JP4242194B2 - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体発光装置としては、図5に示すように、LEDチップ102を搭載したリードフレーム101の一部に樹脂103を固定したLED装置がある(例えば特許文献1参照)。このLED装置は、図6のフロー図で示すようにして製造する。すなわち、所定パターンを有するリードフレーム101を形成し(S101)、このリードフレーム101に、Ag(銀)等によるフレームめっきを施す(S102)。続いて、インサート成型により、形状がフラットである上記リードフレーム101に、樹脂103を一体に形成して固定する(S103)。この樹脂103は、概略直方体をなすと共に表面に凹部を備え、この凹部内に上記リードフレームの発光素子搭載部101aが露出するように形成する。また、この樹脂103の側面から上記リードフレーム101の端部が突出するように形成する。そして、上記樹脂103の凹部内に露出したリードフレームの発光素子搭載部101aに、LEDチップ102をAgペースト105によってダイボンド(DB)する。これによって、上記LEDチップ102の一方の電極を、リードフレームの発光素子搭載部101aに電気的かつ機械的に接続する。また、LEDチップ102の他方の電極を、リードフレームの端子部101bに、金線106によってワイヤボンド(WB)する(S104)。そして、上記樹脂103の凹部内に、溶融したエポキシ樹脂を注型する。これによって、上記発光素子搭載部101aに搭載されたLEDチップ102をエポキシ樹脂108で封止する(S105)。続いて、上記リードフレーム101について、上記樹脂103の側面から突出している部分に、Sn等によるリードめっきを施す(S106)。このリードめっきを施すのは、ステップS102において施されたAgめっきに錆等が生じて、この錆等でリードフレーム101への半田付けが阻害されるという不都合を回避するためである。以下、このようにめっきの上に更にめっきを行なうことを「2色めっき」と呼ぶ。そして、上記リードフレーム101の上記樹脂103の側面から突出している部分について、不用部分をカットして適切な長さにし(S107)、この後、上記樹脂103の側面および底面に沿うように折り曲げる(S108)。これによって、実装基板に接続するための接続端子部101dが形成されて、LED装置が完成する。このLED装置の完成品を検査した(S109)後、出荷する。
【0003】
【特許文献1】
実開平02−101559号公報(第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体発光装置は、以下のような問題がある。
【0005】
(i)上記リードフレーム101の上記樹脂103の側面から突出した部分を、上記樹脂103の側面および底面に沿うように折り曲げるので、このリードフレームは、上記発光素子搭載部101aと、上記実装基板に接続される接続端子部101dのうちの上記発光素子搭載部101aに最も近い位置Aとの間の距離が比較的長くなる。したがって、上記LEDチップの発光時の熱が、上記リードフレーム101によって発光素子搭載部101aから実装基板に伝達する効率が比較的低い。つまり、この半導体発光装置は放熱性能が比較的悪い。
【0006】
(ii)上記リードフレーム101の上記樹脂103の側面から突出した部分を、上記樹脂103の側面および底面に沿うように折り曲げるので、このリードフレームが大型になる。したがって、材料からのリードフレームの取り数が比較的少なくて、半導体発光装置の製造コストが比較的大きく、また、半導体発光装置の製造効率が比較的低い。
【0007】
(iii)上記リードフレーム101の上記樹脂103から突出した部分を、リードめっきをした後、折り曲げるので、折り曲げストレスによって、上記リードめっきの剥がれや割れが生じる。また、上記樹脂103の割れが生じる。
【0008】
(iv)上記リードフレーム101の折り曲げは金型を用いて行うが、リードフレーム101と樹脂103とのインサート成型の仕上り精度によって、上記金型によるリードフレーム101の折り曲げ位置が、正規の折り曲げ位置からずれる場合がある。その結果、リードフレーム101の切断や、樹脂103の割れが生じる虞がある。
【0009】
そこで、本発明の目的は、半導体発光素子を良好な効率で放熱でき、製造コストが削減できると共に製造効率が向上でき、フレームに施しためっきの剥がれや割れが防止でき、また、フレームの切断や樹脂の割れが生じ難い半導体発光装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、
リードフレームと、このリードフレームに搭載された半導体発光素子と、上記リードフレームを固定すると共に上記半導体発光素子を囲む面を有する樹脂部とを備える半導体発光装置において、
上記リードフレームは、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と一体である第1のリードフレームと、上記第1のリードフレームに離間して上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を有する第2のリードフレームとを有すると共に、
上記第1のリードフレームは、上記発光素子搭載部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第1の屈曲部と、上記第1の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第1の底面部とを有し、
上記第1のリードフレームの第1の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されていることを特徴としている。
【0011】
上記構成によれば、上記第1リードフレームの発光素子搭載部に連なる第1の屈曲部は、上記発光素子搭載部に搭載された半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲すると共に、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外かつ上記樹脂部の内部に配置されているので、この第1のリードフレームは、上記発光素子搭載部から、上記第1の屈曲部に連なる第1の底面部であって例えば実装基板に接続される部分のうちの上記発光素子搭載部に最も近い位置までの距離が、従来の半導体発光装置のリードフレームにおけるよりも短い。したがって、上記半導体発光素子の発光時の熱が、上記リードフレームを介して半導体発光装置の外側に、従来よりも良好な効率で伝達されて放熱される。その結果、この半導体発光装置は、従来よりも良好な放熱性能が得られる。
【0012】
また、上記第1リードフレームの発光素子搭載部に連なる屈曲部は、上記発光素子搭載部に搭載された半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲すると共に、上記樹脂部の内部に配置されているので、このリードフレームは、従来の半導体発光装置のリードフレームよりも小型になる。したがって、材料からのリードフレームの取り数が比較的多くなって、半導体発光装置の製造コストが削減できて、半導体発光装置の製造効率が向上できる。
また、上記第1のリードフレームは、上記第1の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第1の底面部を有するので、この第1の底面部を介して、例えば実装基板に接続される。
1実施形態の半導体発光装置では、
上記第2のリードフレームは、上記端子部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第2の屈曲部と、上記第2の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第2の底面部とを有し、
上記第2のリードフレームの第2の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されている。
1実施形態の半導体発光装置では、上記第 1 のリードフレームは、上記発光素子搭載部から上記第1の底面部の上記発光素子搭載部に最も近い位置までの長さが、上記第1のリードフレームを屈曲させずに上記樹脂部の側面より突出して、上記樹脂部の側面および底面に沿うように折り曲げた場合における上記発光素子搭載部から底面に位置する上記第1のリードフレームの部分の発光素子搭載部に近い側までの長さよりも短い。
1実施形態の半導体発光装置では、上記第2のリードフレームは、上記端子部から上記第2の底面部の発光素子搭載部に最も近い位置までの長さが、上記第2のリードフレームを屈曲させずに上記樹脂部の側面より突出して、上記樹脂部の側面および底面に沿うように折り曲げた場合における上記端子部から底面に位置する上記第2のリードフレームの部分の発光素子搭載部に近い側までの長さよりも短い。
【0013】
1実施形態の半導体発光装置では、上記樹脂部は、白色の熱可塑性樹脂である。
【0014】
上記実施形態によれば、上記樹脂部は白色であるので、この樹脂部の上記半導体発光素子を囲む面によって、上記半導体発光素子からの光が良好な効率で反射される。また、上記樹脂部は、熱可塑性樹脂であるので、例えばインサート成型によって比較的容易に、上記リードフレームの屈曲部を内部に配置するように形成される。したがって、高輝度発光の半導体発光装置が比較的容易に製造できる。
【0015】
1実施形態の半導体発光装置では、上記樹脂部の上記半導体発光素子を囲む面は、逆円錐台の側面の形状をなしている。
【0016】
上記実施形態によれば、上記樹脂部の上記半導体発光素子を囲む面は、逆円錐台の側面の形状をなすので、この半導体発光素子を囲む面によって、上記半導体発光素子からの光が、比較的小さい断面積をなして半導体発光装置の外側に出射される。したがって、高輝度発光の半導体発光装置が得られる。
【0017】
1実施形態の半導体発光装置では、上記樹脂部の上記半導体発光素子を囲む面は、逆四角錐台の側面の形状をなしている。
【0018】
上記実施形態によれば、上記樹脂部の上記半導体発光素子を囲む面は、逆四角錐台の側面の形状をなすので、この半導体発光素子を囲む面によって、上記半導体発光素子からの光が、比較的大きい断面積をなして半導体発光装置の外側に出射される。したがって、発光面積が比較的大きい半導体発光装置が得られる。
【0019】
【0020】
【0021】
1実施形態の半導体発光装置では、上記第1のリードフレームは、上記第1の底面部に連なると共に、上記樹脂部の側面に沿って形成された第1の側面部を有し、上記第2のリードフレームは、上記第2の底面部に連なると共に、上記樹脂部の側面に沿って形成された第2の側面部を有する。
【0022】
上記実施形態によれば、上記第1,第2のリードフレームは、上記第1 , 第2の底面部に連なると共に、上記樹脂部の側面に沿って形成された第1 , 第2の側面部を有するので、この側面部を介して、例えば実装基板に接続される。
【0023】
1実施形態の半導体発光装置では、同一の上記第1のリードフレームの上記発光素子搭載部に、上記半導体発光素子を複数搭載している。
【0024】
上記実施形態によれば、上記第1のリードフレームに複数の上記発光素子が搭載され、発光時に比較的大量の熱が生じる場合においても、この大量の熱がリードフレームを介して良好な効率で半導体発光装置の外側に放熱される。したがって、温度上昇が比較的小さい半導体発光装置が得られる。
1実施形態の半導体発光装置では、上記第2のリードフレームは、上記端子部を複数有する。
1実施形態の半導体発光装置では、
上記第1のリードフレームを複数有し、
上記複数の第1のリードフレームの夫々の上記発光素子搭載部に、上記半導体発光素子を搭載した。
1実施形態の半導体発光装置では、上記複数の半導体発光素子は、同じ発光色の半導体発光素子である。
1実施形態の半導体発光装置では、上記複数の半導体発光素子は、異なる発光色の半導体発光素子である。
【0025】
1実施形態の半導体発光装置では、上記第1,第2のリードフレームの上記第1 , 第2の底面部および上記第1 , 第2の側面部のいずれか一方または両方に、Agめっき上にSnBiめっきを施すか、またはパラジウムめっきを施している。
【0026】
上記実施形態によれば、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の底面部および第1 , 第2の側面部のいずれか一方または両方には、Agめっき上にSnBiめっきを施すか、またはパラジウムめっきを施しているので、錆等が効果的に防止されて、例えば実装基板に接続するための接続端子部として安定して機能できる。
1実施形態の半導体発光装置では、上記第1,第2のリードフレームの上記屈曲部は、上記発光素子搭載部と上記屈曲部とのなす角および上記端子部と上記屈曲部とのなす角は、略直角である。
1実施形態の半導体発光装置では、上記第1のリードフレームの上記屈曲部の上記発光素子搭載部に連なる側とは反対側の先端は、実装面と接触するように上記樹脂部の底面で露出している。
1実施形態の半導体発光装置では、上記リードフレームは、CuまたはFeで形成された。
【0027】
本発明の半導体発光装置の製造方法は、
リードフレームと、このリードフレームに搭載された半導体発光素子と、上記リードフレームを固定すると共に上記半導体発光素子を囲む面を有する樹脂部とを備え、上記リードフレームは、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と一体である第1のリードフレームと、上記第1のリードフレームに離間して上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を有する第2のリードフレームとを有すると共に、上記第1のリードフレームは、上記発光素子搭載部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第1の屈曲部と、上記第1の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第1の底面部とを有し、上記第1のリードフレームの第1の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されている半導体発光装置の製造方法であって、
上記第1のリードフレームに、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される上記発光素子搭載部を形成し、上記第2のリードフレームに、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を形成し、上記第1のリードフレームの発光素子搭載部および上記第2のリードフレームの端子部にそれぞれ連なると共に上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する上記第1 , 第2の屈曲部を形成する工程と、
上記第1,第2のリードフレームに上記樹脂部を固定して、上記第1,第2のリードフレームの上記第1 , 第2の屈曲部を上記樹脂部の内部に配置する工程と
を備えることを特徴としている。
【0028】
上記構成によれば、上記第1,第2のリードフレームに、発光素子搭載部、端子部および屈曲部を形成し、この後、上記第1,第2のリードフレームに樹脂部を固定する。したがって、上記リードフレームに樹脂部を固定した後に、上記リードフレームを折り曲げることが無い。その結果、従来におけるようなリードフレームに樹脂部を固定した後にリードフレームを折り曲げることによって、リードフレームが切断したり、リードフレームと樹脂部との間に隙間が生じたり、樹脂部が割れたりする不都合が、効果的に防止される。
【0029】
1実施形態の半導体発光装置の製造方法では、上記第1のリードフレームに、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される上記発光素子搭載部を形成し、上記第2のリードフレームに、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を形成し、上記第1のリードフレームの発光素子搭載部および上記第2のリードフレームの端子部にそれぞれ連なると共に上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する上記第1 , 第2の屈曲部を形成する工程の後であって、上記第1,第2のリードフレームに上記樹脂部を固定して、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部を上記樹脂部の内部に配置する工程の前に、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部に連なる上記第1 , 第2の底面部あるいは上記第1 , 第2の底面部と側面部にめっきを施す工程を備える。
【0030】
上記実施形態によれば、上記第1,第2のリードフレームに、発光素子搭載部、端子部および第1 , 第2の屈曲部を形成した後であって、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部が上記樹脂部の内部に配置されるように上記第1,第2のリードフレームに樹脂部を固定する前に、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部に連なる第1 , 第2の底面部あるいは第1 , 第2の底面部と側面部にめっきを施すので、このめっきを施した後にリードフレームを折り曲げることが無い。その結果、上記リードフレームの屈曲部に連なる部分に施しためっきの割れや剥がれが、効果的に防止される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0032】
図1は、本発明の第1実施形態の半導体発光装置を示す概略断面図である。この半導体発光装置は、表面実装型LED装置である。
【0033】
この表面実装型LED装置は、フレームとしてのリードフレーム1と、このリードフレーム1に搭載された半導体発光素子としてのLEDチップ2と、上記リードフレーム1に固定された樹脂部3とを備える。この樹脂部3は、概略直方体をなし、上記LED2を囲む面3aを有する凹部が表面に設けられている。
【0034】
上記リードフレーム1は、熱伝導性が比較的高いCu(銅)で形成している。このリードフレーム1は発光素子搭載部1aを有し、この発光素子搭載部1aに上記LEDチップ2がAgペースト5によってダイボンドされている。これによって、上記LEDチップ2の一方の電極が、リードフレーム1の発光素子搭載部1aに電気的かつ機械的に接続されている。また、上記LEDチップ2の他方の電極が、金線6によってリードフレーム1の端子部1bにワイヤボンドされている。上記リードフレーム1は、上記発光素子搭載部1aおよび端子部1bに連なると共に、上記LEDチップ2が搭載された側と反対側に屈曲した屈曲部1cを有し、この屈曲部1cは、上記発光素子搭載部1aに対して略直角をなしている。この屈曲部1cは、上記樹脂部3の内部に配置されている。さらに、上記リードフレーム1は、上記屈曲部1cに連なる底面部1dを有し、この底面部1dは上記屈曲部1cに対して略直角をなすと共に、上記樹脂部3の底面に沿って形成されている。この底面部1dは、SnやSn3.0Bi(Sn(すず)が97.0%、Bi(ビスマス)が3.0%の比率で構成される共晶はんだ)等によるリードめっきが施されており、実装基板に接続するための接続端子部として機能するように形成されている。
【0035】
上記樹脂部3は、白色の液晶ポリマー樹脂からなる。上記樹脂部3の上記LED2を囲む面3aは逆円錐台の側面の形状をなし、このLED2を囲む面3aを有する凹部内に、透明のエポキシ樹脂部8を配置して、LEDチップ2を封止している。上記樹脂部3は、白色であるので、上記LEDチップ2からの光を上記面3aで高効率に反射して、高輝度発光のLED装置が形成できる。
【0036】
図2は、上記LED装置の製造方法を示したフロー図である。
【0037】
まず、エッチングで所定パターンを形成して、リードフレーム1を形成する(S1)。続いて、リードフレーム1を折り曲げて、発光素子搭載部1a、端子部1b、屈曲部1cおよび底面部1dを形成する(S2)。このリードフレーム1の折り曲げは、金型を用いて行なう。そして、この折り曲げたリードフレーム1に、LEDチップおよび金線をボンディング可能にするため、Ag等によるフレームめっきを施す(S3)。この後、インサート成型によって、上記リードフレーム1に樹脂部3を固定する(S4)。このとき、樹脂部3の表面側に、側面3aが逆円錐台の側面をなす凹部を形成し、この凹部の底面に、上記リードフレーム1の発光素子搭載部1aおよび端子部1bを露出させる。また、上記リードフレーム1の上記屈曲部1cが樹脂部3の内部に配置されるように、また、上記リードフレーム1の底面部1dが樹脂部3の底面に沿うように形成する。そして、上記樹脂部3の凹部内に露出したリードフレームの発光素子搭載部1aに、LEDチップ2をAgペースト5によってダイボンド(DB)して、上記LEDチップ2の一方の電極を、リードフレームの発光素子搭載部1aに電気的かつ機械的に接続する。また、LEDチップ2の他方の電極を、リードフレームの端子部1bに、金線6によってワイヤボンド(WB)する(S5)。続いて、上記樹脂部3の凹部内に、溶融したエポキシ樹脂をポッティング方式によって注型し、エポキシ樹脂部8でLEDチップ2を封止する(S6)。続いて、上記樹脂部3の底面に沿って露出しているリードフレーム1の底面部1dに、SnやSn3.0Bi等によるリードめっきを施す(S7)。このリードめっきは、ステップS3で施したAgによるフレームめっきの防錆のためである。そして、リードフレーム1の不用部分をカットして、LED装置が完成する(S9)。このLED装置の完成品を検査した(S10)後、出荷する。
【0038】
なお、上記LEDチップ2を封止する樹脂はエポキシ樹脂に限定されるものではなく、光に対して透明で、できれば光による劣化の小さいものであればよい。また、効果収縮が小さい等の性質を有してLEDチップ2に応力がかかり難く、金線6等のワイヤの断線や発光効率の低下が発生しない樹脂が好ましい。
【0039】
このLED装置の製造方法において、上記リードフレーム1を折り曲げて発光素子搭載部1a、端子部1b、屈曲部1cおよび底面部1dを形成した(S2)後、樹脂部3を固定している(S4)。つまり、リードフレーム1に樹脂部3を固定した後の工程では、リードフレーム1を折り曲げない。したがって、従来におけるようなフレームに樹脂部を固定した後にフレームを折り曲げることがないので、リードフレームが切断したり、フレームと樹脂部との間に隙間が生じたり、樹脂部が割れたりする不都合が、確実に防止できる。また、上記リードフレーム1を折り曲げた(S2)後に、Ag等によるフレームめっきを施し(S3)、また、SnやSn3.0Bi等によるリードめっきを施す(S7)。したがって、従来におけるように、フレームめっきおよびリードめっきを施した後にリードフレームを折り曲げることがない。その結果、リードフレーム1に施しためっきに割れや剥がれが生じることが、確実に防止できる。特に、Agに対する防錆性能は良いがもろい材料であるSnBiやパラジウムを、リードめっきに用いることができる。
【0040】
上記リードフレーム1において上記屈曲部1cを設ける位置は、できるだけLEDチップ2に近い位置が望ましいが、屈曲部が樹脂部の凹部の下方に位置すると、樹脂部の凹部内の表面に凹凸が生じて、LEDチップ2からの光の反射効率が低下する虞がある。したがって、上記屈曲部1cは樹脂部3の凹部の下方以外の部分に位置するのが好ましい。また、リードフレームの端子部1bは、金線6をワイヤボンドする大きさが確保されていればよい。
【0041】
また、上記LED装置は、上記リードフレーム1が、発光素子搭載部1aおよび端子部1bと、この発光素子搭載部1aおよび端子部1bに連なると共に、上記LEDチップ2の搭載側と反対側に屈曲する屈曲部1cと、この屈曲部1cに連なると共に樹脂部3の底面に沿って形成された底面部1dとを有し、上記屈曲部1cが樹脂部3の内部に配置されている。したがって、上記リードフレーム1において、上記発光素子搭載部1aから、上記底面部1dの上記発光素子搭載部1aに最も近い位置Xとの間の距離が、従来よりも短くできる。その結果、上記LED素子2の発光時の熱が、上記リードフレーム1を介して、上記発光素子搭載部1aから上記底面部1dまで迅速に伝達されて、この底面部1dが接続される実装基板に高効率に伝わる。したがって、このLED装置は、良好な放熱性能が得られる。このLED装置は、良好な放熱性能を有するので、例えば、発光色が赤色・緑色・青色のような異なる複数個のLEDチップを搭載して、例えばフルカラー表示が可能な表示装置用のLED装置を構成するのに好適である。上記複数個のLEDチップは同一のリードフレームの発光素子搭載部に搭載してもよいが、夫々を別のリードフレームの発光素子搭載部に搭載してもよいことは言うまでもない。複数個のLEDを同一のリードフレームの発光素子搭載部に搭載する場合、夫々を独立に駆動するには、夫々を異なる端子部に独立して接続すればよい。また、同じ発光色の複数のLEDチップを搭載して、高輝度のLED装置としてもよい。いずれの場合も、複数のLEDチップを1つのパッケージの中に搭載するために発熱量が大きくなるが、この大量の熱を、上記リードフレーム1を介してLED装置の外側に効率良く放熱できる。したがって、本発明の半導体発光装置を用いることによって、高信頼のフルカラー表示LED装置または高輝度LED装置が構成できる。
【0042】
また、上記LED装置は、上記リードフレーム1が、発光素子搭載部1aおよび端子部1bと、この発光素子搭載部1aおよび端子部1bに連なると共に、上記LEDチップ2の搭載側と反対側に屈曲する屈曲部cと、この屈曲部cに連なると共に樹脂部3の底面に沿って形成された底面部1dとを有し、上記屈曲部cを樹脂部3の内部に配置している。したがって、上記リードフレーム1は、従来よりも短くできる。その結果、材料からのリードフレームの取り数が従来よりも多くなって、LED装置の製造コストが従来よりも削減できて、LED装置の製造効率が向上できる。
【0043】
また、上記LED装置は、上記樹脂部3の凹部が有する面3aが逆円錐台の側面の形状をなすので、この面3aによって上記LEDチップ2からの光を反射して、比較的小さい面積を有する高輝度の円形断面の光が出射できる。なお、上記樹脂部の凹部の面は、逆四角錐台の側面をなしてもよい。これによって、LED装置が出射する光の断面積を比較的大きくできる。
【0044】
本実施形態において、リードフレーム1は、良好な放熱性能を奏するためにCuで形成したが、放熱性能が比較的低くてもよい場合、Feで形成してもよい。Feでリードフレーム1を形成する場合、Cuで形成した場合におけるようなエッチングによらずに、金型打ち抜きを用いたスタンピングによって所定形状を得ることができる。したがって、生産効率が向上できて製造コストが削減できる。
【0045】
また、上記樹脂部3として液晶ポリマー樹脂を用いた場合について説明したが、これに限らず、インサート成型が可能で、熱可塑性で、LEDチップからの光の反射率が比較的高い白色の樹脂であれば他の樹脂でもよい。実用的には、半田リフローに耐える樹脂である必要があり、液晶ポリマー以外であれば、例えば、ポリアミド系樹脂で形成してもよい。
【0046】
また、上記エポキシ樹脂部8は、透明であったが、乳白色であってもよい。また、上記エポキシ樹脂部は、ポッティング方式によって形成したが、トランスファー成型、インジェクション成型等で形成してもよい。この場合、エポキシ樹脂を、例えばレンズ形状等の所定の形状に形成できる。
【0047】
図3は、本発明の第2実施形態の半導体発光装置を示す概略断面図である。本実施形態において、図1に示した第1実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【0048】
本実施形態のLED装置は、リードフレーム11が、発光素子搭載部11a、端子部11b、屈曲部11cおよび底面部11dに加えて、この底面部11dに連なる側面部11eを有する点のみが、第1実施形態のLED装置と異なる。上記側面部11eは、上記底面部11dに対して略直角をなすと共に、樹脂部3の側面に沿って形成されている。この側面部11eには、底面部11dと同様にSn,Sn3.0Biが施されて、実装基板に接続する端子として機能する。本実施形態のLED装置は、リードフレーム11が側面部11eを有するので、実装基板等への実装時に、上記実装基板の被接続部と側面部11eとの間のはんだ付けが、目視によって容易かつ確実に確認できる。また、リードフレームの底面部11dに加えて、側面部11eにはんだ付けを行なうことによって、LED装置の実装基板等への接続強度がさらに増大できる。また、本実施形態のLED装置は、側面部11eのみを介して実装基板等に接続することもできる。
【0049】
本実施形態のLED装置は、図2に示した第1実施形態のLED装置の製造方法と同様の製造方法で製造できる。すなわち、図2のフロー図のステップS2において、リードフレーム11を折り曲げて、発光素子搭載部11a、端子部11b、屈曲部11c、底面部11dおよび側面部eを形成する。その後、ステップS4において、樹脂部3の側面に上記側面部11eが沿うように樹脂部3をインサート成型し、ステップS7において、底面部11dと共に側面部11eにリードめっきを施せばよい。
【0050】
図4は、本発明の第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示したフロー図である。このLED装置の製造方法は、第1実施形態のLED装置と、第2実施形態のLED装置のいずれにも適用可能である。
【0051】
本実施形態のLED装置の製造方法は、図2に示した第1実施形態のLED装置の製造方法と、以下の点が異なる。すなわち、第1実施形態のLED装置の製造方法において、リードフレーム1に樹脂部3をインサート成型した(S4)後にリードフレームにリードめっきを施した(S7)のに対して、第3実施形態のLED装置の製造方法では、リードフレーム1,11に樹脂部3をインサート成型する(S14)前に、リードフレームにリードめっきを施す(S13)。つまり、1つの工程で、リードフレームの発光素子搭載部11aおよび端子部11bにはフレームめっきを施し、また、リードフレームの底面部1d,11dおよび側面部11eにはリードめっきを施す。すなわち、Ag等によるフレームめっきと、Sn,SnBi等によるリードめっきとの2色めっきを1つの工程で行なう。本発明の半導体発光装置の製造方法は、めっきを行なう工程S3,S7よりも前に、折り曲げる工程S2を備えるので、1つの工程で2色めっきが実行可能になっている。すなわち、めっきを行なう工程において、フレームめっきを施すべき発光素子搭載部11aおよび端子部11bと、リードめっきを施すべき底面部1d,11dおよび側面部11eとが同一面に位置しないので、フレームめっきとリードめっきとを1つの工程で実行できる。したがって、本実施形態のLED装置の製造方法によれば、工程数を少なくできて、手間とコストを削減できる。また、上記ステップS14において、2色めっきを行なわずに、リードフレーム1,11にパラジウムめっきのみを施してフレームめっきとリードめっきとを兼用してもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の半導体発光装置によれば、フレームと、このフレームに搭載された半導体発光素子と、上記フレームに固定されていると共に上記半導体発光素子を囲む面を有する樹脂部とを備える半導体発光装置において、上記フレームは、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部と、上記発光素子搭載部および端子部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する屈曲部とを有し、この屈曲部が上記樹脂部の内部に配置されているので、上記フレームは、上記発光素子搭載部および端子部から、上記屈曲部に連なる部分であって例えば実装基板に接続される部分のうちの上記発光素子搭載部に最も近い位置までの距離が、従来の半導体発光装置のフレームにおけるよりも短いから、上記半導体発光素子の発光時の熱が、上記フレームを介して半導体発光装置の外側に、従来よりも良好な効率で伝達されて放熱でき、この結果、従来よりも良好な放熱性能を有する半導体発光装置が構成できる。
【0053】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法によれば、フレームに、半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部と、上記発光素子搭載部および端子部に連なると共に上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する屈曲部とを形成する工程と、上記フレームに樹脂部を固定して、上記フレームの屈曲部を上記樹脂部の内部に配置する工程とを備えるので、上記フレームに樹脂部を固定した後に、上記フレームを折り曲げることが無いから、フレームの切断や、フレームと樹脂部との間の隙間や、樹脂部の割れが効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の半導体発光装置を示す断面図である。
【図2】 図1の半導体発光装置の製造方法をしめすフロー図である。
【図3】 第2実施形態の半導体発光装置を示す断面図である。
【図4】 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示すフロー図である。
【図5】 従来の半導体発光装置を示す断面図である。
【図6】 従来の半導体発光装置の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム
1a 発光素子搭載部
1b 端子部
1c 屈曲部
1d 底面部
2 LEDチップ
3 樹脂部
5 Agペースト
6 金線
Claims (17)
- リードフレームと、このリードフレームに搭載された半導体発光素子と、上記リードフレームを固定すると共に上記半導体発光素子を囲む面を有する樹脂部とを備える半導体発光装置において、
上記リードフレームは、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と一体である第1のリードフレームと、上記第1のリードフレームに離間して上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を有する第2のリードフレームとを有すると共に、
上記第1のリードフレームは、上記発光素子搭載部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第1の屈曲部と、上記第1の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第1の底面部とを有し、
上記第1のリードフレームの第1の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されていることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1に記載の半導体発光装置において、
上記第2のリードフレームは、上記端子部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第2の屈曲部と、上記第2の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第2の底面部とを有し、
上記第2のリードフレームの第2の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されていることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1または2に記載の半導体発光装置において、
上記第 1 のリードフレームは、上記発光素子搭載部から上記第1の底面部の上記発光素子搭載部に最も近い位置までの長さが、上記第1のリードフレームを屈曲させずに上記樹脂部の側面より突出して、上記樹脂部の側面および底面に沿うように折り曲げた場合における上記発光素子搭載部から底面に位置する上記第1のリードフレームの部分の発光素子搭載部に近い側までの長さよりも短いことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項3に記載の半導体発光装置において、
上記第2のリードフレームは、上記端子部から上記第2の底面部の発光素子搭載部に最も近い位置までの長さが、上記第2のリードフレームを屈曲させずに上記樹脂部の側面より突出して、上記樹脂部の側面および底面に沿うように折り曲げた場合における上記端子部から底面に位置する上記第2のリードフレームの部分の発光素子搭載部に近い側までの長さよりも短いことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1から4までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記樹脂部は、白色の熱可塑性樹脂であることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項2から4までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記第1のリードフレームは、上記第1の底面部に連なると共に、上記樹脂部の側面に沿って形成された第1の側面部を有し、
上記第2のリードフレームは、上記第2の底面部に連なると共に、上記樹脂部の側面に沿って形成された第2の側面部を有することを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1から6までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
同一の上記第1のリードフレームの上記発光素子搭載部に、上記半導体発光素子を複数搭載したことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項7に記載の半導体発光装置において、
上記第2のリードフレームは、上記端子部を複数有することを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1から8までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記第1のリードフレームを複数有し、
上記複数の第1のリードフレームの夫々の上記発光素子搭載部に、上記半導体発光素子を搭載したことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項7から9までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記複数の半導体発光素子は、同じ発光色の半導体発光素子であることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項7から9までのいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記複数の半導体発光素子は、異なる発光色の半導体発光素子であることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項6に記載の半導体発光装置において、
上記第1,第2のリードフレームの上記第1 , 第2の底面部および上記第1 , 第2の側面部のいずれか一方または両方に、Agめっき上にSnBiめっきを施すか、またはパラジウムめっきを施したことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項2に記載の半導体発光装置において、
上記第1,第2のリードフレームの上記屈曲部は、上記発光素子搭載部と上記屈曲部とのなす角および上記端子部と上記屈曲部とのなす角は、直角であることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1から13のいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記第1のリードフレームの上記屈曲部の上記発光素子搭載部に連なる側とは反対側の先端は、実装面と接触するように上記樹脂部の底面で露出していることを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項1から14のいずれか1つに記載の半導体発光装置において、
上記リードフレームは、CuまたはFeで形成されたことを特徴とする半導体発光装置。 - リードフレームと、このリードフレームに搭載された半導体発光素子と、上記リードフレームを固定すると共に上記半導体発光素子を囲む面を有する樹脂部とを備え、上記リードフレームは、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される発光素子搭載部と一体である第1のリードフレームと、上記第1のリードフレームに離間して上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を有する第2のリードフレームとを有すると共に、上記第1のリードフレームは、上記発光素子搭載部に連なると共に、上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する第1の屈曲部と、上記第1の屈曲部に連なると共に、上記樹脂部の底面に沿って形成された第1の底面部とを有し、上記第1のリードフレームの第1の屈曲部が、上記樹脂部で上記半導体発光素子を囲む面で形成された凹部の下方の底面以外に配置されるように、上記樹脂部の内部に形成されている半導体発光装置の製造方法であって、
上記第1のリードフレームに、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される上記発光素子搭載部を形成し、上記第2のリードフレームに、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を形成し、上記第1のリードフレームの発光素子搭載部および上記第2のリードフレームの端子部にそれぞれ連なると共に上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する上記第1 , 第2の屈曲部を形成する工程と、
上記第1,第2のリードフレームに上記樹脂部を固定して、上記第1,第2のリードフレームの上記第1 , 第2の屈曲部を上記樹脂部の内部に配置する工程と
を備えることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 請求項16に記載の半導体発光装置の製造方法において、
上記第1のリードフレームに、上記半導体発光素子を搭載すると共に上記半導体発光素子の一方の電極が接続される上記発光素子搭載部を形成し、上記第2のリードフレームに、上記半導体発光素子の他方の電極が接続される端子部を形成し、上記第1のリードフレームの発光素子搭載部および上記第2のリードフレームの端子部にそれぞれ連なると共に上記半導体発光素子を搭載する側とは反対の遠い側に屈曲する上記第1 , 第2の屈曲部を形成する工程の後であって、上記第1,第2のリードフレームに上記樹脂部を固定して、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部を上記樹脂部の内部に配置する工程の前に、上記第1,第2のリードフレームの第1 , 第2の屈曲部に連なる上記第1 , 第2の底面部あるいは上記第1 , 第2の底面部と側面部にめっきを施す工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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