(57)【要約】【課題】安定動作する高出力の白色発光ダイオード装置を提供する。【解決手段】白色発光ダイオード装置は、透明な絶縁性樹脂からなりかつ樹脂中に黄色蛍光体が分散された封止体と、封止体の一端から突出延在する平坦な第１の電極板と、封止体の他端から突出延在する平坦な第２の電極板と、封止体内に位置し、ｐ電極が第１の電極板に接続され、ｎ電極が第２の電極板に接続される青色発光ダイオードチップとを有し、第１の電極板及び第２の電極板は一定厚さの平坦な板状体からなり、第１及び第２の電極板の下面は封止体の下面に露出している。封止体内の第１及び第２の電極板部分には、貫通孔、周縁が引っ込んだ部分が設けられるとともに一部の下面は除去されて薄くなっている。貫通孔、開口、引っ込んでできた空間部分、薄くしてできた空間部分及び対面する第１の電極板と第２の電極板との間の開口は、封止体を形成する樹脂で埋められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面並びに前記第１の面の周縁と前記第２の面の周縁を繋ぐ複数の側面を有する透明な絶縁性の樹脂からなる封止体と、
一端側が前記封止体の内側に位置し、他の一端側が前記側面から前記封止体の外側に突出し、第１の面が前記封止体内に位置し、前記第１の面の反対面となる第２の面が前記封止体の第２の面側に露出する平坦な板状体からなる導電性の第１の電極板と、
前記第１の電極板に対して直列配置となり、一端側が前記封止体の内側に位置するとともに少なくとも一部周面が前記第１の電極板の周面に対面し、他の一端側が前記側面から前記封止体の外側に突出し、第１の面が前記封止体内に位置し、前記第１の面の反対面となる第２の面が前記封止体の第２の面側に露出する平坦な板状体からなる導電性の第２の電極板と、
前記封止体内に位置し、第１の面に形成される第１の極性を有する電極を前記第１の電極板に接続手段を介して接続し、第１の面に形成される第２の極性を有する電極を前記第２の電極板に接続手段を介して接続する発光ダイオードチップと、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記第１の電極板と前記第２の電極板は同じ寸法の厚さとなるとともに、前記第１の電極板の第１の面と、前記第２の電極板の第１の面は同一平面上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の電極板の前記封止体内に位置する電極板部分において、前記電極板の第２の面側は部分的に除去されて薄くなり、前記除去された部分には前記封止体を形成する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項４】
前記第１の電極板と前記第２の電極板は同じ寸法の厚さとなるとともに、前記第１の電極板の第１の面と、前記第２の電極板の第１の面は同一平面上に位置し、かつ前記封止体内に位置する前記第１の電極板の周面の少なくとも一部と、前記封止体内に位置する前記第２の電極板の周面の少なくとも一部との間には一定幅の開口が設けられ、前記開口には前記封止体を形成する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項５】
前記開口は交互に蛇行し、前記第１の電極板と前記第２の電極板の前記封止体内に位置する電極板部分は櫛歯状に噛み合う構造になっていることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の電極板の前記封止体内に位置する電極板部分には、電極板を貫通する貫通孔が設けられ、前記貫通孔には前記封止体を形成する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の電極板の前記封止体内に位置する電極板部分の少なくとも一部周縁は他の部分よりも引っ込んで内側に位置し、前記引っ込んだ部分には前記封止体を形成する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項８】
前記第１の電極板は前記封止体の１つの前記側面から突出し、
前記第２の電極板は前記封止体の前記１つの側面の反対面となる前記側面から突出し、
前記封止体から突出した前記第１及び第２の電極板部分には電極板を貫通する取付孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の電極板の一対の対面する周縁は前記封止体の一対の対面する周縁と一致していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の電極板は銅または銅合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１１】
前記発光ダイオードチップの前記第１及び第２の極性を有する電極の表面には複数のバンプ電極が一列または複数列それぞれ配置形成され、
前記第１及び第２の電極板の第１の面には前記バンプ電極に対応して導電性のランドが形成され、
前記発光ダイオードチップの前記バンプ電極が前記ランドに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の電極板に設けられる前記ランドは、前記電極板に金線をネイルヘッドボンディングした後金線を接続部分の近傍から分断して形成する金スタッド電極からなっていることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１３】
前記発光ダイオードチップと前記第１及び第２の電極板との間の空間は、前記封止体を形成する樹脂とは異なる絶縁性のアンダーフィル樹脂層で埋められていることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１４】
前記発光ダイオードチップは青色光を発光する発光ダイオードチップからなり、
前記封止体には黄色蛍光体が分散されて内在され、
前記封止体の表面から外部に白色光が放射されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１５】
前記発光ダイオードチップは紫色光を発光する発光ダイオードチップからなり、
前記封止体内にはＢＧＲ蛍光体が分散されて内在され、
前記封止体の表面から外部に白色光が放射されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項１６】
（ａ）第１の極性を有する電極と第２の極性を有する電極を第１の面に有する発光ダイオードチップを準備する工程、
（ｂ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、
矩形状の枠と、前記枠内に位置し、一部の周面が対面して直列配置されかつ連結部で前記枠に支持される第１の電極板及び第２の電極板とからなる製品形成部を少なくとも一つ有し、
前記製品形成部の前記対面する側の前記第１の電極板部分及び前記第２の電極板部分の第１の面には前記発光ダイオードチップが重ねられる構造となる一定の厚さの平坦な板状体からなるリードフレームを準備する工程、
（ｃ）前記発光ダイオードチップの第１の面を前記第１及び第２の電極板部分の前記第１の面に重ね、前記発光ダイオードチップの前記第１の極性を有する電極を前記第１の電極板に接続手段によって接続するとともに、前記発光ダイオードチップの前記第２の極性を有する電極を前記第２の電極板に接続手段によって接続する工程、
（ｄ）前記第１及び第２の電極板の第２の面と前記発光ダイオードチップから離れた前記第１の電極板部分及び前記第２の電極板部分とを露出させ、前記発光ダイオードチップ及び前記第１及び第２の電極板部分を覆うように前記リードフレームの第１の面側に選択的に絶縁性の樹脂によって樹脂層を形成する工程、
（ｅ）前記連結部及び不要な樹脂層を切断除去する工程、
とを有することを特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ａ）では、前記発光ダイオードチップの前記第１及び第２の極性を有する電極の表面に複数のバンプ電極を一列または複数列それぞれ配置形成し、
前記工程（ｂ）では、前記発光ダイオードチップが重なる前記第１及び第２の電極板部分の第１の面には前記発光ダイオードチップの前記バンプ電極に対応して導電性のランドを形成し、
前記工程（ｃ）では、前記発光ダイオードチップの前記バンプ電極を前記第１及び第２の電極板部分に設けられる前記ランドに接続することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）では、前記電極板に金線をネイルヘッドボンディングした後、接続部分の近傍から金線を分断して前記ランドを形成することを特徴とする請求項１７に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）との間に、
（ｆ）前記発光ダイオードチップの第１の面と、これに対面する前記第１及び第２の電極板部分との間の空間を絶縁性のアンダーフィル樹脂層で埋める工程、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２０】
前記工程（ｂ）では、前記第１及び第２の電極板の前記樹脂層で覆われる電極板部分の第２の面側を部分的に除去して薄く形成し、
前記工程（ｄ）では、前記除去された部分に前記樹脂層を形成する樹脂を充填することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２１】
前記工程（ｂ）では、前記第１及び第２の電極板の前記樹脂層で覆われる電極板部分において、前記第１の電極板と前記第２の電極板の前記対面する周面間を一定幅の開口となるように形成し、
前記工程（ｄ）では、前記開口に前記樹脂層を形成する樹脂を充填することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２２】
前記開口を交互に蛇行するように形成し、前記第１の電極板部分と前記第２の電極板部分を櫛歯状に噛み合う構造に形成することを特徴とする請求項２１に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２３】
前記工程（ｂ）では、前記第１及び第２の電極板の前記樹脂層で覆われる電極板部分に電極板を貫通する貫通孔を形成し、
前記工程（ｄ）では、前記貫通孔に前記樹脂層を形成する樹脂を充填することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２４】
前記工程（ｂ）では、前記第１及び第２の電極板の前記樹脂層で覆われる電極板部分の少なくとも一部周縁を他の部分よりも引っ込んで内側に位置するように形成し、
前記工程（ｄ）では、前記引っ込んだ部分に前記樹脂層を形成する樹脂を充填することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２５】
前記工程（ｂ）では、前記樹脂層で覆わない前記第１及び第２の電極板部分に電極板を貫通する取付孔を形成することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２６】
前記工程（ｅ）では、前記樹脂層と、前記樹脂層に覆われる前記連結部を共に切断することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２７】
前記工程（ｂ）では、銅板または銅合金板から前記リードフレームを形成することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２８】
前記工程（ａ）では、前記発光ダイオードチップとして青色光を放射する発光ダイオードチップを準備し、
前記工程（ｄ）では、黄色蛍光体を分散させた前記樹脂によって前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【請求項２９】
前記工程（ａ）では、前記発光ダイオードチップとして紫色光を放射する発光ダイオードチップを準備し、
前記工程（ｄ）では、ＢＧＲ蛍光体を分散させた前記樹脂によって前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造技術に係わり、特に、高輝度白色発光ダイオード装置及びその製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、使用する化合物半導体の違いにより所望の色を発光させることができる。発光ダイオードを用いて白色光を得る方法としては、光の3 原色であるＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の各発光ダイオードチップをバランスよく配置して白色光を得る方法、青色光を発光する発光ダイオードチップ（青色チップ）または紫色光を発光する発光ダイオードチップ（紫色チップ）と蛍光体材料を組み合わせて白色光を得る方法が知られている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
単一のチップを使用して白色光を得る方法としては、青色チップの場合は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）などの黄色の発光特性を持つ蛍光体（黄色蛍光体）を分散させた樹脂でチップを覆うことによって白色光を得ることができる。また、紫色チップの場合は、ＢＧＲの３色蛍光体を分散させた樹脂でチップを覆うことによって白色光を得ることができる。
【０００４】
単一のチップを組み込んだ高出力白色発光ダイオード装置（高出力白色ＬＥＤ）の例としては、非特許文献１にも記載されているとおり、熱伝達性の良好な基板上にパッケージを固定し、かつパッケージの内底上にチップを固定する構造が知られている。チップで発生した熱はパッケージの底板を通って基板に伝わり、面積の広い基板から外部に放散される。また、同文献にも記載されているが、基板とパッケージとの間に銅製のヒートシンクを介在させて熱の伝達性を良好とする構造が知られている。
【０００５】
また、同文献に開示されている製品の中には、封止体の両端から幅が広いリード（電極板と呼称する）が延在したものもある。このリードは途中で階段状に一段屈曲したオフセット構造となっている。
【０００６】
【非特許文献１】日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニクス」2005年４月25日号、80頁乃至93頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の白色発光ダイオード装置は、例えば、非特許文献１に記載されているように、基板上にパッケージを固定し、パッケージの内底上にチップを固定する構造あるいは、さらに基板とパッケージとの間にヒートシンクを介在させる等、部品点数が多く、製造コストの低減が妨げられている。
【０００８】
また、封止体の両端からリード（電極板）を延在させる高出力白色ＬＥＤは、リード（電極板）がオフセット構造となっているため、ＬＥＤを実装する実装基板に接触するリード（電極板）の面積が小さくなり、ＬＥＤで発生した熱を実装基板に伝達する伝達面積が小さい。
【０００９】
本発明の目的は、放熱特性が良好な発光ダイオード装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、薄型化が図れる発光ダイオード装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、部品点数が少なく製造コストの低減が図れる発光ダイオード装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、放熱特性が良好で薄型化が可能な安価な白色発光ダイオード装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）白色発光ダイオード装置は、
第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面並びに前記第１の面の周縁と前記第２の面の周縁を繋ぐ複数の側面を有する透明な絶縁性の樹脂からなり、前記樹脂には黄色蛍光体が分散されて内在される封止体と、
一端側が前記封止体の内側に位置し、他の一端側が前記側面から前記封止体の外側に突出し、第１の面が前記封止体内に位置し、前記第１の面の反対面となる第２の面が前記封止体の第２の面側に露出する平坦な板状体からなる導電性の第１の電極板と、
前記第１の電極板に対して直列配置となり、一端側が前記封止体の内側に位置するとともに少なくとも一部周面が前記第１の電極板の周面に対面し、他の一端側が前記側面から前記封止体の外側に突出し、第１の面が前記封止体内に位置し、前記第１の面の反対面となる第２の面が前記封止体の第２の面側に露出する平坦な板状体からなる導電性の第２の電極板と、
前記封止体内に位置し、第１の面に形成される第１の極性を有する電極を前記第１の電極板に接続手段を介して接続し、第１の面に形成される第２の極性を有する電極を前記第２の電極板に接続手段を介して接続し、かつ青色光を発光する発光ダイオードチップとを有し、前記封止体の表面から外部に白色光を放射することを特徴とする。
また、第１の電極板と第２の電極板は以下の特徴を有する。
【００１５】
（イ）第１の電極板と第２の電極板は同じ寸法の厚さとなるとともに、第１の電極板の第１の面と、第２の電極板の第１の面は同一平面上に位置している。
【００１６】
（ロ）第１及び第２の電極板の封止体内に位置する電極板部分において、電極板の第２の面側は部分的に除去されて薄くなり、除去された部分には封止体を形成する樹脂が充填されている。
【００１７】
（ハ）封止体内に位置する第１の電極板の周面の少なくとも一部と、封止体内に位置する第２の電極板の周面の少なくとも一部との間には一定幅の開口が設けられ、開口には封止体を形成する樹脂が充填されている。
【００１８】
（ニ）第１及び第２の電極板の封止体内に位置する電極板部分には、電極板を貫通する貫通孔が設けられ、貫通孔には封止体を形成する樹脂が充填されている。
【００１９】
（ホ）第１及び第２の電極板の封止体内に位置する電極板部分の少なくとも一部周縁は他の部分よりも引っ込んで内側に位置し、引っ込んだ部分には封止体を形成する樹脂が充填されている。
【００２０】
（ヘ）第１の電極板は前記封止体の１つの側面から突出し、第２の電極板は封止体の前記１つの側面の反対面となる側面から突出し、封止体から突出した前記第１及び第２の電極板部分には電極板を貫通する取付孔が設けられている。
【００２１】
（ト）第１及び第２の電極板の一対の対面する周縁は封止体の一対の対面する周縁と一致している。
【００２２】
（チ）第１及び第２の電極板は熱伝達性の良好な金属、例えば、銅または銅合金で形成されている。
【００２３】
また、発光ダイオードチップと第１及び第２の電極板との接続はフリップ・チップ接続となっている。即ち、発光ダイオードチップの前記第１及び第２の極性を有する電極の表面には複数のバンプ電極がそれぞれ一列または複数列配置形成され、第１及び第２の電極板の第１の面には発光ダイオードチップの前記バンプ電極に対応して導電性のランドが形成され、発光ダイオードチップのバンプ電極が前記ランドに接続されている。前記ランドは、電極板に金線をネイルヘッドボンディングした後金線を接続部分の近傍から分断して形成する金スタッド電極からなっている。発光ダイオードチップと第１及び第２の電極板との間の空間は、封止体を形成する樹脂とは異なる絶縁性のアンダーフィル樹脂層で埋められている。
【００２４】
このような発光ダイオード装置は、
（ａ）第１の極性を有する電極と第２の極性を有する電極を第１の面に有し、かつ青色光を発光する発光ダイオードチップを準備する工程、
（ｂ）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、
矩形状の枠と、前記枠内に位置し、一部の周面が対面して直列配置されかつ連結部で前記枠に支持される第１の電極板及び第２の電極板とからなる製品形成部を少なくとも一つ有し、
前記製品形成部の前記対面する側の前記第１の電極板部分及び前記第２の電極板部分の第１の面には前記半導体チップが重ねられる構造となる一定の厚さの平坦な板状体からなる銅板または銅合金板製のリードフレームを準備する工程、
（ｃ）前記半導体チップの第１の面を前記第１及び第２の電極板部分の前記第１の面に重ね、前記半導体チップの前記第１の極性を有する電極を前記第１の電極板に接続手段によって接続するとともに、前記半導体チップの前記第２の極性を有する電極を前記第２の電極板に接続手段によって接続する工程、
（ｄ）前記第１及び第２の電極板の第２の面と前記半導体チップから離れた前記第１の電極板部分及び前記第２の電極板部分とを露出させ、前記半導体チップ及び前記第１及び第２の電極板部分を覆うように前記リードフレームの第１の面側に、内部に黄色蛍光体を分散させてなる絶縁性の樹脂によって選択的に樹脂層を形成する工程、
（ｅ）前記連結部及び不要な樹脂層を切断除去する工程、によって製造される。
【００２５】
また、前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）との間に、（ｆ）前記半導体チップの第１の面と、これに対面する前記第１及び第２の電極板部分との間の空間を絶縁性のアンダーフィル樹脂層で埋める工程、を有する。
【００２６】
また、前記工程（ａ）では、発光ダイオードチップの第１及び第２の極性を有する電極の表面に複数のバンプ電極を一列または複数列それぞれ配置形成し、前記工程（ｂ）では、発光ダイオードチップが重なる第１及び第２の電極板部分の第１の面には発光ダイオードチップのバンプ電極に対応して導電性のランドを形成し、前記工程（ｃ）では、発光ダイオードチップのバンプ電極を第１及び第２の電極板部分に設けられるランドに接続する。前記ランドは、電極板に金線をネイルヘッドボンディングした後、接続部分の近傍から金線を分断して形成する金スタッド電極で形成する。
【００２７】
また、前記工程（ｂ）で準備するリードフレームにおいては、製品形成部の第１及び第２の電極板の各部を以下のように製造しておき、前記工程（ｄ）で以下のように樹脂層を形成する。
【００２８】
（イ）工程（ｂ）では第１及び第２の電極板の樹脂層で覆われる電極板部分の第２の面側を部分的に除去して薄く形成し、工程（ｄ）では前記除去された部分に樹脂層を形成する樹脂を充填する。
【００２９】
（ロ）工程（ｂ）では第１及び第２の電極板の樹脂層で覆われる電極板部分において、第１の電極板と第２の電極板の対面する周面間を一定幅の開口となるように形成し、工程（ｄ）では前記開口に樹脂層を形成する樹脂を充填する。
【００３０】
（ハ）工程（ｂ）では第１及び第２の電極板の樹脂層で覆われる電極板部分に電極板を貫通する貫通孔を形成し、工程（ｄ）では前記貫通孔に樹脂層を形成する樹脂を充填する。
【００３１】
（ニ）工程（ｂ）では第１及び第２の電極板の樹脂層で覆われる電極板部分の少なくとも一部周縁を他の部分よりも引っ込んで内側に位置するように形成し、工程（ｄ）では前記引っ込んだ部分に樹脂層を形成する樹脂を充填する。
【００３２】
（ホ）工程（ｂ）では樹脂層で覆わない第１及び第２の電極板部分に電極板を貫通する取付孔を形成し、工程（ｄ）では前記取付孔が設けられた第１及び第２の電極板部分に樹脂層を形成しない。
【００３３】
（ヘ）工程（ｂ）では枠に連結部を介して支持される第１の電極板及び第２の電極板を形成し、工程（ｄ）では樹脂層を前記連結部上にまで形成し、さらに工程（ｅ）では樹脂層と連結部を共に切断する。
【００３４】
（２）上記（１）の構成において、前記封止体には前記黄色蛍光体に代えてＢＧＲ蛍光体が分散されて内在され、前記発光ダイオードチップは紫色光を発光する発光ダイオードチップとなり、封止体の表面から外部に白色光を放射する構成になっている。
【００３５】
このような発光ダイオード装置の製造においては、上記（１）の発光ダイオード装置の製造方法において、工程（ａ）では、発光ダイオードチップとして紫色光を放射する紫色発光ダイオードチップを準備し、工程（ｄ）では、ＢＧＲ蛍光体を分散させた樹脂によって樹脂層を形成する。
【００３６】
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記開口を交互に蛇行させて第１の電極板と第２の電極板の封止体内に位置する電極板部分を櫛歯状に噛み合う構造にする。また、発光ダイオードチップの各電極は前記櫛歯状の電極板部分に接続される構成になっている。
【発明の効果】
【００３７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００３８】
前記（１）の手段によれば、（ａ）発光ダイオード装置の下面には第１及び第２の電極板の第２の面（下面）が平坦な状態で露出している。また、第１及び第２の電極板の第１の面（上面）にはフリップ・チップ接続で発光ダイオードチップが搭載されている。この結果、発光ダイオード装置を実装基板に実装した場合、発光ダイオードチップで発生する熱は、実装基板に対して広い面積で接触する第１及び第２の電極板の第２の面から実装基板に放散されることになり、放熱特性が向上し、発光ダイオードは安定動作する。また、放熱特性の向上により、発光ダイオード装置の寿命が長くなる。従って、熱特性が優れた高出力白色発光ダイオード装置を提供することができる。
【００３９】
（ｂ）第１及び第２の電極板の封止体で覆われる電極板部分においては、薄い電極板部分の下側に封止体を形成する樹脂が充填され、樹脂によって薄い電極板部分を抱えるように支持するため、封止体による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００４０】
（ｃ）第１及び第２の電極板の封止体で覆われる電極板部分においては、第１及び第２の電極板の対面部分の開口には封止体を形成する樹脂が充填されていることから、封止体による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００４１】
（ｄ）第１及び第２の電極板の封止体で覆われる電極板部分においては、電極板を貫通する貫通孔に封止体を形成する樹脂が充填されていることから、封止体による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００４２】
（ｅ）封止体から突出する第１及び第２の電極板部分には取付孔が設けられていることから、この取付孔を利用して発光ダイオード装置を実装基板に取り付けることができる。例えば、ビスを取付孔に挿入し、このビスを実装基板にネジ止めすることによって発光ダイオード装置の第１及び第２の電極板を実装基板に密着させた状態で強固に固定することができる。この結果、実装基板と電極板の接触状態はより緊密となり、熱放散特性がさらに向上する。
【００４３】
（ｆ）第１及び第２の電極板は熱伝達性の良好な銅または銅合金で形成されていることから、発光ダイオード装置の外部への放散性が向上する。
【００４４】
（ｇ）発光ダイオードチップと第１及び第２の電極板との接続はフリップ・チップ接続となり、発光ダイオードチップのバンプ電極は熱伝達性（熱電導性）の良好な金線からなる金スタッド電極（ランド）に接続される構造となっている。従って、発光ダイオードチップで発生した熱を第１及び第２の電極板に速やかに伝達できることになる。
【００４５】
（ｈ）バンプ電極は、第１及び第２の極性を有する電極の表面（電極面）に一列または複数列と多数配置形成されている。この結果、発光ダイオードチップで発生した熱は、各バンプ電極及びこのバンプ電極に接続されるランドから速やかに第１及び第２の電極板に伝導される結果、放熱特性が良好となり、発光ダイオードの安定動作が可能になる。
【００４６】
（ｉ）バンプ電極は、第１及び第２の極性を有する電極の表面（電極面）に一列または複数列と多数配置形成されていることから、発光ダイオードチップの極性の異なる二つの電極面（ｐ電極面，ｎ電極面）において給電箇所が多数箇所となる。この結果、発光ダイオードチップのｐｎ接合全体に電圧が印加されるようになり、ｐｎ接合全体での発光効率が良好となり、出力が向上し、高出力発光ダイオード装置とすることができる。
【００４７】
（ｊ）発光ダイオードチップと電極板は複数のバンプ電極とランドとの接続であり、広い面積を一層の半田等の接合材で固定する接続ではないことから、発光ダイオードチップを傾斜させることなく接続することができ、発光ダイオード装置の薄型化が達成できる。即ち、発光ダイオードチップのｐ電極及びｎ電極をそれぞれ単一層である半田層等の接合材で電極板に接続した場合、接合材（半田）を一時的に溶かして接続する際、接合材（半田）の表面張力によって発光ダイオードチップが浮き上がりかつ傾斜して電極板に固定される場合がある。このような場合、発光ダイオードチップの上端（上縁）は高くなり、この上端部分を覆う樹脂の厚さは薄くなる。また、最悪の場合には上端は樹脂の外側に突出し、封止体による耐湿性は低下してしまう。これを防ぐためには、発光ダイオードチップが傾斜して接続されることを想定して発光ダイオードチップを覆う樹脂の厚さを決定する必要があり、発光ダイオード装置が厚く（高く）なってしまう。しかし、複数の金スタッド電極とバンプ電極との接続では、接合材によって発光ダイオードチップが浮き上がったり、あるいは傾斜することもないことから、発光ダイオードチップ上の樹脂の厚さを耐湿性を維持するに充分な最小限の厚さとすることができるため、発光ダイオード装置の薄型化が達成できる。
【００４８】
（ｋ）発光ダイオードチップと電極板との間には、封止体を形成する樹脂とは異なるアンダーフィル樹脂層が充填されている。アンダーフィル樹脂は、封止体を形成する樹脂に比較して流動性が良好であることから、林立するバンプ電極と金スタッド電極（ランド）とによる接続柱の間の空間に隙間なく流入するようになる。この結果、複数のバンプ電極とランドとの接続であっても発光ダイオードチップと電極板との間に気泡を含むことなく封止が可能になり、封止特性が向上する。
【００４９】
（ｌ）発光ダイオード装置は、一枚のリードフレームに設けられた第１及び第２の電極板上に発光ダイオードチップをフリップ・チップ接続する。その後、第１及び第２の電極板と発光ダイオードチップとの隙間をアンダーフィル樹脂層で埋め、ついで樹脂層を形成し、さらに樹脂層共々リードフレームを切断することによって発光ダイオード装置を複数製造するため、工数が少なく、製造コストの低減が図れる。
【００５０】
（ｍ）上記（ｌ）に示すように、発光ダイオード装置の製造においては、リードフレーム，発光ダイオードチップ、アンダーフィル樹脂層及び封止体（樹脂層）と部品点数が少ないことから製造コストの低減を図ることができる。
【００５１】
前記（２）の手段による発光ダイオード装置においても高出力の白色発光ダイオード装置を提供することができる。前記（２）の手段の場合も上述する上記（１）の手段と同様に各効果を有する。
【００５２】
前記（３）の手段による発光ダイオード装置にあっては、第１の電極板と第２の電極板を封止体内において櫛歯状に噛み合う構造としてあることから、第１の電極板と第２の電極板との噛み合わせ強度が強くなるので、外部応力に対する機械的強度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００５４】
図１乃至図１０は本発明の実施例１である高出力白色発光ダイオード装置及びその製造方法に係わる図である。図１乃至図４は発光ダイオード装置の構造に係わる図であり、図５乃至図１０は発光ダイオード装置の製造方法に係わる図である。
【００５５】
実施例１の発光ダイオード装置１は、図１乃至図４に示すように、外観的には、偏平な四角形状の封止体２と、この封止体２の一つの側面の下部から突出する平板状の電極板（第１の電極板）３と、前記側面の反対面となる一つの側面の下部から突出する平板状の電極板（第２の電極板）４とを有し、封止体２の両端から突出する前記電極板部分には電極板３，４を貫通する取付孔５が設けられている。図１は発光ダイオード装置の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は透明な封止体を取り除いた発光ダイオード装置の状態を示す斜視図である。図４は発光ダイオード装置を構成する各部品の斜視図であり、図４（ａ）は一対の電極板、図４（ｂ）は一対の電極板に形成される金スタッド電極、図４（ｃ）は半導体チップを示す図である。
【００５６】
封止体２は、直列状態に配置される一対の電極板３，４の対面する内端側の第１の面６（図１では上面）側を封止する構造となっている。封止体２は、第１の面２ａ（図１では上面）及び第１の面の反対面となる第２の面２ｂ（図１では下面）並びに第１の面２ａの周縁と第２の面２ｂの周縁を繋ぐ複数の側面（４つの側面２ｃ〜２ｆ）を有する形状になっている。封止体２の対面する一対の側面２ｃ，２ｅは、図１に示すように、電極板３，４を横切るように配置され、残りの一対の側面２ｄ，２ｆは前述のように電極板３，４の縁に沿うように延在している。
【００５７】
また、図２に示すように、電極板３，４の第１の面６の反対面となる第２の面７（図１及び図２では下面）は封止体２の第２の面２ｂ側に露出している。また、電極板３，４の第２の面７と、封止体２の第２の面２ｂは略同一平面上に位置している。後述するが、発光ダイオード装置１は、発光ダイオード装置を形成する製品形成部をマトリックス状に配置した一定の厚さ寸法の平坦板からなるリードフレームを使用して製造する。製品形成部には第１の電極板３及び第２の電極板４が形成されている。また、発光ダイオード装置１の製造の最終工程では、リードフレームを製品形成部の縁に沿うように縦横にダイシングブレードで切断する。この結果、電極板３，４は分離するとともに、電極板３，４の第１の面６は同一平面上に位置し、電極板３，４の第２の面７は同一平面上に位置することになる。
【００５８】
前記ダイシングブレードによる切断において、リードフレームに形成した樹脂層をリードフレーム共々切断して前記樹脂層から封止体２を形成する。この切断の際、第１の電極板３及び第２の電極板４の縁部分が切断されるため、電極板３，４の一対の対面する周縁の一部が封止体２の一対の側面２ｄ，２ｆと一致して重なる構造となる。また、封止体２の両端（側面２ｃ，２ｅ）から突出する電極板３，４の幅は一定幅となり、封止体２の一対の側面２ｄ，２ｆ間の長さ（幅）と同じ寸法となる。第１の電極板３及び第２の電極板４は、例えば、銅板で形成されている。
【００５９】
封止体２内には、青色光を発光する発光ダイオードチップ８が位置する。封止体２は発光ダイオードチップ８で発光する光を封止体２の外側に透過させるため、透明な絶縁性の樹脂で形成されている。透明な絶縁性の樹脂としては、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂に比較して耐紫外線劣化と耐熱劣化に優れたシリコーン樹脂が使用される。また、発光ダイオード装置１が白色光を発光するように、封止体２を形成する樹脂内には黄色蛍光体が分散されて内在するように形成されている。黄色蛍光体としては、黄色の発光特性を持つイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）が使用されている。
【００６０】
発光ダイオードチップ８は、図２及び図３に示すように、接続手段としてフリップ・チップ接続によって電極板３，４に接続されている。図４（ａ）は第１の面６にランド９を複数形成した電極板３，４を示す斜視図である。ランド９は、例えば、図４（ｂ）に示すように、金スタッド電極からなっている。この金スタッド電極は、電極板３，４に金線をネイルヘッドボンディングした後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。ネイルヘッドボンディングする筒状のボンディングツール（キャピラリ）は先端が球状化された部分（ボール部分）を押し潰す結果、金スタッド電極は図４（ｂ）の模式図で示すような形状になる。これらランド９は、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａに設けられたバンプ電極１１に対応して設けられる。
【００６１】
発光ダイオードチップ８は、サファイアやＳｉＣからなる基板上にＧａＮをエピタキシャル成長させかつ所望の半導体層を形成し、さらに加工を加えてなる青色光を発光する四角形状の発光ダイオードチップである。図４（ｃ）に示すように、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａには、第１の極性を有する電極１２（例えば、アノード電極［ｐ電極］）、及び第２の極性を有する電極１３（例えば、カソード電極［ｎ電極］）が設けられている。図４（ｃ）は発光ダイオードチップ８の第１の面８ａを上面とした模式的斜視図であり、実線枠領域がアノード電極１２であり、より面積が大きい左側の実線線枠領域がカソード電極１３である。そして、各電極面には一列または複数列にバンプ電極１１が形成されている。特に限定はされないが、アノード電極１２の電極面には複数のバンプ電極１１が一列設けられ、カソード電極１３の電極面には複数のバンプ電極１１が複数列設けられている。
【００６２】
カソード電極１３の電極面に設けられる複数列のバンプ電極１１は、図では６列となっている。これらの列において、左端の列とその右隣の列との間が他の列と列の間隔よりも広くなっている。これは、図４（ａ）に示すように、第２の電極板４が部分的にしか存在しないことによる。即ち、発光ダイオードチップ８において、前記左端の列とその右隣の列との間の広い幅の空間にバンプ電極１１を設けても、このバンプ電極１１は電極板３，４には接続されないことになる。従って、発光ダイオードチップ８のバンプ電極１１の配列は、電極板３，４のパターンによって変化する。しかしながら発光ダイオードチップ８に対する給電箇所（給電点）が出来るだけ均一になるようにバンプ電極１１を配置（均一配置）する必要がある。均一配置は発光ダイオードチップのｐｎ接合各部を均一に発光させることによって高出力化に繋がる。また、均一配置は、発光ダイオードチップで発生する熱をバンプ電極１１からランド９を通して電極板３，４に効率的に伝達することができ、発光ダイオード装置１の放熱特性を向上させることができる。
【００６３】
図２では、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａに設けられたバンプ電極１１と、第１の電極板３及び第２の電極板４のランド９（金スタッド電極）との接続部分を接続部１４として示す。
【００６４】
また、図２に示すように、発光ダイオードチップ８と第１の電極板３及び第２の電極板４との間の空間は絶縁性の樹脂からなるアンダーフィル樹脂層１５で埋められている。アンダーフィル樹脂層１５は封止体２を形成する樹脂よりも充填時は流動性が良好である。この結果、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａと、第１の電極板３及び第２の電極板４の第１の面６との狭い隙間を気泡を残すことなくアンダーフィル樹脂層１５で塞ぐようになり、発光ダイオード装置１の耐湿性が向上する。
【００６５】
一方、図４（ａ）に示すように、電極板３，４の封止体２によって覆われる電極板部分は、封止体２を形成する樹脂との接合性（接着性）を高くするため実施例では各種の工夫をしてある。図４（ａ）のａで示す領域が電極板３，４における封止領域である。
【００６６】
第２の電極板４の封止体２で覆われる部分（封止電極板部分）は、図４に示すように、封止体２の幅と同じ幅となる同一幅部分４ａと、この同一幅部分４ａの右端側に突出する同一幅部分４ａよりは僅かに幅が狭くなる中幅部分４ｂと、この中幅部分４ｂの右端側に括れ部分４ｃを介して延在する小幅部分４ｄとからなっている。発光ダイオードチップ８のカソード電極１３の一列のバンプ電極１１に対応するように、中幅部分４ｂには１列のランド９が設けられている。また、発光ダイオードチップ８のカソード電極１３の５列のバンプ電極１１に対応して、小幅部分４ｄには５列のランド９が設けられている。また、同一幅部分４ａには第２の電極板４を貫通する貫通孔４ｅが設けられている。この貫通孔４ｅには、図２に示すように、封止体２を形成する樹脂が充填されている。この樹脂の充填によって封止体２と第２の電極板４との接合性が強固になる。
【００６７】
また、図１及び図２に示すように、第２の電極板４の第２の面７において、その両側は同一幅部分４ａの途中部分から括れ部分４ｃにわたる部分は所定厚さ除去されて薄くなっている。そして、この除去された部分には、図２に示すように、封止体２を形成する樹脂が充填されている。この樹脂の充填によって封止体２と第２の電極板４との接合性が強固になる。第２の電極板４の発光ダイオードチップ８が固定される部分は、電極板は薄くならず、効率的に熱を実装基板に伝達できる構造になっている。
【００６８】
第１の電極板３の封止体２で覆われる部分（封止電極板部分）は、図４に示すように、封止体２の幅と同じ幅となる同一幅部分３ａと、この同一幅部分３ａの左端側に突出し同一幅部分３ａよりは僅かに幅が狭くなる中幅部分３ｂと、中幅部分３ｂの両側に離れて配置されかつ前記同一幅部分３ａの左端側から延在する細い細片部３ｃとからなっている。同一幅部分３ａには、第１の電極板３を貫通する貫通孔３ｆが設けられている。この貫通孔３ｆには、図２に示すように、封止体２を形成する樹脂が充填されている。この樹脂の充填によって封止体２と第１の電極板３との接合性が強固になる。
【００６９】
また、細片部３ｃの外側の縁において、一部の縁部分は他の部分よりも引っ込んで内側に位置している。引っ込んだ部分３ｄには封止体２を形成する樹脂が充填されている。引っ込んだ部分３ｄには隣り合わせて突出部３ｇが位置している。この突出部３ｇの先端は封止体２の側面（側面２ｄまたは側面２ｆ）に露出している。第２の電極板４においては中幅部分４ｂの両側が引っ込んだ部分となっている。また、細片部３ｃの内側は張り出し、この張り出し部３ｅの先端面は小幅部分４ｄの側面に近接して対面している。
【００７０】
そして、第１の電極板３の周面の少なくとも一部と、第２の電極板４の周面の少なくとも一部との間には一定幅の開口１７が設けられている。開口１７には封止体２を形成する樹脂が充填され、電極板３，４と封止体２との接着強度を高める構造になっている。開口１７は、細片部３ｃと同一幅部分４ａ及び中幅部分４ｂとの間、及び張り出し部３ｅと小幅部分４ｄとの間に形成され、屈曲している。
【００７１】
さらに、第１の電極板３においては、同一幅部分３ａと、この同一幅部分３ａから延在する中幅部分３ｂ及び細片部３ｃとによって細い溝３ｊが設けられている。この細い溝３ｊは開口１７に連なっている。また、第２の電極板４においては、括れ部分４ｃ及び中幅部分４ｂ並びに小幅部分４ｄとによって細い溝４ｊが設けられている。この細い溝４ｊは開口１７に連なっている。
【００７２】
上記のように電極板３，４に、貫通孔３ｆ，４ｅ、中幅部分３ｂ、細片部３ｃ、引っ込んだ部分３ｄ、張り出し部３ｅ、中幅部分４ｂ、括れ部分４ｃ、小幅部分４ｄを形成し、かつ開口１７及び細い溝３ｊ，４ｊを形成している。これにより、第１の電極板３と第２の電極板４の周縁間の対面部分は複雑に噛み合う構造になる。そして、この噛み合う空間部分には封止体２を形成する樹脂が入り込むことから、電極板３，４と樹脂との接触面積の増大及び噛み合い構造の増大が図れ、封止体２と電極板３，４との接着力が向上する。この封止体２と電極板３，４との接着力は、電極板３，４の一部を薄くし、かつ薄くした空間部分に樹脂が入る構造にすることによってさらに増強される。
【００７３】
ここで、発光ダイオード装置１の各部の寸法の一例を挙げる。第１の電極板３及び第２の電極板４の幅は５ｍｍであり、第１の電極板３の端から第２の電極板４の端までの長さは１２ｍｍであり、電極板の厚さは厚い部分は０．２ｍｍ、薄い部分は０．１ｍｍである。第１の電極板３及び第２の電極板４に固定される発光ダイオードチップ８は縦２ｍｍ、横２．５ｍｍで厚さ０．２ｍｍである。封止体２の幅は電極板の幅と同じ５ｍｍであり、封止体２の長さは６ｍｍであり、厚さは０．８ｍｍである。
【００７４】
つぎに、本実施例１の発光ダイオード装置１の製造方法について、図５乃至図１０を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｇ）は発光ダイオード装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００７５】
実施例１の発光ダイオード装置の製造方法においてはリードフレーム２０が準備される。リードフレーム２０は熱伝導性の良好な平坦構造の金属板をパターニングした構造になっていて、複数の製品形成部２１をマトリックス状に配置した構成になっている。リードフレーム２０は銅あるいは銅合金等熱電導性の良好な金属板はで形成される。実施例では、銅板によって形成されたリードフレームを使用する例で説明する。
【００７６】
リードフレーム２０は、図６に示すように、厚さ０．２ｍｍの銅板を、図４に示すような電極板パターンに形成した四角形の製品形成部２１を複数有する構造になっている。図６のリードフレーム２０では、製品形成部２１が４列４行にマトリックス状に配置された構造になっている。図６のＸ方向が列方向であり、Ｙ方向が行方向である。リードフレーム２０は最外周部分は矩形枠構造からなる枠部２２を有し、この枠部２２内に４列４行に製品形成部２１を配置したパターンになっている。
【００７７】
製品形成部２１は、図７に示すように第１の電極板３（右側）及び第２の電極板４（左側）を直列に配置したパターンとなるとともに、第１の電極板３及び第２の電極板４の外周部分に部分的に連結部２３を有するパターンとなっている。発光ダイオード装置の製造の最終段階では、リードフレーム２０は縦横に切断されるが、この切断時連結部が切断除去されて図４に示す構造（パターン）となる。
【００７８】
図７は切断前の連結部２３が存在する製品形成部２１を示すパターンである。連結部２３は、第１の電極板３においては右端中央部分、同一幅部分３ａの両側部分、突出部３ｇの先端部分に設けられ、第２の電極板４においては左端中央部分、同一幅部分４ａの両側部分に設けられている。
【００７９】
製品形成部２１の第１の電極板３及び第２の電極板４に設けられる連結部２３は、リードフレーム２０の枠部２２あるいは隣接配置される製品形成部２１の第１の電極板３または第２の電極板４に連結される。マトリックスの最外周に位置する製品形成部２１の外周側に位置する連結部２３は枠部２２に連結され、それ以外の連結部２３は隣接する製品形成部２１の第１の電極板３又は第２の電極板４に連結される。マトリックスの最外周よりも内側に位置する製品形成部２１の各連結部２３は隣接する製品形成部２１の第２の電極板４または第１の電極板３に連結される。
【００８０】
図５では単一の製品形成部２１を示す。図５（ａ）に示すように、製品形成部２１において、第１の電極板３及び第２の電極板４は、リードフレーム２０の第２の面７側が所定深さ除去されて薄くなっている。この除去は、例えば、エッチング（ハーフエッチング）によって行われる。リードフレーム２０は、０．２ｍｍの厚さとなることから、エッチングされた部分の厚さは０．１ｍｍとなる。エッチング領域は、第１の電極板３においては中幅部分３ｂよりも外側の細片部３ｃと、引っ込んだ部分３ｄと、張り出し部３ｅであり、第２の電極板４においては中幅部分４ｂよりも外側の同一幅部分４ａの開口１７に対面する一部である。図５において、２０ａはエッチングによる除去空間２０ａである。
【００８１】
発光ダイオードチップ８が取り付けられる領域は、発光ダイオードチップ８で発生した熱を第１の電極板３及び第２の電極板４を通して外部に伝導（放熱）する必要があることからエッチングは狭い領域としてある。
【００８２】
また、図示しないが、リードフレーム２０の移送やリードフレーム２０の位置決めに使用する円形孔や長孔等によるガイド孔を、リードフレーム２０の外周部分の枠に設けてある。
【００８３】
つぎに、図５（ｂ）に示すように、各製品形成部２１の第１の電極板３及び第２の電極板４の第１の面６にランド９を形成する。ランド９は、既に図４（ｂ）で説明した金スタッド電極で構成される。金スタッド電極の形成は、筒状のキャピラリで保持した金線の先端を球状化し、この球状部分をキャピラリで潰すように金線を電極板に加熱加圧して接続（ネイルヘッドボンディング）させ、その後、接続部分の近傍から金線を分断することによって形成される。金線は、例えば、２５μｍ程度の直径で、金スタッド電極の直径は８０μｍ程度となる。第１の電極板３及び第２の電極板４に形成する金スタッド電極（ランド９）は、図４（ｂ）に示す発光ダイオードチップ８の第１の面８ａに形成されたバンプ電極１１に対応するように形成される。図４（ａ）には金スタッド電極（ランド９の配列状態を示してある。バンプ電極１１は、アノード電極１２の電極面に一列配置され、カソード電極１３の電極面に６列配置されている。発光ダイオードチップ８のバンプ電極１１は金バンプ電極となっている。
【００８４】
つぎに、図５（ｃ）に示すように、各製品形成部２１の第１の電極板３及び第２の電極上に発光ダイオードチップ８をフリップ・チップ接続する。即ち、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａに設けた各バンプ電極１１を、これに対応した金スタッド電極（ランド９）に接続する。金バンプ電極（バンプ電極１１）と金スタッド電極（ランド９）は加熱（例えば、３２０℃）と加圧（例えば、単位バンプ電極あたり５０ｇ）によって接続される。図５（ｃ）及び図５（ｃ）〜図５（ｇ）では、発光ダイオードチップ８のバンプ電極１１と、第１の電極板３及び第２の電極板４のランド９（金スタッド電極）との接続部分を接続部１４として示す。図８はリードフレーム２０の各製品形成部２１に発光ダイオードチップ８を固定した状態を示す平面図である。発光ダイオードチップ８は青色光を発光する発光ダイオードチップである。
【００８５】
つぎに、図５（ｄ）に示すように、発光ダイオードチップ８と第１の電極板３及び第２の電極板４との間の空間に、絶縁性の樹脂を注入し、かつ硬化処理してアンダーフィル樹脂層１５を形成する。アンダーフィル樹脂としては、封止体２を形成する樹脂よりも流動性が良好である樹脂を使用する。例えば、アンダーフィル用の樹脂として、エポキシ系又はシリコーン系の樹脂を使用する。この結果、発光ダイオードチップ８の第１の面８ａと、第１の電極板３及び第２の電極板４の第１の面６との狭い隙間を気泡を残すことなくアンダーフィル樹脂層１５で塞ぐことができ、発光ダイオード装置１の耐湿性を向上させることができる。
【００８６】
つぎに、図５（ｅ）に示すように、発光ダイオードチップ８を覆うようにリードフレーム２０の第１の面６に樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、図９に示すように、リードフレーム２０のＹ方向に沿って真っ直ぐ帯状に設ける。この樹脂層２５は、第１の電極板３の同一幅部分３ａの途中から第２の電極板の同一幅部分４ａの途中部分に亘って設けられ、貫通孔３ｆ及び貫通孔４ｅを塞ぐ。第１の電極板３及び第２の電極板４の取付孔５は樹脂層２５から離れた位置にある。
【００８７】
樹脂層２５は発光ダイオードチップ８で発光する光を封止体２の外側に透過させるため、透明な絶縁性の樹脂で形成される。透明な絶縁性の樹脂としては、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂に比較して耐紫外線劣化と耐熱劣化に優れたシリコーン樹脂が使用される。実施例ではシリコーン系の樹脂を使用する。また、発光ダイオード装置１が白色光を発光するように、樹脂層２５を形成する樹脂としては、黄色蛍光体を分散して内在する樹脂を使用する。黄色蛍光体としては、黄色の発光特性を持つイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）を使用する。これにより、発光ダイオードチップ８から発光された青色光はイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）によって白色光に変わり、樹脂層２５の表面から発光するようになる。
【００８８】
つぎに、図５（ｆ）に示すように、リードフレーム２０の第２の面７にダイシングテープ２６を貼り付けてダイシングテープ２６でリードフレーム２０を支持させる。その後、図５（ｆ）に示すように、ダイシングブレード２７によってリードフレーム２０及び樹脂層２５を切断する。この切断の際、ダイシングブレード２７の切断高さを調整して、ダイシングテープ２６の途中深さまで切断を行うようにする。この結果、切断後も切断された部分、即ち、発光ダイオード装置１及びリードフレーム２０の不要部分はダイシングテープ２６に接着されたままの状態となる。
【００８９】
図１０にはダイシングブレード２７によって切断される部分を一点鎖線で示してある。図１０では一点鎖線による切断線３０はリードフレーム２０の枠部２２内としてあるが、枠部２２をも切断するようにしてもよい。Ｙ方向に沿う複数の切断線３０において、左端の切断線３０は第２の電極板４と枠部２２との分離切断線であり、右端の切断線３０は第１の電極板３と枠部２２との分離切断線であり、その他の切断線３０は隣接する第１の電極板３と第２の電極板４との分離切断線である。Ｘ方向に沿う複数の切断線３０において、上端及び下端の切断線３０は第１の電極板３及び第２の電極板４と枠部２２との分離を行うとともに樹脂層２５を横切るように切断する切断線である。また、その他の切断線３０は隣接する第１の電極板３同士の分離と第２の電極板４同士の分離を行うとともに樹脂層２５を横切るように切断する切断線である。この切断によって、樹脂層２５は封止体２となる。
【００９０】
つぎに、ダイシングテープ２６を剥がし、除去することによって、図５（ｇ）に示すような発光ダイオード装置１を複数製造することができる。
【００９１】
本実施例１によれば以下の効果を有する。
（１）発光ダイオード装置１の下面には第１及び第２の電極板３，４の第２の面７（下面）が平坦な状態で露出している。また、第１及び第２の電極板３，４の第１の面６（上面）にはフリップ・チップ接続で発光ダイオードチップ８が搭載されている。この結果、発光ダイオード装置１を実装基板に実装した場合、発光ダイオードチップ８で発生する熱は、実装基板に対して広い面積で接触する第１及び第２の電極板３，４の第２の面７から実装基板に放散されることになり、放熱特性が向上し、発光ダイオードは安定動作する。また、放熱特性の向上により、発光ダイオード装置１の寿命が長くなる。従って、熱特性が良好な優れた高出力白色発光ダイオード装置１を提供することができる。
【００９２】
（２）第１及び第２の電極板３，４の封止体２で覆われる電極板部分においては、薄い電極板部分の下側に封止体２を形成する樹脂が充填され、樹脂によって薄い電極板部分を抱えるように支持するため、封止体２による電極板の保持状態が良好となり、電極板（第１及び第２の電極板３，４）が封止体から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００９３】
（３）第１及び第２の電極板３，４の封止体２で覆われる電極板部分においては、第１及び第２の電極板３，４の対面部分の開口１７には封止体２を形成する樹脂が充填されていることから、封止体２による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体２から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００９４】
（４）第１及び第２の電極板３，４の封止体２で覆われる電極板部分においては、電極板を貫通する貫通孔（貫通孔３ｆ，貫通孔４ｅ）に封止体２を形成する樹脂が充填されていることから、封止体２による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体２から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００９５】
（５）第１の電極板３及び第２の電極板４においては、貫通孔、屈曲した開口、細い溝、張り出し部、引っ込んだ部分、突出部及び薄い電極板部分となっていることから、封止体２を形成する樹脂との噛み合いが多くなる。この結果、封止体２による電極板の保持状態が良好となり、電極板が封止体２から剥離し難くなり、封止の信頼性が高くなる。
【００９６】
（６）封止体２から突出する第１及び第２の電極板部分には取付孔５が設けられていることから、この取付孔５を利用して発光ダイオード装置１を実装基板に取り付けることができる。例えば、ビスを取付孔５に挿入し、このビスを実装基板にネジ止めすることによって発光ダイオード装置１の第１及び第２の電極板３，４を実装基板に密着させた状態で強固に固定することができる。この結果、実装基板と電極板の接触状態はより緊密となり、熱放散特性がさらに向上する。
【００９７】
（７）第１及び第２の電極板３，４は熱伝達性の良好な銅で形成されていることから、発光ダイオード装置１の外部への熱放散性が向上する。
【００９８】
（８）発光ダイオードチップ８と第１及び第２の電極板３，４との接続はフリップ・チップ接続となり、発光ダイオードチップ８のバンプ電極１１は熱伝達性（熱電導性）の良好な金線からなる金スタッド電極（ランド９）に接続される構造となっている。従って、発光ダイオードチップ８で発生した熱を第１及び第２の電極板３，４に速やかに伝達できることになる。
【００９９】
（９）バンプ電極１１は、第１及び第２の極性を有する電極の表面（電極面）に一列または複数列と多数配置形成されている。この結果、発光ダイオードチップ８で発生した熱は、各バンプ電極１１及びこのバンプ電極１１に接続されるランド９から速やかに第１及び第２の電極板３，４に伝導される結果、放熱特性が良好となり、発光ダイオードの安定動作が可能になる。
【０１００】
（１０）バンプ電極１１は、第１及び第２の極性を有する電極の表面（電極面）に一列または複数列と多数配置形成されていることから、発光ダイオードチップ８の極性の異なる二つの電極面（ｐ電極面，ｎ電極面）において給電箇所が多数箇所となる。この結果、発光ダイオードチップ８のｐｎ接合全体に電圧が印加されるようになり、ｐｎ接合全体での発光効率が良好となり、出力が向上し、高出力発光ダイオード装置１とすることができる。
【０１０１】
（１１）発光ダイオードチップ８と電極板（第１及び第２の電極板３，４）は複数のバンプ電極１１とランド９との接続であり、広い面積を一層の半田等の接合材で固定する接続ではないことから、発光ダイオードチップ８を傾斜させることなく接続することができ、発光ダイオード装置１の薄型化が達成できる。即ち、発光ダイオードチップ８のｐ電極及びｎ電極をそれぞれ単一層である半田層等の接合材で電極板に接続した場合、接合材（半田）を一時的に溶かして接続する際、接合材（半田）の表面張力によって発光ダイオードチップ８が浮き上がりかつ傾斜して電極板に固定される場合がある。このような場合、発光ダイオードチップ８の上端（上縁）は高くなり、この上端部分を覆う樹脂の厚さは薄くなる。また、最悪の場合には上端は樹脂の外側に突出し、封止体２による耐湿性は低下してしまう。これを防ぐためには、発光ダイオードチップ８が傾斜して接続されることを想定して発光ダイオードチップ８を覆う樹脂の厚さを決定する必要があり、発光ダイオード装置１が厚く（高く）なってしまう。しかし、複数の金スタッド電極（ランド９）とバンプ電極１１との接続では、接合材によって発光ダイオードチップ８が浮き上がったり、あるいは傾斜することもないことから、発光ダイオードチップ８上の樹脂の厚さを耐湿性を維持するに充分な最小限の厚さとすることができるため、発光ダイオード装置１の薄型化が達成できる。
【０１０２】
（１２）発光ダイオードチップ８と電極板（第１及び第２の電極板３，４）との間には、封止体２を形成する樹脂とは異なるアンダーフィル樹脂層１５が充填されている。アンダーフィル樹脂は、封止体２を形成する樹脂に比較して流動性が良好であることから、林立するバンプ電極１１と金スタッド電極（ランド９）とによる接続柱（接続部１４）の間の空間に隙間なく流入するようになる。この結果、複数のバンプ電極１１とランド９との接続であっても発光ダイオードチップ８と電極板（第１及び第２の電極板３，４）との間に気泡を含むことなく封止が可能になり、封止特性が向上する。
【０１０３】
（１３）発光ダイオード装置１は、一枚のリードフレーム２０に設けられた第１及び第２の電極板３，４上に発光ダイオードチップ８をフリップ・チップ接続する。その後、第１及び第２の電極板３，４と発光ダイオードチップ８との隙間をアンダーフィル樹脂層１５で埋め、ついで樹脂層２５を形成し、さらに樹脂層２５共々リードフレーム２０を切断することによって発光ダイオード装置１を複数製造するため、工数が少なく、製造コストの低減が図れる。
【０１０４】
（１４）上記（１３）に示すように、発光ダイオード装置１の製造においては、リードフレーム２０，発光ダイオードチップ８、アンダーフィル樹脂層１５及び封止体２（樹脂層２５）と部品点数が少ないことから製造コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【０１０５】
図１１乃至図１４は本発明の実施例２である発光ダイオード装置及びその製造方法に係わる図である。図１１は封止体の一部を切り欠いた発光ダイオード装置の平面図、図１２は発光ダイオード装置を製造するリードフレームの製品形成部を示す平面図である。図１３は発光ダイオード装置の製造において半導体チップを固定した製品形成部を示す平面図である。また、図１４は発光ダイオード装置の製造において、固定した半導体チップの電極を透視して示す製品形成部の平面図である。
【０１０６】
実施例２の発光ダイオード装置１は、実施例１の発光ダイオード装置１において、発光ダイオードチップ８を９０度回転させた構造になっている。即ち、実施例２の発光ダイオード装置１では、発光ダイオードチップ８の長手方向を封止体２の幅方向に一致させている。このようにすることによって、図１４に示すように、アノード電極１２とカソード電極１３が封止体２（第１の電極板３及び第２の電極板４）の幅方向に分離して対面して位置するようになる。この結果、アノード電極１２のバンプ電極１１を接続する接続片３ｋと、カソード電極１３のバンプ電極１１を接続する接続片４ｋを第１の電極板３及び第２の電極板４の幅方向に分離して対面させるパターンとすることができる。このようなパターンでは、図１２及び図１４に示すように、第１の電極板３と第２の電極板４との対面する縁のパターンを実施例１の場合よりもさらに複雑にすることができる。また、貫通孔の数も多くできる。従って、第１及び第２の電極板３，４と封止体２を形成する樹脂との噛み合いが実施例１の発光ダイオード装置１よりもさらに多くなり、封止体２による封止効果が向上する。
【実施例３】
【０１０７】
図１５乃至図１７は本発明の実施例３である発光ダイオード装置及びその製造方法に係わる図である。図１５は発光ダイオード装置の平面図、図１６は発光ダイオード装置を製造するリードフレームの製品形成部を示す平面図、図１７は発光ダイオード装置の製造において、固定した半導体チップの電極を透視して示す製品形成部の平面図である。
【０１０８】
実施例３の発光ダイオード装置１は、実施例１の発光ダイオード装置１において、図１６及び図１７に示すように、開口１７を交互に蛇行させて第１の電極板３と第２の電極板４を封止体２内において櫛歯状に噛み合う構造としてある。従って、図１７に示すように、発光ダイオードチップ８に設けられるアノード電極１２及びカソード電極１３に配列するバンプ電極１１の配列も前記櫛歯状の第１及び第２の電極板３，４部分に対応するようになっている。
【０１０９】
実施例３の発光ダイオード装置１では、第１の電極板３と第２の電極板４との噛み合わせ強度が強くなるので、外部応力に対する機械的強度が向上する。
【０１１０】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１１１】
実施例では、発光ダイオードチップと電極板（第１及び第２の電極板）を複数のバンプ電極により接続する場合について説明したが、前記バンプ電極の代わりに、Ａｕ−Ｓｎのペースト材、又はリボン（シート）を用いて接続するように構成しても良い。
【０１１２】
また実施例では青色光を発光する発光ダイオードチップを使用して白色光を放射する発光ダイオード装置１を製造したが、紫色光を発光する発光ダイオードチップを使用して白色光を放射する発光ダイオード装置１を製造することができる。この場合、発光ダイオードチップ８として紫色光を放射する紫色発光ダイオードチップを準備し、その後第１及び第２の電極板３，４に発光ダイオードチップ８をフリップ・チップ接続し、ついで樹脂層２５の形成時にはＢＧＲ蛍光体を分散した樹脂によって樹脂層２５を形成する。
【０１１３】
また、本発明は白色光以外の光を放射する発光ダイオード装置の製造に対しても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施例１である発光ダイオード装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】実施例１の発光ダイオード装置において、透明な封止体を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図４】実施例１の発光ダイオード装置を構成する電極板、電極板に形成される金スタッド電極及び半導体チップを示す拡大斜視図である。
【図５】実施例１の発光ダイオード装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】実施例１の発光ダイオード装置の製造に用いるリードフレームの平面図である。
【図７】前記リードフレームの製品形成部を示す拡大平面図である。
【図８】前記各製品形成部に半導体チップを固定したリードフレームの平面図である。
【図９】前記半導体チップを覆う樹脂層を複数列形成したリードフレームの平面図である。
【図１０】前記リードフレームの切断箇所を示す模式的平面図である。
【図１１】本発明の実施例２である発光ダイオード装置の平面図である。
【図１２】実施例２の発光ダイオード装置を製造するリードフレームの製品形成部を示す平面図である。
【図１３】実施例２の発光ダイオード装置の製造において、半導体チップを固定した製品形成部を示す平面図である。
【図１４】実施例２の発光ダイオード装置の製造において、固定した半導体チップの電極を透視して示す製品形成部の平面図である。
【図１５】本発明の実施例３である発光ダイオード装置の平面図である。
【図１６】実施例３の発光ダイオード装置を製造するリードフレームの製品形成部を示す平面図である。
【図１７】実施例３の発光ダイオード装置の製造において、固定した半導体チップの電極を透視して示す製品形成部の平面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１…発光ダイオード装置、２…封止体、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、２ｃ〜２ｆ…側面、３…電極板（第１の電極板）、３ａ…同一幅部分、３ｂ…中幅部分、３ｃ…細片部、３ｄ…引っ込んだ部分、３ｅ…張り出し部、３ｆ…貫通孔、３ｇ…突出部、３ｊ…細い溝、４…電極板（第２の電極板）、４ａ…同一幅部分、４ｂ…中幅部分、４ｃ…括れ部分、４ｄ…小幅部分、４ｅ…貫通孔、４ｊ…細い溝、５…取付孔、６…第１の面、７…第２の面、８…発光ダイオードチップ、８ａ…第１の面、９…ランド、１１…バンプ電極、１２…電極（アノード電極）、１３…電極（カソード電極）、１４…接続部、１５…アンダーフィル樹脂層、１７…開口、２０…リードフレーム、２０ａ…除去空間、２１…製品形成部、２２…枠部、２３…連結部、２５…樹脂層、２６…ダイシングテープ、２７…ダイシングブレード、３０…切断線。
【図１】
2007134376.tif 000003
【図２】
2007134376.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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