JP2012195430A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い発光効率と高い信頼性をもった発光ダイオードを得る。
【解決手段】第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面側には、反射層１３が形成されている。第２のリードフレーム１１２には、発光ダイオードチップ１４が搭載されている。発光ダイオードチップ１４における２つの電極は、それぞれ２本のボンディングワイヤ１５によって、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に接続されている。反射層１３は、その最大高さが発光ダイオードチップ１４の頂面よりも高く、かつ発光ダイオードチップ１４の周囲を環状に取り囲む側壁部１３１と、側壁部１３１の内側の底部に形成され、その最大高さが発光ダイオードチップ１４の頂面よりも低い略平面形状の底面部１３２で構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップをリードフレーム上に搭載した構成を具備する発光ダイオードの構造に関する。また、その製造方法に関する。

半導体チップが使用される際には、リードフレーム上に半導体チップが搭載され、リードフレームを介してこの半導体チップに通電がされて動作する半導体モジュールの形態とされる。通常は、単一の半導体モジュールに相当するリードフレームが多数並べて一体化された構成である集合リードフレームが使用される。この上に多数の半導体チップが搭載されて実装された後に切断され、多数の半導体モジュールとされる。集合リードフレームは、１枚の金属板を加工することによって製造される。

こうした場合において、リードフレーム（集合リードフレーム）を構成する材料としては、通常は銅又は銅合金が用いられる。銅は熱伝導率及び電気伝導度が高い材料であり、半導体チップからの放熱を高効率で行え、かつ半導体モジュールの配線の一部として使用することができるため、リードフレームの材料として特に好適である。半導体チップは通常はんだ付け等によってリードフレーム上に搭載される。銅の上にははんだ付けを行うことが可能であるが、これを更に容易とするために、この上に更に銀めっき等が施される場合も多い。

また、熱伝導率、電気伝導度、加工性等において銅と同等の特性をもち、より安価であるアルミニウムも、リードフレームの材料として使用することができる。アルミニウムは銅よりも軽量であるため、半導体モジュール全体を軽量化できるという利点もある。一方で、通常のアルミニウムの表面にはんだ付けをすることは銅や銀と比べて困難である。このため、リードフレームの基材をアルミニウムとした場合には、その表面において、はんだ付けが可能な金めっき（貴金属めっき）処理が施される場合が多い。

特許文献１には、特にこの半導体チップが発光ダイオードチップである場合について記載されている。この場合には、リードフレーム上における発光ダイオードチップの周囲には、発光効率を向上させるための反射層が形成される。図７は、この構造をもつ発光ダイオード９０の構造を示す断面図である。この構造においては、２分割されたリードフレーム９１、９２が用いられる。これらの表面には、はんだ付けが容易となるように、貴金属めっき層９３が形成されている。リードフレーム９２上に発光ダイオードチップ９４が搭載され、発光ダイオードチップ９４における２つの電極には、２本のボンディングワイヤ９５の一端がそれぞれ接続される。２本のボンディングワイヤ９５の他端は、それぞれリードフレーム９１、９２に接続されている。また、発光ダイオードチップ９４を取り囲む形で、樹脂で構成された反射層９６が形成されている。反射層９６の内部における発光ダイオードチップ９４の周囲は蛍光層９７で封止されている。

ここで、発光ダイオードチップ９４が発した光のうち、図７中の横方向に発せられた光は、反射層９６の内壁で上方に向かって反射される。このため、上記の構造によって、高い発光効率を得ることができる。また、蛍光層９７中に、発光ダイオードチップ９４が発する光と異なる波長の光を発する蛍光材料を混入させることにより、２色の光を同時に発する構成とすることができる。これにより、疑似白色発光を得ることも可能である。

こうした反射層の材料としては、モールド成形（トランスファーモールド）が容易である熱硬化性樹脂が特に好ましく用いられる。特許文献２には、この反射層と類似の構成（中空パッケージ）において、ある特定組成のエポキシ樹脂が特に有効であることが記載されている。この材料を用いた場合には、高い寸法安定性や高い耐湿性が得られるため、高い信頼性を得ることができる。

こうした技術を用いて、高い発光効率と高い信頼性を持った発光ダイオードを得ることができる。

特開２０１０−６２２７２号公報 特開２００３−１２７７４号公報

上記の通り、上記の構造においては、発光ダイオードチップ９４が発した光のうち、図７中の横方向に発せられた光は、反射層９６の内壁で上方に向かって反射される。しかしながら、発光ダイオードチップ９４が図７中の下方向に向かって発する光も存在する。この光は、リードフレーム９１、９２（めっき層９３）の表面に照射される。

高い発光効率を得るためには、この光も上方に向かって反射させることが必要である。このためには、リードフレーム（金属）の表面の反射率を高くすることが必要である。これに対して、例えば銀めっきがされた銅の表面においては、硫化物が形成される場合が多いため、一般には、反射率を高く保つことは困難である。アルミニウムにおいても、はんだ付けが容易なように貴金属めっきが施された表面においては、同様である。また、リードフレームを構成する金属の表面に対して鏡面研磨等の処理を行えば反射率を高めることはできるが、この発光ダイオードの製造時においてこの高い反射率（鏡面の状態）を維持することは困難である。すなわち、一般的なリードフレームを構成する材料の表面においては、高い反射率を安定して得ることが困難であった。

このため、高い発光効率と高い信頼性をもった発光ダイオードを得ることは困難であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の発光ダイオードは、リードフレームの一方の主面上に発光ダイオードチップが搭載され、前記一方の主面側の前記発光ダイオードチップの周囲に、樹脂材料で構成された反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードであって、前記反射層は、前記リードフレーム上において前記発光ダイオードチップを囲み、最大高さが前記発光ダイオードチップよりも高く設定された側壁部と、当該側壁部によって囲まれた前記リードフレーム上に形成され、最大高さが前記発光ダイオードチップよりも低く設定され、前記発光ダイオードチップが前記リードフレーム上に搭載される箇所において開口を具備する底面部と、を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードにおいて、前記リードフレームにおける他方の主面側には貴金属めっき層が形成されていることを特徴とする。
本発明の発光ダイオードにおいて、前記リードフレームには開口部が形成され、前記反射層は、前記開口部を介して前記リードフレームの他方の主面側に達するように形成されていることを特徴とする。
本発明の発光ダイオードにおいて、前記リードフレームにおける前記開口部の周囲は、前記他方の主面側から薄肉加工が施されていることを特徴とする。
本発明の発光ダイオードにおいて、前記リードフレームは、第１リードフレームと第２リードフレームで構成され、前記発光ダイオードチップは、前記第１リードフレームと第２リードフレームのいずれかに搭載され、かつ前記発光ダイオードチップから取り出された２つの配線はそれぞれ前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームと接続され、前記底面部は、前記２つの配線と前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームとが接続される箇所における開口を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記主面側から見て、前記第１リードフレームの一部及び前記第２リードフレームの一部が前記反射層から突出した構成を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記２つの配線と前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームとが接続される箇所における前記底面部の開口中において、前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレーム上に貴金属めっき層が形成されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記発光ダイオードチップの周囲の前記側壁部で囲まれた領域に蛍光層が形成されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記発光ダイオードを２次元配列した形態で製造する、発光ダイオードの製造方法であって、前記リードフレームが前記２次元配列に対応して配列され、当該２次元配列の外側に外枠部が設けられ、前記リードフレームと前記外枠部とは前記２次元配列の一方向において連結部によって接続され、かつ前記一方向と垂直な他方向においては接続されない構成を具備する集合リードフレームが用いられ、前記集合リードフレーム上において、前記２次元配列に対応した前記反射層を前記一方の主面側にトランスファーモールド成形によって形成する反射層形成工程と、前記２次元配列された前記リードフレーム上に前記発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップから取り出された配線を前記リードフレームに接続するチップ搭載工程と、前記他方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記外枠部を前記一方向に沿って切断することによって行う第１切断工程と、前記一方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記連結部を前記他方向に沿って切断することによって行う第２切断工程と、を具備することを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、高い発光効率と高い信頼性をもった発光ダイオードを得ることができる。

本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの上面からの透視図（ａ）、そのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）、底面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法において用いられるリードフレームの形態を示す上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向における断面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す上面からの透視図（左）、断面図（右）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードを分断して得るためのスクライブラインの位置を示す上面図である。 本発明の実施の形態に係る製造方法の中の各工程における状態を集合リードフレーム全体から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの変形例に用いられるリードフレームの形態を示す上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向における断面図（ｂ）である。 従来の発光ダイオードの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態となる発光ダイオード、及びその製造方法について説明する。この発光ダイオードにおいては、リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載される。また、リードフレーム上には樹脂材料からなる反射層が形成されている。この反射層は、発光ダイオードチップが横方向に発した光を上方に向かって反射させる側壁部と、発光ダイオードチップが下方向に発した光を上方に向かって反射させる底面部とで構成される。また、この発光ダイオードは、基板上にはんだ付けして実装することができる面実装型の発光ダイオードである。

図１は、この発光ダイオード１０の構成を示す上面からの透視図（ａ）、そのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）、下面図（ｃ）である。この発光ダイオード１０においては、２分割されたリードフレームである第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２が用いられる。これらの下面側には、めっき層１２が形成されている。第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面側には、反射層１３が形成されている。また、第２のリードフレーム１１２には、発光ダイオードチップ１４が搭載されている。発光ダイオードチップ１４における２つの電極は、それぞれ２本のボンディングワイヤ１５によって、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に接続されている。

反射層１３は、その最大高さが発光ダイオードチップ１４の頂面よりも高く、かつ発光ダイオードチップ１４の周囲を環状に取り囲む側壁部１３１と、側壁部１３１の内側の底部に形成され、その最大高さが発光ダイオードチップ１４の頂面よりも低い略平面形状の底面部１３２で構成される。後述するように、この形状の反射層１３は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をトランスファーモールドすることによって形成することができる。

図１（ａ）（ｂ）に示されるように、底面部１３２には、３箇所で開口（底面開口１３３、１３４、１３５）が形成されている。第２リードフレーム１１２上の底面開口１３３中において、発光ダイオードチップ１４が第２リードフレーム１１２上に搭載されている。第１リードフレーム１１１上の底面開口１３４、第２リードフレーム１１２上の底面開口１３５中においては、ボンディングワイヤ１５がそれぞれ第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に接続されている。

また、側壁部１３１が取り囲む内部（底面部１３２上）には、蛍光層１６が形成されており、発光ダイオードチップ１４等はこの蛍光層１６内部に封止されている。蛍光層１６は、発光ダイオードチップ１４が発した単色の光を吸収してこれと異なる波長の光を発する。発光ダイオードチップ１４が発した光と蛍光層１６が発した光は、共に反射層１３（側壁部１３１、底面部１３２）表面で反射され、外部に発せられる。この際、異なる２種類の波長の光が同時にこの発光ダイオード１０から発せられ、例えば疑似白色光を発することができる。

この構成においては、発光ダイオードチップ１４が図１（ｂ）中の横方向（斜め上方）に発した光は、反射層１３の側壁部１３１により、上方に向かって反射される。発光ダイオードチップ１４が図１（ｂ）中の下方向（水平方向よりも下方向）に発した光は、反射層１３の底面部１３２により、上方に向かって反射される、あるいはこの反射光が更に側壁部１３で反射されて上方に向かって反射される。なお、発光ダイオードチップ１４が図１（ｂ）中の上方に向かって発した光は、反射層１３に当たらずにそのまま上方に発せられる。このように、反射層１３を設けることによって、高い発光効率を得ることができる。

特に、発光ダイオードチップが下方向に発した光を、従来はリードフレームが反射していたのに対し、この発光ダイオード１０においては、底面部１３２によってこれを反射している。樹脂材料で構成された反射層１３の表面状態は安定であり、リードフレーム表面の反射率がその表面状態によって低下するような問題は発生しない。また、後述する製造方法によれば、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は、この製造工程の初期においてその大部分を反射層１３（底面部１３２）によって保護される。このため、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面の反射率の劣化も生じにくい。底面部１３２の表面で反射されずにこれを透過した光は、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面で反射されるが、この際の反射率も高く保つことができる。

また、この発光ダイオード１０の信頼性を高めるためには、反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間が高い機械的強度で接合されていることが必要である。特許文献１に記載の構造と比べて、この発光ダイオード１０においては、底面部１３２の存在によって、反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接触面積が大きくなる。このために、この機械的強度も高めることができる。

この発光ダイオード１０が基板上に実装される（使用される）際には、図１（ｃ）に示された下面において露出した第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２がはんだ付けによって基板に接合される。この下面にはめっき層１２が形成されているため、このはんだ付けを特に容易に行うことができる。

このはんだ付けを行う際には、基板上において、下面側における第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２がある箇所に充分にはんだが乗っていることが必要である。一般に、この状況を発光ダイオード１０の上面側から目視で確認することは困難である。これに対して、上記の発光ダイオード１０においては、上面側から見て、反射層１３の左右両端に第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端部がそれぞれ突出している。このため、この突出した箇所におけるはんだの有無を目視で確認することにより、この状況を確認することができる。すなわち、上記の発光ダイオード１０をはんだ付けで実装することを容易かつ確実に行うことができる。

また、上記の構造においては、図１（ｃ）に示されるように、その下面側において、第１リードフレーム１１１，第２リードフレーム１１２が広い面積で露出している。このため、上記の形態でこの発光ダイオード１０が実装された場合には、高い熱伝導率をもつ第１リードフレーム１１１，第２リードフレーム１１２を介して基板側へ高効率で放熱がなされる。

以下に、この発光ダイオード１０を製造する製造方法について説明する。まず、図２は、この発光ダイオード１０を製造する際に用いられるリードフレーム１１の上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）である。断面図（ｂ）における上側の面に発光ダイオードチップ１４が搭載される。なお、図２は単一の発光ダイオード１０の構成に対応した領域の図であり、実際には、図２に示された構成のリードフレーム１１が多数配列されて一体化された構成の集合リードフレームが用いられ、この上に多数の発光ダイオードチップ１４が搭載され、多数個の発光ダイオード１０が同時に製造される。その後、この構成を分割することによって、個々の発光ダイオード１０が得られる。以下では、この１個の発光ダイオード１０が製造される領域についてのみ説明する。集合リードフレームの構成については後述する。

図２において、このリードフレーム１１は、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２に分離されて構成される。第１リードフレーム１１１においては、その上下に連結部１１３、１１４がそれぞれ接続され、第２リードフレーム１１２においては、その上側に連結部１１５、１１６が、その下側に連結部１１７、１１８が接続されている。実際には発光ダイオード１０は２次元配列されて製造され、これに対応して図２の構成が２次元配列された集合リードフレームが用いられる。この際に図２の構成のリードフレーム１１は、その上下方向に設けられたリードフレーム１１と、連結部１１３〜１１８によって図２（ａ）中の上下方向で接続され、集合リードフレームとされる。集合リードフレームの外枠においては、図２（ａ）中の左右方向においても接続されることにより、一体化された集合リードフレームとされる。

また、第１リードフレーム１１１には矩形状の開口部１１９が設けられ、第２リードフレーム１１２には矩形状の開口部１２０が設けられている。また、断面図（図２（ｂ））に示されるように、これらの肉厚は一様ではなく、その裏面（発光ダイオードチップが搭載される側と反対側の面）側には段差が設けられている。第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の端部、あるいはこれらに設けられた開口部１１９、１２０の周辺の肉厚が薄くなるように、これらの段差は形成されている。また、連結部１１３〜１１４においてもこの肉厚が薄くされている。一方、上面側においては、開口部１１９、１２０以外の第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は、同一平面を構成するように設定される。

なお、図２（ｂ）におけるリードフレーム１１２の上面（一方の主面）側に発光ダイオードチップ１４は搭載される。前記の薄肉化加工は、その反対側の下面（他方の主面）側から施されている。

このリードフレーム１１（集合リードフレーム）の材質としては、銅系（銅、銅合金）、アルミニウム系（アルミニウム、アルミニウム合金）、鉄系等、従来よりリードフレームを構成する材質として知られるものを用いることができる。

一方、この発光ダイオード１０の上面側においては、前記の通り、反射層１３の底面部１３２で光が反射される。しかしながら、底面部１３２で反射されずにこれを透過した光は、リードフレーム１１の表面に達する。このため、リードフレーム１１の上面側は鏡面であることが反射率の観点からは好ましい。一方、底面部１３２と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合強度を高めるためには、底面部１３２が形成される領域における第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面は粗面化されていることが好ましい。このため、底面部１３２に開口が設けられ発光ダイオードチップ１４が接合される箇所においては第２リードフレーム１１２の表面が鏡面であり、他の箇所は粗面化されていることが特に好ましい。ただし、反射層１３による反射率と反射層１３とリードフレーム１１との接合の機械的強度に応じて、これらは適宜設定することが可能である。すなわち、機械的強度よりも反射率を重視する場合には鏡面が好ましく、反射率よりも機械的強度を重視する場合には粗面が好ましい。

図３（ａ）〜（ｄ）は、このリードフレーム１１を用いて発光ダイオード１０を製造する際のダイシング前までの形態を示す上面からの透視図（左側）、その断面図（右側）である。ここで、断面図は、図２（ｂ）と同様の箇所に対応する。

まず、図３（ａ）に示されるように、下面側にめっき層１２が形成されたリードフレーム１１（第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２）が用いられる。なお、前記の通り、第１リードフレーム１１１と第２のリードフレーム１１２とは集合リードフレームとして一体化されているため、以降の工程においても、第１リードフレーム１１１と第２のリードフレーム１１２との間の位置関係は固定される。なお、断面図に示されるように、実際には平面図におけるリードフレーム１１の端部にもめっき層１２は形成されているが、以降においてその記載は省略されている。

次に、図３（ｂ）に示されるように、反射層１３を第１リードフレーム１１１、第２のリードフレーム１１２上に形成する（反射層形成工程）。反射層１３は、前記の通り、最大高さの高い側壁部１３１と、側壁部１３１に囲まれた領域（窓部１３６）の底面に底面部１３２を具備する。底面部１３２には、発光ダイオードチップ１４が搭載される箇所に対応した底面開口１３３と、ボンディングワイヤ１５が接続される箇所に対応した底面開口１３４、１３５が設けられている。底面開口１３４においては第１リードフレーム１１１が、底面開口１３３、１３５においては第２リードフレーム１１２が露出する。反射層１３の材料としては樹脂材料（例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂）が用いられ、その成型はトランスファーモールドによる。この形状で反射層１３を形成するためには、例えば、下金型に集合リードフレームをセットし、この上に、この材料が図３（ｂ）の反射層１３に示された形状となるような空洞部をもった上金型をセットし、この空洞部に材料を加圧供給した後に加熱させることによって固化させる。この際、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に設けられた開口部１１９、１２０や裏面の段差部にも反射層１３を構成する材料は充填される。これにより、反射層１３は、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に設けられた開口部１１９、１２０を介してそれぞれ第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の他方の主面側に達するように形成される。

このため、反射層１３の断面形状は、図３（ｂ）右側に示されるように、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との接合部でくさび型となる。これにより、反射層１３とこれらとの間での接合の機械的強度を高くすることができる。また、例えばリードフレーム１１がアルミニウムで構成される場合、反射層１３（熱硬化性エポキシ樹脂）は、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２を構成するアルミニウムとの間での密着性は高くないが、下面側におけるめっき層１２との間の密着性はこれよりも高い。従って、この構造によっても、反射層１３と第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２との間の接合の機械的強度を高めることができる。

側壁部１３１の内面は、この中に収容される発光ダイオードチップが発する発光を上側に反射するように、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の表面に対して傾斜角をもつように設定される。

また、図３（ｂ）に示されるように、反射層１３の左右方向には、第１リードフレーム１１１の左端部と第２リードフレーム１１２の右端部がそれぞれ突出している。

次に、図３（ｃ）に示されるように、底面開口１３３で露出した第２リードフレーム１１２上に発光ダイオードチップ１４を搭載する（チップ搭載工程）。発光ダイオードチップ１４における２つの電極は、配線となるボンディングワイヤ１５によってそれぞれ第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に、底面開口１３４、１３５の箇所において接続される。発光ダイオードチップ１４と第２リードフレーム１１２との間の接合は、例えばシリコーン樹脂系接着剤によって行うことができる。

次に、図３（ｄ）に示されるように、この状態で、窓部１３６内部に蛍光材料を充填し、蛍光層１６を形成する（蛍光層形成工程）。例えば青色発光ダイオードが用いられる場合には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光材料を用いれば、この蛍光材料が発する光と青色とが混合された疑似白色の発光を得ることが可能である。

図４は、最後に発光ダイオード１０を分断して得るためのスクライブラインの位置を示す上面図である。ます、図４に示される２箇所のスクライブライン６１に沿ったブレードを用いて、図中の縦方向での切断を行う（第１切断工程）。次に、図４に示される２箇所のスクライブライン６２に沿ったブレードを用いて、図中の横方向での切断を行う（第２切断工程）。このうち、縦方向のスクライブライン６１は、図４中においては、リードフレーム１１（第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２）とは重複していない。すなわち、図４中に示された範囲内においては、リードフレーム１１は縦方向には切断されない。これらの工程の詳細については後述する。第１切断工程と第２切断工程によって、上記の発光ダイオード１０を得ることができる。

図３、４においては、発光ダイオード１０単体に対応する箇所についてのみ記載された。前記の通り、この発光ダイオード１０は、集合リードフレーム上で２次元配列された状態で製造される。以下では、上記の製造方法におけるこの２次元配列全体の構成について説明する。

図５（ａ）〜（ｆ）は、上記の製造方法において、集合リードフレーム上における各発光ダイオード１０が得られるまでの形態を示す上面側から見た平面図である。

図５（ａ）は、集合リードフレーム２００の全体の形態を示す。ここで、破線で囲まれた領域が図１に示された発光ダイオード１０単体に対応するリードフレーム１１となる。集合リードフレーム２００においては、外枠部２０１が設けられており、これによって各リードフレーム１１が一体化されている。図５（ａ）に示されるように、この集合リードフレーム２００においては、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２、外枠部２０１とは、この２次元配列における一方向（縦方向）においてのみ連結部（図２における連結部１１３〜１１８）によって接続され、かつこの一方向と垂直な他方向（横方向）においては接続されない。この集合リードフレーム２００の裏面全面にはめっき層１２が形成されている。

この構成の集合リードフレーム２００は、例えば素材となる銅やアルミニウムの平板を図５（ａ）の形状に加工し、一方の主面側をマスキングしてめっきを行うことにより、容易に製造することができる。

この集合リードフレーム２００を用いて、反射層形成工程が行われた直後の上面側から見た平面図が図５（ｂ）である。反射層１３は、ここで図示されるように集合リードフレーム２００上全体にわたり形成される。個々の発光ダイオードに対応して側壁部１３１、底面部１３２が配列して形成される。各発光ダイオード１０毎の反射層１３は、図５（ｂ）中の上下方向で一体化されるように接続されている。各底面部１３２中には、底面開口１３３、１３４、１３５が形成され、この中では第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２が露出している。集合リードフレーム２００は全体として一体化されており、トランスファーモールドで形成された反射層１３も一体化された状態でこの上に形成されている。このため、図５（ｂ）に示された状態でこの構造全体を取り扱うことが可能である。

この構成から、更にチップ搭載工程、蛍光層形成工程が行われた直後の平面図が図５（ｃ）である。個々の窓部１３６中に発光ダイオードチップ１４等が搭載され、その後で蛍光層１６が形成される。この状態においても、この構造全体を上記と同様に取り扱うことが可能である。

次に、図４中のスクライブライン６１に沿ったブレード３００を用いて、図中の縦方向での切断を行う（第１切断工程）際の形態が図５（ｄ）である。この構成において、ブレード３００によって切断されるのは、集合リードフレーム２００の外枠部２０１の上下辺、及びその上の反射層１３のみであり、図１に示された個々のリードフレーム１１に対応する箇所は切断されない。このため、この切断の際の負荷は小さく、この切断を容易に行うことができる。

次に、図４中のスクライブライン６２に沿ったブレード３００を用いて、図中の横方向での切断を行う（第２切断工程）際の形態が図５（ｅ）である。この構成において、ブレード３００によって切断されるのは、集合リードフレーム２００の外枠部２０１の左右辺、個々の連結部１１３〜１１８、及びその上の反射層１３である。ここで、連結部１１３〜１１８において切断される長さは短いため、この切断の際の負荷も小さい。このため、この切断を容易に行うことができる。特に、前記の通り、連結部１１３〜１１８が薄肉加工されていれば、この切断の際の負荷も更に小さくすることができる。

これにより、図５（ｆ）に示されるように、複数の発光ダイオード１０が分断されて得られる。すなわち、上記の構成の集合リードフレーム２００を用いることにより、特に容易に発光ダイオード１０を製造することができる。

なお、上記の製造方法においては、リードフレーム１１（集合リードフレーム２００）の下面側にのみめっき層１２が形成された。しかしながら、めっき層１２を上面側においても部分的に形成することもできる。例えば、リードフレーム１１を、図６に示す形態とすることもできる。図６は、図３（ａ）に対応した平面図（左）、断面図（右）である。ここでは、底面開口１３４、１３５に対応した領域、すなわち、ボンディングワイヤ１５が接続される上面側の領域においても、めっき層１２が形成されている。この形態とされたリードフレーム１１（集合リードフレーム２００）を用いて、図３（ｂ）以降の工程を同様に行うことができる。これにより、ボンディングワイヤ１５による接続の信頼性を高めることができる。めっき層１２を図６の構成とすることは、めっきの際に底面開口１３４、１３５に対応した箇所が開口されたマスクを上面側に形成することにより、容易に行われる。

なお、上記の例では、リードフレーム１１の下面側にめっき層（貴金属めっき層）１２を形成したが、この上ではんだ付けが容易である材料でリードフレーム１１自身が構成されていれば、めっき層は必ずしも必要ではない。逆に、リードフレーム１１の下面側だけでなく、上面側全面にめっき層を形成した場合でも、反射層１３（底面部１３２）によって高い反射率を得ることができる。この場合においては、めっき層を形成する工程がより簡素化される。また、貴金属めっき層（Ｎｉ／Ａｕめっき層）以外に、この上へのはんだ付けが容易でありかつ上記の製造方法が適用できる層であれば、同様に用いることができる。

リードフレームの構成についても、任意である。例えば、上記の例では、１つの発光ダイオードにおいて２分割されたリードフレームが用いられるものとしたが、発光ダイオードチップの構成に応じ、これを３分割以上とすることもできる。その形態も、反射層等を上記と同様に形成できる限りにおいて任意である。また、上記の通り、リードフレームに開口部を設けることによって反射層とリードフレームとの接合強度を高めることができるが、反射層の底面部とリードフレームとの間の接合強度が高ければ、開口部は不要である。あるいは、発光ダイオード単体において複数のリードフレームが用いられる場合には、そのうちの一部のリードフレームにのみ開口部を設けることもできる。また、同様に、開口部を設けた場合においても、図２に示されるようなその周囲の薄肉化加工は必ずしも必要ではない。

また、上記の集合リードフレームにおいては、周辺を取り囲む形状の外枠部が用いられたが、この外枠部の形状も、集合リードフレーム全体を一体化した状態で上記の製造方法を実施できる形態であれば、任意である。例えば、図５（ａ）に示された形状において、外枠部２０１の左右辺が存在しない形態とすることも可能である。この場合には、発光ダイオードを最後に分離する切断工程が更に容易となる。

反射層（側壁部、底面部）の形状も、内部に発光ダイオードチップを設けることができ、発光ダイオードチップが発した光を上方に反射できる限りにおいて、任意である。例えば、図５において、集合リードフレーム２００上で反射層１３が一体化された構成としたが、これを個々の発光ダイオード１０毎に予め分離された形態とすることもできる。この場合には、図５（ｄ）（ｅ）で切断される対象を集合リードフレーム２００のみとすることが可能である。この場合、図５に示されたようなブレード３００を用いた切断に代えて、プレス金型を用いた切断を用いて図５（ｄ）（ｅ）の切断を同時に行うことも可能である。

また、反射層における底面部の構成も、発光ダイオードチップが発した光を上方に反射させることができる限りにおいて、任意である。例えば、底面部を、発光ダイオードチップ側から離れるに従って厚くなるようなテーパー形状の断面をもつような構成とすることもできる。こうした場合においても、この最低部が発光ダイオードチップの上面よりも低くされれば、底面部で光を上方に反射させることが可能である。

また、窓部内における発光ダイオードチップとリードフレームとを接続する配線としてボンディングワイヤが用いられるものとしたが、２つの電極が上記と同様に外部に取り出せる限りにおいて、この配線についても任意である。

更に、単色の発光をする発光ダイオードの場合には、蛍光層の代わりに蛍光を発しない透明のモールド層を設けることもできる。

１０、９０ 発光ダイオード
１１、９１、９２ リードフレーム
１２、９３ めっき層（貴金属めっき層）
１３、９６ 反射層
１４、９４ 発光ダイオードチップ
１５、９５ ボンディングワイヤ
１６、９７ 蛍光層
６１、６２ スクライブライン
１１１ 第１リードフレーム（リードフレーム）
１１２ 第２リードフレーム（リードフレーム）
１１３〜１１８ 連結部
１１９、１２０ 開口部
１３１ 側壁部（反射層）
１３２ 底面部（反射層）
１３３〜１３５ 底面開口
１３６ 窓部
２００ 集合リードフレーム
２０１ 外枠部
３００ ブレード

Claims (9)

1. リードフレームの一方の主面上に発光ダイオードチップが搭載され、前記一方の主面側の前記発光ダイオードチップの周囲に、樹脂材料で構成された反射層が形成された構成を具備する発光ダイオードであって、
   前記反射層は、
   前記リードフレーム上において前記発光ダイオードチップを囲み、最大高さが前記発光ダイオードチップよりも高く設定された側壁部と、
   当該側壁部によって囲まれた前記リードフレーム上に形成され、最大高さが前記発光ダイオードチップよりも低く設定され、前記発光ダイオードチップが前記リードフレーム上に搭載される箇所において開口を具備する底面部と、
   を具備することを特徴とする発光ダイオード。
2. 前記リードフレームにおける他方の主面側には貴金属めっき層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
3. 前記リードフレームには開口部が形成され、前記反射層は、前記開口部を介して前記リードフレームの他方の主面側に達するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
4. 前記リードフレームにおける前記開口部の周囲は、前記他方の主面側から薄肉加工が施されていることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード。
5. 前記リードフレームは、第１リードフレームと第２リードフレームで構成され、
   前記発光ダイオードチップは、前記第１リードフレームと第２リードフレームのいずれかに搭載され、かつ前記発光ダイオードチップから取り出された２つの配線はそれぞれ前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームと接続され、
   前記底面部は、前記２つの配線と前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームとが接続される箇所における開口を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
6. 前記主面側から見て、前記第１リードフレームの一部及び前記第２リードフレームの一部が前記反射層から突出した構成を具備することを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオード。
7. 前記２つの配線と前記第１リードフレーム、前記第２リードフレームとが接続される箇所における前記底面部の開口中において、前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレーム上に貴金属めっき層が形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の発光ダイオード。
8. 前記発光ダイオードチップの周囲の前記側壁部で囲まれた領域に蛍光層が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の発光ダイオードを２次元配列した形態で製造する、発光ダイオードの製造方法であって、
   前記リードフレームが前記２次元配列に対応して配列され、当該２次元配列の外側に外枠部が設けられ、前記リードフレームと前記外枠部とは前記２次元配列の一方向において連結部によって接続され、かつ前記一方向と垂直な他方向においては接続されない構成を具備する集合リードフレームが用いられ、
   前記集合リードフレーム上において、前記２次元配列に対応した前記反射層を前記一方の主面側にトランスファーモールド成形によって形成する反射層形成工程と、
   前記２次元配列された前記リードフレーム上に前記発光ダイオードチップを搭載し、当該発光ダイオードチップから取り出された配線を前記リードフレームに接続するチップ搭載工程と、
   前記他方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記外枠部を前記一方向に沿って切断することによって行う第１切断工程と、
   前記一方向において隣接する前記発光ダイオード間の分離を、前記連結部を前記他方向に沿って切断することによって行う第２切断工程と、
   を具備することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。