JPH0524675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 この発明はLED等の光学素子の製造方法に関
し、特にチツプの封止方法の改良に関する。

(b) 従来の技術 LEDなどの光学素子においては、チツプ表面
を覆う封止材として従来はもつぱら透光性樹脂
（クリアエポキシ樹脂等）が使用されていた。製
法はたとえば砲弾型のキヤステイングケースにク
リアエポキシ樹脂を流し込んでおき、この中に
LEDチツプがダイボンデイングされ更に金線が
ワイヤボンデイングされたリードフレームを挿入
し、熱硬化させた後キヤステイングケースより引
つ張りだすことによりチツプ周囲をエポキシ樹脂
で封止したり、またはTO―18型ステム電極に
LEDチツプをダイボンデイングし、さらにワイ
ヤボンデイング処理した後クリアエポキシ樹脂を
ステム電極上にポツテイングして熱硬化すること
によつてチツプ周囲を封止するようにしていた。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら一般に樹脂材は耐候性の点で問題
がある。特にエポキシ樹脂は紫外線に弱く透明で
あるものが変色したり、クラツクが発生したり、
また長時間の使用中に水分を吸収しチツプ自身に
悪影響を及ぼしたり、更にチツプの熱膨張係数が
樹脂の熱膨張係数と大きく異なつているために、
加熱処理して樹脂を硬化させるときにチツプに過
大な応力が加わりチツプの劣化やワイヤの断線な
どを引き起こす問題があつた。

この発明の目的は、上記の問題を一掃するため
にゾルガラスを加えて耐候性などの機能をアツプ
させたエポキシ樹脂を用いて光学素子を製造する
方法を提供することにある。

(d) 問題点を解決するための手段 この発明は、エチルシリケートを主成分として
これに有機溶媒を加えたゾル溶液をエポキシ樹脂
に加え、この混合液体で光学素子のチツプ周囲を
被い、ついで加熱処理を行つて縮合硬化させるこ
とを特徴とする。

(e) 作用 この発明においては、たとえば上述のキヤステ
イングケースを使用する場合、エチルシリケート
を主成分とした有機高分子のゾル溶液（以下ゾル
ガラスという）をエポキシ樹脂に加え混合液体と
して、これをキヤステイングケース内に入れてか
ら光学素子をその混合液体内に入れる。次に加熱
処理を行つて混合液を熱硬化する。この場合は、
エポキシ樹脂の活性基である―COOH基とゾル
ガラスの反応基である―OH基が熱硬化の縮合の
過程でエステル結合を引き起こし活性基が安定結
合することにより耐水性、耐熱性などのいわゆる
耐候性が著しく向上する要因を作る。

なお、ゾルガラスとエポキシ樹脂の混合割合は
エポキシ樹脂の種類により最適条件を選択する
が、ゾルガラス：エポキシ樹脂＝100以内：100
（重量比）の範囲内で決められる。このゾルガラ
スとエポキシ樹脂の混合液は粘度が400〜500cps
程度の粘性液体であるため従来のエポキシ樹脂な
どと同様に扱うことが出来る。そして加熱処理を
行つた後においては縮合硬化するために、樹脂を
使う上において問題となつた耐候性が著しく改善
される。TO―18タイプのLEDを製造する場合も
従来の樹脂を扱う場合と同じような作業となる。
すなわちゾルガラスを加えたエポキシ樹脂の混合
液体をTO―18ヘツダ上にポツテイングし、次い
で加熱処理を行つて硬化させる。

(f) 実施例 実施例として、砲弾型のLED素子の製造方法
について説明する。

ゾル化したエチルシリケートとしては、アルカ
リを全く含まないケイ酸モノマーを使用し、有機
高分子からなる溶媒を加える。溶媒としてはたと
えばエタノールやイソプロピルアルコールなどの
混合物が使用される。このゾルガラスは100℃〜
200℃程度の極めて低い温度で縮合硬化してガラ
ス化（ゲル化）する。あらかじめゾルガラスとし
てこのようにして低温度で硬化するようにエチル
シリケートを調整すると、エポキシ樹脂との混合
液体において加熱処理時にチツプに悪影響を及ぼ
すことがない。

第１図は上記のゾルガラスをエポキシ樹脂に加
え混合液体として、これを使用して砲弾型の
LED素子を製造する方法を説明するための図で
ある。１は有機材料からなるキヤステイングケー
スであり、この中にゾル化した上記混合液体２を
注入する。一方フープ状に成形したリードフレー
ム３にチツプ４をダイボンデイングし、更にワイ
ヤ５をボンデイングしたチツプ部を別に形成して
おく。そしてこのチツプ部を上記溶液２内に挿入
し（第１図に示す状態）、この状態で100℃〜200
℃程度で数時間加熱する。すると混合液体が熱硬
化して完全に固化する。なお封止材にゾルガラス
を加えないエポキシ樹脂のみを使用する場合に
は、有機物のキヤステイングケースとエポキシ樹
脂の濡れ性が良いためにキヤステイングケース１
の内側に予め離形剤を塗布し、さらに相当大きな
引抜きの力で引つ張る必要があつたが、ゾルガラ
スは有機材料との濡れ性がよくないためゾルガラ
スとエポキシ樹脂との混合液体とした場合はエポ
キシ樹脂のみの場合に比し加熱処理後キヤステイ
ングケース１から比較的容易に引き出すことがで
きる。

本実施例で機能アツプ材として使用するゾルガ
ラスを熱硬化させて得たゲルガラスは、熱膨張係
数が５×10^-6（１／℃）と、LEDチツプ素材であ
るGaAsの熱膨張ケース（６、８×10^-6（１／℃）
に近いため、エポキシ樹脂との混合液体とするこ
とにより熱硬化時の膨張係数の差によるLEDチ
ツプに与える応力歪みの影響がエポキシ樹脂のみ
を使用する場合に比べ小さく、チツプに及ぼすス
トレスを緩和することができる。

第２図はTO―18型のLED素子を示している。
このLED素子の製造も、エポキシ樹脂を使用す
る場合と同様に、図外のデイスペンサに上記ゾル
ガラスとエポキシ樹脂との混合液体を用意し、
LEDチツプとワイヤのボンデイングされたヘツ
ダ６の上に上記デイスペンサによつて適当量をポ
ツテイングする。そして100〜200℃程度で数時間
ほど加熱して硬化する。

上記のように簡単な工程によつてLEDチツプ
の封止を行うことができ、しかも封止剤としては
耐候性に非常に優れた、ゾルガラスとエポキシ樹
脂の混合液体を使用するために直射日光のもとで
も長期間の使用が可能になる。

なお本発明はLED素子の他ホトダイオードな
どの受光素子にも勿論適用することができる。

(g) 発明の効果 以上のようにこの発明によれば、常温でエチル
シリケートを主成分としたゾルガラスとエポキシ
樹脂の混合粘性液体を使用するために作業性が非
常に良い。また、この混合液体は100℃〜200℃程
度の熱処理で硬化させることができる。このよう
に比較的低温で硬化できるチツプへの悪影響を防
ぐことができ、品質を悪化させない。また、ゾル
ガラスはもともと有機材料との漏れ性がよくない
ために、本発明のようにエポキシ樹脂との混合液
体を有機材料からなるキヤステイングケースに入
れて封止材の成形を行う場合には、エポキシ樹脂
のみを使用する場合に比べて成形部をキヤステイ
ングケースから容易に引き出すことができる。加
熱処理後一旦固化すれば、封止材料が機能アツプ
するために従来のような樹脂で生じた耐候性が悪
いといつた問題を大きく改善できる。すなわち長
期の使用中に、特に高温で且つ太陽直射光のもと
で長時間使用しても封止材の変色やクラツク発生
を生じることがなく、また水分を吸収してチツプ
劣化を引き起こすこともない。すなわち耐候性に
優れたものとなる。このため太陽直射光のもとで
直接使用することができ封止材を樹脂で形成した
光学素子を室外使用する場合に必要であつたカー
ボネート板などを設ける必要がなくなるなど、発
行装置全体を低コストで簡単な構成にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明によつてLED素子を
製造する方法について説明するための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エチルシリケートを主成分として、これに有
   機溶媒を加えたゾル溶液をエポキシ樹脂に加え、
   この混合液体で光学素子のチツプ周囲を被い、つ
   いで加熱処理を行つて縮合硬化させることを特徴
   とする光学素子の製造方法。