JP2004172636A - 発光ダイオード及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 各種インジケータ、ディスプレイ、光プリンターの書き込み光源やバックライト用光源などに利用可能なLEDチップを用いた発光ダイオードに係わり、特にLEDチップにかかる熱応力を低減させ、耐熱性に優れた発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【解決手段】 一対のリード電極の少なくとも一方とLEDチップの電極とをそれぞれ電気的に接続させた導電性ワイヤーと、前記LEDチップ及びワイヤーを被覆する透光性封止樹脂とを有する発光ダイオードにおいて、前記透光性封止樹脂はLEDチップを被覆する無機フィラーが含有され緩衝層として働く第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを有する発光ダイオードである。
【選択図】 図1
【解決手段】 一対のリード電極の少なくとも一方とLEDチップの電極とをそれぞれ電気的に接続させた導電性ワイヤーと、前記LEDチップ及びワイヤーを被覆する透光性封止樹脂とを有する発光ダイオードにおいて、前記透光性封止樹脂はLEDチップを被覆する無機フィラーが含有され緩衝層として働く第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを有する発光ダイオードである。
【選択図】 図1
Description
本発明は各種インジケータ、ディスプレイ、光プリンターの書き込み光源やバックライト用光源などに利用可能なLEDチップを用いた発光ダイオードに係わり、特にLEDチップにかかる熱応力を低減させ、耐熱性に優れた発光ダイオード及びその製造方法に関する。
今日、表面実装型や砲弾型などの種々の発光装置が様々な分野に利用されている。発光装置の一例である発光ダイオードは、支持体となる基板上にLEDチップを樹脂によってダイボンディングされている。また、LEDチップの各電極とワイヤーなどを用いて電気的に接続させると共に所望に応じてLEDチップを保護する透光性封止樹脂で被覆してある。
LEDチップのダイボンディング・ワイヤーボンディング後に基板の凹部内部に注入される封止樹脂には、一般に絶縁性且つ透光性を有し室温で液状の樹脂が使用される。具体例として、エポキシ樹脂やアクリレート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、又はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂等の熱可塑性樹脂が使用される。熱硬化性樹脂を用いた場合、樹脂硬化のため加熱により透光性樹脂を形成させることができる。また、熱可塑性樹脂を用いた場合、溶剤を揮発させることにより透光性樹脂を形成させることができる。
熱硬化性樹脂の特徴としては、成形時に熱硬化反応を伴い圧縮成形のような簡単な方法で成形可能であり堅くて頑丈な樹脂が得られる。耐熱性については、全般的に熱可塑性樹脂よりも優れている。熱可塑性樹脂の特徴としては、化学構造的には線状高分子を成している。また、押出成形、射出成形によって効率よく加工することができ、成形不良品については再製利用も可能である。更に、熱硬化性樹脂よりも透明樹脂を成形しやすく、透光性に優れている。
次に、LEDチップは、GaAs、GaP、GaAlAs、GaN、InGaN、InGaAlNなどの半導体発光層からなる。これらの半導体発光層からなるLED基板は、透光性封止樹脂を使用するため半導体の中でもIC基板などに比べ特に熱に弱く熱応力の発生が大きな問題とされていた。そのため、発熱放出の役割を持つリード電極などを形成することにより改善を行ってきた。
特開平5−29663号公報。
しかしながら、本発明などに用いるLEDチップにおいて量産性よく耐熱性の高い発光ダイオードを形成させる場合は上記方法では十分ではない場合があった。そのため、実装時のリフロー熱により、LEDチップ・基板・リード電極と透光性封止樹脂との熱膨張係数差による剥離に伴いワイヤーオープンが発生したり、ヒートサイクル性能が他の表面実装部品に比べ劣ることが問題とされており、耐熱性を向上させることを本発明の目的とした。
本発明は、発光ダイオードの信頼性が熱伝導経路である基板上のLEDチップ・基板・リード電極と透光性樹脂の界面に発生する熱応力にあることに着目し、透光性封止樹脂の構成成分を変化させたものである。
本発明は、更に詳細に説明した下記構成(1)〜(7)によって、上記本発明の目的を達成することができる。
(1)透光性封止樹脂はLEDチップ及びワイヤーを被覆する無機フィラーが含有され緩衝層として働く第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを有することを特徴とする発光ダイオード。
(2)前記緩衝層は線膨張係数が2×10−5(1/℃)以上6×10−5(1/℃)以下でると共に、緩衝部の厚みはLEDチップ上に20μm以上400μm以下である発光ダイオード。
(3)前記緩衝部には、シリカ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、希土類化合物から選択される少なくとも一種の無機フィラーが含有されている発光ダイオード。
(4)前記LEDチップはリード電極を有する表面に凹部を持った基板上に配置されると共に前記透光性封止樹脂は前記凹部内に配置される発光ダイオード。
(5)前記透光性封止樹脂は、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂から選択される少なくとも一種である発光ダイオード。
(6)前記緩衝部には無機フィラーの密度勾配があり、リード電極に近づくにつれ連続的に線膨張係数がリード電極の線膨張係数に近づく発光ダイオード
(7)リード電極とLEDチップ及び導電性ワイヤーによってワイヤボンドする工程と、前記LEDチップ及び導電性ワイヤー上に無機フィラーを混合撹拌させた該無機フィラーよりも比重の小さい熱硬化性或いは可塑性樹脂中の無機フィラーをLEDチップ側に沈降させる工程とを有する発光ダイオードの形成方法。
(1)透光性封止樹脂はLEDチップ及びワイヤーを被覆する無機フィラーが含有され緩衝層として働く第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを有することを特徴とする発光ダイオード。
(2)前記緩衝層は線膨張係数が2×10−5(1/℃)以上6×10−5(1/℃)以下でると共に、緩衝部の厚みはLEDチップ上に20μm以上400μm以下である発光ダイオード。
(3)前記緩衝部には、シリカ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、希土類化合物から選択される少なくとも一種の無機フィラーが含有されている発光ダイオード。
(4)前記LEDチップはリード電極を有する表面に凹部を持った基板上に配置されると共に前記透光性封止樹脂は前記凹部内に配置される発光ダイオード。
(5)前記透光性封止樹脂は、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂から選択される少なくとも一種である発光ダイオード。
(6)前記緩衝部には無機フィラーの密度勾配があり、リード電極に近づくにつれ連続的に線膨張係数がリード電極の線膨張係数に近づく発光ダイオード
(7)リード電極とLEDチップ及び導電性ワイヤーによってワイヤボンドする工程と、前記LEDチップ及び導電性ワイヤー上に無機フィラーを混合撹拌させた該無機フィラーよりも比重の小さい熱硬化性或いは可塑性樹脂中の無機フィラーをLEDチップ側に沈降させる工程とを有する発光ダイオードの形成方法。
本発明の構成により、LEDチップ・基板と透光性封止樹脂との界面に発生する熱応力を低減させる。これにより実装時のリフロー熱による剥離に伴うワイヤーオープンを減少させるものである。またLEDチップ・基板間に絶縁性熱伝導層である緩衝層が設けられることによりチップ実装側からのみ放熱されていた構造から、素子中の全てのLEDチップ・基板からの放熱が得られるため素子熱抵抗も低減できる。
本発明者は種々の実験の結果、凹部を持った基板上にLEDチップが配置される発光ダイオードにおいて無機フィラーを含有する透光性封止樹脂注入時に、無機フィラーをLEDチップ側に沈降させ緩衝層を成形することによって、耐熱性が急激に良くなることを見出し本発明を成すに至った。
即ち、一実施の形態における発光ダイオードでは、透光性封止樹脂の熱膨張率がLEDチップ・基板・リード電極に比べ大きいため熱衝撃による膨張・収縮挙動が発生し所望の信頼性が得られないことから、LEDチップ・基板・リード電極と透光性樹脂との界面に発生する熱応力を、緩衝部を有する透光性封止樹脂を成形することにより抑制し、耐熱性を向上させたものである。
以下、本発明の発光ダイオードの一例として表面実装型LEDを簡単に説明する。図1に本発明の模式的断面図を示す。インサート成形可能な耐熱性樹脂を基板106に用い、LEDチップ103を被覆した発光ダイオード100を構成する。支持体である基板106にはLEDチップ103と外部とを電気的に接続させるための内部電極105bがはめ込まれている。外部電極105aは、光反射性を高めるために銀でメッキされている。該LEDチップ103はダイボンディングにより固着係止されている。その後、LEDチップ103上に設けられた電極と基板の電極とを金線104によりワイヤーボンディングさせ、基板凹部内に透光性樹脂を注入し発光ダイオード100を形成させることができる。
本発明に用いたLEDチップはダブルへテロ構造を形成しているため、発光部からの光放出は多い。また、窒化物半導体を利用したLEDチップは結晶成長が難しいことから、窒化物半導体の物性から一般にサファイア基板上に形成される。このため、サファイア基板上に形成された半導体積層面側に正極及び負極の電極を形成する。また、発光層上のほぼ前面を覆う全面電極を形成する。このようなオーミック接触を取れる電極材料は限られており、この金属電極層を介して光が取り出される。
なお、本発明に用いる表面実装型発光ダイオードは、基板に側壁を有するタイプと基板上の側壁を取り除いた指向特性の異なるタイプの発光ダイオードが使用可能となる。以下、本発明の一実施形態を更に詳細に示す。
本発明に用いる発光ダイオードの構成は、先ず支持体である基板106が、インサート成形可能な耐熱性樹脂から成り、導通部としてリード電極105を設ける。該リード電極には、外部電極105aと内部電極105bがある。該リード電極105は光取り出し効率を損なわないためにAgメッキされた銅電極を使用してある。次に基板106の凹部内に発光素子としてAlGaInPからなるLEDチップ103をダイボンド機器を用いてAgペースト導電性接着剤でマウントする。
次にマウントされたLEDチップ103の発光面側の電極と基板106のリード電極105とをワイヤボンディング機器を用いてワイヤボンドさせる。使用したワイヤーは金ワイヤー104である。
次に本発明における透光性封止樹脂には熱硬化性或いは熱可塑性樹脂を用いており、次に沈降性無機フィラーが含有された該透光性封止樹脂をLEDチップが配置された基板106の凹部内に注入する。沈降性無機フィラーは、濡れ性、粒径と比重、粘度の性質上沈降して凹部底面を覆う。沈降性無機フィラーは、透光性封止樹脂との濡れ性が悪いほど沈降しやすくなる。また粒径又は比重が大きいほど、透光性樹脂の粘度が低いほど、沈降性は大きくなる。更に透光性封止樹脂との屈折率差の小さいものほど透過率が良好となる傾向にある。透光性封止樹脂であるエポキシ樹脂の屈折率(nD=1.50)に対しシリカの屈折率(nD=1.46)、アルミナの屈折率(nD=1.56)と近似を示すため、透光性を損なうことなく緩衝層を成形することができる。また、他の透光性樹脂と沈降性無機フィラーとの屈折率差も近似を示す。これによって、光取りだし効率を大きく損なうことなく、耐熱性の高い発光ダイオードを得ることができる。以下、本発明の構成部材について詳述する。
(緩衝層101)
本発明の緩衝層101は、沈降性無機フィラーを含有した透光性樹脂を基板凹部内に注入することにより少なくともLEDチップ103を覆う状態にする。また、沈降性無機フィラーは、絶縁性で比重が大きく低膨張、高熱伝導であるシリカ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、希土類化合物から選択される少なくとも一種が含有されるものである。本発明における緩衝層101とはLEDチップ103における熱伝導経路である基板106、リード電極105と透光性封止樹脂の界面に発生する熱応力を低減させるものである。また基板106、リード電極105間に絶縁性熱伝導層である緩衝層101が設けられることによりチップ実装側からのみ放熱されていた構造から、素子中の基板、リード電極からの放熱が得られるため素子熱抵抗の低減効果も持つ。
本発明の緩衝層101は、沈降性無機フィラーを含有した透光性樹脂を基板凹部内に注入することにより少なくともLEDチップ103を覆う状態にする。また、沈降性無機フィラーは、絶縁性で比重が大きく低膨張、高熱伝導であるシリカ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、希土類化合物から選択される少なくとも一種が含有されるものである。本発明における緩衝層101とはLEDチップ103における熱伝導経路である基板106、リード電極105と透光性封止樹脂の界面に発生する熱応力を低減させるものである。また基板106、リード電極105間に絶縁性熱伝導層である緩衝層101が設けられることによりチップ実装側からのみ放熱されていた構造から、素子中の基板、リード電極からの放熱が得られるため素子熱抵抗の低減効果も持つ。
本発明における緩衝層101は、LEDチップ103からの光に対して透光性が高く、透光性封止樹脂材及び基板106との密着性及び耐熱性が高いことが好ましい。該緩衝層101は、あらかじめLEDチップ103が配置された基板106の凹部に流し込み硬化させることで比較的簡単に形成できる。
(透光性封止樹脂層102)
透光性封止材は、基板凹部内に設けるものであり、LEDチップ103からの光を効率よく外部に透過させると共に外力、塵芥などからLEDチップ103や金ワイヤ104などを保護するものである。このような透光性封止材としてはエポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいアクリル樹脂、ポリカーボネット樹脂、ポリノルボルネン樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。
透光性封止材は、基板凹部内に設けるものであり、LEDチップ103からの光を効率よく外部に透過させると共に外力、塵芥などからLEDチップ103や金ワイヤ104などを保護するものである。このような透光性封止材としてはエポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいアクリル樹脂、ポリカーボネット樹脂、ポリノルボルネン樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。
(LEDチップ103)
LEDチップ103はMOCVD法や液相成長法などにより、GaP、GaAlAs、GaAlInP、InN、GaN、AlN、InGaN、InGaAlNなどの半導体発光層を基板上に積層させることにより形成することができる。LEDチップの構造としてはMIS接合、PIN接合やPN接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造、ダブルへテロ構造のものが挙げられる。特に活性層を介してダブルへテロ構造のものは、活性層で発生した光が活性層内を導波管の如く伝搬し活性層の端面から放出されやすい。
LEDチップ103はMOCVD法や液相成長法などにより、GaP、GaAlAs、GaAlInP、InN、GaN、AlN、InGaN、InGaAlNなどの半導体発光層を基板上に積層させることにより形成することができる。LEDチップの構造としてはMIS接合、PIN接合やPN接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造、ダブルへテロ構造のものが挙げられる。特に活性層を介してダブルへテロ構造のものは、活性層で発生した光が活性層内を導波管の如く伝搬し活性層の端面から放出されやすい。
窒化物半導体(InXGaYAl1-X-YN、0≦X、0≦Y、0≦X+Y≦1)は、結晶成長が難しく絶縁性のサファイア基板上に形成される。サファイア基板上に形成された窒化物半導体に電力を供給するためには正極及び負極を同一面側に形成せざるを得ず、オーミック接触かつ、効率的に電流を注入させるためには透光性の電極として金薄膜などが用いられる。このような電極は薄膜にして透光性を持たせているものの金属からなるが故にLEDチップの活性層で生成した光は部分的に反射される。
このようなLEDチップ103は基板上にダイボンド機器を用いてマウントすることができる。また、LEDチップ103上に設けられた電極と、金線ワイヤ104を利用して電気的に接続させることができる。
(基板106)
基板106は、LEDチップ103を配置させ外部からの電流をLEDチップ103に供給するリード電極105が設けられたものである。そのため基板106は、耐熱性や絶縁性を有するものが好適に用いられる。このような基板106の具体的材料としては、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(以下BTレジンとも呼ぶ)、セラミックス、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)が好適に挙げられる。本発明に係る発光ダイオード100は、LEDチップ103からの光を効率よく取り出すために基板側壁部106aを持った発光ダイオードと、透光性封止樹脂注入後に基板側壁部106bを取り除いたことにより光の指向特性の異なる発光ダイオードとがある。またLEDチップからの光を効率よく反射させるために基板を構成する樹脂に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。
基板106は、LEDチップ103を配置させ外部からの電流をLEDチップ103に供給するリード電極105が設けられたものである。そのため基板106は、耐熱性や絶縁性を有するものが好適に用いられる。このような基板106の具体的材料としては、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(以下BTレジンとも呼ぶ)、セラミックス、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)が好適に挙げられる。本発明に係る発光ダイオード100は、LEDチップ103からの光を効率よく取り出すために基板側壁部106aを持った発光ダイオードと、透光性封止樹脂注入後に基板側壁部106bを取り除いたことにより光の指向特性の異なる発光ダイオードとがある。またLEDチップからの光を効率よく反射させるために基板を構成する樹脂に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。
樹脂により基板106をモールド成形させる場合は、内部に配置されるLEDチップ103に電力を供給するリード電極105をインサート成形などで比較的簡単に形成することができる。リード電極105は銅及び銅合金等の電気良導体により形成することができる。本発明に係る発光ダイオードのリード電極105には発熱を効率よく放出させるものが好ましく銅電極を使用している。LEDチップ103からの光の反射性を向上させるために、リード電極105の表面に銀、アルミニウム、金等の平滑な金属メッキを施すこともできる。
ガラスエポキシ及びBTレジンにより基板を構成させる場合は、銅張りガラスエポキシ及び銅箔を圧着したBTレジンに所望のパターンを作るためにケミカルエッチングを行う。これにドリル加工、パンチングプレス加工により側壁部となる穴を作ったガラスエポキシ及びBTレジンを接着剤で張り合わせ形成する。セラミックにより基板を構成させる場合は、セラミック焼成前の原料となるグリーンシート上に所望のパターンで高融点金属を含有した導電性ペーストを印刷する。グリーンシートを複数重ね合わせ基板形状にさせた後に焼成してセラミック基板を形成する。導電性ペーストは焼成時に樹脂成分が飛び外部との電気的接続が可能な電極層として残る。以下、本発明の具体的実施例について詳述するが、これのみに限定されるものではない。
チップタイプLEDとして、青色(470nm)が発光可能な窒化物半導体を発光層に持ったLEDチップをダイボンディングにより基板に配置させた。LEDチップはサファイア基板上に窒化ガリウムからなるバッファ層、GaNからなるn型コンタクト兼クラッド層、GaAlNからなるp型クラッド層、GaNからなるp型コンタクト層が積層されたものである。n型コンタクト層及びp型クラッド層との間には単一量子井戸構造となるInGaN層が形成されている。サファイア基板上に形成された半導体層側から正極及び負極の電極を形成させるために窒化物半導体の一部をエッチングさせてn型コンタクト層を露出させてある。p型コンタクト層上には金薄膜をオーミック電極として形成させてある。
基板は予め形成させたリード電極を金型内に配置させエポキシ樹脂を注入硬化させることにより成形させた。成形された基板は開口部の底面にリード電極の一部が露出しており平滑面としてある。なお、平滑な基板底面とは、鏡面の如く一定方向から入射したLEDチップからの光の大部分を特定方向に反射可能な平面を言う。このような平面上に配置されたLEDチップから放出される縦方向の光は、効率よく前面に放出することができる。そのため、リード電極の表面、基板底面及び側面はLEDチップからの光を効率よく反射することが可能となる。
基板の開口部内に透光性エポキシ樹脂を用いて上述のLEDチップをダイボンディング機器によりマウントさせた。LEDチップの各電極と基板開口部内のリード電極とを金線を用いてワイヤボンディングさせ電気的に導通を取ってある。
緩衝層になる部材の線膨張係数はリード電極の線膨張係数に近づくほど好ましい。実施例1における線膨張係数の測定は、TMA(熱機械的分析装置)により行った。透光性樹脂であるエポキシ樹脂の線膨張係数は6×10−5(1/℃)以上2×10−4(1/℃)以下、リード電極の線膨張係数は1.3×10−5(1/℃)以上2.0×10−5(1/℃)以下であるため緩衝層になる部材の線膨張係数は2×10−5以上6×10−5以下とするのが好ましい。さらに好ましくは緩衝層になる部材の線膨張係数は2×10−5(1/℃)以上5×10−5以下とする。
緩衝層として液状エポキシ樹脂100重量部中に対しシリカ5.4重量部を含有させた混合樹脂を攪拌させながら基板開口部内に注入させた。注入後、85℃3時間+140℃4時間で硬化させることによりLEDチップを被覆する無機フィラーが含有された緩衝層となる第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを成形させた。こうしてチップタイプLEDを50個形成して耐熱特性を調べた。
図4には、比較のために無機フィラーを含有せず、緩衝層を成形しない以外は本発明のチップタイプLEDと同様にして50個のチップタイプLEDを形成させた。形成された上記チップタイプLEDを各50個を用い耐環境性を調べるため低温側−40℃、高温側100℃の液相熱衝撃試験を5000回実施したところ緩衝層を設けたチップタイプLEDは不灯不良が見られなかったのに対し、緩衝層を設けなかったチップタイプLEDには1500回より不灯不良が発生し、5000回実施時には30個の不灯発生が見られた。更に、図3に示す基板側壁部を取り除いたチップタイプLEDについても、図1に示す側壁部を有する発光ダイオードと同様の液相熱衝撃試験を実施したところ不灯不良は見られず耐熱特性が大幅に向上しうることが分かった。また、他の透光性封止樹脂と沈降性無機フィラーを用いても同様の効果が得られた。
液状エポキシ樹脂に添加する沈降性無機フィラーを5種の濃度で実施例1と同条件のもと液相熱衝撃試験を行い、緩衝層の膜厚差による耐熱性を調べた。沈降性無機フィラーにはシリカを用い、5種の濃度は液状エポキシ樹脂100重量部に対して、それぞれ1重量部、3重量部、5.4重量部、8重量部、11重量部の割合で添加しボールミルで6時間分散させ、それぞれディスペンサーで基板凹部に注入した。85℃で3時間+140℃で4時間の硬化を行い、外部電極成形後、チップタイプLEDとした。この発光ダイオードの耐環境性を調べたところ、沈降性無機フィラーの添加量が多い3重量部から11重量部については、不灯発生は見られなかった。しかし、添加量の最も少ない1重量部の発光ダイオードについては3500回目より不灯発生し、5000回では24個の不良発生があった。また、各発光ダイオードの側面を切断し、緩衝層の膜厚測定の結果、緩衝層の膜厚は添加量が1重量部、3重量部、5.4重量部、8重量部、11重量部に対して、それぞれ20μm、66μm、150μm、250μm、400μmであった。次にフォトダイオードによる光度測定を行ったところ上記の1重量部から8重量部の緩衝層に対する光度は180mcdを保つのに対し11重量部となる膜厚400μmでは光度が100mcdと著しく低下することがわかった。以上から、本発明に係る発光ダイオードにおける緩衝層の膜厚は、耐熱性を有する20μm以上及び光取り出し効率を損なわない400μm以下とする。
本発明の構成により、LEDチップからの光取り出し効率を低下させることなく、発光層の端部より放出される発光輝度を保つことができる。
100、200、300、400・・・発光ダイオード
101、201、301・・・緩衝層
102、202、302、402・・・透光性封止樹脂層
103、203、303、403・・・LEDチップ
104、204、304、404・・・金線ワイヤ
105、205、305、405・・・リード電極
105a、405a・・・外部電極
105b、405b・・・内部電極
106、206、306、406・・・基板
206a・・・基板側壁部
206b、306b・・・基板支持体部
207、307・・・絶縁性樹脂
101、201、301・・・緩衝層
102、202、302、402・・・透光性封止樹脂層
103、203、303、403・・・LEDチップ
104、204、304、404・・・金線ワイヤ
105、205、305、405・・・リード電極
105a、405a・・・外部電極
105b、405b・・・内部電極
106、206、306、406・・・基板
206a・・・基板側壁部
206b、306b・・・基板支持体部
207、307・・・絶縁性樹脂
Claims (8)
- 一対のリード電極の少なくとも一方とLEDチップの電極とをそれぞれ電気的に接続させた導電性ワイヤーと、前記LEDチップ及び導電性ワイヤーを被覆する透光性封止樹脂とを有する発光ダイオードにおいて、
前記透光性封止樹脂はLEDチップを被覆する無機フィラーが含有され緩衝層として働く第一の部位と、該第一の部位上に第一の部位よりも透光性の高い第二の部位とを有することを特徴とする発光ダイオード。 - 前記緩衝層は線膨張係数が2×10−5(1/℃)以上6×10−5(1/℃)以下である請求項1に記載の発光ダイオード。
- 前記緩衝層の厚みはLEDチップ上に20μm以上400μm以下である請求項1に記載の発光ダイオード。
- 前記無機フィラーは、シリカ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、希土類化合物から選択される少なくとも一種が含有されている請求項1に記載の発光ダイオード。
- 前記LEDチップはリード電極を有する表面に凹部を持った基板上に配置されると共に前記透光性封止樹脂は前記凹部内に配置される請求項1に記載の発光ダイオード。
- 前記透光性封止樹脂は、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂から選択される少なくとも一種である請求項1に記載の発光ダイオード。
- 前記緩衝部には無機フィラーの密度勾配があり、リード電極に近づくにつれ連続的に線膨張係数がリード電極の線膨張係数に近づく請求項1に記載の発光ダイオード。
- 一対のリード電極の少なくとも一方とLEDチップの電極とをそれぞれ電気的に接続させた導電性ワイヤーと、前記LEDチップ及び導電性ワイヤーを被覆する透光性封止樹脂とを有する発光ダイオードの形成方法であって、
リード電極とLEDチップの電極とを導電性ワイヤーによってワイヤボンドする工程と 前記LEDチップ及び導電性ワイヤー上に無機フィラーを混合撹拌させた該無機フィラーよりも比重の小さい熱硬化性或いは熱可塑性樹脂を配置させる工程と、
前記熱硬化性或いは可塑性樹脂中の無機フィラーをLEDチップ側に沈降させる工程とを有する発光ダイオードの形成方法。
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