JP2012216654A - Resin mold frame and optical semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin mold frame which can improve adhesion between a lead frame and a mold resin, and to provide a highly reliable optical semiconductor device of less detachment of the lead frame and the mold resin.SOLUTION: A resin mold frame of the present invention including a lead frame and a mold resin comprises an insulation resin part, a boundary resin part, and an anchor resin part. An optical semiconductor device of the present invention is manufactured by the resin mold frame.

Description

本発明は、樹脂成形フレームと光半導体装置に関し、特にリードフレームを樹脂成形した樹脂成形フレームとそれを用いて製造された光半導体装置に関する。
The present invention relates to a resin molded frame and an optical semiconductor device, and more particularly to a resin molded frame obtained by resin molding a lead frame and an optical semiconductor device manufactured using the same.

一般的に電子部品用の光源として、光半導体装置（ＬＥＤ）が採用されている。光半導体装置において、面実装用の構造として、配線パターンを形成した基板に、反射層となる部位を樹脂成形し、開口された反射層内に発光素子を搭載し、ワイヤにより電気配線し、発光素子とワイヤを覆うように開口された反射層内に蛍光体樹脂を充填する。これにより、光半導体装置が完成する。
Generally, an optical semiconductor device (LED) is employed as a light source for electronic components. In an optical semiconductor device, as a structure for surface mounting, a part to be a reflective layer is molded with a resin on a substrate on which a wiring pattern is formed, a light emitting element is mounted in the opened reflective layer, and electric wiring is performed by wires to emit light. A phosphor resin is filled in the reflective layer that is opened so as to cover the element and the wire. Thereby, the optical semiconductor device is completed.

この基板としては、ガラスエポキシ基板の他、銅材を用いたリードフレームに反射層を樹脂成形することがある。リードフレームはダイパッド部と端子部を有し、その中間にアンカー穴をあけ、樹脂充填した樹脂封止形デバイスのリードフレームを用いた光半導体装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照、図１）これにより、端子を曲げ加工してもダイパッド部の剥離を制御できる。
As this substrate, in addition to a glass epoxy substrate, a reflective layer may be resin-molded on a lead frame using a copper material. An optical semiconductor device using a lead frame of a resin-encapsulated device in which a lead frame has a die pad portion and a terminal portion, an anchor hole is formed between them, and is filled with resin is known as a prior art (for example, Patent Document 1 and FIG. 1) This makes it possible to control the peeling of the die pad portion even if the terminal is bent.

また、リードフレーム表面にディンプルを加工し、その形状を工夫したＬＥＤパッケージ用リードフレーム従来技術として知られている（例えば、特許文献２参照、図１）これにより、樹脂とのアンカー効果で接着性を向上できる。
Also known as the LED package lead frame prior art in which dimples are processed on the surface of the lead frame and the shape is devised (see, for example, Patent Document 2 and FIG. 1). Can be improved.

特開２０１０−１７１０６０号公報JP 2010-171060 A 特開２００９−２６０２８２号公報JP 2009-260282 A

電子機器の基板等へ光半導体装置の実装において、光半導体装置には薄型化の要求があり、パッケージ高さが制限される場合がある。不必要な高さを抑制するために、リードフレーム等の基台に対し、片面に樹脂成形することが望ましい。
In mounting an optical semiconductor device on a substrate of an electronic device or the like, the optical semiconductor device is required to be thin, and the package height may be limited. In order to suppress unnecessary height, it is desirable to mold the resin on one side of the base such as a lead frame.

しかしながら、従来技術は、基台に対し、両面に樹脂成形の場合はよいが、片面成形の場合、樹脂との接触面積が小さく、接着力が弱い懸念があるという課題がある。また、片面成形では、基台のアンカー穴では貫通した樹脂形成できず、接着力が弱い懸念があるという課題がある。
However, the prior art is good when the resin molding is performed on both sides of the base, but the single-side molding has a problem that the contact area with the resin is small and the adhesive strength is weak. Further, in the single-sided molding, there is a problem that the resin that penetrates through the anchor hole of the base cannot be formed, and there is a concern that the adhesive force is weak.

従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、リードフレーム上に片面成形した樹脂成形フレームにおいて、リードフレームと樹脂の密着性を向上させた樹脂成形フレームとその光半導体装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and in a resin molded frame molded on one side on a lead frame, a resin molded frame with improved adhesion between the lead frame and the resin and its optical semiconductor An object is to provide an apparatus.

上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の樹脂成形フレームは、リードフレームとモールド樹脂で構成される樹脂成形フレームであって、絶縁樹脂部と、境界樹脂部と、アンカー樹脂部とを備えることを特徴とする。
また、モールド樹脂は熱硬化性樹脂であること特徴とする。
また、樹脂絶縁部と境界樹脂部の一方の主面に樹脂凸部を備えることを特徴とする。
また、本発明の光半導体装置は、その樹脂成形フレームで製造されたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configurations.
The resin-molded frame of the present invention is a resin-molded frame composed of a lead frame and a mold resin, and includes an insulating resin portion, a boundary resin portion, and an anchor resin portion.
Further, the mold resin is a thermosetting resin.
Moreover, the resin convex part is provided in one main surface of a resin insulation part and a boundary resin part, It is characterized by the above-mentioned.
In addition, the optical semiconductor device of the present invention is characterized by being manufactured with the resin molding frame.

本発明は、光半導体装置の片面成形用リードフレームにおいて、モールド樹脂との強固な成形をしているので、密着性を向上させることのできる樹脂成形フレームを提供することができる効果を奏する。
また、密着性の向上された樹脂成形フレームを使用するので、リードフレームとモールド樹脂の剥離が発生し難い、信頼性の高い光半導体装置を提供することができる効果を奏する。
The present invention provides an effect of providing a resin-molded frame capable of improving adhesion because the lead frame for single-side molding of an optical semiconductor device is firmly molded with a mold resin.
In addition, since a resin molded frame with improved adhesion is used, it is possible to provide a highly reliable optical semiconductor device in which peeling between the lead frame and the mold resin hardly occurs.

本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの平面図である。It is a top view of the resin molding frame concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの断面図である。It is sectional drawing of the resin molding frame which concerns on Example 1 of this invention. 図１におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄの断面図である。It is sectional drawing of AA in FIG. 1, BB, CC, DD. 本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの下面図である。It is a bottom view of the resin molding frame concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例２に係る樹脂成形フレームの境界樹脂部の断面図である。It is sectional drawing of the boundary resin part of the resin molding frame which concerns on Example 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the dimensional relationship ratios and the like are different from the actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１の平面図である。図２は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの断面図である。また、図３は、（Ａ）はＡ−Ａ断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ断面図、（Ｄ）はＤ−Ｄ断面図であり、図１に対応している。図４は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの下面図である。
Hereinafter, a resin molded frame 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a resin molded frame 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the resin molded frame according to the first embodiment of the present invention. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB, FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line CC, and FIG. It corresponds to. FIG. 4 is a bottom view of the resin molding frame according to the first embodiment of the present invention.

図１、図２に示すように、樹脂成形フレーム１は、リードフレーム２とモールド樹脂６とで構成され、一体に形成されている。また、ダイパッドＡ３、ダイパッドＢ４、端子部５、絶縁樹脂部７、境界樹脂部８、アンカー樹脂部９の部位を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the resin-molded frame 1 includes a lead frame 2 and a mold resin 6 and is integrally formed. Further, it has a portion of a die pad A3, a die pad B4, a terminal portion 5, an insulating resin portion 7, a boundary resin portion 8, and an anchor resin portion 9.

リードフレーム２は、平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用され、材質は銅又は銅合金が多く使用され、表面には銀めっき等が施されている。例えば、板厚は０．２ｍｍに設定され、図示していないが、図１の平面図の状態が上下左右方向に連結されマトリクスフレーム形状を成している。
The lead frame 2 is made by applying a stamping process or a chemical etching process to a flat plate material. The lead frame 2 is often made of copper or a copper alloy, and the surface thereof is subjected to silver plating or the like. For example, the plate thickness is set to 0.2 mm, and although not shown, the state of the plan view of FIG. 1 is connected in the vertical and horizontal directions to form a matrix frame shape.

モールド樹脂６は、樹脂成形金型とプレス装置を使用して、トランスファーモールドとして、リードフレーム２の一方の主面に枠形状に樹脂成形されたものである。図示していないが、樹脂成形金型はモールド樹脂３の形状として、空間が設けられた上金型と平面形状の下金型で構成される。このモールド樹脂６の外面は光半導体装置の外側面となる。また、内面は開口されており、底面にはリードフレーム２のダイパッドが露出している。内側面は傾斜が付けられており、光の反射層となっている。ここでは、モールド樹脂は熱硬化性樹脂が使用され、反射に有利なように白色顔料が含まれている。
The mold resin 6 is resin-molded into a frame shape on one main surface of the lead frame 2 as a transfer mold using a resin molding die and a press device. Although not shown in the drawing, the resin mold is composed of an upper mold provided with a space and a lower mold having a planar shape as the shape of the mold resin 3. The outer surface of the mold resin 6 is the outer surface of the optical semiconductor device. The inner surface is opened, and the die pad of the lead frame 2 is exposed on the bottom surface. The inner surface is inclined and serves as a light reflection layer. Here, a thermosetting resin is used as the mold resin, and a white pigment is included so as to be advantageous for reflection.

ダイパッドＡ３は、リードフレーム２の一部であり、リードフレーム２の一方の主面にモールド樹脂６の開口部が設けられ、その底面に露出している。ここには発光素子が搭載され、ワイヤボンディングされ、これにより、電気的に接続される。
The die pad A3 is a part of the lead frame 2, and an opening of the mold resin 6 is provided on one main surface of the lead frame 2, and is exposed on the bottom surface. Here, a light emitting element is mounted and wire-bonded, thereby being electrically connected.

ダイパッドＢ４は、ダイパッドＡ３と同様に、リードフレーム２の一部であり、リードフレーム２の一方の主面にモールド樹脂６の開口部が設けられ、その底面に露出している。ここにはダイパッドＡ３と同様にワイヤボンディングされ、これにより、電気的に接続される。さらに、ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４とは分離独立している。図３における（Ｂ）が断面図であり、ダイパッドＡ３も同様断面である。
Similar to the die pad A3, the die pad B4 is a part of the lead frame 2, and an opening of the mold resin 6 is provided on one main surface of the lead frame 2, and is exposed on the bottom surface. Here, wire bonding is performed in the same manner as the die pad A3, and thereby, electrical connection is made. Furthermore, the die pad A3 and the die pad B4 are separated and independent. 3B is a cross-sectional view, and the die pad A3 has the same cross-section.

端子部５は、リードフレーム２の両端部であり、光半導体装置の外部導通部になっている。モールド樹脂３の側面より突出した形状になっている。これは、光半導体装置を電子用基板等に実装する時のはんだ接合確認等に使用することができる。図１において、右側の端子部５はダイパッドＡ３と一体化され、電極端子となる。また、左側の端子部５はダイパッドＢ４と一体化され、ダイパッドＡ３と極性の異なる電極となる。
The terminal portions 5 are both end portions of the lead frame 2 and are external conducting portions of the optical semiconductor device. The shape protrudes from the side surface of the mold resin 3. This can be used for solder joint confirmation when the optical semiconductor device is mounted on an electronic substrate or the like. In FIG. 1, the terminal portion 5 on the right side is integrated with the die pad A3 to serve as an electrode terminal. Further, the terminal portion 5 on the left side is integrated with the die pad B4 and becomes an electrode having a polarity different from that of the die pad A3.

絶縁樹脂部７は、モールド樹脂６と一体成形され、ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４との隙間を埋め、絶縁分離している。ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４の一方の主面と他方の主面とそれぞれ同一平面で樹脂成形されている。図３における（Ｃ）が断面図である。
The insulating resin portion 7 is integrally formed with the mold resin 6, fills the gap between the die pad A 3 and the die pad B 4 and is insulated and separated. The one main surface and the other main surface of the die pad A3 and the die pad B4 are respectively molded on the same plane. FIG. 3C is a cross-sectional view.

境界樹脂部８は、ダイパッドＡ３の一方の主面に溝が掘られ、モールド樹脂６と一体成形されており、ダイパッド面を２分割している。ダイパッドＡ３の一方の主面と同一平面で樹脂成形されている。この２分割された片側に発光素子１２が搭載され、もう一方にワイヤ１３がボンディングされる。この時例えば、発光素子１２を樹脂系接着材で接合されるが、樹脂系接着材の接着剤の流れ出しを抑制することができる。図３における（Ｄ）が断面図である。
The boundary resin portion 8 has a groove formed in one main surface of the die pad A3, is integrally formed with the mold resin 6, and divides the die pad surface into two. The resin is molded in the same plane as one main surface of the die pad A3. The light emitting element 12 is mounted on one side divided into two, and the wire 13 is bonded to the other side. At this time, for example, the light emitting element 12 is bonded with the resin adhesive, but the flow of the adhesive of the resin adhesive can be suppressed. FIG. 3D is a cross-sectional view.

アンカー樹脂部９は、リードフレーム２の一方の主面と他方の主面を貫通させた矩形状の孔にモールド樹脂３が充填された形態である。図３における（Ａ）が断面図である。
The anchor resin portion 9 has a form in which a mold-shaped resin 3 is filled in a rectangular hole penetrating one main surface and the other main surface of the lead frame 2. FIG. 3A is a cross-sectional view.

以上により、絶縁樹脂部７と境界樹脂部８とアンカー樹脂部９が設けられた樹脂成形フレーム１が完成する。
Thus, the resin molded frame 1 provided with the insulating resin portion 7, the boundary resin portion 8, and the anchor resin portion 9 is completed.

次に、図５に示すように、光半導体装置１１は、樹脂成形フレーム１、発光素子１２、ワイヤ１３、蛍光体樹脂１４とで構成されている。
Next, as shown in FIG. 5, the optical semiconductor device 11 includes a resin molded frame 1, a light emitting element 12, a wire 13, and a phosphor resin 14.

発光素子１２は、光を発する矩形状の薄板であり、一方の主面（上面）に電極を有し、ワイヤ１３が接続される。もう一方の主面（下面）は樹脂系接着材で、モールド樹脂３から露出したリードフレーム２のダイパッドＡ３一方の主面に接合される。
The light emitting element 12 is a rectangular thin plate that emits light, has an electrode on one main surface (upper surface), and is connected to a wire 13. The other main surface (lower surface) is a resin adhesive and is bonded to one main surface of the die pad A3 of the lead frame 2 exposed from the mold resin 3.

ワイヤ１３は、発光素子１２の一方の主面の電極とモールド樹脂３から露出したリードフレーム２の一方の主面とを電気的に接合される。例えば、ワイヤボンディング装置により金細線を接合する。ここでは、アノード電極とカソード電極の２箇所がある。
The wire 13 electrically joins the electrode on one main surface of the light emitting element 12 and one main surface of the lead frame 2 exposed from the mold resin 3. For example, a gold thin wire is joined by a wire bonding apparatus. Here, there are two locations, an anode electrode and a cathode electrode.

蛍光体樹脂１４は、モールド樹脂６の開口凹部のリードフレーム２の一方の主面に、発光素子１２を搭載し、ワイヤ１３をボンディングした後に、充填する蛍光体を含有した樹脂材料であり、モールド樹脂６の上面以下に充填されている。発光素子１２が発した単色の光を吸収してこれと異なる波長の光を発する。このため、発光素子１２が発する光と蛍光体樹脂１４が発した光の、異なる２種類の波長の光が同時に発し、例えば白色光を発することができる。
The phosphor resin 14 is a resin material containing a phosphor to be filled after the light emitting element 12 is mounted on one main surface of the lead frame 2 in the opening recess of the mold resin 6 and the wire 13 is bonded. The upper surface of the resin 6 is filled. The monochromatic light emitted from the light emitting element 12 is absorbed and light having a different wavelength is emitted. For this reason, light of two different wavelengths of light emitted from the light emitting element 12 and light emitted from the phosphor resin 14 can be emitted simultaneously, for example, white light can be emitted.

以上により、樹脂成形フレーム１を使用した光半導体装置１１が完成する。
Thus, the optical semiconductor device 11 using the resin molded frame 1 is completed.

次に、上述の実施例１に係る樹脂成形フレーム１と光半導体装置１１の効果を説明する。
Next, effects of the resin molded frame 1 and the optical semiconductor device 11 according to the first embodiment will be described.

本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１は、絶縁樹脂部７、境界樹脂部８、アンカー樹脂部９の部位を有している。また、本発明の実施例１に係る光半導体装置１１は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１を用いて製造されている。これにより、光半導体装置の片面成形用リードフレームにおいて、モールド樹脂との強固な成形をしているので、密着性を向上させることのできる樹脂成形フレームを得ることが可能である。
The resin-molded frame 1 according to the first embodiment of the present invention includes the insulating resin portion 7, the boundary resin portion 8, and the anchor resin portion 9. Moreover, the optical semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention is manufactured using the resin molded frame 1 according to the first embodiment of the present invention. Thereby, in the single-sided molding lead frame of the optical semiconductor device, since it is firmly molded with the molding resin, it is possible to obtain a resin molding frame capable of improving the adhesion.

また、密着性の向上された樹脂成形フレームを使用するので、リードフレームとモールド樹脂の剥離が発生し難い、信頼性の高い光半導体装置得ることが可能である。
In addition, since a resin molded frame with improved adhesion is used, it is possible to obtain a highly reliable optical semiconductor device in which peeling between the lead frame and the mold resin hardly occurs.

上述のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
Although the embodiment of the present invention has been described as described above, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art.

上述の例では、絶縁樹脂部７と境界樹脂部８の上面を平坦としたが、図６に示すように、上面に断面形状が半円形状の樹脂凸部１０を設けてもよい。製造方法としては、樹脂成形金型のモールド樹脂３の形状として、空間が設けられた上金型の絶縁樹脂部７と境界樹脂部８の金型面に半円形状の掘り込みを入れるだけで、樹脂成形時に凸形状とすることができる。これにより、発光素子１２の接着材の流れを抑制し、ワイヤ１３のボンディング部をクリーンに保つことができる。
In the above-described example, the upper surfaces of the insulating resin portion 7 and the boundary resin portion 8 are flat. However, as shown in FIG. 6, a resin convex portion 10 having a semicircular cross-sectional shape may be provided on the upper surface. As a manufacturing method, as the shape of the mold resin 3 of the resin molding die, only a semi-circular digging is made in the mold surface of the insulating resin part 7 and the boundary resin part 8 of the upper mold where the space is provided. A convex shape can be formed during resin molding. Thereby, the flow of the adhesive material of the light emitting element 12 can be suppressed, and the bonding portion of the wire 13 can be kept clean.

また、樹脂凸部１０の断面形状を半円形状としたが、例えば、Ｒ形状や三角形状としても、製造方法と効果は同様である。
Moreover, although the cross-sectional shape of the resin convex part 10 was made into semicircle shape, for example, even if it is R shape and triangular shape, a manufacturing method and an effect are the same.

また、モールド樹脂は、白色樹脂としたが、透明熱硬化性樹脂であってもよい。
The mold resin is a white resin, but may be a transparent thermosetting resin.

また、モールド樹脂はトランスファー成形としたが、熱可塑性樹脂でインサート成形であってもよい。
Further, although the mold resin is transfer molding, it may be a thermoplastic resin and insert molding.

図４の下面図において、モールド樹脂６との境であるリードフレーム２の端面にたたき潰すことによって、アンカー効果が得られ、より密着強度を増すことができる。
In the bottom view of FIG. 4, the anchor effect is obtained by crushing the end surface of the lead frame 2, which is the boundary with the mold resin 6, and the adhesion strength can be further increased.

１、樹脂成形フレーム
２、リードフレーム
３、ダイパッドＡ
４、ダイパッドＢ
５、端子部
６、モールド樹脂
７、絶縁樹脂部
８、境界樹脂部
９、アンカー樹脂部
１０、樹脂凸部
１１、光半導体装置
１２、発光素子
１３、ワイヤ
１４、蛍光体樹脂 1. Resin molding frame 2. Lead frame 3. Die pad A
4, die pad B
5, terminal part 6, mold resin 7, insulating resin part 8, boundary resin part 9, anchor resin part 10, resin convex part 11, optical semiconductor device 12, light emitting element 13, wire 14, phosphor resin

Claims (4)

リードフレームとモールド樹脂で構成される樹脂成形フレームであって、絶縁樹脂部と、境界樹脂部と、アンカー樹脂部とを備えることを特徴とする樹脂成形フレーム。
A resin molded frame comprising a lead frame and a mold resin, comprising: an insulating resin portion, a boundary resin portion, and an anchor resin portion.
前記モールド樹脂は熱硬化性樹脂であること特徴とする請求項１に記載の樹脂成形フレーム。
The resin molding frame according to claim 1, wherein the mold resin is a thermosetting resin.
前記樹脂絶縁部と前記境界樹脂部の一方の主面に凸部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の樹脂成形フレーム。
The resin molded frame according to claim 1, wherein a convex portion is provided on one main surface of the resin insulating portion and the boundary resin portion.
請求項１乃至請求項３に記載の樹脂成形フレームで製造されたことを特徴とする光半導体装置。   An optical semiconductor device manufactured with the resin-molded frame according to claim 1.
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