(57)【要約】【課題】実装されたＬＥＤチップの接続信頼性が高いＬＥＤパッケージを提供する。【解決手段】ＬＥＤパッケージ１は、パッド部１１と接続エリア１２とを有するリードフレーム１０と、平面視においてパッド部および接続エリアを囲み、ＬＥＤ素子が実装されるキャビティＣを形成するリフレクター部２２を有し、リードフレームに取り付けられた樹脂部２０と、パッド部に搭載され、ワイヤー４を介して接続エリアと電気的に接続されたＬＥＤ素子３と、キャビティ内に配置され、ＬＥＤ素子、ワイヤー、およびＬＥＤ素子と接続エリアとの接続部位を封止する第一封止樹脂層４１と、キャビティ内において第一封止樹脂層の少なくとも一部を覆うように配置される第二封止樹脂層４２とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2012186386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子が搭載されるパッド部と、前記パッド部に搭載された前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される接続エリアとを有するリードフレームと、
平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲み、前記ＬＥＤ素子が実装されるキャビティを形成するリフレクター部を有し、前記リードフレームに取り付けられた樹脂部と、
前記パッド部に搭載され、ワイヤーを介して前記接続エリアと電気的に接続されたＬＥＤ素子と、
前記キャビティ内に配置され、前記ＬＥＤ素子、前記ワイヤー、および前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとの接続部位を封止する第一封止樹脂層と、
前記キャビティ内において前記第一封止樹脂層の少なくとも一部を覆うように配置される第二封止樹脂層と、
を備えることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
パッド部と、接続エリアとを有するリードフレームと、平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲むリフレクター部を有し、前記リードフレームに取り付けられた樹脂部とを備えるリードフレーム基板に、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤパッケージの製造方法であって、
金属板にエッチングにより前記パッド部および前記接続エリアを形成して前記リードフレームを形成するエッチング工程と、
前記パッド部に前記ＬＥＤ素子を搭載し、ワイヤーを用いて前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとを電気的に接続する素子実装工程と、
前記ＬＥＤ素子、前記ワイヤー、および前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとの接続部位を樹脂で封止する素子封止工程リードフレームに対して前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
を備えることを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記パッド部および前記接続エリアにメッキ層を形成するメッキ処理工程をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の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、リードフレーム基板にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）素子が搭載、実装されたＬＥＤパッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製リードフレームと絶縁樹脂の複合体からなるＬＥＤ素子用リードフレーム基板（以下、単に「リードフレーム基板」と称する。）にＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤパッケージが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
通常、リードフレーム基板は、ＬＥＤチップを搭載するための一つ乃至複数のパッド部と、ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）と電気的接続を行うための電気的接合エリアを同一平面に備え、パッド部と電気的接合エリア間、およびそれらとリードフレーム外周部の間に存在する空隙が絶縁性のモールド樹脂によって埋められて形成されている。モールド樹脂の成形にはトランスファーモールドが用いられることが多い。
ＬＥＤ素子は、モールド樹脂の成形後に、ワイヤーボンディング等により電気的接合エリアと接続されてパッド部に搭載され、実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トランスファーモールドでは液状の樹脂が高圧で充填されるため、上述のパッド部や電気的接合エリアの表面には、樹脂バリや樹脂汚染（以下、「樹脂バリ等」と称する。）が生じることが多い。樹脂バリ等は、ＬＥＤチップ実装時におけるワイヤーボンディングの信頼性に悪影響を及ぼすという問題がある。また、樹脂バリ等の量が多いと、パッド部や電気的接合エリアを完全に被覆してしまい、そのままでは実装が困難となる場合もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、実装されたＬＥＤチップの接続信頼性が高いＬＥＤパッケージを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、実装されたＬＥＤチップの接続信頼性を高く保持することができるＬＥＤパッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様であるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ素子が搭載されるパッド部と、前記パッド部に搭載された前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される接続エリアとを有するリードフレームと、平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲み、前記ＬＥＤ素子が実装されるキャビティを形成するリフレクター部を有し、前記リードフレームに取り付けられた樹脂部と、前記パッド部に搭載され、ワイヤーを介して前記接続エリアと電気的に接続されたＬＥＤ素子と、前記キャビティ内に配置され、前記ＬＥＤ素子、前記ワイヤー、および前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとの接続部位を封止する第一封止樹脂層と、前記キャビティ内において前記第一封止樹脂層の少なくとも一部を覆うように配置される第二封止樹脂層とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第二の態様は、パッド部と、接続エリアとを有するリードフレームと、平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲むリフレクター部を有し、前記リードフレームに取り付けられた樹脂部とを備えるリードフレーム基板に、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤパッケージの製造方法であって、金属板にエッチングにより前記パッド部および前記接続エリアを形成して前記リードフレームを形成するエッチング工程と、前記パッド部に前記ＬＥＤ素子を搭載し、ワイヤーを用いて前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとを電気的に接続する素子実装工程と、前記ＬＥＤ素子、前記ワイヤー、および前記ＬＥＤ素子と前記接続エリアとの接続部位を樹脂で封止する素子封止工程と、前記素子封止工程後に、前記リードフレームに対して前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程とを備えることを特徴とする。
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記パッド部および前記接続エリアにメッキ層を形成するメッキ処理工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＬＥＤパッケージによれば、実装されたＬＥＤチップの接続信頼性が高いＬＥＤパッケージとすることができる。
また、本発明のＬＥＤパッケージの製造方法によれば、実装されたＬＥＤチップの接続信頼性を高く保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態におけるＬＥＤパッケージを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】（ａ）から（ｉ）は、同ＬＥＤパッケージの製造方法の流れを示す図である。
【図４】本発明の変形例のＬＥＤパッケージの製造方法に用いられる上型の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態のＬＥＤパッケージ１を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。ＬＥＤパッケージ１は、図１および図２に示すように、金属製のリードフレーム１０と、リードフレーム１０に取り付けられた樹脂部２０とを有するリードフレーム基板２と、リードフレーム基板２に実装されたＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）３とを備えている。
【００１２】
リードフレーム１０は、金属合金製の板状の材料をエッチング加工することにより形成されており、ＬＥＤチップ３が搭載されるパッド部１１と、平面視においてパッド部１１を挟んで対向する接続エリア１２とを備えている。
【００１３】
図２に示すように、パッド部１１および接続エリア１２はリードフレーム１０の厚さ方向の一方の面（上面）に形成されており、上面と反対側の下面には、パッド部１１および接続エリア１２と接続された放熱部１３Ａおよび１３Ｂがそれぞれ形成されている。放熱部１３Ａおよび１３Ｂの下面上における面積は、それぞれパッド部１１および接続エリア１２の上面における面積よりも大きく形成されており、ＬＥＤチップ３から発生する駆動熱やＬＥＤチップ３の周辺環境条件による熱を外部に拡散させ、ＬＥＤチップ３に熱が蓄積されることを抑制している。
【００１４】
樹脂部２０は、エッチングにより形成されたリードフレーム１０の隙間を埋める充填部２１と、リードフレーム１０の上面に形成されるリフレクター部２２とを備えている。
充填部２１は、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを露出させるように形成されている。リフレクター部２２は、図１に示すように、ＬＥＤパッケージ１の平面視においてパッド部１１および接続エリア１２を囲むように形成されており、図２に示すように、リフレクター部２２に囲まれた領域が、ＬＥＤチップ３が実装されるキャビティＣとなっている。リフレクター部２２のうちキャビティＣを規定する内面２２Ａは、上端から下端に向かうに従いキャビティＣの面方向（リードフレーム１０の上面と平行な方向）における断面積が小さくなるようにテーパー状に形成されている。
【００１５】
パッド部１１および接続エリア１２の上面には、メッキ層１４が形成され、ＬＥＤチップ３実装時の電気的接続の信頼性が高められている。ＬＥＤチップ３は、パッド部１１の上面に固着して搭載され、各接続エリア１２の上面とＬＥＤチップ３の図示しない端子とが金線等のワイヤー４を用いたワイヤーボンディングにより電気的に接続されてリードフレーム基板２に実装されている。
【００１６】
実装されたＬＥＤチップ３および各ワイヤー４は、キャビティＣ内に充填された透明性を有する樹脂により封止されており、ＬＥＤチップ３、各ワイヤー４、および各ワイヤー４と各接続エリア１２との接続部位を封止する第一封止樹脂層４１が形成されている。第一封止樹脂層４１は、接続エリア１２を完全に覆うように形成されるのが好ましい。
キャビティＣ内において、第一封止樹脂層４１の上方には、第一封止樹脂層４１を被覆する第二封止樹脂層４２が形成されている。第二封止樹脂層４２を形成する樹脂は、透明性を有し、第一封止樹脂層４１と同一またはほぼ同等の屈折率を有する。第一封止樹脂層４１および第二封止樹脂層４２が同一の樹脂で形成されてもよい。
【００１７】
上記のように構成されたＬＥＤパッケージ１の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、リードフレームとなる金属板３０を準備し、金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂにレジスト層３１を積層する。レジスト層３１の積層は、感光性レジストを塗布する、ドライフィルムレジストを貼付する等の方法により行うことができる。
【００１８】
次に、所定のパターンを有するフォトマスク(不図示)を用いてレジスト層３１に対して露光、現像処理等を行い、図３（ｂ）に示すように、金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂにレジストパターン３２を形成する（レジストパターン形成工程）。フォトマスクのパターンは、上面側においては、パッド部１１および接続エリア１２の位置および形状に対応し、下面側においては、放熱部１３Ａおよび１３Ｂの位置および形状に対応している。
【００１９】
次に、金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂ側から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工する。これにより、レジストパターン３２の存在しない部位が金属板３０の厚さ方向にエッチングされる。レジストパターン３２を除去すると、図３（ｃ）に示すように、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを有するリードフレーム１０が完成する（エッチング工程）。
【００２０】
次に、図３（ｄ）に示すように、パッド部１１および接続エリア１２の上面にメッキ処理を行い、メッキ層１４を形成する（メッキ処理工程）。メッキの種類としては、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキなどを用いることができる。また、これらのメッキ処理を施す前に、耐熱拡散性が優れたニッケルメッキなどの下地メッキを施してもよい。
本実施形態では、パッド部１１および接続エリア１２の上面のみにメッキ層１４を形成しているが、これに加えて放熱部１３Ａ、１３Ｂにメッキ層を形成してもよいし、リードフレーム１０をメッキ浴につける等によりリードフレーム１０の外面全体にメッキ層１４が形成されてもよい。
【００２１】
次に、図３（ｅ）に示すように、パッド部１１にＬＥＤチップ３を搭載し、ワイヤー４によるワイヤーボンディングでＬＥＤチップ３と各接続エリア１２とを電気的に接続して、ＬＥＤチップ３を実装する（素子実装工程）。
【００２２】
次に、ＬＥＤチップ３の上方から透明性の樹脂を供給し、ＬＥＤチップ３、ワイヤー４、およびワイヤー４と接続エリア１２との接続部位を覆う第一封止樹脂層４１を形成する（素子封止工程）。第一封止樹脂層４１は、樹脂のポッティング等により好適に形成することができる。
なお、リードフレーム１０には、厚さ方向に貫通する微小な貫通孔がエッチングにより多数形成されているが、第一封止樹脂層４１を形成する樹脂は、その粘性や表面張力により、これら貫通孔内には進入しないか、してもごくわずかな量に限られる。したがって、完成したＬＥＤパッケージの性能にはほとんど影響しない。
【００２３】
続く樹脂部形成工程では、図３（ｇ）に示すように、上型１０１と下型（不図示）とでリードフレーム１０を厚さ方向に挟み、公知のトランスファーモールドによって樹脂部２０の樹脂材料を充填し、樹脂部２０を形成する。
ここで、上型１０１には、外形がキャビティＣに対応する形状とされたキャビティ形成部１０２が設けられている。キャビティ形成部１０２には、凹部１０２Ａが形成されており、樹脂部形成工程において、ＬＥＤチップ３等を封止した第一封止樹脂層４１が凹部１０２Ａ内に収容され、つぶれないようになっている。凹部１０２Ａの容積は、第一封止樹脂層４１を形成するために配置される樹脂材料の体積以上とし、当該体積の１．５倍以上に設定されるのが好ましい。
【００２４】
図３（ｈ）は、充填部２１およびリフレクター部２２を有する樹脂部２０が形成された、樹脂部形成工程後の状態を示す図である。パッド部１１および接続エリア１２は、第一封止樹脂層４１により保護されているため、パッド部１１および接続エリア１２上には樹脂バリ等は発生しない。
【００２５】
最後に、キャビティＣ内の空間を埋めるように透明樹脂を充填して第二封止樹脂層４２を形成すると、図３（ｉ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１が完成する。
【００２６】
本実施形態のＬＥＤパッケージの製造方法によれば、樹脂部形成工程の前に素子実装工程が行われるため、パッド部１１および接続エリア１２に樹脂バリ等のない状態でワイヤー４と接続エリア１２とが接続されるため、接続の信頼性が高い状態でＬＥＤチップ３が実装される。そして、その後素子封止工程によりＬＥＤチップ３、ワイヤー４、およびワイヤー４と接続エリア１２との接続部位が第一封止樹脂層４１に封止されてから樹脂部形成工程が行われる。したがって、仮に樹脂部２０の樹脂材料が一部キャビティＣ内に進入しても、ＬＥＤチップ３等は第一封止樹脂層４１に保護されているため、当該樹脂材料により汚染されることはない。
したがって、素子実装工程における接続信頼性の高い接続状態を保持してＬＥＤパッケージ１を製造することができる。
【００２７】
また、本実施形態のＬＥＤパッケージ１によれば、ＬＥＤチップ３、ワイヤー４、およびワイヤー４と接続エリア１２との接続部位が第一封止樹脂層４１に封止されて保護された状態で樹脂部２０が形成されているので、リフレクター部２２等を形成する際にワイヤー４と接続エリア１２との接続部位が樹脂等で汚染されない。したがって、実装されたＬＥＤチップ３の電気的接続の信頼性が高いＬＥＤパッケージとすることができる。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【００２９】
例えば、本発明のＬＥＤパッケージの製造方法においては、メッキ処理工程は必須ではないため、省略されてもよい。
【００３０】
また、図４に示すように、一枚のリードフレーム１０Ａにパッド部１１および接続エリア１２を複数組形成し、キャビティ形成部１０２を複数備える上型１０１Ａを用いてパッド部および接続エリアの各組に対応するように複数のリフレクター部を有する樹脂部を形成して、その後、リフレクター部ごとに一つずつ切り離すことにより多数のＬＥＤパッケージが製造されてもよい。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、第二封止樹脂層が第一封止樹脂層を完全に被覆しているＬＥＤパッケージの例を説明したが、第一封止樹脂層の厚みが増す等により、第一封止樹脂層の一部が第二封止樹脂層に被覆されずに露出されても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＬＥＤパッケージ
２  ＬＥＤ発光素子用リードフレーム基板
３  ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）
４  ワイヤー
１０、１０Ａ  リードフレーム
１１  パッド部
１２  接続エリア
１４  メッキ層
２０  樹脂部
２２  リフレクター部
３０  金属板
４１  第一封止樹脂層
４２  第二封止樹脂層
Ｃ  キャビティ
【図１】
2012186386.tif 000003
【図２】
2012186386.tif 000004
【図３】
2012186386.tif 000005
【図４】
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