WO2001043205A1 - Dispositif electroluminescent a puce comprenant un boitier et son procede de fabrication - Google Patents

Dispositif electroluminescent a puce comprenant un boitier et son procede de fabrication Download PDF

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resin
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Hiroki Ishinaga
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Rohm Co., Ltd.
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Definitions

  • Chip type light emitting device with case and method of manufacturing the same
  • the present invention relates to a chip-type light-emitting device with a case and a method of manufacturing the same.
  • the present invention relates to a chip-type light emitting device with a case and a method for manufacturing the same.
  • this type of conventional chip-type light emitting device 1 includes a substrate 2, and a semiconductor LED chip (hereinafter simply referred to as “chip”) is attached to an electrode (lead) 3 a formed on the surface of the substrate 2. 4) Die bonding with silver paste, for example. Further, a bonding wire 5 for connecting the bonding pad 4 a formed on the chip 4 to another lead 3 is wire-bonded.
  • an opaque resin 6 is formed on one main surface (upper surface) of the substrate 2 so as to cover the chip 4.
  • a depression 7 is formed at the approximate center of the opaque resin 6, and as shown in FIG. 5B, which is a cross-sectional view of the line P—P ′ shown in FIG. Will be applied.
  • the recess 7 is filled with a transparent resin 9 serving as a sealing body, and the chip 4 is sealed.
  • a transparent resin 9 serving as a sealing body
  • the number of manufacturing steps was reduced by injecting a resin (opaque resin 6 and transparent resin 9) by transfer molding.
  • a main object of the present invention is to provide a chip-type light emitting device with a case and a method of manufacturing the same, which can stably form a sealed body even when molded by transfer molding. Is to provide.
  • the chip-type light-emitting device with a case according to the present invention has a case in which a chip is bonded to a substrate having electrodes formed on the surface, and a resin that serves as a sealing body is filled in a flat rectangular case that covers the chip on the substrate.
  • a chip-type light-emitting device comprising: a hole provided at a lower portion of an opposite side of a case; and a step provided at an upper side of the side sandwiched between the sides.
  • a method of manufacturing such a chip-type light emitting device with a case includes the following steps: (a) bonding a chip to a substrate; (b) placing a case on the substrate; and (c) in a case.
  • the sealing body is formed by flowing resin from below to above.
  • step (a) includes a step (al) of bonding a plurality of chips on a continuous substrate
  • step (b) includes a step (bl) of placing a continuous case on the continuous substrate
  • step) includes a step (cl) of filling a resin into a continuous case to form a continuous sealed body, and further includes the following steps: (d) dicing the continuous body.
  • this chip-type light emitting device with a case, an electrode is formed on the surface of the substrate, and a chip is bonded to the electrode.
  • a planar rectangular case is provided so as to cover the chip, and the case is filled with a resin such as an epoxy resin to be a sealing body.
  • This case is provided with a hole in the lower part of the opposite side surface.
  • a step is provided on the upper side of the side face sandwiched between the side faces. Therefore, when the resin is filled, the sealing body is injected from the hole (injection port), and the air is exhausted from the outlet (air vent) including the step. Therefore, no air bubbles are mixed into the resin, and no unfilling of the resin occurs.
  • such a chip-type light emitting device with a case forms a sealing body by flowing a resin from the bottom to the top in the case.
  • the bonding wire that connects the chip and the lead is bonded in the direction along the flow of the resin that enters through the hole, the bonding wire will be mechanically damaged by the injection of the resin for forming the sealing body. Can be prevented.
  • the sealed body can be stably formed even by the transfer mold. be able to.
  • FIG. 1 is an illustrative view showing one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an illustrative view showing a cross section of the chip-type light emitting device with a case shown in FIG. 1 embodiment;
  • FIG. 3 is an illustrative view for explaining a step of molding the chip-type light emitting device with a case shown in FIG. 1 embodiment;
  • FIG. 4 is an illustrative view for explaining a step of forming the chip-type light emitting device with a case shown in FIG. 1 embodiment:
  • FIG. 5 is an illustrative view showing a conventional chip type light emitting device.
  • a chip-type light-emitting device with a case of this embodiment (hereinafter, simply referred to as “light-emitting device”) 10 includes chip 12, and chip 12 is formed on the surface of substrate 14.
  • the electrode (lead) 16a is die-bonded with, for example, a silver paste.
  • a thin metal wire (bonding wire) 18 such as a gold wire for connecting the bonding pad 12 a provided above the chip 12 and another lead 16 b is wire-bonded.
  • the leads 16a and 16b are illustrated with a certain thickness for easy explanation, they are actually formed in a thin film shape.
  • the leads 16a and 16b are patterned and formed on the surface of the substrate 14 by lithography and etching. Further, the leads 16a and 16b are formed to extend from one main surface (upper surface) of the substrate 14 to the other main surface (rear surface) through a part (through hole) substantially at the center of the side surface. .
  • the light emitting device 10 includes a flat rectangular case (hereinafter simply referred to as “case”) 20, and the case 20 is provided on the upper surface of the substrate 14 so as to cover the chip 12.
  • case 20 the surface of opaque resin 20a is provided with Ni (nickel) and Cu (copper) plating 20b.
  • Case 20 also has holes (inlets) 24a and 24b formed approximately at the center of the lower portion of its opposing sides 22a and 22b, respectively.
  • Steps 26a and 26b are provided on the upper side of each of sides 22c and 22d sandwiched between sides 22a and 22b.
  • the steps 26 a and 26 b are formed continuously up to the central recess 22 e of the case 20.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the line A—A ′ shown in FIG. 1, a transparent resin 28 such as an epoxy resin for protecting the chip 12 and the bonding wires 18 is provided. Filled in 20. That is, the chip 12 is sealed with the transparent resin 28 serving as a sealing body. In FIG. 1, the transparent resin 28 is omitted for easy understanding.
  • a transparent resin 28 such as an epoxy resin for protecting the chip 12 and the bonding wires 18 is provided. Filled in 20. That is, the chip 12 is sealed with the transparent resin 28 serving as a sealing body.
  • the transparent resin 28 is omitted for easy understanding.
  • the cross section of the depression 2 2 e is formed in a trapezoidal shape, and the oblique side between the upper bottom and the lower bottom is inclined at an angle capable of totally reflecting the light emitted from the chip 12. . That is, the inner surface of the depression 22 e is formed in a tapered shape, and the light emitting device 10 can emit light efficiently.
  • a continuous substrate 30 and a continuous case 32 for forming a plurality of light emitting devices 10 are formed.
  • the leads 16a and 16b as described above are provided on the surface of the continuous substrate 30 in the vertical and horizontal directions corresponding to the number of light emitting devices 10 to be formed.
  • the continuous case 32 the cases 20 are continuously formed corresponding to the number of the light emitting devices 10 to be formed. More specifically, the continuous case 32 is provided with a plurality of long holes 32 a so as to be in contact with a plurality of recesses 22 e continuously formed at predetermined intervals.
  • the inlets 24a and 24b as described above are formed at the contact with a.
  • a plurality of steps 26a and 26b are formed so as to be parallel to the elongated hole 32a and to pass substantially through the center of the depression 20e. Therefore, as can be seen from FIG. 4 in which a part of FIG. 3 is enlarged, a groove 36 parallel to the elongated hole 32 a is formed on the recess 22 e continuously arranged.
  • FIG. 4 shows a part of the shaped article 34, as can be seen from FIGS. 3 (A) and (B), the part shown in FIG. 4 is continuous in the vertical and horizontal directions. A shaped article 3 4 is formed.
  • a specific manufacturing (forming) method will be described.
  • a chip 12 is mounted on each of a plurality of leads 16 a provided on a continuous substrate 30. Ending.
  • bonding wires 18 are wire-bonded to the respective bonding pads 12a and the leads 16b.
  • the continuous case 32 is mounted on the continuous substrate 30 and is bonded by heating.
  • the transparent resin 28 is injected into the molded product 34 of the continuous substrate 30 and the continuous case 32 thus bonded by transfer molding.
  • a mold (not shown) formed so as to be in contact with the upper surface of the continuous case 32 is pressed from above the continuous case 32 and one end of the elongated hole 32a. , The transparent resin 28 is washed away. The transparent resin 28 is made into an evening bullet in advance, and injected by pressurizing with a plunger.
  • the transparent resin 28 flows through the injection path P (part of the elongated hole 32 a), and the injection provided in each light emitting device 10. Injected through mouth 24a and 24b.
  • the injection path on the injection port 24b side is omitted in FIG. 4 for convenience of the drawing, it is in the same direction as the injection path P.
  • the bonding wire 18 since the bonding wire 18 is bonded along the flow of the transparent resin 28 entering from the inlets 24a and 24b, the bonding wire 18 may be mechanically damaged by the injection of the transparent resin 28. There is no.
  • the transparent resin 28 is injected from the inlets 24a and 24b, that is, flows from the bottom to the top in the case 20, and the case 20 is filled with the transparent resin 28. .
  • the transparent resin 28 is injected as described above, air is discharged from the discharge port (air vent) formed by the groove 36 and the mold through the discharge path Q. For this reason, no bubbles are mixed into the transparent resin 28 and no unfilling of the transparent resin 28 occurs.
  • the surface of the transparent resin 28 becomes flat (flat), so that light emitted from the light emitting device 10 can be focused in a desired direction.
  • the transparent resin 28 is thermally cured, that is, when the chip 12 is sealed, the molded product 34 is diced in the next step, and a plurality of single light emitting devices 10 are generated. Subsequently, a transparent resin 28 is injected into the next molded product 34. Thereafter, the same process as described above is performed on each molded product 34.
  • the transparent resin flows upward from the bottom in the case by the transfer molding and the air is discharged from the discharge port, air bubbles may be mixed into the transparent resin. There is no unfilled transparent resin. Therefore, a sealed body can be formed stably even when molded in one mold. For this reason, the yield can be improved.

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Description

明細睿 ケース付チップ型発光装置およびその製造方法
発明の分野
この発明はケース付チップ型発光装置およびその製造方法に関し、 特にたとえ ば電極が表面に形成された基板にチップをボンディングし、 基板上でチップを覆 う平面矩形ケース内に封止体となる樹脂を充填する、 ケース付チップ型発光装置 およびその製造方法に関する。
従来技術
図 5 (A) に示す、 従来のこの種のチップ型発光装置 1は基板 2を含み、 基板 2の表面に形成された電極（リード） 3 aに半導体 L E Dチップ（以下、 単に「チ ップ」 という。） 4カ^ たとえば銀ペーストによってダイボンディングされる。 また、 チップ 4の上部に形成されたボンディングパッド 4 aと他のリード 3 と を接続するためのボンディングワイヤ 5がワイヤボンディングされる。 また、 チ ップ型発光装置 1では、 チップ 4を覆うように不透明樹脂 6が基板 2の一方主面 (上面） に形成される。 不透明樹脂 6のほぼ中央には窪み 7が形成され、 窪み 7 の表面には図 5 ( A) で示す線 P— P ' の断面図である図 5 ( B ) から分かる ように、 メツキ 8が施される。 さらに、 窪み 7には封止体となる透明樹脂 9が充 填され、 チップ 4が封止される。 このようなチップ型発光装置 1では、 トランス ファモールドで樹脂 （不透明樹脂 6および透明榭脂 9 ) を注入することにより、 製造工程を少なくしていた。
しかし、 この従来技術では、 トランスファーモールドによって窪み 7の上方か ら透明樹脂 9を注入するため、 封止体となる透明樹脂 9に気泡が混入したり、 透 明樹脂 9の未充填が生じてしまっていた。 したがって、 このトランスファモール ドをそのまま適用してケース付チップ型発光装置を自動成形する場合にも、 同様 の問題が生じていた。
発明の概要
それゆえに、 この発明の主たる目的は、 トランスファモールドで成形しても安 定的に封止体を成形できる、 ケース付チップ型発光装置およびその製造方法を提 供することである。
この発明に従ったケース付チップ型発光装置は、 電極が表面に形成された基板 にチップをボンディングし、 基板上でチップを覆う平面矩形ケース内に封止体と なる榭脂を充填するケース付チップ型発光装置であって、 次のものを備える：ケ ースの対向する側面下部に設けられた孔；および側面に挟まれた側面上辺に設け られた段差。
このようなケース付チップ型発光装置の製造方法は、 次のステップを含む： (a)基板にチップをボンディングし；（b) 基板上にケースを配置し；そして (c) ケ ース内で下から上に樹脂を流して封止体を形成する。
好ましくは、 ステップ (a) は、 複数のチップを連続基板上にボンディングする ステップ (al)を含み、 ステップ (b) は、 連続基板上に連続ケースを配置するステ ップ (bl)を含み、 ステップ ） は、 連続ケース内に榭脂を充填して連続封止体を 形成するステップ (cl)を含み、 さらに次のステップを含む：（d) 連続体をダイシ ングする。
このケース付チップ型発光装置では、 基板の表面に電極が形成され、 その電極 にチップがボンディングされる。 また、 チップを覆うように平面矩形ケースが設 けられ、 そのケース内にたとえばエポキシ樹脂などの封止体となる樹脂が充填さ れる。 このケースには、 その対向する側面下部に孔が設けられる。 また、 その側 面に挟まれる側面の上辺に段差が設けられる。 したがって、 樹脂を充填する場合 には、 封止体が孔 （注入口） から注入され、 段差を含む排出口 （エアーベント） から空気が排出さる。 このため、 気泡が樹脂に混入することがなく、 また樹脂の 未充填が生じることもない。
つまり、 このようなケース付チップ型発光装置は、 樹脂をケース内で下から上 に流すことにより封止体を成形する。
たとえば、 チップとリードとを接続するボンディングワイヤは、 孔から侵入す る樹脂の流れに沿う方向にボンディングすれば、 封止体を形成するための樹脂の 注入によりボンディングワイヤが機械的に破損するのを防止することができる。 この発明によれば、 気泡が樹脂に混入することがなく、 樹脂の未充填が生じる こともないので、 トランスファモールドで成形しても安定的に封止体を成形する ことができる。
この発明の上述の目的， その他の目的， 特徴および利点は、 図面を参照して行 う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
図面の簡単な説明
図 1はこの発明の一実施例を示す図解図であり ；
図 2は図 1実施例に示すケース付チップ型発光装置の断面を示す図解図であ Ό ；
図 3は図 1実施例に示すケース付チップ型発光装置を成形する工程を説明する ための図解図であり ；
図 4は図 1実施例に示すケース付チップ型発光装置を成形する工程を説明する ための図解図であり ：そして
図 5は従来のチップ型発光装置を示す図解図である。
発明を実施するための最良の形態
図 1を参照して、 この実施例のケース付チップ型発光装置 （以下、 単に 「発光 装置」 という。） 1 0はチップ 1 2を含み、 チップ 1 2は基板 1 4の表面に形成 された電極 （リード） 1 6 aにたとえば銀ペーストによってダイボンディングさ れる。 また、 チップ 1 2の上方に設けられたボンディングパッド 1 2 aおよび他 のリード 1 6 bとを接続するための金線などの金属細線 （ボンディングワイヤ） 1 8がワイヤボンディングされる。 なお、 分かり易く説明するために、 リード 1 6 aおよび 1 6 bは、 厚みをつけて図示しているが、 実際には薄膜状に形成され る。 また、 リード 1 6 aおよび 1 6 bは、 リソグラフィ処理およびエッチング処 理によって基板 1 4の表面にパターニングされ形成される。 さらに、 リード 1 6 aおよび 1 6 bは、 基板 1 4の一方主面 （上面） から側面のほぼ中央の一部 （ス ルーホール） を経由して他方主面 （裏面） まで延びて形成される。
また、 発光装置 1 0は平面矩形ケース （以下、 単に 「ケース」 という。） 2 0 を含み、 ケース 2 0がチップ 1 2を覆うように基板 1 4の上面に設けられる。 ケ —ス 2 0は、 不透明樹脂 2 0 aの表面に N i (ニッケル） および C u (銅） のメ ツキ 2 0 bが施されている。 ケース 2 0にはまた、 その対向する側面 2 2 aおよ び 2 2 bそれぞれの下部のほぼ中央に孔 （注入口） 2 4 aおよび 2 4 bが形成さ れ、 側面 2 2 aおよび 2 2 bで挟まれる側面 2 2 cおよび 2 2 dのそれぞれの上 辺に段差 2 6 aおよび 2 6 bが設けられる。 なお、 段差 2 6 aおよび 2 6 bは、 ケース 2 0の中央の窪み 2 2 eまで連続して形成される。
さらに、 図 1で示す線 A— A ' の断面図である図 2を参照してよく分かるよ うに、 チップ 1 2およびボンディングワイヤ 1 8を保護するためのエポキシ樹脂 などの透明樹脂 2 8がケース 2 0内に充填されている。 つまり、 チップ 1 2が封 止体となる透明樹脂 2 8で封止されている。 なお、 図 1において、 分かり易く説 明するために、 透明樹脂 2 8は省略してある。
また、 図 2から分かるように、 窪み 2 2 eの断面は台形状に形成され、 その上 底と下底との間の斜辺はチップ 1 2から発せられる光を全反射できる角度に傾斜 される。 つまり、 窪み 2 2 eの内面はテーパ状に形成され、 発光装置 1 0は効率 よく発光できる。
たとえば、 このような単体の発光装置 1 0を成形する場合には、 図 3 (A) に 示すように、 複数の発光装置 1 0を成形するための連続基板 3 0および連続ケー ス 3 2が用いられる。 なお、 図示は省略するが、 連続基板 3 0の表面には上述し たようなリード 1 6 aおよび 1 6 bのそれぞれが、 形成する発光装置 1 0の個数 に対応して縦方向および横方向に連続的に形成される。 また、 連続ケース 3 2に は、 形成する発光装置 1 0の個数に対応してケース 2 0が連続的に形成される。 詳しく説明すると、 連続ケース 3 2には、 所定間隔で連続的に形成された複数の 窪み 2 2 eに接するように複数の長穴 3 2 aが設けられ、 窪み 2 2 eと長穴 3 2 aとの接点に、 図示は省略するが、 上述のような注入口 2 4 aおよび 2 4 bが形 成される。 また、 長穴 3 2 aと平行であり、 かつ窪み 2 0 eのほぼ中央を通過す るように複数の段差 2 6 aおよび 2 6 bが形成される。 したがって、 図 3の一部 を拡大した図 4から分かるように、 長穴 3 2 aと平行な溝 3 6力 連続して配置 されている窪み 2 2 e上に形成される。 なお、 図 4では、 整形品 3 4の一部につ いて示してあるが、 図 3 (A) および （B ) から分かるように、 図 4に示す部分 が縦方向および横方向に連続して、 整形品 3 4が形成される。
図 3 (A) に戻って、 具体的な製造 （形成） 方法について説明すると、 まず、 連続基板 3 0に設けられた複数のリード 1 6 aのそれぞれにチップ 1 2がダイボ ンディングされる。 次に、 それぞれのボンディングパッド 1 2 aとリード 1 6 b とにボンディングワイヤ 1 8がワイヤボンディングされる。 続いて、 図 3 (B ) に示すように、連続ケース 3 2が連続基板 3 0に装着され、加熱して接着される。 このように接着された連続基板 3 0と連続ケース 3 2との成型品 3 4に、 トラ ンスファモールドにより透明樹脂 2 8が注入される。 つまり、 成型品 3 4では、 連続ケース 3 2の上面に当接するように形成された金型 （図示せず） が連続ケー ス 3 2の上方から押し当てられ、 長穴 3 2 aの一方端から透明樹脂 2 8が流され る。 なお、 透明榭脂 2 8は、 予め夕ブレット状にされ、 プランジャで加圧するこ とにより注入される。
つまり、 成型品 3 4の一部を示す図 4から分かるように、 透明樹脂 2 8は注入 経路 P (長穴 3 2 aの一部） を流れ、 それぞれの発光装置 1 0に設けられた注入 口 2 4 aおよび 2 4 bから注入される。 なお、 図面の都合上、 図 4では注入口 2 4 b側の注入経路は省略してあるが、 注入経路 Pと同じ向きである。 また、 ボン デリングワイヤ 1 8は、 注入口 2 4 aおよび 2 4 bから侵入する透明樹脂 2 8の 流れに沿うようにボンディングされているので、 透明樹脂 2 8の注入により機械 的に破損することがない。
このように、 透明樹脂 2 8が注入口 2 4 aおよび 2 4 bから注入され、 すなわ ちケース 2 0内で下から上に流れ、 ケース 2 0内に透明榭脂 2 8が充填される。 このように透明樹脂 2 8が注入されるとき、 溝 3 6と金型とによって形成された 排出口 （エアーベント） から排出経路 Qを通って空気が排出される。 このため、 気泡が透明樹脂 2 8に混入することがなく、 また透明樹脂 2 8の未充填が生じる こともない。 また、 透明樹脂 2 8の表面は、 平面 （フラット） となり、 発光装置 1 0から発せられる光を所望の方向に集光することができる。
そして、 透明樹脂 2 8が熱硬化すると、 つまりチップ 1 2が封止されると、 次 の工程で成型品 3 4はダイシングされ、 単体の発光装置 1 0が複数生成される。 続いて、 次の成型品 3 4に透明樹脂 2 8が注入される。 それ以降、 上述と同様の 工程が各成型品 3 4に対して施される。
この実施例によれば、 トランスファモ一ルドにより透明樹脂をケース内で下か ら上に流し、 空気を排出口から排出するので、 気泡が透明樹脂に混入することが なく、 また透明樹脂の未充填が生じることもない。 したがって、 一ルドで成形しても安定的に封止体を形成することができる。 このため、 歩留り を向上することができる。
なお、 この実施例では、 ケース付チップ型発光装置の製造方法についてのみ説 明したが、 このような製造方法はチップタイプのセンサなどにも適用することが できる。
この発明が詳細に説明され図示されたが、 それは単なる図解および一例として 用いたものであり、 限定であると解されるべきではないことは明らかであり、 こ の発明の精神および範囲は添付されたクレームの文言によってのみ限定される。

Claims

請求の ft囲
1 . 電極が表面に形成された基板にチップをボンディングし、 前記基板上で前 記チップを覆う平面矩形ケース内に封止体となる樹脂を充填するケース付チップ 型発光装置であって、 次のものを備える：
前記ケースの対向する側面下部に設けられた孔；および
前記側面に挟まれた側面上辺に設けられた段差。
2 . クレーム 2に従属するケース付チップ型発光装置であって、 前記チップと 前記電極とを接続するボンディングワイヤをさらに備え、
前記ボンディングワイヤは前記孔から侵入する前記樹脂の流れに沿う方向にボ ンディングされる。
3 . 基板上に配置された平面矩形のケースおよび前記ケース内に形成されかつ チップを封止する封止体を含むケース付チップ型発光装置の製造方法であって、 次のステップを含む：
(a) 前記基板にチップをボンディングし；
(b) 前記基板上に前記ケースを配置し；そして
(c) 前記ケース内で下から上に前記樹脂を流して前記封止体を形成する。
4 . クレーム 3に従属する製造方法であって、
前記ステップ (a) は、 複数のチップを連続基板上にボンディングするステップ (al)を含み、
前記ステップ (b) は、 前記連続基板上に連続ケースを配置するステップ (bl)を 含み、
前記ステップ (c) は、 前記連続ケース内に前記樹脂を充填して連続封止体を形 成するステップ (cl)を含み、 さらに次のステップを含む：
(d) 連続体をダイシングする。
5 . クレーム 3または 4に従属する製造方法であって、 前記ステップ (c)では 前記ケース内に孔から侵入する樹脂の流れに沿う方向に；
ンディングする。
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