JP5585638B2 - 発光ダイオードのフレーム構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は発光ダイオードに関し、とりわけ発光ダイオードのフレーム構造の製造方法に関する。

発光ダイオードはすでに各種電子装置、家電製品または照明器具などの製品に広く運用されるとともに、発光ダイオードは製作上において高輝度、多色発光および放熱効果に優れた技術で研究開発および改善する方向にあることから、発光ダイオードの製作コストを押し上げている。上記した要因により発光ダイオードの製作コストが嵩む以外に、発光ダイオードの製造における歩留りもまた製造コストに直接影響する。

従来の発光ダイオードでは製造時において、まず金属製板材を準備し、金属製板材を打ち抜きまたはエッチング工程でフレーム構造を製作した後、当該フレーム構造上にはアノード電極板とカソード電極板とを備えている複数の金属フレームが連結部を介して接続されている金属ランナーを有することになり、さらに熱可塑性樹脂で複数の当該金属フレーム上に樹脂ベースを成型して、当該樹脂ベースの製作が完了した後、当該樹脂ベースの中空機能領域内で露出しているアノード、カソード電極板上にＬＥＤチップのダイボンディングおよびワイヤのボンディング工程を行い、ダイボンディングおよびワイヤボンディング工程の後に、蛍光粉末を混入したシリコーンを当該中空機能領域中に注入し、樹脂モールド工程の後、さらに金属フレームにダイシングおよび検品を行う。

従来の発光ダイオードでは製造が完了しなければ輝度および色度のコントラストの検査はできないことから、発光ダイオードの輝度および色度のコントラストが要求を満たさなくなると、発光ダイオードの歩留りはわずかに５０％前後に止まる。それは主に、当該金属フレーム上に樹脂ベースを成型した後、金属フレームのアノード電極板およびカソード電極板の連結部にダイシングを行っていないことから、当該金属フレームのアノード電極板およびカソード電極板はまだ繋がっており、樹脂ベースの中空機能領域は樹脂モールド後に直ちに発光ダイオードの輝度および色度のコントラストの正否を試験できず、全工程完了後でなければ品質を確認できないため、不良品の発光ダイオードをその場で検査できないというところに原因がある。

よって、本発明も主な目的は従来の欠点を解決するところにあり、本発明では発光ダイオードのフレーム構造における金属フレーム形成後、まず金属フレームの連結部をダイシングしてフレーム構造の裏面に貼付けテープを貼付け、さらに熱硬化、ダイボンディング、ワイヤボンディングおよび樹脂モールド工程において、樹脂が硬化する前に、前検査作業を行って、発光ダイオードの輝度および色度のコントラストの正否を検査することで、発光ダイオードの製造後の歩留りを９０％以上にまで改善して、ひいては製造コストを大幅に削減することができる。

上記目的を達成するために、本発明では発光ダイオードのフレーム構造の製造方法（四）を提供するものであって、
金属板材を準備し、
前記金属板材には金属ランナーと、複数の金属フレームとを有するフレーム構造が成型されており、前記金属フレーム上には第１の電極板と、第２の電極板とを有しており、前記第１の電極板および前記第２の電極板は前記金属フレームおよび前記金属ランナーを連結する連結部を有しており、
フレーム構造の片面上には貼付けテープが貼付けられており、
前記第１の電極板および前記第２の電極板を連結する連結部をカッティングしつつも、前記貼付けテープは切断せず、
前記金属フレーム上には樹脂ベースが成形されており、成形後の前記樹脂ベースは正面に前記第１の電極板および前記第２の電極板を露出させる中空機能領域を備えており、
前記樹脂ベースの中空機能領域内の第２の電極板上にはＬＥＤチップが実装されており、
ワイヤで前記ＬＥＤチップと前記第１の電極板とを電気的に接続し、
樹脂を前記中空機能領域に注入し、
切断された連結部に電源を印加して、前記第１の電極板および前記第２の電極板に通電して前記ＬＥＤチップを点灯することで、輝度および色度のコントラスト検査を行う、ことを含む。

このうち、前記金属ランナー上には間隔を空けて配列された複数の長穴と短穴とを有しており、二つの前記短穴の間には貫通穴を有している。

このうち、前記第１の電極板 における前記第２の電極板の末端に隣接または対応する側辺上にはいずれも前記連結部を有している。

このうち、前記第１の電極板は長方形であるとともに、前記第２の電極板に隣接または対向する側辺上には対応する二つの切り欠きを有している。

このうち、前記第２の電極板の二つの側辺上には対応する二つのトレンチを有しており、前記第２の電極板の他方の側辺には窪みを有している。

このうち、フレーム構造を打ち抜きまたはエッチングした後、前記フレーム構造の金属フレームに電気メッキを施して金属膜を成膜する。

このうち、前記貼付けテープが粘着性を有する粘着テープである。

このうち、前記樹脂ベースの裏面には、前記第１の電極板および前記第２の電極板を露出させるための二つの開口を有している。

このうち、前記樹脂ベースの製作が完了した後、前記貼付けテープを剥がす。

このうち、前記ＬＥＤチップが単色または多色のチップである。

このうち、前記ワイヤが金線である。

このうち、前記樹脂がシリコーンである。

このうち、前記樹脂には蛍光粉末が添加されている。

上記した金属フレームは樹脂ベースの製作が完了した後に前記金属フレームの連結部のダイシングを行って、発光ダイオードは樹脂モールド後に前検査作業が行えるようになることで、発光ダイオードの歩留りを９０％以上にまで改善することができ、不良率の発生を低減することができる。

本発明の製造手順の概略図。 本発明の発光ダイオードのフレーム構造の概略図。 図１の一部拡大概略図。 本発明のフレーム構造の側面概略図。 本発明のフレーム構造のダイシングの正面概略図。 図５の側面概略図。 本発明の発光ダイオードのフレーム構造上に樹脂ベースが成型された正面概略図。 本発明の発光ダイオードのフレーム構造上に樹脂ベースが成型された裏面概略図。 本発明の発光ダイオードのフレーム構造の樹脂ベース上でダイボンディング、ワイヤボンディングを行う製作概略図。 本発明の発光ダイオードのフレーム構造の側面概略図。

ここに本発明の技術内容および詳細な説明に関して、図面を合せて以下のとおり説明する。

本発明の製造手順、発光ダイオードのフレーム構造および図２の一部拡大概略図である図１、２、３を参照されたい。図示するように、本発明の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法（四）は、まず、ステップ１００のように金属板材を準備する。

ステップ１０２にて、前記金属板材を打ち抜きまたはエッチングにてフレーム構造１０を製作する。前記フレーム構造１０は、金属ランナー１と、複数の金属フレーム２とを含む。前記金属ランナー１は、その上に間隔を空けて配列された複数の長穴１１と短穴１２とを有しており、二つの前記短穴１２の間には貫通穴１３を有している。前記金属フレーム２上には第１の電極板２１と、第２の電極板２２と、前記第１の電極板２１とを備えており、前記第１の電極板２１は長方形であるとともに、前記第２の電極板２２に隣接または対向する側辺上に対応する二つの切り欠き２１１を有しており、前記第２の電極板２２の二つの側辺上には対応する二つのトレンチ２２１を有しており、前記第２の電極板２２の他方の側辺は窪み２２２を有しており、前記側辺のトレンチ２２１および前記窪み２２２により前記第２の電極板２２を衣服のような形状としている。また、前記第１の電極板２１の前記第２の電極板２２に隣接または対向する側辺上には連結部２３（ｂａｒ）を有しておらず、残りの三つの側辺はいずれも、前記複数の長手方向および幅方向の金属フレーム２および前記金属ランナー１を連結する連結部２３を有している。

ステップ１０４にて、フレーム構造１０を打ち抜きまたはエッチングした後、前記フレーム構造１０の金属フレーム２に電気メッキを施して、前記金属フレーム２上に金属膜を成膜する。

ステップ１０６にて、フレーム構造１０の電気メッキが完了した後、前記フレーム構造１０の裏面に貼付けテープ２０を貼付ける（図４）。本図面において、前記貼付けテープ２０は粘着性を有する粘着テープである。

ステップ１０８にて、前記金属フレーム２の長手方向および幅方向の第１の電極板２１と第２の電極板２２とを連結する連結部２３をカッティングしてカッティング溝２３１を形成しつつも、前記貼付けテープ２０は切断しない（図５、６）。

ステップ１１０にて、前記フレーム構造１０のダイシングが完了した後、熱硬化性樹脂で熱硬化成型技術を経て、前記金属フレーム２上に樹脂ベース３を成型するが、前記樹脂ベース３の成型後には前記第１の電極板２１、第２の電極板２２および前記切断されたまたは切断されていない連結部２３上を被覆することになる。前記樹脂ベース３の正面は中空機能領域３１を備えており、前記中空機能領域３１は前記第１の電極板２１および前記第２の電極板２２を露出させる（図４）。同様に、前記樹脂ベース３の裏面は第１の電極板２１および第２の電極板２２を露出させるための二つの開口３２、３３を有しており、前記第１の電極板２１および前記第２の電極板２２が導通してＬＥＤチップ（図示しない）が点灯したとき、前記開口３２、３３は前記第１の電極板２１および第２の電極板２２に放熱作用をもたらす（図８）。

ステップ１１２にて、熱硬化の後、貼付けテープ２０を剥がす。

ステップ１１４にて、貼付けテープ２０を剥がした後、前記樹脂ベース３の中空機能領域３１にて露出している第２の電極板２２上にはＬＥＤチップ４が実装されている（図９）。本図面において、前記ＬＥＤチップ４は単色または多色のチップである。

ステップ１１６にて、前記ＬＥＤチップ４にてワイヤ５を前記中空機能領域３１にて露出している第１の電極板２１上に接続する。本図面において、前記ワイヤ５は金線である（図９）。

ステップ１１８にて、ダイボンディングおよびワイヤボンディング製作が完了した後、樹脂ベース３の中空機能領域３１内に樹脂モールド製作を行って、樹脂６を前記中空機能領域３１に注入する（図１０）。本図面において、前記樹脂はシリコーンである。

ステップ１２０にて、樹脂モールドの後、発光ダイオードに前検査作業を行うことができるが、いわゆる前検査作業とは樹脂モールドの後、前記樹脂６が硬化する前に、検査者が、切断された連結部２３に電圧を印加して、電圧を前記第１の電極板２１および前記第２の電極板２２上に伝達することで、前記ＬＥＤチップ４を点灯して生じた光と前記樹脂６に混入されている蛍光粉末とで混色した後に、形成される色度および輝度が予め設計されている色度および輝度のコントラストの要求に達しているかを検査するというものである。

もし、白色光の発光ダイオードを製造したい場合には、前記ＬＥＤチップは青色光とし、さらに中空機能領域３１に注入される樹脂６は黄色が混合された蛍光粉末とするものであり、そして樹脂６注入後でまだ硬化していないときに、検査者は連結部２３が切断された金属フレーム２の前記第１の電極板２１および第２の電極板２２上に電源を印加することで、ＬＥＤチップ４と黄色の蛍光粉末が混入された樹脂６の輝度および色度のコントラストが正確であるかの検査を行う。

上記した金属フレーム２は樹脂ベース３の製作が完了した後に前記金属フレーム２の連結部２３のダイシングを行って、発光ダイオードは樹脂モールド後に前検査作業が行えるようになることで、発光ダイオードの歩留りを９０％以上にまで改善することができ、不良率の発生を低減することができる。

以上は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するためのものではない。およそ本発明の特許請求の範囲によりなされた均等変化および付加は、いずれも本発明の範囲に含まれる。

１００〜１２０ ステップ
１０ フレーム構造
１ 金属ランナー
１１ 長穴
１２ 短穴
１３ 貫通穴
２ 金属フレーム
２１ 第１の電極板
２１１ 切り欠き
２２ 第２の電極板
２２１ トレンチ
２２２ 窪み
２３ 連結部
２３１ カッティング溝２３１
３ 樹脂ベース
３１ 中空機能領域
３２、３３ 開口
４ ＬＥＤチップ
５ ワイヤ
６ 樹脂
２０ 貼付けテープ

Claims (11)

1. 発光ダイオードのフレーム構造の製造方法であって、前記製造方法は、
   ａ）金属板材を準備し、
   ｂ）前記金属板材に金属ランナーと、複数の金属フレームとを有するフレーム構造を成形し、前記金属フレームの各々は第１の電極板と、第２の電極板とを有し、前記金属フレームの前記第１の電極板および前記第２の電極板は他の前記金属フレームおよび前記金属ランナーと連結する複数の連結部を有し、
   ｃ）前記フレーム構造の裏面に貼付けテープを貼付け、
   ｄ）前記第１の電極板および前記第２の電極板を連結する複数の連結部をカッティングし、かつ前記貼付けテープは切断せず、複数の前記金属フレームは前記貼り付けテープにより連結され、カッティングされた前記連結部はカッティング溝を形成し、
   ｅ）前記金属フレーム上に樹脂ベースを成形し、成形後の前記樹脂ベースは正面に前記第１の電極板および前記第２の電極板を露出させる中空機能領域を備え、さらに、前記カッティング溝を前記樹脂ベースで充填し、
   ｆ）前記樹脂ベースの中空機能領域内の前記第２の電極板上にＬＥＤチップを実装し、
   ｇ）ワイヤで前記ＬＥＤチップと前記第１の電極板とを電気的に接続し、
   ｈ）蛍光粉末を添加した樹脂を前記中空機能領域に注入し、
   ｉ）前記樹脂が硬化する前に、前記連結部が切断された前記金属フレームの前記第１の電極板および前記第２の電極板に通電して前記ＬＥＤチップを点灯することで、前記ＬＥＤチップを点灯して生じた光と前記樹脂に添加されている前記蛍光粉末とで混色した後に形成される輝度および色度のコントラスト検査を行う、ことを含む、ことを特徴とする発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
2. ステップｂ）の前記金属ランナー上には間隔を空けて配列された複数の長穴と短穴とを有しており、二つの前記短穴の間には貫通穴を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
3. ステップｂ）の前記第１の電極板 は、前記第２の電極板の末端に隣接または対応する側辺上にいずれも前記連結部を有している、ことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
4. 前記第１の電極板は長方形であるとともに、前記第２の電極板に隣接または対向する側辺上に対応する二つの切り欠きを有している、ことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
5. 前記第２の電極板の二つの側辺上には対応する二つのトレンチを有しており、前記第２の電極板の他方の側辺には窪みを有している、ことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
6. ステップｃ）の前に、前記フレーム構造を打ち抜きまたはエッチングした後、前記フレーム構造の前記金属フレームに電気メッキを施して金属膜を成膜する電気メッキのステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
7. ステップｃ）における前記貼付けテープが粘着性を有する粘着テープである、ことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
8. ステップｃ）とステップｆ）との間に、前記樹脂ベースの製作が完了した後、ステップｃ）の前記貼付けテープを剥がすことを更に含む、ことを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
9. ステップｆ）の前記ＬＥＤチップが単色または多色のチップである、ことを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
10. ステップｇ）の前記ワイヤが金線である、ことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。
11. ステップｈ）の前記樹脂がシリコーンである、ことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードのフレーム構造の製造方法。