JP2013008879A - Optical semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical semiconductor device which prevents the deterioration of the reflection rate and improves the adhesion.SOLUTION: In an optical semiconductor device of this invention, a light emitting element is mounted on a resin package, and the resin package includes a resin molding molded on a lead frame. The resin molding contains zinc oxide. Further, the resin molding is formed by a thermoset resin and is transfer molded. Further, the resin package includes an external terminal.

Description

本発明は、光半導体装置に関し、特に樹脂成形体パッケージに発光素子を搭載し製造する光半導体装置に関する。
The present invention relates to an optical semiconductor device, and more particularly to an optical semiconductor device in which a light emitting element is mounted and manufactured in a resin molded body package.

光半導体装置は、リードフレームと樹脂成形体で構成された樹脂パッケージに発光素子を搭載し、ワイヤ等で配線後、蛍光体樹脂で覆い完成する。近年では発光表示装置の他、種々の照明装置の光源として使用される。この樹脂パッケージに使用される樹脂成形体は、光を反射させリフレクタと蛍光体樹脂を充填する容器の役目をする。製造方法としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いて、リードフレームにモールド成形される。この時、樹脂成形体とリードフレームの密着性を高めるために、種々の工夫がなされている。
In an optical semiconductor device, a light emitting element is mounted on a resin package composed of a lead frame and a resin molded body, and after wiring with a wire or the like, it is covered with a phosphor resin and completed. In recent years, it is used as a light source for various lighting devices in addition to light-emitting display devices. The resin molded body used in this resin package serves as a container that reflects light and fills the reflector and the phosphor resin. As a manufacturing method, the lead frame is molded using a thermoplastic resin or a thermosetting resin. At this time, various measures are taken to improve the adhesion between the resin molded body and the lead frame.

この樹脂成形体の樹脂に酸化チタン含有させた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１）これにより、樹脂の反射効率を向上させることができる。
An optical semiconductor device in which titanium oxide is contained in a resin of the resin molded body is known as a conventional technique (for example, see Patent Document 1 and FIG. 1). This can improve the reflection efficiency of the resin.

また、モールド成形以外の製造方法としては、リフレクタを形成した後で、基板と貼り合わせた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２参照、図１）これにより、部品を別々に準備し、製造を容易にすることができる。
As a manufacturing method other than molding, an optical semiconductor device bonded to a substrate after forming a reflector is known as a prior art (see, for example, Patent Document 2 and FIG. 1). It can be prepared separately to facilitate manufacture.

特開２００５−２５９９７２号公報JP 2005-259972 A 特開２００３−２１８３９９号公報JP 2003-218399 A

一般的に、樹脂成形体は、リフレクタであるので、より高い反射効率が要求される。また、樹脂成形体とフレームとの密着性と製造容易性も重要な要素である。
Generally, since a resin molding is a reflector, higher reflection efficiency is required. In addition, adhesion between the resin molded body and the frame and ease of manufacture are also important factors.

しかしながら、従来技術は、樹脂成形体に酸化チタンを含有した樹脂を使用しているので、光触媒効果による変色から、反射率が初期値より低下していく懸念がある。また、樹脂成形体を貼り合わせる製法では、大量生産に向かないという課題がある。
However, since the prior art uses a resin containing titanium oxide in the resin molded body, there is a concern that the reflectance is lowered from the initial value due to discoloration due to the photocatalytic effect. In addition, there is a problem that the manufacturing method in which the resin molded body is bonded is not suitable for mass production.

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、樹脂成形体の反射効率をより向上させ、樹脂成形体とリードフレームの密着性を向上させ、大量生産することができる光半導体装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can improve the reflection efficiency of the resin molded body, improve the adhesion between the resin molded body and the lead frame, and can be mass-produced. An object is to provide an optical semiconductor device.

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。
本発明の光半導体装置は、樹脂パッケージに発光素子を搭載する光半導体装置において、樹脂パケージはリードフレームに成形された樹脂成形体を備え、樹脂成形体は酸化亜鉛を含有することを特徴とする。
また、樹脂成形体は熱硬化樹脂であり、かつトランスファーモールド成形されたことを特徴とする。
また、樹脂パケージは外部端子を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configurations.
The optical semiconductor device of the present invention is an optical semiconductor device in which a light emitting element is mounted on a resin package, wherein the resin package includes a resin molded body molded on a lead frame, and the resin molded body contains zinc oxide. .
Further, the resin molded body is a thermosetting resin and is formed by transfer molding.
The resin package includes an external terminal.

本発明は、樹脂成形体に酸化亜鉛を含有しているので、反射率の低下を防ぎ、リードフレームと樹脂成形体を一体に形成するので、密着性を向上させることが可能な光半導体装置を提供することができる効果を奏する。
According to the present invention, since the resin molded body contains zinc oxide, a reduction in reflectance is prevented, and the lead frame and the resin molded body are integrally formed. There is an effect that can be provided.

本発明の実施例１に係る光半導体装置の平面図と断面図と下面図である。It is the top view, sectional drawing, and bottom view of an optical semiconductor device concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係るリードフレームの平面図と断面図である。1A is a plan view and a cross-sectional view of a lead frame according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係る樹脂パッケージの平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of a resin package which concern on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る樹脂パッケージに発光素子を搭載した平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing which mounted the light emitting element in the resin package which concerns on Example 1 of this invention.

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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the dimensional relationship ratios and the like are different from the actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る光半導体装置を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る光半導体装置１の平面図、断面図、下面図である。
An optical semiconductor device according to Example 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of an optical semiconductor device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.

図１に示すように、光半導体装置１は、リードフレーム２と樹脂成形体３と発光素子４とワイヤ５と蛍光体樹脂６で構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical semiconductor device 1 includes a lead frame 2, a resin molded body 3, a light emitting element 4, a wire 5, and a phosphor resin 6.

リードフレーム２は、平板形状をしており、一方の主面に樹脂成形体３が成形され、樹脂成形体３で囲まれた領域で、かつ一方の主面に露出している領域に発光素子を搭載している。
The lead frame 2 has a flat plate shape, a resin molded body 3 is molded on one main surface, and a light-emitting element is formed in a region surrounded by the resin molded body 3 and exposed on one main surface. It is equipped with.

リードフレーム２の詳細について、図２を参照して説明する。リードフレーム２は、枠体部１０とダイパッドA１１とダイパッドB１２と吊り部１３で構成されている。ダイパッドA１１は、一方の主面に発光素子を搭載し、他方の主面は樹脂成形体３から露出し、放熱板となり、一方の電極となる。ダイパッドB１２は、ダイパッドA１１と同一平面で、一方の主面に発光素子から接続されるワイヤ５の他端が接続され、他方の主面は、ダイパッドA１１と同様に樹脂成形体３から露出し、放熱板となり、他方の電極となる。
Details of the lead frame 2 will be described with reference to FIG. The lead frame 2 includes a frame body portion 10, a die pad A 11, a die pad B 12, and a suspension portion 13. In the die pad A11, a light emitting element is mounted on one main surface, and the other main surface is exposed from the resin molded body 3 to become a heat radiating plate and one electrode. The die pad B12 is flush with the die pad A11, the other main surface of the wire 5 connected from the light emitting element is connected to one main surface, and the other main surface is exposed from the resin molded body 3 in the same manner as the die pad A11. It becomes a heat sink and the other electrode.

また、ダイパッドA１１、ダイパッドB１２それぞれに吊り部１３が設けられ、他のダイパッド部また、ダイパッド部全体を囲むように外周に配設されている枠体部１０と連結し、ダイパッドのパターンをマトリクス状に配列させたリードフレーム２とすることができる。図では、２パターンのみを示し、全体を省略している。さらに、ダイパドA１１、ダイパッドB１２それぞれに公知技術であるアンカーホール１４を備えて、樹脂成形体３との密着性を向上させることができる。
The die pad A11 and the die pad B12 are each provided with a hanging portion 13 and connected to the other die pad portion or the frame body portion 10 disposed on the outer periphery so as to surround the entire die pad portion, so that the die pad pattern is formed in a matrix form. The lead frame 2 can be arranged in the same manner. In the figure, only two patterns are shown and the whole is omitted. Furthermore, each of the die pad A11 and the die pad B12 is provided with an anchor hole 14 which is a known technique, so that the adhesion with the resin molded body 3 can be improved.

例えば、リードフレーム２は、厚さ０．２mmの銅または銅合金による板形状材料を打ち抜きプレス加工、化学薬品エッチング加工にて製造することができる。表面には、光を反射させるため、また、表面酸化防止のためにめっき等の処理を施すことができる。例えば、発光素子を搭載する主面には反射効率あげるために銀めっきを設けるとよい。もう一方の主面には酸化防止のためにニッケルめっきを設けるとよい。
For example, the lead frame 2 can be manufactured by punching a plate-shaped material made of copper or copper alloy having a thickness of 0.2 mm and performing a chemical etching process. The surface can be subjected to treatment such as plating in order to reflect light and prevent surface oxidation. For example, silver plating may be provided on the main surface on which the light emitting element is mounted in order to increase the reflection efficiency. The other main surface may be provided with nickel plating to prevent oxidation.

樹脂成形体３の詳細について、図３を参照して説明する。樹脂成形体３は、リフレクタ（反射板）の役目と、蛍光体を充填する容器の役目があり、リードフレーム２の主面に、樹脂成形金型装置を使用して、リードフレーム２上の複数のパターンを一体に成形することができる。リードフレーム２に樹脂成形体３を成形したものが、樹脂パッケージ１５である。樹脂は種々の樹脂を使用することができ、例えば、トランスファーモールド製造方法で熱硬化性樹脂を使用することができる。
The detail of the resin molding 3 is demonstrated with reference to FIG. The resin molded body 3 has a role of a reflector (reflecting plate) and a role of a container filled with a phosphor, and a resin molding device is used on the main surface of the lead frame 2 to form a plurality of pieces on the lead frame 2. These patterns can be formed integrally. A resin package 15 is formed by molding the resin molded body 3 on the lead frame 2. Various resins can be used as the resin. For example, a thermosetting resin can be used in the transfer mold manufacturing method.

この時、樹脂成形体３は、リードフレーム２の主面だけに、素子搭載部の凹形状を設けた形状を成形することにより、リードフレーム２のもう一方の主面を露出させることができる。一般的に、主面（上面）のみに樹脂成形されることをハーフモールドと呼び、もう一方の主面は（下面）は放熱面を形成している。さらに、平面上から見て、樹脂成形体３の外側の対抗する２つの端面からダイパッドが突出している端子部７を形成している。
At this time, the resin molded body 3 can expose the other main surface of the lead frame 2 by forming a shape in which the concave shape of the element mounting portion is formed only on the main surface of the lead frame 2. Generally, resin molding only on the main surface (upper surface) is called a half mold, and the other main surface (lower surface) forms a heat dissipation surface. Furthermore, the terminal part 7 from which the die pad protrudes from two opposing end faces of the resin molded body 3 when viewed from above is formed.

また、樹脂成形体３は、反射効率を考慮し、樹脂の添加フィラーには、白色顔料として、酸化亜鉛を含有させるとよい。
In addition, the resin molded body 3 may contain zinc oxide as a white pigment in the resin-added filler in consideration of reflection efficiency.

発光素子４は、図４に示すように、発光素子４の主面をシリコンペースト等の接着材（図示せず）により、樹脂成形体３に囲まれた凹部に露出されたダイパッドA１１の主面に、マウンタ装置等により接合される。その後、発光素子４のもう一方の主面に形成された電極とダイパッドを、ワイヤボンダ装置等により、金細線であるワイヤ４が電気的機械的に接続される。
As shown in FIG. 4, the light emitting element 4 has a main surface of the die pad A <b> 11 exposed in a recess surrounded by the resin molded body 3 with an adhesive (not shown) such as silicon paste. Are joined by a mounter device or the like. Thereafter, the wire 4 which is a gold thin wire is electrically and mechanically connected between the electrode formed on the other main surface of the light emitting element 4 and the die pad by a wire bonder device or the like.

その後、樹脂成形体３で囲まれた凹部に蛍光体樹脂６をディスペンサ装置等により、充填硬化する。さらに連結されたリードフレーム２の吊り部１３と樹脂成形体３を、シンギュレーション装置等により切断する。以上により、個々の光半導体装置１が完成する。
Thereafter, the phosphor resin 6 is filled and cured in a recess surrounded by the resin molded body 3 by a dispenser device or the like. Further, the suspended portion 13 of the connected lead frame 2 and the resin molded body 3 are cut by a singulation device or the like. As described above, each optical semiconductor device 1 is completed.

次に、上述の実施例１に係る光半導体装置の効果を説明する。樹脂成形体３に酸化亜鉛を含有しているので、樹脂成形体に反射する発光素子の光の反射効率を向上することができる。
Next, effects of the optical semiconductor device according to Example 1 will be described. Since zinc oxide is contained in the resin molded body 3, the light reflection efficiency of the light emitting element reflected on the resin molded body can be improved.

白色顔料に使用される酸化チタンや酸化亜鉛は、光触媒活性物質である。酸化チタンは、酸化亜鉛に対して、光励起によって生成された伝導帯電子や正孔の高い酸化還元能とその再結合効率の低さから、光触媒効果が高いとされている。そのため酸化亜鉛を白色顔料として使用することで、光触媒効果による変色低減とともに明るさ低下を抑制することができる。
Titanium oxide and zinc oxide used for the white pigment are photocatalytic active substances. Titanium oxide has a higher photocatalytic effect than zinc oxide because of its high redox ability of conduction band electrons and holes generated by photoexcitation and low recombination efficiency. Therefore, by using zinc oxide as a white pigment, it is possible to suppress the color change due to the photocatalytic effect and to suppress the decrease in brightness.

また、多数個取りのリードフレームをモールド成形することによって、大量生産に対応することができる。
Also, mass production can be accommodated by molding a multi-piece lead frame.

また、樹脂成形体は、ハーフモールドであり、リードフレームの素子搭載部の対抗する面は放熱板として、露出しているので、放熱効率を向上させている。
Moreover, since the resin molding is a half mold and the opposing surface of the element mounting portion of the lead frame is exposed as a heat sink, the heat dissipation efficiency is improved.

また、リードフレームにアンカーホールがあるので、リードフレームと樹脂成形体の密着性を向上することができる。
Further, since the lead frame has an anchor hole, the adhesion between the lead frame and the resin molded body can be improved.

また、樹脂パッケージは端子部を備えているので、光半導体装置をプリント基板等へ実装する際に、接合材の濡れ状況を上面方向から直視で確認することかできる。
In addition, since the resin package includes the terminal portion, when the optical semiconductor device is mounted on a printed circuit board or the like, the wet state of the bonding material can be confirmed directly from the top surface direction.

以上により、本発明の実施例１に係る半導体装置は、樹脂成形体に酸化亜鉛を含有し、モールド成形しているので、発光素子の反射効率を向上させ、樹脂密着性を向上することができる。
As described above, since the semiconductor device according to Example 1 of the present invention contains zinc oxide in the resin molded body and is molded, the reflection efficiency of the light emitting element can be improved and the resin adhesion can be improved. .

本発明の実施例２として、樹脂成形体３の樹脂添加フィラーとして、酸化ジルコニウムを使用することができる。酸化ジルコニウムは薄灰色粉末のセラッミクであり、粒径を大きくすることできる。これにより樹脂成形体の反射性を可変することが可能となる。
As Example 2 of this invention, a zirconium oxide can be used as a resin addition filler of the resin molding 3. Zirconium oxide is a light gray powder ceramic that can increase the particle size. This makes it possible to vary the reflectivity of the resin molded body.

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。
Although the embodiment of the present invention has been described as described above, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art.

述の例では、樹脂成形体３を熱硬化性樹脂としたが、インジェクション モールド製造方法による熱可塑性樹脂を使用することが可能である。
In the example described above, the resin molded body 3 is a thermosetting resin, but a thermoplastic resin produced by an injection mold manufacturing method can be used.

また、樹脂成形体はハーフモールドとしたが、発熱の少ない発光素子の場合に、フルモールドとして、リードフレームの他方の主面を覆い、樹脂密着性をより強固にすることができる。
In addition, although the resin molded body is a half mold, in the case of a light emitting element that generates less heat, the other main surface of the lead frame can be covered as a full mold to further strengthen the resin adhesion.

また、リードフレーム２の材料を銅または銅合金としたが、アルミまたはアルミ 合金等の他金属を使用することができる。
Further, although the lead frame 2 is made of copper or a copper alloy, other metals such as aluminum or an aluminum alloy can be used.

また、樹脂への添加フィラーは、種々の材料を検討することができる。例えば、酸化チタンの他、炭酸カルシウム、アルミ粉末を使用することができる。酸化亜鉛と酸化チタンの混合物、酸化亜鉛と炭酸カルシウムの混合物、酸化チタンと炭酸カルシウムの混合物も同様の効果を得ることができる。
Various materials can be considered for the filler added to the resin. For example, in addition to titanium oxide, calcium carbonate and aluminum powder can be used. A mixture of zinc oxide and titanium oxide, a mixture of zinc oxide and calcium carbonate, and a mixture of titanium oxide and calcium carbonate can achieve the same effect.

１、光半導体装置
２、リードフレーム
３、樹脂成形体
４、発光素子
５、ワイヤ
６、蛍光体樹脂
７、端子部
１０、枠体部
１１、ダイパッドA
１２、ダイパッドB
１３、吊り部
１４、アンカーホール
１５、樹脂パッケージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, Optical semiconductor device 2, Lead frame 3, Resin molded object 4, Light emitting element 5, Wire 6, Phosphor resin 7, Terminal part 10, Frame part 11, Die pad A
12, die pad B
13, hanging part 14, anchor hole 15, resin package

Claims (3)

樹脂パッケージに発光素子を搭載する光半導体装置において、 前記樹脂パケージはリードフレームに成形された樹脂成形体を備え、前記樹脂成形体は酸化亜鉛を含有することを特徴とする光半導体装置。
An optical semiconductor device in which a light emitting element is mounted on a resin package, wherein the resin package includes a resin molded body formed on a lead frame, and the resin molded body contains zinc oxide.
前記樹脂成形体は熱硬化樹脂であり、かつトランスファーモールド成形されたことを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
2. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the resin molded body is a thermosetting resin and is molded by transfer molding.
前記樹脂パケージは外部端子を備えることを特徴とする請求項1または請 求項２に記載の光半導体装置。   The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the resin package includes an external terminal.
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