JP2014067740A - Optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体装置に関するものであり、詳しくは、基板実装時のはんだリフロー工程において、溶融したはんだ(溶融はんだ)の表面張力によって実装基板の実装面に対して傾いた状態で実装されることがないような構造を備えたサイドビュータイプの光半導体装置に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor device, and more specifically, in a solder reflow process at the time of board mounting, mounting is performed in a state inclined with respect to the mounting surface of the mounting board by the surface tension of molten solder (molten solder). The present invention relates to a side view type optical semiconductor device having such a structure.
従来、この種の光半導体装置としては、例えば、特開平10−107326号公報(特許文献1)に側面発光型LEDランプとして開示されたものがある。それは、図24に示すように、チップ搭載用基板81の一方の面にLEDチップ82が搭載されると共にそのLEDチップ82を覆うように透光性のモールド83が設けられ、チップ搭載用基板81の、LEDチップ82を覆う透光性のモールド83が設けられた側の反対側に該透光性のモールド83と略等価なバランス用のモールド84が設けられている。
Conventionally, as this type of optical semiconductor device, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-107326 (Patent Document 1) as a side-emitting LED lamp. As shown in FIG. 24, an
側面発光型LEDランプ80をこのような構造とすることにより、LEDランプ実装用基板85に側面発光型LEDランプ80をはんだリフローによってはんだ実装する場合に、側面発光型LEDランプ80は、はんだリフロー時の溶融はんだの表面張力が加わってもチップ搭載用基板81の両側に設けられたモールド83、84によってLEDランプ実装用基板85のLEDランプ実装面86に対する傾きを防止することがでる。
With the side-emitting
また、他の従来例として、特開2012−99737号公報(特許文献2)にサイドビュー型半導体発光装置として開示されたものもある。それは、図25((a)、(b))に示すように、LED素子が搭載されると共に該LED素子に電気的に接続された内部電極パターン91が形成されたLED素子搭載基板92のLED素子搭載面に、LED素子からの出射光が通過する開口93を有するリフレクタ基板94が貼着され、LED素子搭載基板92のLED素子搭載面の反対面に、LED素子搭載基板92の少なくとも外部電極パターン95が露出する形状で且つ底面96がリフレクタ基板94の下面97と面一となる突起部98と該突起部98同士を繋ぐ梁部99を備えたストッパ基板100が貼着されている。
As another conventional example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-99737 (Patent Document 2) as a side view type semiconductor light emitting device. As shown in FIG. 25 ((a), (b)), an LED of an LED
これにより、図25(c)に示すように、サイドビュー型半導体発光装置90を発光装置実装用基板101にはんだ実装したときに、LED素子が搭載されたLED素子搭載基板92が溶融はんだ102の表面張力によって発光装置実装用基板101側に引っ張られても、突起部98の底面96及びリフレクタ基板94の下面97が発光装置実装用基板101の電極パッド103の上面104に当接することによりサイドビュー型半導体発光装置90が発光装置実装用基板101の発光装置実装面105に対して傾くことを防止することができる。
Thus, as shown in FIG. 25C, when the side-view type semiconductor
ところで、上記特許文献1においては、LEDランプ実装用基板85に側面発光型LEDランプ80をはんだリフローによってはんだ実装するにあたり、LEDランプ実装用基板85のLEDランプ実装面86に対する側面発光型LEDランプ80の傾きを防止するために、チップ搭載用基板81の、LEDチップ82を覆う透光性のモールド83が設けられた側の反対側に該透光性のモールド83と略等価なバランス用のモールド84を特別に設けている。
By the way, in
また、上記特許文献2においては、同様に、発光装置実装用基板101にサイドビュー型半導体発光装置90をはんだリフローによってはんだ実装するにあたり、サイドビュー型半導体発光装置90が発光装置実装用基板101の発光装置実装面105に対して傾くことを防止するために、サイドビュー型半導体発光装置90に突起部98を有するストッパ基板100を特別に設けている。
Similarly, in
このように、特許文献1の側面発光型LEDランプ及び特許文献2のサイドビュー型半導体発光装置はいずれも、はんだ実装時の溶融はんだの表面張力によって実装基板の実装面に対して傾いた状態で実装されるのを防止するために、傾き防止用の特別な部材を必要としている。その結果、新たな部材の追加により製造コストのコストアップを招くことになる。
As described above, both the side-emitting LED lamp of
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、新たな部材の追加を必要とすることなく且つ製造が容易な構造によって、はんだリフロー工程におけるはんだ実装時に、溶融はんだの表面張力によって実装基板に対して傾いた状態で実装されることがないサイドビュータイプの光半導体装置を提供することにある。 Therefore, the present invention was devised in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide a structure that is easy to manufacture without requiring addition of a new member, and at the time of solder mounting in the solder reflow process. It is an object of the present invention to provide a side view type optical semiconductor device that is not mounted in a tilted state with respect to a mounting substrate due to surface tension of molten solder.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、光入出射面に対向する位置に該光入出射面と平行に位置する平板状のダイボンディング部と、前記ダイボンディング部の一端部から前記光入出射面方向に直角に折曲されて、基板実装時に基板と対向する側の基板対向面に対向する位置に該基板対向面と平行に位置する第1の側板部を有する第1のリードと、前記光入出射面に対向する位置に前記第ダイボンディング部と同一平面上に並設された平板状のワイヤボンディング部と、前記ワイヤボンディング部の一端部から前記光入出射面方向に直角に折曲されて、前記基板対向面に対向する位置に前記第1の側板部と同一平面上に並設された第2の側板部を有する第2のリードと、前記第1のリードの前記ダイボンディング部の内面の一部及び外面と前記第1の側板部の外面、及び、前記第2のリードの前記ワイヤボンディング部の内面の一部及び外面と前記第2の側板部の外面の夫々を除く部分を、前記第1のリード及び前記第2のリードに沿って一体に覆う樹脂部と、前記ダイボンディング部の表面の前記樹脂部から露出した部分にダイボンディングされた光半導体素子と、前記光半導体素子の電極と前記ワイヤボンディング部の表面の前記樹脂部から露出した部分を接続するボンディングワイヤと、前記樹脂部で囲まれた領域を満たす、絶縁性及び透光性を有する封止樹脂と、を備え、前記第1のリードは、前記ダイボンディング部の前記一端部の対向位置に位置する他端部から前記光入出射面と反対方向に直角に折曲突出された第1の背面電極部、及び/又は、前記第1の側壁部の端部から前記光入出射面と隣接し且つ前記基板対向面に垂直な面に沿って該基板対向面方向に直角に折曲されて外面を除く部分が前記樹脂部に一体に覆われる側面部と、前記側面部の端部から該基板対向面方向に水平に折曲げられ突出する第1の側面電極部を有し、前記第2のリードは、前記ワイヤボンディング部の前記一端部の対向位置に位置する他端部から前記光入出射面と反対方向に直角に折曲突出された第2の背面電極部、及び/又は、前記第2の側壁部の端部から前記光入出射面と隣接し且つ前記基板対向面に垂直な面に沿って該基板対向面方向に直角に折曲されて外面を除く部分が前記樹脂部に一体に覆われる側面部と、前記側面部の端部から該基板対向面方向に水平に折曲げられ突出する第2の側面
電極部を有し、前記第1の背面電極部、前記第2の背面電極部、前記第1の側面電極部及び前記第2の側面電極部は夫々前記基板対向面から該基板対向面の垂直方向の前記光半導体素子側に所定の距離を置いた位置に位置していることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記第1の背面電極部、前記第2の背面電極部、前記第1の側面電極部及び前記第2の側面電極部はいずれも前記基板対向面に水平な同一面上にあることを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項2において、前記基板対向面から前記第1の背面電極部、前記第2の背面電極部、前記第1の側面電極部及び前記第2の側面電極部までの夫々の所定の距離は、いずれも10〜25μmの範囲であることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first back electrode portion, the second back electrode portion, the first side electrode portion, and the substrate from the substrate facing surface. Each of the predetermined distances to the second side surface electrode portion is in the range of 10 to 25 μm.
本発明の光半導体装置は、第1のリードの第1の背面電極部及び/又は第1の側面電極部と、第2のリードの第2の背面電極部及び/又は第2の側面電極部を、基板対向面から該基板対向面の垂直方向の前記半導体素子側に所定の距離を置いた位置に位置させた。 The optical semiconductor device of the present invention includes a first back electrode portion and / or a first side electrode portion of a first lead, and a second back electrode portion and / or a second side electrode portion of a second lead. Was positioned at a predetermined distance from the substrate facing surface to the semiconductor element side in the direction perpendicular to the substrate facing surface.
基板対向面から上記各電極部の下面までの距離は、基板実装時に基板の電極パッド上に各電極部を位置させた状態で実装したときに、電極パッドの厚みに対してはんだ接合時にはんだが充填されて互いにはんだ接合される電極パッドと各電極部との隙間を、高信頼性のはんだ接合を可能にする最適な距離に設定することにより決定される。 The distance from the substrate facing surface to the lower surface of each of the electrode portions described above is such that when the electrodes are mounted with the electrode portions positioned on the electrode pads of the substrate when the substrate is mounted, It is determined by setting the gaps between the electrode pads that are filled and soldered to each other and the respective electrode portions to an optimum distance that enables highly reliable solder bonding.
その結果、はんだリフロー工程に対して、光半導体装置が載置された基板を、該光半導体装置が基板上に傾きのない所定の向きに載置されてなる状態で投入することができ、はんだリフロー後の光半導体装置実装基板は、光半導体装置が基板上に該基板に対して傾くことなく所定の方向を向いた状態で実装される。 As a result, the substrate on which the optical semiconductor device is placed can be thrown into the solder reflow process in a state in which the optical semiconductor device is placed on the substrate in a predetermined orientation without inclination. The optical semiconductor device mounting substrate after reflow is mounted in a state where the optical semiconductor device faces a predetermined direction without being inclined with respect to the substrate.
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図23を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 23 (the same parts are denoted by the same reference numerals). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to these embodiments.
まず、本発明の光半導体装置の製造方法について、図1〜図12を参照して工程順に詳細に説明する。 First, the manufacturing method of the optical semiconductor device of this invention is demonstrated in detail in order of a process with reference to FIGS.
最初に、多数個取り用のリードフレーム10の製造工程において、例えば、Cu合金からなる板材にNi、Pd、Au、Ag等のメッキを施すことによる表面処理を行った金属板材に対し、板金加工による切断加工及び打抜き加工を施すことによって不要な部分を取り除き、さらに曲げ加工によって所望の形状に成形する。
First, in the manufacturing process of the
板金加工後のリードフレーム10は、図1(平面説明図)、図2(図1のA−A断面説明図)及び図3(図1のB−B断面説明図)に示すように、並設された外枠部11から互いに対向する外枠部11側に向かって延びる第1のリード部19と第2のリード部20を有し、第1のリード部19及び第2のリード部20はいずれも夫々の延長方向に向けて階段状に折り曲げられている。
As shown in FIG. 1 (plan view), FIG. 2 (A-A cross section), and FIG. 3 (BB cross-section) in FIG. It has the 1st
そのうち、第1のリード部19は、外枠部11と、外枠部11に直角に折り曲げられた側板部13と、側板部13に直角に且つ外枠部11と反対方向に折り曲げられた、光半導体素子をダイボンディングする領域を有するダイボンディング部15と、ダイボンディング部15に直角に且つ側板部13と反対方向に折り曲げられた、外部電源からの電力を受電する外部電極端子部(以下、「電極部」と略称する)18を有している(図2参照)。
Among them, the
一方、第2のリード部20は、外枠部11と、外枠部11に直角に折り曲げられた側板部13と、側板部13に直角に且つ外枠部11と反対方向に折り曲げられた、一端部を光半導体素子の電極に接合されたボンディングワイヤの他端部を接合する領域を有するワイヤボンディング部16と、ワイヤボンディング部16に直角に且つ側板部13と反対方向に折り曲げられた電極部18を有している(図3参照)。
On the other hand, the
つまり、板金加工後のリードフレーム10は、外枠部11、側板部13、ダイボンディング部15或いはワイヤボンディング部16、及び電極部18の4つの平坦面と、外枠部11と側板部13による第1の折曲部12、側板部13とダイボンディング部15或いはワイヤボンディング部16による第2の折曲部14、及びダイボンディング部15或いはワイヤボンディング部16と電極部18による第3の折曲部17の3つの直角折曲部を有している。
That is, the
次に、板金加工後のリードフレーム10を成形樹脂でインサート成形して成形品(多数個取り用のパッケージ)を作製する。
Next, the
図4は板金加工後のリードフレーム10の平面説明図、図5は図4の第1のリード部19のC−C線の位置におけるインサート成形時の断面説明図、図6は図4の第1のリード部19のD−D線の位置におけるインサート成形時の断面説明図である。
4 is a plan view of the
インサート成形の成形樹脂21は、ポリアミド樹脂或いはシリコーン樹脂等の絶縁性及び遮光性を有する樹脂材料が用いられ、固定金型41と可動金型42が型締めされてなる金型40内にセットされたリードフレーム10の所定の位置に成形樹脂21を一体化する。
As the
この場合、リードフレーム10の第1のリード部19の中央部(C−C線の位置)は図5にあるように、対向する側板部13の夫々の内側と、対向する電極部18間の隙間18cを塞ぐように成形樹脂21が充填され、第1のリード部19の縁部(D−D線の位置)は図6にあるように、対向する電極部18間の隙間18cを塞ぐと共にダイボンディング部15の上面及び対向する側板部13の夫々の内側を成形樹脂21が一体に充填される。
In this case, as shown in FIG. 5, the center portion (the position of the CC line) of the
なお、図示はしないが、リードフレーム10の第2のリード部20においても、中央部は対向する側板部の夫々の内側と、対向する電極部間の隙間を塞ぐように成形樹脂が充填され、縁部は対向する電極部間の隙間を塞ぐと共にワイヤボンディング部の上面及び対向する側板部の夫々の内側を成形樹脂が一体に充填される。
Although not shown, in the
リードフレーム10において切断加工及び打抜き加工によって取り除かれた部分は、封止樹脂21の下面21aの位置がダイボンディング部15の下面15b(図5及び図6参照)及びワイヤボンディング部の下面(図示せず)と略同一面上に位置している。
The portions of the
すると、図7(平面説明図)に示すような成形品(多数個取り用のパッケージ)が得られる。インサート成形によって得られた多面取り用のパッケージ50は、成形樹脂21による樹脂部51が側壁部51aと底部51bで構成されるバット状を呈しており、底部51bはリードフレーム10の各ダイボンディング部15の一部及び各ワイヤボンディング部16の一部が露出して夫々ダイボンディング領域15a及びワイヤボンディング領域16aが形成されている。
As a result, a molded product (package for multi-cavity) as shown in FIG. 7 (plan view) is obtained. The
なお、側壁部51aの上端51aaはリードフレーム10の外枠部11の上面11aと略面一になっている。
The upper end 51aa of the
次に、図8(平面説明図)及び図9(図8のE−E断面説明図)に示すように、第1のリード部19のダイボンディング部15におけるダイボンディング領域15aの所定の位置に、所定数の光半導体素子30をダイボンディングして第1のリード部19のダイボンディング部15と光半導体素子30の下部電極の機械的及び電気的接続を図り、第2のリード部20のワイヤボンディング部16におけるワイヤボンディング領域16aの所定に位置に、光半導体素子30の上部電極に一端部を接合したボンディングワイヤ31の他端部を接合して第2のリード部20のワイヤボンディング部16と光半導体素子30の上部電極の電気的接続を図る。
Next, as shown in FIG. 8 (planar explanatory diagram) and FIG. 9 (EE cross-sectional explanatory diagram in FIG. 8), the
次に、図10(断面説明図)に示すように、側壁部51aと底部51bで構成されたバット状の樹脂部51に囲まれた領域内に、シリコーン樹脂或いはエポキシ樹脂等の絶縁性及び透光性を有する樹脂材料からなる封止樹脂32を充填し、光半導体素子30及びボンディングワイヤ31を樹脂封止する。なお、封止樹脂32は、光半導体装置の使用目的や用途に応じて蛍光体、拡散材、或いは可視光吸収材等が適宜混入される。これにより、多数個取り光半導体装置2が出来上がる。
Next, as shown in FIG. 10 (cross-sectional explanatory view), in the region surrounded by the bat-shaped
次に、多数個取り光半導体装置2を、図11(断面説明図)のように縦横夫々所定の間隔で切断して複数個に個片化し、図12(断面説明図)のような個々の光半導体装置1を得る。
Next, the multi-piece
なお、リードフレーム10の表面処理は、上記工程のように板金加工前に行ってもよいし、板金加工後のリードフレーム10に行ってもよい。いずれにしても、工程の適宜な段階で施される。
The surface treatment of the
上記の工程を経て得られた光半導体装置1は、図13(照射方向から見た斜視説明図)、図14(照射方向の反対方向から見た斜視説明図)、図15(縦断面説明図)及び図16(横断面説明図)に示す構造を有するものとなる。具体的には上記製造工程においても説明しているので重複することもあるが、改めて以下に詳細に説明する。
The
夫々が例えば、Cu合金からなる板材にNi、Pd、Au、Ag等のメッキを施してなる金属板材を階段状に折り曲げた第1のリード部19と第2のリード部20が、互いの折り曲げ方向に対して垂直な方向に所定の間隔を保って平行に並設されている。
Each of the
そのうち、第1のリード部19は、側板部13aと、側板部13aに直角に折り曲げられたダイボンディング部15と、ダイボンディング部15に直角に且つ側板部13aと反対方向に折り曲げられた電極部18aを有しており、一方、第2のリード部20は、側板部13bと、側板部13bに直角に折り曲げられたワイヤボンディング部16と、ワイヤボンディング部16に直角に且つ側板部13bと反対方向に折り曲げられた電極部18bを有している。
Among them, the
つまり、側板部13aと側板部13b、ダイボンディング部15とワイヤボンディング部16、電極部18aと電極部18bは夫々同一平面上に位置している。
That is, the
そして、樹脂部51が、その側壁部51aの外面51abを、第1のリード部19の側板部13aの外面13aa及び第2のリード部20の側板部13bの外面13baと略面一とし、且つ、その底部51bの外面51baを、第1のリード部19のダイボンディング部15の外面15b及び第2のリード部20のワイヤボンディング部16の外面16bと略面一とすると共に、第1のリード部19の側板部13aとダイボンディング部15、及び第2のリード部20の側板部13bとワイヤボンディング部16を覆って内部に埋没した状態で一体化している。
The
樹脂部51の底部51bは、該樹脂部51の一部が除去されて第1のリード部19のダイボンディング部15の一部及び第2のリード部20のワイヤボンディング部16の一部が露出して夫々ダイボンディング領域15a及びワイヤボンディング領域16aが形成され、ダイボンディング領域15aのダイボンディング部15上には、光半導体素子30がダイボンディングされてダイボンディング部15と光半導体素子30の下部電極の機械的及び電気的接続が図られている。
At the bottom 51b of the
また、ワイヤボンディング領域16aのワイヤボンディング部16上には、光半導体素子30の上部電極に一端部を接合したボンディングワイヤ31の他端部がワイヤボンディングにより接合されてワイヤボンディング部16と光半導体素子30の上部電極の電気的接続が図られている。
On the
そして、樹脂部51の側壁部51a及び底部51bで囲まれた領域内に、シリコーン樹脂或いはエポキシ樹脂等の絶縁性及び透光性を有する樹脂材料からなる封止樹脂32が設けられ、光半導体素子30及びボンディングワイヤ31が樹脂封止されている。封止樹脂32の下面32aは、樹脂部51の底部51bの端面51bbと面一となっている。
A sealing
樹脂部51の底部51bの端面51bbは、第1のリード部19の電極部18a、第2のリード部20の電極部18b及び樹脂部51の底部51bの互いに面一な夫々の下面18aa、18ba及び端面51bbと平行な面であり、且つ、これらの面18aa、18ba、51bbに対して光半導体素子30側に位置しており、互いの距離(d)は10〜25μmの範囲に設定されている(図15参照)。
The end surface 51bb of the bottom 51b of the
このような構造を有するサイドビュータイプの光半導体装置1について図17(基板実装時の説明図)を参照して外観的な説明を加えると、光半導体装置1は略矩形状を呈しており、光半導体素子30が実装された平板状のリードと一端部が光半導体素子30の電極に接続されたボンディングワイヤ31の他端部が接続された平板状のリードが互いに分離独立して設けられ、電極部18a、18bとなる夫々の端部部分が、外部からの光を光半導体素子30に導入する面或いは光半導体素子30から発せられた光を外部に向けて出射する面(光入出射面)3に対向する側の面、つまり、光入出射面3の反対側の面4から外部に突出している。
When an external description is added to the side view type
電極部18a、18bは、光半導体装置1を基板実装するときに基板55の光半導体装置実装面55aに対向する面となる基板対向面5に対して略平行となるように突出形成されている。基板対向面5と電極部18a、18bの夫々の下面18aa、18baは、基板対向面5の垂直方向において(d)=10〜25μmの範囲の距離を置いて位置している。
The
基板対向面5と電極部18a、18bの夫々の下面18aa、18baとの距離(d)は、光半導体装置1を、配線パターン56が形成された基板55の該配線パターン56を避けた光半導体装置実装面55aの位置に基板対向面5を載置すると共に、配線パターン56の電極パッド56a上に電極部18a、18bを位置させた状態で基板55に実装したときに、電極パッド56aの厚みに対してはんだ接合時にはんだ60が充填されて互いにはんだ接合される電極パッド56aと電極部18a、18bとの隙間を、高信頼性のはんだ接合を可能にする最適な距離に設定することにより決定される。
The distance (d) between the
これにより、はんだリフローによるはんだ接合に当たり、予め基板55上に載置された光半導体装置1は、基板55の配線パターン56を避けた平面状の光半導体装置実装面55a上に光半導体装置1の平面状の基板対向面5が面接触した状態となる。
As a result, the
そのため、はんだリフロー工程に対して、光半導体装置1が載置された基板55を、該光半導体装置1が基板55上に傾きのない所定の向きに載置されてなる状態で投入することができる。
For this reason, the
また、はんだリフロー工程におけるはんだ接合においては、光半導体装置1の、基板55の光半導体装置実装面55aに面接触する基板対向面5は、基板55の電極パッド56aに対するハンダ接合部となる電極部18a、18bの夫々の面積の合計面積よりも大きいため、電極パッド56aと電極部18a、18bとの隙間に充填されたはんだの溶融時の表面張力によっても基板55の光半導体装置実装面55aから光半導体装置1の基板対向面5が浮き上がることがなく、所謂マンハッタン現象と称される光半導体装置1が基板55に対して傾いた状態となるようなことはない。
Further, in the solder bonding in the solder reflow process, the
したがって、はんだリフロー後の光半導体装置実装基板は、光半導体装置1が基板55上に該基板55に対して傾くことなく所定の方向を向いた状態で実装される。
Therefore, the optical semiconductor device mounting substrate after the solder reflow is mounted on the
なお、上記実施形態の光半導体装置1においては、電極部18a、18bが光入出射面3に対向する側の面、つまり、光入出射面の反対側の面4から外部に突出しているが(図14参照)、電極部18a、18bが突出する面はこの面に限られるものではなく、図18(照射方向の反対方向から見た斜視説明図)にあるように、基板対向面5及び基板対向面5に対向する側の面、つまり、基板対向面5の反対側の面6を除く光入出射面3に垂直な面(側面)7、8から互いに反対方向に、且つ基板対向面5に対して略平行となるように突出形成されてもよい。
In the
このように構成された光半導体装置1は、はんだリフローによる基板実装に際しては図19(基板実装時の説明図)に示すように、基板55の配線パターン56を避けた平面状の光半導体装置実装面55a上に光半導体装置1の平面状の基板対向面5を面接触した状態で、光半導体装置1の両側面7、8から突出した電極部18a、18bが夫々基板55の電極パッド56a、56bにはんだ60を介して接合される。
The
この場合、電極部18a、18bが光入出射面4の反対面4から突出した上記実施形態に比べ、基板55に対して光半導体装置1を両側で固定することができるため該基板55に対する光半導体装置1の固定安定性が高められる。
In this case, since the
いずれにしても、光半導体装置の電極部の突出面は、該光半導体装置を基板に実装したときに、基板に対向する面及びその反対面を除く光入出射面に垂直な面(3面)のうち適宜な1面或いは複数面から突出される。 In any case, when the optical semiconductor device is mounted on the substrate, the protruding surface of the electrode portion of the optical semiconductor device is a surface (three surfaces) perpendicular to the light incident / exit surface excluding the surface facing the substrate and the opposite surface. ) From one or more appropriate surfaces.
そのいずれの場合も、電極部は、光半導体装置を基板実装するときに基板の光半導体装置実装面に対向する面となる基板対向面に対して略平行となるように突出形成される。基板対向面と電極部の夫々の下面は、基板対向面の垂直方向において(d)=10〜25μmの範囲の距離を置いて位置するものとなる。 In either case, the electrode portion is formed so as to protrude substantially parallel to the substrate facing surface that is the surface facing the optical semiconductor device mounting surface of the substrate when the optical semiconductor device is mounted on the substrate. The substrate facing surface and the lower surfaces of the electrode portions are positioned at a distance in the range of (d) = 10 to 25 μm in the vertical direction of the substrate facing surface.
ところで、上記光半導体装置においては、基板対向面の、樹脂部で形成された部分以外の部分が透光性を有する樹脂材料からなる封止樹脂で形成されているが、この面を形成している部分を部分的に反射面とすることにより、光半導体素子から実装基板方向に発せられた光を該反射面で反射して基板の上方に向かう反射光を光出射面から外部に出射することも可能である。これにより、光半導体素子から発せられた光を照射光として効率良く活用することができ、光の利用効率を高めることができる。 By the way, in the above optical semiconductor device, a portion of the substrate facing surface other than the portion formed by the resin portion is formed of a sealing resin made of a light-transmitting resin material. By making the portion that is partly a reflective surface, the light emitted from the optical semiconductor element toward the mounting substrate is reflected by the reflective surface, and the reflected light directed upward from the substrate is emitted from the light emitting surface to the outside. Is also possible. Thereby, the light emitted from the optical semiconductor element can be efficiently utilized as the irradiation light, and the light utilization efficiency can be increased.
具体的な製造工程においては、側壁部51aと底部51bで構成されたバット状の樹脂部51に囲まれた領域内に、シリコーン樹脂或いはエポキシ樹脂等の絶縁性及び透光性を有する樹脂材料からなる封止樹脂32を充填し、光半導体素子30及びボンディングワイヤ31を樹脂封止した後、図20(断面説明図)にあるように、切断線に沿って所定の幅及び深さの溝65を形成する。
In a specific manufacturing process, an insulating and translucent resin material such as a silicone resin or an epoxy resin is used in a region surrounded by a bat-shaped
溝65の形成は、ブレード或いはレーザー光によるダイシングでおこなわれ、ブレードでダイシングされた溝65aは断面形状が矩形になるのに対し、レーザー光でダイシングされた溝65bの場合は該溝65bの底面側(レーザー光の照射方向側)が狭まる逆台形状の断面形状を呈する。
The
次に、図21(断面説明図)にあるように、溝65内に、例えば酸化チタンを含むシリコーン樹脂を充填して光反射部66を形成する。
Next, as shown in FIG. 21 (cross-sectional explanatory view), the
その後、図22(断面説明図)にあるように、溝65を切断線に沿って溝65よりも細いブレード或いは溝65よりも細いスポット径のレーザー光で切断して複数個に個片化し、図23(断面説明図)のような個々の光半導体装置1を得る。
After that, as shown in FIG. 22 (cross-sectional explanatory view), the
以上のように、本発明の光半導体装置は、予め金属板材の板金加工により成形されたリードフレームを成形樹脂でインサート成形することによりリードフレームの所定の位置に成形樹脂が一体化されてなる多数個取り用のパッケージを作製し、パッケージ内のリードフレームの所定の位置に光半導体素子をダイボンディングすると共にボンディングワイヤをワイヤボンディングした後に、パッケージ内に透光性を有する封止樹脂を充填して全ての光半導体素子及びボンディングワイヤを一括で樹脂封止し、最後に、縦横夫々所定の間隔で切断して個片化した複数の光半導体装置を得るものである。 As described above, the optical semiconductor device of the present invention has a large number of molding resins integrated at predetermined positions of a lead frame by insert molding a lead frame previously molded by sheet metal processing of a metal plate material with molding resin. A package for individual production is manufactured, an optical semiconductor element is die-bonded at a predetermined position of a lead frame in the package, and a bonding wire is wire-bonded, and then a sealing resin having translucency is filled in the package. All the optical semiconductor elements and bonding wires are collectively sealed with resin, and finally, a plurality of optical semiconductor devices are obtained by cutting them at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions.
したがって、製造工程において一般的な光半導体装置の製造に用いられる部材以外の特別な部材を用いることなく、上述のように、はんだリフロー工程におけるはんだ実装時に、溶融はんだの表面張力によって実装基板に対して傾いた状態で実装されることがない光半導体装置を実現することができる。 Therefore, without using a special member other than the members used for manufacturing a general optical semiconductor device in the manufacturing process, as described above, the surface tension of the molten solder is applied to the mounting substrate during solder mounting in the solder reflow process. An optical semiconductor device that is not mounted in a tilted state can be realized.
なお、第1のリードと第2のリードは、夫々同一の幅に形成してもよいし、異なる幅にしてもよい。夫々異なる幅にした場合は、光半導体素子がダイボンディングされたリードか或いはボンディングワイヤが接合されたリードかを外観によって認識することができる。そのため、基板実装時に極性を間違えて実装することが防止され、電気的に確実な基板実装を行うことができる。 Note that the first lead and the second lead may be formed to have the same width or different widths. When the widths are different from each other, it is possible to recognize from the appearance whether the optical semiconductor element is a die-bonded lead or a bonding wire-bonded lead. For this reason, it is possible to prevent mounting with a wrong polarity at the time of board mounting, and it is possible to perform board mounting that is electrically reliable.
また、電極部18a、18bの突出方向は、光半導体装置が実装される基板の実装スペース或いは光半導体装置の製造上の容易性等を考慮して適宜決められる。
The protruding directions of the
上述の光半導体素子30は、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子、或いはLEDやレーザー等の発光素子が用いられる。したがって、上記光入出射面は受光素子の場合は光入射面となり、発光素子の場合は光出射面となる。
The
樹脂部51を形成する成形樹脂21は、蛍光体、拡散材、可視光吸収材等の光学特性を制御することができる部材を混入してもよい。
The
1… 光半導体装置
2… 多数個取り光半導体装置
3… 光入出射面
4… 光入出射面の反対面
5… 基板対向面
6… 基板対向面の反対面
7… 光入出射面に垂直な面(側面)
8… 光入出射面に垂直な面(側面)
10… リードフレーム
11… 外枠部
11a… 上面
12… 第1の折曲部
13… 側板部
13a… 側板部
13aa… 外面
13b… 側板部
13ba… 外面
14… 第2の折曲部
15… ダイボンディング部
15a… ダイボンディング領域
15b… 下面(外面)
16… ワイヤボンディング部
16a… ワイヤボンディング領域
16b… 下面(外面)
17… 第3の折曲部
18… 外部電極端子部(電極部)
18a… 外部電極端子部(電極部)
18aa… 下面
18b… 外部電極端子部(電極部)
18ba… 下面
18c… 隙間
19… 第1のリード(第1のリード部)
20… 第2のリード(第2のリード部)
21… 成形樹脂
21a… 下面
30… 光半導体素子
31… ボンディングワイヤ
32… 封止樹脂
32a… 下面
40… 金型
41… 固定金型
42… 可動金型
50… 多面取り用パッケージ
51… 樹脂部
51a… 側壁部
51aa… 上端
51ab… 外面
51b… 底部
51ba… 外面
51bb… 端面
55… 基板
55a… 光半導体装置実装面
56… 配線パターン
56a… 電極パッド
56b… 電極パッド
60… はんだ
65… 溝
65a… 溝
65b… 溝
66… 光反射部
DESCRIPTION OF
8 ... Surface (side surface) perpendicular to the light incident / exit surface
DESCRIPTION OF
16 ...
17 ...
18a ... External electrode terminal part (electrode part)
18aa ...
18ba ...
20 ... 2nd lead (2nd lead part)
DESCRIPTION OF
66 ... Light reflection part
Claims (3)
前記光入出射面に対向する位置に前記第ダイボンディング部と同一平面上に並設された平板状のワイヤボンディング部と、前記ワイヤボンディング部の一端部から前記光入出射面方向に直角に折曲されて、前記基板対向面に対向する位置に前記第1の側板部と同一平面上に並設された第2の側板部を有する第2のリードと、
前記第1のリードの前記ダイボンディング部の内面の一部及び外面と前記第1の側板部の外面、及び、前記第2のリードの前記ワイヤボンディング部の内面の一部及び外面と前記第2の側板部の外面の夫々を除く部分を、前記第1のリード及び前記第2のリードに沿って一体に覆う樹脂部と、
前記ダイボンディング部の表面の前記樹脂部から露出した部分にダイボンディングされた光半導体素子と、前記光半導体素子の電極と前記ワイヤボンディング部の表面の前記樹脂部から露出した部分を接続するボンディングワイヤと、
前記樹脂部で囲まれた領域を満たす、絶縁性及び透光性を有する封止樹脂と、を備え、
前記第1のリードは、前記ダイボンディング部の前記一端部の対向位置に位置する他端部から前記光入出射面と反対方向に直角に折曲突出された第1の背面電極部、及び/又は、前記第1の側壁部の端部から前記光入出射面と隣接し且つ前記基板対向面に垂直な面に沿って該基板対向面方向に直角に折曲されて外面を除く部分が前記樹脂部に一体に覆われる側面部と、前記側面部の端部から該基板対向面方向に水平に折曲げられ突出する第1の側面電極部を有し、
前記第2のリードは、前記ワイヤボンディング部の前記一端部の対向位置に位置する他端部から前記光入出射面と反対方向に直角に折曲突出された第2の背面電極部、及び/又は、前記第2の側壁部の端部から前記光入出射面と隣接し且つ前記基板対向面に垂直な面に沿って該基板対向面方向に直角に折曲されて外面を除く部分が前記樹脂部に一体に覆われる側面部と、前記側面部の端部から該基板対向面方向に水平に折曲げられ突出する第2の側面電極部を有し、
前記第1の背面電極部、前記第2の背面電極部、前記第1の側面電極部及び前記第2の側面電極部は夫々前記基板対向面から該基板対向面の垂直方向の前記光半導体素子側に所定の距離を置いた位置に位置していることを特徴とする略矩形状でサイドビュータイプの光半導体装置。 A flat die bonding portion positioned parallel to the light incident / exit surface at a position facing the light incident / exit surface, and a substrate bent from the one end of the die bonding portion at a right angle to the light incident / exit surface direction; A first lead having a first side plate located parallel to the substrate facing surface at a position facing the substrate facing surface on the side facing the substrate during mounting;
A flat wire bonding portion arranged in the same plane as the first die bonding portion at a position facing the light incident / exit surface, and folded at a right angle from the one end of the wire bonding portion toward the light incident / exit surface. A second lead that is bent and has a second side plate portion arranged in parallel with the first side plate portion at a position facing the substrate facing surface;
Part and outer surface of the inner surface of the die bonding portion of the first lead and the outer surface of the first side plate portion, and part and outer surface of the inner surface of the wire bonding portion of the second lead and the second surface. A resin portion that integrally covers a portion excluding each of the outer surfaces of the side plate portion along the first lead and the second lead;
An optical semiconductor element die-bonded to a portion exposed from the resin portion on the surface of the die bonding portion, and a bonding wire connecting an electrode of the optical semiconductor element and a portion exposed from the resin portion on the surface of the wire bonding portion When,
An insulating resin and a translucent sealing resin that fill the region surrounded by the resin portion,
The first lead includes a first back electrode portion that is bent at a right angle in a direction opposite to the light incident / exit surface from the other end located at a position opposite to the one end of the die bonding portion, and / or Alternatively, the portion excluding the outer surface by being bent at right angles to the substrate facing surface direction along the surface that is adjacent to the light incident / exiting surface and is perpendicular to the substrate facing surface from the end portion of the first side wall portion A side part integrally covered with the resin part, and a first side electrode part that is bent horizontally and protrudes from the end of the side part toward the substrate facing surface,
The second lead includes a second back electrode portion that is bent at a right angle in a direction opposite to the light incident / exit surface from the other end located at a position opposite to the one end of the wire bonding portion, and / or Alternatively, the portion excluding the outer surface by being bent at right angles to the substrate facing surface direction along the surface that is adjacent to the light incident / exiting surface and is perpendicular to the substrate facing surface from the end of the second side wall portion, A side surface portion integrally covered with the resin portion, and a second side surface electrode portion that is bent horizontally and protrudes from the end portion of the side surface portion toward the substrate facing surface,
The first back electrode portion, the second back electrode portion, the first side electrode portion, and the second side electrode portion are each in the direction perpendicular to the substrate facing surface from the substrate facing surface. A side view type optical semiconductor device having a substantially rectangular shape, wherein the optical semiconductor device is located at a predetermined distance on the side.
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KR20200067977A (en) * | 2016-12-01 | 2020-06-15 | 에피스타 코포레이션 | Light-emitting device |
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US11686896B2 (en) | 2017-10-27 | 2023-06-27 | Radiant Opto-Electronics(Suzhou) Co., Ltd. | LED light source module |
WO2023225944A1 (en) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | Light emitting substrate and display device |
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- 2012-09-24 JP JP2012209709A patent/JP2014067740A/en active Pending
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