JPH0590645A - 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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JPH0590645A
JPH0590645A JP3278310A JP27831091A JPH0590645A JP H0590645 A JPH0590645 A JP H0590645A JP 3278310 A JP3278310 A JP 3278310A JP 27831091 A JP27831091 A JP 27831091A JP H0590645 A JPH0590645 A JP H0590645A
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JP
Japan
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epoxy resin
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optical
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JP3278310A
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Koichi Nitori
耕一 似鳥
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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1(A)に示すように第1の光学面を成形
するために第1の成形型10にエポキシ樹脂9を注入
し、アセンブリを挿入して、注型法でエポキシ樹脂9を
熱硬化させた後、このエポキシ樹脂9を第1の成形型1
0から離型する。次に、同図(B)に示すように離型し
たエポキシ樹脂9を反転させて表面部分Eを下にして、
第2の成形型15に装着し、未硬化のエポキシ樹脂16
を追加注入する。さらに、エポキシ樹脂16を熱硬化さ
せ、第2の成形型15から離型することにより、同図
(C)に示すように光を出力する第2の光学面が平坦で
ある発光ダイオード装置17を得ることができる。

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(TPX)
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)に示すように第1
の成形型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を第1の成形型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1
2、第1の成形型10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と第1の成形型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と第1の成形
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第1の成形型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
うに第1の成形型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に示すように第1
の成形型10の開口部より一回り小さいプリフォーム1
3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を第1の成形型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1
3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、第1の成形型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。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、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を提供することを目的とする。
【0008】
【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及び第2の光学面を連結する前記モールドの側面
部分に前記第1の光学面に向けた段差を設けたことを特
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第1の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
の成形部分を前記第1の光学面と反対側から第2の成形
型に装着し、この第2の成形型に樹脂材料を注入して第
2の光学面を含む第2の成形部分を前記第1の成形部分
に接合して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。
【0009】
【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)〜(C)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)を成形するために第1の成
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を熱硬化させた後、このエポキシ樹脂9
(第1の成形部分)を第1の成形型10から離型する。
次に、同図(B)に示すように離型したエポキシ樹脂9
を反転させて表面部分Eを下にして、図2の表面部分D
を成形するための第2の成形型15に装着する。この第
2の成形型15の内径は、第1の成形型10で成形した
エポキシ樹脂9の外径よりも一回り大きく、装着はリー
ド部3,4を用いて固定し、エポキシ樹脂9の表面部分
Eと第2の成形型15の内側下面との間に隙間ができる
ようにする。そして、第2の成形型15にエポキシ樹脂
9の表面部分Eが浸るまで未硬化のエポキシ樹脂(液
状)16を追加注入する。さらに、この状態で再び高温
炉に入れて追加注入分のエポキシ樹脂16(第2の成形
部分)を熱硬化させ、高温炉から取り出した後、第2の
成形型15から離型することにより、同図(C)に示す
ように光を出力する表面部分D(第2の光学面)が平坦
である発光ダイオード装置17を得ることができる。
【0010】この発光ダイオード装置17は、第1の成
形型10で成形したエポキシ樹脂9と第2の成形型15
で成形したエポキシ樹脂16との接合面において、エポ
キシ樹脂16側の方が一回り大きいので、その接合面の
側部に環状の段差aが形成される。そして、この段差a
以外の部分では、エポキシ樹脂9,16が一体となって
いるので、追加注入分のエポキシ樹脂16の成形収縮に
よる「肉ひけ」はこの段差aの部分に集中する。また、
この段差aは軸対称であり、しかも光を出力する表面部
分Dとは反対側となるので、外観上この肉ひけはほとん
ど目立たないものとなる。さらに、エポキシ樹脂16を
熱硬化させる際に、リード部3,4を用いて第2の成形
型15に固定しているので、容易に段差aの幅を一定値
に調節することができる。なお、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、第2の成形型15
の内側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。
【0011】
【発明の効果】本発明の発光装置は、第1及び第2の光
学面を連結するモールドの側面部分に、光を出力する第
2の光学面とは反対側の第1の光学面に向けた段差を設
けたので、この段差部分に生じる肉ひけはほとんど目立
たず、外観上優れたものとなる。また、本発明の発光装
置の製造方法は、2つの成形型を用いて、良好な第1及
び第2の光学面を製造することができるので、製造され
た発光装置からは特性の良い光出力を得ることができ
る。さらに、製造時の成形収縮によって段差部分に生じ
る肉ひけは、光を出力する第2の光学面側から見えず、
しかも、段差部分の幅を容易に一定値にすることができ
るので、この肉ひけ部分は発光装置の裏面(第1の光学
面側)から見ても光軸対称の整った収縮面にすることが
でき、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】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】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】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】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 成形型 10 第1の成形型 12 板 13 プリフォーム 14 耐熱テープ 15 第2の成形型

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及び第2の光学面を連結する前記モールドの側
    面部分に前記第1の光学面に向けた段差を設けたことを
    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
    光素子と共に第1の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の成形部分を前記第1の光学面と反対側から第
    2の成形型に装着し、この第2の成形型に樹脂材料を注
    入して第2の光学面を含む第2の成形部分を前記第1の
    成形部分に接合して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。
JP3278310A 1991-09-30 1991-09-30 発光装置及びその製造方法 Pending JPH0590645A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003056637A2 (de) * 2001-12-24 2003-07-10 G.L.I. Global Light Industries Gmbh Verfahren zum herstellen von lichtleitenden led-körpern in zwei räumlich und zeitlich getrennten stufen
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