JP2015213170A - パッケージ方法及びパッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】 本開示は、光の均一性を改善し、かつ、パッケージ中で用いられる燐光体粒子の量を減らすことのできるパッケージ方法及びパッケージを供する。【解決手段】 パッケージ方法は：発光モジュール、モールド金型、及びモールド化合物を供する工程であって、前記発光モジュールは基板及び該基板上に設けられた少なくとも１つの発光ユニットを有し、前記モールド金型は少なくとも１つの凹部を有し、かつ、前記凹部の側壁は前記発光ユニットの側面に対して平行である、工程；前記凹部を前記モールド化合物で充填する工程；前記発光ユニットが前記凹部に埋め込まれ、かつ、前記モールド化合物が前記発光ユニットを直接封止するように、前記基板を反対にして前記モールド金型上に設ける工程；並びに、前記モールド化合物を固化するように前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧する工程、を有する。【選択図】図2
Description
本開示は、パッケージ方法及びパッケージに関し、より詳細には、光の均一性を改善し、かつ、当該パッケージ内で用いられる燐光体粒子の量を減らすことのできるパッケージ方法及びパッケージに関する。
図1を参照すると、図1は従来技術に係るパッケージ１を表す概略図である。図１に図示されているように、パッケージ１は、パッケージ基板１０、発光ダイオード１２、及びモールド化合物１４を有する。発光ダイオード１２をパッケージするように、発光ダイオード１２はパッケージ基板１０上に設けられ、かつ、モールド化合物１４はパッケージ基板１０及び発光ダイオード１２上に供給又は噴霧される。一般的には、モールド化合物は、発光ダイオード１２によって放出される光の色を所望の光の色に変換するための複数の燐光体粒子を含む。従来技術においては、モールド化合物１４がパッケージ基板１０と発光ダイオード１２上に供給される場合、燐光体粒子は、発光ダイオード１２の発光面上に容易に堆積し得る。その結果、光の色は均一ではなくなる恐れがあり、かつ、燐光体粒子は、熱疲労を誘起するように加熱される恐れがある。従って光変換効率が影響を受ける。モールド化合物１４がパッケージ基板１０と発光ダイオード１２上に噴霧される場合、遮蔽板を使用する必要があり、かつ、燐光体粒子は浪費される恐れがある。その結果製造コストが増大してしまう。さらに噴霧プロセスの結果、発光角と色温度が非常に広範に分布する恐れがある。
本開示は、上述の問題を解決するため、光の均一性を改善し、かつ、パッケージ中で用いられる燐光体粒子の量を減らすことのできるパッケージ方法及びパッケージを供する。
本開示のパッケージ方法は：発光モジュール、モールド金型、及びモールド化合物を供する工程であって、前記発光モジュールは基板及び該基板上に設けられた少なくとも１つの発光ユニットを有し、前記モールド金型は少なくとも１つの凹部を有し、かつ、前記凹部の側壁は前記発光ユニットの側面に対して平行である、工程；前記凹部を前記モールド化合物で充填する工程；前記発光ユニットが前記凹部に埋め込まれ、かつ、前記モールド化合物が前記発光ユニットを直接封止するように、前記基板を反対にして前記モールド金型上に設ける工程；並びに、前記モールド化合物を固化するように前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧する工程、を有する。
本開示のパッケージは、基板、発光ユニット、及びモールド化合物を有する。前記発光ユニットは、前記基板上に設けられ、かつ、主発光面を有する。前記モールド化合物は、前記基板上に設けられ、かつ、前記発光ユニットを直接封止する。前記モールド化合物は複数の第１燐光体粒子と複数の第２燐光体粒子を含む。前記第１燐光体粒子の発光波長は、前記第２燐光体粒子の発光波長よりも短い。前記モールド化合物中の前記第１燐光体粒子は単位体積あたり第１濃度を有する。前記モールド化合物中の前記第２燐光体粒子は単位体積あたり第２濃度を有する。前記主発光面から離れた位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は単位体積あたりの前記第２濃度よりも大きい。前記主発光面に近い位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は単位体積あたりの前記第２濃度よりも小さい。
上述したように、本開示のパッケージを製造するため、本開示は、最初に前記モールド金型の凹部を前記モールド化合物で充填し、その後、前記発光ユニットが前記凹部に埋め込まれ、かつ、前記モールド化合物は前記発光ユニットを直接封止するように、前記発光モジュールの基板を反対にして前記モールド金型上に設ける。その後本開示は、前記モールド化合物を固化し、かつ、当該パッケージを完了させるように、前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧する。続いて、本開示の複数のパッケージを得るように、前記モールド金型は前記発光モジュールから取り外され、かつ、前記発光モジュールは切断される。本開示は、前記モールド化合物中に少なくとも２種類の燐光体粒子を添加して良い。前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧するとき、発光波長の短い前記燐光体粒子は、発光波長の長い前記燐光体粒子よりも速く堆積する。
従って当該パッケージの完了後、前記発光ユニットの主発光面から離れた位置では、発光波長の短い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも大きく、かつ、前記発光ユニットの主発光面に近い位置では、発光波長の短い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも小さくなる。その結果、発光波長の短い前記燐光体粒子によって励起される光のほとんどは、発光波長の長い前記燐光体粒子によって吸収されない。その結果当該パッケージは、良好な発光効果を生じさせ、かつ、発光デバイスの彩度を改善することができる。本開示は前記モールド化合物中に少なくとも２種類の燐光体粒子を添加し、かつ、各異なる燐光体粒子の堆積速度は互いに異なるので、各異なる燐光体粒子は、さらなるプロセスを行うことなく前記モールド化合物中で分離する。従って本開示は、製造時間を実効的に節約することが可能で、かつ、前記モールド化合物を生成するのに遮蔽板を使用することを要しない。その結果、前記モールド化合物中での燐光体粒子の量を減らすことができる。
従って当該パッケージの完了後、前記発光ユニットの主発光面から離れた位置では、発光波長の短い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも大きく、かつ、前記発光ユニットの主発光面に近い位置では、発光波長の短い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも小さくなる。その結果、発光波長の短い前記燐光体粒子によって励起される光のほとんどは、発光波長の長い前記燐光体粒子によって吸収されない。その結果当該パッケージは、良好な発光効果を生じさせ、かつ、発光デバイスの彩度を改善することができる。本開示は前記モールド化合物中に少なくとも２種類の燐光体粒子を添加し、かつ、各異なる燐光体粒子の堆積速度は互いに異なるので、各異なる燐光体粒子は、さらなるプロセスを行うことなく前記モールド化合物中で分離する。従って本開示は、製造時間を実効的に節約することが可能で、かつ、前記モールド化合物を生成するのに遮蔽板を使用することを要しない。その結果、前記モールド化合物中での燐光体粒子の量を減らすことができる。
本発明の上記及び他の目的は、様々な図で表される好適実施例の詳細な説明を読んだ後、当業者に自明となることは疑いない。
図２乃至６を参照すると、図２は本開示の実施例によるパッケージ方法を表すフローチャートであり、図３乃至５は図２に示されたパッケージ方法に係る処理を表す概略図であり、かつ、図６は本開示の実施例によるパッケージ２を表す概略図である。図２に示されたパッケージ方法は、図６に示されたパッケージ２の製造に用いられる。
最初に、発光モジュール２０、モールド金型２２、及びモールド化合物２４を供する図２の工程S10が実行される。図３に図示されているように、発光モジュール２０は基板２００と基板２００上に設けられる少なくとも１つの発光ユニット２０２を有し、モールド金型２２は少なくとも１つの凹部２２０を有し、かつ、凹部２２０の側壁２２２は、発光ユニット２０２の第１側面204に対して平行である。その後図３に図示されているように、モールド金型２２の凹部２２０をモールド化合物２４で充填する図２の工程S１２が実行される。この実施例では、モールド化合物２４は複数の第１燐光体２４０と複数の第２燐光体２４２を含んで良い。第１燐光体粒子２４０の発光波長は、第２燐光体粒子２４２の発光波長よりも短い。第１燐光体粒子２４０と第２燐光体粒子２４２の発光波長は、発光ユニット２０２によって放出される光の波長よりも長い。たとえば発光ユニット２０２が青色発光ダイオードであるとき、白色光を生成するように、第１燐光体粒子２４０は、４９０〜５７０ｎｍの発光波長を有する緑色燐光体粒子であって良く、かつ、第２燐光体粒子２４２は、６２０〜７５０ｎｍの発光波長を有する赤色燐光体粒子であって良い。しかし本開示は上述の実施例に限定されない。さらに、基板２００はセラミック基板又は他の基板であって良いがそれらに限定されず、発光ユニット２０２はフリップ−チップ発光ダイオードであって良いがそれに限定されず、かつ、モールド化合物２４は、燐光体粒子を含むシリコーン又は他の透明ゲルであって良いがそれらに限定されない。
続いて図４に図示されているように、発光ユニット２０２が凹部２２０内に埋め込まれ、かつ、モールド化合物２４が発光ユニット２０２を直接封止するように、基板２００を反対にしてモールド金型２２上に設ける図２の工程Ｓ１４が実行される。この実施例では、凹部２２０の数は発光ユニット２０２の数と同一である。従って基板２００を反対にしてモールド金型上に設けた後、発光ユニット２０２の各々は複数の凹部２２０のうちの１つにそれぞれ埋め込まれ、かつ、発光ユニット２０２の各々はモールド化合物２４によって封止される。モールド化合物２４は発光ユニット２０２と直接接触する。発光ユニット２０２は主発光面２０６を有する。発光ユニット２０２が対応する凹部２２０に入った後、発光ユニット２０２の主発光面２０６と凹部２２０の底部２２４との間の垂直距離Ｄは９０〜２００μｍである。さらに凹部２２０の形状は、発光ユニット２０２の形状−たとえば長方形−と同一である。しかし、凹部２２０の形状は発光ユニット２０２の形状と異なっても良い。たとえば凹部２２０の底部２２４が弧形状で（図示されていない）、かつ、発光ユニット２０２が長方形であって良い。
続いて図４に図示されているように、モールド化合物２４を固化するように、基板２００とモールド金型２２を加熱及び押圧する図２の工程Ｓ１６が実行される。この実施例では、基板２００とモールド金型２２を加熱及び押圧する際の温度は１００〜１５０℃であって良い。たとえば、基板２００とモールド金型２２は、モールド化合物２４を固化するように１２０℃で１０分間加熱及び押圧されて良い。基板２００とモールド金型２２の加熱及び押圧後、モールド化合物２４中の第１燐光体粒子２４０は単位堆積あたり第１濃度を有し、かつ、モールド化合物２４中の第２燐光体粒子２４２は単位堆積あたり第２濃度を有する。
基板２００とモールド金型２２を加熱及び押圧するとき、発光波長の短い第１燐光体粒子は、発光波長の長い第２燐光体粒子よりも速く堆積する。従ってパッケージの完了後、発光ユニット２０２の主発光面２０６から離れた位置では、第１燐光体粒子２４０の単位体積あたりの第１濃度は、第２燐光体粒子２４２の単位体積あたりの第２濃度よりも大きく、かつ、発光ユニット２０２の主発光面２０６に近い位置では、第１燐光体粒子の単位体積あたりの第１濃度は、第２燐光体粒子の単位体積あたりの第２濃度よりも小さくなる。本開示は、所望の濃度分布の要件に従って加熱及び押圧プロセスの温度と時間を決定することが可能で、かつ、本開示は上述の実施例に限定されないことに留意して欲しい。
続いて図５に図示されているように、発光モジュール２０からモールド金型２２を取り外す図２の工程Ｓ１８が実行される。この実施例では、モールド金型２２がより容易に取り外し可能となるように、モールド金型の凹部２２０は事前に研磨されて良い。続いて図６に図示されているように、複数のパッケージ２を得るように、発光モジュール２０を切断する図２の工程Ｓ２０が実行される。
図４に図示されているように、基板２００を反対にしてモールド金型２２上に設けることで、発光ユニット２０２を対応する凹部に入り込ませた後、凹部２２０の側壁２２２は、発光ユニット２０２の第１側面２０４に対して平行となる。従って図６に図示されているように、パッケージ２の完了後、発光ユニット２０２の第１側面２０４は、モールド化合物２４の第２側面２４４に対して平行となる。さらに図４と図６に図示されているように、発光ユニット２０２の主発光面２０６と凹部２２０の底部２２４との間の垂直距離Ｄは、発光ユニット２０２の主発光面２０６とモールド化合物２４の上面２４６との間の垂直距離Ｄに等しい。従って、発光ユニット２０２の主発光面２０６とモールド化合物２４の上面２４６との間の垂直距離Ｄも９０〜２００μｍである。従ってモールド化合物２４は薄くされて良く、かつ、パッケージ２は良好な発光効果を生じさせることができる。しかも凹部２２０の形状が発光ユニット２０２の形状と同一であるため、モールド化合物２４の形状もまた、発光ユニット２０２の形状と同一である。従ってモールド化合物２４の形状と発光ユニット２０２によって放出される光の形状は、パッケージ２の光均一性を改善するように、非常によく一致し得る。
パッケージ２の完了後、発光ユニット２０２の主発光面２０６から離れた位置では、第１燐光体粒子２４０の単位体積あたりの第１濃度は、第２燐光体粒子２４２の単位体積あたりの第２濃度よりも大きく、かつ、発光ユニット２０２の主発光面２０６に近い位置では、第１燐光体粒子の単位体積あたりの第１濃度は、第２燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも小さくなるので、発光波長の短い第１燐光体粒子２４０によって励起される光のほとんどは第２燐光体粒子２４２によって吸収されない。その結果パッケージ２は彩度を生成することができる。さらに、本開示は少なくとも２種類の燐光体粒子（たとえば第１燐光体２４０と第２燐光体２４２）をモールド化合物２４中に添加し、かつ、各異なる燐光体粒子の堆積速度は互いに異なるので、各異なる燐光体粒子は、さらなるプロセスを行うことなく前記モールド化合物中で分離する。従って本開示は、実効的に製造時間を節約し、かつ、モールド化合物２４中の燐光体粒子の量を減らすことができる。さらに図４に図示されているように、基板２００とモールド金型２２を加熱及び押圧するとき、第１燐光体２４０と第２燐光体２４２は、発光ユニット２０２から離れるように下方に堆積する。その結果本開示は、熱疲労を誘起するように第１燐光体２４０と第２燐光体２４２が加熱されることを防止し得る。しかも発光ユニット２０２が光を横方向に放出し得る場合、横方向発光効果の改善及び光放出角の拡大のため、発光ユニット２０２の主発光面２０６とモールド化合物２４の上面２４６との間の垂直距離Dが、発光ユニット２０２の第１側面２０４とモールド化合物２４の第２側面との間の水平距離ｄよりも短くなるように、モールド金型２２の凹部２２０は適切に設計されて良い。
図６とともに図７を参照すると、図７は、本開示の他の実施例によるパッケージ２’を表す概略図である。パッケージ２’と上述のパッケージ２との間の主な差異は、パッケージ２’のモールド化合物２４が１種類の燐光体粒子２４８しか含まないことである。図７に図示されているように、燐光体粒子２４８の単位体積あたりの濃度は、発光ユニット２０２の主発光面２０６から離れる方向で徐々に増大する。換言すると本開示は、実際の用途に従ってモールド化合物２４中に少なくとも１種類の燐光体粒子を選択的に添加して良い。図６及び図７と同一の構成要素は同一の参照番号によって表されているので、繰り返しの説明はここではしないことに留意して欲しい。
図３〜図６と共に図８と図９を参照すると、図８は本開示の他の実施例による発光モジュール２０とモールド金型２２’を表す概略図で、かつ、図９は本開示の他の実施例によるパッケージ２’’を表す概略図である。図２に図示されたパッケージ方法は、図８に図示されたモールド金型２２’を用いて図９に図示されたパッケージ２’’を製造して良い。モールド金型２２’と上述のモールド金型２２との間の主な差異は、図８に図示されているように、モールド金型２２’が１つの単一凹部２２０しか有していないことである。換言すると、本開示は、モールド金型２２’の単一凹部２２０を用いて複数の発光ユニット２０２のパッケージを同時に行って良い。図８に図示されたモールド金型２２’を用いて図２に示されたパッケージ方法によるパッケージ２’’を完了した後、図９に図示されているように、モールド化合物２４の第２側面２４４と基板２００の第３側面２０８は同一平面に属する。この実施例では、本開示は単位体積あたりのパッケージ数を増やすことができる。図８と図９及び図３〜図６と同一の構成要素は同一の参照番号によって表されているので、繰り返しの説明はここではしないことに留意して欲しい。
上述したように、本開示のパッケージを製造するため、本開示は、最初にモールド金型の凹部をモールド化合物で充填し、その後、発光ユニットが凹部に埋め込まれ、かつ、モールド化合物は発光ユニットを直接封止するように、発光モジュールの基板を反対にしてモールド金型上に設ける。続いて、本開示の複数のパッケージを得るように、モールド金型は発光モジュールから取り外され、かつ、前記発光モジュールは切断される。本開示は、モールド化合物中に少なくとも２種類の燐光体粒子を添加して良い。基板とモールド金型を加熱及び押圧するとき、発光波長の短い燐光体粒子は、発光波長の長い燐光体粒子よりも速く堆積する。従ってパッケージの完了後、発光ユニットの主発光面から離れた位置では、発光波長の短い燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも大きく、かつ、発光ユニットの主発光面に近い位置では、発光波長の短い燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、発光波長の長い燐光体粒子の単位体積あたりの濃度よりも小さくなる。その結果、発光波長の短い燐光体粒子によって励起される光のほとんどは、発光波長の長い燐光体粒子によって吸収されない。その結果パッケージは、良好な発光効果を生じさせ、かつ、発光デバイスの彩度を改善することができる。本開示はモールド化合物中に少なくとも２種類の燐光体粒子を添加し、かつ、各異なる燐光体粒子の堆積速度は互いに異なるので、各異なる燐光体粒子は、さらなるプロセスを行うことなくモールド化合物中で分離する。従って本開示は、製造時間を実効的に節約することが可能で、かつ、前記モールド化合物を生成するのに遮蔽板を使用することを要しない。その結果、前記モールド化合物中での燐光体粒子の量を減らすことができる。
当業者は、本発明の教示を保持しながら実現可能なデバイス及び方法の多数の修正型及び代替型をすぐに理解する。従って上述の開示は、請求項が規定する境界によってのみ限定されると解されなければならない。
１ パッケージ
１０ パッケージ基板
１２ 発光ダイオード
１４ モールド化合物
２０ 発光モジュール
２２ モールド金型
２４ モールド化合物
２００ 基板
２０２ 発光ユニット
２０４ 第１側面
２０６ 主発光面
２０８ 第３側面
２２０ 凹部
２２２ 側壁
２２４ 底部
２４０ 第１燐光体粒子
２４２ 第２燐光体粒子
２４４ 第２側面
２４６ 上面
２４８ 燐光体粒子
１０ パッケージ基板
１２ 発光ダイオード
１４ モールド化合物
２０ 発光モジュール
２２ モールド金型
２４ モールド化合物
２００ 基板
２０２ 発光ユニット
２０４ 第１側面
２０６ 主発光面
２０８ 第３側面
２２０ 凹部
２２２ 側壁
２２４ 底部
２４０ 第１燐光体粒子
２４２ 第２燐光体粒子
２４４ 第２側面
２４６ 上面
２４８ 燐光体粒子
Claims (15)
- 発光モジュール、モールド金型、及びモールド化合物を供する工程であって、前記発光モジュールは基板及び該基板上に設けられた少なくとも１つの発光ユニットを有し、前記モールド金型は少なくとも１つの凹部を有し、かつ、前記凹部の側壁は前記発光ユニットの側面に対して平行である、工程；
前記凹部を前記モールド化合物で充填する工程；
前記発光ユニットが前記凹部に埋め込まれ、かつ、前記モールド化合物が前記発光ユニットを直接封止するように、前記基板を反対にして前記モールド金型上に設ける工程；並びに、
前記モールド化合物を固化するように前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧する工程、
を有するパッケージ方法。 - 前記基板と前記モールド金型を加熱及び押圧する際の温度が１００乃至１５０℃である、請求項１に記載のパッケージ方法。
- 前記発光ユニットが主発光面を有し、
前記モールド化合物は複数の燐光体粒子を含み、かつ、
前記燐光体粒子の単位体積あたりの濃度は、前記主発光面から離れる方向に徐々に増大する、
請求項１に記載のパッケージ方法。 - 前記モールド化合物が複数の第１燐光体粒子と複数の第２燐光体粒子を含み、かつ、
前記第１燐光体粒子の発光波長は、前記第２燐光体粒子の発光波長よりも短い、
請求項１に記載のパッケージ方法。 - 前記基板と前記モールド金型の加熱及び押圧後、
前記モールド化合物中の前記第１燐光体粒子は単位堆積あたり第１濃度を有し、かつ、前記モールド化合物中の前記第２燐光体粒子は単位堆積あたり第２濃度を有し、
前記発光ユニットは主発光面を有し、
前記主発光面から離れた位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は、単位体積あたりの前記第２濃度よりも大きく、かつ、
前記主発光面に近い位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は、単位体積あたりの前記第２濃度よりも小さくなる、
請求項４に記載のパッケージ方法。 - 前記発光ユニットが青色発光ダイオードで、
前記第１燐光体粒子の発光波長は４９０乃至５７０ｎｍで、かつ、
前記第２燐光体粒子の発光波長は６２０乃至７５０ｎｍである、
請求項５に記載のパッケージ方法。 - 前記発光ユニットが主発光面を有し、かつ、
前記主発光面と前記凹部の底部との間の垂直距離は９０乃至２００μｍである、
請求項１に記載のパッケージ方法。 - 前記凹部の形状が前記発光ユニットの形状と同一である、請求項１に記載のパッケージ方法。
- 前記凹部の数が前記発光ユニットの数と同一である、請求項１に記載のパッケージ方法。
- 基板；
前記基板上に設けられ、かつ、主発光面を有する発光ユニット；及び
前記基板上に設けられ、かつ、前記発光ユニットを直接封止するモールド化合物、を有するパッケージであって、
前記モールド化合物は複数の第１燐光体粒子と複数の第２燐光体粒子を含み、
前記第１燐光体粒子の発光波長は、前記第２燐光体粒子の発光波長よりも短く、
前記モールド化合物中の前記第１燐光体粒子は単位体積あたり第１濃度を有し、
前記モールド化合物中の前記第２燐光体粒子は単位体積あたり第２濃度を有し、
前記主発光面から離れた位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は単位体積あたりの前記第２濃度よりも大きく、
前記主発光面に近い位置では、単位体積あたりの前記第１濃度は単位体積あたりの前記第２濃度よりも小さい、
パッケージ。 - 前記発光ユニットが青色発光ダイオードで、
前記第１燐光体粒子の発光波長は４９０乃至５７０ｎｍで、かつ、
前記第２燐光体粒子の発光波長は６２０乃至７５０ｎｍである、
請求項１０に記載のパッケージ。 - 前記発光ユニットがフリップ−チップ発光ダイオードである、請求項１０に記載のパッケージ。
- 前記モールド化合物が上面を有し、
前記主発光面は前記上面に対して平行で、かつ、
前記主発光面と前記上面との間の垂直距離は９０乃至２００μｍである、
請求項１０に記載のパッケージ。 - 前記発光ユニットの第１側面が前記モールド化合物の第２側面に対して平行である、請求項１０に記載のパッケージ。
- 前記主発光面と前記モールド化合物の上面との間の垂直距離が、前記発光ユニットの第１側面と前記モールド化合物の第２側面との間の水平距離よりも短い、請求項１０に記載のパッケージ。
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