JP3349109B2 - 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
表面実装型発光ダイオード及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マザーボード上に
表面実装することのできる表面実装型発光ダイオード及
びその製造方法に係り、特に発光ダイオード素子の波長
を変換することで発光色を変えるタイプの表面実装型発
光ダイオードに関するものである。
表面実装することのできる表面実装型発光ダイオード及
びその製造方法に係り、特に発光ダイオード素子の波長
を変換することで発光色を変えるタイプの表面実装型発
光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の波長変換型の発光ダイオ
ードとしては、例えば図１７に示したものが知られてい
る（特開平７−９９３４５号）。これはリードフレーム
型の発光ダイオード１であって、リードフレームの一方
側のメタルポスト２に凹部３内を設け、この凹部３に発
光ダイオード素子４を載せて固着すると共に、この発光
ダイオード素子４とリードフレームの他方側のメタルス
テム５とをボンディングワイヤ６によって接続する一
方、前記凹部３内に波長変換用の蛍光物質等が混入され
ている樹脂材７を充填し、さらに全体を砲弾形の透明エ
ポキシ樹脂８によって封止した構造のものである。この
ような構造からなる発光ダイオード１にあっては、発光
ダイオード素子４での発光波長が凹部３内に充填された
樹脂材７によって波長変換されるために、発光ダイオー
ド素子４の元来の発光色とは異なる発光を照射させるこ
とが出来る。
ードとしては、例えば図１７に示したものが知られてい
る（特開平７−９９３４５号）。これはリードフレーム
型の発光ダイオード１であって、リードフレームの一方
側のメタルポスト２に凹部３内を設け、この凹部３に発
光ダイオード素子４を載せて固着すると共に、この発光
ダイオード素子４とリードフレームの他方側のメタルス
テム５とをボンディングワイヤ６によって接続する一
方、前記凹部３内に波長変換用の蛍光物質等が混入され
ている樹脂材７を充填し、さらに全体を砲弾形の透明エ
ポキシ樹脂８によって封止した構造のものである。この
ような構造からなる発光ダイオード１にあっては、発光
ダイオード素子４での発光波長が凹部３内に充填された
樹脂材７によって波長変換されるために、発光ダイオー
ド素子４の元来の発光色とは異なる発光を照射させるこ
とが出来る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂材７に
混入されている波長変換用の蛍光物質等は、外部からの
紫外線などによって老化し易いといった性質を有してい
るが、上述した従来の発光ダイオード１は、全体を透明
エポキシ樹脂８によって封止しているだけなので、上記
蛍光物質が外部からの紫外線による影響を受け易いとい
った問題があった。
混入されている波長変換用の蛍光物質等は、外部からの
紫外線などによって老化し易いといった性質を有してい
るが、上述した従来の発光ダイオード１は、全体を透明
エポキシ樹脂８によって封止しているだけなので、上記
蛍光物質が外部からの紫外線による影響を受け易いとい
った問題があった。
【０００４】そこで本発明の第１の目的は、発光ダイオ
ードの構造を表面実装型とし、且つ上記蛍光物質等の波
長変換用材料が外部からの紫外線などによる影響を受け
にくいものとすることで、波長変換用材料の老化を抑え
ることにある。
ードの構造を表面実装型とし、且つ上記蛍光物質等の波
長変換用材料が外部からの紫外線などによる影響を受け
にくいものとすることで、波長変換用材料の老化を抑え
ることにある。
【０００５】また、本発明の第２の目的は、紫外線の影
響を受けにくい構造としたことが原因で発光ダイオード
の輝度の低下を伴わないようにすることにある。
響を受けにくい構造としたことが原因で発光ダイオード
の輝度の低下を伴わないようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る表面実装型発光ダイオード
は、ガラエポ基板の上面に発光ダイオード素子を配置
し、この発光ダイオード素子の電極とガラエポ基板に形
成した一対の電極とをそれぞれ接続したのち、ガラエポ
基板の上部を樹脂で封止してなる表面実装型発光ダイオ
ードにおいて、前記発光ダイオード素子の周囲に反射枠
を配置し、この反射枠内に波長変換用材料が混入された
第１の樹脂を充填して発光ダイオード素子を封止すると
共に、反射枠を含むガラエポ基板の上部に波長変換され
た光を拡散する拡散剤が混入された第２の樹脂および紫
外線吸収剤が混入された表層としての第３の樹脂を層状
に重ねて全体を封止したことを特徴とする。
に、本発明の請求項１に係る表面実装型発光ダイオード
は、ガラエポ基板の上面に発光ダイオード素子を配置
し、この発光ダイオード素子の電極とガラエポ基板に形
成した一対の電極とをそれぞれ接続したのち、ガラエポ
基板の上部を樹脂で封止してなる表面実装型発光ダイオ
ードにおいて、前記発光ダイオード素子の周囲に反射枠
を配置し、この反射枠内に波長変換用材料が混入された
第１の樹脂を充填して発光ダイオード素子を封止すると
共に、反射枠を含むガラエポ基板の上部に波長変換され
た光を拡散する拡散剤が混入された第２の樹脂および紫
外線吸収剤が混入された表層としての第３の樹脂を層状
に重ねて全体を封止したことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の請求項２に係る表面実装型
発光ダイオードは、前記充填された第１の樹脂の上面
が、反射枠の上端縁より低いことを特徴とする。
発光ダイオードは、前記充填された第１の樹脂の上面
が、反射枠の上端縁より低いことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の請求項３に係る表面実装型
発光ダイオードは、前記第１の樹脂に混入される波長変
換用材料が、蛍光染料又は蛍光顔料からなる蛍光物質で
あることを特徴とする。
発光ダイオードは、前記第１の樹脂に混入される波長変
換用材料が、蛍光染料又は蛍光顔料からなる蛍光物質で
あることを特徴とする。
【０００９】また、本発明の請求項４に係る表面実装型
発光ダイオードは、前記第２の樹脂に混入される拡散剤
が、酸化アルミニウム又は二酸化ケイ素であることを特
徴とする。
発光ダイオードは、前記第２の樹脂に混入される拡散剤
が、酸化アルミニウム又は二酸化ケイ素であることを特
徴とする。
【００１０】また、本発明の請求項５に係る表面実装型
発光ダイオードは、前記第３の樹脂の上面に集光レンズ
部が形成されていることを特徴とする。
発光ダイオードは、前記第３の樹脂の上面に集光レンズ
部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の請求項６に係る表面実装型
発光ダイオードは、前記発光ダイオード素子が、窒化ガ
リウム系化合物半導体あるいはシリコンカーバイド系化
合物半導体からなる青色発光の素子であることを特徴と
する。
発光ダイオードは、前記発光ダイオード素子が、窒化ガ
リウム系化合物半導体あるいはシリコンカーバイド系化
合物半導体からなる青色発光の素子であることを特徴と
する。
【００１２】また、本発明の請求項７に係る表面実装型
発光ダイオードの製造方法は、一対の電極が形成されて
いるガラエポ集合基板の上面に反射枠集合体を接着固定
する工程と、それぞれの反射枠の内部に発光ダイオード
素子を配置し、この発光ダイオード素子の電極とガラエ
ポ基板に形成した一対の電極とをそれぞれ接続する工程
と、前記反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の
樹脂を充填して発光ダイオード素子を封止する工程と、
反射枠を含むガラエポ集合基板の上部を拡散材が混入さ
れた第２の樹脂で封止する工程と、前記第２の樹脂の上
面に紫外線吸収剤が混入された第３の樹脂を層状に重ね
て封止する工程と、ガラエポ集合基板に想定された切断
ラインに沿ってそれぞれの発光ダイオードを構成する基
板の大きさ毎に切断し、一つ一つの発光ダイオードに分
割する工程とを備えたことを特徴とする。
発光ダイオードの製造方法は、一対の電極が形成されて
いるガラエポ集合基板の上面に反射枠集合体を接着固定
する工程と、それぞれの反射枠の内部に発光ダイオード
素子を配置し、この発光ダイオード素子の電極とガラエ
ポ基板に形成した一対の電極とをそれぞれ接続する工程
と、前記反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の
樹脂を充填して発光ダイオード素子を封止する工程と、
反射枠を含むガラエポ集合基板の上部を拡散材が混入さ
れた第２の樹脂で封止する工程と、前記第２の樹脂の上
面に紫外線吸収剤が混入された第３の樹脂を層状に重ね
て封止する工程と、ガラエポ集合基板に想定された切断
ラインに沿ってそれぞれの発光ダイオードを構成する基
板の大きさ毎に切断し、一つ一つの発光ダイオードに分
割する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る表面実装型発光ダイオード及び製造方法の実施の
形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に係る
表面実装型発光ダイオード１１の第１の実施例を示した
ものである。この実施例に係る表面実装型発光ダイオー
ド１１は、矩形状のガラエポ基板（ガラスエポキシ基
板）１２の上面に一対の電極（例えばカソード電極１３
とアノード電極１４）をパターン形成し、一方のカソー
ド電極１３上に発光ダイオード素子１５を実装したの
ち、上部を樹脂封止した構造である。これらの電極１
３，１４はKラエポ基板１２の両端部に設けられたスル
ーホール電極１６ａ，１６ｂを通じて裏面側に回り込
み、図２に示したように、この裏面電極１７ａ，１７ｂ
がマザーボード１８に設けられたプリント配線１９ａ，
１９ｂと導通している。なお、スルーホール電極１６
ａ，１６ｂの上面にはマスキングテープ３４が貼ってあ
る。
に係る表面実装型発光ダイオード及び製造方法の実施の
形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に係る
表面実装型発光ダイオード１１の第１の実施例を示した
ものである。この実施例に係る表面実装型発光ダイオー
ド１１は、矩形状のガラエポ基板（ガラスエポキシ基
板）１２の上面に一対の電極（例えばカソード電極１３
とアノード電極１４）をパターン形成し、一方のカソー
ド電極１３上に発光ダイオード素子１５を実装したの
ち、上部を樹脂封止した構造である。これらの電極１
３，１４はKラエポ基板１２の両端部に設けられたスル
ーホール電極１６ａ，１６ｂを通じて裏面側に回り込
み、図２に示したように、この裏面電極１７ａ，１７ｂ
がマザーボード１８に設けられたプリント配線１９ａ，
１９ｂと導通している。なお、スルーホール電極１６
ａ，１６ｂの上面にはマスキングテープ３４が貼ってあ
る。
【００１４】カソード電極１３は、図１及び図２にも示
されるように、ガラエポ基板１２の上面中央部まで延
び、該中央電極部分２０に発光ダイオード素子１５が接
着固定される。また、この発光ダイオード素子１５を取
り囲むようにして中央電極部分２０には円筒状の反射枠
２１が配置されている。この反射枠２１の内周面はすり
ばち状に傾斜しており、発光ダイオード素子１５の発光
を内周面に反射させて上方向へ集光する働きを持つ。内
周面は、発光ダイオード素子１５からの光の反射率を上
げるために鏡面仕上げになっている。
されるように、ガラエポ基板１２の上面中央部まで延
び、該中央電極部分２０に発光ダイオード素子１５が接
着固定される。また、この発光ダイオード素子１５を取
り囲むようにして中央電極部分２０には円筒状の反射枠
２１が配置されている。この反射枠２１の内周面はすり
ばち状に傾斜しており、発光ダイオード素子１５の発光
を内周面に反射させて上方向へ集光する働きを持つ。内
周面は、発光ダイオード素子１５からの光の反射率を上
げるために鏡面仕上げになっている。
【００１５】前記反射枠２１内に配置される発光ダイオ
ード素子１５は略立方体形状の微小チップであり、下面
と上面にそれぞれ電極を有する。そして、下面電極が反
射枠２１内のカソード電極１３に導電性接着剤２２で接
着固定され、一方上面電極がボンディングワイヤ２３に
よってアノード電極１４に接続されている。この実施例
における発光ダイオード素子１５には、シリコンカーバ
イド系化合物半導体からなる青色発光素子であるが、窒
化ガリウム系化合物半導体の青色発光素子を用いること
もできる。この場合には発光素子の下面に電極がないた
め、Ｐ電極及びＮ電極の両方をボンディングワイヤ２３
によってカソード電極１３とアノード電極１４のそれぞ
れに接続する必要がある。
ード素子１５は略立方体形状の微小チップであり、下面
と上面にそれぞれ電極を有する。そして、下面電極が反
射枠２１内のカソード電極１３に導電性接着剤２２で接
着固定され、一方上面電極がボンディングワイヤ２３に
よってアノード電極１４に接続されている。この実施例
における発光ダイオード素子１５には、シリコンカーバ
イド系化合物半導体からなる青色発光素子であるが、窒
化ガリウム系化合物半導体の青色発光素子を用いること
もできる。この場合には発光素子の下面に電極がないた
め、Ｐ電極及びＮ電極の両方をボンディングワイヤ２３
によってカソード電極１３とアノード電極１４のそれぞ
れに接続する必要がある。
【００１６】この実施例では前記発光ダイオード素子１
５を封止するための第１の樹脂２５が上記反射枠２１内
に充填されている。第１の樹脂２５には青色の発光ダイ
オード素子に励起されて長波長の可視光を発する波長変
換用材料が混入されており、例えば青色の発光ダイオー
ドを白色に変換して発光することができる。この波長変
換用材料には蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が
用いられ、蛍光染料として、例えばフルオレセインやロ
ーダミン等の有機蛍光体を、また蛍光顔料として、タン
グステン酸カルシウム等の無機蛍光体を用いることがで
きる。なお、これら蛍光物質の混入量を変えることで変
換する波長領域を調整することができる。また、この実
施例では第１の樹脂２５の充填量を、図１及び図２にも
示したように、その上面が反射枠２１の上端縁２６より
低い位置になるように留めることが望ましい。そうする
ことで、複数の表面実装型発光ダイオード１１を近接配
置した時でも、一方の発光ダイオードからの発光を他方
の発光ダイオードの反射枠２１の上端縁２６で遮ること
ができるので、両方の発光ダイオードの発光色が混ざり
合うのを防ぐことができる。なお、これらの蛍光物質を
混入する樹脂材には一般にエポキシ系の透明樹脂が用い
られる。
５を封止するための第１の樹脂２５が上記反射枠２１内
に充填されている。第１の樹脂２５には青色の発光ダイ
オード素子に励起されて長波長の可視光を発する波長変
換用材料が混入されており、例えば青色の発光ダイオー
ドを白色に変換して発光することができる。この波長変
換用材料には蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が
用いられ、蛍光染料として、例えばフルオレセインやロ
ーダミン等の有機蛍光体を、また蛍光顔料として、タン
グステン酸カルシウム等の無機蛍光体を用いることがで
きる。なお、これら蛍光物質の混入量を変えることで変
換する波長領域を調整することができる。また、この実
施例では第１の樹脂２５の充填量を、図１及び図２にも
示したように、その上面が反射枠２１の上端縁２６より
低い位置になるように留めることが望ましい。そうする
ことで、複数の表面実装型発光ダイオード１１を近接配
置した時でも、一方の発光ダイオードからの発光を他方
の発光ダイオードの反射枠２１の上端縁２６で遮ること
ができるので、両方の発光ダイオードの発光色が混ざり
合うのを防ぐことができる。なお、これらの蛍光物質を
混入する樹脂材には一般にエポキシ系の透明樹脂が用い
られる。
【００１７】上記反射枠２１を含むガラエポ基板１２の
上部は、第２の樹脂２７によって封止されている。この
第２の樹脂２７もエポキシ系の透明樹脂を主成分とした
ものであり、ある程度の厚みを持ってガラエポ基板１２
と同じ平面形状で構成される。この第２の樹脂２７は、
前記第１の樹脂２５によって波長変換された発光色をそ
のまま透過させるものであり、エポキシ系の透明樹脂の
中に酸化アルミニウムや二酸化ケイ素等の拡散剤を混入
させることによって、より均一性のある発光色が得られ
る。
上部は、第２の樹脂２７によって封止されている。この
第２の樹脂２７もエポキシ系の透明樹脂を主成分とした
ものであり、ある程度の厚みを持ってガラエポ基板１２
と同じ平面形状で構成される。この第２の樹脂２７は、
前記第１の樹脂２５によって波長変換された発光色をそ
のまま透過させるものであり、エポキシ系の透明樹脂の
中に酸化アルミニウムや二酸化ケイ素等の拡散剤を混入
させることによって、より均一性のある発光色が得られ
る。
【００１８】さらに、この実施例では前記第２の樹脂２
７の上部に第３の樹脂２８が層状に積み重ねられてい
る。この第３の樹脂２８内にはサリチル酸誘導体や２−
ヒドロキシベンゾフェノン誘導体等の紫外線吸収剤が混
入されており、外光からの紫外線をここで遮断し、第１
の樹脂２５に対する紫外線の影響を少なくして、混入さ
れている蛍光物質の老化を抑えている。第３の樹脂２８
は、前記第２の樹脂２７と同一の平面形状をしている
が、その厚さが第２の樹脂２７に比べて薄いものであ
る。これは、第３の樹脂２８の目的が上記紫外線による
蛍光物質の老化防止にあるので、紫外線を有効に遮断で
きれば薄くても十分である他、厚くし過ぎると発光輝度
が低下してしまうからである。
７の上部に第３の樹脂２８が層状に積み重ねられてい
る。この第３の樹脂２８内にはサリチル酸誘導体や２−
ヒドロキシベンゾフェノン誘導体等の紫外線吸収剤が混
入されており、外光からの紫外線をここで遮断し、第１
の樹脂２５に対する紫外線の影響を少なくして、混入さ
れている蛍光物質の老化を抑えている。第３の樹脂２８
は、前記第２の樹脂２７と同一の平面形状をしている
が、その厚さが第２の樹脂２７に比べて薄いものであ
る。これは、第３の樹脂２８の目的が上記紫外線による
蛍光物質の老化防止にあるので、紫外線を有効に遮断で
きれば薄くても十分である他、厚くし過ぎると発光輝度
が低下してしまうからである。
【００１９】この実施例において、前記第３の樹脂２８
の上面中央部には半球状の集光レンズ部２９が一体に突
出形成されている。この集光レンズ部２９は、反射枠２
１の上方に位置しており、反射枠２１の内周面で上方向
に向けて反射された発光ダイオード素子１５からの光を
集光するための凸レンズとしての働きを持つ。即ち、発
光ダイオード素子１５から発した光は、そのまま上方に
直進するものと、反射枠２１の内周面で反射してから上
方に向かうものに分かれるが、いずれの光も第１の樹脂
２５によって波長変換され、さらに第２の樹脂２７で発
光色を均一にしてから集光レンズ部２９で集光されるた
め、高輝度の白色発光が得られることになる。この集光
レンズ部２９の曲率半径や形状、屈折率は、集光が得ら
れる範囲では特に限定されるものではない。なお、第３
の樹脂２８に集光レンズ部２９を設けない場合もある。
の上面中央部には半球状の集光レンズ部２９が一体に突
出形成されている。この集光レンズ部２９は、反射枠２
１の上方に位置しており、反射枠２１の内周面で上方向
に向けて反射された発光ダイオード素子１５からの光を
集光するための凸レンズとしての働きを持つ。即ち、発
光ダイオード素子１５から発した光は、そのまま上方に
直進するものと、反射枠２１の内周面で反射してから上
方に向かうものに分かれるが、いずれの光も第１の樹脂
２５によって波長変換され、さらに第２の樹脂２７で発
光色を均一にしてから集光レンズ部２９で集光されるた
め、高輝度の白色発光が得られることになる。この集光
レンズ部２９の曲率半径や形状、屈折率は、集光が得ら
れる範囲では特に限定されるものではない。なお、第３
の樹脂２８に集光レンズ部２９を設けない場合もある。
【００２０】図２に示したように、上記構成からなる表
面実装型発光ダイオード１１は、マザーボード１８の上
面に直接実装することができる。即ち、マザーボード１
８の上面に形成されているプリント配線１９ａ，１９ｂ
上に表面実装型発光ダイオード１１を上向きに載置し、
ガラエポ基板１２の左右両側の裏面電極１７ａ，１７ｂ
を半田接合することによって高さ寸法を抑えた発光ダイ
オードの実装が完了する。このようにしてマザーボード
２８に実装された表面実装型発光ダイオード１１からは
青色発光から白色発光に変換された光が変色することな
く上方向への指向性を有しながら発せられる。
面実装型発光ダイオード１１は、マザーボード１８の上
面に直接実装することができる。即ち、マザーボード１
８の上面に形成されているプリント配線１９ａ，１９ｂ
上に表面実装型発光ダイオード１１を上向きに載置し、
ガラエポ基板１２の左右両側の裏面電極１７ａ，１７ｂ
を半田接合することによって高さ寸法を抑えた発光ダイ
オードの実装が完了する。このようにしてマザーボード
２８に実装された表面実装型発光ダイオード１１からは
青色発光から白色発光に変換された光が変色することな
く上方向への指向性を有しながら発せられる。
【００２１】図３乃至図９は、上記構成からなる表面実
装型発光ダイオード１１の製造方法を示したものであ
る。この製造方法は、集合基板を用いて多数の発光ダイ
オードを同時に製造する場合の方法である。図３は、ガ
ラエポ集合基板３１に、上述した個々のガラエポ基板１
２毎にカソード電極及びアノード電極を構成する電極パ
ターン３２と、スルーホール電極を構成する丸孔スルー
ホール部３３を形成し、さらに丸孔スルーホール部３３
をマスキングテープ３４で閉塞するまでの工程を示した
ものである。
装型発光ダイオード１１の製造方法を示したものであ
る。この製造方法は、集合基板を用いて多数の発光ダイ
オードを同時に製造する場合の方法である。図３は、ガ
ラエポ集合基板３１に、上述した個々のガラエポ基板１
２毎にカソード電極及びアノード電極を構成する電極パ
ターン３２と、スルーホール電極を構成する丸孔スルー
ホール部３３を形成し、さらに丸孔スルーホール部３３
をマスキングテープ３４で閉塞するまでの工程を示した
ものである。
【００２２】図４は、ガラエポ集合基板３１の上面に反
射枠集合体３５を位置決めし、電極パターン３２の所定
位置に反射枠２１を載置して接着固定する工程を示した
ものである。
射枠集合体３５を位置決めし、電極パターン３２の所定
位置に反射枠２１を載置して接着固定する工程を示した
ものである。
【００２３】次の工程では、図５に示したように、上記
ガラエポ集合基板３１の各反射枠２１内に発光ダイオー
ド素子１５を載置し、その下面を中央電極部分２０に導
電性接着剤２２で固着する。キュア炉に入れて発光ダイ
オード素子１５を固定したのち、発光ダイオード素子１
５の上面電極とガラエポ基板１２のアノード電極１４と
をボンディングワイヤ２３によって接続する。
ガラエポ集合基板３１の各反射枠２１内に発光ダイオー
ド素子１５を載置し、その下面を中央電極部分２０に導
電性接着剤２２で固着する。キュア炉に入れて発光ダイ
オード素子１５を固定したのち、発光ダイオード素子１
５の上面電極とガラエポ基板１２のアノード電極１４と
をボンディングワイヤ２３によって接続する。
【００２４】図６は、第１の樹脂２５の封止工程を示し
たものである。この封止工程では、蛍光物質が混入され
た第１の樹脂２５を各反射枠２１内にそれぞれ流し込
み、発光ダイオード素子１５の上面が隠れる位置まで充
填する。なお、充填の際には、第１の樹脂２５の上面が
反射枠２１の上端縁２６まで達しないように注意する。
充填後キュア炉に入れて第１の樹脂２５を熱硬化させ
る。
たものである。この封止工程では、蛍光物質が混入され
た第１の樹脂２５を各反射枠２１内にそれぞれ流し込
み、発光ダイオード素子１５の上面が隠れる位置まで充
填する。なお、充填の際には、第１の樹脂２５の上面が
反射枠２１の上端縁２６まで達しないように注意する。
充填後キュア炉に入れて第１の樹脂２５を熱硬化させ
る。
【００２５】図７は、第２の樹脂２７の封止工程を示し
たものである。この封止工程では、ガラエポ集合基板３
１の上面周囲に金型３６を設置し、この金型３６内に第
２の樹脂２７を流し込んでガラエポ集合基板３１の上面
全体を同時に封止する。丸孔スルーホール部３３は、上
面がマスキングテープ３４によって塞がれているので、
その中に第２の樹脂２７が流れ込むようなことはない。
この状態でガラエポ集合基板３１をキュア炉に入れて第
２の樹脂２７を熱硬化させる。
たものである。この封止工程では、ガラエポ集合基板３
１の上面周囲に金型３６を設置し、この金型３６内に第
２の樹脂２７を流し込んでガラエポ集合基板３１の上面
全体を同時に封止する。丸孔スルーホール部３３は、上
面がマスキングテープ３４によって塞がれているので、
その中に第２の樹脂２７が流れ込むようなことはない。
この状態でガラエポ集合基板３１をキュア炉に入れて第
２の樹脂２７を熱硬化させる。
【００２６】図８は、第３の樹脂２８の封止工程を示し
たものである。この封止工程では、集光レンズ部２９を
一体成形するための半球状の凹部３８が形成された別の
金型３７を用意し、この中に第３の樹脂２８を充填す
る。そして、その上からガラエポ集合基板３１を裏返し
てフェースダウンし、第３の樹脂２８と第２の樹脂２７
とを接触させた状態でガラエポ集合基板３１をキュア炉
に入れ、第３の樹脂２８を熱硬化させる。
たものである。この封止工程では、集光レンズ部２９を
一体成形するための半球状の凹部３８が形成された別の
金型３７を用意し、この中に第３の樹脂２８を充填す
る。そして、その上からガラエポ集合基板３１を裏返し
てフェースダウンし、第３の樹脂２８と第２の樹脂２７
とを接触させた状態でガラエポ集合基板３１をキュア炉
に入れ、第３の樹脂２８を熱硬化させる。
【００２７】図９は、キュア炉から取り出した後の工程
を示しており、第２の樹脂２７及び第３の樹脂２８で封
止されたガラエポ集合基板３１を、Ｘ，Ｙ方向の切断ラ
イン３９，４０に沿って桝目状にダイシング又はスライ
シングする。図３及び図９に示されるように、Ｘ方向の
切断ライン３９は電極パターン３２の長手方向に沿った
ラインであり、Ｙ方向の切断ライン４０は丸孔スルーホ
ール部３３上に形成されたラインである。このようにし
て分割された一つ一つの表面実装型発光ダイオード１１
は、自動マウント機（図示せず）によって真空吸着され
マザーボード１８上に移送される。
を示しており、第２の樹脂２７及び第３の樹脂２８で封
止されたガラエポ集合基板３１を、Ｘ，Ｙ方向の切断ラ
イン３９，４０に沿って桝目状にダイシング又はスライ
シングする。図３及び図９に示されるように、Ｘ方向の
切断ライン３９は電極パターン３２の長手方向に沿った
ラインであり、Ｙ方向の切断ライン４０は丸孔スルーホ
ール部３３上に形成されたラインである。このようにし
て分割された一つ一つの表面実装型発光ダイオード１１
は、自動マウント機（図示せず）によって真空吸着され
マザーボード１８上に移送される。
【００２８】図１０及び図１１は、本発明に係る表面実
装型発光ダイオード１１の第２の実施例を示したもので
ある。この実施例に係る表面実装型発光ダイオード１１
は、先の実施例とは異なって、ガラエポ基板１２の側面
にカソード電極１３及びアノード電極１４を構成する側
面電極４１ａ，４１ｂが側面幅全体に設けられ、そのま
ま裏面電極４２ａ，４２ｂにまで延びている。また、そ
れに伴って第２の樹脂２７及び第３の樹脂２８が、ガラ
エポ基板１２の上面両側を一部露出させた状態で設けら
れている。なお、その他の点は先の実施例に係る表面実
装型発光ダイオードと同様の構成からなり、また同様の
作用効果を有するので、同一の符号を付すことで詳細な
説明は省略する。
装型発光ダイオード１１の第２の実施例を示したもので
ある。この実施例に係る表面実装型発光ダイオード１１
は、先の実施例とは異なって、ガラエポ基板１２の側面
にカソード電極１３及びアノード電極１４を構成する側
面電極４１ａ，４１ｂが側面幅全体に設けられ、そのま
ま裏面電極４２ａ，４２ｂにまで延びている。また、そ
れに伴って第２の樹脂２７及び第３の樹脂２８が、ガラ
エポ基板１２の上面両側を一部露出させた状態で設けら
れている。なお、その他の点は先の実施例に係る表面実
装型発光ダイオードと同様の構成からなり、また同様の
作用効果を有するので、同一の符号を付すことで詳細な
説明は省略する。
【００２９】図１２乃至図１７は、第２の実施例におけ
る表面実装型発光ダイオード１１の製造方法を示したも
のである。この場合の製造方法も基本的には先の実施例
の場合と同様であり、図１２に示したように、ガラエポ
集合基板３１には同様の電極パターン３２が形成される
が、先の実施例とは異なって長孔スルーホール部４３が
形成される。この場合はマスキングテープが不要とな
る。
る表面実装型発光ダイオード１１の製造方法を示したも
のである。この場合の製造方法も基本的には先の実施例
の場合と同様であり、図１２に示したように、ガラエポ
集合基板３１には同様の電極パターン３２が形成される
が、先の実施例とは異なって長孔スルーホール部４３が
形成される。この場合はマスキングテープが不要とな
る。
【００３０】図１３は、先の実施例と同様、ガラエポ集
合基板３１の上面に反射枠集合体３５を位置決めして、
それぞれの反射枠２１を所定の位置に接着固定する工程
を示す。
合基板３１の上面に反射枠集合体３５を位置決めして、
それぞれの反射枠２１を所定の位置に接着固定する工程
を示す。
【００３１】反射枠２１内に発光ダイオード素子１５を
搭載しワイヤボンドする工程及び、第１の樹脂２５を封
止する工程は、図５及び図６に示される第１の実施例と
同様であるので説明を省略する。
搭載しワイヤボンドする工程及び、第１の樹脂２５を封
止する工程は、図５及び図６に示される第１の実施例と
同様であるので説明を省略する。
【００３２】図１４は、ガラエポ集合基板３１上面に金
型４４を設置し、その内部に第２の樹脂２７を充填する
工程を示したものであるが、この金型４４の形状が先の
実施例のものとは異なっている。即ち、この金型４４
は、ガラエポ集合基板３１の外周を囲むだけでなく、そ
れぞれの長孔スルーホール部４３に対応した位置に金型
マスク部４５を有しており、この金型マスク部４５で長
孔スルーホール部４３の上面を塞いでいる。金型マスク
部４５の横幅は、長孔スルーホール部４３のそれより大
きく、そのため、第２の樹脂２７を充填した時に、長孔
スルーホール部４３の中には第２の樹脂２７が流れ込ま
ないと共に、第２の樹脂２７が長孔スルーホール部４３
の縁から少し離れた位置で形成されることになる。
型４４を設置し、その内部に第２の樹脂２７を充填する
工程を示したものであるが、この金型４４の形状が先の
実施例のものとは異なっている。即ち、この金型４４
は、ガラエポ集合基板３１の外周を囲むだけでなく、そ
れぞれの長孔スルーホール部４３に対応した位置に金型
マスク部４５を有しており、この金型マスク部４５で長
孔スルーホール部４３の上面を塞いでいる。金型マスク
部４５の横幅は、長孔スルーホール部４３のそれより大
きく、そのため、第２の樹脂２７を充填した時に、長孔
スルーホール部４３の中には第２の樹脂２７が流れ込ま
ないと共に、第２の樹脂２７が長孔スルーホール部４３
の縁から少し離れた位置で形成されることになる。
【００３３】図１５は、第３の樹脂２８の封止工程を示
したものであり、先の実施例と同様、集光レンズ部２９
を一体成形するための凹部３８が形成された金型４６を
用いているが、先の金型４４と同様、この金型４６にも
長孔スルーホール部４３を塞ぐための金型マスク部４７
が形成され、長孔スルーホール部４３への第３の樹脂２
８の流れ込みを防いでいる点が異なる。
したものであり、先の実施例と同様、集光レンズ部２９
を一体成形するための凹部３８が形成された金型４６を
用いているが、先の金型４４と同様、この金型４６にも
長孔スルーホール部４３を塞ぐための金型マスク部４７
が形成され、長孔スルーホール部４３への第３の樹脂２
８の流れ込みを防いでいる点が異なる。
【００３４】図１６は、ガラエポ集合基板３１の切断工
程を示したものであるが、先の実施例とは異なって、Ｘ
方向の切断ライン３９に沿ってダイシング又はスライシ
ングするだけで一つ一つの表面実装型発光ダイオード１
１に分割することができる。即ち、Ｙ方向は長孔スルー
ホール部４３になっていて最初から分割されているので
切断する必要がない。
程を示したものであるが、先の実施例とは異なって、Ｘ
方向の切断ライン３９に沿ってダイシング又はスライシ
ングするだけで一つ一つの表面実装型発光ダイオード１
１に分割することができる。即ち、Ｙ方向は長孔スルー
ホール部４３になっていて最初から分割されているので
切断する必要がない。
【００３５】なお、上記いずれの実施例もボンディング
ワイヤ２３を用いた接続方法について説明したが、この
発明はこれに限定されるものではなく、例えば半田バン
プを用いたフリップチップ実装などの接続方法も含まれ
るものである。
ワイヤ２３を用いた接続方法について説明したが、この
発明はこれに限定されるものではなく、例えば半田バン
プを用いたフリップチップ実装などの接続方法も含まれ
るものである。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る表面
実装型発光ダイオードによれば、樹脂封止の表層部分に
紫外線吸収剤を混入したので、発光ダイオード素子の近
くにある波長変換用材料が外部からの紫外線などによる
影響を受けにくいものとなり、波長変換用材料の老化を
抑えることができる。また、波長変換用材料が混入され
た第１の樹脂の上に拡散剤が混入された第２の樹脂を設
けたので、第１の樹脂によって波長変換された発光色を
より均一に発光させることができる。
実装型発光ダイオードによれば、樹脂封止の表層部分に
紫外線吸収剤を混入したので、発光ダイオード素子の近
くにある波長変換用材料が外部からの紫外線などによる
影響を受けにくいものとなり、波長変換用材料の老化を
抑えることができる。また、波長変換用材料が混入され
た第１の樹脂の上に拡散剤が混入された第２の樹脂を設
けたので、第１の樹脂によって波長変換された発光色を
より均一に発光させることができる。
【００３７】また、紫外線吸収剤を樹脂封止の表層部分
のみに混入したので、これが原因で発光ダイオードの輝
度が著しく低下してしまうといったことがない。
のみに混入したので、これが原因で発光ダイオードの輝
度が著しく低下してしまうといったことがない。
【００３８】また、本発明によれば、反射枠内に充填さ
れる第１の樹脂の上面を該反射枠の上端縁より低くした
ので、複数の表面実装型発光ダイオードを近接配置した
時でも、一方の発光ダイオードからの発光を他方の発光
ダイオードの反射枠の上端縁で遮ることができ、両方の
発光ダイオードの発光色が混ざり合うといったことがな
い。
れる第１の樹脂の上面を該反射枠の上端縁より低くした
ので、複数の表面実装型発光ダイオードを近接配置した
時でも、一方の発光ダイオードからの発光を他方の発光
ダイオードの反射枠の上端縁で遮ることができ、両方の
発光ダイオードの発光色が混ざり合うといったことがな
い。
【００３９】また、本発明に係る表面実装型発光ダイオ
ードの製造方法によれば、ガラエポ集合基板に多数の表
面実装型発光ダイオードを同時に作ることができるの
で、大幅なコストダウンが可能で経済的効果が大であ
る。さらに、集光レンズ部が封止樹脂と一体に成形され
ている他、マザーボードへの自動マウントも可能である
など、工数削減や歩留りの向上、更には信頼性の向上な
ども図ることができる。
ードの製造方法によれば、ガラエポ集合基板に多数の表
面実装型発光ダイオードを同時に作ることができるの
で、大幅なコストダウンが可能で経済的効果が大であ
る。さらに、集光レンズ部が封止樹脂と一体に成形され
ている他、マザーボードへの自動マウントも可能である
など、工数削減や歩留りの向上、更には信頼性の向上な
ども図ることができる。
【図１】本発明に係る表面実装型発光ダイオードの第１
の実施例を示す斜視図である。
の実施例を示す斜視図である。
【図２】上記表面実装型発光ダイオードをマザーボード
に実装した時の上記図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面
図である。
に実装した時の上記図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面
図である。
【図３】上記表面実装型発光ダイオードを集合基板で製
造する際の電極パターン形成工程を示す斜視図である。
造する際の電極パターン形成工程を示す斜視図である。
【図４】上記集合基板上に反射枠集合体を載置する工程
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】上記集合基板上に発光ダイオード素子を搭載
し、ワイヤボンドする工程を示す断面図である。
し、ワイヤボンドする工程を示す断面図である。
【図６】上記集合基板上の発光ダイオード素子を第１の
樹脂で封止する工程を示す断面図である。
樹脂で封止する工程を示す断面図である。
【図７】上記集合基板の上部を第２の樹脂で封止する工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図８】上記第２の樹脂の上部を第３の樹脂で封止する
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図９】上記集合基板をＸ，Ｙ方向の切断ラインに沿っ
て分割する場合の断面説明図である。
て分割する場合の断面説明図である。
【図１０】本発明に係る表面実装型発光ダイオードの第
２の実施例を示す斜視図である。
２の実施例を示す斜視図である。
【図１１】第２の実施例に係る表面実装型発光ダイオー
ドをマザーボードに実装した時の上記図１０におけるＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
ドをマザーボードに実装した時の上記図１０におけるＢ
−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】第２の実施例に係る表面実装型発光ダイオー
ドを集合基板で製造する際の電極パターン形成工程を示
す斜視図である。
ドを集合基板で製造する際の電極パターン形成工程を示
す斜視図である。
【図１３】前記集合基板上に反射枠集合体を載置する工
程を示す斜視図である。
程を示す斜視図である。
【図１４】前記集合基板の上部を第２の樹脂で封止する
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図１５】前記第２の樹脂の上部を第３の樹脂で封止す
る工程を示す断面図である。
る工程を示す断面図である。
【図１６】第２の実施例に係る集合基板をＸ方向の切断
ラインに沿って分割する場合の断面説明図である。
ラインに沿って分割する場合の断面説明図である。
【図１７】従来における波長変換型の発光ダイオードの
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
１１ 表面実装型発光ダイオード １２ ガラエポ基板 １３ カソード電極 １４ アノード電極 １５ 発光ダイオード素子 ２１ 反射枠 ２３ ボンディングワイヤ ２５ 第１の樹脂 ２６ 反射枠の上端縁 ２７ 第２の樹脂 ２８ 第３の樹脂 ２９ 集光レンズ部 ３１ ガラエポ集合基板 ３５ 反射枠集合体 ３９ Ｘ方向の切断ライン ４０ Ｙ方向の切断ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−242526（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−99345（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−298315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158606（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−108655（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00 H01L 23/28 H01L 23/29 H01L 23/31 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 ガラエポ基板の上面に発光ダイオード素
子を配置し、この発光ダイオード素子の電極とガラエポ
基板に形成した一対の電極とをそれぞれ接続したのち、
ガラエポ基板の上部を樹脂で封止してなる表面実装型発
光ダイオードにおいて、 前記発光ダイオード素子の周囲に反射枠を配置し、この
反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂を充
填して発光ダイオード素子を封止すると共に、反射枠を
含むガラエポ基板の上部に波長変換された光を拡散する
拡散剤が混入された第２の樹脂および紫外線吸収剤が混
入された表層としての第３の樹脂を層状に重ねて全体を
封止したことを特徴とする表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記充填された第１の樹脂の上面が、反
射枠の上端縁より低いことを特徴とする請求項１記載の
表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記第１の樹脂に混入される波長変換用
材料が、蛍光染料又は蛍光顔料からなる蛍光物質である
ことを特徴とする請求項１記載の表面実装型発光ダイオ
ード。 - 【請求項４】 前記第２の樹脂に混入される拡散剤が、
酸化アルミニウム又は二酸化ケイ素であることを特徴と
する請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記第３の樹脂の上面には集光レンズ部
が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面
実装型発光ダイオード。 - 【請求項６】 前記発光ダイオード素子が、窒化ガリウ
ム系化合物半導体あるいはシリコンカーバイド系化合物
半導体からなる青色発光の素子であることを特徴とする
請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項７】 一対の電極が形成されているガラエポ集
合基板の上面に反射枠集合体を接着固定する工程と、 それぞれの反射枠の内部に発光ダイオード素子を配置
し、この発光ダイオード素子の電極とガラエポ基板に形
成した一対の電極とをそれぞれ接続する工程と、 前記反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂
を充填して発光ダイオード素子を封止する工程と、 反射枠を含むガラエポ集合基板の上部を拡散材が混入さ
れた第２の樹脂で封止する工程と、前記第２の樹脂の上面に紫外線吸収剤が混入された第３
の樹脂を層状に重ねて封止する工程と、 ガラエポ集合基板に想定された切断ラインに沿ってそれ
ぞれの発光ダイオードを構成する基板の大きさ毎に切断
し、一つ一つの発光ダイオードに分割する工程とを備え
たことを特徴とする表面実装型発光ダイオードの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5775099A JP3349109B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP5775099A JP3349109B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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