JP6103410B2 - 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、および光半導体装置 - Google Patents

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、および光半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、ＬＥＤ等の光半導体素子を載置す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、および光半導体装置に関する。
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光源として用いる照明装置が、各種家電、ＯＡ機器、車両機器の表示灯、一般照明、車載照明、およびディスプレイ等に用いられている。このような照明装置の中には、互いに絶縁された端子部を有するリードフレームとＬＥＤ素子とを有する光半導体装置を含むものがある。
このような光半導体装置として、例えば、特許文献１には、ＰＬＣＣ（Plastic leadedchip carrier）タイプの光半導体装置が開示されている。特許文献１において、ＰＬＣＣタイプの光半導体装置は、リードフレームを保持する構造体と、ＬＥＤ素子を封止するドーム形カプセル材料とを有している。
ここで、一般に、ＬＥＤ素子を封止する材料には、ＬＥＤ素子の発する光を透過させる透光性樹脂が用いられ、その外周には、光半導体装置の発光効率を向上させるために光反射性樹脂が形成されている。
特開２００７−４９１６７号公報
ところで近年、ＬＥＤ素子を含む光半導体装置を、更に小型化、薄型化にすることが求められている。このため、リードフレームのＬＥＤ素子を載置する面（表面）とは反対側の面（裏面）の端子部を、外部端子として樹脂から露出させて外部基板に実装する構造（いわゆる下面実装型構造）の光半導体装置が用いられてきている。の半導体装置が用いられてきている。
このような小型、薄型の光半導体装置においては、例えば、樹脂が端子部の表面および側面にしか形成されず、端子部の裏面には形成されないため、樹脂と端子部との接触面積が小さくなることによる樹脂の脱離を防止するために、端子部の表面に微細な凹部を形成し、密着性を高めることが行われている。
しかしながら、上述のような凹部が形成される領域では、端子部の厚み（肉厚）が薄くなってしまうことから、端子部の強度が低くなり、リードフレームが変形してしまうという恐れがあった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、リードフレームの表面に、樹脂との密着性を向上させるための凹部を形成する場合であっても、強度低下を抑制してリードフレームの塑性変形を防止することが可能な、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、および光半導体装置を提供することを目的とする。
本発明者は種々研究した結果、リードフレーム表面のコーナー部の近傍領域に、上述のような凹部を形成し、前記コーナー部の近傍領域以外には、平坦領域を形成し、前記平坦領域のリードフレームの厚みを、前記凹部が形成された領域のリードフレームの厚みよりも厚く保つことで、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、樹脂封止型の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、表面側に位置する内部端子と、裏面側に位置する外部端子とを含む複数の端子部を備え、各前記端子部は、各々その表面側に複数のコーナー部を有し、各前記コーナー部の近傍領域に各々凹部が形成され、各前記凹部間には平坦領域が形成されてい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。
また、本発明は、前記凹部が、前記光半導体装置用リードフレームの外周側面まで連続的に形成されてい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。
また、本発明は、前記凹部の角部が、平面視上、円弧状に形成されてい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。
また、本発明は、前記凹部が、平面視上、略多角形、略円形、略扇形、または略リング形のいずれかの形状を有してい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。
また、本発明は、前記コーナー部は、互いに交わる一対の側縁をもち、前記凹部は、前記一対の側縁近傍に形成された平坦領域を残して各前記側縁に連通する湾曲帯状に形成され、前記凹部の中央部の幅は、前記凹部の各前記側縁の連通部分の幅より狭い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。
また、本発明は、各前記端子部の表面のうち前記凹部以外の領域が、全て平坦領域となってい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。
また、本発明は、平面視上、前記凹部の内部の幅が、前記凹部の開口の幅よりも広く、前記凹部は、上方が開口するＣ字状断面をもつ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。
また、本発明は、光半導体装置用リードフレームと、光半導体素子が発する光を反射する光反射性樹脂と、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である。
また、本発明は、前記凹部の少なくとも一部の上に、前記光反射性樹脂が形成されてい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。
また、本発明は、光半導体装置用リードフレームと、前記光半導体装置用リードフレームの表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、少なくとも前記光半導体素子が発する光の一部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である。
また、本発明は、前記光半導体素子が発する光を反射する光反射性樹脂が、平面視上、前記透光性樹脂を取り囲むように備えられていることを特徴とする光半導体装置である。
また、本発明は、前記凹部の少なくとも一部の上に、前記透光性樹脂が形成されていることを特徴とする光半導体装置である。
また、本発明は、前記凹部の少なくとも一部の上に、前記光反射性樹脂が形成されていることを特徴とする光半導体装置である。
本発明によれば、樹脂との密着性を高める凹部が、光半導体装置用リードフレームの表面側のコーナー部の近傍領域にのみ形成されており、前記コーナー部の近傍領域以外には、前記凹部は形成されずに平坦領域が形成されているため、前記平坦領域の厚みを、前記凹部が形成された領域の厚みよりも厚く保つことが可能となり、光半導体装置用リードフレームと樹脂との密着性を向上しつつ、前記凹部形成による強度低下を抑制してリードフレームの塑性変形を防止することができる。
本発明に係る光半導体装置用リードフレームの平板状の形態の一例を示す平面図である。 図１におけるＲ領域の部分拡大図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームのパッケージ領域の形態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、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの凹部の配置について説明する図である。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの他の例を示す平面図である。 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を示す断面図である。 本発明に係る光半導体装置の一例を示す断面図である。 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。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームを用いた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。 本発明に係る光半導体装置用リードフレームの凹部の変形例を示す断面図である。
以下、本発明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、および光半導体装置について詳細に説明する。
［光半導体装置用リードフレーム］
まず、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１は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの平板状の形態の一例を示す平面図であり、図２は、図１におけるＲ領域の部分拡大図であり、図３は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームのパッケージ領域の形態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、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
本発明に係る光半導体装置用リードフレームは、図１、図２に示すように、一般に、銅（Ｃｕ）、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）、アルミニウム等を材料とする平板状の金属基板に、多面付けされた形態で一括して加工形成される。そして、光反射性樹脂の形成、光半導体素子の載置、および透光性樹脂の形成の各工程を経た後に、パッケージ単位に切断（ダイシング）されて、個々の光半導体装置となる。
また、図３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は、例えば、２個の端子部で１単位のパッケージ（１単位の光半導体装置）を構成し、片方の端子部の表面側に光半導体素子が載置される形態をとることが多いが、光半導体素子が２個の端子部を跨いで載置される形態をとる場合もある。また、端子部とは別に、光半導体素子が載置されるダイパッド部を有する場合もある。
さらに、複数の光半導体素子を用いて１単位の光半導体装置を構成する場合には、光半導体装置用リードフレームも、各光半導体素子に応じた複数の端子部で１単位のパッケージを構成する場合もある。
図１に示す例においては、本発明に係る光半導体装置用リードフレームは、平板状の金属基板に多面付けされた形態をしており、矩形状の外形を有する枠体領域２と、枠体領域２内にマトリックス状に配置された複数のパッケージ領域３とを備えている。複数のパッケージ領域３は、互いにダイシング領域４に設けられた連結部（図示せず）を介して接続されている。
そして、図２に示すように、パッケージ領域３における光半導体装置用リードフレーム１０は、端子部１１と、端子部１１に隣接する端子部１２とを有している。なお、各パッケージ領域３は、それぞれ個々の光半導体装置に対応する領域である。
図２に示すように、各パッケージ領域３内の端子部１２は、その右方に隣接する他のパッケージ領域３内の端子部１１と、連結部１３ａにより連結されている。また、各パッケージ領域３内の端子部１１は、その上方および下方に隣接する他のパッケージ領域３内の端子部１１と、それぞれ連結部１３ｂにより連結されている。同様に、各パッケージ領域３内の端子部１２は、その上方および下方に隣接する他のパッケージ領域３内の端子部１２と、それぞれ連結部１３ｃによって連結されている。ここで、各連結部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、いずれもダイシング領域４に位置している。なお、最も外周に位置するパッケージ領域３内の端子部１１および端子部１２は、連結部１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうちの１つまたは複数によって、枠体領域２に連結されている。各連結部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、裏面側からハーフエッチングにより薄肉化されている。
また、一つのパッケージ領域３内の光半導体装置用リードフレーム１０における端子部１１と端子部１２との間には、隙間（貫通部）が形成されており、切断（ダイシング）された後には端子部１１と端子部１２とは互いに電気的に絶縁されるようになっている。
続いて、図２に示すパッケージ領域３における本発明に係る光半導体装置用リードフレーム構成を、図３を用いてさらに詳しく説明する。
本発明に係る光学素子用リードフレームは、金属基板の表面側に内部端子と裏面側に外部端子を一体的に有する端子部を、一平面内に複数個、それぞれ互いに電気的に独立して配置し、前記端子部の内部端子と光半導体素子の端子とを電気的に接続し、前記端子部の裏面を外部に露出させるように全体を樹脂封止した樹脂封止型の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であって、表面側のコーナー部の近傍領域に凹部を有し、前記コーナー部の近傍領域以外には平坦領域が形成されており、前記平坦領域の厚みが、前記凹部が形成された領域の厚みよりも厚いことを特徴とする。
例えば、図３（ａ）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１０は、２個の端子部１１、１２から構成されており、光半導体装置用リードフレーム１０の表面側のコーナー部の近傍領域１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄには、樹脂との密着性を向上させるための凹部１４が形成されている。そして、コーナー部の近傍領域１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ以外の光学素子用リードフレーム１０の表面には凹部１４は形成されておらず、平坦領域となっている。
すなわち、各端子部１１、１２は、各々その表面側に一対のコーナー部１１ａ、１２ａを有しており、各コーナー部１１ａ、１２ａの近傍領域に各々凹部１４が形成されている。また、端子部１１の各凹部１４間と、端子部１２の各凹部１４間には、それぞれ平坦領域１１ｂ、１２ｂが形成されている。さらに、端子部１１の凹部１４と端子部１２の凹部１４との間にも、平坦領域１１ｃ、１２ｃが形成されている。
ここで、コーナー部の近傍領域とは、例えば、リードフレームの各コーナー（角）から最短に位置する各連結部に至るまでの領域とすることができる。例えば、図３（ａ）において、図面上、端子部１１の左上に示されるコーナー部の近傍領域１５ａは、水平方向（Ｘ方向）がリードフレームのコーナー（角）から連結部１３ｂの左端に至るまでの領域であり、垂直方向（Ｙ方向）がリードフレームのコーナー（角）から連結部１３ａの上端に至るまでの領域とすることができる。
このような領域であれば、連結部の付け根の領域には凹部が形成されないため、連結部の付け根の領域の厚みを保つことができ、すなわち連結部の付け根の領域の強度を保つことができ、連結部をダイシングする際のカットストレスによる光半導体装置用リードフレームの塑性変形を防止することができるからである。
そして、例えば、図３（ｂ）に示すように、凹部１４が形成された領域の端子部１１、１２の厚み（肉厚）は、凹部１４の深さに相当する大きさの分だけ厚みが減ることになるが、図３（ｃ）に示すように、端子部１１、１２の平坦領域の断面においては、凹部１４が形成されていないため、端子部の厚み（肉厚）は、凹部１４の深さに相当する大きさの分だけ厚みが減るというようなことはない。すなわち、平坦領域の端子部１１、１２の厚みは、凹部１４が形成された領域の端子部１１、１２の厚みよりも厚いことになる。なお、図３（ｃ）の例においては、平坦領域の厚みは金属基板２１と同等の厚みとなっている。
ここで、溝状の凹部１４は、光半導体装置用リードフレーム１０と樹脂との密着性を高めるために形成されるものであり、例えば、光半導体装置用リードフレーム１０の外周から０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍの距離を隔てた内側に形成される。溝状の凹部１４の開口幅（長手方向に垂直な方向の幅）は、例えば、０．０５ｍｍ〜１ｍｍである。また、溝状の凹部１４の深さは、その開口幅の大きさにもよるが、例えば、光半導体装置用リードフレーム１０を構成する金属基板２１の厚さの１／４〜３／４程度であり、好ましくは金属基板２１の厚さの１／２〜３／４であり、典型的には、前記金属基板２１の厚さの１／２程度である。
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、光半導体装置用リードフレーム１０は、金属基板２１と、金属基板２１上に形成されためっき層２２からなっている。本発明においては、光半導体装置を小型化、薄型化にするため、光半導体装置用リードフレーム１０を構成する端子部１１および端子部１２は、その表面１１Ａ、１２Ａ側が、光半導体素子と電気的に接続される内部端子（インナーリード）として機能し、その裏面１１Ｂ、１２Ｂ側が、外部基板と電気的に接続される外部端子（アウターリード）として機能する。
なお、本例においては、端子部１１は、光半導体素子が載置されるダイパッドとしても機能するため、隣接する端子部１２よりも大きな面積を有している。
金属基板２１の材料としては、例えば銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）、アルミニウム等を挙げることができる。この金属基板２１の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとすることが好ましい。
めっき層２２は、端子部１１、１２を構成する金属基板２１の表面および裏面に設けられており、表面側のめっき層２２は、光半導体素子からの光を反射するための反射層として機能する。他方、裏面側のめっき層２２は、外部基板に実装される際の半田との濡れ性を高める役割を果たす。なお、図３（ｂ）に示す例においては、めっき層２２は、端子部１１および端子部１２ともに、金属基板２１の表面および裏面の全体に設けられているが、本発明において前記めっき層２２は、端子部１１、１２の表面または裏面の所望の部分にのみ形成されていてもよい。例えば、凹部の内壁と樹脂との密着性を向上させるために、凹部の内部には前記めっき層が形成されていない構成であってもよい。
上述のめっき層２２は、例えば銀（Ａｇ）の電解めっき層からなっており、その厚みは、例えば、０．０２μｍ〜１２μｍの範囲である。
なお、凹部１４の断面形状は、限定されるものではないが、例えば図１０に示す構成からなっていても良い。図１０において、凹部１４は、上方が開口するＣ字状断面をもっている。また凹部１４は、その内部が断面略円状の空洞になっており、その上側に開口を有し、開口の縁部２３は、内部よりも内側にせり出したオーバーハング形状になっている。
そして、凹部１４の内部の最大幅Ｗ２は、凹部１４の開口幅Ｗ１よりも大きな幅になっている。
上述のような形態は、例えば、金属基板２１をエッチング加工する際に、エッチング液のスプレー圧を制御することにより形成することができ、例えば、Ｗ１の値は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度の範囲とすることができ、Ｗ２は、Ｗ１よりも０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍ程度大きな値とすることができる。
図１０に示す凹部１４においては、上述のような構成を有するため、前記凹部の内部および開口の上に一体的に形成された樹脂に、垂直方向（Ｚ方向）の剥離力が働いても、前記凹部の開口の幅がその内部の最大幅よりも狭いため、前記開口の縁部がアンカーとして作用し、前記樹脂は、光半導体装置用リードフレームから脱離することが困難になる。それゆえ、光半導体装置用リードフレームからの樹脂の脱離をより効果的に防止することができる。
次に、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの凹部の配置とその効果について、より詳しく説明する。
図４は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの凹部の配置について説明する図である。例えば、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１０においては、端子部１１、１２の表面のうち、コーナー部の近傍領域１５にのみ凹部１４が形成されており、その他の領域は平坦領域になっている。また、連結部１３は、矩形の端子部のリードフレーム外周となる各面に少なくとも一つ形成されている。一方、リードフレームの外周に沿って溝状の凹部が形成されているような形態の従来の光学素子用リードフレームにおいては、コーナー部の近傍領域の他の領域にも凹部が形成されている。
そして、従来の光半導体装置用リードフレームにおいては、溝状の凹部が形成されている領域のリードフレームの厚み（肉厚）は、平坦領域に比べて、溝状の凹部の深さに相当する大きさの分だけ厚みが減ることになるが、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム１０においては、領域１６のリードフレームの厚み（肉厚）は、平坦領域と同じ厚みであり、凹部１４が形成された領域の厚みよりも厚いことになる。
それゆえ、本発明に係る光半導体装置用リードフレームは、従来の形態のものよりも凹部形成による強度低下を抑制してリードフレームの塑性変形を防止することができる。また、樹脂との密着において最も離型力が集中する位置は、リードフレームのコーナー部であることから、コーナー部の近傍領域に凹部を有する本発明に係る光半導体装置用リードフレームは、凹部形成領域の減少による密着性低下を抑制しつつ、効率良く樹脂との密着力を保つこともできる。
次に、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの他の形態について説明する。図５は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの他の例を示す平面図である。
本発明に係る光半導体装置用リードフレームにおいては、前記凹部が、前記光半導体装置用リードフレームの外周側面まで連続的に形成されていてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、平面視上、略Ｌ字型の形状の凹部１４ａは、光半導体装置用リードフレーム１０の外周側面１７ａ、１７ｂまで連続的に形成されていてもよい。このような構成であれば、側面１７ａ、１７ｂから凹部１４ａへ樹脂を注入することも可能となり、凹部１４ａへの樹脂の充填をより容易にすることができる。とりわけ、上述したリードフレームの外周に沿って溝状の凹部が形成されているような形態の従来の光学素子用リードフレームと比べて、凹部１４ａへの樹脂の充填を容易にすることができる。
また、本発明に係る光半導体装置用リードフレームにおいては、前記凹部の角部が、平面視上、円弧状に形成されていてもよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、凹部１４ｂの角部は、平面視上、円弧状に形成されていてもよい。なお、図５（ｂ）に示す凹部１４ｂは、図５（ａ）に示す略Ｌ字型の形状の凹部１４ａの角部を円弧状にしたものである。
このような構成であれば、角部が滑らかな曲面で形成されるため、後述する光反射性樹脂や透光性樹脂を形成する際に、各樹脂の流動を阻害することなく、凹部１４ｂへの樹脂の充填を容易に行うことができる。
また、本発明に係る光半導体装置用リードフレームにおいては、前記凹部の形状は、上述のような略Ｌ字型の形状に限られず、各種の略多角形、略円形、略扇形、または略リング形のいずれかの形状を有していてもよい。そして、上記各種の形状は、平面視上、光半導体装置用リードフレーム１０の外周側面１７ａ、１７ｂまで連続的に形成されていてもよい。例えば、図５（ｃ）に示すように、凹部１４ｃは、平面視上、外形が略扇形の形状を有しており、前記略扇形の領域内部に略円形の平坦領域１８を有しているような形状であってもよい。なお、前記平坦領域１８の厚みは、光半導体装置用リードフレーム１０の平坦領域の厚み（すなわち、上述の金属基板２１の厚み）と同じ厚みである。このような構成であれば、角部が滑らかな曲面で形成されるため、後述する光反射性樹脂や透光性樹脂を形成する際に、各樹脂の流動を阻害することなく、凹部１４ｃへの樹脂の充填を容易に行うことができる。また、リードフレームのコーナーが凹部となっており、リードフレームの外周より内部の凹部内に平坦領域が形成されていることにより、特にコーナーの密着性が良い。
あるいは、図５（ｄ）に示すように、コーナー部は、互いに交わる一対の側縁１９ａ、１９ｂをもち、凹部１４ｄは、一対の側縁１９ａ、１９ｂ近傍に形成された平坦領域１８を残して各側縁１９ａ、１９ｂに連通する湾曲帯状に形成されていてもよい。なお、平坦領域１８の厚みは、光半導体装置用リードフレーム１０の平坦領域の厚み（すなわち、上述の金属基板２１の厚み）と同じ厚みである。
図５（ｄ）において、凹部１４ｄの幅は、凹部１４ｄの各側縁１９ａ、１９ｂとの連通部分１４ｄ2、ｄ2から凹部１４ｄの中央部（最狭部）１４ｄ1に向けて徐々に狭くなっている。したがって、凹部１４ｄの中央部１４ｄ1の幅は、凹部１４ｄの連通部分１４ｄ2、ｄ2の幅より狭い。この場合、充填される樹脂（光反射性樹脂３１または透光性樹脂４４）の入口となる連通部分１４ｄ2、ｄ2の幅が広いため、凹部１４ｄに樹脂を容易に充填させることができる。また、各コーナー部には平坦領域１８が設けられているので、各コーナー部におけるリードフレームの強度が低下するおそれがない。
なお、図示はしないが、本発明に係る光半導体装置用リードフレームにおいては、前記凹部の数は特に限定されず、前記凹部は、各コーナー部の近傍領域に複数個形成されていても良い。そして、例えば、外周側に形成される凹部と内周側に形成される凹部とで、異なる樹脂との密着性に貢献しても良い。
［樹脂付き光半導体装置用リードフレーム］
次に、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレームについて説明する。図６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を示す断面図である。本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレームは、上述の本発明に係る光半導体装置用リードフレームと、光半導体素子が発する光を反射する光反射性樹脂と、を備えたものである。
上述の光反射性樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなり、光半導体素子が載置される部位の周囲の光半導体装置用リードフレームの表面および側面に形成されるものである。上述の光反射性樹脂を形成する方法としては、例えば、射出成形やトランスファ成形のように、樹脂成型金型にリードフレームをインサートし、樹脂を注入する方法や、リードフレーム上に樹脂をスクリーン印刷する方法を用いることができる。ここで、上述のように、本発明に係る端子部１１および端子部１２は、その表面側が、光半導体素子と電気的に接続される内部端子（インナーリード）として機能し、その裏面側が、外部基板と電気的に接続される外部端子（アウターリード）として機能するものである。
それゆえ、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレーム３０においては、図６に示すように、端子部１１および端子部１２の裏面には光反射性樹脂３１は形成されておらず、各端子部１１、１２の裏面が露出した構造になっている。
なお、端子部１１と端子部１２との間に形成された隙間（貫通部）には、光反射性樹脂３１が形成されていることが好ましい。端子部１１と端子部１２とを電気的に絶縁することができ、さらに、この隙間（貫通部）に到達した光も高い反射率で反射させることができ、光半導体装置の発光効率を向上することができるからである。
上述の光反射性樹脂に使用される熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂については、特に耐熱性、耐光性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。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。
本発明においては、前記光反射性樹脂は、前記溝状の凹部の少なくとも一部の上に形成されていることが好ましい。例えば、図６（ａ）に示すように、光反射性樹脂３１は、端子部１１、１２に設けられた凹部１４の上に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、光反射性樹脂３１と光半導体装置用リードフレームを構成する端子部１１、１２との密着性を高めることができる。
また、本発明においては、例えば、図６（ｂ）に示すように、光反射性樹脂３１は、凹部１４の外周側に形成されていてもよい。このような構成であれば、上述のような樹脂付き光半導体装置用リードフレームを用いて、光反射性樹脂で周囲を囲まれた領域に光半導体素子を封止する透光性樹脂を形成する場合に、透光性樹脂と光学素子用リードフレームとの密着性を高めることができる。
また、光半導体装置用リードフレームにおいては、コーナー部の近傍領域周辺に光反射性樹脂３１が集中的に形成されている。この場合、例えば製造時に光半導体装置用リードフレームに対して熱が加わった際、光半導体装置用リードフレーム１０と光反射性樹脂３１との間に熱膨張差が生じ、とりわけ光反射性樹脂３１の量が多いコーナー部の近傍領域周辺で熱膨張差が生じやすい。これに対して本発明においては、各コーナー部の近傍領域に各々凹部１４が形成されているので、とりわけ光反射性樹脂３１の量が多いコーナー部の近傍領域周辺における熱膨張差を吸収することができる。このことにより、光半導体装置用リードフレーム１０と光反射性樹脂３１との間に剥離が生じることを防止することができる。
なお、図示はしないが、本発明においては、コーナー部の近傍領域に複数の凹部を有する前記光半導体装置用リードフレームを用いて、例えば、外周側の前記凹部の上に光反射性樹脂を、内周側の前記凹部の上に透光性樹脂を、それぞれ形成してもよい。このような構成とすることにより、光反射性樹脂および透光性樹脂の両方の樹脂と、光半導体装置用リードフレームとの密着性を高めることができるからである。
［光半導体装置］
次に、本発明に係る光半導体装置について説明する。図７は、本発明に係る光半導体装置の一例を示す断面図である。本発明に係る光半導体装置は、上述の本発明に係る光半導体装置用リードフレームと、前記光半導体装置用リードフレームの表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、少なくとも前記光半導体素子が発する光の一部を透過する透光性樹脂と、を備えたものである。また、本発明に係る光半導体装置においては、平面視上、前記透光性樹脂を取り囲むように、上述の光反射性樹脂が備えられていてもよい。例えば、図７（ａ）に示す例において、本発明に係る光半導体装置４０は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームの端子部１１の表面に載置された光半導体素子４２と透光性樹脂４４とを備えており、透光性樹脂４４を取り囲むように、光反射性樹脂３１が備えられている。
上述の光半導体素子としては、例えば、従来一般に用いられているＬＥＤ素子を用いることができる。ここで、ＬＥＤ素子は、発光層として、例えば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ等の化合物半導体単結晶、または、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ものである。
光半導体素子の載置形態としては、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、２個の端子部１１、１２のいずれか一方をダイパッドとして利用する形態や、例えば、図７（ｃ）に示すように、２個の端子部１１、１２に跨るような形態がある。また、図示はしないが、端子部とは別のダイパッド部に光半導体素子が載置される形態もある。
また、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、光学素子４２は、半田等の放熱性接着剤４１により端子部１１上に固定実装され、ボンディングワイヤ４３により、端子部１１および端子部１２に接続される。
ここで、半田４１の代わりにダイボンディングペーストを用いる場合には、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが可能である。
ボンディングワイヤ４３は、例えば、金（Ａｕ）等の導電性の良い材料からなり、その一端が光半導体素子４２に接続されるとともに、その他端が各端子部１１、１２に接続される。なお、光半導体素子と端子部との接続には、例えば、図７（ｃ）に示すように、ボンディングワイヤに代えて、金−金接合や、半田等の導電性を有する放熱性接着剤４１ａ、４１ｂによって、各端子部１１、１２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光半導体装置用リードフレームの端子部に直接接合する方法もある。
次に、透光性樹脂について説明する。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光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。
なお、光反射性樹脂については、上述の本発明の樹脂付き光半導体装置用リードフレームにおいて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
本発明の光半導体装置においては、前記溝状の凹部の少なくとも一部の上に、前記透光性樹脂が形成されていることが好ましい。例えば、図７（ａ）に示すように、透光性樹脂４４は、端子部１１に設けられた溝状の凹部１４、および端子部１２に設けられた溝状の凹部１４の上に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、本発明に係る光半導体装置においては、透光性樹脂と光半導体装置用リードフレームとの密着性を高めることができるからである。
また、本発明の光半導体装置においては、前記溝状の凹部の少なくとも一部の上に、前記光反射性樹脂が形成されていることが好ましい。例えば、図７（ｂ）に示すように、光反射性樹脂３１は、端子部１１に設けられた溝状の凹部１４、および端子部１２に設けられた溝状の凹部１４の上に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、本発明に係る光半導体装置においては、光反射性樹脂と光半導体装置用リードフレームとの密着性を高めることができるからである。
なお、図示はしないが、本発明においては、コーナー部の近傍領域に複数の凹部を有する前記光半導体装置用リードフレームを用いて、例えば、外周側の前記凹部の上に光反射性樹脂を、内周側の前記凹部の上に透光性樹脂を、それぞれ形成してもよい。このような構成とすることにより、光反射性樹脂および透光性樹脂の両方の樹脂と、光半導体装置用リードフレームとの密着性を高めることができるからである。
［光半導体装置用リードフレームの製造方法］
次に、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について説明する。図８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。
まず、図８（ａ）に示すように、平板状の金属基板２１を準備する。この金属基板２１としては、上述のように銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）等からなる金属基板を使用することができる。なお金属基板２１は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。
次に、金属基板２１の表面および裏面に、それぞれ、レジストパターン５１ａ、５１ｂを形成する（図８（ｂ））。レジストパターン５１ａ、５１ｂの材料および形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知のものを使用することができる。
次に、レジストパターン５１ａ、５１ｂを耐エッチング膜として金属基板２１にエッチングを施し（図８（ｃ））、その後、レジストパターン５１ａ、５１ｂを除去する（図８（ｄ））。上述のエッチングに用いるエッチング液は、使用する金属基板２１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板２１として銅を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板２１の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
このエッチング工程により、端子部１１および端子部１２の外形、端子部１１と端子部１２とを絶縁する開口部６１、ならびに、凹部１４が同時に形成される。なお、図８においては省略するが、この工程段階での端子部１１および端子部１２は、例えば、上述の図２に示すように、各連結部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して多面付けされた形態をしている。
次に、端子部１１および端子部１２を構成する金属基板２１の全面に、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、めっき層２２を形成し、本発明に係る光半導体装置用リードフレーム１を得ることができる（図８（ｅ））。なお、めっき層２２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２２を形成してもよい。
なお、図８（ａ）〜（ｅ）においては、エッチングにより光半導体装置用リードフレーム１を製造する方法を示したが、本発明においては、プレスによる製造方法を用いても良い。
［樹脂付き光半導体装置用リードフレームの製造方法および光半導体装置の製造方法］
次に、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレームの製造方法および光半導体装置の製造方法について説明する。図９は、本発明に係る光半導体装置用リードフレームを用いた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。
まず、図９（ａ）に示すように、上述した工程等によって得られた本発明に係る光半導体装置用リードフレームの表面、および側面に光反射性樹脂３１を形成することにより、本発明に係る樹脂付き光半導体装置用リードフレーム３０を得る。光反射性樹脂３１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、光半導体装置用リードフレームと光反射性樹脂３１とが一体に結合される。
次に、図９（ｂ）に示すように、半田等の放熱性接着剤４１を介して光半導体素子４２を端子部１１上に載置し、ボンディングワイヤ４３により、光半導体素子４２と、端子部１１および端子部１２とを電気的に接続する。
次に、図９（ｃ）に示すように、光反射性樹脂３１で囲まれた領域の端子部１１および端子部１２の表面に透光性樹脂４４を充填し、透光性樹脂４４により光半導体素子４２を封止する。
次に、従前の方法等を用いて、ダイシング領域４の光反射性樹脂３１および各連結部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ（図示せず）を切断して（図９（ｄ））、本発明に係る光半導体装置４０を得る（図９（ｅ））。
以上、本発明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、および光半導体装置について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
１・・・光半導体装置用リードフレーム
２・・・枠体領域
３・・・パッケージ領域
４・・・ダイシング領域
１０・・・光半導体装置用リードフレーム
１１、１２・・・端子部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ・・・連結部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ・・・凹部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・コーナー部の近傍領域
１６・・・領域
１７ａ、１７ｂ・・・側面
１８・・・領域
２１・・・金属基板
２２・・・めっき層
３０・・・樹脂付き光半導体装置用リードフレーム
３１・・・光反射性樹脂
４０・・・光半導体装置
４１、４１ａ、４１ｂ・・・放熱性接着剤
４２・・・光半導体素子
４３・・・ボンディングワイヤ
４４・・・透光性樹脂
５１ａ、５１ｂ・・・レジストパターン
６１・・・貫通部
１００・・・光半導体装置用リードフレーム

Claims (13)

  1. 樹脂封止型の光半導体装置に用いられるとともに複数の端子部を備えた光半導体装置用リードフレームにおいて、
    各前記端子部は、各々その表面側に複数のコーナー部を有し、
    各前記コーナー部の近傍領域に各々凹部が形成され、
    各前記コーナー部には、前記凹部が形成された領域の厚みよりも厚い平坦領域が形成され、
    前記凹部が、平面視上、略多角形、略円形、略扇形、または略リング形のいずれかの形状を有していることを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
  2. 樹脂封止型の光半導体装置に用いられるとともに複数の端子部を備えた光半導体装置用リードフレームにおいて、
    各前記端子部は、各々その表面側に複数のコーナー部を有し、
    各前記コーナー部の近傍領域に各々凹部が形成され、
    各前記コーナー部には、前記凹部が形成された領域の厚みよりも厚い平坦領域が形成され、
    前記コーナー部は、互いに交わる一対の側縁をもち、前記凹部は、前記一対の側縁近傍に形成された平坦領域を残して各前記側縁に連通する湾曲帯状に形成され、前記凹部の中央部の幅は、前記凹部の各前記側縁の連通部分の幅より狭いことを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
  3. 前記凹部が、前記光半導体装置用リードフレームの外周側面まで連続的に形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  4. 前記凹部の角部が、平面視上、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  5. 各前記端子部の表面のうち前記凹部以外の領域が、全て平坦領域となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  6. 断面視において、前記凹部の内部の幅が、前記凹部の開口の幅よりも広く、前記凹部は、上方が開口するＣ字状断面をもつことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  7. 樹脂封止型の光半導体装置に用いられるとともに複数の端子部を備えた光半導体装置用リードフレームにおいて、
    各前記端子部は、各々その表面側に複数のコーナー部を有し、
    各前記コーナー部の近傍領域に各々凹部が形成され、
    各前記コーナー部には、前記凹部が形成された領域の厚みよりも厚い平坦領域が形成され、
    前記凹部は、各前記コーナー部の近傍領域にのみ形成されていることを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、光半導体素子が発する光を反射する光反射性樹脂と、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。
  9. 前記凹部の少なくとも一部の上に、前記光反射性樹脂が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の樹脂付き光半導体装置用リードフレーム。
  10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、前記光半導体装置用リードフレームの表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、少なくとも前記光半導体素子が発する光の一部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。
  11. 前記光半導体素子が発する光を反射する光反射性樹脂が、平面視上、前記透光性樹脂を取り囲むように備えられていることを特徴とする請求項１０に記載の光半導体装置。
  12. 前記凹部の少なくとも一部の上に、前記透光性樹脂が形成されていることを特徴とする請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の光半導体装置。
  13. 前記凹部の少なくとも一部の上に、光反射性樹脂が形成されていることを特徴とする請求項１１〜１２のいずれか一項に記載の光半導体装置。
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