JP6350683B2 - Led素子搭載用リードフレーム、樹脂付リードフレーム、多面付ledパッケージ、ledパッケージの製造方法および半導体素子搭載用リードフレーム - Google Patents

Led素子搭載用リードフレーム、樹脂付リードフレーム、多面付ledパッケージ、ledパッケージの製造方法および半導体素子搭載用リードフレーム Download PDF

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Description

本発明は、LED素子搭載用リードフレーム、樹脂付リードフレーム、多面付LEDパッケージ、LEDパッケージの製造方法および半導体素子搭載用リードフレームに関する。
従来、樹脂封止型半導体装置用のリードフレームとして、例えば特許文献1に記載されたものが存在する。このようなリードフレームにおいては、各ダイパッド周囲に多数の端子部が配置されており、これら多数の端子部と吊りリードとを繋ぐタイバーが、縦横に格子状に配置されている。
一方、近年、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、リードフレームにLED素子を搭載することにより作製された半導体装置(例えば特許文献2参照)を含むものがある。
特開2001−326316号公報 特開2012−033724号公報
LED素子用の半導体装置(LEDパッケージ)またはディスクリート半導体素子用の半導体装置においては、ダイパッドとリードとが直線状に一列に配置されたものがある。
このような半導体装置に用いられるリードフレームの場合、上述した従来のリードフレームと異なり、縦横の格子状のタイバーを設けることなく、互いに隣接するダイパッド同士およびリード部同士を連結する方が、1つのリードフレーム中の素子の面付け数を多くすることができ、リードフレームを効率良く製造することができる。
この場合、ダイパッドとリード部とは、短絡が生じないように離して配置する必要がある。このため、各ダイパッドと各リード部との間の隙間が繋がり、リードフレームの一辺に平行な、複数の細長い空間が生じてしまうという問題が生じる。このため、リードフレームがすだれ状になり、取り扱う際にリードフレームに変形が生じてしまうおそれがある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ダイパッドとリード部との間の隙間が繋がり、リードフレームに細長い空間が生じることによりリードフレームがすだれ状になることを防止し、取り扱い時に変形が生じることを防止することが可能な、LED素子搭載用リードフレーム、樹脂付リードフレーム、多面付LEDパッケージ、LEDパッケージの製造方法および半導体素子搭載用リードフレームを提供することを目的とする。
本発明は、LED素子搭載用リードフレームにおいて、枠体領域と、枠体領域内に多列および多段に配置され、各々がLED素子が搭載されるダイパッドと、ダイパッドに隣接するリード部とを含むとともに、互いにダイシング領域を介して接続された多数のパッケージ領域とを備え、一のパッケージ領域内のダイパッドとリード部とは、補強片によって連結され、補強片は、当該パッケージ領域の外方に位置する中間部と、中間部から当該パッケージ領域内のダイパッドに延びる第1連結部と、中間部から当該パッケージ領域内のリード部に延びる第2連結部とを有することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、中間部は、ダイシング領域内に位置することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、中間部は、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内に位置することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、枠体領域は矩形形状を有し、中間部は、枠体領域の一辺に対して平行であることを特徴とするリードフレームである。
本発明は、前記一のパッケージ領域内のリード部は、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内のリード部とリード連結部により連結されていることを特徴とするリードフレームである。
本発明は、前記一のパッケージ領域内のダイパッドは、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内のダイパッドとダイパッド連結部により連結されていることを特徴とするリードフレームである。
本発明は、樹脂付リードフレームにおいて、リードフレームと、リードフレームの各パッケージ領域周縁上に配置された反射樹脂とを備えたことを特徴とする樹脂付リードフレームである。
本発明は、多面付LEDパッケージにおいて、枠体領域と、枠体領域内に多列および多段に配置され、各々がLED素子が搭載されるダイパッドと、ダイパッドに隣接するリード部とを含むとともに、互いにダイシング領域を介して接続された多数のパッケージ領域とを有するリードフレームであって、一のパッケージ領域内のダイパッドとリード部とは、補強片によって連結され、補強片は、当該パッケージ領域の外方に位置する中間部と、中間部から当該パッケージ領域内のダイパッドに延びる第1連結部と、中間部から当該パッケージ領域内のリード部に延びる第2連結部とを有する、リードフレームと、リードフレームの各パッケージ領域周縁上に配置された反射樹脂と、リードフレームの各パッケージ領域のダイパッド上に搭載されたLED素子と、LED素子と各パッケージ領域のリード部とを接続する導電部と、LED素子と導電部とを封止する封止樹脂とを備えたことを特徴とする多面付LEDパッケージである。
本発明は、樹脂付リードフレームの製造方法において、枠体領域と、枠体領域内に多列および多段に配置され、各々がLED素子が搭載されるダイパッドと、ダイパッドに隣接するリード部とを含むとともに、互いにダイシング領域を介して接続された多数のパッケージ領域とを有するリードフレームであって、一のパッケージ領域内のダイパッドとリード部とは、補強片によって連結され、補強片は、当該パッケージ領域の外方に位置する中間部と、中間部から当該パッケージ領域内のダイパッドに延びる第1連結部と、中間部から当該パッケージ領域内のリード部に延びる第2連結部とを有する、リードフレームを作製する工程と、リードフレームの各パッケージ領域周縁上に反射樹脂を設ける工程とを備えたことを特徴とする樹脂付リードフレームの製造方法である。
本発明は、LEDパッケージの製造方法において、樹脂付リードフレームの製造方法により樹脂付リードフレームを作製する工程と、樹脂付リードフレームの各ダイパッド上にそれぞれLED素子を搭載する工程と、各LED素子と各リード部とをそれぞれ導電部により接続する工程と、封止樹脂により各LED素子と各導電部とをそれぞれ封止する工程と、反射樹脂およびリードフレームを切断することにより、反射樹脂およびリードフレームをLED素子毎に分離する工程とを備えたことを特徴とするLEDパッケージの製造方法である。
本発明は、半導体素子搭載用リードフレームにおいて、枠体領域と、枠体領域内に多列および多段に配置され、各々が半導体素子が搭載されるダイパッドと、ダイパッドに隣接するリード部とを含むとともに、互いにダイシング領域を介して接続された多数のパッケージ領域とを備え、一のパッケージ領域内のダイパッドとリード部とは、補強片によって連結され、補強片は、当該パッケージ領域の外方に位置する中間部と、中間部から当該パッケージ領域内のダイパッドに延びる第1連結部と、中間部から当該パッケージ領域内のリード部に延びる第2連結部とを有することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、中間部は、ダイシング領域内に位置することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、中間部は、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内に位置することを特徴とするリードフレームである。
本発明は、枠体領域は矩形形状を有し、中間部は、枠体領域の一辺に対して平行であることを特徴とするリードフレームである。
本発明は、前記一のパッケージ領域内のリード部は、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内のリード部とリード連結部により連結されていることを特徴とするリードフレームである。
本発明は、前記一のパッケージ領域内のダイパッドは、前記一のパッケージ領域に隣接する他のパッケージ領域内のダイパッドとダイパッド連結部により連結されていることを特徴とするリードフレームである。
本発明によれば、一のパッケージ領域内のダイパッドとリード部とは、補強片によって連結され、補強片は、当該パッケージ領域の外方に位置する中間部と、中間部から当該パッケージ領域内のダイパッドに延びる第1連結部と、中間部から当該パッケージ領域内のリード部に延びる第2連結部とを有する。このことにより、リードフレームの一辺に対して平行な、複数の細長い空間が生じることが防止される。したがって、取り扱い時にリードフレームが変形することを防止することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームを示す全体平面図。 図2は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームを示す部分拡大平面図(図1のA部拡大図)。 図3は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームを示す断面図(図2のB−B線断面図)。 図4(a)−(b)は、補強片の変形例を示す部分拡大平面図。 図5は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームにより作製されたLEDパッケージを示す断面図(図6のC−C線断面図)。 図6は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームにより作製されたLEDパッケージを示す平面図。 図7(a)−(f)は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームの製造方法を示す図。 図8(a)−(d)は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームを用いて、LEDパッケージを製造する方法を示す図。 図9(a)−(e)は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームを用いて、LEDパッケージを製造する方法を示す図。 図10(a)−(b)は、LEDパッケージを製造する方法のうち、ダイシング工程を示す図。 図11は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームの変形例(変形例1−1)を示す部分拡大平面図。 図12は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームの変形例(変形例1−2)を示す部分拡大平面図。 図13は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームの変形例(変形例1−3)を示す部分拡大平面図。 図14は、本発明の第1の実施の形態によるリードフレームの変形例(変形例1−4)を示す部分拡大平面図。 図15は、LEDパッケージの変形例(変形例A)を示す断面図。 図16は、LEDパッケージの変形例(変形例B)を示す断面図。 図17は、LEDパッケージの変形例(変形例C)を示す断面図。 図18は、本発明の第2の実施の形態によるリードフレームを示す断面図。 図19は、本発明の第2の実施の形態によるリードフレームにより作製された半導体装置を示す断面図。 図20は、本発明の第2の実施の形態によるリードフレームを用いて、半導体装置を製造する方法を示す断面図。
(第1の実施の形態)
以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。図1乃至図10は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
リードフレームの構成
まず、図1乃至図4により、本実施の形態によるLED素子搭載用リードフレームの概略について説明する。図1は、本実施の形態によるリードフレームの全体平面図であり、図2は、図1のA部拡大図である。また、図3は、図2のB−B線断面図であり、図4(a)−(b)は、補強片の変形例を示す図である。
図1に示すリードフレーム10は、LED素子21を搭載したLEDパッケージ20(図5および図6)を作製する際に用いられるものである。このようなリードフレーム10は、直交する2方向(X方向及びY方向)に延びる周縁13aを有する矩形状の外形を有する枠体領域13と、枠体領域13内に多列および多段に(マトリックス状に)配置された、多数のパッケージ領域14とを備えている。
図2に示すように、複数のパッケージ領域14は、各々LED素子21が搭載されるダイパッド25と、ダイパッド25に隣接するリード部26とを含んでいる。また、複数のパッケージ領域14は、互いにダイシング領域15を介して接続されている。
一つのパッケージ領域14内のダイパッド25とリード部26との間には、隙間が形成されており、ダイシングされた後、ダイパッド25とリード部26とは互いに電気的に絶縁されるようになっている。なお、各パッケージ領域14は、それぞれ個々のLEDパッケージ20に対応する領域である。図2において、各パッケージ領域14を二点鎖線で示している。
一方、ダイシング領域15は、各パッケージ領域14の間に縦横に延びている。このダイシング領域15は、後述するように、LEDパッケージ20を製造する工程において、リードフレーム10をパッケージ領域14毎に分離する際にブレード38が通過する領域となる。図2において、ダイシング領域15を網掛けで示している。
なお、本明細書において、図2に示すように、各パッケージ領域14内のリード部26とダイパッド25とを左右に並べて配置した場合の横方向がX方向に対応し、縦方向がY方向に対応する。またこの場合、Y方向プラス側、Y方向マイナス側を、それぞれ上方、下方といい、X方向プラス側、X方向マイナス側を、それぞれ右方、左方という。
図2に示すように、各パッケージ領域14内のダイパッド25とリード部26とは、平面コ字形状を有する補強片56によって互いに連結されている。各補強片56は、それぞれ中間部56aと、中間部56aの一端に連結された第1連結部56bと、中間部56aの他端に連結された第2連結部56cとを有している。
このうち中間部56aは、当該パッケージ領域14の外方(図2の上方すなわちY方向プラス側)であって、ダイシング領域15内に位置している。また、中間部56aは、細長い棒形状からなり、枠体領域13の一辺すなわちX方向に平行に配置されている。
また、第1連結部56bは、中間部56aに対して直角に配置され、中間部56aの一端から当該パッケージ領域14内のダイパッド25に延びている。この第1連結部56bは、細長い棒形状からなり、枠体領域13の一辺すなわちY方向に平行に配置されている。
さらに、第2連結部56cは、中間部56aに対して直角に配置され、中間部56aの他端から当該パッケージ領域14内のリード部26に延びている。この第2連結部56cは、細長い棒形状からなり、枠体領域13の一辺すなわちY方向に平行に配置されている。
なお、補強片56の中間部56aは、当該パッケージ領域14の外方に位置していれば良く、必ずしもダイシング領域15内に位置しなくても良い。例えば図4(a)に示すように、当該パッケージ領域14の上方に隣接する他のパッケージ領域14内に位置していても良い。このように、中間部56aがダイシング領域15に設けられていない場合、ダイシング時にブレード38(後述)に加わる負荷を軽減することができる。
また、補強片56の中間部56aの形状は棒形状に限られない。例えば、図4(b)に示すように中間部56aが円弧等の弧形状からなり、これにより補強片56の全体形状が略C字形状からなっていても良い。
また、補強片56の中間部56aがダイシング領域15に位置する場合、中間部56aの幅は、第1連結部56bおよび第2連結部56cの幅よりも細くても良い(図示せず)。この場合、リードフレーム10の変形を防ぎながらダイシング領域15の幅を細くすることができる。
さらに、図2において、中間部56aは、パッケージ領域14の上方すなわちY方向プラス側に位置しているが、これに限らず、パッケージ領域14の下方すなわちY方向マイナス側に位置していても良い。
また、各パッケージ領域14内のリード部26は、その上方および下方に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26と、それぞれリード連結部52によりダイシング領域15を越えて連結されている。さらに、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、その上方および下方に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25と、それぞれダイパッド連結部53によりダイシング領域15を越えて連結されている。これら各リード連結部52および各ダイパッド連結部53は、いずれもダイシング領域15に位置しており、かつY方向に平行に配置されている。
さらに、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、その右方に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26と、パッケージ領域連結部54によりダイシング領域15を越えて連結されている。さらにまた、各パッケージ領域14内のリード部26は、その左方に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25と、パッケージ領域連結部54によりダイシング領域15を越えて連結されている。各パッケージ領域連結部54は、ダイシング領域15に位置しており、かつX方向に平行に配置されている。
なお、最も外周に位置するパッケージ領域14内のリード部26およびダイパッド25は、リード連結部52、ダイパッド連結部53、およびパッケージ領域連結部54のうちの1つまたは複数によって、枠体領域13に連結されている。
一方、図3の断面図に示すように、リードフレーム10は、リードフレーム本体11と、リードフレーム本体11上に形成されためっき層12とからなっている。
このうちリードフレーム本体11は金属板からなっている。リードフレーム本体11を構成する金属板の材料としては、例えば銅、銅合金、42合金(Ni42%のFe合金)等を挙げることができる。このリードフレーム本体11の厚みは、LEDパッケージの構成にもよるが、0.05mm〜0.5mmとすることが好ましい。
また、めっき層12は、リードフレーム本体11の表面および裏面を含む全面に設けられている。表面側のめっき層12は、LED素子21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12は、はんだとの密着性を高める役割を果たす。このめっき層12は、例えば銀(Ag)の電解めっき層からなっている。めっき層12は、その厚みが極薄く形成されており、具体的には0.005μm〜10μmとされることが好ましい。なお、めっき層12は、必ずしもリードフレーム本体11の表面および裏面の全体に設ける必要はなく、リードフレーム本体11の表面および裏面のうち、一部のみに設けても良い。めっき層12を構成する金属としては、上述した銀のほか、銀の合金、金やその合金、白金族、銅やその合金、アルミニウムなどを用いてもよい。
また、ダイパッド25の裏面に、第1のアウターリード部27が形成され、リード部26の底面に、第2のアウターリード部28が形成されている。第1のアウターリード部27および第2のアウターリード部28は、それぞれLEDパッケージ20と外部の配線基板とを接続する際に用いられる。
さらにリードフレーム10の表面には、リードフレーム10と反射樹脂23(後述)との密着性を高めるための溝18が形成されている。なお、図2においては、溝18の表示を省略している。
LEDパッケージの構成
次に、図5および図6により、図1乃至図4に示すリードフレームを用いて作製されたLEDパッケージの一実施の形態について説明する。図5および図6は、それぞれLEDパッケージ(SONタイプ)を示す断面図および平面図である。
図5および図6に示すように、LEDパッケージ20は、(個片化された)リードフレーム10と、リードフレーム10のダイパッド25に載置されたLED素子21と、LED素子21とリードフレーム10のリード部26とを電気的に接続するボンディングワイヤ(導電部)22とを備えている。
また、LED素子21を取り囲むように、凹部23aを有する反射樹脂23が設けられている。この反射樹脂23は、リードフレーム10と一体化されている。さらに、LED素子21とボンディングワイヤ22とは、透光性の封止樹脂24によって封止されている。この封止樹脂24は、反射樹脂23の凹部23a内に充填されている。
以下、このようなLEDパッケージ20を構成する各構成部材について、順次説明する。
LED素子21は、発光層として例えばGaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP、またはInGaN等の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。このようなLED素子21としては、従来一般に用いられているものを使用することができる。
またLED素子21は、はんだまたはダイボンディングペーストにより、反射樹脂23の凹部23a内においてダイパッド25上に固定実装されている。なお、ダイボンディングペーストを用いる場合、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22は、例えば金等の導電性の良い材料からなり、その一端がLED素子21の端子部21aに接続されるとともに、その他端がリード部26上に接続されている。
反射樹脂23は、例えばリードフレーム10上に熱可塑性樹脂を例えば射出成形またはトランスファ成形することにより形成されたものである。反射樹脂23の形状は、射出成形またはトランスファ成形に使用する金型の設計により、様々に実現することが可能である。例えば、反射樹脂23の全体形状を、図5および図6に示すように直方体としても良く、あるいは円筒形または錐形等の形状とすることも可能である。また凹部23aの底面は、矩形、円形、楕円形または多角形等とすることができる。凹部23aの側壁の断面形状は、図5のように直線から構成されていても良いし、あるいは曲線から構成されていてもよい。
反射樹脂23は、リードフレーム10に対して熱可塑性樹脂を例えば射出成形し、あるいは熱硬化性樹脂を例えば射出成形またはトランスファ成形することにより形成されたものである。反射樹脂23に使用される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂については、特に耐熱性、耐候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。熱可塑性樹脂の種類としては、ポリアミド、ポリフタルアミド(PPA)、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、ポリエーテルイミドおよびポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン、シクロポリオレフィン等、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリイミド等を使用することができる。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、反射樹脂23の表面において、LED素子21からの光の反射率を増大させ、LEDパッケージ20全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
封止樹脂24としては、光の取り出し効率を向上させるために、LEDパッケージ20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。したがって耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い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、LED素子21として高輝度LEDを用いる場合、封止樹脂24が強い光にさらされるため、封止樹脂24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。
なお、リードフレーム10の構成については、図1乃至図4を用いて既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
LED素子搭載用リードフレームの製造方法
次に、図1乃至図4に示すリードフレーム10の製造方法について、図7(a)−(f)を用いて説明する。
まず図7(a)に示すように、平板状の金属基板31を準備する。この金属基板31としては、上述のように銅、銅合金、42合金(Ni42%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31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31の表裏全体にそれぞれ感光性レジスト32a、33aを塗布し、これを乾燥する(図7(b))。なお感光性レジスト32a、33aとしては、従来公知のものを使用することができる。
続いて、この金属基板31に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部32b、33bを有するエッチング用レジスト層32、33を形成する(図7(c))。
次に、エッチング用レジスト層32、33を耐腐蝕膜として金属基板31に腐蝕液でエッチングを施す(図7(d))。腐蝕液は、使用する金属基板31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31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31の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。
次いで、エッチング用レジスト層32、33を剥離して除去することにより、リードフレーム本体11が得られる(図7(e))。またこのとき、図2に示す補強片56、リード連結部52、ダイパッド連結部53、およびパッケージ領域連結部54がエッチングにより形成される。
次に、リードフレーム本体11の表面および裏面に電解めっきを施すことにより、リードフレーム本体11上に金属(銀)を析出させて、リードフレーム本体11の表面および裏面にめっき層12を形成する(図7(f))。この場合、補強片56、リード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54が、いずれも本体(リードフレーム本体11)と、本体上に形成されためっき層12とからなっているので、これら補強片56、リード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54の強度を高めることができる。
この間、具体的には、例えば電解脱脂工程、酸洗工程、化学研磨工程、銅ストライク工程、水洗工程、中性脱脂工程、シアン洗工程、および銀めっき工程を順次経ることにより、リードフレーム本体11にめっき層12を形成する。この場合、銀めっき工程で用いられる電解めっき用のめっき液としては、例えばシアン化銀を主成分とした銀めっき液を挙げることができる。実際の工程では、各工程間で必要に応じ適宜水洗工程を加える。また、上記工程の途中でパターニング工程を介在させることにより、リードフレーム本体11の一部にめっき層12を形成しても良い。
このようにして、図1乃至図4に示すリードフレーム10が得られる(図7(f))。
なお、図7(a)−(f)において、エッチングによりリードフレーム10を製造する方法を示したが、プレスによる製造方法を用いても良い。
LEDパッケージの製造方法
次に、図5および図6に示すLEDパッケージ20の製造方法について、図8(a)−(d)、図9(a)−(e)、および図10(a)−(b)を用いて説明する。
まず上述した工程により(図7(a)−(f))、リードフレーム10を作製する(図8(a))。
続いて、このリードフレーム10を、射出成形機またはトランスファ成形機(図示せず)の金型35内に装着する(図8(b))。金型35内には、反射樹脂23の形状に対応する空間35aが形成されている。
次に、射出成形機またはトランスファ成形機の樹脂供給部(図示せず)から金型35内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を流し込み、その後硬化させることにより、リードフレーム10のめっき層12上に反射樹脂23を形成する(図8(c))。
次いで、反射樹脂23が形成されたリードフレーム10を金型35内から取り出す。このようにして、反射樹脂23とリードフレーム10とが一体に形成された樹脂付リードフレーム30が得られる(図8(d))。なお、スキージを用いる印刷法やダイコートなどの塗膜形成法を用いて反射樹脂23を形成しても良い。本実施の形態において、このように、リードフレーム10と、リードフレーム10の各パッケージ領域14の周縁上に配置された反射樹脂23とを備えた樹脂付リードフレーム30も提供する。
次に、樹脂付リードフレーム30の各反射樹脂23内であって、リードフレーム10のダイパッド25上にLED素子21を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、LED素子21をダイパッド25上に載置して固定する(ダイアタッチ工程)(図9(a))。
次に、LED素子21の端子部21aと、リード部26表面とを、ボンディングワイヤ22によって互いに電気的に接続する(ワイヤボンディング工程)(図9(b))。
その後、反射樹脂23の凹部23a内に封止樹脂24を充填し、封止樹脂24によりLED素子21とボンディングワイヤ22とを封止する(図9(c))。
このようにして、多面付LEDパッケージ40が得られる。この多面付LEDパッケージ40は、リードフレーム10と、リードフレーム10の各パッケージ領域14周縁上に配置された反射樹脂23と、各パッケージ領域14のダイパッド25上に搭載されたLED素子21と、LED素子21とリード部26とを接続するボンディングワイヤ22と、LED素子21とボンディングワイヤ22とを封止する封止樹脂24とを備えている。本実施の形態において、このような多面付LEDパッケージ40も提供する。
次に、多面付LEDパッケージ40の反射樹脂23およびリードフレーム10のうち、ダイシング領域15に対応する部分を切断することにより、反射樹脂23およびリードフレーム10をLED素子21毎に分離する(ダイシング工程)(図9(d))。この際、まずリードフレーム10をダイシングテープ37上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード38によって、各LED素子21間の反射樹脂23、ならびにリードフレーム10の補強片56、リード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54を切断する。
この際、図10(a)に示すように、ダイシング領域15の幅に対応する相対的に厚いブレード38によってリードフレーム10を切断しても良い。この場合、1回の切断作業で、隣接するパッケージ領域14同士を効率良く分離することができる。あるいは、図10(b)に示すように、ダイシング領域15の幅より狭い相対的に薄いブレード38を用い、2回の切断作業によりリードフレーム10を切断しても良い。この場合、1回の切断作業あたりのブレード38の送り速度を速くすることができ、またブレード38の寿命を長くすることができる。
このようにして、図5および図6に示すLEDパッケージ20を得ることができる(図9(e))。
以上説明したように本実施の形態によれば、各パッケージ領域14内のダイパッド25とリード部26とは、補強片56により連結されている。この補強片56は、当該パッケージ領域14の外方に位置する中間部56aと、中間部56aから当該パッケージ領域14内のダイパッド25に延びる第1連結部56bと、中間部56aから当該パッケージ領域14内のリード部26に延びる第2連結部56cとを有している。また、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26とパッケージ領域連結部54により連結されている。したがって、リードフレーム10の上下方向に沿って細長い空間が生じることがなく、リードフレーム10が上下方向にすだれ状になることがない。これにより、取り扱い時にリードフレーム10に変形が生じることを防止することができる。
また、各パッケージ領域14内のリード部26は、隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26とリード連結部52により連結され、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25とダイパッド連結部53により連結されている。したがって、リードフレーム10の左右方向に沿って細長い空間が生じることがなく、リードフレーム10が左右方向にすだれ状になることがない。これにより、取り扱い時にリードフレーム10に変形が生じることを防止することができる。
このように、リードフレーム10の変形を防止したことにより、リードフレーム10に反射樹脂23を形成する際(図8(b)(c))、リードフレーム10に対する反射樹脂23の形成位置がずれることがない。したがって、小さなパッケージ領域14に対して大面積のLED素子21を搭載したり、複数のLED素子21を搭載したり、あるいはLED素子21のほかに静電破壊素子を搭載することも容易になる。
ところで、樹脂付リードフレーム30の製造工程においては、金型35内に加熱された熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を流し込み、その後冷却固化させることにより、リードフレーム10のめっき層12上に反射樹脂23が形成される(図8(c))。このとき、反射樹脂23とリードフレーム10との熱膨張係数が異なることにより、反射樹脂23が冷却された後、リードフレーム10に反りが生じるおそれがある。リードフレーム10に反りが生じた場合、LEDパッケージ20の製造工程で様々な支障を来すおそれがある。
これに対して本実施の形態によれば、リードフレーム10の上下方向(Y方向)および左右方向(X方向)に沿って細長い空間が生じることがないので、リードフレーム10の変形に対する強度が高められており、X方向及びY方向に対するリードフレーム10の反りを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、各パッケージ領域14の周囲に縦横のタイバーを設ける必要がないので、各パッケージ領域14同士を接近して配置することができ、リードフレーム10あたりのパッケージ領域14の取り個数を増やすことができる(高密度面付けが可能となる)。
さらに、本実施の形態によれば、各パッケージ領域14の角部に吊りリード等のコネクティングバーが存在しないので、LEDパッケージ20の角部において、反射樹脂23がリードフレーム10から剥離するおそれがなく、LEDパッケージ20の信頼性を更に向上させることができる。
リードフレームの変形例
以下、本実施の形態によるリードフレームの各種変形例(変形例1−1〜変形例1−4)について、図11乃至図14を参照して説明する。図11乃至図14は、それぞれリードフレームの変形例を示す部分拡大平面図(図2に対応する図)である。図11乃至図14において、図1乃至図10に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
変形例1−1
図11は、本実施の形態の一変形例(変形例1−1)によるリードフレーム10Aを示している。図11に示すリードフレーム10Aにおいて、図1乃至図10に示す実施の形態と異なり、ダイパッド25同士を連結するダイパッド連結部53は設けられていない。
すなわち各パッケージ領域14内のダイパッド25は、当該パッケージ領域14内のリード部26と補強片56によって連結され、右方に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26とパッケージ領域連結部54により連結されているが、上方および下方に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25とは直接連結されていない。
このように、ダイパッド連結部53を設けないことにより、ダイシング時にブレード38に加わる負荷を軽減することができる。このほかの構成は、図1乃至図10に示す実施の形態と略同一である。
変形例1−2
図12は、本実施の形態の一変形例(変形例1−2)によるリードフレーム10Bを示している。図12に示すリードフレーム10Bにおいて、図1乃至図10に示す実施の形態と異なり、リード部26同士を連結するリード連結部52は設けられていない。
すなわち各パッケージ領域14内のリード部26は、当該パッケージ領域14内のダイパッド25と補強片56によって連結され、左方に隣接する他のパッケージ領域14内のダイパッド25とパッケージ領域連結部54により連結されているが、上方および下方に隣接する他のパッケージ領域14内のリード部26とは直接連結されていない。
このように、リード連結部52を設けないことにより、ダイシング時にブレード38に加わる負荷を軽減することができる。このほかの構成は、図1乃至図10に示す実施の形態と略同一である。
変形例1−3
図13は、本実施の形態の一変形例(変形例1−3)によるリードフレーム10Cを示している。図13に示すリードフレーム10Cにおいて、図1乃至図10に示す実施の形態と異なり、各パッケージ領域14は、1つのダイパッド25と、ダイパッド25の両側に位置する一対のリード部26a、26b(以下、第1のリード部26a、第2のリード部26bともいう)とを有している(3pinタイプ)。
この場合、各パッケージ領域14内のダイパッド25と、当該パッケージ領域14内の第1のリード部26aとは、第1補強片56Aにより連結されている。第1補強片56Aは、当該パッケージ領域14の外方(この場合はダイシング領域15内)に位置する中間部56aと、中間部56aから当該パッケージ領域14内のダイパッド25に延びる第1連結部56bと、中間部56aから当該パッケージ領域14内の第1のリード部26aに延びる第2連結部56cとを有している。
また、各パッケージ領域14内のダイパッド25と、当該パッケージ領域14内の第2のリード部26bとは、第2補強片56Bにより連結されている。第2補強片56Bは、当該パッケージ領域14の外方(この場合はダイシング領域15内)に位置する中間部56aと、中間部56aから当該パッケージ領域14内のダイパッド25に延びる第1連結部56bと、中間部56aから当該パッケージ領域14内の第2のリード部26bに延びる第2連結部56cとを有している。
また、各パッケージ領域14内のダイパッド25は、その上方に隣接するパッケージ領域14(第1のパッケージ領域)内のダイパッド25および下方に隣接するパッケージ領域14(第2のパッケージ領域)内のダイパッド25と、それぞれダイパッド連結部53により連結されている。さらに、各パッケージ領域14内の第1のリード部26aは、その上方および下方に隣接するパッケージ領域14(第1のパッケージ領域および第2のパッケージ領域)内の第1のリード部26aと、それぞれ第1リード連結部52aによって連結されている。さらにまた、各パッケージ領域14内の第2のリード部26bは、その上方および下方に隣接するパッケージ領域14(第1のパッケージ領域および第2のパッケージ領域)内の第2のリード部26bと、それぞれ第2リード連結部52bによって連結されている。
また、各パッケージ領域14内の第2のリード部26bは、その右方に隣接する他のパッケージ領域14内の第1のリード部26aと、パッケージ領域連結部54により連結されている。さらに、各パッケージ領域14内の第1のリード部26aは、その左方に隣接する他のパッケージ領域14内の第2のリード部26bと、パッケージ領域連結部54により連結されている。
このように、各パッケージ領域14がダイパッド25と一対のリード部26a、26bとを有する場合においても、リードフレーム10Cがすだれ状になることを防止し、取り扱い時に変形が生じることを防止することができる。
変形例1−4
図14は、本実施の形態の一変形例(変形例1−4)によるリードフレーム10Dを示している。図14に示すリードフレーム10Dにおいて、図13に示す変形例1−3と異なり、第1補強片56Aと第2補強片56Bとは、対応するパッケージ領域14に対して互いに反対側に位置している。
すなわち各パッケージ領域14内のダイパッド25と、当該パッケージ領域14内の第1のリード部26aとは、第1補強片56Aにより連結されている。この場合、第1補強片56Aの中間部56aは、当該パッケージ領域14より上方(Y方向プラス側)のダイシング領域15内に位置している。また、各パッケージ領域14内のダイパッド25と、当該パッケージ領域14内の第2のリード部26bとは、第2補強片56Bにより連結されている。この場合、第2補強片56Bの中間部56aは、当該パッケージ領域14より下方(Y方向マイナス側)のダイシング領域15内に位置している。
この場合においても、リードフレーム10Dがすだれ状になることを防止し、取り扱い時に変形が生じることを防止することができる。
このように、図11乃至図14に示すリードフレーム(変形例1−1〜変形例1−4)についても、上述した図1乃至図10に示す実施の形態の効果と略同様の効果を得ることができる。
LEDパッケージの変形例
次に、本実施の形態によるLEDパッケージの変形例(変形例A〜変形例C)について、図15乃至図17を参照して説明する。図15乃至図17は、それぞれLEDパッケージの変形例を示す断面図(図5に対応する図)である。図15乃至図17において、図5および図6に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
変形例A
図15は、本実施の形態の一変形例(3pinタイプ)によるLEDパッケージ20Aを示している。図15に示すLEDパッケージ20Aにおいて、リードフレーム10は、1つのダイパッド25と、ダイパッド25の両側に位置する一対のリード部26a、26b(第1のリード部26a、第2のリード部26b)とを有している。
また、LED素子21は一対の端子部21aを有しており、この一対の端子部21aは、それぞれボンディングワイヤ22を介して、第1のリード部26aおよび第2のリード部26bに接続されている。この場合、リードフレーム10としては、例えば図13または図14に示すもの(リードフレーム10C、10D)を用いることができる。このほかの構成は上述した図5および図6に示すLEDパッケージ20と略同一である。
変形例B
図16は、本実施の形態の一変形例(レンズ付一括モールドタイプ)によるLEDパッケージ20Bを示している。図16に示すLEDパッケージ20Bにおいて、反射樹脂23は、ダイパッド25とリード部26との間に充填されている。他方、図5および図6に示すLEDパッケージ20と異なり、リードフレーム10上には反射樹脂23が設けられていない。
また図16において、LED素子21は、ボンディングワイヤ22に代えて、はんだボール(導電部)41a、41bによってリードフレーム10に接続されている。すなわち、はんだボール41a、41bのうち、一方のはんだボール41aはダイパッド25に接続され、他方のはんだボール41bはリード部26に接続されている。さらに、図16において、封止樹脂24の表面に、LED素子21からの光の照射方向を制御するドーム状のレンズ61が形成されている。なお、レンズ61は必ずしも設けられていなくても良い。
変形例C
図17は、本実施の形態の一変形例(一括モールドタイプ)によるLEDパッケージ20Cを示している。図17に示すLEDパッケージ20Cにおいて、反射樹脂23を用いることなく、封止樹脂24のみによってLED素子21とボンディングワイヤ22とが一括封止されている。また、ダイパッド25とリード部26との間には、封止樹脂24が充填されている。
(第2の実施の形態)
次に、図18乃至図20を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。図18乃至図20は本発明の第2の実施の形態を示す図である。図18乃至図20に示す第2の実施の形態は、LED素子21に代えてダイオード等の半導体素子45を用いる点が主として異なるものであり、他の構成は上述した第1の実施の形態と略同一である。図18乃至図20において、第1の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
リードフレームの構成
図18は、本実施の形態によるリードフレーム60を示す断面図である。本実施の形態によるリードフレーム60は、LED素子21に代えてダイオード等の半導体素子45(図18参照)を搭載するためのものであり、めっき層12がリード部26の一部(ボンディングワイヤ22が接続される部分)のみに形成されている。このほかの構成は、図1乃至図3に示すリードフレーム10と同一である。
なお、本実施の形態において、リードフレーム60の平面形状は、図1乃至図4に示すリードフレーム10の形状からなっていても良く、図11乃至図14に示す各リードフレームの形状からなっていても良い。
半導体装置の構成
図19は、本実施の形態による半導体装置65を示している。半導体装置65は、図18に示すリードフレーム60を用いて作製されたものであり、(個片化された)リードフレーム60と、リードフレーム60のダイパッド25に載置された半導体素子45とを備えている。半導体素子45は、例えばダイオード等のディスクリート半導体素子からなっていても良い。また、半導体素子45の端子部45aと、リード部26上に設けられためっき層12とは、ボンディングワイヤ22によって電気的に接続されている。さらに、半導体素子45とボンディングワイヤ22とが封止樹脂24によって封止されている。
なお、封止樹脂24としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるものを選択することが可能であるが、第1の実施の形態と異なり、必ずしも透明なものでなくても良く、黒色等の不透明な樹脂からなっていても良い。
半導体装置の製造方法
次に、図19に示す半導体装置65の製造方法について、図20(a)−(f)を用いて説明する。図20(a)−(f)は、本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す図である。
まず、上述した工程(図7(a)−(f))と略同様にして、リードフレーム60を作製する(図20(a))。なお、この場合、めっき層12を形成する工程(図7(f))において、めっき層12は、リードフレーム本体11の全面ではなく、リード部26の一部にのみ形成される。
次に、リードフレーム60のダイパッド25上に半導体素子45を搭載する。この場合、はんだまたはダイボンディングペーストを用いて、半導体素子45をダイパッド25上に載置して固定する(図20(b))。
次に、半導体素子45の端子部45aと、リード部26上のめっき層12とを、ボンディングワイヤ22によって互いに電気的に接続する(図20(c))。
その後、封止樹脂24により、半導体素子45とボンディングワイヤ22とを一括封止する(図20(d))。なお、このとき、リードフレーム60の裏面に、図示しないバックテープを貼付することにより、封止樹脂24が第1のアウターリード部27および/または第2のアウターリード部28の裏面に回り込むことを防止しても良い。
次に、封止樹脂24およびリードフレーム60のうちダイシング領域15に対応する部分を切断することにより、封止樹脂24およびリードフレーム60を半導体素子45毎に分離する(図20(e))。この際、まずリードフレーム60をダイシングテープ37上に載置して固定し、その後、例えばダイヤモンド砥石等からなるブレード38によって、各半導体素子45間の封止樹脂24、ならびにリードフレーム60の補強片56、リード連結部52、ダイパッド連結部53およびパッケージ領域連結部54を切断する。なお、ブレード38によってリードフレーム60を切断する際、上述した図10(a)または図10(b)に示す方法を用いても良い。
このようにして、図19に示す半導体装置65を得ることができる(図20(e))。
このように、本実施の形態においては、LED素子21に代えてダイオード等の半導体素子45を載置しており、リードフレーム60上には反射樹脂23が設けられていない。
この場合、半導体装置65を製造する工程において(図20(a)−(f))、その途中で反射樹脂23によってリードフレーム60が補強されることがないため、封止樹脂24によって封止されるまでの間、リードフレーム60(図20(e))の変形を防止する必要が生じる。具体的には、半導体素子45を搭載する際、リードフレーム60は、その端面を介してレールにより搬送される場合があり、このときリードフレーム60が変形しないようにする必要がある。また、共晶ボンディングにより半導体素子45をリードフレーム60に接合する場合には、リードフレーム60に熱が加わるため(例えば400℃で10分間熱が加わる等)、この熱によってリードフレーム60の強度が低下することを防止する必要がある。さらに、ワイヤーボンディングの際にもリードフレーム60に熱および衝撃が加わるため、この熱によってリードフレーム60の強度が低下することを防止することも必要である。したがって、反射樹脂23を設ける場合と比べて、より一層リードフレーム60の強度を高めることが求められる。
これに対して本実施の形態によれば、各パッケージ領域14内のダイパッド25とリード部26とは、補強片56により連結されている。このことにより、リードフレーム60の上下方向に沿って細長い空間が生じることがなく、リードフレーム60が上下方向にすだれ状になることがない。これにより、取り扱い時にリードフレーム60に変形が生じることを防止することができる。
このほか、本実施の形態においても、上述した第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
10、10A〜10D、60 リードフレーム
11 リードフレーム本体
12 めっき層
13 枠体領域
14 パッケージ領域
15 ダイシング領域
20、20A〜20C LEDパッケージ
21 LED素子
22 ボンディングワイヤ(導電部)
23 反射樹脂
24 封止樹脂
25 ダイパッド
26 リード部
30 樹脂付リードフレーム
40 多面付LEDパッケージ
45 半導体素子
52 リード連結部
53 ダイパッド連結部
54 パッケージ領域連結部
56、56A、56B 補強片
56a、56a、56a 中間部
56b、56b、56b 第1連結部
56c、56c、56c 第2連結部
65 半導体装置

Claims (10)

  1. LED素子搭載用リードフレームにおいて、
    枠体領域と、
    前記枠体領域内に多列および多段に配置され、各々がLED素子が搭載されるダイパッドと、前記ダイパッドに対してX方向に隣接するリード部とを含むとともに、互いにダイシング領域を介して接続された多数のパッケージ領域とを備え、
    一のパッケージ領域内のリード部には、前記X方向に直交するY方向プラス側に向けて延びる少なくとも2本の連結部が連結され、
    前記一のパッケージ領域内のダイパッドには、前記Y方向プラス側に向けて延びる少なくとも1本の連結部が連結され、
    前記リード部に連結された前記少なくとも2本の連結部のうちの1本の連結部と、前記ダイパッドに連結された前記少なくとも1本の連結部のうちの1本の連結部とで補強片を構成し、それらの連結部が当該補強片の中間部により互いに連結されていることを特徴とするリードフレーム。
  2. 前記一のパッケージ領域内のダイパッドには、前記Y方向プラス側に向けて延びる少なくとも2本の連結部が連結されていることを特徴とする請求項1記載のリードフレーム。
  3. 前記一のパッケージ領域内のリード部には、Y方向マイナス側に向けて延びる1本のみの連結部が連結されていることを特徴とする請求項1又は2記載のリードフレーム。
  4. 前記一のパッケージ領域内のダイパッドには、前記Y方向マイナス側に向けて延びる1本のみの連結部が連結されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載のリードフレーム。
  5. 前記一のパッケージ領域内に、前記一のパッケージ領域内のダイパッド及び前記一のパッケージ領域内のリード部のいずれにも接続されない他の中間部が配置され、前記他の中間部は、前記Y方向マイナス側から見て、前記ダイパッド及び前記リード部に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載のリードフレーム。
  6. LED素子搭載用リードフレームにおいて、
    LED素子が搭載されるダイパッドと、
    前記ダイパッドに対してX方向に隣接するリード部とを備え、
    前記リード部には、前記X方向に直交するY方向プラス側に向けて延びる少なくとも2本の連結部が連結され、
    前記ダイパッドには、前記Y方向プラス側に向けて延びる少なくとも1本の連結部が連結され、
    前記リード部に連結された前記少なくとも2本の連結部のうちの1本の連結部と、前記ダイパッドに連結された前記少なくとも1本の連結部のうちの1本の連結部とで補強片を構成し、それらの連結部が当該補強片の中間部により互いに連結されていることを特徴とするリードフレーム。
  7. 前記ダイパッドには、前記Y方向プラス側に向けて延びる少なくとも2本の連結部が連結されていることを特徴とする請求項6記載のリードフレーム。
  8. 前記リード部には、Y方向マイナス側に向けて延びる1本のみの連結部が連結されていることを特徴とする請求項6又は7記載のリードフレーム。
  9. 前記ダイパッドには、前記Y方向マイナス側に向けて延びる1本のみの連結部が連結されていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項記載のリードフレーム。
  10. 前記ダイパッド及び前記リード部のいずれにも接続されない他の中間部が配置され、前記他の中間部は、前記Y方向マイナス側から見て、前記ダイパッド及び前記リード部に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項記載のリードフレーム。
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