JP6394634B2 - リードフレーム、パッケージ及び発光装置、並びにこれらの製造方法 - Google Patents

リードフレーム、パッケージ及び発光装置、並びにこれらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、リードフレーム、パッケージ及び発光装置、並びにこれらの製造方法に関する。
従来、ハンガーリードを有するリードフレーム、そのリードフレームを用いたパッケージ、及びそのパッケージに半導体発光素子が実装された発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
パッケージは、外枠に複数組の電極及びハンガーリードが繋がったリードフレームに樹脂モールドなどを行うことで形成される。電極は、樹脂からなる支持部材によって支持されるとともに、支持部材は、側面においてリードフレームの外枠と繋がった複数のハンガーリードによって支持され、電極を外枠から切り離した際に、パッケージが離散しないように構成されている。これによって、複数のパッケージがハンガーリードによって外枠と繋がったパッケージ集合体が形成される。
また、パッケージをリードフレームの外枠面に対して垂直な方向に押し出して、支持部材とハンガーリードとを分離することによって、個々のパッケージを集合体から取り外すことができる。
実用新案登録第3168024号公報
特許文献1に記載のパッケージは、ハンガーリードの先端部に段差が形成されており、リードフレームからのパッケージの脱落が防止されるとともに、リードフレームの外枠面に対して上向きに押し出すことでパッケージの取り外しができるように構成されている。このため、リードフレームの外枠面に対して、パッケージを下向きに押し出して取り外すには不向きである。
本開示に係る実施形態は、リードフレームに対して下向きに押し出すことで取り外しができ、かつ、リードフレームから脱落し難いパッケージ、発光装置及びこれらに用いられるリードフレーム、並びにこれらの製造方法を提供することを課題とする。
本開示の実施形態に係るリードフレームは、電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、前記電極を支持する支持部材と一体成形された、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージを形成するためのリードフレームであって、前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、前記電極は、前記支持部材の形成予定領域に配置され、前記ハンガーリードは、前記外枠から前記支持部材の形成予定領域に接するまで延伸するように配置され、前記支持部材の形成予定領域側の先端において、上面側の角部の少なくとも一部に面取り面が設けられている。
本開示の実施形態に係るパッケージは、前記したリードフレームと、前記リードフレームと一体成形された主に樹脂からなる前記支持部材と、を備える。
本開示の実施形態に係るパッケージは、電極と、前記電極を支持する樹脂からなる支持部材と、前記電極と離間して設けられるハンガーリード及び前記ハンガーリードと繋がる外枠を有するリードフレームと、を備え、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージであって、前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、前記電極は、下面が前記支持部材の下面と略同一平面となるように配置され、前記ハンガーリードは、前記外枠から前記支持部材の側面に接するまで延伸するように配置され、前記支持部材側の先端において、上面側の角部の少なくとも一部に面取り面が設けられている。ここで「略同一平面」とは、物理的に同一平面となる場合の他、実質的に同一平面となるものも含む意味である。例えば、電極の厚みに対して10%以下の段差、より好ましくは5%以下の段差は略同一平面とする。
本開示の実施形態に係るパッケージは、電極と、前記電極を支持する樹脂からなる支持部材と、を備え、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージであって、前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、前記電極は、下面が前記支持部材の下面と略同一平面となるように配置され、前記支持部材は、側面の少なくとも一部に凸部を有し、前記凸部は、突出する方向に平行な垂直面による断面形状が略直角三角形であり、前記直角三角形は、直角を挟む辺の一方が、前記支持部材の側面である垂直面内にあり、前記直角を挟む辺の他方が前記電極の上面と略同一平面内にある。ここで「略同一平面」とは、物理的に同一平面となる場合の他、実質的に同一平面となるものも含む意味である。例えば、電極の厚みに対して10%以下の段差、より好ましくは5%以下の段差は略同一平面とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、前記した何れかのパッケージと、前記凹部内に実装された前記発光素子と、を備える。
本開示の実施形態に係るリードフレームの製造方法は、ダイに板状の金属を配置し、パンチにて前記金属側から前記ダイ方向に打ち抜く工程と、打ち抜かれた前記金属は、電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、上下に分割された金型で前記ハンガーリードの先端における前記ダイ側に相当する面側の角部の少なくとも一部にプレス加工により面取り面を形成する工程と、を有する。
本開示の実施形態に係るリードフレームの製造方法は、ダイに板状の金属を配置する工程と、電極と前記電極から離れた位置にあるハンガーリードとをパンチにて前記金属側から前記ダイ方向に打ち抜く工程と、前記打ち抜かれた前記ハンガーリードの先端における前記ダイ側に相当する面側の角部の少なくとも一部をプレス加工により面取りする工程と、を有する。
本開示の実施形態に係るリードフレームの製造方法は、板状の金属を下方向から上方向に打ち抜く工程と、打ち抜かれた前記金属は、電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、上下に分割された金型で前記ハンガーリードの先端における前記金属の上面側の角部の少なくとも一部にプレス加工により面取り面を形成する工程と、を有する。ここで板状の金属が、リードフレームとしてパッケージや発光装置に組み込まれた際に上面となる方を上とし、下面となる方を下とする。
本開示の実施形態に係るパッケージの製造方法は、前記したリードフレームの製造方法によって、前記リードフレームを形成し、前記電極を上下に分割されたモールド金型の上金型と下金型とで挟み、前記電極が挟み込まれた前記モールド金型内に第1樹脂を注入し、前記注入された第1樹脂を固化又は硬化することで前記支持部材を形成する。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、前記したパッケージの製造方法によって、前記パッケージを形成し、前記凹部内に前記発光素子を実装する。
本開示の実施形態に係るリードフレーム、パッケージ及び発光装置、並びにこれらの製造方法によれば、リードフレームに対して下向きに押し出すことで取り外しができ、かつ、リードフレームから脱落し難いパッケージ及び発光装置を提供することができる。
実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 実施形態に係るパッケージの構成を示す平面図である。 実施形態に係るパッケージの構成を示す底面図である。 実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2AのIIC−IIC線における断面を示す。 実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2AのIID−IID線における断面を示す。 実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2Dにおいて破線で囲んだ領域IIEの部分拡大図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る発光装置の製造方法の外形形成工程で形成されるリードフレームの構成を示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程及び面取り面形成工程を経て形成されるリードフレームの構成を示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程及び面取り面形成工程を経て形成されるリードフレームの構成を示す断面図であり、図4BのIVC−IVC線における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程における第1工程を示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程における第2工程を示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の面取り面形成工程における第1工程を示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の面取り面形成工程における第2工程を示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIIC−VIIC線における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線に相当する位置における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIIC−VIIC線に相当する位置における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図8Cにおいて破線で囲んだ領域VIIIDの部分拡大図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の第1樹脂固化又は硬化工程を経て金型から取り出したパッケージの構成を示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における注入痕除去工程及び電極分離工程を示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子実装工程及び封止工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の製造方法の個片化工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。
以下、実施形態に係るリードフレーム、パッケージ及び発光装置、並びにこれらの製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。なお、「外側面」は「壁部における外側の側面」を意味し、「内側面」は「壁部における内側の側面」を意味する。
また、説明の便宜上、各図においてXYZ座標軸を用いて観察方向を示している。
[発光装置の構成]
実施形態に係る発光装置の構成について、図1〜図2Eを参照して説明する。
図1は、実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。図2Aは、実施形態に係るパッケージの構成を示す平面図である。図2Bは、実施形態に係るパッケージの構成を示す底面図である。図2Cは、実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2AのIIC−IIC線における断面を示す。図2Dは、実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2AのIID−IID線における断面を示す。図2Eは、実施形態に係るパッケージの構成を示す断面図であり、図2Dにおいて破線で囲んだ領域IIEの部分拡大図である。
実施形態に係る発光装置100は、凹部11を有するパッケージ1と、凹部11内に実装された発光素子4と、発光素子4を被覆する封止部材(第2樹脂)6と、を備えている。
パッケージ1は、全体の形状が略直方体であって、上面に開口する凹部11を有する箱形に形成されている。ここで、箱形とは、中空の形状を指し、本実施形態においては、パッケージ1は、上面が開口するカップ状の形状を有するものである。平面視において、上面が開口するカップ状の形状は、角に丸味を帯びた略四角形であるが、円形形状、楕円形状、多角形形状、角が角張っている略四角形などとすることもできる。また、パッケージ1は、第1電極31と、第1電極31と極性が異なる第2電極32と、第1電極31及び第2電極32を支持する樹脂成形体である支持部材2と、を備えている。
なお、パッケージ1は、略直方体形状の外形の1つの頂点を切り欠いて又は凹ませて、第1電極31の極性を表すマーク26が設けられている。マーク26の形状や大きさ、配置場所は特に限定されるものではなく、例えば、第2電極32側に設けてもよい。
凹部11は、発光素子4を実装するためのキャビティである。凹部11は、上面側に開口を有し、側壁が主に支持部材2からなり、底面11aの少なくとも一部が第1電極31及び第2電極32で構成されている。
より詳細には、凹部11は、側面が支持部材2の壁部21で囲まれ、底面11aが、第1電極31のインナーリード部311と、第2電極32のインナーリード部321と、支持部材2とで構成されている。また、凹部11は、開口方向(Z軸の+方向)に向かって拡がる形状となっている。パッケージ1の下面12は、第1電極31及び第2電極32の下面が露出しており、パッケージ1を外部の実装基板などに実装する際の実装面である。また、第1電極31及び第2電極32の下面と、支持部材2の下面とは略同一平面となるように、すなわち、パッケージ1の下面12が平坦面となるように構成されている。ここで「略同一平面」とは、物理的に同一平面となる場合の他、実質的に同一平面となるものも含む意味である。例えば、電極の厚みに対して10%以下の段差、より好ましくは5%以下の段差は略同一平面とする。
なお、各図において、パッケージ1の実装面である下面12がXY平面に平行な面となるように座標軸を定めている。また、第1電極31の先端と第2電極32の先端とが互いに対向する方向である第1方向をX軸方向とし、実装面に平行な面内で、第1方向と直交する第2方向をY軸方向としている。また、実装面に垂直な方向であるパッケージ1の高さ方向をZ軸方向としている。
支持部材2は、上層部である壁部21と、下層部である底部22と、を備えている。支持部材2は、樹脂材料を用いたモールド成型によって形成することができる。
壁部21は、凹部11の側壁を構成している。壁部21は、外側面21aと、外側面21aと隣接する外側面21bと、外側面21bと隣接し外側面21aと対向する外側面21cと、外側面21a及び外側面21cと隣接する外側面21dと、を有している。外側面21a,21b,21c,21dは、上方(Z軸の+方向)に向かうほど内側に傾斜している。外側面21a,21b,21c,21dは、垂直面であってもよいが、支持部材2をモールド成型する際に、金型から容易に成形品を取り出すことができるため、内側に傾斜して形成することが好ましい。
凹部11の側面を構成する側壁である壁部21の内側面21eは、底面11aから開口に向かうほど外側に傾斜している。内側面21eは、垂直面としてもよいが、外側に傾斜する傾斜面とすることが好ましい。内側面21eを外側に傾斜する傾斜面とすることで、凹部11内に実装される発光素子が発光して横方向に伝播する光を、開口方向に反射させて光取り出し効率を高めることができる。また、支持部材2をモールド成型する際に、金型から容易に成形品を取り出すことができる。また、内側面21eは、階段状に形成してもよい。
底部22は、第1電極31及び第2電極32と同じ厚さTで形成されており、第1電極31及び第2電極32を固定する部分である。底部22は、平面視において、壁部21よりも外側に突出する鍔部23が、壁部21の周囲に設けられている。
底部22の下面は、第1電極31及び第2電極32の下面と略同一平面、いわゆる「面一(つらいち)」となるように設けられており、実装面となるパッケージ1の下面12が平坦面となっている。ここで「略同一平面」とは、物理的に同一平面となる場合の他、実質的に同一平面となるものも含む意味である。例えば、第1電極31の厚みに対して10%以下の段差、より好ましくは5%以下の段差は略同一平面とする。
また、壁部21と底部22とは、同一材料で一体成形されている。このように一体成形型することで、壁部21と底部22との接合強度を高めることができる。
鍔部23は、底部22の外周部分として設けられ、第1電極31及び第2電極32と同じ厚さTで、平面視で壁部21よりも外側に突出して設けられている部位である。底部22の側面である鍔部23の側面23bは、パッケージ1の下面12に略垂直な面で構成されている。
鍔部23は、平面視で、壁部21の端面31c,32c及び外形の長辺側の全領域と、壁部21の外形の短辺側のアウターリード部312,322が設けられていない領域とに設けられている。つまり、鍔部23は、アウターリード部312,322の凹み部313,314,323,324の側面には設けられていない。
パッケージ1において、外側面21aからは第1電極31が突出し、外側面21cからは第2電極32が突出しているが、外側面21b,21dからは、第1電極31及び第2電極32が露出していない。つまり、外側面21b,21dの全ては、壁部21と同じ材料、すなわち樹脂材料で形成されている。そのため、パッケージ1を外部の実装基板に、例えば半田接合した際に、半田の濡れ性が低いため外側面21b,21dへの半田漏れを低減できる。
ここで、平面視において、壁部21の外側面21a,21cからパッケージ1の長手方向(X軸方向)に突出する鍔部23の突出量をW1、外側面21b,21dからパッケージ1の短手方向(Y軸方向)に突出する鍔部23の突出量をW2とする。
突出量W1は、少なくとも5μm以上であることが好ましく、第1電極31及び第2電極32のアウターリード部312,322の端部に凹み部313,314,323,324を設ける場合には、例えば、20μm程度であることが特に好ましい。
突出量W2は、少なくとも5μm以上であることが好ましく、製造時にハンガーリード35から取り外す際に(図11及び図12参照)、外側面21b,21dがハンガーリード35と接触することによって傷付くことを防止するためには、例えば10μm以上が好ましく、20μm以上であることが特に好ましい。
なお、鍔部23の突出量W1と突出量W2とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、平面視で支持部材2の長手方向に延伸する鍔部23、すなわち壁部21の外側面21b,21dの下端に連続して設けられている鍔部23には、その上面23a側の角部の一部に、凸部24が設けられている。また、凸部24の下端に連続して、溝部28が設けられている。また、鍔部23の下端には、側面23bから平面視で外側に突出する樹脂バリ27が、平面視で支持部材2の長手方向に沿って形成されている。
なお、詳細は後記するが、凸部24、溝部28及び樹脂バリ27は、モールド成型によって支持部材2を形成する際に、リードフレーム3のハンガーリード35(図8D参照)の先端部分の形状に起因して形成される部位である。
凸部24は、平面視で支持部材2の長手方向に延伸する鍔部23の側面23bから突出するように設けられている。本実施形態では、支持部材2の長手方向に延伸する2つの鍔部23の側面23bのそれぞれに、凸部24が2つずつ設けられている。凸部24は、鍔部23の側面23bごとに、それぞれ2箇所以上に設けられることが好ましい。
凸部24は、パッケージ1の下面12及び鍔部23の側面に垂直な面(YZ平面に平行な面)による断面が、略直角三角形をしている。凸部24の断面形状である直角三角形は、直角を挟む辺の一方が鍔部23に接続される接続面24cに対応する辺であり、支持部材2の底部22の側面23bである垂直面内にある。また、直角を挟む辺の他方が凸部24の上面24aに対応する辺であり、鍔部23の上面23aと略同一平面内にある。なお、鍔部23の上面23aは、第1電極31及び第2電極32の上面と略同一平面内にあるように設けられている。また、直角三角形の斜辺が凸部24の側面24bに対応する辺であり、上方ほど外側となるように傾斜して設けられている。つまり、側面24bは、下向きの傾斜面である。ここで「略同一平面」とは、物理的に同一平面となる場合の他、実質的に同一平面となるものも含む意味である。例えば、電極の厚みに対して10%以下の段差、より好ましくは5%以下の段差は略同一平面とする。
凸部の断面形状を直角三角形とすることで、ハンガーリード35によるパッケージ1の保持力を高め、一方、ハンガーリード35からパッケージ1を離しやすくすることができる。
ここで、凸部24の延伸方向の幅(X軸方向の長さ)をA1、凸部24の鍔部23の垂直な側面23bからの突出量(Y軸方向の長さ)をA2、凸部24の高さ(Z軸方向の長さ)をA3、側面24bの垂直からの傾斜角をA4とする。
幅A1は、底部22の凸部24が設けられている側面23bの長さ(X軸方向の長さ)の、1/20以上1/1以下とすることが好ましく、1/10以上1/2以下とすることがより好ましい。より具体的には、幅A1は、200μm以上1000μm以下程度とすることが好ましい。
なお、各側面23bにおいて、凸部24が複数個設けられている場合は、それらの合計幅が、前記した幅A1の範囲内とすることが好ましい。
突出量A2は、第1電極31及び第2電極32の厚さT、すなわち底部22の厚さ(Z軸方向の長さ)の、1/20以上1/4以下程度とすることが好ましい。より具体的には、突出量A2は、10μm以上50μm以下程度とすることが好ましい。
高さA3は、第1電極31及び第2電極32の厚さT、すなわち底部22の厚さ(Z軸方向の長さ)の、1/10以上1/2以下程度とすることが好ましい。より具体的には、高さA3は、20μm以上100μm以下程度とすることが好ましい。
また、傾斜角A4は、45°以上であってもよいが、15°以上45°未満とすることが好ましく、30°又はその近傍の角度とすることがより好ましい。
凸部24の形状の各パラメータ(A1〜A4)を上記の範囲とすることで、製造時において、パッケージ1がリードフレーム3のハンガーリード35で適度な保持力で保持することができる(図8D参照)。ここで、適度な保持力とは、下限値が、リードフレーム3を取り扱う際に不用意にパッケージ1がハンガーリード35から脱落しない程度である。また、上限値が、パッケージ1の上面側から押圧力を加えてハンガーリード35から分離する際に、第1電極31及び第2電極32が支持部材2から剥離するなどの実用上の不具合が発生しない程度である。
溝部28は、凸部24の側面23bの下端に連続して設けられている。溝部28は、製造時にパッケージを保持するハンガーリード35の先端部分の形状に対応して形成される部位である(図8D参照)。
溝部28は設けなくともよいが、設けることが好ましい。ハンガーリード35の先端部分に設けられる突出部35dが溝部28に嵌まり込むように支持部材2が形成されることで、パッケージ1がリードフレーム3から上方向にも脱落し難くすることができる。
なお、溝部28は、奥行き(Y軸方向の長さ)が1μm以上15μm以下程度とし、高さ(Z軸方向の長さ)が1μm以上15μm以下程度とすることが好ましい。また、溝部28の幅(X軸方向の長さ)は、凸部24の幅と同じに形成されることが好ましい。
樹脂バリ27は、ハンガーリード35の下面側をプレス加工のダレ面とすることに起因して形成される部位である。
なお、樹脂バリ27は短いほど好ましいが、樹脂バリ27の鍔部23の側面23bから突出する長さが、リードフレーム3の厚さ、すなわち第1電極31及び第2電極32の厚さTの1/2程度よりも短く形成されることが好ましい。
支持部材2に用いられる樹脂材料(第1樹脂)としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。
熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。これにより安価なパッケージを簡易に製造することができる。また、セラミックスよりも軟質なパッケージとすることで割れや欠けを抑制することができる。
熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを用いることができる。これにより耐熱性の良いパッケージを簡易に製造することができる。
支持部材2の壁部21の内側面21eにおいて光を効率よく反射するために、支持部材2に光反射性物質の粒子が含有されていてもよい。光反射性物質は、例えば、酸化チタン、ガラスフィラー、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛などの白色フィラーを用いることができ、樹脂材料に含有されたときに外面での光反射性の高い材料である。内側面21eの可視光に対する反射率は70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。特に、発光素子が発する光の波長域において反射率が70%以上であることが好ましく、80%以上がより好ましい。樹脂材料における光反射性物質の含有量は、5質量%以上50質量%以下であればよく、10質量%以上30質量%以下が好ましいが、これに限定されるものではない。
第1電極31は、平面視において、支持部材2の壁部21の配置領域及びその内側に配置されるインナーリード部311と、壁部21の外側に配置されるアウターリード部312とから構成されている。
第2電極32は、第1電極31と同形状を有しており、平面視で、X軸方向の中心線(Y軸に平行な線)について、略線対称となるように配置されている。
なお、第1電極31及び第2電極32は、インナーリード部311,321の外周部を除き、略同じ厚さで形成されている。
第1電極31及び第2電極32は、銅、鉄、銀、金、アルミニウムなど及びこれらの合金を用いることができ、銅を主材とするものが熱伝導率や強度などの観点から好ましい。
第1電極31及び第2電極32は、銅などの主材に銀やアルミニウムなどのメッキを施したものが好ましい。光反射率を向上することができるからである。また支持部材と、第1電極31及び第2電極32と、の密着性を向上することもできる。
第1電極31のインナーリード部311は、平面視で、壁部21の外縁よりも内側の領域に配置されており、発光素子をダイボンド又は/及び半田やワイヤなどで電気的に接続するために用いられる。インナーリード部311は、平面視で略矩形形状を有しているが、X軸方向の外側が、内側(中央部側)よりも幅が狭くなっている。
第1電極31のアウターリード部312は、支持部材2の外側面21aから突出するように設けられ、インナーリード部311のX軸方向の外側と同じ幅で形成されている。アウターリード部312は、幅方向の略中央部に、平面視で略半円形に切り欠かれた凹み部313と、幅方向の両端部に、平面視でそれぞれ略四半円形に切り欠かれた凹み部314とが設けられている。凹み部313及び凹み部314は、アウターリード部312を厚さ方向に貫通するように設けられている。
また、アウターリード部312は、幅方向(Y軸方向)の両隣に、同じ厚さの鍔部23が設けられている。
また、第1電極31の上面31a及び下面31bは、光反射性又は/及び半田などの導電性接合部材との接合性を高めるために、Ag、Au、Niなどのメッキ処理が単層又は多層で施されている。また、アウターリード部312の端面31c及び凹み部314の側面には、メッキ処理が施されていないが、凹み部313の側面にはメッキ処理が施されている。メッキ処理をすることで凸部の形状や高さを調整することができる。
なお、メッキ処理に用いられる金属は、メッキ処理を施す目的に応じて、言い換えればメッキ処理を施す領域に応じて異なるようにしてもよい。例えば、上面31aは、主として光反射性を高めるためにAgを用い、下面31b及び凹み部313の側面は、主として半田などの接合性を高めるために、Auを用いるようにしてもよい。
第2電極32のインナーリード部321、アウターリード部322、凹み部323及び凹み部324は、第1電極31のインナーリード部311、アウターリード部312、凹み部313及び凹み部314とそれぞれ同様であるから、詳細な説明は省略する。
なお、凹み部313,314,323,324の形状は、適宜に定めることができる。
第1電極31は、インナーリード部311の外周に段差構造315が設けられている。段差構造315は、第1電極31の厚さ方向において、下面側が凹んだ段差である。また、第1電極31の上面側は、厚さ方向の下部が上部よりも外側に突出している。
また、第2電極32も、インナーリード部321の外周に、段差構造315と同様の段差構造325が設けられている。
第1電極31及び第2電極32の支持部材2と接する領域に段差構造315,325を設けることにより、後記する個片化工程などにおいてパッケージ1に外力が加えられた際に、第1電極31及び第2電極32と支持部材2とが分離し難いように構成されている。
本実施形態では、第1電極31及び第2電極32のインナーリード部311,321の外周の全領域に段差構造315,325が設けられているが、アウターリード部312,322の支持部材2と接する領域にも段差構造315,325を設けてもよい。また、第1電極31及び第2電極32の支持部材2と接する外周の少なくとも一部に段差構造315,325が設けられていればよく、外周部に断続的に設けるようにしてもよい。
発光素子4は、パッケージ1の凹部11内の第2電極32上に実装されている。ここで用いられる発光素子4は、形状や大きさ、半導体材料などが特に限定されるものではない。発光素子4の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。近紫外から可視光領域に発光波長を有する、InAlGa1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)で表される窒化物半導体からなる発光素子を好適に用いることができる。
本実施形態においては、発光素子4は、正負の電極が同じ面側に配置されたフェイスアップ実装型であるが、フェイスダウン実装型のものでもよく、正負の電極が互いに異なる面側に配置されたものでもよい。
ワイヤ5は、発光素子4や保護素子等の電子部品と、第1電極31や第2電極32を電気的に接続するための導電性の配線である。
発光素子4は、ワイヤ5を用いて凹部11の底面11aに設けられている第1電極31及び第2電極32と電気的に接続されている。
封止部材(第2樹脂)6は、パッケージ1の凹部11内に実装された発光素子4などを被覆するものである。封止部材6は、発光素子4などを、外力、埃、水分などから保護するとともに、発光素子4などの耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとするために設けられている。封止部材6の材質としては、熱硬化性樹脂、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などの透明な材料を挙げることができる。このような材料に加えて、所定の機能を持たせるために、蛍光体(波長変換物質)や光反射性物質、光拡散物質、その他のフィラーを含有させるようにしてもよい。シリコーン樹脂とすることで耐熱性、耐光性を向上することができる。
封止部材6にシリコーン樹脂を用いる場合、シリコーン樹脂にタック性があるため、他の発光装置や他の部材などとくっつきやすい。この発光装置は凹部11が開口されている側から底部22側に突き落とすことで個片化することから封止部材6のシリコーン樹脂と他の部材とがくっつくのを抑制することができる。
また、凹部11に封止部材6を配置することで凹部11の壁部21の強度を高めることができる。
(変形例)
なお、パッケージ1は、例えば、次のように変形して構成してもよい。
パッケージ1の第1電極31及び第2電極32は、アウターリード部312,322に、凹み部313,314,323,324の何れか又は全部を設けないようにしてもよい。アウターリード部312,322に凹み部314,324を設けない場合には、鍔部23の突出量W1が、アウターリード部312,322の長さと同じになるように鍔部23を設けてもよい。
また、パッケージ1は、壁部21から突出する鍔部23及び/又はアウターリード部312,322を設けないようにしてよい。
また、パッケージ1は、マーク26を有さないようにしてもよい。
[発光装置の製造方法]
次に、発光装置100の製造方法について、図3〜図12を参照して説明する。
図3は、実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図4Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法の外形形成工程で形成されるリードフレームの構成を示す平面図である。図4Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程及び面取り面形成工程を経て形成されるリードフレームの構成を示す平面図である。図4Cは、実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程及び面取り面形成工程を経て形成されるリードフレームの構成を示す断面図であり、図4BのIVC−IVC線における断面を示す。図5Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程における第1工程を示す断面図である。図5Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法の段差形成工程における第2工程を示す断面図である。図6Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法の面取り面形成工程における第1工程を示す断面図である。図6Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法の面取り面形成工程における第2工程を示す断面図である。図7Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す平面図である。図7Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線における断面を示す。図7Cは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIIC−VIIC線における断面を示す。図7Dは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程におけるリードフレーム設置工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線における断面を示す。図8Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIIB−VIIB線に相当する位置における断面を示す。図8Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIIC−VIIC線に相当する位置における断面を示す。図8Cは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。図8Dは、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における第1樹脂注入工程を示す断面図であり、図8Cにおいて破線で囲んだ領域VIIIDの部分拡大図である。図9は、実施形態に係る発光装置の製造方法の第1樹脂固化又は硬化工程を経て金型から取り出したパッケージの構成を示す平面図である。図10は、実施形態に係る発光装置の製造方法の支持部材形成工程における注入痕除去工程及び電極分離工程を示す平面図である。図11は、実施形態に係る発光装置の製造方法の発光素子実装工程及び封止工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。図12は、実施形態に係る発光装置の製造方法の個片化工程を示す断面図であり、図7AのVIID−VIID線に相当する位置における断面を示す。
なお、図4Bにおいて、第1電極31及び第2電極32の外周における段差構造315,325が形成された領域を太線で示している。
本実施形態に係る発光装置の製造方法は、リードフレーム準備工程S10と、支持部材形成工程S20と、発光素子実装工程S30と、封止工程S40と、個片化工程S50と、を含んでいる。
リードフレーム準備工程S10は、平板状の板金を加工することで、第1電極31及び第2電極32と、ハンガーリード35とを備えたリードフレーム3を準備する工程である。リードフレーム準備工程S10は、外形形成工程S11と、段差形成工程S12と、面取り面形成工程S13と、メッキ工程S14と、を含んでいる。
外形形成工程S11は、平板状の板金にプレス加工の一つである抜き加工を施すことによって、第1電極31、第2電極32及びハンガーリード35の外形形状が形成されたリードフレーム3を形成する工程である。
原材料である板金は、半導体素子のパッケージのリードフレームに用いられるものであれば、特に限定されるものではない。板金の厚さは、パッケージの形状や大きさなどに応じて適宜に選択されるが、例えば、100〜500μm程度の厚さのものが用いられ、120〜300μmの厚さが更に好ましい。また、板金の材料としては、例えば、Cu系の合金が用いられる。
第1電極31、第2電極32及びハンガーリード35の各部材の外形形状を形成するための平面視でH字形状の貫通孔36と、アウターリード部312,322の端部に設けられる凹み部313,323を形成するための平面視でT字形状の貫通孔37と、がプレス加工の穴抜きによって形成される。貫通孔37は、支持部材2の形成予定領域20の外形線に跨がるように形成される。
なお、リードフレーム3は、貫通孔36,37を形成するプレス加工において、パンチ側の面である「ダレ面」が、パッケージ1を形成したときに下面となるように用いられる。言い換えれば、リードフレーム3は、反対側の面、すなわちダイ側の面である「バリ面」が上面となるように用いられる。これによって、実装面であるパッケージ1の下面12側に金属バリが出ず、実装面を平坦に形成することができる。
この工程で形成されるリードフレーム3は、平面視において、支持部材2の形成予定領域20の内側に形成された部分が第1電極31及び第2電極32となる。第1電極31の先端と第2電極32の先端とは、支持部材2の形成予定領域20の長手方向の中央部において、間隔を空けて互いに対向している。また、第1電極31は、平面視において矩形である支持部材2の形成予定領域20の一対の短辺の一方から外側に延伸するように設けられた連結部33を介して外枠30と繋がり、第2電極32は、他方の短辺から外側に延伸するように設けられた連結部34を介して外枠30と繋がっている。
また、2つのハンガーリード35は、それぞれ外枠30から支持部材2の形成予定領域20に向かって延伸し、先端部分が、支持部材2の形成予定領域20の長手方向(X軸方向)の外形線と略全幅で接するように形成されている。
なお、1個のパッケージ1を製造する場合について説明するが、複数のパッケージ1を1次元又は2次元に配列するように製造するようにしてもよい。その場合は、例えば、図4Aに示したリードフレーム3を1次元又は2次元に連続して配置したリードフレーム集合体を形成すればよい。
段差形成工程S12は、第1電極31のインナーリード部311の外周に段差構造315を形成するとともに、第2電極32のインナーリード部321の外周に段差構造325を形成する工程である。段差構造315,325は、プレス加工により、パンチで外周部分を叩き潰すことで形成することができる。この工程は、以下の2つのサブ工程が含まれる。
なお、図5A及び図5Bは、第1電極31に段差構造315を形成する工程を示すものであるが、第2電極32に段差構造325を形成する工程も同様に行われる。
まず、第1工程において、上面が平坦な下金型(ダイ)410上に、外形形成工程S11で各部材の外形が形成されたリードフレーム3を配置する。このとき、パッケージ1を形成したときに、第1電極31の上面31aとなる面であるバリ面を下向きにして配置する。そして、上金型(パンチ)400をインナーリード部311の外周部分に向けて下降させる。
次に、第2工程において、第1電極31のインナーリード部311の外周部分を上金型400と下金型410とでプレスして叩き潰すことによって、当該外周部分において、パッケージ1を形成したときに下面31bとなる側が凹んだ段差構造315が形成される。
なお、叩き潰された部分である下段部の厚さは、元の板金の厚さの0.2倍〜0.8倍程度とすることが好ましく、0.3倍〜0.7倍程度とすることがより好ましい。また、叩き潰す際の先端の奥行は、元の板金の厚さの0.2倍〜2倍程度とすることが好ましく、0.3倍〜1倍程度とすることがより好ましい。これによって、第1電極31及び第2電極32が、支持部材2によって強固に固定され、分離し難くすることができる。
なお、便宜的に、固定金型であるダイを下金型410、可動金型であるパンチを上金型400としたが、上下を逆にして、上側にダイを配置して下側にパンチを配置するようにしてもよく、パンチ及びダイを横向きに配置して用いるようにしてもよい。
面取り面形成工程S13は、ハンガーリード35の先端部分の上面35a側の角部の少なくとも一部に、面取り面35cを形成する工程である。
なお、面取り面35cの形状は、前記した支持部材2の凸部24の形状に対応するものである。従って、面取り面35cの幅は幅A1と、面取り面35cの上面35a側の面取り長さは突出量A2と、面取り面35cの側面35e側の面取り長さは高さA3と、面取り面35cの側面35eに対する傾斜角は傾斜角A4と、それぞれ一致するように定められる。
面取り面35cは、ハンガーリード35の先端部分を上金型420と下金型430とで挟み込むプレス加工によって形成することができる。下金型430の上面には、面取り面35cの形状に対応した傾斜面430aが設けられた段差が形成されている。また、上金型420の下面は、平坦面となっている。この工程は、以下の2つのサブ工程が含まれる。
まず、第1工程において、下金型430上に、リードフレーム3を載置する。このとき、ハンガーリード35の先端の、パッケージ1を形成したときに上面35aとなる側の角部が、傾斜面430a上に載置されるように位置を合わせる。
なお、ハンガーリード35の先端部分は、側面35eが略垂直面である。また、パッケージ1を形成したときに下面35bとなる側が、外形形成工程S11における「ダレ面」となっており、角部に丸味35fを有しており、上面35aとなる側が「バリ面」となっており、角部に金属バリ35gが形成されている。
次に、第2工程において、上金型420と下金型430とで、ハンガーリード35の先端部分を挟み込んでプレス加工することで、面取り面35cが形成される。このとき、面取り面35cが形成される領域では、金属バリ35gも押し潰される。また、面取りされて余分となった金属が外側(図6Bにおいて右側)に押し出され、突出部35dが形成される。
なお、突出部35dは形成しないようにしてもよいが、ハンガーリード35によるパッケージ1の保持力を高めることができるため、突出部35dを形成することが好ましい。更に、突出部35dを形成することで、リードフレーム3に対してパッケージ1の上方への脱落も抑制することができる。
なお、面取り面35cの形成は、プレス加工に限定されない。突出部35dを形成しない場合は、例えば、切削加工によって面取り面35cを形成することもできる。
また、段差形成工程S12と面取り面形成工程S13とは、何れを先に行ってもよく、プレス加工による場合は、両方を同時に行うようにしてもよい。
メッキ工程S14は、リードフレーム3の表面に、光反射性又は/及び半田接合性を高めるために、Agなどの電解メッキ処理を施す工程である。この工程では、リードフレーム3の上面及び下面と、貫通孔36,37の内側面を含めた側面とがメッキされる。
なお、メッキ工程S14に代えて、リードフレーム3の原材料として、表面にメッキ処理が施された板金を用いて、外形形成工程S11〜面取り面形成工程S13を行うようにしてもよい。
支持部材形成工程S20は、リードフレーム3の第1電極31及び第2電極32を支持する支持部材2を、第1樹脂を用いてモールド成型する工程である。支持部材形成工程S20は、リードフレーム設置工程S21と、第1樹脂注入工程S22と、第1樹脂固化又は硬化工程S23と、注入痕除去工程S24と、電極分離工程S25と、を含んでいる。
支持部材2の形成に用いられる樹脂材料(第1樹脂)としては、前記した熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。樹脂材料としてポリフタルアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いる場合は射出成型法によって、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いる場合はトランスファー成型法によって、支持部材2を成型することができる。
リードフレーム設置工程S21は、リードフレーム3を、モールド金型である上金型500と下金型510とで挟み込まれるように設置する工程である。上金型500は、支持部材2の壁部21の形状に相当する空洞501と、この空洞501に隣接した平坦部と、を有している。また、空洞501は、平面視でリング状に繋がっている。
リードフレーム3は、平面視において、支持部材2の形成予定領域20の壁部の形成予定位置が上金型500の空洞501の外縁502と一致するとともに、貫通孔37が空洞501の外側になるように位置合わせして配置される。
また、上金型500には、リードフレーム3と位置合わせしたときに、平面視で、リードフレーム3の貫通孔36が設けられた領域内であって、支持部材2の形成予定領域20の外側に、第1樹脂を注入するためのゲート503が設けられている。また、下金型510は、上面が平坦面となっている。
第1樹脂注入工程S22は、リードフレーム3を上金型500と下金型510とで挟み込んだ状態で、ゲート503からモールド金型内に第1樹脂を注入する工程である。
ここで、ゲート503と、貫通孔36と、空洞501とは連通しており、貫通孔37はこれらの空間とは連通していない。従って、第1樹脂は、貫通孔36及び空洞501に注入され、貫通孔37には注入されない。
第1樹脂固化又は硬化工程S23は、モールド金型内に注入した樹脂を固化又は硬化させる工程である。
ここで、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いる場合に、加熱溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固体化することを「固化」と呼ぶ。また、樹脂材料として熱硬化性樹脂を用いる場合に、液状の熱硬化性樹脂を加熱して固体化することを「硬化」と呼ぶ。
上金型500の空洞501及びリードフレーム3の貫通孔36に充填された第1樹脂を固化又は硬化させることで、空洞501内に壁部21が形成され、貫通孔36内に底部22が形成される。また、底部22は、貫通孔36内において、平面視で、支持部材2の形成予定領域20の外側の領域にまで第1樹脂の成形体が連続して延在するように形成されている。リードフレーム3の第1電極31及び第2電極32は、壁部21及び底部22を備えた支持部材2によって支持される。また、ゲート503内に残留した第1樹脂が固体化されることで、ゲート痕25が形成される。
なお、面取り面35cを形成することで、ハンガーリード35の先端部分の上面35a側の角部に凹み部が形成される。支持部材2の凸部24は、この凹み部と嵌合するように形成される。更に、支持部材2の溝部28は、ハンガーリード35の先端部分に形成されている突出部35dと嵌合するように形成される。このため、パッケージ1は、リードフレーム3から脱落し難くなっている。
また、ハンガーリード35の下面35bをプレス加工のダレ面とすることで角部に丸味35fが形成される。モールド成型によって支持部材2を形成する際に、丸味35f部分に第1樹脂が入り込むことによって、樹脂バリ27が形成されている。
また、第1電極31及び第2電極32のインナーリード部311,321の外周部に段差構造315,325を形成することで、支持部材2から分離し難く支持されている。
注入痕除去工程S24は、上金型500内に第1樹脂を注入した痕であるゲート痕25及び貫通孔36に延在して形成された不要な第1樹脂を除去する工程である。また、注入痕除去工程S24において、第1電極31と連結部33との境界及び第2電極と連結部34との境界の一部の領域38も除去する
貫通孔36の支持部材2の形成予定領域20の外側に形成されている部分の外形線に沿って、プレス加工の穴抜きをして貫通孔39を形成することで、不要な第1樹脂が除去される。本実施形態では、ゲート痕25が支持部材2の形成予定領域20の外側の、第1樹脂の延在部分に形成されるため、本工程によってゲート痕25も除去される。従って、完成したパッケージ1には、ゲート痕25が残らない。このため、パッケージ1を薄く形成することができる。
また、前記したリードフレーム3の領域38が含まれるように貫通孔39を形成することで、アウターリード部312,322の端部に凹み部314,324が形成される。本工程では、第1樹脂の不要部分だけを除去してもよいが、リードフレーム3の領域38を除去することで、アウターリード部312と連結部33とが接続する幅及びアウターリード部322と連結部34とが接続する幅を狭くすることができる。これらの接続幅を狭くすることで、電極分離工程S25で第1電極31及び第2電極32をリードフレーム3から容易に切断することができる。
電極分離工程S25は、第1電極31及び第2電極32を、リードフレーム3から分離する工程である。この工程において、第1電極31及び第2電極32と連結部33,34との境界に設けられた切断線L1,L2に沿って、プレス加工によってリードフレーム3を切断する。
ここで、アウターリード部312,322の端面31c及び凹み部314,324の側面はリードフレーム3の板金材料の露出面であるが、凹み部313,323の側面はメッキ処理が施されているため半田との濡れ性がよい。このため、第1電極31及び第2電極32の下面31b,32bを実装面としてパッケージ1を半田接合する際に、凹み部313,323の側面に半田フィレットを形成して接合強度を高めることができる。また、半田フィレットの形成の有無を確認することで、半田接合の良否を判断することができる。
なお、貫通孔39の形成及び切断線L1,L2に沿った切断に代えて、第1電極31及び第2電極32のそれぞれ隣接する2つの貫通孔39の間を、切断線L1又は切断線L2で繋げた大きさの貫通孔を穴抜きして形成することで、注入痕除去工程S24と電極分離工程S25とを、一回のプレス加工で行うようにすることもできる。
また、本工程を行うことによって第1電極31及び第2電極32がリードフレーム3から分離されるが、パッケージ1は、2つのハンガーリード35によって挟持され、リードフレーム3と連結されている。リードフレーム3に対して、パッケージ1を上面側から下面側に向けて(Z軸の−方向に向けて)押し出すことで、パッケージ1をリードフレーム3から取り外すことができる。
発光素子実装工程S30は、発光素子4をパッケージ1の凹部11内に実装する工程である。
発光素子4は、上面側にn側電極及びp側電極が形成された片面電極構造の素子であり、フェイスアップ実装される。従って、発光素子4は、その下面側が絶縁性のダイボンド部材で第2電極32の上面に接合される。また、発光素子4のn側電極及びp側電極は、それぞれ第1電極31及び第2電極32の内の対応する極性の電極の上面と、ワイヤ5(図1参照)によって接続される。
発光素子4は、正負の電極が同じ面側に配置されたフェイスアップ実装型であるが、フェイスダウン(フリップチップ)実装型のものでもよく、正負の電極が互いに異なる面側に配置されたものでもよい。
封止工程S40は、凹部11内に実装された発光素子4、保護素子及びワイヤ5を封止部材6で被覆する工程である。
本工程は、凹部11内に封止部材6を塗布することで行われる。封止部材6の塗布方法としては、ポッティング法を好適に用いることができる。液状の樹脂材料などを凹部11内に充填した後、固化又は硬化させることで封止部材6を形成することができる。ポッティング法によれば、凹部11内に残存する空気を効果的に排出できるため好ましい。また、凹部11内に封止部材6を充填する方法としては、各種の印刷方法や樹脂成形方法を用いることもできる。
個片化工程S50は、2つのハンガーリード35に挟まれてリードフレーム3の外枠30に連結されている発光装置100を、ハンガーリード35から取り外すことで、個片化する工程である。
前記したように、リードフレーム3に対して、パッケージ1を、上面側から下面側に向けて(Z軸の−方向に向けて)押し出すことで、パッケージ1をリードフレーム3から分離することができる。パッケージ1を下方に押し出して個片化することにより、パッケージ1の下面12に形成されている樹脂バリ27がハンガーリード35から押されない。このため、樹脂バリ27が発光装置100の実装面であるパッケージ1の下面12側に突出するような変形をしない。つまり、発光装置100の実装面の平坦性を保つことができるため、実装性の低下を抑制することができる。
以上のように各工程を行うことによって、発光装置100を製造することができる。
なお、発光素子実装工程S30及び封止工程S40は、第1樹脂固化又は硬化工程S23の後であって、注入痕除去工程S24又は電極分離工程S25の前に行うようにしてもよい。すなわち、パッケージ1が、ハンガーリード35に加えて、連結部33,34によって、リードフレーム3に強固に連結されている状態で発光素子4の実装とその封止を行った後で、発光装置100を個片化するようにしてもよい。
また、発光素子実装工程S30及び封止工程S40は、個片化工程S50よりも後で行うようにしてもよい。すなわち、パッケージ1が個片化された後に、発光素子4の実装とその封止を行うようにしてもよい。
図1に示した発光装置を、前記した製造方法によって、以下の条件で作製する。
リードフレームの原材料として、表面にAgメッキが施されたCuの板金を用いる。
支持部材の材料としてポリフタルアミド樹脂を用い、射出成型法によって形成する。
また、支持部材の樹脂材料に、酸化チタンの粒子を含有させ、支持部材の凹部の内側面の反射率を70%以上とする。この反射率は、発光素子の発光ピークの波長における値を基準とする。
発光素子として、460nm付近に発光ピークを有する窒化物系の青色発光ダイオードを用いる。
封止部材は、シリコーン樹脂を用いる。
パッケージの外形は、縦:約2.1mm、横:約1.4mm、高さ:約0.7mmの寸法の箱形の形状を有する。壁部の厚みは、約0.1〜0.3mmである。リードフレームの厚み及び鍔部の厚みは、約0.2mmである。凸部は、底部の長手方向の側面ごとに、両端寄りの2箇所に、幅:約0.2mm、突出量:約0.03mm、高さ:約0.06mm、側面の傾斜角:約30°である。
凸部の形状は、ハンガーリードの先端部分の角部に面取り面を形成することでできる凹み形状と合致している。
また、パッケージの長手方向に延伸する側面の下端に沿って、樹脂バリが、長さ0.01〜0.1mm程度で形成されている。
支持部材の形成予定領域外に延在して形成される樹脂をプレス加工の穴抜きによって除去し、第1電極及び第2電極をプレス加工によって外枠から切断する。このとき、パッケージはハンガーリードによって保持されている。凸部を設けない場合、すなわち、ハンガーリードの先端部分に面取り面を設けない場合に比べて、作製した発光装置(パッケージ)は、リードフレームから抜け落ち難くなっている。
また、発光素子をパッケージに実装し、更に発光素子を封止して発光装置を作製した後、発光装置の上面側から力を加えることで、発光装置を個片化する。
個片化した発光装置は、ハンガーリードの面取り面に対応して形成された凸部が上方に変形したが、実装面である下面側に形成された樹脂バリは変形せず、実装面の平坦性が維持されており、実装基板と良好に密着させることができる。
本開示の実施形態に係る発光装置は、照明用装置、車載用発光装置などに利用することができる。
1 パッケージ
11 凹部
11a 凹部の底面
12 下面
2 支持部材(第1樹脂)
20 支持部材の形成予定領域
21 壁部
21a,21b,21c,21d 外側面
21e 内側面
22 底部
23 鍔部
23a 上面
23b 側面
24 凸部
24a 上面
24b 側面
24c 接続面
25 ゲート痕
26 マーク
27 樹脂バリ
28 溝部
3 リードフレーム
30 外枠
31 第1電極
31a 上面
31b 下面
31c 端面
311 インナーリード部
312 アウターリード部
313 凹み部
314 凹み部
315 段差
32 第2電極
32a 上面
32b 下面
32c 端面
321 インナーリード部
322 アウターリード部
323 凹み部
324 凹み部
325 段差
33,34 連結部
35 ハンガーリード
35a 上面
35b 下面
35c 面取り面
35d 突出部
35e 側面
35f 丸味
35g 金属バリ
36 貫通孔
37 貫通孔
38 切除部分
39 貫通孔
4 発光素子
5 ワイヤ
6 封止部材(第2樹脂)
100 発光装置
400 上金型
410 下金型
420 上金型
430 下金型
430a 傾斜面
500 上金型
501 空洞
502 外縁
503 ゲート
510 下金型

Claims (20)

  1. 電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、前記電極を支持する支持部材と一体成形された、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージを形成するためのリードフレームであって、
    前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、
    前記電極は、前記支持部材の形成予定領域に配置され、
    前記ハンガーリードは前記パッケージの保持力を高め、一方、分離する際には前記パッケージを離しやすくすることができる形状であって、その先端の側面が前記外枠から前記支持部材の形成予定領域に接するように延伸し、前記支持部材の形成予定領域側の先端において、上面側の角部の少なくとも一部に面取り面が設けられており、前記面取り面の下端側に前記支持部材の形成予定領域内に突出する突出部を有しており、下面側の角部が丸味を有しているリードフレーム。
  2. 前記支持部材の形成予定領域は、外形形状が略直方体であり、
    2つの前記ハンガーリードは、前記箱形のパッケージの互いに略平行な一対の側面を両側から挟むように配置され、
    2つの前記ハンガーリードのそれぞれに前記面取り面が設けられている請求項1に記載のリードフレーム。
  3. 2つの前記ハンガーリードのそれぞれにおいて、前記面取り面が、互いに離間して2箇所以上に設けられている請求項2に記載のリードフレーム。
  4. 前記電極及び前記ハンガーリードは、下面側がプレス加工におけるダレ面である請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のリードフレーム。
  5. 前記面取り面の面取り寸法は、上面側、側面側の何れもが、リードフレームの厚さの、1/10以上1/2以下である、請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のリードフレーム。
  6. 前記面取り面は、垂直面に対して15°以上45°未満の角度で傾斜している請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のリードフレーム。
  7. 請求項1乃至請求項の何れか一項に記載のリードフレームと、
    前記リードフレームと一体成形された主に樹脂からなる前記支持部材と、を備えるパッケージ。
  8. 電極と、前記電極を支持する樹脂からなる支持部材と、前記電極と離間して設けられるハンガーリード及び前記ハンガーリードと繋がる外枠を有するリードフレームと、を備え、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージであって、
    前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、
    前記電極は、下面が前記支持部材の下面と略同一平面となるように配置され、
    前記ハンガーリードは前記パッケージの保持力を高め、一方、分離する際には前記パッケージを離しやすくすることができる形状であって、その先端の側面が前記外枠から前記支持部材の側面に接するように延伸し、前記支持部材側の先端において、上面側の角部の少なくとも一部に面取り面が設けられており、前記面取り面の下端側に前記支持部材の形成予定領域内に突出する突出部を有しており、下面側の角部が丸味を有しているパッケージ。
  9. 電極と、前記電極を支持する樹脂からなる支持部材と、を備え、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージであって、
    前記凹部は、上面側に開口を有し、側壁が主に前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、
    前記電極は、下面が前記支持部材の下面と略同一平面となるように配置され、
    前記支持部材は、側面の少なくとも一部に凸部を有し、
    前記凸部は、突出する方向に平行な垂直面による断面形状が略直角三角形であり、
    前記直角三角形は、直角を挟む辺の一方が、前記支持部材の側面である垂直面内にあり、前記直角を挟む辺の他方が前記電極の上面と略同一平面内にあるパッケージ。
  10. 請求項7乃至請求項9の何れか一項に記載のパッケージと、
    前記凹部内に実装された前記発光素子と、を備える発光装置。
  11. 前記凹部内に設けられ、前記発光素子を封止する封止部材を備える請求項10に記載の発光装置。
  12. ダイに板状の金属を配置し、パンチにて前記金属側から前記ダイ方向に打ち抜く工程と、
    打ち抜かれた前記金属は、電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、上下に分割された金型で前記ハンガーリードの先端における前記ダイ側に相当する面側の角部の少なくとも一部にプレス加工により面取り面を形成し、前記面取り面の下端側に前記支持部材の形成予定領域内に突出する突出部を形成して、下面側の角部に丸味を形成する工程と、
    を有するリードフレームの製造方法。
  13. ダイに板状の金属を配置する工程と、
    電極と前記電極から離れた位置にあるハンガーリードとをパンチにて前記金属側から前記ダイ方向に打ち抜く工程と、
    前記打ち抜かれた前記ハンガーリードの先端における前記ダイ側に相当する面側の角部の少なくとも一部をプレス加工により面取り面を形成し、前記面取り面の下端側に前記支持部材の形成予定領域内に突出する突出部を形成して、下面側の角部に丸味を形成する工程と、
    を有するリードフレームの製造方法。
  14. 板状の金属を下方向から上方向に打ち抜く工程と、
    打ち抜かれた前記金属は、電極と、前記電極と離間して設けられるハンガーリードと、前記電極及び前記ハンガーリードと繋がる外枠と、を備え、上下に分割された金型で前記ハンガーリードの先端における前記金属の上面側の角部の少なくとも一部にプレス加工により面取り面を形成し、前記面取り面の下端側に前記支持部材の形成予定領域内に突出する突出部を形成して、下面側の角部に丸味を形成する工程と、
    を有するリードフレームの製造方法。
  15. 前記リードフレームは、前記電極を支持する支持部材と一体成形することで、発光素子を実装するための凹部を有する箱形のパッケージを形成するものであり、
    前記凹部は、上面側に開口を有し、側面が前記支持部材からなり、底面の少なくとも一部が前記電極からなり、
    前記電極が、前記支持部材の形成予定領域に配置され、
    前記ハンガーリードが、前記外枠から前記支持部材の形成予定領域に接するまで延伸するように配置され、
    前記面取り面は、前記パッケージの上面側であって、前記ハンガーリードの前記支持部材の形成予定領域側の先端に形成される請求項12乃至請求項14の何れか一項に記載のリードフレームの製造方法。
  16. 請求項15に記載のリードフレームの製造方法によって、前記リードフレームを形成し、
    前記電極を上下に分割されたモールド金型の上金型と下金型とで挟み、
    前記電極が挟み込まれた前記モールド金型内に第1樹脂を注入し、
    前記注入された第1樹脂を固化又は硬化することで前記支持部材を形成するパッケージの製造方法。
  17. 請求項16に記載のパッケージの製造方法によって、前記パッケージを形成し、
    前記凹部内に前記発光素子を実装する発光装置の製造方法。
  18. 前記注入された第1樹脂を固化又は硬化した後、又は前記凹部内に前記発光素子を実装した後、
    前記電極を前記外枠から切断する請求項17に記載の発光装置の製造方法。
  19. 前記電極を前記外枠から切断した後、
    前記パッケージを上面側から下面側に向かって押し出すことで個片化する請求項18に記載の発光装置の製造方法。
  20. 前記発光素子を実装した後、更に、前記凹部内に第2樹脂を塗布することで前記発光素子を封止する請求項16乃至請求項19の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。

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