(57)【要約】【課題】耐熱性、放熱性に優れた発光ダイオードパッケージ構造の提供。【解決手段】メタルカップフレーム、絶縁層及びリードフレーム が上から下へ順に接着され、メタルカップは、長期に発光ダイオードが発生する高温に耐えることができるようにし、且つ極めて良好な導熱、放熱効果を提供し、発光ダイオードの使用寿命を延長する。また、高温に耐えることができる絶縁層を提供することにより、発光ダイオードパッケージの前工程構造が熱に耐えることができ且つ亀裂、劣化し難くし、発光ダイオードパッケージの前工程構造の損壊率及び使用コストを低減する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップ：
発光ダイオードを搭載する基材となるメタルカップ基材、絶縁材、及び導電材に対し、スタンピング加工を行い、
メタルカップ基材、絶縁材に対して発光材オードチップを収容する複数の開口を矩形マトリクス配列に形成し、
上記絶縁材は、上下にそれぞれ熱硬化材料を接着した軟性基材から構成されると共に該熱硬化材料の外表面には保護膜を有するものであって、
導電材に対しては発光オードチップに対するパッド及びリードから構成される導電部を相互に電気的に分離して形成する、
スタンピング工程後、
メタルカップ基材底面に対し、機械的粗面化を行い、メタルカップ基材を複数の開口が複数の矩形マトリクス配列を形成してなるメタルカップのメタルカップフレームとし、
導電材上面及びメタルカップ基材底面の互いに対応する面に機械的粗面化を行う粗面化を行い、
導電部のパッド及びリードの間に熱硬化性材料又は熱可塑性材料を充填して導電材をリードフレームの構造にするダイボンディング工程と、
絶縁層の熱硬化材料表面の保護膜を剥離した後、メタルカップフレーム、絶縁層及びリードフレームを上から下へ順に接着し、粗面化を経たメタルカップ基材底面及び導電材上面のメタルカップ基材底面と互いに対応する面がそれぞれ絶縁層上面、底面の熱硬化性材料と接着される貼合工程と、
メタルカップフレーム、絶縁層及びリードフレームを上下順に接着した後、メタルカップ上面及び内側面、パッド及びリード上下方と、空気との接触面上に金属反射層を鍍金する電気鍍金工程と、
を含む発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記メタルカップ基材は、銅箔である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記軟性基材は、ポリイミド(Polyimide, PI)である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記熱硬化性材料がエポキシ樹脂又はシリカ樹脂であり、該熱可塑性材料がポリアミド（Polyamide, PA）又はポリフタルアミド（Polyphthalamide,
PPA）である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項５】
前記メタルカップ基材底面及び該導電材上面のメタルカップ基材底面と互いに対応する面に機械的粗面化を行った後、化学粗面化作業を行い、
該化学粗面化作業は、化学研磨液を使用して研磨を行った後、酸化剤を使用して黒化及び褐変工程を行う請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項６】
前記金属反射層は、銅、銀、ニッケル、パラジウム、金又はクロムの単一層又は多重層からなる構造層である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項７】
前記メタルカップ基材にスタンピング工程により形成する複数の開口の断面形状は、円柱状又は下方が窄まった形状である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項８】
前記絶縁材上にスタンピング工程により形成する複数の通孔断面形状は、円柱状又は下方が窄まった形状である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項９】
メタルカップフレームであり、該メタルカップフレームに発光ダイオードを収容する複数の開口を矩形マトリクス配列に形成した、メタルカップフレームと、
上下にそれぞれ熱硬化性材料を接着した基材から構成される絶縁層であり、該絶縁層には、発光ダイオードを収容する複数の通孔を矩形マトリクス配列に形成し、
該絶縁層上面は、メタルカップフレーム底面に接着され、且つ複数の通孔は、上記メタルカップフレームの複数の開口と互いに対応する絶縁層と、
リードフレームであり、該リードフレーム上には、上記複数の開口及び複数の通孔に対応する複数の導電部を有し、該導電部は、相互に分離絶縁された発光ダイオードチップを搭載するパッド及びリードから構成され、該パッド及びリードの間に熱硬化材料又は熱可塑性を充填し、且つ該パッド及び該リードの上面は、絶縁層底面と相互に接着されるリードフレームと、
メタルカップ上面及び内側面、パッド及びリード上下方と、空気との接触面が鍍金される金属反射層と、
から構成される発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１０】
前記メタルカップ基材は、銅箔である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１１】
前記軟性基材がポリイミド(Polyimide, PI)である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１２】
前記熱硬化材料は、エポキシ樹脂かシリカ樹脂であり、該熱可塑性材料がポリアミド（Polyamide, PA）又はポリフタルアミド（Polyphthalamide,
PPA）である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１３】
前記金属反射層は、銅、銀、ニッケル、パラジウム、金又はクロムの単一層又は多重層からなる構造層である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１４】
前記メタルカップフレーム上の複数の開口の断面形状は、円形又は下方が窄まった形状である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【請求項１５】
前記絶縁層が形成する複数の通孔の断面形状は、円形又は下方が窄まった形状である請求項９に記載の発光ダイオードパッケージの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタンピング、粗面化、ダイボンディング、貼合、電気鍍金等の製造技術を応用して製造する発光ダイオードパッケージの前工程構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術、文明の進歩に伴い、発光ダイオードの製造技術は、成熟傾向にあり、その応用分野は、相当に広く、市場の要求が相対して高くなっている。
【０００３】
図１に示すように、従来技術の発光ダイオードのパッケージ構造６は、上下相互に接着した反射ベース６０及びリードフレーム６１から構成され、反射ベース６０内部のリードフレーム６１上には、発光ダイオードチップ６２をパッケージし、反射ベース６０上表面及び内側壁は、金属反射層６３を電気鍍金し、発光ダイオードチップ６２が発する光が該金属反射層６３により適当に反射することにより発光ダイオードの発光効率を向上させる。
【０００４】
しかしながら、従来技術の反射ベース６０の多くは、熱硬化性樹脂材料で形成されているので、発光ダイオードチップの長期動作時に発生する高温は、反射ベース６０により効率的に導熱、放熱することができず、これにより、反射ベース６０は、劣化現象を発生し易く、発光効率を低減させるだけでなく、発光ダイオードパッケージ構造の損壊を招き、製造コストを増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３４８９２号公報
【特許文献２】特開２００７−３２４０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、スタンピング、粗面化、ダイボンディング、貼合、電気鍍金等の製造技術を応答して製造する発光ダイオードパッケージの前工程構造を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう１つの目的は、メタルカップフレーム、絶縁層及びリードフレームが上から下へ順に接着された発光ダイオードパッケージ前工程で製造される構造を提供し、メタルカップは、長期に発光ダイオードが発生する高温に耐えることができるようにし、且つ極めて良好な導熱、放熱効果を提供し、発光ダイオードの使用寿命を延長することにある。
【０００８】
本発明の更にもう１つの目的は、高温に耐えることができる絶縁層を提供し、発光ダイオードパッケージの前工程構造が熱に耐えることができ且つ亀裂、劣化し難くし、発光ダイオードパッケージの前工程構造の損壊率及び使用コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的に基づき、本発明が開示する発光ダイオードパッケージの前工程は、スタンピング、粗面化、ダイボンディング、貼合、電気鍍金等のステップを含み、メタルカップ基材、絶縁材、及び導電材を用い、スタンピング作用を行い、メタルカップ基材、絶縁材、及び導電材上にそれぞれ発光ダイオードチップを収容、搭載する矩形マトリクス配列の開口、通孔及び導電部を開設し、該開口、通孔及び導電部は、相互に対応し、該導電部は、相互に絶縁分離されたパッド及びリードから構成され、該絶縁材は、上下それぞれに熱硬化性樹脂材料を接着した軟性基材から構成され、且つ該熱硬化性樹脂材料の該表面は、保護膜を接着し、該絶縁材は、スタンピング作業を経た後、絶縁層の構造になる。
【００１０】
続いて、メタルカップ基材底面に対し、機械的粗面化を行い、メタルカップ基材を発光ダイオードチップを収容する複数の開孔が複数の矩形マトリクス配列を形成するメタルカップのメタルカップフレームを形成し、導電材上面及びメタルカップ基材底面の互いに対応する面に対し機械的粗面化を行った後、パッド及びリードの間に熱硬化性樹脂材料又は熱可塑性樹脂材料を充填して該導電材をリードフレームの構造として形成する。
【００１１】
続いて、絶縁材の保護膜を剥離した後、メタルカップフレーム、絶縁材及びリードフレームを上から下に順に接着し、粗面化したメタルカップ基材底面及び導電材上面のメタルカップ基材底面と互いに対応する面をそれぞれ絶縁層上面、底面の熱硬化性樹脂材料と接着させ、最後に、メタルカップ上面及び内側面、パッド及びリードと空気との接触面に金属反射層を鍍金する。
【００１２】
前記発光ダイオードパッケージの前工程から分かるように、本発明が記載する発光ダイオードパッケージの前工程構造は、メタルカップフレーム、絶縁層、リードフレーム及び金属反射層から構成する。前記メタルカップフレーム上には、複数の矩形マトリクス配列の開口を開設し、メタルカップフレーム上に複数の矩形マトリクス配列のメタルカップを形成する。前記絶縁層は、上下にそれぞれ熱硬化性樹脂材料を接着した軟性基材により構成され、該絶縁層上には、複数の矩形マトリクス配列の通孔を貫通し、そのうち、該絶縁層上面は、メタルカップフレーム底面に接着し、且つ複数の通孔は、それぞれの複数の開口と互いに対応する。前記リードフレームは、複数の開口及び複数の通孔に対応する複数の導電部を設置し、該導電部は、相互に絶縁分離されたパッド及びリードから構成され、該パッド及びリードの間は、熱硬化性樹脂材料又は熱可塑性樹脂材料を充填し、且つ該パッド及び該リード上面は、絶縁層底面と相互に接着される。前記金属反射層は、メタルカップ上面及び内側面、パッド及びリード上下方と、空気との接触面上に鍍金され、発光ダイオードパッケージの前工程構造を形成する。
【発明の効果】
【００１３】
スタンピング、粗面化、ダイボンディング、貼合、電気鍍金等の製造技術を応用して製造する発光ダイオードパッケージの前工程構造を提供し、該発光ダイオードパッケージの前工程構造は、メタルカップフレーム、絶縁層及びリードフレームが上から下へ順に接着され、メタルカップは、長期に発光ダイオードが発生する高温に耐えることができるようにし、且つ極めて良好な熱伝導性、放熱効果を提供し、発光ダイオードの使用寿命を延長する。また、高温に耐えることができる絶縁層を提供することにより、発光ダイオードパッケージの前工程構造が熱に耐えることができ且つ亀裂、劣化し難くし、発光ダイオードパッケージの前工程構造の損壊率及び使用コストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術の発光ダイオードのパッケージ構造の説明図である。
【図２】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程スタンピングの説明図である。
【図３】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程粗面化の説明図である。
【図４】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程ダイボンディングの説明図である。
【図５】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程貼合の説明図である。
【図６】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程電気鍍金の説明図である。
【図７】本発明の発光ダイオードのパッケージの前工程の構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
当業者が本発明の技術内容を理解し、実施できるようにし、且つ本明細書が開示する内容、特許請求の範囲及び図面に基づき、当業者が本発明の関連目的及び利点を理解し易いようにする為、実施例により本発明の詳細な特徴及び利点を詳細に説明する。
【００１６】
図２、図３、図４、図５を同時に参照する。本発明の前記発光ダイオードパッケージの前工程１は、それぞれ銅箔のメタルカップ基材２００(図２参照)、絶縁材２１０(図３参照)及び導電材２２０(図４参照)に対し、以下の前工程作業を行う：
図２に示すように、銅箔のメタルカップ基材２００に対し、スタンピング１０加工により、メタルカップ基材２００に発光ダイオードチップを収容する、複数の開口２１０を矩形マトリクス配列状に形成する。開口の断面形状は円筒形又は下方に窄まった形状とする。
続いて、メタルカップ基材２００底面に機械的粗面化１１を行ってメタルカップ基材２００底面に粗面２０２を形成して接触面積を増加させる。機械的粗面化１１方式で形成される粗面化効果が良好でない時、更に、粗面２０２に対し、化学粗面化１１’作業を行い（化学研磨液で研磨を行い、酸化剤で黒化及び褐変工程を行い、粗面２０２を粗面化する）、粗面化効果が極めて良好な粗面２０２’を形成する。
スタンピング１０、機械的粗面化１１、又は更に化学的粗面化１１’を経たメタルカップ基材２００は、複数の矩形マトリクス配列の開口を有するメタルカップ２０３のメタルカップフレーム２０となる。
【００１７】
図３に示すように、絶縁材２１０前工程作業は、絶縁材２１０にスタンピング１０加工により、発光ダイオードチップを収容する、複数の開口２１０を前記のメタルカップ基材の開口と対応して矩形マトリクス配列状に形成する。開口の断面形状は円筒形又は下方に窄まった形状とする。
該絶縁材２１０は、上下にそれぞれ熱硬化樹脂材料２１０１を接着した軟性基材２１００から構成され、且つ該熱硬化性材料２１０１の外表面には保護膜２１０２を接着し、該絶縁材２１０は、スタンピング１０の作業工程を経て絶縁層２１の構造となる。
【００１８】
図４に示すように（併せて図２参照）、導電材に対し、スタンピング１０作業を行い、導電材２２０に発光ダイオードチップの搭載箇所に対応して
複数のマトリクス配列を成す導電部２２１を形成し、該導電部２２１は、相互に電気的に絶縁されたパッド２２１０及びリード２２１１から構成される。続いて、導電材２２０上面及びメタルカップフレーム２０底面の互いに対応する面に対し、機械的粗面化１１作業を行い、粗面２２２を形成して接触面積を増加させる。機械的粗面化１１方式で形成される粗面化効果が良好でない場合、更に、粗面２２２に対し化学的粗面化１１’作業を行い、粗面化効果が良好な粗面２２２’を形成する。
続いて、パッド２２１０及びリード２２１１の間にダイボンディング１２作業を行い、熱硬化性又は熱可塑性樹脂材料３（該熱硬化性材料は、エポキシ樹脂又はシリカ樹脂であり、該熱可塑性材料がポリフタルアミド（Polyphthalamide, PPA）又はポリアミド（Polyamide, PA）である）をパッド２２１０及びリード２２１１間に充填し、パッド２２１０及びリード２２１１を相互に絶縁する。そのうち、該スタンピング１０、機械的粗面化１１又は更に化学粗面化１１’、ダイボンディング１２を経た導電材２２０は、リードフレーム２２の構造となる。
【００１９】
図５に示すように(併せて図３を参照する)、メタルカップフレーム２０、絶縁層２１及びリードフレーム２２に貼合１３作業を行う。
貼合１３作業前に先ず、絶縁層２１の熱硬化性樹脂材料２１０１表面の保護膜２１０２を剥離した後、メタルカップフレーム２０、絶縁層２１及びリードフレーム２２は、上から下へ順に接着され、熱硬化性材料２１０１がそれぞれ粗面化を経たメタルカップフレーム２０底面、リードフレーム２２上面のメタルカップフレーム２０底面の互いに対応する面を互いに堅固に噛合わせる。
【００２０】
続いて、図６を参照する。図から分かるように、メタルカップフレーム２０、絶縁層２１及びリードフレーム２２は、相互に接着した後、更に電気鍍金１４作業を行い、メタルカップ２０３上面及び内側面、パッド２２１０及びリード２２１１と、空気との接触面に一層の金属反射層４を鍍金する。該金属反射層４は、銅、銀、ニッケル、パラジウム、金又はクロムの単一層又は多重層からなる構造層であり、発光ダイオードが射出する光の反射程度を向上し、発光ダイオードの発光効率を向上する。
【００２１】
従って、前記発光ダイオードパッケージの前工程１に基づき分かるように、本発明の前記発光ダイオードパッケージの前工程構造２は、以下から構成される：
【００２２】
メタルカップフレーム２０であり、前記メタルカップフレーム２０に発光ダイオードを収容する複数の開口２０１を矩形マトリクス配列に形成する。該開口の断面形状は円柱形又は下方に窄まった形状である複数のメタルカップ２０３を形成する。
【００２３】
絶縁層２１は、上下にそれぞれ熱硬化性樹脂材料２１０１を接着した軟性基材２１００から構成され、該絶縁層２１には、前記メタルカップフレームの開口に対応する矩形マトリクス配列に、且つ中空円柱状又は下方に窄まった断面形状である複数の通孔２１１を貫通し、該絶縁層２１上面は、メタルカップフレーム２０底面に接着され、且つ複数の通孔２１１は、メタルカップフレーム２０の複数の開口２０１と互いに対応する。
【００２４】
リードフレーム２２であり、前記リードフレーム２２上に前記のメタルフレーム及び絶縁層の複数の開口２０１及び複数の通孔２１１に対応する、複数の導電部２２１を設置し、該導電部２２１は、相互に電気的に絶縁されたパッド２２１０及びリード２２１１から構成され、そのうち、該パッド２２１０及び該リード２２１１の間には、熱個硬化性又は熱可塑性樹脂材料３（該熱硬化性材料は、エポキシ樹脂又はシリカ樹脂、該熱可塑性材料は、ポリフタルアミド（Polyphthalamide, PPA）又はポリアミド（Polyamide, PA））を充填し、且つ該パッド２２１０及び該リード２２１１の上面は、絶縁層２１底面と相互に接着される。
【００２５】
金属反射層４は、メタルカップ２０３上面及び内側面、パッド２２１０及びリード上下方と、空気との接触面に鍍金され、発光ダイオードパッケージの前工程構造２を構成する。
【００２６】
最後に、図７を参照する。図７は、発光ダイオードパッケージの前工程構造２が発光ダイオードチップ５をパッケージすることを例として説明する。図から分かるように、発光ダイオードチップ５の長期動作時、高温を発生し、この時、銅箔のメタルカップ２０３が高耐熱性の特性を有することにより、発光ダイオードパッケージの前工程構造２が容易に損壊しないようにし、製造コストを低減し、動作率を向上する。同時に、銅の熱伝導係数により、極めて良好な導熱、放熱の伝動媒体を提供し、発光ダイオードチップ５の使用寿命を延長する。
【００２７】
また、該絶縁層２１は、耐高温性であって発光ダイオードパッケージの前工程構造２が容易に亀裂発生、劣化することがないようにし、損壊率を低減する。
【００２８】
なお、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均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００２９】
１  発光ダイオードパッケージの前工程
１０  スタンピング
１１  機械的粗面化
１１’  化学粗面化
１２  ダイボンディング
１３  貼合
１４  電気鍍金
２  発光ダイオードパッケージの前工程の構造
２０  メタルカップフレーム
２００  メタルカップ基材
２０１  開口
２０２  粗面
２０２’  粗面
２０３  メタルカップ
２１  絶縁層
２１０  絶縁材
２１００  軟性基材
２１０１  熱硬化性材料
２１０２  保護膜
２１１  通孔
２２  リードフレーム
２２０  導電材
２２１  導電部
２２１０  パッド
２２１１  リード
２２２  粗面
２２２’  粗面
３  熱硬化性又は熱可塑性材料
４  金属反射層
５  発光ダイオードチップ
６  発光ダイオードのパッケージ構造
６０  反射ベース
６１  リードフレーム
６２  発光ダイオードチップ
６３  金属反射層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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