JP5861356B2 - 光半導体装置用反射部材付リードフレーム、光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレーム基板、光半導体装置、および、光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法、並びに、光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置用反射部材付リードフレーム、光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレーム基板、光半導体装置、および、光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法、並びに、光半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
しかしながら、樹脂製のリフレクターは反射率が十分でなく、かつ、樹脂劣化による反射率の低下が問題となる。また、LED素子の発光により生じた熱を、放熱する特性も十分ではない。
ただし、金属リフレクターを金属リードフレームに用いるためには、両者の絶縁を確保することが必要になる。
それゆえ、上述のように、絶縁性接着層を介して金属リフレクターを金属リードフレームに固定する構造では、LED素子からの熱を金属リードフレームから金属リフレクターに効率良く伝達させることは困難であり、これに伴い、LED素子からの熱を金属リフレクターから放熱させることも困難になるので、放熱特性の向上は得られ難い。
まず、本発明の光半導体装置用反射部材付リードフレームについて説明する。
図1は、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの一例を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図であり、図2は、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの一例の構成を説明する斜視図である。
また、第2部材13は、前記第1部材の前記枠状構造の底面の一部と伝熱性を有する接着層12aを介して接合されている。
また、第3部材14は、接続部14Aと、前記接続部よりも厚さの薄い薄肉部14Bとを有し、平面視上、前記接続部14Aは前記第1部材の底側の開口内に配置されており、前記薄肉部14Bは、少なくとも一部が前記第1部材11の前記枠状構造の底面の下に配置されている。
そして、絶縁性樹脂15が、前記第3部材と前記第1部材とが絶縁されるように、前記第3部材の薄肉部と前記第1部材の枠状構造の底面との間に介在し、かつ、前記第3部材と前記第2部材とが絶縁されるように、前記第3部材と前記第2部材との間に介在している。
また、第2部材13は、主にリードフレームのダイパッド部(素子載置部)として機能するものであり、第3部材14は、主にリードフレームのリード部(電極部)として機能するものである。第2部材13および第3部材14は、光反射性、放熱性、および導電性を備えた材料である金属材料から構成されている。
ここで、第1部材11においては、その開口側面11aに前記銀を含むめっき膜が形成されていれば上述の効果を奏するが、前記銀を含むめっき膜は、第1部材11の表面全体に形成されていてもよい。
また、前記第2部材13においては、前記第1部材11側の面であって前記第1部材の底側の開口に対応する部分に、前記銀を含むめっき膜が形成されていれば上述の効果を奏するが、前記銀を含むめっき膜は、第2部材13の表面全体に形成されていてもよい。
また、同様に、前記第3部材14においては、その接続部上面に前記銀を含むめっき膜が形成されていれば上述の効果を奏するが、前記銀を含むめっき膜は、第3部材14の表面全体に形成されていてもよい。
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、ポリウレタンおよびポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよ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も可能である。
それゆえ、第3部材14は、第1部材11から絶縁されており、例えば、第1部材11を介して、第3部材14と第2部材とが短絡するということはない。
なお、第3部材14と第2部材13との間には、絶縁性樹脂15が介在するため、第3部材14と第2部材が直接接触することで短絡するということはない。
すなわち、本発明における第3部材14は、第1部材11および第2部材13に対し、絶縁性を確保したものである。
ここで、図3(a)に示す例においては、1個の第2部材13aの一側面に対向して、2個の第3部材14a、14bが配置されており、図3(b)に示す例においては、1個の第2部材13bを両側から挟むようにして、2個の第3部材14c、14dが配置されている。
次に、本発明の光半導体装置用リードフレームについて説明する。
図4は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの一例の構成を説明する斜視図である。
図4に示すように、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム2は、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームに用いられる光半導体装置用リードフレームであって、第2部材13と、第3部材14とを有するものである。
なお、第2部材13、および第3部材14については、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームにおいて説明した内容と同様であるので、ここでの詳述は省略する。
また、本発明の光半導体装置用リードフレームは、上述の図3に示す第2部材および第3部材から構成されていても良い。
次に、本発明の樹脂付き光半導体装置用リードフレームについて説明する。
図5は、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレームの一例の構成を説明する斜視図である。
図5に示すように、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレーム3は、上述の光半導体装置用リードフレーム2と、第2部材13と第3部材14との間、および、第3部材14の薄肉部14Bの上に形成された絶縁性樹脂15と、を備えたものである。
なお、第2部材13、第3部材14、および絶縁性樹脂15については、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームにおいて説明した内容と同様であるので、ここでの詳述は省略する。
次に、本発明の光半導体装置用リードフレーム基板について説明する。
図6は、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム基板の一例を示す説明図である。
図6に示すように、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム基板4は、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造に用いられる光半導体装置用リードフレーム基板であって、前記第1部材11に対応する一組の前記第2部材13と前記第3部材14とが平面上に複数組多面付けされており、前記第2部材13と前記第3部材14とが多面付けされている最外周には、前記第2部材13および前記第3部材14を保持する外枠部41を有するものである。
一組の第2部材13と第3部材14の外周は、ダイシングライン42になっており、一組の第2部材と第3部材と隣接する他の一組の第2部材と第3部材は、このダイシングライン42で分離されることにより、個々の光半導体装置用リードフレームとなる。
なお、第2部材13、および第3部材14については、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームにおいて説明した内容と同様であるので、ここでの詳述は省略する。
次に、本発明の樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板について説明する。
図7は、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板の一例を示す説明図である。
図7に示すように、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板5は、上述の光半導体装置用リードフレーム基板と、前記第2部材と前記第3部材との間、および、前記第3部材の薄肉部の上に形成された絶縁性樹脂15と、を備えたものである。
上述の光半導体装置用リードフレーム基板と同様に、この樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板5においても、一組の第2部材13と第3部材14の外周は、ダイシングライン42になっており、一組の第2部材と第3部材と隣接する他の一組の第2部材と第3部材は、このダイシングライン42で分離されることにより、個々の樹脂付き光半導体装置用リードフレームとなる。
なお、第2部材13、第3部材14、および絶縁性樹脂15については、上述の光半導体装置用反射部材付リードフレームにおいて説明した内容と同様であるので、ここでの詳述は省略する。
次に、本発明の光半導体装置について説明する。
図8は、本発明に係る光半導体装置の一例を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B断面図である。
また、図示はしないが、光半導体素子が、第2部材と第3部材に跨るように載置され、ボンディングワイヤに代えて、半田や、導電性および伝熱性を有する接着剤等によって、第2部材と第3部材に接続される形態(Flip Chip Package)もある。
なお、光半導体素子と第2部材、および第3部材との接続には、上述のように、ボンディングワイヤに代えて、半田や、導電性を有する接着剤等によって、第2部材、および第3部材に接続される方法もある。
また、ACF(異方性導電フィルム)、ACP(異方性導電ペースト)、NCF(非導電性フィルム)、またはNCP(非導電性ペースト)等を用いて光半導体素子の端子を第2部材、および第3部材の端子部に直接接合する方法もある。
本発明に係る透光性樹脂としては、光の取り出し効率を向上させるために、光半導体素子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、耐候性、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可能である。特に、光半導体素子として高輝度LEDを用いる場合、透光性樹脂は強い光にさらされるため、透光性樹脂は高い耐候性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
次に、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法について説明する。
本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法は、前記第1部材が平面上に複数多面付けされた第1の基板を形成する工程と、前記第1部材に対応する一組の前記第2部材と前記第3部材が平面上に複数組多面付けされた第2の基板を形成する工程と、前記第2の基板の前記第2部材と前記第3部材の間、および前記第3部材の接続部と薄肉部の段差を埋めるように前記絶縁性樹脂を形成する工程と、前記第1の基板の複数の第1部材と対応する前記第2の基板の各第2部材とを位置合わせして、前記第1の基板の複数の前記第1部材の各底面の一部と前記第2の基板の各第2部材における前記第1部材側の面とを接着層を介して接合し、多面付けされた光半導体装置用反射部材付リードフレームを形成する工程と、を備えることを特徴とする。
図9は、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの一例の製造工程における第1の基板を示す説明図である。
図9に示すように、平板状の第1の基板30には、第1部材11が多面付けされており、最外周には、前記第1部材11を保持する外枠部31が設けられている。そして、隣接する第1部材11と第1部材11の間は、個々の光半導体装置に分離されるためのダイシングライン32になっている。
前記めっき膜の厚みは、例えば、0.02μm〜12μmの範囲である。
例えば、第1の基板30の材料として、銅を用いる場合、感光性レジストを塗布し、露光現像してパターニングした後に、エッチング液に塩化第二鉄水溶液を使用して、スプレーエッチングで加工することができる。
なお、前記めっき膜を形成する前に、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膜を形成してもよい。
図10は、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームの一例の製造工程における第2の基板を示す説明図であり、(a)は樹脂形成前の状態を示し、(b)は樹脂形成後の状態を示す。
すなわち、図10(a)に示す第2の基板40は、上述の図6に示す光半導体装置用リードフレーム基板4と同じ構成要素を有するものである。
前記めっき膜の厚みは、例えば、0.02μm〜12μmの範囲である。
例えば、第2の基板40の材料として、銅を用いる場合、感光性レジストを塗布し、露光現像してパターニングした後に、エッチング液に塩化第二鉄水溶液を使用して、スプレーエッチングで加工することができる。
なお、前記めっき膜を形成する前に、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膜を形成してもよい。
絶縁性樹脂15の形成は、例えば、所望の形状に加工した金型を用いて、熱可塑性樹脂を射出成型またはトランスファ成型することにより形成することができ、これにより、第2の基板40と絶縁性樹脂15とが一体に結合される。
なお、図10(b)に示す樹脂付き第2の基板50は、上述の図7に示す樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板5と同じ構成要素を有するものである。
本発明においては、前記第1の基板30と前記樹脂付き第2の基板50とを位置合わせして、前記第1の基板30の複数の前記第1部材11の各底面の一部と、それぞれ対応する前記樹脂付き第2の基板50の各第2部材13における前記第1部材側の面とを、接着層12aを介して接合し、多面付けされた光半導体装置用反射部材付リードフレーム60を形成する。
なお、前記第1の基板30と前記樹脂付き第2の基板50との位置合わせは、公知の方法で行えばよい。また、前記接着層12aは、公知の方法で形成することができる。
図11に示すように、接合後の第1の基板30の複数の第1部材11の開口からは、それぞれ対応する樹脂付き第2の基板50の一組の第2部材13の上面の一部、第3部材14の接続部14A、および、絶縁性樹脂15の一部が露出している。
すなわち、図11は、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレーム1が、平板状に多面付けされた形態を示しており、例えば、ダイシングライン32で切断(ダイシング)されることによって、多面付け光半導体装置用反射部材付リードフレーム60から、個片化された個々の光半導体装置用反射部材付リードフレーム1を得ることができる。
なお、本発明に係る光半導体装置用反射部材付リードフレームを用いて光半導体装置を製造する方法としては、例えば、光半導体装置用反射部材付リードフレームを個片化した後に半導体素子載置工程を行う方法や、光半導体装置用反射部材付リードフレームが多面付けされた状態で半導体素子載置工程を行う方法があり、本発明においては、いずれの方法も用いることができるが、製造効率の面から、後述の多面付けされた状態で半導体素子載置工程を行う方法が好ましい。
図12は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの製造方法の一例を示す模式的工程図である。
また、前記第1の基板、および前記樹脂付き第2の基板とも、互いに接合する面は平坦であるため、突起形状がある場合に比べて、位置合わせや接合は容易である。
それゆえ、本発明によれば、生産性良く、光半導体装置用反射部材付リードフレームを製造することができる。
次に、本発明に係る光半導体装置の製造方法について、説明する。
図13は、本発明に係る光半導体装置の製造方法の一例を示す模式的工程図である。
また、図14は、本発明に係る光半導体装置の一例の製造工程における光半導体素子を載置した状態を示す説明図である。
図14に示すように、第1の基板30に多面付けされた複数個の第1部材11の開口内の第2部材13の上面には、光半導体素子21が載置され、ボンディングワイヤ22により、光半導体素子21と第2部材13、および、光半導体素子21と第3部材14とが、電気的に接続されている。
ここで、前記多面付け光半導体装置用反射部材付リードフレームは、従来の平板状のリードフレームに樹脂製のリフレクターを形成したリードフレームと同様に扱えるため、従来と同様な自動化ラインを用いて、本発明に係る光半導体装置を一括して製造することができる。
すなわち、特殊な専用ラインを新たに導入する必要がないため、生産コストの上昇を抑制することができる。
2・・・光半導体装置用リードフレーム
3・・・樹脂付き光半導体装置用リードフレーム
4・・・光半導体装置用リードフレーム基板
5・・・樹脂付き光半導体装置用リードフレーム基板
11・・・第1部材
11a・・・開口側面
12a・・・接着層
12b・・・接着層
13、13a、13b、13c・・・第2部材
14、14a、14b、14c、14d、14e・・・第3部材
14A・・・接続部
14B・・・薄肉部
15・・・絶縁性樹脂
20・・・光半導体装置
21・・・光半導体素子
22・・・ボンディングワイヤ
23・・・接着剤
24・・・透光性樹脂
30・・・第1の基板
31・・・外枠部
32・・・ダイシングライン
40・・・第2の基板
40A・・・第2の基板材料
41・・・外枠部
42・・・ダイシングライン
50・・・樹脂付き第2の基板
60・・・多面付け光半導体装置用反射部材付リードフレーム
Claims (11)
- 金属材料から構成され、天側の開口が底側の開口よりも大きくなるように開口側面が傾斜している枠状構造を有する第1部材と、
金属材料から構成され、前記第1部材の前記枠状構造の底面の一部と伝熱性を有する第1の接着層を介して接合されている第2部材と、
金属材料から構成され、
接続部と、前記接続部よりも厚さの薄い薄肉部とからなる段差構造を有し、
平面視上、
前記接続部が前記第1部材の底側の開口内に配置され、
前記薄肉部が前記第1部材の前記枠状構造の底面の下に配置されている第3部材と、
を備え、
絶縁性樹脂が、
前記第3部材と前記第1部材とが絶縁されるように、前記第3部材の薄肉部と前記第1部材の枠状構造の底面との間に介在し、かつ、前記第3部材と前記第2部材とが絶縁されるように、前記第3部材と前記第2部材との間に介在し、
前記伝熱性を有する第1の接着層が、導電性接着層であり、
前記第3部材の薄肉部と前記第1部材の枠状構造の底面との間に介在する絶縁性樹脂と、前記第1部材の枠状構造の底面の一部とが、第2の接着層を介して接合されていることを特徴とする光半導体装置用反射部材付リードフレーム。 - 前記第1部材の開口側面に、銀を含むめっき膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレーム。
- 前記第2部材における前記第1部材側の面、および前記第3部材の接続部における前記第1部材側の面に、銀を含むめっき膜が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレーム。
- 1個の前記第1部材に対して、前記第2部材または前記第3部材のいずれかを複数個、あるいはその両方を複数個有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレーム。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレームに用いられる光半導体装置用リードフレームであって、前記第2部材と、前記第3部材と、を有することを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
- 請求項5に記載の光半導体装置用リードフレームと、
前記第2部材と前記第3部材との間、および、前記第3部材の薄肉部上に形成された絶縁性樹脂と、
を備えた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。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造に用いられる光半導体装置用リードフレーム基板であって、
前記第1部材に対応する一組の前記第2部材と前記第3部材とが平面上に複数組多面付けされており、前記第2部材と前記第3部材とが多面付けされている最外周には、前記第2部材および前記第3部材を保持する外枠部を有することを特徴とする光半導体装置用リードフレーム基板。 - 請求項7に記載の光半導体装置用リードフレーム基板と、
前記第2部材と前記第3部材との間、および、前記第3部材の薄肉部上に形成された絶縁性樹脂と、
を備えた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基板。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレームと、
前記第2部材における前記第1部材側の面に載置された光半導体素子と、
前記光半導体素子を封止し、前記光半導体素子が発する光を透過する透光性樹脂と、
を備えたことを特徴とする光半導体装置。 - 金属材料から構成され、天側の開口が底側の開口よりも大きくなるように開口側面が傾斜している枠状構造を有する第1部材と、金属材料から構成され、前記第1部材の前記枠状構造の底面の一部と伝熱性を有する第1の接着層を介して接合されている第2部材と、金属材料から構成され、接続部と、前記接続部よりも厚さの薄い薄肉部とからなる段差構造を有し、平面視上、前記接続部が前記第1部材の底側の開口内に配置され、前記薄肉部が前記第1部材の前記枠状構造の底面の下に配置されている第3部材と、を備え、絶縁性樹脂が、前記第3部材と前記第1部材とが絶縁されるように、前記第3部材の薄肉部と前記第1部材の枠状構造の底面との間に介在し、かつ、前記第3部材と前記第2部材とが絶縁されるように、前記第3部材と前記第2部材との間に介在し、前記伝熱性を有する第1の接着層が、導電性接着層であり、前記第3部材の薄肉部と前記第1部材の枠状構造の底面との間に介在する絶縁性樹脂と、前記第1部材の枠状構造の底面の一部とが、第2の接着層を介して接合されている光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法であって、
前記第1部材が平面上に複数多面付けされた第1の基板を形成する工程と、
前記第1部材に対応する一組の前記第2部材と前記第3部材が平面上に複数組多面付けされた第2の基板を形成する工程と、
前記第2の基板の前記第2部材と前記第3部材の間、および、前記第3部材の接続部と薄肉部の段差を埋めるように前記絶縁性樹脂を形成する工程と、
前記第1の基板と前記絶縁性樹脂を形成した前記第2の基板とを位置合わせして、前記第1の基板の複数の前記第1部材の各底面の一部と、前記第2の基板の各第2部材における前記第1部材側の面とを、前記第1の接着層を介して接合し、かつ、前記第1の基板の複数の前記第1部材の各底面の他の一部と、前記第2の基板の各第3部材の接続部と薄肉部の段差を埋めるように形成された前記絶縁性樹脂の前記第1部材側の面とを、前記第2の接着層を介して接合し、多面付けされた前記光半導体装置用反射部材付リードフレームを形成する工程と、
を備えることを特徴とする光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法。 - 請求項10に記載の光半導体装置用反射部材付リードフレームの製造方法により得られた多面付けされた光半導体装置用反射部材付リードフレームの前記第2部材における前記第1部材側の面に光半導体素子を載置する工程と、
前記第1部材の開口に前記透光性樹脂を充填し、前記光半導体素子を封止して多面付けされた光半導体装置を得る工程と、
前記多面付けされた光半導体装置を個片化して個々の光半導体装置を得る工程と、
を備えることを特徴とする光半導体装置の製造方法。
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