JP2002134792A - 白色半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
白色半導体発光装置の製造方法Info
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- JP2002134792A JP2002134792A JP2000325331A JP2000325331A JP2002134792A JP 2002134792 A JP2002134792 A JP 2002134792A JP 2000325331 A JP2000325331 A JP 2000325331A JP 2000325331 A JP2000325331 A JP 2000325331A JP 2002134792 A JP2002134792 A JP 2002134792A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子の周り全体に一様な厚さの波長変換
層を形成でき純粋な白色発光が得られる白色半導体発光
装置の製造方法を提供すること。 【解決手段】 基板材1に形成した電極パターン2,3
にバンプ電極2a,3aを形成する工程と、青色発光の
発光素子4をフリップチップ型としてバンプ電極2a,
3aを介して電極パターン2,3に導通搭載する工程
と、発光素子4の両端面からの距離を一様とするパター
ンで基板材1にメタルマスク20を被せる工程と、メタ
ルマスク20のパターンを利用して蛍光物質を含む波長
変換樹脂21をスクリーン印刷法によって印刷形成する
工程と、波長変換樹脂21を含んで樹脂のパッケージ層
22で封止する工程と、1個ずつの発光素子4を含むよ
うにダイシングする工程によって、白色半導体発光装置
を得る。
層を形成でき純粋な白色発光が得られる白色半導体発光
装置の製造方法を提供すること。 【解決手段】 基板材1に形成した電極パターン2,3
にバンプ電極2a,3aを形成する工程と、青色発光の
発光素子4をフリップチップ型としてバンプ電極2a,
3aを介して電極パターン2,3に導通搭載する工程
と、発光素子4の両端面からの距離を一様とするパター
ンで基板材1にメタルマスク20を被せる工程と、メタ
ルマスク20のパターンを利用して蛍光物質を含む波長
変換樹脂21をスクリーン印刷法によって印刷形成する
工程と、波長変換樹脂21を含んで樹脂のパッケージ層
22で封止する工程と、1個ずつの発光素子4を含むよ
うにダイシングする工程によって、白色半導体発光装置
を得る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色発光の発光ダ
イオード(LED)を波長変換して白色発光とする白色
半導体発光装置の製造方法に関する。
イオード(LED)を波長変換して白色発光とする白色
半導体発光装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年になって、GaN系化合物半導体を
利用した高輝度の青色発光のLEDが開発され、その高
輝度性を活用して白色発光の半導体発光装置が製造され
るようになった。この白色発光の半導体発光装置は、青
色発光の発光素子の周りを蛍光物質を含む樹脂で封止
し、蛍光物質による青色と補色の関係となるような黄緑
色に波長変換することで白色発光を得るというもので、
その従来例を図9に示す。
利用した高輝度の青色発光のLEDが開発され、その高
輝度性を活用して白色発光の半導体発光装置が製造され
るようになった。この白色発光の半導体発光装置は、青
色発光の発光素子の周りを蛍光物質を含む樹脂で封止
し、蛍光物質による青色と補色の関係となるような黄緑
色に波長変換することで白色発光を得るというもので、
その従来例を図9に示す。
【0003】図示の例は表面実装型の半導体発光装置と
したもので、絶縁性の基板50に一対の電極51,52
を形成するとともに、一方の電極にサファイアの基板に
GaN系化合物半導体を積層した青色発光の発光素子5
3を搭載し、その上面のp側及びn側の電極をワイヤ5
4a,54bによって電極51,52にボンディングし
ている。そして、波長変換のための蛍光物質を含む波長
変換層55を沈殿法によって形成し、この波長変換層5
5を含んでエポキシの樹脂パッケージ56によって封止
している。
したもので、絶縁性の基板50に一対の電極51,52
を形成するとともに、一方の電極にサファイアの基板に
GaN系化合物半導体を積層した青色発光の発光素子5
3を搭載し、その上面のp側及びn側の電極をワイヤ5
4a,54bによって電極51,52にボンディングし
ている。そして、波長変換のための蛍光物質を含む波長
変換層55を沈殿法によって形成し、この波長変換層5
5を含んでエポキシの樹脂パッケージ56によって封止
している。
【0004】このような構成では、発光素子53の発光
層からの光は主として上方向に出射されるが、側方に向
けても光が放出される。そして、発光素子53の上面に
沈殿法によって積層された波長変換層55を抜けると
き、青色発光の一部が蛍光物質を励起して黄緑色を発生
させ、青色発光と黄緑色発光が樹脂パッケージ56から
出射される。
層からの光は主として上方向に出射されるが、側方に向
けても光が放出される。そして、発光素子53の上面に
沈殿法によって積層された波長変換層55を抜けると
き、青色発光の一部が蛍光物質を励起して黄緑色を発生
させ、青色発光と黄緑色発光が樹脂パッケージ56から
出射される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、沈殿法によ
って蛍光物質を含む波長変換層55を形成すると、一様
な層厚とすることができるものの、図示のように発光素
子53の側面の全体を被覆できず、側面の一部が露出し
てしまう。これを防ぐためには沈殿量を多くして発光素
子53の全体が埋まるようにすればよいが、主光取出し
面である発光素子53の上面に被さる波長変換層55の
層厚が過剰となり、良好な白色発光が得られない。
って蛍光物質を含む波長変換層55を形成すると、一様
な層厚とすることができるものの、図示のように発光素
子53の側面の全体を被覆できず、側面の一部が露出し
てしまう。これを防ぐためには沈殿量を多くして発光素
子53の全体が埋まるようにすればよいが、主光取出し
面である発光素子53の上面に被さる波長変換層55の
層厚が過剰となり、良好な白色発光が得られない。
【0006】このように、沈殿法による波長変換層55
の形成では発光素子53の側面の一部が露出してしまう
ので、この側面から青色発光が出射されてしまう。この
ため、主光取出し面からの白色発光に青色発光が混ざっ
てしまい、混色性が低下すると同時に配光性も不良とな
る。したがって、十分に純粋な白色発光が得られないこ
とになる。
の形成では発光素子53の側面の一部が露出してしまう
ので、この側面から青色発光が出射されてしまう。この
ため、主光取出し面からの白色発光に青色発光が混ざっ
てしまい、混色性が低下すると同時に配光性も不良とな
る。したがって、十分に純粋な白色発光が得られないこ
とになる。
【0007】また、沈殿法に代えてポッティングによっ
て波長変換層を形成することもできる。このポッティン
グによる波長変換層の形成にはディスペンサによって蛍
光物質を含む樹脂を滴下するので、図中の一点鎖線で示
すような層厚の分布となる傾向にある。一方、波長変換
層の層厚が一様でないと、波長変換率が場所によって異
なってしまう。すなわち、波長変換層の層厚が薄い部分
では波長変換率が低下して青みがかった白色光となり、
沈殿法による場合と同様に十分に純粋な白色発光が得ら
れない。
て波長変換層を形成することもできる。このポッティン
グによる波長変換層の形成にはディスペンサによって蛍
光物質を含む樹脂を滴下するので、図中の一点鎖線で示
すような層厚の分布となる傾向にある。一方、波長変換
層の層厚が一様でないと、波長変換率が場所によって異
なってしまう。すなわち、波長変換層の層厚が薄い部分
では波長変換率が低下して青みがかった白色光となり、
沈殿法による場合と同様に十分に純粋な白色発光が得ら
れない。
【0008】このように、従来の製造方法では、発光素
子53の周りに均等な厚さの波長変換層を形成すること
ができず、混色性や配光性が乏しくなり、良好な白色発
光を得ることができない。
子53の周りに均等な厚さの波長変換層を形成すること
ができず、混色性や配光性が乏しくなり、良好な白色発
光を得ることができない。
【0009】本発明は、発光素子の周り全体に一様な厚
さの波長変換層を形成でき純粋な白色発光が得られる白
色半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
さの波長変換層を形成でき純粋な白色発光が得られる白
色半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板材に形成
した電極パターンにバンプ電極を形成する工程と、青色
発光の発光素子をフリップチップ型として前記バンプ電
極を介して前記電極パターンに導通搭載する工程と、前
記発光素子の両端面からの距離を一様とするパターンで
前記基板材にメタルマスクを被せる工程と、前記メタル
マスクのパターンを利用して蛍光物質を含む波長変換樹
脂をスクリーン印刷法によって印刷形成する工程と、前
記波長変換樹脂を含んで樹脂のパッケージ層で封止する
工程と、1個ずつの発光素子を含むようにダイシングす
る工程とからなることを特徴とする。
した電極パターンにバンプ電極を形成する工程と、青色
発光の発光素子をフリップチップ型として前記バンプ電
極を介して前記電極パターンに導通搭載する工程と、前
記発光素子の両端面からの距離を一様とするパターンで
前記基板材にメタルマスクを被せる工程と、前記メタル
マスクのパターンを利用して蛍光物質を含む波長変換樹
脂をスクリーン印刷法によって印刷形成する工程と、前
記波長変換樹脂を含んで樹脂のパッケージ層で封止する
工程と、1個ずつの発光素子を含むようにダイシングす
る工程とからなることを特徴とする。
【0011】本発明によれば、発光素子の周り全体に一
様な厚さの波長変換層を形成でき純粋な白色発光が得ら
れる白色半導体発光装置の製造方法が得られる。
様な厚さの波長変換層を形成でき純粋な白色発光が得ら
れる白色半導体発光装置の製造方法が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、基板材
に形成した電極パターンにバンプ電極を形成する工程
と、青色発光の発光素子をフリップチップ型として前記
バンプ電極を介して前記電極パターンに導通搭載する工
程と、前記発光素子の両端面からの距離を一様とするパ
ターンで前記基板材にメタルマスクを被せる工程と、前
記メタルマスクのパターンを利用して蛍光物質を含む波
長変換樹脂をスクリーン印刷法によって印刷形成する工
程と、前記波長変換樹脂を含んで樹脂のパッケージ層で
封止する工程と、1個ずつの発光素子を含むようにダイ
シングする工程とからなることを特徴とする白色半導体
発光装置の製造方法であり、青色の混色がなく純粋な白
色発光の白色半導体発光装置を得ることができるという
作用を有する。
に形成した電極パターンにバンプ電極を形成する工程
と、青色発光の発光素子をフリップチップ型として前記
バンプ電極を介して前記電極パターンに導通搭載する工
程と、前記発光素子の両端面からの距離を一様とするパ
ターンで前記基板材にメタルマスクを被せる工程と、前
記メタルマスクのパターンを利用して蛍光物質を含む波
長変換樹脂をスクリーン印刷法によって印刷形成する工
程と、前記波長変換樹脂を含んで樹脂のパッケージ層で
封止する工程と、1個ずつの発光素子を含むようにダイ
シングする工程とからなることを特徴とする白色半導体
発光装置の製造方法であり、青色の混色がなく純粋な白
色発光の白色半導体発光装置を得ることができるという
作用を有する。
【0013】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【0014】図1〜図6は本実施の形態における製造方
法を順に示す概略図である。
法を順に示す概略図である。
【0015】図1は絶縁性の基板材1に電極パターン
2,3を形成し、これらの電極パターン2,3の所定の
位置にバンプ電極2a,3aをスタッドバンプボンディ
ング法によって形成するまでの工程である。
2,3を形成し、これらの電極パターン2,3の所定の
位置にバンプ電極2a,3aをスタッドバンプボンディ
ング法によって形成するまでの工程である。
【0016】図2はGaN系化合物半導体を利用した青
色発光の発光素子4をフリップチップ型でバンプ電極2
a,3aに導通搭載するまでの工程である。この工程で
は、図において発光素子4の下面側に向いているp側及
びn側の電極をバンプ電極2a,3aに位置合わせして
搭載し超音波振動及び加熱によってバンプ電極2a,3
aを介して発光素子4が電極パターン2,3に導通固定
される。
色発光の発光素子4をフリップチップ型でバンプ電極2
a,3aに導通搭載するまでの工程である。この工程で
は、図において発光素子4の下面側に向いているp側及
びn側の電極をバンプ電極2a,3aに位置合わせして
搭載し超音波振動及び加熱によってバンプ電極2a,3
aを介して発光素子4が電極パターン2,3に導通固定
される。
【0017】図3は発光素子4の導通搭載後にメタルマ
スク20のパターンを基板材1の上に被せる工程であ
る。メタルマスク20のパターンは発光素子4の左右両
端からの距離が等しくなるように形成され、その厚さは
後工程で発光素子4の上面に被せる波長変換層の厚さが
白色波長変換に十分となる程度としたものである。
スク20のパターンを基板材1の上に被せる工程であ
る。メタルマスク20のパターンは発光素子4の左右両
端からの距離が等しくなるように形成され、その厚さは
後工程で発光素子4の上面に被せる波長変換層の厚さが
白色波長変換に十分となる程度としたものである。
【0018】メタルマスク20のパターン形成の後に
は、青から白への波長変換のための蛍光物質(たとえば
(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce等が好適であ
る)を混入した波長変換樹脂21をスクリーン印刷法に
よって印刷する。このスクリーン印刷の後にメタルマス
ク20のパターンを取り除き硬化させると、図4に示す
ように基板材1と電極パターン2,3の上に一様な肉厚
であって発光素子4の左右の両端面からの距離が等しい
波長変換樹脂21の層が形成される。
は、青から白への波長変換のための蛍光物質(たとえば
(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce等が好適であ
る)を混入した波長変換樹脂21をスクリーン印刷法に
よって印刷する。このスクリーン印刷の後にメタルマス
ク20のパターンを取り除き硬化させると、図4に示す
ように基板材1と電極パターン2,3の上に一様な肉厚
であって発光素子4の左右の両端面からの距離が等しい
波長変換樹脂21の層が形成される。
【0019】次いで、基板材1の上に成形型(図示せ
ず)を被せてエポキシを注入し、図5に示すようにパッ
ケージ層22を形成する。このパッケージ層22は波長
変換樹脂21の全体を被覆するほぼ台形状の縦断面形状
を持つように形成される。
ず)を被せてエポキシを注入し、図5に示すようにパッ
ケージ層22を形成する。このパッケージ層22は波長
変換樹脂21の全体を被覆するほぼ台形状の縦断面形状
を持つように形成される。
【0020】パッケージ層22の形成の後には、図6に
示すようにダイサー23でダイシングすることにより、
図7に示す白色半導体発光装置を製品として得ることが
できる。
示すようにダイサー23でダイシングすることにより、
図7に示す白色半導体発光装置を製品として得ることが
できる。
【0021】図8は製造された白色半導体発光装置の詳
細を示す縦断面図である。
細を示す縦断面図である。
【0022】図示のように、ダイシングによって、基板
材1が基板5となり、電極パターン2,3が電極6,7
となり、波長変換樹脂21が波長変換層8となり、パッ
ケージ層22が樹脂パッケージ9として成形される。波
長変換層8は、図3及び図4で示したようにメタルマス
ク20を利用してスクリーン印刷法によって形成される
ので、発光素子4の全体を被覆し、その主光取出し面
(図において上面)からの層厚は均一である。また、ダ
イシング間隔を図8において波長変換層8の左右方向の
長さと一致させれば、発光素子4の周りを図8に示す左
右方向の厚さで全方位を被覆できる。
材1が基板5となり、電極パターン2,3が電極6,7
となり、波長変換樹脂21が波長変換層8となり、パッ
ケージ層22が樹脂パッケージ9として成形される。波
長変換層8は、図3及び図4で示したようにメタルマス
ク20を利用してスクリーン印刷法によって形成される
ので、発光素子4の全体を被覆し、その主光取出し面
(図において上面)からの層厚は均一である。また、ダ
イシング間隔を図8において波長変換層8の左右方向の
長さと一致させれば、発光素子4の周りを図8に示す左
右方向の厚さで全方位を被覆できる。
【0023】このように、本発明では、発光素子4の周
りを一様に波長変換層8で被覆できるので、発光素子4
の主光取出し面及び側方からの光の全てについて均等に
波長変換できる。このため、青色発光が混入することが
なく、純粋な白色発光が高輝度で得られる。
りを一様に波長変換層8で被覆できるので、発光素子4
の主光取出し面及び側方からの光の全てについて均等に
波長変換できる。このため、青色発光が混入することが
なく、純粋な白色発光が高輝度で得られる。
【0024】
【発明の効果】本発明では、波長変換層を発光素子まわ
りにほぼ一様な肉厚で形成できるので、青色発光の混色
がなく、高輝度の白色発光が可能な白色半導体発光装置
を得ることができる。
りにほぼ一様な肉厚で形成できるので、青色発光の混色
がなく、高輝度の白色発光が可能な白色半導体発光装置
を得ることができる。
【図1】基板材の上に形成した電極パターンにバンプ電
極を形成する工程であって、(a)は平面図 (b)は(a)のA−A線矢視による縦断面図
極を形成する工程であって、(a)は平面図 (b)は(a)のA−A線矢視による縦断面図
【図2】バンプ電極を介して発光素子を実装搭載する工
程であって、(a)平面図 (b)は縦断面図
程であって、(a)平面図 (b)は縦断面図
【図3】発光素子の実装搭載後にメタルマスクを被せる
工程であって、(a)は平面図 (b)は縦断面図
工程であって、(a)は平面図 (b)は縦断面図
【図4】メタルマスクのパターンを利用したスクリーン
印刷法によって波長変換樹脂を形成する工程であって、
(a)は印刷後の平面図 (b)は縦断面図
印刷法によって波長変換樹脂を形成する工程であって、
(a)は印刷後の平面図 (b)は縦断面図
【図5】波長変換樹脂の形成後にエポキシのパッケージ
層を形成する工程であって、(a)は平面図 (b)は縦断面図
層を形成する工程であって、(a)は平面図 (b)は縦断面図
【図6】パッケージ層形成後のダイシング工程を示す平
面図
面図
【図7】ダイシング工程によって得られた白色半導体発
光装置の外観斜視図
光装置の外観斜視図
【図8】本発明の製造方法によって得られた白色半導体
発光装置の縦断面図
発光装置の縦断面図
【図9】従来の製造方法による白色半導体発光装置の縦
断面図
断面図
1 基板材 2,3 電極パターン 2a,3a バンプ電極 4 発光素子 5 基板 6,7 電極 8 波長変換層 9 樹脂パッケージ 20 メタルマスク 21 波長変換樹脂 22 パッケージ層 23 ダイサー
Claims (1)
- 【請求項1】 基板材に形成した電極パターンにバンプ
電極を形成する工程と、青色発光の発光素子をフリップ
チップ型として前記バンプ電極を介して前記電極パター
ンに導通搭載する工程と、前記発光素子の両端面からの
距離を一様とするパターンで前記基板材にメタルマスク
を被せる工程と、前記メタルマスクのパターンを利用し
て蛍光物質を含む波長変換樹脂をスクリーン印刷法によ
って印刷形成する工程と、前記波長変換樹脂を含んで樹
脂のパッケージ層で封止する工程と、1個ずつの発光素
子を含むようにダイシングする工程とからなることを特
徴とする白色半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000325331A JP2002134792A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 白色半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000325331A JP2002134792A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 白色半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002134792A true JP2002134792A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18802714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000325331A Withdrawn JP2002134792A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 白色半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002134792A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004082036A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | 固体素子デバイスおよびその製造方法 |
JP2005033138A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Stanley Electric Co Ltd | 蛍光体一体型ledランプ及びその製造方法 |
JP2006013311A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置の製造方法及び発光装置 |
JPWO2004082036A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2006-06-15 | 豊田合成株式会社 | 固体素子デバイスおよびその製造方法 |
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US7938636B2 (en) | 2006-08-03 | 2011-05-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Injection apparatus, semiconductor light emitting apparatus, manufacturing apparatus, and manufacturing method of semiconductor light emitting apparatus |
CN103236492A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-07 | 江苏梁丰照明有限公司 | 专用于液体照明/装饰的led封装结构及封装方法 |
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