ＬＥＤパッケージ用基板、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ用基板の製造方法、および、ＬＥＤパッケージの製造方法
【課題】低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板を提供する。
【解決手段】ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、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および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、トランスファ成形によりダイパッドとリードとの間の抜き孔に充填され、かつ、リードフレームの表面上の端部にダム部を成形する樹脂とを有する。
【解決手段】ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、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および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、トランスファ成形によりダイパッドとリードとの間の抜き孔に充填され、かつ、リードフレームの表面上の端部にダム部を成形する樹脂とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに樹脂を成形したＬＥＤパッケージ用基板およびＬＥＤパッケージ用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リードフレームに樹脂を成形したＬＥＤパッケージ用基板を用いたＬＥＤパッケージ成形において、レンズ樹脂をトランスファ成形することによりＬＥＤパッケージ用のレンズ部を形成している。しかし、トランスファ成形によりレンズ部を形成すると、カルやランナなどの部分に成形される樹脂が無駄となり、ＬＥＤパッケージの製造コスト上昇の一因となっている。
【０００３】
一方、特許文献１には、樹脂を圧縮成形することによりレンズ部を製造する方法が開示されている。トランスファ成形の代わりに圧縮成形で樹脂を成形することにより、製造コストを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２５６４７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に開示されている圧縮成形方法では、加熱された下型に樹脂を供給している。このため、樹脂の粘度の制御が困難であり、ゲルタイム（液状樹脂の粘性が増してゲル化するまでの時間）の長い樹脂を使用する必要がある。このため、レンズ部として用いられる樹脂は、上記の条件を満たす限られた樹脂から選択せざるを得ず、製造コストを十分に低減させることができない。
【０００６】
そこで本発明は、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ用基板の製造方法、および、ＬＥＤパッケージの製造方法を提供する。
【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パッケージ用基板は、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、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、および、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、トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形する樹脂とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと、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、および、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、トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、前記ＬＥＤチップを封止したレンズ樹脂とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージ用基板の製造方法は、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板の製造方法であって、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップとを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージの製造方法は、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、前記ＬＥＤチップを実装するステップと、圧縮成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップとを有する。
【００１１】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージの製造方法は、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、前記ＬＥＤチップを実装するステップと、トランスファ成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップとを有する。
【００１２】
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】
【００１３】
本発明によれば、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ用基板の製造方法、および、ＬＥＤパッケージの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１におけるリードフレームの構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図２】実施例１における一次成形に用いられ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３】実施例１における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図４】実施例１におけるチップ実装後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図であり、（ａ）二次成形樹脂の供給前の状態、（ｂ）二次成形樹脂の供給後の状態である。
【図５】実施例１における二次成形に用いられ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６】実施例１における二次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図である。
【図７】実施例２における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図８】実施例２におけるＬＥＤパッケージ用基板の変形例であり、（ａ）リフレクタ用の樹脂が設けられていない場合の断面図、（ｂ）裏面に突起部が設けられている場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
まず、図１乃至図６を参照して、本発明の実施例１におけるＬＥＤパッケージ用基板及びその製造方法について説明する。図１は、本実施例におけるリードフレームの構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図である。本実施例のＬＥＤパッケージ用基板は、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、樹脂成形されたリードフレーム上に複数のＬＥＤチップを実装して、または、実装可能に構成されている。
【００１７】
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、後述のようにリフレクタ用の樹脂封止後に複数のＬＥＤチップが実装され、レンズ用の樹脂封止後にリードフレーム１０を切断するダイシング（個片化）工程を経ることにより、最終製品としての複数のＬＥＤパッケージが完成する。
【００１８】
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（加工）されたダイパッド１２（ベース側リード）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（加工）されたリード１３（端子側リード）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、個片化後、ダイパッド１２とリード１３は互いに分離される。本実施例では、ダイパッド１２及びリード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。また、ツェナーダイオードのような保護素子をこれらに並列的に接続してもよい。
【００１９】
図１（ａ）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１５０）から構成されており、図１（ａ）に示されるリードフレーム１０の範囲において、複数行及び複数列（縦５個及び横５個の合計２５個）のＬＥＤパッケージが製造される。
【００２０】
次に、本実施例におけるリードフレーム１０を一次成形樹脂で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、本実施例における一次成形に用いられる金型の概略断面図であり、金型でリードフレームをクランプした状態を示す。図２（ａ）は樹脂封止前の状態、図２（ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示す。なお本実施例では、図２中の一点鎖線１６０を挟んだ左側にも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に対する樹脂封止が行われる。
【００２１】
図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例において、一次成形時に用いられる金型（トランスファ成形金型）は、上金型５０（一方金型）と下金型６０（他方金型）を備えて構成されている。上金型５０には、パッド部１４（図１（ａ）参照）と同じ間隔で設けられている複数の凸部５１が設けられている。凸部５１のそれぞれは、矩形状のキャビティ５７（凹部）において行列状に配置して突出させることで、上金型５０の下面（パーティング面）と同じ高さとなっている。また、周辺領域（端部）に配置されたキャビティ５７の周囲には、それらのキャビティ５７を取り囲むようにキャビティ５７の高さ（深さ）よりも高い（深い）矩形環状のキャビティ５８が設けられている。キャビティ５７とキャビティ５８との間には、ゲート側とエアベント側の２辺において、凸部５１の正面位置にスルーゲート５２（凹部）が形成されており、樹脂７１がこれらの間を流れることができるように構成されている。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７１（一次成形樹脂）の形状を決定する。
【００２２】
上金型５０のキャビティ５７、５８、抜き孔１６、及び、スルーゲート５２の内部には、トランスファ成形による樹脂封止が行われることにより、樹脂７１（樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）が充填される。キャビティ５７の内部に充填された樹脂７１ａは、後述のＬＥＤチップからの光を反射させるリフレクタとしての機能を有する。キャビティ５８の内部に充填された樹脂７１ｂは、後述のように、二次成形樹脂であるレンズ樹脂７６（透光性を有するレンズ成形樹脂）を成形する際にせき止めるダム部としての機能を有する。抜き孔１６に充填された樹脂７１ｃは、ダイパッド１２とリード１３を確実に絶縁する機能を有する。複数の凸部５１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（ＬＥＤチップ実装領域１８）となる。
【００２３】
上金型５０には、カル５５及びランナ５４が形成されており、ランナ５４は上金型５０に形成されたゲート５６に連通している。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）と凸部５１とが重なるようにリードフレーム１０を上面側（一方側）から押さえ付ける。一方、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（他方側）から押さえ付ける。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）、キャビティ５７、５８、及び、抜き孔１６の内部に一次成形樹脂としての樹脂７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ）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（ａ）に示されるように、下金型６０のポット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２（ｂ）に示されるように、上金型５０と下金型６０との空間が樹脂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５５、ランナ５４、及び、ゲート５６を介して、抜き孔１６、及び、キャビティ５７、５８へ供給される。すなわち樹脂７１は、ゲート５６に近い抜き孔１６及びキャビティ５７、５８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、５８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２（ｂ）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、５８、抜き孔１６、及び、スルーゲート５２）は、樹脂７１（樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）により充填される。
【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、上金型５０及び下金型６０の型閉状態を開放する。そして、樹脂モールドされたＬＥＤパッケージ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。上記工程を経ると、図３に示されるように、本実施例のＬＥＤパッケージ用基板が形成される。
【００２７】
図３は、本実施例における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図である。
【００２８】
一次成形樹脂としての樹脂７１（白樹脂）は、例えば酸化チタンやアルミナ等の白色粉末及びシリカなどを含有したシリコーン樹脂やエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂である。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。このように、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板は、樹脂７１で一括して成形されたマップタイプのＬＥＤパッケージ用基板である。
【００２９】
リードフレーム１０に対してトランスファ成形された樹脂７１（一次成形樹脂）のうち、上金型５０のキャビティ５７で形成された樹脂７１ａ（ＬＥＤチップ実装領域１８の周囲を取り囲むようにリードフレーム１０の表面上に形成された樹脂７１ａ）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として機能を有する。また樹脂７１ａ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。ただし樹脂７１は、上金型５０の凸部５１によってクランプされることで複数の領域において後述の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。ＬＥＤチップ実装領域１８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。また、樹脂７１をトランスファ成形することにより、パッド部１４を形成する抜き孔１６が樹脂７１ｃで一括封止される。
【００３０】
また本実施例では、樹脂７１をトランスファ成形することにより、リードフレーム１０の表面上の端部に、リフレクタ（樹脂７１ａ）及びＬＥＤチップ実装領域１８を取り囲むようにダム部（樹脂７１ｂ）が形成されている。ダム部は、後述のように、二次成形樹脂であるレンズ樹脂７６を供給（成形）する際にせき止めるダム部としての機能を有する。後述のように、レンズ樹脂７６は、ダム部の内側に液状樹脂を供給し、金型を用いて圧縮成形を行うことによりレンズ部７６ａを形成する。ダム部が設けられていることにより、液状樹脂をダム部の内側に止めることが可能である。このため、ダム部（樹脂７１ｂ）は、リフレクタ（樹脂７１ａ）またはＬＥＤチップ実装領域１８を取り囲むように成形されていることが好ましい。更に好ましくは、ダム部（樹脂７１ｂ）は、リフレクタ（樹脂７１ａ）よりも高く形成されている。
【００３１】
本実施例において、ダム部（樹脂７１ｂ）には図３（ａ）に示されるように縮径部７２が設けられている。図３（ａ）において、樹脂７１の成形時には左側（ゲート側）から右側（エアベント側）に向けて樹脂７１は流れる。このとき樹脂７１は、リフレクタを成形するキャビティ５７とダム部を成形するキャビティ５８とに分かれる。この際、キャビティ５８のほうが深く形成されているため樹脂７１は流れやすく、金型のキャビティ５８の内部を流れた樹脂７１の一部が、金型のキャビティ５７の内部に逆流すなわち右側（エアベント側）から左側（ランナ側）に流れる可能性がある。樹脂の逆流現象が生じると、樹脂７１ａ（キャビティ５７）の内部にエアが留まりボイドが発生しやすい。本実施例では、このような現象を防止するため、ダム部の所定領域において流動抵抗を大きくするために幅方向に細くなる縮径部７２を形成することができる。なお本実施例では、ダム部を構成する四辺のうち、図３（ａ）中の上辺及び下辺の中央部に縮径部７２が設けられているが、これに限定されるものではなく、他の領域に設けてもよい。
【００３２】
図３（ａ）に示されるように、本実施例では、リードフレーム１０における全てのＬＥＤチップ実装領域１８のリフレクタを一体的に樹脂７１ａで形成したマップタイプのＬＥＤパッケージ用基板が製造される。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、マトリックスタイプのＬＥＤパッケージ用基板にも適用可能である。
【００３３】
次に、一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板に半導体チップ（ＩＣチップ）を実装する工程、及び、二次成形樹脂を供給する工程について説明する。図４は、一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図であり、図４（ａ）はチップ実装後のレンズ樹脂を供給する前の状態、図４（ｂ）はレンズ樹脂を供給した後の状態をそれぞれ示している。
【００３４】
図４（ａ）に示されるように、一次成形後のリードフレーム１０の上には、ＬＥＤチップ実装領域１８において、ＬＥＤチップ４０（半導体チップ）が実装される。ＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤチップ実装領域１８内のダイパッド１２上に実装される。ＬＥＤチップ４０は、アノード電極及びカソード電極 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。ＬＥＤチップ４０は、ダイパッド１２（第１の電極）上に搭載され、金ワイヤなどのボンディングワイヤ４２を用いてリード１３（第２の電極）に電気的に接続される。
【００３５】
またＬＥＤチップ４０として、フリップチップタイプのチップを用いてもよい。この場合、ＬＥＤチップは、樹脂７１ｃで充填された抜き孔１６を跨ぐように配置され、ＬＥＤチップの下面に形成された２つの電極をダイパッド１２及びリード１３のそれぞれにボンディングして実装される。このため、ボンディングワイヤ４２は不要となる。
【００３６】
リードフレーム１０上にＬＥＤチップ４０を実装した後、図４（ｂ）に示されるように、後述する二次成形樹脂の成形用のモールド金型に搬入する前に、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６（液状樹脂）をＬＥＤパッケージ用基板のダム部（樹脂７１ｂ）で囲まれる内部領域（ダム部の内側）に供給（ディスペンス）する。
【００３７】
レンズ樹脂７６としては、透光性を有するシリコーン樹脂が用いられる。シリコーン樹脂は、ＬＥＤチップ４０の発光波長が青色光等の短波長である場合や、ＬＥＤチップが高輝度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。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の透光性を有する熱硬化性樹脂を用いてもよい。これらの樹脂に、フィラー、蛍光材、内部離型剤などの各種添加物を添加して用いることができる。
【００３８】
レンズ樹脂７６は、ＬＥＤチップ４０を覆い、かつ、後述の圧縮成形によりＬＥＤパッケージのレンズ部を構成する。本実施例のＬＥＤパッケージ用基板にはダム部が設けられているため、粘度が低い樹脂でも必要十分な量を供給することができる。
【００３９】
次に、図５を参照して、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板を二次成形樹脂（レンズ樹脂７６）で樹脂封止する際に用いられる金型について説明する。図５は、本実施例における二次成形（圧縮成形）に用いられる金型の概略断面図であり、金型でＬＥＤパッケージ用基板をクランプした状態を示す。図５（ａ）は、圧縮成形前の状態であり、図５（ｂ）は、圧縮成形後の状態である。
【００４０】
図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例において、二次成形時（圧縮成形時）に用いられる金型は、上金型８０（一方金型）と下金型９０（他方金型）を備えて構成されている。上金型８０は、キャビティ駒８１を備えている。キャビティ駒８１には、ＬＥＤパッケージのレンズ部を成形するための半球状の凹部８２がパッド部１４と同じ間隔で設けられている。このような構成により、上金型８０は、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６の形状を決定する。
【００４１】
上金型８０と下金型９０は、Ｏリング９３を介して接触することで、この内部空間の減圧が可能である。上金型８０は、ＬＥＤパッケージ用基板を上面側（一方面側）から押さえ付ける。また下金型９０は、ＬＥＤパッケージ用基板を下面側（他方面側）から押さえ付ける。二次成形時（圧縮成形時）においては、上金型８０はリリースフィルム９５を介してＬＥＤパッケージ用基板をクランプする。また下金型９０には真空経路９６が設けられている。クランプ時には上金型８０の凹部８２にてボイドが発生しやすい。そこで本実施例の金型は、このようなボイドの発生を防止するため、真空経路９６を介して真空引きを行うことができるように構成されている。
【００４２】
また本実施例において、リリースフィルム９５とダム部（樹脂７１ｂ）の側面とで構成される領域９８が形成される。圧縮成形時において、レンズ樹脂７６はダム部の存在によりダム部の外側に漏れる（オーバーフローする）ことが防止される。ただし、樹脂製のダム部をクランプすることになるため、破損の防止のため必ずしも領域９８への漏れを防止する必要はない。この領域９８の外側において、リードフレーム１０は上金型８０と下金型９０とでクランプされている。これにより、このようなオーバーフローが生じた場合でも、漏れ出したレンズ樹脂７６は領域９８の内部に溜まることにより、漏れ出した樹脂の影響を防止することができる。
【００４３】
このように本実施例の二次成形樹脂の成形用の金型は、上金型８０と下金型９０とを主体として構成されている。樹脂封止時（圧縮成形時）には、上金型８０と下金型９０とでＬＥＤパッケージ用基板をクランプし（挟み）、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６を圧縮成形により形成する。
【００４４】
図６は、本実施例における二次成形後（レンズ樹脂７６の圧縮成形後）のＬＥＤパッケージ用基板の断面図である。図５に示される金型を用いてレンズ樹脂７６を圧縮成形することにより、ＬＥＤチップ４０はレンズ樹脂７６で封止され、ＬＥＤパッケージのレンズ部７６ａが形成される。
【００４５】
本実施例によれば、圧縮成形により低コストでレンズ部を成形可能なＬＥＤパッケージ用基板及びその製造方法を提供することができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、図７を参照して、本発明の実施例２におけるＬＥＤパッケージ用基板について説明する。図７は、本実施例における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図をそれぞれ示している。
【００４７】
本実施例のＬＥＤパッケージ用基板は、リフレクタ用の樹脂を取り囲むダム部がリフレクタ用の樹脂と分離せずに一体化している点で、実施例１のＬＥＤパッケージ用基板と異なる。本実施例の構成でも、リフレクタ用の樹脂を成形する際にダム部を成形することができる。また、金型を用いずにレンズ樹脂（液状樹脂）をＬＥＤパッケージ用基板に供給することができるため、圧縮成形により低コストでレンズ部を成形可能なＬＥＤパッケージ用基板およびその製造方法を提供することが可能である。
【００４８】
また本実施例は図７に示される構成に限定されるものではなく、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示されるように構成することもできる。図８は、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板の変形例であり、図８（ａ）はリフレクタ用の樹脂が設けられていない場合の断面図、図８（ｂ）はＬＥＤパッケージ用基板の裏面に突起部が設けられている場合の断面図をそれぞれ示す。
【００４９】
図８（ａ）に示されるように、ＬＥＤパッケージ用基板にリフレクタ用の樹脂が成形されない場合でも、リードフレーム１０の端部（周辺部）にダム部（樹脂７１ｆ）を成形することができる。この場合、ダム部（樹脂７１ｆ）は、図示しないスルーゲートを介してリードフレーム１０の抜き孔１６に充填される樹脂７１ｂとともに成形される。この場合、同図に破線で示されるようなレンズ部をリードフレーム１０上に直接成形することにより、薄型のＬＥＤパッケージを成形することができる。
【００５０】
また図８（ｂ）に示されるように、ＬＥＤパッケージ用基板の裏面（ＬＥＤチップ実装領域１８とは反対側の面）に突起部（樹脂７１ｇ）を成形することができる。このような突起部（樹脂７１ｇ）をＬＥＤパッケージ用基板の裏面（例えば、ダム部を形成する樹脂７１ｂと対向する位置）に成形することで、ＬＥＤパッケージ用基板の反りを防止し、また、複数のＬＥＤパッケージ用基板を重ね合わせ（スタック）を容易にすることが可能となる。突起部（樹脂７１ｇ）は、樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃとともに成形される。なお、突起部は、円環状に限定されるものではなく、点状（ドット状）や矩形環状でもよい。
【００５１】
上記各実施例によれば、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板およびＬＥＤパッケージ用基板の製造方法を提供することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、一次成形樹脂の金型において各キャビティを形成した下型を用いてリードフレーム１０の下面にリフレクタとダム部を成形することもできる。
【００５４】
本実施例は圧縮成形を用いて二次成形を行う構成例について説明したが、これに限定されるものではない。樹脂７１で成形された部位を包含可能な形状（例えば図５（ｂ）に示されるような凹部形状）のキャビティが形成されたトランスファ成形金型を用いて、トランスファ成形により二次成形を行ってもよい。このとき、レンズ樹脂の一部をダム部の内部に予め供給し、ポットにレンズ樹脂の他の一部を供給してトランスファ成形を行うことが好ましい。この方法によれば、ダム部の内部にレンズ樹脂７６を予め供給することができるため、ポットにはキャビティ内への加圧のための少量の樹脂を供給するだけでよい。このため、ポット数やポットの大きさなどを削減することができ、カルやランナ等における廃棄する樹脂の量を削減することができる。また、レンズの成形に要するレンズ樹脂の大半（例えば９割）をダム部の内部に予め供給して金型に搬入し、残り（この場合１割）を加圧用としてポットに供給しトランスファ成形することもできる。これによりポットへの供給量を減らすことで一括成形するサイズの大型化も容易となる。なお、この際にはキャビティ駒８１のような可動部を無くしリリースフィルムを不要とすることもでき、金型構造を簡素化してランニングコストを削減することもできる。
【００５５】
また、図３（ａ）、（ｂ）において破線で示されるように、ダム部の上面にダム部に囲まれた領域の内外を連通する凹部９９を成形するようにしてもよい。この場合、凹部９９の下面は供給したレンズ樹脂７６の液面よりも高くなるように形成する。これによれば、圧縮成形金型によって二次成形樹脂を成形するときには、凹部９９を介してレンズ樹脂７６及びエアをダム部の外に排出するスルーゲートとして機能させることができる。この場合、樹脂量を調整しエアを排出することができる。また、トランスファ成形金型によって二次成形樹脂を成形するときには、ゲート側では凹部９９を介してレンズ樹脂７６をダム部の内部に注入するゲート（スルーゲート）として機能する。これにより、例えば図３（ａ）に示されるようにスルーゲート５２と同じ配置となるような間隔（凸部５１と同じ間隔）で配置することで、ダム部内での樹脂流れを均一にすることができ、エアトラップなどを防止して高品質な成形が可能となる。また、エアベント側では凹部９９を介してエアとレンズ樹脂７６をダム部の外に排出するスルーゲートとして機能する。
【００５６】
また、レンズ樹脂７６としては、液状樹脂のほかにもパウダー状等の顆粒樹脂を用いることができる。例えば、顆粒樹脂では静止状態では安息角によって決定される形状に積み上げて基板上に供給することもできるが、搬送時の振動や衝撃などにより形状が崩れて金型クランプ面へ飛び出してしまうことが考えられる。これに対して、顆粒樹脂であってもダム部により外部への飛び出しをせき止めることができるため、成形装置内の汚染を防止し安定して成形することができ、搬送の速度を上げて生産性を向上することもできる。
【００５７】
なお、上述の方法と同様の方法により、ＬＥＤパッケージ以外のパッケージ用基板を、リードフレームを用いて成形することもできる。この場合、例えば一次成形樹脂により図８（ａ）に示されるようにリードフレームの隙間を埋めることで絶縁すると共に強度を向上させることができる。次いで、ＬＥＤ以外のチップ（例えば受光素子などの光学系のチップ等）を実装した後に二次成形樹脂をダム部内に供給し圧縮成形またはトランスファ成形によりチップを封止することができる。これにより、ＬＥＤパッケージ以外のパッケージであっても上述した実施例と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ リードフレーム
１２ ダイパッド
１３ リード
１４ パッド部
１６ 抜き孔
１８ ＬＥＤチップ実装領域
４０ ＬＥＤチップ
５０、８０ 上金型
６０、９０ 下金型
７１ 樹脂
７６ レンズ樹脂
９３ Ｏリング
９５ リリースフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに樹脂を成形したＬＥＤパッケージ用基板およびＬＥＤパッケージ用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リードフレームに樹脂を成形したＬＥＤパッケージ用基板を用いたＬＥＤパッケージ成形において、レンズ樹脂をトランスファ成形することによりＬＥＤパッケージ用のレンズ部を形成している。しかし、トランスファ成形によりレンズ部を形成すると、カルやランナなどの部分に成形される樹脂が無駄となり、ＬＥＤパッケージの製造コスト上昇の一因となっている。
【０００３】
一方、特許文献１には、樹脂を圧縮成形することによりレンズ部を製造する方法が開示されている。トランスファ成形の代わりに圧縮成形で樹脂を成形することにより、製造コストを低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２５６４７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に開示されている圧縮成形方法では、加熱された下型に樹脂を供給している。このため、樹脂の粘度の制御が困難であり、ゲルタイム（液状樹脂の粘性が増してゲル化するまでの時間）の長い樹脂を使用する必要がある。このため、レンズ部として用いられる樹脂は、上記の条件を満たす限られた樹脂から選択せざるを得ず、製造コストを十分に低減させることができない。
【０００６】
そこで本発明は、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ用基板の製造方法、および、ＬＥＤパッケージの製造方法を提供する。
【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パッケージ用基板は、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、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、および、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、トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形する樹脂とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと、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、および、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、トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、前記ＬＥＤチップを封止したレンズ樹脂とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージ用基板の製造方法は、ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板の製造方法であって、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップとを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージの製造方法は、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、前記ＬＥＤチップを実装するステップと、圧縮成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップとを有する。
【００１１】
本発明の他の側面としてのＬＥＤパッケージの製造方法は、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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、前記ＬＥＤチップを実装するステップと、トランスファ成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップとを有する。
【００１２】
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】
【００１３】
本発明によれば、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板、ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤパッケージ用基板の製造方法、および、ＬＥＤパッケージの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１におけるリードフレームの構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図２】実施例１における一次成形に用いられ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３】実施例１における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図４】実施例１におけるチップ実装後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図であり、（ａ）二次成形樹脂の供給前の状態、（ｂ）二次成形樹脂の供給後の状態である。
【図５】実施例１における二次成形に用いられ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６】実施例１における二次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図である。
【図７】実施例２における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図８】実施例２におけるＬＥＤパッケージ用基板の変形例であり、（ａ）リフレクタ用の樹脂が設けられていない場合の断面図、（ｂ）裏面に突起部が設けられている場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
まず、図１乃至図６を参照して、本発明の実施例１におけるＬＥＤパッケージ用基板及びその製造方法について説明する。図１は、本実施例におけるリードフレームの構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図である。本実施例のＬＥＤパッケージ用基板は、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、樹脂成形されたリードフレーム上に複数のＬＥＤチップを実装して、または、実装可能に構成されている。
【００１７】
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、後述のようにリフレクタ用の樹脂封止後に複数のＬＥＤチップが実装され、レンズ用の樹脂封止後にリードフレーム１０を切断するダイシング（個片化）工程を経ることにより、最終製品としての複数のＬＥＤパッケージが完成する。
【００１８】
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（加工）されたダイパッド１２（ベース側リード）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（加工）されたリード１３（端子側リード）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、個片化後、ダイパッド１２とリード１３は互いに分離される。本実施例では、ダイパッド１２及びリード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。また、ツェナーダイオードのような保護素子をこれらに並列的に接続してもよい。
【００１９】
図１（ａ）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１５０）から構成されており、図１（ａ）に示されるリードフレーム１０の範囲において、複数行及び複数列（縦５個及び横５個の合計２５個）のＬＥＤパッケージが製造される。
【００２０】
次に、本実施例におけるリードフレーム１０を一次成形樹脂で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、本実施例における一次成形に用いられる金型の概略断面図であり、金型でリードフレームをクランプした状態を示す。図２（ａ）は樹脂封止前の状態、図２（ｂ）は樹脂封止後の状態をそれぞれ示す。なお本実施例では、図２中の一点鎖線１６０を挟んだ左側にも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に対する樹脂封止が行われる。
【００２１】
図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例において、一次成形時に用いられる金型（トランスファ成形金型）は、上金型５０（一方金型）と下金型６０（他方金型）を備えて構成されている。上金型５０には、パッド部１４（図１（ａ）参照）と同じ間隔で設けられている複数の凸部５１が設けられている。凸部５１のそれぞれは、矩形状のキャビティ５７（凹部）において行列状に配置して突出させることで、上金型５０の下面（パーティング面）と同じ高さとなっている。また、周辺領域（端部）に配置されたキャビティ５７の周囲には、それらのキャビティ５７を取り囲むようにキャビティ５７の高さ（深さ）よりも高い（深い）矩形環状のキャビティ５８が設けられている。キャビティ５７とキャビティ５８との間には、ゲート側とエアベント側の２辺において、凸部５１の正面位置にスルーゲート５２（凹部）が形成されており、樹脂７１がこれらの間を流れることができるように構成されている。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７１（一次成形樹脂）の形状を決定する。
【００２２】
上金型５０のキャビティ５７、５８、抜き孔１６、及び、スルーゲート５２の内部には、トランスファ成形による樹脂封止が行われることにより、樹脂７１（樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）が充填される。キャビティ５７の内部に充填された樹脂７１ａは、後述のＬＥＤチップからの光を反射させるリフレクタとしての機能を有する。キャビティ５８の内部に充填された樹脂７１ｂは、後述のように、二次成形樹脂であるレンズ樹脂７６（透光性を有するレンズ成形樹脂）を成形する際にせき止めるダム部としての機能を有する。抜き孔１６に充填された樹脂７１ｃは、ダイパッド１２とリード１３を確実に絶縁する機能を有する。複数の凸部５１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（ＬＥＤチップ実装領域１８）となる。
【００２３】
上金型５０には、カル５５及びランナ５４が形成されており、ランナ５４は上金型５０に形成されたゲート５６に連通している。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）と凸部５１とが重なるようにリードフレーム１０を上面側（一方側）から押さえ付ける。一方、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（他方側）から押さえ付ける。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）、キャビティ５７、５８、及び、抜き孔１６の内部に一次成形樹脂としての樹脂７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ）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（ａ）に示されるように、下金型６０のポット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２（ｂ）に示されるように、上金型５０と下金型６０との空間が樹脂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５５、ランナ５４、及び、ゲート５６を介して、抜き孔１６、及び、キャビティ５７、５８へ供給される。すなわち樹脂７１は、ゲート５６に近い抜き孔１６及びキャビティ５７、５８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、５８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２（ｂ）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、５８、抜き孔１６、及び、スルーゲート５２）は、樹脂７１（樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）により充填される。
【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、上金型５０及び下金型６０の型閉状態を開放する。そして、樹脂モールドされたＬＥＤパッケージ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。上記工程を経ると、図３に示されるように、本実施例のＬＥＤパッケージ用基板が形成される。
【００２７】
図３は、本実施例における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図である。
【００２８】
一次成形樹脂としての樹脂７１（白樹脂）は、例えば酸化チタンやアルミナ等の白色粉末及びシリカなどを含有したシリコーン樹脂やエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂である。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。このように、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板は、樹脂７１で一括して成形されたマップタイプのＬＥＤパッケージ用基板である。
【００２９】
リードフレーム１０に対してトランスファ成形された樹脂７１（一次成形樹脂）のうち、上金型５０のキャビティ５７で形成された樹脂７１ａ（ＬＥＤチップ実装領域１８の周囲を取り囲むようにリードフレーム１０の表面上に形成された樹脂７１ａ）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として機能を有する。また樹脂７１ａ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。ただし樹脂７１は、上金型５０の凸部５１によってクランプされることで複数の領域において後述の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。ＬＥＤチップ実装領域１８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。また、樹脂７１をトランスファ成形することにより、パッド部１４を形成する抜き孔１６が樹脂７１ｃで一括封止される。
【００３０】
また本実施例では、樹脂７１をトランスファ成形することにより、リードフレーム１０の表面上の端部に、リフレクタ（樹脂７１ａ）及びＬＥＤチップ実装領域１８を取り囲むようにダム部（樹脂７１ｂ）が形成されている。ダム部は、後述のように、二次成形樹脂であるレンズ樹脂７６を供給（成形）する際にせき止めるダム部としての機能を有する。後述のように、レンズ樹脂７６は、ダム部の内側に液状樹脂を供給し、金型を用いて圧縮成形を行うことによりレンズ部７６ａを形成する。ダム部が設けられていることにより、液状樹脂をダム部の内側に止めることが可能である。このため、ダム部（樹脂７１ｂ）は、リフレクタ（樹脂７１ａ）またはＬＥＤチップ実装領域１８を取り囲むように成形されていることが好ましい。更に好ましくは、ダム部（樹脂７１ｂ）は、リフレクタ（樹脂７１ａ）よりも高く形成されている。
【００３１】
本実施例において、ダム部（樹脂７１ｂ）には図３（ａ）に示されるように縮径部７２が設けられている。図３（ａ）において、樹脂７１の成形時には左側（ゲート側）から右側（エアベント側）に向けて樹脂７１は流れる。このとき樹脂７１は、リフレクタを成形するキャビティ５７とダム部を成形するキャビティ５８とに分かれる。この際、キャビティ５８のほうが深く形成されているため樹脂７１は流れやすく、金型のキャビティ５８の内部を流れた樹脂７１の一部が、金型のキャビティ５７の内部に逆流すなわち右側（エアベント側）から左側（ランナ側）に流れる可能性がある。樹脂の逆流現象が生じると、樹脂７１ａ（キャビティ５７）の内部にエアが留まりボイドが発生しやすい。本実施例では、このような現象を防止するため、ダム部の所定領域において流動抵抗を大きくするために幅方向に細くなる縮径部７２を形成することができる。なお本実施例では、ダム部を構成する四辺のうち、図３（ａ）中の上辺及び下辺の中央部に縮径部７２が設けられているが、これに限定されるものではなく、他の領域に設けてもよい。
【００３２】
図３（ａ）に示されるように、本実施例では、リードフレーム１０における全てのＬＥＤチップ実装領域１８のリフレクタを一体的に樹脂７１ａで形成したマップタイプのＬＥＤパッケージ用基板が製造される。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、マトリックスタイプのＬＥＤパッケージ用基板にも適用可能である。
【００３３】
次に、一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板に半導体チップ（ＩＣチップ）を実装する工程、及び、二次成形樹脂を供給する工程について説明する。図４は、一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の断面図であり、図４（ａ）はチップ実装後のレンズ樹脂を供給する前の状態、図４（ｂ）はレンズ樹脂を供給した後の状態をそれぞれ示している。
【００３４】
図４（ａ）に示されるように、一次成形後のリードフレーム１０の上には、ＬＥＤチップ実装領域１８において、ＬＥＤチップ４０（半導体チップ）が実装される。ＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤチップ実装領域１８内のダイパッド１２上に実装される。ＬＥＤチップ４０は、アノード電極及びカソード電極 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。ＬＥＤチップ４０は、ダイパッド１２（第１の電極）上に搭載され、金ワイヤなどのボンディングワイヤ４２を用いてリード１３（第２の電極）に電気的に接続される。
【００３５】
またＬＥＤチップ４０として、フリップチップタイプのチップを用いてもよい。この場合、ＬＥＤチップは、樹脂７１ｃで充填された抜き孔１６を跨ぐように配置され、ＬＥＤチップの下面に形成された２つの電極をダイパッド１２及びリード１３のそれぞれにボンディングして実装される。このため、ボンディングワイヤ４２は不要となる。
【００３６】
リードフレーム１０上にＬＥＤチップ４０を実装した後、図４（ｂ）に示されるように、後述する二次成形樹脂の成形用のモールド金型に搬入する前に、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６（液状樹脂）をＬＥＤパッケージ用基板のダム部（樹脂７１ｂ）で囲まれる内部領域（ダム部の内側）に供給（ディスペンス）する。
【００３７】
レンズ樹脂７６としては、透光性を有するシリコーン樹脂が用いられる。シリコーン樹脂は、ＬＥＤチップ４０の発光波長が青色光等の短波長である場合や、ＬＥＤチップが高輝度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。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の透光性を有する熱硬化性樹脂を用いてもよい。これらの樹脂に、フィラー、蛍光材、内部離型剤などの各種添加物を添加して用いることができる。
【００３８】
レンズ樹脂７６は、ＬＥＤチップ４０を覆い、かつ、後述の圧縮成形によりＬＥＤパッケージのレンズ部を構成する。本実施例のＬＥＤパッケージ用基板にはダム部が設けられているため、粘度が低い樹脂でも必要十分な量を供給することができる。
【００３９】
次に、図５を参照して、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板を二次成形樹脂（レンズ樹脂７６）で樹脂封止する際に用いられる金型について説明する。図５は、本実施例における二次成形（圧縮成形）に用いられる金型の概略断面図であり、金型でＬＥＤパッケージ用基板をクランプした状態を示す。図５（ａ）は、圧縮成形前の状態であり、図５（ｂ）は、圧縮成形後の状態である。
【００４０】
図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例において、二次成形時（圧縮成形時）に用いられる金型は、上金型８０（一方金型）と下金型９０（他方金型）を備えて構成されている。上金型８０は、キャビティ駒８１を備えている。キャビティ駒８１には、ＬＥＤパッケージのレンズ部を成形するための半球状の凹部８２がパッド部１４と同じ間隔で設けられている。このような構成により、上金型８０は、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６の形状を決定する。
【００４１】
上金型８０と下金型９０は、Ｏリング９３を介して接触することで、この内部空間の減圧が可能である。上金型８０は、ＬＥＤパッケージ用基板を上面側（一方面側）から押さえ付ける。また下金型９０は、ＬＥＤパッケージ用基板を下面側（他方面側）から押さえ付ける。二次成形時（圧縮成形時）においては、上金型８０はリリースフィルム９５を介してＬＥＤパッケージ用基板をクランプする。また下金型９０には真空経路９６が設けられている。クランプ時には上金型８０の凹部８２にてボイドが発生しやすい。そこで本実施例の金型は、このようなボイドの発生を防止するため、真空経路９６を介して真空引きを行うことができるように構成されている。
【００４２】
また本実施例において、リリースフィルム９５とダム部（樹脂７１ｂ）の側面とで構成される領域９８が形成される。圧縮成形時において、レンズ樹脂７６はダム部の存在によりダム部の外側に漏れる（オーバーフローする）ことが防止される。ただし、樹脂製のダム部をクランプすることになるため、破損の防止のため必ずしも領域９８への漏れを防止する必要はない。この領域９８の外側において、リードフレーム１０は上金型８０と下金型９０とでクランプされている。これにより、このようなオーバーフローが生じた場合でも、漏れ出したレンズ樹脂７６は領域９８の内部に溜まることにより、漏れ出した樹脂の影響を防止することができる。
【００４３】
このように本実施例の二次成形樹脂の成形用の金型は、上金型８０と下金型９０とを主体として構成されている。樹脂封止時（圧縮成形時）には、上金型８０と下金型９０とでＬＥＤパッケージ用基板をクランプし（挟み）、二次成形樹脂としてのレンズ樹脂７６を圧縮成形により形成する。
【００４４】
図６は、本実施例における二次成形後（レンズ樹脂７６の圧縮成形後）のＬＥＤパッケージ用基板の断面図である。図５に示される金型を用いてレンズ樹脂７６を圧縮成形することにより、ＬＥＤチップ４０はレンズ樹脂７６で封止され、ＬＥＤパッケージのレンズ部７６ａが形成される。
【００４５】
本実施例によれば、圧縮成形により低コストでレンズ部を成形可能なＬＥＤパッケージ用基板及びその製造方法を提供することができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、図７を参照して、本発明の実施例２におけるＬＥＤパッケージ用基板について説明する。図７は、本実施例における一次成形後のＬＥＤパッケージ用基板の構成図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ面で切断した断面図をそれぞれ示している。
【００４７】
本実施例のＬＥＤパッケージ用基板は、リフレクタ用の樹脂を取り囲むダム部がリフレクタ用の樹脂と分離せずに一体化している点で、実施例１のＬＥＤパッケージ用基板と異なる。本実施例の構成でも、リフレクタ用の樹脂を成形する際にダム部を成形することができる。また、金型を用いずにレンズ樹脂（液状樹脂）をＬＥＤパッケージ用基板に供給することができるため、圧縮成形により低コストでレンズ部を成形可能なＬＥＤパッケージ用基板およびその製造方法を提供することが可能である。
【００４８】
また本実施例は図７に示される構成に限定されるものではなく、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示されるように構成することもできる。図８は、本実施例におけるＬＥＤパッケージ用基板の変形例であり、図８（ａ）はリフレクタ用の樹脂が設けられていない場合の断面図、図８（ｂ）はＬＥＤパッケージ用基板の裏面に突起部が設けられている場合の断面図をそれぞれ示す。
【００４９】
図８（ａ）に示されるように、ＬＥＤパッケージ用基板にリフレクタ用の樹脂が成形されない場合でも、リードフレーム１０の端部（周辺部）にダム部（樹脂７１ｆ）を成形することができる。この場合、ダム部（樹脂７１ｆ）は、図示しないスルーゲートを介してリードフレーム１０の抜き孔１６に充填される樹脂７１ｂとともに成形される。この場合、同図に破線で示されるようなレンズ部をリードフレーム１０上に直接成形することにより、薄型のＬＥＤパッケージを成形することができる。
【００５０】
また図８（ｂ）に示されるように、ＬＥＤパッケージ用基板の裏面（ＬＥＤチップ実装領域１８とは反対側の面）に突起部（樹脂７１ｇ）を成形することができる。このような突起部（樹脂７１ｇ）をＬＥＤパッケージ用基板の裏面（例えば、ダム部を形成する樹脂７１ｂと対向する位置）に成形することで、ＬＥＤパッケージ用基板の反りを防止し、また、複数のＬＥＤパッケージ用基板を重ね合わせ（スタック）を容易にすることが可能となる。突起部（樹脂７１ｇ）は、樹脂７１ａ、７１ｂ、７１ｃとともに成形される。なお、突起部は、円環状に限定されるものではなく、点状（ドット状）や矩形環状でもよい。
【００５１】
上記各実施例によれば、低コストで製造可能なＬＥＤパッケージ用基板およびＬＥＤパッケージ用基板の製造方法を提供することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、一次成形樹脂の金型において各キャビティを形成した下型を用いてリードフレーム１０の下面にリフレクタとダム部を成形することもできる。
【００５４】
本実施例は圧縮成形を用いて二次成形を行う構成例について説明したが、これに限定されるものではない。樹脂７１で成形された部位を包含可能な形状（例えば図５（ｂ）に示されるような凹部形状）のキャビティが形成されたトランスファ成形金型を用いて、トランスファ成形により二次成形を行ってもよい。このとき、レンズ樹脂の一部をダム部の内部に予め供給し、ポットにレンズ樹脂の他の一部を供給してトランスファ成形を行うことが好ましい。この方法によれば、ダム部の内部にレンズ樹脂７６を予め供給することができるため、ポットにはキャビティ内への加圧のための少量の樹脂を供給するだけでよい。このため、ポット数やポットの大きさなどを削減することができ、カルやランナ等における廃棄する樹脂の量を削減することができる。また、レンズの成形に要するレンズ樹脂の大半（例えば９割）をダム部の内部に予め供給して金型に搬入し、残り（この場合１割）を加圧用としてポットに供給しトランスファ成形することもできる。これによりポットへの供給量を減らすことで一括成形するサイズの大型化も容易となる。なお、この際にはキャビティ駒８１のような可動部を無くしリリースフィルムを不要とすることもでき、金型構造を簡素化してランニングコストを削減することもできる。
【００５５】
また、図３（ａ）、（ｂ）において破線で示されるように、ダム部の上面にダム部に囲まれた領域の内外を連通する凹部９９を成形するようにしてもよい。この場合、凹部９９の下面は供給したレンズ樹脂７６の液面よりも高くなるように形成する。これによれば、圧縮成形金型によって二次成形樹脂を成形するときには、凹部９９を介してレンズ樹脂７６及びエアをダム部の外に排出するスルーゲートとして機能させることができる。この場合、樹脂量を調整しエアを排出することができる。また、トランスファ成形金型によって二次成形樹脂を成形するときには、ゲート側では凹部９９を介してレンズ樹脂７６をダム部の内部に注入するゲート（スルーゲート）として機能する。これにより、例えば図３（ａ）に示されるようにスルーゲート５２と同じ配置となるような間隔（凸部５１と同じ間隔）で配置することで、ダム部内での樹脂流れを均一にすることができ、エアトラップなどを防止して高品質な成形が可能となる。また、エアベント側では凹部９９を介してエアとレンズ樹脂７６をダム部の外に排出するスルーゲートとして機能する。
【００５６】
また、レンズ樹脂７６としては、液状樹脂のほかにもパウダー状等の顆粒樹脂を用いることができる。例えば、顆粒樹脂では静止状態では安息角によって決定される形状に積み上げて基板上に供給することもできるが、搬送時の振動や衝撃などにより形状が崩れて金型クランプ面へ飛び出してしまうことが考えられる。これに対して、顆粒樹脂であってもダム部により外部への飛び出しをせき止めることができるため、成形装置内の汚染を防止し安定して成形することができ、搬送の速度を上げて生産性を向上することもできる。
【００５７】
なお、上述の方法と同様の方法により、ＬＥＤパッケージ以外のパッケージ用基板を、リードフレームを用いて成形することもできる。この場合、例えば一次成形樹脂により図８（ａ）に示されるようにリードフレームの隙間を埋めることで絶縁すると共に強度を向上させることができる。次いで、ＬＥＤ以外のチップ（例えば受光素子などの光学系のチップ等）を実装した後に二次成形樹脂をダム部内に供給し圧縮成形またはトランスファ成形によりチップを封止することができる。これにより、ＬＥＤパッケージ以外のパッケージであっても上述した実施例と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ リードフレーム
１２ ダイパッド
１３ リード
１４ パッド部
１６ 抜き孔
１８ ＬＥＤチップ実装領域
４０ ＬＥＤチップ
５０、８０ 上金型
６０、９０ 下金型
７１ 樹脂
７６ レンズ樹脂
９３ Ｏリング
９５ リリースフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、
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、および、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、
トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項２】
前記樹脂は、前記ＬＥＤチップを取り囲むように前記リードフレームの表面上にリフレクタを成形し、
前記ダム部は、前記リフレクタを取り囲むように該リフレクタよりも高く成形されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項３】
前記ダム部は、該ダム部の内外を連通する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項４】
ＬＥＤチップと、
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、および、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、
トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、
前記ＬＥＤチップを封止したレンズ樹脂と、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記レンズ樹脂は、前記ダム部の内側に液状樹脂を供給し、金型を用いて圧縮成形を行うことによりレンズ部を形成することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板の製造方法であって、
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板の製造方法。
【請求項７】
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、
前記ＬＥＤチップを実装するステップと、
圧縮成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項８】
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、
前記ＬＥＤチップを実装するステップと、
トランスファ成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記レンズ樹脂の一部を前記ダム部の内部に予め供給し、ポットに該レンズ樹脂の他の一部を供給して前記トランスファ成形を行うことにより、前記ＬＥＤチップを封止することを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１】
ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板であって、
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、および、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、
トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項２】
前記樹脂は、前記ＬＥＤチップを取り囲むように前記リードフレームの表面上にリフレクタを成形し、
前記ダム部は、前記リフレクタを取り囲むように該リフレクタよりも高く成形されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項３】
前記ダム部は、該ダム部の内外を連通する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ用基板。
【請求項４】
ＬＥＤチップと、
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、および、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、
トランスファ成形により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、かつ、前記リードフレームの表面上の端部に環状のダム部を成形する樹脂と、
前記ＬＥＤチップを封止したレンズ樹脂と、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記レンズ樹脂は、前記ダム部の内側に液状樹脂を供給し、金型を用いて圧縮成形を行うことによりレンズ部を形成することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
ＬＥＤパッケージを製造するために用いられるＬＥＤパッケージ用基板の製造方法であって、
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージ用基板の製造方法。
【請求項７】
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、
前記ＬＥＤチップを実装するステップと、
圧縮成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項８】
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、および、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るようにリードフレームを加工するステップと、
トランスファ成形により樹脂を前記ダイパッドと前記リードとの間の抜き孔に充填し、かつ、該樹脂を用いて前記リードフレームの表面上の端部にダム部を成形するステップと、
前記ＬＥＤチップを実装するステップと、
トランスファ成形によりレンズ樹脂を前記ダム部の内部に供給して前記ＬＥＤチップを封止するステップと、を有することを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記レンズ樹脂の一部を前記ダム部の内部に予め供給し、ポットに該レンズ樹脂の他の一部を供給して前記トランスファ成形を行うことにより、前記ＬＥＤチップを封止することを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４８６３（Ｐ２０１３−８４８６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５３５４（Ｐ２０１１−２２５３５４）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【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２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【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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