JP2010226110A - 発光ダイオードパッケージ構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光均一性を向上させるための発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造の製造方法を提供する。
【解決手段】キャリア１１０と、発光面１２２および複数の側面１２４を有する少なくとも１つのＬＥＤチップ１２０を提供する。少なくとも１つの第１の開口を有する第１のマスクＭ１を提供し、該第１の開口は少なくともＬＥＤチップを露出させる。スプレーコーティング装置２００を第１のマスクの上方に配置し、第１のスプレーコーティング工程を行う。スプレーコーティング装置は、ＬＥＤチップに第１の蛍光体溶液１３０’を噴霧するべく前後に動き、その結果、ＬＥＤチップの発光面および側面を、噴霧された第１の蛍光体溶液によってコンフォーマルコーティングすることができる。硬化工程を行って第１の蛍光体溶液を硬化させて第１の蛍光層１３０を形成する。第１の蛍光層とキャリアの一部分とを包み込むべく、成型化合物を形成する。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】キャリア１１０と、発光面１２２および複数の側面１２４を有する少なくとも１つのＬＥＤチップ１２０を提供する。少なくとも１つの第１の開口を有する第１のマスクＭ１を提供し、該第１の開口は少なくともＬＥＤチップを露出させる。スプレーコーティング装置２００を第１のマスクの上方に配置し、第１のスプレーコーティング工程を行う。スプレーコーティング装置は、ＬＥＤチップに第１の蛍光体溶液１３０’を噴霧するべく前後に動き、その結果、ＬＥＤチップの発光面および側面を、噴霧された第１の蛍光体溶液によってコンフォーマルコーティングすることができる。硬化工程を行って第１の蛍光体溶液を硬化させて第１の蛍光層１３０を形成する。第１の蛍光層とキャリアの一部分とを包み込むべく、成型化合物を形成する。
【選択図】図３Ａ
Description
本発明は、半導体パッケージ構造及びその製造方法に関し、より一般的には発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造及びその製造方法に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、長寿命であり、少容量であり、耐衝撃性が高く、熱出力が少なく、そして、消費電力が少ない等の利点を有するため、家電製品および各種機器用のインジケーターまたは光源に広く適用されてきている。近年、ＬＥＤはマルチカラーで高輝度に改良されてきている。そのため、その応用範囲は、大画面の屋外用表示板、交通信号の光源などに広がりつつある。将来的には、ＬＥＤチップは、省エネ機能および環境保護機能を共に備えた主要な照明光源になる可能性すらある。
従来のＬＥＤパッケージ構造は大量生産により製造されており、吐出工程を行って成型化合物をチップの穴に充填し、その後焼成工程を行って成型化合物を硬化し、ＬＥＤパッケージの構造を完成させる。しかしながら、成型化合物はその中に蛍光材料を有しており、焼成工程を待つ工程の間に、チップの穴に成型化合物を充填するのが遅かったり、あるいは、成型化合物を充填するタイミングがずれたりすることにより、その蛍光体が析出してしまう。したがって、蛍光材料の分布が均一ではなくなる。つまり、蛍光材料の大部分は穴の底またはチップの表面に析出し、蛍光材料のわずかな部分のみが成型化合物の中にまばらに分配される。その結果、ＬＥＤパッケージ構造から放出される光の均一性に影響が及ぶ。
さらに、従来のＬＥＤパッケージ構造のチップキャリアは、様々な形状を有する。コーティング工程を行ってＬＥＤチップに蛍光層を形成するとき、装置をそれぞれのキャリアのために調整しなければならない。そのため、生産効率は減少し、製造コストは増大する。
本発明は、ＬＥＤパッケージ構造の発光均一性を向上させるための、ＬＥＤパッケージ構造およびその製造方法を提供する。
本発明は、ＬＥＤパッケージ構造の製造方法を提供する。第１に、少なくとも１つのＬＥＤチップを提供する。該ＬＥＤチップはキャリア上に配置され、発光面と該発光面につながる複数の側面とを有する。その後、第１のマスクを提供する。該第１のマスクは、少なくとも１つの第１の開口を有し、該第１の開口は少なくとも前記ＬＥＤチップを露出させる。その後、スプレーコーティング装置を提供する。該スプレーコーティング装置は、第１のスプレーコーティング工程を行うべく前記第１のマスクの上方に配置される。前記スプレーコーティング装置は、前記ＬＥＤチップに第１の蛍光体（りん光体）溶液を噴霧するべく前後に動き、その結果、前記ＬＥＤチップの前記発光面および前記側面を、噴霧された前記第１の蛍光体溶液によってコンフォーマルコーティングすることができる。そして、硬化工程を行って、前記ＬＥＤチップの発光面上および側面上の前記第１の蛍光体溶液を硬化させて第１の蛍光層を形成する。さらに、該第１の蛍光層と前記キャリアの一部分とを包み込むための成型化合物を形成する。
本発明の一実施形態によれば、前記第１の蛍光体溶液が、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記第１の蛍光体溶液を経路に沿って前後してスプレーコーティングする前記工程の間、当該方法はさらに、前記ＬＥＤチップおよび前記キャリアに対する第１の加熱工程を行い、前記ＬＥＤチップ上の前記第１の蛍光体溶液の溶媒を蒸発させる。
本発明の一実施形態によれば、前記硬化工程を行う前に、当該方法はさらに、
前記第１のマスクを取り外すことを含む。その後、前記ＬＥＤチップの上方に第２のマスクを提供する。該第２のマスクは前記第１の開口よりも小さい少なくとも１つの第２の開口を有し、該第２の開口は前記ＬＥＤチップの前記発光面上の前記第１の蛍光体溶液の対応する一部分を露出させる。その後、第２のスプレーコーティング工程を行う。前記スプレーコーティング装置は、前記第２の開口によって露出された前記第１の蛍光体溶液の部分上に第２の蛍光体（りん光体）溶液を噴霧するべく、前後に動く。
前記第１のマスクを取り外すことを含む。その後、前記ＬＥＤチップの上方に第２のマスクを提供する。該第２のマスクは前記第１の開口よりも小さい少なくとも１つの第２の開口を有し、該第２の開口は前記ＬＥＤチップの前記発光面上の前記第１の蛍光体溶液の対応する一部分を露出させる。その後、第２のスプレーコーティング工程を行う。前記スプレーコーティング装置は、前記第２の開口によって露出された前記第１の蛍光体溶液の部分上に第２の蛍光体（りん光体）溶液を噴霧するべく、前後に動く。
本発明の一実施形態によれば、前記第２の蛍光体溶液が、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒が、キシレン、ｎ−ヘプタン、またはアセトンを含む。
本発明の一実施形態によれば、前記ゲルが、シリコーンまたはシリカゲルまたはエポキシ樹脂を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒、前記ゲルおよび前記蛍光粉末は、前記第１の蛍光体溶液においてそれぞれ約５０％、２０％および３０％の割合を占める。
本発明の一実施形態によれば、前記第２のスプレーコーティング工程を行う間、当該方法はさらに第２の加熱工程を行い、前記ＬＥＤチップ上の前記第２の蛍光体溶液の溶媒を蒸発させる。
本発明の一実施形態によれば、前記スプレーコーティング装置はスプレーノズルを含み、該スプレーノズルが、前記ＬＥＤチップ上に前記第１の蛍光体溶液および前記第２の蛍光体溶液をぞれぞれ霧化によって噴霧する。
本発明の一実施形態によれば、前記硬化工程を行う間、当該方法はさらに前記ＬＥＤチップ上の前記第２の蛍光体溶液を硬化して、第２の蛍光層を形成する。
本発明の一実施形態によれば、前記第１のマスクを提供する前に、当該方法はさらに少なくとも１つのワイヤを形成し、前記ＬＥＤチップを該ワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続する。
本発明の一実施形態によれば、前記キャリアが、回路基板またはリードフレームを含む。
本発明はさらに、ＬＥＤチップと、第１の蛍光層と、第２の蛍光層と、成型化合物とを含むＬＥＤパッケージ構造を提供する。ＬＥＤチップは、キャリア上に配置され、発光面と該発光面につながる複数の側面とを有する。第１の蛍光層は、該ＬＥＤチップの前記発光面および前記側面をコンフォーマルコーティングする。第２の蛍光層は、前記ＬＥＤチップの前記発光面上の前記第１の蛍光層の一部分の上に配置される。レンズは、前記第１の蛍光層と、前記第２の蛍光層と、前記キャリアの一部分との上に配置される。
本発明の一実施形態によれば、前記第１蛍光層が、ゲルと蛍光粉末を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記ゲルが、シリコーンまたはシリカゲルまたはエポキシ樹脂を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記第２の蛍光層が、ゲルと蛍光粉末を含む。
本発明の一実施形態によれば、前記第２の蛍光層が、前記第１の蛍光層と実質的に同じ厚さを有する。
本発明の一実施形態によれば、前記第２の蛍光層の膜厚が、前記第１の蛍光層の膜厚よりも小さいか、等しいか、または大きい。
本発明の一実施形態によれば、前記第１の蛍光層の膜厚が約１０μｍ〜３０μｍの範囲であり、前記第２の蛍光層の膜厚が約１０μｍ〜２０μｍの範囲である。
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ構造は、さらに少なくとも１つのワイヤを含み、前記ＬＥＤチップが該ワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続されている。
本発明の一実施形態によれば、前記キャリアが、回路基板またはリードフレームを含む。
上記を考慮して、本発明においては、蛍光体溶液がＬＥＤチップの発光面と側面に噴霧され、そして、蛍光層はＬＥＤチップの発光面と側面とで実質的に同等の厚さを有する。つまり、蛍光層はＬＥＤチップの発光面と側面とに均一な厚さで配置され、そして、発光面上の蛍光層の厚さは、実質的に各側面上の蛍光層の厚さと同じである。そのため、ＬＥＤチップから放出される光が成型化合物を介して外部環境へと透過するとき、ＬＥＤパッケージ構造はより良い発光均一性を有する。
本発明にかかる上記の、およびその他の目的、特徴、並びに利点をわかりやすくするため、以下に好適な実施形態を図面と共に詳細に示す。
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、そして、この明細書に包含されると共に、この明細書の一部を構成する。これらの図面は、本発明の実施形態を例証し、本明細書の本文と共に本発明の原理を説明する働きをする。
図１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図を概略的に示す。
図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法のフローチャートを示す。
図３Ａは、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法の断面図を概略的に示す。
図３Ｂは、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法の断面図を概略的に示す。
図３Ｃは、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法の断面図を概略的に示す。
図１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図を概略的に示す。図１を参照すると、ＬＥＤパッケージ構造１００は、キャリア１１０、ＬＥＤチップ１２０、第１の蛍光層１３０、第２の蛍光層１４０、そして、成型化合物１５０等のレンズを含む。
詳細には、ＬＥＤチップ１２０はキャリア１１０上に配置される。ＬＥＤチップ１２０は、発光面１２２と該発光面１２２につながる複数の側面１２４とを有する。ＬＥＤチップ１２０は、少なくとも１つのワイヤ１６０を介してキャリア１１０に電気的に接続されている（図１は、例示のため１つのワイヤを概略的に示しているにすぎない）。この実施形態において、キャリア１１０は例えば回路基板またはリードフレームである。ＬＥＤチップ１２０は、例えば青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップまたは紫色ＬＥＤチップを含む。
第１の蛍光層１３０は、ＬＥＤチップ１２０上に配置され、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２および側面１２４をコンフォーマルコーティングする。第１の蛍光層１３０は、発光面１２２および側面１２４上で実質的に同じ厚さを有する。つまり、第１の蛍光層１３０は、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２および側面１２４上に均一な厚さで配置され、発光面１２２上の第１の蛍光層１３０の膜厚は、各側面１２４上の第１の蛍光層１３０の膜厚と実質的に同じである。本実施形態においては、第１の蛍光層１３０は、ゲルと蛍光粉末を含む。
第２の蛍光層１４０は、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２上の第１の蛍光層１３０の一部分に配置される。第２の蛍光層１４０は、第１の蛍光層１３０と実質的に同じ厚さを有する。つまり、第２の蛍光層１４０は、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２上の第１の蛍光層１３０の一部分に均一な厚さで配置される。さらに、本実施形態においては、第２の蛍光層１４０の膜厚は、第１の蛍光層１３０の膜厚よりも大きいか、小さいか、等しくすることができる。好ましくは、第１の蛍光層１３０の膜厚が約１０μｍ〜３０μｍの範囲であり、第２の蛍光層１４０の膜厚が１０μｍ〜２０μｍの範囲である。本実施形態においては、第２の蛍光層１４０はゲルと蛍光粉末を含む。第１の蛍光層１３０の蛍光粉末と第２の蛍光層１４０の蛍光粉末とは実質的に同じであるが、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。第１の蛍光層１３０と第２の蛍光層１４０とが、要求に応じて異なる蛍光粉末を含んでよいことは、この技術分野の当業者によって自明である。
成型化合物１５０は、第１の蛍光層１３０、第２の蛍光層１４０、ワイヤ１６０およびキャリア１１０の一部分を包み込む。成型化合物は、ＬＥＤチップ１２０とワイヤ１６０が、温度、湿度および外部環境からの信号に影響されないように保護するためのものである。この実施形態においては、成型化合物は例えばシリコーンまたはシリカゲルまたはエポキシ樹脂を含む。
ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２または側面１２４から放出された色光は、成型化合物１５０を介して外部環境へと透過する。この過程の間、ＬＥＤチップ１２０から放出された色光の一部は、発光面１２２から第１の蛍光層１３０および第２の蛍光層１４０を照射し、該色光の別の一部は、側面１２４から第１の蛍光層１３０を照射する。ＬＥＤチップ１２０から放出された色光は、それぞれ第１の蛍光層１３０および第２の蛍光層１４０の中の蛍光粉末を励起し、ＬＥＤチップからの色光と異なる他の色光を放出し、該他の色光は、ＬＥＤチップ１２０自身から放出された色光と混合して、肉眼で白く見える光を形成する。
本実施形態において、第１の蛍光層１３０は、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２および側面１２４に均一な厚さで配置され、第２の蛍光層１４０は、ＬＥＤチップ１２０の発光面１２２上の第１の蛍光層１３０の一部分に均一な厚さで配置される。それゆえ、第１の蛍光層１３０および第２の蛍光層１４０から放出された色光と、ＬＥＤチップ１２０自身から放出された色光との混合された色光は、より良い均一性を有する。つまり、混合された色光が光透過性の成型化合物１５０を介して外部環境へとに透過するとき、ＬＥＤパッケージ構造１００から放出された全角度の光の均一性が改善される。言い換えると、本発明のＬＥＤパッケージ構造１００はより良い発光均一性を有する。
上記のＬＥＤパッケージ構造１００に加えて、本発明は、ＬＥＤパッケージ構造の製造方法も提供する。以下に、図２および図３Ａ−３Ｃの添付図面と共にその製造方法が示され、図１におけるＬＥＤパッケージ構造１００を例にとる。
図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法のフローチャートを示す。図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法の断面図を概略的に示す。図２および図３Ａを参照すると、ステップＳ３０１において、キャリア１１０およびＬＥＤチップアレイ２０１が提供される。ＬＥＤチップアレイ２０１は、第１のＬＥＤチップ１２０ａ、第２のＬＥＤチップ１２０ｂおよび第３のＬＥＤチップ１２０ｃを含む。図３Ａにおける３つのＬＥＤチップは例示目的のために提供されたものであり、本発明を限定するものではない。
詳細には、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃはキャリア１１０上に配置される。各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、それぞれ、発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃと該発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃにつながる複数の側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃとを有する。各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、少なくとも１つのワイヤ１６０を介してキャリア１１０に電気的に接続されている（図３Ａは、例示のために１つのワイヤを概略的に示すにすぎない）。本実施形態において、キャリア１１０は例えば回路基板またはリードフレーム（図示せず）を含む。ＬＥＤチップアレイ２０１の各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、例えば青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップまたは紫色ＬＥＤチップを含む。
その後、ステップＳ３０２において、第１のマスクＭ１をＬＥＤチップアレイ２０１の上方に提供する。詳細には、第１のマスクＭ１は少なくとも１つの第１の開口Ｏ１を有し（図３Ａは、例示のために３つの第１の開口を概略的に示すにすぎない）、これら第１の開口Ｏ１は、それぞれ対応するＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよびキャリア１１０の一部分を露出させる。
その後、ステップＳ３０３において、スプレーコーティング装置２００を第１のマスクＭ１の上方に提供し、第１のスプレーコーティング工程を行う。スプレーコーティング装置２００は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃに第１の蛍光体溶液１３０’を噴霧するべく前後（図３Ａの矢印方向）に動き、その結果、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃを、噴霧された第１の蛍光体溶液１３０’によってコンフォーマルコーティングすることができる。本発明では、第１の蛍光体溶液１３０’は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃに、同じ経路に沿って前後してスプレーコートされる。そのため、蛍光粉末の分布は、ＬＥＤチップ１２０ａの発光面１２２ａおよび側面１２４ａとで、また、ＬＥＤチップ１２０ｃの発光面１２２ｃおよび側面１２４ｃとで実質的に同じである。しがたって、各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光均一性が向上する。
詳細には、スプレーコーティング装置２００は二流体スプレーノズル２０２を含む。二流体スプレーノズル２０２は、圧縮された空気は高速で流れ流体を霧化するという理論を利用している。スプレーコーティング装置２００は、二流体スプレーノズル２０２の霧化によって、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃに第１の蛍光体溶液１３０’をスプレーコーティングする。本実施形態において、第１の蛍光体溶液１３０’は例えば、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を含む。溶媒は例えば、キシレン、ｎ−ヘプタン、またはアセトンを含む。溶媒、ゲルおよび蛍光粉末は、第１の蛍光体溶液１３０’においてそれぞれ約５０％、２０％および３０％の割合を占める。
本実施形態においては、第１の蛍光体溶液１３０’をＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃにスプレーしている間、第１の加熱工程を行い、第１の蛍光体溶液１３０’の溶媒を蒸発させることに留意されたい。本発明の第１の蛍光体溶液１３０’は溶媒を有し、この溶媒によって第１の蛍光体溶液１３０’の粘度が減少するため、二流体スプレーノズル２０２を用いて第１の蛍光体溶液１３０’をスプレーコーティングするとき、第１の蛍光体溶液１３０’をＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃの上に均一に分布させることができる。その一方で、第１の加熱工程を行い、第１の蛍光体溶液１３０’を凝固させる。そのため、第１の蛍光体溶液１３０’において蛍光粉末の不均一な分布は観察されない。つまり、第１の加熱工程の後、第１の蛍光体溶液１３０’中の蛍光粉末とわずかなゲルのみが、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃの上に残る。
そして、第１のマスクＭ１を取り除く。
図３Ｂを参照すると、第２のマスクＭ２をＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの上方に提供する。第２のマスクＭ２は、各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃとスプレーコーティング装置２００との間に配置する。第２のマスクＭ２は少なくとも１つの第２の開口Ｏ２を有し（図３Ｂは、例示のために３つの第２の開口を概略的に示したにすぎない。）、これら第２の開口Ｏ２は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの対応する発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの第１の蛍光体溶液１３０’の一部分を露出させる。
その後、図３Ｂによれば、第２のスプレーコーティング工程を行う。スプレーコーティング装置２００は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光体溶液１３０’の一部分であって、第２の開口Ｏ２によって露出されている部分に対し、第２の蛍光体溶液１４０’を噴霧するべく、前後（図３Ｂの矢印方向）に動く。本実施形態では、第２の蛍光体溶液１４０’は、二流体スプレーノズル２０２の霧化によって、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光体溶液１３０’の一部分にスプレーコーティングされる。第２の蛍光体溶液１４０’は例えば、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を含む。溶媒は例えば、キシレン、ｎ−ヘプタン、またはアセトンを含む。溶媒、ゲルおよび蛍光粉末は、第２の蛍光体溶液１４０’においてそれぞれ約５０％、２０％および３０％の割合を占める。
本実施形態において、第２の蛍光体溶液１４０’をＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光体溶液１３０’にスプレーしている間、第２の加熱工程を行い、第２の蛍光体溶液１４０’の溶媒を蒸発させることに留意されたい。本発明の第２の蛍光体溶液１４０’は溶媒を有し、この溶媒によって第２の蛍光体溶液１４０’の粘度が減少するため、二流体スプレーノズル２０２を用いて第２の蛍光体溶液１４０’をスプレーコーティングするとき、第２の蛍光体溶液１４０’をＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光体溶液１３０’の上に均一に分布させることができる。その一方で、第２の加熱工程を行い、第２の蛍光体溶液１４０’を凝固させる。そのため、第２の蛍光体溶液１４０’において蛍光粉末の不均一な分布は観察されない。つまり、第２の加熱工程の後、第２の蛍光体溶液１４０’中の蛍光粉末とわずかなゲルのみが、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光体溶液１３０’の上に残る。
さらに、本実施形態において、第１の蛍光体溶液１３０’は、第２の蛍光体溶液１４０’と実質的に同じであるが、本発明はそれには限定されない。蛍光体溶液に使用される蛍光粉末が異なるために、第１の蛍光体溶液１３０’が第２の蛍光体溶液１４０’と異なることもあり得、そのような場合も本発明において採用可能な技術的手段に属し、本発明の保護範囲に含まれることは当然である。
その後、ステップＳ３０４において、硬化工程を行い、第１の蛍光体溶液１３０’を硬化して第１の蛍光層１３０を形成すると共に、第２の蛍光体溶液１４０’を硬化して第２の蛍光層１４０を形成する。詳細には、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃにおいて、第１の蛍光層１３０は実質的に同じ厚さを有する。つまり、第１の蛍光層１３０は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃに、均一な膜厚で配置される。各発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光層１３０の膜厚は、各側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ上の膜厚と同じである。ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光層１３０の対応部分において、第２の蛍光層１４０は実質的に同じ厚さを有し、第２の蛍光層１４０の膜厚は、第１の蛍光層１３０の膜厚よりも小さいか、等しいか、または大きい。
そして、第２のマスクＭ２を取り除く。
その後、ステップＳ３０５において、第１の蛍光層１３０、第２の蛍光層１４０、ワイヤ１６０およびキャリア１１０の一部を包み込むべく、成型化合物１５０を形成する。成型化合物は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃと各ワイヤ１６０が、温度、湿度および外部環境からの信号に影響されないように保護するためのものである。本実施形態においては、成型化合物は例えば光透過性エポキシ樹脂またはシリコーンを含む。さらに、図３Ｃに示すような複数の独立したＬＥＤパッケージ構造１００を形成するべく、ダイシング工程を行う。
要するに、本発明の方法では、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃに第１の蛍光体溶液１３０’を噴霧する。したがって、第１の蛍光層１３０は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃに、均一な膜厚で配置される。各発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光層１３０の膜厚は、各側面１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ上の第１の蛍光層１３０の膜厚と実質的に同じである。そのため、本発明の製造方法によれば、各ＬＥＤパッケージ構造１００の発光均一性が向上する。
さらに、各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃから放出された色光は、その方向性に顕著な偏りがある、すなわち、発光面からより強い光が放出される。その問題を解決すべく、本発明では、第１のスプレーコーティング工程の後に、第１のマスクＭ１とは異なった寸法の第２のマスクを用いて第２のスプレーコーティング工程を行い、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの第１の蛍光層１３０上に第２の蛍光層１４０を形成する。換言すると、異なった寸法のマスクを用いることにより、各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃ上に局所的な複数の蛍光層構造を形成し、結果として各ＬＥＤパッケージ構造１００からの発光の均一性が向上する。
さらに、スプレーコーティング装置２００は、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光層１３０に、第２の蛍光体溶液１４０’を、同じ経路を前後して噴霧する。したがって、第２の蛍光層１４０が、ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃの発光面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ上の第１の蛍光層１３０に、均一な膜厚で設けられる。そのため、第１の蛍光層１３０および第２の蛍光層１４０から放出された色光が、各ＬＥＤチップ１２０ａ，１２０ｂ、１２０ｃから放出された色光と混合し、この混合された色光が成型化合物１５０を介して外部環境へとに透過するとき、ＬＥＤパッケージ構造１００から放出される光の全角度での均一性が向上する。つまり、本発明の方法で製造された各ＬＥＤパッケージ構造１００は、より良い発光均一性を有する。
要約すると、第１の蛍光体溶液は、ＬＥＤチップの発光面および側面上に、同じ経路を前後して噴霧され、第２の蛍光体溶液は第１の蛍光層１３０に同様にして噴霧される。したがって、第１の蛍光層は、ＬＥＤチップの発光面および側面上に均一な膜厚で配置され、第２の蛍光層は、発光面上の第１の蛍光層に均一な膜厚で配置される。そのため、第１の蛍光層および／または第２の蛍光層から放出された色光が、各ＬＥＤチップ自体から放出された色光と混合し、この混合された色光が成型化合物を介して外部環境へとに透過するとき、各ＬＥＤパッケージ構造から放出される光の全角度での均一性が向上する。つまり、本発明の各ＬＥＤパッケージ構造は、より良い発光均一性を有する。
この発明は上記の好ましい実施形態に開示されているが、それに限定されない。この発明の思想および範囲から乖離することなく、多少の修正および改良がなし得ることは当業者の知るところである。ゆえに、この発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって定義される。
Claims (22)
- 発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造の製造方法であって、
少なくとも１つのＬＥＤチップを提供する工程であって、該ＬＥＤチップはキャリアに電気的に接続されると共に、発光面と該発光面につながる複数の側面とを有する工程と、
第１のマスクを提供する工程であって、該第１のマスクは、前記ＬＥＤチップと関連して位置決めされる少なくとも１つの第１の開口を有する工程と、
スプレーコーティング装置を提供する工程であって、該スプレーコーティング装置は、第１のスプレーコーティング工程を行うべく前記第１のマスクの上方に配置され、前記スプレーコーティング装置は、前記ＬＥＤチップに第１の蛍光体溶液を噴霧するべく前後に動き、その結果、前記ＬＥＤチップの前記発光面および前記側面を、噴霧された前記第１の蛍光体溶液によってコンフォーマルコーティングすることができる工程と、
前記第１の蛍光体溶液を硬化させて第１の蛍光層を形成する硬化工程と、
該第１の蛍光層と前記キャリアの一部分とを包み込むための成型化合物を形成する工程と、を含む方法。 - 請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記第１の蛍光体溶液が、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を有する、方法。 - 請求項２に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記第１の蛍光体溶液を経路に沿って前後してスプレーコーティングする前記工程の間、前記ＬＥＤチップおよび前記キャリアを加熱して、前記ＬＥＤチップ上の前記第１の蛍光体溶液の溶媒を蒸発させる第１の加熱工程をさらに含む方法。 - 請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記硬化工程を行う前に、当該方法はさらに、
前記第１のマスクを取り外す工程と、
前記ＬＥＤチップの上方に第２のマスクを提供する工程であって、該第２のマスクは前記第１の開口よりも小さい少なくとも１つの第２の開口を有し、該第２の開口は前記ＬＥＤチップの前記発光面上の前記第１の蛍光体溶液の対応する一部分を露出させる工程と、
第２のスプレーコーティング工程であって、前記スプレーコーティング装置が、前記第２の開口によって露出された前記第１の蛍光層の前記部分に第２の蛍光体溶液を噴霧する工程と、を含む方法。 - 請求項４に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記第２の蛍光体溶液が、溶媒、ゲル、および蛍光粉末を有する、方法。 - 請求項２に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記溶媒が、キシレン、ｎ−ヘプタン、またはアセトンを有する、方法。 - 請求項６に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記ゲルが、シリコーンまたはシリカゲルまたはエポキシ樹脂を有する、方法。 - 請求項７に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記溶媒、前記ゲルおよび前記蛍光粉末は、前記第１の蛍光体溶液においてそれぞれ約５０％、２０％および３０％の割合を占める、方法。 - 請求項５に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記第２のスプレーコーティング工程の間、前記ＬＥＤチップ上の前記第２の蛍光体溶液の溶媒を加熱して蒸発させる第２の加熱工程をさらに含む、方法。 - 請求項４に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記スプレーコーティング装置はスプレーノズルを有し、該スプレーノズルが、前記ＬＥＤチップ上に前記第１の蛍光体溶液および前記第２の蛍光体溶液をぞれぞれ霧化によって噴霧する、方法。 - 請求項４に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記硬化工程を行う間、前記ＬＥＤチップ上の前記第２の蛍光体溶液を硬化して、第２の蛍光層を形成する工程をさらに含む、方法。 - 請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記第１のマスクを提供する前に、少なくとも１つのワイヤを形成し、前記ＬＥＤチップを該ワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続する工程をさらに含む、方法。 - 請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造の製造方法であって、
前記キャリアが、回路基板またはリードフレームを有する、方法。 - 発光体ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造であって、
キャリア上に配置され、発光面と該発光面につながる複数の側面とを有するＬＥＤチップと、
該ＬＥＤチップの前記発光面および前記側面をコンフォーマルコーティングする第１の蛍光層と、
前記ＬＥＤチップの前記発光面上の前記第１の蛍光層の一部分に配置された、第２の蛍光層と、
前記第１の蛍光層と、前記第２の蛍光層と、前記キャリアの一部分の上に配置されたレンズとを有するＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１４に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記第１蛍光層が、ゲルと蛍光粉末を有する、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１５に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記ゲルが、シリコーンまたはシリカゲルまたはエポキシ樹脂を有する、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１４に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記第２の蛍光層が、ゲルと蛍光粉末を有する、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１４に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記第２の蛍光層が、前記第１の蛍光層と実質的に同じ厚さを有する、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１４に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記第２の蛍光層の膜厚が、前記第１の蛍光層の膜厚よりも小さいか、等しいか、または大きい、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１９に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記第１の蛍光層の膜厚が約１０μｍ〜３０μｍの範囲であり、前記第２の蛍光層の膜厚が約１０μｍ〜２０μｍの範囲である、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項１４に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
少なくとも１つのワイヤをさらに有し、前記ＬＥＤチップが該ワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続されている、ＬＥＤパッケージ構造。 - 請求項２１に記載のＬＥＤパッケージ構造であって、
前記キャリアが、回路基板またはリードフレームを有する、ＬＥＤパッケージ構造。
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