ＬＥＤチップ実装用基板、ＬＥＤパッケージ、金型、及び、ＬＥＤチップ実装用基板の製造方法
【課題】ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで、樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、ダイパッドとリードとの間の抜き孔に充填された樹脂とを有し、リードフレームは、ＬＥＤチップを実装するために樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、ＬＥＤチップ実装領域は、樹脂を抜き孔に充填する際に、金型を用いてリードフレームをクランプし、リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【解決手段】複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、ダイパッドとリードとの間の抜き孔に充填された樹脂とを有し、リードフレームは、ＬＥＤチップを実装するために樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、ＬＥＤチップ実装領域は、樹脂を抜き孔に充填する際に、金型を用いてリードフレームをクランプし、リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤチップを実装可能なＬＥＤチップ実装用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、リードフレームを樹脂封止してＬＥＤチップ実装用基板を形成し、また、このＬＥＤチップ実装用基板の上に複数のＬＥＤチップを実装して封止し、最終的にはこの基板を切断して個片化することにより製造される。
【０００３】
特許文献１には、リードフレームと第１の金型との間にフィルム材を介在させた状態で、第１の金型と第２の金型とを用いてリードフレームをクランプし、樹脂を注入する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているようにリードフレームと第１の金型との間にフィルム材を介在させてクランプすると、樹脂封止の際にフィルム材がリードフレームの実装領域中の抜き孔に進入し、その抜き孔に樹脂を完全に充填させることができず、リードフレームの実装領域において抜き孔で段差ができてしまう場合がある。これに対して、フィルムを用いずに樹脂封止したときには、第１の金型と第２の金型との間からリードフレームの実装領域に樹脂が浸入するおそれがある（樹脂フラッシュ）。このような場合、電極間（抜き孔）の絶縁が不完全となり、また、ＬＥＤチップの電気的接触が不完全となることがあり、高品質なＬＥＤチップ実装用基板を製造することが困難となる。
【０００６】
そこで本発明は、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのＬＥＤチップ実装用基板は、複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、を有し、前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【０００８】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージは、第１の電極と第２の電極との間に順バイアスを印加することにより光を放出するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップの前記第１の電極に電気的接続されたダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの前記第２の電極に電気的接続されたリードを備えたリードフレームと、前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、前記ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂とを有し、前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【０００９】
本発明の他の側面としての金型は、ＬＥＤチップ実装用基板の金型であって、ダイパッド及びリードを備えたリードフレームを上面側から押さえる上金型と、前記リードフレームを下面側から押さえる下金型とを有し、前記上金型は、パーティング面から所定量だけ突出したキャビティピンを備え、前記金型は、前記リードフレームを樹脂封止する際に、前記上金型及び前記下金型で該リードフレームをクランプすることにより、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰してＬＥＤチップ実装領域を形成するように構成されている
本発明の他の側面としてのＬＥＤチップ実装用基板の製造方法は
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板の製造方法であって、前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームを形成し、上金型と下金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことによりＬＥＤチップ実装領域を形成し、前記リードフレームの前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に樹脂を充填する。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで、樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１におけるリードフレームの一部を示す平面図である。
【図２】実施例１における金型の概略断面図であり、（Ａ）リードフレームのクランプ前、（Ｂ）リードフレームのクランプ後における状態である。
【図３】実施例１における金型を構成する上金型の平面図である。
【図４】実施例１における金型の拡大断面図であり、（Ａ）図２（Ａ）の一部を拡大した図、（Ｂ）図２（Ｂ）の一部を拡大した図である。
【図５】実施例１における金型を用いて樹脂を充填している様子であり、（Ａ）リードフレームをクランプして樹脂を充填している状態、（Ｂ）樹脂を充填した後に上金型を離型した状態である。
【図６】実施例１において、樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）の平面図である。
【図７】実施例１における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大断面図である。
【図８】実施例１におけるＬＥＤチップ実装用基板を製造した後（樹脂封止後）の工程を示す図である。
【図９】実施例２において、（Ａ）リードフレーム、及び、（Ｂ）ＬＥＤチップ実装用基板の平面図である。
【図１０】実施例２における金型の概略断面図であり、（Ａ）樹脂封止前、（Ｂ）樹脂封止後の状態である。
【図１１】実施例２におけるＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、（Ａ）ＬＥＤチップ実装用基板の全体側面図、（Ｂ）全体断面図、（Ｃ）拡大断面図である。
【図１２】実施例３における金型の概略断面図であり、（Ａ）リードフレームのクランプ前、（Ｂ）リードフレームのクランプ後における状態である。
【図１３】実施例３のおけるＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図１４】実施例４における金型の概略断面図であり、（Ａ）樹脂封止前、（Ｂ）樹脂封止後の状態である。
【図１５】実施例４における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大図であり、（Ａ）、（Ｂ）断面図、（Ｃ）側面図である。
【図１６】実施例５におけるキャビティピンの先端の構成図であり、（Ａ）その先端の側面図、（Ｂ）平面図である。
【図１７】実施例５における樹脂封止の説明図であり、図１７（Ａ）はクランプ前の状態、図１７（Ｂ）はクランプ後で樹脂封止前の状態、１７（Ｃ）は樹脂封止後の状態である。
【図１８】実施例５におけるＬＥＤチップ実装用基板の拡大図であり、図１８（Ａ）は平面図を示し、図１８（Ｂ）は断面図を示す。
【図１９】実施例６におけるキャビティピンの先端の構成図であり、（Ａ）その先端の側面図、（Ｂ）平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施例１について説明する。本実施例のリードフレームは、複数のＬＥＤチップを実装可能なＬＥＤチップ実装用基板及び最終製品である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１０である。図１は、リードフレーム１０の一部を示す平面図である。リードフレーム１０は、例えば、銅系フレーム材の表面に、ニッケル、パラジウム、銀、又は金などで構成されるメッキ層（例えばＮｉ−Ａｇメッキ）を形成して構成される。リードフレーム１０の板厚は、例えば０．５ｍｍであり、板厚０．２ｍｍや０．３ｍｍ程度のリードフレームを用いてもよい。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。
【００１５】
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）に電気的接続されるように構成されたダイパッド１２（ベース側リードフレーム）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）に電気的接続されるように構成されたリード１３（端子側リードフレーム）を備える。ＬＥＤチップは、ダイパッド１２の上に実装される。ダイパッド１２及びリード１３の周囲（ダイパッド１２とリード１３との間）には抜き孔１６が設けられており、ダイパッド１２とリード１３は互いに分離されている。ダイパッド１２とリード１３によりパッド部１４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ダイパッド１２に接続し、アノード電極をリード１３に接続するように構成してもよい。図１に示されるように、本実施例のリードフレーム１０は、複数のパッド部１４（単位要素）から構成されており、図１に示されるリードフレーム１０の範囲において、縦５個及び横３個の合計１５個のＬＥＤパッケージが製造される。なお、一般的なリードフレームでは、同図における横方向に１０以上の列が構成されて、５０個〜１００個以上の個数（取り個数）のＬＥＤパッケージがリードフレーム毎に製造される。
【００１６】
次に、本実施例におけるリードフレーム１０を樹脂封止する際に用いられる金型について説明する。図２は、本実施例における金型の概略断面図であり、図２（Ａ）はリードフレームのクランプ前における状態を示し、図２（Ｂ）はリードフレームのクランプ後における状態を示している。また図５は、金型を用いて樹脂を充填している様子であり、図５（Ａ）はリードフレームをクランプして樹脂を充填している状態を示し、図５（Ｂ）は樹脂を充填した後にリードフレームから上金型を離型した状態を示している。なお、これらの図において、一点鎖線を挟んだ左側には同様の構成が配置されることにより、一度の成形で２枚のリードフレーム１０が樹脂封止される。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例において、金型は上金型５０と下金型６０を備えて構成される。上金型５０は、上型インサート５１を備え、上型インサート５１には複数のキャビティピン５２（中空ピン）が挿入されている。上金型５０は、更にセンターインサート５３を備えており、上記の上型インサート５１、キャビティピン５２、及び、センターインサート５３は、チェイス５４により保持されている。このような構成により、上金型５０は、リードフレーム１０に充填する樹脂の形状を決定する。
【００１８】
上型インサート５１には、各々のキャビティピン５２を取り囲むようにキャビティ５７が形成されている。キャビティ５７は、トランスファモールドによりリードフレーム１０が樹脂封止される際に樹脂が充填され、後述のＬＥＤチップからの光を反射させるリフレクタを形成する。また、上型インサート５１には、隣接するキャビティ５７同士を連通するスルーゲート５８が形成されている。センターインサート５３には、カル５５ａ及びランナ５５ｂが形成されると共に、上型インサート５１に形成されたランナ５５ｂ、及び、ゲート５６に連通されている。また、上型インサート５１において、センターインサート５３から最も離れた位置にあるキャビティ５７に連通するように、エアベント５９が形成されている。上金型５０は、樹脂封止時において、パッド部１４（ダイパッド１２及びリード１３）とキャビティ５７とが重なるようにリードフレーム１０を上面側から押さえ付ける。
【００１９】
図３は、本実施例における金型を構成する上金型の平面図であり、図３中のII−II断面が図２に相当する。また図３中には、上金型との対応位置において、リードフレーム１０が点線で描かれている。図３に示されるように、上金型５０には、キャビティ５７、スルーゲート５８、カル５５ａ、ランナ５５ｂ、ゲート５６、及び、エアベント５９が、それぞれの形状及び大きさを備えた凹形状に形成されている。上金型５０において、外形が矩形状に形成されたキャビティ５７の中央部で下金型６０に向けて突出するように挿入されたキャビティピン５２は、リードフレーム１０のパッド部１４をクランプするクランプ面（後述のＬＥＤチップ実装領域１８）となる。このクランプ面により、図５（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０におけるＬＥＤチップ実装領域はクランプされる。
【００２０】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、図２（Ａ）、（Ｂ）の一部を拡大した図である。図４（Ａ）に示されるように、キャビティピン５２は、その先端が上型インサート５１のパーティング面を基準として距離ｄ１だけ突出するように設定されている。具体的には、板厚が０．５ｍｍのリードフレーム１０に対して、距離ｄ１として例えば１０〜３０μｍ（板厚の２〜６％）の範囲の値が設定される。更に好ましくは、距離ｄ１は１５〜２５μｍ（板厚の３〜５％）の範囲の値に設定される。複数のキャビティピン５２は、上型インサート５１に挿入され、個別に距離ｄ１が設定される。このように、複数のキャビティピン５２が上型インサート５１に対して距離ｄ１だけ突出しているため、上型インサート５１のパーティング面と下金型６０とを用いてリードフレーム１０をクランプしたときには、キャビティピン５２と下型インサート６１により挟まれるダイパッド１２上の部位（ＬＥＤチップ実装領域）は、距離ｄ１だけ凹む（図４（Ｂ）参照。）。このように、ＬＥＤチップ実装領域は、コイニングにより所定の深さだけ潰されて形成される。
【００２１】
キャビティピン５２は、例えば鉄やステンレス系の材料から構成される。また、キャビティピン５２の先端は鏡面加工が施されており、キャビティピン５２の先端の面粗さ（面粗度）は、上金型５０の他の部位と比較して異なる（細かい）。このため、リードフレーム１０をクランプすると、面粗さの細かいキャビティピン５２によりダイパッド１２に凹み（ＬＥＤチップ実装領域）が形成されるため、その凹みの面粗さは、リードフレーム１０の他の領域における面粗さよりも細かくなる（平坦度が向上する）。また、微細な凹凸を潰すことにより、後述するフラッシュ防止の効果を向上させることができる。
【００２２】
下金型６０は、下型インサート６１を備え、リードフレーム１０は平面状の下型インサート６１の上に配置される。下金型６０は、樹脂封止時において、リードフレーム１０を下面側から押さえ付ける。
【００２３】
このように本実施例の金型は、上金型５０と下金型６０とを主体として構成されている。樹脂封止時（樹脂モールド時）には、上金型５０と下金型６０とでリードフレーム１０をクランプし（挟み）、複数のキャビティ５７及び複数の抜き孔１６の内部に樹脂７１（リフレクタ用の樹脂）を充填する。
【００２４】
７０は、熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形した樹脂タブレットである。樹脂封止時には、図２（Ｂ）に示されるように、下金型６０のポットインサート６２に挿入されたポット６３を予熱し、その中に樹脂タブレット７０を投入して溶融させる。そして、トランスファ機構（不図示）によってポット６３に沿って上下に摺動可能に構成されたプランジャ６４を上動させて溶融した樹脂７１を圧送することにより、図５（Ａ）に示されるように、上金型５０と下金型６０との間が樹脂７１で充填される。なお、樹脂タブレット７０に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することもできる。また、粒状、顆粒状やゲル状の樹脂を用いることもできる。
【００２５】
プランジャ６４によって樹脂７１が圧送されることにより、溶融した樹脂７１は、カル５５ａ、ランナ５５ｂ、及び、ゲート５６を介して、抜き孔１６及びキャビティ５７へ供給される。具体的には、各々のキャビティ５７及び抜き孔１６は、スルーゲート５８を介して連通しているため、キャビティ５７に連通した抜き孔１６にも樹脂７１が供給される。このため、樹脂７１は、ゲート５６に近い抜き孔１６及びキャビティ５７から、ゲート５６から離れた（遠い）抜き孔１６及びキャビティ５７に向けて順次供給されていく。このようにして、樹脂タブレット７０が溶融して樹脂７１となり、上金型５０と下金型６０で形成された空間に注入される。この結果、図５（Ａ）に示されるように、上金型５０と下金型６０の間の空間（具体的には、キャビティ５７及び抜き孔１６）は、樹脂７１により充填された状態となる。
【００２６】
樹脂７１の充填後、樹脂７１を硬化させるために所定時間だけ待機し、図５（Ｂ）に示されるように上金型５０及び下金型６０の型閉状態を開放する。次いで、樹脂モールドされたＬＥＤチップ実装用基板が搬出された後に金型のパーティング面等をクリーニングし、１回の樹脂モールド工程が終了する。
【００２７】
上記工程を経ると、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板が形成される。図６は、樹脂が充填された後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）の平面図である。なお、図６における１５０として図示した破線は、最終製品である一つのＬＥＤパッケージ（発光デバイス）を示す。
【００２８】
樹脂７１は、一次成形樹脂であり、例えば、フィラーとしてのシリカと白色着色剤としての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。前述のように、樹脂７１は、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上に一体的に上パッケージが形成される。なお、ＬＥＤチップを実装するため、樹脂７１で覆われずに露出している。このように、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板は、樹脂７１で一括して成形された、複数行及び複数列のマトリックス構造を有する。
【００２９】
また、樹脂７１は、後述の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７２を形成する。また、樹脂７１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。樹脂７１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（ＬＥＤチップ実装領域１８）には形成されない。この領域は、一次成形後において、リードフレーム１０の表面が露出した領域である。
【００３０】
図７は、本実施例における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤ実装用基板）を示す拡大断面図である。図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ異なる方向から見た場合の断面を示している。
【００３１】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の上面側において、キャビティ５７内で硬化した樹脂７１（７１ａ）は、ＬＥＤチップ実装領域１８の外周にリフレクタ７２を構成する。ＬＥＤチップ実装領域１８は、前述のように距離ｄ１だけ突出したキャビティピン５２を用いてクランプすることで、元のリードフレーム１０の表面から距離ｄ２（ｄ１＞ｄ２）だけ凹んでいる。このように、ＬＥＤチップ実装領域１８のコイニングによる凹み量（距離ｄ２）がキャビティピン５２の突出量（距離ｄ１）よりも小さい。パーティング面から突出したキャビティピン５２によってコイニングされた際のリードフレーム１０の凹みは、塑性変形と弾性変形の両方を含んで形成される。このうち、弾性変形による凹みは、金型を離型する際に元に戻るため、最終的にＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量（距離ｄ２）は、キャビティピン５２の突出量（距離ｄ１）よりも小さくなる。具体的には、距離ｄ２は、板厚が０．５ｍｍのリードフレーム１０を用いた場合、例えば、上述のようなキャビティピン５２の突出量の設定を採用することにより、２〜１０μｍ（板厚の０．４〜２．０％）になるように設定される。更に好ましくは、距離ｄ２が３〜５μｍ（板厚の０．６〜１．０％）になるように設定される。
【００３２】
発明者が鋭意研究を重ねた結果、このような数値に設定することによって、リードフレーム１０の素材自体やメッキの厚みに起因する微小な凹凸やキャビティピン５２それぞれの長さのばらつきといった偏差を確実に吸収して、均一なコイニングを可能とすることができ、リードフレーム１０の全てのパッド部１４におけるフラッシュを防止できることが判明した。また、この樹脂封止時には、キャビティ５７外周等から樹脂７１が流れ出ない程度にリードフレーム１０をクランプしなければならない。このため、パッド部１４におけるフラッシュを防止しながらキャビティ５７外周からの樹脂流出を防止するには、ＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量を、少なくとも上述の範囲に設定する必要がある。なお、パッド部１４におけるコイニング量とキャビティ５７外周等におけるクランプ力とを共に増大させることで上述の課題は解消できるが、より大きなプレスの能力が必要となり、取り個数を多くすることができない。これに対して、ＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量を上述した範囲とするように成形することで、フラッシュを防止して高品位に成形すると共に取り個数も増やすことができるため、高品質かつ安価なＬＥＤチップ実装用基板を提供することができる。
【００３３】
また、図７（Ｂ）に示されるように、樹脂７１（７１ｂ）は、ＬＥＤチップの一対の電極間（アノード電極−カソード電極）を絶縁するために設けられた抜き孔１６（換言すれば、ダイパッド１２とリード１３との間）にも充填される。この場合、リリースフィルムを用いずに成形したことにより、抜き孔１６に樹脂を完全に充填することができる。これにより、各電極間を確実に絶縁すると共に、ＬＥＤチップ実装領域１８を平滑に成形して光学特性を良好に維持することが可能となる。以上のように、ＬＥＤチップ実装領域１８は、樹脂７１を抜き孔１６に充填する際に、金型を用いてリードフレーム１０をクランプし、リードフレーム１０の表面から所定の深さ（距離ｄ２）だけ潰しこんで凹ませることにより形成される。
【００３４】
図８は、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板を製造した後（樹脂封止後）の工程を示す図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、ＬＥＤチップ実装用基板の一個片の断面を示す。ＬＥＤチップ実装用基板を製造した後、図８（Ａ）に示されるように、ＬＥＤチップ８０がＬＥＤチップ実装領域１８のダイパッド１２の上に実装される。ＬＥＤチップ８０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、ダイパッド１２（アノード電極）とリード１３（カソード電極）とに分離されており、各電極に電気的に接続される。ＬＥＤチップ８０と各電極との間は、金ワイヤなどのボンディングワイヤ（不図示）で接続される。
【００３５】
図８（Ａ）に示されるように、樹脂７１（７１ａ）により形成されているリフレクタ７２は、ＬＥＤチップ実装領域１８（ＬＥＤチップ８０）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７２は、リードフレーム１０から離れるほど（上側に行くほど）その内径が大きくなるすり鉢形状となっている。リフレクタ７２は、このような形状を有することにより、ＬＥＤチップ８０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。
【００３６】
続いて、図８（Ｂ）に示されるように、ＬＥＤチップ８０を封止するように二次成形樹脂としての透明樹脂９１を充填する。透明樹脂９１としては、透光性を有するシリコーン樹脂（透光性樹脂）が好適に用いられる。シリコーン樹脂は、ＬＥＤチップ８０の発光波長が青色光等の短波長である場合や、ＬＥＤチップ８０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９１はシリコーン樹脂に限定されるものではなく、例えば、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂等を用いてもよい。
【００３７】
透明樹脂９１は、例えば、金型（不図示）を用いてＬＥＤチップ実装用基板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、ＬＥＤチップ実装領域１８の上に一体的に形成される。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、ポッティングや圧縮成形などの他の方法を用いて透明樹脂９１を形成してもよい。
【００３８】
続いて、図８（Ｃ）に示されるように、ダイシング工程によりＬＥＤチップ実装用基板を切断して、最終製品としてのＬＥＤパッケージに個片化する。リードフレーム１０のうち樹脂７１で覆われずに露出している部位は、アノード、カソードの各外部端子を構成する。なお、ＬＥＤチップ実装用基板を切断してから透明樹脂９１を形成することもできる。
【実施例２】
【００３９】
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の実施例２におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図９は、本実施例におけるリードフレーム（図９（Ａ））及びＬＥＤチップ実装用基板（図９（Ｂ））の平面図である。
【００４０】
図９（Ａ）に示されるように、本実施例のリードフレーム１０ａには複数の抜き孔１６ａが設けられている。また、その複数の抜き孔１６ａにより、ダイパッド１２ａとリード１３ａとからなるパッド部１４ａが形成されている。図９（Ｂ）に示されるように、一次成形樹脂としての樹脂７１がトランスファモールドにより、パッド部１４ａを形成する抜き孔１６ａを一括して封止する矩形状のパッケージが形成されている。樹脂７１は、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの周囲を取り囲むようにリフレクタ７２ａを形成する。このように本実施例では、リードフレーム１０ａにおける全てのＬＥＤチップ実装領域１８ａのリフレクタ７２ａを一体的に樹脂７１で形成したマップタイプのＬＥＤチップ実装用基板が製造される点で、マトリックスタイプのＬＥＤチップ実装用基板が製造される実施例１とは異なる。
【００４１】
続いて、図１０を参照して、本実施例における金型について説明する。図１０は、マップタイプの金型の概略断面図であり、図９（Ａ）中のＸ−Ｘ面に相当する断面である。また図１０は、リードフレーム１０ａを上金型５０ａと下金型６０とでクランプした状態を示し、図１０（Ａ）は樹脂封止前、図１０（Ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示している。
【００４２】
図１０（Ａ）に示されるように、上金型５０ａは、矩形状のキャビティ５７ａ内において、パッド部１４ａと同じ間隔で設けられて突出する複数の凸部５２ａが立設された上型インサート５１ａを備えている。上型インサート５１ａは、他の上型インサート５１ｂ、５１ｃに保持されている。凸部５２ａは、実施例１のキャビティピン５２と同様に、その先端部が上金型５０ａのパーティング面（具体的には、上型インサート５１ｂの下面）から所定量だけ突出している。このため、凸部５２ａの先端によりリードフレーム１０ａに対してコイニングを行いながら、樹脂７１がキャビティ５７ａの内部に充填される。上型インサート５１ｂは、上型インサート５１ａ及び上型インサート５１ｃを挿入可能な矩形状の挿入孔を備えて構成され、上型インサート５１ａと共にキャビティ５７ａを構成する。この上型インサート５１ｂは、樹脂封止する際には下金型６０と共にリードフレーム１０ａをクランプする。上型インサート５１ｃは、単純な長方形のブロック状に形成されて、上型インサート５１ｂ内の挿入孔内において上型インサート５１ａの背面（上面）に配置される。この上型インサート５１ｃは、その厚みを変更することで凸部５２ａの突出量を調整するために設けられている。これにより、単純に凸部５２ａの突出量を増減させてコイニング量を調整するだけでなく、型内の温度や圧力などの各種のパラメータに応じて加圧均一に行うようにすることもできる。例えば、凸部５２ａの突出量を傾斜させて、所定の辺側（例えばポット側）を大きくコイニングすることもできる。また、加圧用バネ（図示せず）やサポートピラー（図示せず）の配置荷重分布などに応じて厚みを部分的に凹凸させることで、均一な加圧をすることもできる。
【００４３】
なお、上型インサート５１ｃは単純な形状であるため、上型インサート５１ａやその他の部材を加工するより容易であり好ましい。このように、上型インサート５１ｂのパーティング面を基準として凸部５２ａを上述した距離ｄ１だけ突出するように設定されて、上述の実施例と同様の効果を奏することができる。下金型６０は実施例１と同様に、リードフレーム１０ａを載置可能となるようにリードフレーム１０ａの載置領域が平面となっているものが用いられる。
【００４４】
次に、図１１を参照して、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１１は、ＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、図１１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、ＬＥＤチップ実装用基板の全体側面図、全体断面図、及び、拡大断面図である。
【００４５】
図１１（Ａ）に示されるように、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板はマップタイプのＬＥＤチップ実装用基板であるため、リードフレーム１０ａの上面が一体的に樹脂７１で覆われている。また、図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの周囲は樹脂７１（７１ａ）で形成されたリフレクタ７２ａで囲まれている。また、ＬＥＤチップ実装領域１８ａにおける抜き孔１６ａの内部は、樹脂７１（７１ｂ）で充填されている。図１１（Ｃ）に示されるように、リードフレーム１０ａの元の表面位置と、コイニングにより形成されたＬＥＤチップ実装領域１８ａの表面位置との間には、実施例１と同様に、距離ｄ２の差異が生じている。これにより、本実施例のようなマップタイプの封止形態においても、パッド部１４ａにおけるフラッシュを防止することができる。次いで、上述の実施例と同様に、ＬＥＤチップ実装用基板の製造後の工程を行う。この場合、ダイシング工程において図９（Ｂ）の破線に示すようなラインに沿って切断することで、ＬＥＤパッケージが完成する。このようなマップタイプのＬＥＤパッケージの製造方法によれば、取り個数を多くすると共に廃棄する樹脂も少なくすることができるため、ＬＥＤパッケージを安価に製造することができる。
【００４６】
なお、複数のパッド部１４ａの複数（例えば２つ）のキャビティ５７ａ内に分けてリードフレーム１０ａ上に複数の封止領域を形成する構成を採用することもできる。また、マップタイプのＬＥＤパッケージの製造方法においても、実施例１と同様に、キャビティピン５２を有する上金型５０を用いることができる。この場合、キャビティを形成する矩形状の凹部に複数のパッド部１４ａと同様な配置の挿入孔を設け、これにキャビティピン５２を挿入した構成とすることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の実施例３におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１２は、本実施例における金型の概略断面図であり、図１２（Ａ）はリードフレームのクランプ前の状態を示し、図１２（Ｂ）はリードフレームのクランプ後の状態を示す。
【００４８】
本実施例では、実施例１と同様のリードフレーム１０が用いられる。また本実施例では、フラットタイプの金型が用いられる。図１２（Ａ）に示されるように、上金型５０ｂは、実施例１と同様に複数のキャビティピン５２を備え、これらのキャビティピン５２は上型インサート５１ｂに挿入されて保持されている。上型インサート５１ｂには、樹脂で充填されることになるキャビティ（凹部）が設けられていない。このように、本実施例の上型インサート５１ｂの先端は平面状であり、キャビティ５７及びスルーゲート５８が形成されている実施例１の上型インサート５１とは異なる。
【００４９】
キャビティピン５２は、実施例１と同様に、その先端部は上金型５０ｂのパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２の先端によりリードフレーム１０に対してコイニングを行いながら、樹脂７１が抜き孔１６の内部に充填される（図１２（Ｂ））。なお、下金型６０は実施例１と同じものが用いられる。
【００５０】
図１３は、本実施例のおけるＬＥＤチップ実装用基板の構成図であり、図１３（Ａ）は平面図を示し、図１３（Ｂ）は断面図を示す。図１３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、キャビティピン５２によりコイニングされて潰し込まれた部位はＬＥＤチップ実装領域１８ａとなる。リードフレーム１０の抜き孔１６には樹脂７１（７１ｂ）が充填されている。ただし上記実施例とは異なり、樹脂で形成されたリフレクタは存在せず、ＬＥＤチップ実装用基板は平面状となっているため、薄型のパッケージを形成することができる。
【００５１】
また、キャビティピン５２の外周の位置に段差が形成されており、ＬＥＤチップ８０を封止する工程において、ＬＥＤチップ８０が実装される部分の周囲に透明樹脂９１を留めることができるため好ましい。例えば、上下金型でＬＥＤチップ実装用基板をクランプしてＬＥＤチップ８０とワイヤを封止するような場合には、この段差によって樹脂漏れが確実に防止される。また、ポッティングによってＬＥＤチップ８０とワイヤを封止するような場合には、この段差によって広がりがせき止められるため低粘度の樹脂を用いても、ポッティングされた樹脂が不必要に広がることを防止することができる。
【実施例４】
【００５２】
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の実施例４におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１４は、本実施例における金型の概略断面図であり、図１４は、リードフレーム１０を上金型５０と下金型５００とでクランプした状態を示し、図１４（Ａ）は樹脂封止前、図１４（Ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示している。
【００５３】
図１４（Ａ）に示されるように、上金型５０は、実施例１と同様に、複数のキャビティ５７及びスルーゲート５８を備えた上型インサート５１を備え、複数のキャビティピン５２が上型インサート５１に挿入されて保持されている。キャビティピン５２の先端は、上金型５０のパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２の先端によりリードフレーム１０の上面に対してコイニングを行いながら、実施例１と同様に、樹脂７１が複数のキャビティ５７、スルーゲート５８、及び、抜き孔１６の内部に充填される（図１４（Ｂ））。
【００５４】
また本実施例では、下金型として、上金型５０と基本的に同一な構造を有する下金型５００が用いられる。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、下金型５００は、複数のキャビティ５７０及びスルーゲート５８０を備えた下型インサート５１０を備え、複数のキャビティピン５２０が下型インサート５１０に挿入されて保持されている。キャビティピン５２０の先端は、下金型５００のパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２０の先端によりリードフレーム１０の下面に対してコイニングを行いながら、樹脂７１が複数のキャビティ５７０、スルーゲート５８０、及び、抜き孔１６の内部に充填される。これにより、リードフレーム１０の上下に上パッケージと下パッケージとが形成される。
【００５５】
図１５は、本実施例における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大図であり、図１５（Ａ）、（Ｂ）は断面図を示し、図１５（Ｃ）は側面図を示す。図１５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ異なる方向から見た場合の断面図である。また、図１５（Ｃ）は、図１５（Ｂ）と同一方向から見た場合の側面図である。
【００５６】
図１５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の上面側において、キャビティ５７内で硬化した樹脂７１ａは、ＬＥＤチップ実装領域１８の外周にリフレクタ７２を形成する。ＬＥＤチップ実装領域１８は、上金型５０のパーティング面から所定の距離だけ突出したキャビティピン５２を用いてクランプすることでＬＥＤチップ実装領域１８がコイニングされ、元のリードフレーム１０の表面（上面）から距離ｄ３だけ凹んでいる。同様に、リードフレーム１０の下面側において、キャビティ５７０内で硬化した樹脂７１０ａは、ＬＥＤチップ実装領域１８０の外周にパッケージ凹部７２０を形成する。ＬＥＤチップ実装領域１８０は、下金型５００のパーティング面から所定の距離だけ突出したキャビティピン５２０を用いてクランプすることで、ＬＥＤチップ実装領域１８０がコイニングされ、元のリードフレーム１０の表面（下面）から距離ｄ３だけ凹んでいる。
【００５７】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、本実施例によれば、リードフレームの上面及び下面の両面にパッケージが形成されたＬＥＤチップ実装用基板を製造することができる。ダイシング後に、リードフレーム１０のアウターリードを下パッケージの表面の高さまで折り曲げて外部基板に実装可能とすることできる。なお、本実施例では両面にパッケージが形成されているがこれに限定されるものではない。例えば、リードフレームの下面に対してはコイニングのみを行い、パッケージを形成しないようにしてもよい。
【００５８】
パッケージ凹部７２０には、接続端子としてのバンプや放熱部材を設けたり、ツェナーダイオードのような保護素子を実装したりすることもできる。なお、パッケージ凹部７２０にもＬＥＤチップ８０を設けて両面が発光するパッケージとすることもできる。この場合、サイドビューパッケージとして用いることができる。
【実施例５】
【００５９】
次に、図１６〜図１８を参照して、本発明の実施例５について説明する。図１６は、本実施例におけるキャビティピン５２ｂの先端の構成図であり、図１６（Ａ）はその側面を示し、図１６（Ｂ）はその端面（平面）を示す。なお、図１６（Ｂ）中の点線は、リードフレームの上に実装されたＬＥＤチップ（半導体チップ）を示している。図１６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例におけるキャビティピン５２ｂは、先端面の外周に形成された突出部５２ｂａと、抜き孔１６（ダイパッドとリードとの間）の上に位置する部位に形成された突出部５２ｂｂとを備える。
【００６０】
図１７は、本実施例のキャビティピン５２ｂを用いた場合における樹脂封止の説明図である。図１７（Ａ）はクランプ前の状態、図１７（Ｂ）はクランプ後で樹脂封止前の状態、図１７（Ｃ）は樹脂封止後の状態を示す。図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａ、５２ｂｂは、上金型のパーティング面５１ｄから距離ｄ４だけ突出している。このため、クランプしたときには、リードフレーム１０のＬＥＤチップ実装領域の周囲は突出部５２ｂａで潰され、また、リードフレーム１０における抜き孔１６の端部は突出部５２ｂｂで潰される。一方、図１７（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、キャビティピン５２ｂの先端の突出部５２ｂａ、５２ｂｂで形成されるダイパッド側の凹部５２ｂｃとリード側の凹部５２ｂｄは、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａ、５２ｂｂが上金型のパーティング面５１ｄからの突出距離（距離ｄ４）よりも大きい距離ｄ５（深さ）で形成されている。すなわち、キャビティピン５２ｂの凹部５２ｂｃ、５２ｂｄの深さ（距離ｄ５）は、距離ｄ４よりも大きい。このため、クランプ時においてリードフレーム１０とは接触しない。このように樹脂７１がパッド部に侵入するおそれのあるキャビティピン５２ｂの外周、及び、ダイパッドとリードとの間が突出部５２ｂａ、５２ｂｂで強くクランプされる。この状態で樹脂封止を行うことで、フラッシュが確実に防止される。
【００６１】
図１８は、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板の拡大図であり、図１８（Ａ）は平面図を示し、図１８（Ｂ）は断面図を示す。図１８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板には、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａにより形成された凹部１９ａ、及び、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂｂにより形成された凹部１９ｂが形成されている。ＬＥＤチップ実装領域１８ａにおいて、凹部１９ａ、１９ｂ以外の表面は潰されていない。
【００６２】
このように、本実施例によれば、突出部５２ｂａ、５２ｂｂで潰される面が小さいため、小さな力でリードフレーム１０を潰すことができる。また、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの大部分は潰されない（面形状は変化しない）ため、リードフレーム１０の表面におけるメッキの面性状を変化させることなく利用することが可能となる。このような構成でも、樹脂フラッシュを効果的に防ぐことができ、また、抜き孔１６における絶縁性を確実に確保することが可能となる。
【００６３】
なお、実施例２の上型インサート５１ａに立設された凸部５２ａの先端面の形状を、キャビティピン５２ｂの形状と同様に構成することもできる。
【実施例６】
【００６４】
次に、図１９を参照して、本発明の実施例６におけるキャビティピンついて説明する。図１９は、本実施例におけるキャビティピン５２ｃの先端の構成図であり、図１９（Ａ）はその側面を示し、図１９（Ｂ）はその端面（平面）を示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例におけるキャビティピン５２ｃは、先端面の外周及び抜き孔（ダイパッドとリードとの間）の上に位置する部位に一体的に形成された突出部５２ｃａを備える。先の実施例におけるダイパッド側の凹部５２ｂｃと同じ位置に凹部が形成されている。 本実施例でも、実施例５と同様に、突出部５２ｃａで潰される面が小さいため、小さな力でリードフレームを潰すことができる。また、ＬＥＤチップ実装領域の大部分は潰されない（面形状は変化しない）ため、リードフレームの表面におけるメッキの面性状を変化させることなく利用することが可能となる。このような構成でも、樹脂フラッシュを効果的に防ぐことができ、また、抜き孔における絶縁性を確実に確保することが可能となる。
【００６５】
なお本実施例では、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、突出部５２ｃａを先端の右側に形成したが、これに限定されるものではない。先端面の外周及び抜き孔の端部を押さえ付けることができるものであれば、これとは反対に、突出部を先端の左側に形成してもよい。リード側の凹部５２ｂｄと同じ位置のみに凹部を形成することもできる。
【００６６】
上記各実施例によれば、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板及びその製造方法を提供することができる。また、このようなＬＥＤチップ実装用基板から製造される、最終製品としてのＬＥＤパッケージを提供することができる。更に、ＬＥＤチップ実装用基板を製造するための金型を提供することができる。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
１０ リードフレーム
１２ ダイパッド
１３ リード
１６ 抜き孔
１８ ＬＥＤチップ実装領域
５１ 上型インサート
５２ キャビティピン
６１ 下型インサート
７１ 樹脂
８０ ＬＥＤチップ
９１ 透明樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤチップを実装可能なＬＥＤチップ実装用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、リードフレームを樹脂封止してＬＥＤチップ実装用基板を形成し、また、このＬＥＤチップ実装用基板の上に複数のＬＥＤチップを実装して封止し、最終的にはこの基板を切断して個片化することにより製造される。
【０００３】
特許文献１には、リードフレームと第１の金型との間にフィルム材を介在させた状態で、第１の金型と第２の金型とを用いてリードフレームをクランプし、樹脂を注入する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているようにリードフレームと第１の金型との間にフィルム材を介在させてクランプすると、樹脂封止の際にフィルム材がリードフレームの実装領域中の抜き孔に進入し、その抜き孔に樹脂を完全に充填させることができず、リードフレームの実装領域において抜き孔で段差ができてしまう場合がある。これに対して、フィルムを用いずに樹脂封止したときには、第１の金型と第２の金型との間からリードフレームの実装領域に樹脂が浸入するおそれがある（樹脂フラッシュ）。このような場合、電極間（抜き孔）の絶縁が不完全となり、また、ＬＥＤチップの電気的接触が不完全となることがあり、高品質なＬＥＤチップ実装用基板を製造することが困難となる。
【０００６】
そこで本発明は、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのＬＥＤチップ実装用基板は、複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、を有し、前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【０００８】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージは、第１の電極と第２の電極との間に順バイアスを印加することにより光を放出するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップの前記第１の電極に電気的接続されたダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの前記第２の電極に電気的接続されたリードを備えたリードフレームと、前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、前記ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂とを有し、前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている。
【０００９】
本発明の他の側面としての金型は、ＬＥＤチップ実装用基板の金型であって、ダイパッド及びリードを備えたリードフレームを上面側から押さえる上金型と、前記リードフレームを下面側から押さえる下金型とを有し、前記上金型は、パーティング面から所定量だけ突出したキャビティピンを備え、前記金型は、前記リードフレームを樹脂封止する際に、前記上金型及び前記下金型で該リードフレームをクランプすることにより、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰してＬＥＤチップ実装領域を形成するように構成されている
本発明の他の側面としてのＬＥＤチップ実装用基板の製造方法は
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板の製造方法であって、前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームを形成し、上金型と下金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことによりＬＥＤチップ実装領域を形成し、前記リードフレームの前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に樹脂を充填する。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで、樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１におけるリードフレームの一部を示す平面図である。
【図２】実施例１における金型の概略断面図であり、（Ａ）リードフレームのクランプ前、（Ｂ）リードフレームのクランプ後における状態である。
【図３】実施例１における金型を構成する上金型の平面図である。
【図４】実施例１における金型の拡大断面図であり、（Ａ）図２（Ａ）の一部を拡大した図、（Ｂ）図２（Ｂ）の一部を拡大した図である。
【図５】実施例１における金型を用いて樹脂を充填している様子であり、（Ａ）リードフレームをクランプして樹脂を充填している状態、（Ｂ）樹脂を充填した後に上金型を離型した状態である。
【図６】実施例１において、樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）の平面図である。
【図７】実施例１における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大断面図である。
【図８】実施例１におけるＬＥＤチップ実装用基板を製造した後（樹脂封止後）の工程を示す図である。
【図９】実施例２において、（Ａ）リードフレーム、及び、（Ｂ）ＬＥＤチップ実装用基板の平面図である。
【図１０】実施例２における金型の概略断面図であり、（Ａ）樹脂封止前、（Ｂ）樹脂封止後の状態である。
【図１１】実施例２におけるＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、（Ａ）ＬＥＤチップ実装用基板の全体側面図、（Ｂ）全体断面図、（Ｃ）拡大断面図である。
【図１２】実施例３における金型の概略断面図であり、（Ａ）リードフレームのクランプ前、（Ｂ）リードフレームのクランプ後における状態である。
【図１３】実施例３のおけるＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図１４】実施例４における金型の概略断面図であり、（Ａ）樹脂封止前、（Ｂ）樹脂封止後の状態である。
【図１５】実施例４における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大図であり、（Ａ）、（Ｂ）断面図、（Ｃ）側面図である。
【図１６】実施例５におけるキャビティピンの先端の構成図であり、（Ａ）その先端の側面図、（Ｂ）平面図である。
【図１７】実施例５における樹脂封止の説明図であり、図１７（Ａ）はクランプ前の状態、図１７（Ｂ）はクランプ後で樹脂封止前の状態、１７（Ｃ）は樹脂封止後の状態である。
【図１８】実施例５におけるＬＥＤチップ実装用基板の拡大図であり、図１８（Ａ）は平面図を示し、図１８（Ｂ）は断面図を示す。
【図１９】実施例６におけるキャビティピンの先端の構成図であり、（Ａ）その先端の側面図、（Ｂ）平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施例１について説明する。本実施例のリードフレームは、複数のＬＥＤチップを実装可能なＬＥＤチップ実装用基板及び最終製品である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１０である。図１は、リードフレーム１０の一部を示す平面図である。リードフレーム１０は、例えば、銅系フレーム材の表面に、ニッケル、パラジウム、銀、又は金などで構成されるメッキ層（例えばＮｉ−Ａｇメッキ）を形成して構成される。リードフレーム１０の板厚は、例えば０．５ｍｍであり、板厚０．２ｍｍや０．３ｍｍ程度のリードフレームを用いてもよい。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。
【００１５】
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）に電気的接続されるように構成されたダイパッド１２（ベース側リードフレーム）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）に電気的接続されるように構成されたリード１３（端子側リードフレーム）を備える。ＬＥＤチップは、ダイパッド１２の上に実装される。ダイパッド１２及びリード１３の周囲（ダイパッド１２とリード１３との間）には抜き孔１６が設けられており、ダイパッド１２とリード１３は互いに分離されている。ダイパッド１２とリード１３によりパッド部１４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ダイパッド１２に接続し、アノード電極をリード１３に接続するように構成してもよい。図１に示されるように、本実施例のリードフレーム１０は、複数のパッド部１４（単位要素）から構成されており、図１に示されるリードフレーム１０の範囲において、縦５個及び横３個の合計１５個のＬＥＤパッケージが製造される。なお、一般的なリードフレームでは、同図における横方向に１０以上の列が構成されて、５０個〜１００個以上の個数（取り個数）のＬＥＤパッケージがリードフレーム毎に製造される。
【００１６】
次に、本実施例におけるリードフレーム１０を樹脂封止する際に用いられる金型について説明する。図２は、本実施例における金型の概略断面図であり、図２（Ａ）はリードフレームのクランプ前における状態を示し、図２（Ｂ）はリードフレームのクランプ後における状態を示している。また図５は、金型を用いて樹脂を充填している様子であり、図５（Ａ）はリードフレームをクランプして樹脂を充填している状態を示し、図５（Ｂ）は樹脂を充填した後にリードフレームから上金型を離型した状態を示している。なお、これらの図において、一点鎖線を挟んだ左側には同様の構成が配置されることにより、一度の成形で２枚のリードフレーム１０が樹脂封止される。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例において、金型は上金型５０と下金型６０を備えて構成される。上金型５０は、上型インサート５１を備え、上型インサート５１には複数のキャビティピン５２（中空ピン）が挿入されている。上金型５０は、更にセンターインサート５３を備えており、上記の上型インサート５１、キャビティピン５２、及び、センターインサート５３は、チェイス５４により保持されている。このような構成により、上金型５０は、リードフレーム１０に充填する樹脂の形状を決定する。
【００１８】
上型インサート５１には、各々のキャビティピン５２を取り囲むようにキャビティ５７が形成されている。キャビティ５７は、トランスファモールドによりリードフレーム１０が樹脂封止される際に樹脂が充填され、後述のＬＥＤチップからの光を反射させるリフレクタを形成する。また、上型インサート５１には、隣接するキャビティ５７同士を連通するスルーゲート５８が形成されている。センターインサート５３には、カル５５ａ及びランナ５５ｂが形成されると共に、上型インサート５１に形成されたランナ５５ｂ、及び、ゲート５６に連通されている。また、上型インサート５１において、センターインサート５３から最も離れた位置にあるキャビティ５７に連通するように、エアベント５９が形成されている。上金型５０は、樹脂封止時において、パッド部１４（ダイパッド１２及びリード１３）とキャビティ５７とが重なるようにリードフレーム１０を上面側から押さえ付ける。
【００１９】
図３は、本実施例における金型を構成する上金型の平面図であり、図３中のII−II断面が図２に相当する。また図３中には、上金型との対応位置において、リードフレーム１０が点線で描かれている。図３に示されるように、上金型５０には、キャビティ５７、スルーゲート５８、カル５５ａ、ランナ５５ｂ、ゲート５６、及び、エアベント５９が、それぞれの形状及び大きさを備えた凹形状に形成されている。上金型５０において、外形が矩形状に形成されたキャビティ５７の中央部で下金型６０に向けて突出するように挿入されたキャビティピン５２は、リードフレーム１０のパッド部１４をクランプするクランプ面（後述のＬＥＤチップ実装領域１８）となる。このクランプ面により、図５（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０におけるＬＥＤチップ実装領域はクランプされる。
【００２０】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、図２（Ａ）、（Ｂ）の一部を拡大した図である。図４（Ａ）に示されるように、キャビティピン５２は、その先端が上型インサート５１のパーティング面を基準として距離ｄ１だけ突出するように設定されている。具体的には、板厚が０．５ｍｍのリードフレーム１０に対して、距離ｄ１として例えば１０〜３０μｍ（板厚の２〜６％）の範囲の値が設定される。更に好ましくは、距離ｄ１は１５〜２５μｍ（板厚の３〜５％）の範囲の値に設定される。複数のキャビティピン５２は、上型インサート５１に挿入され、個別に距離ｄ１が設定される。このように、複数のキャビティピン５２が上型インサート５１に対して距離ｄ１だけ突出しているため、上型インサート５１のパーティング面と下金型６０とを用いてリードフレーム１０をクランプしたときには、キャビティピン５２と下型インサート６１により挟まれるダイパッド１２上の部位（ＬＥＤチップ実装領域）は、距離ｄ１だけ凹む（図４（Ｂ）参照。）。このように、ＬＥＤチップ実装領域は、コイニングにより所定の深さだけ潰されて形成される。
【００２１】
キャビティピン５２は、例えば鉄やステンレス系の材料から構成される。また、キャビティピン５２の先端は鏡面加工が施されており、キャビティピン５２の先端の面粗さ（面粗度）は、上金型５０の他の部位と比較して異なる（細かい）。このため、リードフレーム１０をクランプすると、面粗さの細かいキャビティピン５２によりダイパッド１２に凹み（ＬＥＤチップ実装領域）が形成されるため、その凹みの面粗さは、リードフレーム１０の他の領域における面粗さよりも細かくなる（平坦度が向上する）。また、微細な凹凸を潰すことにより、後述するフラッシュ防止の効果を向上させることができる。
【００２２】
下金型６０は、下型インサート６１を備え、リードフレーム１０は平面状の下型インサート６１の上に配置される。下金型６０は、樹脂封止時において、リードフレーム１０を下面側から押さえ付ける。
【００２３】
このように本実施例の金型は、上金型５０と下金型６０とを主体として構成されている。樹脂封止時（樹脂モールド時）には、上金型５０と下金型６０とでリードフレーム１０をクランプし（挟み）、複数のキャビティ５７及び複数の抜き孔１６の内部に樹脂７１（リフレクタ用の樹脂）を充填する。
【００２４】
７０は、熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形した樹脂タブレットである。樹脂封止時には、図２（Ｂ）に示されるように、下金型６０のポットインサート６２に挿入されたポット６３を予熱し、その中に樹脂タブレット７０を投入して溶融させる。そして、トランスファ機構（不図示）によってポット６３に沿って上下に摺動可能に構成されたプランジャ６４を上動させて溶融した樹脂７１を圧送することにより、図５（Ａ）に示されるように、上金型５０と下金型６０との間が樹脂７１で充填される。なお、樹脂タブレット７０に代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することもできる。また、粒状、顆粒状やゲル状の樹脂を用いることもできる。
【００２５】
プランジャ６４によって樹脂７１が圧送されることにより、溶融した樹脂７１は、カル５５ａ、ランナ５５ｂ、及び、ゲート５６を介して、抜き孔１６及びキャビティ５７へ供給される。具体的には、各々のキャビティ５７及び抜き孔１６は、スルーゲート５８を介して連通しているため、キャビティ５７に連通した抜き孔１６にも樹脂７１が供給される。このため、樹脂７１は、ゲート５６に近い抜き孔１６及びキャビティ５７から、ゲート５６から離れた（遠い）抜き孔１６及びキャビティ５７に向けて順次供給されていく。このようにして、樹脂タブレット７０が溶融して樹脂７１となり、上金型５０と下金型６０で形成された空間に注入される。この結果、図５（Ａ）に示されるように、上金型５０と下金型６０の間の空間（具体的には、キャビティ５７及び抜き孔１６）は、樹脂７１により充填された状態となる。
【００２６】
樹脂７１の充填後、樹脂７１を硬化させるために所定時間だけ待機し、図５（Ｂ）に示されるように上金型５０及び下金型６０の型閉状態を開放する。次いで、樹脂モールドされたＬＥＤチップ実装用基板が搬出された後に金型のパーティング面等をクリーニングし、１回の樹脂モールド工程が終了する。
【００２７】
上記工程を経ると、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板が形成される。図６は、樹脂が充填された後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）の平面図である。なお、図６における１５０として図示した破線は、最終製品である一つのＬＥＤパッケージ（発光デバイス）を示す。
【００２８】
樹脂７１は、一次成形樹脂であり、例えば、フィラーとしてのシリカと白色着色剤としての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。前述のように、樹脂７１は、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上に一体的に上パッケージが形成される。なお、ＬＥＤチップを実装するため、樹脂７１で覆われずに露出している。このように、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板は、樹脂７１で一括して成形された、複数行及び複数列のマトリックス構造を有する。
【００２９】
また、樹脂７１は、後述の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７２を形成する。また、樹脂７１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。樹脂７１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（ＬＥＤチップ実装領域１８）には形成されない。この領域は、一次成形後において、リードフレーム１０の表面が露出した領域である。
【００３０】
図７は、本実施例における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤ実装用基板）を示す拡大断面図である。図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ異なる方向から見た場合の断面を示している。
【００３１】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の上面側において、キャビティ５７内で硬化した樹脂７１（７１ａ）は、ＬＥＤチップ実装領域１８の外周にリフレクタ７２を構成する。ＬＥＤチップ実装領域１８は、前述のように距離ｄ１だけ突出したキャビティピン５２を用いてクランプすることで、元のリードフレーム１０の表面から距離ｄ２（ｄ１＞ｄ２）だけ凹んでいる。このように、ＬＥＤチップ実装領域１８のコイニングによる凹み量（距離ｄ２）がキャビティピン５２の突出量（距離ｄ１）よりも小さい。パーティング面から突出したキャビティピン５２によってコイニングされた際のリードフレーム１０の凹みは、塑性変形と弾性変形の両方を含んで形成される。このうち、弾性変形による凹みは、金型を離型する際に元に戻るため、最終的にＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量（距離ｄ２）は、キャビティピン５２の突出量（距離ｄ１）よりも小さくなる。具体的には、距離ｄ２は、板厚が０．５ｍｍのリードフレーム１０を用いた場合、例えば、上述のようなキャビティピン５２の突出量の設定を採用することにより、２〜１０μｍ（板厚の０．４〜２．０％）になるように設定される。更に好ましくは、距離ｄ２が３〜５μｍ（板厚の０．６〜１．０％）になるように設定される。
【００３２】
発明者が鋭意研究を重ねた結果、このような数値に設定することによって、リードフレーム１０の素材自体やメッキの厚みに起因する微小な凹凸やキャビティピン５２それぞれの長さのばらつきといった偏差を確実に吸収して、均一なコイニングを可能とすることができ、リードフレーム１０の全てのパッド部１４におけるフラッシュを防止できることが判明した。また、この樹脂封止時には、キャビティ５７外周等から樹脂７１が流れ出ない程度にリードフレーム１０をクランプしなければならない。このため、パッド部１４におけるフラッシュを防止しながらキャビティ５７外周からの樹脂流出を防止するには、ＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量を、少なくとも上述の範囲に設定する必要がある。なお、パッド部１４におけるコイニング量とキャビティ５７外周等におけるクランプ力とを共に増大させることで上述の課題は解消できるが、より大きなプレスの能力が必要となり、取り個数を多くすることができない。これに対して、ＬＥＤチップ実装領域１８に形成される凹み量を上述した範囲とするように成形することで、フラッシュを防止して高品位に成形すると共に取り個数も増やすことができるため、高品質かつ安価なＬＥＤチップ実装用基板を提供することができる。
【００３３】
また、図７（Ｂ）に示されるように、樹脂７１（７１ｂ）は、ＬＥＤチップの一対の電極間（アノード電極−カソード電極）を絶縁するために設けられた抜き孔１６（換言すれば、ダイパッド１２とリード１３との間）にも充填される。この場合、リリースフィルムを用いずに成形したことにより、抜き孔１６に樹脂を完全に充填することができる。これにより、各電極間を確実に絶縁すると共に、ＬＥＤチップ実装領域１８を平滑に成形して光学特性を良好に維持することが可能となる。以上のように、ＬＥＤチップ実装領域１８は、樹脂７１を抜き孔１６に充填する際に、金型を用いてリードフレーム１０をクランプし、リードフレーム１０の表面から所定の深さ（距離ｄ２）だけ潰しこんで凹ませることにより形成される。
【００３４】
図８は、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板を製造した後（樹脂封止後）の工程を示す図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、ＬＥＤチップ実装用基板の一個片の断面を示す。ＬＥＤチップ実装用基板を製造した後、図８（Ａ）に示されるように、ＬＥＤチップ８０がＬＥＤチップ実装領域１８のダイパッド１２の上に実装される。ＬＥＤチップ８０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、ダイパッド１２（アノード電極）とリード１３（カソード電極）とに分離されており、各電極に電気的に接続される。ＬＥＤチップ８０と各電極との間は、金ワイヤなどのボンディングワイヤ（不図示）で接続される。
【００３５】
図８（Ａ）に示されるように、樹脂７１（７１ａ）により形成されているリフレクタ７２は、ＬＥＤチップ実装領域１８（ＬＥＤチップ８０）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７２は、リードフレーム１０から離れるほど（上側に行くほど）その内径が大きくなるすり鉢形状となっている。リフレクタ７２は、このような形状を有することにより、ＬＥＤチップ８０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。
【００３６】
続いて、図８（Ｂ）に示されるように、ＬＥＤチップ８０を封止するように二次成形樹脂としての透明樹脂９１を充填する。透明樹脂９１としては、透光性を有するシリコーン樹脂（透光性樹脂）が好適に用いられる。シリコーン樹脂は、ＬＥＤチップ８０の発光波長が青色光等の短波長である場合や、ＬＥＤチップ８０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９１はシリコーン樹脂に限定されるものではなく、例えば、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂等を用いてもよい。
【００３７】
透明樹脂９１は、例えば、金型（不図示）を用いてＬＥＤチップ実装用基板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、ＬＥＤチップ実装領域１８の上に一体的に形成される。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、ポッティングや圧縮成形などの他の方法を用いて透明樹脂９１を形成してもよい。
【００３８】
続いて、図８（Ｃ）に示されるように、ダイシング工程によりＬＥＤチップ実装用基板を切断して、最終製品としてのＬＥＤパッケージに個片化する。リードフレーム１０のうち樹脂７１で覆われずに露出している部位は、アノード、カソードの各外部端子を構成する。なお、ＬＥＤチップ実装用基板を切断してから透明樹脂９１を形成することもできる。
【実施例２】
【００３９】
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の実施例２におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図９は、本実施例におけるリードフレーム（図９（Ａ））及びＬＥＤチップ実装用基板（図９（Ｂ））の平面図である。
【００４０】
図９（Ａ）に示されるように、本実施例のリードフレーム１０ａには複数の抜き孔１６ａが設けられている。また、その複数の抜き孔１６ａにより、ダイパッド１２ａとリード１３ａとからなるパッド部１４ａが形成されている。図９（Ｂ）に示されるように、一次成形樹脂としての樹脂７１がトランスファモールドにより、パッド部１４ａを形成する抜き孔１６ａを一括して封止する矩形状のパッケージが形成されている。樹脂７１は、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの周囲を取り囲むようにリフレクタ７２ａを形成する。このように本実施例では、リードフレーム１０ａにおける全てのＬＥＤチップ実装領域１８ａのリフレクタ７２ａを一体的に樹脂７１で形成したマップタイプのＬＥＤチップ実装用基板が製造される点で、マトリックスタイプのＬＥＤチップ実装用基板が製造される実施例１とは異なる。
【００４１】
続いて、図１０を参照して、本実施例における金型について説明する。図１０は、マップタイプの金型の概略断面図であり、図９（Ａ）中のＸ−Ｘ面に相当する断面である。また図１０は、リードフレーム１０ａを上金型５０ａと下金型６０とでクランプした状態を示し、図１０（Ａ）は樹脂封止前、図１０（Ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示している。
【００４２】
図１０（Ａ）に示されるように、上金型５０ａは、矩形状のキャビティ５７ａ内において、パッド部１４ａと同じ間隔で設けられて突出する複数の凸部５２ａが立設された上型インサート５１ａを備えている。上型インサート５１ａは、他の上型インサート５１ｂ、５１ｃに保持されている。凸部５２ａは、実施例１のキャビティピン５２と同様に、その先端部が上金型５０ａのパーティング面（具体的には、上型インサート５１ｂの下面）から所定量だけ突出している。このため、凸部５２ａの先端によりリードフレーム１０ａに対してコイニングを行いながら、樹脂７１がキャビティ５７ａの内部に充填される。上型インサート５１ｂは、上型インサート５１ａ及び上型インサート５１ｃを挿入可能な矩形状の挿入孔を備えて構成され、上型インサート５１ａと共にキャビティ５７ａを構成する。この上型インサート５１ｂは、樹脂封止する際には下金型６０と共にリードフレーム１０ａをクランプする。上型インサート５１ｃは、単純な長方形のブロック状に形成されて、上型インサート５１ｂ内の挿入孔内において上型インサート５１ａの背面（上面）に配置される。この上型インサート５１ｃは、その厚みを変更することで凸部５２ａの突出量を調整するために設けられている。これにより、単純に凸部５２ａの突出量を増減させてコイニング量を調整するだけでなく、型内の温度や圧力などの各種のパラメータに応じて加圧均一に行うようにすることもできる。例えば、凸部５２ａの突出量を傾斜させて、所定の辺側（例えばポット側）を大きくコイニングすることもできる。また、加圧用バネ（図示せず）やサポートピラー（図示せず）の配置荷重分布などに応じて厚みを部分的に凹凸させることで、均一な加圧をすることもできる。
【００４３】
なお、上型インサート５１ｃは単純な形状であるため、上型インサート５１ａやその他の部材を加工するより容易であり好ましい。このように、上型インサート５１ｂのパーティング面を基準として凸部５２ａを上述した距離ｄ１だけ突出するように設定されて、上述の実施例と同様の効果を奏することができる。下金型６０は実施例１と同様に、リードフレーム１０ａを載置可能となるようにリードフレーム１０ａの載置領域が平面となっているものが用いられる。
【００４４】
次に、図１１を参照して、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１１は、ＬＥＤチップ実装用基板の概略構成図であり、図１１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、ＬＥＤチップ実装用基板の全体側面図、全体断面図、及び、拡大断面図である。
【００４５】
図１１（Ａ）に示されるように、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板はマップタイプのＬＥＤチップ実装用基板であるため、リードフレーム１０ａの上面が一体的に樹脂７１で覆われている。また、図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの周囲は樹脂７１（７１ａ）で形成されたリフレクタ７２ａで囲まれている。また、ＬＥＤチップ実装領域１８ａにおける抜き孔１６ａの内部は、樹脂７１（７１ｂ）で充填されている。図１１（Ｃ）に示されるように、リードフレーム１０ａの元の表面位置と、コイニングにより形成されたＬＥＤチップ実装領域１８ａの表面位置との間には、実施例１と同様に、距離ｄ２の差異が生じている。これにより、本実施例のようなマップタイプの封止形態においても、パッド部１４ａにおけるフラッシュを防止することができる。次いで、上述の実施例と同様に、ＬＥＤチップ実装用基板の製造後の工程を行う。この場合、ダイシング工程において図９（Ｂ）の破線に示すようなラインに沿って切断することで、ＬＥＤパッケージが完成する。このようなマップタイプのＬＥＤパッケージの製造方法によれば、取り個数を多くすると共に廃棄する樹脂も少なくすることができるため、ＬＥＤパッケージを安価に製造することができる。
【００４６】
なお、複数のパッド部１４ａの複数（例えば２つ）のキャビティ５７ａ内に分けてリードフレーム１０ａ上に複数の封止領域を形成する構成を採用することもできる。また、マップタイプのＬＥＤパッケージの製造方法においても、実施例１と同様に、キャビティピン５２を有する上金型５０を用いることができる。この場合、キャビティを形成する矩形状の凹部に複数のパッド部１４ａと同様な配置の挿入孔を設け、これにキャビティピン５２を挿入した構成とすることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の実施例３におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１２は、本実施例における金型の概略断面図であり、図１２（Ａ）はリードフレームのクランプ前の状態を示し、図１２（Ｂ）はリードフレームのクランプ後の状態を示す。
【００４８】
本実施例では、実施例１と同様のリードフレーム１０が用いられる。また本実施例では、フラットタイプの金型が用いられる。図１２（Ａ）に示されるように、上金型５０ｂは、実施例１と同様に複数のキャビティピン５２を備え、これらのキャビティピン５２は上型インサート５１ｂに挿入されて保持されている。上型インサート５１ｂには、樹脂で充填されることになるキャビティ（凹部）が設けられていない。このように、本実施例の上型インサート５１ｂの先端は平面状であり、キャビティ５７及びスルーゲート５８が形成されている実施例１の上型インサート５１とは異なる。
【００４９】
キャビティピン５２は、実施例１と同様に、その先端部は上金型５０ｂのパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２の先端によりリードフレーム１０に対してコイニングを行いながら、樹脂７１が抜き孔１６の内部に充填される（図１２（Ｂ））。なお、下金型６０は実施例１と同じものが用いられる。
【００５０】
図１３は、本実施例のおけるＬＥＤチップ実装用基板の構成図であり、図１３（Ａ）は平面図を示し、図１３（Ｂ）は断面図を示す。図１３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、キャビティピン５２によりコイニングされて潰し込まれた部位はＬＥＤチップ実装領域１８ａとなる。リードフレーム１０の抜き孔１６には樹脂７１（７１ｂ）が充填されている。ただし上記実施例とは異なり、樹脂で形成されたリフレクタは存在せず、ＬＥＤチップ実装用基板は平面状となっているため、薄型のパッケージを形成することができる。
【００５１】
また、キャビティピン５２の外周の位置に段差が形成されており、ＬＥＤチップ８０を封止する工程において、ＬＥＤチップ８０が実装される部分の周囲に透明樹脂９１を留めることができるため好ましい。例えば、上下金型でＬＥＤチップ実装用基板をクランプしてＬＥＤチップ８０とワイヤを封止するような場合には、この段差によって樹脂漏れが確実に防止される。また、ポッティングによってＬＥＤチップ８０とワイヤを封止するような場合には、この段差によって広がりがせき止められるため低粘度の樹脂を用いても、ポッティングされた樹脂が不必要に広がることを防止することができる。
【実施例４】
【００５２】
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の実施例４におけるリードフレーム及びＬＥＤチップ実装用基板について説明する。図１４は、本実施例における金型の概略断面図であり、図１４は、リードフレーム１０を上金型５０と下金型５００とでクランプした状態を示し、図１４（Ａ）は樹脂封止前、図１４（Ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示している。
【００５３】
図１４（Ａ）に示されるように、上金型５０は、実施例１と同様に、複数のキャビティ５７及びスルーゲート５８を備えた上型インサート５１を備え、複数のキャビティピン５２が上型インサート５１に挿入されて保持されている。キャビティピン５２の先端は、上金型５０のパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２の先端によりリードフレーム１０の上面に対してコイニングを行いながら、実施例１と同様に、樹脂７１が複数のキャビティ５７、スルーゲート５８、及び、抜き孔１６の内部に充填される（図１４（Ｂ））。
【００５４】
また本実施例では、下金型として、上金型５０と基本的に同一な構造を有する下金型５００が用いられる。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、下金型５００は、複数のキャビティ５７０及びスルーゲート５８０を備えた下型インサート５１０を備え、複数のキャビティピン５２０が下型インサート５１０に挿入されて保持されている。キャビティピン５２０の先端は、下金型５００のパーティング面から所定量だけ突出している。このため、キャビティピン５２０の先端によりリードフレーム１０の下面に対してコイニングを行いながら、樹脂７１が複数のキャビティ５７０、スルーゲート５８０、及び、抜き孔１６の内部に充填される。これにより、リードフレーム１０の上下に上パッケージと下パッケージとが形成される。
【００５５】
図１５は、本実施例における樹脂封止後のリードフレーム（ＬＥＤチップ実装用基板）を示す拡大図であり、図１５（Ａ）、（Ｂ）は断面図を示し、図１５（Ｃ）は側面図を示す。図１５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ異なる方向から見た場合の断面図である。また、図１５（Ｃ）は、図１５（Ｂ）と同一方向から見た場合の側面図である。
【００５６】
図１５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、リードフレーム１０の上面側において、キャビティ５７内で硬化した樹脂７１ａは、ＬＥＤチップ実装領域１８の外周にリフレクタ７２を形成する。ＬＥＤチップ実装領域１８は、上金型５０のパーティング面から所定の距離だけ突出したキャビティピン５２を用いてクランプすることでＬＥＤチップ実装領域１８がコイニングされ、元のリードフレーム１０の表面（上面）から距離ｄ３だけ凹んでいる。同様に、リードフレーム１０の下面側において、キャビティ５７０内で硬化した樹脂７１０ａは、ＬＥＤチップ実装領域１８０の外周にパッケージ凹部７２０を形成する。ＬＥＤチップ実装領域１８０は、下金型５００のパーティング面から所定の距離だけ突出したキャビティピン５２０を用いてクランプすることで、ＬＥＤチップ実装領域１８０がコイニングされ、元のリードフレーム１０の表面（下面）から距離ｄ３だけ凹んでいる。
【００５７】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、本実施例によれば、リードフレームの上面及び下面の両面にパッケージが形成されたＬＥＤチップ実装用基板を製造することができる。ダイシング後に、リードフレーム１０のアウターリードを下パッケージの表面の高さまで折り曲げて外部基板に実装可能とすることできる。なお、本実施例では両面にパッケージが形成されているがこれに限定されるものではない。例えば、リードフレームの下面に対してはコイニングのみを行い、パッケージを形成しないようにしてもよい。
【００５８】
パッケージ凹部７２０には、接続端子としてのバンプや放熱部材を設けたり、ツェナーダイオードのような保護素子を実装したりすることもできる。なお、パッケージ凹部７２０にもＬＥＤチップ８０を設けて両面が発光するパッケージとすることもできる。この場合、サイドビューパッケージとして用いることができる。
【実施例５】
【００５９】
次に、図１６〜図１８を参照して、本発明の実施例５について説明する。図１６は、本実施例におけるキャビティピン５２ｂの先端の構成図であり、図１６（Ａ）はその側面を示し、図１６（Ｂ）はその端面（平面）を示す。なお、図１６（Ｂ）中の点線は、リードフレームの上に実装されたＬＥＤチップ（半導体チップ）を示している。図１６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例におけるキャビティピン５２ｂは、先端面の外周に形成された突出部５２ｂａと、抜き孔１６（ダイパッドとリードとの間）の上に位置する部位に形成された突出部５２ｂｂとを備える。
【００６０】
図１７は、本実施例のキャビティピン５２ｂを用いた場合における樹脂封止の説明図である。図１７（Ａ）はクランプ前の状態、図１７（Ｂ）はクランプ後で樹脂封止前の状態、図１７（Ｃ）は樹脂封止後の状態を示す。図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａ、５２ｂｂは、上金型のパーティング面５１ｄから距離ｄ４だけ突出している。このため、クランプしたときには、リードフレーム１０のＬＥＤチップ実装領域の周囲は突出部５２ｂａで潰され、また、リードフレーム１０における抜き孔１６の端部は突出部５２ｂｂで潰される。一方、図１７（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、キャビティピン５２ｂの先端の突出部５２ｂａ、５２ｂｂで形成されるダイパッド側の凹部５２ｂｃとリード側の凹部５２ｂｄは、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａ、５２ｂｂが上金型のパーティング面５１ｄからの突出距離（距離ｄ４）よりも大きい距離ｄ５（深さ）で形成されている。すなわち、キャビティピン５２ｂの凹部５２ｂｃ、５２ｂｄの深さ（距離ｄ５）は、距離ｄ４よりも大きい。このため、クランプ時においてリードフレーム１０とは接触しない。このように樹脂７１がパッド部に侵入するおそれのあるキャビティピン５２ｂの外周、及び、ダイパッドとリードとの間が突出部５２ｂａ、５２ｂｂで強くクランプされる。この状態で樹脂封止を行うことで、フラッシュが確実に防止される。
【００６１】
図１８は、本実施例におけるＬＥＤチップ実装用基板の拡大図であり、図１８（Ａ）は平面図を示し、図１８（Ｂ）は断面図を示す。図１８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例のＬＥＤチップ実装用基板には、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂａにより形成された凹部１９ａ、及び、キャビティピン５２ｂの突出部５２ｂｂにより形成された凹部１９ｂが形成されている。ＬＥＤチップ実装領域１８ａにおいて、凹部１９ａ、１９ｂ以外の表面は潰されていない。
【００６２】
このように、本実施例によれば、突出部５２ｂａ、５２ｂｂで潰される面が小さいため、小さな力でリードフレーム１０を潰すことができる。また、ＬＥＤチップ実装領域１８ａの大部分は潰されない（面形状は変化しない）ため、リードフレーム１０の表面におけるメッキの面性状を変化させることなく利用することが可能となる。このような構成でも、樹脂フラッシュを効果的に防ぐことができ、また、抜き孔１６における絶縁性を確実に確保することが可能となる。
【００６３】
なお、実施例２の上型インサート５１ａに立設された凸部５２ａの先端面の形状を、キャビティピン５２ｂの形状と同様に構成することもできる。
【実施例６】
【００６４】
次に、図１９を参照して、本発明の実施例６におけるキャビティピンついて説明する。図１９は、本実施例におけるキャビティピン５２ｃの先端の構成図であり、図１９（Ａ）はその側面を示し、図１９（Ｂ）はその端面（平面）を示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施例におけるキャビティピン５２ｃは、先端面の外周及び抜き孔（ダイパッドとリードとの間）の上に位置する部位に一体的に形成された突出部５２ｃａを備える。先の実施例におけるダイパッド側の凹部５２ｂｃと同じ位置に凹部が形成されている。 本実施例でも、実施例５と同様に、突出部５２ｃａで潰される面が小さいため、小さな力でリードフレームを潰すことができる。また、ＬＥＤチップ実装領域の大部分は潰されない（面形状は変化しない）ため、リードフレームの表面におけるメッキの面性状を変化させることなく利用することが可能となる。このような構成でも、樹脂フラッシュを効果的に防ぐことができ、また、抜き孔における絶縁性を確実に確保することが可能となる。
【００６５】
なお本実施例では、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、突出部５２ｃａを先端の右側に形成したが、これに限定されるものではない。先端面の外周及び抜き孔の端部を押さえ付けることができるものであれば、これとは反対に、突出部を先端の左側に形成してもよい。リード側の凹部５２ｂｄと同じ位置のみに凹部を形成することもできる。
【００６６】
上記各実施例によれば、ＬＥＤチップ実装領域をコイニングにより形成することで樹脂フラッシュを効果的に防ぎ、抜き孔の絶縁性を確実に確保したＬＥＤチップ実装用基板及びその製造方法を提供することができる。また、このようなＬＥＤチップ実装用基板から製造される、最終製品としてのＬＥＤパッケージを提供することができる。更に、ＬＥＤチップ実装用基板を製造するための金型を提供することができる。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
１０ リードフレーム
１２ ダイパッド
１３ リード
１６ 抜き孔
１８ ＬＥＤチップ実装領域
５１ 上型インサート
５２ キャビティピン
６１ 下型インサート
７１ 樹脂
８０ ＬＥＤチップ
９１ 透明樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、
前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、
前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、を有し、
前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、
前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている、ことを特徴とするＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップ実装領域の面粗さは、前記リードフレームの他の領域における面粗さよりも細かいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項３】
前記所定の深さは、前記リードフレームの板厚の０．４〜２．０％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項４】
前記所定の深さは、前記リードフレームの板厚の０．６〜１．０％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップ実装用基板はマトリックスタイプ又はマップタイプであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に順バイアスを印加することにより光を放出するＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを実装するＬＥＤチップ実装領域を備え、かつ、該ＬＥＤチップの前記第１の電極に電気的接続されたダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの前記第２の電極に電気的接続されたリードを備えたリードフレームと、
前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、
前記ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂と、を有し、
前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている、ことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
ＬＥＤチップ実装用基板の金型であって、
ダイパッド及びリードを備えたリードフレームを上面側から押さえる上金型と、
前記リードフレームを下面側から押さえる下金型と、を有し、
前記上金型は、パーティング面から所定量だけ突出したキャビティピンを備え、
前記金型は、前記リードフレームを樹脂封止する際に、前記上金型及び前記下金型で該リードフレームをクランプすることにより、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰してＬＥＤチップ実装領域を形成するように構成されている、ことを特徴とする金型。
【請求項８】
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板の製造方法であって、
前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームを形成し、
上金型と下金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことによりＬＥＤチップ実装領域を形成し、
前記リードフレームの前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に樹脂を充填する、ことを特徴とするＬＥＤチップ実装用基板の製造方法。
【請求項１】
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板であって、
前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームと、
前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、を有し、
前記リードフレームは、前記ＬＥＤチップを実装するために前記樹脂で覆われずに露出したＬＥＤチップ実装領域を備え、
前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている、ことを特徴とするＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップ実装領域の面粗さは、前記リードフレームの他の領域における面粗さよりも細かいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項３】
前記所定の深さは、前記リードフレームの板厚の０．４〜２．０％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項４】
前記所定の深さは、前記リードフレームの板厚の０．６〜１．０％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップ実装用基板はマトリックスタイプ又はマップタイプであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤチップ実装用基板。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に順バイアスを印加することにより光を放出するＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを実装するＬＥＤチップ実装領域を備え、かつ、該ＬＥＤチップの前記第１の電極に電気的接続されたダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの前記第２の電極に電気的接続されたリードを備えたリードフレームと、
前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填された樹脂と、
前記ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂と、を有し、
前記ＬＥＤチップ実装領域は、前記樹脂を前記抜き孔に充填する際に、金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことにより形成されている、ことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
ＬＥＤチップ実装用基板の金型であって、
ダイパッド及びリードを備えたリードフレームを上面側から押さえる上金型と、
前記リードフレームを下面側から押さえる下金型と、を有し、
前記上金型は、パーティング面から所定量だけ突出したキャビティピンを備え、
前記金型は、前記リードフレームを樹脂封止する際に、前記上金型及び前記下金型で該リードフレームをクランプすることにより、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰してＬＥＤチップ実装領域を形成するように構成されている、ことを特徴とする金型。
【請求項８】
複数のＬＥＤチップを実装可能に構成されたＬＥＤチップ実装用基板の製造方法であって、
前記ＬＥＤチップの第１の電極に電気的接続するためのダイパッド、及び、該ＬＥＤチップの第２の電極に電気的接続するためのリードを備えたリードフレームを形成し、
上金型と下金型を用いて前記リードフレームをクランプし、該リードフレームの表面から所定の深さだけ潰すことによりＬＥＤチップ実装領域を形成し、
前記リードフレームの前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に樹脂を充填する、ことを特徴とするＬＥＤチップ実装用基板の製造方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１１４３０３（Ｐ２０１２−１１４３０３Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３０５０（Ｐ２０１０−２６３０５０）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００１４４８２１）アピックヤマダ株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００１４４８２１）アピックヤマダ株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
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