JP5854086B2 - 光半導体装置用リードフレーム、樹脂付き光半導体装置用リードフレーム、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体 - Google Patents

Description

本発明は、光半導体素子を実装する光半導体装置の光半導体装置用リードフレーム、樹脂付き光半導体装置用リードフレーム、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体に関するものである。

従来、ＬＥＤ素子等の光半導体素子は、電気的に絶縁され、樹脂層で覆われた２つの端子部を有するリードフレームに固定され、その周囲を透明樹脂層によって覆い、光半導体装置として照明装置等の基板に実装されていた（例えば、特許文献１）。
しかし、このような光半導体装置は、ＬＥＤ素子の発光や、実装した基板の熱によって、樹脂層及びリードフレームがそれぞれ伸びてしまう場合があった。ここで、リードフレームの端子部は、銅等の導電材料から形成され、樹脂層は、熱可塑性樹脂等から形成されているので、両者の線膨張係数の差によって、樹脂層がリードフレームの端子部から剥離してしまう場合があった。
また、このような光半導体装置は、リードフレームを覆う樹脂層が、リードフレームの厚みとほぼ一致するように形成され、その樹脂層が形成されたリードフレーム上に透明樹脂層が形成される、いわゆるフラットタイプの光半導体装置であるが、このような装置においては、樹脂層とリードフレームの端子部との接触面積が非常に狭いため、上記剥離の発生が顕著になる場合があった。

特開２０１１−０８６８１１号公報

本発明の課題は、樹脂層と端子部との剥離を抑制することができる光半導体装置用リードフレーム、樹脂付き光半導体装置用リードフレーム、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

第１の発明は、複数の端子部（１１、１２）を有し、前記端子部のうち、少なくとも一つの表面に光半導体素子（２）が接続される光半導体装置（１）に用いられる光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記端子部（１１）は、他の端子部（１２）と対向する一辺に、その表面から窪んだ第１凹部（Ｍ１）と、その裏面から窪んだ第２凹部（Ｍ２）とを交互に備え、前記他の端子部は、前記第２凹部と対向する位置に、その表面から窪んだ第３凹部（Ｍ３）を有し、かつ、前記第１凹部と対向する位置に、その裏面から窪んだ第４凹部（Ｍ４）を有し、前記各端子部の外周側面及び前記端子部間に樹脂（２０）が充填された場合に、前記光半導体装置の裏面に表出する前記端子部及び前記他の端子部の互いに対向する辺が直線であること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第２の発明は、第１の発明の光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記端子部（１１）は、対向する前記他の端子部（１２）に対して突出する突出部（１４）を備え、前記第２凹部（Ｍ２）は、前記突出部の裏面に形成されること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第３の発明は、複数の端子部（１１、１２）を有し、前記端子部のうち、少なくとも一つの表面に光半導体素子（２）が接続される光半導体装置（１）に用いられる光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記端子部（１１）は、他の端子部（１２）と対向する辺に、その表面から窪んだ第１凹部（Ｍ１）と、その裏面から窪んだ第２凹部（Ｍ２）とを交互に備え、前記他の端子部は、前記第２凹部と対向する位置に、その表面から窪んだ第３凹部（Ｍ３）を有し、かつ、前記第１凹部と対向する位置に、その裏面から窪んだ第４凹部（Ｍ４）を有し、前記端子部（１１）は、対向する前記他の端子部（１２）に対して突出する突出部（１４）を備え、前記第２凹部（Ｍ２）は、前記突出部の裏面に形成されること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第４の発明は、第２の発明又は第３の発明の光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記突出部（１４）は、前記光半導体素子（２）が、前記光半導体装置（１）の外形の中心に配置されるように形成されること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第５の発明は、第２の発明から第４の発明までのいずれかの光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記他の端子部（１２）は、前記突出部（１４）と対向する位置に、前記突出部と係合する係合部（１５）を備えること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第６の発明は、第５の発明の光半導体装置用リードフレーム（１０）において、前記第３凹部（Ｍ３）は、前記係合部（１５）の表面の少なくとも一部に形成されること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。
第７の発明は、第１の発明から第６の発明までのいずれかの光半導体装置用リードフレーム（１０）において、各端子部（１１、１２）の外周側面及び前記端子部間に樹脂（２０）が充填された場合に、前記光半導体装置の裏面に表出する各端子部の形状が矩形であること、を特徴とする光半導体装置用リードフレームである。

第８の発明は、第１の発明から第７の発明までのいずれかの光半導体装置用リードフレーム（１０）と、前記端子部（１１、１２）の外周側面及び前記端子部間に形成される樹脂層（２０）とを備えること、を特徴とする樹脂付き光半導体装置用リードフレームである。

第９の発明は、第１の発明から第７の発明までのいずれかの光半導体装置用リードフレーム（１０）が枠体（Ｆ）に多面付けされていること、を特徴とするリードフレームの多面付け体ある。

第１０の発明は、第８の発明の樹脂付き光半導体装置用リードフレームが多面付けされていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。

第１１の発明は、第８の発明の樹脂付き光半導体装置用リードフレームと、前記樹脂付き光半導体装置用リードフレームの前記端子部（１１、１２）のうち少なくとも一つに接続される光半導体素子（２）と、前記樹脂付き光半導体装置用リードフレームの前記光半導体素子が接続される側の面に形成され、前記光半導体素子を覆う透明樹脂層（３０）とを備えること、を特徴とする光半導体装置（１）である。

第１２の発明は、請求項１１に記載の光半導体装置（１）が多面付けされていること、を特徴とする光半導体装置の多面付け体である。

本発明によれば、光半導体装置用リードフレーム、樹脂付き光半導体装置用リードフレーム、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体は、樹脂層と端子部との剥離を抑制することができる。

第１実施形態の光半導体装置１の全体構成を示す図である。 第１実施形態のリードフレーム１０の多面付け体を示す図である。 第１実施形態のリードフレーム１０の詳細を説明する図である。 第１実施形態の光反射樹脂層２０が形成されたリードフレーム１０の詳細を説明する図である。 第１実施形態のリードフレーム１０の製造過程を説明する図である。 第１実施形態の光半導体装置１の製造過程を説明する図である。 第１実施形態の多面付けされた樹脂付きリードフレーム及び光半導体装置１を示す図である。 第２実施形態の光半導体装置２０１を示す図である。 参考例のリードフレーム３１０を示す図である。 参考例の光半導体装置３０１を示す図である。 本発明の変形形態の光半導体装置を示す図である。 本発明の変形形態の光半導体装置を示す図である。 本発明の変形形態の光半導体装置を示す図である。

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の光半導体装置１の全体構成を示す図である。
図１（ａ）、図１（ｂ）は、それぞれ光半導体装置１の平面図、裏面図を示し、図１（ｃ）は、光半導体装置１の側面図を示し、図１（ｄ）は、図１（ａ）のｄ−ｄ断面図を示す。
図２は、第１実施形態のリードフレーム１０の多面付け体を示す図である。
図３は、第１実施形態のリードフレーム１０の詳細を説明する図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）は、それぞれリードフレーム１０の平面図、裏面図を示し、図３（ｃ）、図３（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）のｃ−ｃ断面図、ｄ−ｄ断面図を示す。
図４は、第１実施形態の光反射樹脂層２０が形成されたリードフレーム１０の詳細を説明する図である。
図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、光反射樹脂層２０が形成されたリードフレーム１０の平面図、裏面図を示す。図４（ｃ）、図４（ｄ）は、それぞれ、図４（ａ）のｃ−ｃ断面図と、ｄ−ｄ断面図を示す。
各図において、光半導体装置１の平面図における端子部１１、１２の配列方向を左右方向Ｘ、端子部１１、１２の面内において、その配列方向に直交する方向を上下方向Ｙ、表面及び裏面の方向を厚み方向Ｚとする。

光半導体装置１は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したＬＥＤ素子２が発光する照明装置である。光半導体装置１は、図１に示すように、ＬＥＤ素子２（光半導体素子）、リードフレーム１０、光反射樹脂層２０（樹脂層）、透明樹脂層３０を備える。
光半導体装置１は、図２に示すように、多面付けされたリードフレーム１０に光反射樹脂層２０を形成し、ＬＥＤ素子２を電気的に接続し、透明樹脂層３０を形成して、パッケージ単位に切断（ダイシング）することによって製造される（詳細は後述する）。
ＬＥＤ素子２は、発光層として一般に用いられるＬＥＤ（発光ダイオード）の素子であり、例えば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ等の化合物半導体単結晶、又は、ＩｎＧａＮ等の各種ＧａＮ系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。

リードフレーム１０は、一対の端子部、すなわち、ＬＥＤ素子２が載置、接続される端子部１１と、ボンディングワイヤ２ａを介してＬＥＤ素子２に接続される端子部１２とから構成される。また、リードフレーム１０は、端子部１１、１２にそれぞれ連結部１３が形成されており、図２に示すように、その連結部１３によって、フレームＦに多面付けされる。

端子部１１、１２は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
端子部１１、１２は、それぞれ離れて配置されており、互いに電気的に独立している。端子部１１、１２は、１枚の金属基板（銅版）をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。

端子部１１は、図１に示すように、その表面にＬＥＤ素子２が載置、接続されるＬＥＤ端子面１１ａが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面１１ｂが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部１１は、ＬＥＤ素子２が載置されるため、端子部１２に比べ、その外形が大きく形成されている。
端子部１２は、その表面にＬＥＤ素子２のボンディングワイヤ２ａが接続されるＬＥＤ端子面１２ａが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面１２ｂが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
端子部１１、１２は、その表面及び裏面にめっき層Ｓが形成されており（図５（ｅ）参照）、表面側のめっき層Ｓは、ＬＥＤ素子２の発する光を反射する反射層としての機能を有し、裏面側のめっき層Ｓは、外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。

端子部１１は、図３に示すように、端子部１２と対向する辺の中央部に、端子部１２に対して矩形状に突出する突出部１４が形成されている。突出部１４は、ＬＥＤ素子２がリードフレーム１０（光半導体装置１）の外形（図３（ａ）中の破線部）の中心Ｏ上に配置されるように形成される。
ＬＥＤ素子２が光半導体装置１のパッケージの中心Ｏに配置されることにより、ＬＥＤ素子２から発光した光の透明樹脂層３０を透過する経路の長さを略均等にすることができ、光半導体装置１から出射する光の色ムラの発生を抑制することができる。

ここで、色ムラは、透明樹脂に蛍光体を分散させて白色光を得る方式で効果が大きい。例えば、発光波長が４３０〜４６０ｎｍ付近にある青色のＬＥＤとＹＡＧ黄色蛍光体との組み合わせでは、経路が短い部分は青色に近い発光色、経路が長い部分は橙色に近い発光色となる。また、発光波長が３６０〜４００ｎｍの紫外ＬＥＤと、可視光を得るための蛍光体の組み合わせでも同様である。
透明樹脂層３０をドーム型（半球形状）として、色ムラを減少させる役割を持たせることもできるが、図１に示すように、透明樹脂層３０がＰＫＧ全体を一定の厚さで覆う構造は、多面付け体の状態で、一括で封止することが容易である観点から望ましい。この場合には、経路の長さを略一定に保てるため、ＬＥＤ素子２がパッケージの中央に配置されることが特に有効である。

端子部１２には、端子部１１と対向する辺に、突出部１４に係合する係合部１５が形成されている。具体的には、係合部１５は、矩形状の凹みを形成するように凹み部１５ａと、凹み部１５ａの両端に形成された側端部１５ｂとから構成され、端子部１１、１２の面内において、対向する突出部１４を挟み込むようにしている。
ここで、本発明において係合とは、突出部１４及び係合部１５間に一定の隙間が設けられつつも、係合部１５の形状が、突出部１４の形状に係り合うようにして形成され、かつ、端子部１１、１２の面内において、対向する端子部１１、１２が配列する方向に直交する方向から見て、端子部１１及び端子部１２が、重なり合うように形成されている状態をいう。

具体的には、図３（ａ）に示すように、係合部１５が、突出部１４の形状に係り合うように凹んだ形状に形成され、突出部１４及び係合部１５間には、一定の隙間が設けられ電気的に絶縁されている。また、図３（ｃ）に示すように、端子部１１、１２の面内において、端子部１１、１２の配列方向であるＸ方向と直交するＹ方向から見て、端子部１１（突出部１４）及び端子部１２（側端部１５ｂ）が重なり合っているため（図３（ａ）及び図３（ｃ）中のｄ部参照）、本実施形態の突出部１４は、係合部１５に係合している。
突出部１４が、上述のように、係合部１５に係合することによって、製造された光半導体装置１が、端子部１１及び端子部１２間の光反射樹脂層２０の部分で折れて破損してしまうのを抑制することができる。

端子部１１には、連結部１３の接合部及び突出部１４を除いた端子部１１の表面の外周縁に、表面から窪むようにして交互に凹部Ｍ１が形成されている。また、端子部１１には、突出部１４及び連結部１３の裏面に、端子部１１の裏面から窪むようにして凹部Ｍ２が形成されている。凹部Ｍ２が端子部１１の裏面に形成されることにより、端子部１１の裏面の凹部Ｍ２が形成されない部分（外部端子面１１ｂとなる部分）は、矩形状となる。
端子部１２には、係合部１５の側端部１５ｂと、連結部１３の接合部とを除いた端子部１２の表面の外周縁に、表面から窪むようにして交互に凹部Ｍ３が形成されている。すなわち、端子部１２には、端子部１１の凹部Ｍ２と対向する位置となる凹み部１５ａの表面にも凹部Ｍ３が形成される。
また、端子部１２には、係合部１５の側端部１５ｂ及び連結部１３の裏面に、端子部１２の裏面から窪むようにして凹部Ｍ４が形成されている。すなわち、端子部１２には、端子部１１の凹部Ｍ１と対向する位置となる側端部１５ｂの裏面にも凹部Ｍ４が形成される。凹部Ｍ４が端子部１２の裏面に形成されることにより、端子部１２の裏面の凹部Ｍ４が形成されない部分（外部端子面１２ｂとなる部分）は、矩形状となる。
凹部Ｍ１〜Ｍ４は、それぞれ、その底面の厚みが、端子部１１、１２の厚みの１／３〜２／３程度に形成されている。

リードフレーム１０は、図４に示すように、端子部１１、１２の周囲や、端子部間に、光反射樹脂層２０を形成する樹脂が充填される場合に、各凹部Ｍ１〜Ｍ４にも樹脂が充填され、光反射樹脂層２０によって挟み込まれる形態を取る。これにより、各端子部の凹部Ｍ１〜Ｍ４は、光反射樹脂層２０が、平面方向（Ｘ方向、Ｙ方向）及び厚み方向（Ｚ方向）において、リードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。
特に、端子部１２は、上述したように、端子部１１と対向する辺において、端子部１１の裏面に形成された凹部Ｍ２と対向する位置の表面に凹部Ｍ３が形成され、また、端子部１１の表面に形成された凹部Ｍ１と対向する位置の裏面に凹部Ｍ４が形成される。すなわち、対向する端子部間において、表面から窪む凹部（Ｍ１、Ｍ３）と、裏面から窪む凹部（Ｍ２、Ｍ４）とが交互に形成されることとなるので、各端子部間において充填された樹脂が各端子部に挟み込まれる形態となり、端子部間の光反射樹脂層２０がリードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。

また、凹部Ｍ２及び凹部Ｍ４が各端子部の裏面に形成されることにより、図４（ｂ）に示すように、樹脂付きリードフレームの裏面に表出する端子部１１、１２（外部端子面１１ｂ、１２ｂ）は矩形状となり、また、表出する端子部１１、１２の対向する辺が直線となる。これにより、製造された光半導体装置１の外部機器の基板への実装を容易にすることができる。
仮に、樹脂付きリードフレームの裏面に表出する端子部の形状が矩形状でなく複雑な形状である場合、端子面への半田等の塗布量を適正に制御することができず、各外部端子面１１ｂ、１２ｂと外部機器の基板との接合部分で段差が生じたり、接合不良を生じたりして、適正に光半導体装置１を製造することができない場合がある。本実施形態のリードフレーム１０は、このような問題を回避することができる。

連結部１３は、図２に示すように、製造過程においてフレームＦ内に多面付けされた各リードフレーム１０の各端子部１１、１２を連結している。連結部１３は、各端子部１１、１２を形成する各辺のうち、端子部１１、１２が対向する辺を除いた辺に形成されている。

具体的には、連結部１３ａは、端子部１１の右（＋Ｘ）側の辺と、右側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１２の左（−Ｘ）側の辺とを直接接続し、また、端子部１２の左側の辺と、左側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１１の右側の辺とを接続している。
連結部１３ｂは、端子部１１の上（＋Ｙ）側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１１の下（−Ｙ）側の辺とを接続し、また、端子部１１の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１１の上側の辺とを接続する。

連結部１３ｃは、端子部１２の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１２の下側の辺とを接続し、また、端子部１２の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１２の上側の辺とを接続する。
連結部１３ｄは、端子部１１の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１２の下側の辺とを接続し、また、端子部１２の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム１０の端子部１２の上側の辺とを接続する。連結部１３ｄは、上述の構成によって、端子部１１、１２の面内において、端子部１１及び端子部１２間の隙間の延長上に位置することとなり、製造された光半導体装置１が、端子部１１及び端子部１２間の光反射樹脂層２０の部分の強度を向上させることができる。これにより、光半導体装置１が、その部分で折れて破損してしまうのを抑制することができる。

ここで、端子部１１、１２は、隣り合う他のリードフレーム１０の端子部１１、１２と、連結部１３によって電気的に導通されるが、光半導体装置１の多面付け体を形成した後に、光半導体装置１の外形（図２中の破線部（リードフレーム１０の外形））に合わせて各連結部１３を切断（ダイシング）することによって絶縁される。また、個片化された場合に、各々の個片を同じ形状にすることができる。
なお、フレームＦ内の外周に位置する各リードフレーム１０の各端子部１１、１２は、フレームＦと連結部１３ａ〜１３ｄのいずれか１つ又は複数によって接続されている。

連結部１３は、図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、凹部Ｍ２又は凹部Ｍ４が形成されることによって端子部１１、１２の厚みよりも薄く形成され、また、その表面が端子部１１、１２の表面と同一平面内に形成されている。これにより、リードフレーム１０を平坦な金型で表裏から抑える又は表裏にテープを貼付け、側面から樹脂を注入する方法により、光反射樹脂層２０の樹脂が充填された場合に、図４に示すように、連結部１３の裏面にも樹脂が流れ込み、端子部１１、１２に設けられた各凹部Ｍ１〜Ｍ４とともに、光反射樹脂層２０がリードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。

光反射樹脂層２０は、図４に示すように、各端子部の外周側面（リードフレーム１０の外周及び各端子部間の隙間）と、各端子部に設けられた凹部Ｍ１〜Ｍ４とに充填された樹脂の層である。光反射樹脂層２０は、リードフレーム１０の厚みとほぼ同一の厚みに形成されている。
光反射樹脂層２０は、リードフレーム１０に載置されるＬＥＤ素子２の発する光を反射させるために、光反射特性を有する熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂が用いられる。
光反射樹脂層２０を形成する樹脂は、凹み部分への樹脂充填に関しては、樹脂形成時には流動性が高いことが、凹み部分での接着性に関しては、分子内に反応基を導入しやすいためにフレームとの化学接着性を得られることが必要なため、熱硬化性樹脂が望ましい。

例えば、熱可塑性樹脂としては、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、ポリオレフィン等を用いることができる。
また、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
さらに、これらの樹脂中に光反射材として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、光の反射率を増大させることができる。

透明樹脂層３０は、リードフレーム１０上に載置されたＬＥＤ素子２を保護するとともに、発光したＬＥＤ素子２の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。
透明樹脂層３０は、光の取り出し効率を向上させるために、ＬＥＤ素子２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。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという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できる。特に、ＬＥＤ素子２に高輝度ＬＥＤ素子を用いる場合、透明樹脂層３０は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。

ここで、高い耐光性を有するシリコーン樹脂は、構造中に芳香族を有しない、又は、可能な限り有しない構造とするため、結果として機械的な強度が劣る構造体となってしまう。
従来の樹脂とフレームとの密着性が十分でないために、例えば、光半導体装置の多面付け体を搬送する際に受ける応力や、パッケージを基板に実装する際および使用時の熱ストレス等によって、端子部間での剥離が発生しやすかった。このため、透明樹脂に機械強度の高いエポキシ系樹脂や、芳香族を含むシリコーン、官能基を含む変性シリコーンなどを使用することで、構造体全体の強度を保つ必要があるが、純度の高いシリコーン樹脂に比べ、耐光性、耐熱性が劣る問題があった。本発明では端子部間の係合が係合部によって十分であるため、機械強度の観点から、純度の高いシリコーン樹脂を使用することができ、耐光性、耐熱性を有するパッケージとすることができる。

次に、リードフレーム１０の製造方法について説明する。
図５は、第１実施形態のリードフレーム１０の製造過程を説明する図である。
図５（ａ）は、レジストパターンを形成した金属基板１００を示す平面図と、ａ−ａ断面図から見た側面図とを示す。図５（ｂ）は、エッチング加工されている金属基板１００を示す図である。図５（ｃ）は、エッチング加工後の金属基板１００を示す図である。図５（ｄ）は、レジストパターンが除去された金属基板１００を示す図である。図５（ｅ）は、めっき処理が施された金属基板１００を示す図である。
なお、図５においては、１枚のリードフレーム１０の製造過程について図示するが、実際には、１枚の金属基板１００から多面付けされた複数のリードフレーム１０が製造されるものとする。

リードフレーム１０の製造において、金属基板１００を加工してリードフレーム１０を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム１０の製造方法について説明する。
まず、平板状の金属基板１００を用意し、図５（ａ）に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン４０ａ、４０ｂを形成する。ここで、乾板へのレジストパターンの描画は、レーザ走査量を減らすため、エッチング部分が少なくなるデザインが望ましい。なお、レジストパターン４０ａ、４０ｂの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いる。
次に、図５（ｂ）に示すように、レジストパターン４０ａ、４０ｂを耐エッチング膜として、金属基板１００に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板１００の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板１００として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板１００の両面からスプレーエッチングすることができる。腐食成分は、金属を腐食後に活性を失い、不要物として液中に蓄積するため、エッチング領域は可能な限り少ないことが望ましい。

ここで、リードフレーム１０には、端子部１１、１２の外周部のように貫通した空間と、凹部Ｍ１〜Ｍ４のように貫通せずに厚みが薄くなっている窪んだ空間とが存在する（図３参照）。本実施形態では、金属基板１００の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行い、貫通した空間に対しては、金属基板１００の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板１００の両面からエッチング加工して、貫通した空間を形成する。また、窪んだ空間に対しては、窪んだ空間側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをエッチング加工して、窪んだ空間を形成する。
エッチング処理により金属基板１００には、図５（ｃ）に示すように、凹部Ｍ１〜Ｍ４が形成された端子部１１、１２と、他の端子部１１、１２を連結する連結部１３とが形成され、金属基板１００上に複数のリードフレーム１０が形成される（図２参照）。

次に、図５（ｄ）に示すように、金属基板１００（リードフレーム１０）からレジストパターン４０を除去する。
そして、図５（ｅ）に示すように、リードフレーム１０が形成された金属基板１００にめっき処理を行い、端子部１１、１２にめっき層Ｓを形成する。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電解めっきを施すことにより行われる。
なお、めっき層Ｓを形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層Ｓを形成してもよい。
以上により、図２に示すようなフレームＦに多面付けされたリードフレーム１０が製造される。なお、図２において、めっき層の記載は省略している。

また、光反射樹脂層２０の成形後にめっき処理を施してもよい。係合部１５によりリードフレーム１０と光反射樹脂層２０とがよく密着しているため、めっきが間隙に入り込むことなく、表面及び裏面に対してのみ効率良く金属を析出させることが可能である。
光反射樹脂層２０の成形後に無電解めっき処理を行うことも可能である。無電解めっき処理では、化学的な還元反応により金属を析出させることが必要であり、樹脂部へのアタックが大きくなるため、光反射樹脂層２０とリードフレーム１０とがよく密着していることが特に重要となる。本実施形態のリードフレーム１０は、係合部１５により光反射樹脂層２０とよく密着しているため、例えば、高温で析出させることが必要な無電解ニッケルと、その後の無電解金又は銀めっきなどでも、めっきが隙間に入り込むことなく良好な処理が可能である。

次に、光半導体装置１の製造方法について説明する。
図６は、第１実施形態の光半導体装置１の製造過程を説明する図である。
図６（ａ）は、光反射樹脂層２０が形成されたリードフレーム１０（金属基板１００）を示す図である。図６（ｂ）は、ＬＥＤ素子２が電気的に接続されたリードフレーム１０（金属基板１００）を示す図である。図６（ｃ）は、透明樹脂層３０が形成されたリードフレーム１０（金属基板１００）を示す図である。図６（ｄ）は、ダイシングにより小片化された光半導体装置１を示す図である。
図７は、多面付けされた樹脂付きリードフレーム及び光半導体素子を示す図である。
なお、図６においては、１台の光半導体装置１の製造過程について図示するが、実際には、１枚の金属基板１００から複数の光半導体装置１が製造されるものとする。

図６（ａ）に示すように、金属基板１００上にエッチング加工により形成されたリードフレーム１０の外周等に上述の光反射特性を有する樹脂を充填し、光反射樹脂層２０を形成する。ここで、リードフレーム１０は、上述したように、多面付けされているため（図２参照）、光反射特性を有する樹脂が充填されることによって、図７（ａ）に示すように、多面付けされた樹脂付きリードフレームが形成される。
光反射樹脂層２０は、例えば、射出成形やトランスファ成形のように、樹脂成形金型にリードフレーム１０（金属基板１００）をインサートし、樹脂を注入する方法や、リードフレーム１０上に樹脂をスクリーン印刷する方法等によって形成される。このとき、各凹部Ｍ１〜Ｍ４は、端子部１１、１２の外周側面につながっているので、樹脂は、各端子部の外周側面側から各凹部Ｍ１〜Ｍ４へと流れ込む。
光反射樹脂層２０は、端子部１１、１２とほぼ同等の厚みに形成され、リードフレーム１０の外周だけでなく、各端子部間や、凹部Ｍ１〜Ｍ４に形成され、リードフレーム１０に接合される。

次に、図６（ｂ）に示すように、端子部１１のＬＥＤ端子面１１ａに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してＬＥＤ素子２を載置し、また、端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａに、ボンディングワイヤ２ａを介してＬＥＤ素子２を電気的に接続する。ＬＥＤ素子とボンディングワイヤは、複数あってもよく、一つのＬＥＤ素子に複数のボンディングワイヤが接続されてもよく、ボンディングワイヤをダイパッドに接続させてもよい。また、ＬＥＤ素子２を載置面で電気的に接続してもよい。ここで、ボンディングワイヤ２ａは、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の導電性の良い材料からなる。
そして、図６（ｃ）に示すように、リードフレーム１０と、それに接合した光反射樹脂層２０の表面に、ＬＥＤ素子２を覆うようにして透明樹脂層３０を形成する。これにより、図７（ｂ）に示すように、リードフレーム１０上に多面付けされた光半導体装置１が複数製造される。なお、透明樹脂層は、平坦な形状のほかレンズ形状、屈折率勾配等、光学的な機能を持たせてもよい。
最後に、図６（ｄ）に示すように、光半導体装置１の外形に合わせて、光反射樹脂層２０及び透明樹脂層３０と共に、リードフレーム１０の連結部１３を切断（ダイシング、パンチング、カッティング等）して、１パッケージに分離（小片化）された光半導体装置１を得る（図１参照）。

本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
（１）リードフレーム１０は、端子部１１が、端子部１２と対向する辺に、その表面から窪んだ凹部Ｍ１と、その裏面から窪んだ凹部Ｍ２とを交互に備え、また、端子部１２が、凹部Ｍ２と対向する位置に、表面から窪んだ凹部Ｍ３と、凹部Ｍ１と対向する位置に、裏面から窪んだ凹部Ｍ４とを備えている。そのため、対向する端子部間において、表面から窪む凹部（Ｍ１、Ｍ３）と、裏面から窪む凹部（Ｍ２、Ｍ４）とが交互に形成されることとなる。これにより、リードフレーム１０に光反射樹脂層２０を形成する場合に、各端子部間において充填された樹脂は、各端子部に挟み込まれる形態となり、端子部間の光反射樹脂層２０がリードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。
また、光半導体装置１は、その製造過程において、各端子部１１、１２の外周側面及び端子部間に光反射樹脂層２０を形成する樹脂が充填された場合に、裏面に表出する端子部１１、１２が矩形状になり、また、表出する端子部の互いに対向する辺が直線となる。これにより、製造された光半導体装置１の外部機器の基板への実装を容易にすることができる。

（２）リードフレーム１０は、突出部１４の裏面が、端子部１１の裏面から窪むようにして凹部Ｍ２が形成されているので、光反射樹脂層２０を形成する場合に、樹脂が凹部Ｍ２に充填されることにより、光反射樹脂層２０がリードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。

（３）リードフレーム１０は、端子部１１が、端子部１２と対向する辺に突出部１４を備えているので、ＬＥＤ素子２を光半導体装置１のパッケージの中心Ｏに配置することができる。これにより、ＬＥＤ素子２から発光される光の透明樹脂層３０を透過する経路の長さを略均等にすることができ、光半導体装置１から出射する光の色ムラの発生を抑制することができる。
また、ＬＥＤ素子２が、光半導体装置１のパッケージの中心Ｏに配置されることによって、光半導体素子１を実装する外部機器の基板等の設計の自由度を向上させることができる。

（４）リードフレーム１０は、端子部１２が、突出部１４と対向する位置に、突出部１４と係合する係合部１５を備えるので、端子部１１と端子部１２とは、一定の隙間を有しつつも、端子部１１、１２の配列方向であるＸ方向と端子部１１、１２の面内で直交するＹ方向から見て、端子部１１及び端子部１２が重なり合うように配置される。これにより、製造された光半導体装置１が、端子部１１及び端子部１２間の光反射樹脂層２０の部分で折れて破損してしまうのを抑制することができる。

（５）リードフレーム１０は、係合部１５の凹み部１５ａの表面が、端子部１２の表面から窪むようにして凹部Ｍ３が形成されているので、光反射樹脂層２０を形成する場合に、樹脂が凹部Ｍ３に充填されることにより、光反射樹脂層２０がリードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。
特に、凹み部１５ａの凹部Ｍ３と、突出部１４の裏面に形成された凹部Ｍ２とが存在することにより、端子部１１、１２間に形成された光反射樹脂層２０が、厚み方向（Ｚ方向）において、リードフレーム１０から剥離してしまうのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態の光半導体装置２０１を示す図である。
図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ、光半導体装置２０１の平面図、側面図を示し、図８（ｃ）は、透明樹脂層２３０の他の形態例を示す図８（ｂ）に対応する図である。なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

第２実施形態の光半導体装置２０１は、透明樹脂層２３０の形状が略半球状に形成されている点で第１実施形態の光半導体装置１と相違する。
透明樹脂層２３０は、リードフレーム１０上に載置されたＬＥＤ素子２を保護するとともに、発光したＬＥＤ素子２の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。透明樹脂層２３０は、リードフレーム１０及び光反射樹脂層２０の表面全体を覆うように形成される。

また、透明樹脂層２３０は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、光を効率よく制御するために、ＬＥＤ素子２の全体を覆うようにして略半球状に形成される。具体的には、ＬＥＤ素子２の表面上であって光半導体装置２０１のパッケージの中央Ｏを通り、リードフレーム１０の厚み方向（Ｚ方向）に平行な線上の所定の点Ｃを中心として、略半球状に形成される。略半球状の場合は、ＬＥＤ素子２から発光した光が透明樹脂層２３０から外部へ放出される際に、透明樹脂層２３０と外部の界面で光が拡散し、下方へ放射された光を均一に上方へ取り出すことができる。
なお、透明樹脂層２３０は、光半導体装置１の用途等に応じて、図８（ｃ）に示すように、透明樹脂層２３０を略球形状に形成してもよい。略球形状の場合は、ＬＥＤ素子２から発光した光が透明樹脂層２３０から外部へ放出される際に、透明樹脂層２３０と外部の界面で光が拡散し、下方へ放射される光がより多くなるため、均一に上方へ取り出す効果が大きくなる。

以上より、本実施形態の発明は、上述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、透明樹脂層２３０が、ＬＥＤ素子２の表面上であって光半導体装置２０１のパッケージの中央Ｏを通り、リードフレーム１０の厚み方向（Ｚ方向）に平行な線上の所定の点Ｃを中心として略半球状に形成されているので、光半導体装置２０１は、光半導体素子２から発光される光の透明樹脂層２３０を透過する経路の長さを、第１実施形態に比べより均等にすることができる。これにより、光半導体装置２０１から出射する光の色ムラの発生をより効果的に抑制することができる。

（参考例）
次に、参考例について説明する。
図９は、参考例のリードフレーム３１０を示す図である。図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ、リードフレーム３１０の平面図、裏面図を示し、図９（ｃ）、図９（ｄ）は、それぞれ図９（ａ）のｃ−ｃ断面図、ｄ−ｄ断面図を示す。
図１０は、参考例の光半導体装置３０１を示す図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、それぞれ、光半導体装置３０１の平面図、裏面図を示し、図１０（ｃ）は、図９（ａ）のｃ−ｃ断面図を示す。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

参考例のリードフレーム３１０は、端子部３１１に突出部（１４）が、端子部３１２に係合部（１５）が形成されていない点で第１実施形態のリードフレーム１０と相違する。
リードフレーム３１０は、図９に示すように、一対の端子部、すなわち、ＬＥＤ素子２が載置、接続される端子部３１１と、ボンディングワイヤ２ａを介してＬＥＤ素子２に接続される端子部３１２とから構成される。また、リードフレーム３１０は、端子部３１１、３１２にそれぞれ連結部３１３が形成されており、その連結部３１３によって、フレームＦに多面付けされる（図２参照）。

端子部３１１は、連結部３１３の接合部及び端子部３１２と対向する辺を除いた端子部３１１の表面の外周縁に、表面から窪むようにして凹部Ｍ１が形成されている。また、端子部３１１は、端子部３１２と対向する辺と連結部３１３との裏面に、端子部３１１の裏面から窪むようにして凹部Ｍ２が形成されている。
端子部３１２は、連結部３１３の接合部を除いた端子部３１２の表面の外周縁に、表面から窪むようにして凹部Ｍ３が形成されている。また、端子部３１２は、連結部３１３の裏面に、端子部３１２の裏面から窪むようにして凹部Ｍ４が形成されている。
凹部Ｍ１〜Ｍ４は、それぞれ、その底面の厚みが、端子部３１１、３１２の厚みの１／３〜２／３程度に形成されている。

上記構成により、端子部３１１には、表面の凹部Ｍ１と裏面の凹部Ｍ２とが交互に形成され、同様に、端子部３１２には、表面の凹部Ｍ３と裏面の凹部Ｍ４とが交互に形成される。これにより、リードフレーム３１０は、図１０に示すように、各端子部３１１、３１２の外周（リードフレーム３１０の外周及び端子部間）に樹脂を流し込んで光反射樹脂層を形成する場合に、樹脂が凹部Ｍ１〜Ｍ４にも流れ込んで、光反射樹脂層が、平面方向（Ｘ方向、Ｙ方向）及び厚み方向（Ｚ方向）において、リードフレーム３１０から剥離してしまうのを抑制することができる。
また、図１０（ｃ）に示すように、端子部３１１、３１２の互いに対向する辺に、それぞれ凹部Ｍ２、凹部Ｍ３が形成されていることによって、端子部間に形成される光反射樹脂層が、端子部間から剥離するのをより効果的に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
図１１は、本発明の変形形態の光半導体装置の図１（ｃ）に対応する断面図である。
図１２は、本発明の変形形態の光半導体装置の平面図である。
図１３は、本発明の変形形態の光半導体装置の平面図である。
（１）各実施形態において、光半導体装置１は、リードフレーム１０に充填される光反射樹脂層２０の表面が平坦となる、いわゆるフラットタイプの例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１１に示すように、光反射樹脂層４２０が、リードフレーム４１０の外周縁の少なくとも一部において表面から凸となるように、形成されてもよい。こうすることで、光半導体装置４０１から照射される光の方向を制御することができる。

（２）各実施形態においては、リードフレーム１０は、一対の端子部１１、１２を備える例を示したが、リードフレームは、３以上の端子部を備えていてもよい。
例えば、図１２（ａ）に示すように、端子部を４つ設け、その１つ（５１１）にはＬＥＤ素子２を実装し、他の３つ（５１２）にはボンディングワイヤ２ａを介してＬＥＤ素子２と接続してもよい。また、図１２（ｂ）に示すように、端子部を３つ設け、その１つ（６１１）にはＬＥＤ素子２を２つ実装し、他の２つの端子部（６１２）には、ボンディングワイヤ２ａを介して各ＬＥＤ素子２と接続するようにしてもよい。

（３）第１及び第２実施形態において、端子部１１の突出部１４は、対向する端子部１２に対して矩形状に突出する形状に形成され、係合部１５は、突出部１４に係合する矩形状の凹みを形成する凹み部１５ａ及び側端部１５ｂが構成される例を示したが、これに限定されない。
例えば、図１３（ａ）に示すように、突出部７１４が、半円若しくは略半円状に形成され、係合部７１５が、その突出部７１４に係合する半円又は略半円状の凹みを形成してもよく、また、図１３（ｂ）に示すように、突出部８１４が三角形状に形成され、係合部８１５が三角形状の凹みを形成してもよい。更に、図１３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、突出部９１４、１０１４、１１１４が、それぞれ、端子部９１１、１０１１、１１１１の上端側に台形状、矩形状又は三角形状に突出し、係合部９１５、１０１５、１１１５が、突出部９１４、１０１４、１１１４の形状に合わせて係合するように、対向する端子部９１２、１０１２、１１１２の上端側に台形状、矩形状又は三角形状の凹みが形成されるようにしてもよい。

（４）各実施形態においては、リードフレーム１０は、ＬＥＤ素子２等の光半導体素子を接続する光半導体装置１に使用する例を示したが、光半導体素子以外の半導体素子を用いた半導体装置にも使用することができる。

１、２０１、３０１ 光半導体装置
２ ＬＥＤ素子
１０、３１０ リードフレーム
１１、３１１ 端子部
１２、３１２ 端子部
１３、３１３ 連結部
２０、３２０ 光反射樹脂層
３０、２３０、３３０ 透明樹脂層
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ 凹部

Claims (10)

1. 複数の端子部を有し、前記端子部のうち、少なくとも一つの表面に光半導体素子が接続される光半導体装置に用いられる光半導体装置用リードフレームにおいて、
   前記端子部は、他の端子部と対向する辺に、その表面から窪んだ第１凹部と、その裏面から窪んだ第２凹部とを交互に備え、
   前記他の端子部は、前記第２凹部と対向する位置に、その表面から窪んだ第３凹部を有し、かつ、前記第１凹部と対向する位置に、その裏面から窪んだ第４凹部を有し、
   前記端子部は、対向する前記他の端子部に対して突出する突出部を備え、
   前記第２凹部は、前記突出部の裏面に形成されること、
   を特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
2. 請求項１に記載の光半導体装置用リードフレームにおいて、
   前記突出部は、前記光半導体素子が、前記光半導体装置の外形の中心に配置されるように形成されること、
   を特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光半導体装置用リードフレームにおいて、
   前記他の端子部は、前記突出部と対向する位置に、前記突出部と係合する係合部を備えること、
   を特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
4. 請求項３に記載の光半導体装置用リードフレームにおいて、
   前記第３凹部は、前記係合部の表面の少なくとも一部に形成されること、
   を特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームにおいて、
   各端子部の外周側面及び前記端子部間に樹脂が充填された場合に、前記光半導体装置の裏面に表出する各端子部の形状が矩形であること、
   を特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームと、
   前記端子部の外周側面及び前記端子部間に形成される樹脂層とを備えること、
   を特徴とする樹脂付き光半導体装置用リードフレーム。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームが枠体に多面付けされていること、
   を特徴とするリードフレームの多面付け体。
8. 請求項６に記載の樹脂付き光半導体装置用リードフレームが多面付けされていること、
   を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。
9. 請求項６に記載の樹脂付き光半導体装置用リードフレームと、
   前記樹脂付き光半導体装置用リードフレームの前記端子部のうち少なくとも一つに接続される光半導体素子と、
   前記樹脂付き光半導体装置用リードフレームの前記光半導体素子が接続される側の面に形成され、前記光半導体素子を覆う透明樹脂層とを備えること、
   を特徴とする光半導体装置。
10. 請求項９に記載の光半導体装置が多面付けされていること、
    を特徴とする光半導体装置の多面付け体。

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