説明

LED発光素子用リードフレーム基板、LED発光素子装置、およびLED発光素子用リードフレーム

【課題】小型であっても、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱に対する放熱性が高められたLED発光素子用リードフレーム基板を提供する。
【解決手段】本発明のLED発光素子用リードフレーム基板10は、第1の面に1以上の凹部12を有した樹脂成形体11と、凹部の底面に設けられ、少なくとも1つのLED発光素子20を搭載するためのパッド部13、およびLED発光素子と電気的に接続するためのリード部14を有したリードフレーム50とを備え、リードフレームには、凹部が形成されている側とは反対側の面に、凹凸が形成されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LED発光素子用リードフレーム基板、LED発光素子装置、およびLED発光素子用リードフレームに関する。
【背景技術】
【0002】
LED発光素子装置として、LED発光素子用リードフレーム基板(以下、単に「リードフレーム基板」と称する。)にLED発光素子を搭載したものがある(例えば特許文献1参照)。このようなリードフレーム基板は、樹脂成形体に凹部が形成され、この凹部の底部に、LED発光素子を搭載するパッド部と、LED発光素子と電気的に接続するためのリード部とが設けられている。
パッド部に搭載したLED発光素子は、ワイヤー等によりリード部に電気的に接続されている。そして、凹部内に、透過性を有するとともに蛍光体を含有した樹脂(以下、これを封止樹脂と称する)を充填し、LED発光素子を封止するとともに、LED発光素子から発せられる光を外部に透過させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−172160号公報
【特許文献2】特開2008−141220号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなLED発光素子装置において、LED点灯時にLED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱影響を受けると、LED発光素子の光変換効率が低下してしまう。また、駆動熱の影響により、LED発光素子の搭載部周辺の樹脂やめっき面が変色してしまい、樹脂、めっき面の反射率が低下してしまう。
そこで、従来は、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱は、LED発光素子発光素子を搭載するパッド部や、LED発光素子と電気的に接続するためのリード部の裏面である配線面を用いて放熱を行っていた。しかし、LED発光素子装置の大きさによっては、配線面の面積を大きくすることができず、特に小型のLED発光素子装置においては、放熱性を高めることは困難となっている。
【0005】
このような問題に関して、例えば半導体装置においては、搭載する半導体の直下の部分に配置されたヒートシンク部に凹凸を設け、半導体の熱を放熱する構造が提案されている(特許文献2参照。)。
しかし、このような構造をLED発光素子装置に適用しようとすると、LED発光素子のような微細な素子の熱を放熱する場合は、凹凸部が封止樹脂と接してしまい、ここに熱がこもってしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型であっても、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱に対する放熱性を高めることのできるLED発光素子用リードフレーム基板、LED発光素子装置、およびLED発光素子用リードフレーム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】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一の態様であるLED発光素子用リードフレーム基板は、第1の面に1以上の凹部を有した樹脂成形体と、凹部の底面に設けられ、少なくとも1つのLED発光素子を搭載するためのパッド部、およびLED発光素子と電気的に接続するためのリード部を有したリードフレームとを備え、リードフレームには、凹部が形成されている側とは反対側の面に、凹凸が形成されていることを特徴とする。
ここで、凹凸は、ハーフエッチングにより形成するのが好ましい。さらに、凹凸は、その表面積が、凹凸が形成されている領域のリードフレームの投影面積に対し、1.5倍以上となるよう形成するのが好ましい。
このような凹凸を形成することで、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱に対する放熱性を高めることができる。
【0008】
本発明の第二の態様であるLED発光素子装置は、本発明のリードフレーム基板と、凹部内に収容され、パッド部に搭載されたLED発光素子と、LED発光素子とリード部とを電気的に接続するワイヤーと、凹部内に充填され、透明性を有した封止樹脂とを備えることを特徴とする。
【0009】
本発明の第三の態様であるLED発光素子用リードフレームは、少なくとも1つのLED発光素子を搭載するためのパッド部と、LED発光素子と電気的に接続するためのリード部と、パッド部およびリード部とは反対側の面にハーフエッチングにより形成され、放熱性を高めるための凹凸とを備えることを特徴とするLED発光素子用リードフレームとすることもできる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、リードフレームに凹凸を形成することで、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱に対する放熱性を高めることができる。ここで、リードフレームの凹凸は、樹脂成形体とは反対側に形成することで、樹脂成形体の界面とに熱がこもるのを抑えるとともに、外気と接しやすく放熱を効率よく行える。その結果、小型であっても、LED発光素子から発生する駆動熱や、環境条件による熱影響を受けるのを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態に係るリードフレーム基板の全体構成を示す図である。
【図2】各凹部のリードフレームの断面図である。
【図3】各凹部のリードフレームにおいて、凹凸の他の形状例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本発明によるLED発光素子用リードフレーム基板、LED発光素子装置、およびLED発光素子用リードフレーム基板の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態のリードフレーム基板10の全体構成を示す図である。
図1に示すように、リードフレーム基板10は、後述するパッド部13およびリード部14が複数組形成された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。)50と、リードフレーム50に形成され、マトリックス状に配置された複数の凹部12を有する樹脂成形体11とを備えている。
リードフレーム基板10は、図2に示すように、各凹部12にLED発光素子20が実装されることで、複数のLED発光素子装置Aを製造することができる。
【0013】
樹脂成形体11は、白色等の顔料、1種以上の無機フィラー、バインダ等を含有した樹脂材料から形成されている。
【0014】
図1および図2に示すように、凹部12は、例えば平面視円形で、凹部12の側面12aは、リードフレーム基板10において凹部12が開口している側の第1の面10b側から、その反対側の第2の面10cに向けてその開口面積が漸次縮小するテーパ状をなしている。
【0015】
凹部12の底部には、LED発光素子20が搭載されるパッド部13と、LED発光素子20とワイヤー21やハンダ等を介して電気的に接続されるリード部14とが露出されている。これらパッド部13、リード部14を有するリードフレーム50は、例えば銅等からなるプレート状の金属材料を所定形状にエッチングすることにより形成されている。各組のパッド部13とリード部14とは、間隔を隔てて形成されており、樹脂成形体11を形成する樹脂材料がその間に介在することで電気的絶縁が図られている。
【0016】
リードフレーム50は、凹部12の底部開口12bよりも大きな寸法を有している。このリードフレーム50には、リードフレーム基板10の第2の面10c側に露出する領域に、凹凸51が形成されている。この凹凸51は、その表面積が、凹凸51が形成された領域の投影面積の1.5倍以上となるように、その形状、深さを設定するのが好ましい。ここで、凹凸51の断面形状は、図2に示すように、矩形波状としてもよいし、図3に示すように、三角波状としてもよく、さらにはサイン波状等とすることも可能である。加えて、断面矩形、三角、半球状等の適宜形状の突起を多数形成することで凹凸を形成してもよい。
【0017】
そして、凹部12内には、パッド部13に搭載され、リード部14に電気的に接続されたLED発光素子20を封止する封止樹脂30が充填されている。この封止樹脂30は、LED発光素子20で発する光を透過するよう、蛍光体を含有し、透過性を有した樹脂材料で形成されている。
【0018】
このようなリードフレーム基板10においては、各凹部12内のLED発光素子20にリード部14を介して通電すると、LED発光素子20が発光する。その光は、封止樹脂30を透過して外部に向けて照射される。また、LED発光素子20から発せられた光の一部は凹部12の側面12aで反射し、封止樹脂30を透過して外部に向けて照射される。
【0019】
上記したようなリードフレーム基板10は、例えば以下のようにして形成される。
まず、レジストを塗布した金属材料41の表面にフォトリソグラフィ法により紫外線露光を行い、所定領域にレジストパターンを形成する。
このとき、リードフレーム基板10の第2の面10cとなる側には、微小な孔部を有するレジストパターンを形成しておく。この微小な孔部のパターンとしては、多数の細線状の孔部が並行しているもの、多数の細線状の孔部を格子状に組み合わせたもの、多数のドット状の孔部を有するもの、その他の適宜のパターンを用いることができる。
【0020】
次いで、エッチング法により、金属材料41においてレジストパターンで覆われた以外の部分を除去することで、パッド部13、リード部14を有したリードフレーム50を形成する。
本実施形態では、エッチング法としてハーフエッチング法を用いることで、リードフレーム50において、リードフレーム基板10の第2の面10c側に露出する領域に、凹凸51を形成する。すなわち、この領域に形成された微小な孔部を有するレジストパターンにより、微小な孔部の部分はエッチングが行われて凹部が形成され、レジストに覆われた部分はエッチングされないので凸部として残ることになり、これによって凹凸51が形成されるのである。
【0021】
次に、凹凸51を形成した金属材料41を金型に収容し、この金型に成形機から樹脂を充填することでトランスファー成形を行い、樹脂成形体11を形成する。形成された樹脂成形体11の凹部12の底部開口12bには、リードフレーム50のパッド部13,リード部14が露出している。
【0022】
この後、樹脂成形体11を所定の温度条件でベーク処理して樹脂を硬化させた後、ウェットブラスト法等により、パッド部13およびリード部14上に残存する樹脂成形体11のバリ取りを行うとリードフレーム基板10が完成する。
【0023】
しかる後は、図2に示したように、パッド部13上にLED発光素子20を搭載し、さらにワイヤー21を用いてワイヤーボンディング法によりLED発光素子20とリード部14とを電気的に接続する。
【0024】
この後、凹部12内に封止樹脂30を充填し、硬化させてから凹部12ごとに切り離すことにより、複数のLED発光素子装置Aが形成される。
【0025】
なお、上記においては、リードフレーム50のパッド部13およびリード部14に対し、樹脂成形体11を形成する前に、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキなどを施してもよい。また、これらのメッキ処理を施す前に、耐熱拡散性が優れたニッケルメッキなどの下地メッキを施してもよい。あるいは、このようなメッキ処理を樹脂成形体11の形成後に施してもよい。
【0026】
上述したような構成によれば、リードフレーム50において、リードフレーム基板10の第2の面10c側に露出する領域に、凹凸51が形成されているので、リードフレーム50およびリードフレーム基板10の放熱性を高めることができ、LED発光素子20から発生する駆動熱や環境条件による熱影響を抑えることが可能となる。このとき、リードフレーム50の凹凸51は、樹脂成形体11とは反対側に位置しているため、樹脂成形体11との界面に熱がこもるのを抑えるとともに、外気と接しやすく放熱を効率よく行える。その結果、小型であっても、LED発光素子20から発生する駆動熱や、環境条件による熱影響を受けるのを回避することが可能となる。
【0027】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、凹凸は、いかなるパターン(配置)、および断面形状とされてもよい。
また、凹部の形状や数、パッド部やリード部の配置、材料等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0028】
10 LED発光素子用リードフレーム基板
10b 第1の面
10c 第2の面
11 樹脂成形体
12 凹部
12a 側面
12b 底部開口
13 パッド部
14 リード部
20 LED発光素子
21 ワイヤー
30 封止樹脂
41 金属材料
50 LED発光素子用リードフレーム
51 凹凸
A LED発光素子装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の面に1以上の凹部を有した樹脂成形体と、
前記凹部の底面に設けられ、少なくとも1つのLED発光素子を搭載するためのパッド部、および前記LED発光素子と電気的に接続するためのリード部を有したリードフレームと、
を備え、
前記リードフレームには、前記凹部が形成されている側とは反対側の面に、凹凸が形成されていることを特徴とするLED発光素子用リードフレーム基板。
【請求項2】
前記凹凸は、ハーフエッチングにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載のLED発光素子用リードフレーム基板。
【請求項3】
前記凹凸は、その表面積が、前記凹凸が形成されている領域の前記リードフレームの投影面積に対し、1.5倍以上となるよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載のLED発光素子用リードフレーム基板。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載のLED発光素子用リードフレーム基板と、
前記凹部内に収容され、前記パッド部に搭載されたLED発光素子と、
前記LED発光素子と前記リード部とを電気的に接続するワイヤーと、
前記凹部内に充填され、透明性を有した封止樹脂と、
を備えることを特徴とするLED発光素子装置。
【請求項5】
少なくとも1つのLED発光素子を搭載するためのパッド部と、
前記LED発光素子と電気的に接続するためのリード部と、
前記パッド部および前記リード部とは反対側の面にハーフエッチングにより形成され、放熱性を高めるための凹凸と、
を備えることを特徴とするLED発光素子用リードフレーム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−182296(P2012−182296A)
【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2011−43996(P2011−43996)
【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)】