JP2012195361A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い発光効率をもった発光ダイオードを低コストで得る。
【解決手段】この発光ダイオード１０においては、安価なアルミニウムがリードフレームの材料として用いられる。裏面に露出した第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は、はんだ付けが容易なめっき層１２で覆われている。また、反射層１３が開口部１１９、１２０を介して第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の下面側にも形成されることにより、この反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合強度を高くすることができる。
【選択図】図４

Description

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構造に関する。また、その製造方法に関する。
半導体チップが使用される際には、リードフレーム上に半導体チップが搭載され、リードフレームを介してこの半導体チップに通電がされて動作する半導体モジュールの形態とされる。通常は、単一の半導体モジュールに相当するリードフレームが多数並べて一体化された構成である集合リードフレームが使用される。この上に多数の半導体チップが搭載されて実装された後に切断され、多数の半導体モジュールとされる。集合リードフレームは、１枚の金属板を加工することによって製造される。
こうした場合において、リードフレーム（集合リードフレーム）を構成する材料としては、通常は銅又は銅合金が用いられる。銅は熱伝導率及び電気伝導度が高い材料であり、半導体チップからの放熱を高効率で行えるため、及び半導体モジュールの配線の一部として使用することができるため、リードフレームの材料として特に好適である。半導体チップは通常はんだ付けによってリードフレーム上に搭載される。銅の上にははんだ付けを行うことが可能であるが、これを更に容易とするために、この上に更に銀めっき等が施される場合も多い。
これに対して、熱伝導率、電気伝導度、加工性等において銅と同等の特性をもち、より安価であるアルミニウムをリードフレームの材料として使用することが、特許文献１に記載されている。また、アルミニウムは銅よりも軽量であるため、半導体モジュール全体を軽量化できるという利点もある。一方で、通常のアルミニウムの表面にはんだ付けをすることは銅や銀と比べて困難である。このため、特許文献１に記載の半導体モジュールにおいては、リードフレームの基材はアルミニウムとするものの、その表面は、はんだ付けが可能な金めっき（貴金属めっき）処理が施される。
図７は、この半導体モジュール９０の構成を示す断面図である。リードフレームは、９１〜９３に３分割されている。これらの表面には、めっき層（貴金属めっき層）９４が形成されている。中央のリードフレーム９２には、半導体チップ９５がはんだ層（図示せず）を介して接合されている。半導体チップ９５上面の２つの電極は、配線となるボンディングワイヤ９６を介してそれぞれリードフレーム９１、９３に接続されている。また、半導体チップ９５の裏面に電極を設けることもでき、この電極ははんだ層を介してリードフレーム９２に接続される。半導体チップ９５、ボンディングワイヤ９６を含む領域は、樹脂材料で構成されたモールド層９７中に封止され、モールド層９７の左右にリードフレーム９１、９３の先端がそれぞれ突出した形態とされる。めっき層９４の存在により、この突出した部分にははんだ付けを容易に施すことができ、この半導体モジュール９０が使用される際には、リード線等が接続される端子となる。
また、特許文献２には、特にこの半導体チップが発光ダイオードチップである場合について記載されている。図８は、この発光ダイオード１９０の構造を示す断面図である。この場合にも、アルミニウムで構成された２つのリードフレーム１９１、１９２が用いられる。リードフレーム１９１上に発光ダイオードチップ１９３が搭載され、その上の電極に配線となるボンディングワイヤ１９４の一端が接続され、その他端がリードフレーム１９２に接続される。発光ダイオードチップ１９３の下面にも電極が形成され、この電極ははんだ層（図示せず）を介してリードフレーム１９１に接続される。この構造は、モールド層１９５中に封入され、その下側に突出したリードフレーム１９１、１９２の端部が外部への接続端子となる。
この場合には、リードフレーム１９１、１９２の表面粗さが特定の範囲に設定される。これにより、リードフレーム１９１、１９２の表面を反射層として使用し、かつこの上にはんだ付け（ろう付け）が可能な構成としている。これにより、モールド層１９５から突出したリードフレーム１９１、１９２に対して、めっき層なしではんだ付けを可能としている。この際、銀が添加されたはんだを用い、接合時に超音波を印加することによってはんだによる接合を行っている。また、リードフレーム１９１、１９２の形状を、発光ダイオードチップ１９３をその内部に収容する皿状としているため、発光ダイオードチップ１９３周囲に発せられた光を図８中の上側に向かって反射させることができ、高い発光効率を得ることができる。
特開平６−３０２７５６号公報 特開昭６２−７６５７７号公報
半導体モジュールが発光ダイオードである場合、特許文献２に記載の技術のように、リードフレーム表面を反射層として用いることは、高い発光効率を得る上で有効である。これに対して、銅やその表面に銀めっき層が形成されたリードフレームを用いた場合には、硫化物等の反応層が表面に形成されるため、高い反射率を得ることは困難である。
ところが、特許文献１に記載の構造のように、リードフレーム全面に貴金属めっき層を形成した場合には、本来安価であるためにアルミニウムが使用されたのに反し、その製造コストが高くなる。更に、特許文献１に記載の半導体モジュールは発光ダイオードではないため、反射層のことは全く考慮されていない。
一方、特許文献２に記載の技術においては、貴金属めっき層が使用されない。しかしながら、前記の通り、リードフレーム（集合リードフレーム）は、通常は１枚の金属板を加工することによって得られる。こうした場合において、図８に示されたような、皿状の形態のリードフレームを製造することは困難である。あるいは、その製造コストが高くなる。半導体チップを収容する皿状の部分が浅ければその製造は比較的容易となるが、その場合には、発光効率が低下することは明らかである。
従って、高い発光効率をもった発光ダイオードを低コストで得ることは困難であった。
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。
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は、アルミニウムを主成分とするリードフレームの一方の主面上に発光ダイオードチップが搭載され、前記一方の主面側の前記発光ダイオードチップの周囲に樹脂材料で構成された反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードであって、前記リードフレームの他方の主面上に貴金属めっき層が形成され、前記反射層は、前記リードフレームに設けられた開口部を介して前記リードフレームの他方の主面側に達するように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において、前記リードフレームは、第１リードフレームと第２リードフレームで構成され、前記発光ダイオードチップは、前記第１リードフレームと第２リードフレームのいずれかに搭載され、かつ前記発光ダイオードチップから取り出された２つの配線はそれぞれ前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームと接続されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記第１リードフレームと前記第２リードフレームのそれぞれに前記開口部が設けられたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記主面側から見て、前記第１リードフレームの一部及び前記第２リードフレームの一部が前記反射層から突出した構成を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記配線としてボンディングワイヤが用いられ、前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームの前記一方の主面上における前記ボンディングワイヤが接続される箇所に局所的に前記貴金属めっき層が形成されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記発光ダイオードチップの周囲の前記反射層で囲まれた領域に蛍光層が形成されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードにおいて、前記リードフレームにおける前記開口部の周囲は、前記他方の主面側から薄肉加工が施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、前記発光ダイオードを２次元配列した形態で製造する、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、前記リードフレームと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集合リードフレームが用いられ、前記集合リードフレーム上において、前記発光ダイオードを搭載する箇所が露出する窓部が設けられた前記反射層を、前記一方の主面側、及び前記開口部中にトランスファーモールド成形によって形成する反射層形成工程と、前記窓部内における前記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から取り出された配線を前記リードフレームに接続するチップ搭載工程と、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第１切断工程と、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第２切断工程と、を具備することを特徴とする。
本発明は以上のように構成されているので、高い発光効率をもった発光ダイオードを低コストで得ることができる。
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。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す上面からの透視図（左）、断面図（右）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法（続き）を示す上面からの透視図（左）、断面図（右）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの上面からの透視図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法の中の各工程における状態を集合リードフレーム全体から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法の変形例を示す平面図（左）、その方向の断面図（右）である。 従来の半導体モジュールの構成を示す断面図である。 従来の発光ダイオードの構成を示す断面図である。
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、アルミニウムで構成されたリードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載される。この発光ダイオードチップの周囲には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。発光ダイオードチップが発した光と蛍光層が発した光は、共に反射層とリードフレーム表面で反射され、外部に発せられる。この際、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ため、例えば白色光を発することができる。また、この発光ダイオードは、基板上にはんだ付けして実装することができる面実装型の発光ダイオードである。この発光ダイオードは、以下に示す製造方法によって容易に製造することができる。
図１は、この発光ダイオードにおいて用いられるリードフレーム１１の上面図（ａ）、そのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）である。断面図（ｂ）における上側の面に発光ダイオードチップが搭載される。なお、図１は単一の発光ダイオードの構成に対応した領域の図であり、実際には、図１に示された構成のリードフレーム１１が多数配列されて一体化された構成の集合リードフレームが用いられ、この上に多数の発光ダイオードチップが搭載され、多数個の発光ダイオードが同時に製造される。その後、この構成を分割することによって、個々の発光ダイオードが得られる。以下では、この１個の発光ダイオードが製造される領域についてのみ説明する。集合リードフレームの構成については後述する。
図１において、このリードフレーム１１は、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２に分離されて構成される。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の構成が２次元配列された集合リードフレームが用いられる。この際に図１の構成のリードフレーム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によって図１（ａ）中の上下方向で接続され、集合リードフレームとされる。集合リードフレームの外枠においては、図１（ａ）中の左右方向においても接続されることにより、一体化された集合リードフレームとされる。
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。また、断面図（図１（ｂ））に示されるように、これらの肉厚は一様ではなく、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においてもこの肉厚が薄くされている。一方、上面側においては、開口部１１９、１２０以外の第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は、同一平面を構成するように設定される。
なお、図１（ｂ）におけるリードフレーム１１２の上面（一方の主面）側に発光ダイオードチップは搭載される。前記の薄肉化加工は、その反対側の下面（他方の主面）側から施されている。また、この状態におけるリードフレーム１１の表面は、鏡面加工されている。
図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ｅ）〜（ｇ）は、このリードフレーム１１を用いて発光ダイオード製造する際の形態を示す上面からの透視図（左側）、その断面図（右側）である。ここで、断面図は、図１（ｂ）と同様の箇所に対応する。
まず、図２（ａ）に示されるように、リードフレーム１１（第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２）全体の上面側（発光ダイオードチップが搭載される側）の全体にマスク５０を形成する。マスク５０の材料としては、例えばマスキングテープを用いることができる。なお、前記の通り、第１リードフレーム１１１と第２のリードフレーム１１２とは集合リードフレームとして一体化されているため、以降の工程においても、第１リードフレーム１１１と第２のリードフレーム１１２との間の位置関係は固定される。
次に、図２（ｂ）に示されるように、この状態でめっき処理を施し、第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２の下面側全体にめっき層１２を形成する（めっき工程）。めっき層１２としては、Ｎｉ／Ａｕめっき層等、この上にはんだ付けを容易に行うことができる貴金属めっき層が用いられる。その形成方法も、上面がマスク５０で保護された状態で下面のアルミニウム（第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２）表面に形成が可能であれば、任意である。また、これにより、開口部１１９、１２０周辺の段差部等もめっき層１２は形成される。
次に、図２（ｃ）に示されるように、マスク５０を除去する。これにより、第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２の上面側は鏡面加工されたアルミニウムが露出し、下面側にはめっき層１２が露出する。なお、断面図において記載されるように、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端面にもめっき層１２が形成されているが、以降における上面からの透視図（図２、３中左側）においてはその記載は省略されている。
次に、図２（ｄ）に示されるように、反射層１３を第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２上に形成する（反射層形成工程）。反射層１３中には、その内部に発光ダイオードチップが設置されるべき窓部１３１が設けられる。反射層１３の材料としては樹脂材料（例えば熱硬化性エポキシ樹脂）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１３を形成するためには、例えば、下金型に集合リードフレームをセットし、この上に、この材料が図２（ｄ）の反射層１３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。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１３を構成する材料は充填される。これにより、反射層１３は、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を介してそれぞれ第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の他方の主面側に達するように形成される。
このため、反射層１３の断面形状は、図２（ｄ）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１３とこれらとの間での接合強度を高くすることができる。また、反射層１３（熱硬化性エポキシ樹脂）は、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２を構成するアルミニウムとの間での密着性は低いが、下面側におけるめっき層１２との間の密着性はこれよりも高い。従って、この構造によっても、反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合強度を高めることができる。
この反射層１３の内部に形成された窓部１３１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１３１中における反射層１３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、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面に対して傾斜角をもつように設定される。なお、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の表面も鏡面加工されているため、この表面も、発光ダイオードチップが発する光を反射する。
また、反射層１３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。
次に、図３（ｅ）に示されるように、窓部１３１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１４を搭載する（チップ搭載工程）。発光ダイオードチップ１４中に形成された発光ダイオードの一方の極、他方の極は、配線となるボンディングワイヤ１５によってそれぞれ第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。発光ダイオードチップ１４と第２リードフレーム１１２との間の接合は、例えばシリコーン系樹脂接着剤によって行うことができる。
次に、図３（ｆ）に示されるように、この状態で、窓部１３１内部に蛍光材料を充填し、蛍光層１６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。
その後、図３（ｇ）に示される２箇所のスクライブライン６１に沿ったブレードを用いて、図中の縦方向での切断を行う（第１切断工程）。次に、図３（ｇ）に示される２箇所のスクライブライン６２に沿ったブレードを用いて、図中の横方向での切断を行う（第２切断工程）。このうち、縦方向のスクライブライン６１は、図３（ｇ）中においては、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）とは重複していない。すなわち、図３（ｇ）中に示された範囲内においては、リードフレーム１１は縦方向には切断されない。これらの工程の詳細については後述する。なお、図３（ｇ）における断面図は省略されている。
図４は、このようにして製造された発光ダイオード１０の構成を示す上面からの透視図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）、下面図（ｃ）である。この発光ダイオード１０が基板上に実装される際には、図４（ｃ）に示された下面において露出した第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２がはんだ付けによって基板に接合される。
この発光ダイオード１０においては、安価なアルミニウムがリードフレームの材料として用いられる。アルミニウムに対してははんだ付けを行うことは容易ではないが、図４（ｃ）における下面に露出した第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は、はんだ付けが容易なめっき層（貴金属めっき層）１２で覆われている。このため、この発光ダイオード１０を実装する際には、はんだ付けを容易に行うことができる。一方、めっき層１２はリードフレーム１１の下面側にしか形成されないため、これによる製造コストの上昇は抑制される。
また、銀めっき層が形成される銅の場合と比べ、アルミニウム表面には硫化物のような反応層が表面に形成されることはない。更に、リードフレーム１１の上面側が鏡面加工されていれば、銅で構成されたリードフレームと比べ、高い反射率を得ることができる。すなわち、これにより、特に高い発光効率を得ることができる。
また、この発光ダイオード１０を実装する際のはんだ付けを行う際には、基板上において、下面側における第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２がある箇所に充分にはんだが乗っていることが必要である。一般に、この状況を発光ダイオード１０の上面側から目視で確認することは困難である。これに対して、上記の発光ダイオード１０においては、上面側から見て、反射層１３の左右両端に第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端部がそれぞれ突出している。このため、この突出した箇所におけるはんだの有無を目視で確認することにより、この状況を確認することができる。すなわち、上記の発光ダイオード１０をはんだ付けで実装することを容易かつ確実に行うことができる。
更に、上記の構造においては、図４（ｃ）に示されるように、その下面側において、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、上記の形態でこの発光ダイオード１０が実装された場合には、高い熱伝導率をもつ第１リードフレーム１１１，第２リードフレーム１１２を介して基板側へ高効率で放熱がなされる。
また、この発光ダイオード１０においては、反射層１３が形成されることにより高い発光効率を得ることができる。この際、反射層１３の高さは、トランスファーモールドで形成できる限りにおいて、任意である。すなわち、特許文献２に記載の技術のように、反射層１３の高さが制限されることはない。また、前記の通り、反射層１３が開口部１１９、１２０を介して第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の下面側にも形成されることにより、この反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合強度を高くすることができる。このため、この発光ダイオード１０の信頼性を高めることができる。
この際、特許文献２に記載の技術とは異なり、図１の構成のリードフレーム１１は、アルミニウムの平板を加工して容易に得ることができる。すなわち、この構成のリードフレーム１１を低コストで製造することができ、これによっても発光ダイオード１０の製造コストを低下させることができる。また、上記の構成においては、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２を部分的に薄肉化していたが、薄肉化を行わず、これらを均一な厚さとしてもよい。この場合には、リードフレーム１１の製造が更に容易となる。
すなわち、上記の構成により、高い発光効率をもった発光ダイオードを低コストで得ることができる。また、この発光ダイオードの信頼性を高め、かつその実装を容易とすることもできる。
上記の製造方法の説明においては、発光ダイオード１０単体に対応する箇所についてのみ記載された。前記の通り、この発光ダイオード１０は、集合リードフレーム上で２次元配列された状態で製造される。以下では、上記の製造方法におけるこの２次元配列全体の構成について説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）は、上記の製造方法において、集合リードフレーム上における各発光ダイオード１０が得られるまでの形態を示す上面側から見た平面図である。
図５（ａ）は、集合リードフレーム２００の全体の形態を示す。ここで、破線で囲まれた領域が図１に示された発光ダイオード１０単体に対応するリードフレーム１１となる。集合リードフレーム２００においては、外枠部２０１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５（ａ）に示されるように、この集合リードフレーム２００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２０１とは、この２次元配列における一方向（縦方向）においてのみ連結部（図１における連結部１１３〜１１８）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。
この構成の集合リードフレーム２００は、アルミニウムの平板を加工して容易に製造することができる。
この集合リードフレーム２００を用いて、めっき工程、反射層形成工程が行われた直後の上面側から見た平面図が図５（ｂ）である。反射層１３は、図５（ｂ）に図示されるように集合リードフレーム２００上全体にわたり形成される。個々の発光ダイオードに対応して窓部１３１が配列して形成される。集合リードフレーム２００は全体として一体化されており、トランスファーモールドで形成された反射層１３も一体化された状態でこの上に形成されている。このため、図５（ｂ）に示された状態でこの構造全体を取り扱うことが可能である。
この構成から、更にチップ搭載工程、蛍光層形成工程が行われた直後の平面図が図５（ｃ）である。個々の窓部１３１中に発光ダイオードチップ１４等が搭載されている。前記と同様に、この状態で蛍光層１６までが形成された構造を取り扱うことが可能である。
次に、図３（ｇ）中のスクライブライン６１に沿ったブレード３００を用いて、図中の縦方向での切断を行う（第１切断工程）際の形態が図５（ｄ）である。この構成において、ブレード３００によって切断されるのは、集合リードフレーム２００の外枠部２０１の上下辺、及びその上の反射層１３のみであり、図１に示された個々のリードフレーム１１に対応する箇所は切断されない。このため、この切断の際の負荷は小さく、この切断を容易に行うことができる。
次に、図３（ｇ）中のスクライブライン６２に沿ったブレード３００を用いて、図中の横方向での切断を行う（第２切断工程）際の形態が図５（ｅ）である。この構成において、ブレード３００によって切断されるのは、集合リードフレーム２００の外枠部２０１の左右辺、及びその上の反射層１３と、個々の連結部１１３〜１１８である。ここで、連結部１１３〜１１８において切断される長さは短いため、この切断の際の負荷も小さい。このため、この切断を容易に行うことができる。特に、前記の通り、連結部１１３〜１１８が薄肉加工されていれば、この切断の際の負荷も更に小さくすることができる。
これにより、図５（ｆ）に示されるように、複数の発光ダイオード１０が分断されて得られる。すなわち、上記の構成の集合リードフレーム２００を用いることにより、特に容易に発光ダイオード１０を製造することができる。
なお、図２、３に示された製造方法においては、めっき工程においてリードフレーム１１の下面側にのみめっき層１２が形成された。しかしながら、めっき層１２を上面側においても部分的に形成することもできる。図６（ａ）〜（ｃ）は、この場合の製造方法の図２（ａ）〜（ｃ）に対応した工程断面図である。ここでは、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２においてボンディングワイヤ１５が接続される領域においても部分的にめっき層１２を形成する。
この場合、図６（ａ）に示されるように、マスク５０に２箇所のマスク開口部５１、５２を設ける。この２箇所は、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２においてボンディングワイヤ１５が接続される領域に対応する。
図６（ｂ）に示されるように、この状態のままでめっき工程を行い、その後で図６（ｃ）に示されるようにマスク５０を除去することにより、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の下面全体と、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面におけるマスク開口部５１、５２に対応した領域にめっき層１２が形成される。
以降の工程は、図３（ｄ）以降と同様である。この場合には、めっき層１２が介在することにより、ボンディングワイヤ１５と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合の信頼性を高めることができる。
この例では、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面側においては、ボンディングワイヤ１５が接続される領域にのみめっき層１２が形成された。しかしながら、第２リードフレーム１１２の上面側における発光ダイオードチップ１４が搭載される箇所に対してめっき層１２を形成することも同様に可能である。この場合には、発光ダイオードチップ１４の裏面側から電極を取り出し、この電極を第２リードフレーム１１２とはんだで接合することが容易となる。こうした場合でも、図３（ｄ）以降の工程を同様に行うことができることは明らかである。
なお、上記の例では、リードフレームがアルミニウムで構成される場合について記載したが、アルミニウム以外でも、アルミニウムを主成分とする金属（アルミニウム合金）であれば同様の効果を奏することは明らかである。また、めっき層についても、貴金属めっき層（Ｎｉ／Ａｕめっき層）以外に、この上へのはんだ付けが容易でありかつ上記の製造方法が適用できる層であれば、同様に用いることができる。
リードフレームの構成についても、任意である。例えば、上記の例では、１つの発光ダイオードにおいて２分割されたリードフレームが用いられるものとしたが、発光ダイオードチップの構成に応じ、これを３分割以上とすることもできる。その形態も、反射層等を上記と同様に形成できる限りにおいて任意である。また、上記の例のように、第１リードフレームと第２リードフレームとが用いられた場合に、開口部は一方にのみ設けてもよい。逆に、各々に複数の開口部を設けてもよい。
また、上記の集合リードフレームにおいては、周辺を取り囲む形状の外枠部が用いられたが、この外枠部の形状も、集合リードフレーム全体を一体化した状態で上記の製造方法を実施できる形態であれば、任意である。例えば、図５（ａ）に示された形状において、外枠部２０１の左右辺が存在しない形態とすることも可能である。
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を設けることができ、反射層として機能できる限りにおいて、任意である。例えば、図５において、集合リードフレーム２００上で反射層１３が一体化された構成としたが、これを個々の発光ダイオード１０毎に予め分離された形態とすることもできる。この場合には、図５（ｄ）（ｅ）で切断される箇所を集合リードフレーム２００のみとすることが可能であり、図５に示されたようなブレード３００を用いた切断に代えて、プレス金型を用いた切断を用いて図５（ｄ）（ｅ）の切断を同時に行うことも可能である。
また、窓部内における発光ダイオードチップとリードフレームとを接続する配線としてボンディングワイヤが用いられるものとしたが、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、この配線についても任意である。
更に、単色の発光をする発光ダイオードの場合には、蛍光層の代わりに蛍光を発しない透明のモールド層を設けることもできる。
１０、１９０ 発光ダイオード
１１、９１〜９３、１９１、１９２ リードフレーム
１２、９４ めっき層（貴金属めっき層）
１３ 反射層
１４、１９３ 発光ダイオードチップ
１５、９６、１９４ ボンディングワイヤ
１６ 蛍光層
５０ マスク
５１、５２ マスク開口部
６１、６２ スクライブライン
９０ 半導体モジュール
９５ 半導体チップ
９７、１９５ モールド層
１１１ 第１リードフレーム（リードフレーム）
１１２ 第２リードフレーム（リードフレーム）
１１３〜１１８ 連結部
１１９、１２０ 開口部
１３１ 窓部
２００ 集合リードフレーム
２０１ 外枠部
３００ ブレード

Claims (8)

  1. アルミニウムを主成分とするリードフレームの一方の主面上に発光ダイオードチップが搭載され、前記一方の主面側の前記発光ダイオードチップの周囲に樹脂材料で構成された反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードであって、
    前記リードフレームの他方の主面上に貴金属めっき層が形成され、
    前記反射層は、前記リードフレームに設けられた開口部を介して前記リードフレームの他方の主面側に達するように形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記リードフレームは、第１リードフレームと第２リードフレームで構成され、
    前記発光ダイオードチップは、前記第１リードフレームと第２リードフレームのいずれかに搭載され、かつ前記発光ダイオードチップから取り出された２つの配線はそれぞれ前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームと接続されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  3. 前記第１リードフレームと前記第２リードフレームのそれぞれに前記開口部が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
  4. 前記主面側から見て、前記第１リードフレームの一部及び前記第２リードフレームの一部が前記反射層から突出した構成を具備することを特徴とする請求項２又は３に記載の発光ダイオード。
  5. 前記配線としてボンディングワイヤが用いられ、前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームの前記一方の主面上における前記ボンディングワイヤが接続される箇所に局所的に前記貴金属めっき層が形成されたことを特徴とする請求項２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。
  6. 前記発光ダイオードチップの周囲の前記反射層で囲まれた領域に蛍光層が形成されたことを特徴とする請求項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。
  7. 前記リードフレームにおける前記開口部の周囲は、前記他方の主面側から薄肉加工が施されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の発光ダイオードを２次元配列した形態で製造する、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、前記リードフレームと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集合リードフレームが用いられ、
    前記集合リードフレーム上において、前記発光ダイオードを搭載する箇所が露出する窓部が設けられた前記反射層を、前記一方の主面側、及び前記開口部中にトランスファーモールド成形によって形成する反射層形成工程と、
    前記窓部内における前記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から取り出された配線を前記リードフレームに接続するチップ搭載工程と、
    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第１切断工程と、
    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第２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。
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