ＬＥＤパッケージ及びその製造方法
【課題】ＬＥＤチップの発光によって白色樹脂の内壁が受けるダメージを軽減して発光特性を良好に保持する。
【解決手段】ＬＥＤパッケージは、青色光を発光するＬＥＤチップ１０が搭載されるリードフレーム本体３上のパッド部７とリード部８を有する。リードフレーム本体３上にパッド部７とリード部８を囲うように内壁５ａを形成した凹部のキャビティ５を有する白色樹脂からなるリフレクター部６を備える。キャビティ５を形成する内壁５ａに黄色蛍光体１３を比較的大きな密度で付着する。キャビティ５内には黄色蛍光体１３が比較的小さな密度で分散された透明封止樹脂１２を充填した。内壁５ａに向かう一部の青色光は黄色蛍光体１３に衝突して黄色光に励起され、白色樹脂の内壁５ａのダメージを抑制する。
【解決手段】ＬＥＤパッケージは、青色光を発光するＬＥＤチップ１０が搭載されるリードフレーム本体３上のパッド部７とリード部８を有する。リードフレーム本体３上にパッド部７とリード部８を囲うように内壁５ａを形成した凹部のキャビティ５を有する白色樹脂からなるリフレクター部６を備える。キャビティ５を形成する内壁５ａに黄色蛍光体１３を比較的大きな密度で付着する。キャビティ５内には黄色蛍光体１３が比較的小さな密度で分散された透明封止樹脂１２を充填した。内壁５ａに向かう一部の青色光は黄色蛍光体１３に衝突して黄色光に励起され、白色樹脂の内壁５ａのダメージを抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を搭載するＬＥＤ発光素子用リードフレームを備えたＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路やＬＥＤ発光素子等の電子素子を搭載するためのリードフレームは、板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、或いは銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、その片面又は両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工して製造される。このように製造されたリードフレームは、半導体集積回路やＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部（アイランド部）と、該パッド部とは絶縁状態とされて電子素子と電気的に接続が行われるリード部（アイランド部）とを備えた構成とされる。
【０００３】
リードフレームのパッド部の表面側には、電子素子を載置するための搭載部（搭載面）が設けられている。そして、その裏面側には、ＬＥＤ発光素子等の電子素子本体から発生する駆動熱や電子素子周囲の環境条件による熱を放散させるための放熱部（放熱面）が設けられている。この放熱部により、電子素子側に熱が蓄積されないように放熱されるようになっている。
【０００４】
上述のように設計されたリードフレーム等を用いて、ＬＥＤパッケージは作製されている。このＬＥＤパッケージは、発光ダイオードを光源として用いた発光装置のことであり、ヒートシンク、リードフレーム、ケースが一体となっているものが最も一般的である。
ヒートシンクは熱の拡散を、リードフレームは電気的導通を、ケースは絶縁及び放熱効果をそれぞれ要求されている。これらで形成された基板にＬＥＤチップを搭載し、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂といった封止樹脂で樹脂モールドし、パッケージ化されたものをＬＥＤパッケージという。
【０００５】
近年、このＬＥＤパッケージは、照明を始め、種々の電子部品に広く利用されている。そのため、ＬＥＤチップから放出される光を効率よく取り出すことが求められており、発光素子から直接放たれた光だけでなく、リフレクターを設けることで反射させ、外部に光をより多く放出されるような輝度の高いパッケージが求められている。
ＬＥＤチップから発光される高エネルギーの短波長光を外部に発光させ、しかもＬＥＤの輝度を向上させるようにしたＬＥＤパッケージとして、例えば特許文献１乃至３に記載されたものが提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載されたＬＥＤパッケージでは、絶縁材料からなる基板上にＬＥＤチップを搭載させ、ＬＥＤチップの一方の電極を一方の外部電極に接続させると共にＬＥＤチップの他方の電極を他方の外部電極に接続させている。そして、ＬＥＤチップをドーム状の不織布で覆い、黄色蛍光体の表面に赤色系顔料を付着した顔料付き蛍光体を不織布の表面に担持させている。
【０００７】
また、特許文献２に記載されたＬＥＤパッケージでは、パッド部に紫外線を発光するＬＥＤチップを搭載し、リフレクターの凹部にはＬＥＤチップを被覆封止するコーティング層中に紫外線を可視光へ波長変換する蛍光体が分散状態で混入されている。これにより、ＬＥＤチップから発光された紫外光が蛍光体によって可視光に波長変換される。
また、別の例では、リフレクターの凹部にはＬＥＤチップを被覆封止するコーティング層とその上に蛍光体が分散状態で混入された蛍光体層とが、二層で積層されている。この場合には、ＬＥＤチップから発光された紫外光がコーティング層を通って蛍光体層で可視光に変換されてすぐに外装体に入射するため可視光の取り出し効率が向上するとしている。
更に特許文献３に記載されたＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤチップを囲うリフレクターの内壁に光反射性のフィラーを含有する樹脂層を被覆形成し、リフレクターの凹部に封止部材を充填している。
【０００８】
また、他の例として、図５に示すＬＥＤパッケージ５０では、リードフレームを構成する金属部５１のパッド部５１ａにＬＥＤチップ５２が搭載され、ワイヤＷでＬＥＤチップ５２とリード部５２が接続されている。また、ＬＥＤチップ５２とそのリード部５６を囲うように絶縁性の白色樹脂からなるリフレクター部５３が形成されている。リフレクター部５３の凹部には例えば黄色蛍光体５４が均一の密度で分散混合された透明封止樹脂５５が充填されている。
そのため、ＬＥＤチップ５２から発光する例えば短波長でエネルギーの高い青色光は一部が黄色蛍光体５４によって当って励起されてある確率で黄色光となり、青色光と黄色光とで擬似白色光を発生させるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３１１７３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７９７８号公報
【特許文献３】特開２００７−４２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図５に示すＬＥＤパッケージ５０では、図６に示すように、ＬＥＤチップ５２から発光する青色光の一部が封止樹脂５５のリフレクター部５３の内壁５３ａ近傍の黄色蛍光体５４に衝突して黄色光になるが、黄色光は青色光よりエネルギーが低いため、内壁５３ａの白色樹脂に衝突しても白色樹脂が受けるダメージは小さい。
しかしながら、青色光が内壁５３ａの白色樹脂に直接衝突すると短波長でエネルギーが高いために白色樹脂が黄変してしまい内壁５３ａにダメージを与える。すると、ＬＥＤチップ３から発光する青色光と黄色蛍光体の励起光である黄色光との色バランスが崩れ、トータルとしてＬＥＤパッケージ５０から発光する光の色が白色からずれてしまうという不具合が発生する。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ＬＥＤチップから発光する光によって内壁を形成する白色樹脂の受けるダメージを軽減して発光特性を良好に保持できるようにしたＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクターとを備えたＬＥＤパッケージにおいて、キャビティを形成する内壁に蛍光体が比較的大きな密度で付着され、キャビティ内には蛍光体が比較的小さな密度で分散された封止樹脂が充填されてなることを特徴とする。
本発明によるＬＥＤパッケージによれば、ＬＥＤチップから発光される光の一部は封止樹脂中に分散された比較的低密度の蛍光体に衝突して黄色光等の他の色の光に励起されるが、一部の光は白色樹脂からなるリフレクターの内壁に衝突する方向に進んでその多くは内壁に付着された比較的高密度の蛍光体に衝突し、黄色光等の他の色の光に変換されてエネルギーの低い光となって内壁に衝突するため白色樹脂のダメージは小さく内壁の黄変は抑制される。そのため、ＬＥＤチップから発光する光と蛍光体に衝突して色が変更される光と内壁に衝突して反射する光との色のバランスが良好で、トータルの光の色が疑似白色として外部に発光される。
そのため、キャビティの白色樹脂でできた内壁を高密度に付着された蛍光体によって変色から守ることができる。特に、内壁に付着する蛍光体を比較的高密度にし且つ封止樹脂中の蛍光体を比較的低密度に分散したことで、白色樹脂の黄変を抑制するようにしたから、青色光と黄色光との色バランスを良好に保って外部に発光する光を白色光に維持できる。
【００１３】
また、内壁は微細な凹凸を形成して粗面化されていることが好ましい。
白色樹脂からなる内壁を例えばウエットブラスト工法等によって粗面化することで、内壁に微細な凹凸ができて蛍光体の付着性が向上する。
【００１４】
また、蛍光体は黄色蛍光体であることが好ましく、この場合、ＬＥＤチップはエネルギーの高い青色光であることが好ましい。
ＬＥＤチップから発光する高エネルギーの青色光が内壁に当たると白色樹脂が黄変してくるが、内壁に黄色蛍光体を比較的高密度で付着させたことで青色光は黄色蛍光体によって低エネルギーの黄色光に変換されるために白色樹脂の内壁の黄変を抑制でき、一方、封止樹脂中の黄色蛍光体は比較的低密度であるため、青色光として出射する割合が多く黄色蛍光体に衝突して黄色光となる割合が小さく、青色光と黄色光とのバランスを維持して擬似的な白色光を外部に発光できる。
【００１５】
また、蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体であることが好ましく、この場合、ＬＥＤチップはエネルギーの高い近紫外光であることが好ましい。
ＬＥＤチップから発光する高エネルギーの近紫外光が内壁に当たると白色樹脂が黄変してくるが、内壁に赤色蛍光体Ｒ、緑色蛍光体Ｇ、青色蛍光体Ｂを比較的高密度で付着させたことで近紫外光による白色樹脂の内壁の黄変を抑制でき、一方、封止樹脂中の赤色蛍光体Ｒ、緑色蛍光体Ｇ、青色蛍光体Ｂは比較的低密度であるが、青色光と赤色光と緑色光とからなる３原色のバランスを維持して擬似的な白色光を外部に発光できる。
【００１６】
本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法は、ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色系樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤ発光素子用リードフレームを形成し、キャビティを形成する内壁に蛍光体を比較的大きな密度で付着させた後に、キャビティ内に蛍光体を比較的小さな密度で分散した封止樹脂を充填させるようにしたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法によれば、先に凹部形状のキャビティの白色樹脂からなるリフレクター部の内壁に、比較的高密度に蛍光体を付着させ、その後に比較的低密度に蛍光体を分散させた封止樹脂を充填させるようにしたから、封止樹脂の硬化後に、比較的高密度に蛍光体を付着させた内壁と、この内壁を含むキャビティに比較的低密度に蛍光体を含む封止樹脂とを一体に形成することができる。
【００１７】
また、内壁は予め微細な凹凸を形成して粗面化されていてもよい。
白色樹脂からなるキャビティの内壁をウエットブラスト工法等の各種の粗面化工法によって粗らすことで内壁に微細な凹凸が形成され、蛍光体を付着させる際にその密着性が向上する。
なお、内壁の粗面化に際し、リードフレームを形成する工程において金属製のパッド部とリード部の周囲やその間に樹脂を埋設して硬化させた後、バリ取り加工によって樹脂のバリを除去する際に白色樹脂の内壁を粗面化するようにしてもよい。
【００１８】
また、蛍光体を含む塗布液をキャビティの内壁に塗布するようにしてもよく、塗布液を白色樹脂の内壁に塗布することで、蛍光体を内壁に付着させることができる。
また、蛍光体を含む塗布液をキャビティの内壁に噴霧するようにしてもよく、塗布液を白色樹脂の内壁に噴霧することで、蛍光体を内壁に付着させることができる。
【００１９】
また、ＬＥＤチップから射出される光は青色光であり、蛍光体は黄色蛍光体であることが好ましい。
この構成によって、白色樹脂からなる内壁に付着させた黄色蛍光体に青色ＬＥＤチップから発光する青色光が衝突することで黄色光となるため内壁の黄変とダメージを抑制できて、また青色光の他の一部は封止樹脂中に分散された黄色蛍光体に衝突して黄色光に励起されるため、黄色蛍光体に衝突しない青色光と黄色光との色のバランスによって疑似白色光を外部に発光できる。
【００２０】
また、ＬＥＤチップから射出される光は近紫外線であり、蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体であってもよい。
この構成によって、白色樹脂からなる内壁に付着させた赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体に近紫外光が衝突することで励起されてエネルギーの小さい光に変換されるから、内壁の黄変によるダメージを抑制できて、また青色光の他の一部は封止樹脂中に分散された赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体に衝突して各色光に励起されるため、青色光と赤色光と緑色光との色のバランスによって疑似白色光を外部に発光できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＬＥＤパッケージによれば、ＬＥＤチップを搭載するパッド部とリード部を包囲するリフレクター部の白色樹脂からなる内壁に付着された蛍光体の密度が、封止樹脂内に分散された蛍光体の密度よりも高い密度に設定されているから、白色樹脂の内壁がＬＥＤチップからの発光で受けるダメージを軽減できると共に、封止樹脂内の蛍光体の密度を比較的疎にしたため、ＬＥＤチップから発光する光と蛍光体で励起される光との色バランスが良好に維持され、トータルとしての光のズレを抑制できる。
【００２２】
本発明に係るＬＥＤパッケージの製造方法によれば、キャビティを形成する白色樹脂からなる内壁に比較的高密度の蛍光体を付着させた後、キャビティ内に比較的低密度の蛍光体を分散させた封止樹脂を充填させたから、白色樹脂からなるキャビティの内壁とキャビティに充填された封止樹脂との間で蛍光体の密度が粗密で相違していても、容易に製造することができる。これによって、ＬＥＤチップからの発光による白色樹脂の内壁のダメージを抑制すると共にＬＥＤパッケージの外部に発光する光が白色からずれるのを防止できて良好な光を射出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージの平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤパッケージのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示すリフレクター部の内壁の黄色蛍光体に青色光が衝突する状態を示す要部拡大図である。
【図４】実施形態によるＬＥＤパッケージの製造工程を示す図であり、（ａ）は黄色蛍光体含有塗料の塗布前のリードフレームの断面図、（ｂ）はＬＥＤパッケージをパッド部に搭載した状態のリードフレームの断面図、（ｃ）は黄色蛍光体含有塗料を内壁に塗布した状態のリードフレームの断面図である。
【図５】従来技術によるＬＥＤパッケージの要部断面図である。
【図６】図５に示すリフレクター部の内壁部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージについて図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に示すＬＥＤパッケージ１において、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム（以下、単にリードフレームと称する）２は、金属部からなる板状のリードフレーム本体３と、リードフレーム本体３の上面に樹脂モールドした絶縁性の白色樹脂４とを備えている。
白色樹脂４はＬＥＤチップ１０を収容する凹部が一体形成されたリフレクター部６であり、この凹部はキャビティ５を構成する。ＬＥＤチップ１０は例えば青色発光ＬＥＤチップである。なお、外装体は省略されている。
【００２５】
リードフレーム本体３の金属部は、例えば板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、或いは銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなっている。リードフレーム本体３は、この金属合金製の板状の基材をエッチングすることにより形成される部材であって、ＬＥＤチップ１０を搭載するパッド部７とＬＥＤチップ１０に電力を供給するリード部８とがスリット９によって分離され、スリット９内には絶縁性の樹脂が充填されてパッド部７とリード部８を絶縁している。
パッド部７は、図２に示すように、表面（上面）がＬＥＤチップ１０を搭載するための搭載面Ａとされており、搭載面Ａの反対側の裏面（下面）はパッド放熱面Ｂとされている。パッド放熱面Ｂは、ＬＥＤチップ１０から発生する駆動熱やＬＥＤチップ１０の周囲環境条件から熱を放散させる放熱部として機能する。
【００２６】
リード部８は、パッド部７の水平方向にスリット９を介して所定間隔離間した位置に配置されている。なお、リード部８は例えばパッド部７の両側に分離して一対設けられている構成でもよい。リード部８は、パッド部７と同様の厚みを有しており、リード部８の表面（上面）が、ＬＥＤチップ１０に電気的に接続される接続面Ｃとされ、接続面Ｃの反対側の裏面（下面）が、リード部８において発生する熱を放熱する放熱部として機能するリード放熱面Ｄとされている。
【００２７】
例えば、パッド部７の搭載面Ａとリード部８の接続面Ｃとは、同一の板状基材から形成されるため、特段の加工を行わない限り、同一平面とされている。同様に、パッド部７のパッド放熱面Ｂ及びリード部８のリード放熱面Ｄも同一平面とされている。
また、リード部８の接続面Ｃはパッド部７に実装されるＬＥＤチップ１０に対してワイヤーボンディングやチップボンディングによって接続されており、本実施形態では、例えば金線等からなるワイヤーＷを介して電気的に接続されている。
なお、接続面Ｃへのメッキは、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキ等の中から用途に合わせて自由に選択することができる。また、このように接続面Ｃにメッキをするのに先立って、接続面Ｃに対して熱拡散性に優れたニッケルメッキ等の下地メッキを行なってもよい。
【００２８】
リードフレーム本体３の上面に形成されるキャビティ５は白色樹脂４で周囲に内壁５ａを成形した略逆円錐台形状の凹部として形成され、その内壁５ａはパッド部７及びリード８部を含むリードフレーム本体３の表面と共に略逆円錐台形状のＬＥＤチップ収納空間を形成する。
そして、キャビティ５の略逆円錐台形状の凹部内には透明封止樹脂１２が充填されている。透明封止樹脂１２は高光透過率（透過率９０〜９５％以上）を有する樹脂であり、本実施形態では、透明封止樹脂１２内には黄色蛍光体１３が分散して含まれている。
しかも、図２及び図３に示すように、黄色蛍光体１３は、キャビティ５の内壁５ａにほぼ均一に付着する黄色蛍光体１３の割合が内壁５ａ以外の透明封止樹脂１２内に分散されている黄色蛍光体１３の割合よりも高密度とされている。
【００２９】
ここで、ＬＥＤチップ１０は例えば高エネルギーで短波長４１０ｎｍの青色光を発光するものであり、この青色光の一部が黄色蛍光体１３に衝突することで青色光から励起されて青色光よりもエネルギーの低い黄色光となる。そして、発光された青色光と励起された黄色光との色のバランスで擬似白色光となって外部に発光することになる。
本実施形態では、特に白色樹脂４で形成されたキャビティ部５の内壁５ａに衝突する一部の青色光が内壁５ａに高密度に付着された黄色蛍光体１３によって黄色光となる割合が高い。しかも、黄色光は青色光よりもエネルギーが低いため、白色樹脂４の内壁５ａに衝突しても白色樹脂４が受けるダメージは小さく、そのため白色樹脂４が黄変する可能性は小さい。
【００３０】
しかも、透明封止樹脂１２中に含まれる黄色蛍光体１３の割合を仮に従来と同程度とすると、内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３の割合を比較的多くすることで、内壁５ａ以外の封止樹脂１２中に分散される黄色蛍光体１３の割合が比較的小さくなる。なお、仮に内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３だけでなく透明封止樹脂１２中の黄色蛍光体１３の分散割合も増大すると、青色光が黄色光に励起される割合が増大するために、外部に発光する光の色が白色からずれてしまい、不具合が発生するおそれがある。一方、透明封止樹脂１２中の黄色蛍光体１３の分散割合が小さすぎると、やはり外部に発光する光の色が白色からずれてしまう不具合が発生する。
そのため、キャビティ部５内に分散される黄色蛍光体１３について、透明封止樹脂１２に分散含有される割合と内壁５ａに付着させる割合とで粗密の調整をしてバランスさせることで、青色光と青色光の励起光である黄色光との色のバランスをとってトータルとして外部に発光する光が疑似白色となるように制御するものとする。しかも、内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３を高密度に設定して白色樹脂４の黄変を抑制してダメージを小さくするものとする。
【００３１】
なお、白色樹脂４として、例えばポリアミド系樹脂（芳香族ポリアミド系樹脂を含む）、液晶ポリマー、ポリフタルアミド、ナイロン６Ｔ等を採用できる。
透明封止樹脂１２は、例えばエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフタルアミド等を用いることができ、これらのうちの２種又は３種以上の混合系を用いてもよい。
また、黄色蛍光体１３として、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いることができ、この蛍光体であれば青色系の光を黄色または黄緑色系の光に効率よく変換できる。なお、イットリウムの一部または全部をＬａまたはＬｕに置換したものを用いることができ、また、アルミニウムの一部または全部をＩｎまたはＳｃに置換したものを用いることもできる。
【００３２】
次に、実施形態によるＬＥＤパッケージ１の製造方法について図４により説明する。
まずは、図４（ａ）に基づいてリードフレーム２を製造する過程を説明する。即ち、Ｆｅ−Ｎｉ等の合金薄膜またはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の金属合金製の板状をなすリードフレーム用金属材料を用意する。この金属材料の上面と裏面にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布してレジスト層を形成し、所定のパターン露光用フォトマスクを用いてフォトレジスト層にパターンを露光し、次いで、現像、必要に応じて硬膜処理をする。
これにより、金属材料の上面にパッド部７のチップ搭載用上面Ａ、リード部８の電気接続エリアＣを形成する部分を残してフォトレジストが現像除去されたレジストパターンが形成される。
【００３３】
次に、レジストパターンが形成された金属材料の上面に、フォトレジスト非形成部を塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理（ハーフエッチング処理）を行なう。これにより、パッド部７及びリード部８となるべき部分の間には、範囲の狭いレジストパターンが配置されていることにより、比較的深度の小さいエッチング部分が形成される。これにより、金属材料の上面に凹凸形状が形成される。裏面にも同様に凹凸形状が形成される。
【００３４】
次に、トランスファーモールド成形もしくは射出成形によりパッド部７とリード部８をスリット９の絶縁樹脂で保持すると共に、リフレクター部６とキャビティ５の部分を絶縁性の白色樹脂４で成形する。これにより、リフレクター部６はパッド部７とリード部８の上面の周囲の白色樹脂４によって略逆円錐台形状で上方に拡径された内壁５ａの反射面を有するキャビティ５が形成される。
【００３５】
そして、内壁５ａで囲まれた領域内のリードフレーム本体３のパッド部７の搭載面Ａとリード部８の接続面Ｃに、耐熱拡散性に優れたＮｉめっき等の下地めっきを行い、その後に、銀めっき、金めっき、パラジウムめっき等を行う。ここで、ＬＥＤパッケージ１を外部基板に搭載、接続するために、パッド部７の放熱用裏面Ｂ及びリード部８の放熱用裏面Ｄにも銀めっき、金めっき、パラジウムめっき等を行ってもよい。
このようにして凹部の内壁５ａが上方に向かって外側に傾斜して拡径するキャビティ５として形成され、キャビティ５の底部にパッド部７の搭載面Ａ及びリード部８の接続面Ｃが露出するリードフレーム２が成形される。
【００３６】
次に、上述したリードフレーム２からＬＥＤパッケージ１を製造する方法について説明する。
まず、図４（ｂ）において、製造したリードフレーム２におけるパッド部７の搭載面ＡにＬＥＤチップ１０を搭載し、ＬＥＤチップ１０とリード部８の接続面ＣとをワイヤーＷを用いてワイヤーボンディングする。
次に、図４（ｃ）に示すように、リードフレーム本体３上に白色樹脂４によって形成されたキャビティ５の内壁５ａに、黄色蛍光体１３を比較的高密度に含有する塗料を塗布する。塗料として例えばヘキサンやキシレンなどの溶媒にイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体またはＹＡＧ蛍光体を分散させた分散液などを用いることができる。これによって内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３が付着して偏在することになる。
【００３７】
なお、キャビティ５の内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布する場合、予め形成したキャビティ５の白色樹脂４が金属部からなるリードフレーム本体３の表面にも一部被覆される場合がある。この場合、リードフレーム本体３表面の白色樹脂４上にも黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布してもかまわない。
その後、内壁５ａの黄色蛍光体１３の密度よりも比較的黄色蛍光体１３の密度が小さくなるように分散された透明封止樹脂６をキャビティ５内に充填して満たし、リードフレーム本体３の表面の搭載面Ａ、接続面Ｃ及びＬＥＤチップ１０を封止する。
このようにして、図１に示すＬＥＤパッケージ１が完成する。
【００３８】
上述のように、本実施形態によるＬＥＤパッケージ１によれば、点灯してＬＥＤチップ１０から青色光が発光すると、内壁５ａ以外の透明封止樹脂１２内を進行する一部の青色光は、黄色蛍光体１３に衝突して励起されて黄色光になるが、この領域の黄色蛍光体１３の含有割合が内壁５ａより低いため黄色蛍光体１３に当接しないで青色光として透過する割合が多い。
一方、一部の青色光はキャビティ５の内壁５ａ方向に進行して、その多くは内壁５ａに比較的高密度に付着された黄色蛍光体１３に衝突して励起されて黄色光となる。そのため、この黄色光が白色樹脂４からなる内壁５ａに衝突しても青色光よりもエネルギーが低いために内壁５ａを構成する白色樹脂４が受けるダメージが軽減され、白色樹脂４の黄変の程度が抑えられる。
そのため、ＬＥＤチップ１０から発光される青色光と黄色蛍光体１３で励起される黄色光と内壁５ａで反射する黄色光とがバランスによって擬似白色光として外部に射出される。しかも、白色樹脂４のキャビティ５に形成されたリフレクター部６としての内壁５ａが青色光によって黄変することを抑制できるから、ＬＥＤパッケージ１から外部に射出される光の色が擬似白色に維持される。
【００３９】
しかも、本実施形態によるＬＥＤパッケージ１の製造方法によれば、予め白色樹脂４からなるキャビティ５の内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布した後、黄色蛍光体１３を比較的低密度に分散させた透明封止樹脂１２をキャビティ５内に充填して固化させるから、透明封止樹脂１２の内部と周側面とで黄色蛍光体１３の密度を粗密に分けて一体に形成できる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施形態によるＬＥＤパッケージ１及びその製造方法に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述の実施形態ではＬＥＤ発光素子として青色光を発光する青色光ＬＥＤチップ１０を用いたが、これに代えて近紫外光を発光する近紫外光ＬＥＤを採用してもよい。この場合、近紫外光は高エネルギーであるために、白色樹脂４の内壁５ａに衝突すると黄変して白色樹脂４が劣化する。
そのため、本変形例では、黄色蛍光体１３に変えて、３原色である赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとを透明封止樹脂１２内に分散させるようにした。この場合、リードフレーム本体３上に白色樹脂４によって形成されたキャビティ５の内壁５ａに、赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとを、透明封止樹脂１２内よりも高密度に含有する塗料を塗布することで、内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３が付着して偏在することになる。
【００４１】
その後、内壁５ａよりも赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとからなる蛍光体の密度を小さくして分散させた透明封止樹脂１２をキャビティ５内に充填して満たし、リードフレーム本体３の表面の搭載面Ａ、接続面Ｃ、ＬＥＤチップ１０及びワイヤＷを封止すればよい。
このような構成を採用したＬＥＤパッケージ１であっても、ＬＥＤチップ１０から発光する近紫外光によって白色樹脂４の内壁５ａが黄変することを抑制して、擬似白色光を外部に発光できる。
【００４２】
また、上述の実施形態や変形例では、蛍光体を含有した塗料を内壁５ａに塗布するようにしたが、塗布に代えてスプレー等を用いてこの塗料を内壁５ａに噴射させるようにしてもよい。
【００４３】
なお、白色樹脂４からなる内壁５ａは予め微細な凹凸を形成して粗面化されていてもよい。白色樹脂４からなるキャビティ５の内壁５ａを、ウエットブラスト工法等の各種の粗面化工法によって予め粗面化しておくことで、内壁５ａに微細な凹凸が形成されているため、蛍光体を付着させる際にその密着性が向上する。
なお、内壁５ａの粗面化に際し、リードフレーム２を製造する工程において、金属製のパッド部７とリード部８の間に絶縁樹脂を埋設すると共に白色樹脂４によるリフレクター部６を形成して硬化させた後、バリ取り加工によって絶縁樹脂や白色樹脂５のバリを除去する際に白色樹脂４の内壁５ａをも粗面化するようにしてもよい。或いは、リードフレーム２を製造する工程における絶縁樹脂や白色樹脂４のバリ取り工程とは別に、内壁５ａに蛍光体を付着する前の工程で独立して粗面化処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ ＬＥＤパッケージ
２ リードフレーム
３ リードフレーム本体
４ 白色樹脂
５ キャビティ
５ａ 内壁
６ リフレクター部
７ パッド部
８ リード部
１０ ＬＥＤチップ
１２ 透明封止樹脂
１３ 黄色蛍光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を搭載するＬＥＤ発光素子用リードフレームを備えたＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路やＬＥＤ発光素子等の電子素子を搭載するためのリードフレームは、板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、或いは銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、その片面又は両面から塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工して製造される。このように製造されたリードフレームは、半導体集積回路やＬＥＤ素子を搭載するためのパッド部（アイランド部）と、該パッド部とは絶縁状態とされて電子素子と電気的に接続が行われるリード部（アイランド部）とを備えた構成とされる。
【０００３】
リードフレームのパッド部の表面側には、電子素子を載置するための搭載部（搭載面）が設けられている。そして、その裏面側には、ＬＥＤ発光素子等の電子素子本体から発生する駆動熱や電子素子周囲の環境条件による熱を放散させるための放熱部（放熱面）が設けられている。この放熱部により、電子素子側に熱が蓄積されないように放熱されるようになっている。
【０００４】
上述のように設計されたリードフレーム等を用いて、ＬＥＤパッケージは作製されている。このＬＥＤパッケージは、発光ダイオードを光源として用いた発光装置のことであり、ヒートシンク、リードフレーム、ケースが一体となっているものが最も一般的である。
ヒートシンクは熱の拡散を、リードフレームは電気的導通を、ケースは絶縁及び放熱効果をそれぞれ要求されている。これらで形成された基板にＬＥＤチップを搭載し、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂といった封止樹脂で樹脂モールドし、パッケージ化されたものをＬＥＤパッケージという。
【０００５】
近年、このＬＥＤパッケージは、照明を始め、種々の電子部品に広く利用されている。そのため、ＬＥＤチップから放出される光を効率よく取り出すことが求められており、発光素子から直接放たれた光だけでなく、リフレクターを設けることで反射させ、外部に光をより多く放出されるような輝度の高いパッケージが求められている。
ＬＥＤチップから発光される高エネルギーの短波長光を外部に発光させ、しかもＬＥＤの輝度を向上させるようにしたＬＥＤパッケージとして、例えば特許文献１乃至３に記載されたものが提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載されたＬＥＤパッケージでは、絶縁材料からなる基板上にＬＥＤチップを搭載させ、ＬＥＤチップの一方の電極を一方の外部電極に接続させると共にＬＥＤチップの他方の電極を他方の外部電極に接続させている。そして、ＬＥＤチップをドーム状の不織布で覆い、黄色蛍光体の表面に赤色系顔料を付着した顔料付き蛍光体を不織布の表面に担持させている。
【０００７】
また、特許文献２に記載されたＬＥＤパッケージでは、パッド部に紫外線を発光するＬＥＤチップを搭載し、リフレクターの凹部にはＬＥＤチップを被覆封止するコーティング層中に紫外線を可視光へ波長変換する蛍光体が分散状態で混入されている。これにより、ＬＥＤチップから発光された紫外光が蛍光体によって可視光に波長変換される。
また、別の例では、リフレクターの凹部にはＬＥＤチップを被覆封止するコーティング層とその上に蛍光体が分散状態で混入された蛍光体層とが、二層で積層されている。この場合には、ＬＥＤチップから発光された紫外光がコーティング層を通って蛍光体層で可視光に変換されてすぐに外装体に入射するため可視光の取り出し効率が向上するとしている。
更に特許文献３に記載されたＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤチップを囲うリフレクターの内壁に光反射性のフィラーを含有する樹脂層を被覆形成し、リフレクターの凹部に封止部材を充填している。
【０００８】
また、他の例として、図５に示すＬＥＤパッケージ５０では、リードフレームを構成する金属部５１のパッド部５１ａにＬＥＤチップ５２が搭載され、ワイヤＷでＬＥＤチップ５２とリード部５２が接続されている。また、ＬＥＤチップ５２とそのリード部５６を囲うように絶縁性の白色樹脂からなるリフレクター部５３が形成されている。リフレクター部５３の凹部には例えば黄色蛍光体５４が均一の密度で分散混合された透明封止樹脂５５が充填されている。
そのため、ＬＥＤチップ５２から発光する例えば短波長でエネルギーの高い青色光は一部が黄色蛍光体５４によって当って励起されてある確率で黄色光となり、青色光と黄色光とで擬似白色光を発生させるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３１１７３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７９７８号公報
【特許文献３】特開２００７−４２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図５に示すＬＥＤパッケージ５０では、図６に示すように、ＬＥＤチップ５２から発光する青色光の一部が封止樹脂５５のリフレクター部５３の内壁５３ａ近傍の黄色蛍光体５４に衝突して黄色光になるが、黄色光は青色光よりエネルギーが低いため、内壁５３ａの白色樹脂に衝突しても白色樹脂が受けるダメージは小さい。
しかしながら、青色光が内壁５３ａの白色樹脂に直接衝突すると短波長でエネルギーが高いために白色樹脂が黄変してしまい内壁５３ａにダメージを与える。すると、ＬＥＤチップ３から発光する青色光と黄色蛍光体の励起光である黄色光との色バランスが崩れ、トータルとしてＬＥＤパッケージ５０から発光する光の色が白色からずれてしまうという不具合が発生する。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ＬＥＤチップから発光する光によって内壁を形成する白色樹脂の受けるダメージを軽減して発光特性を良好に保持できるようにしたＬＥＤパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクターとを備えたＬＥＤパッケージにおいて、キャビティを形成する内壁に蛍光体が比較的大きな密度で付着され、キャビティ内には蛍光体が比較的小さな密度で分散された封止樹脂が充填されてなることを特徴とする。
本発明によるＬＥＤパッケージによれば、ＬＥＤチップから発光される光の一部は封止樹脂中に分散された比較的低密度の蛍光体に衝突して黄色光等の他の色の光に励起されるが、一部の光は白色樹脂からなるリフレクターの内壁に衝突する方向に進んでその多くは内壁に付着された比較的高密度の蛍光体に衝突し、黄色光等の他の色の光に変換されてエネルギーの低い光となって内壁に衝突するため白色樹脂のダメージは小さく内壁の黄変は抑制される。そのため、ＬＥＤチップから発光する光と蛍光体に衝突して色が変更される光と内壁に衝突して反射する光との色のバランスが良好で、トータルの光の色が疑似白色として外部に発光される。
そのため、キャビティの白色樹脂でできた内壁を高密度に付着された蛍光体によって変色から守ることができる。特に、内壁に付着する蛍光体を比較的高密度にし且つ封止樹脂中の蛍光体を比較的低密度に分散したことで、白色樹脂の黄変を抑制するようにしたから、青色光と黄色光との色バランスを良好に保って外部に発光する光を白色光に維持できる。
【００１３】
また、内壁は微細な凹凸を形成して粗面化されていることが好ましい。
白色樹脂からなる内壁を例えばウエットブラスト工法等によって粗面化することで、内壁に微細な凹凸ができて蛍光体の付着性が向上する。
【００１４】
また、蛍光体は黄色蛍光体であることが好ましく、この場合、ＬＥＤチップはエネルギーの高い青色光であることが好ましい。
ＬＥＤチップから発光する高エネルギーの青色光が内壁に当たると白色樹脂が黄変してくるが、内壁に黄色蛍光体を比較的高密度で付着させたことで青色光は黄色蛍光体によって低エネルギーの黄色光に変換されるために白色樹脂の内壁の黄変を抑制でき、一方、封止樹脂中の黄色蛍光体は比較的低密度であるため、青色光として出射する割合が多く黄色蛍光体に衝突して黄色光となる割合が小さく、青色光と黄色光とのバランスを維持して擬似的な白色光を外部に発光できる。
【００１５】
また、蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体であることが好ましく、この場合、ＬＥＤチップはエネルギーの高い近紫外光であることが好ましい。
ＬＥＤチップから発光する高エネルギーの近紫外光が内壁に当たると白色樹脂が黄変してくるが、内壁に赤色蛍光体Ｒ、緑色蛍光体Ｇ、青色蛍光体Ｂを比較的高密度で付着させたことで近紫外光による白色樹脂の内壁の黄変を抑制でき、一方、封止樹脂中の赤色蛍光体Ｒ、緑色蛍光体Ｇ、青色蛍光体Ｂは比較的低密度であるが、青色光と赤色光と緑色光とからなる３原色のバランスを維持して擬似的な白色光を外部に発光できる。
【００１６】
本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法は、ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色系樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤ発光素子用リードフレームを形成し、キャビティを形成する内壁に蛍光体を比較的大きな密度で付着させた後に、キャビティ内に蛍光体を比較的小さな密度で分散した封止樹脂を充填させるようにしたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法によれば、先に凹部形状のキャビティの白色樹脂からなるリフレクター部の内壁に、比較的高密度に蛍光体を付着させ、その後に比較的低密度に蛍光体を分散させた封止樹脂を充填させるようにしたから、封止樹脂の硬化後に、比較的高密度に蛍光体を付着させた内壁と、この内壁を含むキャビティに比較的低密度に蛍光体を含む封止樹脂とを一体に形成することができる。
【００１７】
また、内壁は予め微細な凹凸を形成して粗面化されていてもよい。
白色樹脂からなるキャビティの内壁をウエットブラスト工法等の各種の粗面化工法によって粗らすことで内壁に微細な凹凸が形成され、蛍光体を付着させる際にその密着性が向上する。
なお、内壁の粗面化に際し、リードフレームを形成する工程において金属製のパッド部とリード部の周囲やその間に樹脂を埋設して硬化させた後、バリ取り加工によって樹脂のバリを除去する際に白色樹脂の内壁を粗面化するようにしてもよい。
【００１８】
また、蛍光体を含む塗布液をキャビティの内壁に塗布するようにしてもよく、塗布液を白色樹脂の内壁に塗布することで、蛍光体を内壁に付着させることができる。
また、蛍光体を含む塗布液をキャビティの内壁に噴霧するようにしてもよく、塗布液を白色樹脂の内壁に噴霧することで、蛍光体を内壁に付着させることができる。
【００１９】
また、ＬＥＤチップから射出される光は青色光であり、蛍光体は黄色蛍光体であることが好ましい。
この構成によって、白色樹脂からなる内壁に付着させた黄色蛍光体に青色ＬＥＤチップから発光する青色光が衝突することで黄色光となるため内壁の黄変とダメージを抑制できて、また青色光の他の一部は封止樹脂中に分散された黄色蛍光体に衝突して黄色光に励起されるため、黄色蛍光体に衝突しない青色光と黄色光との色のバランスによって疑似白色光を外部に発光できる。
【００２０】
また、ＬＥＤチップから射出される光は近紫外線であり、蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体であってもよい。
この構成によって、白色樹脂からなる内壁に付着させた赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体に近紫外光が衝突することで励起されてエネルギーの小さい光に変換されるから、内壁の黄変によるダメージを抑制できて、また青色光の他の一部は封止樹脂中に分散された赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体に衝突して各色光に励起されるため、青色光と赤色光と緑色光との色のバランスによって疑似白色光を外部に発光できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＬＥＤパッケージによれば、ＬＥＤチップを搭載するパッド部とリード部を包囲するリフレクター部の白色樹脂からなる内壁に付着された蛍光体の密度が、封止樹脂内に分散された蛍光体の密度よりも高い密度に設定されているから、白色樹脂の内壁がＬＥＤチップからの発光で受けるダメージを軽減できると共に、封止樹脂内の蛍光体の密度を比較的疎にしたため、ＬＥＤチップから発光する光と蛍光体で励起される光との色バランスが良好に維持され、トータルとしての光のズレを抑制できる。
【００２２】
本発明に係るＬＥＤパッケージの製造方法によれば、キャビティを形成する白色樹脂からなる内壁に比較的高密度の蛍光体を付着させた後、キャビティ内に比較的低密度の蛍光体を分散させた封止樹脂を充填させたから、白色樹脂からなるキャビティの内壁とキャビティに充填された封止樹脂との間で蛍光体の密度が粗密で相違していても、容易に製造することができる。これによって、ＬＥＤチップからの発光による白色樹脂の内壁のダメージを抑制すると共にＬＥＤパッケージの外部に発光する光が白色からずれるのを防止できて良好な光を射出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージの平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤパッケージのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示すリフレクター部の内壁の黄色蛍光体に青色光が衝突する状態を示す要部拡大図である。
【図４】実施形態によるＬＥＤパッケージの製造工程を示す図であり、（ａ）は黄色蛍光体含有塗料の塗布前のリードフレームの断面図、（ｂ）はＬＥＤパッケージをパッド部に搭載した状態のリードフレームの断面図、（ｃ）は黄色蛍光体含有塗料を内壁に塗布した状態のリードフレームの断面図である。
【図５】従来技術によるＬＥＤパッケージの要部断面図である。
【図６】図５に示すリフレクター部の内壁部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態によるＬＥＤパッケージについて図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に示すＬＥＤパッケージ１において、ＬＥＤ発光素子用リードフレーム（以下、単にリードフレームと称する）２は、金属部からなる板状のリードフレーム本体３と、リードフレーム本体３の上面に樹脂モールドした絶縁性の白色樹脂４とを備えている。
白色樹脂４はＬＥＤチップ１０を収容する凹部が一体形成されたリフレクター部６であり、この凹部はキャビティ５を構成する。ＬＥＤチップ１０は例えば青色発光ＬＥＤチップである。なお、外装体は省略されている。
【００２５】
リードフレーム本体３の金属部は、例えば板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、或いは銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなっている。リードフレーム本体３は、この金属合金製の板状の基材をエッチングすることにより形成される部材であって、ＬＥＤチップ１０を搭載するパッド部７とＬＥＤチップ１０に電力を供給するリード部８とがスリット９によって分離され、スリット９内には絶縁性の樹脂が充填されてパッド部７とリード部８を絶縁している。
パッド部７は、図２に示すように、表面（上面）がＬＥＤチップ１０を搭載するための搭載面Ａとされており、搭載面Ａの反対側の裏面（下面）はパッド放熱面Ｂとされている。パッド放熱面Ｂは、ＬＥＤチップ１０から発生する駆動熱やＬＥＤチップ１０の周囲環境条件から熱を放散させる放熱部として機能する。
【００２６】
リード部８は、パッド部７の水平方向にスリット９を介して所定間隔離間した位置に配置されている。なお、リード部８は例えばパッド部７の両側に分離して一対設けられている構成でもよい。リード部８は、パッド部７と同様の厚みを有しており、リード部８の表面（上面）が、ＬＥＤチップ１０に電気的に接続される接続面Ｃとされ、接続面Ｃの反対側の裏面（下面）が、リード部８において発生する熱を放熱する放熱部として機能するリード放熱面Ｄとされている。
【００２７】
例えば、パッド部７の搭載面Ａとリード部８の接続面Ｃとは、同一の板状基材から形成されるため、特段の加工を行わない限り、同一平面とされている。同様に、パッド部７のパッド放熱面Ｂ及びリード部８のリード放熱面Ｄも同一平面とされている。
また、リード部８の接続面Ｃはパッド部７に実装されるＬＥＤチップ１０に対してワイヤーボンディングやチップボンディングによって接続されており、本実施形態では、例えば金線等からなるワイヤーＷを介して電気的に接続されている。
なお、接続面Ｃへのメッキは、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキ等の中から用途に合わせて自由に選択することができる。また、このように接続面Ｃにメッキをするのに先立って、接続面Ｃに対して熱拡散性に優れたニッケルメッキ等の下地メッキを行なってもよい。
【００２８】
リードフレーム本体３の上面に形成されるキャビティ５は白色樹脂４で周囲に内壁５ａを成形した略逆円錐台形状の凹部として形成され、その内壁５ａはパッド部７及びリード８部を含むリードフレーム本体３の表面と共に略逆円錐台形状のＬＥＤチップ収納空間を形成する。
そして、キャビティ５の略逆円錐台形状の凹部内には透明封止樹脂１２が充填されている。透明封止樹脂１２は高光透過率（透過率９０〜９５％以上）を有する樹脂であり、本実施形態では、透明封止樹脂１２内には黄色蛍光体１３が分散して含まれている。
しかも、図２及び図３に示すように、黄色蛍光体１３は、キャビティ５の内壁５ａにほぼ均一に付着する黄色蛍光体１３の割合が内壁５ａ以外の透明封止樹脂１２内に分散されている黄色蛍光体１３の割合よりも高密度とされている。
【００２９】
ここで、ＬＥＤチップ１０は例えば高エネルギーで短波長４１０ｎｍの青色光を発光するものであり、この青色光の一部が黄色蛍光体１３に衝突することで青色光から励起されて青色光よりもエネルギーの低い黄色光となる。そして、発光された青色光と励起された黄色光との色のバランスで擬似白色光となって外部に発光することになる。
本実施形態では、特に白色樹脂４で形成されたキャビティ部５の内壁５ａに衝突する一部の青色光が内壁５ａに高密度に付着された黄色蛍光体１３によって黄色光となる割合が高い。しかも、黄色光は青色光よりもエネルギーが低いため、白色樹脂４の内壁５ａに衝突しても白色樹脂４が受けるダメージは小さく、そのため白色樹脂４が黄変する可能性は小さい。
【００３０】
しかも、透明封止樹脂１２中に含まれる黄色蛍光体１３の割合を仮に従来と同程度とすると、内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３の割合を比較的多くすることで、内壁５ａ以外の封止樹脂１２中に分散される黄色蛍光体１３の割合が比較的小さくなる。なお、仮に内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３だけでなく透明封止樹脂１２中の黄色蛍光体１３の分散割合も増大すると、青色光が黄色光に励起される割合が増大するために、外部に発光する光の色が白色からずれてしまい、不具合が発生するおそれがある。一方、透明封止樹脂１２中の黄色蛍光体１３の分散割合が小さすぎると、やはり外部に発光する光の色が白色からずれてしまう不具合が発生する。
そのため、キャビティ部５内に分散される黄色蛍光体１３について、透明封止樹脂１２に分散含有される割合と内壁５ａに付着させる割合とで粗密の調整をしてバランスさせることで、青色光と青色光の励起光である黄色光との色のバランスをとってトータルとして外部に発光する光が疑似白色となるように制御するものとする。しかも、内壁５ａに付着する黄色蛍光体１３を高密度に設定して白色樹脂４の黄変を抑制してダメージを小さくするものとする。
【００３１】
なお、白色樹脂４として、例えばポリアミド系樹脂（芳香族ポリアミド系樹脂を含む）、液晶ポリマー、ポリフタルアミド、ナイロン６Ｔ等を採用できる。
透明封止樹脂１２は、例えばエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフタルアミド等を用いることができ、これらのうちの２種又は３種以上の混合系を用いてもよい。
また、黄色蛍光体１３として、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いることができ、この蛍光体であれば青色系の光を黄色または黄緑色系の光に効率よく変換できる。なお、イットリウムの一部または全部をＬａまたはＬｕに置換したものを用いることができ、また、アルミニウムの一部または全部をＩｎまたはＳｃに置換したものを用いることもできる。
【００３２】
次に、実施形態によるＬＥＤパッケージ１の製造方法について図４により説明する。
まずは、図４（ａ）に基づいてリードフレーム２を製造する過程を説明する。即ち、Ｆｅ−Ｎｉ等の合金薄膜またはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の金属合金製の板状をなすリードフレーム用金属材料を用意する。この金属材料の上面と裏面にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布してレジスト層を形成し、所定のパターン露光用フォトマスクを用いてフォトレジスト層にパターンを露光し、次いで、現像、必要に応じて硬膜処理をする。
これにより、金属材料の上面にパッド部７のチップ搭載用上面Ａ、リード部８の電気接続エリアＣを形成する部分を残してフォトレジストが現像除去されたレジストパターンが形成される。
【００３３】
次に、レジストパターンが形成された金属材料の上面に、フォトレジスト非形成部を塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工処理（ハーフエッチング処理）を行なう。これにより、パッド部７及びリード部８となるべき部分の間には、範囲の狭いレジストパターンが配置されていることにより、比較的深度の小さいエッチング部分が形成される。これにより、金属材料の上面に凹凸形状が形成される。裏面にも同様に凹凸形状が形成される。
【００３４】
次に、トランスファーモールド成形もしくは射出成形によりパッド部７とリード部８をスリット９の絶縁樹脂で保持すると共に、リフレクター部６とキャビティ５の部分を絶縁性の白色樹脂４で成形する。これにより、リフレクター部６はパッド部７とリード部８の上面の周囲の白色樹脂４によって略逆円錐台形状で上方に拡径された内壁５ａの反射面を有するキャビティ５が形成される。
【００３５】
そして、内壁５ａで囲まれた領域内のリードフレーム本体３のパッド部７の搭載面Ａとリード部８の接続面Ｃに、耐熱拡散性に優れたＮｉめっき等の下地めっきを行い、その後に、銀めっき、金めっき、パラジウムめっき等を行う。ここで、ＬＥＤパッケージ１を外部基板に搭載、接続するために、パッド部７の放熱用裏面Ｂ及びリード部８の放熱用裏面Ｄにも銀めっき、金めっき、パラジウムめっき等を行ってもよい。
このようにして凹部の内壁５ａが上方に向かって外側に傾斜して拡径するキャビティ５として形成され、キャビティ５の底部にパッド部７の搭載面Ａ及びリード部８の接続面Ｃが露出するリードフレーム２が成形される。
【００３６】
次に、上述したリードフレーム２からＬＥＤパッケージ１を製造する方法について説明する。
まず、図４（ｂ）において、製造したリードフレーム２におけるパッド部７の搭載面ＡにＬＥＤチップ１０を搭載し、ＬＥＤチップ１０とリード部８の接続面ＣとをワイヤーＷを用いてワイヤーボンディングする。
次に、図４（ｃ）に示すように、リードフレーム本体３上に白色樹脂４によって形成されたキャビティ５の内壁５ａに、黄色蛍光体１３を比較的高密度に含有する塗料を塗布する。塗料として例えばヘキサンやキシレンなどの溶媒にイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体またはＹＡＧ蛍光体を分散させた分散液などを用いることができる。これによって内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３が付着して偏在することになる。
【００３７】
なお、キャビティ５の内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布する場合、予め形成したキャビティ５の白色樹脂４が金属部からなるリードフレーム本体３の表面にも一部被覆される場合がある。この場合、リードフレーム本体３表面の白色樹脂４上にも黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布してもかまわない。
その後、内壁５ａの黄色蛍光体１３の密度よりも比較的黄色蛍光体１３の密度が小さくなるように分散された透明封止樹脂６をキャビティ５内に充填して満たし、リードフレーム本体３の表面の搭載面Ａ、接続面Ｃ及びＬＥＤチップ１０を封止する。
このようにして、図１に示すＬＥＤパッケージ１が完成する。
【００３８】
上述のように、本実施形態によるＬＥＤパッケージ１によれば、点灯してＬＥＤチップ１０から青色光が発光すると、内壁５ａ以外の透明封止樹脂１２内を進行する一部の青色光は、黄色蛍光体１３に衝突して励起されて黄色光になるが、この領域の黄色蛍光体１３の含有割合が内壁５ａより低いため黄色蛍光体１３に当接しないで青色光として透過する割合が多い。
一方、一部の青色光はキャビティ５の内壁５ａ方向に進行して、その多くは内壁５ａに比較的高密度に付着された黄色蛍光体１３に衝突して励起されて黄色光となる。そのため、この黄色光が白色樹脂４からなる内壁５ａに衝突しても青色光よりもエネルギーが低いために内壁５ａを構成する白色樹脂４が受けるダメージが軽減され、白色樹脂４の黄変の程度が抑えられる。
そのため、ＬＥＤチップ１０から発光される青色光と黄色蛍光体１３で励起される黄色光と内壁５ａで反射する黄色光とがバランスによって擬似白色光として外部に射出される。しかも、白色樹脂４のキャビティ５に形成されたリフレクター部６としての内壁５ａが青色光によって黄変することを抑制できるから、ＬＥＤパッケージ１から外部に射出される光の色が擬似白色に維持される。
【００３９】
しかも、本実施形態によるＬＥＤパッケージ１の製造方法によれば、予め白色樹脂４からなるキャビティ５の内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３を含む塗料を塗布した後、黄色蛍光体１３を比較的低密度に分散させた透明封止樹脂１２をキャビティ５内に充填して固化させるから、透明封止樹脂１２の内部と周側面とで黄色蛍光体１３の密度を粗密に分けて一体に形成できる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施形態によるＬＥＤパッケージ１及びその製造方法に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述の実施形態ではＬＥＤ発光素子として青色光を発光する青色光ＬＥＤチップ１０を用いたが、これに代えて近紫外光を発光する近紫外光ＬＥＤを採用してもよい。この場合、近紫外光は高エネルギーであるために、白色樹脂４の内壁５ａに衝突すると黄変して白色樹脂４が劣化する。
そのため、本変形例では、黄色蛍光体１３に変えて、３原色である赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとを透明封止樹脂１２内に分散させるようにした。この場合、リードフレーム本体３上に白色樹脂４によって形成されたキャビティ５の内壁５ａに、赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとを、透明封止樹脂１２内よりも高密度に含有する塗料を塗布することで、内壁５ａに高密度の黄色蛍光体１３が付着して偏在することになる。
【００４１】
その後、内壁５ａよりも赤色蛍光体Ｒと緑色蛍光体Ｇと青色蛍光体Ｂとからなる蛍光体の密度を小さくして分散させた透明封止樹脂１２をキャビティ５内に充填して満たし、リードフレーム本体３の表面の搭載面Ａ、接続面Ｃ、ＬＥＤチップ１０及びワイヤＷを封止すればよい。
このような構成を採用したＬＥＤパッケージ１であっても、ＬＥＤチップ１０から発光する近紫外光によって白色樹脂４の内壁５ａが黄変することを抑制して、擬似白色光を外部に発光できる。
【００４２】
また、上述の実施形態や変形例では、蛍光体を含有した塗料を内壁５ａに塗布するようにしたが、塗布に代えてスプレー等を用いてこの塗料を内壁５ａに噴射させるようにしてもよい。
【００４３】
なお、白色樹脂４からなる内壁５ａは予め微細な凹凸を形成して粗面化されていてもよい。白色樹脂４からなるキャビティ５の内壁５ａを、ウエットブラスト工法等の各種の粗面化工法によって予め粗面化しておくことで、内壁５ａに微細な凹凸が形成されているため、蛍光体を付着させる際にその密着性が向上する。
なお、内壁５ａの粗面化に際し、リードフレーム２を製造する工程において、金属製のパッド部７とリード部８の間に絶縁樹脂を埋設すると共に白色樹脂４によるリフレクター部６を形成して硬化させた後、バリ取り加工によって絶縁樹脂や白色樹脂５のバリを除去する際に白色樹脂４の内壁５ａをも粗面化するようにしてもよい。或いは、リードフレーム２を製造する工程における絶縁樹脂や白色樹脂４のバリ取り工程とは別に、内壁５ａに蛍光体を付着する前の工程で独立して粗面化処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ ＬＥＤパッケージ
２ リードフレーム
３ リードフレーム本体
４ 白色樹脂
５ キャビティ
５ａ 内壁
６ リフレクター部
７ パッド部
８ リード部
１０ ＬＥＤチップ
１２ 透明封止樹脂
１３ 黄色蛍光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、該パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤパッケージにおいて、
前記キャビティを形成する内壁に蛍光体が比較的大きな密度で付着され、前記キャビティ内に前記蛍光体が比較的小さな密度で分散された封止樹脂が充填されてなることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記内壁は微細な凹凸を形成して粗面化されている請求項１に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記蛍光体は黄色蛍光体である請求項１または２に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体である請求項１または２に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、該パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤ発光素子用リードフレームを形成し、
前記キャビティを形成する内壁に蛍光体を比較的大きな密度で付着させた後に、
前記キャビティ内に前記蛍光体を比較的小さな密度で分散した封止樹脂を充填させるようにしたことを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項６】
前記内壁は予め微細な凹凸を形成して粗面化されている請求項５に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体を含む塗布液を前記キャビティの内壁に塗布するようにした請求項５または６に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項８】
前記蛍光体を含む塗布液を前記キャビティの内壁に噴霧するようにした請求項５または６に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記ＬＥＤチップから射出される光は青色光であり、前記蛍光体は黄色蛍光体である請求項５乃至８のいずれか１項に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記ＬＥＤチップから射出される光は近紫外線であり、前記蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体である請求項５乃至８のいずれか１項に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１】
ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、該パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤパッケージにおいて、
前記キャビティを形成する内壁に蛍光体が比較的大きな密度で付着され、前記キャビティ内に前記蛍光体が比較的小さな密度で分散された封止樹脂が充填されてなることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記内壁は微細な凹凸を形成して粗面化されている請求項１に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記蛍光体は黄色蛍光体である請求項１または２に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体である請求項１または２に記載されたＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
ＬＥＤチップが搭載されるパッド部と、ＬＥＤチップと電気的な接続を行うリード部と、該パッド部及びリード部を囲うように内壁が形成された凹部形状のキャビティを有する白色樹脂からなるリフレクター部とを備えたＬＥＤ発光素子用リードフレームを形成し、
前記キャビティを形成する内壁に蛍光体を比較的大きな密度で付着させた後に、
前記キャビティ内に前記蛍光体を比較的小さな密度で分散した封止樹脂を充填させるようにしたことを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項６】
前記内壁は予め微細な凹凸を形成して粗面化されている請求項５に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体を含む塗布液を前記キャビティの内壁に塗布するようにした請求項５または６に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項８】
前記蛍光体を含む塗布液を前記キャビティの内壁に噴霧するようにした請求項５または６に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記ＬＥＤチップから射出される光は青色光であり、前記蛍光体は黄色蛍光体である請求項５乃至８のいずれか１項に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記ＬＥＤチップから射出される光は近紫外線であり、前記蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体である請求項５乃至８のいずれか１項に記載されたＬＥＤパッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８２２０８（Ｐ２０１２−１８２２０８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２５７４（Ｐ２０１１−４２５７４）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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