JP2015201608A - Lead frame with resin and manufacturing method of lead frame with resin and led package and manufacturing method of led package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびにLEDパッケージおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a lead frame with resin and a manufacturing method thereof, and an LED package and a manufacturing method thereof.
近年、LED(発光ダイオード)素子を光源として用いる照明装置が、各種家電、OA機器、車両機器の表示灯、一般照明、車載照明、およびディスプレイ等に用いられている。このような照明装置の中には、リードフレームにLED素子を搭載することにより作製された半導体装置を含むものがある。 In recent years, lighting devices using LED (light emitting diode) elements as light sources have been used for various home appliances, OA equipment, display lights for vehicle equipment, general lighting, in-vehicle lighting, displays, and the like. Some of such lighting devices include a semiconductor device manufactured by mounting LED elements on a lead frame.
また従来、LED素子用の半導体装置(LEDパッケージ)としては、放熱性等の観点から、SONタイプのもの(SONパッケージ)が開発されてきている。このようなSONパッケージにおいては、LED素子からの光を反射させるための反射樹脂(リフレクタ)が設けられている。また、LED素子やボンディングワイヤは、これらを保護する封止樹脂によって封止されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a semiconductor device for LED elements (LED package), a SON type (SON package) has been developed from the viewpoint of heat dissipation and the like. In such a SON package, a reflective resin (reflector) for reflecting light from the LED element is provided. Moreover, the LED element and the bonding wire are sealed with a sealing resin that protects them (see, for example, Patent Document 1).
通常のLEDパッケージは、一般的な半導体パッケージと比較して、放熱性の観点からダイパッドやリード部の裏面の面積が大きくされている。このため、LEDパッケージにおいては、パッケージをプリント基板に半田実装する際、一般的な半導体パッケージよりも半田の使用量が多い。このため、LEDパッケージにおいては、パッケージの裏面で半田フラックスの揮発成分が半田内に巻き込まれやすく、この結果半田内にボイドが発生しやすいという問題が生じている。半田にボイドが発生した場合、LEDパッケージにおいて、ダイパッドやリード部の裏面から熱を逃がしにくくなるという問題が生じる。 In the normal LED package, the area of the back surface of the die pad or the lead portion is increased from the viewpoint of heat dissipation as compared with a general semiconductor package. For this reason, in the LED package, when the package is solder-mounted on the printed board, the amount of solder used is larger than that of a general semiconductor package. For this reason, in the LED package, a volatile component of the solder flux is likely to be caught in the solder on the back surface of the package, and as a result, there is a problem that voids are easily generated in the solder. When a void is generated in the solder, there is a problem that heat is not easily released from the back surface of the die pad or the lead portion in the LED package.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、LEDパッケージの裏面において半田にボイドが発生することを防止することが可能な、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびにLEDパッケージおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is capable of preventing the generation of voids in the solder on the back surface of the LED package, the resin-attached lead frame, the manufacturing method thereof, the LED package, and It aims at providing the manufacturing method.
本発明は、樹脂付リードフレームにおいて、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有するリードフレームと、前記第1金属部分と前記第2金属部分との周囲を取り囲んで設けられ、リードフレームと一体化された反射樹脂とを備え、少なくとも前記第1金属部分または前記第2金属部分にはアウターリード部が形成され、前記反射樹脂のうち、前記リードフレームの前記アウターリード部が形成された面側に、複数の突起が形成されていることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention relates to a lead frame with resin, wherein the lead frame includes a first metal portion and a second metal portion provided apart from the first metal portion, the first metal portion, and the second metal portion. And a reflective resin integrated with a lead frame, and at least the first metal portion or the second metal portion is formed with an outer lead portion, and among the reflective resins, A lead frame with resin, wherein a plurality of protrusions are formed on a surface side of the lead frame on which the outer lead portion is formed.
本発明は、各突起は、高さが10μm〜30μmであり、幅が10μm〜100μmであることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein each protrusion has a height of 10 μm to 30 μm and a width of 10 μm to 100 μm.
本発明は、前記反射樹脂の裏面の単位面積に占める前記複数の突起の面積の割合は、10%〜50%であることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the ratio of the area of the plurality of protrusions to the unit area of the back surface of the reflective resin is 10% to 50%.
本発明は、前記複数の突起は、前記第1金属部分の周囲を取り囲む領域又は前記第2金属部分の周囲を取り囲む領域に設けられていることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the plurality of protrusions are provided in a region surrounding the periphery of the first metal portion or a region surrounding the periphery of the second metal portion.
本発明は、前記複数の突起は、LEDパッケージの実装面の外形に沿う領域に設けられていることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the plurality of protrusions are provided in a region along the outer shape of the mounting surface of the LED package.
本発明は、前記複数の突起は、不規則に配置されていることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the plurality of protrusions are irregularly arranged.
本発明は、少なくとも1つの突起が、前記第1金属部分の裏面の周縁又は前記第2金属部分の裏面の周縁を部分的に覆うことを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the at least one protrusion partially covers the periphery of the back surface of the first metal portion or the periphery of the back surface of the second metal portion.
本発明は、LEDパッケージにおいて、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有するリードフレームと、前記リードフレームの前記第1金属部分に搭載されたLED素子と、前記LED素子と前記リードフレームの前記第2金属部分とを電気的に接続する導電部と、前記リードフレームに設けられ、前記LED素子を収容する凹部を有する反射樹脂と、前記反射樹脂の前記凹部内に充填された封止樹脂とを備え、前記反射樹脂の裏面に複数の突起が形成されていることを特徴とするLEDパッケージである。 The present invention provides an LED package having a lead frame having a first metal portion and a second metal portion spaced apart from the first metal portion, and mounted on the first metal portion of the lead frame. An LED element; a conductive portion that electrically connects the LED element and the second metal portion of the lead frame; a reflective resin that is provided in the lead frame and has a recess that accommodates the LED element; An LED package comprising: a sealing resin filled in the recess of resin, wherein a plurality of protrusions are formed on the back surface of the reflective resin.
本発明は、樹脂付リードフレームの製造方法において、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた前記第2金属部分とを含むリードフレームを準備する工程と、前記リードフレームに反射樹脂を設ける工程とを備え、前記リードフレームに反射樹脂を設ける工程において、前記反射樹脂の裏面に複数の突起が形成されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。 The present invention provides a method of manufacturing a lead frame with a resin, the step of preparing a lead frame including a first metal portion and the second metal portion provided apart from the first metal portion, and the lead frame And a step of providing a reflective resin on the lead frame, wherein a plurality of protrusions are formed on the back surface of the reflective resin.
本発明は、前記リードフレームに反射樹脂を設ける工程において、前記反射樹脂は焼結金属製の金型を用いて成形され、前記金型は、前記複数の突起に対応する複数の孔を有することを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。 In the present invention, in the step of providing a reflective resin on the lead frame, the reflective resin is molded using a mold made of sintered metal, and the mold has a plurality of holes corresponding to the plurality of protrusions. This is a method for manufacturing a lead frame with a resin characterized by the following.
本発明は、前記リードフレームに反射樹脂を設けた後、前記リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うようにめっき層を設ける工程を更に備えたことを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。 The present invention further comprises a step of providing a plating layer so as to cover a region of the lead frame where the reflective resin is not provided after the reflective resin is provided on the lead frame. It is a manufacturing method of a lead frame.
本発明は、LEDパッケージの製造方法において、樹脂付リードフレームを準備する工程と、前記樹脂付リードフレームの前記第1金属部分にLED素子を搭載する工程と、前記LED素子と前記樹脂付リードフレームの前記第2金属部分とを導電部により接続する工程と、前記LED素子および前記導電部を封止樹脂によって封止する工程とを備えたことを特徴とするLEDパッケージの製造方法である。 The present invention provides a method for manufacturing an LED package, the step of preparing a lead frame with resin, the step of mounting an LED element on the first metal portion of the lead frame with resin, the LED element and the lead frame with resin. A method for manufacturing an LED package, comprising: a step of connecting the second metal portion to the conductive portion, and a step of sealing the LED element and the conductive portion with a sealing resin.
本発明によれば、反射樹脂の裏面に複数の突起が形成されているので、これらの突起の間を通って半田フラックスの揮発成分を逃がすことができ、LEDパッケージの裏面において半田にボイドが発生することを防止することができる。 According to the present invention, since the plurality of protrusions are formed on the back surface of the reflective resin, the volatile components of the solder flux can be released through the protrusions, and voids are generated in the solder on the back surface of the LED package. Can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態について、図1乃至図12を参照して説明する。以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。なお、本明細書中、「表面」とは、LEDパッケージの発光面側の面(図3の上面)をいい、「裏面」とは、LEDパッケージの実装面側の面(図3の下面)をいう。したがって、リードフレームの「裏面」とは、LEDパッケージと外部の配線基板とを接続する際に用いられるダイパッドとリード部のアウターリード部が形成された面である。また、反射樹脂の「裏面」とは、リードフレームのアウターリード部が形成された面側の面である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and some detailed description may be omitted. In the present specification, “front surface” refers to the surface on the light emitting surface side of the LED package (upper surface in FIG. 3), and “rear surface” refers to the surface on the mounting surface side of the LED package (lower surface in FIG. 3). Say. Therefore, the “back surface” of the lead frame is a surface on which a die pad used for connecting the LED package and an external wiring board and an outer lead portion of the lead portion are formed. Further, the “back surface” of the reflective resin is a surface on the surface side where the outer lead portion of the lead frame is formed.
樹脂付リードフレームの構成
まず、図1乃至図4により、本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの概略について説明する。
1. Structure of Lead Frame with Resin First, an outline of a lead frame with resin according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1乃至図3に示す樹脂付リードフレーム30は、LEDパッケージ20(図5および図6参照)を作製するために用いられるものである。このような樹脂付リードフレーム30は、リードフレーム10と、リードフレーム10に設けられた反射樹脂(リフクレクタ)23とを備えている。
The
このうちリードフレーム10は、それぞれ1つのLEDパッケージ20に対応する領域である、複数の単位リードフレーム10aを含んでいる。図1において、各単位リードフレーム10aに含まれる領域を、長方形状の二点鎖線で示している。
Among these, the
各リードフレーム10は、各々LED素子21(後述)が搭載されるダイパッド(第1金属部分)25と、ダイパッド25から離間して設けられたリード部(第2金属部分)26とを備えている。
Each
ダイパッド25およびリード部26は、それぞれ平面略矩形形状を有しており、ダイパッド25およびリード部26の各辺は、X方向およびY方向のいずれかに対して平行に延びている。なお、本明細書中、X方向とは、各単位リードフレーム10a内でダイパッド25およびリード部26が配列された方向に平行な方向をいい、Y方向とは、平面内でX方向に直交する方向をいう。
Each of the
ダイパッド25とリード部26との間には、開口領域16が形成されており、ダイシングされた後(図9(d)参照)、ダイパッド25とリード部26とは互いに電気的に絶縁されるようになっている。
An
図3に示すように、ダイパッド25のうち、リード部26側に位置する中央側部分25aは、その裏面方向からハーフエッチングされることにより、リードフレーム10の素材の厚み(すなわち後述する金属基板31の厚み)よりも薄肉化されている。同様に、リード部26のうち、ダイパッド25側に位置する中央側部分26aは、その裏面方向からハーフエッチングされることにより、リードフレーム10の素材の厚みよりも薄肉化されている。なお、ハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、各単位リードフレーム10a内のリード部26は、図1のY方向プラス側およびY方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のリード部26と、それぞれ連結部52によって連結されている。また、各単位リードフレーム10a内のダイパッド25は、図1のY方向プラス側およびY方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のダイパッド25と、それぞれ連結部52により連結されている。
As shown in FIG. 1, the
さらに、各単位リードフレーム10a内のダイパッド25は、図1のX方向プラス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のリード部26と、連結部52により連結されている。さらにまた、各単位リードフレーム10a内のリード部26は、図1のX方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のダイパッド25と、連結部52により連結されている。
Furthermore, the
これら各連結部52は、それぞれ裏面側からハーフエッチングされることにより、リードフレーム10の素材の厚み(すなわち後述する金属基板31の厚み)より薄肉状に形成されている。
Each of these connecting
また、ダイパッド25の裏面に第1のアウターリード部27が形成され、リード部26の裏面に第2のアウターリード部28が形成されている。第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28は、それぞれLEDパッケージ20と外部の配線基板45(図10(a)(b)参照)とを接続する際に用いられる。
A first
さらに、図1および図3に示すように、リードフレーム10の表面のうち反射樹脂23に覆われている領域に、溝18が設けられている。この場合、溝18の平面形状は、開口領域16を除き環状に延びており、略矩形状となっている。しかしながら、これら限らず、溝18の平面形状は、略長円状又は略レーストラック状としても良い。また溝18の断面形状は凹形状であり、溝18に反射樹脂23が入り込むことによりリードフレーム10と反射樹脂23との密着性を高めている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, a
反射樹脂23は、リードフレーム10の表面であって、ダイパッド25およびリード部26上に設けられている。また、反射樹脂23は、ダイパッド25およびリード部26の周囲を取り囲んでいる。さらに、反射樹脂23は、ダイパッド25とリード部26との間の開口領域16、各連結部52の裏面、およびダイパッド25およびリード部26の中央側部分25a、26aの裏面にも充填されている。
The
この反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されており、LED素子21(後述)を収容する凹部23aを有している。この凹部23aの平面形状は、例えば長方形状、角丸長方形状、円形状、楕円形状、長円状又はレーストラック形状としても良い。また、反射樹脂23は、裏面側から表面側に向けて拡開するように形成された傾斜面23bを有している。
The
図2および図3に示すように、反射樹脂23の裏面には、複数(多数)の突起47が形成されている。この場合、突起47は反射樹脂23の裏面全体にわたって形成されている。また、反射樹脂23の裏面のうち、各突起47を除く部分は略平坦になっており、各突起47の間には、後述するように半田フラックスの揮発成分を逃がすことが可能な間隙48が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of (many)
図2に示すように、複数の突起47は、その形状、大きさ、間隔および密度が不規則であるように配置されている。このように複数の突起47を不規則に配置した場合、リフロー半田付けを行う際、半田フラックスのガスを様々な方向に逃がすことができる。しかしながら、これに限らず、複数の突起47を規則的に配置してもよい。複数の突起47を規則的に配置した場合、各単位リードフレーム10a間で反射樹脂23の裏面形状を同一にすることができるので、LEDパッケージ20間の特性のばらつきを軽減することができる。
As shown in FIG. 2, the plurality of
各突起47は、その高さh(図3参照)が10μm〜30μmであり、その幅w(図2参照)が10μm〜100μmであることが好ましい。ここで各突起47の高さhとは、各突起47のうち最も突出した部分と反射樹脂23の裏面の、突起47のない平坦部との距離をいう。各突起47の幅wとは、各突起47のうち最も幅が広くなっている部分の距離をいう。なお、各図において、各突起47の大きさを誇張して示している。
Each
各突起47の高さhを10μm以上としたことにより、リフロー半田付けを行う間、LEDパッケージ20が斜めに傾いた場合(図10(b)参照)であっても、LEDパッケージ20と配線基板45との間に一定のギャップを確保することができるため、各突起47間の間隙48から半田フラックスの揮発成分(ガス)を確実に逃がすことができる。また、各突起47の高さhを30μm以下としたことにより、各突起47の高さがLEDパッケージ20と配線基板45とを接続する半田41の高さよりも低くなるので、LEDパッケージ20と配線基板45とを半田41によって確実に接続することができる。
By setting the height h of each
一方、各突起47の幅wを10μm以上としたことにより、リフロー半田付けを行う間、LEDパッケージ20が斜めに傾いた場合(図10(b)参照)であっても、LEDパッケージ20と配線基板45との間に一定のギャップを確保することができるため、半田フラックスのガスを確実に逃がすことができる。また、各突起47の幅wを100μm以下としたことにより、各突起47の間に所定の大きさをもつ間隙48を確保することができ、リフロー半田付けを行う際、この間隙48から半田フラックスのガスを確実に逃がすことができる。
On the other hand, by setting the width w of each
また、反射樹脂23の裏面の単位面積に占める複数の突起47の面積の割合は、10%〜50%とすることが好ましい。ここで、上記割合は、反射樹脂23の裏面(裏面側に露出している部分)のうち、複数の突起47が形成されている領域の面積に対する、当該領域に存在する突起47の総面積の割合をいう。例えば、複数の突起47が反射樹脂23の裏面全体に設けられている場合、反射樹脂23の裏面の全面積に対する複数の突起47の総面積の割合をいう。
Moreover, it is preferable that the ratio of the area of the some
上記割合を10%以上としたことにより、リフロー半田付けを行う間、LEDパッケージ20が斜めに傾いた場合であっても、LEDパッケージ20と配線基板45との間に一定のギャップを確保することができるため、半田フラックスのガスを逃がしやすくすることができる。また、上記割合を50%以下としたことにより、各突起47の間に所定の大きさをもつ間隙48を確保することができるので、リフロー半田付けを行う際、この間隙48から半田フラックスのガスを確実に逃がすことができる。
By setting the ratio to 10% or more, a certain gap is ensured between the
図2において、複数の突起47は、反射樹脂23の裏面全体にわたって形成されているが、これに限られるものではない。例えば、図4に示すように、複数の突起47は、ダイパッド25の周囲を取り囲む領域A1及び/又はリード部26の周囲を取り囲む領域A2に設けられていても良い。この場合、複数の突起47が第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28よりも突出していることにより、第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28に形成されためっき層12(後述)が外部の部材と直接接触することが防止される。これにより、めっき層12に傷等が生じることを防止することができる。
In FIG. 2, the plurality of
あるいは、図4において、複数の突起47は、単位リードフレーム10a(LEDパッケージ20)の実装面の外形に沿う領域A3に設けられていてもよい。この場合、リフロー半田付けを行う間、LEDパッケージ20が側方から見て斜めに傾いた場合(図10(b)参照)であっても、LEDパッケージ20と配線基板との間に一定のギャップを確保することができるため、半田フラックスのガスを確実に逃がすことができる。
Alternatively, in FIG. 4, a plurality of
なお、図2に示すように、複数の突起47を反射樹脂23の裏面全体にわたって形成した場合、上記2つの効果を同時に得ることができる。
As shown in FIG. 2, when the plurality of
また、複数の突起47のうちの少なくとも1つが、ダイパッド25の裏面の周縁又はリード部26の裏面の周縁を部分的に覆うようにしても良い(図2および図3の突起47a参照)。この場合、当該突起47aによってダイパッド25又はリード部26が下方に移動することが規制されるので、ダイパッド25又はリード部26が裏面側に脱落する不具合を防止することができる。
Further, at least one of the plurality of
なお、突起47は、反射樹脂23の表面側には設けられていないことが好ましい。反射樹脂23の表面側に突起47を設けないことにより、LED素子21(後述)からの光が突起47によって予期しない方向に反射してしまう不具合を防止することができる。
The
ところで、図3に示すように、リードフレーム10は、リードフレーム本体11と、リードフレーム本体11上に形成されためっき層12とから構成されている。
Incidentally, as shown in FIG. 3, the
このうちリードフレーム本体11は金属板からなっている。リードフレーム本体11を構成する金属板の材料としては、例えば銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)、鉄合金(ステンレス、FeNi)、アルミニウム等を挙げることができる。このリードフレーム本体11の厚みは、LEDパッケージ20の構成にもよるが、0.05mm〜0.5mmとすることが好ましい。
Of these, the
また、めっき層12は、リードフレーム本体11の表面および裏面の全体を覆うように設けられている。このうち表面側のめっき層12は、ダイパッド25とリード部26のうち、反射樹脂23に覆われていない部分から露出している。このめっき層12は、主にLED素子21からの光を反射するための反射層として機能する。
The
一方、裏面側のめっき層12は、ダイパッド25とリード部26のうち、反射樹脂23に覆われていない部分、具体的には第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28から露出している。この裏面側のめっき層12は、はんだとの密着性を高める役割を果たす。
On the other hand, the
図3において、裏面側のめっき層12の下面と裏面側の反射樹脂23の下面(突起47が設けられていない部分)とは同一平面上に位置している。しかしながら、これに限らず、裏面側のめっき層12の下面が裏面側の反射樹脂23の下面よりも例えば2μm〜3μm程度下方に突出していても良い。なお、いずれの場合であっても、突起47は、裏面側のめっき層12の下面よりも下方に突出している。これにより、裏面側のめっき層12が外部の部材と直接接触することが防止されるので、めっき層12に傷等が生じることが防止される。
In FIG. 3, the lower surface of the
めっき層12は、例えば銀、銀の合金、金やその合金、白金族、銅やその合金、またはアルミニウム等の単層めっきからなっていても良い。この場合、めっき層12の厚みは0.5μm〜30μmとすることが好ましい。
The
あるいは、めっき層12は多層めっきからなっていても良い。この場合、めっき層12は、下地めっき層と、下地めっき層上に積層された貴金属めっき層とを含んでいても良い。下地めっき層としては、銅、ニッケル、パラジウムまたはこれらを複数積層した電解めっき層を挙げることができる。なお、下地めっき層の厚みは、例えば0.1μm〜15μmとしても良く、2μm〜10μmとすることがより好ましい。貴金属めっき層としては、銀、銀の合金、金やその合金、白金族、銅やその合金、またはアルミニウムの気相めっき層を挙げることができる。なお、貴金属めっき層の厚みは、例えば2μm〜15μmとしても良く、3μm〜7μmとすることがより好ましい。
Or the
LEDパッケージの構成
次に、図5および図6により、図1乃至図4に示すリードフレーム10を用いて作製されたLEDパッケージの一実施の形態について説明する。図5および図6は、それぞれLEDパッケージ(SONタイプ)を示す断面図および平面図である。
Configuration of LED Package Next, an embodiment of an LED package manufactured using the
図5および図6に示すように、LEDパッケージ(半導体装置)20は、リードフレーム10と、リードフレーム10のダイパッド25に載置されたLED素子21と、LED素子21とダイパッド25およびリード部26とをそれぞれ電気的に接続するボンディングワイヤ(導電部)22とを備えている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the LED package (semiconductor device) 20 includes a
また、LED素子21を取り囲むように、凹部23aを有する反射樹脂23が設けられている。この反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されている。また、反射樹脂23の裏面には、複数(多数)の突起47が形成されている。さらに、LED素子21とボンディングワイヤ22とは、透光性の封止樹脂24によって封止されている。この封止樹脂24は、反射樹脂23の凹部23a内に充填されている。
A
以下、このようなLEDパッケージ20を構成する各構成部材について、順次説明する。
Hereinafter, each component which comprises such an
LED素子21は、発光層として例えばGaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP、またはInGaN等の化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。このようなLED素子21としては、従来一般に用いられているものを使用することができる。
The
またLED素子21は、はんだまたはダイボンディングペーストにより、反射樹脂23の凹部23a内においてダイパッド25上に固定実装されている。なお、ダイボンディングペーストを用いる場合、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが可能である。
The
ボンディングワイヤ22は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、その一端がLED素子21の各端子部21aに接続されるとともに、その他端がダイパッド25およびリード部26にそれぞれ接続されている。なお、図5および図6において、LED素子21の表面に設けられた一対の端子部21aの一方とダイパッド25とが、ボンディングワイヤ22によって電気的に接続されているが、これに限られない。例えば、LED素子21の裏面に端子部21aを設け、この端子部21aとダイパッド25とが、はんだを介して電気的に接続されていても良い。
The
反射樹脂23は、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を例えばトランスファ成形または射出成形することにより形成されたものである。反射樹脂23の形状は、トランスファ成形または射出成形に使用する金型の設計により、様々に実現することが可能である。例えば、反射樹脂23の全体形状を、図5および図6に示すように直方体としても良く、あるいは円筒形または錐形等の形状とすることも可能である。また凹部23aの底面は、長方形形状、長円形状ないしはレーストラック形状に限らず、円形、楕円形または多角形等とすることができる。また、凹部23aの傾斜面23bの断面形状は、図6のように直線から構成されていても良いし、あるいは曲線から構成されていてもよい。反射樹脂23の色は、白色のほか黒色であっても良い。
The
反射樹脂23に使用される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂については、特に耐熱性、耐候性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。熱可塑性樹脂の種類としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等、熱硬化性樹脂の種類としてはシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、およびポリウレタン等、を使用することができる。さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、凹部23aの底面及び側壁において、発光素子からの光の反射率を増大させ、LEDパッケージ20全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
As the thermoplastic resin or thermosetting resin used for the
封止樹脂24としては、光の取り出し効率を向上させるために、LEDパッケージ20の発光波長において光透過率が高く、また屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。したがって耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を選択することが可能である。特に、LED素子21として高輝度LEDを用いる場合、封止樹脂24が強い光にさらされるため、封止樹脂24は高い耐候性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
As the sealing
なお、リードフレーム10の構成については、図1乃至図4を用いて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
Since the configuration of the
LED素子搭載用リードフレームの製造方法
次に、図1乃至図4に示す樹脂付リードフレーム30の製造方法について、図7(a)−(f)および図8(a)−(d)を用いて説明する。図7(a)−(f)および図8(a)−(d)は、本実施の形態による樹脂付リードフレーム30の製造方法を示す断面図であり、それぞれ図3に示す断面に対応している。
Manufacturing Method of Lead Frame for Mounting LED Element Next, a manufacturing method of the
まず図7(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、上述のように銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)、鉄合金(ステンレス、FeNi)、アルミニウム等からなる金属基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
First, as shown in FIG. 7A, a
次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図7(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
Next, photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back surfaces of the
続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図7(c))。
Subsequently, the
次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図7(d))。腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができる。例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
Next, the etching resist
次いで、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、ダイパッド25と、ダイパッド25から離間して設けられたリード部26とを含む複数の単位リードフレームを含むリードフレーム10(リードフレーム本体11)が得られる(図7(e))。
Next, the etching resist
次に、リードフレーム本体11の表面および裏面に電解めっきを施すことにより、リードフレーム本体11上に金属(例えば銀)を析出させて、リードフレーム本体11の表面および裏面を含む全面にめっき層12を形成する(図7(f))。
Next, by electroplating the front and back surfaces of the lead frame
この間、具体的には、例えば電解脱脂工程、酸洗工程、化学研磨工程、銅ストライク工程、水洗工程、中性脱脂工程、シアン洗工程、および銀めっき工程を順次経ることにより、リードフレーム本体11にめっき層12を形成する。この場合、銀めっき工程で用いられる電解めっき用のめっき液としては、例えばシアン化銀を主成分とした銀めっき液を挙げることができる。実際の工程では、各工程間で必要に応じ適宜水洗工程を加える。また、上記工程の途中でパターニング工程を介在させることにより、リードフレーム本体11の一部のみにめっき層12を形成しても良い。
In the meantime, specifically, the lead frame
このようにして、図1乃至図4に示すリードフレーム10が得られる。
In this way, the
続いて、このようにして得られたリードフレーム10(図8(a))を、射出成形機またはトランスファ成形機(図示せず)の下金型35Aと上金型35Bとの間に挟持させる(図8(b))。上金型35B内には、反射樹脂23の形状に対応する空間35aが形成されている。
Subsequently, the lead frame 10 (FIG. 8A) obtained in this manner is sandwiched between a
また、下金型35Aには、反射樹脂23の複数の突起47に対応する複数の孔35bが形成されている。この下金型35Aは、例えば焼結金属製の通気性金型(例えば新東工業株式会社製・ポーセラックス(登録商標)II等)であっても良い。このような焼結金属製の通気性金型は、その全体に微細な連通孔があり、この連通孔を上記孔35bとして用いることができる。この場合、複数の突起47は、その形状、大きさ、間隔および密度が不規則に形成される。また、このような金型を用いることにより、下金型35Aおよび上金型35B内の反射樹脂成形時のエアー抜きの役割を果たすこともできる。しかしながら、これに限らず、下金型35Aの孔35bは、機械加工によって形成しても良い。なお、上金型35Bとしては、このような焼結金属製の通気性金型ではなく、平坦な表面をもつ金型を用いることが好ましい。
A plurality of
次に、射出成形機またはトランスファ成形機の樹脂供給部(図示せず)から下金型35Aと上金型35Bとの間に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を流し込み、その後硬化又は固化させる。これにより、リードフレーム10上に反射樹脂23が成形される(図8(c))。このとき、反射樹脂23は、ダイパッド25およびリード部26の周囲や、ダイパッド25とリード部26との間の開口領域16にも充填される。
Next, a thermosetting resin or a thermoplastic resin is poured between the
次いで、反射樹脂23が形成されたリードフレーム10を下金型35Aおよび上金型35B内から取り出す。
Next, the
このようにして、反射樹脂23とリードフレーム10とが一体に形成された樹脂付リードフレーム30が得られる(図8(d))。
In this way, the
LEDパッケージの製造方法
次に、図5および図6に示すLEDパッケージ20の製造方法について、図9(a)−(e)を用いて説明する。
Manufacturing Method of LED Package Next, a manufacturing method of the
まず、例えば上述した工程(図7(a)−(f)および図8(a)−(d))により、樹脂付リードフレーム30を得る。次に、この樹脂付リードフレーム30の各反射樹脂23内であって、リードフレーム10のダイパッド25上にLED素子21を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、LED素子21をダイパッド25上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図9(a))。
First, the
次に、LED素子21の端子部21aと、ダイパッド25およびリード部26の表面とを、それぞれボンディングワイヤ22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図9(b))。
Next, the
その後、反射樹脂23の凹部23a内に封止樹脂24を充填し、封止樹脂24によりLED素子21とボンディングワイヤ22とを封止する(図9(c))。
Then, the sealing
次に、反射樹脂23およびリードフレーム10のうち、各単位リードフレーム10a間に位置する部分を切断することにより、反射樹脂23およびリードフレーム10をLED素子21毎に分離する(ダイシング工程)(図9(d))。この際、まずリードフレーム10をダイシングテープ37上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード38によって、各LED素子21間の反射樹脂23、ならびにリードフレーム10の連結部52を切断する。
Next, the
このようにして、図5および図6に示すLEDパッケージ20が得られる(図9(e))。
In this way, the
本実施の形態の作用効果
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図10(a)(b)を用いて説明する。
Operation and Effect of the Present Embodiment Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).
図10(a)に示すように、上述したLEDパッケージ20は、配線基板45上に配置して実装される。この際、まず配線基板45の端子46にクレーム半田とよばれるクリーム状の半田を印刷しておき、この上にLEDパッケージ20を載置する。次に、配線基板45に対して熱を加えることにより半田41を溶融し、溶融した半田41によって配線基板45の端子46とLEDパッケージ20の第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28とをそれぞれ接続する(リフロー半田付け)。
As shown in FIG. 10A, the above-described
このようにリフロー半田付けを行っている間、LEDパッケージ20は、溶融した半田41の表面張力により、配線基板45上で自動的に正常な位置へ移動して位置ずれを修正する(図10(a)参照)(セルフアライメント効果)。この際、例えば第1のアウターリード部27に設けられた半田41の量と第2のアウターリード部28に設けられた半田41の量とが異なること等に起因して、LEDパッケージ20が側方から見て斜めに傾くおそれがある(図10(b)参照)。
During reflow soldering in this way, the
これに対して、本実施の形態において、反射樹脂23の裏面に複数の突起47を形成している。このため、LEDパッケージ20が斜めに傾いた場合であっても、突起47が配線基板45の端子46に接触し(図10(b)の左側の突起47参照)、これ以上LEDパッケージ20が傾くことが防止される。このため、第1のアウターリード部27(又は第2のアウターリード部28)と端子46とが接近しすぎることがなく、これらの間に一定の距離が確保される。これにより、半田フラックスのガスは、各突起47の間の間隙48を通って外部へ逃がされるので(図10(b)の矢印G参照)、半田フラックスのガスが半田41内に巻き込まれてボイドが発生する不具合を防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, a plurality of
このように、半田41内に、熱の通過を妨げるボイド(空洞)が発生することを防止することにより、LED素子21からの熱をLEDパッケージ20の第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28から確実に逃がすことができる。
In this way, by preventing the generation of voids (cavities) that hinder the passage of heat in the
また、上述したように、リフロー半田付け時にLEDパッケージ20の傾きが抑制されるので、LEDパッケージ20の平行度が保持され、LED素子21の光軸のずれを抑えることができる。
Further, as described above, since the inclination of the
さらに、本実施の形態によれば、反射樹脂23の裏面に複数の突起47を形成したことにより、LEDパッケージ20を外部の部材上に配置したとき、複数の突起47が当該部材に対して直接接触する。このため、第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28に形成されためっき層12が当該部材に対して直接接触せず、めっき層12に傷等が生じたり、めっき層12が剥離したりする不具合を防止することができる。これにより、めっき層12における半田41の濡れ性が悪化することが防止される。また、第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28の形状に基づいてLEDパッケージ20を自動で位置決め(アライメント)する装置がLEDパッケージ20の位置を誤認識する不具合を防止することもできる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the plurality of
なお、上記においては、リードフレーム本体11にめっき層12を形成した後、めっき層12上に反射樹脂23を形成する場合を例にとって説明した(図7(a)−(f)および図8(a)−(d)参照)。しかしながら、これに限らず、リードフレーム10のリードフレーム本体11に反射樹脂23を設け、その後、リードフレーム10のうち、反射樹脂23が設けられていない領域を覆うようにめっき層12を設けても良い。
In the above description, the case where the
図11および図12は、反射樹脂23を設けた後、めっき層12を設けた場合の、樹脂付リードフレーム30およびLEDパッケージ20をそれぞれ示している。図11および図12において、めっき層12は、リードフレーム本体11の上面の一部および下面の一部であって、リードフレーム10のうち反射樹脂23が設けられていない領域全体を覆うように設けられている。
FIGS. 11 and 12 show the
この場合、めっき層12の厚さは突起47の高さhよりも小さいので、突起47は、裏面側のめっき層12よりも裏面側に突出する。これにより、裏面側のめっき層12が外部の部材と直接接触することが防止されるので、めっき層12に傷等が生じることが防止される。
In this case, since the thickness of the
10 リードフレーム
10a 単位リードフレーム
11 リードフレーム本体
12 めっき層
16 開口領域
18 溝
20 LEDパッケージ
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 反射樹脂
24 封止樹脂
25 ダイパッド(第1金属部分)
26 リード部(第2金属部分)
27 第1のアウターリード部
28 第2のアウターリード部
30 樹脂付リードフレーム
31 金属基板
47 突起
48 間隙
52 連結部
DESCRIPTION OF
23
26 Lead part (second metal part)
27 First
Claims (12)
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有するリードフレームと、
前記第1金属部分と前記第2金属部分との周囲を取り囲んで設けられ、リードフレームと一体化された反射樹脂とを備え、
少なくとも前記第1金属部分または前記第2金属部分にはアウターリード部が形成され、
前記反射樹脂のうち、前記リードフレームの前記アウターリード部が形成された面側に、複数の突起が形成されていることを特徴とする樹脂付リードフレーム。 For lead frames with resin,
A lead frame having a first metal portion and a second metal portion spaced from the first metal portion;
A reflective resin provided around the first metal portion and the second metal portion and integrated with a lead frame;
An outer lead portion is formed on at least the first metal portion or the second metal portion,
A lead frame with resin, wherein a plurality of protrusions are formed on a surface of the reflective resin on which the outer lead portion of the lead frame is formed.
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有するリードフレームと、
前記リードフレームの前記第1金属部分に搭載されたLED素子と、
前記LED素子と前記リードフレームの前記第2金属部分とを電気的に接続する導電部と、
前記リードフレームに設けられ、前記LED素子を収容する凹部を有する反射樹脂と、
前記反射樹脂の前記凹部内に充填された封止樹脂とを備え、
前記反射樹脂の裏面に複数の突起が形成されていることを特徴とするLEDパッケージ。 In LED package,
A lead frame having a first metal portion and a second metal portion spaced from the first metal portion;
An LED element mounted on the first metal portion of the lead frame;
A conductive portion that electrically connects the LED element and the second metal portion of the lead frame;
A reflective resin provided on the lead frame and having a recess for accommodating the LED element;
A sealing resin filled in the concave portion of the reflective resin,
An LED package, wherein a plurality of protrusions are formed on the back surface of the reflective resin.
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた前記第2金属部分とを含むリードフレームを準備する工程と、
前記リードフレームに反射樹脂を設ける工程とを備え、
前記リードフレームに反射樹脂を設ける工程において、前記反射樹脂の裏面に複数の突起が形成されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法。 In the manufacturing method of the lead frame with resin,
Preparing a lead frame that includes a first metal portion and the second metal portion spaced apart from the first metal portion;
Providing a reflective resin on the lead frame,
In the step of providing a reflective resin on the lead frame, a plurality of protrusions are formed on the back surface of the reflective resin.
請求項1乃至7のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームを準備する工程と、
前記樹脂付リードフレームの前記第1金属部分にLED素子を搭載する工程と、
前記LED素子と前記樹脂付リードフレームの前記第2金属部分とを導電部により接続する工程と、
前記LED素子および前記導電部を封止樹脂によって封止する工程とを備えたことを特徴とするLEDパッケージの製造方法。 In the manufacturing method of the LED package,
Preparing a lead frame with resin according to any one of claims 1 to 7,
Mounting an LED element on the first metal portion of the lead frame with resin;
Connecting the LED element and the second metal portion of the lead frame with resin by a conductive portion;
And a step of sealing the LED element and the conductive portion with a sealing resin.
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