(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを取り囲むように樹脂成形体の表面に、前記ＬＥＤチップの発光方向に指向性をもつレンズ形状部を有するフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造において、樹脂成形時にフレネルレンズを逆向きに一体で成形し、前記逆向きに成形されたフレネルレンズの屈折率を前記樹脂成形体の屈折率よりもより１に近づけたことを特徴とするフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造。
【請求項２】
プリント基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを取り囲むように形成した樹脂成形体の表面に、前記ＬＥＤチップの発光方向に指向性をもつレンズ形状部を有するフレネルレンズ付チップＬＥＤの製造方法において、
前記プリント基板は多数個取りする集合基板であって、該集合基板の所定位置に複数個の前記ＬＥＤチップをダイボンドし、ワイヤーボンドするＬＥＤ実装工程と、前記ＬＥＤチップを取り囲むように透明樹脂で前記樹脂成形体を形成すると同時に前記フレネルレンズを逆向きに一体で成形して、前記フレネルレンズの屈折率を前記樹脂成形体の屈折率よりもより１に近づけるようにした樹脂成形工程と、前記個々のＬＥＤチップを取り囲む枠部材となるべき所定の箇所に、前記樹脂成形体の表面から前記プリント基板上面に達する深さの溝を形成するハーフダイシング工程と、前記ハーフダイシング工程で形成された前記溝に樹脂を流し込み硬化させて枠部材を形成する枠樹脂成形工程と、前記枠樹脂上をダイシングラインに沿って単個のフレネルレンズ付チップＬＥＤに分割するフルダイシング工程とよりなることを特徴とするフレネルレンズ付チップＬＥＤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話内の液晶バックライト光源用LED、カメラ補助光源用ＬＥＤなどに係わり、詳しくは、LEDの指向性を強く、フレネルレンズを用いることにより光を無駄なく有効利用するフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽薄短小を追求する電子機器向けに提供された表面実装型の発光ダイオードで、一般的に、携帯電話内の液晶バックライト光源用LED、カメラ補助光源用ＬＥＤなどに使用される発光ダイオードにおいては、指向性をもった製品が多く使用される。その際、ＬＥＤ素子において発光しているＬＥＤチップの光を樹脂成形体の上面から平行な光束として出射することができるように、その樹脂成形体の上面にフレネルカットを施す工夫が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００４−１５８６３５号（第2〜５頁、図２~３）
【０００３】
図７は、表面実装型チップＬＥＤを示すものであり、リードフレーム３１にＬＥＤチップ３２がダイボンドされ、金属細線よりなるボンディングワイヤー３３でワイヤボンディングされ、ＬＥＤチップ３２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体３４を成形する。更に、樹脂成形体３４の表面に拡散シート３５を貼り付け、その上にフレネルレンズやアンキュレータレンズを構成したレンズシート３６を貼り付ける。
【０００４】
上記した表面実装型チップＬＥＤは、拡散シート３５や、フレネルレンズやアンキュレータレンズを構成したレンズシート３６を貼り付けるため、薄型化、小型化には対応が困難であった。そこで、図８に示す表面実装型チップＬＥＤは、樹脂モールド体４１の表面において、ＬＥＤチップ４２に対応する位置を中心として円領域にレンズ形状部４３が形成されている。上記した表面実装型チップＬＥＤを製造する際に、ＬＥＤチップ４２を配設部が開放された状態で樹脂モールドを行い、前記ＬＥＤチップ４２を蛍光体層４４で取り囲む。前記蛍光体層４４の上面にレンズ形状部４３を備えた樹脂モールド表面部材が貼り付けられる。上記した表面実装型チップＬＥＤは、樹脂モールド体４１の表面高さ位置以下にレンズ形状部４３を形成することができるが、薄型化には満足できるものではない。
【０００５】
図９から図１２は、従来の一般的な表面実装型チップＬＥＤの製造方法を示すものであり、図９は、樹脂成形体の上面にポッティングによりレンズ形状部を形成した断面図であり、図１０はその製造方法を示す断面図である。製造方法の概要について説明する。図１０（ａ）の樹脂成形工程では、集合基板５１の所定位置に、複数個のLEDチップ５２をダイボンドし、金属細線５３でワイヤーボンドするＬＥＤ実装工程を経た後、樹脂成形工程では、前記ＬＥＤチップ５２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体５４を形成する。図１０（ｂ）のハーフダイシング工程では、前記複数個のＬＥＤチップ５２で枠部材となるべき所定の箇所で、前記樹脂成形体５４の表面から基板５１上面に達する深さの溝５５を形成する。図１０（ｃ）の枠樹脂成形工程では、前記ハーフダイシング工程で形成された溝５５に樹脂を流し込み硬化させて枠部材５６を形成する。図１０（ｄ）のポッティング工程では、個々のＬＥＤチップ５２に対応して樹脂成形体５４の表面にレンズとなるべき樹脂をポッティングしてレンズ形状部５７を形成する。図１０（e）のフルダイシング工程では、枠樹脂上をダイシングライン５８に沿って単個のレンズ付チップＬＥＤに分割することにより、図９に示す面実装型チップＬＥＤを製造することができる。
【０００６】
また、図１１は、脂成形体の上面にフレネルレンズを一体成形した断面図であり、図１２はその製造方法を示す断面図である。製造方法の概要について説明する。図１２（a）の樹脂成形工程では、集合基板５１の所定位置に、複数個のLEDチップ５２を実装するＬＥＤ実装工程を経た後、樹脂成形工程で前記ＬＥＤチップ５２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体５４を形成する。その際に、成形型５９で型押し硬化してフレネルレンズ６０を一体に成形する。図１２（b）のハーフダイシング工程では、前記複数個のＬＥＤチップ５２で枠部材となるべき所定の箇所で、前記樹脂成形体５４の表面から基板５１上面に達する深さの溝５５を形成する。図１２（ｃ）の枠樹脂成形工程では、前記ハーフダイシング工程で形成された溝５５に樹脂を流し込み硬化させて枠部材５６を形成する。図１２（ｄ）のフルダイシング工程では、枠樹脂上をダイシングライン５８に沿って単個のレンズ付チップＬＥＤに分割することにより、図１１に示す面実装型チップＬＥＤを製造することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、上記した図９、図１０に示すレンズ付チップＬＥＤは、レンズをポッティングで成形するので製品の厚みが厚くなる。図１１、図１２に示すフレネルレンズ付チップＬＥＤは、枠樹脂を流し込む時、毛細管現象により枠樹脂がフレネルの微細な溝に沿い入り込むという問題がある。また、枠樹脂部にフルネルが接しないようにすれば、これを解消させるが位置精度的に難しい。などの問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の欠点を解消するもので、その目的は、枠樹脂成形工程における樹脂がフレネルレンズの微細な溝に流れ込むことがない、信頼性に優れたフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明におけるフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造は、プリント基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを取り囲むように樹脂成形体の表面に、前記ＬＥＤチップの発光方向に指向性をもつレンズ形状部を有するフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造において、樹脂成形時にフレネルレンズを逆向きに一体で成形し、前記逆向きに成形されたフレネルレンズの屈折率を前記樹脂成形体の屈折率よりもより１に近づけたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明におけるフレネルレンズ付チップＬＥＤの製造方法は、プリント基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを取り囲むように形成した樹脂成形体の表面に、前記ＬＥＤチップの発光方向に指向性をもつレンズ形状部を有するフレネルレンズ付チップＬＥＤの製造方法において、前記プリント基板は多数個取りする集合基板であって、該集合基板の所定位置に複数個の前記ＬＥＤチップをダイボンドし、ワイヤーボンドするＬＥＤ実装工程と、前記ＬＥＤチップを取り囲むように透明樹脂で前記樹脂成形体を形成すると同時に  前記フレネルレンズを逆向きに一体で成形して、前記フレネルレンズの屈折率を前記樹脂成形体の屈折率よりもより１に近づけるようにした樹脂成形工程と、前記個々のＬＥＤチップを取り囲む枠部材となるべき所定の箇所に、前記樹脂成形体の表面から前記プリント基板上面に達する深さの溝を形成するハーフダイシング工程と、前記ハーフダイシング工程で形成された前記溝に樹脂を流し込み硬化させて枠部材を形成する枠樹脂成形工程と、前記枠樹脂上をダイシングラインに沿って単個のフレネルレンズ付チップＬＥＤに分割するフルダイシング工程とよりなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造およびその製造方法においては、            枠樹脂成形工程における樹脂がフレネルレンズの微細な溝に流れ込むことはない。小型、薄型の要求を満足することができ、信頼性に優れたフレネルレンズ付チップＬＥＤの構造およびその製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のチップ型ＬＥＤについて、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１、図２は、本発明の実施例１に係わり、図１は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図、図2は、フレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【００１９】
図１において、１はガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁性を有するプリント基板で、該プリント基板1上にLEDチップ２を透明接着剤で接着した後、ボンディングワイヤー（金属細線）３でワイヤボンディングし、前記LEDチップ２を囲むように透明樹脂で樹脂成形体４を形成する。該プリント基板１上に、枠樹脂成形された枠部材５が形成され、前記樹脂成形体４の上面に別体加工されたフレネルレンズ６が貼り付けられている。
【００２０】
図２において、図２（ａ）の樹脂成形工程では、集合基板１の所定位置に、複数個のLEDチップ２をダイボンドし、金属細線３でワイヤーボンドするＬＥＤ実装工程を経た後、樹脂成形工程で前記ＬＥＤチップ２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体４を形成する。図２（ｂ）のハーフダイシング工程では、前記複数個のＬＥＤチップ２で枠部材となるべき所定の箇所で、前記樹脂成形体４の表面から基板１の上面に達する深さの溝７を形成する。図２（ｃ）の枠樹脂成形工程では、前記ハーフダイシング工程で形成された溝７に樹脂を流し込み硬化させて枠部材５を形成する。図２（ｄ）のフレネルレンズ貼り付け工程では、前記樹脂成形体４の表面に別体で成形されたフレネルレンズ６を貼り付ける。図２（e）のフルダイシング工程では、前記枠樹脂成形体４の上をダイシングライン８に沿って単個のフレネルレンズ付チップＬＥＤに分割する。以上の工程で、図１に示すフレネルレンズ付チップＬＥDを製造することができる。
【００２１】
以上述べた構成のフレネルレンズ付チップＬＥＤは、枠樹脂成形体４を形成した後にフレネルレンズ６を貼付するので、フレネルレンズ６の微細な溝に樹脂が流れ込むことはない。
【実施例２】
【００２２】
図３、図４は、本発明の実施例２に係わり、図３は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図、図４は、フレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【００２３】
図３（a）において、上記した実施例１と異なるところは、樹脂成形時にフルネルレンズ９を逆向きに一体で成形したことである。また、図３（b）に示す図３（a）のA部の拡大図において、一体成形した逆向きのフレネルレンズ９の屈折率をより１に近づけたものである。
【００２４】
図４において、図４（ａ）の樹脂成形工程では、集合基板１の所定位置に、複数個のLEDチップ２を実装するＬＥＤ実装工程を経た後、樹脂成形工程で前記ＬＥＤチップ２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体４を形成する時に、屈折率をより１に近づけたフレネルレンズ９を逆向きにして一体成形する。図４（ｂ）のハーフダイシング工程では、前記複数個のＬＥＤチップ２で枠部材となるべき所定の箇所で、前記樹脂成形体４の表面から基板１の上面に達する深さの溝７を形成する。図４（ｃ）の枠樹脂成形工程では、前記ハーフダイシング工程で形成された溝７に樹脂を流し込み硬化させて枠部材５を形成する。図４（ｄ）のフルダイシング工程では、前記枠樹脂成形体４の上をダイシングライン８に沿って単個のフレネルレンズ付チップＬＥＤに分割する。以上の工程で、図３に示すフレネルレンズ付チップＬＥDを製造することができる。
【００２５】
以上述べた構成のフレネルレンズ付チップＬＥＤは、枠樹脂成形体４を形成する時にフレネルレンズ９を逆向きに成形するので、フルネルの微細な溝がないので、枠樹脂成形の際の樹脂が流れ込むことはない。
【実施例３】
【００２６】
図５、図６は、本発明の実施例３に係わり、図５は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図、図６は、フレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【００２７】
図５において、上記した実施例１および実施例２と異なるところは、枠樹脂成形後にフルネルレンズ６を型押しして成形したことである。
【００２８】
図６において、図６（ａ）の樹脂成形工程では、集合基板１の所定位置に、複数個のLEDチップ２を実装するＬＥＤ実装工程を経た後、樹脂成形工程で前記ＬＥＤチップ２を取り囲むように透明樹脂で樹脂成形体４を形成する。図６（ｂ）のハーフダイシング工程では、前記複数個のＬＥＤチップ２で枠部材となるべき所定の箇所で、前記樹脂成形体４の表面から基板１の上面に達する深さの溝７を形成する。図６（ｃ）の枠樹脂成形工程では、前記ハーフダイシング工程で形成された溝７に樹脂を流し込み硬化させて枠部材５を形成する。図６（ｄ）のポッティング工程では、個々のＬＥＤチップ２に対応して樹脂成形体４の表面にフルネルレンズ６となるべき樹脂をポッティングしてレンズ形状部１０を形成する。図６（e）の型押し工程では、前記レンズ形状部１０のポッティング樹脂が硬化する前に、成形型１１で型押して、UV硬化または熱硬化することによりフレネルレンズ６を成形する。図６（f）のフルダイシング工程では、前記枠樹脂上のダイシングライン８に沿って単個のフレネルレンズ付チップＬＥＤに分割する。以上の工程で、図５に示すフレネルレンズ付チップＬＥDを製造することができる。
【００２９】
以上述べた構成のフレネルレンズ付チップＬＥＤは、枠樹脂成形体４を形成した後にフレネルレンズを型押し成形するので、上記した実施例１と同様にフレネルレンズの微細な溝に樹脂が流れ込むことはない。
【００３０】
上述したように、実施例１では、単個の製品にフルダイシングする前にフレネルレンズを貼り付ける。実施例２では、単個の製品にフルダイシングする前に逆向きのフレネルレンズを一体成形する。また、実施例３では、単個の製品にフルダイシングする前に型押してフレネルレンズを成形する。当然ながら、実施例１〜３の製造方法は、ともに外周枠（枠部材）を使用しないチップLEDにも有効である。従来の課題であった枠樹脂を流し込む時、毛細管現象により枠樹脂がフレネルの微細な溝に沿い入り込みことはない。小型、薄型の要求を満足し、様々なアプリケーションに適応できる。本製造方法は多数個取り生産が容易であり、製作された信頼性に優れたフレネルレンズ付チップＬＥＤは、携帯電話内の液晶バックライト光源用LED、カメラ補助光源用LEDに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係わり、図１は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図である。
【図２】図１のフレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係わり、図３は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図である。
【図４】図３のフレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係わり、図５は、フレネルレンズ付チップＬＥＤの構造を示す断面図である。
【図６】図５のフレネルレンズ付チップLEDの製造方法を示す工程断面図である。
【図７】従来のレンズシートを貼付した表面実装型チップＬＥＤの断面図である。
【図８】他の従来のレンズ形状部を備えた表面実装型チップＬＥＤの断面図である。
【図９】従来の一般的な表面実装型チップＬＥＤで、樹脂成形体の上面にポッティングによりレンズ形状部を形成した断面図である。
【図１０】図９の表面実装型チップＬＥＤの製造方法を示す断面図である。
【図１１】従来の一般的な表面実装型チップＬＥＤで、樹脂成形体の上面にフレネルレンズを一体成形した断面図である。
【図１２】図１１の表面実装型チップＬＥＤの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  基板
２  LEDチップ
３  ボンディングワイヤー
４  樹脂成形体
５  枠部材
６、９  フレネルレンズ
７  溝
８  ダンシングライン
１０  レンズ形状部
【図１】
0004822503.tif 000002
【図２】
0004822503.tif 000003
【図３】
0004822503.tif 000004
【図４】
0004822503.tif 000005
【図５】
0004822503.tif 000006
【図６】
0004822503.tif 000007
【図７】
0004822503.tif 000008
【図８】
0004822503.tif 000009
【図９】
0004822503.tif 000010
【図１０】
0004822503.tif 000011
【図１１】
0004822503.tif 000012
【図１２】
0004822503.tif 000013