JP2011077090A - 発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑えつつリフレクター部を一体成型することができ、高放熱特性と高光利用特性を備える発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールを提供する。
【解決手段】金属板２０にレジスト２１を積層するレジスト積層工程と、金属板２０にレジストパターン２２を形成するレジストパターン形成工程と、金属板２０をエッチングしてリードフレーム部４を形成するエッチング工程と、樹脂版２４をリードフレーム部４の表面６ａ、７ａ側に配設する樹脂版設置工程と、リードフレーム部４の裏面６ｂ、７ｂに充填樹脂２５を塗工する充填樹脂塗工工程と、離型フィルム２６を介して充填樹脂２５を加圧し、キャビティーＨ内に充填樹脂２５を充填してリフレクター部１６を備える樹脂部５を成型する樹脂加圧／硬化工程とを備えて、発光素子用リードフレーム基板Ｂを製造する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤチップ（発光素子）を担持、搭載する発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールに関し、特にリフレクター部を一体成型してなる発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールに関する。

従来、半導体集積回路や発光素子（ＬＥＤチップ）などの電子素子を担持、搭載するための基板としてリードフレームが多用されている。そして、このリードフレームは、鉄−ニッケル等の合金薄板や銅−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材料を、塩化第二鉄等のエッチャントを用い、フォトエッチング加工して製造される。また、リードフレームは、その片面又は両面からフォトエッチング加工することにより、電子素子を搭載するためのパッド（アイランド部）と、パッドと離反して絶縁状態で形成され、ワイヤーを介して電子素子と電気的に接続される電極（インナーリード部、アウターリード部）とを備えて製造される。

また、この種の電子素子を担持、搭載するための基板には放熱部を備えて形成したものがあり、電子素子本体の駆動熱や環境条件によって生じる熱を拡散させ、放熱部から外部に放熱して、電子素子側に熱を蓄積させないようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。なお、放熱部は、面積が広いほど放熱効率が高くなる。

ここで、発光素子用の基板として、セラミック基板を用いた場合には、放熱特性が良好で、信頼性の高い基板を形成することが可能である反面、価格が高いという欠点があった。また、プリント基板を用いた場合には、プリント基板の素材であるエポキシ樹脂が放熱特性に劣るという欠点があり、これを解消するために、基板の内層に銅（Ｃｕ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）等からなる金属層を備える必要があった。さらに、ＬＥＤ光源から出射した光の利用効率を上げるために、高光反射率を確保することが必要であり、発光素子の光反射面に光反射性のセラミックインクを塗布する等の別途対策を講じる必要があった。

また、合金薄板からなるリードフレーム基板を用いる場合には、比較的安価で形成することが可能である反面、やはり、光の利用効率を確保するために、発光素子の光反射面に例えばセラミックインクとシリコーン樹脂を混合した特殊な複合樹脂からなる複合材を積層することが必要になる。さらに、リードフレーム基板方式を用いているにも関わらず、ＬＥＤモジュール（発光モジュール）から実装基板面への放熱面が十分に確保できず、放熱性能が不足するという欠点があった。

すなわち、セラミック基板以外のプリント基板、リードフレーム基板方式は、セラミック基板を用いてＬＥＤモジュールを製造する場合と比較し、放熱特性や光利用特性が劣るだけでなく、その製法や工程が複雑になるという欠点があった。

一方、近年、ＬＥＤ発光素子から出射した光をできるだけ効率的に放出させるために、ＬＥＤ発光素子の周囲にリフレクター（反射板）を設けたＬＥＤモジュールが用いられている（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。また、このＬＥＤモジュールのリフレクターは、金属板を打ち出しやプレス加工して斜面を形成し、光反射層を斜面（表面）に積層形成して製作される。そして、このリフレクターを基板上にマウントし接着することによって、ＬＥＤモジュールの光利用効率を上げるようにしている。

特開２００３−８０７１号公報 特開２００３−３４７６００号公報 特開２００４−１７２１６０号公報 特開２００１−１７７１５５号公報 特開２００７−５９７８１号公報 特開２００９−７０８６９号公報

しかしながら、上記のように別途製作したリフレクターをリードフレーム基板上に取り付ける際には、高精度で取り付けることが必要で、その位置決め及び固定に多くの時間（一定の時間）を要していた。このため、リフレクターを備えるリードフレーム基板を容易に製作でき、より大量且つ低コストで放熱特性及び光利用特性に優れたＬＥＤモジュールを製作できるようにすることが強く望まれていた。

一方、トランスファー成型など、金型を用いることによってリフレクター部を一体成型することも考えられるが、この方法では、リフレクター部の形状に応じて金型を製作することになる。そして、金型が非常に高コストであるため、リフレクター部の形状が変わるたびに金型を製作すると、莫大な費用が必要になって、リードフレーム基板自体のコスト上昇を招くことになってしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、製造コストを抑えつつリフレクター部を一体成型することができ、高放熱特性と高光利用特性を備える発光素子用リードフレーム基板の製造方法及びこれを用いて製造した発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法は、発光素子を搭載するパッドと、ワイヤーを介して前記パッドに搭載した発光素子と電気的に接続する電極を備えるとともに、光利用効率を向上させるためのリフレクター部を備える発光素子用リードフレーム基板を製造する方法であって、前記発光素子用リードフレーム基板は、発光素子搭載部及び放熱部を有する前記パッドとワイヤー接続部及び放熱部を有する前記電極とを備えるリードフレーム部と、該リードフレーム部を封止する封止部及び前記リフレクター部を備える樹脂部とが一体に形成され、金属板の表面及び／又は裏面にレジストを積層するレジスト積層工程と、前記パッドと前記電極のパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像し、前記金属板の表面及び／又は裏面にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記金属板をエッチングし、前記レジストパターンを剥離して、前記パッド及び前記電極を備えた前記リードフレーム部を形成するエッチング工程と、前記封止部及び前記リフレクター部の形状に応じたキャビティー構造を有する樹脂版を、前記パッドの発光素子搭載面と前記電極のワイヤー接続面に面接触させるようにして前記リードフレーム部の表面側に配設する樹脂版設置工程と、前記リードフレーム部の裏面に充填樹脂を塗工するとともに、塗工した前記充填樹脂上に離型フィルムを配設する充填樹脂塗工工程と、前記離型フィルムを介して前記充填樹脂を加圧し、前記エッチングによって形成された前記リードフレーム部の開口部から、前記樹脂版と前記リードフレーム部の間のキャビティー内に前記充填樹脂を充填して硬化させ、前記封止部及び前記リフレクター部を備える前記樹脂部を成型する樹脂加圧／硬化工程とを備えて製造することを特徴とする。

この発明においては、樹脂版をリードフレーム部の表面側に配設し、樹脂版とリードフレーム部の間にリフレクター部の形状に応じたキャビティーを形成し、リードフレーム部の裏面に塗工した充填樹脂を加圧して、前記キャビティー内に充填樹脂を塗り広げて充填することが可能になる。そして、この樹脂版が封止部及びリフレクター部の形状に応じたキャビティー構造を有して形成されているため、リフレクター部を一体成型した発光素子用リードフレーム基板を一般的なフォトエッチング法を用いて製造することが可能になる。また、非常に高価な金型ではなく、安価に製作することが可能な樹脂版を用いてリフレクター部を一体成型するため、製造コストの上昇を招くことなく、リフレクター部の形状の変更に柔軟に対応することが可能になる。

そして、放熱部を備えることで、発光素子の駆動熱や環境条件によって生じる熱を拡散させ、この放熱部から外部に放熱して、発光素子側に熱を蓄積させないようにすることが可能になる。また、リフレクター部を備えることで、光利用効率を向上させることが可能になる。

また、本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法においては、少なくとも前記パッドの発光素子搭載面と前記電極のワイヤー接続面にメッキ処理を施すメッキ処理工程を備えていることが望ましい。

この発明においては、例えばエッチング工程後にパッドと電極にメッキ処理を施しておくことによって、発光素子のパッドへの搭載、ワイヤーの電極への接続、発光素子用リードフレーム基板の実装基板への搭載などを好適に行うことが可能になる。

さらに、本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法においては、前記樹脂部を研磨する樹脂研磨工程を備えていることがより望ましい。

この発明においては、樹脂版を剥離した状態で樹脂部に樹脂バリが生じる場合があるが、樹脂版の剥離後に樹脂部を研磨することによってこの樹脂バリを除去することができ、信頼性の高い発光素子用リードフレーム基板にすることが可能になる。

また、本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、前記樹脂版は、金属板又は樹脂板に前記リフレクター部の形状に応じたテーパー状のブラインド穴を加工形成してなる凹版に、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を塗工して硬化させ、該樹脂を前記凹版から剥離して製作したものであることがさらに望ましい。

この発明においては、金属板又は樹脂板にブラインド穴を加工形成した凹版を用いて樹脂版を製作することで、容易に大量の樹脂版を製作することができ、また、リフレクター部の形状の変更に対し、凹版のブラインド穴の形状を変えるだけで柔軟に対応することができ、製造コストの上昇を抑えることが可能になる。

さらに、本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法においては、前記充填樹脂が高光反射特性を有する樹脂であることが望ましい。

この発明においては、リフレクター部を形成する充填樹脂に高光反射特性を有する樹脂を用いることによって、確実に光反射特性に優れた発光素子用リードフレーム基板ひいては発光モジュールを形成することが可能になる。

また、本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、前記樹脂加圧／硬化工程は、真空チャンバー内で加圧して前記充填樹脂を前記キャビティー内に充填、硬化させることが望ましい。

この発明においては、真空チャンバー内で加圧することによって、充填樹脂をキャビティー内に均一に塗れ広げることが可能になり、また、充填樹脂内に生じた空隙（気泡）を無くし、充填樹脂内にボイドが生じることを防止（抑制）しながら塗れ広げることが可能になる。これにより、信頼性の高い発光素子用リードフレーム基板ひいては発光モジュールを形成することが可能になる。

本発明の発光素子用リードフレーム基板は、発光素子を搭載するパッドと、ワイヤーを介して前記パッドに搭載した発光素子と電気的に接続する電極を備えるとともに、光利用効率を向上させるためのリフレクター部を備える発光素子用リードフレーム基板であって、上記のいずれかの発光素子用リードフレーム基板の製造方法を用いて製造され、発光素子搭載部及び放熱部を有する前記パッドとワイヤー接続部及び放熱部を有する前記電極とを備えるリードフレーム部と、該リードフレーム部を封止する封止部及び前記リフレクター部を備える樹脂部とを一体形成して構成されていることを特徴とする。

また、本発明の発光モジュールは、上記の発光素子用リードフレーム基板の前記パッドの発光素子搭載面に発光素子を搭載し、該発光素子と前記電極のワイヤー接続面にワイヤーを接続し、前記発光素子と前記ワイヤーを透明の封止樹脂で封止して形成されていることを特徴とする。

これらの発明においては、上記の発光素子用リードフレーム基板の製造方法を用いて発光素子用リードフレーム基板が形成され、この発光素子用リードフレーム基板を用いて発光モジュールが形成されているため、上記の発光素子用リードフレーム基板の製造方法の作用効果を得ることが可能になる。

本発明の発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールにおいては、リフレクター部を一体成型した発光素子用リードフレーム基板を一般的なフォトエッチング法を用いて製造することが可能になる。また、非常に高価な金型ではなく、安価に製作することが可能な樹脂版を用いてリフレクター部を一体成型するため、製造コストの上昇を招くことなく、リフレクター部の形状の変更に柔軟に対応することが可能になる。さらに、放熱部を備えることで、発光素子の駆動熱や環境条件によって生じる熱を拡散させ、この放熱部から外部に放熱して、発光素子側に熱を蓄積させないようにすることが可能になる。また、リフレクター部を備えることで、光利用効率を向上させることが可能になる。

これにより、リフレクター部を位置決め及び固定して取り付ける必要がなく、容易に且つ効率的にリフレクター一体成型発光素子用リードフレーム基板を製造することが可能になる。また、容易にリフレクター部の形状に応じたキャビティー構造を有する樹脂版を製作することができるため、リフレクター部の形状の変更に柔軟に対応することが可能になる。よって、リフレクター部を一体成型して、低コストで、大量に発光素子用リードフレーム基板及び発光モジュールを製造することが可能になるとともに、高放熱特性と高光利用特性を備える発光素子用リードフレーム基板及び発光モジュールを製造することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る発光モジュール（発光素子用リードフレーム基板）を示す図（表面（上面）の平面図）である。 図１のＸ１−Ｘ１線矢視図（側断面図）である。 図１のＸ２−Ｘ２線矢視図（側断面図）である。 本発明の一実施形態に係る発光モジュール（発光素子用リードフレーム基板）を示す図（裏面（下面）の平面図）である。 本発明の一実施形態に係る発光素子用リードフレーム基板の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る多面付けした発光素子用リードフレーム基板を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る多面付けした発光モジュールを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂版（樹脂版の製造方法）を示す図である。

以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールについて説明する。本実施形態は、ＬＥＤチップ（発光素子）を担持、搭載する発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールに関し、特にリフレクター部を一体成型してなる発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールに関する。

本実施形態のＬＥＤモジュール（発光モジュール）Ａは、図１から図４に示すように、リードフレーム基板（発光素子用リードフレーム基板）Ｂと、ＬＥＤチップ（発光素子）１と、ワイヤー２と、封止樹脂３とを備えて構成されている。また、リードフレーム基板Ｂは、リードフレーム部４と、このリードフレーム部４を封止する樹脂部５とを備えて構成されている。

リードフレーム部４は、鉄−ニッケル等の合金薄板、又は銅−ニッケル−錫等の合金薄板の板状の金属材料（金属板）を用いて形成したものであり、ＬＥＤチップ１が搭載されるパッド６と、パッド６に搭載したＬＥＤチップ１にワイヤー２を介して電気的に接続される電極（インナーリード部、アウターリード部）７とを備えて形成されている。なお、リードフレーム部４は、より熱伝導率の高い銅又は銅合金の金属材料（金属板）を用いて形成してもよく、このように銅又は銅合金の金属材料を用いることで、リードフレーム部４の放熱性を向上させることが可能になる。

パッド６と電極７はそれぞれ、離反して絶縁状態となるように形成されるとともに、上面６ａ、７ａがリードフレーム基板Ｂの表面８を形成する樹脂部５の表面５ａと面一に形成され、下面６ｂ、７ｂがリードフレーム基板Ｂの裏面９を形成する樹脂部５の裏面５ｂと面一に形成されている。これにより、パッド６と電極７は、上面６ａ、７ａがリードフレーム基板Ｂの表面８に露出し、下面６ｂ、７ｂがリードフレーム基板Ｂの裏面９に露出して形成されている。そして、パッド６は、上面６ａがリードフレーム基板Ｂの表面８の略中央に露出し、ＬＥＤチップ１を搭載するＬＥＤ搭載面（発光素子搭載面）とされ、電極７は、上面７ａがリードフレーム基板Ｂの表面８のパッド６を挟んで両側にそれぞれ露出し、ワイヤー２を接続するワイヤー接続面とされている。

さらに、パッド６は、上部のＬＥＤ搭載部（発光素子搭載部）１０と下部の放熱部１１とを備えて形成され、ＬＥＤ搭載部１０は、パッド６の上面（ＬＥＤ搭載面６ａ）を形成するとともに、この上面６ａからパッド６の下面６ｂに向かうに従い漸次その幅が大となるように形成されている。すなわち、ＬＥＤ搭載部１０は、側面が上面６ａから下面６ｂ側に向かうに従い漸次横方向外側に傾斜するテーパー状に形成されている。一方、放熱部１１は、パッド６の下面（放熱面６ｂ）を形成するとともに、ＬＥＤ搭載部１０の下端に一体に繋がる平板状に形成されている。そして、パッド６は、ＬＥＤ搭載部１０と放熱部１１の接続部分に段部１２を設けて形成され、放熱部１１は、ＬＥＤ搭載部１０のＬＥＤ搭載面６ａの面積Ｓ１よりも放熱面６ｂの面積Ｓ２が大きくなるようにして形成されている（図３参照）。また、本実施形態では、パッド６の厚さｔ１のうち、ＬＥＤ搭載部１０の厚さがｔ２、放熱部１１の厚さがｔ３とされ、ＬＥＤ搭載部１０の厚さｔ２が放熱部１１の厚さｔ３よりも大きくなるようにして、ＬＥＤ搭載部１０及び放熱部１１が形成されている（図３参照）。なお、この放熱部１１は、ＬＥＤチップ１から発生する駆動熱やＬＥＤチップ１の周囲環境条件による熱をリードフレーム基板Ｂの裏面９側から外部に拡散させ、ＬＥＤチップ１に熱が蓄積されないように、その厚さｔ３や放熱面６ｂの面積Ｓ２などが設定されている。

電極７は、上部のワイヤー接続部１３と下部の放熱部１４とを備えて形成され、ワイヤー接続部１３は、電極７の上面（ワイヤー接続面７ａ）を形成するとともに、上面７ａから下面７ｂ側に向かうに従い漸次横方向外側に傾斜するテーパー状の側面を備えて形成されている。また、放熱部１４は、電極７の下面（放熱面７ｂ）を形成するとともに、ワイヤー接続部１３の下端に一体に繋がる平板状に形成されている。そして、電極７は、パッド６の放熱部１１と同様に、ワイヤー接続部１３と放熱部１４の接続部分に段部１２が形成され、放熱部１４は、ワイヤー接続部１３のワイヤー接続面７ａの面積Ｓ３よりも放熱面７ｂの面積Ｓ４が大きくなるように形成されている（図３参照）。また、本実施形態において、電極７とパッド６は、その厚さｔ１が同一とされ、ワイヤー接続部１３とＬＥＤ搭載部１０の厚さｔ２、放熱部１１、１４の厚さｔ３がそれぞれ同一とされている（図３参照）。

一方、リードフレーム基板Ｂの樹脂部５は、リードフレーム部４の上面（表面６ａ、７ａ）と下面（裏面６ｂ、７ｂ）をそれぞれ表面５ａと裏面５ｂに露出させた状態でリードフレーム部４を封止する平板状の封止部１５と、この封止部１５と一体形成され、リードフレーム基板Ｂの外周側に設けられたリフレクター部１６とを備えて形成されている。リフレクター部１６は、封止部１５の表面５ａから上方に突出するとともに、リードフレーム基板Ｂの外周方向に延出して環状に形成されている。そして、リフレクター部１６は、封止部１５の表面５ａ側に円形状のチップ収容空間１７を形成し、リードフレーム部４のパッド６のＬＥＤ搭載面６ａと電極７のワイヤー接続面７ａがこのチップ収容空間１７内に配されるように形成されている。また、リフレクター部１６は、チップ収容空間１７を形成する内面（一側面１６ａ）が上端から下端に向かうに従い漸次リードフレーム基板Ｂの中央に向かうようにテーパー状に形成されている。

そして、本実施形態のＬＥＤモジュールＡにおいては、上記構成からなるリードフレーム基板Ｂのパッド６のＬＥＤ搭載面６ａと電極７のワイヤー接続面７ａにそれぞれメッキが施されている。また、ＬＥＤチップ１がＬＥＤ搭載面６ａ上に固着して搭載され、ＬＥＤチップ１とワイヤー接続面７ａに金線などのワイヤー２がボンディングされて、ＬＥＤチップ１が電極７に接続されている。さらに、リフレクター部１６によって形成されたチップ収容空間１７内に透明の封止樹脂３が充填され、この封止樹脂３によってＬＥＤチップ１及びワイヤー２が封止されている。

ここで、上記構成からなる本実施形態のリードフレーム基板Ｂの製造方法（ＬＥＤモジュールＡの製造方法）について説明する。このリードフレーム基板Ｂを製造する際には、図５（ａ）に示すように、リードフレーム用の金属板（合金薄板）２０を用意し、この金属板２０の表面２０ａ及び（／又は）裏面２０ｂに感光性レジストを塗布、あるいはドライフィルムレジストを貼り付けてレジスト２１を積層する（レジスト積層工程）。

次に、図５（ｂ）に示すように、パッド６（ＬＥＤ搭載部１０、放熱部１１）及び電極７（ワイヤー接続部１３、放熱部１４）のパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像処理等を行い、金属板２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂにレジストパターン２２を形成する（レジストパターン形成工程）。

次に、図５（ｃ）に示すように、金属板２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂ側から、塩化第二鉄などのエッチャントを用いてレジスト非形成部（開口部２３）をフォトエッチング加工する。これにより、離反して絶縁状態となるようにパッド６及び電極７が形成される。また、図５（ｄ）に示すように、レジストパターン２２を剥離することで、パッド６及び電極７を備えたリードフレーム部４が形成される（エッチング工程）。このとき、パッド６は、放熱面６ｂの面積Ｓ２がＬＥＤ搭載面６ａの面積Ｓ１よりも大きいテーパー状のＬＥＤ搭載部１０と平板状の放熱部１１とを備え、且つＬＥＤ搭載部１０と放熱部１１の接続部分に段部１２を備えて形成される。また、電極７は、放熱面７ｂの面積Ｓ４がワイヤー接続面７ａの面積よりも大きいテーパー状のワイヤー接続部１３と放熱部１４とを備え、且つワイヤー接続部１３と放熱部１４の接続部分に段部１２を備えて形成される。

そして、本実施形態では、リードフレーム部４を形成した段階で、少なくともパッド６のＬＥＤ搭載面６ａと電極７のワイヤー接続面７ａにメッキ処理を施す（メッキ処理工程）。このメッキ処理には、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキなどを用いる。また、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキなどを施す前に、耐熱拡散性に優れたニッケルメッキなどの下地メッキを施すようにしてもよい。さらに、パッド６や電極７の裏面６ａ、７ｂにもメッキ処理を施すようにしてもよい。なお、このメッキ処理工程は、後述の樹脂加圧／硬化工程や研磨処理工程の後に行うようにしてもよい。

次に、図５（ｅ）に示すように、リフレクター部１６を形成するためのキャビティー構造を有する樹脂版２４（言い換えれば、チップ収容空間１７を形成するための凸部２４ａを有する樹脂版２４）をリードフレーム部４に貼り付ける（樹脂版設置工程）。このとき、リードフレーム部４のパッド６のＬＥＤ搭載面６ａと電極７のワイヤー接続面７ａにそれぞれ、凸部２４ａの先端面を面接触させるように、リードフレーム部４の表面６ａ、７ａ（前記金属板２０の裏面２０ｂ側）にアライメントマークを用いて樹脂版２４を配設する。

次に、図５（ｆ）に示すように、リードフレーム部４の裏面６ｂ、７ｂ側（前記金属板２０の表面２０ａ側）に液状の充填樹脂２５を塗工する。また、塗工した充填樹脂２５の上に弾性率の低い離型フィルム２６を被せるように配設する（充填樹脂塗工工程）。充填樹脂２５は、室温でもある程度流動性を有する樹脂とされ、また、本実施形態では、高光反射特性を有する樹脂である。なお、充填樹脂２５は、その他、耐熱性、耐光性、熱伝導性、高い光拡散性を有することが望ましい。このような充填樹脂２５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、複数種の樹脂を混合した混合樹脂を用いてもよい。

ここで、充填樹脂２５の光屈折率をｎ１、チップ収容空間１７内に充填する透明の封止樹脂３の光屈折率をｎ２としたとき、ｎ１＞ｎ２に設定することで、境界面において高い反射率を得るために適当であり、この充填樹脂２５と封止樹脂３の屈折率の差が大きいほど高い反射特性が得られる。しかしながら、樹脂の屈折率は概ね２以下であり、樹脂だけで屈折率差を大きくすることには限界がある。このため、本実施形態では、充填樹脂２５として、上記複数種の樹脂から、１種の樹脂、又は複数種の樹脂を混合した混合樹脂を主体とする樹脂に、粉状物質や粒状物質などの添加剤を混合した光拡散性樹脂を使用する。これにより、境界面での高い反射特性を得ることができる。また、添加剤としては、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、酸化ジルコニウム、セラミック材、又は混合物などの微粒子が挙げられ、添加剤の混合比率を適宜設定することで、高い反射特性を得ることができる。

次に、図５（ｇ）に示すように、リードフレーム部４の裏面６ｂ、７ｂ側に樹脂版２４、表面６ａ、７ａ側に充填樹脂２５及び離型フィルム２６を配した状態で、離型フィルム２６を介して加圧すると、充填樹脂２５が流動性を有しているため、エッチングによって形成されたリードフレーム部４の開口部２３から、充填樹脂２５がリードフレーム部４と樹脂版２４の間のキャビティーＨ内に流れ込み、このキャビティーＨ内に充填される（樹脂加圧／硬化工程）。また、このとき、真空チャンバー内でプレス加工して加圧を行うことで、充填樹脂２５がキャビティーＨ内に均一に塗れ広がり、また、充填樹脂２５内に生じた空隙（気泡）を無くし、充填樹脂２５内にボイドが生じることを抑制しながら塗れ広がる。なお、プレス加工のプレス圧などは、充填樹脂２５をリードフレーム部４と樹脂版２４の間のキャビティーＨ内に充填できるように適宜設定すればよい。

このように充填樹脂２５をキャビティーＨ内に充填した後に、ポストベークとして例えば９０℃、９０分間の加熱を行う。また、ポストベーク後に離型フィルム２６を剥離し（取り除き）、例えば１５０℃、６０分間の加熱を行って充填樹脂２５を硬化させる。これにより、封止部１５及びリフレクター部１６を備える樹脂部５がリードフレーム部４を封止した状態で一体に成型される。

そして、充填樹脂２５を硬化させた段階で、図５（ｈ）に示すように、樹脂版２４及び離型フィルム２６を剥離することにより（取り除くことにより）、リードフレーム部４と、このリードフレーム部４を封止する平板状の封止部１５及びこの封止部１５の表面５ａから突設されたリフレクター部１６を備える樹脂部５とを一体形成したリードフレーム基板Ｂが製造される。また、リフレクター部１６によってチップ収容空間１７が形成され、このチップ収容空間１７内のリードフレーム基板Ｂの表面８にパッド６のＬＥＤ搭載面６ａ及び電極７のワイヤー接続面７ｂが面一に露出して、リードフレーム基板Ｂが製造される。

また、このとき、リードフレーム部４のパッド６のＬＥＤ搭載部１０と放熱部１１、電極７のワイヤー接続部１３と放熱部１４がそれぞれ、テーパー状に形成されるとともに段部１２を備えて形成される。このため、樹脂部５とリードフレーム部４の接触面積が大きく確保され、樹脂部５とリードフレーム部４とが強固に固着（密着）する。これにより、樹脂部５からリードフレーム部４が脱落（剥離）したり、逆にリードフレーム部４から樹脂部５が脱落（剥離）するようなことがなく、信頼性の高いリードフレーム基板Ｂが得られる。

一方、このように製造したリードフレーム基板Ｂは、樹脂版２４を剥離した状態で樹脂部５に樹脂バリが生じている場合が多々ある。このため、本実施形態では、樹脂版２４の剥離後に、樹脂バリを除去するため、リードフレーム基板Ｂ（樹脂部５）の表面８及び裏面９の研磨処理を行う（研磨処理工程）。そして、この研磨処理を行う際には、機械研磨ではなく、ウェットブラストなどの物理研磨を行うことが望ましい。すなわち、本実施形態のリードフレーム基板Ｂは、リフレクター部１６が一体成型されているため、機械研磨によって研磨処理を行うと、このリフレクター部１６に損傷を与えるおそれがある。

また、ウェットブラストなどの物理研磨で研磨処理を行う場合においても、研磨量が多くなるとリフレクター部１６に損傷を与えるおそれがあるため、極力研磨量を少なくすることが望ましい。このため、充填樹脂塗工工程において、樹脂版２４をリードフレーム部４に貼り付ける際には、リードフレーム部４のパッド６のＬＥＤ搭載面６ａ及び電極７のワイヤー接続面７ａと、樹脂版２４の凸部２４ａの先端面の間に隙間が生じないように（すなわち、充填樹脂２５を充填したときにこの隙間に樹脂が流入しないように）、確実にＬＥＤ搭載面６ａ及びワイヤー接続面７ａに凸部の先端面を面接触させて密着させることが重要になる。なお、ウェットブラストなどの物理研磨を行う際のブラスト圧などは、樹脂バリの厚さ、研磨速度に合わせて適宜設定すればよい。

ここで、上記のリードフレーム基板Ｂの製造方法では（図５では）、一つのリードフレーム基板Ｂを製造するように説明を行ったが、このリードフレーム基板Ｂの製造方法は、一般的なフォトエッチング法を用いているため、リードフレーム基板Ｂを安価に形成することが可能である。このため、例えば図６及び図７に示すように、多面付けのリードフレーム基板Ｂ（複数のリードフレーム部４と樹脂部５を備えたリードフレーム基板Ｂ）を安価に供給（形成）することも可能である。

また、図６中の符号２７は吊りリード、符号２８はタイバーであり、このような吊りリード２７やタイバー２８によってエッチング加工処理後のパッド６及び電極７が支持（保持）され、必要な期間、パッド６及び電極７の脱落が防止される。なお、図２及び図３においては、吊りリード２７、タイバー２８が省略されている。

また、吊りリード２７及びタイバー２８は、その厚さが例えば放熱部１１、１４の厚さｔ３と同等とされ、薄く形成されている。このため、真空プレス加工時に充填樹脂２５が吊りリード２７やタイバー２８によって堰き止められ、塗れ広がりの妨げになることがない。これにより、多面付けされたリードフレーム基板Ｂを製造する場合であっても、樹脂部５に気泡が残存することがなく、高品質で信頼性の高いリードフレーム基板Ｂが形成される。また、一度に複数のリードフレーム基板Ｂを製造できることに加え、このように欠陥がなくなるため、製造歩留まりが向上し、製造コストを低減することが可能になる。

そして、上記のようにリードフレーム基板Ｂを製造した段階で、ＬＥＤチップ１をＬＥＤ搭載面６ａ上に固着して搭載するとともに、ＬＥＤチップ１とワイヤー接続面７ａに金線などのワイヤー２をボンディングし（ワイヤーボンディングやチップボンディングを行い）、このワイヤー２を介してＬＥＤチップ１と電極７を接続する。さらに、リフレクター部１６によって形成されたチップ収容空間１７内に透明の封止樹脂３を充填し、この封止樹脂３によってＬＥＤチップ１及びワイヤー２を封止する。

また、このようにワイヤー２のボンディング及び封止樹脂３の充填を終えた段階で、吊りリード２７及びタイバー２８を切断して個片化することにより、ＬＥＤモジュールＡの製造が完了する。このとき、吊りリード２７及びタイバー２８を切断刃によって切断するが、吊りリード２７及びタイバー２８の厚さが放熱部１１、１４の厚さｔ３と同等で薄く形成されているため、切断刃にかかる負担が少なく、切断刃の寿命を長くすることが可能である。

ここで、本実施形態のリードフレーム基板Ｂの製造方法で用いるリフレクター部１６を形成するためのキャビティー構造を有する樹脂版２４は、次のようにして製作する。図８（ａ）に示すように、金属板又は樹脂板をドリル又はルーターによりザグリ加工し、リフレクター部１６に対応する形状のブラインド穴３０ａを加工した凹版３０を用意する。

そして、図８（ｂ）に示すように、この凹版３０に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂３１を塗工して硬化させ、図８（ｃ）に示すように、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂３１を凹版３０から剥離する。これにより、リフレクター部１６を形成するための凸部２４ａを備えた樹脂版２４が得られる。なお、この樹脂版２４の厚さは、樹脂３１の特性に対応させて適宜設定すればよい。

一方、凹版３０のブラインド穴３０ａの加工面に凹凸があると、樹脂版２４の凸部２４ａ、特にリードフレーム部４のパッド６のＬＥＤ搭載面６ａ及び電極７のワイヤー接続面７ａに密着することが必要な凸部２４ａの先端面に凹凸が引き継がれてしまい、パッド６や電極７に樹脂バリを発生させる。そして、このようなパッド６や電極７に樹脂バリが生じた場合であっても研磨処理で除去することが可能であるが、本実施形態のリードフレーム基板Ｂのようにリフレクター部１６を一体成型する場合には、研磨処理によってリフレクター部１６に損傷を与えるおそれがあるため、凹版３０のブラインド穴３０ａの加工面の平坦性を確保することが望ましい。

また、樹脂版２４に使用する熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂３１としては、表面にタックがあり、多少の柔軟性を備えているものが好ましい。すなわち、柔軟性のある樹脂３１を用いることにより、真空チャンバー内でプレス加工する際、リードフレーム部４に追従して確実にキャビティーＨを充填樹脂２５で埋めることができる。そして、このように、リフレクター部１６を形成するためのキャビティー構造を有する樹脂版２４の選定は非常に重要であるため、樹脂版２４に用いる熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂３１として、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂など、凹版３０や充填樹脂２５からの離型に優れる樹脂材料を用いることが望ましい。

そして、上記のように製造した樹脂版２４は、リフレクター部１６に対応する形状のブラインド穴３０ａを加工した凹版３０があれば、安価に大量に製作することが可能である。また、リフレクター部１６の形状の変更には、このリフレクター部１６に対応したブラインド穴３０ａを金属板、樹脂板に加工することによって柔軟に対応することができる。すなわち、従来の金型を製作する場合と比較し、容易に樹脂版２４を製造することが可能であるため、非常に低コストでリフレクター部１６の形状の変更に対応することが可能になる。

したがって、本実施形態の発光素子用リードフレーム基板Ｂの製造方法（及び発光素子用リードフレーム基板Ｂ並びに発光モジュールＡ）によれば、樹脂版２４をリードフレーム部４の表面６ａ、７ａ側に配設し、樹脂版２４とリードフレーム部４の間にリフレクター部１６の形状に応じたキャビティーＨを形成し、リードフレーム部４の裏面６ｂ、７ｂに塗工した充填樹脂２５を加圧して、キャビティーＨ内に充填樹脂２５を塗り広げて充填することが可能になる。そして、この樹脂版２４が封止部１５及びリフレクター部１６の形状に応じたキャビティー構造を有して形成されているため、リフレクター部１６を一体成型した発光素子用リードフレーム基板Ｂを一般的なフォトエッチング法を用いて製造することが可能になる。また、非常に高価な金型ではなく、安価に製作することが可能な樹脂版２４を用いてリフレクター部１６を一体成型するため、製造コストの上昇を招くことなく、リフレクター部１６の形状の変更に柔軟に対応することが可能になる。

また、放熱部１１、１４を備えることで、ＬＥＤチップ１の駆動熱や環境条件によって生じる熱を拡散させ、この放熱部１１、１４から外部に放熱して、ＬＥＤチップ１側に熱を蓄積させないようにすることが可能になる。また、リフレクター部１６を備えることで、光利用効率を向上させることが可能になる。

これにより、リフレクター部１６を位置決め及び固定して取り付ける必要がなく、容易に且つ効率的にリフレクター一体成型発光素子用リードフレーム基板Ｂを製造することが可能になる。また、容易にリフレクター部１６の形状に応じたキャビティー構造を有する樹脂版２４を製作することができるため、リフレクター部１６の形状の変更に柔軟に対応することが可能になる。よって、リフレクター部１６を一体成型して、低コストで、大量に発光素子用リードフレーム基板Ｂ及び発光モジュールＡを製造することが可能になるとともに、高放熱特性と高光利用特性を備える発光素子用リードフレーム基板Ｂ及び発光モジュールＡを製造することが可能になる。

また、本実施形態の発光素子用リードフレーム基板Ｂの製造方法（及び発光素子用リードフレーム基板Ｂ並びに発光モジュールＡ）においては、例えばエッチング工程後にパッド６と電極７にメッキ処理を施しておくことによって、ＬＥＤチップ１のパッド６への搭載、ワイヤー２の電極７への接続、発光素子用リードフレーム基板Ｂの実装基板への搭載などを好適に行うことが可能になる。

さらに、樹脂版２４の剥離後に樹脂部５を研磨することによって樹脂バリを除去することができ、信頼性の高い発光素子用リードフレーム基板Ｂにすることが可能になる。

また、金属板又は樹脂板にブラインド穴３０ａを加工形成した凹版３０を用いて樹脂版２４を製作することで、容易に大量の樹脂版２４を製作することができ、さらに、リフレクター部１６の形状の変更に対し、凹版３０のブラインド穴３０ａの形状を変えるだけで柔軟に対応することができ、確実に製造コストの上昇を抑えることが可能になる。

さらに、リフレクター部１６を形成する充填樹脂２５に高光反射特性を有する樹脂を用いることによって、確実に光反射特性に優れた発光素子用リードフレーム基板Ｂひいては発光モジュールＡを形成することが可能になる。

また、樹脂加圧／硬化工程において、真空チャンバー内で加圧することによって、充填樹脂２５をキャビティーＨ内に均一に塗れ広げることが可能になり、さらに、充填樹脂２５内に生じた空隙を無くし、充填樹脂２５内にボイドが生じることを防止（抑制）しながら塗れ広げることが可能になる。これにより、信頼性の高い発光素子用リードフレーム基板Ｂひいては発光モジュールＡを形成することが可能になる。

以上、本発明に係る発光素子用リードフレーム基板の製造方法及び発光素子用リードフレーム基板並びに発光モジュールの一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ＬＥＤチップ（発光素子）
２ ワイヤー
３ 封止樹脂
４ リードフレーム部
５ 樹脂部
５ａ 表面
５ｂ 裏面
６ パッド
６ａ ＬＥＤ搭載面（発光素子搭載面、上面、表面）
６ｂ 放熱面（下面、裏面）
７ 電極
７ａ ワイヤー接続面（上面、表面）
７ｂ 放熱面（下面、裏面）
８ リードフレーム基板の表面
９ リードフレーム基板の裏面
１０ ＬＥＤ搭載部（発光素子搭載部）
１１ 放熱部
１２ 段部
１３ ワイヤー接続部
１４ 放熱部
１５ 封止部
１６ リフレクター部
１７ チップ収容空間
２０ 金属板
２０ａ 表面
２０ｂ 裏面
２１ レジスト
２２ レジストパターン
２３ 開口部
２４ 樹脂版
２４ａ 凸部
２５ 充填樹脂
２６ 離型フィルム
２７ 吊りリード
２８ タイバー
３０ 凹版
３０ａ ブラインド穴
３１ 熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂
Ａ ＬＥＤモジュール（発光モジュール）
Ｂ リードフレーム基板（発光素子用リードフレーム基板）
Ｈ キャビティー
Ｓ１ 発光素子搭載面の面積
Ｓ２ パッドの放熱面の面積
Ｓ３ ワイヤー接続面の面積
Ｓ４ 電極の放熱面の面積
ｔ１ パッド及び電極の厚さ
ｔ２ 発光素子搭載部及びワイヤー接続部の厚さ
ｔ３ 放熱部の厚さ

Claims (8)

1. 発光素子を搭載するパッドと、ワイヤーを介して前記パッドに搭載した発光素子と電気的に接続する電極を備えるとともに、光利用効率を向上させるためのリフレクター部を備える発光素子用リードフレーム基板を製造する方法であって、
   前記発光素子用リードフレーム基板は、発光素子搭載部及び放熱部を有する前記パッドとワイヤー接続部及び放熱部を有する前記電極とを備えるリードフレーム部と、該リードフレーム部を封止する封止部及び前記リフレクター部を備える樹脂部とが一体に形成され、
   金属板の表面及び／又は裏面にレジストを積層するレジスト積層工程と、
   前記パッドと前記電極のパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像し、前記金属板の表面及び／又は裏面にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
   前記金属板をエッチングし、前記レジストパターンを剥離して、前記パッド及び前記電極を備えた前記リードフレーム部を形成するエッチング工程と、
   前記封止部及び前記リフレクター部の形状に応じたキャビティー構造を有する樹脂版を、前記パッドの発光素子搭載面と前記電極のワイヤー接続面に面接触させるようにして前記リードフレーム部の表面側に配設する樹脂版設置工程と、
   前記リードフレーム部の裏面に充填樹脂を塗工するとともに、塗工した前記充填樹脂上に離型フィルムを配設する充填樹脂塗工工程と、
   前記離型フィルムを介して前記充填樹脂を加圧し、前記エッチングによって形成された前記リードフレーム部の開口部から、前記樹脂版と前記リードフレーム部の間のキャビティー内に前記充填樹脂を充填して硬化させ、前記封止部及び前記リフレクター部を備える前記樹脂部を成型する樹脂加圧／硬化工程とを備えて製造することを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
2. 請求項１記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、
   少なくとも前記パッドの発光素子搭載面と前記電極のワイヤー接続面にメッキ処理を施すメッキ処理工程を備えていることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、
   前記樹脂部を研磨する樹脂研磨工程を備えていることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、
   前記樹脂版は、金属板又は樹脂板に前記リフレクター部の形状に応じたテーパー状のブラインド穴を加工形成してなる凹版に、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を塗工して硬化させ、該樹脂を前記凹版から剥離して製作したものであることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、
   前記充填樹脂が高光反射特性を有する樹脂であることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法において、
   前記樹脂加圧／硬化工程は、真空チャンバー内で加圧して前記充填樹脂を前記キャビティー内に充填、硬化させることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板の製造方法。
7. 発光素子を搭載するパッドと、ワイヤーを介して前記パッドに搭載した発光素子と電気的に接続する電極を備えるとともに、光利用効率を向上させるためのリフレクター部を備える発光素子用リードフレーム基板であって、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の発光素子用リードフレーム基板の製造方法を用いて製造され、
   発光素子搭載部及び放熱部を有する前記パッドとワイヤー接続部及び放熱部を有する前記電極とを備えるリードフレーム部と、該リードフレーム部を封止する封止部及び前記リフレクター部を備える樹脂部とを一体形成して構成されていることを特徴とする発光素子用リードフレーム基板。
8. 請求項７記載の発光素子用リードフレーム基板の前記パッドの発光素子搭載面に発光素子を搭載し、該発光素子と前記電極のワイヤー接続面にワイヤーを接続し、前記発光素子と前記ワイヤーを透明の封止樹脂で封止して形成されていることを特徴とする発光モジュール。

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