JP3349111B2 - 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１４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を設け、この凹部３内に発
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１４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を設け、この凹部３内に発
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搭載された発光ダイオード素
子と、ガラエポ基板の上面側に充填されて前記発光ダイ
オード素子を封止する樹脂封止体とを備えた表面実装型
発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子の周
囲に配置された反射枠と、この反射枠内に充填され前記
発光ダイオード素子を封止する第１の樹脂封止体と、前
記ガラエポ基板の上面外周部を残して前記反射枠を含む
ガラエポ基板の上面側に充填された第２の樹脂封止体
と、この第２の樹脂封止体の上面及び周側面に被せられ
て第２の樹脂封止体の外表面を覆い隠し且つ前記ガラエ
ポ基板の上面外周部に接着固定されたキャップ状の第３
の樹脂封止体とを備え、上記第１の樹脂封止体には波長
変換用材料が混入され、第２の樹脂封止体には波長変換
された光を拡散する拡散剤が混入され、そして第３の樹
脂封止体には紫外線吸収剤が混入されていることを特徴
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搭載された発光ダイオード素
子と、ガラエポ基板の上面側に充填されて前記発光ダイ
オード素子を封止する樹脂封止体とを備えた表面実装型
発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子の周
囲に配置された反射枠と、この反射枠内に充填され前記
発光ダイオード素子を封止する第１の樹脂封止体と、前
記ガラエポ基板の上面外周部を残して前記反射枠を含む
ガラエポ基板の上面側に充填された第２の樹脂封止体
と、この第２の樹脂封止体の上面及び周側面に被せられ
て第２の樹脂封止体の外表面を覆い隠し且つ前記ガラエ
ポ基板の上面外周部に接着固定されたキャップ状の第３
の樹脂封止体とを備え、上記第１の樹脂封止体には波長
変換用材料が混入され、第２の樹脂封止体には波長変換
された光を拡散する拡散剤が混入され、そして第３の樹
脂封止体には紫外線吸収剤が混入されていることを特徴
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の樹脂封止体の
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の樹脂封止体の
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の樹脂封止体に混入される
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の樹脂封止体に混入される
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の樹脂封止体の上面に集光
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の樹脂封止体の上面に集光
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、ガラエポ集合基板の上面
に電極パターンを形成し、この電極パターン上に反射枠
を接着固定する工程と、それぞれの反射枠の内部に発光
ダイオード素子を搭載し、この発光ダイオード素子の電
極と前記電極パターンとを接続する工程と、前記それぞ
れの反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂
封止体を充填して発光ダイオード素子を封止する工程
と、それぞれのガラエポ基板の上面外周部がマスクされ
る金型を用い、前記反射枠を含むガラエポ集合基板の上
面側に拡散材が混入された第２の樹脂封止体を充填する
工程と、紫外線吸収剤が混入された第３の樹脂封止体の
集合体を別工程で形成し、この第３の樹脂封止体の集合
体を前記第２の樹脂封止体の上からガラエポ集合基板上
に被せ、前記金型のマスクによって露出しているガラエ
ポ集合基板の上面外周部と第３の樹脂封止体の集合体と
を接着する工程と、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_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、ガラエポ集合基板の上面
に電極パターンを形成し、この電極パターン上に反射枠
を接着固定する工程と、それぞれの反射枠の内部に発光
ダイオード素子を搭載し、この発光ダイオード素子の電
極と前記電極パターンとを接続する工程と、前記それぞ
れの反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂
封止体を充填して発光ダイオード素子を封止する工程
と、それぞれのガラエポ基板の上面外周部がマスクされ
る金型を用い、前記反射枠を含むガラエポ集合基板の上
面側に拡散材が混入された第２の樹脂封止体を充填する
工程と、紫外線吸収剤が混入された第３の樹脂封止体の
集合体を別工程で形成し、この第３の樹脂封止体の集合
体を前記第２の樹脂封止体の上からガラエポ集合基板上
に被せ、前記金型のマスクによって露出しているガラエ
ポ集合基板の上面外周部と第３の樹脂封止体の集合体と
を接着する工程と、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_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乃至図３は、本発明に係る
表面実装型発光ダイオードの実施例を示したものであ
る。ここで、図１は表面実装型発光ダイオードを示す斜
視図であり、図２は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、図３は同じく上記図１におけるＢ−Ｂ線
に沿った断面図である。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、カソ
ード電極１３の中央電極部２０に発光ダイオード素子１
５を搭載し、上面電極をアノード電極１４にボンディン
グワイヤ２３で接続した後、ガラエポ基板１２の上面側
を樹脂で封止した構造のものである。前記ガラエポ基板
１２の裏面側に形成されたカソード電極１３及びアノー
ド電極１４の各裏面電極１３ａ，１４ａは、図２及び図
３に示したように、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。
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乃至図３は、本発明に係る
表面実装型発光ダイオードの実施例を示したものであ
る。ここで、図１は表面実装型発光ダイオードを示す斜
視図であり、図２は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、図３は同じく上記図１におけるＢ−Ｂ線
に沿った断面図である。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、カソ
ード電極１３の中央電極部２０に発光ダイオード素子１
５を搭載し、上面電極をアノード電極１４にボンディン
グワイヤ２３で接続した後、ガラエポ基板１２の上面側
を樹脂で封止した構造のものである。前記ガラエポ基板
１２の裏面側に形成されたカソード電極１３及びアノー
ド電極１４の各裏面電極１３ａ，１４ａは、図２及び図
３に示したように、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。
【００１４】上記カソード電極１３の中央電極部２０に
は導電性接着剤２２によって発光ダイオード素子１５の
下面電極が固着され、この発光ダイオード素子１５の周
囲に円筒状の反射枠２１が配置される。この反射枠２１
は、前記発光ダイオード素子１５と同様に中央電極部２
０に固着されている。また、内周面がすりばち状に傾斜
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。なお、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、内周
面を鏡面仕上げにする場合もある。
は導電性接着剤２２によって発光ダイオード素子１５の
下面電極が固着され、この発光ダイオード素子１５の周
囲に円筒状の反射枠２１が配置される。この反射枠２１
は、前記発光ダイオード素子１５と同様に中央電極部２
０に固着されている。また、内周面がすりばち状に傾斜
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。なお、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、内周
面を鏡面仕上げにする場合もある。
【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。前述したように、下面
電極はカソード電極１３の中央電極部２０に導電性接着
剤２２を介して導通され、一方上面電極はボンディング
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。
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。前述したように、下面
電極はカソード電極１３の中央電極部２０に導電性接着
剤２２を介して導通され、一方上面電極はボンディング
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。
【００１６】この実施例において、前記反射枠２１内に
は発光ダイオード素子１５の波長を変換する目的で、第
１の樹脂封止体２５が充填されている。この第１の樹脂
封止体２５は、エポキシ系の透明樹脂を主成分とし、そ
の中に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を混入させたものであ
り、例えば青色の発光ダイオードを白色に変換して発光
させることができる。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る。蛍光染料
としては、例えばフルオレセインやローダミン等の有機
蛍光体が、また蛍光顔料としては、タングステン酸カル
シウム等の無機蛍光体が用いられる。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。
は発光ダイオード素子１５の波長を変換する目的で、第
１の樹脂封止体２５が充填されている。この第１の樹脂
封止体２５は、エポキシ系の透明樹脂を主成分とし、そ
の中に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を混入させたものであ
り、例えば青色の発光ダイオードを白色に変換して発光
させることができる。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る。蛍光染料
としては、例えばフルオレセインやローダミン等の有機
蛍光体が、また蛍光顔料としては、タングステン酸カル
シウム等の無機蛍光体が用いられる。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。
【００１７】上記第１の樹脂封止体２５の充填量は、図
１乃至図３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を近接配置した時に、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２
６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げることになる。
１乃至図３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を近接配置した時に、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２
６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げることになる。
【００１８】また、この実施例では上記反射枠２１を含
むガラエポ基板１２の上面側が、第２の樹脂封止体２７
によって封止されている。この第２の樹脂封止体２７
は、前記第１の樹脂封止体２５によって波長変換された
後の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。なお、第２の樹脂封止体２７は、ガ
ラエポ基板１２の上面全体を封止することなく、上面外
周部１２ａを露出させた状態で形成されている。
むガラエポ基板１２の上面側が、第２の樹脂封止体２７
によって封止されている。この第２の樹脂封止体２７
は、前記第１の樹脂封止体２５によって波長変換された
後の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。なお、第２の樹脂封止体２７は、ガ
ラエポ基板１２の上面全体を封止することなく、上面外
周部１２ａを露出させた状態で形成されている。
【００１９】さらに、この実施例では前記第２の樹脂封
止体２７の上部に第３の樹脂封止体２８が形成されてい
る。図４に示すように、この第３の樹脂封止体２８は、
前述までの工程とは別工程で作られており、前記第２の
樹脂封止体２７の上面２７ａ及び周側面２７ｂに被せる
凹所３０が設けられている。この凹所３０は、前記第２
の樹脂封止体２７の形状に対応した空間を形作ってお
り、第３の樹脂封止体２８を被せた時に、第２の樹脂封
止体２７の上面２７ａ及び周側面２７ｂにそれぞれ密着
する上壁面３０ａ及び側壁面３０ｂとで形成されてい
る。また、第３の樹脂封止体２８の下壁面３０ｃには全
周に亘って接着剤２４が塗布されており、第２の樹脂封
止体２７の上に被せた時にガラエポ基板１２の上面外周
部１２ａに接着固定される。
止体２７の上部に第３の樹脂封止体２８が形成されてい
る。図４に示すように、この第３の樹脂封止体２８は、
前述までの工程とは別工程で作られており、前記第２の
樹脂封止体２７の上面２７ａ及び周側面２７ｂに被せる
凹所３０が設けられている。この凹所３０は、前記第２
の樹脂封止体２７の形状に対応した空間を形作ってお
り、第３の樹脂封止体２８を被せた時に、第２の樹脂封
止体２７の上面２７ａ及び周側面２７ｂにそれぞれ密着
する上壁面３０ａ及び側壁面３０ｂとで形成されてい
る。また、第３の樹脂封止体２８の下壁面３０ｃには全
周に亘って接着剤２４が塗布されており、第２の樹脂封
止体２７の上に被せた時にガラエポ基板１２の上面外周
部１２ａに接着固定される。
【００２０】上記第３の樹脂封止体２８は、第２の樹脂
封止体２７と同様、エポキシ系の透明樹脂を主成分とす
るものであるが、その中に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
れている。このように、紫外線吸収剤が混入された第３
の樹脂封止体２８で第２の樹脂封止体２７の外側を覆う
ことによって外光からの紫外線が遮断され、結果的に第
１の樹脂封止体２５に混入されている蛍光物質への紫外
線の影響が少なくなって老化が抑えられることになる。
この第３の樹脂封止体２８は、紫外線による蛍光物質の
老化防止を目的とするものであるから、紫外線を有効に
遮断できるだけの厚みを有していればよい。
封止体２７と同様、エポキシ系の透明樹脂を主成分とす
るものであるが、その中に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
れている。このように、紫外線吸収剤が混入された第３
の樹脂封止体２８で第２の樹脂封止体２７の外側を覆う
ことによって外光からの紫外線が遮断され、結果的に第
１の樹脂封止体２５に混入されている蛍光物質への紫外
線の影響が少なくなって老化が抑えられることになる。
この第３の樹脂封止体２８は、紫外線による蛍光物質の
老化防止を目的とするものであるから、紫外線を有効に
遮断できるだけの厚みを有していればよい。
【００２１】この実施例において、前記第３の樹脂封止
体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２１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
の樹脂封止体２５によって波長変換され、さらに第２の
樹脂封止体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の樹脂封止体２８に集光レンズ部２
９を設けない場合もある。
体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２１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
の樹脂封止体２５によって波長変換され、さらに第２の
樹脂封止体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の樹脂封止体２８に集光レンズ部２
９を設けない場合もある。
【００２２】図２及び図３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１８の上面に形成されているプリント配線１９
ａ，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１３
ａ，１３ｂ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１８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。
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１８の上面に形成されているプリント配線１９
ａ，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１３
ａ，１３ｂ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１８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。
【００２３】図５乃至図１３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
り、多数の発光ダイオードを同時に製造するためにガラ
エポ集合基板３１が用いられる。図５は、ガラエポ集合
基板３１に、上述した個々のガラエポ基板１２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、個々のガラエポ基板１２を仕切る長孔スルーホール
部３３を形成するまでの工程を示したものである。
実装型発光ダイオード１１の製造方法を示したものであ
り、多数の発光ダイオードを同時に製造するためにガラ
エポ集合基板３１が用いられる。図５は、ガラエポ集合
基板３１に、上述した個々のガラエポ基板１２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、個々のガラエポ基板１２を仕切る長孔スルーホール
部３３を形成するまでの工程を示したものである。
【００２４】図６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までの工程を
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までの工程を
示したものである。
【００２５】次の工程では、図７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、中央電極部２０に発光ダイオード
素子１５の下面電極を導電性接着剤２２で接着する。キ
ュア炉に入れて発光ダイオード素子１５を固着したの
ち、発光ダイオード素子１５の上面電極とガラエポ集合
基板３１のアノード電極１４とをボンディングワイヤ２
３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、中央電極部２０に発光ダイオード
素子１５の下面電極を導電性接着剤２２で接着する。キ
ュア炉に入れて発光ダイオード素子１５を固着したの
ち、発光ダイオード素子１５の上面電極とガラエポ集合
基板３１のアノード電極１４とをボンディングワイヤ２
３によって接続する。
【００２６】図８は、第１の樹脂封止体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の樹脂封止体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の上面電極より
上部まで充填する。なお、充填の際には、第１の樹脂封
止体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の樹脂封
止体２５を熱硬化させる。
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の樹脂封止体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の上面電極より
上部まで充填する。なお、充填の際には、第１の樹脂封
止体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の樹脂封
止体２５を熱硬化させる。
【００２７】図９及び１０は、第２の樹脂封止体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３１の上面に金型３６を設置し、この金型
３６内に第２の樹脂封止体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ものである。金
型３６は、ガラエポ集合基板３１の外周を囲むと同時
に、長孔スルーホール部３３に沿ったＹ方向の金型マス
ク部３７と、これと直交するＸ方向の金型マスク部３８
とを有しており、各金型マスク部３７，３８によってガ
ラエポ集合基板３１を格子状に仕切っている。ガラエポ
集合基板３１の上面に充填された第２の樹脂封止体２７
は、キュア炉での加熱によって熱硬化される。
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３１の上面に金型３６を設置し、この金型
３６内に第２の樹脂封止体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ものである。金
型３６は、ガラエポ集合基板３１の外周を囲むと同時
に、長孔スルーホール部３３に沿ったＹ方向の金型マス
ク部３７と、これと直交するＸ方向の金型マスク部３８
とを有しており、各金型マスク部３７，３８によってガ
ラエポ集合基板３１を格子状に仕切っている。ガラエポ
集合基板３１の上面に充填された第２の樹脂封止体２７
は、キュア炉での加熱によって熱硬化される。
【００２８】図１１及び図１２は、第３の樹脂封止体２
８の封止工程を示したものである。前述の金型３６を外
すとガラエポ集合基板３１は、隣り合う第２の樹脂封止
体２７間に空隙３９が形成されるから、各ガラエポ基板
１２の上面外周部１２ａが露出される。一方、第３の樹
脂封止体２８は、別工程で集合体４０として形成してお
き、これを前記ガラエポ集合基板３１の上から被せる。
集合体４０の各凹所３０を第２の樹脂封止体２７に嵌め
入れ、予め集合体４０の下壁面３０ｃに塗布しておいた
接着剤２４を介して上面外周部１２ａに接着する。その
後、これをキュア炉に入れて接着剤２４を固化する。
８の封止工程を示したものである。前述の金型３６を外
すとガラエポ集合基板３１は、隣り合う第２の樹脂封止
体２７間に空隙３９が形成されるから、各ガラエポ基板
１２の上面外周部１２ａが露出される。一方、第３の樹
脂封止体２８は、別工程で集合体４０として形成してお
き、これを前記ガラエポ集合基板３１の上から被せる。
集合体４０の各凹所３０を第２の樹脂封止体２７に嵌め
入れ、予め集合体４０の下壁面３０ｃに塗布しておいた
接着剤２４を介して上面外周部１２ａに接着する。その
後、これをキュア炉に入れて接着剤２４を固化する。
【００２９】図１３は、ガラエポ集合基板３１に搭載さ
れた発光ダイオード素子１５が、第１の樹脂封止体２
５、第２の樹脂封止体２７及び第３の樹脂封止体２８の
３層構造で封止された状態を示したものである。このよ
うなガラエポ集合基板３１を、図１１及び図１３に示し
たように、予め基板上に想定されたＸ，Ｙ方向の切断ラ
イン４１，４２に沿って桝目状にダイシング又はスライ
シングし、図１に示したような１個ずつの表面実装側発
光ダイオード１１に分割する。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。
れた発光ダイオード素子１５が、第１の樹脂封止体２
５、第２の樹脂封止体２７及び第３の樹脂封止体２８の
３層構造で封止された状態を示したものである。このよ
うなガラエポ集合基板３１を、図１１及び図１３に示し
たように、予め基板上に想定されたＸ，Ｙ方向の切断ラ
イン４１，４２に沿って桝目状にダイシング又はスライ
シングし、図１に示したような１個ずつの表面実装側発
光ダイオード１１に分割する。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。
【００３０】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。
【００３１】
【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、第２の樹脂封止体の外
表面を紫外線吸収剤が混入してある第３の樹脂封止体で
被覆したので、第２の樹脂封止体より内側に位置する波
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
脂封止体の上に拡散剤が混入された第２の樹脂封止体を
設けたので、第１の樹脂封止体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、第２の樹脂封止体の外
表面を紫外線吸収剤が混入してある第３の樹脂封止体で
被覆したので、第２の樹脂封止体より内側に位置する波
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
脂封止体の上に拡散剤が混入された第２の樹脂封止体を
設けたので、第１の樹脂封止体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。
【００３２】また、本発明によれば、第３の樹脂封止体
を別工程で形成し、これを第２の樹脂封止体の上に被せ
るようにしたので、第２の樹脂封止体の周側面まで第３
の樹脂封止体で被覆することができ、紫外線吸収効果が
一段と発揮される。
を別工程で形成し、これを第２の樹脂封止体の上に被せ
るようにしたので、第２の樹脂封止体の周側面まで第３
の樹脂封止体で被覆することができ、紫外線吸収効果が
一段と発揮される。
【００３３】また、本発明によれば、紫外線吸収剤を第
３の樹脂封止体のみに混入し、第２の樹脂封止体には混
入させてないので、紫外線吸収剤による発光ダイオード
の輝度低下を最小限に抑えることができる。
３の樹脂封止体のみに混入し、第２の樹脂封止体には混
入させてないので、紫外線吸収剤による発光ダイオード
の輝度低下を最小限に抑えることができる。
【００３４】また、本発明によれば、反射枠内に充填さ
れる第１の樹脂封止体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の樹脂封止体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。
【００３５】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封止体と一体に成
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封止体と一体に成
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実施
例を示す斜視図である。
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マザーボード
に実装した時の上記図１におけるＢ−Ｂ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Ｂ−Ｂ線に沿った断面
図である。
【図４】別工程で作った第３の樹脂封止体を第２の樹脂
封止体の上に被せる時の断面図である。
封止体の上に被せる時の断面図である。
【図５】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６】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７】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８】上記集合基板上の発光ダイオード素子を第１の
樹脂封止体で封止する工程を示す断面図である。
樹脂封止体で封止する工程を示す断面図である。
【図９】上記集合基板の上部を金型を用いて第２の樹脂
封止体で封止する工程を示す斜視図である。
封止体で封止する工程を示す斜視図である。
【図１０】上記図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１１】前記第２の樹脂封止体の上部を第３の樹脂封
止体で封止する工程を示す斜視図である。
止体で封止する工程を示す斜視図である。
【図１２】上記図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図であ
る。
る。
【図１３】第３の樹脂封止体で封止した集合基板を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。
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。
【図１４】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 １２ａ 上面外周部 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 ２５ 第１の樹脂封止体 ２６ 反射枠の上端縁 ２７ 第２の樹脂封止体 ２８ 第３の樹脂封止体 ２９ 集光レンズ部 ３１ ガラエポ集合基板 ３６ 金型 ４０ 第３の樹脂封止体の集合体 ４１ Ｘ方向の切断ライン ４２ 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 昭61−158606（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−109556（ＪＰ，Ｕ) 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搭載された発光ダ
イオード素子と、ガラエポ基板の上面側に充填されて前
記発光ダイオード素子を封止する樹脂封止体とを備えた
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配置された反射枠と、
この反射枠内に充填され前記発光ダイオード素子を封止
する第１の樹脂封止体と、前記ガラエポ基板の上面外周
部を残して前記反射枠を含むガラエポ基板の上面側に充
填された第２の樹脂封止体と、この第２の樹脂封止体の
上面及び周側面に被せられて第２の樹脂封止体の外表面
を覆い隠し且つ前記ガラエポ基板の上面外周部に接着固
定されたキャップ状の第３の樹脂封止体とを備え、 上記第１の樹脂封止体には波長変換用材料が混入され、
第２の樹脂封止体には波長変換された光を拡散する拡散
剤が混入され、そして第３の樹脂封止体には紫外線吸収
剤が混入されている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の樹脂封止体の上面
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の樹脂封止体に混入される波長
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の樹脂封止体に混入される拡散
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の樹脂封止体の上面には集光レ
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】 ガラエポ集合基板の上面に電極パターン
を形成し、この電極パターン上に反射枠を接着固定する
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搭載
し、この発光ダイオード素子の電極と前記電極パターン
とを接続する工程と、 前記それぞれの反射枠内に波長変換用材料が混入された
第１の樹脂封止体を充填して発光ダイオード素子を封止
する工程と、 それぞれのガラエポ基板の上面外周部がマスクされる金
型を用い、前記反射枠を含むガラエポ集合基板の上面側
に拡散材が混入された第２の樹脂封止体を充填する工程
と、 紫外線吸収剤が混入された第３の樹脂封止体の集合体を
別工程で形成し、この第３の樹脂封止体の集合体を前記
第２の樹脂封止体の上からガラエポ集合基板上に被せ、
前記金型のマスクによって露出しているガラエポ集合基
板の上面外周部と第３の樹脂封止体の集合体とを接着す
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 |
|---|---|---|---|
| JP06787099A JP3349111B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 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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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269555A JP2000269555A (ja) | 2000-09-29 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013153591A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | 日本コルモ株式会社 | Ｌｅｄデバイス |
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