JP2013115343A - 樹脂成形フレーム及び光半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リードフレームと樹脂の密着性が良く、樹脂漏れしない樹脂成形フレーム及び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、リードフレームに溝を設け、その上にモールド樹脂を成形しているので、リードフレームとモールド樹脂の接合を強固にできるものである。また、光半導体装置は、この樹脂成形フレームを用いるので、蛍光体樹脂を充填しても、リードフレームとモールド樹脂との界面から蛍光体樹脂が漏れ出すことを防止できるものである。

【選択図】図３

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。

光半導体装置は、リードフレームとモールド樹脂で構成された反射層となる部位を有する樹脂成形フレームに発光素子を搭載し、ワイヤ等により電気配線し、蛍光体樹脂で覆う。これにより、光半導体装置が完成する。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。この樹脂成形フレームに使用されるモールド樹脂は、光を反射させリフレクタとなる反射層と、発光素子とワイヤを覆うように開口された反射層内に、色合いを調整する蛍光体樹脂を充填する容器の役目をする。

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、リードフレームとモールド樹脂（プラスチック樹脂）との密着性を高める工夫が必要である。

しかしながら、従来技術は、薄型化された光半導体装置を製造するにはよいが、リードフレームにモールド樹脂を成形し、端子部が露出しているため、モールド樹脂との密着性が悪く、蛍光体樹脂が漏れだす懸念があるという課題がある。

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、リードフレームとモールド樹脂の密着性が良く、蛍光体樹脂が漏れない樹脂成形フレーム及び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、リードフレームに溝を設け、その上にモールド樹脂を成形しているので、リードフレームとモールド樹脂の接合を強固にできるものである。また、光半導体装置は、この樹脂成形フレームを用いるので、蛍光体樹脂を充填しても、リードフレームとモールド樹脂との界面から蛍光体樹脂が漏れ出すことを防止できるものである。

本発明は、リードフレームとモールド樹脂の密着性が良いので、蛍光体樹脂が漏れない樹脂成形フレーム及び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を示した平面図、側面断面図である。 本発明の実施例１に係るリードフレームを示した拡大平面図である。 本発明の実施例１に係る光半導体装置を示した平面図、側面断面図である。 本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの主要部を示したＡＡ断面図である。 本発明の実施例１に係る樹脂成形フレームの主要部を示したＢＢ断面図である。 本発明の変形例１に係る光半導体装置を示した平面図である。 本発明の変形例２に係る光半導体装置を示した側面断面図、下面図である。 本発明の変形例３に係る光半導体装置を示した平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。

まず、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および光半導体装置１１を説明する。

図１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３とで構成されている。樹脂成形フレーム１は光半導体装置の発光素子を搭載する基板である。リードフレーム２は、パターンが形成された平板状形状の金属板である。モールド樹脂３は、リードフレーム２の一方の主面に成形されている。

図２に示すように、リードフレーム２は、ダイパッド部５Ａ、５Ｂと端子部６と溝７と連結部８と外枠部９とで構成されている。

図３に示すように、光半導体装置１１は、リードフレーム２とモールド樹脂成３からなる樹脂成形フレーム１に、発光素子１２とワイヤ１３と蛍光体樹脂１４とで構成されている。

リードフレーム２は、平板形状をしており、一方の主面にモールド樹脂３が成形され、モールド樹脂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１４を搭載している。

リードフレーム２のダイパッド部５Ａは、一方の主面に発光素子を搭載し、他方の主面はモールド樹脂３から露出し、放熱板となり、一方の電極となる。ダイパッド部５Ｂは、ダイパッド部５Ａと同一平面で、一方の主面に発光素子１２から接続されるワイヤ１３の他端が接続され、他方の主面は、ダイパッド部５Ａと同様にモールド樹脂３から露出し、放熱板となり、他方の電極となる。

図２において、ダイパッド部５Ａの右端部及びダイパッド部５Ｂの左端部は端子部６であり、後述する外部端子１５となる。

また、図２において、ダイパッド部５Ａ及びダイパッド部５Ｂに溝７が設けられている。溝７の平面形状はダイパッド部５Ａ及びダイパッド部５Ｂを囲むように形成されている。また、図４、図５に示すように、溝７の断面形状は、略Ｖの字形状にリードフレーム２の板厚方向に掘り込まれている。また、断面形状は、略Ｕの字形状、２段溝形状等であってもよい。

また、ダイパッド部５Ａ、ダイパッド部５Ｂそれぞれに連結部８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外枠部９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。これにより、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。図２では、２パターンのみを示し、全体を簡略化している。

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。このとき、同時に溝７を加工することができる。また、表面には、光を反射させるため、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を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。

モールド樹脂３は、リフレクタ（反射板）の役目と、蛍光体樹脂１４を充填する容器の役目があり、リードフレーム２の一方の主面に、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にモールド樹脂３を成形したものが、樹脂成形フレーム１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。

この時、モールド樹脂３は、リードフレーム２の一方の主面だけに、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、一方の主面（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、モールド樹脂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外部端子部１５を形成している。（図１、図３参照）

また、モールド樹脂３は、熱硬化性樹脂であり、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用するとよい。

また、モールド樹脂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、酸化亜鉛等を含有させるとよい。

発光素子１２は、図３に示すように、発光素子４の一方の主面をシリコンペースト等の接着材（図示せず）により、モールド樹脂３に囲まれた凹部内に露出されたダイパッド部５Ａの一方の主面に、マウンタ装置等を使用して接合される。その後、発光素子１２のもう一方の主面に形成された電極とダイパッド５Ｂの一方の主面を、ワイヤボンダ装置等を使用して、金細線であるワイヤ１３が電気的機械的に接続される。

その後、モールド樹脂３で囲まれた凹部に、ディスペンサ装置等を使用して、蛍光体樹脂１４を充填硬化させる。さらに連結されたリードフレーム２の連結部８とモールド樹脂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１１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と光半導体装置の効果を説明する。

樹脂成形フレームは、リードフレームに溝を設け、その上にモールド樹脂を成形している。モールド樹脂は溝に入り込んでいるので、リードフレームとモールド樹脂の接合を強固にすることができる。

また、光半導体装置は、リードフレームのダイパッドの外周上に溝が設け有れており、モールド樹脂が入り込み接合されているので、この樹脂成形フレームを用いて、蛍光体樹脂を充填しても、リードフレームとモールド樹脂との界面から蛍光体樹脂が漏れ出すことが防止できる。

また、モールド樹脂は、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ることができる。

また、光半導体装置は、外部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。

以上により、本発明の実施例１に係る樹脂成形フレーム及び光半導体装置は、リードフレームにモールド樹脂成形し密着性を向上させているので、蛍光体樹脂がリードフレームとモールド樹脂の界面から漏れ出すことが無く、光半導体装置の品質を向上することができる。

上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。

光半導体装置１１は、搭載する発光素子をひとつとしたが、複数の発光素子を搭載してもよい。これにより、高照度の光半導体とすることができる。（図６参照）

また、図７に示すように、モール樹脂３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。

また、図８に示すように、リードフレーム２のひとつのパターンにダイパッド部が複数個設けることが可能である。これにより、独立した端子とすることができる。例えば、６端子光半導体装置である。

また、樹脂成形フレーム１は、ダイパッド裏面側端面に公知技術であるたたき（サイドコイニング）を入れ、モールド樹脂ロック状態とすることも可能である。これにより更にリードフレーム２とモールド樹脂３との密着性を向上することができる。

また、樹脂成形フレーム1は、リードフレーム２に公知技術であるアンカーホールを設けることも可能である。これにより更にリードフレームとモールド樹脂との密着性を向上することができる。

また、リードフレーム２は、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。

また、モールド樹脂３は、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。

また、モールド樹脂３は、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。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、酸化亜鉛の他、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。

１、樹脂成形フレーム
２、リードフレーム
３、モールド樹脂
５Ａ、５Ｂ、ダイパッド部
６、端子部
７、溝
８、連結部
９、外枠部
１１、光半導体装置
１２、発光素子
１３、ワイヤ
１４、蛍光体樹脂
１５、外部端子

Claims (3)

1. 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において、前記リードフレームはダイパッド部と端子部と溝部と連結部と外枠部を備え、前記モールド樹脂は前記ダイパッド部の一部と前記端子部を露出させ、前記リードフレームを覆い一体に成形されていることを特徴とする樹脂成形フレーム。
   
2. 前記モールド樹脂は熱硬化性樹脂であり、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に記載の樹脂成形フレーム。
   
3. 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製造される光半導体装置において、発光素子と、蛍光樹脂と、前記モールド樹脂の外側突出した外部端子を備えることを特徴とする光半導体装置。

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