(57)【要約】【課題】攪拌しながら塗布する必要がなく、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上することが可能な光半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】凹状の熱可塑性樹脂１の内底面に露出するようにリードフレーム２をインサート成形し、リードフレーム２上にＬＥＤチップ３を載置し、電気的に接続する工程と、リードフレーム２上に、第１の封止樹脂５を塗布する工程と、第２の封止樹脂５’に所定量の粒子を混合し、粒子の沈降が発生しない粒子濃度に調製し、第１の封止樹脂上に塗布してＬＥＤチップ３を封止する工程と、第１の封止樹脂５中に、粒子を沈降させる工程を備える。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームを、凹状の熱可塑性樹脂の内底面に露出するようにインサート成形する工程と、
前記リードフレーム上にＬＥＤチップを載置し、このＬＥＤチップおよび前記リードフレーム間を電気的に接続する工程と、
前記リードフレーム上の前記ＬＥＤチップを覆うように、第１の封止樹脂を塗布する工程と、
この塗布工程により塗布された前記第１の封止樹脂上に、粒子を所定の濃度で混合してなる第２の封止樹脂を塗布する工程と、
前記第１の封止樹脂中に、前記第２の封止樹脂を沈降させる工程を備えることを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の封止樹脂に混合される粒子の所定の濃度は、３０〜６０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記粒子は、蛍光体及び又はフィラーであることを特徴とする請求項１又は２記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記粒子は、比重及び又は粒子径の異なる複数種の物質からなることを特徴とする請求項１乃至３記載の光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体装置の製造方法に係り、特に、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上した光半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光半導体装置、特に白色ＬＥＤは低消費電力で小型化が図れることから、電球に代わる光源として、車載用インジケータ、視認用表示装置、液晶バックライトといった幅広い用途に用いられている。図４に従来の光半導体装置を示す。プリモールド（熱可塑性樹脂）１にリードフレーム２がインサート成形されており、このリードフレーム２上に載置されワイヤー４によりボンディングされたＵＶ発光ＬＥＤチップ３が、蛍光体、フィラーの混在する封止樹脂７により封止されている。そして、ＬＥＤチップ３の上下間に電圧を印加することにより紫外光（ＵＶ）を発光し、紫外光により励起された封止樹脂中の３種の蛍光体がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に発光し、封止樹脂表面より外部に白色光が放出される。
【０００３】
このような光半導体装置は、図５に示すように、先ずプリモールド１にリードフレーム２をインサート成形し、リードフレーム２上にＬＥＤチップ３を載置してワイヤーボンディングした後、プリモールド１内部に、粒子濃度が２６ｗｔ％となるように蛍光体、フィラーを混合した封止樹脂７を塗布、充填し、これを硬化させることにより形成される。
【０００４】
なお、フィラーと樹脂を攪拌して一回塗布する方式は例えば、特許文献１に記載されている。また、蛍光体と結着材（無機部材）を拡散した懸濁液の中にＬＥＤを置き、蛍光体と結着材を沈降させた後、樹脂をモールドする光半導体装置も例えば、特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９６６３号公報。
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−４０８５８号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような光半導体装置において、封止樹脂中に、白色発光を得るためのＲＧＢ蛍光体や、温度ストレス等に対する強度あるいは信頼性の低下を抑制するためのフィラーといった粉体を混入する必要がある。このため、通常封止樹脂に、予め封止樹脂中に蛍光体やフィラー粉体を必要とされる濃度となるようにを混入し、これをディスペンサーあるいはポンプを使って定量塗布していた。
【０００８】
しかしながら、シリンジ内において粉体が沈降してしまうため、常に攪拌しながらの塗布が必要であった。このように攪拌しながら塗布するシステムは、コスト的に大きなデメリットとなるとともに、常に一定濃度の粉体入り封止樹脂を供給するためには厳密に均一性を維持することが必要であるが、その制御が困難であり、封止樹脂中の粉体の分散性が悪いという問題があった。
【０００９】
特に、ＵＶ発光ＬＥＤを用いた白色ＬＥＤは、ＲＧＢ蛍光体を混合する場合、Ｒ蛍光体の比重が大きく、先行して沈降するために封止樹脂内の分布がばらつき、色むら（発光色の色度のばらつき）が発生してしまうといった問題や、蛍光体量が少ない部分からのＵＶ漏れが発生してしまうという問題が生ずる。
【００１０】
そこで発明者は、封止樹脂中に混入する粒子の濃度を高濃度にすることにより、樹脂内での粒子の沈降が生じないという新たな知見に基づき、高濃度の粒子混合樹脂を予め塗布したのち、これらの粒子を含まない封止樹脂のみを塗布することにより、シリンジ内での攪拌を要することなく粒子が均一に分散した封止樹脂を塗布することを可能とした。しかしながら、この製法においては、粒子が高濃度に混合された樹脂を先に塗布し、その後に粒子を含まない封止樹脂を塗布する場合、図６（ａ）に示すように、プリモールド壁面との表面張力が作用するため這い上がり８が発生し、流体を含む封止樹脂を均一に塗布することができないという問題が生じた。また、高濃度の粉体混合樹脂は、粘度が高く、シリンジのノズルから吐出される際ノズルの先から落下しにくいため、塗布面に接触させて転写する必要があり、図６（ｂ）に示すように、低い位置からの吐出が余儀なくされるが、ノズルの接触によるチップやワイヤーの損傷を防ぐためにノズルの高さ調整が必要となる上、吐出量を制御するのが困難であるという問題が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明は、従来の光半導体装置の製造方法における欠点を取り除き、攪拌しながら塗布する必要がなく、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上することが可能な光半導体装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置の製造方法は、リードフレームを、凹状の熱可塑性樹脂の内底面に露出するようにインサート成形する工程と、
前記リードフレーム上にＬＥＤチップを載置し、このＬＥＤチップおよび前記リードフレーム間を電気的に接続する工程と、
前記リードフレーム上の前記ＬＥＤチップを覆うように、第１の封止樹脂を塗布する工程と、
この塗布工程により塗布された前記第１の封止樹脂上に、粒子を所定の濃度で混合してなる第２の封止樹脂を塗布する工程と、
前記第１の封止樹脂中に、前記第２の封止樹脂を沈降させる工程を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記第２の封止樹脂に混合される粒子の所定の濃度は、３０〜６０ｗｔ％であることを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明の光半導体装置の製造方法においては、粒子は、蛍光体及び又はフィラーであることを特徴としている。
【００１５】
そして、本発明の光半導体装置の製造方法においては、前記粒子は、比重及び又は粒子径の異なる複数種の物質からなることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に本実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示す。先ず、（ａ）に示すように、プリモールド１にリードフレーム２をインサート成形して凹型のパッケージを形成し、リードフレーム２上に、ＬＥＤチップ３、ＬＥＤチップ保護のためのツェナーダイオード４を載置してワイヤーボンディングした後、（ｂ）に示すように、プリモールド１内に粒子を含まない封止樹脂５を、各チップを被覆するように塗布し、この上から（ｃ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ蛍光体濃度が５０ｗｔ％となるように調製した封止樹脂５’を約２００μｍ程度塗布し、プリモールド１内を充填する。これにより、蛍光体を含む樹脂を約９０秒間に亘り粒子を含まない封止樹脂５内のＬＥＤチップの周囲に沈降させた後、これをキュアすることにより硬化或いはゲル化させる。このとき、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝４：１：１の混合比とし、各封止樹脂にはシリコン樹脂を用いる。
【００１７】
このように、先に封止樹脂のみを塗布し、後から蛍光体を含む封止樹脂を塗布することにより、蛍光体を含まない粘度の低い封止樹脂は這い上がりが小さい。そしてこの上から塗布される蛍光体を含む封止樹脂は、蛍光体を含まない封止樹脂の存在により、プリモールド内壁面に沿う這い上がりを防止することができ、蛍光体が均一に分布した封止樹脂をプリモールド内に形成することができる。
【００１８】
さらに、ＬＥＤチップやワイヤーを予め低粘度の蛍光体を含有しない封止樹脂で被覆しておくため、シリンジのノズル位置を低い位置に調整する必要がないため、ＬＥＤチップやワイヤーの損傷を防ぐことができる。
【００１９】
従って、蛍光体を分布よく塗布することができるため、色むらもなく、蛍光体の不均一から発生していたＬＥＤチップからの紫外光が外部に漏れるＵＶ漏れも抑えられる。そして、封止樹脂中の蛍光体濃度は、塗布時に蛍光体が沈降しない高い濃度に調製されているので、塗布前に蛍光体がシリンジ内で沈降することはなく、塗布後の蛍光体濃度、均一性も良好である。
（実施形態２）
図２に本実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示す。先ず、（ａ）に示すように、プリモールド１にリードフレーム２をインサート成形して凹型のパッケージを形成し、リードフレーム２上に、ＬＥＤチップ３、ツェナーダイオード４を載置してワイヤーボンディングした後、（ｂ）に示すように、粉体を含まない封止樹脂５を、各チップを被覆するように塗布し、この上から（ｃ）に示すように、プリモールド１の中心よりフィラー濃度が５０ｗｔ％となるように調製した封止樹脂５”を塗布し、プリモールド１内に充填、約９０秒間に亘りフィラーを含む樹脂をフィラーを含まない樹脂中でＬＥＤチップ３の周辺部分に沈降させた後、これをキュアすることにより硬化或いはゲル化させる。このとき各封止樹脂にはシリコン樹脂を、フィラーには溶融シリカを用いる。
【００２０】
このように、先に封止樹脂のみを塗布し、後からフィラーを含む封止樹脂を塗布することにより、実施形態１と同様に、フィラーを含む封止樹脂のプリモールド内壁への這い上がりもなく、フィラーを均一に分散塗布することができ、ＬＥＤチップやワイヤーの損傷も防止することができる。また、塗布前にフィラーがシリンジ内で沈降することはなく、塗布後のフィラー濃度、均一性も良好である。また、沈降時にＬＥＤチップ３の上面には極微量のフィラーが堆積するものの、輝度劣化への影響は認められない。
【００２１】
これらの実施形態において、塗布時に蛍光体、フィラーといった粒体の量を５０ｗｔ％に調整しているが、３０〜６０ｗｔ％であれば良い。３０ｗｔ％未満であると、シリンジ内に粒体が沈降してしまい、吐出精度の低下、樹脂詰まりが発生し、粒体分布も従来のように不均一となり、６０ｗｔ％を超えると高粘度になり塗布量の調整、攪拌が困難となる。
【００２２】
また、用いる粒体の種類はフィラーのみ、蛍光体のみなど、１種類に限定されるものではなく、実施形態１と２を組合せて、図３に示すように封止樹脂のみ、フィラー入り封止樹脂、蛍光体入り封止樹脂を順次塗布しても良い。また、フィラー入り樹脂を先に塗布し、封止樹脂を塗布した後、蛍光体入り封止樹脂を塗布、沈降させても良い。
【００２３】
そして、蛍光体入り封止樹脂は、その分散性の向上、ＵＶ漏れの防止のため、１００μｍ〜２００μｍ塗布することが好ましい。
【００２４】
尚、封止樹脂にシリコン樹脂を用いたが、ＵＶ発光ＬＥＤを用いる場合は、紫外光に対して耐性があり劣化しにくいため好適である。その他エポキシ樹脂など適宜用いることができる。
【００２５】
また、プリモールドの開口部の上面形状は円形或いは楕円であり、封止樹脂の形状としては逆円錐台形状であることが、その光学特性等を考慮した上では好ましい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、粒子が混入された封止樹脂を攪拌することなく塗布することにより、封止樹脂中の粒子の分散・均一性を向上することが可能な光半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図２】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図３】本発明の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図４】従来の光半導体装置を示す図。
【図５】従来の光半導体装置の製造工程を示す図。
【図６】従来の光半導体装置の問題を示す図。
【符号の説明】
１　プリモールド
２　リードフレーム
３　ＬＥＤチップ
４　ツェナーダイオード
５　封止樹脂
５’　蛍光体入り封止樹脂
５”　フィラー入り封止樹脂
６　ディスペンサー
７　蛍光体、フィラーを混合した封止樹脂
８　這い上がり
【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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