用于制造发光器件的方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于制造使用发光元件例如 LED 的发光器件的方法。背景技术 传统上， 为了器件节能， 已经采用使用发光元件例如发光二极管 ( 在下文中被称 作 “LED” ) 的平面发光器件 ( 背光 ) 作为液晶显示面板例如液晶 TV、 液晶显示器和液晶监 视器的光源。
关于被用于平面发光器件的发光元件基板例如 LED 基板， 大量的发光元件 (LED 元 件 ) 在平面基板上被以阵列置放并且在通过引线接合 (wire bonding) 等将这些发光元件 电连接 ( 封装 ) 之后， 每一个发光元件均被树脂密封以一个基板接一个基板地实现封装。 在 制造大型发光器件的情形中， 每一个均被如上地封装的多个发光元件基板被布置成行和列 并且被连接以满足要求 ( 见， 专利文献 1 和 2)。
同时， 在发光器件的上述制造方法中， 已知的是， 光输出根据直接地在发光元件基 板上封装的各个发光元件的高度 ( 厚度 ) 等而改变。因此， 通过在以上封装之后执行发光 测试， 通过发光状态 ( 例如， 亮度、 色温 ) 是否在用于变化上的判断的标准内的总体检查而 判断被用于发光器件的发光元件基板是否合格。
专利文献 1 ： JP-A-10-144963
专利文献 2 ： JP-A-10-294498
发明内容 然而， 在发光器件的上述制造方法中， 基于一个封装接一个封装， 经测试不合格的 发光元件基板被浪费， 并且这不利地导致所采用的材料和工时的高度损失。 因此， 需要对其 进行改进。
本发明已经在这些情况下得以作出， 并且本发明的一个目的在于提供一种发光器 件的制造方法， 其中所使用的材料例如发光元件和基板的浪费较少。
即， 本发明涉及以下项目 (1) 到 (3)。
(1) 一种用于制造发光器件的方法， 该方法包括向已经在其上安装和封装多个发 光元件的引线框架 (lead frame) 应用树脂密封 (resin encapsulation)，
其中以下引线框架部分 (A) 被用作引线框架 ：
(A) 引线框架部分， 所述引线框架部分是通过将引线框架切割和分离而获得， 并且 该引线框架部分经通过使得电流流动到引线框架部分而执行的光发射测试合格，
其中该引线框架具有栅格形式， 该栅格形式包括多个行和多个列， 由此形成多个 交叉点， 并且该引线框架在每一行中具有在相邻交叉点之间置放和封装的多个发光元件。
(2) 根据 (1) 的用于制造发光器件的方法， 其中该引线框架部分具有反射来自发 光元件的光的反射器部件。
(3) 根据 (1) 的用于制造发光器件的方法， 其中， 关于经发光测试不合格的引线框
架部分， 在引线框架部分中的无缺陷发光元件通过切割而被分离并且被再次使用。
即， 作为为了实现以上目的而继续进行的、 深入的和广泛的研究的结果， 本发明人 已经设想出这样一种思想， 即， 使用一种引线框架， 该引线框架具有栅格形式， 该栅格形式 包括多个行和多个列， 带有由此形成的多个交叉点， 并且该引线框架在每一行中具有在相 邻交叉点之间置放和封装的多个发光元件， 将引线框架切割和分离成各个列以对于每一列 生产几乎条状的引线框架部分， 并且一列接一列地执行发光测试。 该测试被重复进行， 并且 当通过向被逐列地切割和分离的引线框架部分施加电流而在引线框架部分的基础上执行 发光元件的发光测试时， 实际上变得能够消除浪费材料并且实现增强的发光器件生产率。 本发明已经基于这个思想而得以实现。
在用于在本发明的发光器件中使用的引线框架部分 (A) 上， 当被切割和分离成各 个列时， 在引线框架部分上封装的各个发光元件被相互并联电连接。 因此， 通过向引线框架 部分 (A) 施加电流， 能够使在引线框架部分上封装的多个发光元件同时地发光， 从而能够 基于被逐列地切割和分离的引线框架部分执行测试并且允许经测试合格的引线框架部分 得以使用。结果， 传统的浪费材料能够被消除并且资源节约能够得以实现。对于在发光器 件的基板上的二次封装， 能够直接地以这个形式使用经上述发光测试合格的引线框架部分 (A)。 在引线框架部分具有反射发光元件的光的反射器部件的情形中， 该反射器部件作 用以收集发光元件的光并且因此在引线框架部分中的光的发光效率更加得到增强。
而且， 当在每一个发光元件的基础上切割和分离经发光测试不合格的引线框架部 分并且在发光元件中的无缺陷发光元件被再次使用时， 测试合格的发光元件以及为其生产 耗费的材料、 工时等未被浪费并且发光器件的生产率更加得到增强。
附图简要说明
图 1A 到 1E 是用于解释在本发明的实施例中被用于发光器件的引线框架的生产方 法的概要的视图。
图 2 是示出在本发明的实施例中被用于发光器件的引线框架的轮廓的平面视图。
图 3A 到 3E 是用于解释在本发明的实施例中被用于发光器件的引线框架的生产方 法的概略横截面视图。
图 4 示出其中在显示器的背光基板上封装在本发明的实施例中的引线框架的实 例。
图 5 示出其中在 LED 灯泡基板上封装在本发明的实施例中的引线框架的实例。
具体实施方式
在下面详细描述了用于实施本发明的模式。
在该实施例中的发光器件具有如此配置， 其中， 例如， 如在在图 4 中示出的用于显 示器的背光基板 B1 或者在图 5 中示出的 LED 灯泡基板 B2 中那样， 用于封装的引线框架， 例 如带有多个发光元件 (LED， 由 D 表示 ) 的多芯片型引线框架 F 1 或者通过在一个发射器接 一个发射器的基础上切割和分离多芯片型引线框架而个体化的离散型引线框架 F2( 通常 带有单一发光元件 ) 在用于封装的上述基板 (B1、 B2) 上被相互并置地安装， 并且这些引线 框架在用于封装的基板上利用接线 ( 粗实线 ) 而被电连接 ( 二次封装 )。在下面详细描述了被安装在发光器件中的、 用于封装的引线框架 (F1、 F2)。图 1A 到 1E 是用于解释在本发明的实施例中被用于发光器件的引线框架的生产方法的概要的电 路图。在图中， 符号 D 示意通过封装而被置于能够发光的状态中的 LED。
关于在该实施例中使用的引线框架， 首先， 如在图 1A 中所示， LED 元件被置放在具 有由行和列构成的格栅图案的引线框架 1( 见图 2) 的预定位置 ( 各个电极部位 ) 处并且通 过引线接合等而被电连接 ( 封装 )。此时， 当封装每一个 LED 元件时的定向 ( 电流方向 ) 是 其中全部 LED 元件面向相同方向的 “背对背布置” 。在图中， 符号 “+” 和 “-” 表示 LED(D) 的 正电极端子和负电极端子。
接着， 如在图 1B 中所示， 引线框架 1 被切割和分离成各个列 ( 纵向列 ) 以生产其 中多个 ( 在该实例中， 四个 )LED(D) 被置放成列 ( 单一列 ) 的引线框架部分 L。此时， 执行 引线框架 1 的切割从而在引线框架部分 L 上的各个 LED(D) 被保持在被并联电连接的状态 中。
随后， 使用被逐列地切割和分离的引线框架部分 L 执行发光测试。如在图 1C 中所 示， 通过将电源 E 的正电极连接到被结合到每一个 LED(D) 的 + 侧端子的正侧供电引线框架 并且同时将电源 E 的负电极连接到被结合到每一个 LED(D) 的 - 侧端子的负侧供电引线框 架， 由此全部一起地点亮各个 LED(D) 而执行发光测试。经发光测试 ( 检查 ) 合格的引线框 架部分 L 通常被树脂密封， 被并置地安装在用于发光器件的封装的上述基板上并且被电连 接 ( 二次封装 ) 以制造发光器件 ( 见图 4 和 5)。
在另一方面， 如在图 1D 中所示， 在由于在以上发光测试阶段未能满足标准而被视 为不合格的引线框架部分 L 中， 关于亮度、 色温等测量各个 LED(D)， 并且对结果进行记录。 此后， 如在图 1E 中所示， 在连接列中的各个 LED(D) 的支柱部处切割引线框架部分 L， 由此产 生带有相互电独立的各个 LED(D) 的离散型引线框架 F2， 并且仅仅其中 LED(D) 的发光状态 满足以上标准的引线框架 F2 被收集并且被再次用作发光器件的一个部分或者用于其它应 用。其中发光状态并不满足标准的引线框架 (F2) 作为缺陷产品而被废弃， 或者作为材料利 用其部件的一部分。
如上所述， 在该实施例中被用于发光器件的引线框架部分 L 允许 LED(D) 的发光测 试在引线框架部分的基础上被快速地和即刻地执行。 这消除了以下问题， 即， 如在传统的方 法中那样， 在结合和封装全部发光元件之后执行发光测试， 并且当一个发光元件存在缺陷 时， 整体被判定为不合格。即， 发光测试是在完成成品之前的阶段处执行的并且因此， 即便 发现了缺陷元件， 也能够仅仅通过将其排除而解决麻烦， 从而能够实现资源节约和能量节 约。
经发光测试合格的引线框架 F1 能够被直接地用于在用于发光器件的封装的基板 上进行二次封装， 从而引线框架 F1 能够增强发光器件的生产率。进而， 根据引线框架 1， 经 发光测试不合格的引线框架部分 L 能够在一个发射器接一个发射器的基础上被切割和分 离并且能够利用发射器中的无缺陷产品 (F2) 来封装发光器件。因此， 引线框架部分 L 能够 防止为其生产耗费的 LED 元件、 其它部件、 工时等的浪费并且能够减少发光元件封装的成 本。
在下面通过参考附图更加具体地描述了实施例。
图 2 是示出被用于这个实施例的发光器件的引线框架的轮廓的视图， 并且图 3A 到3E 是用于按照步骤次序解释引线框架的生产方法的视图。附带说一句， 图 3A 到 3E 是沿着 图 2 中的线 X-X 的横截面视图。在图中， 数字 1 示意引线框架， 2 示意反射器部件， 3 示意 LED 元件， 4 示意金属线， 5 示意密封树脂， 并且两点链线 ( 虚线 ) 的三重圆示意用于形成这 些部件的预定位置。
被用于这个实施例的发光元件的封装的引线框架 1 通过冲孔方法、 蚀刻方法等而 由金属制薄板 ( 导电材料 ) 形成。这个引线框架具有如此轮廓， 即， 如在图 2 的平面视图中 所示， 每一个均具有由支柱框架支撑的一列电极部分 1a( 在该实例中， 沿着纵向方向的四 个电极部分 ) 的多个列 ( 在该实例中， 沿着横向方向的三列 ) 在支撑引线框架整体的框架 ( 外部框架 ) 内形成。
各个电极部分 1a 是用于安装在以后描述的发光元件 (LED 元件 ) 的裸芯片的位置 并且被以 “背对背布置” 设计， 其中每一个电极部 1a 的正电极侧 (1b) 和负电极侧 (1c) 均 面向相同的方向以对准 LED 元件 3 的安装定向 ( 方向性 )。附带说一句， 在图 2 中的链线 示意用于在以后切割和分离引线框架的切割线。当如上在图 1B 中所述根据这些链线中的 每一条切割和分离引线框架时， 每一个均具有在被并联电连接的状态中支撑的四个 LED 元 件 3 的纵向列 ( 单一列 ) 的三个引线框架部分 L( 三个列 ) 得以生产 ( 见图 2 中的最左纵 向列 )。 通过使用这种引线框架 1 生产引线框架部分 L 是如下地执行的。首先， 如在图 3A 中所示， 通过使用传递模塑机器等， 包括绝缘树脂的反射器部件 2 在引线框架 1 的每一个电 极部分 1a 的周边形成。反射器部件 2 的凹部部分设计出 LED 元件 3 外罩部分和反射部分 并且同时履行作为坝体、 堤防等的角色以防止密封树脂 5 流出。
随后， 如在图 3B 中所示， 通过使用导电糊膏等， 每一个 LED 元件 3 在电极部 1a 上 得以结合 ( 芯片焊接 ： die-bonded)， 并且通过使用引线接合机器， LED 元件 3 通过金属线 4 例如金线而被电连接 ( 封装 )。
此后， 如在图 3C 中所示， 利用划片方法 (dicing method) 等， 引线框架 1 在预定的 位置处被切割和分离 ( 见图 2)， 由此每一个均支撑四个 LED 元件 3 的列 ( 单一列 ) 的三个 引线框架部分 L( 三个列 ) 得以产生。附带说一句， 如上所述， 引线框架 1 的切割得以执行 从而在引线框架部分 L 上的各个 LED 元件 3 被保持在被并联电连接的状态中。
如在图 3D 中所示， 电源 E 然后被连接到所产生的引线框架部分 L 以执行发光测 试。通过将电源 E 的正电极连接到被结合到每一个 LED 元件 3 的 + 侧端子的正侧供电引线 框架 1b 并且同时将电源 E 的负电极连接到被结合到每一个 LED 元件 3 的 - 侧端子的负侧 供电引线框架 1c， 由此全部一起地点亮各个 LED 元件 3， 而执行发光测试。
从引线框架部分 L 发射的光的测量是在引线框架部分 L 基础上执行的。 在测量中， 例如能够采用使用光电二极管、 CCD、 C-MOS 等的分光光度计、 暴光计、 光度计、 光谱分析器或 者图像传感器。而且， 因为从多个 LED 元件 3 发射的光得以测量， 所以可以在以上光学测量 器械的探针和引线框架部分 L 之间置放漫射板等。通过决定光量 ( 亮度 )、 色温 ( 波长 ) 等 是否落入预定标准内而执行是否合格的判断。仅仅经发光测试合格的引线框架部分 L 才被 允许继续进行到下一步骤。
接着， 在经发光测试合格的引线框架部分 L 中， 如在图 3E 中所示， 预定量的密封树 脂 5 在每一个 LED 元件 3( 在被反射器部件 2 围绕的凹部部分的空间中 ) 上滴注 ( 罐封 ) 并
且通过辐射照射、 加热等而被固化以实现密封， 由此作为用于封装的产品的引线框架 F1 得 以完成。这个引线框架 F1 然后被并置地安装在用于上述发光器件的封装的基板上并且被 电连接 ( 二次封装 ) 以制造发光器件 ( 见图 4 和 5)。附带说一句， 在该实施例中， 对于引线 框架部分 L 的树脂密封是在发光测试之后执行的。然而， 可以在引线框架部分 L 的发光测 试之前执行树脂密封。
除了在用于封装的基板上安装之外， 经发光测试合格的引线框架 F1 还能够被通 过自身或者通过连接引线框架 F1 而被直接地用作发光元件模块的单元。
以此方式， 当使用这个实施例的引线框架 F1 时， 在用于发光器件的封装的基板上 安装引线框架之前， 其发光的变化能够是已知的， 从而能够减少所使用的材料， 例如用于封 装的基板、 发光元件和密封树脂的浪费。 而且， 发光测试是基于被逐列地切割和分离的引线 框架部分执行的， 并且因此， 这个测试能够被快速地执行。
类似于以前的实施例， 由于在发光测试阶段未能满足标准而被排除的引线框架部 分 L 在连接框架的一列中的各个 LED 元件 3 的支柱部处被划片设备等切割， 由此产生带有 相互独立的各个 LED 元件 3 的离散型引线框架 F2， 并且仅仅其中 LED 元件 3 的发光状态满 足标准的引线框架 F2 才能够被用作发光器件的一部分或者用于其它应用。 关于构成反射器部件 2 的材料， 能够使用绝缘热塑性树脂或者热固性树脂。首要 地， 具有优良耐热性的硅树脂是优选的， 并且具有其中或者乙烯基或者烯丙基和氢原子被 直接地结合到硅原子的结构的热固性加成反应硅树脂是更加优选的。构成反射器 2 的树脂 包含白色颜料 ( 例如， 氧化钛 ) 以增加光反射性。
用于密封发光元件的密封树脂包括例如具有透光性的环氧树脂或者硅树脂。 这种 密封树脂可以包含荧光材料等。
所使用的发光元件优选地是 LED 元件， 更加优选地是蓝色 LED 或者紫外 LED， 其中 能够通过利用以上荧光材料进行波长转换而获得白色或者可见光。
实例
在下面描述了工作实例， 但是本发明不限于以下实例。
[ 实例 1]
带有用银电镀的表面的铜制板材料被冲压成预定的形状 ( 见图 2)， 由此制备引线 框架， 并且蓝色 LED 的裸芯片 ( 由 SEMILEDS 制造的 SL-V-B15AA) 通过使用银膏而被芯片焊 接到所制备的引线框架的每一个电极部分 ( 纵向一列的四个电极部分 × 沿着横向方向的 三个列 )。此后， 使用金线通过引线接合封装芯片， 并且引线框架在图 2 所示切割线的位置 处被切割以生产用于发光测试的引线框架部分 L。
随后， 在正电极被连接到引线框架部分 L 的正侧供电引线框架时， 电源的负电极 被连接到负侧供电引线框架并且在点亮每一个蓝色 LED 的状态中， 使用分光光度计 ( 由 Otsuka Electronics Co.， Ltd. 制造的 MCPD-7000) 测量发射波长。在测试中的接受标准 是基准波长 ±10nm。
此后， 硅树脂弹性体 ( 由 Wacker Asahikasei Silicone Co.， Ltd. 生产的 LR7665) 在经测试合格的引线框架部分 L 的电极部分 ( 在蓝色 LED 上 ) 滴注并且被固化以密封蓝色 LED。以此方式， 获得了实例 1 的引线框架。
[ 实例 2]
除了在蓝色 LED 的裸芯片被封装之前事先地通过传递模塑形成白色反射器之外， 以与在实例 1 中相同的方式获得实例 2 的引线框架。
使用包含以下组分 (i) 到 (iii) 的树脂组合物执行白色反射器的传递模塑 ：
(i) 具有其中或者乙烯基或者烯丙基和氢原子被直接地结合到硅原子的结构的热 固性加成反应硅树脂，
(ii) 作为用于组分 (i) 的固化催化剂的铂基催化剂， 和
(iii) 白色颜料。
在使用在实例 1 或者 2 中获得的引线框架的发光器件中， 在二次封装之后没有产 生故障 ( 归因于 LED 元件的故障 )， 并且能够增强发光器件的生产率。
虽然已经参考其具体实施例详细描述了本发明， 但是本领域技术人员将会清楚， 在不偏离其精神和范围的情况下， 能够在其中作出各种改变和修改。
附 带 说 一 句，本 申 请 基 于 在 2010 年 7 月 16 日 提 交 的 日 本 专 利 申 请 No.2010-161621， 并且其内容在此通过引用而被并入。
在这里引用的全部参考文献是在这里通过引用而被整体并入的。
而且， 在这里引用的全部参考文献是作为整体并入的。 本发明适合于发光器件例如使用发射器 ( 例如， LED) 的背光或者 LED 灯泡， 其中 在引线框架上封装的发光元件在器件基板上被二次地封装。
引用数字和符号的说明
1 引线框架
D LED
L 引线框架部分
F1、 F2 引线框架