JP3202091U - 蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
【課題】発光ユニットを蛍光複合樹脂基板に設置した設計で白色発光ダイオードに運用したとき、六面発光、高光束、優れた放熱性が得られ、かつ表裏両面の色温度の違いという問題がなく、プロセスの生産歩留まりと速度を大幅に向上できる、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードの提供。【解決手段】蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは、蛍光複合樹脂基板１、２つの導電フレーム２、発光ユニット３、２本の導電ワイヤ４、パッケージ材５を含み、蛍光複合樹脂基板１が混合物の硬化反応を経て得られ、各導電フレーム２は一部が前記基板１に接続され、発光ユニット３が前記基板１の表面上に設置され、各導電ワイヤ４がそれぞれ発光ユニット３に接続され、さらにそれぞれ導電フレーム２に接続され、パッケージ材５が混合物の硬化反応により得られる。【選択図】図１
Description
本考案は蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードに関し、特に、白色発光ダイオードに運用するＬＥＤ基板であって、この装置が発光ユニットを前記蛍光複合樹脂基板に固定して六面発光、高光束、優れた放熱性という効果を備えた、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードに関する。
従来のＬＥＤのＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術は主に、発光素子を直接基板（アルミニウム、ＰＣＢ、セラミック）上に固定して長年にわたり実施されてきたが、このような従来のＬＥＤのＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術には、片面発光、低光束で、光束を効果的に高めることができないという欠点が存在する。
この欠点から派生したＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）技術は主に、発光素子を直接ガラス基板上に固定するため、六面発光となり、かつ光束がＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術より高い。
しかしながら、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）技術にはまだ次のような欠点が存在する。
一、ガラス基板の放熱性は従来の基板（アルミニウム、ＰＣＢ、セラミック）よりずっと劣る。
二、製造過程において、ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術と比較し、ＣＯＧのガラス基板は壊れやすく、歩留まりが約６０％に留まり、また生産速度も遅い。
三、ガラス基板は蛍光粉を含まず、パッケージゲル内に蛍光粉が含まれるため、チップの発光後、裏表二面の色温度が異なる。
このため、これら既知の従来のＬＥＤにおけるＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）技術の効果が不完全で、実用性に劣る問題をいかに解決するかが、現在解決が必要な課題となっている。
上述の従来技術によって生じる欠点に鑑み、本考案の主な目的は、六面発光、高光束、優れた放熱性を備えた、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードを提供することにある。
本考案の別の目的は、プロセスにおける生産歩留まりと速度を大幅に向上できる、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードを提供することにある。
本考案のさらに別の目的は、表裏両面の色温度が異なるという問題がない、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードを提供することにある。
上述及びその他の目的を達するため、本考案の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは、白色発光ダイオードに適用する。
本考案の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは特に、白色発光ダイオードのＬＥＤ基板上に応用することができる。
本考案の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは、蛍光複合樹脂基板と、２つの導電フレームと、発光ユニットと、２本の導電ワイヤと、パッケージ材を含み、前記蛍光複合樹脂基板が混合物の硬化反応を経て得られ、前記各導電フレームの一部と前記基板が接続され、前記発光ユニットが前記基板の表面上に設置され、前記各導電ワイヤがそれぞれ前記発光ユニットに接続されて、さらにそれぞれ導電フレームに接続され、前記パッケージ材が混合物の硬化反応により得られる。
前記蛍光複合樹脂基板の混合物が、硬化可能な複合樹脂、硬化剤、蛍光材を含む。
前記硬化可能な複合樹脂が、樹脂とガラス充填物の組み合わせである。
前記硬化可能な複合樹脂中の樹脂は、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ）、脂環式エポキシ樹脂（Ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｅｐｏｘｙ）、シロキサン変性エポキシ樹脂（Ｓｉｌｏｘａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル変性エポキシ樹脂（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、その他有機変性エポキシ樹脂（Ｏｔｈｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、シリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリコーンゲル（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｇｅｌ）、シリコーンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）、有機変性シリコーン樹脂（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）を含むがこれらに限らない。
前記硬化可能な複合樹脂中のガラス充填物は、一般のガラス（ＳｉＯ２）またはサファイアガラス（Ａｌ２Ｏ３）を選択でき、その形態はガラス粉、ナノサイズガラス粉、ナノサイズサファイアガラス粉、ガラス球、ガラス薄膜、ガラス繊維、ガラス繊維布、サファイアガラス粉、サファイアガラス球またはサファイアガラス繊維、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主体とした変性粉体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主体とした変性粉体とすることができる。
前記硬化剤は、酸無水物類（Ａｃｉｄ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）の硬化剤または光開始剤（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）あるいはフェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌｉｃ Ｒｅｓｉｎｓ）または白金触媒（Ｐｌａｔｉｎｕｍ ｂａｓｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ）を選択できる。
前記蛍光材は黄色蛍光材を主とし、別途その他色温度及び演色性の調整を補助する赤色または緑色、あるいはオレンジ色蛍光材を含む。
前記蛍光材はアルミン酸塩系（Ａｌｕｍｉｎａｔｅ）、ケイ酸塩系（Ｓｉｌｉｃａｔｅ）、窒化物系（Ｎｉｔｒｉｄｅ）、酸窒化物系（Ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）蛍光材料である。
前記各導電フレームは一部が前記基板中に嵌置される。
前記発光ユニットは５００ｎｍ以下の波長を発する発光ユニットの青色光発光ダイオードチップまたは紫色光発光ダイオードチップである。
前記パッケージ材は前記導電ワイヤ及び前記発光ユニット上を被覆する。
このため、本考案は前記発光ユニットを前記蛍光複合樹脂基板に設置した設計により、白色発光ダイオードに運用したとき、前記発光ユニットの発光時表裏両面と四側面が同時に六面発光を発生し、当然光束がＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術より高くなり、かつ基板自体が蛍光粉を含むため、ウェハ裏面の光源が蛍光粉に直接当たって白色光を発することができ、光束もやはりＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）技術より大きくなり、かつ表裏両面の色温度が異なるという問題が存在しない。また、蛍光複合樹脂基板が蛍光粉を含有し、かつ底部に多辺形または円孔状の設計を備えているため、放熱性が従来のＰＣＢまたはアルミ基板に近く、ガラス基板より大幅に優れている。さらに、蛍光複合樹脂がガラス材料を含むため、その剛性がガラスに近いが、純ガラスのように脆くないため、剛性と靭性を兼ね備え、生産歩留まりと速度を大幅に向上でき、本考案の効果的な利点となっている。
以下、特定の具体的な実施例に基づいて本考案の実施方法を詳細に説明する。当業者は本明細書に開示された内容に基づいて本考案のその他利点と効果を容易に理解できるであろう。本考案はまたその他異なる具体的な実施例により実施または応用することもでき、本明細書中の各詳細は異なる観点と応用に基づいて、本考案の要旨を逸脱せずにさまざまな修飾や変更が可能である。
まず、図１とその他の図を併せて参照する。本考案の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは、混合物の硬化反応を経て得られる蛍光複合樹脂基板１と、２つの導電フレーム２と、発光ユニット３と、２本の導電ワイヤ４と、パッケージ材５を含む。
前記蛍光複合樹脂基板の混合物は、硬化可能な複合樹脂、硬化剤、蛍光材を含み、前記硬化可能な複合樹脂が、樹脂とガラス充填物の組み合わせであり、前記硬化可能な複合樹脂中の樹脂が、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ）、脂環式エポキシ樹脂（Ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｅｐｏｘｙ）、シロキサン変性エポキシ樹脂（Ｓｉｌｏｘａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル変性エポキシ樹脂（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、その他有機変性エポキシ樹脂（Ｏｔｈｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリコーンゲル（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｇｅｌ）、シリコーンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）、有機変性シリコーン樹脂（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）を含むがこれらに限らない。
前記硬化可能な複合樹脂中のガラス充填物は、一般のガラス（ＳｉＯ２）またはサファイアガラス（Ａｌ２Ｏ３）から選択され、その形態はガラス粉、ナノサイズガラス粉、ナノサイズサファイアガラス粉、ガラス球、ガラス薄膜、ガラス繊維、ガラス繊維布、サファイアガラス粉、サファイアガラス球またはサファイアガラス繊維、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主体とした変性粉体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主体とした変性粉体である。
前記硬化剤は酸無水物類（Ａｃｉｄ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）の硬化剤または光開始剤（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）あるいはフェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌｉｃ Ｒｅｓｉｎｓ）または白金触媒（Ｐｌａｔｉｎｕｍ ｂａｓｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ）から選択される。
前記各導電フレーム２の一部と前記基板１の接続部分が基板１内に嵌置される。
前記発光ユニット３は前記基板１の表面上に設置され、５００ｎｍ以下の波長を発する発光ユニットの青色光発光ダイオードチップまたは紫色光発光ダイオードチップである。
前記各導電ワイヤ４はそれぞれ前記発光ユニット３に接続されて、さらにそれぞれ導電フレーム２に接続される。
前記パッケージ材５は、混合物の硬化反応により得られる。前記パッケージ材５の混合物は、硬化可能な樹脂、硬化剤、蛍光材を含み、前記パッケージ材５で前記導電ワイヤ４及び前記発光ユニット３上を被覆して封止した後、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードの完成品が形成される。
前記パッケージ材中の混合物の硬化可能な樹脂は、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ）、脂環式エポキシ樹脂（Ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｅｐｏｘｙ）、シロキサン変性エポキシ樹脂（Ｓｉｌｏｘａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル変性エポキシ樹脂（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、その他有機変性エポキシ樹脂（Ｏｔｈｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリコーンゲル（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｇｅｌ）、シリコーンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）、有機変性シリコーン樹脂（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）を含む樹脂から選択できるが、これらに限らない。
続いて、図２、図３、図４、図５と前図を併せて参照する。本考案の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードは、前記発光ユニット３を蛍光複合樹脂基板１に設置した設計により、白色発光ダイオードに運用したとき、六面発光、高光束、優れた放熱性を実現することができ、かつ表裏両面の色温度が異なる問題がなく、プロセスも生産歩留まりと速度を大幅に向上するニーズに応えることができる。
製造過程において、蛍光複合樹脂がガラス材料を含有し、その剛性がガラスに近いが、純ガラスほど脆くないため、剛性と靭性を兼ね備え、生産歩留まりと速度を大幅に向上できる。
本考案のＬＥＤランプの使用時は、電源が前記２本の導電ワイヤ４から発光ユニット３に導入され、発光ユニット３が発光するとき、蛍光複合樹脂基板１が表裏面と四側面から同時に六面発光を生じるため、当然光束がＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術より高く、かつ蛍光複合樹脂基板１自体が蛍光粉を含有しているため、ウェハ裏面の光源が蛍光粉に直接当たって白色光を発することができ、光束もやはりＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）技術より大きくなり、かつ表裏両面の色温度が異なるという問題が存在しない。また、蛍光複合樹脂基板１が蛍光粉を含有し、かつ底部に多辺形または円孔状の設計を備えているため、放熱性がガラス基板より大幅に優れており、従来のＰＣＢまたはアルミ基板の効果に近く、本考案の効果的な利点となっている。
１ 蛍光複合樹脂基板
２ ２つの導電フレーム
３ 発光ユニット
４ ２本の導電ワイヤ
５ パッケージ材
２ ２つの導電フレーム
３ 発光ユニット
４ ２本の導電ワイヤ
５ パッケージ材
Claims (8)
- 蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードであって、蛍光複合樹脂基板、２つの導電フレーム、発光ユニット、２本の導電ワイヤ、パッケージ材を含み、前記蛍光複合樹脂基板が混合物の硬化反応を経て得られ、前記蛍光複合樹脂基板の混合物が硬化可能な複合樹脂、硬化剤、蛍光材を含み、前記各導電フレームは一部が前記基板に接続され、前記発光ユニットが前記基板の表面上に設置され、前記各導電ワイヤがそれぞれ前記発光ユニットに接続されて、さらにそれぞれ前記導電フレームに接続され、前記パッケージ材が混合物の硬化反応により得られ、前記パッケージ材の混合物が硬化可能な樹脂、硬化剤、蛍光材を含み、パッケージ材で前記導電ワイヤ及び前記発光ユニットを封止した後、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオードの完成品が形成されることを特徴とする、蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記硬化可能な複合樹脂が、樹脂とガラス充填物の組み合わせであり、前記樹脂の選択が、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ）、脂環式エポキシ樹脂（Ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｅｐｏｘｙ）、シロキサン変性エポキシ樹脂（Ｓｉｌｏｘａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル変性エポキシ樹脂（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、その他有機変性エポキシ樹脂（Ｏｔｈｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリコーンゲル（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｇｅｌ）、シリコーンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）、有機変性シリコーン樹脂（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）を含むが、これらに限らないことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記硬化可能な複合樹脂中のガラスが、一般のガラス（ＳｉＯ２）またはサファイアガラス（Ａｌ２Ｏ３）から選択され、その形態が、ガラス粉、ナノサイズガラス粉、ナノサイズサファイアガラス粉、ガラス球、ガラス薄膜、ガラス繊維、ガラス繊維布、サファイアガラス粉、サファイアガラス球またはサファイアガラス繊維、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主体とした変性粉体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主体とした変性粉体であることを特徴とする、請求項２に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記硬化剤が、酸無水物類（Ａｃｉｄ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）の硬化剤または光開始剤（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）あるいはフェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌｉｃ Ｒｅｓｉｎｓ）または白金触媒（Ｐｌａｔｉｎｕｍ ｂａｓｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ）であることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記蛍光材が、黄色蛍光材を主とし、別途その他色温度及び演色性の調整を補助する赤色または緑色あるいはオレンジ色蛍光材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記蛍光材がアルミン酸塩系（Ａｌｕｍｉｎａｔｅ）、ケイ酸塩系（ｓｉｌｉｃａｔｅ）、窒化物系（Ｎｉｔｒｉｄｅ）、および酸窒化物系（Ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）蛍光材料であることを特徴とする、請求項５に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記発光ユニットが５００ｎｍ以下の波長を発する発光ユニットの青色光発光ダイオードチップまたは紫色光発光ダイオードチップであることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
- 前記パッケージ材中の混合物の硬化可能な樹脂の選択が、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ）、脂環式エポキシ樹脂（Ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｅｐｏｘｙ）、シロキサン変性エポキシ樹脂（Ｓｉｌｏｘａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、アクリル変性エポキシ樹脂（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、その他有機変性エポキシ樹脂（Ｏｔｈｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎｓ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリコーンゲル（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｇｅｌ）、シリコーンゴム（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）、シリコーン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）、有機変性シリコーン樹脂（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｅｓｉｎ）含むがこれらに限らないことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光複合樹脂基板白色発光ダイオード。
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