(57)【要約】【課題】ＬＥＤパッケージ構造の発光均一性を向上させる。【解決手段】発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を開示する。まず、キャリアと、ＬＥＤチップとを準備し、ＬＥＤチップをキャリア上に配置すると共にキャビティ内に位置させる。次に、キャビティ内に第１の成形コンパウンドを入れ、第１の成形コンパウンドでＬＥＤチップを覆い、第１の成形コンパウンドに蛍光材料を混ぜ合わせる。それから、第1の成形コンパウンドを半硬化状態にする第１のベーキングプロセスを実行する。その後、第２の成形コンパウンドはキャビティ内に満たし、第２の成形コンパウンドによって第１の成形コンパウンドを覆う。【選択図】図４
2010206208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア及び該キャリア上に配置される発光ダイオードチップを準備するステップと、
前記発光ダイオードチップ上に、第１の成形コンパウンドを設け、該第１の成形コンパウンドを蛍光材料と混ぜ合わせるステップと、
前記第１の成形コンパウンドを半硬化状態にする第１のベーキングプロセスを実行するステップと、
前記第１の成形コンパウンド上に第２の成形コンパウンドを設けるステップと、
を含む発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項２】
前記第１の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤又はエチル系のシリコーン接着剤を含む、請求項１に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項３】
前記第１のベーキングプロセスは、前記第１の成形コンパウンドの温度を８０℃〜９０℃とし、ベーキング時間を５分〜１０分として半硬化状態にする、請求項２に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項４】
前記第１の成形コンパウンドの材料は、シクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む、請求項１に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項５】
前記第１のベーキングプロセスは、前記第１の成形コンパウンドの温度を８０℃〜１００℃とし、ベーキング時間を２０分〜３０分として半硬化状態にする、請求項４に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項６】
前記第１の成形コンパウンド及び前記第２の成形コンパウンドを硬化させる第２のベーキングプロセスを実行するステップを更に含む、請求項１に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項７】
前記第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む、請求項１に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項８】
前記発光ダイオードチップ上に、前記第１の成形コンパウンドを設ける前に、前記発光ダイオードチップを電気経路を介して前記キャリアに電気的に接続するために、前記発光ダイオードチップと前記キャリアとの間に少なくとも１つの電気経路を形成するステップを更に含む、請求項１に記載の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項９】
キャリアと、
前記キャリア上に配置される発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップを覆う、蛍光材料を混ぜ合わせた第１の成形コンパウンドと、
前記第１の成形コンパウンドを覆う第２の成形コンパウンドと、
を備える発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１０】
前記キャリアはキャビティを有し、前記発光ダイオードチップは前記キャビティ内に収容される、請求項９に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１１】
前記キャリア上に配置され、前記キャリアの一部を覆い、前記キャリアと共に前記キャビティを形成するケーシングを更に備える、請求項１０に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１２】
前記第１の成形コンパウンド及び前記第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む、請求項９に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１３】
前記発光ダイオードチップを電気経路を介して前記キャリアに電気的に接続するために、前記発光ダイオードチップと前記キャリアとの間に位置する少なくとも１つの電気経路を更に備える、請求項９に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１４】
キャビティ、第１のピン及び第２のピンを有するキャリアと、
前記キャリア上に配置され、前記キャビティ内に位置する発光ダイオードチップと、
前記キャビティ内に配置され、前記発光ダイオードチップを覆う、蛍光材料を混合した第１の成形コンパウンドと、
前記キャビティ内に配置され、前記第１の成形コンパウンドを覆う第２の成形コンパウンドと、
前記キャリアを包囲し、前記第１のピン及び前記第２のピンを露出させるパッケージケーシングと、
を備える発光ダイオードのパッケージ構造
【請求項１５】
前記キャリアは、リードフレームを備える、請求項１４に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項１６】
前記第１の成形コンパウンド及び前記第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む、請求項１４に記載の発光ダイオードのパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体のパッケージ構造及びその製造方法に関し、より詳細には、発光ダイオード（ＬＥＤ）のパッケージ構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤには、長寿命、小体積、高耐衝撃性、低熱出力及び低電力消費といった多くの利点があるので、ＬＥＤは家庭用電気製品及び他の機器のためのさまざまな表示器又は光源に広く利用されている。近年では、ＬＥＤの用途は、多色及び高輝度に向けて開発されており、このことにより、大型ディスプレイボード、交通信号灯及び関連する分野に拡大されてきている。将来ＬＥＤは、節電及び環境保護を特色とする照明光源に対する主要な役割を担うものと予期される。
【０００３】
図１は、従来の表面実装デバイス（ＳＭＤ）型のＬＥＤパッケージ構造の断面図である。図１を参照するに、ＳＭＤ型のＬＥＤパッケージ構造１は、キャリア１０と、ＬＥＤチップ２０と、ケーシング３０と、成形コンパウンド４０とを備える。ＬＥＤチップ２０は、キャリア１０上に配置され、キャリア１０とケーシング３０とによって形成されるキャビティＣ内に位置し、ＬＥＤチップ２０はボンディングワイヤ５０を介してキャリア１０に電気的に接続される。成形コンパウンド４０は、混ぜ合わされた蛍光材料４２を有し、キャビティＣは、ＬＥＤチップ２０とボンディングワイヤ５０とをカプセル化するために、成形コンパウンド４０で満たされる。成形コンパウンド４０から露出した一部のキャリア１０は、ＬＥＤパッケージ構造１と外部端子との間に電気的に接続される外部電極Ｅ１の役割を果たす。
【０００４】
従来のＬＥＤパッケージ構造１は大量生産され、そこでは各キャビティＣ内に成形コンパウンド４０を満たし、続いて、ＬＥＤパッケージ構造１を完成させるために、ベーキングプロセスを実行して成形コンパウンド４０を同時に硬化させる。しかし、ベーキングプロセスに対する待機時間中（ベーキングする前の約１日の期間）に、成形コンパウンド４０に混合させた蛍光材料４２は、成形コンパウンドを充填した後の沈降が長くなり過ぎるか、又は充填プロセスの開始時間が異なることにより、不均一に分散されることになる（すなわち、大部分の蛍光材料４２は、キャビティＣの底面上又はチップの表面上に沈降する）。その結果、成形コンパウンド４０内には、少量の蛍光材料４２のみが散らばって分散されるだけとなり、このことが生産されるＬＥＤパッケージ構造の発光均一性に影響を及ぼしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、ＬＥＤパッケージ構造の発光均一性を向上させるために、成形コンパウンド内に蛍光材料が不均一に分散する問題を低減させる、ＬＥＤパッケージ構造及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を提供する。まず、キャリア及びＬＥＤチップを準備し、ＬＥＤチップをキャリア上に配置し、かつキャビティ内に位置させる。次に、前記ＬＥＤチップを覆う、蛍光材料を混合した第１の成形コンパウンドを前記キャビティ内に充填する。それから、前記第１の成形コンパウンドを半硬化状態にする第１のベーキングプロセスを実行する。その後、前記キャビティ内に、前記第１の成形コンパウンドを覆う第２の成形コンパウンドを充填する。
【０００７】
本発明の実施態様において、上述のキャリアは、回路基板又はリードフレームを備える。
【０００８】
本発明の実施態様において、上述の第１の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤又はエチル系のシリコーン接着剤を含む。
【０００９】
本発明の実施態様において、上述のベーキングプロセスは、前記第１の成形コンパウンドの温度を８０℃〜９０℃とし、ベーキング時間を５分〜１０分として半硬化状態にする。
【００１０】
本発明の実施態様において、上述の第１の成形コンパウンドの材料は、シクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００１１】
本発明の実施態様において、上述のベーキングプロセスは、前記第１の成形コンパウンドの温度を８０℃〜１００℃とし、ベーキング時間を２０分〜３０分とて半硬化状態にする。
【００１２】
本発明の実施態様において、上述のＬＥＤパッケージ構造の製造方法は、前記第１の成形コンパウンド及び前記第２の成形コンパウンドを硬化させる第２のベーキングプロセスを実行するステップを更に含む。
【００１３】
本発明の実施態様において、上述の第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００１４】
本発明の実施態様において、上述のＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線光ＬＥＤチップを含む。
【００１５】
本発明の実施態様において、上述の蛍光材料は、黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）を含む。
【００１６】
本発明の実施態様において、上述の方法は、前記キャビティ内に第１の成形コンパウンドを充填する前に、前記ＬＥＤチップをボンディングワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続するために、少なくとも１つのボンディングワイヤを形成するプロセスを更に含む。
【００１７】
本発明はまた、キャリアと、ＬＥＤチップと、第１の成形コンパウンドと、第２の成形コンパウンドとを備えるＬＥＤパッケージ構造を提供する。前記キャリアは、キャビティを有する。前記ＬＥＤチップは、前記キャリア上に配置され、前記キャビティ内に収容される。前記第１の成形コンパウンドは蛍光材料が混ぜ合わされ、前記キャビティ内に配置され、前記ＬＥＤチップを覆う。前記第２の成形コンパウンドは、前記キャビティ内に配置され、前記第１の成形コンパウンドを覆う。
【００１８】
本発明の実施態様において、上述のＬＥＤパッケージ構造は前記キャリア上に配置され、前記キャリアの一部を覆うケーシングを更に含み、前記ケーシング及び前記キャリアは共に前記キャビティを形成する。
【００１９】
本発明の実施態様において、上述のキャリアは、回路基板を備える。
【００２０】
本発明の実施態様において、上述のＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線光ＬＥＤチップを含む。
【００２１】
本発明の実施態様において、上述の蛍光材料は、黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）を含む。
【００２２】
本発明の実施態様において、上述の第１の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００２３】
本発明の実施態様において、上述の第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００２４】
本発明の実施態様において、前記ＬＥＤチップを、ボンディングワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続するために、上述のＬＥＤパッケージ構造は、少なくとも１つのボンディングワイヤを更に備える。
【００２５】
本発明はまた、キャリアと、ＬＥＤチップと、第１の成形コンパウンドと、第２の成形コンパウンドと、パッケージケーシングとを備えるＬＥＤパッケージ構造を提供する。前記キャリアは、キャビティ、第１のピン及び第２のピンを有する。前記ＬＥＤチップは、前記キャリア上に配置され、前記キャビティ内に位置する。前記第１の成形コンパウンドは蛍光材料が混合され、前記キャビティ内に配置され、前記ＬＥＤチップを覆う。前記第２の成形コンパウンドは、前記キャビティ内に配置され、前記第１の成形コンパウンドを覆う。前記パッケージケーシングは、前記キャリアを包囲し、前記第１のピン及び前記第２のピンを露出させる。
【００２６】
本発明の実施態様において、上述のキャリアは、リードフレームを備える。
【００２７】
本発明の実施態様において、上述のＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線光ＬＥＤチップを含む。
【００２８】
本発明の実施態様において、上述の蛍光材料は、黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）を含む。
【００２９】
本発明の実施態様において、上述の第１の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００３０】
本発明の実施態様において、上述の第２の成形コンパウンドの材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。
【００３１】
本発明の実施態様において、前記ＬＥＤチップはボンディングワイヤを介して前記キャリアと電気的に接続しているため、上述のＬＥＤパッケージ構造は、少なくとも前記ボンディングワイヤを更に備える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は２つの充填接着プロセスを用い、この２つの充填接着プロセスにベーキングステップを加えるため、第１の成形コンパウンド内に入れた蛍光材料はキャビティの底面又はチップの表面に堆積せず、第１の成形コンパウンド内に均一に分散される。その結果、ＬＥＤチップから放射される光が外部に向けて第１の成形コンパウンド及び第２の成形コンパウンドを通過するときに、ＬＥＤパッケージ構造はより良好な発光均一性を有するようになる。
【００３３】
添付の図面は、本発明を更に理解させるためのものであって、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示し、明細書と共に、本発明の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の表面実装デバイス（ＳＭＤ）型のＬＥＤパッケージ構造の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
添付の図面に例示した本発明の好適な実施形態につき説明するに、図面及び明細書中で、同一又は同様な部分には、できるだけ同じ参照番号を用いている。
【００３６】
図２は、本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図である。図２を参照するに、ＬＥＤパッケージ構造１００は、キャリア１１０と、ＬＥＤチップ１２０と、第１の成形コンパウンド１３０と、第２の成形コンパウンド１４０と、ケーシング１５０とを備える。本実施形態のＬＥＤパッケージ構造１００は、ＳＭＤ型のＬＥＤパッケージ構造１００である。
【００３７】
より詳細には、ケーシング１５０は、キャリア１１０上に配置されてキャリア１１０の一部を覆い、ケーシング１５０とキャリア１１０とは共にキャビティＣ１を形成する。ＬＥＤチップ１２０は、キャリア１１０上に配置され、光を放射するためにキャビティＣ１内に収容され、ボンディングワイヤ１６０のような少なくとも電気径路（図２では１本のボンディングワイヤのみが例示されている）を介して、キャリア１１０に電気的に接続される。本実施例において、キャリア１１０は、例えば回路基板である。ＬＥＤチップ１２０は、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線ＬＥＤチップを含む。
【００３８】
第１の成形コンパウンド１３０は、キャビティＣ１内に配置され、ＬＥＤチップ１２０及びボンディングワイヤ１６０の一部を覆う。第１の成形コンパウンド１３０には蛍光材料１３２が混合され、蛍光材料１３２は第１の成形コンパウンド１３０内に均一に分配させる。本実施例において、第１の成形コンパウンド１３０の材料としては、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤があり、蛍光材料１３２としては、黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）がある。
【００３９】
第２の成形コンパウンド１４０は、キャビティＣ１内に配置され、第１の成形コンパウンド１３０を覆い、第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０は、ＬＥＤチップ１２０及びボンディングワイヤ１６０を外部の温度、湿度及びノイズの影響から保護する。本実施例において、第２の成形コンパウンド１４０の材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤がある。
【００４０】
白色光は多色の混合光であるとはいえ、人間の目に見える白色光は２色又は２色より多い光の波長の光によって形成されるものであり、例えば、白色光は、混合する青色光及び黄色光の２つの波長の光によって形成されるか又は赤色光、混合する緑色光及び青色光の３つの波長の光によって形成されることに留意すべきである。従って、本実施形態のＬＥＤパッケージ構造１００を白色光ＬＥＤパッケージ構造とする場合には、ＬＥＤチップ１２０は、第１の成形コンパウンド１３０に関連して青色光ＬＥＤチップとし、第１の成形コンパウンド１３０内の蛍光材料１３２は黄色の蛍光粉体としなければならない。青色ＬＥＤチップから発される青色光の波長は４４０ナノメートルから４９０ナノメートルであり、青色光による照射後の黄色の蛍光粉体は黄色の蛍光を発することができる。このようにして、黄色の蛍光粉体の光を元の青色光と混合すると、２つの波長を有するいわゆる白色光を得ることができる。
【００４１】
ＬＥＤチップ１２０を紫外線光ＬＥＤチップとし、関連する蛍光材料１３２を赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体及び青色の蛍光粉体とすることができることは勿論であり、紫外線光の波長は３８０ナノメートル〜４５０ナノメートルである。赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体及び青色の蛍光粉体は、紫外線光によってそれぞれ照射されると、これらの蛍光粉体は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を発することができる。赤色光に緑色光及び青色光を混合すると、３つの波長を有するいわゆる白色光を得ることができる。
【００４２】
本実施形態では、ケーシング１５０とキャリア１１０とを一体形成の構造にするが、他の実施形態では、ケーシング１５０とキャリア１１０とを、他の方法で形成することができる点に留意されたい。なお、第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０から露出した一部のキャリア１１０は外部電極Ｅ２としての機能を果たし、これを介して、ＬＥＤパッケージ構造１００は外部に電気的に接続される。
【００４３】
要するに、ＬＥＤチップ１２０から発されるカラー光は、第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０を順次通過して外部に出力される。その途中、ＬＥＤチップ１２０から放射されるカラー光は、蛍光材料１３２に衝突して、蛍光材料１３２を励起し、カラー光を放射させる。その結果、放射されたカラー光はＬＥＤチップ１２０から放射される他のカラー光と混合される。本実施形態の蛍光材料１３２は第１の成形コンパウンド１３０内に均一に分散されるので、蛍光材料１３２から放射されるカラー光がＬＥＤチップ１２０から放射されたカラー光と混合した後に得られる光は、より良好なカラー光均一性を有する。すなわち、上述の混合カラー光が第２の成形コンパウンド１４０を経て外部へ出力されるときに、ＬＥＤパッケージ構造１００はより良好なカラー光均一性を呈するか、又は本実施形態のＬＥＤパッケージ構造１００はより良好な発光均一性を有する。
【００４４】
図３は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の断面図である。図３を参照するに、本実施形態では、ＬＥＤパッケージ構造２００は、キャリア２１０と、ＬＥＤチップ２２０と、第１の成形コンパウンド２３０と、第２の成形コンパウンド２４０と、パッケージケーシング２５０とを備える。本実施形態において、ＬＥＤパッケージ構造２００は、ピンスルーホール（ＰＴＨ）型のＬＥＤパッケージ構造である。
【００４５】
より詳細には、キャリア２１０は、キャビティＣ２と、第１のピン２１２と、第２のピン２１４とを有する。ＬＥＤチップ２２０は、キャリア２１０上に配置され、キャビティＣ２内に位置し、ＬＥＤチップ２２０は２つのボンディングワイヤ２６２及び２６４を介してキャリア２１０に電気的に接続される。本実施形態において、キャリア２１０はリードフレームを有する。ＬＥＤチップ２２０としては、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線ＬＥＤチップがある。
【００４６】
第１の成形コンパウンド２３０は、キャビティＣ２内に配置され、ＬＥＤチップ２２０と、ボンディングワイヤ２６２及び２６４の一部とを覆う。第１の成形コンパウンド２３０は蛍光材料２３２と混ぜ合わせ、蛍光材料２３２を第１の成形コンパウンド２３０内に均一に分散させる。本実施形態において、第１の成形コンパウンド２３０の材料としては、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を有し、蛍光材料２３２としては、黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）を有する。
【００４７】
第２の成形コンパウンド２４０は、キャビティＣ２内に配置され、第１の成形コンパウンド２３０を覆い、第１の成形コンパウンド２３０と第２の成形コンパウンド２４０は、ＬＥＤチップ２２０を外部の温度、湿気及びノイズの影響から保護する。本実施形態において、第２の成形コンパウンド２４０の材料としては、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤がある。
【００４８】
パッケージケーシング２５０は、キャリア２１０を包囲し、第１のピン２１２及び第２のピン２１４を露出させ、キャリア２１０と、このキャリア２１０上に配置されるＬＥＤチップ２２０、及びボンディングワイヤ２６２，２６４とを外部の温度、湿気及びノイズの影響から保護する。本実施形態において、パッケージケーシング２５０の材料は、例えば、光透過性の材料とする。
【００４９】
白色光は多色の混合光であるとはいえ、人間の目に見える白色光は２色又は２色より多い波長の光によって形成されるものであり、例えば、白色光は混合する青色光及び黄色光の２つの波長の光によって形成されるか、又は混合する赤色光、緑色光及び青色光の３つの波長の光によって形成されることに留意されたい。従って、実施形態のＬＥＤパッケージ構造２００を白色光ＬＥＤパッケージ構造とする場合には、ＬＥＤチップ２２０は、第１の成形コンパウンド２３０に関連して青色光ＬＥＤチップとし、第１の成形コンパウンド２３０内の蛍光材料２３２は黄色の蛍光粉体としなければならない。青色ＬＥＤチップから発される青色光の波長は４４０ナノメートルから４９０ナノメートルであり、青色光による照射後の黄色の蛍光粉体は黄色の蛍光を発することができる。このようにして、黄色の蛍光粉体の光を元の青色光と混合すると、２つの波長を有するいわゆる白色光を得ることができる。
【００５０】
ＬＥＤチップ２２０を紫外線光ＬＥＤチップとし、関連する蛍光材料２３２を赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体及び青色の蛍光粉体とすることができることは勿論であり、紫外線光の波長は３８０ナノメートル〜４５０ナノメートルである。赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体及び青色の蛍光粉体は、紫外線光によってそれぞれ照射されると、これらの蛍光粉体は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を発することができる。赤色光に、緑色光及び青色光を混合すると、３つの波長を有するいわゆる白色光を得ることができる。
【００５１】
要するに、ＬＥＤチップ２２０から発されるカラー光は、第１の成形コンパウンド２３０、第２の成形コンパウンド２４０及びパッケージケーシング２５０を順次通過して外部に出力される。その途中、ＬＥＤチップ２２０から放射されるカラー光は、蛍光材料２３２と衝突して蛍光材料２３２を励起し、カラー光を放射させる。その結果、放射されたカラー光はＬＥＤチップ２２０から放射される他のカラー光と混合される。本実施形態の蛍光材料２３２は第１の成形コンパウンド２３０内に均一に分散されるので、蛍光材料２３２から放射されたカラー光がＬＥＤチップ２２０から放射されたカラー光と混合された後に得られる光は、より良好なカラー光均一性を有する。すなわち、上述の混合カラー光が第２の成形コンパウンド２４０及びパッケージケーシング２５０を経て外部に出力されるとき、ＬＥＤパッケージ構造２００はより良好なカラー光均一性を呈するか、又は本実施形態のＬＥＤパッケージ構造２００はより良好な発光均一性を有する。
【００５２】
本発明のＬＥＤパッケージ構造１００及び２００は、上述した通りのものである。次に、本発明の発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す。本方法を、図２のＬＥＤパッケージ構造１００と対照して、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明する。
【００５３】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージ構造の製造方法を示すフロー図である。本製造方法では、最初に、キャリア１１０とＬＥＤチップ１２０とを準備する。
【００５４】
より詳細には、ＬＥＤチップ１２０を、キャリア１１０上に配置し、キャビティＣ１内に位置させ、ＬＥＤチップ１２０を少なくとも１つのボンディングワイヤ１６０（図４Ａでは１つのワイヤのみを示す）を介してキャリア１１０に電気的に接続する。本実施形態において、キャリア１１０は、回路基板又はリードフレーム（図示せず）を有する。ＬＥＤチップ１２０は、青色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ又は紫外線ＬＥＤチップを含む。
【００５５】
次に図４Ｂを参照するに、第１の成形コンパウンド１３０をキャビティＣ１内に充填し、この第１の成形コンパウンド１３０でＬＥＤチップ１２０を覆い、そして第１の成形コンパウンド１３０に蛍光材料１３２を混ぜ合わせる。本実施形態において、第１の成形コンパウンド１３０の材料は、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含み、蛍光材料１３２は黄色の蛍光粉体、赤色の蛍光粉体、緑色の蛍光粉体、青色の蛍光粉体又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光粉体（ＹＡＧ蛍光粉体）を含む。
【００５６】
それから、第１の成形コンパウンド１３０を半硬化状態にするために第１のベーキングプロセスを実行する。より詳細には、本実施形態の第１のベーキングプロセスは低温で迅速なベーキングプロセスであり、ベーキング時間及びベーキング温度は第１の成形コンパウンド１３０として選択する材料に関連する。例えば、第１の成形コンパウンド１３０の材料をメチル系のシリコーン接着剤又はエチル系のシリコーン接着剤とする場合には、ベーキングプロセスは第１の成形コンパウンド１３０を半硬化状態にする温度を８０℃〜９０℃とし、ベーキング時間を５分〜１０分とする。第１の成形コンパウンド１３０の材料をシクロベンゼン系のシリコーン接着剤とする場合には、第１の成形コンパウンド１３０を半硬化状態にする温度を８０℃〜１００℃とし、ベーキング時間を２０分〜３０分とする。
【００５７】
続いて、図４Ｃを参照するに、チップ収容スペースＣ１内に第２の成形コンパウンド１４０を入れ、この第２の成形コンパウンド１４０で第１の成形コンパウンドを覆う。第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０は、ＬＥＤチップ１２０とボンディングワイヤ１６０とを外部の温度、湿気及びノイズの影響から保護する。本実施形態において、第２の成形コンパウンド１４０は高透過性の接着剤とし、その材料としては、メチル系のシリコーン接着剤、エチル系のシリコーン接着剤又はシクロベンゼン系のシリコーン接着剤を含む。他の図示されていない実施形態では、第２の成形コンパウンド１４０を蛍光材料と混ぜ合わせ、この第２の成形コンパウンド１４０をキャビティＣ１内に満たした後に、ベーキングプロセス（低温で迅速なベーキングプロセス）を実行して、蛍光材料を沈降させないようにして、発光均一性を促進させる。
【００５８】
より詳細には、本実施形態では、キャビティＣ１内に第１の成形コンパウンド１３０を充填した後に、第１のベーキングプロセスを直ちに実行して、第１の成形コンパウンド１３０を半硬化状態にする。従って、キャビティＣ１内に第２の成形コンパウンド１４０を充填して第１の成形コンパウンド１３０を覆うときに、半硬化状態の第１の成形コンパウンド１３０と第２の成形コンパウンド１４０との間の接着が良好になる。このプロセスでは、第１の成形コンパウンド１３０の屈折率を、例えば１．５とし、これにより、ＬＥＤパッケージ構造１００から放射されたカラー光が蛍光材料１３２から放射されたカラー光と混合した後の、ＬＥＤパッケージ構造１００の発光効率を高めることができる。第２の成形コンパウンド１４０の屈折率は、例えば１．４とし、これにより、ＬＥＤパッケージ構造１００の装着性（wearability）を増やすことができる。その時点で、発光ダイオードのパッケージ構造のパッケージング方法を用いることにより、ＬＥＤパッケージ構造１００は完成する。
【００５９】
本実施形態では、ケーシング１５０とキャリア１１０とを一体構造に形成するが、他の実施形態では、ケーシング１５０及びキャリア１１０は、他の方法で形成することもできることに留意されたい。また、第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０から露出したキャリア１１０は外部電極Ｅ２の役割を果たし、この外部電極Ｅ２を介してＬＥＤパッケージ構造１００は外部に電気的に接続される。第１のベーキングプロセスが終了した後に、第２のベーキングプロセスを、第１の成形コンパウンド１３０及び第２の成形コンパウンド１４０に同時に実行することができる。第２のベーキングプロセスは実質的には光硬化プロセスであり、合成物１３０と１４０とを完全に硬化させる写真化学反応を生成するために、例えば、紫外線光を用いて、半硬化状態の第１の成形コンパウンド１３０と第２の成形コンパウンド１４０（その材料は、光硬化接着剤でもよい）とを照射する。
【００６０】
本発明は２つの充填接着プロセスを採用し、これら２つの充填接着プロセスに第１のベーキングステップを加えて、キャビティＣ１内に入れた第１の成形コンパウンドを半硬化状態にし、第１の成形コンパウンド１３０内の蛍光材料１３２がキャビティＣ１の底面上に沈降されずに、第１の成形コンパウンド内に均一に分散されるようにするから、プロセスの安定性が向上するという利点がある。その結果、ＬＥＤチップ１２０から放射される光が蛍光材料１３２と衝突して、カラー光を放射する蛍光材料１３２を励起すると、そのカラー光はＬＥＤチップ１２０から放射されたカラー光と混合し、その光は外部に向けて第２の成形コンパウンドを通過し、ＬＥＤパッケージ構造はより良好なカラー光均一性を有する。すなわち、実施形態の発光ダイオードのパッケージ構造の上述した方法によって製造されるＬＥＤパッケージ構造１００は、より良好な発光均一性を有する。
【００６１】
要約するに、本発明は、２つの充填接着プロセスを採用し、これら２つの充填接着プロセスにベーキングステップを加えて、充填した第１の成形コンパウンドを半硬化状態にするめ、第１の成形コンパウンド内に入れた蛍光材料はキャビティの底面上に沈降せず、第１の成形コンパウンド内に均一に分散し、これによりプロセスの安定性が向上するという利点がある。また、半硬化状態の第１の成形コンパウンドと第２の成形コンパウンドとの間の接着が良好になる。その結果、ＬＥＤチップから放射される光が外部に向けて第１の成形コンパウンド及び第２の成形コンパウンドを通過するときに、本発明のＬＥＤパッケージ構造はより良好な発光均一性を有する。
【００６２】
当業者にとって、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の構造にさまざまな修正や変更がなされ得ることは明らかである。このことに鑑みて、本発明は、以下の請求項及びそれらの均等物の範囲内で本発明の修正や変更を包含することを意図している。
【符号の説明】
【００６３】
１００，２００  発光ダイオードのパッケージ構造
１１０，２１０  キャリア
１２０，２２０  発光ダイオードチップ
１３０，２３０  第１の成形コンパウンド
１３２，２３２  蛍光材料
１４０，２４０  第２の成形コンパウンド
１５０  ケーシング
１６０  ボンディングワイヤ
Ｃ１，Ｃ２  キャビティ
Ｅ２    外部電極
２１２  第１のピン
２１４  第２のピン
２５０  パッケージケーシング
２６２，２６４  ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
2010206208.tif 000004
【図３】
2010206208.tif 000005
【図４】
2010206208.tif 000006
【外国語明細書】
2010206208000001.pdf