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JP2002344030A - 横方向発光型面実装ｌｅｄ及びその製造方法 - Google Patents

横方向発光型面実装ｌｅｄ及びその製造方法

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Publication number
JP2002344030A
JP2002344030A JP2001149940A JP2001149940A JP2002344030A JP 2002344030 A JP2002344030 A JP 2002344030A JP 2001149940 A JP2001149940 A JP 2001149940A JP 2001149940 A JP2001149940 A JP 2001149940A JP 2002344030 A JP2002344030 A JP 2002344030A
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JP
Japan
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chip
led
light emitting
manufacturing
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001149940A
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English (en)
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Akihiko Hanya
明彦 半谷
Konosuke Nakada
幸之助 中田
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡単な構成により、容易に形状の
安定した反射枠を備えた横方向発光型面実装ＬＥＤ及び
その製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＬＥＤチップ１３が実装された表面実装
用端子部１２ａを有するチップ基板１２と、このチップ
基板上にトランスファーモールド工法により透明または
半透明樹脂から成形されたレンズ部１４と、上記レンズ
部の発光面を除いて包囲するようにトランスファーモー
ルド工法により不透明樹脂から成形された反射枠１５
と、を含むように、横方向発光型面実装ＬＥＤ１０を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、横方向に光を出射
する横方向発光型面実装ＬＥＤ及びその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような横方向発光型面実装Ｌ
ＥＤは、所謂サイドビュータイプとして、例えば図４ま
たは図５に示すように構成されている。即ち、図４にお
いて、チップＬＥＤ１は、リードフレーム２と、リード
フレーム２上に取り付けられたＬＥＤチップ３と、リー
ドフレーム２に対してインサート成形された中空のハウ
ジング４と、ハウジング４の中空部に充填された封止樹
脂５と、から構成されている。
【０００３】上記リードフレーム２は、導電性材料、例
えば鉄系または銅系の金属から構成されており、図４
（Ａ）にて背面側で直立したチップ実装部２ａと、チッ
プ実装部２ａの両側にて下面及び側面に露出した端子部
２ｂと、から構成されている。ここで、チップ実装部２
ａは、図４（Ａ）にて中央よりやや右側にて分離されて
いる。また、上記端子部２ｂは、チップ実装部２ａに対
してカットフォーミングにより形成されるようになって
いる。
【０００４】上記ＬＥＤチップ３は、その光軸が図４
（Ａ）にて手前側に、図４（Ｂ）にて左方に延びるよう
に、底面（図４（Ｂ）にて右側面）がリードフレーム２
のチップ実装部２ａにボンディングされていると共に、
上面（図３（Ｂ）にて左側面）が金線３ａにより図４
（Ａ）にて右側の分離部分にワイヤボンディングされて
いる。
【０００５】上記ハウジング４は、例えば白色の樹脂か
らインジェクジョンモールド工法により成形されてお
り、前面に向かって開放した中空部４ａを備えている。
これにより、ハウジング４は、この中空部４ａの内面
が、ＬＥＤチップ３に対する反射枠を構成している。こ
の中空部４ａ内では、図４（Ｂ）にて右側にてリードフ
レーム２のチップ実装部２ａが露出している。
【０００６】上記封止樹脂５は、エポキシ樹脂，シリコ
ン系の熱硬化性樹脂から構成されており、ハウジング内
に充填され、硬化されるようになっている。尚、封止樹
脂５の充填後に、リードフレーム２のカットフォーミン
グ加工が行なわれ、端子部２ｂが形成される。
【０００７】このような構成のチップＬＥＤ１は、製造
の際には、リードフレーム２に対してハウジングがイン
サート成形された後、リードフレーム２のチップ実装部
２ａにＬＥＤチップ３がボンディングされ、ワイヤボン
ディングが行なわれる。その後、ハウジング４の中空部
４ａ内に封止樹脂５が充填され、硬化され、チップＬＥ
Ｄ１が完成する。
【０００８】このようにして製造されたチップＬＥＤ１
によれば、図４にて鎖線で示す実装基板に載置され実装
される。そして、リードフレーム２の端子部２ｂからＬ
ＥＤチップ３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ
３が発光し、この光がハウジング４の中空部４ａの内面
で反射されると共に、封止樹脂５を通して、外部に出射
し、前方に向かって照射されるようになっている。
【０００９】これに対して、図５に示すチップＬＥＤ６
は、チップ基板７上に搭載されたＬＥＤチップ３と、Ｌ
ＥＤチップ３そしてチップ基板７の表面全体を覆うよう
に形成されたレンズ部８と、レンズ部８の周囲を包囲す
るようにチップ基板７上に成形されたハウジング９と、
から構成されている。
【００１０】上記チップ基板７は、平坦な銅張り配線基
板として構成されており、使用時には実装基板に対して
直立した状態で実装されるようになっている。そして、
チップ基板７は、そのチップ実装ランド７ａ上にＬＥＤ
チップ３がボンディングされると共に、チップ実装ラン
ド７ａに隣接した電極ランド７ｂに対して金線３ａ（ま
たは金バンプ）により接続されるようになっている。
【００１１】上記レンズ部８は、透明または半透明材
料、例えば熱可塑性樹脂から構成されており、インジェ
クジョンモールド工法により低圧で成形される。このレ
ンズ部８は、ＬＥＤチップ３からの光を透過させること
により、発光部として作用するようになっている。
【００１２】上記ハウジング９は、不透明材料、例えば
白色の熱可塑性樹脂からレンズ部８に対して所謂二色成
形により成形されており、その内面がＬＥＤチップ３か
らの光を反射させることにより、反射枠として作用する
ようになっている。
【００１３】このような構成のチップＬＥＤ６は、製造
の際には、チップ基板７のチップ実装ランド７ａ上にＬ
ＥＤチップ３がボンディングされ、電極ランド７ｂに対
してワイヤボンディングが行なわれる。その後、ＬＥＤ
チップ３を覆うように、一回目のインジェクジョンモー
ルド工法により、レンズ部８が成形された後、二回目の
インジェクジョンモールド工法により、ハウジング９が
成形され、チップＬＥＤ６が完成する。
【００１４】このようにして製造されたチップＬＥＤ６
によれば、チップ基板７が実装基板に対して直立するよ
うに載置され実装される。そして、チップ基板７に設け
られた端子部（図示せず）からＬＥＤチップ３に駆動電
圧が印加されると、ＬＥＤチップ３が発光し、この光が
レンズ部８を通って一部が直接に、他の一部がハウジン
グ９の内面で反射されて、レンズ部８の上面から外部に
出射するようになっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たチップＬＥＤ１，６には、以下のような問題があっ
た。即ち、チップＬＥＤ１においては、封止樹脂５の充
填により、発光部を形成しているが、封止樹脂５の充填
量を均一に管理することが困難であることから、封止樹
脂５の表面形状を平坦にすることが難しい。このため、
配光特性のバラツキや光度のバラツキが発生してしま
う。また、封止樹脂５の充填時に、気泡の巻き込みが発
生して、配光特性にバラツキが発生したり、また封止樹
脂５の漏れにより、ハウジング４の周囲に封止樹脂５が
付着して、外観不良が発生するため、歩留まりが低下し
てしまう。さらに、表面実装型にするために、リードフ
レーム２の端子部２ｂのカットフォーミングという追加
工が必要となるため、工程数が増えて、コストが高くな
ってしまう。
【００１６】これに対して、チップＬＥＤ６において
は、レンズ部８及びハウジング９を熱可塑性樹脂により
所謂二色成形しているが、耐リフロー特性に優れた透明
または半透明の熱可塑性樹脂がないため、耐リフロー特
性が低下したり、または光透過性が低下してしまう。ま
た、ＬＥＤチップ３のボンディングワイヤを破壊しない
ように、レンズ部８のインジェクジョンモールド工法を
行なう必要があり、インジェクジョンモールド工法の工
程管理が困難である。さらに、レンズ部８及びハウジン
グ９を構成する熱可塑性樹脂の機械的材料特性が異なる
ことから、歪等の残留応力が大きくなり、信頼性が低下
するおそれがある。また、ハウジング９のための熱可塑
性樹脂として、高耐熱樹脂例えばＰＰＡ樹脂が使用され
るが、高耐熱樹脂の流動性が低いことから、成形が安定
せず、所謂ショートモールド等の工程内不良が多発する
可能性がある。
【００１７】本発明は、以上の点から、簡単な構成によ
り、容易に形状の安定した反射枠を備えた横方向発光型
面実装ＬＥＤ及びその製造方法を提供することを目的と
している。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の第
一の構成によれば、ＬＥＤチップが実装された表面実装
用端子部を有するチップ基板と、このチップ基板上にト
ランスファーモールド工法により透明または半透明樹脂
から成形されたレンズ部と、上記レンズ部の発光面を除
いて包囲するようにトランスファーモールド工法により
不透明樹脂から成形された反射枠と、を含んでいること
を特徴とする、横方向発光型面実装ＬＥＤにより、達成
される。
【００１９】上記目的は、本発明の第二の構成によれ
ば、複数の互いに整列したチップＬＥＤ領域に、それぞ
れチップ実装ランド及び電極ランドそして端子部を備え
たチップ基板に対して、チップ実装ランドにＬＥＤチッ
プを実装する第一の段階と、ＬＥＤチップ及びその周囲
にてチップ基板を覆い、且つ各チップＬＥＤ領域の間に
区切り部を有するように、トランスファーモールド工法
により、透明または半透明樹脂によりレンズ部を成形す
る第二の段階と、チップ基板上にて、各レンズ部の天面
及びその間の区切り部を覆うように、トランスファーモ
ールド工法により、不透明樹脂により反射枠を成形する
第三の段階と、各チップ領域毎にチップ基板を切断する
と共に、各チップ領域のレンズ部の側面を発光面として
露出させる第四の段階と、を含むことを特徴とする、横
方向発光型面実装ＬＥＤの製造方法により、達成され
る。
【００２０】本発明による横方向発光型面実装ＬＥＤの
製造方法は、好ましくは、上記区切り部が、各チップＬ
ＥＤ領域の間で一つ置きに設けられている。
【００２１】本発明による横方向発光型面実装ＬＥＤの
製造方法は、好ましくは、上記第一の段階におけるＬＥ
Ｄチップの実装の際に、隣接するＬＥＤチップのワイヤ
ボンディングが、互いに点対称となるように、行なわれ
る。
【００２２】本発明による横方向発光型面実装ＬＥＤの
製造方法は、好ましくは、上記第二の段階における各区
切り部が、レンズ部の成形後のハーフダイシングにより
形成される。
【００２３】本発明による横方向発光型面実装ＬＥＤの
製造方法は、好ましくは、上記第二の段階における各区
切り部が、レンズ部の成形時に同時に形成される。
【００２４】上記第一及び第二の構成によれば、横方向
発光型面実装ＬＥＤのレンズ部及び反射枠が、それぞれ
トランスファーモールド工法により成形されるので、安
定した成形が行なわれ得ることになり、レンズ部の形状
が常に一定になる。従って、ＬＥＤチップからの光の配
光特性及び光度が向上し且つ安定することになる。ま
た、トランスファーモールド工法の採用により、レンズ
部に気泡が発生するようなことはなく、また封止樹脂が
外側表面に付着して外観不良となるようなこともなく、
歩留まりが大幅に向上することになる。
【００２５】さらに、トランスファーモールド工法の採
用により、レンズ部及び反射枠を構成する材料として熱
硬化型エポキシ樹脂を使用することができるので、十分
な耐リフロー性能を得ることができると共に、歪等の残
留応力を低減させ、信頼性を向上させることができる。
また、インサート成形リードフレームを使用したチップ
ＬＥＤと比較して、表面実装用の端子部を形成するため
のカットフォーミング加工が不要であので、工程数が少
なくて済み、コストが低減され得ることになる。
【００２６】上記区切り部が、各チップＬＥＤ領域の間
で一つ置きに設けられている場合には、一対のチップＬ
ＥＤが一体に構成され、これらの対をなすチップＬＥＤ
の間を切断することにより、レンズ部の切断面が発光面
となる。
【００２７】上記第一の段階におけるＬＥＤチップの実
装の際に、隣接するＬＥＤチップのワイヤボンディング
が、互いに点対称となるように、行なわれる場合には、
対をなすチップＬＥＤが、切断後に同一のワイヤボンデ
ィングを備えることになるので、接続方向の違いによっ
て発光方向が逆転してしまうようなことがない。
【００２８】上記第二の段階における各区切り部が、レ
ンズ部の成形後のハーフダイシングにより形成される場
合には、第二の段階にて成形されるレンズ部が、各チッ
プＬＥＤ領域で連続した形状を有することになるので、
トランスファーモールド金型の形状が単純となり、金型
コストが低減され得ることになる。
【００２９】上記第二の段階における各区切り部が、レ
ンズ部の成形時に同時に形成される場合には、レンズ部
成形後のハーフダイシング加工が不要となり、工程数が
少なくて済み、設備コストが低減され得ることになる。
【００３０】このようにして、本発明によれば、レンズ
部及び反射枠をトランスファーモールド工法により二色
成形するようになっているので、レンズ部の形状が常に
一定になり、而も気泡が発生することがないので、配光
特性，光度が向上すると共に、外観不良の発生が大幅に
低減され得、さらに簡単な工程により、コストが低減さ
れ得る。また、トランスファーモールド工法の採用によ
り、レンズ部及び反射枠を構成する材料として、熱硬化
性エポキシ樹脂を使用することができるので、十分な耐
リフロー性能を得ることができると共に、歪等の残留応
力を低減させ、信頼性を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図３を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。
【００３２】図１は、本発明による横方向発光型面実装
ＬＥＤの一実施形態の構成を示している。図１におい
て、ＬＥＤ１０は、サイドビュータイプのチップＬＥＤ
として構成されており、実装基板１１（鎖線図示）上に
載置されるべきチップ基板１２と、チップ基板１２上に
搭載されたＬＥＤチップ１３と、ＬＥＤチップ１３そし
てチップ基板１２の表面全体を覆うように形成されたレ
ンズ部１４と、レンズ部１４の一側の側面（図１にて前
面）を除いて包囲するように形成された反射枠１５と、
から構成されている。
【００３３】上記チップ基板１２は、平坦な銅張り配線
基板として構成されており、その表面にチップ実装ラン
ド，電極ランド（何れも図示せず）を備えると共に、さ
らに裏面に表面実装のための端子部１２ａを備えてい
る。そして、チップ基板１２は、そのチップ実装ランド
上にＬＥＤチップ１３がダイボンディングされると共
に、チップ実装ランドに隣接した電極ランドに対して金
線または金バンプにより接続されるようになっている。
【００３４】上記レンズ部１４は、透明または半透明材
料、例えば熱硬化性エポキシ樹脂から構成されており、
トランスファーモールド工法により成形される。このレ
ンズ部１４は、ＬＥＤチップ１３からの光を前面から出
射させることにより、発光部として作用するようになっ
ている。
【００３５】上記反射枠１５は、不透明材料、例えば白
色の熱硬化性エポキシ樹脂から構成されており、トラン
スファーモールド工法により、レンズ部８に対して所謂
二色成形により成形されており、その内面がＬＥＤチッ
プ１３からの光を反射させるようになっている。
【００３６】本発明実施形態による横方向発光型面実装
ＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、本発明に
よる製造方法に従って、図２〜３に示すように製造され
る。即ち、図２（Ａ）に示すように、プリント配線基板
２０は、複数個（図２では８個）のチップＬＥＤ領域が
一列に横に並んで設けられており、これらのチップＬＥ
Ｄ領域を上下にて画成するようにスリット２１が形成さ
れている。尚、プリント配線基板２０は、図示しない
が、各チップＬＥＤ領域毎に、チップ実装ランド及び電
極ランドと、表面実装用の端子部を備えている。
【００３７】そして、図２（Ａ）に示すように、プリン
ト配線基板２０の各ＬＥＤチップ領域に対して、それぞ
れＬＥＤチップ１３がダイボンディングされ、このＬＥ
Ｄチップ１３と隣接する電極ランドとの間がワイヤボン
ディングされる。尚、図２（Ｂ）に示すように、完成時
に、対となるチップＬＥＤが同一のワイヤボンディング
を備えるように、各チップＬＥＤ領域の電極ランドが配
置され、この電極ランドに対してワイヤボンディングが
行なわれるようにしてもよい。
【００３８】次に、図２（Ｃ）に示すように、各チップ
ＬＥＤ領域のＬＥＤチップ１３を連続して覆うように、
透明または半透明材料、例えば熱可塑性エポキシ樹脂か
ら、トランスファーモールド工法により、一連のレンズ
部２２が形成される。続いて、このレンズ部２２は、図
２（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、各チップＬＥＤ領域
の境界の一つ置きに、ハーフダイシングにより、プリン
ト基板２０の表面まで切断されることにより、区切り部
２３が形成される。尚、この区切り部２３は、レンズ部
２２の成形の際に、レンズ部２２の金型により同時に成
形されるようにしてもよい。
【００３９】その後、図３（Ｆ）及び（Ｇ）に示すよう
に、レンズ部２２の天面及び区切り部２３を覆うよう
に、不透明材料、例えば白色の熱可塑性エポキシ樹脂か
ら、トランスファーモールド工法により、一連の反射枠
２４が形成される。
【００４０】続いて、図３（Ｈ）及び（Ｉ）に示すよう
に、各チップＬＥＤ領域の境界で、フルダイシングによ
り、各チップＬＥＤ領域が切断され、図３（Ｊ）に示す
ように、個々のチップＬＥＤとして横方向発光型面実装
ＬＥＤ１０が完成することになる。その際、区切り部２
３がある境界部分では、区切り部２３即ち反射枠２４の
中央で切断が行なわれ、また区切り部２３のない境界部
分では、レンズ部２２が切断されるので、レンズ部２２
の一側の側面が外部に露出し、他側では反射枠２４によ
り覆われることになる。これにより、一側のみが発光面
として露出したレンズ部２２を備えた、横方向発光型面
実装ＬＥＤ１０が提供されることになる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ンズ部及び反射枠をトランスファーモールド工法により
二色成形するようになっているので、レンズ部の形状が
常に一定になり、而も気泡が発生することがないので、
配光特性，光度が向上すると共に、外観不良の発生が大
幅に低減され得、さらに簡単な工程により、コストが低
減され得る。また、トランスファーモールド工法の採用
により、レンズ部及び反射枠を構成する材料として、熱
硬化性エポキシ樹脂を使用することができるので、十分
な耐リフロー性能を得ることができると共に、歪等の残
留応力を低減させ、信頼性を向上させることができる。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、
容易に形状の安定した反射枠を備えた横方向発光型面実
装ＬＥＤ及びその製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＬＥＤの一実施形態を示す（Ａ）
正面図及び（Ｂ）平面図である。
【図２】図１のＬＥＤの製造工程を順次に示す工程図で
ある。
【図３】図１のＬＥＤの製造工程を順次に示す工程図で
ある。
【図４】従来のＬＥＤの一例の構成を示す（Ａ）正面図
及び（Ｂ）側面図である。
【図５】従来のＬＥＤの他の例の構成を示す正面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 横方向発光型面実装ＬＥＤ １１ 実装基板 １２ チップ基板 １２ａ 端子部 １３ ＬＥＤチップ １４ レンズ部 １５ 反射枠 ２０ プリント配線基板 ２１ スリット ２２ レンズ部 ２３ 区切り部 ２４ 反射枠
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Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＬＥＤチップが実装された表面実装用端
    子部を有するチップ基板と、 このチップ基板上にトランスファーモールド工法により
    透明または半透明樹脂から成形されたレンズ部と、 上記レンズ部の発光面を除いて包囲するようにトランス
    ファーモールド工法により不透明樹脂から成形された反
    射枠と、を含んでいることを特徴とする、横方向発光型
    面実装ＬＥＤ。
  2. 【請求項２】 複数の互いに整列したチップＬＥＤ領域
    に、それぞれチップ実装ランド及び電極ランドそして端
    子部を備えたチップ基板に対して、チップ実装ランドに
    ＬＥＤチップを実装する第一の段階と、 ＬＥＤチップ及びその周囲にてチップ基板を覆い、且つ
    各チップＬＥＤ領域の間に区切り部を有するように、ト
    ランスファーモールド工法により、透明または半透明樹
    脂によりレンズ部を成形する第二の段階と、 チップ基板上にて、各レンズ部の天面及びその間の区切
    り部を覆うように、トランスファーモールド工法によ
    り、不透明樹脂により反射枠を成形する第三の段階と、 各チップ領域毎にチップ基板を切断すると共に、各チッ
    プ領域のレンズ部の側面を発光面として露出させる第四
    の段階と、を含むことを特徴とする、横方向発光型面実
    装ＬＥＤの製造方法。
  3. 【請求項３】 上記区切り部が、各チップＬＥＤ領域の
    間で一つ置きに設けられていることを特徴とする、請求
    項２に記載の横方向発光型面実装ＬＥＤの製造方法。
  4. 【請求項４】 上記第一の段階におけるＬＥＤチップの
    実装の際に、隣接するＬＥＤチップのワイヤボンディン
    グが、互いに点対称となるように、行なわれることを特
    徴とする、請求項２または３に記載の横方向発光型面実
    装ＬＥＤの製造方法。
  5. 【請求項５】 上記第二の段階における各区切り部が、
    レンズ部の成形後のハーフダイシングにより形成される
    ことを特徴とする、請求項２から４の何れかに記載の横
    方向発光型面実装ＬＥＤの製造方法。
  6. 【請求項６】 上記第二の段階における各区切り部が、
    レンズ部の成形時に同時に形成されることを特徴とす
    る、請求項２から４の何れかに記載の横方向発光型面実
    装ＬＥＤの製造方法。
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