(57)【要約】【課題】  従来から知られている光取り出し効率が良い構造のＬＥＤ装置を、量産可能な技術を用いて安価に生産することができる製造方法が望まれていた。【解決手段】  大判回路基板２Ｌ上にＬＥＤ素子５を複数個実装し、各ＬＥＤ素子５を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂８で被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置１０を同時に製造するＬＥＤ装置の製造方法において、大判回路基板２Ｌ上に所定の間隔で複数のＬＥＤ素子５を実装する工程と、前記複数のＬＥＤ素子５を透明樹脂７で被覆する工程と、前記ＬＥＤ素子５間の透明樹脂７をハーフダイシングにより、前記大判回路基板２Ｌ上の近傍まで溝を形成する工程と、前記透明樹脂７の上面及び溝７ａを蛍光樹脂８で被覆する工程と、前記蛍光樹脂８及び大判回路基板２Ｌを前記透明樹脂７の溝７ａの中間位置で切断分離する工程を有する。【選択図】図２
2011100853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大判の回路基板上にＬＥＤ素子を複数個実装し、各ＬＥＤ素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂で被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置を同時に製造するＬＥＤ装置の製造方法において、大判の回路基板上に所定の間隔で複数のＬＥＤ素子を実装する工程と、前記複数のＬＥＤ素子を透明樹脂で被覆する工程と、前記ＬＥＤ素子間の透明樹脂をハーフダイシングにより、前記回路基板上の近傍までの溝を形成する工程と、前記透明樹脂の上面及び溝を蛍光樹脂で被覆する工程と、前記蛍光樹脂及び前記回路基板を前記透明樹脂の溝の中間位置で、切断分離する切断分離工程を有することを特徴とするＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項２】
前記ＬＥＤ素子を実装する工程は、ＬＥＤ素子ウエハーをダイシングシート上に貼り付け、縦、横に所望のサイズにフルダイシングして各ＬＥＤ素子を形成するウエハーダイシング工程、ダイシングシートを所望の大きさにエキスパンドして各ＬＥＤ素子の間隔を所望の幅に拡大するエキスパンド工程、エキスパンドテープ上のＬＥＤ素子を大判回路基板上の配線電極に位置決めし、ＬＥＤ素子の端子電極と大判回路基板に設けられた配線電極を電気的に固着するＬＥＤ素子実装工程とを有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項３】
前記ＬＥＤ素子は回路基板上にフリップチップ実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光樹脂で被覆したＬＥＤ装置の製造方法に関するものであり、詳しくは大判の回路基板上にＬＥＤ素子を複数個実装し、各ＬＥＤ素子を蛍光樹脂で被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置を同時に製造するＬＥＤ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子であるＬＥＤ素子は、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。
【０００３】
特に青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体との組み合わせによる白色発光素子が開発されるに至り、蛍光体でＬＥＤ素子を被覆したＬＥＤ装置からの光取り出し効率を改善する手法が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
以下、特許文献1における従来のＬＥＤ装置について説明する。図４は、特許文献１におけるＬＥＤ装置の断面図である。図４においてＬＥＤ装置１００は第１リード１０１、第２リード１０２を外部端子とし、第１リード１０１に実装したＬＥＤ素子１０５と、第２リード１０２とをワイヤー１０３で接続した後に全体を透明樹脂１０７で被覆し、さらに透明樹脂１０７の表面を蛍光樹脂等の蛍光カバー１０８で被覆した構成となっている。
【０００５】
上記ＬＥＤ装置１００の動作としては、2本の外部端子である第１リード１０１及び第２リード１０２に駆動電圧を供給することによってＬＥＤ素子１０５が発光し、この放射光が透明樹脂１０７内を通過した後に蛍光カバー１０８に入射する。そしてこの入射光は蛍光カバー１０８内において蛍光粒子と衝突することによって波長変換され、波長の異なる出射光として出射される。
【０００６】
上記ＬＥＤ装置１００において、ＬＥＤ素子１０５を青色ＬＥＤとし蛍光カバー１０８の混入蛍光粒子をＹＡＧ蛍光粒子とすれば、出射光は擬似白色光となるし、ＬＥＤ素子１０５を近紫外ＬＥＤとし蛍光カバー１０８の混入蛍光粒子を任意のカラー蛍光粒子とすれば、出射光は任意のカラー光となる。
【０００７】
ＬＥＤ素子を直接蛍光樹脂で被覆しているＬＥＤ装置の構成と比べると、上記ＬＥＤ装置１００の構成では、蛍光体が蛍光カバー１０８だけに添加され、透明樹脂１０７内に添加されていないため、透明樹脂１０７内では蛍光粒子による光散乱が起こらず、表面の蛍光カバー１０８内でのみ蛍光粒子と入射光との衝突が生じるようになる。この結果、全体からみれば比較的薄い蛍光カバー１０８において蛍光体による光散乱損失が少なくなるため、このＬＥＤ発光装置は波長変換に伴う輝度の低下が最小限に抑制され光取り出し効率が良くなる。
【０００８】
光取り出し効率の向上とは別の技術項目として、ＬＥＤ装置を大量生産する方法がある。このなかで効率良くチップ上のＬＥＤ装置を得る製造方法として、大判の回路基板上にＬＥＤ素子を複数個実装し、各ＬＥＤ素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂で被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置を同時に製造するＬＥＤ装置の製造方法が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００９】
次に、特許文献２に記載されているＬＥＤ装置の製造方法について説明する。
図５は、特許文献２におけるＬＥＤ装置の製造方法の工程図であり、各要素の断面を示している。
【００１０】
図５（ａ）に示すようにＬＥＤ素子ウエハー２０５Ｌをダイシングシート２０１上に貼り付け、図５（ｂ）に示すようにＬＥＤウエハー２０５Ｌを縦、横に所望のサイズにフルダイシングして各ＬＥＤ素子２０５を形成する。次に  図５（ｃ）に示すように、ダイシングシート２０１を所望の大きさにエキスパンドして（ひき延ばして）各ＬＥＤ素子２０５の間隔を拡大する。
次に図５（ｄ）に示すようにエキスパンドテープ２０１上に配置されたＬＥＤ素子２０５の端子電極と回路基板２０２に設けられた配線電極を電気的に固着する。
【００１１】
次に図５（ｅ）に示すように、各ＬＥＤ素子２０５の間隙や周囲を含むＬＥＤ素子２０５全体を蛍光樹脂２０８で被覆してから、各ＬＥＤ素子２０５間をダイシングブレード２０９で切断分離することによって、図５（ｆ）に示すように、回路基板２０２に実装されたＬＥＤ素子２０５を蛍光樹脂２０８で被覆したＬＥＤ装置２００が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２００１６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図４に示した特許文献１に記載のＬＥＤ装置１００は、透明樹脂内では蛍光粒子による光散乱が起こらず、表面の蛍光カバー１０８内でのみ蛍光粒子と入射光との衝突が生じる。すなわち全体として蛍光カバー１０８は比較的薄いため蛍光体による光散乱で生じる損失が少なく、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制でき、光取り出し効率が良くなるといメリットがある。ところが透明樹脂１０７を成形した後のＬＥＤ装置に対し、個別に蛍光カバー１０８を形成しなくてはならないので量産に適さないという課題があった。
【００１４】
また図５に示した特許文献２に記載のＬＥＤ装置２００は、大判の回路基板２０２上にＬＥＤ素子２０５を複数個実装し、蛍光粒子を混入した蛍光樹脂２０８で各ＬＥＤ素子２０５を被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置２００を同時に製造することができるため量産性が良い。しかしながらＬＥＤ素子２０５を直接蛍光樹脂２０８で被覆しているため、波長変換に伴う輝度の低下が多く、光取り出し効率を良くできないという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は上記問題点に鑑み、特許文献１に示すような光取り出し効率が良いＬＥＤ装置を、引用文献２に示すような量産可能な技術を用いて生産することができるＬＥＤ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明における製造方法は、大判の回路基板上にＬＥＤ素子を複数個実装し、各ＬＥＤ素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂で被覆した後に、切断分離して複数のＬＥＤ装置を同時に製造するＬＥＤ装置の製造方法において、大判の回路基板上に所定の間隔で複数のＬＥＤ素子を実装する工程と、前記複数のＬＥＤ素子を透明樹脂で被覆する工程と、前記ＬＥＤ素子間の透明樹脂をハーフダイシングにより前記回路基板上の近傍まで溝を形成する工程と、前記透明樹脂の上面及び溝を前記蛍光樹脂で被覆する工程と、前記蛍光樹脂及び前記回路基板を前記透明樹脂の溝の中間位置で切断分離する切断分離工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
上記製造方法によれば、光取り出し効率が良いＬＥＤ装置を、量産可能な技術を用いて安価に量産することができる。
【００１８】
ＬＥＤ素子を実装する工程は、ＬＥＤ素子ウエハーをダイシングシート上に貼り付け、縦、横に所望のサイズにフルダイシングして各ＬＥＤ素子を形成するウエハーダイシング工程、ダイシングシートを所望の大きさにエキスパンドして各ＬＥＤ素子の間隔を所望の幅に拡大するエキスパンド工程、エキスパンドテープ上のＬＥＤ素子を大判回路基板上の配線電極に位置決めし、ＬＥＤ素子の端子電極と大判回路基板に設けられた配線電極を電気的に固着するＬＥＤ素子実装工程とを有すると良い。
【００１９】
ＬＥＤ素子は回路基板上にフリップチップ実装されていると良い。
【発明の効果】
【００２０】
上記の如く、本発明によれば、大判の回路基板上に所定の間隔で複数のＬＥＤ素子を実装する工程と、前記複数のＬＥＤ素子を透明樹脂で被覆する工程と、前記ＬＥＤ素子間の透明樹脂をハーフダイシングにより前記回路基板上の近傍まで溝を形成する工程と、前記透明樹脂の上面及び溝を蛍光樹脂で被覆する工程と、前記蛍光樹脂及び前記回路基板を前記透明樹脂の溝の中間位置で切断分離して複数のＬＥＤ装置を同時に製造することができるため、光取り出し効率が良いＬＥＤ装置を、量産可能な技術を用いて安価に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造方法によって製造されたＬＥＤ装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態である集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法を示す工程図であり、各要素の断面を示している。
【図３】本発明の第２実施形態である集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法を示す工程図である。
【図４】従来のＬＥＤ装置の断面図である。
【図５】従来のＬＥＤ装置の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面により、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の製造方法で製造されたＬＥＤ装置の断面図である。図２及び図３は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態である集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法を示す工程図であり、各要素の断面を示している。
（第１実施形態）
【００２３】
図１において、回路基板２の上下面には配線電極２ａ、外部接続電極２ｂが設けられ、配線電極２ａと外部接続電極２ｂはスルーホール電極２ｃを介して接続されている。配線電極２ａにはバンプ電極５ａを備えたＬＥＤ素子５がフリップチップ実装されている。さらにＬＥＤ素子５は透明樹脂７で被覆され、さらにその透明樹脂７の周囲全体は蛍光剤樹脂８で被覆されている。
【００２４】
次に上記ＬＥＤ装置１０の動作を説明する。２個の外部接続電極２ｂに駆動電圧を供給することによってＬＥＤ素子５が発光し、この放射光が透明樹脂７内を通過した後に蛍光樹脂８に入射する。そしてこの入射光は蛍光樹脂８内において蛍光粒子と衝突することによって波長変換され、波長の異なる出射光として出射する。
【００２５】
上記ＬＥＤ装置１０において、ＬＥＤ素子５を青色ＬＥＤとし蛍光樹脂８の混入蛍光粒子をＹＡＧ蛍光粒子とすれば、出射光は擬似白色光となるし、ＬＥＤ素子５を近紫外ＬＥＤとし蛍光樹脂８の混入蛍光粒子を任意のカラー蛍光粒子とすれば、出射光は任意のカラー光となる。
【００２６】
ＬＥＤ素子を直接蛍光樹脂で被覆しているＬＥＤ装置の構成と比べ、上記ＬＥＤ装置１０の構成によれば、蛍光体が蛍光樹脂８だけに添加され、透明樹脂７内に添加されていないため、透明樹脂７内では蛍光粒子による光散乱が起こらず、表面の蛍光樹脂８内でのみ蛍光粒子と入射光との衝突が生じる。すなわち、全体として比較的薄い蛍光樹脂８において光散乱損失が少なくなるため、ＬＥＤ装置は波長変換に伴う輝度の低下が最小限に抑制され光取り出し効率が良くなる。
【００２７】
次に図２により本発明の第１実施形態である集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法を説明する。図２（ａ）は集合基板方式における大判回路基板２Ｌの上面に複数のＬＥＤ素子５を所定の間隔で実装するＬＥＤ実装工程、図２（ｂ）は複数のＬＥＤ素子５を透明樹脂７で被覆する透明樹脂被覆工程、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に点線で示す切断線Ｓ１に従ってＬＥＤ素子５間の透明樹脂７を、大判回路基板２Ｌの上面近傍までハーフダイシングして溝７ａを形成する溝形成工程、図２（ｄ）は透明樹脂７の上面及び溝７ａを蛍光樹脂８で被覆する蛍光樹脂被覆工程、図２（ｅ）は、図２（ｄ）に点線で示す切断線Ｓ２に従って蛍光樹脂８及び大判回路基板２ＬをフルダイシングしてＬＥＤ装置を切断分離する切断分離工程である。
この切断分離工程は透明樹脂７の溝７ａの中間位置で切断分離することにより、図１に示すＬＥＤ装置１０を複数個、同時に生産している。
（第２実施形態）
【００２８】
次に図３により本発明の第２実施形態である集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法を説明する。図３に示す第２実施形態におけるＬＥＤ装置の製造方法は、基本的に図２に示す第１実施形態におけるＬＥＤ装置の製造方法と同じ部分を有し、同一要素及び同一工程には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００２９】
すなわち、第２実施形態におけるＬＥＤ装置の製造方法と、第１実施形態におけるＬＥＤ装置の製造方法との違いは、大判回路基板２Ｌの上面に複数のＬＥＤ素子５を所定の間隔で実装する工程を追加したものである。図３（ｘ）はＬＥＤ素子ウエハー５Ｌをダイシングシート１上に貼り付け、縦、横に所望のサイズにフルダイシングして各ＬＥＤ素子５を形成するウエハーダイシング工程、図３（ｙ）はダイシングシート１を所望の大きさにエキスパンドして各ＬＥＤ素子５の間隔を所望の幅に拡大するエキスパンド工程、図３（ｚ）はエキスパンドテープ１を一点鎖線で示す如く、反転させて大判回路基板２Ｌ上の配線電極に位置決めし、ＬＥＤ素子５の端子電極と大判回路基板２Ｌに設けられた配線電極を電気的に固着するＬＥＤ素子実装工程である。
【００３０】
この図３（ｘ）（ｙ）（ｚ）の工程によって、図２（ａ）に示す大判回路基板２Ｌの上面に複数のＬＥＤ素子５が所定の間隔で実装されるＬＥＤ実装工程が完成し、以後の図３（ａ〜ｅ）までの各工程は図２（ａ〜ｅ）の工程と同じである。
【００３１】
なお大判回路基板２上にＬＥＤ素子５を配置する方法は第２実施形態に記載された方法に限らない。予め座標位置を記憶したソーターで大判回路基板２上にＬＥＤ素子５を配置しても良いし、位置決め枠を使って大判回路基板２上にＬＥＤ素子５を配置してもよい。
【００３２】
上記の如く本発明によれば、引用文献２に記載された、量産性の高い集合基板方式におけるＬＥＤ装置の製造方法にわずかな工程を追加するだけで、引用文献１に記載された光散乱による損失が少なく、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制した、光取り出し効率の良いＬＥＤ装置を安価に量産することが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１、２０１                      エキスパンドシート
２、２０２                      回路基板
２ａ                            配線電極
２ｂ                            外部接続電極
２ｃ                            スルーホール電極
２Ｌ  ２０２Ｌ                  大判回路基板、
５，１０５，２０５              ＬＥＤ素子
５ａ                            バンプ電極
７，１０７                      透明樹脂
７ａ                            溝
８                              蛍光樹脂
１０，１００，２００            ＬＥＤ装置
２０８                          蛍光カバー
Ｓ１，Ｓ２                      切断腺
【図１】
2011100853.tif 000003
【図２】
2011100853.tif 000004
【図３】
2011100853.tif 000005
【図４】
2011100853.tif 000006
【図５】
2011100853.tif 000007