(57)【要約】【課題】  加熱ベーキングを必要せずにパッケージ材料を迅速に硬化させ、生産効率を向上させる発光ダイオードのパッケージ体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  オリゴメール又は反応性モノマーの一つと、光重合開始剤を含む液状の感光性樹脂を、内部へ発光ダイオードチップを封止した後、赤外線を含まない可視光又は紫外光の照射下に曝して、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる。又は、オリゴメール又は反応性モノマーの一つを含む感光性樹脂に、発光ダイオードチップの封止後、電子ビームを照射して室温下で硬化させる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含み、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射により室温下で硬化した感光性樹脂と、その内部に封止された発光ダイオードチップとから成る発光ダイオードのパッケージ体。
【請求項２】
少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つを含み、電子ビームの照射により室温下で硬化した感光性樹脂と、その内部に封止された発光ダイオードチップとから成る発光ダイオードのパッケージ体。
【請求項３】
前記感光性樹脂内に、０．１％〜２０％のシランを添加した請求項１又は２に記載の発光ダイオードのパッケージ体。
【請求項４】
前記感光性樹脂内に、０．０１％〜１５％の紫外光吸収剤を添加した請求項１乃至３のいずれかに記載の発光ダイオードのパッケージ体。
【請求項５】
前記感光性樹脂内に、０．０１％〜２０％のヒンダードアミン系光安定剤を添加した請求項１乃至４のいずれかに記載の発光ダイオードのパッケージ体。
【請求項６】
少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含む液状の感光性樹脂を、その内部へ発光ダイオードチップを封止した後、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射下に曝して、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる発光ダイオードのパッケージ体の製造方法。
【請求項７】
少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つを含む液状の感光性樹脂に、その内部へ発光ダイオードチップを封止した後、電子ビームを照射して、電子を感光性樹脂の分子に衝突させることにより、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる発光ダイオードのパッケージ体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
パッケージング工程において加熱を必要としない発光ダイオードのパッケージ体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の発光ダイオードは、以下の手順によって製造される。
１．ボンディング：発光ダイオードチップを予め成形した第一リードフレーム上に置き、第一リードフレームに発光ダイオードチップをマウントする。
２．ソルダワイヤ：金属導線により発光ダイオードチップと第一リードフレームとを接続し、第一リードフレーム、発光ダイオードチップ及び第二リードフレーム間を電気的に接続する。
３．樹脂封止：流動性と粘性を備えた高分子樹脂をモールド型に注入し、さらに、電気的に接続した発光ダイオードチップ、第一リードフレーム及び第二リードフレームをモールド型内に置く。
４．ベーキング：樹脂封止後の材料をオーブン内で３時間から８時間加熱し、高分子樹脂を硬化させる。
５．カッティング、試験、包装を行う。
【０００３】
上記製造工程の内、第３及び第４の工程が、一般的に「パッケージング」と呼ばれる工程であり、パッケージ材料である高分子樹脂としてはエポキシ樹脂を使用している。エポキシ樹脂を発光ダイオードのパッケージ材料として用いるのは、エポキシ樹脂が高い透光性、耐熱性、熱伝導性、耐湿性、耐食性等の特性を備え、発光ダイオードの使用環境及び機能上の必要性に適合しているからである。
発光ダイオードのパッケージ材料に使用されるエポキシ樹脂の内、最も一般的なものは熱凝固性のエポキシ樹脂であり、硬化前の状態は流動性と粘性を備えた流体又は半固化状の膠体であるが、固化剤を加えて高温で３時間から８時間ベーキングすると、硬化して網目構造の固体となる。
【０００４】
ところが、エポキシ樹脂と発光ダイオードチップとでは、熱膨張率に大きな差異があるため、エポキシ樹脂の硬化と冷却収縮の過程において、エポキシ樹脂と発光ダイオードチップの間に内部応力が発生し、エポキシ樹脂の亀裂やチップの破裂、粘着分離、ワイヤの偏移や断裂等が発生しやすい。
また、エポキシ樹脂による封止及びベーキングには相当の時間がかかり、また、成分配合も複雑なので、生産効率が悪く、コストが高くつくという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、加熱ベーキングを必要せずに、パッケージ材料を迅速に硬化させ、生産効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発光ダイオードのパッケージ体は、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含み、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射により室温下で硬化した感光性樹脂と、その内部に封止された発光ダイオードチップとから成る。
或いは、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つを含み、電子ビームの照射により室温下で硬化した感光性樹脂と、その内部に封止された発光ダイオードチップとから成る。
【０００７】
感光性樹脂内に、０．１％〜２０％のシランを添加しても良い。
また、感光性樹脂内に、０．０１％〜１５％の紫外光吸収剤を添加することもある。
さらに、感光性樹脂内に、０．０１％〜２０％のヒンダードアミン系光安定剤を添加しても良い。
【０００８】
発光ダイオードのパッケージ体の製造方法は、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含む液状の感光性樹脂を、その内部へ発光ダイオードチップを封止した後、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射下に曝して、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる。
或いは、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つを含む液状の感光性樹脂に、その内部へ発光ダイオードチップを封止した後、電子ビームを照射して、電子を感光性樹脂の分子に衝突させることにより、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる。
【０００９】
オリゴメールは、アクリレート又はメタクリルをベースとし、一般的な樹脂に比べて非常に分子量が低い。通常、１乃至複数のリピートユニットを備え、入射光と反応して高分子構造に重合される。例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、アクリルアクリレート、ポリエステルアクリレート等のオリゴメールがある。
反応性モノマーは、アクリレート又はメタクリルをベースとしたモノマーで、入射光により重合可能なシングルユニットである。例外もあるが通常はオリゴマーよりも分子量が低い。例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、アクリルアクリレート、ポリエステルアクリレート等のモノマーがある。
光重合開始剤は、可視光線を化学エネルギーに変換し、フリーラジカルを生成して光重合を開始させる化学物質であって、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、アシルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル等がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パッケージ工程において加熱ベーキングを必要とせず、室温で迅速に封止樹脂を硬化できるので、製造に要する時間が大幅に短縮され、生産効率を向上することが可能となる。
また、感光性樹脂内にシランを添加すると、材料間の接合力が高まり、紫外光吸収剤を添加すると、紫外光による劣化を抑制することができる。
また、感光性樹脂内にヒンダードアミン系光安定剤を添加すると、フリーラジカルによる化学構造の破壊を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図２は、本発明の実施例１を示す。
本発明の発光ダイオードのパッケージ体は、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含み、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射により室温下で硬化した感光性樹脂と、その内部に封止された発光ダイオードチップとから成る。
オリゴメール又は反応性モノマーは、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、アクリルアクリレート、ポリエステルアクリレートのオリゴメール又はモノマーから選択する。
また、光重合開始剤は、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、アシルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルのいずれかとする。
【００１３】
この発光ダイオードのパッケージ体は、以下のように製造される。
１．ボンディング：発光ダイオードチップを予め成形した第一リードフレーム上に置き、第一リードフレームに発光ダイオードチップをマウントする。
２．ソルダワイヤ：金属導線により発光ダイオードチップと第一リードフレームとを接続し、第一リードフレーム、発光ダイオードチップ及び第二リードフレーム間を電気的に接続する。
３．樹脂封止：液状の感光性樹脂をモールド型に注入し、さらに、電気的に接続した発光ダイオードチップ、第一リードフレーム及び第二リードフレームをモールド型内に置く。
４．樹脂硬化：発光ダイオードチップを封止した後の感光性樹脂を、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射下に５〜１５秒間曝し、室温で感光性樹脂を硬化させる。
５．カッティング、試験、包装を行う。
【００１４】
この製造方法において、ボンディング、ソルダワイヤ、樹脂封止、樹脂硬化、カッティング、試験、包装の流れは、エポキシ樹脂を用いた従来の製造方法と同様であるが、パッケージ材料となる樹脂は、オリゴメール又は反応性モノマーの内の一つと、光重合開始剤とを含んだ感光性樹脂であり、発光ダイオードチップを封止した後、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光の照射下に５〜１５秒曝すと、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応が誘発され、室温下で迅速に硬化させることができる。
これにより得られた発光ダイオードのパッケージ体と、従来の発光ダイオードパッケージ体とを比較した結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から明らかなように、この発光ダイオードのパッケージ体は、従来のものと比較して、硬度、硬化速度、耐紫外線変色性等の特性において優れており、特に、その製造工程では液状感光性樹脂を、赤外線を含まない可視光、又は、紫外光に５〜１５秒曝すだけで、硬化させることができるので、製造に要する時間を短縮させて、生産効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００１７】
図３は、本発明の実施例２を示す。
光重合開始剤を添加せず、少なくともオリゴメール又は反応性モノマーの内の一つを含む液状の感光性樹脂に、発光ダイオードチップを封止した後、電子ビームを照射して、電子を感光性樹脂の分子に衝突させることにより、液状感光性樹脂のフリーラジカル集合反応を誘発し、室温下で迅速に硬化させる。
オリゴメール又は反応性モノマーは、実施例１と同様の物質から選択する。
樹脂硬化以外のボンディング、ソルダワイヤ、樹脂封止、カッティング、試験、包装の工程は実施例１とほぼ同様なので、詳細な説明は省略する。
【００１８】
なお、実施例１及び実施例２において、感光性樹脂に０．１％〜２０％のシランを添加して、材料間の接合力が高めたり、０．０１％〜１５％の紫外光吸収剤を添加して、紫外光による劣化を抑制したり、或いは、０．０１％〜２０％のヒンダードアミン系光安定剤を添加して、フリーラジカルによる化学構造の破壊を回避することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の発光ダイオード製造工程を示す図。
【図２】実施例１に係る発光ダイオードの製造工程を示す図。
【図３】実施例２に係る発光ダイオードの製造工程を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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