JP3315908B2 - 半導体発光装置とその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置とその製造方法

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JP3315908B2 JP30008997A JP30008997A JP3315908B2 JP 3315908 B2 JP3315908 B2 JP 3315908B2 JP 30008997 A JP30008997 A JP 30008997A JP 30008997 A JP30008997 A JP 30008997A JP 3315908 B2 JP3315908 B2 JP 3315908B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光装置とそ
の製造方法に係り、特に半導体発光装置の外囲器の形状
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体発光装置は次のように製造
されている。図9、10、11は、その製造工程を示す
図であって、図9はリ−ドフレ−ムに半導体発光素子を
マウント・ボンディングした状態を示す図、図10
(a)は外囲器成型治具の上面図、図10(b)は同図
(a)のF−F´線に沿う縦断面図、図11(a)は外
囲器成型後の状態を示す上面図、図11(b)は同図
(a)のG−G´線に沿う縦断面図、図12(a)は完
成された半導体発光装置の上面図、図12(b)は同図
(a)のH−H´線に沿う縦断面図である。図9におい
て8はリ−ドフレ−ムで2本のリ−ド9、9´からなる
リ−ド群が等間隔をおいてリ−ドフレ−ムの長手方向に
沿って形成されている。
【0003】図10において、12は外囲器成型治具
で、横断面が円形でかつ、縦断面が略U字形のキャビテ
ィ13が、リ−ドフレ−ムのリ−ド群と同じ間隔を置い
て一直線上に整列配置されている。
【0004】まず、図9に示すようにリ−ドフレ−ム8
の各リ−ド群における一方のリ−ド9の上端部に半導体
発光素子10をマウントし、かつ、この半導体発光素子
10上面と各他方のリ−ド9´とをボンディングワイヤ
11により電気的に接続する。
【0005】次に図10に示す外囲器成型治具12の各
キャビティ13に光透過性樹脂を注入した後、この各キ
ャビティ13にリ−ドフレ−ム8の各リ−ド群を浸し、
光透過性樹脂を加熱硬化させて、図11に示す様に各リ
−ド群の半導体発光素子10のマウント部分、ボンディ
ングワイヤ11及びリ−ド9、9´の上端部分を光透過
性樹脂からなる外囲器14で封止する。その後、図11
の破線で示す部分より、各リ−ド群をリ−ドフレ−ム8
から切離し、図12に示すように半導体装置を完成す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】最近、半導体発光装置
においては高出力化が要求されている。そして、高出力
化に当たって外囲器14の径をできる限り大きくすれば
よいことが知られている。
【0007】ところで、従来の半導体発光装置の製造方
法においては、生産効率の関係上、一枚のリ−ドフレ−
ムから10〜30個程度の半導体発光装置を形成できる
ように、各リ−ド群の間隔が決められており、しかも外
囲器の径はリ−ドフレ−ムの各リ−ド群の間隔に依存し
ている。そのため、高出力化のために外囲器の径を大き
くしようとしても、各リ−ド群の間隔で制限され、大き
くできないという欠点がある。また、外囲器の径を大き
くするために各リ−ド群の間隔を大きくすると一枚のリ
−ドフレ−ムから得られる半導体発光装置の個数が低下
し、生産効率が悪くなるという欠点がある。
【0008】本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、
リ−ドフレ−ムの各リ−ド群の間隔を大きくすることな
く、高出力を得ることができる半導体発光装置及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体発光装置においては、並置されたリ
−ドと、一方の前記リ−ドの上端部にマウントされた半
導体発光素子と、前記半導体発光素子と、他方の前記リ
−ドの上端部とを電気的に接続するボンディングワイヤ
と、前記半導体発光素子、及び前記ボンディングワイヤ
及び前記リ−ド上端部を封止し、かつ、長軸、短軸を有
する横断面非円形構造で、短軸が前記リ−ド間を結ぶ直
線に沿って配置され、長軸が前記直線と垂直に配置され
た光透過性樹脂からなる外囲器とを具備することを特徴
とする。さらに、前記外囲器の横断面が、前記横断面の
一部分を長軸に沿って直線状に切断した形状であること
を特徴とする。
【0010】また、本発明の半導体発光装置の製造方法
においては、複数の並置されたリ−ド群を一定間隔をお
いて一直線上に配置したリ−ドフレ−ムを形成する工程
と、長軸、短軸を有する横断面非円形構造の複数個のキ
ャビティを、前記リ−ド群の間隔と同一間隔で、かつ、
短軸が一直線上に位置するように配置した外囲器成型治
具を形成する工程と、各前記リ−ド群の一方のリ−ド上
端部に前記半導体発光素子をマウントし、この半導体発
光素子と、各前記リ−ド群の他方のリ−ドとをボンディ
ングワイヤで接続する工程と、前記外囲器成型治具の各
キャビティに光透過性樹脂を充填する工程と、前記キャ
ビティ内の光透過性樹脂内に前記半導体発光素子、前記
ボンディングワイヤ及び前記リ−ド上端部を浸し、その
部分を前記光透過性樹脂で封止する工程と、その後、前
記リ−ドフレ−ムを前記外囲器成型治具から離し、各前
記リ−ド群をリ−ドフレ−ムから分離する工程とを具備
することを特徴とする。さらに、前記リ−ドフレ−ムを
複数本それぞれ平行になるように並べ、適当な長さだけ
交互にずらす工程を具備することを特徴とする。
【0011】半導体発光装置の外囲器の横断面の形状
を、長軸、短軸を持ち、それぞれの軸において軸対称で
ある非円形とし、その短軸をリ−ドフレ−ムの長手方向
と平行に、かつ長軸をその短軸と垂直になるように配置
することにより、リ−ドフレ−ムの各リ−ド群の間隔を
変えることなく長軸を長くすることができる。短軸の長
さを直径とする円形と比較して面積を大きくすることが
できるので、発光素子の外部効率が向上し、半導体発光
装置の外部に出射する光出力を大きくすることができ
る。さらに、リ−ドフレ−ムをそれぞれ平行に複数段並
べ、長手方向に交互にずらすことにより、長軸をリ−ド
フレ−ム間隔より長くすることが可能になり、光出力を
大きくすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図1から図5を参照して本
発明の第一の実施例を説明する。図1はリ−ドフレ−ム
に半導体発光素子をマウント・ボンディングした状態を
示す図、図2(a)は、本発明の第一の実施例の外囲器
成型治具の上面図、図2(b)は同図(a)のA−A´
線に沿う縦断面図、図3は半導体発光素子、金ワイヤ、
リ−ドの上部を樹脂で封止する工程の概念図、図4
(a)は本発明の第一の実施例において外囲器成型後の
状態を示す上面図、図4(b)は同図(a)のB−B´
線に沿う縦断面図、図5(a)は完成された本発明の第
一の実施例の半導体発光装置の上面図、図5(b)は同
図(a)のC−C´線に沿う縦断面図である。図1にお
いて1はリ−ドフレ−ムで2本のリ−ド2、2´からな
るリ−ド群が等間隔をおいてリ−ドフレ−ムの長手方向
に沿って形成されている。
【0013】図2において、5は外囲器成型治具で、横
断面が円形でかつ、縦断面が略U字形のキャビティ6
が、リ−ドフレ−ムのリ−ド群と同じ間隔を置いて一直
線上に整列配置されている。
【0014】各リ−ド群において、一方のリ−ド2の上
端部の板厚部分に凹部を設け、凹部の底に半導体発光素
子3を導電性の接着剤でマウントする。接着温度はここ
では、200℃〜300℃である。そして、半導体発光
素子3と他方のリ−ド2´の上端部を金ワイヤ102で
電気的に接続する。
【0015】次に、図2の外囲器成型治具の各キャビテ
ィ6に光透過性樹脂(エポキシ樹脂と硬化剤との混合
液)を充填し、各リ−ド群を外囲器成型治具の各キャビ
ティ6に充填された光透過性樹脂に浸し、100℃〜1
30℃に保ったオ−ブンの中に2〜10数時間入れ、硬
化させる。ここまでの図が図3である。図3において、
上記混合液に浸す部分は、半導体発光素子と金ワイヤ、
リ−ド群の上部である。熱硬化させた後、各リ−ド群を
外囲器成型治具5から離し、図4の点線に沿って各リ−
ド群をリ−ドフレ−ム1から切り離して完成する。
【0016】上記第一の実施例の半導体発光装置とその
製造方法では、外囲器の形状は楕円形であるので、横断
面の楕円の短軸の長さを円の径の長さと同等とすること
により一本のリ−ドフレ−ムから従来例と同数の半導体
発光装置を生産することができる。このとき、外部に取
り出せる光出力を従来例と本実施例とで比べてみると、
横断面の断面積は、本実施例の外囲器の横断面形状であ
る楕円の短軸の長さと従来例の外囲器の横断面形状であ
る円の径長とが同一であるので、楕円の長軸の長さ分本
実施例の方が大きくなる。外囲器の横断面積が大きくな
ると半導体発光素子を大きさを持たない点発光源とみな
すことができる。そのため、素子を光学上理想的な幾何
学的位置に配置することが可能となるため、集光性の飛
躍的向上を実現でき、かつ、樹脂内部を通過する光が光
透過性樹脂表面で反射される率が低くなる。よって、発
光の外部効率が向上し、従来より高出力の半導体発光装
置が得られる。
【0017】次に本発明の他の実施例を図面を参照して
説明する。図6(a)、(b)は本発明の第二の実施例
を示す図、図7(a)、(b)に本発明の第三の実施例
を示す図であって、第一の実施例と同一部分には同一番
号を付し、詳細な説明を省略する。即ち、第二の実施例
では、外囲器の横断面形状を円の一部を長軸に沿って切
り落とした形状にしている。また、第三の実施例では、
外囲器の横断面形状を楕円の一部を長軸に沿って切り落
とした形状にしている。そしてこれらの外囲器の形状は
外囲器成型治具のキャビティの横断面形状をそのような
形状にすることによって得られる。これら2つの実施例
においても、第一の実施例と同様の効果が得られる。
【0018】第三に、本発明の第四の実施例を図8を用
いて説明する。図8は図2の外囲器成型治具を縦方向
に、交互にキャビティ間隔の半分ずつずらすようにして
並べたものである。こうすることにより、縦方向にキャ
ビティをそろえて並べるより横断面がさらに長軸方向に
長い、即ちより高出力の半導体発光装置が得られる。ま
た、横断面の形状を変更しなかったとしても、縦方向の
キャビティ間隔を詰めることができるので、同じスペ−
ス内で、より多くのリ−ドフレ−ムを並べることができ
る。従って生産効率を向上させることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、一本のリ−ドフレ−ム
から得られる半導体発光装置の数をそのままにして、従
来より高出力の半導体発光装置を得ることができる。ま
た、出力はそのままにして、一本のリ−ドフレ−ムから
得られる半導体発光装置の数を増やし、生産効率を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】リ−ドフレ−ムに半導体発光素子をマウント・
ボンディングした状態を示す図
【図2】本発明の第一の実施例の外囲器成型治具の図
【図3】半導体発光素子、金ワイヤ、リ−ドの上部を樹
脂で封止する工程の概念図
【図4】本発明の第一の実施例において外囲器成型後の
状態を示す図
【図5】完成された本発明の第一の実施例の半導体発光
装置の図
【図6】本発明の第二の実施例において外囲器成型後の
状態を示す図
【図7】本発明の第三の実施例において外囲器成型後の
状態を示す図
【図8】本発明の第四の実施例(外囲器成型治具)の上
面図
【図9】従来例においてリ−ドフレ−ムに半導体発光素
子をマウント・ボンディングした状態を示す図
【図10】従来における外囲器成型治具の図
【図11】従来における、外囲器成型後の状態を示す図
【図12】従来における、完成された半導体発光装置の
【符号の説明】
1、8 リ−ドフレ−ム 2、2´、9、9´ リ−ド 3、10 半導体発光素子 4、11 ボンディングワイヤ(金ワイヤ) 5、12 外囲器成型治具 6、13 キャビティ 7、 14 外囲器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−29686(JP,A) 特開 平3−171681(JP,A) 特開 昭55−70079(JP,A) 実開 平2−67386(JP,U) 実開 平2−52463(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレームの長手方向に沿って形成さ
    れてなる第1及び第2のリードと、 表面と裏面とを有し、前記裏面側が前記第1のリードの
    一端部にマウントされた半導体発光素子と、 前記半導体発光素子と、前記第2のリードの一端部とを
    電気的に接続するボンディングワイヤと、 前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ、前記第
    1及び第2のリードの前記一端部を封止する光透過性樹
    脂からなる外囲器と、 を備え、前記半導体発光素子から放出された光を前記光
    透過性樹脂を透過させて前記第1及び第2のリードとは
    反対側に設けられた前記外囲器の光取り出し面から取り
    出すようにした半導体発光装置であって、 前記外囲器は、前記第1及び第2のリードの長手方向に
    対して垂直な横断面の形状が楕円形であり、その長軸が
    前記リードフレームの前記長手方向に対して略垂直な方
    向に形成され、 前記外囲器の前記長軸に対して平行な縦断面における前
    記光取り出し面の形状が楕円状であることを特徴とする
    半導体発光装置。
  2. 【請求項2】リードフレームの長手方向に沿って形成さ
    れてなる第1及び第2のリードと、 表面と裏面とを有し、前記裏面側が前記第1のリードの
    一端部にマウントされた半導体発光素子と、 前記半導体発光素子と、前記第2のリードの一端部とを
    電気的に接続するボンディングワイヤと、 前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ、前記第
    1及び第2のリードの前記一端部を封止する光透過性樹
    脂からなる外囲器と、 を備え、前記半導体発光素子から放出された光を前記光
    透過性樹脂を透過させて前記第1及び第2のリードとは
    反対側に設けられた前記外囲器の光取り出し面から取り
    出すようにした半導体発光装置であって、 前記外囲器は、前記第1及び第2のリードの長手方向に
    対して垂直な横断面の形状が円形でありその光取り出し
    面に球面状の集光曲面が形成されてなる形状を前記リー
    ドフレームの前記長手方向に対して略垂直な方向に長く
    することにより、前記第1及び第2のリードの長手方向
    に対して垂直な横断面の形状を楕円形とし、前記光取り
    出し面も前記球面状の集光曲面が前記略垂直な方向に長
    軸が配置された楕円状曲面とされたことを特徴とする半
    導体発光装置。
  3. 【請求項3】前記外囲器の前記長軸に対して垂直な縦断
    面における前記光取り出し面の形状が略U字形であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光装
    置。
  4. 【請求項4】並置された一対のリ−ドが複数組一直線上
    に配置されたリ−ドフレ−ム上の、前記一対のリードの
    一方の一端部に半導体発光素子をマウントする工程と、 前記一対のリ−ドの他方の一端部と前記半導体発光素子
    とをボンディングワイヤで接続する工程と、 前記リードフレームの長手方向に沿って一列に配置され
    た複数のキャビティを有する外囲器成型治具の前記複数
    のキャビティのそれぞれに充填された光透過性樹脂に前
    記半導体発光素子、前記ボンディングワイア、及び前記
    一対のリードの前記一端部のそれぞれが浸された状態と
    する工程と、 前記光透過性樹脂のそれぞれを硬化させる工程と、 前記光透過性樹脂のそれぞれを前記キャビティから取り
    出し前記一対のリードを前記リードフレームから分離す
    る工程と、 を備え、 前記複数のキャビティのそれぞれは、前記一対のリード
    の長手方向に対して垂直な横断面の形状が楕円形であ
    り、その長径が前記リードフレームの前記長手方向に対
    して略垂直な方向に形成され、且つ前記リードフレーム
    の前記長手方向に対して平行な縦断面が略U字形である
    ことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  5. 【請求項5】前記複数のキャビティのそれぞれの底面
    は、前記リードフレームの前記長手方向に対して垂直な
    縦断面が楕円状であることを特徴とする請求項5記載の
    半導体発光装置の製造方法。
  6. 【請求項6】前記外囲器成型治具は、キャビティの間隔
    の半分ずつずらした複数列のキャビティを有することを
    特徴とする請求項4または5に記載の半導体発光装置の
    製造方法。
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