(57)【要約】 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。
2012147611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３１１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】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３】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４】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５】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６】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。
【図７】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８】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９】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１０】図９におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【符号の説明】
【００４７】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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