(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発光ダイオードチップを搭載する工程と、基板上に設けられた電極と前記発光ダイオードチップに備えられた電極とを金属線により接続する工程と、前記発光ダイオードチップを透光性樹脂により封止してチップ封止部を形成する工程と、前記チップ封止部を蛍光剤を含む透光性樹脂により覆う工程とを含む表面実装型発光ダイオードの製造方法において、
前記チップ封止部に対応する凹部を中央部に有した凸状部が所定間隔を隔てて複数設けられた型を、各凹部を各発光ダイオードチップに対向させた状態で、前記基板の上方に所定間隔を隔てて配する工程と、
前記型と前記基板との間に透光性樹脂を流し込む工程と、
前記透光性樹脂を硬化させ、前記型を開いて第１透光性樹脂層を形成する工程と、
前記凸状部によって形成された第１透光性樹脂層の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入する工程と、
前記透光性樹脂を硬化させて第２透光性樹脂層を形成する工程と
を含む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。
【発明の詳細な説明】
【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の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光装置である発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）は、小型であって、効率が良く鮮やかな色の発光を行うことができ、駆動特性に優れ、振動及びＯＮ／ＯＦＦ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。そのため、各種インジケータ及び種々の光源として用いられている。
【０００３】
従来の表面実装型ＬＥＤの製造においては、まず、ガラスエポキシ樹脂等の基板にＬＥＤチップを銀ペースト等で実装し、そのＬＥＤチップに備えられた電極と基板に備えられた電極とを金線等の金属線で接続する。
次に、ＬＥＤチップからの放射光を波長変換するための蛍光剤を混和したエポキシ樹脂分散媒をディップする等し、硬化させてＬＥＤチップを封止し、チップ封止層を形成する。
その後、チップ封止層より大きい凹部が所定間隔を隔てて複数設けられた金型を、各凹部内に各チップ封止層を入れた状態でセットし、各凹部と基板との空間にエポキシ樹脂を注入し、硬化させて、チップ封止層を覆う封止レンズ層を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の表面実装型ＬＥＤの製造方法においては、チップ封止層を形成する際に、蛍光剤を分散させたエポキシ樹脂分散媒をプレディップする等、各ＬＥＤチップ毎に所定量滴下する工程が必要であるので、製造工程が煩雑であるという問題があった。また、蛍光剤がＬＥＤチップ表面を直接覆うので、ＬＥＤチップの金線接続部分等の信頼性が必要とされる部分に蛍光剤が接触して信頼性が損なわれるという問題があった。
そして、量産時に、各ＬＥＤのチップ封止層の形状を均一にすることが出来ず、各チップ封止層の蛍光剤の含有量をコントロールすることが出来なかった。また、各チップ封止層の厚みを均一にすることが出来ず、蛍光剤の分布が不均一であるので、波長変換効率に差が生じ、ＬＥＤの色調にムラがあるという問題もあった。
【０００５】
さらに、ＬＥＤチップを蛍光剤を含まない透光性樹脂により封止し、チップ封止層を形成した後、このチップ封止層の上面を蛍光剤を混合したシート状の透光性樹脂により覆ったＬＥＤもあるが、この場合、チップ封止層の上面からのＬＥＤチップの放射光と側面からの放射光とで色調にムラが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、チップ封止部に対応する凹部を中央部に有した凸状部が所定間隔を隔てて複数設けられた型を基板上に配し、透光性樹脂を流し込んで第１透光性樹脂層を形成し、前記凸状部によって形成された第１透光性樹脂層の凹みに第２透光性樹脂層を形成することにより、製造工程が簡単になり、量産性が高くなるとともに、蛍光剤を含む第２透光性樹脂層の厚みを容易に均一化することができ、ＬＥＤチップの上面からの放射光の色調と側面からの放射光の色調とを均一化することができる表面実装型ＬＥＤの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明の表面実装型発光ダイオードの製造方法は、基板上に発光ダイオードチップを搭載する工程と、基板上に設けられた電極と前記発光ダイオードチップに備えられた電極とを金属線により接続する工程と、前記発光ダイオードチップを透光性樹脂により封止してチップ封止部を形成する工程と、前記チップ封止部を蛍光剤を含む透光性樹脂により覆う工程とを含む表面実装型発光ダイオードの製造方法において、前記チップ封止部に対応する凹部を中央部に有した凸状部が所定間隔を隔てて複数設けられた型を、各凹部を各発光ダイオードチップに対向させた状態で、前記基板の上方に所定間隔を隔てて配する工程と、前記型と前記基板との間に透光性樹脂を流し込む工程と、前記透光性樹脂を硬化させ、前記型を開いて第１透光性樹脂層を形成する工程と、前記凸状部によって形成された第１透光性樹脂層の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入する工程と、前記透光性樹脂を硬化させて第２透光性樹脂層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
第１発明においては、型と基板との間に透光性樹脂を流し込んで第１透光性樹脂層を形成し、この第１透光性樹脂層の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入して第２透光性樹脂層を形成するので、製造工程が簡単になり、量産性が向上する。
また、第１透光性樹脂層の凹みに第２透光性樹脂層を形成するので、前記凹みに基づき各ＬＥＤの第２透光性樹脂層の形状が同一になり、各第２透光性樹脂層の蛍光剤の含有量が均一化される。さらに、各第２透光性樹脂層においても、前記凹みに基づき厚みが容易に均一化されて蛍光剤の分布が均一になり、ＬＥＤの発光波長が均一化される。
そして、前記凹みの形状を、第２透光性樹脂層がＬＥＤチップの側面部を充分にカバーできる形状にすることで、ＬＥＤチップの上面からの放射光の色調と側面からの放射光の色調とを均一化することができる。
従って、第１発明の表面実装型発光ダイオードの製造方法により、品質及び性能が向上した表面実装型発光ダイオードを得ることが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて、具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る表面実装型ＬＥＤの構造を示す平面図であり、図２はそのII-II 線断面図である。図中、１は基板である。
ガラスエポキシ樹脂等からなる基板１の両端には、外部回路に接続するための外部電極２，２が設けられている。一方の外部電極２の中央部には、基板１の中央側に張り出させてチップ搭載部２ａが設けられており、その端部に、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有するＬＥＤチップ３が実装されている。他方の外部電極２には、チップ搭載部２ａに対向させて内部電極２ｂが設けられている。ＬＥＤチップ３の一方の電極は、金線４によりチップ搭載部２ａと、他方の電極は金線４により内部電極２ｂと接続されている。
【００１３】
ＬＥＤチップ３は、エポキシ樹脂等の透光性樹脂からなる第１透光性樹脂層５により封止されている。第１透光性樹脂層５は、直接ＬＥＤチップ３を封止するチップ封止部５ａと、溝部５ｂを介し、チップ封止部５ａの周囲に、その高さをチップ封止部５ａの高さより高くして設けられたチップ封止部包囲部５ｃとからなる。
【００１４】
チップ封止部包囲部５ｃの内側であって、チップ封止部５ａの上方と側方とに相当する部分には、蛍光剤を含むエポキシ樹脂等の透光性樹脂層からなる第２透光性樹脂層６が形成されている。
蛍光剤は、ＬＥＤチップ３の発光波長を他の波長に変換できる、蛍光塗料、蛍光顔料、蛍光体等の蛍光物質である。
【００１５】
本発明の表面実装型ＬＥＤにおいては、第１透光性樹脂層５が蛍光剤を含んでいないので、ＬＥＤチップ３の金線４接続部分等の信頼性を確保することができる。そして、チップ封止部包囲部５ｃの内側に、蛍光剤を混合した第２透光性樹脂６を形成するので、第１透光性樹脂層５の形状により第２透光性樹脂層６の形状が定まる。従って、第２透光性樹脂層６の厚みを均一にすることができ、蛍光剤の分布が均一になるので、波長変換効率が均一になり、ＬＥＤの発光波長が均一化される。そして、ＬＥＤチップ３の上方だけでなく、側方も第２透光性樹脂層６で覆われているので、ＬＥＤチップ３の上面からの放射光と側面からの放射光との色調ムラが低減する。
【００１６】
以下、本発明の表面実装型ＬＥＤの製造方法について説明する。本発明の表面実装型ＬＥＤは、基板上に複数個製造された後、カットにより個別に分離される。
基板１の両端には、その延在方向を基板１の長手方向と一致させて電極２，２が設けられており、一方の電極２には、所定間隔を隔てて、チップ搭載部２ａ，２ａ…が、他方の電極２にはチップ搭載部２ａ，２ａ…と対向する内部電極２ｂ，２ｂ…が設けられている。
基板１上の各チップ搭載部２ａ，２ａ…にＬＥＤチップ３，３…を銀ペースト等で実装し、各ＬＥＤチップ３の一方の電極をチップ搭載部２ａと、他方の電極を内部電極２ｂと、金線４，４により各々接続する。
【００１７】
図３は、基板１の電極２の延在方向における断面図であり、以下の製造工程を示す断面図である。
まず、チップ封止部５ａに対応する凹部７ａを中央部に有した凸状部７ｂが所定間隔を隔てて複数設けられた金属製又はエポキシ樹脂製の型７を、各凹部７ａを各ＬＥＤチップ３に対向させた状態で、基板１の上方に所定間隔を隔てて配する（図３（ａ））。
【００１８】
次に、型７と基板１との間に透光性樹脂を流し込み、この透光性樹脂を硬化させ、型７を開いて第１透光性樹脂層５を形成する（図３（ｂ））。
そして、凸状部７ｂによって形成された第１透光性樹脂層５の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入し、この透光性樹脂を硬化させて第２透光性樹脂層６を形成する。その後、所定の幅にカットし、個別に分離された表面実装型ＬＥＤを得る（図３（ｃ））。
ＬＥＤチップ３の発光層がＧａＮ系化合物半導体であって、青色の光を発光する場合、蛍光剤としては、銅で付活された硫化カドミ亜鉛やセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体等の青色発光を吸収して黄色系を発光する蛍光体が挙げられる。この混色により表面実装型ＬＥＤは白色の光を発することになる。
【００１９】
以上のように、本発明の表面実装型ＬＥＤの製造方法においては、型７と基板１との間に透光性樹脂を流し込んで第１透光性樹脂層５を形成し、この第１透光性樹脂層５の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入して第２透光性樹脂層６を形成するので、製造工程が簡単になる。
そして、前記凹みにより各ＬＥＤの第２透光性樹脂層６の形状が同一になり、各ＬＥＤの蛍光剤の含有量を均一にすることが出来、量産性が向上する。
また、第１透光性樹脂層５の凹みに第２透光性樹脂層６を形成するので、前記凹みに基づき第２透光性樹脂層６の厚みを容易に均一化することができ、蛍光剤の分布を均一にして、ＬＥＤの発光波長を均一化することができる。
さらに、前記凹みの形状を、第２透光性樹脂層６がＬＥＤチップ３の側面部を充分にカバーできる形状にすることで、ＬＥＤチップ３の上面からの放射光と側面からの放射光との色調ムラを低減することができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態においては、ＧａＮ系のＬＥＤチップ３を用いた場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、ＳｉＣ系、ＺｎＳｅ系、ＧａＡｓ系、ＧａＡｌＡｓ系及びＺｎＯ系等の他の色の光を発するＬＥＤチップ３を用いてもよく、この場合、ＬＥＤチップ３の発光色に対応させて蛍光剤を選択する。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、第１発明による場合は、型と基板との間に透光性樹脂を流し込んで第１透光性樹脂層を形成し、この第１透光性樹脂層の凹みに、蛍光剤を含む透光性樹脂を注入して第２透光性樹脂層を形成するので、製造工程が簡単になり、蛍光剤の含有量のコントロールも容易であり、量産性が向上する。
また、第１透光性樹脂層の凹みに第２透光性樹脂層を形成するので、前記凹みに基づき各ＬＥＤの第２透光性樹脂層の形状が同一になり、第２透光性樹脂層の蛍光剤の含有量が均一になる。さらに、第２透光性樹脂層においても厚みが容易に均一化されるので、蛍光剤の分布が均一になり、ＬＥＤの発光波長が均一化される。
そして、前記凹みの形状を、第２透光性樹脂層がＬＥＤチップの側面部を充分にカバーできる形状にすることで、ＬＥＤチップの上面からの放射光と側面からの放射光との色調ムラを低減することができる。
従って、第１発明の方法により、品質及び性能が向上した表面実装型ＬＥＤを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る表面実装型ＬＥＤの構造を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る表面実装型ＬＥＤの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１    基板
２    電極
３    ＬＥＤチップ
４    金線
５    第１透光性樹脂層
５ａ  チップ封止部
５ｂ  溝部
５ｃ  チップ封止部包囲部
６    第２透光性樹脂層
【図１】
0004673986.tif 000002
【図２】
0004673986.tif 000003
【図３】
0004673986.tif 000004