JP2005039030A - Optical semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical semiconductor device capable of obtaining a high power output equivalent to a lamp type, and standing a reflow (including a lead-free reflow). <P>SOLUTION: An LED chip 1 is fixed to a lead frame 2, and its perihery is covered with a soft resin 3. A lamp house 4 is formed in a frame shape and an outer lens 5 is formed separately from the lamp house 4 by a thermosetting resin such as a silicone resin, an epoxy resin or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特にリフローによる取付けが可能な高耐熱で高光出力が得られる光半導体デバイスに関するものである。   The present invention relates to an optical semiconductor device that can be mounted by reflow and has high heat resistance and high light output.

図4〜図7に従来の光半導体デバイスの構成を示す。   4 to 7 show the configuration of a conventional optical semiconductor device.

図4の(a)、(b)は、取付基板にスルーホールを設け、リードフレームをスルーホールに通し、半田付けを行い取付けるディスクリートタイプの光半導体デバイスであるLEDを示す底面図及び側面図である。このデバイスは、アウターレンズ部101と、リードフレーム102上に形成したホーン部に搭載されるLEDチップからなるものであり、ホーン及び大型のアウターレンズを有することから、高光出力が得られるものである。   FIGS. 4A and 4B are a bottom view and a side view showing an LED which is a discrete type optical semiconductor device in which a through hole is provided in a mounting substrate, a lead frame is passed through the through hole, and soldering is performed. is there. This device is composed of an outer lens portion 101 and an LED chip mounted on a horn portion formed on a lead frame 102. Since the device has a horn and a large outer lens, a high light output can be obtained. .

図5の(a)、(b)、(c)は、基板上に設けた導電パターン上に、リフローにより半田付けを行う面実装タイプの光半導体デバイスであるLEDを示す上面図、側面図、底面図である。このデバイスは、本体111にリード端子113を一体的に形成し、前記本体111に設けた反射枠112内の前記リード端子113にLEDチップを搭載し、反射枠112内を樹脂により封止を行い形成されるものである。   (A), (b), and (c) of FIG. 5 are a top view, a side view, and a side view showing an LED which is a surface-mount type optical semiconductor device that is soldered by reflow on a conductive pattern provided on a substrate. It is a bottom view. In this device, a lead terminal 113 is integrally formed on a main body 111, an LED chip is mounted on the lead terminal 113 in a reflection frame 112 provided on the main body 111, and the inside of the reflection frame 112 is sealed with resin. Is formed.

図6の(a)、(b)、(c)は、上記と同様な面実装タイプの他の例を示す上面図、側面図、底面図である。このデバイスは基板121上に配線パターン123を設け、この配線パターン123上にLEDチップを搭載し、LEDチップを覆うようにレンズ部122を設けている。   6A, 6B, and 6C are a top view, a side view, and a bottom view showing another example of the surface mount type similar to the above. In this device, a wiring pattern 123 is provided on a substrate 121, an LED chip is mounted on the wiring pattern 123, and a lens portion 122 is provided so as to cover the LED chip.

これらの面実装タイプのものは、リフローによる取り付けが可能としたものである。   These surface mounting types can be mounted by reflow.

更に、図7は大電流により駆動が可能な構成を示すものである(例えば、特許文献1参照)。このデバイスは、LEDダイ131が副基台132を介してスラグ133に支持されている。134はリードフレーム、135はベース、136はレンズである。   Furthermore, FIG. 7 shows a configuration that can be driven by a large current (see, for example, Patent Document 1). In this device, the LED die 131 is supported by the slug 133 via the sub base 132. Reference numeral 134 denotes a lead frame, 135 denotes a base, and 136 denotes a lens.

ここで、上記のような光半導体デバイスにおいて、高光出力とリフロー対応は、トレードオフの関係となっており、両者を満足することは困難である。この高光出力とリフロー対応を達成するための構造条件は、次のとおりである。   Here, in the optical semiconductor device as described above, high light output and reflow correspondence are in a trade-off relationship, and it is difficult to satisfy both. The structural conditions for achieving this high light output and reflow capability are as follows.

[高光出力のための条件]
(a)大型化(=Φ3以上のレンズ)
(b)金属反射ホーンの使用
[リフロー対応のための条件]
(c)小型化
(d)熱硬化性樹脂の採用
特開2000−150967号公報
[Conditions for high light output]
(A) Larger size (= Φ3 or more lens)
(B) Use of metal reflecting horn [Conditions for reflow]
(C) Miniaturization (d) Adoption of thermosetting resin
JP 2000-150967 A

ところで、上記のような従来の光半導体デバイスにあっては、以下のような問題点があった。   However, the conventional optical semiconductor device as described above has the following problems.

図4に示すランプタイプ(ディスクリートタイプ)では、上記の条件(a)、(b)を満足していて高光出力であるが、リフロー性においては、封止樹脂が硬く、また体積も大きいため、リフローによる熱膨張で剥離やクラックが発生してしまう。   In the lamp type (discrete type) shown in FIG. 4, the above conditions (a) and (b) are satisfied and the light output is high. However, in the reflow property, the sealing resin is hard and the volume is large. Peeling or cracking occurs due to thermal expansion due to reflow.

図5及び図6に示す面実装タイプでは、上記条件(c)、(d)を満足していてリフロー可能であるが、リフロー対応可能なサイズでは上記条件(a)を満足できず、また(b)の達成も構造上難しい。   The surface mount type shown in FIGS. 5 and 6 satisfies the above conditions (c) and (d) and can be reflowed. However, the size that can be reflowed cannot satisfy the above condition (a), and ( Achieving b) is also structurally difficult.

図7に示す大電流での駆動が可能なタイプのデバイスでは、上記条件(a)、(b)を満足しているが、大型化であるマイナス要素を補うため、各々の部材の体積を減少させることを目的として、レンズ部とベース部を分離している。さらに、熱膨張時の応力緩和のために、チップ封止にシリコーン等の柔らかい樹脂を採用しており、条件付きでリフロー可能としているものもある。しかし、鉛フリーリフローといった高温リフローになると、次のような問題が発生し、現実的にはリフロー対応不可となっている。   In the device of the type that can be driven with a large current shown in FIG. 7, the above conditions (a) and (b) are satisfied, but the volume of each member is reduced in order to compensate for the negative element which is an increase in size. The lens part and the base part are separated for the purpose. Furthermore, in order to relieve stress at the time of thermal expansion, soft resin such as silicone is used for chip sealing, and there are some which can be reflowed under certain conditions. However, when high-temperature reflow such as lead-free reflow occurs, the following problems occur, and it is practically impossible to handle reflow.

すなわち、レンズ部に熱可塑性樹脂を採用しているため。リフローによる変形が発生する。   That is, because a thermoplastic resin is used for the lens part. Deformation due to reflow occurs.

また、ベース部の構造は、フレームのインサート射出成形品を使用するのが一般的であるが、この成形方法の場合、フレームと成形品の間に厳密には空気層が介在しており、鉛フリーリフローといった高温リフローになると、その空気層が膨張し、これにより内部に封止した柔らかい樹脂が押されて気泡となって製品内部に現れてくる。   In addition, the structure of the base part is generally an insert injection molded product of a frame, but in this molding method, strictly speaking, an air layer is interposed between the frame and the molded product, and lead When high-temperature reflow such as free reflow occurs, the air layer expands, and thereby the soft resin sealed inside is pushed into bubbles and appears inside the product.

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、ランプタイプ並みの高出力が得られ、かつリフロー(鉛フリーを含む)対応が可能な光半導体デバイスを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical semiconductor device capable of obtaining a high output equivalent to a lamp type and capable of handling reflow (including lead-free). Yes.

本発明に係る光半導体デバイスは、ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される熱硬化性樹脂からなるレンズとからなることを特徴とするものである。   An optical semiconductor device according to the present invention is an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with a base portion, a frame-shaped base portion having an opening portion at a substantially center, the side portion passing through the opening portion, and a side surface. A lead frame that protrudes into the opening, an optical semiconductor element mounted in the lead frame in the opening, a sealing resin that includes the optical semiconductor element and covers the opening, and the optical semiconductor element in the opening is mounted It consists of the lens which consists of a thermosetting resin formed in the side.

また、ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される透光性樹脂からなるレンズとを有し、前記ベース部から前記開口部内へ突出する前記リードフレームが占める前記開口部の内周の割合が1/2以下であることを特徴とするものである。   Further, in an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with the base portion, a frame-shaped base portion having an opening at a substantially center, a lead frame that protrudes to the side surface through the opening of the base portion, An optical semiconductor element mounted in the lead frame in the opening, a sealing resin including the optical semiconductor element and covering the opening, and a translucent formed on the side of the opening on which the optical semiconductor element is mounted And the ratio of the inner circumference of the opening occupied by the lead frame protruding from the base portion into the opening is 1/2 or less.

さらに、ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される熱硬化性樹脂からなるレンズとを有し、前記ベース部から前記開口部内へ突出する前記リードフレームが占める前記開口部の内周の割合が1/2以下であることを特徴とするものである。   Further, in an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with the base portion, a frame-shaped base portion having an opening at a substantially center, a lead frame protruding through the opening of the base portion and projecting to the side surface, An optical semiconductor element mounted in the lead frame in the opening, a sealing resin that includes the optical semiconductor element and covers the opening, and a thermosetting formed on a side of the opening on which the optical semiconductor element is mounted And the ratio of the inner circumference of the opening occupied by the lead frame protruding from the base portion into the opening is 1/2 or less.

そして、前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂からなるようにしたものである。   The thermosetting resin is made of a silicone resin or an epoxy resin.

本発明によれば、ランプタイプ並みの高光出力が得られ、かつリフロー(鉛フリーを含む)対応が可能な高耐熱性の光半導体デバイスを実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high optical output equivalent to a lamp type is obtained, and the highly heat-resistant optical semiconductor device which can respond to reflow (including lead-free) is realizable.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例の概略構成を示す断面図である。同図において、1はLEDチップ(光半導体素子)で、リードフレーム2上に固定され、軟質性樹脂3で覆われている。4は略中心に開口部6を有する額縁形状のランプハウス(ベース部)、5はランプハウス4と分離したシリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなるレンズ(アウターレンズ部)である。   FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an LED chip (optical semiconductor element), which is fixed on a lead frame 2 and covered with a soft resin 3. Reference numeral 4 denotes a frame-shaped lamp house (base part) having an opening 6 at the substantially center, and 5 denotes a lens (outer lens part) made of a thermosetting resin such as silicone resin or epoxy resin separated from the lamp house 4.

図2は上記構成に基づく本発明の実施例1の構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)、(c)は側面図である。同図中、11はリードフレーム2に対応するリードフレーム、12はランプハウス4に対応するランプハウスで、略中央に開口部6を有し、額縁形状として構成されている。そしてこのランプハウス12には、一方の端部から他方の端部に前記開口部6を通って設けられる複数本の前記リードフレーム11が、インサート射出成形により一体的に形成されている。   2A and 2B are diagrams showing the configuration of the first embodiment of the present invention based on the above configuration, in which FIG. 2A is a top view, and FIGS. 2B and 2C are side views. In the figure, 11 is a lead frame corresponding to the lead frame 2, and 12 is a lamp house corresponding to the lamp house 4. The lamp house 4 has an opening 6 in the approximate center and is configured as a frame shape. In the lamp house 12, a plurality of the lead frames 11 provided from one end to the other end through the opening 6 are integrally formed by insert injection molding.

図3−1は本発明の実施例2の構成を示す図である。同図中、21は額縁形状のランプハウス(ベース部)、22はリードフレーム、23は開口部を示している。上記ランプハウス11の開口部23に突出するリードフレーム22が、該開口部23の内周方向での占める割合を、前記開口部の内周の1/2以下であるように、リードフレーム22のランプハウス4内に封止されている部分から、前記開口部内へ突出する部分の形状を適宜設定することにより形成されている。   FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration of the second embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a frame-shaped lamp house (base part), 22 is a lead frame, and 23 is an opening. The lead frame 22 protruding from the opening 23 of the lamp house 11 has a ratio of the opening 23 in the inner peripheral direction of the lead frame 22 so that the ratio of the lead frame 22 in the inner peripheral direction is ½ or less of the inner periphery of the opening. It is formed by appropriately setting the shape of the portion protruding into the opening from the portion sealed in the lamp house 4.

図3−2に成形品である上記ランプハウスの開口部内周とリードフレームが接する部分がほぼ全周の場合を参考例として示す。21′はランプハウス、22′はリードフレーム、23′は開口図である。   FIG. 3-2 shows a case where the inner periphery of the opening of the lamp house, which is a molded product, and the portion where the lead frame is in contact with the entire circumference as a reference example. 21 'is a lamp house, 22' is a lead frame, and 23 'is an opening view.

以上、本発明の実施例の構成について述べたが、本発明は、従来品(ランプタイプ)と同等以上の高光出力が得られ、かつリフロー(鉛フリーを含む)可能な光半導体デバイスとなっている。   As mentioned above, although the structure of the Example of this invention was described, this invention becomes an optical semiconductor device which can obtain the high light output equivalent to or higher than the conventional product (lamp type) and can be reflowed (including lead-free). Yes.

通常、従来品(ランプタイプ)と同等以上の高光出力を得るためには、Φ3mm以上のレンズが必要であるが、このサイズになると、従来品の構造及び製造工程(エポキシ樹脂等によるポッティングやトランスファーモールド)では、リフローによる熱膨張によって、剥離やクラックが発生してしまう。そこで、実施例では、Φ3mm以上の大型化製品であって、リフロー対応とするために、次の構造を採用している。   Usually, in order to obtain a high light output equivalent to or higher than that of the conventional product (lamp type), a lens with a diameter of Φ3 mm or more is necessary. In the mold), peeling and cracking occur due to thermal expansion due to reflow. Therefore, in the embodiment, the product is a large-sized product having a diameter of 3 mm or more and adopts the following structure in order to cope with reflow.

(1)レンズ部とベース部は分離する。
(2)レンズ部には、シリコーン等の熱硬化性樹脂を使用する。
(3)ランプハウスの成形品の形状は、額縁形状とする(図2)。
(4)ランプハウスに組み込まれるリードフレームは、開口部においてランプハウスと接する部分を全周の半分以下とする(図3)。
(1) The lens part and the base part are separated.
(2) A thermosetting resin such as silicone is used for the lens portion.
(3) The shape of the lamp house molded product is a frame shape (FIG. 2).
(4) In the lead frame incorporated in the lamp house, the portion in contact with the lamp house in the opening is made half or less of the entire circumference (FIG. 3).

上記(1)を実施する理由は、リフロー熱による剥離やクラックを防止するために、各々の部品の体積を減らし、更に熱膨張による応力緩和のために、シリコーンなどの柔らかい樹脂でチップを封止するためである。   The reason for implementing the above (1) is to reduce the volume of each component to prevent peeling and cracking due to reflow heat, and to seal the chip with a soft resin such as silicone in order to relieve stress due to thermal expansion. It is to do.

(2)を実施する理由は、鉛フリーフローといった高温リフローでは、熱可塑性樹脂を使用すると変形するためである。一般に、レンズ用途に使用可能な樹脂では、耐熱を向上させる手段として用いられるガラスフィラーの含有が不可のため(透過率低下のため)、熱可塑性樹脂の使用には限界がある。   The reason for carrying out (2) is that high-temperature reflow such as lead-free flow is deformed when a thermoplastic resin is used. In general, a resin that can be used for a lens application cannot contain a glass filler used as a means for improving heat resistance (because of a decrease in transmittance), and therefore there is a limit to the use of a thermoplastic resin.

(3)を実施する理由は、リードフレームとランプハウスの間には、厳密には空気層が介在しており、鉛フリーリフローといった高温リフローになると、空気層が膨張し、それにより内部に封止した柔らかい樹脂が押されて気泡となって製品内部に現れる場合がある。ランプハウスを額縁形状とすることにより、内部にリードフレームとランプハウスの界面が少なくなり、気泡の発生を防ぐことが可能となると共に、気泡が発生した場合でも、開口部より製品外に放出されるため、製品に不具合を生じることをなくすことができる。さらに、リフローを行う場合、製品が高温に晒されるものとなるため、製品を形成する各部品が膨張し、各部品の材料の膨張係数が異なるために、各部品間で応力が発生し、製品に剥離やクラックを生じる場合があるが、ランプハウスを額縁形状にすることにより、各部品間(特にランプハウスと軟質樹脂間)の接触面積を減らすことができるとともに、応力が発生した場合でも開口部へその力を逃がすことができるものとなるため、製品に剥離やクラックを生じる可能性が少ないものとなる。   Strictly speaking, the reason for implementing (3) is that an air layer is interposed between the lead frame and the lamp house. When high-temperature reflow such as lead-free reflow occurs, the air layer expands and is thereby sealed inside. The stopped soft resin may be pushed and become air bubbles and appear inside the product. By making the lamp house into a frame shape, the interface between the lead frame and the lamp house is reduced inside, and it is possible to prevent the generation of bubbles, and even when bubbles are generated, they are discharged from the opening to the outside of the product. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of defects in the product. Furthermore, when reflow is performed, the product is exposed to high temperatures, so that each part forming the product expands, and because the expansion coefficient of the material of each part is different, stress is generated between the parts, and the product There are cases where peeling or cracking may occur, but by making the lamp house into a frame shape, the contact area between each part (especially between the lamp house and soft resin) can be reduced, and even when stress occurs Since the force can be released to the part, the product is less likely to be peeled off or cracked.

なお、この気泡の発生は、軟質性樹脂を用いた場合に問題となる。硬質性樹脂では、硬質であるがゆえに空気層の膨張が抑制され、発生の程度は低い。   The generation of bubbles becomes a problem when a soft resin is used. Since the hard resin is hard, the expansion of the air layer is suppressed, and the degree of occurrence is low.

また、(4)を実施する理由は、上記(3)を更に推進したもので、これにより空気層の体積が少なくなり、膨張力を小さくするためである。   The reason for implementing (4) is to further promote the above (3), thereby reducing the volume of the air layer and reducing the expansion force.

また、Φ10mm以上の大型品では、上記構造を採用したとしても、熱衝撃によりクラックが発生する場合がある。この場合の解決策として、次のことも追加して実施する必要がある。   Further, in a large product having a diameter of 10 mm or more, even if the above structure is adopted, a crack may occur due to thermal shock. As a solution in this case, it is necessary to add the following.

(a)アウターレンズ部やランプハウス(ベース部)も、柔らかい樹脂を採用する。
(b)各々の部品をルーズな固定とする。
(A) Soft resin is also used for the outer lens part and the lamp house (base part).
(B) Each component is loosely fixed.

上記(1)を実施する理由は、Φ10mm以上では、ベース部とアウターレンズ部を分離しても、各々の体積も大きいため、上記と同様の原理で剥離やクラックが発生するためである。   The reason for carrying out the above (1) is that when the base portion and the outer lens portion are separated from each other at Φ10 mm or more, the respective volumes are large, and peeling and cracking occur on the same principle as described above.

また、(2)を実施する理由は、熱膨張による応力が製品にかからなければ、剥離やクラックが発生しないためである。各々の部品をルーズな固定とする方法としては、リードフレームはインサート射出成形とすること、アウターレンズ部とランプハウス部の固定は、接着や嵌合ではなく、微接着や粘着で固定する方法が挙げられる。   The reason for carrying out (2) is that peeling and cracking will not occur unless the product is subjected to stress due to thermal expansion. As a method of loosely fixing each part, the lead frame should be insert injection molded, and the outer lens part and the lamp house part should be fixed not by adhesion or fitting but by fine adhesion or adhesion. Can be mentioned.

ここで、実施例では、リードフレームとランプハウスとの接触面積が小さくなるよう、つまり光取り出し面側から見たランプハウスの開口部内周とリードフレームとが接触する長さが短くなるように、リードフレームの形状を設定している。   Here, in the embodiment, the contact area between the lead frame and the lamp house is reduced, that is, the length of contact between the inner periphery of the opening of the lamp house and the lead frame as viewed from the light extraction surface side is shortened. The shape of the lead frame is set.

すなわち、開口部内のリードフレームは、チップ搭載部、このチップ搭載部を支持しランプハウス内へ接続する支持部、ワイヤーボンド部から構成されており、支持部とワイヤーボンド部がランプハウスの開口部内壁に接する面積が小さくなるように設計している。   That is, the lead frame in the opening is composed of a chip mounting part, a support part that supports the chip mounting part and connects to the lamp house, and a wire bond part. The support part and the wire bond part are the opening part of the lamp house. Designed to reduce the area in contact with the inner wall.

次に、上記のような光半導体デバイスの製造方法について説明する。本実施例の製造工程は、額縁形状を有したランプハウス部にリードフレームを一体的に成形し、前記リードフレームに光半導体素子をダイボンディングし、リード線でワイヤーボンディングする工程と、上記ランプハウスとアウターレンズ部を一体化する工程と、一体化した部品に樹脂を注入して硬化させる工程とを有している。   Next, a method for manufacturing the above optical semiconductor device will be described. The manufacturing process of the present embodiment includes a step of integrally forming a lead frame in a lamp house part having a frame shape, die bonding an optical semiconductor element to the lead frame, and wire bonding with a lead wire, and the lamp house. And a step of integrating the outer lens portion and a step of injecting a resin into the integrated component and curing it.

(タイプA)
1)ランプハウスにリードフレームを一体的に形成後、リードフレームにLEDチップをダイボンディングし、他のリードフレームとLEDチップをワイヤーボンディングする。
2)上記ランプハウスとアウターレンズ部を接着、粘着、爪嵌合等の方法によりASSY品(組立品)とする。
3)ランプハウスの開口部に、樹脂を注入し、必要に応じて脱泡した後、硬化する。
(Type A)
1) After a lead frame is integrally formed on the lamp house, an LED chip is die-bonded to the lead frame, and another lead frame and the LED chip are wire-bonded.
2) The lamp house and the outer lens part are made into ASSY products (assemblies) by methods such as adhesion, adhesion, and claw fitting.
3) Resin is poured into the opening of the lamp house, defoamed as necessary, and then cured.

(タイプB)
1)ランプハウスにリードフレームを一体的に形成後、リードフレームにLEDチップをダイボンディングし、他のリードフレームとLEDチップをワイヤーボンディングする。
2)樹脂をLEDチップにポッティングし、LEDチップを封止する。
3)上記ランプハウスとアウターレンズ部を接着、粘着、爪嵌合等の方法によりASSY品とする。
4)その後、必要に応じて開口部に樹脂を追加注入し、その後硬化する。
(Type B)
1) After a lead frame is integrally formed on the lamp house, an LED chip is die-bonded to the lead frame, and another lead frame and the LED chip are wire-bonded.
2) Potting resin on the LED chip and sealing the LED chip.
3) The lamp house and the outer lens part are made ASSY products by methods such as adhesion, adhesion, and claw fitting.
4) Then, if necessary, resin is additionally injected into the opening and then cured.

上記気泡の発生は、軟質性樹脂を用いた場合に問題となるものである。硬質性樹脂では、硬質性であるが故に空気層の膨張が抑制され、気泡の発生の程度は低い。   The generation of the bubbles becomes a problem when a soft resin is used. Since the hard resin is hard, the expansion of the air layer is suppressed and the degree of generation of bubbles is low.

ここで、本発明の実施例における、従来品からの改善点は次のとおりである。   Here, improvements from the conventional product in the embodiment of the present invention are as follows.

a)アウターレンズ部の熱硬化性樹脂(シリコーン、エポキシ等)を使用。このため、リフローによる形状変化なし。(従来品は熱可塑性樹脂(ポリカーボネイト、ポリエーテルサルホン等)を使用)
b)ランプハウス部はリードフレームのインサート成形であるが、成形品の形状を額縁形状とする。これにより、応力緩和により信頼性向上。(従来品は箱型形状)
c)リードフレーム形状が、ランプハウスの開口部において、成形品と接する部分を開口部内周の半分以下とする。これにより、気泡の発生が減少。(従来品は半分以上)
a) Use a thermosetting resin (silicone, epoxy, etc.) for the outer lens part. For this reason, there is no shape change due to reflow. (Conventional products use thermoplastic resin (polycarbonate, polyethersulfone, etc.))
b) The lamp house portion is lead frame insert molding, but the shape of the molded product is a frame shape. This improves reliability through stress relaxation. (Conventional product has a box shape)
c) The shape of the lead frame is such that the portion in contact with the molded product in the opening of the lamp house is not more than half of the inner periphery of the opening. This reduces the generation of bubbles. (Conventional product is more than half)

以上のような改善を図ることによって、実施例の製品ではランプタイプ並みの高光出力が得られ、かつ、リフロー(鉛フリーを含む)対応も可能となる。   By improving as described above, the product of the embodiment can obtain a high light output equivalent to that of the lamp type and can cope with reflow (including lead-free).

なお、本発明のランプハウス部成形品の材料は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でも良い。熱硬化性樹脂は、アウターレンズ部の効果同様、耐リフローとなる。   The material of the lamp house part molded product of the present invention may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. The thermosetting resin is resistant to reflow, as is the effect of the outer lens portion.

さらに、上記実施例では、光半導体素子としてLEDを用いる例で説明を行ったが、受光素子等を用いても良い。   Furthermore, in the said Example, although demonstrated using the example which uses LED as an optical semiconductor element, you may use a light receiving element etc.

本発明は、照明、光通信等の光半導体デバイスとして広く利用することができる。   The present invention can be widely used as an optical semiconductor device for illumination, optical communication, and the like.

本発明の実施例の概略構造を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the Example of this invention 実施例1の構成を示す図The figure which shows the structure of Example 1. 実施例2の構成を示す図The figure which shows the structure of Example 2. 成形品とリードフレームが接する部分がほぼ全周の場合を示す図Diagram showing the case where the part where the molded product and the lead frame are in contact is almost the entire circumference 従来例1の構成を示す図The figure which shows the structure of the prior art example 1. 従来例2の構成を示す図The figure which shows the structure of the prior art example 2. 従来例3の構成を示す図The figure which shows the structure of the prior art example 3. 従来例4の構成を示す図The figure which shows the structure of the prior art example 4.

符号の説明Explanation of symbols

1 LEDチップ
2 リードフレーム
3 軟質性樹脂
4 ランプハウス
5 アウターレンズ
6 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED chip 2 Lead frame 3 Soft resin 4 Lamp house 5 Outer lens 6 Opening part

Claims (4)

ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される熱硬化性樹脂からなるレンズとからなることを特徴とする光半導体デバイス。   In an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with a base portion, a frame-shaped base portion having an opening at a substantially center, a lead frame protruding through the opening of the base portion and projecting to a side surface, and the opening An optical semiconductor element mounted in the lead frame in the section, a sealing resin including the optical semiconductor element and covering the opening, and a thermosetting resin formed on the side of the opening on which the optical semiconductor element is mounted An optical semiconductor device comprising: a lens comprising: ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される透光性樹脂からなるレンズとを有し、前記ベース部から前記開口部内へ突出する前記リードフレームが占める前記開口部の内周の割合が1/2以下であることを特徴とする光半導体デバイス。   In an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with a base portion, a frame-shaped base portion having an opening at a substantially center, a lead frame protruding through the opening of the base portion and projecting to a side surface, and the opening An optical semiconductor element mounted in the lead frame in a portion, a sealing resin including the optical semiconductor element and covering the opening, and a translucent resin formed on the side of the opening on which the optical semiconductor element is mounted An optical semiconductor device characterized in that the ratio of the inner circumference of the opening occupied by the lead frame protruding from the base portion into the opening is ½ or less. ベース部に一体成形されたリードフレームを有する光半導体デバイスにおいて、略中心に開口部を有する額縁形状のベース部と、前記ベース部の前記開口部を通り、側面に突出するリードフレームと、前記開口部内の前記リードフレーム内に搭載される光半導体素子と、前記光半導体素子を含み前記開口を覆う封止樹脂と、前記開口部の前記光半導体素子を搭載した側に形成される熱硬化性樹脂からなるレンズとを有し、前記ベース部から前記開口部内へ突出する前記リードフレームが占める前記開口部の内周の割合が1/2以下であることを特徴とする光半導体デバイス。   In an optical semiconductor device having a lead frame integrally formed with a base portion, a frame-shaped base portion having an opening at a substantially center, a lead frame protruding through the opening of the base portion and projecting to a side surface, and the opening An optical semiconductor element mounted in the lead frame in the section, a sealing resin including the optical semiconductor element and covering the opening, and a thermosetting resin formed on the side of the opening on which the optical semiconductor element is mounted An optical semiconductor device characterized in that the ratio of the inner circumference of the opening occupied by the lead frame protruding from the base portion into the opening is ½ or less. 前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1または3に記載の光半導体デバイス。   The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a silicone resin or an epoxy resin.
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