JP2007035794A - Surface-mounted led and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表面実装型LED及びその製造方法に関するものであり、詳しくは、光軸が実装面に対して略平行になるような側面発光の実装方法が可能な表面実装型LED及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface-mounted LED and a method for manufacturing the same, and more particularly to a surface-mounted LED capable of a side-emitting LED mounting method in which an optical axis is substantially parallel to a mounting surface and a method for manufacturing the same. .
従来の表面実装型LEDのうち、特に光軸が実装面に対して平行な方向になるような実装方法(側面発光)が可能なものには、例えば以下のような構成のものがある。それは、図10に示すように、絶縁部材からなる基板50の表面側の対向する両端部に分離・独立した一対の導体パターン51a、51bが形成され、各回路パターン51a、51bは基板50の縁部から側面側を経て裏面側に回り込んだ状態に形成されている。また、基板50の表面側の回路パターン51a、51bは夫々互いに対向するように内側に向かって延びている。
Among conventional surface-mount LEDs, those that can be mounted (side light emission) such that the optical axis is in a direction parallel to the mounting surface include, for example, the following configurations. As shown in FIG. 10, a pair of separated and
そして、上記構成の回路基板52の内側に延びた導体パターン51a、51bのうち、一方の導体パターン51aの先端部には、はんだ或いは導電性接着剤等の導電部材(図示せず)を介してLEDチップ53が搭載され、LEDチップ53の下側電極と導体パターン51aとの電気的導通が図られている。また、他方の導体パターン51bの先端部には、一方の端部がLEDチップ53の上側電極に接続されたボンディングワイヤ54の他方の端部が接続され、LEDチップ53の上側電極と導体パターン51bとの電気的導通が図られている。
Of the
更に、LEDチップ53及びボンディングワイヤ54は透光性樹脂55によって樹脂封止され、LEDチップ53を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ54を振動及び衝撃等の外力から保護している。また、透光性樹脂55はLEDチップ53の光出射面とによって界面を形成しており、両部材の屈折率差によってLEDチップの光出射面から透光性樹脂55内に導入されるLED光の光取出し効率を向上させる役割も担っている。
Further, the
上記構成の表面実装型LEDは、実装基板56上に該表面実装型LEDの光軸が実装基板56に対して平行な方向になるように載置され、実装基板56の回路パターン57a、57bの夫々と表面実装型LEDの導体パターン51a、51bの夫々とが、はんだ58接合されて両パターン間の電気的導通が図られている(例えば、特許文献1参照。)。
The surface-mounted LED having the above configuration is placed on the
また、側面発光が可能な他の構成の表面実装型LEDの例として、以下のようなものも提案されている。それは、リードフレームを光反射性樹脂(例えば、白色樹脂)でインサート成形してパッケージを形成すると共に、パッケージには平坦な内底面と該内底面から立上がって上方開口に向かって外側に開いた内周面とからなる擂鉢状のカップが設けられている。カップの内底面には一対のリードフレームの夫々の一方の端部が露出し、他方の端部がパッケージの対向する側面の夫々から外部に突出している。 In addition, the following has been proposed as an example of a surface-mounted LED having another configuration capable of side light emission. The lead frame is insert-molded with a light-reflective resin (for example, white resin) to form a package, and the package has a flat inner bottom surface and rises from the inner bottom surface and opens outward toward the upper opening. A bowl-shaped cup comprising an inner peripheral surface is provided. One end of each of the pair of lead frames is exposed on the inner bottom surface of the cup, and the other end protrudes to the outside from each of the opposing side surfaces of the package.
そして、パッケージの内底面に露出した一対のリードフレームの一方には導電性部材を介してLEDチップが搭載され、LEDチップの下側電極との電気的導通が図られている。また、他方のリードフレームには一方の端部をLEDチップの上側電極に接続したボンディングワイヤの他方の端部が接続され、LEDチップの上側電極との電気的導通が図られている。 An LED chip is mounted on one of the pair of lead frames exposed on the inner bottom surface of the package via a conductive member, and electrical connection with the lower electrode of the LED chip is achieved. Further, the other end of the bonding wire having one end connected to the upper electrode of the LED chip is connected to the other lead frame, and electrical continuity with the upper electrode of the LED chip is achieved.
更に、カップ内には透光性樹脂が充填され、LEDチップ及びボンディングワイヤが透光性樹脂によって樹脂封止されている。LEDチップ及びボンディングワイヤを封止する透光性樹脂の役割は上記同様である。
ところで、上記側面発光が可能な異なる構成の表面実装型LEDについて光学性能を比較した場合、一般的にはリードフレームを光反射性樹脂でインサート成形して形成したパッケージにLEDチップを搭載した構成の表面実装型LEDの方がLEDチップから発せられた光の利用効率が高く、外部に対する光取出し効率も優れている。 By the way, when comparing the optical performance of surface-mounted LEDs having different configurations capable of side light emission, the LED chip is generally mounted on a package formed by insert molding of a lead frame with a light-reflective resin. The surface-mounted LED has higher utilization efficiency of light emitted from the LED chip, and has excellent light extraction efficiency to the outside.
但し、この構成の表面実装型LEDは、主に光学系に係わる樹脂封止の部分と主に実装に係わるパッケージの部分とからなっており、小型化に際してはパッケージの部分で制約が加えられることになる。 However, the surface-mounted LED with this configuration mainly consists of a resin-sealed part related to the optical system and a package part mainly related to mounting, and restrictions are imposed on the package part when downsizing. become.
また、表面実装型LEDの小型化のためにカップの径を小さくするとカップ内の容積が少なくなり、カップ内に充填する透光性樹脂の充填精度が劣化して透光性樹脂の光出射面の形状にバラツキが生じ、配光特性の再現性が損なわれることになる。 Further, if the cup diameter is reduced to reduce the size of the surface-mounted LED, the volume in the cup is reduced, and the filling accuracy of the translucent resin filled in the cup is degraded, and the light emitting surface of the translucent resin is reduced. As a result, the reproducibility of the light distribution characteristics is impaired.
また、LEDチップから発せられた光が透光性樹脂内を導光されて外部に放出される光出射面となるのは、カップ内に充填された透光性樹脂がLEDチップの上方の大気と界面を形成する部分のみであり、外部に対するLED光の放出が比較的狭範囲に限定されるために光学性能としては不十分なものとなってしまう。 In addition, the light emitted from the LED chip is guided through the translucent resin and emitted to the outside. The translucent resin filled in the cup is in the atmosphere above the LED chip. And only the portion that forms the interface, and since the emission of LED light to the outside is limited to a relatively narrow range, the optical performance is insufficient.
更に、カップ内に充填された透光性樹脂がLEDチップの点灯・消灯によって熱膨張・収縮を繰返すと、それによって生じた樹脂の熱応力がカップ内周面でカップ内に閉じ込められてLEDチップ及びボンディングワイヤに向かい、LEDチップの損傷や破壊、ボンディングワイヤの亀裂や切断などの不具合を生じさせる。 Furthermore, when the translucent resin filled in the cup repeats thermal expansion / contraction by turning on / off the LED chip, the resulting thermal stress of the resin is confined in the cup on the inner circumferential surface of the LED chip. Then, facing the bonding wire, the LED chip is damaged or broken, and the bonding wire is cracked or cut.
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、リードフレームを光反射性樹脂でインサート成形して形成したパッケージにLEDチップを搭載する構成の側面発光が可能な表面実装型LEDに於いて、輝度、配光特性などの光学性能が良好で、封止樹脂の熱応力による不具合の発生が抑制されて信頼性に優れ、且つ小型化が可能な表面実装型LED及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention was devised in view of the above problems, and the object of the present invention is to enable side light emission of a configuration in which an LED chip is mounted on a package formed by insert molding of a lead frame with a light reflective resin. Surface mount type LED with excellent optical performance such as brightness and light distribution characteristics, excellent reliability due to suppression of defects caused by thermal stress of the sealing resin, and capable of downsizing It is in providing LED and its manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、リードフレームを樹脂でインサート成形することによって凹形状のカップを有する複数のパッケージを前記リードフレームを介して所定の間隔で連綴させる工程と、
前記各カップの内底面に対向するように露出したリードフレームのどちらか一方に2つ以上または両方の夫々に少なくとも1つ以上のLEDチップを搭載する工程と、
前記カップ内に透光性樹脂を充填、硬化して前記LEDチップを樹脂封止する工程と、
前記各パッケージの略中央部及び前記各パッケージを連綴する前記リードフレームの略中央部でダイシングを施して個々に分離された複数の中間製品を得る工程と、
前記各中間製品のパッケージから突出したリードフレームにフォーミング加工を施す工程とを有することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to a first aspect of the present invention, a plurality of packages having concave cups are formed at predetermined intervals through the lead frame by insert molding the lead frame with resin. A process of continuously binding with,
Mounting at least one LED chip on each of two or both of the lead frames exposed to face the inner bottom surface of each cup; and
Filling and curing the translucent resin in the cup, and resin-sealing the LED chip;
Obtaining a plurality of individually separated products by dicing at a substantially central portion of each package and a substantially central portion of the lead frame that binds each package;
Forming a lead frame projecting from the package of each intermediate product.
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記パッケージを形成する樹脂は、反射性を有することを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1又は2の何れか1項において、前記リードフレームは、少なくとも表面が光反射性を有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, at least a surface of the lead frame has light reflectivity.
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜3の何れか1項において、前記カップ内に充填する透光性樹脂は、エポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂であることを特徴とするものである。 Moreover, the invention described in claim 4 of the present invention is that, in any one of claims 1 to 3, the translucent resin filled in the cup is an epoxy resin or a silicone resin. It is a feature.
また、本発明の請求項5に記載された発明は、請求項4において、前記透光性樹脂には、LED チップからの光を波長変換する蛍光物質が少なくとも1種類以上混入されていることを特徴とするものである。
Further, the invention described in
また、本発明の請求項6に記載された発明は、略平坦な内底面と該内底面から立上がって上方に開口を有する内周面とからなる凹形状のカップを形成した樹脂パッケージの前記カップ内に透光性樹脂が充填された構造体を、前記透光性樹脂を通り前記内底面に略垂直な面で切断した形状の本体を有し、前記本体のカップ内底面に露出した一対のリードフレームの一方に少なくとも1個以上のLEDチップが搭載され、前記本体の切断面に対向する前記樹脂パッケージの背面から外部に突出した前記一対のリードフレームが前記パッケージの背面側から底面側を経て前記本体の切断面側まで回り込んでいることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the resin package in which a concave cup comprising a substantially flat inner bottom surface and an inner peripheral surface rising from the inner bottom surface and having an opening upward is formed. A pair of bodies, each of which has a shape obtained by cutting a structure filled with a translucent resin in a cup with a plane that passes through the translucent resin and is substantially perpendicular to the inner bottom surface, and is exposed on the inner bottom surface of the cup At least one LED chip is mounted on one of the lead frames, and the pair of lead frames protruding outward from the back surface of the resin package facing the cut surface of the main body extends from the back surface side to the bottom surface side of the package. It passes through to the cut surface side of the main body, and is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の請求項7に記載された発明は、請求項6において、前記本体の切断面側に回り込んだ前記一対のリードフレームが更に延びて前記パッケージの側面側まで回り込んでいることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the pair of lead frames that wrap around the cut surface side of the main body further extend to wrap around the side surface of the package. It is characterized by.
また、本発明の請求項8に記載された発明は、請求項6又は7の何れか1項において、前記パッケージを形成する樹脂は、反射性を有することを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項9に記載された発明は、請求項6〜8の何れか1項において、前記リードフレームは、少なくとも表面が光反射性を有することを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the sixth to eighth aspects, at least the surface of the lead frame has light reflectivity.
また、本発明の請求項10に記載された発明は、請求項6〜9の何れか1項において、前記カップ内に充填する透光性樹脂は、エポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂であることを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項11に記載された発明は、請求項10において、前記透光性樹脂には、LED チップからの光を波長変換する蛍光物質が少なくとも1種類以上混入されていることを特徴とするものである。
The invention described in
本発明の表面実装型LEDでは、リードフレームを介して所定の間隔で連綴された複数の反射性樹脂からなるパッケージの凹形状のカップ内に複数のLEDチップを搭載し、カップ内に透光性樹脂を充填してLEDチップを樹脂封止した。そして、夫々LDチップを包含するように各パッケージの略中央部及び各パッケージを連綴するリードフレームの略中央部でダイシングを施して個々の中間製品を作成し、中間製品から突出したリードフレームにフォーミング加工を施して最終製品を完成させるようにした。 In the surface-mounted LED of the present invention, a plurality of LED chips are mounted in a concave cup of a package made of a plurality of reflective resins that are continuously bound at a predetermined interval via a lead frame, and the translucent light is transmitted in the cup. The LED chip was resin-sealed by filling the resin. Each intermediate product is created by dicing at the approximate center of each package and the approximate center of each lead frame that binds each package so as to include the LD chip, and forming the lead frame protruding from the intermediate product. The final product was completed by processing.
その結果最終製品は、パッケージを2つに分割することによって小型化が実現でき、実装設計及びデザインの自由度を高めることができる。そのうえ、側面発光の実装方向が可能となるために、LEDの利用分野を広げることができる。 As a result, the final product can be reduced in size by dividing the package into two, and the degree of freedom in mounting design and design can be increased. In addition, since the side light emission mounting direction is possible, the field of application of LEDs can be expanded.
また、LEDチップは周囲の半分が光反射性樹脂によるカップの内周面によって囲まれており、LEDチップから発せられた光の一部がパッケージのカップ内周面で反射されて外部に照射されることになり、光取出し効率が高まってLEDの高輝度化が可能となる。 In addition, the LED chip is surrounded by the inner peripheral surface of the cup made of light-reflecting resin, and a part of the light emitted from the LED chip is reflected by the inner peripheral surface of the package and irradiated to the outside. As a result, the light extraction efficiency is increased and the brightness of the LED can be increased.
また、パッケージが分割されることによってカップ内に充填された透光性樹脂を囲む障壁の半分が取り除かれ、封止樹脂の熱応力を緩和する部分が存在するために樹脂封止されたLEDチップ及びボンディングワイヤに加わる応力が減少し、製品の信頼性を向上させることができる。 In addition, by dividing the package, half of the barrier surrounding the translucent resin filled in the cup is removed, and there is a portion that relieves the thermal stress of the sealing resin. In addition, the stress applied to the bonding wire is reduced, and the reliability of the product can be improved.
また、LEDチップから発せられる光をLEDチップの上方と側方の2方向から外部に照射することができる。そのため、視認性、配向特性など光学的に優れた性能を発揮するものである。 Moreover, the light emitted from the LED chip can be irradiated to the outside from two directions above and side of the LED chip. Therefore, optically excellent performance such as visibility and orientation characteristics is exhibited.
更に、パッケージを分割する前のカップは比較的大きな開口を有しており、容積も大きいため封止樹脂の充填精度も高くできる。そのため、分割されたLEDのカップ内充填精度も高く、充填量に係わる配光特性もバラツキが少なく、優れた光学性能を有するものである。 Furthermore, since the cup before dividing the package has a relatively large opening and a large volume, the filling accuracy of the sealing resin can be increased. For this reason, the filling accuracy of the divided LEDs in the cup is high, and the light distribution characteristics related to the filling amount are also less varied and have excellent optical performance.
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図9を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9 (the same reference numerals are given to the same portions). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to these embodiments.
図1は本発明に係わる第一の実施形態の表面実装型LED(以下、LEDと略称する)の製造工程図である。まず(a)の工程に於いて、少なくとも表面が光反射性を有する多面取りリードフレーム1a、1bを非透光性で光反射性を有する樹脂(例えば、白色樹脂)でインサート成形し、所定の間隔を保った複数のパッケージ2をリードフレーム1a、1bを介して連綴させる。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a surface-mounted LED (hereinafter abbreviated as LED) according to a first embodiment of the present invention. First, in the step (a), at least the surface of the multi-faced lead frames 1a and 1b having light reflectivity is insert-molded with a non-light-transmitting and light-reflective resin (for example, white resin), A plurality of
各パッケージ2には開口を有する凹形状のカップ3が形成されており、カップ3の内底面にはリードフレーム1a、1bの夫々が互いに並設された状態で露出している。カップ3の形状は図1に於いては、カップ3の内底面から略垂直に立上がる内周面4を有する略筒形状としているが、必ずしもこの形状に限られるものではなく、例えば、カップの内底面から立上がって開口に向かって外側に開いた内周面を有する擂鉢状とすることも可能である。
Each
リードフレーム1a、1bは後述するように、実装基板に形成された回路パターンとはんだ接合することによって実装基板上にLEDを固定すると共に、LEDに搭載されたLEDチップに駆動電力を供給する役割を担う電極となるものである。従って、このような機能が効果的に発揮できるようにエッチングやプレスによって最適な形状に形成されている。また、 As will be described later, the lead frames 1a and 1b serve to fix the LEDs on the mounting substrate by soldering to a circuit pattern formed on the mounting substrate and to supply driving power to the LED chip mounted on the LED. It becomes an electrode to carry. Therefore, it is formed into an optimum shape by etching or pressing so that such a function can be effectively exhibited. Also,
次に(b)の工程において、各パッケージ2のカップ3内底面に露出したリードフレーム1a、1bの夫々に、はんだ、導電性接着剤などの導電性接合部材(図示せず)を介してLEDチップ5a、5bを搭載(ダイボンディング)し、LEDチップ5a、5bの下側電極とリードフレーム1a、1bとの電気的導通を図る。
Next, in the step (b), an LED is connected to each of the lead frames 1a and 1b exposed on the inner bottom surface of the
この場合、各リードフレーム1a、1bからは夫々内側に向かって伸びるダイボンディングパッドが形成されており、LEDチップ5a、5bをダイボンディングパッド上に搭載することによってLEDチップ5a、5bの位置決め精度を高めるようにしている。
In this case, die bonding pads extending inward from the lead frames 1a and 1b are formed, and the
次に(c)の工程に於いて、各LEDチップ5a、5bの上側電極とリードフレーム1b、1aとをボンディングワイヤ6を介して接続(ワイヤボンディング)し、LEDチップ5a、5bの上側電極とリードフレーム1b、1aとの電気的導通を図る。
Next, in the step (c), the upper electrodes of the
この場合も、各リードフレーム1a、1bからは夫々内側に向かって伸びるワイヤボンディングパッドが形成されており、ボンディングワイヤ6をワイヤボンディングパッドに接続することによってボンディングワイヤ6の接続(接合)強度を高めるようにしている。
Also in this case, wire bonding pads extending inward from the lead frames 1a and 1b are formed, and the bonding (bonding) strength of the
なお、本実施形態のLEDに於いては、各ボンディングパッドに載置するLEDチップの数は何れも1個であるが、必ずしも1個に限定されるものではなく、電流−電圧特性が同一或いは近似したLEDチップ(一般的には同一種類のLEDチップ)であれば2個以上搭載することも可能である。それによってLEDチップの搭載数に応じた高輝度或いは高出力のLEDを実現することができる。 In the LED of this embodiment, the number of LED chips placed on each bonding pad is one, but is not necessarily limited to one, and the current-voltage characteristics are the same or Two or more similar LED chips (generally the same type of LED chip) can be mounted. As a result, a high-brightness or high-power LED according to the number of LED chips mounted can be realized.
当然、LEDチップの発光光に対する限定はなく、紫外線〜可視光〜赤外線の波長領域内の光を発する全てのLEDチップが対象となる。 Of course, there is no limitation on the emitted light of the LED chip, and all LED chips that emit light in the wavelength region of ultraviolet light, visible light, and infrared light are targeted.
次に、(d)の工程に於いて、カップ3内にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透光性樹脂7を充填して硬化し、LEDチップ5a、5b及びボンディングワイヤ6を樹脂封止する。
Next, in the step (d), the
LEDチップ及びボンディングワイヤを透光性樹脂で樹脂封止するのは、[背景技術]のなかで述べたように、LEDチップを水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤを振動及び衝撃等の外力から保護するためである。また、透光性樹脂はLEDチップの光出射面とによって界面を形成しており、両部材の屈折率差によってLEDチップの光出射面から透光性樹脂内に導入されるLED光の光取出し効率を向上させる役割も担っている。 As described in [Background Art], the LED chip and the bonding wire are resin-sealed with a translucent resin to protect the LED chip from the external environment such as moisture, dust and gas, and to bond the bonding wire. This is to protect against external forces such as vibration and impact. Further, the translucent resin forms an interface with the light emitting surface of the LED chip, and the light extraction of the LED light introduced into the translucent resin from the light emitting surface of the LED chip due to the difference in refractive index between the two members. It also plays a role in improving efficiency.
また、透光性樹脂のなかに蛍光物質などの波長変換部材を混入させ、LEDチップから発せられる光の波長と蛍光物質とを適宜に組み合わせることによってLEDチップの光源色以外の種々な色調の光を作り出すことができる。 Also, light of various colors other than the light source color of the LED chip can be obtained by mixing a wavelength conversion member such as a fluorescent substance in the translucent resin and appropriately combining the wavelength of the light emitted from the LED chip and the fluorescent substance. Can produce.
例えば、LEDチップから発せられる光が青色光の場合、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光物質を混入したものを用いることにより、LEDチップから発せられた青色光が蛍光物質を励起することによって波長変換された黄色光と、LEDチップから発せられた青色光との加法混色によって白色光を作り出すことができる。同様に、LEDチップから発せられる光が青色光の場合、青色光に励起されて緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する2種類の蛍光物質を混入したものを用いることにより、LEDチップから発せられた青色光が蛍光物質を励起することによって波長変換された緑色光及び赤色光と、LEDチップから発せられた青色光との加法混色によって白色光を作り出すこともできる。 For example, when the light emitted from the LED chip is blue light, the blue light emitted from the LED chip is obtained by using a fluorescent material that is excited by the blue light and converts the wavelength to yellow light that is a complementary color of blue. Can produce white light by additive color mixing of yellow light wavelength-converted by exciting the fluorescent material and blue light emitted from the LED chip. Similarly, when the light emitted from the LED chip is blue light, it is emitted from the LED chip by using a mixture of two types of fluorescent materials that are excited by the blue light and wavelength-converted into green light and red light, respectively. White light can also be created by additive color mixture of green light and red light whose wavelengths are converted by exciting the fluorescent material with the blue light and the blue light emitted from the LED chip.
また、LEDチップから発せられる光が紫外線の場合、紫外線に励起されて青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する3種類の蛍光物質を混入したものを用いることにより、LEDチップから発せられた紫外線が蛍光物質を励起することによって波長変換された青色光、緑色光及び赤色光の加法混色によって白色光を作り出すこともできる。 Further, when the light emitted from the LED chip is ultraviolet light, it is emitted from the LED chip by using a mixture of three kinds of fluorescent materials that are excited by the ultraviolet light and convert the wavelengths of blue light, green light, and red light, respectively. It is also possible to produce white light by additive color mixing of blue light, green light and red light whose wavelength has been converted by exciting the fluorescent material with ultraviolet light.
更に、LEDチップから発せられる光の波長と蛍光物質とを適宜に組み合わせることによって白色光以外の種々な色調の光を作り出すことができる。 Furthermore, light of various colors other than white light can be created by appropriately combining the wavelength of the light emitted from the LED chip and the fluorescent material.
次に、(e)の工程に於いて、並設されたLEDチップ5a、5bを分離するように各パッケージ2の略中央部及び各パッケージ2を連綴するリードフレーム1a、1bの略中央部でダイシングを施し、個々のLEDの中間製品に分割する。
Next, in the step (e), the
個々に分割されたLEDの中間製品は図2に示すように、1/2に分割された夫々のハウジング2に形成された、同様に1/2に分割されたカップ3内にLEDチップ5a、5bが搭載されて透光性樹脂7で樹脂封止され、リードフレーム1a、1bの夫々の端部側がダイシング面8に対向するハウジング2の背面9から後方に突出している。
As shown in FIG. 2, the intermediate products of the individually divided LEDs are formed in the
図3は、図2に示すLEDの中間製品のリードフレームにフォーミング加工を施し、実装に即するようなLEDの完成品の形状を示したものである。フォーミング加工の形態は、ハウジング2の背面9から後方に突出したリードフレーム1a、1bを背面9に沿って略直角に折り曲げ、背面9側を経て再度略直角に折り曲げて底面10側に回り込ませ、底面10側を経て更に略直角に折り曲げて前面11(ダイシング面8)側に回り込ませている。前面11に回り込んだリードフレーム1a、1bの一部は更に略直角に折り曲げて側面12側に回り込ませている。
FIG. 3 shows the shape of a finished LED product suitable for mounting by forming the lead frame of the intermediate LED product shown in FIG. The form of the forming process is such that the lead frames 1a and 1b protruding rearward from the
図4は本発明に係わる第二の実施形態のLEDを示すものである。本実施形態のLEDは第一の実施形態に対してリードフレーム1a、1bの側面12側に折り曲げる部分を削除し、ハウジング2の背面9から後方に突出したリードフレーム1a、1bを底面10側を経て前面11側にのみ回り込むようにしたものであり、リードフレームの配置以外の構成及び製造工程は第一の実施形態と同様である。
FIG. 4 shows an LED according to a second embodiment of the present invention. In the LED of this embodiment, the portion bent to the
図5及び図6は第一の実施形態のLEDを実装基板に実装したときの状態を示したものであり、図7は第二の実施形態のLEDを実装基板に実装したときの状態を示したものである。 5 and 6 show a state when the LED of the first embodiment is mounted on the mounting board, and FIG. 7 shows a state when the LED of the second embodiment is mounted on the mounting board. It is a thing.
図5に於いては、LEDを、該LEDに搭載されたLEDチップ5の上側光出射面13が実装基板14と平行になるように実装基板14上に配置して、実装基板14に形成された回路パターン15a、15b上にLEDの前面11側及び側面12側に回り込んだリードフレーム1a、1bの夫々が位置するように位置決めを行い、リードフレーム1a、1bと回路パターン15a、15bとをはんだ接合して固定及び電気的導通を図っている。
In FIG. 5, the LED is formed on the mounting
この場合、実装基板14の回路パターン15a、15bに対するLEDのリードフレーム1a、1bのはんだ接合面はLEDの前面11側及び側面12側に回り込んだ2つの面となり、回路パターン15a、15bの夫々とこれら2つの面によってはんだ接合が行なわれ、はんだフィレット16が形成される。
In this case, the solder joint surfaces of the LED lead frames 1a and 1b with respect to the
従って、実装基板上にLEDが強力な接合強度によって実装されることになり、振動或いは衝撃などの外力が加わっても実装上の不具合を生じない高い信頼性を確保することができる。 Therefore, the LED is mounted on the mounting substrate with a strong bonding strength, and high reliability that does not cause mounting problems even when an external force such as vibration or impact is applied can be ensured.
また、実装基板14上に実装されたLEDは、LEDチップ5の上面光出射面13から出射した光をカップ3内に充填された透光性樹脂7のLEDチップ5の上方の大気との界面17を介して実装基板14に垂直な方向に、LEDチップ5の端面光出射面18から出射した光をカップ3内に充填された透光性樹脂7のダイシング面8を介して実装基板14に平行な方向に外部照射するようにしている。従って、2つの光出射面から異なる方向に外部照射することができるために、視認性、配向特性など光学的に優れた性能を発揮するものである。
Further, the LED mounted on the mounting
但し、LEDチップ5の端面光出射面18から出射される光量は上面光出射面13から出射する光量に比べて少ないため、LEDの主光照射方向は実装基板14に対して垂直な方向となる。
However, since the amount of light emitted from the end face
図6はLEDを図5とは異なる方向で実装した状態を示したものであり、LEDチップ5の上面光出射面13から出射した光のみを実装基板14に水平な方向に外部照射するようにしている。実装基板14の回路パターン15a、15bに対するLEDのリードフレーム1a、1bのはんだ接合面は主に側面12側に回り込んだ面となり、回路パターン15a、15bとリードフレーム1a、1bの側面12側に回り込んだ面によってはんだ接合が行なわれ、はんだフィレット16が形成される。
FIG. 6 shows a state in which the LED is mounted in a direction different from that in FIG. 5, and only the light emitted from the top
このような実装方法は、側面発光として用いられた場合を示しており、例えば、液晶パネルの下方に配置して液晶パネルを照明するバックライトユニットに於いて、バックライトユニットを構成する導光板の端面から導光板内にLED光を入射させる場合などの用途に用いられる。 Such a mounting method shows a case where it is used as side light emission. For example, in a backlight unit that is arranged below a liquid crystal panel and illuminates the liquid crystal panel, a light guide plate constituting the backlight unit is used. It is used for applications such as the case where LED light is incident on the light guide plate from the end face.
このとき、LEDの高さが導光板の厚みよりも高くなるとバックライトユニットの厚みも厚くなり、液晶表示装置の薄型の特徴が損なわれることになる。それに対し、本発明のLEDはLEDチップを実装したパッケージを2分割しているため、このような実装方法でも高さを低く抑制することができ、バックライトユニットの厚みの自由度に影響を与えることがない。 At this time, if the height of the LED is higher than the thickness of the light guide plate, the thickness of the backlight unit also increases, and the thin characteristics of the liquid crystal display device are impaired. On the other hand, since the LED of the present invention divides the package on which the LED chip is mounted into two parts, the height can be suppressed to be low even with such a mounting method, which affects the degree of freedom of the thickness of the backlight unit. There is nothing.
図7に示すLEDの実装状態は、図5で示した実装状態に対して、リードフレーム1a、1bの側面12側に回り込む部分が削除されて、はんだ接合部が少なくなっていること以外は光学的性能を含めて同じである。
The mounting state of the LED shown in FIG. 7 is optical except that the portion that wraps around the
なお、上述した本発明の表面実装型LEDの製造方法において、パッケージに形成されたカップの内底面に搭載する2つのLEDチップ5a、5bは、図8に示すように、内底面に露出したリードフレーム1a、1bの夫々のリードフレーム1a、1b上に1個づつ搭載した。そうすることにより、ダイシング、フォーミングなどのその後の工程を経た完成品は、リードフレーム1a,1bの夫々とLEDチップ5a、5bの上側電極及び下側電極との接続関係が全て一致する。そこで、LEDチップの上側電極と下側電極の電極構成(アノード、カソード)が同一のLEDチップを搭載すると、完成品はリードフレームとLEDの極性が全て一致することになる。従って、色調が同一のLEDチップ(一般的には同一種類のLEDチップ)或いは色調が異なっても上側電極と下側電極の電極構成が同一のLEDチップを搭載したLEDを製造する場合に有効な方法である。
In the above-described method for manufacturing the surface-mounted LED according to the present invention, the two
一方、図9に示すようなリードフレーム1a、1bのうち、例えば一方のリードフレーム1a上に2つのLEDチップ5a、5bを搭載する方法も可能である。この場合、LEDチップの上側電極と下側電極の電極構成が異なるLEDチップを搭載することにより、完成品はリードフレームとLEDの極性が全て一致することになる。従って、夫々電極構成の異なるLEDチップを搭載した2種類のLEDを同時に製造する場合に有効な方法である。
On the other hand, among the lead frames 1a and 1b as shown in FIG. 9, for example, a method of mounting two
但し、上記LEDチップの配置は、全てのLEDに関してリードフレームとLEDの極性を統一することを前提にしている。もし、この前提を考慮する必要がないとすれば、必要に応じて適宜LEDチップの種類とその配置との関係を決定すればよい。 However, the arrangement of the LED chips is based on the premise that the lead frame and the LED have the same polarity for all LEDs. If it is not necessary to consider this premise, the relationship between the type of LED chip and its arrangement may be determined as necessary.
ここで、本発明の表面実装型LED及びその製造方法の効果について説明する。本発明はリードフレームを樹脂でインサート成形してリードフレームを介して連綴された複数のパッケージを形成した。そして、各パッケージに形成されたカップの内底面に露出したリードフレーム上に複数のLEDチップを搭載し、カップ内に透光性樹脂を充填してLEDチップ等を樹脂封止した。その後、夫々少なくとも1個以上のLEDチップを包含するように各パッケージの略中央部及び各パッケージを連綴するリードフレームの略中央部でダイシングを施し、分割された中間製品のリードフレームにフォーミング加工を施して表面実装型LEDを完成させるようにした。 Here, the effect of the surface-mounted LED of the present invention and the manufacturing method thereof will be described. In the present invention, a lead frame is insert-molded with a resin to form a plurality of packages that are continuously bound through the lead frame. A plurality of LED chips were mounted on the lead frame exposed on the inner bottom surface of the cup formed in each package, and the LED chip and the like were sealed with resin by filling the cup with a translucent resin. After that, dicing is performed at the substantially central portion of each package and the substantially central portion of the lead frame connecting the packages so as to include at least one LED chip, respectively, and the divided intermediate product lead frame is formed. To complete the surface-mounted LED.
その結果、パッケージを2つに分割することによって小型化が実現でき、実装設計及びデザインの自由度を高めることができる。そのうえ、側面発光の実装方向が可能となるために、LEDの利用分野を広げることができる。 As a result, it is possible to achieve downsizing by dividing the package into two, and it is possible to increase the mounting design and the degree of freedom of design. In addition, since the side light emission mounting direction is possible, the field of application of LEDs can be expanded.
また、LEDチップは周囲の半分が光反射性樹脂によるカップの内周面によって囲まれており、LEDチップから発せられた光の一部がパッケージのカップ内周面で反射されて外部に照射されることになり、光取出し効率が高まってLEDの高輝度化が可能となる。 In addition, the LED chip is surrounded by the inner peripheral surface of the cup made of light-reflecting resin, and a part of the light emitted from the LED chip is reflected by the inner peripheral surface of the package and irradiated to the outside. As a result, the light extraction efficiency is increased and the brightness of the LED can be increased.
また、LEDチップが実装されるリードフレームの表面も光反射性を有しており、パッケージ同様、光取出し効率の向上に寄与するものである。 Further, the surface of the lead frame on which the LED chip is mounted also has light reflectivity, and contributes to the improvement of the light extraction efficiency like the package.
また、パッケージが分割されることによってカップ内に充填された透光性樹脂を囲む障壁の半分が取り除かれ、封止樹脂の熱応力を緩和する部分が存在するために樹脂封止されたLEDチップ及びボンディングワイヤに加わる応力が減少し、製品の信頼性を向上させることができる。 In addition, by dividing the package, half of the barrier surrounding the translucent resin filled in the cup is removed, and there is a portion that relieves the thermal stress of the sealing resin. In addition, the stress applied to the bonding wire is reduced, and the reliability of the product can be improved.
また、LEDチップから発せられる光をLEDチップの上方と側方の2方向から外部に照射することができる。そのため、視認性、配向特性など光学的に優れた性能を発揮するものである。 Moreover, the light emitted from the LED chip can be irradiated to the outside from two directions above and side of the LED chip. Therefore, optically excellent performance such as visibility and orientation characteristics is exhibited.
更に、パッケージを分割する前のカップは比較的大きな開口を有しており、容積も大きいため封止樹脂の充填精度も高くできる。そのため、分割されたLEDのカップ内充填精度も高く、充填量に係わる配光特性もバラツキが少なく、優れた光学性能を有するものである。 Furthermore, since the cup before dividing the package has a relatively large opening and a large volume, the filling accuracy of the sealing resin can be increased. For this reason, the filling accuracy of the divided LEDs in the cup is high, and the light distribution characteristics related to the filling amount are also less varied and have excellent optical performance.
1a、1b リードフレーム
2 パッケージ
3 カップ
4 内周面
5、5a、5b LEDチップ
6 ボンディングワイヤ
7 透光性樹脂
8 ダイシング面
9 背面
10 底面
11 前面
12 側面
13 上面光出射面
14 実装基板
15a、15b 回路パターン
16 はんだフィレット
17 界面
18 端面光出射面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記各カップの内底面に対向するように露出したリードフレームのどちらか一方に2つ以上または両方の夫々に少なくとも1つ以上のLEDチップを搭載する工程と、
前記カップ内に透光性樹脂を充填、硬化して前記LEDチップを樹脂封止する工程と、
前記各パッケージの略中央部及び前記各パッケージを連綴する前記リードフレームの略中央部でダイシングを施して個々に分離された複数の中間製品を得る工程と、
前記各中間製品のパッケージから突出したリードフレームにフォーミング加工を施す工程とを有することを特徴とする表面実装型LEDの製造方法。 A step of inserting a plurality of packages having concave cups at predetermined intervals through the lead frame by insert molding the lead frame with resin; and
Mounting at least one LED chip on each of two or both of the lead frames exposed to face the inner bottom surface of each cup; and
Filling and curing the translucent resin in the cup, and resin-sealing the LED chip;
Obtaining a plurality of individually separated products by dicing at a substantially central portion of each package and a substantially central portion of the lead frame that binds each package;
And a step of forming a lead frame protruding from the package of each intermediate product.
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