JP2009152338A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水洗処理による窒化ガリウムまたはその他種類の発光ダイオードの製造方法を提供する。
【解決手段】発光ダイオードの製造方法は、ウェハーのすべてのＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とを覆い遮蔽して親水性樹脂材から構成される遮蔽層を形成する段階と、ウェハーに黄色（または紅色と緑色を混合した）蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質３でパッケージする段階と、水洗過程を通じて親水性樹脂材の遮蔽層を除去しＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とを露出させる段階と、裁断と金線４を溶接する過程を経て白色光を発する発光ダイオードに形成する段階とを含む。水洗過程によってＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とは露出するので、排熱性がよく、使用寿命も更に長くなり、金線は破断することなく、光暈け現象の発生も避けられる。
【選択図】図６

Description

本発明は、発光ダイオードの製造方法に関し、特に水洗処理によって窒化ガリウム（ＧａＮ；gallium nitride）またはその他種類の発光ダイオードを製造する方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode)の裸チップ（chip)ができる前のＬＥＤウェハーの結晶成長の原理は、適当な温度に加熱されたライナーベース（liner base)、例えばサファイアー（sapphire)、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）に特定の単結晶薄膜を成長させることである。現在は主として有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が採用されている。ＭＯＣＶＤ法は化合物半導体の単結晶薄膜を製造する技術であり、それは例えばＧａＮ系の半導体材料を成長させ、藍色、緑色または紫色発光ダイオードの裸チップの製造に使用される。

従来の白色光を発する発光ダイオード製造過程に於いては、点接着方式が採用され、黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光物質に選定されたものを含むシリカゲル（silica gel）を発光ダイオードの裸チップにパッケージ充填する。これによって本来の藍色を変えて白色光を発生させるが、前記点接着の過程は大量製造に適合せず、製造コスト（cost）が高いだけでなく、製品の不良率も高くなり、かつ深刻な縁の黄色光暈け現象が発生する恐れがある。

上述の従来の点接着作業では、白色光を発する光ダイオードの裸チップが完全にパッケージ充填され、裸チップのＰコンタクトとＮコンタクトも同時にパッケージされる。このため、発光時の裸チップは排熱しにくくなり、パッケージのシリカゲルは長時間の高温に耐えられず変質し脆化が発生し、明るさが低下するだけでなく、パッケージされたシリカゲルが脆化して破裂した場合、金線も同時に破断するという問題点があった。つまり、一般の発光ダイオードは低温低パワー（power）の使用にしか適用されず、明るさに限度があり、使用寿命も短く、ハイ（high）パワーの照明設備へと発展することができなかった。

本発明の主要な目的は、水洗過程によって窒化ガリウムまたはその他種類のＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させることにより、排熱性がよく、使用寿命も更に長くなる発光ダイオードの製造方法を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、点接着、塗布、印刷または移し印刷等各種方法を選択することにより、さらに大量生産に適合し、コストが安くて製品の歩留が高く、かつ水洗処理を経たＰコンタクトおよびＮコンタクトを露出させ排熱性を極めてよくし、使用寿命も更に長い、高パワー照明の光源の使用に適合する発光ダイオードの製造方法を提供することにある。

本発明の発光ダイオードの製造方法によると、ＰコンタクトおよびＮコンタクトは黄色（または紅色と緑色を混合した）蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質に覆い被されていないので、排熱性がよく、変質脆化が発生して金線の破断が起きることなく、発光も阻止されないので明るさは有効に向上し、深刻な縁の黄色光暈け現象の発生を避けることができる。
つまり、Ｐ、Ｎコンタクトが露出しているので排熱性がよく、使用寿命が長い、金線が切れない、光暈けの現象が避けられる等の長所を備える。

本発明による発光ダイオードの製造方法は、ウェハーのすべてのＰコンタクトとＮコンタクトとを覆い遮蔽して親水性樹脂材から構成される遮蔽層を形成する段階と、ウェハーに黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質でパッケージする段階と、水洗過程を通じて親水性樹脂材の遮蔽層を除去しＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させる段階と、裁断と金線溶接の過程を行って白色光を発する発光ダイオードに形成する段階と、を含む。本発明は水洗処理により窒化ガリウムまたはその他種類の発光ダイオードを製造する方法の一種である。このような水洗過程によってＰコンタクトとＮコンタクトとは露出するので、排熱性がよく、使用寿命も更に長くなり、かつ金線は破断することなく、光暈け現象の発生も避けられる。

本発明による発光ダイオードの製造方法の製造過程を図１により説明する。
それは主に、親水性樹脂材をもってウェハーのすべてのＰコンタクトとＮコンタクトとを遮蔽して水洗剥離可能な遮蔽層を形成する段階と、ウェハーに黄色（または紅色と緑色を混合した）蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層でパッケージする段階と、水洗過程を通じて親水性樹脂材の遮蔽層を除去し、ＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させる段階と、裁断と金線溶接の後続過程を行って白色光の発光ダイオードに形成する段階とを含む。
本発明は水洗過程によってＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させるので、排熱性がよく、使用寿命は更に長くなり、金線は破断することなく、深刻な縁の黄色光暈け現象も避けられる。

本発明のウェハーの各裸チップの状態を図２に示す。それはＧａＮまたはその他種類の半導体材料１の各裸チップにＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とが形成されている。なお、ウェハーが裁断される前は、そのウェハーには多数の裸チップが形成されている。

点接着、塗布、印刷または移し印刷等各種方法を選択し、図３に示すように、親水性樹脂材２をウェハーのすべてのＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とに覆い被せて水洗剥離可能の遮蔽層を形成することができる。

Ｐコンタクト１１およびＮコンタクト１２に、図４に示すように親水性樹脂材２を覆い被せた後、更にウェハーの全体表面に印刷、塗布、スプレーまたは移し印刷等方法をもって黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層３でパッケージする。

次の製造工程では、更に水で洗浄することを通じて前記親水性樹脂材２の遮蔽層のすべてを除去する。そのためＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とは図５に示すように露出し、ウェハーの表面には黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層３が残される。
裁断と金線４の溶接等従来の後続過程を経た後、図６に示すように白色光を発する発光ダイオードを製造することができる。前記高分子無機または有機化合物質層の蛍光粉は各種顔色を混合した蛍光物質を選択使用することができ、それによって各種色の発光ダイオードを製造することができる。

本発明に使用される親水性樹脂材２は環境保全材の一種であり、それは例えばポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニールピロリドン（ＰＶＲ）、パルプ（pulp）、滑石粉またはアクリル（acryl）、シリカゲルまたはメラミン（melamine）等材料で、水洗剥離可能の特性を備える。

本発明によって提供される水洗過程による発光ダイオードの製造方法において、ウェハーすべてのＰコンタクト１１とＮコンタクト１２とに覆い被さる遮蔽層（親水性樹脂材２）は軽易に水洗剥離されるので、大量製造に適合し、環境汚染の恐れもなく、コストが安いだけでなく、製品の歩留が高くなる。また、Ｐコンタクト１１およびＮコンタクト１２は露出しているので、排熱性が極めてよく、使用寿命も長くなり、高パワー高照明の光源の使用に適合する。
このほか、Ｐコンタクト１１およびＮコンタクト１２は黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層３にパッケージされていないので、黄色、または紅色と緑色を混合した蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層３が変質脆化しても、その影響により金線４が破断する現象には至らない。なおかつ本発明の発光ダイオードの製造方法において製造されたダイオードにおいて、発光は阻止されないので、明るさは向上し、深刻な縁の黄色暈け現象も起こらない。

以上の実施例に掲げたのは本発明の主要技術の例を取り上げた説明であり、それは本発明の技術範囲を限定したものではなく、同等効果の応用または前項技術手段に基づいて行った簡易の変更または入れ替えに及ぶものであれば、すべて本発明の技術範囲に見なすべきである。

本発明による発光ダイオードの製造方法において製造過程を示す説明図である。 本発明による発光ダイオードの製造方法においてウェハー上の裸チップの状態を示す模式図である。 本発明による発光ダイオードの製造方法において遮蔽層を形成した状態を示す模式図である。 本発明による発光ダイオードの製造方法において蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層をパッケージした状態を示す模式図である。 本発明による発光ダイオードの製造方法において遮蔽層を除去しＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させた状態を示す模式図である。 本発明による発光ダイオードの製造方法においてＰコンタクトとＮコンタクトとに金線を溶接した状態を示す模式図である。

符号の説明

１：ＧａＮまたはその他種類の半導体材料、１１：Ｐコンタクト、１２：Ｎコンタクト、２：親水性樹脂材、３：蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層、４：金線

Claims (6)

1. 水洗処理により発光ダイオードを製造する方法であって、
   ウェハーのすべてのＰコンタクトとＮコンタクトとに親水性樹脂材を覆い被せることにより遮蔽層を形成する段階と、ウェハーの表面に蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層をパッケージする段階と、水洗過程を通じて親水性樹脂材の遮蔽層を除去してＰコンタクトとＮコンタクトとを露出させる段階と、裁断と金線溶接の後続過程を行って発光ダイオードに形成する段階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. 前記高分子無機または有機化合物質層の蛍光粉は黄色蛍光物質を選定使用することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
3. 前記高分子無機または有機化合物質層の蛍光粉は紅色と緑色蛍光物質を混合したものを選定使用することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
4. 前記高分子無機または有機化合物質層の蛍光粉は各種色の蛍光物質を混合したものを選定使用することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
5. 前記親水性樹脂材は点接着、塗布、印刷または移し印刷の方法によりウェハーのすべてのＰコンタクトとＮコンタクトとを覆い、水洗剥離可能の遮蔽層を形成することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
6. 前記蛍光粉を含む高分子無機または有機化合物質層は印刷、塗布、スプレーまたは移し印刷の方法によりウェハーの表面にパッケージされることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。

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