JP4886886B2 - Ledパッケージの製造方法 - Google Patents
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Description
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。
(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。
(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。
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+
(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+
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。
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8(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。
図9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10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11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12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13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14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15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16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17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18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19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20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21は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する斜視図である。
図21に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7aは、前述の第7の実施形態に係るLEDパッケージ7(図19参照)と比較して、溝51の代わりに貫通溝52が形成されている点が異なっている。貫通溝52はリードフレーム11を厚さ方向に貫通している。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7の実施形態と同様である。
図22は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する斜視図である。
図22に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7bにおいては、前述の第3の実施形態に係るLEDパッケージ3(図11参照)の構成に加えて、リードフレーム11の上面11hに溝51及び53が形成されており、リードフレーム12の上面12hに溝54が形成されている点が異なっている。溝51の構成は前述の第1の変形例と同様である。溝53はX方向に延びており、その−X方向側の端部が溝51の+Y方向側の端部と結合しており、溝51及び53によって1つのL字形の溝が形成されている。溝53はリードフレーム11の上面11hにおけるLEDチップ14が搭載されている領域と、ワイヤ38が接合されている領域との間に配置されている。一方、溝53はリードフレーム11のX方向の両端部には到達しておらず、リードフレーム11を厚さ方向にも貫通していない。また、溝54はX方向に延びており、リードフレーム12の上面12hにおけるツェナーダイオードチップ36が搭載されている領域と、ワイヤ16が接合されている領域との間に形成されている。溝54はリードフレーム12のX方向の両端部には到達しておらず、リードフレーム12を厚さ方向にも貫通していない。
図23は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する斜視図である。
図23に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7cは、前述の第7の実施形態の第2の変形例に係るLEDパッケージ7b(図22参照)と比較して、溝51、53及び54の代わりに、貫通溝52、55及び56が形成されている点が異なっている。貫通溝52及び55はリードフレーム11を厚さ方向に貫通しており、貫通溝56はリードフレーム12を厚さ方向に貫通している。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7の実施形態の第2の変形例と同様である。
図24は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する斜視図である。
図24に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7d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)の構成に加えて、リードフレーム11の上面11hに凹部57が形成されている点が異なっている。凹部57の形状は+Z方向から見て矩形状であり、その内部にダイマウント材13及びLEDチップ14が配置されており、その外部にワイヤ15が接合されている。凹部57は、例えば、前述の図4(a)及び(b)に示す工程において、導通シート21を上面側からハーフエッチングすることによって形成することができる。又は、金型によるプレス若しくは研削等の機械的な方法によって形成してもよい。
図25(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25(a)及び(b)に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ8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。
図26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27(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26においては、ワイヤは図示を省略されている。
図28は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する斜視図である。
図28に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ8bは、前述の第8の実施形態の第1の変形例に係るLEDパッケージ8a(図26参照)と比較して、+X方向側の列に属する各LEDチップ14の端子14aが、各ワイヤ67を介して、−X方向側の列に属する各LEDチップ14の端子14bに接続されている点が異なっている。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、2個のLEDチップ14が直列に接続された回路が、4本並列に接続されている。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8の実施形態の第1の変形例と同様である。
図29(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。
図29(a)及び(b)に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ8cにおいては、前述の第8の実施形態に係るLEDパッケージ8(図25参照)の構成に加えて、1個のツェナーダイオードチップ36が設けられている。ツェナーダイオードチップ36は、導電性のダイマウント材37を介して、リードフレーム11上に搭載されている。ツェナーダイオードチップ36の下面端子(図示せず)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。これにより、ツェナーダイオードチップ36は、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に対して並列に接続されている。本変形例によれば、ツェナーダイオードチップ36を設けることにより、ESDに対する耐性を向上させることができる。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8の実施形態と同様である。
図30(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。
図30(a)及び(b)に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ8dは、前述の第8の実施形態の第3の変形例に係るLEDパッケージ8c(図29参照)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12に搭載されている点が異なっている。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8の実施形態の第3の変形例と同様である。
図31(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。
図31(a)及び(b)に示すように、本変形例は、前述の第5の実施形態と第8の実施形態と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8eは、前述の第8の実施形態に係るLEDパッケージ8(図25参照)と比較して、8個の上面端子型のLEDチップ14の代わりに、8個の上下導通タイプのLEDチップ41が設けられている点が異なっている。そして、第5の実施形態と同様に、各LEDチップ41の下面端子(図示せず)は導電性のダイマウント材42を介してリードフレーム11に接続されており、各LEDチップ41の上面端子41a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。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5及び第8の実施形態と同様である。
図32(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。
図32(a)及び(b)に示すように、本変形例は、前述の第6の実施形態と第8の実施形態と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8fは、前述の第8の実施形態に係るLEDパッケージ8(図25参照)と比較して、8個の上面端子型のLEDチップ14の代わりに、5個のフリップタイプのLEDチップ46が設けられている点が異なっている。そして、第6の実施形態と同様に、各LEDチップ46はリードフレーム11とリードフレーム12とを跨ぐようにブリッジ状に設けられており、一方の下面端子はリードフレーム11に接続されており、他方の下面端子はリードフレーム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、5個のLEDチップ46が相互に並列に接続されている。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6及び第8の実施形態と同様である。
本変形例は、前述の第8の実施形態及びその変形例の製造方法の例である。
図33(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33(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34(a)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、(b)〜(e)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34(a)〜(e)に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ9の構成は、前述の第1の実施形態と同様であるが、本実施形態においては、XY平面における透明樹脂体17の側面17a〜17dの全周長さLに対するこれらの側面におけるリードフレームが露出している領域の長さの合計値Eの割合(E/L×100)%の範囲が規定されている。以下、この割合(E/L×100)%を「吊ピン幅総和割合」という。
E=E11b+E11c+E11d+E11e+E12b+E12c+E12d+E12e
となる。以下、この合計値Eを「露出長」という。そして、本実施形態においては、吊ピン幅総和割合、すなわち、(E/L×100)%の値の範囲が、21乃至91%であり、好ましくは30乃至88%である。
先ず、吊ピン幅総和割合がLEDパッケージの特性の劣化に及ぼす影響を説明する。
図35は、横軸に吊ピン幅総和割合をとり、縦軸に特性劣化率をとって、吊ピン幅総和割合がLEDパッケージの特性の劣化に及ぼす影響を例示するグラフ図である。
図36は、横軸に吊ピン幅総和割合をとり、縦軸にボンディング接合試験の良品率をとって、吊ピン幅総和割合がボンディング接合性に及ぼす影響を例示するグラフ図である。
図37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37に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ10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2参照)の構成に加えて、透明樹脂体17上にレンズ71が設けられている。レンズ71は、透明樹脂からなり、凸面が上方に向いた平凸レンズである。レンズ71は、例えば下金型101(図5参照)の底面に凹部を形成することにより透明樹脂体17と一体的に形成してもよく、透明樹脂板29(図6参照)を形成後に透明樹脂板29に取り付けて、その後、透明樹脂板29をダイシングしてもよく、透明樹脂板29をダイシングした後に透明樹脂体17に取り付けてもよい。本実施形態によれば、透明樹脂体17から出射した光をレンズ71によって直上方向(+Z方向)に集光させることができるため、配向性が向上する。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。
図38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39は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する上面図であり、
図40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り、
図41は、本実施形態に係るリードフレームを例示する上面図である。
なお、図41においては、リードフレーム81及び82における相対的に薄い部分をハッチングを付して示している。すなわち、リードフレームの下面側が除去された部分は一方向に延びる斜線のハッチングを付し、リードフレームの上面側が除去された部分は相互に交差する斜線のハッチングを付している。
本実施形態に係るLEDパッケージ80においては、4つのLEDチップ84a〜84dが設けられているため、大きな光量を得ることができる。また、LEDチップを互い違いに配列することにより、LEDチップ間の最短距離を一定値以上としながら、LEDパッケージ80を小型化することができる。LEDチップ間の最短距離を一定値以上とすることにより、あるLEDチップから出射された光が、隣のLEDチップ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チップから放射された熱が、隣のLEDチップに吸収されにくくなり、LEDチップの温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制できる。
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。
(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
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
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu+Zn2SiO4:Mn
Gd2O2S:Tb
(Zn,Cd)S:Ag
ZnS:Cu,Al
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
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu
3(Ba,Mg,Eu,Mn)O・8Al2O3
La2O3・0.2SiO2・0.9P2O5:Ce,Tb
CeMgAl11O19:Tb
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
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。
Claims (12)
- 導電性材料からなり、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、前記第1及び第2のリードフレームにはそれぞれ前記素子領域の外縁から離隔したベース部が設けられ、隣り合う前記素子領域にそれぞれ属する前記第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は、前記第1のリードフレーム側の部分の幅と前記第2のリードフレーム側の部分の幅とが相互に異なる開口部が形成され、前記素子領域間のダイシング領域においては、前記ベース部から前記ダイシング領域を通過して隣の前記素子領域まで延びる複数本の連結部分が設けられた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、
少なくとも、前記LEDチップ、並びに前記リードフレームシートにおける前記素子領域に位置する部分の上面、前記ベース部の端面及び前記連結部分の下面を覆い、前記開口部を介して前記リードフレームシートの上方に配置された部分と下方に配置された部分とが相互に連結された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ことにより、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素子領域に配置された部分を個片化する工程と、
を備え、
前記個片化された部分の外形をその外形とすることを特徴とするLEDパッケージの製造方法。 - 前記リードフレームシートの各前記素子領域において、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部分には薄板部が形成されており、
前記樹脂板を形成する工程において、前記薄板部の下面を前記樹脂板によって覆うことを特徴とする請求項1記載のLEDパッケージの製造方法。 - 前記リードフレームシートの各前記素子領域において、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第3のリードフレームが形成されており、
前記LEDチップを前記第3のリードフレームに搭載することを特徴とする請求項1または2に記載のLEDパッケージの製造方法。 - 前記リードフレームシートにおいて、前記第1のリードフレームのベース部は、前記第2のリードフレームから遠い側の角部が落とされた形状であり、前記第2のリードフレームのベース部は、前記第1のリードフレームから遠い側の角部が落とされた形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のLEDパッケージの製造方法。
- 前記導電性材料からなる導電シートを上面側及び下面側からそれぞれ選択的にエッチングし、少なくとも前記下面側からのエッチングを前記導電シートを貫通する前に停止させて、前記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、前記リードフレームシートを形成する工程をさらに備えた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パッケージの製造方法。
- 前記リードフレームシートにおいて、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、
前記樹脂板を形成する工程において、前記凸部の下面を前記樹脂板の下面において露出させる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パッケージの製造方法。 - 前記リードフレームシートにおいて、前記ベース部から3本以上の前記連結部分が延出しており、前記3本以上の前記連結部分のうちの3本は、相互に異なる方向に延出し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パッケージの製造方法。
- 前記リードフレームシートにおいて、前記第1のリードフレームの上面には溝が形成されており、
前記接続する工程は、
前記第1のリードフレームの上面における前記溝の一方の側にダイマウント材を被着させる工程と、
前記ダイマウント材に前記LEDチップを接合する工程と、
ワイヤの一端を前記一方の端子に接合する工程と、
前記ワイヤの他端を前記第1のリードフレームの上面における前記溝の他方の側に接合する工程と、
を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のLEDパッケージの製造方法。 - 前記リードフレームシートにおいて、前記第1のリードフレームの上面には凹部が形成されており、
前記接続する工程は、
前記第1のリードフレームの上面における前記凹部の内部にダイマウント材を被着させる工程と、
前記ダイマウント材に前記LEDチップを接合する工程と、
ワイヤの一端を前記一方の端子に接合する工程と、
前記ワイヤの他端を前記第1のリードフレームの上面における前記凹部の外部に接合する工程と、
を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のLEDパッケージの製造方法。 - 前記樹脂板を形成する工程は、
型の凹部内に液状又は半液状の樹脂を供給する工程と、
前記樹脂に前記リードフレームシートの上面を押し付けた状態で、前記樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載のLEDパッケージの製造方法。 - 前記樹脂板を形成する工程は、前記リードフレームシートの下面にテープを貼付する工程をさらに有し、
前記樹脂を硬化させる工程は、前記リードフレームシートの下面に前記テープを貼付した状態で実施することを特徴とする請求項10記載のLEDパッケージの製造方法。 - 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において、前記リードフレームシートの下面側からダイシングを行う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パッケージの製造方法。
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