JP2002368281A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

発光ダイオードの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の製法における成形した反射枠を用いる
製法による不具合を解消し、発光ダイオード製品の品質
や信頼性を向上させ、更には小型化やコストダウンを可
能とする発光ダイオードの製造方法を提供すること。 【解決手段】 ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記
ＬＥＤ素子を透光性樹脂で覆う第１の工程と、前記透光
性樹脂の硬化後に前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性
樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形
成された溝部に光反射性樹脂を充填する第３の工程と、
前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥ
Ｄ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発
光ダイオードに分離する第４の工程とを含むこと。なお
前記第１および第２の工程に代えて金型等を用いて島状
の透光性樹脂を形成する工程を実施してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオードの製
造方法に関する。更に詳しくは、製造上の利点を有する
発光ダイオードの新規な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発光ダイオードの製造方法を図５
と図６の斜視図を用いて説明する。図５において１は基
板であり、その上面の電極パターン（図示せず）に所定
の位置・間隔で多数のチップ状のＬＥＤ素子２が実装さ
れており、金線等のボンディングワイヤ３等にて必要な
接続もされている。発光ダイオードの光利用率を上げる
ために光反射性の部材が必要である。１０はそのための
反射枠で、光反射性とするため白色の熱可塑性樹脂を射
出成形したものであり、厚さはＬＥＤ素子２およびボン
ディングワイヤ３の全高よりも大である。反射枠１０に
は基板１上のＬＥＤ素子２に合わせた位置に多数の穴１
０ａが形成されている。反射枠１０の材質はとしては、
例えば液晶ポリマー、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレ
ート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が用
いられる。
【０００３】基板１と反射枠１０とを図６のように重ね
て接着した後、ＬＥＤ素子２が嵌入した各々の穴１０ａ
内に液状の透光性樹脂４を注入し、樹脂を硬化させる。
透光性樹脂４は透明であり内部のＬＥＤ素子が見えるの
で、図面ではこの部分のみを透視図で表現してある。透
光性樹脂４には通常透明な熱硬化性樹脂、例えばエポキ
シ樹脂が使用される。これにより各ＬＥＤ素子２は樹脂
封止され、また発光した光は穴１０ａの白色の内面で反
射され効率よく利用されることになる。透光性樹脂４の
硬化後、ダイシング装置を用いて基板１と反射枠１０と
は同時に、矢印線で示したカッティングライン８に沿っ
て薄いダイシングブレード（図示せず）で切込むことに
より縦横に切断され、樹脂封止されたＬＥＤ素子を一個
づつ含んだ個々の発光ダイオードに分離される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
ては以下の問題点がある。 （１）透光性樹脂４（熱硬化性樹脂）と反射枠１０（熱
可塑性樹脂）との熱膨張係数を合わせることが困難であ
るため、リフロー工程等加熱される工程において例えば
ＬＥＤ素子の剥がれ、ボンディングワイヤの断線、反射
枠の剥がれ等の不具合が起ることがあり、製造上の歩留
りと製品の信頼性向上に限界があった。
【０００５】（２）光の反射に寄与するのは反射枠の表
面であるから、カッティングで削除されて残る厚さは原
理的には極めて薄くてよい。しかし反射枠が射出成形で
作られるため、壁面の肉厚を極めて薄くできないのでラ
ンプ（発光ダイオード）の小型化に限界があった。 （３）基板と反射枠を貼り合わせるので、貼り公差すな
わち接着の位置ずれ量を考慮しなければならない。この
こともランプの更なる小型化を妨げる要因となってい
た。また接着剤（エポキシ樹脂系が用いられる）の穴内
や枠外へのはみ出しも不具合の原因の一つであった。 （４）また反射枠の成形には金型等の設備を用いるの
で、殊に少量生産の場合低コスト化が困難であった。
【０００６】本発明の目的は、従来の製法における成形
した反射枠を用いることによる不具合を解消し、発光ダ
イオード製品の品質や信頼性を向上させ、更には小型化
やコストダウンも可能とする発光ダイオードの製造方法
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の発光ダイオードの製造方法は次の特徴を備え
る。 （１）ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記ＬＥＤ素
子を透光性樹脂で覆う第１の工程と、前記透光性樹脂の
硬化後に前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性樹脂を除
去する第２の工程と、該第２の工程によって除去された
溝部に光反射性樹脂を充填する第３の工程と、前記光反
射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の
周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオ
ードに分離する第４の工程とを含むこと。
【０００８】本発明の発光ダイオードの製造方法は上記
（１）の特徴に加えて更に以下の特徴を備えることがあ
る。 （２）前記第２の工程および前記第４の工程はダイシン
グ装置を使用して行うこと。
【０００９】本発明の発光ダイオードの製造方法は上記
（１）および（２）の特徴に加えて更に以下の特徴を備
えることがある。 （３）前記第２の工程においては比較的に幅の広いダイ
シングブレードを用い、前記第４の工程においては比較
的に幅の狭いダイシングブレードを用いること。
【００１０】本発明の発光ダイオードの製造方法はまた
次の特徴を備えることがある。 （４）ＬＥＤ素子を多数実装した基板の前記個々のＬＥ
Ｄ素子を包む島状の透光性樹脂で覆う第１の工程と、前
記透光性樹脂の硬化後に前記島状の透光性樹脂の間隙に
光反射性樹脂を充填する第２の工程と、前記光反射性樹
脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子の周囲に
残すように前記基板を切断して個々の発光ダイオードに
分離する第３の工程とを含むこと。
【００１１】本発明の発光ダイオードの製造方法は上記
（１）ないし（４）のいずれかの特徴に加えて更に以下
の特徴を備えることがある。 （５）前記透光性樹脂の基材と前記光反射性樹脂の基材
とに近似の性質のあるいは同一の樹脂を用いたこと。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を、そ
の製造工程の要所を示した図１ないし図４を用いて説明
する。図１は発光ダイオードの分離工程を示す斜視図、
図２は基板全面を透光性樹脂で被覆した状態を示す斜視
図、図３は発光ダイオードの周囲に透光性樹脂を島状に
形成する工程を示す斜視図、図４は島状の透光性樹脂の
間隙に光反射性樹脂を充填した状態を示す斜視図であ
る。各図は基板の全面でなく、角に近い一部を示してい
る。また実際の工程は図２、図３、図４、図１の順に進
行するので以下の説明はこの順番に行う。
【００１３】まず従来例と同様に多数のＬＥＤ素子２が
所定位置に実装された基板１を用意し、その上面にＬＥ
Ｄ素子２を埋没させるに十分でかつ一様な厚さに液状の
透光性樹脂４（普通、半導体の封止に適したエポキシ樹
脂が選択される）を流した後硬化させ、ＬＥＤ素子を封
止する（第１の工程とする）。硬化後の状態を図２に示
す。なお透光性樹脂４は透明で内部が透視できるものと
して、従来例（図６）と同様にこの部分を透視図で表し
た。これは他の図でも同様である。
【００１４】図３に示す次の工程（第２の工程とする）
においては、ＬＥＤ素子２の中間の透光性樹脂４の層を
ダイシング装置を用い、発光ダイオードを切断分離する
際に用いるよりも幅の広い、厚いダイシングブレード６
をカットライン８に沿って走らせる縦横方向のハーフダ
イシング（基板１を切断しない切削または研削加工）に
より除去し、透光性樹脂４を基板１の上面に島状に残
し、各島状部の中間に縦横に交差した溝９を形成する。
溝９の深さは基板１の上面に極めて近いかあるいは基板
１に浅く切り込む程度がよい。
【００１５】図４は次の工程（第３の工程とする）を行
った結果を示す。本工程では溝９内に光反射性樹脂５を
透光性樹脂４とほぼ同じ厚さになるよう充填し、かつ硬
化させる。光反射性樹脂５は反射性を良くした材質が好
ましく、例えば白色顔料を混入したエポキシ樹脂を使用
する。充填作業では複雑な金型を必要としない。また光
反射性樹脂５は透光性樹脂４とは樹脂の基材が同質（エ
ポキシ系）であれば相互の接合も強く、また基板１の基
材もエポキシ樹脂であればそれともよく接合する。また
各部材の熱的性質（例えば熱膨張率）や場合によっては
他の機械的な性質も揃えやすく、従来例で述べたような
不具合が生じ難い。なお、溝に充填された光反射性樹脂
５の存在部位を明瞭に示すため、図４においてのみはそ
の表面に打点を行ってある。
【００１６】図１は最終の工程（第４の工程とする）の
途中の状態を模式的に示している。本工程においては、
充填された光反射性樹脂５の幅の中央部を、下部の基板
１と諸共に、薄い（通常の切断用の厚さの）ダイシング
ブレード６を用い、溝９（本図には図示せず）の中央を
通るカッティッグライン８に沿って切断し、個々の発光
ダイオードのランプに分離する。ダイシングブレード６
の幅が溝幅よりも狭いため、分離された発光ダイオード
の周囲には光反射性樹脂５の薄い層が残り、その内面が
光反射面として作用する。この反射層は島状の透光性樹
脂４の側面と強固に接合しているためかなり薄くて差し
支えなく、分離された発光ダイオードのサイズの小型化
に寄与する。この製造方法により、従来品と発光性能や
機械的性質に差がなく、しかも品質、サイズ、コスト面
での長所を有する発光ダイオード製品が量産的に得られ
る。
【００１７】以上本発明の実施の形態の一例について説
明したが、本発明の実施の形態はもとより本例に捕らわ
れるべきではない。以下にいくつかの変更例を示す。 （１）光反射性樹脂を充填する溝を形成するには必ずし
も厚さの異なるブレードを必要としない。同じ幅のブレ
ードで溝の形成と発光ダイオードの分離を切込み深さを
変えて行うこともできる。溝の幅が必要な場合には薄い
ブレードを切込みを浅くして複数回平行に走らせればよ
い。 （２）光反射性樹脂を充填する空間形成のため、島状の
透光性樹脂を切削でなく他の方法、例えば金型等を用い
て形成してもよい。
【００１８】（３）透光性樹脂は着色されていてもよ
く、また光散乱性を与えられていてもよい。例えば青色
ＬＥＤを用いたり、更に透光性樹脂に蛍光剤を混ぜ白色
発光などの色変換をさせてもよい。 （４）ＬＥＤ素子やボンディングの型式は任意である。 （５）２個以上の個数のＬＥＤ素子を透光性樹脂で封止
し、それらの周囲に光反射性樹脂を残すように切断分離
してもよい。
【００１９】（６）複数のＬＥＤ素子の中間に光反射性
樹脂を残したまま、それらをまとめて切断分離してもよ
い。なおこの場合には分離カットされない部分の光反射
性樹脂が充填される溝の幅をカッティングブレードの幅
およびその公差分だけ狭くしＬＥＤ素子同志を近接させ
ワンパッケージされた発光ダイオードを小型化ことがで
きる。なお、基板や透光性樹脂や光反射性樹脂の材質の
選択も、本発明の製造方法が適用できる限り任意であ
る。また説明したのは工程の主要部のみであり、その中
間に必然的に挿入される補足的なあるいは常識的な工程
については説明を省略した。
【００２０】
【発明の効果】（１）本発明においては透光性樹脂と光
反射性樹脂との熱的性質や機械的性質を容易に合わせる
ことができるため、加熱工程において発生するトラブル
を避け、製造上の歩留りと製品の信頼性を向上させるこ
とができる。 （２）本発明においては光反射性樹脂の厚さをかなり薄
くできるので、発光ダイオードの小型化を図ることがで
きる。
【００２１】（３）本発明においては反射枠の接着工程
がないので光反射性部材の位置ずれが起こらず、その公
差に相当する発光ダイオードの小型化を可能とするし、
接着剤のはみ出しによる不具合も解消される。 （４）本発明においては光反射性部材の成形に必ずしも
金型等の設備を必要としないので、殊に少量生産の場合
に低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例における発光ダイオ
ードの分離工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例において基板全面を
透光性樹脂で被覆した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例において発光ダイオ
ードの周囲に透光性樹脂を島状に形成する工程を示す斜
視図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例において島状の透光
性樹脂の間隙に光反射性樹脂を充填した状態を示す斜視
図である。
【図５】従来例における基板と反射枠との関係を示す斜
視図である。
【図６】従来例における発光ダイオードの分離工程を示
す斜視図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ ＬＥＤ素子 ３ ボンディングワイヤ ４ 透光性樹脂 ５ 光反射性樹脂 ６ ダイシングブレード ７ 厚いダイシングブレード ８ カッティングライン ９ 溝 １０ 反射枠 １０ａ 穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 将英 山梨県富士吉田市上暮地１丁目23番１号 株式会社シチズン電子内 Ｆターム(参考） 5F041 AA42 CA76 DA46 DA55 DA58 DA59 DA78

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＬＥＤ素子を多数実装した基板上の前記
    ＬＥＤ素子を透光性樹脂で覆う第１の工程と、前記透光
    性樹脂の硬化後に前記ＬＥＤ素子の中間部の前記透光性
    樹脂を除去する第２の工程と、該第２の工程によって形
    成された溝部に光反射性樹脂を充填する第３の工程と、
    前記光反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥ
    Ｄ素子の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発
    光ダイオードに分離する第４の工程とを含むことを特徴
    とする発光ダイオードの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記第２の工程および前記第４の工程は
    ダイシング装置を使用して行うことを特徴とする請求項
    １の発光ダイオードの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記第２の工程においては比較的に幅の
    広いダイシングブレードを用い、前記第４の工程におい
    ては比較的に幅の狭いダイシングブレードを用いること
    を特徴とする請求項２の発光ダイオードの製造方法。
  4. 【請求項４】 ＬＥＤ素子を多数実装した基板の前記個
    々のＬＥＤ素子を包む島状の透光性樹脂で覆う第１の工
    程と、前記透光性樹脂の硬化後に前記島状の透光性樹脂
    の間隙に光反射性樹脂を充填する第２の工程と、前記光
    反射性樹脂の硬化後に該光反射性樹脂を前記ＬＥＤ素子
    の周囲に残すように前記基板を切断して個々の発光ダイ
    オードに分離する第３の工程とを含むことを特徴とする
    発光ダイオードの製造方法。
  5. 【請求項５】 前記透光性樹脂の基材と前記光反射性樹
    脂の基材とに近似の性質のあるいは同一の樹脂を用いた
    ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの発光ダ
    イオードの製造方法。
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