Led封装及其制造方法

专利名称：Led封装及其制造方法
技术领域：
此处描述的实施例总体上涉及LED封装及其制造方法。
背景技术：
常规上，安装有LED芯片的LED封装是按以下方式进行配置控制光分布特性并提 高从该LED封装的光提取效率。具体而言，向LED封装提供由白树脂制成的杯状外壳。然后， 在该外壳的底面上安装LED芯片。向该外壳的内部填充透明树脂以将LED芯片埋藏在其中。 在许多情况下，该外壳由热塑性聚酰胺树脂形成(例如，参见公开号为JP-A 2004-274027 的日本专利申请)。然而近年来，由于LED封装应用范围的扩大，要求LED封装具有更高的耐用性。同 时，由于从LED芯片辐射出的光和热增加而使得对LED芯片进行密封的树脂部分容易劣化。 此外，由于LED封装应用范围的扩大，需要进一步降低成本。

发明内容
总体而言，根据本发明的一个实施例，提供了一种LED封装，其包括第一和第二引 线框架、LED芯片以及树脂体。该第一和第二引线框架由金属材料制成并被布置成彼此分 开。该LED芯片设置在所述第一和第二引线框架上方，该LED芯片的一个端子连接至所述 第一引线框架，另一个端子连接至所述第二引线框架。该树脂体由邵氏D硬度为25或更高 的树脂材料制成。此外，该树脂体覆盖所述第一和第二引线框架及所述LED芯片。并且，该 树脂体的外形是所述LED封装的外形。根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于制造LED封装的方法。该方法包括 以下步骤从由金属材料制成的导电片选择性地去除该金属材料的一部分，以形成多个元 件区按矩阵图案排列的引线框架片，其中，在每个所述元件区中形成包括彼此分离地排列 的第一和第二引线框架的基本图案，并且其中，所述金属材料在保留所述元件区之间的每 个划片区中以使得相邻的所述元件区彼此连接。该方法包括以下步骤将LED芯片安装在 所述引线框架片的每个所述元件区上，将所述LED芯片的一个端子连接至所述第一引线框 架，并将所述LED芯片的另一个端子连接至所述第二引线框架。所述方法包括以下步骤形 成树脂板以将所述引线框架片和所述LED芯片埋藏在所述树脂板中，所述树脂板由邵氏D 硬度为25或更高的树脂材料制成。此外，该方法包括通过划片去除均布置在所述划片区中 的所述引线框架片及所述树脂板的部分。


图1是例示根据第一实施例的LED封装的立体图；图2A是例示根据第一实施例的LED封装的截面图，图2B是例示引线框架的平面图；图3是例示根据第一实施例的LED封装的制造方法的流程图；图4A至6B是例示根据第一实施例的LED封装的制造方法的处理截面图；图7A是例示第一实施例中的引线框架片的平面图，图7B是例示该引线框架片的 元件区的局部放大平面图；图8A至图8H是例示第一实施例的变型中的引线框架片的形成方法的截面图
图9例示根据第二实施例的LED封装的立体图10是根据第二实施例的LED封装的侧视图11是例示根据第三实施例的LED封装的立体图12是例示根据第三实施例的LED封装的截面图13是例示根据第四实施例的LED封装的立体图14是例示根据第四实施例的LED封装的截面图15是例示根据第五实施例的LED封装的立体图16是例示根据第五实施例的LED封装的截面图17是例示根据第六实施例的LED封装的立体图18是例示根据第六实施例的LED封装的截面图。
具体实施例方式下面，将参照附图描述本发明的实施例。首先，描述第一实施例。图1是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图2A是例示根据本实施例的LED封装的截面图。图2B是例示引线框架的平面图。如图1至2B所示，根据本实施例的LED封装1包括一对引线框架11及12。引线 框架11及12各自具有平坦形状，并且彼此分离地布置在同一平面上。引线框架11及12由 相同的金属材料形成。注意，该金属材料的例子包括纯金属和合金。引线框架11及12可 以由多种金属材料形成。例如，引线框架11及12中的每一个可以包括由特定金属材料制 成的金属板、由另一种金属材料制成并形成于该金属板的表面上的镀金属层。在本实施例 中，引线框架11及12中的每一个包括铜板和形成在该铜板的上表面及下表面上的镀银层。 顺便提及，在引线框架11及12的边缘表面上没有形成镀银层，并且铜板被暴露出来。下面，在本说明书中，出于描述方便的目的，引入XYZ直角坐标系。在与引线框架 11及12的上表面平行的方向中，将从引线框架11到引线框架12的方向定义为+X方向。 在与引线框架11及12的上表面垂直的方向中，将向上方向定义为+Z方向，该向上方向是 稍后将要说明的LED芯片14在引线框架上的安装方向。将与+X方向和+Z方向均相交的 方向中的一个方向定义为+Y方向。注意，与+X方向、+Y方向和+Z方向相反的方向分别定 义为-X方向、-Y方向和-Z方向。同时，例如，可以简单地将“+X方向”和“-X”方向统称为 “X方向”。引线框架11包括沿Z方向看呈矩形的基础部分11a。从该基础部分Ila延伸出四个延伸部分llb、llc、lld、lle。从基础部分Ila的+Y方向上的边缘沿X方向的中央部 分在+Y方向上延伸出延伸部分lib。从基础部分Ila的-Y方向上的边缘沿X方向的中央 部分在-Y方向上延伸出延伸部分11c。延伸部分lib和lie的位置在X方向上彼此对应。 从基础部分Ila的-X方向上的边缘的端部沿-X方向分别延伸出延伸部分Ild和lie。这 样，每个延伸部分lib至lie从基础部分Ila的三个不同侧中的对应一个延伸出来。引线框架12在X方向上的长度比引线框架11在X方向上的长度短，二者在Y方 向上的长度相同。引线框架12包括沿Z方向看呈矩形的基础部分12a。从该基础部分12a 延伸出四个延伸部分12b、12c、12d、12e。从基础部分12a的+Y方向上的边缘沿-X方向侧 的端部在+Y方向上延伸出延伸部分12b。从基础部分12a的-Y方向上的边缘沿-X方向侧 的端部在-Y方向上延伸出延伸部分12c。从基础部分12a的+X方向上的边缘的端部沿+X 方向分别延伸出延伸部分12d和12e。这样，每个延伸部分12b至1 从基础部分1 的三 个不同侧中的对应一个延伸出来。引线框架11的延伸部分Ild和lie的宽度可以与引线 框架12的延伸部分12d和12e的宽度相同或不同。然而，在延伸部分Ild和lie的宽度与 延伸部分12d和12e的宽度不同的情况下，阳极和阴极容易彼此区分。在引线框架11的下表面Ilf处在基础部分Ila沿X方向的中央部分上形成突出部 分lig。因而，引线框架11具有两级厚度。基础部分Ila沿X方向的中央部分(即形成有 突出部分Ilg的部分)相对较厚，而基础部分Ila沿+X方向的边缘部分以及延伸部分lib 至lie相对较薄。图2B示出了薄板部分lit，其是基础部分Ila的未形成突出部分Ilg的 部分。类似地，在引线框架12的下表面12f处的基础部分1 沿X方向的中央部分上形成 突出部分12g。因而，引线框架12具有两级厚度。基础部分1 沿X方向的中央部分由于 形成突出部分12g而相对较厚，而基础部分1 沿-X方向的边缘部分以及延伸部分12b至 1 相对较薄。图2B示出了薄板部分12t，其是基础部分12a的未形成突出部分12g的部 分。换言之，在基础部分1 Ia沿+X方向的边缘部分的下表面以及基础部分1 沿-X方向 的边缘部分的下表面处形成缩进部(indentation)。这些缩进部沿着基础部分Ila及12a 的边缘在Y方向上延伸。在图2B中，引线框架11及12的相对较薄的部分(即薄板部分和 延伸部分)由利用虚线形成的阴影表示。突出部分Ilg及12g形成在引线框架11及12的如下区域内，这些区域与引线框 架11及12的彼此相对的边缘分开。包括这些边缘的区域是薄板部分lit和12t。引线框 架11的上表面Ilh和引线框架12的上表面1 在同一平面上。引线框架11的突出部分 Ilg的下表面和引线框架12的突出部分12g的下表面在同一平面上。延伸部分的上表面在 Z方向上的位置与引线框架11及12的上表面的位置重合。因此，延伸部分设置在同一 XY 平面上。管芯(die)安装材料13附着至引线框架11的上表面Ilh的与基础部分Ila相对 应的区域的一部分。在本实施例中，管芯安装材料13可以是导电的或是绝缘的。当管芯安 装材料13是导电的时，管芯安装材料13例如由银浆料、焊料、共晶焊料等形成。当管芯安 装材料13是绝缘的时，管芯安装材料13例如可以由透明树脂浆料形成。LED芯片14设置在管芯安装材料13上。具体而言，管芯安装材料13将LED芯片 14固定在引线框架11上，由此LED芯片14安装在引线框架11上。LED芯片14具有衬底 和堆叠在衬底上的半导体层。例如，该半导体层由氮化镓(GaN)等制成，该衬底是蓝宝石衬底。其形状例如是长方体。端子Ha和14b设置在LED芯片14的上表面上。例如当在端 子14a与端子14b之间提供电压时，LED芯片14发出蓝色光。导线15的一端接合至LED芯片14的端子14a。导线15沿+Z方向(径直向上方 向)从端子14a引出，并在介于-X方向与-Z方向之间的方向上弯曲。导线15的另一端接 合至引线框架11的上表面llh。由此，端子1 通过导线15连接至引线框架11。同时，导 线16的一端接合至端子14b。导线16沿+Z方向从端子14b引出，并在介于+X方向与-Z 方向之间的方向上弯曲。导线16的另一端接合至引线框架12的上表面12h。由此，端子 14b通过导线16连接至引线框架12。导线15和16例如由金或铝形成。LED封装1还包括透明树脂体17。用于形成透明树脂体17的树脂材料的邵氏D硬 度为25或更高，优选地为50或更高，并且更优选地为80或更高。该透明树脂体17由透明 树脂(例如硅树脂)形成。这里，术语“透明”也包括半透明的含义。注意，“邵氏D硬度” 是由JIS(日本工业标准)K6253中的D型硬度计规定的硬度。透明树脂体17外形呈长方 体状，并覆盖引线框架11及12、管芯安装材料13、LED芯片14和导线15及16。透明树脂 体17的外形即是LED封装1的外形。在透明树脂体17的下表面及侧表面上暴露出引线框 架11及引线框架12的多个部分。更具体而言，在透明树脂体17的下表面上暴露出突出部分Ilg的下表面(其是引 线框11的下表面Ilf的一部分)。在透明树脂体17的侧表面上暴露出延伸部分lib至lie 的末端边缘表面。同时，引线框架11的整个上表面llh、下表面Ilf的除了突出部分Ilg以 外的区域、突出部分Ilg的侧表面、以及基础部分Ila的边缘表面由透明树脂体17覆盖。类 似地，在透明树脂体17的下表面上暴露出引线框架12的突出部分12g的下表面。在透明 树脂体17的侧表面上暴露出延伸部分12b至12e的末端边缘表面。整个上表面12h、下表 面12f的除了突出部分12g以外的区域、突出部分12g的侧表面、以及基础部分12a的边缘 表面由透明树脂体17覆盖。在LED封装1中，在透明树脂体17的下表面上暴露出的突出 部分Ilg和12g的下表面充当外部电极座(pad)。如上所述，透明树脂体17从上方看呈矩 形，每个引线框架11及12的上述多个延伸部分的末端边缘表面在透明树脂体17的三个不 同侧表面中的对应一个上延伸出来。注意，在本说明书中，术语“覆盖”是一个既包括覆盖 物与被覆盖物接触的情况，也包括二者不彼此接触的情况的概念。在透明树脂体17中分散有多个荧光体(phosphor) 18。每个荧光体18呈颗粒状， 其吸收从LED芯片14发出的光，并发出具有比所吸收的光更长波长的光。例如，荧光体18 吸收从LED芯片14发出的蓝色光的一部分，并发出黄色光。由此，从LED封装1发出由LED 芯片14发出但未被荧光体18吸收的蓝色光以及从荧光体18发出的黄色光。因此，从LED 封装1发出的光总体上变为白色。例如可以使用YAG:Ce作为这种荧光体18。顺便提及，出 于便于例示的目的，在图1、2B和3以及图3以后的图中，没有示出荧光体18。此外，在图 2A中，例示了比实际上更大和更少的荧光体18。例如，可以使用发出黄绿色光、黄色光或橙色光的硅酸盐基荧光体作为这种荧光 体18。硅酸盐基荧光体可以由以下通用公式表示。 (2-x-y) SrO · χ (Bau, Cav) 0 · (1-a-b-c—d) SiO2 · aP205bAl203cB203dGe02: yEu2+
这里，0 < x，0· 005 < y < 0· 5，x+y 彡 1· 6，0 彡 a, b，c，d < 0· 5，0 < u，0 < ν 且 u+v = I。
还可以使用YAG基荧光体作为黄色荧光体。该YAG基荧光体可以由以下通用公式 表不。(REhSmx) 3 (AlyGa1^y) 5012 Ce这里，0<x< 1，0彡y彡1，并且RE是从Y和Gd中选择的至少一种元素。也可以混合硅铝氧氮基(sialon-based)红色和绿色荧光体用作该荧光体18。具 体而言，该荧光体可以是吸收从LED芯片14发出的蓝色光并发出绿色光的绿色荧光体，以 及吸收蓝色光并发出红色光的红色荧光体。例如，硅铝氧氮基红色荧光体可以由以下通用公式表示。(M1^jRx)alAlSiblOclNdl这里，M是除了 Si和Al以外的至少一种金属元素，并且特别期望的是Ca和Sr中 的至少一种。R是发光中心元素，并且特别期望的是Eu。此外，^31、131、(31和(11满足0
<χ 彡 1,0. 6 < al < 0. 95,2 < bl < 3. 9,0. 25 < cl < 0. 45，及 4 < dl < 5. 7。以下表示这种硅铝氧氮基红色荧光体的一个具体例子。Sr2Si7Al7ON13: Eu2+例如，硅铝氧氮基绿色荧光体可以由以下通用公式表示。(M1^jRx)a2AlSib2Oc2Nd2这里，M是除了 Si和Al之外的至少一种金属元素，并且特别期望的是Ca和Sr中 的至少一种。R是发光中心元素，并且特别期望的是Eu。此外，X、a2、b2、C2和d2满足0
<χ 彡 1,0. 93 < a2 < 1. 3,4. 0 < b2 < 5. 8,0. 6 < c2 < 1，及 6 < d2 < 11。以下表示这种硅铝氧氮基绿色荧光体的一个具体例子。Sr3Si13Al3O2N21IEu2+接下来，将描述根据本实施例的LED封装的制造方法。图3是例示根据本实施例的LED封装的制造方法的流程图。图4A至6B是例示根据本实施例的LED封装的制造方法的处理截面图。图7A是例示本实施例中的引线框架片的平面图。图7B是例示该引线框架片的元 件区域的局部放大平面图。首先，如图4A所示，制备由金属材料制成的导电片21。导电片21例如包括条状铜 板21a和在铜板21a的上表面及下表面上形成的镀银层21b。接下来，在导电片21的上表 面及下表面上分别形成掩模2 及22b。在掩模2 及22b中选择性地形成开口 22c。例 如，掩模2 及2 可以通过印制法形成。接下来，将附有掩模2 及22b的导电片21浸入刻蚀剂，对导电片21进行湿刻蚀。 由此，通过刻蚀选择性地去除导电片21的位于开口 22c内部的部分。在这种情况下，例如 通过调整浸入时间来控制刻蚀量，使得通过单独从导电片21的上表面侧或下表面侧刻蚀， 在导电片21被穿透之前就停止刻蚀。按照这种方式，从上表面侧及下表面侧进行半刻蚀。 然而，导电片21的从上表面侧及下表面侧都进行刻蚀的部分被穿透。之后，去除掩模22a 及2北。因此，如图3和4B所示，从导电片21选择性地去除铜板21a及镀银层21b，并形成 引线框架片23。顺便提及，出于便于例示的目的，在图4B及后面的图中，铜板21a及镀银层 21b并未彼此区分，而整体上示出为引线框架片23。例如，如图7A中所示在引线框架片23中设置了三个块B。在每个块B中，例如设置有大约1000个元件区P。如图7B所示，元件 区P按矩阵图案排列，在元件区P之间以格形图案形成划片区D。在每个元件区P内，形成 包括彼此分开的引线框架11及12的基本图案。在划片区D中按照使相邻元件区P彼此连 接的方式保留形成了导电片21的导电材料。具体而言，虽然在元件区P中引线框架11和引线框架12彼此分离，但属于特定元 件区P的引线框架11连接至属于从-X方向上来看在该方向上与该特定元件区P相邻的元 件区P的引线框架12。在两个框架之间，形成了+X方向的突出开口 23a。此外，分别属于 在Y方向上彼此相邻的元件区P的引线框架11通过桥2 连接。类似地，分别属于在Y方 向上彼此相邻的元件区P的引线框架12通过桥23c连接。因此，在三个方向上从引线框架 11及12的每个基础部分Ila及1 延伸出四个导电部件。此外，通过在从引线框架片23 的下表面侧对引线框架片23进行刻蚀时执行半刻蚀，在引线框架11及12的下表面上分别 形成突出部分Ilg和12g(参见图2A和2B)。接下来，如图3和4C所示，在引线框架片23的下表面上粘贴例如由聚酰亚胺制成 的加强条对。然后，管芯安装材料13附接至属于引线框架片23的元件区P的每个引线框 架11上。例如从喷射器将糊状管芯安装材料13喷射到引线框架11上，或以机械方式将糊 状管芯安装材料13转移到引线框架11上。接下来，将LED芯片14安装到管芯安装材料13 上。然后，执行对管芯安装材料13进行烧结的热处理(安装硬化)。因此，在引线框架片 23的每个元件区P中，利用置于其间的管芯安装材料13在引线框架11上方安装LED芯片 14。接下来，如图3和4D所示，例如通过超声接合(ultrasonic bonding)，将导线15 的一端接合至LED芯片14的端子14a，并将导线15的另一端接合至引线框架11的上表面 Ilh0此外，将导线16的一端接合至LED芯片14的端子14b，并将导线16的另一端接合至 引线框架12的上表面12h。因此，端子1 通过导线15连接至引线框架11，端子14b通过 导线16连接至引线框架12。接下来，如图3和5A所示，制备下部模型101。下部模型101和下述的上部模型 102形成一套模型。在下部模型101的上表面中，形成长方体状凹进部分101a。同时，将透 明树脂材料与荧光体18 (参见图2A)混合并搅拌，以制备液态或半液态含荧光体的树脂材 料沈。在该情况下，使用在硬化后邵氏D硬度为25或更高的材料作为该树脂材料。所使用 的材料优选地具有50或更高的邵氏D硬度，更优选地具有80或更高的邵氏D硬度。例如， 使用硅树脂作为该树脂材料。利用加注器(dispenser) 103将含荧光体的树脂材料沈提供 至下部模型101的凹进部分IOla中。接着，如图3和5B所示，按照使得LED芯片14面向下方的方式将安装有LED芯片 14的上述引线框架片23附接在上部模型102的下表面上。然后，使上部模型102压向下部 模型101，并将模型夹紧。由此，将引线框架片23压向含荧光体的树脂材料沈。在这种情 况下，含荧光体的树脂材料沈覆盖LED芯片14、导线15和16，并进入引线框架片23的通 过刻蚀去除的部分。这样，对含荧光体的树脂材料沈进行了模制。优选的是，在真空气氛 中执行该模制工序。这防止了在含荧光体的树脂材料26中产生的气泡附着在引线框架片 23中的半刻蚀部分上。接着，如图3和5C所示，在引线框架片23的上表面压向含荧光体的树脂材料沈的情况下，执行热处理(模型硬化)以使含荧光体的树脂材料26硬化。然后，如图6A所示， 将上部模型102与下部模型101分离。因此，在引线框架片23上形成透明树脂板四。该透 明树脂板四覆盖引线框架片23的整个上表面及下表面的一部分，因而将LED芯片14等埋 藏在其中。透明树脂板四在硬化后的邵氏D硬度为25或更高。在透明树脂板四中，分散 有荧光体18 (参见图2A)。随后，从引线框架片23上剥离加强条M。由此，在透明树脂板 29的表面上暴露出引线框架11及12的突出部分Ilg及12g的下表面(参见图2A和2B)。接着，如图3和6B所示，利用刀片104，从引线框架片23的一侧对引线框架片23 和透明树脂板四的组件进行划片。具体而言，从-ζ方向一侧向+Z方向执行划片。由此，去 除引线框架片23及透明树脂板四的位于划片区D中的部分。结果，引线框架片23及透明 树脂板四的位于元件区P中的部分被分割，由此制造了图1至2B中所示的LED封装1。顺 便提及，可以从透明树脂体四的一侧对引线框架片23及透明树脂板四的组件进行划片。在进行划片后的每个LED封装1中，引线框架11及12从引线框架片23分离。此 外，透明树脂板四被分开而形成透明树脂体17。而且，划片区D的在Y方向上延伸的部分 穿过引线框架片23的开口 23a，并且在引线框架11及12内形成延伸部分lld、lle、12d、 12e。此外，桥2 被分开，并在引线框架11内形成延伸部分lib及11c。桥23c被分开，并 在引线框架12内形成延伸部分12b及12c。在透明树脂体17的侧表面上暴露出延伸部分 lib至lie及12b至12e的末端边缘表面。接着，如图3所示，对LED封装1执行各种测试。在该情况下，可以将延伸部分lib 至lie及12b至12e的末端边缘表面用作测试端。下面将说明本实施例的效果和优点。在本实施例的图6B中所示的划片工序中，利用刀片104对引线框架片23和透明 树脂板四的组件进行划片。在该情况下，由于一次对由相对较硬的金属材料制成的引线框 架片23和由相对较软的树脂材料制成的透明树脂板四进行划片，通常难以设定划片条件。具体而言，如果根据相对较硬的金属材料对划片条件进行优化，则由此而切割的 相对较软的树脂材料的划片后表面会变得粗糙。同时，如果根据相对较软的树脂材料对划 片条件进行优化，则在切割相对较硬的金属材料时容易形成毛刺，并且刀片也磨损严重。如 果树脂材料的划片后表面(即透明树脂体17的侧表面)的粗糙度增大，则LED封装1的光 学性质劣化；此外，透明树脂体17容易从引线框架11及12脱落，因此耐用性和可靠性变 差。此外，如果在金属材料的划片后表面(即引线框架11及12的边缘表面)上形成了毛 刺，则LED封装的可安装性变差。而且，如果刀片磨损严重，则增大了加工成本，结果会增大 LED封装的成本。因此，在本实施例中，使用邵氏D硬度为25或更高的相对较硬的树脂材料作为用 于形成透明树脂板四的树脂材料由此，减小了树脂材料与金属材料之间的硬度差。这使得 易于进行划片。结果，透明树脂体17具有光滑的侧表面，并且在引线框架11及12的侧表 面上形成少量的毛刺。因而，制造出质量良好且耐用性和可靠性高的LED封装。而且，由于 抑制了刀片的磨损，因此LED封装的制造成本低。下面，将详细描述这些效果。制备硬度彼此不同的若干种树脂材料作为用于形成 透明树脂板四的树脂材料。通过上述方法，形成引线框架片23和透明树脂板四的组件。 然后，对该组件进行划片。在该情况下，根据引线框架片23调节划片条件。在划片之后，利用光学显微镜观察透明树脂板四的划片后表面，并评估表面粗糙度。表1示出了评估结果。 在表1中，“Δ”表示光滑度恰好使得不会发生实际问题的表面粗糙度，“〇”表示实际上足 够光滑的表面粗糙度，“ ”表示特别光滑的表面粗糙度。[表 1]
树脂材料的邵氏D硬度划片后表面的表面粗糙度25Δ50〇80 如表1所示，树脂材料的邵氏D硬度越高，透明树脂板四的划片后表面越光滑。换 言之，当希望透明树脂板四的划片后表面具有特定水平或更高的光滑度(没有实际问题) 时，如果树脂材料的邵氏D硬度高，则放松对划片条件的限制。从表1所示实验结果可以理 解的是，用于形成透明树脂板四的树脂材料的邵氏D硬度必须为25或更高，优选地为50 或更高，更优选地为80或更高。而且，在根据本实施例的LED封装1中，透明树脂体27由硅树脂形成。由于硅树 脂对光和热具有高耐受性，因此该树脂也提高了 LED封装1的耐用性。此外，在根据本实施例的LED封装1中，没有提供由白树脂制成的外壳。因而，不 会出现由于吸收从LED芯片14产生的光和热而导致的外壳劣化。特别是，当外壳由热塑性 聚酰胺树脂制成时，该树脂容易发生劣化。然而，在本实施例中，不存在这种劣化问题。因 此，根据本实施例的LED封装1具有高耐用性。因此，根据本实施例的LED封装1具有长寿 命和高可靠性，并且具有广泛的适用范围。此外，在根据本实施例的LED封装1中，没有提供用于覆盖透明树脂体17的侧表 面的外壳。因而，以大角度发出光。因此，当需要以大角度发出光时(例如用于照明和用作 液晶电视的背光)，使用根据本实施例的LED封装1非常有利。此外，在根据本实施例的LED封装1中，透明树脂体17覆盖了引线框架11及12 的下表面的多个部分以及边缘表面的较大部分，并保持引线框架11及12的外围部分。这 样，在透明树脂体17上暴露出引线框架11及12的突出部分Ilg及12g的下表面，并形成 了外部电极座；而且，提高了对引线框架11及12的可保持性。具体而言，通过在基础部分 Ila及1 沿X方向的中央部分上形成突出部分Ilg及12g，在基础部分Ila及12a的每个 下表面沿X方向的两个边缘部分处形成缩进部。透明树脂体17围绕并进入这些缩进部并 牢固地保持引线框架11及12。这使得引线框架11及12在进行划片期间难以与透明树脂 体17分离，并提高了 LED封装1的产率。而且，这防止了在使用LED封装1时由于温度应 力而导致引线框架11及12与透明树脂体17分离。此外，在根据本实施例的LED封装1中，在引线框架11及12的上表面及下表面上 形成了镀银层。由于镀银层的光反射性高，因此根据本实施例的LED封装1的光提取效率
尚ο此外，在本实施例中，可以从单个导电片21 —次制造大量(例如大约数千个)LED封装1。因此，减少了每LED封装的制造成本。此外，由于没有提供外壳，因此部件及工序数 量少，并且成本低。此外，在本实施例中，通过湿刻蚀形成引线框架片23。因此，当制造新布局的LED 封装时，仅需要制备原始的掩模板。与借助于例如利用模型进行压制的方法形成引线框架 片23的情况相比，初始成本降低到更低水平。此外，在根据本实施例的LED封装1中，从引线框架11及12的基础部分Ila及 1 延伸出延伸部分。因此，防止了在透明树脂体17的侧表面上暴露出基础部分本身，并减 少了引线框架11及12的暴露面积。而且，能够增大引线框架11及12与透明树脂体17之 间的接触表面。结果，防止了引线框架11及12与透明树脂体17分离。而且，还抑制了对 引线框架11及12的侵蚀。下面从制造方法的观点来考虑这些效果。按照使开口 23a和桥2 及23c存在于 如图7B所示的划片区D中的方式，在引线框架片23中设置开口 23a和桥2 及23c。由 此，减少了在划片区D中金属部分的量。因此，容易地执行划片，并抑制了划片刀的磨损。而 且，在本实施例中，从每个引线框架11及12在三个方向上延伸出四个延伸部分。因此，在 如图4C所示的LED芯片14的安装工序中，引线框架11在三个方向上被相邻元件区P中的 引线框架11及12可靠地支承，并且可安装性高。类似地，同样在图4D中所示的导线接合 工序中，导线的接合位置在三个方向上被可靠地支承。因而，在超声接合中施加的超声几乎 不会泄露，并且导线有利地接合至引线框架和LED芯片。此外，在本实施例的图6B中所示划片工序中，从引线框架片23侧执行划片。由 此，被切割的形成引线框架11及12的端部的金属材料在透明树脂体17的侧表面上沿+Z 方向延展。因此，该金属材料从来不会在透明树脂体17的侧表面上沿-Z方向延展，也不会 从LED封装1的下表面突出出来；因此，不会形成毛刺。因而，当安装LED封装1时，不会出 现由于毛刺而导致的安装失败。下面将说明本实施例的变型。该变型是弓I线框架片形成方法的变型。具体而言，在该变型中，用于形成图4A中所示的引线框架片的方法与上述第一实 施例不同。图8A至8H是例示该变型的引线框架片形成方法的处理截面图。首先，如图8A所示地制备铜板21a，并进行清洁。接着，如图8B所示，在铜板21a 的两个表面上均涂敷抗蚀剂，随后进行烘干以形成抗蚀剂膜111。接着，如图8C所示，在抗 蚀剂膜111上设置掩模图案112，并利用紫外线照射进行曝光。因此，使抗蚀剂膜111的曝 光部分硬化，并形成抗蚀剂掩模111a。接着，如图8D所示，执行显影，并洗去抗蚀剂膜111 的未硬化部分。由此，在铜板21a的上表面及下表面上保留抗蚀剂图案111a。接着，如图 8E所示，将抗蚀剂图案Illa用作掩模，执行刻蚀以从两个表面上去除铜板21a的曝光部分。 在该情况下，刻蚀深度大约为铜板21a的厚度的一半。由此，仅从一个表面侧进行了刻蚀的 区域被半刻蚀，而从两个表面侧都进行刻蚀了的区域被穿透。接着，如图8F所示，去除抗蚀 剂图案111a。接下来，如图8G所示，用掩模113覆盖铜板21a的端部，并执行镀敷操作。由 此，在铜板21a的除了端部以外的部分的表面上形成镀银层21b。接下来，如图8H所示，清 洁所得到的结构，并去除掩模113。之后，进行检查。这样，形成了引线框架片23。该变型的除了上面这些以外的配置、制造方法、效果及优点与上述第一实施例相同。接下来，将描述第二实施例。图9是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图10是例示根据本实施例的LED封装的侧视图。如图9及10所示，根据本实施例的LED封装2与根据第一实施例的上述LED封装 1 (参见图1)的不同之处在于，引线框架11 (参见图1)在X方向上被分成两个引线框架31 及32。引线框架32布置在引线框架31与引线框架12之间。在引线框架31上形成与引线 框架11的延伸部分Ild及lie (参见图1)相对应的延伸部分31d及31e。从基础部分31a 形成分别在+Y方向及-Y方向上延伸的延伸部分31b及31c。延伸部分31b及31c的位置 在X方向上彼此对应。并且，导线15接合至引线框架31。同时，在引线框架32上形成与引 线框架11的延伸部分lib及lie (参见图1)相对应的延伸部分32b及32c。利用置于其间 的管芯安装材料13，在引线框架32上安装LED芯片14。此外，在引线框架31及32上以分 隔开的方式分别形成与引线框架11的突出部分Ilg相对应的突出部分，作为突出部分31g 及 32g。在本实施例中，引线框架31及12用作当从外部施加电势时的外部电极。同时，无 需向引线框架32施加电势。引线框架32可以充当专门用作吸热装置的引线框架。因此， 当在一个模块上安装多个LED封装2时，引线框架32可以连接至公共的吸热装置。顺便提 及，可以对引线框架32施加地电势，或者引线框架32可以处于浮动状态。而且，当LED封 装2安装在母板上时，通过将焊球接合至每个引线框架31、32及12，能够抑制所谓曼哈顿现 象。曼哈顿现象是指当利用介于其间的多个焊球等将器件等安装在板上时，由于回流炉中 焊球的熔化时间以及焊料的表面张力不同，器件会竖起。该现象会引起安装失败。在本实 施例中，引线框架布局关于X方向对称，且焊球在X方向上密布；由此，不容易发生曼哈顿现 象。此外，在本实施例中，引线框架31在三个方向上被延伸部分31b至31e支承。因 而，有利地接合了导线15。类似地，由于引线框架12在三个方向上被延伸部分12b至1 支承，因而，有利地接合了导线16。如果在如图4A中所示的上述工序中改变了引线框架片23的元件区P的基本图 案，则可以利用与上述第一实施例中的方法类似的方法制造这种LED封装2。具体而言，根 据上述第一实施例中所述的制造方法，仅通过改变掩模2 及22b的图案，就可以制造各种 布局的LED封装。本实施例的除了上述以外的配置、制造方法、效果和优点与上述第一实施 例相同。接下来，将描述第三实施例。图11是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图12是例示根据本实施例的LED封装的截面图。如图11及12所示，根据本实施例的LED封装3除了包括根据上述第一实施例的 LED封装1(参见图1)的配置以外，还包括齐纳二极管芯片36等。齐纳二极管芯片36等连 接于引线框架11与引线框架12之间。具体而言，由诸如银浆料或焊料之类的导电材料制 成的管芯安装部件37附接在引线框架12的上表面上，齐纳二极管芯片36设置在管芯安装 材料37上。因此，利用介于其间的管芯安装部件37将齐纳二极管芯片36安装在引线框架12上，并利用管芯安装部件37将齐纳二极管芯片36的下表面端子(未示出)连接至引线 框架12。并且，齐纳二极管芯片36的上表面端子36a通过导线38连接至引线框架11。具 体而言，导线38的一端连接至齐纳二极管芯片36的上表面端子36a，导线38在+Z方向上 从上表面端子36a引出，并在介于-Z方向与-X方向之间的方向上弯曲。导线38的另一端 接合至引线框架11的上表面。因此，在本实施例中，齐纳二极管芯片36并联至LED芯片14。由此，改善了对静电 放电(ESD)的耐受性。本实施例的除了上述以外的配置、制造方法、效果和优点与上述第一 实施例相同。接下来，将描述第四实施例。图13是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图14是例示根据本实施例的LED封装的截面图。如图13及14所示，根据本实施例的LED封装4与根据第三实施例的上述LED封 装3(参见图11)的不同之处在于，齐纳二极管芯片36安装在引线框架11上。在该情况下， 利用介于其间的管芯安装部件37将齐纳二极管芯片36的下表面端子连接至引线框架11， 并通过导线38将上表面端子连接至引线框架12。本实施例的除了上述以外的配置、制造方 法、效果和优点与上述第一实施例相同。接下来，将描述第五实施例。图15是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图16是例示根据本实施例的LED封装的截面图。如图15和16所示，根据本实施例的LED封装与根据第一实施例的上述LED封装 1 (参见图1)的不同之处在于，设置了垂直导电型LED芯片41代替上表面端子型LED芯片 14。具体而言，在根据本实施例的LED封装5中，在引线框架11的上表面上形成由诸如银 浆料或焊料之类的导电材料制成的管芯安装部件42。利用介于其间的管芯安装部件42将 LED芯片41安装在引线框架11上。LED芯片41的下表面端子(未示出)通过管芯安装部 件42连接至引线框架11。同时，LED芯片41的上表面端子41a通过导线43连接至引线框 架12。在本实施例中，采用垂直导电型LED芯片41，且导线数量为一个。这可靠地防止了 导线的收缩，并简化了导线接合工序。本实施例的除了上述以外的配置、制造方法、效果和 优点与上述第一实施例相同。接下来，将描述第六实施例。图17是例示根据本实施例的LED封装的立体图。图18是例示根据本实施例的LED封装的截面图。如图17和18所示，根据本实施例的LED封装6与根据第一实施例的上述LED封 装1 (参见图1)的不同之处在于，设置了倒装(flip)型LED芯片46代替上表面端子型LED 芯片14。具体而言，在根据本实施例的LED封装6中，在LED芯片46的下表面上设置两个 端子。此外，将LED芯片46布置为类似于桥状以跨接引线框架11和引线框架12。LED芯 片46的一个下表面端子连接至引线框架11，另一个下表面端子连接至引线框架12。在本实施例中，采用倒装型LED芯片46，而不使用导线。这增大了向上方向上的光 提取效率，并有助于省略导线接合工序。此外，还防止了由于透明树脂体17的热应力而导致的导线的破裂。本实施例的除了上述以外的配置、制造方法、效果和优点与上述第一实施 例相同。虽然已经参照实施例描述了本发明，但本发明并不限于这些实施例。每个上述实 施例可以结合其他实施例来实现。此外，本领域技术人员对上述实施例所做出的通过对部 件设计上的改变、增加或删除而得到的实施例，通过对工艺条件上的改变、增加或省略而得 到的实施例，均包括在本发明的范围内，只要这种变型包括了本发明的要点。例如，在上述第一实施例中，一个例子示出了通过湿刻蚀来形成引线框架片23。然 而，本发明不限于此。例如，可以采用诸如压制之类的机械方式来形成引线框架片23。此 外，在上述实施例中，多个例子示出了将一个LED芯片安装在一个LED封装上。然而，本发 明不限于此。可以将多个LED芯片安装在一个LED封装上。并且，可以在引线框架的上表 面上在要形成管芯安装部件的区域与要进行导线接合的区域之间形成沟槽。另选地，可以 在引线框架的上表面上在要形成管芯安装部件的区域内形成凹进部分。由此，即使管芯安 装部件的提供量和提供位置变化，也能够防止管芯安装部件流出到要对导线进行接合的区 域，并防止了无法进行导线接合。此外，在上述第一实施例中，一个例子示出了引线框架是铜板和形成于铜板的上 下表面上的镀银层。然而，本发明不限于此。例如，可以在分别形成于铜板的上下表面上的 镀银层中的至少一个镀银层上形成镀铑0 )层。另选地，可以在铜板与镀银层之间形成镀 铜(Cu)层。此外，可以在镀镍(Ni)层上形成镀金银合金(Au-iVg合金)层，该镀镍层形成 于铜板的上下表面中的每一个上。此外，在上述实施例中，多个例子示出了 LED芯片是发出蓝色光的芯片，荧光体是 吸收蓝色光并发出黄色光的荧光体，并且从LED封装发出的光的颜色为白色。然而，本发明 不限于此。LED芯片可以发出除了蓝色以外的任何颜色的可见光，或者可以发出紫外光或 红外光。荧光体不限于发出黄色光的荧光体。例如，荧光体可以发出蓝色光、绿色光或红色光。发出蓝色光的荧光体的例子包括以下类型。(REhSmx) 3 (AlyGa1^y) 5012 Ce这里，0<x< 1,0 ^ y < 1，并且RE是从Y和Gd中选择的至少一种。ZnS: AgZnS:Ag+MI4ZnS: Ag, AlZnS:Ag, Cu, Ga, ClZnS:Ag+In203ZnS:Zn+In203(Ba, Eu) MgAl10O17(Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO4) 6C12 EuSrltl (PO4)6C12: Eu(Ba, Sr, Eu) (Mg, Mn)Al10O1710 (Sr, Ca, Ba, Eu) ‘ 6P04-C12BaMg2Al16O25IEu
发出绿色光的荧光体的例子包括除了上述硅铝氧氮基绿色荧光体以外的以下类型。ZnS: Cu, AlSiS Cu，Al+颜料(Zn, Cd) S:Cu, AlZnSCu，Au，Al，+ 颜料Y3Al5O12ITbY3(Al, Ga)5012:TbY2Si05:TbZn2SiO4: Mn(Zn, Cd) S:CuZnS: CuZn2SiO4IMnZnS:Cu+Zn2Si04:MnGd2O2SiTb(Zn, Cd) S:AgZnS Cu, AlY2O2SiTbZnS: Cu, Α1+Ιη203(Zn, Cd)S:Ag+In203(Zn，MrO2SiO4BaAl12O19: Mn(Ba, Sr, Mg)0 · aAl203:MnLaPO4:Ce, TbZn2SiO4: MnZnS: Cu3 (Ba, Mg, Eu, Mn) 0 · 8A1203La2O3 · 0. 2Si02 · 0. 9P205:Ce，TbCeMgAl11O19: Tb可以使用除了上述硅铝氧氮基红色荧光体以外的以下类型荧光体作为发出红色 光的荧光体。CaAlSiN3: Eu2+Y2O2S:EuY2O2S: Eu+颜料Y2O3 EuZn3 (PO4)2IMn(Zn, Cd)S:Ag+In203(Y, Gd, Eu) BO3(Y, Gd, Eu)203
YVO4: EuLa2O2SiEu, Sm例如可以使用由通用公式MexSi 12_(m+n)Al (m+n) 0nN16_n Re lyRe2z (其中，该公式中的χ、 1、ζ、m和η是系数)表示的荧光体，作为除了上述硅酸盐基荧光体之外的发出黄色光的荧 光体，其中固态溶解在硅铝氧氮中的金属Me (Me是Ca和Y中的一种或二者)的一部分或全 部被镧族金属Rel (Rel是ft·、Eu、Tb Jb和Er中的至少一种)或作为共活化剂的两种镧族 金属Rel和Re2(Re2是Dy)代替，这些镧族金属将作为发光中心。而且，从整个LED封装发出的光的颜色不限于白色。通过调节上述红色荧光体、绿 色荧光体和蓝色荧光体中R G B的重量比，可以获得任何色调。例如，通过将R G B 的重量比调节为1 1 1至7 1 1、1 1 1至1 3 1、以及1 1 1至 1:1: 3中的任意一种，可以发出范围从白色白炽灯泡到白色荧光灯的白光。此外，LED封装并不一定包括荧光体。在该情况下，从LED芯片发出的光将从LED 封装发出来。此外，在上述实施例中，多个例子示出了引线框架的基础部分当从上方看时呈矩 形。然而，该基础部分可以具有至少一个转角被切除的形状。由此，引线框架的具有直角或 锐角的转角不设置在LED封装的转角周围。并且，经过倒角后的转角将不会作为树脂剥离 和透明树脂体破裂的源点。因此，整体上在LED封装中抑制了树脂剥离和破裂的发生。根据上述实施例，提供了高耐用性和低成本的LED封装及其制造方法。虽然已经描述了某些实施例，但这些实施例仅作为例子给出，而不是旨在限制本 发明的范围。实际上，此处描述的新颖的实施例可以按多种其他形式来具体实施；此外，在 不脱离本发明的精神的情况下，可以在此处描述的实施例的形式上做出各种省略、替换和 改变。所附权利要求书及其等同物旨在涵盖落入本发明的范围和精神内的这种形式或修 改。
权利要求
1.一种LED封装，包括第一和第二引线框架，由金属材料制成并被布置成彼此分开； LED芯片，设置在所述第一和第二引线框架上方，该LED芯片的一个端子连接至所述第 一引线框架，另一个端子连接至所述第二引线框架；以及树脂体，由邵氏D硬度为25或更高的树脂材料制成，该树脂体覆盖所述第一和第二引 线框架以及所述LED芯片，该树脂体的外形为所述LED封装的外形。
2.根据权利要求1所述的LED封装，其中 所述树脂材料的邵氏D硬度为50或更高。
3.根据权利要求2所述的LED封装，其中 所述树脂材料的邵氏D硬度为80或更高。
4.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述树脂材料是硅树脂。
5.根据权利要求1所述的LED封装，其中在所述第一引线框架的下表面处形成第一突出部分，并且在所述第二引线框架的下表 面处形成第二突出部分，所述第一突出部分的下表面和所述第二突出部分的下表面在所述树脂体的下表面上 暴露出来，并且所述第一突出部分的侧表面和所述第二突出部分的侧表面被所述树脂体覆盖。
6.根据权利要求5所述的LED封装，其中所述第一引线框架具有第一边缘，所述第二引线框架具有第二边缘，所述第一边缘和 所述第二边缘彼此相对，所述第一突出部分形成在与所述第一边缘分离的区域中，并且所 述第二突出部分形成在与所述第二边缘分离的区域中。
7.根据权利要求1所述的LED封装，其中所述第一引线框架和所述第二引线框架中的一个包括 基础部分；以及三个延伸部分，在彼此不同的方向上从所述基础部分延伸出来，并且具有被所述树脂 体覆盖的下表面和在所述树脂体的侧表面上暴露出来的边缘表面，并且 所述基础部分的边缘表面被所述树脂体覆盖。
8.根据权利要求1所述的LED封装，其中， 所述树脂体具有矩形形状，并且所述第一引线框架和所述第二引线框架中的一个包括 基础部分，具有被所述树脂体覆盖的边缘表面；以及多个延伸部分，从所述基础部分延伸出来，并且具有被所述树脂体覆盖的下表面和各 自在所述树脂体的三个不同侧表面中的对应一个上暴露出来的边缘表面。
9.根据权利要求1所述的LED封装，其进一步包括布置在所述树脂体中的荧光体。
10.根据权利要求1所述的LED封装，其中所述树脂体覆盖所述第一和第二引线框架中的每一个的上表面、下表面的一部分和边 缘表面的一部分，但暴露出所述下表面的其余部分和所述边缘表面的其余部分。
11.一种用于制造LED封装的方法，包括从由金属材料制成的导电片选择性地去除该金属材料的一部分，以形成多个元件区按矩阵图案排列的引线框架片，其中，在每个所述元件区中形成包括彼此分离地排列的第一 和第二引线框架的基本图案，并且其中，所述金属材料保留在所述元件区之间的每个划片 区中以使得相邻的所述元件区彼此连接；将LED芯片安装在所述引线框架片的每个所述元件区上，将所述LED芯片的一个端子 连接至所述第一引线框架，并将所述LED芯片的另一个端子连接至所述第二引线框架；形成树脂板以将所述引线框架片和所述LED芯片埋藏在所述树脂板中，所述树脂板由 邵氏D硬度为25或更高的树脂材料制成；并且通过划片去除所述引线框架片及所述树脂板的布置在所述划片区中的部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述树脂材料的邵氏D硬度为50或更高。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述树脂材料的邵氏D硬度为80或更高。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述树脂材料是硅树脂。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述树脂板的步骤包括向模型的凹进部分中提供液态或半液态树脂中的任意一种；以及在使所述引线框架片的上表面压向所述树脂的情况下对所述树脂进行硬化。
16.根据权利要求11所述的方法，其中在去除所述引线框架片及所述树脂板的布置在所述划片区中的所述部分时，从所述引 线框架片的下表面侧执行所述划片。
17.根据权利要求11所述的方法，其中在形成所述树脂板时，所述树脂板覆盖所述引线框架片的每个所述元件区中的整个上 表面和下表面的一部分。
全文摘要
本发明提供了一种LED封装及其制造方法。根据一个实施例，提供了一种LED封装，包括第一和第二引线框架、LED芯片以及树脂体。该第一和第二引线框架由金属材料制成并被布置成彼此分开。该LED芯片设置在所述第一和第二引线框架上方，该LED芯片的一个端子连接至所述第一引线框架，另一个端子连接至所述第二引线框架。该树脂体由邵氏D硬度为25或更高的树脂材料制成。此外，该树脂体覆盖所述第一和第二引线框架以及所述LED芯片。并且，该树脂体的外形为所述LED封装的外形。
文档编号H01L33/56GK102142506SQ20101027800
公开日2011年8月3日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年1月29日
发明者刀祢馆达郎, 小松哲郎, 岩下和久, 押尾博明, 清水聪, 渡元, 竹内辉雄 申请人:株式会社东芝