JP2006261242A - Lead frame and optical semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームおよびそれを用いた光半導体装置に係り、特にパッケージの樹脂と十分な密着性を得るのに好適な構造を備えたリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置に関する。 The present invention relates to a lead frame and an optical semiconductor device using the lead frame, and more particularly to a lead frame having a structure suitable for obtaining sufficient adhesion with a resin of a package and an optical semiconductor device using the lead frame.
発光ダイオード(LED)は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途のほか、DSC(Digital Still Camera)等のAF(Auto Focus)用の光源等としても幅広く使用されている。 Light emitting diodes (LEDs) are widely used as light sources for AF (Auto Focus) such as DSC (Digital Still Camera) in addition to full-color displays, traffic / signal devices, and in-vehicle applications.
従来、実装高さが低減できる表面実装型のパッケージを有する光半導体装置では、略平坦に形成されたリードフレームの凹形状の反射板部に光半導体素子をマウントし、光半導体素子をリードフレームのリード端子にワイヤボンディングした後、リード端子を外部に延出させるようにリードフレームと光半導体素子を樹脂で一体にモールドしていた(例えば特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical semiconductor device having a surface mount type package capable of reducing the mounting height, an optical semiconductor element is mounted on a concave reflecting plate portion of a substantially flat lead frame, and the optical semiconductor element is mounted on the lead frame. After wire bonding to the lead terminal, the lead frame and the optical semiconductor element were integrally molded with resin so as to extend the lead terminal to the outside (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示された光半導体装置は、凹形状反射板部及びアノード端子、第1、第2、第3のカソード端子を形成したリードフレームと、反射板部を凹形状反射部の内底部略中央部に位置させると共に、各端子を外部に延出させるようにしてリードフレームに一体に光反射性合成樹脂で形成したパッケージと、反射板部の内底部に固着された光半導体素子と、反射部内及び反射板部内に光透過性材料を所定形状、例えば集光レンズ形状となるよう設けてなる光放射部を具備している。 An optical semiconductor device disclosed in Patent Document 1 includes a lead frame in which a concave reflector and an anode terminal, first, second, and third cathode terminals are formed, and an inner bottom portion of the concave reflector. A package formed of a light-reflective synthetic resin integrally with the lead frame so as to extend each terminal to the outside, and an optical semiconductor element fixed to the inner bottom of the reflector, A light emitting portion is provided in which the light transmitting material is provided in a predetermined shape, for example, a condensing lens shape, in the reflecting portion and the reflecting plate portion.
然しながら、特許文献1に開示された光半導体装置は、反射板部に3個のカソード端子が連接して共通接続された光半導体素子をマウントするマウントヘッドの面積が大きなリードフレームを用いているので、リードフレームを樹脂でモールドすると、リードフレームとパッケージの樹脂との接触面積が大きくなる。 However, the optical semiconductor device disclosed in Patent Document 1 uses a lead frame having a large mount head area for mounting an optical semiconductor element in which three cathode terminals are connected to a reflector plate and connected in common. When the lead frame is molded with resin, the contact area between the lead frame and the package resin increases.
リードフレームと樹脂とは密着性が弱いため、接触面積が大きくなるほど表面実装のリフロー工程においてリードフレームとパッケージの樹脂との熱膨張差により樹脂がリードフレームから剥離しやすいという問題がある。
本発明は、パッケージの樹脂と十分な密着性を有するリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置を提供する。 The present invention provides a lead frame having sufficient adhesion to a package resin and an optical semiconductor device using the lead frame.
本発明の一態様のリードフレームは、反射板部を有するマウントヘッドと、前記マウントヘッドから第1の方向に延伸した第1リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第1の方向と対向する第2の方向に延伸した第2リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第1の方向又は前記第2の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第3リード端子と、を具備することを特徴としている。 A lead frame according to an aspect of the present invention is provided with a mount head having a reflecting plate portion, a first lead terminal extending from the mount head in a first direction, and spaced from the mount head. A second lead terminal extending in a second direction opposite to the first direction, and spaced apart from the mount head, the first direction or the second direction, wherein the mount head is And a third lead terminal having a convex portion in the provided direction.
また、本発明の一態様の光半導体装置は、反射板部を有するマウントヘッドと、前記マウントヘッドから第1の方向に延伸した第1リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第1の方向と対向する第2の方向に延伸した第2リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第1の方向又は前記第2の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第3リード端子とを備えたリードフレームと、反射板部の内底部にマウントされた光半導体素子と、前記光半導体素子を前記第2リード端子に電気的接続する接続導体と、前記リードフレームと前記光半導体素子とがモールドされたパッケージと、を具備することを特徴としている。 An optical semiconductor device according to an aspect of the present invention is provided with a mount head having a reflecting plate portion, a first lead terminal extending from the mount head in a first direction, and spaced from the mount head, A second lead terminal extending from the mount head in a second direction opposite to the first direction, and provided spaced apart from the mount head, the first direction or the second direction, A lead frame including a third lead terminal having a convex portion in a direction in which the mount head is provided, an optical semiconductor element mounted on an inner bottom portion of a reflector, and the optical semiconductor element as the second lead terminal A connection conductor that is electrically connected to the lead frame; and a package in which the lead frame and the optical semiconductor element are molded.
本発明によれば、パッケージの樹脂と十分な密着性を有するリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置が得られる。 According to the present invention, a lead frame having sufficient adhesion to a package resin and an optical semiconductor device using the lead frame can be obtained.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係るリードフレームについて、図1および図2を用いて説明する。図1はリードフレームを示す図で、図1(a)はその平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図、図2はリードフレームが使用される状態を示す斜視図である。 A lead frame according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a lead frame, FIG. 1 (a) is a plan view thereof, FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the lead frame is used.
図1に示すように、本実施例のリードフレーム10は、中央部に凹形状の反射板部11を有するマウントヘッド12と、マウントヘッド12から第1の方向(図の下方向)に延伸した第1リード端子13と、マウントヘッド12から離間して設けられ、マウントヘッド12から第1の方向と対向する第2の方向に延伸した第2リード端子14と、マウントヘッド12から離間して設けられ、第1の方向又は第2の方向であって、マウントヘッド12が設けられている方向に凸部15を有する第3リード端子16とを具備している。
As shown in FIG. 1, the
リードフレーム10は、例えば厚さ0.15mm程度のニッケルおよび銀がメッキされた銅板であり、プレス加工によりマウントヘッド12、第1乃至第3リード端子13、14、16が形成されている。
The
マウントヘッド12は、略八角形状をしており、その中央部の反射板部11の内底部17には光半導体素子(図示せず)がマウントされる。内底部17は第1乃至第3リード端子13、14、16とほぼ等しい高さに形成されている。
The
マウントヘッド12から延伸した第1リード端子13は光半導体素子のカソード端子となり、第2リード端子14は光半導体素子にワイヤボンディングされて光半導体素子のアノード端子となる。
The
第3リード端子16は、第1リード端子13の両側および第2リード端子14の両側にそれぞれ設けられている。
第3リード端子16の凸部15は、マウントヘッド12の外周の一部の辺12aに沿って離間して対向した辺15aを有している。
The
The
マウントヘッド12の辺12aと凸部15の辺15aとの離間距離L1は、例えばリードフレーム10の厚さの3倍程度、0.4から0.5mm程度に設定されている。
マウントヘッド12の辺12aと離間して対向する凸部15の辺15aの長さL2は、例えばマウントヘッド12の辺12aの長さより短く設定されている。
The distance L1 between the
The length L2 of the side 15a of the
また、破線18はリードフレーム10を樹脂でモールドするパッケージを示しており、破線18の内側が樹脂でモールドされる部分である。
A
更に、第1リード端子13および第1リード端子13の両側に設けられた第3リードフレーム16は連接バー20で接続され、連接バー20の両端から一方向にリード端子21、22が延伸している。
同様に、第2リード端子14および第2リード端子14の両側に設けられた第3リードフレーム16は連接バー23で接続され、連接バー23の両端から一方向にリード端子24、25が延伸している。
Further, the
Similarly, the
図2に示すように、リードフレーム10は、マウントヘッド12の反射板部11に光半導体27がマウントされ、光半導体27の上面電極がワイヤ28により、第2リード端子14のボンディング部29に接続されている。
As shown in FIG. 2, in the
また、各リード端子は全体としてパッケージ18を包み込むようにコ字状に折り曲げられて使用される。
Each lead terminal is used by being bent in a U shape so as to enclose the
即ち、第1リード端子13および第1リード端子13の両側に設けられた第3リード端子16は、パッケージ18から延出した部分が下方に折り曲げられ、更にリード端子21、22の先端がパッケージ18の下側に折り曲げられている。
同様に、第2リード端子14および第2リード端子14の両側の第3リード端子16は、パッケージ18から延出した部分が下方に折り曲げられ、更にリード端子24、25の先端がパッケージ18の下側に折り曲げられている。
That is, the
Similarly, the
次に、リードフレーム10を用いた光半導体装置について図3および図4を用いて説明する。
本実施例の光半導体装置はDSCのAF光源として用いる場合の例であり、図3は光半導体素子の内部が透視された斜視図、図4は図3のB−B線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。
Next, an optical semiconductor device using the
The optical semiconductor device of this embodiment is an example when used as an AF light source of a DSC. FIG. 3 is a perspective view in which the inside of the optical semiconductor element is seen through, and FIG. 4 is cut along the line BB in FIG. It is sectional drawing seen in the arrow direction.
図3に示すように、光半導体装置30はリードフレーム10と、マウントヘッド12の反射板部11の内底部17にマウントされた光半導体素子27と、光半導体素子27の上面電極と第2リード端子14のボンディング部29を電気的接続するワイヤ28と、第1乃至第3リード端子13、14、16の一側を外部に延出し、リードフレーム10と光半導体素子27を透光性樹脂で一体にモールドするパッケージ31を具備している。
As shown in FIG. 3, the
パッケージ31はリードフレーム10と光半導体素子27をモールドする基台部32と、光半導体27から放出される光を集光するレンズ部33とで構成されている。
レンズ部33で集光された光半導体素子27からの光は、光放射面34から鋭い光ビーム35となってDSCの被写体(図示せず)に照射される。
The
The light from the
図4に示すように、光半導体装置30はリードフレーム10が樹脂40により一体にモールドされている。
図5に示すように、リードフレーム10を樹脂40でモールドする際に、樹脂40はリードフレーム10の上側と下側からマウントヘッド12の辺12aと凸部15の辺15aの隙間41に貫入し、貫入した樹脂40は互いに合体して固化し、一体化される。
As shown in FIG. 4, in the
As shown in FIG. 5, when the
その結果、一体化した樹脂40は破線で示すようにマウントヘッド12の辺12aと凸部15の辺15aの隙間41に食い込んだ仮想的なアンカー42としての作用を果たすので、リードフレーム10と樹脂40の熱膨張差によりリードフレーム10から樹脂40が剥離するのを防止することが可能である。
As a result, the integrated
応力シミュレーションによれば、加熱温度245℃でのリフロー工程後、リードフレームの変形量が1/2以下に低減し、リードフレーム10と樹脂40の密着面積は、凸部15を有しない場合に70%程度であったが、凸部15を有する場合に90%程度となり、約20%向上することが示された。
According to the stress simulation, after the reflow process at the heating temperature of 245 ° C., the deformation amount of the lead frame is reduced to ½ or less, and the contact area between the
このアンカー効果はマウントヘッド12の辺12aと凸部15の辺15aの離間距離L1、および対向長L2によって変化する。
This anchor effect varies depending on the distance L1 between the
例えば、離間距離L1が小さすぎると樹脂の貫入が不均一になりアンカー効果が低下し、離間距離L1が大きすぎると樹脂の熱応力が過大になりアンカー効果が低減する。従って、上述したようにリードフレームの厚さの3倍程度が適当であり、好ましい。 For example, if the separation distance L1 is too small, the penetration of the resin becomes non-uniform and the anchor effect is lowered, and if the separation distance L1 is too large, the thermal stress of the resin becomes excessive and the anchor effect is reduced. Therefore, as described above, about three times the thickness of the lead frame is appropriate and preferable.
更に、離間距離L1を最適に保ちつつ、対向長L2を増大させることによりアンカー効果が増大するので、対向長L2はマウントヘッド12の外周長さの1/4以下の範囲内で、大きいほど好ましい。
Furthermore, since the anchor effect is increased by increasing the opposing length L2 while keeping the separation distance L1 optimal, the opposing length L2 is preferably as large as possible within a range of ¼ or less of the outer peripheral length of the
以上説明したように、本実施例によれば、第3リード端子16の凸部15をマウントヘッド12の外周に近づけ、外周の一部に沿って離間して対抗した辺12aと辺15aを設けたので、辺12aと辺15aの隙間41に貫入した樹脂40のアンカー効果により、樹脂40がリードフレーム10に固着される。
As described above, according to the present embodiment, the
その結果、リフロー工程で樹脂とリードフレームに熱膨張差があっても、樹脂がリードフレームから剥離するのを抑制することができる。 As a result, even if there is a difference in thermal expansion between the resin and the lead frame in the reflow process, the resin can be prevented from peeling from the lead frame.
ここでは、パッケージ31の基台部32とレンズ部33を一体に形成した場合について説明したが、基台部とレンズ部を別々に形成しても構わない。
Here, the case where the
図6は本発明の実施例2に係るリードフレームを示す平面図である。本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
FIG. 6 is a plan view showing a lead frame according to
本実施例が実施例1と異なる点は、マウントヘッドの形状を円形とし、第3リード端子の凸部の形状をマウントヘッドの円周に合わせたことにある。 This embodiment differs from the first embodiment in that the shape of the mount head is circular and the shape of the convex portion of the third lead terminal is matched to the circumference of the mount head.
即ち、図6に示すように、本実施例のリードフレーム50は、円形のマウントヘッド52と、マウントヘッド52から離間して設けられ、第1の方向又は第2の方向であって、マウントヘッド52が設けられている方向に弧状の凸部15を有する第3リード端子56とを具備している。
That is, as shown in FIG. 6, the
第3リード端子56の凸部55は、マウントヘッド52の円周の弧52aに沿って離間して対向した弧55aを有している。
The
マウントヘッド52の弧52aと凸部15の弧55aとの離間距離L3は、例えばリードフレーム50の厚さの3倍程度、0.45mm程度に設定され、凸部55の弧55aの長さL4は、例えばマウントヘッド52の弧52aの長さ程度に設定されている。
The distance L3 between the
これにより、凸部55の弧55aの長さL4は凸部15の辺15aの長さL2より大きくすることができるので、離間距離L1と離間距離L3が同じ場合でも、アンカー効果を増大させることが可能である。
Thereby, since the length L4 of the
以上説明したように、本実施例によれば、凸部55の弧55aの長さL4は凸部15の辺15aの長さL2より大きくすることにより、離間距離L1と離間距離L3が同じ場合でも、アンカー効果を増大させることができる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, when the length L4 of the
図7は本発明の実施例3に係るリードフレームを示す平面図である。本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。 FIG. 7 is a plan view showing a lead frame according to Embodiment 3 of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.
本実施例が実施例1と異なる点は、凸部と第3リード端子とを略直線状に配置したことにある。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the convex portions and the third lead terminals are arranged substantially linearly.
即ち、図7に示すように、本実施例のリードフレーム60は、凸部65と第3リード端子66とが略直線状に配置され、更に第3リード端子66がリード端子21、22、24、25とそれぞれ略直線状に配置されている。
That is, as shown in FIG. 7, in the
凸部65が第3リード端子66と略直線状に配置されているため、銅板をプレス加工してリードフレーム60を形成する際に、凸部65が変形しにくくなり、マウントヘッド12と凸部65の離間距離L1のばらつきが防止されるので、リードフレーム60と樹脂40の密着性が向上する利点がある。
Since the
更に、第3リード端子66がリード端子21、22、24、25とそれぞれ略直線状に配置されているため、プレス加工パターンの凹凸の数が少なくなり、プレス加工の金型が製作しやすい利点がある。
Further, since the
以上説明したように、本実施例によれば、マウントヘッド12と凸部65の離間距離L1のばらつきが防止されるので、リードフレーム60と樹脂40の密着性が向上する利点がある。
As described above, according to this embodiment, since the variation in the separation distance L1 between the
上述した実施例において、第3リード端子が第1リード端子の両側および第2リード端子の両側にそれぞれ設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リードフレームと樹脂の必要な密着性が得られる範囲内であれは、形成する位置や本数等は適宜変更しても構わない。 In the embodiment described above, the case where the third lead terminal is provided on both sides of the first lead terminal and on both sides of the second lead terminal has been described, but the present invention is not limited to this, and the lead frame is not limited thereto. As long as the required adhesion between the resin and the resin is obtained, the position and number of the resin may be appropriately changed.
また、マウントヘッドの外周と第3リード端子の凸部が離間して略平行に対向している場合について説明したが、リードフレームと樹脂の必要な密着性が得られる範囲内であれは、適宜変更しても構わない。 Further, the case where the outer periphery of the mount head and the convex portion of the third lead terminal are spaced apart and substantially parallel to each other has been described. However, as long as the necessary adhesion between the lead frame and the resin is obtained, it is appropriately selected. You can change it.
10、50、60 リードフレーム
11 反射板部
12、52 マウントヘッド
13 第1リード端子(カソード)
14 第2リード端子(アノード)
15、55、65 凸部
16、56、66 第3リード端子
17 内底部
18、31 パッケージ
20、23 連接バー
21、22、24、25 リード端子
27 光半導体素子
28 ワイヤ
29 ボンディング部
30 光半導体装置
32 基台部
33 レンズ部
34 光放射面
35 光ビーム
40 樹脂
41 隙間
42 アンカー
10, 50, 60
14 Second lead terminal (anode)
15, 55, 65
Claims (5)
前記マウントヘッドから第1の方向に延伸した第1リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第1の方向と対向する第2の方向に延伸した第2リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第1の方向又は前記第2の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第3リード端子と、
を具備することを特徴とするリードフレーム。 A mount head having a reflector portion;
A first lead terminal extending in a first direction from the mount head;
A second lead terminal provided apart from the mount head and extending from the mount head in a second direction opposite to the first direction;
A third lead terminal provided apart from the mount head and having a convex portion in the first direction or the second direction and in which the mount head is provided;
A lead frame comprising:
前記マウントヘッドから第1の方向に延伸した第1リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第1の方向と対向する第2の方向に延伸した第2リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第1の方向又は前記第2の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第3リード端子と、
を備えたリードフレームと、
反射板部の内底部にマウントされた光半導体素子と、
前記光半導体素子を前記第2リード端子に電気的接続する接続導体と、
前記リードフレームと前記光半導体素子とがモールドされたパッケージと、
を具備することを特徴とする光半導体装置。 A mount head having a reflector portion;
A first lead terminal extending in a first direction from the mount head;
A second lead terminal provided apart from the mount head and extending from the mount head in a second direction opposite to the first direction;
A third lead terminal provided apart from the mount head and having a convex portion in the first direction or the second direction and in which the mount head is provided;
A lead frame with
An optical semiconductor element mounted on the inner bottom of the reflector,
A connection conductor for electrically connecting the optical semiconductor element to the second lead terminal;
A package in which the lead frame and the optical semiconductor element are molded;
An optical semiconductor device comprising:
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