型ユニットで樹脂封止成形された光素子の成形品を収容する成形品収容ユニットとを備えた光素子の樹脂封止成形装置であって、前記金型ユニットに設けた金型キャビティ内に離型フィルムを被覆させる離型フィルムの供給機構を設けると共に、前記成形前材料供給ユニットに、前記離型フィルムを被覆させた金型キャビティ内に液状樹脂を供給する液状樹脂の供給機構を備えたインローダを設けることを特徴とする。
また、前記の技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形装置は、前記した金型ユニットを所要複数個、設けると共に、前記金型ユニットに対して他の金型ユニットを着脱自在の状態で前記金型ユニットの数を増減調整自在に構成したことを特徴とする。
また、前記の技術的課題を解決するための本発明に係る光素子の樹脂封止成形装置は、前記した液状樹脂の供給機構に、金型キャビティ内に液状樹脂を供給するノズルを設けて構成したことを特徴とする。
本発明によれば、光素子を樹脂封止成形する場合において、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応し得て、高品質性・高信頼性の製品を効率良く得ることができる光素子の樹脂封止成形方法及びその装置を提供することができると云う優れた効果を奏する。
本発明は、基板に装着したＬＥＤチップ（光素子）を樹脂封止成形する（圧縮成形する）場合に、樹脂成形条件が異なり易い大型サイズの金型を用いることなく、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品）を効率良く得ることができる通常サイズの金型を用いて、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応するものであって、生産量の多少に係らず、高品質性・高信頼性の製品を効率良く得るものである。
即ち、本発明は、光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）を搭載した金型ユニットに対して他の金型ユニットを直列に（一列に）着脱自在に（連結して）装設することにより、金型ユニットの数を任意に増減調整する構成である。
従って、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応して、金型ユニットの数を増減することができるので、生産量の多少に素早く対応して高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品）を効率良く生産することができるものである。
なお、前述した所要数を直列配置した金型ユニット群は、成形前材料の供給ユニットと成形品の収容ユニットと間に配置してもよいし、この両ユニットの作用を有するＩＮ・ＯＵＴユニットをこの金型ユニット群の片側一方に配置しても良い。
以下、実施例図に基づいて、本発明に係る実施例１を詳細に説明する。
図１、図２は、実施例１に係る光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）である。
図３は、図１、図２に示す装置に搭載された光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）である。
図６（１）は実施例１に係る光素子の樹脂封止成形方法（光素子の圧縮成形方法）に用いられる基板であり、図６（２）は図６（１）に示す光素子（ＬＥＤチップ）を装着した基板を樹脂封止成形（圧縮成形）したＬＥＤ成形品（成形済基板）である。
なお、実施例１は、後述するように、光素子の樹脂封止成形装置において、成形前材料の供給ユニットと成形品の収容ユニットとの間に、金型ユニット（通常サイズの金型を搭載）を生産量の必要性に対応して増減調整する構成である。
（成形前基板について）
例えば、図６（１）に示すように、本発明に用いられる成形前基板１には、所要複数個のＬＥＤチップ（光素子）２がマトリクス状に配置されて構成されている。
なお、このＬＥＤチップ２を装着した成形前基板１は、後述するように、図６（２）に示す成形済基板（ＬＥＤ成形品）３となるものである。
（光素子の樹脂封止成形装置の構成について）
即ち、図１及び図２に示すように、実施例１に係る光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）４には、基板１に装着した所要複数個のＬＥＤチップ２を一括して樹脂封止成形する（圧縮成形する）金型ユニットＡと、金型ユニットＡに基板１と樹脂材料（例えば、液状樹脂５）とを供給する成形前材料の供給ユニット（ＩＮユニット）Ｂと、金型ユニットＡで成形された成形済基板３を収容する成形品の収容ユニット（ＯＵＴユニット）Ｃとが設けられて構成されている。
また、図１に示すように、（図例の上から下へ、）成形前材料の供給ユニットＣ、金型ユニットＡ、成形品の収容ユニットＢの順に着脱自在に且つ直列に（一列に）装設することができるように構成されている。
また、図２に示すように、（図例の上から下へ、）成形前材料の供給ユニットＣ、四個の金型ユニットＡ、成形品の収容ユニットＢの順に着脱自在に連結且つ直列に（一列に）装設することができるように構成されている。
即ち、実施例１において、光素子の樹脂封止成形装置４は、成形前材料の供給ユニットＢと成形品の収容ユニットＣとの間において、金型ユニットＡに対して他の金型ユニットＡを着脱自在に連結且つ直列に（一列に）装設することができるように構成されている。
従って、実施例１に係る装置において、少量生産に或いは多量生産に対応して金型ユニットＡ（通常サイズの金型）の数を任意に増減調整することができるように構成されている。
なお、これらの各ユニットＡ・Ｂ・Ｃの連結には、例えば、連結具６が用いられて構成されている。
即ち、実施例１（本発明）においては、例えば、多量生産を必要とする場合、キャビティ内での樹脂成形条件が異なり易い大型サイズの金型を用いる必要がなく、通常サイズの金型を用いて、その数を任意に増減調整する構成にて簡易に即応することができる。
また、実施例１（本発明）においては、通常サイズの金型にて製品（ＬＥＤ成形品）３が成形されるので、製品３の高品質性・高信頼性を効率良く保持することができる。
従って、実施例１（本発明）によれば、通常サイズの金型にて高品質性・高信頼性の製品３を効率良く得ることができる。
（金型ユニットの構成について）
即ち、図１、図２、図３に示すように、金型ユニットＡには、そのユニットの装置前面４ａ側に光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）７が設けられて構成されると共に、この金型（通常サイズの金型）７には、固定上型８と、この上型８に対向配置した可動下型９とが設けられ、更に、上下両型７・８には所要の成形温度にまで加熱する加熱手段（図示なし）が設けられて構成されている。
また、上型８の型面にはＬＥＤチップ２を装着した基板１を、ＬＥＤチップ２を下方向に向けた状態で供給セットする基板供給部１０が設けられて構成されると共に、下型９の型面には下型キャビティ（一個の大キャビティ）１１がその開口部を上方向に開口して設けられて構成されている。
また、下型キャビティ（凹部）１１のキャビティ底面１１ａには上型基板供給部１０に供給セットされた基板１に装着したＬＥＤチップ２の数とそのマトリクス配置の位置に対応して半球状の個別凹部（小キャビティ）１２が各別に（所要数）設けられて構成され、
この個別凹部１２はレンズ用キャビティとなるものである。
従って、上下両型８・９の型締時に、基板１に装着されたＬＥＤチップ２が個別凹部１２の位置に各別に対応して配置することができるように構成されている。
また、下型キャビティ１１の底面１１ａにはキャビティ底面部材１３が設けられて構成されている。
即ち、キャビティ底面部材１３（における個別凹部１２を含むキャビティ底面１１ａ）で、下型キャビティ１１内に供給された樹脂５を上方向に加圧する（押圧する）することができるように構成されている。
従って、上下両型８・９の型締時に、個別凹部（小キャビティ）１２を含む下型キャビティ１１内の樹脂（例えば、後述する液状樹脂５）を所要の樹脂圧で加圧することができるように構成されている。
また、金型ユニットＡにおける上下両型７・８には個別凹部１２を含む下型キャビティ１１内を被覆する離型フィルム１４が設けられて構成されると共に、この離型フィルムは上下両型８・９の両横側位置に設けられた離型フィルムの供給機構１５にて上下両型７・８に供給することができるように構成されている。
即ち、離型フィルムの供給機構１５において、離型フィルム１４を送出ロール１５ａから送り出して巻取ロール１５ｂに巻き取ることにより、上下両型７・８の型面間に離型フィルム１４を張架することができるように構成されている。
また、図示はしていないが、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１の底面１１ａには吸引孔が設けられると共に、この吸引孔には空気を強制的に吸引排出する真空ポンプ等の離型フィルムの真空引き機構が連通接続して設けられて構成されている。
従って、離型フィルムの真空引き機構にて空気を強制的に吸引排出することにより、離型フィルム１４を、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１の面（キャビティ側面及び底面）の形状に対応して被覆することができるように構成されている。
また、上型８の周囲には上型外気遮断部材１６が上型８の外周囲を囲んだ状態で設けられて構成されると共に、上型８と上型外気遮断部材１６とが上部固定盤１７に固定されて構成されている。
また、下型９の周囲には下型外気遮断部材１８が下型９の外周囲を囲んだ状態で固定されて設けられて構成されると共に、下型９と下型外気遮断部材１８とが下部移動盤１９に固定されて構成されている。
また、上型外気遮断部材１６の先端面には外気遮断用のシール部材２０が設けられて構成されると共に、前記した上下両型８・９の型締時に、上型外気遮断部材１６と下型外気遮断部材１８とをその先端面同士を閉じ合わせることにより、少なくとも下型キャビティ１１を含む型内空間部を外気遮断状態にして外気遮断範囲を形成することができるように構成されている。
また、金型ユニットＡには、外気遮断範囲の空気を強制的に吸引排出する真空ポンプ等の外気遮断範囲の真空引き機構（図示なし）が設けられて構成されている。
従って、外気遮断範囲から空気を強制的に吸引排出すことにより、少なくとも、下型キャビティ１１を含む外気遮断範囲を所要の真空度に設定することができるように構成されている。
なお、更に、外気遮断範囲の真空引きについて詳述すると、上型外気遮断部材１６の先端面のシール部材２０に下型外気遮断部材１８の先端面を当接した時、上下両型８・９の型面間に所要の間隔が形成される（所謂、中間型締状態）。
このとき、上下両型８・９の型面間の空間部と下型キャビティ１１とを含む型内空間部を外気遮断範囲として、この外気遮断範囲から空気を強制的に吸引排出して所要の真空度に設定することができる。
従って、この後、上下両型８・９の型面を閉じ合わせて（上下両型８・９の型面間に離型フィルム１４と基板１とを挟持した状態で）完全型締めを行うことができるように構成されている。
従って、後述するように、金型ユニットＡ（上下両型８・９）において、まず、離型フィルム１４を被覆した下型キャビティ１１内に液状樹脂５を供給し、且つ、上型基板供給部１０に成形前基板１を供給セットし、次に、少なくとも下型キャビティ１１内を所要の真空度に設定した状態で上下両型８・９を型締めし、且つ、キャビティ底面部材１３で下型キャビティ１１内の樹脂（５）を所要の樹脂圧で加圧する。
硬化に必要な所要時間の経過後、上下両型８・９を型開きすることにより、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１の形状に対応した樹脂成形体２１内に所要複数個のＬＥＤチップ２を封止成形して成形済基板（ＬＥＤ成形品）３を形成することができる。
（成形前材料の供給ユニットの構成について）
また、図１、図２に示すように、成形前材料の供給ユニットＢには、例えば、当該ユニットＢに成形前基板１を装填する基板の装填部２２と、基板装填部（マガジン）２２から基板１を押し出してセットする基板のセット部２３と、基板セット部２３からの基板１を所要方向に（回転させて）整列する基板の整列部（回転テーブル）２４と、金型ユニットＡに基板１と樹脂材料（液状樹脂５）とを供給するインローダ（成形前材料の供給機構）２５とが設けられて構成されている。
なお、図２に示すように、四個の金型ユニットＡと成形前材料供給ユニットＢの横側位置（装置背面４ｂ側）には、インローダの移動領域２６が設けられて構成されている。
また、インローダ２５の上部側には、成形前基板１を、ＬＥＤチップ２を下方向に向けた状態で載置する基板の載置部２７と、成形前基板１を上昇させて上型基板供給部１０に供給セットする基板のリフト部２８とが設けられて構成されている。
従って、まず、基板装填部２２から基板セット部２３に押し出された基板１を基板整列部２４で所要方向に整列させると共に、インローダ２５の基板載置部２７に基板を載置させる。
そして、次に、インローダ２５を移動領域２６に沿って移動させて金型ユニットＡの横側位置に配置すると共に、金型ユニットＡの上下両型８・９間に進入させて基板リフト部２８にて成形前基板１を上昇させることにより、上型基板供給部１０に成形前基板１を供給セットすることができるように構成されている。
また、インローダ２５の下部側には、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１内に樹脂材料を供給する樹脂材料の供給機構が設けられて構成されている。
この樹脂材料の供給機構として、例えば、一液性シリコーン樹脂等の透明性（光透性）を有する液状の樹脂材料（熱硬化性の液状樹脂）５を供給する液状樹脂の供給機構（横型ティスペンサ）２９が挙げられる。
即ち、液状樹脂の供給機構２９は、例えば、下型キャビティ１１内に液状樹脂５を供給する液状樹脂供給用の横型ノズル３０と、液状樹脂５を所要の樹脂圧にて加圧する液状樹脂の加圧部３１とから構成されている。
従って、例えば、まず、インローダ２５を移動領域に沿って移動させると共に、金型ユニットＡの上下両型８・９間にノズル３０（インローダ２５）を水平方向（横方向）に向けた状態で進入させ、次に、ノズル３０を後退させながら、液状樹脂加圧部３１にて液状樹脂５を所要の樹脂圧にて水平方向（横方向に）に加圧して押し出すことにより、下型キャビティ１１内に所要量の液時樹脂５を、落下放物線を描いた状態で且つ所要の樹脂配布パターン（例えば、Ｓ字形）にて供給することができる。
なお、インローダ２５にて、成形前基板１と液状樹脂５とを（成形前材料を）同時に上下両型８・９（金型ユニットＡ）に供給しても良い。
（成形品の収容ユニットの構成について）
また、図１、図２に示すように、成形品の収容ユニットＣには、例えば、金型ユニットＡからＬＥＤ成形品（成形済基板）３を取り出すアンローダ３２と、アンローダ３２からのＬＥＤ成形品３を所要方向に（回転させて）整列する成形品の整列部（回転テーブル）３３と、成形品整列部３３で整列したＬＥＤ成形品３を収容する成形品の収容部（マガジン）３４とが設けられて構成されている。
なお、図２に示すように、四個の金型ユニットＡと成形品収容ユニットＣの横側位置（装置背面４ｂ側）には、アンローダの移動領域３５が設けられて構成されている。
従って、例えば、まず、アンローダ３２を金型ユニットＡの上下両型８・９間に進入させてＬＥＤ成形品３を係着し、上下両型８・９間からＬＥＤ成形品３を係着したアンローダ３２を後退させる。
次に、アンローダを移動領域３５に沿って移動させて成形品整列部３３に載置すると共に、成形品整列部３３でＬＥＤ成形品３を所要方向に回転させて、このＬＥＤ成形品３を成形品収容部３４に収容することができる。
（光素子の樹脂封止成形装置を用いる樹脂封止成形方法について）
即ち、図１、図２に示すように、成形前材料の供給ユニットＢにおいて、まず、基板装填部２２から基板セット部２３に押し出された成形前基板１を基板整列部２４で所要方向に整列させると共に、液状樹脂供給機構２９を備えたインローダ２５の基板載置部２７に成形前基板１を載置する。
また、次に、液状樹脂供給機構２９と成形前基板１とを有するインローダ２５を移動領域２６に沿って移動させて金型ユニットＡの上下両型８・９間に進入させる。
このとき、インローダ２５における基板リフト部２８にて成形前基板１を上昇させることにより、上型基板供給部１０に成形前基板１を、ＬＥＤチップ２を下方向に向けた状態で供給セットする。
また、このとき、離型フィルム１４を被覆した個別凹部１２を含む下型キャビティ１１内にインローダ２５における液状樹脂供給機構２９のノズル３０から液状樹脂５を水平方向に押し出して供給し、加熱することになる。
次に、上下両型８・９を型締めすることにより、少なくとも下型キャビティ１１内を所要の真空度に設定した状態で基板１に装着したＬＥＤチップ２を下型キャビティ１１内の樹脂（５）に浸漬することができる。
このとき、キャビティ底面部材１３にて下型キャビティ１１内の樹脂（５）に所要の樹脂圧を加えることになる。
硬化に必要な所要時間の経過後、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１内で所要複数個のＬＥＤチップ２を、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１の形状に対応した樹脂成形体２１内に封止成形してＬＥＤ成形品（成形済基板）３を形成することができる。
次に、上下両型８・９を型開きすることにより、上下両型８・９の間にアンローダ３２を進入させてＬＥＤ成形品を係着すると共に、アンローダの移動領域３５を、アンローダ３２を移動させることにより、成形品収容ユニットＣにおける成形品整列部２８にＬＥＤ成形品３を所要方向に整列し成形品収容部ＣにＬＥＤ成形品３を収容することになる。
（ＬＥＤ成形品について）
また、ＬＥＤ成形品３について、図６（２）に示すように、基板１に装着した所要複数個のＬＥＤチップ２を、個別凹部１２を含む下型キャビティ１１の形状に対応した樹脂成形体２１内に封止成形されてＬＥＤ成形品（成形済基板）３となる。
このＬＥＤ成形品３については、ＬＥＤチップ２の数と位置とが下型キャビティ１１における半球状の個別凹部１２の数と位置とに一致しているため、個別凹部１２に対応する樹脂成形体２１の半球部３６にＬＥＤチップ２がその数と位置とで一致することになる。
即ち、樹脂成形体２１は、個別凹部１２に対応した半球部３６と、下型キャビティ（大キャビティ）１１に対する連通部（平板部）３７とから構成されている。
従って、所要複数個のＬＥＤチップ２を樹脂封止成形（圧縮成形）したＬＥＤ成形品３において、例えば、その切断位置３８にて切断することによって、個々のＬＥＤパーツ３９（一個の半球部３６を含む）を得ることができる。
（金型ユニットの増減調整について）
また、前述したように、実施例１においては、少量生産用或いは多量生産用として、成形前材料供給ユニットＢと成形品収容部ユニットＣとの間に、金型ユニットＡ（通常サイズの金型）の数を一個から所要複数個まで増減して夫々に簡易に即応し得て調整することができる。
実施例１の場合、樹脂成形条件が異なり易い等の欠点を有する大型サイズの金型を用いる必要がなく、少量生産或いは多量生産に対応することができる。
従って、実施例１において、通常サイズの金型（上下両型８・９）を用いて成形することができるので、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品３）を効率良く得ることができる。
（実施例１の作用効果について）
即ち、実施例１によれば、光素子（ＬＥＤチップ）２を樹脂材料（液状樹脂５）にて封止成形する場合において、少量生産に及び多量生産に夫々に簡易に即応し得て、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品３）を効率良く得ることができる光素子の樹脂封止成形方法及びその装置を提供することができる。
次に、本発明に係る実施例２を詳細に説明する。
図４は、実施例２に係る光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）４１である。
図５は、図４に示す装置４１の金型ユニットＤに搭載した光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）４２である。
図６（１）は、実施例２に用いられる成形前基板１であり、図６（３）は、図４に示す装置４１（図５に示す金型４２）で樹脂封止成形したＬＥＤ成形品（成形済基板）４３である。
また、実施例２は、成形前材料の供給機構４４（実施例１に示す成形前材料の供給ユニットＢに相当する構成）と成形品の収容機構４５（実施例１に示す成形品の収容ユニットＣに相当する構成）とを一つに纏めたＩＮ・ＯＵＴユニットＥに対して所要数の金型ユニットＤを着脱自在に装設する構成である。
なお、実施例２に示す構成部材において、実施例１に示す構成部材と同じものには同じ符号を付すものであり、その説明を省略する。
（光素子の樹脂封止成形装置の構成について）
図４に示すように、実施例２に係る光素子の樹脂封止成形装置４１には、図６（１）に示す成形前基板１に装着した所要複数個の光素子（ＬＥＤチップ２）を各別に樹脂成形体（半球状樹脂体）４６内に封止成形してＬＥＤ成形品（成形済基板）４３を成形する金型ユニットＤと、金型ユニットＤに成形前基板１と樹脂材料（液状樹脂５）とを供給する成形前材料の供給機構４４及び金型ユニットＤで樹脂封止成形された図６（３）に示すＬＥＤ成形品４３を収容する成形品の収容機構４５とからなるＩＮ・ＯＵＴユニットＥとから構成されている。
即ち、ＩＮ・ＯＵＴユニットＥに対して所要数の金型ユニットＤが連結具６にて直列に（一列に）着脱自在に装設されて構成されている。
また、実施例２に係る装置４１において、その装置前面41ａ側にはアンローダ３２が移動する移動領域３５が設けられて構成されると共に、その装置背面４１ｂ側にはインローダ２５が移動するインローダの移動領域２６が設けられて構成されている。
（金型ユニットの構成について）
即ち、図４、図５に示すように、金型ユニットＤには、そのユニットＤの装置前面４１ａ側に光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）４２が設けられて構成されると共に、この金型（通常サイズの金型）４２には、固定上型４７（上部固定盤１７）と、この上型４７に対向配置した可動下型４８（下部移動盤１９）とが設けられ、更に、上下両型４７・４８には所要の成形温度にまで加熱する加熱手段（図示なし）が設けられて構成されている。
また、図５に示すように、下型４８の型面には、上型供給部１０にＬＥＤチップ２を下方向に向けた状態で供給セットされた基板１のマトリクス型配置のＬＥＤチップ２に各別に対応して半球状のキャビティ４９（実施例１の個別凹部１２に相当する構成）が所要数、設けられて構成されている。
なお、図４においては、キャビティ４９は下型４８の型面に存在する範囲として二点鎖線で示されている。
また、液状樹脂の供給機構２９にて、各キャビティ４９に対して所要量の液状樹脂５を各別に供給することができるように構成されている
また、金型（通常サイズの金型）４２には、実施例１と同様に、所要数のキャビティ４９を所要の真空度に設定する機構（上型外気遮断部材１６、下型外気遮断部材１８、シール部材２０、真空引き機構など）が備えられている。
従って、金型４２を用いて、基板１に装着したＬＥＤチップ２をキャビティ４９の形状に対応した樹脂成形体４６内に各別に樹脂封止成形することができるように構成されている。
（光素子の樹脂封止成形装置を用いる樹脂封止成形方法について）
即ち、実施例２において、実施例１と同様に、成形前材料の供給機構４４において、まず、基板装填部２２から基板セット部２３に押し出された成形前基板１を基板整列部２４で所要方向に整列させると共に、液状樹脂供給機構２９を備えたインローダ２５の基板載置部２７に成形前基板１を載置する。
また、次に、液状樹脂供給機構２９と成形前基板１とを有するインローダ２５を移動領域２６に沿って移動させて金型ユニットＤの上下両型４７・４８間に進入させる。
このとき、インローダ２５における基板リフト部２８にて成形前基板１を上昇させることにより、上型基板供給部１０に成形前基板１を、ＬＥＤチップ２を下方向に向けた状態で供給セットする。
また、このとき、インローダ２５における液状樹脂供給機構２９の加圧部３１にて液状樹脂５を加圧することにより、ノズル３０から液状樹脂５を各キャビティ４９内に各別に供給する。
次に、上下両型４７・４８を型締めすることにより、各キャビティ４９内を基板１に装着したＬＥＤチップ２をキャビティ４９内の樹脂（５）に浸漬することができる。
このとき、実施例１と同様に、各キャビティ４９内は所要の真空度に設定されることになる。
硬化に必要な所要時間の経過後、キャビティ内４９でＬＥＤチップ２を、キャビティ４９の形状に対応した樹脂成形体（半球状樹脂体）４６内に各別に封止成形してＬＥＤ成形品（成形済基板）４３を形成することができる。
次に、上下両型４７・４８を型開きすることにより、上下両型４７・４８の間にアンローダ３２を進入させてＬＥＤ成形品４３を係着すると共に、アンローダの移動領域３５をアンローダ３２を移動させることにより、成形品の収容機構４５における成形品整列部２８にＬＥＤ成形品４３を所要方向に整列し成形品収容部３４にＬＥＤ成形品４３を収容することになる。
（ＬＥＤ成形品について）
また、ＬＥＤ成形品４３について、図６（３）に示すように、基板１に装着した所要複数個のＬＥＤチップ２を、キャビティ４９の形状に対応した樹脂成形体（半球状樹脂体）４６内に各別に封止成形されてＬＥＤ成形品（成形済基板）４３となる。
なお、ＬＥＤ成形品４３はその切断位置５０にて切断されることになる。
（金型ユニットの増減調整について）
また、前述したように、実施例２においては、実施例１と同様に、少量生産用或いは多量生産用として、ＩＮ・ＯＵＴユニットＥに対して、金型ユニットＡ（通常サイズの金型）の数を一個から所要複数個まで増減することにより、必要な生産量に簡易に即応し得て調整することができる。
実施例２の場合、実施例１と同様に、樹脂成形条件が異なり易い等の欠点を有する大型サイズの金型を用いる必要がなく、少量生産或いは多量生産に対応することができる。
従って、実施例１において、通常サイズの金型（上下両型４７・４８）を用いて成形することができるので、高品質性・高信頼性の製品（ＬＥＤ成形品４３）を効率良く得ることができる。
本発明は、前述した実施例のものに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意且つ適宜に変更・選択して採用できるものである。
樹脂材料について、前記した各実施例では、液状樹脂５を用いる構成を例示したが、例えば、顆粒状の樹脂材料、粉末状の樹脂材料を用いることができる。
また、前記した各実施例では、一液性シリコーン樹脂を例に挙げたが、二液性シリコーン樹脂を用いることができる。
また、前記した各実施例において、樹脂材料として、エポキシ樹脂を用いても良い。
また、前記した各実施例において、基板１に代えて、リードフレームを用いることができる。
また、前記した各実施例において、離型フィルムを用いる構成、或いは、金型キャビティ内等を所要の真空度に設定する構成が例示されているが、前記した各実施例において、これらの構成を任意に選択して適宜に採用することができる。
なお、前記した各実施例においては、上下両型の二枚型の構成を例示したが、前記した各実施例において、離型フィルムを用いる場合に、離型フィルムを下型側と挟持する中間プレート（中間型）を設けることにより、光素子の樹脂封止成形用金型として、上型、下型、中間型の三枚型の構成を採用することができる。
図１は、本発明に係る光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）を搭載した光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）を概略的に示す概略平面図であって、前記した装置を構成する各ユニットの着脱自在の状態を示している（第１実施例）。 図２は、図１に示す装置に対応する光素子の樹脂封止成形装置を概略的に示す概略平面図であって、前記した装置を構成する各ユニットを着脱自在に装設して組み立てた状態を示している（第１実施例）。 図３は、図１に示す装置（金型ユニット）に搭載された光素子の樹脂封止成形用金型を概略的に示す概略縦断面図であって、離型フィルムを被覆した下型キャビティ（大キャビティ）内に液状樹脂を供給する状態を示している（第１実施例）。 図４は、本発明に係る他の光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）を概略的に示す概略平面図であって、前記した装置を構成する各ユニットを着脱自在に装設して組み立てた状態を示している（第２実施例） 図５は、図４に示す装置（金型ユニット）に搭載された光素子の樹脂封止成形用金型を概略的に示す概略縦断面図であって、所要複数個の個別キャビティ内に液状樹脂を各別に供給する状態を示している（第２実施例）。 図６（１）は本発明における光素子の樹脂封止成形方法に用いられる所要複数個の光素子を装着した基板を概略的に示す概略正面図であり、図６（２）は図６（１）に示す基板に装着した光素子を図２（及び図１）に示す装置にて樹脂封止成形したＬＥＤ成形品を概略的に示す概略正面図であり、図６（２）は図６（１）に示す基板に装着した光素子を図４に示す装置にて樹脂封止成形したＬＥＤ成形品を概略的に示す概略正面図である。
１ 基板（成形前基板）
２ ＬＥＤチップ（光素子）
３ ＬＥＤ成形品（成形済基板）
４ 光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）
４ａ 装置前面
４ｂ 装置背面
５ 液状樹脂（樹脂材料）
６ 連結具
７ 光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）
８ 固定上型
９ 可動下型
１０ 基板供給部
１１ 下型キャビティ（大キャビティ）
１１ａ キャビティ底面
１２ 個別凹部（レンズ用小キャビティ）
１３ キャビティ底面部材
１４ 離型フィルム
１５ 離型フィルムの供給機構
１５ａ 送出ローラ
１５ｂ 巻取ローラ
１６ 上型外気遮断部材
１７ 上部固定盤
１８ 下型外気遮断部材
１９ 下部移動盤
２０ シール部材
２１ 樹脂成形体
２２ 基板の装填部
２３ 基板のセット部
２４ 基板の整列部
２５ インローダ
２６ インローダの移動領域
２７ 基板の載置部
２８ 基板のリフト部
２９ 液状樹脂（樹脂材料）の供給機構（横型ディスペンサ）
３０ ノズル
３１ 液状樹脂の加圧部
３２ アンローダ
３３ 成形品の整列部
３４ 成形品の収容部
３５ アンローダの移動領域
３６ 半球部（樹脂成形体）
３７ 連通部（樹脂成形体）
３８ 切断位置
３９ ＬＥＤパーツ
４１ 光素子の樹脂封止成形装置（光素子の圧縮成形装置）
４１ａ 装置前面
４１ｂ 装置背面
４２ 光素子の樹脂封止成形用金型（光素子の圧縮成形用金型）
４３ ＬＥＤ成形品
４４ 成形前材料の供給機構
４５ 成形品の収容機構
４６ 樹脂成形体（半球状樹脂体）
４７ 固定上型
４８ 可動下型
４９ キャビティ
５０ 切断位置
Ａ 金型ユニット
Ｂ 成形前材料の供給ユニット
Ｃ 成形品の収容ユニット
Ｄ 金型ユニット
Ｅ ＩＮ・ＯＵＴユニット

Claims (7)

  1. 光素子を樹脂材料にて封止成形する金型ユニットと、前記金型ユニットに前記した光素子と樹脂材料とを供給する成形前材料供給ユニットと、前記成形前材料供給ユニットには前記金型ユニットに設けた金型キャビティ内に液状樹脂を供給する液状樹脂の供給機構を備えたインローダを設けており、前記金型ユニットで樹脂封止成形された光素子の成形品を収容する成形品収容ユニットとを備えた光素子の樹脂封止成形装置を用いて、光素子を樹脂材料にて封止成形する光素子の樹脂封止成形方法であって、
    前記金型キャビティ内に離型フィルムを被覆させる工程と、
    前記インローダの液状樹脂の供給機構にて、前記離型フィルムを被覆した金型キャビティ内に液状樹脂を供給する工程と、
    前記した金型ユニットで前記光素子を樹脂封止成形する工程と、
    前記した金型ユニットから光素子の成形品を取り出して成形品収容ユニットに収容する工程とを備えたことを特徴とする光素子の樹脂封止成形方法。
  2. 金型ユニットを所要複数個、用意すると共に、前記金型ユニットに対して他の金型ユニットを着脱自在に装設することにより、前記金型ユニットの数を任意に増減調整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. 液状樹脂の供給機構にて、離型フィルムを被覆した金型キャビティ内に液状樹脂を供給するときに、前記液状樹脂の供給機構から液状樹脂を水平方向に押し出して供給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。
  4. 金型ユニットで光素子を樹脂封止成形するときに、前記金型ユニットに設けられたキャビティ内を所要の真空度に設定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。
  5. 光素子を樹脂材料にて封止成形する金型ユニットと、前記金型ユニットに前記した光素子と樹脂材料とを供給する成形前材料供給ユニットと、前記金型ユニットで樹脂封止成形された光素子の成形品を収容する成形品収容ユニットとを備えた光素子の樹脂封止成形装置であって、前記金型ユニットに設けた金型キャビティ内に離型フィルムを被覆させる離型フィルムの供給機構を設けると共に、前記成形前材料供給ユニットに、前記離型フィルムを被覆させた金型キャビティ内に液状樹脂を供給する液状樹脂の供給機構を備えたインローダを設けることを特徴とする光素子の樹脂封止成形装置。
  6. 金型ユニットを所要複数個、設けると共に、前記金型ユニットに対して他の金型ユニットを着脱自在の状態で前記金型ユニットの数を増減調整自在に構成したことを特徴とする請求項５に記載の光素子の樹脂封止成形装置。
  7. 液状樹脂の供給機構に、金型キャビティ内に液状樹脂を供給するノズルを設けて構成したことを特徴とする請求項５に記載の光素子の樹脂封止成形装置。
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