JP2012253234A - Led素子用リードフレーム基板および発光素子 - Google Patents

Led素子用リードフレーム基板および発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】LED素子用リードフレーム基板において、切断時に発生するタイバーの切り口のダレを防止することができるようにする。
【解決手段】LEDチップが搭載されるパッドを有するLEDチップ搭載部2と、LEDチップ搭載部2と離間して配置されLEDチップに電気的に接続されるリードを形成する電気的接続エリア部3とが、タイバー部60、70、80によって複数連結されたリードフレーム1と、LEDチップ搭載部2および前記電気的接続エリア部3の一部を除くリードフレーム1の部位を覆う樹脂部とを備え、樹脂部とともにタイバー部60、70、80を切断して個片基板を製造するためのLED素子用リードフレーム基板であって、タイバー部60、70、80は、切断代よりも長く延ばされ、樹脂部に外周を囲まれて形成された構成とする。
【選択図】図6

Description

本発明は、LED(Light EmittingDiode)素子用リードフレーム基板および発光素子に関する。
一般的に、LED素子が実装されるリードフレームは、鉄−ニッケル等の合金薄板、銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属板材を、その片面または両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてフォトエッチング加工することで製造される。また、かかるリードフレームは、LEDチップを搭載するためのパッド(アイランド部)を有するLEDチップ搭載部と、このLEDチップ搭載部に対して離間配置された、LEDチップと電気的に接続されるインナーリード及びアウターリードを有する電気的接続エリア部を備えている(特許文献1〜3参照)。
上記リードフレームのパッドは、その表面側にLED素子を載置するための搭載部(搭載面)と、その裏面側には、LEDチップから発生する駆動熱やLEDチッブ周囲の環境条件による熱を放散されるための放熱部(放熱板)を備えており、LEDチップに熱が蓄積されないように、パッド裏面側の放熱部から外界側に熱が放出されるように構成されている。
このようなリードフレーム(単位リードフレーム)は、金属板材をエッチングするなどして、複数のリードフレームパターンが、タイバーと称される連結部によって連結されたリードフレームを形成した後、樹脂モールド成形を行って、LED素子用リードフレーム基板を形成し、LED素子の配線工程の前後のいずれかの工程でこのLED素子用リードフレーム基板をタイバーが貫通する切断代に沿って切断して個片化することより製造される。
特開2003−8071号公報 特開2003−347600号公報 特開2004−172160号公報
しかしながら、上記のような従来技術のLED素子用リードフレーム基板および発光素子には以下の問題があった。
従来技術では、LED素子用リードフレーム基板を切断して個片化するとき、延性材料からなるタイバーの切り口にダレが生じていた。このようなダレは、個片化された発光素子の形状誤差になるだけでなく、ダレ部が剥離して金属の異物が発生し、後続の組立工程で短絡などの異常や不良が発生する原因になるという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、LED素子用リードフレーム基板の切断時に発生するタイバーの切り口のダレを防止することができるLED素子用リードフレーム基板を提供することを目的とする。
また、本発明は、このようなLED素子用リードフレーム基板を用いて発光素子を形成することにより、タイバーのダレに起因する不良を防止できる発光素子を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、LEDチップが搭載されるパッドを有するLEDチップ搭載部と、該LEDチップ搭載部と離間して配置され前記LEDチップに電気的に接続されるリードを形成する電気的接続エリア部とが、タイバーによって複数連結されたリードフレームと、前記LEDチップ搭載部および前記電気的接続エリア部の一部を除く前記リードフレームの部位を覆う樹脂部とを備え、該樹脂部とともに前記タイバーを切断して個片基板を製造するためのLED素子用リードフレーム基板であって、前記タイバーは、切断代よりも長く延ばされ、前記樹脂部に外周を囲まれて形成されており、かつ、前記タイバーは、その幅が、前記樹脂部の外面に近い部分では次第に細くなるように形成されている構成とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のLED素子用リードフレーム基板において、前記タイバーは、ハーフエッチングによって形成された構成とする。
請求項3に記載の発明では、発光素子において、請求項1または2に記載のLED素子用リードフレーム基板の前記タイバーを切断して製造された前記個片基板上にLEDチップを搭載した構成とする。
本発明のLED素子用リードフレーム基板によれば、タイバーが樹脂部で囲まれて形成されるため、タイバーの切断時にタイバーの変形が樹脂部によって規制されるので、LED素子用リードフレーム基板の切断時に発生するタイバーの切り口のダレを防止することができるという効果を奏する。
さらに、タイバーは、次第に幅が細くなりつつも樹脂部の外面に近い部分まで形成されているので、強度を大きくすることでき、それによってLED素子用リードフレーム基板の強度を保つことができるという効果もある。
本発明の発光素子は、本発明のLED素子用リードフレーム基板を用いるため、タイバーのダレに起因する不良を防止できるという効果を奏する。
本発明の実施形態の発光素子の構成を示す模式的な(a)平面図、(b)右側面図、および(c)D視の側面図である。 本発明の実施形態の発光素子の構成を示す模式的な裏面図である。 図1におけるA−A断面図である。 図1におけるB−B断面図である。 本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板を示す平面図である。 本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板に用いるリードフレームの(a)平面図および(b)裏面図である。 本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板および発光素子の製造工程の工程フロー図である。 (a)本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板の切断工程の様子を示す模式図、(b)切断後の切り口の一例を示す模式図である。 (a)従来技術の切断工程の様子を示す模式図、(b)切断後の切り口の一例を示す模式図、(c)そのE−E断面図、(d)切断後の切り口の他例を示す模式図、および(e)そのF−F断面図である。
以下では、本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板、および発光素子について添付図面を参照して説明する。
図1(a)、(b)は、本発明の実施形態の発光素子の構成を示す模式的な平面図、および右側面図である。図1(c)は、図1(a)におけるD視の側面図である。図2は、本発明の実施形態の発光素子の構成を示す模式的な裏面図である。図3は、図1(a)におけるA−A断面図である。図4は、図1(a)におけるB−B断面図である。
本実施形態の発光素子50の概略構成は、図1(a)、(b)、(c)、図2〜図4に示すように、外形が直方体状に形成されているものであり、銅−ニッケル−錫等の合金板(厚さt0とする)をエッチング加工により所定形状に形成した後、切断して個片化したリードフレーム1A(図1(a)参照)と、LED素子であるLEDチップ10と、個片化されたリードフレーム1AおよびLEDチップ10をパッケージングする樹脂パッケージ4(樹脂部)と、LEDチップ10を光透過可能に封止する透明樹脂部9とを備える。
ここで、個片化されたリードフレーム1Aおよび樹脂パッケージ4は、個片化されたリードフレーム基板11A(個片基板、図1(a)参照)を構成している。
以下では、図1(a)に示すように、発光素子50の平面視において互いに直交する側面に沿う方向を、X方向(図1(a)の左側から右側に向かう方向)、Y方向(図1(b)の下側から上側に向かう方向)と称する。
樹脂パッケージ4の中心部には、円状に開口し内部側のLEDチップ搭載部2、電気的接続エリア部3に向かうにつれて縮径するテーパー面で構成された穴部であるリフレクター部5が設けられている。
個片化されたリードフレーム1Aは、LEDチップ10を搭載するために1乃至複数箇所に形成されたパッド2aを有するLEDチップ搭載部2と、LEDチップ10との電気的接続を行うためのリード3aが形成された電気的接続エリア部3を有している。
LEDチップ搭載部2と電気的接続エリア部3とは、リフレクター部5の内部側で離間領域GをあけてY方向に対向されており、X方向に延びる離間領域Gに樹脂パッケージ4の一部が充填されることにより、電気的に絶縁されている(図3参照)。
本実施形態では、パッド2aはLEDチップ搭載部2においてリフレクター部5の内側の領域、リード3aは電気的接続エリア部3においてリフレクター部5の内側の領域に設けられている。
図4に示すように、LEDチップ搭載部2のX方向の両側面には、離間領域Gに隣接する位置において、それぞれタイバー部6XがX方向に沿って突出されている。
タイバー部6Xの断面形状(6b)は図1(b)に示したようなものであり、樹脂パッケージ4の底面4f(後述する)に近い部分では、タイバー部6Xの幅が次第に狭くなるように形成されている。すなわち、本実施形態においては、タイバー部6Xは、厚さ方向の片面がパッド2aに整列されており、厚さ(t0−t1)(ただし、t1<t0)の部分の断面形状は長方形状(または台形状)となっており、また、厚さt1の部分の断面形状は略三角形状で、LEDチップ搭載部2の裏面側(パッド2aの反対面)に近い側の頂点は当該裏面に整列されているか厚さ方向の少し内側に配置されている。
このような断面形状としておくと、図1(b)に示すように、一方のタイバー部6Xは、X方向正方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。また、特に図示しないが他方のタイバー部6XもX方向負方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。
また、電気的接続エリア部3のX方向の両側面には、離間領域Gに隣接する位置において、それぞれ厚さ(t0−t1)のタイバー部7XがX方向に沿って突出されている。
タイバー部7Xの断面形状(7b)は図1(b)に示したようなものであり、樹脂パッケージ4の底面4f(後述する)に近い部分では、タイバー部7Xの幅が次第に狭くなるように形成されている。すなわち、本実施形態においては、厚さ方向の片面がリード3aに整列されており、厚さ(t0−t1)(ただし、t1<t0)の部分の断面形状は長方形状(または台形状)となっており、また、厚さt1の部分の断面形状は略三角形状で、電気的接続エリア部3の裏面側(リード3aの反対面)に近い側の頂点は当該裏面に整列されているか厚さ方向の少し内側に配置されている。
このような断面形状としておくと、図1(b)に示すように、一方のタイバー部7Xは、X方向正方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。また、特に図示しないが他方のタイバー部7XもX方向負方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。
図3に示すように、LEDチップ搭載部2のY方向負方向側の側面には、LEDチップ搭載部2の厚さt0よりも薄い厚さ(t0−t1)(ただし、t1<t0)のタイバー部8YがY方向負方向に突出されている。タイバー部8Yは、厚さ方向の片面がパッド2aに整列されており、タイバー部8Yの厚さ方向の他の片面はLEDチップ搭載部2との間に段差t1を有している。この段差t1の部分には、樹脂パッケージ4が充填されている。このため、図1(c)に示すように、タイバー部8Yは、Y方向負方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。
また、電気的接続エリア部3のY方向正方向側の側面にも、電気的接続エリア部3の厚さt0よりも薄い厚さ(t0−t1)のタイバー部8YがY方向正方向に突出されている。タイバー部8Yは、厚さ方向の片面がリード3aに整列されており、タイバー部8Yの厚さ方向の他の片面は電気的接続エリア部3との間に段差t1を有している。この段差t1の部分には、樹脂パッケージ4が充填されている。このため、特に図示しないが、タイバー部8Yは、Y方向正方向から見ると樹脂パッケージ4によって周囲を囲まれている。
本実施形態においては、タイバー部8Yは、厚さに対して幅が広い形状であるので、タイバー部8Yの断面形状は図1(c)に示すような形状(長方形状または台形状)としているが、タイバー部8Yの幅がより細い場合に、前述したタイバー部6X、7Xと同様に、樹脂パッケージ4の底面4f(後述する)に近い部分では、タイバー部8Xの幅が次第に狭くなるように形成してもよい。その場合、タイバー部8Yが複数本形成されるようにしてもよい。
タイバー部6Xは、個片化されたリードフレーム1Aが個片化される前の後述するリードフレーム1において、LEDチップ搭載部2同士をX方向に連結していた後述のタイバー部60が切断されることにより形成されたものである。
タイバー部7Xは、後述するリードフレーム1において、電気的接続エリア部3同士をX方向に連結していた後述のタイバー部70が切断されることにより形成されたものである。
タイバー部8Yは、後述するリードフレーム1において、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3をY方向に連結していた後述のタイバー部80が切断されることにより形成されたものである。
パッド2aとリード3aとの表面には、LEDチップ10のボンディングおよびリード3aに対するワイヤーボンディングを良好に行うためのめっきが施されている。めっきの種類としては、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどの中から用途に合わせて自由に選択することができる。また、銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施すに先立ち、熱拡散性の優れたニッケルめっきなど下地めっきを行ってもよい。
樹脂パッケージ4は、発光素子50の主要な外形を形成しており、図1(a)に示すように、リフレクター部5の開口の周囲を覆う上面4eと、X方向負方向、正方向側の側面をそれぞれ構成する側面4a、4bと、Y方向正方向、負方向側の側面をそれぞれ構成する側面4c、4dとを備える。
これら側面4a、4b、4c、4dは、後述するリードフレーム1をX方向、Y方向に沿って切断することで形成されたものである。
このため、後述のタイバー部60、70、80の切り口である切断面6a、7a、6b、7b、8c、8dは、切断面6a、7aが側面4aと、切断面6b、7bが側面4bと、切断面8cが側面4cと、切断面8dが側面4dと、それぞれ同一平面に整列している。
また、上面4eに対して厚さ方向反対側となる面は、図2に示すように、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の外周を囲む領域と、離間領域Gに対応する領域とに、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の表面と整列した平面からなる底面4fが形成されている。
このため、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3は、底面4f側から見るとき、それぞれの外周が樹脂パッケージ4によって囲まれている。
樹脂パッケージ4の材質としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)などが挙げられ、これらの樹脂から1種の樹脂を用いたり、複数の樹脂を混合した混合樹脂を用いたりすることができる。
また、樹脂パッケージ4には、リフレクター部5における反射特性を向上するため、SiO2、TiO2、Al2O3、酸化ジルコニウム、セラミック材からなる微粒子、あるいは、これら微粒子を1種以上混合したからなる混合物などを採用することができる。混合物を用いる場合、混合比率は構成することで、反射率特性を適宜の反射率に調整することができる。例えば、上記の添加剤を組み合わせることで、90〜96%程度の反射率が得られる。
また、これらの添加物は、硬質の微粒子であるため、樹脂パッケージ4を補強する効果もある。
LEDチップ10は、リフレクター部5の略中心となる位置においてn極電極がパッド2aにボンディングされている。また、LEDチップ10のp極電極は、ボンディングワイヤーWによって、リード3aと電気的に接続されている。
LEDチップ10が搭載されたリフレクター部5の内側には、透明樹脂が充填されて透明樹脂部9が形成され、これにより、LEDチップ10が透明樹脂部9内に封止されている。透明樹脂部9の材質としては、例えば、シリコーン系樹脂あるいはエポキシ系樹脂などを採用することができる。
このため、LEDチップ10で励起されたLED光は、透明樹脂部9内を進んでリフレクター部5によって反射されることにより、リフレクター部5の開口側に放射されるようになっている。
なお、本実施形態では、例えば図3、4に示すように、透明樹脂部9の開口側の表面は、樹脂パッケージ4の上面4eと整列した平坦面として描かれているが、透明樹脂部9の表面は、例えばドーム状に突出した形状に形成してもよい。この場合、透明樹脂部9が集光作用を備えるためドーム形状によってLED光の放射角を適宜の放射角に調整することができる。
次に、本実施形態の発光素子50の製造方法の一例について説明する。
図5は、本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板を示す平面図である。図6(a)、(b)は、本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板に用いるリードフレームの平面図および裏面図である。図7は、本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板および発光素子の製造工程の工程フロー図である。図8(a)、(b)は、本発明の実施形態のLED素子用リードフレーム基板の切断工程の様子を示す模式図である。図9(a)は、従来技術の切断工程の様子を示す模式図である。図9(b)は、従来技術の切断後の切り口の一例を示す模式図である。図9(c)は、図9(b)におけるE−E断面図である。図9(d)は、従来技術の切断後の切り口の他例を示す模式図である。図9(e)は、図9(d)におけるF−F断面図である。
本方法では、発光素子50を製造するため、図5に示す1枚のリードフレーム基板11(LED素子用リードフレーム基板)を製造し、このリードフレーム基板11を切断して個片化することにより発光素子50の構成要素である個片化されたリードフレーム基板11Aを形成する。
このため、リードフレーム基板11は、個片化されたリードフレーム基板11AがX方向およびY方向に複数隣接して配置され、それらの間にX方向に切断するためのY方向に延ばされたX方向切断代CXと、Y方向に切断するためX方向に延ばされたY方向切断代CYとが設けられた形状を有する。
X方向切断代CX、Y方向切断代CYは、切断に用いるダイシングブレードの刃幅に等しい帯状の領域であり、切断によって除去される部位である。
リードフレーム基板11を製造するには、図6(a)、(b)に示すリードフレーム1を製造した後に、樹脂パッケージ4を成形する。そこで、まず、リードフレーム1の形状について説明する。
リードフレーム1は、個片化されたリードフレーム基板11AのY方向となる方向(以下、単にY方向)に沿って、LEDチップ搭載部2と電気的接続エリア部3とが交互に間隔をおいて配列され、個片化されたリードフレーム基板11AのX方向となる方向(以下、単にX方向)に沿って、LEDチップ搭載部2同士、電気的接続エリア部3同士が間隔をおいて隣り合うように配列されている。
1つの個片化されたリードフレーム1Aを構成するLEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の対、すなわち、X方向切断代CX、Y方向切断代CYで囲まれる矩形(二点鎖線で示す)内のLEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3を単位リードフレーム1Bと称すると、単位リードフレーム1BにおけるLEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の間には、離間領域Gを形成する孔部gが板厚方向に貫通されている。
X方向切断代CXを挟んで隣接するLEDチップ搭載部2同士、電気的接続エリア部3同士の間には、孔部gの外周を形成する位置に、X方向の長さがX方向切断代CXの幅よりも長いタイバー部60、70(タイバー)がそれぞれ架設されている。
このような構成のタイバー部60、70により、LEDチップ搭載部2同士、電気的接続エリア部3同士は、X方向切断代CXの幅よりも広い間隔をあけて連結されている。
また、タイバー部60、70は、X方向切断代CXの内側において孔部gのX方向の外周を形成する厚さ(t0−t1)のタイバー部90によってY方向に連結されている。タイバー部90のX方向の幅は、X方向切断代CXの幅よりも狭くなっている。
タイバー部60、70、90の厚さ方向の一方の面は、図6(a)に示すように、パッド2aおよびリード3aとされる面(以下、リードフレーム1の表面と称し、これと反対側の面を裏面と称する)と整列されている。また、タイバー部60、70は、リードフレーム1の裏面に近い部分では、その幅が次第に細くなるように形成されている。
また、Y方向切断代CYを挟んで隣接するLEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の間には、Y方向の長さがY方向切断代CYの幅よりも長く厚さが(t0−t1)とされたタイバー部80(タイバー)が架設されている。タイバー部80は、タイバー部60、70と同様の細い角棒状に形成してもよいが、本実施形態では、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3のX方向の幅よりもわずかに狭い幅の平板状に設けられている。
このような構成のタイバー部80により、LEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3は、Y方向切断代CYの幅よりも広い間隔をあけて連結されている。
タイバー部80の厚さ方向の一方の面は、図6(a)に示すように、リードフレーム1の表面と整列されている。このため、図6(b)に示すように、リードフレーム1の裏面側には、リードフレーム1の表面の方(図示紙面奥側方向)に陥没した深さt1の溝部sが形成されている。
このようなリードフレーム1の構成により、リードフレーム1は、X方向切断代CX、Y方向切断代CYが交差する領域を内側に含む孔部hと、X方向切断代CX、Y方向切断代CYに囲まれた矩形状領域をX方向に横断する孔部gとが形成された孔あき板状の部材である。
本方法による製造工程は、図7に示すように、第1エッチング工程S1、第2エッチング工程S2、樹脂パッケージ成形工程S3、LEDチップ搭載工程S4、透明樹脂部成形工程S5、切断工程S6、を備える。
第1エッチング工程S1は、例えば、銅−ニッケル−錫等の金属合金からなる厚さt0の金属板材をハーフエッチング処理して、リードフレーム1の表面側の形状を形成する工程である。
まず、リードフレーム1の表面となる金属板材の一方の面にフォトレジストを塗布して、フォトレジスト層を形成する。
次に、孔部h、gを除く領域を覆うパターン露光用フォトマスクを介してフォトレジスト層を露光し、フォトレジスト層を現像して非露光部のフォトレジストを除去し、必要に応じて硬膜処理を行う。
これにより、金属板材の一方の面は、リードフレーム1の表面における孔部h、gを除く領域のパターンを有するフォトレジストによって覆われ、孔部h、gに対応する表面は、フォトレジスト非形成部となる。
次に、リードフレーム1の裏面となる金属板材の他方の面に、耐腐食用の樹脂フィルムを貼着して、この金属板材のフォトレジスト非形成部を、一方の面側から(t0−t1)以上の深さまで、例えば塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工(ハーフエッチング処理)する。
ハーフエッチング処理終了後、洗浄を行い、フォトレジストおよび耐腐食用樹脂フィルムを除去する。
以上で、第1エッチング工程S1が終了する。
次に、第2エッチング工程S2を行う。本工程は、金属板材をハーフエッチングして、リードフレーム1の裏面側の形状を形成する工程である。
まず、リードフレーム1の表面に耐腐食用の樹脂フィルムを貼着する。
次に、リードフレーム1の裏面となる金属板材の他方の面にフォトレジストを塗布して、フォトレジスト層を形成する。
次に、孔部h、gと、タイバー部60の一部分、70の一部分、80、90を除く領域を覆うパターン露光用フォトマスクを介してフォトレジスト層を露光し、フォトレジスト層を現像して非露光部のフォトレジストを除去し、必要に応じて硬膜処理を行う。
これにより、金属板材の他方の面は、リードフレーム1の裏面における孔部h、gと、タイバー部60の一部分、70の一部分、80、90を除く領域のパターンを有するフォトレジストによって覆われ、孔部h、g、タイバー部60の一部分、70の一部分、80、90に対応する裏面は、フォトレジスト非形成部となる。
ここで、タイバー部60および70でフォトレジストによって覆われる箇所について説明する。タイバー部60上でフォトレジストによって覆われるのは、タイバー部60のX方向に沿ったスジ状の中央線付近である。タイバー部70上でも同様で、フォトレジストによって覆われるのは、タイバー部70のX方向に沿ったスジ状の中央線付近である。
すなわち、タイバー部60、70のX方向に沿ったス中央線付近に、タイバー部60、70よりも細い幅でフォトレジストを形成しておく。
次に、この金属板材のフォトレジスト非形成部を、他方の面側から深さt1まで、例えば塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工(ハーフエッチング処理)する。
ハーフエッチング処理終了後、洗浄を行い、フォトレジストおよび耐腐食用樹脂フィルムを除去する。
これにより、孔部h、gの領域では、上記第1エッチング工程S1で形成された孔部h、gに貫通する深さまでエッチングされるため、孔部h、gが形成される。
また、タイバー部80に対応する領域には、深さt1の溝部が形成されるため、リードフレーム1の溝部sが形成される。
また、タイバー部90に対応する領域は、深さt1だけエッチングされる。
よって、タイバー部80、90の断面形状は長方形(または台形)となる。
また、タイバー部60、70のX方向の中央線付近にはフォトレジストが形成されているのでエッチングが起こらないが、それ以外の部分はフォトレジスト非形成部なのでエッチングされることになる。これにより、タイバー部60、70は、金属板材の他方の面側から深さt1の部分に向かって、だんだん幅が太くなっていくような形状に形成される。これは、例えば、図1(b)の、符号6bおよび7bに示したような、長方形(または台形)と略三角形を組み合わせたような断面形状の、五角柱状のタイバーである。
なお、タイバー部60、70をエッチング処理により形成する場合、エッチングの条件によっては、タイバーの側面部が平面ではなく湾曲面となったり、角柱状のタイバーの稜の部分の角が丸くなったりすることがあるが、そのような形状であってもかまわない。
したがって、リードフレーム1が製造される。
以上で、第2エッチング工程S2が終了する。
次に、樹脂パッケージ成形工程S3を行う。本工程は、リードフレーム1に樹脂パッケージ4を形成する工程である。
すなわち、樹脂パッケージ4の形状を成形するための金型の凹部内にリードフレーム1を装填する。このとき、リードフレーム1の裏面は、金型の成形面に密着して配置され、リードフレーム1の表面は、金型の成形面に対して、隙間を有している。
リードフレーム1を装填したら、例えば射出成形によって、樹脂パッケージ4を構成する樹脂材料を金型内に充填して成形を行う。
まず、樹脂材料は、リードフレーム1の表面において、パッド2aおよびリード3a以外の所定領域に、樹脂パッケージ4の形状に充填される。
さらに、樹脂パッケージ4を形成する樹脂材料は、金型の凹部とリードフレームとの間に形成された隙間に回り込むように充填されて固化する。このため、リードフレーム1の孔部h、g、および溝部s、および各タイバー部の周囲には、樹脂材料が充填される。この結果、タイバー部60、70、80、90は、樹脂材料によって周囲が囲まれることになる。
樹脂材料の充填が終了し、樹脂材料が固化したら成形品を脱型する。
ここで、LEDチップ搭載部2、電気的接続エリア部3と金型の合わせ面の密着状態等により、例えばリフレクター部5の開口下部5a(図5参照)等から成形バリが発生し、リフレクター部5内に露出するパッド2a、リード3aが樹脂に覆われている場合がある。そのような場合は、適宜のバリ除去手段を用いて、パッド2a、リード3a上の樹脂の除去を行う。
これにより、図5に示すようなリードフレーム基板11が製造される。
以上で、樹脂パッケージ成形工程S3が終了する。
次に、LEDチップ搭載工程S4を行う。本工程は、リードフレーム基板11の各パッド2a、各リード3aにめっき被膜を形成した後、LEDチップ10をパッド2aに搭載して、リード3aに配線する工程である。
まず、電解めっき法や無電解めっき法によって、パッド2a、リード3aに銀めっき、金めっき、パラジウムめっきなどを施す。
次に、LEDチップ10のn極電極をパッド2aにボンディングし、ボンディングされたLEDチップ10のp極電極をボンディングワイヤーWによって、リード3aに配線する。
以上で、LEDチップ搭載工程S4が終了する。
次に、透明樹脂部成形工程S5を行う。本工程は、LEDチップ10が搭載されたリードフレーム基板11の各リフレクター部5に透明樹脂部9を充填してLEDチップ10を封止し、透明樹脂部9を固化させる工程である。
例えば、透明樹脂部9の材質として、シリコーン系樹脂を採用する場合、液体状態にしてリフレクター部5内に充填してから加熱して固化させる。
以上で、透明樹脂部成形工程S5が終了する。
次に、切断工程S6を行う。本工程は、リードフレーム基板11を、例えばダイシング装置などの切断装置にセットして、X方向切断代CX、Y方向切断代CYにおいて切断を行い、これにより個片化されたリードフレーム基板11Aを製造する工程である。
例えば、リードフレーム基板11をX方向切断代CXにおいて切断する場合、図8(a)に示すように、ダイシング装置のダイシングブレード20を一方向に回転させてX方向切断代CX上をY方向沿って移動させる。
このとき、X方向切断代CXの内部は、樹脂パッケージ4の他に、X方向切断代CXをX方向に横断するタイバー部60、70と、X方向切断代CXの内側でY方向に沿って延びるタイバー部90(図6(b)参照)とが存在する。
このため、リードフレーム基板11をダイシングブレード20が通過すると、リードフレーム基板11がX方向切断代CXに沿って分断されて、切り口が形成される。このとき、樹脂パッケージ4の切り口は、個片化されたリードフレーム基板11Aの側面4b、4aとなる面に相当する。
また、タイバー部60、70は、それぞれタイバー部6X、7Xに分断され、切り口として、側面4b側には側面4bと同一平面に整列する切断面6b、7b(図8(b)参照)が、側面4a側には(図8(b)には図示せず)側面4aと同一平面である切断面6a、7aが形成される。
また、タイバー部90は破砕されて消失する。これにより、単位リードフレーム1BにおけるLEDチップ搭載部2および電気的接続エリア部3の間も分断され、離間領域Gにおける樹脂パッケージ4によって電気的に絶縁される。
また、特に図示しないが、同様にして、Y方向切断代CYでの切断を行えば、樹脂パッケージ4の切り口によって側面4c、4dが形成されるとともに、タイバー部80が切断されて、2つのタイバー部8Yに分断され、それぞれ側面4c、4dと同一平面に整列する切断面8c、8dが形成される。
このようにして、リードフレーム基板11から複数の個片化されたリードフレーム基板11Aが製造される。
以上で、切断工程S6が終了する。
このようにして、発光素子50が製造される。
本工程で切断する本実施形態のリードフレーム基板11は、タイバー部60、70、80は、いずれも樹脂パッケージ4によって周囲が囲まれている。このため、タイバー部60、70、80の外周に樹脂パッケージ4が固着しているため各タイバー部の外周面の変形が抑制される。したがって、切断時に、金属材料がダイシングブレード20の回転方向にせん断力が加えられても、切断面におけるダレを抑制することができる。
この結果、ダレ部から金属が剥離して、異物が発生するおそれもないため、後続の組立工程における短絡などの異常や不良を防止できる。
また、タイバー部は断面積が大きいほど強度を大きくでき、それによってリードフレーム基板11の強度を保つことができる。
したがって、タイバー部60、70のように、樹脂パッケージ4によって周囲が囲まれている状態とし、かつ、その幅が、樹脂パッケージの底面4fに近い部分では次第に細くなるように形成されていることにより、切断面におけるダレを抑制しつつ、強度を確保したタイバー部とすることが可能となる。
このような本実施形態の作用について、従来技術と比較して説明する。
図9(a)に示すように、従来技術に係るリードフレーム基板101は、例えば、X方向切断代CXを横断するタイバー部160、170を有するリードフレームが、樹脂パッケージ4と一体成形されたものである。
これらタイバー部160、170は、リードフレームを形成する金属板材と同じ厚さで形成されているため、リードフレームの裏面101bでは、金型面と当接して成形される。このため、裏面101b側では、樹脂材料に囲まれず、延性を有する金属面Mが露出している。
このような構成により、例えば、ダイシングブレード20を図9(a)のL方向に回転すると、図9(b)、(c)に示すように、金属面Mがダイシングブレード20のせん断力により切り口160a、170aの方に押し込まれて、ダレd1が形成される。
また、ダイシングブレード20を図9(a)のR方向に回転すると、図9(d)、(e)に示すように、金属面Mがダイシングブレード20のせん断力により裏面101b側の外部に引きずられて、ダレd2を形成される。
したがって、ダレd1、d2などから金属が剥離して、異物を発生するおそれがあるため、後続の組立工程における短絡などの異常や不良が起こりやすくなる。
本実施形態によれば、発光素子50の個片化されたリードフレーム基板11Aを、リードフレーム基板11を切断して製造するため、切断時に、タイバー部60、70、80の切断面にダレが発生しないため、切断面のダレ部から金属が剥離して、異物となることを防止できる。このため、例えば、LEDチップ搭載工程S4において、短絡や接触不良などの不具合を防止することができる。
また、ダレ部が発生しないため、ダレ部の金属が、例えば、発光素子50の底面4f側に突出することもないため、発光素子50の外形の寸法精度が良好となる。
なお、上記の説明では、透明樹脂部成形工程S5を行った後に切断工程S6を行う場合の例で説明したが、樹脂パッケージ成形工程S3が行われることにより、タイバー部の周囲が樹脂パッケージ4に囲まれた後であれば、切断工程S6は、適宜の時期に行うことができる。
例えば、樹脂パッケージ成形工程S3とLEDチップ搭載工程S4との間に切断工程S6を行ってもよいし、樹脂パッケージ成形工程S3の次にLEDチップ搭載工程S4を行った後で切断工程S6を行ってもよい。
また、上記の説明では、リードフレーム1を製造するため、いずれもハーフエッチング処理を行う第1エッチング工程S1と第2エッチング工程S2とを行う場合の例で説明したが、リードフレーム1を製造するエッチング工程は、これには限定されない。
例えば、第1エッチング工程S1と第2エッチング工程S2との順序は入れ替えてもよい。
また、金属板材の表面および裏面から、同時に1回のハーフエッチングを行うようにしてもよい。
また、孔部h、gをフルエッチング処理によって形成した後、裏面側から、タイバー部80の溝部sと、タイバー部60、70、90の裏面側の形状をハーフエッチング処理によって形成するようにしてもよい。
また、上記の説明では、タイバー部60、70、80、90の裏面側の形状をハーフエッチング処理によって形成する場合の例で説明したが、機械加工やレーザー加工などの除去加工によって形成してもよい。
また、上記実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
1 リードフレーム
1A 個片化されたリードフレーム
1B 単位リードフレーム
2 LEDチップ搭載部
2a パッド
3 電気的接続エリア部
3a リード
4 樹脂パッケージ(樹脂部)
4f 底面
5 リフレクター部
6X、7X、8Y タイバー部
60、70、80 タイバー部(タイバー)
6a、6b、7a、7b、8c、8d 切断面
9 透明樹脂部
10 LEDチップ
11 リードフレーム基板
11A 個片化されたリードフレーム基板(個片基板)
50 発光素子
CX X方向切断代
CY Y方向切断代
G 離間領域
g、h 孔部
M 金属面
s 溝部
S1 第1エッチング工程
S2 第2エッチング工程
S3 樹脂パッケージ成形工程
S4 切断工程
S5 LEDチップ搭載工程
S6 透明樹脂部成形工程
W ボンディングワイヤー

Claims (3)

  1. LEDチップが搭載されるパッドを有するLEDチップ搭載部と、
    該LEDチップ搭載部と離間して配置され前記LEDチップに電気的に接続されるリードを形成する電気的接続エリア部とが、タイバーによって複数連結されたリードフレームと、
    前記LEDチップ搭載部および前記電気的接続エリア部の一部を除く前記リードフレームの部位を覆う樹脂部とを備え、該樹脂部とともに前記タイバーを切断して個片基板を製造するためのLED素子用リードフレーム基板であって、
    前記タイバーは、切断代よりも長く延ばされ、前記樹脂部に外周を囲まれて形成されており、かつ、前記タイバーは、その幅が、前記樹脂部の外面に近い部分では次第に細くなるように形成されていることを特徴とするLED素子用リードフレーム基板。
  2. 前記タイバーは、ハーフエッチングによって形成されたことを特徴とする請求項1に記載のLED素子用リードフレーム基板。
  3. 請求項1または2に記載のLED素子用リードフレーム基板の前記タイバーを切断して製造された前記個片基板上にLEDチップを搭載したことを特徴とする発光素子。
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