(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤパッケージにおけるワイヤボンディングの困難性を低減する。【解決手段】リードフレーム２１０、ハウジング２２０、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ２３０、光透過性材料２５０を備えるＬＥＤパッケージ構造が提供される。リードフレームは、相互に離間した第１の電極Ｅ１及び第２の電極Ｅ２を有する。ハウジングは、第１の電極及び第２の電極を包囲し、底面及び側壁を有する凹部２２２を備える。凹部の底面は、リードフレームを覆い、且つ第１の電極の端部Ｔ１、第２の電極の端部Ｔ２、これらの間に配置され、これらの間を接続するスペーサを露出する開口部２２４ａを有するカバー層２２４を備える。スペーサ、第１の電極の端部、第２の電極の端部は実質的に同一平面上に在る。ＬＥＤチップは凹部に配置され、リードフレームに電気的に接続される。光透過性材料は凹部を満たす。【選択図】図２Ｃ
2010153861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードパッケージ構造であって、
相互に離間した第１の電極及び第２の電極を有するリードフレームと、
前記第１の電極及び前記第２の電極が収容されるハウジングであって、前記ハウジングは底面及び側壁を有する凹部を備え、前記凹部の底面は前記リードフレームを覆うカバー層を有し、前記カバー層は、前記第１の電極の第１の端部、前記第２の電極の第１の端部、及び前記第１の電極の前記第１の端部と前記第２の電極の前記第１の端部との間に配置されたスーペーサを露出する開口部を有し、前記スペーサは、前記第１の電極の前記第１の端部を前記第２の電極の前記第１の端部に接続し、前記スペーサ、前記第１の電極の前記第１の端部、前記第２の電極の前記第１の端部は実質的に同一平面上に在るハウジングと、
前記凹部内に構成され、前記リードフレームと電気的に接続される発光ダイオードチップと、
前記凹部を満たす光透過性封止材料と
を備えることを特徴とする発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項２】
前記第１の電極の第２の端部及び前記第２の電極の第２の端部はそれぞれ、前記ハウジングの内面から前記ハウジングの外面の底面に向かって外側に延びる、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項３】
前記発光ダイオードチップは、前記開口部によって露出される前記第１の電極の前記第１の端部上に構成される、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項４】
ヒートシンクをさらに備え、前記ヒートシンクの第１の端部は前記開口部によって露出され、前記発光ダイオードチップは前記ヒートシンクの前記第１の端部上に構成され、前記ヒートシンクの前記第２の端部は前記ハウジングの内面から前記ハウジングの外面に向かって外側に延びる、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項５】
前記開口部はさらに延長部を備え、前記延長部は、前記ヒートシンクの前記第１の端部と前記ヒートシンクの第１の端部上に構成される前記発光ダイオードチップを露出する、請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項６】
発光ダイオードパッケージ構造であって、
相互に離間した第１の電極及び第２の電極を有するリードフレームと、
前記第１の電極及び前記第２の電極が構成されるハウジングであって、前記ハウジングは底面及び側壁を有する凹部を備え、前記凹部の前記底面は前記リードフレームを覆うカバー層を有し、前記カバー層は、前記第１の電極の第１の端部及び前記第２の電極の第１の端部を露出する開口部を有するハウジングと、
前記開口部に構成される発光ダイオードチップであって、第１の導線を介して前記第２の電極の電気接続点と電気的に接続され、前記電気接続点及び前記発光ダイオードチップの間に平坦な面が在る発光ダイオードチップと、
前記凹部を満たす光透過性封止材料と
を備えることを特徴とする発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項７】
前記第１の電極の第２の端部及び前記第２の電極の第２の端部はそれぞれ、前記ハウジングの内面から前記ハウジングの外面の底面に向かって外側に延びる、請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項８】
前記平坦な面は、前記第１の電極の前記第１の端部、前記第２の電極の前記第１の端部、及び少なくとも一つのスペーサを備える、請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項９】
前記スペーサは、前記第１の電極の前記第１の端部及び前記第２の電極の前記第１の端部の間に構成され、前記スペーサは、前記第１の電極の前記第１の端部及び前記第２の電極の前記第１の端部に接続される、請求項８に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項１０】
前記発光ダイオードチップは、第２の導線を介して前記第１の電極の前記第１の端部と電気的に接続される、請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項１１】
ヒートシンクをさらに備え、前記ヒートシンクの第１の端部は前記開口部によって露出され、前記発光ダイオードチップは前記ヒートシンクの前記第１の端部上に構成され、前記ヒートシンクの第２の端部は前記ハウジングの内面から前記ハウジングの外面に向かって外側に延びる、請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項１２】
前記発光ダイオードチップは、２本の導線を介して、各々、前記第１の電極の前記第１の端部の電気接続点と、前記第２の電極の前記第１の端部の前記電気接続点とに電気的に接続される、請求項１１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項１３】
前記平坦な面は、前記ヒートシンクの前記第１の端部、前記第１の電極の前記第１の端部、前記第２の電極の前記第１の端部、及び複数のスペーサを備える、請求項１１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【請求項１４】
前記スペーサは、各々、前記ヒートシンクの前記第１の端部と前記第１の電極の前記第１の端部の間、及び、前記ヒートシンクの前記第１の端部と前記第２の電極の前記第１の端部に構成される、請求項１３に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、パッケージ構造、特に発光ダイオードのパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードには、消費電力が低く、デバイス寿命が長く、アイドリング時間が無く、応答速度が速いという利点がある。さらに、ＬＥＤは、寸法が小さく、耐振動性が大きく、大量生産が可能であり、必要に応じて超小型デバイス又は配列デバイスに適合可能であるので、情報機器、電気通信機器、及び消耗性のある電子機器のインジケータ又はディスプレイデバイスに広く用いられており、我々の日常生活に欠くことのできないものとなっている。
【０００３】
ＬＥＤチップは、使用前にパッケージされるべきである。光抽出効率を向上させることの他に、現在のパッケージ技術では、パッケージ構造の熱応力を減少させて、パッケージ構造の寿命及び信頼性の増加させることに焦点が置かれている。
【０００４】
図１は、従来のＬＥＤパッケージ構造を示す概略断面図である。図１に示すように、従来のＬＥＤパッケージ構造100は、リードフレーム110、ＬＥＤチップ120、導線130、ハウジング140、封入剤150を有し、ハウジング140は、リードフレーム110を覆い且つ凹部Ｒを有する。凹部Ｒの底面はリードフレーム110の一部を露出する２つの開口部142及び144を有し、ハウジング140は開口部142及び144を離間するためのスペーサ146を備え、スペーサ146は、凹部Ｒに対面する面112で、リードフレーム110から突出している。ＬＥＤチップ120は開口部142内のリードフレーム110の面112上に配置され、導線130は、ＬＥＤチップ120と開口部144によって露出されたリードフレーム110とを接続する。成形材料150を凹部Ｒ内に配置して、ＬＥＤチップ120及び導線130を覆う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤボンディング中、導線130はボンディングの先端ＢによってＬＥＤチップ120と接続され、ボンディングの先端Ｂは導線130を引っ張って、導線130を開口部144によって露出されたリードフレーム110と接続するように、ボンディング経路Ａに沿って移動する。しかしながら、ボンディングの先端Ｂの移動中に、ボンディングの先端Ｂが面112から突出しているスペーサ146と簡単に接触し、ボンディング故障が生じてしまう。従って、ハウジング140の当該設計は、ワイヤボンディングの困難性を高め、製造コストを増加させることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、ボンディング工程の効率を増大させることが出来る、ＬＥＤパッケージ構造を提供することにある。
【０００７】
本発明は、リードフレーム、ハウジング、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ、及び光透過性封止材料を備えるＬＥＤパッケージ構造を提供する。リードフレームは、相互に離間した第１の電極及び第２の電極を有する。第１の電極及び第２の電極はハウジング内で構成され、ハウジングは、底面及び側壁を有する凹部を備えている。凹部の底面は、リードフレームを覆うカバー層を有し、第１の電極の第１の端部と、第２の電極の第１の端部と、第１の電極の第１の端部と第２の電極の第１の端部の間に配置され、第１の電極の第１の端部を第２の電極の第１の端部に接続するスペーサとを露出する開口部を有する。スペーサ、第１の電極の第１の端部、第２の電極の第１の端部は、実質的に同一平面上に在る。発光ダイオードチップは凹部内に形成され、そこで、発光ダイオードチップはリードフレームに電気的に接続される。光透過性封止材料は、凹部を満たす。
【０００８】
本発明の一実施例では、第１の電極の第２の端部及び第２の電極の第２の端部は、各々、ハウジングの内面からハウジングの外面の底面に向かって外側に延びる。
【０００９】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、開口部によって露出された第１の電極の第１の端部上に構成される。
【００１０】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、第１の導線を介してリードフレームに電気的に接続される。
【００１１】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、第２の導線を介してリードフレームに電気的に接続され、第１の導線及び第２の導線は、発光ダイオードチップの同じ側面上に構成される。
【００１２】
本発明の一実施例では、発光ダイオードパッケージ構造は、さらにヒートシンクを備え、当該ヒートシンクの第１の端部は開口部によって露出され、発光ダイオードチップはヒートシンクの第１の端部上に構成され、ヒートシンクの第２の端部はハウジングの内面からハウジングの外面に向かって外側に延びる。
【００１３】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、２本の導線を介して、リードフレームに電気的に接続される。
【００１４】
本発明の一実施例では、開口部はさらに延長部を備え、当該延長部は、ヒートシンクの第１の端部及びヒートシンクの第１の端部上に構成される発光ダイオードチップを露出する。
【００１５】
本発明は、リードフレーム、ハウジング、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ、光透過性封入材料を備えるＬＥＤパッケージ構造を提供する。リードフレームは、相互に離間された第１の電極及び第２の電極を有する。第１の電極及び第２の電極はハウジング内に構成され、当該ハウジングは、底面及び側壁を有する凹部を備える。凹部の底面は、リードフレームを覆うカバー層と、第１の電極の第１の端部及び第２の電極の第１の端部を露出させる開口部を有する。発光ダイオードチップは開口部に構成され、当該発光ダイオードチップは第１の導線を介して第２の電極の電気接続点に電気的に接続され、当該電気接続点と発光ダイオードチップとの間には、平坦な面が存在する。光透過性封入材料は、凹部を満たす。
【００１６】
本発明の一実施例では、第１の電極の第２の端部及び第２の電極の第２の端部は、各々、ハウジングの内面からハウジングの外面の底面に向かって外側に延びる。
【００１７】
本発明の一実施例では、平坦な面は、第１の電極の第１の端部、第２の電極の第２の端部、及び少なくとも一つのスペーサから成る。
【００１８】
本発明の一実施例では、スペーサは、第１の電極の第１の端部及び第２の電極の第１の端部の間に構成され、当該スペーサは、前記第１の電極の第１の端部及び前記第２の電極の第１の端部に接続される。
【００１９】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、第２の導線を介して、第１の電極の第１の端部と電気的に接続している。
【００２０】
本発明の一実施例では、発光ダイオードパッケージ構造はさらにヒートシンクを備え、当該ヒートシンクの第１の端部は開口部によって露出され、発光ダイオードチップはヒートシンクの第１の端部上に構成され、ヒートシンクの第２の端部はハウジングの内面からハウジングの外面に向かって外側に延びる。
【００２１】
本発明の一実施例では、発光ダイオードチップは、２本の導線を介して、各々、第１の電極の第１の端部の電気接続点と第２の電極の第１の端部の電気接続点に電気的に接続される。
【００２２】
本発明の一実施例では、平坦な面は、ヒートシンクの第１の端部、第１の電極の第１の端部、第２の電極の第１の端部、及び複数のスペーサから成る。
【００２３】
本発明の一実施例では、スペーサは、各々、ヒートシンクの第１の端部及び第１の電極の第１の端部の間と、ヒートシンクの第１の端部及び第２の電極の第１の端部の間に構成される。
【００２４】
従って、本発明のハウジングのスペーサは、第１の電極の一方の端部及び第２の電極の一方の端部と同一平面上に在るので、ワイヤボンディング工程の間、ボンディングの先端がスペーサと接触するのを防ぐことができる。このように、ボンディング工程の効率を改善することができ、製造コストを減少させることができる。
【００２５】
本発明の前述の説明、他の特徴及び効果をよりわかり易くするために、添付の図面と共に実施例を以下で詳細に説明する。
【００２６】
添付の図面は、本発明の更なる理解のためのものであり、この明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施例を例示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のＬＥＤパッケージ構造の断面を模式的に示した図である。
【図２Ａ】本発明の実施例によるＬＥＤパッケージ構造を模式的に示している。
【図２Ｂ】図２ＡのＬＥＤパッケージ構造の上面図である。
【図２Ｃ】図２ＢのＬＥＤパッケージ構造を線Ｉ−Ｉ'に沿って切った断面図である。
【図３Ａ】図２ＡのＬＥＤパッケージ構造の変形例を示す図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＬＥＤパッケージ構造の上面図である。
【図４Ａ】図２ＡのＬＥＤパッケージ構造の変形例を示す図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＬＥＤパッケージ構造の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図２Ａは本発明の実施例に従うＬＥＤパッケージ構造を模式的に示す図であり、図２Ｂは図２ＡのＬＥＤパッケージ構造の上面図であり、図２Ｃは図２ＢのＬＥＤパッケージ構造を線Ｉ−Ｉ'に沿って切った断面図である。
【００２９】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造200は、リードフレーム210、ハウジング220、ＬＥＤチップ230、第１の導線242、光透過性材料250を備える。リードフレーム210は、相互に離間された、第１の電極E1及び第２の電極E2を有する。
【００３０】
ハウジング220は、リードフレーム210の一部を覆う。換言すれば、リードフレーム210の一部は、ハウジング220内に構成される。具体的には、本実施例において、第１の電極E1の第３の端部T3及び第２の電極E2の第４の端部T4は、各々、ハウジング220の内面からハウジング220の外面の底面226に向かって、外側へ延びる。ハウジング220は、第１の電極E1の第１の端部T1と第２の電極E2の第２の端部T2との間に構成されるスペーサIを有し、スペーサIは、第１の電極E1の第１の端部T1及び第２の電極E2の第２の端部T2に接続される。さらに、スペーサI、第１の電極E1の第１の端部T1、及び第２の電極E2の第２の端部T2は、実質的に同一平面上に在る。換言すれば、平坦な面Pは、スペーサI、第１の電極E1の第１の端部T1、及び第２の電極E2の第２の端部T2から成る。
【００３１】
ハウジング220は、底面及び側壁を有する凹部222を備える。凹部222の底面は、リードフレーム210を覆い且つ開口部224aを有するカバー層224を備える。開口部224aは、第１の電極E1の第１の端部T1、第２の電極E2の第２の端部T2、及びスペーサIを露出させる。具体的には、第１の電極E1の第１の端部T1はギャップGによって第２の電極E2の第２の端部T2から離間され、スペーサIはギャップGを満たし、開口部224aはギャップＧ上に構成される。ハウジング220の材料は、例えば高分子材料とすることができる。
【００３２】
本実施例において、開口部224aは、開口部224aの周辺部から延びている延長部224bを有し、延長部224bは、第２の電極E2の第２の端部T2を露出させる。さらに、延長部224bは実質的に細長い開口部であり、延長部224bは、第１の導線242のワイヤボンディング方向V2と略平行な方向V1に沿って延びる。開口部224aの深さ長D1は凹部222の深さ長D2よりも小さく、開口部224aの側壁SはＬＥＤチップ230及び第１の導線242を囲う。
【００３３】
ＬＥＤチップ230は、凹部222内の、第１の電極E1の第１の端部T1上に構成される。ＬＥＤチップ230は、例えば、垂直型ＬＥＤチップとすることができる。本実施例において、第１の導線242は、ＬＥＤチップ230を、第２の電極E2の第２の端部T2の電気接続点Cに接続する。電気接続点CとＬＥＤチップ230の間には、平坦な面が在る。
【００３４】
本発明のハウジング220のスペーサIは、第１の電極E1の第１の端部T1及び第２の電極E2の第２の端部T2と同一平面上に在るので（又は、電気接続点CとＬＥＤチップ230との間に平坦な面が在るので）、本実施例を実施することによって、ワイヤボンディング工程中に、ボンディングの先端がスペーサIと接触するのを防ぐことができる点に留意すべきである。従って、ボンディング工程の効率を改善することができ、製造コストを減少させることができる。
【００３５】
換言すれば、本実施例において、リードフレーム210上の第１の導線242の正射影は、リードフレーム210上のカバー層224の正射影と、重なり合わない。すなわち、リードフレーム210上の第１の導線242の正射影は、完全に開口部224a内にある。リードフレーム210上の第１の導線242の正射影が完全に開口部224a内にあるので、第１の導線242は、カバー層224と重なり合わない点に注目すべきである。それゆえ、ワイヤボンディング工程中、ワイヤボンダ（図示せず）のボンディングの先端が、ワイヤボンディング経路上のカバー層224によって妨げられることはない。
【００３６】
さらに、開口部224aによって露出される第１の端部T1の表面積を、ＬＥＤチップ230の寸法に応じて調整することができる。開口部224aによって露出される第２の端部T2の表面積を、第１の導線242の総数に応じて調整することができる。本実施例において、開口部224aによって露出される第１の電極E1の第１の端部T1の表面積は、開口部224aによって露出される第２の電極E2の第２の端部T2の表面積よりも大きい。或いは、他の実施例では、開口部224aによって露出される第１の電極E1の第１の端部T1の表面積は、開口部224aによって露出される第２の電極E2の第２の端部T2の表面積より小さいか、同じである。
【００３７】
ＬＥＤチップ230及び第１の導線242を、外的環境による汚染又は酸化から保護するために、光透過性封止材料250を用いて、凹部222及び開口部224aを満たすことができる。光透過性封止材料250はＬＥＤチップ230及び第１の導線242を覆い、カバー層224はリードフレーム210と光透過性封止材料250の間に配置される。光透過性封止材料250の材質は、例えば、エポキシ樹脂、シリコン、ＵＶ硬化した接着剤又は他の適切な高分子材料とすることができる。さらに、光透過性封止材料250に携行粉末を含ませ、ＬＥＤチップ230によって与えられる光色を変化させてもよい。
【００３８】
本発明では、カバー層224を用いてリードフレーム210から光透過性封止材料250を離間させ、光透過性封止材料250とリードフレーム210との間の接合面Ｕの面積を減らす。さらにまた、カバー層224の熱膨張係数は、光透過性封止材料250の熱膨張係数と同様である（すなわち、カバー層224及び光透過性封止材料250双方の材料はポリマー材である）ので、加熱されることによるカバー層224と光透過性封止材料250との間の層間剥離を回避することができる。このように、ＬＥＤパッケージ構造200の寿命及び信頼性を改善することができる。
【００３９】
図３Ａ及び図４Ａは、図２ＡのＬＥＤパッケージ構造の、２つの変形例を示している。図３Ｂは図３ＡのＬＥＤパッケージ構造の概略上面図であり、図４Ｂは図４ＡのＬＥＤパッケージ構造の概略上面図である。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施例においてＬＥＤパッケージ構造300と図２ＡのＬＥＤパッケージ構造200とは互いに類似しており、ＬＥＤパッケージ構造300及びＬＥＤパッケージ構造200間の違いは、ＬＥＤパッケージ構造300がさらに第２の導線244を備える点である。第２の導線244は第１の電極E1の第１の端部T1をＬＥＤチップ230へ接続し、第１の導線242及び第２の導線244はＬＥＤチップ230の同じ側面上に構成され、ＬＥＤチップ230は、例えば水平型ＬＥＤチップとすることができる。
【００４１】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施例において、ＬＥＤパッケージ構造400と図２ＡのＬＥＤパッケージ構造200とは互いに類似しており、ＬＥＤパッケージ構造400及びＬＥＤパッケージ構造200間の違いは、ＬＥＤパッケージ構造400がさらにヒートシンク410を備える点である。ＬＥＤチップ230は、ヒートシンク410の一端412に構成され、カバー層224の開口部224aは、ヒートシンク410の一端及びＬＥＤチップ230を露出させる。ヒートシンク410の他の端部414は、ハウジング220の内面からハウジング220の外面まで、外側に延びる。本実施例において、開口部224aはさらに延長部224bを備え、延長部224bは、ヒートシンク410の一端412及びヒートシンク410の一端412上に構成されるＬＥＤチップ230を露出する。本実施例において、平坦な面Pは、ヒートシンク410の端部412、第１の電極E1の第１の端部T1、第２の電極E2の第２の端部T2、複数のスペーサIから成る。
【００４２】
本実施例において、スペーサIは、ヒートシンク410の端部412と第１の電極E1の第１の端部T1の間、及び、ヒートシンク410の端部412と第２の電極E2の第２の端部T2の間に、それぞれ構成される。換言すれば、ヒートシンク410、第１の電極E1の第１の端部T1、第２の電極E2の第２の端部T2は互いから離間されており、第１の導線242はＬＥＤチップ230を第２の電極E2の第２の端部T2へ接続し、第２の導線244は第１の電極E1の第１の端部T1をＬＥＤチップ230へ接続する。ＬＥＤチップ230は、例えば水平型ＬＥＤチップとすることができる。
【００４３】
ヒートシンク410、第１の電極E1の第１の端部T1、及び第２の電極E2の第２の端部T2は互いに離間しているので、発光の間にＬＥＤチップ230によって発生する熱は、第１の電極E1の第１の端部T1及び第２の電極E2の第２の端部T2へ影響を及ぼすことなく、ヒートシンク410にのみ伝達される。換言すれば、ＬＥＤパッケージ構造400は、熱電分離構造とすることができる。
【００４４】
要するに、本発明のハウジングのスペーサは、第１の電極の端部と第２の電極の端部が同一底面上にあるので、ワイヤボンディング工程の間に、ボンディングの先端がスペーサと接触するのを防ぐことができる。このように、ボンディング工程の効率を改善することができ、加工コストを減少させることができる。
【００４５】
本発明を、上記実施例を参照しつつ説明したが、当業者であれば、本発明の精神を逸脱することなく、記述の実施例に対し変更を行うことが可能であることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、上記の詳細な説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
2010153861.tif 000003
【図２Ａ】
2010153861.tif 000004
【図２Ｂ】
2010153861.tif 000005
【図２Ｃ】
2010153861.tif 000006
【図３Ａ】
2010153861.tif 000007
【図３Ｂ】
2010153861.tif 000008
【図４Ａ】
2010153861.tif 000009
【図４Ｂ】
2010153861.tif 000010
【外国語明細書】
2010153861000001.pdf