JP2004179430A

JP2004179430A - Semiconductor device and manufacturing method thereof

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Publication number: JP2004179430A
Application number: JP2002344561A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kamata; 和宏鎌田
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: JP4254214B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device with high reliability that can be mounted on a mount board with high density and causes no resin burr onto the surface of lead electrodes. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes a semiconductor element placed on one of a pair of positive negative lead electrodes, a conductor for connecting the semiconductor element to the lead electrodes, and a support for fixing and supporting the lead electrodes. At least part of the lead electrodes and the support and the semiconductor element are covered by a transparent member whose size is greater than an outer circumference of the support when the semiconductor device is viewed from its top side. Further, the semiconductor device has a recessed part at the side face of the support to which part of the transparent member is extended. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を樹脂材料によりモールドした半導体装置、および半導体素子の樹脂モールド方法に関し、更に詳しくは、樹脂を材料として成型される発光素子載置用パッケージ上への封止樹脂の成型において、樹脂バリの発生を防いだ高品質な樹脂成型を行い、信頼性が高く光学特性に優れた発光装置を提供する技術に関する。また、本発明は、導体配線が施された基板表面に実装される表面実装型発光装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、実装面側に導電性パターンを施した基板に直接実装可能な半導体装置として、発光素子を載置するとともに該発光素子に電力を供給するリード電極の少なくとも一部が挿入されて一体成型された樹脂製のパッケージの上に、リード電極および発光素子を被覆する樹脂モールドを成型した発光装置がある。例えば、図８に正面図が示されるような従来の発光装置は、樹脂製パッケージの側面から実装面方向に露出させたリード電極の先端部を実装基板の導電性パターンに接続することにより実装基板に固定され、外部電極とリード電極との電気的導通が図られることとなる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
実開平４−１０５５６１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発光装置からの発光に所望の配光性を持たせるためモールド部材を特定の形状および大きさとしたとき、発光装置を基板に対して高密度に実装することが困難となる場合がある。例えば、図８に示されるような従来の表面実装型ＬＥＤ１０を実装基板に複数実装する場合、樹脂部１０をより近接させて実装しようとしてもベース部１６同士が機械的に干渉するため、樹脂部１０を密接して配置するには限界があることとなる。
【０００４】
また、パッケージの上に所望の配光性が得られる樹脂モールドを成型する場合に、少なくともパッケージの表面に樹脂バリが発生する。このような樹脂バリがリード電極表面の導電性パターンとの接触部分に延在して発生した場合、実装時にリード電極と実装基板の導電性パターンとの電気的導通を妨げる要因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、実装基板に対して高密度に実装することも可能であり、リード電極表面への樹脂バリの発生を防いだ半導体装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、正負一対のリード電極の一方に載置された半導体素子と、該半導体素子と前記リード電極とを接続する導電体と、前記リード電極を固定保持する支持体とを有する半導体装置であって、前記リード電極および前記支持体の少なくとも一部並びに前記半導体素子は、前記半導体装置を上面側から視認したとき前記支持体の外縁より大きい透光性部材に被覆されていることを特徴とする半導体装置である。
【０００７】
このように構成すると、実装基板に高密度に実装可能な半導体装置とすることができる。
【０００８】
また、本発明に係る請求項２記載の発明は、前記支持体と前記透光性部材との界面の形状は、少なくとも前記支持体の外縁部において曲面である請求項１に記載の半導体装置である。
【０００９】
このように構成すると、半導体装置が熱の影響により収縮・膨張しても透光性部材への亀裂の発生を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明に係る請求項３記載の発明は、前記支持体の側面は、前記透光性部材の一部が延在する凹部を有する請求項１乃至２に記載の半導体装置である。
【００１１】
このように構成すると、リード電極の表面に樹脂バリを発生させることなく、外部電極と接続可能な信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る請求項４記載の発明は、前記支持体は、側面に張り出し部を有する請求項１乃至３に記載に半導体装置である。
【００１３】
このように構成すると、更にリード電極の表面に樹脂バリを発生させることなく、外部電極と接続可能な信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項５記載の発明は、前記張り出し部は、前記透光成部材により被覆されている請求項４に記載の半導体装置である。
【００１５】
このように構成すると、張り出し部と透光性部材によるアンカー効果により、透光性部材が支持体から脱落することがなくなるため、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る請求項６記載の発明は、正負一対のリード電極の一方に載置された半導体素子と、該半導体素子と前記リード電極とを接続する導電体と、前記リード電極を固定保持する支持体と、少なくとも前記半導体素子を被覆する透光性部材とを有する半導体装置の製造方法であって、金属平板に打ち抜き加工を施し、分離して対向する正負一対のリード電極を形成する第一の工程と、内壁面に凸部が対向して設けられている上金型と、該上金型に嵌合可能な下金型により前記リード電極を挟持し、熱可塑性樹脂を封止空間に注入することにより前記正負一対のリード電極の一部を被覆し、対向する凹部を側面に有する支持体を一体成型する第二の工程と、前記半導体素子を前記正負一対のリード電極に載置し、前記導電体により前記半導体素子と前記リード電極とを接続する第三の工程と、
金型内に注入された熱硬化性樹脂中に、前記半導体素子が載置されたリード電極と前記支持体の一部を載置し、熱硬化性樹脂を硬化させる第四の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１７】
このように構成すると、実装基板に高密度に実装可能な半導体装置とすることができ、リード電極表面へ樹脂バリを発生させることなく信頼性の高い半導体装置を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体装置を例示するものであって、本発明は半導体装置を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態にかかる半導体装置の正面図であり、図３は上面図、図４は背面図である。また、図２は、図３のＡＡにおける断面図である。
【００１９】
図１に示されるような本発明にかかる半導体装置１００は、導電体１０３により正負一対のリード電極（マウント・リード１０５、インナー・リード１０６）と電気的に接続された半導体素子１０２と、半導体素子１０２が載置されたマウントリード１０５と該マウントリード１０５に分離して対向するように配置されるインナーリード１０６とを固定保持する支持体１０７と、透光性部材１０４とを有する。ここで、透光性部材１０４の大きさは、導電体１０３、リード電極および支持体１０７の少なくとも一部並びに半導体素子１０２を被覆することができ、半導体装置１００を上面側から視認したとき支持体１０７の外縁より大きい。つまり、支持体１０７の大きさは、図３に示されるように半導体装置１００を透光性部材１０４の上面側から見たとき、支持体１０７の全体が透光性部材１０４の外縁に収まる大きさとされる。図８に示されるような従来の表面実装型ＬＥＤ１０においては、複数の表面実装型ＬＥＤ１０を密集して実装する場合、パッケージに相当するベース部１６がお互い機械的に干渉するため、発光装置の配光性を制御するために砲弾型に成型された樹脂部１１の部分が密集する状態で半導体装置を載置するには限界があった。しかし、本発明の構成することにより、特定の配光性を得るためにモールド部材を所望の形状とした場合であっても、複数の支持体が互いに機械的に干渉することなく、複数の表面実装型発光装置を実装基板に対して高密度に実装することが可能である。このように高密度に実装することにより発光装置から出光した光の混色性を高めることができる。
【００２０】
本実施の形態における支持体１０７は、下部１０７ａと上部１０７ｂとからなる。上部１０７ｂは、半導体装置１００の実装面方向において、支持体１０７全体から突出している張り出し部を有し、該張り出し部は、モールド部材１０４に完全に被覆されている。このような上部１０７ｂを設けると、張り出し部のアンカー効果によって透光性部材１０４が抜けにくくなり、信頼性の高い半導体装置とすることが可能である。また、図１に示されるように支持体の上部１０７ｂの表面形状は、透光性部材１０４と接する界面のうち少なくとも支持体上面の外縁部において曲面とされる。このように曲面を形成することにより、熱応力の影響を受けやすい樹脂材料により透光性部材を形成した場合に、透光性部材に対してクラック（亀裂）が入りにくくなり信頼性の高い半導体装置とすることができる。支持体の下部１０７ａは、上部１０７ｂと連続して形成され実装面側でマウントリード１０５とインナーリード１０６の一部を被覆しており、下部１０７ａの裏面が下部１０７ａの側面から露出されたリード電極の先端部とほぼ同一平面上となるように配置されている。このように配置することによって、リード電極は実装基板に配された導線性パターンと接続可能となり、また、下部１０７ａの裏面を利用して半導体装置を実装基板に固定することができる。
実施の形態２．
図６は、本発明の別の実施の形態にかかる半導体装置２００の正面図であり、図７は上面図である。
【００２１】
図６に示されるような本発明にかかる半導体装置２００は、支持体の下部１０７ａの側面の一部に凹部が設けられ、透光性部材の成型時に樹脂材料の一部が凹部内に流れ込むことにより、透光性部材の延在部分１１１が形成されている。ここで図７に示されるように、本発明にかかる半導体装置２００を上面から見たとき、支持体上部１０７ｂの上面の外縁は、透光性部材１０４（透光性部材１０４を成型するキャスティングケースの凹部内壁面）の外縁である楕円（楕円ａ）とは異なる扁平率を有する楕円（楕円ｂ）形状である。即ち、楕円ｂの長軸および短軸はともに楕円ａのそれらより小さく、凹部２０１が形成されている支持体下部１０７ａの側面と隣接する側面方向（図７では長軸方向）において、楕円ａと楕円ｂの間隔ｒが、凹部２０１が形成されている側面方向における楕円ａと楕円ｂの間隔Ｒより狭く（Ｒ＞ｒ）なっている。支持体の下部１０７ａをこのような特定形状とすることにより、透光性部材１０４の成型時において、樹脂材料が凹部２０１の方に優先的に這い上がり易くなり、少なくともリード電極表面への樹脂バリの発生を抑えることができる。
【００２２】
支持体の上部１０７ｂの一部は、透光性部材１０４に被覆され、リード電極や半導体素子１０２が、支持体１０７および透光性部材により外部環境から保護される。また、支持体上部１０７ｂの他の一部は、支持体１０７の側面から突出して張り出し部１１２を形成しており、透光性部材の成型時において、樹脂材料の下部１０７ａへの這い上がりを防ぐことができる。従って、実装面側のリード電極上に樹脂バリを発生させることなく半導体装置を形成することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態の各構成について詳述する。
（ＬＥＤチップ１０２）
本発明において使用される半導体素子は、発光素子、受光素子等の半導体素子が考えられるが、本実施の形態において使用される半導体素子は、発光素子として使用されるＬＥＤチップ１０２である。蛍光体と発光素子とを組み合わせ、蛍光体を励起させることによって波長変換した光を出光させる発光装置とする場合、蛍光体を励起可能な波長の光を出光するＬＥＤチップが使用される。ＬＥＤチップ１０２は、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の半導体を発光層として形成させる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。好ましくは、蛍光体を効率良く励起できる比較的短波長を効率よく発光可能な窒化物系化合物半導体（一般式Ｉｎ_ｉＧａ_ｊＡｌ_ｋＮ、ただし、０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋ、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）である。
【００２４】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用いることがより好ましい。サファイヤ基板上に半導体膜を成長させる場合、ＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を形成しその上にＰＮ接合を有する窒化ガリウム半導体を形成させることが好ましい。また、サファイア基板上にＳｉＯ_２をマスクとして選択成長させたＧａＮ単結晶自体を基板として利用することもできる。この場合、各半導体層の形成後ＳｉＯ_２をエッチング除去させることによって発光素子とサファイア基板とを分離させることもできる。窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。
【００２５】
窒化ガリウム系化合物半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低速電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させることが好ましい。具体的な発光素子の層構成としては、窒化ガリウム、窒化アルミニウムなどを低温で形成させたバッファ層を有するサファイア基板や炭化珪素上に、窒化ガリウム半導体であるＮ型コンタクト層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＮ型クラッド層、Ｚｎ及びＳｉをドープさせた窒化インジュウムガリウム半導体である活性層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＰ型クラッド層、窒化ガリウム半導体であるＰ型コンタクト層が積層されたものが好適に挙げられる。ＬＥＤチップ１０１を形成させるためにはサファイア基板を有するＬＥＤチップ１０１の場合、エッチングなどによりＰ型半導体及びＮ型半導体の露出面を形成させた後、半導体層上にスパッタリング法や真空蒸着法などを用いて所望の形状の各電極を形成させる。ＳｉＣ基板の場合、基板自体の導電性を利用して一対の電極を形成させることもできる。
【００２６】
次に、形成された半導体ウエハー等をダイヤモンド製の刃先を有するブレードが回転するダイシングソーにより直接フルカットするか、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後（ハーフカット）、外力によって半導体ウエハーを割る。あるいは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクライバーにより半導体ウエハーに極めて細いスクライブライン（経線）を例えば碁盤目状に引いた後、外力によってウエハーを割り半導体ウエハーからチップ状にカットする。このようにして窒化物系化合物半導体を含むＬＥＤチップ１０２を形成させることができる。
【００２７】
本発明に使用するＬＥＤチップ１０２は、光の三原色であるＲ（赤色系）Ｇ（緑色系）Ｂ（青色系）の光をそれぞれ発光するように形成することができる。また、本発明の発光装置において、蛍光体を励起させて発光させる場合は、蛍光体との補色等を考慮してＬＥＤチップ１０２の主発光波長は３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましい。
（導電性ワイヤー１０３）
導電性ワイヤー１０３は、ＬＥＤチップ１０３の電極とリード電極とを電気的に接続する導電体として利用される。導電性ワイヤー１０３としては、ＬＥＤチップ１０２の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤーの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。特に、蛍光体が含有されたコーティング部と蛍光体が含有されていないモールド部材との界面で導電性ワイヤーが断線しやすい。それぞれ同一材料を用いたとしても蛍光体が入ることにより実質的な熱膨張量が異なるため断線しやすいと考えられる。そのため、導電性ワイヤーの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光面積や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。
【００２８】
このような導電性ワイヤーとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような導電性ワイヤーは、各ＬＥＤチップの電極と、インナー・リード及びマウント・リードなどと、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。
（マウント・リード１０５）
マウント・リード１０５としては、ＬＥＤチップ１０２を配置させるものであり、ダイボンド機器などで積載するのに十分な大きさがあれば良い。また、ＬＥＤチップを複数設置しマウント・リードをＬＥＤチップの共通電極として利用する場合においては、十分な電気伝導性とボンディングワイヤー等との接続性が求められる。また、マウント・リード上のカップ内にＬＥＤチップを配置すると共に蛍光体を内部に充填させる場合は、近接して配置させた別の発光ダイオードからの光により疑似点灯することを防止することができる。
【００２９】
ＬＥＤチップ１０２とマウント・リード１０５のカップとの接着は熱硬化性樹脂などによって行うことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、フェースダウンＬＥＤチップなどによりマウント・リードと接着させると共に電気的に接続させるためにはＡｇペースト、カーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。さらに、発光ダイオードの光利用効率を向上させるためにＬＥＤチップが配置されるマウント・リードの表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても良い。この場合の表面粗さは、０．１Ｓ以上０．８Ｓ以下が好ましい。また、マウント・リードの具体的な電気抵抗としては３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、３μΩ−ｃｍ以下である。また、マウント・リード上に複数のＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップからの発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められる。具体的には、０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上が好ましくより好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン付きセラミック等が挙げられる。
（インナー・リード１０６）
インナー・リード１０６としては、マウント・リード１０５上に配置されたＬＥＤチップ１０２と接続された導電性ワイヤー１０３との接続を図るものである。マウント・リード上に複数のＬＥＤチップを設けた場合は、各導電性ワイヤー同士が接触しないよう配置できる構成とする必要がある。具体的には、マウント・リードから離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボンディングさせる端面の面積を大きくすることなどによってマウント・リードからより離れたインナー・リードと接続させる導電性ワイヤーの接触を防ぐことができる。導電性ワイヤーとの接続端面の粗さは、密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下が好ましい。インナー・リードの先端部を種々の形状に形成させるためには、あらかじめリードフレームの形状を型枠で決めて打ち抜き形成させてもよく、あるいは全てのインナー・リードを形成させた後にインナー・リード上部の一部を削ることによって形成させても良い。さらには、インナー・リードを打ち抜き形成後、端面方向から加圧することにより所望の端面の面積と端面高さを同時に形成させることもできる。
【００３０】
インナー・リードは、導電性ワイヤーであるボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
（コーティング部１０１）
本願発明に用いられるコーティング部１０１とは、モールド部材１０４とは別にマウント・リードのカップに設けられるものでありＬＥＤチップの発光を変換する蛍光体を含有することができるものである。コーティング部の具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透明樹脂や、耐光性に優れた酸化珪素、酸化アルミニウム、硝子などの透光性無機材料が好適に用いられる。ここで特に、酸化珪素や酸化アルミニウムを具体的材料とするコーティング部は、エチルシリケートやアルミニウムアルコレートのような金属アルコキシドに蛍光体を含有させた溶液をカップ内に充填後、焼結・乾燥させることにより形成される。また、蛍光体と共に拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素等が好適に用いられる。
（パッケージ１０７）
パッケージ１０７は、パッケージ上部１０７ｂとパッケージ下部１０７ａとからなり、外部との電気的接続が可能なリード電極を固定保持する支持体として働く。図２に示されるように本実施の形態において、リード電極は、パッケージ１０７内に収まるように折り曲げられ、さらにリード電極の先端部がパッケージ１０７の裏面に方向に配置されている。本発明にかかる発光装置をディスプレイの構成部材として利用する場合、好適には遮光機能を持たせるために黒や灰色などの暗色系に着色させるか、或いはパッケージ１０７の発光観測表面側が暗色系に着色されている。パッケージ１０７は、ＬＥＤチップ１０２をさらに外部環境から保護するために透光性保護体であるモールド部材１０４を設ける。パッケージ１０７は、モールド部材１０４との接着性がよいものが好ましく、ＬＥＤチップ１０２と外部とを電気的に遮断させるために絶縁性を有することが望まれる。さらに、パッケージ１０７およびモールド部材１０４については、共に熱膨張率が小さく、ほぼ等しいことが好ましい。特にパッケージ１０７は、ＬＥＤチップ１０２などからの熱の影響を受ける場合を考慮して、モールド部材１０５より熱膨張率の小さい物が好ましい。このような構成により、主にパッケージ材料にて固定保持されているリード電極１０１は、モールド部材が熱応力の影響を受けて膨張あるいは収縮してもその影響を最小限に抑え、熱応力を緩和しズレ動くことが少ないため、導電性ワイヤー１０３の切断等の障害を発生させることなく信頼性の高い発光装置を形成させることが可能であり、また製造歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
パッケージ上部１０７ｂとモールド部材１０４との界面を梨地とし、接着面積を増やしたり、プラズマ処理してモールド部材１０４との密着性を向上させることもできる。本実施の形態においてパッケージ１０７は、リード電極と一体的に形成されるが、別の実施の形態ではパッケージ１０７が複数に分かれ、はめ込みなどにより組み合わせて構成させてもよい。なお、本明細書に添付される図面においてパッケージの形状は、透光性部材の上面側から見て楕円柱形状としたが、任意の立体的形状で構わない。
【００３２】
このようなパッケージ１０７は、トランスファーモールド成型、射出成形などにより比較的簡単に形成することができる。パッケージの熱可塑性材料として芳香族ナイロン系樹脂、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）、サルホン系樹脂、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリケトン樹脂（ＰＫ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等の熱可塑性樹脂などを用いることができる。なお、これらの熱可塑性樹脂にガラス繊維を含有させたものを熱可塑性材料として使用しても構わない。このようにガラス繊維を含有させることにより、高剛性を有し、高強度なパッケージを形成することが可能である。
【００３３】
以上のような熱可塑性樹脂を使用することによって、硬化時においてパッケージ材料の熱膨張率は、モールド部材の材料の熱膨張率より小さい。そのため、発光装置を寒暖の差の激しい気象条件のもとで使用し、モールド部材が熱によって収縮あるいは膨張する場合であっても、パッケージに固定保持されているリード電極はモールド部材に発生する熱応力の影響を受けることが少ないため、リード電極にボンディングされている導電性ワイヤーの切断を防ぐことが可能である。なお、本明細書中において熱可塑性樹脂とは、加熱すると軟化さらには液状化し、冷却すると硬化する線状の高分子構造を有する物質をいう。このような熱可塑性樹脂として、たとえばスチレン系、アクリル系、セルロース系、ポリエチレン系、ビニル系、ナイロン系、フッ（弗）化炭素系の樹脂などがある。
【００３４】
また、パッケージ１０７を暗色系に着色させる着色剤としては種々の染料や顔料が好適に用いられる。具体的には、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３やカーボンブラックなどが好適に挙げられる。
（モールド部材１０４）
モールド部材１０４は、発光ダイオードの用途に応じてＬＥＤチップ１０２、導電性ワイヤー１０３、蛍光体が含有されたコーティング部１０１などを外部環境から保護するために設けることができる透光性部材である。モールド部材は、一般には透明樹脂を用いて形成させることができる。また、蛍光体を含有させることによって視野角を増やすことができるが、樹脂モールドに拡散剤を含有させることによってＬＥＤチップ１０２からの指向性を緩和させ視野角をさらに増やすことができる。更にまた、モールド部材１０４を所望の形状にすることによってＬＥＤチップからの発光を集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせることができる。従って、モールド部材１０４は複数積層した構造でもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた物である。モールド部材１０４の具体的材料としては、主としてエポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や硝子などが好適に用いられる。また、拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素等が好適に用いられる。さらに、拡散剤に加えてモールド部材中にも蛍光体を含有させることもできる。したがって、蛍光体はモールド部材中に含有させてもそれ以外のコーティング部などに含有させて用いてもよい。また、コーティング部を蛍光体が含有された樹脂、モールド部材を硝子などとした異なる部材を用いて形成させても良い。この場合、生産性良くより水分などの影響が少ない発光装置とすることができる。また、屈折率を考慮してモールド部材とコーティング部とを同じ部材を用いて形成させても良い。本願発明においてモールド部材に拡散剤や着色剤を含有させることは、発光観測面側から見た蛍光体の着色を隠すことができる。なお、蛍光体の着色とは、本願発明の蛍光体が強い外光からの光のうち、青色成分を吸収し発光する。そのため黄色に着色しているように見えることである。特に、凸レンズ形状などモールド部材の形状によっては、着色部が拡大されて見えることがある。このような着色は、意匠上など好ましくない場合がある。モールド部材に含有された拡散剤は、モールド部材を乳白色にするため、着色剤を所望の色に着色することで着色を見えなくさせることができる。したがって、このような発光観測面側から蛍光体の色が観測されることはない。
【００３５】
また、ＬＥＤチップから放出される光の主発光波長が４３０ｎｍ以下では、光安定化剤である紫外線吸収剤をモールド部材中に含有させた方が耐候性上より好ましい。
（蛍光体）
本発明における発光装置において、発光素子から出光する光を波長変換して所望の発光色を得るために蛍光体を使用することも可能である。このような蛍光体は、モールド部材中に含有させたり、あるいは発光素子の表面上に透光性無機部材等の結着剤により固着される。
【００３６】
本発明に用いられる蛍光体としては、少なくともＬＥＤチップ１０２の半導体発光層から発光された光で励起されて発光する粒子状蛍光体をいう。ＬＥＤチップ１０２が発光した光と、粒子状蛍光体が発光した光が補色関係などにある場合、それぞれの光を混色させることで白色を発光することができる。具体的には、ＬＥＤチップ１０２からの光と、それによって励起され発光する粒子状蛍光体の光がそれぞれ光の３原色（赤色系、緑色系、青色系）に相当する場合やＬＥＤチップ１０２が発光した青色の光と、それによって励起され発光する粒子状蛍光体の黄色の光が挙げられる。
【００３７】
発光ダイオードの発光色は、粒子状蛍光体と粒子状蛍光体の結着剤として働く各種樹脂やガラスなどの無機部材などとの比率、粒子状蛍光体の沈降時間、粒子状蛍光体の形状などを種々調整すること及びＬＥＤチップの発光波長を選択することにより電球色など任意の白色系の色調を提供させることができる。発光ダイオードの外部には、ＬＥＤチップからの光と蛍光体からの光がモールド部材を効率よく透過することが好ましい。
【００３８】
具体的な粒子状蛍光体としては、銅で付活された硫化カドミ亜鉛や、希土類元素から選択された一種類以上の元素、例えばセリウム、Ｐｒで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体が挙げられる。特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ_１−ｘＳｍ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ，Ｇｄ，Ｌａからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）などが好ましい。粒子状蛍光体として特に（Ｒｅ_１−ｘＳｍ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを用いた場合には、ＬＥＤチップと接する或いは近接して配置され放射照度として（Ｅｅ）＝３Ｗ・ｃｍ^−２以上１０Ｗ・ｃｍ^−２以下においても高効率に十分な耐光性を有する発光ダイオードとすることができる。
【００３９】
（Ｒｅ_１−ｘＳｍ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ付近などにさせることができる。また、発光ピークも５３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持たせることができる。しかも、組成のＡｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光波長が長波長へシフトする。このように組成を変化することで発光色を連続的に調節することが可能である。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用して白色系発光に変換するための理想条件を備えている。
【００４０】
このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得る。次に焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで所望の粒子状蛍光体を得ることができる。
【００４１】
本発明の発光ダイオードにおいて、粒子状蛍光体は、２種類以上の粒子状蛍光体を混合させてもよい。即ち、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる２種類以上の（Ｒｅ_１−ｘＳｍ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増やすことができる。また、現在のところ半導体発光素子の発光波長には、バラツキが生ずるものがあるため２種類以上の蛍光体を混合調整させて所望の白色光などを得ることができる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせて色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。
（拡散剤）
本実施の形態におけるモールド部材には、発光装置の発光輝度を向上させるために拡散剤を含有させることも可能である。モールド部材に含有される拡散剤は、発光素子から放出される光のうち発光観測面側に放出される光の散乱吸収を少なくし、光反射層側面に向かう光を多く散乱させることで発光装置の発光輝度を向上させるものである。このような拡散剤としては、酸化バリウム、チタン酸バリウム、酸化バリウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機部材やメラミン樹脂、ＣＴＵグアナミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの有機部材が好適に用いられる。
【００４２】
同様に、外来光や発光素子からの不要な波長をカットするフィルター効果を持たすために各種着色剤を添加させることもできる。さらに、樹脂の内部応力を緩和させる各種フィラーを含有させることもできる。
（フィラー）
更に、本発明において、モールド部材中に蛍光体に加えて、あるいは蛍光体に変えてフィラーを含有させても良い。具体的な材料は拡散剤と同様であるが、拡散剤とは中心粒径が異なり、本明細書においてフィラーとは中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のものをいう。このような粒径のフィラーを透光性樹脂中に含有させると、光散乱作用により発光装置の色度バラツキが改善される他、透光性樹脂の耐熱衝撃性を高めることができる。また、フィラーは蛍光体と類似の粒径及び／又は形状を有することが好ましい。ここで本明細書では、類似の粒径とは、各粒子のそれぞれの中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このようなフィラーを用いることにより、蛍光体とフィラーが互いに作用し合い、樹脂中にて蛍光体を良好に分散させることができ色ムラが抑制される。更に、蛍光体及びフィラーは、共に中心粒径が１５μｍ〜５０μｍ、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍであると好ましく、このように粒径を調整することにより、各粒子間に好ましい間隔を設けて配置させることができる。これにより光の取り出し経路が確保され、フィラー混入による光度低下を抑制しつつ指向特性を改善させることができる。また、このような粒径範囲の蛍光体及びフィラーを透光性樹脂に含有させ孔版印刷法にて封止部材を形成すると、封止部材硬化後のダイシング工程においてダイシングブレードの目詰まりが回復されドレッサー効果をもたらすことができ量産性が向上される。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
［実施例１］
図１は、本実施例にかかる発光装置１００の模式的な上面図であり、図３は上面図である。また、図２は図３のＡＡにおける発光装置１００の断面図であり、図４は背面図である。
【００４４】
図１および図２に示されるように本実施例にかかる発光装置１００は、先端部がパッケージ上部１０７ｂの上面から突出し他方の先端部が発光装置の実装面側に露出するようにパッケージ１０７に挿入されてなるマウント・リード１０５およびインナー・リード１０６を固定保持するパッケージ１０７と、マウント・リード１０５上面に形成された凹部の底面に載置されたＬＥＤチップ１０２と、該ＬＥＤチップ１０２の正負両電極をリード電極（分離して対向されたマウント・リード１０５およびインナー・リード１０６）と電気的に接続するための導電性ワイヤー１０３と、該導電性ワイヤー１０３、リード電極およびＬＥＤチップ１０２を外部環境から保護するためにそれらを封止するモールド部材１０４とを有する。モールド部材１０４の一部は、パッケージ上部１０７ｂの側面に設けられた張り出し部を被覆している。さらに、モールド部材１０４は、発光装置正面にて発光装置１００から出光する光の正面輝度を向上させるために、いわゆる砲弾型に成型されている。ここで、モールド部材１０５は砲弾型に成型可能なキャスティングケースにより成型され、パッケージ１０７は射出成型法により成型されるが、前者は熱硬化性樹脂を材料とし、後者は熱可塑性樹脂を材料とすることにより形成されている。図３に示されるようにモールド部材１０４は、発光装置１００をモールド部材の上面側から観測したとき、パッケージ１０７の外縁より大きい。
【００４５】
本発明の発光装置１００の形成方法は、金属平板に打ち抜き加工を施し、一方向において分離して対向するようにリード電極を形成する第一の工程と、上金型と嵌合可能な下金型との間にリード電極を挟持し、両金型により形成される封止空間に熱可塑性材料を注入してリード電極を含むパッケージ１０７を一体成型する第二の工程と、リード電極にＬＥＤチップ１０２を載置し、電気的に接続する第三の工程と、モールド部材１０４の成型用金型内に熱硬化性樹脂を注入した後、ＬＥＤチップ１０２が載置されたリード電極と張り出し部を含むパッケージ上部１０７ｂとを樹脂液中に載置し、硬化させる第四の工程と、を含む。
【００４６】
以下、図面を参照しながら本発明の発光装置の形成方法を順を追ってより詳細に説明する。
（工程１）
まず、ＬＥＤチップ１０２を載置可能な凹部を有するマウント・リード１０５とインナー・リード１０６とを形成する。銅を主成分とする金属平板に打ち抜き加工を施し、同一方向において互いに分離して対向するように、図５（ｂ）に示されるようにリードフレーム１０８の一部として形成する。
（工程２）
次に、本実施例におけるパッケージ１０７の射出成型法による成型を説明する。本工程では、上金型と、該上金型に嵌合可能な下金型とをマウント・リード１０５およびインナー・リード１０６を挟持しながら突き合わせることにより、封止空間を形成する。このとき、上金型はパッケージ上部１０７ｂの張り出し部を成型するための凹部と、パッケージ１０７の側壁を成型するための部分とを有する。一方の下金型はパッケージ側面を成型するための形状を有する。上記封止空間に対して下金型の側面に設けた注入口を利用して、熱可塑性樹脂材料として液状のポリフタルアミド樹脂を注入し、冷却させる。このようにして、パッケージ１０７の側面から張り出す突出部と、パッケージ１０７に挿入されたリード電極とを有するパッケージ１０７を一体成型する。なお、硬化時のパッケージの熱膨張係数は、２．３×１０^−５〜８．６×１０^−５（１／℃）であった。また、本実施例において、パッケージの材料は、ポリフタルアミド樹脂に適量のガラス繊維を含有させた材料を使用した。このような材料は、ガラス繊維を含有させないものと比較して、高剛性、高強度、寸法安定性、耐熱性、耐薬品性、成形加工性、蒸着性、低吸湿性、電気特性に優れ、本発明における発光装置のパッケージ材料としての使用に適している。
【００４７】
図５（ａ）は、リードフレーム１０８に複数のパッケージが形成されたときの模式的な上面図であり、図５（ｂ）は正面図である。本実施例では、マウント・リード１０５とインナー・リード１０６は、下方に長く延長されて支持部１０９に一体化されており、この支持部１０９の各ピッチ孔１１０により、製造用納具（図示せず）に固定されている。さらに、パッケージ１０７が形成された後、押し圧加工を行うことにより、ＬＥＤチップ１０２を載置することが可能な凹部がマウント・リード１０５の先端部に設けられる。パッケージ形成後に本加工を行うことにより、リードフレームがパッケージにより固定保持されるため、加工時にリードフレームの歪みを最小限に抑えることが可能である。
（工程３）
次に、ＬＥＤチップ１０２とマウント・リード１０５に設けた凹部底面との接着を熱硬化性樹脂、透光性無機部材、金属ハンダ等によって行う。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂、シリカゾル、Ａｕ−Ｓｎなどの共晶ハンダなどが挙げられる。また、ＬＥＤチップ１０２を配置固定させると共にパッケージ１０４内のリード電極１０１と電気的に接続させるためにはＡｇペースト、カーボンペースト、ＩＴＯペースト、金属バンプ等が好適に用いられる。
（工程４）
導電性ワイヤー１０３によって、ＬＥＤチップ１０２の電極と、リード電極をワイヤーボンディング接続させる。
（工程５）
以下、本発明におけるモールド部材１０５のキャスティングケースを金型として利用した成型を説明する。
【００４８】
モールド部材を砲弾型に成型可能な凹部を有するキャスティングケースにエポキシ樹脂を注入し、該凹部をエポキシ樹脂で満たす。ここで、キャスティングケースの凹部の内径は、リード電極および張り出し部を有するパッケージ上部１０７ｂが完全に挿入可能な大きさとする。
【００４９】
マウント・リード１０５とインナー・リード１０６および張り出し部を有するパッケージ上部１０７ｂをエポキシ樹脂内に載置し、金型の温度をエポキシ樹脂の硬化温度１５０℃に設定し、所定の硬化時間経過後モールド部材が成型される。なお、硬化時のエポキシ樹脂の熱膨張係数は、１４．５〜１８．５（１／℃）であった。
（工程６）
最後に、マウント・リード１０５およびインナー・リード１０６をリードフレームから切り離すと、本発明の発光装置１００が完成する。
【００５０】
本実施例にかかる発光装置は、従来技術と比較してモールド部材が密集する状態で、高密度に実装可能であり、モールド部材がパッケージから離脱することがない信頼性の高い発光装置とすることができる。また、リード電極を固定保持するパッケージの熱膨張係数はモールド部材の熱膨張係数より小さいため、発光装置が熱応力の影響を受けても、モールド部材、特にリード電極間に介在しているモールド部材がリード電極および導電性ワイヤーに与える影響を小さくすることができる。
［実施例２］
図６は、本実施例にかかる発光装置２００の模式的な上面図であり、図７は上面図である。
【００５１】
図６および図７に示されるように本実施例にかかる発光装置２００は、実施例１と同様に、マウント・リード１０５およびインナー・リード１０６を固定保持するパッケージ１０７と、マウント・リード１０５の凹部底面に固定されたＬＥＤチップ１０２の電極をリード電極と接続するための導電性ワイヤー１０３と、モールド部材１０４とを有する。ここで、モールド部材１０４の一部は、パッケージ下部１０７ａの側面に設けられた凹部内に延在し、延在部１１１を形成している。また、モールド部材１０５は砲弾型に成型可能なキャスティングケースにより成型され、パッケージ１０７は射出成型法により成型されるが、前者は熱硬化性樹脂を材料とし、後者は熱可塑性樹脂を材料とすることにより形成されている。図７に示されるようにモールド部材１０４は、発光装置２００をモールド部材の上面側から観測したとき、パッケージ１０７の外縁より大きい。また、楕円ｂの長軸および短軸はともに楕円ａのそれらより小さく、凹部２０１が形成されているパッケージ下部１０７ａの側面と隣接するパッケージ側面方向（図７では長軸方向）において、楕円ａと楕円ｂの間隔ｒが、凹部２０１が形成されているパッケージ側面方向における楕円ａと楕円ｂとの間隔Ｒより狭くなっている。パッケージ下部１０７ａをこのような特定形状とすることにより、モールド樹脂材料がリード電極が設けられているパッケージ下部１０７ａの側面方向に流れ込むこと無く、優先的に凹部２０１の方に這い上がり易くなり、少なくともリード電極表面への樹脂バリの発生を抑えることができる。
【００５２】
パッケージ上部１０７ｂの一部は、モールド部材１０４に被覆され、リード電極やＬＥＤチップ１０２が、パッケージ１０７およびモールド部材１０４により外部環境から保護される。また、パッケージ上部１０７ｂの他の一部は、パッケージ１０７の側面から突出して張り出し部１１２を形成しており、モールド部材成型時において、モールド樹脂材料が張り出し部１１２でせき止められ、凹部２０１に優先的に流入するとともに、凹部２０１以外のパッケージ下部１０７ａ側面への這い上がりを防ぐことができる。
【００５３】
本発明の発光装置の形成方法は、金属平板に打ち抜き加工を施し、分離して対向する正負一対のリード電極を形成する第一の工程と、内壁面に凸部が対向して設けられている上金型と、該上金型に嵌合可能な下金型によりリード電極を挟持し、熱可塑性樹脂を封止空間に注入することにより正負一対のリード電極の一部を被覆し、対向する凹部を側面に有するパッケージ１０７を一体成型する第二の工程と、ＬＥＤチップ１０２をリード電極に載置し、導電性ワイヤー１０３によりＬＥＤチップ１０２とリード電極とを接続する第三の工程と、金型内に注入された熱硬化性樹脂中に、ＬＥＤチップ１０２が載置されたリード電極とパッケージ１０７の一部を載置し、熱硬化性樹脂を硬化させる第四の工程を含む。
【００５４】
以下、図面を参照しながら本発明の発光装置の形成方法を順を追ってより詳細に説明する。
（工程１）
実施例１と同様に、ＬＥＤチップ１０２を載置可能な凹部を有するマウント・リード１０５とインナー・リード１０６とをリードフレーム１０８の一部として形成する。
（工程２）
次に、本実施例におけるパッケージ１０７の射出成型法による成型を説明する。本工程では、上金型と、該上金型に嵌合可能な下金型とをマウント・リード１０５およびインナー・リード１０６を挟持しながら突き合わせることにより、封止空間を形成する。このとき、上金型はパッケージ上部１０７ｂの張り出し部を成型するための凹部を有する。一方の下金型にはパッケージ下部１０７ａ側面の凹部２０１を成型するための凸部が対向して設けられており、さらに樹脂材料の注入口を有する。このように凸部と注入口の位置をほぼ一致させることにより、パッケージ成型時に形成される樹脂バリがモールド部材形成時に形成される延在部１１１で被覆され、発光装置全体の樹脂バリを最小限に抑えることが可能である。
【００５５】
上記封止空間に対して、熱可塑性樹脂材料として液状のポリフタルアミド樹脂を注入し、冷却させる。このようにして、パッケージ１０７の側面から突出する張り出し部１１２と、パッケージ１０７に挿入されたリード電極とを有するパッケージ１０７を一体成型する。なお、硬化時のパッケージの熱膨張係数は、２．３×１０^−５〜８．６×１０^−５（１／℃）であった。また、本実施例において、パッケージの材料は、ポリフタルアミド樹脂に適量のガラス繊維を含有させた材料を使用した。
【００５６】
図５（ａ）は、リードフレーム１０８に複数のパッケージが形成されたときの模式的な上面図であり、図５（ｂ）は正面図である。
（工程３）
実施例１と同様に、ＬＥＤチップ１０２とマウント・リード１０５に設けた凹部底面との固定を行う。
（工程４）
導電性ワイヤー１０３によって、ＬＥＤチップ１０２の電極と、リード電極をワイヤーボンディング接続させる。
（工程５）
実施例１と同様に、キャスティングケースを金型としてモールド部材を成型する。
【００５７】
まず、モールド部材を砲弾型に成型可能な凹部を有するキャスティングケースにエポキシ樹脂を注入し、該凹部をエポキシ樹脂で満たす。
【００５８】
次に、マウント・リード１０５とインナー・リード１０６およびパッケージ上部１０７ｂのうち張り出し部１１２から上の部分をエポキシ樹脂中に載置する。このとき、モールド部材１０４を形成するのに過剰な量のエポキシ樹脂は、張り出し部１１２で堰き止められ、さらに間隔Ｒが間隔ｒより大きいことから、凹部２０１以外のパッケージ下部１０７ａ以下に流入することなく、凹部２０１に優先的に流れ込む。金型の温度をエポキシ樹脂の硬化温度１５０℃に設定し、所定の硬化時間経過後モールド部材が成型される。凹部２０１に流れ込んだエポキシ樹脂は、モールド部材１０４の延在部１１１を凹部２０１にて形成する。なお、硬化時のエポキシ樹脂の熱膨張係数は、１４．５〜１８．５（１／℃）であった。
（工程６）
最後に、マウント・リード１０５およびインナー・リード１０６をリードフレーム１０８から切り離すと、本発明の発光装置２００が完成する。
【００５９】
本実施例にかかる発光装置２００は、従来技術と比較してモールド部材１０４が密集する状態で、高密度に実装可能である。また、リード電極を固定保持するパッケージ１０７の熱膨張係数はモールド部材１０４の熱膨張係数より小さいため、発光装置２００が熱応力の影響を受けても、モールド部材１０４、特にリード電極間に介在しているモールド部材１０４がリード電極および導電性ワイヤー１０３に与える影響を小さくすることができる。さらに、リード電極表面へ樹脂バリを発生させることなく信頼性の高い半導体装置を形成することが可能である。
［実施例３］
ＬＥＤチップ１０２として、赤色系、緑色系および青色系の発光が可能なＬＥＤチップをそれぞれの発光色について形成し、それぞれの発光色について発光装置を形成する。あるいは、赤色系、緑色系および青色系の蛍光を発する蛍光体をＬＥＤチップと組み合わせ、それぞれの発光色について発光装置を形成する。また、モールド部材１０４に、赤色系、緑色系および青色系の各種着色剤をそれぞれ含有させた発光装置を、発光色が赤色系、緑色系および青色系ごとに形成する他は実施例１あるいは実施例２と同様に発光装置を形成する。
【００６０】
本実施例のように構成することによって、カラーＬＥＤディスプレイ用として使用することが可能な光学特性に優れた発光装置とすることができる。即ち、本実施例の発光装置は、パッケージ１０７の厚みを比較的大きくし、それに応じてモールド部材１０４の形状も大きくすることが可能である。したがって、導電体により配線が施された実装基板の表面に本実施例にかかる発光装置をハンダ付けした後、耐候性を持たせるために発光装置間をシリコン樹脂等の充填材で満たした場合であっても、該充填材がモールド部材表面の発光装置の光学特性に影響を与える部分に懸からないようにパッケージ１０７の厚み、あるいはコーティング部１０１表面、即ち発光面の実装面からの高さを自由に設計変更することが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は、実装基板に高密度に実装可能な半導体装置とすることができ、リード電極表面へ樹脂バリを発生させることなく信頼性の高い半導体装置を形成することが可能である。
【００６２】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な上面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な背面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工程を示す模式的な上面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【図６】図６は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な正面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の模式的な上面図である。
【図８】図８は、本発明と比較のために示す従来の表面実装型半導体装置の模式的な正面図である。
【符号の説明】
１００、２００・・・発光装置
１０１・・・コーティング部
１０２・・・ＬＥＤチップ
１０３・・・導電性ワイヤー
１０４・・・モールド部材
１０５・・・マウント・リード
１０６・・・インナー・リード
１０７・・・パッケージ
１０７ａ・・・パッケージ下部
１０７ｂ・・・パッケージ上部
１０８・・・リードフレーム
１０９・・・支持部
１１０・・・ピッチ孔
１１１・・・モールド部材の延在部
１１２・・・張り出し部
１０・・・表面実装型ＬＥＤ
１１・・・樹脂部
１２、１３・・・リード電極
１４、１５・・・リード電極の露出部
１６・・・ベース部
２２・・・クリームハンダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor element is molded with a resin material, and a resin molding method for a semiconductor element, and more particularly, in molding a sealing resin on a light emitting element mounting package molded using a resin as a material. The present invention relates to a technology for providing a light-emitting device that performs high-quality resin molding that prevents generation of resin burrs and has high reliability and excellent optical characteristics. The present invention also relates to an improvement of a surface-mounted light-emitting device that is mounted on a substrate surface provided with a conductor wiring.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a semiconductor device that can be directly mounted on a substrate having a conductive pattern on the mounting surface side, a light emitting element is placed and at least part of a lead electrode that supplies power to the light emitting element is inserted and integrally molded. There is a light emitting device in which a resin mold for covering a lead electrode and a light emitting element is molded on a resin package. For example, a conventional light emitting device as shown in a front view in FIG. 8 is configured such that the tip of the lead electrode exposed from the side surface of the resin package in the mounting surface direction is connected to the conductive pattern of the mounting substrate. The external electrode and the lead electrode are electrically connected to each other (see, for example, Patent Document 1).
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 4-105561
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the mold member has a specific shape and size in order to give a desired light distribution to the light emitted from the light emitting device, it may be difficult to mount the light emitting device on the substrate at a high density. For example, in the case where a plurality of conventional surface mount LEDs 10 as shown in FIG. 8 are mounted on the mounting substrate, the base portions 16 mechanically interfere with each other even if the resin portions 10 are mounted closer to each other. There is a limit to arranging 10 closely.
[0004]
Further, when a resin mold capable of obtaining a desired light distribution is formed on the package, a resin burr is generated at least on the surface of the package. When such a resin burr is generated by extending in a contact portion with the conductive pattern on the surface of the lead electrode, it becomes a factor that hinders electrical conduction between the lead electrode and the conductive pattern of the mounting substrate during mounting.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be mounted on a mounting substrate at a high density and prevents the generation of resin burrs on the surface of the lead electrode.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a light emitting device according to the present invention includes a semiconductor element placed on one of a pair of positive and negative lead electrodes, a conductor connecting the semiconductor element and the lead electrode, and the lead electrode. The lead electrode, at least a part of the support, and the semiconductor element are larger than the outer edge of the support when the semiconductor device is viewed from the upper surface side. The semiconductor device is covered with a light-sensitive member.
[0007]
If comprised in this way, it can be set as the semiconductor device which can be mounted in a mounting substrate with high density.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the shape of the interface between the support and the translucent member is a curved surface at least at the outer edge of the support. is there.
[0009]
If comprised in this way, generation | occurrence | production of the crack to a translucent member can be prevented even if a semiconductor device contracts and expand | swells by the influence of a heat | fever.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the side surface of the support has a recess in which a part of the translucent member extends.
[0011]
With this configuration, a highly reliable semiconductor device that can be connected to the external electrode without generating resin burrs on the surface of the lead electrode can be obtained.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein the support has a protruding portion on a side surface.
[0013]
With this configuration, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor device that can be connected to the external electrode without generating resin burrs on the surface of the lead electrode.
[0014]
The invention according to claim 5 according to the present invention is the semiconductor device according to claim 4, wherein the projecting portion is covered with the light transmitting member.
[0015]
With this configuration, the translucent member does not fall off from the support due to the anchor effect of the projecting portion and the translucent member, so that a highly reliable semiconductor device can be obtained.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, a semiconductor element mounted on one of a pair of positive and negative lead electrodes, a conductor connecting the semiconductor element and the lead electrode, and fixing the lead electrode A method for manufacturing a semiconductor device having a supporting body to be held and a translucent member that covers at least the semiconductor element, wherein a metal flat plate is punched to form a pair of positive and negative lead electrodes facing each other. The lead electrode is sandwiched between the first step, an upper mold having a convex portion facing the inner wall surface, and a lower mold that can be fitted to the upper mold, and the thermoplastic resin is sealed. A second step in which a part of the pair of positive and negative lead electrodes is coated by injecting into a space and a support body having a concave portion on the side surface is integrally formed; and the semiconductor element is mounted on the pair of positive and negative lead electrodes. Placed by the conductor A third step of connecting the semiconductor element and the lead electrode,
A fourth step of placing the lead electrode on which the semiconductor element is placed and a part of the support in the thermosetting resin injected into the mold and curing the thermosetting resin; A method for manufacturing a semiconductor device.
[0017]
With this configuration, a semiconductor device that can be mounted on the mounting substrate with high density can be obtained, and a highly reliable semiconductor device can be formed without generating resin burrs on the surface of the lead electrode.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a semiconductor device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not limit the semiconductor device to the following. Further, the size and positional relationship of the members shown in the drawings are exaggerated for clarity of explanation.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a front view of a semiconductor device according to the present embodiment, FIG. 3 is a top view, and FIG. 4 is a rear view. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along AA in FIG.
[0019]
A semiconductor device 100 according to the present invention as shown in FIG. 1 includes a semiconductor element 102 electrically connected to a pair of positive and negative lead electrodes (mount lead 105, inner lead 106) by a conductor 103, and a semiconductor element. A support 107 for fixing and holding a mount lead 105 on which 102 is placed and an inner lead 106 disposed so as to face the mount lead 105 separately; and a translucent member 104. Here, the size of the translucent member 104 can cover at least a part of the conductor 103, the lead electrode, and the support 107 and the semiconductor element 102, and the support when the semiconductor device 100 is viewed from the upper surface side. It is larger than 107 outer edges. That is, the size of the support 107 is large enough to fit the entire support 107 at the outer edge of the translucent member 104 when the semiconductor device 100 is viewed from the upper surface side of the translucent member 104 as shown in FIG. It is assumed. In the conventional surface mount LED 10 as shown in FIG. 8, when a plurality of surface mount LEDs 10 are densely mounted, the base portions 16 corresponding to the packages mechanically interfere with each other. There is a limit to placing the semiconductor device in a state where the portions of the resin portion 11 molded into a bullet shape for controlling light properties are densely packed. However, with the configuration of the present invention, even when the mold member has a desired shape in order to obtain a specific light distribution, the plurality of supports do not interfere with each other mechanically. It is possible to mount the mounting light emitting device on the mounting substrate with high density. By mounting in such a high density, the color mixing property of the light emitted from the light emitting device can be improved.
[0020]
The support body 107 in this Embodiment consists of the lower part 107a and the upper part 107b. The upper portion 107 b has a protruding portion that protrudes from the entire support 107 in the mounting surface direction of the semiconductor device 100, and the protruding portion is completely covered with the mold member 104. When such an upper portion 107b is provided, the translucent member 104 is difficult to be removed due to the anchor effect of the overhang portion, and a highly reliable semiconductor device can be obtained. Further, as shown in FIG. 1, the surface shape of the upper portion 107 b of the support is a curved surface at least at the outer edge portion of the upper surface of the support in the interface contacting the translucent member 104. By forming a curved surface in this way, when a translucent member is formed of a resin material that is easily affected by thermal stress, it is difficult for cracks to occur in the translucent member and a highly reliable semiconductor It can be a device. The lower part 107a of the support body is formed continuously with the upper part 107b, covers the mounting lead 105 and a part of the inner lead 106 on the mounting surface side, and a lead electrode in which the back surface of the lower part 107a is exposed from the side surface of the lower part 107a. It is arrange | positioned so that it may become substantially flush with the front-end | tip part. By arranging in this way, the lead electrode can be connected to the conductive pattern arranged on the mounting substrate, and the semiconductor device can be fixed to the mounting substrate using the back surface of the lower portion 107a.
Embodiment 2. FIG.
6 is a front view of a semiconductor device 200 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a top view thereof.
[0021]
In the semiconductor device 200 according to the present invention as shown in FIG. 6, a recess is provided in a part of the side surface of the lower portion 107a of the support, and a part of the resin material flows into the recess when the translucent member is molded. Thus, the extending portion 111 of the translucent member is formed. Here, as shown in FIG. 7, when the semiconductor device 200 according to the present invention is viewed from the upper surface, the outer edge of the upper surface of the support upper portion 107b is a translucent member 104 (a casting case for molding the translucent member 104). Is an ellipse (ellipse b) having a different flatness from the ellipse (ellipse a) which is the outer edge of the inner wall surface of the recess. That is, the major axis and the minor axis of the ellipse b are both smaller than those of the ellipse a, and in the side surface direction (major axis direction in FIG. 7) adjacent to the side surface of the support lower portion 107a where the recess 201 is formed, The interval r of the ellipse b is narrower (R> r) than the interval R between the ellipse a and the ellipse b in the side surface direction where the recess 201 is formed. By forming the lower portion 107a of the support body in such a specific shape, the resin material is likely to creep up preferentially toward the concave portion 201 during molding of the translucent member 104, and at least the resin burrs on the surface of the lead electrode. Can be suppressed.
[0022]
A part of the upper portion 107b of the support is covered with a light transmissive member 104, and the lead electrode and the semiconductor element 102 are protected from the external environment by the support 107 and the light transmissive member. Further, another part of the support upper portion 107b protrudes from the side surface of the support 107 to form an overhanging portion 112, and prevents the resin material from creeping up to the lower portion 107a during molding of the translucent member. be able to. Therefore, a semiconductor device can be formed without generating a resin burr on the lead electrode on the mounting surface side.
[0023]
Hereafter, each structure of embodiment of this invention is explained in full detail.
(LED chip 102)
The semiconductor element used in the present invention may be a semiconductor element such as a light emitting element or a light receiving element, but the semiconductor element used in the present embodiment is an LED chip 102 used as a light emitting element. When a light emitting device that emits light having a wavelength converted by exciting the phosphor by combining the phosphor and the light emitting element, an LED chip that emits light having a wavelength that can excite the phosphor is used. In the LED chip 102, a semiconductor such as GaAs, InP, GaAlAs, InGaAlP, InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, or InGaAlN is formed as a light emitting layer on a substrate by MOCVD or the like. Examples of the semiconductor structure include a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, a PN junction, etc., a heterostructure, or a double heterostructure. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. In addition, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed in a thin film in which a quantum effect is generated can be used. Preferably, a nitride compound semiconductor (general formula In) capable of efficiently emitting a relatively short wavelength capable of efficiently exciting the phosphor. _i Ga _j Al _k N, where 0 ≦ i, 0 ≦ j, 0 ≦ k, i + j + k = 1).
[0024]
When a gallium nitride-based compound semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, or GaN is preferably used for the semiconductor substrate. In order to form gallium nitride with good crystallinity, it is more preferable to use a sapphire substrate. When a semiconductor film is grown on a sapphire substrate, it is preferable to form a gallium nitride semiconductor having a PN junction formed thereon by forming a buffer layer such as GaN or AlN. In addition, SiO on the sapphire substrate ₂ A GaN single crystal itself selectively grown using as a mask can also be used as a substrate. In this case, after forming each semiconductor layer, SiO ₂ It is also possible to separate the light emitting element and the sapphire substrate by etching away. The gallium nitride compound semiconductor exhibits N-type conductivity without being doped with impurities. In the case of forming a desired N-type gallium nitride semiconductor such as improving luminous efficiency, it is preferable to appropriately introduce Si, Ge, Se, Te, C, etc. as an N-type dopant. On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, a P-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped.
[0025]
Since a gallium nitride compound semiconductor is difficult to be converted into a P-type simply by doping with a P-type dopant, it is preferably converted into a P-type by annealing with a furnace, low-energy electron beam irradiation, plasma irradiation, or the like after introduction of the P-type dopant. . Specific examples of the layer structure of the light-emitting element include an N-type contact layer, which is a gallium nitride semiconductor, and an aluminum nitride / gallium semiconductor on a sapphire substrate or silicon carbide having a buffer layer in which gallium nitride, aluminum nitride, or the like is formed at a low temperature. An N-type cladding layer, an active layer that is an indium gallium nitride semiconductor doped with Zn and Si, a P-type cladding layer that is an aluminum nitride-gallium semiconductor, and a P-type contact layer that is a gallium nitride semiconductor Are preferable. In order to form the LED chip 101, in the case of the LED chip 101 having a sapphire substrate, an exposed surface of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor is formed by etching or the like, and then a sputtering method or a vacuum evaporation method is performed on the semiconductor layer. Each electrode is formed in a desired shape. In the case of a SiC substrate, a pair of electrodes can be formed using the conductivity of the substrate itself.
[0026]
Next, the formed semiconductor wafer or the like is directly fully cut by a dicing saw with a blade having a diamond cutting edge, or a groove having a width wider than the cutting edge width is cut (half cut), and then the semiconductor is applied by an external force. Break the wafer. Alternatively, after a very thin scribe line (meridian) is drawn on the semiconductor wafer by, for example, a grid shape by a scriber in which the diamond needle at the tip moves reciprocally linearly, the wafer is divided by an external force and cut into chips. In this manner, the LED chip 102 including a nitride compound semiconductor can be formed.
[0027]
The LED chip 102 used in the present invention can be formed so as to emit R (red), G (green), and B (blue) light, which are the three primary colors of light. In the light emitting device of the present invention, when the phosphor is excited to emit light, the main emission wavelength of the LED chip 102 is preferably 350 nm or more and 530 nm or less in consideration of the complementary color with the phosphor and the like.
(Conductive wire 103)
The conductive wire 103 is used as a conductor that electrically connects the electrode of the LED chip 103 and the lead electrode. The conductive wire 103 is required to have good ohmic properties with the electrodes of the LED chip 102, mechanical connectivity, electrical conductivity and thermal conductivity. The thermal conductivity is 0.01 cal / (s) (cm ² ) (° C./cm) or more, more preferably 0.5 cal / (s) (cm ² ) (° C./cm) or more. In consideration of workability and the like, the diameter of the conductive wire is preferably Φ10 μm or more and Φ45 μm or less. In particular, the conductive wire is likely to break at the interface between the coating portion containing the phosphor and the mold member not containing the phosphor. Even if the same material is used, it is considered that wire breakage easily occurs because the substantial amount of thermal expansion differs depending on the phosphor. Therefore, the diameter of the conductive wire is more preferably 25 μm or more, and more preferably 35 μm or less from the viewpoint of light emission area and ease of handling.
[0028]
Specific examples of such conductive wires include conductive wires using metals such as gold, copper, platinum, and aluminum, and alloys thereof. Such a conductive wire can easily connect the electrode of each LED chip to the inner lead, the mount lead, and the like by a wire bonding device.
(Mount lead 105)
As the mount lead 105, the LED chip 102 is disposed, and it is sufficient that the mount lead 105 has a size sufficient to be stacked by a die bond apparatus or the like. In addition, when a plurality of LED chips are installed and the mount lead is used as a common electrode of the LED chip, sufficient electrical conductivity and connectivity with a bonding wire or the like are required. Further, when the LED chip is arranged in the cup on the mount lead and the phosphor is filled inside, it is possible to prevent the pseudo lighting by the light from another light emitting diode arranged in the vicinity. .
[0029]
The LED chip 102 and the mount lead 105 can be bonded to each other with a thermosetting resin or the like. Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, etc. are mentioned. In addition, Ag paste, carbon paste, metal bumps, or the like can be used for bonding and electrical connection with the mount lead using a face-down LED chip or the like. Further, in order to improve the light utilization efficiency of the light emitting diode, the surface of the mount lead on which the LED chip is arranged may be a mirror surface, and the surface may have a reflection function. In this case, the surface roughness is preferably 0.1 S or more and 0.8 S or less. The specific electric resistance of the mount lead is preferably 300 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ-cm or less. In addition, when a plurality of LED chips are stacked on the mount lead, the heat generation from the LED chip increases, so that the thermal conductivity is required to be good. Specifically, 0.01 cal / (s) (cm ² ) (° C./cm) or more, preferably 0.5 cal / (s) (cm ² ) (° C./cm) or more. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper, and ceramic with a metallized pattern.
(Inner lead 106)
The inner lead 106 is intended to connect the conductive wire 103 connected to the LED chip 102 disposed on the mount lead 105. When a plurality of LED chips are provided on the mount lead, it is necessary to be able to arrange the conductive wires so that they are not in contact with each other. Specifically, as the distance from the mount lead increases, the area of the end surface of the inner lead that is wire-bonded increases to prevent contact of the conductive wire that is connected to the inner lead that is further away from the mount lead. it can. The roughness of the connecting end surface with the conductive wire is preferably 1.6 S or more and 10 S or less in consideration of adhesion. In order to form the tip of the inner lead in various shapes, the shape of the lead frame may be determined in advance by the mold, and it may be punched or formed, or after all the inner leads are formed, the upper part of the inner lead You may form by shaving a part of. Furthermore, after punching and forming the inner lead, it is possible to simultaneously form the desired end face area and end face height by applying pressure from the end face direction.
[0030]
The inner lead is required to have good connectivity and electrical conductivity with a bonding wire or the like that is a conductive wire. The specific electric resistance is preferably 300 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ-cm or less. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper and copper, gold, silver plated aluminum, iron, copper, and the like.
(Coating part 101)
The coating portion 101 used in the present invention is provided in the cup of the mount lead separately from the mold member 104, and can contain a phosphor that converts the light emission of the LED chip. As the specific material for the coating part, transparent resin with excellent weather resistance such as epoxy resin, urea resin, silicone, and light-transmitting inorganic material such as silicon oxide, aluminum oxide, glass with excellent light resistance are preferably used. It is done. Here, in particular, the coating portion using silicon oxide or aluminum oxide as a specific material is filled with a solution containing a phosphor in a metal alkoxide such as ethyl silicate or aluminum alcoholate, and then sintered and dried. Is formed. Moreover, you may contain a diffusing agent with fluorescent substance. As a specific diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon dioxide or the like is preferably used.
(Package 107)
The package 107 includes a package upper portion 107b and a package lower portion 107a, and serves as a support body that fixes and holds lead electrodes that can be electrically connected to the outside. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the lead electrode is bent so as to be accommodated in the package 107, and the leading end of the lead electrode is disposed in the direction on the back surface of the package 107. When the light-emitting device according to the present invention is used as a constituent member of a display, it is preferably colored in a dark color system such as black or gray in order to have a light shielding function, or the light emission observation surface side of the package 107 is colored in a dark color system. Has been. The package 107 is provided with a mold member 104 that is a translucent protector in order to further protect the LED chip 102 from the external environment. The package 107 preferably has good adhesiveness to the mold member 104, and is desirably insulative in order to electrically shield the LED chip 102 from the outside. Furthermore, it is preferable that the package 107 and the mold member 104 have a low coefficient of thermal expansion and are approximately equal. In particular, the package 107 preferably has a smaller thermal expansion coefficient than that of the mold member 105 in consideration of the case where it is affected by heat from the LED chip 102 or the like. With such a configuration, the lead electrode 101 fixed and held mainly by the package material minimizes the influence of the mold member even if the mold member expands or contracts due to the influence of the thermal stress, and reduces the thermal stress. Since there is little displacement, it is possible to form a highly reliable light-emitting device without causing troubles such as cutting of the conductive wire 103, and to improve the manufacturing yield.
[0031]
The interface between the package upper portion 107b and the mold member 104 can be used as a matte surface to increase the adhesion area, or the plasma treatment can improve adhesion to the mold member 104. In the present embodiment, the package 107 is formed integrally with the lead electrode. However, in another embodiment, the package 107 may be divided into a plurality of parts and combined to be configured by fitting or the like. In the drawings attached to the present specification, the shape of the package is an elliptical column shape when viewed from the upper surface side of the translucent member, but may be an arbitrary three-dimensional shape.
[0032]
Such a package 107 can be formed relatively easily by transfer molding, injection molding, or the like. Aromatic nylon resin, polyphthalamide resin (PPA), sulfone resin, polyamideimide resin (PAI), polyketone resin (PK), polycarbonate resin, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP) ), Thermoplastic resins such as ABS resin and PBT resin can be used. In addition, you may use what made these thermoplastic resins contain glass fiber as a thermoplastic material. By containing glass fibers in this way, it is possible to form a package having high rigidity and high strength.
[0033]
By using the thermoplastic resin as described above, the thermal expansion coefficient of the package material at the time of curing is smaller than the thermal expansion coefficient of the material of the mold member. For this reason, even when the light emitting device is used under a weather condition where the temperature varies greatly, and the mold member shrinks or expands due to heat, the lead electrode fixed and held in the package does not generate heat generated in the mold member. Since it is less affected by stress, it is possible to prevent the conductive wire bonded to the lead electrode from being cut. In this specification, a thermoplastic resin refers to a substance having a linear polymer structure that softens or liquefies when heated and hardens when cooled. Examples of such thermoplastic resins include styrene-based, acrylic-based, cellulose-based, polyethylene-based, vinyl-based, nylon-based, and fluorocarbon-based resins.
[0034]
Various dyes and pigments are preferably used as the colorant for coloring the package 107 darkly. Specifically, Cr ₂ O ₃ , MnO ₂ , Fe ₂ O ₃ And carbon black are preferred.
(Mold member 104)
The mold member 104 is a translucent member that can be provided to protect the LED chip 102, the conductive wire 103, the coating portion 101 containing a phosphor, and the like from the external environment according to the use of the light emitting diode. The mold member can generally be formed using a transparent resin. Moreover, although a viewing angle can be increased by containing a fluorescent substance, the directivity from the LED chip 102 can be relaxed and the viewing angle can be further increased by adding a diffusing agent to the resin mold. Furthermore, by forming the mold member 104 in a desired shape, it is possible to have a lens effect that focuses or diffuses light emitted from the LED chip. Accordingly, a plurality of mold members 104 may be stacked. Specifically, a convex lens shape, a concave lens shape, an elliptical shape as viewed from the light emission observation surface, or a combination of them. As a specific material of the mold member 104, a transparent resin or glass having excellent weather resistance such as an epoxy resin, a urea resin, or a silicone resin is preferably used. As the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon dioxide, or the like is preferably used. Furthermore, in addition to the diffusing agent, a phosphor can also be contained in the mold member. Therefore, the phosphor may be contained in the mold member or may be contained in other coating portions. Alternatively, the coating portion may be formed using a different member such as a resin containing a phosphor and the mold member as glass. In this case, a light-emitting device with high productivity and less influence of moisture or the like can be obtained. Further, in consideration of the refractive index, the mold member and the coating portion may be formed using the same member. In the present invention, adding a diffusing agent or a coloring agent to the mold member can hide the coloring of the phosphor viewed from the light emission observation surface side. In addition, the coloring of the phosphor means that the phosphor of the present invention emits light by absorbing the blue component in the light from the strong external light. Therefore, it seems to be colored yellow. In particular, depending on the shape of the mold member such as a convex lens shape, the colored portion may appear enlarged. Such coloring may be undesirable in terms of design. Since the diffusing agent contained in the mold member makes the mold member milky white, coloring can be made invisible by coloring the colorant to a desired color. Therefore, the color of the phosphor is not observed from such a light emission observation surface side.
[0035]
Moreover, when the main light emission wavelength of the light emitted from the LED chip is 430 nm or less, it is more preferable in terms of weather resistance to contain an ultraviolet absorber as a light stabilizer in the mold member.
(Phosphor)
In the light emitting device of the present invention, it is possible to use a phosphor in order to obtain a desired emission color by converting the wavelength of light emitted from the light emitting element. Such a phosphor is contained in the mold member, or is fixed to the surface of the light emitting element with a binder such as a translucent inorganic member.
[0036]
The phosphor used in the present invention refers to a particulate phosphor that emits light when excited by light emitted from at least the semiconductor light emitting layer of the LED chip 102. When the light emitted from the LED chip 102 and the light emitted from the particulate phosphor are in a complementary color relationship or the like, white light can be emitted by mixing each light. Specifically, when the light from the LED chip 102 and the light of the particulate phosphor excited and emitted thereby correspond to the three primary colors (red, green, and blue) of the light, The emitted blue light and the yellow light of the particulate phosphor that is excited and emits light thereby can be mentioned.
[0037]
The light emission color of the light emitting diode is the ratio between the particulate phosphor and the inorganic material such as various resins and glass that act as a binder for the particulate phosphor, the sedimentation time of the particulate phosphor, the shape of the particulate phosphor, etc. It is possible to provide an arbitrary white color tone such as a light bulb color by variously adjusting the light emission and selecting the light emission wavelength of the LED chip. It is preferable that the light from the LED chip and the light from the phosphor efficiently pass through the mold member outside the light emitting diode.
[0038]
Specific particulate phosphors include cadmium zinc sulfide activated with copper and one or more elements selected from rare earth elements, such as yttrium, aluminum, and garnet phosphors activated with cerium and Pr. Is mentioned. In particular, (Re _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : Ce (0 ≦ x <1, 0 ≦ y ≦ 1, where Re is at least one element selected from the group consisting of Y, Gd, and La). Especially as a particulate phosphor (Re _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : When Ce is used, the irradiance is (Ee) = 3 W · cm arranged in contact with or close to the LED chip ^-2 10W ・ cm ^-2 Even in the following, a light-emitting diode having sufficient light resistance with high efficiency can be obtained.
[0039]
(Re _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : The Ce phosphor has a garnet structure and is resistant to heat, light and moisture, and can have an excitation spectrum peak near 470 nm. In addition, the emission peak is in the vicinity of 530 nm, and a broad emission spectrum that extends to 720 nm can be provided. Moreover, the emission wavelength is shifted to a short wavelength by substituting part of Al of the composition with Ga, and the emission wavelength is shifted to a long wavelength by substituting part of Y of the composition with Gd. In this way, it is possible to continuously adjust the emission color by changing the composition. Therefore, an ideal condition for converting white light emission by using blue light emission of the nitride semiconductor is provided such that the intensity on the long wavelength side is continuously changed by the composition ratio of Gd.
[0040]
Such phosphors use oxides or compounds that easily become oxides at high temperatures as raw materials for Y, Gd, Ce, Sm, Al, La and Ga, and mix them well in a stoichiometric ratio. And get the raw materials. Alternatively, a coprecipitated oxide obtained by calcining a solution obtained by coprecipitation of oxalic acid with a solution obtained by dissolving a rare earth element of Y, Gd, Ce, and Sm in an acid at a stoichiometric ratio, and aluminum oxide and gallium oxide. Mix to obtain a mixed raw material. An appropriate amount of fluoride such as ammonium fluoride is mixed with this as a flux, packed in a crucible, and fired in air at a temperature range of 1350 to 1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a fired product. Next, the fired product is ball milled in water, washed, separated, dried, and finally passed through a sieve to obtain a desired particulate phosphor.
[0041]
In the light emitting diode of the present invention, the particulate phosphor may be a mixture of two or more kinds of particulate phosphors. That is, two or more types (Re) having different contents of Al, Ga, Y, La, Gd, and Sm. _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : Ce phosphors can be mixed to increase RGB wavelength components. At present, there are variations in the emission wavelength of the semiconductor light emitting device, so that it is possible to obtain desired white light by mixing and adjusting two or more kinds of phosphors. Specifically, by adjusting the amount of phosphors having different chromaticity points in accordance with the emission wavelength of the light emitting element, the arbitrary points on the chromaticity diagram connected between the phosphors and the light emitting element are caused to emit light. be able to.
(Diffusion agent)
The mold member in this embodiment can contain a diffusing agent in order to improve the light emission luminance of the light emitting device. The diffusing agent contained in the mold member reduces scattering and absorption of light emitted from the light emitting element to the light emission observation surface side, and scatters a lot of light directed to the side of the light reflection layer to thereby emit light. The light emission luminance is improved. As such a diffusing agent, inorganic members such as barium oxide, barium titanate, barium oxide, silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide, and organic members such as melamine resin, CTU guanamine resin, and benzoguanamine resin are preferably used.
[0042]
Similarly, various colorants can be added in order to have a filter effect of cutting unnecessary wavelengths from extraneous light and light emitting elements. Furthermore, various fillers that relieve internal stress of the resin can be contained.
(Filler)
Furthermore, in the present invention, a filler may be contained in the mold member in addition to or in place of the phosphor. The specific material is the same as that of the diffusing agent, but the central particle size is different from that of the diffusing agent. When the filler having such a particle size is contained in the translucent resin, the chromaticity variation of the light emitting device is improved by the light scattering action, and the thermal shock resistance of the translucent resin can be enhanced. The filler preferably has a particle size and / or shape similar to that of the phosphor. Here, in this specification, the similar particle diameter means a case where the difference in the central particle diameter of each particle is less than 20%, and the similar shape means an approximate degree of each particle diameter with a perfect circle. This represents a case where the difference in the value of the degree of circularity (circularity = perimeter length of a perfect circle equal to the projected area of the particle / perimeter length of the projected particle) is less than 20%. By using such a filler, the phosphor and the filler interact with each other, the phosphor can be favorably dispersed in the resin, and color unevenness is suppressed. Furthermore, it is preferable that both the phosphor and the filler have a center particle size of 15 μm to 50 μm, more preferably 20 μm to 50 μm. Thus, by adjusting the particle size, a preferable interval is provided between the particles. be able to. As a result, a light extraction path is ensured, and the directivity can be improved while suppressing a decrease in luminous intensity due to filler mixing. Moreover, when the phosphor and filler having such a particle size range are contained in the translucent resin and the sealing member is formed by the stencil printing method, clogging of the dicing blade is recovered in the dicing process after the sealing member is cured. A dresser effect can be brought about, and mass productivity is improved.
[0043]
【Example】
Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic top view of a light emitting device 100 according to the present embodiment, and FIG. 3 is a top view. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device 100 in AA of FIG. 3, and FIG. 4 is a rear view.
[0044]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the light emitting device 100 according to the present embodiment is inserted into the package 107 so that the tip portion protrudes from the upper surface of the package upper portion 107b and the other tip portion is exposed on the mounting surface side of the light emitting device. A package 107 for fixing and holding the mounted lead 105 and the inner lead 106, an LED chip 102 placed on the bottom surface of a recess formed on the upper surface of the mounting lead 105, and both positive and negative electrodes of the LED chip 102 Conductive wire 103 for electrically connecting the lead wire (mounting lead 105 and inner lead 106 separated from each other) and lead wire and LED chip 102 from the external environment And a mold member 104 that seals them for protection. A part of the mold member 104 covers a protruding portion provided on the side surface of the package upper portion 107b. Further, the mold member 104 is molded into a so-called bullet shape in order to improve the front luminance of light emitted from the light emitting device 100 in front of the light emitting device. Here, the mold member 105 is molded by a casting case that can be molded into a bullet shape, and the package 107 is molded by an injection molding method. The former is made of a thermosetting resin, and the latter is made of a thermoplastic resin. It is formed by. As shown in FIG. 3, the mold member 104 is larger than the outer edge of the package 107 when the light emitting device 100 is observed from the upper surface side of the mold member.
[0045]
The method of forming the light emitting device 100 of the present invention includes a first step of punching a metal flat plate and forming lead electrodes so as to be separated and face each other in one direction, and a lower mold that can be fitted to an upper mold. A second step of sandwiching a lead electrode between the molds, injecting a thermoplastic material into a sealing space formed by both molds and integrally molding the package 107 including the lead electrode; and an LED chip as the lead electrode After the thermosetting resin is injected into the molding die of the mold member 104, the lead electrode on which the LED chip 102 is placed and the overhanging portion are placed. And a fourth step of placing and curing the package upper part 107b in the resin liquid.
[0046]
Hereinafter, a method for forming a light emitting device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Process 1)
First, the mount lead 105 and the inner lead 106 having a recess capable of mounting the LED chip 102 are formed. A metal flat plate mainly composed of copper is punched and formed as a part of the lead frame 108 as shown in FIG. 5B so as to face each other in the same direction.
(Process 2)
Next, molding of the package 107 according to the present embodiment by the injection molding method will be described. In this step, an upper mold and a lower mold that can be fitted to the upper mold are brought into contact with each other while sandwiching the mount lead 105 and the inner lead 106 to form a sealed space. At this time, the upper mold has a concave portion for molding the projecting portion of the package upper portion 107 b and a portion for molding the side wall of the package 107. One lower mold has a shape for molding the side surface of the package. A liquid polyphthalamide resin is injected as a thermoplastic resin material using an injection port provided on the side surface of the lower mold with respect to the sealing space, and cooled. In this manner, the package 107 having the projecting portion protruding from the side surface of the package 107 and the lead electrode inserted into the package 107 is integrally molded. In addition, the thermal expansion coefficient of the package at the time of curing is 2.3 × 10 ^-5 ~ 8.6 x 10 ^-5 (1 / ° C.). In this example, the package material was a material in which a suitable amount of glass fiber was contained in a polyphthalamide resin. Such materials are superior in high rigidity, high strength, dimensional stability, heat resistance, chemical resistance, molding processability, vapor deposition, low moisture absorption, and electrical properties compared to those not containing glass fiber. It is suitable for use as a package material of a light emitting device in the present invention.
[0047]
FIG. 5A is a schematic top view when a plurality of packages are formed on the lead frame 108, and FIG. 5B is a front view. In this embodiment, the mount lead 105 and the inner lead 106 are extended to the lower side and integrated with the support portion 109, and a manufacturing tool (not shown) is formed by each pitch hole 110 of the support portion 109. Z). Furthermore, after the package 107 is formed, a pressing process is performed to provide a recess in which the LED chip 102 can be placed at the tip of the mount lead 105. By performing the main processing after the package is formed, the lead frame is fixed and held by the package, so that the distortion of the lead frame can be minimized during processing.
(Process 3)
Next, adhesion between the LED chip 102 and the bottom surface of the recess provided in the mount lead 105 is performed using a thermosetting resin, a translucent inorganic member, metal solder, or the like. Specifically, an eutectic solder such as an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, silica sol, or Au—Sn may be used. Further, Ag paste, carbon paste, ITO paste, metal bumps and the like are preferably used to place and fix the LED chip 102 and to electrically connect to the lead electrode 101 in the package 104.
(Process 4)
The electrode of the LED chip 102 and the lead electrode are connected by wire bonding with the conductive wire 103.
(Process 5)
Hereinafter, molding using the casting case of the mold member 105 according to the present invention as a mold will be described.
[0048]
An epoxy resin is injected into a casting case having a recess capable of molding the mold member into a bullet shape, and the recess is filled with the epoxy resin. Here, the inner diameter of the recess of the casting case is set such that the package upper part 107b having the lead electrode and the overhanging part can be completely inserted.
[0049]
Mount lead 105, inner lead 106, and package upper part 107b having an overhanging portion are placed in an epoxy resin, the mold temperature is set to an epoxy resin curing temperature of 150 ° C., and a mold member after a predetermined curing time has elapsed. Is molded. In addition, the thermal expansion coefficient of the epoxy resin at the time of curing was 14.5 to 18.5 (1 / ° C.).
(Step 6)
Finally, when the mount lead 105 and the inner lead 106 are separated from the lead frame, the light emitting device 100 of the present invention is completed.
[0050]
The light-emitting device according to the present example is a highly reliable light-emitting device that can be mounted with high density in a state where the mold members are denser than the prior art, and the mold members are not detached from the package. Can do. In addition, since the thermal expansion coefficient of the package for fixing and holding the lead electrode is smaller than the thermal expansion coefficient of the mold member, even if the light emitting device is affected by thermal stress, the mold member, particularly the mold member interposed between the lead electrodes Can reduce the influence on the lead electrode and the conductive wire.
[Example 2]
FIG. 6 is a schematic top view of the light emitting device 200 according to this example, and FIG. 7 is a top view.
[0051]
As shown in FIGS. 6 and 7, the light emitting device 200 according to the present example is similar to the first example in that the package 107 for fixing and holding the mount lead 105 and the inner lead 106, and the recess of the mount lead 105 It has a conductive wire 103 for connecting the electrode of the LED chip 102 fixed to the bottom surface to the lead electrode, and a mold member 104. Here, a part of the mold member 104 extends into a recess provided in the side surface of the package lower portion 107 a to form an extension portion 111. Also, the mold member 105 is molded by a casting case that can be molded into a shell shape, and the package 107 is molded by an injection molding method. The former is made of a thermosetting resin, and the latter is made of a thermoplastic resin. It is formed by. As shown in FIG. 7, the mold member 104 is larger than the outer edge of the package 107 when the light emitting device 200 is observed from the upper surface side of the mold member. In addition, the major axis and the minor axis of the ellipse b are both smaller than those of the ellipse a, and the ellipse a and The interval r of the ellipse b is narrower than the interval R between the ellipse a and the ellipse b in the package side surface direction where the recess 201 is formed. By making the package lower portion 107a into such a specific shape, the mold resin material is likely to preferentially climb up toward the concave portion 201 without flowing into the side surface direction of the package lower portion 107a where the lead electrode is provided. Generation of resin burrs on the surface of the lead electrode can be suppressed.
[0052]
A part of the package upper portion 107 b is covered with the mold member 104, and the lead electrode and the LED chip 102 are protected from the external environment by the package 107 and the mold member 104. Further, another part of the package upper portion 107b protrudes from the side surface of the package 107 to form an overhanging portion 112, and the mold resin material is dammed by the overhanging portion 112 at the time of molding of the mold member, and the depression 201 is preferentially formed. Can be prevented from creeping up to the side surface of the package lower portion 107a other than the recess 201.
[0053]
The light emitting device forming method of the present invention includes a first step of punching a metal flat plate and forming a pair of positive and negative lead electrodes that are separated and opposed to each other, and a convex portion is provided on the inner wall surface. A lead electrode is sandwiched between an upper mold and a lower mold that can be fitted to the upper mold, and a portion of the pair of positive and negative lead electrodes is covered by injecting a thermoplastic resin into the sealing space and facing each other. A second step of integrally molding a package 107 having a recess on its side; a third step of placing the LED chip 102 on a lead electrode and connecting the LED chip 102 and the lead electrode by a conductive wire 103; A fourth step of placing the lead electrode on which the LED chip 102 is placed and a part of the package 107 in the thermosetting resin injected into the mold and curing the thermosetting resin is included.
[0054]
Hereinafter, a method for forming a light emitting device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Process 1)
As in the first embodiment, the mount lead 105 and the inner lead 106 each having a recess capable of mounting the LED chip 102 are formed as a part of the lead frame 108.
(Process 2)
Next, molding of the package 107 according to the present embodiment by the injection molding method will be described. In this step, an upper mold and a lower mold that can be fitted to the upper mold are brought into contact with each other while sandwiching the mount lead 105 and the inner lead 106 to form a sealed space. At this time, the upper mold has a recess for molding the projecting portion of the package upper portion 107b. One lower mold is provided with a convex portion for molding the concave portion 201 on the side surface of the package lower portion 107a, and further has an injection port for a resin material. Thus, by making the positions of the projection and the injection port substantially coincide, the resin burr formed at the time of molding the package is covered with the extending part 111 formed at the time of forming the mold member, and the resin burr of the entire light emitting device is minimized. It is possible to suppress it.
[0055]
A liquid polyphthalamide resin is injected as a thermoplastic resin material into the sealing space and cooled. In this manner, the package 107 having the protruding portion 112 protruding from the side surface of the package 107 and the lead electrode inserted into the package 107 is integrally molded. In addition, the thermal expansion coefficient of the package at the time of curing is 2.3 × 10 ^-5 ~ 8.6 x 10 ^-5 (1 / ° C.). In this example, the package material was a material in which a suitable amount of glass fiber was contained in a polyphthalamide resin.
[0056]
FIG. 5A is a schematic top view when a plurality of packages are formed on the lead frame 108, and FIG. 5B is a front view.
(Process 3)
As in the first embodiment, the LED chip 102 and the bottom surface of the recess provided in the mount lead 105 are fixed.
(Process 4)
The electrode of the LED chip 102 and the lead electrode are connected by wire bonding with the conductive wire 103.
(Process 5)
Similar to the first embodiment, a molding member is molded using the casting case as a mold.
[0057]
First, an epoxy resin is injected into a casting case having a recess capable of molding a mold member into a bullet shape, and the recess is filled with the epoxy resin.
[0058]
Next, of the mount lead 105, the inner lead 106, and the package upper portion 107b, the portion above the projecting portion 112 is placed in an epoxy resin. At this time, an excessive amount of epoxy resin for forming the mold member 104 is blocked by the overhanging portion 112 and further flows into the lower portion 107a of the package other than the recess 201 because the interval R is larger than the interval r. Without preferentially flowing into the recess 201. The mold temperature is set to an epoxy resin curing temperature of 150 ° C., and the mold member is molded after a predetermined curing time has elapsed. The epoxy resin that has flowed into the recess 201 forms the extension 111 of the mold member 104 at the recess 201. In addition, the thermal expansion coefficient of the epoxy resin at the time of curing was 14.5 to 18.5 (1 / ° C.).
(Step 6)
Finally, when the mount lead 105 and the inner lead 106 are separated from the lead frame 108, the light emitting device 200 of the present invention is completed.
[0059]
The light emitting device 200 according to the present embodiment can be mounted with high density in a state where the mold members 104 are denser than in the prior art. Further, since the thermal expansion coefficient of the package 107 that fixes and holds the lead electrode is smaller than the thermal expansion coefficient of the mold member 104, even if the light emitting device 200 is affected by thermal stress, it is interposed between the mold member 104, particularly the lead electrodes. The influence of the molded member 104 on the lead electrode and the conductive wire 103 can be reduced. Furthermore, it is possible to form a highly reliable semiconductor device without generating resin burrs on the surface of the lead electrode.
[Example 3]
As the LED chip 102, LED chips capable of emitting red, green, and blue light are formed for each light emission color, and a light emitting device is formed for each light emission color. Alternatively, phosphors emitting red, green, and blue fluorescence are combined with LED chips to form a light emitting device for each emission color. In addition, the light emitting device in which the mold member 104 contains various red, green, and blue colorants is formed for each of the red, green, and blue colors. A light emitting device is formed in the same manner as in Example 2.
[0060]
By configuring as in this embodiment, it is possible to provide a light emitting device with excellent optical characteristics that can be used for a color LED display. That is, in the light emitting device of this embodiment, the thickness of the package 107 can be relatively increased, and the shape of the mold member 104 can be increased accordingly. Therefore, after soldering the light emitting device according to the present example to the surface of the mounting substrate wired with a conductor, the space between the light emitting devices is filled with a filler such as silicon resin in order to provide weather resistance. Even so, the thickness of the package 107 or the coating portion 101 surface, that is, the height of the light emitting surface from the mounting surface is set so that the filler does not hang on the portion of the mold member surface that affects the optical characteristics of the light emitting device. It is possible to change the design freely.
[0061]
【The invention's effect】
The present invention can be a semiconductor device that can be mounted on a mounting substrate with high density, and a highly reliable semiconductor device can be formed without generating resin burrs on the surface of the lead electrode.
[0062]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic top view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic rear view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic top view (a) and a front view (b) showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic front view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic top view of a semiconductor device according to an example of the present invention.
FIG. 8 is a schematic front view of a conventional surface-mount type semiconductor device shown for comparison with the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 200... Light emitting device
101 ... Coating part
102 ... LED chip
103 ... Conductive wire
104 ... Mold member
105 ... Mount lead
106 ... Inner lead
107 ... Package
107a ... lower part of package
107b ・・・ Upper part of package
108 ... Lead frame
109 ... support part
110 ... Pitch hole
111 ... Extension part of mold member
112 ... Overhang part
10 ... Surface mount LED
11 ... Resin part
12, 13 ... Lead electrode
14, 15 ... Exposed portion of the lead electrode
16 ... Base part
22 ... Cream solder

Claims

A semiconductor device having a semiconductor element placed on one of a pair of positive and negative lead electrodes, a conductor connecting the semiconductor element and the lead electrode, and a support for fixing and holding the lead electrode,
The semiconductor device, wherein the lead electrode, at least a part of the support, and the semiconductor element are covered with a light-transmissive member that is larger than an outer edge of the support when the semiconductor device is viewed from the upper surface side. .

The semiconductor device according to claim 1, wherein a shape of an interface between the support and the translucent member is a curved surface at least at an outer edge portion of the support.

The semiconductor device according to claim 1, wherein a side surface of the support has a recess in which a part of the translucent member extends.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the support has a protruding portion on a side surface.

The semiconductor device according to claim 4, wherein the projecting portion is covered with the light transmitting member.

A semiconductor element mounted on one of a pair of positive and negative lead electrodes, a conductor that connects the semiconductor element and the lead electrode, a support that fixes and holds the lead electrode, and a transparent that covers at least the semiconductor element. A method for manufacturing a semiconductor device having an optical member,
A first step of punching a metal flat plate and forming a pair of positive and negative lead electrodes facing each other separately;
By sandwiching the lead electrode between an upper mold having convex portions provided on the inner wall surface and a lower mold that can be fitted to the upper mold, and injecting a thermoplastic resin into the sealed space A second step of integrally molding a support body that covers a part of the pair of positive and negative lead electrodes and that has opposing concave portions on its side surfaces;
A third step of placing the semiconductor element on the pair of positive and negative lead electrodes and connecting the semiconductor element and the lead electrode by the conductor;
A fourth step of placing the lead electrode on which the semiconductor element is placed and a part of the support in the thermosetting resin injected into the mold and curing the thermosetting resin; A method for manufacturing a semiconductor device.