(57)【要約】【課題】全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置を得る。【解決手段】リードフレームにパターンプレスを行い、樹脂によりインサート成形を行う。スタンパによって別工程１で調合した波長変換材混入ペーストによって半導体発光素子を載置する位置に転写する。波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加し、その上に半導体発光素子を載置する。これを恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームのパターンとの間をワイヤボンディングにより電気的に接続する。半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２で混合、脱泡した透明樹脂を充填する。これを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離する。【選択図】　　　　図１３
2004071710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の透明性を有した半導体発光素子および波長変換材料を用いた光源装置を製造する光源装置の製造方法において、
以下のステップで製造することを特徴とする光源装置の製造方法。
ステップ１：薄板リードフレームにパターンプレスを行う。
ステップ２：前記パターンプレスを行った前記薄板を樹脂によりインサート成形を行う。
ステップ３：スタンパにより、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを前記半導体発光素子を載置する位置に転写する。
ステップ４：前記波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加する。
ステップ５：前記透明接着剤を添加した上に前記半導体発光素子を載置する。ステップ６：恒温槽に搬入し前記ペーストおよび前記透明接着剤を硬化させる。
ステップ７：前記半導体発光素子の電極と前記薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ８：サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、前記半導体発光素子や前記金ワイヤ等を設けた前記インサート成形により形成された凹部の全体に充填する。
ステップ９：恒温槽に搬入し前記透明樹脂を硬化させる。
ステップ１０：前記リードフレームに形成された複数の前記光源装置をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する。
【請求項２】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の透明性を有した半導体発光素子および波長変換材料を用いた光源装置を製造する光源装置の製造方法において、
以下のステップで製造することを特徴とする光源装置の製造方法。
ステップ１：薄板リードフレームにパターンプレスを行う。
ステップ２：前記パターンプレスを行った前記薄板を樹脂によりインサート成形を行う。
ステップ３：スタンパにより、サブステップ１で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを前記半導体発光素子を載置する位置に転写する。
ステップ４：前記混入ペーストを、転写した上部位置に前記半導体発光素子を載置する。
ステップ５：恒温槽に搬入し前記ペーストおよび前記透明接着剤を硬化させる。
ステップ６：前記半導体発光素子の電極と前記薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７：サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、前記半導体発光素子や前記金ワイヤ等を設けた前記インサート成形により形成された凹部の全体に充填する。
ステップ８：恒温槽に搬入し前記透明樹脂を硬化させる。
ステップ９：前記リードフレームに形成された複数の前記光源装置をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する。
【請求項３】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の透明性を有した半導体発光素子および波長変換材料を用いた光源装置を製造する光源装置の製造方法において、
以下のステップで製造することを特徴とする光源装置の製造方法。
ステップ１：薄板リードフレームにパターンプレスを行う。
ステップ２：前記パターンプレスを行った前記薄板を樹脂によりインサート成形を行う。
ステップ３：サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、前記半導体発光素子を載置する位置に印刷する。
ステップ４：前記波長変換材混入ペーストを、印刷した上部位置に透明接着剤を滴下する。
ステップ５：前記透明接着剤を滴下した上に前記半導体発光素子を載置する。ステップ６：恒温槽に搬入し前記ペーストおよび前記透明接着剤を硬化させる。
ステップ７：前記半導体発光素子の電極と前記薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ８：サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、前記半導体発光素子や前記金ワイヤ等を設けた前記インサート成形により形成された凹部の全体に充填する。
ステップ９：恒温槽に搬入し前記透明樹脂を硬化させる。
ステップ１０：前記リードフレームに形成された複数の前記光源装置をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する。
【請求項４】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の透明性を有した半導体発光素子および波長変換材料を用いた光源装置を製造する光源装置の製造方法において、
以下のステップで製造することを特徴とする光源装置の製造方法。
ステップ１：薄板リードフレームにパターンプレスを行う。
ステップ２：前記パターンプレスを行った前記薄板を樹脂によりインサート成形を行う。
ステップ３：サブステップ１で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを、前記半導体発光素子を載置する位置に滴下する。
ステップ４：前記混入ペーストを、滴下した上部位置に前記半導体発光素子を載置する。
ステップ５：恒温槽に搬入し前記ペーストおよび前記透明接着剤を硬化させる。
ステップ６：前記半導体発光素子の電極と前記薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７：サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、前記半導体発光素子や前記金ワイヤ等を設けた前記インサート成形により形成された凹部の全体に充填する。
ステップ８：恒温槽に搬入し前記透明樹脂を硬化させる。
ステップ９：前記リードフレームに形成された複数の前記光源装置をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する。
【請求項５】
前記サブステップ１は、前記混入ペーストを前記波長変換材と前記透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１から５：１の範囲で混合したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置の製造方法。
【請求項６】
前記サブステップ２は、前記透明樹脂を硬化させるための前記透明樹脂の基材と硬化剤とを攪拌し、前記基材と前記硬化剤とを完全に混合させるとともに混合攪拌気時に発生する気泡を脱泡して液状化することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置の製造方法。
【請求項７】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の透明性を有した半導体発光素子および波長変換材料を用いる光源装置において、
リードフレームや基板上に導電性パターンを設けた絶縁性基板を反射性を有した樹脂でインサート成形する工程と、
前記波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写または印刷した後に透明接着剤を添加または透明接着剤と前記波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写または滴下する工程と、
これら前記ペーストの上に前記半導体発光素子を載置する工程と、
恒温槽で前記ペーストおよび前記透明接着剤を硬化させる工程と、
前記半導体発光素子を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う工程と、
前記半導体発光素子や前記ワイヤ等を設けた前記インサート成形により形成された凹部の全体に混合、脱泡した透明樹脂を充填する工程と、
恒温槽で前記透明樹脂を硬化させる工程と、
前記リードフレームに形成された複数の前記光源装置をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する工程によって製造されたことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等の光源として用いられる光源装置の製造方法および該方法により製造された光源装置に関し、半導体発光素子の出射面に対して反対側に波長変換材料を設け、出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射して、波長変換されない光と波長変換された光とが混ざり合い全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置の製造方法および該方法により製造された光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体発光素子である発光ダイオードは、小型に構成され、球切れなどの心配もなく、効率良く鮮明な発光色を得ることができる。また、駆動特性にも優れており、振動やオン・オフのスイッチングによる繰り返し動作にも強いという特徴がある。このため、各種インジケータや液晶表示装置などの光源として利用されている。
【０００３】
ところで、この種の発光ダイオードは、優れた単色性ピーク波長を有しているために、例えば赤色系、緑色系および青色系の各色に発光する発光ダイオードを利用して白色系の光源装置を構成する場合、各色に発光する発光ダイオードを近接配置した状態で発光させて拡散混色させる必要があった。
【０００４】
すなわち、白色系の光源装置を得るためには、赤色系、緑色系および青色系の３種類の発光ダイオード、または青緑色系および黄色系の２種類の発光ダイオードが必要であった。このため、発光色の異なる複数種類の発光ダイオードを使用しなければならなかった。
【０００５】
しかも、半導体からなる発光ダイオードチップは、物によって色調や輝度にバラツキがある。このため、複数の発光ダイオードが各々異なる材料で構成される場合には、各発光ダイオードチップの駆動電力などが異なり、個々に電源を確保する必要があった。
【０００６】
その結果、出射光が白色光となるように、各発光ダイオード毎に供給される電流などを調節しなければならなかった。また、使用される発光ダイオードは、個々の温度特性の差や経時変化が異なり色調も変化するという問題があった。さらには、各発光ダイオードチップからの発光を均一に混色させなければ、出射光に色むらが生じてしまい、所望とする白色系の発光を得ることができないおそれがあった。
【０００７】
そこで、上記問題点を解消した発光ダイオードとして、例えば特開平７−９９３４５号公報や特開平１０−１９００６６号公報に開示されているものが知られている。
【０００８】
特開平７−９９３４５号公報に開示される発光ダイオードは、カップの底部にＬＥＤチップが載置され、カップ内部にＬＥＤチップの発光波長を他の波長に変換する蛍光物質（または発光チップの発光波長を一部吸収するフィルター物質）が含有された樹脂（色変換部材）が充填され、この樹脂を包囲するようにさらに樹脂が設けられたものである。
【０００９】
特開平１０−１９００６６号公報に開示される発光ダイオードは、基板上にダイボンド部材によって固定されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの上に設けられＬＥＤチップからの発光の少なくとも一部を吸収し波長変換して発光する蛍光物質を含む色変換部材とを有するものである。
【００１０】
上述したいずれの公報に開示される発光ダイオードは、１種類の半導体発光素子自身の発光色から他の発光色を得るものである。そして、ＬＥＤチップからの発光を波長変換した発光ダイオードとして、青色系の発光ダイオードの発光と、その発光を吸収し黄色系を発光する蛍光体からの発光との混色により白色系の発光を得ている。
また、これら従来の波長変換による方法は、全て半導体発光素子の出射面側に波長変換材料を設け、全て同方向による出射方法である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平７−９９３４５号公報や特開平１０−１９００６６号公報に開示される発光ダイオードは、ＬＥＤチップの上に色変換部材が設けられる構成であり、白色光を得る場合、ＬＥＤチップ上方（出射面側）に放射したＬＥＤチップ自身の青色光と、ＬＥＤチップ上（出射面側）に設けた色変換部材により変換された黄色光との分散した光が、人間の目に白色光のように見える。
【００１２】
ところで、クリアで輝度の高い白色光を得るためには、青色光と黄色光との分散および分布が均一かつ一定で有る必要がある。しかし、特開平７−９９３４５号公報や特開平１０−１９００６６号公報に開示される構成では、ＬＥＤチップ上方の色変換部材で青色光が遮られ、色変換部材で色変換された光と、ＬＥＤチップ自身が放射する青色光との合成された光量によって輝度が決定される。このため、色変換部材の分散および分布を均一に行わねばならず、輝度があまり良くならないという問題があった。
【００１３】
ところで、この種の光源装置としては、例えば液晶表示装置などの光源として用いるため、上述した特開平７−９９３４５号公報や特開平１０−１９００６６号公報に開示される発光ダイオードにより得られる発光では充分とは言えず、より長期間の使用環境下において高輝度な発光（特に、白色光の発光）が望まれていた。
【００１４】
さらに、これらの波長変換材料を用いた光源装置の場合には、常に波長変換材料が半導体発光素子等の上部に設けられている。このため、外光（特に、太陽光）による例えば、紫外線や宇宙線等の波長の短い光（波長）によって、波長変換材料を劣化させてしまう課題等がある。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、半導体発光素子の出射面に対して反対側に波長変換材料を設け、出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射して、同じ半導体発光素子の出射面で波長変換されない光（半導体発光素子自身の出射光）と波長変換された光とが混ざり合い全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置の製造方法および該方法によって製造された光源装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行うステップ１と、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行うステップ２と、スタンパで別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に転写するステップ３と、波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加するステップ４と、透明接着剤を添加した上に半導体発光素子を載置するステップ５と、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させるステップ６と、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行うステップ７と、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填するステップ８と、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させるステップ９と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するステップ１０とからなる光源装置を製造することを特徴とする。
【００１７】
請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行い、スタンパによって別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストによって半導体発光素子を載置する位置に転写し、波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加し、透明接着剤を添加した上に半導体発光素子を載置して、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームのパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填して、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材混入ペーストを転写でき、半導体発光素子を確実に固定接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００１８】
また、請求項２に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行うステップ１と、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行うステップ２と、スタンパにより別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に転写するステップ３と、混入ペーストを、転写した上部位置に半導体発光素子を載置するステップ４と、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させるステップ５と、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行うステップ６と、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填するステップ７と、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させるステップ８と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するステップ９とからなる光源装置を製造することを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行い、スタンパにより別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に転写し、混入ペーストを転写した上部位置に半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを転写でき、一度で波長変換材の転写と接着とが確実にできる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００２０】
さらに、請求項３に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行うステップ１と、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行うステップ２と、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に印刷するステップ３と、波長変換材混入ペーストを印刷した上部位置に、透明接着剤をインジェクタ等で滴下するステップ４と、透明接着剤を滴下した上に半導体発光素子を載置するステップ５と、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させるステップ６と、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行うステップ７と、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填するステップ８と、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させるステップ９と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するステップ１０とからなる光源装置を製造することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行い、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に印刷し、波長変換材混入ペーストを印刷した上部位置にインジェクタ等で透明接着剤を滴下し、透明接着剤を滴下した上に半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、印刷により安定に一度に多数処理でき透明接着剤によって確実に接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００２２】
また、請求項４に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行うステップ１と、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行うステップ２と、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置に滴下するステップ３と、混入ペーストを、滴下した上部位置に半導体発光素子を載置するステップ４と、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させるステップ５と、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行うステップ６と、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填するステップ７と、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させるステップ８と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するステップ９とからなる光源装置を製造することを特徴とする。
【００２３】
請求項４に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行い、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に滴下し、混入ペーストを滴下した上部位置に半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、一度に波長変換材をも含み半導体発光素子を確実に接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００２４】
さらに、請求項５に係る光源装置の製造方法は、別工程１（サブステップ１）で混入ペーストを波長変換材と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１から５：１の範囲で混合したことを特徴とする。
【００２５】
請求項５に係る光源装置の製造方法は、別工程１（サブステップ１）で混入ペーストを波長変換材と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１から５：１の範囲で混合したので、波長変換材と透明接着剤との混合物を印刷や滴下およびスタンパで転写等どの条件でも対応できるとともに各条件でも最適に波長変換することができる。
【００２６】
また、請求項６に係る光源装置の製造方法は、別工程２（サブステップ２）で透明樹脂を硬化させるための透明樹脂の基材と硬化剤とを攪拌し、基材と硬化剤とを完全に混合させるとともに混合攪拌気時に発生する気泡を脱泡して液状化することを特徴とする。
【００２７】
請求項６に係る光源装置の製造方法は、別工程２（サブステップ２）で透明樹脂を硬化させるための透明樹脂の基材と硬化剤とを攪拌し、基材と硬化剤とを完全に混合させるとともに混合攪拌気時に発生する気泡を脱泡して液状化するので、斑無く完全に透明樹脂を硬化させることができる。このため、スムーズにインサート成形により形成された凹部の全体に充填することができる。しかも、気泡がないので、硬化後の空気層による光の屈折や乱反射の発生がない。
【００２８】
さらに、請求項７に係る光源装置は、リードフレームや基板上に導電性パターンを設けた絶縁性基板を反射性を有した樹脂でインサートする工程と、
波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写または印刷した後に透明接着剤を添加する工程または透明接着剤と波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写またはインジェクタ等で滴下する工程と、
これらペーストの上に半導体発光素子を載置する工程と、
恒温槽でペーストおよび透明接着剤を硬化させる工程と、
半導体発光素子を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う工程と、
半導体発光素子やワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に混合、脱泡した透明樹脂を充填する工程と、
恒温槽で透明樹脂を硬化させる工程と、
リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離する工程によって製造することを特徴とする。
【００２９】
請求項７に係る光源装置は、請求項１〜６の何れかの方法により製造されるものであり、リードフレームや基板上に導電性パターンを設けた絶縁性基板を反射性を有した樹脂でインサートする工程と、波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写または印刷した後に透明接着剤を添加する工程または透明接着剤と波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写またはインジェクタ等で滴下する工程と、これらペーストの上に半導体発光素子を載置する工程と、恒温槽でペーストおよび透明接着剤を硬化させる工程と、半導体発光素子を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う工程と、半導体発光素子やワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に混合、脱泡した透明樹脂を充填する工程と、恒温槽で透明樹脂を硬化させる工程と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離する工程によって製造するので、インサート成形可能な物に対して波長変換材と透明接着剤との混合物を印刷や滴下およびスタンパで転写等、最適条件で高速度で波長変換材混入ペーストや波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを転写したり、印刷により一度に大量に処理し、斑や気泡が無くスムーズにインサート成形により形成された凹部の全体に充填し半導体発光素子を確実に固定接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、例えばセラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板等の絶縁性の基板上に導電性パターンを設けたり、リードフレームのパターンに、波長変換材料を混入したペーストを設け、その上に透明樹脂や透明接着剤により透明性を有する半導体発光素子を載置して接着固定し、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる光源装置の製造方法および該方法により製造された光源装置を提供するものである。
【００３１】
図１（ａ）は本発明に係る光源装置の略斜視全体図、図１（ｂ）は同断面図、図２はリードフレーム上に形成された光源装置を示す平面図である。
以下に説明する光源装置は、後述する第一〜第四の形態の光源装置の製造方法の何れかによって製造されるものである。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、光源装置１（１Ａ）は、インジェクションないしトランスファーモルドタイプのものであり、パターン２、波長変換材混入ペースト３、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５、リード端子６、モールドケース７および充填透明樹脂８から概略構成される。
なお、本例におけるパターン２は電気配線パターンも含むものである。
【００３２】
光源装置１（１Ａ）を構成するにあたっては、リードフレームよりパターン２やリード端子６が形成される。そして、陰極側（カソード）パターン２ａや陽極側（アノード）パターン２ｂおよび陰極側（カソード）リード端子６ａや陽極側（アノード）リード端子６ｂを設けたリードフレームを、絶縁性を有する樹脂等でインサート成形を施して、モールドケース７を設ける。
【００３３】
また、パターン２ａやパターン２ｂに対し、波長変換材混入ペースト３を転写や印刷および充填等をする。
例えば、パターン２ａの陰極側（カソード）に波長変換材混入ペースト３を塗り、その上に半導体発光素子４を載置する。
尚、波長変換材混入ペースト３自身の接着性を用いてパターン２ａに半導体発光素子４を接着固定できるが、波長変換材混入ペースト３を波長変換目的のみにパターン２ａに波長変換材混入ペースト３を接着固定し、さらにその上に透明な樹脂によって半導体発光素子４を接着固定しても良い。
【００３４】
そして、図１（ｂ）に示すように、半導体発光素子４の上方の出射面側４ａ上に在る陰極（カソード）４ｃおよび陽極（アノード）４ｄを電気的に接続するためにボンディングワイヤ５で接続する。半導体発光素子４の上方の出射面側４ａ上に在る陰極（カソード）４ｃと陰極側（カソード）パターン２ａとを陰極側ボンディングワイヤ５ａで接続する。また、出射面側４ａ上にある陽極（アノード）４ｄと、陽極側（アノード）パターン２ｂとを陽極側ボンディングワイヤ５ｂで接続する。そして、各々の陰極側（カソード）リード端子６ａや陽極側（アノード）リード端子６ｂに導く。
【００３５】
さらに、これら全てが浸されるように充填透明樹脂８がモールドケース７内に充填される。これにより、半導体発光素子４は、出射面４ａである上方から例えば青色光が放射される。また、半導体発光素子４の底面４ｂである下方に放射した青色光が波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって例えば黄色光に色変換される。この色変換された黄色光は、波長変換材混入ペースト３の上方（半導体発光素子４方向）および下方（パターン２ａ方向）に放射される。波長変換材混入ペースト３の下方に放射された黄色光は、下部のパターン２ａの面で反射されて上方に放射される。そして、半導体発光素子４自身が放射する青色光と、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって色変換された黄色光と混ざり合ってモールドケース７の表面８ａから白色光が放射される。
【００３６】
パターン２は、図２（ａ）に示すように、導通性および弾性力のある燐青銅等の銅合金材等からなるリードフレーム９に半導体発光素子４の載置パターンや電気配線パターンやリード端子９ａ（６）および支持パターン９ｂ等のパターン形状を形成する。
【００３７】
また、光源装置１は、リードフレーム９をインサート成形によって変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて樹脂で挟み込んだように形成される。
【００３８】
尚、図２（ａ），（ｂ）は５つの半導体発光素子４を１つのリードフレーム９上に設けたもので、２つのリード端子９ａによって５つの半導体発光素子４を発光させるエレメントタイプのものである。図２（ａ）において、図示しない半導体発光素子４を載置する開口部１２が設けられる面が光源装置１の表面（出射面側）１ａとなる。また、この光源装置１の表面１ａの反対側の面が裏面１ｂとなる。なお、図２（ａ）に示すように、リードフレーム９の外枠（両側枠部分）には、所定間隔で複数の穴９ｃが設けられる。この穴９ｃは、コイル状に巻いてある未加工リードフレーム９をパターン２や支持パターン９ｂやリード端子９ａ等をプレスする時やインサート成形時および波長変換材混入ペースト３の転写、半導体発光素子４の載置、ボンディングワイヤ５のボンディング等の工程時にリードフレーム９の送りや位置決め等に使用され。
また、図１（ａ），（ｂ）のような１つの半導体発光素子４を用いる場合には、光源装置の製造方法の過程により１つのリードフレーム９から多数の光源装置１を作成することができる。
【００３９】
また、リードフレーム９上にパターン２等を設け、ここに波長変換材混入ペースト３や半導体発光素子４を載置したが、パターン２は絶縁性基板上に設けても良い。
【００４０】
この場合、パターン２を形成する絶縁性基板は、電気絶縁性に優れたセラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板等の基板からなり、表面には電気的に導電性を有するパターン２等が形成される。
【００４１】
さらに説明すると、セラミック基板等は、ＡｌＯやＳｉＯを主成分とし、さらにＺｒＯ、ＴｉＯ、ＴｉＣ、ＳｉＣおよびＳｉＮ等との化合物からなる。これらの材料は、耐熱性や硬度、強度に優れ、白色系の表面を持ち、半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する。
【００４２】
また、液晶ポリマー樹脂やガラス布エポキシ樹脂からなる場合の基板は、液晶ポリマーやガラス布エポキシ樹脂などの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入または塗布させて成形し、電気的に導電性を有するパターン２を施して半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する。
【００４３】
なお、他に基板として珪素樹脂、紙エポキシ樹脂、合成繊維布エポキシ樹脂および紙フェノール樹脂等の積層板や変成ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートや芳香族ポリエステル等からなる板に電気的に導電性を有するパターン２の印刷を施して半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する構成としてもよい。
【００４４】
これらパターン２は、セラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板のいずれかの基板上に真空蒸着スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着）、エッチング（ウエット、ドライ）等により電気的接続をするパターン形状に形成される。そして、金属メッキを施した後、さらに金や銀等の貴金属メッキを施し、図示しないが電気的に導電性を有するとともに機械的にも強度を有し、別に設けた端子電極等に電気的に接続される。
【００４５】
波長変換材混入ペースト３は、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等に無機系の蛍光顔料や有機系の蛍光染料等からなる波長変換材料を混入させたものである。
例えばエポキシ樹脂に波長変換材料（ＹＡＧ）を混入する場合、エポキシ樹脂と波長変換材料との重量比率は、例えば１：１〜５：１程度である。
なお、後述する第一の形態の光源装置１の製造方法の過程や第三の形態の光源装置１の製造方法の過程等で用いる場合には、上記エポキシ樹脂と波長変換材料との重量比率が１：５に近づき、図示しないスタンパによって波長変換材料をパターン２に転写する。
【００４６】
また、後述する第二の形態の光源装置１の製造方法の過程や第四の形態の光源装置１の製造方法の過程等で用いる場合には、上記エポキシ樹脂と波長変換材料との重量比率が１：１に近づく。特に第四の形態の光源装置１の製造方法の過程では、滴下できる程度の粘度を有して、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等に波長変換材料が分散するようにする。
【００４７】
波長変換材混入ペースト３は、青色発光の半導体発光素子４からの光を（Ｙ，Ｇｄ）３　（Ａｌ，Ｇａ）５　Ｏ１２等のＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系等からなる橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂に投射すると黄色の光が得られる。そして、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料により色変換された黄色光と、半導体発光素子４自身が放射する青色光とが混ざり合うことにより、半導体発光素子４上方から放射される光が白色光となる。
【００４８】
また、波長変換材混入ペースト３は、例えば緑色発光の半導体発光素子４からの光を赤色蛍光顔料や赤色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂の投射すると黄色系の光が得られ、青色発光の半導体発光素子４からの光を緑色蛍光顔料や緑色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂に投射すると青緑色系の光が得られる。
【００４９】
ここで、波長変換材混入ペースト３や半導体発光素子４等の載置方法を説明する。
図３、図４および図５の例では、後述する第一の形態の光源装置１の製造方法の過程や第三の形態の光源装置１の製造方法の過程のように、波長変換材混入ペースト３をスタンパでパターン２ｂや絶縁基板２ｄ等の上に転写や印刷を行った後に透明樹脂１０で半導体発光素子４を接着固定し、各陰極側のパターン２ａと陰極４ｃとをボンディングワイヤ５ａで電気的に接続するとともに、陽極側のパターン２ｂと陽極４ｄとをボンディングワイヤ５ｂで電気的に接続する。
【００５０】
また、図６、図７および図８（ａ），（ｂ）の例では、後述する第二の形態の光源装置１の製造方法の過程や第四の形態の光源装置１の製造方法の過程のように、波長変換材混入ペースト３をスタンパでパターン２ｂや絶縁基板２ｄ等の上に転写や滴下し、波長変換材混入ペースト３自身で半導体発光素子４を接着固定し、各陰極側のパターン２ａと陰極４ｃとをボンディングワイヤ５ａで電気的に接続するとともに、陽極側のパターン２ｂと陽極４ｄとをボンディングワイヤ５ｂで電気的に接続する。
このように、第二の形態の光源装置１の製造方法の過程や第四の形態の光源装置１の製造方法の過程は、波長変換材混入ペースト３で半導体発光素子４をパターン２に固着する接着剤としての機能も兼ねている。
【００５１】
なお、図８の例では、半導体発光素子４を絶縁基板２ｄ等の凹形状部に埋め込むように第四の形態の光源装置１の製造方法の過程をより進めたように波長変換材混入ペースト３を充填するように滴下する。
また、図９の例では、リードフレーム９上に凹状のパターン２ｃを設けて、この凹状部２ｃに波長変換材混入ペースト３を充填し、その上に半導体発光素子４を載置する。
【００５２】
このように、波長変換材混入ペースト３は、後述する光源装置１の製造方法によって分散量や濃度等が異なり、これら製造方法の目的に合わせてパターン２上に波長変換材混入ペースト３を転写、塗布したり、印刷により印刷パターンとしてパターン２上に形成したり、半導体発光素子４を載置する所に滴下や充填等を行う。
【００５３】
また、後述する第一の形態の光源装置１の製造方法の過程や第三の形態の光源装置１の製造方法の過程で波長変換材混入ペースト３と半導体発光素子４との間に用いる透明接着剤１０は、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等からなる。
【００５４】
さらに、透明接着剤１０は、粘性の低い液状のシアノアクリレート系の透明接着剤であっても良い。この場合、エポキシ樹脂系の接着剤と異なり、発熱を伴わずに半導体発光素子４に対し悪影響を及ぼさずに半導体発光素子４を瞬間的に接着固定できる。しかも、硬化に熱を必要とせず、また接着スピードが速いので、生産性、経済性にも富んでいる。
【００５５】
また、粘性の高いシアノアクリレート系の透明接着剤１０に波長変換材料（波長変換材料と導電性材料）を混入させた透明樹脂を用いれば、印刷工程と接着工程を一度で行うことが可能である。
【００５６】
ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）は光源装置１の出射面１ａ側に設けた開口部１２の拡大図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、開口部１２の略中央に半導体発光素子４を備えるように、リードフレーム９のパターン２や絶縁性基板に電気的に導電性を有するパターン２の例えば陰極側のパターン２ａに半導体発光素子４を載置する部分に波長変換材混入ペースト３を半導体発光素子４の形状に合わせた形状４ｆに転写、印刷、塗布、滴下する。また、リードフレーム９の凹状のパターン２ｃを半導体発光素子４の形状に合わせた形状４ｆにして波長変換材混入ペースト３を充填する。これにより、効率の良い出射光を得る。
【００５７】
また、ここでは図示しないが、半導体発光素子４自身への静電気の帯電を防止するために波長変換材料に導電性材料を混入させても良い。
この場合の導電性材料は、銀粒子のようなフィラを蛍光材に悪影響を及ぼさない程度に混入させる。これにより、半導体発光素子４自身のＰ電極とＮ電極とが低電荷でショートしない程度の高抵抗値を持つ。そして、電荷の高いものに対しては、導電性を持つように微量の導電性材料を添加する。これにより、半導体発光素子４全体に印加電圧よりも高電位な静電気等が帯電しても、この静電気等をグランドに流することができる。このように、導電性材料は、特に静電気等に弱いＩｎＧａＡｌＰやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の半導体発光素子４自身の静電気等から防いでいる。
【００５８】
具体的に、導電性材料は、波長変換材料混入樹脂部の体積抵抗を１５０Ｋ〜３００Ｋ程度にし、半導体発光素子４の順方向抵抗が１６５Ω、また逆耐圧抵抗が２．５ＭΩである。これにより、半導体発光素子４に対してリークしない程度の抵抗であるとともに逆耐圧抵抗よりも低い抵抗値のため、グランドに電流を流して半導体発光素子４自身への静電気の帯電防止を行うことができる。
【００５９】
半導体発光素子４は、ｎ型層上に活性層を中心にダブルヘテロ構造からなるＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系のいずれかの化合物の半導体チップからなる発光素子であり、有機金属気相成長法等で製作される。また、半導体発光素子４自身の基板は、Ａｌ２　Ｏ３　やＩｎＰサファイヤ等の透明基板からなり、この基板上に活性層を配し、活性層上に透明電極が形成されている。半導体発光素子４に取り付ける電極は、Ｉｎ２　Ｏ３　、ＳｎＯ２　、ＩＴＯ等からなる導電性透明電極等をスパッタリング、真空蒸着、化学蒸着等により生成させて製作する。
【００６０】
そして、半導体発光素子４は、（図９参照）上面４ａにアノード電極４ｄおよびカソード電極４ｃを有しており、電極を持たない他方の面側４ｂが透明樹脂上に載置されて固着されている。半導体発光素子４のアノード電極４ｄおよびカソード電極４ｃは、ボンディングワイヤ５でパターン２ａ、２ｂにワイヤーボンディングされている。
【００６１】
ボンディングワイヤ５は、金線等の導通線からなり、半導体発光素子４のアノード電極４ｄとパターン２ｂとの間、カソード電極４ｃとパターン２ａとの間をそれぞれボンダによって電気的に接続している。
【００６２】
リード端子６（６ａ，６ｂ）は、導電性および弾性力のある燐青銅等の銅合金材等からなるリードフレーム９をモールドケース７から直接取り出して形成されている。リード端子６ａは、パターン２ａと電気的に接続されて半導体発光素子４のカソード電極側と等しく、本発明の光源装置１（１Ａ）としての陰極（−）として使用されるように構成される。
【００６３】
また、リード端子６ｂは、パターン２ｂと電気的に接続されて半導体発光素子４のアノード電極側と等しく、本発明の光源装置１（１Ａ）としての陽極（＋）として使用されるように構成される。
【００６４】
モールドケース７は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて凹状にモールド形成されており、凹状部７ａ内の底面にパターン２が露出している。
【００６５】
また、モールドケース７は、光の反射性と遮光性の良いチタン酸バリウム等の白色粉体によって半導体発光素子４の側面側から出光する光を効率良く反射し、図示しないテーパ状の凹面により上方に出射するとともに、本発明の光源装置１（１Ａ）の発光した光を外部に漏れない様に遮光する。
【００６６】
さらに、充填透明樹脂８は、例えば無色透明なエポキシ樹脂等からなり、パターン２、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５等の保護のためにモールドケース７内等に充填される。
【００６７】
また、図１２に示すように、リード端子６（６ａ，６ｂ）を用いない、フラットな電極としての端子電極１６（１６ａ，１６ｂ）は、基板１１の端部に電気伝導性の良い金属等で厚く金属メッキを行ったり、導通性および弾力性のある燐青銅材等を機械的に取り付けることにより形成される。
【００６８】
端子電極１６ａは、パターン２ａと電気的に接続されて半導体発光素子４のカソード電極側と等しく、本発明の光源装置１としての陰極（−）として使用されるように構成される。
【００６９】
端子電極１６ｂは、パターン２ｂと電気的に接続されて半導体発光素子４のアノード電極側と等しく、本発明の光源装置１としての陽極（＋）として使用されるように構成される。
【００７０】
出光モールド部１７は、無色透明なエポキシ樹脂からなり、矩形状に成型され、半導体発光素子４の発光層からの光（上部の電極側や側面の４方）を効率良く出射する。
また、出光モールド部１７は、パターン２、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５等を保護している。
【００７１】
なお、図示しないが、出光モールド部１７は、光線が一方向性になるドーム型等、目的や仕様に合った自由な形状に形成することができる。
【００７２】
上記構成による光源装置１は、青色発光等の半導体発光素子４を用い、透明樹脂３として橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料等の波長変換材料（または波長変換材料と導電性材料）を透明樹脂に混入した波長変換材混入ペースト３を用いる。これにより、クリアで輝度の高い白色光（混合色光）を得ることができる。
すなわち、半導体発光素子４の上方から青色光が放射され、半導体発光素子４の下方に放射した青色光が波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって黄色光に色変換される。
この色変換された黄色光は、波長変換材混入ペースト３の上方および下方に放射される。
波長変換材混入ペースト３の下方に放射された黄色光は、下部のリード２ａの面で反射されて上方に放射される。
そして、半導体発光素子４自身が放射する青色光と、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって色変換された黄色光とが混ざり合って半導体発光素子４の上方から白色光が放射される。
【００７３】
次に、上記構成による光源装置の製造方法について説明する。図１３は本発明の第一の形態の光源装置の製造方法の過程を示すフロー図である。
第一の形態の光源装置の製造方法では、図１３に示すステップの順に処理がなされ、光源装置が製造される。ステップ１（ＳＴ１）では、未加工の薄板リードフレームに電気的パターンやリード端子パターンや支持パターン等のパターンプレスを行う。
ステップ２（ＳＴ２）では、パターンプレスを行った薄板のリードフレームを樹脂でインサート成形を行う。
ステップ３（ＳＴ３）では、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置にスタンパーピン等のスタンパにより、転写する。
ステップ４（ＳＴ４）では、ステップ３で波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加する。
ステップ５（ＳＴ５）では、透明接着剤を添加した上に半導体発光素子を載置する。
ステップ６（ＳＴ６）では、恒温槽に搬入し波長変換材混入ペーストや透明接着剤を硬化させる。
ステップ７（ＳＴ７）では、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームに設けたパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ８（ＳＴ８）では、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、半導体発光素子の載置や金ワイヤ等でのボンディング処理後にインサート成形により形成された凹部の全体にインジェクタ等で充填する。
ステップ９（ＳＴ９）では、透明樹脂で凹部の全体に充填したものを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。
ステップ１０（ＳＴ１０）では、リードフレームに形成された複数の光源装置をタイバーカッタ等でカッティングして、個々の光源装置に分離する。
なお、サブステップ１（別工程１）では、波長変換材料比率の高い割合で波長変換材料と透明樹脂とをミキサやアトライタ等で混合し、例えばスタンパーピン等との接着性（濡れ性）をも考慮して粘度等も調整する。
また、サブステップ２（別工程２）では、透明樹脂を硬化するために透明樹脂の主剤と硬化剤とをミキサやアトライタ等で混合し、真空装置等で脱泡する。
【００７４】
次に、図１４は本発明の第二の形態の光源装置の製造方法の過程を示すフロー図である。
第二の形態の光源装置の製造方法では、図１４に示すステップの順に処理がなされ、光源装置が製造される。ステップ１（ＳＴ１）では、未加工の薄板リードフレームに電気的パターンやリード端子パターンや支持パターン等のパターンプレスを行う。
ステップ２（ＳＴ２）では、パターンプレスを行った薄板のリードフレームを樹脂でインサート成形を行う。
ステップ３（ＳＴ３）では、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置にスタンパーピン等のスタンパにより、転写する。
ステップ４（ＳＴ４）では、ステップ３で波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に半導体発光素子を載置する。
ステップ５（ＳＴ５）では、恒温槽に搬入し波長変換材混入ペーストを硬化させる。
ステップ６（ＳＴ６）では、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームに設けたパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７（ＳＴ７）では、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、半導体発光素子の載置や金ワイヤ等でのボンディング処理後にインサート成形により形成された凹部の全体にインジェクタ等で充填する。
ステップ８（ＳＴ８）では、透明樹脂で凹部の全体に充填したものを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。
ステップ９（ＳＴ９）では、リードフレームに形成された複数の光源装置をタイバーカッタ等でカッティングして、個々の光源装置に分離する。
なお、サブステップ１（別工程１）では、波長変換材料比率があまり高くない割合で波長変換材料と透明接着剤とをミキサやアトライタ等で混合し、例えばスタンパーピン等との接着性（濡れ性）をも考慮して粘度等も調整する。
また、サブステップ２（別工程２）では、透明樹脂を硬化するために透明樹脂の主剤と硬化剤とをミキサやアトライタ等で混合し、真空装置等で脱泡する。
【００７５】
次に、図１５は本発明の第三の形態の光源装置の製造方法の過程を示すフロー図である。
第三の形態の光源装置の製造方法では、図１５に示すステップの順に処理がなされ、光源装置が製造される。ステップ１（ＳＴ１）では、未加工の薄板リードフレームに電気的パターンやリード端子パターンや支持パターン等のパターンプレスを行う。
ステップ２（ＳＴ２）では、パターンプレスを行った薄板のリードフレームを樹脂でインサート成形を行う。
ステップ３（ＳＴ３）では、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置にシルク印刷等で印刷する。
ステップ４（ＳＴ４）では、ステップ３で波長変換材混入ペーストを印刷した上部位置に透明接着剤を滴下する。
ステップ５（ＳＴ５）では、透明接着剤を滴下した上に半導体発光素子を載置する。
ステップ６（ＳＴ６）では、恒温槽に搬入し波長変換材混入ペーストや透明接着剤を硬化させる。
ステップ７（ＳＴ７）では、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームに設けたパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ８（ＳＴ８）では、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、半導体発光素子の載置や金ワイヤ等でのボンディング処理後にインサート成形により形成された凹部の全体にインジェクタ等で充填する。
ステップ９（ＳＴ９）では、透明樹脂で凹部の全体に充填したものを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。
ステップ１０（ＳＴ１０）では、リードフレームに形成された複数の光源装置をタイバーカッタ等でカッティングして、個々の光源装置に分離する。
なお、サブステップ１（別工程１）では、波長変換材料比率の高い割合で波長変換材料と透明樹脂とをミキサやアトライタ等で混合し、例えばスタンパーピン等との接着性（濡れ性）をも考慮して粘度等も調整する。
また、サブステップ２（別工程２）では、透明樹脂を硬化するために透明樹脂の主剤と硬化剤とをミキサやアトライタ等で混合し、真空装置等で脱泡する。
【００７６】
次に、図１６は本発明の第四の形態の光源装置の製造方法の過程を示すフロー図である。
第四の形態の光源装置の製造方法では、図１６に示すステップの順に処理がなされ、光源装置が製造される。ステップ１（ＳＴ１）では、未加工の薄板リードフレームに電気的パターンやリード端子パターンや支持パターン等のパターンプレスを行う。
ステップ２（ＳＴ２）では、パターンプレスを行った薄板のリードフレームを樹脂でインサート成形を行う。
ステップ３（ＳＴ３）では、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置にインジェクタ等により、滴下する。
ステップ４（ＳＴ４）では、ステップ３で波長変換材混入ペーストを滴下した上部位置に半導体発光素子を載置する。
ステップ５（ＳＴ５）では、恒温槽に搬入し波長変換材混入ペーストを硬化させる。
ステップ６（ＳＴ６）では、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームに設けたパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７（ＳＴ７）では、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、半導体発光素子の載置や金ワイヤ等でのボンディング処理後にインサート成形により形成された凹部の全体にインジェクタ等で充填する。
ステップ８（ＳＴ８）では、透明樹脂で凹部の全体に充填したものを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。
ステップ９（ＳＴ９）では、リードフレームに形成された複数の光源装置をタイバーカッタ等でカッティングして、個々の光源装置に分離する。
なお、サブステップ１（別工程１）では、波長変換材料比率が高くない割合で波長変換材料と透明接着剤とをミキサやアトライタ等で混合し、例えばスタンパーピン等との接着性（濡れ性）をも考慮して粘度等も調整する。
また、サブステップ２（別工程２）では、透明樹脂を硬化するために透明樹脂の主剤と硬化剤とをミキサやアトライタ等で混合し、真空装置等で脱泡する。
【００７７】
なお、上述した光源装置の製造方法は、リードフレームを用いる場合の例であるが、絶縁性基板を用いた場合にも適用することができる。この場合、上述した第一乃至第四の形態の製造方法に於いて、パターンプレス後のインサート成形されたリードフレームに代え、導電性パターンが設けられた絶縁性基板が用いられ、第一乃至第四の形態の製造方法のステップ３以降の工程が概略採用される。なお、絶縁性基板上の波長変換材混入ペースト及び半導体発光素子が設けられる位置には凹部が形成され、この凹部の全体に透明樹脂が充填される。但し、図１２に示すような光源装置を製造する場合には、凹部が無いので、ワイヤーボンデイングを行った後、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を半導体発光素子及びワイヤーボンデイング部分を覆うようにしてモールド成形する（この部分が図１２の出光モールド部に相当する）。
【００７８】
この製造方法によれば、絶縁性を有する材料からなる基板上に導電性パターンを設け、さらに半導体発光素子の出射面の反対側に波長変換材料を設け、その波長変換材料上に半導体発光素子を載置できる。このため、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。そして、印刷等の導電性パターンに半導体発光素子を設けるため、均一化、量産化等の品質、生産性の向上に優れた光源装置を作製することができる。
【００７９】
【実施例】
従来の半導体発光素子の上に波長変換材を混入した波長変換材混入ペーストを設けた構成と本実施例の半導体発光素子の下に波長変換材を混入した波長変換材混入ペーストで接着固定または波長変換材を混入した波長変換材混入ペースト上に半導体発光素子を載置（後、透明樹脂により接着）した構成について、弊社のエレメントタイプ（Ｌ１８００）に実装した物について下記に示す条件で光度測定の比較を行った。その測定結果を図１７に示す。
【００８０】
仕様チップ：Ｅ１Ｃ１０−１Ｂ００１（ＢＬチップ−豊田合成）、使用蛍光材：（ＹＡＧ８１００４）、使用樹脂：エポキシ樹脂（従来および本実施例同材料）、使用：従来タイプの（蛍光材を半導体発光沿いの上部に設ける）、本実施例タイプ（蛍光体を半導体発光素子の下部に設ける）
測定条件：１チップ当たりの電流１０ｍＡ時の光度を測定
測定数量：各１３個
測定機材：ＬＥＤテスター
【００８１】
図１７を見て明らかなように、従来の構成に比べ本実施例の構成のほうが平均光度約３２．５％向上することが判る。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板リードフレームを樹脂によりインサート成形を行い、スタンパによって別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストによって半導体発光素子を載置する位置に転写し、さらに波長変換材混入ペーストを転写した上部位置に透明接着剤を添加し、この透明接着剤を添加した上に半導体発光素子を載置した後、恒温槽に搬入し波長変換剤混入ペーストおよび透明接着剤を硬化させて半導体発光素子を固定し、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームのパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填して、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材混入ペーストを転写でき、半導体発光素子を確実に固定接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。これにより、従来の半導体発光素子の上に蛍光材を混入した透明樹脂が塗布、載置あるいは被覆により設けられた構成よりもクリアで輝度の高い発光を得ることができ、生産性にも優れている。
【００８３】
請求項２に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板リードフレームを樹脂によりインサート成形を行い、スタンパにより別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に転写し、混入ペーストを転写した上部位置に半導体発光素子を載置した後、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させて半導体発光素子を固定し、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームのパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを転写でき、一度で波長変換材の転写と接着とが確実にできる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。これにより、従来の半導体発光素子の上に蛍光材を混入した透明樹脂が塗布、載置あるいは被覆により設けられた構成よりも安定したクリアで輝度の高い発光を得ることができ、生産性にも優れている。
【００８４】
請求項３に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板リードフレームを樹脂によりインサート成形を行い、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に印刷し、さらに波長変換材混入ペーストを印刷した上部位置にインジェクタ等で透明接着剤を滴下し、透明接着剤を滴下した上に半導体発光素子を載置した後、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させて半導体発光素子を固定し、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームのパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、印刷により安定に一度に多数処理でき透明接着剤によって確実に接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００８５】
請求項４に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームにパターンプレスを行い、パターンプレスを行った薄板リードフレームを樹脂によりインサート成形を行い、別工程１（サブステップ１）で調合した波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを半導体発光素子を載置する位置に滴下し、混入ペーストを滴下した上部位置に半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入しペーストおよび透明接着剤を硬化させ、半導体発光素子の電極と薄板との間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や金ワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に別工程２（サブステップ２）で混合、脱泡した透明樹脂を充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、一度に波長変換材をも含み半導体発光素子を確実に接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。これにより、従来の半導体発光素子の上に蛍光材を混入した透明樹脂が設けられた場合に比べて高輝度の発光を得ることができる。しかも、半導体発光素子が凹状部内（例えば凹状部の底面または／および側面４方）を波長変換材料に混入した樹脂によって接着固定するので、より多くの波長変換された光を再度半導体発光素子に戻して集光性を高めることができる。
【００８６】
請求項５に係る光源装置の製造方法は、別工程１（サブステップ１）で混入ペーストを波長変換材と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１から５：１の範囲で混合したので、波長変換材と透明接着剤との混合物を印刷や滴下およびスタンパで転写等どの条件でも対応できるとともに各条件でも最適に波長変換することができる。このため、波長変換した光線と非波長変換した光線とが混合され、全く別の光線を再現することができる。
【００８７】
請求項６に係る光源装置の製造方法は、別工程２（サブステップ２）で透明樹脂を硬化させるための透明樹脂の基材と硬化剤とを攪拌し、基材と硬化剤とを完全に混合させるとともに混合攪拌気時に発生する気泡を脱泡して液状化するので、斑無く完全に透明樹脂を硬化させることができる。これにより、スムーズにインサート成形により形成された凹部の全体に充填することができる。しかも、気泡がないので、硬化後の空気層による光の屈折や乱反射の発生がない。これにより、クリアな半導体発光素子自身の出射面からの光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光とが、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【００８８】
請求項７に係る光源装置は、リードフレームや基板上に導電性パターンを設けた絶縁性基板を反射性を有した樹脂でインサートする工程と、波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写または印刷した後に透明接着剤を添加する工程または透明接着剤と波長変換材料を混入したペーストをスタンパで転写またはインジェクタ等で滴下する工程と、これらペーストの上に半導体発光素子を載置する工程と、恒温槽でペーストおよび透明接着剤を硬化させる工程と、半導体発光素子を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う工程と、半導体発光素子やワイヤ等を設けたインサート成形により形成された凹部の全体に混合、脱泡した透明樹脂を充填する工程と、恒温槽で透明樹脂を硬化させる工程と、リードフレームに形成された複数の光源装置をカッティングして、個々の光源装置に分離する工程によって製造するので、インサート成形可能な物に対して波長変換材と透明接着剤との混合物を印刷や滴下およびスタンパで転写等、最適条件で高速度で波長変換材混入ペーストや波長変換材と透明接着剤との混入ペーストを転写したり、印刷により一度に大量に処理し、斑や気泡が無くスムーズにインサート成形により形成された凹部の全体に充填し半導体発光素子を確実に固定接着することができる。しかも、波長変換材が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。加えて、リードフレームのみならず導電性パターンを、セラミック基板上や液晶ポリマー樹脂基板上やガラス布エポキシ樹脂基板上に形成するので、場所や材質にとらわれず、何処でも接着固定して白色等の発光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の略斜視全体図
【図２】本発明に係る製造方法により製造される光源装置のリードフレーム図
【図３】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図４】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図５】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図６】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図７】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図８】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図９】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図１０】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の出射面拡大図
【図１１】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図
【図１２】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の略斜視全体図
【図１３】本発明に係る光源装置の製造方法の第一の形態の過程フロー図
【図１４】本発明に係る光源装置の製造方法の第二の形態の過程フロー図
【図１５】本発明に係る光源装置の製造方法の第三の形態の過程フロー図
【図１６】本発明に係る光源装置の製造方法の第四の形態の過程フロー図
【図１７】従来の半導体発光素子の上に波長変換材を混入した波長変換材混入ペーストを設けた構成と本発明の半導体発光素子の下に波長変換材を混入した波長変換材混入ペーストで接着固定または波長変換材を混入した波長変換材混入ペースト上に半導体発光素子を載置した構成とにおける光度測定の比較結果を示す図
【符号の説明】
１（１Ａ，１Ｂ）…光源装置、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２，２ａ，２ｂ，２ｃ…パターン、２ｄ…絶縁基板、３…波長変換材混入ペースト、４…半導体発光素子、４ａ…出射面、４ｂ…底面、４ｃ…陰極、４ｄ…陽極、５，５ａ，５ｂ…ボンディングワイヤ、６，６ａ，６ｂ，９ａ…リード端子、７…モールドケース、７ａ…凹状部、８…充填透明樹脂、８ａ…表面、９…リードフレーム、９ｂ…支持パターン、９ｃ…穴、１０…透明樹脂、１２…開口部、１７…出光モールド部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004071710.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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