JP2007288200A

JP2007288200A - 発光ダイオードチップの封止構造および発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法

Info

Publication number: JP2007288200A
Application number: JP2007109138A
Authority: JP
Inventors: Heiryu O; 秉龍汪; Feng-Huei Juang; 峰輝莊; 文逵 ▲うー▼; Wen Kuei Wu
Original assignee: Harvatek Corp
Current assignee: Harvatek Corp
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20070103319A; TW200742111A; KR100868158B1; TWI298529B

Abstract

【課題】発光ダイオードチップの間のダークゾーンの問題を克服し、かつ、該発光ダイオードチップの封止構造を簡易化させ、その製造プロセスを減少させることができる発光ダイオードチップの封止構造および発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法を提供する。
【解決手段】基材ユニットは基材本体および基材本体にそれぞれ形成された正極導電トレース及び負極導電トレースを有し、発光ユニットは基材本体に設けられた複数の発光ダイオードチップを有し、発光ダイオードチップ毎に正極端及び負極端を有し、かつ発光ダイオードチップの正極端及び負極端が、正極導電トレース及び負極導電トレースにそれぞれ電気的に接続され、コロイドユニットは、基材ユニット及び発光ユニットを覆い、発光ユニットが、正極導電トレース、負極導電トレースの通電により光線を発生する時に、光線はコロイドユニットにガイドされコロイドユニット上に連続的な発光領域を形成する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、発光ダイオードチップの封止構造および発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法に関し、特に、基材本体に発光ダイオードチップを設置し、導電媒体を介して電気的に接続され、さらにコロイドによりプレスモールドなどで該発光ダイオードチップをパッケージし、発光の際に連続的なビームを形成し、その製造プロセスの時間を減少させる発光ダイオードチップの封止構造を指す。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、従来におけるワイヤボンディングで作成した発光ダイオードチップの封止構造を示す図である。図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、従来の発光ダイオードの封止構造は、基板構造１ａと、該基板構造１ａに設けられた複数の発光ダイオード２ａと、複数のリード線３ａと、複数の蛍光コロイド４ａとを含む（例えば、特許文献１参照）。

各発光ダイオード２ａは、基板構造１ａ上に設けられ、発光ダイオード２ａ毎のポジ電極エリア２１ａ、ネガ電極エリア２２ａは、二つのリード線３ａで該基板構造１ａにおいて対応するポジ電極エリア１１ａ、ネガ電極エリア１２ａに電気的に接続されている。また、各蛍光コロイド４ａは、該発光ダイオード２ａを保護するため、発光ダイオード２ａ全体および二つのリード線３ａを覆う。
特開平６−５３５５３号公報

しかしながら、該発光ダイオードチップのパッケージは、個々にカットされ、SMT（Surface Mount Technology）プロセスで該発光ダイオード２ａを基板構造１ａ上にチップマウントする必要があるため、その製造プロセスの時間を効率的に減少することはできなく、また、発光の際に、該発光ダイオード２ａの間にダークゾーンが存在し、使用者の視線には不具合な効果を発生してしまうことがある。

そのため、本発明者は、前記欠点が改良できるのを感心して、長年以来この領域で積み立てた経験により、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、やっと合理な設計且つ前記の欠点を有効に改良できた本発明を提案した。

本発明は、発光ダイオードチップの封止構造および発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法を提供し、接着または印刷などの方法で発光ダイオードチップを基材本体上にチップマウントし、該基材本体は、プリント配線基材や、フレキシブル基材、アルミニウム基材またはセラミック基材であれば良い、かつ、ワイヤボンディングまたはフリップチップなどの方法で、該発光ダイオードチップと該基材本体とを電気的に接続させる。また、プレスモールドなどでエポキシ樹脂材質のコロイドにより該基材本体および該発光ダイオードチップを覆うことによって、該発光ダイオード構造が発光する時に、連続的な発光領域を形成し、明暗なゾーンが発生することはなく、製造プロセスの時間を効率的に減少できる。また、該発光ダイオード構造は、青色発光ダイオードと蛍光形態のコロイド（蛍光コロイド）との組み合わせであればよく、また、本発明に係る構造設計は、様々な光源により適合でき、例えば、バックライトや、飾りランプ棒、照明用ランプまたはスキャンナー光源などへの適応は、いずれも本発明の応用範囲および製品である。

前記技術課題を解決するため、本発明による一つの方案は、基材本体および前記基材本体にそれぞれ形成された正極導電トレースおよび負極導電トレースを有する基材ユニットと、前記基材本体に設けられた複数の発光ダイオードチップを有し、発光ダイオードチップ毎に正極端および負極端を有し、かつ、これらの発光ダイオードチップの正極端および負極端が、正極導電トレースおよび負極導電トレースに電気的に接続された発光ユニットと、前記基材ユニットおよび前記発光ユニットを覆い、エポキシ樹脂からなるコロイドユニットとを含む発光ダイオードチップの封止構造を提供した。

前記技術課題を解決するため、本発明による他の方案は、基材本体および前記基材本体にそれぞれ形成された正極導電トレースおよび負極導電トレースを有する基材ユニットを提供する工程と、前記基材本体に設けられた複数の発光ダイオードチップを有し、発光ダイオードチップ毎に正極端および負極端を有し、かつ、これらの発光ダイオードチップの正極端および負極端が、正極導電トレースおよび負極導電トレースに電気的に接続された発光ユニットを、前記基材本体に設ける工程と、前記発光ユニットが前記正導電トレース、負極導電トレースの通電により光線を発生する時に、該光線はコロイドユニットにガイドされ前記コロイドユニット上に連続的な発光領域が形成するように、前記基材ユニットおよび前記発光ユニット上にコロイドユニットを覆う工程と、を含む発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法を提供した。

従来のプレスモールドや、印刷方法、およびワイヤボンディング或いはフリップチップの製造プロセスで、該発光ダイオードチップの間のダークゾーンの問題を克服し、かつ、該発光ダイオードチップの封止構造を簡易化させ、その製造プロセスを減少させることができる。

本発明が所定の目的を達成するために採用する技術、手段及びその効果をさらに詳細的で具体的に説明するために、以下に本発明に関わる詳しい説明及び添付図面を参照することにより、深く且つ具体的な理解を得られるが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本発明の主張範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップ２０の封止構造の第１の実施例を示す図である。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、本発明は、基材ユニット１、発光ユニット２、及びコロイドユニット３を含む発光ダイオードチップ２０の封止構造を提供する。該基材ユニット１は、基材本体１０および該基材本体１０にそれぞれ形成された正極導電トレース１１および負極導電トレース１２を有し、該正極導電トレース１１および負極導電トレース１２は、エッチングや印刷または該トレースを形成できるあらゆる方法で形成される。該発光ユニット２は、複数の発光ダイオードチップ２０を有し、接着または熱圧印刷などの方法で該基材本体１０に設けられ、発光ダイオードチップ２０毎に正極端２０１および負極端２０２を有し、発光ダイオード毎の正極端２０１および負極端２０２が、並列の方式でかつワイヤボンディングにより該基材本体１０上の正極導電トレース１１および負極導電トレース１２に電気的に接続されている。また、発光ダイオードチップ２０毎の正極端２０１および負極端２０２が、並列の方式でかつフリップチップにより該基材本体１０上の正極導電トレース１１および負極導電トレース１２に電気的に接続されることもできる。また、該基材ユニット１および該発光ユニット２を覆うためのコロイドユニット３を提供することによって、該発光ユニット２が、正極導電トレース１１および負極導電トレース１２の通電により光線を発生する時に、該光線がコロイドユニット３にガイドされ該コロイドユニット３上に連続的な発光領域が形成するとともに、該発光ユニット２が外から破壊され難くなるように保護できる。

また、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、本発明の発光ダイオードチップ２０の封止構造は、複数本の発光ユニット２を配列して構成することができ、該基材ユニット１が複数本の発光ユニット２の発光ダイオードチップ２０にカットされ、さらに、これらの発光ダイオードチップ２０を、必要に応じて異なる形状（例えば、パネル状などの任意形状）にし、組み合わせる。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップ２０の封止構造の第２の実施例を示す図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、本第２実施例が、前記第１の実施例との最も大きな違いは、該発光ユニット２の各発光ダイオードチップ２０の間に、近隣するそれぞれの発光ダイオードチップ２０の正極端２０１の配置方向が反対に配列され、かつ、各正極端２０１および負極端２０２が、直列の方式でかつワイヤボンディングにより該正極導電トレース、負極導電トレースに電気的に接続され、その外見はＵ字状の直列形式である。

また、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、本発明の発光ダイオードチップ２０の封止構造は、複数本の発光ユニット２を配列して構成することができ、該基材ユニット１が複数本の発光ユニット２の発光ダイオードチップ２０にカットでき、さらに、これらの発光ダイオードチップ２０を、必要に応じて異なる形状（例えば、パネル状などの任意形状）にし、組み合わせる。

図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップ２０の封止構造の第３の実施例を示す図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、本第３実施例が、前記第２の実施例との最も大きな違いは、該発光ユニット２の各発光ダイオードチップ２０の間に、それぞれの発光ダイオードチップ２０の正極端２０１の配置方向が一致するように配列され、かつ、各正極端２０１および負極端２０２が、直列の方式でかつワイヤボンディングにより該正極導電トレース、負極導電トレースに電気的に接続され、その外見はＳ字状の直列形式である。

また、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、本発明の発光ダイオードチップ２０の封止構造は、複数本の発光ユニット２を配列して構成することができ、該基材ユニット１が複数本の発光ユニット２の発光ダイオードチップ２０にカットされ、さらに、これらの発光ダイオードチップ２０を、必要に応じて異なる形状（例えば、パネル状などの任意形状）にし、組み合わせる。

図５は、本発明に係る発光ダイオードチップ２０のパッケージ方法の第１の実施例を示すフローチャットである。図５に示すように、本発明は、発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法を提供し、先ずＳ２０１で、基材本体１０および該基材本体１０にそれぞれ形成された正極導電トレース１１および負極導電トレース１２を有する基材ユニット１を提供し、次にＳ２０３で、該基材本体１０に設けられた複数の発光ダイオードチップ２０を有し、発光ダイオードチップ２０毎に正極端２０１および負極端２０２を有する発光ユニット２を、基材本体１０に設置し、その後Ｓ２０５で、発光ダイオードチップ２０毎の正極端２０１および負極端２０２が、並列方式で対応するワイヤボンディング（フリップチップ）により該正極導電トレース１１および負極導電トレース１２に電気的に接続され、続いてＳ２０７で、該発光ユニット２が、該正極導電トレース１１、負極導電トレース１２の通電により光線を発生する時に、該光線はコロイドユニット３にガイドされコロイドユニット３上に連続的な発光領域を形成するように、該基材ユニット１および該発光ユニット２上をコロイドユニット３で覆うステップを含む。

図６は、本発明に係る発光ダイオードチップ２０のパッケージ方法の第２の実施例を示すフローチャットである。図６に示すように、本第２実施例が、前記第１の実施例との最も大きな違いは、Ｓ３０５で、該発光ダイオードチップ２０毎の正極端２０１の配置方向が、近隣する発光ダイオードチップ２０の正極端２０１と反対になり、直列の方式でワイヤボンディングにより該正極導電トレース１１、負極導電トレース１２に電気的に接続される。

図７は、本発明に係る発光ダイオードチップ２０のパッケージ方法の第３の実施例を示すフローチャットである。図７に示すように、本第３実施例が、前記第２の実施例との最も大きな違いは、Ｓ４０５で、該発光ダイオードチップ２０毎の正極端２０１が同一方向に配列され、直列の方式でワイヤボンディングにより該正極導電トレース１１、負極導電トレース１２に電気的に接続される。

以上のように、本発明に係る発光ダイオードチップ２０の封止構造および発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法は、従来のプレスモールドや、印刷方法、およびワイヤボンディング或いはフリップチップの製造プロセスで、該発光ダイオードチップ２０の間のダークゾーンの問題を克服し、かつ、該発光ダイオードチップ２０の封止構造を簡易化させ、その製造プロセスを減少させることができる。

しかし、前記の説明は、単に本発明の好ましい具体的な実施例の詳細説明及び図面に過ぎなく、本発明の特許請求の範囲を局限するものではなく、本発明の主張する範囲は、下記の特許請求の範囲に基づくべき、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施のことが本発明の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。

図１Ａは、従来の発光ダイオードチップの封止構造を示す斜視図である。図１Ｂは、従来の発光ダイオードチップの封止構造を示す正面図である。図１Ｃは、従来の発光ダイオードチップの封止構造を示す平面図である。図２Ａは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造を示す斜視図である。図２Ｂは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造を示す平面図である。図２Ｃは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第１の実施例の配列構造を示す平面図である。図２Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第１の実施例の配列構造を示す図である。図３Ａは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造を示す斜視図である。図３Ｂは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造を示す平面図である。図３Ｃは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第２の実施例の配列構造を示す平面図である。図３Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第２の実施例の配列構造を示す図である。図４Ａは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第３の実施例の配列構造を示す斜視図である。図４Ｂは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第３の実施例の配列構造を示す平面図である。図４Ｃは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第３の実施例の配列構造を示す平面図である。図４Ｄは、本発明に係る発光ダイオードチップの封止構造の第３の実施例の配列構造を示す図である。図５は、本発明に係る発光ダイオードチップのパッケージ方法の第１の実施例を示すフローチャットである。図６は、本発明に係る発光ダイオードチップのパッケージ方法の第２の実施例を示すフローチャットである。図７は、本発明に係る発光ダイオードチップのパッケージ方法の第３の実施例を示すフローチャットである。

符号の説明

１ａ基材
１１ａポジ電極エリア
１２ａネガ電極エリア
２ａ発光ダイオード
２１ａポジ電極エリア
２２ａネガ電極エリア
３ａリード線
４ａ蛍光コロイド
１基材ユニット
２発光ユニット
３コロイドユニット
１０基材本体
１１正極導電トレース
１２負極導電トレース
２０発光ダイオードチップ
２０１正極端
２０２負極端

Claims

基材本体および前記基材本体にそれぞれ形成された正極導電トレースおよび負極導電トレースを有する基材ユニットと、
前記基材本体に設けられた複数の発光ダイオードチップを有し、前記発光ダイオードチップ毎に正極端および負極端を有し、かつ、これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端および前記負極端が、前記正極導電トレースおよび前記負極導電トレースに電気的に接続された発光ユニットと、
前記基材ユニットおよび前記発光ユニットを覆うコロイドユニットとを含み、
前記正極導電トレース、前記負極導電トレースの導電により光線を発生する時に、該光線はコロイドユニットにガイドされ前記コロイドユニット上に連続的な発光領域を形成することを特徴とする発光ダイオードチップの封止構造。
前記基材ユニットは、プリント配線基材、フレキシブル基材、アルミニウム基材またはセラミック基材であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、対応しているリード線を介してワイヤボンディングの方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、対応している半田ボールを介してフリップチップの方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
前記半田ボールは熱圧方式で前記基材にフリップチップされていることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、並列の方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、直列の方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップは、直線配列の方式で前記基材ユニットに設けられることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
これらの前記発光ダイオードチップは、複数本の直線配列の方式で前記基材ユニットに設けられることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
各前記発光ダイオードチップは青色発光ダイオードで、前記コロイドユニットは蛍光コロイドであることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
前記コロイドユニットはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップの封止構造。
基材本体および前記基材本体にそれぞれ形成された正極導電トレースおよび負極導電トレースを有する基材ユニットを提供する工程と、
前記基材本体に設けられた複数の発光ダイオードチップを有し、前記発光ダイオードチップ毎に正極端および負極端を有し、かつ、これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端および前記負極端が、前記正極導電トレースおよび前記負極導電トレースに電気的に接続された発光ユニットを、前記基材本体に設ける工程と、
前記発光ユニットは、前記正導電トレース、前記負極導電トレースの通電により光線を発生する時に、該光線はコロイドユニットにガイドされ前記コロイドユニット上に連続的な発光領域が形成するように、前記基材ユニットおよび前記発光ユニット上を前記コロイドユニットで覆う工程と、を含むことを特徴とする発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
前記基材ユニットは、プリント配線基材、フレキシブル基材、アルミニウム基材またはセラミック基材であることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、対応しているリード線を介してワイヤボンディングの方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、対応している半田ボールを介してフリップチップの方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
前記半田ボールは熱圧方式で前記基材にフリップチップされていることを特徴とする請求項１５記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、並列の方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップの前記正極端、前記負極端が、直列の方式で前記正極導電トレース、前記負極導電トレースに電気的に接続されることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップは、直線配列の方式で前記基材ユニットに設けられることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
前記基材ユニットを複数本の前記発光ダイオードチップにカットし、かつ、これらの前記発光ダイオードチップを任意形状に配列して組み合わせることを特徴とする請求項１９記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
これらの前記発光ダイオードチップは、複数本の直線配列の方式で前記基材ユニットに設けられることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
前記基材ユニットを複数本の前記発光ダイオードチップにカットし、かつ、これらの前記発光ダイオードチップを任意形状に配列して組み合わせることを特徴とする請求項２１記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
各前記発光ダイオードチップは青色発光ダイオードで、前記コロイドユニットは蛍光コロイドであることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。
前記コロイドユニットはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１２記載の発光ダイオードチップ構造のパッケージ方法。