JP2012216654A

JP2012216654A - 樹脂成形フレーム及び光半導体装置

Info

Publication number: JP2012216654A
Application number: JP2011080447A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kato; 隆志加藤
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-08

Abstract

【課題】リードフレームとモールド樹脂との密着性を向上させることのできる樹脂成形フレームと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。

【解決手段】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、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。

【選択図】図４

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。

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。

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。

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。

特開２０１０−１７１０６０号公報特開２００９−２６０２８２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。図１におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄの断面図である。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。本発明の実施例に係る半導体装置の断面図である。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
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。
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。
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。