JP2015156522A - 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置 - Google Patents

蛍光体コートledのパッケージング方法と装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015156522A
JP2015156522A JP2015113435A JP2015113435A JP2015156522A JP 2015156522 A JP2015156522 A JP 2015156522A JP 2015113435 A JP2015113435 A JP 2015113435A JP 2015113435 A JP2015113435 A JP 2015113435A JP 2015156522 A JP2015156522 A JP 2015156522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
phosphor
leds
layer
led
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015113435A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015156522A5 (ja
Inventor
志翔 曾
Chi-Xiang Tseng
志翔 曾
孝文 李
Hyo-Mun Yi
孝文 李
民聖 呉
Min-Sheng Wu
民聖 呉
天敏 林
tien-ming Lin
天敏 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chip Star Ltd
Original Assignee
Chip Star Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/594,219 external-priority patent/US8765500B2/en
Application filed by Chip Star Ltd filed Critical Chip Star Ltd
Publication of JP2015156522A publication Critical patent/JP2015156522A/ja
Publication of JP2015156522A5 publication Critical patent/JP2015156522A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】蛍光体コートLEDの安価なパッケージ方法と装置を提供する。【解決手段】本発明は、発光ダイオード(LED)のパッケージ方法を提供する。本方法によると、複数のLEDを接着テープ上に載置し、その接着テープを基板上に載置する。ある具体例において、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板である。蛍光体層を複数のLED上にコートする。その後、蛍光体層を硬化する。蛍光体層の硬化後、テープと基板を除去する。その後、代替テープを複数のLEDに取り付ける。基板除去後、ダイシングプロセスを複数のLEDに行う。除去された基板は、その後、別のLEDパッケージングプロセスに再利用される。【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置に関するものであって、特に、蛍光体コート発光ダイオード(LED)のパッケージングに関するものである。
LEDは、電圧が供給されると、発光する半導体光素子である。LEDは、たとえば、装置寸法が小さく、寿命が長く、効率的なエネルギー消費、および、高い耐久性と信頼性等の長所を有しており、LEDの評判はますます高くなっている。近年、LEDは、インジケータ、光センサー、信号機、広帯域データ伝送、LCDディスプレイのバックライトユニット、および、別の適当な照明器具等、各種アプリケーションで発展している。たとえば、LEDは、多くの場合、一般のランプに用いられる従来の白熱電球を代替するために提供される照明器具中に用いられる。
従来、あるLEDパッケージングプロセスは、サポートのためのキャリア基板の使用を含んでいる。LEDダイシングプロセス(dicing process)が行われて、LEDを個片化(チップ化)する(singulate)時、キャリア基板もスライスされる。スライスされたキャリア基板はもう製造に用いられないので、キャリア基板の浪費になる。
よって、現在のLEDのパッケージング方法は、通常、それらの本来の目的に十分であるが、あらゆる面で、全く問題がないわけではない。割安でさらに効率的なLEDパッケージング方法が求められている。
本発明は、蛍光体コートLEDのパッケージングを安価に行うことができる方法とパッケージングされた装置を提供することを目的とする。
本発明の方法によると、複数のLEDが接着テープに貼り付けられ、該接着テープが基板上に設けられる。ある具体例では、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板である。蛍光体層を複数のLED上にコートする。その後、蛍光体層を硬化する。蛍光体層の硬化後、テープと基板を除去する。その後、代替テープを複数のLEDに取り付ける。基板除去後、ダイシングプロセスを複数のLEDに行う。除去された基板は、その後、次のLEDパッケージングプロセスに再利用される。
本発明により、LED製造コストを減少させることができる。また、ダイシングプロセスを素早く行うことができ、LEDパッケージングの効率を向上させることができる。
本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 図4の各素子をダイシングにより個片化してテープを除去した断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 本発明の各種態様による異なる形状の側面光コウモリ翼形(side-lit batwing)LEDダイの断面図である。 本発明の各種態様による異なる形状の側面光コウモリ翼形(side-lit batwing)LEDダイの断面図である。 本発明の各種態様による異なる形状の側面光コウモリ翼形(side-lit batwing)LEDダイの断面図である。 本発明の各種態様によるパッケージングプロセスを行う複数のLEDの断面図である。 図9の各素子をダイシングにより個片化してテープを除去した断面図である。 本発明の各種態様によるLED照明モジュールの具体例を示す図である。 本発明の各種態様によるLED照明モジュールの具体例を示す図である。 本発明の各種態様による各種具体例のLED照明モジュールを示す図である。 本発明の各種態様による各種具体例のLED照明モジュールを示す図である。 本発明の各種態様による例の照明装置の断面図である。 本発明の各種態様による別の例の照明装置の断面図である。 本発明の各種態様によるLEDパッケージ方法のフローチャートである。 本発明の各種態様による複数の蛍光体コートLEDダイを含む照明モジュールを示す図である。
種々の実施例の異なる特徴を説明するため、多くの実施例が開示されている。特に部品および配列の実施例が、開示を簡単化するために記載されている。もちろん、これらは単なる実施例で、発明を限定することは意図されていない。たとえば、第2の構成の上、またはそれより上に第1の構成を形成することは、第1および第2の構成が、直接に接触して形成されること、および第1および第2の構成の間に他の構成が形成され、第1および第2の構成が直接には接触しない実施例を含んでも良いことを意味する。さらに、「上部」、「底部」、「下」、「上」などの便宜的な用語は、実施例の範囲をいかなる特別な方向に限定するものではない。また、種々の特徴は、簡略化と明瞭化のために異なった寸法で描かれている。さらに、本願では、参照符号および/または文字は種々の実施例で繰り返して用いている。この繰り返しは、簡略化と明瞭化のためであり、種々の実施例および/または構成の間での関係を記述するものではない。
半導体装置は、光素子、たとえば、発光ダイオード(LED)を製造するために用いられる。LEDは、オンになると、たとえば、可視スペクトル中の異なる色の光線、および、紫外線または赤外波長の光を発光する。従来の光源(たとえば、白熱電球)と比較すると、LEDを光源とする照明器具は、小形、低エネルギー消費、長寿命、利用可能な色の多様性、および、優れた耐久性と信頼性等の長所を提供する。これらの長所、および、LEDを安価にさらに頑強にするLED製造技術中の長所は、近年、人気が高まりつつあるLEDベースの照明器具に加えられている。
光源、LEDダイまたはエミッタは、照明器具に必要とされる光線の色を自然発光することができない。たとえば、多くのLEDエミッタは、青色光を自然発光する。しかし、LEDベースの照明器具は、従来のランプの光出力に見劣りしない白色光に近い光線を生成することが望まれる。よって、光変換材料、たとえば、蛍光体が用いられて、光出力色を一色から別の色に変換して用いられている。たとえば、黄色蛍光体材料は、LEDダイにより発光される青色光を、白色に近い色に変化させることができる。あるLEDパッケージングプロセスにおいて、蛍光体材料は、キャリア基板上に設けられる複数のLED上にコートされる。ダイシングプロセスが行われて、LEDが隣接LEDから分離される(すなわち、単一化(個片化))時、その下部のキャリア基板もダイスされる。ダイスされたキャリア基板は再利用可能ではない。よって、製造において、従来のLEDパッケージングプロセスは、浪費と非効率性を招く。
本発明の各種態様により、キャリア基板を浪費することなく、蛍光体コートLEDをパッケージングする方法が以下で説明される。
図1から図6は、本発明の幾つかの具体例によるパッケージングの各種段階の複数のLEDの断面図である。図1を参照すると、基板100が提供される。基板100は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、窒化ガリウム基板または、機械強度とサポートを提供できる別の適当な基板を含む。基板100はキャリア基板とも称される。テープ105が基板100上に設置される。ある具体例において、テープ105は接着剤を含む。
複数の半導体フォトニックダイ110がテープ105上に設けられる。半導体フォトニックダイ110は、照明器具の光源として機能する。以下で記述される具体例において、半導体フォトニックダイ110はLEDダイで、以下の段落で、LEDダイ110と称される。図1に示されるように、LEDダイ110は互いに物理的に相隔てられる。ある具体例において、LEDダイ110は、ほぼ均等に、隣接LEDダイから隔てられている。
LEDダイ110は、それぞれ、成長基板上で形成または成長される二個の反対の導電型にドープされる半導体層を含んでいる。成長基板は、サファイヤ、シリコン、炭化ケイ素、窒化ガリウム等であり、これは、示される各LEDダイ110中に含まれている。反対の導電型にドープされる半導体層は、異なるタイプの導電性を有する。たとえば、これらの半導体層のひとつは、n型ドーパントがドープされた材料を含み、二個の半導体層のもうひとつは、p型ドーパントがドープされた材料を含んでいる。ある具体例において、反対導電型にドープされる半導体層は、それぞれ、“III-V”族(またはグループ)化合物を含む。さらに詳細には、III-V族化合物は、周期表“III”族の元素および周期表“V”族の別の元素を含む。たとえば、III族元素は、ボロン、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびチタニウムを含み、V族元素は、窒素、リン、砒素、ビスマスを含む。ある具体例において、反対導電型にドープされる半導体層は、それぞれ、pドープ窒化ガリウム(p−GaN)材料およびnドープ窒化ガリウム材料(n−GaN)を含む。p型ドーパントはマグネシウム(Mg)を含み、n型ドーパントは、カーボン(C)またはシリコン(Si)を含む。
LEDダイ110は、それぞれ、発光層、たとえば、反対導電型ドープ層の間に設けられる多重量子井戸(MQW)層を含む。MQW層は、たとえば、窒化ガリウムおよびインジウム窒化ガリウム(InGaN)のような活性材料の交互層(または周期層)を含む。たとえば、MQW層は、多数の窒化ガリウム層および多数のインジウム窒化ガリウム層を含み、窒化ガリウム層およびインジウム窒化ガリウム層が、交互にまたは周期的方式で形成される。ある具体例において、MQW層は、10層の窒化ガリウムおよび10層のインジウム窒化ガリウムを含み、インジウム窒化ガリウム層が窒化ガリウム層上に形成され、別の窒化ガリウム層がインジウム窒化ガリウム層上に形成される。発光効率は、交互層の数量と厚さに基づく。他の具体例において、MQW層以外の適当な発光層が代わりに用いられる。
各LEDダイは、プリストレイン層(pre-strained layer)および電子ブロッキング層を含んでも良い。プリストレイン層はドープされ、且つ、歪みを解放し、MQW層中のQCSE(Quantum Confined Stark Effect:量子閉じ込めシュタルク効果:量子井戸の光線吸収スペクトルへの外部電場の影響)を減少させる。電子ブロッキング層は、ドープアルミニウム窒化ガリウム(AlGaN)材料を含み、ドーパントはマグネシウムを含む。電子ブロッキング層は、電子とホールのキャリアを閉じ込め、MQW層内で再結合するのを助け、MQW層の量子効率を改善し、好ましくないバンド幅の放射を減少させる。
ドープ層およびMQW層は全て従来のひとつまたはそれ以上のエピタキシャル成長プロセスにより形成される。たとえば、これらの層は、プロセス、たとえば、有機金属気相成長(metal organic vapor phase epitaxy、MOVPE)、分子線エピタキシー(MBE)、有機金属化学気相成長法(MOCVD)、ハイドライド気相成長(HVPE)、液相エピタキシャル成長(LPE)または別の適当なプロセスにより形成される。これらのプロセスは、適当な堆積処理チャンバで、セ氏数百度から1000度以上の温度で行なわれる。
nドープ半導体層、pドープ半導体層およびその間に設けられるMQWは、LEDのコア部分を構成する。電圧(または電荷)がLED110のドープ層に供給されると、MQW層は、たとえば、光線のような輻射線を放射する。MQW層により放射される光線の色は輻射線の波長に対応する。輻射線は、たとえば、青色光のような可視光、またはたとえば、紫外線(UV)光のような非可視光である。光の波長(および光線の色)は、MQW層を形成する材料の組成と構造を変化させることにより調整することができる。たとえば、ここで、LEDダイ110は青色LEDエミッタで、つまり、それらは、青色光を放射するように設定される。ある具体例において、LEDダイ110の中心波長(またはピーク波長)は、約440nmから約465nmの範囲で調整される。
図1に示されるように、各LEDダイ110は、金属パッドを含む二個の導電端子120Aと120Bも含んでいる。LEDダイ110への電気接続が、導電端子120A/120Bにより構築される。この具体例において、導電端子120A/120Bのひとつはp端子(すなわち、LEDダイ110のp−GaN層に電気的に結合される)、もうひとつの導電端子120A/120Bはn端子(すなわち、LEDダイ110のn−GaN層に電気的に結合される)である。よって、電圧が、端子120Aと120B(導電パッド60Bにより)に供給されて、LEDダイ110から光出力を生成する。
ある具体例において、LEDダイ110はすでにビニングプロセス(binning process)を受けている。さらに詳細には、複数のLEDダイは、標準のLED製造プロセスを用いて製造されている。これらのLEDダイは、異なる領域、たとえば、光出力強度、色、経常消費、漏れ、抵抗等中、パフォーマンス特性を変化させる。ビニングプロセスは、これらのパフォーマンス領域中の各ダイのパフォーマンスにしたがって、これらのLEDダイを、異なるカテゴリー(またはビン)に分割または割り当てる工程を含んでいる。たとえば、ビン1は、所定スレショルドを満たす光出力強度を有するLEDダイを含み、ビン10は、重大なパフォーマンス失効を有するLEDダイを含み、よって、廃棄される必要がある。LEDダイのビニング後、ひとつ以上のあるビンからのLEDダイのサブセットが選択されて、LEDダイ110として取り付けられる。LEDダイ110の選択されたサブセットは再構築LEDダイとも称される。
隣接LEDダイ110間の間隔が調整可能であることも理解できる。つまり、設計要求と製造会社に基づいて、隣接するLEDダイ110間の空間は、テープ105上のそれらの配置に先立って、増加または減少する。ある具体例において、隣接LEDダイ110を分離する空間は、約0.5mmから約2mm、たとえば、約1mmである。
図2を参照すると、光変換材料150、たとえば、蛍光体薄膜が全LEDダイ110にコートされる。さらに詳細には、蛍光体薄膜150が、LEDダイ110露出表面、および、テープ105および/または基板100の露出表面にコートされる。蛍光体薄膜150は、蛍光体材料および/または蛍光体を含んでいる。蛍光体薄膜150が用いられて、LEDダイ110により放射される光線の色を変換する。ある具体例において、蛍光体薄膜150は黄色蛍光体粒子を含み、且つ、LEDダイ110により放射される青色光を異なる波長光に変換することができる。別の具体例において、二重リン光体が用いられ、黄色粉末および赤色粉末蛍光体を含む。蛍光体薄膜150の材料組成を変化させることにより、所望の光出力色(たとえば、色々に類似する色)が達成される。ある具体例において、蛍光体薄膜150は、少なくとも二個のサブレイヤー(すなわち、複合層構造)を含む。たとえば、これらのサブレイヤーのひとつは、蛍光体粒子と混合されるゲルを含み、これらのサブレイヤーのもうひとつは、拡散粒子と混合されるゲルを含む。別の例によると、これらのサブレイヤーのひとつは、ゲルと混合される黄色蛍光体粒子を含み、これらのサブレイヤーのもうひとつは、ゲルと混合される赤色蛍光体粒子を含む。
濃縮された粘性流体媒体(たとえば、液状接着剤またはゲル)中、蛍光体薄膜150がLEDダイ110表面にコートされる。ある具体例において、粘性流体はシリコンエポキシを含み、約1.4から約2の屈折率である。ある具体例において、拡散粒子が粘性流体中で混合される。拡散粒子は、たとえば、シリカ、PMMA、ZrO2またはシリコンを含む。ある別の例において、一層の粘性流体は蛍光体粒子と混合され、もう一層の粘性流体は拡散粒子と混合され、二層の粘性流体のうちの一層がもう一層に塗布される。同様に、ある具体例において、一層の粘性流体が黄色蛍光体と混合され、もう一層の粘性流体が赤色蛍光体と混合される。蛍光体薄膜150が用いられて、ゲルと混合される単層の蛍光体またはゲルと混合される複数層の蛍光体を示す。粘稠液がセットするか硬化するとき、蛍光体材料はLEDパッケージの一部になる。ある具体例において、約セ氏130度から約セ氏170度の間の硬化温度が用いられる。
ウェハプロービングはこの段階で行われる。つまり、LEDダイ110は、導電端子120Aと120Bにより電気的にアクセスされる。このウェハプロービングプロセスが行われて、LEDダイ110から、光出力パフォーマンス、たとえば、LEDダイ110の色温度に関連するパフォーマンス等を判断する。光出力パフォーマンスが十分でない場合、蛍光体材料150の作り方が修正されて、光出力パフォーマンスを改善する。
図3を参照すると、基板100が除去される。ある具体例において、基板100は、レーザーリフトオフプロセスにより除去される。別の具体例において、基板100は、エッチングプロセスまたは別の適当なプロセスを用いて除去される。
その後、図4を参照すると、ダイシングプロセス155が行われて、LEDダイ110に単一化(個片化)する。ある具体例において、ダイソー(die saw)を用いて、ダイシングプロセス155が行われる。別の具体例において、別の適当な切断/スライス手段が用いられる。ダイシングプロセス155の一部として、隣接するLEDダイ110間の蛍光体材料150が完全にスライスされて、LEDダイ110を分離する。このように、複数の単一接合蛍光体チップ160(図5に示される)が形成される。各チップ160は、蛍光体薄膜150で囲まれるLEDダイ110を含んでいる。つまり、これらのLEDダイがダイスされ、個々のパッケージ処理を受ける前、蛍光体コーティングは、一括して、全LEDダイ110に適用される。テープ105が各チップ160から除去される。ある具体例において、チップ160の設置面積は、約(1〜2)mm×(1〜2)mmである。
ある状況において、基板100が除去される間(図3)、テープ105が損傷する。これらの状況下で、損傷したテープ105がLEDダイ110から除去され、ダイシングプロセス155が実行される前、図6に示されるように、新しいテープ165がLEDダイ110の再固定に用いられる。
新しいテープ165が用いられるかどうかにかかわらず、ダイシングプロセス155が行われる前、基板100が除去されることが理解できる。全ての長所が討論されているのではないが、そうすることによって、幾つかの長所が現存の方法に提供され、別の具体例は異なる長所を提供し、特定の長所が任意の具体例に必要ではない。一長所は、基板100の除去が、ダイシングプロセス155により切断またはダイスされないことを意味することである。それゆえに、基板100は無傷で、且つ、製造に再度用いられる。たとえば、基板100は、LEDダイの異なるバッチのキャリア基板として用いられる。基板100の再使用可能性は、LED製造コストを減少させる。別の長所は、基板100がダイシングプロセス155の一部になる必要がないので、ダイシングプロセス155がより早く行え、LEDパッケージングの効率を向上させることである。この他、本発明の具体例は、現存のLED製造/パッケージングプロセスに容易に整合することができるフレキシブルなプロセスを必要とする。
図7から図9は、本発明の別の具体例によるパッケージの各種段階の複数のLEDの断面図である。一貫性と明瞭さの理由から、図1から図9の類似素子は同じ符号で示されている。図7を参照すると、複数のLEDダイ110が基板100上に設けられている。蛍光体薄膜150がLEDダイ110にコートされる。しかし、図1から図6と異なり、蛍光体薄膜150はモールディングステンシル170により形成される。モールディングステンシル170により形成され、硬化する結果、蛍光体薄膜150の上表面175Aは、各LEDダイ110で、凸面のドーム状の形状を示している。つまり、各LEDダイ110に対し、実質的に、丸くなり、カーブする蛍光体薄膜150の上表面180の一部がある。蛍光体薄膜150のこの幾何学形状は、LEDダイ110の下部より放射される光線の集光を助け、これにより、LEDダイ110のレンズとなる。
蛍光体薄膜150のドーム状の形状は単なる例であることが理解できる。別の具体例において、異なるプロファイルが蛍光体薄膜150のために達成されて、蛍光体薄膜は、さらに、LEDダイ110の所望のレンズとして機能することができる。たとえば、図8Aから図8Cは、蛍光体薄膜150の異なる幾何学形状を説明する。同じ蛍光体形状が各複数のLEDダイ110に達成されることが理解できるが、簡潔にするため、各図は、単一LEDダイ110の幾何学形状を示している。図8Aにおいて、蛍光体薄膜150が形成されて(たとえば、適当なモールディングステンシルにより)、その上表面175Bは凹V字形状を示す。図8Bにおいて、蛍光体薄膜150が形成されて(たとえば、適当なモールディングステンシルにより)、その上表面175Cは凹W字形状を示す。図8Cにおいて、蛍光体薄膜150が形成されて(たとえば、適当なモールディングステンシルにより)、その上表面175Dは凹U字形状を示す。
図8Aから図8Cに示されるように、反射層178が各蛍光体薄膜150の表面175B/175C/175D上に形成される。ある具体例において、反射層178は、金属材料、たとえば、銀またはアルミニウムを含む。反射層178は、放射、たとえば、LEDダイ110により発射される光線を反射する。よって、光線は上方向に伝播しない。代わりに、反射層178の存在により、光線は横向き方式で伝播する。よって、図8Aから図8Cに示される各蛍光体形状は側面光コウモリ翼形である。図8Aから図8C中に示される蛍光体コーティング(レンズとして機能)を有するLEDダイ110は、側面光コウモリ翼形エミッタである。比較すると、ランバートエミッタ(たとえば、図7に示されるドーム状の蛍光体を有するLEDダイ110)は、横方向と垂直方向(すなわち、真っ直ぐ上)に発光する。
適当なランバートまたは側面光コウモリ翼形を有する蛍光体薄膜150の形成の長所はコスト効果が高いことである。蛍光体薄膜150自身がレンズとなるので、追加のセカンダリレンズが必要ない。この他、潜在的なセカンダリレンズの除去がLEDパッケージのサイズを減少させ、これにより、パッケージ全体をさらにコンパクトにする。追加の蛍光体形状が達成されるが、それらは、簡潔にするため、特に説明または討論されないことが理解できる。さらに、説明を提供する目的のため、図8から図9に示される具体例と以下の討論は、蛍光体薄膜150のドーム状の形状を用いているが、図8Aから図8Cの別の側面光コウモリ翼形も適用できる。
図9を参照すると、蛍光体薄膜150を形成し、硬化した後、基板100を除去して、後のために、基板100を保存する。ある具体例において、テープ105は除去される必要がない。別の具体例において、テープ105も除去され、新しいテープ165が用いられて、除去されたテープ105を代替する。その後、ダイシングプロセス155を行なって、LEDダイ110を単一化する。その結果、図10に示されるように、個々のLEDチップ160が形成される。ダイシングプロセス前に、基板100が除去されるので、再度基板100が製造/パッケージングプロセスに利用され、これにより、パッケージ時間とコストを減少させることができる。
図5および図10に示される単一化されたLEDチップ160は、単一接合型LEDチップと称される。しかし、本発明のコンセプトは、マルチ接合型LEDチップにも適用される。たとえば、図11Aは、LED照明モジュール180の簡潔な図である。LED照明モジュール180は、一列に配列された複数のLEDダイ110を有している。LEDダイ110は、図1から図10で説明されたものと同様のパッケージングプロセスを適用できる。しかし、図1から図10に関連する具体例と異なり、LEDダイ110は、個々のLEDチップに単一化されない。代わりに、ダイシングプロセスが実行されて、それら(すなわち、LEDの列)が一緒にされて、ダイスされない。これを達成するため、ダイシングプロセスは一方向にだけ行われ(たとえば、水平方向だけまたは垂直方向だけにダイス)、LEDダイのマトリクスが、LEDダイの複数の行(または複数の列)にダイスされる。あるいは、二次元のダイシングがさらに用いられるが、これらのLEDダイがダイシングによりLEDダイの隣接の行(または列)から分離されても、行(または列)中の所定数量のLEDダイは、行(または列)中のLEDダイをダイスする。再度、ダイシングプロセスの実行前、基板100が除去され、これにより、基板100が再利用される。蛍光体薄膜150がLEDダイ110の列を被覆する。任意の状況下で、LED照明モジュール180中のLEDダイ110の列が回路基板185、たとえば、プリント回路基板(PCB)上に配置される。
理解できることは、伝送または拡散ハウジングにより、光線モジュール180を組み込んだT5またはT8タイプのライトチューブの照明器具を容易に形成できる。たとえば、図11Bは、ライトチューブ186のT5またはT8タイプの断面図である。ライトチューブ186は、ほぼ円形または丸いハウジング187を有する。ハウジング187は、発光素子、たとえば、上記の蛍光体コートLEDダイ110(1個だけ断面図で示される)に、カバーと保護を提供する。たとえば、LEDダイ110が、図11Aに示されるPCB回路基板185上に設けられる照明モジュール180として実施される。PCB回路基板185は、ヒートシンク188に熱伝導良く結合される。蛍光体は適当な形状にモールドされて、適当なレンズとして機能するので、もう、蛍光体コートLEDダイ110はセカンダリレンズを必要としない。よって、ライトチューブ186はフレキシブルに設置されて、所望のタイプの光出力を有する。
図12は、マトリクスに配列された複数のLEDダイ110(すなわち、行と列)を有する別のLED照明モジュール190を示す図である。これらのLEDダイ110は、キャリア基板をダイシングすることなく、単一化されている。ダイシングプロセスの前、蛍光体薄膜150がLEDダイ110に適用される。ダイシングプロセス後、各LEDダイ110が蛍光体薄膜150でコートされる。LEDダイ110は、回路基板185、たとえば、PCB上に設置される。
図13は、マトリクスに配列された複数のLEDダイ110(すなわち、行および列)を有するさらに別のLED照明モジュール200を示す図である。これらのLEDダイ110は、キャリア基板をダイシングすることなく、単一化されている。さらに、これらのLEDダイ110はLEDのアレイとして形成される。つまり、ダイシングプロセスにおいて、これらのLEDダイ110は一緒にまとめられ(それらを分離するダイシングをしない)、それらは、一括して、別のLEDアレイから分離される。ダイシングプロセスの前、蛍光体薄膜150は、一括して、全LEDダイ110に適用される。ダイシングプロセス後、LEDダイのアレイは、一括して、蛍光体薄膜150でコートされる。LEDダイ110は、その後、回路基板185、たとえば、PCB上に設置される。
同様に、回路基板185上に設置されるLEDダイ110がマトリクス形状である場合、伝送または拡散ハウジング(たとえば、図11Bのハウジング187に類似するハウジング)により、光線モジュール190または200に組み込まれる電球(MRシリーズの電球を含む)、パーライトまたはダウンライトの照明器具も容易に形成できる。簡潔にするため、特定のタイプの照明器具はここで特に説明しない。
図14は、本発明の各種具体例によるLEDチップ160を用いたマルチチップ照明ユニット240Aを示す図である。照明ユニット240Aはサポート素子250を含む。ある具体例において、サポート素子250は、メタルコアプリント回路基板(MCPCB)を含む。MCPCBは、アルミニウム(またはそれらの合金)でなる金属ベースを含む。MCPCBは、金属ベース上に設置され、熱伝導性を有するが、電気的に絶縁される誘電層も含む。MCPCBは、誘電層上に配置される銅からなる薄膜金属層も含む。別の具体例において、サポート素子250は、別の適当な材料、たとえば、セラミック、銅またはシリコンを含む。サポート素子250はアクティブ回路を含み、且つ、相互接続を構築する。
その名称が意味するように、マルチチップ照明ユニット240Aは複数のLEDダイ110を含む。LEDダイ110は、上述の単一接合蛍光体コートLEDチップ160の一部である。簡潔にするため、LEDチップ160の導電端子は示されない。記述される具体例において、LEDダイ110は互いに物理的に相隔てられる。
照明ユニット240Aは拡散キャップ260も含んでいる。拡散キャップ260は、サポート素子250上に位置するLEDダイ110のカバーの機能も有する。つまり、LEDダイ110は、一括して、拡散キャップ260およびサポート素子250によりカプセル化される。サポート素子250は、拡散キャップ260により完全に被覆されるか、または被覆されなくても良い。ある具体例において、拡散キャップ260は、曲面またはプロファイルを有している。ある具体例において、曲面は半円の曲線をたどるので、LEDダイ110から放射される光線の各ビームは、実質的に直角方向の入射角、たとえば、90度から数度以内の範囲で、拡散キャップ260表面に到達する。拡散キャップ260の曲線形は、LEDダイ110により放射される光線の全反射(TIR)の減少を助ける。ある具体例において、拡散キャップ260は凹凸表面を有し、入射光をさらに散乱させる。
ある具体例において、LEDダイ110と拡散キャップ260間の空間は、光学ゲル270とも称される光学グレードのシリコンベース接着剤270により充填される。これらの具体例では、拡散粒子は光学ゲル270中に混合され、さらに、LEDダイ110により放射される光線を拡散する。別の具体例において、LEDダイ110と拡散キャップ260間の空間は空気が充填される。
サポート素子250は、放熱板300と称される熱散逸構造300上に位置する。放熱板300は、サポート素子250により、熱的に、LEDダイ110に結合される。放熱板300が設置されて、周囲の雰囲気への放熱を促進する。放熱板300は、熱伝導材、たとえば、金属材料を含む。放熱板300の形状と構造は、家庭の電球にフレームワークを提供し、同時に、LEDダイ110からの熱を拡散または導くように設計される。伝熱性を増加するため、放熱板300は、放熱板300の本体から外側に突出する複数のフィン310を有する。フィン310は、周囲の雰囲気に露出する表面を有し、伝熱を促進する。ある具体例において、熱伝導材は、基板250と放熱板300との間に設けられる。たとえば、熱伝導材は、熱グリース、金属パッド、はんだ等を含む。熱伝導材は、さらに、LEDダイ110から放熱板300への伝熱を増加する。
マルチチップ照明器具に加え、本発明のコンセプトは、単一チップ照明ユニット、たとえば、図15に示される単一チップ照明ユニット240Bにも応用される。複数のLEDチップ160を光源(たとえば、図14のマルチチップ照明器具240A)とするのに代わり、単一チップ照明ユニット240Bは、単一LEDチップ160を有して、光線を生成する。マルチチップ照明ユニット240Aと同様に、単一チップ照明ユニット240Bは、追加電子回路を保護し、相互接続を提供するサポート素子250、光学的考察の拡散キャップ260、拡散キャップ260とサポート素子250間の光学ゲル270および熱散逸放熱板300を含む。単一チップ照明ユニット240Bは、光出力を促進する追加素子を含むが、簡潔にするため、これらの追加素子は詳述しない。
図16は、本発明の各種態様によるLEDパッケージ方法400のフローチャートである。方法400はステップ410を含み、複数のLEDが提供される。LEDが接着テープ上に配置される。テープは基板上に配置される。ある具体例において、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板のどれかである。ある具体例において、LEDは、複数のビンに関連するLEDの群から選択される。選択された複数のLEDは、すべて、複数のビンのサブセットに属する。
方法400はステップ420を含み、蛍光体層が複数のLED上にコートされる。蛍光体層は、黄色蛍光体または黄色および赤色蛍光体粒子の組み合わせを含む。蛍光体粒子は粘性流体中で混合される。ある具体例において、粘性流体は拡散粒子も含む。
方法400はステップ430を含み、蛍光体層が硬化する。蛍光体層の硬化は、所望の形状を維持するのを補助する。ある具体例において、硬化は高温で行われ、たとえば、温度は、セ氏約130度からセ氏約170度である。
方法400はステップ440を含み、テープと基板が除去される。
方法400はステップ450を含み、代替テープが複数のLEDに取り付けられる。
方法400はステップ460を含み、基板の除去後、ダイシングプロセスが複数のLEDに行われる。よって、ダイシングプロセスは、基板をダイシングする工程を含まない。
方法400はステップ470を含み、除去された基板はリサイクルされるかまたは今後のLEDパッケージプロセスに再利用される。つまり、除去された基板は、パッケージが必要な異なる複数のLEDのキャリア基板として用いられる。
追加プロセスは、工程410から440の前、期間中、または、後に実行されて、照明装置の製造を完成する。たとえば、ある具体例において、方法400は、蛍光体層のモールディングステップを含み、蛍光体層は、それぞれ、ドーム状の形状または凹V字型、U字型またはW字型形状を有する複数のセグメントを有する。これらのセグメントは、それぞれ、LEDのそれぞれの上に設けられる。これらのセグメントは、その下にあるLEDのレンズとして機能する。簡潔にするため、別の追加のプロセスはここで記述しない。
図17は、ある具体例の前述の照明ユニット240Aを含む照明装置500を示す図である。照明装置500は、ベース510、ベース510に取り付けられる本体520、および、本体520に取り付けられる照明アセンブリ530を有する。ある具体例において、照明アセンブリ530はダウンランプ(またはダウンライト照明モジュール)である。別の具体例において、照明アセンブリ530はその他のタイプの光線、たとえば、パーライトまたはライトチューブである。照明アセンブリ530は、室内照明または室外照明、たとえば、街灯または道路灯に用いられる。
照明アセンブリ530は、図1から図16で記述される照明ユニット(240Aまたは280B)または光線モジュール(180、190または200)を含む。つまり、照明装置500の照明アセンブリ530はLEDベースの光源を含み、LEDダイは局部的に蛍光体がコートされている。照明アセンブリ530のためのLEDパッケージングは、光出力540を生成するように構成される。理解できることは、ある具体例において、光学ゲルまたは拡散キャップを用いない光モジュールも、照明装置500の光源(たとえば、照明アセンブリ530)としても用いられる。
本発明の一態様は一つの方法を含む。本方法は、基板上に設けられる複数の発光ダイを提供する工程と、蛍光体材料を複数の発光ダイに供給する工程と、蛍光体材料の供給後、基板を除去する工程と、基板除去後、ダイシングプロセスを複数の発光ダイに行う工程と、を含む。
ある具体例において、本方法は、基板を今後の製造プロセスに再利用する工程を含む。
ある具体例において、本方法は、さらに、基板除去前、蛍光体材料をモールディングする工程を含み、各発光ダイ上に設けられる蛍光体材料の部分は、ドーム状、曲線、VまたはW形状を有する。
ある具体例において、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板のひとつを含む。
ある具体例において、接着テープが、基板と複数の発光ダイとの間に設けられる。ある具体例において、方法は、さらに、テープを除去する工程と、基板とテープの除去後、ダイシングプロセスの前、異なるテープを複数の発光ダイに取り付ける工程を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、基板除去前、蛍光体材料を硬化する工程を含む。
ある具体例において、発光ダイは、ビニング(binning)プロセスを受けた発光ダイオード(LED)を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、取り付けの前、ひとつ以上の発光ダイをその光源とする照明モジュールを製造する工程を含む。
本発明の別の態様は、発光ダイオード(LED)のパッケージングする方法を含む。本方法は、テープを複数のLEDに取り付け、テープが基板上に設置される工程と、蛍光体薄膜を複数のLEDにコートする工程と、蛍光体薄膜を硬化する工程と、硬化後、基板を除去する工程、および、基板の除去後、LEDを単一化する工程、を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、基板をその後のLEDパッケージプロセスにリサイクルする工程を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、基板除去前、モールディング装置により、蛍光体薄膜の形状を構成する工程を含む。ある具体例において、蛍光体薄膜は複数のドームを有するように形成され、ドーム形状が、それぞれ、LED上に設けられる。
ある具体例において、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板のひとつを含む。
ある具体例において、方法は、さらに、LEDを単一化(個片化)する前、テープを除去し、除去されたテープを異なるテープで置き換える工程を含む。
ある具体例において、単一化工程は、機械ダイソー(mechanical die-saw)プロセスを含む。
ある具体例において、方法は、さらに、ビニングプロセスをLED群に実行する工程と、LEDの群のサブセットを、テープに取り付けられる複数のLEDとして選択する工程と、を含む。
本発明の別の態様は、発光ダイオード(LED)の製造方法を含む。本方法は、接着テープ上に複数のLEDを設け、テープを基板上に設ける、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板の一つを含む工程と、蛍光体層を複数のLEDにコートする工程と、蛍光体層を硬化する工程と、硬化後、テープと基板を除去する工程と、代替テープを複数のLEDに取り付ける工程と、基板の除去後、ダイシングプロセスを複数のLEDに行う工程と、基板をその後別のLEDパッケージングプロセスに再利用する工程と、を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、蛍光体層をモールディングする工程を含み、蛍光体層は、個々のLED上に設けられる複数の曲線セグメントを含む。
ある具体例において、準備工程は、複数のビンに関連するLEDの群から、複数のLEDを選択する工程を含み、選択される複数のLEDは、すべて、複数のビンのサブセットに属する。
本発明のさらに別の態様は、発光ダイオード(LED)のパッケージ方法を含む。本方法は、テープを複数のLEDに取り付け、テープが基板上に設置される工程と、蛍光体薄膜を複数のLEDにコートする工程と、蛍光体薄膜を硬化する工程と、硬化後、基板を除去する工程と、基板の除去後、LEDを単一化する工程、を含む。
ある具体例において、ある方式で、基板の除去が行われて、基板がリサイクルされる。
ある具体例において、方法は、基板除去前、モールディングステンシルで、蛍光体薄膜の形状をモールディングする工程を含む。ある具体例において、モールディングが行われて、蛍光体薄膜は、形状が、凹V字型、凹W字型および凹U字型、複数のドームのどれかである複数の部分を形成し、蛍光体薄膜の各部分は、それぞれ、異なるLEDに設けられる。ある具体例において、本方法は、さらに、蛍光体薄膜の硬化後、基板の除去前、反射層を蛍光体薄膜上に形成する工程を含む。ある具体例において、モールディングが行われて、蛍光体薄膜は、凸面ドーム状形状を有する複数の部分に形成され、蛍光体薄膜の各部分は、それぞれ、異なるLED上に設けられる。
ある具体例において、単一化工程は、さらに、LED間の領域を機械的に切断し、LEDを分離する工程を含む。
ある具体例において、方法は、さらに、LEDの群を複数のビンにビニングする工程と、複数のビンのサブセット中のLEDを、前記テープに取り付けられる複数のLEDとして選択する工程と、を含む。
本発明の別の態様は、発光ダイオード(LED)の製造方法を含む。本方法は、接着テープ上に設けられる複数のLEDを提供し、テープが基板上に設けられ、基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板のどれかである工程と、蛍光体層を複数のLEDにコートし、蛍光体層が複数のサブレイヤーを含む工程と、蛍光体層を硬化する工程と、反射層を蛍光体層上に形成する工程と、反射層の形成後、テープを再固定する工程と、反射層の形成後、基板を除去し、基板除去が実行されて、基板が再利用可能になる工程と、代替テープを複数のLEDに取り付ける工程、および、基板の除去後、ダイシングプロセスを複数のLEDに実行する工程、を含む。
ある具体例において、蛍光体層のサブレイヤーのひとつは、蛍光体粒子と混合されるゲルを含み、もうひとつのサブレイヤーは、拡散粒子と混合されるゲルを含む。
ある具体例において、蛍光体層の一サブレイヤーは、ゲルと混合される黄色蛍光体粒子を含み、もうひとつのサブレイヤーは、ゲルと混合される赤色蛍光体粒子を含む。
ある具体例において、反射層は銀またはアルミニウムを含む。
ある具体例において、方法は、さらに、蛍光体層をモールディングする工程を含み、蛍光体層は、個々のLED上に設置される複数の所定のセグメントを有する。ある具体例において、所定のセグメントは、それぞれ、凹V字型、凹U字型および凹W字型を有する。ある具体例において、所定のセグメントは、それぞれ、凸面ドーム状の形状を有する。
ある具体例において、準備工程は、複数のビンに関連するLEDの群から、複数のLEDが選択される工程を含み、選択される複数のLEDは、すべて、複数のビンのサブセットに属する。
本発明の別の態様は照明装置を含む。照明装置は白色発光ダイを含み、白色発光ダイは、第一導電型半導体層と、第一導電型半導体層上の発光層と、発光層上の第二導電型半導体層と、第一導電型半導体層から離れた第二導電型半導体層表面上の二個の導電端子、および、第一導電型半導体層、発光層、第二導電型半導体層および二個の導電端子が被覆される蛍光体薄膜を有し、蛍光体薄膜は、第一サブレイヤーおよび第一サブレイヤー上に設けられる第二サブレイヤーを有する。
ある具体例において、第一サブレイヤーは、蛍光体粒子と混合されるゲルを含み、第二サブレイヤーは、拡散粒子と混合されるゲルを含む。
ある具体例において、第一サブレイヤーは、ゲルと混合される黄色蛍光体粒子を含み、第二サブレイヤーは、ゲルと混合される赤色蛍光体粒子を含む。
ある具体例において、蛍光体薄膜は、凸面ドーム状の形状を有する。
ある具体例において、蛍光体薄膜の形状は、凹V字型、凹U字型または凹W字型のどれかである。ある具体例において、照明装置は、さらに、蛍光体薄膜上に設けられる反射層を含む。
ある具体例において、蛍光体薄膜の屈折率は約1.4から約2.0である。
ある具体例において、照明装置は、さらに、複数の白色発光ダイが位置するサポート素子を含む。ある具体例において、照明装置は、さらに、サポート素子および複数の白色発光ダイが位置するハウジングを含む。ある具体例において、ハウジングが、電球、ライトチューブ、パーライトおよびダウンライトのひとつに設置される。ある具体例において、複数の白色発光ダイが行で配列される。ある具体例において、複数の白色発光ダイがマトリクスで配列される。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
100 基板
105 テープ
110 半導体フォトニックダイ
120A、120B 導電端子
60B 導電パッド
150 光変換材料
155 ダイシングプロセス
160 チップ
165 新しいテープ
170 モールディングステンシル
175B 上表面
175C 上表面
175D 上表面
178 反射層
185 PCB回路基板
186 ライトチューブ
187 ハウジング
188 ヒートシンク
190 LED照明モジュール
200 LED照明モジュール
240A マルチチップ照明ユニット
240B 単一チップ照明ユニット
250 サポート素子
260 拡散キャップ
270 光学ゲル
300 熱散逸構造
310 フィン
400 方法
500 照明装置
510 ベース
520 本体
530 照明アセンブリ

Claims (28)

  1. テープを複数のLEDに取り付け、前記テープを基板上に設ける工程と、
    蛍光体薄膜を前記複数のLEDにコートする工程と、
    前記蛍光体薄膜を硬化させる工程と、
    前記硬化工程後、前記基板を除去する工程、および、
    前記基板除去後、前記LEDを単一化する工程、
    を含むことを特徴とする発光ダイオード(LED)のパッケージ方法。
  2. 前記基板の除去、前記基板がリサイクルされるように行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記基板除去前に、モールディングステンシルで、前記蛍光体薄膜の形状を決めるモールディング工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記モールディングが行われて、前記蛍光体薄膜が、それぞれ、凹V字型、凹W字型および凹U字型、複数のドーム型のどれかである複数の部分を形成し、前記蛍光体薄膜の各部分が、それぞれ、異なる前記LED上に設けられることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記蛍光体薄膜の硬化後、前記基板の除去前、前記蛍光体薄膜上に反射層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記モールディングが行われて、前記蛍光体薄膜が、それぞれが凸面ドーム状形状を有する複数の部分を形成し、前記蛍光体薄膜の各部分が、それぞれ、異なる前記LEDに設けられることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  7. 前記単一化工程は、さらに、LED間の領域を機械的に切断し、LEDを分離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. LEDの群を複数のビンにビニングする工程と、
    前記複数のビンのサブセット中のLEDを、前記テープに取り付けられる前記複数のLEDとして選択する工程と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 接着テープ上に複数のLEDを載置し、前記テープを基板上に載置する、前記基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板および窒化ガリウム基板のどれかである工程と、
    蛍光体層を前記複数のLEDにコートし、前記蛍光体層が複数のサブレイヤーを含む工程と、
    前記蛍光体層を硬化させる工程と、
    反射層を前記蛍光体層に形成する工程と、
    前記反射層の形成後、前記テープを再固定する工程と、
    前記反射層の形成後、前記基板を除去し、前記基板を除去し、前記基板を再利用可能にする工程と、
    代替テープを前記複数のLEDに取り付ける工程、および、
    前記基板除去後、ダイシングプロセスを前記複数のLEDに行う工程、
    を含むことを特徴とする発光ダイオード(LED)の製造方法。
  10. 前記蛍光体層の前記サブレイヤーのひとつは、蛍光体粒子と混合されるゲルを含み、もうひとつの前記サブレイヤーは、拡散粒子と混合されるゲルを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 前記蛍光体層の前記サブレイヤーのひとつは、ゲルと混合される黄色蛍光体粒子を含み、前記サブレイヤーのもうひとつは、ゲルと混合される赤色蛍光体粒子を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 前記反射層が、銀またはアルミニウムを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
  13. 前記蛍光体層をモールディングする工程をさらに含み、前記蛍光体層は、前記LEDのそれぞれの上に設けられる複数の所定のセグメントを有することを特徴とする請求項9に記載の方法。
  14. 前記所定のセグメントは、凹V字型、凹U字型および凹W字型のどれかであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記所定のセグメントは、凸面ドーム状形状を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
  16. 前記準備工程は、複数のビンに関連するLEDの群から、複数のLEDを選択する工程を含み、選択された前記複数のLEDが、すべて、前記複数のビンのサブセットに属することを特徴とする請求項9に記載の方法。
  17. 照明装置であって、白色発光ダイを含み、
    前記白色発光ダイは、
    第一導電型半導体層と、
    前記第一導電型半導体層上に設けられる発光層と、
    前記発光層上に設けられる第二型半導体層と、
    前記第一導電型半導体層から離れる前記第二導電型半導体層表面上の二個の導電端子、および、
    前記第一導電型半導体層、前記発光層、前記第二導電型半導体層および前記二個の導電端子が被覆され、第一サブレイヤーおよび前記第一サブレイヤー上に設けられる第二サブレイヤーを含む蛍光体薄膜、
    を含むことを特徴とする照明装置。
  18. 前記第一サブレイヤーは、蛍光体粒子と混合されるゲルを含み、前記第二サブレイヤーは、拡散粒子と混合されるゲルを含むことを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  19. 前記第一サブレイヤーは、ゲルと混合される黄色蛍光体粒子を含み、前記第二サブレイヤーは、ゲルと混合される赤色蛍光体粒子を含むことを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  20. 前記蛍光体薄膜は、凸面のドーム状の形状を有することを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  21. 前記蛍光体薄膜の形状は、凹V字型、凹U字型または凹W字型のどれかであることを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  22. さらに、前記蛍光体薄膜上に設けられる反射層を含むことを特徴とする請求項21に記載の照明装置。
  23. 前記蛍光体薄膜の屈折率は、1.4から2.0であることを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  24. さらに、前記複数の白色発光ダイが位置するサポート素子を含むことを特徴とする請求項17に記載の照明装置。
  25. さらに、サポート素子および前記複数の白色発光ダイが位置するハウジングを含むことを特徴とする請求項24に記載の照明装置。
  26. 前記ハウジングは、電球、ライトチューブ、パーライトおよびダウンライトのひとつに設けられることを特徴とする請求項25に記載の照明装置。
  27. 前記複数の白色発光ダイが行で配列されることを特徴とする請求項24に記載の照明装置。
  28. 前記複数の白色発光ダイはマトリクスで配列されることを特徴とする請求項24に記載の照明装置。
JP2015113435A 2012-08-24 2015-06-03 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置 Pending JP2015156522A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/594,219 2012-08-24
US13/594,219 US8765500B2 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
US13/788,536 US8889439B2 (en) 2012-08-24 2013-03-07 Method and apparatus for packaging phosphor-coated LEDs
US13/788,536 2013-03-07

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013173717A Division JP2014045194A (ja) 2012-08-24 2013-08-23 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015156522A true JP2015156522A (ja) 2015-08-27
JP2015156522A5 JP2015156522A5 (ja) 2016-10-06

Family

ID=50147217

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013173717A Pending JP2014045194A (ja) 2012-08-24 2013-08-23 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置
JP2015113435A Pending JP2015156522A (ja) 2012-08-24 2015-06-03 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013173717A Pending JP2014045194A (ja) 2012-08-24 2013-08-23 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8889439B2 (ja)
JP (2) JP2014045194A (ja)
KR (2) KR20140026276A (ja)
TW (1) TWI597860B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017216326A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 日亜化学工業株式会社 発光装置

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8860040B2 (en) 2012-09-11 2014-10-14 Dow Corning Corporation High voltage power semiconductor devices on SiC
US9018639B2 (en) 2012-10-26 2015-04-28 Dow Corning Corporation Flat SiC semiconductor substrate
US9017804B2 (en) 2013-02-05 2015-04-28 Dow Corning Corporation Method to reduce dislocations in SiC crystal growth
US9738991B2 (en) 2013-02-05 2017-08-22 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion
US9797064B2 (en) 2013-02-05 2017-10-24 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion
US20150137163A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Nanoco Technologies Ltd. LED Cap Containing Quantum Dot Phosphors
DE102014102183A1 (de) * 2014-02-20 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Herstellung optoelektronischer Bauelemente
EP3114899B1 (en) * 2014-03-05 2021-04-28 LG Electronics Inc. Method of fabricating a display device using semiconductor light emitting device
TWI706107B (zh) * 2014-04-07 2020-10-01 晶元光電股份有限公司 一種發光裝置之色溫調整方法
TW201616689A (zh) * 2014-06-25 2016-05-01 皇家飛利浦有限公司 經封裝之波長轉換發光裝置
US9279192B2 (en) 2014-07-29 2016-03-08 Dow Corning Corporation Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology
KR101607141B1 (ko) * 2014-08-20 2016-03-29 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지 제조 방법
US9930750B2 (en) 2014-08-20 2018-03-27 Lumens Co., Ltd. Method for manufacturing light-emitting device packages, light-emitting device package strip, and light-emitting device package
US9966506B2 (en) 2014-10-09 2018-05-08 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emission device
JP6432343B2 (ja) * 2014-12-26 2018-12-05 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP6740236B2 (ja) * 2015-03-06 2020-08-12 ルミレッズ ホールディング ベーフェー ダイシングテープを用いてセラミック蛍光体プレートを発光デバイス(led)ダイ上に取り付ける方法
DE102015204057A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-08 Osram Gmbh Herstellen eines Beleuchtungsmoduls
CN104916760A (zh) * 2015-05-08 2015-09-16 李峰 一种胶膜模腔式制作方法及其制成的胶膜
WO2017062119A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Koninklijke Philips N.V. FLIP-CHIP SMT LEDs WITH VARIABLE NUMBER OF EMITTING SURFACES
KR102481646B1 (ko) * 2015-11-12 2022-12-29 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지
GB2544335A (en) * 2015-11-13 2017-05-17 Oculus Vr Llc A method and apparatus for use in the manufacture of a display element
KR102546307B1 (ko) 2015-12-02 2023-06-21 삼성전자주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102527387B1 (ko) * 2016-02-24 2023-04-28 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
KR102060471B1 (ko) * 2017-02-01 2019-12-30 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법
KR102673595B1 (ko) 2017-02-14 2024-06-12 삼성전자주식회사 Led 장치 및 그 제조 방법
US10707265B2 (en) * 2017-05-31 2020-07-07 Iinolux Corporation Display devices
CN109148674B (zh) 2017-06-28 2023-05-16 日亚化学工业株式会社 发光装置
KR20190030945A (ko) 2017-09-15 2019-03-25 주식회사 가연푸드 초음파 숙성고
KR102022303B1 (ko) * 2018-03-15 2019-09-18 한국광기술원 미세 led 패키지 생산 장치 및 방법
KR102125837B1 (ko) * 2018-08-30 2020-06-23 (주)라이타이저 광확산형 색변환 다이오드 및 이의 제조방법
US11271143B2 (en) * 2019-01-29 2022-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
TWI712166B (zh) * 2019-10-09 2020-12-01 承洺股份有限公司 微發光二極體顯示器之光學貼合方法
US20220173283A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Nichia Corporation Light-emitting device and planar light source
CN113513877B (zh) * 2021-05-12 2022-10-14 扬州联华电子科技有限公司 一种具有散热功能的led封装支架

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257381A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Sharp Corp 発光ダイオードおよびその製造方法並びに照明装置
JP2002531956A (ja) * 1998-11-30 2002-09-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 蛍光体組成物を有する発光デバイス
JP2006013311A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法及び発光装置
JP2006339650A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 側面発光型ledパッケージ及びその製造方法
JP2007035885A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Kyocera Corp 発光装置およびそれを用いた照明装置
JP2007123311A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Kyocera Corp 照明装置
JP2008016583A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
US20100096746A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Advanced Optoelectronic Technology Inc. Package module structure of compound semiconductor devices and fabricating method thereof
JP2011521480A (ja) * 2008-05-29 2011-07-21 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 半導体装置
WO2011093454A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 シチズン電子株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置
WO2012011363A1 (ja) * 2010-07-23 2012-01-26 シャープ株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2012039013A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Citizen Electronics Co Ltd 発光装置の製造方法
US20120153328A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Tsuyoshi Tsutsui Light-emitting device, light-emitting device package, method of manufacturing light-emitting device, and method of packaging light-emitting device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3337000B2 (ja) * 1999-06-07 2002-10-21 サンケン電気株式会社 半導体発光装置
JP4386789B2 (ja) * 2004-05-12 2009-12-16 ローム株式会社 発光ダイオード素子の製造方法
JP2008227119A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 発光ダイオードチップとレンズとの一体化構造物及びその製造方法
CN101230245A (zh) * 2007-12-20 2008-07-30 宁波安迪光电科技有限公司 发光二极管封装用胶水及其应用
TWI403005B (zh) 2009-10-12 2013-07-21 Intematix Technology Ct Corp 發光二極體及其製作方法
JP2011142255A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Citizen Holdings Co Ltd Led光源装置の製造方法
JP2010199629A (ja) * 2010-06-14 2010-09-09 Toshiba Corp 半導体発光装置
US8647900B2 (en) * 2010-09-20 2014-02-11 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-structure phosphor coating
US20130187540A1 (en) * 2012-01-24 2013-07-25 Michael A. Tischler Discrete phosphor chips for light-emitting devices and related methods
US8957429B2 (en) * 2012-02-07 2015-02-17 Epistar Corporation Light emitting diode with wavelength conversion layer

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531956A (ja) * 1998-11-30 2002-09-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 蛍光体組成物を有する発光デバイス
JP2001257381A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Sharp Corp 発光ダイオードおよびその製造方法並びに照明装置
JP2006013311A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法及び発光装置
JP2006339650A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 側面発光型ledパッケージ及びその製造方法
JP2007035885A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Kyocera Corp 発光装置およびそれを用いた照明装置
JP2007123311A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Kyocera Corp 照明装置
JP2008016583A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2011521480A (ja) * 2008-05-29 2011-07-21 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 半導体装置
US20100096746A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Advanced Optoelectronic Technology Inc. Package module structure of compound semiconductor devices and fabricating method thereof
WO2011093454A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 シチズン電子株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置
WO2012011363A1 (ja) * 2010-07-23 2012-01-26 シャープ株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2012039013A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Citizen Electronics Co Ltd 発光装置の製造方法
US20120153328A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Tsuyoshi Tsutsui Light-emitting device, light-emitting device package, method of manufacturing light-emitting device, and method of packaging light-emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017216326A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 日亜化学工業株式会社 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI597860B (zh) 2017-09-01
US8889439B2 (en) 2014-11-18
US20140054619A1 (en) 2014-02-27
KR20140026276A (ko) 2014-03-05
US9082942B2 (en) 2015-07-14
JP2014045194A (ja) 2014-03-13
KR20160089307A (ko) 2016-07-27
US20140103372A1 (en) 2014-04-17
TW201414003A (zh) 2014-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015156522A (ja) 蛍光体コートledのパッケージング方法と装置
US9093618B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
US9214610B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
US9105818B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
JP6294031B2 (ja) 発光素子
US9412915B2 (en) Lighting apparatus
TWI518877B (zh) 發光二極體封裝結構與封裝發光二極體的方法及發光裝置
EP2805349B1 (en) Semiconductor light emitting device lamp that emits light at large angles
US20160215939A1 (en) Wide angle based indoor lighting lamp
US8765500B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
US9347624B2 (en) Lighting apparatus having improved light output uniformity and thermal dissipation
TW201411877A (zh) 光學裝置以及發光裝置及其製造方法
US9246068B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
KR20160059706A (ko) 발광 소자 패키지 및 그 패키지를 포함하는 조명 장치
KR102140279B1 (ko) 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
CN104037298B (zh) 用于封装涂覆有荧光体的led的方法和装置
KR20100095211A (ko) 발광소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160822

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160822

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170711

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20171011

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180313

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20181009