ＬＥＤ用リードフレーム、ＬＥＤモジュール及びその製造方法
【課題】単位面積当たりのＬＥＤチップの搭載数を多くできる。
【解決手段】ＬＥＤモジュール１は、パッド基部に対して直交する方向に配列した複数のパッド部６ｂと、リード基部に対して直交する方向に配列した複数のリード部７ｂとが、対向して非接触で互い違いに配列されたリードフレームを有する。パッド部６ｂとリード部７ｂの間に充填樹脂を充填して成形すると共に複数のパッド部とリード部を囲むように充填樹脂でリフレクター１０を形成した。各パッド部６ｂにその長手方向に複数のＬＥＤチップ４を搭載させ、各ＬＥＤチップ４に電力を供給する金属ワイヤーをリード部７ｂに接続させて、複数のＬＥＤチップ４を並列接続した。リフレクター１０内の複数のＬＥＤチップ４と金属ワイヤーを封止する透明封止樹脂を充填した。
【解決手段】ＬＥＤモジュール１は、パッド基部に対して直交する方向に配列した複数のパッド部６ｂと、リード基部に対して直交する方向に配列した複数のリード部７ｂとが、対向して非接触で互い違いに配列されたリードフレームを有する。パッド部６ｂとリード部７ｂの間に充填樹脂を充填して成形すると共に複数のパッド部とリード部を囲むように充填樹脂でリフレクター１０を形成した。各パッド部６ｂにその長手方向に複数のＬＥＤチップ４を搭載させ、各ＬＥＤチップ４に電力を供給する金属ワイヤーをリード部７ｂに接続させて、複数のＬＥＤチップ４を並列接続した。リフレクター１０内の複数のＬＥＤチップ４と金属ワイヤーを封止する透明封止樹脂を充填した。
【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用リードフレームとＬＥＤ用リードフレーム基板、そしてＬＥＤ用リードフレームを備えたＬＥＤモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ウエハープロセスで製造される半導体集積回路（ＬＳＩ、ＩＣ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の電子素子は、厚みが１ｍｍ以下で大きさも１ｃｍ２程度以下と小さく、また電力を供給して電気信号を入出力するための微細な端子を備え、端子数は数十から数千に至る場合もある。
【０００３】
従って、これらの電子素子は、電子素子に形成された端子と同じピッチの端子を一方の面に有し、簡単で強固に外部装置に接続できる程度にまで拡大されたピッチの端子を他方の面に備える特別な基板に搭載して使用に供される。外部との電気接続は、この特別の基板の他方の面に形成された拡大されたピッチを有する端子を介してなされる。
【０００４】
ここで本発明に関する電子素子としてのＬＥＤチップやＳｉダイオードは、例えば電力を印加するだけの、端子を２個有する２端子型の電子素子であり、端子数が数百にも及ぶＬＳＩやＩＣに較べると端子数は少なく、当該電子素子（ＬＥＤやＳｉダイオード）を搭載する基板のサイズの問題を度外視すれば微細配線形成に伴う困難はほとんどない。
従って、２端子のＬＥＤチップを搭載する特別な基板としては、ＬＳＩやＩＣ用に開発されたセラミック基板、プリント基板、リードフレーム等をほとんどそのままの形で利用することができる。
【０００５】
セラミック基板は電気特性は良好であり、熱膨張率が低く信頼性も優秀であるが、価格が高いという欠点がある。また、セラミックは、熱伝導性が樹脂よりは勝るが金属よりは劣るので、ＬＥＤチップに生じた熱を放散するために、一定の厚みの金属からなる放熱板をＬＥＤチップに接する形で備える必要があるため、薄くて軽くすることが難しいという問題もある。ＬＥＤチップを液晶表示装置のバックライトとして使用する場合には、薄く、更に望ましくは軽くすることが特に重要な因子である。
【０００６】
また、２端子のＬＥＤチップを搭載する電子素子搭載用の基板として、プリント基板を用いた場合には、プリント基板の基材であるエポキシ樹脂やガラスエポキシ樹脂が、セラミックや金属に較べると熱抵抗が高いという問題があり、それを解消するため、基板の内層にＣｕ（銅）、あるいはＡｌ（アルミ）等の金属板を挿入したプリント基板を採用せざるを得ない。
また、ＬＥＤチップから発せられた光を光源として効率よく利用するため、ＬＥＤチップから発せられた光を反射させ、その反射光を利用することも有るが、高光反射率を確保するために、ＬＥＤチップの背部の基板表面に光反射性のセラミックインクを塗布する工程を必要とし、いずれの処理も高価格化を伴うものである。
【０００７】
これに対し、電子素子搭載用に用いられるリードフレームは、多端子の電子素子の搭載には向かないが、板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、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、塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工するか、金型による打ち抜き加工によって製造することが可能なため極めて廉価に得ることが出来る。
【０００８】
一個のＬＥＤチップを搭載するためのリードフレームとしては、計３個のアイランドを備えたものが知られている。このリードフレームは、ＬＥＤチップが搭載される主表面としてのパッド部（アイランド部）と、ＬＥＤチップと電気的接続をとるための、相互に電気的に絶縁されてパッド部（アイランド部）とも電気的に絶縁された二つのリード用アイランドとの計３個のアイランドを備えるものである。
また、一個のＬＥＤチップを搭載するためのリードフレームとして、計２個のアイランドを備えたものも知られている。すなわち、パッド部と一方のリード用アイランドとを共通にした共通アイランドと、他方のリード用アイランドとの計２個のアイランドを備えるものである。
【０００９】
図７に示すＬＥＤモジュール４０は、２個のアイランドを有するリードフレーム４１を使用した一例の断面図である。リードフレーム４１のパッド部４１ａには、その主表面側にＬＥＤチップ４４が搭載され、その裏面はＬＥＤチップ４４から発生するジュール熱を外部に放散させる。なお、裏面には放熱効率を高めるための放熱板が装着されていてもよい。また、下記特許文献１〜４には、ＬＥＤ等の電子素子を担持体へ搭載する技術、蓄熱を防止するための放熱技術が記載されている。
ＬＥＤチップ４４は、ＬＥＤチップ搭載部と一体となった一方の電極であるパッド部４１ａ上に固定され且つ金属ワイヤー４５により電気的に接続されており、他方の電極となるリード用アイランド４１ｂとは別の金属ワイヤー４５で電気的に接続されている。
【００１０】
また、ＬＥＤチップ４４を囲んで傾斜する樹脂を有するリフレクター４３がリードフレーム４１の上に形成され、リフレクター４３の内部はＬＥＤチップ４４と金属ワイヤー４５を覆うように封止樹脂４６が充填されている。リフレクター４３の内側には金属膜などからなる反射膜４８が形成されることもある。リードフレーム４１を構成する二つのアイランド４１ａ、４１ｂは、短絡しないようにスリット４２により分離され充填用絶縁樹脂４９が充填されている。
リードフレーム４１は、図７から理解できるように、金属部分だけに着目すれば互いに絶縁された複数の板状の金属片からなるアイランド４１ａ、４１ｂで構成されている。
【００１１】
ところで、ＬＥＤチップ４４は単体で使用される以外に、発光量（発光密度）を増やしたり、発光色の調整のために複数のＬＥＤチップを平面的に近接して複数並べて使用したい場合がある。特に、液晶表示装置用のバックライトとしては、光強度が強くなるように複数個のＬＥＤチップを面状に配列して備えた、軽くて薄い光源が特に求められている。
ＬＥＤチップを照明光源として用いたＬＥＤ電球では、４０〜５０個のＬＥＤチップ（素子）を同時に点灯させることで白熱電球等と置き換えることができ、しかもこれら白熱電球等と比較して消費電力を著しく低減できて省エネ効果が高いことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−３４７６００号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２１６０号公報
【特許文献３】特開２００７−２２０９２５号公報
【特許文献４】特開２００３−８０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来、ＬＥＤ電球を製造する場合、例えば図８に示すように単体のリードフレーム４１を多数個連接し、各リードフレーム４１上に１または２個のＬＥＤチップ４４を実装したものを用いている。ＬＥＤチップ４４を複数個密集させる場合には、通常は図７に示したような個別に樹脂充填と封止加工がされたＬＥＤモジュール４０、或いはさらにケーシング加工を施した１個のＬＥＤモジュール４０を縦横に複数個配列させて、図８に示すように一体化する構成を採用することがほとんどであった。
【００１４】
また、図８に示すＬＥＤ電球用のリードフレームは、１つの基板に図７に示すような１つ（または２つ）のＬＥＤモジュール４０を実装したリードフレーム４１となるため、リードフレーム４１の裏面で複数のリードフレーム４１同士をはんだ付けすることで複数のＬＥＤチップ４４の電球を接続した構造を採用せざるを得なかった。
この場合、発光に資するＬＥＤチップ４４の個数が複数のリードフレーム４１の占有面積に対して少なくて嵩張るにも関わらず、発光密度が低いという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、単位面積当たりのＬＥＤチップの搭載数を多くできるＬＥＤ用リードフレーム及びＬＥＤ用リードフレーム基板、ＬＥＤモジュール及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によるＬＥＤリードフレームは、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列されたＬＥＤチップ搭載用の１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されてなることを特徴とする。
本発明によるＬＥＤ用リードフレームによれば、ＬＥＤチップを搭載するためのパッド部と金属ワイヤー等の電気的接続部材によってＬＥＤチップに電力を供給するためのリード部とを並べて配設することで、複数のＬＥＤチップと各ＬＥＤチップに電力を供給するための電気的接続部材をパッド部とリード部を介して並列に接続することができるから、リードフレームにパッド部とリード部の数に応じてＬＥＤチップと電気的接続部材を多数並列に配列して集積することができる。
【００１７】
本発明によるＬＥＤモジュールは、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームと、パッド部の延在方向に搭載された複数のＬＥＤチップと、これらのＬＥＤチップに電力を供給するためにリード部にそれぞれ電気的に接続された電気的接続部材と、パッド部及びリード部の間の開口部分に充填して連結すると共に複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を囲むようにリフレクターを形成した第一の樹脂と、リフレクターで囲われた複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を封止する第二の樹脂と、を備えたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤモジュールによれば、パッド部とリード部が非接触で互い違いに配列され、各パッド部に複数のＬＥＤチップを搭載すると共に各ＬＥＤチップに電力を供給する電気的接続部材をリード部に接続できるため、パッド部とリード部の延在方向に多数のＬＥＤチップと金属ワイヤー等の電気的接続部材を密集させてそれぞれ搭載できて、リードフレームの各パッド上に複数のＬＥＤチップを集積して実装できる。
【００１８】
また、パッド部に搭載された複数のＬＥＤチップは電気的接続部材によって並列に接続されていることが好ましい。
パッド部とリード部に並列に接続された複数のＬＥＤチップのいずれかに故障が生じたとしても他のＬＥＤチップは遮断されることなく駆動可能であり、光源として継続して使用できる。
【００１９】
また、ＬＥＤチップはＬＥＤ電球であることが好ましい。
本発明に係るＬＥＤモジュールによれば、リードフレームの各パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して実装できるため、ＬＥＤチップをＬＥＤ電球として高密度で発光でき、小型で高輝度の光源を得られる。そのため、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いる等、各種用途の光源として使用できる。
【００２０】
また、本発明によるＬＥＤ用リードフレーム基板は、複数のＬＥＤ用リードフレームが多面付けされていて互いに連結されてなることを特徴とする。
本発明によれば、パッド部とリード部を互い違いに配列させた裁断単体のリードフレームを形成できると共に、裁断単体からなる複数のリードフレームをタイバー等によって互いに連結して集積され多面付けされたリードフレーム基板を形成でき、これをタイバー等の連結部分でダイシングすることで複数のリードフレームを効率よく製造できる。
【００２１】
本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法は、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成する工程と、第一の樹脂によってリードフレームの開口部分を充填すると共にリフレクターを形成する工程と、１または複数のパッド部にそれぞれ複数のＬＥＤチップを搭載すると共にこれらＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材をリード部にそれぞれ電気的に接続する工程と、複数のＬＥＤチップと電気的接続部材を第二の樹脂でモールドする工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法によれば、銅板等の金属板をエッチング等によって、１または複数のパッド部と１または複数のリード部が非接触で互い違いに配列されたＬＥＤ用リードフレームを形成し、各パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して搭載すると共にリード部と電気的接続部材で電気的に接続することができるから、１または複数のパッド部とリード部の組合せによって多数のＬＥＤチップを並列に且つ密集した状態で集積できる。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明に係るＬＥＤ用リードフレーム及びＬＥＤモジュールによれば、
１または複数のパッド部とリード部が非接触で互い違いに配列され、パッド部にＬＥＤチップを搭載すると共にＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材をリード部に接続するため、狭い面積内に多数のＬＥＤチップと電気的接続部材を密集させて配列させることができる。そのため、ＬＥＤ用リードフレーム上の単位面積当たりのＬＥＤチップの搭載数を多く設置できて集積化して実装できる。
また、本発明に係るＬＥＤモジュールによれば、リードフレームのパッド部に多数のＬＥＤチップを集積して実装できるため、ＬＥＤチップをＬＥＤ電球として集積状態で発光できるため、小型で高輝度の光源を得られる。
【００２３】
また、本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法によれば、１または複数のパッド部とリード部が非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成し、パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して搭載すると共にリード部と電気的接続部材で電気的に接続することができるから、多数のＬＥＤチップを密集した状態で実装できる。
【００２４】
また、本発明によるＬＥＤ用リードフレーム基板によれば、複数のリードフレームを多面付けすることで多連のＬＥＤ用リードフレームを同時に製造することができ、その後にダイシングによって分離できるため、ＬＥＤモジュールの製造効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤモジュールの平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤモジュールのＡ−Ａ線要部拡大断面図である。
【図３】略櫛歯状のパッド部材とリード部材とを互い違いに組み合わせたリードフレームの平面図である。
【図４】複数のリードフレームを集積して形成したリードフレーム基板の全体図である。
【図５】図１に示すＬＥＤモジュールをリードフレーム基板に多面付けした状態を示す平面図である。
【図６】実施形態によるＬＥＤモジュールの製造工程を示す要部断面図であり、（ａ）は基板をエッチングしたパッド部とリード部からなるリードフレームを示す図、（ｂ）は充填樹脂によってパッド部とリード部を連結すると共にリフレクターを形成した図、（ｃ）はパッド部にＬＥＤチップを搭載して金属ワイヤーでリード部に接続した状態を示す図、（ｄ）はリフレクター内に透明封止樹脂を充填してＬＥＤチップを封止したＬＥＤモジュールを示す図である。
【図７】図８に示す従来のＬＥＤモジュールのＢ−Ｂ線要部縦断面図である。
【図８】図7に示すＬＥＤモジュールを複数接続した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態によるＬＥＤ用リードフレームとＬＥＤモジュール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モジュール１は、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と、リードフレーム２の上面に樹脂モールドした第一の樹脂としての絶縁性の充填樹脂３と、リードフレーム２上に搭載されたＬＥＤチップ４とを備えている。ＬＥＤチップ４はこの実施形態では例えばＬＥＤ電球を構成する。
【００２７】
リードフレーム２は、図３に示すように、略櫛形を形成したパッド部材６と略櫛形を形成したリード部材７とが対向して配設されて構成されている。パッド部材６は例えば幅広のパッド基部６ａに対して略直交する方向にＬＥＤチップ４を搭載するための例えば短冊状のパッド部６ｂが所定間隔で複数配列されて櫛形に一体形成されている。リード部材７は例えば幅広のリード基部７ａに対して略直交する方向に例えば短冊状のパッド部７ｂが所定間隔で複数配列されて櫛形に一体形成されている。
リードフレーム２は、板状の金属板、例えば鉄−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２は、この金属合金製の板状の基材を例えば第二塩化鉄等のエッチャントを用いてエッチングすることにより形成される。或いは、金型による打ち抜き加工で製造してもよい。
【００２８】
リードフレーム２は、図３に示すようにパッド部材６のパッド部６ｂとリード部材７のリード部７ｂとが対向して互いに非接触で互い違いに噛み合うように配設されている。そして、各パッド部６ｂには複数のＬＥＤチップ４が搭載可能とされている。
また、リードフレーム２のパッド部材６とリード部材７は充填樹脂３がパッド部６ｂとリード部７ｂとの間の開口に充填されて樹脂モールドされて一体化されている。しかも、充填樹脂３にはリードフレーム２に搭載される複数のＬＥＤチップ４を囲うように例えば略四角枠形状をなす土手を形成してリフレクター１０が形成されている。このリフレクター１０で囲われた凹部はキャビティ１１を構成し、その内面は外側に傾斜する反射面を構成する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、キャビティ１１内に配設されたリードフレーム２のパッド部６ｂとリード部７ｂは互いに略平行に交互に配列されており、電極部を構成する部分にめっき処理がなされている。各パッド部６ｂには、ＬＥＤチップ４がその長手方向に沿って所定間隔で複数搭載されており、パッド部６ｂに隣接するリード部７ｂには各ＬＥＤチップ４に電力を供給する電気的接続部材として金属ワイヤー１２が電気的に接続されている。
また、ＬＥＤチップ４は例えば絶縁部材を介してパッド部６ｂに搭載され、ＬＥＤチップ４に電力を供給する別の金属ワイヤー１３によってパッド部６ｂに電気的に接続されている。或いはＬＥＤチップ３は金属ワイヤー１３を設けることなく導電部材を介してパッド部６ｂに導通状態で搭載されることで、パッド部６ｂから直接ＬＥＤチップ４に電力を供給するようにしてもよい。
【００３０】
そして、１本のパッド部６ｂに所定間隔で搭載された複数のＬＥＤチップ４は金属ワイヤー１２を介して隣接するリード部７ｂに電気的に接続されることで、これら複数のＬＥＤチップ４は電気的に並列に接続された状態になる。
そのため、本実施形態によるＬＥＤモジュール１によれば、図１に示すように例えば各５本のパッド部６ｂとリード部７ｂとの間では、多数のＬＥＤチップ４はそれぞれ並列に接続された状態となる。これにより、単一のリードフレーム２の複数のパッド部６ｂに例えば４０〜５０個のＬＥＤチップ４が集積化されてＬＥＤ電球として搭載されている。
【００３１】
なお、パッド部６ｂは、図２に示すように、表面（上面）がＬＥＤチップ４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）はパッド部放熱面Ｂとされている。パッド部放熱面Ｂは、ＬＥＤチップ４から発生する駆動熱やＬＥＤチップ４の周囲環境条件から熱を放散させる放熱部とされている。
リード部７ｂは、パッド部６ｂと同様の厚みを有しており、リード部７ｂの表面（上面）が、ＬＥＤチップ４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７ｂ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部放熱面Ｄとされている。
【００３２】
例えば、パッド部６ｂの搭載面Ａとリード部７ｂ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６ｂのパッド部放熱面Ｂ及びリード部７ｂのリード部放熱面Ｄも同一平面とされている。
また、パッド部６ｂに実装されるＬＥＤチップ４に対してリード部７ｂの接続面Ｃは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金属ワイヤー１２を介して電気的に接続されている。
なお、パッド部６ｂとリード部７ｂの接続面（表面）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、このように接続面にメッキをするのに先立って、接続面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。
【００３３】
そして、ＬＥＤモジュール１では、キャビティ５の略逆四角錐台形状の凹部内には第二の樹脂として透明封止樹脂１５が充填され、この透明封止樹脂１５によって４０〜５０個のＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２、１３が封止されている。透明封止樹脂１５は高光透過率（透過率９０〜９５％以上）を有する樹脂である。
【００３４】
次に、図４は断裁単位として図３に示すリードフレーム２を多面付けした多連リードフレームの構成例を模式的に示す図である。図４に示す多連リードフレーム基板１７は断裁単位のリードフレーム２が縦横方向に３枚×３枚ずつ配列され、それぞれタイバー１８を介して互いに連結されている。各リードフレーム２は例えばパッド部材６のパッド基部６ａとリード部材７のリード基部７ａとの間でタイバー１８によって連結されている。
そして、多連リードフレーム基板１７は一括して加工処理が行われ、図５に示すように、多連のＬＥＤモジュール１が複数形成されることになる。このようにして得られた多連のＬＥＤモジュール１９についてタイバー１８でダイシングを行うことで個別のＬＥＤモジュール１が得られる。
【００３５】
次に、本実施形態によるＬＥＤモジュール１の製造方法について図６により説明する。
まずは、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材６とリード部材７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。
【００３６】
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、パッド部材６及びリード部材７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。
そして、金属材料は略櫛状のパッド部材６とリード部材７とが、パッド基部６ａの複数のパッド部６ｂとリード基部７ａの複数のリード部７ｂとを互い違いに非接触で配列させた図３に示す形状となる。これをパッド部６ｂとリード基部７ａの長手方向に直交する方向の断面で見ると図６（ａ）に示す構成になる。
【００３７】
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材６とリード部材７の間の開口に絶縁性の充填樹脂３を充填して固定すると共に、その周囲に充填樹脂３によってリフレクター１０を成形する。これにより、図６（ｂ）に示すように、リードフレーム２の複数のパッド部６ｂとリード部７ｂの上面の周囲を充填樹脂３によって内面凹部が略逆四角錐台形状で内面に上方に向けて反射面を拡径させた土手状のキャビティ１１を有するリフレクター１０が形成される。
【００３８】
そして、キャビティ１１の反射面で囲まれた領域内に露出するリードフレーム２の複数のパッド部６ｂの搭載面Ａとリード部７ｂ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モジュール１を外部基板に搭載、接続するために、パッド部６ｂのパッド部放熱面Ｂ及びリード部７ｂのリード部放熱面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。
【００３９】
次に、図６（ｃ）において、リードフレーム２における１のパッド部６ｂの搭載面ＡにＬＥＤチップ４をパッド部６ｂの長手方向に所定間隔で絶縁部材を介して搭載し、各ＬＥＤチップ４と隣接するリード部７ｂの接続面Ｃとを金属ワイヤー１２を用いてワイヤーボンディングする。また、ＬＥＤチップ４とパッド部６ｂの搭載面Ａ上の電極面にも金属ワイヤー１３を用いて電気的に接続する。こうしてＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２，１３の装着を複数列のパッド部６ｂ及びリード部７ｂについて順次行う。
次に、図６（ｄ）に示すように、透明封止樹脂１５をキャビティ１１内に充填して満たし、リードフレーム２の表面のパッド部６ｂ及びリード部７ｂにおける複数のＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２，１３を封止する。
このようにして、図１に示すＬＥＤモジュール１が完成する。
【００４０】
上述のように、本実施形態によるリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１によれば、リードフレーム２について複数のＬＥＤチップ４を搭載するためのパッド部６ｂと各ＬＥＤチップ４を電気的に接続するためのリード部７ｂとを交互にそれぞれ櫛形に形成することで、１つのリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１で例えば４０〜５０個の多数のＬＥＤチップ４をリフレクター１０内に集積して実装することができる。
そのため、従来のリードフレームやＬＥＤモジュールのように１つまたは２つのＬＥＤチップ毎にリフレクター１０で囲って形成したものと比較して、比較的小さい面積で多数のＬＥＤチップ４を高集積化して実装できる。そして、ＬＥＤチップ４をＬＥＤ電球として用いた場合に多数の光源を高密度に集積させて高輝度の光源を製造でき、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いることができて小さい面積で高輝度が得られる。
【００４１】
また、本実施形態によるリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１によれば、略櫛型のパッド部材６及びリード部材７を対向させて櫛の歯に相当する複数のパッド部６ｂとリード部７ｂを互い違いに組み合わせたことで、それぞれのパッド部６ｂとリード部７ｂに多数のＬＥＤチップ４を並列に接続して駆動することができる。そのため、並列に接続した複数のＬＥＤチップ４のいずれかに故障が生じたとしても他のＬＥＤチップ４は遮断されることなく駆動可能であり、継続して使用できる。
【００４２】
また、エッチング技術によって１枚の銅板等の金属板から、櫛形のパッド部材６とリード部材７を互いに噛み合わせてなるリードフレーム２を形成できると共に、断裁単体からなる複数のリードフレーム２をタイバー１８によって互いに連結して集積され多面付けされた多連リードフレーム基板１７を形成できる。そして、これをタイバー１８部分でダイシングすることで複数のリードフレーム２を効率よく製造できる。
また、多面付けされた複数のリードフレーム２についてそれぞれ充填樹脂３でパッド部６ｂとリード部７ｂを連結すると共にリフレクタ−１０を形成して、その内側に多数のＬＥＤチップ４を実装することで、多連のＬＥＤモジュール１７を製造することができ、その後にダイシングによって分離できるため、ＬＥＤモジュール１の製造効率がよい。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施形態によるリードフレーム２、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、上述の実施形態によるリードフレーム２はパッド部６ｂとリード部７ｂをそれぞれ複数形成したが、１本ずつでもよい。この場合でも１本のパッド部６ｂの長手方向に複数のＬＥＤチップ４を搭載できる。
また、ＬＥＤパッケージ１の製造方法では、充填樹脂３でリードフレーム２を固定した後、パッド部６ｂとリード部７ｂをめっき（後めっき）したが、これに代えて、充填樹脂３でリードフレーム２を固定する前にパッド部６ｂとリード部７ｂをめっき（先めっき）してもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態によるＬＥＤモジュール１では、リードフレーム２が略四角形状であるために、充填樹脂３で形成するリフレクター１０を内面が略四角錐台形状をなす略四角形枠状に形成したが、リフレクター１０の形状は円形など適宜形状のものを採用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ＬＥＤモジュール
２ リードフレーム
３ 充填樹脂
４ ＬＥＤチップ
６ パッド部材
６ｂ パッド部
７ リード部材
７ｂ リード部
１０ リフレクター
１１ キャビティ
１２、１３ 金属ワイヤー
１５ 透明封止樹脂
１７ 多連リードフレーム基板
１８ タイバー
１９ 多連のＬＥＤモジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（Light Emitting Diode）を搭載するＬＥＤ用リードフレームとＬＥＤ用リードフレーム基板、そしてＬＥＤ用リードフレームを備えたＬＥＤモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ウエハープロセスで製造される半導体集積回路（ＬＳＩ、ＩＣ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の電子素子は、厚みが１ｍｍ以下で大きさも１ｃｍ２程度以下と小さく、また電力を供給して電気信号を入出力するための微細な端子を備え、端子数は数十から数千に至る場合もある。
【０００３】
従って、これらの電子素子は、電子素子に形成された端子と同じピッチの端子を一方の面に有し、簡単で強固に外部装置に接続できる程度にまで拡大されたピッチの端子を他方の面に備える特別な基板に搭載して使用に供される。外部との電気接続は、この特別の基板の他方の面に形成された拡大されたピッチを有する端子を介してなされる。
【０００４】
ここで本発明に関する電子素子としてのＬＥＤチップやＳｉダイオードは、例えば電力を印加するだけの、端子を２個有する２端子型の電子素子であり、端子数が数百にも及ぶＬＳＩやＩＣに較べると端子数は少なく、当該電子素子（ＬＥＤやＳｉダイオード）を搭載する基板のサイズの問題を度外視すれば微細配線形成に伴う困難はほとんどない。
従って、２端子のＬＥＤチップを搭載する特別な基板としては、ＬＳＩやＩＣ用に開発されたセラミック基板、プリント基板、リードフレーム等をほとんどそのままの形で利用することができる。
【０００５】
セラミック基板は電気特性は良好であり、熱膨張率が低く信頼性も優秀であるが、価格が高いという欠点がある。また、セラミックは、熱伝導性が樹脂よりは勝るが金属よりは劣るので、ＬＥＤチップに生じた熱を放散するために、一定の厚みの金属からなる放熱板をＬＥＤチップに接する形で備える必要があるため、薄くて軽くすることが難しいという問題もある。ＬＥＤチップを液晶表示装置のバックライトとして使用する場合には、薄く、更に望ましくは軽くすることが特に重要な因子である。
【０００６】
また、２端子のＬＥＤチップを搭載する電子素子搭載用の基板として、プリント基板を用いた場合には、プリント基板の基材であるエポキシ樹脂やガラスエポキシ樹脂が、セラミックや金属に較べると熱抵抗が高いという問題があり、それを解消するため、基板の内層にＣｕ（銅）、あるいはＡｌ（アルミ）等の金属板を挿入したプリント基板を採用せざるを得ない。
また、ＬＥＤチップから発せられた光を光源として効率よく利用するため、ＬＥＤチップから発せられた光を反射させ、その反射光を利用することも有るが、高光反射率を確保するために、ＬＥＤチップの背部の基板表面に光反射性のセラミックインクを塗布する工程を必要とし、いずれの処理も高価格化を伴うものである。
【０００７】
これに対し、電子素子搭載用に用いられるリードフレームは、多端子の電子素子の搭載には向かないが、板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、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、塩化第二鉄等のエッチャントを用いてエッチング加工するか、金型による打ち抜き加工によって製造することが可能なため極めて廉価に得ることが出来る。
【０００８】
一個のＬＥＤチップを搭載するためのリードフレームとしては、計３個のアイランドを備えたものが知られている。このリードフレームは、ＬＥＤチップが搭載される主表面としてのパッド部（アイランド部）と、ＬＥＤチップと電気的接続をとるための、相互に電気的に絶縁されてパッド部（アイランド部）とも電気的に絶縁された二つのリード用アイランドとの計３個のアイランドを備えるものである。
また、一個のＬＥＤチップを搭載するためのリードフレームとして、計２個のアイランドを備えたものも知られている。すなわち、パッド部と一方のリード用アイランドとを共通にした共通アイランドと、他方のリード用アイランドとの計２個のアイランドを備えるものである。
【０００９】
図７に示すＬＥＤモジュール４０は、２個のアイランドを有するリードフレーム４１を使用した一例の断面図である。リードフレーム４１のパッド部４１ａには、その主表面側にＬＥＤチップ４４が搭載され、その裏面はＬＥＤチップ４４から発生するジュール熱を外部に放散させる。なお、裏面には放熱効率を高めるための放熱板が装着されていてもよい。また、下記特許文献１〜４には、ＬＥＤ等の電子素子を担持体へ搭載する技術、蓄熱を防止するための放熱技術が記載されている。
ＬＥＤチップ４４は、ＬＥＤチップ搭載部と一体となった一方の電極であるパッド部４１ａ上に固定され且つ金属ワイヤー４５により電気的に接続されており、他方の電極となるリード用アイランド４１ｂとは別の金属ワイヤー４５で電気的に接続されている。
【００１０】
また、ＬＥＤチップ４４を囲んで傾斜する樹脂を有するリフレクター４３がリードフレーム４１の上に形成され、リフレクター４３の内部はＬＥＤチップ４４と金属ワイヤー４５を覆うように封止樹脂４６が充填されている。リフレクター４３の内側には金属膜などからなる反射膜４８が形成されることもある。リードフレーム４１を構成する二つのアイランド４１ａ、４１ｂは、短絡しないようにスリット４２により分離され充填用絶縁樹脂４９が充填されている。
リードフレーム４１は、図７から理解できるように、金属部分だけに着目すれば互いに絶縁された複数の板状の金属片からなるアイランド４１ａ、４１ｂで構成されている。
【００１１】
ところで、ＬＥＤチップ４４は単体で使用される以外に、発光量（発光密度）を増やしたり、発光色の調整のために複数のＬＥＤチップを平面的に近接して複数並べて使用したい場合がある。特に、液晶表示装置用のバックライトとしては、光強度が強くなるように複数個のＬＥＤチップを面状に配列して備えた、軽くて薄い光源が特に求められている。
ＬＥＤチップを照明光源として用いたＬＥＤ電球では、４０〜５０個のＬＥＤチップ（素子）を同時に点灯させることで白熱電球等と置き換えることができ、しかもこれら白熱電球等と比較して消費電力を著しく低減できて省エネ効果が高いことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−３４７６００号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２１６０号公報
【特許文献３】特開２００７−２２０９２５号公報
【特許文献４】特開２００３−８０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来、ＬＥＤ電球を製造する場合、例えば図８に示すように単体のリードフレーム４１を多数個連接し、各リードフレーム４１上に１または２個のＬＥＤチップ４４を実装したものを用いている。ＬＥＤチップ４４を複数個密集させる場合には、通常は図７に示したような個別に樹脂充填と封止加工がされたＬＥＤモジュール４０、或いはさらにケーシング加工を施した１個のＬＥＤモジュール４０を縦横に複数個配列させて、図８に示すように一体化する構成を採用することがほとんどであった。
【００１４】
また、図８に示すＬＥＤ電球用のリードフレームは、１つの基板に図７に示すような１つ（または２つ）のＬＥＤモジュール４０を実装したリードフレーム４１となるため、リードフレーム４１の裏面で複数のリードフレーム４１同士をはんだ付けすることで複数のＬＥＤチップ４４の電球を接続した構造を採用せざるを得なかった。
この場合、発光に資するＬＥＤチップ４４の個数が複数のリードフレーム４１の占有面積に対して少なくて嵩張るにも関わらず、発光密度が低いという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、単位面積当たりのＬＥＤチップの搭載数を多くできるＬＥＤ用リードフレーム及びＬＥＤ用リードフレーム基板、ＬＥＤモジュール及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によるＬＥＤリードフレームは、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列されたＬＥＤチップ搭載用の１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されてなることを特徴とする。
本発明によるＬＥＤ用リードフレームによれば、ＬＥＤチップを搭載するためのパッド部と金属ワイヤー等の電気的接続部材によってＬＥＤチップに電力を供給するためのリード部とを並べて配設することで、複数のＬＥＤチップと各ＬＥＤチップに電力を供給するための電気的接続部材をパッド部とリード部を介して並列に接続することができるから、リードフレームにパッド部とリード部の数に応じてＬＥＤチップと電気的接続部材を多数並列に配列して集積することができる。
【００１７】
本発明によるＬＥＤモジュールは、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームと、パッド部の延在方向に搭載された複数のＬＥＤチップと、これらのＬＥＤチップに電力を供給するためにリード部にそれぞれ電気的に接続された電気的接続部材と、パッド部及びリード部の間の開口部分に充填して連結すると共に複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を囲むようにリフレクターを形成した第一の樹脂と、リフレクターで囲われた複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を封止する第二の樹脂と、を備えたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤモジュールによれば、パッド部とリード部が非接触で互い違いに配列され、各パッド部に複数のＬＥＤチップを搭載すると共に各ＬＥＤチップに電力を供給する電気的接続部材をリード部に接続できるため、パッド部とリード部の延在方向に多数のＬＥＤチップと金属ワイヤー等の電気的接続部材を密集させてそれぞれ搭載できて、リードフレームの各パッド上に複数のＬＥＤチップを集積して実装できる。
【００１８】
また、パッド部に搭載された複数のＬＥＤチップは電気的接続部材によって並列に接続されていることが好ましい。
パッド部とリード部に並列に接続された複数のＬＥＤチップのいずれかに故障が生じたとしても他のＬＥＤチップは遮断されることなく駆動可能であり、光源として継続して使用できる。
【００１９】
また、ＬＥＤチップはＬＥＤ電球であることが好ましい。
本発明に係るＬＥＤモジュールによれば、リードフレームの各パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して実装できるため、ＬＥＤチップをＬＥＤ電球として高密度で発光でき、小型で高輝度の光源を得られる。そのため、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いる等、各種用途の光源として使用できる。
【００２０】
また、本発明によるＬＥＤ用リードフレーム基板は、複数のＬＥＤ用リードフレームが多面付けされていて互いに連結されてなることを特徴とする。
本発明によれば、パッド部とリード部を互い違いに配列させた裁断単体のリードフレームを形成できると共に、裁断単体からなる複数のリードフレームをタイバー等によって互いに連結して集積され多面付けされたリードフレーム基板を形成でき、これをタイバー等の連結部分でダイシングすることで複数のリードフレームを効率よく製造できる。
【００２１】
本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法は、パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成する工程と、第一の樹脂によってリードフレームの開口部分を充填すると共にリフレクターを形成する工程と、１または複数のパッド部にそれぞれ複数のＬＥＤチップを搭載すると共にこれらＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材をリード部にそれぞれ電気的に接続する工程と、複数のＬＥＤチップと電気的接続部材を第二の樹脂でモールドする工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法によれば、銅板等の金属板をエッチング等によって、１または複数のパッド部と１または複数のリード部が非接触で互い違いに配列されたＬＥＤ用リードフレームを形成し、各パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して搭載すると共にリード部と電気的接続部材で電気的に接続することができるから、１または複数のパッド部とリード部の組合せによって多数のＬＥＤチップを並列に且つ密集した状態で集積できる。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明に係るＬＥＤ用リードフレーム及びＬＥＤモジュールによれば、
１または複数のパッド部とリード部が非接触で互い違いに配列され、パッド部にＬＥＤチップを搭載すると共にＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材をリード部に接続するため、狭い面積内に多数のＬＥＤチップと電気的接続部材を密集させて配列させることができる。そのため、ＬＥＤ用リードフレーム上の単位面積当たりのＬＥＤチップの搭載数を多く設置できて集積化して実装できる。
また、本発明に係るＬＥＤモジュールによれば、リードフレームのパッド部に多数のＬＥＤチップを集積して実装できるため、ＬＥＤチップをＬＥＤ電球として集積状態で発光できるため、小型で高輝度の光源を得られる。
【００２３】
また、本発明によるＬＥＤモジュールの製造方法によれば、１または複数のパッド部とリード部が非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成し、パッド部に複数のＬＥＤチップを集積して搭載すると共にリード部と電気的接続部材で電気的に接続することができるから、多数のＬＥＤチップを密集した状態で実装できる。
【００２４】
また、本発明によるＬＥＤ用リードフレーム基板によれば、複数のリードフレームを多面付けすることで多連のＬＥＤ用リードフレームを同時に製造することができ、その後にダイシングによって分離できるため、ＬＥＤモジュールの製造効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態によるＬＥＤモジュールの平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤモジュールのＡ−Ａ線要部拡大断面図である。
【図３】略櫛歯状のパッド部材とリード部材とを互い違いに組み合わせたリードフレームの平面図である。
【図４】複数のリードフレームを集積して形成したリードフレーム基板の全体図である。
【図５】図１に示すＬＥＤモジュールをリードフレーム基板に多面付けした状態を示す平面図である。
【図６】実施形態によるＬＥＤモジュールの製造工程を示す要部断面図であり、（ａ）は基板をエッチングしたパッド部とリード部からなるリードフレームを示す図、（ｂ）は充填樹脂によってパッド部とリード部を連結すると共にリフレクターを形成した図、（ｃ）はパッド部にＬＥＤチップを搭載して金属ワイヤーでリード部に接続した状態を示す図、（ｄ）はリフレクター内に透明封止樹脂を充填してＬＥＤチップを封止したＬＥＤモジュールを示す図である。
【図７】図８に示す従来のＬＥＤモジュールのＢ−Ｂ線要部縦断面図である。
【図８】図7に示すＬＥＤモジュールを複数接続した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態によるＬＥＤ用リードフレームとＬＥＤモジュール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モジュール１は、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と、リードフレーム２の上面に樹脂モールドした第一の樹脂としての絶縁性の充填樹脂３と、リードフレーム２上に搭載されたＬＥＤチップ４とを備えている。ＬＥＤチップ４はこの実施形態では例えばＬＥＤ電球を構成する。
【００２７】
リードフレーム２は、図３に示すように、略櫛形を形成したパッド部材６と略櫛形を形成したリード部材７とが対向して配設されて構成されている。パッド部材６は例えば幅広のパッド基部６ａに対して略直交する方向にＬＥＤチップ４を搭載するための例えば短冊状のパッド部６ｂが所定間隔で複数配列されて櫛形に一体形成されている。リード部材７は例えば幅広のリード基部７ａに対して略直交する方向に例えば短冊状のパッド部７ｂが所定間隔で複数配列されて櫛形に一体形成されている。
リードフレーム２は、板状の金属板、例えば鉄−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２は、この金属合金製の板状の基材を例えば第二塩化鉄等のエッチャントを用いてエッチングすることにより形成される。或いは、金型による打ち抜き加工で製造してもよい。
【００２８】
リードフレーム２は、図３に示すようにパッド部材６のパッド部６ｂとリード部材７のリード部７ｂとが対向して互いに非接触で互い違いに噛み合うように配設されている。そして、各パッド部６ｂには複数のＬＥＤチップ４が搭載可能とされている。
また、リードフレーム２のパッド部材６とリード部材７は充填樹脂３がパッド部６ｂとリード部７ｂとの間の開口に充填されて樹脂モールドされて一体化されている。しかも、充填樹脂３にはリードフレーム２に搭載される複数のＬＥＤチップ４を囲うように例えば略四角枠形状をなす土手を形成してリフレクター１０が形成されている。このリフレクター１０で囲われた凹部はキャビティ１１を構成し、その内面は外側に傾斜する反射面を構成する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、キャビティ１１内に配設されたリードフレーム２のパッド部６ｂとリード部７ｂは互いに略平行に交互に配列されており、電極部を構成する部分にめっき処理がなされている。各パッド部６ｂには、ＬＥＤチップ４がその長手方向に沿って所定間隔で複数搭載されており、パッド部６ｂに隣接するリード部７ｂには各ＬＥＤチップ４に電力を供給する電気的接続部材として金属ワイヤー１２が電気的に接続されている。
また、ＬＥＤチップ４は例えば絶縁部材を介してパッド部６ｂに搭載され、ＬＥＤチップ４に電力を供給する別の金属ワイヤー１３によってパッド部６ｂに電気的に接続されている。或いはＬＥＤチップ３は金属ワイヤー１３を設けることなく導電部材を介してパッド部６ｂに導通状態で搭載されることで、パッド部６ｂから直接ＬＥＤチップ４に電力を供給するようにしてもよい。
【００３０】
そして、１本のパッド部６ｂに所定間隔で搭載された複数のＬＥＤチップ４は金属ワイヤー１２を介して隣接するリード部７ｂに電気的に接続されることで、これら複数のＬＥＤチップ４は電気的に並列に接続された状態になる。
そのため、本実施形態によるＬＥＤモジュール１によれば、図１に示すように例えば各５本のパッド部６ｂとリード部７ｂとの間では、多数のＬＥＤチップ４はそれぞれ並列に接続された状態となる。これにより、単一のリードフレーム２の複数のパッド部６ｂに例えば４０〜５０個のＬＥＤチップ４が集積化されてＬＥＤ電球として搭載されている。
【００３１】
なお、パッド部６ｂは、図２に示すように、表面（上面）がＬＥＤチップ４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）はパッド部放熱面Ｂとされている。パッド部放熱面Ｂは、ＬＥＤチップ４から発生する駆動熱やＬＥＤチップ４の周囲環境条件から熱を放散させる放熱部とされている。
リード部７ｂは、パッド部６ｂと同様の厚みを有しており、リード部７ｂの表面（上面）が、ＬＥＤチップ４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７ｂ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部放熱面Ｄとされている。
【００３２】
例えば、パッド部６ｂの搭載面Ａとリード部７ｂ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６ｂのパッド部放熱面Ｂ及びリード部７ｂのリード部放熱面Ｄも同一平面とされている。
また、パッド部６ｂに実装されるＬＥＤチップ４に対してリード部７ｂの接続面Ｃは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金属ワイヤー１２を介して電気的に接続されている。
なお、パッド部６ｂとリード部７ｂの接続面（表面）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、このように接続面にメッキをするのに先立って、接続面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。
【００３３】
そして、ＬＥＤモジュール１では、キャビティ５の略逆四角錐台形状の凹部内には第二の樹脂として透明封止樹脂１５が充填され、この透明封止樹脂１５によって４０〜５０個のＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２、１３が封止されている。透明封止樹脂１５は高光透過率（透過率９０〜９５％以上）を有する樹脂である。
【００３４】
次に、図４は断裁単位として図３に示すリードフレーム２を多面付けした多連リードフレームの構成例を模式的に示す図である。図４に示す多連リードフレーム基板１７は断裁単位のリードフレーム２が縦横方向に３枚×３枚ずつ配列され、それぞれタイバー１８を介して互いに連結されている。各リードフレーム２は例えばパッド部材６のパッド基部６ａとリード部材７のリード基部７ａとの間でタイバー１８によって連結されている。
そして、多連リードフレーム基板１７は一括して加工処理が行われ、図５に示すように、多連のＬＥＤモジュール１が複数形成されることになる。このようにして得られた多連のＬＥＤモジュール１９についてタイバー１８でダイシングを行うことで個別のＬＥＤモジュール１が得られる。
【００３５】
次に、本実施形態によるＬＥＤモジュール１の製造方法について図６により説明する。
まずは、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材６とリード部材７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。
【００３６】
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、パッド部材６及びリード部材７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。
そして、金属材料は略櫛状のパッド部材６とリード部材７とが、パッド基部６ａの複数のパッド部６ｂとリード基部７ａの複数のリード部７ｂとを互い違いに非接触で配列させた図３に示す形状となる。これをパッド部６ｂとリード基部７ａの長手方向に直交する方向の断面で見ると図６（ａ）に示す構成になる。
【００３７】
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材６とリード部材７の間の開口に絶縁性の充填樹脂３を充填して固定すると共に、その周囲に充填樹脂３によってリフレクター１０を成形する。これにより、図６（ｂ）に示すように、リードフレーム２の複数のパッド部６ｂとリード部７ｂの上面の周囲を充填樹脂３によって内面凹部が略逆四角錐台形状で内面に上方に向けて反射面を拡径させた土手状のキャビティ１１を有するリフレクター１０が形成される。
【００３８】
そして、キャビティ１１の反射面で囲まれた領域内に露出するリードフレーム２の複数のパッド部６ｂの搭載面Ａとリード部７ｂ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モジュール１を外部基板に搭載、接続するために、パッド部６ｂのパッド部放熱面Ｂ及びリード部７ｂのリード部放熱面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。
【００３９】
次に、図６（ｃ）において、リードフレーム２における１のパッド部６ｂの搭載面ＡにＬＥＤチップ４をパッド部６ｂの長手方向に所定間隔で絶縁部材を介して搭載し、各ＬＥＤチップ４と隣接するリード部７ｂの接続面Ｃとを金属ワイヤー１２を用いてワイヤーボンディングする。また、ＬＥＤチップ４とパッド部６ｂの搭載面Ａ上の電極面にも金属ワイヤー１３を用いて電気的に接続する。こうしてＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２，１３の装着を複数列のパッド部６ｂ及びリード部７ｂについて順次行う。
次に、図６（ｄ）に示すように、透明封止樹脂１５をキャビティ１１内に充填して満たし、リードフレーム２の表面のパッド部６ｂ及びリード部７ｂにおける複数のＬＥＤチップ４及び金属ワイヤー１２，１３を封止する。
このようにして、図１に示すＬＥＤモジュール１が完成する。
【００４０】
上述のように、本実施形態によるリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１によれば、リードフレーム２について複数のＬＥＤチップ４を搭載するためのパッド部６ｂと各ＬＥＤチップ４を電気的に接続するためのリード部７ｂとを交互にそれぞれ櫛形に形成することで、１つのリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１で例えば４０〜５０個の多数のＬＥＤチップ４をリフレクター１０内に集積して実装することができる。
そのため、従来のリードフレームやＬＥＤモジュールのように１つまたは２つのＬＥＤチップ毎にリフレクター１０で囲って形成したものと比較して、比較的小さい面積で多数のＬＥＤチップ４を高集積化して実装できる。そして、ＬＥＤチップ４をＬＥＤ電球として用いた場合に多数の光源を高密度に集積させて高輝度の光源を製造でき、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いることができて小さい面積で高輝度が得られる。
【００４１】
また、本実施形態によるリードフレーム２及びＬＥＤモジュール１によれば、略櫛型のパッド部材６及びリード部材７を対向させて櫛の歯に相当する複数のパッド部６ｂとリード部７ｂを互い違いに組み合わせたことで、それぞれのパッド部６ｂとリード部７ｂに多数のＬＥＤチップ４を並列に接続して駆動することができる。そのため、並列に接続した複数のＬＥＤチップ４のいずれかに故障が生じたとしても他のＬＥＤチップ４は遮断されることなく駆動可能であり、継続して使用できる。
【００４２】
また、エッチング技術によって１枚の銅板等の金属板から、櫛形のパッド部材６とリード部材７を互いに噛み合わせてなるリードフレーム２を形成できると共に、断裁単体からなる複数のリードフレーム２をタイバー１８によって互いに連結して集積され多面付けされた多連リードフレーム基板１７を形成できる。そして、これをタイバー１８部分でダイシングすることで複数のリードフレーム２を効率よく製造できる。
また、多面付けされた複数のリードフレーム２についてそれぞれ充填樹脂３でパッド部６ｂとリード部７ｂを連結すると共にリフレクタ−１０を形成して、その内側に多数のＬＥＤチップ４を実装することで、多連のＬＥＤモジュール１７を製造することができ、その後にダイシングによって分離できるため、ＬＥＤモジュール１の製造効率がよい。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施形態によるリードフレーム２、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、上述の実施形態によるリードフレーム２はパッド部６ｂとリード部７ｂをそれぞれ複数形成したが、１本ずつでもよい。この場合でも１本のパッド部６ｂの長手方向に複数のＬＥＤチップ４を搭載できる。
また、ＬＥＤパッケージ１の製造方法では、充填樹脂３でリードフレーム２を固定した後、パッド部６ｂとリード部７ｂをめっき（後めっき）したが、これに代えて、充填樹脂３でリードフレーム２を固定する前にパッド部６ｂとリード部７ｂをめっき（先めっき）してもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態によるＬＥＤモジュール１では、リードフレーム２が略四角形状であるために、充填樹脂３で形成するリフレクター１０を内面が略四角錐台形状をなす略四角形枠状に形成したが、リフレクター１０の形状は円形など適宜形状のものを採用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ＬＥＤモジュール
２ リードフレーム
３ 充填樹脂
４ ＬＥＤチップ
６ パッド部材
６ｂ パッド部
７ リード部材
７ｂ リード部
１０ リフレクター
１１ キャビティ
１２、１３ 金属ワイヤー
１５ 透明封止樹脂
１７ 多連リードフレーム基板
１８ タイバー
１９ 多連のＬＥＤモジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列されたＬＥＤチップ搭載用の１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されてなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項２】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームと、
前記パッド部の延在方向に搭載された複数のＬＥＤチップと、
これらのＬＥＤチップに電力を供給するためにリード部にそれぞれ電気的に接続された電気的接続部材と、
前記パッド部及びリード部の間の開口部分に充填して連結すると共に前記複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を囲むようにリフレクターを形成した第一の樹脂と、
前記リフレクターで囲われた前記複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を封止する第二の樹脂と、を備えたことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記パッド部に搭載された複数のＬＥＤチップは並列に接続されている請求項２に記載されたＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記ＬＥＤチップはＬＥＤ電球である請求項２または３に記載されたＬＥＤモジュール。
【請求項５】
請求項１に記載された複数の前記ＬＥＤ用リードフレームが多面付けされていて互いに連結されてなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム基板。
【請求項６】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成する工程と、
第一の樹脂によって前記リードフレームの開口部分を充填すると共にリフレクターを形成する工程と、
前記１または複数のパッド部にそれぞれ複数のＬＥＤチップを搭載すると共に該ＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材を前記リード部にそれぞれ電気的に接続する工程と、
前記複数のＬＥＤチップと電気的接続部材を第二の樹脂でモールドする工程と
を備えたことを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項１】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列されたＬＥＤチップ搭載用の１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されてなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム。
【請求項２】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームと、
前記パッド部の延在方向に搭載された複数のＬＥＤチップと、
これらのＬＥＤチップに電力を供給するためにリード部にそれぞれ電気的に接続された電気的接続部材と、
前記パッド部及びリード部の間の開口部分に充填して連結すると共に前記複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を囲むようにリフレクターを形成した第一の樹脂と、
前記リフレクターで囲われた前記複数のＬＥＤチップ及び電気的接続部材を封止する第二の樹脂と、を備えたことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記パッド部に搭載された複数のＬＥＤチップは並列に接続されている請求項２に記載されたＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記ＬＥＤチップはＬＥＤ電球である請求項２または３に記載されたＬＥＤモジュール。
【請求項５】
請求項１に記載された複数の前記ＬＥＤ用リードフレームが多面付けされていて互いに連結されてなることを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム基板。
【請求項６】
パッド基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のパッド部と、リード基部に対して交差する方向に延びて所定間隔で配列された１または複数のリード部とが、非接触で互い違いに配列されたリードフレームを形成する工程と、
第一の樹脂によって前記リードフレームの開口部分を充填すると共にリフレクターを形成する工程と、
前記１または複数のパッド部にそれぞれ複数のＬＥＤチップを搭載すると共に該ＬＥＤチップに電力を供給するために電気的接続部材を前記リード部にそれぞれ電気的に接続する工程と、
前記複数のＬＥＤチップと電気的接続部材を第二の樹脂でモールドする工程と
を備えたことを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【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２０１２−１８２２９７（Ｐ２０１２−１８２２９７Ａ）
【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２０１１−４３９９７（Ｐ２０１１−４３９９７）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【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３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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