JP4720943B1

JP4720943B1 - 半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子

Info

Publication number: JP4720943B1
Application number: JP2010016468A
Authority: JP
Inventors: 則彰関; 琢也藤丸; 秀幸戸高; 弘治西村; 徳行新名; 隆治永江; 一徹久米田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: JP2011155178A; CN202042478U

Abstract

【課題】半導体素子を搭載可能な半導体素子用パッケージであって、一対のリードフレームが短絡しないようにリードフレーム間の距離を確保し、イオンマイグレーションによる故障を防止することで、半導体素子用パッケージの長寿命化を図ることを目的とする。
【解決手段】相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部１１ａ及び１２ａを設けたリードフレーム１１及び１２とリードフレーム１１及び１２間を密封する封止部材１３とからなる薄型平板２０と、薄型平板２０上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔１５ａを有するリフレクタ部材１５とを備える半導体素子用パッケージ１０であって、リードフレーム１１及び１２の少なくともいずれか一方に、相対向する面側の側面に封止部材１３で被覆される切り欠き部１２ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般照明器具、液晶ディスプレイのバックライト光源、ヘッドライト、光センサなどに利用する発光可能な半導体素子を搭載するための半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子に関するものである。

近年、半導体素子を用いた発光素子の利用が急拡大する中で、発光素子の長寿命化と高出力化への要求が高まっている。半導体素子は半導体素子用パッケージに搭載され、半導体素子用パッケージから外部に露出した一対の電極（リードフレーム）によって、実装基板と電気的、機械的に接続を行うことができる。一対のリードフレームはその間を封止部材によって密封することで、一体化モールドした半導体素子用パッケージが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図６を用いて具体的に説明する。図６は従来の半導体素子用パッケージを用いた発光素子の断面図である。半導体素子用パッケージ１００は相対向する面側の底面に薄肉部１０１ａ及び１０２ａを設けたリードフレーム１０１及び１０２の間を封止部材１０３で密封することで形成される薄型平板１２０と、この薄型平板１２０上に設けられ、貫通孔１０５ａを有する絶縁部材であるリフレクタ部材１０５とを備える。リフレクタ部材１０５の貫通孔１０５ａ内に発光可能な半導体素子１３１を設け、半導体素子１３１はリードフレーム１０１に電気的、機械的に接続されると共に、ワイヤ１３２を介してリードフレーム１０２とも電気的に接続される。さらに封止樹脂１３３が半導体素子１３１及びワイヤ１３２を密封することで、図６は半導体素子用パッケージ１００に半導体素子１３１を搭載した発光素子となる。以上の構成において、リードフレーム１０１及び１０２が図示しない実装基板等と電気的に接続されることによって、半導体素子１３１は給電され発光可能となる。

特許第３２１７３２２号公報

しかしながら、従来の半導体素子用パッケージ１００では、電極であるリードフレーム１０１及び１０２の間に封止部材１０３を設けるため、底面側のリードフレーム１０１と１０２との距離は長くできているが、リードフレーム１０１と１０２との側面側の距離は短く、イオンマイグレーション現象を引き起こすという問題があった。つまり、リードフレーム１０１及び１０２は電圧を印加されることで空気中の水分と化学反応を起こし、金属や化合物の析出・溶解を繰り返すことによって、この析出された物質が封止部材１０３を伝うためリードフレーム１０１及び１０２は短絡する。これは、半導体素子用パッケージ１００を用いた発光素子が故障する要因であった。

このような従来の課題を解決するために、本発明は一対のリードフレームが短絡しないようにリードフレーム間の距離を確保し、イオンマイグレーション現象による故障を防止することで、長寿命化を図ることのできる半導体素子用パッケージを提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明の半導体素子用パッケージは、相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部を設けた一対のリードフレームと前記一対のリードフレーム間を密封する封止部材とからなる薄型平板と、前記薄型平板上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔を有する絶縁部材とを備える半導体素子用パッケージであって、前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方は相対向する面側の側面に前記封止部材で被覆される切り欠き部を設けたことを特徴とする。

本発明は以上のように構成されるため、一対のリードフレーム間の距離は相対向する面側の側面及び底面において十分に遠ざけられる。つまり、薄型平板の空気中に露出する底面及び側面において、一対のリードフレーム間の距離は十分に確保される。これにより、化学反応によって生成される金属や化合物が封止部材を伝い、一対のリードフレームを短絡させるには長い時間を必要とする。よって、イオンマイグレーション現象による半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子の故障を防ぐことができ、長寿命化につながる。さらに一対のリードフレームは薄肉部及び切り欠き部を設けるため封止部材と接する面積は大きくなり、一対のリードフレームと封止部材との結合強度は大きくなる。

本発明の実施例１における半導体素子用パッケージの斜視図本発明の実施例１における半導体素子用パッケージの断面図本発明の実施例１におけるリフレクタ部材を除いた状態の半導体素子用パッケージの上面図本発明の実施例１における薄型平板の底面図本発明の実施例２における発光素子の斜視図従来の半導体素子用パッケージを用いた発光素子の断面図

本発明における第１の発明は、相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部を設けた一対のリードフレームと一対のリードフレーム間を密封する封止部材とからなる薄型平板と、薄型平板上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔を有する絶縁部材とを備え、前記薄型平板の側面及び底面は空気中に露出し、一対のリードフレームの少なくともいずれか一方に、相対向する面側の側面に封止部材で被覆される切り欠き部を設け、薄型平板の上面における一対のリードフレーム間の距離は、薄型平板の底面における一対のリードフレーム間の距離及び薄型平板の側面における一対のリードフレーム間の距離よりも短いことを特徴とする半導体素子用パッケージに関する。

本発明における第１の発明によれば、一対のリードフレーム間の距離は相対向する面側の側面及び底面において十分に遠ざけられる。つまり、薄型平板の空気中に露出する部分において、一対のリードフレーム間の距離は十分に確保される。これにより、化学反応によって生成される金属や化合物が封止部材を伝い、一対のリードフレームを短絡させるには長い時間を必要とする。よって、イオンマイグレーション現象による半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子の故障を防ぐことができ、長寿命化につながる。さらに一対のリードフレームは薄肉部及び切り欠き部を設けるため封止部材と接する面積は大きくなり、一対のリードフレームと封止部材との結合強度は大きくなる。

本発明における第２の発明は、貫通孔内において一対のリードフレームのうち第１のリードフレームが第２のリードフレームよりも面積が大きくなるように、薄型平板と絶縁部材とを封止部材が貫通孔の中心からずらして配置し、切り欠きを第２のリードフレームに設けたことを特徴とする。

本発明における第２の発明によれば、半導体素子の発熱は主に第１のリードフレームを介して放熱されるため、半導体素子は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

本発明における第３の発明は、相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部を設けた一対のリードフレームと前記一対のリードフレーム間を密封する封止部材とからなる薄型平板と、前記薄型平板上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔を有する絶縁部材と、から構成される半導体素子用パッケージと、前記絶縁部材内に封入され前記一対のリードフレームに電気的に接続される発光可能な前記半導体素子とを備える発光素子であって、前記半導体素子用パッケージとして前記第１〜２のいずれか１つに記載の半導体素子用パッケージを用いたことを特徴とする発光素子に関する。

本発明における第３の発明によれば、一対のリードフレーム間の距離は相対向する面側の側面及び底面において十分に遠ざけられる。つまり、薄型平板の空気中に露出する部分において、一対のリードフレーム間の距離は十分に確保される。これにより、化学反応によって生成される金属や化合物が封止部材を伝い、一対のリードフレームを短絡させるには長い時間を必要とする。よって、イオンマイグレーション現象による半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子の故障を防ぐことができ、長寿命化につながる。さらに一対のリードフレームは薄肉部及び切り欠き部を設けるため封止部材と接する面積は大きくなり、一対のリードフレームと封止部材との結合強度は大きくなる。

以下、本発明の半導体素子用パッケージについて図面を用いて説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であり、技術的に良好な条件の限定が記載されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する記載がない限り、これらの条件に限られるものではない。

（実施例１）
以下、本発明の半導体素子用パッケージについて図１〜４を用いて説明する。図１は本発明の実施例１における半導体素子用パッケージの斜視図、図２は本発明の実施例１における半導体素子用パッケージの断面図、図３は本発明の実施例１におけるリフレクタ部材を除いた状態の半導体素子用パッケージの上面図、図４は本発明の実施例１における薄型平板の底面図である。

半導体素子用パッケージ１０は半導体素子（図示せず）を搭載するためのパッケージであり、実装基板（図示せず）と電気的、機械的に接続する。つまり、半導体素子は半導体素子用パッケージ１０を介して実装基板より給電され、動作可能となる。

以下、半導体素子用パッケージ１０を詳細に説明するために、まず、図１、図２を用いて半導体素子用パッケージの構成について説明する。リードフレーム１１及び１２は金属製の電極であり、半導体素子と電気的、機械的に接続すると共に、実装基板と電気的、機械的に接続する。これにより、半導体素子はリードフレーム１１及び１２を介して実装基板より給電される。リードフレーム１１及び１２間を熱硬化絶縁材である封止部材１３によって接続及び密封することにより薄型平板２０は形成される。絶縁部材であるリフレクタ部材１５は貫通孔１５ａを有すると共に、接着封止部材１４によって薄型平板２０と接着する。なお、薄型平板２０において、リフレクタ部材１５と接着する面を上面とし、その反対の面を底面とする。以上のように半導体素子用パッケージ１０は構成され、給電されることで発光可能な半導体素子を薄型平板２０の上面上かつリフレクタ部材１５の貫通孔１５ａ内に設置し、貫通孔１５ａに樹脂を注入することによって半導体素子は封入される。詳しくは実施例２で説明する。

次に、図２〜４を用いてリードフレーム１１及び１２について説明する。図２に示すようにリードフレーム１１及び１２の対向する面側の断面は共に階段構造である。リードフレーム１１及び１２は底面側に薄肉部１１ａ及び１２ａを設け、薄肉部１１ａ及び１２ａは封止部材１３で被膜される。つまり、薄型平板２０ａの上面におけるリードフレーム１１及び１２の距離よりも底面におけるリードフレーム１１及び１２の距離を長くなるように構成する。また図３に示すようにリードフレーム１２はリードフレーム１１との対向する側の側面に切り欠き部１２ｂを設け、切り欠き部１２ｂは封止部材１３で被膜される。この構成とすることにより、リードフレーム１１と１２との側面側の距離も十分に長くすることができ、イオンマイグレーション現象を阻止することができる。なお、溝１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄは、薄型平板２０とリフレクタ部材１５とを接着する際に、接着封止部材１４の広がりを防ぐためのストッパである。これにより、接着封止部材１４が薄型平板２０のリフレクタ部材１５と対向する部分の外にはみ出すことを防ぐことができる。なお、接着封止部材１４はリフレクタ部材１５が薄型平板２０と接着する部分に合わせた形のフィルム状の接着封止部材１４を用いてもよい。

以上の構成により、半導体素子用パッケージ１０はイオンマイグレーション現象による故障を防止される。ここで、イオンマイグレーション現象について説明する。イオンマイグレーション現象とは、空気中の水分が金属表面に付着した時に、金属に電圧が印加されるとその表面から金属イオンが溶出・還元されることで、となりの金属と短絡を起こす現象のことである。

本実施例においてはリードフレーム１１及び１２の表面から金属イオンが溶出・還元され、この溶出物は封止部材１３を伝い、リードフレーム１１と１２とを短絡させることである。このイオンマイグレーション現象の対策方法としては、近傍に他の金属があり、空気中に露出した金属をエポキシ樹脂等で被膜するのが一般的である。薄型平板２０の上面の貫通孔１５ａと対向する部分は、最終的に樹脂で封止されるため、この部分でのイオンマイグレーション現象は起こらない。

しかし、リードフレーム１１及び１２の底面は実装基板と電気的に接続するため空気中に露出される。このため、リードフレーム１１及び１２に薄肉部１１ａ及び１２ａを設けることで、底面においてリードフレーム１１及び１２の十分な距離を確保する。同様に、側面には切り欠き部１２ｂを設け、空気中に露出する側面において、リードフレーム１１及び１２の十分な距離を確保する。

なお、イオンマイグレーション現象は様々な金属で発生するが、電気的によく用いられる金属として銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金、ハンダなどでよく見られる。その中でも銀がイオンマイグレーション現象を最も発生しやすい。また、イオンマイグレーション現象はエレクトロケミカルマイグレーション現象ともいう。

よって、薄型平板２０の空気中に露出する部分の底面、側面において、対向するリードフレーム１１と１２との距離を遠ざけることができる。このため、リードフレーム１１及び１２と空気中の水分との化学反応によって析出される金属または化合物は封止部材１３を伝い、リードフレーム１１及び１２を短絡させるには長時間必要となる。よって、イオンマイグレーション現象によるリードフレーム１１及び１２間の短絡を防止することができ、半導体素子用パッケージ１０の長寿命化につながる。

また半導体素子を搭載する場合、半導体素子はリードフレーム１２よりも体積の大きいリードフレーム１１に接着固定されることで、より高い放熱性を実現できる。これにより、半導体素子の発光効率は向上するため、半導体素子の寿命も向上する。

さらに、リードフレーム１２は薄肉部１２ａ及び切り欠き部１２ｂを設けることで、封止部材１３と接する面積は大きくなるため、リードフレーム１１及び１２と封止部材１３との結合強度は強くなる。

また、リードフレーム１１及び１２はイオンマイグレーション現象の起こりうる面の距離のみを遠ざけるように構成される。半導体素子用パッケージ１０は最終的に半導体素子を貫通孔１５ａ内に樹脂により封入するため、薄型平板２０の上面において貫通孔１５ａの対向する部分はリードフレーム１１及び１２を近づけても問題なく、半導体素子用パッケージ１０全体として小型化を図ることができる。

なお本実施例において、接着封止部材１４はリードフレーム１１及び１２とリフレクタ部材１５とを接着させる好適な部材を選択した。このため、図３に示すように切り欠き部１２ｂは薄型平板２０の側面におけるリードフレーム１１及び１２間の距離を確保しつつも、薄型平板２０に取り付けるリフレクタ１５側に深く切り込まない設計とした。これにより、リードフレーム１１及び１２とリフレクタ部材１５との接着面積は十分に確保することができ、半導体素子用パッケージ１０の強度は確保できる。

次に、各部材の機能と材質について詳細に説明する。リードフレーム１１及び１２の材質は、無酸素銅、脱酸素銅、銅合金、またはＦｅ系の材質（例えばＦｅ−４２％Ｎｉ）などの金属材料が使用できる。特に、配線抵抗による熱の発生を抑えるために電気伝導性に優れ、また、熱の拡散をよくするために熱伝導性に優れた材料を使用するのが望ましく、無酸素銅、脱酸素銅を主材とした銅合金が好適であり、本実施例では無酸素銅を主材とした銅合金を用いた。

また、リードフレーム１１及び１２の表面には、光の反射率が高く、ワイヤボンディング性に優れ、半導体素子を固定するためのダイボンド材や実装基板との固定のためのハンダとの濡れ性がよく、酸化しにくい銀や金であることが望ましく、メッキなどにより形成することができる。

なお本実施例では、無電解メッキよりもメッキ液の化学的安定性やコスト性に優れる電解メッキを用いて銀メッキを行った。また、下地の金属がメッキ表面に拡散してハンダ濡れ性などの機能が低下するのを防止するため、本実施例では、銀メッキ厚を２μｍ以上とした。さらに、リードフレーム１１及び１２の一部の表面において、薬剤により酸化膜を形成したり、溶射などによりセラミック層を形成したりすることで輻射率を向上させることにより、半導体素子用パッケージ１０全体としての放熱性を向上することができる。

なお、リードフレーム１１及び１２間を接続及び密封する封止部材１３は反射性のよい白色の熱硬化性絶縁材料を用いた。半導体素子用パッケージ１０は半導体素子を搭載する際や、半導体素子の発光に伴う発熱など、高温の状況で用いられる場合がある。この高温下により封止部材１３が変色してしまうと、封止部材１３の反射率は低下するため、光取り出し効率は悪化し得る。このため、封止部材１３は高温への耐久性の高い樹脂が好ましい。

リフレクタ部材１５は主に光の指向性を制御すると共に、半導体素子から発生する熱を上部方向に効率よく電熱する役割を有する。リフレクタ部材１５の貫通孔１５ａの形状は、リフレクタ部材１５の強度を確保すれば、正円でも楕円でも多角形でもよいし、内壁面に勾配を付けてすり鉢上の形状にすることで、光の指向性を変えることもできる。

リフレクタ部材１５の材質は、安価で反射率、熱伝導性、輻射率に優れ、熱や光による劣化が非常に少ないアルミナセラミックを用いたが、他にも各種酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物などの絶縁性、高い熱伝導性を有するセラミックを用いることができる。また、金属を熱や薬剤により酸化処理して表面に絶縁膜を形成したもの、あるいは溶射などにより金属表面に酸化アルミや酸化チタンなどの絶縁被膜を形成したものを用いることで接続固定強度を保ちつつ、放熱性を上げることもできる。

さらに、リフレクタ部材１５の表面に元々の材料よりも輻射率の高いセラミックなどの膜を形成することで、輻射率向上によって放熱性を上げることもできる。あるいは、リフレクタ部材１５の表面に銀などの金属性の膜を形成することで、リフレクタ部材１５の反射率を向上させることもできる。ただし、本実施例で用いたアルミナセラミックは高い反射性を有するため、必須の要件ではない。

接着封止部材１４は薄型平板２０とリフレクタ部材１５とを接着固定して半導体素子用パッケージ１０全体の機械的強度を確保すると共に、リフレクタ部材１５の貫通孔１５ａに注入される樹脂の液漏れを防ぐ封止機能を持つ。つまり、接着封止部材１４は、例えば点接触により機械的な接続強度を保つだけの接着材では適さず、面接着によって粘性や表面張力の小さい液体をも接着界面から漏らさない機能が必要であり、接着強度が強く、さらに面での密着性に優れた接着封止材料を本実施例では使用した。

また、接着封止部材１４がリフレクタ部材１５と薄型平板２０との対向部分の内側や外側に漏れ出ると、リードフレーム１１及び１２表面のワイヤボンディング性の低下や外観不良が起きる可能性がある。さらに、接着封止部材１４の種類によっては、接着強度が高いものの反射率の低い材料もあり、接着封止部材１４がリフレクタ部材１５の内側にはみ出すことで反射率が低下し、光取り出し効率が悪化し得る。

そこで本実施例では、リードフレーム１１及び１２には溝１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄを設けた。これにより、接着封止部材１４が所定の位置からはみ出ることを防ぐことができる。

さらには、リードフレーム１１及び１２と接着封止部材１４とリフレクタ部材１５との熱膨張係数の差などによって発生する応力への耐久が必要である。接着面積が広くなると、接着封止部材１４にかかる応力も大きくなるため、特に重要な機能である。これらの機能を満足する接着封止部材１４として、絶縁性と耐熱性を持つ有機系の接着剤で、金属製のリードフレーム１１及び１２、セラミックを含むリフレクタ部材１５よりも極端に弾性係数の小さい材料を用いることで、外的な振動や衝撃、または各部材の熱膨張係数の違いから半導体素子用パッケージ１０にかかる熱衝撃により生じる応力を緩和することができ、かつ、接着強度の低下や液漏れの原因となる界面剥離を防ぐことができる。

例えば、本実施例では、銅合金からなるリードフレーム１１及び１２の弾性係数が１２０ＧＰａ、アルミナセラミックからなるリフレクタ部材１５の弾性係数が３００ＧＰａ程度であるのに対して、接着封止部材１４の弾性係数は１．３ＧＰａのポリイミド系有機接着材を用いる。これにより、半導体素子用パッケージ１０を３８０℃以上の高温に数分間放置した後でも、接着強度と耐液漏れ性に優れた半導体素子用パッケージ１０を得ることができた。

ここで、接着封止部材１４の弾性係数があまりにも小さい場合は、機械的な強度が保たれなくなるので、０．１〜２．０ＧＰａの範囲が好ましい。また、接着封止部材１４の材料としては、他にエポキシ系、シリコーン系も使用可能であり、これらの材料を単一で使用しても、複合化して使用してもよい。

次に、本実施例における半導体素子用パッケージ１０の作製方法について説明する。まずプレス打ち抜きによってリードフレーム１１及び１２の形状の一部を作製する。このとき、リードフレーム１２はすでに切り欠き部１２ｂを設けた状態である。プレス潰し加工でリードフレーム１１及び１２に薄肉部１１ａ及び１２ａを形成し、階段構造とする。さらに、再度プレス打ち抜きでリードフレーム１１及び１２は最終形状に仕上げられ、全面に銀メッキを塗装される。

次に薄型平板２０を作製する。リードフレーム１１及び１２を注形金型にセットし、封止部材１３を定量注形する。封止部材１３を（加熱あるいは紫外線照射によって）少し硬化させると、リードフレーム１１及び１２と封止部材１３とは注形金型から外され、その後、例えば２００℃の炉に３０分入れられて本硬化する。これにより、薄型平板２０は形成される。注形金型にセットしたまま、本硬化してもよい。

次に接着封止部材１４を薄型平板２０の所定の位置に転写させる。このときの転写方法としては、ペースト状接着材を薄型平板２０上にスクリーン印刷する方法（チップマイスター方式）や、転写コレットを使って、薄型平板２０の所定の位置に定量転写する方法（ダイマウンター方式）などが考えられる。なお、接着封止部材１４は薄型平板２０でなく、リフレクタ部材１５に転写されてもよい。

次に、リフレクタ部材１５と薄型平板２０とを接着封止部材１４によって仮固定させる。このとき、固定位置の精度を高めるために、画像認識による調整機能を行う方がよく、仮固定後も接着封止部材１４のはみ出しや、位置ずれなど、外観画像検査を行うことが好ましい。最後に、接着封止部材１４を本硬化させるために、例えば１８０℃の炉に３０分入れる。

（実施例２）
以下、本発明の発光素子について図５を用いて説明する。図５は本発明の実施例２における発光素子の斜視図である。ここでは、実施例１と同一の構成、機能を備えた部材には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

発光素子３０の構成について説明する。図５は実施例１で説明した半導体素子用パッケージ１０に発光可能な半導体素子３１を搭載した発光素子３０を示す。なお本実施例では半導体素子３１としてＬＥＤを用いた。リードフレーム１１及び１２を実装基板と電気的に接続することによって、半導体素子３１は給電され、発光する。半導体素子３１はリードフレーム１１の上面にダイボンドして搭載し、リードフレーム１２とＡｕやＡｌなどによるワイヤ３２によって電気的に接続される。これにより、半導体素子３１はリードフレーム１１上に接着固定されると共に、リードフレーム１１及び１２と電気的に接続される。さらに、貫通孔１５ａに封止樹脂３３を注入し、半導体素子３１及びワイヤ３２を密封する。これにより、半導体素子３１及びワイヤ３２は外部からの埃、水分、衝撃から保護することができ、また封止樹脂３３は光の波長変換を行う役割も有する。なお、半導体素子用パッケージ１０に半導体素子３１を複数搭載してもよく、半導体素子３１に逆電圧が印加されないように、保護素子としてダイオードなどをリードフレーム１１及び１２と電気的に接続してもよい。

以上の構成により、発光素子３０は実施例１と同様に長寿命、リードフレーム１１及び１２と封止部材１３との結合強度、小型化に優れる。さらに、半導体素子３１は体積の大きい方のリードフレーム１１にダイボンドされるため、半導体素子３１の発熱は主にリードフレーム１１を介して放熱される。これにより、発光素子３０は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

また、半導体素子３１をリードフレーム１１に接着固定するダイボンド材として樹脂も可能であるが、熱伝導性に優れる金属系接着材を用いることが望ましい。例えば、Ｓｎ／Ｇｅ合金（９８ｗｔ％／２ｗｔ％、融点３６０℃）を使用してダイボンドする場合、接着温度３８０℃で数分間保持される。さらに、封止樹脂３３としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが用いられる。

なお、上記説明した実施例１及び２では薄肉部１１ａ及び１２ａをリードフレーム１１及び１２に設け、切り欠き部１２ｂをリードフレーム１２に設けたが、この限りではない。薄肉部及び切り欠き部はリードフレーム１１あるいは１２のどちらか一方にだけ設けてもよいし、両方に設けてもよい。

その中でも、実施例１及び２を基準とする時、特に効果がある薄肉部及び切り欠き部の設け方について説明する。リードフレーム１２にのみ薄肉部及び切り欠き部を設けた場合、リードフレーム１１は特殊な加工を施す必要がないため、作成プロセスにおいて手間を省くことができる。さらにこの場合、半導体素子３１はリードフレーム１１にダイボンドされるため、半導体素子３１は主にリードフレーム１１を介して放熱する。このとき、リードフレーム１１は最大限の体積を有するため、半導体素子３１の放熱性は向上する。

次に、薄肉部及び切り欠き部は共にリードフレーム１１及び１２の両方に設けられる場合、薄型平板２０の底面及び側面において、リードフレーム１１及び１２の距離をさらに遠ざけることができる。これにより、イオンマイグレーション現象はより一層防止される。さらに、リードフレーム１１及び１２と封止部材１３との接する面積は大きくなるため、リードフレーム１１及び１２と封止部材１３との結合強度はさらに強くなる。

本発明によれば、長寿命化でき、熱放出性に優れる半導体素子用パッケージ及び半導体素子用パッケージを用いた発光素子に利用可能である。

１０半導体素子用パッケージ
１１，１２リードフレーム
１１ａ，１２ａ薄肉部
１２ｂ切り欠き部
１３封止部材
１５リフレクタ部材
１５ａ貫通孔
２０薄型平板
３０発光素子
３１半導体素子

Claims

相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部を設けた一対のリードフレームと前記一対のリードフレーム間を密封する封止部材とからなる薄型平板と、
前記薄型平板上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔を有する絶縁部材とを備え、
前記薄型平板の側面及び底面は空気中に露出し、
前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方に、相対向する面側の側面に前記封止部材で被覆される切り欠き部を設け、
前記薄型平板の上面における前記一対のリードフレーム間の距離は、前記薄型平板の底面における前記一対のリードフレーム間の距離及び前記薄型平板の側面における前記一対のリードフレーム間の距離よりも短いことを特徴とする半導体素子用パッケージ。
前記貫通孔内において前記一対のリードフレームのうち第１のリードフレームが第２のリードフレームよりも面積が大きくなるように、前記薄型平板と前記絶縁部材とを前記封止部材が前記貫通孔の中心からずらして配置し、前記切り欠きを前記第２のリードフレームに設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用パッケージ。
相対向する面側の底面に少なくともいずれか一方に薄肉部を設けた一対のリードフレームと前記一対のリードフレーム間を密封する封止部材とからなる薄型平板と、
前記薄型平板上に接合され半導体素子を封入するための貫通孔を有する絶縁部材と、から構成される半導体素子用パッケージと、
前記絶縁部材内に封入され前記一対のリードフレームに電気的に接続される発光可能な前記半導体素子とを備える発光素子であって、
前記半導体素子用パッケージとして前記請求項１〜２のいずれか１つに記載の半導体素子用パッケージを用いたことを特徴とする発光素子。