WO2012147611A1 - オプトデバイスの製造方法および製造装置 - Google Patents

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curing
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芳照 宮脇
大木　淳
大輔 耕納
信彦 岩▲崎▼
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サンユレック株式会社
株式会社進和
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Definitions

  • the present invention relates to an opto-device manufacturing method and manufacturing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses the production of an optical semiconductor electronic component that facilitates the formation of a lens shape by sealing a light emitting element by a dispensing method or the like using a silicone resin composition that defines viscosity and thixotropic properties. A method is disclosed.
  • the formation of the lens part by resin potting using a dispenser does not require a mold, so that a wide variety of lens parts can be manufactured at a low cost. It was difficult to get. For this reason, even if the discharge amount control of the dispenser is accurately performed, there is a case where the variation in the shape of the lens portion after curing is large, and an improvement is required.
  • an object of the present invention is to provide an opto device manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of quickly and easily obtaining an opto device having desired optical characteristics.
  • the object of the present invention is an optical device manufacturing method comprising a sealing step of sealing an optical semiconductor element mounted on a substrate in a lens shape with a liquid resin, and a curing step of curing the liquid resin.
  • the object of the present invention is to provide a first sealing step for sealing an optical semiconductor element mounted on a substrate with a first liquid resin, and a first curing for temporarily curing the first liquid resin.
  • a step, a second sealing step of sealing the first liquid resin after provisional curing with a second liquid resin into a lens shape, and the main curing of the first liquid resin and the second liquid resin An optical device manufacturing method comprising: a second curing step, wherein the first sealing step includes bringing a nozzle tip of a first dispenser into proximity with the optical semiconductor element, and then moving the nozzle to the base.
  • the first liquid resin is supplied while being raised relative to the material, and the second sealing step is performed after the tip of the nozzle of the second dispenser is brought close to the first liquid resin. , While raising the nozzle relative to the substrate It is achieved by the manufacturing method of optical device for supplying the second liquid resin.
  • the object of the present invention is an optical device manufacturing apparatus including a sealing device that seals an optical semiconductor element mounted on a base material in a lens shape with a liquid resin, and a curing device that cures the liquid resin.
  • the sealing device includes a dispenser capable of moving the nozzle for supplying the liquid resin up and down relatively with respect to the substrate, and after bringing the tip of the nozzle close to the optical semiconductor element, This is achieved by an optical device manufacturing apparatus that supplies the liquid resin while raising the nozzle relative to the substrate.
  • the object of the present invention is to provide a first sealing device that seals an optical semiconductor element mounted on a base material with a first liquid resin, and a first curing that temporarily cures the first liquid resin.
  • An apparatus a second sealing device that seals the first liquid resin after provisional curing in a lens shape with a second liquid resin; and the main curing of the first liquid resin and the second liquid resin.
  • An optical device manufacturing apparatus including a second curing device, wherein the first sealing device is configured to move a nozzle for supplying the first liquid resin relatively up and down relative to the base material. 1 dispenser, and after the tip of the nozzle of the first dispenser is brought close to the optical semiconductor element, the first liquid resin of the first liquid resin is raised while raising the nozzle relative to the substrate.
  • the second sealing device is configured to supply the second liquid A second dispenser capable of moving a nozzle for supplying oil relatively up and down relative to the substrate; and after bringing the tip of the nozzle of the second dispenser into proximity with the first liquid resin, This is achieved by an opto-device manufacturing apparatus that supplies the second liquid resin while raising the nozzle relative to the substrate.
  • an opto-device having desired optical characteristics can be obtained quickly and easily.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical device manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method using the opto device manufacturing apparatus shown in FIG. It is process sectional drawing which shows another example of the manufacturing method using the opto device manufacturing apparatus shown in FIG. It is a schematic block diagram of the optical device manufacturing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method using the opto device manufacturing apparatus shown in FIG. It is process sectional drawing which shows another example of the manufacturing method using the opto device manufacturing apparatus shown in FIG. It is a figure which shows the shape change of liquid resin after hardening by the difference in the viscosity of liquid resin.
  • FIG. 10 It is process sectional drawing which shows another example of the manufacturing method using the opto device manufacturing apparatus shown in FIG. It is a front view which shows an example of the heat curing apparatus used for the opto device manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical device manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical device manufacturing apparatus 1 includes a loader 10, a sealing device 20, a buffer device 30, a curing device 40, and an unloader 50.
  • an opto device manufactured by the opto-device manufacturing apparatus 1 an electronic component including an optical semiconductor element such as a light emitting element such as an LED (light emitting diode) or a semiconductor laser or a light receiving element such as a photodiode can be exemplified.
  • the opto device manufactured in the present embodiment is an illumination device including a plurality of LED elements.
  • an opto device provided with an LED element in addition to a lighting device, for example, a backlight of a liquid crystal television, a vehicle lamp, a traffic light, and the like can be given.
  • the loader 10 includes a storage cassette 12 that stores the flat substrate 2 in multiple stages.
  • the loader 10 takes out the substrate 2 from the storage cassette 12 by an operation of an arm (not shown) and conveys it to the sealing device 20. .
  • the sealing device 20 is configured such that a dispenser device 21 for supplying a liquid resin is slidably supported by a support block 22 and can move up and down.
  • the dispenser device 21 uses a screw-type dispenser in the present embodiment, and by driving a screw (not shown) built in by the operation of the motor 23, the liquid resin stored in the syringe 24 is transferred to the tip of the nozzle 25. Discharge from.
  • Below the dispenser device 21 is provided an XY table 26 on which the base material 2 conveyed by the loader 10 is mounted. By moving the base material 2 along a horizontal plane, a plurality of locations on the upper surface of the base material 2 are provided. A liquid resin can be supplied to the.
  • the buffer device 30 includes storage cassettes 32 that store the base material 2 in multiple stages.
  • the base material 2 to which the liquid resin has been supplied in the sealing device 20 is taken out by the operation of an arm (not shown).
  • Store in the storage cassette 32 Store in the storage cassette 32.
  • the accommodated base material 2 is taken out again by the operation of an arm (not shown) and conveyed to the curing device 40.
  • the curing device 40 includes storage cassettes 42 for storing the base materials 2 in multiple stages, and the base materials 2 conveyed from the buffer device 30 are sequentially stored in the storage cassettes 42.
  • the curing device 40 includes a heater (not shown) arranged so that the temperature distribution in the chamber is uniform, and heats each stored base material 2 at a preset temperature.
  • the curing device 40 may be configured to heat the substrate 2 under normal pressure, but is preferably a pressure oven capable of increasing the pressure in the chamber to, for example, about 0.5 MPa.
  • the unloader 50 includes storage cassettes 52 that store the base material 2 in multiple stages.
  • the base material 2 stored in the storage cassette 42 of the curing device 40 is taken out by an arm (not shown) after a predetermined time. Then, it is stored in the storage cassette 52.
  • the storage cassette 12 of the loader 10 stores a plurality of base materials 2 on which a large number of light emitting elements are mounted in advance.
  • the base materials 2 are sequentially taken out from the storage cassette 12 and conveyed to the sealing device 20.
  • the conveyed base material 2 is mounted on the XY table 26, and the nozzle 25 is disposed immediately above the light emitting element 4 to be sealed, as shown in FIG.
  • the dispenser device is lowered to a position where the tip of the nozzle 25 is close to the light emitting element 4.
  • the distance s between the tip of the nozzle 25 and the upper surface of the light emitting element 4 at a position close to the nozzle 25 may be appropriately set according to the viscosity of the liquid resin to be supplied, the supply amount, and the like. It is preferably within the range, and more preferably within the range of 0.01 to 1.5 mm. In addition, when the dispenser device is a jet type described later, it is preferably about 0.1 to 10 mm.
  • the supply of the liquid resin R is started from the tip of the nozzle 25 and the dispenser device is raised, and while the supply of the liquid resin R is being performed, the tip of the nozzle 25 is moved.
  • the light emitting element 4 is gradually separated from the light emitting element 4.
  • the supply of the liquid resin R is stopped in a state where the light emitting element 4 is sealed in a lens shape with the liquid resin R.
  • the supply rate (supply amount per unit time) of the liquid resin R may be constant or may be changed during supply. For example, by stopping the supply after increasing the supply speed of the liquid resin R, the supplied liquid resin R can be formed into a bullet-like shape.
  • the upper part of the supplied liquid resin R can be formed sharply.
  • changing the supply rate of the liquid resin R during supply is effective in making the liquid resin R for sealing the light emitting element 4 into a desired shape, but is not necessarily limited to this purpose. is not.
  • the generation of voids (voids) around the light emitting element 4 can be suppressed by decreasing the supply rate immediately after the start of supply of the liquid resin R and then increasing the supply rate.
  • the same as described above may be adopted by changing the rising speed of the nozzle 25 (or the lowering speed of the XY table 26 holding the substrate 2) during the supply of the liquid resin R. There is an effect.
  • the supply of the liquid resin R is stopped after the rising speed of the nozzle 25 (or the lowering speed of the XY table 26) is reduced while the liquid resin R is being supplied. You just have to do it.
  • the nozzle 25 is further raised until the liquid runs out as shown in FIG. Then, after the tip of the nozzle 25 is completely separated from the lens-shaped liquid resin R, the nozzle is directly above the adjacent unsealed light emitting element 4 as shown in FIG. 25 is arranged. Thereafter, the nozzle 25 is lowered and the above procedure is repeated, whereby all the light emitting elements 4 mounted on the substrate 2 are sequentially sealed with the liquid resin R.
  • the liquid resin R used in the sealing device 20 is a resin that is transparent at room temperature and has a light-transmitting property.
  • a known sealing resin such as an epoxy resin, a silicone resin, a urethane resin, an acrylic resin, or a polycarbonate resin.
  • the liquid resin R it is possible to use a phosphor in which a phosphor that absorbs part of the light from the light emitting element 4 and converts the wavelength to emit light is dispersed substantially uniformly in the sealing resin. is there.
  • the combination of the light-emitting element 4 and the phosphor is not particularly limited.
  • the emission color can be white.
  • the phosphor in addition to the above-mentioned BOS phosphor and YAG (yttrium, aluminum, garnet), yellowish (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, ⁇ -sialon complex, Li 2 SrSiO 4 complex, amber (Ba, Sr) 3 SiO 5 complex, red (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 complex, (Ca, Sr) AlSiN 3 complex, blue Examples include green-yellowish (Ba, Sr, Ca) Si 2 O 2 N 2 complex, greenish Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, and the like.
  • the base material 2 discharged from the sealing device 20 is transported to the buffer device 30 and stored and left in the storage cassette 32, and then transported to the curing device 40. Then, after being stored in the storage cassette 42 of the curing device 40 and heated, it is taken out by the unloader 50 and stored in the storage cassette 52.
  • the removal of the base material 2 from the storage cassettes 32 and 42 is performed at a constant speed in the order of storage, and the standing time in the buffer device 30 and the heating time in the curing device 40 become a predetermined time without being different depending on the base material 2.
  • the storage cassette 52 stores an optical device in which the light emitting element 4 is sealed in a lens shape by the cured liquid resin R.
  • the curing of the liquid resin R by the curing device 40 is preferably performed, for example, under a pressure of about 0.5 Mpa. Even when the liquid resin R contains bubbles, the volume of the bubbles is sufficiently reduced. Thus, variation in the lens shape of the liquid resin R can be suppressed.
  • the supply of the liquid resin R in the sealing apparatus 20 causes the nozzle 25 to be moved after the tip of the nozzle 25 is brought close to the light emitting element 4. Since the process is performed while being raised, the supplied liquid resin R comes into contact with the light emitting element 4 at an early stage and spreads uniformly due to the surface tension with the surface of the substrate 2, and the tip of the nozzle 25 is buried in the liquid resin R. There is no fear and the lens shape of the supplied liquid resin R can be maintained well. Accordingly, a highly accurate lens shape having desired optical characteristics can be obtained quickly and easily.
  • the rise of the nozzle 25 with respect to the base material 2 may be relative.
  • the XY table 26 that holds the base material 2 is a three-axis table that can move up and down, and the liquid resin R from the nozzle 25 is lowered while the base material 2 is lowered. It is also possible to configure so as to supply
  • the liquid resin R to be supplied preferably has a high viscosity and a high thixotropic property (high thixotropic property) so as to prevent flattening after supply and maintain a desired lens shape.
  • the viscosity (23 ° C.) of the liquid resin R is set in the range of 10 to 300 Pa ⁇ s (preferably 10 to 200 Pa ⁇ s), and the thixotropic property is set in the range of 2.0 to 7.0. Things can be used.
  • the thixotropic property was measured by placing the sample in a glass bottle and leaving it in a 23 ° C.
  • the viscosity of the liquid resin R has a correlation with the shape of the liquid resin R after curing. When the viscosity is low, the supply of the liquid resin R is easy, while the lens shape of the liquid resin R is flat. On the other hand, in the case of high viscosity, it becomes easy to secure the lens height of the liquid resin R and it is easy to stabilize the shape, and the shape after curing is made close to a desired hemispherical shape (or bullet shape). Can do.
  • the viscosity (23 ° C.) is 99.2 Pa ⁇ s, 122.8 Pa ⁇ s, 155.5 Pa ⁇ s, 188.0 Pa ⁇ s. 7 (a) to (d) show the cross-sectional shapes of the liquid resin R (thixotropic property is about 5.0 ⁇ 0.5) made of a silicone resin.
  • the viscosity (23 ° C.) containing silica is 10 to 70 Pa ⁇ s and the thixotropic property is 2.0 to 5.
  • 5 is preferably a silicone resin composition for sealing a light-emitting element.
  • the nozzle 25 is further raised until the liquid runs out even after the supply of the liquid resin R is stopped, the liquid resin R for sealing the light emitting element 4 is sealed next. There is no fear of being deformed due to the movement of the nozzle 25 toward the light emitting element 4 to be stopped, and the lens shape can be reliably maintained.
  • the screw of the dispenser device may be reversely rotated when the supply of the liquid resin R is stopped.
  • the nozzle 25 is vibrated or circularly moved in the horizontal direction, etc.
  • Such horizontal movement of the nozzle 25 may be performed while stopping the rise of the nozzle 25 or may be performed while raising the nozzle 25.
  • the method of the dispenser device 21 is not particularly limited, but is preferably a screw type as in the present embodiment so that the liquid resin R can be surely supplied even when the liquid resin R has a high viscosity.
  • a dispenser for supplying a high-viscosity liquid resin in addition to the screw type, a jet type in which the liquid resin pumped from the syringe is discharged from the nozzle by lowering the piston, and a volumetric type capable of quantitative discharge are preferably exemplified. Can do.
  • the light-emitting element 4 is sealed with the liquid resin R, as shown in FIG. 8A, by supplying the liquid resin while moving the nozzle 25 so as to surround the light-emitting element 4. After forming the portion d in advance, as shown in FIG. 8B, the nozzle 25 is moved to the proximity position of the light emitting element 4, and the supply of the liquid resin R of the same material as the weir portion d is started.
  • a similar method may be used. In this case, since the horizontal spread of the liquid resin R that seals the light emitting element 4 is restricted by the dam portion d, the liquid resin R is integrated with the dam portion d as shown in FIG. It is easy to change the later lens shape to a desired shape, which is particularly effective when the lens height is high.
  • the surface of the flat base material 2 Is provided with a frame 3 having a recess 3a, and the light-emitting element 4 is sealed using the opto-device manufacturing apparatus 1 of the present embodiment even for the base material 2 in which the light-emitting element 4 is disposed in the recess 3a can do.
  • the liquid resin R is supplied while the nozzle 25 is raised to the outside of the recess 3a.
  • the liquid resin R can be swelled in a lens shape from the opening of the recess 3a.
  • the substrate 2 is not limited to a flat plate, and the present invention can also be applied to, for example, an optical semiconductor element mounted in a recess of a substrate made of a lead frame.
  • the liquid resin R can be supplied to the concave portion 3a at a constant supply speed, but the supply speed may be lowered in the initial stage and then the supply speed may be increased. Thereby, it becomes easy to sufficiently spread the liquid resin R to the lower corner of the recess 3a, and the generation of voids (voids) can be suppressed.
  • the rising speed of the nozzle 25 or the lowering speed of the XY table 26 holding the base material 2 may be decreased.
  • the opto-device manufacturing apparatus 1 can continuously supply the liquid resin R to the substrate 2 and subsequently cure the liquid resin R.
  • the curing of the liquid resin R in the curing device 40 does not necessarily have to be complete curing, and the liquid resin R to such an extent that deformation with time does not substantially occur. It may be a temporary curing that cures.
  • the heating time in the curing device 40 can be shortened, the number of the storage cassettes 42 can be reduced and the size can be reduced.
  • the base material 2 taken out from the curing device 40 can be put into the heating furnace again in a subsequent process, and the liquid resin R can be fully cured.
  • the opto-device manufacturing apparatus 1 can also be configured as a batch type.
  • the curing device 40 can be configured to be heated under normal pressure or under pressure as described above. However, in order to suppress deterioration in quality due to expansion of bubbles mixed in the liquid resin R, the device for heating under pressure is used. It is preferable that FIG. 9 is a front view showing an example of such a curing apparatus, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • the curing apparatus 400 shown in FIG. 9 includes a plurality of pressure curing furnaces 410, and is disposed adjacent to each other in the horizontal direction.
  • Each pressure curing furnace 410 includes a cylindrical casing 413 supported by a top plate 411 via a buffer member 412 made of a compression spring, and a lower lid provided at the upper end of a lifting rod of a lifting cylinder 414 made of an air cylinder or the like. 415.
  • the casing 413 is arranged so that the lower side is opened, and the casing 413 can be sealed by raising the lower lid 415 from a lower position indicated by a broken line in FIG.
  • a heating body 417 is supported on the upper surface of the lower lid 415 via a support member 416, and a plurality of pins 418 that can mount the base material 2 on the upper surface of the heating body 417.
  • the heating body 420 is suspended and supported on the upper surface of the inner wall of the casing 413 via a support member 419.
  • the heating elements 417 and 420 are arranged so as to face each other with a space therebetween in a state where the lower lid 415 seals the casing 413, so that the base material 2 mounted on the pins 418 can be uniformly heated from above and below. it can.
  • the heating elements 417 and 420 are made of metal heater blocks containing a plurality of cartridge heaters 417a and 420a, but may be other electric heaters such as ceramic heaters, or in the casing 413.
  • the structure which supplies a hot air may be sufficient.
  • a pressure pipe (not shown) is connected to the casing 413, and compressed air is supplied from a pressure source to pressurize the inside of the sealed casing 413 with a desired pressure (for example, 0.5 MPa). be able to.
  • the internal pressure of the casing 413 can be released to the atmosphere by operating a valve of a pressure release pipe (not shown) connected to the casing 413.
  • the internal temperature of the casing 413 can be adjusted by controlling the energization of the heating elements 417 and 420, or the cooling liquid is passed through the cooling pipe 423 spirally wound around the outer peripheral surface of the casing 413. Can be done.
  • the curing device 400 includes a transport conveyor 424 that horizontally transports the base material 2 along the adjacent direction of each pressure curing furnace 410, and a guide rail 425 arranged to extend in parallel with the transport conveyor 424 (FIG. 9). Shows only a part).
  • the conveyor 424 support portions 424a composed of a plurality of pins are provided at equal intervals on the conveyance surface, and the base material 2 supplied with the liquid resin is removed from the previous step (for example, the buffer device 30 shown in FIG. 1). After being received by the support portion 424a, the base material 2 is conveyed so that it can pass through the vicinity of each pressure curing furnace 410 and be passed to a subsequent process (for example, the unloader 50 shown in FIG. 1).
  • a moving body 428 including an extendable rod 427 provided with an air chuck 426 for gripping the base material 2 is slidably supported. As shown in FIG.
  • the base material 2 can be transferred between the transport conveyor 424 and the lower lid 415 (broken line) at the lower position.
  • the loading and unloading of the base material 2 with respect to each pressure curing furnace 410 can be performed using another transfer device such as a material handling robot instead of using the transport conveyor 424 and the moving body 428 of the present embodiment.
  • the base material 2 transported by the transport conveyor 424 is mounted on the pin 418 of each pressure curing furnace 410 by the operation of the moving body 428, and then the lower lid 415 is raised to move the casing 413.
  • the liquid resin supplied to the base material 2 can be temporarily cured at a predetermined temperature and pressure for a predetermined time.
  • the lower lid 415 is lowered, and the base material 2 is moved again onto the transport conveyor 424 by the operation of the moving body 428 to be transported.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an optical device manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the opto-device manufacturing apparatus 100 includes a loader 110, a first sealing device 120, a first buffer device 130, a first curing device 140, a second buffer device 150, and a second buffer device.
  • a sealing device 160, a third buffer device 170, a second curing device 180, and an unloader 190 are provided.
  • the 1st sealing device 120 and the 2nd sealing device 160 are comprised similarly to the sealing device 20 of 1st Embodiment, and are provided with the nozzles 125 and 165 which supply liquid resin, respectively.
  • first buffer device 130, the second buffer device 150, and the third buffer device 170 have the same configuration as the buffer device 30 of the first embodiment, and the first curing device 140 and the first buffer device 30 are the same.
  • the second curing device 180 has the same configuration as the curing device 40 of the first embodiment.
  • the base material 2 stored in the storage cassette 112 of the loader 110 is sequentially conveyed in the direction of arrow A in FIG. 4 by the operation of an arm (not shown) and stored in the storage cassette 192 of the unloader 190.
  • the light emitting element 4 is sealed in a lens shape by the first liquid resin by the first sealing device 120 as in the case of the sealing device 20 of the first embodiment. . Then, after passing through the first buffer device 130, the first curing device 140 and the second buffer device 150, the first liquid resin is transported to the second sealing device 160 in a temporarily cured state.
  • the conveyed base material 2 is placed on an XY table, and the nozzle 165 is disposed immediately above the light emitting element 4 as shown in FIG. After the positioning of 2 is performed, the dispenser device descends to a position where the tip of the nozzle 165 is close to the first liquid resin R1 that seals the light emitting element 4.
  • the distance between the tip of the nozzle 165 and the first liquid resin R1 at a position close to the nozzle 165 is preferably set to be approximately the same as the distance s shown in FIG.
  • the dispenser device is raised and the supply of the second liquid resin R2 is performed.
  • the tip of the nozzle 165 is gradually separated from the first liquid resin R1.
  • the supply of the second liquid resin R2 is stopped in a state where the first liquid resin R1 is sealed in a lens shape by the second liquid resin R2.
  • the nozzle 165 is further raised until the liquid runs out as shown in FIG. 5 (d) even after the supply of the second liquid resin R2 is stopped. Then, after the tip of the nozzle 165 is completely separated from the lens-like second liquid resin R2, as shown in FIG. 5 (e), the nozzle 165 is immediately above the adjacent light emitting element 4 by driving the XY table. Moving. Thereafter, the nozzle 165 is lowered and the above procedure is repeated, whereby the first liquid resin R1 of all the light emitting elements 4 mounted on the base material 2 is further sealed with the second liquid resin R2. The After this, the light-emitting device in which the first liquid resin R1 and the second liquid resin R2 are completely cured can be obtained by performing the main curing with the second curing device 180 through the third buffer device 170. .
  • the first liquid resin R2 is supplied after the first liquid resin R1 is temporarily cured, so that the first liquid resin due to the weight of the second liquid resin R2 is supplied.
  • the deformation of R1 can be suppressed, and mixing of the first liquid resin R1 and the second liquid resin R2 can be prevented. Therefore, the desired lens shape of the second liquid resin R2 can be obtained quickly and easily.
  • the combination of the first liquid resin R1 and the second liquid resin R2 is not particularly limited.
  • the first liquid resin R1 is a material containing a phosphor
  • the second liquid resin R2 By using a material that does not contain a phosphor, a high-luminance light-emitting device can be obtained while suppressing the amount of phosphor used.
  • the first liquid resin R1 may be a material that does not contain a phosphor
  • the second liquid resin R2 may be a material that contains a phosphor.
  • the first liquid resin R1 is sealed in a lens shape with the second liquid resin R2, and the light emitting element 4 is sealed in a lens shape with the first liquid resin R1. Since the shape of the one liquid resin R1 does not directly affect the final lens shape, it may be a certain shape other than the lens shape. For example, a low-viscosity material may be used for the first liquid resin R1, and the first liquid resin R1 covering the light emitting element 4 may be formed into a thin film flat shape.
  • the light emitting element 4 mounted in the recess 3a of the base material 2 is sealed with the first liquid resin R1 and the second liquid resin R2. Can do.
  • the first sealing device 120 As shown in FIG. 6A, after the tip of the nozzle 125 is set inside the recess 3a, the first liquid resin R1 is supplied while the nozzle 125 is raised.
  • the light emitting element 4 is sealed inside the recess 3a by the first liquid resin R1.
  • the second sealing device 160 as shown in FIG.
  • the second liquid is formed while raising the nozzle 165 to the outside of the recess 3a.
  • the second liquid resin R2 can be swelled in a lens shape from the opening of the recess 3a.

Abstract

基材２に実装された光半導体素子４を液状樹脂Ｒによりレンズ状に封止する封止装置と、液状樹脂Ｒを硬化させる硬化装置とを備えるオプトデバイス製造装置であって、封止装置は、液状樹脂Ｒを供給するノズル２５を上下動可能なディスペンサ２１を備えており、ノズル２５の先端を光半導体素子４に近接させた後、ノズル２５を上昇させながら液状樹脂Ｒの供給を行う。このオプトデバイス製造装置によれば、所望の光学特性を有するオプトデバイスを迅速容易に得ることができる。

Description

オプトデバイスの製造方法および製造装置
　本発明は、オプトデバイスの製造方法および製造装置に関する。
　オプトデバイスの一例として、基板に実装されたＬＥＤチップに対して樹脂モールドを施すことによりレンズ部を形成し、ＬＥＤチップから出射した光をレンズ部により集光する照明装置が知られている。例えば、特許文献１には、粘度およびチクソトロピック性を規定したシリコーン樹脂組成物を用いてディスペンス法等により発光素子を封止することにより、レンズ形状の成形を容易にした光半導体電子部品の製造方法が開示されている。
特開２００８－２３１１９９号公報
　ディスペンサを用いた樹脂ポッティングによるレンズ部の形成は、成形型を必要としないことから、多種多様な形状のレンズ部を安価に製造することができる一方で、従来においてはレンズ部の所望の形状精度を得ることが困難であった。このため、ディスペンサの吐出量制御を正確に行っても、硬化後のレンズ部の形状にばらつきが大きくなることがあり、改良が必要とされていた。
　そこで、本発明は、所望の光学特性を有するオプトデバイスを迅速容易に得ることができるオプトデバイスの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
　本発明の前記目的は、基材に実装された光半導体素子を液状樹脂によりレンズ状に封止する封止工程と、前記液状樹脂を硬化させる硬化工程とを備えるオプトデバイスの製造方法であって、前記封止工程は、ディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記液状樹脂の供給を行うオプトデバイスの製造方法により達成される。
　あるいは、本発明の前記目的は、基材に実装された光半導体素子を第１の液状樹脂により封止する第１の封止工程と、前記第１の液状樹脂を仮硬化させる第１の硬化工程と、仮硬化後の前記第１の液状樹脂を第２の液状樹脂によりレンズ状に封止する第２の封止工程と、前記第１の液状樹脂および第２の液状樹脂を本硬化させる第２の硬化工程とを備えるオプトデバイスの製造方法であって、前記第１の封止工程は、第１のディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第１の液状樹脂の供給を行い、前記第２の封止工程は、第２のディスペンサのノズルの先端を前記第１の液状樹脂に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第２の液状樹脂の供給を行うオプトデバイスの製造方法により達成される。
　また、本発明の前記目的は、基材に実装された光半導体素子を液状樹脂によりレンズ状に封止する封止装置と、前記液状樹脂を硬化させる硬化装置とを備えるオプトデバイス製造装置であって、前記封止装置は、前記液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能なディスペンサを備えており、前記ノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記液状樹脂の供給を行うオプトデバイス製造装置により達成される。
　あるいは、本発明の前記目的は、基材に実装された光半導体素子を第１の液状樹脂により封止する第１の封止装置と、前記第１の液状樹脂を仮硬化させる第１の硬化装置と、仮硬化後の前記第１の液状樹脂を第２の液状樹脂によりレンズ状に封止する第２の封止装置と、前記第１の液状樹脂および第２の液状樹脂を本硬化させる第２の硬化装置とを備えるオプトデバイス製造装置であって、前記第１の封止装置は、前記第１の液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能な第１のディスペンサを備えており、前記第１のディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第１の液状樹脂の供給を行い、前記第２の封止装置は、前記第２の液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能な第２のディスペンサを備えており、前記第２のディスペンサのノズルの先端を前記第１の液状樹脂に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第２の液状樹脂の供給を行うオプトデバイス製造装置により達成される。
　本発明のオプトデバイスの製造方法および製造装置によれば、所望の光学特性を有するオプトデバイスを迅速容易に得ることができる。
本発明の第１の実施形態に係るオプトデバイス製造装置の概略構成図である。 図１に示すオプトデバイス製造装置を用いた製造方法の一例を示す工程断面図である。 図１に示すオプトデバイス製造装置を用いた製造方法の他の一例を示す工程断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るオプトデバイス製造装置の概略構成図である。 図４に示すオプトデバイス製造装置を用いた製造方法の一例を示す工程断面図である。 図４に示すオプトデバイス製造装置を用いた製造方法の他の一例を示す工程断面図である。 液状樹脂の粘度の違いによる硬化後の液状樹脂の形状変化を示す図である。 図１に示すオプトデバイス製造装置を用いた製造方法の他の一例を示す工程断面図である。 図１に示すオプトデバイス製造装置に使用される加熱硬化装置の一例を示す正面図である。 図９におけるＢ－Ｂ断面図である。
（第１の実施形態）
　以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るオプトデバイス製造装置の概略構成図である。図１に示すように、このオプトデバイス製造装置１は、ローダ１０、封止装置２０、バッファ装置３０、硬化装置４０およびアンローダ５０を備えている。オプトデバイス製造装置１により製造されるオプトデバイスとしては、ＬＥＤ（発光ダイオード）や半導体レーザ等の発光素子あるいはフォトダイオード等の受光素子のような光半導体素子を備える電子部品を例示することができる。本実施形態において製造されるオプトデバイスは、複数のＬＥＤ素子を備える照明装置である。ＬＥＤ素子を備えるオプトデバイスとしては、照明装置の他に、例えば、液晶テレビのバックライトや車両用ランプ、信号機などを挙げることができる。
　ローダ１０は、平板状の基材２を多段に収納する収納カセット１２を備えており、アーム（図示せず）の動作により収納カセット１２から基材２を取り出して、封止装置２０に搬送する。
　封止装置２０は、液状樹脂を供給するディスペンサ装置２１が、支持ブロック２２に摺動自在に支持されて上下動可能となるように構成されている。ディスペンサ装置２１は、本実施形態ではスクリュー式ディスペンサを使用しており、モータ２３の作動によって内臓するスクリュー（図示せず）を駆動させることにより、シリンジ２４に貯留された液状樹脂をノズル２５の先端から吐出させる。ディスペンサ装置２１の下方には、ローダ１０により搬送された基材２を搭載するＸＹテーブル２６が設けられており、基材２を水平面に沿って移動させることにより、基材２の上面の複数箇所に液状樹脂を供給することができる。
　バッファ装置３０は、基材２を多段に収納する収納カセット３２を備えており、封止装置２０において液状樹脂の供給が行われた基材２を、アーム（図示せず）の動作により取り出して収納カセット３２に収納する。そして、所定時間の経過後に、収納された基材２をアーム（図示せず）の動作により再び取り出して、硬化装置４０に搬送する。
　硬化装置４０は、基材２を多段に収納する収納カセット４２をチャンバ４１内に備えており、バッファ装置３０から搬送された基材２が収納カセット４２に順次収納される。硬化装置４０は、チャンバ内の温度分布が均一となるように配置されたヒータ（図示せず）を備えており、収納された各基材２を予め設定された温度で加熱する。硬化装置４０は、基材２を常圧下で加熱する構成であってもよいが、チャンバ内を例えば０．５ＭＰａ程度まで昇圧可能な加圧オーブンであることが好ましい。
　アンローダ５０は、基材２を多段に収納する収納カセット５２を備えており、硬化装置４０の収納カセット４２に収納された基材２を、所定時間の経過後にアーム（図示せず）により取り出して、収納カセット５２に収納する。
　次に、上記の構成を備えるオプトデバイス製造装置１の作動を説明する。ローダ１０の収納カセット１２には、多数の発光素子が予め実装された基材２が複数収納されており、基材２が収納カセット１２から順番に取り出されて封止装置２０に搬送される。
　封止装置２０においては、搬送された基材２がＸＹテーブル２６に載置され、図２（ａ）に示すように、封止対象となる発光素子４の直上にノズル２５が配置されるように基材２の位置決めが行われた後、ノズル２５の先端が発光素子４と近接する位置までディスペンサ装置が下降する。ノズル２５の近接位置におけるノズル２５の先端と発光素子４の上面との間隔ｓは、供給する液状樹脂の粘度や供給量等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、０．０１～３ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．０１～１．５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、ディスペンサ装置が後述するジェット式の場合には、０．１～１０ｍｍ程度であることが好ましい。
　ついで、図２（ｂ）に示すように、ノズル２５の先端から液状樹脂Ｒの供給が開始されると共にディスペンサ装置が上昇し、液状樹脂Ｒの供給が行われている間、ノズル２５の先端が発光素子４から徐々に離隔する。そして、図２（ｃ）に示すように、発光素子４が液状樹脂Ｒによってレンズ状に封止された状態で、液状樹脂Ｒの供給が停止される。液状樹脂Ｒの供給速度（単位時間あたりの供給量）は、一定であってもよく、或いは、供給中に変化させてもよい。例えば、液状樹脂Ｒの供給速度を増加させた後に供給を停止することにより、供給された液状樹脂Ｒを砲弾形の形状にすることができる。一方、液状樹脂Ｒの供給速度を減少させた後に供給を停止することにより、供給された液状樹脂Ｒの上部を先鋭状に形成することができる。このように、液状樹脂Ｒの供給速度を供給中に変化させることは、発光素子４を封止する液状樹脂Ｒを所望の形状にする上で有効であるが、必ずしもこの目的に限定されるものではない。例えば、液状樹脂Ｒの供給開始直後は供給速度を低くして、その後に供給速度を増加させることにより、発光素子４の周辺におけるボイド（空隙）の発生を抑制することができる。液状樹脂Ｒの供給速度を変化させる代わりに、ノズル２５の上昇速度（または基材２を保持するＸＹテーブル２６の下降速度）を液状樹脂Ｒの供給中に変化させるようにしても上記と同様の効果を奏することができる。例えば、液状樹脂Ｒの形状を砲弾形にする場合には、液状樹脂Ｒを供給中にノズル２５の上昇速度（またはＸＹテーブル２６の下降速度）を低下させた後、液状樹脂Ｒの供給を停止するようにすればよい。
　ノズル２５は、液状樹脂Ｒの供給停止後も、図２（ｄ）に示すように、液切れが生じるまで更に上昇する。そして、ノズル２５の先端がレンズ状の液状樹脂Ｒと完全に離れた後、ＸＹテーブル２６の駆動により、図２（ｅ）に示すように、隣接する未封止の発光素子４の直上にノズル２５が配置される。この後、ノズル２５が下降して上記の手順が繰り返されることにより、基材２に実装された全ての発光素子４に対して、液状樹脂Ｒによる封止が順次行われる。
　封止装置２０で使用される液状樹脂Ｒは、透光性を有する常温で液状の樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの公知の封止用樹脂を挙げることができる。液状樹脂Ｒは、発光素子４からの光の一部を吸収し、波長を変換して発光する蛍光体が、上記の封止用樹脂に略均一に分散されたものを使用することも可能である。発光素子４と蛍光体との組み合わせは特に限定されるものではないが、例えば、青色光を発光するＬＥＤと、シリケート系錯体＜(Ba,Sr,Ca)2SiO4系錯体＞であるＢＯＳ蛍光体との組み合わせにより、発光色を白色とすることができる。蛍光体としては、上述したＢＯＳ蛍光体やＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の他、黄色を帯びる（Y,Gd）3(Al,Ga)5O12:Ce、α-サイアロン系錯体、Li2SrSiO4系錯体、或いは、燈色を帯びる(Ba,Sr)3SiO5系錯体、赤色を帯びる(Ca,Sr) 2Si5N8系錯体や(Ca,Sr)AlSiN3系錯体、青緑－黄色を帯びる(Ba,Sr,Ca)Si2O2N2系錯体、緑色を帯びるCa3Sc2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce等を挙げることができる。
　封止装置２０から排出された基材２は、バッファ装置３０に搬送されて収納カセット３２内に収納放置された後、硬化装置４０に搬送される。そして、硬化装置４０の収納カセット４２に収納されて加熱された後、アンローダ５０により取り出されて、収納カセット５２に収納される。収納カセット３２，４２からの基材２の取出しは、収納順に一定の速度で行われ、バッファ装置３０における放置時間および硬化装置４０における加熱時間が、基材２によって異なることなく所定の時間となるように管理される。こうして、収納カセット５２には、硬化した液状樹脂Ｒによって発光素子４がレンズ状に封止されたオプトデバイスが収納される。硬化装置４０による液状樹脂Ｒの硬化は、例えば、０．５Ｍｐａ程度の加圧下で行うことが好ましく、液状樹脂Ｒに気泡が含まれている場合であっても、この気泡の体積を十分低減して液状樹脂Ｒのレンズ形状にばらつきが生じるのを抑制することができる。
　本実施形態のオプトデバイス製造装置１を用いたオプトデバイスの製造方法によれば、封止装置２０における液状樹脂Ｒの供給が、ノズル２５の先端を発光素子４に近接させた後、ノズル２５を上昇させながら行われるため、供給された液状樹脂Ｒが、発光素子４と早期に接触して基材２の表面との表面張力により均一に拡がると共に、ノズル２５の先端が液状樹脂Ｒに埋没するおそれがなく、供給された液状樹脂Ｒのレンズ形状を良好に維持することができる。したがって、所望の光学特性を有する高精度のレンズ形状を迅速容易に得ることができる。基材２に対するノズル２５の上昇は相対的なものでよく、例えば、基材２を保持するＸＹテーブル２６を上下動可能な３軸テーブルとして、基材２を下降させながらノズル２５から液状樹脂Ｒを供給するように構成することも可能である。
　供給する液状樹脂Ｒは、供給後に平坦化するのを防止して所望のレンズ形状を維持できるように、高粘度で高チクソ性（高チクソトロピック性）を有することが好ましい。例えば、液状樹脂Ｒの粘度（２３℃）を、１０～３００Ｐａ・ｓ（好ましくは、１０～２００Ｐａ・ｓ）の範囲に設定し、チクソトロピック性を２．０～７．０の範囲に設定したものを使用することができる。チクソトロピック性は、サンプルをガラス瓶に入れて２３℃のウォーターバスに１時間ほど放置した後、Ｂ型回転粘度計にて２ｒｐｍおよび２０ｒｐｍの時の粘度を測定し、２ｒｐｍの時の粘度を２０ｒｐｍの時の粘度で除した値である。液状樹脂Ｒの粘度は、硬化後の液状樹脂Ｒの形状と相関を有している。低粘度の場合には液状樹脂Ｒの供給が容易である一方、液状樹脂Ｒのレンズ形状は偏平状となる。これに対し、高粘度の場合には、液状樹脂Ｒのレンズ高さの確保が容易になると共に形状を安定化させ易くなり、硬化後の形状を所望の半球状（或いは砲弾状）に近づけることができる。液状樹脂Ｒの粘度の違いによる硬化後の液状樹脂Ｒの形状変化の例として、粘度（２３℃）が９９．２Ｐａ・ｓ，１２２．８Ｐａ・ｓ，１５５．５Ｐａ・ｓ，１８８．０Ｐａ・ｓである場合のシリコーン樹脂からなる液状樹脂Ｒ（チクソトロピック性はいずれも５．０±０．５程度）の断面形状を、それぞれ図７（ａ）～（ｄ）に示す。液状樹脂Ｒのより具体的な例としては、特開２００８－２３１１９９号公報に開示された、シリカを含有する粘度（２３℃）が１０～７０Ｐａ・ｓ、チクソトロピック性が２．０～５．５の発光素子封止用シリコーン樹脂組成物を好ましく挙げることができる。
　また、本実施形態においては、液状樹脂Ｒの供給停止後も液切れが生じるまでノズル２５を更に上昇させるように構成しているため、発光素子４を封止する液状樹脂Ｒが、次に封止する発光素子４に向けたノズル２５の移動により引っ張られて変形するおそれがなく、レンズ形状を確実に維持することができる。ノズル２５の液切れを容易にするため、液状樹脂Ｒの供給停止時に、ディスペンサ装置のスクリューを逆回転させるようにしてもよい。或いは、液状樹脂Ｒの液切れを早期に行うため、液状樹脂Ｒの供給停止後にノズル２５を水平方向に振動または円運動させる等して、発光素子４を封止した液状樹脂Ｒの直上で液切れが生じるようにノズル２５を水平方向に移動させることも有効であり、これによって液切れ後の液状樹脂Ｒの所望のレンズ形状を迅速容易に得ることができる。このようなノズル２５の水平移動は、ノズル２５の上昇を停止させて行ってもよく、或いは、ノズル２５を上昇させながら行ってもよい。
　ディスペンサ装置２１の方式は特に限定されるものではないが、液状樹脂Ｒが高粘度であっても確実に定量供給できるように、本実施形態のようにスクリュー式であることが好ましい。高粘度の液状樹脂を供給するディスペンサとしては、スクリュー式以外に、シリンジから圧送された液状樹脂をピストンの下降によりノズルから吐出するジェット式や、定量吐出が可能な容積計量式も好ましく例示することができる。
　液状樹脂Ｒによる発光素子４の封止は、図８（ａ）に示すように、発光素子４を取り囲むようにノズル２５を移動させながら液状樹脂を供給することにより基材２上に環状の堰部ｄを予め形成した後、図８（ｂ）に示すように、ノズル２５を発光素子４の近接位置まで移動させて堰部ｄと同じ材料の液状樹脂Ｒの供給を開始して、上記と同様の方法で行うようにしてもよい。この場合、発光素子４を封止する液状樹脂Ｒの水平方向の拡がりが堰部ｄによって規制されるため、図８（ｃ）に示すように、液状樹脂Ｒが堰部ｄと一体化された後のレンズ形状を所望の形状にすることが容易であり、レンズ高さが高い場合に特に有効である。
　本実施形態においては、平板状の基材２の平坦な表面に発光素子４が実装された場合について説明したが、例えば、図３（ａ）に示すように、平板状の基材２の表面に凹部３ａを有する枠体３が設けられ、この凹部３ａ内に発光素子４が配置された基材２に対しても、本実施形態のオプトデバイス製造装置１を用いて発光素子４を封止することができる。この場合は、凹部３ａの開口面よりも下方位置である凹部３ａの内部にノズル２５の先端をセットした後、ノズル２５を凹部３ａの外部まで上昇させながら液状樹脂Ｒを供給することにより、図３（ｂ）に示すように、液状樹脂Ｒを凹部３ａの開口からレンズ状に膨出させることができる。また、基材２は平板状のものに限られず、例えば、リードフレームからなる基材の凹部内に実装された光半導体素子に対しても、本発明を適用することが可能である。凹部３ａに対する液状樹脂Ｒの供給は、一定の供給速度で行うことも可能であるが、初期段階では供給速度を低くして、その後に供給速度を増加させるようにしてもよい。これにより、凹部３ａの下隅にまで液状樹脂Ｒを十分に行き渡らせることが容易になり、ボイド（空隙）の発生を抑制することができる。液状樹脂Ｒの供給速度を増加させる代わりに、ノズル２５の上昇速度（または基材２を保持するＸＹテーブル２６の下降速度）を低下させるようにしてもよい。
　本実施形態のオプトデバイス製造装置１は、基材２に対する液状樹脂Ｒの供給、およびその後の液状樹脂Ｒの硬化を連続的に行うことができる。このようなインライン式のオプトデバイス製造装置１において、硬化装置４０における液状樹脂Ｒの硬化は、必ずしも完全な硬化である必要はなく、経時的な変形が実質的に生じなくなる程度にまで液状樹脂Ｒを硬化させる仮硬化であってもよい。これにより、硬化装置４０における加熱時間を短縮できることから、収納カセット４２の個数を少なくして小型化を図ることができる。この場合は、硬化装置４０から取り出した基材２を後工程で再び加熱炉に投入して、液状樹脂Ｒを本硬化させることができる。なお、オプトデバイス製造装置１は、バッチ式の構成にすることもできる。
　硬化装置４０は、上記のように常圧下または加圧下で加熱する構成にすることが可能であるが、液状樹脂Ｒに混入した気泡の膨張による品質低下を抑制するため、加圧下で加熱する装置であることが好ましい。図９は、このような硬化装置の一例を示す正面図であり、図１０は、図９におけるＢ－Ｂ断面図である。
　図９に示す硬化装置４００は、複数の加圧硬化炉４１０を備えており、それぞれ水平方向に隣接配置されている。各加圧硬化炉４１０は、天板４１１に圧縮バネからなる緩衝部材４１２を介して支持された円筒状のケーシング４１３と、エアシリンダ等からなる昇降シリンダ４１４の昇降ロッド上端に設けられた下蓋４１５とを備えている。ケーシング４１３は、下側が開口するように配置されており、図１０に破線で示す下方位置から下蓋４１５が上昇することにより、ケーシング４１３を密閉することができる。
　図９および図１０に示すように、下蓋４１５の上面には、支持部材４１６を介して加熱体４１７が支持されており、加熱体４１７の上面に基材２を搭載可能な複数のピン４１８が設けられている。一方、ケーシング４１３の内壁上面には、支持部材４１９を介して加熱体４２０が吊り下げ支持されている。加熱体４１７，４２０は、下蓋４１５がケーシング４１３を密閉した状態において、互いに間隔をあけて対向するように配置されており、ピン４１８に搭載した基材２を上下から均一に加熱することができる。加熱体４１７，４２０は、図９においては複数のカートリッジヒータ４１７ａ，４２０ａを内蔵する金属製のヒータブロックとしているが、セラミックヒータ等の他の電熱ヒータであってもよく、或いは、ケーシング４１３内に熱風を供給する構成であってもよい。
　ケーシング４１３には、加圧管（図示せず）が接続されており、加圧源から圧縮空気を供給して、密閉状態のケーシング４１３の内部を所望の圧力（例えば、０．５ＭＰａ）で加圧することができる。ケーシング４１３の内部圧力は、ケーシング４１３に接続された圧力開放管（図示せず）のバルブ操作により大気に開放することができる。ケーシング４１３の内部温度の調整は、加熱体４１７，４２０への通電制御により行うことが可能であり、或いは、ケーシング４１３の外周面に螺旋状に巻回された冷却管４２３に冷却液を通過させて行うことができる。
　また、硬化装置４００は、各加圧硬化炉４１０の隣接方向に沿って基材２を水平搬送する搬送コンベア４２４と、この搬送コンベア４２４と平行に延びるように配置されたガイドレール４２５（図９では一部のみを示す）とを備えている。搬送コンベア４２４は、複数のピンからなる支持部４２４ａが搬送面上に等間隔に設けられており、液状樹脂が供給された基材２を前工程（例えば、図１に示すバッファ装置３０）から支持部４２４ａに受け取った後、各加圧硬化炉４１０の近傍を通過させて後工程（例えば、図１に示すアンローダ５０）に渡すことができるように、基材２を搬送する。ガイドレール４２５には、基材２を把持するエアチャック４２６が先端に設けられた伸縮ロッド４２７を備える移動体４２８が、摺動可能に支持されており、図１０に示すように、任意の加圧硬化炉４１０の前で移動体４２８を停止させて伸縮ロッド４２７を進退することにより、搬送コンベア４２４と下方位置にある下蓋４１５（破線）との間で基材２を移送することができる。各加圧硬化炉４１０に対する基材２の投入および取出しは、本実施形態の搬送コンベア４２４および移動体４２８を用いる代わりに、マテリアルハンドリングロボット等の他の移送装置を用いて行うこともできる。
　上記の硬化装置４００によれば、搬送コンベア４２４により搬送される基材２を、移動体４２８の動作により各加圧硬化炉４１０のピン４１８に搭載した後、下蓋４１５を上昇させてケーシング４１３内に搬送することにより、基材２に供給された液状樹脂に対して、所定の温度および圧力で所定時間の仮硬化を行うことができる。仮硬化の終了後は、下蓋４１５を下降させて、移動体４２８の動作により基材２を再び搬送コンベア４２４上に移動させて搬送する。基材２が搬送コンベア４２４に搭載されてからケーシング４１３に収容されるまでの時間を一定にするため、基材２を搬送コンベア４２４から下蓋４１５に移送した後、加圧硬化炉４１０毎に予め設定された待機時間が経過するまで下蓋４１５の上昇を待機するようにしてもよく、これによって、液状樹脂のレンズ形状の寸法精度を高めることができる。
（第２の実施形態）
　図４は、本発明の第２の実施形態に係るオプトデバイス製造装置の概略構成図である。図４に示すように、このオプトデバイス製造装置１００は、ローダ１１０、第１の封止装置１２０、第１のバッファ装置１３０、第１の硬化装置１４０、第２のバッファ装置１５０、第２の封止装置１６０、第３のバッファ装置１７０、第２の硬化装置１８０およびアンローダ１９０を備えている。第１の封止装置１２０および第２の封止装置１６０は、第１の実施形態の封止装置２０と同様に構成されており、液状樹脂を供給するノズル１２５，１６５をそれぞれ備えている。また、第１のバッファ装置１３０、第２のバッファ装置１５０および第３のバッファ装置１７０は、第１の実施形態のバッファ装置３０と同様の構成を備えており、第１の硬化装置１４０および第２の硬化装置１８０は、第１の実施形態の硬化装置４０と同様の構成を備えている。ローダ１１０の収納カセット１１２に収納された基材２は、アーム（図示せず）の作動によって図４の矢示Ａ方向に順次搬送され、アンローダ１９０の収納カセット１９２に収納される。
　このオプトデバイス製造装置１００は、第１の封止装置１２０によって、第１の実施形態の封止装置２０の場合と同様に、発光素子４が第１の液状樹脂によってレンズ状に封止される。そして、第１のバッファ装置１３０、第１の硬化装置１４０および第２のバッファ装置１５０を経て、第１の液状樹脂が仮硬化した状態で、第２の封止装置１６０に搬送される。
　第２の封止装置１６０においては、搬送された基材２がＸＹテーブルに載置され、図５（ａ）に示すように、発光素子４の直上にノズル１６５が配置されるように基材２の位置決めが行われた後、ノズル１６５の先端が発光素子４を封止する第１の液状樹脂Ｒ１と近接する位置までディスペンサ装置が下降する。ノズル１６５の近接位置におけるノズル１６５の先端と第１の液状樹脂Ｒ１との間隔は、図２（ａ）に示す間隔ｓと同程度に設定することが好ましい。
　ついで、図５（ｂ）に示すように、ノズル１６５の先端から第２の液状樹脂Ｒ２の供給が開始されると共にディスペンサ装置が上昇し、第２の液状樹脂Ｒ２の供給が行われている間、ノズル１６５の先端が第１の液状樹脂Ｒ１から徐々に離隔する。そして、図５（ｃ）に示すように、第１の液状樹脂Ｒ１が第２の液状樹脂Ｒ２によってレンズ状に封止された状態で、第２の液状樹脂Ｒ２の供給が停止される。
　ノズル１６５は、第２の液状樹脂Ｒ２の供給停止後も、図５（ｄ）に示すように、液切れが生じるまで更に上昇する。そして、ノズル１６５の先端がレンズ状の第２の液状樹脂Ｒ２と完全に離れた後、ＸＹテーブルの駆動により、図５（ｅ）に示すように、隣接する発光素子４の直上にノズル１６５が移動する。この後、ノズル１６５が下降して上記の手順が繰り返されることにより、基材２に実装された全ての発光素子４の第１の液状樹脂Ｒ１が、第２の液状樹脂Ｒ２により更に封止される。この後は、第３のバッファ装置１７０を経て第２の硬化装置１８０で本硬化させることにより、第１の液状樹脂Ｒ１および第２の液状樹脂Ｒ２が完全に硬化した発光装置を得ることができる。
　本実施形態のオプトデバイス製造装置１００によれば、第１の液状樹脂Ｒ１を仮硬化させた後に第２の液状樹脂Ｒ２を供給するため、第２の液状樹脂Ｒ２の自重による第１の液状樹脂Ｒ１の変形を抑制できると共に、第１の液状樹脂Ｒ１と第２の液状樹脂Ｒ２との混合を防止できる。したがって、第２の液状樹脂Ｒ２の所望のレンズ形状を迅速容易に得ることができる。
　第１の液状樹脂Ｒ１および第２の液状樹脂Ｒ２の組み合わせは特に限定されるものではないが、例えば、第１の液状樹脂Ｒ１が蛍光体を含有する材料である一方、第２の液状樹脂Ｒ２が蛍光体を含有しない材料とすることにより、蛍光体の使用量を抑制しつつ、高輝度の発光装置を得ることができる。或いは、第１の液状樹脂Ｒ１が蛍光体を含有しない材料である一方、第２の液状樹脂Ｒ２が蛍光体を含有する材料とすることも可能である。
　本実施形態においては、第１の液状樹脂Ｒ１を第２の液状樹脂Ｒ２によりレンズ状に封止すると共に、発光素子４を第１の液状樹脂Ｒ１によりレンズ状に封止しているが、第１の液状樹脂Ｒ１の形状は、最終的なレンズ形状に直接影響を与えないことから、レンズ形状以外の一定の形状であってもよい。例えば、第１の液状樹脂Ｒ１に低粘度の材料を使用し、発光素子４を覆う第１の液状樹脂Ｒ１を薄膜フラット形状にしてもよい。
　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、基材２が有する凹部３ａ内に実装された発光素子４を、第１の液状樹脂Ｒ１および第２の液状樹脂Ｒ２で封止することができる。まず、第１の封止装置１２０において、図６（ａ）に示すように、凹部３ａの内部にノズル１２５の先端をセットした後、ノズル１２５を上昇させながら第１の液状樹脂Ｒ１を供給することにより、図６（ｂ）に示すように、発光素子４を第１の液状樹脂Ｒ１により凹部３ａの内部で封止する。そして、第２の封止装置１６０において、図６（ｃ）に示すように、凹部３ａの内部にノズル１６５の先端をセットした後、ノズル１６５を凹部３ａの外部まで上昇させながら第２の液状樹脂Ｒ２を供給することにより、図６（ｄ）に示すように、第２の液状樹脂Ｒ２を凹部３ａの開口からレンズ状に膨出させることができる。
　その他、第１の実施形態において示した各種変形例は、第２の実施形態においても適宜適用可能である。
　　１，１００　オプトデバイス製造装置
　　２　基材
　　４　発光素子（光半導体素子）
　２０　封止装置
　２５，１２５，１６５　ノズル
　４０　硬化装置
１２０　第１の封止装置
１４０　第１の硬化装置
１６０　第２の封止装置
１８０　第２の硬化装置

Claims (13)

  1. 　基材に実装された光半導体素子を液状樹脂によりレンズ状に封止する封止工程と、前記液状樹脂を硬化させる硬化工程とを備えるオプトデバイスの製造方法であって、
    　前記封止工程は、ディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記液状樹脂の供給を行うオプトデバイスの製造方法。
  2. 　前記封止工程は、前記液状樹脂の供給を停止した後、前記液状樹脂の液切れが生じるまで前記ノズルを更に上昇させる工程を備える請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  3. 　前記光半導体素子は、前記基材が有する凹部内に配置されており、
    　前記封止工程は、前記ノズルの先端を前記凹部の内部から上昇させる工程を備える請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  4. 　前記封止工程は、前記液状樹脂の供給を停止した後、前記基材に供給された前記液状樹脂の直上で液切れが生じるように前記ノズルを水平方向に移動させる工程を備える請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  5. 　前記封止工程は、前記光半導体素子を取り囲むように前記ノズルを移動させながら前記液状樹脂を供給することにより、前記基材上に環状の堰部を予め形成する工程を備える請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  6. 　前記封止工程は、前記液状樹脂の供給中に供給速度を変化させる工程を備える請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  7. 　前記硬化工程は、加圧下で行われる請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  8. 　前記液状樹脂は、粘度（２３℃）が１０～２００Ｐａ・ｓであり、チクソトロピック性が２．０～７．０である請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  9. 　前記ディスペンサは、スクリュー式、ジェット式または容積計量式のいずれかである請求項１に記載のオプトデバイスの製造方法。
  10. 　基材に実装された光半導体素子を第１の液状樹脂により封止する第１の封止工程と、前記第１の液状樹脂を仮硬化させる第１の硬化工程と、仮硬化後の前記第１の液状樹脂を第２の液状樹脂によりレンズ状に封止する第２の封止工程と、前記第１の液状樹脂および第２の液状樹脂を本硬化させる第２の硬化工程とを備えるオプトデバイスの製造方法であって、
    　前記第１の封止工程は、第１のディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第１の液状樹脂の供給を行い、
    　前記第２の封止工程は、第２のディスペンサのノズルの先端を前記第１の液状樹脂に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第２の液状樹脂の供給を行うオプトデバイスの製造方法。
  11. 　前記光半導体素子は、前記基材が有する凹部内に配置されており、
    　前記第１の封止工程は、前記ノズルの先端を前記凹部の内部から上昇させて、前記光半導体素子を前記凹部の開口よりも下方でレンズ状に封止する工程を備える請求項１０に記載のオプトデバイスの製造方法。
  12. 　基材に実装された光半導体素子を液状樹脂によりレンズ状に封止する封止装置と、前記液状樹脂を硬化させる硬化装置とを備えるオプトデバイス製造装置であって、
    　前記封止装置は、前記液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能なディスペンサを備えており、前記ノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記液状樹脂の供給を行うオプトデバイス製造装置。
  13. 　基材に実装された光半導体素子を第１の液状樹脂により封止する第１の封止装置と、前記第１の液状樹脂を仮硬化させる第１の硬化装置と、仮硬化後の前記第１の液状樹脂を第２の液状樹脂によりレンズ状に封止する第２の封止装置と、前記第１の液状樹脂および第２の液状樹脂を本硬化させる第２の硬化装置とを備えるオプトデバイス製造装置であって、
    　前記第１の封止装置は、前記第１の液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能な第１のディスペンサを備えており、前記第１のディスペンサのノズルの先端を前記光半導体素子に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第１の液状樹脂の供給を行い、
    　前記第２の封止装置は、前記第２の液状樹脂を供給するノズルを前記基材に対して相対的に上下動可能な第２のディスペンサを備えており、前記第２のディスペンサのノズルの先端を前記第１の液状樹脂に近接させた後、前記ノズルを前記基材に対して相対的に上昇させながら前記第２の液状樹脂の供給を行うオプトデバイス製造装置。　
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