JP6471416B2 - 光半導体装置用樹脂成形体、光半導体パッケージ及び光半導体装置 - Google Patents
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Description
(3)第1、第2の樹脂硬化部が、上金型と下金型とを閉じ合わせて複数のリード部を挟持した時に、各リード部の上面の実装用領域及び下面の実装用領域に対応する領域とそれぞれ接触状態になる成形金型を用いて、一体的に成形されている上記(2)の光半導体装置用樹脂成形体。
また、上記(3)の樹脂成形体によれば、上記構成を有する成形金型を用いることにより、第1、第2の樹脂硬化部が一体的に形成され、かつ、第1の樹脂硬化部の上面が各リード部上面よりも突出することなく、各リード部上面とほぼ面一の状態で露出するように各リード部に確実に一体成形できる。
上記(4)の樹脂成形体によれば、樹脂硬化部(特に第2の樹脂硬化部)が白色顔料を含むことにより、樹脂硬化部の光反射率が高まるので、第2の樹脂硬化部の光反射率が銀被覆層と遜色ない程度となり、一層の高輝度発光が可能な光半導体装置を得ることができる。
上記(5)の樹脂成形体によれば、第2の樹脂硬化部による光反射率を向上させ、より一層の高輝度発光が可能な光半導体装置を得ることができる。
上記(6)の樹脂成形体によれば、光半導体素子の実装用領域への載置精度の向上、発光特性の一層の安定化、生産性の向上等の効果が得られる。
上記(7)の樹脂成形体によれば、第2の樹脂硬化部表面及び他の樹脂硬化部の凹部を臨む壁面が光反射面となり、高輝度発光が可能な光半導体装置を得ることができる。
上記(8)の樹脂成形体によれば、リード部と樹脂硬化部(特に第2の樹脂硬化部)との密着性を向上させ、光半導体装置の耐用性や長期信頼性をさらに向上させることができる。
上記(9)の樹脂成形体によれば、リード部の下面が樹脂硬化部で被覆されず、露出していることにより、光半導体装置の放熱性を高め、光半導体装置の適用可能な用途を拡げ、耐用性や長期信頼性等を更に向上させることができる。
上記(10)の樹脂成形体によれば、光半導体装置の放熱性を一層高めることができる。
上記(11)の樹脂成形体によれば、高電圧印加によるマイグレーションの心配がない上記金属でリード部上面を被覆し、さらに実装用領域を除いて第2の樹脂硬化部で被覆することにより、光半導体装置の耐用性や長期信頼性を低下させることなく、リード部の通電性を向上させ、高電圧印加に伴う作動不良等の発生を防止することができる。
上記(12)の樹脂成形体によれば、上記硬化性樹脂の硬化体は耐熱性が高いので、共晶半田等を用いたフリップチップ実装等の、高温を要する光半導体素子の実装を行なっても、樹脂硬化部の劣化が防止され、光半導体装置の高い長期信頼性を保つことができる。
がほぼ面一の状態であり、かつ、各リード部の上面における光半導体素子の実装用領域を除いて銀被覆層ではなく第2の樹脂硬化部で被覆しているので、光反射率の経時的な低下、銀のマイグレーションによる絶縁不良、光半導体素子と各リード部との接続不良等が発生せず、実用上十分な高輝度発光が可能であり、耐用性や長期信頼性が高く、量産性に優れた光半導体装置を提供できる。
上記(14)の光半導体装置によれば、光半導体素子をフリップチップ実装で電気的に接続することにより、光半導体素子とリード部とを確実に電気的に接続できるとともに、光半導体素子とリード部との間のスペースが確保されるので、第1の樹脂硬化部の光半導体素子方向への突出による接続不良の発生をより確実に防止できる。
(16)樹脂硬化部が第1、第2及び他の樹脂硬化部を有し、光半導体素子及び第2の樹脂硬化部の各表面と他の樹脂硬化部とで構成される凹部を埋めるように透光性樹脂層を形成することにより、光半導体素子を封止している上記(13)〜(15)のいずれかの光半導体装置。
(17)透光性樹脂層が凸状に形成されている上記(13)〜(16)のいずれかの光半導体装置。
(19)上記(18)の光半導体パッケージを、光半導体素子毎に個片化してなる光半導体装置。
上記(18)及び(19)によれば、実用上十分な高輝度発光が可能であり、耐用性、長期信頼性等の高い光半導体装置及び該光半導体装置を効率良く得るための光半導体パッケージが提供される。
シリコーン樹脂としては、熱硬化性ポリオルガノシロキサン、ヒドロシリル化反応付加型熱硬化性化合物等が挙げられる。
熱硬化性ポリオルガノシロキサンとしては、式(1):R1 aSi(OR2)b(OH)cO(4−a−b−c)/2〔式中、R1は同種又は異種の炭素数1〜20の一価炭化水素基を示し、R2は同一又は異種の炭素数1〜4のアルキル基、アルケニル基等の一価炭化水素基を示す。0.8≦a≦1.5、0≦b≦0.3、0.001≦c≦0.5、0.801≦a+b+c<2〕で表わされ、融点が好ましくは40〜130℃であるシロキサン化合物が挙げられる。式(1)において、R1で示される炭素数1〜20の一価炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、メチル基やフェニル基が特に好ましい。また、該炭化水素基は、ハロゲン原子、シアノ基等の置換基を有していてもよい。また、式(1)において、基−OR2はシロキサン樹脂の、シラノ−ル基以外の末端基であり、好ましくはメトキシ基やイソプロポキシ基である。
(B1)成分は直鎖状、環状、分岐状又は三次元網状の構造を有し、一分子中のケイ素原子数が好ましくは3〜1,000、より好ましくは3〜300であり、架橋剤として作用し、分子中のSiH基が(A1)成分中のアルケニル基と付加反応することにより硬化物を形成する。
(B1)成分としては、一分子中にSiH基を2個以上有する化合物であれば特に限定されないが、式(7):Hx(R4)ySiO(4−x−y)/2〔式中、R4は脂肪族不飽和結合を含有しない、同種又は異種の非置換又は置換の炭素数1〜10(好ましくは炭素数1〜7)の一価炭化水素基を示す。0.001≦x<2、0.7≦y≦2、かつ0.8≦x+y≦3。〕で表わされ、SiH基を1分子中に2個以上、好ましくは3個以上有するシロキサン化合物が挙げられる。R4で示される一価炭化水素基としては、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、アリール基、アラルキル基、ハロアルキル基、シアノアルキル基等が挙げられ、メチル基、フェニル基等が好ましい。
上記した各成分を用い、各成分の分子量や配合量、組成等を適宜調整することにより、その熱硬化体が所望の高耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
変性シリコーン樹脂としては、例えば、国際公開第2011/125753号公報等に記載された硬化性樹脂組成物等が挙げられる。該硬化性樹脂組成物は、(A2)SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機化合物、(B2)1分子中に少なくとも2個のSiH基を含有する化合物、(C2)ヒドロシリル化触媒、(D2)SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも1個含有するシリコーン化合物を含有し、(E2)任意成分を含有していてもよい。
上記した各成分を用い、各成分の分子量や配合量、組成等を適宜調整することにより、その熱硬化体が所望の高耐熱性、特に280℃の高温でも劣化しない耐熱性を有する硬化性樹脂組成物を得ることができる。
エポキシ樹脂は、例えば、電子部品封止用エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、助触媒等を含むエポキシ樹脂組成物や該組成物のBステージ化物等として用いられる。
電子部品封止用エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。特に、耐光性や電気絶縁性に優れるため、イソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂が好ましい。
上記した各成分を用い、各成分の分子量や配合量、組成等を適宜調整することにより、その熱硬化体が所望の高耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
光半導体素子30は、離隔部22に形成された第1の樹脂硬化部23を跨ぎ、その下面の一方の端子部が第1のリード部20の上面20x及び他方の端子部が第2のリード部21の上面21xとそれぞれ電気的に接続され、通電可能になっている。光半導体素子30としては特に限定されず、公知のものをいずれも使用できるが、例えば、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)等が挙げられる。
光半導体装置5は、上述の樹脂成形体4と、樹脂成形体4の凹部33底面の実装用領域12に通電可能に実装された光半導体素子30と、光半導体素子30の実装後に凹部33を埋めるように形成することにより光半導体素子30を封止し、その表面が外方に突出した突出面となる透光性樹脂層32とよりなる。光半導体素子30は、光半導体装置2におけるのと同様に第1の樹脂硬化部23の上面を跨ぐように配置され、フリップチップ実装法に従って共晶半田等からなる半田バンプを用いて上面20x、21xにそれぞれ電気的に接続され、接続部31が形成される。
樹脂成形体4の実装用領域12に光半導体素子30を通電可能に実装し、これを透光性樹脂層32で封止することにより作製できる。
2、5、6B、7B 光半導体装置
3 光半導体パッケージ用樹脂成形体
10、10A 基板
11、14、15、16、17 樹脂硬化部
12 実装用領域
13 リードフレーム
20、35 第1のリード部
21、36 第2のリード部
22 離隔部
23 第1の樹脂硬化部
24、24a、24b 第2の樹脂硬化部
25 第3の樹脂硬化部
26 枠体
27、28、29 第1、第2、第3の連結片
30 光半導体素子
31 接続部
32 透光性樹脂層
33 凹部
34、34A 第4の樹脂硬化部
37 貫通穴
Claims (18)
- 互いに離隔する金属板よりなり、その上面に銀被覆層を有しない複数のリード部と、前記リード部に一体成形された樹脂硬化部とを備え、
前記樹脂硬化部が、前記リード部間の離隔部を埋める第1の樹脂硬化部と、前記リード部の前記上面に積層され、光半導体素子からの光を反射する第2の樹脂硬化部とを少なくとも有し、
光半導体素子下面の端子部にフリップチップ実装により電気的に接続される各リード部の前記上面と前記離隔部を埋めている第1の樹脂硬化部の上面とがほぼ面一の状態で露出し、これらリード部の前記上面と前記第1の樹脂硬化部の前記上面とからなる、前記光半導体素子を前記第1の樹脂硬化部を跨いで載置するための実装用領域を設定するとともに、
前記第2の樹脂硬化部を、前記実装用領域を除くほぼ全てのリード部上面に設け、
前記実装用領域は、前記光半導体素子の実寸よりも縦横方向に、0μmを超え、300μm以下大きい領域である、光半導体装置用樹脂成形体。 - 前記第1、第2の樹脂硬化部が一体的に成形されている請求項1に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記第1、第2の樹脂硬化部が、上金型と下金型とを閉じ合わせて前記複数のリード部を挟持した時に、各リード部の上面の前記実装用領域及び下面の前記実装用領域に対応する領域とそれぞれ接触状態になる成形金型を用いて、一体的に成形されている請求項2に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記樹脂硬化部は、白色顔料を含んでいる請求項1〜3のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記第2の樹脂硬化部の表面が、前記リード部の上面に対してほぼ平行な又は傾斜した平坦面である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記複数のリード部上面における前記実装用領域内の各面がほぼ面一の状態で露出している請求項1〜5のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記樹脂硬化部が、前記第2の樹脂硬化部の周縁部から外方に立ち上がり、かつ、前記第2の樹脂硬化部表面及び前記実装用領域表面を底面とする凹部を構成する側壁である他の樹脂硬化部をさらに有している請求項1〜6のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記複数のリード部が、貫通穴及び凹部から選ばれる少なくとも1種を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記複数のリード部の下面の少なくとも一部が、前記樹脂硬化部により被覆されずに露出している請求項1〜8のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記複数のリード部の下面における前記樹脂硬化部により被覆されていない各面がほぼ面一の状態で露出している請求項9に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記複数のリード部の上面に、金、パラジウム又はニッケルからなる金属層或いは金、パラジウム及びニッケルより選ばれる少なくとも1種の金属を含む合金層が設けられている請求項1〜10のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 前記樹脂硬化部が、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂よりなる群から選ばれる硬化性樹脂の硬化体である請求項1〜11のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体と、
前記実装用領域において、前記第1、第2の樹脂硬化部と上下方向及び横方向にそれぞれ離隔するように配置されかつ前記複数のリード部の上面とフリップチップ実装により電気的に接続される光半導体素子と、
光半導体素子を封止する透光性樹脂層と、
からなる光半導体装置。 - 前記光半導体素子及び少なくとも該素子の近傍の前記第2の樹脂硬化部の各表面を前記透光性樹脂層で被覆することにより、前記光半導体素子を封止している請求項13に記載の光半導体装置。
- 前記樹脂硬化部が前記第1、第2及び他の樹脂硬化部を有し、前記光半導体素子及び前記第2の樹脂硬化部の各表面と前記他の樹脂硬化部とで構成される凹部を埋めるように前記透光性樹脂層を形成することにより、前記光半導体素子を封止している請求項13または14に記載の光半導体装置。
- 前記透光性樹脂層が凸状に形成されている請求項13〜15のいずれか1項に記載の光半導体装置。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の光半導体装置用樹脂成形体を縦横に連結した光半導体パッケージ用樹脂成形体と、
前記樹脂成形体の各実装用領域に、前記第1、第2の樹脂硬化部と上下方向及び横方向にそれぞれ離隔するように配置されかつ前記複数のリード部の上面とフリップチップ実装により電気的に接続される光半導体素子と、
各光半導体素子を個別に封止する透光性樹脂層と、
を備える光半導体パッケージ。 - 請求項17に記載の光半導体パッケージを、前記光半導体素子毎に個片化してなる光半導体装置。
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