JP3160994U

JP3160994U - 樹脂成形リードフレーム

Info

Publication number: JP3160994U
Application number: JP2010002911U
Authority: JP
Inventors: 宏寿鈴木
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2020-04-30

Abstract

【課題】ＳＯＮパッケージに対応することができ、光半導体装置の製造工程において、リードの変形を最小限に抑え、リード先端をカット後もリードの保護が可能な樹脂成形リードフレームを提供する。【解決手段】樹脂成形リードフレームは、リードとダイパッドとセクションバーで構成されたリードフレームと、リードとダイパッドの一部を露出させ樹脂封止する樹脂成形部を有する。リードの一方の端部が連結された横タイバーとリードのもう一方の端部を変位させるため折り曲げる縦タイバーとを備え、横タイバーと縦タイバーが連列され、リードを略コの字形状にひとつの樹脂成形体のリードごとに囲っている。【選択図】図２

Description

本考案は、樹脂成形リードフレームに関し、特に、光半導体装置に使用されるインサート成形された樹脂成形リードフレームに関する。

光半導体装置において、特に面実装型パッケージとして、樹脂がインサート成形された樹脂成形リードフレームを用いた構成がある。一般的に、樹脂成形リードフレームは、その製造においてリードフレームが使用される。リードフレームは鉄または鉄合金、銅または銅合金等の金属板を精密プレスによる打ち抜き方法やエッチング方法で所望のパターンに形成することよって製造される。その時、必要に応じ、精密プレスによりパターン部やパターン部周辺に曲げ加工等を施す。その後、リードフレームを樹脂成形金型内に載置し、パターンの一部に樹脂成形をおこない、リードフレームと樹脂成形体が一体となり、樹脂成形リードフレームが完成する。射出成形（インジェクション成形装置）や移送成形（トランスファー成形装置）によって樹脂成形し、インサート成形と呼ばれている。

光半導体装置の樹脂成形リードフレームは複数列複数行の配列をしているマトリクスフレーム形状をしており、効率よく製造される。すなわち、複数個のマトリクス状態で製造工程を搬送する。例えば、光素子マウント工程、ワイヤボンディング工程、蛍光樹脂充填工程、リード先端カット工程、検査工程、切断個片化工程を流動する。その後、個片化されたひとつの光半導体装置となる。

特に面実装型の光半導体装置ではダイパッド部に光の反射部を設け、小型化のため、リード先端をダイパッドに近寄せる必要がある。また、樹脂成形リードフレーム状にて検査をするために、リードを一部切断し電気的に独立させる必要がある。

曲げ加工で消費した長さだけ、リードの先端をダイパッド上空に重畳させるため、リードを保持する部分を山形に屈曲させることで実現する構造が従来技術として知られている（例えば、特許文献１、図３参照）。

また、加工精度の高いリード形成のために、列ごとに略コの字形状の分離タイバーをつくり、樹脂封止後、コの字形状の分離タイバー毎に、ガルウイング形にリード曲げ形成する構造が従来技術として知られている（例えば、特許文献２、図４参照）。

特開平８−１３９２５３号公報特開２００９−１５２３２４号公報

しかしながら、従来技術は、ＳＩＰ（ＳｉｎｇｌｅＩｎｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）またはＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）タイプのパッケージに関するものなので、外部リードが樹脂パッケージ搭載面（パッケージ下面）からでる形状のＳＯＮ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＮｏｎ−ＬｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）タイプのパッケージには対応していないという課題がある。また、コの字形状の分離タイバーは、樹脂成形体ごとに形成されておらず、製造工程を流動時、アウターリードに負荷がかかると、タイバーから切断された外部リードの変形保護の役割を果たさないという課題がある。

従って、本考案は、樹脂成形リードフレームにおいて、縦タイバーを折り曲げ加工することによって、ＳＯＮパッケージに対応することができる。また、光半導体装置の製造工程において、リードを縦タイバー及び横タイバーで囲むことによって、リードの変形を最小限に抑え、更に、リード先端をカットした後もリードの保護が可能な樹脂成形リードフレームを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本考案は、以下に掲げる構成とした。
本考案の樹脂成形リードフレームは、リードとダイパッドとセクションバーで構成されたリードフレームと、リードフレームのリードとダイパッドの一部を露出させ樹脂封止する樹脂成形部とを有する樹脂成形リードフレームにおいて、リードの一方の端部が連結された横タイバーと、リードのもう一方の端部を変位させるため折り曲げる縦タイバーとを備え、横タイバーと縦タイバーが連列され、リードを略コの字形状にひとつの樹脂成形部のリードごとに囲っていることを特徴とする。
また、リードフレームはマトリクス配列フレームであり、リードが樹脂成形部の向かい合う２辺から導出され、横タイバーに連結されていることを特徴とする。
また、リードフレームのダイパッドは、凹面形状であり、反射面と縁部を備え、縁部から吊りリードによりセクションバーに連結されていることを特徴とする。

本考案は、樹脂成形リードフレームにおいて、縦タイバーを折り曲げ加工することによって、ＳＯＮパッケージに対応することができる効果を奏する。また、光半導体装置の製造工程において、リードを縦タイバー及び横タイバーで囲むことによって、リードの変形を最小限に抑え、更に、リード先端をカットした後もリードの保護が可能な樹脂成形リードフレームを提供することができる効果を奏する。

本考案に係る樹脂成形リードフレームの一部を示す平面図と側面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの一部を拡大した平面図と側面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの樹脂成形部の断面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの縦タイバーの屈曲部を示す斜視図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームのリードを一次切断した平面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの樹脂成形部に発光素子を搭載した断面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの樹脂成形部の変形例１に発光素子を搭載した断面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの樹脂成形部の変形例２に発光素子を搭載した断面図である。本考案に係る樹脂成形リードフレームの樹脂成形部の変形例３に発光素子を搭載した断面図である。

以下、本考案の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

本考案の実施例１に係る樹脂成形リードフレーム１について説明する。光半導体装置に使用されるＳＯＮタイプのパッケージ用の部材である。

図１に示すように、樹脂成形リードフレーム１は、リードフレーム２と樹脂成形部１１で構成され、リードフレーム２の一部を折り曲げ形成し、光半導体装置となる部分を樹脂により射出成形し、樹脂成形部１１としてインサート成形している。樹脂成形部１１周辺を拡大して図２に示す。

まず、リードフレーム２は、リード３、横タイバー４、縦タイバー５、ダイパッド６、セクションバー７（図１参照）、吊りリード８で構成されている。リードフレーム２の材質は例えば、銅または銅合金等の板状金属板であり、必要に応じその表面にめっき処理をおこなっている。めっきは例えば、表面の保護、接合性の向上、光の反射のため、ニッケルめっきや銀めっき等を施している。また、化学薬品によるエッチング加工法や精密金型によるプレス加工法等により、所望のパターン形状をつくっている。リードフレーム２の外形寸法は例えば、長さ１８０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍである。また、めっき厚さは例えば、２ミクロンである。

リード３は、帯形状をしており、光半導体装置において、外部と電気的な入出力をおこなう。リード３の一方の端部は横タイバー４に直交するように連結されている。リード３のもう一方の端部はどこにも連結されていなく独立しており、樹脂成形部１１内部で露出している。リード３は複数本あり、ＳＯＮタイプのパッケージなので、対向面にも配置されている。ここでは、片側８本、両側で１６本であり、光半導体装置の外部端子となる。リード３の樹脂成形部１１内部に封止される部分は、略クランク型に形成されている（図３参照）。

横タイバー４は、帯形状をしており、一方の長辺部に複数のリード３が直交して連結されている。さらに両端部には、それぞれ縦タイバー５が略直交して連結されている。リード３と縦タイバー５は略平行である。もう一方の長辺部には何も連結されていない。

縦タイバー５は、リード３と略平行であり、樹脂成形部１１を中心として、対向する横タイバー４同士を連結している。これにより、平面形状は樹脂成形部１１と複数のリード３とを、２か所の横タイバー４と２か所の縦タイバー５とで、四角状に囲むことになる。ここで囲まれた外形寸法は例えば、横タイバー１８ｍｍ、縦タイバー１０ｍｍである。また、縦タイバー５の樹脂成形部１１側には吊りリード８がそれぞれ設けられている。また、もう一方の辺にはセクションバー７に連結されている。ここでは１か所が連結されている。側面形状は図２の側面図示すように屈曲部９が形成されている。プレス金型による曲げ加工をしたものである。

ダイパッド６は、樹脂成形部１１に内部に位置し、略方形で絞り加工等により凹面形状をしている（図３、図６参照）。その内側下面には、発光素子１３を搭載し、対向する外側底面は樹脂成形部１１の底面から放熱のため、露出した構造となっている。ただし、ダイパッド６の底面が樹脂成形部１１の底面から必ず露出する必要はない。また、内側側面は、発光素子１３の光を反射させる反射面１９となっており、対向する外側側面は樹脂成形部１１の樹脂により密着されている。また、形状強度向上のため端部には縁部２０が設けられている。

セクションバー７は、リードフレーム２において、樹脂成形部１１等のパターンを格子状に連結させるものである。ここでは、樹脂成形部１１が４行８列の３２個取りマトリクス配列をしている。図1では２列だけを表し、６列は省略している。

吊りリード８は、縦タイバー５からダイパッド６の縁部２０に連結されているが、ダイパッド６が樹脂成形部１１内部に封止されているので、樹脂成形部１１を連結している状態にある。

屈曲部９は、図４の斜視図に示すように、縦タイバー５に形成され、横タイバー４に近い位置で形成されている折り曲げ加工部である。縦タイバー５は吊りリード８とセクションバー７連結部から水平に伸び、その後、略垂直に上方向に折り曲げられ、樹脂成形部１１の上端面より低い位置で水平方向に折り曲げられている。さらに、略垂直に下方向に折り曲げられ、樹脂成形部１１の下端面位置で、水平方向に折り曲げられており、横タイバー４と連結している。これにより、リード３は樹脂成形部１１の下端面から外部へ導出される形状となる。屈曲部９は平板状から折り曲げることによって、横タイバー４の平面位置を変位させている。すなわち、横タイバー４を樹脂成形部１１に近付けている。リード３のもう一方の端部が樹脂成形部１１内において、上方向に折り曲げられている（アップセット）ため、ダイパッド６から離れてしまう。屈曲部９によって、リード３のもう一方の端部をダイパッド６に近付けるようにしている。

樹脂成形部１１は、リードフレーム２のリード３のもう一方の端部および、ダイパッド６を覆うように樹脂成形したものである。樹脂は例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ樹脂）や耐熱性ポリアミド（ＰＡ樹脂）と呼ばれる白色系の合成樹脂を使用する。樹脂成形は射出成形装置によって、リードフレーム２上にインサート成形される。ここで、樹脂成形部１１は４行８列マトリクス配列において、３２個の取り個数になる。樹脂成形部１１の１個当たりの寸法は例えば、長さ１４ｍｍ、幅４ｍｍ、高さ１．５ｍｍである。

また、樹脂成形部１１の上面には、発光素子搭載部である樹脂凹部１２を有している。樹脂凹部１２は上面から窪みとなっており、ワイヤ１４をボンディングするリード３のもう一方の端部の表面および発光素子１３を搭載するダイパッド６の表面が内面に露出している。また、樹脂成形部１１の下面には、ダイパッド６の裏面（素子搭載面のもう一方の面）が露出しており、放熱の役目をおこなう。また、樹脂成形部１１の側面には、リード３が下端面から導出されている。対向する面も同様である。樹脂成形部１１のリード３が導出される側面と直交する側面には、吊りリード８が縦タイバー５およびセクションバー７と同一水平面で導出されている。

次に本考案の樹脂成形リードフレーム１を用いた光半導体装置１５について、製造工程を説明する。

まず、図３および図６に示すように、前述の樹脂成形リードフレーム１を用いて、個々の樹脂成形部１１の樹脂凹部１２に発光素子１３をシリコンペースト等でマウント装置により搭載する。発光素子１３は例えば、０．５ｍｍ角で８素子を搭載する。（素子マウント工程）

次に、リード３のもう一方の端部と発光素子１３の電極部をワイヤ１４で機械的、電気的に接合する。ワイヤ１４は例えば、金細線の２５ミクロン径である。（ワイヤボンディング工程）

次に、発光素子１３およびワイヤ１４を覆うように樹脂凹部１２に蛍光樹脂や保護樹脂（図示せず）を充填し、硬化させる。（蛍光樹脂充填工程）

次に、図５に示すように、一次切断として、横タイバー４に連結されたリード３の一方の端部をカットさせ、電気的に独立させる。リード３は次工程の通電試験時の測定端子が接触しやすいように長めに残す。例えば、長さ１．８ｍｍ、幅０．４ｍｍ、厚さ０．２ｍｍである。樹脂成形部１１は吊りリード８により保持され続けている。（一次切断工程）

その後、樹脂成形リードフレーム１の状態ままで、通電試験等をおこなうことができる。（通電試験工程）

最後に、吊りリード８を切断し、一次切断されたリード３の端部をさらに短く切断して、個片化をおこない、光半導体装置１５が完成する。吊りリード８は不要部であるので、樹脂成形部１１端部で切断する。また、リード３は光半導体装置のプリント基板への実装において必要最小限の寸法にする。例えば、長さ０．２ｍｍである。（二次切断工程）

以上の工程により、図１に示した樹脂成形リードフレーム１を用いて図６に示すＳＯＮタイプの光半導体装置１５が完成する。

本考案の樹脂成形リードフレーム１を用いて、製造することによって、リードフレーム上に複数の光半導体装置が配置され、フレーム状での取り扱いが可能になるため、効率よく搬送、通電試験等を行うことが可能である。

また、樹脂成形リードフレーム１の形状にすることによって、リード３の一方の端部は切断されるが、略コの字形状に横タイバー４と縦タイバー５が周りを囲っているために、リード３の一方の端部に対し、外部からの衝撃を守ることが可能となる。

上記のように、本考案の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの考案を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

例えば、この樹脂成形リードフレームは光半導体装置（ＬＥＤ）以外のＩＣ半導体に使用することができる。

また、マトリクス式リードフレーム形状以外にも短冊式リードフレーム形状にも使用することができる。

また、変形例１として、図７に示すように、変形リード３３とダイパッド６を重ねてもよい。この時は屈曲部９の形状により位置を決定する。これにより、樹脂成形部１１の幅を狭く、パッケージの小型化ができる。

また、変形例２として、図８に示すように、樹脂成形部１１の樹脂凹部１２において、リード３とダイパッド６部間に、樹脂突起部６６を設ける。これにより、ワイヤ１４の変形による、接触不良（ショート）に対応することができる。

また、変形例３として、図９に示すように、縁部２０またはリード３のもう一方の端部に折り曲げ部３４を設け、樹脂成形部１１に埋め込ませることにより、樹脂密着強度を向上させることができる。

この様に、本考案はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本考案はこの開示から妥当な実用新案登録請求の範囲の考案特定事項によってのみ限定されるものである。

１、樹脂成形リードフレーム
２、リードフレーム
３、リード
４、横タイバー
５、縦タイバー
６、ダイパッド
７、セクションバー
８、吊りリード
９、屈曲部
１１、樹脂成形部
１２、樹脂凹部
１３、発光素子
１４、ワイヤ
１５、１６、１７、１８、光半導体装置
１９、反射面
２０、縁部
３３、変形リード
３４、折り曲げ部
６６、樹脂突起部

Claims

リードとダイパッドとセクションバーで構成されたリードフレームと、前記リードフレームの前記リードと前記ダイパッドの一部を露出させ樹脂封止する樹脂成形部とを有する樹脂成形リードフレームにおいて、前記リードの一方の端部が連結された横タイバーと、前記リードのもう一方の端部を変位させるため折り曲げる縦タイバーとを備え、前記横タイバーと前記縦タイバーが連列され、前記リードを略コの字形状にひとつの前記樹脂成形部の前記リードごとに囲っていることを特徴とする樹脂成形リードフレーム。
前記リードフレームはマトリクス配列フレームであり、前記リードが前記樹脂成形部の向かい合う２辺から導出され、前記横タイバーに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形リードフレーム。
前記リードフレームの前記ダイパッドは、凹面形状であり、反射面と縁部を備え、前記縁部から吊りリードにより前記セクションバーに連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の樹脂成形リードフレーム。