JP5587625B2 - リードフレーム及びｌｅｄパッケージ用基板 - Google Patents
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Description
本発明は、リードフレーム及びＬＥＤパッケージ用基板に関する。
従来から、所定の波長の光を発するＬＥＤチップを備えたＬＥＤパッケージがある。このようなＬＥＤパッケージは、リードフレームの上に複数のＬＥＤチップを実装してＬＥＤパッケージ用基板を形成し、このＬＥＤパッケージ用基板を切断して個片化することにより製造される。
リードフレームの上には、複数のＬＥＤチップの各々を取り囲むように、一次成形樹脂（白樹脂）で一括形成されたリフレクタが設けられている。また、リードフレーム上に実装された複数のＬＥＤチップは、レンズ部としての機能を備えた二次成形樹脂（透明樹脂）により封止される。これらの樹脂を封止すると樹脂バリが生じるため、薬液を用いて樹脂バリを除去する必要がある。
ところで、特許文献１には、凹溝がダイパッドの外周側に沿って矩形リング状に形成されたリードフレームが開示されている。凹溝の上には半導体チップが搭載され、この凹溝は半田付けの際の半田の広がりを防止する。
ところが、樹脂封止後に生じた樹脂バリを薬液を用いて除去しようとすると、薬液が樹脂とリードフレームとの間の僅かな隙間から浸入するおそれがある。薬液が製品となる境界面の隙間に浸入すると、樹脂とリードフレームとの密着性を低下させ、場合によっては剥離させてしまう。また、リードフレームと樹脂の境界面のリードフレーム側を変色してしまう。
そこで本発明は、薬液処理による樹脂の密着性低下や剥離を防止し、更には密着性を向上させ、薬液による変色を抑制するように構成されたリードフレーム及びＬＥＤパッケージ用基板を提供する。
本発明の一側面としてのリードフレームは、ＬＥＤチップを実装するために用いられるリードフレームであって、前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部とを有し、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂が形成される領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、前記リフレクタ用樹脂は、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部から離れるほど前記ＬＥＤチップの実装領域の径が大きくなる環状のすり鉢形状を有するように形成され、前記第１の凹溝は、透明樹脂が充填される前記ＬＥＤチップの実装領域の外側であって、かつ前記リフレクタ用樹脂の前記すり鉢形状の領域に形成されている。
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージ用基板は、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部と、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面の少なくとも一部を覆うように形成された、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂と、を有し、前記リフレクタ用樹脂は、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部から離れるほど前記ＬＥＤチップの実装領域の径が大きくなる環状のすり鉢形状を有し、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、透明樹脂が充填される前記ＬＥＤチップの実装領域の外側であって、かつ前記リフレクタ用樹脂の前記すり鉢形状の領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、前記第１の凹溝には、前記リフレクタ用樹脂が充填されている。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、薬液処理による境界面におけるリードフレームと樹脂の密着性を向上させ、樹脂剥離を防止し、更には密着性を向上させることと、境界面におけるリードフレームの変色を抑制するように構成されたリードフレーム及びＬＥＤパッケージ用基板を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
まず、図１乃至図３を参照して、本実施例におけるリードフレームについて説明する。本実施例のリードフレームは、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるリードフレームである。図１は、リードフレーム１０の表面（第１の面）の全体構成図である。図２は、リードフレーム１０の裏面（第２の面）の全体構成図である。図３は、リードフレーム１０の拡大図であり、図１中の領域１００を拡大したものである。図３（ａ）はリードフレーム１０の表面拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図３（ｃ）はＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
リードフレーム１０は、例えば、銅合金又は鉄合金等の材料の表面にメッキ層を形成して構成され、短冊状に形成されている。後述のように、リードフレーム１０の上には複数のＬＥＤチップが実装され、樹脂封止後にリードフレーム１０をダイシング（切断）することにより、複数のＬＥＤパッケージが完成する。
リードフレーム１０は、後述のＬＥＤチップの第１の電極（アノード電極）に電気的に接続されるように構成されたベース側リードフレーム１０ａ（第１のリードフレーム部）を備える。また、リードフレーム１０は、ＬＥＤチップの第１の電極とは異なる第２の電極（カソード電極）に電気的に接続されるように構成された端子側リードフレーム１０ｂ（第２のリードフレーム部）を備える。後述のように、ＬＥＤチップはベース側リードフレーム１０ａの表面上に実装される。ベース側リードフレーム１０ａと端子側リードフレーム１０ｂの間にはリード形成孔２５ａ（抜き孔）が設けられており、ベース側リードフレーム１０ａと端子側リードフレーム１０ｂは互いに分離されている。ベース側リードフレーム１０ａと端子側リードフレーム１０ｂによりパッド部が構成される。なお、本実施例はこれに限定されるものではなく、上述の構成とは逆に、ＬＥＤチップのカソード電極をベース側リードフレームに接続し、アノード電極を端子側リードフレームに接続するように構成してもよい。
図１及び図２に示されるように、本実施例のリードフレーム１０は、縦５個、横６個の合計３０個のパッド部（単位要素）から構成されており、１つのリードフレーム１０から合計３０個のＬＥＤパッケージが製造される。リードフレーム１０の各パッド部の間は、吊りピン１１を用いて接続されている。このように、隣接するパッド部の間は吊りピン１１で直接繋がっているため、隣接するパッド部の間のスペースをより小さくすることができる。このため、１つのリードフレーム１０に設けられるパッド部の密度（個数）を増加させることができ、その結果、多数のＬＥＤパッケージを効率的に製造することが可能となる。
リードフレーム１０のパッド部（ベース側リードフレーム１０ａ、端子側リードフレーム１０ｂ）の表面（ＬＥＤチップ実装面、第１の面）には、凹溝１２（第１の凹溝）が形成されている。凹溝１２は、以後の工程で実装されることになるＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように溝が形成される。本実施例のＬＥＤパッケージは、後述のように、樹脂（白樹脂）をリードフレーム１０の表面のみ（片面）に形成するため、ＬＥＤパッケージとして個片化した後に、リードフレーム１０が樹脂から抜け落ちてしまうおそれがある。また、樹脂封止後に生じる樹脂バリを除去するために薬液が使用されるが、この薬液がリードフレーム１０と樹脂との境界面の僅かな隙間から浸入すると、リードフレーム１０が樹脂から剥離し、樹脂が浸食されることによりリードフレームを変色してしまうおそれがある。
そこで、本実施例のようにリードフレーム１０の表面に凹溝１２を形成することにより、上述のようなリードフレーム１０と樹脂の密着性低下や剥離や、樹脂の変色を効果的に抑制することができ、更に密着性を向上させることができる。なお、本実施例において、凹溝１２はエッチング加工により形成されるが、これに限定されるものではなく、機械加工やプレス加工により形成してもよい。また、凹溝１２の断面はＲ形状を有するが、矩形状であってもよい。
また、リードフレーム１０の外周には、第１の面（表面）において、パッド部を取り囲むように凹溝１６（第２の凹溝）が形成されている。更に、凹溝１６の少なくとも一部には、第１の面（表面）と第１の面とは反対側の第２の面（裏面）との間を貫通する複数の貫通孔１５が形成されている。リードフレーム１０の外周に貫通孔１５及び凹溝１６を形成することにより、薬液による樹脂の密着性低下や剥離や、リードフレームの変色を効果的に抑制することができ、更に密着性を向上させることができる。
図２及び図３に示されるように、リードフレーム１０の裏面には、段差部１７（ハーフエッジ）が形成されている。段差部１７は、後述の白樹脂２０がリードフレーム１０から抜け落ちるのを防止するために、リードフレーム１０の縁部に設けられている。段差部１７を設けることにより、白樹脂２０をリードフレーム１０に確実に密着させ、白樹脂２０とリードフレーム１０との間の接合性を向上させることができる。なお、本実施例では、段差部１７がリードフレーム１０の裏面（ＬＥＤチップの実装面とは反対側の面）に形成されているが、これに限定されるものではなく、段差部１７をリードフレーム１０の表面（ＬＥＤチップの実装面）に形成してもよい。
また、リードフレーム１０の吊りピン１１の裏面には、凹部１８が形成されている。凹部１８は、ＬＥＤパッケージに個片化する際の切断部位に形成されている。リードフレーム１０の切断部位に凹部１８を形成することにより、ＬＥＤパッケージに個片化する際に、ダイサーブレードの磨耗を少なくし、リードフレーム１０の切断を容易にすることができる。なお、本実施例において、凹部１８はエッチング加工により形成されるが、これに限定されるものではなく、機械加工やプレス加工により形成してもよい。また、凹部１８の断面は矩形状であるが、Ｒ形状であってもよい。
更にリードフレーム１０のサイドレール上には、複数のアライメントマーク１９が形成されている。本実施例において、アライメントマーク１９の幅は０．５ｍｍであり、リードフレーム１０を切断するために用いられるダイサーブレードの幅（例えば、０．２〜０．３ｍｍ）よりも広い。このため、切断時におけるダイサーブレードの磨耗を少なくすることができる。
次に、図４乃至図６を参照して、本実施例における一次成形後のリードフレーム（ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板）について説明する。図４は、一次成形後のリードフレーム（ＬＥＤパッケージ用基板）の全体構成図である。図４（ａ）はＬＥＤパッケージ用基板の平面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、図４（ａ）を正面側及び右側のそれぞれから見た場合の側面図である。図４（ａ）中の破線で表される領域１５０は、最終製品であるＬＥＤパッケージの外形である。
２０は、一次成形樹脂としての白樹脂である。白樹脂２０は、例えば、シリカ及び酸化チタン等を含有したエポキシ又はシリコーン樹脂である。白樹脂２０は、不図示の金型を用いてリードフレーム１０を両面からクランプし、トランスファ成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより、リードフレーム１０のＬＥＤチップ実装面上に一体的に形成される。このように、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板は、白樹脂２０で一括して成形されたマップ構造を有する。
白樹脂２０は、ＬＥＤチップから発せられた光を上方に反射させるリフレクタとして機能する。また、白樹脂２０は、ＬＥＤパッケージの強度を向上させるという機能も有する。図４（ａ）に示されるように、白樹脂２０は、ＬＥＤチップが搭載されることになるリードフレーム１０上の所定の領域には形成されない。この領域は、ＬＥＤチップを実装するためのＬＥＤチップ実装領域２５であり、一次成形後でもリードフレーム１０の表面が露出した領域である。
図５は、一次成形後のリードフレーム（ＬＥＤパッケージ用基板）の一個片の構成図である。図５は、図４（ａ）中の領域１５０を拡大し、リードフレーム１０上にＬＥＤチップ４０を実装した後の状態を示している。図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線のそれぞれの断面図である。
ＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤチップ実装領域２５内のベース側リードフレーム１０ａの上に実装される。ＬＥＤチップ４０は、アノード電極（正極）及びカソード電極（負極) の一対の電極を備え、これらの電極の間に順バイアスの所定電圧を印加することにより光を放出する素子である。前述のように、リードフレーム１０は、ベース側リードフレーム１０ａ（アノード電極部）と端子側リードフレーム１０ｂ（カソード電極部）とに分離されており、各電極に電気的に接続される。
ボンディングワイヤ４３は、例えば金ワイヤであり、ＬＥＤチップ４０のアノード電極とベース側リードフレーム１０ａとの間を電気的に接続する。ボンディングワイヤ４５は、例えば金ワイヤであり、ＬＥＤチップ４０のカソード電極と端子側リードフレーム１０ｂとの間を電気的に接続する。なお、図５中にはボンディングワイヤ４３、４５がそれぞれ一本だけ示されているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、搭載されるＬＥＤチップにより必要に応じてボンディングワイヤ４３、４５のそれぞれを複数本設けてもよい。また、ＬＥＤチップ４０として、フリップチップタイプのチップを用いてもよい。この場合には、リード形成孔２５ａ（抜き孔）を跨ぐようにＬＥＤチップを配置して、ＬＥＤチップの下面に形成された各電極をベース側リードフレーム１０ａ及び端子側リードフレーム１０ｂのそれぞれにボンディングして実装する。このため、ボンディングワイヤ４３、４５は不要となる。
図５に示されるように、リフレクタとしての白樹脂２０は、ＬＥＤチップ実装領域２５（ＬＥＤチップ４０）を取り囲むように、リードフレーム１０の上に環状に成形されている。また、リフレクタとしての白樹脂２０は、リードフレーム１０から離れるほど（上側に行くほど）ＬＥＤチップ実装領域２５の径が大きくなるすり鉢形状となっている。リフレクタとしての白樹脂２０は、このような形状を有することにより、ＬＥＤチップ４０から発せられた光を上方に効率よく反射させることが可能である。このように、ベース側リードフレーム１０ａ及び端子側リードフレーム１０ｂの表面（第１の面）の少なくとも一部を覆うように白樹脂２０が形成されている。また、パッド部に形成された凹溝１２には白樹脂２０が充填されている。
図６は、一次成形後のリードフレーム（ＬＥＤパッケージ用基板）の裏面拡大図である。図６に示されるように、リードフレーム１０の裏面に段差部１７を設けることにより、リード形成孔２５ａに充填された白樹脂２０をリードフレーム１０に確実に密着させ、白樹脂２０とリードフレーム１０との間の接合性を向上させることができる。なお、本実施例では、段差部１７がリードフレーム１０の裏面（ＬＥＤチップの実装面とは反対側の面）に形成されているが、これに限定されるものではなく、段差部１７をリードフレーム１０のＬＥＤチップの実装面に形成してもよい。また、リードフレーム１０には、ダイサーブレードによる個片化の際の切断部位（吊りピン１１）において、凹部１８が形成されている。このため、切断時におけるダイサーブレードの磨耗を少なくすることができる。
図７は、本実施例における二次成形後のリードフレーム（ＬＥＤパッケージ用基板）の全体構成図である。図７（ａ）はＬＥＤパッケージ用基板の平面図であり、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、図７（ａ）を正面側及び右側のそれぞれから見た場合の側面図である。図７のＬＥＤパッケージ用基板は、図７に示される一次成形後のリードフレームに、さらに、二次成形樹脂としての透明樹脂３０が形成されたものである。
透明樹脂３０としては、透光性を有するシリコーン樹脂が用いられる。シリコーン樹脂は、ＬＥＤチップ４０の発光波長が青色光等の短波長である場合や、ＬＥＤチップが高輝度ＬＥＤであり多量の熱を発生する場合に、その光や熱による変色や劣化に対する耐久性に優れている。ただし、本実施例の透明樹脂３０はシリコーン樹脂に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂を採用してもよい。
透明樹脂３０は、不図示の金型を用いてリードフレーム１０を両面からクランプし、トランスファ成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより、リードフレーム１０のＬＥＤチップ実装領域２５の上に一体的に形成される。図７に示されるように、ＬＥＤチップ実装領域２５の上方には球状（半球状）のレンズ部３０ａが形成されている。レンズ部３０ａは、透明樹脂３０によりその他の部位と一体的に形成されている。図７（ａ）乃至図７（ｃ）に示されるように、透明樹脂３０は、白樹脂２０の上面の全てを覆うように形成され、ＬＥＤチップ４０を封止する。
図８は、本実施例における二次成形後のリードフレームの一個片（最終成形品であるＬＥＤパッケージ）の構成図である。図８は、図７（ａ）中の領域１５０を拡大した図を示している。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、図８（ａ）の下側及び右側から見た場合の側面図である。本実施例のＬＥＤパッケージは、複数のＬＥＤチップ４０を実装したリードフレーム１０を切断することにより形成され、少なくとも一つのＬＥＤチップ４０を有する。図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示されるように、ＬＥＤチップ実装領域２５の全ては、透明樹脂３０で充填されている。また、ＬＥＤチップ実装領域２５の上方には、透明樹脂３０により球状のレンズ部３０ａが形成されている。
本実施例によれば、薬液処理による樹脂の密着性低下や剥離やリードフレームの変色を抑制するようし、更に密着性を向上させることができるように構成されたリードフレーム及びＬＥＤパッケージ用基板を提供することができる。
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
１０ リードフレーム
１２ 凹溝
１５ 貫通孔
１６ 凹溝
１７ 段差部
１８ 凹部
２０ 白樹脂
２５ ＬＥＤチップ実装領域
３０ 透明樹脂
３０ａ レンズ部
４０ ＬＥＤチップ
１２ 凹溝
１５ 貫通孔
１６ 凹溝
１７ 段差部
１８ 凹部
２０ 白樹脂
２５ ＬＥＤチップ実装領域
３０ 透明樹脂
３０ａ レンズ部
４０ ＬＥＤチップ
Claims (5)
- ＬＥＤチップを実装するために用いられるリードフレームであって、
前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、
前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部とを有し、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂が形成される領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、
前記リフレクタ用樹脂は、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部から離れるほど前記ＬＥＤチップの実装領域の径が大きくなる環状のすり鉢形状を有するように形成され、
前記第１の凹溝は、透明樹脂が充填される前記ＬＥＤチップの実装領域の外側であって、かつ前記リフレクタ用樹脂の前記すり鉢形状の領域に形成されていることを特徴とするリードフレーム。 - ＬＥＤチップを実装するために用いられるリードフレームであって、
前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、
前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部とを有し、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂が形成される領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、
前記リードフレームの外周には、前記第１の面において、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部を備えて構成されるパッド部を取り囲むように第２の凹溝が形成されており、
前記第２の凹溝の少なくとも一部には、前記第１の面と該第１の面とは反対側の第２の面との間を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とするリードフレーム。 - 隣接する前記パッド部の間を繋げる吊りピンを更に有し、
前記吊りピンの前記第２の面には凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のリードフレーム。 - ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、
ＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、
前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部と、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面の少なくとも一部を覆うように形成された、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂と、を有し、
前記リフレクタ用樹脂は、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部から離れるほど前記ＬＥＤチップの実装領域の径が大きくなる環状のすり鉢形状を有し、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、透明樹脂が充填される前記ＬＥＤチップの実装領域の外側であって、かつ前記リフレクタ用樹脂の前記すり鉢形状の領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、
前記第１の凹溝には、前記リフレクタ用樹脂が充填されていることを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板。 - ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、
ＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを第１の面に実装して該ＬＥＤチップの第１の電極に電気的に接続されるように構成された第１のリードフレーム部と、
前記ＬＥＤチップの前記第１の電極とは異なる第２の電極に電気的に接続されるように構成された第２のリードフレーム部と、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面の少なくとも一部を覆うように形成された、前記ＬＥＤチップから発せられた光を反射させるリフレクタとしての機能を有するリフレクタ用樹脂と、を有し、
前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部の前記第１の面には、前記リフレクタ用樹脂が形成される領域に、前記ＬＥＤチップの実装領域を取り囲むように第１の凹溝が形成されており、
前記第１の凹溝には、前記リフレクタ用樹脂が充填されており、
前記リードフレームの外周には、前記第１の面において、前記第１のリードフレーム部及び前記第２のリードフレーム部を備えて構成されるパッド部を取り囲むように第２の凹溝が形成されており、
前記第２の凹溝の少なくとも一部には、前記第１の面と該第１の面とは反対側の第２の面との間を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板。
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