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技術 光電子部品および光電子部品の製造方法

出願人 TOWA株式会社
発明者 高瀬慎二川窪一輝大西洋平
出願日 2007年4月2日 (12年10ヶ月経過) 出願番号 2007-095948
公開日 2007年9月20日 (12年4ヶ月経過) 公開番号 2007-237740
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の注型成形、圧縮成形 発光ダイオード LED素子のパッケージ
主要キーワード 層キャビティ 所定温度近傍 遮断空間 所要複数 取付棒 キャビティ部位 エアブロー機構 下型金型
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

樹脂封止成形用金型離型フィルムとを用いて、基板に装着された光素子樹脂封止成形して光電子部品を製造する際に、曲面形状を有するキャビティの表面に沿って、かつキャビティ全面に、離型フィルムをフィットさせる。

解決手段

下型3と中間型4との間に離型フィルム7を張設し、中間型4を下降させて中間型4の下面と挟持部材12とによって離型フィルム7を挟持し、更に中間型4を下降させてキャビティ部材20の基板当接部位40よって離型フィルム7を伸張させるとともにエアブロー機構42によって下型キャビティ面5に向かって離型フィルム7をエアブローする。これにより、特有の曲面形状を有するキャビティにおける下型キャビティ面5に沿って離型フィルム7をフィットさせる。その後、キャビティに設けられた複数の凹部に複数の光素子が各々重なるようにして、複数の光素子を複数の凹部に各々収容する。

概要

背景

従来から、上型下型とから成るトランスファー成形用の二型構造金型を用いて、基板に装着されたLEDチップ等からなる光素子保護樹脂およびレンズとして機能する透光性樹脂樹脂材料)にて封止成形して光電子部品成形品)を形成することが行われている(例えば、特許文献1参照。)が、透光性樹脂の特性によって、トランスファー成形用の前記金型では、以下のような樹脂成形上の問題が発生すると考えられる。
第一に、透光性樹脂は、金型全体を加熱状態として当該樹脂加熱溶融化して溶融樹脂として用いるわけだが、この溶融樹脂は非常に粘性が低いことから、前記金型に形成されたキャビティの外周囲に樹脂が漏出しやすく樹脂漏れの問題が発生しやすい。
第二に、前記キャビティへ当該樹脂を注入充填するために樹脂通路(例えば、カルランナゲートスプル等)を形成するわけだが、樹脂封止後の光電子部品には、光電子部品の製品領域と樹脂通路とが一体となって溶融樹脂が硬化樹脂となって形成される。その硬化樹脂形成後の一体となった光電子部品(成形品)は高温状態にあり、この透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことから、硬化樹脂を金型から離型する際に、金型の型面に付着しやすく、この場合におけるレンズ状の略半球状となる特有曲面形状であれば、より一層キャビティ面から硬化樹脂をうまく離型させることが困難であると考えられ、さらに、この状態で、レンズ部分を金型の型面から離型できたとしても、レンズ面には凹凸が発生しやすく、鏡面状態を確保することが困難であると考えられる。
第三に、前記レンズ部分は、光素子が放射する光を透過する重要な部位であって、レンズ内部にボイド気泡)が少しでも含んだ状態で透光性樹脂にて封止成形すると、光素子から放射された光が不均一となって輝度ムラを発生させて、光電子部品(製品)の品質劣化を招くことになる。
また、その他におけるトランスファー成形用の金型を用いて、光素子を透光性樹脂にて封止成形するが、依然として前述した樹脂成形上の問題を効率良く解決することが困難であると考えられる。

その一方で、近年における基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなることに加えて、基板の厚みが薄型化すること、光素子の取れ数を一枚の基板で大量に確保できるように、光素子自体の極薄化、光素子間隔の狭小化という傾向に起因して、従来の短冊状の基板に加えて、様々な大型化・薄型化した基板等のマップ型(マトリクス型)の基板、すなわち、マップ型(マトリクス型)基板に装着された表面実装タイプの大量の光素子を透光性樹脂にて効率良く封止成形することが強く求められてきている。

そこで、本発明者らは、トランスファー成形用の金型を用いずに、トランスファーレス成形用の金型、すなわち、樹脂通路部分を全く形成せず、環境問題を十分に配慮した不要な樹脂を最小限に抑制させることができる金型を用いて、それに加えて、樹脂封止成形時には、金型と透光性樹脂(樹脂材料)、および、光電子部品(成形品)と金型との離型性が格段に向上する離型フィルム成形と、様々な透光性樹脂を加熱溶融化する際に発生するボイド(気泡)を防止する真空引き成形とを併用して行うことにより、基板に装着された光素子を効率良く樹脂封止成形することができるかを、以下に示す金型構造を搭載した装置にて検証を行ったものである。なお、対象とする基板は、表面実装タイプの大量の光素子を装着されたマップ型(マトリクス型)基板である。
本装置とは、金型が三型(上型・下型・中間プレート)構造と離型フィルムとを備えた装置であって、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用して行うものである。この装置の特徴としては、従来のトランスファーレス成形用の二型構造の金型では効率良く解決することができなかった、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを緊張して被覆させる構成を採用しているので、緊張した離型フィルムによってフィルム皺を効率良く防止することができるように構成されている(例えば、特許文献2参照。)。

本装置には、特許文献2に開示されているように、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム狭持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを被覆させてキャビティ空間部を形成しながら当該空間部内に樹脂材料を供給した状態で、且つ、上型と中間プレートとを型締めして上型面に設けたシール部材を介在させて外気遮断空間部を形成しながら該空間部の空気・水分・ガス等を吸引排出孔より強制的に吸引排出した(真空引きした)状態で、上型と中間プレートとを徐々に型締めしながら、基板固定手段にて上型面に装着固定された基板の光素子部分を、この場合における下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティ部位に離型フィルムを被覆させて形成されたキャビティ空間部内に収容させることによって当該空間部内に供給された溶融樹脂に浸漬して封止成形するものである。最終的に、樹脂封止成形された光素子部分の溶融樹脂が硬化樹脂となって、光電子部品(成形品)を形成するように構成されている。
特公平3−60189号公報
特開2004−98364号公報

概要

樹脂封止成形用金型と離型フィルムとを用いて、基板に装着された光素子を樹脂封止成形して光電子部品を製造する際に、曲面形状を有するキャビティの表面に沿って、かつキャビティ全面に、離型フィルムをフィットさせる。下型3と中間型4との間に離型フィルム7を張設し、中間型4を下降させて中間型4の下面と挟持部材12とによって離型フィルム7を挟持し、更に中間型4を下降させてキャビティ部材20の基板当接部位40よって離型フィルム7を伸張させるとともにエアブロー機構42によって下型キャビティ面5に向かって離型フィルム7をエアブローする。これにより、特有の曲面形状を有するキャビティにおける下型キャビティ面5に沿って離型フィルム7をフィットさせる。その後、キャビティに設けられた複数の凹部に複数の光素子が各々重なるようにして、複数の光素子を複数の凹部に各々収容する。

目的

しかしながら、前述した特許文献2に開示される三型構造の金型によれば、樹脂封止後に硬化樹脂を形成した光電子部品(成形品)を金型からの離型時に、キャビティ空間部内の溶融樹脂が離型フィルムを介さずに、直接、溶融樹脂と接触する領域、すなわち、当該空間部面の側面部分が存在することである。このキャビティの側面部分の硬化樹脂を型面から離型すると、透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことからも、当該空間部面の側面部分に硬化樹脂が付着した状態で、上型と中下型とを型開きすることになるので、成形品不良が発生することになる。さらに、基板の大型化・薄型化することによって、硬化樹脂と基板との密着性強化して樹脂封止後の硬化樹脂が基板から剥離しないように、高密度な樹脂材料が使用される場合、キャビティ空間部面と硬化樹脂との密着性が強くなるので、前記硬化樹脂部分の成形品不良がより一層発生することに加えて、溶融樹脂と接触する領域にある当該空間部面の側面部分から硬化樹脂部分を離型することさえできなくなる致命的な成形品不良が発生する。
また、本金型構造では、下型用金型面が略水平状態であればフィルム皺を発生させることなく効率良く離型フィルムを被覆できるが、下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティの形状に沿って、緊張した状態の離型フィルムをうまく被覆させることができないと云う問題が発生することである。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
3件

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請求項1

下型の上方に配置された基板に装着された複数の光素子が、前記下型に設けられたキャビティにおいて流動性透光性とを有する樹脂材料に浸漬され、前記樹脂材料が硬化することによって前記複数の光素子が一括して封止成形されて成形品が形成され、前記成形品から製造される光電子部品であって、前記樹脂材料が硬化することによって形成された硬化樹脂を備え、前記硬化樹脂は前記キャビティに設けられた1の凹部において形成された1の凸部または複数の凹部においてそれぞれ形成された複数の凸部を有することを特徴とする光電子部品。

請求項2

前記成形品が分離されることによって製造されるとともに、1の凸部を有することを特徴とする請求項1に記載の光電子部品。

請求項3

前記成形品において前記複数の凸部は互いに独立していることを特徴とする請求項1または2に記載の光電子部品。

請求項4

前記成形品において前記複数の凸部は互いに連通していることを特徴とする請求項1または2に記載の光電子部品。

請求項5

前記樹脂材料はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電子部品。

請求項6

キャビティが設けられた下型を有する樹脂封止成形用金型と前記キャビティの上方において張設された離型フィルムとを準備する工程と、前記キャビティにおける下型キャビティ面を前記離型フィルムによって被覆することによってキャビティ空間部を形成する工程と、複数の光素子が装着された基板を前記複数の光素子が前記下型キャビティ面に対向するようにして所定位置に位置合わせする工程と、流動性と透光性とを有する樹脂材料によって前記キャビティ空間部を充填された状態にする工程と、前記樹脂封止成形用金型を型締めすることによって前記複数の光素子を前記樹脂材料に浸漬する工程と、前記樹脂材料を硬化させて硬化樹脂を形成する工程と、前記樹脂封止成形用金型を型開きする工程と、前記基板と前記複数の光素子と前記硬化樹脂とを含む成形品を取り出す工程とを備え、前記成形品から光電子部品を製造する光電子部品の製造方法であって、前記キャビティ空間部を形成する工程では前記下型キャビティ面に対して前記離型フィルムをフィットさせ、前記位置合わせする工程では平面視した場合に前記複数の光素子の各々が前記キャビティに設けられた複数の凹部の各々に重なるようにして前記基板を位置合わせし、前記硬化樹脂は前記複数の凹部においてそれぞれ形成された複数の凸部を有することを特徴とする光電子部品の製造方法。

請求項7

前記キャビティ空間部を真空引きする工程を備えることを特徴とする請求項6に記載の光電子部品の製造方法。

請求項8

前記成形品を前記光電子部品に分離する工程を備え、前記光電子部品は1の凸部を有することを特徴とする請求項6または7に記載の光電子部品の製造方法。

請求項9

前記成形品において前記複数の凸部は互いに独立していることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の光電子部品の製造方法。

請求項10

前記成形品において前記複数の凸部は互いに連通していることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の光電子部品の製造方法。

請求項11

前記樹脂材料はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載の光電子部品の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、様々な基板に装着された光素子を、トランスファーレス成形用の三型を備えた樹脂封止成形用金型離型フィルムとを用いて、透光性樹脂樹脂材料)にて封止成形し、且つ、離型フィルム成形真空引き成形とを併用実施することにより、光電子部品成形品)を形成する光電子部品および光電子部品の製造方法に関するものである。

背景技術

0002

従来から、上型下型とから成るトランスファー成形用の二型構造金型を用いて、基板に装着されたLEDチップ等からなる光素子を保護樹脂およびレンズとして機能する透光性樹脂(樹脂材料)にて封止成形して光電子部品(成形品)を形成することが行われている(例えば、特許文献1参照。)が、透光性樹脂の特性によって、トランスファー成形用の前記金型では、以下のような樹脂成形上の問題が発生すると考えられる。
第一に、透光性樹脂は、金型全体を加熱状態として当該樹脂加熱溶融化して溶融樹脂として用いるわけだが、この溶融樹脂は非常に粘性が低いことから、前記金型に形成されたキャビティの外周囲に樹脂が漏出しやすく樹脂漏れの問題が発生しやすい。
第二に、前記キャビティへ当該樹脂を注入充填するために樹脂通路(例えば、カルランナゲートスプル等)を形成するわけだが、樹脂封止後の光電子部品には、光電子部品の製品領域と樹脂通路とが一体となって溶融樹脂が硬化樹脂となって形成される。その硬化樹脂形成後の一体となった光電子部品(成形品)は高温状態にあり、この透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことから、硬化樹脂を金型から離型する際に、金型の型面に付着しやすく、この場合におけるレンズ状の略半球状となる特有曲面形状であれば、より一層キャビティ面から硬化樹脂をうまく離型させることが困難であると考えられ、さらに、この状態で、レンズ部分を金型の型面から離型できたとしても、レンズ面には凹凸が発生しやすく、鏡面状態を確保することが困難であると考えられる。
第三に、前記レンズ部分は、光素子が放射する光を透過する重要な部位であって、レンズ内部にボイド気泡)が少しでも含んだ状態で透光性樹脂にて封止成形すると、光素子から放射された光が不均一となって輝度ムラを発生させて、光電子部品(製品)の品質劣化を招くことになる。
また、その他におけるトランスファー成形用の金型を用いて、光素子を透光性樹脂にて封止成形するが、依然として前述した樹脂成形上の問題を効率良く解決することが困難であると考えられる。

0003

その一方で、近年における基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなることに加えて、基板の厚みが薄型化すること、光素子の取れ数を一枚の基板で大量に確保できるように、光素子自体の極薄化、光素子間隔の狭小化という傾向に起因して、従来の短冊状の基板に加えて、様々な大型化・薄型化した基板等のマップ型(マトリクス型)の基板、すなわち、マップ型(マトリクス型)基板に装着された表面実装タイプの大量の光素子を透光性樹脂にて効率良く封止成形することが強く求められてきている。

0004

そこで、本発明者らは、トランスファー成形用の金型を用いずに、トランスファーレス成形用の金型、すなわち、樹脂通路部分を全く形成せず、環境問題を十分に配慮した不要な樹脂を最小限に抑制させることができる金型を用いて、それに加えて、樹脂封止成形時には、金型と透光性樹脂(樹脂材料)、および、光電子部品(成形品)と金型との離型性が格段に向上する離型フィルム成形と、様々な透光性樹脂を加熱溶融化する際に発生するボイド(気泡)を防止する真空引き成形とを併用して行うことにより、基板に装着された光素子を効率良く樹脂封止成形することができるかを、以下に示す金型構造を搭載した装置にて検証を行ったものである。なお、対象とする基板は、表面実装タイプの大量の光素子を装着されたマップ型(マトリクス型)基板である。
本装置とは、金型が三型(上型・下型・中間プレート)構造と離型フィルムとを備えた装置であって、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用して行うものである。この装置の特徴としては、従来のトランスファーレス成形用の二型構造の金型では効率良く解決することができなかった、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを緊張して被覆させる構成を採用しているので、緊張した離型フィルムによってフィルム皺を効率良く防止することができるように構成されている(例えば、特許文献2参照。)。

0005

本装置には、特許文献2に開示されているように、下型と中間プレートとを型締めして、下型の外周囲に設けたフィルム狭持部材で離型フィルムを弾性支受し、さらに、下型の傾斜部にて中間プレートの下型側金型面と下型用金型面との間に離型フィルムを被覆させてキャビティ空間部を形成しながら当該空間部内に樹脂材料を供給した状態で、且つ、上型と中間プレートとを型締めして上型面に設けたシール部材を介在させて外気遮断空間部を形成しながら該空間部の空気・水分・ガス等を吸引排出孔より強制的に吸引排出した(真空引きした)状態で、上型と中間プレートとを徐々に型締めしながら、基板固定手段にて上型面に装着固定された基板の光素子部分を、この場合における下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティ部位に離型フィルムを被覆させて形成されたキャビティ空間部内に収容させることによって当該空間部内に供給された溶融樹脂に浸漬して封止成形するものである。最終的に、樹脂封止成形された光素子部分の溶融樹脂が硬化樹脂となって、光電子部品(成形品)を形成するように構成されている。
特公平3−60189号公報
特開2004−98364号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、前述した特許文献2に開示される三型構造の金型によれば、樹脂封止後に硬化樹脂を形成した光電子部品(成形品)を金型からの離型時に、キャビティ空間部内の溶融樹脂が離型フィルムを介さずに、直接、溶融樹脂と接触する領域、すなわち、当該空間部面の側面部分が存在することである。このキャビティの側面部分の硬化樹脂を型面から離型すると、透光性樹脂における硬化樹脂は高温時の硬度が低いことからも、当該空間部面の側面部分に硬化樹脂が付着した状態で、上型と中下型とを型開きすることになるので、成形品不良が発生することになる。さらに、基板の大型化・薄型化することによって、硬化樹脂と基板との密着性強化して樹脂封止後の硬化樹脂が基板から剥離しないように、高密度な樹脂材料が使用される場合、キャビティ空間部面と硬化樹脂との密着性が強くなるので、前記硬化樹脂部分の成形品不良がより一層発生することに加えて、溶融樹脂と接触する領域にある当該空間部面の側面部分から硬化樹脂部分を離型することさえできなくなる致命的な成形品不良が発生する。
また、本金型構造では、下型用金型面が略水平状態であればフィルム皺を発生させることなく効率良く離型フィルムを被覆できるが、下型金型面に形成されたレンズ形状の略半球状をした特有の曲面形状を有するキャビティの形状に沿って、緊張した状態の離型フィルムをうまく被覆させることができないと云う問題が発生することである。

0007

このことからも、基板に装着された光素子を、前述した従来のトランスファーレス成形用の三型の構成を備えた金型と離型フィルムとを用いて、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施して樹脂封止成形して光電子部品を製造する際に、離型フィルムが特有の曲面形状で形成されたキャビティ面に沿ってうまく被覆されないこと、キャビティ面の全面に離型フィルムが被覆されていないこと等による樹脂成形上の問題を効率良く解決することが求められている。本発明は、それらの問題を解決する光電子部品の製造方法と、それらによって製造された光電子部品とを提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0008

そこで、前記した技術的課題を解決するために、本発明に係る光電子部品は、下型の上方に配置された基板に装着された複数の光素子が、下型に設けられたキャビティにおいて流動性透光性とを有する樹脂材料に浸漬され、樹脂材料が硬化することによって複数の光素子が一括して封止成形されて成形品が形成され、成形品から製造される光電子部品であって、樹脂材料が硬化することによって形成された硬化樹脂を備え、硬化樹脂はキャビティに設けられた1の凹部において形成された1の凸部または複数の凹部においてそれぞれ形成された複数の凸部を有することを特徴とするものである。

0009

また、本発明に係る光電子部品は、上述の光電子部品において、成形品が分離されることによって製造されるとともに、1の凸部を有することを特徴とするものである。

0010

また、本発明に係る光電子部品は、上述の光電子部品において、成形品において複数の凸部は互いに独立していることを特徴とするものである。

0011

また、本発明に係る光電子部品は、上述の光電子部品において、成形品において複数の凸部は互いに連通していることを特徴とするものである。

0012

また、本発明に係る光電子部品は、上述の光電子部品において、樹脂材料はシリコーン樹脂であることを特徴とするものである。

0013

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、キャビティが設けられた下型を有する樹脂封止成形用金型とキャビティの上方において張設された離型フィルムとを準備する工程と、キャビティにおける下型キャビティ面を離型フィルムによって被覆することによってキャビティ空間部を形成する工程と、複数の光素子が装着された基板を複数の光素子が下型キャビティ面に対向するようにして所定位置に位置合わせする工程と、流動性と透光性とを有する樹脂材料によってキャビティ空間部を充填された状態にする工程と、樹脂封止成形用金型を型締めすることによって複数の光素子を樹脂材料に浸漬する工程と、樹脂材料を硬化させて硬化樹脂を形成する工程と、樹脂封止成形用金型を型開きする工程と、基板と複数の光素子と硬化樹脂とを含む成形品を取り出す工程とを備え、成形品から光電子部品を製造する光電子部品の製造方法であって、キャビティ空間部を形成する工程では下型キャビティ面に対して離型フィルムをフィットさせ、位置合わせする工程では平面視した場合に複数の光素子の各々がキャビティに設けられた複数の凹部の各々に重なるようにして基板を位置合わせし、硬化樹脂は複数の凹部においてそれぞれ形成された複数の凸部を有することを特徴とするものである。

0014

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、上述の光電子部品の製造方法において、キャビティ空間部を真空引きする工程を備えることを特徴とするものである。

0015

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、上述の光電子部品の製造方法において、成形品を光電子部品に分離する工程を備え、光電子部品は1の凸部を有することを特徴とするものである。

0016

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、上述の光電子部品の製造方法において、成形品において複数の凸部は互いに独立していることを特徴とするものである。

0017

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、上述の光電子部品の製造方法において、成形品において複数の凸部は互いに連通していることを特徴とするものである。

0018

また、本発明に係る光電子部品の製造方法は、上述の光電子部品の製造方法において、樹脂材料はシリコーン樹脂であることを特徴とするものである。

発明の効果

0019

本発明は、基板15に装着された光素子16を、トランスファーレス成形用の三型2・3・4の構成を備えた金型1と離型フィルム7とを用いて、離型フィルム成形と真空引き成形とを併用実施して樹脂封止成形する際に、離型フィルム7がキャビティ全面5・21の形状に沿って効率良く被覆することができると共に、樹脂封止成形して形成された光電子部品28(製品30)の品質レベルを格段に向上させることができると云う優れた効果を奏するものである。

0020

また、本発明によれば、下型の上方に配置された基板に装着された複数の光素子が、下型に設けられたキャビティにおいて流動性と透光性とを有する樹脂材料に浸漬され、樹脂材料が硬化することによって複数の光素子が一括して封止成形されて成形品が形成され、成形品から光電子部品が製造される。そして、次のような光電子部品を製造する光電子部品の製造方法と、それらの光電子部品とが得られる。

0021

それらの光電子部品は、次のような特徴を有する。第1の特徴は、光電子部品が、流動性と透光性とを有する樹脂材料が硬化することによって形成された硬化樹脂を備え、その硬化樹脂からなる1又は複数の凸部を有することである。第2の特徴は、光電子部品が、成形品が分離されることによって製造されるとともに、1の凸部を有することである。第3の特徴は、光電子部品が、硬化樹脂からなる複数の凸部が互いに独立している成形品から製造されることである。第4の特徴は、光電子部品が、硬化樹脂からなる複数の凸部が互いに連通している成形品から製造されることである。第5の特徴は、光電子部品を製造する際に使用される樹脂材料はシリコーン樹脂であることである。

0022

また、本発明によれば、光電子部品の製造方法において、キャビティ空間部を真空引きする工程を備える。これにより、十分にボイド(気泡)を除去して光電子部品を製造することができる。

発明を実施するための最良の形態

0023

本発明に係わる光素子の樹脂封止成形方法について、図例を用いて説明する。
図1(1)は、対象となる光素子を装着した基板の断面図および側面図を示す。
図1(2)は、本発明に係わる樹脂封止成形方法を実施するために用いる樹脂封止成形用金型の断面図を示す。
図2乃至図5は、図1(2)に対応する前記金型要部の断面図であって、図1(1)に対応する基板を樹脂封止成形する実施方法を段階的に示す。

0024

例えば、図1(1)に示すように、対象となる基板15とは、円形状或いは多角形状である任意の形状で形成された基板15の一方の面に装着した複数個のLEDチップ等の光素子16を有する封止前基板24を用いる(図例の左側部分)。そして、少なくとも光素子16を透光性樹脂17(樹脂材料)を加熱溶融化して溶融樹脂18にて封止成形する一方の面に形成された封止成形体25と、一方の面における封止成形体25の外周囲で且つ樹脂封止成形されない基板外周部26と、封止成形体25と対向する基板15の他方の面側に形成された非装着面27とで構成される。樹脂封止後には、硬化した封止成形体25である硬化樹脂19を形成する基板15となる光電子部品28(成形品)を形成される(図例の右側部分参照。)。この一括して形成された光電子部品28を各別に切断部位29(切断仮想線)に沿って、適宜な切断手段(図示なし)にて切断分離して個々の光電子部品30(製品)を形成するように構成される。
この封止成形体25には、レンズ形状の略半球状における曲面部31と曲面部31の周囲に平面部32とで形成される。この場合においては、四個の曲面部31と各曲面部31間にある三個所の平面部32および両側に形成された二個所の平面部32が示されているが、近年における基板15の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板15について大型化の要請が強くなることに加えて、基板15の厚みが薄型化すること、光素子16の取れ数を一枚の基板15で大量に確保できるように、光素子16自体の極薄化、光素子16間隔の狭小化という傾向に起因して、従来の短冊状の基板15に加えて、様々な大型化・薄型化した基板15等のマップ型(マトリクス型)の基板15、すなわち、マップ型(マトリクス型)基板15に装着された表面実装タイプの大量の光素子16を透光性樹脂17にて効率良く封止成形することができるように、図例における封止成形体25を、例えば、光素子16一個に対して曲面部31一個を各別に形成する基板15ではなく、所定数の光素子16を一群として所要複数群を曲面部31を一括して形成する基板15、或いは、封止成形体25における平面部32すなわち所定の厚みを有さない全く平面部32を形成せずに曲面部31のみで形成する基板15であってもよい。さらに、レンズ状の曲面部31に代えて多角形状を有する封止成形体25であってもよい。
この透光性樹脂17(樹脂材料)は、光素子16を保護樹脂およびレンズとして機能するわけだが、例えば、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。また、顆粒状樹脂でなく、液状樹脂、或いは、シート状樹脂を採用してもよい。
従って、従来のトランスファー成形用の金型を用いずに、トランスファーレス成形用の金型1、すなわち、樹脂通路部分を全く形成しない環境問題を十分に考慮した不要な樹脂部分を最小限に抑制させることができると共に、様々な基板15に装着された光素子16(封止成形体25)に対応して、例えば、レンズ形状の略半球状で形成された基板15であっても、効率良く以下に示す樹脂封止成形用金型1を用いて対応することができるように構成される。

0025

この金型1とは、図1(2)に示すように、少なくとも、上型2と上型2に相対向配置した下型3と上型2と下型3との間に配置した中間型4との三型2・3・4の構成を備えた樹脂封止成形用金型1、および、少なくとも下型3側に設けたキャビティ面(下型キャビティ面5)と中間型4の下面(下型側金型面11)側との間に張設する離型フィルム7を用いると共に、三型2・3・4が型開きした状態を示す。各三型2・3・4には、固定された上型2に形成された上型面8と、図の垂直方向上下動する下型3に形成された下型面9を、その中でも凸所33天面の下型キャビティ面5と、上下型2・3間を図の垂直方向に上下動する中間型4に形成された上型側金型面10と下型側金型面11として形成される。
また、上型面8と上型側金型面10との間では、封止前基板24の供給または光電子部品28の取出または透光性樹脂17の供給、下型側金型面11と下型面9(下型キャビティ面5)との間では、離型フィルム7の供給・送出を行って、離型フィルム7を介して下型3と中間型4とが上下方向に嵌装自在に型締め・型開きするように構成される。
なお、可動可能な下型3・中間型4の型締め・型開き動作において、油圧水圧空気圧機械式等による適宜なプレス手段(図示なし)が設けられると共に、上下型2・3とは別に中間型4は、独立した別の適宜なプレス手段(図示なし)が設けられる。各プレス手段が、単動連動に制御することで、各金型1が図の上下方向に嵌装自在に型締め・型開きできるように構成される。

0026

金型1のその他の構成要素としては、図1(2)に示すように、上型2と中間型4との間に供給する基板15の封止成形体25側を下方に向けて、上型面8の所定位置に基板15を装着固定する上型2に設けた基板装着固定手段34と、基板15を装着固定し、且つ、キャビティ全面5・21に離型フィルム7を装着固定して形成されたキャビティ空間部6内に透光性樹脂17(図例では顆粒状樹脂)を供給した状態で、少なくともキャビティ空間部6内を外気遮断状態にして外気遮断空間部14を形成する上型面8に設けた外気遮断形成用のシール部材13と、上型2と中間型4との間にシール部材13を介在させることにより形成された外気遮断空間部14内の真空引きをする真空引き機構(図示なし)に連絡する上型2に設けた吸引排出孔35とを設けて構成される。

0027

基板装着固定手段34は、例えば、従来の基板吸着固定方式に加えて、基板15を狭持する基板狭持固定方式を併用して、より一層確実に基板15を金型面(上型面8)に装着固定するように構成される。また、基板吸着固定方式では、上型面8の所定位置に適宜な通気性部材(図示なし)を装設して非装着面27を吸引して吸着固定することができるように構成される。この場合には、光電子部品28(成形品)を樹脂封止後に吸引排出作用と同様の経路を用いて、基板15の非装着面27を上型面8から離型するために圧送作用を併用できるようにも構成される。
また、基板狭持固定方式では、基板吸着固定方式とシール部材13との間における外周囲に設けることが好ましく、基板15の基板外周部26を載置可能にし、且つ、封止成形体25部分が開口された適宜なチャック機構(図示なし)によって、例えば、大型化・薄型化した基板15であれば、基板外周部26全体をチャック機構で狭持固定する構成にして、従来で用いる短冊状の基板15であれば、基板外周部26の所要複数箇所にチャック爪を備えた別のチャック機構(図示なし)を設けて、基板外周部26をチャック爪で狭持固定する構成でもよい。
従って、基板装着固定手段34における基板吸着固定方式と基板狭持固定方式とを組み合わせた構成であれば、基板15(封止前基板24或いは光電子部品28)において、図例のとおり、確実に上型面8の所定位置に保持されるので、基板15自体が下方に向けて移動する基板15の反りを効率良く防止できて、基板15を効率良く装着固定することができるように構成される。

0028

吸引排出孔35は、基板装着固定手段34とシール部材13との間における上型面7側に開口して形成され且つ外気遮断空間部14内から空気・ガス・水分等を強制的に吸引排出する真空引き機構に連絡する経路になるように所要複数個を設けている。
この真空引き成形を行う場合、少なくともシール部材13、吸引排出孔35、真空引き機構を用いて、シール部材13に中間型4の上型側金型面10が上動して当接して、上型2と中間型4とがシール部材13を介在させることによって、外気遮断状態にして外気遮断空間部14を形成すると略同時に、外気遮断空間部14内を真空引きする真空引き機構に連絡する所要複数個の吸引排出孔35より、真空引きを行うことができるように構成される(図4(2)参照)。
従って、金型1構造にて真空引き成形を行ったとしても、下型キャビティ面5を含む成形金型面に被覆されたキャビティ全面5・21における離型フィルム7を上方に移動させることがないので、真空度を任意に調整できて、真空引き時間を削減し且つ十分にボイド(気泡)を除去して樹脂封止成形することができるように構成される。

0029

中間型4には、図1(2)に示すように、中間型4を図の垂直方向に上型側金型面10から下型側金型面11まで貫通して設けられると共に、この金型貫通孔36には、図3(1)に示すように、中間型4と下型3とを嵌装して型締めすることにより、キャビティ空間部6を遊挿することができるように構成される。

0030

下型3には、狭持部材12やキャビティ部材20といった部材ならびにその他の部材等が設けているが、その部材等を用いて、キャビティ空間部6を形成する方法、および、本発明の特徴部分である離型フィルム7を特有の曲面形状を有するキャビティ全面5・21の形状に沿って被覆する方法を説明するなかで、以下に説明する。

0031

まず、図1(2)に示す三型2・3・4の型開き状態から、中間型4が下動すると、下型側金型面11側の金型貫通孔36周縁部と、キャビティ全面5・21部分を遊挿させる略中央部分を貫通させた下型3側に設けた貫通孔37を備えた離型フィルム用の狭持部材12天面とで離型フィルム7を当接して狭持するように構成される。この狭持部材12に付設されるものとして、図の垂直方向に所要複数個の取付棒38と、狭持部材12・取付棒38を上下動に弾性的に摺動させるスプリング等からなる適宜な弾性部材39とを少なくとも設けている。つまり、図1(2)に示す型開き状態では、下型3に設けた狭持部材12天面が上方に突出した状態で、且つ、弾性部材39が復元した状態で待機すると共に、中間型4と下型3とを型締めすると、狭持部材12・取付棒38が一体となって下動すると略同時に、弾性部材39も縮んだ状態になるように構成される。

0032

次に、中間型4と下型3の狭持部材12とで離型フィルム7を狭持した状態で、さらに中間型4と狭持部材12とを一体で下動すると、図2(1)に示すように、狭持部材12に狭持されない貫通孔37部分の離型フィルム7が、キャビティ部材20天面の基板当接部位40に当接するように構成されている。このキャビティ部材20は、下型キャビティ面5を備えた凸所33の外周囲に嵌入され且つ凸所33部分を開口して構成される。
このキャビティ部材20の断面形状は、図例のとおり、L字形状をしている。当該部材20におけるL字形状の垂直部分には、主に、離型フィルム7を介して基板外周部26を当接する基板当接部位40と、下型キャビティ面5の外周囲に配置され且つ下型キャビティ面5と下型キャビティ底面を形成するキャビティ外周面22と、基板当接部位40面からキャビティ外周面22との間のキャビティ側面23とで形成されると共に、キャビティ部材20におけるL字形状の水平部分には、狭持部材12を載置する上面と、キャビティ部材20が下動すると下型面9と当接する下面とを形成していると共に、当該部材20を上下動に弾性的に摺動させるスプリング等からなる適宜な弾性部材41を下型面9よりも凹んだ部分に嵌装するように構成される。
つまり、図1(2)に示す型開き状態では、キャビティ部材20の基板当接部位40面およびキャビティ面21(キャビティ外周面22・キャビティ側面23)が、下型キャビティ面5よりも上方に突出し且つ狭持部材12天面よりも低い位置で待機し、且つ、弾性部材41が復元した状態で待機すると共に、中間型4と下型3とが嵌装して型締めする図5(2)に示す状態になると、キャビティ部材20における水平部分の上面と狭持部材12の底面、および、キャビティ部材における水平部分の下面と下型面9が下動して当接して、弾性部材41が最も縮んだ状態になるように構成される。
このことからも、キャビティ部材20のキャビティ面21(キャビティ外周面22とキャビティ外周面23)と、凸所33天面の下型キャビティ面5とから構成されるものが、キャビティ全面5・21を構成している。

0033

次に、中間型4と下型3の狭持部材12とで離型フィルム7を狭持した状態で、さらに中間型4と狭持部材12とを一体で下動すると、図2(2)に示す状態を経て、図3(1)に示す状態が、中間型4と下型3とが嵌装して型締めして、キャビティ空間部6を形成する状態である。そして、狭持部材12の底面とキャビティ部材20の水平部分の上面とが当接するように構成される。このとき、キャビティ部材20の水平部分の下面と下型面9とは離間した状態であって、当該部材20の弾性部材41も復元した状態である。
また、図3(1)に示すように、キャビティ全面5・21に離型フィルム7を被覆し且つ離型フィルム7を確実にフィットさせるわけだが、キャビティ部材20の基板当接部位40面より低くなるまで、狭持部材12天面が離型フィルム7を中間型4と狭持した状態で下動すると、狭持されない基板当接部位40内の離型フィルム7が、金型1の加熱状態で離型フィルム7が伸張することもあいまって、伸張した離型フィルム7がキャビティ全面5・21の形状にフィットして、少なくとも下型キャビティ面5に形成されたレンズ形状の曲面部31に対応して形成された特有の曲面形状にも確実にフィットすることができるように構成される。
従って、キャビティ全面5・21の形状に沿って、離型フィルム7を効率良く被覆し且つ確実にフィットさせているので、高密度な樹脂材料(透光性樹脂17)を用いても型面に付着することなく効率良く離型することができるように構成される。

0034

この離型フィルム7を確実にフィットさせるために、好ましくは、下型キャビティ面5を形成する凸所33、および/または、キャビティ部材20のキャビティ面21を形成する部位に、離型フィルム7を強制的に吸引する適宜なフィルム吸着固定手段(図示なし)を設ける構成にしてもよい。この場合であれば、吸着固定する対象が基板15でなく離型フィルム7ではあるが、前述した基板装着固定手段34における基板吸着固定方式とほぼ同様の手段にて構成してもよい。
このフィルム装着固定手段で、少なくとも下型面9の所定位置(下型キャビティ面5)に離型フィルム7を強制的に吸引して吸着固定することができるように構成される。そして、光電子部品28(成形品)を樹脂封止後に中間型4と下型3とを型開きして下型3のみを下動する図5(3)に示す状態になると、吸引排出作用と同様の経路を用いて、硬化された封止成形体25(硬化樹脂19)部分を離型フィルム7を介して、下型面9から光電子部品28(成形品)を離型するための圧送作用も併用できるように構成される。この場合であれば、基板15の大型化・薄型化に伴って、従来のエジェクタピン等の突き出し部材を用いずに、圧送して離型することにより、硬化した封止成形体25部分をより一層損傷しないように効率良く離型することができると共に、この透光性樹脂17における硬化樹脂19は高温時の硬度が低いことから、硬化樹脂19を金型1から離型する際に、金型1の型面に付着しやすくなるが、フィットしたフィルム皺のない離型フィルム7によって硬化樹脂19部分を効率良く離型することができるように構成される。
さらに、離型フィルム7をフィットさせるために、好ましくは、キャビティ全面5・21に被覆される離型フィルム7に、特に、特有の曲面形状に対してエアブローするエアブロー機構42を設ける構成にしてもよい(図2(2)参照。)。このエアブロー機構42によれば、より一層キャビティ全面(下型キャビティ面5・キャビティ面21)の形状に沿って、伸張した離型フィルム7をフィットさせることができるように構成される。
従って、離型フィルム7を確実にフィットさせるために、前述した方法を適宜に組み合わせることにより、基板15に装着された様々な光素子16に対応する様々な特有の曲面形状を含む任意の形状で形成されたキャビティ(下型キャビティ面5)に離型フィルム7を効率良く被覆でき且つ確実にフィットすることができるように構成される。

0035

このことからも、図2(1)に示す状態から図3(1)に示すキャビティ空間部6を形成する状態において、キャビティ全面5・21の形状に沿って確実にフィットさせることができる離型フィルム7とは、金型1全体を加熱状態にて柔軟に伸張することに加えて、耐熱性耐久性に優れているものであって、離型フィルム7を様々なキャビティ(下型キャビティ面5)の形状、例えば、特有の曲面形状、その他の任意の形状であっても、離型フィルム7を上方に移動しないように構成されると共に、キャビティに被覆された離型フィルム7にフィルム皺を発生させることなく、特に、レンズ形状の曲面部31における離型フィルム7の凹凸を効率良く防止して、樹脂封止後の光電子部品28(成形品)および個々の光電子部品30(製品)のレンズ面を鏡面状態に確保できるように構成される。

0036

ここで、本発明に係わる光素子16の樹脂封止成形方法について、図1乃至図5を用いて、以下に段階的に説明する。

0037

まず、図1(2)に示すように、上型2と下型3と中間型4(金型1)が型開きした状態において、下型キャビティ面5と中間型4の下面(下型側金型面11)との間に離型フィルム7を張設する。

0038

次に、図3(1)に示すように、離型フィルム7を下型側金型面11に当接した状態で中間型4の下型側金型面11と狭持部材12天面とで離型フィルム7を狭持した状態で、中間型4が狭持部材12と一体となって下動すると、図2(2)の状態を経て、狭持部材12の底面とキャビティ部材20の水平部分の上面とが当接すると略同時に、狭持されない中間型4の金型貫通孔36(狭持部材12の貫通孔37)にある伸張した状態の離型フィルム7を、少なくとも下型キャビティ面5とキャビティ面21(キャビティ外周面22・キャビティ側面23)とを含むキャビティ全面5・21の形状に沿って確実にフィットさせることにより、キャビティ空間部6を形成する。

0039

次に、図3(2)に示すように、一体型の搬送手段43において、上型面8側では封止成形体25部分を下方に向けた封止前基板24と、下型キャビティ面5側には所要量の透光性樹脂17とを、各別に且つ略同時的に、金型1内(上型2と中下型3・4との間)に供給する。この一体型の搬送手段43にかえて、基板15と透光性樹脂17とを夫々の搬送手段で各別に供給してもよく、前述したエアブロー機構42を一体型の搬送手段43に備えた構成にしてもよい。

0040

次に、図4(1)に示すように、封止前基板24の非装着面27を上型面8の所定位置に基板装着固定手段34にて確実に装着固定すると共に、キャビティ空間部6に供給された所要量の透光性樹脂17について、好ましくは、金型1全体が加熱溶融化するのに必要な所定温度近傍まで加熱する。
ここまでの図1(2)乃至図4(1)に示す実施方法において、封止前基板24の上型面8への装着固定、キャビティ空間部6の形成、金型1全体の予備加熱、或いは、キャビティ空間部6への透光性樹脂17の供給等における実施順序については、後述する図4(2)に示す真空引き工程までに実施できれば、適宜に変更することができる。

0041

次に、図4(2)に示すように、キャビティ空間部6内に透光性樹脂17を供給した状態で、上型2と中下型3・4とを嵌装させて中間型締め状態となる、つまりは、上型面8に形成されたシール部材13に上型側金型面10が当接してシール部材13がつぶれ状態となって、少なくとも、キャビティ空間部6を外気遮断状態となる外気遮断空間部14が形成すると略同時に、真空引き機構に連絡する吸引排出孔35で強制的に空気を吸引排出する(図例の破線印部分)。なお、キャビティ空間部6内の透光性樹脂17は、図4(2)に示す状態で溶融化していなくても、図5(1)に示す状態までに溶融化していれば、適宜に変更して実施できる。また、金型1の真空引き工程においては、中間型締め状態(図4(2)参照。)で実施するようにしているが、中間型締め状態と完全型締め状態図5(2)参照。)とを断続的に停止させて実施するか、もしくは、金型1を停止させることなく、前述した中間型締め状態の位置から完全型締め状態の位置に至るまでの間、型締めの速度(金型1の型締め速度)を遅くしながら連続的に行うように適宜に変更して実施できる。

0042

次に、図5(1)に示すように、上型2と中下型3・4とをさらに嵌装させて中下型3・4を一体として上動することにより、キャビティ空間部6の基板当接部位40面が、封止前基板24の基板外周部26に離型フィルム7を介して当接する。このとき、キャビティ空間部6の溶融樹脂18に、この場合、光素子16部分の所要箇所が浸漬される。このとき、キャビティ空間部6に被覆した離型フィルム7は溶融樹脂18によって、キャビティ部材20のキャビティ面21を構成するキャビティ外周面22とキャビティ側面23とに、フィルム皺を発生することなく、より一層、キャビティ面21の形状に沿って効率良く被覆され且つ確実にフィットする。ならびに、下型キャビティ面5の離型フィルム7においても、溶融樹脂18によって、より一層フィルム皺を発生することなく、凹凸を形成することなく、下型キャビティ面5の特有の曲面形状に沿って確実にフィットする。
このことから、キャビティ空間部6における突出した基板当接部位40部分で基板外周部26を確実に当接するので、図5(2)に示す完全型締め状態で、溶融樹脂18が封止成形体25部分に完全に封止成形したとしても、基板外周部26上に溶融樹脂18が漏出することを効率良く防止することができる。

0043

次に、図5(2)に示すように、図5(1)に示す封止前基板24を当接した状態から、中下型3・4がさらに嵌装して下型3(凸所33部分)のみが上動すると、下型キャビティ面5がキャビティ外周面22と略同一平面上となり、完全に封止成形体25部分が樹脂封止成形される。
この図5(2)に示す状態が、狭持部材12とキャビティ部材20とが当接状態のままで、一体となって両部材12・20が下動して、キャビティ部材20の水平部分の下面と下型面9とが当接すると共に、下型2に設けた各弾性部材39・41が最も縮んだ状態となる、つまり、金型1(三型2・3・4)の完全型締め状態となる。
なお、金型1の完全型締め状態は、キャビティ空間部6底面を形成する下型キャビティ面5とキャビティ外周面22とを略同一平面上で実施するように説明しているが、様々な基板15に対応して、キャビティ空間部6で樹脂量を調整することができるように、例えば、キャビティ外周面22よりも下型キャビティ面5を図の垂直方向に高い位置、或いは、低い位置に適宜設定することで、封止成形体25の厚み、この場合、封止成形体25の平面部32の厚みを任意に変更する構成にしてもよい。
例えば、平面部32の厚みを完全になくすのであれば、キャビティ空間部6内に透光性樹脂17を供給する際には、キャビティ空間部6内全体に透光性樹脂17を供給するのではなく、該曲面形状の当該空間部6部分のみに、所要量の透光性樹脂17を供給することができるように構成されている。
そして、従来のトランスファー成形での樹脂成形圧力と同じか、或いは、低い樹脂成形圧力で、適宜に変更して実施できる。この場合、下型3の凸所33天面である下型キャビティ面5に被覆された離型フィルム7を介して型締め圧力モニタリングできるように圧力センサー等の測定機器(図示なし)を凸所33部分に埋設する構成にしてもよい。
また、真空引きを解除するタイミングは、中間型締め状態(図4(2)参照。)から完全型締め状態(図5(2)参照。)になるまでの間で、適宜に変更して実施できる。この場合において、好ましくは、図5(2)に示す完全型締め状態である樹脂封止完了まで真空引きを継続して、樹脂封止完了後に解除する。
従って、金型1を弾性的に支受して水平状態を保持するので、金型1を各プレス手段のみで上下動するための型締め時の各金型面8乃至11が合致する際の衝撃を和らげることができると共に、従来のトランスファーレス成形の三型構造の金型において、離型フィルム7が特有の曲面形状で形成されたキャビティの形状に沿ってうまく被覆されないこと、キャビティ全面に離型フィルムが被覆されていないこと等による樹脂成形上の問題を効率良く解決することができる。

0044

次に、図示していないが、金型1を図5(2)に示す完全型締め状態を保持しながら、封止成形体25部分の溶融樹脂18を硬化するための所要時間経過後に、硬化した封止成形体25(硬化樹脂19)が形成されて、最終的に、光電子部品28(成形品)を完成させる(図1(1)参照。)。

0045

次に、樹脂封止成形された光電子部品28(成形品)を金型1および離型フィルム7から離型するために、図5(2)の示す完全型締め状態から図5(1)の状態へ移行する、つまり、図5(3)に示すように、中下型3・4が型開きして下型3(凸所33部分)のみが下動すると、下型キャビティ面5がキャビティ外周面22より下動して低い位置に戻ると、硬化樹脂19部分に被覆された離型フィルム7と下型キャビティ面5との間に隙間ができて、離型フィルムを7介して下型キャビティ面5から光電子部品28(成形品)を離型する。

0046

次に、図示していないが、光電子部品28(成形品)が下型面19の所定位置(下型キャビティ面5)から離型した状態で、上型2と中下型3・4とがさらに型開きすると共に、光電子部品(成形品)を金型1外へ取り出すために、上型面8の所定位置に装着固定された光電子部品28(成形品)を、3(2)に示す状態とほぼ同様に、上型2と中下型3・4とが型開きした状態で、一体型の搬送手段43にて上型面8の所定位置から光電子部品28(成形品)を取り出す。このとき、一体型の搬送手段43が金型1外から退出する際に、適宜なクリーニング機構(図示なし)にて使用済の離型フィルム7をクリーニングすることにより、金型1内外クリーンな状態に維持させて、光電子部品28(成形品)の品質レベルをより一層向上させるようにしてもよい。なお、封止前基板24および透光性樹脂17と光電子部品28(成形品)とを、同一の搬送手段43、或いは、各別の搬送手段43であるメカチャック搬送機構ロボットアーム搬送機構等を用いて実施する。

0047

以上のような一連の樹脂封止工程を経て、封止前基板24を光電子部品28(成形品)に樹脂封止成形することができる。当然のことながら、この一連の樹脂封止工程を連続的、或いは、断続的に、稼動・停止させることを、適宜に変更して実施できる。

0048

以上のことからも、本発明に係わる光素子16の樹脂封止成形方法によれば、様々な基板15に装着された光素子16を、金型1(三型2・3・4)と透光性樹脂17(高密度な樹脂材料も含む)および光電子部品28(成形品)と金型1との離型性が格段に向上する離型フィルム成形の長所、一方、様々な透光性樹脂17を加熱溶融化する際に発生するボイド(気泡)を防止する真空引き成形の長所を生かすことによって、様々な基板15・透光性樹脂17であっても効率良く樹脂封止成形することが実現可能となると共に、樹脂封止成形する際に、離型フィルム7がキャビティ全面5・21の形状に沿って効率良く被覆し且つ確実にフィットすることができる。

0049

なお、本実施形態においては、固定された上型2と上下方向に嵌装自在な中間型4と下型3とから成る金型1構造で説明したが、可動させる金型1を任意に変更させて実施することもできる。また、上型2ではシール部材13、基板装着固定手段34、吸引排出孔35、および、中間型4では金型貫通孔36、および、下型3では狭持部材12(取付棒38・弾性部材39を含む)、キャビティ部材20(弾性部材41を含む)を含む構成にて、上型面8の所定位置に基板15を装着固定させ、且つ、キャビティ空間部6におけるキャビティ全面5・21に離型フィルム7を被覆するように説明したが、基板15や離型フィルム7の装着固定を満足させるのであれば、適宜に各手段・各機構・各部材の形状・配置・数量等の構成要件を変更させて対応することも可能である。
また、顆粒状樹脂である透光性樹脂17にて封止成形する構成にて説明してきたが、顆粒状樹脂ではなく液状樹脂・粉末状樹脂、或いは、粉末よりも粒径が大きく顆粒よりも粒径の小さい微粒状樹脂を採用して実施することも適宜可能である。
また、光素子16のみを樹脂封止する構成にて説明してきたが、ワイヤで基板15と光素子16をワイヤボンディングするワイヤボンディング基板、ワイヤの無いバンプを介して光素子16と接続するフリップチップ基板、或いは、ウェーハ基板等においても前述の樹脂封止成形を適応することは可能である。

図面の簡単な説明

0050

図1(1)・(2)は、対象となる光素子を装着した基板の断面図および側面図と、本発明に係わる樹脂封止成形方法を実施するために用いる金型の断面図を示す。
図2(1)・(2)は、図1(2)の前記金型要部の断面図であって、下型と中間型とが嵌装して離型フィルムを狭持した状態を示す。
図3(1)・(2)は、図1(2)の前記金型要部の断面図であって、下型と中間型とが嵌装してキャビティ空間部を段階的に形成した状態を示す。
図4(1)・(2)は、図1(2)の前記金型要部の断面図であって、基板と樹脂材料とを前記金型内に供給した状態で、さらに真空引きを行う状態を示す。
図5(1)・(2)・(3)は、図1(2)の前記金型要部の断面図であって、上型と中下型とが型締め(完全型締め含む)して光素子を溶融樹脂にて樹脂封止成形する状態および樹脂封止後の形成された光電子部品(成形品)を離型する状態を示す。

符号の説明

0051

1樹脂封止成形用金型(三型)
2上型
3下型
4中間型
5下型キャビティ面
6キャビティ空間部
7離型フィルム
8 上型面
9下型面
10上型側金型面
11下型側金型面
12 狭持部材
13シール部材
14外気遮断空間部
15基板
16光素子
17透光性樹脂(樹脂材料)
18溶融樹脂
19硬化樹脂
20キャビティ部材
21キャビティ面
22キャビティ外周面
23キャビティ側面
24封止前基板
25封止成形体
26基板外周部
27 非装着面
28光電子部品(成形品)
29切断部位(切断仮想線)
30 個々の光電子部品(製品)
31曲面部
32平面部
33凸所
34 基板装着固定手段
35吸引排出孔
36金型貫通孔
37貫通孔
38取付棒
39・41弾性部材
40 基板当接部位
42エアブロー機構
43 搬送手段

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