JP2000294836A - 発光ダイオードの樹脂封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 発光ダイオードチップ及び該発光ダイオ
ードチップに接続されたワイヤーにラジカル反応性熱硬
化性樹脂を付着させた後、該樹脂を硬化させ、次いで、
ラジカル反応性熱硬化性樹脂を射出成形することにより
前記発光ダイオードチップ及びワイヤーを樹脂封止する
ことを特徴とする発光ダイオードの樹脂封止方法であ
る。 【効果】 短時間で硬化するラジカル反応性熱硬化性樹
脂を使用しているため、一般的な熱硬化性樹脂では適用
困難な射出成形法を利用して発光ダイオードを樹脂封止
できる。また、射出成形の前に、発光ダイオードチップ
及び該発光ダイオードチップに接続されたワイヤーにラ
ジカル反応性熱硬化性樹脂を付着させ、該樹脂を硬化さ
せているので、射出成形の際のワイヤーの破断を防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、発光ダイオード
の樹脂封止方法及び該樹脂封止方法を利用して製造され
る発光ダイオードランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオードの樹脂封止方法には、
注型成形法（キャスティングモールディング）、射出
成形法（インジェクションモールディング）、トラン
スファー成形法（トランスファーモールディング）等が
ある。注型成形法は、液状の熱硬化性樹脂をPPSやTPXで
成形した硬化鋳型に注型し、これに発光ダイオードを装
着・接続したリードフレームをインサートした上で、恒
温槽により加熱硬化する方法である。

【０００３】射出成形法は、熱可塑性樹脂を射出成形機
のシリンダ中で加熱溶融させた後、発光ダイオードを装
着・接続したリードフレームをインサートした金型のキ
ャビティ中に加圧注入充填し、硬化させる方法である。
トランスファー成形法は、熱硬化性樹脂の反応を半分で
止め（Ｂステージ樹脂）、圧力をかけて樹脂を液状化
し、これを加熱した金型に注型し、これに発光ダイオー
ドを装着・接続したリードフレームをインサートした上
で熱硬化させる方法である。

【０００４】従来から、発光ダイオード封止用樹脂とし
ては、エポキシ樹脂等の付加重合により熱硬化する樹脂
が一般的に使用されており、その樹脂封止方法として
は、注型成形法が一般的に使用されている。しかし、こ
のような熱硬化性樹脂を用いた注型成形法には、以下の
ような問題点がある。 付加重合反応の進行が遅く、硬化に長時間を要するた
め、樹脂封止工程が発光ダイオードランプ製造工程を律
速してしまう。

【０００５】樹脂封止部とリードフレームとの位置関
係は、複数部品の組み立てよりなる治具により定めざる
を得ず、また、多量の治具を使用する必要があるため、
治具内及び治具間の差によって、製造される発光ダイオ
ードランプに不良が発生しやすい。 注型成形では、樹脂硬化中に連続的に樹脂供給されな
いため、硬化収縮による表面あれが発生しやすい。

【０００６】樹脂注型機の吐出精度によりフレーム内
での樹脂形状に差が生じる。 硬化応力が発光ダイオードチップに集中するため、発
光ダイオードチップと樹脂との間で剥離が発生するおそ
れがある。一方、トランスファー成形法には、熱硬化性
Bステージ樹脂を保管及び輸送等する際、樹脂の硬化進
行を防止するために冷却する必要があり、余分なコスト
がかかるという問題点がある。

【０００７】そこで、最近は、熱可塑性樹脂を用いた射
出成形法により、発光ダイオードの樹脂封止を行う試み
がなされている。射出成形法では、発光ダイオードを装
着・接続したリードフレームを直接成形金型に固定し、
また使用する金型も少数であるので、製造される発光ダ
イオードランプのバラ付きが少なく、不良が発生しにく
い。また、射出成形法では、樹脂硬化中に連続的に樹脂
供給されるため、樹脂が硬化収縮しても樹脂がその都度
補充され、硬化収縮に起因する表面あれは生じない。

【０００８】しかし、射出成形法には、射出圧力により
金型に固定されたリードフレーム内のワイヤーが破断す
るという問題点がある。この問題点を解決するために、
低射出速度及び低射出圧で一時的に成形した後、さらに
高射出速度及び高射出圧で二次成形する方法が提案され
ているが（特公平4-40870号）、この方法には、成形タ
クトを要するという問題点と金型面数が増加するという
問題点があり、量産ラインに導入するには至っていない
のが現状である。

【０００９】また、射出成形法で使用する熱可塑性樹脂
に、発光ダイオード封止用樹脂として必要とされる透明
性、耐熱性、耐湿性等を要求するのは、その樹脂の特性
上無理である。一方、熱硬化性樹脂を用いた射出成形法
も考えられるが、一般的に使用されている重付加反応型
の熱硬化性樹脂は熱硬化させるのに時間を要するため、
熱硬化性樹脂の成形に射出成形法を適用するには生産効
率の面で問題がある。このような状況の下、熱硬化性樹
脂を用いた注型成形法及び熱可塑性樹脂を用いた射出成
形法に代わる新たな成形法を利用した発光ダイオードの
樹脂封止方法の開発が切望されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱硬化性樹
脂を用いた注型成形法及び熱可塑性樹脂を用いた射出成
形法に代わる新たな成形法を利用した発光ダイオードの
樹脂封止方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、発光ダイオー
ド封止用樹脂としてラジカル反応性熱硬化性樹脂を用い
れば、短時間で硬化させることができるので、一般的な
熱硬化性樹脂には適用困難な射出成形法をラジカル反応
性熱硬化性樹脂には適用できることを見出した。また、
本発明者らは、ラジカル反応性熱硬化性樹脂を射出成形
する前に、リードフレームに装着された発光ダイオード
チップ及びワイヤーにラジカル反応性熱硬化性樹脂を付
着させ、該樹脂を硬化させておけば、射出成形の際のワ
イヤー破断を防止できることを見出した。

【００１２】これらの知見に基づいて、本発明は完成す
るに至った。すなわち、本発明は、以下の発明を包含す
る。 （１）発光ダイオードチップ及び該発光ダイオードチッ
プに接続されたワイヤーにラジカル反応性熱硬化性樹脂
を付着させた後、該樹脂を硬化させ、次いで、ラジカル
反応性熱硬化性樹脂を射出成形することにより前記発光
ダイオードチップ及びワイヤーを樹脂封止することを特
徴とする発光ダイオードの樹脂封止方法。

【００１３】（２）前記ラジカル反応性熱硬化性樹脂の
ラジカル重合開始剤として熱ラジカル重合開始剤又はUV
ラジカル重合開始剤を用いることを特徴とする前記
（１）記載の樹脂封止方法。 （３）前記熱ラジカル重合開始剤が有機過酸化物である
ことを特徴とする前記（２）記載の樹脂封止方法。 （４）前記発光ダイオードチップ及びワイヤーに付着さ
せるラジカル反応性熱硬化性樹脂と、前記射出成形する
ラジカル反応性熱硬化性樹脂とが同一であることを特徴
とする前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の樹脂
封止方法。

【００１４】（５）前記射出成形するラジカル反応性熱
硬化性樹脂に着色剤を添加することを特徴とする前記
（１）〜（４）のいずれか１つに記載の樹脂封止方法。 （６）前記射出成形するラジカル反応性熱硬化性樹脂に
散乱剤を添加することを特徴とする前記（１）〜（４）
のいずれか１つに記載の樹脂封止方法。 （７）前記発光ダイオードチップ及びワイヤーに付着さ
せるラジカル反応性熱硬化性樹脂が無色透明であること
を特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載
の樹脂封止方法。

【００１５】（８）前記（１）〜（７)のいずれか１項
に記載の樹脂封止方法を利用して製造される発光ダイオ
ードランプ。 （９）発光ダイオードチップ及び該発光ダイオードチッ
プに接続さえたワイヤーを予備封止した樹脂層、並びに
前記発光ダイオードチップ及びワイヤーを本封止した樹
脂層を有する発光ダイオードランプであって、前記予備
封止した樹脂層は無色透明の樹脂からなり、前記本封止
した樹脂層は着色剤及び／又は散乱剤を含んでなる、前
記発光ダイオードランプ。 （１０）前記予備封止した樹脂層と前記本封止した樹脂
層とが同一の樹脂からなることを特徴とする前記（９）
記載の発光ダイオードランプ。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の発光ダイオードの樹脂封止方法は、発光ダイオ
ードチップ及び該発光ダイオードチップに接続されたワ
イヤーにラジカル反応性熱硬化性樹脂を付着させた後、
該樹脂を硬化させ、次いで、ラジカル反応性熱硬化性樹
脂を射出成形することにより前記発光ダイオードチップ
及びワイヤーを樹脂封止することを特徴とする。

【００１７】発光ダイオードランプ及びワイヤーは、い
かなる発光ダイオードチップ及びワイヤーを使用しても
よい。すなわち、発光ダイオードチップの種類や数等、
ワイヤーの種類等は特に限定されない。発光ダイオード
チップは、常法に従って、リードフレーム又はステム上
にダイボンディング及びワイヤーボンディングすること
ができ、これにより、発光ダイオードチップ及び該発光
ダイオードチップに接続されたワイヤーを得ることがで
きる。この際使用するリードフレームやステムの形状や
大きさ等は特に限定されず、いかなるものを使用しても
よい。また、リードフレーム又はステム上には、発光ダ
イオードランプに必要なその他の部品を装着してもよ
い。

【００１８】発光ダイオードチップ及び該発光ダイオー
ドチップに接続されたワイヤーに付着させる樹脂は、ラ
ジカル反応性熱硬化性樹脂である。ここで、ラジカル反
応性熱硬化性樹脂とは、ラジカル反応性及び熱硬化性を
有する樹脂、すなわち、単独で、又は触媒、硬化剤等の
他の物質を加えることにより、又は加熱、光、放射線照
射等により、ラジカル反応を起こして分子間架橋を生
じ、三次元網状構造の不融不溶の高分子に変化する、液
状又は粉状の低分子や熱硬化性の高分子を意味する。

【００１９】ラジカル反応性熱硬化性樹脂は、ラジカル
反応性及び熱硬化性を有する限り、いかなる樹脂であっ
てもよい。ラジカル反応性熱硬化性樹脂としては、例え
ば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリウレタンアクリレートやメラミンア
クリレート等のアクリレート樹脂等を使用できる。より
具体的には、ビニルエステル樹脂として、ビスフェノー
ルＡ型及び／又は脂環式のビニルエステル樹脂を使用す
ることができる。

【００２０】ここで、エポキシ基の開環反応により生成
した２級水酸基と、（メタ）アクリロイル基とを同一分
子中に共有する一連のオリゴアクリレートをビニルエス
テルと定義し、そのモノマーを含有する場合にはビニル
エステル樹脂と定義する場合もあるが（例えば、滝山栄
一郎著、ポリエステル樹脂ハンドブック第366頁（日刊
工業新聞社、昭和63年発行））、本発明のラジカル反応
性熱硬化性樹脂として使用するビニルエステル樹脂は、
このような狭義のビニルエステル樹脂のみでなく、以下
のようなビスフェノールＡ型又は脂環式の化合物と、ア
クリル酸又はメタクリル酸を反応させて合成したものを
も含む。

【００２１】末端エポキシ基を有する化合物：ビスフェ
ノールＡとエピクロルヒドリンとの反応物、水素化ビス
フェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応物、シクロ
ヘキサンジメタノールとエピクロルヒドリンとの反応
物、ノルボルナンジアルコールとエピクロルヒドリンと
の反応物、テトラブロモビスフェノールとエピクロルヒ
ドリンとの反応物、トリシクロデカンジメタノールとエ
ピクロルヒドリンとの反応物。アリサイクリックジエポ
キシアジペート、アリサイクリックジエポキシカーボネ
ート、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサ
イクリックジエポキシカルボキシレート。

【００２２】末端水酸基の化合物：ビスフェノールＡ、
水素化ビスフェノールＡ、シクロヘキサンジメタノー
ル、ノルボルナンジアルコール、テトラブロモビスフェ
ノールＡ、トリシクロデカンジメタノール。

【００２３】末端水酸基にエチレンオキサイド及び／又
はプロピレンオキサイドを付加せしめた化合物：ビスフ
ェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノール
Ａプロピレンオキサイド付加物、シクロヘキサンジメタ
ノールエチレンオキサイド付加物、シクロヘキサンジメ
タノールプロピレンオキサイド付加物、水素化ビスフェ
ノールＡエチレンオキサイド付加物、水素化ビスフェノ
ールＡプロピレンオキサイド付加物、ジフェニルエチレ
ンオキサイド付加物、ジフェニルプロピレンオキサイド
付加物。

【００２４】なお、エチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイドの付加モル数は、平均２〜４モル程度であるの
が、耐熱性、耐候性、耐水性等の面で好ましい。ビスフ
ェノールＡ型及び／又は脂環式のビニルエステル樹脂
は、常法に従って合成することができるが、窒素ガスの
ような不活性ガスの雰囲気下において原料の反応を行
い、酸価が一定値以下になるまで反応を行うのが、副反
応による着色を最小限に止める点で好ましい。この際、
ゲル化には十分留意して反応を進行させる必要がある。

【００２５】ラジカル反応性熱硬化性樹脂は、必要に応
じて2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、ラ
ジカル反応性熱硬化性樹脂には、硬度、耐久性、耐候
性、耐水性等をさらに改良するために、紫外線吸収剤、
光安定剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、イオン
捕捉剤等の添加剤を配合してもよい。なお、ラジカル反
応性熱硬化性樹脂には着色剤を配合してもよいが、射出
成形前に付着・硬化させて発光ダイオードチップ及びワ
イヤーを予備封止するラジカル反応性熱硬化性樹脂には
着色剤を配合せず、無色透明の樹脂としてもよい。

【００２６】ラジカル反応性熱硬化性樹脂として上記ビ
ニルエステル樹脂を使用する場合には、例えば、必要に
応じて、成分（Ａ）：アクリル酸エステルモノマー及び
／又はメタクリル酸エステルモノマー、成分（Ｂ）：メ
ルカプト基含有化合物、成分（Ｃ）：有機過酸化物を配
合することができる（上記ビニルエステル樹脂に成分
（Ａ）〜（Ｃ）等を配合したものを、以下、「ビニルエ
ステル樹脂組成物」という）。 成分（Ａ）：アクリル酸エステルモノマー及び／又はメ
タクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、以下の
ような（メタ）アクリル酸エステルモノマー又はオリゴ
マーを使用することができる。

【００２７】（メタ）アクリル酸エステルモノマー：フ
ェノキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリ
レート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタ
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ
ート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレー
ト、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチ
ロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレート、トリメチロールプロパントリス−オキシ
エチレンアクリレート、トリメチロールプロパントリス
−オキシエチレンメタクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメ
タクリレート、グリセリンジアクリレート、グリセリン
ジメタクリレート。

【００２８】成分（Ａ）の配合割合は、上記ビニルエス
テル樹脂及び成分（Ａ）の合計重量に対して、０〜40重
量％とするのが好ましく、５〜30重量％とするのがさら
に好ましい。成分（Ａ）を配合することにより、ビニル
エステル樹脂組成物の硬化性、硬化体の強度、耐熱性等
を改善することができる。また、成分（Ａ）を上記範囲
で配合すれば、所望の硬化収縮性が得られ、上記ビニル
エステル樹脂と発光ダイオードチップとの剥離を防止す
ることができる。 成分（Ｂ）：メルカプト基含有化合物としては、例え
ば、以下のようなメルカプト基含有アルキル化合物、メ
ルカプト基含有アルコキシシラン、チオグリコール酸又
はそのエステル、メルカプトプロピオン酸又はそのエス
テルを使用することができる。

【００２９】メルカプト基含有アルキル化合物：ラウリ
ルメルカプタン、ターシャリードデカンチオール、ステ
アリルメルカプタン。 メルカプト基含有アルコキシシラン：γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リエトキシシラン。

【００３０】チオグリコール酸又はそのエステル：チオ
グリコール酸、チオグリコール酸ブチル、チオグリコー
ル酸２−エチルヘキシル、チオグリコール酸メトキシブ
チル、トリメチロールプロパントリス−チオグリコレー
ト。 メルカプトプロピオン酸又はそのエステル：チオプロピ
オン酸、チオジプロピオン酸、メルカプトプロピオン酸
オクチル、メルカプトプロピオン酸オクチルメトキシブ
チル、トリメチロールプロパントリス−チオプロピオネ
ート。

【００３１】成分（Ｂ）は、ビニルエステル樹脂組成物
の合計重量に対して、0.5〜15重量％とするのが好まし
く、３〜10重量％とするのがさらに好ましい。成分
（Ｂ）の配合量を上記範囲とすることにより、ビニルエ
ステル樹脂の硬化後のタフさ、屈折率、密着性を向上さ
せることができ、さらに硬化体のTgを高めて耐熱性を一
層向上させることができる。

【００３２】成分（Ｃ）：有機過酸化物としては、例え
ば、ジアルキルパーオキサイド、アシルパーオキサイ
ド、ハイドロパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、
パーオキシエステル等を使用できる。より具体的には、
ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２
−エチルヘキサネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（２−エチルヘキサノイル）パーオキシヘキサン、ｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルハイドロパ
ーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、
１，１，３，３−トリメチルブチルパーオキシ−２−エ
チルヘキサネート、２，５−ジメチル−２，５−ジブチ
ルパーオキシヘキサンを使用することができる。

【００３３】成分（Ｃ）の配合割合は、ビニルエステル
樹脂組成物の合計重量に対して、0.5〜４重量％とする
のが好ましい。成分（Ｃ）を配合すると、ビニルエステ
ル樹脂を加熱により簡便に硬化させることができる。ビ
ニルエステル樹脂組成物を得るためには、各成分を例え
ばミキサーを使用して均一に混合させるのが好ましい。
前記成分（Ｂ）及び（Ｃ）とは、ビニルエステル樹脂組
成物の保存安定性を損なう傾向があるため、別途用意し
ておき、使用の都度混合攪拌するのが好ましい。

【００３４】ビニルエステル樹脂組成物の粘度は、常温
（20℃）において50ポイズ以下であるのが好ましく、20
ポイズ以下であるのがさらに好ましい。粘度を50ポイズ
以下にすることにより、発光ダイオードチップ及びワイ
ヤーへの樹脂付着操作が容易となり、気泡の混入も防止
できる。ビニルエステル樹脂組成物は、100〜150℃で0.
2〜２時間加熱硬化させたときの硬化体のTgが90℃以上
であるのが好ましい。従って、硬化体のTgが90℃以上と
なるように、ビニルエステル樹脂に対して成分（A）〜
（C）を配合するのが好ましい。

【００３５】発光ダイオードチップ及び該発光ダイオー
ドチップに接続されたワイヤーにラジカル反応性熱硬化
性樹脂を付着させる方法は、特に限定されない。例え
ば、ディッピングやスプレー等の常法に従ってラジカル
反応性熱硬化性樹脂を付着させることができる。例え
ば、ディッピングは、樹脂を付着させたローラーを回転
させ、そのローラーにリードフレームのカップ部を密着
させることにより行うことができ、これによって発光ダ
イオードチップ及びワイヤーに樹脂を付着させることが
できる。

【００３６】発光ダイオードチップ及び該発光ダイオー
ドチップに接続されたワイヤーに付着させるラジカル反
応性熱硬化性樹脂の量は特に限定されないが、通常、発
光ダイオードチップ及びワイヤーを覆い得る最小限の樹
脂量以上とする。発光ダイオードチップ及び該発光ダイ
オードチップに接続されたワイヤーに付着させたラジカ
ル反応性熱硬化性樹脂は、常法に従って硬化させること
ができる。例えば、UVラジカル重合開始剤を用いたUV硬
化法、有機過酸化物等の熱ラジカル重合開始剤を用いた
加熱硬化法、等の公知の硬化方法を使用することができ
る。これらの硬化方法のうち、簡便性の面から有機過酸
化物等のラジカル重合開始剤を用いた加熱硬化法を使用
するのが好ましい。

【００３７】ラジカル反応性熱硬化性樹脂を発光ダイオ
ードチップ及びワイヤーに付着させ、該樹脂を硬化させ
た後（予備封止）、ラジカル反応性熱硬化性樹脂を射出
成形することにより発光ダイオードチップ及びワイヤー
を樹脂封止する（本封止）。射出成形するラジカル反応
性熱硬化性樹脂は、上記ラジカル反応性熱硬化性樹脂と
同義であり、例えば、上記ビニルエステル樹脂を使用す
ることができる。

【００３８】射出成形するラジカル反応性熱硬化性樹脂
は、上記発光ダイオード及びワイヤーに付着・硬化させ
るラジカル反応性熱硬化性樹脂と同一の樹脂であっても
よいし、異なる樹脂であってもよいが、樹脂相互間の屈
折率の差による界面発生や界面剥離を防止する点から、
同一の樹脂であるのが好ましい。射出成形するラジカル
反応性熱硬化性樹脂には、必要に応じて、着色剤、散乱
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、消泡剤、レ
ベリング剤、離型剤、イオン捕捉剤等を配合することが
できる。また、射出成形するラジカル反応性熱硬化性樹
脂として、上記ビニルエステル樹脂を使用する場合に
は、必要に応じて、上記成分（Ａ）〜（Ｃ）を配合する
ことができる。

【００３９】射出成形するラジカル反応性熱硬化性樹脂
として、２種以上のラジカル反応性熱硬化性樹脂を組み
合わせて使用してもよい。ラジカル反応性熱硬化性樹脂
の射出成形は、常法に従って行うことができる。この
際、成形圧力、成形温度、サイクルタイム等の条件は、
使用する樹脂の種類等に応じて適宜選択することができ
る。通常、射出成形は、高速及び高圧で樹脂の充填が行
われるため、その際の樹脂の流動等により、発光ダイオ
ードチップに接続されたワイヤーが破断してしまうおそ
れがあるが、本発明においては、射出成形する前に、発
光ダイオードチップ及び該発光ダイオードチップに接続
されたワイヤーにラジカル反応性熱硬化性樹脂を付着さ
せ、該樹脂を硬化させているので、ワイヤーの破断を防
止することができる。

【００４０】ラジカル反応性熱硬化性樹脂を射出成形し
た後、成形品を十分に硬化させるために、アフターキュ
アーを行うことが好ましい。アフターキュアーは、例え
ば、90〜150℃で0.5〜3時間加熱することにより行うこ
とができる。一般に、これまでの重付加反応する熱硬化
性樹脂は、注型から熱硬化、脱型までに約60分は必要で
ある。これに対して、ラジカル反応を利用した熱硬化性
樹脂は、現状のキャスティング法を利用する場合、約10
分で脱型できる。この反応時間の高速化により、これま
で生産工程を律速していたモールド工程を大幅に短縮で
きる。また、上記反応時間の問題から熱硬化性樹脂の成
形には不向きであった射出成形法への応用が可能となっ
た。

【００４１】従来の注型成形法では、リードフレーム
と樹脂との位置関係を複数の部品から構成される治具に
より決定しており、かつ、その治具自身多量に使用され
るため、治具内及び治具間のバラ付きによる不良が発生
しやすく、樹脂硬化中に樹脂供給されないため、硬化
収縮に起因する表面あれが発生する等の問題点があっ
た。これに対して、射出成形法では、リードフレームを
直接成形金型にセットし、成形金型も少数しか必要ない
ため、注型成形法のような治具内及び治具間のバラ付き
による不良が発生しにくい。また、一定時間樹脂を供給
し続けるため、硬化収縮による表面あれを防ぐことが可
能である。しかも、これまで射出成形法ではワイヤー破
断が問題となっていたが、速硬化性を有する上記ラジカ
ル反応性熱硬化性樹脂を発光ダイオードチップ及びワイ
ヤー周辺に付着し、それを予め硬化することにより、モ
ールド時の樹脂射出圧力からワイヤーを保護することが
できる。さらに、この予備硬化により、硬化収縮等の応
力により発生するチップ剥離等の不良の発生を防止する
ことができる。

【００４２】

【実施例】〔実施例１〕リードフレーム上に発光ダイオ
ードチップをダイボンド及びワイヤーボンドし、該発光
ダイオードチップ及びワイヤーを覆い得る最小限の樹脂
量の樹脂Aをディッピングにより付着させた。

【００４３】この際使用した樹脂Aは、、ビニルエステ
ルを主成分とし、ベンジルメタクリレート、ジアリルテ
レフタレートをモノマーとして添加し、さらに熱ラジカ
ル開始剤を添加したラジカル反応性熱硬化性樹脂であ
り、その樹脂粘度は120psである。

【００４４】また、ディッピングは、樹脂を付着させた
ローラーを回転させ、そのローラーにリードフレームの
カップ部を密着させることにより行い、これによって発
光ダイオードチップ及びワイヤー周辺に樹脂を付着させ
た。このリードフレームを120℃で２分間熱プレート上
で加熱し、ディッピングした樹脂を加熱硬化させた。

【００４５】次に、このリードフレームを120℃に加熱
した発光ダイオードランプ成形用金型にセットし、樹脂
注入圧20kgt/m²にて上記樹脂Aを金型内に注入した。注
入30秒後に金型より成形品を取り出し、さらに、150℃
で２時間の樹脂アフターキュアを実施した。

【００４６】こうして製造された発光ダイオードランプ
を信頼性評価に供した。信頼性評価は、500時間の通電
（60℃/90%RH, -25℃, 85℃）後の輝度劣化率を測定す
ることにより行った。信頼性評価の結果、製造された発
光ダイオードランプの輝度劣化率は25%以下であった。
また、発光ダイオードチップと樹脂との剥離も観察され
なかった。これにより、上記樹脂封止方法を利用して製
造された発光ダイオードランプの良好な性能が確認され
た。

【００４７】〔実施例２〕リードフレーム上に発光ダイ
オードチップをダイボンディング及びワイヤーボンディ
ングし、発光ダイオードチップ及びワイヤーを覆い得る
最小限の樹脂量の樹脂A_UVをディッピングにより付着さ
せた。この際、使用した樹脂A_UVは、ビニルエステルを
主成分とし、ベンジルメタクリレート、ジアリルテレフ
タレートをモノマーとして添加し、さらにUVラジカル開
始剤を添加したラジカル反応性熱硬化性樹脂であり、そ
の樹脂粘度は120psである。また、ディッピングは実施
例１と同様にして行った。

【００４８】このリードフレームにUVを２分間照射し、
ディッピングした樹脂を紫外線硬化させた。この際、UV
照射には低圧水銀ランプ（セン特殊光源社製）を用い、
低圧水銀ランプとリードフレームとの間の距離は1.5cm
とした。このリードフレームを120℃に加熱した発光ダ
イオードランプ成形用金型にセットし、樹脂注入圧20kg
t/m²にて上記樹脂A_UVを金型内に注入した。注入30秒後
に金型より成形品を取り出し、さらに、150℃で２時間
の樹脂アフターキュアを実施した。

【００４９】こうして製造された発光ダイオードランプ
を信頼性評価に供した。信頼性評価は、500時間の通電
（60℃/90%RH, -25℃, 85℃）後の輝度劣化率を測定す
ることにより行った。信頼性評価の結果、製造された発
光ダイオードランプの輝度劣化率は30%以下であった。
また、発光ダイオードチップと樹脂との剥離も観察され
なかった。これにより、上記方法により製造された発光
ダイオードランプの良好な性能が確認された。

【００５０】〔実施例３〕リードフレーム上に発光ダイ
オードチップをダイボンディング及びワイヤーボンディ
ングし、発光ダイオードチップ及びワイヤーを覆い得る
最小限の樹脂量の樹脂Ac又はAdをディッピングにより付
着させた。このリードフレームを120℃で２分間熱プレ
ート上で加熱し、ディッピングした樹脂を加熱硬化させ
た。

【００５１】このリードフレームを120℃に加熱した発
光ダイオードランプ成形用金型にセットし、樹脂注入圧
20kgt/m²にて樹脂Ac又は樹脂Adを金型内に注入した。こ
の際使用した樹脂Acは、上記樹脂Aに着色剤を添加した
ものであり、その樹脂粘度は120psである。また、樹脂A
dは、上記樹脂Aに散乱剤を添加したものであり、その樹
脂粘度は120psである。注入30秒後に金型より成形品を
取り出し、さらに、150℃で２時間の樹脂アフターキュ
アを実施した。このようにして、着色剤により着色され
た発光ダイオードランプ及び散乱剤を含んだ発光ダイオ
ードランプを製造することができた。

【００５２】

【発明の効果】本発明により、ラジカル反応性熱硬化性
樹脂の射出成形法を利用した発光ダイオードの樹脂封止
方法が提供される。本発明の樹脂封止方法では、短時間
で硬化するラジカル反応性熱硬化性樹脂を使用している
ため、一般的な熱硬化性樹脂では適用困難な射出成形法
を利用することができる。

【００５３】また、本発明の樹脂封止方法では、射出成
形の前に、発光ダイオードチップ及び該発光ダイオード
チップに接続されたワイヤーにラジカル反応性熱硬化性
樹脂を付着させ、該樹脂を硬化させているので、射出成
形の際のワイヤーの破断を防止できる。

【００５４】また、本発明の樹脂封止方法は、射出成形
法を用いているため、製造される発光ダイオードランプ
に品質差が生じることはなく、樹脂を供給しながら成形
するので硬化収縮による表面あれも防止できる。さら
に、本発明の樹脂封止方法を利用して製造される発光ダ
イオードランプは、使用の際、発光ダイオードチップと
樹脂との剥離が生じることなく、長時間高性能を維持で
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織田 洋樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AA36 AB01 AB04 AB12 AD19 AD27 AH37 JA07 JB17 5F041 AA25 DA07 DA16 DA46 DA59 5F061 AA01 BA07 CA21 CB02 FA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光ダイオードチップ及び該発光ダイオ
   ードチップに接続されたワイヤーにラジカル反応性熱硬
   化性樹脂を付着させた後、該樹脂を硬化させ、次いで、
   ラジカル反応性熱硬化性樹脂を射出成形することにより
   前記発光ダイオードチップ及びワイヤーを樹脂封止する
   ことを特徴とする発光ダイオードの樹脂封止方法。
2. 【請求項２】 前記ラジカル反応性熱硬化性樹脂のラジ
   カル重合開始剤として熱ラジカル重合開始剤又はUVラジ
   カル重合開始剤を用いることを特徴とする請求項１記載
   の樹脂封止方法。
3. 【請求項３】 前記熱ラジカル重合開始剤が有機過酸化
   物であることを特徴とする請求項２記載の樹脂封止方
   法。
4. 【請求項４】 前記発光ダイオードチップ及びワイヤー
   に付着させるラジカル反応性熱硬化性樹脂と、前記射出
   成形するラジカル反応性熱硬化性樹脂とが同一であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹
   脂封止方法。
5. 【請求項５】 前記射出成形するラジカル反応性熱硬化
   性樹脂に着色剤を添加することを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載の樹脂封止方法。
6. 【請求項６】 前記射出成形するラジカル反応性熱硬化
   性樹脂に散乱剤を添加することを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載の樹脂封止方法。
7. 【請求項７】 前記発光ダイオードチップ及びワイヤー
   に付着させるラジカル反応性熱硬化性樹脂が無色透明で
   あることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記
   載の樹脂封止方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の樹
   脂封止方法を利用して製造される発光ダイオードラン
   プ。
9. 【請求項９】 発光ダイオードチップ及び該発光ダイオ
   ードチップに接続さえたワイヤーを予備封止した樹脂
   層、並びに前記発光ダイオードチップ及びワイヤーを本
   封止した樹脂層を有する発光ダイオードランプであっ
   て、前記予備封止した樹脂層は無色透明の樹脂からな
   り、前記本封止した樹脂層は着色剤及び／又は散乱剤を
   含んでなる、前記発光ダイオードランプ。
10. 【請求項１０】 前記予備封止した樹脂層と前記本封止
    した樹脂層とが同一の樹脂からなることを特徴とする請
    求項９記載の発光ダイオードランプ。