(57)【要約】【課題】ＬＥＤ発光素子から効率よく光を取り出せるリフレクター付きのＬＥＤパッケージを簡便で安価に製造できるＬＥＤパッケージとその製造方法を提供する。【解決手段】ＬＥＤチップ１０を搭載する１以上のパッド部１、およびリフレクター３は、金属板にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布し、フォトレジストへのパターン露光と現像処理等をしてレジストパターンを形成し、塩化第二鉄等を用いたエッチング加工によって形成される。エッチングで凹部に銀めっきを施し、パッド部、リード部およびリフレクター部にチップ１０を搭載し、ワイヤーボンディングした後、透明封止樹脂を充填する。硬化後に、透明樹脂面を保護し、反対の金属面を再びエッチングすることで外部用接続端子が形成されている。【選択図】図５
2011077275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップ１０が搭載されるパッド部１と、該ＬＥＤチップと電気的接続を行う電気接続エリアを有するリード部２とを、それぞれ１以上備え、
該パッド部１およびリード部２の周囲に上方向へ広がって形成されているリフレクター３が、該パッド部１にＬＥＤチップ１０が搭載され、
ワイヤ１１で該ＬＥＤチップとリード部が電気的に接続され、
該リフレクター３が取り囲む凹部が透明樹脂で封止されたＬＥＤパッケージにおいて、
該パッド部１、該リード部２、該リフレクター３が同一材料で形成されており、
該パッド部１のチップ搭載面、該リード部２のボンディングエリア面、および該リフレクター３が透明封止樹脂と密着し一体化しており、
該パッド部１と、該リード部２は互いに電気的に独立した構造であって、該パッド部１の側面と、該リード部２の側面は露出していること、
を特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
ＬＥＤチップ１０が搭載されるパッド部１と、該ＬＥＤチップと電気的接続を行う電気接続エリアを有するリード部２とを、それぞれ１以上備え、
該パッド部１およびリード部２の周囲に上方向へ広がって形成されているリフレクター３が、該パッド部１にＬＥＤチップ１０が搭載され、
ワイヤ１１で該ＬＥＤチップとリード部が電気的に接続され、
該リフレクター３が取り囲む凹部が透明樹脂で封止されたＬＥＤパッケージを製造する方法であって、
金属板の第一面に、該パッド部１、該リード部２、および該リフレクター３を形成するためのレジスト８、および第二面には保護用レジスト５を形成し、
該第一面よりハーフエッチングを行うことにより、該パッド部１のチップ搭載面、該リード部２の面、および該リフレクター３を形成し、
該チップ搭載面にチップを搭載し、該リード部２にワイヤーボンディングを施し、封止樹脂２０で封止した後、
該第一面には保護用のレジスト６を形成し、また該金属板の第二面には該パッド部１と該リード部２を形成するためのレジスト７を形成したうえ、該封止樹脂２０が露出するまでエッチングすることにより、該パッド部１と該リード部２とを互いに電気的に独立させること、
以上を経ることを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を搭載するＬＥＤパッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路やＬＥＤ発光素子などの電子素子を搭載するためのリードフレームは、板状のＦｅ−Ｎｉ等の合金薄板、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、その片面または両面から塩化第二鉄等のエッチング液を用いてフォトエッチング加工をして製造され、半導体集積回路やＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部と、該パッド部とは絶縁状態に離反し、ＬＥＤ発光素子と接続が行われるインナーリード部および、外部基板と電気的接続を行うアウトリード部を備えている。
【０００３】
ＬＥＤパッケージの構成は、大きく分けると、上記のようなエッチングによる工法、あるいは、プレス加工によって作成されたＬＥＤ発光素子搭載用のパッド部、およびＬＥＤ発光素子と電気的に接続用のリード部を備えたベース基板と、ＬＥＤ光源から光を効率よく取り出すためのリフレクター部分からなる。リフレクター部分は、下面から上面に向けて大径となるすり鉢状の反射孔を有する。リフレクターは、形成方法によってその構成が異なる。ＬＥＤ発光素子から発せられた光を外部に多く放出するべく、反射面にめっき加工を施されているものや、あるいは、高反射性を有するセラミックインクを塗布されているものがある。
【０００４】
前記のベース基板と、リフレクター部分を合わせたＬＥＤパッケージを簡便で安価に作製する方法は広く検討されており、近年、照明をはじめ電子部品などに広く利用されている。特許文献１〜３には、リフレクターによってＬＥＤチップからの光を効率よく取り出され、高い信頼性を備え、高出力、大光量化に対応した放熱性を有するとともに、量産性に優れるＬＥＤパッケージを作製するための記述が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４５０３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５３２２９号公報
【特許文献３】特開２００６−１３１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ発光素子用の素子搭載部、ＬＥＤ発光素子と電気的接続を行うための電気接続エリアを有するリード部を備えた基板に、ＬＥＤ光源の高い光反射率を得るためのリフレクターを併設する場合、該素子搭載部およびリード部を構成する層は金属材料で構成され、リフレクターは例えばセラミックスなどの絶縁材料を用いて別々に作製されている。そして、それらを接着剤等を用いて張り合わせることによって、リフレクター付のＬＥＤ発光素子搭載基板は作製されていた。
【０００７】
あるいは、同一の金属材料から前記ＬＥＤ発光素子搭載用基板を作製する場合、ＬＥＤ発光素子搭載部、リード部、リフレクターを電気的に独立させるために、金属材料に絶縁材を貼り合わせた基板を作製し、プレス工法などで加工していた。
そのため、使用する材料、ならびに工程数が多いという問題があった。
【０００８】
上記の方法で作製されたＬＥＤ発光素子搭載部、リード部およびリフレクターを有する基板は、いずれも接着剤等を用いて張り合わされているため、層間での剥離等の問題が生じてしまう可能性があり、信頼性の向上にも乏しいものがあった。
【０００９】
本発明は前記従来の技術の問題点に鑑みて為されたもので、ＬＥＤ発光素子搭載部、リード部、ＬＥＤ光源の高い光反射率を得るためのリフレクターを併せもち、高放熱性、高反射性、高信頼性、および高利得性を兼ね備えたＬＥＤパッケージとその製造方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、ＬＥＤチップ１０が搭載されるパッド部１と、該ＬＥＤチップと電気的接続を行う電気接続エリアを有するリード部２とを、それぞれ１以上備え、
該パッド部１およびリード部２の周囲に上方向へ広がって形成されているリフレクター３が、該パッド部１にＬＥＤチップ１０が搭載され、
ワイヤ１１で該ＬＥＤチップとリード部が電気的に接続され、
該リフレクター３が取り囲む凹部が透明樹脂で封止されたＬＥＤパッケージにおいて、
該パッド部１、該リード部２、該リフレクター３が同一材料で形成されており、
該パッド部１のチップ搭載面、該リード部２のボンディングエリア面、および該リフレクター３が透明封止樹脂と密着し一体化しており、
該パッド部１と、該リード部２は互いに電気的に独立した構造であって、該パッド部１の側面と、該リード部２の側面は露出していること、
を特徴とするＬＥＤパッケージである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、ＬＥＤチップ１０が搭載されるパッド部１と、該ＬＥＤチップと電気的接続を行う電気接続エリアを有するリード部２とを、それぞれ１以上備え、
該パッド部１およびリード部２の周囲に上方向へ広がって形成されているリフレクター３が、該パッド部１にＬＥＤチップ１０が搭載され、
ワイヤ１１で該ＬＥＤチップとリード部が電気的に接続され、
該リフレクター３が取り囲む凹部が透明樹脂で封止されたＬＥＤパッケージを製造する方法であって、
金属板の第一面に、該パッド部１、該リード部２、および該リフレクター３を形成するためのレジスト８、および第二面には保護用レジスト５を形成し、
該第一面よりハーフエッチングを行うことにより、該パッド部１のチップ搭載面、該リード部２の面、および該リフレクター３を形成し、
該チップ搭載面にチップを搭載し、該リード部２にワイヤーボンディングを施し、封止樹脂２０で封止した後、
該第一面には保護用のレジスト６を形成し、また該金属板の第二面には該パッド部１と該リード部２を形成するためのレジスト７を形成したうえ、該封止樹脂２０が露出するまでエッチングすることにより、該パッド部１と該リード部２とを互いに電気的に独立させること、
以上を経ることを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チップを搭載するための１乃至複数箇所のパッド部１と、チップと電気的接続を行うための電気接続エリアを有するリード部２、および前記パッド部とリード部の周囲に上方向へ広がっていくように形成されているリフレクター３の構造がエッチングにより、一枚の金属材料から簡便に作製することが出来る。一般的にリフレクターは、ＬＥＤ発光素子搭載用リードフレームとは別々に作製されている。あるいは、金属材料と絶縁材料を張り合わせた基板を用いてプレス加工により一体成型されている場合もある。これらの方法は、工程数が多く、とても複雑であり、多くの材料を用いるために高価となっている。よって、本発明の製造方法を用いる事で、簡便で安価に作製できるという効果がある。
【００１３】
また、本発明によると、チップ搭載エリアを有するパッド部と、チップと電気的接続を行うための電気接続エリアを有するリード部、および該ＬＥＤチップを取り囲むリフレクターがすべて同じ金属材料で形成されていることにより、高い放熱性を確保できると共に、材料の特性に基づいて容易に形成することが出来る。また、金属材料と絶縁材料を張り合わせた基板のように接着剤等を用いていないため、剥離等が生じることがなく、信頼性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＬＥＤパッケージに係る一例を模式的に示す説明図（上面図）。
【図２】本発明のＬＥＤパッケージに係る一例を模式的に示す説明図（下面図）。
【図３】本発明のＬＥＤパッケージに係る一例を模式的に示す説明図（X1−X1断面図）。但し、チップ搭載済みの様子。
【図４】本発明のＬＥＤパッケージに係る一例を模式的に示す説明図（X2−X2断面図）。
【図５】本発明のＬＥＤパッケージに係る一例を模式的に示す説明図（Y-Y断面図）。但し、チップを搭載し、ワイヤーボンディングし、封止樹脂を充填したうえ、反対側からエッチング加工済みの様子。
【図６】本発明のＬＥＤパッケージの製造方法に係る一例を模式的に示す説明図（断面図）
【図７】本発明のＬＥＤパッケージの製造方法に係る一例を模式的に示す説明図（上面図）。但し、ＬＥＤパッケージが多面付け状態の様子。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の代表例は、金属合金製の板状の基材をフォトリソグラフィーとエッチングで加工することによって作製され、図１、図３、又は図５に示すようにＬＥＤチップ１０を搭載するための１以上のパッド部１を備える。
該パッド部１は上部構造部と、裏側に上部構造部と一体である放熱部である下部構造部を備えている。
図５で符号１１はワイヤーの一例を示す。パッド部１の搭載用表面ＡのＬＥＤチップ１０と、リード部２のワイヤボンディングエリアＣとの間をワイヤボンディングによってつなぐワイヤーである。
【００１６】
図１、３に示すように、該パッド部１の表面は、ＬＥＤチップ１０を搭載するための搭載用表面Ａとなっており、該パッド部１と対向する裏面側の放熱部４の外面は、ＬＥＤチップ１０本体から発生する駆動熱やＬＥＤチップ１０の周囲環境による熱を放散させて、ＩＣチップ１０に熱が蓄積されないように、パッド部１裏面側から外界側に熱を放散させるための放熱用裏面Ｂとなっている。
【００１７】
また、金属合金製の板状の基材をフォトエッチング加工することにより形成された前記パッド部１に対して、所定の間隔をおいて離反して隣接する位置には、１以上の箇所に形成されたリード部２を備えている。該リード部は、上部構造体と対向する下部構造体は一体であり、下部構造体には放熱部４を備えている。
リード部２は、板状の基材をフォトエッチングする際にパッド部１と同時に形成される。該リード部２の表面は、ワイヤーボンディングやチップボンディング等によりＬＥＤチップ１０とリード部２との電気的接続を行う際に接続性を向上させるため、また、チップ１０から光を効率よく取り出すために銀めっき等がほどこされた電気接続エリアＣとなっていて、該リード部２の電気接続敵エリアＡと対向する裏面は、放熱用裏面Ｂとなっている。
【００１８】
前記リード部２の電気接続エリアは、パッド部１の搭載用表面Ａ上に実装されるＬＥＤ発光素子１０に対してワイヤーボンディングやチップボンディングによって接続される。なお、電気接続エリアＣへのめっきは、銀めっき等のめっきがほどこされている。また、電気接続エリアＣにこれらのめっきに先立ち、耐熱拡散性に優れたＮｉめっき等の下地めっきを行っても構わない。さらには、ＬＥＤ発光素子を外部基板に搭載、接続するために、放熱用裏面にも銀めっき、金めっき、パラジウムめっき等をおこなっても構わない。
【００１９】
図３、図５に示すように、前記リード部２の表面は、前記パッド部１の搭載用表面Ａと同一の電気接続エリアＣとなっていて、バッド部２の搭載用表面Ａに搭載したＬＥＤチップ１０を接続するためのワイヤーがボンディングされる領域、または、ＬＥＤチップ１０に形成された接続用電極と半田などを介してチップボンディングされる領域となっており、該エリアＣと対向して、前記パッド部２の放熱用裏面Ｂと同一面になる放熱用裏面Ｄを備えている。
【００２０】
図１、図２に示す本発明のパッケージのパッド部、リード部、リフレクター部は、板状のＦｅ−Ｎｉ等の合金薄板またはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の合金薄板を金属材料として用いるが、熱伝導率が高いＣｕまたはＣｕ合金を用いる方が放熱性が向上するため望ましい。
【００２１】
本発明に関わるパッド部、リード部、リフレクター部は、金属板の表裏面にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布し、フォトレジストへのパターン露光と現像処理等をする事によって、レジストパターンを形成し、塩化第二鉄等のエッチャントを用いて、レジスト非形成部分をフォトエッチング加工することによって、ＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部２と、該パッド部１とは絶縁状態に離反しているリード部２、およびリフレクター３を形成するための構造が形成されている。
【００２２】
次に、本発明のＬＥＤパッケージの製造方法を図６に即して説明する。
まず、Ｆｅ−Ｎｉ等の合金薄板、またはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の金属合金製の板状のリードフレーム用金属材料（図６ａ）の表面に、フォトレジスト（感光性樹脂）を塗布してレジスト４、８層を形成し、所定のパターン露光用フォトマスクを用いてフォトレジスト層にパターンを露光し、次いで現像、必要に応じて硬膜処理をする。これにより、図６ｂに示す様に、リフレクターとなる箇所を残してフォトレジストが現像除去され、チップ搭載面、およびリード部が形成され、図６ｃに示す様な凹凸が形成される。
【００２３】
該凹部に銀めっき等のめっきを行う。または、耐熱拡散性に優れたNiめっき等の下地めっきを行う（図６ｄ）。めっきが施されたチップ搭載部にＬＥＤ素子を搭載し、パッド部にワイヤーボンディングを行ったあと、該凹部に透明の封止樹脂を充填し、硬化する（図６ｅ）。
【００２４】
本発明のＬＥＤパッケージにおいては、ＬＥＤ素子１０が透明樹脂層１２内に埋設された状態で発光するため、ＬＥＤ素子１０から発せられた光を透明樹脂１２から外側に効率よく取り出すにあたり、高い利得性を持たせる事が重要である。
その為には、例えば、ポリメチルアクリレート樹脂といった光透過性のあるアクリル系樹脂などの透明性の良好な樹脂５を選定することはもちろんであるが、本発明は特に、封止樹脂のみでパッド部やリード部が支持されていることを特徴としていることから、前記封止樹脂および、銀めっき表面との密着が高いことが望ましい。
【００２５】
上記のような透明樹脂を充填、硬化した後、透明樹脂の上から腐食防止用のフィルムを塗布し、該フィルム塗布面と対抗する面は、外部接続用の端子、および、チップのヒートシンクとなる部分を形成するためにレジストを塗布する。（図６ｆ）
【００２６】
該フィルム塗布面と対向する面を、塩化第二鉄、および硝酸第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工し、図６ｇのように金属板を溶解する。そして、透明樹脂面が露出するまでエッチング加工を進める。
それにより、チップ搭載面、パッド部及び、該チップ搭載面、該パッド部を取り囲み、かつ上方に向かって広がっているように設計されたリフレクター部３が電気的に絶縁された状態になり、透明樹脂１２によって保持されている事を特徴とした本発明のＬＥＤパッケージが形成される。（図６ｇ）
【００２７】
次に、本発明のＬＥＤパッケージを説明する。図３〜図５に示すように、ＬＥＤチップ１０を搭載した１以上が形成されたパッド部１と、前記ＬＥＤチップとの電気的接続を行う電気的接続エリアＣを有するリード部２が形成されている本発明のＬＥＤパッケージは、一般的なフォトエッチング方にて安価に形成することが出来るので、安価なＬＥＤパッケージの供給を可能とする。
【００２８】
前記パッド部１の搭載用表面Ａより上面側、及びリード部２の電気接続エリアＣより上面側であり、リフレクター３の内面側には、ＬＥＤチップ１０、及び電気的接続エリアＣを含めて、透明樹脂１２が充填されている。この透明樹脂は、耐熱性、耐光性、熱伝導性、高い光拡散性を有する事も望ましい。
【００２９】
本発明のＬＥＤパッケージは、図７に示すように、本発明におけるパッド部１および、リード部２を、その表裏面を同一平面とする１単位フレームとしている。１単位フレームは、枚葉状あるいは帯状の金属材料に、複数の１単位フレームを互いに縦横方向に多面付け配列して製造される。
【００３０】
１単位のフレームの複数単位を多面付けして、フォトエッチングにて製造された平坦状のフレームは、片面ずつエッチングを行い、封止用の透明樹脂によって保持されることにより、搭載用表面Ａと、放熱用裏面Ｂのそれぞれ面、電気的接続エリアＣと放熱裏面Ｄのそれぞれが露呈し、多面付けされたＬＥＤパッケージが形成される。
【００３１】
その後、多面付けされたＬＥＤパッケージを切断し、切り離された１単位のＬＥＤパッケージが得られる。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ・・・搭載用表面
Ｂ・・・放熱用表面
Ｃ・・・電気接続エリア
Ｄ・・・放熱用裏面
１・・・パッド部
２・・・リード部
３・・・リフレクター
４・・・放熱部
５、６・・・保護フィルム
７・・・外部接続用端子形成用レジスト
８・・・リフレクター形成用レジスト
１０・・・ＬＥＤチップ
１１・・・ワイヤー
２０・・・透明樹脂
４０・・・銀めっき
【図１】
2011077275.tif 000003
【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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