JP2012216657A

JP2012216657A - 樹脂成形フレーム及び光半導体装置

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Publication number: JP2012216657A
Application number: JP2011080472A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kato; 隆志加藤
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-08

Abstract

【課題】放熱性が高く容易に製造できる光半導体装置を提供する。

【解決手段】本発明の樹脂成形フレームは、リードフレームとモールド樹脂で構成される樹脂成形フレームであって、リードフレームはダイパッド部と端子部とダイパッド連結部と端子連結部と外枠体を備え、モールド樹脂はダイパッド部を覆い一体に成形され、樹脂溜まり部を備えている。また、本発明の光半導体装置は、前述の樹脂成形フレームを用いて、ダイシング方式により切断し製造されたことを特徴とする。

【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形フレームと光半導体装置に関し、特にリードフレームを樹脂成形した樹脂成形フレームとそれを用いて製造された光半導体装置に関する。

一般的な電子部品用の光源として、光半導体装置（ＬＥＤ）が採用されている。光半導体装置において、面実装用の構造として、配線パターンを形成した基板に、反射層となる部位を樹脂成形し、開口された反射層内に発光素子を搭載し、ワイヤにより電気配線し、発光素子とワイヤを覆うように開口された反射層内に蛍光体樹脂を充填する。これにより、光半導体装置が完成する。

この基板として、リードフレームを使い、反射層として、プラスチック樹脂を射出によって形成された反射器を構成する光半導体装置がある。このフレームに、チップをダイアタッチする工程、電極端子をワイヤボンディングする工程、液状硬化樹脂を充填する工程、ソーイングマシンでリードフレームと反射器を同時にソーイングする工程で製造する光半導体装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照、図６、図７）これにより、プラスチック樹脂で薄い側壁が可能であり、薄型化された光半導体装置を製造することができる。

特表２００８−５３５２３７号公報

一般に、光半導体装置は通電によって動作するため、その発熱対策として、放熱効率を高めることが重要である。

しかしながら、従来技術は、反射器とリードフレームにおける反射器の外側に突出した部分を介して放熱されるが、反射器は樹脂成形で製造されるため、熱伝導率が低く、また、リードフレームの突出した部分は小さいため、放熱が不十分という課題がある。
また、リードフレームの連結部が大きいため、切断が容易でないという課題がある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、放熱性が高く容易に製造できる光半導体装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の樹脂成形フレームは、リードフレームとモールド樹脂で構成される樹脂成形フレームであって、リードフレームはダイパッド部と端子部とダイパッド連結部と端子連結部と外枠体を備え、モールド樹脂はダイパッド部を覆い一体に成形され、樹脂溜まり部を備えていることを特徴とする。
また、モールド樹脂は熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
また、樹脂成形フレームを用いて、ダイシング方式により切断し製造されたことを特徴とする。

本発明は、リードフレームを裏面に露出しているので、十分放熱ができる樹脂成形フレームと光半導体装置を提供することができる効果を奏する。
また、リードフレームの連結部が小さいので、切断が容易に製造できる樹脂成形フレームと光半導体装置を提供することができる効果を奏する。

本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの平面図である。本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの断面図である。本発明の実施例１に係るリードフレームの平面図である。本発明の実施例１に係るリードフレームの断面図である。本発明の実施例１に係る光半導体装置の切断部の側面図である。本発明の実施例１に係る光半導体装置の平面図である。本発明の実施例１に係る光半導体装置の側面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１の平面図である。図２は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム１の断面図である。また、図３は、本発明の実施例１に係るリードフレーム２の平面図である。図４は、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム２の断面図である。

図１、図２に示すように、樹脂成形フレーム１は、リードフレーム２とモールド樹脂８とで構成され、一体に形成されている。ここでは、２箇所のパターンが図において上下方向に整列させている。モールド樹脂８はそのパターンを一括するように成形されている。

図３、図４に示すように、リードフレーム２は、平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用され、材質は銅又は銅合金が多く使用され、表面には銀めっき等が施されている。例えば、板厚は０．２ｍｍに設定され、図示していないが、図１の平面図の状態が上下方向に連結され、左右方向では外枠体１０を介して連結されているマトリクスフレーム形状を成している。

モールド樹脂８は、樹脂成形金型とプレス装置を使用して、トランスファーモールドとして、リードフレーム２の一方の主面に枠形状に樹脂成形されたものである。図示していないが、樹脂成形金型はモールド樹脂３の形状として、空間が設けられた上金型と平面形状の下金型で構成される。このモールド樹脂６の外面は光半導体装置の外側面となる。また、内面は開口されており、底面にはリードフレーム２のダイパッドが露出している。内側面は傾斜が付けられており、光の反射層となっている。ここでは、モールド樹脂は熱硬化性樹脂が使用され、反射に有利なように白色顔料が含まれている。

ダイパッドＡ３は、リードフレーム２の一部であり、リードフレーム２の一方の主面にモールド樹脂８の開口部が設けられ、その底面に露出している。ここには発光素子が搭載され、ワイヤボンディングにより、電気的に接続される。

ダイパッドＢ４は、ダイパッドＡ３と同様に、リードフレーム２の一部であり、リードフレーム２の一方の主面にモールド樹脂８の開口部が設けられ、その底面に露出している。ここにはダイパッドＡ３とは極性の異なる電極がワイヤボンディングにより、電気的に接続される。

さらに、ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４とは隙間があり、分離独立している。さらに隙間は、モールド樹脂８と一体化された樹脂が、ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４との隙間を埋め、絶縁分離している。ダイパッドＡ３とダイパッドＢ４の一方の主面と他方の主面とそれぞれ同一平面で樹脂成形されている。

端子部５は、リードフレーム２の両端部であり、光半導体装置の外部導通部になっている。モールド樹脂８の側面より突出した形状になっている。これは、光半導体装置を電子用基板等に実装する時のはんだ接合確認等に使用することができる。図１において、右側の端子部５はダイパッドＡ３と一体化され、電極端子となる。また、左側の端子部５はダイパッドＢ４と一体化され、ダイパッドＡ３とは極性の異なる電極となる。

ダイパッド連結部６は、リードフレーム２の一部であり、ダイパッド同士を繋いでいる部分である。図３において、一方のダイパッド連結部６はリードフレーム２の外枠体１１に連結され、もう一方のダイパッド連結部６は隣接するダイパッドに連結されている。断面形状は図４に示すようにリードフレーム２の板厚の半分ほどとしている。リードフレーム２の形成時に同時にプレス加工やエッチング加工で施すことができる。厚さを半減させるので、後述する切断時に金属部が小さいことになる。

端子連結部７は、リードフレーム２の両端部である端子部５を繋いでいる部分である。図３において、一方の端子連結部６はリードフレーム２の外枠体１１に連結され、もう一方の端子連結部６は隣接する端子部に連結されている。断面形状は図４に示すように、端面以外は、リードフレーム２の板厚の半分ほどとしている。端面は板厚を半減せず、そのままとし、モールド樹脂８が端子部５の外周部へ流れ出ることを防いでいる。これにより、リードフレーム２の裏面を露出する構造、かつ下金型の形状を容易な平面形状としても、端面側面部に樹脂が付着することを防ぐことが可能とななり、容易にモールド樹脂８の側面より突出した形状とすることができる。ダイパッド連結部６断面形状と同様に、リードフレーム２の形成時に同時にプレス加工やエッチング加工で施すことができる。厚さを半減させるので、後述する切断時に金属部が小さいことになる。

アンカーホール１０は、リードフレーム２の一方の主面と他方の主面を貫通させた矩形状の孔であり、モールド樹脂８が充填され、モールドロックを施すことができる。樹脂成形に通常使用される手法で、形状や箇所数は任意であってよい。

樹脂溜まり部９は、リードフレーム２にモールド樹脂８を樹脂成形した際に、リードフレームの板厚み部分の隙間があり、そこに流れ込んだ樹脂部分である。ここではモールド樹脂８本体部と端子連結部７との隙間である。ここは、パッケージを形成する部分では無く、樹脂成形時に空気逃げのエアベントを設置（図示せず）し、効率よく成形樹脂を充填することができる。また、端子連結部７が有るため、流れ込んだ樹脂は端子連結部７で留まることとなり、端子部５の端面には樹脂が付着しない。これにより、光半導体装置は基板等への実装時に接合が良好におこなえる。

以上により、ダイパッド部と端子部とダイパッド連結部と端子連結部と外枠体を備えたリードフレームと、ダイパッド部を覆い一体に成形したモールド樹脂で構成され、樹脂溜まり部が設けられた樹脂成形フレーム１が完成する。

次に、図６、図７に示すように、光半導体装置１１は、樹脂成形フレーム１、発光素子１２、ワイヤ１３、蛍光体１４とで構成されている。

発光素子１２は、光を発する矩形状の薄板であり、一方の主面（上面）に電極を有し、ワイヤ１３が接続される。もう一方の主面（下面）は樹脂系接着材で、モールド樹脂８から露出したリードフレーム２のダイパッドＡ３一方の主面に接合される。

ワイヤ１３は、発光素子１２の一方の主面の電極とモールド樹脂８から露出したリードフレーム２の一方の主面とを電気的に接合される。例えば、ワイヤボンディング装置により金細線を接合する。ここでは、アノード電極とカソード電極の２箇所がある。

蛍光体樹脂１４は、モールド樹脂８の開口凹部のリードフレーム２の一方の主面に、発光素子１２を搭載し、ワイヤ１３をボンディングした後に、充填する樹脂材料であり、モールド樹脂６の上面以下に充填されている。発光素子１２が発した単色の光を吸収してこれと異なる波長の光を発する。このため、発光素子１２が発する光と蛍光体樹脂１４が発した光の、異なる２種類の波長の光が同時に発し、例えば白色光を発することができる。

以上により、樹脂成形フレーム１を使用した光半導体装置１５が完成する。

次に、上述の実施例１に係る樹脂成形フレーム１と光半導体装置１５の効果を説明する。

本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームと光半導体装置は、リードフレームを裏面に露出している。これにより、光半導体装置の通電時において、発光素子が発した熱を十分に外部へ伝達し放熱することが可能である。

また、リードフレームの連結部が小さいので、切断が容易に製造できることが可能である。

上述のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

上述の例では、発光素子を１個搭載した光半導体装置としたが、複数の発光素子を搭載してもよい。

また、リードフレームの材質は、銅または銅合金としたが、アルミまたはアルミ合金であってもよい。

また、モールド樹脂は、白色樹脂としたが、透明熱硬化性エポキシ樹脂であってもよい。

また、モールド樹脂は、トランスファー成形としたが、熱可塑性樹脂でインサート成形であってもよい。

１、樹脂成形フレーム
２、リードフレーム
３、ダイパッドＡ
４、ダイパッドＢ
５、端子部
６、ダイパッド連結部
７、端子連結部
８、モールド樹脂
９、樹脂溜まり部
１０、アンカー部
１１、外枠体
１２、発光素子
１３、ワイヤ
１４、蛍光体樹脂
１５、光半導体装置

Claims

リードフレームとモールド樹脂で構成される樹脂成形フレームであって、前記リードフレームはダイパッド部と端子部とダイパッド連結部と端子連結部と外枠体を備え、前記モールド樹脂は前記ダイパッド部を覆い一体に成形され、樹脂溜まり部を備えていることを特徴とする樹脂成形フレーム。
前記モールド樹脂は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形フレーム。
請求項１または請求項２による樹脂成形フレームを用いて、ダイシング方式により切断し製造されたことを特徴とする光半導体装置。