JP2015126091A - 樹脂付リードフレームの製造方法、半導体装置の製造方法、射出成形金型装置および樹脂付リードフレーム - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂付リードフレームの生産性を向上させるとともに、樹脂付リードフレームに反りが生じることを防止することが可能な樹脂付リードフレームの製造方法を提供する。
【解決手段】下型42上にリードフレーム10を載置し、下型42上に、下型42との間で反射樹脂23の成形空間43aを形成する上型43を配置する。上型43の成形空間43a内に熱可塑性樹脂材料を射出成形して、リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23を形成することにより、複数のダイパッド25と複数のリード部26とを有するリードフレーム10と、リードフレーム10上に設けられ、複数のLED素子収納部23aを有する反射樹脂23とを備えた樹脂付リードフレーム30が得られる。リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23を形成する際、下型42の温度を上型43の温度より高くする。
【選択図】図12
【解決手段】下型42上にリードフレーム10を載置し、下型42上に、下型42との間で反射樹脂23の成形空間43aを形成する上型43を配置する。上型43の成形空間43a内に熱可塑性樹脂材料を射出成形して、リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23を形成することにより、複数のダイパッド25と複数のリード部26とを有するリードフレーム10と、リードフレーム10上に設けられ、複数のLED素子収納部23aを有する反射樹脂23とを備えた樹脂付リードフレーム30が得られる。リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23を形成する際、下型42の温度を上型43の温度より高くする。
【選択図】図12
Description
本発明は、樹脂付リードフレームの製造方法、半導体装置の製造方法、射出成形金型装置および樹脂付リードフレームに関する。
近年、LED(発光ダイオード)素子を光源として用いる照明装置が、各種家電、OA機器、車両機器の表示灯、一般照明、車載照明、およびディスプレイ等に用いられている。このような照明装置の中には、リードフレームにLED素子を搭載することにより作製された半導体装置を含むものがある。
また、LED素子用の半導体装置(LEDパッケージ)においては、LED素子からの光を反射させるための反射樹脂が設けられているものが存在する(例えば特許文献1参照)。
従来、LEDパッケージを作製する場合、熱硬化性樹脂をトランスファ成形することによってリードフレーム上に反射樹脂を形成し、その後、この樹脂付リードフレームから個々のLEDパッケージを作製することが行われている。しかしながら、熱硬化性樹脂をトランスファ成形する場合、成形時間が長くなるため、樹脂付リードフレームの生産性を向上することが難しいという問題がある。また従来、樹脂付リードフレームを生産する場合、リードフレームの熱膨張係数と反射樹脂の熱膨張係数とが異なることにより、樹脂付リードフレームに反りが生じてしまうという問題もあった。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、樹脂付リードフレームの生産性を向上させるとともに、樹脂付リードフレームに反りが生じることを防止することが可能な、樹脂付リードフレームの製造方法、半導体装置の製造方法、射出成形金型装置および樹脂付リードフレームを提供することを目的とする。
本発明は、複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有する反射樹脂とを備えた樹脂付リードフレームの製造方法において、下型上にリードフレームを載置する工程と、下型上に、下型との間で反射樹脂の成形空間を形成する上型を配置する工程と、上型の成形空間内に熱可塑性樹脂材料を射出成形して、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する工程とを備え、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する工程において、下型の温度を上型の温度より高くすることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明の反射樹脂は、互いに分離された複数の反射樹脂ブロックを含み、各反射樹脂ブロックに少なくとも1つのLED素子収納部が形成され、互いに隣接する反射樹脂ブロック間に、リードフレームが露出する帯状の露出領域が形成されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、反射樹脂を形成する工程において、熱可塑性樹脂材料は、露出領域の長手方向に平行に射出されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明の熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーからなることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、下型上に、リードフレームを収容する凹部が形成されていることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、下型の凹部にリードフレームを収容した際、下型の表面とリードフレームの表面とが同一平面上に位置するか、又はリードフレームの表面が下型の表面より0mm超0.1mm以下の範囲で高くなっていることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、半導体装置の製造方法において、樹脂付リードフレームの製造方法により、樹脂付リードフレームを作製する工程と、反射樹脂の各LED素子収納部内であって各ダイパッド上にLED素子を搭載する工程と、LED素子と各リード部とを導電部により接続する工程と、反射樹脂の各LED素子収納部内に封止樹脂を充填する工程と、反射樹脂およびリードフレームを切断することにより、反射樹脂およびリードフレームをLED素子毎に分離する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明は、複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有する反射樹脂とを備えた樹脂付リードフレームを製造するための射出成形金型装置において、リードフレームが載置される下型と、下型上に配置され、下型との間で反射樹脂の成形空間を形成する上型と、下型および上型に接続され、下型および上型の温度を制御する制御部とを備え、上型の成形空間内に熱可塑性樹脂材料が射出成形されることにより、リードフレームの表面に反射樹脂が形成され、制御部は、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する際、下型の温度を上型の温度より高くすることを特徴とする射出成形金型装置である。
本発明は、下型上に、リードフレームを収容する凹部が形成されていることを特徴とする射出成形金型装置である。
本発明は、下型の凹部にリードフレームを収容した際、下型の表面とリードフレームの表面とが同一平面上に位置するか、又はリードフレームの表面が下型の表面より0mm超0.1mm以下の範囲で高くなっていることを特徴とする射出成形金型装置である。
本発明は、樹脂付リードフレームにおいて、複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有するとともに熱可塑性樹脂材料からなる反射樹脂とを備え、反射樹脂は、互いに分離された複数の反射樹脂ブロックを含み、各反射樹脂ブロックに少なくとも1つのLED素子収納部が形成され、互いに隣接する反射樹脂ブロック間に、リードフレームが露出する帯状の露出領域が形成されることを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明は、熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーからなることを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明によれば、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する工程において、下型の温度を上型の温度より高くしたことにより、樹脂付リードフレームを上型および下型から取り出した後、リードフレームと反射樹脂との熱膨張係数の違いによって樹脂付リードフレームに反りが生じる不具合を防止乃至軽減することができる。
以下、本発明の一実施の形態について、図1乃至図14を参照して説明する。
リードフレームの構成
まず、図1乃至図3により、本実施の形態による樹脂付リードフレームに用いられるリードフレームの概略について説明する。図1は、リードフレームを示す全体平面図であり、図2は、リードフレームを示す部分拡大平面図であり、図3は、リードフレームを示す断面図である。
まず、図1乃至図3により、本実施の形態による樹脂付リードフレームに用いられるリードフレームの概略について説明する。図1は、リードフレームを示す全体平面図であり、図2は、リードフレームを示す部分拡大平面図であり、図3は、リードフレームを示す断面図である。
図1に示すリードフレーム10は、LED素子21を搭載した半導体装置20(図9および図10)を作製する際に用いられるものである。このようなリードフレーム10は、矩形状の外形を有する枠体13と、枠体13内に多列および多段に(マトリックス状に)配置された、多数のパッケージ領域14とを備えている。枠体13内には、パッケージ領域14が存在しない部分である帯状の露出領域29が複数形成されている。この露出領域29については後述する。
図2に示すように、複数のパッケージ領域14は、各々LED素子21が搭載されるダイパッド25と、ダイパッド25に離間して設けられたリード部26とを含んでいる。
一つのパッケージ領域14内のダイパッド25とリード部26との間には、隙間16が形成されており、ダイシングされた後(図14(d))、ダイパッド25とリード部26とは互いに電気的に絶縁されるようになっている。なお、各パッケージ領域14は、それぞれ個々の半導体装置20に対応する領域である。図2において、各パッケージ領域14を、長方形状の二点鎖線で示している。
なお、本明細書において、図1に示すように、リードフレーム10の長手方向がX方向に対応し、リードフレーム10の長手方向に垂直な方向がY方向に対応する。すなわち図2に示すように、各パッケージ領域14内のリード部26とダイパッド25とを左右に並べて配置した場合の横方向がX方向に対応し、縦方向がY方向に対応する。
また、図2に示すように、各パッケージ領域14内のリード部26は、図2の上方(Y方向プラス側)および下方(Y方向マイナス側)に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26と、それぞれリード連結部52によって連結されている。さらに、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、図2の上方(Y方向プラス側)および下方(Y方向マイナス側)に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25と、それぞれダイパッド連結部53により連結されている。
さらに、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、図2の右方(X方向プラス側)に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26と、パッケージ領域連結部54により連結されている。さらにまた、各パッケージ領域14内のリード部26は、図2の左方(X方向マイナス側)に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25と、パッケージ領域連結部54により連結されている。
これらリード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54は、裏面側からハーフエッチングされることにより、リードフレーム10の他の部分より薄肉状に形成されている。なお、最も外周に位置するパッケージ領域14内のリード部26およびダイパッド25は、リード連結部52、ダイパッド連結部53、およびパッケージ領域連結部54のうちの1つまたは複数によって、枠体13に連結されている。
一方、図3の断面図に示すように、リードフレーム10は、リードフレーム本体11と、リードフレーム本体11上に形成されためっき層12とからなっている。
このうちリードフレーム本体11は金属板からなっている。リードフレーム本体11を構成する金属板の材料としては、例えば銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等を挙げることができる。このリードフレーム本体11の厚みは、半導体装置の構成にもよるが、0.05mm〜0.5mmとすることが好ましい。
また、めっき層12は、リードフレーム本体11の表面および裏面を含む全面に設けられている。表面側のめっき層12は、LED素子21からの光を反射するための反射層として機能する。他方、裏面側のめっき層12は、はんだとの密着性を高める役割を果たす。このめっき層12は、例えば銀(Ag)の電解めっき層からなっている。めっき層12は、その厚みが極薄く形成されており、具体的には0.005μm〜0.2μmとされることが好ましい。なお、めっき層12は、必ずしもリードフレーム本体11の表面および裏面の全体に設ける必要はなく、リードフレーム本体11の表面および裏面のうち、一部のみに設けても良い。
また、ダイパッド25の裏面に、第1のアウターリード部27が形成され、リード部26の底面に、第2のアウターリード部28が形成されている。第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28は、それぞれ半導体装置20と外部の配線基板(図示せず)とを接続する際に用いられる。
樹脂付リードフレームの構成
次に、図4乃至図8により、図1乃至図3に示す樹脂付リードフレームの一実施の形態について説明する。図4は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す全体平面図であり、図5および図6は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図であり、図7は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す部分拡大平面図であり、図8は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図である。
次に、図4乃至図8により、図1乃至図3に示す樹脂付リードフレームの一実施の形態について説明する。図4は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す全体平面図であり、図5および図6は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図であり、図7は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す部分拡大平面図であり、図8は、本実施の形態による樹脂付リードフレームを示す断面図である。
図4乃至図8に示す樹脂付リードフレーム30は、LED素子21(図9および図10参照)を載置するために用いられるものである。このような樹脂付リードフレーム30は、リードフレーム10と、リードフレーム10上に設けられた反射樹脂23とを備えている。
このうちリードフレーム10は、複数のダイパッド25と、各ダイパッド25に離間してそれぞれ設けられた複数のリード部26とを有している。なお、リードフレーム10の構成は、上述した図1乃至図3に示すものと同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
一方、反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されており、LED素子21(後述)を取り囲むLED素子収納部23aを有している。また、LED素子収納部23aの内側には側壁23bが形成されている。さらに、ダイパッド25とリード部26との間の隙間16にも、反射樹脂23が充填されている。
また、図4に示すように、反射樹脂23は、互いに分離されるとともに互いに同一の形状を有する複数の反射樹脂ブロック23cから構成されている。各反射樹脂ブロック23cは、Y方向に沿って細長状に延びており、それぞれ内部に上述したLED素子収納部23aが形成されている。この場合、各反射樹脂ブロック23cは、縦横に配列された複数のLED素子収納部23aを含んでいるが、これに限られるものではなく、各反射樹脂ブロック23cが少なくとも1つのLED素子収納部23aを含んでいればよい。
各反射樹脂ブロック23cは、リードフレーム10の表面10a側において、隣接する反射樹脂ブロック23cに対して完全に分離されている。また、互いに隣接する反射樹脂ブロック23c同士の間には、それぞれリードフレーム10が露出する帯状の露出領域29が形成されている。各帯状の露出領域29は、その長手方向がY方向に対して平行であり、それぞれリードフレーム10の外形を構成する長方形の一方の長辺から他方の長辺まで途切れることなく延びている。なお、本実施の形態において、複数の露出領域29は、互いに同一の幅を有するとともに等間隔で並んでいるが、必ずしもこれに限るものではない。
反射樹脂23は、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成されたものである。反射樹脂23に使用される熱可塑性樹脂については、特に耐熱性、耐候性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。このような熱可塑性樹脂の種類としては、例えばポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等を使用することができるが、とりわけ液晶ポリマーを使用することが好ましい。液晶ポリマーを用いた場合、反射樹脂23の射出方向に沿ってポリマーが配向するので、例えば、反射樹脂23の射出方向を露出領域29の長手方向(Y方向)に平行にすることにより、反射樹脂23が露出領域29の長手方向(Y方向)に反ることを防止乃至軽減することができる。さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、LED素子収納部23aの底面及び側壁23bにおいて、発光素子からの光の反射率を増大させ、半導体装置20全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
半導体装置の構成
次に、図9および図10により、図4乃至図8に示す樹脂付リードフレーム30を用いて作製された半導体装置の一実施の形態について説明する。図9および図10は、それぞれ半導体装置(SONタイプ)を示す断面図および平面図である。
次に、図9および図10により、図4乃至図8に示す樹脂付リードフレーム30を用いて作製された半導体装置の一実施の形態について説明する。図9および図10は、それぞれ半導体装置(SONタイプ)を示す断面図および平面図である。
図9および図10に示すように、半導体装置(LEDパッケージ)20は、(個片化された)リードフレーム10と、リードフレーム10のダイパッド25に載置されたLED素子21と、LED素子21とリードフレーム10のリード部26とを電気的に接続するボンディングワイヤ(導電部)22とを備えている。
また、LED素子21を取り囲むように(個片化された)反射樹脂23が設けられており、LED素子21は、反射樹脂23のLED素子収納部23a内に収納されている。さらに、LED素子21とボンディングワイヤ22とは、透光性の封止樹脂24によって封止されている。この封止樹脂24は、反射樹脂23のLED素子収納部23a内に充填されている。
以下、このような半導体装置20を構成する各構成部材について、順次説明する。
LED素子21は、発光層として例えばGaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP、またはInGaN等の化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。このようなLED素子21としては、従来一般に用いられているものを使用することができる。
またLED素子21は、はんだまたはダイボンディングペーストにより、反射樹脂23のLED素子収納部23a内においてダイパッド25上に固定実装されている。なお、ダイボンディングペーストを用いる場合、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが可能である。
ボンディングワイヤ22は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、その一端がLED素子21の端子部21aに接続されるとともに、その他端がリード部26上に接続されている。
反射樹脂23は、上述したように、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成されたものである。反射樹脂23の形状は、射出成形に使用する金型の設計により、様々に実現することが可能である。例えば、反射樹脂23の全体形状を、図9および図10に示すように直方体としても良く、あるいは円筒形または錐形等の形状とすることも可能である。またLED素子収納部23aの底面は、長円形、レーストラック形、矩形、円形、楕円形または多角形等とすることができる。LED素子収納部23aの側壁23bの断面形状は、図9のように直線から構成されていても良いし、あるいは曲線から構成されていてもよい。
封止樹脂24としては、光の取り出し効率を向上させるために、半導体装置20の発光波長において光透過率が高く、また屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。したがって耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を選択することが可能である。特に、LED素子21として高輝度LEDを用いる場合、封止樹脂24が強い光にさらされるため、封止樹脂24は高い耐候性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
なお、リードフレーム10の詳細については、図1乃至図3を用いて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
リードフレームの製造方法
次に、図1乃至図3に示すリードフレーム10の製造方法について、図11(a)−(f)を用いて説明する。なお、図11(a)−(f)は、本実施の形態によるリードフレーム10の製造方法を示す断面図であり、図3に示す断面に対応している。
次に、図1乃至図3に示すリードフレーム10の製造方法について、図11(a)−(f)を用いて説明する。なお、図11(a)−(f)は、本実施の形態によるリードフレーム10の製造方法を示す断面図であり、図3に示す断面に対応している。
まず図11(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、上述のように銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等からなる金属基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図11(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図11(c))。
次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図11(d))。腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができる。例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
次いで、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、枠体13と、複数のダイパッド25と、複数のリード部26とを含むリードフレーム本体11が得られる(図11(e))。
次に、リードフレーム本体11の表面および裏面に電解めっきを施すことにより、リードフレーム本体11上に金属(例えば銀)を析出させて、リードフレーム本体11の表面および裏面を含む全面にめっき層12を形成する(図11(f))。なお、リードフレーム本体11の一部のみにめっき層12を形成しても良い。
このようにして、図1乃至図3に示すリードフレーム10が得られる(図11(f))。
樹脂付リードフレームの製造方法
次に、図4乃至図8に示す樹脂付リードフレーム30の製造方法について、図12(a)−(d)および図13(a)−(d)を用いて説明する。図12(a)−(d)および図13(a)−(d)は、それぞれ本実施の形態による樹脂付リードフレーム30の製造方法を示す断面図である。このうち図12(a)−(d)は、図8に示す断面(図7のVIII−VIII線断面)に対応しており、図13(a)−(d)は、図4のXII−XII線断面に対応している。
次に、図4乃至図8に示す樹脂付リードフレーム30の製造方法について、図12(a)−(d)および図13(a)−(d)を用いて説明する。図12(a)−(d)および図13(a)−(d)は、それぞれ本実施の形態による樹脂付リードフレーム30の製造方法を示す断面図である。このうち図12(a)−(d)は、図8に示す断面(図7のVIII−VIII線断面)に対応しており、図13(a)−(d)は、図4のXII−XII線断面に対応している。
まず上述した工程により(図11(a)−(f))、リードフレーム10を作製する(図12(a)、図13(a))。
続いて、このリードフレーム10を、射出成形機(図示せず)の射出成形金型装置40内に装着する(図12(b)、図13(b))。
この射出成形金型装置40は、リードフレーム10が載置される下型42と、下型42上に配置された上型43と、下型42および上型43に接続された制御部44とを備えている。本実施の形態において、このように、下型42と上型43と制御部44とを備えた射出成形金型装置40も提供する。
図12(b)、図13(b)に示すように、リードフレーム10が射出成形金型装置40の下型42上に載置された後、上型43が下型42に対して相対的に接近し、上型43が下型42上に配置されることにより、リードフレーム10が上型43と下型42との間に保持される。
ところで、図13(b)に示すように、下型42上にはリードフレーム10を収容する凹部42aが形成されている。リードフレーム10が凹部42aに収容されることにより、リードフレーム10を下型42上で正しく位置決めすることができる。また、下型42の凹部42aはリードフレーム10に対応する平面形状を有している。さらに、下型42の凹部42aの深さは、リードフレーム10の厚みと略同一となっている。すなわち、リードフレーム10が凹部42aに収容された際、下型42の表面42b(凹部42a以外の表面)とリードフレーム10の表面10aとがほぼ同一平面上に位置するか、又はリードフレーム10の表面10aが下型42の表面42bより0mm超0.1mm以下の範囲で高くなっている。これにより、上型43のゲートランナー部43b側から熱可塑性樹脂材料を供給した際、熱可塑性樹脂材料が下型42の表面42bからリードフレーム10の表面10a上へスムーズに流れるようになっている。
上型43は、下型42との間で反射樹脂23の成形空間43aを形成している。この成形空間43aは、反射樹脂23の形状に対応するとともに、熱可塑性樹脂材料を導入するゲートランナー部43bに連通されている。
また、制御部44は、下型42および上型43の温度を制御することが可能であり、この場合、予め下型42の温度を上型43の温度より高く設定するようになっている。すなわち下型42の温度をTMとし、上型43の温度TRとしたとき、TM>TRとなっている。これらの温度TM、TRの差ΔT(=TM−TR)は、リードフレーム10の材料(例えば銅)の熱膨張係数と、反射樹脂23の材料(液晶ポリマー)の熱膨張係数とを考慮して定めることができる。具体的には、ΔTは例えば10℃〜60℃とすることができる。
次に、上型43の成形空間43a内に、例えば液晶ポリマーからなる熱可塑性樹脂材料を射出成形することにより、リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23を形成する。この際、射出成形機の樹脂供給部(図示せず)から熱可塑性樹脂材料が供給され、この熱可塑性樹脂材料は、ゲートランナー部43bを通過して、成形空間43a内に流し込まれる。その後、熱可塑性樹脂材料を下型42および上型43の間で硬化させることにより、リードフレーム10の表面10aに反射樹脂23が形成される(図12(c)、図13(c))。なお、ダイパッド25とリード部26との間の隙間16にも反射樹脂23が充填される(図12(c))。
次いで、反射樹脂23が形成されたリードフレーム10を下型42および上型43から取り出す。この反射樹脂23およびリードフレーム10は、下型42および上型43内で制御部44によって加熱されており、下型42および上型43から取り出された後、反射樹脂23およびリードフレーム10は徐々に冷却される。本実施の形態において、上述したように、下型42の温度を上型43の温度より高く設定したことにより、取り出された直後、リードフレーム10の温度は反射樹脂23の温度より高くなっている。一方、一般に、反射樹脂23の材料の熱膨張係数は、リードフレーム10の材料の熱膨張係数より大きい。したがって、リードフレーム10および反射樹脂23が冷却されて温度が同一となったとき、その一方が過剰に収縮することが無い。これにより、リードフレーム10および反射樹脂23の熱膨張係数の違いによってこれらに反りが生じることを防止乃至軽減することができる。
その後、ゲートランナー部43bに対応するゲートランナー樹脂23dをリードフレーム10および反射樹脂23に対して折り曲げることにより、ゲートランナー樹脂23dを取り除く(ゲートブレイク)。このようにして、反射樹脂23とリードフレーム10とが一体に形成された樹脂付リードフレーム30が得られる(図12(d)、図13(d))。
ところで、本実施の形態において、上述したように、反射樹脂23を形成する工程において(図13(c))、例えば液晶ポリマーからなる熱可塑性樹脂材料は、露出領域29(図4参照)の長手方向に平行に射出されるようになっている。すなわち、熱可塑性樹脂材料は、Y方向プラス側からY方向マイナス側に向けて射出される。この場合、熱可塑性樹脂材料を構成する液晶ポリマーがその射出方向に沿って配向するので、反射樹脂23の強度が露出領域29の長手方向(Y方向)に沿って高められ、反射樹脂23が露出領域29の長手方向(Y方向)に反ってしまう不具合を防止乃至軽減することができる。
また、本実施の形態において、上述したように、反射樹脂23は、互いに分離されるとともに互いに同一の形状を有する複数の反射樹脂ブロック23cから構成されており、互いに隣接する反射樹脂ブロック23c同士の間には、リードフレーム10が露出する帯状の露出領域29が形成されている。これにより、反射樹脂23の存在しない複数の領域が露出領域29の長手方向に直交する方向(X方向)に沿って間隔を空けて存在するので、反射樹脂23がこの方向(X方向)に反ってしまう不具合を防止乃至軽減することができる。
半導体装置の製造方法
次に、図9および図10に示す半導体装置20の製造方法について、図14(a)−(e)を用いて説明する。図14(a)−(e)は、本実施の形態による半導体装置20の製造方法を示す断面図であり、図3に示す断面に対応している。
次に、図9および図10に示す半導体装置20の製造方法について、図14(a)−(e)を用いて説明する。図14(a)−(e)は、本実施の形態による半導体装置20の製造方法を示す断面図であり、図3に示す断面に対応している。
まず、上述した工程(図12(a)−(d)、図13(a)−(d))により、樹脂付リードフレーム30を作製し、この樹脂付リードフレーム30の反射樹脂23の各LED素子収納部23a内であって、リードフレーム10のダイパッド25上にLED素子21を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、LED素子21をダイパッド25上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図14(a))。
次に、LED素子21の端子部21aと、リード部26表面とを、ボンディングワイヤ22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図14(b))。
その後、反射樹脂23のLED素子収納部23a内に封止樹脂24を充填し、封止樹脂24によりLED素子21とボンディングワイヤ22とを封止する(図14(c))。
次に、反射樹脂23およびリードフレーム10のうち各パッケージ領域14間に位置する部分を切断することにより、反射樹脂23およびリードフレーム10をLED素子21毎に分離する(ダイシング工程)(図14(d))。この際、まずリードフレーム10をダイシングテープ37上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード38によって、各LED素子21間の反射樹脂23、ならびにリードフレーム10のリード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54を切断する。
このようにして、図9および図10に示す半導体装置20を得ることができる(図14(e))。
以上説明したように本実施の形態によれば、リードフレーム10の表面10aに熱可塑性樹脂材料を射出成形することにより反射樹脂23を形成するので、熱硬化性樹脂材料をトランスファ成形する場合と比べて、成形時間を短縮することができ、樹脂付リードフレーム30の生産性を向上することができる。また、反射樹脂23を形成する際、下型42の温度を上型43の温度より高くしたことにより、リードフレーム10の熱膨張係数と反射樹脂23の熱膨張係数とが異なることにより、リードフレーム10および反射樹脂23に反りが生じる不具合を防止乃至軽減することができる。
また、本実施の形態によれば、反射樹脂23は、互いに分離された複数の反射樹脂ブロック23cを含み、互いに隣接する反射樹脂ブロック23c間に、リードフレーム10が露出する帯状の露出領域29が形成されるので、反射樹脂23が露出領域29の長手方向に直交する方向(X方向)に反る不具合を防止乃至軽減することができる。
さらに、本実施の形態によれば、熱可塑性樹脂材料は液晶ポリマーからなり、熱可塑性樹脂材料は、露出領域29の長手方向(Y方向)に平行に射出されるので、反射樹脂23が露出領域29の長手方向(Y方向)に反る不具合を防止乃至軽減することができる。
10 リードフレーム
11 リードフレーム本体
12 めっき層
13 枠体
20 半導体装置
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 反射樹脂
23a LED素子収納部
23c 反射樹脂ブロック
24 封止樹脂
25 ダイパッド
26 リード部
27 第1のアウターリード部
28 第2のアウターリード部
29 露出領域
30 樹脂付リードフレーム
40 射出成形金型装置
42 下型
42a 凹部
42b 表面
43 上型
43a 成形空間
43b ゲートランナー部
44 制御部
52 リード連結部
53 ダイパッド連結部
54 パッケージ領域連結部
11 リードフレーム本体
12 めっき層
13 枠体
20 半導体装置
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 反射樹脂
23a LED素子収納部
23c 反射樹脂ブロック
24 封止樹脂
25 ダイパッド
26 リード部
27 第1のアウターリード部
28 第2のアウターリード部
29 露出領域
30 樹脂付リードフレーム
40 射出成形金型装置
42 下型
42a 凹部
42b 表面
43 上型
43a 成形空間
43b ゲートランナー部
44 制御部
52 リード連結部
53 ダイパッド連結部
54 パッケージ領域連結部
Claims (12)
- 複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有する反射樹脂とを備えた樹脂付リードフレームの製造方法において、
下型上にリードフレームを載置する工程と、
下型上に、下型との間で反射樹脂の成形空間を形成する上型を配置する工程と、
上型の成形空間内に熱可塑性樹脂材料を射出成形して、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する工程とを備え、
リードフレームの表面に反射樹脂を形成する工程において、下型の温度を上型の温度より高くすることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法。 - 反射樹脂は、互いに分離された複数の反射樹脂ブロックを含み、各反射樹脂ブロックに少なくとも1つのLED素子収納部が形成され、互いに隣接する反射樹脂ブロック間に、リードフレームが露出する帯状の露出領域が形成されることを特徴とする請求項1記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
- 反射樹脂を形成する工程において、熱可塑性樹脂材料は、露出領域の長手方向に平行に射出されることを特徴とする請求項2記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
- 熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
- 下型上に、リードフレームを収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
- 下型の凹部にリードフレームを収容した際、下型の表面とリードフレームの表面とが同一平面上に位置するか、又はリードフレームの表面が下型の表面より0mm超0.1mm以下の範囲で高くなっていることを特徴とする請求項5記載の樹脂付リードフレームの製造方法。
- 半導体装置の製造方法において、
請求項1乃至6のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームの製造方法により、樹脂付リードフレームを作製する工程と、
反射樹脂の各LED素子収納部内であって各ダイパッド上にLED素子を搭載する工程と、
LED素子と各リード部とを導電部により接続する工程と、
反射樹脂の各LED素子収納部内に封止樹脂を充填する工程と、
反射樹脂およびリードフレームを切断することにより、反射樹脂およびリードフレームをLED素子毎に分離する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有する反射樹脂とを備えた樹脂付リードフレームを製造するための射出成形金型装置において、
リードフレームが載置される下型と、
下型上に配置され、下型との間で反射樹脂の成形空間を形成する上型と、
下型および上型に接続され、下型および上型の温度を制御する制御部とを備え、
上型の成形空間内に熱可塑性樹脂材料が射出成形されることにより、リードフレームの表面に反射樹脂が形成され、
制御部は、リードフレームの表面に反射樹脂を形成する際、下型の温度を上型の温度より高くすることを特徴とする射出成形金型装置。 - 下型上に、リードフレームを収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項8記載の射出成形金型装置。
- 下型の凹部にリードフレームを収容した際、下型の表面とリードフレームの表面とが同一平面上に位置するか、又はリードフレームの表面が下型の表面より0mm超0.1mm以下の範囲で高くなっていることを特徴とする請求項9記載の射出成形金型装置。
- 樹脂付リードフレームにおいて、
複数のダイパッドと各ダイパッドに離間してそれぞれ設けられた複数のリード部とを有するリードフレームと、
リードフレーム上に設けられ、複数のLED素子収納部を有するとともに熱可塑性樹脂材料からなる反射樹脂とを備え、
反射樹脂は、互いに分離された複数の反射樹脂ブロックを含み、各反射樹脂ブロックに少なくとも1つのLED素子収納部が形成され、互いに隣接する反射樹脂ブロック間に、リードフレームが露出する帯状の露出領域が形成されることを特徴とする樹脂付リードフレーム。 - 熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項11記載の樹脂付リードフレーム。
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JP2013269293A JP2015126091A (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 樹脂付リードフレームの製造方法、半導体装置の製造方法、射出成形金型装置および樹脂付リードフレーム |
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- 2013-12-26 JP JP2013269293A patent/JP2015126091A/ja active Pending
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KR101927475B1 (ko) * | 2016-06-15 | 2018-12-10 | 협 손 | 엘이디 리드프레임 제조용 금형 코어 |
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