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JP2007049167A - 一体型のレンズを備えるplccパッケージ及びそのパッケージを作製するための方法 - Google Patents

一体型のレンズを備えるplccパッケージ及びそのパッケージを作製するための方法 Download PDF

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JP2007049167A JP2006219249A JP2006219249A JP2007049167A JP 2007049167 A JP2007049167 A JP 2007049167A JP 2006219249 A JP2006219249 A JP 2006219249A JP 2006219249 A JP2006219249 A JP 2006219249A JP 2007049167 A JP2007049167 A JP 2007049167A
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ブーン・サン・ウォン
Bee Khoon Ang
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Abstract

【課題】一体型のレンズを備えるプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージの提供
【解決手段】PLCCパッケージは、一体化している一体構造として形成されたドーム形部分(116)を有するカプセル材料(112)を含む。カプセル材料は、射出成形プロセスを用いて形成され得る。別の射出成形プロセスを用いて、PLCCパッケージの構造体(110)が形成され得る。
【選択図】図2

Description

本発明は、一体型のレンズを備えるPLCCパッケージに関する。
発光ダイオード(「LED」)は、白熱ランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯のような従来の光源より優れた多くの利点を有する。これらの利点には、長寿命、低消費電力、及び小さいサイズが含まれる。従って、従来の光源は、今までの照明用途において、しだいにLEDに取って代わっている。一例として、LEDは現在、フラッシュ装置、交通信号灯、自動車の外部および内部のライト、及びディスプレイ装置に使用されている。
LED用の様々なパッケージの中で、関心のあるLEDパッケージは、表面実装型LED用のプラスチックリード付きチップキャリア(plastic leaded chip carrier(PLCC))である。いくつかのPLCCパッケージは、平坦な上面を有するが、他のPLCCパッケージはドーム形の上面を有する。ドーム形上面のPLCCパッケージは現在、平坦な上面のPLCCパッケージの上面にレンズを取り付けることにより、製作される。従来のドーム形上面のPLCCパッケージを製作するこのプロセスは、図1A、図1B、図1C、及び図1Dに関連して説明される。図1Aに示されるように、プロセスは、平坦な上面のPLCCパッケージ10を準備することから始まる。次に、図1Bに示されるように、接着剤12が平坦な上面のPLCCパッケージ10の上面に塗布される。次に、図1Cに示されるように、レンズ14が接着剤12を用いて平坦な上面のPLCCパッケージ10の上面に取り付けられ、図1Dに示されるように、完成したドーム形上面のPLCCパッケージ16が生じる。
ドーム形上面のPLCCパッケージを製作するための現在のプロセスに伴う問題は、取り付けられたレンズが傾斜したり、又は正確に中心に置かれない可能性があり、これによりパッケージの光学的効率が低減されることである。別の問題は、レンズを取り付けるために塗布される接着剤の量が過剰になる可能性があり、これにより同様にパッケージの光学的効率が低減されることである。これらの品質問題の1つ又は複数を有する完成したパッケージは、不合格にされる必要があり、それにより製造中のパッケージの歩留まりが低くなる。さらに、問題のあるパッケージをふるい落とすために、全ての完成したパッケージを目視検査する必要がある。
別の問題は、取り付けられたレンズが、或る時間後にパッケージから層状に剥離する可能性があることである。取り付けられたレンズの係る剥離は、パッケージの性能を劣化させる。
これらの問題に鑑みて、これらの問題の少なくともいくつかに対処するドーム形上面のPLCCパッケージ及びそのパッケージを作製するための方法が必要とされている。
プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージ、及びそのパッケージを作製するための方法は、一体化している一体構造として形成されたドーム形部分を有するカプセル材料を利用する。カプセル材料は、射出成形プロセスを用いて形成され得る。別の射出成形プロセスを用いて、PLCCパッケージの構造体が形成され得る。ドーム形カプセル材料は、PLCCパッケージ上にレンズを取り付ける必要性をなくし、従って、取り付けられたレンズに関連した品質問題が解決される。
本発明の実施形態によるPLCCパッケージは、構造体と、光源と、第1と第2のリードフレームと、カプセル材料とを含む。第1と第2のリードフレームは、構造体に取り付けられる。光源は、第1のリードフレーム上に実装される。第2のリードフレームは、光源に電気接続される。カプセル材料は、光源、及び第1と第2のリードフレームに付着される。カプセル材料は、レンズとして機能するドーム形部分を有する。カプセル材料は、一体化している一体構造である。
本発明の実施形態によるPLCCパッケージを作製するための方法は、第1と第2のリードフレームを準備し、光源(例えば、発光ダイオードのダイ)を第1のリードフレーム上に実装し、光源を第2のリードフレームに電気接続し、光源、及び第1と第2のリードフレームの上にカプセル材料を形成し、カプセル材料が、レンズとして機能するドーム形部分を有し、カプセル材料が一体化している一体構造であり、第1と第2のリードフレーム上に構造体を形成することを含む。
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明によれば、ドーム形カプセル材料を用いることにより、PLCCパッケージ上にレンズを取り付ける必要性がなくなり、従って、取り付けられたレンズに関連した品質問題が解決される。
図2を参照すると、本発明の実施形態によるドーム形上面のプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージ100が示される。図2はPLCCパッケージ100の断面図である。この実施形態において、PLCCパッケージ100の寸法は、PLCC−4規格に準拠する。他の実施形態において、PLCCパッケージ100の寸法は、他のPLCC規格に準拠することができる。PLCCパッケージ100は、取り付けられたレンズを備える従来のドーム形上面のPLCCパッケージに互換性がある。しかしながら、PLCCパッケージ100には、従来のドーム形上面のPLCCパッケージの場合のように、取り付けられたレンズに関連する品質問題がない。PLCCパッケージ100は、様々な照明用途に使用され得る。一例として、PLCCパッケージ100は、方向指示器、側面点滅灯、リヤコンビネーションランプ、及び中央停車ランプのような自動車の外部照明に、並びに計器パネル及び中央コンソールのバックライトのような自動車の内部照明に使用され得る。また、PLCCパッケージ100は、交通標識のような種々の電子ディスプレイを照明するためにも使用され得る。
PLCCパッケージ100は、発光ダイオード(LED)ダイ102、リードフレーム104と106、ボンディングワイヤ108、構造体110、及びドーム形カプセル材料112を含む。LEDダイ102は、印加された駆動電流に応じて光を生成する半導体チップである。従って、LEDダイ102は、PLCCパッケージ100の光源である。一例として、LEDダイ102は、透明基板形アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン(TS AlInGaP)LEDダイとすることができる。PLCCパッケージ100は単一のLEDダイのみを有するように図2に示されるが、PLCCパッケージは複数のLEDダイを含むことができる。LEDダイ102は、導電性である接着剤を用いてリードフレーム104上に取り付けられる、又は実装される。従って、LEDダイ102は、リードフレーム104に電気接続される。また、LEDダイ102は、ボンディングワイヤ108を介して他のリードフレーム106にも電気接続される。リードフレーム104と106は、電気的および熱的に伝導性の材料から作製される。リードフレーム104と106は、LEDダイ102が印加された電流によって活性化され得るように、LEDダイを通る電気経路を提供する。また、リードフレーム104は、実装されたLEDダイ102からの熱経路も提供し、LEDダイによって生成された熱が散逸される。
PLCCパッケージ100の構造体110は、リードフレーム104と106を一緒に保持する。従って、構造体110は、LEDパッケージ100に構造的完全性を提供する。構造体110は、高分子基材のような電気的絶縁材料から作製され得る。構造体110は、リードフレーム104と106上に凹部114を含むように成形され、リフレクタカップの役割を果たす。リードフレーム104上のLEDダイ102は、LEDダイから放射された光が有用な出力光として上方に反射され得るように、リフレクタカップ(凹部)114内に配置される。構造体110は、単一の射出成形プロセスにより形成され得る。この実施形態において、構造体110の寸法は、PLCC−4規格に準拠する。しかしながら、他の実施形態において、構造体110の寸法は、他のPLCC規格に準拠することができる。
PLCCパッケージ100のドーム形カプセル材料112は、LEDダイ102、ボンディングワイヤ108、及びリードフレーム104と106の上に配置される。ドーム形カプセル材料112は、リフレクタカップ114を満たし、LEDダイ102、ボンディングワイヤ108、及びリフレクタカップ内のリードフレーム104と106の露出した部分に付着される。カプセル材料112のドーム形部分116は、リフレクタカップ114から突出する。カプセル材料112のドーム形部分116は、レンズとして機能し、LEDダイ102から放射された光を集束する。ドーム形カプセル材料112は、一体化している一体構造である。即ち、ドーム形カプセル材料112は、単一の完全な構造体として形成され、互いに付着される複数の構造体から形成されない。ドーム形カプセル材料112は、任意の光学的に透明な材料から作製され得る。一例として、ドーム形カプセル材料112は、エポキシ、シリコーン、シリコーンとエポキシの混成物、アモルファスのポリアミド樹脂または過フッ化炭化水素、ガラス及び/又はプラスチック材料から作製され得る。一実施形態において、ドーム形カプセル材料112は、単一の射出成形プロセスにより形成される。
本発明の実施形態による図2のPLCCパッケージ100を製作するための製造プロセスが、図2に加えて、図3A〜図3Fに関連して説明される。図3Aに示されるように、製造プロセスは、適切な接着剤を用いてLEDダイ102をリードフレーム104上に実装することから始まる。次に、図3Bに示されるように、LEDダイ102が、ボンディングワイヤ108を用いてリードフレーム106にワイヤボンディングされる。従って、LEDダイ102はリードフレーム106に電気接続される。次に、図3Cに示されるように、構造体110は、リードフレーム104と106の一部が構造体内に位置するように、LEDダイ102とボンディングワイヤ108の周りにリードフレーム104と106上に形成される。構造体110の形成は、LEDダイ102がリフクレタカップ114内に配置されるように、リフレクタカップを形成してリフレクタカップを位置決めすることを含む。この実施形態において、構造体110は、射出成形プロセスを用いて形成される。しかしながら、他の実施形態において、構造体110は、異なる製造工程を用いて形成され得る。
構造体110が形成された後、図3Dに示されるように、ドーム形カプセル材料112が、LEDダイ102、ボンディングワイヤ108、及び構造体のリフレクタカップ114内のリードフレーム104と106の露出された部分の上に形成される。ドーム形カプセル材料112は単一の処理工程で形成される。カプセル材料112のドーム形部分(「レンズ」)がカプセル材料の一体化している部分であるので、従来のドーム形上面のパッケージの場合のように、結果としてのパッケージに対するレンズの取り付けの問題は存在しない。この実施形態において、ドーム形カプセル材料112は、射出成形プロセスを用いて形成される。しかしながら、他の実施形態において、ドーム形カプセル材料112は、異なる製造工程を用いて形成され得る。
ドーム形カプセル材料112が形成された後、図3Eに示されるように、リードフレーム104と106は、形を切り整えられる。次に、図3Fに示されるように、リードフレーム104と106は、リードフレームが所望の形状に構成されるように曲げられる。リードフレーム104と106が所望の形状に曲げられると、図2に示されるように、完成したPLCCパッケージ100が生じる。
本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージ100を作製するための製造プロセスが、図2に加えて、図4A〜図4Fに関連して説明される。図4Aに示されるように、代替の実施形態による製造プロセスは、適切な接着剤を用いてLEDダイ102をリードフレーム104上に実装することから始まる。次に、図4Bに示されるように、LEDダイ102は、ボンディングワイヤ108を用いてリードフレーム106にワイヤボンディングされる。次に、図4Cに示されるように、ドーム形カプセル材料112が、LEDダイ102、ボンディングワイヤ108、及びリードフレーム104と106の上に形成される。この実施形態において、ドーム形カプセル材料112は、射出成形プロセスを用いて形成される。しかしながら、他の実施形態において、ドーム形カプセル材料112は、異なる製造工程を用いて形成され得る。次に、図4Dに示されるように、構造体110は、リードフレームの一部が構造体内に位置し、且つドーム形カプセル材料112が構造体に付着されるように、LEDダイ102及びボンディングワイヤ108の周りにリードフレーム104と106上に形成される。また、構造体110は、ドーム形カプセル材料112の非ドーム形部分に形成され、リフレクタカップ114を形成する。この実施形態において、構造体110は、射出成形プロセスを用いて形成される。しかしながら、他の実施形態において、構造体110は異なる製造工程を用いて形成され得る。次に、図4Eに示されるように、リードフレーム104と106は、形を切り整えられる。次に、図4Fに示されるように、リードフレーム104と106は、リードフレームが所望の形状に構成されるように曲げられ、図2に示されるように、完成したPLCCパッケージ100が生じる。
本発明の実施形態によるPLCCパッケージを作製するための方法が、図5のプロセスフロー図に関連して説明される。ブロック502において、第1と第2のリードフレームが準備される。次に、ブロック504において、光源が第1のリードフレーム上に実装される。光源はLEDダイとすることができる。次に、ブロック506において、光源が第2のリードフレームに電気接続される。次に、ブロック508において、カプセル材料が、光源、及び第1と第2のリードフレームの上に形成される。カプセル材料は、一体化している一体構造として形成される。形成されたカプセル材料は、レンズとして機能するドーム形部分を有する。一実施形態において、カプセル材料は、射出成形プロセスを用いて形成される。次に、ブロック510において、構造体が第1と第2のリードフレーム上に形成される。構造体は、射出成形プロセスを用いて形成され得る。代替の実施形態において、構造体は、カプセル材料の前に形成され得る。
本発明の特定の実施形態が説明されて例示されたが、本発明は、説明されて例示されたような特定の形態または部品の構成に限定されない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって規定されるべきである。
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
1.構造体と、
前記構造体に取り付けられた第1のリードフレームと、
前記第1のリードフレーム上に実装された光源と、
前記構造体に取り付けられ、前記光源に電気接続されている第2のリードフレームと、
前記光源、及び前記第1と第2のリードフレームに付着されるカプセル材料とを含み、前記カプセル材料が、レンズとして機能するドーム形部分を有し、前記カプセル材料が、一体化している一体構造である、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージ。
2.前記光源が発光ダイオードのダイを含む、上記1に記載のPLCCパッケージ。
3.前記カプセル材料が、エポキシ、シリコーン、シリコーンとエポキシの混成物、アモルファスのポリアミド樹脂または過フッ化炭化水素、ガラス、及びプラスチックからなるグループから選択された材料を含む、上記1に記載のPLCCパッケージ。
4.前記構造体がリフレクタカップを含む、上記1に記載のPLCCパッケージ。
5.前記光源が、前記構造体の前記リフレクタカップ内に配置される、上記4に記載のPLCCパッケージ。
6.前記構造体が、PLCC−4規格に準拠する寸法を有する、上記1に記載のPLCCパッケージ。
7.第1と第2のリードフレームを準備し、
光源を前記第1のリードフレーム上に実装し、
前記光源を前記第2のリードフレームに電気接続し、
前記光源、及び前記第1と第2のリードフレームの上にカプセル材料を形成し、前記カプセル材料がレンズとして機能するドーム形部分を有し、前記カプセ材料が一体化している一体構造であり、
前記第1と第2のリードフレーム上に構造体を形成することを含む、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを作製するための方法。
8.前記実装することが、発光ダイオードのダイを前記第1のリードフレーム上に実装することを含む、上記7に記載の方法。
9.前記カプセル材料を形成することが、前記カプセル材料を形成するために射出成形プロセスを実施することを含む、上記7に記載の方法。
10.前記構造体を形成することが、前記構造体を形成するために別の射出成形プロセスを実施することを含む、上記9に記載の方法。
11.前記カプセル材料を形成するための射出成形プロセスが、前記構造体を形成するための別の射出成形プロセスの前に実施される、上記10に記載の方法。
12.前記構造体を形成するための別の射出成形プロセスが、前記カプセル材料を形成するための射出成形プロセスの前に実施される、上記10に記載の方法。
13.前記カプセル材料を形成することが、エポキシ、シリコーン、シリコーンとエポキシの混成物、アモルファスのポリアミド樹脂または過フッ化炭化水素、ガラス、及びプラスチックからなるグループから選択された材料を用いて、前記カプセル材料を形成することを含む、上記7に記載の方法。
14.前記構造体を形成することが、前記構造体にリフレクタカップを形成することを含む、上記7に記載の方法。
15.前記構造体を形成することは、前記光源が前記構造体の前記リフレクタカップ内に配置されるように、前記リフレクタカップを位置決めすることを含む、上記14に記載の方法。
16.前記構造体を形成することが、前記構造体を形成するために、射出成形プロセスを実施することを含む、上記7に記載の方法。
17.前記構造体を形成することは、前記構造体の寸法がPLCC−4規格に準拠するように、前記構造体を形成することを含む、上記7に記載の方法。
18.第1と第2のリードフレームを準備し、
発光ダイオードのダイを前記第1のリードフレーム上に実装し、
前記発光ダイオードのダイを前記第2のリードフレームに電気接続し、
射出成形プロセスを用いて、前記発光ダイオードのダイ、及び前記第1と第2のリードフレームの上にカプセル材料を形成し、前記カプセル材料がレンズとして機能するドーム形部分を有し、前記カプセル材料が一体化している一体構造であり、
別の射出成形プロセスを用いて、前記第1と第2のリードフレーム上に構造体を形成することを含む、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを作製するための方法。
19.前記構造体を形成するための別の射出成形プロセスが、前記カプセル材料を形成するための射出成形プロセスの前に実施される、上記18に記載の方法。
20.前記構造体を形成することは、前記構造体の寸法がPLCC−4規格に準拠するように、前記構造体を形成することを含む、上記18に記載の方法。
従来技術による、従来のドーム形上面のプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを製作するためのプロセスを示す図である。 従来技術による、従来のドーム形上面のプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを製作するためのプロセスを示す図である。 従来技術による、従来のドーム形上面のプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを製作するためのプロセスを示す図である。 従来技術による、従来のドーム形上面のプラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを製作するためのプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、ドーム形上面のPLCCパッケージの図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、図2のPLCCパッケージを製作するプロセスを示す図である。 本発明の実施形態による、ドーム形上面のPLCCパッケージを作製するための方法に関するプロセスフロー図である。
符号の説明
100 プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージ
102 発光ダイオード(LED)のダイ
104、106 リードフレーム
108 ボンディングワイヤ
110 構造体
112 カプセル材料
114 リフレクタカップ
116 ドーム形部分

Claims (10)

  1. 構造体(110)と、
    前記構造体に取り付けられた第1のリードフレーム(104)と、
    前記第1のリードフレーム上に実装された光源(102)と、
    前記構造体に取り付けられ、前記光源に電気接続されている第2のリードフレーム(106)と、
    前記光源、及び前記第1と第2のリードフレームに付着されるカプセル材料(112)とを含み、前記カプセル材料が、レンズとして機能するドーム形部分(116)を有し、前記カプセル材料が、一体化している一体構造である、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージ。
  2. 前記光源(102)が発光ダイオードのダイを含む、請求項1に記載のPLCCパッケージ。
  3. 前記カプセル材料(112)が、エポキシ、シリコーン、シリコーンとエポキシの混成物、アモルファスのポリアミド樹脂または過フッ化炭化水素、ガラス、及びプラスチックからなるグループから選択された材料を含む、請求項1又は2に記載のPLCCパッケージ。
  4. 前記構造体(110)がリフレクタカップ(114)を含む、請求項1、2、又は3の何れかに記載のPLCCパッケージ。
  5. 前記構造体(110)が、PLCC−4規格に準拠する寸法を有する、請求項1、2、3、又は4の何れかに記載のPLCCパッケージ。
  6. 第1と第2のリードフレーム(104、106)を準備(502)し、
    光源(102)を前記第1のリードフレーム(104)上に実装(504)し、
    前記光源を前記第2のリードフレーム(106)に電気接続(506)し、
    前記光源、及び前記第1と第2のリードフレームの上にカプセル材料(112)を形成(508)し、前記カプセル材料がレンズとして機能するドーム形部分(116)を有し、前記カプセ材料が一体化している一体構造であり、
    前記第1と第2のリードフレーム上に構造体(110)を形成すること(508)を含む、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)パッケージを作製するための方法。
  7. 前記実装すること(504)が、発光ダイオードのダイ(102)を前記第1のリードフレーム(104)上に実装することを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記カプセル材料(112)を形成すること(508)が、前記カプセル材料を形成するために射出成形プロセスを実施することを含む、請求項6又は7に記載の方法。
  9. 前記構造体(110)を形成すること(510)が、前記構造体を形成するために別の射出成形プロセスを実施することを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記構造体(110)を形成すること(510)は、前記構造体の寸法がPLCC−4規格に準拠するように、前記構造体を形成することを含む、請求項6、7、8、又は9の何れかに記載の方法。
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