(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性高分子物質を予め作製された金型に入れて成形させ、複数の貫通部が並んで形成されているパッケージ本体を作製する段階と、
前記貫通部が形成された位置とは異なる位置に前記パッケージ本体を貫通する電極を形成する段階と、
前記貫通部毎に一方向に閉鎖面が形成されるように、前記パッケージ本体の一面に接着テープを貼り付ける段階と、
前記貫通部毎に形成された前記閉鎖面に発光ダイオードチップを実装する段階と、
ボンディング手段を利用して前記発光ダイオードチップと前記電極との間を電気的に接続する段階と、
前記発光ダイオードチップ及び前記ボンディング手段をモールディング樹脂を用いて密封する段階と、
を含む発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を粉末状態で前記金型に入れて圧縮成形する方法により作製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パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を溶融状態で前記金型に注入して射出成形する方法により作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記電極は、前記パッケージ本体を貫通する貫通ホールに導電性物質を挿入することにより形成され、前記電極を形成する段階の前に、
前記パッケージ本体の前記電極を形成しようとする位置に、ドリリング工程によって前記貫通ホールを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項５】
前記パッケージ本体には前記電極を形成しようとする位置に対応して貫通ホールが形成され、
前記貫通ホールは、前記パッケージ本体を作製する過程中に、パッケージ本体と共に成形されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性高分子物質は、液晶高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリテトラフルオロエチレンの中の何れか一つであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項７】
前記パッケージ本体は、セラミックフィラーが添加された熱可塑性高分子物質からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項８】
前記発光ダイオードと前記ボンディング手段とを密封する段階の後に、
前記接着テープを除去する段階と、
前記接着テープが除去された面に蛍光剤を塗布する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記パッケージ本体がバータイプで作製され、前記複数の貫通部が前記パッケージ本体に一列に形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光ダイオード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、発光装置に関するもので、より詳細には、熱可塑性高分子物質を予め作製された金型に入れ、圧縮成形または射出成形する方式により作製された発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、看板、ディスプレイ、自動車、信号灯、バックライト、一般照明に至るまで幅広い市場を形成しており、それぞれの応用分野で継続的に成長し続けている。特に、最近では、エネルギー消費率の低い小型の表示装置が各種開発されており、この内、液晶表示装置（ＬＣＤ）としては、モニター、ノートパソコン、及び移動通信端末機などの表示装置が脚光を浴びている。しかし、ＬＣＤは、自ら光を発することができないため、通常、ＬＣＤパネルの裏面または側面から光を発する光源として用いられるバックライトを備えている。このようなバックライト光源としては、冷陰極型光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）及びＬＥＤが主に使用される。
【０００３】
しかし、冷陰極型光ランプ（ＣＣＦＬ）は、水銀ガスを利用するので、環境汚染を誘発する場合があり、応答速度が遅く、色再現性も低いし、サイズが大きくてバックライト光源の軽薄短小化にも適していないという短所がある。
【０００４】
これに比べて発光ダイオード（ＬＥＤ）は、環境にやさしく、応答速度が数ナノ秒程度で高速応答が可能であり、長寿命、高い耐衝撃性を有するなどの長所がある。さらに、ＬＥＤは、赤色、緑色、青色のＬＥＤ光量を調整して輝度、色温度などを自由に変更することができるため、優れた色再現性を有し、軽薄短小化できるので、バックライト光源として好適である。したがって、最近では携帯電話、カーナビゲーション、ＰＭＰなどの小型機器に使用されるバックライト光源として、ＬＥＤを用いた側面発光型ＬＥＤパッケージが主に使用されている。
【０００５】
このようなバックライト光源用ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップの効率を極大化させるために、指向角を拡張することのできる設計自由度を有し、一定の明るさを確保するために数多くのＬＥＤを実装できなくてはならない。また、電子通信機器やディスプレイ装置が小型化、薄型化されるに伴って、ＬＥＤパッケージの薄型化、軽量化が求められており、さらに材料費や工程費を節減させるための努力が求められているのが実情である。
【０００６】
図１は、従来技術によるリードフレーム構造を採用したＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。図１を参照すると、従来技術によるリードフレーム構造を採用したＬＥＤパッケージは、リードフレーム２０の上部にＬＥＤチップ４０を実装した後、ワイヤボンディング５０を実行し、リードフレーム２０を取り囲んでいる射出物１０，３０内にモールディング樹脂６０を注入する方法で作製される。しかし、図１に示すように、リードフレームを採用したＬＥＤパッケージは、リードフレームの重さのためにパッケージを軽量化、薄型化し難いし、リードフレームそのものが高価であるので、全体の材料費が嵩むという問題点がある。また、リードフレームの配置のためにチップデザインに制約が多く、これによってＬＥＤパッケージの指向角（発光角）を拡張するのにも限界がある。
【０００７】
このような問題点を解決するために、上述したリードフレーム構造とは異なる方式のＬＥＤパッケージとして、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）を用いたＬＥＤパッケージがある。図２は従来技術による低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）を用いたＬＥＤパッケージ構造を示す側面図である。
【０００８】
図２を参照すると、ＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージは、下部セラミックシート１１、電極２１、上部セラミックシート３１、反射板３２、ＬＥＤチップ４１、ワイヤボンディング５１、モールディング樹脂６１を含む。このようにＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージは、パンチング（ｐｕｎｃｈｉｎｇ）することでキャビティ加工が可能であり、多数のセラミックシートの積層工程によりＬＥＤパッケージを作製することができるという点で従来のリードフレーム構造を代替できる長所はあるが、依然として次のような問題点がある。
【０００９】
まず、ＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージは、セラミック基板を使用するのでその材料費が高く、かつ、基板サイズが増加するにつれてクラックが発生する危険が高まることなどから、多数のＬＥＤチップを一つの基板に実装するのが困難である。また、セラミック基板とモールディング樹脂との間の熱膨脹率が異なるため、ワイヤボンディングが切断されるといった障害が発生する恐れがある。
【００１０】
また、ＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージは、パッケージを作製するのに既存のセラミック基板工程をそのまま採用するので、ＬＥＤパッケージの製造工程が複雑になるという問題点がある。これは図３に示すＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージの製造方法の工程図を見ると確認できる。
【００１１】
図３のステップＳ１０では、予め準備されたセラミックシート３１ａにパンチング工程またはレーザードリルによる切削工程から、中央部分に貫通部が形成された上部セラミックシート３１を作製し、ステップＳ２０では、下部セラミックシート１１に電極２１を形成する。
【００１２】
ステップＳ３０では、電極２１が形成された下部セラミックシート１１の上面に上部セラミックシート３１を積層する。この積層工程により下部セラミックシート１１の上部にはＬＥＤチップ４１が実装される空間、すなわち、キャビティが形成されることになる。ステップＳ４０では、下部セラミックシート１１及び上部セラミックシート３１を焼成する。
【００１３】
次に、ステップＳ５０では、上部セラミックシート３１の側壁に反射板３２を形成し、ステップＳ６０では、下部セラミックシート１１の上部に形成されたキャビティにＬＥＤチップ４１を実装し、ＬＥＤチップ４１と電極２１との間を電気的に接続するためにワイヤボンディング５１を行う。ステップＳ７０では、下部セラミックシート１１の上部に形成されたキャビティにモールディング樹脂６１を充填してＬＥＤチップ４１及びワイヤボンディング５１を固定密封する。
【００１４】
上述したように、ＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージ製造方法は、ＬＥＤチップ４１が実装される空間であるキャビティの形成のために、パンチング工程または切削工程→積層工程→焼成工程の順で多くの過程を経なければならなかった。また、パンチング工程または切削工程及び積層工程により作製されたキャビティは、常にその境界面が垂直に形成されるので、ＬＥＤパッケージでの指向角（発光角）を広く確保するのが困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、設計及び配置の柔軟性、指向角の拡大、軽量化、薄型化、及び小型化が具現可能な発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。
【００１６】
また、本発明は、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、材料費の節減、工程の単純化が可能な発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。
【００１７】
また、本発明は、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、発光強度、発光効率を大きく高めることができる発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供することをその目的とする。本発明のその他の目的については、以下の説明を通じて容易に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、予め作製された金型に熱可塑性高分子物質を入れて成形させ、複数のキャビティが一面に並んで形成されているパッケージ本体を作製する段階と、前記パッケージ本体を貫通する電極を形成する段階と、前記パッケージ本体に形成された前記キャビティの各底面に発光ダイオードチップを実装する段階と、ボンディング手段を用いて前記発光ダイオードチップと前記電極との間を電気的に接続する段階と、前記発光ダイオードチップと前記ボンディング手段とをモールディング樹脂を用いて密封する段階と、を含む発光ダイオードパッケージの製造方法が提供される。
【００１９】
ここで、前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を粉末状態で前記金型に入れて圧縮成形する方法により作製できる。
【００２０】
ここで、前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を溶融状態で前記金型に注入して射出成形する方法により作製できる。
【００２１】
ここで、前記パッケージ本体の前記キャビティの側壁は、傾斜面を有するように形成されることができる。
【００２２】
ここで、前記電極を形成する段階の前に、前記パッケージ本体の前記電極を形成しようとする位置に、ドリリング工程によって貫通ホールを形成する段階をさらに含むことができる。
【００２３】
ここで、前記パッケージ本体には前記電極を形成しようとする位置に対応して貫通ホールが形成され、前記貫通ホールは前記パッケージ本体を作製する過程で前記パッケージ本体と共に形成されることができる。
【００２４】
ここで、前記熱可塑性高分子物質は、液晶高分子（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ：ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ：ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ：ＰＥＥＫ）及びポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）の中の何れか一つまたはこれらを組み合わせたものとすることができる。
【００２５】
ここで、前記パッケージ本体は、セラミックフィラー（ｃｅｒａｍｉｃ  ｆｉｌｌｅｒ）が添加された熱可塑性高分子物質からなるものとすることができる。
【００２６】
ここで、前記モールディング樹脂の上面に蛍光剤を塗布する段階をさらに含むことができる。
【００２７】
ここで、前記パッケージ本体はバータイプに作製され、前記複数のキャビティが前記パッケージ本体の一面に一列に形成されてもよい。
【００２８】
本発明の他の実施形態によれば、予め作製された金型に熱可塑性高分子物質を入れて成形させ、複数の貫通部が並んで形成されているパッケージ本体を作製する段階と、前記貫通部が形成されている位置とは異なる位置に、前記パッケージ本体を貫通する電極を形成する段階と、前記貫通部毎に一方向に閉鎖面が形成されるように前記パッケージ本体の一面に接着テープを貼り付ける段階と、前記貫通部毎に形成された前記閉鎖面に発光ダイオードチップを実装する段階と、ボンディング手段を用いて前記発光ダイオードチップと前記電極との間を電気的に接続する段階と、前記発光ダイオードチップと前記ボンディング手段とをモールディング樹脂を用いて密封する段階と、を含む発光ダイオードパッケージの製造方法が提供される。
【００２９】
ここで、前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を粉末状態で前記金型に入れて圧縮成形する方法により作製されることができる。
【００３０】
ここで、前記パッケージ本体は、前記熱可塑性高分子物質を溶融状態で前記金型に注入して射出成形する方法により作製されることができる。
【００３１】
ここで、前記電極を形成する段階の前に、前記パッケージ本体の前記電極を形成しようとする位置に、ドリリング工程によって前記貫通ホールを形成する段階をさらに含むことができる。
【００３２】
ここで、前記パッケージ本体には前記電極を形成しようとする位置に対応して貫通ホールが形成され、前記貫通ホールは前記パッケージ本体を作製する過程で、前記パッケージ本体と共に形成されることができる。
【００３３】
ここで、前記熱可塑性高分子物質は、液晶高分子（ＬＣＰ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の中の何れか一つまたはこれらを組み合わせたものであることができる。
【００３４】
ここで、前記パッケージ本体は、セラミックフィラーが添加された熱可塑性高分子物質からなるものとすることができる。
【００３５】
ここで、前記発光ダイオードと前記ボンディング手段を密封する段階の後に、前記接着テープを除去する段階と、前記接着テープが除去された面に蛍光剤を塗布する段階と、をさらに含むことができる。
【００３６】
ここで、前記パッケージ本体はバータイプに作製され、前記複数の貫通部が前記パッケージ本体に一列に形成されてもよい。
【００３７】
本発明のまた他の実施形態によれば、熱可塑性高分子物質からなり、複数のキャビティが一面に並んで形成されているバータイプ（ｂａｒ  ｔｙｐｅ）のパッケージ本体と、前記パッケージ本体を貫通して外部電源と接続する電極と、前記パッケージ本体に形成された前記キャビティの各底面にそれぞれ実装され、ボンディング手段により前記電極と電気的に接続する発光ダイオードチップと、前記発光ダイオードチップと前記ボンディング手段を密封するモールディング部と、を含む発光ダイオードパッケージが提供される。
【００３８】
ここで、前記熱可塑性高分子物質は、液晶高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリテトラフルオロエチレンの中の何れか一つまたはこれらを組み合わせたものであることができる。
【００３９】
ここで、前記パッケージ本体は、セラミックフィラー（ｃｅｒａｍｉｃ  ｆｉｌｌｅｒ）が添加された熱可塑性高分子物質からなることができる。
【００４０】
ここで、前記発光ダイオードパッケージの発光面上に形成される蛍光層をさらに含み、前記発光面は前記モールディング部の上面または前記キャビティの底面になることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の発光ダイオードパッケージ及びその製造方法によれば、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、設計及びデザインの柔軟性、指向角の拡大、軽量化、薄型化、小型化の具現が可能になる。
【００４２】
また、本発明は、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、材料費の節減、工程の単純化が可能になる。
【００４３】
また、本発明は、発光ダイオードを用いた光源パッケージの作製の際に、発光強度、発光効率を大きく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明は多様な置換が可能であり、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる置換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するにあたって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明するのに用いることに過ぎず、上記構成要素が上記用語により限定されるものではない。上記用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的だけに用いられる。例えば、本発明の権利範囲における第１構成要素は第２構成要素と命名されることもあり、同様に第２構成要素が第１構成要素と命名されることもある。「及び」／「または」という用語は、複数の関連のある記載項目の組み合わせまたは複数の関連のある記載項目のうち何れかの項目を含む。
【００４６】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」あるいは「接続」されていると記載されたときには、その他の構成要素に直接的に連結されているか、あるいは接続されているということもでき、中間に他の構成要素が存在するということもできると理解しなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」あるいは「直接接続」されていると記載されたときには、中間に他の構成要素が存在しないと理解すればよい。
【００４７】
本願で用いた用語は、特定の実施例を説明するためにのみ用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなければならない。
【００４８】
その他、定義しない限り、技術的または科学的な用語を含んだ、ここで用いられる全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば一般的に理解される用語と同じ意味を有する。一般的に用いられる辞書などに定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈すべきであって、本出願で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈しない。
【００４９】
以下、本発明の実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図であり、図５ａは図４に示されたＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図であり、図５ｂは図４に示されたＬＥＤパッケージのパッケージ本体のみを示す側面図であり、図６は本発明の第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【００５０】
図４及び図５ｂを参照すると、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤパッケージは、パッケージ本体１１０、電極１２０、発光ダイオードチップ１４０、ボンディング手段１５０、モールディング部１６０、及び蛍光層１７０を含む。
【００５１】
電極１２０は、外部電源に接続できるようにパッケージ本体１１０を貫通して形成される。また、発光ダイオードチップ１４０は、パッケージ本体１１０に形成されたキャビティ１３０毎の底面にそれぞれ実装され、ボンディング手段１５０により電極１２０と電気的に接続する。したがって、発光ダイオードチップ１４０は、ボンディング手段１５０及び電極１２０を通じて外部電源から伝わる電気信号に対応して発光動作を行うことになる。モールディング部１６０は、発光ダイオードチップ１４０及びボンディング手段１５０を固定密封する役割を行い、蛍光層１７０は、発光ダイオードパッケージの発光面に塗布されることにより、発光ダイオードチップ１４０の発光動作により発生する光がパッケージの外部へ出力される時の発光特性または発光効率を増加させる役割をする。
【００５２】
しかし、前述した構成要素についてのより具体的な説明は、後述する図９ａから図１０ｄを用いて説明し、本発明の各実施例による発光ダイオードパッケージはパッケージ本体１１０に主な特徴が存在するので、以下ではパッケージ本体１１０が有する材質、形態、及びパッケージ本体１１０の成形方法などを中心に説明する。
【００５３】
本発明の第１の実施形態におけるパッケージ本体１１０は、図５ｂに示すように、その一面に複数のキャビティ１３０が並んで形成されたバータイプで作製されることができるものである。本願で示した全ての図面には、図示の便宜上、パッケージ本体に三つのキャビティのみが形成されている場合を例示したが、パッケージ本体の一面には、より多数のキャビティが並んで形成されることは明らかである。また、パッケージ本体がバータイプ以外の多様な形態で作製されうることは、以下の説明から容易に理解できよう。
【００５４】
パッケージ本体１１０に形成されたキャビティ１３０毎の底面には、発光ダイオードチップ１４０がそれぞれ実装されることになり、パッケージ本体１１０を本発明の第１の実施形態のように作製すると次のような利点がある。まず、発光ダイオードチップ毎に別途にパッケージングして使用する従来のものと比べると、作製時間及び作製費用の節減などの生産性の向上が期待できる。これと類似した理由から、作製された発光ダイオードパッケージを携帯電話、ＰＭＰなどの小型ディスプレイ装置の側面発光型バックライトユニットとして適用する場合に、配置やセッティングの便宜性が増大されることができる。また、一つのパッケージ内に、より多くの発光ダイオードチップが搭載可能となり、発光ダイオードパッケージの有する発光強度や発光効率がより向上されるという利点がある。
【００５５】
従来の技術では、発光ダイオードパッケージを長いバータイプに作製するのは、困難であった。これは、従来の発光ダイオードパッケージの作製では、セラミック材質の基板が使用されていたからであり、前述したように、セラミック材質の基板を薄くて長く作製すると、割れてクラックが発生する危険が高くなるので、バータイプに作製するのには限界があった。
【００５６】
このような理由から本発明の第１の実施形態では、パッケージ本体１１０の材質として熱可塑性高分子物質を用いる。このように熱可塑性高分子物質を用いてパッケージ本体１１０を作製すれば、パッケージ本体１１０を薄くて長く作製することが可能になる。このとき、パッケージ本体１１０は、発光ダイオードパッケージの基底面になって、搭載された発光ダイオードチップが安定に位置するように支持する支持体として機能し、発光ダイオードチップの駆動による発熱にも耐えなければならない。したがって、パッケージ本体１１０の作製に使用される熱可塑性高分子物質は、高温での耐熱性及び優れた機械的強度を有する必要がある。
【００５７】
このような耐熱性及び機械的強度を有する熱可塑性高分子物質には、高機能性エンジニアリングプラスチックとして知られているポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、液晶高分子（ＬＣＰ）などがある。特に、液晶高分子（ＬＣＰ）は、耐熱性、剛性、寸法安定性、及び成形加工性などに優れた特徴を有し、低コストであるので、高機能性エンジニアリングプラスチックの中でも電子部品分野において非常に脚光を浴びている。
【００５８】
また、パッケージ本体１１０は、発光ダイオードチップの駆動により発生する熱を容易に放熱させる必要がある。これは、放熱が円滑に進まないと、パッケージ内部の温度が高くなって、出射光の波長が変化したりその出力が不安定になったりして発光ダイオードチップが動作不良を起こす恐れがあるからである。したがって、本発明の第１の実施形態でのパッケージ本体１１０は、熱可塑性高分子物質にセラミックフィラーを添加した熱可塑性高分子−セラミックフィラーの複合体の材料からなることができる。例えば、溶融シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ホウ素などのように熱導電性に優れ、熱膨脹性の低いセラミックフィラーを熱可塑性高分子物質内に分散させた複合体の材料でパッケージ本体１１０を作製すると、作製された発光ダイオードパッケージの放熱機能の向上に大きく役立つものとなる。
【００５９】
上述したように、熱可塑性高分子物質を用いてパッケージ本体１１０を長いバータイプに作製するための方法として、本発明の第１の実施形態では、予め作製された金型に熱可塑性高分子物質を入れて圧縮成形（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ）あるいは射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ）する方法が用いられる。本発明の第１の実施形態では、パッケージ本体１１０の材質として熱可塑性高分子物質あるいは熱可塑性高分子物質−セラミックフィラーの複合体を利用するので、パッケージ本体１１０を作製するのに、前述した圧縮成形や射出成形のどちらの成形法も適用できるため、柔軟な対応が可能となる。
【００６０】
例えば、パッケージ本体１１０の作製に射出成形法を用いる場合には、まず、熱可塑性高分子物質を加熱して溶融状態とした後、作製しようとするパッケージ本体１１０の形状と同じく、予め作製された同一形状の金型に溶融状態の熱可塑性高分子物質を注入することにより、所望の形状を有するパッケージ本体１１０を作製することができる。一方、パッケージ本体１１０の作製に圧縮成形法を用いる場合には、粉末状態の熱可塑性高分子物質を予め加熱した金型に入れて圧縮機で圧着すると共に、熱を加えると、所望の形状を有するパッケージ本体１１０を作製することができる。
【００６１】
特に、圧縮成形方式は射出成形方式に比べて加工費を少なくでき、且つその成形過程が圧縮機を用いて高温高圧下で行なわれるという点から、熱可塑性高分子粉末の分子間を密に結合（ｎｅｃｋｉｎｇ）させて、より優れた耐熱性及び機械的強度を有するパッケージ本体１１０を作製できるようにする。しかし、射出成形方式であっても熱可塑性高分子物質にガラス纎維を添加した複合体を材料として用いれば、パッケージ本体１１０の機械的強度を強化させることができる。
【００６２】
上述したように、本発明の第１の実施形態ではパッケージ本体１１０を熱可塑性高分子物質、あるいは、セラミックフィラーとの複合体、ガラス纎維との複合体などを用いて圧縮成形あるいは射出成形させて作製するので、予め作製された金型の形状に応じて多様な形状や形態を有するパッケージ本体１１０を作製できるという利点がある。すなわち、本発明では、金型のデザインを変更する方法によりパッケージ本体１１０のデザインを簡単に変更、変化させることができるので、本発明の第１の実施形態により作製されるパッケージ本体１１０はなんらデザイン的な制限も受けない。
【００６３】
また、類似した理由から、従来のリードフレーム構造を採用した発光ダイオードパッケージ、及び従来のパンチングまたは切削の方式でキャビティを形成し、指向角の拡大が困難なＬＴＣＣを用いた発光ダイオードパッケージとは異なり、本発明の第１の実施形態によれば、発光ダイオードパッケージの指向角の拡大も簡単に実現できる。これは、本発明の第１の実施形態では金型に応じてパッケージ本体１１０の形状が決定されるので、キャビティ間の境界に位置した側壁に傾斜面を形成することや、その側壁の高さを変化させることが容易となるからである。例えば、図６に示す本発明の第２の実施形態による発光ダイオードパッケージでは、パッケージ本体１１０のキャビティの側壁を、図４に示された側壁より低く形成して指向角の拡大を図っていることが分かる。
【００６４】
また、従来発光ダイオードチップの実装空間を確保するためにキャビティを形成する場合、パンチングあるいは切削→積層→焼成という複雑な過程を経なくてはならなかったが、本発明の第１の実施形態では、圧縮成形などの方法によってキャビティが既に形成されている状態のパッケージ本体を一度に作製できるので、工程が単純化され生産性の向上を期待することができる。
【００６５】
以上の、パッケージ本体１１０についての材質、形態、及び成形方法などに関する説明は、後述する本発明の第２の実施形態による発光ダイオードパッケージにも同様にまたは類似に適用できるため、以下では、パッケージ本体１１０に関する重複説明は省略する。
【００６６】
図７は本発明の第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図であり、図８は本発明の第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。図７及び図８を参照すると、本発明の他の多様な実施例による発光ダイオードパッケージは、前述した図４及び図６の本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態による発光ダイオードパッケージと同様に、パッケージ本体１１０、電極１２０、発光ダイオードチップ１４０、ボンディング手段１５０、モールディング部１６０、及び蛍光層１７０を含む。
【００６７】
ただし、図７及び図８に示された発光ダイオードパッケージは、図４及び図６に示された発光ダイオードパッケージとは異なる構造を有する。これは発光ダイオードパッケージが有する発光面の違いに起因することであって、図４及び図６では、発光面が発光ダイオードチップ１４０の上面が指向する方向に形成されるが、図７及び図８では、発光面が発光ダイオードチップ１４０の下面が指向する方向に形成される。このような理由から、発光面上に塗布される蛍光層１７０は、図４及び図６ではモールディング部１６０上に形成され、図７及び図８では発光ダイオードチップ１４０が実装されるキャビティの基底面上に形成されている。
【００６８】
図７及び図８では、発光ダイオードチップ１４０の下面が指向する方向に発光面が形成され、その下面から上方に発光が起こる構造を有するという点から、これをボトムアップ構造の発光ダイオードパッケージという。このようにボトムアップ構造を有する発光ダイオードパッケージは、キャビティ１３０間の境界に位置した側壁により指向角（発光角）が制限されることがないという利点がある。
【００６９】
以下、発光ダイオードパッケージが図７に示されたボトムアップ構造を有する場合を例に挙げてその製造方法を説明する。図９ａ〜図９ｄは、図７に示されたＬＥＤパッケージに関する製造方法を概略的に示す工程図であり、図１０ａ〜図１０ｄは、図９ａ〜図９ｄに示された手順にそれぞれ対応する製造過程中のＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。また、図９ａ〜図９ｄは、図１０ａ〜図１０ｄをＸ−Ｘ’線に沿って切断した切断面にそれぞれ対応している。
【００７０】
図９ａ及び図１０ａを参照すると、複数の貫通部１３０が並んで形成されているパッケージ本体１１０が示されている。これは、前述したように、パッケージ本体と同様の形態で作製された金型に熱可塑性高分子物質を入れて圧縮成形または射出成形する方法により作製可能である。
【００７１】
ここで、図９ａ及び図１０ａに示されたパッケージ本体１１０の形態から分かるように、図４〜図６では、パッケージ本体にキャビティが複数形成されているものとは異なり、両方向面が共に開放された状態の貫通部１３０が複数形成されている。このようにパッケージ本体にキャビティではなく貫通部が形成されている理由は、図７の発光ダイオードパッケージが、図４または図６に示された発光ダイオードパッケージとは異なり、ボトムアップ構造を有するからである。しかし、本段階で形成される貫通部も後の段階（図９ｄ及び図１０ｄ参照）を経てある一方の面が閉鎖されて、最終的に作製されたパッケージではキャビティ形状となるので、図面においての貫通部とキャビティは、同一参照番号を付した。
【００７２】
また、図９ａ及び図１０ａに示されたパッケージ本体１１０には、複数の貫通部１３０以外に貫通ホール１２１がさらに形成されている。貫通ホール１２１は電極１２０を形成するために作製されるものであって、このようにパッケージ本体１１０の作製過程で電極１２０を形成する位置に対応してパッケージ本体と共に成形されることができる。また、パッケージ本体１１０の作製とは別に、機械的加工またはレーザー加工などのドリリング工程により貫通ホール１２１を形成することもできる。
【００７３】
図９ｂ及び図１０ｂを参照すると、貫通ホール１２１に導電性物質を利用して電極１２０を形成する。このとき、電極１２０を形成する方法としては、貫通ホール１２１の内部に導電性ペーストを充填したり、あるいは貫通ホール１２１の内壁を薄くメッキしたりする一般的な方法が利用できる。このとき、電極１２０の一端には電極パッドを形成しなければならない。
【００７４】
図９ｃ及び図１０ｃを参照すると、まず、パッケージ本体１１０の一面に接着テープ、例えば、図面に示すようにＵＶテープなどを貼り付ける。このように接着テープをパッケージ本体１１０の一面に貼り付ける理由は、全ての貫通部１３０の一方の開放面を閉鎖し、発光ダイオードチップ１４０を実装できるような空間及び実装面を設けるためである。したがって、発光ダイオードチップ１４０は接着テープにより新たに設けられた実装面に実装される。
【００７５】
その後、発光ダイオードチップ１４０と電極１２０との間はボンディング手段１５０により電気的に接続される。図面にはボンディング手段１５０としてワイヤボンディングが示されているが、これ以外にもフリップチップボンディングなど多様なボンディング方法を用いることができる。
【００７６】
図９ｄ及び図１０ｄを参照すると、まず、モールディング樹脂１６０を用いて発光ダイオードチップ１４０及びボンディング手段１５０を密封する。これは発光ダイオードチップ１４０の保護、及びボンディング手段１５０の形態の保存、離脱または分離の防止のためである。通常、モールディング樹脂１６０としては、透明シリコン樹脂、エポキシモールディング化合物（Ｅｐｏｘｙ  ｍｏｌｄｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＥＭＣ）などが使用でき、発光特性または発光効率を改善するために蛍光物質を混合して使用することもできる。
【００７７】
前述した過程により、発光ダイオードチップ１４０とボンディング手段１５０とが固定密封された後で、貼り付けられていた接着テープを除去する。このとき、発光ダイオードチップ１４０及びボンディング手段１５０は、モールディング樹脂１６０により固定密封されているので、接着テープを除去しても元の形態をそのまま維持することになる。このように接着テープを除去する理由は、接着テープが貼り付けられていた面、すなわち、発光ダイオードチップ１４０の下面が、ボトムアップ構造の発光ダイオードパッケージにおいて発光面になるからである。ただし、接着テープそのものが光透過性物質からなる場合には除去しなくてもよい。このとき、接着テープが除去された面に蛍光剤１７０が塗布されることができ、蛍光剤１７０は、前述したように発光面に塗布されて発光ダイオードパッケージの発光特性、発光効率を増大させるのに役立つ。
【００７８】
上述した図９ａ〜図１０ｄは、図７におけるボトムアップ構造を有する発光ダイオードパッケージを例に挙げてその製造方法を説明したもので、これは図４及び図６に示された発光ダイオードパッケージの製造時にも相当な部分において類似に適用できることは明らかである。しかし、図４及び図６に示された発光ダイオードパッケージは図７及び図８とは異なって、ボトムアップ構造を有するものではないので、図９ａ〜図１０ｄの説明のうち、図４及び図６と一致しない部分、すなわち、貫通部の形成、接着テープの貼り付け及び除去、蛍光剤の塗布位置などの説明は、図４及び図６に示された発光ダイオードパッケージの構造に合わせて再解釈すべきである。ただしそれは、図４及び図６に示されたパッケージ構造を通じて、当業者が容易に想到し得ることであるので、ここで別途の説明を省略する。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明に多様な修正及び変更を加えることができることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】従来技術によるリードフレーム構造を採用したＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図２】従来技術による低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）を用いたＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図３】従来技術によるＬＴＣＣを用いたＬＥＤパッケージの製造方法を概略的に示す工程図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図５ａ】図４に示されたＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。
【図５ｂ】図４に示されたＬＥＤパッケージのパッケージ本体のみを示す側面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図７】本発明のまた第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図８】本発明のまた第２の実施形態によるＬＥＤパッケージの構造を示す側面図である。
【図９ａ】図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を概略的に示す工程図である。
【図９ｂ】図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を概略的に示す工程図である。
【図９ｃ】図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を概略的に示す工程図である。
【図９ｄ】図７に示されたＬＥＤパッケージの製造方法を概略的に示す工程図である。
【図１０ａ】図９ａに示された手順に対応して製造過程におけるＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。
【図１０ｂ】図９ｂに示された手順に対応して製造過程におけるＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。
【図１０ｃ】図９ｃに示された手順に対応して製造過程におけるＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。
【図１０ｄ】図９ｄに示された手順に対応して製造過程におけるＬＥＤパッケージを上部から見たときの平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１１０  パッケージ本体
１２０  電極
１３０  キャビティ
１４０  発光ダイオードチップ
１５０  ボンディング手段
１６０  モールディング部
１７０  蛍光層
【図１】
0005053223.tif 000002
【図２】
0005053223.tif 000003
【図３】
0005053223.tif 000004
【図４】
0005053223.tif 000005
【図５ａ】
0005053223.tif 000006
【図５ｂ】
0005053223.tif 000007
【図６】
0005053223.tif 000008
【図７】
0005053223.tif 000009
【図８】
0005053223.tif 000010
【図９ａ】
0005053223.tif 000011
【図９ｂ】
0005053223.tif 000012
【図９ｃ】
0005053223.tif 000013
【図９ｄ】
0005053223.tif 000014
【図１０ａ】
0005053223.tif 000015
【図１０ｂ】
0005053223.tif 000016
【図１０ｃ】
0005053223.tif 000017
【図１０ｄ】
0005053223.tif 000018