JP2012004596A - Ｌｅｄパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

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直矢 牛山
Hiroaki Oshio
博明 押尾
Tetsuo Komatsu
哲郎 小松
Hajime Watari
元 渡
Tatsuro Tonedachi
達郎 刀禰館
Kazuhisa Iwashita
和久 岩下
Teruo Takeuchi
輝雄 竹内
Satoshi Shimizu
聡 清水
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Abstract

【課題】耐久性が高く、コストが低いＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係るＬＥＤパッケージは、相互に離隔した第１及び第２のリードフレームと、前記第１及び第２のリードフレームの上方に設けられ、一方の端子が前記第１のリードフレームに接続され、他方の端子が前記第２のリードフレームに接続されたＬＥＤチップと、前記第１及び第２のリードフレームのそれぞれの上面、下面の一部及び端面の一部を覆い、前記ＬＥＤチップを覆い、前記下面の残部及び前記端面の残部を露出させた樹脂体と、を備える。そして、前記樹脂体の上面の面積は下面の面積よりも小さい。
【選択図】図１８

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）パッケージ及びその製造方法に関する。
従来、ＬＥＤチップを搭載するＬＥＤパッケージにおいては、配光性を制御し、ＬＥＤパッケージからの光の取出効率を高めることを目的として、白色樹脂からなる椀状の外囲器を設け、外囲器の底面上にＬＥＤチップを搭載し、外囲器の内部に透明樹脂を封入してＬＥＤチップを埋め込んでいた。そして、外囲器は、ポリアミド系の熱可塑性樹脂によって形成されることが多かった。
しかしながら、近年、ＬＥＤパッケージの適用範囲の拡大に伴い、ＬＥＤパッケージに対して、より高い耐久性が要求されるようになってきている。一方、ＬＥＤチップの高出力化に伴い、ＬＥＤチップから放射される光及び熱が増加し、ＬＥＤチップを封止する樹脂部分の劣化が進みやすくなっている。また、ＬＥＤパッケージの適用範囲の拡大に伴い、より一層のコストの低減が要求されている。
特開２００４−２７４０２７号公報
本発明の目的は、耐久性が高く、コストが低いＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することである。
本発明の一態様に係るＬＥＤパッケージは、相互に離隔した第１及び第２のリードフレームと、前記第１及び第２のリードフレームの上方に設けられ、一方の端子が前記第１のリードフレームに接続され、他方の端子が前記第２のリードフレームに接続されたＬＥＤチップと、前記第１及び第２のリードフレームのそれぞれの上面、下面の一部及び端面の一部を覆い、前記ＬＥＤチップを覆い、前記下面の残部及び前記端面の残部を露出させた樹脂体と、を備える。そして、前記樹脂体の上面の面積は下面の面積よりも小さい。
本発明の他の一態様に係るＬＥＤパッケージの製造方法は、導電性材料からなる導電シートから前記導電性材料を選択的に除去することにより、複数の素子領域がマトリクス状に配列され、各前記素子領域においては相互に離隔した第１及び第２のリードフレームを含む基本パターンが形成され、前記素子領域間のダイシング領域においては前記導電性材料が隣り合う前記素子領域間をつなぐように残留したリードフレームシートを形成する工程と、前記リードフレームシート上に、前記素子領域毎にＬＥＤチップを搭載すると共に、前記ＬＥＤチップの一方の端子を前記第１のリードフレームに接続し、他方の端子を前記第２のリードフレームに接続する工程と、前記リードフレームシート上に、前記リードフレームシートの前記素子領域における上面全体及び下面の一部を覆い、前記ＬＥＤチップを埋め込む樹脂板を形成する工程と、前記リードフレームシート及び前記樹脂板における前記ダイシング領域に配置された部分を除去する工程と、を備える。そして、前記除去する工程は、前記樹脂板を、先端に向かうほど細くなるブレードによって研削する工程を有する。
第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図であり、（ｂ）は、リードフレームを例示する平面図である。 第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示するフローチャート図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）は、第１の実施形態におけるリードフレームシートを例示する平面図であり、（ｂ）は、このリードフレームシートの素子領域を例示する一部拡大平面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態におけるワイヤボンディング方法を例示する図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態の効果を例示する模式図及び写真である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第１の変形例におけるワイヤボンディング方法を例示する工程断面図である。 （ａ）は、第１の実施形態の第２の変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はワイヤボンディング部分を例示する写真である。 第１の実施形態の第３の変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 （ａ）は第１の実施形態の第３の変形例に係るＬＥＤパッケージのリードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図であり、（ｂ）はＬＥＤパッケージを例示する下面図であり、（ｃ）はＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 第１の実施形態の第３の変形例に係るＬＥＤパッケージのＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、試験例１において評価したサンプルを例示する写真である。 横軸に熱サイクル数をとり、縦軸に不良率をとって、各ワイヤループの耐久性を例示するグラフ図である。 （ａ）〜（ｈ）は、第１の実施形態の第３の変形例におけるリードフレームシートの形成方法を例示する工程断面図である。 第２の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 第２の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 第２の実施形態におけるダイシング方法を例示する工程断面図である。 第２の実施形態の第１の変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態の第１の変形例におけるダイシング方法を例示する工程断面図である。 （ａ）は第２の実施形態の第２の変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はその断面図である。 第３の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 第３の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 第４の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 第４の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 第５の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 第５の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 第６の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 第６の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 （ａ）は第７の実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はその断面図である。 第７の実施形態の第１の変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図である。 （ａ）は第７の実施形態の第１の変形例に係るＬＥＤパッケージのリードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図であり、（ｂ）はＬＥＤパッケージを例示する下面図であり、（ｃ）はＬＥＤパッケージを例示する断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、第７の実施形態の第２の変形例において使用するリードフレームシートの素子領域を例示する平面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図２（ａ）は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図であり、（ｂ）は、リードフレームを例示する平面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、一対のリードフレーム１１及び１２が設けられている。リードフレーム１１及び１２の形状は平板状であり、同一平面上に配置されており、相互に離隔している。リードフレーム１１及び１２は同じ導電性材料からなり、例えば、銅板の上面及び下面に銀めっき層が形成されて構成されている。なお、リードフレーム１１及び１２の端面上には銀めっき層は形成されておらず、銅板が露出している。
以下、本明細書においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を導入する。リードフレーム１１及び１２の上面に対して平行な方向のうち、リードフレーム１１からリードフレーム１２に向かう方向を＋Ｘ方向とし、リードフレーム１１及び１２の上面に対して垂直な方向のうち、上方、すなわち、リードフレームから見て後述するＬＥＤチップ１４が搭載されている方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向の双方に対して直交する方向のうち一方を＋Ｙ方向とする。なお、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向の反対方向を、それぞれ、−Ｘ方向、−Ｙ方向及び−Ｚ方向とする。また、例えば、「＋Ｘ方向」及び「−Ｘ方向」を総称して、単に「Ｘ方向」ともいう。
リードフレーム１１においては、Ｚ方向から見て矩形のベース部１１ａが１つ設けられており、このベース部１１ａから４本の吊ピン１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが延出している。吊ピン１１ｂは、ベース部１１ａの＋Ｙ方向に向いた端縁のＸ方向中央部から＋Ｙ方向に向けて延出している。吊ピン１１ｃは、ベース部１１ａの−Ｙ方向に向いた端縁のＸ方向中央部から−Ｙ方向に向けて延出している。このように、吊ピン１１ｂ〜１１ｅは、ベース部１１ａの相互に異なる３辺からそれぞれ延出している。Ｘ方向における吊ピン１１ｂ及び１１ｃの位置は相互に同一である。吊ピン１１ｄ及び１１ｅは、ベース部１１ａの−Ｘ方向に向いた端縁の両端部から−Ｘ方向に向けて延出している。
リードフレーム１２は、リードフレーム１１と比較して、Ｘ方向の長さが短く、Ｙ方向の長さは同じである。リードフレーム１２においては、Ｚ方向から見て矩形のベース部１２ａが１つ設けられており、このベース部１２ａから４本の吊ピン１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが延出している。吊ピン１２ｂは、ベース部１２ａの＋Ｙ方向に向いた端縁の−Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に向けて延出している。吊ピン１２ｃは、ベース部１２ａの−Ｙ方向に向いた端縁の−Ｘ方向側の端部から−Ｙ方向に向けて延出している。吊ピン１２ｄ及び１２ｅは、ベース部１２ａの＋Ｘ方向に向いた端縁の両端部から＋Ｘ方向に向けて延出している。このように、吊ピン１２ｂ〜１２ｅは、ベース部１２ａの相互に異なる３辺からそれぞれ延出している。リードフレーム１１の吊ピン１１ｄ及び１１ｅの幅は、リードフレーム１２における吊ピン１２ｄ及び１２ｅの幅と同一でもよく、異なっていてもよい。但し、吊ピン１１ｄ及び１１ｅの幅と吊ピン１２ｄ及び１２ｅの幅とを異ならせれば、アノードとカソードの判別が容易になる。
リードフレーム１１の下面１１ｆにおけるベース部１１ａのＸ方向中央部には、凸部１１ｇが形成されている。このため、リードフレーム１１の厚さは２水準の値をとり、ベース部１１ａのＸ方向中央部、すなわち、凸部１１ｇが形成されている部分は相対的に厚く、ベース部１１ａのＸ方向両端部及び吊ピン１１ｂ〜１１ｅは相対的に薄い。図２（ｂ）においては、ベース部１１ａにおける凸部１１ｇが形成されていない部分を、薄板部１１ｔとして示す。同様に、リードフレーム１２の下面１２ｆにおけるベース部１２ａのＸ方向中央部には、凸部１２ｇが形成されている。これにより、リードフレーム１２の厚さも２水準の値をとり、ベース部１２ａのＸ方向中央部は凸部１２ｇが形成されているため相対的に厚く、ベース部１２ａのＸ方向両端部及び吊ピン１２ｂ〜１２ｅは相対的に薄い。図２（ｂ）においては、ベース部１２ａにおける凸部１２ｇが形成されていない部分を、薄板部１２ｔとして示す。換言すれば、ベース部１１ａ及び１２ａのＸ方向両端部の下面には、それぞれ、ベース部１１ａ及び１２ａの端縁に沿ってＹ方向に延びる切欠が形成されている。なお、図２（ｂ）においては、リードフレーム１１及び１２における相対的に薄い部分、すなわち、各薄板部及び各吊りピンは、破線のハッチングを付して示している。
凸部１１ｇ及び１２ｇは、リードフレーム１１及び１２における相互に対向する端縁から離隔した領域に形成されており、これらの端縁を含む領域は、薄板部１１ｔ及び１２ｔとなっている。リードフレーム１１の上面１１ｈとリードフレーム１２の上面１２ｈは同一平面上にあり、リードフレーム１１の凸部１１ｇの下面とリードフレーム１２の凸部１２ｇの下面は同一平面上にある。Ｚ方向における各吊ピンの上面の位置は、リードフレーム１１及び１２の上面の位置と一致している。従って、各吊ピンは同一のＸＹ平面上に配置されている。
リードフレーム１１の上面１１ｈのうち、ベース部１１ａに相当する領域の一部には、ダイマウント材１３が被着されている。本実施形態においては、ダイマウント材１３は導電性であっても絶縁性であってもよい。ダイマウント材１３が導電性である場合は、ダイマウント材１３は例えば、銀ペースト、半田又は共晶半田等により形成されている。ダイマウント材１３が絶縁性である場合は、ダイマウント材１３は例えば、透明樹脂ペーストにより形成されている。
ダイマウント材１３上には、ＬＥＤチップ１４が設けられている。すなわち、ダイマウント材がＬＥＤチップ１４をリードフレーム１１に固着させることにより、ＬＥＤチップ１４がリードフレーム１１に搭載されている。ＬＥＤチップ１４は、例えば、サファイア基板上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等からなる半導体層が積層されたものであり、その形状は例えば直方体であり、その上面に端子１４ａ及び１４ｂが設けられている。ＬＥＤチップ１４は、端子１４ａと端子１４ｂとの間に電圧が供給されることによって、例えば青色の光を出射する。
ＬＥＤチップ１４の端子１４ａにはワイヤ１５の一方の端部１５ａが接合されており、ワイヤ１５の他方の端部１５ｂはリードフレーム１１の上面１１ｈに接合されている。これにより、端子１４ａはワイヤ１５を介してリードフレーム１１に接続されている。一方、端子１４ｂにはワイヤ１６の一方の端部１６ａが接合されており、ワイヤ１６の他方の端部１６ｂはリードフレーム１２の上面１２ｈに接合されている。これにより、端子１４ｂはワイヤ１６を介してリードフレーム１２に接続されている。ワイヤ１５及び１６は金属、例えば、金又はアルミニウムによって形成されている。
そして、本実施形態においては、ワイヤ１５の端部１５ａは端子１４ａからほぼ水平方向（−Ｘ方向）に引き出されており、端部１５ｂは上面１１ｈからほぼ垂直方向（＋Ｚ方向）に引き出されている。すなわち、ＬＥＤチップ１４の上面１４ｃ（ＸＹ平面）と端子１４ａからワイヤ１５が引き出される方向（ほぼ−Ｘ方向）とがなす角度（チップ側引出角度）θ１は、リードフレーム１２の上面１２ｈ（ＸＹ平面）とリードフレーム１２からワイヤ１５が引き出される方向（ほぼ＋Ｚ方向）とのなす角度（フレーム側引出角度）θ２よりも小さい。同様に、ワイヤ１６の端部１６ａは端子１４ｂからほぼ水平方向に引き出されており、端部１６ｂはリードフレーム１２の上面１２ｈからほぼ垂直方向に引き出されている。このため、ワイヤ１６についても、端部１６ａが端子１４ｂから引き出されるチップ側引出角度θ１は、端部１６ｂがリードフレーム１２から引き出されるフレーム側引出角度θ２よりも小さい。チップ側引出角度θ１は０乃至５度であることが好ましく、フレーム側引出角度θ２は８５乃至９０度であることが好ましい。
また、ＬＥＤパッケージ１には、透明樹脂体１７が設けられている。透明樹脂体１７は透明な樹脂、例えば、シリコーン樹脂によって形成されている。なお、「透明」には半透明も含まれる。透明樹脂体１７の外形は直方体であり、リードフレーム１１及び１２、ダイマウント材１３、ＬＥＤチップ１４、ワイヤ１５及び１６を覆っており、透明樹脂体１７の外形がＬＥＤパッケージ１の外形となっている。リードフレーム１１の一部及びリードフレーム１２の一部は、透明樹脂体１７の下面及び側面において露出している。透明樹脂体１７の厚さ、すなわち、Ｚ方向における長さは、ＬＥＤチップ１４の厚さの５倍未満であることが好ましく、３倍未満であることがより好ましい。また、透明樹脂体１７の厚さは、ワイヤループの頂点を確実に覆うために、リードフレーム１１及びＬＥＤチップ１４の厚さにワイヤループの高さを加えた厚さよりも大きいことが必要である。
より詳細には、リードフレーム１１の下面１１ｆのうち、凸部１１ｇの下面は透明樹脂体１７の下面において露出しており、吊ピン１１ｂ〜１１ｅの先端面は透明樹脂体１７の側面において露出している。一方、リードフレーム１１の上面１１ｈの全体、下面１１ｆのうち凸部１１ｇ以外の領域、凸部１１ｇの側面、ベース部１１ａの端面は、透明樹脂体１７によって覆われている。同様に、リードフレーム１２の凸部１２ｇの下面は透明樹脂体１７の下面において露出しており、吊ピン１２ｂ〜１２ｅの先端面は透明樹脂体１７の側面において露出しており、上面１２ｈの全体、下面１２ｆのうち凸部１２ｇ以外の領域、凸部１２ｇの側面、ベース部１２ａの端面は、透明樹脂体１７によって覆われている。ＬＥＤパッケージ１においては、透明樹脂体１７の下面において露出した凸部１１ｇ及び１２ｇの下面が、外部電極パッドとなる。このように、上方から見て、透明樹脂体１７の形状は矩形であり、上述の複数本の吊ピンの先端面は透明樹脂体１７の相互に異なる３つの側面に露出している。なお、本明細書において、「覆う」とは、覆うものが覆われるものに接触している場合と接触していない場合の双方を含む概念である。
透明樹脂体１７の内部には、多数の蛍光体１８が分散されている。各蛍光体１８は粒状であり、ＬＥＤチップ１４から出射された光を吸収して、より波長が長い光を発光する。例えば、蛍光体１８は、ＬＥＤチップ１４から出射された青色の光の一部を吸収し、黄色の光を発光する。これにより、ＬＥＤパッケージ１からは、ＬＥＤチップ１４が出射し、蛍光体１８に吸収されなかった青色の光と、蛍光体１８から発光された黄色の光とが出射され、出射光は全体として白色となる。なお、図示の便宜上、図２及び図２０以外の図においては、蛍光体１８を示していない。また、図２及び図２０においては、蛍光体１８を実際よりも大きく且つ少なく示している。
このような蛍光体１８としては、例えば、黄緑色、黄色又はオレンジ色の光を発光するシリケート系の蛍光体を使用することができる。シリケート系の蛍光体は、以下の一般式で表すことができる。
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａｕ，Ｃａｖ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋
但し、０＜ｘ、０．００５＜ｙ＜０．５、ｘ＋ｙ≦１．６、０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５、０＜ｕ、０＜ｖ、ｕ＋ｖ＝１である。
また、黄色蛍光体として、ＹＡＧ系の蛍光体を使用することもできる。ＹＡＧ系の蛍光体は、以下の一般式で表すことができる。
（ＲＥ１−ｘＳｍｘ）３（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ
但し、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、ＲＥはＹ及びＧｄから選択される少なくとも１種の元素である。
又は、蛍光体１８として、サイアロン系の赤色蛍光体及び緑色蛍光体を混合して使用することもできる。すなわち、蛍光体は、ＬＥＤチップ１４から出射された青色の光を吸収して緑色の光を発光する緑色蛍光体、及び青色の光を吸収して赤色の光を発光する赤色蛍光体とすることができる。
サイアロン系の赤色蛍光体は、例えば下記一般式で表すことができる。
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ１ＡｌＳｉｂ１Ｏｃ１Ｎｄ１
但し、ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ及びＳｒの少なくとも一方であることが望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特にＥｕが望ましい。ｘ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、０＜ｘ≦１、０．６＜ａ１＜０．９５、２＜ｂ１＜３．９、０．２５＜ｃ１＜０．４５、４＜ｄ１＜５．７である。
このようなサイアロン系の赤色蛍光体の具体例を以下に示す。
Ｓｒ２Ｓｉ７Ａｌ７ＯＮ１３：Ｅｕ２＋
サイアロン系の緑色蛍光体は、例えば下記一般式で表すことができる。
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ２ＡｌＳｉｂ２Ｏｃ２Ｎｄ２
但し、ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特にＣａ及びＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特にＥｕが望ましい。ｘ、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、０＜ｘ≦１、０．９３＜ａ２＜１．３、４．０＜ｂ２＜５．８、０．６＜ｃ２＜１、６＜ｄ２＜１１である。
このようなサイアロン系の緑色蛍光体の具体例を以下に示す。
Ｓｒ３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１：Ｅｕ２＋
次に、本実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法について説明する。
図３は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示するフローチャート図であり、
図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法を例示する工程断面図であり、
図７（ａ）は、本実施形態におけるリードフレームシートを例示する平面図であり、（ｂ）は、このリードフレームシートの素子領域を例示する一部拡大平面図であり、
図８（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態におけるワイヤボンディング方法を例示する工程断面図である。
先ず、図４（ａ）に示すように、導電性材料からなる導電シート２１を用意する。この導電シート２１は、例えば、短冊状の銅板２１ａの上下面に銀めっき層２１ｂが施されたものである。次に、この導電シート２１の上下面上に、マスク２２ａ及び２２ｂを形成する。マスク２２ａ及び２２ｂには、選択的に開口部２２ｃが形成されている。マスク２２ａ及び２２ｂは、例えば印刷法によって形成することができる。
次に、マスク２２ａ及び２２ｂが被着された導電シート２１をエッチング液に浸漬することにより、導電シート２１をウェットエッチングする。これにより、導電シート２１のうち、開口部２２ｃ内に位置する部分がエッチングされて選択的に除去される。このとき、例えば浸漬時間を調整することによってエッチング量を制御し、導電シート２１の上面側及び下面側からのエッチングがそれぞれ単独で導電シート２１を貫通する前に、エッチングを停止させる。これにより、上下面側からハーフエッチングを施す。但し、上面側及び下面側の双方からエッチングされた部分は、導電シート２１を貫通するようにする。その後、マスク２２ａ及び２２ｂを除去する。
これにより、図３及び図４（ｂ）に示すように、導電シート２１から銅板２１ａ及び銀めっき層２１ｂが選択的に除去されて、リードフレームシート２３が形成される。なお、図示の便宜上、図４（ｂ）以降の図においては、銅板２１ａ及び銀めっき層２１ｂを区別せずに、リードフレームシート２３として一体的に図示する。図７（ａ）に示すように、リードフレームシート２３においては、例えば３つのブロックＢが設定されており、各ブロックＢには例えば１０００個程度の素子領域Ｐが設定されている。図７（ｂ）に示すように、素子領域Ｐはマトリクス状に配列されており、素子領域Ｐ間は格子状のダイシング領域Ｄとなっている。各素子領域Ｐにおいては、相互に離隔したリードフレーム１１及び１２を含む基本パターンが形成されている。ダイシング領域Ｄにおいては、導電シート２１を形成していた導電性材料が、隣り合う素子領域Ｐ間をつなぐように残留している。
すなわち、素子領域Ｐ内においては、リードフレーム１１とリードフレーム１２とは相互に離隔しているが、ある素子領域Ｐに属するリードフレーム１１は、この素子領域Ｐから見て−Ｘ方向に位置する隣の素子領域Ｐに属するリードフレーム１２に連結されており、両フレームの間には、＋Ｘ方向に向いた凸字状の開口部２３ａが形成されている。また、Ｙ方向において隣り合う素子領域Ｐに属するリードフレーム１１同士は、ブリッジ２３ｂを介して連結されている。同様に、Ｙ方向において隣り合う素子領域Ｐに属するリードフレーム１２同士は、ブリッジ２３ｃを介して連結されている。これにより、リードフレーム１１及び１２のベース部１１ａ及び１２ａから、３方向に向けて４本の導電部材が延出している。更に、リードフレームシート２３の下面側からのエッチングをハーフエッチングとすることにより、リードフレーム１１及び１２の下面にそれぞれ凸部１１ｇ及び１２ｇ（図２参照）が形成される。
次に、図３及び図４（ｃ）に示すように、リードフレームシート２３の下面に、例えばポリイミドからなる補強テープ２４を貼付する。そして、リードフレームシート２３の各素子領域Ｐに属するリードフレーム１１上に、ダイマウント材１３を被着させる。例えば、ペースト状のダイマウント材１３を、吐出器からリードフレーム１１上に吐出させるか、機械的な手段によりリードフレーム１１上に転写する。次に、ダイマウント材１３上にＬＥＤチップ１４をマウントする。次に、ダイマウント材１３を焼結するための熱処理（マウントキュア）を行う。これにより、リードフレームシート２３の各素子領域Ｐにおいて、リードフレーム１１上にダイマウント材１３を介してＬＥＤチップ１４が搭載される。
次に、図３及び図４（ｄ）に示すように、例えば超音波接合により、ワイヤ１５の一端をＬＥＤチップ１４の端子１４ａに接合し、他端をリードフレーム１１の上面に接合する。また、ワイヤ１６の一端をＬＥＤチップ１４の端子１４ｂに接合し、他端をリードフレーム１２の上面１２ｈに接合する。これにより、端子１４ａがワイヤ１５を介してリードフレーム１１に接続され、端子１４ｂがワイヤ１６を介してリードフレーム１２に接続される。
以下、ワイヤ１５を端子１４ａ及びリードフレーム１１にボンディングする方法について詳細に説明する。なお、ワイヤ１６をボンディングする方法も同様である。
図８（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態におけるワイヤボンディング方法を例示する図である。
図８（ａ）に示すように、キャピラリ１３１の先端に接合材料からなるボール１３２を形成する。次に、図８（ｂ）に示すように、キャピラリ１３１を移動させて、ボール１３２をＬＥＤチップ１４の上面に押し付ける。これにより、ＬＥＤチップ１４の上面上にバンプ１３３が形成される。次に、図８（ｃ）に示すように、キャピラリ１３１をワイヤを繰り出さずにＬＥＤチップ１４から離隔させる。そして、キャピラリ１３１の先端に新たなボール１３４を形成する。次に、図８（ｄ）に示すように、リードフレーム１１の上面にボール１３４を押し付ける。これにより、リードフレーム１１の上面にバンプ１３５が形成される。
次に、図８（ｅ）に示すように、キャピラリ１３１の先端からワイヤ１５を繰り出しながら、キャピラリ１３１を一旦略上方に移動させ、次いで略水平方向に移動させて、キャピラリ１３１の先端をＬＥＤチップ１４上のバンプ１３３に到達させる。このとき、ワイヤ１５の端部１５ｂはバンプ１３５を介してリードフレーム１１に接合されたままである。これにより、バンプ１３５から引き出されたワイヤ１５を水平方向に向けて湾曲させる。次に、キャピラリ１３１により、バンプ１３３に対して荷重及び超音波を印加して、セカンドボンディングを行う。これにより、ワイヤ１５の端部１５ａがバンプ１３３を介してＬＥＤチップ１４に接合される。このようにして、リードフレーム１１とＬＥＤチップ１４との間にワイヤ１５が接続される。この方法でワイヤをボンディングした場合、リードフレーム１１とワイヤ１５との接合部及びＬＥＤチップ１４とワイヤ１５との接合部の双方、すなわち、ワイヤ１５の両端部に、図８（ｆ）に示すようなバンプが形成される。
次に、図３及び図５（ａ）に示すように、下金型１０１を用意する。下金型１０１は後述する上金型１０２と共に一組の金型を構成するものであり、下金型１０１の上面には、直方体形状の凹部１０１ａが形成されている。一方、シリコーン樹脂等の透明樹脂に蛍光体１８（図２参照）を混合し、撹拌することにより、液状又は半液状の蛍光体含有樹脂材料２６を調製する。そして、ディスペンサ１０３により、下金型１０１の凹部１０１ａ内に、蛍光体含有樹脂材料２６を供給する。
次に、図３及び図５（ｂ）に示すように、上述のＬＥＤチップ１４を搭載したリードフレームシート２３を、ＬＥＤチップ１４が下方に向くように、上金型１０２の下面に装着する。そして、上金型１０２を下金型１０１に押し付け、金型を型締めする。これにより、リードフレームシート２３が蛍光体含有樹脂材料２６に押し付けられる。このとき、蛍光体含有樹脂材料２６はＬＥＤチップ１４、ワイヤ１５及び１６を覆い、リードフレームシート２３におけるエッチングによって除去された部分内にも侵入する。このようにして、蛍光体含有樹脂材料２６がモールドされる。このモールド工程は真空雰囲気中で実施されることが好ましい。これにより、蛍光体含有樹脂材料２６内で発生した気泡がリードフレームシート２３におけるハーフエッチングされた部分に付着することを防止できる。
次に、図３及び図５（ｃ）に示すように、蛍光体含有樹脂材料２６にリードフレームシート２３の上面を押し付けた状態で熱処理（モールドキュア）を行い、蛍光体含有樹脂材料２６を硬化させる。その後、図６（ａ）に示すように、上金型１０２を下金型１０１から引き離す。これにより、リードフレームシート２３上に、リードフレームシート２３の上面全体及び下面の一部を覆い、ＬＥＤチップ１４等を埋め込む透明樹脂板２９が形成される。透明樹脂板２９には、蛍光体１８（図２参照）が分散されている。その後、リードフレームシート２３から補強テープ２４を引き剥がす。これにより、透明樹脂板２９の表面においてリードフレーム１１及び１２の凸部１１ｇ及び１２ｇ（図２参照）の下面が露出する。
次に、図３及び図６（ｂ）に示すように、ブレード１０４により、リードフレームシート２３及び透明樹脂板２９からなる結合体を、リードフレームシート２３側からダイシングする。すなわち、−Ｚ方向側から＋Ｚ方向に向けてダイシングする。これにより、リードフレームシート２３及び透明樹脂板２９におけるダイシング領域Ｄに配置された部分が除去される。この結果、リードフレームシート２３及び透明樹脂板２９における素子領域Ｐに配置された部分が個片化され、図１及び図２に示すＬＥＤパッケージ１が製造される。なお、リードフレームシート２３及び透明樹脂板２９からなる結合体は、透明樹脂体２９側からダイシングしてもよい。
ダイシング後の各ＬＥＤパッケージ１においては、リードフレームシート２３からリードフレーム１１及び１２が分離される。また、透明樹脂板２９が分断されて、透明樹脂体１７となる。そして、ダイシング領域ＤにおけるＹ方向に延びる部分が、リードフレームシート２３の開口部２３ａを通過することにより、リードフレーム１１及び１２にそれぞれ吊ピン１１ｄ、１１ｅ、１２ｄ、１２ｅが形成される。また、ブリッジ２３ｂが分断されることにより、リードフレーム１１に吊ピン１１ｂ及び１１ｃが形成され、ブリッジ２３ｃが分断されることにより、リードフレーム１２に吊ピン１２ｂ及び１２ｃが形成される。吊ピン１１ｂ〜１１ｅ及び１２ｂ〜１２ｅの先端面は、透明樹脂体１７の側面において露出する。
次に、図３に示すように、ＬＥＤパッケージ１について、各種のテストを行う。このとき、吊ピン１１ｂ〜１１ｅ及び１２ｂ〜１２ｅの先端面をテスト用の端子として使用することも可能である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図９（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の効果を例示する模式図及び写真であり、（ａ）は本実施形態に係るＬＥＤパッケージを示し、（ｂ）は比較例に係るＬＥＤパッケージを示す。
図９（ａ）に示すように、本実施形態においては、ワイヤ１５及び１６のチップ側引出角度θ１はフレーム側引出角度θ２よりも小さい。すなわち、相対的に低い位置にあるリードフレームの上面から引き出されるワイヤの引出角度（フレーム側引出角度θ２）よりも、相対的に高い位置にあるＬＥＤチップ１４の上面から引き出されるワイヤの引出角度（チップ側引出角度θ１）を小さくしている。これにより、ワイヤのループを低く形成することができる。このため、透明樹脂体１７が熱膨張及び熱収縮を繰り返しても、ワイヤの変位量を小さく抑えることができる。また、透明樹脂体１７自体を薄く形成することができるため、透明樹脂体１７において発生する熱応力を弱めることができる。透明樹脂体１７の厚さをＬＥＤチップ１４の厚さの５倍未満とすれば、熱応力を弱める効果を確実に得ることができる。３倍未満とすれば、この効果が顕著になる。本実施形態によれば、これらの効果により、熱応力に起因してワイヤ及びワイヤの接合部分が破断することを防止できる。
これに対して、図９（ｂ）に示すように、本実施形態の比較例においては、ワイヤ１５及び１６のチップ側引出角度θ１はフレーム側引出角度θ２よりも大きい。このため、ワイヤは、相対的に高い位置にあるＬＥＤチップ１４の上面から略直上方向（＋Ｚ方向）に引き出されることになり、ワイヤのループの配設位置が高くなる。この結果、透明樹脂体１７を薄く形成することができず、透明樹脂体１７において発生する熱応力が大きくなる。また、ワイヤの配設位置が高いため、透明樹脂体１７が熱膨張及び熱収縮したときに、ワイヤの変位量が大きい。この結果、ワイヤ及びワイヤの接合部分が破断しやすい。
以下、本実施形態の他の作用効果について説明する。
本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、白色樹脂からなる外囲器が設けられていないため、外囲器がＬＥＤチップ１４から生じる光及び熱を吸収して劣化することがない。特に、外囲器がポリアミド系の熱可塑性樹脂によって形成されている場合は劣化が進行しやすいが、本実施形態においてはその虞がない。このため、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１は、耐久性が高い。従って、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１は寿命が長く、信頼性が高く、幅広い用途に適用可能である。
また、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、透明樹脂体１７をシリコーン樹脂によって形成している。シリコーン樹脂は光及び熱に対する耐久性が高いため、これによっても、ＬＥＤパッケージ１の耐久性が向上する。
更に、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、透明樹脂体１７の側面を覆う外囲器が設けられていないため、広い角度に向けて光が出射される。このため、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１は、広い角度で光を出射する必要がある用途、例えば、照明及び液晶テレビのバックライトとして使用する際に有利である。
更にまた、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、透明樹脂体１７がリードフレーム１１及び１２の下面の一部及び端面の大部分を覆うことにより、リードフレーム１１及び１２の周辺部を保持している。このため、リードフレーム１１及び１２の凸部１１ｇ及び１２ｇの下面を透明樹脂体１７から露出させて外部電極パッドを実現しつつ、リードフレーム１１及び１２の保持性を高めることができる。すなわち、ベース部１１ａ及び１２ａのＸ方向中央部に凸部１１ｇ及び１２ｇを形成することによって、ベース部１１ａ及び１２ａの下面のＸ方向の両端部に切欠を実現する。そして、この切欠内に透明樹脂体１７が回り込むことによって、リードフレーム１１及び１２を強固に保持することができる。これにより、ダイシングの際に、リードフレーム１１及び１２が透明樹脂体１７から剥離しにくくなり、ＬＥＤパッケージ１の歩留まりを向上させることができる。
更にまた、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、リードフレーム１１及び１２の上面及び下面に銀めっき層が形成されている。銀めっき層は光の反射率が高いため、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１は光の取出効率が高い。
更にまた、本実施形態においては、１枚の導電性シート２１から、多数、例えば、数千個程度のＬＥＤパッケージ１を一括して製造することができる。これにより、ＬＥＤパッケージ１個当たりの製造コストを低減することができる。また、外囲器が設けられていないため、部品点数及び工程数が少なく、コストが低い。
更にまた、本実施形態においては、リードフレームシート２３をウェットエッチングによって形成している。このため、新たなレイアウトのＬＥＤパッケージを製造する際には、マスクの原版のみを用意すればよく、金型によるプレス等の方法によってリードフレームシート２３を形成する場合と比較して、初期コストを低く抑えることができる。
更にまた、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ１においては、リードフレーム１１及び１２のベース部１１ａ及び１２ａから、それぞれ吊ピンが延出している。これにより、ベース部自体が透明樹脂体１７の側面において露出することを防止し、リードフレーム１１及び１２の露出面積を低減することができる。この結果、リードフレーム１１及び１２が透明樹脂体１７から剥離することを防止できる。また、リードフレーム１１及び１２の腐食も抑制できる。
この効果を製造方法の点から見ると、図７（ｂ）に示すように、リードフレームシート２３において、ダイシング領域Ｄに介在するように、開口部２３ａ、ブリッジ２３ｂ及び２３ｃを設けることにより、ダイシング領域Ｄに介在する金属部分を減らしている。これにより、ダイシングが容易になり、ダイシングブレードの磨耗を抑えることができる。また、本実施形態においては、リードフレーム１１及び１２のそれぞれから、３方向に４本の吊ピンが延出している。これにより、図４（ｃ）に示すＬＥＤチップ１４のマウント工程において、リードフレーム１１が隣の素子領域Ｐのリードフレーム１１及び１２によって３方向から確実に支持されるため、マウント性が高い。同様に、図４（ｄ）に示すワイヤボンディング工程においても、ワイヤの接合位置が３方向から確実に支持されるため、例えば超音波接合の際に印加した超音波が逃げることが少なく、ワイヤをリードフレーム及びＬＥＤチップに良好に接合することができる。
更にまた、本実施形態においては、図６（ｂ）に示すダイシング工程において、リードフレームシート２３側からダイシングを行っている。これにより、リードフレーム１１及び１２の切断端部を形成する金属材料が、透明樹脂体１７の側面上を＋Ｚ方向に延伸する。このため、この金属材料が透明樹脂体１７の側面上を−Ｚ方向に延伸してＬＥＤパッケージ１の下面から突出し、バリが発生することがない。従って、ＬＥＤパッケージ１を実装する際に、バリに起因して実装不良となることがない。
次に、本実施形態の第１の変形例について説明する。
本変形例は、ワイヤボンディング方法の変形例である。
すなわち、本変形例においては、図４（ｄ）に示すワイヤボンディング方法が、前述の第１の実施形態と異なっている。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本変形例におけるワイヤボンディング方法を例示する工程断面図である。
先ず、図１０（ａ）に示すように、ワイヤ１５の一方の端部１５ａを、ＬＥＤチップ１４の上面１４ｃに設けられた端子１４ａに接合し、ワイヤ１５を斜め上方に引き出す。次に、図１０（ｂ）に示すように、治具１０５により、端部１５ａと端子１４ａとの接合部分を上方から押圧する。これにより、ワイヤ１５が端子１４ａから引き出される方向を傾斜させて、−Ｘ方向に近づける。次に、図１０（ｃ）に示すように、この接合部分から引き出されたワイヤ１５の他方の端部１５ｂを、リードフレーム１１に接合する。次に、ワイヤ１５を切断する。これにより、ワイヤ１５が端子１４ａとリードフレーム１１との間に接続される。このとき、ワイヤ１５のチップ側引出角度θ１は、フレーム側引出角度θ２よりも小さくなる。また、この場合、ワイヤとリードフレームとの接合部には、バンプは形成されない。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の第２の変形例について説明する。
本変形例は、ワイヤのループ形状の変形例である。
図１１（ａ）は、本変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はワイヤボンディング部分を例示する写真である。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本変形例に係るＬＥＤパッケージ１ａにおいては、ワイヤ１５における両端部１５ａ及び１５ｂ以外の中間部分１５ｃが、ワイヤ１５の端部１５ａと端部１５ｂとを結ぶ直線１５ｌの直上域から外れた位置に配置されている。同様に、ワイヤ１６についても、両端部１６ａ及び１６ｂ以外の中間部分１６ｃが、ワイヤ１６の端部１６ａと端部１６ｂとを結ぶ直線１６ｌの直上域から外れた位置に配置されている。このように、本変形例においては、ワイヤ１５及び１６をＹ方向に迂回させて、Ｙ方向においてたるみを持たせている。
本変形例においては、ワイヤ１５及び１６にＹ方向のたるみを持たせることにより、透明樹脂体１７からワイヤ１５及び１６に印加される熱応力を緩和することができる。これにより、ワイヤ１５及び１６の破断をより確実に防止することができる。
次に、本実施形態の第３の変形例について説明する。
本変形例は、１つのＬＥＤパッケージに複数のＬＥＤチップが搭載された場合のワイヤのループ形状の例である。
図１２は、本変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図１３（ａ）は本変形例に係るＬＥＤパッケージのリードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図であり、（ｂ）はＬＥＤパッケージを例示する下面図であり、（ｃ）はＬＥＤパッケージを例示する断面図であり、
図１４は、本変形例に係るＬＥＤパッケージのＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図である。
なお、図１２においては、ワイヤは図示を省略されている。
図１２及び図１３に示すように、本変形例に係るＬＥＤパッケージ１ｂにおいては、３枚のリードフレーム６１、６２及び６３が相互に離隔して設けられている。リードフレーム６１においては、長手方向をＹ方向とする短冊状のベース部６１ａから、＋Ｙ方向に吊ピン６１ｂが延出し、−Ｙ方向に吊ピン６１ｃが延出し、−Ｘ方向に２本の吊ピン６１ｄ及び６１ｅが延出している。リードフレーム６２においては、長手方向をＹ方向とする短冊状のベース部６２ａから、＋Ｙ方向に２本の吊ピン６２ｂ及び６２ｃが延出し、−Ｙ方向に２本の吊ピン６２ｄ及び６２ｅが延出している。リードフレーム６３の形状は、ほぼリードフレーム６１をＸ方向において反転させた形状であるが、吊ピン６３ｄ及び６３ｅは吊ピン６１ｄ及び６１ｅよりも細い。
また、ＬＥＤパッケージ１ｂにおいては、ＬＥＤチップ１４が複数個、例えば８個設けられている。ＬＥＤチップ１４は、Ｙ方向に沿って４個配列された列が２列設けられており、＋Ｘ方向側の列と−Ｘ方向側の列とでは配列の位相が半周期分ずれており、互い違いになっている。各ＬＥＤチップ１４はダイマウント材（図示せず）を介してリードフレーム６２に搭載されており、一方の端子から他方の端子に向かう方向がＸ方向を向くように配置されている。各ＬＥＤチップ１４の端子１４ａ（図１４参照）はワイヤ６５を介してリードフレーム６１に接続されており、端子１４ｂ（図１４参照）はワイヤ６６を介してリードフレーム６３に接続されている。更に、透明樹脂体１７の下面においては、リードフレーム６１、６２及び６３の各凸部６１ｇ、６２ｇ及び６３ｇの下面が露出している。これに対して、リードフレーム６１、６２及び６３の各薄板部６１ｔ、６２ｔ及び６３ｔの下面は、透明樹脂体１７によって覆われている。なお、図１３（ａ）においては、リードフレーム６１、６２及び６３における相対的に薄い部分、すなわち、各薄板部及び各吊りピンは、破線のハッチングを付して示している。
そして、ワイヤ６５及び６６については、チップ側引出角度がフレーム側引出角度よりも小さい。例えば、チップ側引出角度は０乃至５度であり、フレーム側引出角度は８５乃至９０度である。また、各ワイヤの中間部分は、そのワイヤの両端部を結ぶ直線の直上域から外れた位置に配置されている。各ワイヤの中間部分は、そのワイヤの両端部を結ぶ直線の直上域に対して、ＬＥＤパッケージ１ｂのＹ方向中央部に向かう方向に変位している。すなわち、ＬＥＤパッケージ１ｂにおいて、＋Ｙ方向側に配置された４個のＬＥＤチップ１４に接続されているワイヤ６５及び６６は、上方（＋Ｚ方向）から見て、中間部分が両端部を結ぶ直線に対して−Ｙ方向に変位している。また、−Ｙ方向側に配置された４個のＬＥＤチップ１４に接続されているワイヤ６５及び６６は、上方（＋Ｚ方向）から見て、中間部分が両端部を結ぶ直線に対して＋Ｙ方向に変位している。このように、各ワイヤはＬＥＤパッケージ１ｂの内側に湾曲している。以下、このワイヤ形状を「内屈曲」という。これに対して、ワイヤがＬＥＤパッケージの外側に湾曲した状態を「外屈曲」という。また、ワイヤの中間部分がワイヤの両端部を結ぶ直線の直上域に位置している状態を「直線状」という。
図１４に示すように、ワイヤの変位量の好適範囲には上限がある。すなわち、上方から見て、ワイヤ６５及び６６の中間部分６５ａ及び６６ａは、そのワイヤが接続されているＬＥＤチップ１４のＸ方向に延びる２つの側面１４ｄ及び１４ｅのそれぞれの延長面１９ｄ及び１９ｅに挟まれた領域２０の内部に位置していることが好ましい。但し、ワイヤのボンディング位置には不可避的に誤差が生じる上、ボンディング後のワイヤは樹脂材料によってモールドされるときに若干変形するため、ワイヤを領域２０の内部に位置させようとしてボンディングしても、製造後のＬＥＤパッケージにおいてはワイヤの一部分が領域２０からはみ出してしまう場合がある。このような場合であっても、ワイヤの大部分が領域２０の内部に位置していれば、ワイヤ全体が領域２０の内部に位置している場合とほぼ同等な効果を得ることができる。そこで、本実施形態においては、延長面１９ｄと延長面１９ｅとの距離をＬとするとき、領域２０を各延長面から外側に（Ｌ／１０）だけ拡大した領域２０ａを設定し、各ワイヤの一部分が領域２０からはみ出していても、領域２０ａの内部に位置していれば、そのワイヤは領域２０の内部に位置しているとみなすこととする。なお、このズレ量としての（Ｌ／１０）、すなわち、ＬＥＤチップの幅の１０％という長さは、ワイヤの太さ程度の長さである。
本変形例によれば、ワイヤを内屈曲とすることにより、ワイヤを直線状又は外屈曲とした場合と比較して、熱応力に起因するワイヤの破断をより確実に防止することができる。
以下、この効果を具体的な試験例に基づいて説明する。
（試験例１）
図１５（ａ）〜（ｄ）は、本試験例において評価したサンプルを例示する写真であり、
図１６は、横軸に熱サイクル数をとり、縦軸に不良率をとって、各ワイヤループの耐久性を例示するグラフ図である。
図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、本試験例においては、リードフレーム上に８個のＬＥＤチップを搭載し、このＬＥＤチップとリードフレームとの間にワイヤを接合して、試験用のサンプルを作製した。
図１５（ａ）に示すサンプルにおいては、チップ側引出角度θ１（図２（ａ）参照）をフレーム側引出角度θ２（図２（ａ）参照）よりも大きくした。以下、このようなワイヤの状態を「正ボンディング」という。具体的には、チップ側引出角度θ１を８０度とし、フレーム側引出角度θ２を２０度とした。また、ワイヤの形状は「直線状」とした。すなわち、図１５（ａ）に示すサンプルは、「正ボンディング」且つ「直線状」のサンプルである。
図１５（ｂ）に示すサンプルにおいては、第１の実施形態で説明したように、チップ側引出角度θ１をフレーム側引出角度θ２よりも小さくした。以下、このようなワイヤの状態を「逆ボンディング」という。具体的には、チップ側引出角度θ１を０度とし、フレーム側引出角度θ２を９０度とした。また、ワイヤの形状は「直線状」とした。すなわち、図１５（ｂ）に示すサンプルは、「逆ボンディング」且つ「直線状」のサンプルである。
図１５（ｃ）に示すサンプルにおいては、チップ側引出角度θ１及びフレーム側引出角度θ２は図１５（ｂ）に示すサンプルと同じとした。また、ワイヤの形状は「外屈曲」とした。すなわち、図１５（ｃ）に示すサンプルは、「逆ボンディング」且つ「外屈曲」のサンプルである。
図１５（ｄ）に示すサンプルにおいては、チップ側引出角度θ１及びフレーム側引出角度θ２は図１５（ｂ）に示すサンプルと同じとした。また、第１の実施形態の第３の比較例で説明したように、ワイヤの形状は「内屈曲」とした。すなわち、図１５（ｄ）に示すサンプルは、「逆ボンディング」且つ「内屈曲」のサンプルである。また、このサンプルにおいては、上方から見て、ワイヤの中間部分を、そのワイヤが接続されているＬＥＤチップのＸ方向に延びる２つの側面の延長面に挟まれた領域の内部に位置させた。
これらのサンプルに対して、最低温度を−４０℃とし、最高温度を１１０℃とする熱サイクル試験を実施した。そして、いくつかのサイクル数においてＬＥＤチップが点灯するか否かを確認し、不点灯であったＬＥＤチップの割合を不良率とした。この試験結果を図１６に示す。また、図１６に示す試験結果に基づいて、不良率が１％となる熱サイクル数を見積もった。この熱サイクル数を「寿命」とする。この結果を表１に示す。表１に示す「改善率」は、比較例の試験結果を基準として、寿命を規格化した値である。
図１６及び表１に示すように、図１５（ａ）に示す「正ボンディング」のサンプルと比較して、図１５（ｂ）に示す「逆ボンディング」のサンプルは、寿命が約２．２倍に改善された。また、逆ボンディングのサンプル間で比較すると、図１５（ｄ）に示す「内屈曲」のサンプルは、図１５（ｂ）に示す「直線状」のサンプルよりも、寿命がさらに改善された。一方、図１５（ｃ）に示す「外屈曲」のサンプルは、図１５（ａ）に示す「正ボンディング」且つ「直線状」のサンプルよりは寿命が長かったものの、図１５（ｂ）に示す「逆ボンディング」且つ「直線状」のサンプルよりは寿命が短くなった。
「内屈曲」が「外屈曲」と比較して寿命が長い理由は、以下のように推定できる。すなわち、透明樹脂体が加熱されて膨張するときは、ワイヤにはＬＥＤパッケージの外側上方に向かう力が印加され、透明樹脂体が冷却されて収縮するときは、ワイヤにはＬＥＤパッケージの内側下方に向かう力が印加される。これにより、ワイヤの中央部分は、外側上方と内側下方との間で略往復運動する。ワイヤの形状が「内屈曲」であると、ワイヤの中央部分は両端部に対して内側上方に位置しているため、上述の往復運動はワイヤのループをワイヤの両端部を結ぶ直線を軸として回動させるように作用する。このため、この往復運動に対する許容度が高い。これに対して、ワイヤの形状が「外屈曲」であると、ワイヤの中央部分は両端部に対して外側上方に位置しているため、上述の往復運動はワイヤのループを潰したり引き抜いたりするように作用する。このため、この往復運動に対する許容度が低い。このような理由により、熱サイクルに対する寿命は、「内屈曲」の方が「外屈曲」よりも長く、「直線状」はそれらの中間となったものと考えられる。
（試験例２）
本試験例は、屈曲の大きさがＬＥＤパッケージの寿命に及ぼす影響を評価した試験例である。
上述の第１の実施形態の第３の変形例（図１２〜図１４参照）で説明したような「逆ボンディング」且つ「内屈曲」のサンプルを１０個作製した。これらのサンプルにおいては、第３の変形例と同様に、上方から見て、各ワイヤの中間部分を、そのワイヤが接続されているＬＥＤチップのＸ方向に延びる２つの側面の延長面に挟まれた領域の内部に位置させた。なお、上述の如く、１０％以内の誤差は許容した。このような屈曲の程度を「普通」と表記する。これらのサンプルにおける透明樹脂体の厚さは６５０μｍとした。
一方、上述の１０個のサンプルとは別に、「逆ボンディング」且つ「内屈曲」であるが、ワイヤの屈曲の程度がより大きいサンプルを１０個作製した。これらのサンプルにおいては、第３の変形例とは異なり、上方から見て、各ワイヤの中間部分を、そのワイヤが接続されているＬＥＤチップのＸ方向に延びる２つの側面の延長面に挟まれた領域の外部まで延出させた。すなわち、図１４に示す拡大された領域２０ａの外部まで延出させた。このような屈曲の程度を「大」と表記する。これらのサンプルにおける透明樹脂体の厚さは６５０μｍとした。
これらの２０個のサンプルに対して、最低温度を−４０℃とし、最高温度を１１０℃とする熱サイクル試験を実施した。そして、１００サイクル毎にＬＥＤチップが点灯するか否かを確認し、不点灯であったＬＥＤチップの数を記録した。結果を表２に示す。表２に示す１桁の数字は、各サイクル数において、１０個のサンプル中、不点灯となったサンプルの数を示している。
屈曲の程度が「普通」のサンプルについては、５００サイクル終了時において不点灯となったサンプルは１０個中０個であった。このため、耐久性が特に優れていると判定し、「◎」とした。一方、屈曲の程度が「大」のサンプルについては、４００サイクル終了時点で不点灯となったサンプルは１０個中０個であり、実用上問題のない耐久性を示したが、５００サイクル終了時には１０個中４個が不点灯となった。このため、判定は「○」とした。
（試験例３）
本試験例においては、透明樹脂体１７の厚さを異ならせたサンプルについて、同様な熱サイクル試験を行った。表３に、各サイクル数における不良率（％）を示す。ＬＥＤチップの厚さは０．１４ｍｍとした。表３に示す「比率」は、ＬＥＤチップの厚さに対する透明樹脂体の厚さの比率を示している。この加速試験においては、信頼性の観点から、１０００サイクルで不良率が２０％に達した場合は、実用上何らかの対策が必要であるものと判定し、「×」とした。また、１０００サイクルでの不良率が２０％未満の場合は、実用上問題がないと判定し、「○」とした。更に、１０００サイクルで不良が発生しなかった場合は、耐久性が特に優れているとして、「◎」とした。
表３に示すように、透明樹脂体の厚さを０．７０ｍｍとしたサンプルについては、２００サイクルまでは不良率は０％であったが、その後不良率が増加し始め、１０００サイクルでは２０％となった。透明樹脂体の厚さを０．５５ｍｍとしたサンプルについては、４００サイクルまでは不良率は０％であったが、５００サイクルで不良率が１０％となり、その後、１０００サイクルまで不良率は１０％であった。一方、透明樹脂体の厚さを０．４０ｍｍとしたサンプルについては、１０００サイクルまで不良率は０％のままであった。これにより、透明樹脂体を薄くした方が、ワイヤの耐久性が高いことがわかる。また、ＬＥＤチップの厚さに対する透明樹脂体の比率が５未満であれば、実用上問題がないと判定された。更に、この比率が３未満であれば、耐久性が特に優れていた。
次に、本実施形態の第４の変形例について説明する。
本変形例は、リードフレームシートの形成方法の変形例である。
すなわち、本変形例においては、図４（ａ）に示すリードフレームシートの形成方法が、前述の第１の実施形態と異なっている。
図１７（ａ）〜（ｈ）は、本変形例におけるリードフレームシートの形成方法を例示する工程断面図である。
先ず、図１７（ａ）に示すように、銅板２１ａを用意し、これを洗浄する。次に、図１７（ｂ）に示すように、銅板２１ａの両面に対してレジストコーティングを施し、その後乾燥させて、レジスト膜１１１を形成する。次に、図１７（ｃ）に示すように、レジスト膜１１１上にマスクパターン１１２を配置し、紫外線を照射して露光する。これにより、レジスト膜１１１の露光部分が硬化し、レジストマスク１１１ａが形成される。次に、図１７（ｄ）に示すように、現像を行い、レジスト膜１１１における硬化していない部分を洗い流す。これにより、銅板２１ａの上下面上にレジストパターン１１１ａが残留する。次に、図１７（ｅ）に示すように、レジストパターン１１１ａをマスクとしてエッチングを施し、銅板２１ａにおける露出部分を両面から除去する。このとき、エッチング深さは、銅板２１ａの板厚の半分程度とする。これにより、片面側からのみエッチングされた領域はハーフエッチングされ、両面側からエッチングされた領域は貫通する。次に、図１７（ｆ）に示すように、レジストパターン１１１ａを除去する。次に、図１７（ｇ）に示すように、銅板２１ａの端部をマスク１１３によって覆い、めっきを施す。これにより、銅板２１の端部以外の部分の表面上に、銀めっき層２１ｂが形成される。次に、図１７（ｈ）に示すように、洗浄してマスク１１３を除去する。その後、検査を行う。このようにして、リードフレームシート２３が作製される。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１８は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図１９は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
図１８及び図１９に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ２においては、透明樹脂体７７の形状が四角錐台形である。このため、透明樹脂体７７の上面７７ａの面積は、下面７７ｂの面積よりも小さい。また、透明樹脂体７７の厚さ、すなわち、Ｚ方向の長さは、ＬＥＤチップ１４の厚さの５倍未満であることが好ましく、３倍未満であることがより好ましい。一方、透明樹脂体７７の厚さは、ワイヤループの頂点を被覆しワイヤを確実に保護するために、リードフレーム１１及びＬＥＤチップ１４の厚さにワイヤループの高さを加えた厚さよりも大きいことが必要である。なお、本実施形態においては、前述の図９（ｂ）に示す第１の実施形態の比較例と同様に、ワイヤのチップ側引出角度θ１は、フレーム側引出角度θ２よりも大きい。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本実施形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法について説明する。
図２０は、本実施形態におけるダイシング方法を例示する工程断面図である。
本実施形態に係る製造方法のうち、前述の図４（ａ）〜図６（ａ）に示す工程、すなわち、リードフレームシート２３上に透明樹脂板２９を形成する工程までは、前述の第１の実施形態と同様である。本実施形態は、ダイシング工程が第１の実施形態とは異なる。
すなわち、図２０に示すように、本実施形態においては、先端に向かうほど細くなるブレード１２１によって透明樹脂体２９及びリードフレームシート２３（図示せず）をダイシングする。ブレード１２１の先端部の断面形状は、例えば三角形状である。また、ダイシングは透明樹脂板２９側から行う。これにより、透明樹脂板２９が四角錐台形の透明樹脂体７７に切り分けられる。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、透明樹脂体７７の形状を四角錐台形とし、上面の面積を下面の面積よりも小さくすることにより、リードフレーム１１及び１２の上面、ＬＥＤチップ１４並びにワイヤ１５及び１６を透明樹脂体７７によって覆いつつ、透明樹脂体７７の体積を小さくすることができる。透明樹脂体７７において発生する熱応力の強さは、透明樹脂体７７の体積と正の相関関係があるため、本実施形態によれば、リードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤを保護しつつ、透明樹脂体において発生する熱応力を低減することができる。この結果、透明樹脂体の熱応力によってワイヤが破断することを防止できる。
（試験例４）
以下、この効果を試験例に基づいて説明する。
透明樹脂体の形状を四角錐台形とした本実施形態に係るＬＥＤパッケージと、透明樹脂体の形状を直方体とした比較例に係るＬＥＤパッケージをそれぞれ複数個製造した。これらのＬＥＤパッケージにおけるリードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤ等の構成は、図１８及び図１９に示すとおりとした。また、透明樹脂体の厚さ及び樹脂材料は、相互に同一とした。これらのＬＥＤパッケージについて、前述の第１の実施形態の試験例１において説明した熱サイクル試験を行った。その結果を表４に示す。表４に示すように、透明樹脂体の形状を四角錐台形とすることにより、直方体とした場合よりも寿命が長くなった。
なお、本実施形態においては、ワイヤのチップ側引出角度θ１がフレーム側引出角度θ２よりも大きい例を示したが、前述の第１の実施形態と同様に、ワイヤのチップ側引出角度θ１をフレーム側引出角度θ２よりも小さくしてもよい。これにより、上述の本実施形態の効果に加えて、第１の実施形態の効果も得ることができる。本実施形態における上記以外の作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の第１の変形例について説明する。
図２１は、本変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
本変形例は、前述の第２の実施形態と比較して、透明樹脂体の形状が異なっている。
すなわち、図２１に示すように、本変形例に係るＬＥＤパッケージ２ａにおいては、透明樹脂体７８の下部７８ａの形状が直方体形であり、上部７８ｂの形状が四角錐台形である。これによっても、透明樹脂体の上面の面積を下面の面積よりも小さくすることができ、第２の実施形態と同様な効果が得られる。
次に、本変形例に係るＬＥＤパッケージの製造方法について説明する。
本変形例は、ダイシング工程が前述の第２の実施形態と異なる。
図２２（ａ）〜（ｄ）は、本変形例におけるダイシング方法を例示する工程断面図である。
すなわち、図２２（ａ）に示すように、先端に向かうほど細くなるブレード１２１により、透明樹脂体２９及びリードフレームシート２３をダイシングする。このとき、ダイシングは透明樹脂板２９側から行い、リードフレームシート２３又は透明樹脂板２９の途中で停止させる。これにより、図２２（ｂ）に示すように、透明樹脂板２９のダイシング領域に沿って、断面形状が逆三角形状の溝Ｇが形成される。なお、この段階では、透明樹脂板２９は切り分けられていない。
次に、図２２（ｃ）に示すように、厚さが一定のブレード１２２によって、溝Ｇの底部を更にダイシングする。ブレード１２２には、その幅がブレード１２１の最大幅よりも小さいものを使用する。これにより、図２２（ｄ）に示すように、透明樹脂板２９が、上部の形状が四角錐台形であり、下部の形状が直方体形である透明樹脂体７８に切り分けられる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
次に、本実施形態の第２の変形例について説明する。
図２３（ａ）は本変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
本変形例は、前述の第２の実施形態と比較して、透明樹脂体の形状が異なっている。
図２３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本変形例に係るＬＥＤパッケージ２ｂにおいては、透明樹脂体７９の形状が平凸レンズ形である。すなわち、透明樹脂体７９の外面は、平面上の下面７９ａと、その上方に位置する曲面７９ｂによって構成されている。この場合、透明樹脂体７９の最上部が点状となり、上面の面積はゼロとなる。本変形例によっても、前述の第２の実施形態と同様な効果が得られる。
このような透明樹脂体７９は、透明樹脂板２９をモールドする際の下金型１０１（図５参照）の下面に、凹レンズ形の凹部を形成しておくことにより、形成することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
以後の実施形態及びその変形例は、前述の第１及び第２の実施形態のバリエーションである。これらの実施形態及び変形例に、前述の第１の実施形態を組み合わせて、ワイヤのチップ側引出角度θ１をフレーム側引出角度θ２よりも小さくしてもよく、前述の第２の実施形態を組み合わせて、透明樹脂体の上面の面積を下面の面積よりも小さくしてもよく、又は、第１及び第２の実施形態の双方を組み合わせてもよい。また、透明樹脂体の厚さは、ＬＥＤチップの厚さの５倍未満であることが好ましく、３倍未満であることがより好ましい。これらにより、透明樹脂体から印加される熱応力に起因してワイヤが破断することを抑制できる。
本発明の第３の実施形態について説明する。
図２４は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図２５は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する側面図である。
図２４及び図２５に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ３においては、前述の第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージ１（図１参照）と比較して、リードフレーム１１（図１参照）がＸ方向において２枚のリードフレーム３１及び３２に分割されている点が異なっている。リードフレーム３２はリードフレーム３１とリードフレーム１２との間に配置されている。そして、リードフレーム３１には、リードフレーム１１の吊ピン１１ｄ及び１１ｅ（図１参照）に相当する吊ピン３１ｄ及び３１ｅが形成されており、また、ベース部３１ａから＋Ｙ方向及び−Ｙ方向にそれぞれ延出した吊ピン３１ｂ及び３１ｃが形成されている。吊ピン３１ｂ及び３１ｃのＸ方向における位置は、相互に同一である。更に、リードフレーム３１にはワイヤ１５が接合されている。一方、リードフレーム３２には、リードフレーム１１の吊ピン１１ｂ及び１１ｃ（図１参照）に相当する吊ピン３２ｂ及び３２ｃが形成されており、ダイマウント材１３を介してＬＥＤチップ１４が搭載されている。また、リードフレーム１１の凸部１１ｇに相当する凸部は、凸部３１ｇ及び３２ｇとしてリードフレーム３１及び３２に分割して形成されている。
本実施形態においては、リードフレーム３１及び１２は外部から電位が印加されることにより、外部電極として機能する。一方、リードフレーム３２には電位を印加する必要はなく、ヒートシンク専用のリードフレームとして使用することができる。これにより、１つのモジュールに複数個のＬＥＤパッケージ３を搭載する場合に、リードフレーム３２を共通のヒートシンクに接続することができる。なお、リードフレーム３２には、接地電位を印加してもよく、浮遊状態としてもよい。また、ＬＥＤパッケージ３をマザーボードに実装する際に、リードフレーム３１、３２及び１２にそれぞれ半田ボールを接合することにより、所謂マンハッタン現象を抑制することができる。マンハッタン現象とは、複数個の半田ボール等を介して基板にデバイス等を実装するときに、リフロー炉における半田ボールの融解のタイミングのずれ及び半田の表面張力に起因して、デバイスが起立してしまう現象をいい、実装不良の原因となる現象である。本実施形態によれば、リードフレームのレイアウトをＸ方向において対称とし、半田ボールをＸ方向において密に配置することにより、マンハッタン現象が生じにくくなる。
また、本実施形態においては、リードフレーム３１が吊ピン３１ｂ〜３１ｅによって３方向から支持されているため、ワイヤ１５のボンディング性が良好である。同様に、リードフレーム１２が吊ピン１２ｂ〜１２ｅによって３方向から支持されているため、ワイヤ１６のボンディング性が良好である。
このようなＬＥＤパッケージ３は、前述の図４（ａ）に示す工程において、リードフレームシート２３の各素子領域Ｐの基本パターンを変更することにより、前述の第１の実施形態と同様な方法で製造することができる。すなわち、前述の第１の実施形態において説明した製造方法によれば、マスク２２ａ及び２２ｂのパターンを変更するだけで、種々のレイアウトのＬＥＤパッケージを製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図２６は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図２７は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
図２６及び図２７に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ４においては、ツェナーダイオードチップ３６等が設けられており、リードフレーム１１とリードフレーム１２との間に接続されている。すなわち、リードフレーム１２の上面上に半田又は銀ペースト等の導電性材料からなるダイマウント材３７が被着されており、その上にツェナーダイオードチップ３６が設けられている。これにより、ツェナーダイオードチップ３６がダイマウント材３７を介してリードフレーム１２上に搭載されると共に、ツェナーダイオードチップ３６の下面端子（図示せず）が、ダイマウント材３７を介してリードフレーム１２に接続されている。また、ツェナーダイオードチップ３６の上面端子３６ａは、ワイヤ３８を介してリードフレーム１１に接続されている。すなわち、ワイヤ３８の一端はツェナーダイオードチップ３６の上面端子３６ａに接続されており、ワイヤ３８は上面端子３６ａから＋Ｚ方向に引き出され、−Ｚ方向と−Ｘ方向との間の方向に向けて湾曲し、ワイヤ３８の他端はリードフレーム１１の上面に接合されている。
これにより、本実施形態においては、ツェナーダイオードチップ３６をＬＥＤチップ１４に対して並列に接続することができる。この結果、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge：静電気放電）に対する耐性が向上する。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図２８は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図２９は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
図２８及び図２９に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ５は、前述の第４の実施形態に係るＬＥＤパッケージ４（図２６参照）と比較して、ツェナーダイオードチップ３６がリードフレーム１１に搭載されている点が異なっている。この場合、ツェナーダイオードチップ３６の下面端子はダイマウント材３７を介してリードフレーム１１に接続されており、上面端子はワイヤ３８を介してリードフレーム１２に接続されている。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第４の実施形態と同様である。
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図３０は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図３１は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
図３０及び図３１に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ６は、前述の第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージ１（図１参照）と比較して、上面端子型のＬＥＤチップ１４の代わりに、上下導通タイプのＬＥＤチップ４１が設けられている点が異なっている。すなわち、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ６においては、リードフレーム１１の上面上に、半田又は銀ペースト等の導電性材料からなるダイマウント材４２が形成されており、ダイマウント材４２を介してＬＥＤチップ４１が搭載されている。そして、ＬＥＤチップ４１の下面端子（図示せず）はダイマウント材４２を介してリードフレーム１１に接続されている。一方、ＬＥＤチップ４１の上面端子４１ａは、ワイヤ４３を介してリードフレーム１２に接続されている。
本実施形態においては、上下導通タイプのＬＥＤチップ４１を採用し、ワイヤの本数を１本とすることにより、ワイヤ同士の接触を確実に防止すると共に、ワイヤボンディング工程を簡略化することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図３２（ａ）は、本実施形態に係るＬＥＤパッケージを例示する平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
図３２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ７は、前述の第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージ１（図１参照）と比較して、ＬＥＤチップ１４が複数個、例えば８個設けられている点が異なっている。これらの８個のＬＥＤチップ１４は、同じ色の光を出射する同じ規格のチップである。
８個のＬＥＤチップ１４は全てリードフレーム１１上に搭載されており、各ＬＥＤチップ１４の端子１４ａ（図１参照）はワイヤ１５を介してリードフレーム１１に接続され、各ＬＥＤチップ１４の端子１４ｂ（図１参照）はワイヤ１６を介してリードフレーム１２に接続されている。これにより、リードフレーム１１とリードフレーム１２との間に、８個のＬＥＤチップ１４が相互に並列に接続されている。また、８個のＬＥＤチップ１４は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿って４個配列されているが、マトリクス状ではなく、互い違いに配列されている。すなわち、＋Ｘ方向側に配置されＹ方向に沿って配列された４個のＬＥＤチップ１４からなる列における配列の位相は、−Ｘ方向側に配置されＹ方向に沿って配列された４個のＬＥＤチップ１４からなる列における配列の位相に対して、半周期分ずれている。
本実施形態によれば、１つのＬＥＤパッケージ７に複数個のＬＥＤチップ１４を搭載することにより、より大きな光量を得ることができる。また、ＬＥＤチップ１４を互い違いに配列することにより、ＬＥＤチップ１４間の最短距離を一定値以上としながら、ＬＥＤパッケージ７を小型化することができる。ＬＥＤチップ１４間の最短距離を一定値以上とすることにより、あるＬＥＤチップ１４から出射された光が、隣のＬＥＤチップ１４に到達する前に、蛍光体に吸収される確率が高くなり、光の取出効率が向上する。また、あるＬＥＤチップ１４から放射された熱が、隣のＬＥＤチップ１４に吸収されにくくなり、ＬＥＤチップ１４の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制できる。また、本実施形態に係るＬＥＤパッケージ７は、例えば前述の第３の実施形態のような１個のＬＥＤチップのみを搭載したＬＥＤパッケージと比較して、透明樹脂体の体積が大きくなるため、熱応力も大きくなる。このため、本実施形態を前述の第１又は第２の実施形態と組み合わせると、熱応力の影響を軽減する効果が特に顕著となる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第７の実施形態の第１の変形例について説明する。
図３３は、本変形例に係るＬＥＤパッケージを例示する斜視図であり、
図３４（ａ）は本変形例に係るＬＥＤパッケージのリードフレーム、ＬＥＤチップ及びワイヤを例示する平面図であり、（ｂ）はＬＥＤパッケージを例示する下面図であり、（ｃ）はＬＥＤパッケージを例示する断面図である。
なお、図３３においては、ワイヤは図示を省略されている。
図３３及び図３４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本変形例は、前述の第３の実施形態と第７の実施形態を組み合わせた例である。すなわち、本変形例に係るＬＥＤパッケージ７ａにおいては、３枚のリードフレーム６１、６２及び６３が相互に離隔して設けられている。リードフレーム６１、６２及び６３の構成は、前述の第１の実施形態の第３の変形例（図１２〜図１４参照）と同じである。また、ＬＥＤパッケージ７ａにおいては、ＬＥＤチップ１４が複数個、例えば８個設けられている。本変形例におけるＬＥＤチップ１４の配列状態及び接続状態は、前述の第７の実施形態と同様である。
本変形例によっても、前述の第７の実施形態と同様に、８個のＬＥＤチップ１４を設けることにより、大きな光量を得ることができる。また、前述の第３の実施形態と同様に、３枚のリードフレームを設けることにより、電気的に独立したヒートシンクが得られると共に、マンハッタン現象を抑制できる。更に、ＬＥＤチップ１４を互い違いに配列することにより、光の発光効率及び取出効率を確保しつつ、ＬＥＤパッケージ７ａの小型化を図ることができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第３の実施形態と同様である。
次に、第７の実施形態の第２の変形例について説明する。
本変形例は、前述の第７の実施形態及びその変形例の製造方法の例である。
図３５（ａ）〜（ｅ）は、本変形例において使用するリードフレームシートの素子領域を例示する平面図であり、（ａ）は１つのＬＥＤパッケージに１個のＬＥＤチップを搭載する場合を示し、（ｂ）は２個のＬＥＤチップを搭載する場合を示し、（ｃ）は４個のＬＥＤチップを搭載する場合を示し、（ｄ）は６個のＬＥＤチップを搭載する場合を示し、（ｅ）は８個のＬＥＤチップを搭載する場合を示す。
なお、図３５（ａ）〜（ｅ）は、同じ縮尺で描かれている。また、各図において、素子領域Ｐは１つのみ示されているが、実際には多数の素子領域Ｐがマトリクス状に配列されている。更に、ダイシング領域Ｄは図示を省略されている。
図３５（ａ）〜（ｅ）に示すように、１つのＬＥＤパッケージに搭載されるＬＥＤチップの数が多くなるほど、１つの素子領域Ｐの面積が大きくなり、１つのブロックＢに含まれる素子領域Ｐの数が減少する。しかしながら、ＬＥＤチップの数が変わっても、リードフレームシート２３の基本的構造、すなわち、リードフレームシート２３のサイズ及びブロックＢの配置等は同一であり、リードフレームシート２３の形成方法も同じであり、リードフレームシート２３を使用したＬＥＤパッケージの製造方法も同じであり、単にブロックＢ内のレイアウトが変わるだけである。
このように、本変形例によれば、前述の第８の実施形態及びその変形例に係るＬＥＤパッケージを、リードフレームシート２３における各ブロックＢ内のレイアウトを変更するだけで、作り分けることができる。なお、１つのＬＥＤパッケージに搭載されるＬＥＤチップの数は任意であり、例えば、７個又は９個以上としてもよい。
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。前述の各実施形態及びその変形例は、相互に組み合わせて実施することができる。また、前述の各実施形態及びその変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
例えば、前述の第１の実施形態においては、リードフレームシート２３をウェットエッチングによって形成する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えばプレス等の機械的な手段によって形成してもよい。また、前述の第１の実施形態においては、リードフレームにおいて、銅板の上下面上に銀めっき層が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、銅板の上下面上に銀めっき層が形成され、少なくとも一方の銀めっき層上にロジウム（Ｒｈ）めっき層が形成されていてもよい。また、銅板と銀めっき層との間に銅（Ｃｕ）めっき層が形成されていてもよい。更に、銅板の上下面上にニッケル（Ｎｉ）めっき層が形成されており、ニッケルめっき層上に金と銀との合金（Ａｕ−Ａｇ合金）めっき層が形成されていてもよい。
また、前述の各実施形態及びその変形例においては、ＬＥＤチップを青色の光を出射するチップとし、蛍光体を青色に光を吸収して黄色の光を発光する蛍光体とし、ＬＥＤパッケージから出射される光の色を白色とする例を示したが、本発明はこれに限定されない。ＬＥＤチップは青色以外の色の可視光を出射するものであってもよく、紫外線又は赤外線を出射するものであってもよい。蛍光体も、黄色光を発光する蛍光体には限定されず、例えば、青色光、緑色光又は赤色光を発光する蛍光体であってもよい。
青色光を発光する蛍光体としては、例えば以下のものを挙げることができる。
（ＲＥ１−ｘＳｍｘ）３（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ
但し、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１であり、ＲＥは、Ｙ及びＧｄから選択される少なくとも１種である。
ＺｎＳ：Ａｇ
ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ
ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｉｎ２Ｏ３
ＺｎＳ：Ｚｎ＋Ｉｎ２Ｏ３
（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ
Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７
１０（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）・６ＰＯ４・Ｃｌ２
ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２５：Ｅｕ
緑色光を発光する蛍光体としては、前述のサイアロン系の緑色蛍光体の他に、例えば以下のものを挙げることができる。
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ
Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ
Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ
Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ
ＺｎＳ：Ｃｕ
ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ
Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｉｎ２Ｏ３
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ２Ｏ３
（Ｚｎ，Ｍｎ）２ＳｉＯ４
ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ２Ｏ３：Ｍｎ
ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ
３（Ｂａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３
Ｌａ２Ｏ３・０．２ＳｉＯ２・０．９Ｐ２Ｏ５：Ｃｅ，Ｔｂ
ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｔｂ
赤色光を発光する蛍光体としては、前述のサイアロン系の赤色蛍光体の他に、例えば次のものを用いることができる。
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ
Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ２Ｏ３
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２Ｏ３
ＹＶＯ４：Ｅｕ
Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ
黄色光を発光する蛍光体としては、前述のシリケート系の蛍光体の他に、例えば、一般式：ＭｅｘＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ：Ｒｅ１ｙＲｅ２ｚ（但し、式中のｘ，ｙ，ｚ，ｍ及びｎは係数である）で表され、アルファサイアロンに固溶する金属Ｍｅ（ＭｅはＣａ及びＹのうち１種又は２種）の一部又は全てが、発光の中心となるランタニド金属Ｒｅ１（Ｒｅ１は、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ及びＥｒのうち１種以上）又は２種類のランタニド金属Ｒｅ１及び共付活剤としてのＲｅ２（Ｒｅ２はＤｙ）で置換された蛍光体を使用することができる。
また、ＬＥＤパッケージ全体が出射する光の色も、白色には限定されない。上述のような赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体について、それらの重量比Ｒ：Ｇ：Ｂを調節することにより、任意の色調を実現できる。例えば、白色電球色から白色蛍光灯色までの白色発光は、Ｒ：Ｇ：Ｂ重量比が、１：１：１〜７：１：１及び１：１：１〜１：３：１及び１：１：１〜１：１：３のいずれかとすることで実現できる。
更に、ＬＥＤパッケージには、蛍光体が設けられていなくてもよい。この場合は、ＬＥＤチップから出射された光が、ＬＥＤパッケージから出射される。
更にまた、前述の各実施形態及びその変形例においては、リードフレームのベース部の形状が上方から見て矩形である例を示したが、ベース部の形状は少なくとも１つの角部が落とされた形状であってもよい。これにより、ＬＥＤパッケージの角部近傍において、直角又は鋭角の角部が除去されるため、これららの角部が樹脂剥がれやクラックの基点となることがない。この結果、ＬＥＤパッケージ全体として、樹脂剥がれ及びクラックの発生を抑制することができる。
以上説明した実施形態によれば、耐久性が高く、コストが低いＬＥＤパッケージ及びその製造方法を実現することができる。
１、１ａ、１ｂ、２、２ａ、２ｂ、３、４、５、６、７、７ａ ＬＥＤパッケージ、１１ リードフレーム、１１ａ ベース部、１１ｂ〜１１ｅ 吊ピン、１１ｆ 下面、１１ｇ 凸部、１１ｈ 上面、１１ｔ 薄板部、１２ リードフレーム、１２ａ ベース部、１２ｂ〜１２ｅ 吊ピン、１２ｆ 下面、１２ｇ 凸部、１２ｈ 上面、１２ｔ 薄板部、１３ ダイマウント材、１４ ＬＥＤチップ、１４ａ、１４ｂ 端子、１４ｃ 上面、１４ｄ、１４ｅ 側面、１５ ワイヤ、１５ａ、１５ｂ 端部、１５ｃ 中間部分、１５ｌ 直線、１６ ワイヤ、１６ａ、１６ｂ 端部、１６ｃ 中間部分、１６ｌ 直線、１７ 透明樹脂体、１７ａ〜１７ｄ 側面、１８ 蛍光体、１９ｄ、１９ｅ 延長面、２０、２０ａ 領域、２１ 導電シート、２１ａ 銅板、２１ｂ 銀めっき層、２２ａ、２２ｂ マスク、２２ｃ 開口部、２３ リードフレームシート、２３ａ 開口部、２３ｂ、２３ｃ ブリッジ、２４ 補強テープ、２６ 蛍光体含有樹脂材料、２９ 透明樹脂板、３１ リードフレーム、３１ｄ、３１ｅ 吊ピン、３１ｇ 凸部、３２ リードフレーム、３２ｂ、３２ｃ 吊ピン、３２ｇ 凸部、３６ ツェナーダイオードチップ、３６ａ 上面端子、３７ ダイマウント材、３８ ワイヤ、４１ ＬＥＤチップ、４１ａ 上面端子、４２ ダイマウント材、４３ ワイヤ、６１ リードフレーム、６１ａ ベース部、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ 吊ピン、６１ｇ 凸部、６１ｔ 薄板部、６２ リードフレーム、６２ａ ベース部、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ 吊ピン、６２ｇ 凸部、６２ｔ 薄板部、６３ａ ベース部、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ 吊ピン、６３ｇ 凸部、６３ｔ 薄板部、６５ ワイヤ、６５ａ 中間部分、６６ ワイヤ、６６ａ 中間部分、６７ ワイヤ、７１ レンズ、７７ 透明樹脂体、７７ａ 上面、７７ｂ 下面、７８ 透明樹脂体、７８ａ 下部、７８ｂ 上部、７９ 透明樹脂体、７９ａ 下面、７９ｂ 曲面、１０１ 下金型、１０１ａ 凹部、１０２ 上金型、１０３ ディスペンサ、１０４ ブレード、１０５ 治具、１１１ レジスト膜、１１１ａ レジストマスク、１１２ マスクパターン、１１３ マスク、１２１ ブレード、１３１ キャピラリ、１３２ ボール、１３３ バンプ、１３４ ボール、１３５ バンプ、Ｂ ブロック、Ｄ ダイシング領域、Ｌ 距離、Ｐ 素子領域、θ１ チップ側引出角度、θ２ フレーム側引出角度

Claims (14)

  1. 相互に離隔した第１及び第２のリードフレームと、
    前記第１及び第２のリードフレームの上方に設けられ、一方の端子が前記第１のリードフレームに接続され、他方の端子が前記第２のリードフレームに接続されたＬＥＤチップと、
    前記第１及び第２のリードフレームのそれぞれの上面、下面の一部及び端面の一部を覆い、前記ＬＥＤチップを覆い、前記下面の残部及び前記端面の残部を露出させた樹脂体と、
    を備え、
    前記樹脂体の上面の面積は下面の面積よりも小さいことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
  2. 前記樹脂体の形状は、四角錐台形であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤパッケージ。
  3. 前記樹脂体の下部の形状は直方体形であり、上部の形状は四角錐台形であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤパッケージ。
  4. 前記樹脂体の形状は、平凸レンズ形であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤパッケージ。
  5. 前記一方の端子を前記第１のリードフレームに接続するワイヤをさらに備え、
    前記ＬＥＤチップの上面と前記一方の端子から前記ワイヤが引き出される方向とがなすチップ側引出角度は、前記第１のリードフレームの上面と前記第１のリードフレームから前記ワイヤが引き出される方向とがなすフレーム側引出角度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  6. 上下方向における前記樹脂体の厚さが、前記ＬＥＤチップの厚さの５倍未満であり、前記第１のリードフレーム及び前記ＬＥＤチップの厚さに前記ワイヤのループの高さを加えた厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  7. 前記第１のリードフレームの下面及び前記第２のリードフレームの下面にはそれぞれ凸部が形成されており、
    前記凸部の下面は前記樹脂体の下面において露出し、前記凸部の側面は前記樹脂体によって覆われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  8. 前記凸部は、前記第１及び第２のリードフレームにおける相互に対向する端縁から離隔した領域に形成されていることを特徴とする請求項７記載のＬＥＤパッケージ。
  9. 前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームのうちの少なくとも一方は、
    ベース部と、
    前記ベース部から相互に異なる方向に延出し、その下面が前記樹脂体によって覆われ、その先端面が前記樹脂体の側面に露出した３本の吊ピンと、
    を有し、
    前記ベース部の端面は前記樹脂体によって覆われていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  10. 上方から見て、前記ベース部の形状は矩形であり、
    前記３本の吊ピンは、同一平面上に配置されており、前記ベース部の相互に異なる３辺からそれぞれ延出していることを特徴とする請求項９記載のＬＥＤパッケージ。
  11. 上方から見て、前記樹脂体の形状は矩形であり、
    前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームのうちの少なくとも一方は、
    端面が前記樹脂体によって覆われたベース部と、
    前記ベース部から相互に異なる方向に延出し、その下面が前記樹脂体によって覆われ、その先端面が前記樹脂体の相互に異なる３つの側面に露出した複数本の吊ピンと、
    を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  12. 前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとの間に配置され、前記ＬＥＤチップが搭載され、その下面の一部及びその端面の一部が前記樹脂体から露出した第３のリードフレームをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  13. 前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとの間に接続されたツェナーダイオードチップをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のＬＥＤパッケージ。
  14. 導電性材料からなる導電シートから前記導電性材料を選択的に除去することにより、複数の素子領域がマトリクス状に配列され、各前記素子領域においては相互に離隔した第１及び第２のリードフレームを含む基本パターンが形成され、前記素子領域間のダイシング領域においては前記導電性材料が隣り合う前記素子領域間をつなぐように残留したリードフレームシートを形成する工程と、
    前記リードフレームシート上に、前記素子領域毎にＬＥＤチップを搭載すると共に、前記ＬＥＤチップの一方の端子を前記第１のリードフレームに接続し、他方の端子を前記第２のリードフレームに接続する工程と、
    前記リードフレームシート上に、前記リードフレームシートの前記素子領域における上面全体及び下面の一部を覆い、前記ＬＥＤチップを埋め込む樹脂板を形成する工程と、
    前記リードフレームシート及び前記樹脂板における前記ダイシング領域に配置された部分を除去する工程と、
    を備え、
    前記除去する工程は、前記樹脂板を、先端に向かうほど細くなるブレードによって研削する工程を有することを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
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