JP2015133363A - Lead frame for optical semiconductor, resin compact for optical semiconductor and method of manufacturing the same, optical semiconductor package, and optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体用リードフレーム、光半導体用樹脂成形体及びその製造方法、光半導体パッケージ並びに光半導体装置に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor lead frame, an optical semiconductor resin molding and a method for manufacturing the same, an optical semiconductor package, and an optical semiconductor device.
発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)等の光半導体素子を実装した光半導体装置は、視認性に優れた高輝度の光を発することが可能であると共に、小型化が可能で、消費電力が低く、長寿命である、といった数々の利点を有している。このため、光半導体装置は、例えば、電球、ダウンライト、ベースライト、街灯、信号機等の照明器具、液晶ディスプレイ等のバックライト光源等として使用され、その用途は急速に拡大しつつある。 An optical semiconductor device in which an optical semiconductor element such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) is mounted can emit high-luminance light with excellent visibility, and can be miniaturized and consumes power. Has many advantages such as low life and long life. For this reason, the optical semiconductor device is used as, for example, a lighting device such as a light bulb, a downlight, a base light, a streetlight, a traffic light, a backlight light source such as a liquid crystal display, and the use thereof is rapidly expanding.
光半導体装置は、例えば、ほぼ直線状に延びる空間状のスリット部を介して対向する第1、第2のリード部よりなる単位実装領域と、単位実装領域の少なくとも発光素子実装表面及びスリット部に形成され、単位実装領域の発光素子実装表面が底面に露出する凹部を形成する穴を有する硬化性樹脂層と、凹部底面における単位実装領域の発光素子実装面に実装される発光素子と、発光素子実装後の凹部に充填される透明性樹脂からなる透明性樹脂層と、を備えている(特許文献1及び2)。また、単位実装領域の発光素子実装面に形成されるいわゆるリフレクタと呼ばれる硬化性樹脂層を有さず、硬化性樹脂層が主にスリット部に形成された平板型(フラット型)の光半導体装置も知られている(特許文献3)。
The optical semiconductor device includes, for example, a unit mounting region composed of first and second lead portions facing each other via a spatial slit portion extending substantially linearly, and at least a light emitting element mounting surface and a slit portion of the unit mounting region. A curable resin layer having a hole that forms a recess in which the light emitting element mounting surface of the unit mounting area is exposed on the bottom surface, a light emitting element mounted on the light emitting element mounting surface of the unit mounting area on the bottom surface of the recess, and the light emitting element And a transparent resin layer made of a transparent resin filled in the recess after mounting (
光半導体装置は、一般には、複数の単位実装領域を複数の接続片により縦横に格子状に連結した単位実装領域の集合体と、該集合体を支持する枠体とを備えるリードフレームを用い、トランスファモールド成形により製造されている。より具体的には、リードフレームを成形金型内に設置し、該金型におけるリードフレームの枠体の周縁部近傍に設けられたゲート部から該金型内に硬化性樹脂を注入して熱硬化させ、リードフレームの所定箇所に硬化性樹脂層を一体形成した光半導体装置用樹脂成形体を作製し、この樹脂成形体における各単位実装領域の所定の位置に発光素子を実装し、各発光素子を透明性樹脂層で被覆して光半導体パッケージを作製し、このパッケージを切断刃で切断して個片化することにより、光半導体装置が製造されている。 In general, an optical semiconductor device uses a lead frame that includes an assembly of unit mounting regions in which a plurality of unit mounting regions are connected in a grid pattern vertically and horizontally by a plurality of connection pieces, and a frame that supports the assembly. Manufactured by transfer molding. More specifically, a lead frame is placed in a molding die, and a curable resin is injected into the die from a gate provided near the periphery of the lead frame frame in the die. A resin molded body for an optical semiconductor device in which a curable resin layer is integrally formed at a predetermined portion of a lead frame is manufactured, and a light emitting element is mounted at a predetermined position of each unit mounting region of the resin molded body. An optical semiconductor device is manufactured by coating an element with a transparent resin layer to produce an optical semiconductor package, and cutting the package with a cutting blade into individual pieces.
従来の光半導体装置の製造方法では、光半導体用樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、単位実装領域に形成された硬化性樹脂層に亀裂、欠け、リードフレームからの部分的な剥離等の欠陥が発生し易いという問題がある。 In the conventional method of manufacturing an optical semiconductor device, when the resin molded body for an optical semiconductor is removed from the molding die, the curable resin layer formed in the unit mounting region is cracked, chipped, partially from the lead frame. There is a problem that defects such as peeling are likely to occur.
本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リードフレームの構造的な面から、上記欠陥の発生の防止策を見出した。従来から用いられている成形金型では、リードフレームの枠体周縁部の近傍に硬化性樹脂を注入するためのゲート部が設けられている。ゲート部から硬化性樹脂を注入して硬化性樹脂層を形成し、成形金型から脱型した場合、単位実装領域と枠体との境界領域を中心として硬化性樹脂層が破断し、その衝撃でその周辺の硬化性樹脂層に上記のような欠陥が生じ易くなり、光半導体装置の不良品率が増加することが、本発明者らの研究により判明した。 As a result of intensive studies in order to solve the problems of the prior art, the present inventors have found a measure for preventing the occurrence of the defect from the structural aspect of the lead frame. In a conventionally used molding die, a gate portion for injecting a curable resin is provided in the vicinity of the frame peripheral portion of the lead frame. When a curable resin layer is formed by injecting a curable resin from the gate part and removed from the molding die, the curable resin layer breaks around the boundary area between the unit mounting area and the frame, and the impact Thus, it has been found by the present inventors that the above-described defects are likely to occur in the peripheral curable resin layer and the defective product rate of the optical semiconductor device increases.
本発明者らは、上記知見に基づいて更に研究を重ねた結果、リードフレームにおける枠体の、単位実装領域の集合体と枠体との間に隙間を設け、枠体の該隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けることにより、樹脂成形体を成形金型から脱型する際における硬化性樹脂層の破断が従来技術における破断領域よりもリードフレームの外側方向にずれて起こり、単位実装領域周辺の硬化性樹脂層には破断による影響を及ぼさなくなり、上記した種々の欠陥の発生を防止できることを見出した。 As a result of further research based on the above findings, the present inventors have provided a gap between the assembly of the unit mounting area and the frame body of the frame body in the lead frame, and the inner side facing the gap of the frame body By providing a notch groove for resin injection that opens at the end face, the rupture of the curable resin layer when the resin molded body is removed from the mold is shifted more outwardly than the rupture area in the prior art. It has been found that the curable resin layer around the unit mounting area is not affected by breakage and the occurrence of the various defects described above can be prevented.
本発明の目的は、成形金型から光半導体用樹脂成形体を脱型する際に、該樹脂成形体における単位実装領域周辺に形成された樹脂層に亀裂、欠け、リードフレームからの部分的な剥離等の欠陥が発生することを防止できる光半導体用リードフレーム、光半導体用樹脂成形体及びその製造方法、光半導体パッケージ並びに光半導体装置を提供することである。 The object of the present invention is to remove a resin layer formed around a unit mounting area of the resin molded body from a crack, a chip, or a partial from a lead frame when the resin molded body for optical semiconductor is removed from the molding die. To provide a lead frame for optical semiconductor, a resin molded body for optical semiconductor, a manufacturing method thereof, an optical semiconductor package, and an optical semiconductor device capable of preventing occurrence of defects such as peeling.
本発明は、前述の課題解決のために、下記(1)〜(7)の光半導体用リードフレーム、下記(8)〜(9)の光半導体用樹脂成形体、下記(10)〜(11)の光半導体用樹脂成形体の製造方法、下記(12)の光半導体パッケージ、及び下記(13)の光半導体装置を構成した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following lead frames for optical semiconductors (1) to (7), resin moldings for optical semiconductors (8) to (9), and (10) to (11) below. The manufacturing method of the resin molding for optical semiconductors of (1), the optical semiconductor package of the following (12), and the optical semiconductor device of the following (13) were comprised.
(1)2以上の互いに離隔するリード部からなる単位実装領域が、縦横に複数連設されてなる光半導体用リードフレームであって、複数の単位実装領域の集合体の周りに、隙間を空けて枠体を設け、前記集合体のうち周端に配された単位実装領域と枠体とを連結し、枠体の内側に前記集合体を支持する支持部を設け、枠体に、前記隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けてなることを特徴とする光半導体用リードフレーム。 (1) An optical semiconductor lead frame in which a plurality of unit mounting areas composed of two or more lead portions spaced apart from each other are connected in series in a vertical and horizontal direction, and a gap is provided around an assembly of the plurality of unit mounting areas. Providing a frame, connecting a unit mounting region disposed at a peripheral edge of the aggregate and the frame, providing a support portion for supporting the aggregate inside the frame, and providing the gap to the gap. A lead frame for an optical semiconductor, characterized in that a notch groove for injecting resin is provided on the inner end face facing the surface.
(2)フレーム内部の前記単位実装領域のリード部周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域の同じく樹脂充填空間に連通させてなる上記(1)の光半導体用リードフレーム。
(3)縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結してなる上記(2)の光半導体用リードフレーム。
(4)支持部を、薄肉部より構成してなる上記(1)〜(3)の何れかの光半導体用リードフレーム。
(5)支持部を、薄肉の支持片より構成してなる上記(4)の光半導体用リードフレーム。
(2) The lead frame for an optical semiconductor according to (1), wherein the resin filling space around the lead portion in the unit mounting area inside the frame is communicated with the resin filling space in other unit mounting areas adjacent vertically and horizontally.
(3) The lead frame for an optical semiconductor according to (2), wherein the vertical and horizontal unit mounting regions are connected by a thin connecting portion.
(4) The lead frame for optical semiconductors according to any one of the above (1) to (3), wherein the support part is constituted by a thin part.
(5) The lead frame for optical semiconductors according to (4) above, wherein the support portion is composed of a thin support piece.
(6)切欠き溝を、枠体の前記集合体を囲む枠辺うち、互いに離隔するリード部間の樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びている枠辺に設けてなる上記(1)〜(5)の何れかの光半導体用リードフレーム。
(7)切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させてなる上記(1)〜(6)の何れかの光半導体用リードフレーム。
(6) The notch groove is provided in a frame side extending in a direction intersecting with a direction in which a resin filling space between lead parts spaced apart from each other extends among the frame sides surrounding the aggregate of the frame body ( The lead frame for optical semiconductors in any one of 1)-(5).
(7) The lead frame for an optical semiconductor according to any one of (1) to (6), wherein the notch groove is opened at a position opposite to a position between adjacent unit mounting regions.
(8)上記(1)〜(7)の何れかの光半導体用リードフレームと、該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出した光半導体用樹脂成形体。
(9)樹脂層を、リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形してなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つリードフレームの板厚と同じ厚みを有する平板型である上記(8)の光半導体用樹脂成形体。
(8) An optical semiconductor comprising the optical semiconductor lead frame according to any one of (1) to (7) above and a resin layer integrally formed with the lead frame, wherein the upper and lower surfaces of each lead portion are exposed on the front and back surfaces, respectively. Resin moldings.
(9) The resin layer is integrally formed on the lead frame with a resin filled in the space within the thickness of the lead frame, the upper and lower surfaces of each lead portion are exposed on the front and back surfaces, and the thickness of the lead frame (8) The resin molding for optical semiconductors of the said (8) which is a flat plate type which has the same thickness.
(10)上記(8)又は(9)の光半導体用樹脂成型体の製造方法であって、光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型のうち、一方の金型における前記リードフレームの枠体に設けられた切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて樹脂層をリードフレームに一体成形することを特徴とする光半導体用樹脂成形体の製造方法。
(11)上下金型を用いたトランスファモールド成型より熱硬化性樹脂を充填して樹脂層をリードフレームに一体成形する上記(10)の光半導体用樹脂成形体の製造方法。
(10) The method for producing a resin molded body for optical semiconductors according to (8) or (9) above, wherein the frame of the lead frame in one mold among the upper and lower molds sandwiching the optical semiconductor lead frame from above and below. A gate portion communicating with the inside of the notch groove through the opening is provided at a position corresponding to the opening on the mold side of the notch groove provided in the body, and a runner for supplying resin to the gate portion is provided. A method for producing a resin molded body for an optical semiconductor, wherein a resin layer is integrally formed on a lead frame using these upper and lower molds.
(11) The method for producing a resin molded product for an optical semiconductor according to (10), wherein a thermosetting resin is filled by transfer mold molding using upper and lower molds, and the resin layer is integrally formed on the lead frame.
(12)上記(8)又は(9)の光半導体用樹脂成形体と、単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、よりなる光半導体パッケージ。
(13)上記(12)の光半導体パッケージを、光半導体素子ごとに個片化してなる光半導体装置。
(12) The resin molded body for optical semiconductors according to (8) or (9) and the lead portions provided corresponding to each of the unit mounting regions and exposed on the surface of the resin molded body for optical semiconductors, respectively. An optical semiconductor package comprising: an optical semiconductor element mounted so as to be energized; a translucent resin layer formed by sealing each optical semiconductor element with a translucent resin;
(13) An optical semiconductor device obtained by dividing the optical semiconductor package of (12) into individual optical semiconductor elements.
本発明の光半導体用リードフレームは、2以上の互いに離隔するリード部からなる単位実装領域が縦横に複数連設された単位実装領域の集合体と、該集合体の周りに隙間を空けて設けられた枠体と、該集合体のうち周端に配された単位実装領域と枠体とを連結するように設けられ、枠体の内側に集合体を支持する支持部と、枠体の前記隙間を臨む内側端面に開口するように設けられる樹脂注入用の切欠き溝と、より構成されている。 An optical semiconductor lead frame of the present invention is provided with an assembly of unit mounting regions in which a plurality of unit mounting regions each composed of two or more spaced apart lead portions are arranged in a row and vertically, with a gap around the assembly. A frame body, a unit mounting region disposed at a peripheral edge of the aggregate, and a frame are connected to each other, and a support portion that supports the aggregate inside the frame, A notch groove for injecting resin is provided so as to open to the inner end face facing the gap.
この構成により、トランスファモールド成形等により光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形して得られる樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、樹脂層の破断位置が、該樹脂成形体における単位実装領域周辺からリードフレームの枠辺に形成された切欠き溝周辺に遠ざかり、各単位実装領域周辺の樹脂層に破断の影響が及ばなくなるので、該樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止でき、製品の不良品率を顕著に低下させることができる。また、複数の単位実装領域集合体と枠体との間の隙間を通じて該集合体へ樹脂を効率良く注入でき、且つ樹脂を該集合体の全域に満遍なく均一に行き渡らせることができる。 With this configuration, when the resin molded body obtained by integrally molding the resin layer on the optical semiconductor lead frame by transfer molding or the like is removed from the molding die, the break position of the resin layer in the resin molded body Since the resin layer around each unit mounting area is not affected by breakage from the periphery of the unit mounting area away from the periphery of the notch groove formed on the frame side of the lead frame, the resin layer is not cracked, chipped, or removed from the unit mounting area. It is possible to prevent the occurrence of defects such as peeling, and to significantly reduce the defective product rate. In addition, the resin can be efficiently injected into the aggregate through the gaps between the plurality of unit mounting region aggregates and the frame, and the resin can be evenly and uniformly distributed throughout the aggregate.
また、リードフレーム内部の単位実装領域のリード部周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域の同じく樹脂充填空間に連通させることにより、樹脂を縦横の単位実装領域に効率よく均一に供給できる。 In addition, by connecting the resin filling space around the lead part in the unit mounting area inside the lead frame to the same resin filling space in other unit mounting areas adjacent in the vertical and horizontal directions, the resin is efficiently and evenly distributed in the vertical and horizontal unit mounting areas. Can supply.
また、縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結することにより、複数の単位実装領域の集合体の全域に樹脂が広がり易くなり、該集合体への樹脂の供給を効率よく均一に行なうことができる In addition, by connecting the vertical and horizontal unit mounting areas with thin connection portions, the resin can easily spread over the entire assembly of the plurality of unit mounting areas, and the resin can be efficiently and uniformly supplied to the assembly. Can
また、支持部を薄肉部とすることにより、複数の単位実装領域の集合体と枠体との間の隙間に樹脂が広がり易くなり、該集合体への樹脂の供給を効率よく均一にできる。 Further, by making the support part a thin part, the resin can easily spread in the gap between the assembly of the plurality of unit mounting regions and the frame, and the supply of the resin to the assembly can be made uniform efficiently.
また、支持部を薄肉の支持片とすることにより、支持部を薄肉部に構成することが容易になり、複数の単位実装領域の集合体と枠体との間の隙間への樹脂の広がり性、及び該集合体への樹脂の効率よく且つ均一な供給性を一層向上させることができる。 In addition, by making the support part a thin support piece, it becomes easy to configure the support part to be a thin part, and the spreadability of the resin into the gap between the assembly of a plurality of unit mounting regions and the frame body , And the efficient and uniform supply of the resin to the aggregate can be further improved.
また、切欠き溝を、枠体の集合体を囲む枠辺うち、互いに離隔するリード部間の樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びている枠辺に設けることにより、リードフレームの一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るもののない樹脂充填空間が樹脂の主流路となるので、樹脂が複数の単位実装領域の集合体全域にほぼ均一に行き渡り易くなり、樹脂の供給速度を高め、特性のばらつきが非常に少なく、且つ絶縁不良が確実に防止された機械強度の高い光半導体装置を最終的に得ることができる。 In addition, by providing the notch groove on the frame side that surrounds the assembly of the frame body, the frame side that extends in the direction intersecting the direction in which the resin filling space between the lead parts spaced apart from each other extends, the lead frame Since the resin filling space that extends from one end to the other end and does not block the flow of the resin becomes the main flow path of the resin, the resin is likely to be distributed almost uniformly throughout the assembly of the plurality of unit mounting areas. It is possible to finally obtain an optical semiconductor device with high mechanical strength in which supply speed is increased, characteristic variation is extremely small, and insulation failure is reliably prevented.
また、切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させることにより、リードフレームの一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るものの少ない単位実装領域間の空間が樹脂の主流路となるので、樹脂が複数の単位実装領域の集合体全域に行き渡り易くなり、樹脂の供給速度を高め、特性のばらつきが少ない光半導体装置を最終的に得ることができる。 In addition, by opening the notch groove at a position opposite to the position between the adjacent unit mounting areas, the lead frame extends from one end to the other end, and between the unit mounting areas with little blockage of resin flow. Since the space becomes the main flow path of the resin, the resin can easily spread over the entire assembly of the plurality of unit mounting regions, the resin supply speed can be increased, and an optical semiconductor device with little variation in characteristics can be finally obtained.
本発明の光半導体用樹脂成形体は、上記した光半導体用リードフレームのいずれかと、該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出するように構成されている。この構成によれば、上記光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形をしているので、単位実装領域周辺の樹脂層に亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止された樹脂成形体となり、この樹脂成形体を用いれば、信頼性が高くかつ特性のばらつきが少ない最終製品(光半導体装置)を非常に低い不良品率で得ることができる。 The resin molded body for optical semiconductors of the present invention comprises any one of the above-described lead frames for optical semiconductors and a resin layer integrally molded with the lead frame, so that the upper and lower surfaces of each lead portion are exposed on the front and back surfaces, respectively. It is configured. According to this configuration, since the resin layer is integrally formed on the optical semiconductor lead frame, a resin in which defects such as cracks, chips, and partial peeling are prevented from occurring in the resin layer around the unit mounting region. By using this resin molded body, it is possible to obtain a final product (optical semiconductor device) with high reliability and little variation in characteristics at a very low defective product rate.
また、樹脂層を、光半導体用リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形することにより、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つリードフレームの板厚とほぼ同じ厚みを有する平板型(フラット型)の光半導体用樹脂成形体とすることができる。 Also, by integrally molding the resin layer on the lead frame with a resin that fills the space within the thickness of the optical semiconductor lead frame, the upper and lower surfaces of each lead portion are exposed on the front and back surfaces, respectively, and the lead frame It can be set as the flat type | mold resin molding for optical semiconductors which has the substantially same thickness as plate | board thickness.
本発明の光半導体用樹脂成形体の製造方法は、光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型(成形金型)のうち、一方の金型における該リードフレームの枠体に設けられた切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて樹脂層を該リードフレームに一体成形することを特徴とする。本発明の製造方法によれば、各単位実装領域周辺の樹脂層における亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止された樹脂成形体を効率良く製造できる。 The method for producing an optical semiconductor resin molding according to the present invention includes a cutting die provided on a frame of one of the upper and lower molds (molding molds) sandwiching the optical semiconductor lead frame from above and below. A gate portion communicating with the inside of the notch groove through the opening is provided at a position corresponding to the opening on the die side of the notch groove, and a runner for supplying resin to the gate portion is provided. And a resin layer is integrally formed on the lead frame. According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to efficiently manufacture a resin molded body in which the occurrence of defects such as cracks, chips and partial peeling in the resin layer around each unit mounting region is prevented.
また、上下金型を用いたトランスファモールド成形より硬化性樹脂を充填してリードフレームに硬化性樹脂層を容易に且つ効率良く一体成形することができる。 Also, the curable resin layer can be easily and efficiently integrally formed on the lead frame by filling the curable resin by transfer molding using the upper and lower molds.
本発明の光半導体パッケージは、上記光半導体用樹脂成形体と、単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、よりなる。本発明の光半導体パッケージは、上記光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形した光半導体用樹脂成形体を用いているので、各単位実装領域周辺の樹脂層における亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止されている。 The optical semiconductor package of the present invention is provided corresponding to each of the optical semiconductor resin molded body and the unit mounting region, and can be energized to each lead portion exposed on the surface of the optical semiconductor resin molded body. An optical semiconductor element to be mounted and a translucent resin layer formed by sealing each optical semiconductor element with a translucent resin. Since the optical semiconductor package of the present invention uses an optical semiconductor resin molded body in which a resin layer is formed integrally with the optical semiconductor lead frame, cracks, chips, and partial peeling in the resin layer around each unit mounting region The occurrence of such defects is prevented.
本発明の光半導体パッケージを光半導体素子ごとに個片化することにより、信頼性が高くかつ特性のばらつきが少ない光半導体装置を非常に低い不良品率で得ることができる。 By separating the optical semiconductor package of the present invention into individual optical semiconductor elements, an optical semiconductor device with high reliability and little variation in characteristics can be obtained with a very low defective product rate.
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係るリードフレーム1の全体構成を模式的に示す上面図である。なお、横方向及び縦方向に配列される単位実装領域10の個数は特に限定されず、それぞれ任意の個数とすることができる。図2は、図1に示される切り欠き溝14のX−X切断面線における断面図である。図3は、単位実装領域10を拡大して示す上面図である。図4は、図3に示される単位実装領域10のY−Y切断面線における断面図である。
FIG. 1 is a top view schematically showing the overall configuration of the
リードフレーム1は、互いに離隔する第1、第2のリード部20、21からなる単位実装領域10が、縦横に複数連設された集合体11と、集合体11の周りに、隙間25を空けて設けられる枠体12と、集合体11のうち周端に配された単位実装領域10xと枠体12とを連結し、枠体12の内側に集合体11を支持する支持部13と、枠体12における隙間25を臨む内側端面26に開口する樹脂注入用の切欠き溝14とを備えている。
The
リードフレーム1において、複数の単位実装領域10は帯状の金属片である第1、第2、第3の連結部27、28、29により縦横に連結され、集合体11を構成することにより、1の単位実装領域10の第1、第2のリード部20、21周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域10の樹脂充填空間に連通させることができる。その結果、樹脂を縦横の単位実装領域10に効率よく且つ均一に供給できる。なお、複数個の集合体11を、枠体12及びその両側の隙間25を介して横方向及び/又は縦方向に配列してリードフレームを構成しても良い。その場合、集合体11毎に切欠き溝14を設けてもよく、或いは所定の位置に一又は複数の切欠き溝14を設けても良い。
In the
また、第1、第2、第3の連結部27、28、29をハーフエッチング等により第1、第2のリード部20、21よりも薄肉とすることにより、集合体11の全域に樹脂が広がり易くなり、集合体11への樹脂の供給を効率よく均一に行なうことができる。
Further, by making the first, second, and third connecting
図3に示すように、1個の単位実装領域10において、第1、第2のリード部20、21は、縦方向に帯状に延びる空間部分であるスリット部22により、互いに離隔するように配置されている。第1、第2のリード部20、21は、厚みが相対的に厚い部分と相対的に薄い部分とを有し、両者の境界を点線で示している。点線で囲まれた内側領域20a、21aは厚みが相対的に厚い部分であり、点線より外側に拡がる外側領域20b、21bは厚みが相対的に薄い部分である。本実施形態では、図4のように、外側領域20b、21bは、例えばハーフエッチング等を利用して裏面を薄肉化している。
As shown in FIG. 3, in one
支持部13は、集合体11と枠辺12とを連結する部材であり、本実施形態では、薄肉の金属片である支持片として構成されている。支持部13を薄肉部とすることにより、集合体11と枠体12との間の隙間25に樹脂が広がり易くなり、集合体11への樹脂の供給を効率よく均一にできる。また、支持部13を薄肉の支持片とすることにより、支持部13を薄肉化することが容易になり、集合体11と枠体12との間の隙間25への樹脂の広がり性、及び集合体11への樹脂の効率よく且つ均一な供給性を一層向上させることができる。
The
切欠き溝14は、図1及び図2に示すように、枠体12における枠辺12aの横方向ほぼ中央部において、枠辺12aの縦方向途中部から縦方向上方に延び、枠辺12aの隙間25を臨む内側端面26に開口する平面視ほぼUの字状の有底溝である。切欠き溝14の開口は、隙間25を介して横方向に隣り合う単位実装領域10間の樹脂充填空間(一方の単位実装領域10の第1のリード部20と他方の単位実装領域10の第2のリード部21との間の樹脂充填空間)と対向している。ここで、切り欠き溝14が設けられる枠辺12aは、前記樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びる枠体12の一枠辺である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
切欠き溝14の開口が隙間25を介して対向する樹脂充填空間は、リードフレーム1の縦方向の一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るものが横方向に延びる第3の連結部29のみと少なく、樹脂の主流路となるので、樹脂が集合体11の全域にほぼ均一に行き渡り、特性のばらつきが非常に少なく、且つ絶縁不良が確実に防止された機械強度の高い光半導体装置を最終的に得ることができる。ここで、第3の連結部29の表面及び/又は裏面の少なくとも一部をハーフエッチング等により除去し、第3の連結部29を薄肉化することで、樹脂が一層円滑に流れる。
A resin filling space in which the opening of the
切欠き溝14を設けることにより、トランスファモールド成形により作製された光半導体用樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、樹脂層の破断位置が、該樹脂成形体における単位実装領域10周辺からリードフレーム1の枠辺12aに形成された切欠き溝14周辺に遠ざかり、各単位実装領域10周辺の樹脂層に破断の影響が及ばなくなるので、単位実装領域10上及びその周辺の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止でき、最終製品である光半導体装置の不良品率を顕著に低下させることができる。また、集合体11と枠体12との間の隙間25を通じて集合体11への樹脂の注入を効率よく実施でき、且つ樹脂をリードフレーム1全体に満遍なく均一に行き渡らせることができる。切欠き溝14は、例えばハーフエッチング等により形成される。
By providing the
本実施形態では、切欠き溝14の開口が、隙間25を介して、横方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の縦方向に延びる樹脂充填空間に対向するように配置しているが、これに限定されず、縦方向に延びるスリット部22に対向するように配置しても良い。スリット部22には樹脂の流れを遮るものがないので、樹脂がより円滑に流れ、上記と同様の効果が得られると共に、第1、第2のリード部20、21間が確実に絶縁される。
In the present embodiment, the opening of the
脱型時における樹脂層の破断を切欠き溝14の周辺領域で確実に発生させるためには、切欠き溝14を設けると共に、隙間25を設けることが必要である。従来のリードフレームにおける枠辺に切欠き溝を単に設けるだけでは、樹脂層の破断領域を切欠き溝周辺とすることは困難である。また、隙間25は、その幅がスリット部22や縦方向又は横方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の樹脂充填空間の幅よりも大きくなるように構成することが好ましい。これにより、切欠き溝14内に形成された樹脂層及びその周辺の樹脂層がより確実に脱型時における破断領域となると共に、リードフレーム1への樹脂の供給性をより一層向上させることができる。
In order to reliably cause the resin layer to break in the peripheral region of the
なお、ここでいう幅は、長手方向に対して垂直な方向の長さであり、例えば、枠辺12aに沿う隙間25は枠辺12aと同様に横方向に延びており、この隙間25の延びる方向が長手方向と一致する。また、縦方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の樹脂充填空間は横方向が長手方向であり、スリット部22や横方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の樹脂充填空間は縦方向が長手方向である。
The width here is the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction. For example, the
リードフレーム1は、例えば、電気良導体である金属材料からなる金属薄板に公知の打ち抜き加工又はエッチング加工を施し、更に必要に応じてハーフエッチング加工を施すことにより作製できる。金属材料としては、例えば、鉄、銅、リン青銅、銅合金等が挙げられる。また、単位実装領域10の表面には、めっき層等の金属層を形成してもよい。金属層の材質としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。
The
図5〜7は、それぞれ切欠き溝14の変形例14A〜14Cを示す上面図である。切欠き溝14A〜14Cは、平面視形状以外は、切欠き溝14と同じ構成を有しており、切り欠き溝14Aの平面視形状は、ほぼ長方形であり、且つ枠辺12aの縦方向途中部に位置する2つの角が丸まった形状であり(図5)、切欠き溝14Bの平面視形状はほぼ長方形状であり(図6)、切欠き溝14Cの平面視形状はほぼ二等辺三角形状である(図7)。
5 to 7 are top views showing modified examples 14A to 14C of the
図8は、本発明の第2実施形態であるリードフレーム2の構成を模式的に示す上面図である。図9〜13は、それぞれリードフレーム2の変形例2A〜2Eを示す上面図である。リードフレーム2及び2A〜2Eは、切欠き溝14の個数及び配置位置以外は、リードフレーム1と同じ構成及び変形例を有している。
FIG. 8 is a top view schematically showing the configuration of the
リードフレーム2は、複数の有底の切欠き溝14を有することを特徴とし、より具体的には、枠辺12aに3つの切欠き溝14が横方向にほぼ等間隔で配列されている。3つの切欠き溝14はそれぞれ、その開口が横方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の縦方向に延びる樹脂充填空間と対向するように配置されている。このように、一つの枠辺12aに複数の切欠き溝14を設けることにより、集合体11全域への樹脂の流れがより円滑になり、特性がほぼ均一な光半導体装置を得ることができる。また、樹脂成形体の成形金型からの脱型の際に、樹脂層の破断位置が複数に増加するので、各位置における破断の衝撃が緩和され、単位実装領域10の周辺の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのをより確実に防止できる。
The
リードフレーム2Aは、横方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の縦方向に延びる樹脂充填空間(以下、「樹脂充填空間X」と称す。)毎に複数の切欠き溝14が枠辺12aに配置されている(図9)。リードフレーム2Bは、枠辺12aとそれに対向する枠辺12bのそれぞれ横方向中央部に、2つの切欠き溝14が樹脂充填空間Xを介して対向するように配置されている(図10)。リードフレーム2Cは、枠辺12a、12bにそれぞれ1個の切欠き溝14が設けられ、2つの切欠き溝14がリードフレーム2Cの対角線(不図示)の両末端近傍に配置されている(図11)。
In the
リードフレーム2Dは、枠体12の縦方向に延びる枠辺12cにおける縦方向のほぼ中央部に、横方向に延びる切欠き溝14を上下に2個並べて配置し、2つの切欠き溝14は共に、隙間25を介して、縦方向に隣り合う一対の単位実装領域10間の横方向に延びる樹脂充填空間Yと対向するように設けられている(図12)。本実施形態でも、切欠き溝14が配置される枠辺12cの延びる方向と、樹脂充填空間Yの延びる方向とは交わっている。また、本実施形態のように、樹脂充填空間Yが樹脂流路となるように構成しても、集合体11の全域に樹脂が万遍なく行き渡る効果が得られ、樹脂成形体の金型脱型時における樹脂層の破断位置を切欠き溝14の周辺とすることができる。
In the
リードフレーム2Eは、切欠き溝15が枠辺12aに設けられ、枠辺12aを横方向に延びる主流路31と、主流路31から縦方向に枝分かれして隙間25に向かい、その開口が隙間25を介して樹脂充填空間Xと対向する分岐路32とからなる溝であることを特徴とする(図13)。分岐路32は複数個設けられ、それぞれの開口が隙間25を介して樹脂充填空間Xと対向している。
In the
本実施形態では、主流路31と複数の分岐路32とを有する切欠き溝15としているが、これに限定されず、切欠き溝14、15を混在させてもよい。本実施形態のように切欠き溝15を構成しても、樹脂成形体の脱型時に樹脂層の破断位置が切欠き溝15周辺の横方向に延びる領域内となり、単位実装領域10上の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止できる。
In the present embodiment, the
図15は、本発明の第3実施形態である樹脂成形体4の構成を模式的に示す図面である。図15(a)は樹脂成形体4の表面(光半導体素子実装面)の状態を示す平面図であり、図15(b)は樹脂成形体4の裏面の状態を示す平面図である。 FIG. 15 is a drawing schematically showing a configuration of a resin molded body 4 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 15A is a plan view showing the state of the surface (optical semiconductor element mounting surface) of the resin molded body 4, and FIG. 15B is a plan view showing the state of the back surface of the resin molded body 4.
樹脂成形体4は、リードフレーム1と、該リードフレーム1に一体成形された樹脂層50とよりなり、その表面には第1、第2のリード部20、21が露出し、その裏面には第1、第2のリード部20、21における内側領域20a、21aの裏面がそれぞれ露出していることを特徴とする。
The resin molded body 4 includes a
リードフレーム1の第1、第2のリード部20、21における外側領域20b、21bは、図4に示すように、裏面の少なくとも一部がハーフエッチングにより除去されることで薄肉化されている。このため、樹脂成形体4の表面では第1、第2のリード部20、21の表面のほぼ全域が露出し、裏面では内側領域20a、21aのみを残して樹脂層50が形成され、スリット部22には内側領域20a、21aの板厚と同じ厚みを有する樹脂層50が一体成形され、平板型(フラット型)の樹脂成形体4となっている。
As shown in FIG. 4, the
このような樹脂成形体4は、例えば、リードフレーム1を上下から挟み込む上下金型からなる成形金型であって、一方の金型におけるリードフレーム1の枠体12に設けられた切欠き溝14の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝14内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設けた、成形金型を用いることにより作製できる。
Such a resin molded body 4 is, for example, a molding die composed of upper and lower molds sandwiching the
図14は、樹脂成形体4作製時におけるリードフレーム1と成形金型35との位置関係を概略的に示す断面図である。図14は、図1に示すZ−Z切断面線における断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the
成形金型35は上金型40と下金型41とを備え、上金型40及び下金型41を閉じ合わせた時にこれらの下面と上面とにより、図14の紙面において左から右に向かう方向に延び、樹脂供給路となるランナー36が形成され、ランナー36の右側先端部には樹脂注入口であるゲート部37が形成される。リードフレーム1は、ゲート部37がリードフレーム1の切欠き溝14の成形金型35側開口部の上方に位置するように成形金型35の上金型40と下金型41とにより挟みこまれる。これにより、ゲート部37が切欠き溝14とランナー36とを連通させる。ランナー36及びゲート部37を介してリードフレーム1に樹脂を供給し、例えば熱硬化させることにより樹脂層50を形成し、樹脂成形体4を得る。樹脂成形体4の成形金型35からの脱型に際しては、切欠き溝14に充填された樹脂層の少なくとも一部を起点として樹脂層50の破断が起こるので、リードフレーム1の単位実装領域10上及びその周辺の樹脂層50に上記した種々の欠陥が発生することが防止される。
The molding die 35 includes an
なお、リードフレーム1への樹脂の供給性等を考慮すると、成形金型35及び熱硬化性樹脂を用いて、トランスファモールド成形を行ない、樹脂層50をリードフレーム1に一体成形することが好ましい。
In consideration of the supply ability of the resin to the
図16は、本発明の第4実施形態である光半導体装置5の構成を模式的に示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view schematically showing a configuration of an
光半導体装置5は、樹脂成形体4を単位実装領域10毎に個片化した基板51と、基板51の表面に露出している第1のリード部20の内側領域20aに固定される光半導体素子52と、内側領域20aと光半導体素子52とを電気的に接続する金線等のワイヤボンディング53と、基板51の表面に露出している第2のリード部21の内側領域21aと光半導体素子52とを電気的に接続するワイヤボンディング54と、光半導体素子52及びワイヤボンディング53、54、更には内側領域20a、21aを透光性樹脂で封止した透光性樹脂層55と、を備えている。
The
光半導体装置5は、例えば、樹脂成形体4の表面に露出している第1、第2のリード部20、21の内側領域20a、21aにワイヤボンディング53、54により通電可能に実装される複数の光半導体素子52と、これらを透光性樹脂で封止した透光性樹脂層55と、よりなる光半導体パッケージを作製し、この光半導体パッケージを光半導体素子52ごとに個片化することにより作製できる。本実施形態では、透光性樹脂層55は平板型に形成されているが、これに限定されず、レンズ状等の任意の形状に適宜形成することができる。
The
光半導体装置5は、本発明の実施形態に係るリードフレームを用いて作製されているため、単位実装領域10に形成された樹脂層50に亀裂、欠け、剥離等の欠陥が極めて少ないため、電気特性や耐用性等の点で、長期的な信頼性の高いものとなっている。
Since the
図17は、別形態の樹脂成形体6の構成を模式的に示す図面である。図17(a)は樹脂成形体6の全体構成を概略的に示す斜視図である。図17(b)は樹脂成形体6の要部の構成を模式的に示す平面図である。図17(c)は樹脂成形体6を単位実装領域10毎に個片化したリフレクタ7の構成を模式的に示す斜視図である。図17(d)はリフレクタ7の断面図である。図18は別形態の光半導体装置8の構成を模式的に示す斜視図である。
FIG. 17 is a drawing schematically showing a configuration of another form of the resin molded body 6. FIG. 17A is a perspective view schematically showing the overall configuration of the resin molded body 6. FIG. 17B is a plan view schematically showing the configuration of the main part of the resin molded body 6. FIG. 17C is a perspective view schematically showing a configuration of the
樹脂成形体6は、リードフレーム1と、リードフレーム1の表面に一体成形された樹脂層60と、底面62に第1、第2のリード部の内側領域20a、21aが露出した凹部61とを備える薄板である。樹脂層60は、凹部61を形成する穴を複数有し、光半導体素子からの光を所定の方向に反射する反射部63と、第1、第2のリード部間のスリット部22に充填された絶縁部64とからなる。樹脂成形体6の裏面には、樹脂成形体5の裏面(図18(b))と同様に、第1、第2のリード部の内側領域20a、21aの裏面が露出し、樹脂層60の裏面と同一平面上にある。
The resin molded body 6 includes a
図17(c)に示すリフレクタ7は、1個の単位実装領域10と、単位実装領域10の表面(光半導体素子実装面)の及び裏面の一部に形成された樹脂層60と、底面62に第1、第2のリード部の内側領域20a、21aが露出した凹部61とを備え、その側面に、第1、第2、第3の連結片27、28、29の各断面27a、28a、29aが露出している以外は、樹脂層60の断面となっている。
The
ここで、樹脂成形体6の各底面62又はリフレクタ7の底面62に露出する第1、第2のリード部の内側領域20a、21aにワイヤボンディング等により光半導体素子を実装した後、凹部61に透光性樹脂を充填して透光性樹脂層を形成することにより、光半導体パッケージ又は光半導体装置をえることができる。
Here, after mounting an optical semiconductor element by wire bonding or the like on the
光半導体装置8は、1個の単位実装領域10と、単位実装領域10の表面(光半導体素子実装面)の及び裏面の一部に形成された樹脂層60と、底面62に内側領域20a、21aが露出した凹部61と、内側領域20aに固定される光半導体素子52と、内側領域20aと光半導体素子52とを電気的に接続するワイヤボンディング53と、内側領域21aと光半導体素子52とを電気的に接続するワイヤボンディング54とを備えている。光半導体装置8は、光半導体装置5と同様の効果を有している。
The optical semiconductor device 8 includes one
上記した光半導体装置に係る各実施形態では、第1のリード部の内側領域に光半導体素子を実装しているが、これに限定されず、第2のリード部の内側領域に光半導体素子を実装しても良い。 In each of the embodiments according to the optical semiconductor device described above, the optical semiconductor element is mounted in the inner region of the first lead part. However, the present invention is not limited to this, and the optical semiconductor element is provided in the inner region of the second lead part. May be implemented.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
1、2、2A、2B、2C、2D、2E リードフレーム
4、6 樹脂成形体
5、8 光半導体装置
7 リフレクタ
10、10x 単位実装領域
11 集合体
12 枠体
12a、12b、12c 枠辺
13 支持部
14、14A、14B、14C、15 切欠き溝
20、23 第1のリード部
20a、21a 内側領域
20b、21b 外側領域
21、24 第2のリード部
22 スリット部
25 隙間
26 内側端面
27 第1の連結部
28 第2の連結部
29 第3の連結部
31 主流路
32 分岐路
35 成形金型
36 ランナー
37 ゲート部
40 上金型
41 下金型
50、60 樹脂層
51 基板
52 光半導体素子
53、54 ワイヤボンディング
55 透光性樹脂層
61 凹部
62 底面
63 反射部
64 絶縁部
1, 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E Lead frame 4, 6 Resin molded
Claims (13)
前記複数の単位実装領域の集合体の周りに、隙間を空けて枠体を設け、
前記集合体のうち周端に配された単位実装領域と前記枠体とを連結し、枠体の内側に前記集合体を支持する支持部を設け、
前記枠体に、前記隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けてなることを特徴とする光半導体用リードフレーム。 An optical semiconductor lead frame in which a plurality of unit mounting regions composed of two or more lead portions spaced apart from each other are provided in series in a vertical and horizontal direction,
Around the aggregate of the plurality of unit mounting areas, a frame is provided with a gap,
A unit mounting region disposed at a peripheral edge of the aggregate and the frame are connected, and a support portion for supporting the aggregate is provided inside the frame,
A lead frame for an optical semiconductor, wherein the frame body is provided with a notch groove for injecting resin that opens at an inner end face facing the gap.
該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、
表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出した光半導体用樹脂成形体。 A lead frame for optical semiconductors according to any one of claims 1 to 7,
A resin layer integrally formed with the lead frame;
An optical semiconductor resin molded body in which the upper and lower surfaces of each lead portion are exposed on the front and back surfaces.
前記光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型のうち、一方の金型における前記リードフレームの枠体に設けられた前記切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて前記樹脂層を前記リードフレームに一体成形することを特徴とする光半導体用樹脂成形体の製造方法。 It is a manufacturing method of the resin molding for optical semiconductors according to claim 8 or 9,
Of the upper and lower molds sandwiching the optical semiconductor lead frame from above and below, at a position corresponding to an opening on the mold side of the notch groove provided in the frame of the lead frame in one mold A gate portion communicating with the inside of the notch groove through the opening portion is provided, a runner for supplying resin to the gate portion is provided, and the resin layer is integrally formed on the lead frame using these upper and lower molds. The manufacturing method of the resin molding for optical semiconductors to do.
前記単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ前記光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、
各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、
よりなる光半導体パッケージ。 A resin molded body for optical semiconductors according to claim 8 or 9,
An optical semiconductor element that is provided corresponding to each of the unit mounting regions, and is mounted so as to be energized to each lead portion exposed on the surface of the optical semiconductor resin molding,
A translucent resin layer formed by sealing each optical semiconductor element with a translucent resin;
An optical semiconductor package.
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