JP2002314144A - 半導体素子及び発光ダイオードランプ - Google Patents

半導体素子及び発光ダイオードランプ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレームに半導体チップを装着するの
に接着剤を使用しているので、熱劣化による接着強度の
低下が生じていた。 【解決手段】 リードフレーム２に透孔３を形成し、透
孔３内に半導体チップ１を配置し、透孔３の周縁部をか
しめ４により半導体チップ１をリードフレーム２に固定
して、接着剤を使用しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子及び発光
ダイオードランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップを樹脂封止する半導
体素子において、リードフレームに半導体チップを装着
する（ダイスボンド）には、銀粉末を含有したエポキシ
樹脂の導電性接着剤やエポキシ樹脂の絶縁性透明接着剤
を使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このダイスボンド工程
の後に、給電用のワイヤを半導体チップに接続するワイ
ヤボンド工程があるが、半導体チップの電極とワイヤと
を溶着させて接続強度を保つためには、温度を上げる必
要がある。
【０００４】しかしながら、温度が高すぎると接着剤中
のエポキシ樹脂が熱劣化してリードフレームと半導体チ
ップとの接着強度が低下し、透明接着剤を使用した発光
ダイオードの場合は、更にエポキシ樹脂の黄変によって
光出力が低下するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はリードフレームに透孔を形成し、透孔内に
半導体チップを配置し、透孔の周縁部をかしめることに
より半導体チップを固定するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明のかしめによる半導
体チップの固定を説明する斜視図である。
【０００７】半導体チップ１を搭載するリードフレーム
２に、半導体チップ１が収容できる大きさの貫通した穴
である透孔３を形成する。
【０００８】透孔３内に半導体チップ１を図示してない
治具により配置し、半導体チップ１の４つの側面に対
し、透孔３の周縁部をかしめる。このかしめ４によって
突出した周縁部の突出部５が半導体チップ１の側面に接
触して半導体チップ１を固定する。
【０００９】次に半導体チップ１の電極６，７に、例え
ば金ボール８を使用して金線９をワイヤボンディング
し、リードフレーム２にもワイヤボンディングする。
【００１０】上記したように、本発明は半導体チップ１
をかしめ４により固定して、接着剤を使用しないので、
接着剤に起因するリードフレーム２と半導体チップ１と
の熱劣化や紫外線による接着強度の低下が解消され、発
光ダイオードの場合に光出力が低下することもなくな
る。
【００１１】また、半導体チップ１としては硬い基板を
使用したチップが適当で、可視光及び紫外光のＬＥＤチ
ップ、レーザチップ等に適用でき、特にサファイア基板
上に成長させたＧａＮ（窒化ガリウム）を使用した場合
には、ＧａＮは上面発光だけでなく、裏面発光による光
量が多いので、薄い透光性のサファイア基板及び透孔３
を通して裏面に光が多く放射される。
【００１２】この裏面に放射される光を反射鏡によって
上方に反射させれば、ＬＥＤチップの上面及び裏面発光
の光を有効に取り出すことができる。
【００１３】なお、サファイア基板は硬いので、サファ
イア基板を有する半導体チップ、ＬＥＤチップが特にか
しめ４による固定に適している。
【００１４】図２は本発明の第１の実施形態を示す断面
図で、ＬＥＤチップをリードフレームにかしめにより固
定して樹脂封止した発光ダイオードランプを示してい
る。
【００１５】ＬＥＤチップ１１はリードフレーム１２に
形成された透孔１３内に配置され、かしめ１４によりリ
ードフレーム１２に固定されている。
【００１６】また、ＬＥＤチップ１１とリードフレーム
１２は例えば金線１５によりワイヤボンディングされて
電気的に接続されている。
【００１７】ＬＥＤチップ１１を含めた全体は透光性樹
脂１６例えばエポキシ樹脂によりモールドされ、透光性
樹脂１６の凸状の底面に凹面の反射鏡１７が形成されて
いる。
【００１８】この反射鏡１７は従来と同様に金属蒸着や
メッキにより形成される。
【００１９】このように構成すると、ＬＥＤチップ１１
の上面発光した光だけでなく、裏面発光した光を反射鏡
１７により反射させて有効に利用することができる。
【００２０】従来の場合には、ＬＥＤチップの裏面がリ
ードフレームに接着されているので、裏面発光した光を
十分に利用することは困難であるが、第１の実施形態で
は透孔１３内にＬＥＤチップ１１をかしめ１４により固
定しているので、裏面発光した光を有効に取り出すこと
ができる。
【００２１】図３は本発明の第２の実施形態を示す斜視
図、図４は第２の実施形態の断面図である。
【００２２】第１の実施形態とは反射鏡の構成が異なっ
ており、反射鏡はＬＥＤチップを搭載したリードフレー
ムとは異なるリードフレームと一体に形成されている。
【００２３】図３及び図４において、ＬＥＤチップ２１
はリードフレーム２２に形成された透孔２３内に配置さ
れ、かしめ２４によりリードフレーム２２に固定されて
いる。
【００２４】また、ＬＥＤチップ２１とリードフレーム
２２は金線２５によりワイヤボンディングされて電気的
に接続されている。
【００２５】ＬＥＤチップ２１を含めた全体は透光性樹
脂２６によって封止されている。
【００２６】凹面に形成された反射鏡２７はＬＥＤチッ
プ２１を搭載したリードフレーム２２とは異なる別のリ
ードフレーム２８と一体に形成され、ＬＥＤチップ２１
の裏面発光した光を反射して有効に取り出すように構成
されている。
【００２７】このリードフレーム２８はＣｕやＣｕ合金
あるいはＦｅ等を主材料に形成されるが、ＣｕやＣｕ合
金は加工し易く、Ｆｅは安価であるという特徴がある。
ＣｕやＣｕ合金の場合はＮｉ，Ａｇの２層メッキをし、
Ｆｅの場合はＣｕ，Ｎｉ，Ａｇの３層メッキをして表面
をＡｇにすると光の反射効果が高くなる。
【００２８】反射鏡２７及びリードフレーム２８は、例
えばＣｕ板を打ち抜き、押し出し加工をして凹面を形成
し、打ち抜いたリードを曲げ加工して形成すれば良い。
【００２９】なお、リードフレーム２８はリードフレー
ム２２と共に４本足を構成するので、一方に傾くことも
なく安定するが、リードフレーム２８は必ずしも２本で
ある必要はない。
【００３０】図２に示した第１の実施形態のように、従
来と同じ凹面の反射鏡１７の場合には、透光性樹脂１６
に金属を蒸着やメッキをして形成しているので、接着強
度が弱く、剥がれ等の変形により表示ムラや発光出力の
低下が生じるが、第２の実施形態では反射鏡２７をリー
ドフレーム２８と一体に形成したので、このような問題
は解決される。
【００３１】以上のように、第２の実施形態によれば、
第１の実施形態の効果に加えて、反射鏡２７をリードフ
レーム２８と一体に形成したことにより、弱い接着強度
に基づく表示ムラや発光出力の低下を解消させることが
できる。
【００３２】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、半導
体チップをかしめによりリードフレームに固定するの
で、接着剤の熱劣化による接着強度の低下が解消され、
また、発光ダイオードの場合における光出力の低下を防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のかしめによる固定を説明する斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す斜視図。
【図４】第２の実施形態の断面図。
【符号の説明】
１ 半導体チップ １１，２１ ＬＥＤチップ ２，１２，２２，２８ リードフレーム ３，１３，２３ 透孔 ４，１４，２４ かしめ １７，２７ 反射鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M109 AA01 DB20 EA02 EC11 GA01 5F041 AA04 AA42 AA44 CA40 CA46 CA77 DA07 DA12 DA16 DA43 DB03 EE23

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップを樹脂封止する半導体素子
    において、 リードフレームに透孔を形成し、前記透孔内に前記半導
    体チップを配置し、前記透孔の周縁部をかしめることに
    より前記半導体チップを固定することを特徴とする半導
    体素子。
  2. 【請求項２】 前記半導体チップがＬＥＤチップである
    ことを特徴とする請求項１記載の半導体素子。
  3. 【請求項３】 前記ＬＥＤチップがサファイア基板上に
    成長させたＧａＮであることを特徴とする請求項２記載
    の半導体素子。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の半導体素子と、前
    記半導体素子の裏面側に配置され、前記半導体素子の裏
    面側から放射する光を上面側に反射する反射鏡とを備え
    たことを特徴とする発光ダイオードランプ。
  5. 【請求項５】 前記反射鏡が、前記ＬＥＤチップを搭載
    したリードフレームと異なるリードフレームと一体に形
    成された凹面反射鏡であることを特徴とする請求項４記
    載の発光ダイオードランプ。
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