JP7256372B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

本願は発光装置の製造方法に関する。

金属リードおよび樹脂からなる封止部材によって構成されるパッケージの凹部内に発光素子が配置され、凹部を封止部材で封止した発光装置が知られている。このような発光装置では、リードと封止部材との界面に隙間が生じることによって、凹部に配置した封止部材が外部に漏出する可能性がある。このような課題を解決するため、例えば、特許文献１は、リードの表面にレーザー加工による凹凸を形成し、リードと封止部材との密着性を向上させる技術を開示している。

特開２０１５－２３３１４５号公報

本開示の限定的ではないある例示的な一実施形態は、封止部材の漏出が抑制された発光装置及びその製造方法を提供する。

本開示の限定的ではないある例示的な一実施形態による発光装置の製造方法は、リード端子と、壁部を含む樹脂体とを有し、凹部が形成されたパッケージであって、壁部は、前記パッケージの外側面と前記凹部の内側面とを構成しており、前記凹部の底面において、前記リード端子の上面の一部が位置しており、前記リード端子の上面と、前記壁部との間に隙間を有するパッケージを用意する工程と、前記パッケージの前記凹部の底面において位置するリード端子に発光素子を配置する工程と、前記パッケージの前記凹部に、フィラーを含む未硬化の封止部材を充填する工程と、前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージに対して、前記上面と垂直な方向に遠心力をかけながら前記フィラーの少なくとも一部一部を前記隙間に配置させる工程と、を含む。

本開示の限定的ではないある例示的な一実施形態による発光装置は、リード端子と、壁部を含む樹脂体とを有し、凹部が形成されたパッケージであって、壁部は、前記パッケージの外側面と前記凹部の内側面とを構成しており、前記凹部の底面において、前記リード端子の上面の一部が位置しており、前記リード端子の上面と、前記壁部との間に隙間を有するパッケージと、前記パッケージの前記凹部の底面に位置するリード端子上に配置された発光素子と、フィラーを含んでおり、前記発光素子を覆って前記パッケージの前記凹部に充填された封止部材と、を備え、前記封止部材は樹脂部材およびフィラーを含み、前記フィラーの一部は、前記隙間内に位置している。

本開示の例示的な一実施形態によれば、封止部材の漏出が抑制された発光装置を得ることができる。

図１は、本開示の発光装置の製造方法によって製造される発光装置を示す斜視図である。 図２Ａは、封止部材を取り除いた発光装置の平面図である。 図２Ｂは、発光装置の底面図である。 図２Ｃは、図２Ａの２Ｃ－２Ｃ線における発光装置の断面図である。 図３は、本開示の発光装置の製造方法における製造工程を示すフローチャートである。 図４Ａは、発光装置の製造方法におけるパッケージを用意する工程の概略断面図である。 図４Ｂは、発光装置の製造方法における発光素子を配置する工程の概略断面図である。 図４Ｃは、発光装置の製造方法における未硬化の封止部材を充填する工程の概略断面図である。 図４Ｄは、発光装置の製造方法におけるフィラーを隙間に配置する工程の概略断面図である。 図４Ｅは、発光装置の製造方法におけるフィラーを隙間に配置する工程の概略断面図である。 図５Ａは、複数のパッケージが配置された基板を示す概略断面図である。 図５Ｂは、発光装置の製造方法に用いられる樹脂付きリードフレームの平面図である。 図５Ｃは、発光装置が作製された樹脂付きリードフレームの平面図である。 図６Ａは、発光装置の製造方法で使用される遠心機を示す模式図である。 図６Ｂは、発光装置の製造方法において、遠心機を用いてパッケージに遠心力をかける様子を示す模式図である。 図７Ａは、発光装置の他の製造方法におけるフィラーを隙間に配置する工程の概略断面図である。 図７Ｂは、発光装置の他の製造方法におけるフィラーを隙間に配置する工程の概略断面図である。 図７Ｃは、発光装置の他の形態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本開示の発光装置の製造方法の実施形態を説明する。以下に説明する発光装置は、実施形態の一例であって、以下に説明する発光装置において種々の改変が可能である。図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光装置および製造装置における寸法、形状、および、構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。

（発光装置の構造）
本開示の発光装置の実施形態を説明する。図１は、本開示の発光装置の一実施形態を示す斜視図であり、図２Ａは、封止部材を取り除いた発光装置の平面図である。図２Ｂは、発光装置の底面図である。図２Ｃは、図２Ａの２Ｃ－２Ｃ線における発光装置の断面図である。

発光装置１０１は、パッケージ１０と、発光素子２０と、封止部材３０とを備える。発光装置１０１は、保護素子４０をさらに備えていてもよい。

パッケージ１０は、発光素子２０を収納する筐体として機能する。パッケージ１０は、上面１０ａおよび下面１０ｂと、上面１０ａに位置する開口１１ａを備えた凹部１１とを有する。本実施形態では、上面１０ａの外縁は、略矩形形状を有し、パッケージ１０は、上面１０ａの矩形の４つの辺に対応する４つの外側面１０ｃを有する。

［パッケージ１０］
パッケージ１０は絶縁性の基体とリード端子とを含む。本実施形態では、パッケージ１０は、絶縁性の基体として樹脂体１３とを含み、リード端子として２つのリード端子１４を含む。パッケージ１０は、発光素子２０を収納する凹部１１を有している。発光素子２０は、凹部１１の底面に位置するリード端子１４上に配置されている。樹脂体１３は、壁部１３Ａおよび底部１３Ｂを含み、壁部１３Ａが凹部１１を囲んでいる。また、底部１３Ｂは、リード端子１４間および壁部１３Ａの下方に位置しており、リード端子１４とともに凹部１１の底面１１ｂを構成する。

樹脂体１３の壁部１３Ａは、パッケージ１０の外側面１０ｃおよび凹部１１の内側面１１ｃを構成している。図２Ｃに示すように、本実施形態では凹部１１の内側面１１ｃには段差１２が設けられている。しかし、段差１２はなくてもよい。また、パッケージの上面１０ａは、本実施形態では平坦であるが、反射防止のために、上面１０ａに凹凸が設けられていたり、開口１１ａを囲む溝等が設けられていてもよい。凹部１１の底面１１ｂには、リード端子１４の一部が露出している。

樹脂体１３は、樹脂材料によって形成される。また、発光素子２０からの光および外光が透過しにくい材料によって形成されていることが好ましい。樹脂体１３は、パッケージ１０として構造を維持する主要部分であるため、所定の強度を有することが好ましい。樹脂体１３は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、セラミックス等によって形成される。より具体的には、樹脂体１３は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡなどの樹脂材料、アルミナや窒化アルミなどのセラミックス材料によって形成される。また、樹脂体１３は、凹部１１の内側面１１ｃにおいて、発光素子からの光を反射する材料によって形成されていてもよい。つまり、内側面１１ｃに、樹脂体の外表面を構成する材料よりも、発光素子の光に対して反射率が高い別の部材を用いてもよい。これによって、発光装置１０１の光取り出し効率を向上させることが可能である。

リード端子１４は、発光素子２０をパッケージ１０の外部の配線などと電気的に接続するための端子として機能する。本実施形態では、リード端子として一対のリード端子１４を備えているが、パッケージ１０は、３以上のリード端子１４を備えていてもよい。リード端子１４は、樹脂体１３と一体的に形成され、リード端子１４の上面の一部が凹部１１の底面１１ｂにおいて露出している。また、リード端子１４の下面の一部は、パッケージ１０の下面１０ｂにおいて露出している。リード端子１４は、樹脂体１３の底部１３Ｂから突出した凸部１４ｅを有する。後述するように、発光装置１０１の製造時において、複数のパッケージ１０は、凸部１４ｅを介して１つのリードフレームに接続されている。これにより、発光装置の製造方法における各工程をリードフレーム単位で行うことができるため、複数の発光装置を同時進行で製造することができる。

リード端子１４の材料には、熱伝導率の比較的大きな材料を用いることが好ましい。このような材料でリード端子を形成することにより、発光素子２０で発生する熱を効率的にパッケージ１０の外部へ逃すことができる。例えば、リード端子１４の材料は、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているものが好ましい。さらに、比較的大きい機械的強度を有するものが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、又はこれらの一種を含む合金などの金属板を、打ち抜き等のプレス加工またはエッチング加工等により所望の形状に加工したものを用いることができる。さらに、リード端子１４は、表面に金属層を有していることが好ましい。金属層としては、例えば、Ａｇ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ，Ａｕ合金などが好適に利用できる。また、金属膜の下地層として、Ｎｉを含む層を有することが好ましく、下地層としては、Ｎｉ／Ｐｄ、又はＮｉ／Ａｕ、又はＮｉ／Ｐｄ／Ａｕなどを含む層が挙げられる。金属膜の形成方法としては、例えばめっき処理が挙げられる。つまり、金属層はめっき層であってもよい。リード端子が表面にこのような金属層を有することにより、リード端子による光反射性をより高めることができる。また、後述する導電性ワイヤ等との接合性を高めることができる。リード端子の厚みは、例えば１１０～２５０μｍである。また、リード端子は、上記加工等により部分的にその厚さが異なっていてもよい。さらにリード端子１４は、樹脂体１３との密着性を考慮して、例えば壁部１３Ａの直下に位置する上面に、溝等の凹部を有していてもよい。この場合、樹脂体１３が凹部に対応する凸部を有することで、凹部の外側面と内側面との距離が長くなり、封止部材３０の漏出をよりいっそう抑制することができる。

図２Ｃに示すようにパッケージ１０は、樹脂体１３とリード端子１４との境界に隙間１６を有する。隙間１６はパッケージ１０の外側面１０ｃと、凹部１１の内側面１１ｃとを連通する空間である。隙間１６は、樹脂体１３とリード端子１４との境界に位置する。このような隙間１６は、例えば、樹脂体とリード端子とを用いてパッケージを形成する際に、両者の熱膨張率等の物性の差によって発生しうる隙間である。樹脂体１３とリード端子１４との接合強度を超えて応力が界面に加わると、図２Ａで示す灰色の領域Ｒにおいて、樹脂体１３の一部がリード端子１４から剥離し、隙間１６が不可避的に形成される。

隙間１６は、パッケージ１０の外側面１０ｃと、凹部１１の内側面１１ｃとを連通しない隙間１７および連通する隙間１８を含む。隙間１６は、パッケージ１０の製造時に形成される。また、パッケージ１０を作製した後、封止部材３０を形成するまでの間の発光装置１０１の製造工程中の熱履歴によって隙間１７が広がり、外側面１０ｃと、凹部１１の内側面１１ｃとを連通する隙間１８となる場合がある。隙間１６は少なくとも隙間１８を含んでいる。

形成される隙間１６の大きさ、形状および数は、例えば、パッケージ１０の製造条件、発光装置１０１の製造工程中で用いる熱処理の温度、パッケージの大きさおよび形状、樹脂体１３を構成する樹脂材料、リード端子１４の金属層の材料などに依存する。パッケージ１０において少なくとも１つの隙間１６が形成されていればよい。隙間１６の高さＨは、例えば、０．５μｍ～５μｍ程度である。後述するように隙間１６にフィラ－３２を配置させるため、隙間１６の高さとフィラー３２の大きさとは同程度であることが好ましい。隙間１６の高さＨは、例えば、作製した発光装置１０１の断面を、光学顕微鏡、電子顕微鏡などの観察装置によって観察することによって求めることができる。発光装置１０１を製造する前にあらかじめ、製造条件を決定するために発光装置１０１を作製し、作製した発光装置１０１の断面を観察することにより、少なくとも隙間１６の高さＨを決定しておくことが好ましい。隙間１７は外側面１０ｃと、凹部１１の内側面１１ｃとを連通していないため、凹部１１に配置された封止部材３０をパッケージ１０の外側へ漏出させることはない。

［発光素子２０］
発光素子２０は、半導体レーザー、発光ダイオード等の半導体発光素子である。発光素子２０の発光波長は任意に選択し得る。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ系の半導体などを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。

後述するように、封止部材３０は波長変換部材を含有してもよい。波長変換部材によって、発光素子２０から出射する光の一部または全部を他の波長帯域の光に変換することができる。この場合、発光装置１０１は、発光素子２０が出射する光と波長変換部材が出射する光とが混合された光または波長変換部材が出射する光のみを出射する。例えば、発光素子２０が青色光を出射し、波長変換部材が青色光を黄色光に変換する場合、発光装置１０１は、青色光と黄色光とが混合された白色光を出射する。本実施形態では、発光装置１０１は１つの発光素子を含んでいるが、発光装置１０１は複数の発光素子を含んでいてもよい。例えば、発光装置１０１は、同系色の光を出射する２つ以上の発光素子を含んでいてもよく、また、赤色光、青色光および緑色光の光をそれぞれ出射する３つの発光素子を含んでいてもよい。

発光素子２０は、凹部１１の底面１１ｂに露出したリード端子１４上に配置される。発光素子２０の正負一対の電極は、凹部１１の底面１１ｂに露出した一対のリード端子１４と、導電性ワイヤ１５によって電気的に接続されている。

［保護素子４０］
発光装置１０１は発光素子２０に加えて、保護素子などの電子部品をさらに備えていてもよい。本実施形態では、発光装置１０１は保護素子４０を備えている。例えば、保護素子４０は、ツェナーダイオードであり、発光素子２０が静電気等によって破壊されるのを抑制する。

保護素子４０は、上面および下面に電極をそれぞれ有し、はんだ等の導電性接合部材により下面がリード端子１４に接合されることによって下面の電極と一方のリード端子１４とが電気的に接続されている。保護素子４０の上面の電極は導電性ワイヤ１５によって、他方のリード端子１４と電気的に接続されている。このような配線によって発光素子２０と保護素子４０とは並列に接続されている。

［封止部材３０］
封止部材３０は、凹部１１内に配置され、発光素子２０、導電性ワイヤ１５、保護素子４０等を水分、外力、塵芥から保護する。封止部材３０は、凹部１１内に充填されており、発光素子２０、保護素子４０および導電性ワイヤ１５を凹部１１内で被覆する。図２Ｃに示すように、封止部材３０は、パッケージ１０の上面１０ａには配置されていないことが好ましい。

封止部材３０は、発光素子２０から出射する光を透過させるために、透光性を有することが好ましい。具体的には、封止部材３０は、母材として樹脂部材３１を含む。樹脂部材は、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。樹脂部材３１の一部は、隙間１６にも配置されている。

封止部材３０は、上述した樹脂部材３１に加えてフィラー３２を含む。図２Ｃに示すように、フィラー３２の一部は隙間１６に配置されている。フィラー３２が隙間１６内に配置されるように、フィラー３２は、隙間１６の高さＨと同程度の値のメディアン径Ｄｍを有していることが好ましい。ここで同程度とは、高さＨおよびメディアン径Ｄｍが、０．７Ｈ≦Ｄｍ≦１．３Ｈの関係を満たしていることをいう。

またフィラー３２の形状は、隙間１６への流動しやすさから、球状であることが好ましい。またフィラー３２は、中空粒であってもよい。

フィラー３２を含む未硬化の封止部材をパッケージ１０の凹部１１に配置し、以下において説明するように、遠心力をパッケージにかけることによって、母材である樹脂部材３１の一部およびフィラー３２の一部が隙間１６に入り込み、隙間１６にフィラー３２が配置される。これにより、隙間１６から封止部材３０がパッケージの外部に漏れ出ることが抑制される。隙間１６に配置されないフィラー３２は、封止部材３０中において、凹部１１の底面１１ｂ側に偏在している。

フィラー３２のメディアン径Ｄｍが０．７Ｈよりも小さい場合、隙間１６のサイズに対してフィラー３２の外形が小さすぎ、後述するように、遠心力を利用して、隙間１６にフィラー３２を配置する工程において、フィラー３２が小さいため、隙間１６にとどまらず、未硬化の樹脂部材とともにパッケージ１０の外部にまで達し、未硬化の樹脂部材が漏出してしまう可能性がある。また、メディアン径Ｄｍが１．３Ｈよりも大きい場合、隙間１６に挿入し得るサイズのフィラー３２の分布量が少なくなり、隙間１６内に十分な量のフィラー３２を配置できない可能性がある。

フィラー３２としては、例えば、光拡散部材が挙げられる。光拡散部材としては、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化イットリウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム及び炭酸マグネシウムからなる群から選択された少なくとも一種を含むことが好ましい。

フィラー３２は、シランカップリング剤やチタンカップリング剤などを用いる公知の表面処理が施されていてもよい。表面処理に用いる薬剤としては、シランカップリング剤が好ましく、アミノシランが特に好ましい。シランカップリング剤などで表面処理することにより、フィラー３２と樹脂部材３１とが混ざり合いやすくなり、また、フィラー３２の表面のすべりがよくなるため、沈降しやすくなると考えられる。

封止部材３０は、添加部材としてフィラー３２以外の他の材料を含んでいてもよい。本実施形態では、封止部材３０は、波長変換部材３３を含む。波長変換部材３３には、蛍光体、量子ドット等があげられる。蛍光体としては、公知の蛍光体が用いられる。例えば、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（ＹＡＧ：Ｃｅ）、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（ＬＡＧ：Ｃｅ）、ユウロピウム及び／又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（ＣＡＳＮ）などが挙げられる。蛍光体は、複数の種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。例えば、発光色の異なる蛍光体を所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いて、演色性や色再現性を調整することもできる。

封止部材３０は、添加部材として、フィラー３２と同様の部材の光拡散部材をさらに含んでいてもよい。凹部内に配置される封止部材３０中に光拡散部材が含まれることで、発光素子２０からの光、あるいは、波長変換部材から出射する光が照射されることによって光がランダムな方向に反射し、発光装置１０１から出射する光の輝度むら、色むら等を抑制し得る。

封止部材３０は、他の添加部材として、透光性が損なわれない程度に光吸収性物質を含んでいてもよい。光吸収性物質としては、例えばカーボンブラックやグラファイトなどの黒色顔料を用いることもできる。このような充填剤を封止部材中に分散させることで、発光装置１０１の色むら改善、表示コントラストの低下抑制等が実現できる。

封止部材３０は、フィラー３２を含む限り、他の添加部材を含んでいなくてもよいし、１種以上の添加部材を含んでいてもよい。上述した添加部材の粒子が、球形状を有する場合、未硬化の状態の樹脂部材３１中において沈降しやすい。このため、封止部材３０の表面に粒子の形状に対応した凸部が形成されにくく、発光素子２０からの光は、封止部材３０の上面３０ａ近傍で散乱されずに外部へ出射しやすい。よって、封止部材３０からの光の取り出し効率を向上させることができる。

また、波長変換部材３３として用いる蛍光体は、構成元素の組成によっては、外部環境の水分等によって蛍光特性の低下が生じ得る。このような特性の蛍光体を封止部材３０に含める場合には、後述するように遠心力を利用して、封止部材３０中において、蛍光体を凹部１１の底面１１ｂ側に偏在させることができる。これにより、蛍光体は、外部環境との境界である封止部材３０の上面３０ａからできるだけ内部に配置することが可能となり、上述した外部環境中の水分による劣化を抑制することが可能となる。

一方、添加部材の粒子が破砕形状を有する場合、同程度の大きさの球形状の粒子より大きな表面積を有するため、遠心力が働く状態においても、未硬化の状態の樹脂部材３１中において沈降が抑制される。特に粒子のサイズが小さい場合には遠心力の影響を受けにくい。その結果、添加部材を封止部材３０の表面近傍に配置することが可能となり、封止部材３０の表面に粒子の形状を反映した凹凸が形成されやすくなる。これにより、封止部材３０は、上面３０ａにおいて外光の反射を散乱させ、外光の照り返しによるコントラストの低下を低減できる。また、添加部材を樹脂部材３１中に均一に分散させることが可能となる。

以下において説明するように、発光装置１０１では、フィラー３２を隙間１６に配置するため、遠心力を用いる。このため、封止部材３０がフィラー３２以外の添加部材を含む場合、添加部材も遠心力を受ける。上述したように、添加部材の粒子の形状や大きさによって、働く遠心力および遠心力に抗する力を制御できる。本実施形態では、封止部材３０はフィラー３２および波長変換部材３３を含み、波長変換部材３３は、凹部１１の底面１１ｂ側に偏在させることが好ましい。このため、フィラー３２および波長変換部材３３に遠心力を働かせ、底面１１ｂ側に配置させる。しかし、光拡散部材など、封止部材３０中において、概ね均一に分散させることが好ましい場合には、後述するように、フィラー３２および波長変換部材３３を凹部１１の底面１１ｂ側に配置した後、光反射性部材を含む未硬化の封止部材を凹部１１に配置してもよい。

（発光装置１０１の製造方法）
本開示の発光装置の製造方法の実施形態を説明する。図３は、本開示の発光装置の製造方法における製造工程を示すフローチャートであり、図４Ａ～４Ｅおよび図５Ａは、発光装置の製造方法における工程断面図である。図５Ｂ、５Ｃは、発光装置の製造方法における平面図である。

本開示の発光装置の製造方法は、（Ａ）パッケージを用意する工程、（Ｂ）発光素子を配置する工程、（Ｃ）未硬化の封止部材を充填する工程、（Ｄ）フィラーの少なくとも一部を隙間に配置する工程、および（Ｅ）未硬化の封止部材を硬化させる工程を含む。以下、各工程を詳細に説明する。

（Ａ）パッケージを用意する工程（Ｓ１）
まず、図４Ａに示すように、リード端子１４と、壁部１３Ａを含む樹脂体１３とを有し、凹部１１が形成されたパッケージ１０を準備する。パッケージ１０において、壁部１３Ａは、パッケージ１０の外側面１０ｃと凹部１１の内側面とを構成しており、凹部１１の底面１１ｂにおいて、リード端子１４の上面の一部が位置しており、リード端子１４の上面と壁部１３Ａとの間に隙間１６を有するパッケージ１０を用意する。本開示の発光装置の製造方法は、１個の発光装置１０１を製造することも可能であるし、複数の発光装置１０１を同時に製造することも可能である。複数の発光装置１０１を同時に製造する場合には、複数のパッケージ１０を用意する。発光素子２０の実装、封止部材３０の充填などにおける製造効率を高めるためには、複数のパッケージ１０は、所定のピッチで２次元に配列されていることが好ましい。例えば、粘着性を有する上面を備えた支持基板を用意し、上面にパッケージ１０の下面１０ｂを接合するように、複数のパッケージ１０を所定のピッチで２次元に配置する。例えば、図５Ａに示すように、粘着性を有する上面３００ａを備えた支持基板３００を用意し、上面にパッケージ１０の下面１０ｂを接合するように、複数のパッケージ１０を所定のピッチで２次元に配置する。

あるいは、図５Ｂに示すように、複数のパッケージ１０が配置されたリードフレーム２００を用意してもよい。例えば、リードフレーム２００は、複数のパッケージ１０がリード端子１４で接続されたフレーム部２０１Ａを有する。フレーム部２０１Ａは、複数の貫通孔２０１Ｃを有し、貫通孔２０１Ｃ内において、１または複数のパッケージ１０が配置されている。複数の貫通孔２０１Ｃは、フレーム部２０１Ａにおいて、例えば、ｘ方向およびｙ方向に規則的に配列されている。

図５Ｂに示す例では、各貫通孔２０１Ｃ内に、ｙ方向に配列された２つのパッケージが位置している。各パッケージ１０は、リード端子１４が接続部２０１Ｂによって、貫通孔２０１Ｃの周囲のフレーム部２０１Ａとｘ方向に接続されることによって、フレーム部２０１Ａに接続されている。

リードフレーム２００は、リード端子１４が上述したように、接続部２０１Ｂによってフレーム部２０１Ａに接続されたリードフレームを用意し、各リード端子１４を覆うように樹脂体１３がインサート成形などによって形成されたものを準備することができる。

（Ｂ）パッケージに発光素子を配置する工程（Ｓ２）
図４Ｂに示すように、パッケージ１０の凹部１１の底面１１ｂに位置するリード端子１４に発光素子２０を配置する。発光素子２０を用意し、発光素子２０を、接着部材を用いて凹部１１の底面１１ｂに接続する。本実施形態では、一対のリード端子１４の一方の上面に発光素子２０を接合する。同様に保護素子４０を他方のリード端子１４の上面に接合する。次に、発光素子２０の一対の電極と、一対のリード端子１４とをそれぞれ導電性ワイヤ１５で接続する。同様に、保護素子４０の電極とリード端子１４とを導電性ワイヤ１５で接続する。

（Ｃ）未硬化の封止部材を充填する工程（Ｓ３）
図４Ｃに示すように、パッケージ１０の凹部１１に、フィラー３２を含む未硬化の封止部材３０’を充填する。まず、未硬化の封止部材３０’を調製する。未硬化の封止部材３０’として、未硬化の樹脂部材３１’に、フィラー３２におよび波長変換部材３３を添加し、分散させたものを準備する。得られた未硬化の封止部材３０’を、ディスペンサー等を用いてパッケージ１０の凹部１１内に充填する。この時、未硬化の封止部材３０’がパッケージ１０の上面１０ａの開口１１ａから漏れて、上面１０ａを覆わないように配置することが好ましい。未硬化の封止部材３０’は凹部１１内に位置する発光素子２０、保護素子４０および導電性ワイヤ１５を完全に被覆していることが好ましい。硬化によって体積が減少する場合には、硬化による収縮量を考慮して、未硬化の封止部材３０’をパッケージ１０の凹部１１内に充填することが好ましい。

（Ｄ）遠心力によってフィラーを隙間に配置する工程（Ｓ４）
凹部１１に未硬化の封止部材３０’が配置されたパッケージ１０に遠心力をかけ、フィラー３２を隙間１６に配置させる。図６Ａに示すように、パッケージ１０を保持し、回転させることによって遠心力をパッケージ１０に加えることのできる回転機構を備えた遠心機５００を用意する。遠心機５００は、アーム５１１を湯含む回転機構５１０を備える。アーム５１１は、例えば、長手方向の中央を中心として回転可能であり、アーム５１１の両端には、支持枠５１２が取り付けられている。支持枠５１２は、複数のパッケージ１０が配置された支持基板３００または樹脂付きリードフレーム２００を支持する支持部５１３を備えている。支持枠５１２は、アーム５１１の両端において、回転機構５１０の回転軸５１０ａに垂直な平面上であって、回転軸を中心とする円の接線方向に平行な軸５１１ａを中心として回転可能である。

工程（Ｄ）までの製造工程を施した支持基板３００または樹脂付きリードフレーム２００を支持枠５１２の支持部５１３に載せ、回転機構５１０を駆動させて、アーム５１１を回転させる。これにより図６Ｂに示すように、支持枠５１２に遠心力が働き、支持部５１３が回転軸５１０ａと平行になるように支持枠５１２が軸５１１ａを中心として回転する。これにより、図４Ｄに示すように、パッケージ１０の上面１０ａと垂直であり、かつ、凹部１１の底面１１ｂに向かう方向に遠心力Ｆが未硬化の封止部材３０’にかかる。

未硬化の樹脂部材３１’よりもフィラー３２および波長変換部材３３の比重の方が大きいため、図４Ｄに示すように、封止部材３０’中でフィラー３２および波長変換部材３３が底面１１ｂ側へ移動し、フィラー３２および波長変換部材３３が底面１１ｂ側に偏在するようになる。遠心力Ｆの大きさは、相対遠心力（ＲＣＦ）で１００Ｇ（×ｇ）以上であることが好ましい。遠心力Ｆは、好ましくは２００Ｇ以上であり、より好ましくは３００Ｇ以上である。遠心力Ｆの上限に特に制限はないが、遠心力が大きすぎると、凹部１１内に形成した導電性ワイヤ１５が変形したりするなど工程（Ｄ）までに形成した構造に変形が生じる可能性がある。また、封止部材３０が蛍光体以外の添加材料を含む場合、封止部材３０内における添加材料が意図した分布ではなくなる可能性がある。このため、例えば、遠心力Ｆは５００Ｇ以下であることが好ましい。

凹部１１内において、遠心力Ｆは重力のように未硬化の封止部材３０’に作用するため、凹部１１の底面１１ｂ側に位置する未硬化の封止部材３０’には高い圧力がかかる。このため、隙間１６を満たしている空気との間の大きな圧力差により、未硬化の樹脂部材３１’およびフィラー３２が、隙間１６へ移動し、隙間１６内に配置される。

遠心機５００を用いてパッケージ１０に遠心力をかける時間は、隙間１６に配置されたフィラー３２および未硬化の樹脂部材３１’の量に応じて調整することが好ましい。隙間１６に配置されるフィラー３２の量（粒子数）が少ない場合、隙間１６が十分に狭くならず、未硬化の封止部材３０’を硬化させる工程において、未硬化の樹脂部材３１’が隙間１６を移動し外側面１０ｃにまで達し、漏出してしまう可能性がある。また、遠心力をかける時間が長すぎる場合、圧力差によって、未硬化の樹脂部材３１’およびフィラー３２が隙間１６を移動し外側面１０ｃにまで達し、漏出してしまう可能性がある。だだし、フィラー３２は隙間１６を完全に閉塞するように配置されなくてもよい。フィラー３２が隙間１６に配置され、隙間１６の高さおよび幅が部分的に狭くなることによって、粘性を有する未硬化の樹脂部材３１’が、硬化するまでに、隙間１６を通ってパッケージ１０の外部へ到達することを抑制することができる。

本願が解決する課題である、隙間１６からの樹脂漏れも重力による未硬化の樹脂部材の移動である。しかし、重力により底面１１ｂ側に位置する未硬化の封止部材３０’にかかる圧力は小さいため、未硬化の樹脂部材３１’は隙間１６内へゆっくり移動することが可能であるが、樹脂材料３１’よりも比重の大きいフィラー３２は短時間（未硬化の封止部材３０’が硬化するまでの間）で隙間１６内に移動しにくい。フィラー３２の隙間１６への配置は、上述した大きな遠心力によってはじめて生じ得る。

また、フィラー３２および未硬化の樹脂部材３１の隙間１６への移動は、遠心力によって生じる圧力であり、上述したようにパッケージ１０にかける遠心力は重力に比べて十分に大きい。このため、遠心機５００内において、保持されるパッケージ１０の姿勢にかかわらず、重力の影響をほとんど受けずにパッケージ１０の凹部１１の底面１１ｂ近傍と、パッケージ１０の外部との圧力差により、フィラー３２および未硬化の樹脂部材３１は任意の方向へ移動し得る。したがって、封止部材３０が漏れ出てしまうような隙間１６には、遠心力によってフィラー３２の一部および未硬化の樹脂部材３１’が流入していく。

（Ｅ）未硬化の封止部材を硬化させる工程（Ｓ５）
未硬化の封止部材３０’は例えば加熱により硬化される。隙間１６にフィラー３２および未硬化の樹脂部材３１’を配置させたパッケージ１０を遠心機５００から取り出し、パッケージ１０をオーブンなど、ヒーターを有し、庫内を所定の温度で維持し得る恒温器で保持することによって、パッケージ１０を加熱する。具体的には、支持基板３００または樹脂付きリードフレーム２００を恒温槽に入れ、未硬化の樹脂部材３１’の硬化温度以上の温度で保持することによって、未硬化の封止部材３０’を硬化させる。樹脂部材３１がシリコーン樹脂である場合、例えば、７０℃以上の温度で、支持基板３００または樹脂付きリードフレーム２００を保持する。保持時間は、例えば、０．５時間以上４．０時間以下である。

あるいは、遠心機５００がヒーターを備え、恒温槽としての機能も有する場合、工程（Ｄ）と本工程とを同時に行ってもよい。具体的には、工程（Ｄ）で説明した手順により、遠心力をパッケージ１０にかけながらパッケージ１０を加熱し、未硬化の封止部材３０’を硬化させてもよい。あるいは、工程（Ｄ）の後、回転機構５１０を停止させ、そのままの状態で、ヒーターによりパッケージ１０を加熱し、未硬化の封止部材３０’を硬化させてもよい。

硬化のために、未硬化の封止部材３０’を一定の温度で保持している間、隙間１６にフィラー３２が配置されていることによって、未硬化の樹脂部材３１’の隙間１６における移動が抑制される。このため、硬化工程中に未硬化の封止部材３０’がパッケージの外部への漏出が抑制される。

加熱によって、パッケージ１０の凹部１１内に封止部材３０が配置される。これにより、樹脂漏れが抑制された発光装置１０１が得られる。リードフレーム２００単位で発光装置１０１を製造する場合には、続いて個片化工程を行う。

（Ｆ）個片化する工程（Ｓ６）
図５Ｃに示すように、パッケージ１０の凹部１１内に封止部材３０が配置された状態において、リードフレーム２００の各パッケージ１０を接続しているリードを切断して個片化し、複数のパッケージを得る。具体的には、図５Ｃにおいて、破線で示すように、リード端子１４の凸部が形成されるようにパッケージ１０の外側面１０ｃから離間した位置で接続部２０１Ｂを回転ブレード等で切断することによって、個々のパッケージ１０を切り離す。これにより、発光装置１０１が完成する。

このように本実施形態の発光装置の製造方法によれば、未硬化の封止部材に隙間に配置し得る大きさのフィラーを添加し、未硬化の封止部材を硬化させる前、または、硬化中に遠心力をパッケージに働かせ、隙間にフィラーを配置させることによって、未硬化の封止部材がパッケージ外側面へ漏出することが抑制される。この方法は、例えば、特許文献１に開示された技術に比べて、個々のパッケージのリード端子を加工する時間は必要ないため、タクトタイムを短くし、また、製造コストを低減することが可能である。

また、上述したように隙間へのフィラーの配置は、遠心力によって生じる凹部の底部近傍の未硬化の封止部材に加わる圧力と、パッケージ外部との圧力差を利用する。このため、隙間の伸びる方向や位置にかかわらず、フィラーを樹脂体とリード端子との間に生じた隙間に配置することが可能である。さらに、未硬化の封止部材の漏出が生じ得る隙間には、漏出を未然に防ぐようにフィラーを配置することができる。言い換えれば、隙間の自己修復が可能である。これに対し、特許文献１に開示された技術によれば、レーザー加工を施していない部分には接合を強化する効果は生じないため、隙間の発生を完全に抑制するためには、リード端子の樹脂体と接する領域すべてにレーザー加工が必要であり、コストがかかる。

本実施形態の発光装置及び発光装置の製造方法には種々の改変が可能である。例えば、（Ｄ）遠心力によってフィラーを隙間に配置する工程（Ｓ４）は、（Ｄ１）未硬化の封止部材３０’において、フィラー３２および波長変換部材３３を沈降させる工程、および、（Ｄ２）フィラー３２を隙間１６に配置する工程に分けられる。このうち工程（Ｄ１）は、遠心力によらず、重力を利用してもよい。具体的には、未硬化の封止部材３０’をパッケージ１０の凹部１１に充填したのち、パッケージを放置して、フィラー３２および波長変換部材３３を沈降させてもよい。

また、封止部材３０は、フィラー３２および波長変換部材３３に加えて、光拡散部材等の添加部材を含み、添加部材を沈降させたくない場合には、未硬化の封止部材３０’を２段階に分けてもよい。例えば、図７Ａに示すように、フィラー３２および波長変換部材３３を未硬化の樹脂部材３１’に分散させた未硬化の封止部材３０’を発光素子２０の上面が覆われる程度の量で、パッケージ１０の凹部内に配置し、上記工程（Ｄ）までを行う。これにより、隙間１６にフィラー３２が配置される。

その後、図７Ｂに示すように、光反射性部材３４を未硬化の樹脂部材３１’に分散させた未硬化の封止部材３５’を凹部１１内の未硬化の樹脂部材３１’上に配置する。その後、光反射性部材３４を沈降させずに、未硬化の樹脂部材３１’および未硬化の封止部材３５’を硬化させることによって、封止部材３６が配置された発光装置１０２を製造してもよい。発光装置１０２の封止部材３６において、フィラー３２および波長変換部材３３は底面１１ｂ側に偏在しているが、光反射性部材３４は、発光素子２０より上方の領域において分散している。

本開示の発光装置は、照明、車載、表示装置、電子機器等、種々の用途の発光装置に好適に使用され得る。

１０ パッケージ
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｃ 外側面
１１ 凹部
１１ａ 開口
１１ｂ 底面
１１ｃ 内側面
１２ 段差
１３ 樹脂体
１３Ａ 壁部
１３Ｂ 底部
１４ リード端子
１４ｅ 凸部
１５ 導電性ワイヤ
１６、１７、１８ 隙間
２０ 発光素子
３０、３６ 封止部材
３０’ 未硬化の封止部材
３０ａ 上面
３１ 樹脂部材
３１’ 未硬化の樹脂部材
３２ フィラー
３３ 波長変換部材
３４ 光反射性部材
３５’ 未硬化の第２封止部材
４０ 保護素子
１０１、１０２ 発光装置
２００ 樹脂付きリードフレーム
２０１Ａ フレーム部
２０１Ｂ 接続部
２０１Ｃ 貫通孔
３００ 支持基板
３００ａ 上面
５００ 遠心機
５１０ 回転機構
５１０ａ 回転軸
５１１ アーム
５１１ａ 軸
５１２ 支持枠
５１３ 支持部

Claims (10)

1. リード端子と、壁部を含む樹脂体とを有し、凹部が形成されたパッケージであって、壁部は、前記パッケージの外側面と前記凹部の内側面とを構成しており、前記凹部の底面において、前記リード端子の上面の一部が位置しており、前記リード端子の上面と、前記壁部との間に隙間を有するパッケージを用意する工程と、
   前記パッケージの前記凹部の底面に位置する前記リード端子に発光素子を配置する工程と、
   前記パッケージの前記凹部に、フィラーを含む未硬化の封止部材を充填する工程と、
   前記未硬化の封止部材が充填されたパッケージに対して、前記上面と垂直な方向に遠心力をかけながら前記フィラーの少なくとも一部を前記隙間に配置させる工程と、
   を含み、
   前記フィラーのメディアン径をＤｍ、前記隙間の高さをＨとしたときに前記フィラーのメディアン径Ｄｍおよび前記隙間の高さＨは、０．７Ｈ≦Ｄｍ≦１．３Ｈの関係を満たす、発光装置の製造方法。
2. 前記遠心力の大きさは１００×ｇ（ｒｃｆ）以上である請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記配置させる工程の後に、
   前記未硬化の封止部材を硬化させる工程をさらに含む請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記配置させる工程において、前記遠心力をパッケージにかけながら前記未硬化の封止部材を硬化させる請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記硬化させる工程は、前記パッケージを前記未硬化の封止部材が硬化する温度以上の温度で保持しながら前記遠心力を前記パッケージに働かせる、請求項３または４に記載の発光装置の製造方法。
6. 前記用意する工程において、複数の前記パッケージが接続されたリードフレームを用意し、
   前記配置する工程および前記充填する工程を前記複数のパッケージについて行い、
   前記硬化させる工程を前記リードフレーム単位で行う、請求項３から５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
7. 前記硬化させる工程後、前記複数のパッケージを個片化する工程をさらに含む、請求項６に記載の発光装置の製造方法。
8. リード端子と、壁部を含む樹脂体とを有し、凹部が形成されたパッケージであって、壁部は、前記パッケージの外側面と前記凹部の内側面とを構成しており、前記凹部の底面において、前記リード端子の上面の一部が位置しており、前記リード端子の上面と、前記壁部との間に隙間を有するパッケージと、
   前記パッケージの前記凹部の底面に位置するリード端子上に配置された発光素子と、
   フィラーを含んでおり、前記発光素子を覆って前記パッケージの前記凹部に充填された封止部材と、
   を備え、
   前記封止部材は樹脂部材およびフィラーを含み、
   前記フィラーの一部は、前記隙間内に位置し、
   前記フィラーのメディアン径をＤｍ、前記隙間の高さをＨとしたときに前記フィラーのメディアン径Ｄｍおよび前記隙間の高さＨは、０．７Ｈ≦Ｄｍ≦１．３Ｈの関係を満たす、発光装置。
9. 前記フィラーは、前記パッケージの凹部内において、底面側に偏在している、請求項８に記載の発光装置。
10. 前記リード端子は、表面にＡｕまたはＡｇを含む金属層を有する、請求項８または９に記載の発光装置。

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