JP2013135077A - Substrate for semiconductor package, semiconductor package, and method of manufacturing substrate for semiconductor package and semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体パッケージ用基板、半導体パッケージ、およびそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate for a semiconductor package, a semiconductor package, and a manufacturing method thereof.
近年、スマートフォンに代表される高機能の携帯端末が普及してきており、電子デバイスの小型化・薄型化のニーズが高まっている。また、省エネルギーの観点から発光素子としてLED(Light Emitting Diode)がフラットディスプレーのバックライトや照明、または小型携帯端末のインジケータに広く利用されている。 In recent years, high-functional portable terminals represented by smartphones have become widespread, and the need for miniaturization and thinning of electronic devices is increasing. Also, from the viewpoint of energy saving, LEDs (Light Emitting Diodes) are widely used as backlights and illuminations for flat displays or indicators for small portable terminals as light emitting elements.
携帯端末に用いられる電子デバイスのパッケージ構造は半導体チップを搭載しており、論理回路用としてBGA(Ball Grid Array)、電源制御やアナログ回路用としてQFP
(Quad Flat Plastic package)またはQFN(Quad Flat No lead)等のように表面実装型のパッケージが適用されている。LEDチップを搭載するパッケージも同様に、主なものは砲弾型から表面実装型へと変わってきている。
The package structure of electronic devices used in portable terminals is equipped with semiconductor chips, BGA (Ball Grid Array) for logic circuits, and QFP for power supply control and analog circuits.
Surface mount type packages such as (Quad Flat Plastic package) or QFN (Quad Flat No lead) are applied. Similarly, the packages on which LED chips are mounted have changed from the shell type to the surface mount type.
適用される主なパッケージ材料としては、BGAでは有機基板、QFPではリードフレーム、QFNではリードフレームの片面に引き剥がしの容易なフィルムを有するもの等が用いられる。LEDのパッケージとしては、SON(Small Outline No lead)構造が普
及してきており、有機基板やセラミック基板、白色の樹脂が成型されたリードフレーム等が用いられる。QFNパッケージやSONパッケージでは薄型化とともに優れた放熱性が要求される。半導体チップのパッケージおよびLEDチップのパッケージの構造について、それぞれ説明する。
As the main package material to be applied, an organic substrate is used for BGA, a lead frame is used for QFP, and a QFN has a film that can be easily peeled off on one side of the lead frame. As an LED package, a SON (Small Outline No lead) structure has become widespread, and an organic substrate, a ceramic substrate, a lead frame molded with a white resin, or the like is used. The QFN package and the SON package are required to have excellent heat dissipation as well as being thinner. The structures of the semiconductor chip package and the LED chip package will be described.
QFPやQFNなどの電子デバイスにおける半導体チップのパッケージにおいては、パッケージ材料としてリードフレームが用いられるが、半導体チップをリードフレーム上に搭載し、ワイヤでボンディングしてエポキシ樹脂でモールド加工される。モールド加工によりリードフレームの隙間は樹脂で充填される。 In a semiconductor chip package in an electronic device such as QFP or QFN, a lead frame is used as a package material. The semiconductor chip is mounted on the lead frame, bonded with a wire, and molded with an epoxy resin. The gap between the lead frames is filled with resin by molding.
LEDのパッケージにおいては、リードフレームにLEDチップが搭載されるリードフレームパッケージや、ベース基材に配線パターンが形成されたプリント基板にLEDチップが搭載されるプリント基板パッケージなどがある。 Examples of LED packages include a lead frame package in which an LED chip is mounted on a lead frame, and a printed circuit board package in which an LED chip is mounted on a printed board in which a wiring pattern is formed on a base substrate.
リードフレームパッケージの構造例を図8に示す(例えば、特許文献1参照)。図8において、リードフレーム111は、LEDチップ102を搭載する搭載領域111a、およびLEDチップ102と電気的に接続されるボンディング領域111bを有する。リードフレーム111の厚さとしては、例えば150μm以上250μm以下のものが用いられる。
An example of the structure of the lead frame package is shown in FIG. 8 (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 8, the
リードフレーム111をLEDチップ102のパッケージに用いる場合、LEDチップ102からの光の反射率を向上させるために、リードフレーム111の隙間を充填する樹脂層112が形成される。この樹脂層112は、モールド樹脂をモールド加工により充填して形成される反射層である。また樹脂層112の形成と同時に、搭載領域111aおよびボンディング領域111bを囲む環状のリフレクタ120が形成される場合がある。リフレクタ120は、樹脂層112と同様に光を反射させるが、光に指向性を与えるため所定の角度で傾斜している。LEDチップ102は、搭載領域111aに搭載されてワイヤ103によりボンディング領域111bと接続されることで実装される。実装されたLE
Dチップ102は、環状のリフレクタ120内の凹部に充填される封止樹脂104によって封止される。
When the
The
また、プリント基板パッケージの構造例を図9に示す。図9においては、上記特許文献1のリードフレーム111に代えてプリント基板230が用いられる。プリント基板230は、ベース基材231の一方の面に配線パターン232が形成された片面配線基板である。ベース基材231は、その貫通孔にメッキが充填されたメッキ充填部233を有する。配線パターン232は、所定パターンからなっており、LEDチップ202を搭載する搭載領域232aおよびLEDチップ202と電気的に接続されるボンディング領域232bを有する。プリント基板230によれば、配線パターン232がベース基材231によって支持されており、配線パターン232を薄型化してプリント基板パッケージ200自体の厚さを薄型化することができる。プリント基板230としては、例えば、配線パターン232の厚さ35μm、ベース基材231の厚さ50〜75μmのものを用いることができる。
An example of the structure of the printed circuit board package is shown in FIG. In FIG. 9, a printed
プリント基板230をLEDチップ202のパッケージに用いる場合、上述したリードフレームパッケージ100と同様に、モールド加工により樹脂層212が形成される。プリント基板パッケージ200においては、樹脂層212は、配線パターン232の隙間を充填し、配線パターン232から露出するベース基材231を被覆する。また、リフレクタ220が形成される場合がある。そして、LEDチップ202は、プリント基板230に実装されて、封止樹脂204で封止される。
When the printed
ただし、プリント基板パッケージ200においては、プリント基板230のベース基材231がパッケージ中に残存するため、実装時などの加熱に対して所定の耐性(耐熱性)を有することが要求される。ベース基材231としては、例えば、耐熱性や放熱性に優れるセラミック基板や、耐熱性に優れるポリイミド基板(例えば、特許文献2参照)などが用いられる。
However, in the printed
上述したように、いずれのパッケージにおいてもモールドによる成形加工が行われる。モールド加工においては、リードフレームまたはプリント基板を金型に挟み込み、金型内に、高温の溶融した樹脂(モールド樹脂)を所定の圧力で注入することによって、溶融樹脂を隙間に充填し樹脂層を形成する。モールド加工の条件としては、成型温度が180℃程度、樹脂の注入圧力が5MPa以上となっている。 As described above, in any package, a forming process using a mold is performed. In the molding process, a lead frame or a printed circuit board is sandwiched between molds, and a high-temperature molten resin (mold resin) is injected into the mold at a predetermined pressure, so that the molten resin is filled in the gaps and the resin layer is formed. Form. The mold processing conditions include a molding temperature of about 180 ° C. and a resin injection pressure of 5 MPa or more.
ところで、近年、携帯端末などにおいては薄型化が要求されており、携帯端末に用いられる半導体パッケージにおいても同様に薄型化が要求されている。 By the way, in recent years, thinning is required for portable terminals and the like, and similarly thinning is required for semiconductor packages used for portable terminals.
しかしながら、特許文献1においては、モールド加工によって樹脂層を形成するため、用いるリードフレームは少なくとも150μmの厚さが必要とされ、パッケージの薄型化が困難となっている。150μmよりも薄くなるとリードフレームの機械的強度が不足するため、モールド加工の成型温度や注入圧力によって微細なリードパターンが浮き上がることになる。その結果、半導体チップやLEDチップの搭載領域の反対側の面、つまりリードフレームの、外部配線基板と接続する端子側の面に樹脂が染み出して、端子がフラッ
シュバリに被覆される問題が生じる。特に、リードフレームの厚さが薄くなるほど、樹脂の染み出しが生じやすくなる。
However, in Patent Document 1, since the resin layer is formed by molding, the lead frame to be used is required to have a thickness of at least 150 μm, and it is difficult to reduce the thickness of the package. If the thickness is less than 150 μm, the mechanical strength of the lead frame is insufficient, so that a fine lead pattern is raised depending on the molding temperature and injection pressure of the molding process. As a result, the resin oozes out to the surface opposite to the mounting area of the semiconductor chip or the LED chip, that is, the surface of the lead frame on the terminal side connected to the external wiring board, so that the terminal is covered with the flash burr . In particular, the thinner the lead frame, the more likely the resin will ooze out.
フラッシュバリの問題は、デフラッシュ工程により除去する方法、または端子面に予めフィルムを貼り付けてモールド加工を行う方法によって解消することができるが、工程数が増加し複雑となる。また、端子面に予めフィルムを貼り付ける場合では、モールド加工における成型温度への耐性を備え、かつリードフレームに反りを生じさせないようなフィルムとしてポリイミド等の高価な材料を用いる必要があるため、製造コストがさらに増加することになる。 The problem of flash burrs can be solved by a method of removing by a deflash process or a method of pasting a film on a terminal surface and performing a mold process, but the number of processes increases and becomes complicated. In addition, when pasting a film on the terminal surface in advance, it is necessary to use an expensive material such as polyimide as a film that has resistance to the molding temperature in molding and does not cause warping of the lead frame. Cost will increase further.
一方、特許文献2においては、半導体素子をプリント基板に実装することで半導体パッケージを薄型化するとともに端子側への樹脂の染み出しを防止することができる。ただし、特許文献2においては、プリント基板におけるベース基材の厚さの分だけパッケージが厚くなるため改善の余地がある。しかも、高価なセラミック基板やポリイミド基板を含むプリント基板を用いる必要性があるため、半導体パッケージのコストが増加することになる。
On the other hand, in
本発明は、このような問題に鑑みて成されたもので、その目的は、薄型かつ安価な半導体パッケージ用基板、半導体パッケージ、およびそれらの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a thin and inexpensive semiconductor package substrate, a semiconductor package, and a manufacturing method thereof.
本発明の第1の態様は、半導体素子が搭載される搭載領域と、前記半導体素子と電気的に接続されるボンディング領域と、を一方の面に備えるリードフレームを有する半導体パッケージ用基板であって、前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面を被覆するとともに前記搭載領域と前記ボンディング領域との隙間を充填する樹脂層を備え、前記樹脂層は液状樹脂が硬化して形成される半導体パッケージ用基板である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package substrate having a lead frame having a mounting region on which a semiconductor element is mounted and a bonding region electrically connected to the semiconductor element on one surface. A resin layer covering the one surface of the lead frame so as to expose the mounting region and the bonding region and filling a gap between the mounting region and the bonding region, and the resin layer is made of a liquid resin It is the board | substrate for semiconductor packages formed by hardening.
本発明の第2の態様は、第1の態様の半導体パッケージ用基板において、前記リードフレームのもう一方の面に、剥離可能な支持フィルムを備える半導体パッケージ用基板である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the semiconductor package substrate according to the first aspect, further comprising a peelable support film on the other surface of the lead frame.
本発明の第3の態様は、第1の態様又は第2の態様の半導体パッケージ用基板において、前記リードフレームの厚さが35μm以上100μm以下の半導体パッケージ用基板である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor package substrate according to the first aspect or the second aspect, wherein the lead frame has a thickness of 35 μm or more and 100 μm or less.
本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様のいずれかの半導体パッケージ用基板において、露出した前記搭載領域および前記ボンディング領域のみにメッキ層を備える半導体パッケージ用基板である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor package substrate according to any one of the first to third aspects, wherein a plating layer is provided only in the exposed mounting region and the bonding region.
本発明の第5の態様は、第1〜第4の態様のいずれかの半導体パッケージ用基板と、前記半導体パッケージ用基板に実装される半導体素子と、を備える半導体パッケージである。 A fifth aspect of the present invention is a semiconductor package comprising the semiconductor package substrate according to any one of the first to fourth aspects, and a semiconductor element mounted on the semiconductor package substrate.
本発明の第6の態様は、半導体素子が搭載される搭載領域と、前記半導体素子と電気的に接続されるボンディング領域と、を一方の面に備えるリードフレームを有する半導体パッケージ用基板の製造方法であって、剥離可能な支持フィルムをもう一方の面に備えた前記リードフレームを準備する工程と、前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面に液状樹脂を塗布するとともに前記搭載領域
と前記ボンディング領域との隙間を充填する工程と、前記液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成する工程と、を有する半導体パッケージ用基板の製造方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a substrate for a semiconductor package having a lead frame having a mounting area on which a semiconductor element is mounted and a bonding area electrically connected to the semiconductor element on one surface. A step of preparing the lead frame having a peelable support film on the other surface; and a liquid resin on the one surface of the lead frame so that the mounting region and the bonding region are exposed. A method for manufacturing a substrate for a semiconductor package, comprising: applying and filling a gap between the mounting region and the bonding region; and curing the liquid resin to form a resin layer.
本発明の第7の態様は、第6の態様の半導体パッケージ用基板の製造方法において、前記樹脂層を形成する工程の後、露出した前記搭載領域および前記ボンディング領域にメッキ層を形成する工程を有する半導体パッケージ用基板の製造方法である。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the sixth aspect, after the step of forming the resin layer, a step of forming a plating layer on the exposed mounting region and bonding region. A method for manufacturing a semiconductor package substrate.
本発明の第8の態様は、第6の態様または第7の態様のいずれかの半導体パッケージ用基板の製造方法において、前記液状樹脂をスクリーン印刷により塗布する半導体パッケージ用基板の製造方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor package substrate according to the sixth aspect or the seventh aspect, wherein the liquid resin is applied by screen printing.
本発明の第9の態様は、半導体素子が搭載される搭載領域と、前記半導体素子と電気的に接続されるボンディング領域と、を一方の面に備えるリードフレームを有する半導体パッケージの製造方法であって、剥離可能な支持フィルムをもう一方の面に備えた前記リードフレームを準備する工程と、前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面に液状樹脂を塗布して、前記搭載領域と前記ボンディング領域との前記隙間を充填する工程と、前記液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成する工程と、を有する半導体パッケージの製造方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor package having a lead frame including a mounting region on which a semiconductor element is mounted and a bonding region electrically connected to the semiconductor element on one surface. Preparing a lead frame having a peelable support film on the other surface, and applying a liquid resin to the one surface of the lead frame so that the mounting region and the bonding region are exposed. A method of manufacturing a semiconductor package, comprising: filling the gap between the mounting region and the bonding region; and curing the liquid resin to form a resin layer.
本発明によれば、薄型かつ安価な半導体パッケージ用基板および半導体パッケージが得られる。 According to the present invention, a thin and inexpensive semiconductor package substrate and semiconductor package can be obtained.
以下に、本発明に係る半導体パッケージ用基板および半導体パッケージの実施形態について図を用いて説明する。具体的には、半導体パッケージとして、LEDチップを搭載するLEDパッケージ、および半導体チップを搭載するQFNパッケージについてそれぞれ説明する。図1および図2は半導体素子としてLEDチップを搭載した場合を示しており、図1は本発明の一実施形態に係るLEDパッケージ用基板の断面図を示し、図2は本発明の一実施形態に係るLEDパッケージの断面図を示す。 Embodiments of a semiconductor package substrate and a semiconductor package according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Specifically, an LED package on which an LED chip is mounted and a QFN package on which the semiconductor chip is mounted will be described as semiconductor packages. 1 and 2 show a case where an LED chip is mounted as a semiconductor element, FIG. 1 shows a cross-sectional view of an LED package substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. Sectional drawing of the LED package which concerns on is shown.
(LEDパッケージ用基板)
半導体パッケージ用基板10としてのLEDパッケージ用基板10aは、図1に示すように半導体素子2としてのLEDチップ2aが搭載される搭載領域11aと、LEDチップ2aと電気的に接続されるボンディング領域11bと、を一方の面に有するリードフレーム11、並びに搭載領域11aおよびボンディング領域11bが露出するようにリードフレーム11の一方の面を被覆するとともに搭載領域11aとボンディング領域11bと
の隙間16を充填する樹脂層12を備える。そして、樹脂層12は、液状樹脂が硬化して形成される。
(LED package substrate)
As shown in FIG. 1, an
リードフレーム11は、金属箔(例えば銅箔など)がパンチング加工やエッチング加工されて所定パターンが形成されたものであり、一方の面(図中の上面)に搭載領域11aおよびボンディング領域11bを有する。搭載領域11aは、LEDチップ2aが搭載される領域を示し、ボンディング領域11bは、搭載されるLEDチップ2aの電極(図示略)と電気的に接続される領域を示す。搭載領域11aおよびボンディング領域11bは、リードフレーム11において、隙間16を介して離間しており、電気的に接続されていない状態となっている。また、搭載領域11aおよびボンディング領域11bには樹脂層12が被覆されておらず、表面が露出している。また、リードフレーム11のもう一方の面(図中の下面)は、表面が露出しており、搭載されるLEDチップ2aから生じる熱を放熱することができる。
The
リードフレーム11の厚さとしては35μm以上100μm以下であることが好ましい。厚さが35μmよりも薄い場合、リードフレーム11の機械的強度が低く、取り扱い性が悪化するばかりか放熱性が低下することになる。一方、100μmよりも厚い場合、LEDパッケージ用基板10a自体の厚さが大きくなる。さらに、隙間16の深さが増し、隙間16への樹脂層12の充填が困難となる。
The thickness of the
リードフレーム11のうち、露出した搭載領域11aおよびボンディング領域11bには、メッキ層13を備えることが好ましい。リードフレーム11の露出する面のみにメッキ層13を備えることによって、メッキ層13に用いる貴金属の使用量を抑制し、LEDパッケージ用基板10aのコストを低減することができる。メッキ層13に用いる貴金属としては、光の反射率を向上する金または銀などがあげられる。
Of the
上記リードフレーム11にLEDチップ2aが搭載される場合、発光する光の一部がリードフレーム11の隙間16から裏面側に透過して光の出力が低下することになるため、隙間16には光の反射部材としての樹脂層12が充填されることになる。樹脂層12は、反射部材として機能するうえに、LEDパッケージ用基板10aに所定の機械的強度を付与する。樹脂層12は、図2に示すように、搭載領域11aおよびボンディング領域11bを露出するようにリードフレーム11の一方の面を被覆するとともに、搭載領域11aとボンディング領域11bとの隙間16を充填している。そして、本実施形態において、樹脂層12は液状樹脂が硬化して形成されたものとなっている。
When the
ここで、樹脂層12の形成について説明する。
上述したように、樹脂層12は、液状樹脂が硬化して形成されている。液状樹脂は、リードフレーム11の一方の面を被覆するとともに搭載領域11aとボンディング領域11bとの隙間16を充填するように塗布される。ただし、搭載領域11aおよびボンディング領域11bが露出するように塗布される。塗布された液状樹脂は硬化されて、所定の形状の樹脂層12が形成される。樹脂層12は、リードフレーム11の隙間16を充填し、薄い塗膜としてリードフレーム11の一方の面の一部を被覆している。
Here, the formation of the
As described above, the
液状樹脂は、塗布する際には樹脂を高温で加熱する必要性がなく、リードフレームの微細なパターン部分に対して熱的な負荷をかけない。さらに、塗布によって隙間16に流れ込むことが可能であるため、樹脂注入の圧力を必要とせず、パターン部分に対する機械的な負荷を低減することができる。したがって、液状樹脂を用いることで、微細なパターン部分に対する熱的および機械的な負荷を低減できるため、リードフレーム11の機械的強度に寄与する厚さが限定されない。すなわち、従来よりも薄いリードフレーム11であっても、隙間16を充填する樹脂層12を形成することができる。
The liquid resin does not need to be heated at a high temperature when applied, and does not apply a thermal load to the fine pattern portion of the lead frame. Furthermore, since it is possible to flow into the
樹脂層12に用いる液状樹脂としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂を用いることにより耐熱性に優れる樹脂層12とすることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂などがあげられる。また、液状樹脂の粘度は、リードフレーム11の隙間16を充填できるだけの粘度であれば良い。また、液状樹脂には、反射率の高い白色系の絶縁樹脂を用いることが好ましい。
Although it does not specifically limit as liquid resin used for the
なお、樹脂層12のうち、リードフレーム11の表面を被覆する部分は薄い塗膜であるため、LEDパッケージ用基板10aの厚さを大きく増加させることはない。
In addition, since the part which coat | covers the surface of the
(LEDパッケージ)
本実施形態のLEDパッケージ1aは、図2に示すように、LEDパッケージ用基板10aと、実装されるLEDチップ2aと、を備える。
(LED package)
As shown in FIG. 2, the
上述したLEDパッケージ用基板10aに実装されるLEDチップ2aは特に限定されず、上面と下面にそれぞれ電極を有するLEDチップ、または上面に2つ以上の電極を有するLEDチップなどを用いることができる。図1においては、上面と下面にそれぞれ電極(図示略)を有するLEDチップ2aが搭載されており、LEDチップ2aの上面の電極とボンディング領域11bとがワイヤ3により電気的に接続されている。
The
封止樹脂4は、LEDチップ2aを封止するものであれば特に限定されない。LEDの場合、封止樹脂4は、発光される光に指向性を付与するもの、または分散性を付与するものなどが用いられる。封止樹脂4としては、例えばシリコーン樹脂などを用いることができる。また、その形状も特に限定されず、例えば図2に示すように表面を球状または曲面とすることができる。また、封止樹脂4には蛍光体が添加され、所定の色の光を発光させることができる。
The sealing
なお、上記LEDパッケージ1aにおいては、図1に示すLEDパッケージ用基板10aを用いた場合について説明したが、図3に示す、リードフレーム11のもう一方の面に剥離可能な支持フィルム14を備えるLEDパッケージ用基板10aを用いることもできる。支持フィルム14を備えることによって、LEDパッケージ用基板10aの製造中は、その機械的強度を向上し、取り扱い性を向上することができる。また、支持フィルム14は剥離可能であるため、LEDパッケージ用基板10aの製造後に残存せず、薄型化することができる。すなわち、薄型のリードフレーム11から形成されるLEDパッケージ用基板10aにおいては、支持フィルム14によって機械的強度が向上するだけで厚さは増加しない。
In addition, in the said
(LEDパッケージの製造方法)
次に、上述したLEDパッケージ1aの製造方法について図4を用いて説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係るLEDパッケージの製造方法における工程図を示す。本実施形態の製造方法にはLEDパッケージ用基板10aの製造工程が含まれている。
(LED package manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the
FIG. 4 is a process chart in the method for manufacturing an LED package according to an embodiment of the present invention. The manufacturing method of this embodiment includes a manufacturing process of the
本実施形態のLEDパッケージ1aは、LEDチップ2aが搭載される搭載領域11aと、LEDチップ2aと電気的に接続されるボンディング領域11bと、を一方の面に備えるリードフレーム11を用いて製造される。具体的には、剥離可能な支持フィルム14をもう一方の面に備えたリードフレーム11を準備する工程と、搭載領域11aおよびボンディング領域11bが露出するようにリードフレーム11の一方の面に液状樹脂12’を塗布するとともに搭載領域11aとボンディング領域11bとの隙間16を充填する工程と、液状樹脂12’を硬化させて樹脂層12を形成する工程と、樹脂層12を形成する
工程の後、露出した搭載領域11aおよびボンディング領域11bにメッキ層13を形成する工程と、支持フィルム14を剥離する工程と、リードフレーム11にLEDチップ2aを実装する工程と、を有する。
The
まず、LEDパッケージ用基板10aの製造方法について説明する。
剥離可能な支持フィルム14をもう一方の面に備えたリードフレーム11を準備する。本実施形態においては、支持フィルム14に貼り合わされた銅箔15をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして、所定パターンのリードフレーム11を形成する(図4(a)、図4(b))。リードフレーム11は、搭載領域11aおよびボンディング領域11bを有しており、搭載領域11aおよびボンディング領域11bは隙間16を介して離間している。なお、支持フィルム14を備えたリードフレーム11としては、パンチング加工などによって予め形成されたリードフレーム11を支持フィルム14に貼り合わせたものでも良い。
First, a method for manufacturing the
A
支持フィルム14は、リードフレーム11から剥離可能なフィルムであって、リードフレーム11に所定の機械的強度を付与するとともに、隙間16の底となって充填される液状樹脂12’の流れ出しを防止する部材である。支持フィルム14としては、塗布する液状樹脂12’の加熱温度または乾燥温度において耐熱性を有するものであればよく、特に高い耐熱性は要求されない。支持フィルム14として、PETなどの安価なフィルムを用いることで、製造コストを削減することができる。ただし、耐熱性に優れるポリイミド樹脂を用いても良く、この場合は、LEDチップの実装工程まで貼り合わせておくことが可能となり、実装工程におけるLEDパッケージ用基板の取り扱い性を向上することができる。支持フィルム14の厚さとしては、貼り合わされるリードフレーム11に所定の機械的強度を付与できるものであれば限定されない。
The
続いて、スクリーン印刷によりリードフレーム11の一方の面の所定領域に液状樹脂12’としての熱硬化性樹脂を塗布する(図4(c))。液状樹脂12’は、支持フィルム14により受け止められて、隙間16に充填される。塗布された液状樹脂12’を加熱または乾燥することによって硬化して、樹脂層12を形成する。形成される樹脂層12は、搭載領域11aおよびボンディング領域11bが露出するように被覆されるとともに、隙間16を充填している。
Subsequently, a thermosetting resin as the
続いて、表面に露出する搭載領域11aおよびボンディング領域11bにメッキ処理を行い、メッキ層13を形成する(図4(d))。メッキ処理においては、下地層となるニッケルメッキを行った後に、金メッキまたは銀メッキを施す。樹脂層12を形成する工程の後に、メッキ処理を行うことによって、リードフレーム11の一方の面における露出する面(搭載領域11aおよびボンディング領域11b)にのみ、メッキ層13を形成することができる。なお、本実施形態においては、リードフレーム11のメッキ処理を樹脂層12の形成後に設けているが、樹脂層12の形成前に、リードフレーム11の一方の面または両面にメッキ処理を施しても良い。
Subsequently, the mounting
続いて、リードフレーム11から支持フィルム14を剥離することで、リードフレーム11のもう一方の面を露出させる(図4(e))。以上により、LEDパッケージ用基板10aが製造される。
Subsequently, the
続いて、支持フィルム14の剥離後、搭載領域11aにLEDチップ2を搭載し、LEDチップ2aの電極(図示略)とボンディング領域11bとをワイヤ3により電気的に接続する(図4(f))。なお、本実施形態においては、支持フィルム14を剥離する工程の後にLEDチップ2aを実装する工程を設けているが、工程の順序を変更して、実装する工程の後に、剥離する工程を設けてもよい。
Subsequently, after the
最後に、搭載されたLEDチップ2aを封止するように、蛍光液体を含む樹脂を塗布し封止樹脂4を形成して、本実施形態のLEDパッケージ1aを製造する(図4(g))。
Finally, a resin containing a fluorescent liquid is applied to form a sealing
(QFNパッケージ用基板およびQFNパッケージ)
上記実施形態においては、半導体素子としてLEDチップを用いる場合について説明したが、半導体素子として半導体チップを用いることもできる。図5および図6は半導体素子として半導体チップを用いた場合を示しており、図5は本発明の一実施形態に係るQFNパッケージ用基板の断面図を示し、図6は本発明の一実施形態に係るQFNパッケージの断面図を示す。以下では、QFNパッケージ用基板およびQFNパッケージについて上記LEDパッケージと異なる点を主に説明する。
(QFN package substrate and QFN package)
In the above embodiment, the case where the LED chip is used as the semiconductor element has been described. However, a semiconductor chip can also be used as the semiconductor element. 5 and 6 show a case where a semiconductor chip is used as a semiconductor element, FIG. 5 shows a cross-sectional view of a substrate for a QFN package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. Sectional drawing of the QFN package which concerns on is shown. Hereinafter, the difference between the QFN package substrate and the QFN package from the LED package will be mainly described.
QFNパッケージ用基板10bは、図5に示すように、上記LEDパッケージ用基板10aと同様に、搭載領域11aおよびボンディング領域11bを有するリードフレーム11を備えており、隙間16には液状樹脂が硬化した樹脂層12が形成されている。QFNパッケージ1bは、QFNパッケージ用基板10bの搭載領域11aに半導体素子2としての半導体チップ2bが搭載され、ボンディング領域11bとワイヤ3により電気的に接続されている。リードフレーム11のもう一方の面(図中の下面)は、外部配線基板に接続するための実装用の端子となる。また、リードフレーム11の表面に露出する面にはメッキ層13が形成されているが、メッキ層13に用いる貴金属としては、例えば、金、ニッケル、パラジウムを組み合わせて、または単体で使用することができる。
As shown in FIG. 5, the
QFNパッケージ1bの製造方法は図7に示す工程で製造される。本実施形態の製造方法には、QFNパッケージ用基板10bの製造工程が含まれている。
The manufacturing method of the
まず、支持フィルム14に貼り合わされた銅箔15をフォトリソグラフィ技術によりエッチングして、支持フィルム14をもう一方の面に備えたリードフレーム11を形成する(図7(a)、図7(b))。スクリーン印刷によりリードフレーム11の一方の面の所定領域に液状樹脂12’としての熱硬化性樹脂を塗布し、硬化することで樹脂層12を形成する(図7(c))。リードフレーム11から支持フィルム14を剥離することでリードフレーム11のもう一方の面を露出させる。露出した面は、外部基板に接続するための実装用の端子となる(図7(d))。表面に露出する搭載領域11a、ボンディング領域11bおよびリードフレーム11の裏面側(図中の下方)にメッキ処理を行い、メッキ層13を形成する。メッキ処理においては、下地層となるニッケルメッキを行った後に、金メッキを施す。ニッケルメッキと金メッキとの間にパラジウムメッキを介在させてもよい(図7(e))。メッキ処理後、搭載領域11aに半導体チップ2bを搭載し、半導体チップ2bの接続端子(図示略)とボンディング領域11bとをワイヤ3により電気的に接続する(図7(f))。最後に、搭載された半導体チップ2bを封止するように、モールド樹脂を塗布し封止樹脂4を形成して、本実施形態のQFNパッケージ1bを製造する(図7(g))。
First, the
なお、上記実施形態においては、支持フィルム14を剥離する工程の後に半導体チップ2bを実装する工程を設けているが、工程の順序を変更して実装する工程後に剥離する工程を設けてもよい。また、実装用の装置構造に合わせて、長尺のQFNパッケージ用基板10bを搬送して半導体チップ2bを実装してもよいし、短冊状に切断したQFNパッケージ用基板10bを用いてもよい。
In addition, in the said embodiment, although the process of mounting the
(本実施形態の効果)
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(Effect of this embodiment)
According to the present embodiment, one or more effects shown below are produced.
本実施形態において、リードフレームの隙間を充填する樹脂層は、液状樹脂が硬化して形成される。液状樹脂は、塗布する際には低い温度であり、リードフレームの微細なパターン部分に対する熱的負荷が小さい。また、液状樹脂は、隙間への充填の際に充填する圧力を必要としないので微細なパターン部分に余分な機械的負荷をかけない。このため、薄く機械的強度の低いリードフレームの場合であっても、変形を生じることなく、樹脂層を形成することができる。すなわち、リードフレームの厚さが限定されず、薄型の半導体パッケージ用基板とすることができる。 In this embodiment, the resin layer that fills the gaps in the lead frame is formed by curing the liquid resin. The liquid resin has a low temperature when applied, and the thermal load on the fine pattern portion of the lead frame is small. Further, since the liquid resin does not require a pressure for filling the gap, an extra mechanical load is not applied to the fine pattern portion. For this reason, even in the case of a thin lead frame having low mechanical strength, the resin layer can be formed without causing deformation. That is, the thickness of the lead frame is not limited, and a thin semiconductor package substrate can be obtained.
また、本実施形態においては液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成するため、従来のモールド加工により樹脂層を形成する場合と比較して、モールド加工により生じるバリなどの残留物を除去する工程を省略し、製造コストを低減することができる。しかも、モールド金型などの高価な治具を用いる必要性がなく、製造コストを低減することができる。 Further, in the present embodiment, since the liquid resin is cured to form the resin layer, a process of removing residues such as burrs generated by the molding process compared to the case where the resin layer is formed by the conventional molding process. It can be omitted and the manufacturing cost can be reduced. In addition, there is no need to use an expensive jig such as a mold, and the manufacturing cost can be reduced.
また、半導体パッケージ用基板はリードフレームを有するため、高価なプリント基板を有するプリント基板パッケージと比較して、安価な半導体パッケージ用基板とすることができる。 Further, since the semiconductor package substrate has a lead frame, the semiconductor package substrate can be made cheaper than a printed substrate package having an expensive printed substrate.
また、本実施形態において、リードフレームのもう一方の面に、剥離可能な支持フィルムを備えることが好ましい。この構成によれば、支持フィルムを備えるため、半導体パッケージ用基板の製造中の機械的強度を向上し、取り扱い性を向上することができる。また、液状樹脂の液漏れを防止し、塗布によって樹脂層を形成することができる。しかも、製造後には、支持フィルムを剥離することができるため、薄型の半導体パッケージ用基板とすることができる。 Moreover, in this embodiment, it is preferable to provide a peelable support film on the other surface of the lead frame. According to this configuration, since the support film is provided, the mechanical strength during manufacture of the semiconductor package substrate can be improved, and the handleability can be improved. Moreover, the liquid resin can be prevented from leaking and the resin layer can be formed by coating. And since a support film can be peeled after manufacture, it can be set as a thin substrate for semiconductor packages.
また、本実施形態において、リードフレームの厚さが35μm以上100μm以下であることが好ましい。この構成によれば、薄型であるとともに、放熱性に優れる半導体パッケージとすることができる。 In the present embodiment, the lead frame preferably has a thickness of 35 μm or more and 100 μm or less. According to this configuration, the semiconductor package can be thin and has excellent heat dissipation.
また、本実施形態において、露出した搭載領域およびボンディング領域にメッキ層を備えることが好ましい。この構成によれば、リードフレーム全面にメッキ層を有さないため、メッキ層の形成領域が少なく、安価な半導体パッケージ用基板および半導体パッケージとすることができる。
また、樹脂層を形成する工程の後にメッキ層の形成工程を設けることで、メッキ層の形成領域を少なくして、メッキに用いる貴金属の使用量を減少し製造コストを低減することができる。
Moreover, in this embodiment, it is preferable to provide a plating layer in the exposed mounting area and bonding area. According to this configuration, since there is no plating layer on the entire surface of the lead frame, an area for forming the plating layer is small, and an inexpensive semiconductor package substrate and semiconductor package can be obtained.
Also, by providing a plating layer forming step after the resin layer forming step, the plating layer forming area can be reduced, the amount of noble metal used for plating can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
また、本実施形態において、スクリーン印刷によって液状樹脂が塗布されることが好ましい。スクリーン印刷によれば、バリなどの残留物を生じることなく、樹脂層を形成することができる。 Moreover, in this embodiment, it is preferable that liquid resin is apply | coated by screen printing. According to the screen printing, the resin layer can be formed without generating a residue such as burrs.
なお、上記実施形態においては、搭載領域およびボンディング領域を囲むリフレクタがない場合の半導体パッケージ用基板について説明したが、リフレクタを設けることも可能である。また、上記実施形態においてはQFNパッケージ用基板について説明したが、SONパッケージ用基板についても同様に製造可能である。 In the above-described embodiment, the semiconductor package substrate in the case where there is no reflector surrounding the mounting region and the bonding region has been described. However, a reflector may be provided. In the above embodiment, the QFN package substrate has been described. However, the SON package substrate can be manufactured in the same manner.
1 半導体パッケージ
1a LEDパッケージ
1b QFNパッケージ
2 半導体素子
2a LEDチップ
2b 半導体チップ
3 ワイヤ
4 封止樹脂
10 半導体パッケージ用基板
10a LEDパッケージ用基板
10b QFNパッケージ用基板
11 リードフレーム
11a 搭載領域
11b ボンディング領域
12 樹脂層
12’ 液状樹脂
13 メッキ層
14 支持フィルム
16 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面を被覆するとともに前記搭載領域と前記ボンディング領域との隙間を充填する樹脂層を備え、
前記樹脂層は液状樹脂が硬化して形成されること
を特徴とする半導体パッケージ用基板。 A semiconductor package substrate having a lead frame having a mounting area on which a semiconductor element is mounted and a bonding area electrically connected to the semiconductor element on one surface,
A resin layer covering the one surface of the lead frame so that the mounting region and the bonding region are exposed and filling a gap between the mounting region and the bonding region;
The substrate for a semiconductor package, wherein the resin layer is formed by curing a liquid resin.
前記リードフレームのもう一方の面に、剥離可能な支持フィルムを備えること
を特徴とする半導体パッケージ用基板。 The semiconductor package substrate according to claim 1,
A semiconductor package substrate comprising a peelable support film on the other surface of the lead frame.
前記リードフレームの厚さが35μm以上100μm以下であること
を特徴とする半導体パッケージ用基板。 The semiconductor package substrate according to claim 1 or 2,
A semiconductor package substrate, wherein the lead frame has a thickness of 35 μm or more and 100 μm or less.
露出した前記搭載領域および前記ボンディング領域のみにメッキ層を備えること
を特徴とする半導体パッケージ用基板。 The semiconductor package substrate according to any one of claims 1 to 3,
A substrate for a semiconductor package, comprising a plating layer only in the exposed mounting region and bonding region.
剥離可能な支持フィルムをもう一方の面に備えた前記リードフレームを準備する工程と、
前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面に液状樹脂を塗布するとともに前記搭載領域と前記ボンディング領域との隙間を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成する工程と、を有すること
を特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for a semiconductor package having a lead frame having a mounting region on which a semiconductor element is mounted and a bonding region electrically connected to the semiconductor element on one surface,
Preparing the lead frame with a peelable support film on the other side;
Applying a liquid resin to the one surface of the lead frame so that the mounting region and the bonding region are exposed, and filling a gap between the mounting region and the bonding region;
And a step of curing the liquid resin to form a resin layer.
前記樹脂層を形成する工程の後、露出した前記搭載領域および前記ボンディング領域にメッキ層を形成する工程を有すること
を特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法。 In the manufacturing method of the board | substrate for semiconductor packages of Claim 6,
A method of manufacturing a substrate for a semiconductor package, comprising a step of forming a plating layer in the exposed mounting region and the bonding region after the step of forming the resin layer.
前記液状樹脂をスクリーン印刷により塗布すること
を特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法。 In the manufacturing method of the board | substrate for semiconductor packages of Claim 6 or 7,
A method for producing a substrate for a semiconductor package, wherein the liquid resin is applied by screen printing.
剥離可能な支持フィルムをもう一方の面に備えた前記リードフレームを準備する工程と
、
前記搭載領域および前記ボンディング領域が露出するように前記リードフレームの前記一方の面に液状樹脂を塗布して、前記搭載領域と前記ボンディング領域との前記隙間を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成する工程と、を有すること
を特徴とする半導体パッケージの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor package having a lead frame including a mounting region on which a semiconductor element is mounted and a bonding region electrically connected to the semiconductor element on one surface,
Preparing the lead frame with a peelable support film on the other side;
Applying a liquid resin to the one surface of the lead frame so as to expose the mounting region and the bonding region, and filling the gap between the mounting region and the bonding region;
And a step of curing the liquid resin to form a resin layer.
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CN103489794A (en) * | 2013-09-29 | 2014-01-01 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | Method for improving lead frame hardness in QFN packaging lead frame manufacturing technology |
WO2020044656A1 (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | サンコール株式会社 | Bus bar assembly and method of manufacturing same |
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