JP2001111118A - 樹脂封止型光半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型光半導体装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田ディッピングしてもグローホールが発生
せず、かつ取付安定性に優れた樹脂封止型光半導体装置
を提供する。 【解決手段】 樹脂封止型光半導体装置は、半導体発光
素子と、該半導体発光素子と電気的に接続された少なく
とも2つのリードフレームと、前記半導体発光素子及び
前記リードフレームの一端部を封止する透光性樹脂封止
体とを備え、前記透光性樹脂封止体の被着接体との着接
面以外の面から前記透光性樹脂封止体の外へ前記リード
フレームを延出させる。このとき生産効率および一層の
取付安定性の観点から、前記リードフレームは、その被
着接体側の面が前記透光性樹脂封止体の前記着接面と同
一平面となるように前記透光性樹脂封止体から延出して
いるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止型光半導体
装置に関するものであり、より詳細には透光性樹脂封止
体から延出するリードフレームを半田などのろう剤で回
路基板などに固着して、基板上に直接実装する樹脂封止
型光半導体装置(以下「光半導体装置」と記すことがあ
る)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光半導体装置の一例を図4に示
す。この光半導体装置は、発光ダイオードチップ(半導
体発光素子)4と、発光ダイオードチップ4に電気的に
接続された第1および第2のリードフレーム2、3と、
リードフレーム2,3の一部と発光ダイオードチップ4
を封止する透光性樹脂封止体1を備え、発光ダイオード
チップ4は第1のリードフレーム2の上端面に固着さ
れ、発光ダイオードチップ4の下面に形成された電極は
第1のリードフレーム2と電気的に接続されている。一
方発光ダイオードチップ4の上面に形成されたもう一つ
の電極はリード細線5で第2のリードフレーム3と電気
的に接続されている。透光性樹脂封止体1の底面11か
らは第1および第2のリードフレーム2、3が底面11
に対して略垂直に延出している。このような光半導体装
置を回路基板6に装着する場合、透光性樹脂封止体1の
底面11から延出する第1および第2のリードフレーム
2,3を回路基板6に形成されたスルーホール61に挿
通し、透光性樹脂封止体1の底面11が回路基板6の上
面に当着した状態とした後、カットアンドクリンチ方式
などの手段により回路基板6の上に光半導体装置を固着
する。つぎに、これを半田浴に浸漬(以下「半田ディッ
ピング」と記すことがある)して第1および第2のリー
ドフレーム2,3を回路基板6に半田付けし、光半導体
装置を回路基板6の上に実装する。
【0003】光半導体装置を回路基板にこのように実装
すると、透光性樹脂封止体の底面によってスルーホール
の一方の開口部が封止される。この状態で半田ディッピ
ングすると、スルーホール内に閉じこめられた空気が半
田浴の熱によって膨張し、回路基板下面の強度の低い半
田付け部分から外へ吐出する。この空気の吐出によって
半田付け部に穴(グローホール)が形成され、実使用に
おいてここから錆が発生し引いては導通不良を起こすこ
とがあった。
【0004】そこで、グローホールを生じさせないため
に透光性樹脂封止体の底面と回路基板とを離隔した状
態、すなわちスルーホールの一方の開口部を透光性樹脂
封止体底面で封止しない状態で光半導体装置を回路基板
に固定する技術が提案されている。具体的には例えば図
5に示す装置では、第1および第2のリードフレーム
2,3の透光性樹脂封止体1の底面11に該当する部分
にリードフレームの幅を広げた当接部9を設け、光半導
体装置は当接部9を介して回路基板に実装されるように
する。このような構成によれば、スルーホール61の一
方の開口部は透光性樹脂封止体1の底面で封止されるこ
とはなく、半田ディッピングした際に熱で膨張したスル
ーホール内の空気はスルーホール7の上側開口部から外
部へ吐出する。このため半田ディッピングよるグローホ
ールは発生しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記当
接部などにより光半導体装置を回路基板に離隔した状態
で実装すると、グローホールの発生は防げるものの取付
安定性が悪く、実使用上問題があった。
【0006】本発明はこのような従来の問題に鑑みなさ
れたものであり、その目的は半田ディッピングしてもグ
ローホールが発生せず、かつ取付安定性に優れた樹脂封
止型光半導体装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
発光素子と、該半導体発光素子と電気的に接続された少
なくとも2つのリードフレームと、前記半導体発光素子
及び前記リードフレームの一端部を封止する透光性樹脂
封止体とを備えた樹脂封止型光半導体装置であって、前
記リードフレームは、前記透光性樹脂封止体の被着接体
との着接面以外の面から前記透光性樹脂封止体の外へ延
出していることを特徴とする樹脂封止型光半導体装置が
提供される。
【0008】このとき生産効率および一層の取付安定性
の観点から、前記リードフレームは、その被着接体側の
面が前記透光性樹脂封止体の前記着接面と同一平面とな
るように前記透光性樹脂封止体から延出しているのが好
ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者等は、半田ディッピング
してもグローホールが発生せず、かつ取付安定性に優れ
た光半導体装置が得られないか鋭意検討した結果、透光
性樹脂封止体を回路基板などの被着接体に直に着接する
ことによってまず取付安定性を確保し得ることを見出
し、さらにリードフレームが挿通するスルーホールを透
光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体に形成す
ることによってグローホールの発生も防止し得ることを
見出し本発明をなすに至った。すなわち透光性樹脂封止
体に被着接体との着接面を設けると共に、リードフレー
ムが挿通するスルーホールを透光性樹脂封止体が着接す
る部分以外の被着接体上に設け、これに対応させて透光
性樹脂封止体の前記着接面以外の面から外へリードフレ
ームを延出するのである。
【0010】図5に示したグローホールの発生を防止す
る従来の改良品では、光半導体装置はリードフレームの
当接部9を介して回路基板に実装されるので、被着接体
との着接面積が小さいのに対し、本発明の光半導体装置
では、透光性樹脂封止体を被着接体に直に着接するの
で、被着接体との着接面積が大きく取付安定性に優れる
のである。加えて、リードフレームが挿通するスルーホ
ールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体
上に設けることにより、当該封止体の着接面によってス
ルーホールの開口部が封止されることがなくなり、グロ
ーホールの発生を有効に防止し得るのである。
【0011】本発明で使用できる半導体発光素子として
は特に限定はなく、従来公知のものが使用でき、例えば
Si、GaAs、GaAlAs、InP、AlInGa
P系半導体などが挙げられる。
【0012】本発明で使用できるリードフレームの断面
形状に特に限定はなく、いずれの形状であってもよい。
また本発明の光半導体装置においてリードフレームの数
に限定はなく、もちろん半導体発光素子の数に限定もな
い。リードフレームが複数本の場合、透光性樹脂封止体
から延出させる方向は光半導体装置の取付面上方から見
て透光性樹脂封止体の中央を中心として等角となるよう
にするのが取付安定性の点から推奨される。またリード
フレームをその被接着体側の面が透光性樹脂封止体の前
記着接面と同一平面となるように当該封止体から延出さ
せ、当該封止体のみならずリードフレームも被着接体に
着接させると取付安定性の一層の向上が図れる。なお透
光性樹脂封止体から延出しているリードフレームの形状
は、回路基板に形成されたスルーホールに挿通し得るも
のであれば特に限定はない。
【0013】本発明の光半導体装置を着装する被着接体
としては、主に回路基板が挙げられるが特にこれに限定
されるものではなく、光半導体装置を装着し得るもので
あればいずれでもよい。この被着接体としては液晶ポリ
マーやBTレジン、ガラスエポキシ樹脂などからなるも
のが耐熱性の点から望ましい。
【0014】本発明で使用する透光性樹脂封止体は透光
性の樹脂であれば特に限定はなく、例えばエポキシ樹脂
や不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ユリア・
メラミン樹脂などが挙げられ、この中でも透光性などの
点からエポキシ樹脂がより好適に使用できる。エポキシ
樹脂としては、一分子中に2個以上のエポキシ基を有す
るものでエポキシ樹脂成形材料として使用されるもので
あれば制限はなく、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、オルクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を代表す
るフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポ
キシ化したもの、ビスフェノールA、ビスフェノール
F、ビスフェノールS、水添ビスフェノールAなどのジ
グリシジルエーテル、フタル酸、ダイマー酸などの多塩
基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるジグリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメ
タン、イソシアヌル酸などのポリアミンとエピクロルヒ
ドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキ
シ樹脂、オレフィン結合を過酢酸などの過酸により、酸
化して得られる綿状脂肪族エポキシ樹脂、および脂環族
エポキシ樹脂などを挙げることができ、これらを単独で
あるいは2以上の混合物として使用することができる。
これらのエポキシ樹脂は十分に精製されたもので、常温
で液状であっても固形であってもよいが、液化時の外観
ができる限り透明なものを使用するのが好ましい。
【0015】また透光性樹脂封止体の形状に特に限定は
なく、光半導体装置が用いられる器具や部品の形状など
から適宜決定すればよい。なお製造上は、透光性樹脂封
止体の前記着接面から反対側面に向かって断面積が小さ
くなっていくものが好ましい。
【0016】本発明の光半導体装置の製造方法に特に限
定はなく、注型や圧縮成形、トランスファー成形、射出
成形など従来公知の成形法を用いることができる。例え
ば、リードフレームが、その被着接体側の面が透光性樹
脂封止体の着接面と同一平面となるように透光性樹脂封
止体から延出する光半導体装置は、透光性樹脂封止体の
外形を型取ったポリカーボネートなどからなる樹脂型内
に未硬化で透明のエポキシ樹脂を充填し、そこへ時間を
置かずに発光ダイオードチップを実装したリードフレー
ムの先端部を挿入し、エポキシ樹脂が硬化したところで
樹脂型から引き抜くことにより作製することができる。
一方、リードフレームが透光性樹脂封止体の中間部分か
ら延出している光半導体装置は、前記方法では樹脂型か
らの取り出しができないので、上型と下型を備えた金型
を用いてトランスファー成形することにより作製するこ
とができる。具体的には、透光性樹脂封止体の形成する
ための凹部をそれぞれ有する上型と下型を備えた金型を
用い、発光ダイオードチップを実装したリードフレーム
を下型に配置した後、下型と上型とを圧接させて前記凹
部によって形成された空間内に当該リードフレームを固
定する。次に上・下型を加熱して、上型に形成されてい
る注入口から一定量のエポキシ樹脂を注入し、さらに加
圧部材により圧入して、一定時間経過した後上・下型を
離型させて成形品を取り出す。この成形方法によれば、
リードフレームが透光性樹脂封止体のどのような位置か
ら延出している光半導体装置であっても作製することが
できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお本発明はこれら実施例に何ら限定されるもので
はない。図1は本発明に係る光半導体装置の一実施例を
示す側断面図である。図1(a)を参照して、この光半
導体装置は、発光ダイオードチップ(半導体発光素子)
4と、発光ダイオードチップ4に電気的に接続された第
1および第2のリードフレーム2、3と、リードフレー
ム2,3の一部と発光ダイオードチップ4を封止する透
光性樹脂封止体1を備え、発光ダイオードチップ4は第
1のリードフレーム2の上端面に固着され、発光ダイオ
ードチップ4の下面に形成された電極(不図示)は第1
のリードフレーム2と電気的に接続されている。一方発
光ダイオードチップ4の上面に形成されたもう一つの電
極(不図示)はリード細線5で第2のリードフレーム3
と電気的に接続されている。第1および第2のリードフ
レーム2、3は、その下面が透光性樹脂封止体1の底面
11と同一平面となるように透光性樹脂封止体1の下端
側面から延出し、回路基板6に形成されたスルーホール
61の対向位置で垂下している。図1(b)を参照し
て、このような光半導体装置を回路基板6に装着するに
は、まず透光性樹脂封止体1の下端側面から延出する第
1および第2のリードフレーム2,3を回路基板6に形
成されたスルーホール61に挿通し、透光性樹脂封止体
1の底面11が回路基板6の上面に当着した状態とす
る。このとき、リードフレーム2,3の下面も回路基板
6の上面に当着している。次にカットアンドクリンチ方
式などの手段によってリードフレーム2,3を適当な長
さで切断すると同時に基板7の下面に形成された電極
(不図示)に当接するように屈曲し、光半導体装置を回
路基板6の上に実装する。この状態で回路基板6の下面
までが半田浴に浸かるようにして半田ディッピングを行
い、回路基板下面の電極にリードフレームを半田付けす
る。この半田ディッピングの際、スルーホール61内の
空気は加熱され膨張するが上側に開口部があるため、ス
ルーホール61内の圧力は上昇せずグローホールは生じ
ない。
【0018】本発明の他の実施態様を図2に示す。これ
らはいずれも本発明に係る光半導体装置の一実施例を示
す側断面図である。まず図2(a)の光半導体装置は、
透光性樹脂封止体1の底面11より上の位置からリード
フレーム2,3を延出させた装置である。この装置では
リードフレーム2,3は回路基板6に当接しない。底面
11より上の位置から延出したリードフレーム2,3を
回路基板6に当接させるには、図2(b)に示すよう
に、透光性樹脂封止体1の底面11と下面が同一平面と
なる水平部分をリードフレーム2,3の一部に設ければ
よい。
【0019】図3は本発明の他の実施態様を示す側断面
図である。これらはリードフレーム2,3を透光性樹脂
封止体1の下部から垂直に延出させた光半導体装置であ
る。まず図3(a)の光半導体装置は、弾頭状の透光性
樹脂封止体1の底面11が同心円状で小さくなった装置
であり、リードフレーム2,3は当該封止体1から垂直
に延出するがリードフレームが挿通するスルーホールの
上開口部が底面11によって封止されることはない。図
3(b)の光半導体装置は、弾頭状の透光性樹脂封止体
1の中間部に突起部8を設け、突起部8の下面からリー
ドフレーム2,3を垂直に延出させた装置である。この
装置でも、リードフレーム2,3は当該封止体1から垂
直に延出するが、リードフレームが挿通するスルーホー
ルの上開口部が底面11によって封止されることはない
ので、グローホールは発生しない。
【0020】
【発明の効果】本発明の光半導体装置では、透光性樹脂
封止体を回路基板などの被着接体に直に着接するので取
付安定性に優れ、さらにリードフレームが挿通するスル
ーホールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着
接体上に設け、これに対応させて透光性樹脂封止体の前
記着接面以外の面から外へリードフレームを延出させる
ので、半田ディッピングしてもグローホールが発生しな
い。また前記リードフレームの被着接体側の面を前記透
光性樹脂封止体の前記着接面と同一平面となるように前
記リードフレームを前記透光性樹脂封止体から延出させ
ると、生産効率および取付安定性の一層の向上が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項2の発明の一実施態様を示す側断面図
である。
【図2】 本発明の他の実施態様を示す側断面図であ
る。
【図3】 本発明のさらに他の実施態様を示す側断面図
である。
【図4】 従来の樹脂封止型光半導体装置を示す側断面
図である。
【図5】 従来の他の樹脂封止型光半導体装置を示す側
断面図である。
【符号の説明】
1 透光性樹脂封止体 2 第1のリードフレーム 3 第2のリードフレーム 4 半導体発光素子(発光ダイオード) 6 被着接体(回路基板) 11 底面 61 スルーホール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体発光素子と、該半導体発光素子と
    電気的に接続された少なくとも2つのリードフレーム
    と、前記半導体発光素子及び前記リードフレームの一端
    部を封止する透光性樹脂封止体とを備えた樹脂封止型光
    半導体装置であって、 前記リードフレームは、前記透光性樹脂封止体の被着接
    体との着接面以外の面から前記透光性樹脂封止体の外へ
    延出していることを特徴とする樹脂封止型光半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記リードフレームは、その被着接体側
    の面が透光性樹脂封止体の前記着接面と同一平面となる
    ように前記透光性樹脂封止体から延出している請求項1
    記載の樹脂封止型光半導体装置。
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