以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図2(a)は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図であり、(b)は、リードフレームを例示する平面図であり、
図3は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
なお、図を見やすくするために、図2においては、蛍光体を実際よりも大きく且つ少なく示している。また、図2以外の図においては、蛍光体を省略している。更に、図3は主として蛍光体層の配置を示す模式図であるため、リードフレーム、LEDチップ及び透明樹脂体のみを図示し、ダイマウント材、ワイヤ、蛍光体については、図示を省略している。また、図3の図中に示す文字「R」は赤色の光を発光する部分であることを示し、「G」は緑色の光を発光する部分であることを示す。更に、断面を示すハッチングは省略している。後述する他の模式的断面図においても同様である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、一対のリードフレーム11及び12が設けられている。リードフレーム11及び12の形状は平板状であり、同一平面上に配置されており、相互に離隔している。リードフレーム11及び12は同じ導電性材料からなり、例えば、銅板の上面及び下面に銀めっき層が形成されて構成されている。なお、リードフレーム11及び12の端面上には銀めっき層は形成されておらず、銅板が露出している。
以下、本明細書においては、説明の便宜上、XYZ直交座標系を導入する。リードフレーム11及び12の上面に対して平行な方向のうち、リードフレーム11からリードフレーム12に向かう方向を+X方向とし、リードフレーム11及び12の上面に対して垂直な方向のうち、上方、すなわち、リードフレームから見て後述するLEDチップ14が搭載されている方向を+Z方向とし、+X方向及び+Z方向の双方に対して直交する方向のうち一方を+Y方向とする。なお、+X方向、+Y方向及び+Z方向の反対方向を、それぞれ、−X方向、−Y方向及び−Z方向とする。また、例えば、「+X方向」及び「−X方向」を総称して、単に「X方向」ともいう。
リードフレーム11においては、Z方向から見て矩形のベース部11aが1つ設けられており、このベース部11aから4本の吊ピン11b、11c、11d、11eが延出している。吊ピン11bは、ベース部11aの+Y方向に向いた端縁のX方向中央部から+Y方向に向けて延出している。吊ピン11cは、ベース部11aの−Y方向に向いた端縁のX方向中央部から−Y方向に向けて延出している。このように、吊ピン11b〜11eは、ベース部11aの相互に異なる3辺からそれぞれ延出している。X方向における吊ピン11b及び11cの位置は相互に同一である。吊ピン11d及び11eは、ベース部11aの−X方向に向いた端縁の両端部から−X方向に向けて延出している。
リードフレーム12は、リードフレーム11と比較して、X方向の長さが短く、Y方向の長さは同じである。リードフレーム12においては、Z方向から見て矩形のベース部12aが1つ設けられており、このベース部12aから4本の吊ピン12b、12c、12d、12eが延出している。吊ピン12bは、ベース部12aの+Y方向に向いた端縁の−X方向側の端部から+Y方向に向けて延出している。吊ピン12cは、ベース部12aの−Y方向に向いた端縁の−X方向側の端部から−Y方向に向けて延出している。吊ピン12d及び12eは、ベース部12aの+X方向に向いた端縁の両端部から+X方向に向けて延出している。このように、吊ピン12b〜12eは、ベース部12aの相互に異なる3辺からそれぞれ延出している。リードフレーム11の吊ピン11d及び11eの幅は、リードフレーム12における吊ピン12d及び12eの幅と同一でもよく、異なっていてもよい。但し、吊ピン11d及び11eの幅と吊ピン12d及び12eの幅とを異ならせれば、アノードとカソードの判別が容易になる。
リードフレーム11の下面11fにおけるベース部11aのX方向中央部には、凸部11gが形成されている。このため、リードフレーム11の厚さは2水準の値をとり、ベース部11aのX方向中央部、すなわち、凸部11gが形成されている部分は相対的に厚く、ベース部11aのX方向両端部及び吊ピン11b〜11eは相対的に薄い。図2(b)においては、ベース部11aにおける凸部11gが形成されていない部分を、薄板部11tとして示す。同様に、リードフレーム12の下面12fにおけるベース部12aのX方向中央部には、凸部12gが形成されている。これにより、リードフレーム12の厚さも2水準の値をとし、ベース部12aのX方向中央部は凸部12gが形成されているため相対的に厚く、ベース部12aのX方向両端部及び吊ピン12b〜12eは相対的に薄い。図2(b)においては、ベース部12aにおける凸部12gが形成されていない部分を、薄板部12tとして示す。換言すれば、ベース部11a及び12aのX方向両端部の下面には、それぞれ、ベース部11a及び12aの端縁に沿ってY方向に延びる切欠が形成されている。なお、図2(b)においては、リードフレーム11及び12における相対的に薄い部分、すなわち、各薄板部及び各吊りピンは、破線のハッチングを付して示している。
凸部11g及び12gは、リードフレーム11及び12における相互に対向する端縁から離隔した領域に形成されており、これらの端縁を含む領域は、薄板部11t及び12tとなっている。リードフレーム11の上面11hとリードフレーム12の上面12hは同一平面上にあり、リードフレーム11の凸部11gの下面とリードフレーム12の凸部12gの下面は同一平面上にある。Z方向における各吊ピンの上面の位置は、リードフレーム11及び12の上面の位置と一致している。従って、各吊ピンは同一のXY平面上に配置されている。
リードフレーム11の上面11hのうち、ベース部11aに相当する領域の一部には、ダイマウント材13が被着されている。本実施形態においては、ダイマウント材13は導電性であっても絶縁性であってもよい。ダイマウント材13が導電性である場合は、ダイマウント材13は例えば、銀ペースト、半田又は共晶半田等により形成されている。ダイマウント材13が絶縁性である場合は、ダイマウント材13は例えば、透明樹脂ペーストにより形成されている。
ダイマウント材13上には、LEDチップ14が設けられている。すなわち、ダイマウント材がLEDチップ14をリードフレーム11に固着させることにより、LEDチップ14がリードフレーム11に搭載されている。LEDチップ14は、例えば、サファイア基板上に窒化ガリウム(GaN)等からなる半導体層が積層されたものであり、その形状は例えば直方体であり、その上面に端子14a及び14bが設けられている。LEDチップ14は、端子14aと端子14bとの間に電圧が供給されることによって、例えば青色の光を出射する。
LEDチップ14の端子14aにはワイヤ15の一端が接合されている。ワイヤ15は端子14aから+Z方向(直上方向)に引き出され、−X方向と−Z方向との間の方向に向けて湾曲し、ワイヤ15の他端はリードフレーム11の上面11hに接合されている。これにより、端子14aはワイヤ15を介してリードフレーム11に接続されている。一方、端子14bにはワイヤ16の一端が接合されている。ワイヤ16は端子14bから+Z方向に引き出され、+X方向と−Z方向との間の方向に向けて湾曲し、ワイヤ16の他端はリードフレーム12の上面12hに接合されている。これにより、端子14bはワイヤ16を介してリードフレーム12に接続されている。ワイヤ15及び16は金属、例えば、金又はアルミニウムによって形成されている。
また、LEDパッケージ1には、透明樹脂体17が設けられている。透明樹脂体17は透明な樹脂、例えば、シリコーン樹脂によって形成されている。なお、「透明」には半透明も含まれる。透明樹脂体17の外形は直方体であり、リードフレーム11及び12、ダイマウント材13、LEDチップ14、ワイヤ15及び16を埋め込んでおり、透明樹脂体17の外形がLEDパッケージ1の外形となっている。リードフレーム11の一部及びリードフレーム12の一部は、透明樹脂体17の下面及び側面において露出している。
より詳細には、リードフレーム11の下面11fのうち、凸部11gの下面は透明樹脂体17の下面において露出しており、吊ピン11b〜11eの先端面は透明樹脂体17の側面において露出している。一方、リードフレーム11の上面11hの全体、下面11fのうち凸部11g以外の領域、凸部11gの側面、ベース部11aの端面は、透明樹脂体17によって覆われている。同様に、リードフレーム12の凸部12gの下面は透明樹脂体17の下面において露出しており、吊ピン12b〜12eの先端面は透明樹脂体17の側面において露出しており、上面12hの全体、下面12fのうち凸部12g以外の領域、凸部12gの側面、ベース部12aの端面は、透明樹脂体17によって覆われている。LEDパッケージ1においては、透明樹脂体17の下面において露出した凸部11g及び12gの下面が、外部電極パッドとなる。
図1〜図3に示すように、透明樹脂体17の構成は、赤色蛍光体層17R及び緑色蛍光体層17Gからなる2層構成である。赤色蛍光体層17Rは透明樹脂体17の下層部分であり、リードフレーム11及び12、LEDチップ14並びにワイヤ15及び16を埋め込んでいる。また、赤色蛍光体層17Rには多数の赤色蛍光体18Rが含有されている。各赤色蛍光体18Rは粒状であり、LEDチップ14から出射された光を吸収して、より波長が長い光を発光する。例えば、赤色蛍光体18Rは、LEDチップ14から出射された青色の光の一部を吸収し、赤色の光を発光する。緑色蛍光体層18Gには多数の緑色蛍光体18Gが含有されている。各緑色蛍光体18Gは粒状であり、LEDチップ14から出射された光を吸収して、より波長が長い光を発光する。例えば、緑色蛍光体18Gは、LEDチップ14から出射された青色の光の一部を吸収し、緑色の光を発光する。なお、各色の蛍光体を総称して、単に「蛍光体」ともいう。
このように、透明樹脂体17の下層部分に含有される赤色蛍光体18Rが発光する光(赤色の光)の波長は、透明樹脂体17の上層部分に含有される緑色蛍光体18Gが発光する光(緑色の光)の波長よりも長い。この場合、光の波長はピーク強度の波長により比較する。また、一般に、緑色蛍光体18Gの温度依存性は、赤色蛍光体18Rの温度依存性よりも大きい。すなわち、一般に蛍光体は温度が上昇すると光の変換効率が低下するが、この低下の度合いが、赤色蛍光体よりも緑色蛍光体の方が大きい。そして、上述の如く、LEDチップ14は赤色蛍光体層17Rに埋め込まれており、赤色蛍光体層17R上に緑色蛍光体層17Gが設けられている。このため、LEDチップ14から見て、緑色蛍光体層17Gは赤色蛍光体層17Rよりも遠くに配置されている。
赤色蛍光体18Rとしては、例えばサイアロン系の赤色蛍光体を使用することができる。サイアロン系の赤色蛍光体は、例えば下記一般式で表すことができる。
(M1−x,Rx)a1AlSib1Oc1Nd1
但し、MはSi及びAlを除く少なくとも1種の金属元素であり、特に、Ca及びSrの少なくとも一方であることが望ましい。Rは発光中心元素であり、特にEuが望ましい。x、a1、b1、c1、d1は、0<x≦1、0.6<a1<0.95、2<b1<3.9、0.25<c1<0.45、4<d1<5.7である。
このようなサイアロン系の赤色蛍光体の具体例を以下に示す。
Sr2Si7Al7ON13:Eu2+
緑色蛍光体18Gとしては、例えばサイアロン系の緑色蛍光体を使用することができる。サイアロン系の緑色蛍光体は、例えば下記一般式で表すことができる。
(M1−x,Rx)a2AlSib2Oc2Nd2
但し、MはSi及びAlを除く少なくとも1種の金属元素であり、特にCa及びSrの少なくとも一方が望ましい。Rは発光中心元素であり、特にEuが望ましい。x、a2、b2、c2、d2は、0<x≦1、0.93<a2<1.3、4.0<b2<5.8、0.6<c2<1、6<d2<11である。
このようなサイアロン系の緑色蛍光体の具体例を以下に示す。
Sr3Si13Al3O2N21:Eu2+
次に、本実施形態に係るLEDパッケージの製造方法について説明する。
図4は、本実施形態に係るLEDパッケージの製造方法を例示するフローチャート図であり、
図5(a)〜(d)、図6(a)〜(c)、図7(a)〜(c)は、本実施形態に係るLEDパッケージの製造方法を例示する工程断面図であり、
図8(a)は、本実施形態におけるリードフレームシートを例示する平面図であり、(b)は、このリードフレームシートの素子領域を例示する一部拡大平面図である。
先ず、図5(a)に示すように、導電性材料からなる導電シート21を用意する。この導電シート21は、例えば、短冊状の銅板21aの上下面に銀めっき層21bが施されたものである。次に、この導電シート21の上下面上に、マスク22a及び22bを形成する。マスク22a及び22bには、選択的に開口部22cが形成されている。マスク22a及び22bは、例えば印刷法によって形成することができる。
次に、マスク22a及び22bが被着された導電シート21をエッチング液に浸漬することにより、導電シート21をウェットエッチングする。これにより、導電シート21のうち、開口部22c内に位置する部分がエッチングされて選択的に除去される。このとき、例えば浸漬時間を調整することによってエッチング量を制御し、導電シート21の上面側及び下面側からのエッチングがそれぞれ単独で導電シート21を貫通する前に、エッチングを停止させる。これにより、上下面側からハーフエッチングを施す。但し、上面側及び下面側の双方からエッチングされた部分は、導電シート21を貫通するようにする。その後、マスク22a及び22bを除去する。
これにより、図4及び図5(b)に示すように、導電シート21から銅板21a及び銀めっき層21bが選択的に除去されて、リードフレームシート23が形成される。なお、図示の便宜上、図5(b)以降の図においては、銅板21a及び銀めっき層21bを区別せずに、リードフレームシート23として一体的に図示する。図8(a)に示すように、リードフレームシート23においては、例えば3つのブロックBが設定されており、各ブロックBには例えば1000個程度の素子領域Pが設定されている。図8(b)に示すように、素子領域Pはマトリクス状に配列されており、素子領域P間は格子状のダイシング領域Dとなっている。各素子領域Pにおいては、相互に離隔したリードフレーム11及び12を含む基本パターンが形成されている。ダイシング領域Dにおいては、導電シート21を形成していた導電性材料が、隣り合う素子領域P間をつなぐように残留している。
すなわち、素子領域P内においては、リードフレーム11とリードフレーム12とは相互に離隔しているが、ある素子領域Pに属するリードフレーム11は、この素子領域Pから見て−X方向に位置する隣の素子領域Pに属するリードフレーム12に連結されており、両フレームの間には、+X方向に向いた凸字状の開口部23aが形成されている。また、Y方向において隣り合う素子領域Pに属するリードフレーム11同士は、ブリッジ23bを介して連結されている。同様に、Y方向において隣り合う素子領域Pに属するリードフレーム12同士は、ブリッジ23cを介して連結されている。これにより、リードフレーム11及び12のベース部11a及び12aから、3方向に向けて4本の導電部材が延出している。更に、リードフレームシート23の下面側からのエッチングをハーフエッチングとすることにより、リードフレーム11及び12の下面にそれぞれ凸部11g及び12g(図2参照)が形成される。
次に、図4及び図5(c)に示すように、リードフレームシート23の下面に、例えばポリイミドからなる補強テープ24を貼付する。そして、リードフレームシート23の各素子領域Pに属するリードフレーム11上に、ダイマウント材13を被着させる。例えば、ペースト状のダイマウント材13を、吐出器からリードフレーム11上に吐出させるか、機械的な手段によりリードフレーム11上に転写する。次に、ダイマウント材13上にLEDチップ14をマウントする。次に、ダイマウント材13を焼結するための熱処理(マウントキュア)を行う。これにより、リードフレームシート23の各素子領域Pにおいて、リードフレーム12上にダイマウント材13を介してLEDチップ14が搭載される。
次に、図4及び図5(d)に示すように、例えば超音波接合により、ワイヤ15の一端をLEDチップ14の端子14aに接合し、他端をリードフレーム11の上面に接合する。また、ワイヤ16の一端をLEDチップ14の端子14bに接合し、他端をリードフレーム12の上面12hに接合する。これにより、端子14aがワイヤ15を介してリードフレーム11に接続され、端子14bがワイヤ16を介してリードフレーム12に接続される。
次に、図4及び図6(a)に示すように、下金型101を用意する。下金型101は後述する上金型102と共に一組の金型を構成するものであり、下金型101の上面には、直方体形状の凹部101aが形成されている。一方、シリコーン樹脂等の透明樹脂に赤色蛍光体18R(図2参照)を混合し、撹拌することにより、液状又は半液状の蛍光体含有樹脂材料26を調製する。そして、ディスペンサ103により、下金型101の凹部101a内に、蛍光体含有樹脂材料26を供給する。
次に、図4及び図6(b)に示すように、上述のLEDチップ14を搭載したリードフレームシート23を、LEDチップ14が下方に向くように、上金型102の下面に装着する。そして、上金型102を下金型101に押し付け、金型を型締めする。これにより、リードフレームシート23が蛍光体含有樹脂材料26に押し付けられる。このとき、蛍光体含有樹脂材料26はLEDチップ14、ワイヤ15及び16を覆い、リードフレームシート23におけるエッチングによって除去された部分内にも侵入する。このようにして、蛍光体含有樹脂材料26がモールドされる。
次に、図4及び図6(c)に示すように、蛍光体含有樹脂材料26にリードフレームシート23の上面を押し付けた状態で熱処理(モールドキュア)を行い、蛍光体含有樹脂材料26を硬化させる。その後、図7(a)に示すように、上金型102を下金型101から引き離す。これにより、リードフレームシート23上に、リードフレームシート23の上面全体及び下面の一部を覆い、LEDチップ14等を埋め込む透明樹脂板29Rが形成される。透明樹脂板29Rには、赤色蛍光体18R(図2参照)が分散されている。
次に、図6(a)〜図7(a)に示す工程を繰り返す。このとき、シリコーン樹脂等の透明樹脂に緑色蛍光体18G(図2参照)を混合し、撹拌することにより、蛍光体含有樹脂材料26を調整する。これにより、図7(b)に示すように、透明樹脂板29R上に、透明樹脂板29Gが形成される。透明樹脂板29Gには、緑色蛍光体18G(図2参照)が分散されている。透明樹脂板29R及び29Gにより、透明樹脂板29が構成される。
次に、図4及び図7(c)に示すように、リードフレームシート23から補強テープ24を引き剥がす。これにより、透明樹脂板29の表面においてリードフレーム11及び12の凸部11g及び12g(図2参照)の下面が露出する。次に、ブレード104により、リードフレームシート23及び透明樹脂板29からなる結合体を、リードフレームシート23側からダイシングする。すなわち、−Z方向側から+Z方向に向けてダイシングする。これにより、リードフレームシート23及び透明樹脂板29におけるダイシング領域Dに配置された部分が除去される。この結果、リードフレームシート23及び透明樹脂板29における素子領域Pに配置された部分が個片化され、図1〜図3に示すLEDパッケージ1が製造される。
ダイシング後の各LEDパッケージ1においては、リードフレームシート23からリードフレーム11及び12が分離される。また、透明樹脂板29が分断されて、透明樹脂体17となる。そして、ダイシング領域DにおけるY方向に延びる部分が、リードフレームシート23の開口部23aを通過することにより、リードフレーム11及び12にそれぞれ吊ピン11d、11e、12d、12eが形成される。また、ブリッジ23bが分断されることにより、リードフレーム11に吊ピン11b及び11cが形成され、ブリッジ23cが分断されることにより、リードフレーム12に吊ピン12b及び12cが形成される。吊ピン11b〜11e及び12b〜12eの先端面は、透明樹脂体17の側面において露出する。
次に、図4に示すように、LEDパッケージ1について、各種のテストを行う。このとき、吊ピン11b〜11e及び12b〜12eの先端面をテスト用の端子として使用することも可能である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、白色樹脂からなる外囲器が設けられていないため、外囲器がLEDチップ14から生じる光及び熱を吸収して劣化することがない。特に、外囲器がポリアミド系の熱可塑性樹脂によって形成されている場合は劣化が進行しやすいが、本実施形態においてはその虞がない。このため、本実施形態に係るLEDパッケージ1は、耐久性が高い。従って、本実施形態に係るLEDパッケージ1は寿命が長く、信頼性が高く、幅広い用途に適用可能である。
また、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、透明樹脂体17をシリコーン樹脂によって形成している。シリコーン樹脂は光及び熱に対する耐久性が高いため、これによっても、LEDパッケージ1の耐久性が向上する。
更に、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、透明樹脂体17の側面を覆う外囲器が設けられていないため、広い角度に向けて光が出射される。このため、本実施形態に係るLEDパッケージ1は、広い角度で光を出射する必要がある用途、例えば、照明及び液晶テレビのバックライトとして使用する際に有利である。
更にまた、本実施形態に係るLEDパッケージ1からは、LEDチップ14が出射し赤色蛍光体18R及び緑色蛍光体18Gに吸収されなかった青色の光と、赤色蛍光体18Rから発光された赤色の光と、緑色蛍光体18Gから発光された緑色の光とが出射されるため、出射光は全体として白色となる。このとき、赤色蛍光体18Rから発光された赤色の光の大部分は、緑色蛍光体層17Gを通過した後、LEDパッケージ1から出射される。一般に蛍光体は、その発光光よりも波長が短い光を吸収する性質があるが、赤色蛍光体18Rが発光する赤色の光の波長は、緑色蛍光体18Gが発光する緑色の光の波長よりも長いため、この赤色の光は、緑色蛍光体18Gによっては吸収されにくい。一方、緑色蛍光体層17Gは、LEDチップ14から見て赤色蛍光体層17Rよりも遠くに配置されているため、緑色蛍光体18Gから発光された緑色の光は、赤色蛍光体層17Rを通過することなく、LEDパッケージ1から出射される。このため、この緑色の光が赤色蛍光体18Rによって吸収されることはない。この結果、本実施形態に係るLEDパッケージ1は、光の出射効率が高い。
更にまた、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、相対的に温度依存性が大きい緑色蛍光体18Gの方が、相対的に温度依存性が小さい赤色蛍光体18Rよりも、LEDチップ14から見て遠くに配置されている。このため、緑色蛍光体18Gには、赤色蛍光体18Rと比較して、LEDチップ14からの熱が伝わりにくく、温度が上昇しにくい。これにより、赤色蛍光体18Rと緑色蛍光体18Gとの間の温度依存性の差を、LEDチップ14からの距離の差によって補償することができ、LEDチップ14からの熱に起因する光の変換効率の低下の度合いを、赤色蛍光体18Rと緑色蛍光体18Gとで同程度とすることができる。この結果、LEDパッケージ1の点灯を開始してから時間が経過して、LEDチップ14の温度が上昇しても、出射光の色調が変化することを抑制できる。このため、本実施形態に係るLEDパッケージ1は、出射光の色調の安定性が高い。
更にまた、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、透明樹脂体17がリードフレーム11及び12の下面の一部及び端面の大部分を覆うことにより、リードフレーム11及び12の周辺部を保持している。このため、リードフレーム11及び12の凸部11g及び12gの下面を透明樹脂体17から露出させて外部電極パッドを実現しつつ、リードフレーム11及び12の保持性を高めることができる。すなわち、ベース部11a及び12aのX方向中央部に凸部11g及び12gを形成することによって、ベース部11a及び12aの下面のX方向の両端部に切欠を実現する。そして、この切欠内に透明樹脂体17が回り込むことによって、リードフレーム11及び12を強固に保持することができる。これにより、ダイシングの際に、リードフレーム11及び12が透明樹脂体17から剥離しにくくなり、LEDパッケージ1の歩留まりを向上させることができる。
更にまた、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、リードフレーム11及び12の上面及び下面に銀めっき層が形成されている。銀めっき層は光の反射率が高いため、本実施形態に係るLEDパッケージ1は光の取出効率が高い。
更にまた、本実施形態においては、1枚の導電性シート21から、多数、例えば、数千個程度のLEDパッケージ1を一括して製造することができる。これにより、LEDパッケージ1個当たりの製造コストを低減することができる。また、外囲器が設けられていないため、部品点数及び工程数が少なく、コストが低い。
更にまた、本実施形態においては、リードフレームシート23をウェットエッチングによって形成している。このため、新たなレイアウトのLEDパッケージを製造する際には、マスクの原版のみを用意すればよく、金型によるプレス等の方法によってリードフレームシート23を形成する場合と比較して、初期コストを低く抑えることができる。
更にまた、本実施形態に係るLEDパッケージ1においては、リードフレーム11及び12のベース部11a及び12aから、それぞれ吊ピンが延出している。これにより、ベース部自体が透明樹脂体17の側面において露出することを防止し、リードフレーム11及び12の露出面積を低減することができる。この結果、リードフレーム11及び12が透明樹脂体17から剥離することを防止できる。また、リードフレーム11及び12の腐食も抑制できる。
この効果を製造方法の点から見ると、図8(b)に示すように、リードフレームシート23において、ダイシング領域Dに介在するように、開口部23a、ブリッジ23b及び23cを設けることにより、ダイシング領域Dに介在する金属部分を減らしている。これにより、ダイシングが容易になり、ダイシングブレードの磨耗を抑えることができる。また、本実施形態においては、リードフレーム11及び12のそれぞれから、3方向に4本の吊ピンが延出している。これにより、図5(c)に示すLEDチップ14のマウント工程において、リードフレーム11が隣の素子領域Pのリードフレーム11及び12によって3方向から確実に支持されるため、マウント性が高い。同様に、図5(d)に示すワイヤボンディング工程においても、ワイヤの接合位置が3方向から確実に支持されるため、例えば超音波接合の際に印加した超音波が逃げることが少なく、ワイヤをリードフレーム及びLEDチップに良好に接合することができる。
更にまた、本実施形態においては、図7(c)に示すダイシング工程において、リードフレームシート23側からダイシングを行っている。これにより、リードフレーム11及び12の切断端部を形成する金属材料が、透明樹脂体17の側面上を+Z方向に延伸する。このため、この金属材料が透明樹脂体17の側面上を−Z方向に延伸してLEDパッケージ1の下面から突出し、バリが発生することがない。従って、LEDパッケージ1を実装する際に、バリに起因して実装不良となることがない。
次に、第1の実施形態の第1の変形例について説明する。
本変形例は、リードフレームシートの形成方法の変形例である。
すなわち、本変形例においては、図5(a)に示すリードフレームシートの形成方法が、前述の第1の実施形態と異なっている。
図9(a)〜(h)は、本変形例におけるリードフレームシートの形成方法を例示する工程断面図である。
先ず、図9(a)に示すように、銅板21aを用意し、これを洗浄する。次に、図9(b)に示すように、銅板21aの両面に対してレジストコーティングを施し、その後乾燥させて、レジスト膜111を形成する。次に、図9(c)に示すように、レジスト膜111上にマスクパターン112を配置し、紫外線を照射して露光する。これにより、レジスト膜111の露光部分が硬化し、レジストマスク111aが形成される。次に、図9(d)に示すように、現像を行い、レジスト膜111における硬化していない部分を洗い流す。これにより、銅板21aの上下面上にレジストパターン111aが残留する。次に、図9(e)に示すように、レジストパターン111aをマスクとしてエッチングを施し、銅板21aにおける露出部分を両面から除去する。このとき、エッチング深さは、銅板21aの板厚の半分程度とする。これにより、片面側からのみエッチングされた領域はハーフエッチングされ、両面側からエッチングされた領域は貫通する。次に、図9(f)に示すように、レジストパターン111aを除去する。次に、図9(g)に示すように、銅板21aの端部をマスク113によって覆い、めっきを施す。これにより、銅板21の端部以外の部分の表面上に、銀めっき層21bが形成される。次に、図9(h)に示すように、洗浄してマスク113を除去する。その後、検査を行う。このようにして、リードフレームシート23が作製される。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
以後説明する第1の実施形態の第2の変形例から第9の実施形態までは、前述の第1の実施形態に対して、蛍光体層の配置を変更した例である。リードフレーム、LEDチップ及びワイヤ等の構成は、前述の第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以下、第1の実施形態の第2の変形例について説明する。
図10は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図10に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ1aにおいては、透明樹脂体17の下層部分として、赤色蛍光体層17R(図3参照)ではなく、赤緑色蛍光体層17RGが設けられている。赤緑色蛍光体層17RGには、赤色蛍光体18R(図2参照)の他に、緑色蛍光体18G(図2参照)も含有されている。なお、透明樹脂体17の上層部分は、前述の第1の実施形態と同様に、緑色蛍光体層17Gによって構成されている。
本変形例によれば、透明樹脂体17の下層部分(赤緑色蛍光体層17RG)において発光され、上層部分(緑色蛍光体層17G)を通過せずに、LEDパッケージ1の側面から外部に出射する光にも、緑色の成分を混入させることができる。これにより、出射方向による色ずれを抑制することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図11に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ2においては、透明樹脂体17において、赤色蛍光体層17Rと緑色蛍光体層17Gとの間に、透明層17Tが設けられている。すなわち、透明樹脂体17は、下層側から順に赤色蛍光体層17R、透明層17T、緑色蛍光体層17Gが積層された3層構造となっている。透明層17Tには蛍光体は実質的に含有されておらず、透明層17Tは透明である。なお、「蛍光体が実質的に含有されていない」とは、蛍光体を意図的に添加していないことをいい、拡散等によって微量の蛍光体が不可避的に混入した場合も含まれる。また、図11の図中の文字「T」は、発光しない透明な部分であることを示している。後述する他の図においても同様である。
本実施形態によれば、前述の第1の実施形態と比較して、緑色蛍光体層17GをLEDチップ14からより離隔させることができ、LEDチップ14の発熱が緑色蛍光体18Gに及ぼす影響をより低減することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
なお、本実施形態においても、前述の第1の実施形態の第2の変形例と同様に、赤色蛍光体層17Rの代わりに赤緑色蛍光体層17RGを設けてもよい。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図13は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図であり、
図14は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図12〜図14に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ3においては、赤色蛍光体層17RがLEDチップ14の直上域のみに略均一な厚さで形成されている。赤色蛍光体層17RはLEDチップ14の上面に接しており、この上面を覆っている。このため、上方(+Z方向)から見て、赤色蛍光体層17Rの外縁はLEDチップ14の外縁と略一致している。なお、ワイヤ15及び16は、赤色蛍光体層17Rを突き抜けている。また、緑色蛍光体層17Gは、透明樹脂体17の最上層部分に略均一な厚さで形成されており、透明樹脂体17の上面を構成している。赤色蛍光体層17R及び緑色蛍光体層17Gは、LEDチップ14の上面に対して平行である。そして、透明樹脂体17における赤色蛍光体層17Rと緑色蛍光体層17Gを除く部分は、透明層17Tとなっている。従って、赤色蛍光体層17Rと緑色蛍光体層17Gとの間には、透明層17Tが介在している。
この場合、LEDチップ14は上面発光型のチップであることが好ましい。上面発光型のLEDチップとは、実質的に上面のみから光を出射するチップであり、例えば、シリコン基板上に窒化ガリウム(GaN)等からなる半導体層を積層することにより、形成することができる。
このようなLEDパッケージ3は、例えば、以下の方法によって製造することができる。すなわち、LEDチップ14にワイヤ15及び16をボンディングした後、スクリューポンプ等を用いた微小塗布法により、LEDチップ14の上面上に赤色蛍光体層17Rを形成する。次に、前述の図6(a)〜図7(a)に示すモールド法により透明層17Tを形成し、図7(b)に示す工程により、緑色蛍光体層17Gを形成する。その後、図7(c)に示す方法によりダイシングし、LEDパッケージ3を製造する。
本実施形態においては、LEDチップ14の出射光を赤色蛍光体層17Rに効率的に入射させることができる。特に、LEDチップ14を上面発光型のチップとした場合には、LEDチップ14から出射した光のほぼ全てを赤色蛍光体層17Rに入射させることができる。また、赤色蛍光体層17Rと緑色蛍光体層17Gとを大きく離隔させることができるため、昇温に伴う緑色蛍光体の変換効率の低下を効果的に抑制することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図15は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図16は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図であり、
図17は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図15〜図17に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ4においては、赤色蛍光体層17RがLEDチップ14の上面及び全ての側面を覆うように形成されている。このため、+Z方向から見て、赤色蛍光体層17Rの外縁はLEDチップ14の外縁よりも一回り大きい。赤色蛍光体層17RはLEDチップ14の上面及び側面に接しており、その厚さは略均一である。一方、緑色蛍光体層17Gは、前述の第3の実施形態と同様に、透明樹脂体17の最上層に形成されている。
本実施形態によれば、LEDチップ14が上面発光型のチップでなく、上面の他に側面からも光を出射する場合であっても、LEDチップ14から出射した全ての光に赤色蛍光体層17Rを通過させることができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第3の実施形態と同様である。
次に、第4の実施形態の変形例について説明する。
図18は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図18に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ4aにおいては、前述の第4の実施形態と比較して、赤色蛍光体層17Rの代わりに、赤緑色蛍光体層17RGが設けられている。前述の如く、赤緑色蛍光体層17Rには、赤色蛍光体及び緑色蛍光体の双方が含有されている。
本変形例によれば、透明樹脂体17の側面から出射される光において、赤色の成分の他に緑色の成分も混入させることができる。これにより、出射方向による色ずれを抑制することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第4の実施形態と同様である。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図19は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図19に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ5においては、赤色蛍光体層17Rは、前述の第4の実施形態と同様に、LEDチップ14の上面及び全ての側面に接し、これらの上面及び側面を覆うように形成されている。一方、緑色蛍光体層17Gは、透明樹脂体17の上面及び全ての側面の最表層に形成されている。すなわち、透明樹脂体17の上面及び側面は、緑色蛍光体層17Gにより構成されている。そして、赤色蛍光体層17Rと緑色蛍光体層17Gとは、透明層17Tによって離隔されている。これにより、透明樹脂体17の構成は、内側から外側に向けて、すなわち、LEDチップ14に接する面から透明樹脂体17の外表面に向けて、赤色蛍光体層17、透明層17T、緑色蛍光体層17Gがこの順に積層された3層構造になっている。
次に、本実施形態に係るLEDパッケージの製造方法について説明する。
図20(a)〜(c)は、本実施形態に係るLEDパッケージの製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図20(a)に示すように、リードフレームシート23上にLEDチップ14を搭載し、ワイヤ15及び16(図示せず)をボンディングする。次に、LEDチップ14の上面及び側面を覆うように、赤色蛍光体層17Rを形成する。次に、図6(a)〜図7(a)に示す方法により、透明層17Tをモールドする。これにより、リードフレームシート23上に赤色蛍光体層17R及び透明層17Tを含む透明樹脂板29が形成される。
次に、ブレード105により、透明樹脂板29をダイシングして、透明層17Tを選択的に除去する。このとき、リードフレームシート23はダイシングしない。これにより、透明樹脂板29には、+Z方向から見て格子状の溝29aが形成される。
次に、図20(b)に示すように、緑色蛍光体層17Gを全面に塗布する。このとき、緑色蛍光体層17Gは、溝29a内に充填されると共に、透明樹脂板29の上面上に形成される。
次に、図20(c)に示すように、ブレード105よりも細いブレード106を使用してダイシングを行う。これにより、溝29a内に充填された緑色蛍光体層17Gの一部及びその直下域に位置するリードフレームシート23の一部を除去する。このとき、ブレード106によるダイシング面には緑色蛍光体層17Gが露出する。このようにして、本実施形態に係るLEDパッケージ5が製造される。
本実施形態によれば、LEDチップ14から出射された光は、どのような光路を伝播したとしても、透明樹脂体17の外表面に到達するまでに必ず赤色蛍光体層17R及び緑色蛍光体層17Gの双方を通過する。これにより、LEDパッケージ5から出射される光には、LEDチップ14から出射された青色の光の他に、必ず赤色の光及び緑色の光が混合されて、白色の光となる。この結果、LEDパッケージ5から出射される光について、出射方向に依存した色ずれの発生を防止することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第4の実施形態と同様である。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
図21は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図21に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ6は、前述の第5の実施形態に係るLEDパッケージ5(図19参照)と比較して、LEDチップ14と赤色蛍光体層17Rとの間に透明層17T2が設けられている点が異なっている。すなわち、透明樹脂体17の構成は、内側から外側に向けて、すなわち、LEDチップ14に接する面から透明樹脂体17の外表面に向けて、透明層17T2、赤色蛍光体層17R、透明層17T、緑色蛍光体層17Gがこの順に積層された4層構造になっている。
本実施形態によれば、赤色蛍光体層17RとLEDチップ14との間に透明層17T2が設けられているため、赤色蛍光体層17Rに含まれる赤色蛍光体18R(図2参照)から発光された光の一部が、赤色蛍光体層17Rと透明層17T2との界面、及びLEDチップ14の表面において反射される。これにより、赤色蛍光体により発光された光のうち、LEDチップ14に吸収される光の割合が減少し、LEDパッケージ全体の発光効率を高めることができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第5の実施形態と同様である。
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。
図22は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図23は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図22及び図23に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ7においては、透明樹脂体17に、単一の赤緑色蛍光体層17RGが設けられている。赤緑色蛍光体層17RGは、前述の第3の実施形態に係るLEDパッケージ3(図14参照)の赤色蛍光体層17Rと同様に、LEDチップ14の上面を覆うように設けられている。透明樹脂体17における赤緑色蛍光体層17RG以外の部分は、透明層17Tとなっている。また、本実施形態においては、LEDチップ14は上面発光型のチップである。
赤緑色蛍光体層17RGは、前述の第3の実施形態と同様に、LEDチップ14にワイヤ15及び16をボンディングした後、スクリューポンプ等を用いた微小塗布法によって樹脂材料を塗布することにより、形成することができる。又は、赤緑色蛍光体層17RGをLEDチップ14の上面におけるワイヤ15及び16のボンディング領域以外の領域に塗布しておき、その後、LEDチップ14にワイヤ15及び16をボンディングしてもよい。
本実施形態によれば、LEDチップ14が上面発光型のチップであるため、LEDチップ14から出射した光の実質的に全てが、赤緑色蛍光体層17RGに入射する。これにより、LEDチップ14からの出射方向によって出射光が赤緑色蛍光体層17RGに入射したり入射しなかったりすることがなくなり、出射光の出射方向による色ずれの発生を抑制することができる。また、発光領域の面積を縮小し、点光源に近づけることができるため、透明樹脂体17内の光路長差が小さくなり、これによっても色ずれが軽減される。更に、光源を点光源に近づけることができるため、LEDパッケージ7を実装した光源装置の光学設計が容易になる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、第7の実施形態の第1の変形例について説明する。
図24は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図24に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7aは、前述の第7の実施形態に係るLEDパッケージ7(図23参照)と比較して、赤緑色蛍光体層17RGの代わりに、黄色蛍光体層17Yが設けられている点が異なっている。黄色蛍光体層17Yには、LEDチップ14から出射される青色の光を吸収して黄色の光を発光する黄色蛍光体(図示せず)が含有されている。黄色は青色の補色であるため、本変形例によっても白色の出射光を実現することができる。なお、図24の図中の文字「Y」は、黄色の光を発光する部分であることを示している。
黄色蛍光体としては、例えば、シリケート系の蛍光体を使用することができる。シリケート系の蛍光体は、以下の一般式で表すことができる。
(2−x−y)SrO・x(Bau,Cav)O・(1−a−b−c−d)SiO2・aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+
但し、0<x、0.005<y<0.5、x+y≦1.6、0≦a、b、c、d<0.5、0<u、0<v、u+v=1である。
また、黄色蛍光体として、YAG系の蛍光体を使用することもできる。YAG系の蛍光体は、以下の一般式で表すことができる。
(RE1−xSmx)3(AlyGa1−y)5O12:Ce
但し、0≦x<1、0≦y≦1、REはY及びGdから選択される少なくとも1種の元素である。
本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第7の実施形態と同様である。
次に、第7の実施形態の第2の変形例について説明する。
図25は、本変形例に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図25に示すように、本変形例に係るLEDパッケージ7bは、前述の第7の実施形態に係るLEDパッケージ7(図23参照)と比較して、赤緑色蛍光体層17RGの上面が滑らかに湾曲しており、中央部が端部よりも盛り上がっている点が異なっている。このような形状の赤緑色蛍光体層17RGは、粘度が高い透明樹脂に赤色蛍光体及び緑色蛍光体を分散させて半液体状の樹脂材料を調整し、これをLEDチップ14の上面の中央部に滴下することにより形成することができる。本変形例においては、赤緑色蛍光体層17RGのベース材料となる樹脂の屈折率を透明層17Tを形成する樹脂の屈折率よりも高くすれば、赤緑色蛍光体層17RGが平凸レンズとして機能し、集光性を高めることができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第7の実施形態と同様である。
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。
図26は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する模式的断面図である。
図26に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ8は、前述の第7の実施形態と比較して、赤緑色蛍光体層17RGがLEDチップ14の上面及び全ての側面を覆うように形成されている点が異なっている。すなわち、本実施形態における赤緑色蛍光体層17RGの形状及び配置位置は、前述の第4の実施形態の変形例における赤緑色蛍光体層17RG(図18参照)と同様である。また、本実施形態においては、LEDチップ14が上面発光型のチップではなく、上面の他に側面からも光を出射する。
本実施形態によれば、上面発光型でないLEDチップを用いても、前述の第7の実施形態と同様な効果を得ることができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第7の実施形態と同様である。
次に、本発明の第9の実施形態について説明する。
図27は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図である。
図27に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ9においては、前述の第7の実施形態に係るLEDパッケージ7(図23参照)の構成に加えて、透明樹脂体17上にレンズ19が設けられている。レンズ19は、透明樹脂からなり、凸面が上方に向いた平凸レンズである。レンズ19は、例えば下金型101(図6参照)の底面に凹部を形成することにより透明樹脂体17と一体的に形成してもよく、透明樹脂板29(図7参照)を形成後に透明樹脂板29に取り付けて、その後、透明樹脂板29をダイシングしてもよく、透明樹脂板29をダイシングした後に透明樹脂体17に取り付けてもよい。本実施形態によれば、透明樹脂体17から出射した光をレンズ19によって直上方向(+Z方向)に集光させることができるため、配向性が向上する。特に、前述の如く、本実施形態においては、発光領域を点光源として扱えるため、レンズ19による集光効果が高い。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第7の実施形態と同様である。
以後説明する本発明の第10〜第14の実施形態は、前述の第3の実施形態に対して、リードフレーム及びLEDチップ等の構成を変更した例である。以下の第10〜第14の実施形態においては、蛍光体層の構成は第3の実施形態の構成(図12等参照)を例に挙げて説明するが、前述の第1〜第9の実施形態及びその変形例のいずれの構成を採用してもよい。
以下、本発明の第10の実施形態について説明する。
図28は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図29は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する側面図である。
図28及び図29に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ60においては、前述の第1の実施形態に係るLEDパッケージ1(図1参照)と比較して、リードフレーム11(図1参照)がX方向において2枚のリードフレーム31及び32に分割されている点が異なっている。リードフレーム32はリードフレーム31とリードフレーム12との間に配置されている。そして、リードフレーム31には、リードフレーム11の吊ピン11d及び11e(図1参照)に相当する吊ピン31d及び31eが形成されており、また、ベース部31aから+Y方向及び−Y方向にそれぞれ延出した吊ピン31b及び31cが形成されている。吊ピン31b及び31cのX方向における位置は、相互に同一である。更に、リードフレーム31にはワイヤ15が接合されている。一方、リードフレーム32には、リードフレーム11の吊ピン11b及び11c(図1参照)に相当する吊ピン32b及び32cが形成されており、ダイマウント材13を介してLEDチップ14が搭載されている。また、リードフレーム11の凸部11gに相当する凸部は、凸部31g及び32gとしてリードフレーム31及び32に分割して形成されている。
本実施形態においては、リードフレーム31及び12は外部から電位が印加されることにより、外部電極として機能する。一方、リードフレーム32には電位を印加する必要はなく、ヒートシンク専用のリードフレームとして使用することができる。これにより、1つのモジュールに複数個のLEDパッケージ2を搭載する場合に、リードフレーム32を共通のヒートシンクに接続することができる。なお、リードフレーム32には、接地電位を印加してもよく、浮遊状態としてもよい。また、LEDパッケージ60をマザーボードに実装する際に、リードフレーム31、32及び12にそれぞれ半田ボールを接合することにより、所謂マンハッタン現象を抑制することができる。マンハッタン現象とは、複数個の半田ボール等を介して基板にデバイス等を実装するときに、リフロー炉における半田ボールの融解のタイミングのずれ及び半田の表面張力に起因して、デバイスが起立してしまう現象をいい、実装不良の原因となる現象である。本実施形態によれば、リードフレームのレイアウトをX方向において対称とし、半田ボールをX方向において密に配置することにより、マンハッタン現象が生じにくくなる。
また、本実施形態においては、リードフレーム31が吊ピン31b〜31eによって3方向から支持されているため、ワイヤ15のボンディング性が良好である。同様に、リードフレーム12が吊ピン12b〜12eによって3方向から支持されているため、ワイヤ16のボンディング性が良好である。
このようなLEDパッケージ60は、前述の図5(a)に示す工程において、リードフレームシート23の各素子領域Pの基本パターンを変更することにより、前述の第1の実施形態と同様な方法で製造することができる。すなわち、前述の第1の実施形態において説明した製造方法によれば、マスク22a及び22bのパターンを変更するだけで、種々のレイアウトのLEDパッケージを製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第11の実施形態について説明する。
図30は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図31は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図である。
図30及び図31に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ61においては、前述の第1の実施形態に係るLEDパッケージ1(図1参照)の構成に加えて、ツェナーダイオードチップ36等が設けられており、リードフレーム11とリードフレーム12との間に接続されている。すなわち、リードフレーム12の上面上に半田又は銀ペースト等の導電性材料からなるダイマウント材37が被着されており、その上にツェナーダイオードチップ36が設けられている。これにより、ツェナーダイオードチップ36がダイマウント材37を介してリードフレーム12上に搭載されると共に、ツェナーダイオードチップ36の下面端子(図示せず)が、ダイマウント材37を介してリードフレーム12に接続されている。また、ツェナーダイオードチップ36の上面端子36aは、ワイヤ38を介してリードフレーム11に接続されている。すなわち、ワイヤ38の一端はツェナーダイオードチップ36の上面端子36aに接続されており、ワイヤ38は上面端子36aから+Z方向に引き出され、−Z方向と−X方向との間の方向に向けて湾曲し、ワイヤ38の他端はリードフレーム11の上面に接合されている。
これにより、本実施形態においては、ツェナーダイオードチップ36をLEDチップ14に対して並列に接続することができる。この結果、ESD(Electrostatic Discharge:静電気放電)に対する耐性が向上する。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第12の実施形態について説明する。
図32は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図33は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図である。
図32及び図33に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ62は、前述の第11の実施形態に係るLEDパッケージ61(図30参照)と比較して、ツェナーダイオードチップ36がリードフレーム11に搭載されている点が異なっている。この場合、ツェナーダイオードチップ36の下面端子はダイマウント材37を介してリードフレーム11に接続されており、上面端子はワイヤ38を介してリードフレーム12に接続されている。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第11の実施形態と同様である。
次に、本発明の第13の実施形態について説明する。
図34は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図35は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図である。
図34及び図35に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ63は、前述の第1の実施形態に係るLEDパッケージ1(図1参照)と比較して、上面端子型のLEDチップ14の代わりに、上下導通タイプのLEDチップ41が設けられている点が異なっている。すなわち、本実施形態に係るLEDパッケージ63においては、リードフレーム11の上面上に、半田又は銀ペースト等の導電性材料からなるダイマウント材42が形成されており、ダイマウント材42を介してLEDチップ41が搭載されている。そして、LEDチップ41の下面端子(図示せず)はダイマウント材42を介してリードフレーム11に接続されている。一方、LEDチップ41の上面端子41aは、ワイヤ43を介してリードフレーム12に接続されている。
本実施形態においては、上下導通タイプのLEDチップ41を採用し、ワイヤの本数を1本とすることにより、ワイヤ同士の接触を確実に防止すると共に、ワイヤボンディング工程を簡略化することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、本発明の第14の実施形態について説明する。
図36は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する斜視図であり、
図37は、本実施形態に係るLEDパッケージを例示する断面図である。
図36及び図37に示すように、本実施形態に係るLEDパッケージ64は、前述の第1の実施形態に係るLEDパッケージ1(図1参照)と比較して、上面端子型のLEDチップ14の代わりに、フリップタイプのLEDチップ46が設けられている点が異なっている。すなわち、本実施形態に係るLEDパッケージ64においては、LEDチップ46の下面に2つの端子が設けられている。また、LEDチップ46はリードフレーム11とリードフレーム12とを跨ぐようにブリッジ状に配置されている。LEDチップ46の一方の下面端子はリードフレーム11に接続されており、他方の下面端子はリードフレーム12に接続されている。
本実施形態においては、フリップタイプのLEDチップ46を採用してワイヤをなくすことにより、上方への光の取出効率を高めると共に、ワイヤボンディング工程を省略することができる。また、透明樹脂体17の熱応力に起因してワイヤが破断することも防止できる。更に、ワイヤが設けられていないため、LEDチップ46の上面上への赤色蛍光体層17Rの塗布が容易である。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。前述の各実施形態及びその変形例は、相互に組み合わせて実施することができる。すなわち、前述の第1の実施形態においては、1つのLEDパッケージの構成及び製造方法を説明した。そして、前述の第1の実施形態の第1の変形例においては、リードフレームシートの作製方法のバリエーションを説明した。また、前述の第1の実施形態の第2の変形例から第9の実施形態においては、蛍光体層の構成のバリエーションを説明した。更に、前述の第10の実施形態から第14の実施形態においては、リードフレーム及びLEDチップ等の構成のバリエーションを説明した。これらのバリエーションは、任意に組み合わせて実施することができる。
例えば、前述の第14の実施形態のように、フリップタイプのLEDチップ46を搭載したLEDパッケージにおいて、前述の第1の実施形態のように、透明樹脂体17の構成を赤色蛍光体層17R及び緑色蛍光体層17Gからなる2層構成としてもよい。この場合は、ワイヤが設けられていないため、赤色蛍光体層17Rを薄く形成することができる。また、このとき、リードフレームシート23を前述の第1の実施形態の第1の変形例に示す方法によって作製してもよい。
また、前述の各実施形態及びその変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
例えば、前述の各実施形態及びその変形例においては、LEDチップを青色の光を出射するチップとし、蛍光体を青色に光を吸収して赤色の光及び緑色の光を発光する蛍光体、又は、黄色の光を発光する蛍光体とする例を示したが、本発明はこれに限定されない。LEDチップは青色以外の色の可視光を出射するものであってもよく、紫外線又は赤外線を出射するものであってもよい。また、前述の各実施形態及びその変形例においては、蛍光体層を1層又は2層設ける例を示したが、蛍光体層は3層以上設けてもよい。
例えば、LEDチップを紫外線を出射するチップとし、透明樹脂体内に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層及び青色蛍光体層の3層を設けてもよい。これにより、各蛍光体の種類及び量を調整することにより、全ての色成分を制御することができるため、出射光の色の自由度が向上する。この場合においても、発光光の波長が短い蛍光体層ほど、LEDチップから見て遠くに配置する。又は、温度依存性が大きい蛍光体層ほど、LEDチップから見て遠くに配置する。例えば、LEDチップ側から、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層の順に配置する。
青色光を発光する蛍光体としては、例えば以下のものを挙げることができる。
(RE1−xSmx)3(AlyGa1−y)5O12:Ce
但し、0≦x<1、0≦y≦1であり、REは、Y及びGdから選択される少なくとも1種である。
ZnS:Ag
ZnS:Ag+Pigment
ZnS:Ag,Al
ZnS:Ag,Cu,Ga,Cl
ZnS:Ag+In2O3
ZnS:Zn+In2O3
(Ba,Eu)MgAl10O17
(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu
Sr10(PO4)6Cl2:Eu
(Ba,Sr,Eu)(Mg,Mn)Al10O17
10(Sr,Ca,Ba,Eu)・6PO4・Cl2
BaMg2Al16O25:Eu
緑色光を発光する蛍光体としては、前述のサイアロン系の緑色蛍光体の他に、例えば以下のものを挙げることができる。
ZnS:Cu,Al
ZnS:Cu,Al+Pigment
(Zn,Cd)S:Cu,Al
ZnS:Cu,Au,Al+Pigment
Y3Al5O12:Tb
Y3(Al,Ga)5O12:Tb
Y2SiO5:Tb
Zn2SiO4:Mn
(Zn,Cd)S:Cu
ZnS:Cu
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu+Zn2SiO4:Mn
Gd2O2S:Tb
(Zn,Cd)S:Ag
ZnS:Cu,Al
Y2O2S:Tb
ZnS:Cu,Al+In2O3
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3
(Zn,Mn)2SiO4
BaAl12O19:Mn
(Ba,Sr,Mg)O・aAl2O3:Mn
LaPO4:Ce,Tb
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu
3(Ba,Mg,Eu,Mn)O・8Al2O3
La2O3・0.2SiO2・0.9P2O5:Ce,Tb
CeMgAl11O19:Tb
赤色光を発光する蛍光体としては、前述のサイアロン系の赤色蛍光体の他に、例えば次のものを用いることができる。
CaAlSiN3:Eu2+
Y2O2S:Eu
Y2O2S:Eu+Pigment
Y2O3:Eu
Zn3(PO4)2:Mn
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3
(Y,Gd,Eu)BO3
(Y,Gd,Eu)2O3
YVO4:Eu
La2O2S:Eu,Sm
なお、黄色光を発光する蛍光体としては、前述のシリケート系の蛍光体の他に、例えば、一般式:MexSi12−(m+n)Al(m+n)OnN16−n:Re1yRe2z(但し、式中のx,y,z,m及びnは係数である)で表され、アルファサイアロンに固溶する金属Me(MeはCa及びYのうち1種又は2種)の一部又は全てが、発光の中心となるランタニド金属Re1(Re1は、Pr、Eu、Tb、Yb及びErのうち1種以上)又は2種類のランタニド金属Re1及び共付活剤としてのRe2(Re2はDy)で置換された蛍光体を使用することができる。
また、LEDパッケージ全体が出射する光の色も、白色には限定されない。上述のような赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体について、それらの重量比R:G:Bを調節することにより、任意の色調を実現できる。例えば、白色電球色から白色蛍光灯色までの白色発光は、R:G:B重量比が、1:1:1〜7:1:1及び1:1:1〜1:3:1及び1:1:1〜1:1:3のいずれかとすることで実現できる。
更に、前述の第1の実施形態においては、リードフレームシート23をウェットエッチングによって形成する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えばプレス等の機械的な手段によって形成してもよい。
更にまた、前述の第1の実施形態においては、リードフレームにおいて、銅板の上下面上に銀めっき層が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、銅板の上下面上に銀めっき層が形成され、少なくとも一方の銀めっき層上にロジウム(Rh)めっき層が形成されていてもよい。また、銅板と銀めっき層との間に銅(Cu)めっき層が形成されていてもよい。更に、銅板の上下面上にニッケル(Ni)めっき層が形成されており、ニッケルめっき層上に金と銀との合金(Au−Ag合金)めっき層又はパラジウム(Pd)めっき層が形成されていてもよい。
更にまた、リードフレームの上面におけるダイマウント材を形成する予定の領域とワイヤを接合する予定の領域との間に、溝を形成してもよい。又は、リードフレームの上面におけるダイマウント材を形成する予定の領域に凹部を形成してもよい。これにより、ダイマウント材の供給量又は供給位置がばらついても、ダイマウント材がワイヤの接合予定領域まで流出することを防止でき、ワイヤの接合が阻害されることを防止できる。
更にまた、前述の各実施形態及びその変形例においては、LEDパッケージに1個のLEDチップが搭載されている例を示したが、LEDパッケージには複数個のLEDチップを搭載してもよい。