JP6311250B2 - 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、半導体装置の多面付け体 - Google Patents
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Description
このような半導体装置は、枠体に多面付けされたリードフレーム(リードフレームの多面付け体)に樹脂層を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体を作製し、半導体素子を電気的に接続し、透明樹脂層を形成して、パッケージ単位に切断することによって同時に複数製造される。
ここで、使用されるリードフレームの多面付け体は、銅などの導電性のある金属材料から形成され、また、その表面及び裏面にはめっき層が形成されている。リードフレームの多面付け体や樹脂つきリードフレームの多面付け体は、半導体装置の製造工程において、搬送装置の治具により搬送されたり、複数枚、所定の間隔で積層する収納ケースに収納されたりする場合があり、枠体の裏面や外周側面に表出する金属面と、治具や収納ケースのレールとが摩擦接触し、金属粉が発生してしまう場合があった。このようなリードフレームの多面付け体は、エッチング加工により形成された場合、枠体の裏面や外周側面から突出する凸部が形成されてしまう場合がある。このような場合には、特に、この凸部が最もレール等に接触しやすいため、摩擦接触により削れてより多くの金属粉が発生してしまう。
この金属粉がリードフレームの端子部に付着すると、端子部間を短絡させてしまう場合があり、半導体素子を適正に作動させることができない等の不具合を有する半導体装置が製造されてしまう要因となっていた。
第2の発明は、第1の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体樹脂部(14)は、前記枠体(F)の前記第1溝部(D1)から外周縁側に渡って、前記枠体の外周側面の一部又は全部までを覆うこと、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体(F)は、前記第1溝部(D1)が形成された辺に沿うようにして、その表面から窪んだ第2溝部(D2)を有し、前記枠体樹脂部(14)は、前記第2溝部に形成され、前記枠体の表面から突出していること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかのリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体樹脂部(14)は、硬化性樹脂で形成されていること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
第5の発明は、半導体素子(2)が表面に接続されるリードフレーム(10)が、枠体(F)に多面付けされたリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体(F)は、その外形を形成する辺の少なくとも一辺に沿うようにして、その側面から窪んだ溝部(D3)を有し、前記枠体の前記溝部に形成され、前記枠体の側面から突出する枠体樹脂部(914)を備えること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
第7の発明は、第6の発明の樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)において、前記樹脂層(20)は、前記リードフレーム(10)の前記半導体素子(2)が接続される側の面に突出して形成されるリフレクタ樹脂部(20b)を有すること、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8の発明は、第6の発明又は第7の発明の樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)において、前記枠体樹脂部(14)は、前記リードフレーム(10)及び前記樹脂層(20)の色とは異なる色で形成されること、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。
以下、図面等を参照して、本発明の第1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)、図1(c)は、それぞれ光半導体装置1の平面図、側面図、裏面図を示す。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の多面付け体MSの全体図である。図2(a)、図2(b)、図2(c)は、それぞれリードフレームの多面付け体MSの平面図、右側面図、裏面図を示す。
図3は、第1実施形態のリードフレームの多面付け体MS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の多面付け体MSの平面図、裏面図を示す。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3(e)は、図3(d)のe部詳細図を示す。
図5は、第1実施形態のリードフレームの多面付け体MSを収納する収納ケース50を示す概略図である。図5(a)は、収納ケース50にリードフレームMSが収納される状態を示す図であり、図5(b)は、図5(a)のb部詳細図である。
各図において、光半導体装置1、リードフレームの多面付け体MS、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図における左右方向をX方向、上下方向をY方向、厚み方向をZ方向とする。
光半導体装置1は、多面付けされたリードフレーム10(リードフレームの多面付け体MS、図3(a)参照)に光反射樹脂層20を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図4参照)を作製し、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。
また、リードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層20を形成する樹脂が充填されることによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが形成される(図4参照)。
枠体Fは、リードフレーム10の集合体G毎に、リードフレーム10を固定する部材であり、その外形が矩形状に形成されている。枠体Fの裏面側の外周縁には、図3に示すように、その外周側面の裏面側から突出する凸部Tが形成されている。
この凸部Tは、後述のエッチング加工によって、金属基板からリードフレームの多面付け体MSが形成された場合に、枠体Fの外周側面に形成されるものであり、その加工特性から、図3(e)に示すように、凸部Tの先端は鋭く尖る場合がある。
この金属粉がリードフレームに付着すると、端子部11、12間を短絡させてしまう場合があり、LED素子2を発光させることができない等の不具合を有する光半導体装置1が製造されてしまう要因となっていた。
枠体樹脂部14が、枠体Fの外周側面及び枠体Fの裏面に形成されることによって、枠体Fの金属部がレール等と直接接触するのを防ぐことができ、上述の金属粉の発生を防止する。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSの収納ケースへの収納方向や、治具等への配置方向が、枠体Fの長辺と平行な方向であるので、枠体樹脂部14は、枠体Fの長辺側の外周側面及び裏面に形成される。より具体的には、枠体樹脂部14は、枠体Fの長辺に沿うようにして、枠体Fの外周側面の全面及び裏面の外周縁側の面に形成されている。
以上より、リードフレームの多面付け体MS、樹脂付きリードフレームの多面付け体R、及び、光半導体装置の多面付け体は、上述したような不具合を有する光半導体装置1が製造されてしまうのを回避することができる。
また、枠体樹脂部14は、光硬化性樹脂を用いる場合、例えば、アクリルや、ゴム、ゼラチンやカゼイン等のたんぱく質、PVA(ポリビニルアルコール)などを使用することも可能である。
また、枠体樹脂部14は、リードフレーム10や光反射樹脂層20の色とはコントラストの差が大きい色で着色されていることが望ましい。例えば、リードフレーム10の色が銀色であり、光反射樹脂層20の色が白色である場合、枠体樹脂部14の色は、黒色で着色されていることが望ましい。これにより、枠体樹脂部14から削れた樹脂粉が、リードフレーム10や光反射樹脂層20上に付着した場合に、その樹脂粉を、リードフレーム10や光反射樹脂層20上から目立たせることができ、樹脂粉の発見を更に容易にすることができる。
なお、枠体樹脂部14の着色は、硬化性樹脂に所定の色の顔料を混ぜることによって行われる。
また、枠体樹脂部14は、その外部に表出する面、すなわち、レールや治具等と接触する面が鏡面ではなく、表面粗さ(算術平均粗さRa、JIS B0601−2001)が、10μm以上700μm以下であることが望ましい。このように表面粗さを規定することによって、収納ケースのレール等に対して、表面粗さ分の空隙を設けることができるため、摩擦力が減少し、枠体樹脂部14を滑りやすくすることができる。
溝部D1は、図3(e)に示すように、その断面が半円状に形成された溝である。
枠体樹脂部14は、その溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。
このように、枠体Fに溝部D1を形成することにより、樹脂を塗布等することにより枠体Fに枠体樹脂部14が形成される場合に、塗布された樹脂が溝部D1を超えて、枠体Fに多面付けされるリードフレーム側に付着してしまうのを防ぐことができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレーム10)が、枠体樹脂部14を形成する樹脂により汚損されてしまうのを防ぐことができる。また、枠体Fの溝部D1を設けることにより、枠体樹脂部14と枠体Fとの接触面積を増やすことができ、枠体樹脂部14が枠体Fから剥離してしまうのを抑制することができる。
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、図3に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部11、12は、1枚の金属基板(銅板)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Cが形成されており(図6(e)参照)、表面側のめっき層C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C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。
凹部Mは、リードフレーム10の裏面側から見て、各端子部11、12の外周部に形成された窪みであり、その窪みの厚みは、端子部11、12の厚みの1/3〜2/3程度に形成されている。
連結部13は、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。
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。枠体Fに隣接する端子部12に対しては、連結部13cは、端子部12の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
具体的には、連結部13d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11の下側の辺とを接続し、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12の上側の辺とを接続する。また、枠体Fに隣接する端子部11、12に対しては、連結部13dは、端子部12の上側の辺又は端子部11の下側の辺と、枠体Fとを接続している。
また、光反射樹脂層20が形成されたリードフレーム10の裏面には、図4(b)に示すように、矩形状の外部端子面11b、12bが表出することとなり、光半導体装置1の外観を向上させることができることに加え、半田で基板に実装する場合に、基板側への半田印刷を容易にしたり、半田を均一に塗布したり、リフロー後に半田内へのボイドの発生を抑制したりすることができる。また、光半導体装置1の面内(XY平面内)の中心線に対して線対称であることから、熱応力等に対する信頼性を向上させることができる。
フレーム樹脂部20aは、リードフレーム10の外周側面(端子部11、12の外周側面及び端子部間の空隙部S)だけでなく、各端子部に設けられた凹部Mや、連結部13の裏面にも形成される。
リフレクタ樹脂部20bは、リードフレーム10の表面側(リードフレーム10のLED素子2が接続される側)に突出するように形成され、リードフレーム10に接続されるLED素子2から発光する光の方向等を制御するリフレクタを構成する。このリフレクタ樹脂部20bは、端子部11、12のLED端子面11a、12aを囲むようにして、リードフレーム10の表面側に突出しており、LED端子面11aに接続されるLED素子2から発光する光を反射させて、光半導体装置1から光を効率よく照射させる。
リフレクタ樹脂部20bは、その外形が、枠体Fの内周縁に沿うようにして形成されており、その厚み(高さ)寸法が、LED端子面11aに接続されるLED素子2の厚み寸法よりも大きい寸法で形成される。
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リード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。
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。
また、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂を成形した後に、電子線を照射することで架橋させる方法を用いた、いわゆる電子線硬化樹脂を用いてもよい。
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。
図6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6(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、その平面図のa−a断面図とを示す。図6(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6(c)は、エッチング加工後の金属基板100を示す図である。図6(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6(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6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からリードフレームの多面付け体MSが製造される。
次に、図6(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。
エッチング処理により金属基板100には、図6(c)に示すように、凹部Mが形成された端子部11、12が形成され、金属基板100上に枠体Fに多面付けされたリードフレーム10が形成される。このとき、枠体Fには、その外周側面から突出した凸部Tと、枠体Fの長辺に沿うようにして裏面から窪んだ溝部D1とが形成される(図3(e)参照)。
そして、図6(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C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界めっきを施すことにより行われる。
なお、めっき層C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Cを形成してもよい。
以上により、リードフレーム10は、図2及び図3に示すように、枠体Fに多面付けされた状態で製造される。なお、図2及び図3において、めっき層Cは省略されている。
本実施形態では、まずリードフレームの多面付け体MSを搬送装置に配置して長手方向(X方向)に移動させる。そして、長手方向に移動するリードフレームの多面付け体MSの枠体Fの凸部Tを含む外周側面及び裏面に対して、ノズルから枠体樹脂部14を形成する熱硬化性樹脂を噴出させて塗布(コーティング)する。
それから、リードフレームの多面付け体MS(枠体F)を所定の温度で加熱して、枠体Fに塗布された熱硬化性樹脂を硬化させる。以上により、枠体Fの外周側面及び裏面には、図3(e)に示すように、枠体樹脂部14が形成される。
ここで、枠体Fには、上述したように、その長辺に沿うようにして裏面から窪んだ溝部D1が設けられているので、枠体Fの裏面に塗布された樹脂が、溝部D1よりもリードフレーム側へ流れ出てしまうのを抑制することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分、すなわち、リードフレームの部分に枠体樹脂部14を形成する樹脂が付着してしまうのを抑制することができる。
また、枠体Fの枠体樹脂部14を形成する部分、すなわち枠体Fの外周縁から溝部D1までを、容器内に溜めた硬化性樹脂に漬け込み、その後に加熱や光の照射によって硬化性樹脂を硬化させるようにして、枠体樹脂部14を形成してもよい。この場合、枠体樹脂部14の形成をより簡易に行うことができる。
さらに、枠体樹脂部14を後述するトランスファ成形や、インジェクション成形を用いて形成してもよい。この場合、枠体樹脂部14の形状を高精度に形成することができる。また、枠体樹脂部14を形成する樹脂に、光反射樹脂層20と同一の樹脂を使用することによって、枠体樹脂部14と光反射樹脂層20とを同時にトランスファ成形若しくはインジェクション成形によって形成することができ、製造工程を共用することができる。
図7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7(a)は、光反射樹脂層20が形成されたリードフレーム10の断面図であり、図7(b)は、LED素子2が電気的に接続されたリードフレーム10の断面図を示す。図7(c)は、透明樹脂層30が形成されたリードフレーム10の断面図を示す。図7(d)は、ダイシングにより個片化された光半導体装置1の断面図を示す。
なお、図7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。また、図7(a)〜(d)は、それぞれ図6(a)の断面図に基づくものである。
図8は、第1実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
これにより、光反射樹脂層20が形成されたリードフレームの多面付け体MSは、その表面及び裏面に、それぞれ各端子部11、12のLED端子面11a、12aと、外部端子面11b、12bとが表出した状態となる(図4(a)、図4(b)参照)。
以上により、図4に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが形成される。
透明樹脂層30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。以上により、図8に示すように、多面付けされた光半導体装置1が形成される。
最後に、図7(d)に示すように、光半導体装置1の外形(図8中の破線)に合わせて、光反射樹脂層20及び透明樹脂層30とともに、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(個片化)された光半導体装置1(図1参照)を得る。
図9は、トランスファ成形の概略を説明する図である。図9(a)は、金型の構成を説明する図であり、図9(b)〜図9(i)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。
図10は、インジェクション成形の概略を説明する図である。図10(a)〜図10(c)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。
なお、図9及び図10において、説明を明確にするために、リードフレーム10の単体に対して光反射樹脂層20が成形される図を示すが、実際には、リードフレームの多面付け体MSに対して光反射樹脂層20が形成される。
トランスファ成形は、図9(a)に示すように、上型111及び下型112等から構成される金型110を使用する。
まず、作業者は、上型111及び下型112を加熱した後、図9(b)に示すように、上型111と下型112との間にリードフレームの多面付け体MSを配置するとともに、下型112の設けられたポット部112aに光反射樹脂層20を形成する樹脂を充填する。
そして、図9(c)に示すように、上型111及び下型112を閉じて(型締め)、樹脂を加熱する。樹脂が十分に加熱されたら、図9(d)及び図9(e)に示すように、プランジャー113によって樹脂に圧力をかけて、樹脂を金型110内へと充填(トランスファ)させ、所定の時間その圧力を一定に保持する。
インジェクション成形は、図10(a)に示すように、上から順に、ノズルプレート121、スプループレート122、ランナープレート123(上型)、下型124等から構成される金型120を使用する。
まず、作業者は、ランナープレート123及び下型124間にリードフレームの多面付け体MSを配置して、金型120を閉じる(型締め)。
そして、図10(b)に示すように、ノズル125をノズルプレート121のノズル穴に配置して、光反射樹脂層20を形成する樹脂を金型120内に射出する。ノズル125から射出された樹脂は、スプループレート122のスプルー122aを通過し、ランナープレート123のランナー123a及びゲートスプルー123bを通過した上で、リードフレームの多面付け体MSが配置された金型120内へと樹脂が充填される。
(1)リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fの溝部D1に形成され、枠体Fの裏面より突出した枠体樹脂部14を備えるので、枠体Fの裏面の金属部分と、収納ケースのレールや治具等との摩擦接触を回避することができ、金属粉の発生を防ぐことができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSは、金属粉が端子部11、12間を短絡させ、LED素子2を発光させることができない等の不具合を有する光半導体装置1が製造されてしまうのを回避することができる。
また、枠体Fに溝部D1が形成されていることにより、リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部14を形成する場合に、樹脂が溝部D1よりもリードフレーム側へ流れ出てしまうのを抑制することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレーム10)に枠体樹脂部14を形成する樹脂が付着して汚損されてしまうのを抑制することができる。
(2)リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部14が、枠体Fの溝部D1から外周縁側に渡って形成され、枠体Fの裏面と、凸部Tを含む外周側面とを覆っているので、枠体Fの外周側面の金属部分と、収納ケースのレールや治具等との摩擦接触を回避することができ、金属粉の発生を防ぐことができる。
(4)枠体樹脂部14は、リードフレーム10や光反射樹脂層20の色とは相違する色で形成されているので、枠体樹脂部14が収納ケースのレール等と接触し、削れて樹脂粉が発生したとしても、その樹脂粉をリードフレームの多面付け体MSから発見するのを容易にすることができる。また、枠体樹脂部14の色は、リードフレーム10及び光反射樹脂層20の色とのコントラストの差が大きいので、樹脂粉の発見をより容易にすることができる。
図11及び図12は、第1実施形態のリードフレームの多面付け体MSに設けられた溝部及び枠体樹脂部の他の形態を説明する図である。図11(a)〜(e)及び図12(a)〜(c)は、それぞれ、枠体Fに設けられた溝部及び枠体樹脂部の断面図であり、図3(e)に対応する図である。なお、図11及び図12の各図においても、枠体樹脂部は、上述の説明と同様に、枠体Fの長辺側に形成されるものとする。
なお、以下の説明及び図面において、前述した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(下二桁)に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
また、枠体Fの外周側面は、上述した実施形態(図3(e)参照)に示した凸部Tが形成される場合に限られず、エッチング加工の処理過程等を変更することによって、図11及び図12に示すように、平坦に形成されたり、異なる凸形状に形成されたりする。その場合、枠体樹脂部は、その形態に対応させて適宜形態を変更することができる。
図11(a)に示すように、枠体Fは、その外周側面の表面側から突出するようにして凸部Tが形成されている。
また、枠体Fは、上述の第1実施形態と同様に、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1が形成されている。
溝部D1は、その断面が半円状に形成されている。
枠体樹脂部214は、その溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。これにより、枠体樹脂部214は、枠体Fの溝部D1から外周縁までの裏面と、枠体Fの外周側面とを覆うこととなる。また、枠体Fの表面側の外周縁の枠体樹脂部214は、枠体Fの凸部Tの先端よりも外側に位置するようにして形成されている。
以上の構成により、本形態のリードフレームの多面付け体MS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、枠体Fの外周側面を覆う枠体樹脂部214の突き出し量を最小限にすることができる。
図11(b)に示すように、枠体Fは、上述の形態のように外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面が平坦に形成されている。また、枠体Fは、その外周側面が、枠体Fの表面及び裏面と略直交するように形成されている。
また、枠体Fは、上述の第1実施形態と同様に、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1が形成されている。
溝部D1は、その断面が半円状に形成されている。
枠体樹脂部314は、その溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。これにより、枠体樹脂部314は、枠体Fの溝部D1から外周縁までの裏面と、枠体Fの外周側面とを覆うこととなる。
以上の構成により、リードフレームの多面付け体MS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。
図11(c)に示すように、枠体Fは、その表面側の外周縁において、外周側面から突出するようにして凸部Tが形成されている。
また、枠体Fは、その外形を形成する長辺に沿うようにして溝部D1が形成されている。ここで、溝部D1は、枠体Fの裏面及び外周側面から窪むようにして形成、すなわち、枠体Fの裏面及び外周側面の角部を抉り取るようにして形成された溝である。
枠体樹脂部414は、その溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。これにより、枠体樹脂部414は、枠体Fの溝部D1から外周縁までの裏面と、枠体Fの外周側面とを覆うこととなる。また、枠体Fの表面側の外周縁の枠体樹脂部414は、枠体Fの凸部Tの先端よりも外側に位置するようにして形成されている。
以上の構成により、本形態のリードフレームの多面付け体MS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、枠体Fの底面を覆う枠体樹脂部414の突き出し量を小さくすることができる。
図11(d)に示すように、枠体Fは、上述の他の形態2と同様に、外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面が平坦に形成されている。また、枠体Fは、その外周側面が、枠体Fの表面及び裏面と略直交するように形成されている。
また、枠体Fは、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1と、その表面から窪んだ溝部D2とが形成されている。
溝部D1及び溝部D2は、その断面がそれぞれ半円状に形成されている。また、溝部D1及び溝部D2は、枠体Fの厚み方向(Z方向)において、同一直線状に形成されている。
枠体樹脂部514は、溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの裏面側の外周縁側へ渡って形成され、また、溝部D2内に形成され、枠体Fの表面から突出するとともに、溝部D2から枠体Fの表面側の外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。これにより、枠体樹脂部514は、枠体Fの溝部D1から外周縁までの裏面と、枠体Fの外周側面と、溝部D2から外周縁までの表面とを覆うこととなる。
また、枠体Fの表面にも枠体樹脂部514が形成されているので、枠体Fの表面側と収納ケース等が接触した場合においても、金属粉が発生してしまうのを防止することができる。更に、枠体Fの表面及び裏面に枠体樹脂部514が形成されていることによって、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレームの表裏面)を傷つけることなく、複数枚のリードフレームの多面付け体MSを直接積層することができる。
また、リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fの表面に溝部D2が形成されているので、枠体Fの表面に枠体樹脂部514を形成する場合に、樹脂が溝部D2を超えてリードフレーム側に流れ出てしまうのを抑制することができる。これにより、枠体樹脂部514の形成時において、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレームの表面)が樹脂の付着により汚損されてしまうのを抑制することができる。
更に、リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部514の樹脂が枠体Fの表面側の溝部D2及び裏面側の溝部D1の各溝部の内側にまで充填されているので、枠体樹脂部514が枠体Fから剥離して脱落してしまうのを防ぐことができる。
図11(e)に示すように、枠体Fは、上述の他の形態2と同様に、外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面が平坦に形成されている。また、枠体Fは、その外周側面が、枠体Fの表面及び裏面と略直交するように形成されている。
また、枠体Fは、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1と、その表面から窪んだ溝部D2とが形成されている。
溝部D1及び溝部D2は、その断面がそれぞれ半円状に形成されている。また、溝部D2は、溝部D1に比べ、枠体Fの外周縁側に形成されている。
枠体樹脂部614は、溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの裏面側の外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成される。さらに、枠体樹脂部614は、枠体Fの外周側面から枠体Fの表面側の溝部D2内にまで形成されている。これにより、枠体樹脂部614は、枠体Fの溝部D1から外周縁までの裏面と、枠体Fの外周側面と、枠体Fの外周縁から溝部D2までの表面とを覆うこととなる。
また、枠体Fの表面にも枠体樹脂部614が形成されているので、枠体Fの表面側と収納ケース等が接触した場合においても、金属粉が発生してしまうのを防止することができる。更に、枠体Fの表面及び裏面に枠体樹脂部614が形成されていることによって、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレームの表裏面)を傷つけることなく、複数枚のリードフレームの多面付け体MSを直接積層することができる。
また、リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部614の樹脂が枠体Fの表面側の溝部D2及び裏面側の溝部D1の各溝部の内側にまで充填されているので、枠体樹脂部614が枠体Fから剥離して脱落してしまうのを防ぐことができる。
また、リードフレームの多面付け体MSは、接触が最も多い裏面及び側面に加え表面から側面にかけての角部を確実に樹脂で覆うとともに、表面の枠体樹脂部614による被覆面を小さくすることができるため、リードフレームの多面付け体MS(枠体F)上におけるアライメントマークなどの配置の自由度を高めることができる。
図12(a)に示すように、枠体Fは、上述の他の形態2のように外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面が平坦に形成されている。また、枠体Fは、その外周側面が、枠体Fの表面及び裏面と略直交するように形成されている。
また、枠体Fは、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1a及び溝部D1bが2本平行して形成されている。溝部D1aは、溝部D1bよりも枠体Fの外周縁側に形成されている。
溝部D1a及び溝部D1bは、それぞれの断面が半円状に形成されている。
枠体樹脂部714は、溝部D1a及び溝部D1b内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1a及び溝部D1b間にも形成されている。これにより、枠体樹脂部714は、枠体Fの裏面の溝部D1a及び溝部D1b間を覆うこととなる。
また、溝部D1a及び溝部D1b間に形成される枠体樹脂部714は、その表出する樹脂の面が枠体Fの裏面と略平行に形成される。
また、リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fに溝部D1bが形成されているので、枠体樹脂部714を形成する場合に、樹脂が溝部D1bよりもリードフレーム側へ流れ出てしまうのを抑制することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレーム10)が、枠体樹脂部14を形成する樹脂により汚損されてしまうのを抑制することができる。
更に、リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fに溝部D1aが形成されているので、枠体樹脂部714を形成する場合に、樹脂が溝部D1aよりも枠体Fの外周縁側に流れ出てしまうのを抑制することもできる。
また、枠体樹脂部714が溝部D1a及び溝部D1b間に形成され、その表出する樹脂の面が枠体Fの裏面と略平行に形成されているので、リードフレームの多面付け体MSを収納ケースや治具等に対してより安定して配置することができる。
図12(b)に示すように、枠体Fは、上述の他の形態2のように外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面が平坦に形成されている。また、枠体Fは、その外周側面が、枠体Fの表面及び裏面と略直交するように形成されている。
また、枠体Fは、その外形を形成する長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1が形成されている。
溝部D1は、その断面が半長円状に形成されている。
枠体樹脂部814は、溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するようにして形成されている。
また、枠体樹脂部814は、その表出する樹脂の面が枠体Fの裏面と略平行に形成される。
また、枠体樹脂部814を形成する場合に、樹脂が溝部D1よりもリードフレーム側へ流れ出てしまうのを抑制することができ、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレーム10)に枠体樹脂部14を形成する樹脂が付着して汚損されてしまうのを抑制することができる。
更に、枠体樹脂部814の表出する樹脂の面が枠体Fの裏面と略平行に形成されているので、リードフレームの多面付け体MSを収納ケースや治具等に対してより安定して配置することができる。
図12(c)に示すように、枠体Fは、上述の他の形態2のように外周側面に凸部が形成されておらず、その外周側面に溝部D3が形成されている。
溝部D3は、枠体Fの長辺に沿うようにして形成されている。また、溝部D3は、その断面が半長円状に形成されている。
枠体樹脂部914は、溝部D3内に形成され、枠体Fの外周側面から突出するようにして形成されている。
以上の構成により、リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fの外周側面の金属部分と、収納ケースのレールや治具等との摩擦接触を回避することができ、金属粉の発生を防ぐことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図13は、第2実施形態の半導体装置1001の全体構成を示す図である。図13(a)、図13(b)、図13(c)は、それぞれ半導体装置1001の平面図、側面図、裏面図を示す。図13(d)は、図13(a)のd−d断面図を示す。
図14は、第2実施形態のリードフレームの多面付け体MSの全体図である。図14(a)、図14(b)、図14(c)は、それぞれリードフレームの多面付け体MSの平面図、側面図、裏面図を示す。図14(d)は、図14(b)のd部詳細を示す図である。
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。
半導体装置1001は、図13に示すように、リードフレーム10、ダイオード1002、樹脂層1020を備える。半導体装置1001は、多面付けされたリードフレーム10にダイオード1002を電気的に接続し、樹脂層1020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。
ダイオード1002は、整流(電流を一定方向にしか流さない)作用を有する半導体素子であり、n型半導体とp型半導体とが接合されることによって構成される。
枠体Fには、その外形を形成する辺のうち枠体樹脂部1014が形成される辺、すなわち枠体Fの長辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ溝部D1が形成されている。ここで、溝部D1は、枠体Fの長辺側の集合体Gに対応する位置にのみ形成されている。
溝部D1は、図14(d)に示すように、その断面が半円状に形成された溝である。
枠体樹脂部1014は、その溝部D1内に形成され、枠体Fの裏面から突出するとともに、溝部D1から枠体Fの外周縁側へ渡って形成され、枠体Fの外周側面にまで形成されている。
樹脂層1020は、リードフレーム10の各端子部11、12間を絶縁したり、ダイオード1002を外部から絶縁したりする樹脂の層であり、例えば、エポキシ樹脂等から形成される。
また、枠体Fに溝部D1が形成されていることにより、リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部1014を形成する場合に、樹脂が溝部D1よりもリードフレーム側へ流れ出てしまうのを抑制することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレーム10)に枠体樹脂部1014を形成する樹脂が付着して汚損されてしまうのを抑制することができる。
更に、リードフレームの多面付け体MSは、枠体樹脂部1014が、枠体Fの溝部D1から外周縁側に渡って形成され、枠体Fの裏面と、凸部Tを含む外周側面とを覆っているので、枠体Fの外周側面の金属部分と、収納ケースのレールや治具等との摩擦接触を回避することができ、金属粉の発生を防ぐことができる。
なお、本実施形態において、リードフレームの多面付け体MSは、枠体F及び枠体樹脂部の形態を、第1実施形態に記載の他の形態1〜8(図11参照)に置き換えることが可能である。枠体樹脂部1014の形態を置き換えることによって得られる効果は、第1実施形態の各他の形態1〜8に記載した効果と同様に本実施形態においても奏することができる。
図15は、変形形態のリードフレームの多面付け体MSに設けられた溝部を説明する図である。図15(a)及び図15(b)は、それぞれ、枠体Fに設けられた溝部及び枠体樹脂部の断面図であり、図3(e)に対応する図である。
(1)各実施形態において、溝部D1は、その断面が略半円状又は半長円状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図15(a)に示すように、溝部D1は、断面が三角状に形成されるようにしてもよく、また、図15(b)に示すように、断面が矩形状に形成されるようにしてもよい。
(3)第1実施形態においては、リードフレームの多面付け体MSは、半導体装置としてLED素子2を実装した光半導体装置1に適用される例を示したが、これに限定されない。例えば、第2実施形態のように、ダイオードや、トランジスタを実装する半導体装置に適用することも可能である。この場合、この半導体装置は、半導体素子を覆う樹脂層を透明にする必要がないため、光反射樹脂層20と透明樹脂層30とを備える必要がなく、両樹脂層を一の樹脂層として形成することができる。
なお、収納方向等が枠体Fの短辺に平行な方向である場合、リードフレームの多面付け体は、枠体Fの短辺側に溝部及び枠体樹脂部を形成することで、枠体Fを起因とした金属粉の発生を防止することができる。
また、収納方向等が枠体Fの短辺に平行な方向と長辺に平行な方向との両方である場合は、枠体Fの短辺側及び長辺側の両方に溝部及び枠体樹脂部を形成することで、枠体Fを起因とした金属粉の発生を防止することができる。
2 LED素子
10 リードフレーム
11 端子部
12 端子部
13 連結部
14 枠体樹脂部
20 光反射樹脂層
20a フレーム樹脂部
20b リフレクタ樹脂部
30 透明樹脂層
50 収納ケース
51 レール
1001 半導体装置
1002 ダイオード
1020 樹脂層
D1 溝部
D2 溝部
D3 溝部
F 枠体
G 集合体
M 凹部
MS リードフレームの多面付け体
R 樹脂付きリードフレームの多面付け体
S 空隙部
T 凸部
Claims (10)
- 半導体素子が表面に接続されるリードフレームが、枠体に多面付けされたリードフレームの多面付け体において、
前記枠体は、その外形を形成する辺の少なくとも一辺に沿うようにして、その裏面から窪んだ第1溝部を有し、
前記枠体の前記第1溝部に形成され、前記枠体の裏面から突出する枠体樹脂部を備えること、
を特徴とするリードフレームの多面付け体。 - 請求項1に記載のリードフレームの多面付け体において、
前記枠体樹脂部は、前記枠体の前記第1溝部から外周縁側に渡って、前記枠体の外周側面の一部又は全部までを覆うこと、
を特徴とするリードフレームの多面付け体。 - 請求項1又は請求項2に記載のリードフレームの多面付け体において、
前記枠体は、前記第1溝部が形成された辺に沿うようにして、その表面から窪んだ第2溝部を有し、
前記枠体樹脂部は、前記第2溝部に形成され、前記枠体の表面から突出していること、
を特徴とするリードフレームの多面付け体。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のリードフレームの多面付け体において、
前記枠体樹脂部は、硬化性樹脂で形成されていること、
を特徴とするリードフレームの多面付け体。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のリードフレームの多面付け体と、
前記リードフレームの外周側面に形成されるフレーム樹脂部を有する樹脂層と、
を備える樹脂付きリードフレームの多面付け体。 - 請求項5に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体において、
前記枠体樹脂部は、前記リードフレーム及び前記樹脂層の色とは異なる色で形成されること、
を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。 - 半導体素子が表面に接続されるリードフレームが、枠体に多面付けされたリードフレームの多面付け体と、
前記リードフレームの外周側面に形成されるフレーム樹脂部を有する樹脂層とを備え、
前記枠体は、その外形を形成する辺の少なくとも一辺に沿うようにして、その側面から窪んだ溝部を有し、
前記枠体の前記溝部に形成され、前記枠体の側面から突出する枠体樹脂部を備え、
前記枠体樹脂部は、前記リードフレーム及び前記樹脂層の色とは異なる色で形成されること、
を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。 - 請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体において、
前記樹脂層は、前記リードフレームの前記半導体素子が接続される側の面に突出して形成されるリフレクタ樹脂部を有すること、
を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。 - 請求項5から請求項8までのいずれか1項に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体と、
前記樹脂付きリードフレームの多面付け体の前記各リードフレームに接続される半導体素子と、
前記樹脂付きリードフレームの多面付け体の前記半導体素子が接続される側の面に形成され、前記半導体素子を覆う透明樹脂層と、
を備える半導体装置の多面付け体。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のリードフレームの多面付け体と、
前記リードフレームの多面付け体の前記各リードフレームに接続される半導体素子と、
前記リードフレームの外周側面に形成され、また、前記リードフレームの多面付け体の前記半導体素子が接続される側の面に形成され、前記半導体素子を覆う樹脂層と、
を備える半導体装置の多面付け体。
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JP2015060984A (ja) | 2015-03-30 |
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