JP2008010814A

JP2008010814A - 超薄型ｌｅｄパッケージに適用する基板及びそのパッケージ方法

Info

Publication number: JP2008010814A
Application number: JP2007001028A
Authority: JP
Inventors: Cheng-Yi Chang; 張正宜
Original assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Current assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US20070295970A1; TWI302043B; TW200802946A; US7982227B2

Abstract

【課題】チップ及び基板が有する高さにより、薄型にできなかった従来のＬＥＤの欠点を改善する超薄型ＬＥＤパッケージに適用する基板及びそのパッケージ方法を提供する。
【解決手段】基板１００は、基材１０２及びピン装置１１０、１２０を備える。基材は平行な一組の第１の側面１０４、第１の側面と垂直な一組の第２の側面１０５、頂面１０６及び底面１０８を有する。各ピン装置は、第１の部分１１１、１２１及び第２の部分１１２、１２２を有する。その他の基材と電気的に接続するための第１の部分は、第１の側面に接続され、ＬＥＤ発光素子を載置するための第２の部分は、第１の部分から頂面へ延伸し、複数の正極ピン１１２ａ及び負極ピン１２２ａに分岐している。各正極ピンは負極ピンに対応し、隣接した正極ピン又は負極ピンは所定の間隔で配置している。基材は、高さ１４０を有し、各正極ピン及び負極ピンは、高さ１４０よりも小さな幅１５０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超薄型ＬＥＤパッケージ及びそのパッケージ方法に関し、特に側面に配置する超薄型ＬＥＤに関する。

近年、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ：携帯型情報端末）や携帯電話の普及に伴い、実用性の他に、軽量で薄型、小型のものが求められ、市場における競争力を高めるため、高級感のある外観や携帯する際の利便性などといった点が重視されてきている。そのため、携帯型電子製品の部品の開発や改良がより重視されてきている。

表面実装デバイス型（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ：ＳＭＤ）ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：発光ダイオード）は、従来型のＬＥＤよりも体積が小さいために、小型の液晶バックライトや携帯電話のキーなどに現在広く利用され、その品質に対する要求は従来のパッケージよりも高い。現在、薄型ＬＥＤの厚みは約３５０μｍであり、ＬＥＤチップの高さと薄型基板の生産能力とにより制限されているため、２００μｍ以下の超薄型ＬＥＤを製作することはできず、その応用は限定されたものであった。

チップが一定の高さを有するため、ＬＥＤパッケージを薄くするためには、その他の素子（例えば、リードフレーム）の高さや厚みを減らし、積層されたＬＥＤ構造を低くしなければならなかった。しかし、素子の厚みを薄くすると、剛性が低下して変形や破裂が発生しやすくなった。そのため、搬送や保存が困難となり、製造や搬送の過程で損壊が容易に発生してコストが増大することがあった。

従って、素子の機械強度を一定に保ちながら、ＬＥＤパッケージ構造を従来のものよりも薄くて最良の製品品質を確保できるパッケージ方法が求められていた。

本発明の目的は、チップ及び基板が有する高さにより、薄くすることができなった従来のＬＥＤの欠点を改善する超薄型ＬＥＤパッケージに適用する基板及びそのパッケージ方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、超薄型ＬＥＤを製作するときに、薄型素子の剛性不足から製造や搬送が容易でない上、製造や搬送の過程で損壊が発生しやすかった問題を解決する超薄型ＬＥＤパッケージに適用する基板及びそのパッケージ方法を提供することにある。

（１）基材及び二つのピン装置を備えた超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造であって、前記基材は、互いに平行に配置された一組の第１の側面、該第１の側面と垂直に配置された一組の第２の側面、頂面及び底面を有し、前記ピン装置の各々は、第１の部分及び第２の部分を有し、前記第１の部分は、その他の基材と電気的に接続するために前記第１の側面に接続され、前記第２の部分は、前記第１の部分から前記頂面へ延伸され、ＬＥＤ発光素子を載置する複数の正極ピン及び負極ピンに分岐され、前記正極ピンの各々は前記負極ピンに対応し、隣接した前記正極ピン又は前記負極ピンは、所定の間隔をおいて配置され、前記基材は、高さを有し、前記正極ピン及び前記負極ピンの各々は、前記高さよりも小さな幅を有することを特徴とする超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。

（２）前記第１の部分から前記底面へ延伸された第３の部分をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。

（３）前記基材は、熱伝導性材料からなることを特徴とする（１）に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。

（４）前記熱伝導性材料は、金属、プラスチック、ダイヤモンド膜、ナノチューブ、セラミック材料又は複合材料を含むことを特徴とする（３）に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。

（５）前記セラミック材料は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする（４）に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。

（６）（１）〜（５）のいずれかに記載の基板構造を利用した超薄型ＬＥＤのパッケージ方法であって、二端部に正極点及び負極点を各々有する複数の発光素子を準備する工程と、前記発光素子を前記基板上に設置し、前記発光素子の前記正極点及び前記負極点の各々を前記正極ピン及び前記負極ピンに接続する工程と、接触箇所に導電ペーストを塗布し、該導電ペーストにより前記発光素子と前記基板とを接着し、前記発光素子を前記基板に固着する工程と、前記発光素子及び前記基板上に保護層を形成し、発光ユニットを有する複数のＬＥＤパッケージを製作する工程と、複数の前記発光ユニットを有する前記ＬＥＤパッケージをダイシングし、側面に配置する複数の超薄型ＬＥＤを形成する工程と、を含むことを特徴とする超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。

（７）前記ＬＥＤパッケージは、ダイシング幅が５０から１００μｍの間であることを特徴とする（６）に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。

（８）前記発光素子は、透明基板の発光素子であることを特徴とする（６）に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。

（９）前記発光素子は、サファイア基板の発光素子であることを特徴とする（８）に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。

（１０）前記保護層は、透光性材料からなることを特徴とする（６）に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。

本発明の超薄型ＬＥＤパッケージに適用する基板及びそのパッケージ方法は、以下の長所を備える。
（１）本発明の超薄型ＬＥＤパッケージに適用するパッケージ方法は、従来の縦方向の積層を横方向の配列方式に替えて基板とチップとの間を接着するため、製造されるＬＥＤ構造を薄くすることができる。そのため、薄くて剛性不足の素子（例えば、薄型フレーム又は基板）を使用する必要がなく、製造及び搬送の過程で発生する損壊を減らすことができる。また、製造工程では縦方向の積層方式により各素子間を固着してからダイシングを行うため、作業が簡便になる上、従来技術への適用が可能となり、コストを低減させて品質を向上させることができる。
（２）本発明の超薄型ＬＥＤパッケージは、２００μｍ以上あったＬＥＤパッケージの厚みが約５０から１００μｍの間に減るため、超薄型の電子製品へ適用することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１を参照する。図１は、本発明の好適な一実施形態による超薄型ＬＥＤパッケージに適用する基板を示す斜視図である。基板１００は、基材１０２及びピン装置１１０、１２０を含む。基材１０２は、互いに平行に配置された一組の第１の側面１０４、第１の側面と垂直に配置された一組の第２の側面１０５、頂面１０６及び底面１０８を有する。

二つのピン装置の各々は、第１の部分１１１、１２１、第２の部分１１２、１２２及び第３の部分１１３、１２３を有する。第１の部分１１１、１２１は、対応した第１の側面１０４に接続され、第２の部分１１２、１２２の各々は、第１の部分１１１、１２１から頂面１０６へ延伸して複数の正極ピン１１２ａ及び負極ピン１２２ａに分岐されている。正極ピン１１２ａの各々は、負極ピン１２２ａに対応し、隣接した正極ピン又は負極ピンは、所定の間隔をおいて配置されている。正極ピン１１２ａ及び負極ピン１２２ａは、発光素子の載置に用いられ、第２の部分１１２、１２２及び第３の部分１１３、１２３は、その他の基材と電気的に接続してもよい。

基材は、高さ１４０を有する。正極ピン１１２ａ及び負極ピン１２２ａの各々は、基材の高さよりも小さい幅１５０を有する。

本発明の好適な一実施形態において、基材１０２は、金属、プラスチック、ダイヤモンド膜、ナノチューブ、セラミック材料（例えば、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム）又は複合材料を少なくとも含む熱伝導性材料からなる。

図２を参照する。図２は、本発明の好適な一実施形態による基板に発光素子が装着される状態を示す斜視図である。発光素子２００の一側面の二端部には、基板上のピンと電気的に接続される正極点２１０及び負極点２２０がそれぞれ設けられている。本発明の好適な一実施形態では、基板１００上に少なくとも一つの発光素子２００が装着され、発光素子２００の正極点２１０及び負極点２２０の各々は、基板の正極ピン１１２ａ及び負極ピン１２２ａに接続されている。これら二つの接触箇所には導電ペースト２２２が塗布され、この導電ペースト２２２により発光素子２００と基板１００とは互いに接着され、基板１００上に発光素子２００を固着する。発光素子２００は、厚みが４０から８０μｍの間である。発光素子２００は、サファイア基板の発光素子などの透明基板の発光素子でもよい。

図３を参照する。図３は、本発明の好適な一実施形態によるＬＥＤパッケージを組み合わせたときの状態を示す斜視図である。発光素子２００及び基板１００上に保護層３００を形成して発光素子２００及び基板１００を覆い、少なくとも一つの発光ユニットを有するＬＥＤパッケージを形成する。この保護層は、高透光性樹脂などの透光性材料からなる。この高透光性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー、ポリメチルメタクリレート、アクリル、シリカゲル又はこれらの組み合わせを少なくとも含む。

図４を参照する。図４は、本発明の好適な一実施形態によるダイシング後のＬＥＤパッケージを示す斜視図である。図３に示すＬＥＤパッケージを縦方向にダイシングし、側面に配置可能な超薄型ＬＥＤパッケージを少なくとも一つ形成する。この縦方向にダイシングされたＬＥＤパッケージの基板は、側辺の幅３１０が５０から１００μｍの間であり、この幅３１０は、基板の高さ１４０よりも小さい。

図５を参照する。図５は、本発明の好適な一実施形態による超薄型ＬＥＤパッケージとその他の基材とが接着された状態を示す斜視図である。図４に示すダイシング後のＬＥＤパッケージは、側面に配置された後に、ピン部分でその他の基材５００（プリント回路基板や金属基材など）と接着される。この基材５００と、側面に配置された超薄型ＬＥＤパッケージとの装着方向（基板、発光素子から保護層へ向かう方向）とは平行の関係である。ピン装置は、導電ペーストにより、第１の部分１１１、１２１及び第２の部分１１２、１２２の側辺が基材５００上に固定され、基材５００と電気的に接続されている。ここで注意しなければならないことは、ダイシング後のＬＥＤパッケージを側面に配置した場合、図４に示す幅３１０が側面に配置されたＬＥＤパッケージの厚み（即ち、５０から１００μｍの間）と同じになるという点である。

図６を参照する。図６は、本発明のもう一つの実施形態による超薄型ＬＥＤパッケージとその他の基材とが接着された状態を示す斜視図である。ダイシング後のＬＥＤパッケージを側面に配置した後、導電ペーストによりピン装置の第３の部分１１３、１２３をその他の基材６００に接着させる。この基材６００と、側面に配置された超薄型ＬＥＤパッケージの装着方向（基板、発光素子から保護層へ向かう方向）とは垂直の関係である。基板は、導電ペーストにより第１面及び第２面上のピンの縁部分が基材６００上に接着され、基材６００と電気的に接続される。この側面に配置されるＬＥＤパッケージは、厚みが５０から１００μｍの間である。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

本発明の好適な一実施形態による超薄型ＬＥＤの製造に適用する基板を示す斜視図である。本発明の好適な一実施形態による基板に発光素子が装着される状態を示す斜視図である。本発明の好適な一実施形態によるＬＥＤパッケージに発光素子が装着された状態を示す斜視図である。本発明の好適な一実施形態によるダイシング後のＬＥＤパッケージを示す斜視図である。本発明の好適な一実施形態による超薄型ＬＥＤパッケージとその他の基材とが接着された状態を示す斜視図である。本発明のもう一つの実施形態による超薄型ＬＥＤパッケージとその他の基材とが接着された状態を示す斜視図である。

符号の説明

１００…基板
１０２…基材
１０４…第１の側面
１０５…第２の側面
１０６…頂面
１０８…底面
１１０…ピン装置
１２０…ピン装置
１１１…第１の部分
１１２…第２の部分
１１２ａ…正極ピン
１１３…第３の部分
１２１…第１の部分
１２２…第２の部分
１２２ａ…負極ピン
１２３…第３の部分
１４０…高さ
１５０…幅
２００…発光素子
２１０…正極点
２２０…負極点
２２２…導電ペースト
３００…保護層
３１０…幅
４００…ＬＥＤ
５００…その他の基材
６００…その他の基材

Claims

基材及び二つのピン装置を備えた超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造であって、
前記基材は、互いに平行に配置された一組の第１の側面、該第１の側面と垂直に配置された一組の第２の側面、頂面及び底面を有し、
前記ピン装置の各々は、第１の部分及び第２の部分を有し、
前記第１の部分は、その他の基材と電気的に接続するために前記第１の側面に接続され、
前記第２の部分は、前記第１の部分から前記頂面へ延伸され、ＬＥＤ発光素子を載置する複数の正極ピン及び負極ピンに分岐され、前記正極ピンの各々は前記負極ピンに対応し、隣接した前記正極ピン又は前記負極ピンは、所定の間隔をおいて配置され、
前記基材は、高さを有し、前記正極ピン及び前記負極ピンの各々は、前記高さよりも小さな幅を有することを特徴とする超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。
前記第１の部分から前記底面へ延伸された第３の部分をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。
前記基材は、熱伝導性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。
前記熱伝導性材料は、金属、プラスチック、ダイヤモンド膜、ナノチューブ、セラミック材料又は複合材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。
前記セラミック材料は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項４に記載の超薄型ＬＥＤパッケージの基板構造。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の基板構造を利用した超薄型ＬＥＤのパッケージ方法であって、
二端部に正極点及び負極点を各々有する複数の発光素子を準備する工程と、
前記発光素子を前記基板上に設置し、前記発光素子の前記正極点及び前記負極点の各々を前記正極ピン及び前記負極ピンに接続する工程と、
接触箇所に導電ペーストを塗布し、該導電ペーストにより前記発光素子と前記基板とを接着し、前記発光素子を前記基板に固着する工程と、
前記発光素子及び前記基板上に保護層を形成し、発光ユニットを有する複数のＬＥＤパッケージを製作する工程と、
複数の前記発光ユニットを有する前記ＬＥＤパッケージをダイシングし、側面に配置する複数の超薄型ＬＥＤを形成する工程と、を含むことを特徴とする超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。
前記ＬＥＤパッケージは、ダイシング幅が５０から１００μｍの間であることを特徴とする請求項６に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。
前記発光素子は、透明基板の発光素子であることを特徴とする請求項６に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。
前記発光素子は、サファイア基板の発光素子であることを特徴とする請求項８に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。
前記保護層は、透光性材料からなることを特徴とする請求項６に記載の超薄型ＬＥＤのパッケージ方法。