JP4340283B2 - Light emitting diode package, manufacturing method thereof, and light emitting diode using light emitting diode package - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード用パッケージ及びその製造方法並びに発光ダイオード用パッケージを用いた発光ダイオードに関するものであり、特に、発光ダイオード素子を実装するための配線パターンを形成したベース体に、発光ダイオード素子を収容するための開口を形成したカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージ及びその製造方法並びに発光ダイオード用パッケージを用いた発光ダイオードに関するものである。 The present invention relates to a light emitting diode package, a method for manufacturing the same, and a light emitting diode using the light emitting diode package, and in particular, a light emitting diode element on a base body on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. The present invention relates to a light emitting diode package to which a cover body having an opening for accommodation is attached, a manufacturing method thereof, and a light emitting diode using the light emitting diode package.
従来より、低消費電力で長寿命な照明部品として、発光ダイオード素子を実装した発光ダイオードが広く利用されている。 Conventionally, a light emitting diode mounted with a light emitting diode element has been widely used as a lighting component with low power consumption and long life.
この発光ダイオードにおいては、発光ダイオード素子を実装するための配線パターンを形成したベース体に、発光ダイオード素子を収容するための開口を形成したカバー体を貼着することによって製造された発光ダイオード用パッケージが用いられている(たとえば、特許文献1参照。)。 In this light emitting diode, a light emitting diode package manufactured by attaching a cover body having an opening for accommodating the light emitting diode element to a base body on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. Is used (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に開示されている発光ダイオード用パッケージでは、矩形板状のグリーンシートの表面に配線パターンを形成してベース板を形成するとともに、別の矩形板状のグリーンシートに複数個の開口を形成してカバー板を形成し、これらベース板とカバー板とを貼着し、その後、重合した2枚のグリーンシートを同時に焼成し、焼成後に各開口の近傍で分断することで発光ダイオード用パッケージを製造していた。
In the light emitting diode package disclosed in
ところが、上記従来の発光ダイオード用パッケージでは、複数個の開口を形成した一枚のカバー板に配線パターンを形成した一枚のベース板を貼着していたために、貼着基準位置から離れた部位で開口と配線パターンとのずれが大きくなり、位置ずれによる不良が発生するおそれがあった。 However, in the conventional light emitting diode package, since a single base plate with a wiring pattern formed thereon is attached to a single cover plate having a plurality of openings, the portion is away from the attachment reference position. As a result, the deviation between the opening and the wiring pattern becomes large, and there is a possibility that a defect due to the positional deviation occurs.
特に、発光ダイオード用パッケージの素材としてセラミックスを用いた場合には、グリーンシートの熱収縮率と配線パターンの熱収縮率とが異なるために、焼成後の開口と配線パターンとの位置が大幅にずれてしまうおそれがあった。 In particular, when ceramics is used as the material for the light emitting diode package, the heat shrinkage rate of the green sheet is different from the heat shrinkage rate of the wiring pattern. There was a risk of it.
そこで、請求項1に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装するための配線パターンを形成したセラミックス製のベース体に、前記発光ダイオード素子を収容するための開口を形成したセラミックス製のカバー体を貼着した発光ダイオード用パッケージの製造方法において、第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着し、その後、前記ベース板とカバー板とを各発光ダイオード用パッケージ毎に分断することにした。
Therefore, in the present invention according to
また、請求項2に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装するための配線パターンを形成したセラミックス製のベース板に、前記発光ダイオード素子を収容するための開口を形成したセラミックス製のカバー板を貼着した発光ダイオード用パッケージの製造方法において、第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着することにした。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a ceramic cover plate in which an opening for accommodating the light emitting diode element is formed on a ceramic base plate on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. In the manufacturing method of the attached light emitting diode package, a plurality of openings are formed in the first green sheet and then fired to form a cover plate, and the second green sheet is fired and a wiring pattern is printed. Then, after the wiring pattern is sintered, it is divided to form a plurality of base plates, and the base plates divided into a plurality of pieces are adhered to the one cover plate.
また、請求項3に係る本発明では、前記請求項1又は請求項2に係る本発明において、前記ベース板に貫通孔を形成するとともに、前記貫通孔に放熱板を嵌入することにした。
In the present invention according to
また、請求項4に係る本発明では、発光ダイオード素子を実装するための配線パターンを形成したセラミックス製のベース板に、前記発光ダイオード素子を収容するための開口を形成したセラミックス製のカバー板を貼着した発光ダイオード用パッケージにおいて、第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着することにした。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a ceramic cover plate in which an opening for accommodating the light emitting diode element is formed on a ceramic base plate on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. In the attached light emitting diode package, a plurality of openings are formed in the first green sheet and then fired to form a cover plate, and a second green sheet is fired and then a wiring pattern is printed thereon. After the pattern was sintered, it was divided to form a plurality of base plates, and the base plates divided into a plurality of pieces were stuck to the one cover plate.
また、請求項5に係る本発明では、前記請求項4に係る本発明において、前記ベース板に形成した貫通孔に放熱板を嵌入することにした。
Moreover, in this invention which concerns on
また、請求項6に係る本発明では、発光ダイオードにおいて、前記請求項4又は請求項5に係る発光ダイオード用パッケージに発光ダイオード素子を実装することにした。
In the present invention according to
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、開口を形成した一枚のカバー板に配線パターンを形成した複数枚のベース板を貼着することにしているために、カバー板の面積に比べて一枚のベース板の面積を小さくすることができるので、各ベース板に形成した配線パターンをカバー板に形成した開口に精度良く位置合わせすることができ、開口と配線パターンとの位置ずれを未然に防止することができ、発光ダイオード又は発光ダイオード用パッケージの製造時の歩留まりを向上させることができる。 In other words, in the present invention, since a plurality of base plates having wiring patterns formed thereon are attached to a single cover plate having openings, the amount of one base plate is larger than the area of the cover plate. Since the area can be reduced, the wiring pattern formed on each base plate can be accurately aligned with the opening formed on the cover plate, and displacement between the opening and the wiring pattern can be prevented in advance. In addition, the yield at the time of manufacturing the light emitting diode or the light emitting diode package can be improved.
特に、発光ダイオード用パッケージの素材としてセラミックスを用いた場合には、グリーンシートを焼成した後に、配線パターンを印刷し、その後、配線パターンを焼結させることによって、グリーンシートと配線パターンとの熱収縮率の相違による配線パターンの変形を防止することができ、これにより、開口と配線パターンとの位置ずれを未然に防止することができ、発光ダイオード又は発光ダイオード用パッケージの製造時の歩留まりを向上させることができる。 In particular, when ceramics is used as the material for the light emitting diode package, after the green sheet is fired, the wiring pattern is printed, and then the wiring pattern is sintered, whereby the heat shrinkage between the green sheet and the wiring pattern. The deformation of the wiring pattern due to the difference in the rate can be prevented, thereby preventing the positional deviation between the opening and the wiring pattern, thereby improving the yield in manufacturing the light emitting diode or the light emitting diode package. be able to.
以下に、本発明に係る発光ダイオード及びそのパッケージの構造並びに製造方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a structure and a manufacturing method of a light emitting diode and a package thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明に係る発光ダイオード1は、発光ダイオード用パッケージ2に発光ダイオード素子3を実装したものである。
As shown in FIG. 1, a
発光ダイオード用パッケージ2は、略矩形板状のセラミックス製のベース体4と矩形板状のセラミックス製のカバー体5とを接着剤で貼着している。
The light
ベース体4は、上面にダイボンディング用電極6とワイヤーボンディング用電極7とを絶縁のために間隔をあけて形成するとともに、左右側面にダイボンディング用電極6とワイヤーボンディング用電極7にそれぞれ接続した外部電極8,9を形成し、さらに、下面の左右側部に外部電極8,9にそれぞれ接続した下部電極10,11を形成するとともに、下面の中央部に放熱端子12を形成している。そして、これらの電極6〜11によって発光ダイオード素子3を実装するための配線パターン13を構成している。
The
カバー体5は、中央部に上下面に貫通する開口14を形成しており、この開口14の内側に形成される空間に発光ダイオード素子3を収容できるようにするとともに、開口14の表面を発光ダイオード素子3から放射された光を外部ヘ向けて反射するための反射面15としている。
The
そして、発光ダイオード1は、ベース体4のダイボンディング用電極6に発光ダイオード素子3の下面の電極をダイボンディングするとともに、ベース体4のワイヤーボンディング用電極7に発光ダイオード素子3の上面の電極を金線16を用いてワイヤーボンディングし、さらには、カバー体5の開口14に透明の樹脂17を充填している。なお、発光ダイオード1では、ワイヤーボンディングによりベース体4に発光ダイオード素子3を実装しているが、これに限られず、ベース体4に発光ダイオード素子3を直接実装(フリップチップ実装)することもできる。
In the
この発光ダイオード1では、ベース体4をカバー体5よりも小さくして、カバー体5の左右側面よりも内側に基板に半田付けされる外部電極8,9を形成している。これにより、発光ダイオード1の基板上の実装面積を小さくできるようにするとともに、ベース体4よりも張り出したカバー体5で半田付け部分の上方を覆って半田付け部分を保護するようにしている。
In the
この発光ダイオード1は、以下に説明するようにして製造する。
The
まず、図2に示すように、アルミナ素材からなる矩形板状の第1のグリーンシート18の所要位置に複数個の矩形貫通状の開口14とダイシング時の位置決めに用いる円形貫通状のダイシングホール19とを形成し、その後、第1のグリーンシート18を焼成して、矩形板状のセラミックス製のカバー板20を形成する。ここでは、32個の発光ダイオード1を同時に製造するために、8行4列の32個の開口14を形成している。
First, as shown in FIG. 2, a rectangular plate-shaped first
一方、図3に示すように、アルミナ素材からなる矩形板状の第2のグリーンシート21の所要位置に複数個の矩形状の貫通孔22を形成し、その後、第2のグリーンシート21を焼成して、矩形板状のセラミックス製のベース原板23を形成する。貫通孔22は、最終的に発光ダイオード1のベース体4の左右側壁を形成するものであり、ここでは、8行8列の64個の貫通孔22を形成している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a plurality of rectangular through-
次に、図4に示すように、ベース原板23に表面側から電極材(ここでは、銀ペースト)を印刷により所定形状に塗布し、その後、第1又は第2のグリーンシート18,21の焼成温度よりも低い温度で銀ペーストを焼結させることによって、ベース原板23の表面にダイボンディング用電極6とワイヤーボンディング用電極7となる表面印刷パターン24を形成するとともに、ベース原板23の貫通孔22の内周面に外部電極8,9となる周面印刷パターン25を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, an electrode material (here, silver paste) is applied to the base
次に、図5に示すように、ベース原板23を表裏反転し、裏面側から電極材(ここでは、銀ペースト)を印刷により所定形状に塗布し、その後、第1又は第2のグリーンシート18,21の焼成温度よりも低い温度で銀ペーストを焼結させることによって、ベース原板23の裏面に下部電極10,11と放熱端子12となる裏面印刷パターン26を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, the base
次に、図6に示すように、ベース原板23をダイシングにより所定形状のベース板27に分断する。ここでは、1枚のベース原板23を同一サイズの4枚のベース板27に分断している。
Next, as shown in FIG. 6, the
そして、図7に示すように、カバー板20の上面所要位置に各ベース板27を低融点ガラスからなる接着剤を用いて接着し、図8に示す矩形板状の発光ダイオード用パッケージ28を形成する。なお、この発光ダイオード用パッケージ28は、このままの状態でも面状光源のパッケージとして使用することができる。
Then, as shown in FIG. 7, each
その後、図9に示すように、マウンターを用いて発光ダイオード用パッケージ28の開口14からベース板27のダイボンディング用電極6に発光ダイオード素子3をダイボンディングするとともに、ワイヤーボンダーを用いてベース板27のワイヤーボンディング用電極7と発光ダイオード素子3とを金線16でワイヤーボンディングし、さらには、ディスペンサーを用いて開口14を透明の樹脂17で充填する。なお、この状態で、発光ダイオード用パッケージ28に発光ダイオード素子3を実装した面状光源用の発光ダイオードとして使用することもできる。
Thereafter, as shown in FIG. 9, the light-
最後に、図10に示すように、カバー板20に形成したダイシングホール19を基準にしてカバー板20とベース板27とを縦横にダイシングすることによって各発光ダイオード1を構成する発光ダイオード用パッケージ2ごとに分断し、32個の発光ダイオード1を同時に製造する。
Finally, as shown in FIG. 10, the light emitting
なお、上記発光ダイオード1では、ベース原板23の裏面に銀ペーストを焼結させて放熱端子12を形成しているが、図11に示すように、ベース原板23に貫通孔29を形成し(図11(a)参照。)、その貫通孔29に金属製の放熱板30を嵌入する(図11(b)参照。)ことによって、ベース体4を貫通する放熱板30を有する発光ダイオード31を形成する(図11(c)参照。)ことができる。この場合には、放熱効率を向上させることができ、特に、放熱板30に発光ダイオード素子3をダイボンディングすることによって、発光ダイオード素子3の発熱を直接放熱することができる。
In the
以上に説明したように、上記発光ダイオード1,31やそのパッケージ2,28では、開口14を形成した一枚のカバー板20に配線パターン13を形成した複数枚のベース板27を貼着することによって製造している。
As described above, in the
そのため、上記に、発光ダイオード1,31やそのパッケージ2,28では、カバー板20の面積に比べて一枚のベース板27の面積を小さくすることができるので、各ベース板27に形成した配線パターン13をカバー板20に形成した開口14に精度良く位置合わせすることができ、開口14と配線パターン13との位置ずれを未然に防止することができ、発光ダイオード1,31やそのパッケージ2,28の製造時の歩留まりを向上させることができる。
Therefore, in the
特に、発光ダイオード用パッケージ2,28の素材としてセラミックスを用いた場合には、ベース板27となる第2のグリーンシート21を焼成した後に、配線パターン13を印刷し、その後、配線パターン13を焼結させることによって、第2のグリーンシート21と配線パターン13との熱収縮率の相違による配線パターン13の変形を防止することができ、これにより、より一層、開口14と配線パターン13との位置ずれを防止することができ、発光ダイオード1,31やそのパッケージ2,28の製造時の歩留まりを向上させることができる。
In particular, when ceramics is used as the material for the light emitting
1 発光ダイオード 2 発光ダイオード用パッケージ
3 発光ダイオード素子 4 ベース体
5 カバー体 6 ダイボンディング用電極
7 ワイヤーボンディング用電極 8,9 外部電極
10,11 下部電極 12 放熱端子
13 配線パターン 14 開口
15 反射面 16 金線
17 樹脂 18 第1のグリーンシート
19 ダイシングホール 20 カバー板
21 第2のグリーンシート 22 貫通孔
23 ベース原板 24 表面印刷パターン
25 周面印刷パターン 26 裏面印刷パターン
27 ベース板 28 発光ダイオード用パッケージ
29 貫通孔 30 放熱板
31 発光ダイオード
DESCRIPTION OF
10,11
13
15
17
19
21 Second
23
25 Print pattern on the
27
29 Through
31 Light emitting diode
Claims (6)
第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着し、その後、前記ベース板とカバー板とを各発光ダイオード用パッケージ毎に分断することを特徴とする発光ダイオード用パッケージの製造方法。 In a method for manufacturing a package for a light emitting diode, a ceramic base body having an opening for accommodating the light emitting diode element is attached to a ceramic base body on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. ,
A plurality of openings are formed in the first green sheet and then fired to form a cover plate, and after the second green sheet is fired, a wiring pattern is printed, and the wiring pattern is sintered and divided. Forming a plurality of base plates, attaching each of the divided base plates to the one cover plate, and then dividing the base plate and the cover plate for each light emitting diode package. A method for manufacturing a package for a light-emitting diode.
第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着することを特徴とする発光ダイオード用パッケージの製造方法。 In a method for manufacturing a light emitting diode package, wherein a ceramic base plate having an opening for accommodating the light emitting diode element is attached to a ceramic base plate on which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed. ,
A plurality of openings are formed in the first green sheet and then fired to form a cover plate, and after the second green sheet is fired, a wiring pattern is printed, and the wiring pattern is sintered and divided. A method of manufacturing a package for a light emitting diode, comprising: forming a plurality of base plates, and attaching each of the divided base plates to the one cover plate.
第1のグリーンシートに複数個の開口を形成した後に焼成してカバー板を形成するとともに、第2のグリーンシートを焼成した後に配線パターンを印刷し、前記配線パターンを焼結した後に分断して複数枚のベース板を形成し、前記一枚のカバー板に複数枚に分断したベース板を各々貼着したことを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。 In a light emitting diode package in which a ceramic cover plate having an opening for accommodating the light emitting diode element is attached to a ceramic base plate in which a wiring pattern for mounting the light emitting diode element is formed,
A plurality of openings are formed in the first green sheet and then fired to form a cover plate, and after the second green sheet is fired, a wiring pattern is printed, and the wiring pattern is sintered and divided. A package for a light emitting diode, wherein a plurality of base plates are formed, and a plurality of divided base plates are attached to the one cover plate.
The light emitting diode which mounted the light emitting diode element in the package for light emitting diodes of the said Claim 4 or Claim 5 .
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