JP2008130674A - Manufacturing method of color transformation light-emitting substance equipment using electromigration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子の表面に、発光色を変換する蛍光体層を設けた色変換発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a color conversion light emitting device in which a phosphor layer for converting a light emission color is provided on the surface of a light emitting element.
発光ダイオード(LED)の発する青色光の一部を蛍光体によって赤色光および緑色光に変換し、青赤緑の三色光が混合された白色光を発する光デバイスが知られている。このような光デバイスの構造としては、例えば、内面が光反射性のカップの内部に青色LEDチップを配置し、LEDチップの周囲のカップ内空間に蛍光体を充填した構造のものが知られている。 There is known an optical device that converts part of blue light emitted from a light emitting diode (LED) into red light and green light by a phosphor and emits white light in which three colors of blue, red, and green are mixed. As a structure of such an optical device, for example, a structure in which a blue LED chip is disposed inside a light-reflective cup and a space in the cup around the LED chip is filled with a phosphor is known. Yes.
特許文献1には、LEDチップの周囲に配置される蛍光体層の厚みのムラによって発光色に色むらが生じるのを低減するために、電気泳動を利用して均一な厚さの蛍光体層をLEDチップ表面に付着させる技術が開示されている。電気泳動工程では、蛍光体粒子、帯電剤および結合材の役目を果たす窒化アルミニウムを、イソプロピルアルコールおよび水を主とする溶液に加えて分散させ、この溶液中にLEDチップおよびその支持部材(サブマウント)を陰極として配置し、陰極と対向配置した陽極との間に電界を印加する。耐電剤により正に帯電した蛍光体粒子は、電界を印加されることにより陰極に向かって電気泳動し、LEDチップ表面の導電性部分に堆積し、蛍光体層を形成する。
上述したように電気泳動工程においては、LEDチップおよびその支持部材は溶液に浸され、電圧が印加される。このため、所定の条件の場合にLEDチップおよびその支持部材上の元素がイオンマイグレーションにより溶出することがある。イオンマイグレーションが生じる条件とは、LEDおよびその支持基板に、上記イオンマイグレーションを生じやすい元素として知られるAg、Pb、Cu、Sn、Niのうちの同じ元素を用いた領域が2箇所以上存在し、その領域間に電位差がある場合である。この条件がそろった場合には、高電位領域から上記元素がイオンとなって溶出し、溶出したイオンは、その領域よりも低電位の領域に移動して析出するイオンマイグレーション現象が生じる。上記元素のうち特にAgはイオンマイグレーションを生じやすいことが知られている。 As described above, in the electrophoresis step, the LED chip and its support member are immersed in a solution and a voltage is applied. For this reason, the elements on the LED chip and its supporting member may be eluted by ion migration under predetermined conditions. The conditions under which ion migration occurs are that there are two or more regions using the same element among Ag, Pb, Cu, Sn, and Ni known as elements that are likely to cause ion migration in the LED and its supporting substrate, This is the case where there is a potential difference between the regions. When these conditions are met, an ion migration phenomenon occurs in which the above elements are eluted as ions from the high potential region, and the eluted ions move to a region having a lower potential than that region and precipitate. Among the above elements, it is known that particularly Ag tends to cause ion migration.
上記元素は、導電性であるため、隣接する電極パターン間に析出した場合には、電気的ショートの原因となり、信頼性の低下を招く。また、溶出したイオンは、蛍光体粒子と同様に正電荷を持つため電気泳動され、より低電位のLEDチップの表面に析出することがある。析出した上記元素は、粒径が可視光波長よりも小さい微粒子であるため、蛍光体層内で黒色の光吸収点となり、LEDデバイスの光度の低下を招く。 Since the element is conductive, if it is deposited between adjacent electrode patterns, it causes an electrical short circuit and causes a decrease in reliability. Moreover, since the eluted ions have a positive charge like the phosphor particles, they are electrophoresed and may be deposited on the surface of a lower potential LED chip. Since the deposited element is a fine particle having a particle size smaller than the visible light wavelength, it becomes a black light absorption point in the phosphor layer, resulting in a decrease in luminous intensity of the LED device.
本発明の目的は、電気泳動によって蛍光体層を付着させる際に、イオンマイグレーションによる元素析出を防止することのできる色変換発光体装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a color conversion light-emitting device capable of preventing element precipitation due to ion migration when a phosphor layer is attached by electrophoresis.
上記目的を達成するために、本発明では、電気泳動工程においてイオンマイグレーションが生じ得る金属部分が2カ所以上存在する場合に、それらを相互もしくはグランド電位の電極等に電気的に結線しておくことにより同電位となるようにする。イオンマイグレーションは、同じ元素を用いた領域が2箇所以上存在し、その領域間に電位差がある場合に生じるため、結線して同電位にすることによりイオンマイグレーションを防止できる。また、結線した金属部分の全面に蛍光体粒子が泳動され堆積するため、開口部を有する補助陰極を配置し、所望する部分に選択的に蛍光体粒子を堆積させるようにする。 In order to achieve the above object, in the present invention, when there are two or more metal parts that can cause ion migration in the electrophoresis step, they are electrically connected to each other or to a ground potential electrode or the like. To be the same potential. Ion migration occurs when there are two or more regions using the same element and there is a potential difference between the regions. Therefore, ion migration can be prevented by connecting them to the same potential. In addition, since the phosphor particles migrate and deposit on the entire surface of the connected metal part, an auxiliary cathode having an opening is disposed so that the phosphor particles are selectively deposited on a desired part.
具体的には、本発明の第1の態様によれば、以下のような色変換発光体装置の製造方法が提供される。すなわち、半導体発光素子を搭載した発光体装置と陽極とを、蛍光体粒子を分散した溶液中に対向配置する工程と、発光体装置の所定の複数の導電性部分を同電位とするために、これら複数の導電性部分を結線する工程と、半導体発光素子の蛍光体粒子を堆積させるべき部分の電位が、陽極電位よりも低電位となるように、陽極と前記発光体装置との間に直流電圧を印加し、溶液中の蛍光体粒子を半導体発光素子まで移動させ、半導体発光素子の表面に付着させる工程と、複数の導電性部分の結線を切断する工程と、を含むことを特徴とする色変換発光体装置の製造方法である。このように、結線により所定の複数の導電性部分を同電位とすることにより、これら導電性部分がAg、Pb、Cu、Sn、Niのいずれかの同一元素を含む場合であっても、イオンマイグレーションが生じるのを抑制することができる。 Specifically, according to the first aspect of the present invention, the following method for manufacturing a color conversion light emitting device is provided. That is, the step of disposing the phosphor device on which the semiconductor light emitting element is mounted and the anode in the solution in which the phosphor particles are dispersed, and the predetermined plurality of conductive portions of the phosphor device to have the same potential, The step of connecting the plurality of conductive portions and the direct current between the anode and the light emitter device so that the potential of the portion of the semiconductor light emitting element where the phosphor particles are to be deposited are lower than the anode potential. A step of applying a voltage to move the phosphor particles in the solution to the semiconductor light emitting device and attaching the phosphor particles to the surface of the semiconductor light emitting device, and a step of cutting the connection of the plurality of conductive portions. It is a manufacturing method of a color conversion light-emitting device. In this way, by connecting a plurality of predetermined conductive portions to the same potential by connection, even if these conductive portions contain the same element of any of Ag, Pb, Cu, Sn, Ni, ions The occurrence of migration can be suppressed.
また、発光装置と陽極との間に、補助陰極を配置し、補助陰極を介して所定の複数の導電性部分を結線し、補助陰極と前記所定の複数の導電性部分とを同電位にすることも可能である。補助陰極には、半導体発光素子と対向する位置に開口を設けておくことにより、開口を通過した蛍光体粒子を選択的に半導体発光素子に堆積させることができる。これにより、補助陰極がマスクの作用をし、所望しない箇所への蛍光体粒子の堆積を防止できる。 Further, an auxiliary cathode is disposed between the light emitting device and the anode, and a plurality of predetermined conductive portions are connected via the auxiliary cathode, so that the auxiliary cathode and the predetermined plurality of conductive portions have the same potential. It is also possible. By providing the auxiliary cathode with an opening at a position facing the semiconductor light emitting element, the phosphor particles that have passed through the opening can be selectively deposited on the semiconductor light emitting element. As a result, the auxiliary cathode acts as a mask, and it is possible to prevent the phosphor particles from being deposited at undesired locations.
半導体発光素子の蛍光体粒子を堆積させるべき部分には、導電性層が配置されている場合、導電性層を所定の複数の導電性部分と結線し、同電位とすることが可能である。これにより、導電性層にイオンマイグレーションを生じやすい元素が含まれている場合であってもイオンマイグレーションを抑制しつつ、その上に蛍光体層を堆積することができる。 In the case where a conductive layer is disposed in a portion where the phosphor particles of the semiconductor light emitting element are to be deposited, it is possible to connect the conductive layer to a plurality of predetermined conductive portions so as to have the same potential. Thereby, even if it is a case where the element which tends to produce ion migration is contained in a conductive layer, a phosphor layer can be deposited on it, suppressing ion migration.
発光体装置が、表面に金属層を備えた反射部材を含む場合、反射部材の金属層を他の複数の導電性部分と結線し同電位とすることができる。これにより、反射部材の金属層がAg等イオンマイグレーションを生じやすい元素が含まれている場合であってもイオンマイグレーションを抑制できる。 When the light emitting device includes a reflecting member having a metal layer on the surface, the metal layer of the reflecting member can be connected to a plurality of other conductive portions to have the same potential. Thereby, even if it is a case where the element which is easy to produce ion migration, such as Ag, is contained in the metal layer of a reflection member, ion migration can be suppressed.
本発明の一実施の形態の色変換発光体装置の製造方法について図面を用いて説明する。 A method of manufacturing a color conversion light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本実施の形態で製造する色変換発光体装置の構造について図1を用いて説明する。図1の色変換発光装置は、支持部材3に、GaNをベースとした青色LEDチップ(ダイ)2を搭載した構成であり、青色LEDチップ2は蛍光体層7によって被覆されている。
First, the structure of the color conversion light emitting device manufactured in the present embodiment will be described with reference to FIG. The color conversion light-emitting device of FIG. 1 has a configuration in which a blue LED chip (die) 2 based on GaN is mounted on a
支持部材3は、絶縁性の基板3aの表面に、p型コンタクト取り出し電極4およびn型コンタクト取り出し電極5を備えている。LEDチップ2は、公知の青色LEDであり、図示していないが、支持部材3側から順に積層された、低電気抵抗のp型コンタクト層、p型クラッド層、活性層、n型クラッド層、および、低電気抵抗のn型コンタクト層を含んでいる。n型コンタクト層の上には、ボンディングパッドとなる表面電極が配置されている。LEDチップ2の最下面であるp型コンタクト層は、はんだ材料等により、支持部材3のp型コンタクト取り出し電極4上にダイボンディングされている。一方、LEDチップ2の表面電極は、ボンディングワイヤ6によりn型コンタクト取り出し電極5と接続されている。
The
青色LEDチップ2を覆う蛍光体層7は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)蛍光体の粒子の層である。
The phosphor layer 7 covering the
図1の色変換発光体装置は、p型コンタクト取り出し電極4とn型コンタクト取り出し電極5からLEDチップ2に電流を流すと、LEDチップ2から青色光が発生する。蛍光体層7は、その青色光の一部を吸収して、黄色に色変換した蛍光を発光する。これにより、色変換発光体装置からは、黄色光と青色光を混色して得られる白色光が発光される。
In the color conversion light emitting device of FIG. 1, when a current is passed from the p-type
次に、本実施の形態の色変換発光体装置の製造方法の概要について説明する。
まず、予め製造しておいたLEDチップ2を支持部材のp型コンタクト取り出し電極4上にはんだ材料等を用いてダイボンディングした後、LEDチップ2の表面電極とn型コンタクト取り出し電極5をワイヤ6によりボンディングする。これにより、支持部材3にLEDチップ1が搭載されたLEDパッケージ1が得られる。なお、LEDチップ2および支持部材3の製造方法は、広く知られているのでここでは説明を省略する。
Next, an outline of a method for manufacturing the color conversion light emitting device of the present embodiment will be described.
First, the
つぎに、LEDパッケージ1のLEDチップ2の表面に電気泳動を用いて蛍光体層7を形成する。電気泳動は、基本的には二つの電極間(陽極と陰極)に電位差を加え、両極間に存在する「電荷を有する物質」を電場により移動させる現象である。電気泳動を利用することにより「電荷を有する物質」の電荷とは反対の極性を示す電極上に「電荷を有する物質」を堆積させることができる。(以下、この工程を電気泳動電着工程、または単に電着工程と呼ぶ。)本実施の形態では、電荷を付加した蛍光体粒子を分散した水溶液を用意し、LEDパッケージ1を陰極とし、陽極と対向させて溶液中に浸し、陰極陽極間に電圧を印加する。正電荷を付与した蛍光体粒子は、電気泳動によりLEDパッケージ1の表面の導電性領域に移動し堆積する。
Next, the phosphor layer 7 is formed on the surface of the
図1のLEDパッケージ1をそのまま陰極とした場合、LEDパッケージ1には、取り出し電極4および5、LEDチップ2の表面電極、ダイボンディングのはんだ材料等の複数の金属部分が存在するため、これらの金属部分は、電源と直接結線された部分以外の金属部分についても、溶液の導電性により電位が加わる。これら金属部分の電位は、LEDチップダイ2の構造上、等電位にはならない。例えば、p型コンタクト取り出し電極を電源負極と結線した場合、LEDパッケージ1の金属分の電位は、
n型コンタクト取り出し電極5≧ダイボンディングはんだ>LEDチップダイ2表面>p型コンタクト取り出し電極4
の順になる。LEDパッケージ1において、LEDチップダイ2の表面電極、ダイボンディングのはんだ材料、支持部材3上に形成した取り出し電極4,5等は、Ag、Pb、Cu、Sn、Niのうちの一つの元素を含んで構成され得る。そのため、これらの元素のうちの同一元素を含む二以上の領域を有する場合には、電位差が生じ、水溶液中でイオンマイグレーションが発生し、溶液中に陽イオンが溶出する。
When the
n-type
It becomes in order. In the
本実施の形態では、LEDパッケージ1の複数の金属部分を相互もしくはグランド電位の電極に予め結線しておくことにより、電着工程の溶液中で複数の金属部分が同電位となるようにする。同電位の複数の金属部分は、Ag、Pb、Cu、Sn、Niのうちの同一の一つの元素を含んでいてもイオンマイグレーションを生じないため、LEDチップダイ2の表面の蛍光体層にこれらの元素が析出して光吸収点となったり、電極部で析出して電気的信頼性を低下させるのを防止することができる。これらの結線は、電着工程時の一時的なものであり、電着後は、切断または除去する。
In the present embodiment, the plurality of metal portions of the
また、結線した金属部分の全体に蛍光体粒子が泳動され堆積するため、開口部を有する補助陰極を配置し、LEDチップ2表面に選択的に蛍光体粒子を堆積させるようにする。
Further, since the phosphor particles migrate and deposit on the entire connected metal portion, an auxiliary cathode having an opening is disposed so that the phosphor particles are selectively deposited on the surface of the
以下、第1〜第3の実施の形態により、本発明の電着工程をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the electrodeposition process of the present invention will be described in more detail with reference to first to third embodiments.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態として、イオンマイグレーションを生じやすい元素を取り出し電極4,5に含むLEDパッケージ1に対して、蛍光体粒子を形成する電着工程について図2および図3を用いて説明する。
(First embodiment)
As a first embodiment, an electrodeposition process for forming phosphor particles on the
図2に示した装置は、電気泳動による電着装置であり、堆積処理槽20には、蛍光体(YAG)粒子が分散された溶液21が満たされ、その底部に陽極(白金)22が配置されている。LEDパッケージ1は、陰極として溶液21の上部に陽極22と対向するように配置される。
The apparatus shown in FIG. 2 is an electrodeposition apparatus by electrophoresis, and the
陰極となるLEDパッケージ1と陽極22との間には、補助陰極23が配置されている。補助陰極23は、蛍光体粒子をLEDチップダイ2の表面に選択的に付着させるために、LEDチップダイ2と対向する位置に開口43を備えている。開口43の形状は、LEDチップダイ2の上面形状に対応している。補助陰極23を構成する材料は、電着工程中に電気化学反応で溶出しない導電性基材を用いることが望ましい。すなわち、イオンマイグレーションを生じやすいAg、Pb、Cu、Sn、Niを含まない導電性材料、例えばPtやSUS等の金属材料やカーボン材料などを使用することができる。
An
LEDパッケージ1のp型コンタクト取り出し電極4は、配線24aによって直流電源26の負極(グランド電位)に接続する。n型コンタクト取り出し電極5は、配線24bによって補助陰極23に接続する。補助陰極23は、配線27により電源26の負極に接続する。よって、取り出し電極4、5および補助陰極23は、いずれもグランド電位である。一方、陽極22は、配線25により直流電源26の正極に接続する。
The p-type
補助陰極23とLEDパッケージ1との間隔は、補助陰極23の開口43を通して、蛍光体粒子をLEDチップダイ2の表面に選択的に付着させることができるように、例えば、2mm以内に設定する。
The distance between the
溶液21は、蛍光体粒子(YAG)と、蛍光体粒子の帯電剤および結合材の役目を果たす硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)とを、イソプロピルアルコールおよび水を主とする溶媒に分散させたものを用いる。例えば、蛍光体粒子(YAG)は4 g/L、硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)を5 mmol/Lの濃度となるように分散した溶液21を用いることができる。蛍光体粒子の粒径は、一次粒子径で数nm〜数十μm、程度のものを用いることができる。
The
電着工程の作業手順としては、堆積処理槽20に、図2のようにLEDパッケージ1と補助陰極23をセットした後、電源26より所定の電圧を印加する。溶液21中の蛍光体粒子には、硝酸マグネシウムが溶解してイオンとなることにより正電荷が付与されるため、蛍光体粒子は、陽極22側から補助陰極23および陰極であるLEDパッケージ1に向けて電気泳動される。
As an operation procedure of the electrodeposition process, the
蛍光体粒子の一部は、補助陰極23上に堆積する。他の一部は、補助陰極23の開口43を通過して、LEDパッケージ1に到達し、LEDチップ2の表面に堆積する。これにより、蛍光体層7が形成される。
A part of the phosphor particles is deposited on the
蛍光体層7の堆積後、配線24a、24bを取り外すか、または切断する。堆積処理槽20からLEDパッケージ1を取り出す。LEDチップダイ2表面以外の部分に蛍光体粒子が開口43から回り込んで堆積している場合には、それを拭き取る、もしくは吹き飛ばす等により取り除く。以上の工程により、LEDチップダイ2の表面に一様な厚さの蛍光体層7が形成された図1の色変換発光体装置を得ることができる。
After the phosphor layer 7 is deposited, the
上記電着工程において、LEDパッケージ1上の取り出し電極4、5は電源26の負極または補助陰極23に結線されているため、同電位(グランド電位)である。このため、取り出し電極4,5にイオンマイグレーションを生じやすいAg、Pb、Cu、Sn、Niのうちの同一元素(例えばAg)が含まれていてもイオンマイグレーションは生じない。これにより、蛍光体を堆積させたいLEDチップダイ2表面へのAg微粒子の析出を防ぐことができ、その結果チップダイ2表面の蛍光体層7が黒化することを防止できる。
In the electrodeposition process, the
また、取り出し電極4、5はグランド電位であるため、電気泳動により蛍光体粒子が取り出し電極4,5に引き寄せられるが、本実施の形態では、補助陰極23が取り出し電極4,5を覆うように配置されているため、補助陰極23がマスクの作用をし、LEDチップ2表面に選択的に堆積させることができる。
Further, since the
本実施の形態では、図2に示したように、LEDパッケージ1を陽極22と対向配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、LEDチップダイ2パッケージ1の主平面を陽極22に垂直に配置することや、堆積される蛍光体層7の厚みムラ低減のためにLEDパッケージ1を陽極22に対して回転させることも可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態として、反射リングを備えたLEDパッケージ1であって、取り出し電極4,5のみならず反射リングにもイオンマイグレーションを生じやすい元素が用いられている場合の電着工程について図4を用いて説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows an electrodeposition process in the case where an
図4に示したように、LEDパッケージ1は、LEDチップダイ2の周囲に反射リング8を備えている。反射リング8は、LEDチップダイ2から発せられた光をLEDチップダイ2の上方に向けて反射するミラーであり、LEDチップダイ2を取り囲むように配置されている。反射リング8が配置されていることにより、LEDパッケージ1の主平面の法線方向(上方)へ向けて指向性の高い光を発することができる。
As shown in FIG. 4, the
反射リング8は、内壁面に反射率を高める金属層を備え、この金属層は、支持部3の電極4,5およびLEDチップダイ2とは構造的には電気的に接続されていないが、溶液21に浸された場合、溶液21を介して相互に電気的に接続される。このため、反射リング8の金属層にAg、Pb、Cu、Sn、Ni等イオンマイグレーションを生じやすい元素(例えばAg)が含まれている場合、イオンの発生源となり得る。そこで、本実施の形態では、図4のように、反射リング8のAg層をn型コンタクト取り出し電極5に配線41により結線する。取り出し電極5は、第1の実施の形態と同様に配線24bを介して補助陰極23に接続する。取り出し電極4および補助陰極27についても、第1の実施の形態と同様に配線24aおよび配線27を介して、電源26の負極に接続する。
The reflection ring 8 includes a metal layer that increases the reflectivity on the inner wall surface, and this metal layer is structurally not electrically connected to the
これにより、取り出し電極4,5および反射リングの金属層をすべて、補助陰極23と共にグランド電位に落とすことができる。取り出し電極4,5および反射リングの金属層は同電位となるため、イオンマイグレーションを生じやすい元素を含んでいても、イオンマイグレーションを生じない。
As a result, all of the
なお、他の構成および作業手順は、第1の実施の形態と同様であり、蛍光体粒子は、補助陰極23の開口43を通過してLEDパッケージ1のチップダイ2の上面に堆積する。
Other configurations and work procedures are the same as those in the first embodiment, and the phosphor particles pass through the
なお、取り出し電極4,5、反射リング9、補助陰極23の結線方法は、図4の構成に限らず、これらが同電位になればどのように結線しても良い。例えば、反射リング8と補助陰極23とを結線する、反射リング8とp型コンタクト取り出し電極4とを結線する、あるいは、反射リング8とn型コンタクト取り出し電極をそれぞれ補助陰極23に結線する等種々の方法をとることが可能である。
Note that the connection method of the
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態として、図5のように、LEDチップダイ2がn型電極およびp型電極をいずれもチップダイ2の下面に備えるLEDパッケージ1を用いる場合について説明する。p型電極およびn型電極は、図6のように、それぞれコンタクト電極61、62により、p型コンタクト取り出し電極4およびn型コンタクト取り出し電極5に電気的および機械的に接合される。
(Third embodiment)
As a third embodiment, a case will be described in which an
また、LEDチップダイ2の表面が非導電性の材質(例えば、サファイア基板)である場合には、電気泳動の陰極として必要な導電性を付与するために、導電層71が配置されている。
When the surface of the LED chip die 2 is made of a non-conductive material (for example, a sapphire substrate), a
コンタクト電極61、62および導電層71には、イオンマイグレーションを生じやすい元素が含まれている。具体的には、コンタクト電極61,62は、Au−Sn化合物から構成され、導電層71は、Snを含む酸化アンチモン−スズ化合物によって構成されている。導電層71は、酸化アンチモン−スズ化合物等の微粒子の懸濁液を塗布やスプレーすることにより形成することができる。
The
第3の実施の形態の電着工程について図6を用いて説明する。図6のように、電着装置は、第1および第2の実施の形態と同様であるが、チップダイ2表面の導電層71を配線72により、n型コンタクト取り出し電極5に接続している。また、n型コンタクト取り出し電極5は、配線24bにより補助陰極23に接続している。p型コンタクト取り出し電極4および補助陰極23は、それぞれ配線24aおよび27により、電源26の負極に接続している。
The electrodeposition process of 3rd Embodiment is demonstrated using FIG. As shown in FIG. 6, the electrodeposition apparatus is the same as in the first and second embodiments, but the
これにより、取り出し電極4,5および導電層71をすべて、補助陰極23と共にグランド電位に落とすことができる。取り出し電極4,5および導電層71は同電位となるため、イオンマイグレーションを生じやすい金属を含んでいても、イオンマイグレーションを生じない。
Thereby, all the
他の構成および作業手順は、第1の実施の形態と同様である。蛍光体粒子は、補助陰極23の開口43を通過してチップダイ2の導電層71の上面に堆積する。
Other configurations and work procedures are the same as those in the first embodiment. The phosphor particles pass through the
なお、取り出し電極4,5および導電層71の結線方法は、図6の構成に限らず、これらが同電位になればどのように結線しても良い。例えば、導電層71とp型コンタクト取り出し電極4とを結線する等種々の結線方法をとることが可能である。
In addition, the connection method of the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態のLEDパッケージ1は、第3の実施の形態のLEDパッケージ1と同様の構成であるが、さらに第2の実施の形態と同様の構成の反射リング9をさらに備えている。
(Fourth embodiment)
The
コンタクト電極61、62、導電層71および反射リング9の金属層には、イオンマイグレーションを生じやすい元素が含まれている。具体的には、コンタクト電極61,62は、Au−Sn化合物から構成され、導電層71は、Snを含む酸化アンチモン−スズ化合物であり、反射リング9の金属層は、Ag層である。
The
そこで、第4の実施の形態の電着工程では、図7に示すように、チップダイ2表面の導電層71を配線91により、反射リング9の金属層と接続している。反射リング9の金属層は、配線41によりn型コンタクト取り出し電極5に接続している。n型コンタクト取り出し電極5は、配線24bにより補助陰極23に接続している。p型コンタクト取り出し電極4および補助陰極23は、それぞれ配線24aおよび27により、電源26の負極に接続している。
Therefore, in the electrodeposition process of the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the
これにより、取り出し電極4,5、導電層71および反射リング9をすべて、補助陰極23と共にグランド電位に落とすことができる。よって、これらがイオンマイグレーションを生じやすい金属を含んでいても、イオンマイグレーションを生じない。また、他の構成および作業手順は、第1の実施の形態と同様である。蛍光体粒子は、補助陰極23の開口43を通過してチップダイ2の導電層71の上面に堆積する。
Thereby, the
なお、取り出し電極4,5および導電層71の結線方法は、図6の構成に限らず、これらが同電位になればどのように結線しても良い。
In addition, the connection method of the
上述してきたように、本発明の各実施の形態によれば、LEDパッケージの複数の金属部分にイオンマイグレーションを生じやすい元素が含まれている場合であっても、電着工程時に一時的に結線することにより、イオンマイグレーションの発生を抑制できる。これにより、これら元素がイオンマイグレーションにより蛍光体層や電極間に析出することがないため、光度が高く、電極の信頼性の高い色変換発光体装置を製造することができる。また、開口を備えた補助陰極を用いることにより、所望の領域に蛍光体層を形成できる。 As described above, according to each embodiment of the present invention, even when an element that easily causes ion migration is included in a plurality of metal portions of the LED package, wiring is temporarily performed during the electrodeposition process. By doing so, the occurrence of ion migration can be suppressed. Thereby, since these elements do not precipitate between the phosphor layers and the electrodes due to ion migration, it is possible to manufacture a color conversion light emitting device having high luminous intensity and high electrode reliability. In addition, a phosphor layer can be formed in a desired region by using an auxiliary cathode having an opening.
また、本実施の形態の電着工程は、LEDチップ2を実装した1つのLEDパッケージ1を処理槽にセットして蛍光体層を形成しているが、本発明は、複数の連続したLEDパッケージ1を処理槽にセットして蛍光体層を形成してもよい。
In the electrodeposition process of the present embodiment, the phosphor layer is formed by setting one
複数の連続したLEDパッケージを処理槽にセットする場合には、蛍光体層形成後に複数のLEDパッケージを個々に分離する工程が必要となる。また、隣接するLEDパッケージの取り出し電極を連続して形成することにより、蛍光体付着工程において、取り出し電極間に結線された状態で構成することができる。さらに、分離工程において、隣接するLEDパッケージの取り出し電極間が切断されるように、支持部材上の取り出し電極パターンを設計することにより、分離工程とともに結線の切断も行うことができる。 When a plurality of continuous LED packages are set in the processing tank, a step of individually separating the plurality of LED packages after forming the phosphor layer is required. Further, by continuously forming the take-out electrodes of the adjacent LED packages, it can be configured in a state of being connected between the take-out electrodes in the phosphor attaching step. Furthermore, in the separation step, the connection electrode can be cut along with the separation step by designing the extraction electrode pattern on the support member so that the extraction electrodes of adjacent LED packages are cut.
また、取り出し電極と反射部材の結線についても、導線による接続のみならず、支持部材上に取り出し電極と連続したメッキパターンを設け、この上に反射部材を搭載することにより、当該メッキパターンによって、取り出し電極と反射部材(の導電性部分)とを接続(結線)してもよい。蛍光体付着工程後は、レーザー照射によりメッキパターンを除去することにより結線の切断を行うことができる。 In addition, regarding the connection between the extraction electrode and the reflection member, not only the connection by the conductive wire, but also a plating pattern continuous with the extraction electrode is provided on the support member, and the reflection member is mounted on this, whereby the extraction is performed by the plating pattern. The electrode and the reflection member (conductive portion thereof) may be connected (connected). After the phosphor attaching step, the connection can be cut by removing the plating pattern by laser irradiation.
なお、上述してきた実施の形態では、補助陰極23を用い、蛍光体層を選択的にLEDチップ2に堆積させているが、補助陰極23を用いなくとも蛍光体層を堆積させることは可能である。この場合であってもLEDパッケージ1の複数金属領域を同電位とすることにより、イオンマイグレーションを防止できる効果は得られる。ただし、補助陰極23を用いない場合には、LEDパッケージ1の同電位の金属領域等、導電性領域全体に蛍光体層が付着するため、不要な領域の蛍光体層を除去する工程を行う必要がある。
In the embodiment described above, the
また、上記各実施の形態では、イオンマイグレーションを生じやすい元素を含む複数の金属領域をグランド電位に落としているが、イオンマイグレーションの抑制のためには、同電位であれば足りる。よって、陽極電位よりも低い、他の電位にすることも可能である。 In each of the above embodiments, a plurality of metal regions including an element that easily causes ion migration is dropped to the ground potential. However, the same potential is sufficient for suppressing ion migration. Therefore, other potentials lower than the anode potential can be used.
なお、イオンマイグレーションの要因となりうる導電性部分は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、LEDチップやLEDパッケージの構成により、LEDチップの電極、LEDチップ表面に設けた導電層、LEDチップ内に形成された金属層、支持部材上に形成された配線部や反射部、LEDチップと支持部材とを接合する接合材料、支持部材上に形成された反射部材等が考えられる。例えば、下地材料や積層構造の一層としてAg、Ni、Cuが用いられ、はんだ材料としてSn、Pb等が使用される。ここで、Ag、Pb、Cu、Sn、Niを含む導電性部分は、LEDパッケージの最表面として構成されている場合だけでなく、下地層や積層構造中の一層(最表面ではない)として構成されている場合であっても、ピンホールを介してイオンマイグレーションの発生原因となり得るため、本発明の結線を用いた電着工程によりイオンマイグレーションを防止することができる。 The conductive portion that can cause ion migration is not limited to the above-described embodiment, and the LED chip electrode, the conductive layer provided on the surface of the LED chip, the LED, depending on the configuration of the LED chip or LED package. A metal layer formed in the chip, a wiring part and a reflection part formed on the support member, a bonding material for bonding the LED chip and the support member, a reflection member formed on the support member, and the like are conceivable. For example, Ag, Ni, Cu is used as one layer of the base material or the laminated structure, and Sn, Pb, etc. are used as the solder material. Here, the conductive portion containing Ag, Pb, Cu, Sn, and Ni is configured not only as the outermost surface of the LED package but also as one layer (not the outermost surface) in the underlayer or the laminated structure. Even if it is a case where it is carried out, since it can become a cause of generation | occurrence | production of ion migration through a pinhole, ion migration can be prevented by the electrodeposition process using the connection of this invention.
1…LEDパッケージ、2…LEDチップ(ダイ)、3…支持部材、3a…絶縁性の基板、4…p型コンタクト取り出し電極4、5…n型コンタクト取り出し電極、6…ボンディングワイヤ、7…蛍光体層、20…堆積処理槽、21…溶液、22…陽極、23…補助陰極、24a、24b…配線、25…配線、41…配線、44…開口、72…配線、91…配線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発光体装置の所定の複数の導電性部分を同電位とするために、該複数の導電性部分を結線する工程と、
前記半導体発光素子の蛍光体粒子を堆積させるべき部分の電位が、前記陽極電位よりも低電位となるように、前記陽極と前記発光体装置との間に直流電圧を印加し、前記溶液中の前記蛍光体粒子を前記半導体発光素子まで移動させ、前記半導体発光素子の表面に付着させる工程と、
前記複数の導電性部分の結線を切断する工程と、を含むことを特徴とする色変換発光体装置の製造方法。 A step of disposing a phosphor device mounted with a semiconductor light emitting element and an anode in a solution in which phosphor particles are dispersed;
Connecting the plurality of conductive portions in order to bring the predetermined plurality of conductive portions of the light emitter device to the same potential;
A direct current voltage is applied between the anode and the light emitter device so that the potential of the portion where the phosphor particles of the semiconductor light emitting element are to be deposited is lower than the anode potential. Moving the phosphor particles to the semiconductor light emitting device and attaching the phosphor particles to the surface of the semiconductor light emitting device;
Cutting the connection of the plurality of conductive portions. A method for manufacturing a color conversion light emitting device.
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