JP2013138204A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ツェナーダイオードと電極との接続が安定性した発光ダイオードの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、ツェナーダイオードを第一電極及び第二電極にそれぞれ接続させるステップと、下型及び上型を備える金型を提供するステップと、第一電極、第二電極及びツェナーダイオードを下型の収容溝内に設置し、上型のコアコンポーネントを第一電極及び第二電極に覆設し、上型の壁を下型に設置させるステップと、金型内に液体の成形材料を注入させるステップと、成形材料が固化されると、金型を除去し、ベース、ダム及び反射カップを一体に形成し、ツェナーダイオードがダムの内部に封入されるステップと、第一、第二発光ダイオードチップを第一電極及び第二電極にそれぞれ設置するステップと、反射カップ内に封止材料を充填するステップと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードの製造方法に関するものである。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、高輝度、低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、従来の蛍光灯或いは白熱灯に代わるランプの光源として広く利用されている。
発光ダイオードは、一方導通の電子部品であるため、発光ダイオードに順方向の導通電流を流すと、発光ダイオードを点灯することができる。しかし、発光ダイオードに逆方向の電流を流すと、発光ダイオードは導通されることができない。また、この際、逆方向の電流は発光ダイオードを損傷させる可能性がある。従って、発光ダイオードは、一般的に、ツェナーダイオードと並列させる必要があり、この発光ダイオードとツェナーダイオードとの並列により、逆方向の電流を発生させる或いは静電気が発生すると、逆方向の電流をツェナーダイオードによって放電することができる。これにより、発光ダイオードを保護することができる。しかし、従来のツェナーダイオードは、一般的に、金属線を採用して発光ダイオードパッケージにおける電極と接続させるため、このような接続方法は、ツェナーダイオードと電極との接続の不具合を招きやすい。
前記課題を解決するために、本発明は、ツェナーダイオードと電極との接続が安定した発光ダイオードの製造方法を提供する。
本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、第一電極、第二電極及びツェナーダイオードを提供し、ツェナーダイオードの電極を第一電極及び第二電極にそれぞれ電気的に接続させるステップと、下型及び上型を備える金型を提供し、該下型には収容溝が設置され、該上型はコアコンポーネント及び該コアコンポーネントを囲んで設置する壁を備え、コアコンポーネントの下型と相対する底面には、溝が設けられるステップと、第一電極、第二電極及びツェナーダイオードを下型の収容溝内に設置し、次いで、上型のコアコンポーネントを第一電極及び第二電極に覆設し、ツェナーダイオードは、コアコンポーネントの溝に収容され、最後に、上型の壁をコアコンポーネントを囲んで下型に設置させ、壁とコアコンポーネントとの間には、スプルーが形成されるステップと、壁とコアコンポーネントとの間のスプルーを介して金型の内部に液体の成形材料を注入させ、収容溝、溝及びスプルーに完全に充填させるステップと、液体の成形材料が固化された後、金型を除去し、従って、ベース、反射カップ及びダムを一体に形成し、コアコンポーネントの溝の中の液体の成形材料が固化されるとダムが形成され、スプルーの中の液体の成形材料が固化されると反射カップが形成され、下型の収容溝中の液体の成形材料が固化されるとベースが形成され、ツェナーダイオードはダムの内部に封入されるステップと、第一発光ダイオードチップ及び第二発光ダイオードチップをダムの両側の第一電極及び第二電極にそれぞれ設置し、２つの発光ダイオードチップ及びツェナーダイオードを逆方向に並列させるステップと、反射カップの内部に２つの発光ダイオードチップを覆う封止材料を充填して、封止層を形成するステップと、を備える。
本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、第一電極及び第二電極を提供するステップと、下型及び上型を備える金型を提供し、該下型には収容溝が設けられ、該上型はコアコンポーネント及び該コアコンポーネントを囲んで設置する壁を備え、コアコンポーネントの下型と相対する底面には、環状の溝が設けられるステップと、第一電極及び第二電極を下型の収容溝内に設置し、次いで、上型のコアコンポーネントを第一電極及び第二電極に覆設し、最後に、上型の壁をコアコンポーネントを囲んで下型に設置し、壁とコアコンポーネントとの間には、スプルーが形成されるステップと、壁とコアコンポーネントとの間のスプルーを介して金型の内部に液体の成形材料を注入し、収容溝、溝及びスプルーに完全に充填させるステップと、液体の成形材料が固化された後、金型を除去し、従って、ベース、反射カップ及びダムを一体に成型し、コアコンポーネントの溝の中の液体の成形材料が固化されるとダムが形成され、スプルーの中の液体の成形材料が固化されると反射カップが形成され、下型の収容溝中の液体の成形材料が固化されるとベースが形成され、ダムは開口部を有し、第一電極及び第二電極は開口部の底部に露出されるステップと、ツェナーダイオードをダムの開口部の内部に設置し且つツェナーダイオードの電極を第一電極及び第二電極にそれぞれ接続させ、次いで、ダムの開口部の頂部に被覆層を形成し、該被覆層により、ツェナーダイオードがダムの内部に密封されるステップと、第一発光ダイオードチップ及び第二発光ダイオードチップをダムの両側の第一電極及び第二電極にそれぞれ設置し、２つの発光ダイオードチップ及びツェナーダイオードを逆方向に並列させるステップと、反射カップの内部に２つの発光ダイオードチップを覆う封止材料を充填して、封止層を形成するステップと、を備える。
従来の技術と比べ、本発明に係る発光ダイオードの製造方法において、金型の内部に液体の成形材料を注入することにより、ベース、反射カップ及びダムを一体に成型し、ツェナーダイオードがダムの内部に封入されるので、ツェナーダイオードと第一電極及び第二電極との接続は強固になる。従って、ツェナーダイオードと第一電極及び第二電極との電気的な接続の安定性を向上させることができる。
本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法によって製造された発光ダイオードの断面図である。 本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法で使用した金型の断面図である。 本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードの製造方法で使用した金型の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の発光ダイオードの製造方法によって製造された発光ダイオード１００は、ベース１０と、該ベース１０に設置される２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａ及び１つのツェナーダイオード１２と、ベース１０に設置される第一電極１３及び第二電極１３ａと、発光ダイオードチップ１１、１１ａを封止する封止層１４と、該ベース１０に形成されるダム１６及び環状の反射カップ１５と、を備える。ベース１０、ダム１６及び反射カップ１５は一体に成型される。
ベース１０は、第一表面１０１及び該第一表面１０１に対向する第二表面１０２を備える。
第一電極１３及び第二電極１３ａの断面はＵ形を呈し、ベース１０に互いに離間して設置され、且つ、ベース１０の第一表面１０１からベース１０の２つの側面を各々経由して、ベース１０の第二表面１０２までそれぞれ延伸する。
２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａは、第一電極１３及び第二電極１３ａにそれぞれ設置され、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのアノードは第二電極１３ａに接続され、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのカソードは第一電極１３に接続される。２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａは、異なる波長の光をそれぞれ発することができる。
反射カップ１５は、発光ダイオードチップ１１、１１ａから出射した光を反射するために、ベース１０の第一表面１０１の周囲に形成され且つ発光ダイオードチップ１１、１１ａを取り囲んでいる。
ダム１６は、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａの間に設置され、反射カップ１５によって囲まれた空間を２つの部分に分割する。ダム１６は、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａから出射した光が互いに干渉することを防止する。ダム１６の高さは反射カップ１５の高さより低いが、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａの高さより高い。
ツェナーダイオード１２は、ダム１６の内部に設置され且つ第一電極１３及び第二電極１３ａに接続される。具体的には、ツェナーダイオード１２のアノードは第一電極１３に接続され、ツェナーダイオード１２のカソードは第二電極１３ａに接続される。これにより、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａとツェナーダイオード１２とは、逆方向に並列されるため、発光ダイオードチップ１１、１１ａに逆方向の電流を流す場合或いは静電気が発生する場合、逆方向の電流は、ツェナーダイオード１２によって放電されて良く、従って、発光ダイオードチップ１１、１１ａを保護することができる。
ダム１６と反射カップ１５との間の空間には、第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａが充填される。第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａは、ダム１６の両側に位置し且つ２つ発光ダイオードチップ１１、１１ａをそれぞれ覆う。第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａの上表面とダム１６の上表面とは同じ平面上に位置する。また、第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａの組成物は異なる。
封止層１４は透明な材料からなり、発光ダイオードチップ１１、１１ａ、ダム１６及び第一蛍光体層１７と第二蛍光体層１７ａを覆うように反射カップ１５の内部に収容される。封止層１４の上表面と反射カップ１５の上表面とは同じ平面上に位置する。
図２を参照すると、本発明の第一実施形態の発光ダイオード１００を製造するための金型２０は下型２１及び上型２２を備える。下型２１には矩形の収容溝２１１が設けられる。上型２２は、コアコンポーネント２２１及び該コアコンポーネント２２１を囲む壁２２２を備える。壁２２２の頂面及び底面とコアコンポーネント２２１の頂面及び底面とはそれぞれ同じ平面上に位置する。コアコンポーネント２２１の断面は台形を呈し、コアコンポーネント２２１の幅は上方から下方へ徐々に小さくなる。コアコンポーネント２２１の下型２１に対向する底面には台形を呈する溝２２１１が設けられる。該溝２２１１の幅は、上方から下方へ徐々に大きくなる。壁２２２とコアコンポーネント２２１との間には、環状のスプルー３０が形成される。
図３を参照すると、本発明の第二実施形態の発光ダイオード１００を製造するための金型２０ａは、前記金型２０に似ている。金型２０ａは、下型２１ａ及び上型２２ａを備える。該下型２１ａには矩形の収容溝２１１ａが設けられる。上型２２ａは、コアコンポーネント２２１ａ及び該コアコンポーネント２２１ａを囲む壁２２２ａを備える。壁２２２ａとコアコンポーネント２２１ａとの間には環状のスプルー３０ａが形成される。金型２０ａと金型２０との違いは、コアコンポーネント２２１ａの下型２１ａに対向する底面に環状の溝２２１１ａが設けられることである。該環状の溝２２１１ａの断面は、二つの三角形である。
図４〜図６を参照すると、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード１００の製造方法は、下記のステップ１〜ステップ７を備える。
図４を参照すると、ステップ１において、第一電極１３、第二電極１３ａ及びツェナーダイオード１２を提供し、該第一電極１３及び該第二電極１３ａは、断面がＵ形を呈し且つ該２つのＵ形構造の開口は相対する。次いでツェナーダイオード１２のアノード及びカソードを第一電極１３及び第二電極１３ａにそれぞれ電気的に接続させる。
図５を参照すると、ステップ２において、金型２０を提供し、第一電極１３、第二電極１３ａ及びツェナーダイオード１２を下型２１の収容溝２１１の内部に設置する。この際、第一電極１３及び第二電極１３ａの上表面と下型２１の上表面とは、同じ平面上に位置する。次いで、金型２０の上型２２のコアコンポーネント２２１を第一電極１３及び第二電極１３ａ上に覆設する。この際、ツェナーダイオード１２は、コアコンポーネント２２１の溝２２１１に収容される。最後に、上型２２の壁２２２を下型２１の収容溝２１１の側壁に設置する。この際、壁２２２は、コアコンポーネント２２１と互いに離間してコアコンポーネント２２１を囲み、壁２２２とコアコンポーネント２２１との間には、環状のスプルー３０が形成される。
ステップ３において、壁２２２とコアコンポーネント２２１との間のスプルー３０を介して金型２０の内部に液体の成形材料を注入し、収容溝２１１、溝２２１１及びスプルー３０に完全に充填させる。スプルー３０に充填された液体の成形材料の上表面と上型２２の上表面とは同じ平面上に位置する。
図６を参照すると、ステップ４において、液体の成形材料が固化された後、金型２０を除去する。従って、ベース１０、反射カップ１５及びダム１６が一体に形成される。具体的には、コアコンポーネント２２１の溝２２１１の中の液体の成形材料が固化されると、ダム１６が形成され、スプルー３０の中の液体の成形材料が固化されると、反射カップ１５が形成され、下型２１の収容溝２１１中の液体の成形材料が固化されると、ベース１０が形成される。ツェナーダイオード１２は、ダム１６の内部に封入される。
図１を再度参照すると、ステップ５において、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａを第一電極１３及び第二電極１３ａにそれぞれ設置し、金属線を介して２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのアノードを第二電極１３ａに電気的に接続させ、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのカソードを第一電極１３に電気的に接続させる。
ステップ６において、第一電極１３及び第二電極１３ａに第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａをそれぞれ形成する。第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａは、ダム１６の両側に位置し且つ発光ダイオードチップ１１及び発光ダイオードチップ１１ａをそれぞれ覆う。この際、第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａの上表面とダム１６の上表面とは同じ平面上に位置する。
ステップ７において、反射カップ１５の内部に封止材料を充填して、封止層１４を形成する。該封止層１４は、発光ダイオードチップ１１、１１ａ、ダム１６及び第一蛍光体層１７と第二蛍光体層１７ａを覆う。この際、封止層１４の上表面と反射カップ１５の上表面とは同じ平面上に位置する。
図７〜図９を参照すると、本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード１００の製造方法は、下記のステップ１〜ステップ８を備える。
ステップ１において、第一電極１３及び第二電極１３ａを提供する。該第一電極１３及び該第二電極１３ａの断面はＵ形を呈する。
図７を参照すると、ステップ２において、金型２０ａを提供し、第一電極１３及び第二電極１３ａを下型２１ａの収容溝２１１ａの内部に設置し、次いで、上型２２ａのコアコンポーネント２２１ａを第一電極１３及び第二電極１３ａ上に覆設し、最後に、上型２２ａの壁２２２ａを下型２１ａの収容溝２１１ａの側壁に設置する。この際、該壁２２２ａは、コアコンポーネント２２１ａと互いに離間してコアコンポーネント２２１ａを囲み、壁２２２ａとコアコンポーネント２２１ａとの間には、環状のスプルー３０ａが形成される。
ステップ３において、壁２２２ａとコアコンポーネント２２１ａとの間のスプルー３０ａを介して金型２０ａの内部に液体の成形材料を注入し、収容溝２１１ａ、溝２２１１ａ及びスプルー３０ａに完全に充填させる。
図８を参照すると、ステップ４において、液体の成形材料が固化された後、金型２０ａを除去する。従って、ベース１０、反射カップ１５及びダム１６ａが一体に成型される。具体的には、コアコンポーネント２２１ａの溝２２１１ａの中の液体の成形材料が固化されると、ダム１６ａが形成され、スプルー３０ａの中の液体の成形材料が固化されると、反射カップ１５が形成され、下型２１ａの収容溝２１１ａ中の液体の成形材料が固化されると、ベース１０が形成される。ダム１６ａは開口部１６１を有し、第一電極１３及び第二電極１３ａは開口部１６１の底部に露出される。
図９を参照すると、ステップ５において、ツェナーダイオード１２をダム１６ａの開口部１６１の内部に設置し且つツェナーダイオード１２のアノード及びカソードは、第一電極１３及び第二電極１３ａにそれぞれ接続される。ダム１６ａの開口部１６１の頂部には被覆層１６２が形成され、該被覆層１６２により、ツェナーダイオード１２はダム１６ａの内部に密封される。
図１を再度参照すると、ステップ６において、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａを第一電極１３及び第二電極１３ａにそれぞれ設置し且つ金属線を介して２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのアノードを第二電極１３ａに電気的に接続させ、２つの発光ダイオードチップ１１、１１ａのカソードを第一電極１３に電気的に接続させる。
ステップ７において、第一電極１３及び第二電極１３ａに第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａをそれぞれ形成する。第一蛍光体層１７及び第二蛍光体層１７ａは、ダム１６ａの両側に位置し且つ発光ダイオードチップ１１及び発光ダイオードチップ１１ａをそれぞれ覆う。
ステップ８において、反射カップ１５の内部に封止材料を充填して、封止層１４を形成する。該封止層１４は、発光ダイオードチップ１１、１１ａ、ダム１６ａ及び第一蛍光体層１７と第二蛍光体層１７ａを覆う。
本発明に係る発光ダイオードの製造方法において、金型２０、２０ａの内部に液体の成形材料を注入することにより、ベース１０、反射カップ１５及びダム１６、１６ａを一体に成型し、ツェナーダイオード１２は、ダム１６、１６ａの内部に封入されるので、ツェナーダイオード１２と第一電極１３及び第二電極１３ａとの接続は強固である。従って、ツェナーダイオード１２と第一電極１３及び第二電極１３ａとの電気的接続の安定性を向上させることができる。
１００ 発光ダイオード
１０ ベース
１１、１１ａ 発光ダイオードチップ
１２ ツェナーダイオード
１４ 封止層
１０１ 第一表面
１０２ 第二表面
１６、１６ａ ダム
１６１ 開口部
１６２ 被覆層
１５ 反射カップ
１３ 第一電極
１３ａ 第二電極
１７ 第一蛍光体層
１７ａ 第二蛍光体層
２０、２０ａ 金型
２１、２１ａ 下型
２２、２２ａ 上型
２１１、２１１ａ 収容溝
２２１、２２１ａ コアコンポーネント
２２２、２２２ａ 壁
２２１１、２２１１ａ 溝
３０、３０ａ スプルー

Claims (3)

  1. 第一電極、第二電極及びツェナーダイオードを提供し、ツェナーダイオードの電極を第一電極及び第二電極にそれぞれ電気的に接続させるステップと、
    下型及び上型を備える金型を提供し、該下型には収容溝が設置され、該上型はコアコンポーネント及び該コアコンポーネントを囲んで設置する壁を備え、コアコンポーネントの下型と相対する底面には、溝が設けられるステップと、
    第一電極、第二電極及びツェナーダイオードを下型の収容溝内に設置し、次いで、上型のコアコンポーネントを第一電極及び第二電極に覆設し、ツェナーダイオードは、コアコンポーネントの溝に収容され、最後に、上型の壁をコアコンポーネントを囲んで下型に設置させ、壁とコアコンポーネントとの間には、スプルーが形成されるステップと、
    壁とコアコンポーネントとの間のスプルーを介して金型の内部に液体の成形材料を注入させ、収容溝、溝及びスプルーに完全に充填させるステップと、
    液体の成形材料が固化された後、金型を除去し、従って、ベース、反射カップ及びダムを一体に形成し、コアコンポーネントの溝の中の液体の成形材料が固化されるとダムが形成され、スプルーの中の液体の成形材料が固化されると反射カップが形成され、下型の収容溝中の液体の成形材料が固化されるとベースが形成され、ツェナーダイオードはダムの内部に封入されるステップと、
    第一発光ダイオードチップ及び第二発光ダイオードチップをダムの両側の第一電極及び第二電極にそれぞれ設置し、２つの発光ダイオードチップ及びツェナーダイオードを逆方向に並列させるステップと、
    反射カップの内部に２つの発光ダイオードチップを覆う封止材料を充填して、封止層を形成するステップと、
    を備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  2. 第一電極及び第二電極に第一蛍光体層及び第二蛍光体層をそれぞれ形成し、第一蛍光体層及び第二蛍光体層はダムの両側に位置し且つ２つの発光ダイオードチップをそれぞれ覆うことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
  3. 第一電極及び第二電極を提供するステップと、
    下型及び上型を備える金型を提供し、該下型には収容溝が設けられ、該上型はコアコンポーネント及び該コアコンポーネントを囲んで設置する壁を備え、コアコンポーネントの下型と相対する底面には、環状の溝が設けられるステップと、
    第一電極及び第二電極を下型の収容溝内に設置し、次いで、上型のコアコンポーネントを第一電極及び第二電極に覆設し、最後に、上型の壁をコアコンポーネントを囲んで下型に設置し、壁とコアコンポーネントとの間には、スプルーが形成されるステップと、
    壁とコアコンポーネントとの間のスプルーを介して金型の内部に液体の成形材料を注入し、収容溝、溝及びスプルーに完全に充填させるステップと、
    液体の成形材料が固化された後、金型を除去し、従って、ベース、反射カップ及びダムを一体に成型し、コアコンポーネントの溝の中の液体の成形材料が固化されるとダムが形成され、スプルーの中の液体の成形材料が固化されると反射カップが形成され、下型の収容溝中の液体の成形材料が固化されるとベースが形成され、ダムは開口部を有し、第一電極及び第二電極は開口部の底部に露出されるステップと、
    ツェナーダイオードをダムの開口部の内部に設置し且つツェナーダイオードの電極を第一電極及び第二電極にそれぞれ接続させ、次いで、ダムの開口部の頂部に被覆層を形成し、該被覆層により、ツェナーダイオードがダムの内部に密封されるステップと、
    第一発光ダイオードチップ及び第二発光ダイオードチップをダムの両側の第一電極及び第二電極にそれぞれ設置し、２つの発光ダイオードチップ及びツェナーダイオードを逆方向に並列させるステップと、
    反射カップの内部に２つの発光ダイオードチップを覆う封止材料を充填して、封止層を形成するステップと、
    を備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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