(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップから出た光を一方向に投射させるためのＬＥＤパッケージの製造方法において、
電極、前記電極に電気的に連結されたビアホール、及び、前記電極とは別途にメッキ用パターン電極が形成された基板を提供する段階と、
前記基板上にＬＥＤチップを配置する段階と、
前記基板とＬＥＤチップ上にモールディング部を形成する段階と、
前記モールディング部の一部を除去することにより、前記モールディング部の下端の縁部分において前記メッキ用パターン電極を露出させて前記モールディング部をそれぞれのパッケージ単位で分離する段階と、
前記メッキ用パターン電極をシード層として用い、前記モールディング部が除去された領域に金属を電解メッキすることにより埋め込んで前記モールディング部が除去された領域と同じ形状の反射層を形成する段階と、
及び前記反射層及び前記基板を切断してそれぞれのパッケージ単位で分離する段階と
を含むことを特徴とする金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記モールディング部を形成する段階は、蛍光体が混合された透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)トランスファーモールディング法を利用することを特徴とする請求項１に記載の金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記モールディング部を形成する段階は、１５０〜１９０℃に維持されるモールド内に基板とＬＥＤチップを投入し、モールドに８０〜９０℃に維持される固体状態の透明ＥＭＣと蛍光体の混合物を投入した後、前記透明ＥＭＣと蛍光体の混合物を固体状態から液体状態にモールド内で相変化させモールディング部を形成するＥＭＣトランスファーモールディング法を用いることを特徴とする請求項２に記載の金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記透明ＥＭＣと蛍光体の混合物はモールド内で５００〜１０００ｐｓｉに加圧されることをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項５】
前記ＥＭＣトランスファーモールディング法で製作されたモールディング部は透明ＥＭＣ内に含まれた蛍光体が沈殿されないため不均一な色分布(ｉｒｒｅｇｕｌａｒ  ｃｏｌｏｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ)が最小化される状態で硬化されることを特徴とする請求項４に記載の金属反射層を形成した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、一側面に光を集中させ投光させるようになった金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、光損失を最小化し輝度を改善して、小型でＬＥＤチップサイズの影響なくＰＣＢタイプで大量生産が可能で、作業生産性を大きく向上させた金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にモバイルフォーンまたはＰＤＡ等のバックライト(Ｂａｃｋ-ｌｉｇｈｔ)には多様な大きさのＬＥＤパッケージ(ＬＥＤＰＫＧ)が使用されている。
【０００３】
このようなＬＥＤパッケージは、バックライトのスリム(ｓｌｉｍ)化に伴って、より薄くすることが要求されている。
【０００４】
図１に図示されたＬＥＤパッケージ３００は特許文献１に記載されたものとして、内蔵されたＬＥＤチップ３１０用リードフレーム(Ｌｅａｄ  Ｆｒａｍｅ)が反射層３１２を形成し、上記ＬＥＤチップ３１０と反射層３１２を密封板３１４で覆う構造を有する。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００９４６２２号明細書
【０００５】
このような従来のＬＥＤパッケージ３００は反射層３１２を銀(Ａｇ)メッキ層で形成してＬＥＤチップ３１０から発生された光を一側に集中して排出させるようになっている。
【０００６】
しかし、上記のような従来の構造はＬＥＤチップ３１０が基板３２０の凹部３２２上に形成され、別途製作される密封板３１４がこれを覆うよう接着されるので、作業の自動化には限界があり、大量生産が困難であった。
【０００７】
図２の（ａ）および（ｂ）にはこれとは異なる構造のＬＥＤパッケージ４００が図示されている。このような従来技術は、基板４１０上にＬＥＤチップ４１２を装着し、それを覆うよう内部に空間(ｃａｖｉｔｙ)４１４ａが形成された射出物４１４を接着させた後、上記空間４１４ａに蛍光体とエポキシを混合した樹脂溶液を注入した後養生させダイシング(ｄｉｃｉｎｇ)する方式である。このような従来工程は射出物４１４を基板４１０に付着するに別途の追加的な工程が必要なため、作業工程上一貫生産が難しく作業生産性の側面で非常に効率が落ちる問題点がある。
【０００８】
そして、上記のような従来技術に伴うＬＥＤパッケージ４００は図３に図示された通り、上記射出物４１４の空間４１４ａ内に蛍光体とエポキシを混合した樹脂溶液を注入した後、約１時間硬化させモールディング部４１６を形成させるものとして、このように長時間にわたる硬化工程はモールディング部４１６を成すエポキシ４１８ａ内の蛍光体４１８ｂが沈殿して色分布(ｃｏｌｏｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ)が大きく広がる問題点を発生させる。従って、このような従来のＬＥＤパッケージ４００は発色均一度が低下され分散される問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような従来技術の問題点を解消するためのものとして、その目的は別途の射出物が不要でその厚さを最小化することが可能な金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
そして、本発明はＬＥＤチップサイズの影響なく大量生産が可能で、小型で製作が容易な金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することに他の目的がある。
【００１１】
また、本発明はＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)トランスファーモールディング法を採択することにより色分布の最小化が可能で発色均一度を高めることが可能な金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することに他の目的がある。
【００１２】
そして、本発明は光損失を最小化して輝度を改善し、ＰＣＢタイプで大量生産が可能で、作業生産性を大きく向上させた金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供するにまた異なる目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を達成するため本発明の第１の形態は、ＬＥＤチップから出た光を一方向に投射させるためのＬＥＤパッケージにおいて、電極が形成された基板と、上記基板上に配置されたＬＥＤチップと、上記基板とＬＥＤチップ上に覆われ上記素子を保護するモールディング部、及び、上記モールディング部側面を取り囲み、上記モールディング部の上部面に投光面を形成した反射層とを含むことを特徴とする金属反射層を形成したＬＥＤパッケージを提供する。
【００１４】
上記ＬＥＤパッケージにおいて、反射層は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔのうちの少なくともいずれかを金属蒸着またはメッキすることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の金属反射層を形成してもよい。
【００１５】
上記ＬＥＤパッケージにおいて、基板は、電極が形成されたＰＣＢであるかセラミック材料からなっていてもよい。
【００１６】
上記ＬＥＤパッケージにおいて、投光面の光投射方向は、ＬＥＤチップが配置される平面の正面であってもよい。
【００１７】
上記ＬＥＤパッケージにおいて、モールディング部は、蛍光体が混合された透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)の混合物で形成されＥＭＣ内に蛍光体が均一に散布されてもよい。
【００１８】
本発明の第２の形態は、ＬＥＤチップから出た光を一方向に投射させるためのＬＥＤパッケージの製造方法において、電極が形成された基板を提供する段階と、上記基板上にＬＥＤチップを配置する段階と、上記基板とＬＥＤチップ上にモールディング部を形成する段階と、上記モールディング部を切断する段階、及び、上記モールディング部に反射層を形成する段階と、を含むことを特徴とする金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法を提供する。
【００１９】
モールディング部を形成する段階は、蛍光体が混合された透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)トランスファーモールディング法を用いてもよい。
【００２０】
基板を提供する段階において、基板上にメッキ用パターン電極が設けられ、  ＬＥＤチップを配置する段階において、基板上に複数のＬＥＤチップを配置し、モールディング部を切断する段階は、複数のＬＥＤチップに対して所望の形態のモールディング部が形成されるようモールディング部のみをダイシング(ｄｉｃｉｎｇ)またはエッチング(ｅｔｃｈｉｎｇ)し、基板上のメッキ用パターン電極を露出させてもよい。
【００２１】
反射層を形成する段階は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔのうちの少なくともいずれかを金属蒸着またはメッキすることにより形成されてもよい。
【００２２】
反射層を形成する段階は、反射率が高い金属を真空スパッタリング(ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)でモールディング部の側面および前面を覆うようにスパッタリング層を形成した後、前面に形成されたスパッタリング層をポリシング(Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)して除去させることにより投光面を形成する段階を含んでもよい。
【００２３】
反射層を形成する段階は、それぞれのＬＥＤパッケージごとにメッキ層またはスパッタリング層と基板を切断してＬＥＤパッケージを相互分離する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の金属反射層を形成してもよい。
【００２４】
モールディング部を形成する段階は、１５０〜１９０℃に維持されるモールド内に基板とＬＥＤチップを投入し、モールドに８０〜９０℃に維持される固体状態の透明ＥＭＣと蛍光体の混合物を投入した後、透明ＥＭＣと蛍光体の混合物を固体状態から液体状態にモールド内で相変化させモールディング部を形成するＥＭＣトランスファーモールディング法を用いてもよい。
【００２５】
透明ＥＭＣと蛍光体の混合物はモールド内で５００〜１０００ｐｓｉに加圧されることをさらに含んでもよい。
【００２６】
ＥＭＣトランスファーモールディング法で製作されたモールディング部は透明ＥＭＣ内に含まれた蛍光体が沈殿されないため不均一な色分布(ｉｒｒｅｇｕｌａｒ  ｃｏｌｏｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ)が最小化される状態で硬化されてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、反射層とモールディング部とを一体化して構成されるためＬＥＤパッケージの厚さを最小化することが可能で、それに伴いスリム化が必要な各種バックライトに容易に適用することができる。
【００２８】
そして、本発明はモールディング部の以外に射出物が不要なため射出物による制約を受けなくなり小型化された薄型(Ｔｈｉｎ)構造が可能で、投光面を除いた反射層が、反射率の高い金属材料からなっているため光の漏洩を最小化することができる。
【００２９】
また、本発明は基板上にＬＥＤチップの実装工程からそれ以後のモールディング及びダイシング工程まで全工程がＰＣＢ状態からなるため大量生産が可能で、作業生産性を大きく向上させることができる。
【００３０】
さらに、本発明は蛍光体と混合される透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)を利用するＥＭＣトランスファーモールディング法を採択することにより硬化後のモールディング部で蛍光体が沈殿されず、それに伴い不均一な色分布の最小化が可能で光学品質も大きく向上される効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照してより詳細に説明する。
【００３２】
図４に図示された通り、本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤチップ５から出た光を一方向に投射する。光の投射方向は、好ましくは上記ＬＥＤチップ５が配置される平面に対して正面を成す方向である。
【００３３】
本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージ１は、電極１５ａ、１５ｂが形成された基板１５を有する。上記基板１５は、好ましくはＰＣＢまたはセラミック材料が用いられ、パターン電極１５ａとビアホールの垂直電極１５ｂが形成される。
【００３４】
そして、上記基板１５上には電極１５ａに電気的に連結配置されたＬＥＤチップ５が実装され、上記ＬＥＤチップ５はその電気端子が全て上部面に形成された水平型タイプ(Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｔｙｐｅ)であるか、または上下部面に形成された垂直型タイプ(Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｙｐｅ)の両方を適用することができる。
【００３５】
また、このような上記ＬＥＤチップ５と基板１５上にはこれらを覆うモールディング部１０が形成される。上記モールディング部１０はエポキシ樹脂などを硬化させてなるものとして、好ましくは色分布を最小化するため蛍光体が混合された透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)を利用してＥＭＣトランスファーモールディング法で形成される。
【００３６】
本発明は上記のようにモールディング部１０がＬＥＤチップ５と基板１５上で所望の形態に整えるようになると、モールディング部１０の一面、即ち図４の（ｂ）に図示された通り、モールディング部１０の上部面に投光面１７を形成した反射層２０を形成するようになる。
【００３７】
上記反射層２０はＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属を無電解メッキ、または電解メッキで上記モールディング部１０の側面に形成するか、または上記モールディング部１０の全体を取り囲むよう真空蒸着で形成した後、モールディング部１０の上部面をポリシング(Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)して投光面１７を形成した構造である。
【００３８】
従って、上記反射層２０は投光面１７を除いたモールディング部１０の側面を全て満遍なく取り囲んだ構造で形成される。
【００３９】
以下、本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法１００に関して詳細に説明する。
【００４０】
本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法１００は図５に図示された通り、先ず、電極１５ａ、１５ｂが形成された基板１５を提供する段階１０２が行われる。
【００４１】
そして、上記基板１５上にはＬＥＤチップ５に電源を供給するためのパターン電極１５ａ及びビアホールの垂直電極１５ｂ及びメッキのためのメッキ電極１５ｃが形成される。
【００４２】
そして、上記基板１５はビアホール等の垂直電極１５ｂが形成されたＰＣＢまたはセラミック材料などからなることが可能で、ＬＥＤチップ５に連結されるパターン電極１５ａはそれぞれビアホール(Ｖｉａ  Ｈｏｌｅｓ)等の電極１５ａに電気的に連結される。
【００４３】
次に、上記基板１５上に複数のＬＥＤチップ５を配置する段階１０４が行われる。これは一つの基板１５上に多数個のＬＥＤチップ５が決められた位置に置かれるよう一時に実装し、上記基板１５のパターン電極１５ａにワイヤで電気的にそれぞれ連結配線する。
【００４４】
その次には上記のようなＬＥＤチップ５と基板１５上にモールディング部１０を形成する段階１０６が行われる。
【００４５】
この段階１０６において、上記モールディング部１０は、硬化された後に不均一な色分布が最小化されるように、蛍光体(Ｐｈｏｓｐｈｏｒ)が混合された透明ＥＭＣ(Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ)を利用するＥＭＣトランスファーモールディング法として形成される。
【００４６】
また、このようなモールディング部１０で使用されるＥＭＣトランスファーモールディング法２００は図７に図示された通り、約１５０〜１９０℃に維持されるモールド２１０内に上記基板１５と複数のＬＥＤチップ５を投入し、上記モールド２１０の一側には約８０〜９０℃に維持される固体状態の透明ＥＭＣと蛍光体の混合物２２０を投入する。そして、上記透明ＥＭＣと蛍光体の混合物２２０を約５００〜１０００ｐｓｉに加圧すると上記透明ＥＭＣと蛍光体の混合物は固体状態から液体状態にモールド２１０内で相変化を起こし、このような液状の透明ＥＭＣと蛍光体の混合物２２０は上記基板１５とＬＥＤチップ５上に流入されモールディング部１０を形成する。そして、この状態で加熱及び加圧を解除した状態で５〜７分間硬化させると、液体相から固体相へと短時間内に硬化される。
【００４７】
そして、このように硬化された状態で上記モールディング部１０が形成された基板１５とＬＥＤチップ５をモールド２１０から分離するとモールディング部１０が完成される。
【００４８】
このようにＥＭＣトランスファーモールディング法からなっているモールディング部１０は透明ＥＭＣ２２２ａ内に含まれた蛍光体２２２ｂが沈殿されないためモールディング部１０には不均一な色分布が少なくなり、従って発色均一度は優秀になる。
【００４９】
また、このようにモールディング部１０を形成した後には上記モールディング部１０を切断する段階１０８が行われる。
【００５０】
この段階１０８では上記ＬＥＤチップ５等に対して所望の形態のモールディング部１０が形成されるようモールディング部１０のみをダイシング(ｄｉｃｉｎｇ)またはエッチング(ｅｔｃｈｉｎｇ)してモールディング部１０の形態を構成する。この段階１０８において上記モールディング部１０はその下端の縁部分が上記基板１５上のメッキ用パターン電極１５ｃを露出させるよう形成される。
【００５１】
そして、次には上記モールディング部１０に反射層２０を形成する段階１１０が行われる。上記反射層２０は例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ等の反射率が高い金属を無電解メッキまたは電解メッキを通じてメッキ層２２をモールディング部１０上に形成することとなる。このような場合上記メッキ層２２はモールディング部１０の側面を完全に取り囲んで光の外部漏洩がないよう一体で形成される。
【００５２】
従って、上記反射層２０はモールディング部１０の上部面に投光面１７が形成される。そして、次には各々のＬＥＤパッケージ別に上記メッキ層２２と基板１５を横方向及び縦方向に切断して多数個に分離してＬＥＤパッケージ１を製作する段階１１２を含む。
【００５３】
このような段階１１２において、上記各々のＬＥＤパッケージ１はモールディング部１０の上部面に投光面１７を形成し、モールディング部１０の側面は金属反射層２０に取り囲まれＬＥＤチップ５からの光が投光面１７側のみから出射されるよう形成される。
【００５４】
一方、上記でモールディング部１０に反射層２０を形成する段階１１０は図６に図示された通り、上記反射層２０が例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ等の反射率が高い金属を真空スパッタリング(ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ)を通じてモールディング部１０の側面および前面を含む外表面を包むようスパッタリング層２２’を形成することとなる。このような場合上記スパッタリング層２２’はモールディング部１０の外表面を完全に包んで光の外部漏洩がないよう一体で形成される。
【００５５】
その次には上記のようなスパッタリング層２２’の上部面をポリシング(Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)してその一部を除去させることによりモールディング部１０の上部面に投光面１７を形成する段階１１０’が行われる。
【００５６】
従って、上記モールディング部１０の上部面に投光面１７を形成した構造が形成される。
【００５７】
そして、次には各々のＬＥＤパッケージ別に上記基板１５を横方向及び縦方向に切断して多数個に分離してＬＥＤパッケージ１を製作する段階１１２を含む。
【００５８】
これらの段階により、各々のＬＥＤパッケージ１はモールディング部１０の上部面に投光面１７を形成し、モールディング部１０の側面は金属反射層２０に取り囲まれＬＥＤチップ５からの光が投光面１７のみから出射されるよう形成される。
【００５９】
上記で本発明は特定の実施例に関して図示され説明されたが、これは単なる例示として本発明を説明するため記載されたもので、本発明をこのような特定構造で制限するのではない。当業界で通常の知識を有する者であれば以下の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域を外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることが可能であることがわかる。しかし、このような修正及び変形構造は全て本発明の権利範囲内に含まれることを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来技術に伴う反射層を具備したＬＥＤパッケージを図示した断面図である。
【図２】従来技術に伴う他の構造のＬＥＤパッケージを図示したものとして、（ａ)は射出物を切断した状態を図示した説明図で、（ｂ）は縦断面図である。
【図３】従来技術に伴うＬＥＤパッケージにおいてモールディング部を成すエポキシ樹脂作業方式を図示した説明図である。
【図４】本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージを図示した構成図として、（ａ）は外観斜視図で、（ｂ）は上部に投光面を形成した断面図である。
【図５】本発明の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に図示した工程手順図である。
【図６】本発明の他の実施例である金属反射層を形成したＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に図示した工程手順図である。
【図７】本発明の実施例であるＬＥＤパッケージの製造方法においてモールディング部を成すＥＭＣトランスファーモールディング方式を図示した説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ＬＥＤパッケージ
５  ＬＥＤチップ
１０  モールディング部
１５  基板
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  電極
１７  投光面
２０  反射層
２２  メッキ層
２２’  スパッタリング層
１００  ＬＥＤパッケージの製造方法
１０２  電極が形成された基板を提供する段階
１０４  ＬＥＤチップを配置する段階
１０６  モールディング部を形成する段階
１０８  モールディング部を切断する段階
１１０  反射層を形成する段階
１１０’  投光面を形成する段階
１１２  多数個に分離してＬＥＤパッケージ１を製作する段階
２００  ＥＭＣトランスファーモールディング法
２１０  モールド
２２０  透明ＥＭＣと蛍光体の混合物
２２２ａ  透明ＥＭＣ
２２２ｂ  蛍光体
３００  ＬＥＤパッケージ
３１０  ＬＥＤチップ
３１２  反射層
３１４  密封板
３２０  基板
３２２  凹部
４００  ＬＥＤパッケージ
４１０  基板
４１２  ＬＥＤチップ
４１４  射出物
４１４ａ  空間
４１６  モールディング部
４１８ａ  エポキシ
４１８ｂ  蛍光体
【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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