JP2015188081A - Lead frame with resin, manufacturing method for the lead frame, led package and manufacturing method for the led package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびにLEDパッケージおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a lead frame with resin and a manufacturing method thereof, and an LED package and a manufacturing method thereof.
近年、LED(発光ダイオード)素子を光源として用いる照明装置が、各種家電、OA機器、車両機器の表示灯、一般照明、車載照明、およびディスプレイ等に用いられている。このような照明装置の中には、リードフレームにLED素子を搭載することにより作製された半導体装置を含むものがある。 In recent years, lighting devices using LED (light emitting diode) elements as light sources have been used for various home appliances, OA equipment, display lights for vehicle equipment, general lighting, in-vehicle lighting, displays, and the like. Some of such lighting devices include a semiconductor device manufactured by mounting LED elements on a lead frame.
また従来、LED素子用の半導体装置(LEDパッケージ)としては、放熱性等の観点から、SONタイプのもの(SONパッケージ)が開発されてきている。このようなSONパッケージにおいては、LED素子からの光を反射させるための反射樹脂が設けられている。また、LED素子やボンディングワイヤは、これらを保護する封止樹脂によって封止されている(例えば特許文献1および特許文献2参照)。 Conventionally, as a semiconductor device for LED elements (LED package), a SON type (SON package) has been developed from the viewpoint of heat dissipation and the like. In such a SON package, a reflective resin for reflecting light from the LED element is provided. Further, the LED elements and the bonding wires are sealed with a sealing resin that protects them (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、従来、反射樹脂とリードフレームとが完全には密着せず、反射樹脂とリードフレームとの界面に隙間が発生する現象が生じている。一般的にリードフレームには、貴金属めっきが施されており、この貴金属めっきと反射樹脂とは熱膨張係数の違いが大きい理由から密着性が悪い。この場合、封止樹脂を充填する工程において、反射樹脂とリードフレームとの界面から封止樹脂が染み出すおそれがある。また、LEDパッケージをプリント基板に半田実装する際に、LEDパッケージの裏面において半田フラックスが反射樹脂とリードフレームとの界面から染み込み、これによりLED素子が故障するという問題も生じている。さらに、LEDパッケージにおいて、空気中の湿気等によって内部の貴金属めっき層が変色し、LEDパッケージの反射率や色味等に悪影響を及ぼすおそれもある。 However, conventionally, there has been a phenomenon in which the reflective resin and the lead frame are not completely in close contact, and a gap is generated at the interface between the reflective resin and the lead frame. Generally, noble metal plating is applied to the lead frame, and the adhesion between the noble metal plating and the reflective resin is poor due to a large difference in thermal expansion coefficient. In this case, the sealing resin may ooze out from the interface between the reflective resin and the lead frame in the step of filling the sealing resin. Further, when the LED package is solder-mounted on the printed circuit board, solder flux penetrates from the interface between the reflective resin and the lead frame on the back surface of the LED package, thereby causing a problem that the LED element breaks down. Further, in the LED package, the inner noble metal plating layer may be discolored due to moisture in the air or the like, which may adversely affect the reflectance, color, etc. of the LED package.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、反射樹脂とリードフレームとの界面から封止樹脂、半田フラックス又は湿気等の流体が侵入することを防止することが可能な、樹脂付リードフレームおよびその製造方法、ならびにLEDパッケージおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and is a resin capable of preventing fluid such as sealing resin, solder flux or moisture from entering from the interface between the reflective resin and the lead frame. It is an object to provide an attached lead frame and a manufacturing method thereof, and an LED package and a manufacturing method thereof.
本発明は、樹脂付リードフレームにおいて、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有する単位リードフレームと、前記単位リードフレームに設けられた反射樹脂と、前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うめっき部とを備え、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、当該隙間部に前記めっき部が充填されていることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention provides a lead frame with a resin, a unit lead frame having a first metal portion and a second metal portion provided apart from the first metal portion, and a reflective resin provided on the unit lead frame. And a plating portion that covers a region of the unit lead frame where the reflective resin is not provided, and the reflective resin and the unit lead frame are separated from each other at an interface between the reflective resin and the unit lead frame. In the lead frame with resin, the gap portion is formed, and the plating portion is filled in the gap portion.
本発明は、前記反射樹脂は、前記単位リードフレームの上面に形成され、前記隙間部は、当該反射樹脂と前記単位リードフレームの上面との間に形成され、かつ側方に向けて開口していることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 In the present invention, the reflective resin is formed on an upper surface of the unit lead frame, and the gap portion is formed between the reflective resin and the upper surface of the unit lead frame, and is open to the side. A lead frame with resin.
本発明は、前記反射樹脂は、前記単位リードフレームの上面に形成され、当該反射樹脂の下端領域は、前記めっき部内に進入していることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the reflection resin is formed on an upper surface of the unit lead frame, and a lower end region of the reflection resin enters the plating portion.
本発明は、前記反射樹脂は、前記第1金属部分と前記第2金属部分との間に形成され、前記隙間部は、当該反射樹脂と前記第1金属部分又は前記第2金属部分の側面との間に形成され、かつ上方又は下方に向けて開口していることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 In the present invention, the reflective resin is formed between the first metal portion and the second metal portion, and the gap portion includes the reflective resin and a side surface of the first metal portion or the second metal portion. A lead frame with a resin, which is formed between and opened upward or downward.
本発明は、前記反射樹脂は、前記第1金属部分と前記第2金属部分との間に形成され、前記めっき部は、当該反射樹脂の側端領域を部分的に覆うことを特徴とする樹脂付リードフレームである。 In the present invention, the reflective resin is formed between the first metal portion and the second metal portion, and the plating portion partially covers a side end region of the reflective resin. It is a lead frame with.
本発明は、前記隙間部の開口幅の最も広い部分は、0.5μm〜10μmであることを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the widest opening portion of the gap is 0.5 μm to 10 μm.
本発明は、前記めっき部は、前記隙間部に充填される充填めっき部と、前記充填めっき部上に積層された貴金属めっき部とを含むことを特徴とする樹脂付リードフレームである。 The present invention is the lead frame with resin, wherein the plating part includes a filling plating part filled in the gap part and a noble metal plating part laminated on the filling plating part.
本発明は、LEDパッケージにおいて、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有する単位リードフレームと、前記単位リードフレームの前記第1金属部分に搭載されたLED素子と、前記LED素子と前記単位リードフレームの前記第2金属部分とを電気的に接続する導電部と、前記単位リードフレームに設けられ、前記LED素子を収容する凹部を有する反射樹脂と、前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うめっき部と、前記反射樹脂の前記凹部内に充填された封止樹脂とを備え、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、当該隙間部に前記めっき部が充填されていることを特徴とするLEDパッケージである。 The present invention provides an LED package including a unit lead frame having a first metal part and a second metal part spaced apart from the first metal part, and mounted on the first metal part of the unit lead frame. Reflective resin having a formed LED element, a conductive part for electrically connecting the LED element and the second metal portion of the unit lead frame, and a recess provided in the unit lead frame for accommodating the LED element And a plating portion that covers a region of the unit lead frame where the reflective resin is not provided, and a sealing resin filled in the concave portion of the reflective resin, the reflective resin and the unit lead frame A gap is formed at the interface between the reflective resin and the unit lead frame, and the plating is filled in the gap. An LED package to be.
本発明は、樹脂付リードフレームの製造方法において、第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた前記第2金属部分とを含む単位リードフレームを準備する工程と、前記単位リードフレームに反射樹脂を設ける工程と、前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うようにめっき部を設ける工程とを備え、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、前記めっき部を設ける工程において、当該隙間部に前記めっき部が充填されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。 The present invention provides a method of manufacturing a lead frame with resin, the step of preparing a unit lead frame including a first metal portion and the second metal portion provided apart from the first metal portion, and the unit A step of providing a reflection resin on the lead frame; and a step of providing a plating portion so as to cover a region of the unit lead frame where the reflection resin is not provided, and an interface between the reflection resin and the unit lead frame. In addition, a gap portion in which the reflective resin and the unit lead frame are separated is formed, and in the step of providing the plating portion, the plating portion is filled in the gap portion. Is the method.
本発明は、LEDパッケージの製造方法において、樹脂付リードフレームを準備する工程と、前記樹脂付リードフレームの前記第1金属部分にLED素子を搭載する工程と、前記LED素子と前記樹脂付リードフレームの前記第2金属部分とを導電部により接続する工程と、前記LED素子および前記導電部を封止樹脂によって封止する工程とを備えたことを特徴とするLEDパッケージの製造方法である。 The present invention provides a method for manufacturing an LED package, the step of preparing a lead frame with resin, the step of mounting an LED element on the first metal portion of the lead frame with resin, the LED element and the lead frame with resin. A method for manufacturing an LED package, comprising: a step of connecting the second metal portion to the conductive portion, and a step of sealing the LED element and the conductive portion with a sealing resin.
本発明によれば、反射樹脂と単位リードフレームとの界面に形成された隙間部にめっき部が充填されている。これにより、反射樹脂とリードフレームとの界面から封止樹脂、半田フラックス又は湿気等の流体が侵入することを防止することができる。 According to the present invention, the plated portion is filled in the gap formed at the interface between the reflective resin and the unit lead frame. Thereby, it is possible to prevent fluid such as sealing resin, solder flux, or moisture from entering from the interface between the reflective resin and the lead frame.
以下、本発明の一実施の形態について、図1乃至図10を参照して説明する。以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ樹脂付リードフレームの発光面を上方に向けた状態(図2)における上方および下方のことをいう。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and some detailed description may be omitted. In the present specification, “upper” and “lower” refer to the upper side and the lower side, respectively, in a state where the light emitting surface of the lead frame with resin faces upward (FIG. 2).
樹脂付リードフレームの構成
まず、図1乃至図4により、本発明の一実施の形態による樹脂付リードフレームの概略について説明する。
1. Structure of Lead Frame with Resin First, an outline of a lead frame with resin according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1および図2に示す樹脂付リードフレーム30は、LEDパッケージ20(図5および図6参照)を作製するために用いられるものである。このような樹脂付リードフレーム30は、リードフレーム10と、リードフレーム10に設けられた反射樹脂23とを備えている。
The
このうちリードフレーム10は、それぞれ1つのLEDパッケージ20(後述)に対応する領域である、複数の単位リードフレーム10aを含んでいる。図1において、各単位リードフレーム10aに含まれる領域を、長方形状の二点鎖線で示している。
Among these, the
図1および図2に示すように、各単位リードフレーム10aは、各々LED素子21(後述)が搭載されるダイパッド(第1金属部分)25と、ダイパッド25から離間して設けられたリード部(第2金属部分)26とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each
このうちダイパッド25およびリード部26は、それぞれ平面略矩形形状を有しており、ダイパッド25およびリード部26の各辺は、X方向およびY方向のいずれかに対して平行に延びている。なお、本明細書中、X方向とは、各単位リードフレーム10a内でダイパッド25およびリード部26が配列された方向に平行な方向をいい、Y方向とは、平面内でX方向に直交する方向をいう。
Of these, the
各単位リードフレーム10a内のダイパッド25とリード部26との間には、開口領域16が形成されており、ダイシングされた後(図10(d))、ダイパッド25とリード部26とは互いに電気的に絶縁されるようになっている。
An
また、図1に示すように、各単位リードフレーム10a内のリード部26は、図1のY方向プラス側およびY方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のリード部26と、それぞれリード連結部52によって連結されている。さらに、各単位リードフレーム10a内のダイパッド25は、図1のY方向プラス側およびY方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のダイパッド25と、それぞれダイパッド連結部53により連結されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
さらにまた、各単位リードフレーム10a内のダイパッド25は、図1のX方向プラス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のリード部26と、単位リードフレーム連結部54により連結されている。さらにまた、各単位リードフレーム10a内のリード部26は、図1のX方向マイナス側に隣接する他の単位リードフレーム10a内のダイパッド25と、単位リードフレーム連結部54により連結されている。
Furthermore, the
これらリード連結部52、ダイパッド連結部53および単位リードフレーム連結部54は、それぞれ下面側からハーフエッチングされることにより、リードフレーム10の素材の厚み(すなわち後述する金属基板31の厚み)より薄肉状に形成されている。なお、ハーフエッチングとは、被エッチング材料をその厚み方向に途中までエッチングすることをいう。
The
また、ダイパッド25の下面に第1のアウターリード部27が形成され、リード部26の下面に第2のアウターリード部28が形成されている。第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28は、それぞれLEDパッケージ20と外部の配線基板(図示せず)とを接続する際に用いられる。
A first
さらに、図1および図2に示すように、リードフレーム10の上面のうち反射樹脂23に覆われている領域に、溝18が設けられている。この場合、溝18の平面形状は、開口領域16を除き環状に延びており、略矩形状となっている。しかしながら、これら限らず、溝18の平面形状は、略長円状又は略レーストラック状としても良い。また溝18の断面形状は凹形状であり、溝18に反射樹脂23が入り込むことによりリードフレーム10と反射樹脂23との密着性を高めている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
一方、反射樹脂23は、各単位リードフレーム10aの上面であって、ダイパッド25およびリード部26の外周領域に設けられている。また、反射樹脂23は、ダイパッド25とリード部26との間の開口領域16にも充填されている。
On the other hand, the
この反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されており、LED素子21(後述)を収容する凹部23aを有している。この凹部23aの平面形状は、例えば長方形状、角丸長方形状、円形状、楕円形状、長円状又はレーストラック形状としても良い。また、反射樹脂23は、下方から上方に向けて拡開するように形成された傾斜面23bを有している。
The
ところで、図2に示すように、リードフレーム10は、リードフレーム本体11と、リードフレーム本体11上に形成されためっき部12とから構成されている。
By the way, as shown in FIG. 2, the
このうちリードフレーム本体11は金属板からなっている。リードフレーム本体11を構成する金属板の材料としては、例えば銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)、鉄合金(ステンレス、FeNi)、アルミニウム等を挙げることができる。このリードフレーム本体11の厚みは、LEDパッケージ20の構成にもよるが、0.05mm〜0.5mmとすることが好ましい。
Of these, the
また、めっき部12は、リードフレーム本体11の上面の一部および下面の一部であって、各単位リードフレーム10aのうち反射樹脂23が設けられていない領域全体を覆うように設けられている。
Further, the
このうち上面側のめっき部12は、ダイパッド25とリード部26のうち、反射樹脂23に覆われることなく上面側に露出する部分、具体的には反射樹脂23の傾斜面23bによって囲まれた領域に設けられている。このめっき部12は、主にLED素子21からの光を反射するための反射層として機能する。
Of these, the plating
一方、下面側のめっき部12は、ダイパッド25とリード部26のうち、反射樹脂23に覆われることなく下面側に露出する部分、具体的には第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28に設けられている。この下面側のめっき部12は、はんだとの密着性を高める役割を果たす。
On the other hand, the plating
次に、図3(a)〜(d)を参照して、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41における構成について説明する。
Next, the configuration at the
図3(a)〜(d)に示すように、反射樹脂23と単位リードフレーム10a(リードフレーム本体11)との間に、界面41が形成されている。
As shown in FIGS. 3A to 3D, an
このような界面41の端部近傍に、それぞれ反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが密着することなく離間した隙間部42が形成されている。このような隙間部42は、射出成形等により反射樹脂23を成形する際に、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが部分的に密着しなかったり、反射樹脂23を成形した後に不要な樹脂バリを除去したりすることにより生じうる。
In the vicinity of the end portion of the
一方、界面41のうち隙間部42が形成されていない領域においては、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが密着している。なお、隙間部42は、平面から見て必ずしも界面41の端部全域に設けられていなくても良い。また、隙間部42は、平面から見て必ずしも均一に拡がっていなくても良い。特定の垂直断面においては、界面41の全体にわたり反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが密着していても良い。
On the other hand, in the region of the
本実施の形態において、各隙間部42には、めっき部12が充填されている。このため、めっき部12は、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの間に進入するとともに、反射樹脂23および単位リードフレーム10aとそれぞれ結合している。このように隙間部42にめっき部12が充填されていることにより、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41を塞ぐことができ、界面41内に封止樹脂24、半田フラックス又は湿気等の流体が侵入することを防止することができる。
In the present embodiment, each
具体的には、図3(a)に示すように、隙間部42は、単位リードフレーム10aの上面の反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの間の界面41に形成されている。この場合、隙間部42は、側方すなわち凹部23aの内側へ向けて開口している。なお、隙間部42は、凹部23a側から反射樹脂23の内部へ向けて(X方向プラス側からX方向マイナス側に向けて)、その開口幅wが徐々に小さくなっている。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the
図3(a)において、単位リードフレーム10aの上面に形成されためっき部12が隙間部42に進入しているので、とりわけ側方から反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41に流体(封止樹脂24、半田フラックス又は湿気等)が侵入することを防止することができる。この場合、めっき部12の厚みは隙間部42の厚みより厚く、反射樹脂23の下端領域23cは、めっき部12内に進入している。これにより、当該下端領域23cにおいて、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの密着性を高め、垂直方向(Z方向)に樹脂が脱離するのを防止することができ、まためっき部12が剥離するのを防止することができる。
In FIG. 3A, since the plating
また、図3(b)(d)に示すように、隙間部42は、開口領域16に充填された反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの間の界面41にもそれぞれ形成されている。この場合、隙間部42は、反射樹脂23と、ダイパッド25の側面又はリード部26の側面との間に形成され、上方(図3(b))又は下方(図3(d))に向けて開口している。
なお、隙間部42は、単位リードフレーム10aの上面側から下面側へ向けて(図3(b))又は下面側から上面側へ向けて(図3(d))、その開口幅wが徐々に小さくなっている。
As shown in FIGS. 3B and 3D, the
The
さらに、図3(c)に示すように、隙間部42は、単位リードフレーム連結部54の下面周辺領域に充填された反射樹脂23と、単位リードフレーム10aとの間の界面41にも形成されている。この場合、隙間部42は、反射樹脂23と、ダイパッド25の側面又はリード部26の側面との間に形成され、下方に向けて開口している。なお、隙間部42は、単位リードフレーム10aの下面側から上面側へ向けて、その開口幅wが徐々に小さくなっている。
Further, as shown in FIG. 3C, the
図3(b)〜(d)において、単位リードフレーム10aの上面(図3(b))又は下面(図3(c)(d))に形成されためっき部12が隙間部42に進入しているので、とりわけ流体(封止樹脂24、半田フラックス又は湿気等)が上方又は下方から界面41に侵入することを防止することができる。
3B to 3D, the plating
また、図3(b)〜(d)において、めっき部12は、ダイパッド25又はリード部26から反射樹脂23側に向けて側方にはみ出しており、反射樹脂23の下面の側端領域23dを覆っている。これにより、反射樹脂23が上方又は下方に脱落する不具合を防止することができる。
3B to 3D, the plating
さらに、図3(c)(d)に示すように、ダイパッド25又はリード部26の下面と、開口領域16に充填された反射樹脂23の下面とは、略同一平面上に位置している。また、ダイパッド25又はリード部26の下面に形成されためっき部12は、反射樹脂23の下面よりも下方に突出している。これにより、LEDパッケージ20と外部の配線基板(図示せず)との距離が近づけられ、外部の配線基板への実装時に半田の使用量を抑えることができる。
Further, as shown in FIGS. 3C and 3D, the lower surface of the
なお、図3(a)〜(d)において、各隙間部42の開口幅wのうち最も広い部分の幅は、例えば0.5μm〜10μmである。
3A to 3D, the width of the widest portion of the opening width w of each
ところで、めっき部12は、図3(a)〜(d)に示すように、例えば銀、銀の合金、金やその合金、白金族、銅やその合金、またはアルミニウム等の単層めっきからなっていても良い。この場合、めっき部12の厚みは2μm〜30μmとすることが好ましい。
By the way, as shown in FIGS. 3A to 3D, the plating
あるいは、図4(a)〜(d)に示すように、めっき部12は多層めっきからなっていても良い。この場合、めっき部12は、充填めっき部12aと、充填めっき部12a上に積層された貴金属めっき部12bとを含んでいる。なお、図4(a)〜(d)は、それぞれ図3(a)〜(d)に対応する拡大断面図である。
Or as shown to Fig.4 (a)-(d), the
このうち充填めっき部12aは、ダイパッド25又はリード部26の上面に直接形成されており、隙間部42に充填されている。このような充填めっき部12aとしては、銅、ニッケル、パラジウム、金またはこれらを複数積層した電解めっき層を挙げることができる。なお、充填めっき部12aの厚みは、例えば0.3μm〜15μmとしても良く、6μm〜10μmとすることがより好ましい。
Among these, the
また、貴金属めっき部12bは、めっき部12の最表面側に形成されるものであり、主としてLED素子21からの光を反射する機能をもつ。このような貴金属めっき部12bとしては、銀、銀の合金、金やその合金、白金族、銅やその合金、またはアルミニウムの電解めっき層を挙げることができる。なお、貴金属めっき部12bの厚みは、充填めっき部12aの厚みより薄いことが好ましい。具体的には、貴金属めっき部12bの厚みは、例えば1μm〜15μmとしても良く、2μm〜7μmとすることがより好ましい。
The noble
このように、めっき部12が、充填めっき部12aと、充填めっき部12a上に積層された貴金属めっき部12bとを含むことにより、比較的高価な貴金属めっき部12bの使用量を減らすことができ、樹脂付リードフレーム30の製造コストを低減することができる。
Thus, the
また、例えば充填めっき部12aが光沢銅めっきからなる場合、リードフレーム本体11表面の材料製造時の圧延ローラー転写跡である圧延筋や、傷などを埋め、平滑にする作用があるため、貴金属めっき部12bの下地の表面粗さが小さくなり、貴金属めっき部12bにおけるLED光の反射特性を向上させることができる。また、充填めっき部12aとして例えばニッケル、パラジウム又は金などを用いた場合、耐熱試験時にリードフレーム本体11から銅がパイルアップすることを防止することができる。
In addition, for example, when the
ところで、本実施の形態においては、図3(b)〜(d)に記載のように、めっき部12は、反射樹脂23の側端領域23dを覆い、さらに反射樹脂23側に向けて側方にはみ出し、反射樹脂23に対してオーバーハングしている。
By the way, in this Embodiment, as shown in FIG.3 (b)-(d), the
しかしながら、これに限らず、めっき部12の厚みを薄くして、オーバーハングがない形態(すなわち、めっき部12が反射樹脂23とリードフレーム10との間の隙間部42に充填されつつも、反射樹脂23の側端領域23dよりも反射樹脂23側にはみ出していない形態)とすることもできる。
However, the present invention is not limited to this, and the thickness of the plated
これにより、めっき部12を形成するめっき金属の使用量を少なくすることができ、樹脂付きリードフレーム30の製造コストを低減することができる。また、めっき部12が反射樹脂23に対してオーバーハングしないため、端子(ダイパッド25又はリード部26)のサイズが拡大しないことで端子間でのショート発生を抑制するとともに、反射樹脂23とオーバーハングした金属との界面へめっき液などのイオン性不純物が残存することを抑制することができる。
Thereby, the usage-amount of the plating metal which forms the
この場合、裏面側のめっき部12のみを薄くすることが好ましい。表面側のめっき部12を薄くすると、LEDパッケージ20とした際にめっき部12による反射特性が不十分となり、またリードフレーム本体11の銅原子がめっき部12上にパイルアップするおそれがあるためである。
In this case, it is preferable to make only the
表面側と裏面側のめっき部12の厚さの比は、2〜5:1となるように設計することができる。例えば、表面側のめっき部12を1〜10μm、裏面側のめっき部12を0.2〜5μmとすることができる。
The ratio of the thicknesses of the plating
このような(表裏のめっき部12の厚さに差のある)リードフレーム10は、電気めっき法において、めっき時に表裏で電流量を調整したり、電極配置を調整したり、めっき液攪拌等を行ったりすることによって作製することができる。 Such a lead frame 10 (with a difference in the thickness of the front and back plating parts 12) can be adjusted in the electroplating method by adjusting the amount of current on the front and back during plating, adjusting the electrode arrangement, stirring the plating solution, etc. It can be produced by performing.
また、本実施の形態の樹脂付きリードフレーム30は、後述するように、反射樹脂23を形成した後にめっき部12を形成することによって作製される。このため、めっき部12を形成する際、エッチングにより形成されたリードフレーム10の貫通部が反射樹脂23によって埋められており、リードフレーム10の表裏においてめっき液が循環しすぎることがなく、表裏で厚さの異なるめっき部12を容易に形成することができる。
The
LEDパッケージの構成
次に、図5乃至図7により、図1乃至図4に示すリードフレーム10を用いて作製されたLEDパッケージの一実施の形態について説明する。図5乃至図7は、それぞれLEDパッケージ(SONタイプ)を示す断面図および平面図である。
Configuration of LED Package Next, an embodiment of an LED package manufactured using the
図5乃至図7に示すように、LEDパッケージ(半導体装置)20は、単位リードフレーム10aと、単位リードフレーム10aのダイパッド25に載置されたLED素子21と、LED素子21とダイパッド25およびリード部26とをそれぞれ電気的に接続するボンディングワイヤ(導電部)22とを備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the LED package (semiconductor device) 20 includes a
また、LED素子21を取り囲むように、凹部23aを有する反射樹脂23が設けられている。この反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されている。さらに、LED素子21とボンディングワイヤ22とは、透光性の封止樹脂24によって封止されている。この封止樹脂24は、反射樹脂23の凹部23a内に充填されている。
A
本実施の形態において、単位リードフレーム10aのうち反射樹脂23が設けられていない領域には、当該領域を覆うようにめっき部12が設けられている。また、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41には、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが離間した隙間部42が形成されており、この隙間部42にめっき部12が充填されている。
In the present embodiment, a plating
以下、このようなLEDパッケージ20を構成する各構成部材について、順次説明する。
Hereinafter, each component which comprises such an
LED素子21は、発光層として例えばGaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP、またはInGaN等の化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。このようなLED素子21としては、従来一般に用いられているものを使用することができる。
The
またLED素子21は、はんだまたはダイボンディングペーストにより、反射樹脂23の凹部23a内においてダイパッド25上に固定実装されている。なお、ダイボンディングペーストを用いる場合、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが可能である。
The
ボンディングワイヤ22は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、その一端がLED素子21の各端子部21aに接続されるとともに、その他端がダイパッド25およびリード部26にそれぞれ接続されている。なお、図5および図6において、LED素子21の上面に設けられた一対の端子部21aの一方とダイパッド25とが、ボンディングワイヤ22によって電気的に接続されているが、これに限られない。例えば、LED素子21の下面に端子部21aを設け、この端子部21aとダイパッド25とが、はんだを介して電気的に接続されていても良い。
The
反射樹脂23は、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を例えばトランスファ成形または射出成形することにより形成されたものである。反射樹脂23の形状は、トランスファ成形または射出成形に使用する金型の設計により、様々に実現することが可能である。例えば、反射樹脂23の全体形状を、図5および図6に示すように直方体としても良く、あるいは円筒形または錐形等の形状とすることも可能である。また凹部23aの底面は、長方形形状、長円形状ないしはレーストラック形状に限らず、円形、楕円形または多角形等とすることができる。また、凹部23aの傾斜面23bの断面形状は、図6のように直線から構成されていても良いし、あるいは曲線から構成されていてもよい。反射樹脂23の色は、白色のほか肌色や黒色であっても良い。
The
反射樹脂23に使用される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂については、特に耐熱性、耐候性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。熱可塑性樹脂の種類としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等、熱硬化性樹脂の種類としてはシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、およびポリウレタン等、を使用することができる。さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、凹部23aの底面及び側壁において、発光素子からの光の反射率を増大させ、LEDパッケージ20全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
As the thermoplastic resin or thermosetting resin used for the
封止樹脂24としては、光の取り出し効率を向上させるために、LEDパッケージ20の発光波長において光透過率が高く、また屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。したがって耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を選択することが可能である。特に、LED素子21として高輝度LEDを用いる場合、封止樹脂24が強い光にさらされるため、封止樹脂24は高い耐候性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
As the sealing
なお、単位リードフレーム10aの構成については、図1乃至図3を用いて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
Since the configuration of the
LED素子搭載用リードフレームの製造方法
次に、図1乃至図3に示す樹脂付リードフレーム30の製造方法について、図8(a)−(e)および図9(a)−(d)を用いて説明する。なお、図8(a)−(e)および図9(a)−(d)は、本実施の形態による樹脂付リードフレーム30の製造方法を示す断面図であり、それぞれ図2に示す断面に対応している。
Method for Producing Lead Frame for Mounting LED Element Next, a method for producing the
まず図8(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、上述のように銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)、鉄合金(ステンレス、FeNi)、アルミニウム等からなる金属基板を使用することができる。なお金属基板31は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
First, as shown in FIG. 8A, a
次に、金属基板31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図8(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
Next, photosensitive resists 32a and 33a are applied to the entire front and back surfaces of the
続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図8(c))。
Subsequently, the
次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図8(d))。腐蝕液は、使用する金属基板31の材質に応じて適宜選択することができる。例えば、金属基板31として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板31の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
Next, the etching resist
次いで、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、ダイパッド25と、ダイパッド25から離間して設けられたリード部26とを含む複数の単位リードフレームを含むリードフレーム10(リードフレーム本体11)が得られる(図8(e))。
Next, the etching resist
続いて、このリードフレーム10を、射出成形機またはトランスファ成形機(図示せず)の上金型35Aと下金型35Bとの間に挟持させる(図9(a))。上金型35A内には、反射樹脂23の形状に対応する空間35aが形成されている。
Subsequently, the
次に、射出成形機またはトランスファ成形機の樹脂供給部(図示せず)から上金型35Aと下金型35Bとの間に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を流し込み、その後硬化又は固化させる。これにより、リードフレーム10の上面に反射樹脂23が形成される(図9(b))。このとき、ダイパッド25とリード部26との間の開口領域16にも反射樹脂23が充填される。
Next, a thermosetting resin or a thermoplastic resin is poured between the
次いで、反射樹脂23が形成されたリードフレーム10を上金型35Aおよび下金型35B内から取り出す(図9(c))。このとき、リードフレーム10の各単位リードフレーム10aに対応してそれぞれ凹部23aが形成される。このように反射樹脂23をリードフレーム10上に形成したとき、反射樹脂23と各単位リードフレーム10aとが部分的に密着しなかったり、反射樹脂23周囲の不要な樹脂バリを除去したりすることにより、反射樹脂23と各単位リードフレーム10aとの界面41に隙間部42が形成される。
Next, the
次に、リードフレーム10の上面および下面に電解めっきを施すことにより、リードフレーム10に金属(例えば銀)を析出させて、リードフレーム10の上面および下面の一部にめっき部12を形成する(図9(d))。具体的には、めっき部12は、リードフレーム10の各単位リードフレーム10aのうち、反射樹脂23が設けられていない領域を覆うように設けられる。また、めっき部12が形成される際、上記隙間部42に、それぞれめっき部12が進入し、めっき部12によって隙間部42が充填される。
Next, by subjecting the upper and lower surfaces of the
この間、具体的には、例えば電解脱脂工程、酸洗工程、化学研磨工程、銅ストライク工程、水洗工程、中性脱脂工程、シアン洗工程、および銀めっき工程を順次経ることにより、リードフレーム10にめっき部12を形成する。この場合、銀めっき工程で用いられる電解めっき用のめっき液としては、例えばシアン化銀を主成分とした銀めっき液を挙げることができる。実際の工程では、各工程間で必要に応じ適宜水洗工程を加える。
During this time, specifically, for example, by sequentially passing through an electrolytic degreasing process, a pickling process, a chemical polishing process, a copper strike process, a water washing process, a neutral degreasing process, a cyan washing process, and a silver plating process, the
また、前述のように、めっき部12が、充填めっき部12aと充填めっき部12a上に積層された貴金属めっき部12bとを含んでいる場合、めっき液として硫酸銅を主成分とする銅めっき液を用いて、銅めっきからなる充填めっき部12aを形成することが好ましい。
Moreover, as mentioned above, when the
このように、充填めっき部12aを形成する際に、めっき液として硫酸銅を主成分とする銅めっき液を用いることにより、一般的なシアン化銅を主成分とした銅めっき液を用いる場合に対し、隙間部42周囲の充填めっき部12aを、その表面が平滑になるよう設けることができ、その上に形成される貴金属めっき部12bの厚さをより薄く、均一にすることができる。
Thus, when the
しかしながら、本実施の形態の充填めっき部12a形成に用いられるめっき液は、硫酸銅を主成分とする銅めっき液に限定されるものではない。例えば、シアン化銅を主成分とした銅めっき液を用いる場合、隙間部42周囲の充填めっき部12aは、その表面が粗くなり、反射樹脂23の方向へと突出したバリが生じうるため、これにより反射樹脂23が下方に脱落するのを防止することができる。
However, the plating solution used for forming the
このようにして、反射樹脂23とリードフレーム10とが一体に形成され、単位リードフレーム10aのうち反射樹脂23が設けられていない領域を覆うようにめっき部12が形成された樹脂付リードフレーム30が得られる(図9(d))。
In this way, the
LEDパッケージの製造方法
次に、図5乃至図7に示すLEDパッケージ20の製造方法について、図10(a)−(e)を用いて説明する。
Method for Manufacturing LED Package Next, a method for manufacturing the
まず、例えば上述した工程(図9(a)−(d))により、樹脂付リードフレーム30を得る。次に、この樹脂付リードフレーム30の各反射樹脂23内であって、リードフレーム10のダイパッド25上にLED素子21を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、LED素子21をダイパッド25上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図10(a))。
First, the resin-attached
次に、LED素子21の端子部21aと、ダイパッド25およびリード部26の上面とを、それぞれボンディングワイヤ22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図10(b))。
Next, the
その後、反射樹脂23の凹部23a内に封止樹脂24を充填し、封止樹脂24によりLED素子21とボンディングワイヤ22とを封止する(図10(c))。
Thereafter, the sealing
次に、反射樹脂23およびリードフレーム10のうち、各単位リードフレーム10a間に位置する部分を切断することにより、反射樹脂23およびリードフレーム10をLED素子21毎に分離する(ダイシング工程)(図10(d))。この際、まずリードフレーム10をダイシングテープ37上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード38によって、各LED素子21間の反射樹脂23、ならびにリードフレーム10のリード連結部52、ダイパッド連結部53および単位リードフレーム連結部54を切断する。
Next, the
このようにして、図5乃至図7に示すLEDパッケージ20が得られる(図10(e))。
In this way, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41に、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとが離間した隙間部42が形成され、当該隙間部42にめっき部12が充填されている。これにより、封止樹脂24によりLED素子21およびボンディングワイヤ22を封止する工程(図10(c))において、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41から封止樹脂24が染み出す不具合を防止することができる。また、LEDパッケージ20を外部の配線基板に半田実装する際に、半田フラックスが反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41から凹部23a側に染み込み、これによりLED素子21が故障する不具合を防止することができる。さらに、LEDパッケージ20において、空気中の湿気や硫黄分等によって内部のめっき部12が変色し、LEDパッケージ20の反射率や色味等に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
ところで、一般に、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41から流体が染み出すか否かを簡易的に検査する方法として、樹脂付リードフレーム30の上面側あるいは下面側からインキを滴下し、一定時間が経過した後、界面41からインキが漏れたか否かを観察する方法が存在する。本実施の形態によれば、隙間部42にめっき部12を充填したことにより、界面41からインキが漏れることが防止されるので、上記インキによる検査方法において良好な結果を得ることができる。
By the way, generally, as a method for simply inspecting whether or not the fluid oozes out from the
また、本実施の形態によれば、単位リードフレーム10aの上面において、反射樹脂23の下端領域23cは、めっき部12内に進入しており、下端領域23cはめっき部12によって覆われている。このため、反射樹脂23の下端領域23cに樹脂バリが生じた場合であっても、この樹脂バリがめっき部12によって被覆されるので、別途バリ取り工程を設ける必要がない。これにより、樹脂バリに起因する不良を低減できるとともに、樹脂付リードフレーム30の製造工程を簡略化することができる。
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施の形態によれば、隙間部42を除き、反射樹脂23と単位リードフレーム10aとの界面41にはめっき部12が形成されていない。これにより、めっき部12を構成する金属(例えば銀)の使用量を減らすことができ、樹脂付リードフレーム30の製造コストを低減することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the plated
さらにまた、本実施の形態によれば、反射樹脂23を形成する工程(図9(b))の後にめっき部12を形成する工程が設けられているので、反射樹脂23を形成する際に上金型35Aによる押し跡がめっき部12に生じることがない。これにより、ダイパッド25およびリード部26の品質(例えば外観、光沢度、可視光反射率、めっき厚、表面粗さ、ボンディング性等)を安定させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the step of forming the plated
10 リードフレーム
10a 単位リードフレーム
11 リードフレーム本体
12 めっき部
16 開口領域
18 溝
20 LEDパッケージ
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 反射樹脂
24 封止樹脂
25 ダイパッド(第1金属部分)
26 リード部(第2金属部分)
27 第1のアウターリード部
28 第2のアウターリード部
30 樹脂付リードフレーム
41 界面
42 隙間部
52 リード連結部
53 ダイパッド連結部
54 単位リードフレーム連結部
DESCRIPTION OF
23
26 Lead part (second metal part)
27 First
Claims (10)
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有する単位リードフレームと、
前記単位リードフレームに設けられた反射樹脂と、
前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うめっき部とを備え、
前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、
当該隙間部に前記めっき部が充填されていることを特徴とする樹脂付リードフレーム。 For lead frames with resin,
A unit lead frame having a first metal portion and a second metal portion spaced apart from the first metal portion;
A reflective resin provided on the unit lead frame;
A plating portion that covers a region of the unit lead frame where the reflective resin is not provided;
At the interface between the reflective resin and the unit lead frame, a gap is formed in which the reflective resin and the unit lead frame are separated from each other.
A lead frame with resin, wherein the gap portion is filled with the plated portion.
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた第2金属部分とを有する単位リードフレームと、
前記単位リードフレームの前記第1金属部分に搭載されたLED素子と、
前記LED素子と前記単位リードフレームの前記第2金属部分とを電気的に接続する導電部と、
前記単位リードフレームに設けられ、前記LED素子を収容する凹部を有する反射樹脂と、
前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うめっき部と、
前記反射樹脂の前記凹部内に充填された封止樹脂とを備え、
前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、
当該隙間部に前記めっき部が充填されていることを特徴とするLEDパッケージ。 In LED package,
A unit lead frame having a first metal portion and a second metal portion spaced apart from the first metal portion;
LED elements mounted on the first metal portion of the unit lead frame;
A conductive portion that electrically connects the LED element and the second metal portion of the unit lead frame;
Reflective resin provided on the unit lead frame and having a recess for accommodating the LED element;
Of the unit lead frame, a plating portion that covers a region where the reflective resin is not provided,
A sealing resin filled in the concave portion of the reflective resin,
At the interface between the reflective resin and the unit lead frame, a gap is formed in which the reflective resin and the unit lead frame are separated from each other.
The LED package, wherein the gap portion is filled with the plating portion.
第1金属部分と、前記第1金属部分から離間して設けられた前記第2金属部分とを含む単位リードフレームを準備する工程と、
前記単位リードフレームに反射樹脂を設ける工程と、
前記単位リードフレームのうち、前記反射樹脂が設けられていない領域を覆うようにめっき部を設ける工程とを備え、
前記反射樹脂と前記単位リードフレームとの界面に、前記反射樹脂と前記単位リードフレームとが離間した隙間部が形成され、
前記めっき部を設ける工程において、当該隙間部に前記めっき部が充填されることを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法。 In the manufacturing method of the lead frame with resin,
Preparing a unit lead frame including a first metal portion and the second metal portion provided apart from the first metal portion;
Providing a reflective resin on the unit lead frame;
Providing a plating portion so as to cover a region of the unit lead frame where the reflective resin is not provided,
At the interface between the reflective resin and the unit lead frame, a gap is formed in which the reflective resin and the unit lead frame are separated from each other.
In the step of providing the plating portion, the gap portion is filled with the plating portion.
請求項1乃至7のいずれか一項記載の樹脂付リードフレームを準備する工程と、
前記樹脂付リードフレームの前記第1金属部分にLED素子を搭載する工程と、
前記LED素子と前記樹脂付リードフレームの前記第2金属部分とを導電部により接続する工程と、
前記LED素子および前記導電部を封止樹脂によって封止する工程とを備えたことを特徴とするLEDパッケージの製造方法。 In the manufacturing method of the LED package,
Preparing a lead frame with resin according to any one of claims 1 to 7,
Mounting an LED element on the first metal portion of the lead frame with resin;
Connecting the LED element and the second metal portion of the lead frame with resin by a conductive portion;
And a step of sealing the LED element and the conductive portion with a sealing resin.
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JP2019512167A (en) * | 2016-02-25 | 2019-05-09 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | Optoelectronic components with lead frame sections |
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2015
- 2015-03-12 JP JP2015049928A patent/JP2015188081A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019512167A (en) * | 2016-02-25 | 2019-05-09 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | Optoelectronic components with lead frame sections |
US10756245B2 (en) | 2016-02-25 | 2020-08-25 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic component with a lead frame section |
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