発光素子パッケージ及びその製造方法
【課題】チップの側面から放出される光を内部反射によって上部に放出できるようにして光抽出効率を極大化し、均一に形成されたチップの上部の蛍光体層によって均一な色品質の光を具現することができる発光素子パッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数が互いに離隔して配置されるリードフレーム１０と、リードフレーム１０上に実装され、上部の光放出面２１と同一の面上にワイヤボンディングパッド２３を備えボンディングワイヤ２５を介してリードフレーム１０と電気的に連結される少なくとも一つの発光素子２０と、ワイヤボンディングパッド２３とボンディングワイヤ２５とを含んで発光素子２０とリードフレーム１０とを封止して支持し、光放出面２１が外部に露出されるように上面に反射穴３１を備える本体部３０と、本体部３０上に備えられて発光素子２０を覆うレンズ部４０とを含むことができる。
【解決手段】複数が互いに離隔して配置されるリードフレーム１０と、リードフレーム１０上に実装され、上部の光放出面２１と同一の面上にワイヤボンディングパッド２３を備えボンディングワイヤ２５を介してリードフレーム１０と電気的に連結される少なくとも一つの発光素子２０と、ワイヤボンディングパッド２３とボンディングワイヤ２５とを含んで発光素子２０とリードフレーム１０とを封止して支持し、光放出面２１が外部に露出されるように上面に反射穴３１を備える本体部３０と、本体部３０上に備えられて発光素子２０を覆うレンズ部４０とを含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、個人携帯電話やＰＤＡ等の移動通信端末機をはじめとする各種電子製品には、電気的信号に応じて発光がなされるようにする発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）で製造された発光素子パッケージが広く用いられている。
【０００３】
従来は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を内部に備えるパッケージ構造を具現する上で、発光素子から放射される光の損失を減らすために、高反射素材からなるパッケージ本体にコップ構造のキャビティーを形成し、当該キャビティー内に発光ダイオードチップを取り付けた後、シリコン樹脂を用いてキャビティーを充填する構造が一般的であった。
【０００４】
特に、チップとリードとを連結するワイヤの保護のために封止する封止部は、通常、シリコン樹脂に蛍光体が分散された組成をなし、弱い接着力と低い機械的物性を有するシリコン樹脂の特性上、高温・高湿の環境下でのワイヤの接続の信頼性の確保に困難があった。
【０００５】
また、従来は、リードフレームに予めモールドを形成するプレモールド（ｐｒｅ‐ｍｏｌｄ）方式を適用してパッケージ本体を形成するため、あとから取り付けられるチップの周りをモールド素材で封止することができず、約２０〜３０％程度の光がチップの側面から放出されることから、チップの上部及び側面の蛍光体の密度に応じて光の色品質が低下する問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの目的は、チップボンディング及びワイヤボンディングの完了後にモールディング工程でパッケージ本体を形成するポストモールディング工程を介してチップの周りを高反射率のモールディング材料で封止することで、チップの側面から放出される光を内部反射によって上部に放出できるようにして光抽出効率を極大化し、均一に形成されたチップの上部の蛍光体層によって均一な色品質の光を具現することができる発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、チップとワイヤを、封止材ではなく機械的・電気的物性に優れたモールディング材料で封止することで、当該チップと当該ワイヤとの接合信頼性を向上させることができる発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージは、複数が互いに離隔して配置されるリードフレームと、当該リードフレーム上に実装され、上部の光放出面と同一の面上にワイヤボンディングパッドを備えボンディングワイヤを介して当該リードフレームと電気的に連結される少なくとも一つの発光素子と、上記ワイヤボンディングパッドと上記ボンディングワイヤとを含んで上記発光素子と上記リードフレームとを封止して支持し、上記光放出面が外部に露出されるように上面に反射穴を備える本体部と、当該本体部上に備えられて上記発光素子を覆うレンズ部とを含むことができる。
【０００９】
上記本体部は、上記ボンディングワイヤと、上記発光素子の側面と上記ワイヤボンディングパッドとを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止することができる。
【００１０】
上記ワイヤボンディングパッドは、上記発光素子の上面の縁に隣接して複数で形成されることができる。
【００１１】
上記発光素子パッケージは、反射穴内に形成されて上記光放出面を覆う封止部をさらに含むことができる。
【００１２】
上記封止部は、蛍光物質、拡散物質、及び当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質のいずれか一つを含むことができる。
【００１３】
上記発光素子パッケージは、上記発光素子の光放出面上に形成される蛍光体層をさらに含むことができる。
【００１４】
上記発光素子パッケージは、上記発光素子の下部に配置され、上記本体部の下部に露出されて上記発光素子の熱を外部に放出させる熱放出部をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法は、上部の光放出面と対応する面上にワイヤボンディングパッドを備える発光素子を用意する段階と、互いに離隔して配置される複数のリードフレーム上に上記発光素子を少なくとも一つ実装する段階と、ボンディングワイヤの一端を上記ワイヤボンディングパッドにボンディングし他端を上記リードフレームにボンディングすることで上記発光素子と上記リードフレームとを電気的に連結する段階と、モールド内に樹脂を注入して上記リードフレーム上に実装された上記発光素子を上記ボンディングワイヤと共に一体的に封止し、上記光放出面が露出される反射穴が上面に形成されるようにモールディングして本体部を形成する段階と、上記発光素子を覆うように上記本体部上にレンズ部を形成する段階とを含むことができる。
【００１６】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記発光素子を実装する段階前に上記複数のリードフレームが互いに離隔して配置されるように形成されたフレームシートを備える段階をさらに含むことができる。
【００１７】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記本体部を形成する段階前に上記発光素子の下部に配置されるように当該発光素子が実装された上記リードフレームの下面に熱放出部を付着する段階をさらに含み、当該熱放出部は、以後に形成される上記本体部の下部に露出されることができる。
【００１８】
上記本体部を形成する段階では、上記ボンディングワイヤと、上記発光素子の側面と上記ワイヤボンディングパッドとを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングすることができる。
【００１９】
上記本体部を形成する段階では、上記反射穴内に上記発光素子が一つずつ配置されるようにモールディングするか又は上記発光素子が複数で配置されるようにモールディングすることができる。
【００２０】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記本体部を形成する段階と上記レンズ部を形成する段階との間に、上記発光素子の光放出面上に蛍光体層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００２１】
上記発光素子パッケージの製造方法は、カッティングラインに沿ってダイシングする段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態によると、チップ及びワイヤが、パッケージ本体をなす機械的・電気的物性に優れたモールディング材料によって封止されることで、高温・高湿の作動環境下でも当該チップと当該ワイヤとの接合信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、通常のエピ成長チップの場合、側面からも光が放出されるため、蛍光体層をチップの上部及び側面まで塗布すべきであるが、本発明の実施形態によると、チップの周りを封止する光反射モールディング素材を適用してチップの上部のみに蛍光層を形成しても良いため、蛍光体層の形成工程が容易となり、均一な色品質の光を具現することができる。
【００２４】
さらに、チップボンディング及びワイヤボンディング工程後にモールディングを行うため、モールド素材の工程投入前のベーク等の非付加価値な工程段階を省略し、全プロセスを簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す図である。
【図３】（ａ）は、図１のリードフレーム上に発光素子がボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示す図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）の発光素子が複数で連結された状態を概略的に示す図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【図５】複数のリードフレームがパターニングされたフレームシートを概略的に示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図５のリードフレーム上に発光素子が実装された状態を概略的に示す図である。
【図７】図６のリードフレームの下面に熱放出部が付着された状態を概略的に示す図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図７の発光素子とリードフレームとがボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示す図である。
【図９】図８の発光素子と熱放出部が接着されたリードフレームとをモールド内に配置させた状態を概略的に示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、図９のモールド内に樹脂を注入しモールディングして本体部を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１１】図１０の本体部の反射穴内に蛍光体層を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１２】図１１の本体部上にレンズ部を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１３】カッティングラインに沿って個別の発光素子パッケージにダイシングする状態を概略的に示す図である。
【図１４】図１３の個別の発光素子パッケージに分離された各発光素子パッケージのリードフレームの端部を折り曲げた状態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージ及びその製造方法について図を参照して説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００２７】
したがって、図における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。なお、図上において同一の構成と機能を有する構成要素は、同一の参照符号を付して示す。
【００２８】
以下、図１から図４を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージについて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示し、図２（ａ）及び（ｂ）は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示し、図３（ａ）は、図１のリードフレーム上に発光素子がボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示し、図４（ａ）は、図３（ａ）の発光素子が複数で連結された状態を概略的に示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１は、複数のリードフレーム１０と、少なくとも一つの発光素子２０と、本体部３０と、レンズ部４０とを含んで構成され、上記発光素子の上面に形成される蛍光体層５０と、上記本体部３０の下部に露出される熱放出部６０とをさらに含むことができる。
【００３１】
上記リードフレーム１０は、複数が電気的に連結されないように所定の間隔に互いに離隔して配置される。図１では、上記リードフレームが二つ備えられることを示しているが、これに限定されず、図２（ａ）に示されるように、三つ備えられることもできる。この場合、互いに短絡された両リードフレーム１０の間に配置されるリードフレーム１０'は、発光素子２０を実装するためのパッドとしての機能を行う。上記リードフレーム１０は、その上部に実装される発光素子２０に電気的信号を伝達する一方、当該発光素子２０から発生する熱を外部に放出できるように熱伝導性に優れたＡｌ、Ｃｕ等の金属材質からなることができる。上記リードフレーム１０は、複数のスルーホール１１を貫通形成して備えることができる。これにより、後述する本体部３０が上記リードフレーム１０の上下面と共に上記スルーホール１１を充填することで、当該リードフレーム１０が当該本体部３０内により堅固に固定されることができるようにする。
【００３２】
上記発光素子２０は、外部から印加される電気信号によって所定の波長光を出射する半導体素子の一種であり、発光素子チップ自体又は発光素子チップが取り付けられた発光素子パッケージを含むことができる。上記発光素子２０は、含有物質に応じて青色光、赤色光又は緑色光を出射することができ、白色光を出射することもできる。
【００３３】
上記発光素子２０は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示されるように、上部の光放出面２１を介して光を外部に出射し、当該光放出面２１と同一の面、即ち、上面にワイヤボンディングパッド２３を備えボンディングワイヤ２５を介して上記リードフレーム１０と電気的に連結される。上記ワイヤボンディングパッド２３は、上記発光素子２０の上面の縁に隣接して複数で形成されることが好ましい。
【００３４】
上記発光素子２０は、上記リードフレーム１０との間に備えられるボンディング部材７０を介して当該リードフレーム１０上に接着されることができる。上記ボンディング部材７０は、上記リードフレーム１０上にテープ型の接着層として形成され、ペースト状にスプレー、プリンティング、ディスペンシング等の方法で塗布されて形成されることができる。この場合、上記テープ又はペーストに高濃度の熱伝導性充填剤を含むことができる。また、上記発光素子２０は、メタルボンディング（ｍｅｔａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）を利用して上記リードフレーム１０上に直接接着されることができ、この場合、当該発光素子２０と当該リードフレーム１０間の熱伝導性に最も優れるという長所がある。上記発光素子２０は、図３に示されるように単独で実装されるか又は図４に示されるように複数がマトリックス構造又は一列に配列されることができ、その他の多様な構造に配列されることもできる。同一のパッケージ内に配列される発光素子２０は、同種又は異種であることができる。
【００３５】
上記本体部３０は、上記ワイヤボンディングパッド２３と上記ボンディングワイヤ２５とを含んで上記発光素子２０と上記リードフレーム１０とを一体的に封止して支持する。具体的には、上記本体部３０は、上記ボンディングワイヤ２５と、上記発光素子２０の側面２２と上記ワイヤボンディングパッド２３とを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止する。したがって、従来のように機械的物性の低い封止部によって封止されることなく、機械的物性に優れた本体部３０によって発光素子２０とボンディングワイヤ２５とが一体的に封止されることで、接続の信頼性を確保することが可能となる。
【００３６】
上記本体部３０の上面には、上記発光素子２０の光放出面２１が露出される反射穴３１が形成される。図１及び図２に示されるように、上記反射穴３１は、その内側面が上記発光素子２０に向けて斜め下向きに傾斜したテーパー状のコップ構造を有し、当該発光素子２０が上記本体部３０の上面の上に突出されないように当該発光素子２０より高く形成される。上記反射穴３１の底面３１１は、図３（ｂ）に示されるように円形に形成されるか又は図４（ｂ）に示されるように四角形に形成されることができ、光反射特性を考慮して五角形や六角形等のその他の多角形に形成されることもできる。上記本体部３０は、上記反射穴３１の底面３１１が上記発光素子２０の光放出面２１と同じ高さに形成されることができる。この場合、上記発光素子２０は、上面の上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から外部に露出され、当該発光素子２０の側面２２は上記本体部３０内にモールディングされて露出されない。
【００３７】
上記レンズ部４０は、上記本体部３０上に備えられて上記発光素子２０を覆って保護する。上記レンズ部４０は、上記発光素子２０から出射される光が円滑に外部に放出されることができるように、透明な樹脂材からなることが好ましい。上記レンズ部４０は、放出される光の指向角の向上のために、図示されているようにドーム状の構造に形成されることができるが、これに限定されず、指向角の特性を考慮してその他の多様な構造に形成されることもできる。上記レンズ部４０は、圧縮成形（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）やトランスファー成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）等のモールディング法又はディスペンサーを用いるポーティング法で上記本体部３０上に直接形成されるか又は別途の工程を介して製造されて上記本体部３０上に接着剤で接着されることができる。
【００３８】
上記発光素子２０の光放出面２１上には、少なくとも一種の蛍光物質を含有する蛍光体層５０が形成されることができる。これにより、上記発光素子２０から出射される光の波長を所望の色の波長に変換させることができる。例えば、青色光を白色光に変換させることができる。図示されているように、上記発光素子２０の上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から露出されるため、蛍光物質を含有する上記蛍光体層５０は、当該光放出面２１上のみに蛍光物質を分布させることができ、高価の蛍光物質の使用量を減らすことが可能となる。また、上記本体部３０は、上記反射穴３１から上記発光素子２０の光放出面２１のみを露出させるため、容易に上記蛍光体層５０を当該光放出面２１上のみに形成することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１は、図２（ｂ）に示されるように、上記発光素子２０と上記レンズ部４０との間に配置され、上記反射穴３１内に形成されて上記発光素子２０を覆う封止部４２をさらに含むことができる。上記封止部４２は、上記レンズ部４０と同様に、上記発光素子２０から出射される光が円滑に外部に放出されることができるように、透明な樹脂からなることが好ましい。上記封止部４２と上記レンズ部４０は、屈折率が同一の材質からなることができ、出射される光の指向角の調節のために相違する屈折率を有する材質からなることもできる。この場合、上記封止部４２の屈折率は、上記レンズ部４０の屈折率より低い屈折率を有するようにすることが好ましい。上記封止部４２は、蛍光物質を含有して上記発光素子２０から発生した光の波長を所望の波長に変換させることができる。この場合、上記封止部４２内に含有される蛍光物質は、上記蛍光体層５０内の蛍光物質と相違する蛍光物質であることができる。一方、上記封止部４２が蛍光物質を含有する場合、上記蛍光体層５０は省略されることができる。また、上記封止部４２は、蛍光物質の他に光の拡散のための拡散物質を含有することができ、当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質を含有することもできる。
【００４０】
上記熱放出部６０は、上記発光素子２０の下部に配置され、上記本体部３０の下部に露出されて上記発光素子２０の熱を外部に放出させる。上記熱放出部６０は、ボンディング部材７０によって上記リードフレーム１０の上記発光素子２０が実装された面と反対の面である下面に接着されるか又は共晶ボンディング（ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）方法で上記リードフレーム１０に直接接着されることができる。上記熱放出部６０は、放熱効率の向上のために、金属材質、セラミック材質又は熱伝導性シリコン材質で形成されることができる。
【００４１】
図５から図１４を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法について説明する。図５は、複数のリードフレームがパターニングされたフレームシートを概略的に示し、図６（ａ）及び（ｂ）は、図５のリードフレーム上に発光素子が実装された状態を概略的に示し、図７は、図６のリードフレームの下面に熱放出部が付着された状態を概略的に示し、図８（ａ）及び（ｂ）は、図７の発光素子とリードフレームとがボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示し、図９は、図８の発光素子と熱放出部が接着されたリードフレームとをモールド内に配置させた状態を概略的に示し、図１０（ａ）及び（ｂ）は、図９のモールド内に樹脂を注入しモールディングして本体部を形成した状態を概略的に示し、図１１は、図１０の本体部の反射穴内に蛍光体層を形成した状態を概略的に示し、図１２は、図１１の本体部上にレンズ部を形成した状態を概略的に示し、図１３は、カッティングラインに沿って個別の発光素子パッケージにダイシングする状態を概略的に示し、図１４は、図１３の個別の発光素子パッケージに分離された各発光素子パッケージのリードフレームの端部を折り曲げた状態を概略的に示す図である。
【００４２】
まず、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上部の光放出面２１と対応する面上にワイヤボンディングパッド２３を備える発光素子２０を用意した後、互いに離隔して配置される複数のリードフレーム１０上に当該発光素子２０を少なくとも一つ実装する。
【００４３】
上記発光素子２０は、図示されていない化学気相蒸着装置等によって順次に成長されたｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層の発光積層体をウエハレベル状態で個別のダイ（ｄｉｅ）にシンギュレートすることで形成される。
【００４４】
一方、上記発光素子２０を実装する前に、上記複数のリードフレーム１０が形成されたフレームシートＦを備える段階をさらに含むことができる。具体的には、図５に示されるように、電気伝導性と熱伝導性に優れた材質からなる金属プレートに、上記複数のリードフレーム１０を、所定の間隔に互いに離隔されるように繰り返しパターニングして備える。この際、上記リードフレーム１０には、複数のスルーホール１１が貫通形成されることができる。また、図６に示されるように、上記発光素子２０は、パターニングされた上記リードフレーム１０に対応して一列に配列されるか又は複数がマトリックス状に群をなして群単位で配列されることができる。これにより、発光素子パッケージを大量生産することが可能となる。
【００４５】
次に、図７に示されるように、上記発光素子２０が実装される上記リードフレーム１０の下面には、当該発光素子２０の下部に配置されるように熱放出部６０が付着される。上記熱放出部６０は、図示されているように、ボンディング部材７０で接着されるか又は共晶ボンディング方法で上記リードフレーム１０に直接接着されることができる。図７は、上記リードフレーム１０上に上記発光素子２０が実装された後、上記熱放出部６０が当該リードフレーム１０の下面に付着されることを示しているが、これに限定されず、上記リードフレーム１０の下面に上記熱放出部６０を付着した後、当該リードフレーム１０上に上記発光素子２０を実装することもできる。また、上記リードフレーム１０の上面と下面に、上記発光素子２０と上記熱放出部６０を同時に付着させることもできる。
【００４６】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ボンディングワイヤ２５の一端を上記ワイヤボンディングパッド２３にボンディングし、他端を上記リードフレーム１０にボンディングすることで、上記発光素子２０と上記リードフレーム１０とを電気的に連結する。
【００４７】
次に、図９に示されるように、モールドｍ1、ｍ２の成形空間ｈ内に、上記リードフレーム１０上に実装されて上記ボンディングワイヤ２５で連結された上記発光素子２０と上記リードフレーム１０の下面に接着された上記熱放出部６０とが載置されるように取り付けた後、固定させた状態で上記成形空間ｈ内に樹脂を注入し、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上記リードフレーム１０上に実装された上記発光素子２０を上記ボンディングワイヤ２５と共に一体的に封止する本体部３０を形成する。この際、上記本体部３０の上面には上記発光素子２０の光放出面２１が露出される反射穴３１が形成されるようにし、下面には上記熱放出部６０が露出されるようにモールディングする。上記発光素子２０は、上記リードフレーム１０上に実装された配列に応じて、上記反射穴３１内に一つずつ配置されるようにモールディングされて単一チップパッケージ構造をなすか又は複数で配置されるようにモールディングされてマルチチップパッケージ構造をなすことができる。
【００４８】
上記本体部３０は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上記ボンディングワイヤ２５と、上記発光素子２０の側面２２と上記ワイヤボンディングパッド２３とを含む上記発光素子２０の上面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングされて形成される。即ち、上記発光素子２０の側面２２の周りと上面のうち、上記ワイヤボンディングパッド２３が形成された一部を覆って封止するため、上記発光素子２０は、上記光放出面２１のみが上記本体部３０の反射穴３１から外部に露出される。
【００４９】
このように、リードフレーム１０上に発光素子２０を実装しワイヤボンディングが完了された後に本体部３０を形成するポストモールディング（ｐｏｓｔ−ｍｏｌｄｉｎｇ）方法は、既存の本体部を形成した状態で発光素子を実装しワイヤボンディングするプレモールディング（ｐｒｅ‐ｍｏｌｄｉｎｇ）方法とは異なり、樹脂材の投入前のベーク等の非付加価値的な工程が省略されるため、工程全体の簡素化が可能となる。また、発光素子２０の露出程度、即ち、上面のみを露出させるように反射穴３１の構造を調節してモールディングすることができるため、不要な空間の浪費を防止し、小型化及び集光効率を極大化できるという長所がある。
【００５０】
次に、図１１に示されるように、上記発光素子２０の光放出面２１上に蛍光体層５０を形成する。上記蛍光体層５０は、少なくとも一種の蛍光物質を含有して上記発光素子２０から出射される光の波長を所望の色の波長に変換させることができるようにする。特に、上記発光素子２０は、上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から露出されるため、当該光放出面２１上のみに蛍光物質を分布させることができ、高価の蛍光物質の使用量を減らすことが可能となる。また、上記本体部３０は、上記反射穴３１から上記発光素子２０の光放出面２１のみを露出させるため、上記蛍光体層５０を当該光放出面２１上のみに容易に形成することができる。上記蛍光体層５０は、蛍光物質を含有する樹脂を上記反射穴３１の底面上に注入した後に硬化させることで形成されるか、スプレー又はプリンティング等の方法で塗布することで形成されるか又は薄膜状に形成されて付着されることもできる。
【００５１】
次に、図１２に示されるように、上記本体部３０上にレンズ部４０を形成する。上記レンズ部４０は、放出される光の指向角の向上のために、ドーム状の構造に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。上記レンズ部４０は、圧縮成形（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）やトランスファー成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）等のモールディング法又はディスペンサーを用いるポーティング法で上記本体部３０上に直接形成されるか又は別途の工程を介して製造されて接着剤で上記本体部３０上に接着されることができる。
【００５２】
最後に、図１３及び図１４に示されるように、カッティングラインＣに沿ってダイシングして個別の発光素子パッケージに分離した後、電気的接続のために各発光素子パッケージのリードフレーム１０の端部を折り曲げて複数の発光素子パッケージを製造する。
【符号の説明】
【００５３】
１０ リードフレーム
２０ 発光素子
２１ 光放出面
２２ 側面
２３ ワイヤボンディングパッド
２５ ボンディングワイヤ
３０ 本体部
３１ 反射穴
４０ レンズ部
５０ 蛍光体層
６０ 熱放出部
７０ ボンディング部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、個人携帯電話やＰＤＡ等の移動通信端末機をはじめとする各種電子製品には、電気的信号に応じて発光がなされるようにする発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）で製造された発光素子パッケージが広く用いられている。
【０００３】
従来は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を内部に備えるパッケージ構造を具現する上で、発光素子から放射される光の損失を減らすために、高反射素材からなるパッケージ本体にコップ構造のキャビティーを形成し、当該キャビティー内に発光ダイオードチップを取り付けた後、シリコン樹脂を用いてキャビティーを充填する構造が一般的であった。
【０００４】
特に、チップとリードとを連結するワイヤの保護のために封止する封止部は、通常、シリコン樹脂に蛍光体が分散された組成をなし、弱い接着力と低い機械的物性を有するシリコン樹脂の特性上、高温・高湿の環境下でのワイヤの接続の信頼性の確保に困難があった。
【０００５】
また、従来は、リードフレームに予めモールドを形成するプレモールド（ｐｒｅ‐ｍｏｌｄ）方式を適用してパッケージ本体を形成するため、あとから取り付けられるチップの周りをモールド素材で封止することができず、約２０〜３０％程度の光がチップの側面から放出されることから、チップの上部及び側面の蛍光体の密度に応じて光の色品質が低下する問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの目的は、チップボンディング及びワイヤボンディングの完了後にモールディング工程でパッケージ本体を形成するポストモールディング工程を介してチップの周りを高反射率のモールディング材料で封止することで、チップの側面から放出される光を内部反射によって上部に放出できるようにして光抽出効率を極大化し、均一に形成されたチップの上部の蛍光体層によって均一な色品質の光を具現することができる発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、チップとワイヤを、封止材ではなく機械的・電気的物性に優れたモールディング材料で封止することで、当該チップと当該ワイヤとの接合信頼性を向上させることができる発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージは、複数が互いに離隔して配置されるリードフレームと、当該リードフレーム上に実装され、上部の光放出面と同一の面上にワイヤボンディングパッドを備えボンディングワイヤを介して当該リードフレームと電気的に連結される少なくとも一つの発光素子と、上記ワイヤボンディングパッドと上記ボンディングワイヤとを含んで上記発光素子と上記リードフレームとを封止して支持し、上記光放出面が外部に露出されるように上面に反射穴を備える本体部と、当該本体部上に備えられて上記発光素子を覆うレンズ部とを含むことができる。
【０００９】
上記本体部は、上記ボンディングワイヤと、上記発光素子の側面と上記ワイヤボンディングパッドとを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止することができる。
【００１０】
上記ワイヤボンディングパッドは、上記発光素子の上面の縁に隣接して複数で形成されることができる。
【００１１】
上記発光素子パッケージは、反射穴内に形成されて上記光放出面を覆う封止部をさらに含むことができる。
【００１２】
上記封止部は、蛍光物質、拡散物質、及び当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質のいずれか一つを含むことができる。
【００１３】
上記発光素子パッケージは、上記発光素子の光放出面上に形成される蛍光体層をさらに含むことができる。
【００１４】
上記発光素子パッケージは、上記発光素子の下部に配置され、上記本体部の下部に露出されて上記発光素子の熱を外部に放出させる熱放出部をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法は、上部の光放出面と対応する面上にワイヤボンディングパッドを備える発光素子を用意する段階と、互いに離隔して配置される複数のリードフレーム上に上記発光素子を少なくとも一つ実装する段階と、ボンディングワイヤの一端を上記ワイヤボンディングパッドにボンディングし他端を上記リードフレームにボンディングすることで上記発光素子と上記リードフレームとを電気的に連結する段階と、モールド内に樹脂を注入して上記リードフレーム上に実装された上記発光素子を上記ボンディングワイヤと共に一体的に封止し、上記光放出面が露出される反射穴が上面に形成されるようにモールディングして本体部を形成する段階と、上記発光素子を覆うように上記本体部上にレンズ部を形成する段階とを含むことができる。
【００１６】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記発光素子を実装する段階前に上記複数のリードフレームが互いに離隔して配置されるように形成されたフレームシートを備える段階をさらに含むことができる。
【００１７】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記本体部を形成する段階前に上記発光素子の下部に配置されるように当該発光素子が実装された上記リードフレームの下面に熱放出部を付着する段階をさらに含み、当該熱放出部は、以後に形成される上記本体部の下部に露出されることができる。
【００１８】
上記本体部を形成する段階では、上記ボンディングワイヤと、上記発光素子の側面と上記ワイヤボンディングパッドとを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングすることができる。
【００１９】
上記本体部を形成する段階では、上記反射穴内に上記発光素子が一つずつ配置されるようにモールディングするか又は上記発光素子が複数で配置されるようにモールディングすることができる。
【００２０】
上記発光素子パッケージの製造方法は、上記本体部を形成する段階と上記レンズ部を形成する段階との間に、上記発光素子の光放出面上に蛍光体層を形成する段階をさらに含むことができる。
【００２１】
上記発光素子パッケージの製造方法は、カッティングラインに沿ってダイシングする段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態によると、チップ及びワイヤが、パッケージ本体をなす機械的・電気的物性に優れたモールディング材料によって封止されることで、高温・高湿の作動環境下でも当該チップと当該ワイヤとの接合信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、通常のエピ成長チップの場合、側面からも光が放出されるため、蛍光体層をチップの上部及び側面まで塗布すべきであるが、本発明の実施形態によると、チップの周りを封止する光反射モールディング素材を適用してチップの上部のみに蛍光層を形成しても良いため、蛍光体層の形成工程が容易となり、均一な色品質の光を具現することができる。
【００２４】
さらに、チップボンディング及びワイヤボンディング工程後にモールディングを行うため、モールド素材の工程投入前のベーク等の非付加価値な工程段階を省略し、全プロセスを簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す図である。
【図３】（ａ）は、図１のリードフレーム上に発光素子がボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示す図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）の発光素子が複数で連結された状態を概略的に示す図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【図５】複数のリードフレームがパターニングされたフレームシートを概略的に示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図５のリードフレーム上に発光素子が実装された状態を概略的に示す図である。
【図７】図６のリードフレームの下面に熱放出部が付着された状態を概略的に示す図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図７の発光素子とリードフレームとがボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示す図である。
【図９】図８の発光素子と熱放出部が接着されたリードフレームとをモールド内に配置させた状態を概略的に示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、図９のモールド内に樹脂を注入しモールディングして本体部を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１１】図１０の本体部の反射穴内に蛍光体層を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１２】図１１の本体部上にレンズ部を形成した状態を概略的に示す図である。
【図１３】カッティングラインに沿って個別の発光素子パッケージにダイシングする状態を概略的に示す図である。
【図１４】図１３の個別の発光素子パッケージに分離された各発光素子パッケージのリードフレームの端部を折り曲げた状態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態による発光素子パッケージ及びその製造方法について図を参照して説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００２７】
したがって、図における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。なお、図上において同一の構成と機能を有する構成要素は、同一の参照符号を付して示す。
【００２８】
以下、図１から図４を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージについて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示し、図２（ａ）及び（ｂ）は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示し、図３（ａ）は、図１のリードフレーム上に発光素子がボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示し、図４（ａ）は、図３（ａ）の発光素子が複数で連結された状態を概略的に示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のリードフレームが本体部によってモールディングされた状態を概略的に示す図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１は、複数のリードフレーム１０と、少なくとも一つの発光素子２０と、本体部３０と、レンズ部４０とを含んで構成され、上記発光素子の上面に形成される蛍光体層５０と、上記本体部３０の下部に露出される熱放出部６０とをさらに含むことができる。
【００３１】
上記リードフレーム１０は、複数が電気的に連結されないように所定の間隔に互いに離隔して配置される。図１では、上記リードフレームが二つ備えられることを示しているが、これに限定されず、図２（ａ）に示されるように、三つ備えられることもできる。この場合、互いに短絡された両リードフレーム１０の間に配置されるリードフレーム１０'は、発光素子２０を実装するためのパッドとしての機能を行う。上記リードフレーム１０は、その上部に実装される発光素子２０に電気的信号を伝達する一方、当該発光素子２０から発生する熱を外部に放出できるように熱伝導性に優れたＡｌ、Ｃｕ等の金属材質からなることができる。上記リードフレーム１０は、複数のスルーホール１１を貫通形成して備えることができる。これにより、後述する本体部３０が上記リードフレーム１０の上下面と共に上記スルーホール１１を充填することで、当該リードフレーム１０が当該本体部３０内により堅固に固定されることができるようにする。
【００３２】
上記発光素子２０は、外部から印加される電気信号によって所定の波長光を出射する半導体素子の一種であり、発光素子チップ自体又は発光素子チップが取り付けられた発光素子パッケージを含むことができる。上記発光素子２０は、含有物質に応じて青色光、赤色光又は緑色光を出射することができ、白色光を出射することもできる。
【００３３】
上記発光素子２０は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示されるように、上部の光放出面２１を介して光を外部に出射し、当該光放出面２１と同一の面、即ち、上面にワイヤボンディングパッド２３を備えボンディングワイヤ２５を介して上記リードフレーム１０と電気的に連結される。上記ワイヤボンディングパッド２３は、上記発光素子２０の上面の縁に隣接して複数で形成されることが好ましい。
【００３４】
上記発光素子２０は、上記リードフレーム１０との間に備えられるボンディング部材７０を介して当該リードフレーム１０上に接着されることができる。上記ボンディング部材７０は、上記リードフレーム１０上にテープ型の接着層として形成され、ペースト状にスプレー、プリンティング、ディスペンシング等の方法で塗布されて形成されることができる。この場合、上記テープ又はペーストに高濃度の熱伝導性充填剤を含むことができる。また、上記発光素子２０は、メタルボンディング（ｍｅｔａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）を利用して上記リードフレーム１０上に直接接着されることができ、この場合、当該発光素子２０と当該リードフレーム１０間の熱伝導性に最も優れるという長所がある。上記発光素子２０は、図３に示されるように単独で実装されるか又は図４に示されるように複数がマトリックス構造又は一列に配列されることができ、その他の多様な構造に配列されることもできる。同一のパッケージ内に配列される発光素子２０は、同種又は異種であることができる。
【００３５】
上記本体部３０は、上記ワイヤボンディングパッド２３と上記ボンディングワイヤ２５とを含んで上記発光素子２０と上記リードフレーム１０とを一体的に封止して支持する。具体的には、上記本体部３０は、上記ボンディングワイヤ２５と、上記発光素子２０の側面２２と上記ワイヤボンディングパッド２３とを含む上記発光素子の上面の一部とを覆って一体的に封止する。したがって、従来のように機械的物性の低い封止部によって封止されることなく、機械的物性に優れた本体部３０によって発光素子２０とボンディングワイヤ２５とが一体的に封止されることで、接続の信頼性を確保することが可能となる。
【００３６】
上記本体部３０の上面には、上記発光素子２０の光放出面２１が露出される反射穴３１が形成される。図１及び図２に示されるように、上記反射穴３１は、その内側面が上記発光素子２０に向けて斜め下向きに傾斜したテーパー状のコップ構造を有し、当該発光素子２０が上記本体部３０の上面の上に突出されないように当該発光素子２０より高く形成される。上記反射穴３１の底面３１１は、図３（ｂ）に示されるように円形に形成されるか又は図４（ｂ）に示されるように四角形に形成されることができ、光反射特性を考慮して五角形や六角形等のその他の多角形に形成されることもできる。上記本体部３０は、上記反射穴３１の底面３１１が上記発光素子２０の光放出面２１と同じ高さに形成されることができる。この場合、上記発光素子２０は、上面の上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から外部に露出され、当該発光素子２０の側面２２は上記本体部３０内にモールディングされて露出されない。
【００３７】
上記レンズ部４０は、上記本体部３０上に備えられて上記発光素子２０を覆って保護する。上記レンズ部４０は、上記発光素子２０から出射される光が円滑に外部に放出されることができるように、透明な樹脂材からなることが好ましい。上記レンズ部４０は、放出される光の指向角の向上のために、図示されているようにドーム状の構造に形成されることができるが、これに限定されず、指向角の特性を考慮してその他の多様な構造に形成されることもできる。上記レンズ部４０は、圧縮成形（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）やトランスファー成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）等のモールディング法又はディスペンサーを用いるポーティング法で上記本体部３０上に直接形成されるか又は別途の工程を介して製造されて上記本体部３０上に接着剤で接着されることができる。
【００３８】
上記発光素子２０の光放出面２１上には、少なくとも一種の蛍光物質を含有する蛍光体層５０が形成されることができる。これにより、上記発光素子２０から出射される光の波長を所望の色の波長に変換させることができる。例えば、青色光を白色光に変換させることができる。図示されているように、上記発光素子２０の上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から露出されるため、蛍光物質を含有する上記蛍光体層５０は、当該光放出面２１上のみに蛍光物質を分布させることができ、高価の蛍光物質の使用量を減らすことが可能となる。また、上記本体部３０は、上記反射穴３１から上記発光素子２０の光放出面２１のみを露出させるため、容易に上記蛍光体層５０を当該光放出面２１上のみに形成することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１は、図２（ｂ）に示されるように、上記発光素子２０と上記レンズ部４０との間に配置され、上記反射穴３１内に形成されて上記発光素子２０を覆う封止部４２をさらに含むことができる。上記封止部４２は、上記レンズ部４０と同様に、上記発光素子２０から出射される光が円滑に外部に放出されることができるように、透明な樹脂からなることが好ましい。上記封止部４２と上記レンズ部４０は、屈折率が同一の材質からなることができ、出射される光の指向角の調節のために相違する屈折率を有する材質からなることもできる。この場合、上記封止部４２の屈折率は、上記レンズ部４０の屈折率より低い屈折率を有するようにすることが好ましい。上記封止部４２は、蛍光物質を含有して上記発光素子２０から発生した光の波長を所望の波長に変換させることができる。この場合、上記封止部４２内に含有される蛍光物質は、上記蛍光体層５０内の蛍光物質と相違する蛍光物質であることができる。一方、上記封止部４２が蛍光物質を含有する場合、上記蛍光体層５０は省略されることができる。また、上記封止部４２は、蛍光物質の他に光の拡散のための拡散物質を含有することができ、当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質を含有することもできる。
【００４０】
上記熱放出部６０は、上記発光素子２０の下部に配置され、上記本体部３０の下部に露出されて上記発光素子２０の熱を外部に放出させる。上記熱放出部６０は、ボンディング部材７０によって上記リードフレーム１０の上記発光素子２０が実装された面と反対の面である下面に接着されるか又は共晶ボンディング（ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）方法で上記リードフレーム１０に直接接着されることができる。上記熱放出部６０は、放熱効率の向上のために、金属材質、セラミック材質又は熱伝導性シリコン材質で形成されることができる。
【００４１】
図５から図１４を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法について説明する。図５は、複数のリードフレームがパターニングされたフレームシートを概略的に示し、図６（ａ）及び（ｂ）は、図５のリードフレーム上に発光素子が実装された状態を概略的に示し、図７は、図６のリードフレームの下面に熱放出部が付着された状態を概略的に示し、図８（ａ）及び（ｂ）は、図７の発光素子とリードフレームとがボンディングワイヤで連結された状態を概略的に示し、図９は、図８の発光素子と熱放出部が接着されたリードフレームとをモールド内に配置させた状態を概略的に示し、図１０（ａ）及び（ｂ）は、図９のモールド内に樹脂を注入しモールディングして本体部を形成した状態を概略的に示し、図１１は、図１０の本体部の反射穴内に蛍光体層を形成した状態を概略的に示し、図１２は、図１１の本体部上にレンズ部を形成した状態を概略的に示し、図１３は、カッティングラインに沿って個別の発光素子パッケージにダイシングする状態を概略的に示し、図１４は、図１３の個別の発光素子パッケージに分離された各発光素子パッケージのリードフレームの端部を折り曲げた状態を概略的に示す図である。
【００４２】
まず、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上部の光放出面２１と対応する面上にワイヤボンディングパッド２３を備える発光素子２０を用意した後、互いに離隔して配置される複数のリードフレーム１０上に当該発光素子２０を少なくとも一つ実装する。
【００４３】
上記発光素子２０は、図示されていない化学気相蒸着装置等によって順次に成長されたｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層の発光積層体をウエハレベル状態で個別のダイ（ｄｉｅ）にシンギュレートすることで形成される。
【００４４】
一方、上記発光素子２０を実装する前に、上記複数のリードフレーム１０が形成されたフレームシートＦを備える段階をさらに含むことができる。具体的には、図５に示されるように、電気伝導性と熱伝導性に優れた材質からなる金属プレートに、上記複数のリードフレーム１０を、所定の間隔に互いに離隔されるように繰り返しパターニングして備える。この際、上記リードフレーム１０には、複数のスルーホール１１が貫通形成されることができる。また、図６に示されるように、上記発光素子２０は、パターニングされた上記リードフレーム１０に対応して一列に配列されるか又は複数がマトリックス状に群をなして群単位で配列されることができる。これにより、発光素子パッケージを大量生産することが可能となる。
【００４５】
次に、図７に示されるように、上記発光素子２０が実装される上記リードフレーム１０の下面には、当該発光素子２０の下部に配置されるように熱放出部６０が付着される。上記熱放出部６０は、図示されているように、ボンディング部材７０で接着されるか又は共晶ボンディング方法で上記リードフレーム１０に直接接着されることができる。図７は、上記リードフレーム１０上に上記発光素子２０が実装された後、上記熱放出部６０が当該リードフレーム１０の下面に付着されることを示しているが、これに限定されず、上記リードフレーム１０の下面に上記熱放出部６０を付着した後、当該リードフレーム１０上に上記発光素子２０を実装することもできる。また、上記リードフレーム１０の上面と下面に、上記発光素子２０と上記熱放出部６０を同時に付着させることもできる。
【００４６】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ボンディングワイヤ２５の一端を上記ワイヤボンディングパッド２３にボンディングし、他端を上記リードフレーム１０にボンディングすることで、上記発光素子２０と上記リードフレーム１０とを電気的に連結する。
【００４７】
次に、図９に示されるように、モールドｍ1、ｍ２の成形空間ｈ内に、上記リードフレーム１０上に実装されて上記ボンディングワイヤ２５で連結された上記発光素子２０と上記リードフレーム１０の下面に接着された上記熱放出部６０とが載置されるように取り付けた後、固定させた状態で上記成形空間ｈ内に樹脂を注入し、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上記リードフレーム１０上に実装された上記発光素子２０を上記ボンディングワイヤ２５と共に一体的に封止する本体部３０を形成する。この際、上記本体部３０の上面には上記発光素子２０の光放出面２１が露出される反射穴３１が形成されるようにし、下面には上記熱放出部６０が露出されるようにモールディングする。上記発光素子２０は、上記リードフレーム１０上に実装された配列に応じて、上記反射穴３１内に一つずつ配置されるようにモールディングされて単一チップパッケージ構造をなすか又は複数で配置されるようにモールディングされてマルチチップパッケージ構造をなすことができる。
【００４８】
上記本体部３０は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、上記ボンディングワイヤ２５と、上記発光素子２０の側面２２と上記ワイヤボンディングパッド２３とを含む上記発光素子２０の上面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングされて形成される。即ち、上記発光素子２０の側面２２の周りと上面のうち、上記ワイヤボンディングパッド２３が形成された一部を覆って封止するため、上記発光素子２０は、上記光放出面２１のみが上記本体部３０の反射穴３１から外部に露出される。
【００４９】
このように、リードフレーム１０上に発光素子２０を実装しワイヤボンディングが完了された後に本体部３０を形成するポストモールディング（ｐｏｓｔ−ｍｏｌｄｉｎｇ）方法は、既存の本体部を形成した状態で発光素子を実装しワイヤボンディングするプレモールディング（ｐｒｅ‐ｍｏｌｄｉｎｇ）方法とは異なり、樹脂材の投入前のベーク等の非付加価値的な工程が省略されるため、工程全体の簡素化が可能となる。また、発光素子２０の露出程度、即ち、上面のみを露出させるように反射穴３１の構造を調節してモールディングすることができるため、不要な空間の浪費を防止し、小型化及び集光効率を極大化できるという長所がある。
【００５０】
次に、図１１に示されるように、上記発光素子２０の光放出面２１上に蛍光体層５０を形成する。上記蛍光体層５０は、少なくとも一種の蛍光物質を含有して上記発光素子２０から出射される光の波長を所望の色の波長に変換させることができるようにする。特に、上記発光素子２０は、上記光放出面２１のみが上記反射穴３１から露出されるため、当該光放出面２１上のみに蛍光物質を分布させることができ、高価の蛍光物質の使用量を減らすことが可能となる。また、上記本体部３０は、上記反射穴３１から上記発光素子２０の光放出面２１のみを露出させるため、上記蛍光体層５０を当該光放出面２１上のみに容易に形成することができる。上記蛍光体層５０は、蛍光物質を含有する樹脂を上記反射穴３１の底面上に注入した後に硬化させることで形成されるか、スプレー又はプリンティング等の方法で塗布することで形成されるか又は薄膜状に形成されて付着されることもできる。
【００５１】
次に、図１２に示されるように、上記本体部３０上にレンズ部４０を形成する。上記レンズ部４０は、放出される光の指向角の向上のために、ドーム状の構造に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。上記レンズ部４０は、圧縮成形（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）やトランスファー成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）等のモールディング法又はディスペンサーを用いるポーティング法で上記本体部３０上に直接形成されるか又は別途の工程を介して製造されて接着剤で上記本体部３０上に接着されることができる。
【００５２】
最後に、図１３及び図１４に示されるように、カッティングラインＣに沿ってダイシングして個別の発光素子パッケージに分離した後、電気的接続のために各発光素子パッケージのリードフレーム１０の端部を折り曲げて複数の発光素子パッケージを製造する。
【符号の説明】
【００５３】
１０ リードフレーム
２０ 発光素子
２１ 光放出面
２２ 側面
２３ ワイヤボンディングパッド
２５ ボンディングワイヤ
３０ 本体部
３１ 反射穴
４０ レンズ部
５０ 蛍光体層
６０ 熱放出部
７０ ボンディング部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔して配置された複数のリードフレームと、
当該リードフレーム上に実装され、光放出面と同一の一方の面上にワイヤボンディングパッドを備え、ボンディングワイヤを介して前記リードフレームと電気的に連結される少なくとも一つの発光素子と、
前記ワイヤボンディングパッドと前記ボンディングワイヤとを含んで前記発光素子と前記リードフレームとを封止して支持し、前記光放出面が外部に露出されるように一方の面に反射穴を備える本体部と、
当該本体部上に備えられて前記発光素子を覆うレンズ部と
を含む、発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記本体部は、前記ボンディングワイヤと、前記発光素子の側面及び前記ワイヤボンディングパッドを含む前記発光素子の一方の面の一部とを覆って一体的に封止する、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記ワイヤボンディングパッドは、前記発光素子の一方の面の縁に隣接して複数で形成される、請求項１又は２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記反射穴内に形成されて前記光放出面を覆う封止部をさらに含む、請求項１から３の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記封止部は、蛍光物質、拡散物質、及び当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質のいずれか一つを含む、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記発光素子の前記光放出面上に形成される蛍光体層をさらに含む、請求項１から５の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記発光素子の他方の面側に配置され、前記本体部の他方の面側に露出されて前記発光素子の熱を外部に放出させる熱放出部をさらに含む、請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
光放出面と対応する一方の面上にワイヤボンディングパッドを備える発光素子を用意する段階と、
互いに離隔して配置された複数のリードフレーム上に前記発光素子を少なくとも一つ実装する段階と、
ボンディングワイヤの一端を前記ワイヤボンディングパッドにボンディングし、他端を前記リードフレームにボンディングすることで、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に連結する段階と、
モールド内に樹脂を注入して前記リードフレーム上に実装された前記発光素子を前記ボンディングワイヤと共に一体的に封止し、前記光放出面が露出される反射穴が一方の面に形成されるようにモールディングして本体部を形成する段階と、
前記発光素子を覆うように前記本体部上にレンズ部を形成する段階と
を含む、発光素子パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記発光素子を実装する段階前に前記複数のリードフレームが互いに離隔して配置されるように形成されたフレームシートを備える段階をさらに含む、請求項８に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記本体部を形成する段階前に前記発光素子の他方の面側に配置されるように、前記リードフレームの前記発光素子が実装されない面に熱放出部を付着する段階をさらに含み、当該熱放出部は、以後に形成される前記本体部の他方の面側に露出される、請求項８または９に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記本体部を形成する段階では、前記ボンディングワイヤと、前記発光素子の側面及び前記ワイヤボンディングパッドを含む前記発光素子の一方の面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングする、請求項８から１０の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記本体部を形成する段階では、前記反射穴内に前記発光素子が一つずつ配置されるようにモールディングするか又は前記発光素子が複数個配置されるようにモールディングする、請求項８から１１の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記本体部を形成する段階と前記レンズ部を形成する段階との間に、前記発光素子の前記光放出面上に蛍光体層を形成する段階をさらに含む、請求項８から１２の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１４】
前記本体部の単位となるように、カッティングラインに沿ってダイシングする段階をさらに含む、請求項８から１３の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１】
互いに離隔して配置された複数のリードフレームと、
当該リードフレーム上に実装され、光放出面と同一の一方の面上にワイヤボンディングパッドを備え、ボンディングワイヤを介して前記リードフレームと電気的に連結される少なくとも一つの発光素子と、
前記ワイヤボンディングパッドと前記ボンディングワイヤとを含んで前記発光素子と前記リードフレームとを封止して支持し、前記光放出面が外部に露出されるように一方の面に反射穴を備える本体部と、
当該本体部上に備えられて前記発光素子を覆うレンズ部と
を含む、発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記本体部は、前記ボンディングワイヤと、前記発光素子の側面及び前記ワイヤボンディングパッドを含む前記発光素子の一方の面の一部とを覆って一体的に封止する、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記ワイヤボンディングパッドは、前記発光素子の一方の面の縁に隣接して複数で形成される、請求項１又は２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記反射穴内に形成されて前記光放出面を覆う封止部をさらに含む、請求項１から３の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記封止部は、蛍光物質、拡散物質、及び当該蛍光物質と当該拡散物質とが混合された混合物質のいずれか一つを含む、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記発光素子の前記光放出面上に形成される蛍光体層をさらに含む、請求項１から５の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記発光素子の他方の面側に配置され、前記本体部の他方の面側に露出されて前記発光素子の熱を外部に放出させる熱放出部をさらに含む、請求項１から６の何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
光放出面と対応する一方の面上にワイヤボンディングパッドを備える発光素子を用意する段階と、
互いに離隔して配置された複数のリードフレーム上に前記発光素子を少なくとも一つ実装する段階と、
ボンディングワイヤの一端を前記ワイヤボンディングパッドにボンディングし、他端を前記リードフレームにボンディングすることで、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に連結する段階と、
モールド内に樹脂を注入して前記リードフレーム上に実装された前記発光素子を前記ボンディングワイヤと共に一体的に封止し、前記光放出面が露出される反射穴が一方の面に形成されるようにモールディングして本体部を形成する段階と、
前記発光素子を覆うように前記本体部上にレンズ部を形成する段階と
を含む、発光素子パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記発光素子を実装する段階前に前記複数のリードフレームが互いに離隔して配置されるように形成されたフレームシートを備える段階をさらに含む、請求項８に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記本体部を形成する段階前に前記発光素子の他方の面側に配置されるように、前記リードフレームの前記発光素子が実装されない面に熱放出部を付着する段階をさらに含み、当該熱放出部は、以後に形成される前記本体部の他方の面側に露出される、請求項８または９に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記本体部を形成する段階では、前記ボンディングワイヤと、前記発光素子の側面及び前記ワイヤボンディングパッドを含む前記発光素子の一方の面の一部とを覆って一体的に封止するようにモールディングする、請求項８から１０の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記本体部を形成する段階では、前記反射穴内に前記発光素子が一つずつ配置されるようにモールディングするか又は前記発光素子が複数個配置されるようにモールディングする、請求項８から１１の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記本体部を形成する段階と前記レンズ部を形成する段階との間に、前記発光素子の前記光放出面上に蛍光体層を形成する段階をさらに含む、請求項８から１２の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１４】
前記本体部の単位となるように、カッティングラインに沿ってダイシングする段階をさらに含む、請求項８から１３の何れか１項に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３８５７８（Ｐ２０１２−１３８５７８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７４５８３（Ｐ２０１１−２７４５８３）
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【出願人】（５１１２９２８０６）サムソン エルイーディー カンパニーリミテッド． (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【出願人】（５１１２９２８０６）サムソン エルイーディー カンパニーリミテッド． (10)
【Ｆターム（参考）】
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