(57)【要約】【課題】放熱性の高い発光ダイオードを容易に製造する。【解決手段】第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２と外枠部とは、２次元配列における一方向において連結部によって接続され、かつこの一方向と垂直な他方向においては接続されない。図２（ａ）に示される形状で、反射層１２をリードフレーム１１（１００）上に形成する（反射層形成工程）。次に、図２（ｂ）に示されるように、窓部１２１内部で露出した第２リードフレーム１１２上に発光ダイオードチップ１３を搭載する（チップ搭載工程）。  次に、図２（ｃ）に示されるように、この状態で、窓部１２１内部に蛍光材料を充填し、蛍光層１５を形成する（蛍光層形成工程）。この状態から、横方向において隣接する発光ダイオード１０間を縦方向に沿って切断する（外枠部切断工程）。同様に、縦方向において隣接する発光ダイオード１０間を横方向に沿って切断する（連結部切断工程）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレーム上に発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップの周囲に蛍光層を介して反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードを２次元配列させた状態で製造する、発光ダイオードの製造方法であって、
前記リードフレームを構成する第１リードフレームと第２リードフレームとが前記２次元配列に対応して配列され、当該２次元配列の外側に外枠部が設けられ、前記第１リードフレーム、前記第２リードフレーム、前記外枠部とは前記２次元配列の一方向において連結部によって接続され、かつ前記一方向と垂直な他方向においては接続されない構成を具備する全体リードフレームが用いられ、
前記全体リードフレーム上において、前記第１リードフレームの一部と前記第２のリードフレームの一部とを露出させる窓部が設けられた前記反射層を、前記一方向において連結させた形態で形成する反射層形成工程と、
前記窓部内における前記第１リードフレーム又は前記第２リードフレーム上に前記発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップ中に形成された発光ダイオードの両極をそれぞれ前記第１リードフレーム、第２リードフレームに接続するチップ搭載工程と、
前記窓部内に前記蛍光層を形成する蛍光層形成工程と、
前記一方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記反射層及び前記連結部を前記他方向に沿って切断することによって行う連結部切断工程と、
を具備することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記蛍光層形成工程の後に、
前記他方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記外枠部を前記一方向に沿って切断することによって行う外枠部切断工程を具備することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記連結部の肉厚は前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームにおいて、
前記反射層が形成される箇所に開口部が形成され、前記発光ダイオードチップが搭載される側と反対側の面における前記開口部の周囲において、前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの肉厚が薄くなるように段差が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法
【請求項５】
前記反射層形成工程において、
前記他方向において、前記第１リードフレームの端部と前記第２リードフレームの端部とが、それぞれ前記反射層から突出するように、前記反射層を形成することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法によって製造されたことを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップをリードフレーム上に搭載した構成を具備する発光ダイオードの製造方法、及びこの製造方法によって製造された発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）が使用される際には、リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載され、この発光ダイオードに通電がされると同時に、その発光が外部に取り出される形態とされる。また、白色発光ダイオードの場合には、白色を発光させるために必要となる蛍光物質が発光ダイオードチップの周辺に充填される。
【０００３】
こうした構成の発光ダイオードの構造、製造方法は、例えば特許文献１に記載されている。この発光ダイオード９０の製造方法を図６（ａ）〜（ｆ）に示す。ここで、図６（ａ）〜（ｆ）における左側はその上面図であり、右側はそのＣ−Ｃ方向における断面図である。
【０００４】
まず、この製造方法において用いられるリードフレーム９１の単位構造は、図６（ａ）に示されるように、第１リードフレーム９１１と第２リードフレーム９１２となっている。実際には、この単位構造が２次元配列されたものがリードフレーム全体となっており、第１リードフレーム９１１の左側の上端と下端はそれぞれ上側、下側で隣接するリードフレーム９１の単位構造と接続される。同様に、第２リードフレーム９１２の右側の上端と下端はそれぞれ上側、下側で隣接するリードフレーム９１の単位構造と接続される。これにより、リードフレーム全体は一体化されている。
【０００５】
次に、図６（ｂ）に示されるように、リードフレーム９１上部において図６（ａ）の構成の中心を囲むように、反射層９２を形成する。反射層９２は、例えば樹脂材料で構成され、この工程はトランスファーモールドにより行われる。リードフレーム９１の上側において、反射層９２には窓部９２１が設けられている。窓部９２１中におけるリードフレーム９１上の反射層９２の内面は、この中に収容される発光ダイオードチップが発する発光を反射するように設定される。
【０００６】
次に、図６（ｃ）に示されるように、窓部９２１内部の第１リードフレーム９１１上に発光ダイオードチップ９３を搭載する。発光ダイオードチップ９３中に形成された発光ダイオードの一方の極は発光ダイオードチップ９３の下面を通して第１リードフレーム９１１に接続される。発光ダイオードの他方の極は、ボンディングワイヤ９４によって第２リードフレーム９１２に接続される。
【０００７】
次に、図６（ｄ）に示されるように、この状態で、窓部９２１内部に蛍光材料を充填し、蛍光層９５を形成する。例えば青色発光ダイオードが用いられる場合には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光材料を用いれば、この蛍光材料が発する光と青色とが混合された疑似白色の発光を得ることも可能である。
【０００８】
次に、図６（ｅ）に示されるように、ダイシングソーのブレード２００を用いて２方向でこの構造を切断することにより、図６（ｆ）に示されるような発光ダイオード９０が得られる。この発光ダイオード９０においては、図６（ｆ）において反射層９２から左右に突出した第１リードフレーム９１１、第２リードフレーム９１２に通電をすることによって発光ダイオードチップ９３が発光する。この光が反射層９２の窓部９２１の内面で反射され、蛍光層９５を通して図６（ｆ）右において上側に発せられる。この際、蛍光層９５は、発光ダイオードチップ９３が発した光を吸収し、これと異なる波長の光を発する。発光ダイオードチップ９３が発する光と蛍光層９５が発する光とが混合されることによって、この発光ダイオード９０は白色の光を発する。
【０００９】
この製造方法を用いて、反射層９２や蛍光層９５を具備する発光ダイオード９０を容易に製造することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００８−５３５２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、発光ダイオードは通電によって動作するため、その発熱対策として、冷却効率を高めることが重要である。特許文献１に記載の技術においては、この放熱は、反射層９２や、第１リードフレーム９１１、第２リードフレーム９１２における反射層９２の両側面から突出した部分を介して行われる。このうち、反射層９２は、そのパターニングにおいてトランスファーモールドを使用できる材料（例えば樹脂材料）で構成されるため、その熱伝導率は低い。第１リードフレーム９１１、第２リードフレーム９１２による放熱も、その突出した部分のみによるため、不充分である。
【００１２】
従って、放熱性の高い発光ダイオードを容易に製造することは困難であった。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、リードフレーム上に発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップの周囲に蛍光層を介して反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードを２次元配列させた状態で製造する、発光ダイオードの製造方法であって、前記リードフレームを構成する第１リードフレームと第２リードフレームとが前記２次元配列に対応して配列され、当該２次元配列の外側に外枠部が設けられ、前記第１リードフレーム、前記第２リードフレーム、前記外枠部とは前記２次元配列の一方向において連結部によって接続され、かつ前記一方向と垂直な他方向においては接続されない構成を具備する全体リードフレームが用いられ、前記全体リードフレーム上において、前記第１リードフレームの一部と前記第２のリードフレームの一部とを露出させる窓部が設けられた前記反射層を、前記一方向において連結させた形態で形成する反射層形成工程と、前記窓部内における前記第１リードフレーム又は前記第２リードフレーム上に前記発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップ中に形成された発光ダイオードの両極をそれぞれ前記第１リードフレーム、第２リードフレームに接続するチップ搭載工程と、前記窓部内に前記蛍光層を形成する蛍光層形成工程と、前記一方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記反射層及び前記連結部を前記他方向に沿って切断することによって行う連結部切断工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記蛍光層形成工程の後に、前記他方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記外枠部を前記一方向に沿って切断することによって行う外枠部切断工程を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記連結部の肉厚は前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの肉厚よりも薄いことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームにおいて、前記反射層が形成される箇所に開口部が形成され、前記発光ダイオードチップが搭載される側と反対側の面における前記開口部の周囲において、前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの肉厚が薄くなるように段差が形成されていることを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記反射層形成工程において、前記他方向において、前記第１リードフレームの端部と前記第２リードフレームの端部とが、それぞれ前記反射層から突出するように、前記反射層を形成することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記発光ダイオードの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成されているので、放熱性の高い発光ダイオードを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法において用いられるリードフレームの形態を示す上面図（ａ）、そのＡ−Ａ方向における断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法における蛍光層形成工程までを示す上面図（左）、そのＡ−Ａ方向の断面図（右）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法において用いられる全体リードフレームの上面図（ａ）、反射層形成工程後の上面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法における外枠部切断工程から連結部切断工程にかけての形態を示す上面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。
【図６】従来の発光ダイオードの製造方法を示す上面図（左）、そのＣ−Ｃ方向の断面図（右）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態となる発光ダイオードの製造方法、及びこの発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオードにおいては、リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載され、その周囲に反射層が形成されている。発光ダイオードチップは、この反射層に設けられた窓部中に設置され、その周囲には蛍光層が設けられている。発光ダイオードチップが発した光のうち、窓部の内壁に達した光はそこで反射される。また、蛍光層は、発光ダイオードチップが発した単色の光を吸収してこれと異なる波長の光を発する。このため、発光ダイオードチップが発する光と蛍光層が発した光の、異なる２種類の波長の光が同時にこの発光ダイオードから発せられる。これにより、例えば白色光を発することができる。
【００１８】
図１は、この製造方法において用いられるリードフレーム１１の上面図（ａ）及びそのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）の詳細である。図２は、このリードフレーム１１を用いた発光ダイオード１０の製造方法における蛍光層を形成するまでの工程を個々の発光ダイオード１０に対応した箇所において示す図である。図２中の左側は各工程において上面から見た形態を示し、右側は図１におけるＡ−Ａ方向に対応した断面図を示す。
【００１９】
このリードフレーム１１は、図１において図示された範囲内では第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２に分離されている。第１リードフレーム１１１においては、その上下に連結部１１３、１１４がそれぞれ接続され、第２リードフレーム１１２においては、その上側に連結部１１５、１１６が、その下側に連結部１１７、１１８が接続されている。実際には発光ダイオード１０は２次元配列されて製造され、これに対応して図１の構成も２次元配列される。この際に図１の構成におけるリードフレーム１１は、その上下方向に設けられたリードフレーム１１と、連結部１１３〜１１８によって接続される。また、第１リードフレーム１１１には矩形状の開口部１１９が設けられ、第２リードフレーム１１２には矩形状の開口部１２０が設けられている。
【００２０】
また、断面図（図１（ｂ））に示されるように、これらの膜厚は一様ではなく、その裏面（発光ダイオードチップが搭載される側と反対側の面）側には段差が設けられている。第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端部、あるいはこれらに設けられた開口部１１９、１２０の周辺の肉厚が薄くなるように、これらの段差は形成されている。また、連結部１１３〜１１４や第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端部においてもこの肉厚が薄くされている。
【００２１】
実際には発光ダイオード１０は多数個が配列して製造され、リードフレーム１１の構成はこの個々の発光ダイオード１０に対応する。このため、実際には図１の構成のリードフレーム１１は配列されて、図３（ａ）に示す全体リードフレーム１００として一体化されて使用される。図３（ａ）において破線で囲まれた領域がリードフレーム１１となる。全体リードフレーム１００においては、外枠部１０１が設けられており、これによって各リードフレーム１１が一体化されている。図３（ａ）に示されるように、この全体リードフレーム１００においては、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２、外枠部１０１とは、この２次元配列における一方向（縦方向）において連結部によって接続され、かつこの一方向と垂直な他方向（横方向）においては接続されない。
【００２２】
図２を用いて、この製造方法において蛍光層が形成されるまでの工程を説明する。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示される形状で、反射層１２をリードフレーム１１（１００）上に形成する（反射層形成工程）。反射層１２の材料としては例えばエポキシ樹脂を用い、その成型はトランスファーモールドによる。この形状で反射層１２を形成するためには、例えば、下金型に全体リードフレーム１００をセットし、この上に、この材料が図２（ａ）の反射層１２に示された形状となるような空洞部をもった上金型をセットし、この空洞部に材料を加圧供給した後に固化させる。全体リードフレーム１００上におけるこの際の形態の上面図が図３（ｂ）である。図３（ｂ）中において、縦方向に配列する発光ダイオード１０同士における反射層１２は連続して形成される。この際、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に設けられた開口部１１９、１２０や裏面の段差部にも反射層１２を構成する材料は充填される。このため、反射層１２の断面形状は、図２（ａ）右側に示されるように、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との接合部でくさび型となる。これにより、反射層１２とこれらとの間での接合強度を高くすることができる。
【００２４】
この反射層１２の内部に形成された窓部１２１の底部には、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の一部が露出している。窓部１２１中における反射層１２の内面は、この中に収容される発光ダイオードチップが発する発光を反射するように、リードフレーム１１の表面に対して傾斜角をもつように設定される。
【００２５】
また、反射層１２の左右方向には、第１リードフレーム１１１の左端部と第２リードフレーム１１２の右端部がそれぞれ突出している。窓部１２１中における第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２の露出面や、これらの左端部と右端部の間における不要部分にも反射層１２を構成する樹脂材料が残存する場合があるが、これはドライブラスト等のブラスト処理によって除去することができる。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示されるように、窓部１２１内部で露出した第２リードフレーム１１２上に発光ダイオードチップ１３を搭載する（チップ搭載工程）。発光ダイオードチップ１３中に形成された発光ダイオードの一方の極、他方の極は、それぞれボンディングワイヤ１４によって第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に接続される。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示されるように、この状態で、窓部１２１内部に蛍光材料を充填し、蛍光層１５を形成する（蛍光層形成工程）。例えば青色発光ダイオードが用いられる場合には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光材料を用いれば、この蛍光材料が発する光と青色とが混合された疑似白色の発光を得ることが可能である。
【００２８】
上記の工程により、全体リードフレーム１００における各リードフレーム１１上に、反射層１２、発光ダイオードチップ１３、ボンディングワイヤ１４、蛍光層１５が設置される。その後、この構造はダイシングソーを用いて２方向で切断され、個々の発光ダイオード１０とされる。この分断する工程を全体リードフレーム１００に対応して上面から見た図を図４（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００２９】
図４（ａ）は、反射層１２形成後の全体リードフレーム１００の状態を示す。この状態では、図２（ｃ）の状態が２次元配列されている。前記の通り、反射層１２はトランスファーモールドによって形成され、図４（ａ）中では反射層１２が縦方向に接続された構成が横方向に平行に並んでいる。その配列の周囲が外枠部１０１状で接続されている。前記の通り、トランスファーモールドによってこの形態を実現することが可能である、
【００３０】
この状態から、図４（ｂ）に示されるように、ダイシングソーのブレード２００を用いて、横方向において隣接する発光ダイオード１０間を縦方向に沿って切断する（外枠部切断工程）。なお、図においてはブレード２００を複数同時に記載しているが、実際には切断は各箇所毎に行われる。この切断の際には、ブレード２００は、図２における第１リードフレーム１１１と、この第１リードフレーム１１１が用いられる発光ダイオード１０の左隣に隣接する発光ダイオード１０における第２リードフレーム１１２との間の空洞部分に位置する。このため、発光ダイオード１０間においては、ブレード２００は、リードフレーム１１（金属）や反射層１２（樹脂材料）のいずれも切断しない。ブレード２００が切断するのは、全体リードフレーム１００における外枠部１０１のみである。すなわち、外枠部切断工程においては、実際には外枠部１０１のみが切断される。なお、以降の工程を行うことにより、外枠部１０１の切断を行わないで除去することも可能である。この場合には、外枠部切断工程を省略することができる。
【００３１】
この状態から、図４（ｃ）に示されるように、同様にブレード２００を用いて、縦方向において隣接する発光ダイオード１０間を横方向に沿って切断する（連結部切断工程）。この際にブレード２００が切断するのは、外枠部１０１と、肉厚が薄くかつ細い連結部１１３〜１１８と、樹脂材料で構成された反射層１２である。なお、外枠部切断工程と連結部切断工程の順序を逆転させることも可能である。
【００３２】
これにより、図４（ｄ）に示されるように、発光ダイオード１０が分断されて得られる。この発光ダイオード１０の上面図及びそのＢ−Ｂ方向の断面図、下面図を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。
【００３３】
上記の縦方向、横方向の切断（外枠部切断工程、連結部切断工程）において、ブレード２００は、外枠部１０１以外には切断の際に大きな負荷となる部分を切断しない。このため、上記の切断を容易に行うことができる。また、ブレード２００の寿命を長くすることができ、その製造を低コスト化することができる。
【００３４】
このように、上記の製造方法により、発光ダイオード１０を容易に製造することができる。この構造の発光ダイオード１０においては、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２とが発光ダイオードの２つの極に接続された電極となり、これらに通電することにより、発光させることが可能である。これらの電極に対する電気的接続は、例えばプリント基板上でこの発光ダイオード１０の裏面においてはんだを介した接続を行うことにより得ることができる。この際、図５に示されるように、反射層１２から第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の端部が突出しているために、接続の際のはんだを目視で確認することが容易であるため、この接続を特に容易に行うことができる。
【００３５】
また、前記の通り、反射層１２とリードフレーム１１との間の接合強度が高くなる一方で、図５（ｃ）に示されるように、裏面においてリードフレーム１１（第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２）が広い面積で露出している。このため、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２を介した放熱効率が高くなる。すなわち、発光ダイオード１０の放熱効率は高くなる。
【００３６】
なお、リードフレームの形状は、２つの電極として反射層の外部に取り出せ、かつ上記の製造方法が適用できる限りにおいて、任意である。発光ダイオードチップは、第１リードフレームと第２リードフレームのどちらに搭載してもよく、窓部内におけるその電気的接続方法も、ボンディングワイヤを用いた方式に限らず、２つの電極が上記と同様に外部に取り出せる限りにおいて、任意である。反射層やその窓部の形状も、内部に発光ダイオードチップや蛍光層を設けることができる限りにおいて、任意である。また、全体リードフレームの形態も、第１リードフレームと第２リードフレームの２次元配列が固定できる限りにおいて任意である。例えば、２次元配列された第１リードフレーム、第２リードフレームと外枠部とが配列の一方向において連結部によって連結され、かつこれと垂直な方向において連結部によって接続された構成を用いることができる。この場合、切断を容易とするために、連結部の肉厚を薄くすることができる。この際、第１リードフレームと第２リードフレームにおける反射層から突出した部分の肉厚も同様に薄くしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０、９０  発光ダイオード
１１、９１  リードフレーム
１２、９２  反射層
１３、９３  発光ダイオードチップ
１４、９４  ボンディングワイヤ
１５、９５  蛍光層
１００  全体リードフレーム
１０１  外枠部
１１１、９１１  第１リードフレーム
１１２、９１２  第２リードフレーム
１１３〜１１８  連結部
１１９、１２０  開口部
１２１、９２１  窓部
２００  ブレード
【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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