JP5085665B2 - 発光ダイオードパッケージ構造およびそれを作製する方法 - Google Patents

Description

本出願は、２００９年１月１５日に出願された先の台湾特許出願第９８１０１３３８号に基づき、かつその優先権の利益を主張するものであり、その全体の内容がここに参照として組み入れられる。
本発明は発光ダイオードに関し、より詳細には発光ダイオードパッケージ構造に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤｓ）は、高輝度、低体積、低消費電力および長寿命を含む多くの長所を持っており、各種ディスプレイ商品に用いられている。ＬＥＤの発光原理は、電圧がＬＥＤに印加されるときのＬＥＤにおける電子とホールとの結合によるものである。該結合はダイオードから光子を放出させる。

一般に、図１ａを参照すると、従来の発光ダイオードパッケージ構造は、リードフレーム１０および成形プラスチック体１２を含む。続いてチップ１４がリードフレーム１０上に配置され、ワイヤ１６が電気的接続を達成するために用いられる。最後に、図１ｂに示されるように、透明のパッケージ樹脂１８がチップ１４およびワイヤ１６を覆うように充填され、これによって従来の発光ダイオードパッケージ構造が得られる。プラスチック体１２のパッケージ樹脂１８への接着力を改善するため、通常、プラスチック体１２には親水性ポリマーが用いられる。しかし、プラスチック体１２の親水特性のために、図１ｃに示されるように、分子間相互作用によりパッケージ樹脂が溢れ出て外表面上方に溢出残留物２０を形成してしまうことがある。さらに、プラスチック体１２は完全に親水性ポリマーにより構成されることから、相対的な使用期間中に大気にさらされることによる水分の吸収のために、パッケージ樹脂のプラスチック体１２からの剥離が観察されることがある。

故に、上述の問題を改善する新規の発光ダイオードパッケージ構造を提供することが望まれる。

発光ダイオードパッケージ構造の例示的実施形態は、キャリア部を備えるリードフレームを含む。リードフレームは、キャリア部と、リードフレーム上に形成されたキャリア部を露出させる第１の材料体とを備え、第１の材料体は内表面を有している。第２の材料体は、第１の材料体の外表面を覆って形成されて、第１の材料体の内表面およびリードフレームのキャリア部を露出させる。発光ダイオードチップがリードフレームのキャリア部上に形成され、次いでパッケージ封止材が形成されて発光ダイオードチップおよび第１の材料体の内表面を覆い、第１の材料体およびパッケージ封止材の材料は、疎水性材料および親水性材料のうちの一方であり、かつ、第２の材料体の材料は、疎水性材料および親水性材料のうちの他方である。

発光ダイオードパッケージ構造を作製する方法の例示的な実施形態は、キャリア部を備えるリードフレームを準備する工程、リードフレーム上に、内表面を含む第１の材料体を形成して、キャリア部を露出させる工程、第１の材料体の外表面を覆って第２の材料体を形成して、第１の材料体の内表面およびリードフレームのキャリア部を露出させる工程、発光ダイオードチップをリードフレームのキャリア部上に配置する工程、ならびに、チップおよび第１の材料体の内表面を覆うパッケージ封止材を形成する工程を含み、第１の材料体およびパッケージ封止材の材料は、疎水性材料および親水性材料のうちの一方であり、第２の材料体の材料は、疎水性材料および親水性材料のうちの他方である。

添付の図面を参照しながら、以下の実施形態において詳細な説明を行う。

添付の図面を参照に下記の詳細な説明および実施例を読めば、本発明をより完全に理解することができる。

従来の発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。 従来の発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。 図１ａおよび１ｂに示された従来の発光ダイオードパッケージ構造の溢出残留物を示す図である。 本発明の実施形態による作製プロセスにおける発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。 本発明の実施形態による作製プロセスにおける発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。 本発明の実施形態による作製プロセスにおける発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。 本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造の断面図である。

本発明の実施形態は、溢出残留物および剥離を防ぎ、さらに発光ダイオードパッケージの信頼性と安定性とを改善する発光ダイオードパッケージ構造およびそれを作製する方法を開示する。

以下の記載は本発明を実施する最良の形態である。この記載は本発明の主要な原理を説明するためのものであり、限定の意味で解されるべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して判断されなくてはならない。

先ず、図２ａを参照すると、リードフレーム１００が準備され、リードフレーム１００は、発光ダイオードチップを支持するためのキャリア部１０１を備えている。リードフレーム１００の材料および形状は限定されず、先行技術に開示された任意の材料および形状とすることができる。ここで、添付の図面は、説明を簡単にするために、シンプルな形でリードフレーム１００を示している。

次に、なおも図２ａを参照すると、プラスチック材料を用いた射出によりリードフレーム１００上に第１の成形体１０２が形成され、第１の成形体１０２は実質的にキャリア部１０１を取り囲む。第１の成形体１０２はリードフレーム１００の上表面上に位置し、かつ実質的に中空の環状部材を含むということに留意すべきである。リードフレーム１００および第１の成形体１０２により空洞が形成され、キャリア部１０１は該空洞内に位置する。図２ａを参照すると、第１の成形体１０２はテーパー状の断面を有していてよく、かつ先端１０７、内表面１０５および外表面１０３を含んでいる。内表面１０５または外表面１０３は連続的に平坦な表面であってもよいし、あるいはそれらが図３に示すような非連続的な表面であってもよい。

本発明の実施形態によれば、第１の成形体は親水性ポリマーとすることができる。よって、第１の成形体と後に形成されるパッケージ封止材との間の接着力が強化され得る。第１の成形体は、例として、限定はされないが、例えば親水性ポリフタルアミド（polyphthalamide）、親水性ポリビニルアルコール（poly vinyl alcohol）、親水性ポリビニルピロリドン（poly vinyl pyrrolidone）、親水性ポリアミド（polyamides）、またはこれらの組み合わせを含む材料とすることができる。

次に、図２ｂを参照すると、別のプラスチック材料を用いた射出によりリードフレーム１００上に第２の成形体１０４が形成される。第２の成形体１０４は第１の成形体１０２の外表面１０３を完全に覆い、かつ第２の成形体１０４の上表面１０９は先端１０７にて外表面１０３に接触するということに留意すべきである。本発明の重要な特徴の１つは、第２の成形体１０４が好適には（水分を吸収しにくい）疎水性ポリマーを含むということである。このことは例えば成形体１０４の吸湿の可能性を低減することとなり、かつ剥離の不具合が防がれ得る。

さらに、第２の成形体１０４は第１の成形体１０２の外表面１０３を完全に覆うため、後に形成されるパッケージ封止材が第１の成形体の内表面１０５に接触するのみに制限される。第１の成形体１０２の親水性の外表面１０３は疎水性の第２の成形体１０４によって覆われると共に隔離されるので、分子間の親水性相互作用はなく、後に形成されるパッケージ封止材は発光ダイオードパッケージの外表面へ溢れ出ない。第２の成形体１０４は例えば、限定はされないが、ポリエステル（polyester）、ポリカーボネート（polycarbonate）、ポリビニル芳香族（poly vinyl aromatic）、ポリジオキサノン（polydioxanone）またはこれらの組み合わせを含む材料とすることができる。また、第２の成形体１０４が、ガラス繊維と混合されたポリマーを含んでいてもよい。

最後に、図２ｃを参照すると、キャリア部１０１上に発光ダイオードチップ１０６を配置し、ワイヤ１０８により電気的接続を形成した後、パッケージ封止材１１０が空洞に充填されて発光ダイオードチップ１０６を覆い、これにより本発明の実施形態の発光ダイオードパッケージ構造の作製が完了する。パッケージ封止材１１０が第１の成形体１０２の内表面１０５を実質的に覆うということに留意すべきである。発光ダイオードチップ１０６およびパッケージ封止材１１０は限定されず、先行技術において開示された任意の物質とすることができる。

したがって、本発明により提供される発光ダイオードパッケージ構造およびそれを作製する方法は、溢出残留物ならびに第１の成形体および第２の成形体を含むプラスチック体からのパッケージ封止材の剥離の発生を防ぐことができる。プラスチック体の吸湿の可能性が５０％に減少され得ると共に、プラスチック体とパッケージ封止材との間の接着力は維持され得るため、発光ダイオードパッケージの信頼性および安定性が向上する。

実施例および好適な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定はされないと解されるべきである。それとは反対に、（当業者には明らかであるように）各種の変更および類似の改良が包含されるよう意図されている。よって、添付の特許請求の範囲は、かかる変更および類似の改良がすべて包含されるように、最も広い意味に解釈されなければならない。

１００ リードフレーム
１０１ キャリア部
１０２ 第１の成形体（第１の材料体）
１０３ 外表面
１０４ 第２の成形体（第２の材料体）
１０５ 内表面
１０６ 発光ダイオードチップ
１０７ 先端
１０８ ワイヤ
１０９ 上表面
１１０ パッケージ封止材

Claims (16)

1. 発光ダイオードパッケージ構造であって、
   キャリア部を備えるリードフレーム、
   前記リードフレーム上に形成されて前記キャリア部を露出させる、内表面を有する第１の材料体、
   前記第１の材料体の外表面を覆って前記第１の材料体の前記内表面および前記リードフレームの前記キャリア部を露出させる第２の材料体、
   前記リードフレームの前記キャリア部上に配置される発光ダイオードチップ、ならびに、
   前記発光ダイオードチップおよび前記第１の材料体の前記内表面を覆うパッケージ封止材、
   を含み、
   前記第１の材料体および前記パッケージ封止材の材料が疎水性材料および親水性材料のうちの一方であり、かつ前記第２の材料体の材料が疎水性材料および親水性材料のうちの他方であることを特徴とする発光ダイオードパッケージ構造。
2. 前記内表面が非連続的である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
3. 前記内表面が連続的に平坦である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
4. 前記第１の材料体が親水性ポリマーを含む請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
5. 前記第１の材料体が、親水性ポリフタルアミド、親水性ポリビニルアルコール、親水性ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミド、またはこれらの組み合わせを含む請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
6. 前記第２の材料体が疎水性ポリマーを含む請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
7. 前記第２の材料体が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニル芳香族、またはポリジオキサノンを含む請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
8. 前記第２の材料体が、ガラス繊維と混合されたポリマーを含む請求項７に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
9. 発光ダイオードパッケージ構造を作製する方法であって、
   キャリア部を備えるリードフレームを準備する工程、
   前記リードフレーム上に、内表面を含む第１の材料体を形成して前記キャリア部を露出させる工程、
   前記第１の材料体の外表面を覆って第２の材料体を形成して前記第１の材料体の前記内表面および前記リードフレームの前記キャリア部を露出させる工程、
   前記リードフレームの前記キャリア部上に発光ダイオードチップを配置する工程、ならびに、
   前記発光ダイオードチップおよび前記第１の材料体の前記内表面を覆うパッケージ封止材を形成する工程、
   を含み、
   前記第１の材料体および前記パッケージ封止材の材料が疎水性材料および親水性材料のうちの一方であり、かつ前記第２の材料体の材料が疎水性材料および親水性材料のうちの他方であることを特徴とする方法。
10. 前記内表面が非連続的である請求項９に記載の方法。
11. 前記内表面が連続的に平坦である請求項９に記載の方法。
12. 前記第１の材料体が親水性ポリマーを含む請求項９に記載の方法。
13. 前記第１の材料体が、親水性ポリフタルアミド、親水性ポリビニルアルコール、親水性ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミド、またはこれらの組み合わせを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２の材料体が疎水性ポリマーを含む請求項９に記載の方法。
15. 前記第２の材料体が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニル芳香族、ポリジオキサノン、またはこれらの組み合わせを含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の材料体が、ガラス繊維と混合されたポリマーを含む請求項１５に記載の方法。

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