JP6078948B2 - 発光装置用パッケージ成形体及びそれを用いた発光装置 - Google Patents

発光装置用パッケージ成形体及びそれを用いた発光装置 Download PDF

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Description

本発明は、発光装置用のパッケージ成形体と、それを用いた発光装置とに関する。
発光装置用のフレームインサート型樹脂パッケージでは、リードを樹脂成形体の裏面に露出させることにより、パッケージの凹部に載置した発光部品での発熱を、リードを介して実装基板に効率よく放出できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。また、リードにアンカー溝を形成し、そのアンカー溝に樹脂成形体を充填することにより、リードと樹脂成形体との密着面積を増大させたパッケージも知られている（例えば、特許文献２）。
特開２００８−２５１９３７号公報 特開２０１１−１４６５２４号公報
特許文献１の発光装置は、リードと樹脂成形体との境界が、パッケージの裏面と凹部内の両方に露出する。実装基板に発光装置を実装する際、リフローによって溶融した半田フラックスがパッケージ裏面に露出した境界に侵入しやすい。半田フラックスとは、半田の濡れ性の向上等のために一般的に半田に混ぜられているフラックス成分である。この半田フラックスの侵入によって、リードと樹脂成形体との密着性が低下する問題があった。さらに、半田フラックスが境界を伝って樹脂パッケージの凹部内まで達すると、発光部品からの光を半田フラックスが吸収する問題が生じる。
特許文献２の発光装置は、リードに形成したアンカー溝に樹脂成形体が充填されていることにより、パッケージの裏面に露出した（リードと樹脂成形体との）境界から侵入してきた半田が、凹部内に到達するまでの経路を長くすることができる。よって、半田フラックスが凹部内に到達しにくい。しかしながら、境界に侵入する半田フラックスの量が多ければ、やはり凹部内に侵入する。
一方、別の問題として、パッケージの凹部内に樹脂成形体のバリが生じる問題がある。
図１６に示すように、パッケージ成形体１００の樹脂成形体１１０は、上側金型９１と下側金型９２とから構成された金型９０を用いたモールド成形により製造されている。具体的には、上側金型９１と下側金型９２とでリード２００、３００を挟持した状態で、金型９０の空隙内に溶融樹脂を注入する。上側金型９１は、樹脂成形体１１０の凹部１２０に対応する凸部９３を備えており、この凸部９３の表面とリード２００、３００の表面とが直接接触する領域（金型−リード接触領域）には、溶融樹脂が侵入しないことが望ましい。しかし、上側金型９１の凸部９３の角部９３ｃを面取り加工（Ｒ加工、Ｃ加工）することにより、上側金型９１の離型性を向上させる試みがされている。このような金型９０を使用してモールド成形すると、樹脂成形体１１０の凹部１２０に露出したリード２００、３００の表面上に、樹脂成形体１１０のバリが発生する（図１７〜図１８）。バリの発生は、以下の理由によるものと考えられる。
図１９に示すように、上側金型９１の凸部９３の角部９３ｃに面取り加工を施すと、角部９３ｃとリード２００、３００の表面との間には、鋭角の隙間ＣＬが生じる。金型９０に溶融樹脂を注入すると、隙間ＣＬの先端に溶融樹脂からの応力が集中し、隙間ＣＬの先端から、金型−リード接触領域に溶融樹脂が滲み出す。この滲み出した溶融樹脂は、硬化後にバリ８０になる。
バリ８０がリード２００、３００に広がると、第１リード２００に発光部品をダイボンドする際の接合不良、及び第２リード３００と発光部品とをワイヤボンドする際の接合不良の原因となる。また、バリ８０は不規則な形状であるため、パッケージ成形体１００の凹部１２０を上面視したときの美観が損なわれる（図１７）。
そこで、本発明は、発光装置に使用したときに、パッケージ成形体の凹部内への半田フラックスの侵入を効果的に抑制できるパッケージ成形体であり、かつ凹部内での樹脂成形体のバリの発生を抑制できるパッケージ成形体を提供することを目的とする。
本発明のパッケージ成形体は、発光部品を収納するための凹部を上面に有する樹脂成形体と、前記樹脂成形体の前記凹部の底面において部分的に露出するとともに前記凹部を成す側壁の下方に亘って延在し、かつ前記発光部品と電気的に接続されるリードとを有するパッケージ成形体であって、前記リードは、前記側壁の少なくとも一部に沿ってリード表面に形成される溝部を有し、前記溝部は、内側上端縁および外側上端縁を有し、前記内側上端縁が前記凹部の底面において露出し、かつ、前記外側上端縁が前記樹脂成形体内に埋設されるようにして、前記樹脂成形体により充填されている。
本願のパッケージ成形体を用いた発光装置では、上記のパッケージ成形体と、前記凹部内にて前記リードの露出面に載置された発光部品と、前記凹部を封止する封止樹脂とを含んでいる。
本明細書において「内側」、「外側」、「上端」、「下方」などの用語は、凹部の底面中央を基準としたときの位置及び方向を意味している。
本発明の溝部の「内側上端縁」とは、溝部の開口で幅方向に対向する２つの縁部（上端縁）のうち、樹脂成形体の凹部の底面中央に近い縁部であり、「外側上端縁」とは、樹脂成形体の凹部の底面中央から遠い縁部である。
本発明のパッケージ成形体では、溝部は、内側上端縁が樹脂成形体の凹部の底面において露出し、外側上端縁が樹脂成形体内に埋設されている。そして、溝部は、樹脂成形体によって充填されている。よって、溝部内に充填された樹脂成形体（溝部充填樹脂部分）は、断面視したときに、外側上端縁側では、樹脂成形体の本体と接続し、内側上端縁側では、溝部充填樹脂部分が凹部の底面にて露出する。
また、本発明の「溝部」とは、凹状形状を有するもののうち、リード表面における開口が、樹脂成形体の凹部を成す側壁と内側上端縁とが対向しているものを指す。また、溝部は開口の幅がほぼ一定であることが好ましい。ただし、溝部は、樹脂成形体の凹部を成す側壁と内側上端縁との距離や、開口の幅が局所的に大きかったり、小さかったりしてもよい。
このようなパッケージ成形体を用いて発光装置を製造する場合、パッケージ成形体の凹部は封止樹脂によって封止される。封止後に発光装置をリフローすると、封止樹脂が凹部内で膨張して、凹部の側壁を外向きに、底面を下向きにそれぞれ押圧する。また、樹脂成形体も膨張するので、溝部充填樹脂部分は溝部内の側面と底面を押圧し、さらに、溝部充填樹脂部分は封止樹脂と接触しているため、膨張した封止樹脂によって押圧される。すなわち、封止樹脂の膨張と溝部充填樹脂部分の膨張との相乗効果により、溝部充填樹脂部分が下向き（溝部の底面方向）に押圧する応力は増大する。
半田フラックスが侵入する際は、溝部充填樹脂部分と溝部の底面との間を通過する。しかし、半田フラックスが溶融している間（すなわち、リフロー中）、封止樹脂と溝部充填樹脂部分の膨張により、溝部充填樹脂部分は溝部の底面に向って押圧されるため、境界面のうち、特に溝部充填樹脂部分と溝部の底面との間において密着性が高まり、半田フラックスの侵入に対して高い抑制力が働く。
また、本発明のパッケージ成形体では、樹脂成形体のモールド成形時に、上側金型の凸部の角部の直下に溝部が位置することになる。よって、凸部の角部を面取り加工しても、角部とリードとの間に鋭角の隙間が形成されない。よって、金型−リード接触領域に溶融樹脂が滲み出すのが抑制され、結果として、バリの形成が抑制される。
このように、本発明のパッケージ成形体によれば、発光装置に使用したときに、パッケージ成形体の凹部内への半田フラックスの侵入を効果的に抑制でき、かつ凹部内での樹脂成形体のバリの発生を抑制できる。
本実施の形態に係る発光装置の上面斜視図（ａ）と裏面斜視図（ｂ）である。 本実施の形態に係る発光装置の封止樹脂を除去した場合の上面図である。 図２の２Ａ−２Ａ線における断面図である。 本実施の形態に係るパッケージ成形体のモールド成形を説明するための断面図である。 本実施の形態に係るパッケージ成形体のモールド成形を説明するための断面図である。 本実施の形態に係るパッケージ成形体の上面図である。 図６の６Ａ−６Ａ線における断面図である。 図６の６Ｂ−６Ｂ線における断面図である。 本実施の形態のリードが固定されたリードフレームの上面図である。 本実施の形態のリードが固定されたリードフレームの裏面図である。 本実施の形態に係るリードの部分断面図である（ａ）〜（ｃ）。 本実施の形態に係るリードの部分断面図である（ａ）〜（ｃ）。 本実施の形態の変形例に係る発光装置の正面斜視図（ａ）と裏面斜視図（ｂ）である。 パッケージ成形体の正面写真であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は本発明の実施例である。 本発明の実施例に係るパッケージ成形体の断面写真である。 従来のパッケージ成形体のモールド成形を説明するための断面図である。 従来のパッケージ成形体の上面図である。 従来のパッケージ成形体の断面図である。 従来のパッケージ成形体のモールド成形前の状態を示す断面図である。
＜実施の形態１．＞
図１〜３に示すように、本発明の発光装置５０は、パッケージ成形体１０と、発光部品４０と、封止樹脂５２を含んでいる。
本明細書において「発光部品４０」とは、発光素子を含む部品のことを指しており、発光素子（例えばＬＥＤ）自体や、発光素子とサブマウントから構成された部品などを含む。本実施の形態では、発光部品４０は発光素子から成る。
封止樹脂５２は、発光部品４０を収容した樹脂成形体１１の凹部１２を封止するものであり、発光部品４０を外部環境から保護している。
本発明のパッケージ成形体１０は、樹脂成形体１１と、少なくとも１つのリード（本実施の形態では、２つのリード２０、３０）を含んでいる。
樹脂成形体１１は、発光部品４０を収納するための凹部１２を上面に有しており、凹部１２は側壁１３で囲まれている。
リード２０、３０は、樹脂成形体１１の凹部１２の底面１２１において部分的に露出し、さらに樹脂成形体１１の凹部１２を成す側壁１３の下方に亘って延在している（図２、図３）。２つのリード２０、３０は互いに離間しており、それらの間は樹脂成形体１１で満たされている。
本実施の形態の発光装置５０では、一方のリード（第１リード）２０の露出面２１ａに、１つ以上（図２では２つ）の発光部品４０（４１、４２）が載置されている。第２リード３０はワイヤボンディング用の領域として使用されているとともに、ツェナーダイオード４３が載置されている。第２リード３０は、ワイヤボンディング用の領域とツェナーダイオードが載置された領域との間に窪みを有しており、封止樹脂との密着面積を向上させている。また、第２リードの窪みを後述する溝部２４Ｘと連結するように形成し、樹脂成形体１１を充填させることによって、ツェナーダイオードの接合部材がワイヤボンディング用の領域に侵食することを防止できる。
発光部品４０と第１リード２０、第２リード３０とは、ボンディングワイヤＢＷによって電気的に接続されている。図２に示すように、２つの発光部品４１、４２を含む場合には、第１の発光部品４１と第１リード２０とをボンディングワイヤＢＷで接続し、第２の発光部品４２と第２リード３０とをボンディングワイヤＢＷで接続し、さらに第１の発光部品４１と第２の発光部品４２とをボンディングワイヤＢＷで接続してもよい（直列配線）。また、２つの発光部品４１、４２の各々を、第１リード、第２リード３０にボンディングワイヤＢＷで接続することができる（並列配線）。
図２に示すように、第１リード２０および第２リード３０は、側壁１３の少なくとも一部（周状領域）に沿ってリード表面２１、３１に形成された溝部２４を有している。溝部２４は、内側上端縁２４１および外側上端縁２４２を有している。
本明細書において「側壁の少なくとも一部」とは、図６のように上面視したときに、周状（閉環状）に配置されている側壁１３の内面の「周の一部」のことを指す。
本発明では、溝部２４の内側上端縁２４１は、樹脂成形体１１の凹部１２の底面１２１において露出し、外側上端縁２４２は、樹脂成形体内１１に埋設される。例えば、図３に示すように、凹部１２の側壁１３の裾部分（すなわち、樹脂成形体１１の一部）が溝部２４に埋まって、凹部２４の底面１２１の一部を成している。この樹脂成形体１１の一部（溝部充填樹脂部分１１ａ）により、溝部２４全体が実質的に全て充填されている。
本発明では、溝部２４の内側上端縁２４１を樹脂成形体１１の凹部１２の底面１２１において露出させ、外側上端縁２４２を樹脂成形体内１１に埋設することにより、溝部２４内の溝部充填樹脂部分１１ａは、断面視したときには、外側上端縁２４２側において、樹脂成形体１１の本体１１ｂと接続しており（図３）、上面視したときには、内側上縁２４１側では、溝部充填樹脂部分１１ａが凹部１２の底面１２１の一部を成しているようにみえる。
図３に示すように、第１リード２０の表面２１ａと溝部充填樹脂部分１１ａの内側上端縁２４１側領域（凹部１２の底面１２１から露出した領域）とは、内側上端縁２４１において滑らかに連続しており、実質的に段差が生じていない。内側上端縁２４１側領域は、曲面のみから構成することもできるが、少なくとも一部（例えば内側上端縁２４１の近傍部分）は、リード２０の露出面２１ａと面一の水平面から構成するのが好ましい。溝部充填樹脂部分１１ａの内側上端縁２４１側領域は、リフロー時に応力Ｆ１で押圧されるが、このとき内側上端縁２４１側領域が水平部分を含むと、応力Ｆ１の方向が水平面と垂直方向（垂直下向き）になるためである（詳細は後述する）。
図１（ａ）および図３に示すように、第１リード２０と第２リード３０は、樹脂成形体１１の裏面１４から露出しているのが好ましい。これにより、発光素子４０での発熱を、第１リード２０及び第２リード３０を通して凹部１２の外に効率よく放出することができる。そのような構成では、樹脂成形体１１の裏面１４に、第１リード２０と樹脂成形体１１との境界面６１の縁部（境界線６１ａ）、および第２リード３０と樹脂成形体１１との境界面６２の縁部（境界線６２ａ）が露出する。それらの境界面６１、６２は、溝部２４の底面２４３と溝部充填樹脂部分１１ａとの間を通って、パッケージ成形体１０の凹部１２内まで繋がっている。
従来のパッケージ成形体１００（図１６〜図１８）を用いて、図３と同様に発光装置を構成すると、発光装置を実装基板に実装する際、リフローによって溶融した半田フラックスがパッケージ成形体１００の裏面１４０の境界線６１０ａから、境界面６１０を経由して、凹部１２０まで達するおそれがあった。
一方、本発明の発光装置５０では、パッケージ成形体１０の凹部１２に充填された封止樹脂５２が、リフローの際に熱膨張することにより、溝部充填樹脂部分１１ａの内側上端縁２４１側領域（凹部１２の底面１２１から露出した領域）を下向き（溝部２４の底面２４３方向）に押圧する応力Ｆ１が生じる。また、樹脂成形体１１も膨張するので、溝部充填樹脂部分１１ａは溝部２４内の側面と底面２４３を押圧する。すなわち、封止樹脂５２の熱膨張と溝部充填樹脂部分１１ａの熱膨張との相乗効果により、溝部充填樹脂部分１１ａが下向き（溝部２４の底面２４３方向）に押圧する応力は増大する。これにより、境界面６１のうち、特に溝部充填樹脂部分１１ａと溝部２４の底面２４３との間において、密着性が高まり、半田フラックスの侵入に対して高い抑制力が働く。その結果、従来のパッケージ５００を用いた発光装置に比べて、半田フラックスが凹部１２まで達する可能性を低減させることができる。
応力Ｆ１の方向は、溝部充填樹脂部分１１ａの表面に対して垂直方向になる。よって、図３のように、溝部充填樹脂部分１１ａの表面のうち少なくとも内側上端縁２４１の近傍領域が、リード２０の露出面２１ａと面一にされた水平面にすると、当該水平面にかかる応力Ｆ１は垂直下向きになり、溝部充填樹脂部分１１ａと溝部２４の底面２４３との接触面を、効率よく密着させることができるので好ましい。
なお、溝部充填樹脂部分１１ａの表面が曲面から構成されていた場合には、当該曲面の接線方向に対して垂直方向にかかる応力Ｆ１は、溝部充填樹脂部分１１ａと溝部２４の底面２４３との接触面に対して斜め方向になり、応力Ｆ１の垂直下向きの成分によって、当該接触面を密着させる効果を得ることができる。
また、リフローの際に溝部充填樹脂部分１１ａを下向きに押圧する応力Ｆ１が生じることにより、樹脂成形体１１が第１リード２０、第２リード３０から剥離するのを効果的に抑制することもできる。具体的には、リフローの際の封止樹脂５２の熱膨張によって、樹脂成形体１１の側壁１３には、外向きの応力Ｆ２がかかる。この応力Ｆ２は、樹脂成形体１１を第１リード２０、第２リード３０から剥離させるように作用し得る。
しかしながら、本発明では、溝部充填樹脂部分１１ａを下向きに押圧する応力Ｆ１が生じることにより、樹脂成形体１１が第１リード２０、第２リード３０に対して強く結合する。よって、特許文献２のようにパッケージ成形体に完全に埋没するアンカー溝に比べると、本発明のように内側上端縁２４１にて露出する溝部２４を設けることにより、樹脂成形体１１が第１リード２０、第２リード３０から剥離するのを抑制する効果を向上させることができる。
本発明の発光装置５０では、溝部２４内の溝部充填樹脂部分１１ａによって、封止樹脂５２と樹脂成形体１１との接合部分の面積が増加するので、封止樹脂５２とパッケージ成形体１０との接合力を高めることができる。
封止樹脂５２は、凹部１２の内面に露出した樹脂成形体１１、第１リード２０、第２リード３０に接着することにより、パッケージ成形体１０に固定される。ここで、封止樹脂５２は、リード２０、３０に比べて、樹脂成形体１１に対する接着力のほうが高い。よって、封止樹脂５２と樹脂成形体１１とが接合する部分の面積が増加すると、封止樹脂５２とパッケージ成形体１０との結合力が高まる。
また、封止樹脂５２と樹脂成形体１１とが接合する接合領域の方向（領域の接線方向に直交する方向）は、当該領域のうち側壁１３と封止樹脂５２との間の部分と、溝部充填樹脂部分１１ａと封止樹脂５２との間の部分とではが異なる。そのため、封止樹脂５２にかかる応力に対する抵抗力も異なる。よって、封止樹脂５２をパッケージ成形体１０から剥離するように応力がかかったときに、側壁１３と封止樹脂５２との間の部分による抵抗力、溝部充填樹脂部分１１ａと封止樹脂５２との間の部分による抵抗力とが相互に補うことにより、様々な方向からの応力に対する抵抗力が向上する。
したがって、本発明のパッケージ成形体１０を用いて発光装置５０を製造することにより、封止樹脂５２がパッケージ成形体１０から剥離するのを抑制することができる。
本発明の発光装置５０では、パッケージ成形体１０の凹部１２の底面１２１にバリが生じにくい。これは、以下の理由による。
パッケージ成形体１０の樹脂成形体１１は、上側金型９１と下側金型９２とから構成された金型９０を用いてモールド成形される（図４、図５）。上側金型９１は、樹脂成形体１１の凹部１２に対応する凸部９３を備えており、この凸部９３の角部９３ｃは面取り加工（Ｒ加工、Ｃ加工）されている。
図４に示すように、樹脂成形体１１のモールド成型時に、上側金型９１と下側金型９２とで第１リード２０を挟持すると共に、第２リード３０も同様に上側金型９１と下側金型９２とで挟持する。このとき、図５に示すように、上側金型９１の凸部９３の角部９３ｃの直下に溝部２４が位置するため、角部９３ｃとリード２０、３０との間に鋭角の隙間ＣＬ（図１９参照）は形成されない。つまり、金型９０に溶融樹脂を注入時に応力が集中しやすい部分（例えば鋭角の隙間ＣＬの先端など）が存在しない。そのため、金型９０と第１リード２０とが接触する領域（および金型９０と第２リード３０とが接触する領域）に溶融樹脂が滲み出さないので、第１リード２０、第２リード３０の表面には、樹脂成形体１１のバリ８０（図１７、図１８参照）が発生しない。
得られたパッケージ成形体１０では、樹脂成形体１１（１１ａ）とリード２０、３０の表面２１、３１の境界線にバリが生じないため、その境界線は溝部２４の内側上端縁２４１に一致する（図６〜８）。
このように、本発明のパッケージ成形体１０では、製造時に、リード２０、３０に設けた溝部２４が上側金型９１の凸部９３の角部９３ｃの直下に位置することにより、バリ８０の発生を効果的に抑制することができる。したがって、本発明のパッケージ成形体１０を用いた発光装置５０では、バリ８０に起因するボンディング不良が生じず、バリ８０によって美観を損ねるおそれがない。
本実施の形態の発光装置５０においては、溝部２４は、帯状に延在する凹部であり、リード２０、３０の表面２１、３１における開口の幅（内側上端縁２４１と外側上端縁２４２との間の距離）がほぼ一定の溝である。例えば図９のように、リード２０、３０の３辺に沿って設けられたコの字状の溝部２４とし、内側上端縁２４１と外側上端縁２４２とが、溝部２４の終端上端縁２４４において連結させることもできる。溝部２４の開口が、内側上端縁２４１、外側上端縁２４２、終端上端縁２４４によって囲まれていることによって、境界線６１ａ、６２ａから侵入してきた半田フラックスが溝部２４内に侵入する際には、必ず溝部２４の開口の上端縁にまで這い上がってから侵入するようになるため、半田フラックスの侵入をより抑制できる。
また、第１リード２０、第２リード３０の裏面２２、３２は、樹脂成形体１１の裏面１４において露出し、裏面露出部の縁から前記リード表面側に凹んでいる。この凹んだ部分（裏面へこみ部）２２１、３２１は樹脂成形体１１に被覆されている（図１０）。第１リード２０、第２リード３０の裏面２２、３２の周縁部がひさし状となり、リフロー時に半田フラックスが凹部１２まで侵入する侵入経路（境界面６１、６２）が長くなるので、半田フラックスが凹部１２まで侵入するのを低減する効果が得られる。「ひさし状」とは、図１０に示すように、リード２０の表面２１側が裏面２３側よりも突出するような形態を指す。
裏面へこみ部２２１、３２１の直上に溝部２４が形成されると、リード２０、３０の厚さが著しく薄くなるため、リード２０、３０の強度が低下する。よって、裏面へこみ部２２１、３２１の直上よりも内側に、溝部２４を形成するのが好ましい（図７〜１０）。ただし、発光装置５０の小型化に伴ってリード２０、３０の表面積が狭くなった等の事情を考慮して、裏面へこみ部２２１、３２１の直上に溝部２４の一部又は全部を形成してもよい。
本明細書において「裏面へこみ部」は、図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｂ）のような内面が曲面であってもよく、また図１２（ｃ）のように階段状にされていてもよい。
溝部２４の断面形状は、矩形（図１１（ａ）、図１２（ｃ））、台形（図１１（ｂ）〜（ｃ））、円形（図１２（ａ））、多角形（１２（ｂ））などの様々な形状にすることができる。好ましくは、図１１（ｂ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｂ）に示すように、深さ方向Ｄにおいて、内側上端縁部２４１と外側上端縁部２４２との間の幅２４Ｗより大きい最大幅寸法２４Ｗmaxを有する。ここで「深さ方向Ｄ」とは、第１リード２０の表面２１、３１から裏面２２、３２に向かう方向のことである。
言い換えれば、溝部２４は、第１リード２０の表面２１における開口の幅２４Ｗに比べて、溝部２４の内部の幅の最大寸法２４Ｗmaxのほうが大きくなるような断面形状にされているのが好ましい。図１１（ａ）〜（ｃ）から明らかなように、開口の幅２４Ｗ、溝部２４の深さ２４Ｄが等しい３種類の溝部２４ａ〜２４ｃでは、幅２４Ｗ＞最大幅寸法２４Ｗmaxの断面形状を有する溝部２４ｂ、２４ｃは、幅２４Ｗ＝最大幅寸法２４Ｗmaxの断面形状を有する溝部２４ａに比べて、断面視における溝部２４の内表面の長さが長い。そのため、これらのリード２０を用いてパッケージ成形体１０を製造すると、リフロー時に半田フラックスが凹部１２まで侵入する侵入経路（第１リード２０と樹脂成形体１１との境界面６１）が長くなり、半田フラックスが凹部１２に侵入しにくくなる。
また、溝部２４が幅２４Ｗ＞最大幅寸法２４Ｗmaxとなるような断面形状にされていると、溝部２４内に充填された溝部充填樹脂部分１１ａの最大幅寸法（溝部２４の最大幅寸法２４Ｗmaxに一致）が、溝部２４の幅２４Ｗより大きくなる。よって、溝部充填樹脂部分１１ａが溝部２４から抜けることがないので、樹脂成形体１１が第１リード２０から剥離するのを効果的に抑制できる。
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、溝部２４ｄ、２４ｅの断面形状が、リード２０の表面２１から２３裏面に向かって、一旦広がった後に狭くなる形態は、リード表面における溝部２４に必要な領域を小さくしてかつ、溝部２４の深さ方向も小さくしているので、溝部２４を形成するのに必要な領域を少なくしながら、半田フラックスが凹部１２まで侵入する侵入経路を長くすることができる。特に、断面円形の溝部２４ｄは、ウェットエッチングにより形成できるので、溝部２４の機械加工が困難となる小型の発光装置５０に好適である。
なお、図１１、図１２では、第１リード２０に形成された溝部２４と裏面へこみ部２２１のバリエーションを説明したが、第２リード３０に形成された溝部２４と裏面へこみ部２２１についても、同様のバリエーションを適用できる。
図１（ｂ）に示すように、第１リード２０、第２リード３０は、樹脂成形体１１の裏面１４から側面１５にかけて露出しているのが好ましい。このように構成すると、発光装置５０を実装基板（図示せず）に実装するときに発光装置５０が実装基板に対して傾斜しないようにする効果がある。この効果について、以下に説明する。
樹脂成形体１１に対する溶融半田の濡れ性が低いため、発光装置５０を実装するとき、溶融半田は、樹脂成形体１１から露出した第１リード２０、第２リード３０に接触するように集まる。リード２０、３０が樹脂成形体１１の裏面１４のみから露出している場合、溶融半田は発光装置５０の裏面５３のみに集まる。もし溶融半田が過剰であった場合、余剰な半田によって、発光装置５０が部分的に持ち上がって、発光装置５０が傾いて実装される恐れがある。
これに対して、リード２０、３０が樹脂成形体１１の裏面１４から側面１５にかけて露出していると、溶融半田は、発光装置５０の裏面５３から側面５４にまで広がる。もし溶融半田が過剰であったとしても、余剰な半田は側面５４方向に排出されて、発光装置５０の裏面５３と実装基板との間には適量の半田のみが残る。よって、発光装置５０が傾いて実装されるのを抑制できる。また、図１（ｂ）、図７に示すように、側面１５から露出したリード２０、３０の裏面２２、３２にキャスタレーション（凹み）を設けることにより、余剰な半田を保持する効果を高め、かつ溶融半田とリード２０、３０との接触面積を増大させることができる。
図７に示すように、リード２０、３０の各々を樹脂成形体１１の対向する側面１５に露出させた場合、樹脂成形体１１の側面１５に露出した境界線６１ｂから、リード２０、３０と樹脂成形体１１との境界面６１に半田フラックスが侵入するおそれがある。
そこで、側面１５からの半田フラックスの侵入経路上に溝部２４を設けて、境界線６１ｂから侵入する半田フラックスが、凹部１２内に達するのを抑制するのが好ましい。すなわち、溝部２４（２４Ｘ）は、側壁１３のうち、樹脂成形体１１の側面１５と凹部１２との間に設けられた部分１３Ｘに沿って形成するのが好ましい（図２、図７）。これにより、側面１５からの半田フラックスの侵入を溝部２４Ｘによって抑制することができる。
溝部２４Ｘ、２４Ｙを共に形成する場合には、溝部２４Ｘ、２４Ｙを連結して、コの字状にするのが好ましい（図２）。これにより、溝部２４Ｘと溝部２４Ｙとの隙間を無くすことができるため、半田フラックスが侵入するのを効果的に抑制することができる。
図９に示すように、リード２０、３０は、タイバーＴＢによってリードフレームＬＦに接続されている。タイバーＴＢは後で切断しやすいように、リード２０、３０よりも狭幅にされている。また、樹脂成形体１１の側面１５から露出したリード２０、３０はタイバーＴＢを兼ねている。そこで、溝部２４Ｘの長さ２４ＸＬを、タイバーＴＢの幅ＴＢＷより長くすることにより、側面１５からの半田フラックスの侵入を抑制する効果を向上させることができる。
図２に示すように、発光部品４０の側面と近接して向かい合う側壁１３Ｙから半田フラックスが侵入すると、発光部品４０からの光の吸収量が多くなる。よって、図６および図８に示すように、側壁１３Ｙに沿った部分に溝部２４Ｙを形成して、リフロー時に、溝部充填樹脂部分１１ａの内側上端縁２４１側領域を下向きに押圧する応力（封止樹脂５２と溝部充填樹脂部分１１ａとの熱膨張に起因）を発生させるのが好ましい。すなわち、パッケージ成形体１０においては、側壁１３のうち、発光部品４０が後に載置される部分（載置領域）に近接する部分１３Ｙに沿って、第１リード２０の表面２１に溝部２４Ｙが形成されているのが好ましい。これにより、境界面６１のうち、特に溝部充填樹脂部分１１ａと溝部２４Ｙの底面２４３との間において、密着性を高めることができる。よって、リフロー時に、境界線６１ａから、境界面６１を伝って、凹部１２内の発光部品４０近傍への半田フラックスの侵入に対して、高い抑制力が働く。その結果、側壁１３Ｙからの半田フラックスの侵入を溝部２４Ｙによって抑制することができる。
第１リード２０は、第１リード２０の第２リード３０と対向する側に位置する辺２６に沿って、第１リード２０の表面２１に追加の溝部（追加溝部）２４Ｚを設けるのが好ましい（図６）。この追加溝部２４Ｚは、樹脂成形体１１の凹部１２の底面１２１において、全体が露出している。この追加溝部２４Ｚを設けると、以下の理由により、辺２６から侵入する半田フラックスが、発光部品４０に到達するのを抑制する効果がある。
図２のように、発光部品４０は、辺２６の近傍に配置されることがある。半田フラックスは光を吸収するため、半田フラックスが辺２６から侵入したとしても、発光部品４０の近傍まで到達しないようにすることが重要である。追加溝部２４Ｚを形成しない場合、樹脂成形体１１の裏面１４から、第１リード２０と樹脂成形体１１との境界面６３を通って辺２６に侵入した半田フラックスは、第１リード２０の表面２１と封止樹脂５２との境界面６４に沿って、発光部品４０の載置領域に侵入し得る。
そこで、図６、図７に示すように、第１リード２０に追加溝部２４Ｚを形成して、追加溝部２４Ｚに樹脂成形体１１の一部（溝部充填樹脂部分１１ａ）に充填するのが好ましい。封止樹脂５２は、追加溝部２４Ｚ内の樹脂成形体１１によく接着するので、半田フラックスは封止樹脂５２と該樹脂成形体１１との間には侵入できない。つまり、半田フラックスの侵入経路は、追加溝部２４Ｚに沿って迂回させられることになる。さらに、溝部２４Ｚ内の溝部充填樹脂部分１１ａは、リフロー時に、封止樹脂５２と溝部充填樹脂部分１１ａとの熱膨張に起因して、下向き（溝部２４Ｚの底面２４３方向）に押圧する応力Ｆ１が生じる。これにより、境界面６１のうち、特に溝部充填樹脂部分１１ａと溝部２４Ｚの底面２４３との間において、密着性が高まり、半田フラックスの侵入に対して高い抑制力が働く。その結果、境界面６３からの半田フラックスの侵入を溝部２４Ｚによって抑制することができる。
なお、小型の発光装置５０では、第２リード３０の面積が小さいため、第２リード２０に追加溝部を形成するのは困難であると考えられるが、第２リード３０にも追加溝部を形成してもよい。
以下に、発光装置５０の製造方法を説明する。
＜１．パッケージ成形体１０の製造＞
金属板をパンチングして、対向配置された第１リード２０と第２リード３０との対を複数備えたリードフレームＬＦを形成する。第１リード２０及び第２リード３０とは、タイバーＴＢによってリードフレームＬＦに連結される。その後、ウェットエッチングにより、第１リード２０及び第２リード３０の所定の位置に溝部２４を形成する。各リード対と対応する位置に樹脂成形体１１用の空隙を有している金型９０で、リードフレームＬＦを挟持する。そして、金型９０の空隙に、樹脂成形体１１用の樹脂材料を注入する。樹脂材料が硬化した後に金型９０を外すと、リードフレームＬＦに固定された状態のパッケージ成形体１０が得られる。
＜２．発光部品４０の実装＞
図２に示す発光部品４０（４１、４２）は、一対の電極がいずれも上面に設けられている。このような発光部品４０では、パッケージ成形体１０の第１リード２０に、発光部品４０をダイボンドにより実装する。
図２のように、第１の発光部品４１の第１電極（例えばｐ側電極）と第１リード２０とをボンディングワイヤＢＷで接続する。また、第１の発光部品４１の第２電極（例えばｎ側電極）と第２の発光部品４２の第１電極（例えばｐ側電極）とをボンディングワイヤＢＷで接続する。そして、第２の発光部品４２の第２電極（例えばｎ側電極）と第２リード３０とをボンディングワイヤＢＷで接続する。これにより、第１発光部品４１と第２発光部品４２とが、直列配線される。
なお、第１及び第２の発光部品４１、４２の第１電極（例えばｐ側電極）を第１リード２０にボンディングワイヤＢＷで接続し、第２電極（例えばｎ側電極）を第２リード３０にボンディングワイヤＢＷで接続することもできる。これにより、第１発光部品４１と第２発光部品４２とが、並列配線される。
また、第１電極が上面に、第２電極が下面に設けられた発光部品を用いることもできる。この場合、下面を第１リード２０に導電性ペーストを用いて固定し、これにより第２電極と第１リード２０とを電気的に接続することができる。また、上面に設けられた第１電極は、ボンディングワイヤＢＷを用いて第２リード３０に電気的に接続する。
＜３．ツェナーダイオード４３の実装＞
図２に示すツェナーダイオード４３は、第１電極（例えばｐ側電極）が上面に、第２電極（例えばｎ側電極）が下面に設けられている。ツェナーダイオード４３の下面は、第２リード３０に導電性ペーストを用いて固定されており、これにより第２電極と第２リード３０とを電気的に接続する。上面に設けられた第１電極は、ボンディングワイヤＢＷを用いて第１リード２０に電気的に接続される。
＜４．封止樹脂５２の充填＞
パッケージ成形体１０の凹部１２に、液体状態の封止樹脂をポッティングし、その後に硬化させる。封止樹脂を２層にする場合には、まず、凹部１２に第１封止樹脂（アンダーフィル）をポッティングした後に硬化し、次いで、凹部１２に第２封止樹脂（オーバーフィル）をポッティングした後に硬化する。
＜５．発光装置５０の個片化＞
リードフレームＬＦのタイバーＴＢを、樹脂成形体１１の外表面に沿って、ダイシングによって切断し、個々の発光装置５０に分離する。
以下に、発光装置５０の各構成部材に適した材料を説明する。
（第１リード２０、第２リード電極３０）
第１リード２０、第２リード電極３０は、加工性や強度の観点からすると、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅などのいずれか１つ以上からなる導電性材料を用いることができる。第１リード２０、第２リード３０は、金、銀及びそれらの合金などでメッキするのが好ましい。
（樹脂成形体１１）
樹脂成形体１１の成形材料には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂のほか、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、成形材料中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合して、樹脂成形体１１の凹部１２内における光の反射率を高めることもできる。
（ボンディングワイヤＢＷ）
ボンディングワイヤＢＷとしては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金から成る金属製のワイヤを用いることが出来る。
（封止樹脂５２）
封止樹脂の材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを１つ以上含む樹脂を用いることができる。封止樹脂５２は単一層から形成することもできるが、複数層（例えば、アンダーフィルとオーバーコートの２層）から構成することもできる。
また、封止樹脂５２には、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、アルミナ、窒化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させてもよい。
さらに、封止樹脂５２には、発光素子４０からの発光の波長を変換する材料（蛍光体等）の粒子を分散させてもよい。例えば白色光を発する発光装置５０では、青色光を発光する発光素子４０と、青色光を吸収して黄色光を発する蛍光体粒子（例えばＹＡＧ粒子）とを組み合わせることができる。
（半田）
本実施形態における半田とは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｉ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ａｇ等を用いることができる。
＜変形例＞
図１は、裏面５３側を実装基板（図示せず）に固定するタイプの発光装置５０を示しているが、図１３のような発光装置５０’においても同様にリード表面に溝部を設けることができる。この発光装置５０’は、側面５４を実装基板に固定できるように、第１リード２０’、第２リード３０’ともに、同じ側面５４に露出している点で、図１の発光装置５０と異なる。その他の構成については、図１の発光装置５０と同様である。
本発明の実施例としてパッケージ成形体１０と、比較用のパッケージ成形体１００と製造し、バリ８０の発生の有無を確認した。
本発明のパッケージ成形体１０の製造工程は以下の通りである。まず、第１リード２０及び第２リード３０がタイバーＴＢによって連結されたリードフレームＬＦにウェットエッチングを施して所定の位置に溝部２４を形成した後、金型９０でリードフレームＬＦを挟持し、金型９０内に樹脂を注入してパッケージ成形体１０の集合体を形成した。次に、所定の位置に沿って、樹脂成形体１１とタイバーＴＢをダイシングによって切断し、パッケージ成形体１０を個片化した。
比較用のパッケージ成形体１００は、ウェットエッチングを施して所定の位置に溝部２４を形成する工程を省く以外は、本発明のパッケージ成形体１０の製造工程と同じである。
図１４（ａ）のように、比較用のパッケージ成形体１００では、リード２０、３０と樹脂成形体１１の側壁１３との間にバリ８０が発生した。一方、図１４（ｂ）、図１５のように、本発明のパッケージ成形体１０では、バリは発生しなかった。
１０ パッケージ成形体
１１ 樹脂成形体
１１ａ 溝部充填樹脂部分
１１ｂ 本体
１２ 凹部
１２１ 底面
１３ 側壁
２０ 第１リード
３０ 第２リード
２４ 溝部
２４１ 内側上端縁
２４２ 外側上端縁
４０ 発光部品
ＢＷ ボンディングワイヤ
５０ 発光装置
５２ 封止樹脂
９０ 金型

Claims (6)

  1. 発光部品を収納するための凹部を上面に有する樹脂成形体と、
    前記樹脂成形体の前記凹部の底面において部分的に露出するとともに前記凹部を成す側壁の下方に亘って延在し、かつ前記発光部品と電気的に接続されるリードとを有するパッケージ成形体であって、
    前記リードは、前記樹脂成形体の裏面において露出し、
    前記リードは、前記側壁の少なくとも一部に沿ってリード表面に形成される溝部を有し、前記溝部は、内側上端縁および外側上端縁を有し、前記内側上端縁が前記凹部の底面において露出し、かつ、前記外側上端縁が前記樹脂成形体内に埋設されるようにして、前記樹脂成形体により充填されており、
    断面視において、前記リードと前記樹脂成形体との境界面が、前記樹脂成形体の前記裏面から前記凹部の前記底面まで延在し、当該境界面の一部に、前記溝部と当該溝部を充填する前記樹脂成形体との境界面を含んでおり、
    前記リードは、前記樹脂成形体の前記凹部の底面および該樹脂成形体の裏面において互いに離間して露出した第１リードおよび第２リードを含み、
    前記第１リードは、更に、第１リードの第２リードと対向する側に位置する辺に沿って第１リード表面に形成された追加溝部を有し、該追加溝部は、前記樹脂成形体の前記凹部の底面において全体が露出しており、
    前記第１リードは、裏面露出部の縁から前記第１リード表面側に凹んだ裏面へこみ部を有し、前記裏面へこみ部は前記樹脂成形体に被覆されており、
    前記裏面へこみ部の直上に、前記追加溝部の少なくとも一部が形成されている、パッケージ成形体。
  2. 前記溝部は前記内側上端縁と前記外側上端縁とが連結して囲まれている、請求項１に記載のパッケージ成形体。
  3. 前記溝部の断面は、前記内側上端縁と前記外側上端縁との間の幅より大きい幅を有する、請求項１または２に記載のパッケージ成形体。
  4. 前記リードは、前記樹脂成形体の裏面から側面にかけて露出し、
    前記溝部は、前記側壁のうち、前記側面と前記凹部との間に設けられた部分に沿って、前記リード表面に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のパッケージ成形体。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載のパッケージ成形体と、
    前記凹部内にて前記リードの露出面に載置された発光部品と、
    前記凹部を封止する封止樹脂と
    を含む発光装置。
  6. 前記リードは、前記樹脂成形体の前記凹部の底面および該樹脂成形体の裏面において互いに離間して露出した第１リードおよび第２リードを含み、
    前記発光部品は、前記凹部内にて、前記第１リードの露出面に載置されると共に前記第２リードの露出面と電気的に接続されており、
    前記溝部は、前記側壁のうち、更に、前記発光部品に近接する部分に沿って、前記第１リード表面に形成されている、請求項５に記載の発光装置。
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