JP5686262B2 - 発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は発光ダイオードに係わり、特に発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの製造方法に係わる。

昨今において発光ダイオードはさまざまな電子装置、電器製品または照明器具等の製品に広く用いられており、かつ発光ダイオードの製造は高輝度、多色光および優れた放熱効果を有する技術の開発および改善へシフトするため、発光ダイオードの製造原価が高くなりつつある。発光ダイオード製造原価は前記要素により向上されるほか、発光ダイオードの製造良品率の直接影響を受ける。

従来の発光ダイオードは製造の時にまず金属板材を用意し、プレスまたはエッチングにより金属板材をリードフレームアセンブリーに加工すると金属外枠が形成され、該金属外枠は連結部を介して複数の金属リードフレームに連結されており、該金属リードフレームは正極片および負極片を備えており、また複数の該金属リードフレームには熱硬化性プラスチックを用いてゴム台座が成形されており、該ゴム台座が製造完成後に、該ゴム台座の中空機能エリアの中で外部に露出した正、負極片にて発光チップのダイボンディングおよび金ワイヤボンディング工程を行ない、ダイボンディングおよびワイヤボンディング工程後には該中空機能エリアの中に蛍光パウダーが混入されたシリコン接着剤を注入し、接着工程後に金属リードフレームを裁断およびテストする。

従来の発光ダイオードは製造完成後に輝度および色度配合比のテストを行うので、発光ダイオードの輝度および色度の配合比が要求を満たさず、よって発光ダイオードの製造良品率は５０％前後に止まっていた。その主な原因は、該金属リードフレームにゴム台座を成形した後に金属リードフレームの正極片および負極片の連結部を裁断せず、該金属リードフレームの正極片および負極片はいずれも接続された状態にあり、ゴム台座の中空機能エリアに接着剤を注入した後にすぐ発光ダイオードの輝度および色度の配合比が正確か否かをテストできず、全工程が完成後にはじめて品質確認が可能なため、不良の発光ダイオードを適時に検出できないことにある。

よって、本発明の主な目的は従来の問題点を解決することにあり、本発明では発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの金属リードフレームにてゴム台座を成形した後に所定の金属リードフレームの連結部を裁断し、その後のダイボンディング、ワイヤボンディングおよび接着工程においては、接着剤が硬化する前に前置測定作業を行って発光ダイオードの輝度および色度の配合比が正確か否かをテスト可能なため、発光ダイオードの製造良品率が９０％を上回り、さらに製造原価を大幅に下げることも可能になる。

上記目的を実現すべく、本発明は、発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの製造方法であって、該製造方法は、
金属板材を用意するステップと、
該金属板材に金属外枠ならびに縦方向および横方向に配列された複数の金属リードフレームを成形するステップであって、該金属リードフレームには第一電極片および第二電極片を有して、該第一電極片は、該第二電極片の少なくとも一つの側辺とのあいだに連結部を有しており、該連結部は該縦方向および横方向の複数の金属リードフレームと該金属外枠とを連結するステップと、
該金属リードフレームにゴム台座を成形するステップであって、該ゴム台座の正面には該第一電極片および該第二電極片を外部に露出するための中空機能エリアを有するステップと、
縦方向または横方向に沿って各々の該金属リードフレームを連結する連結部を裁断するステップと、
該ゴム台座の中空機能エリア中の第二電極片に発光チップを固接するステップと、
金属ワイヤを用いて該発光チップと該第一電極片とを電気的に接続するステップと、
接着剤を該中空機能エリアに注入するステップと、
切断された金属リードフレーム上の連結部に電源を印加し、該第一電極片および該第二電極片に通電して該発光チップを点灯せしめて、輝度および色度の配合比テストを行なうステップと、
を備える前記製造方法、を提供している。

該金属外枠には離隔態様で配列された複数の長孔および短孔を有しており、二つの該短孔のあいだには貫通孔を有する。

該長孔は切断ターゲットであって該連結部に対応する。

該第一電極片は、該第二電極片と隣り合わないかまたは対応しない側辺にはいずれも該連結部を有する。

該第一電極片が長方形であり、かつ該第一電極片は、該第二電極片と隣り合うかまたは対応する側辺には、対応する二つの切り欠きを有する。

該第二電極片の二つの側辺には対応する二つの凹陥槽を有しており、該第二電極片の他方の側辺には凹陥口を有する。

該ゴム台座の裏面に二つの通孔を有しており、該二つの通孔は該第一電極片および該第二電極片を外部に露出するのに用いられる。

発光ダイオードを製造完成後に該第一電極片と該第二電極片とのあいだにＴ字形をなすゴム台座を形成しており、該Ｔ字形のゴム台座は第一電極片および該第二電極片の平面の高さから突出するため、水気の滲み込みおよび注入された接着剤が滲み出ることを防止する。

リードフレームアセンブリーをプレスまたはエッチングした後に、該リードフレームアセンブリーの金属リードフレームに電気メッキにより一層の金属膜を施す。

該発光チップが単色または多色のチップである。

該金属ワイヤが金ワイヤである。

該接着剤がシリコン接着剤である。

該接着剤に蛍光パウダーが添加されている。

本発明の製造の流れの見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの見取り図である。 図１の局所拡大見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーにゴム台座が成形された正面図の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーにゴム台座が成形された裏面の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの上面図の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの側面図の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの正面裁断側面図の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの裏面の裁断側面図の見取り図である。 本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの異なる裁断方向の見取り図である。

以下、図面に結合して本発明の技術内容および詳細な説明について説明を行う：
図１、図２、および図３に示すのは、本発明の製造の流れと、発光ダイオードのリードフレームアセンブリーと、および図２の局所拡大見取り図である。図に示すように、本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーはまず、ステップ１００において金属板材を用意する。

ステップ１０２において、プレスまたはエッチングにより該金属板材をリードフレームアセンブリーに加工しており、該リードフレームアセンブリー１０は金属外枠１および複数の金属リードフレーム２を備える。該金属外枠１には離隔態様で配列された複数の長孔１１および短孔１２を有しており、二つの該短孔１２のあいだには貫通孔１３を有する。該金属リードフレーム２は第一電極片２１および第二電極片２２を有しており、該第一電極片２１は長方形であり、かつ該第一電極片２１は、該第二電極片２２と隣り合うかまたは対応する側辺には対応する二つの切り欠き２１１を有しており、該第二電極片２２の二つの側辺には対応する二つの凹陥槽２２１を有して、該第二電極片２２の他方の側辺には凹陥口２２２を有しており、該側辺の二つの凹陥槽２２１および該凹陥口２２２により該第二電極片２２は上着如き形状をなす。該第一電極片２１は、該第二電極片２２と隣り合うかまたは対応する側辺に連結部（ｂａｒ）２３を有せず、それ以外の三つの側辺にはいずれも連結部を有しており、該連結部２３は、該縦方向および横方向の複数の金属リードフレーム２および該金属外枠１を連結する。

ステップ１０４において、リードフレームアセンブリー１０をプレスまたはエッチングした後に、該リードフレームアセンブリー１０の金属リードフレーム２に電気メッキを施して、該金属リードフレーム２に一層の金属膜を電気メッキする。

ステップ１０６において、上記発光ダイオードのリードフレームアセンブリー１０を電気メッキ施した後に、熱硬化性プラスチックを用いて、熱硬化成形技術により該金属リードフレーム２にゴム台座３を成形しており、該ゴム台座３は成形後に該第一電極片２１、第二電極片２２および該連結部２３を包覆する。該ゴム台座３は正面に中空機能エリア３１を有しており、該中空機能エリア３１は図４に示すように、該第一電極片２１および該第二電極片２２を外部に露出する。同様に、該ゴム台座３は裏面に二つの通孔３２、３３を有しており、該二つの通孔３２、３３は第一電極片２１および第二電極片２２を外部に露出するのに用いられて、該第一電極片２１および該第二電極片２２が導通して発光チップ（図示せず）を点灯した際に、該二つの通孔３２、３３は図５に示すように、該第一電極片２１および第二電極片２２を放熱するのに用いられる。

ステップ１０８において、該リードフレームアセンブリー１０上の金属リードフレーム２のゴム台座３の製造が完成した後、ダイボンディング、ワイヤボンディングおよび接着を行なう前に、図６に示すように該ゴム台座３にて横方向切断線２０が裁断されて各々の該金属リードフレーム２を連結する連結部２３を切断し、かつ切断方向は図８、図９に示すようにゴム台座３の正面または裏面から裁断する。

ステップ１１０において、該連結部２３を切断した後に、図６、図７、図８、図９に示すように該ゴム台座３の中空機能エリア３１にて外部に露出した第二電極片２２に発光チップ４を固接する。本図において、該発光チップ４は単色または多色のチップである。

ステップ１１２において、図６、図７、図８、図９に示すように、該発光チップ４と該中空機能エリア３１の外部に露出した第一電極片２１とのあいだは金属ワイヤ５により電気的に接続されている。本図面において、該金属ワイヤ５は金ワイヤである。

ステップ１１４において、ワイヤボンディング工程が完成後に該ゴム台座３の中空機能エリア３１内にて接着工程を行い、該中空機能エリア３１内に接着剤６を注入する。本図面において該接着剤６はシリコン接着剤である。

ステップ１１６において、接着完成後に発光ダイオードに対して前置測定作業を行なうことが可能であるが、いわゆる前置測定作業とは、接着完成後および該接着剤６が硬化する前に、図６、図７、図８、図９に示すように、テスト作業者が連結部２３が切断された列全体または一つの金属リードフレーム２の該第一電極片２１および該第二電極片２２に電圧を印加して該発光チップ４を点灯せしめ、発生する光は該接着剤６に混入された蛍光パウダーと混色され、形成された色度および輝度が事前に設計された色度および輝度配合比の要求を満たすか否かを確認する作業のことを指す。

例えば、白色光の一つの発光ダイオードを製造する際に、該発光チップが青色光である場合、中空機能エリア３１に注入された接着剤６には黄色の蛍光パウダーが混入されており、接着剤６を注入後まだ硬化していないうちに、テスト作業者は連結部が切断された金属リードフレーム２の該第一電極片２１および該第二電極片２２に電源を印加して、発光チップ４と黄色の蛍光パウダーが混入された接着剤６の輝度および色度の配合比が正確か否かを確認可能である。

発光ダイオードの製造が完成後に、該第一電極片２１と該第二電極片２２とのあいだには図に示すようにＴ字形をなすゴム台座３’が形成されており、該Ｔ字形のゴム台座３’は第一電極片２１と該第二電極片２２の平面の高さから突出するため、水気の滲み込みおよび注入された接着剤６が滲み出ることを防止する機能を有する。

上記金属リードフレーム２にてゴム台座３の製造を完成後に金属リードフレーム２の連結部２３を裁断することにより、発光ダイオードを接着後に前置測定作業が可能になり、よって発光ダイオードの製造良品率は９０％以上まで上昇し、不良品の発生を減らした。

図１０に示すのは、本発明の発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの異なる裁断方向の見取り図である。図に示すように、本発明のリードフレームアセンブリー上の金属リードフレーム２のゴム台座３は製造完成後、ダイボンディング、ワイヤボンディングおよび接着を行なう前に、縦方向切断線３０に沿って各々の該金属リードフレーム２を連結する連結部２３を切断する。

該連結部２３を切断した後に、該ゴム台座３の中空機能エリア３１にて外部に露出した第二電極片２２に発光チップ４を固接し、該発光チップ４と該中空機能エリア３１の外部に露出した第一電極片２１とのあいだは金属ワイヤ５により電気的に接続される。

ダイボンディングとワイヤボンディング工程が完成後に、該ゴム台座３の中空機能エリア３１内にて接着工程を行い、該中空機能エリア３１内に接着剤６を注入した後に、接着済の発光ダイオードに対して前置測定作業を行なうことが可能であるが、該前置測定作業とは、接着工程が完成後および該接着剤６が硬化する前に、該金属リードフレーム２を横方向に連結する連結部２３が切断されたので、テスト作業者は同様に列全体または一つの金属リードフレーム２の該第一電極片２１および該第二電極片２２に電圧を印加して該発光チップ４を点灯せしめ、発生する光は該接着剤６に混入された蛍光パウダーと混色され、形成された色度および輝度が事前に設計された色度および輝度配合比の要求を満たすか否かを確認する作業のことを指す。

さらに、本発明の金属外枠１に複数の長孔１１を有するが、該長孔１１は切断ターゲットとすることが可能であり、各々の該金属リードフレーム２を連結する連結部２３を裁断する際に、裁断ツールが長孔１１を切断すれば、連結部２３が切断されたことを表すため、切断ターゲットとして判断に用いることが可能である。

上記は本発明の好適な実施例であり、本発明の実施範囲を限定するためのものではない。およそ本発明の特許請求の範囲に従って行った均等な変化ならびに修飾は、いずれも本発明の特許範囲に含まれると見なすべきである。

１００〜１１６ ステップ
１０ リードフレームアセンブリー
１ 金属外枠
１１ 長孔
１２ 短孔
１３ 貫通孔
２ 金属リードフレーム
２１ 第一電極片
２１１ 切り欠き
２２ 第二電極片
２２１ 凹陥槽
２２２ 凹陥口
２３ 連結部
３、３’ ゴム台座
３１ 中空機能エリア
３２、３３ 通孔
４ 発光チップ
５ 金属ワイヤ
６ 接着剤
２０ 横方向切断線
３０ 縦方向切断線

Claims (11)

1. 発光ダイオードのリードフレームアセンブリーの製造方法であって、
   ａ）金属板材を用意するステップと、
   ｂ）前記金属板材に金属外枠ならびに縦方向および横方向に配列された複数の金属リードフレームを成形するステップであって、前記金属リードフレームには第一電極片および第二電極片を有し、前記第一電極片は、前記第二電極片の少なくとも一つの側辺とのあいだに連結部を有しており、前記連結部は前記縦方向および横方向の複数の前記金属リードフレームと前記金属外枠とを連結するステップと、
   ｃ）前記金属リードフレームにゴム台座を成形するステップであって、前記ゴム台座の正面には前記第一電極片および前記第二電極片を外部に露出するための中空機能エリアを有するステップと、
   ｄ）縦方向または横方向に沿って各々の前記金属リードフレームを連結する前記連結部を裁断するステップと、
   ｅ）前記ゴム台座の前記中空機能エリア中の前記第二電極片に発光チップを固接するステップと、
   ｆ）金属ワイヤを用いて前記発光チップと前記第一電極片とを電気的に接続するステップと、
   ｇ）蛍光パウダーが添加された接着剤を前記中空機能エリアに注入するステップと、
   ｈ）前記接着剤が硬化する前に、前記連結部が切断された前記金属リードフレーム上の前記第一電極片および前記第二電極片に通電して前記発光チップを点灯せしめ、前記発光チップを点灯して発生する光と前記接着剤に混入された前記蛍光パウダーとで混色して形成される輝度および色度の配合比テストを行なうステップと、を備え、
   前記ステップｃで成形した前記ゴム台座には、前記第一電極片と前記第二電極片との間にＴ字形をなすゴム台座が含まれており、前記Ｔ字形をなすゴム台座は前記第一電極片および前記第二電極片の平面から突出することにより、水分の滲み込みおよび注入された前記接着剤の滲み出しを防止することを特徴とする製造方法。
2. 前記ステップｂの前記金属外枠は離隔態様で配列された複数の長孔および短孔を有し、二つの前記短孔のあいだには貫通孔を有する請求項１に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
3. 前記長孔は切断ターゲットであって前記連結部に対応する請求項２に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
4. 前記ステップｂの前記第一電極片は、前記第二電極片と隣り合わないかまたは対応しない側辺にはいずれも前記連結部を有する請求項３に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
5. 前記第一電極片が長方形であり、かつ前記第一電極片は、前記第二電極片と隣り合うかまたは対応する側辺には、対応する二つの切り欠きを有する請求項４に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
6. 前記第二電極片の二つの側辺には対応する二つの凹陥槽を有しており、前記第二電極片の他方の側辺には凹陥口を有する請求項５に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
7. 前記ゴム台座の裏面に二つの通孔を有しており、前記二つの通孔は前記第一電極片および前記第二電極片を外部に露出するのに用いられる請求項６に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
8. 前記ステップｂとｃとのあいだに電気メッキのステップをさらに備えており、前記リードフレームアセンブリーをプレスまたはエッチングした後に、前記リードフレームアセンブリーの前記金属リードフレームに電気メッキにより一層の金属膜を施す請求項７に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
9. 前記ステップｅの前記発光チップが単色または多色のチップである請求項８に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
10. 前記ステップｆの前記金属ワイヤが金ワイヤである請求項９に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。
11. 前記ステップｇの前記接着剤がシリコン接着剤である請求項１０に記載のリードフレームアセンブリーの製造方法。