真っ直ぐなリードフレーム放熱部を備えた発光ダイオードパッケージ
【課題】発熱の多い部品を有する回路基板のためのパッケージを提供すること。
【解決手段】
パッケージングされた回路、及び集積回路をパッケージングするための方法を開示する。パッケージングされた回路は、リードフレーム、集積回路チップ、及び封止材層を有する。リードフレームは、第１のセクション、及び第２のセクションを有し、第１のセクションは、側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む。集積回路チップは、チップ実装エリアに取り付けられ、チップ実装エリアに熱的に接触する。封止材層は、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する。第１の突出部は、チップ実装エリアから底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられる。この熱経路は、第１の側面、及び第２の側面を通ることなく、チップ実装エリアから底面へまで熱を伝達し、前記側方部分や前記第２のセクションを通る熱経路に比べて低い熱抵抗を有する。
【解決手段】
パッケージングされた回路、及び集積回路をパッケージングするための方法を開示する。パッケージングされた回路は、リードフレーム、集積回路チップ、及び封止材層を有する。リードフレームは、第１のセクション、及び第２のセクションを有し、第１のセクションは、側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む。集積回路チップは、チップ実装エリアに取り付けられ、チップ実装エリアに熱的に接触する。封止材層は、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する。第１の突出部は、チップ実装エリアから底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられる。この熱経路は、第１の側面、及び第２の側面を通ることなく、チップ実装エリアから底面へまで熱を伝達し、前記側方部分や前記第２のセクションを通る熱経路に比べて低い熱抵抗を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真っ直ぐなリードフレーム放熱部を備えた発光ダイオードパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
安価な集積回路は、プリント回路基板の穴に挿入されるピンを利用する代わりに、表面実装技術によってプリント回路基板上に取り付けるように構成された、パッケージの形をしたプラスチックリードフレームを利用するもの多い。この種の集積回路は一般に、リードフレーム上に取り付けられたダイを有する。ダイとリードフレームの一部は、エポキシ樹脂の中に封入される。封止材の外まで延びるリードフレームの部分により、電気的接続が可能になる。それらの部分を曲げることによって、表面実装技術によってパッケージをプリント回路基板上に取り付けることが可能になる。
【０００３】
この種のパッケージ構成は、あまり熱を発しない集積回路には、非常に適している。しかしながら、多量の放熱が必要とされる用途では、このパッケージ構成は問題がある。パッケージは、小さな集積回路ダイから発生した熱を何らかの広い放熱面に移動させることが出来なければならず、また、放熱面は更に、その熱を放熱面の周りにある空気に移動させることが出来なければならない。２種類の放熱構成が存在する。第１の方式として、個々のパッケージに結合された個別の放熱構造に熱を移動させるものがある。この構造は、表面積を拡大するためのフィンを有し、周囲の空気に熱を移動させるだけの十分な表面積を有する。こうしたパッケージは、多量の熱を放散させることが可能であるが、個々の放熱器のコストは法外に高くなる。
【０００４】
第２の方式は、プリント回路基板のコアを利用して、プリント回路基板上に取り付けられた種々の集積回路から熱を取り除くものである。プリント回路基板のコアは、集積回路のダイの面積よりも遥かに広い面積を有する。プリント回路基板や、プリント回路基板を収容するケースは更に、ある種の動的熱移動構成を有する場合がある。この放熱方式では、各集積回路ダイからプリント回路基板へ熱を移動させなければならない。熱除去のために、パッケージから延びる幾つかのリードがしばしば使用される。例えば、パッケージにおいてグラウンドに接続されたリードは、プリント回路基板のコアへの熱経路として利用することができ、プリント回路基板は通常、更にグラウンドに接続される。不都合なことに、こうしたリードは、比較的小さな断面積しか持たず、その長さも比較的長いことが多い。したがって、移動可能な熱の量は限られてる。また、リードフレームエリアの熱容量も限られているため、集積回路をオン／オフしたときに、パッケージに大きな熱揺らぎが発生することが多い。
【０００５】
パッケージ内においてダイがヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクがプリント回路基板に直接接続されるパッケージも知られている。ヒートシンクがパッケージの底面を形成する場合、熱はプリント回路基板に直接伝達される。不都合なことに、こうした構成はパッケージ故障を引き起こすことが多い。なぜなら、ヒートシンクが全ての面においてパッケージ材料によって封止されていないため、パッケージングされた集積回路の動作中に、繰り返される加熱サイクルによって、ヒートシンクがパッケージ材料から分離する可能性があるからである。
【０００６】
他の構成として、封止を可能にするために、ヒートシンクがパッケージの底から分離された構成も提案されている。こうした構成では、ヒートシンクは、はんだを充填したバイアによってパッケージの底面に直接接続される。こうしたパッケージは、単純なリードフレームパッケージに比べて遥かに高価であり、したがって、ＬＥＤのような低コストの集積回路にはあまり適さない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パッケージングされた回路、及び、集積回路をパッケージングする方法を含む。パッケージングされた回路は、リードフレーム、集積回路チップ、及び封止層を有する。リードフレームは、第１セクション、及び第２セクションを有し、第１のセクションは、側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む。集積回路チップは、チップ実装エリアに取り付けられ、チップ実装エリアに熱的に接触する。封止層は、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する。第１の突出部は、チップ実装エリアから底面への第１の熱経路を形成するように曲げられる。この熱経路は、第１の側面、及び第２の側面を通ることなく、チップ実装エリアから底面へと熱を結合する。第１の側方部分は、チップ実装エリアから第１の側面を通って延び、第２のセクションの一部は、第２の側面を通って延びる。第１の熱経路の熱抵抗は、側方部分や第２のセクションを通る熱経路の熱抵抗よりも小さい。本発明の一態様として、パッケージは第２の突出部を有する場合がある。この第２の突出部は、チップ実装エリアに接続されるとともに、チップ実装エリアから底面まで第２の熱経路を形成するように下向きに曲げられる。本発明の更に別の態様として、側面を通って延びる第２のセクションの部分は、底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によって得られる利点は、従来のＬＥＤパッケージを示す図１、及び図２を参照すると、より簡単に理解することができる。図１は、ＬＥＤパッケージ２００の平面図であり、図２は、図１のＬＥＤパッケージ２００をライン２−２に沿って切断して見たときの断面図である。パッケージは、符号１２、１３でそれぞれ示す第１のセクション、及び第２のセクションを有するリードフレームの上に形成されている。リードフレームはプラスチック材料１４の中に封入され、プラスチック材料１４はカップ１６を形成するように成形されている。カップ１６の内側面は、任意選択で、反射材料によって光学的にめっきされ、ＬＥＤ１９の端部から出力された光を順方向に反射するように構成される場合がある。エポキシ封止材の外へ延びるリードフレームの部分は、成形プロセスの後、封止材の周囲に沿って曲げられる。ＬＥＤ１９は、リードフレーム部分１２に取り付けられ、ワイヤボンディング１５によってリードフレーム部分１３に接続される。ＬＥＤ１９を取り付けた後、カップ１６は通常、第２のエポキシ混合物で充填される。
【０００９】
パッケージＬＥＤは、プリント回路基板上のパッドに対応するはんだエリア１７及び１８によってプリント回路基板上に取り付けられる。ＬＥＤ１９で発生した熱は実質的に全て、リードフレーム部分１２を介してプリント回路基板に移動させることができる。リードフレームの材料は薄いため、リードフレームの断面積は比較的小さい。したがって、ＬＥＤ１９からはんだ領域１７までの長い経路の熱抵抗は非常に大きくなる可能性があり、ＬＥＤ１９の温度を上昇させ、その温度は許容できない値になる可能性がある。
【００１０】
本発明によれば、表面実装封止リードフレーム設計のコスト面での利点を維持しつつ、この長い熱経路の使用を避けることができる。次に、図３Ａ、及び図３Ｂを参照する。これらの図面は、本発明の一実施形態において使用されるリードフレーム２０の一部を示している。図３Ａはリードフレーム２０の平面図であり、図３Ｂはリードフレーム２０の側面図である。図３Ａに示すリードフレームの部分は、一個のパッケージＬＥＤの作成に使用される。ただし、実際のパッケージでは、リードフレームは、何らかの構造物によって結合された多数の要素を含み、その構造物は、多数のデバイスを切り離すときに除去される。リードフレーム２０は、符号２１及び２２でそれぞれ示す２つのセクションを有する。セクション２１は、セクション２２の横に沿って延びる突出部２３を有する。
【００１１】
次に、図４Ａ、及び図４Ｂを参照する。これらの図面は、リードフレーム２０を含むパッケージＬＥＤ３０を示している。図４ＡはＬＥＤ３０の平面図であり、図４ＢはＬＥＤ３０の側面図である。実際には、図３Ａに示す突出部２３は下向きに曲げられ、ダイ３５の裏面からパッケージＬＥＤ３０の底面まで真っ直ぐに延びる接点を形成する。セクション２２も同様に曲げられ、パッケージの外側エッジを下向きに延びる第２の接点を形成する。曲げられたリードフレームは、カップ３４を含むプラスチック層３３の中に封入される。発光ダイ３５はセクション２１に接合され、突出部２３を介して接続された一方の電気的接点を形成する。他方の接点は、ダイ３５上の端子をセクション２２に接続するワイヤボンディングによって形成される。
【００１２】
ダイ３５から発生した熱は、突出部２３を通じてパッケージの底面へと移動される。パッケージＬＥＤをプリント回路基板上に取り付けた場合、その熱は、プリント回路基板から突起部２３へのはんだ接続を通じてプリント回路基板へと移動される。なお、ダイ３５からプリント回路基板までの熱経路の長さは、リードフレームとパッケージ底部との間のエポキシ封止材の厚みＴによって決まる。この距離は、図１、及び図２に示したセクション１２を介したダイからパッケージ底部までの経路よりも遥かに短く、したがって、本発明における熱抵抗は、上述の従来のパッケージデバイスにおける熱抵抗に比べて大幅に小さい。
【００１３】
上で述べた本発明の実施形態によれば、単一のＬＥＤを備えたパッケージ光源が得られる。ただし、本発明を使用すれば、単一のカップ内に複数のＬＥＤを備えたパッケージ光源を得ることもできる。次に、図５〜図７を参照する。これらの図面は、本発明の他の実施形態による光源４０の一実施形態を示している。図５は光源４０の平面図である。図６は、図５の光源４０をライン６−６に沿って切断して見たときの断面図である。図７は、図５の光源４０をライン７−７に沿って切断して見たときの断面図である。図５を参照すると、各ＬＥＤは、ＬＥＤ直下のポイントへの熱的、及び電気的経路を形成するために下向きに曲げられた突出部を有するリードフレームの部分に取り付けられている。例えば、ＬＥＤ４１は、下向きに曲げられた突出部４４を有するセクション４５に取り付けられる。同様に、ＬＥＤ４２は、下向きに曲げられた突出部４６を有するセクション４５に取り付けられる。リードフレームは更に、各ＬＥＤに対する第２の接点を形成するセクションも有する。これらのセクションは、符号４７、及び４８で示されている。各セクションは、パッケージの底面に接点を形成するように下向きに曲げられた突出部を有する。セクション４７、及び４８に対応する突出部は、符号５２、及び５１でそれぞれ示されている。
【００１４】
リードフレームの突出部を曲げた後、リードフレームは、成形されたカップ５０を含むプラスチック層４９の中に封入される。次に、ＬＥＤは、カップ内の適当な位置に取り付けられ、各ＬＥＤに対する第２の接続部（接点）を形成するためにワイヤボンディングされる。
【００１５】
本発明の上記の実施形態では、突出部を曲げることにより、パッケージ部の底面と同一の平面にパッドを形成している。ただし、突出部を曲げた後、リードフレームの封入に使用されるモールド（型）を変えることによって、他のパッド構成にすることも可能である。次に、図８Ａ、及び図８Ｂを参照する。これらの図面は、更に別の２つのパッド構成を示している。図８Ａに示すように、封止材層８５は、パッド８６、及び８７が封止材層８５の表面の下に延びるように成形してもよい。この場合、プラスチックは、突出部を一回だけ曲げた後に成形される。成形処理の後、突出部の一部は、成形部分の底部から突出する。そして、この部分を曲げることにより、パッドが形成される。
【００１６】
上記の実施形態は、プリント回路基板に接続されるパッドを形成するために、突出部を２回曲げなければならない。ただし、突出部を一回しか曲げる必要がない実施形態も構成可能である。そのような実施形態の１つを図８Ｂに示す。この場合、突出部の端部は、はんだボール、又は他の構成を使用してプリント回路基板に接合される。
【００１７】
上記の実施形態は、リードフレームを一箇所だけ曲げることにより、パッケージ部の底部まで真っ直ぐな熱経路を形成している。したがって、熱は、リードフレーム上に取り付けられたチップから、パッケージ部が取り付けられたプリント回路基板へと移動される。所与のチップ温度のときにチップからプリント回路基板へと移動させることが可能な熱の量は、リードフレーム部の断面積、並びにチップとその下のプリント回路基板との間の距離によって決まる。上記の実施形態は、この距離を最小限に抑えることを意図している。しかしながら、大電力を必要とする用途では、チップからプリント回路基板までの熱経路の熱抵抗を更に低減しなければならない場合もある。
【００１８】
次に、図９Ａ、及び図９Ｂを参照する。これらの図面は、本発明によるリードフレームの他の実施形態を示している。図９Ａは、曲げる前のリードフレーム９０の一部を示す平面図である。図を単純化するために、最終的なパッケージ部に実際に組み込まれるリードフレームの部分だけを示している。リードフレーム９０は、第１のセクション９１、及び第２のセクション９２を有する。第１のセクション９１は、チップ実装エリア９８、並びに２つの側方突出部９６、及び９７を有する。第１のセクション９１は、チップ実装エリア９８に取り付けられたチップ底面への電気的接続を形成するための２つの突出部９４を更に有する。同様に、セクション９２も、チップ実装エリア９８に取り付けられたチップの他の端子への電気的接続を形成するための２つの別の突出部９３を有する。チップ実装エリア９８に取り付けられたチップは、第２のセクション９２の領域９５にワイヤボンディングされる。この接続は、上で説明したものと同様の仕方でワイヤボンディングによって形成される。
【００１９】
次に、図９Ｂを参照する。この図は、種々の突出部を曲げる前のリードフレームを示す斜視図である。突出部９６、及び９７は、上で説明したものと同様の仕方で下向きに曲げられ、チップ実装エリア９８からパッケージ部を取り付けるプリント回路基板まで、真っ直ぐな熱経路を形成する。図９Ｂに示す実施形態では、突出部９６、及び９７は、屈曲部を一箇所しか持たないため、パッケージ部の下に延びる取り付けパッドとしては機能しない。これに対し、突出部９３、及び９４は、２回曲げられるため、プリント回路基板に対する取り付け面の接触面積を拡大することができる。ただし、当然ながら、突出部９６、及び９７を２回曲げて、パッケージ部の下に延びる同様のパッド構成を実現することも可能である。なお、屈曲部の幾つかは、リードフレームが上で説明したものと同様の仕方でプラスチックの中に封入された後で作成してもよい。
【００２０】
図９Ａ、及び図９Ｂに示した構成によれば、熱容量の増大と、熱抵抗の低減との両方が可能になる。真っ直ぐな熱経路を形成するように曲げられた２つの突出部によって、熱経路の有効断面積を拡大することができる。また、チップを取り付けるリードフレーム部分の熱容量が、上で説明した実施形態に比べて実質的に増加するため、リードフレーム９０は、良好な熱的緩衝能力（一時的に熱を蓄える能力）を有する。
【００２１】
次に、図９Ａを再度参照すると、真っ直ぐな熱経路を形成するように折り曲げられる突出部の長さは、突出部の折り曲げ方によって決まる。図９Ｂに示す構成の場合、この長さＬは、チップを取り付けるリードフレームの骨格からその取り付け部におけるプリント回路基板までの距離によって決まる。屈曲部の数をもっと増やしたい場合は、長さＬを増加させる必要がある。
【００２２】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照する。これらの図面は、図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの、突出部の他の折り曲げ構成を示す断面図である。図１０Ａに示す構成では、パッケージ部の下に、図８Ａに示すパッド８６に似た平坦な接続パッドが形成される。図１０Ｂに示す構成では、接続パッドは、パッケージ部の本体の外側に形成される。図１０Ｃに示す構成では、熱容量を増加させることができ、時間の関数として変化する電力消費の変動によって生じる熱変動を低減することができる。なお、突出部９６、及び９７は、完成部品において２つの突出部が互いに熱的に接触するように曲げられる。つまり、この構成は、プリント回路基板に接触する底面を有するヒートシンクと同等であり、完成部品はプリント回路基板の上に取り付けられる。
【００２３】
次に、上で説明したリードフレームを使用してＬＥＤをパッケージングする方法の詳細について、図１１Ａ〜１１Ｃ、図１２Ａ〜１２Ｃ、及び図１３Ａ〜図１３Ｃを参照して説明する。これらの図面は、パッケージングプロセスの種々の段階におけるＬＥＤのパッケージを示している。図面、及び下記の説明を単純化するために、図面には、単一部品の中に組み込まれるリードフレームの部分だけしか示していない。ただし、このリードフレームは他のリードフレームと合わせて、一緒に処理される一枚のシートを形成するものと考えられる。
【００２４】
次に、図１１Ａ〜図１３Ａを参照する。図１１Ａは、曲げる前のリードフレーム１００を示す平面図である。図１２Ａは、図１１Ａをライン１２Ａ−１２Ａに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ａは、図１１Ａをライン１３Ａ−１３Ａに沿って切断して見たときの断面図である。リードフレーム１００は、符号１０１、及び１０２で示す２つのセクションを有する。セクション１０１は、符号１０４、及び１０５でそれぞれ示す突出部を有し、それらは、完成部品では下向きに曲げられることになる。セクション１０１は更に、側方部１２１、及びチップ実装エリア１２２を有する。上記のように、これらの突出部の長さは、屈曲部端部の最終的な構成によって決まる。
【００２５】
次に、図１１Ｂ〜図１３Ｂを参照する。図１１Ｂは、突出部１０４、及び１０５を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。図１２Ｂは、図１１Ｂをライン１２Ｂ−１２Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ｂは、図１１Ｂをライン１３Ｂ−１３Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。これらの図面に示す例において、突出部は、パッケージの底部と同一平面を成す２つのパッドにより終端された直接的な熱経路を形成するように曲げられる。ただし、上記のように、他の構成を使用してもよい。
【００２６】
次に、図１１Ｃ〜図１３Ｃを参照する。これらの図面は、リードフレームをプラスチックの層１１０の中に封入した後のパッケージ部を示している。リードフレームは通常、例えば、成形プロセスを使用して、プラスチック材料、例えばＰＰＡの中に封入される。図１１Ｃは、突出部１０４、及び１０５を曲げた後のリードフレームを示す平面図である。図１２Ｃは、図１１Ｃをライン１２Ｃ−１２Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ｃは、図１１Ｃをライン１３Ｃ−１３Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。エポキシ封止材はカップ１１２を含み、ＬＥＤ１１１はセクション１０１上に取り付けられる。ＬＥＤ１１１は、ワイヤボンディング１１３によってセクション１０２に接続される。これらの図面に示した実施形態では、封止材層の外側に延びるセクション１０１、及び１０２の端部は、曲げられていない。ただし、それらの端部は、最終的なパッケージの外側に沿って、又は、何らかの他の構成を成すように曲げてもよい。
【００２７】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．第１のセクション、及び第２のセクションを有し、前記第１のセクションが、第１の側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む、リードフレームと、
前記チップ実装エリアに取り付けられ、前記チップ実装エリアに熱的に接触する集積回路チップと、
上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する封止材層と
を含み、前記第１の突出部は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアから前記底面まで熱を伝達し、前記第１の側方部分は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、パッケージ回路。
２．前記チップ実装エリアに接続され、前記チップ実装エリアから前記底面まで第２の熱経路を形成するように曲げられた第２の突出部を更に含み、前記第２の熱経路は、前記第１の側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有する、１に記載のパッケージ回路。
３．前記第１の突出部は、前記底面を通って延び、前記底面と同一平面を成す部分を有する、１に記載のパッケージ回路。
４．前記第２のセクションの前記側面を通って延びる部分は、前記底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる、１にパッケージ回路。
５．前記接点は前記底面上に位置する、４に記載のパッケージ回路。
６．前記集積回路チップはＬＥＤを含み、前記封止材層は開口部を有し、該開口部を通して、前記チップ実装エリア、及び前記のセクションにアクセス可能である、１に記載のパッケージ回路。
７．前記ＬＥＤは、前記チップ実装エリアに接続された第１の接点と、前記第２のセクションに接続された第２の接点とを有し、前記ＬＥＤは、前記第１のセクションと前記第２のセクションの間に電位差を加えることによって駆動される、６に記載のパッケージ回路。
８．集積回路をパッケージングする方法であって、
第１のセクション、及び第２のセクションを有し、該第１のセクションが、第１の側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を有するように構成されたリードフレームを設けるステップと、
前記第１の突出部を下向きに曲げるステップと、
材料層を成形し、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有するパッケージを形成するステップと
を含み、前記第１の突出部は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアを前記底面に接続し、前記第１の側方部分は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、方法。
９．前記集積回路を含むチップを前記チップ実装エリアに取り付け、前記チップ上の端子を前記第２のセクションに接続するステップを更に含む、８に記載の方法。
１０．前記チップはＬＥＤを含み、前記パッケージは開口部を有するカップを含み、該開口部を通じて、前記チップ実装エリア、及び前記第２のセクションの一部にアクセス可能である、９に記載の方法。
１１．前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記第１の突出部の一部を曲げるステップを更に含む、８に記載の方法。
１２．前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記側面を通る前記第２のセクションの部分を曲げるステップを更に含む、８に記載の方法。
１３．前記封止材層はポリマー材料を含む、８に記載の方法。
【００２８】
本発明の種々の変形は、上記の説明、及び添付の図面から、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＥＤパッケージ２００を示す平面図である。
【図２】図１においてライン２−２に沿って切断して見たときのＬＥＤパッケージ２００を示す断面図である。
【図３Ａ】リードフレーム２０の平面図である。
【図３Ｂ】リードフレーム２０の側面図である。
【図４Ａ】ＬＥＤ３０の平面図である。
【図４Ｂ】ＬＥＤ３０の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態による光源を示す平面図である。
【図６】図５においてライン６−６に沿って切断して見たときの光源４０を示す断面図である。
【図７】図５においてライン７−７に沿って切断して見たときの光源４０を示す断面図である。
【図８Ａ】他のパッド構成を示す図である。
【図８Ｂ】更に他のパッド構成を示す図である。
【図９Ａ】曲げる前のリードフレーム９０の一部を示す平面図である。
【図９Ｂ】種々の突出部を曲げた後のリードフレーム９０を示す斜視図である。
【図１０Ａ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１０Ｂ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１０Ｃ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１１Ａ】曲げる前のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１１Ｂ】突出部を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１１Ｃ】突出部を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１２Ａ】図１１Ａにおいてライン１２Ａ−１２Ａに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂにおいてライン１２Ｂ−１２Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｃにおいてライン１２Ｃ−１２Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ａ】図１１Ａにおいてライン１３Ａ−１３Ａに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ｂ】図１１Ｂにおいてライン１３Ｂ−１３Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ｃ】図１１ｃにおいてライン１３Ｃ−１３Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０、９０、１００ リードフレーム
３０ ＬＥＤパッケージ
４０ 光源
２１、４３、４５、９１、１０１ リードフレームの第１のセクション
２２、４７、４８、９２、１０２ リードフレームの第２のセクション
２３、４４、４６、５１、５２、９３、９４ 突出部
９６、９７、１０４、１０５ 側方突出部
３３、４９、８５、１１０ 封止材層（プラスチック層）
３４、５０ カップ
３５ ダイ
４１、４２、１１１ ＬＥＤ
８６、８７ パッド
９８、１２２ チップ実装エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真っ直ぐなリードフレーム放熱部を備えた発光ダイオードパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
安価な集積回路は、プリント回路基板の穴に挿入されるピンを利用する代わりに、表面実装技術によってプリント回路基板上に取り付けるように構成された、パッケージの形をしたプラスチックリードフレームを利用するもの多い。この種の集積回路は一般に、リードフレーム上に取り付けられたダイを有する。ダイとリードフレームの一部は、エポキシ樹脂の中に封入される。封止材の外まで延びるリードフレームの部分により、電気的接続が可能になる。それらの部分を曲げることによって、表面実装技術によってパッケージをプリント回路基板上に取り付けることが可能になる。
【０００３】
この種のパッケージ構成は、あまり熱を発しない集積回路には、非常に適している。しかしながら、多量の放熱が必要とされる用途では、このパッケージ構成は問題がある。パッケージは、小さな集積回路ダイから発生した熱を何らかの広い放熱面に移動させることが出来なければならず、また、放熱面は更に、その熱を放熱面の周りにある空気に移動させることが出来なければならない。２種類の放熱構成が存在する。第１の方式として、個々のパッケージに結合された個別の放熱構造に熱を移動させるものがある。この構造は、表面積を拡大するためのフィンを有し、周囲の空気に熱を移動させるだけの十分な表面積を有する。こうしたパッケージは、多量の熱を放散させることが可能であるが、個々の放熱器のコストは法外に高くなる。
【０００４】
第２の方式は、プリント回路基板のコアを利用して、プリント回路基板上に取り付けられた種々の集積回路から熱を取り除くものである。プリント回路基板のコアは、集積回路のダイの面積よりも遥かに広い面積を有する。プリント回路基板や、プリント回路基板を収容するケースは更に、ある種の動的熱移動構成を有する場合がある。この放熱方式では、各集積回路ダイからプリント回路基板へ熱を移動させなければならない。熱除去のために、パッケージから延びる幾つかのリードがしばしば使用される。例えば、パッケージにおいてグラウンドに接続されたリードは、プリント回路基板のコアへの熱経路として利用することができ、プリント回路基板は通常、更にグラウンドに接続される。不都合なことに、こうしたリードは、比較的小さな断面積しか持たず、その長さも比較的長いことが多い。したがって、移動可能な熱の量は限られてる。また、リードフレームエリアの熱容量も限られているため、集積回路をオン／オフしたときに、パッケージに大きな熱揺らぎが発生することが多い。
【０００５】
パッケージ内においてダイがヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクがプリント回路基板に直接接続されるパッケージも知られている。ヒートシンクがパッケージの底面を形成する場合、熱はプリント回路基板に直接伝達される。不都合なことに、こうした構成はパッケージ故障を引き起こすことが多い。なぜなら、ヒートシンクが全ての面においてパッケージ材料によって封止されていないため、パッケージングされた集積回路の動作中に、繰り返される加熱サイクルによって、ヒートシンクがパッケージ材料から分離する可能性があるからである。
【０００６】
他の構成として、封止を可能にするために、ヒートシンクがパッケージの底から分離された構成も提案されている。こうした構成では、ヒートシンクは、はんだを充填したバイアによってパッケージの底面に直接接続される。こうしたパッケージは、単純なリードフレームパッケージに比べて遥かに高価であり、したがって、ＬＥＤのような低コストの集積回路にはあまり適さない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パッケージングされた回路、及び、集積回路をパッケージングする方法を含む。パッケージングされた回路は、リードフレーム、集積回路チップ、及び封止層を有する。リードフレームは、第１セクション、及び第２セクションを有し、第１のセクションは、側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む。集積回路チップは、チップ実装エリアに取り付けられ、チップ実装エリアに熱的に接触する。封止層は、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する。第１の突出部は、チップ実装エリアから底面への第１の熱経路を形成するように曲げられる。この熱経路は、第１の側面、及び第２の側面を通ることなく、チップ実装エリアから底面へと熱を結合する。第１の側方部分は、チップ実装エリアから第１の側面を通って延び、第２のセクションの一部は、第２の側面を通って延びる。第１の熱経路の熱抵抗は、側方部分や第２のセクションを通る熱経路の熱抵抗よりも小さい。本発明の一態様として、パッケージは第２の突出部を有する場合がある。この第２の突出部は、チップ実装エリアに接続されるとともに、チップ実装エリアから底面まで第２の熱経路を形成するように下向きに曲げられる。本発明の更に別の態様として、側面を通って延びる第２のセクションの部分は、底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によって得られる利点は、従来のＬＥＤパッケージを示す図１、及び図２を参照すると、より簡単に理解することができる。図１は、ＬＥＤパッケージ２００の平面図であり、図２は、図１のＬＥＤパッケージ２００をライン２−２に沿って切断して見たときの断面図である。パッケージは、符号１２、１３でそれぞれ示す第１のセクション、及び第２のセクションを有するリードフレームの上に形成されている。リードフレームはプラスチック材料１４の中に封入され、プラスチック材料１４はカップ１６を形成するように成形されている。カップ１６の内側面は、任意選択で、反射材料によって光学的にめっきされ、ＬＥＤ１９の端部から出力された光を順方向に反射するように構成される場合がある。エポキシ封止材の外へ延びるリードフレームの部分は、成形プロセスの後、封止材の周囲に沿って曲げられる。ＬＥＤ１９は、リードフレーム部分１２に取り付けられ、ワイヤボンディング１５によってリードフレーム部分１３に接続される。ＬＥＤ１９を取り付けた後、カップ１６は通常、第２のエポキシ混合物で充填される。
【０００９】
パッケージＬＥＤは、プリント回路基板上のパッドに対応するはんだエリア１７及び１８によってプリント回路基板上に取り付けられる。ＬＥＤ１９で発生した熱は実質的に全て、リードフレーム部分１２を介してプリント回路基板に移動させることができる。リードフレームの材料は薄いため、リードフレームの断面積は比較的小さい。したがって、ＬＥＤ１９からはんだ領域１７までの長い経路の熱抵抗は非常に大きくなる可能性があり、ＬＥＤ１９の温度を上昇させ、その温度は許容できない値になる可能性がある。
【００１０】
本発明によれば、表面実装封止リードフレーム設計のコスト面での利点を維持しつつ、この長い熱経路の使用を避けることができる。次に、図３Ａ、及び図３Ｂを参照する。これらの図面は、本発明の一実施形態において使用されるリードフレーム２０の一部を示している。図３Ａはリードフレーム２０の平面図であり、図３Ｂはリードフレーム２０の側面図である。図３Ａに示すリードフレームの部分は、一個のパッケージＬＥＤの作成に使用される。ただし、実際のパッケージでは、リードフレームは、何らかの構造物によって結合された多数の要素を含み、その構造物は、多数のデバイスを切り離すときに除去される。リードフレーム２０は、符号２１及び２２でそれぞれ示す２つのセクションを有する。セクション２１は、セクション２２の横に沿って延びる突出部２３を有する。
【００１１】
次に、図４Ａ、及び図４Ｂを参照する。これらの図面は、リードフレーム２０を含むパッケージＬＥＤ３０を示している。図４ＡはＬＥＤ３０の平面図であり、図４ＢはＬＥＤ３０の側面図である。実際には、図３Ａに示す突出部２３は下向きに曲げられ、ダイ３５の裏面からパッケージＬＥＤ３０の底面まで真っ直ぐに延びる接点を形成する。セクション２２も同様に曲げられ、パッケージの外側エッジを下向きに延びる第２の接点を形成する。曲げられたリードフレームは、カップ３４を含むプラスチック層３３の中に封入される。発光ダイ３５はセクション２１に接合され、突出部２３を介して接続された一方の電気的接点を形成する。他方の接点は、ダイ３５上の端子をセクション２２に接続するワイヤボンディングによって形成される。
【００１２】
ダイ３５から発生した熱は、突出部２３を通じてパッケージの底面へと移動される。パッケージＬＥＤをプリント回路基板上に取り付けた場合、その熱は、プリント回路基板から突起部２３へのはんだ接続を通じてプリント回路基板へと移動される。なお、ダイ３５からプリント回路基板までの熱経路の長さは、リードフレームとパッケージ底部との間のエポキシ封止材の厚みＴによって決まる。この距離は、図１、及び図２に示したセクション１２を介したダイからパッケージ底部までの経路よりも遥かに短く、したがって、本発明における熱抵抗は、上述の従来のパッケージデバイスにおける熱抵抗に比べて大幅に小さい。
【００１３】
上で述べた本発明の実施形態によれば、単一のＬＥＤを備えたパッケージ光源が得られる。ただし、本発明を使用すれば、単一のカップ内に複数のＬＥＤを備えたパッケージ光源を得ることもできる。次に、図５〜図７を参照する。これらの図面は、本発明の他の実施形態による光源４０の一実施形態を示している。図５は光源４０の平面図である。図６は、図５の光源４０をライン６−６に沿って切断して見たときの断面図である。図７は、図５の光源４０をライン７−７に沿って切断して見たときの断面図である。図５を参照すると、各ＬＥＤは、ＬＥＤ直下のポイントへの熱的、及び電気的経路を形成するために下向きに曲げられた突出部を有するリードフレームの部分に取り付けられている。例えば、ＬＥＤ４１は、下向きに曲げられた突出部４４を有するセクション４５に取り付けられる。同様に、ＬＥＤ４２は、下向きに曲げられた突出部４６を有するセクション４５に取り付けられる。リードフレームは更に、各ＬＥＤに対する第２の接点を形成するセクションも有する。これらのセクションは、符号４７、及び４８で示されている。各セクションは、パッケージの底面に接点を形成するように下向きに曲げられた突出部を有する。セクション４７、及び４８に対応する突出部は、符号５２、及び５１でそれぞれ示されている。
【００１４】
リードフレームの突出部を曲げた後、リードフレームは、成形されたカップ５０を含むプラスチック層４９の中に封入される。次に、ＬＥＤは、カップ内の適当な位置に取り付けられ、各ＬＥＤに対する第２の接続部（接点）を形成するためにワイヤボンディングされる。
【００１５】
本発明の上記の実施形態では、突出部を曲げることにより、パッケージ部の底面と同一の平面にパッドを形成している。ただし、突出部を曲げた後、リードフレームの封入に使用されるモールド（型）を変えることによって、他のパッド構成にすることも可能である。次に、図８Ａ、及び図８Ｂを参照する。これらの図面は、更に別の２つのパッド構成を示している。図８Ａに示すように、封止材層８５は、パッド８６、及び８７が封止材層８５の表面の下に延びるように成形してもよい。この場合、プラスチックは、突出部を一回だけ曲げた後に成形される。成形処理の後、突出部の一部は、成形部分の底部から突出する。そして、この部分を曲げることにより、パッドが形成される。
【００１６】
上記の実施形態は、プリント回路基板に接続されるパッドを形成するために、突出部を２回曲げなければならない。ただし、突出部を一回しか曲げる必要がない実施形態も構成可能である。そのような実施形態の１つを図８Ｂに示す。この場合、突出部の端部は、はんだボール、又は他の構成を使用してプリント回路基板に接合される。
【００１７】
上記の実施形態は、リードフレームを一箇所だけ曲げることにより、パッケージ部の底部まで真っ直ぐな熱経路を形成している。したがって、熱は、リードフレーム上に取り付けられたチップから、パッケージ部が取り付けられたプリント回路基板へと移動される。所与のチップ温度のときにチップからプリント回路基板へと移動させることが可能な熱の量は、リードフレーム部の断面積、並びにチップとその下のプリント回路基板との間の距離によって決まる。上記の実施形態は、この距離を最小限に抑えることを意図している。しかしながら、大電力を必要とする用途では、チップからプリント回路基板までの熱経路の熱抵抗を更に低減しなければならない場合もある。
【００１８】
次に、図９Ａ、及び図９Ｂを参照する。これらの図面は、本発明によるリードフレームの他の実施形態を示している。図９Ａは、曲げる前のリードフレーム９０の一部を示す平面図である。図を単純化するために、最終的なパッケージ部に実際に組み込まれるリードフレームの部分だけを示している。リードフレーム９０は、第１のセクション９１、及び第２のセクション９２を有する。第１のセクション９１は、チップ実装エリア９８、並びに２つの側方突出部９６、及び９７を有する。第１のセクション９１は、チップ実装エリア９８に取り付けられたチップ底面への電気的接続を形成するための２つの突出部９４を更に有する。同様に、セクション９２も、チップ実装エリア９８に取り付けられたチップの他の端子への電気的接続を形成するための２つの別の突出部９３を有する。チップ実装エリア９８に取り付けられたチップは、第２のセクション９２の領域９５にワイヤボンディングされる。この接続は、上で説明したものと同様の仕方でワイヤボンディングによって形成される。
【００１９】
次に、図９Ｂを参照する。この図は、種々の突出部を曲げる前のリードフレームを示す斜視図である。突出部９６、及び９７は、上で説明したものと同様の仕方で下向きに曲げられ、チップ実装エリア９８からパッケージ部を取り付けるプリント回路基板まで、真っ直ぐな熱経路を形成する。図９Ｂに示す実施形態では、突出部９６、及び９７は、屈曲部を一箇所しか持たないため、パッケージ部の下に延びる取り付けパッドとしては機能しない。これに対し、突出部９３、及び９４は、２回曲げられるため、プリント回路基板に対する取り付け面の接触面積を拡大することができる。ただし、当然ながら、突出部９６、及び９７を２回曲げて、パッケージ部の下に延びる同様のパッド構成を実現することも可能である。なお、屈曲部の幾つかは、リードフレームが上で説明したものと同様の仕方でプラスチックの中に封入された後で作成してもよい。
【００２０】
図９Ａ、及び図９Ｂに示した構成によれば、熱容量の増大と、熱抵抗の低減との両方が可能になる。真っ直ぐな熱経路を形成するように曲げられた２つの突出部によって、熱経路の有効断面積を拡大することができる。また、チップを取り付けるリードフレーム部分の熱容量が、上で説明した実施形態に比べて実質的に増加するため、リードフレーム９０は、良好な熱的緩衝能力（一時的に熱を蓄える能力）を有する。
【００２１】
次に、図９Ａを再度参照すると、真っ直ぐな熱経路を形成するように折り曲げられる突出部の長さは、突出部の折り曲げ方によって決まる。図９Ｂに示す構成の場合、この長さＬは、チップを取り付けるリードフレームの骨格からその取り付け部におけるプリント回路基板までの距離によって決まる。屈曲部の数をもっと増やしたい場合は、長さＬを増加させる必要がある。
【００２２】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照する。これらの図面は、図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの、突出部の他の折り曲げ構成を示す断面図である。図１０Ａに示す構成では、パッケージ部の下に、図８Ａに示すパッド８６に似た平坦な接続パッドが形成される。図１０Ｂに示す構成では、接続パッドは、パッケージ部の本体の外側に形成される。図１０Ｃに示す構成では、熱容量を増加させることができ、時間の関数として変化する電力消費の変動によって生じる熱変動を低減することができる。なお、突出部９６、及び９７は、完成部品において２つの突出部が互いに熱的に接触するように曲げられる。つまり、この構成は、プリント回路基板に接触する底面を有するヒートシンクと同等であり、完成部品はプリント回路基板の上に取り付けられる。
【００２３】
次に、上で説明したリードフレームを使用してＬＥＤをパッケージングする方法の詳細について、図１１Ａ〜１１Ｃ、図１２Ａ〜１２Ｃ、及び図１３Ａ〜図１３Ｃを参照して説明する。これらの図面は、パッケージングプロセスの種々の段階におけるＬＥＤのパッケージを示している。図面、及び下記の説明を単純化するために、図面には、単一部品の中に組み込まれるリードフレームの部分だけしか示していない。ただし、このリードフレームは他のリードフレームと合わせて、一緒に処理される一枚のシートを形成するものと考えられる。
【００２４】
次に、図１１Ａ〜図１３Ａを参照する。図１１Ａは、曲げる前のリードフレーム１００を示す平面図である。図１２Ａは、図１１Ａをライン１２Ａ−１２Ａに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ａは、図１１Ａをライン１３Ａ−１３Ａに沿って切断して見たときの断面図である。リードフレーム１００は、符号１０１、及び１０２で示す２つのセクションを有する。セクション１０１は、符号１０４、及び１０５でそれぞれ示す突出部を有し、それらは、完成部品では下向きに曲げられることになる。セクション１０１は更に、側方部１２１、及びチップ実装エリア１２２を有する。上記のように、これらの突出部の長さは、屈曲部端部の最終的な構成によって決まる。
【００２５】
次に、図１１Ｂ〜図１３Ｂを参照する。図１１Ｂは、突出部１０４、及び１０５を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。図１２Ｂは、図１１Ｂをライン１２Ｂ−１２Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ｂは、図１１Ｂをライン１３Ｂ−１３Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。これらの図面に示す例において、突出部は、パッケージの底部と同一平面を成す２つのパッドにより終端された直接的な熱経路を形成するように曲げられる。ただし、上記のように、他の構成を使用してもよい。
【００２６】
次に、図１１Ｃ〜図１３Ｃを参照する。これらの図面は、リードフレームをプラスチックの層１１０の中に封入した後のパッケージ部を示している。リードフレームは通常、例えば、成形プロセスを使用して、プラスチック材料、例えばＰＰＡの中に封入される。図１１Ｃは、突出部１０４、及び１０５を曲げた後のリードフレームを示す平面図である。図１２Ｃは、図１１Ｃをライン１２Ｃ−１２Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。図１３Ｃは、図１１Ｃをライン１３Ｃ−１３Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。エポキシ封止材はカップ１１２を含み、ＬＥＤ１１１はセクション１０１上に取り付けられる。ＬＥＤ１１１は、ワイヤボンディング１１３によってセクション１０２に接続される。これらの図面に示した実施形態では、封止材層の外側に延びるセクション１０１、及び１０２の端部は、曲げられていない。ただし、それらの端部は、最終的なパッケージの外側に沿って、又は、何らかの他の構成を成すように曲げてもよい。
【００２７】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．第１のセクション、及び第２のセクションを有し、前記第１のセクションが、第１の側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を含む、リードフレームと、
前記チップ実装エリアに取り付けられ、前記チップ実装エリアに熱的に接触する集積回路チップと、
上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する封止材層と
を含み、前記第１の突出部は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアから前記底面まで熱を伝達し、前記第１の側方部分は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、パッケージ回路。
２．前記チップ実装エリアに接続され、前記チップ実装エリアから前記底面まで第２の熱経路を形成するように曲げられた第２の突出部を更に含み、前記第２の熱経路は、前記第１の側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有する、１に記載のパッケージ回路。
３．前記第１の突出部は、前記底面を通って延び、前記底面と同一平面を成す部分を有する、１に記載のパッケージ回路。
４．前記第２のセクションの前記側面を通って延びる部分は、前記底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる、１にパッケージ回路。
５．前記接点は前記底面上に位置する、４に記載のパッケージ回路。
６．前記集積回路チップはＬＥＤを含み、前記封止材層は開口部を有し、該開口部を通して、前記チップ実装エリア、及び前記のセクションにアクセス可能である、１に記載のパッケージ回路。
７．前記ＬＥＤは、前記チップ実装エリアに接続された第１の接点と、前記第２のセクションに接続された第２の接点とを有し、前記ＬＥＤは、前記第１のセクションと前記第２のセクションの間に電位差を加えることによって駆動される、６に記載のパッケージ回路。
８．集積回路をパッケージングする方法であって、
第１のセクション、及び第２のセクションを有し、該第１のセクションが、第１の側方部分、チップ実装エリア、及び第１の突出部を有するように構成されたリードフレームを設けるステップと、
前記第１の突出部を下向きに曲げるステップと、
材料層を成形し、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有するパッケージを形成するステップと
を含み、前記第１の突出部は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアを前記底面に接続し、前記第１の側方部分は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記側方部分、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、方法。
９．前記集積回路を含むチップを前記チップ実装エリアに取り付け、前記チップ上の端子を前記第２のセクションに接続するステップを更に含む、８に記載の方法。
１０．前記チップはＬＥＤを含み、前記パッケージは開口部を有するカップを含み、該開口部を通じて、前記チップ実装エリア、及び前記第２のセクションの一部にアクセス可能である、９に記載の方法。
１１．前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記第１の突出部の一部を曲げるステップを更に含む、８に記載の方法。
１２．前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記側面を通る前記第２のセクションの部分を曲げるステップを更に含む、８に記載の方法。
１３．前記封止材層はポリマー材料を含む、８に記載の方法。
【００２８】
本発明の種々の変形は、上記の説明、及び添付の図面から、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＥＤパッケージ２００を示す平面図である。
【図２】図１においてライン２−２に沿って切断して見たときのＬＥＤパッケージ２００を示す断面図である。
【図３Ａ】リードフレーム２０の平面図である。
【図３Ｂ】リードフレーム２０の側面図である。
【図４Ａ】ＬＥＤ３０の平面図である。
【図４Ｂ】ＬＥＤ３０の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態による光源を示す平面図である。
【図６】図５においてライン６−６に沿って切断して見たときの光源４０を示す断面図である。
【図７】図５においてライン７−７に沿って切断して見たときの光源４０を示す断面図である。
【図８Ａ】他のパッド構成を示す図である。
【図８Ｂ】更に他のパッド構成を示す図である。
【図９Ａ】曲げる前のリードフレーム９０の一部を示す平面図である。
【図９Ｂ】種々の突出部を曲げた後のリードフレーム９０を示す斜視図である。
【図１０Ａ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１０Ｂ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１０Ｃ】図９Ａにおいてライン１０−１０に沿って切断して見たときの断面図であり、突出部の他の折り畳み構成を示している。
【図１１Ａ】曲げる前のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１１Ｂ】突出部を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１１Ｃ】突出部を曲げた後のリードフレーム１００を示す平面図である。
【図１２Ａ】図１１Ａにおいてライン１２Ａ−１２Ａに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂにおいてライン１２Ｂ−１２Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｃにおいてライン１２Ｃ−１２Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ａ】図１１Ａにおいてライン１３Ａ−１３Ａに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ｂ】図１１Ｂにおいてライン１３Ｂ−１３Ｂに沿って切断して見たときの断面図である。
【図１３Ｃ】図１１ｃにおいてライン１３Ｃ−１３Ｃに沿って切断して見たときの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０、９０、１００ リードフレーム
３０ ＬＥＤパッケージ
４０ 光源
２１、４３、４５、９１、１０１ リードフレームの第１のセクション
２２、４７、４８、９２、１０２ リードフレームの第２のセクション
２３、４４、４６、５１、５２、９３、９４ 突出部
９６、９７、１０４、１０５ 側方突出部
３３、４９、８５、１１０ 封止材層（プラスチック層）
３４、５０ カップ
３５ ダイ
４１、４２、１１１ ＬＥＤ
８６、８７ パッド
９８、１２２ チップ実装エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセクション(21)、及び第２のセクション(22)を有し、前記第１のセクションが、第１の側方部分(51,52)、チップ実装エリア、及び第１の突出部(23,44,46,96)を含む、リードフレームと、
前記チップ実装エリアに取り付けられ、前記チップ実装エリアに熱的に接触する集積回路チップ(35,41,42)と、
上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する封止材層(33)と
を含み、前記第１の突出部(23)は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアから前記底面まで熱を伝達し、前記第１の側方部分(51,52)は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、パッケージ回路(30,40)。
【請求項２】
前記チップ実装エリアに接続され、前記チップ実装エリアから前記底面まで第２の熱経路を形成するように曲げられた第２の突出部(97)を更に含み、前記第２の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有する、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項３】
前記第１の突出部は、前記底面を通って延び、前記底面と同一平面を成す部分(23,44,46,96)を有する、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項４】
前記第２のセクションの前記側面を通って延びる部分は、前記底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる、請求項１にパッケージ回路(30,40)。
【請求項５】
前記接点は前記底面上に位置する、請求項４に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項６】
前記集積回路チップ(35,41,42)はＬＥＤを含み、前記封止材層(33)は開口部を有し、該開口部を通して、前記チップ実装エリア、及び前記のセクションにアクセス可能である、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項７】
前記ＬＥＤは、前記チップ実装エリアに接続された第１の接点と、前記第２のセクションに接続された第２の接点とを有し、前記ＬＥＤは、前記第１のセクション(21)と前記第２のセクション(22)の間に電位差を加えることによって駆動される、請求項６に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項８】
集積回路をパッケージングする方法であって、
第１のセクション(21)、及び第２のセクション(22)を有し、該第１のセクションが、第１の側方部分(51,52)、チップ実装エリア、及び第１の突出部(23,44,46,96)を有するように構成されたリードフレームを設けるステップと、
前記第１の突出部(23,44,46,96)を下向きに曲げるステップと、
材料層を成形し、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有するパッケージを形成するステップと
を含み、前記第１の突出部(23,44,46,96)は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアを前記底面に接続し、前記第１の側方部分(51,52)は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、方法。
【請求項９】
前記集積回路を含むチップを前記チップ実装エリアに取り付け、前記チップ上の端子を前記第２のセクションに接続するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記チップはＬＥＤを含み、前記パッケージは開口部を有するカップを含み、該開口部を通じて、前記チップ実装エリア、及び前記第２のセクションの一部にアクセス可能である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記第１の突出部(23,44,46,96)の一部を曲げるステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記側面を通る前記第２のセクションの部分を曲げるステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記封止材層はポリマー材料を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１】
第１のセクション(21)、及び第２のセクション(22)を有し、前記第１のセクションが、第１の側方部分(51,52)、チップ実装エリア、及び第１の突出部(23,44,46,96)を含む、リードフレームと、
前記チップ実装エリアに取り付けられ、前記チップ実装エリアに熱的に接触する集積回路チップ(35,41,42)と、
上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有する封止材層(33)と
を含み、前記第１の突出部(23)は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアから前記底面まで熱を伝達し、前記第１の側方部分(51,52)は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、パッケージ回路(30,40)。
【請求項２】
前記チップ実装エリアに接続され、前記チップ実装エリアから前記底面まで第２の熱経路を形成するように曲げられた第２の突出部(97)を更に含み、前記第２の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有する、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項３】
前記第１の突出部は、前記底面を通って延び、前記底面と同一平面を成す部分(23,44,46,96)を有する、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項４】
前記第２のセクションの前記側面を通って延びる部分は、前記底面と同一平面を成す接点を形成するように曲げられる、請求項１にパッケージ回路(30,40)。
【請求項５】
前記接点は前記底面上に位置する、請求項４に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項６】
前記集積回路チップ(35,41,42)はＬＥＤを含み、前記封止材層(33)は開口部を有し、該開口部を通して、前記チップ実装エリア、及び前記のセクションにアクセス可能である、請求項１に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項７】
前記ＬＥＤは、前記チップ実装エリアに接続された第１の接点と、前記第２のセクションに接続された第２の接点とを有し、前記ＬＥＤは、前記第１のセクション(21)と前記第２のセクション(22)の間に電位差を加えることによって駆動される、請求項６に記載のパッケージ回路(30,40)。
【請求項８】
集積回路をパッケージングする方法であって、
第１のセクション(21)、及び第２のセクション(22)を有し、該第１のセクションが、第１の側方部分(51,52)、チップ実装エリア、及び第１の突出部(23,44,46,96)を有するように構成されたリードフレームを設けるステップと、
前記第１の突出部(23,44,46,96)を下向きに曲げるステップと、
材料層を成形し、上面、底面、第１の側面、及び第２の側面を有するパッケージを形成するステップと
を含み、前記第１の突出部(23,44,46,96)は、前記チップ実装エリアから前記底面まで第１の熱経路を形成するように曲げられ、前記第１の熱経路は、前記第１の側面、及び前記第２の側面を通ることなく、前記チップ実装エリアを前記底面に接続し、前記第１の側方部分(51,52)は、前記チップ実装エリアから前記第１の側面を通って延び、前記第２のセクションの一部は、前記第２の側面を通って延び、前記第１の熱経路は、前記第１の側方部分(51,52)、又は前記第２のセクションを通る熱経路よりも小さな熱抵抗を有するように構成される、方法。
【請求項９】
前記集積回路を含むチップを前記チップ実装エリアに取り付け、前記チップ上の端子を前記第２のセクションに接続するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記チップはＬＥＤを含み、前記パッケージは開口部を有するカップを含み、該開口部を通じて、前記チップ実装エリア、及び前記第２のセクションの一部にアクセス可能である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記第１の突出部(23,44,46,96)の一部を曲げるステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記底面と同一平面を成す接点を形成するように、前記側面を通る前記第２のセクションの部分を曲げるステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記封止材層はポリマー材料を含む、請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【公開番号】特開２００７−３００１１７（Ｐ２００７−３００１１７Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１８９５９（Ｐ２００７−１１８９５９）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
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