JP7244735B2 - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Description
本開示は、発光装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a light emitting device.
一般に、発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、照明器具等の各種の光源として広く利用されている。このような発光装置は、例えば、凹部を有するパッケージと、凹部の底面に配置された発光素子とを備える。また、光取出し効率をさらに向上させた発光装置として、凹部内に光反射性物質を含有する樹脂材料を注入し、発光素子の近傍に光反射面を有する反射層を形成する発光装置がある(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art In general, light-emitting devices using light-emitting elements such as light-emitting diodes are widely used as various light sources such as lighting fixtures. Such a light-emitting device includes, for example, a package having a recess and a light-emitting element arranged on the bottom surface of the recess. Further, as a light-emitting device with further improved light extraction efficiency, there is a light-emitting device in which a resin material containing a light-reflecting substance is injected into the concave portion to form a reflective layer having a light-reflecting surface in the vicinity of the light-emitting element ( For example, Patent Document 1).
また、樹脂材料を注入する装置として、例えば、1つの塗布領域に対して、複数のノズルから樹脂材料を注入して塗布する塗布装置が知られている(例えば、特許文献2)。複数のノズルから樹脂材料を注入することで、塗布にかかる時間を短くすることができる。 Also, as a device for injecting a resin material, for example, a coating device that injects and coats a resin material from a plurality of nozzles into one coating region is known (for example, Patent Document 2). By injecting the resin material from a plurality of nozzles, the time required for coating can be shortened.
しかしながら、光反射面を形成する樹脂材料を特許文献2の塗布装置で注入したときに、所望の光反射面を形成することが困難になる場合がある。
However, when the resin material for forming the light reflecting surface is injected by the coating device of
そこで、本発明の一実施形態では、所望の光反射面を有する発光装置の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device having a desired light reflecting surface.
本発明の一実施形態の発光装置の製造方法は、第1方向および第1方向と直交する第2方向において、凹部を有する複数のパッケージが配列され、複数のパッケージそれぞれの凹部の底面に発光素子が載置された集合基板を準備する工程と、凹部内において、凹部の側面から発光素子の近傍に光反射性部材を配置する工程と、集合基板を個片化し、複数の発光装置を得る工程と、を有し、光反射性部材を配置する工程は、凹部内において、光反射性部材となる樹脂材料を複数のノズルから同時に吐出する工程を含み、複数のノズルは、第1吐出点に樹脂材料を吐出する第1ノズルと、第1ノズルのノズル径よりも小さいノズル径を有し、第2吐出点に樹脂材料を吐出する第2ノズルとを有する。 In a method for manufacturing a light-emitting device according to an embodiment of the present invention, a plurality of packages having recesses are arranged in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and light-emitting elements are arranged on the bottom surfaces of the recesses of the plurality of packages. arranging a light-reflecting member in the vicinity of the light-emitting element from the side surface of the recess in the recess; and separating the collective substrate into pieces to obtain a plurality of light-emitting devices. and the step of arranging the light reflecting member includes a step of simultaneously discharging the resin material to be the light reflecting member from a plurality of nozzles in the concave portion, and the plurality of nozzles are positioned at the first discharge point. It has a first nozzle that ejects a resin material, and a second nozzle that has a nozzle diameter smaller than that of the first nozzle and ejects the resin material to a second ejection point.
本発明の一実施形態により、所望の光反射面を有する発光装置の製造方法を提供することが可能となる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a light emitting device having a desired light reflecting surface.
以下、図面に基づいて詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置の製造方法を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。
A detailed description will be given below with reference to the drawings. Parts with the same reference numbers that appear in multiple drawings indicate the same or equivalent parts or members.
Furthermore, the following is an example of a method for manufacturing a light-emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. In addition, unless there is a specific description, the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of components are intended to be illustrative rather than limiting the scope of the present invention. The sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be exaggerated for ease of understanding.
なお、本明細書中および図面中において、第1方向は、横方向(X方向)を示し、右方向(X+方向)および左方向(X-方向)の双方を含む。また、第2方向は、縦方向(Y方向)を示し、上方向(Y+方向)および下方向(Y-方向)の双方を含む。
In this specification and drawings, the first direction indicates the horizontal direction (X direction) and includes both the right direction (
また、以下に説明する実施形態において、集合基板およびパッケージの用語は発光素子やワイヤ等を設ける前と後において同じ用語を適宜用いることがある。また、パッケージや樹脂部のように個片化する前と後で同じ用語を適宜用いることがある。
また、本開示において「平行」および「垂直」とは、特に他の言及がない限り、2つの直線、辺あるいは面等がそれぞれ0°から±5°程度および90°から±5°程度の範囲にある場合を含む。
Moreover, in the embodiments described below, the same terms may be appropriately used for the collective substrate and the package before and after providing the light emitting elements, wires, and the like. Also, the same terms may be appropriately used before and after singulation, such as packages and resin parts.
In addition, in the present disclosure, “parallel” and “perpendicular” mean that two straight lines, sides, or planes are in the range of about 0 ° to ±5 ° and 90 ° to ±5 °, respectively, unless otherwise specified. including when in
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る発光装置の製造方法は、(A)複数のパッケージおよび発光素子を備える集合基板を準備する工程と、(B)各パッケージに光反射性部材を配置する工程と、(C)集合基板を個片化し、複数の発光装置を得る工程と、を有する。以下、各工程について詳細に説明する。
(First embodiment)
A method for manufacturing a light-emitting device according to the first embodiment of the present invention includes (A) a step of preparing an aggregate substrate having a plurality of packages and light-emitting elements, and (B) a step of arranging a light reflecting member in each package. and (C) dividing the aggregate substrate into individual pieces to obtain a plurality of light emitting devices. Each step will be described in detail below.
(A)集合基板を準備する工程
まず、図1Aおよび図1Bを参照して、最初に完成後の集合基板50の説明をして、次に集合基板50を準備する工程について説明する。また、ここでは、集合基板50として、リードフレーム20と樹脂部30とを備える基板を例にとって説明する。図1Aは、集合基板50の模式的上面図であり、図1Bは4つのパッケージ1にそれぞれ発光素子10及び保護素子11を載置しワイヤを接続させた状態を示す模式的上面図である。
(A) Process of Preparing Collective Board First, referring to FIGS. 1A and 1B, the
集合基板50は、第1方向Fおよび第1方向Fと直交する第2方向Sに配列される、複数のパッケージ1を備える。図1Bで示すように、各パッケージ1は、第1方向Fおよび第2方向Sに延びる切断予定ライン(点線部分)で囲まれる領域に相当する。パッケージ1は、上面視において矩形であり、個片化後に第1リードとなる部分(以下、第1リード部21aという)、第2リードとなる部分(以下、第2リード部22aという)および樹脂部30の一部を有する。樹脂部30は、一のパッケージ1と隣接する他のパッケージ1とに跨って一体的に形成されている。図1Bで示す4つのパッケージ1は、一のパッケージ1の上面を構成する樹脂部30、他のパッケージ1の上面を構成する樹脂部30および2つのパッケージ1の間の切断予定ライン近傍に位置する樹脂部30は、略同一面となっている。
The
各パッケージ1は、凹部2を有し、凹部2の底面には発光素子10が載置される。図1Bで示すパッケージ1では、凹部2の底面に、第1リード部21aおよび第2リード部22aの双方が位置し、第1リード部21aに発光素子10が載置されている。
Each
また、図1Bで示すパッケージ1は、発光素子10を取り囲む溝部6を有する。溝部6は、後述する光反射性部材5となる樹脂材料を堰き止める堰き止め部として機能する。そのため、溝部6は、凹部2の底面において、光反射性部材5が形成される領域(外周領域)と発光素子10との間に配置されればよい。
The
溝部6は、例えば、図1Bで示すように連続する1つの溝部6であってもよいし、断続的に形成された複数の溝部6であってもよい。溝部6が断続的に形成された場合、各溝部6の隙間の距離は、光反射性部材5となる樹脂材料が発光素子10の側面に達しないように、狭い距離に設定されることが好ましい。各溝部6の隙間の距離は、例えば、1μm~100μmであり、好ましくは10μm~50μmである。また、凹部2の底面に位置する第1リード部21aの上面において、溝部6は凹部2の側壁から離間している。
The
図1Cは、図1B中の1C-1C線における模式端面図である。図1Cで示すように、溝部6は外側上端縁Pと内側上端縁Qとを有する。外側上端縁Pとは、溝部6の上面で幅方向に対向する2つの縁部(上端縁)のうち、発光素子10から遠い縁部であり、内側上端縁Qとは、発光素子10に近い縁部である。
FIG. 1C is a schematic end view along
このような集合基板50は、予め製造された集合基板を購入する等して準備してもよいし、以下に述べる製造工程の一例により製造して準備してもよい。
Such an
(集合基板の製造方法の一例)
まず、平板状の金属板にエッチング加工やプレス加工等を施すことで、第1リード部21aおよび第2リード部22aが複数対形成され、さらに第1リード部21aの上面に溝部6が形成されたリードフレーム20を準備する。図2は、リードフレーム20の一例であり、且つ、その一部の4つのパッケージ1に相当する部分を示す。ハッチングを施した部分は、リードフレーム20の厚みが薄い部分であり、リードフレーム20の下面側からハーフエッチング等が施された領域である。第1リード部21aおよび第2リード部22aを形成する工程と溝部6を形成する工程とは、同一工程であってもよいし、別工程であってもよい。製造のリードタイムを短縮する観点では、同一工程であることが好ましい。また、複数対の第1リード部21aおよび第2リード部22aは複数の連結部により連結されている。
(An example of a method for manufacturing an aggregate board)
First, a flat metal plate is etched, pressed, or the like to form a plurality of pairs of
リードフレーム20は、上面および下面を含む表面に銀等のめっき層を有することが好ましい。これにより、発光素子10から出射される光を効率的に反射することができる。銀等のめっき層を形成する工程は、金属板にエッチング加工等を施した後で樹脂部30を形成する前に行うことが好ましいが、エッチング加工等を施す前の金属板に行ってもよいし、樹脂部30を形成した後に行ってもよい。
The
次に、図3で示すように、凸部を有する上金型Uと下金型Dとを備える金型を用いて、リードフレーム20を挟み込む。そして、金型でリードフレーム20を挟み込んだ際に形成される空隙を含む金型内に、樹脂部30となる樹脂材料を流し込む。空隙内に注入された樹脂材料は硬化後に樹脂部30となり、上金型Uの凸部に相当する領域はパッケージ1の凹部2になる。金型を用いて樹脂部30を成形する方法は、トランスファモールド法、射出成形法および圧縮成形法等の種々の成形方法を用いることが出来る。
Next, as shown in FIG. 3, the
なお、金型でリードフレーム20を挟み込む際は、上金型Uの凸部は、上面視において溝部6のすべてが凸部の外周よりも内側に位置するように配置されることが好ましい。換言すると、上金型Uの凸部の大きさ(凸部の頂部の面積)は、溝部6が形成される領域よりも大きく、さらに上面視において、上金型Uの凸部と、溝部6が形成される領域とが重なるように配置することが好ましい。これにより、樹脂部30となる樹脂材料が溝部6内に入りこむことを抑制することができ、溝部6が樹脂部30によって埋まった状態になることを抑制することができる。溝部6が樹脂部30によって埋まった状態では、溝部6が堰き止め部として機能しない可能性があるが、上金型Uの凸部を上記のように配置することでこの問題を抑制することができる。
なお、その結果、凹部2の底面に位置する第1リード部21aの上面において、溝部6は凹部2の側壁から離間する。
When the
As a result, the
金型内に樹脂材料を注入した後、樹脂材料に所定の温度を加えて仮硬化を行う。その後、金型から抜脱して、仮硬化よりも高い温度を加えて樹脂材料の本硬化を行う。これにより、リードフレーム20に樹脂部30が形成された集合基板50(樹脂付リードフレーム)が形成される。
After injecting the resin material into the mold, the resin material is temporarily cured by applying a predetermined temperature. After that, the resin material is removed from the mold and subjected to a temperature higher than that of the temporary curing to perform the final curing of the resin material. As a result, a collective substrate 50 (resin-coated lead frame) is formed in which the
次に、パッケージ1の凹部2の底面に発光素子10を載置する。発光素子10は、例えば、樹脂などの接合部材を介して、第1リード部21aの上面に載置される。そして、発光素子10と、第1リード部21aおよび第2リード部とをワイヤで接続する。また、発光装置100の静電耐圧を向上するために、凹部2の底面に保護素子11を設けてもよい。
Next, the
以上の製造工程により、複数のパッケージ1および発光素子10等を備える集合基板50を製造することができる。
Through the manufacturing process described above, the
(B)光反射性部材を配置する工程
次に、塗布装置を用いて、各パッケージ1の凹部2内に、光反射性部材5を配置する。光反射性部材5は、凹部2の側面から発光素子10の近傍に渡って光反射面を形成し、発光素子10の光を効率的に上方に取り出す役割を持つ。そのため、光反射性部材5は、凹部2の底面において、発光素子10及びその近傍以外の領域のすべてを被覆していることが好ましい。
(B) Step of Arranging Light Reflective Member Next, the light reflective member 5 is arranged in the
光反射性部材5を配置する工程は、ノズル径の異なる複数のノズル8を用いて行われる。尚、「ノズル径」とは、ノズル内の内径を指す。図4Aは複数のノズル8を示す概略的な模式的側面図であり、図4Bは複数のノズル8を吐出口側から見た模式的下面図である。複数のノズル8として、少なくとも第1ノズル8aと第2ノズル8bとを有し、双方は樹脂材料を供給する供給ホルダHに繋がっている。第1ノズル8aは第1ノズル径の吐出口を備え、第2ノズル8bは第1ノズル径よりも小さい径を有する第2ノズル径の吐出口を備える。ノズル径の異なる2つ以上のノズルを用いることで、吐出点に応じて必要な量の樹脂材料を注入することができる。
具体的には、多くの樹脂量が必要な領域には、ノズル径の大きい第1ノズル8aを配置し、少ない樹脂量が必要な領域には、ノズル径の小さい第2ノズル8bを配置する。これにより、吐出点に応じて適した量の樹脂材料を供給することができる。その結果、光反射性部材5が発光素子10の側面を意図せず被覆したり、樹脂材料が不足したりすることを抑制でき、さらに所望の光反射面を有する光反射性部材5を形成することができる。
The step of arranging the light reflecting member 5 is performed using a plurality of
Specifically, a
以下、具体的に、光反射性部材5を配置する工程を説明する。
まず、塗布装置内に、集合基板50を載置する。塗布装置は、光反射性部材5となる樹脂材料を供給する供給ホルダHと、供給ホルダHと一体に繋がった複数のノズル8とを有する。樹脂材料は、供給ホルダHに所定の圧力を加えることで、複数のノズル8それぞれに同時に供給される。図4Cで示すように、複数のノズル8は、第1方向Fおよび第2方向Sに配列された複数のパッケージ1に対して、各パッケージ1の凹部2の位置と複数のノズル8の位置とを位置合わせしながら、順に移動する。
The process of arranging the light reflecting member 5 will be specifically described below.
First, the
複数のノズル8それぞれは、凹部2の底面において、各吐出点に向けて樹脂材料を同時に吐出する。図5は、1つのパッケージ1を示す模式的上面図であり、吐出点等が分かりやすいように発光素子10やワイヤ等は省略している。図5で示すパッケージ1は、凹部2の底面に4つの角部12,13,14,15を有する。なお、角部14には、極性を示すカソードマークがあるが、この部分は1つの角部とすることができる。そして、4つの角部のうちの2つの角部12、14の近傍に第1吐出点9aと第2吐出点9bとが位置する。また、第1吐出点9aおよび第2吐出点9bは、凹部2の側面と溝部6(堰き止め部)との間にある外周領域内に位置する。そして、第1吐出点9aに向けて第1ノズル8aの吐出口から樹脂材料が吐出され、第2吐出点9bに向けて第2ノズル8bの吐出口から樹脂材料が吐出される。
Each of the plurality of
第1吐出点9aから溝部6(堰き止め部)までの最短距離は、第2吐出点9bから溝部6までの最短距離よりも長くなっている。樹脂材料は、一般的に、塗布領域の面積に応じて必要な樹脂量が求められる。そのため、各吐出点と溝部6までの距離が上記のような場合は、第1吐出点9aにノズル径の大きい第1ノズル8aを配置し、第2吐出点9bにノズル径の小さい第2ノズル8bを配置して樹脂材料を供給することが好ましい。
また、第2吐出点9bから溝部6までの最短距離に対する、第1吐出点9aから溝部6までの最短距離の割合が40~50%である場合に、第2ノズル径に対する第1ノズル径は20~40%であることが好ましい。これにより、所定の塗布領域に対して適した樹脂材料を供給することが可能となる。
The shortest distance from the
Further, when the ratio of the shortest distance from the
次に、樹脂材料に所定の温度を加えて硬化工程を行う。これにより、光反射性部材5が形成される。図6では、光反射性部材5は、凹部2の側面から溝部6の外側上端縁Pの近傍に配置し、さらに発光素子10の側面から離間して配置している様子を示している。光反射性部材5が発光素子10の側面から離間することで、発光素子10から出射される光の一部が閉じこもる可能性を抑制することができる。その結果、光取出しに優れた発光装置100とすることができる。
Next, a curing process is performed by applying a predetermined temperature to the resin material. Thereby, the light reflecting member 5 is formed. FIG. 6 shows that the light reflecting member 5 is arranged from the side surface of the
なお、複数のノズル8は3つ以上のノズルを有していてもよい。図7Aで示す複数のノズル8は、さらに第3吐出点に樹脂材料を吐出する第3ノズルをさらに有する。そして、図7Bで示すように、第1ノズル8aは角部12近傍の第1吐出点9aに位置し、第2ノズル8bは角部14近傍の第2吐出点9bに位置し、第3ノズル8cは角部13近傍の第3吐出点9cにそれぞれ位置することが好ましい。これにより、所望の光反射面を形成することができる。なお、図7Bでは、吐出点等が分かりやすいように発光素子10やワイヤ等を省略している。
Note that the plurality of
また、第1吐出点9a、第2吐出点9bおよび第3吐出点9cは、ワイヤが接続される領域Yを除いた領域に位置することが好ましい。換言すると、発光素子10の一の電極と、パッケージ1とをワイヤで接続するワイヤ接続工程において、ワイヤは、第1吐出点9aないし第3吐出点9cが位置しない領域に接続されることが好ましい。これにより、樹脂材料を注入する際に、樹脂注入の応力によってワイヤが断線することを抑制することができる。図7Bでは、ワイヤが接続される領域は角部15の近傍に位置している。
なお、径の大きいワイヤを使用したり、樹脂注入の応力が小さい場合は、ワイヤ接続部と吐出点とが上面視において重なるように位置させてもよい。
Also, the
If a wire with a large diameter is used or the resin injection stress is small, the wire connecting portion and the ejection point may be positioned so as to overlap each other when viewed from above.
上記のように、異なるノズル径の複数のノズルを用いて光反射性部材となる樹脂材料を塗布することで、製造工程のリードタイムを短縮することができ、さらに所望の光反射面を有する光反射性部材を形成することができる。 As described above, by using a plurality of nozzles with different nozzle diameters to apply the resin material to be the light-reflecting member, the lead time of the manufacturing process can be shortened, and furthermore, the light having the desired light-reflecting surface can be used. A reflective member can be formed.
光反射性部材5を形成した後は、凹部内に発光素子10等を被覆する封止部材3を形成してもよい。封止部材3を設けることで、発光素子10等を外力や埃、水分などから保護することができる。また、封止部材3には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット等の蛍光体が含有されることが好ましい。
After the light reflecting member 5 is formed, the sealing member 3 covering the
(C)集合基板を個片化し、複数の発光装置を得る工程
次に、集合基板50を個片化し、複数の発光装置100を得る。集合基板50を個片化する方法としては、リードカット金型、ダイシングソーによる切断またはレーザー光による切断等の種々の方法を用いることができる。集合基板50は、例えば、第1方向Fおよび第2方向Sに沿って切断される。
(C) Step of Individualizing the Collective Substrate to Obtain a Plurality of Light-Emitting Devices Next, the
以下、本発明の発光装置の製造方法に用いる各部材について説明する。 Each member used in the method for manufacturing the light emitting device of the present invention will be described below.
(パッケージ)
パッケージ1は、発光素子10を載置するための基台である。パッケージ1は、母体と電極部(例えば、リード)とを少なくとも有する。パッケージ1の母体を構成する材料は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックス、樹脂(例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂等)、パルプ、ガラス、又はこれらの複合材料等である。また、パッケージ1の母体は、単層構造でもよいし、複数の層を含む多層構造でもよい。
(package)
The
(リードフレーム、第1リード部、第2リード部)
リードフレーム20は、母材として、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属をからなる。これらは単層であってもよいし、積層構造(例えば、クラッド材)であってもよい。特に、母材には安価で放熱性が高い銅を用いることが好ましい。また、リードフレーム20は、母材の表面に金属層を有していてもよい。金属層は、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを含む。なお、リードフレーム20は、上面および下面を含む全面に金属層が設けられてもよいし、部分的に金属層が設けられていてもよい。また、リードフレーム20の上面に形成される金属層と、リードフレーム20の下面に形成される金属層とが異なっていてもよい。例えば、リードフレーム20の上面に形成される金属層は、ニッケルおよび銀の金属層を含む複数層からなる金属層であり、リードフレーム20の下面に形成される金属層は、ニッケルの金属層を含まない金属層であってもよい。
(Lead frame, first lead, second lead)
The
第1リード部21aおよび第2リード部22aは、導電性を有し、発光素子10に給電するための電極として機能する。なお、パッケージ1は、第1リード部21aおよび第2リード部22aに加えて第3リードを備えていてもよい。第3リードは、放熱部材として機能してもよいし、第1リード部21aおよび第2リード部22aと同様に電極として機能してもよい。
The
また、リードフレーム20の最表面に銀を含むめっき層が形成される場合は、銀を含むめっき層の表面に酸化ケイ素等の保護層が設けられることが好ましい。これにより、大気中の硫黄成分等により銀を含むめっき層が変色することを抑制することができる。保護層の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによって成膜することができるが、その他の既知の方法を用いてもよい。
Moreover, when a plating layer containing silver is formed on the outermost surface of the
(樹脂部)
樹脂部30は、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化体、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、エポキシ樹脂組成物や変性シリコーン樹脂組成物の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
また、耐熱性および耐光性に優れたシリコーン樹脂組成物(例えばSMC樹脂)も樹脂部30の樹脂材料として好ましい。
(Resin part)
The
A silicone resin composition (for example, SMC resin), which is excellent in heat resistance and light resistance, is also preferable as the resin material for the
これら母材となる樹脂に、発光素子からの光を吸収しにくくかつ母材となる樹脂に対して屈折率差の大きい反射部材(例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム)などの光散乱粒子を分散することで、効率よく光を反射させることができる。 Reflective materials (e.g., titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, zirconium oxide, aluminum oxide) having a large difference in refractive index with respect to the base material resin are added to these base material resins. By dispersing light scattering particles such as aluminum nitride), light can be efficiently reflected.
また、樹脂部30は、発光装置のコントラストを向上させるために、発光装置の外光(多くの場合、太陽光)に対して光反射率が低いものを用いてもよい。この場合、通常は黒色ないしそれに近似した色であることが好ましい。この時の充填剤としてはアセチレンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボンや、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物、もしくは有色有機顔料などを目的に応じて利用することができる。
Also, the
(光反射性部材)
光反射性部材5は、発光素子10から出射した光を凹部2の開口へ向けて反射させる。光反射性部材5は、凹部2の側壁から発光素子10の近傍の間に位置する。
(Light reflective member)
The light reflecting member 5 reflects the light emitted from the
光反射性部材5は、凹部2の側壁と発光素子10の近傍との間において、光反射面を有する。光反射面は、凹部の底面側に窪んでいる。光反射性部材5は、発光素子10から出射した光を凹部2の開口へ向けて反射させることができ、発光装置100の光取り出しを高めることができる。
The light reflecting member 5 has a light reflecting surface between the sidewall of the
光反射性部材5は発光素子10からの光や外光などに対して透過や吸収しにくい部材が好ましい。光反射性部材5は白色であることが好ましい。例えば、光反射性部材5の母材となる樹脂として熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、BTレジンや、PPAやシリコーン樹脂などを用いることができる。これら母材となる樹脂に、発光素子からの光を吸収しにくくかつ母材となる樹脂に対して屈折率差の大きい反射部材(例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム)などの光散乱粒子を分散することで、効率よく光を反射させることができる。光反射性部材5の未硬化の状態の粘度は、樹脂部30の未硬化の状態の粘度よりも低いことが好ましい。例えば、光反射性部材5の未硬化の状態の粘度は、1pa・s~20pa・sであることが好ましく、5pa・s~15pa・sであることがより好ましい。これにより、凹部2内において、光反射性部材5の濡れ広がりが良好となり、光反射性部材5が充填不足となる可能性を抑制することができる。光反射性部材5は、未硬化の状態でチクソ性が高いことが好ましい。
The light reflecting member 5 is preferably a member that hardly transmits or absorbs light from the
光反射性部材5は、樹脂部30よりも光反射率が高いことが好ましい。例えば、光反射性部材5に含有される光反射性物質(例えば酸化チタン)の含有量は、樹脂部30に含有される光反射性物質の含有量よりも多い。具体的には、光反射性部材5に含有される光反射性物質の含有量は、樹脂部30に含有される光反射性物質の含有量の1.5倍以上であることが好ましく、2倍以上であることがより好ましく、2.5倍以上であることがさらに好ましい。例えば、光反射性部材5には、未硬化の樹脂材料の全重量のうち酸化チタンが30~45重量%含有されており、樹脂部30には、未硬化の樹脂材料の全重量のうち酸化チタンが15~20重量%含有されている。
The light reflecting member 5 preferably has a higher light reflectance than the
(複数のノズル)
複数のノズル8は、光反射性部材5となる樹脂材料を各パッケージ1に供給する。複数のノズル8は、塗布装置(ディスペンス装置)の一部であり、塗布装置は、樹脂材料を供給する供給部H、複数のノズル8および複数のノズル8の位置合わせを行う制御部等を備える。複数のノズル8は、少なくとも第1ノズル8aと、第1ノズル8aのノズル径よりも小さいノズル径を有する第2ノズル8bとを備え、さらに第3ノズル8cを備えていてもよい。
(multiple nozzles)
A plurality of
それぞれのノズルの外径は、0.11~3mmであることが好ましい。これにより、ノズルが凹部2の側壁や発光素子10に接触することを抑制し、容易に樹脂材料を供給することができる。同様の観点から、ノズルの先端部は、先端ほど細い錐体であることが好ましい。ノズルの外径の形状は種々の形状とすることが可能であるが、他の部材と接触しにくい形状、例えば、角部を有さない円形形状が好ましい。
また、第1ノズル8aのノズル径(内径)は第2ノズル8bのノズル径よりも大きければよく、特に限定されない。例えば、第1ノズル8aのノズル径は0.1~0.5mmの範囲から選択され、第2ノズル8bのノズル径は、0.1~0.5mmの範囲から選択される。また、第3ノズル8cのノズル径は、第1ノズル8aまたは第2ノズル8bのノズル径と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第3ノズル8cのノズル径は、0.2~0.4mmである。それぞれのノズルの内径の形状は種々の形状とすることが可能であるが、例えば、樹脂詰まりが起きにくい円形形状が好ましい。なお、ノズルの外径形状と内径形状とは、相似(例えば、双方円形形状)であってもよいし、非相似(例えば、外径形状が円形で内径形状が多角形)であってもよい。
The outer diameter of each nozzle is preferably 0.11 to 3 mm. This prevents the nozzle from coming into contact with the side wall of the
Moreover, the nozzle diameter (inner diameter) of the
また、光反射性部材5を配置する工程は、各ノズルの射出軸が集合基板50の上面に対して垂直となる状態で樹脂材料を配置することが好ましい。これにより、各吐出点における樹脂材料の濡れ広がりが均一になりやすく、樹脂材料の流動性を制御しやすい。なお、本開示の製造方法はこれに限らず、各ノズルの射出軸は、集合基板50の上面に対して傾斜していてもよい。これにより、例えば、側方方向に厚い光反射面を形成したい場合などに、効率的に所望の光反射面を形成することができる。
In the step of arranging the light reflecting member 5 , it is preferable to arrange the resin material so that the injection axis of each nozzle is perpendicular to the upper surface of the
複数のノズル8の各吐出点の位置は、凹部2の底面の幾何中心を中心とした場合に、回転対称とならない位置(非対称の位置)にそれぞれ位置することが好ましい。例えば、凹部2の底面が矩形の場合は、4つの角部の近傍すべてに吐出点を設けるのではなく、4つの角部のうち3つの角部の近傍にのみ吐出点を設けることが好ましい。吐出点が位置しない領域を敢えて設けることで、樹脂材料中に気泡が生じた場合に、その気泡を吐出点が位置しない領域で逃がすことができる。また、例えば、樹脂材料が流動するときの流動圧をその領域で緩和させることができ、光反射性部材5の成形性を向上させることができる。また、ノズル配置を任意(非対称)にすることで、塗布領域に応じて自由度高く光反射性部材5を配置することができる。
It is preferable that the discharge points of the plurality of
各ノズルは、樹脂材料の射出圧に耐え得る部材であることが好ましい。ノズルの材質としては、例えば、ガラス、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ジルコニウムまたはジルコニウム合金等を挙げることができる。 Each nozzle is preferably a member that can withstand the injection pressure of the resin material. Examples of materials for the nozzle include glass, stainless steel, aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys, zirconium, and zirconium alloys.
(発光素子)
発光素子10は、凹部2の底面に載置される。発光素子10には発光ダイオード素子などが用いられる。発光素子10は、特に、紫外~可視域の発光が可能な窒化物半導体(InxAlyGa1-x-yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)を含むことが好ましい。本実施形態では、発光装置は、2つの発光素子を備えているが、これに限らず、発光素子は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。発光装置が2つの発光素子を備える場合は、例えば、青色光を出射する発光素子と緑色光を出射する発光素子を用いてもよい。発光装置が、3つの発光素子を備える場合は、青色光を出射する発光素子、緑色光を出射する発光素子、赤色光を出射する発光素子を用いてもよい。
(light emitting element)
The
(封止部材)
発光装置100は、凹部2内に封止部材3を備えてもよい。封止部材3は、凹部2の底面に位置する発光素子10等を被覆し、発光素子10等を外力や埃、水分などから保護することができる。
(sealing member)
The light emitting device 100 may include a sealing member 3 inside the
封止部材3は、発光素子10から出射される光の60%以上を透過するもの、さらに90%以上を透過するものが好ましい。封止部材3の材料としては、樹脂部30で用いられる樹脂材料を用いることができ、母材となる樹脂として熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを1つ以上含む樹脂を用いることができる。封止部材は単一層から形成することもできるが、複数層から構成することもできる。また、封止部材3には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させてもよい。
The sealing member 3 preferably transmits 60% or more, more preferably 90% or more, of the light emitted from the
封止部材3は、発光素子10からの光の波長を変換する材料(蛍光体等)を含んでいてもよい。蛍光体としては、具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット、ユウロピウムおよび/若しくはクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(カルシウムの一部をストロンチウムで置換可)、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、ユウロピウムで賦活されたアルミン酸ストロンチウム、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウムなどを用いることができる。
The sealing member 3 may contain a material (phosphor or the like) that converts the wavelength of light from the
光散乱粒子および/又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材の全重量に対して10~100重量%程度であることが好ましい。 The content of the light-scattering particles and/or phosphor is preferably, for example, about 10 to 100% by weight with respect to the total weight of the sealing member.
(第2実施形態)
本開示の第2実施形態である発光装置200の製造方法は、(A’)複数のパッケージ1および発光素子10を備える集合基板50を準備する工程と、(B’)各パッケージ1に光反射性部材5を配置する工程と、(C’)集合基板50を個片化し、複数の発光装置200を得る工程と、を有する。発光装置200の製造方法は、光反射性部材5の堰き止め部が凸部7である点で、発光装置100の製造方法と異なる。従って、第2実施形態である発光装置200の製造方法は、集合基板50を中心に説明する。
(Second embodiment)
A method for manufacturing a light emitting device 200 according to the second embodiment of the present disclosure includes (A′) a step of preparing an
図8Aは発光装置200の製造方法で用いる集合基板50の模式的上面図であり、図8Bは4つのパッケージ1を図示した模式的上面図である。パッケージ1は、堰き止め部として、発光素子10を取り囲む凸部7を有する。凸部7は、光反射性部材5となる樹脂材料を堰き止める堰き止め部として機能する。凸部7は、パッケージ1と一体であってもよいし、パッケージ1と別体であってもよい。例えば、凸部7は、発光素子10の周囲に樹脂等を描画して形成してもよいし、凸部7を一体物として有するパッケージ1を複数備える集合基板50を準備してもよい。凸部7を一体物として有するパッケージ1の一例として、金型を用いた樹脂成形によって、集合基板50を製造する際、同時に凸部7を形成することができる。
8A is a schematic top view of an
図9Aは、1つのパッケージ1を示す模式的上面図であり、吐出点等が分かりやすいように発光素子10やワイヤ等は省略している。光反射性部材5を配置する工程では、例えば、凹部2の底面において、角部12近傍に第1吐出点9aを配置し、角部14近傍に第2吐出点9bを配置し、角部13近傍に第3吐出点9cを配置する。これにより、所望の光反射面を有する光反射性部材5を形成することができる。図9Bは、光反射性部材5を形成した後のパッケージ1の模式的端面図である。
FIG. 9A is a schematic top view showing one
図9Cは、光反射性部材5を配置する工程の変形例を示す模式的上面図である。図9Cでは、各吐出点が分かりやすいように発光素子10やワイヤ等は省略している。図9Cで示すパッケージ1では、複数のノズル8として6つのノズルを用い、凹部2の底面の4つの角部と、角部と角部との間に位置する2つの領域に6つのノズルそれぞれの吐出点を位置して、光反射性部材5を配置している。具体的には、上面視において、角部12近傍に第1吐出点9aを配置し、角部13近傍に第3吐出点9cを配置し、角部12と角部13の間に位置する領域に第4吐出点9dを配置している。また、角部14近傍に第2吐出点9bを配置し、角部15近傍に第5吐出点9eを配置し、角部14と角部15の間に位置する領域に第6吐出点9fを配置している。第1吐出点9a、第3吐出点9cおよび第4吐出点9dには第1ノズル8aが配置され、第2吐出点9b、第5吐出点9eおよび第6吐出点9fには第1ノズル8aのノズル径よりも小さいノズル径を有する第2ノズル8bが配置されている。
FIG. 9C is a schematic top view showing a modification of the process of arranging the light reflecting member 5. FIG. In FIG. 9C, the
4つの角部すべてに吐出点を配置することで、各角部から凸部7までの距離が長い場合でも、角部から凸部7までの領域に光反射性部材5を配置しやすくなる。また、ノズルから吐出される樹脂材料を角部を構成する凹部2の2つの内側面に接した状態で吐出することが可能となる。これにより、ノズルから吐出される樹脂材料が粘度の高い樹脂材料であっても、樹脂材料を凹部2内に容易に供給することができる。また、第4吐出点9dや第6吐出点9fのように、角部と角部の間にさらに吐出点を配置することで、凹部2の内側面の中央領域から凸部7までの間の領域に光反射性部材5を配置しやすくなる。角部近傍に加えて、角部と角部との間の領域に吐出点を備えることで、凹部2の底面において光反射性部材5が配置されない、または、光反射性部材5が不足する領域が生じることを抑制することができる。これにより、所望の光反射面を有する発光装置を製造することができる。
Arranging the ejection points at all four corners makes it easy to arrange the light reflecting member 5 in the area from the corners to the
凹部2の内側面のうち対向する2つの内側面において、凸部7(堰き止め部)との最短距離が長い内側面側には、ノズル径の大きいノズルを配置することが好ましい。図9Cで示すパッケージ1では、第1内側面2aと凸部7との最短距離aは、第2内側面2bと凸部7との最短距離bよりも長くなっている。この場合、対向する第1内側面2aと第2内側面2bにおいて、第1内側面2a側にノズル径の大きい第1ノズル(第1吐出点9a、第3吐出点9cおよび第4吐出点9d)を配置し、第2内側面2b側に第2ノズル(第2吐出点9b、第5吐出点9eおよび第6吐出点9f)を配置することが好ましい。これにより、例えば、第1内側面2a側により多くの樹脂量を配置する必要がある場合であっても、各領域に必要な樹脂材料を配置しやすくなる。
Of the two inner side surfaces of the
なお、角部12と角部15との間、又は、角部13と角部14との間に吐出点を配置してもよい。図9Dで示すパッケージ1では、角部12と角部15との間に第4吐出点9dを配置し、角部13と角部14との間に第6吐出点9fを配置している。これにより、所望の光反射面を有する発光装置を製造することができる。また、凸部7との最短距離が長い第1内側面2a側にある第1吐出点9aおよび第3吐出点9cに位置する第1ノズル8aのノズル径h1と、第1内側面2aと第2内側面2bとの間に位置する第4吐出点9dおよび第6吐出点9fに位置するノズルのノズル径h2と、第2内側面2b側にある第2吐出点9bおよび第5吐出点9eに位置する第2ノズル8bのノズル径h3とを、h1>h2>h3となるように設定してもよい。これにより、各領域に対して、必要な樹脂量を供給することができ、所望の光反射面を有する発光装置を製造することができる。
The ejection point may be arranged between the
図9Cおよび図9Dで示すパッケージ1では、例えば、図9Eで示すような6つのノズルを有する複数のノズル8を用いて光反射性部材5を配置することができる。また、複数のノズル8は、図9Fおよび図9Gで示すように、第1識別部23aおよび/または第2識別部23bを備えることが好ましい。図9Fは図9Eで示す複数のノズル8を方向Xから見たときの模式的側面図であり、図9Gは図9Eで示す複数のノズル8を方向Xと垂直な方向である方向Yから見たときの模式的側面図である。第1識別部23aは、方向Xから見たときにノズルが正しい位置に位置しているかどうかを装置に認識させる、又は視認するための識別部である。第2識別部23bは、方向Yから見たときにノズルが正しい位置に位置しているかどうかを装置に認識させる、又は視認するための識別部である。複数のノズル8が第1識別部23aおよび/または第2識別部23bを備えることで、複数のノズル8を塗布装置に取り付ける際に、正しい方向および正しい位置に複数のノズル8を取り付けることができる。これにより、例えば、複数のノズル8を逆向きに取り付ける可能性を低減することができる。
In the
なお、第1実施形態および第2実施形態は、発光素子の周囲に堰き止め部を備える実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。また、第1実施形態および第2実施形態それぞれで例示した好ましい形態は、別の実施形態でも好適に適用することができる。 In addition, although 1st Embodiment and 2nd Embodiment demonstrated the embodiment provided with the damming part around the light emitting element, this invention is not limited to this. In addition, the preferred forms exemplified in each of the first and second embodiments can also be suitably applied to other embodiments.
100 発光装置
200 発光装置
20 リードフレーム
30 樹脂部
50 集合基板
1 パッケージ
2 凹部
2a 第1内側面
2b 第2内側面
3 封止部材
5 光反射性部材
6 溝部
7 凸部
8 複数のノズル
8a 第1ノズル
8b 第2ノズル
8c 第3ノズル
9a 第1吐出点
9b 第2吐出点
9c 第3吐出点
9d 第4吐出点
9e 第5吐出点
9f 第6吐出点
10 発光素子
11 保護素子
12~15 角部
21a 第1リード部
22a 第2リード部
23a 第1識別部
23b 第2識別部
F 第1方向
S 第2方向
P 外側上端縁
Q 内側上端縁
H 供給ホルダ
U 上金型
D 下金型
REFERENCE SIGNS LIST 100 light emitting device 200 light emitting
Claims (10)
前記発光素子と、前記パッケージとをワイヤで接続するワイヤ接続工程と、
前記凹部内において、前記凹部の側面から前記発光素子の近傍に光反射性部材を配置する工程と、
前記集合基板を個片化し、複数の発光装置を得る工程と、を有し、
前記光反射性部材を配置する工程は、前記凹部内において、前記光反射性部材となる樹脂材料を複数のノズルから同時に吐出する工程を含み、
前記複数のノズルは、第1吐出点に樹脂材料を吐出する第1ノズルと、
前記第1ノズルのノズル径よりも小さいノズル径を有し、第2吐出点に樹脂材料を吐出する第2ノズルと、
第3吐出点に樹脂材料を吐出する第3ノズルと、を有し、
前記凹部の底面は4つの角部を有し、
前記光反射性部材を配置する工程において、前記第1吐出点ないし前記第3吐出点は、前記4つの角部のうち3つの角部の近傍にそれぞれ位置して前記光反射性部材を配置し、
前記ワイヤ接続工程において、前記ワイヤは、前記4つの角部のうち前記第1吐出点ないし前記第3吐出点が位置しない角部の近傍に接続される、発光装置の製造方法。 A step of preparing an aggregate substrate in which a plurality of packages having recesses are arranged in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and light emitting elements are mounted on the bottom surfaces of the recesses of the plurality of packages. and,
a wire connection step of connecting the light emitting element and the package with a wire;
disposing a light reflecting member in the vicinity of the light emitting element from the side surface of the recess in the recess;
and obtaining a plurality of light emitting devices by singulating the aggregate substrate,
The step of arranging the light reflective member includes a step of simultaneously discharging the resin material that will be the light reflective member from a plurality of nozzles in the recess,
The plurality of nozzles includes a first nozzle that ejects a resin material to a first ejection point;
a second nozzle having a nozzle diameter smaller than that of the first nozzle and ejecting a resin material to a second ejection point;
a third nozzle for ejecting the resin material to the third ejection point;
The bottom surface of the recess has four corners,
In the step of arranging the light reflective member, the light reflective member is arranged such that the first ejection point to the third ejection point are positioned near three of the four corners, respectively. ,
In the wire connecting step, the wire is connected in the vicinity of a corner of the four corners where the first to third ejection points are not located.
前記光反射性部材を配置する工程は、前記外周領域を被覆し、前記発光素子の側面から離間するように設ける工程を含む、請求項1に記載の発光装置の製造方法。 In the step of preparing the aggregate substrate, a damming portion is provided around the light emitting element on the bottom surface of the recess, and the first discharge point and the second discharge point are provided between the side surface of the recess and the damming portion. providing a package having a perimeter region including a dispensing point;
2. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 1, wherein the step of arranging the light-reflecting member includes the step of covering the outer peripheral region and providing the member so as to be spaced apart from the side surface of the light-emitting element.
前記第1吐出点から前記堰き止め部までの最短距離は、前記第2吐出点から前記堰き止め部までの最短距離よりも長い、請求項2に記載の発光装置の製造方法。 In the step of arranging the light reflecting member,
3. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 2, wherein the shortest distance from said first ejection point to said damming portion is longer than the shortest distance from said second ejection point to said damming portion.
前記第2ノズルのノズル径に対する前記第1ノズルのノズル径は20~40%である、請求項3に記載の発光装置の製造方法。 When the ratio of the shortest distance from the first discharge point to the damming portion to the shortest distance from the second discharge point to the damming portion is 40 to 50%,
4. The method of manufacturing a light emitting device according to claim 3, wherein the nozzle diameter of said first nozzle is 20 to 40% of the nozzle diameter of said second nozzle.
前記樹脂材料は、前記供給ホルダに所定の圧力を加えることで、前記複数のノズルそれぞれに同時に供給される、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 The plurality of nozzles are provided integrally with a supply holder that supplies a resin material to be the light reflecting member,
5. The method of manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein said resin material is simultaneously supplied to each of said plurality of nozzles by applying a predetermined pressure to said supply holder.
前記光反射性部材となる樹脂材料の全重量のうち前記光反射性物質は30~45重量%含有されている、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 The light reflective member includes a light reflective substance,
10. The method of manufacturing a light-emitting device according to claim 1, wherein the light-reflecting substance is contained in an amount of 30 to 45% by weight of the total weight of the resin material serving as the light-reflecting member.
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