JP2002368286A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
に適するLED及びその製造方法。 【解決手段】 10はチップタイプのLEDである。基
板1の両面にわたって電極2が形成されており、下面側
の電極2は外部接続端子となっている。基板1上に搭載
されたLED素子3と各電極2との間はAu、Al等の
ワイヤで配線されている。LED素子3を封止している
直方体形状の外形をした第一の樹脂4の外側を直方体形
状の外形をした第二の樹脂5が覆っている。第二の樹脂
5にはLEDの発光色を変化させる蛍光物質や着色剤が
含まれている。第二の樹脂5の4方向の側面に反射率の
高いAgやAlなどの金属のメッキ層からなる反射部が
被覆してある。
Description
(以下LEDと略記する)及びその製造方法に関する。
の化合物半導体ウエハ上にPN接合を形成し、これに順
方向電流を通じて可視光又は近赤外光の発光を得るもの
であり、近年表示、通信、計測、制御等に広く応用され
ている。しかし、このような従来のLEDの発光色は限
られた色調のものしか存在しない。そこで、所望のカラ
ー光源を得ようと、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の
封止樹脂中に蛍光物質を混入させる試みがあった。
このようなLEDでは、蛍光物質は、封止樹脂よりも比
重が大きいために、樹脂に混入後キュアー炉で樹脂を硬
化させる過程において蛍光物質が沈殿してしまい、均一
に拡散させることができない。量産上色調や輝度のバラ
ツキが避けられずコストアップを招くので、これらのバ
ラツキをいかに少なくしてコストを押さえるかが課題で
あった。
するためになされたものであり、その目的は、歩留が向
上して量産に適するLED及びその製造方法を提供する
ことである。
ために、本発明のうちで請求項1記載の発明は、外部接
続端子を有する基板上に発光素子を実装して樹脂封止し
た発光ダイオードにおいて、前記発光素子を封止した第
一の樹脂の外側を第二の樹脂で覆うと共に、前記樹脂の
いずれか一方に蛍光物質又は蛍光物質及び着色剤を混入
させ、又は、前記樹脂のいずれか一方には前記蛍光物質
を、他方には前記着色剤を振り分けて混入させ、前記第
二の樹脂の側面には反射部を形成したことを特徴とす
る。
の発明の構成のうち、前記第一の樹脂及び第二の樹脂の
外形はそれぞれ直方体形状をなすことを特徴とする。
の発明の構成のうち、前記第一の樹脂の外形は直方体形
状をなし、前記第二の樹脂の外形は基板から厚み方向に
離れるに従って外側に開いた倒立台形形状をなすことを
特徴とする
請求項3のいずれかに記載の発明の構成のうち、前記第
一の樹脂の一部にレンズ形状部を形成したことを特徴と
する。
ドを製造する方法において、前記発光ダイオードを多数
個取りできる集合基板上に発光素子を実装し第一の樹脂
で封止する工程と、ハーフダイシングにより前記集合基
板上の前記第一の樹脂を個々に分割し、前記第一の樹脂
全体を包み込むように第二の樹脂を被覆する工程と、ハ
ーフダイシングにより前記集合基板上の前記第二の樹脂
を個々に分割した後の前記第二の樹脂の側面にメッキに
よる反射部を形成する工程と、フルダイシングにより前
記集合基板を個々の発光ダイオードに分割する工程とを
有すると共に、前記樹脂のいずれか一方に蛍光物質又は
蛍光物質及び着色剤を混入させ、又は、前記樹脂のいず
れか一方には前記蛍光物質を、他方には前記着色剤を振
り分けて混入させたことを特徴とする。
に基づいて詳細に説明する。まず、第一の実施の形態で
あるLEDの構成について説明する。図1は本発明の第
一の実施の形態であるLEDの斜視図、図2及び図3は
このLEDの製造方法を示す断面図である。
Dである。1はエポキシ樹脂等の絶縁材料から成る基板
であり、2は基板1の両面にわたって形成された一対の
電極であり、下面側の電極は外部接続端子となってい
る。3は青色発光素子であるLED素子であり、基板1
上に搭載されて各電極2との間にAu、Al等のボンデ
ィングワイヤで配線されている。4は直方体形状の外形
をしたエポキシ樹脂である第一の樹脂であり、LED素
子3を封止している。5は第一の樹脂4の外側を覆って
いる直方体形状の外形をしたシリコーン樹脂である第二
の樹脂である。第二の樹脂5には蛍光物質(YAG蛍光
体)及び着色剤が含まれている。6は第二の樹脂5の4
方向の側面に被覆した反射率の高いAgやAlなどの金
属のメッキ層である反射部である。
る。LED素子3を発して第一の樹脂4から外に向かっ
た光は、第二の樹脂5の中で蛍光物質(YAG蛍光体)
に当たった光は黄色に変化して出射し、蛍光物質に当た
らなかった光は青色のまま出射することになるため、こ
れら黄色と青色が混色することにより白色に見える光と
なる。従って、第二の樹脂5内に蛍光物質の他に着色剤
を混入させることにより所望の発光色を得ることができ
る。
ら、白の発光色を得るには蛍光物質を第一の樹脂4と第
二の樹脂5との少なくともいずれか一方に混入させれば
よいし、所望の発光色を得るには、第一の樹脂4と第二
の樹脂5とのいずれか一方に蛍光物質及び着色剤を一緒
に混入させるか、第一の樹脂4と第二の樹脂5とのいず
れか一方には前記蛍光物質を、他方には前記着色剤を振
り分けて混入させるようにしても良いことになる。ま
た、必要に応じて、酸化防止剤や老化防止剤を適宜少な
くとも一方の樹脂へ混入させてもよい。側面に向かった
光は第二の樹脂5の反射部6により反射され樹脂内部に
戻ることになり、やがては光の出射面側である上方へ向
かうため輝度が向上する。
法について説明する。この方法はチップタイプのLED
を多数個同時に加工する集合基板方式の製造方法であ
る。まず、図2(a)に示すように、両面銅箔張基板に
スルーホール1a加工を施し無電界Cuメッキを施して
両面の銅箔を電気的に接続した上で、ドライフィルムを
貼着してフォトエッチングによりパターン形成し、更に
Ni、Auの電解メッキにより電極2を形成した基板1
を基板メーカから調達する。ここで、スルーホール1a
周辺に貼着したドライフィルム1bは残しておく。
子3をダイボンディングにより搭載し、図2(c)に示
すように、基板1上の電極2との配線をAu、Al線等
によるワイヤーボンディングで行う。次に、図2(d)
に示すように、第一の樹脂4であるエポキシ系樹脂でL
ED素子3側全体を封止する。次に図2(e)に示すよ
うに、スルーホール1a上で第一の樹脂4をハーフダイ
シングにより切り分ける。
脂5である蛍光物質の入ったシリコーン樹脂で第一の樹
脂4を被覆する。次に、図3(g)に示すように、スル
ーホール1a上で第二の樹脂5をハーフダイシングによ
り切り分ける。次に、図3(h)に示すように、第二の
樹脂5の上面及び基板1下面にメッキレジストを印刷塗
布する。なお、第二の樹脂5の上面へのメッキレジスト
塗布は、図3(g)のハーフダイシングをする前に予め
塗布しておくようにしてもよい。つまり、第二の樹脂5
をハーフダイシングする前にメッキレジストを印刷塗布
してもよい。次に、図3(i)に示すように、第二の樹
脂5の側面にメッキ処理を施して反射部6を形成する。
次に、図3(j)に示すように、メッキレジストを除去
した後、チップ部品に分割するためのフルダイシングを
施して、図1のLED10が完成する。
ついて説明する。第二の樹脂5の側面(直方体の周囲4
面)の外側を光反射材料であるメッキ層6で覆ったの
で、基板1の内部から外へ出ようとする光も内部に戻せ
るので、必要な方向である上方への光の取り出し効率
(輝度)が向上する。多数個取りのできる集合基板を用
いて同時多数個の処理ができるので、製造コストの削減
ができる。
EDについて図面により説明する。図4は第二の実施の
形態であるLEDの側断面図である。図4において、第
一の樹脂4の一部には凸レンズ形状部4aが形成されて
いる。他の構成は第一の実施の形態と同様である。この
ようなLEDを製造するには、上述した図2の(d)の
工程において、第一の樹脂4による封止成形時に凸レン
ズ形状とは逆の形状である凹形状部を有する型枠を使用
して形成する。
た光はレンズ作用により集光されるので出射面側の集光
効率が向上して発光色の輝度が増加する。
EDについて図面により説明する。図5は第三の実施の
形態であるLEDの斜視図である。図5において、20
はチップタイプのLEDである。11はエポキシ樹脂等
から成る絶縁基板であり、12は基板11の両面にわた
って形成された一対の電極であり、下面側の電極は外部
接続端子となっている。13は青色発光素子であるLE
D素子であり、基板11上に搭載されて各電極12との
間にAu、Al等のワイヤで配線されている。
脂である第一の樹脂であり、LED素子13を封止して
いる。15は基板11から厚み方向に離れるに従って広
がった倒立台形形状の外形をして第一の樹脂14の外側
を覆っているシリコーン樹脂である第二の樹脂である。
第二の樹脂15には蛍光物質及び着色剤が含まれてい
る。16は第二の樹脂15の4方向の側面に被覆した反
射率の高いAgやAlなどの金属のメッキ層である反射
部である。なお、蛍光物質及び着色剤等の混入のさせ方
は第一の実施の形態で説明したものと同様である。
図面を用いて説明する。この方法はチップタイプのLE
Dを多数個同時に加工する集合基板方式の製造方法であ
り、まず、図6(a)から(e)までの前半の工程は基
本的に第一の実施の形態で図2(a)から(e)を用い
て説明したものと同様であるから説明を省略する。
脂15である蛍光物質、の入ったシリコーン樹脂で第一
の樹脂14を被覆する。次に、図7(g)に示すよう
に、基板11全体を反転させ、LED素子13の間の第
二の樹脂15をV字形の刃先を有したカッターを用いて
ハーフダイシングし、切り落とす寸前まで切り込む。次
に、図7(h)に示すように、基板11全体を反転し、
基板11が下方に位置するように元に戻して(戻さなく
ても可)第二の樹脂15の上面及び基板11の下面側に
メッキレジストを印刷塗布する。次に、図7(i)に示
すように、基板11及び第二の樹脂15の側面にメッキ
処理を施し反射部16を形成する。次に、図7(j)に
示すように、メッキレジストを除去した後、チップ部品
に分割するためのフルダイシングを施して、図5のLE
D20が完成する。
が光の出射面側に開いて傾斜しているために、LED素
子13から出射された光を必要な方向である上方へ反射
させて光取り出し効率(輝度)を一層向上させる。ま
た、第一の実施の形態の場合と同様に、着色剤を混入さ
せることにより、所望の発光色が得られる。本実施の形
態の第一の樹脂14の一部に第二の実施形態と同様なレ
ンズ形状部を形成して輝度向上の効果をあげることもで
きる。なお、以上各々の実施の形態において、メッキレ
ジストの代わりに、フィルムやシート類を貼着、剥離し
て代用しても良い。また、LEDについては、もっぱら
チップタイプとして設明してきたが、本発明は、チップ
タイプ、SMDタイプに限定されず、有効なものであ
る。
LED素子を封止した第一の樹脂の外側を第二の樹脂で
覆うと共に、前記樹脂のいずれか一方に蛍光物質又は蛍
光物質及び着色剤を混入させ、又は、前記樹脂のいずれ
か一方には前記蛍光物質を、他方には前記着色剤を振り
分けて混入させ、前記第二の樹脂の側面には反射部を形
成したので、白色を含めLEDの発光色を所望の色に変
化させることができ、かつ輝度も向上させることができ
た。
って励起させて発光色を変化させるため、単一のLED
で安定した色調バランスを得ることができる。
でしかも信頼性が高く、薄型化小型化にも対応できるL
EDの製造方法が得られた。
図である。
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
図である。
図である。
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 外部接続端子を有する基板上に発光素子
を実装して樹脂封止した発光ダイオードにおいて、前記
発光素子を封止した第一の樹脂の外側を第二の樹脂で覆
うと共に、前記樹脂のいずれか一方に蛍光物質又は蛍光
物質及び着色剤を混入させ、又は、前記樹脂のいずれか
一方には前記蛍光物質を、他方には前記着色剤を振り分
けて混入させ、前記第二の樹脂の側面には反射部を形成
したことを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項2】 前記第一の樹脂及び第二の樹脂の外形は
それぞれ直方体形状をなすことを特徴とする請求項1記
載の発光ダイオード。 - 【請求項3】 前記第一の樹脂の外形は直方体形状をな
し、前記第二の樹脂の外形は基板から厚み方向に離れる
に従って外側に開いた倒立台形形状をなすことを特徴と
する請求項1記載の発光ダイオード。 - 【請求項4】 前記第一の樹脂の一部にレンズ形状部を
形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れかに記載の発光ダイオード。 - 【請求項5】 発光ダイオードを製造する方法におい
て、前記発光ダイオードを多数個取りできる集合基板上
に発光素子を実装し第一の樹脂で封止する工程と、ハー
フダイシングにより前記集合基板上の前記第一の樹脂を
個々に分割し、前記第一の樹脂全体を包み込むように第
二の樹脂を被覆する工程と、ハーフダイシングにより前
記集合基板上の前記第二の樹脂を個々に分割した後の前
記第二の樹脂の側面にメッキによる反射部を形成する工
程と、フルダイシングにより前記集合基板を個々の発光
ダイオードに分割する工程とを有すると共に、前記樹脂
のいずれか一方に蛍光物質又は蛍光物質及び着色剤を混
入させ、又は、前記樹脂のいずれか一方には前記蛍光物
質を、他方には前記着色剤を振り分けて混入させたこと
を特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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