JP3992059B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、LEDチップ(発光ダイオードチップ)を利用した発光装置の製造方法に関するものである。
従来から、LEDチップと、LEDチップが実装された回路基板と、当該回路基板におけるLEDチップの実装面側でLEDチップを囲む金属製(例えば、アルミニウム製)の枠体と、枠体の内側に充填されLEDチップおよび当該LEDチップに接続されたボンディングワイヤを封止した透明樹脂(例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など)からなる封止部とを備えた発光装置が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。ここにおいて、上記特許文献1,2に記載された枠体は、回路基板から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状に形成されるとともに内側面が鏡面となっており、LEDチップから放射された光を反射するリフレクタを兼ねている。
また、上記特許文献2には、LEDチップとして青色光を放射する青色LEDチップを用い、青色LEDチップを封止する透明樹脂に青色LEDチップから放射された光によって励起されて発光する黄色蛍光体を分散させておくことで白色光の発光スペクトルを得ることができる発光装置が提案されている。
特開2001−85748号公報 特開2001−148514号公報
ところで、上述の発光装置において、封止部の材料としてエポキシ樹脂を用いたものでは、−40℃の低温期間と80℃の高温期間とを交互に繰り返すヒートサイクル試験(温度サイクル試験)を行うと、高温時に回路基板からなる実装基板の導体パターンの熱膨張に起因してボンディングワイヤが断線してしまうことがあった。
これに対して、上述の発光装置において、封止部の材料としてシリコーン樹脂を用いたものでは、封止部がゲル状であって弾性を有しており、ヒートサイクル試験の高温時にボンディングワイヤが断線するのを防止することができるが、封止部の材料であるシリコーン樹脂の線膨張率が枠体の材料であるアルミニウムの線膨張率の10倍以上の値であり、両者の線膨張率差に起因してヒートサイクル試験の低温時に封止部中にボイドが発生してしまうという不具合があった。
また、上述の発光装置においては、枠体の内側面を鏡面とすることでLEDチップからの光を効率的に封止部の外部へ取り出すようにしているが、枠体の内側面での反射時に光損失が生じてしまうという不具合があった。
また、上記特許文献1に記載の発光装置において、LEDチップから放射された光の配光を制御するレンズを封止部上および枠体上に跨って配置する構成を採用した場合には、枠体およびレンズの寸法精度や組立精度によりLEDチップとレンズとの光軸がずれて光出力が低下してしまうことがあった。
また、上記特許文献2には、LEDチップおよびLEDチップに接続されたボンディングワイヤを封止する封止部の一部を凸レンズ状の形状とした発光装置が記載されているが、封止部の一部ないし全部に蛍光体を分散させてあるので、蛍光体の濃度が封止部の位置によってばらつきやすく、色むらの原因になってしまう。また、封止部の全体に蛍光体を分散させる場合には蛍光体の使用量が多くなり、コストが高くなってしまうという不具合があった。これに対して、蛍光体を透明材料とともに成形した成形品からなるドーム状の色変換部材を封止部の形成後に封止部との間に空気層が形成される形で配設することが考えられるが、色変換部材のサイズが比較的大きくなるので、蛍光体の使用量が多くなり、コストが高くなってしまう。また、色変換部材を封止部との間に空気層が形成される形で配設した構成では、封止部の形状によっては、封止部と空気層との界面での全反射に起因して光出力が低下してしまうことがあった。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ低コスト化が可能な発光装置の製造方法を提供することにある。
請求項の発明は、LEDチップと、LEDチップが一表面側に実装された実装基板と、LEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明樹脂材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にLEDチップを囲む形で実装基板の前記一表面側に固着されたドーム状の色変換部材と、実装基板と色変換部材とで囲まれた空間内でLEDチップを封止した封止樹脂材料からなる封止部とを備え、封止部は、当該封止部の一部であって第1の封止樹脂材料により形成されLEDチップを覆った部分と、第1の封止樹脂材料と同一材料からなる第2の封止樹脂材料により形成された当該封止部の他の部分とで構成され、当該封止部の光出射面が色変換部材の内面に密着した凸レンズ状の形状に形成されてなる発光装置の製造方法であって、実装基板にLEDチップを実装してLEDチップとボンディングワイヤとを接続した後、LEDチップおよびボンディングワイヤを封止部の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料により覆ってから、第1の封止樹脂材料と同一材料からなり封止部の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料を内側に入れた色変換部材を実装基板に対して位置決めして各封止樹脂材料を硬化させることにより封止部を形成することを特徴とする。
この発明によれば、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ低コスト化が可能な発光装置を提供することが可能となる。また、LEDチップとボンディングワイヤとを接続した後、色変換部材の内側に封止部となる封止樹脂材料を注入してから、色変換部材を実装基板に対して位置決めして封止樹脂材料を硬化させることにより封止部を形成するような製造方法を採用する場合に比べて、製造過程で封止部にボイドが発生しにくくなるという利点がある。
請求項の発明は、LEDチップと、LEDチップが一表面側に実装された実装基板と、LEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明樹脂材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にLEDチップを囲む形で実装基板の前記一表面側に固着されたドーム状の色変換部材と、実装基板と色変換部材とで囲まれた空間内でLEDチップを封止した封止樹脂材料からなる封止部とを備え、封止部は、当該封止部の一部であって第1の封止樹脂材料により形成されLEDチップを覆った部分と、第1の封止樹脂材料と同一材料からなる第2の封止樹脂材料により形成された当該封止部の他の部分とで構成され、当該封止部の光出射面が色変換部材の内面に密着した凸レンズ状の形状に形成されてなり、色変換部材は、実装基板との間の空間に第2の封止樹脂材料を注入する注入孔および第2の封止樹脂材料の余剰分を排出する排出孔が形成されてなる発光装置の製造方法であって、実装基板にLEDチップを実装してLEDチップとボンディングワイヤとを接続した後、LEDチップおよびボンディングワイヤを封止部の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料により覆い、その後、色変換部材を実装基板に固着してから、色変換部材と実装基板とで囲まれた空間へ第1の封止樹脂材料と同一材料からなり封止部の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料を色変換部材の注入孔を通して充填し、その後、各封止樹脂材料を硬化させることにより封止部を形成することを特徴とする。
この発明によれば、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ低コスト化が可能な発光装置を提供することが可能となる。また、請求項の発明に比べて、製造過程で封止部にボイドが発生しにくくなるという利点がある。
請求項1,2の発明では、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ低コスト化が可能な発光装置を提供することができるという効果がある。
(実施形態1)
以下、本実施形態の発光装置について図1〜図5を参照しながら説明する。
本実施形態の発光装置1は、LEDチップ10と、LEDチップが一表面側(図1における上面側)に実装された実装基板20と、LEDチップ10から放射された光によって励起されてLEDチップ10の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明樹脂材料とともに成形した成形品であって実装基板20との間にLEDチップ10および当該LEDチップ10と接続された各ボンディングワイヤ14,14を囲む形で実装基板20の上記一表面側に固着されたドーム状の色変換部材70と、実装基板20と色変換部材70とで囲まれた空間内でLEDチップ10およびLEDチップ10に接続されたボンディングワイヤ14,14を封止した封止樹脂材料からなり弾性を有する封止部50とを備えている。ここにおいて、封止部50は、当該封止部50の光出射面50bが色変換部材70の内面70aに密着した凸レンズ状の形状に形成されている。
なお、本実施形態の発光装置1は、例えば照明器具の光源として用いるものであり、例えばグリーンシートからなる絶縁層90を介して金属(例えば、Al、Cuなどの熱伝導率の高い金属)製の器具本体100に実装することで、LEDチップ10から器具本体100までの熱抵抗を小さくすることができて放熱性が向上し、LEDチップ10のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくでき、光出力の高出力化を図れる。ここで、照明器具の場合には、所望の光出力が得られるように、器具本体100に複数個の発光装置1を実装して複数個の発光装置1を直列接続したり並列接続したりすればよい。
実装基板20は、金属板21と、金属板21側とは反対の表面にLEDチップ10の図示しない両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターン23,23が設けられ金属板21に積層されたガラスエポキシ(FR4)基板からなる絶縁性基板22とで構成され、絶縁性基板22においてLEDチップ10に対応する部位に窓孔24が設けられており、LEDチップ10で発生した熱が絶縁性基板22を介さずに金属板21に伝熱できるようになっている。ここにおいて、金属板21の材料としてはCuを採用しているが、熱伝導率の比較的高い金属材料であればよく、Cuに限らず、Alなどを採用してもよい。なお、本実施形態では、金属板21が熱伝導性材料からなりLEDチップ10が実装される伝熱板を構成している。また、金属板21と絶縁性基板22とは、絶縁性基板22における金属板21との対向面に形成された金属材料(ここでは、Cu)からなる接合用金属層25(図1および図5参照)を介して固着されている。また、各リードパターン23,23は、Cu膜とNi膜とAg膜との積層膜により構成されている。絶縁性基板22における金属板21側とは反対の表面側には、各リードパターン23,23を覆う形で白色系の樹脂からなるレジスト層26(図1および図5参照)が積層されており、レジスト層26は、中央部に両リードパターン23,23のインナーリード部23a,23aを露出させる円形状の開口窓26aが形成され、周部に各リードパターン23,23のアウターリード部23b,23bそれぞれを露出させる円形状の開口窓26b,26bが形成されている。
LEDチップ10は、青色光を放射するGaN系青色LEDチップであり、結晶成長用基板としてサファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がGaNに近く且つ導電性を有するn形のSiC基板からなる導電性基板11を用いており、導電性基板11の主表面側にGaN系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部12がエピタキシャル成長法(例えば、MOVPE法など)により成長され、導電性基板11の裏面に図示しないカソード側の電極であるカソード電極(n電極)が形成され、発光部12の表面(導電性基板11の主表面側の最表面)に図示しないアノード側の電極であるアノード電極(p電極)が形成されている。要するに、LEDチップ10は、一表面側にアノード電極が形成されるとともに他表面側にカソード電極が形成されている。上記カソード電極および上記アノード電極は、Ni膜とAu膜との積層膜により構成してあるが、上記カソード電極および上記アノード電極の材料は特に限定するものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えば、Alなどを採用してもよい。なお、本実施形態では、LEDチップ10の発光部12が導電性基板11よりも金属板21から離れた側となるように金属板21に実装されているが、LEDチップ10の発光部12が導電性基板11よりも金属板21に近い側となるように金属板21に実装するようにしてもよい。光取り出し効率を考えた場合には、発光部12を金属板21から離れた側に配置することが望ましいが、本実施形態では導電性基板11と発光部12とが同程度の屈折率を有しているので、発光部12を金属板21に近い側に配置しても光の取り出し損失が大きくなりすぎることはない。
また、LEDチップ10は、上述の金属板21に、LEDチップ10のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されLEDチップ10と金属板21との線膨張率の差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和するサブマウント部材30を介して実装されている。サブマウント部材30は、上記応力を緩和する機能だけでなく、LEDチップ10で発生した熱を金属板21においてLEDチップ10のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有している。本実施形態では、サブマウント部材30の材料として熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するAlNを採用しており、LEDチップ10は、上記カソード電極がサブマウント部材30におけるLEDチップ10側の表面に設けられ上記カソード電極と接続される導体パターン31(図4参照)および金属細線(例えば、金細線、アルミニウム細線など)からなるボンディングワイヤ14を介して一方のリードパターン23と電気的に接続され、上記アノード電極がボンディングワイヤ14を介して他方のリードパターン23と電気的に接続されている。なお、LEDチップ10とサブマウント部材30とは、例えば、SnPb、AuSn、SnAgCuなどの半田や、銀ペーストなどを用いて接合すればよいが、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。また、サブマウント部材30は、導体パターン31の周囲に、LEDチップ10から放射された光を反射する反射膜(例えば、Ni膜とAg膜との積層膜)が形成されている。
サブマウント部材30の材料はAlNに限らず、線膨張率が導電性基板11の材料である6H−SiCに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、複合SiC、Siなどを採用してもよい。本実施形態では、LEDチップ10をサブマウント部材30を介して金属板21に実装してあるので、LEDチップ10で発生した熱をサブマウント部材30および金属板21を介して効率良く放熱させることができるとともに、LEDチップ10と金属板21との線膨張率差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和することができる。
上述の封止部50の封止樹脂材料としては、シリコーン樹脂を用いているが、シリコーン樹脂に限らず、例えばアクリル樹脂などを用いてもよい。
色変換部材70は、シリコーン樹脂のような透明樹脂材料とLEDチップ10から放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合した混合物の成形品により構成されている。したがって、本実施形態の発光装置1は、LEDチップ10から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部材70の外面70bを通して放射されることとなり、白色光を得ることができる。なお、色変換部材70の材料として用いる透明樹脂材料は、シリコーン樹脂に限らず、封止部50に用いる封止樹脂材料の屈折率以上の屈折率を有し封止樹脂材料との線膨張率差が比較的小さな材料であればよく、封止部50の封止樹脂材料がアクリル樹脂の場合には、色変換部材70の透明樹脂材料として、例えば、アクリル樹脂を用いてもよい。また、色変換部材70の透明樹脂材料に混合する蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。
上述の色変換部材70は、開口部の周縁を実装基板20に対して、例えば接着剤(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)を用いて接合すればよい。ここで、色変換部材70は、封止部50の光出射面と密着した内面70aがLEDチップ10を中心とした球面状に形成されているので、LEDチップ10から放射された光が色変換部材70に到達するまでの光路差を小さくでき、色むらが生じるのを抑制できる。なお、色変換部材70は、位置によらず法線方向に沿った肉厚が一様となるように成形されている。
また、封止部50は、上記光出射面50bが球面の一部により形成されており、当該球面の中心がLEDチップ10の厚み方向に沿った発光部12の中心線上に位置するように配置されている。言い換えれば、封止部50においてレンズを構成する部位は、当該レンズの光軸がLEDチップ10の厚み方向に沿った発光部12の中心線上に位置するように設計してある。
ところで、本実施形態の発光装置1では、上述のサブマウント部材30の厚み寸法を、LEDチップ10におけるサブマウント部材30側の表面が色変換部材70における実装基板20側の端縁よりも金属板21から離れて位置するように設定してあり、LEDチップ10から側方に放射された光が色変換部材70と実装基板20との接合部を通して出射されるのを防止することができる(つまり、LEDチップ10から放射された青色光が色変換部材70を通らずに外部へ出射されるのを防止することができる)。ここで、本実施形態の発光装置1は、LEDチップ10が、実装基板20の最表面(レジスト層26の表面)を含む平面から当該平面の法線方向に離間した位置に配置されている。
本実施形態の発光装置1の製造方法としては、例えば、図6に示すように、LEDチップ10とボンディングワイヤ14,14とを接続した後、色変換部材70の内側に上述の封止部50となる未硬化の封止樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂)50cを注入してから、色変換部材70を実装基板20に対して位置決めして封止樹脂材料50cを硬化させることにより封止部50を形成するような製造方法が考えられる。しかしながら、このような製造方法では、製造過程において封止部50にボイドが発生する恐れがある。
そこで、本実施形態の発光装置1の製造にあたっては、図7に示すように、実装基板20にLEDチップ10を実装してLEDチップ10とボンディングワイヤ14,14とを接続した後、LEDチップ10およびボンディングワイヤ14,14を封止部50の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂)50aにより覆ってから、第1の封止樹脂材料50aと同一材料からなり封止部50の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料(例えば、シリコーン樹脂)50bを内側に入れた色変換部材70を実装基板20に対して位置決めして各封止樹脂材料50a,50bを硬化させることにより封止部50を形成するようにしている。このような製造方法によれば、製造過程で封止部50にボイドが発生しにくくなり、信頼性が高く且つ光出力が大きな発光装置1を提供することができる。なお、本実施形態では、実装基板20のレジスト層26の中央部に形成された円形状の開口窓26aの内径を色変換部材40の最大外径よりもやや大きな寸法に設定してあり、第1の封止樹脂材料50aをポッティングした際に開口窓26aの内周面近傍まで流れ込んだ第1の封止樹脂材料50aを、色変換部材70と実装基板20とを接合する接着剤として利用している。
以上説明した本実施形態の発光装置1では、従来の枠体を用いずに凸レンズ状の封止部50が色変換部材70の内面に密着しているので、ヒートサイクル試験の低温時に封止部50にボイドが発生するのを抑制することができるから、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、しかも、色変換部材70のサイズを小さくすることができて蛍光体の使用量を低減できるから、低コスト化を図れる。また、封止部50が凸レンズ状に形成されているので、別途にレンズを用意する必要がなく、部品点数を削減できるとともに、LEDチップ10とレンズとの光軸のずれに起因した光出力の低下を防止することができる。
(実施形態2)
図8に示す本実施形態の発光装置1の基本構成は実施形態1と略同じであって、色変換部材70に、実装基板20との間の空間に封止樹脂材料を注入する注入孔71および封止樹脂材料の余剰分を排出する排出孔72が形成されており、色変換部材70における実装基板20側の端縁と実装基板20とを上記端縁の全周に亘って接着剤からなる接合部75により接合している点などが相違し、実装基板20に色変換部材70を固着した後で実装基板20と色変換部材70とで囲まれた空間に封止樹脂材料を注入する製造方法を採用することが可能となる。本実施形態では、実施形態1に比べて、色変換部材70と実装基板20との間に介在する接合部75の厚みの制御が容易になるとともに、色変換部材70と実装基板20との接合の信頼性が向上する。ここで、接合部75の接着剤としては、色変換部材70と同じ材料を用いることが望ましい。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1の製造にあたっては、例えば、図9に示すように、実装基板20にLEDチップ10を実装してLEDチップ10とボンディングワイヤ14,14とを接続した後、色変換部材70を接合部75を介して実装基板20に固着してから、色変換部材70と実装基板20とで囲まれた空間へ色変換部材70の注入孔71を通して未硬化の封止樹脂材料を充填し、その後、封止樹脂材料を硬化させることにより封止部50を形成すればよく、このような製造方法を採用することで、信頼性を高めることができるとともに光出力の向上を図れ、且つ低コスト化が可能な発光装置1を提供することが可能となる。また、実施形態1にて説明した製造方法のようにLEDチップ10とボンディングワイヤ14,14とを接続した後、色変換部材70の内側に封止部50となる封止樹脂材料を注入してから、色変換部材70を実装基板20に対して位置決めして封止樹脂材料を硬化させることにより封止部50を形成するような製造方法を採用する場合に比べて、製造過程で封止部50にボイドが発生しにくくなるという利点がある。
また、本実施形態の発光装置1の製造にあたっては、例えば、図10に示すように、実装基板20にLEDチップ10を実装してLEDチップ10とボンディングワイヤ14,14とを接続した後、LEDチップ10およびボンディングワイヤ14,14を封止部50の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料50aにより覆い、その後、色変換部材70を実装基板20に固着してから、色変換部材70と実装基板20とで囲まれた空間へ第1の封止樹脂材料50aと同一材料からなり封止部50の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料を色変換部材70の注入孔71を通して充填し、その後、第1の封止樹脂材料50aおよび第2の封止樹脂材料を硬化させることにより封止部50を形成するようにしてもよく、製造過程で封止部50にボイドがより発生しにくくなるという利点がある。
ところで、上述の各実施形態では、LEDチップ10として、発光色が青色の青色LEDチップを採用しており、導電性基板11としてSiC基板を採用しているが、SiC基板の代わりにGaN基板を用いてもよく、SiC基板やGaN基板を用いた場合には結晶成長用基板として絶縁体であるサファイア基板を用いている場合に比べて、結晶成長用基板の熱伝導率が高く結晶成長用基板の熱抵抗を小さくできる。また、LEDチップ10の発光色は青色に限らず、例えば、赤色、緑色などでもよい。すなわち、LEDチップ10の発光部12の材料はGaN系化合物半導体材料に限らず、LEDチップ10の発光色に応じて、GaAs系化合物半導体材料やGaP系化合物半導体材料などを採用してもよい。また、導電性基板11もSiC基板に限らず、発光部12の材料に応じて、例えば、GaAs基板、GsP基板などから適宜選択すればよい。また、LEDチップ10と実装基板20との線膨張率の差が比較的小さい場合には上記各実施形態で説明したサブマウント部材30は必ずしも設ける必要はない。また、実装基板20についても上記各実施形態で説明した構造以外の構造を採用してもよい。
実施形態1の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置の一部破断した概略分解斜視図である。 同上の発光装置の要部概略平面図である。 同上の発光装置におけるサブマウント部材の概略斜視図である。 同上の発光装置における絶縁性基板を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−B−C−D概略断面図、(c)は一部破断した概略下面図である。 同上の発光装置の製造方法の説明図である。 同上の発光装置の製造方法の説明図である。 実施形態2の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置の製造方法の説明図である。 同上の発光装置の製造方法の説明図である。
符号の説明
1 発光装置
10 LEDチップ
14 ボンディングワイヤ
20 実装基板
21 金属板
22 絶縁性基板
23 リードパターン
26 レジスト層
30 サブマウント部材
50 封止部
50b 光出射面
70 色変換部材
70a 内面

Claims (2)

  1. LEDチップと、LEDチップが一表面側に実装された実装基板と、LEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明樹脂材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にLEDチップを囲む形で実装基板の前記一表面側に固着されたドーム状の色変換部材と、実装基板と色変換部材とで囲まれた空間内でLEDチップを封止した封止樹脂材料からなる封止部とを備え、封止部は、当該封止部の一部であって第1の封止樹脂材料により形成されLEDチップを覆った部分と、第1の封止樹脂材料と同一材料からなる第2の封止樹脂材料により形成された当該封止部の他の部分とで構成され、当該封止部の光出射面が色変換部材の内面に密着した凸レンズ状の形状に形成されてなる発光装置の製造方法であって、実装基板にLEDチップを実装してLEDチップとボンディングワイヤとを接続した後、LEDチップおよびボンディングワイヤを封止部の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料により覆ってから、第1の封止樹脂材料と同一材料からなり封止部の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料を内側に入れた色変換部材を実装基板に対して位置決めして各封止樹脂材料を硬化させることにより封止部を形成することを特徴とする発光装置の製造方法
  2. LEDチップと、LEDチップが一表面側に実装された実装基板と、LEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明樹脂材料とともに成形した成形品であって実装基板との間にLEDチップを囲む形で実装基板の前記一表面側に固着されたドーム状の色変換部材と、実装基板と色変換部材とで囲まれた空間内でLEDチップを封止した封止樹脂材料からなる封止部とを備え、封止部は、当該封止部の一部であって第1の封止樹脂材料により形成されLEDチップを覆った部分と、第1の封止樹脂材料と同一材料からなる第2の封止樹脂材料により形成された当該封止部の他の部分とで構成され、当該封止部の光出射面が色変換部材の内面に密着した凸レンズ状の形状に形成されてなり、色変換部材は、実装基板との間の空間に第2の封止樹脂材料を注入する注入孔および第2の封止樹脂材料の余剰分を排出する排出孔が形成されてなる発光装置の製造方法であって、実装基板にLEDチップを実装してLEDチップとボンディングワイヤとを接続した後、LEDチップおよびボンディングワイヤを封止部の一部となる未硬化の第1の封止樹脂材料により覆い、その後、色変換部材を実装基板に固着してから、色変換部材と実装基板とで囲まれた空間へ第1の封止樹脂材料と同一材料からなり封止部の他の部分となる未硬化の第2の封止樹脂材料を色変換部材の注入孔を通して充填し、その後、各封止樹脂材料を硬化させることにより封止部を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9070850B2 (en) 2007-10-31 2015-06-30 Cree, Inc. Light emitting diode package and method for fabricating same
US8669572B2 (en) 2005-06-10 2014-03-11 Cree, Inc. Power lamp package
JP4049186B2 (ja) * 2006-01-26 2008-02-20 ソニー株式会社 光源装置
US7675145B2 (en) 2006-03-28 2010-03-09 Cree Hong Kong Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US8748915B2 (en) * 2006-04-24 2014-06-10 Cree Hong Kong Limited Emitter package with angled or vertical LED
US7635915B2 (en) 2006-04-26 2009-12-22 Cree Hong Kong Limited Apparatus and method for use in mounting electronic elements
US8735920B2 (en) 2006-07-31 2014-05-27 Cree, Inc. Light emitting diode package with optical element
US20080029774A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Acol Technologies S.A. Semiconductor light source packages with broadband and angular uniformity support
US8367945B2 (en) 2006-08-16 2013-02-05 Cree Huizhou Opto Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US9711703B2 (en) 2007-02-12 2017-07-18 Cree Huizhou Opto Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US20100027277A1 (en) * 2007-05-15 2010-02-04 Nichepac Technology Inc. Light emitting diode package
US7622795B2 (en) * 2007-05-15 2009-11-24 Nichepac Technology Inc. Light emitting diode package
JP2010074117A (ja) * 2007-12-07 2010-04-02 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置
KR100907823B1 (ko) * 2007-12-12 2009-07-14 한국전자통신연구원 테라헤르츠파 소자의 패키징 장치
USD634863S1 (en) 2008-01-10 2011-03-22 Cree Hong Kong Limited Light source of light emitting diode
JP5665160B2 (ja) * 2008-03-26 2015-02-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光装置および照明器具
WO2009119038A2 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Panasonic Corporation Molded resin product, semiconductor light-emitting source, lighting device, and method for manufacturing molded resin product
CN101338865A (zh) * 2008-05-23 2009-01-07 段永成 一种低衰减高光效led照明装置及制备方法
US8791471B2 (en) 2008-11-07 2014-07-29 Cree Hong Kong Limited Multi-chip light emitting diode modules
US8368112B2 (en) 2009-01-14 2013-02-05 Cree Huizhou Opto Limited Aligned multiple emitter package
KR101585102B1 (ko) * 2009-04-16 2016-01-13 삼성전자 주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
JP5263895B2 (ja) * 2010-01-12 2013-08-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、及び半導体装置の製造方法
US9012938B2 (en) 2010-04-09 2015-04-21 Cree, Inc. High reflective substrate of light emitting devices with improved light output
CN103026518B (zh) * 2010-07-23 2016-04-20 京瓷株式会社 光照射设备、光照射模块以及印刷装置
US8415684B2 (en) * 2010-11-12 2013-04-09 Tsmc Solid State Lighting Ltd. LED device with improved thermal performance
JP2014038876A (ja) * 2010-12-15 2014-02-27 Panasonic Corp 半導体発光装置
TWI441361B (zh) * 2010-12-31 2014-06-11 Interlight Optotech Corp 發光二極體封裝結構及其製造方法
DE102011003969B4 (de) * 2011-02-11 2023-03-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US8564004B2 (en) 2011-11-29 2013-10-22 Cree, Inc. Complex primary optics with intermediate elements
CN103375736A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 Ge医疗系统环球技术有限公司 Led灯及包括led灯的限束器和x射线设备
JP5994472B2 (ja) 2012-08-09 2016-09-21 日亜化学工業株式会社 発光装置
USD735683S1 (en) 2013-05-03 2015-08-04 Cree, Inc. LED package
US9461024B2 (en) 2013-08-01 2016-10-04 Cree, Inc. Light emitter devices and methods for light emitting diode (LED) chips
USD758976S1 (en) 2013-08-08 2016-06-14 Cree, Inc. LED package
KR102080778B1 (ko) * 2013-09-11 2020-04-14 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
US9601670B2 (en) 2014-07-11 2017-03-21 Cree, Inc. Method to form primary optic with variable shapes and/or geometries without a substrate
US10622522B2 (en) 2014-09-05 2020-04-14 Theodore Lowes LED packages with chips having insulated surfaces
USD790486S1 (en) 2014-09-30 2017-06-27 Cree, Inc. LED package with truncated encapsulant
JP6681139B2 (ja) * 2014-12-24 2020-04-15 日亜化学工業株式会社 発光装置
USD777122S1 (en) 2015-02-27 2017-01-24 Cree, Inc. LED package
USD783547S1 (en) 2015-06-04 2017-04-11 Cree, Inc. LED package
CN107134522A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 晶元光电股份有限公司 发光装置
JP2019114624A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
KR102031705B1 (ko) * 2018-02-01 2019-10-14 김갑수 옥외용 방수 엘이디 모듈 및 그 제조방법
JP7236659B2 (ja) * 2019-01-18 2023-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明装置及び照明装置の製造方法
CN111048651B (zh) * 2019-12-27 2021-12-17 广州市鸿利秉一光电科技有限公司 一种高反射率uvled基板及生产方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293584A (ja) * 1987-05-27 1988-11-30 岩崎電気株式会社 発光表示体
JPH03114129U (ja) * 1990-03-05 1991-11-22
US6274890B1 (en) * 1997-01-15 2001-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP2001085748A (ja) 1999-09-14 2001-03-30 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置
JP2001148514A (ja) 1999-11-18 2001-05-29 Matsushita Electric Works Ltd 照明光源
JP4432275B2 (ja) * 2000-07-13 2010-03-17 パナソニック電工株式会社 光源装置
JP2003110146A (ja) * 2001-07-26 2003-04-11 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置
US6498355B1 (en) * 2001-10-09 2002-12-24 Lumileds Lighting, U.S., Llc High flux LED array
US7224000B2 (en) 2002-08-30 2007-05-29 Lumination, Llc Light emitting diode component
US6998777B2 (en) 2002-12-24 2006-02-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode and light emitting diode array
JP2004207660A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Toyoda Gosei Co Ltd 発光ダイオード
KR20050113200A (ko) * 2003-02-26 2005-12-01 크리, 인코포레이티드 복합 백색 광원 및 그 제조 방법
JP4029843B2 (ja) * 2004-01-19 2008-01-09 豊田合成株式会社 発光装置
JP4238693B2 (ja) 2003-10-17 2009-03-18 豊田合成株式会社 光デバイス
JP2005079464A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Stanley Electric Co Ltd 受発光装置
JP4192742B2 (ja) * 2003-09-30 2008-12-10 豊田合成株式会社 発光装置
JP2005136224A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 発光ダイオード照明モジュール
JP2005159045A (ja) * 2003-11-26 2005-06-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子搭載部材とそれを用いた発光ダイオード
TWM263624U (en) * 2004-08-31 2005-05-01 Tian-Yu Chen Improved white-light LED structure
TW200638558A (en) * 2005-04-29 2006-11-01 Teknowledge Dev Corp White light emitting diode device
US7800124B2 (en) * 2005-06-30 2010-09-21 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Light-emitting device
KR100983836B1 (ko) * 2005-09-20 2010-09-27 파나소닉 전공 주식회사 Led조명 기구
WO2007034575A1 (ja) * 2005-09-20 2007-03-29 Matsushita Electric Works, Ltd. 発光装置

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