JP4039552B2 - 表面実装型発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

表面実装型発光ダイオードの製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型発光ダイオード（以下ＬＥＤと略記する）、特に白色ＬＥＤやパステル調ＬＥＤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤはＧａＰやＧａＮ等の化合物半導体ウエハ上にＰＮ接合を形成し、これに順方向電流を通じて可視光又は近赤外光の発光を得るものであり、近年表示、通信、計測、制御等に広く応用されている。しかし、このような従来のＬＥＤの発光色は限られた色調のものしか存在しない。そこで、所望のカラー光源を得ようと、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の封止樹脂中に蛍光物質や着色剤を含有させる試みがあった。このような従来のＬＥＤの一例を、図面により説明する。
【０００３】
図３は従来のＬＥＤ５０の縦断面図である。５１は両面銅箔張りのガラスエポキシ樹脂等より成る配線基板であり、配線基板５１の両面銅箔部にはメッキレジストをラミネートし、露光現像して配線パターンを形成し、更にその上に金メッキ等の表面処理を施してある。５２は、上面電極５２ａから側面電極５２ｂを経由して下面電極５２ｃに至る配線パターンである一方の電極パターンであり、５３は、同じく上面電極５３ａから側面電極５３ｂを経由して下面電極５３ｃに至る他方の電極パターンである。
【０００４】
５４は、上面電極５２ａに一方の電極を銀ペーストによりダイボンディングしたＧａＮ系の青色ＬＥＤ素子である。５５はＡｕ線等より成るワイヤであり、ワイヤ５５によりＬＥＤ素子５４の他方の電極と上面電極５３ａとがワイヤボンディングにより接続されている。５６は、ＬＥＤ素子５４、ＬＥＤ素子５４の接続部及びワイヤ５５等の保護と、ＬＥＤ素子５４の発光を効果的にすることのために封止している、透光性のエポキシ樹脂等から成る封止樹脂である。封止樹脂５６には予め５７の蛍光物質（ＹＡＧ蛍光体）を含有させてある。
【０００５】
ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ素子５４を発して封止樹脂５６の中で蛍光物質に当たった青色光は黄色に変化して出射し、蛍光物質に当たらなかった光は青色のまま出射することになるため、これら黄色と青色とが混色となって白色光となる。また、封止樹脂中に蛍光物質を含有させることにより白色光をフィルターすることで、パステル調の発光色を得ることができるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなＬＥＤでは、蛍光物質は、封止樹脂よりも比重が大きいために、樹脂に混入後キュアー炉で樹脂を硬化させる過程において蛍光物質が沈殿してしまい、樹脂内に均一に拡散させることが困難であった。また、蛍光物質を定量塗布することが困難であるため、その量のバラツキによって発光色の色調のバラツキが発生し、量産上不良品の選別工程が欠かせなかった。従ってコストアップを招くので、ＬＥＤの色調のバラツキをいかに少なくしてコストを押さえるかが課題であった。
【０００７】
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光色のバラツキを改良して量産に適するＬＥＤの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、外部接続端子を有する配線基板上に青色の発光素子を搭載し、該発光素子を蛍光物質を含有した樹脂で封止した表面実装型発光ダイオードを製造する方法において、前記配線基板上の少なくとも前記発光素子の周面に、前記蛍光物質をノズルからの吐出を容易にし、かつ前記蛍光物質の沈殿が無くなる程度に、前記蛍光物質の比重と近似した比重を持つ媒体と混合してインクジェット方式により塗布する工程と、前記蛍光物質を塗布した配線基板を樹脂で封止する工程を有する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。

【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、この実施の形態の構成について説明する。図１は本発明の実施の形態であるＬＥＤの断面図、図２はこのＬＥＤの製造方法を示す断面図である。
【００１１】
図１において、１０は表面実装型ＬＥＤである。ＬＥＤ１０が従来のＬＥＤ５０と異なるところは、蛍光物質の塗布形態及び蛍光物質の塗布方法である。その他の構成はＬＥＤ５０と同じなので、同じ構成要素にはＬＥＤ５０と同じ符号と名称を付して詳細な説明を省略する。蛍光物質５７は予めＬＥＤ５４の周面及び配線基板５１上に均一に定量塗布されている。
【００１２】
次に、この実施の形態の作用を説明する。ＧａＮ系のＬＥＤ素子５４を発した青色光は、ＬＥＤ素子５４の表面に均一に一定量存在する蛍光物質５７に当たったものは黄色に変化して出射し、蛍光物質５７に当たらなかった光は青色のまま出射することになるため、これら黄色と青色が混色することにより白色光となる。この場合に、蛍光物質がＬＥＤ素子５４の周面に均一に、一定量塗布されているために、その量による色調のバラツキが生じない。また、蛍光物質の量、即ち厚みを精密に制御できることから、青みがかった白色、黄みがかった白色等、所望の白色光を得ることができる。また、パステル色についても同様である。
【００１３】
次に、このＬＥＤ１０の製造方法について、中でもインクジェット方式を採用して蛍光物質５７を塗布する工程について説明する。図２において、２０はインクジェット方式により蛍光物質５７を吐出するノズルである。まず、ＬＥＤ素子５４を搭載後の配線基板５１に対して、ノズル２０をＬＥＤ素子５４の上面に近接させて蛍光物質５７を吐出する。このとき、ノズル２０は揺動動作をする。蛍光物質５７の吐出を容易にするために、蛍光物質５７は蛍光物質５７の比重と近似した比重を持つ媒体に予め混合しておく。ＬＥＤ１０を製造する全体の工程には、配線基板５１の多数個取りが可能な、集合状態の配線基板を用いて、配線基板上で同時多数個の製造方式がとられる。
【００１４】
次に、本実施の形態であるＬＥＤ１０の効果について説明する。蛍光物質５７の塗布と封止成形とを別工程にしたので、封止作業中の蛍光物質の沈殿が無くなった。また、インクジェット方式を採用して、直接ＬＥＤ素子５４周面に蛍光物質５７を塗布するようにしたので、蛍光物質５７を均一に定量塗布にすることができる。従って、蛍光物質の量を微調整することが可能となり、微妙な色調の調整が容易になって、白色は無論のこと、中間色であるパステル調の発光色も容易に得られるようになった。そして、従来必要であった色調の選別工程を廃止できた。なお、多数個取りのできる集合基板である配線基板を用いて、同時多数個の処理ができるので、製造コストを削減できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、配線基板上に青色の発光素子を搭載し、該発光素子を蛍光物質を含有した樹脂で封止した表面実装型発光ダイオードにおいて、前記配線基板上の少なくとも前記発光素子の周面に蛍光物質が塗布されており、その上から樹脂により成形封止したので、蛍光物質の量と分布が均一となり、バラツキが減って、白色やパステル調の発光色を有するＬＥＤが安定して量産できるようになった。
【００１６】
蛍光物質を発光素子に塗布するのに、インクジェット方式を採用したので、蛍光物質を均一に塗布でき、蛍光物質の量を微調整することが可能となって、容易に白色、パステル色調の発光を得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるＬＥＤの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態であるＬＥＤの製造方法を示す断面図である。
【図３】従来のＬＥＤの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
５１ 配線基板
５２、５３ 電極パターン
５４ ＬＥＤ素子（発光素子）
５６ 封止樹脂
５７ 蛍光物質

Claims (1)

  1. 外部接続端子を有する配線基板上に青色の発光素子を搭載し、該発光素子を蛍光物質を含有した樹脂で封止した表面実装型発光ダイオードを製造する方法において、前記配線基板上の少なくとも前記発光素子の周面に、前記蛍光物質をノズルからの吐出を容易にし、かつ前記蛍光物質の沈殿が無くなる程度に、前記蛍光物質の比重と近似した比重を持つ媒体と混合してインクジェット方式により塗布する工程と、前記蛍光物質を塗布した配線基板を樹脂で封止する工程を有する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。
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