JP2018507566A - リードフレーム及びこれを含む半導体パッケージ - Google Patents

リードフレーム及びこれを含む半導体パッケージ Download PDF

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Abstract

アノード１０と、カソード２０と、成形部３０と、端子部９０及び９１とを備え、１つ以上の放熱孔４０、取り付け対象の半導体チップ５５の表面積よりも広い表面積を有する１つ以上のチップ搭載部５０、１つ以上の上部開口７０及び７１は、リードフレームの上部に配置され、１つ以上の放熱孔４０、１つ以上の第１の下部開口６０、及び１つ以上の第２の下部開口８０は、リードフレームの下部に配置されている半導体パッケージ用のリードフレームと、リードフレームを含む半導体パッケージと、半導体パッケージを含む照明装置とが開示されている。

Description

本発明は、リードフレーム及びこれを含む半導体パッケージに関する。より具体的には、本発明は、優れた放熱特性を有することにより、半導体装置の劣化を防止し且つ半導体装置の信頼性及び効率性を向上させることができる半導体パッケージ用のリードフレーム、及びこれを含む半導体パッケージに関する。
リードフレームは、半導体チップを支持する金属基板である。リードフレームは、電子部品分野において半導体装置のパッケージングに広く使用されている。近年、半導体パッケージ、半導体装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ）は、リードフレームに搭載され、シール材が注入され、様々な分野において使用されている。リードフレームは、その形態及び大きさに応じて様々な用途に適用されることができる。
半導体のうち、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、その長寿命及び環境に優しい特性のために近年広く使用されている。特に、照明分野において、ＬＥＤの使用量は、各国におけるＬＥＤの価格下落、白熱電球の禁止及び蛍光電球の禁止などの理由によって徐々に増加している。
しかしながら、ＬＥＤ自体は大量の熱を発生し、そのため、ＬＥＤパッケージは、熱的特性の劣化に起因して、不良品、製品品質の劣化及び製品寿命の低下などの問題を引き起こすことがある。
したがって、半導体パッケージ、特にＬＥＤパッケージの設計において、放熱設計が非常に重要である。重要な点は、温度差によって生じる熱エネルギを効果的に伝達することによって熱が外部へ放出可能であるように放熱構造を設計する方法である。
一般に、製品の放熱は、高い熱伝導率を有する金属又はセラミックから構成される印刷回路基板（ＰＣＢ）を設計し、そして、ＰＣＢの後部上に金属から構成されるヒートシンク又は放熱手段を取り付ける、１つのパッケージとしての半導体装置及びリードフレームを考慮した視点に基づくことによって達成されている。パッケージ内で発生した熱は、ＰＣＢ及び放熱手段を介して空気中に放出される。
上述したように、従来のリードフレームパッケージは、その大きさ及び形状に応じて半導体チップを収容する構造であり、それ自体を使用することができない。それは、追加回路設計及びヒートシンクなどの放熱設計を介してのみ使用することができる。すなわち、大部分のＬＥＤパッケージは、ヒートシンクなどの別個の放熱手段を介してＬＥＤ素子の熱を空気中に放出する。
しかしながら、ヒートシンクなどの別個の放熱手段を含む大部分のＬＥＤ製品は、別個の放熱手段自体の容積及び形状に起因して、大容積及び形態、形状の制限、並びに製品の使用量を有する。したがって、ＬＥＤ製品は、これまで、製品が大容積を有し、製品が重く、製品の製造時間が長いなどの問題を有している。
問題を解決するために、韓国特許第１，３４０，０２９号明細書は、別個の放熱手段を使用することなく、優れた半導体チップの性能を提供することができる半導体パッケージ用のリードフレームの技術を開示している。本特許は、リードフレーム自体が放熱手段として使用されるという点で従来の半導体パッケージとは異なっている。しかしながら、本特許において、リードフレームの放熱特性は、なおも満たされていない。したがって、より優れた放熱特性を有する半導体パッケージが求められている。
本発明は、従来のリードフレームの欠点を解決しようと努力してなされたものであり、本発明の目的は、さらに長期の使用にわたって信頼性及び効率性を保証することができ、別個の放熱手段を有することなくそれ自体が優れた放熱特性を有し、且つ低製造コスト及び向上した耐久性を有する半導体パッケージ用のリードフレーム、並びにこれを含む半導体パッケージを提供することである。
本発明の例示的な実施形態は、半導体パッケージ用のリードフレームにおいて、互いに離間された状態で配設された１つの以上のアノード１０及び１つ以上のカソード２０と、アノード１０及びカソード２０を封止する成形部３０と、アノード１０及びカソード２０の先端に配設された端子部９０及び９１と、リードフレームの上部及び下部に形成され、アノード１０及び／又はカソード２０、並びに成形部３０を貫通する１つ以上の放熱孔４０と、リードフレームの上部に形成され、取り付け対象の半導体チップ５５のものよりも広い表面積を有する１つ以上のチップ搭載部５０と、リードフレームの上部に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０又はカソード２０を外部に露出させる１つ以上の上部開口７０及び７１と、リードフレームの下部におけるチップ搭載部５０に対応する位置に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０又はカソード２０を外部に露出される１つ以上の第１の下部開口６０と、リードフレームの下部における上部開口７０に対応する位置に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０又はカソード２０を外部に露出させる１つ以上の第２の下部開口８０とを備えるリードフレームを提供する。
本発明の他の例示的な実施形態は、半導体チップと、半導体チップと電気的に接続されたリードフレームとを含む半導体パッケージを提供し、本発明のさらなる実施形態は、半導体パッケージを含む照明装置を提供する。
本発明の例示的な実施形態によれば、半導体装置が劣化されるのを防止することによって長期の使用にわたって信頼性及び効率性を確保することができる高い信頼性を有する半導体パッケージ用のリードフレームと、リードフレームを含む半導体パッケージとを提供することが可能である。
本発明の例示的な実施形態によれば、別個の放熱手段を有することなくそれ自体が優れた放熱特性を有する、高い信頼性を有する半導体パッケージ用のリードフレームと、リードフレームを含む半導体パッケージとを提供することが可能である。
本発明の例示的な実施形態によれば、簡便な製造プロセスを有し、低コストで製造することができる、高い信頼性を有する半導体パッケージ用のリードフレームと、リードフレームを含む半導体パッケージとを提供することが可能である。
図１は、本発明の実施形態にかかるリードフレームの斜視図である。 図２は、リードフレームの平面図である。 図３は、リードフレームの底面図である。 図４は、リードフレームの側面の側面図及び拡大図である。 図５は、本発明の実施形態にかかる、電極が直列に配設された状態を示す図である。 図６は、本発明の実施形態にかかる、電極が平行に配設された状態を示す図である。 図７は、従来及び本発明のリードフレームの放熱特性を示す図である。
以下、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態が詳細に記載される。しかしながら、本発明の例示的な実施形態は、様々な形態に変更可能であり、本発明の範囲は、後述する例示的な実施形態に限定されるものではない。
図１乃至図３は、本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレームを示している。
図１乃至図３に示すように、リードフレームは、互いに離間された１つ以上のアノード１０及び１つの以上のカソード２０（図１乃至図３には示されていない）と、アノード１０及びカソード２０を封止する成形部３０と、アノード１０及びカソード２０の先端にそれぞれ配設された端子部９０及び９１とを備える。
図１及び図２に示すように、チップ搭載部５０は、半導体チップがチップ搭載部５０に取り付けられることができるように、図の上部、すなわちリードフレームの前部に形成されることができる。リードフレームの上部には、放熱のための放熱孔４０が形成されている。さらに、図１及び図２に示すように、リードフレームの上部には、成形部３０によって封止されておらず且つアノード１０及びカソード２０を外部に露出させる１つ以上の上部開口７０及び７１が形成されている。リードフレームの両端の電極には、リードフレームが互いに接続されることができるように、別個の固定孔９５及び９６が形成されている。リードフレームの上部には、アノード１０及びカソード２０を電気的に絶縁する絶縁孔４５、４６及び４７を形成することが望ましい。
図３は、リードフレームの底面図である。図３に示すように、リードフレームの下部、すなわち後部における上部チップ搭載部５０に対応する位置には、第１の下部開口６０が形成されている。第１の下部開口６０は、成形部３０によって封止されておらず且つアノード１０を外部に露出させる領域である。放熱のための開口６０は、半導体チップから発生する熱を放熱するためのものである。チップ搭載部５０に対応する領域全体を被覆するようにチップ搭載部５０のものよりも広い領域を有するように開口６０を形成することが好ましい。
さらに、リードフレームの下部には、図４に示すように、リードフレームの上部から成形部３０並びに電極１０及び２０を貫通する放熱孔４０が設けられている。
また、下部において、放熱孔４０を囲む領域には、電極１０及び２０が成形されず且つ露出される第２の下部開口８０がさらに形成されている。第１の下部開口６０及び第２の下部開口８０は、放熱孔４０とともに、半導体チップ５５から発生した熱をより容易に放熱することができる。
図３に示すように、リードフレームの上部からリードフレームを通って貫通し且つアノード１０及びカソード２０を電気的に絶縁する電極絶縁孔４５及び４８を下部に形成することが好ましい。
以下、リードフレームの各構成要素について説明する。
アノード１０及びカソード２０
本発明において、１つ以上のアノード１０及びカソード２０が使用可能である。
様々な導電性金属がアノード１０及びカソード２０として使用可能であり、導電性金属の種類は、特に限定されるものではない。例えば、銅、アルミニウムなどが使用可能である。グラフェン及びセラミックもまた使用可能である。さらに、上述した材料は、組み合わせて使用可能である。
アノード１０及びカソード２０は、好ましくは、平板状の単層から形成されることができる。
アノード１０及びカソード２０は、当該技術分野において知られている様々な方法によって固定されることができる。固定方法は、ネジ固定方法、雄雌固定方法などを含むことができ、限定されるものではない。しかしながら、雄雌固定方法が好ましい。その理由は、別個のネジが必要とされないため、操作が非常に簡便であり且つ製造コストも低減することができるためである。
成形部３０
成形部３０は、アノード１０及びカソード２０を封止する射出成形品である。すなわち、アノード１０及びカソード２０は、成形部３０に挿入された構造で形成されている。
端子部９０及び９１
リードフレームの両端の電極には、電力を印加するための端子部９０及び９１が成形されずに露出されている。リードフレームは、端子部９０及び９１を介して外部に電気を流すことができる。リードフレームの両端部における端子部９０及び９１は、リードフレームが雄雌固定方法によって接続されることができるように雄雌構造を有する。端子部９０及び９１には、それぞれ、固定孔９５及び９６が形成されていることが望ましい。固定孔９５及び９６は、端子部９０及び９１に蓄えられた熱を外部に放出することができるため、固定孔９５及び９６はまた、一種の放熱孔ともいうことができる。
放熱孔４０
図１乃至図４に示すように、放熱孔４０は、上部から下部までリードフレームを貫通している。すなわち、放熱孔４０は、アノード１０及び／又はカソード２０並びに成形部３０を貫通している。リードフレームは、１つ以上の放熱孔４０を含む。リードフレームの熱は、放熱孔４０を介して外部に放出されることができる。特に、放熱孔４０は、上部から下部までリードフレームを貫通していることから、熱は、上部及び下部の双方に放出されることができ、それによって放熱効果を高めることができる。
上部開口７１及び第２の下部開口８０を貫通するように放熱孔４０のうちの少なくとも１つが形成されている（図４を参照）。放熱孔４０は、空気流が形成され且つ熱が双方向に放出されることができ、それによって温度改善の効果を高めることができるように、開口７１及び８０を貫通するように形成されている。この目的のために、放熱孔４０が上部開口７１の中央に形成されていることが好ましい。
電極絶縁孔４５、４６及び４７
アノード及びカソードを電気的に絶縁する電極絶縁孔４５は、アノード１０がカソード２０に隣接する部分において、アノード１０及び／又はカソード２０並びに成形部３０を同時に貫通するように形成されている。
電極絶縁孔４５の大きさ及び数は、例えば、直列配設及び並列配設の目的に応じて適宜調整されることができる。例えば、リードフレームを変更することなく電極が容易に直列又は並列に配設されることができるように、パッケージ毎に２つ以上の電極絶縁孔が設けられている。電極絶縁孔４５の直径は、限定されるものではないが、好ましくは５ｍｍ以下である。図１は、リードフレームとして３つの電極絶縁孔４５、４６及び４７を含むリードフレームを示しているが、リードフレームはまた、１つの電極絶縁孔又は２つの電極絶縁孔を選択的に含むように形成されてもよい。
チップ搭載部５０
チップ搭載部５０は、電気を通す役割を果たすように半導体チップと接続されている。図１及び図２に示すように、リードフレームは、その上部に形成され且つ取り付け対象の半導体チップ５５のものよりも広い表面積を有する１つ以上のチップ搭載部５０を含む。ここで、チップ搭載部５０の表面積は、取り付け対象の半導体チップ５５の放熱特性に応じて調整されてもよい。チップ搭載部５０の表面積は、取り付け対象の半導体チップ５５のものよりも２．５倍大きいことが好ましい。
チップ搭載部５０は、発熱半導体チップ又はＬＥＤチップが取り付けられる部分であり、発熱部に相当する。本発明の例示的な実施形態において、半導体チップ５５は、半導体チップ５５の搭載面積を増やすことによって直接放熱手段として利用される。特に、本発明の例示的な実施形態において、金属電極部分の表面積は増やされる。すなわち、熱伝導率がより高く且つ自由電子が良好に移動可能であり、それによって耐熱性を向上させ且つ放熱効果を向上させるように、半導体チップ５５の搭載面積は拡大される。ここで、耐熱性は、熱伝導率及び面積に比例する。
上述したように、本発明において、チップ搭載部５０は、発熱部及び放熱部の双方として機能することから、熱は、迅速に外部に放出されることができる。すなわち、本発明は、発熱抵抗体が除去されるように、発熱部及び放熱部が一体化されていることを特徴とする。
取り付け対象の半導体チップ５５の数は特に限定されるものではなく、光量、放熱効果などを考慮して決定される。既存のパッケージ技術において使用されているようにリードフレームの量産設備を使用するために、半導体チップの数は、適宜調整されることができる。
上部開口７０及び７１
図１及び図２に示すように、リードフレームは、リードフレームの上部に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０又はカソード２０を外部に露出させる１つ以上の上部開口７０及び７１を含む。電極は、放熱効果が向上することができるように、上部開口７０及び７１を介して外気と直接接触する。従来のリードフレームは、リードフレームの下部に開口を有しているが、本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレームは、下部開口に加えて、上部開口７０及び７１を含み、その結果、熱が双方向に放出されることができ、それによって放熱効果を著しく向上させることができる。半導体チップ又はＬＥＤ素子において発生した熱がアノード又はカソードに伝達されると、熱はまた、上向き並びに下向きに放出されることができ、それによって放熱効果を最大化することができる。
放熱孔４０は、上部開口のうちの１つの上部開口７１に形成されることができる。したがって、放熱効果をさらに向上させることができる。放熱孔４０は、空気流が形成されることができ且つ熱が双方向に放出されることができ、それによって温度改善の効果を向上させることができるように、開口７１を貫通して形成されている。
第１の下部開口６０
図３に示すように、リードフレームは、リードフレームの下部におけるチップ搭載部５０に対応する位置に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０を外部に露出させる１つ以上の第１の下部開口６０を含む。
上述したように、チップ搭載部５０は、熱を発生する発熱部に相当する。本発明の例示的な実施形態によれば、図２及び図３に示すように、第１の下部開口６０は、チップから発生した熱が第１の下部開口６０を通ってリードフレームの下部に放出されることができるように、チップ搭載部５０に対応する位置に設けられている。したがって、第１の下部開口６０もまた、放熱効果を向上させる役割を果たす。
第２の下部開口８０
図３に示すように、リードフレームは、リードフレーム下部における上部開口７０及び７１に対応する位置に形成され、成形部３０によって封止されておらず、アノード１０及びカソード２０を外部に露出させる１つ以上の第２の下部開口８０を含む。
第２の下部開口８０はまた、アノード１０及びカソード２０を外部に露出させることによって放熱効果を向上させる役割を果たす。第２の下部開口８０は、２つの上部開口７０及び７１に対応する位置に配設されていることから、第２の下部開口８０は、上部開口７０及び７１のものよりも大きい面積を有することが好ましい。
ここで、第１の下部開口６０及び第２の下部開口８０の面積は、半導体装置のものよりも２．５倍以上大きくすることができる。
本発明の例示的な実施形態において、上部開口７０及び７１並びに下部開口６０及び８０は、それ自体がヒートシンクとしての役割を果たすように、電力が印加されたときに発生する熱を放出するのに十分な面積を有することが好ましい。この場合、本発明のリードフレームは、ヒートシンクなどの別個の放熱手段を何ら必要としない。
リードフレームにおいて、いくつかの電極は、互いに接続され、いくつかの半導体チップが取り付けられることができるように１つに調整される。従来においては、１つのモジュールによって電極の直列配設及び並列配設の双方を達成することは困難であるが、本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレームにおいては可能である。図５は、電極がリードフレームに直列に配設された状態を示している。図６は、電極がリードフレームに並列に配設された状態を示している。本発明において、電極絶縁孔を追加して内部パターンを特殊化することにより、電極絶縁孔の位置を使用することによって直列又は並列に電極を絶縁することが可能である。したがって、従来とは対照的に、直列絶縁回路及び並列絶縁回路を別個に作る必要がない。特に、図５に示すように、アノード１０及びカソード２０が互いに接続された部分を切断することによって電極絶縁孔４７が形成された後、２つの電極絶縁孔及び４６が電極毎に形成された場合、アノード及びカソードは、直列回路を形成するように順次接続されることができる。一方、図６に示すように、１つの電極絶縁孔４７が電極毎に形成された場合、アノード及びカソードは、並列回路を形成するように並列に接続されることができる。上述したように、本発明の例示的な実施形態において、電極絶縁孔の位置及び数を調整することにより、直列回路及び並列回路を容易に形成することが可能である。
本発明はまた、リードフレームを含むＬＥＤパッケージ又は半導体パッケージを提供する。
放熱特性
図７は、従来及び本発明のリードフレームの放熱特性を示している。
図７における左側に示される従来のリードフレームは、高い熱伝導率を有する金属又はセラミックから構成される印刷回路基板（ＰＣＢ）が半導体装置（チップ）及びリードフレームを含む１つのパッケージに基づいて設計された後、金属から構成されるヒートシンクがＰＣＢの後部に取り付けられた構造を有する。電力が外部から印加され且つ熱がリードフレームパッケージにおいて発生した場合、熱は、半導体チップ、リードフレーム、半田、ＰＣＢ半田パッド、ＰＣＢ、熱界面材料（ＴＩＭ）、及びヒートシンクの順序で移動し、外部に放出される。ここで、ＴＩＭは、接触抵抗を低減し且つ熱伝導率を向上させるための熱グリースなどの材料を表している。従来のリードフレームにおいては、パッケージにおいて発生した熱は、ＰＣＢ及びヒートシンクを介して空気中に放出されることができる。
一方、図７における右側に示されるリードフレームは、放熱孔を含み、また、リードフレームの上部及び下部に開口を含み、それによって放熱孔及び開口を介して外部に熱を直接放出する。電力が外部から印加され且つ熱がリードフレームパッケージにおいて発生した場合、熱は、半導体チップからリードフレームへと移動して外部に放出される。具体的には、熱は、上部開口及び放熱孔を介してリードフレームの上部に放出され、第１の下部開口、第２の下側開口及び放熱孔を介してリードフレームの下部に放出される。その理由は、アノード１０及びカソード２０の一部が開口及び放熱孔を介して空気と直接接触しているためである。したがって、本発明のリードフレームは、ＰＣＢ及びヒートシンクを有しなくても熱を容易に放出することができる。特に、本発明のリードフレームは、熱が上部及び下部の双方に放出されることができるという点でかなり有効である。
さらに、特に、本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレームは、熱が主に発生するチップ搭載部５０の搭載面積を増加させることによって放熱効率を高めている。したがって、本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレームは、高い熱伝導率及び低い耐熱性を有する優れた放熱特性を呈する。
本発明の例示的な実施形態にかかるリードフレーム自体は、放熱手段としての役割を果たす。そのため、リードフレームは、別個の放熱手段又はヒートシンクを含む必要はない。したがって、コストを低減し且つリードフレームの製造時における製造プロセスを簡略化することができる。さらに、ヒートシンクなどの別個の放熱設計が必要とされず、そのため、半導体装置が劣化するのを防止することができ、それによって長期の使用にわたって信頼性及び効率性を保証することができる。
さらに、リードフレームは、別個の放熱手段、ＰＣＢなどを必要とせず、そのため、製品の形状に制限されることなく、様々な種類の製品を製造することができる。
本発明にかかるリードフレームは、半導体装置に使用される場合に優れた放熱特性を有し、放熱特性を効果的に制御することができ、それによって性能及び製品の品質を向上させることができる。さらに、ＰＣＢ及び追加の放熱設計が必要とされないことから、本発明のリードフレームを含むＬＥＤパッケージ又は半導体パッケージ製品は、低い製造コストを有し、優れた特性を呈することができる。
１０：アノード
２０：：カソード
３０：成形部
４０：放熱孔
４５、４６、４７、４８：電極絶縁孔
５０：チップ搭載部
５５：半導体チップ
６０：第１の下部開口
７０、７１：上部開口
８０：第２の下部開口
９０：雄端子部
９１：雌端子部
９５、９５：固定孔

Claims (13)

  1. 半導体パッケージ用のリードフレームにおいて、
    互いに離間された状態で配設された１つの以上のアノード１０及び１つ以上のカソード２０と、
    前記アノード１０及び前記カソード２０を封止する成形部３０と、
    前記アノード１０及び前記カソード２０の先端に配設された端子部９０及び９１と、
    前記リードフレームの上部及び下部に形成され、前記アノード１０及び／又は前記カソード２０、並びに前記成形部３０を貫通する１つ以上の放熱孔４０と、
    前記リードフレームの上部に形成され、取り付け対象の半導体チップ５５の表面積よりも広い表面積を有する１つ以上のチップ搭載部５０と、
    前記リードフレームの上部に形成され、前記成形部３０によって封止されておらず、前記アノード１０又は前記カソード２０を外部に露出させる１つ以上の上部開口７０、７１と、
    前記リードフレームの下部における前記チップ搭載部５０に対応する位置に形成され、前記成形部３０によって封止されておらず、前記アノード１０又は前記カソード２０を前記外部に露出される１つ以上の第１の下部開口６０と、
    前記リードフレームの下部における前記上部開口７０に対応する位置に形成され、前記成形部３０によって封止されておらず、前記アノード１０又は前記カソード２０を前記外部に露出させる１つ以上の第２の下部開口８０とを備える、リードフレーム。
  2. 前記上部開口及び前記下部開口は、電力が印加されたときに前記リードフレーム自体がヒートシンクとして機能するように熱を放出するのに十分な面積の領域を有する、請求項１に記載のリードフレーム。
  3. さらに、
    前記アノードが前記カソードに隣接した部分に形成された電極絶縁孔４５は、前記アノード及び／又は前記カソード、並びに前記成形部を同時に貫通し、前記アノード及び電気的にカソードを電気的に絶縁する、請求項１に記載のリードフレーム。
  4. 前記１つ以上の放熱孔は、前記上部開口及び前記第２の下部開口を貫通する、請求項１に記載のリードフレーム。
  5. 前記第１の下部開口及び前記第２の下部開口の面積が、半導体装置の面積の２．５倍以上である、請求項１に記載のリードフレーム。
  6. 前記電極絶縁孔の数は２以上である、請求項１に記載のリードフレーム。
  7. 前記電極絶縁孔の直径は５ｍｍ以下である、請求項１に記載のリードフレーム。
  8. 前記アノード及び前記カソードは、雄雌固定方法によって固定される、請求項１に記載のリードフレーム。
  9. 前記端子部９０、９１のうちの１つ以上は、固定孔９５、９６を含む、請求項１に記載のリードフレーム。
  10. 前記チップ搭載部５０の表面積は、前記取り付け対象の半導体チップ５５の放熱特性に応じて調整される、請求項１に記載のリードフレーム。
  11. 前記チップ搭載部５０の表面積は、前記取り付け対象の半導体チップ５５の表面積の２．５倍以上である、請求項１に記載のリードフレーム。
  12. 半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載のリードフレームとを備える半導体パッケージ。
  13. 請求項１２に記載の半導体パッケージを備える照明装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020120037A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュールの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340029B1 (ko) * 2013-06-14 2013-12-18 (주)버금기술 반도체 패키지용 리드프레임 및 그 조립체
WO2014115986A1 (ko) * 2013-01-24 2014-07-31 주식회사 트루스타 Ｌｅｄ 램프용 전극모듈
US20140259654A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Bardwell & Mcalister Inc. Method of manufacturing led module

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101315961A (zh) * 2007-06-01 2008-12-03 一诠精密工业股份有限公司 发光二极管导线架及其制造方法
KR101193909B1 (ko) 2009-12-31 2012-10-29 장광균 Ｌｅｄ 조명용 리드 프레임 및 그 제조방법
US8809820B2 (en) * 2010-01-27 2014-08-19 Heraeus Noblelight Fusion Uv Inc. Micro-channel-cooled high heat load light emitting device
KR101719644B1 (ko) 2010-05-24 2017-04-04 서울반도체 주식회사 Ｌｅｄ패키지
CN103154607A (zh) * 2010-09-13 2013-06-12 Bk科技株式会社 提高了散热特性的高光度led光源构造体
TWM400099U (en) * 2010-09-27 2011-03-11 Silitek Electronic Guangzhou Lead frame, package structure and lighting device thereof
US20120286297A1 (en) * 2011-05-09 2012-11-15 Taiwan Micropaq Corporation Led package structure and module thereof
KR20130006858A (ko) * 2011-06-24 2013-01-18 현대중공업 주식회사 Ｐｄｍｓ를 이용한 블록 ｂｏｍ 자동화시스템
JP5818149B2 (ja) 2011-09-09 2015-11-18 大日本印刷株式会社 樹脂付リードフレーム、半導体装置、照明装置、樹脂付リードフレームの製造方法および半導体装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115986A1 (ko) * 2013-01-24 2014-07-31 주식회사 트루스타 Ｌｅｄ 램프용 전극모듈
US20140259654A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Bardwell & Mcalister Inc. Method of manufacturing led module
KR101340029B1 (ko) * 2013-06-14 2013-12-18 (주)버금기술 반도체 패키지용 리드프레임 및 그 조립체

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