JP2015103557A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板実装時に実装基板の電極パッドとの接合信頼性に優れ、基板実装後に故障等の実用上の不具合に対して交換作業が容易な半導体発光装置を提供することにある。【解決手段】基板実装時に実装基板４０に対して半導体発光装置１を支持する支脚部２５を設けると共に、該支脚部２５の、側方からアウターリード３０ｂ、３１ｂの少なくとも１つが目視できる位置に切欠部２６を有するものとした。これにより、実装基板４０に設けられた電極パッド４１ａ、４１ｂと半導体発光装置１のアウターリード３０ｂ、３１ｂとのはんだ接合の接合状態を、切欠部２６を通してはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態を目視することにより外観から視覚的に把握・確認することができる。【選択図】図５

Description

本発明は、半導体発光装置に関するものであり、詳しくは、発光源に半導体発光素子を用いた表面実装型で且つサイドビュー型の半導体発光装置に関する。

従来、この種の半導体発光装置としては、例えば、特許文献１に「オプトエレクトロニック構成部材のためのケーシング」として開示されたケーシング（図１２参照）を用いることが提案されている。

開示されたケーシング１００は、ケーシング体８０、第１の接続ストリップ８１及び第２の接続ストリップ８２で構成され、ケーシング体８０は、一方の側（正面側）に切り欠き８３を有すると共に対向する他方の側（背面側）に中空室８４を有している。

切り欠き８３は、凹部８５ａ及び凹部８５ｂを備えており、凹部８５ａは、半導体チップが実装される第１の接続ストリップ８１の付加部８１ａが露出し、凹部８５ｂは、一端が第１の接続ストリップ８１の付加部８１ａに実装された半導体チップに接合されたボンディングワイヤの他端が接続される第２の接続ストリップ８２の一部が露出している。一方、中空室８４は、背壁８６、第２の側壁８７、第３の側壁８８及び第４の側壁８９で区画されている。

凹部８５ａに露出した第１の接続ストリップ８１及び凹部８５ｂに露出した第２の接続ストリップ８２の夫々は、ケーシング体８０の内部を延長されて第１の側面９０から外部に導出され、第１の側面９０に垂直に延びる第１の区分８１ｂ、８２ｂと第１の区分８１ｂ、８２ｂの夫々から第１の側面９０に沿って中空室８４側に折り曲げられた第２の区分８１ｃ、８２ｃを有している。

同様に、ケーシング体８０の第１の側面９０からは、ケーシング１００全体を支持する支持エレメント９１が突出して正面側から背面側に向かって延設され、第１の側面９０から支持エレメント９１の先端面９１ａまでの距離は、第１の側面９０から第１の接続ストリップ８１及び第２の接続ストリップ８２の夫々の第２の区分８１ｃ、８２ｃの、第１の側面９０と反対側の面までの距離以上になるように設定されている。

特表２０１２−５０３３１６号公報

ところで、上記構成のケーシング１００を用いた半導体発光装置を実装基板に実装するに際しては、実装基板に予め設けられた、ケーシング１００の第１の接続ストリップ８１及び第２の接続ストリップ８２の夫々の第２の区分８１ｃ、８２ｃに対応する形状寸法及び位置の電極パッドに、該第２の区分８１ｃ、８２ｃをはんだ等の導電性接合部材を介して接合する。

その場合、実装基板の電極パッドとケーシング１００の第１の接続ストリップ８１及び第２の接続ストリップ８２の夫々の第２の区分８１ｃ、８２ｃの接合前の位置関係及び接合後の接合状態（例えば、はんだ接合の場合は、はんだフィレットの形成状態）を第３の側壁８８側あるいは第４の側壁８９側から目視で確認しようとすると、支持エレメント９１によって視界が遮られて確認が困難である。

そのため、基板実装後の接合信頼性に劣るものとなる可能性がある。また、基板実装後の半導体発光装置に不具合が生じた場合の交換作業が煩雑になり、交換後の接合信頼性についても劣るものとなる恐れがある。

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、基板実装時に実装基板の電極パッドとの接合信頼性に優れ、基板実装後に故障等の実用上の不具合に対して交換作業が容易な半導体発光装置を提供することにある。

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、開口を有する凹部が設けられた樹脂成形体と、一端部側が前記樹脂成形体の内部に埋設され他端部側が前記樹脂成形体の外部に導出された、互いに平行に並設された複数のリードフレームを備え、 前記凹部の底部に前記複数のリードフレームの一端部側が露出して該露出部の少なくとも１つに半導体発光素子が実装されると共に前記複数のリードフレームの他端部側が前記半導体発光素子の光軸に平行な、光照射方向と反対方向に延設されてなるサイドビュー型の半導体発光装置であって、前記樹脂成形体は、下部の側方両端部に、前記半導体発光素子の光軸に略平行な凸状の支脚部が互いに対向して設けられており、前記支脚部は、前記半導体発光装置の基板実装時に該半導体発光装置を基板上に支持すると共に、側方から前記複数のリードフレームの少なくとも１つが目視できる位置に切欠部を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、開口を有する凹部が設けられた樹脂成形体と、一端部側が前記樹脂成形体の内部に埋設され他端部側が前記樹脂成形体の外部に導出された、互いに平行に並設された複数のリードフレームを備え、前記凹部の底部に前記複数のリードフレームの一端部側が露出して該露出部の少なくとも１つに半導体発光素子が実装されると共に前記複数のリードフレームの他端部側が前記半導体発光素子の光軸に平行な、光照射方向と反対方向に延設されてなるサイドビュー型の半導体発光装置であって、前記樹脂成形体は、下部の前記複数のリードフレームで挟まれた間の位置に、前記半導体発光素子の光軸に略平行な凸状の支脚部が設けられており、前記支脚部は、前記半導体発光装置の基板実装時に該半導体発光装置を基板上に支持すると共に、側方から前記複数のリードフレームの少なくとも１つが目視できる位置に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記複数のリードフレームの下面は、前記支脚部の下面に対して同一平面上、あるいはそれよりも上方に、あるいは少なくとも一部がそれよりも上方に位置していることを特徴とするものである。

本発明の半導体発光装置は、基板実装時に実装基板に対して半導体発光装置を支持する支脚部を設けると共に、該支脚部の、側方からリードフレームの少なくとも１つが目視できる位置に切欠部を有するものとした。

これにより、実装基板に設けられた電極パッドと半導体発光装置のリードフレームとのはんだ接合の接合状態が、切欠部を通してはんだフィレットの形成状態を目視することにより外観から視覚的に把握・確認することができる。

その結果、基板実装時に実装基板の電極パッドとの接合信頼性に優れ、基板実装後に故障等の実用上の不具合に対して交換作業が容易な半導体発光装置を実現できる。

第１の実施例を前方から見た斜視図である。 同じく、第１の実施例を後方から見た斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 基板実装状態の第１の実施例を後方方向から見た図である。 同じく、基板実装状態の第１の実施例を側方方向から見た図である。 第２の実施例を後方から見た斜視図である。 基板実装状態の第２の実施例を後方方向から見た図である。 同じく、基板実装状態の第２の実施例を側方方向から見た図である。 第３の実施例を後方から見た斜視図である。 基板実装状態の第３の実施例を後方方向から見た図である。 同じく、基板実装状態の第３の実施例を側方方向から見た図である。 従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１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。

図１は、本発明の半導体発光装置に係わる第１の実施例を前方から見た斜視図、図２は後方から見た斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

本発明に係わる第１の実施例の半導体発光装置１は、樹脂部材からなる樹脂成形体２と、金属部材からなる一対のリードフレーム３０、３１と、発光源となる半導体発光素子４を備えており、リードフレーム３０、３１を樹脂材料でインサート成形することにより、半導体発光装置１のパッケージ５が形成されている。

パッケージ５を構成する樹脂成形体２は、後述する半導体発光素子４の光軸Ｘ方向に垂直な平面からなる前後境界面６に対して、半導体発光素子４の光照射方向（以下、「前方方向」と呼称する）側に位置する部分（以下、「第１樹脂成形部」と呼称する）１０と半導体発光素子４の光照射方向と反対方向（以下、「後方方向」と呼称する）側に位置する部分（以下、「第２樹脂成形部」と呼称する）２０を備えている。

第１樹脂成形部１０は、半導体発光素子４及びボンディングワイヤ７を収容するテーパ状の凹部１１が形成された平板状の底部１２と、底部１２の、対向する上下両端部の夫々から立ち上がって各端部全長に沿って前方方向に延びる立壁部１３、１４を有している。

底部１２及び立壁部１４の下方には、前後境界面６から底部１２及び立壁部１４の側方両端部の夫々に沿って互いに対向して前方方向に延びる一対の支脚部１５が、底部１２及び立壁部１４に一体的に設けられている。

第２樹脂成形部２０は、平板状の底部２２と、底部２２の、対向する上下両端部の夫々から立ち上がって後方方向に延びる立壁部２３、２４を有している。

立壁部２３、２４のうち一方の立壁部２３は、底部２２の上端部から立ち上がって該上端部全長に沿って後方方向に延設され、他方の立壁部２４は、一対からなり、底部２２の側方両端部の夫々から互いに距離を置いて立ち上がって後方方向に延設されている。

底部２２と一対の立壁部２４の夫々の下方には、前後境界面６から底部２２の側方両端部の夫々及び一対の立壁部２４の夫々に沿って互いに対向して後方方向に延びる一対の支脚部２５が、底部２２及び立壁部２４に一体的に設けられている。夫々の支脚部２５は、先端側に先端部側から前後境界面６側に向かって下方に傾斜状に切り欠いた切欠部２６を有している。

第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａと、第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々の下面２５ａは、互いに略同一平面上に位置している。

一対のリードフレーム３０、３１は、互いに平行に並設されると共に、第１樹脂成形部１０の底部１２内を前後境界面６に沿って立壁部１３側から立壁部１４側に向かって埋設されて底部１２の下側側面１２ａから外部に導出され、導出部の下方において略直角に折り曲げられて第２樹脂成形部２０の底部２２の下側側面２２ａに沿って後方方向に延設されている。

一対のリードフレーム３０、３１の夫々の、第１樹脂成形部１０の底部１２内に埋設された部分（インナーリード）３０ａ、３１ａの夫々の一部は、第１樹脂成形部１０に形成された凹部１１の底部に露出しており、第１樹脂成形部１０外に導出されて第２樹脂成形部２０の底部２２の下側側面２２ａに沿って延設された部分（アウターリード）３０ｂ、３１ｂは、夫々の下面３０ｃ、３１ｃが、第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａ及び第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々の下面２５ａに対して同一平面上、あるいはそれよりも上方に位置している。なお、これ以外にも、アウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の下面３０ｃ、３１ｃは、少なくともその一部が、第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａ及び第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々の下面２５ａよりも上方に位置していればよい。具体的には例えば、アウターリード３０ｂ、３１ｂの先端付近の部分のみ、もしくは、アウターリード３０ｂ、３１ｂの先端と折曲部の間の部分が、支脚部１５、２５の夫々の下面１５ａ、２５ａに対して同一平面上で、それ以外は上方に位置してもよい。

換言すると、半導体発光装置１を側方から見たときに、一対のリードフレーム３０、３１の夫々のアウターリード３０ｂ、３１ｂが、第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａ及び第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々の下面２５ａを含む平面よりも突出しないように配置されている。

第１樹脂成形部１０の底部１２に設けられた凹部１１内には、該凹部１１の底面に露出した一対のインナーリード３０ａ、３１ａの一方３０ａに、発光源となる半導体発光素子４が導電性接合部材(図示せず)を介して実装され、半導体発光素子４の下部電極とリードフレーム３０とが電気的に接続されている。

また、一端部が半導体発光素子４の上部電極に接合されたボンディングワイヤ７の他端部が一対のインナーリード３０ａ、３１ａの他方３１ａに接合されて、半導体発光素子４の上部電極とリードフレーム３１がボンディングワイヤ７を介して電気的に接続されている。

更に、凹部１１内には透光性樹脂８が充填されて、半導体発光素子４及びボンディングワイヤ７が樹脂封止されている。透光性樹脂８は半導体発光素子４を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ７を振動及び衝撃等の機械的応力から保護する。また、透光性樹脂８は半導体発光素子４の光出射面とで界面を形成し、半導体発光素子４の発光光を半導体発光素子４の光出射面から透光性樹脂８内に効率良く出射させる機能も有している。

図４及び図５は、上記構成の半導体発光装置１を実装基板４０上に実装したときの状態を示すものであり、そのうち図４は半導体発光素子の光照射方向と反対方向（後方方向）から見た図、図５は側方方向から見た図である。

実装基板４０は、予め導体による配線パターンが形成されていると共に、半導体発光装置１を実装する位置に、該半導体発光装置１の一対のリードフレーム３０、３１の夫々の、第１樹脂成形部１０の底部１２の下側側面１２ａから導出されたアウターリード３０ｂ、３１ｂに対応する位置及び形状寸法の、一対の電極パッド４１ａ、４１ｂが設けられている。そして、実装基板４０の一対の電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々と半導体発光装置１の一対のアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々がはんだ接合されて、互いの機械的及び電気的な接続が図られている。

この場合、実装基板４０の電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々と、半導体発光装置１のアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々とのはんだ接合の接合状態は、電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の接合位置、及びはんだ接合によって形成されたはんだフィレットの形成状態を目視することにより、外観から視覚的に把握・確認することができる。

本実施形態においては、図４にあるように、半導体発光装置１が実装された実装基板４０を後方方向から観視することにより、電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対して、第２樹脂成形部２０の底部２２の下側側面２２ａ及び一対の支脚部２５の夫々の内側面２５ｂで囲まれた位置に位置するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の幅方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握でき、図５にあるように、側方方向から観視することにより、第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々に設けられた切欠部２６を通して電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の長さ方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握できる。

また、電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々にアウターリード３０ｂ、３１ｂをはんだ接合するに際して、はんだ接合の前に予め、切欠部２６を通して電極パッド４１ａ、４１ｂに対するアウターリード３０ｂ、３１ｂの幅方向及び長さ方向の位置決め（アライメント）を正確に行うことができる。

更に、はんだ接合による基板実装時、あるいは通電状態等における実用時に何らかの要因で半導体発光装置１に不具合が生じた場合、正常な半導体発光装置に交換（リペア）する必要が生じることがあるが、その際の交換作業に対しても、半導体発光装置１の後方方向及び側方方向から電極パッド４１ａ、４１ｂに対するアウターリード３０ｂ、３１ｂの取り外し及びはんだ接合を容易に行うことができ、はんだ接合後の電極パッド４１ａ、４１ｂに対する位置決め及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態の把握・確認を容易に行うことができる。

以上のことより、第１の実施例の半導体発光装置１は、実装基板４０の電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々と半導体発光装置１のアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々との位置関係及びはんだ接合におけるはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態を、少なくとも半導体発光装置１の後方方向及び両側方方向の３方向から目視できるため（実際は、半導体発光装置１の前後方向及び両側方方向の４方向からの目視が可能）、実装基板４０上に、容易に且つ高い接合信頼性をもって実装することができる。

図６は、本発明の半導体発光装置に係わる第２の実施例を後方から見た斜視図である。

第２の実施例は、上述の第１の実施例に対して第２樹脂成形部の支脚部の形状が異なる。

具体的には、第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々が、一対の立壁部２４の夫々の先端部の下方に該各立壁部２４に一体的に設けられている。換言すると、夫々の支脚部２５は、前後境界面６側を切り欠いた切欠部２６を有している。第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａと、第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々の下面２５ａは、互いに略同一平面上に位置している。

本実施例においては、上述の第１の実施例と同様に、半導体発光装置１が実装された実装基板４０を後方方向から観視することにより、電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対して、第２樹脂成形部２０の底部２２の下側側面２２ａ及び一対の支脚部２５の夫々の内側面２５ｂで囲まれた位置に位置するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の幅方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握でき（図７（半導体発光素子の光照射方向と反対方向（後方方向）から見た図）参照）、側方方向から観視することにより、第２樹脂成形部２０の一対の支脚部２５の夫々に設けられた切欠部２６を通して電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の長さ方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握できる（図８（側方方向から見た図）参照）。

図９は、本発明の半導体発光装置に係わる第３の実施例を後方から見た斜視図である。

第３の実施例は、上述の第１の実施例に対して第２樹脂成形部の支脚部の数及び配設位置が異なる。

具体的には、１つの支脚部２５が、一対のアウターリード３０ｂ、３１ｂで挟まれた間の位置に、第２樹脂成形部２０の底部２２から立ち上がってアウターリード３０ｂ、３１ｂの延長方向に沿って後方方向に延設されている。第１樹脂成形部１０の一対の支脚部１５の夫々の下面１５ａと、第２樹脂成形部２０の支脚部２５の下面２５ａは、互いに略同一平面上に位置している。

本実施例において、半導体発光装置１が実装された実装基板４０を後方方向から観視することにより、電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々に対して、第２樹脂成形部２０の底部２２の下側側面２２ａ及び支脚部２５で仕切られた２つの、後方及び側方に対する開放空間領域５０、５１の夫々に位置するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の幅方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握でき（図１０（半導体発光素子の光照射方向と反対方向（後方方向）から見た図）参照）、両側方方向から観視することにより、２つの開放空間領域５０、５１の夫々に位置するアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々の長さ方向の接合位置及びはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態が目視で把握できる（図１１（側方方向から見た図）参照）。

したがって、第３の実施例における支脚部２５は、第１及び第２の実施例にあるような、切欠部１６を設ける必要はない。

以上のことより、第３の実施例の半導体発光装置１は、実装基板４０の電極パッド４１ａ、４１ｂの夫々と半導体発光装置１のアウターリード３０ｂ、３１ｂの夫々との位置関係及びはんだ接合におけるはんだフィレット４２ａ、４２ｂの形成状態を、少なくとも半導体発光装置１の後方方向及び側方方向の２方向から目視できるため（実際は、半導体発光装置１の前後方向及び側方方向の３方向からの目視が可能）、実装基板４０上に、容易に且つ高い接合信頼性をもって実装することができる。

１… 半導体発光装置
２… 樹脂成形体
４… 半導体発光素子
５… パッケージ
６… 前後境界面
７… ボンディングワイヤ
８… 透光性樹脂
１０… 第１樹脂成形部
１１… 凹部
１２… 底部
１２ａ… 下側側面
１３… 立壁部
１４… 立壁部
１５… 支脚部
１５ａ… 下面
２０… 第２樹脂成形部
２２… 底部
２２ａ… 下側側面
２３… 立壁部
２４… 立壁部
２５… 支脚部
２５ａ… 下面
２５ｂ… 内側面
２６… 切欠部
３０… リードフレーム
３０ａ… インナーリード
３０ｂ… アウターリード
３０ｃ… 下面
３１… リードフレーム
３１ａ… インナーリード
３１ｂ… アウターリード
３１ｃ… 下面
４０… 実装基板
４１… 電極パッド
４１ａ… 電極パッド
４１ｂ… 電極パッド
４２… はんだフィレット
４２ａ… はんだフィレット
４２ｂ… はんだフィレット
５０… 開放空間領域
５１… 開放空間領域

Claims (3)

1. 開口を有する凹部が設けられた樹脂成形体と、
   一端部側が前記樹脂成形体の内部に埋設され他端部側が前記樹脂成形体の外部に導出された、互いに平行に並設された複数のリードフレームを備え、
   前記凹部の底部に前記複数のリードフレームの一端部側が露出して該露出部の少なくとも１つに半導体発光素子が実装されると共に前記複数のリードフレームの他端部側が前記半導体発光素子の光軸に平行な、光照射方向と反対方向に延設されてなるサイドビュー型の半導体発光装置であって、
   前記樹脂成形体は、下部の側方両端部に、前記半導体発光素子の光軸に略平行な凸状の支脚部が互いに対向して設けられており、
   前記支脚部は、前記半導体発光装置の基板実装時に該半導体発光装置を基板上に支持すると共に、側方から前記複数のリードフレームの少なくとも１つが目視できる位置に切欠部を有することを特徴とする半導体発光装置。
2. 開口を有する凹部が設けられた樹脂成形体と、
   一端部側が前記樹脂成形体の内部に埋設され他端部側が前記樹脂成形体の外部に導出された、互いに平行に並設された複数のリードフレームを備え、
   前記凹部の底部に前記複数のリードフレームの一端部側が露出して該露出部の少なくとも１つに半導体発光素子が実装されると共に前記複数のリードフレームの他端部側が前記半導体発光素子の光軸に平行な、光照射方向と反対方向に延設されてなるサイドビュー型の半導体発光装置であって、
   前記樹脂成形体は、下部の前記複数のリードフレームで挟まれた間の位置に、前記半導体発光素子の光軸に略平行な凸状の支脚部が設けられており、
   前記支脚部は、前記半導体発光装置の基板実装時に該半導体発光装置を基板上に支持すると共に、側方から前記複数のリードフレームの少なくとも１つが目視できる位置に位置することを特徴とする半導体発光装置。
3. 前記複数のリードフレームの下面は、前記支脚部の下面に対して同一平面上、あるいはそれよりも上方に、あるいは少なくとも一部がそれよりも上方に位置していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光装置。

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