JPH05167102A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

発光装置及びその製造方法

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JPH05167102A
JPH05167102A JP3353482A JP35348291A JPH05167102A JP H05167102 A JPH05167102 A JP H05167102A JP 3353482 A JP3353482 A JP 3353482A JP 35348291 A JP35348291 A JP 35348291A JP H05167102 A JPH05167102 A JP H05167102A
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JP
Japan
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light emitting
epoxy resin
emitting device
mold
resin
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JP3353482A
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English (en)
Inventor
Koichi Nitori
耕一 似鳥
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外観の良好な2つの光学面を有する発光装置
と、この発光装置を低価格で製造する方法とを提供する 【構成】 図(A)に示すように表面部分Cを成形する
ために成形型10にエポキシ樹脂9を注入し、予め発光
素子1が直接マウントされたリード部3等からなるアセ
ンブリを挿入して、注型法でエポキシ樹脂9を熱硬化さ
せる。次に、図(B)に示すようにその上面(凹面)部
分Eに熱硬化性のシリコンゴム15の未硬化流動体(液
状)を少量注入する。続いて図(C)に示すようにその
シリコンゴム15の上から表面部分Dを成形するための
エポキシ樹脂(硬化済)またはガラスで形成された表面
が平坦な円板状のプリフォーム13を重ねる。そして、
これを再び高温炉に入れて追加注入分のシリコンゴム1
5を硬化させた後、高温炉から取り出し成形型10から
離型する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、赤外線を出力す
る各種リモコン装置や空間伝送を行う光通信システム等
の光源として使用するのに好適であり、2つの光学面に
よる高性能な光学系によって、特殊な放射特性を実現す
る発光装置とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の発光ダイオード装置の製造方法を
図3(A)〜(D)に示す。同図(D)に示す発光ダイ
オード装置6を製造するには、一般に注型法が用いられ
る。この注型法は、メチルペンテンポリマー等の耐熱性
樹脂材料で作られた成形型7の中にエポキシ樹脂(熱硬
化性樹脂材料)2を注入し(同図(A))、続いてこの
エポキシ樹脂2中に、予め発光素子1が直接マウントさ
れたリード部(アノード)3やボンディングワイヤ5を
介してボンディングされたリード部(カソード)4等か
らなるアセンブリを挿入し(同図(B))、成形型7ご
と高温炉(図示せず)に入れ、エポキシ樹脂2を熱硬化
させる。このエポキシ樹脂2の硬化後は全体を高温炉か
ら取り出して(同図(C))、エポキシ樹脂2の外部に
露出しているリード部3,4の一部を引っ張るなどして
成形型から硬化した発光ダイオード装置6を引き抜いて
離型していた(同図(D))。
【0003】この注入法においては、エポキシ樹脂2の
成形面は一面(同図(D)の表面部分A)だけであり、
エポキシ樹脂2の成形時の上面側(同図(C)の表面部
分B)を制御することはできなかった。しかしながら、
この発光ダイオード装置6は、同図(D)の凸レンズを
含む表面部分Aだけが光学的に重要な役割を果たす、単
一の光学面を備えるタイプであるので、エポキシ樹脂2
の表面部分Bは、エポキシ樹脂2の硬化過程における自
然な成形収縮によって中央部のくぼんだ形状(凹面)と
なっても、この部分は光学的な役割をもたないため、問
題にはならなかった。
【0004】しかし、赤外線を出力する各種リモコン装
置や空間伝送を行う光通信システム等の光源として使用
することを想定して、2つの光学面による高性能な光学
系によって、特殊な放射特性を有する発光ダイオード装
置を製造したい場合、例えば図2に示すように、発光素
子1から出力される光を反射する表面部分C(第1の光
学面)と、この表面部分Cによって平行光にされた光を
外部へ出力する表面部分D(第2の光学面)とを有する
発光ダイオード装置8を製造しようとする場合、図3
(D)の表面部分Bに相当する表面部分Dを完全な平坦
に形成しないと、外部に出力される光は完全な平行光と
はならず、良好な光出力が得られない。その結果、上述
した注型法では表面部分Dの制御ができないため、この
ような構造の発光ダイオード装置を従来の注型法で製造
することはできなかった。
【0005】そこで本発明者は、最初に図4(A)〜
(D)に示すような方法により、2つの光学面を有する
発光ダイオード装置を製造してみた。まず、図2の表面
部分Cを成形するために、図4(A)に示すように成形
型10にエポキシ樹脂9を注入し、予め発光素子1が直
接マウントされたリード部(アノード)3やボンディン
グワイヤ5を介してボンディングされたリード部(カソ
ード)4等からなるアセンブリを挿入して、注型法でエ
ポキシ樹脂9を熱硬化させる。次に、同図(B)に示す
ようにこのエポキシ樹脂9を成形型10から離型する前
に、もう一度その上面(凹面)部分Eに未硬化(液状)
のエポキシ樹脂11を追加注入する。続いて同図(C)
に示すようにそのエポキシ樹脂11の上から図2の表面
部分Dを成形するための平坦な板12で蓋をして、これ
を再び高温炉に入れて追加注入分のエポキシ樹脂11を
硬化させた後、高温炉から取り出して板12、成形型1
0から離型することにより、発光ダイオード装置8を得
ることができる(同図(D))。しかしながら、追加注
入したエポキシ樹脂11も硬化過程で収縮するため、板
12と成形型10とで密閉された状態では板12が変形
して、エポキシ樹脂11の表面部分Dが平坦にならなか
ったり、板12と成形型10との隙間から空気が侵入し
てエポキシ樹脂11内にボイドが発生したりして、この
方法では良好な平坦な発光ダイオード装置を成形するこ
とはできなかった。
【0006】そこで追加したエポキシ樹脂11の成形収
縮を考慮して次のような方法を行った。即ち、上記した
図4(A)〜(D)に示すような発光ダイオード装置の
製造方法の図4(C)の工程において、板12を使用す
る変わりに成形を行うエポキシ樹脂9,11と同質のエ
ポキシ樹脂(硬化済)で形成された表面が平坦な円板状
のプリフォーム(予備成形品)13を液状のエポキシ樹
脂11上に重ねる(同図(E))。そして、これを再び
高温炉に入れて追加注入分のエポキシ樹脂11を硬化さ
せた後、高温炉から取り出し成形型10から離型して発
光ダイオード装置8を得ることができる(同図
(D))。この円板状のプリフォーム13を用いる製造
方法において、プリフォーム13を図6(A)に示すよ
うに成形型10に直接固定してしまうと、図4(B)の
工程で注入したエポキシ樹脂11の熱硬化に伴う成形収
縮に伴って、プリフォーム13が図6(B)のように凹
状に変形してしまい、図2のように表面部分Dを平坦に
成形することができない。そこで、プリフォーム13を
液状のエポキシ樹脂11の上に浮かせて可動性をもた
せ、エポキシ樹脂11が熱硬化した際にも変形しない状
態にしておく。具体的には図5に示すように成形型10
の開口部より一回り小さいプリフォーム13を用い、そ
の上面に耐熱テープ14を貼り、この耐熱テープ14を
成形型10またはこれを保持する治具等(図示せず)に
連結して、この耐熱テープ14をエポキシ樹脂11の熱
硬化に伴う成形収縮が起きたときのクッションとして使
用することにより、プリフォーム13の変形を防ぎ、平
坦な表面部分Dを成形することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この円板状のプリフォ
ーム13を用いる製造方法により、2つの光学面を有す
る発光装置を製造することはできるが、次のような欠点
があり、大量生産に使用することができなかった。即
ち、成形型10の開口部より一回り小さいプリフォーム
13を用いているので、プリフォーム13の周囲にエポ
キシ樹脂11が露出する部分bができ、その部分bに成
形収縮による肉ひけが集中するが、ここは発光ダイオー
ド装置の光出力部分(図2の表面部分D)の周囲の輪郭
部分にあるため目につきやすく外観が悪い。そして、外
観上良くするためには仕上げ工程が必要となり、製品単
価の上昇を招くという課題があった。
【0008】また、液状のエポキシ樹脂11の上に円板
状のプリフォーム13を浮かせる際に、光出力部分の周
囲にできる肉ひけをきれいな輪郭とするために高精度に
位置合わせし、さらに硬化する間中安定に保持するのは
極めて困難であり、また、そのために精密な機構を備え
た治具類を使用することは、製品単価が高額になり、不
可能である。この結果、この輪郭部分の形状が個々の発
光ダイオード装置間でかなりのばらつきが生じ、一様な
仕上げ作業ができないという問題点があった。そこで本
発明は、プリフォームを成形型に直接固定しても凹状に
変形せず、表面部分を平坦に成形することができる発光
装置の製造方法と外観の良好な2つの光学面を有する発
光装置とを低価格で提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、発光素子が樹脂材料でモールドされ、こ
の発光素子を介して光軸上で対向する第1及び第2の光
学面を備え、前記発光素子の出力光が少なくとも前記第
2の光学面から外部へ出力される発光装置であって、前
記第1の光学面を形成する前記樹脂材料と前記第2の光
学面を形成する材料との間に弾性または粘性材料が介挿
されていることを特徴とする発光装置と、発光素子を樹
脂材料でモールドして製造する発光装置の製造方法であ
って、この樹脂材料を前記発光素子と共に成形型に注入
して第1の光学面を含む第1の成形部分を成形する工程
と、前記第1の成形部分上に弾性または粘性材料を注入
する工程と、前記弾性または粘性材料上にプリフォーム
を重ねて第2の光学面を含む第2の成形部分を成形する
工程とよりなることを特徴とする発光装置の製造方法と
を提供しようとするものである。
【0010】
【実施例】本発明の発光装置及びその製造方法の一実施
例として図2に示す発光ダイオード装置と同様の発光ダ
イオード装置の製造方法を図1(A)〜(E)に示し、
以下に説明する。まず、図1(A)に示すように図2の
表面部分C(第1の光学面)を成形するために成形型1
0にエポキシ樹脂9を注入し、予め発光素子1が直接マ
ウントされたリード部(アノード)3やボンディングワ
イヤ5を介してボンディングされたリード部(カソー
ド)4等からなるアセンブリを挿入して、注型法でエポ
キシ樹脂9(第1の成形部分)を熱硬化させる。次に、
同図(B)に示すようにその上面(凹面)部分Eに熱硬
化性のシリコンゴム15の未硬化流動体(液状)を少量
注入する。続いて同図(C)に示すようにそのシリコン
ゴム15の上から図2の表面部分Dを成形するためのエ
ポキシ樹脂(硬化済)またはガラスで形成された表面が
平坦な円板状のプリフォーム(予備成形品)13を重ね
る。このプリフォーム13は、成形型10の開口部の内
径と同じか、少し大きなものを用いる。そして、これを
再び高温炉に入れて追加注入分のシリコンゴム15を硬
化させた後、高温炉から取り出し成形型10から離型す
る。このとき、シリコンゴム15は、硬化後もかなりの
弾性を有しているので、シリコンゴム15が硬化時に収
縮しようとしてもプリフォーム13は変形せず、光を出
力する表面部分D(第2の光学面)が平坦である同図
(D)に示すような発光ダイオード装置17を得ること
ができる。
【0011】また、同図(B)において、エポキシ樹脂
9の上面の凹部が小さい場合には、シリコンゴム15の
代わりに粘性のある液体の透明材料を注入して、プリフ
ォーム13をエポキシ樹脂9と接着し、この透明材料を
封入するようにしても良い。この場合、透明材料を注入
した後は熱を加える必要はない。なお、この発光ダイオ
ード装置17は、成形型10で成形したエポキシ樹脂9
とプリフォーム13との接合面において、プリフォーム
13の方が一回り大きい場合、その接合面の側部に環状
の段差部分が生じるが、この段差部分は光を出力する表
面部分Dとは反対側となるので、外観上この段差部分は
ほとんど目立たないものとなる。また、上記実施例で
は、光を出力する表面部分Dを平坦としたが、プリフォ
ーム13の形状を変えるだけで、レンズ系、反射鏡系、
プリズム系、その他、回折格子など様々な形状にするこ
とができ、各種用途に応じた発光装置を製造することが
できる。
【0012】
【発明の効果】本発明の発光装置は、第1の光学面と第
2の光学面との間に弾性または粘性材料が封入されてい
るので、製造時において、第2の光学面が変形すること
がなく、良質の発光装置を得ることができる。また、製
造時に段差部分が生じても発光装置の発光面(第2の光
学面側)からは見えないので、仕上げ工程を行わなくて
も美しい外観を得ることができる。そして、発光装置間
の形状のばらつきを少なくして製造することができ、製
造工程も簡単であるので、良質の発光装置を低価格で大
量に製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(D)は本発明の発光装置の製造方法
の一実施例を示す工程図である。
【図2】従来の成形方法で成形された第1及び第2の光
学面を有する発光装置を示す構成図である。
【図3】(A)〜(D)は一般的な発光ダイオード装置
の成形方法を示す工程図である。
【図4】(A)〜(E)は従来の発光ダイオード装置の
成形方法を示す工程図である。
【図5】従来の発光ダイオード装置の成形方法における
問題点を示す構成図である。
【図6】(A),(B)は従来の発光ダイオード装置の
成形方法における問題点を示す構成図である。
【符号の説明】
1 発光素子 2,9,11,16 エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂) 3 リード部(アノード) 4 リード部(カソード) 5 ボンディングワイヤ 6,8,17 発光ダイオード装置(発光装置) 7,10 成形型 15 シリコンゴム(弾性体) 12 板 13 プリフォーム 14 耐熱テープ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子が樹脂材料でモールドされ、この
    発光素子を介して光軸上で対向する第1及び第2の光学
    面を備え、前記発光素子の出力光が少なくとも前記第2
    の光学面から外部へ出力される発光装置であって、 前記第1の光学面を形成する前記樹脂材料と前記第2の
    光学面を形成する材料との間に弾性または粘性材料が介
    挿されていることを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】発光素子を樹脂材料でモールドして製造す
    る発光装置の製造方法であって、この樹脂材料を前記発
    光素子と共に成形型に注入して第1の光学面を含む第1
    の成形部分を成形する工程と、 前記第1の成形部分上に弾性または粘性材料を注入する
    工程と、 前記弾性または粘性材料上にプリフォームを重ねて第2
    の光学面を含む第2の成形部分を成形する工程とよりな
    ることを特徴とする発光装置の製造方法。
JP3353482A 1991-12-17 1991-12-17 発光装置及びその製造方法 Pending JPH05167102A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1390196A2 (en) * 2001-04-26 2004-02-25 Cross Match Technologies, Inc. Silicone rubber surfaces for biometric print tir prisms
JP2012134505A (ja) * 2004-11-15 2012-07-12 Philips Lumileds Lightng Co Llc Ledダイ上のオーバーモールドレンズ

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