JP2013239539A - 光半導体装置用基板とその製造方法、及び光半導体装置とその製造方法 - Google Patents

光半導体装置用基板とその製造方法、及び光半導体装置とその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】金属リードを用いた放熱特性に優れた構造を採用し、光半導体装置の薄型化が可能な光半導体装置用基板とその光半導体装置用基板を低コストで容易に製造できる製造方法、並びに、その基板を使用した光半導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】光半導体素子を搭載し、該光半導体素子の第１の電極と電気的に接続される第１のリードと、前記光半導体素子の第２の電極と電気的に接続される第２のリードとを有する光半導体装置用基板であって、それぞれ並列に複数配置された前記第１のリードと前記第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体が成型されて板状に形成されたものであり、前記第１のリード、前記第２のリード及び前記樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上にあるものであることを特徴とする光半導体装置用基板。
【選択図】 図１

Description

本発明はＬＥＤ等の光半導体素子の実装に好適な光半導体装置用基板とその製造方法、及び当該基板を使用した光半導体装置とその製造方法に関する。
ＬＥＤ等の光半導体素子は電力消費量が少ないという優れた特性を有するため、近年では屋外照明用途や自動車用途への光半導体素子の適用が増えてきている。屋外照明用途や自動車用途の光半導体装置として、光半導体素子を実装した基板がレンズモールドされたものが一般的となっている。一方で、一層高輝度化した光半導体素子からの発熱量の増加により、駆動時の光半導体素子の表面温度は１５０度に到達する試算がされている。このような状況の中で、光半導体装置の特性向上、長寿命化を行うために、特に光半導体装置用基板の部材選定及び放熱性が重要である。
従来から、レンズモールド光半導体装置用の実装基板として、セラミックと金属を積層させた基板が放熱特性に優れるという観点で一般的に用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。セラミック材料を金属板と積層し、厚み精度良く成型してなる基板は、セラミックの加工・成形性が良くないことから加工コスト、材料コストの面で高価なものとなっている。また、セラミック基板は焼成加工により製造するため、精密な寸法精度を実現することが難しく、この理由から薄型化を進めることが困難である。
更に、セラミック基板は高硬度、高放熱という特長がある一方、割れやすいという欠点があり、レンズモールドを行う際に成型機内の金型のクランプ圧力でセラミック基板が割れてしまうという問題がある。
また、マトリックス状に配置された平面実装基板に光半導体素子を実装し、後に個片化して光半導体装置を得る方法があるが、このマトリックス状に配置された平面実装基板をセラミック材料を用いて製造するのは、上述の種々の問題から実現が困難となる。また、マトリックス状に配置された平面実装基板をデバイス毎に分割するダイシング工程では、高硬度のセラミックを切断するための加工時間が長く非効率で、更にダイシングブレードの消耗が大きく、工業的に不利である。
このように、セラミック基板を用いて光半導体装置を製造する場合、セラミック基板自体のコスト、寸法精度、基板の製造プロセスの中での取り扱い性、基板から光半導体装置を製造するプロセス中での経済性の面から問題点が多く、低コストで工業的に製造でき、且つ放熱特性に優れ、薄型化可能な光半導体装置用基板が求められている。
特開２０１１−０７１５５４号公報 特開２０１１−１８１５５０号公報 特許第４６０８２９４号 特開２００７−２３５０８５号公報 特開２０１１−００９５１９号公報 特開２０１１−２２２８７０号公報
セラミック基板にかわる光半導体装置用基板として、熱伝導性の良い金属を加工してなるリードフレーム基板の上に光反射用の熱硬化性樹脂組成物層をトランスファー成型により形成した光半導体装置用基板が提案されている（例えば、特許文献３―５参照）。
しかしながら、この方法ではトランスファー成型によってカップ形状（凹形状）を有する樹脂層（リフレクター）を形成する必要があり、該リフレクターはレンズモールドを行って光半導体装置を薄型化する場合に対して極めて不利である。具体的には、リフレクターがレンズモールドを行う際のレンズ材料の流路の障害となるため、レンズ内部で気泡を巻き込みやすい、又はレンズ材料の未充填が起こるなどの成型時の不具合が発生する。また、公知の通りトランスファー成型では、成型時に金型の樹脂流路に製品に必要とされないカルと呼ばれる樹脂硬化物が大量に生成されるため不経済である。
一方で、上記凹形状を有するリフレクターを形成せず、光半導体素子を載置するための第１のリードと、光半導体素子と電気的に接続される第２のリードとの隙間に樹脂組成物を充填、硬化させてなる略平面形状の構造を有する表面実装型の光半導体装置用基板が提案されている（例えば、特許文献６参照）。しかし、この方法では工程が複雑であり、製品精度、製造コスト、生産性等、工業的な課題が多い。
このようなリフレクター構造を有さない、略平面形状の構造を有する表面実装型の光半導体装置用基板はフラットフレームと呼ばれることがある。
このフラットフレームを製造する際に、上記第１のリードと第２のリードとの隙間にトランスファー成型によって熱硬化性樹脂組成物の成型体を成型する場合、熱硬化性樹脂組成物の流路はその高さがリードの厚さ、幅がリード間の狭小な隙間であるため、樹脂成型体の未充填部（又は空気残り）が発生し、良好な成型体を得ることができない。一方、未充填部、空気残りの発生を抑制するために、成型時の樹脂押し出し圧を増加させると、リードと上下金型のわずかな隙間に樹脂が入り込むことに起因する、薄膜の樹脂バリ（フラッシュバリ）が発生する。
この樹脂バリは、光半導体素子のワイヤーボンド接合に利用するリード表面を汚染し、光半導体素子とリードの電気的接合ができない等の不具合の原因となる。さらにこの樹脂バリは、光半導体装置から発せられた光の反射効率を低下させるため、安定して高輝度の光半導体装置を製造することができない。
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、金属リードを用いた放熱特性に優れた構造を採用し、光半導体装置の薄型化が可能な光半導体装置用基板とその光半導体装置用基板を低コストで容易に製造できる製造方法、並びに、その基板を使用した光半導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、光半導体素子を搭載し、該光半導体素子の第１の電極と電気的に接続される第１のリードと、前記光半導体素子の第２の電極と電気的に接続される第２のリードとを有する光半導体装置用基板であって、それぞれ並列に複数配置された前記第１のリードと前記第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体が成型されて板状に形成されたものであり、前記第１のリード、前記第２のリード及び前記樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上にあるものであることを特徴とする光半導体装置用基板が提供される。
このような光半導体装置用基板であれば、低コストで、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質なものとなる。さらに、この板状の光半導体装置用基板は光半導体装置の薄型化が可能なものである。
このとき、前記第１のリードと前記第２のリードの表面に金属メッキが施されているものであることが好ましい。
このようなものであれば、高反射性を有するものとなる。
またこのとき、前記第１のリードと前記第２のリードの厚さ方向の側面に段差、テーパ、又は凹部を有するものであることが好ましい。
このようなものであれば、インジェクション成型時に隙間内での熱硬化性樹脂組成物の保持力を高めることができるので、容易に製造可能なものとなる。また、基板の強度が向上されたものとなる。
またこのとき、前記並列に複数配置された前記第１のリードと前記第２のリードは、前記第１のリード及び前記第２のリードの厚さより薄い厚さを有するタイバーを介して枠状のフレームと連結したものとすることができる。
このようなものであれば、特にインジェクション成型時における取り扱いが容易なものとなるとともに、タイバー付近での樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生が低減されたものとなる。
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物は、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種とすることができる。
このようなものであれば、耐熱性に優れたものとなる。
またこのとき、前記熱硬化性樹脂硬化物は、少なくとも無機充填材及び拡散材のいずれか１つを含み、前記無機充填材はシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムの中から選択される少なくとも１種であり、前記拡散材はチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素の中から選択される少なくとも１種とすることができる。
このようなものであれば、耐熱性、耐候性、耐光性に優れたものとなる。
また、本発明によれば、光半導体装置であって、上記本発明の光半導体装置用基板の前記第１のリード上に光半導体素子が搭載され、ワイヤーボンド又はフリップチップボンドされて前記光半導体素子の第１の電極及び第２の電極が前記第１のリード及び前記第２のリードにそれぞれ電気的に接続され、前記光半導体素子が樹脂封止された又はレンズモールドされたものであることを特徴とする光半導体装置が提供される。
このようなものであれば、低コストで、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質なものとなる。また、光半導体素子がレンズモールドされたものであれば、薄型化された光半導体装置となる。
また、本発明によれば、光半導体素子を搭載し、該光半導体素子の第１の電極と電気的に接続される第１のリードと、前記光半導体素子の第２の電極と電気的に接続される第２のリードとを有する光半導体装置用基板の製造方法であって、前記第１のリードと前記第２のリードとをそれぞれ並列に複数配置し、前記第１のリードと前記第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体を成型して、前記第１のリード、前記第２のリード及び前記樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上となるように板状に形成することにより前記光半導体装置用基板を製造することを特徴とする光半導体装置用基板の製造方法が提供される。
このような製造方法であれば、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質で、光半導体装置の薄型化が可能な光半導体装置用基板を低コストで容易に製造できる。
このとき、前記第１のリードと前記第２のリードの表面に金属メッキを施すことが好ましい。
このようにすれば、高反射性を有する光半導体装置用基板を製造できる。
またこのとき、前記第１のリードと前記第２のリードとして、厚さ方向の側面に段差、テーパ、又は凹部を有するものを用いることが好ましい。
このようにすれば、インジェクション成型時に隙間内での熱硬化性樹脂組成物の保持力を高めることができ、光半導体装置用基板をより容易に製造できる。また、光半導体装置用基板の強度を向上できる。
またこのとき、前記複数の第１のリードと第２のリードの並列配置は、前記第１のリードと前記第２のリードを前記第１のリード及び前記第２のリードの厚さより薄い厚さを有するタイバーを介して枠状のフレームと連結することによって行うことができる。
このようにすれば、特にインジェクション成型時における取り扱いが容易になるとともに、タイバー付近での樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生が低減された光半導体装置用基板を製造できる。
またこのとき、前記熱硬化性樹脂組成物として、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種を用いることができる。
このようにすれば、耐熱性に優れた光半導体装置用基板を製造できる。
またこのとき、前記熱硬化性樹脂硬化物に、少なくとも無機充填材及び拡散材のいずれか１つを含め、前記無機充填材としてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムの中から選択される少なくとも１種を用い、前記拡散材としてチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素の中から選択される少なくとも１種を用いることができる。
このようにすれば、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた光半導体装置用基板を製造できる。
また、本発明によれば、光半導体装置の製造方法であって、上記した本発明の光半導体装置用基板の製造方法により製造した光半導体装置用基板を用い、該光半導体装置用基板の前記第１のリード上に光半導体素子を搭載し、ワイヤーボンド又はフリップチップボンドして前記光半導体素子の第１の電極及び第２の電極を前記第１のリード及び前記第２のリードにそれぞれ電気的に接続し、前記光半導体素子を樹脂封止する又はレンズモールドすることを特徴とする光半導体装置の製造方法が提供される。
このような製造方法であれば、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質な光半導体装置を低コストで容易に製造できる。また、光半導体素子をレンズモールドすれば、薄型化された光半導体装置を製造できる。
本発明では、光半導体装置用基板の製造方法において、第１のリードと第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体を成型して、第１のリード、第２のリード及び樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上となるように板状に形成するので、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質で、さらに、光半導体装置の薄型化が可能な光半導体装置用基板を低コストで容易に製造できる。
本発明の光半導体装置用基板の一例の概略上面図である。 図１の直線Ａ−Ａ’方向の部分の概略断面図である。 本発明の光半導体装置用基板の別の一例の概略上面図である。 本発明の光半導体装置用基板の製造方法におけるインジェクション成型を説明する説明図である。 本発明の光半導体装置の一例の概略断面図である。 本発明の光半導体装置の製造方法を説明する説明図である。
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質で、かつ薄型化可能な光半導体装置用基板を生産性良く、容易に製造できる方法が課題となっている。
そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、リフレクターを形成することなく、光半導体装置用基板を第１のリードと第２のリードとの間に熱硬化性樹脂組成物の成型体が形成された板状とし、この樹脂成型体をインジェクション成型により成型することにより上記課題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。
まず、本発明の光半導体装置用基板について説明する。
図１に示すように、本発明の光半導体装置用基板１は金属製の第１のリード２及び第２のリード３と、熱硬化性樹脂組成物の成型体４とを有する。第１のリード２は光半導体素子の第１の電極と例えばワイヤーを介して電気的に接続され、光半導体素子を搭載するためのパッドとしての役割を兼ねたものである。第２のリード３は光半導体素子の第２の電極と例えばワイヤーを介して電気的に接続されるものである。
光半導体装置用基板１において、第１のリード２と第２のリード３はそれぞれ並列に複数配置されている。
図２に示すように、光半導体装置用基板１はそれぞれの第１のリード２と第２のリード３との間の貫通した隙間６に熱硬化性樹脂組成物の成型体４が成型されて板状に形成された、いわゆるフラットフレーム構造を有し、第１のリード２、第２のリード３及び樹脂成型体４の表裏両面のそれぞれの露出した表面は同一平面上にある。
この熱硬化性樹脂組成物の成型体４はインジェクション成型（射出成型）により成型されたものである。
このような板状の構造とする理由として、１つは、光半導体装置用基板の表裏両面いずれも実質的に同一平面上とすることで、光半導体装置の製造工程においてレンズモールドを行う際のレンズ材料の流動性を損なわず、従ってレンズ材料の未充填部やレンズ内のボイドの発生を抑えることが可能なためである。更に、リフレクターを搭載した基板と比較して、リフレクターのない本発明の光半導体装置用基板１は薄型化が可能である点も挙げられる。
光半導体素子が搭載される第１のリード２は表裏両面が露出しているため光半導体素子が発生する熱を効率的に外部に放射でき、放熱性に優れたものとなるし、例えば、第１のリード２又は第２のリード３の裏面と外部電極とを電気的に接続することもできる。
樹脂成型体４はインジェクション成型により成型されたものであるので、下記で詳しく述べるように、樹脂成型体４の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質なものとなる。
第１のリード２は光半導体素子を載置する面積を有していれば良いが、熱伝導性、電気伝導性、反射効率などの観点から広面積の方が好ましい。従って、第１のリード２と第２のリード３の間隔は０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。０．１ｍｍ以上であれば、熱硬化性樹脂の未充填部の発生を抑止できるし、２ｍｍ以下であれば、基板上の光半導体素子を搭載する面積を十分に広くすることができる。
第１のリード２と第２のリード３の表面には、金属メッキが施されていることが好ましい。これにより光半導体素子から発する光の反射効率を高めることができる。また、光半導体装置の製造において、光半導体素子を熱硬化性樹脂により封止する際、或いはレンズモールドする際に、熱硬化性樹脂及びレンズ材料との接着性を高めることもできる。
メッキに用いられる金属としては、公知のものを用いることができ、中でも、銀、金、パラジウム、アルミニウム及びこれらの合金を用いることができる。好ましくは、光反射が最も効率よく行える銀メッキである。これらの金属メッキ、合金メッキは通常の方法を用いることが出来る。これら金属メッキは単層又は複数層に渡りメッキされていても良い。
金属メッキの厚さは通常５０μｍ以下の範囲であり、好ましくは１０μｍ以下の範囲である。５０μｍ以下であれば経済的な面で有利である。光半導体素子から発した光の反射効率をより高くする目的で、光沢度の高いメッキを施すことが好ましい。具体的には光沢度１．０以上のものが好ましく、より好ましくは１．２以上である。このような光沢の高い金属メッキとして、市販のめっき用薬液を公知の方法で用いることができる。
第１のリード２と第２のリード３の表面上にはメッキの密着性向上等を目的として下地メッキを設けてもよい。下地メッキの種類として、銀メッキ、金メッキ、パラジウムメッキ、ニッケルメッキ、銅メッキ、及びこれらのストライクめっき皮膜が形成されていても良いが、これに限定されるわけではない。これら下地メッキ皮膜の厚さは、通常０．０１μｍから０．５μｍの厚さである。好ましくは０．０１μｍから０．１μｍの厚さである。
更に、第１のリード２と第２のリード３の表裏両面に、金属の硫化を防ぐための硫化防止処理を行うこともできる。これは、銀メッキに代表されるように、金属が硫化されるために変色が進行し光の反射率が低下するのを防ぐためである。硫化防止処理は、例えば、硫化を妨げることのできる合金又は金属をリードの最表面にメッキする方法、有機樹脂を用いてワイヤーボンド性を妨げない程度にリードの最表面に塗布又はコーティングする方法、プライマーなどのシランカップリング剤をリードの最表面に塗布又はコーティングする方法、ワイヤーボンド接合を妨げない程度にリードの最表面にガラス皮膜を設ける方法などがあるが、これらに限定されず公知の方法を用いることができる。硫化防止皮膜の厚さはワイヤーボンド接合を妨げず、硫化を防ぐことの出来る範囲であり、特に制限されないが、通常１μｍ以下である。
図２に示すように、第１のリード２と第２のリード３の厚さ方向の側面に段差（図２の（Ｂ））、テーパ（図２の（Ｃ））、又は凹部（図２の（Ｄ）（Ｅ））を有することが好ましい。図２の（Ｂ）、（Ｃ）において、段差及びテーパは基板の表面側から裏面側にかけて外側に拡がる形状をしている。図２の（Ｄ）、（Ｅ）において、凹部はその側面の内側に向かって屈曲又は湾曲した形状となっている。これら段差状、テーパ状、凹形状の側面によってインジェクション成型時に充填される熱硬化性樹脂が光半導体装置用基板から脱落しないように保持することができる。
この際、熱硬化性樹脂の保持力を高めるための接触面積の増加という観点から、側面は段差、屈曲形状又は湾曲形状の凹部を有することが好ましく、段差を有することがより好ましい。段差の厚さ方向の高さはリードフレームの総厚（ｔ）に対し１／１０（ｔ）〜１／２（ｔ）の範囲が好ましい。より好ましくは１／５（ｔ）〜１／２（ｔ）である。段差の厚さ方向の高さが１／２（ｔ）より薄ければインジェクション成型時に樹脂が充填される際の樹脂の流れに対しての抵抗となることもなく、未充填、ボイド、及び該段差を起点としたバリの発生を抑止できる。段差の厚さ方向の高さが１／１０（ｔ）より厚ければ、段差が強度不足のために変形することもなく、取り扱いが容易となる。
図３に示すように、並列に複数配置された第１のリード２と第２のリード３は、第１のリード及び第２のリードの厚さより薄い厚さを有するタイバー５を介して枠状のフレームと連結したものとすることができる。より具体的には、それぞれ１つの第１のリード２及び第２のリード３と、その間の樹脂成型体４の構成を単位フレームとしたとき、複数の単位フレームが枠状のフレーム内で互いに縦横方向にタイバー５によって連結されて多面付け配列されたリードフレームとして構成されている。ここで、それぞれの連結のためのタイバー５は１本でも複数本でも良い。
この際、タイバー５の厚さは光半導体装置用基板の総厚（ｔ）に対し１／１０（ｔ）〜１／２（ｔ）の範囲が好ましい。より好ましくは１／２（ｔ）〜１／３（ｔ）である。タイバー５が設置されている部分はインジェクション成型時に樹脂が充填される流路であるが、厚さが１／２（ｔ）より薄ければ樹脂の流れに対しての抵抗となることもなく、未充填、ボイド、及びタイバーを起点としたバリの発生を抑止できる。厚さが１／１０（ｔ）より厚ければ個々のリードを支える強度が不足することもなく、成型時の金型への設置及び取り出し時にリードフレームの取り扱いが容易となる。
第１のリード２と第２のリード３の材質は、銅、又は銅にニッケル・亜鉛・クロム・錫に代表される金属を含んだ銅合金や、鉄、又は鉄にニッケル・亜鉛・クロム・錫に代表される金属を含んだ鉄合金とすることができる。このような材質からなる金属薄板材料を、従来から用いられているプレス法またはエッチング法により形成したものを用いることができるが、本発明はこれらに限定されるわけではない。導電性、放熱性、加工性、経済性の面から銅又は上記銅合金が好ましい。これらは市販されているものを用いることができ、導電率で３０％ＩＡＣＳ以上のものが好ましく、より好ましくは５０％ＩＡＣＳ以上のものである。
樹脂成型体４に用いられる熱硬化性樹脂はシリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。中でも、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくはシリコーン樹脂、又は有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。例えば、ポリアミド、液晶ポリマーに代表される、熱可塑性樹脂を充填材料として用いた場合、樹脂成型後の熱可塑性樹脂とリードは接着されない。このため、光半導体装置用基板が熱による膨張・収縮を繰り返したときに熱可塑性樹脂とリードとの間に隙間が発生するため好ましくない。
上記熱硬化性樹脂はインジェクション成型可能な範囲の樹脂であればよく、室温で液体であっても固体であっても良く、固体である場合は専用の加温混合装置を用いて溶融させることでインジェクション成型可能な粘度とすることができる。狭小部への熱硬化性樹脂の充填性を高めるという観点から、好ましくは室温で液状の材料であることが好ましく、より好ましくは室温で１〜１００Ｐａ・ｓの範囲である。熱硬化性樹脂は光反射性を有していることが好ましく、熱硬化後の波長４５０ｎｍにおける光反射率が８０％以上であることが好ましく、より好ましくは９０％以上である。
熱硬化性樹脂はリードフレーム形状を保持するために硬化後に硬質となるものが好ましく、また、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂であることが好ましい。このような目的に応じた機能を持たせるため、熱硬化性樹脂組成物に、少なくとも無機充填材及び拡散材のいずれかを添加することで硬化物にこれらを含ませることが好ましい。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等を挙げることができ、これらは単独でも、併用して用いてもよい。熱伝導性、光反射特性、成型性、難燃性の点から、シリカ、アルミナ、酸化アンチモン、水酸化アルミニウムであることが好ましい。また、無機充填材の粒径は、特に制限はないが、拡散材との充填効率、及び熱硬化性樹脂の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、１００μｍ以下であることが好ましい。拡散材としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等を好適に用いることができる。拡散材の粒経は、特に制限はないが、熱硬化性樹脂の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、１００μｍ以下であることが好ましい。
また、その他目的に応じて、顔料、蛍光物質、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。
このような材料としては、例えば、液状のシリコーンゴム射出成型に用いられる材料が好適であり、例えば、信越化学工業株式会社製 製品名ＫＥＧ−２０００、ＫＣＲ−３５００、ＫＣＲ−４０００などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
次に、本発明の光半導体装置用基板の製造方法について説明する。
本発明の光半導体装置用基板の製造方法は、上記した第１のリード、第２のリード、及び樹脂成型体を有する本発明の光半導体装置用基板を製造する方法である。
まず、例えば図１に示めされるように、第１のリード２と第２のリード３とをそれぞれ並列に複数配置する。この際、図３に示すような、上記した第１のリードと第２のリードをタイバーを介して枠状のフレームと連結したリードフレームとして準備することもできる。このようにすれば、第１のリードと第２のリードの取り扱いが容易になるので好ましい。
第１のリード２と第２のリード３の表面には、上記したように、光半導体素子から発する光の反射効率を高めるための金属メッキを施すことができる。
金属メッキは第１のリード２と第２のリード３の表面だけでなく、第１のリードと第２のリードの全面に形成しても良く、例えばロールｔｏロール方式又はバレルめっき方式を採用することができる。
尚、メッキ不要部分をシリコーンゴム等で形成されたメカニカルマスクで囲い、メッキする部分へめっき液を吹き上げるスパージャ方式や、メッキ不要部分にマスキングテープを施すテーピング方式、若しくはレジストを塗布する露光方式等を採用しても良い。
次に、第１のリード２と第２のリード３との間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体４を成型して、第１のリード２、第２のリード３及び樹脂成型体４の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上となるように板状に形成する。
第１のリード２と第２のリード３の間隔は、上記したように、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。
インジェクション成型は液状の樹脂あるいは溶融した樹脂を金型の空間（製品部）に注入し、固化させた後、金型から製品を取り外す成型方法であり、低圧でも狭小部に樹脂を充填することが可能であり、更に成型後の製品にバリが発生しない。そのため、本発明におけるインジェクション成型に好適に用いることができる。
より具体的には、上金型と下金型の間に第１のリードと第２のリードを挟み込み樹脂成型するモールド方法における樹脂の流路は、幅は第１のリードと第２のリード間の隙間であり、厚みはそれらリードの厚み、又はタイバーを介して連結されたものを用いる場合には、それらリードの厚みからタイバーの厚みを差し引いた隙間である。このような狭小な隙間に、液状で極めて低粘度の熱硬化性樹脂組成物をボイドを残すことなく完全に充填しなくてはならず、インジェクション成型を用いることで初めて実現できる。
尚、一般に熱硬化性樹脂を用いたその他の成型方法として例えばトランスファーモールドがあるが、本発明のような狭小部に低粘度の樹脂を成型する製造方法に用いるのは不向きである。低粘度の樹脂をトランスファーモールドで成型する場合、樹脂の押し部であるプランジャーと金型の微小な隙間等から低粘度の樹脂が漏れ出し良好に成型することができない。また、トランスファー圧力が高圧であるため、リードと上下金型間の微小な隙間から低粘度の熱硬化性樹脂が染み出し、その後硬化されることによって、フラッシュバリとなる。このフラッシュバリがリード表面に存在すると、光半導体装置の製造におけるワイヤーボンド工程でワイヤーの接合不良の不具合を発生したり、半田実装する際のハジキの原因となる。
また、高粘度の樹脂をトランスファーモールドする場合、より高圧で樹脂を押し出せばよいが、狭小な空間に未充填部、空気残りが発生し、フラッシュバリが更に発生しやすくなる。このようなフラッシュバリを除去する方法としてジェットスクラブやウォータージェットに代表されるブラスト処理、あるいは酸、アルカリによる洗浄を行う方法があるが、工程が増えることによる経済性の低下に加え、これら処理により表面の金属光沢を損なうという問題を生じる。このことはすなわち、光の反射効率の低下に直結し、光半導体装置の明るさ低下の原因となり好ましくない。
その他の成型方法として、例えばコンプレッションモールド（圧縮成型）では、本発明のような狭小部に低粘度の樹脂を成型することはできるが、金型と金属板の配置上の理由から基板裏面への樹脂の回りこみを防ぐことは不可能であり、ドランスファーモールドと同様、フラッシュバリの問題が発生するため適用することができない。
本発明におけるインジェクション成型による樹脂成型体４の成型方法について、以下により具体的に説明する。
まず、図４に示すように、第１及び第２のリードを上金型２０、下金型２１間に配置する。
インジェクション成型として、第１及び第２のリードを直接上下金型内に配置し、金型の樹脂注入口から熱硬化性樹脂組成物を注入するインサート成型法、又は、金型と第１及び第２のリードとの間にリリースフィルムを挟み込むインモールド成型法のいずれを用いても良いが、好ましくはインモールド成型である。
インモールド成型の場合、上金型、第１及び第２のリード、及び下金型のそれぞれの隙間にリリースフィルムを挟み込むことで第１及び第２のリードと金型との間の微小な隙間すら残すことなく、すなわちリードと金型間に熱硬化性樹脂の進入する隙間のない状態で成型できることに加え、成型中の金型の挟みこみ圧力による金属メッキ面への傷付着防止を図ることができる。
金型内に注入した熱硬化性樹脂組成物を第１のリード２と第２のリード３との間の貫通した隙間６に充填し、好ましくは、金型温度１００℃〜２００℃で１０秒〜３００秒の条件で熱硬化させた後、金型を外し、板状に形成された光半導体装置用基板を取り出す。その後、必要に応じて、熱硬化性樹脂を完全硬化させる目的で、１００℃〜２００℃で３０分〜１０時間の条件で熱硬化させても良い。
その後、脱脂を行う、金属メッキの光沢度をより高める等の目的に応じて、光半導体装置用基板の洗浄や金属面に再度メッキを行っても良い。
インジェクション成型中の熱硬化性樹脂の流路（充填部分）は、熱硬化性樹脂が閉塞して空気残りが発生しない構造であれば良く、自由に設計できる。必要に応じて、ベント付近にエア抜きを目的としたスリット構造等の製品の仕上がり向上を目的とした加工を施しても良い。
このような本発明の光半導体装置用基板の製造方法によって、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質で、薄型化可能な光半導体装置用基板を容易に製造できる。この製造方法によって、基板製造のリードタイムを短縮でき、使用する部材の低減により生産性を向上できる。本発明の光半導体装置用基板の製造方法によって製造した光半導体装置用基板は量産性及び信頼性に優れたものである。
次に、本発明の光半導体装置について説明する。
図５に示すように、本発明の光半導体装置１０は、本発明の光半導体装置用基板１の第１のリード２上に光半導体素子１１が搭載され、ワイヤーボンド又はフリップチップボンドされて光半導体素子１１の第１の電極及び第２の電極が第１のリード２及び第２のリード３にそれぞれ電気的に接続されている。光半導体素子１１はレンズ材料１２によってレンズモールドされている。
このような本発明の光半導体装置用基板を用いた光半導体装置は、低コストで、放熱特性に優れ、樹脂成型体の未充填部及び樹脂バリの発生のない高品質なものとなる。また、光半導体素子がレンズモールドされており、薄型化されたものである。
この本発明の光半導体装置１０は、以下に記載する本発明の本発明の光半導体装置の製造方法によって製造できる。
まず、光半導体素子１１を搭載するためのパッドを兼ねた第１のリード２に光半導体素子１１を搭載する（図６の（Ａ））。
光半導体素子１１の第１の電極と第１のリード２とを電気的に接続する。光半導体素子１１の第２の電極と第２のリード３とを電気的に接続する。この接続は、通常ワイヤーボンドにて行うが、光半導体素子１１の構造に応じてフリップチップボンドにて接続しても良い。
必要に応じて光半導体素子１１に、光変換材料を塗布する。塗布方法としては公知の方法を用いることが出来、ディスペンス方式、ジェットディスペンス方式、フィルムを貼り付ける等、適宜選択することが出来る。
次いで、光半導体素子１１及びワイヤー等を保護する目的として、レンズモールドや封止樹脂の塗布を行う（図６の（Ｂ））。図６では、レンズモールドした例を示している。レンズモールドは公知のレンズ材料を用いれば良く、通常、熱硬化性の透明材料であり、シリコーン樹脂が好適な例として挙げられる。レンズモールドの方式としては、トランスファー成型、インジェクション成型、コンプレッション成型等、公知の方法を用いることができる。封止樹脂の塗布方法として、ディスペンス方式を用いてドーム形状のレンズ材料を成型する方法、目的の形状にダム材料を塗布硬化して形成した凹部に公知の方法を用いて封止樹脂を塗布する方法等も挙げられる。
光半導体装置用基板上に設けられる材料の形状はレンズ状に限定されず、例えばトランスファー成型、インジェクション成型、コンプレッション成型等で一括に台形状、凸形状、四角形状等を成型し、後に個片化しても良い。好ましくは、同一形状の製品を短時間で製造可能で、光半導体装置として明るさを有効利用できるレンズモールドの方式である。光変換材料は、本工程の樹脂中に混合して成型してもよい。
次に、必要に応じて、ダイシングブレード２２等を用いて光半導体装置を切断し、個片化する（図６の（Ｃ））。これにより、光半導体素子を１個以上有する光半導体装置を得ることができる（図６の（Ｄ））。
切断方法としては公知の方法を採用すればよく、回転ブレードによるダイシング加工、レーザー加工、ウォータージェット加工、金型加工等の公知の方法により切断することができるが、ダイシング加工が経済的、工業的な面で好ましい。
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
＜光半導体装置用基板の製造＞
厚さ０．３ｍｍのクロム−スズ−亜鉛を含有する銅合金の金属板に打ち抜きを行い、図３に示すような形状の、複数個の第１のリードと第２のリードを並列に配置し、タイバーを介して連結されたリードフレームを準備した。また、第１のリードと第２のリードの側面に、図２の（Ｂ）に示すような、厚さ方向の高さが１５０μｍ（１／２ｔ）の段差を形成するためにエッチング処理を行った。その後、リードフレームに金属メッキとして、銀メッキを施した。この金属メッキの光沢度を日本電色工業株式会社製 分光色差計ＶＳＳ４００Ａを用いて測定した。測定点は５点とし、平均値を求めた。その結果、光沢度は１．４０であった。
次いで、熱硬化性樹脂を成型するため、インモールド成型が可能なインジェクション成型機において、１３０℃に加熱した下金型の上に前記リードフレームを固定した。同様に１３０℃に加熱した上金型でリードフレームを挟み込み型締めを行った。熱硬化性樹脂として、液状射出成型材料である信越化学工業株式会社製 製品名ＫＣＲ−３５００を用い、射出成型機のノズルより熱硬化性樹脂を注入した。注入した熱硬化性樹脂を金型内で１３０℃、１分間の加熱を行い樹脂成型体を仮硬化した。このインジェクション成型の際、光半導体装置用基板の製造に必要とされない樹脂硬化物を生成することはなかった。
次に、上金型と下金型とを開き、リードフレームと熱硬化性樹脂成型体が一体化されてなった光半導体装置用基板を金型内から取り出した。取り出した後、さらに１５０℃、２時間の加熱を行い熱硬化性樹脂成型体の完全硬化を行い、完成された光半導体装置用基板を得た。
得られた光半導体装置用基板の樹脂成型体を調査したところ、熱硬化性樹脂の未充填箇所や空気残りがなく成型されたものであった。更に、第１のリードと第２のリードの表面の銀メッキは傷等が付くことはなく、成型後の光沢度は１．４が維持されていた。更に、第１及び第２のリードの表面、裏面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、フラッシュバリは確認されなかった。
＜光半導体装置の製造＞
上記で製造した本発明の光半導体装置用基板の第１のリードの表面に光半導体素子をダイボンドした。
次いで、光半導体素子の第１の電極と光半導体装置用基板の第１リードとを、及び光半導体素子の第２の電極と光半導体装置用基板の第２のリードとを各々ワイヤーボンダーを用いてワイヤーボンディングして電気的に接続した。
ワイヤーを備えた光半導体素子に光変換材料（ＩＮＴＥＭＡＴＥＸ社製 ＥＧ２７６２）を１０体積％混合したシリコーン封止剤（信越化学工業株式会社製 製品名ＫＥＲ−２５００）を適量塗布し、硬化を行った。
光半導体素子と光変換材料が実装された光半導体装置用基板にレンズモールドを行うため、トランスファー成型機を用いて１５０℃に加熱した定型の下金型に光半導体装置用基板を固定した。同様に１５０℃に加熱した上金型で光半導体装置用基板を挟み込み型締めを行った。レンズ材料として、シリコーン樹脂である信越化学工業株式会社製 製品名ＫＥＲ−２５００を用い、トランスファー成型機のプランジャー部より注入した。注入したシリコーン樹脂を金型内で１５０℃、３分間の加熱を行い仮硬化した。次に、上金型と下金型とを開き、光半導体装置を金型内から取り出した。
取り出した後、さらに１５０℃、２時間の加熱を行い熱硬化性樹脂の完全硬化を行い、複数個のレンズモールドされた光半導体素子がマトリックス状に設けられた光半導体装置を得た。得られた光半導体装置のレンズ材料を調査したところ、未充填部、空気残りがなく、設計されたとおりレンズが成型されたものであった。また、光半導体装置の裏面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、フラッシュバリは確認されなかった。
その後、回転ブレードによるダイシング加工によって、レンズモールドされた光半導体装置のタイバーを含む樹脂成型体の部分を切り落として光半導体装置を個片化し、洗浄を行い、それぞれ１つの光半導体素子を有する光半導体装置を得ることができた。
得られた光半導体装置は薄型で製品寸法精度の高いものであった。
（比較例）
樹脂成型体をトランスファー成型で行った以外、実施例と同様に光半導体装置用基板を製造した。
その結果、樹脂成型体の成型時において、光半導体装置用基板の製造に必要とされない樹脂硬化物を大量に生成してしまった。また、成型後の樹脂成型体を調査したところ、未充填部・空気残りが多数発生してしまった。そこで、成型時の樹脂押し出し圧を増加させたところ、リード表面に樹脂バリが発生してしまった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
１…光半導体装置用基板、 ２…第１のリード、 ３…第２のリード、
４…樹脂成型体、 ５…タイバー、 ６…隙間、
１０…光半導体装置、 １１…光半導体素子、 １２…レンズ材料、
２０…上金型、 ２１…下金型、 ２２…ダイシングブレード。

Claims (14)

  1. 光半導体素子を搭載し、該光半導体素子の第１の電極と電気的に接続される第１のリードと、前記光半導体素子の第２の電極と電気的に接続される第２のリードとを有する光半導体装置用基板であって、
    それぞれ並列に複数配置された前記第１のリードと前記第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体が成型されて板状に形成されたものであり、前記第１のリード、前記第２のリード及び前記樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上にあるものであることを特徴とする光半導体装置用基板。
  2. 前記第１のリードと前記第２のリードの表面に金属メッキが施されているものであることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置用基板。
  3. 前記第１のリードと前記第２のリードの厚さ方向の側面に段差、テーパ、又は凹部を有するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光半導体装置用基板。
  4. 前記並列に複数配置された前記第１のリードと前記第２のリードは、前記第１のリード及び前記第２のリードの厚さより薄い厚さを有するタイバーを介して枠状のフレームと連結したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板。
  5. 前記熱硬化性樹脂組成物は、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板。
  6. 前記熱硬化性樹脂硬化物は、少なくとも無機充填材及び拡散材のいずれか１つを含み、前記無機充填材はシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムの中から選択される少なくとも１種であり、前記拡散材はチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素の中から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板。
  7. 光半導体装置であって、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板の前記第１のリード上に光半導体素子が搭載され、ワイヤーボンド又はフリップチップボンドされて前記光半導体素子の第１の電極及び第２の電極が前記第１のリード及び前記第２のリードにそれぞれ電気的に接続され、前記光半導体素子が樹脂封止された又はレンズモールドされたものであることを特徴とする光半導体装置。
  8. 光半導体素子を搭載し、該光半導体素子の第１の電極と電気的に接続される第１のリードと、前記光半導体素子の第２の電極と電気的に接続される第２のリードとを有する光半導体装置用基板の製造方法であって、
    前記第１のリードと前記第２のリードとをそれぞれ並列に複数配置し、
    前記第１のリードと前記第２のリードとの間の貫通した隙間にインジェクション成型により熱硬化性樹脂組成物の成型体を成型して、前記第１のリード、前記第２のリード及び前記樹脂成型体の表裏両面のそれぞれの露出した表面が同一平面上となるように板状に形成することにより前記光半導体装置用基板を製造することを特徴とする光半導体装置用基板の製造方法。
  9. 前記第１のリードと前記第２のリードの表面に金属メッキを施すことを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置用基板の製造方法。
  10. 前記第１のリードと前記第２のリードとして、厚さ方向の側面に段差、テーパ、又は凹部を有するものを用いることを特徴とする請求項８又は請求項１０に記載の光半導体装置用基板の製造方法。
  11. 前記複数の第１のリードと第２のリードの並列配置は、前記第１のリードと前記第２のリードを前記第１のリード及び前記第２のリードの厚さより薄い厚さを有するタイバーを介して枠状のフレームと連結することによって行うことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板の製造方法。
  12. 前記熱硬化性樹脂組成物として、シリコーン樹脂、有機変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板の製造方法。
  13. 前記熱硬化性樹脂硬化物に、少なくとも無機充填材及び拡散材のいずれか１つを含め、前記無機充填材としてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムの中から選択される少なくとも１種を用い、前記拡散材としてチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素の中から選択される少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板の製造方法。
  14. 光半導体装置の製造方法であって、
    請求項８乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光半導体装置用基板の製造方法により製造した光半導体装置用基板を用い、該光半導体装置用基板の前記第１のリード上に光半導体素子を搭載し、ワイヤーボンド又はフリップチップボンドして前記光半導体素子の第１の電極及び第２の電極を前記第１のリード及び前記第２のリードにそれぞれ電気的に接続し、前記光半導体素子を樹脂封止する又はレンズモールドすることを特徴とする光半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022183292A (ja) * 2018-06-25 2022-12-08 日亜化学工業株式会社 発光装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103855281A (zh) * 2014-01-26 2014-06-11 上海瑞丰光电子有限公司 一种led及其制备方法
DE102014103133A1 (de) * 2014-03-10 2015-09-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102014116370A1 (de) * 2014-11-10 2016-05-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Trägers und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
WO2016146200A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh An optoelectronic semiconductor device and a method for producing an optoelectronic semiconductor device
KR102668526B1 (ko) 2015-10-07 2024-05-24 에이엠에스-오스람 아시아 퍼시픽 피티이. 리미티드 몰드 회로 기판
JP6637003B2 (ja) * 2017-09-08 2020-01-29 サンコール株式会社 バスバーアッセンブリ
JP7239804B2 (ja) * 2018-08-31 2023-03-15 日亜化学工業株式会社 レンズ及び発光装置並びにそれらの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151239A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Toppan Printing Co Ltd Ｌｅｄ用リードフレーム及びｌｅｄモジュールの製造方法
WO2011122665A1 (ja) * 2010-03-30 2011-10-06 大日本印刷株式会社 Ｌｅｄ用リードフレームまたは基板、半導体装置、およびｌｅｄ用リードフレームまたは基板の製造方法
JP2013161870A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Dainippon Printing Co Ltd リードフレーム部材、樹脂付リードフレーム部材および半導体装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6798047B1 (en) * 2002-12-26 2004-09-28 Amkor Technology, Inc. Pre-molded leadframe
CN101807533B (zh) * 2005-06-30 2016-03-09 费查尔德半导体有限公司 半导体管芯封装及其制作方法
KR100828891B1 (ko) * 2006-02-23 2008-05-09 엘지이노텍 주식회사 Ｌｅｄ 패키지
KR100735325B1 (ko) * 2006-04-17 2007-07-04 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
KR20080032882A (ko) * 2006-10-11 2008-04-16 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지
JP2011233811A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Renesas Electronics Corp リードフレーム及びそれを用いた半導体装置の製造方法
US8294276B1 (en) * 2010-05-27 2012-10-23 Amkor Technology, Inc. Semiconductor device and fabricating method thereof
JP5739418B2 (ja) * 2010-06-11 2015-06-24 株式会社Adeka ケイ素含有硬化性組成物、該ケイ素含有硬化性組成物の硬化物及び該ケイ素含有硬化性組成物より形成されるリードフレーム基板
US8987022B2 (en) * 2011-01-17 2015-03-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting device package and method of manufacturing the same
KR101766297B1 (ko) * 2011-02-16 2017-08-08 삼성전자 주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR101825473B1 (ko) * 2011-02-16 2018-02-05 삼성전자 주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151239A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Toppan Printing Co Ltd Ｌｅｄ用リードフレーム及びｌｅｄモジュールの製造方法
WO2011122665A1 (ja) * 2010-03-30 2011-10-06 大日本印刷株式会社 Ｌｅｄ用リードフレームまたは基板、半導体装置、およびｌｅｄ用リードフレームまたは基板の製造方法
JP2013161870A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Dainippon Printing Co Ltd リードフレーム部材、樹脂付リードフレーム部材および半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022183292A (ja) * 2018-06-25 2022-12-08 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7417150B2 (ja) 2018-06-25 2024-01-18 日亜化学工業株式会社 発光装置

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