JP2013026371A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013026371A
JP2013026371A JP2011158747A JP2011158747A JP2013026371A JP 2013026371 A JP2013026371 A JP 2013026371A JP 2011158747 A JP2011158747 A JP 2011158747A JP 2011158747 A JP2011158747 A JP 2011158747A JP 2013026371 A JP2013026371 A JP 2013026371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitting diode
light emitting
lead frame
resin layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011158747A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kato
隆志 加藤
Shiro Takeda
四郎 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP2011158747A priority Critical patent/JP2013026371A/ja
Publication of JP2013026371A publication Critical patent/JP2013026371A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】反射層を用いずに発光ダイオードチップ周囲を樹脂材料が囲んだ構成を具備し、かつ高い放熱効率をもつ発光ダイオードを、簡易な製造方法で製造する。
【解決手段】図３（ｂ）に示される形状で、第１樹脂層２０を形成する（第１樹脂層形成工程）。第１樹脂層２０は、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間の空隙を充填するように形成される。次に、図３（ｃ）に示されるように、発光ダイオードチップ３０を第２リードフレーム１１２上に搭載する（チップ搭載工程）。次に、図３（ｄ）に示されるように、第１樹脂層２０、発光ダイオードチップ３０、ボンディングワイヤ３１を封止するように、第２樹脂層２１を形成する（第２樹脂層形成工程）。
【選択図】図３

Description

本発明は、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。
ＬＥＤ（発光ダイオード）が使用される際には、リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載され、この発光ダイオードに通電がされると同時に、その発光が外部に取り出される形態とされる。また、白色発光ダイオードの場合には、白色を発光させるために必要となる蛍光物質が発光ダイオードチップの周辺に充填される。また、発光ダイオードチップの動作時（通電時）における発熱に対処するために、こうした発光ダイオードにおいては、高い放熱効率も要求される。
こうした構成の発光ダイオードの構造の例の断面図を、図７（ａ）（ｂ）に示す。
図７（ａ）の構造をもつ発光ダイオード９０においては、銅等で構成されたリードフレーム９１、９２が用いられ、リードフレーム９１の上に発光ダイオードチップ９３が搭載されている。発光ダイオードチップ９３における２つの電極のうちの一方は発光ダイオードチップ９３の下面からはんだ等を介してリードフレーム９１に接続される。発光ダイオードチップ９３における２つの電極のうちの他方は、発光ダイオードチップ９３の上面からボンディングワイヤ９４によってリードフレーム９２に接続されている。リードフレーム９１、９２は同一平面をなすように配置されている。リードフレーム９１、９２は高い熱伝導率をもつ銅等で構成される。
この構造におけるリードフレーム９１、９２の上面側において、発光ダイオードチップ９３を取り囲む反射層９５が形成されている。反射層９５の内面にはテーパー角が付けられており、発光ダイオードチップ９３が横方向に発した光は、この反射層９５の内面で反射され、上方に発せられる。反射層９５は、エポキシ樹脂等の樹脂材料で構成される。反射層９５を構成する樹脂材料は、リードフレーム９１と９２の間にも充填され、リードフレーム９１、９２の上面側で一体化されるようにモールド成形されて形成されている。このため、この構造においては、リードフレーム９１、９２と反射層９５が組み合わせられた構造が発光ダイオード全体の支持基板となる。
また、反射層９５で囲まれた内部は蛍光層９６で封止される。例えば発光ダイオードチップ９３が青色の光を発する場合、黄色の発光をする蛍光材料を蛍光層９６に添加しておけば、青色の光と黄色の光が混合した疑似白色の発光を得ることが可能である。蛍光層９６を形成する際には、蛍光材料が添加された液状の樹脂材料を反射層９５で囲まれた内部に滴下し、これを固化させることによって図７（ａ）の構成とすることができる。この構成の発光ダイオードにおいては、リードフレーム９１、９２の裏面側（発光ダイオードチップ９３が搭載された側）が露出しているため、この箇所において電気的接続をとることが可能である。
図７（ｂ）の構成は、特許文献１に記載された発光ダイオード１９０の構成である。この構成においては、リードフレームは用いられず、代わりにセラミックス基板１９１が用いられている。セラミックス基板１９１の上面側（発光ダイオードチップ９３が搭載される側）には金属のパッド１９２〜１９４が形成され、下面側には端子パッド１９５、１９６が形成される。パッド１９３上に発光ダイオードチップ９３が搭載され、発光ダイオードチップ９３の２つの電極はそれぞれパッド１９２、１９４にボンディングワイヤ９４によって接続されている。セラミックス基板１９１の上面側には、図７（ａ）と同様に反射層１９７が設けられているが、この場合の反射層１９７はセラミックスで構成される。パッド１９２、１９４はそれぞれセラミックス基板１９１を貫通するビア配線１９８、１９９を介して端子パッド１９５、１９６に接続されている。この構成により、セラミックス基板１９１の下面側の端子パッド１９５、１９６を介して発光ダイオードチップ９３への電気的接続をとることができる。また、反射層１９７の内部の発光ダイオードチップ９３の周囲には図７（ａ）の場合と同様に蛍光層９６が形成されている。
この構成においては、セラミックス基板１９１、反射層１９７は共にセラミックスで構成される。反射層１９７は、図示されるように２層構成とされている。このため、これらをグリーンシートの状態で一体化し、焼成することによって一体化して形成することができる。この製造方法は通常の多層配線基板と同様であり、ビア配線１９８、１９９を形成することも容易である。
図７の構成において、上記の反射層は、発光ダイオードチップの発する光を高効率で上側に発する、すなわち、発光に指向性をもたせる場合には有効である。しかしながら、発光に指向性をもたせないことが好ましい用途もあり、この場合には、反射層を形成しない構成が用いられる。図８は、特許文献２に記載された、反射層を用いない発光ダイオード２９０の構成を示す断面図である。ここでは、全体の支持基板として絶縁性の基板２９１が用いられる。基板２９１には、上面側から両端部を介して下面側に回り込んで形成された電極２９２、２９３が形成されている。上面側で電極２９２、２９３をまたぐ形態で発光ダイオードチップ９３がフリップチップ接続されている。発光ダイオードチップ９３の２つの電極は、はんだ層２９４を介してそれぞれ電極２９２、２９３に接続されている。
この発光ダイオードにおいては、反射層が用いられず、メタルマスクを用いた印刷法で蛍光層２９５を形成している。また、蛍光層２９５を封止するモールド層（パッケージ層）２９６をモールド成型で更に形成している。
図７（ａ）の構成においては、反射層９５をトランスファーモールド成型するために、発光ダイオードチップ９３の周囲とリードフレーム９１、９２間に反射層９５を一体化させた状態で同時に形成することができる。その後、リードフレーム９１、９２間の空隙部にも反射層９５が形成されているため、液状の蛍光層材料を反射層９５で囲まれた内部に滴下して蛍光層９６を容易に形成することができる。
図７（ｂ）の構成においては、セラミックス基板１９１が用いられているために、やはり液状の蛍光層材料を滴下することにより、容易に蛍光層９６を形成することができる。このように、図７のように反射層が用いられた構成においては、蛍光層９６を形成する際に反射層が既に形成されていることによって、蛍光層９６を発光ダイオードチップの周囲に形成することが容易である。
一方、反射層が用いられない図８の構成においては、印刷で蛍光層２９５を形成することができる。この場合においても、基板２９１が蛍光層２９５の下側に連続的に存在しているために、印刷で蛍光層２９５を形成することが可能となっている。
特開２００６−３０３３６６号公報 特開２００２−１３４７９２号公報
しかしながら、図８の構成において用いられる絶縁性の基板２９１の熱伝導率は、一般的にはリードフレームや電極を構成する金属材料と比べて低い。このため、この発光ダイオードにおいては、高い放熱効率を得ることは困難であった。
このように、反射層を用いずに発光ダイオードチップ周囲を樹脂材料が囲んだ構成を具備し、かつ高い放熱効率をもつ発光ダイオードを、簡易な製造方法で製造す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、リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載された構成を具備する発光ダイオードであって、第１リードフレームと、当該第１リードフレームから独立した第２リードフレームと、当該第２リードフレーム上に搭載された前記発光ダイオードチップと、前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成された第１樹脂層と、前記第１リードフレーム、第２リードフレーム、及び前記第１樹脂層の上で、前記発光ダイオードチップを封止する第２樹脂層と、を具備し、前記発光ダイオードチップが発する光を反射させる反射層を前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの上に具備しないことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記第２樹脂層の中に蛍光物質が混合されたことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードは、前記第２樹脂層の上に、前記発光ダイオードが発する光を透過させる第３樹脂層が更に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、前記第３樹脂層の上面が凸レンズ形状とされた箇所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、前記発光ダイオードチップと前記第１リードフレームとの間を接続する配線にボンディングワイヤが用いられ、前記第２リードフレーム上における前記発光ダイオードチップが搭載される箇所以外であり、かつ前記第１リードフレームの上面における前記ボンディングワイヤが接続される箇所以外である領域が掘り下げられ、当該掘り下げられた領域上に、前記第１樹脂層が、前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成された前記第１樹脂層と一体化されて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、前記第１リードフレームの上面及び前記第２リードフレームの上面に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の製造方法は、前記発光ダイオードの製造方法であって、前記第１樹脂層を前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成する第１樹脂層形成工程と、当該第１樹脂層形成工程の後で前記発光ダイオードチップを前記第２リードフレーム上に搭載するチップ搭載工程と、当該チップ搭載工程の後で前記第２樹脂層を形成する第２樹脂層形成工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記第１樹脂層形成工程における前記第１樹脂層、及び前記第２樹脂層形成工程における前記第２樹脂層の形成を、トランスファーモールド成型又はインジェクションモールド成型によって行うことを特徴とする。
本発明は以上のように構成されているので、反射層を用いずに発光ダイオードチップ周囲を樹脂材料が囲んだ構成を具備し、かつ高い放熱効率をもつ発光ダイオードを、簡易な製造方法で製造することができる。
本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法の各工程における形態の上面図（左）、そのＡ−Ａ方向における断面図（右）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法の各工程（続き）における形態の上面図（左）、そのＡ−Ａ方向における断面図（右）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法の各工程における形態を全体リードフレームの上面から見た図である。 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ける切断工程の状況を示す上面図である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）、下面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態に係る発光ダイオードの変形例の断面図である。 反射層が用いられた従来の発光ダイオードの２つの例の断面図である。 反射層が用いられない従来の発光ダイオードの例の断面図である。
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、２分割されたリードフレームが用いられている。発光ダイオードチップは、このリードフレームのうちの一つの上に搭載されている。２つのリードフレームの間の空隙には第１の樹脂層が形成されている。更に、搭載された発光ダイオードチップ等を封止する形態で第２の樹脂層が形成されており、この第２の樹脂層を更に封止する形で第３の樹脂層が形成されている。ただし、ここでは、発光ダイオードチップが発した光を反射させる反射層は形成されていない。
図１（ａ）〜（ｃ）、図２（ｄ）（ｅ）は、この発光ダイオードの製造工程における形態を示す上面図（左側）、Ａ−Ａ方向の断面図（右側）である。実際には、この発光ダイオードを製造するに際しては、複数の発光ダイオードが配列した形態で製造された後で切断分離され、個々の発光ダイオードが得られる。図１、２は、この中で１個分の発光ダイオードに対応する箇所の形態を示す。一方、図３（ａ）〜（ｅ）は、この複数の発光ダイオードの配列全体の上面図を示す。
まず、図１（ａ）に示されるリードフレーム１１が、一つの発光ダイオードにおいて用いられる。このリードフレーム１１は、図１（ａ）において図示された範囲内では第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２に分離されている。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。
図３（ａ）に示されるように、図１の構造のリードフレーム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によって接続される。図３（ａ）に示された例では、リードフレーム１１が５×５個配列された構造が外枠部１０１に接合された全体リードフレーム１００が構成されている。リードフレーム１１（全体リードフレーム１００）は銅、アルミニウム、鉄等の導電性、熱伝導率の高い金属で構成される。全体リードフレーム１００は、この材質の金属板を板金加工することによって容易に製造することができる。また、リードフレーム１１の上面側において、発光ダイオードチップのはんだ付けやボンディングワイヤの接続を容易かつ強固にするために、表面には銀めっき等のめっき層が形成されていることが好ましい。このめっき層は、発光ダイオードチップが発した光のリードフレーム１１表面での反射率を高め、発光効率を高めることにも寄与する。後述するように、この発光ダイオードが面実装される際には、リードフレーム１１の裏面側にはんだ付けが施されるため、裏面側にもめっき層が形成されることが好ましい。
次に、図１（ｂ）、図３（ｂ）に示される形状で、第１樹脂層２０を形成する（第１樹脂層形成工程）。図１に示されるように、第１樹脂層２０は、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間の空隙を充填するように形成される。また、第１樹脂層２０は図３（ｂ）における上下方向に連結して形成され、外枠部１０１に沿っても形成される。このため、図３（ｂ）に示されるように、全体リードフレーム１００上においては一体化されて形成される。こうした構成の第１樹脂層２０は、金型を用いたトランスファーモールド成型によって形成することが可能である。この場合、下金型に全体リードフレーム１００をセットし、この上に、樹脂材料がこの第１樹脂層２０として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固化させる。第１樹脂層２０の材料としては、エポキシ樹脂等、絶縁性の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールド成型を用いることもできる。また、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間から下側に光を漏らさないためには、第１樹脂層２０に白色顔料を添加することが好ましい。この白色顔料としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム等を用いることができる。この場合でも、こうした白色顔料を粒子状にして樹脂材料と混合することにより、第１樹脂層２０に用いることができる。
次に、図１（ｃ）、図３（ｃ）に示されるように、発光ダイオードチップ３０を第２リードフレーム１１２上に搭載する（チップ搭載工程）。発光ダイオードチップ３０を第２リードフレーム１１２に搭載する際には、樹脂系接着剤やはんだを用いた接合が用いられる。ここで、接合強度や熱伝導性の観点からははんだを用いることが好ましいが、この際には、図１（ｂ）、図３（ｂ）の構造が、はんだが溶融する温度以上とされる。この場合に用いられるはんだとしては、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）系のはんだが、接合強度や熱伝導性の観点から特に好ましい。発光ダイオードチップ３０がはんだによって第２リードフレーム１１２に接合された後に、発光ダイオードチップ３０中に形成された発光ダイオードの一方の極、他方の極は、それぞれボンディングワイヤ３１によって第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２に接続される。
次に、図２（ｄ）、図３（ｄ）に示されるように、第１樹脂層２０、発光ダイオードチップ３０、ボンディングワイヤ３１を封止するように、第２樹脂層２１を形成する（第２樹脂層形成工程）。第２樹脂層２１の形成は、前記の第１樹脂層２０と同様に、トランスファーモールドやインジェクションモールドによって行うことができる。第２樹脂層２１を構成する材料としては、第１樹脂層２０と同様の樹脂材料に対して蛍光材料を混合したものを用いることができる。例えば発光ダイオードチップ３０が青色の光を発する場合、この蛍光材料として黄色の発光をする材料を用いれば、発光ダイオードチップ３０が発した光とこの蛍光材料が発する光が混合した疑似白色の発光を得ることができる。こうした蛍光材料としては、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の材料を用いることができる。すなわち、第２樹脂層２１を蛍光層として用いることができる。
次に、図２（ｅ）、図３（ｅ）に示されるように、第２樹脂層２１を封止するように第３樹脂層２２を形成する（第３樹脂層形成工程）。第３樹脂層２２の形成も、前記の第１樹脂層２０、第２樹脂層２１と同様に、トランスファーモールドやインジェクションモールドによって行うことができる。第３樹脂層２２を構成する材料としては、この発光ダイオード１０が発する光に対して透明であり、かつ第２樹脂層２１を保護することができる材料を用いることができる。この保護とは、機械的な保護に加えて、高湿度等によって第２樹脂層２１中の蛍光材料や内部の発光ダイオードチップ３０が影響を受けることを抑制することも意味する。具体的には、シリコーン系やエポキシ系の樹脂材料等を第２樹脂層２１の材料として用いることができる。すなわち、第３樹脂層２２を、発光ダイオード１０の信頼性確保のための保護層として用いることができる。
上記の工程によって、全体リードフレーム１００を用いて複数の発光ダイオード１０が形成される。この後で、ダイシングソーを用いて個々の発光ダイオード１０を分離する（切断工程）。図４は、この切断工程を示す上面図である。
まず、図４（ａ）に示されるように、水平方向に隣接する発光ダイオード１０間を、垂直方向に延伸するダイシングソーのブレード２００を用いて分断する。この際に実際に切断されるのは、図３（ａ）より、実際には外枠部１０１のみである。このため、この切断加工を容易に行うことができる。
次に、図４（ｂ）に示されるように、垂直方向に隣接する発光ダイオード１０間を、同様に、水平方向に延伸するブレード２００を用いて切断する。この際に実際に切断されるのは、図１（ａ）、図３（ａ）より、細い連結部１１３〜１１８と、外枠部１０１のみである。このため、この切断加工も容易に行うことができる。この結果、図４（ｃ）に示されるように、個々の発光ダイオード１０を分離して得ることができる。
図５は、この発光ダイオード１０の上面図（ａ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｂ）、下面図（ｃ）である。この発光ダイオード１０を例えば基板上に搭載するに際しては、下面側に露出した第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２にはんだ付けを行うことにより、面実装をすることができる。この際、このはんだ付けによって発光ダイオードチップ３０への電気的接続をとることができる。発光ダイオードチップ３０は第３樹脂層２２等によって保護され、発光ダイオードチップ３０が発する光は、第２樹脂層２１、第３樹脂層２２を通ってリードフレーム１１（第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２）の上側に反射層を介せずに発せられる。この際、第２樹脂層２１に蛍光材料を混合すれば、２色が混合された光を発することができる。反射層が用いられないため、この光は発散光となる。
また、一般に、発光ダイオードチップの周囲に反射層を形成した構成で発光ダイオードを製造する際には、上記の第１樹脂層２０等と同様に、反射層をトランスファーモールド等、金型を用いて形成する場合が多い。この場合には、反射層が形成されない箇所（金型によって覆われる箇所）は平坦な形状であることが好ましいため、発光ダイオードチップがリードフレーム上に存在していない状態で反射層を形成することが好ましい。このため、反射層の形成は、発光ダイオードチップを搭載する前に行われている。
しかしながら、前記の通り、発光ダイオードチップを搭載する際のはんだ付けの際には、全体が高温とされる。特に、接合強度や熱伝導性の観点から好ましく用いられるＡｕ−Ｓｎ系のはんだの場合には、接合に要する温度が３００℃以上であり、高い。この高温の際に、反射層を形成する樹脂材料が変質して、変形をしたり、反射率が低下する等の問題が発生する。
これに対して、上記の発光ダイオード、あるいはその製造方法によれば、反射層が用いられないために、こうした問題は発生しない。上記の製造方法においては、チップ搭載工程の際に第１樹脂層２０が形成されているが、第１樹脂層２０は単に第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間の空隙を埋めるためにのみ用いられているために、熱による変質が発生しても、大きな問題にはならない。ただし、第１樹脂層２０には機械的強度が要求され、機械低強度及び耐熱性の高い樹脂材料を用いることも可能である。
また、反射層が用いられない代わりに、第１樹脂層２０が形成されることによって、蛍光層となる第２樹脂層２１を容易に形成することができる。また、第３樹脂層２２によって、第２樹脂層２１（蛍光層）を含む構造全体を保護することができる。
また、この発光ダイオード１０においては、図５に示されるように、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）の裏面が直接露出する。この際、発光ダイオードチップ３０が発した熱は、熱伝導率の低い層を介することなく、熱伝導率の高いはんだとリードフレーム１１のみを介して裏面側に伝わる。このため、この発光ダイオード１０を面実装して用いる場合に、高い放熱効率を得ることができる。
また、上記の製造方法によって、図５と異なる形態の発光ダイオードを製造することも可能である。図６は、この例を示す断面図である。
図６（ａ）は、第２樹脂層２１と第３樹脂層２２とが２層構造とされた例である。この場合には、蛍光層となる第２樹脂層２１の面積を広くとることができる。このため、白色発光の面積を広く取ることが可能である。
図６（ｂ）は、第３樹脂層２２の上面の一部を凸レンズ形状とした例である。上記の発光ダイオード１０においては、反射層が用いられないために、光は発散して放射されるが、この構成により、更に光の発散光率を高めることができる。
図６（ａ）（ｂ）の構成の発光ダイオードは、第２樹脂層２１、第３樹脂層２２の形状を適宜設定することにより、図１〜３に示された製造方法を用いて同様に製造することが可能である。図６（ａ）（ｂ）における第２樹脂層２１、第３樹脂層２２の形状をトランスファーモールド成型、インジェクションモールド成型等によって容易に形成することができることも明らかである。
図６（ｃ）の構成の発光ダイオードにおいては、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面が平坦とされておらず、第２リードフレーム１１２上における発光ダイオードチップ３０が接合される箇所と、第１リードフレーム１１１、第２リードフレーム１１２の上面におけるボンディングワイヤ３１が接続される箇所と、を残して上面が掘り下げられている。
この形状は、リードフレーム１１（全体リードフレーム１００）にエッチング加工を施すことによって容易に得ることができる。この場合、第１樹脂層２０は、リードフレーム１１の掘り下げられた領域上に、この領域を埋め込むように形成される。また、図３（ｂ）の場合と同様に、この領域における第１樹脂層２０と前記の第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間に形成された第１樹脂層２０とは一体化させることができる。この構成により、第１樹脂層２０とリードフレーム１１との間の接合強度をより高めることができる。あるいは、この第１樹脂層２０表面で光を反射させることも可能である。また、図５の構成の発光ダイオードにおいては、前記の通り、リードフレーム１１の表面には、はんだやボンディングワイヤによる接続を容易かつ強固とするために、めっき層を形成することが好ましい。しかしながら、図６（ｃ）の構成の発光ダイオードにおいては、リードフレーム１１における掘り下げられた箇所にはめっき層を形成することは不要となる。この場合においては、高価なＡｇ等で構成されるめっき層の使用量を低減することが可能である。あるいは、Ａｇめっきを行う際の弊害である表面の硫化を低減することもできる。
また、図６（ｄ）の構成は、第１樹脂層２０と第２樹脂層２１を兼用した例である。この構造の発光ダイオードを製造するに際しては、第１樹脂形成工程は行わずにチップ搭載工程以降の工程を行い、第２樹脂層２１を図６（ｄ）の形態とする。この形態の第２樹脂層２１を同様に形成できることは明らかである。ただし、この場合には、チップ搭載工程において、第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２の間に空隙が存在しており、発光ダイオードチップ３０の接合時やボンディングワイヤ３１の接合時において第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２が安定していることが必要である。このため、リードフレーム１１が充分厚く、高い機械的強度がある場合に、この構成は好ましい。この場合にも第２樹脂層２１に蛍光材料を混合することができることは明らかである。また、第２樹脂層２１の上面に凸レンズ形状の部分を設けることも可能である。また、この構造において第１リードフレーム１１１と第２リードフレーム１１２を図６（ｃ）の場合と同じ形状とすることができることも明らかである。
なお、上記の例においては、第２樹脂層に蛍光材料を混合したが、蛍光材料を混合せず、第２樹脂層も発光ダイオードチップの保護だけのために用いることも可能である。この場合、第２樹脂層を第３樹脂層と同様の透明材料とすることも可能である。すなわち、第２樹脂層を構成する材料は、上記のように成型ができる限りにおいて、その機能に応じて適宜設定することが可能である。
また、上記の例においては、発光ダイオードチップの電極と第１リードフレーム、第２リードフレームとの間の接続をボンディングワイヤを用いて行ったが、この接続方法は任意である。例えば、特許文献２（図８）に記載のようにはんだ層を用いた接続を行うことも可能である。また、発光ダイオードチップの下面と上面に電極を設けた場合には、図５や図６等における左側のボンディングワイヤ３１のみを使用し、右側のボンディングワイヤ３１は用いない構成とすることも可能である。
また、図６（ｂ）のような凸レンズ形状に限らず、第３樹脂層や第２樹脂層の上面の形状は、ここから光を発することができ、かつ成型ができる限りにおいて、任意の形状とすることが可能である。この形状は、この発光ダイオードが実装して用いられる際の形態に応じて適宜設定することが可能である。いずれの場合においても、第３樹脂層や第２樹脂層が全体リードフレーム上で一体化して形成できる場合には、これらをトランスファーモールド成型あるいはインジェクションモールド成型によって形成することが可能である。
１０、９０、１９０、２９０ 発光ダイオード
１１、９１、９２ リードフレーム
２０ 第１樹脂層
２１ 第２樹脂層
２２ 第３樹脂層
３０、９３ 発光ダイオードチップ
３１、９４ ボンディングワイヤ
９５、１９７ 反射層
９６、２９５ 蛍光層
１００ 全体リードフレーム
１０１ 外枠部
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
１９１ セラミックス基板
１９２〜１９４ パッド
１９５、１９６ 端子パッド
１９８、１９９ ビア配線
２９１ 基板
２９２、２９３ 電極
２９４ はんだ層
２９６ モールド層

Claims (8)

  1. リードフレーム上に発光ダイオードチップが搭載された構成を具備する発光ダイオードであって、
    第１リードフレームと、
    当該第１リードフレームから独立した第２リードフレームと、
    当該第２リードフレーム上に搭載された前記発光ダイオードチップと、
    前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成された第１樹脂層と、
    前記第１リードフレーム、第２リードフレーム、及び前記第１樹脂層の上で、前記発光ダイオードチップを封止する第２樹脂層と、
    を具備し、
    前記発光ダイオードチップが発する光を反射させる反射層を前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームの上に具備しないことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記第２樹脂層の中に蛍光物質が混合されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  3. 前記第２樹脂層の上に、前記発光ダイオードが発する光を透過させる第３樹脂層が更に形成された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. 前記第３樹脂層の上面が凸レンズ形状とされた箇所を具備す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. 前記発光ダイオードチップと前記第１リードフレームとの間を接続する配線にボンディングワイヤが用いられ、
    前記第２リードフレーム上における前記発光ダイオードチップが搭載される箇所以外であり、かつ前記第１リードフレームの上面における前記ボンディングワイヤが接続される箇所以外である領域が掘り下げられ、当該掘り下げられた領域上に、前記第１樹脂層が、前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成された前記第１樹脂層と一体化されて形成された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. 前記第１リードフレームの上面及び前記第２リードフレームの上面にめっき層が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
    前記第１樹脂層を前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間に形成する第１樹脂層形成工程と、
    当該第１樹脂層形成工程の後で前記発光ダイオードチップを前記第２リードフレーム上に搭載するチップ搭載工程と、
    当該チップ搭載工程の後で前記第２樹脂層を形成する第２樹脂層形成工程と、
    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。
  8. 前記第１樹脂層形成工程における前記第１樹脂層、及び前記第２樹脂層形成工程における前記第２樹脂層の形成を、トランスファーモールド成型又はインジェクションモールド成型によって行うことを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードの製造方法。
JP2011158747A 2011-07-20 2011-07-20 発光ダイオード及びその製造方法 Pending JP2013026371A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158747A JP2013026371A (ja) 2011-07-20 2011-07-20 発光ダイオード及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158747A JP2013026371A (ja) 2011-07-20 2011-07-20 発光ダイオード及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013026371A true JP2013026371A (ja) 2013-02-04

Family

ID=47784375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011158747A Pending JP2013026371A (ja) 2011-07-20 2011-07-20 発光ダイオード及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013026371A (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002190563A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002198570A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Toyoda Gosei Co Ltd 固体光素子
JP2008227166A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Sharp Corp 半導体発光装置、半導体発光装置用多連リードフレーム
JP2008235469A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Harison Toshiba Lighting Corp 光半導体装置及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002190563A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002198570A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Toyoda Gosei Co Ltd 固体光素子
JP2008227166A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Sharp Corp 半導体発光装置、半導体発光装置用多連リードフレーム
JP2008235469A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Harison Toshiba Lighting Corp 光半導体装置及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10593846B2 (en) Semiconductor light-emitting device, method for producing same, and display device
JP5038623B2 (ja) 光半導体装置およびその製造方法
KR101843402B1 (ko) 표면 장착 가능한 광전자 소자 그리고 표면 장착 가능한 광전자 소자를 제조하기 위한 방법
EP2479810B1 (en) Light-emitting device package and method of manufacturing the same
US20130307014A1 (en) Semiconductor light emitting device
US8586391B2 (en) Method of manufacturing light-emitting device
JP2014216622A (ja) 発光装置の製造方法
JP2012195430A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JP2012231068A (ja) 発光装置
JP5743412B2 (ja) 発光素子パッケージ
JP6642746B2 (ja) パッケージの製造方法及び発光装置の製造方法、並びにパッケージ及び発光装置
JP2013012666A (ja) 発光装置の製造方法
JP6262578B2 (ja) 発光装置
JP5286122B2 (ja) 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
JP2014060343A (ja) 発光ダイオードの製造方法、発光ダイオード
JP6825436B2 (ja) リードフレーム
JP2007335734A (ja) 半導体装置
JP6447580B2 (ja) 発光装置
JP6205894B2 (ja) 発光装置用パッケージ成形体およびそれを用いた発光装置
KR101778141B1 (ko) 반도체 발광소자 및 이의 제조방법
KR101863549B1 (ko) 반도체 발광소자
JP2013026371A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
KR20160106153A (ko) 완전한 led 패키지로 사용되는 깊은 성형된 반사기 컵
JP6252023B2 (ja) 発光装置
JP5675210B2 (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150331

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150804