JP2016042545A - 樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体 - Google Patents
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Abstract
【課題】光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体を提供する。
【解決手段】樹脂付きリードフレーム15は、複数の端子部11、12を有し、端子部のうち少なくとも1つに光半導体素子2が配置されるリードフレーム10と、複数の端子部間に形成される樹脂層20とを備え、光半導体素子2が配置される端子部11には、表面から窪んだ素子配置部13が形成され、素子配置部13は、その深さ寸法dが、光半導体素子の高さ寸法hよりも大きい寸法(d>h)で形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】樹脂付きリードフレーム15は、複数の端子部11、12を有し、端子部のうち少なくとも1つに光半導体素子2が配置されるリードフレーム10と、複数の端子部間に形成される樹脂層20とを備え、光半導体素子2が配置される端子部11には、表面から窪んだ素子配置部13が形成され、素子配置部13は、その深さ寸法dが、光半導体素子の高さ寸法hよりも大きい寸法(d>h)で形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、光半導体素子を実装する光半導体装置用の樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体に関するものである。
従来、LED素子等の光半導体素子は、電気的に絶縁された2つの端子部を有するリードフレームに固定され、光半導体装置として照明装置等の基板に実装されていた(例えば、特許文献1)。特許文献1の光半導体装置は、リードフレームの上面において、光半導体素子の周囲を囲むようにしてリフレクタ部を設け、光半導体素子から発する光を制御している。
しかし、このような光半導体装置は、リフレクタ部が白色系の樹脂等で形成されているため、光半導体素子の発光によって生じる熱によりリフレクタ部の樹脂が劣化し変色してしまい、光の反射特性が低下してしまう場合があった。また、光半導体装置の外部環境における水分やガスなどが、樹脂で形成されたリフレクタ部と、銅などの金属で形成されたリードフレームとの界面から光半導体素子の配置部分へと浸入してしまい、リフレクタ部の反射面を変色させたり、めっき層を腐食させたりしてしまう場合があり、これによっても光反射特性を低下させてしまう場合があった。さらに、リフレクタ部を樹脂で形成する方法としては従来金型を用いた樹脂成形が用いられてきたが、光半導体装置を小型化すると樹脂バリの影響が多くなり、光半導体装置の小型化を制限する要因となる場合があった。
本発明の課題は、光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
第1の発明は、複数の端子部(11、12)を有し、前記端子部のうち少なくとも1つに光半導体素子(2)が配置されるリードフレーム(10)と、複数の前記端子部間に形成される樹脂層(20)とを備え、前記光半導体素子が配置される端子部(11)には、表面から窪んだ素子配置部(13)が形成され、前記素子配置部は、その深さ寸法(d)が、前記光半導体素子の高さ寸法(h)よりも大きい寸法(d>h)で形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレーム(15)である。
第2の発明は、第1の発明の樹脂付きリードフレーム(15)において、前記端子部(11)は、少なくとも前記素子配置部(13)の窪んだ領域の表面に、光を反射する反射層(14)が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第3の発明は、第2の発明の樹脂付きリードフレーム(15)において、前記反射層(14)と前記素子配置部(13)の表面との間には、前記反射層を保護する保護層が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(115)において、当該樹脂付きリードフレームの前記素子配置部(13)が形成される側の面の外周縁に沿うようにして枠部(50)が設けられていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第5の発明は、第4の発明の樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部(50)は、絶縁材料により形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第6の発明は、第4の発明の樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部(50)は、当該樹脂付きリードフレームに対して絶縁材料により接着されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第7の発明は、第4の発明から第6の発明のいずれかの樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部の厚さ寸法(d2)は、前記リードフレーム(10)の厚さ寸法(d3)よりも小さい(d3>d2)こと、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第8の発明は、第1の発明から第7の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(15)が多面付けされていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。
第9の発明は、第1の発明から第8の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(15)と、前記素子配置部(13)に接続される光半導体素子(2)と、前記光半導体素子を前記素子配置部に封止する封止樹脂層(30)と、を備える光半導体装置(1)である。
第10の発明は、第9の発明の光半導体装置(1)が多面付けされていること、を特徴とする光半導体装置の多面付け体である。
第2の発明は、第1の発明の樹脂付きリードフレーム(15)において、前記端子部(11)は、少なくとも前記素子配置部(13)の窪んだ領域の表面に、光を反射する反射層(14)が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第3の発明は、第2の発明の樹脂付きリードフレーム(15)において、前記反射層(14)と前記素子配置部(13)の表面との間には、前記反射層を保護する保護層が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(115)において、当該樹脂付きリードフレームの前記素子配置部(13)が形成される側の面の外周縁に沿うようにして枠部(50)が設けられていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第5の発明は、第4の発明の樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部(50)は、絶縁材料により形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第6の発明は、第4の発明の樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部(50)は、当該樹脂付きリードフレームに対して絶縁材料により接着されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第7の発明は、第4の発明から第6の発明のいずれかの樹脂付きリードフレーム(115)において、前記枠部の厚さ寸法(d2)は、前記リードフレーム(10)の厚さ寸法(d3)よりも小さい(d3>d2)こと、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第8の発明は、第1の発明から第7の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(15)が多面付けされていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。
第9の発明は、第1の発明から第8の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム(15)と、前記素子配置部(13)に接続される光半導体素子(2)と、前記光半導体素子を前記素子配置部に封止する封止樹脂層(30)と、を備える光半導体装置(1)である。
第10の発明は、第9の発明の光半導体装置(1)が多面付けされていること、を特徴とする光半導体装置の多面付け体である。
本発明によれば、光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる。
(第1実施形態)
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の光半導体装置1の全体構成を示す図である。
図1(a)は、光半導体装置1の平面図を示し、図1(b)は、光半導体装置1の裏面図を示し、図1(c)は、図1(a)のc−c断面図を示す。
図2は、第1実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図2(a)は、リードフレームの多面付け体の平面図を示し、図2(b)は、図2(a)のb−b断面図を示す。
図3は、第1実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図3(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体の平面図を示し、図3(b)は、図3(a)のb−b断面図を示す。
各図において、光半導体装置1の端子部11、12の配列方向をX方向、端子部の厚み方向をZ方向、幅方向をY方向とする。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の光半導体装置1の全体構成を示す図である。
図1(a)は、光半導体装置1の平面図を示し、図1(b)は、光半導体装置1の裏面図を示し、図1(c)は、図1(a)のc−c断面図を示す。
図2は、第1実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図2(a)は、リードフレームの多面付け体の平面図を示し、図2(b)は、図2(a)のb−b断面図を示す。
図3は、第1実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図3(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体の平面図を示し、図3(b)は、図3(a)のb−b断面図を示す。
各図において、光半導体装置1の端子部11、12の配列方向をX方向、端子部の厚み方向をZ方向、幅方向をY方向とする。
光半導体装置1は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したLED素子2が発光する照明装置である。光半導体装置1は、図1に示すように、LED素子2(光半導体素子)、リードフレーム10、樹脂層20、封止樹脂層30を備える。
光半導体装置1は、リードフレームの多面付け体(図2参照)に樹脂層20が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)の各端子部に、LED素子2を電気的に接続し、封止樹脂層30を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。なお、図2、図3において、各多面付け体は、破線でダイシングされることによって、リードフレーム10、樹脂付きリードフレーム15にそれぞれ個片化される。
光半導体装置1は、リードフレームの多面付け体(図2参照)に樹脂層20が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)の各端子部に、LED素子2を電気的に接続し、封止樹脂層30を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。なお、図2、図3において、各多面付け体は、破線でダイシングされることによって、リードフレーム10、樹脂付きリードフレーム15にそれぞれ個片化される。
LED素子2は、発光層として一般に用いられるLED(発光ダイオード)の素子であり、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、又は、InGaN等の各種GaN系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。
リードフレーム10は、一対の端子部、すなわち、LED素子2が載置、接続される端子部11と、ボンディングワイヤ3を介してLED素子2に接続される端子部12とから構成される。
端子部11、12は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%〜43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
端子部11、12は、図2に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部11、12は、1枚の金属基板(銅板)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。特に、端子部11の素子配置部13が形成される側の面と、端子部12のボンディングワイヤ3が接続される面を同一平面とする構成の場合、エッチングで形成するのが容易となるとともに、端子部11と端子部12の間に形成される樹脂層20の表面と端子部11、12の面が同一平面となり、樹脂層20の形成が容易となる。
端子部11、12は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%〜43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
端子部11、12は、図2に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部11、12は、1枚の金属基板(銅板)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。特に、端子部11の素子配置部13が形成される側の面と、端子部12のボンディングワイヤ3が接続される面を同一平面とする構成の場合、エッチングで形成するのが容易となるとともに、端子部11と端子部12の間に形成される樹脂層20の表面と端子部11、12の面が同一平面となり、樹脂層20の形成が容易となる。
端子部11は、図1に示すように、その表面にLED素子2が配置される素子配置部13が形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面11bが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部11は、LED素子2が配置されるため、端子部12に比べ、平面視における外形が大きく形成されている。
ここで、平面視とは、リードフレームの厚み方向(Z方向)から、リードフレームの多面付け体MS等の表面を視た状態をいい、例えば、図1(a)や、図2(a)等に示すように、平面図で表されるものをいう。
ここで、平面視とは、リードフレームの厚み方向(Z方向)から、リードフレームの多面付け体MS等の表面を視た状態をいい、例えば、図1(a)や、図2(a)等に示すように、平面図で表されるものをいう。
素子配置部13は、端子部11の表面側(+Z側)から窪んだ凹部であり、その凹部内にLED素子2が配置されることによって、LED素子2から発光する光の方向等を制御する。素子配置部13は、LED素子2が配置され、また、ボンディングワイヤ3によってLED素子2と接続されるLED端子面13aと、LED素子2から発光した光を反射する側壁面13bとから構成される。
素子配置部13は、LED端子面13aにLED素子2が配置された場合に、図1(c)に示すように、LED素子2の上面が、端子部11の表面よりも低くなるように形成される。そのため、素子配置部13は、その深さdがLED素子2の高さ(厚み)hよりも大きく形成され(d>h)、また、LED端子面13aの平面視における外形が、LED素子2の外形より大きく形成されている。
素子配置部13は、LED端子面13aにLED素子2が配置された場合に、図1(c)に示すように、LED素子2の上面が、端子部11の表面よりも低くなるように形成される。そのため、素子配置部13は、その深さdがLED素子2の高さ(厚み)hよりも大きく形成され(d>h)、また、LED端子面13aの平面視における外形が、LED素子2の外形より大きく形成されている。
また、LED素子2の光の反射効率向上の観点から、側壁面13bは、端子部11の表面における素子配置部13の開口部の面積が、LED端子面13aの面積よりも広くなるように傾斜しているのが好ましい。ここで、この側壁面13bは、図1(c)に示すように、その断面形状が多角形状に形成されているが、これに限定されるものでなく、直線状に傾斜させたり、円弧状や、放物線状に形成したりしてもよい。
このように素子配置部13は、LED素子2がLED端子面13aに配置されることによって、LED素子2から発光する光を、側壁面13bで反射させて光半導体装置1から効率よく出射させることができる。
このように素子配置部13は、LED素子2がLED端子面13aに配置されることによって、LED素子2から発光する光を、側壁面13bで反射させて光半導体装置1から効率よく出射させることができる。
従来の樹脂付きリードフレーム(以下、比較例の樹脂付きリードフレームという)は、上述の特許文献1に記載されているように、樹脂部を有する金属製のリードフレーム上に白色系の樹脂等から形成されるリフレクタ部が設けられている。このようにリードフレームとリフレクタ部が別部材で構成されている場合、光半導体装置の外部環境における水分やガス等が、リードフレームとリフレクタ部との界面から浸入してしまい、リフレクタ部の樹脂を変色させたり、めっき層を腐食させたりしてしまい、LED素子の光の反射特性を低下させてしまう可能性がある。また、リフレクタ部が樹脂で形成されていると、LED素子の発光によって生じる熱によってもリフレクタ部が変色してしまう場合があり、これによっても光の反射特性を低下させてしまう場合がある。
これに対し、本実施形態の樹脂付きリードフレーム15は、上述したように、端子部11に表面から窪んだ素子配置部13を形成し、その素子配置部13内にLED素子2を配置してリフレクタとしての機能を実現しているため、リードフレーム(端子部)とリフレクタ部との間に界面が形成されず、両者を一体で構成している。そのため、本実施形態の樹脂付きリードフレーム15は、光半導体装置1を製造した場合において、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのような問題が生じてしまうのを抑制することができる。
端子部12は、その表面にLED素子2のボンディングワイヤ3が接続されるLED端子面12aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面12bが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
なお、端子部11、12は、図2及び図3に示すように、リードフレームや樹脂付きリードフレームが多面付け体の状態である場合、隣り合う他のリードフレーム10(樹脂付きリードフレーム15)の端子部11、12と電気的に導通されるが、光半導体装置1の多面付け体(図6参照)を形成した後に、光半導体装置1(樹脂付きリードフレーム15)の外形(図3、図6の破線)に合わせて切断(ダイシング)することによって絶縁される。なお、樹脂付きリードフレーム15の切断予定部は、ダイシングなどの切断を容易とするため、ハーフエッチングなどにより肉薄に形成したり、リードフレーム全体を一体に保つための隣り合う他のリードフレームとの橋渡し部分を残して切断予定部分を空隙とした構成にしたりする場合がある。
なお、端子部11、12は、図2及び図3に示すように、リードフレームや樹脂付きリードフレームが多面付け体の状態である場合、隣り合う他のリードフレーム10(樹脂付きリードフレーム15)の端子部11、12と電気的に導通されるが、光半導体装置1の多面付け体(図6参照)を形成した後に、光半導体装置1(樹脂付きリードフレーム15)の外形(図3、図6の破線)に合わせて切断(ダイシング)することによって絶縁される。なお、樹脂付きリードフレーム15の切断予定部は、ダイシングなどの切断を容易とするため、ハーフエッチングなどにより肉薄に形成したり、リードフレーム全体を一体に保つための隣り合う他のリードフレームとの橋渡し部分を残して切断予定部分を空隙とした構成にしたりする場合がある。
端子部11、12は、その表面及び裏面にめっき層14がめっき処理によって形成されている。
めっき層14は、端子部11の素子配置部13の窪んだ領域の表面にも形成されており、素子配置部13内に配置されるLED素子2の発する光を反射する反射層としての機能を有する。また、各端子部の裏面側(外部端子面11b、12b)に形成されためっき層14は、光半導体装置1が外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。
めっき層14は、素子配置部13内でリフレクタとしての機能を有するため、光反射効率の高い材料、例えば、銀(Ag)や、アルミニウム(Al)、金(Au)等によって形成されるのが望ましい。
めっき層14は、端子部11の素子配置部13の窪んだ領域の表面にも形成されており、素子配置部13内に配置されるLED素子2の発する光を反射する反射層としての機能を有する。また、各端子部の裏面側(外部端子面11b、12b)に形成されためっき層14は、光半導体装置1が外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。
めっき層14は、素子配置部13内でリフレクタとしての機能を有するため、光反射効率の高い材料、例えば、銀(Ag)や、アルミニウム(Al)、金(Au)等によって形成されるのが望ましい。
また、各端子部を構成する銅合金材が、端子部11に配置されるLED素子2の発光熱等によってめっき層14へパイルアップしてしまい、めっき層14の光反射特性を劣化させてしまうのを防ぐために、めっき層14と各端子部との間に、保護層(不図示)を設けるようにしてもよい。この保護層には、例えば、ニッケルや、ニッケル及びパラジウムの混合材を使用することができ、例えば、めっき層14が形成される前に端子部11、12の表面及び裏面にめっき処理されることによって形成される。
樹脂層20は、端子部11、12間の空隙部Sに設けられており、端子部11及び端子部12を電気的に絶縁するとともに、両者を結合させて1つのパッケージの光半導体装置1を形成している。樹脂層20は、端子部11及び端子部12を電気的に絶縁するために樹脂により形成されている。樹脂層20は、その厚みが端子部11、12の厚みと同等又は略同等であり、各端子部と樹脂層20との境界が略平坦に形成される。
樹脂層20は、熱硬化性樹脂や、紫外線硬化性樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
また、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、エポキシアクリレートといったアクリレート系樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。
樹脂層20は、熱硬化性樹脂や、紫外線硬化性樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
また、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、エポキシアクリレートといったアクリレート系樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。
封止樹脂層30は、図1に示すように、LED素子2を素子配置部13内に封止し、樹脂付きリードフレーム15に配置されたLED素子2を保護するとともに、発光したLED素子2の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。封止樹脂層30は、透明又は略透明の樹脂を、LED素子2が配置された素子配置部13内に充填することによって形成され、その表面は、端子部11、12の表面(+Z側の面)と同等又は略同等の高さまで形成される。
封止樹脂層30は、LED素子2の発する光の取り出し効率を向上させるために、LED素子2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。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという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できる。特に、LED素子2に高輝度LED素子を用いる場合、封止樹脂層30は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
更に、光半導体装置1から発する光の色に応じて、有色の蛍光体を含有させるようにしてもよい。例えば、LED素子2の発光色が青色であり、光半導体装置1から発する光を白色にする場合、封止樹脂層30を形成する樹脂に黄色の蛍光体を含有させる。なお、蛍光体を分散した透明樹脂は黄色味を有して白濁した外観であるが、LED素子の発する光を透過する機能を有しているので略透明な樹脂層に含まれるものとする。
更に、光半導体装置1から発する光の色に応じて、有色の蛍光体を含有させるようにしてもよい。例えば、LED素子2の発光色が青色であり、光半導体装置1から発する光を白色にする場合、封止樹脂層30を形成する樹脂に黄色の蛍光体を含有させる。なお、蛍光体を分散した透明樹脂は黄色味を有して白濁した外観であるが、LED素子の発する光を透過する機能を有しているので略透明な樹脂層に含まれるものとする。
次に、光半導体装置の製造方法について説明する。
図4は、第1実施形態の光半導体装置1の製造工程の一例を説明する断面図である。
図4(a)は、レジストパターンが形成された金属基板100を示す図である。図4(b)は、エッチング加工され端子部11、12が形成された金属基板100を示す図である。図4(c)は、端子部間に樹脂層20が形成された金属基板100を示す図である。図4(d)は、レジストパターンが形成された金属基板100を示す図である。図4(e)は、素子配置部13が形成された金属基板100(樹脂付きリードフレームの多面付け体R)を示す図である。図4(f)は、表面及び裏面にめっき層14が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図4(g)は、素子配置部13にLED素子2を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図4(h)は、素子配置部13内に封止樹脂層30が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。なお、図4の各図は、図2(b)又は図3(b)の断面図に対応する図である。
図4は、第1実施形態の光半導体装置1の製造工程の一例を説明する断面図である。
図4(a)は、レジストパターンが形成された金属基板100を示す図である。図4(b)は、エッチング加工され端子部11、12が形成された金属基板100を示す図である。図4(c)は、端子部間に樹脂層20が形成された金属基板100を示す図である。図4(d)は、レジストパターンが形成された金属基板100を示す図である。図4(e)は、素子配置部13が形成された金属基板100(樹脂付きリードフレームの多面付け体R)を示す図である。図4(f)は、表面及び裏面にめっき層14が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図4(g)は、素子配置部13にLED素子2を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図4(h)は、素子配置部13内に封止樹脂層30が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。なお、図4の各図は、図2(b)又は図3(b)の断面図に対応する図である。
リードフレーム10の製造において、金属基板100を加工してリードフレーム10を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム10の製造方法について説明する。
まず、平板状の金属基板100を用意し、リードフレームの端子部11及び端子部12を形成するために、空隙部Sを形成する。具体的には、図4(a)に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分(端子部11、12が形成される部分)にレジストパターン40a、40bを形成する。なお、レジストパターン40a、40bの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いることができるが、アクリル系、カゼイン、ゼラチンなどのタンパク質系、ポリビニルアルコール(PVA)系などが酸性のエッチング液耐性が高いため望ましい。
そして、レジストパターン40a、40bを耐エッチング膜として、金属基板100に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板100の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板100として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板100の両面からスプレーエッチングすることができる。
そして、レジストパターン40a、40bを耐エッチング膜として、金属基板100に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板100の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板100として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板100の両面からスプレーエッチングすることができる。
ここで、リードフレーム10には、端子部11、12間の空隙部Sのように貫通した空間と、素子配置部13のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する。そのため、本実施形態では、金属基板100の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行い、貫通した空間に対しては、金属基板100の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板100の両面からエッチング加工して、貫通した空間を形成する。また、窪んだ空間に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをエッチング加工して、窪んだ空間を形成する。
エッチング処理により金属基板100には、図4(b)に示すように、空隙部Sが形成され、端子部11、12の外形が形成されることとなる。ここで、金属基板100(リードフレーム10)からレジストパターン40を除去した状態を図4(b)に示す。
エッチング処理により金属基板100には、図4(b)に示すように、空隙部Sが形成され、端子部11、12の外形が形成されることとなる。ここで、金属基板100(リードフレーム10)からレジストパターン40を除去した状態を図4(b)に示す。
次に、図4(c)に示すように、端子部11、12間に紫外線硬化性樹脂等を充填し、空隙部Sに樹脂層20を形成する。
ここで、樹脂層20は、スクリーン印刷や、熱プレスの方法により樹脂を空隙部Sに充填することによって形成される。以下に詳細を説明する。
図5は、樹脂層20の製造方法を説明する図である。図5(a)は、スクリーン印刷によって樹脂層を形成する方法を説明する図であり、図5(b)及び図5(c)は、熱プレスによって樹脂層を形成する方法を説明する図である。
ここで、樹脂層20は、スクリーン印刷や、熱プレスの方法により樹脂を空隙部Sに充填することによって形成される。以下に詳細を説明する。
図5は、樹脂層20の製造方法を説明する図である。図5(a)は、スクリーン印刷によって樹脂層を形成する方法を説明する図であり、図5(b)及び図5(c)は、熱プレスによって樹脂層を形成する方法を説明する図である。
樹脂層20をスクリーン印刷により形成する場合、図5(a)に示すように、空隙部Sに対応する位置に開口部を有したスクリーン版を、端子部11、12の表面側(+Z側)に配置し、スクリーン版上において樹脂インクをスキージによりスキージングすることによって空隙部S内へ充填する。そして、空隙部S内に充填された樹脂を硬化させた後、端子部11、12の表面及び裏面に対して突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
また、樹脂層20を熱プレスにより形成する場合、図5(b)に示すように、当て板上に端子部11、12が形成された金属基板100を配置し、端子部11、12の表面側(+Z側)に樹脂シートを配置し、樹脂シート及び当て板を熱プレス機によって加熱及び加圧し、樹脂シートを溶融させ、溶融した樹脂を空隙部S内へと充填する。そして、空隙部S内に充填された樹脂を冷却して硬化させた後、端子部11、12の表面及び裏面に対して突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
さらに、熱プレスによる樹脂層20の形成は、次のように行ってもよい。図5(c)に示すように、2枚の樹脂シートで端子部11、12が形成された金属基板100を挟み込み、端子部11、12の表面側及び裏面側からそれぞれ熱プレスを行い、樹脂シートを溶融させるとともに、溶融した樹脂を端子部の表面及び裏面から充填させる。そして、空隙部S内に充填された樹脂を冷却して硬化させた後、端子部11、12の表面及び裏面に突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
次に、端子部11の表面側に素子配置部13を作成するために、金属基板100のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン41a、41bを形成する。ここで、素子配置部13は、端子部11の表面側から窪んだ領域であり、裏面側には貫通していないので、レジストパターン41aは、素子配置部13が形成されない部分に形成され、レジストパターン41bは、金属基板100の裏面全面に形成される。
そして、レジストパターン41a、41bを耐エッチング膜として、金属基板100に腐食液でエッチング処理を施し、レジストパターンを除去する。これにより、図4(e)に示すように、端子部11の表面側には素子配置部13が形成され、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが作製されることとなる(図3参照)。
そして、レジストパターン41a、41bを耐エッチング膜として、金属基板100に腐食液でエッチング処理を施し、レジストパターンを除去する。これにより、図4(e)に示すように、端子部11の表面側には素子配置部13が形成され、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが作製されることとなる(図3参照)。
次に、図4(f)に示すように、作製された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rにめっき処理を行い、端子部11、12の表面及び裏面にめっき層14を形成する。このとき、端子部11の素子配置部13内にもめっき層14が形成される。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
なお、めっき層14を形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層14を形成してもよい。また、めっき処理は、電界めっき処理に限定されるものでなく、無電解めっき処理を適用することも可能である。
なお、めっき層14を形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層14を形成してもよい。また、めっき処理は、電界めっき処理に限定されるものでなく、無電解めっき処理を適用することも可能である。
次に、図4(g)に示すように、端子部11の素子配置部13のLED端子面13aに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子2を配置するとともに、LED素子2の一端子を、ボンディングワイヤ3を介してLED端子面13aに電気的に接続する。
また、LED素子2の他端子を、ボンディングワイヤ3を介して端子部12のLED端子面12aに電気的に接続する。ここで、LED素子2は、ボンディングワイヤ3を介してLED端子面13aに接続される例を示したが、LED端子面13aの配置面で電気的に接続するようにしてもよい。ボンディングワイヤ3は、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
また、LED素子2の他端子を、ボンディングワイヤ3を介して端子部12のLED端子面12aに電気的に接続する。ここで、LED素子2は、ボンディングワイヤ3を介してLED端子面13aに接続される例を示したが、LED端子面13aの配置面で電気的に接続するようにしてもよい。ボンディングワイヤ3は、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
そして、図4(h)に示すように、素子配置部13内に接続されたLED素子2を覆うようにして透明又は略透明な樹脂をポッティングするなどして封止樹脂層30を形成し、光半導体装置の多面付け体が製造される(図6参照)。
最後に、光半導体装置1の外形(図4(h)、図6の破線部)に合わせてダイシングすることによって、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置1(図1参照)を得る。
最後に、光半導体装置1の外形(図4(h)、図6の破線部)に合わせてダイシングすることによって、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置1(図1参照)を得る。
なお、上述の説明では、金属基板100から端子部11、12が形成された後に、樹脂層20が形成され、さらにその後に、素子配置部13が形成される例で説明したが、これに限定されるものでない。
例えば、金属基板100から端子部11、12、素子配置部13を順次形成して、リードフレームの多面付け体MS(図2参照)を形成した後に樹脂層20を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)を形成してもよい。また、端子部11、12の形成と素子配置部13の形成とを同工程で実施してリードフレームの多面付け体MS(図2参照)を形成した後に、樹脂層20を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)を形成するようにしてもよい。
例えば、金属基板100から端子部11、12、素子配置部13を順次形成して、リードフレームの多面付け体MS(図2参照)を形成した後に樹脂層20を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)を形成してもよい。また、端子部11、12の形成と素子配置部13の形成とを同工程で実施してリードフレームの多面付け体MS(図2参照)を形成した後に、樹脂層20を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図3参照)を形成するようにしてもよい。
次に、本実施形態の樹脂付きリードフレーム15に形成されるめっき層の他の形態について説明する。
図7は、第1実施形態に関わるリードフレームの端子部に施されためっき層の他の形態を説明する図であり、図1(c)の断面図に対応する図である。
上述の説明では、リードフレーム10及び樹脂付きリードフレーム15を、多面付け体の状態で作製し、光半導体装置1を製造する例を説明したが、これに限定されるものでなく、個片化された状態のリードフレーム10や、樹脂付きリードフレーム15から光半導体装置1を製造するようにしてもよい。この場合、リードフレーム10の各端子部11、12に形成されるめっき層14は、図7に示すように、各端子部の表面及び裏面だけでなく、各端子部の空隙部Sを除いた外周側面にも形成されるようにしてもよい。
図7は、第1実施形態に関わるリードフレームの端子部に施されためっき層の他の形態を説明する図であり、図1(c)の断面図に対応する図である。
上述の説明では、リードフレーム10及び樹脂付きリードフレーム15を、多面付け体の状態で作製し、光半導体装置1を製造する例を説明したが、これに限定されるものでなく、個片化された状態のリードフレーム10や、樹脂付きリードフレーム15から光半導体装置1を製造するようにしてもよい。この場合、リードフレーム10の各端子部11、12に形成されるめっき層14は、図7に示すように、各端子部の表面及び裏面だけでなく、各端子部の空隙部Sを除いた外周側面にも形成されるようにしてもよい。
本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
(1)樹脂付きリードフレーム15は、LED素子2が配置される端子部11に、表面側(+Z側)から窪んだ素子配置部13が形成され、その素子配置部13の深さ寸法dが、LED素子2の高さ寸法hよりも大きい寸法(d>h)で形成されている。そのため、樹脂付きリードフレーム15は、端子部11と素子配置部13とを一体で構成することができ、素子配置部13をリフレクタ部として使用することができるため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、端子部とリフレクタ部との間に界面が形成されてしまうのを回避することができる。これにより、樹脂付きリードフレーム15は、外部環境における水分やガス等がLED素子2の配置位置の近傍に浸入してしまう経路を減らすことができ、めっき層14が変色したり、腐食したりしてしまうのを抑制し、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム15は、リフレクタ部として機能する素子配置部13が端子部11と同じ金属材料で形成されているため、比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、LED素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
(2)樹脂付きリードフレーム15は、端子部11の少なくとも素子配置部13の窪んだ領域の表面に、光を反射するめっき層14(反射層)が形成されているので、リフレクタ部が樹脂で形成されている上述の比較例のリードフレームに比して、LED素子2の光の反射効率を向上させることができる。
(3)樹脂付きリードフレーム15は、めっき層14と素子配置部13の表面との間に、めっき層14を保護する保護層が形成されているので、各端子部を構成する金属材料が、端子部11に配置されるLED素子2の発光熱等によってめっき層14へパイルアップしてしまうのを防ぐことができ、パイルアップによるめっき層14の光反射特性の劣化を抑制することができる。なお、樹脂層20を有する樹脂付きリードフレーム15は、端子部11と端子部12の間の空隙部Sが絶縁性の樹脂層20で埋められて固定されているため、機械的な強度が増し、LED素子2の実装やボンディングワイヤ3の接続などの力のかかる工程において、リードフレーム10が変形する問題を減少させることができる。
(1)樹脂付きリードフレーム15は、LED素子2が配置される端子部11に、表面側(+Z側)から窪んだ素子配置部13が形成され、その素子配置部13の深さ寸法dが、LED素子2の高さ寸法hよりも大きい寸法(d>h)で形成されている。そのため、樹脂付きリードフレーム15は、端子部11と素子配置部13とを一体で構成することができ、素子配置部13をリフレクタ部として使用することができるため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、端子部とリフレクタ部との間に界面が形成されてしまうのを回避することができる。これにより、樹脂付きリードフレーム15は、外部環境における水分やガス等がLED素子2の配置位置の近傍に浸入してしまう経路を減らすことができ、めっき層14が変色したり、腐食したりしてしまうのを抑制し、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム15は、リフレクタ部として機能する素子配置部13が端子部11と同じ金属材料で形成されているため、比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、LED素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
(2)樹脂付きリードフレーム15は、端子部11の少なくとも素子配置部13の窪んだ領域の表面に、光を反射するめっき層14(反射層)が形成されているので、リフレクタ部が樹脂で形成されている上述の比較例のリードフレームに比して、LED素子2の光の反射効率を向上させることができる。
(3)樹脂付きリードフレーム15は、めっき層14と素子配置部13の表面との間に、めっき層14を保護する保護層が形成されているので、各端子部を構成する金属材料が、端子部11に配置されるLED素子2の発光熱等によってめっき層14へパイルアップしてしまうのを防ぐことができ、パイルアップによるめっき層14の光反射特性の劣化を抑制することができる。なお、樹脂層20を有する樹脂付きリードフレーム15は、端子部11と端子部12の間の空隙部Sが絶縁性の樹脂層20で埋められて固定されているため、機械的な強度が増し、LED素子2の実装やボンディングワイヤ3の接続などの力のかかる工程において、リードフレーム10が変形する問題を減少させることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の光半導体装置101の詳細を説明する図である。
図8(a)は、光半導体装置101の平面図を示し、図8(b)は、光半導体装置101の裏面図を示し、図8(c)は、図8(a)のc−c断面図を示す。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の光半導体装置101の詳細を説明する図である。
図8(a)は、光半導体装置101の平面図を示し、図8(b)は、光半導体装置101の裏面図を示し、図8(c)は、図8(a)のc−c断面図を示す。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態の光半導体装置101は、端子部11、12及び樹脂層20の表面上に枠部50が設けられ、封止樹脂層130が、素子配置部13及び枠部50内に形成されている点で、主に第1実施形態と相違する。
枠部50は、図8(a)に示すように、樹脂付きリードフレーム115(リードフレーム110)の外周縁に沿うようにして、各端子部11、12及び樹脂層20の表面上に設けられた枠部材である。枠部50は、各端子部11、12の表面と、端子部間に設けられた樹脂層20の表面とに密着している。
枠部50は、その平面視における外形が、光半導体装置101の外形と同等又は略同等に形成されている。また、枠部50は、図8(c)に示すように、その厚み方向(Z方向)の寸法d2が、端子部12に接続されるボンディングワイヤ3のLED端子面12a上のめっき層14の表面からの突出する最大高さh2よりも大きくなるように形成される(d2>h2)。
枠部50は、図8(a)に示すように、樹脂付きリードフレーム115(リードフレーム110)の外周縁に沿うようにして、各端子部11、12及び樹脂層20の表面上に設けられた枠部材である。枠部50は、各端子部11、12の表面と、端子部間に設けられた樹脂層20の表面とに密着している。
枠部50は、その平面視における外形が、光半導体装置101の外形と同等又は略同等に形成されている。また、枠部50は、図8(c)に示すように、その厚み方向(Z方向)の寸法d2が、端子部12に接続されるボンディングワイヤ3のLED端子面12a上のめっき層14の表面からの突出する最大高さh2よりも大きくなるように形成される(d2>h2)。
枠部50は、上述したように、端子部11及び端子部12の表面に設けられるが、端子部11と端子部12とを互いに電気的に導通させないために、絶縁材料により形成されており、本実施形態ではポリイミド樹脂が用いられる。なお、枠部50は、ポリイミド樹脂に限定されるものでなく、ポリイミド樹脂以外にも絶縁性の材料、例えば、枠加工したセラミックを接着して形成してもよい。
封止樹脂層130は、樹脂付きリードフレーム115に配置されたLED素子2を保護するとともに、発光したLED素子2の光を外部に透過させるために設けられた透明又は光透過性を有する程度に蛍光体粒子を樹脂中に含有するなどして略透明に形成された樹脂層である。封止樹脂層130は、図8に示すように、透明又は前記略透明の樹脂を、端子部11の素子配置部13内の領域と、枠部50の内側の領域とに充填することによって形成され、その表面は、枠部50の表面(+Z側の面)と同等又は略同等の高さまで形成される。このように、封止樹脂層130は、素子配置部13だけでなく枠部50の内側の領域にまで形成されることによって、LED素子2だけでなく、端子部12のLED端子面12aよりも上側(+Z側)に突出するボンディングワイヤ3をも含めて覆うことができ、第1実施形態のように、光半導体装置1の表面からボンディングワイヤ3の一部が突出してしまうのを防ぐことができる。これにより、ボンディングワイヤ3が外部機器等に引っ掛かって断線したり、ボンディングワイヤ3とLED端子面12aとの接続部が腐食したりしてしまうのを回避することができる。
次に、本実施形態の光半導体装置101の製造方法について説明する。
図9は、第2実施形態の光半導体装置1の製造過程を説明する断面図である。
図9(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(b)は、表面上にポリイミド樹脂による樹脂膜50‘が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(c)は、樹脂膜50’上にレジストパターン42aが形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(d)は、エッチング処理により枠部50が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。図9(e)は、端子部11、12の表面及び裏面にめっき層14が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(f)は、素子配置部13にLED素子2を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(g)は、素子配置部13及び枠部50内に封止樹脂層130が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。
なお、本実施形態の光半導体装置101の製造方法は、図9(a)に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Rまでの製造工程が、上述の第1実施形態(図4(a)〜図4(e))と同様であるため、説明を省略する。
図9は、第2実施形態の光半導体装置1の製造過程を説明する断面図である。
図9(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(b)は、表面上にポリイミド樹脂による樹脂膜50‘が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(c)は、樹脂膜50’上にレジストパターン42aが形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(d)は、エッチング処理により枠部50が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。図9(e)は、端子部11、12の表面及び裏面にめっき層14が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(f)は、素子配置部13にLED素子2を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを示す図である。図9(g)は、素子配置部13及び枠部50内に封止樹脂層130が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。
なお、本実施形態の光半導体装置101の製造方法は、図9(a)に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Rまでの製造工程が、上述の第1実施形態(図4(a)〜図4(e))と同様であるため、説明を省略する。
上述の第1実施形態と同様の手法により図9(a)に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが製造されたら、図9(b)に示すように、端子部11、12及び樹脂層20の表面に、枠部50を構成する樹脂(本実施形態ではポリイミド樹脂)を、枠部の厚み寸法(d2)分だけ塗布し、硬化させて樹脂膜50‘を形成する。
続いて、硬化した樹脂膜50‘から枠部50を形成するために、図9(c)に示すように、樹脂膜50’のエッチング加工を施さない部分(枠部50が形成される部分)にレジストパターン42aを形成する。
そして、レジストパターン42aを耐エッチング膜として、樹脂膜50‘にエッチング液によりエッチング処理を施し、レジストパターンを除去することによって、図9(d)に示すように、端子部11、12の表面側の外周縁に枠部50が形成される。ここで、エッチング液としては、例えば、無機アルカリ化合物と約30重量%(40重量%以下)のエタノールアミンを含む水溶液を使用することができる(例えば、東レ株式会社製TPE3000)。
続いて、硬化した樹脂膜50‘から枠部50を形成するために、図9(c)に示すように、樹脂膜50’のエッチング加工を施さない部分(枠部50が形成される部分)にレジストパターン42aを形成する。
そして、レジストパターン42aを耐エッチング膜として、樹脂膜50‘にエッチング液によりエッチング処理を施し、レジストパターンを除去することによって、図9(d)に示すように、端子部11、12の表面側の外周縁に枠部50が形成される。ここで、エッチング液としては、例えば、無機アルカリ化合物と約30重量%(40重量%以下)のエタノールアミンを含む水溶液を使用することができる(例えば、東レ株式会社製TPE3000)。
次に、図9(e)に示すように、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rにめっき処理を行い、端子部11、12の表面及び裏面にめっき層14を形成する。このとき、端子部11の素子配置部13内にもめっき層14(反射層)が形成される。
続いて、図9(f)に示すように、端子部11の素子配置部13のLED端子面13a上に、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子2を配置するとともに、LED素子2の一端子を、ボンディングワイヤ3を介してLED端子面13aに電気的に接続する。
また、LED素子2の他端子を、ボンディングワイヤ3を介して端子部12のLED端子面12aに電気的に接続する。
また、LED素子2の他端子を、ボンディングワイヤ3を介して端子部12のLED端子面12aに電気的に接続する。
そして、図9(g)に示すように、素子配置部13内及び枠部50内に透明又は略透明な樹脂をポッティングするなどして充填し、LED端子面13a及びLED端子面12aに接続されたLED素子2をボンディングワイヤ3とともに覆うようにして封止樹脂層130を形成し、光半導体装置の多面付け体が製造される。
最後に、光半導体装置101の外形(図9(g)の破線部)に合わせてダイシングすることによって、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置101(図8参照)を得る。
最後に、光半導体装置101の外形(図9(g)の破線部)に合わせてダイシングすることによって、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置101(図8参照)を得る。
以上の構成により、本実施形態の樹脂付きリードフレーム115は、上述の第1実施形態の樹脂付きリードフレーム15と同様に、外部環境における水分やガス等がLED素子2の配置部分の近傍に浸入してしまう経路を減らすことができ、めっき層14が変色したり、腐食したりしてしまうのを抑制し、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム115は、リフレクタ部として機能する素子配置部13が端子部11と同じ金属材料で形成されているため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、LED素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム115は、リフレクタ部として機能する素子配置部13が端子部11と同じ金属材料で形成されているため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、LED素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
更に、樹脂付きリードフレーム115は、枠部50を備えているので、素子配置部13だけでなく枠部50内にも封止樹脂層130を形成することができ、端子部12のLED端子面12aに接続されるボンディングワイヤ3が、光半導体装置101の表面から突出してしまうのを防ぐことができる。これにより、ボンディングワイヤ3が外部機器等に引っ掛かって断線したり、ボンディングワイヤ3とLED端子面12aとの接続部が腐食したりしてしまうのを回避することができる。
樹脂付きリードフレーム115において、枠部50の厚さ寸法d2は、リードフレーム110の厚さ寸法d3よりも小さく(d3>d2)されている。従来の実施形態(例えば、特開2006−156704号)において、枠部の厚さは、LED素子にボンディングワイヤを重ねた厚さより大きくする必要があり、薄いリードフレーム上に厚い枠部を形成した形態となり、曲げに対する強度が低く、リードフレームに反りが発生しやすかった。
これに対し、第2実施形態によればリードフレーム110の厚さは、LED素子2の高さよりも厚く、一方、枠部50の厚さはボンディングワイヤ3を覆うだけの高さだけあればよく、枠部50の厚さ寸法d2をリードフレーム110の厚さ寸法d3より薄く(d3>d2)設計することが可能となる。これにより、光半導体装置の小型化に際し、枠部50を薄くし、リードフレーム10を厚くして、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの曲げに対する強度を高く維持することが可能となる。また、その結果、製造工程における樹脂付きリードフレームの変形を減少させることができる。
これに対し、第2実施形態によればリードフレーム110の厚さは、LED素子2の高さよりも厚く、一方、枠部50の厚さはボンディングワイヤ3を覆うだけの高さだけあればよく、枠部50の厚さ寸法d2をリードフレーム110の厚さ寸法d3より薄く(d3>d2)設計することが可能となる。これにより、光半導体装置の小型化に際し、枠部50を薄くし、リードフレーム10を厚くして、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの曲げに対する強度を高く維持することが可能となる。また、その結果、製造工程における樹脂付きリードフレームの変形を減少させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
(変形形態)
図10は、変形形態の光半導体装置201の全体構成を説明する図である。図10(a)は、光半導体装置201の平面図を示し、図10(b)は、光半導体装置201の裏面図を示し、図10(c)は、図10(a)のc−c断面図を示す。
図11は、変形形態の光半導体装置301の全体構成を説明する図である。図11(a)は、光半導体装置301の平面図を示し、図11(b)は、光半導体装置301の裏面図を示し、図11(c)は、図11(a)のc−c断面図を示す。
図12は、変形形態の光半導体装置401の構成を説明する図であり、図1(c)に対応する図である。
図10は、変形形態の光半導体装置201の全体構成を説明する図である。図10(a)は、光半導体装置201の平面図を示し、図10(b)は、光半導体装置201の裏面図を示し、図10(c)は、図10(a)のc−c断面図を示す。
図11は、変形形態の光半導体装置301の全体構成を説明する図である。図11(a)は、光半導体装置301の平面図を示し、図11(b)は、光半導体装置301の裏面図を示し、図11(c)は、図11(a)のc−c断面図を示す。
図12は、変形形態の光半導体装置401の構成を説明する図であり、図1(c)に対応する図である。
(1)各実施形態において、樹脂付きリードフレーム15は、2つの端子部から構成される例を説明したが、これに限定されるものでなく、端子部は2以上構成されるようにしてもよい。例えば、図10に示すように、樹脂付きリードフレーム215を3つの端子部(11、12、12)から構成し、端子部11に素子配置部13を設け、LED素子2の配線を他の2つの端子部12に接続するようにしてもよい。
このような構成により、2つの端子部12の裏面を、外部機器等から供給されるLED素子2の電力用の端子面として使用することができ、端子部11の裏面を、LED素子2の発光熱を冷却するための冷却部材等を接続する面として活用することができる。これにより、光半導体装置201は、LED素子2の発光熱による温度上昇を低減させることができる。
このような構成により、2つの端子部12の裏面を、外部機器等から供給されるLED素子2の電力用の端子面として使用することができ、端子部11の裏面を、LED素子2の発光熱を冷却するための冷却部材等を接続する面として活用することができる。これにより、光半導体装置201は、LED素子2の発光熱による温度上昇を低減させることができる。
(2)第2実施形態において、枠部50は、ポリイミド樹脂を端子部11、12、樹脂層20の表面に塗布して硬化させ、不要な部分をエッチング処理により除去することによって作製される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、予め枠部50を作製しておき、電気的な絶縁特性を有する接着剤を介して端子部11、12及び樹脂層20の表面に貼り合せるようにしてもよい。この場合、枠部50は、接着剤により各端子部と電気的に絶縁されているので、絶縁材料だけでなく、導電材料を使用することもできる。
なお、枠部50は、樹脂付きリードフレーム115に対して貼り合わされるようにしてもよく、また、その多面付け体Rに貼り合わされるようにしてもよい。また、多面付けされた枠部50を用意して、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの表面に、枠部の多面付け体を貼り合せるようにしてもよい。
また、樹脂付きリードフレーム115又はその多面付け体Rに対し絶縁性の感光性レジスト(例えば感光性のソルダーレジスト)を必要な厚さに塗布・乾燥した後、枠部の平面形状をパターン露光し、現像して枠部50を形成しても良い。
従来、枠部は金型を用いた樹脂成形で形成していたが、樹脂バリの発生があり小型化には限界があったため、このようなパターン露光による枠部の形成方法や、第2実施形態の枠部の形成方法は、高い位置精度で枠部50を形成することができ、光半導体装置の小型化に有利である。
なお、枠部50は、樹脂付きリードフレーム115に対して貼り合わされるようにしてもよく、また、その多面付け体Rに貼り合わされるようにしてもよい。また、多面付けされた枠部50を用意して、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの表面に、枠部の多面付け体を貼り合せるようにしてもよい。
また、樹脂付きリードフレーム115又はその多面付け体Rに対し絶縁性の感光性レジスト(例えば感光性のソルダーレジスト)を必要な厚さに塗布・乾燥した後、枠部の平面形状をパターン露光し、現像して枠部50を形成しても良い。
従来、枠部は金型を用いた樹脂成形で形成していたが、樹脂バリの発生があり小型化には限界があったため、このようなパターン露光による枠部の形成方法や、第2実施形態の枠部の形成方法は、高い位置精度で枠部50を形成することができ、光半導体装置の小型化に有利である。
(3)第2実施形態において、枠部50は、その平面視における外形が、光半導体装置101の外形と同等又は略同等の形状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図11に示すように、枠部350は、その平面視における外形が、光半導体装置301の外形よりも小さく形成される(図11(a)参照)、すなわち枠部350の外周側面が、各端子部の外周側面よりも内側になるように形成される(図11(c)参照)ようにしてもよい。これにより、光半導体装置の多面付け体から光半導体装置301を個片化する場合において、刃物が枠部350を切断するのを避けることができ、個片化処理におけるダイシングの負荷を軽減することができる。
(4)第1実施形態においては、封止樹脂層30は、素子配置部13内であって、その表面が端子部11、12の表面と同等又は略同等の高さにまで形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図12に示すように、封止樹脂層430は、端子部12のLED端子面12aに接続されるLED素子2のボンディングワイヤ3を覆うようにして形成、すなわち端子部の表面上に形成される封止樹脂層430の厚みd4は、ボンディングワイヤ3のLED端子面12a上のめっき層14の表面から突出する最大高さh2よりも大きく(d4>h2)なるように形成してもよい。
1、101、201、301、401 光半導体装置
2 LED素子
10、110 リードフレーム
11 端子部
12 端子部
12a LED端子面
13 素子配置部
13a LED端子面
13b 側壁面
15、115、215、315、415 樹脂付きリードフレーム
20 樹脂層
30、130、230、330、430 封止樹脂層
50、350 枠部
MS リードフレームの多面付け体
R 樹脂付きリードフレームの多面付け体
S 空隙部
2 LED素子
10、110 リードフレーム
11 端子部
12 端子部
12a LED端子面
13 素子配置部
13a LED端子面
13b 側壁面
15、115、215、315、415 樹脂付きリードフレーム
20 樹脂層
30、130、230、330、430 封止樹脂層
50、350 枠部
MS リードフレームの多面付け体
R 樹脂付きリードフレームの多面付け体
S 空隙部
Claims (10)
- 複数の端子部を有し、前記端子部のうち少なくとも1つに光半導体素子が配置されるリードフレームと、
複数の前記端子部間に形成される樹脂層とを備え、
前記光半導体素子が配置される端子部には、表面から窪んだ素子配置部が形成され、
前記素子配置部は、その深さ寸法が、前記光半導体素子の高さ寸法よりも大きい寸法で形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項1に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記端子部は、少なくとも前記素子配置部の窪んだ領域の表面に、光を反射する反射層が形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項2に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記反射層と前記素子配置部の表面との間には、前記反射層を保護する保護層が形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
当該樹脂付きリードフレームの前記素子配置部が形成される側の面の外周縁に沿うようにして枠部が設けられていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項4に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部は、絶縁材料により形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項4に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部は、当該樹脂付きリードフレームに対して絶縁材料により接着されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項4から請求項6までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部の厚さ寸法は、前記リードフレームの厚さ寸法よりも小さいこと、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームが多面付けされていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームと、
前記素子配置部に接続される光半導体素子と、
前記光半導体素子を前記素子配置部内に封止する封止樹脂層と、
を備える光半導体装置。 - 請求項9に記載の光半導体装置が多面付けされていること、
を特徴とする光半導体装置の多面付け体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014166343A JP2016042545A (ja) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体 |
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ID=55592162
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2016042545A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018101708A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 日亜化学工業株式会社 | パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法 |
-
2014
- 2014-08-19 JP JP2014166343A patent/JP2016042545A/ja active Pending
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