CN1409411A - 白色发光二极管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供能够薄型化制造的、通过简化工艺减少所需要的费用和时间、并可显著提高和改善具有一定标准品质的制品的成品率的白色发光二极管。在将蓝色发光二极管和荧光剂组合制备白色发光二极管的制造方法中，包括向模塑复合树脂中混合荧光染料形成混合物的准备阶段；对上述混合物施加一定温度和压力，形成预定形状的阶段；将形成的混合物向上述蓝色发光二极管芯体部分转移模塑的阶段和切割为单独的白色发光二极管的切割阶段。不使用目前所用的封装操作，可以进行薄型化制造；通过简化工艺减少所需要的费用和时间，且能够显著提高和改善具有一定标准品质制品的成品率。

Description

白色发光二极管的制造方法

技术领域

本发明涉及通过在环氧树脂固体粉末中预先混合荧光剂，将发蓝色波长光的蓝色发光二极管(LED)转换成发白色波长的白色发光二极管的方法。

背景技术

白色发光二极管的制造方法，一般是在蓝色发光二极管上封入混合有荧光染料的液体树脂，使其成为发白光的发光二极管(LED)。所谓的白光通常是指波长从400nm到600nm均匀分布的光。红色、绿色以及蓝色的光调和发出的蓝色，与发红色和绿色的荧光剂反应后变成发红色和绿色，这些颜色等与没有与荧光染料反应，而是原样透过芯体发出的蓝色调和，最终变成人眼看见的白色。

过去，发白光的LED(白色发光二极管)可以用各种各样的制造方法制造，如图3至7所示，可使用在形成电路的印刷电路基板或铝质的引线框架上装配蓝色发光二极管芯体，用荧光染料封装后转移模塑成形，再将其切割成各种制品；或在具有一定形状的塑料材质的注射模型成型物中利用分配器封装荧光染料后，用环氧封闭而成；或在引线框架上封装荧光染料，利用做成灯形的模塑管，制造成LED灯。

发明内容

然而，近来白色LED制品(白色发光二极管)已经不限于作为一般用途的液晶显示器的光源，或家电制品以及工业仪器等的显示器件。根据技术的发展和消费者的多样要求，人们需要像手提无线通信仪那样的轻薄小巧的电子制品或在汽车等中使用的液晶显示光源中所使用那样的逐渐小型化的产品。但是，如果按照目前的生产方法生产制品，可缩小的尺寸是有限的，在一定水平制品的生产中存在成品率问题，由于荧光材料量不均匀，产品自身的颜色偏差非常大，存在所谓制造产品所需的生产时间和随之而来的费用增高的大问题。

本发明的目的是提供发白光二极管的制造方法，在模塑复合树脂粉末中混合荧光染料，压缩定形后制成模塑复合物，利用该复合物将蓝光转换，制备发白光的芯LED制品。该方法不使用现有的封装技术，可制造在轻薄小巧的电子产品中使用的液晶显示器光源和显示用途中适用的薄型产品；可通过简化工艺，减少所需的费用和时间，且能够显著提高和改善具有一定标准品质制品的成品率。发明方案

为了实现本发明的上述目的，本发明是将发蓝光的蓝色发光二极管芯体用粘合剂粘结固定装配，为构成电路，引线框架和印刷电路基板用导电性材料连接，用模塑复合树脂转移模塑成形后，切割出单独制品的白色发光二极管，其特征在于包括：在上述模塑复合树脂中按一定比例混合荧光染料形成混合物的准备阶段；对上述混合物施加预定的温度和压力，使其在制造中具有适当的形状的制造阶段(例如，片状)；将上述制品向蓝色发光二极管芯体部分转移模塑的阶段；和例如，用切丁机切割成单个制品的制造白色发光二极管的阶段。通过这样的过程，将用蓝色发光二极管芯体发出的蓝色波长的光转换成白色波长从而提供发白光的白色发光二极管，用上述方法制造的芯体LED与在液体环氧树脂中混合荧光剂制造的芯体LED相比，可容易、廉价的制备，且可发出高品质纯白光的产品。

实施方案

附图说明

图1是本发明中接了一根线的白色光芯体LED的剖视图。

图2是本发明中接了二根线的白色光芯体LED的剖视图。

图3是一例现有的发白光LED的剖视图。

图4是一例现有的发白光LED的剖视图。

图5是现有的发白光LED的另一例的剖视图。

图6是现有的发白光LED另一例的剖视图。

图7是现有的发白光LED另一例的剖视图。

下面，参照各附图的同时，对本发明的实施方案进行说明。在下面对于所有图中相同的部分给出同一附图标记。在图中，附图标记1是模型形成部分，附图标记2是荧光染料，附图标记3是发光二极管芯体，附图标记4是银糊(Agペ-スト)一类的粘结剂，附图标记5是Au，Al线，附图标记6是印刷电路基板。图1和图2是本发明的芯体LED(白色发光二极管)的剖视图。

即，图1和图2中所示的白色发光二极管，是在根据需要用各种材质在各层镀有金属构成印刷电路基板6和与其具有相应比例的引线框架7上，用粘结剂等粘合固定蓝色发光二极管芯体3。在符合该粘合剂的特性以使该粘合剂硬化的一定温度条件下，例如在100至150℃放置30分钟至1个小时后，为了使蓝色发光二极管3中放置的电极与印刷电路基板6或引线框架7中的模型部分制作成电路导电状态，用导电材料将其连接。此时，根据蓝色发光二极管3的种类和制造方法，使其成为导电状态的方法和其形状可以有多种变化。

该生产方法是这样进行的，使得根据在印刷电路基板6或引线框架7上形成的模型1次生产得到的个数是可变换的。

另一方面，固体粉末状态的模塑复合树脂，需要象经过特殊处理的(Y，Ce)₃Al₅O₁₂(Y，Gd，Ce)₃Al₅O₁₂那样的荧光染料粉末形成的品质的白光标准，根据这样的白光标准按一定的比例，优选以模塑复合树脂质量的5至50％的比例混合，充分搅拌后，为了使其便于大量生产作业，同时，解决最终产品中产生气泡等问题，加入在一定形状的锻模中混入的粉末，施加适当的压力，如以4.9至29.4Mpa(300千克/平方厘米)的压力加压进行。可以通过增减前述荧光染料中所含Gd和Ce的量来调节光的亮度和光的波长。

在上述过程之前，在设置了与已经制备的几种印刷电路基板6(根据转移模塑锻模的形状其数量不同)相应的锻模的转移模塑压力机上(トランスフア一モ一ルディングブレス)(图中未示)装配基板，加入添加了荧光染料的模塑复合片，在0.5至2吨/cm²的压力下，在130至180℃的温度下，在200至600秒的条件下成形。

转移模塑成形后，根据印刷电路基板6和引线框架7自身被镀金属的模型，为切割成单个芯体LED制品(白色发光二极管)进行切割操作。之后，为了除去切割过程中产生的水分，稳定形成的模塑的状态，可保持在100至250℃的温度，放置1小时左右。

这样制成的白色发光二极管，以后根据各种标准的白色种类和其发光的亮度值进行一定的分类和试验，通过自动化设备卷绕成卷出厂，以使表面安装方便。

因此，既使不进行将荧光染料混入其它用途的液体环氧树脂中，在每个蓝色发光二极管芯体(通常具有波长为400至500nm左右)上进行封装等作业，与制造发一般波长(430，450，470，570，590，600，620，635，660nm等)的光的芯体LED的已知操作没有很大区别，可容易地制造如图1和2所示的发白光的芯片LED。另外，按照本发明的制造方法，由于可以制造最大可缩至0.2mm左右厚的薄型制品，通过组装它可以生产比现有制品更压缩的电子制品。另外，在一次转移模塑成形作业中，不仅可以大量生产有相同荧光染料的白色发光二极管，而且按照CIE(国际照明委员会)的色坐标上的色度偏差极小(对于目标白色按照CIE色坐标上的偏差是(X坐标，Y坐标)，例如标准偏差在0.05以内的均匀品质)，且可达到符合极高品质标准的优秀的成品率。而且，由于没有将另外的荧光染料一个一个地进行封装的操作，因此可以降低时间和费用。

这样的白色发光二极管，不仅限于用在如前述的手提电话等便携式无线电通信仪那样的电子制品，汽车和家电产品等中使用的发白光的显示器，或液晶显示器后面的光源的产品。不仅适用于利用现有白色的荧光灯这样的的电器，而且可适用于所有种类的使用现在的发光二极管的电子机器等。发明的效果

按照上述本发明的制造方法制备的白色发光二极管表明，对于使用可以发白光的荧光染料与模塑复合树脂混合成形，将其转移模塑成形来说，到此为止通过将一个一个的荧光染料封装成制品，由于使之发白光，在保证高品质标准上是有限的，如果按本发明的制造方法即使在1次生产的产品中也可以进行均匀的制造，能够极大地提高发白光的成品率。另外，用在蓝色发光二极管芯体上一个一个封装，再在其上利用模塑复合树脂模塑成形的制造方法制备一定厚度以下的制品是不可能的，而通过去除封装过程，实现最终制品厚度可最小的薄型化，通过将可组装白色发光二极管的电子机器等进一步压缩化，可将这些电子机器制造成轻薄小巧的产品。而且，抛弃了不必要的工程操作，可以提供费用和时间均降低的优异的白色发光二极管。

附图标记符号的说明

1：模塑成形部分

2：荧光染料

3：LED芯体

4：银糊(paste)

5：电线(wire)

6：印刷电路基板

7：引线框架

8：引线框架

9：反射板

Claims (6)

1、白色发光二极管的制造方法，在具有各种多层镀金属的印刷电路的印刷基板上或引线框架上装配用导电性或非导电性的粘合剂粘合固定的蓝色发光二极管芯体，蓝色发光二极管芯体上电极等和印刷电路基板或引线框架上镀金属的电路模型(バタ-ン)或与其自身连接，利用荧光染料和环氧树脂等制造发白光的白色发光二极管，其特征在于该方法包括：

向模塑复合树脂中混合荧光染料形成混合物的步骤；和

对上述混合物施加一定温度和压力形成标定形状的步骤；

将所形成的混合物向上述蓝色发光二极管芯体部分转移模塑的步骤；及

切割成单独的发白光二极管的步骤。

2、权利要求1中所述的发白光二极管的制造方法，其特征在于：所述的荧光染料相对于模塑复合物粉末在5至50％的范围混合。

3、权利要求1或2中所述的白色发光二极管的制造方法，其特征在于：对模塑复合物粉末施加4.9至29.4Mpa压力进行压缩，制备出标定形状的片。

4、权利要求1至3任一项中所述的白色发光二极管的制造方法，其特征在于：可通过在荧光染料的制造过程中控制Gd和Ce的量改变光的亮度和发光波长以及光的色彩。

5、权利要求1至4任一项中所述的白色发光二极管的制造方法，其特征在于：制造可缩至最大为0.2mm厚的极限薄型制品。

6、权利要求1至5任一项中所述的白色发光二极管的制造方法，其特征在于：制造对于目标白色按照CIE的色标座偏差(X坐标，Y坐标)为标准偏差0.05之内的均一制品。

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