JP6078846B2

JP6078846B2 - Ｌｅｄ実装品の製造方法、ｌｅｄ実装品の樹脂モールド方法、およびｌｅｄ製造装置

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Publication number: JP6078846B2
Application number: JP2012244129A
Authority: JP
Inventors: 高志斉藤
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: JP2014093464A

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）実装品の製造方法、ＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法、およびＬＥＤ製造装置に適用して有効な技術に関する。

特開２００９−２０６３７０号公報（特許文献１）には、リードフレームに成形されたリフレクタ部および実装されたＬＥＤチップ（発光チップ）と、これらを覆って成形されたレンズ部とで構成されたＬＥＤパッケージが、プリント基板に実装される技術が記載されている。

特開２００９−２０６３７０号公報

ＬＥＤパッケージの製造工程の一例について概略する。まず、ＬＥＤチップが実装されるダイパッドや、リードを有するリードフレームや樹脂基板に、リフレクタ用樹脂（一次成形樹脂）によってリフレクタ部をトランスファ成形する。次いで、ダイパッドにＬＥＤチップをダイボンディングして、リードと電気的に接続（例えば、ワイヤボンディング）する。次いで、ＬＥＤチップをモールドするレンズ用樹脂（二次成形樹脂）によってレンズ部をトランスファ成形する。次いで、リードフレームなどを、例えば、ブレード切断、レーザ切断、またはプレス切断などのダイシングによって個片化することで、ＬＥＤパッケージが略完成する。なお、その後は、ＬＥＤパッケージが、例えば、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板などの配線基板に実装されて、ＬＥＤ実装品が略完成する。

ここで、リフレクタ用樹脂やレンズ用樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂が用いられるが、これは一般的な半導体チップをモールドする樹脂よりも粘性が低い。このため、リードフレームをクランプしたモールド金型では、リードフレームとモールド金型との隙間や、リードフレーム自体に形成された隙間から樹脂が流れ出し（樹脂漏れ）、モールド金型のパーティング面や、リードフレームの非モールド部分に樹脂バリ（フラッシュバリ）を引き起こす原因となる。このような樹脂バリは、ＬＥＤパッケージやＬＥＤ実装品の製造歩留まりや信頼性に影響を与えるため除去する必要がある。このため、リフレクタ成形やレンズ成形後には、薬液を用いて樹脂バリを除去し、洗浄する工程が追加されるが、生産性の低下を招いてしまう。

本発明の目的は、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ＬＥＤ実装品の生産性を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明の一実施形態におけるＬＥＤ実装品の製造方法は、（ａ）配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有する配線基板を準備する工程と、（ｂ）前記配線基板上に、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップを実装し、電気的に接続する工程と、（ｃ）リフレクタ用キャビティを有するリフレクタ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記リフレクタ用キャビティにリフレクタ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記ＬＥＤチップの周囲にリフレクタ部を成形する工程と、（ｄ）レンズ用キャビティを有するレンズ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記ＬＥＤチップおよび前記リフレクタ部を収容した前記レンズ用キャビティにレンズ用樹脂を充填した後、加熱・硬化してレンズ部を成形する工程とを含み、前記（ｃ）工程では、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立している前記リフレクタ成形金型によって、前記ＬＥＤチップを前記第１逃げ凹部で収容し、前記外部接続端子を前記第２逃げ凹部で収容しながら、前記リフレクタ部を成形することを特徴とする。

これによれば、ＬＥＤチップが実装された配線基板（例えば、ＰＣＢ基板）上に、直接に成形されたリフレクタ部およびレンズ部を備えたＬＥＤ実装品を製造することができる。このため、配線基板の表面保護層とリフレクタ部とが密着することとなり、樹脂バリの発生を防止することができる。したがって、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品を提供することができる。

また、リードフレームを用いずに、配線基板上に直接、ＬＥＤチップが実装され、リフレクタ部およびレンズ部が成形されたＬＥＤ実装品を製造できるので、ＬＥＤ実装品の小型化、薄型化、さらには部品点数を低減できて製品コストを低減することができる。また、ＬＥＤ実装品の製造工程を大幅に簡略化でき、ＬＥＤ実装品の生産性を向上することができる。

また、逃げ凹部によって、ＬＥＤチップへのリフレクタ用樹脂の付着を防止して、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品を提供することができる。また、ＬＥＤチップを保護しながら、任意のレイアウトにリフレクタ部を成形することができ、ＬＥＤ実装品の生産性を向上することができる。

本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の製造方法において、前記（ｄ）工程では、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部を有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立している前記レンズ成形金型によって、前記外部接続端子を前記第３逃げ凹部で収容しながら前記レンズ部を成形することを特徴とする。

本発明の一実施形態におけるＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法は、配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有し、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップが実装された配線基板上に、リフレクタ部およびレンズ部を成形するＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法であって、（ａ）リフレクタ用キャビティを有するリフレクタ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記リフレクタ用キャビティにリフレクタ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記ＬＥＤチップの周囲に前記リフレクタ部を成形する工程と、（ｂ）レンズ用キャビティを有するレンズ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記ＬＥＤチップおよび前記リフレクタ部を収容した前記レンズ用キャビティにレンズ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記レンズ部を成形する工程とを含み、前記（ａ）工程では、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立した前記リフレクタ成形金型によって、前記ＬＥＤチップを前記第１逃げ凹部で収容し、前記外部接続端子を前記第２逃げ凹部で収容しながら、前記リフレクタ部を成形することを特徴とする。

本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法において、前記（ｂ）工程では、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部を有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立した前記レンズ成形金型によって、前記外部接続端子を前記第３逃げ凹部で収容しながら前記レンズ部を成形することを特徴とする。

本発明の一実施形態におけるＬＥＤ製造装置は、配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有し、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップが実装された配線基板上に、リフレクタ部およびレンズ部が成形されたＬＥＤ実装品を製造するＬＥＤ製造装置であって、リフレクタ用キャビティと、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立しているリフレクタ成形金型を備えることを特徴とする。

本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ製造装置において、レンズ用キャビティと、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部とを有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立しているレンズ成形金型を備えることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明の一実施形態によれば、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品を提供することができる。

本発明の一実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。図１に示すＡ−Ａ線におけるＬＥＤ実装品の断面図である。図１に示すＬＥＤ実装品の製造工程のフローチャートである。図１に示すＬＥＤ実装品の製造工程中の断面図である。図４に続くＬＥＤ実装品の製造工程中の断面図である。図５に続くＬＥＤ実装品の製造工程中の断面図である。図６に示す製造工程に対応した樹脂モールド装置のリフレクタ成形後の型開きした下型平面図である。図７に示すＢ−Ｂ線における樹脂モールド装置のクランプ時の断面図である。図７に示すＣ−Ｃ線における樹脂モールド装置の断面図である。図１に示す製造工程に対応した樹脂モールド装置のリフレクタ成形後の型開きした下型平面図である。図１０に示すＢ−Ｂ線における樹脂モールド装置の断面図である。図１０に示すＣ−Ｃ線における樹脂モールド装置の断面図である。本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。図１３に示すＬＥＤ実装品の製造工程に対応した樹脂モールド装置の要部平面図である。本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。本発明の他の実施形態におけるＬＥＤ実装品の平面図である。

以下の本発明に係る実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

［実施形態１］
まず、本発明の実施形態におけるＬＥＤ実装品１０について主に図１、図２を参照して説明する。図１は、ＬＥＤ実装品１０の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線におけるＬＥＤ実装品１０の断面図である。このＬＥＤ実装品１０は、配線基板１１とＬＥＤチップ１２とを備えており、配線基板１１上にＬＥＤチップ１２が実装されている。また、ＬＥＤ実装品１０は、ＬＥＤチップ１２に加わる過渡電圧を抑止するＴＶＳ（Transient Voltage Suppressor）ダイオード２５（電子部品）を備えており、配線基板１１上にＴＶＳダイオード２５が実装されている。

配線基板１１は、コア基板１３（基材）と、コア基板１３上に絶縁層１４（層間絶縁層）を介して設けられた配線層１５と、配線層１５を覆って保護する表面保護層１６と、外部接続端子１７とを備えて構成されたものである。コア基板１３としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）基板、セラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）基板、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）などを用いることができる。また、絶縁層１４としては、例えば、樹脂層（エポキシ系樹脂層など）を用いることができる。また、配線層１５としては、例えば、メッキ層（Ｃｕ層など）を用いることができる。絶縁層１４および配線層１５は、例えば、ビルドアップ技術を用いて形成することができる。なお、配線層１５および絶縁層１４としては、図２では単層の場合を示すが、多層の場合であってもよい。

表面保護層１６としては、例えば、スクリーン印刷によってエポキシ系樹脂、変性エポキシ系樹脂、あるいはアクリレート系樹脂にシリカや光重合開始剤などを含有させた材料から構成されるソルダレジスト層を用いることができる。ソルダレジスト層は、絶縁性を有しており、ハンダ付けの熱温度（例えば、２６０℃程度）に耐え、熱、湿度などの環境から配線基板１１を保護する性能が、内層の絶縁層１４より優れている。

配線基板１１では、ＬＥＤチップ１２が実装される領域として、表面保護層１６から露出する配線層１５Ａ（１５）がダイパッド２０として構成されている。この配線層１５Ａは、パターニングされて外部接続端子１７Ａと電気的に接続されている。また、配線基板１１では、ＬＥＤチップ１２の接続端子とワイヤボンディングされる領域として、表面保護層１６から露出する配線層１５Ｂ（１５）が接続パッド２１として構成されている。この配線層１５Ｂは、パターニングされて外部接続端子１７Ｂと電気的に接続されている。なお、配線層１５Ａと配線層１５Ｂとは電気的に分離されている。

外部接続端子１７としては、例えば、プリソルダ（ハンダ）を用いることができる。この外部接続端子１７は、配線基板１１の端で表面保護層１６から露出して設けられている。この外部接続端子１７を介して外部からＬＥＤ実装品１０に電圧を供給することができる。

配線基板１１に実装されるＬＥＤチップ１２は、表面側にアノード電極（正極）および裏面側にカソード電極（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が放出される（発光される）素子である。このＬＥＤチップ１２は、裏面側でダイボンディングされてカソード電極が配線基板１１のダイパッド２０と電気的に接続され、表面側でワイヤボンディングされてアノード電極がボンディングワイヤ２２（例えば、金ワイヤ）を介して配線基板１１の接続パッド２１と電気的に接続されている。

このＬＥＤチップ１２からの発光の効率を向上させるため、ＬＥＤ実装品１０は、リフレクタ部２３と、レンズ部２４とを備えている。リフレクタ部２３は、ＬＥＤチップ１２の周囲の配線基板１１上に形成され、リフレクタ用樹脂から構成される。また、レンズ部２４は、ＬＥＤチップ１２およびリフレクタ部２３を覆うように配線基板１１上に形成され、レンズ用樹脂から構成される。

リフレクタ部２３のリフレクタ用樹脂としては、エポキシ系樹脂が用いられる。フィラーとしては、例えば、光の反射および放熱のために窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分としたものが用いられる。窒化アルミニウムのフィラーが含有されているため、全体として色が白色であるため、反射性を有する。すなわち、ＬＥＤチップ１２からの光が効果的に反射される。また、この樹脂は、熱伝導性が高いため、ＬＥＤチップ１２によって発せられた熱を効率的に外部に伝導して放熱することが可能となる。

なお、リフレクタ用樹脂としては、このようなエポキシ系樹脂に限定されるものではなく、シリコーン系樹脂や、その他の熱硬化性樹脂を用いることもできる。また、フィラーとしては、このような窒化アルミニウムに限定されるものではなく、リフレクタ用樹脂には、酸化チタン、シリカ、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２等の他のフィラーを含有させてもよい。また、リフレクタ用樹脂の色は、白色に限定されるものではなく、他の色であってもよい。

レンズ部２４のレンズ用樹脂としては、透光性および熱硬化性を有するシリコーン系樹脂が用いられる。シリコーン系樹脂は、例えばエポキシ系樹脂よりも紫外線や熱によって透光性が低下し難い性質を有するため、ＬＥＤチップ１２をモールドするには好適である。なお、レンズ用樹脂は、透明色のものに限定されるものではなく、透光性を有する樹脂であれば、黄色等の着色がなされた樹脂を用いることもできる。

このように構成されるＬＥＤ実装品１０において、外部接続端子１７Ａを負極、外部接続端子１７Ｂを正極として、ＬＥＤチップ１２に順バイアスを印加すると、ＬＥＤチップ１２が発光する。ＬＥＤチップ１２から放出された光は、主に、レンズ部２４を通って外部へ直接放出される。他方、ＬＥＤチップ１２から放出された光の一部は、リフレクタ部２３へ向かって放出され、リフレクタ部２３で反射して、レンズ部２４を通って外部へ放出される。

ところで、このＬＥＤ実装品１０は、特許文献１に記載されたもの（リードフレームを備えたＬＥＤパッケージをプリント基板に実装したもの）と比較して、リードフレームを用いずに構成したものである。すなわち、ＬＥＤ実装品１０は、配線基板１１（例えば、ＰＣＢ基板）上に直接ＬＥＤチップ１２、リフレクタ部２３、レンズ部２４を設ける構成としている。このため、多数のＬＥＤを１つの基板に搭載した投光ユニットなどアセンブリ化しやすいメリットがある。

また、表面保護層１６およびリフレクタ部２３が、例えば、エポキシ系樹脂などの、同じ主成分の樹脂材料から構成されることで、表面保護層１６とリフレクタ部２３との密着性をより向上させることができる。

また、ＬＥＤ実装品１０では、配線基板１１上にリフレクタ部２３を設けることにより、ＬＥＤチップ１２の発光効率を向上させることができる。また、例えば、白色のフィラーを含有したエポキシ系樹脂でリフレクタ部２３を成形したことにより、ＬＥＤチップ１２の発光効率をさらに向上させることができる。

次に、ＬＥＤ実装品１０の製造方法について主に図３〜図６を参照して説明する。図３は、ＬＥＤ実装品１０の製造工程のフローチャートである。図４〜図６は、製造工程中のＬＥＤ実装品１０の断面図であり、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３に示すように、ＬＥＤ実装品１０の製造方法は、ステップＳ１０〜ステップＳ５０までの製造工程を含んでいる。なお、本実施形態では、一枚の配線基板１１から一つのＬＥＤ実装品１０を取得する場合で説明する。

まず、図４に示すように、配線層１５および配線層１５を覆って保護する表面保護層１６を有する平板状の配線基板１１を準備する（図３のステップＳ１０）。具体的には、この配線基板１１には、例えば、ビルドアップ技術を用いて、絶縁層１４を介してコア基板１３上に配線層１５（例えば、銅層）が形成される。また、この配線層１５を覆うように、例えば、スクリーン印刷を用いて表面保護層１６が形成される。また、配線基板１１には、ダイパッド２０、接続パッド２１を形成するために、例えば、エッチング技術を用いて箇所の表面保護層１６を除去して配線層１５が露出される。

続いて、図５に示すように、配線基板１１上に、表面保護層１６から露出する配線層１５（ダイパッド２０、接続パッド２１）と電気的に接続されるＬＥＤチップ１２を実装する（図３のステップＳ２０）。具体的には、ＬＥＤチップ１２は、その裏面側でダイパッド２０と導電材（例えば、ハンダ）を介して接合（実装）される。また、ダイパッド２０に接合されたＬＥＤチップ１２は、その表面側の接続端子が接続パッド２１とボンディングワイヤ２２を介してワイヤボンディングされる。

続いて、図６に示すように、配線基板１１上のＬＥＤチップ１２の周囲にリフレクタ部２３を成形する（図３のステップＳ３０）。具体的には、ＬＥＤ製造装置として樹脂モールド装置を用いて、図５に示す状態のものをワークとして、配線基板１１上にリフレクタ部２３をトランスファ成形する。

ここで、リフレクタ部２３をトランスファ成形するための樹脂モールド方法について、主に図７〜図９を参照して説明する。図７は、ＬＥＤ実装品１０の製造工程中における樹脂モールド装置６０の要部（プレス部）であり、リフレクタ成形後の型開きした下型平面図、図８は、図７に示す状態のＢ−Ｂ線に対応する断面図で、図９は、図７に示す状態のＣ−Ｃ線に対応する断面図である。なお、図７では、リフレクタ成形金型７０（モールド金型）の上型７１と配線基板１１が接する領域をハッチングで示している。

樹脂モールド装置６０は、図示しない供給部と収納部との間に、少なくとも一つのプレス部を備えて構成される。供給部は、ローダ（搬送装置）を用いてワークや樹脂をプレス部に供給する公知の機構で構成される。また、収納部は、プレス部からアンローダ（搬送装置）を用いてトランスファ成形されたワークを取り出し、収納する公知の機構で構成される。

リフレクタ部２３をトランスファ成形するため、樹脂モールド装置６０は、リフレクタ部２３用のプレス部を備えている。このリフレクタ用プレス部は、図９に示すように、リフレクタ成形金型７０として対をなす上型７１（一方の金型）および下型７２（他方の金型）と、リフレクタ用樹脂２３ａが供給される筒状のポット６２と、ポット６２に摺動可能（上下方向に進退動可能）に収容されたプランジャ６１とを備えている。なお、下型７２の中央部では金型面で開口するポット６２が設けられ、下型７２の端部では配線基板１１をセットするセット部７３が設けられている。

上型７１は、パーティング面から凹んで形成された、リフレクタ用キャビティ７４と、カル７５と、ランナ・ゲート７６と、チップ用逃げ凹部７７と、端子用逃げ凹部７８と、エアベント７９とを備えている。リフレクタ部２３が成形されるリフレクタ用キャビティ７４は、上型７１のパーティング面から周溝状に凹んでおり、平面視で環状（図７参照）、断面視で対向する台形状（図８、図９参照）となっている。リフレクタ成形金型７０の樹脂路を形成するにあたり、ポット６２に対向する位置に設けられたカル７５からリフレクタ用キャビティ７４へ、ランナ・ゲート７６が狭まるように連通して設けられている。エアベント７９は、リフレクタ用キャビティ７４のランナ・ゲート７６側と反対側にリフレクタ用キャビティ７４と連通して設けられている。

チップ用逃げ凹部７７は、配線基板１１をリフレクタ成形金型７０の上型７１でクランプしてリフレクタ用キャビティ７４へリフレクタ用樹脂２３ａを充填する際に、リフレクタ成形金型７０の上型７１からＬＥＤチップ１２やＴＶＳダイオード２５を逃がす（接触させない）ように収容するためのものである。また、端子用逃げ凹部７８も同様に、クランプ時のリフレクタ成形金型７０から外部接続端子１７を逃がすように収容するためのものである。なお、これらチップ用逃げ凹部７７および端子用逃げ凹部７８は、リフレクタ成形金型７０の樹脂路とは独立しており、樹脂の流入はない。

このようなリフレクタ成形金型７０を備えた樹脂モールド装置６０において、リフレクタ成形金型７０で配線基板１１をクランプして、ポット６２内でプランジャ６１を上方向へ押動することにより、成形温度に加熱されたリフレクタ成形金型７０によって溶融したリフレクタ用樹脂２３ａが圧送される。このとき、リフレクタ用キャビティ７４内では、リフレクタ用樹脂２３ａが表面保護層１６（例えば、エポキシ系樹脂）と接して流れることとなる。

次いで、リフレクタ用キャビティ７４にリフレクタ用樹脂２３ａを充填した後、所定条件（保圧、温度、時間）で加熱・硬化してＬＥＤチップ１２の周囲にリフレクタ部２３を成形する。

ＬＥＤチップ１２へのリフレクタ用樹脂２３ａの付着を防止することで、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品１０を提供することが可能となる。また、ＬＥＤチップ１２を保護しながら、任意のレイアウトにリフレクタ部２３を成形することができ、ＬＥＤ実装品１０の生産性を向上することも可能となる。

続いて、図１に示すように、配線基板１１上にレンズ部２４を成形する（図３のステップＳ４０）。具体的には、ＬＥＤ製造装置として樹脂モールド装置を用いて、図６に示す状態のものをワークとして、ＬＥＤチップ１２およびリフレクタ部２３などを覆うように配線基板１１上にレンズ部２４をトランスファ成形する。

ここで、レンズ部２４を成形するための樹脂モールド方法について、図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、ＬＥＤ実装品１０の製造工程中における樹脂モールド装置６０の要部（プレス部）であり、リフレクタ成形後の型開きした下型平面図、図１１は、図１０に示す状態のＢ−Ｂ線に対応する断面図で、図１２は、図１０に示す状態のＣ−Ｃ線に対応する断面図である。なお、図１０では、レンズ成形金型８０（モールド金型）の上型８１と配線基板１１が接する領域をハッチングで示している。

レンズ部２４をトランスファ成形するため、樹脂モールド装置６０は、レンズ部２４用のプレス部を備えている。このレンズ用プレス部は、図１２に示すように、レンズ成形金型８０として対をなす上型８１（一方の金型）および下型８２（他方の金型）と、レンズ用樹脂２４ａが供給される筒状のポット６２と、ポット６２に摺動可能（上下方向に進退動可能）に収容されたプランジャ６１とを備えている。なお、下型８２の中央部では金型面で開口するポット６２が設けられ、下型８２の端部では配線基板１１をセットするセット部８３が設けられている。

上型８１は、パーティング面から凹んで形成された、レンズ用キャビティ８４と、カル８５と、ランナ・ゲート８６と、端子用逃げ凹部８８と、エアベント８９とを備えている。レンズ部２４が成形されるレンズ用キャビティ８４は、上型８１のパーティング面からリフレクタ部２３を収容するように凹んだ第１凹部と、その第１凹部よりさらに凹んだＲ面状の第２凹部とが設けられている。このため、レンズ用キャビティ８４は、平面視で矩形状（図１０参照）、断面視でＬＥＤチップ１２上方が半球状（図１１、図１２参照）となっている。

レンズ成形金型８０の樹脂路を形成するにあたり、ポット６２に対向する位置に設けられたカル８５からレンズ用キャビティ８４へ、ランナ・ゲート８６が狭まるように連通して設けられている。エアベント８９は、レンズ用キャビティ８４のランナ・ゲート８６側と反対側にレンズ用キャビティ８４と連通して設けられている。

端子用逃げ凹部８８は、配線基板１１をレンズ成形金型８０でクランプしてレンズ用キャビティ８４へレンズ用樹脂２４ａを充填する際に、レンズ成形金型８０から外部接続端子１７を逃がす（接触させない）ように収容するためのものである。なお、端子用逃げ凹部８８は、レンズ成形金型８０の樹脂路とは独立しており、樹脂の流入はない。

このようなレンズ成形金型８０を備えた樹脂モールド装置６０では、レンズ成形金型８０で配線基板１１をクランプして、ポット６２内でプランジャ６１を上方向へ押動することにより、成形温度に加熱され溶融されたレンズ用樹脂２４ａが圧送される。このとき、レンズ用キャビティ８４内では、レンズ用樹脂２４ａが表面保護層１６（例えば、エポキシ系樹脂）やリフレクタ部２３（リフレクタ用樹脂２３ａ）と接して流れることとなる。

次いで、所定条件（保圧、温度、時間）で加熱・硬化してレンズ部２４を成形する。

このようにして、ＬＥＤチップ１２が実装された配線基板１１上に、リフレクタ部２３およびレンズ部２４がトランスファ成形されたＬＥＤ実装品１０を製造することができる。本実施形態では、同じ樹脂モールド工程を連続して、すなわち、リフレクタ部２３を成形（一次成形）した後、リフレクタ部２３を含むレンズ部２４を成形（二次成形、オーバーモールド）している。このため、ＬＥＤ実装品１０の製造工程の同一工程を集中させることで、ＬＥＤ実装品１０の製造工程全体として簡略化でき、ＬＥＤ実装品１０の生産性を向上することができる。

［実施形態２］
前記実施形態１では、平面視環状のリフレクタ部２３の内側で一つのＬＥＤチップ１２を配線基板１１上に実装したＬＥＤ実装品１０を示した（図１参照）。これに対して、本実施形態は、平面視環状のリフレクタ部２３の内側で複数（二つ）のＬＥＤチップ１２を配線基板１１Ａ（１１）上に実装したＬＥＤ実装品１０Ａ（１０）を示す（図１３参照）。図１３は、本発明の実施形態におけるＬＥＤ実装品１０Ａ（１０）の平面図である。

また、前記実施形態１では、一枚の配線基板１１から一つのＬＥＤ実装品１１を取得する場合を示した。これに対して、本実施形態は、大判の配線基板１１Ａ（１１）を準備し（図１４参照）、ＬＥＤチップ実装、リフレクタ成形、レンズ成形をした後、レンズ部２４の周囲（図１４中、破線で示す。）で、例えば、ブレード切断、レーザ切断、またはプレス切断などのダイシングをし、個片化してＬＥＤ実装品１０Ａを複数取得する場合である。図１４は、図１３に示すＬＥＤ実装品１０Ａの製造工程に対応した樹脂モールド装置６０Ａ（６０）の要部平面図を示しており、リフレクタ部２３を樹脂モールド装置６０Ａによってトランスファ成形する状態である。

本実施形態においても、ＬＥＤチップ１２が実装された配線基板１１Ａ（例えば、ＰＣＢ基板）上に、直接に成形されたリフレクタ部２３およびレンズ部２４を備えたＬＥＤ実装品１０Ａを製造することができる。このため、配線基板１１Ａの表面保護層１６とリフレクタ部２３とが密着することとなり、樹脂バリの発生を防止することができる。したがって、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品１０Ａを提供することができる。

［実施形態３］
前記実施形態１では、平面視矩形状の配線基板１１上に、ＬＥＤチップ１２、リフレクタ部２３、レンズ部２４を一組として設けた場合について説明した。これに対して、本実施形態は、図１５に示すＬＥＤ実装品１０Ｂ（１０）のように、短冊状の配線基板１１Ｂ（１１）上に、ＬＥＤチップ１２、リフレクタ部２３、レンズ部２４の組を複数設ける場合である。また、図１６に示すＬＥＤ実装品１０Ｃ（１０）のように、円形状の配線基板１１Ｃ（１１）上に、ＬＥＤチップ１２、リフレクタ部２３、レンズ部２４の組を複数設ける場合である。また、図１７に示すＬＥＤ実装品１０Ｄ（１０）のように、矩形状の配線基板１１Ｄ（１１）上に、ＬＥＤチップ１２、リフレクタ部２３、レンズ部２４の組をマトリクス状に設ける場合である。

本実施形態においても、ＬＥＤチップ１２が実装された配線基板１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ（例えば、ＰＣＢ基板）上に、直接に成形されたリフレクタ部２３およびレンズ部２４を備えたＬＥＤ実装品１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを製造することができる。このため、配線基板１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの表面保護層１６とリフレクタ部２３とが密着することとなる。したがって、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを提供することができる。

［実施形態４］
前記実施形態３では、配線基板１１上に平面視環状のリフレクタ部２３を複数成形し、それぞれのＬＥＤ配置領域（凹部）にＬＥＤチップ１２を配置した場合について説明した。これに対して、本実施形態は、図１８に示すＬＥＤ実装品１０Ｅ（１０）のように、格子状にＬＥＤ配置領域（凹部）を有するリフレクタ部２３Ａをトランスファ成形し、それぞれのＬＥＤ配置領域にＬＥＤチップ１２を配置する場合である。この場合、レンズ部２４Ａ（２４）は、複数のＬＥＤ配置領域を一括して覆うように、複数のＬＥＤチップ２３およびリフレクタ部２３Ａを覆うようにトランスファ成形される。

これによれば、複数のＬＥＤチップ１２を用いて発光強度を高めることができる。また、前記実施形態３のリフレクタ部２３を互いに接続させたようなリフレクタ部２３Ａとなるため、ＬＥＤ実装品１０Ｅでは、より小型化を図ることができる。

また、前記実施形態１〜３では、ＴＶＳダイオード２５を平面視環状のリフレクタ部２３の内側または外側に設けている。これに対して、本実施形態では、図１８に示すＬＥＤ実装品１０Ｅ（１０）のように、ＴＶＳトランジスタ２５をリフレクタ用キャビティ内に収容して、ＴＶＳダイオード２５をリフレクタ用樹脂でモールドしている。

これによれば、ＴＶＳダイオード２５を配置する領域をリフレクタ部２３Ａの成形領域と重複させることができ、ＬＥＤ実装品１０Ｅの小型化を図ることができる。また、任意のレイアウトにリフレクタ部２３Ａを成形することができ、ＬＥＤ実装品１０Ｅの生産性を向上することができる。

本実施形態においても、ＬＥＤチップ１２が実装された配線基板１１Ｅ（例えば、ＰＣＢ基板）上に、直接に成形されたリフレクタ部２３Ａおよびレンズ部２４Ａを備えたＬＥＤ実装品１０Ｅを製造することができる。このため、配線基板１１Ｅの表面保護層１６とリフレクタ部２３とが密着することとなり、樹脂バリの発生を防止することができる。したがって、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品１０Ｅを提供することができる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、代表的なものの新規な特徴およびこれによって得られる作用、効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。

ＬＥＤ実装品１０は、配線層１５および配線層１５を覆って保護する表面保護層１６を有する配線基板１１と、配線基板１１上に実装され、表面保護層１６から露出する配線層１５と電気的に接続されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２の周囲の配線基板１１上にリフレクタ用樹脂を用いてトランスファ成形されたリフレクタ部２３と、ＬＥＤチップ１２およびリフレクタ部２３を覆うように配線基板１１上にレンズ用樹脂を用いてトランスファ成形されたレンズ部２４とを備える。

これによれば、ＬＥＤチップ１２が実装された配線基板１１（例えば、ＰＣＢ基板）上に、直接に成形されたリフレクタ部２３およびレンズ部２４を備えたＬＥＤ実装品１０を製造することができる。このため、配線基板１１の表面保護層１６とリフレクタ部２３とが密着することとなり、樹脂バリの発生を防止することができる。したがって、製造歩留まりや信頼性の高いＬＥＤ実装品１０を提供することができる。

さらに、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施形態では、リフレクタ部２３をトランスファ成形する際に、ＬＥＤチップ１２をリフレクタ成形金型７０の逃げ凹部７７で収容しながら、配線基板１１をクランプする場合について説明した。これに限らず、ＬＥＤチップがフリップチップ実装された配線基板については、逃げ凹部を設けずにリフレクタ成形金型のパーティング面にフィルムを張り付けて、そのフィルムでＬＥＤチップの厚みを吸収して配線基板をクランプする場合であってもよい。

前記実施形態では、リフレクタ部２３およびレンズ部２４をトランスファ成形する場合について説明した。これに限らず、圧縮成形を行う場合であってもよい。

前記実施形態では、一つの樹脂モールド装置６０（ＬＥＤ製造装置）を用いて、リフレクタ部２３およびレンズ部２４をトランスファ成形する場合について説明した。これに限らず、二つの樹脂モールド装置を備えたＬＥＤ製造装置（製造システム）を用いて、それぞれでリフレクタ成形、レンズ成形を行う場合であってもよい。

前記実施形態では、配線基板１１として、配線層１５および配線層１５を覆って保護する表面保護層１６を有するものを用いた場合について説明した。このようなものであれば、例えば、ＰＣＢ基板などのプリント基板（有機基板）を用いる場合であってもよい。

前記実施形態では、配線基板１１上にＬＥＤチップ１２を実装する場合について説明した。これに限らず、他の半導体チップ、チップ抵抗などの電子部品をＬＥＤチップと共に配線基板上に実装する場合であってもよい。この場合、リフレクタ成形金型やレンズ成形金型に、電子部品用の逃げ凹部を設けて、電子部品への樹脂付着を防止することができる。

１０ＬＥＤ実装品
１１配線基板
１２ＬＥＤチップ
１６表面保護層
２３リフレクタ部
２４レンズ部

Claims

（ａ）配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有する配線基板を準備する工程と、
（ｂ）前記配線基板上に、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップを実装し、電気的に接続する工程と、
（ｃ）リフレクタ用キャビティを有するリフレクタ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記リフレクタ用キャビティにリフレクタ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記ＬＥＤチップの周囲にリフレクタ部を成形する工程と、
（ｄ）レンズ用キャビティを有するレンズ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記ＬＥＤチップおよび前記リフレクタ部を収容した前記レンズ用キャビティにレンズ用樹脂を充填した後、加熱・硬化してレンズ部を成形する工程と
を含み、
前記（ｃ）工程では、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立している前記リフレクタ成形金型によって、前記ＬＥＤチップを前記第１逃げ凹部で収容し、前記外部接続端子を前記第２逃げ凹部で収容しながら、前記リフレクタ部を成形することを特徴とするＬＥＤ実装品の製造方法。
請求項１記載のＬＥＤ実装品の製造方法において、
前記（ｄ）工程では、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部を有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立している前記レンズ成形金型によって、前記外部接続端子を前記第３逃げ凹部で収容しながら前記レンズ部を成形することを特徴とするＬＥＤ実装品の製造方法。
配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有し、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップが実装された配線基板上に、リフレクタ部およびレンズ部を成形するＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法であって、
（ａ）リフレクタ用キャビティを有するリフレクタ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記リフレクタ用キャビティにリフレクタ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記ＬＥＤチップの周囲に前記リフレクタ部を成形する工程と、
（ｂ）レンズ用キャビティを有するレンズ成形金型で前記配線基板をクランプして、前記ＬＥＤチップおよび前記リフレクタ部を収容した前記レンズ用キャビティにレンズ用樹脂を充填した後、加熱・硬化して前記レンズ部を成形する工程と
を含み、
前記（ａ）工程では、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立した前記リフレクタ成形金型によって、前記ＬＥＤチップを前記第１逃げ凹部で収容し、前記外部接続端子を前記第２逃げ凹部で収容しながら、前記リフレクタ部を成形することを特徴とするＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法。
請求項３記載のＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法において、
前記（ｂ）工程では、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部を有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立した前記レンズ成形金型によって、前記外部接続端子を前記第３逃げ凹部で収容しながら前記レンズ部を成形することを特徴とするＬＥＤ実装品の樹脂モールド方法。
配線層および該配線層を覆って保護する表面保護層を有し、前記表面保護層から露出する前記配線層と電気的に接続されるＬＥＤチップが実装された配線基板上に、リフレクタ部およびレンズ部が成形されたＬＥＤ実装品を製造するＬＥＤ製造装置であって、
リフレクタ用キャビティと、前記ＬＥＤチップを逃がす第１逃げ凹部と、前記表面保護層から露出する外部接続端子を逃がす第２逃げ凹部とを有し、平面視において前記リフレクタ用キャビティの内側にある前記第１逃げ凹部および外側にある前記第２逃げ凹部が前記リフレクタ用キャビティと連通する樹脂路とは独立しているリフレクタ成形金型を備えることを特徴とするＬＥＤ製造装置。
請求項５記載のＬＥＤ製造装置において、
レンズ用キャビティと、前記外部接続端子を逃がす第３逃げ凹部とを有し、平面視において前記レンズ用キャビティの外側にある前記第３逃げ凹部が前記レンズ用キャビティと連通する樹脂路とは独立しているレンズ成形金型を備えることを特徴とするＬＥＤ製造装置。