JP2012182209A

JP2012182209A - Ｌｅｄ素子用リードフレーム基板の製造方法

Info

Publication number: JP2012182209A
Application number: JP2011042575A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Fukada; 隆之深田; Susumu Maniwa; 進馬庭; Junko Toda; 順子戸田; Masashi Sawadaishi; 将士澤田石
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】パッド部や電気的接合エリアの樹脂バリ等を抑制してＬＥＤ素子用リードフレーム基板を製造する。
【解決手段】ＬＥＤ素子が搭載されるパッド部１１と、ワイヤーを介してパッド部に搭載されたＬＥＤ素子と電気的に接続される接続エリア１２とを有するフレーム部１０と、平面視においてパッド部および接続エリアを囲むリフレクター部２２を有し、フレーム部に取り付けられた樹脂部２０とを備えたＬＥＤ素子用リードフレーム基板１の製造方法は、金属板３０にパッド部および接続エリアを形成してフレーム部を形成するエッチング工程と、エッチング工程後にフレーム部に対して樹脂部を成形する樹脂部形成工程とを備え、樹脂部形成工程は、パッド部および接続エリアがレジストパターン３２に被覆された状態で行われ、樹脂部形成工程後に、レジストパターンが除去されてパッド部および接続エリアが露出されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を担持、搭載するＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法に関する。

従来、金属製リードフレームと絶縁樹脂の複合体からなるＬＥＤ素子用リードフレーム基板が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなＬＥＤ素子用リードフレーム基板（以下、単に「リードフレーム基板」と称する。）は、ＬＥＤチップを搭載するための一つ乃至複数のパッド部と、ＬＥＤチップと電気的接続を行うための電気的接合エリアを同一平面に備え、パッド部と電気的接合エリア間、およびそれらとリードフレーム外周部の間に存在する空隙が絶縁性のモールド樹脂によって埋められて形成されている。モールド樹脂の成形にはトランスファーモールドが用いられることが多い。

特開２００４−１７２１６０号公報

しかしながら、トランスファーモールドでは液状の樹脂が高圧で充填されるため、上述のパッド部や電気的接合エリアの表面には、樹脂バリや樹脂汚染（以下、「樹脂バリ等」と称する。）が生じることが多い。樹脂バリ等が生じると、これを除去するための工程が必要になり、製造工程が煩雑となるという問題がある。

一方、樹脂成形後にメッキを行う、いわゆる後メッキという製造工程も考えられるが、この場合は、樹脂バリ等がメッキの定着性に悪影響を及ぼし、メッキ未着等の不具合を発生させることが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、パッド部や電気的接合エリアの樹脂バリ等を抑制してＬＥＤ素子用リードフレーム基板を製造することができるＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ＬＥＤ素子が搭載されるパッド部と、ワイヤーを介して前記パッド部に搭載された前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される接続エリアとを有するフレーム部と、平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲むリフレクター部を有し、前記フレーム部に取り付けられた樹脂部とを備えたＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法であって、金属板に前記パッド部および前記接続エリアを形成して前記フレーム部を形成するエッチング工程と、前記エッチング工程後に前記フレーム部に対して前記樹脂部を成形する樹脂部形成工程とを備え、前記樹脂部形成工程は、前記パッド部および前記接続エリアが樹脂からなる保護層に被覆された状態で行われ、前記樹脂部形成工程後に、前記保護層が除去されて前記パッド部および前記接続エリアが露出されることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法においては、前記エッチング工程に用いられたレジストパターンが前記保護層として用いられてもよい。
また、前記パッド部および前記接続エリアにメッキ処理を施すメッキ処理工程をさらに備え、前記メッキ処理工程は、前記保護層が除去された後に行われてもよい。

また、本発明のＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法は、前記パッド部および前記接続エリアにメッキ処理を施すメッキ処理工程をさらに備え、前記メッキ処理工程は、前記樹脂部形成工程の前に行われ、その後に前記保護層が形成されてもよい。

本発明のＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法によれば、パッド部や電気的接合エリアに発生する樹脂バリ等を抑制することができる。

本発明の第一実施形態におけるＬＥＤ素子用リードフレーム基板を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。図１のＢ―Ｂ線における断面図である。（ａ）から（ｇ）は、同リードフレーム基板の製造手順を示す図である。（ａ）から（ｉ）は、本発明の第二実施形態におけるＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造手順を示す図である。

本発明の第一実施形態について、図１から図４（ｇ）を参照して説明する。
図１は、本実施形態のリードフレーム基板１にＬＥＤチップ（ＬＥＤ発光素子）１００が実装されたＬＥＤパッケージ１１０を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。リードフレーム基板１は、図１および図２に示すように、金属製のフレーム部１０と、フレーム部１０に取り付けられた樹脂部２０とを備えている。

フレーム部１０は、金属合金製の板状の材料をエッチング加工することにより形成されており、ＬＥＤチップ１００が搭載されるパッド部１１と、平面視においてパッド部１１を挟んで対向する接続エリア１２とを備えている。

図３は、図１のＢ−Ｂ線における断面図である。図２および図３に示すように、パッド部１１および接続エリア１２はフレーム部１０の厚さ方向の一方の面（上面）に形成されており、反対側の下面には、パッド部１１および接続エリア１２と接続された放熱部１３Ａおよび１３Ｂがそれぞれ形成されている。放熱部１３Ａおよび１３Ｂの下面上における面積は、それぞれパッド部１１および接続エリア１２の上面における面積よりも大きく形成されており、ＬＥＤチップ１００から発生する駆動熱やＬＥＤチップ１００の周辺環境条件による熱を外部に拡散させ、ＬＥＤチップ１００に熱が蓄積されることを抑制している。

樹脂部２０は、エッチングにより形成されたフレーム部１０の隙間を埋める充填部２１と、フレーム部１０の上面に形成されるリフレクター部２２とを備えている。
充填部２１は、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを露出させるように形成されている。リフレクター部２２は、図１に示すように、リードフレーム基板１の平面視においてパッド部１１および接続エリア１２を囲むように形成されており、図２に示すように、リフレクター部２２に囲まれた領域が、ＬＥＤチップ１００が実装されるキャビティＣとなっている。リフレクター部２２のうちキャビティＣを規定する内面２２Ａは、上端から下端に向かうに従いキャビティＣの面方向（フレーム部１０の上面と平行な方向）における断面積が小さくなるようにテーパー状に形成されている。

パッド部１１、接続エリア１２、および放熱部１３Ａ、１３Ｂの面上には、メッキ層１４が形成され、ＬＥＤチップ１００実装時および外部基板接続時の電気的接続の信頼性が高められている。ＬＥＤチップ１００は、パッド部１１の上面に固着して搭載され、各接続エリア１２の上面とＬＥＤチップ２０の図示しない端子とが金線等のワイヤー１０１を用いたワイヤーボンディングにより電気的に接続されてリードフレーム基板１に実装されている。
実装されたＬＥＤチップ１００および各ワイヤー１０１は、キャビティＣ内に充填された透明な封止樹脂１０２により封止されている。こうして、リードフレーム基板１を用いたＬＥＤパッケージ１１０が形成されている。

次に、本実施形態におけるリードフレーム基板１の製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、フレーム部となる金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂにレジスト層３１を積層する。レジスト層３１の積層は、感光性レジストを塗布する、ドライフィルムレジストを貼付する等の方法により行うことができる。

次に、所定のパターンを有するフォトマスク(不図示)を用いてレジスト層３１に対して露光、現像処理等を行い、図４（ｂ）に示すように、金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂにレジストパターン３２を形成する（レジストパターン形成工程）。フォトマスクのパターンは、上面側においては、パッド部１１および接続エリア１２の位置および形状に対応し、下面側においては、放熱部１３Ａおよび１３Ｂの位置および形状に対応している。

次に、図４（ｃ）に示すように、金属板３０の上面３０Ａおよび下面３０Ｂ側から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工する（エッチング工程）。これにより、レジストパターン３２の存在しない部位が金属板３０の厚さ方向にエッチングされ、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを有するフレーム部１０のおおよその形状が完成する。

エッチング工程終了時において、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂは、レジストパターン３２で被覆されている。続く樹脂部形成工程では、フレーム部１０にレジストパターン３２が接合された状態のまま、図４（ｄ）に示すように、上型１０５と下型１０６とでフレーム部１０を厚さ方向に挟み、公知のトランスファーモールドによって樹脂を充填し、充填部２１およびリフレクター部２２を有する樹脂部２０を形成する。

図４（ｅ）は、樹脂部形成工程後のフレーム部１０を示す図である。図４（ｅ）に示すように、レジストパターン３２の表面には、上型１０５または下型１０６とレジストパターン３２との間の微小な隙間に樹脂が進入することにより形成された樹脂バリ２３等が存在している。

次に、レジスト剥離液等を用いてレジストパターン３２を除去して、図４（ｆ）に示すように、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを露出させる（余剰樹脂除去工程）。レジストパターン３２が除去されることにより、レジストパターン３２に付着していた樹脂バリ等も一緒に除去され、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとが樹脂バリ等のない状態で露出される。

次に、図４（ｇ）に示すように、パッド部１１および接続エリア１２の表面にメッキ処理を行い、メッキ層１４を形成する。（メッキ処理工程）。メッキ処理では、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキなどを用いることができる。また、これらのメッキ処理を施す前に、耐熱拡散性が優れたニッケルメッキなどの下地メッキを施してもよい。本実施形態では、放熱部１３Ａおよび１３Ｂの表面にもメッキ処理が行われる。
メッキ処理工程が終わると、リードフレーム基板１が完成する。

本実施形態のリードフレーム基板１の製造方法によれば、エッチング工程終了後にパッド部１１および接続エリア１２を被覆するように残存するレジストパターン３２をフレーム部１０から除去せずに樹脂部形成工程を行うため、樹脂バリ等は、レジストパターン３２上に形成され、パッド部１１および接続エリア１２の表面には生じない。
したがって、レジストパターン３２がパッド部１１および接続エリア１２を樹脂バリ等から保護する保護層として機能し、レジストパターン除去工程においてレジストパターン３２を樹脂バリ等とともに除去することにより、容易にパッド部１１および接続エリア１２を露出させることができる。その結果、ウェットブラスト等を用いた従来の樹脂バリ等除去のための工程を省略することができ、効率よくリードフレーム基板を製造することができる。

また、レジストパターン除去工程において用いられるレジスト剥離液により、樹脂部２０の表面が適度に粗くなるため、キャビティを封止樹脂で封止する際に、樹脂部と封止樹脂との密着性を高めることができる。

本発明の第二実施形態について、図５（a）から図５（ｉ）を参照して説明する。本実施形態のリードフレーム基板の製造方法と、第一実施形態のリードフレーム基板の製造方法との異なるところは、メッキ処理工程のタイミングである。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図５（a）から図５（ｉ）は、本実施形態のリードフレーム基板の製造方法の流れを示す図である。この製造方法において、上述のエッチング工程までの流れは、図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように第一実施形態と同様である。本実施形態においては、エッチング工程終了後、図５（ｄ）に示すように、レジストパターン３２が除去され、図５（ｅ）に示すように、フレーム部１０をメッキ浴につける等によりメッキ処理を行う（メッキ処理工程）。本実施形態では、フレーム部１０の外面全体にメッキ層１４が形成されているが、メッキ処理工程は、パッド部１１および接続エリア１２の上面にのみ行われてもよい。

先メッキ工程終了後、図５（ｆ）に示すように、パッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとを覆うように、樹脂からなる保護層３５を形成する（保護層形成工程）。保護層３５は、後で剥離のしやすいものを用いて形成するのが好ましく、本実施形態では上述のフォトレジストにより形成される。

保護層形成工程終了後は、図５（ｇ）から図５（ｉ）に示すように、第一実施形態とほぼ同様の手順で、樹脂部形成工程と、余剰樹脂除去工程が行われる。図５（ｉ）に示すようにパッド部１１および接続エリア１２と、放熱部１３Ａおよび１３Ｂとが露出されると、リードフレーム基板１Ａが完成する。リードフレーム基板１Ａは、上述のリードフレーム基板１とほぼ同様の構造を有するが、フレーム部１０において、外面全体にメッキ処理が施されている点がリードフレーム基板１と異なっている。

本実施形態のリードフレーム基板の製造方法によっても、第一実施形態同様、樹脂部形成工程後にパッド部および接続エリアに形成される樹脂バリ等を好適に防ぐことができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したり、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせたりすることが可能である。

例えば、本発明のリードフレーム基板の製造方法においては、一枚の金属板にパッド部および接続エリアを複数組形成し、各組に対応するように複数のリフレクター部を有する樹脂部を形成して、その後、一つずつ切り離すことにより多数のリードフレーム基板が製造されてもよい。

１、１ＡＬＥＤ素子用リードフレーム基板
１０フレーム部
１１パッド部
１２接続エリア
１４メッキ層
２０樹脂部
２２リフレクター部
３０金属板
３２レジストパターン（保護層）
３５保護層
１００ＬＥＤ素子
１０１ワイヤー

Claims

ＬＥＤ素子が搭載されるパッド部と、ワイヤーを介して前記パッド部に搭載された前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される接続エリアとを有するフレーム部と、平面視において前記パッド部および前記接続エリアを囲むリフレクター部を有し、前記フレーム部に取り付けられた樹脂部とを備えたＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法であって、
金属板に前記パッド部および前記接続エリアを形成して前記フレーム部を形成するエッチング工程と、
前記エッチング工程後に前記フレーム部に対して前記樹脂部を成形する樹脂部形成工程と、
を備え、
前記樹脂部形成工程は、前記パッド部および前記接続エリアが樹脂からなる保護層に被覆された状態で行われ、
前記樹脂部形成工程後に、前記保護層が除去されて前記パッド部および前記接続エリアが露出されることを特徴とするＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法。
前記エッチング工程に用いられたレジストパターンが前記保護層として用いられる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の製造方法。
前記パッド部および前記接続エリアにメッキ処理を施すメッキ処理工程をさらに備え、
前記メッキ処理工程は、前記保護層が除去された後に行われることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ素子用リードフレーム基板の製造方法。
前記パッド部および前記接続エリアにメッキ処理を施すメッキ処理工程をさらに備え、
前記メッキ処理工程は、前記樹脂部形成工程の前に行われ、その後に前記保護層が形成される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の製造方法。