JP6539942B2 - 光半導体用リードフレーム、光半導体用樹脂成形体及びその製造方法、光半導体パッケージ並びに光半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光半導体用リードフレーム、光半導体用樹脂成形体及びその製造方法、光半導体パッケージ並びに光半導体装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）等の光半導体素子を実装した光半導体装置は、視認性に優れた高輝度の光を発することが可能であると共に、小型化が可能で、消費電力が低く、長寿命である、といった数々の利点を有している。このため、光半導体装置は、例えば、電球、ダウンライト、ベースライト、街灯、信号機等の照明器具、液晶ディスプレイ等のバックライト光源等として使用され、その用途は急速に拡大しつつある。
光半導体装置は、例えば、ほぼ直線状に延びる空間状のスリット部を介して対向する第１、第２のリード部よりなる単位実装領域と、単位実装領域の少なくとも発光素子実装表面及びスリット部に形成され、単位実装領域の発光素子実装表面が底面に露出する凹部を形成する穴を有する硬化性樹脂層と、凹部底面における単位実装領域の発光素子実装面に実装される発光素子と、発光素子実装後の凹部に充填される透明性樹脂からなる透明性樹脂層と、を備えている（特許文献１及び２）。また、単位実装領域の発光素子実装面に形成されるいわゆるリフレクタと呼ばれる硬化性樹脂層を有さず、硬化性樹脂層が主にスリット部に形成された平板型（フラット型）の光半導体装置も知られている（特許文献３）。
光半導体装置は、一般には、複数の単位実装領域を複数の接続片により縦横に格子状に連結した単位実装領域の集合体と、該集合体を支持する枠体とを備えるリードフレームを用い、トランスファモールド成形により製造されている。より具体的には、リードフレームを成形金型内に設置し、該金型におけるリードフレームの枠体の周縁部近傍に設けられたゲート部から該金型内に硬化性樹脂を注入して熱硬化させ、リードフレームの所定箇所に硬化性樹脂層を一体形成した光半導体装置用樹脂成形体を作製し、この樹脂成形体における各単位実装領域の所定の位置に発光素子を実装し、各発光素子を透明性樹脂層で被覆して光半導体パッケージを作製し、このパッケージを切断刃で切断して個片化することにより、光半導体装置が製造されている。
従来の光半導体装置の製造方法では、光半導体用樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、単位実装領域に形成された硬化性樹脂層に亀裂、欠け、リードフレームからの部分的な剥離等の欠陥が発生し易いという問題がある。
本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リードフレームの構造的な面から、上記欠陥の発生の防止策を見出した。従来から用いられている成形金型では、リードフレームの枠体周縁部の近傍に硬化性樹脂を注入するためのゲート部が設けられている。ゲート部から硬化性樹脂を注入して硬化性樹脂層を形成し、成形金型から脱型した場合、単位実装領域と枠体との境界領域を中心として硬化性樹脂層が破断し、その衝撃でその周辺の硬化性樹脂層に上記のような欠陥が生じ易くなり、光半導体装置の不良品率が増加することが、本発明者らの研究により判明した。
本発明者らは、上記知見に基づいて更に研究を重ねた結果、リードフレームにおける枠体の、単位実装領域の集合体と枠体との間に隙間を設け、枠体の該隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けることにより、樹脂成形体を成形金型から脱型する際における硬化性樹脂層の破断が従来技術における破断領域よりもリードフレームの外側方向にずれて起こり、単位実装領域周辺の硬化性樹脂層には破断による影響を及ぼさなくなり、上記した種々の欠陥の発生を防止できることを見出した。
本発明の目的は、成形金型から光半導体用樹脂成形体を脱型する際に、該樹脂成形体における単位実装領域周辺に形成された樹脂層に亀裂、欠け、リードフレームからの部分的な剥離等の欠陥が発生することを防止できる光半導体用リードフレーム、光半導体用樹脂成形体及びその製造方法、光半導体パッケージ並びに光半導体装置を提供することである。
本発明は、前述の課題解決のために、下記（１）〜（７）の光半導体用リードフレーム、下記（８）〜（９）の光半導体用樹脂成形体、下記（１０）〜（１１）の光半導体用樹脂成形体の製造方法、下記（１２）の光半導体パッケージ、及び下記（１３）の光半導体装置を構成した。
（１）２以上の互いに離隔するリード部からなる単位実装領域が、縦横に複数連設されてなる光半導体用リードフレームであって、複数の単位実装領域の集合体の周りに、隙間を空けて枠体を設け、前記集合体のうち周端に配された単位実装領域と枠体とを連結し、枠体の内側に前記集合体を支持する支持部を設け、枠体に、前記隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けてなることを特徴とする光半導体用リードフレーム。
（２）フレーム内部の前記単位実装領域のリード部周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域の同じく樹脂充填空間に連通させてなる上記（１）の光半導体用リードフレーム。
（３）縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結してなる上記（２）の光半導体用リードフレーム。
（４）支持部を、薄肉部より構成してなる上記（１）〜（３）の何れかの光半導体用リードフレーム。
（５）支持部を、薄肉の支持片より構成してなる上記（４）の光半導体用リードフレーム。
（３）縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結してなる上記（２）の光半導体用リードフレーム。
（４）支持部を、薄肉部より構成してなる上記（１）〜（３）の何れかの光半導体用リードフレーム。
（５）支持部を、薄肉の支持片より構成してなる上記（４）の光半導体用リードフレーム。
（６）切欠き溝を、枠体の前記集合体を囲む枠辺うち、互いに離隔するリード部間の樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びている枠辺に設けてなる上記（１）〜（５）の何れかの光半導体用リードフレーム。
（７）切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させてなる上記（１）〜（６）の何れかの光半導体用リードフレーム。
（７）切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させてなる上記（１）〜（６）の何れかの光半導体用リードフレーム。
（８）上記（１）〜（７）の何れかの光半導体用リードフレームと、該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出した光半導体用樹脂成形体。
（９）樹脂層を、リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形してなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つリードフレームの板厚と同じ厚みを有する平板型である上記（８）の光半導体用樹脂成形体。
（９）樹脂層を、リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形してなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つリードフレームの板厚と同じ厚みを有する平板型である上記（８）の光半導体用樹脂成形体。
（１０）上記（８）又は（９）の光半導体用樹脂成型体の製造方法であって、光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型のうち、一方の金型における前記リードフレームの枠体に設けられた切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて樹脂層をリードフレームに一体成形することを特徴とする光半導体用樹脂成形体の製造方法。
（１１）上下金型を用いたトランスファモールド成型より熱硬化性樹脂を充填して樹脂層をリードフレームに一体成形する上記（１０）の光半導体用樹脂成形体の製造方法。
（１１）上下金型を用いたトランスファモールド成型より熱硬化性樹脂を充填して樹脂層をリードフレームに一体成形する上記（１０）の光半導体用樹脂成形体の製造方法。
（１２）上記（８）又は（９）の光半導体用樹脂成形体と、単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、よりなる光半導体パッケージ。
（１３）上記（１２）の光半導体パッケージを、光半導体素子ごとに個片化してなる光半導体装置。
（１３）上記（１２）の光半導体パッケージを、光半導体素子ごとに個片化してなる光半導体装置。
本発明の光半導体用リードフレームは、２以上の互いに離隔するリード部からなる単位実装領域が縦横に複数連設された単位実装領域の集合体と、該集合体の周りに隙間を空けて設けられた枠体と、該集合体のうち周端に配された単位実装領域と枠体とを連結するように設けられ、枠体の内側に集合体を支持する支持部と、枠体の前記隙間を臨む内側端面に開口するように設けられる樹脂注入用の切欠き溝と、より構成されている。
この構成により、トランスファモールド成形等により光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形して得られる樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、樹脂層の破断位置が、該樹脂成形体における単位実装領域周辺からリードフレームの枠辺に形成された切欠き溝周辺に遠ざかり、各単位実装領域周辺の樹脂層に破断の影響が及ばなくなるので、該樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止でき、製品の不良品率を顕著に低下させることができる。また、複数の単位実装領域集合体と枠体との間の隙間を通じて該集合体へ樹脂を効率良く注入でき、且つ樹脂を該集合体の全域に満遍なく均一に行き渡らせることができる。
また、リードフレーム内部の単位実装領域のリード部周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域の同じく樹脂充填空間に連通させることにより、樹脂を縦横の単位実装領域に効率よく均一に供給できる。
また、縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結することにより、複数の単位実装領域の集合体の全域に樹脂が広がり易くなり、該集合体への樹脂の供給を効率よく均一に行なうことができる
また、支持部を薄肉部とすることにより、複数の単位実装領域の集合体と枠体との間の隙間に樹脂が広がり易くなり、該集合体への樹脂の供給を効率よく均一にできる。
また、支持部を薄肉の支持片とすることにより、支持部を薄肉部に構成することが容易になり、複数の単位実装領域の集合体と枠体との間の隙間への樹脂の広がり性、及び該集合体への樹脂の効率よく且つ均一な供給性を一層向上させることができる。
また、切欠き溝を、枠体の集合体を囲む枠辺うち、互いに離隔するリード部間の樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びている枠辺に設けることにより、リードフレームの一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るもののない樹脂充填空間が樹脂の主流路となるので、樹脂が複数の単位実装領域の集合体全域にほぼ均一に行き渡り易くなり、樹脂の供給速度を高め、特性のばらつきが非常に少なく、且つ絶縁不良が確実に防止された機械強度の高い光半導体装置を最終的に得ることができる。
また、切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させることにより、リードフレームの一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るものの少ない単位実装領域間の空間が樹脂の主流路となるので、樹脂が複数の単位実装領域の集合体全域に行き渡り易くなり、樹脂の供給速度を高め、特性のばらつきが少ない光半導体装置を最終的に得ることができる。
本発明の光半導体用樹脂成形体は、上記した光半導体用リードフレームのいずれかと、該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出するように構成されている。この構成によれば、上記光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形をしているので、単位実装領域周辺の樹脂層に亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止された樹脂成形体となり、この樹脂成形体を用いれば、信頼性が高くかつ特性のばらつきが少ない最終製品（光半導体装置）を非常に低い不良品率で得ることができる。
また、樹脂層を、光半導体用リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形することにより、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つリードフレームの板厚とほぼ同じ厚みを有する平板型（フラット型）の光半導体用樹脂成形体とすることができる。
本発明の光半導体用樹脂成形体の製造方法は、光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型（成形金型）のうち、一方の金型における該リードフレームの枠体に設けられた切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて樹脂層を該リードフレームに一体成形することを特徴とする。本発明の製造方法によれば、各単位実装領域周辺の樹脂層における亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止された樹脂成形体を効率良く製造できる。
また、上下金型を用いたトランスファモールド成形より硬化性樹脂を充填してリードフレームに硬化性樹脂層を容易に且つ効率良く一体成形することができる。
本発明の光半導体パッケージは、上記光半導体用樹脂成形体と、単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、よりなる。本発明の光半導体パッケージは、上記光半導体用リードフレームに樹脂層を一体成形した光半導体用樹脂成形体を用いているので、各単位実装領域周辺の樹脂層における亀裂、欠け、部分的な剥離等の欠陥の発生が防止されている。
本発明の光半導体パッケージを光半導体素子ごとに個片化することにより、信頼性が高くかつ特性のばらつきが少ない光半導体装置を非常に低い不良品率で得ることができる。
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るリードフレーム１の全体構成を模式的に示す上面図である。なお、横方向及び縦方向に配列される単位実装領域１０の個数は特に限定されず、それぞれ任意の個数とすることができる。図２は、図１に示される切り欠き溝１４のＸ−Ｘ切断面線における断面図である。図３は、単位実装領域１０を拡大して示す上面図である。図４は、図３に示される単位実装領域１０のＹ−Ｙ切断面線における断面図である。
リードフレーム１は、互いに離隔する第１、第２のリード部２０、２１からなる単位実装領域１０が、縦横に複数連設された集合体１１と、集合体１１の周りに、隙間２５を空けて設けられる枠体１２と、集合体１１のうち周端に配された単位実装領域１０ｘと枠体１２とを連結し、枠体１２の内側に集合体１１を支持する支持部１３と、枠体１２における隙間２５を臨む内側端面２６に開口する樹脂注入用の切欠き溝１４とを備えている。
リードフレーム１において、複数の単位実装領域１０は帯状の金属片である第１、第２、第３の連結部２７、２８、２９により縦横に連結され、集合体１１を構成することにより、１の単位実装領域１０の第１、第２のリード部２０、２１周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域１０の樹脂充填空間に連通させることができる。その結果、樹脂を縦横の単位実装領域１０に効率よく且つ均一に供給できる。なお、複数個の集合体１１を、枠体１２及びその両側の隙間２５を介して横方向及び／又は縦方向に配列してリードフレームを構成しても良い。その場合、集合体１１毎に切欠き溝１４を設けてもよく、或いは所定の位置に一又は複数の切欠き溝１４を設けても良い。
また、第１、第２、第３の連結部２７、２８、２９をハーフエッチング等により第１、第２のリード部２０、２１よりも薄肉とすることにより、集合体１１の全域に樹脂が広がり易くなり、集合体１１への樹脂の供給を効率よく均一に行なうことができる。
図３に示すように、１個の単位実装領域１０において、第１、第２のリード部２０、２１は、縦方向に帯状に延びる空間部分であるスリット部２２により、互いに離隔するように配置されている。第１、第２のリード部２０、２１は、厚みが相対的に厚い部分と相対的に薄い部分とを有し、両者の境界を点線で示している。点線で囲まれた内側領域２０ａ、２１ａは厚みが相対的に厚い部分であり、点線より外側に拡がる外側領域２０ｂ、２１ｂは厚みが相対的に薄い部分である。本実施形態では、図４のように、外側領域２０ｂ、２１ｂは、例えばハーフエッチング等を利用して裏面を薄肉化している。
支持部１３は、集合体１１と枠辺１２とを連結する部材であり、本実施形態では、薄肉の金属片である支持片として構成されている。支持部１３を薄肉部とすることにより、集合体１１と枠体１２との間の隙間２５に樹脂が広がり易くなり、集合体１１への樹脂の供給を効率よく均一にできる。また、支持部１３を薄肉の支持片とすることにより、支持部１３を薄肉化することが容易になり、集合体１１と枠体１２との間の隙間２５への樹脂の広がり性、及び集合体１１への樹脂の効率よく且つ均一な供給性を一層向上させることができる。
切欠き溝１４は、図１及び図２に示すように、枠体１２における枠辺１２ａの横方向ほぼ中央部において、枠辺１２ａの縦方向途中部から縦方向上方に延び、枠辺１２ａの隙間２５を臨む内側端面２６に開口する平面視ほぼＵの字状の有底溝である。切欠き溝１４の開口は、隙間２５を介して横方向に隣り合う単位実装領域１０間の樹脂充填空間（一方の単位実装領域１０の第１のリード部２０と他方の単位実装領域１０の第２のリード部２１との間の樹脂充填空間）と対向している。ここで、切り欠き溝１４が設けられる枠辺１２ａは、前記樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びる枠体１２の一枠辺である。
切欠き溝１４の開口が隙間２５を介して対向する樹脂充填空間は、リードフレーム１の縦方向の一端から他端まで延び、樹脂が流過するのを遮るものが横方向に延びる第３の連結部２９のみと少なく、樹脂の主流路となるので、樹脂が集合体１１の全域にほぼ均一に行き渡り、特性のばらつきが非常に少なく、且つ絶縁不良が確実に防止された機械強度の高い光半導体装置を最終的に得ることができる。ここで、第３の連結部２９の表面及び／又は裏面の少なくとも一部をハーフエッチング等により除去し、第３の連結部２９を薄肉化することで、樹脂が一層円滑に流れる。
切欠き溝１４を設けることにより、トランスファモールド成形により作製された光半導体用樹脂成形体を成形金型から脱型する際に、樹脂層の破断位置が、該樹脂成形体における単位実装領域１０周辺からリードフレーム１の枠辺１２ａに形成された切欠き溝１４周辺に遠ざかり、各単位実装領域１０周辺の樹脂層に破断の影響が及ばなくなるので、単位実装領域１０上及びその周辺の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止でき、最終製品である光半導体装置の不良品率を顕著に低下させることができる。また、集合体１１と枠体１２との間の隙間２５を通じて集合体１１への樹脂の注入を効率よく実施でき、且つ樹脂をリードフレーム１全体に満遍なく均一に行き渡らせることができる。切欠き溝１４は、例えばハーフエッチング等により形成される。
本実施形態では、切欠き溝１４の開口が、隙間２５を介して、横方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の縦方向に延びる樹脂充填空間に対向するように配置しているが、これに限定されず、縦方向に延びるスリット部２２に対向するように配置しても良い。スリット部２２には樹脂の流れを遮るものがないので、樹脂がより円滑に流れ、上記と同様の効果が得られると共に、第１、第２のリード部２０、２１間が確実に絶縁される。
脱型時における樹脂層の破断を切欠き溝１４の周辺領域で確実に発生させるためには、切欠き溝１４を設けると共に、隙間２５を設けることが必要である。従来のリードフレームにおける枠辺に切欠き溝を単に設けるだけでは、樹脂層の破断領域を切欠き溝周辺とすることは困難である。また、隙間２５は、その幅がスリット部２２や縦方向又は横方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の樹脂充填空間の幅よりも大きくなるように構成することが好ましい。これにより、切欠き溝１４内に形成された樹脂層及びその周辺の樹脂層がより確実に脱型時における破断領域となると共に、リードフレーム１への樹脂の供給性をより一層向上させることができる。
なお、ここでいう幅は、長手方向に対して垂直な方向の長さであり、例えば、枠辺１２ａに沿う隙間２５は枠辺１２ａと同様に横方向に延びており、この隙間２５の延びる方向が長手方向と一致する。また、縦方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の樹脂充填空間は横方向が長手方向であり、スリット部２２や横方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の樹脂充填空間は縦方向が長手方向である。
リードフレーム１は、例えば、電気良導体である金属材料からなる金属薄板に公知の打ち抜き加工又はエッチング加工を施し、更に必要に応じてハーフエッチング加工を施すことにより作製できる。金属材料としては、例えば、鉄、銅、リン青銅、銅合金等が挙げられる。また、単位実装領域１０の表面には、めっき層等の金属層を形成してもよい。金属層の材質としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。
図５〜７は、それぞれ切欠き溝１４の変形例１４Ａ〜１４Ｃを示す上面図である。切欠き溝１４Ａ〜１４Ｃは、平面視形状以外は、切欠き溝１４と同じ構成を有しており、切り欠き溝１４Ａの平面視形状は、ほぼ長方形であり、且つ枠辺１２ａの縦方向途中部に位置する２つの角が丸まった形状であり（図５）、切欠き溝１４Ｂの平面視形状はほぼ長方形状であり（図６）、切欠き溝１４Ｃの平面視形状はほぼ二等辺三角形状である（図７）。
図８は、本発明の第２実施形態であるリードフレーム２の構成を模式的に示す上面図である。図９〜１３は、それぞれリードフレーム２の変形例２Ａ〜２Ｅを示す上面図である。リードフレーム２及び２Ａ〜２Ｅは、切欠き溝１４の個数及び配置位置以外は、リードフレーム１と同じ構成及び変形例を有している。
リードフレーム２は、複数の有底の切欠き溝１４を有することを特徴とし、より具体的には、枠辺１２ａに３つの切欠き溝１４が横方向にほぼ等間隔で配列されている。３つの切欠き溝１４はそれぞれ、その開口が横方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の縦方向に延びる樹脂充填空間と対向するように配置されている。このように、一つの枠辺１２ａに複数の切欠き溝１４を設けることにより、集合体１１全域への樹脂の流れがより円滑になり、特性がほぼ均一な光半導体装置を得ることができる。また、樹脂成形体の成形金型からの脱型の際に、樹脂層の破断位置が複数に増加するので、各位置における破断の衝撃が緩和され、単位実装領域１０の周辺の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのをより確実に防止できる。
リードフレーム２Ａは、横方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の縦方向に延びる樹脂充填空間（以下、「樹脂充填空間Ｘ」と称す。）毎に複数の切欠き溝１４が枠辺１２ａに配置されている（図９）。リードフレーム２Ｂは、枠辺１２ａとそれに対向する枠辺１２ｂのそれぞれ横方向中央部に、２つの切欠き溝１４が樹脂充填空間Ｘを介して対向するように配置されている（図１０）。リードフレーム２Ｃは、枠辺１２ａ、１２ｂにそれぞれ１個の切欠き溝１４が設けられ、２つの切欠き溝１４がリードフレーム２Ｃの対角線（不図示）の両末端近傍に配置されている（図１１）。
リードフレーム２Ｄは、枠体１２の縦方向に延びる枠辺１２ｃにおける縦方向のほぼ中央部に、横方向に延びる切欠き溝１４を上下に２個並べて配置し、２つの切欠き溝１４は共に、隙間２５を介して、縦方向に隣り合う一対の単位実装領域１０間の横方向に延びる樹脂充填空間Ｙと対向するように設けられている（図１２）。本実施形態でも、切欠き溝１４が配置される枠辺１２ｃの延びる方向と、樹脂充填空間Ｙの延びる方向とは交わっている。また、本実施形態のように、樹脂充填空間Ｙが樹脂流路となるように構成しても、集合体１１の全域に樹脂が万遍なく行き渡る効果が得られ、樹脂成形体の金型脱型時における樹脂層の破断位置を切欠き溝１４の周辺とすることができる。
リードフレーム２Ｅは、切欠き溝１５が枠辺１２ａに設けられ、枠辺１２ａを横方向に延びる主流路３１と、主流路３１から縦方向に枝分かれして隙間２５に向かい、その開口が隙間２５を介して樹脂充填空間Ｘと対向する分岐路３２とからなる溝であることを特徴とする（図１３）。分岐路３２は複数個設けられ、それぞれの開口が隙間２５を介して樹脂充填空間Ｘと対向している。
本実施形態では、主流路３１と複数の分岐路３２とを有する切欠き溝１５としているが、これに限定されず、切欠き溝１４、１５を混在させてもよい。本実施形態のように切欠き溝１５を構成しても、樹脂成形体の脱型時に樹脂層の破断位置が切欠き溝１５周辺の横方向に延びる領域内となり、単位実装領域１０上の樹脂層に亀裂、欠け、単位実装領域からの剥離等の欠陥が発生するのを防止できる。
図１５は、本発明の第３実施形態である樹脂成形体４の構成を模式的に示す図面である。図１５（ａ）は樹脂成形体４の表面（光半導体素子実装面）の状態を示す平面図であり、図１５（ｂ）は樹脂成形体４の裏面の状態を示す平面図である。
樹脂成形体４は、リードフレーム１と、該リードフレーム１に一体成形された樹脂層５０とよりなり、その表面には第１、第２のリード部２０、２１が露出し、その裏面には第１、第２のリード部２０、２１における内側領域２０ａ、２１ａの裏面がそれぞれ露出していることを特徴とする。
リードフレーム１の第１、第２のリード部２０、２１における外側領域２０ｂ、２１ｂは、図４に示すように、裏面の少なくとも一部がハーフエッチングにより除去されることで薄肉化されている。このため、樹脂成形体４の表面では第１、第２のリード部２０、２１の表面のほぼ全域が露出し、裏面では内側領域２０ａ、２１ａのみを残して樹脂層５０が形成され、スリット部２２には内側領域２０ａ、２１ａの板厚と同じ厚みを有する樹脂層５０が一体成形され、平板型（フラット型）の樹脂成形体４となっている。
このような樹脂成形体４は、例えば、リードフレーム１を上下から挟み込む上下金型からなる成形金型であって、一方の金型におけるリードフレーム１の枠体１２に設けられた切欠き溝１４の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝１４内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設けた、成形金型を用いることにより作製できる。
図１４は、樹脂成形体４作製時におけるリードフレーム１と成形金型３５との位置関係を概略的に示す断面図である。図１４は、図１に示すＺ−Ｚ切断面線における断面図である。
成形金型３５は上金型４０と下金型４１とを備え、上金型４０及び下金型４１を閉じ合わせた時にこれらの下面と上面とにより、図１４の紙面において左から右に向かう方向に延び、樹脂供給路となるランナー３６が形成され、ランナー３６の右側先端部には樹脂注入口であるゲート部３７が形成される。リードフレーム１は、ゲート部３７がリードフレーム１の切欠き溝１４の成形金型３５側開口部の上方に位置するように成形金型３５の上金型４０と下金型４１とにより挟みこまれる。これにより、ゲート部３７が切欠き溝１４とランナー３６とを連通させる。ランナー３６及びゲート部３７を介してリードフレーム１に樹脂を供給し、例えば熱硬化させることにより樹脂層５０を形成し、樹脂成形体４を得る。樹脂成形体４の成形金型３５からの脱型に際しては、切欠き溝１４に充填された樹脂層の少なくとも一部を起点として樹脂層５０の破断が起こるので、リードフレーム１の単位実装領域１０上及びその周辺の樹脂層５０に上記した種々の欠陥が発生することが防止される。
なお、リードフレーム１への樹脂の供給性等を考慮すると、成形金型３５及び熱硬化性樹脂を用いて、トランスファモールド成形を行ない、樹脂層５０をリードフレーム１に一体成形することが好ましい。
図１６は、本発明の第４実施形態である光半導体装置５の構成を模式的に示す斜視図である。
光半導体装置５は、樹脂成形体４を単位実装領域１０毎に個片化した基板５１と、基板５１の表面に露出している第１のリード部２０の内側領域２０ａに固定される光半導体素子５２と、内側領域２０ａと光半導体素子５２とを電気的に接続する金線等のワイヤボンディング５３と、基板５１の表面に露出している第２のリード部２１の内側領域２１ａと光半導体素子５２とを電気的に接続するワイヤボンディング５４と、光半導体素子５２及びワイヤボンディング５３、５４、更には内側領域２０ａ、２１ａを透光性樹脂で封止した透光性樹脂層５５と、を備えている。
光半導体装置５は、例えば、樹脂成形体４の表面に露出している第１、第２のリード部２０、２１の内側領域２０ａ、２１ａにワイヤボンディング５３、５４により通電可能に実装される複数の光半導体素子５２と、これらを透光性樹脂で封止した透光性樹脂層５５と、よりなる光半導体パッケージを作製し、この光半導体パッケージを光半導体素子５２ごとに個片化することにより作製できる。本実施形態では、透光性樹脂層５５は平板型に形成されているが、これに限定されず、レンズ状等の任意の形状に適宜形成することができる。
光半導体装置５は、本発明の実施形態に係るリードフレームを用いて作製されているため、単位実装領域１０に形成された樹脂層５０に亀裂、欠け、剥離等の欠陥が極めて少ないため、電気特性や耐用性等の点で、長期的な信頼性の高いものとなっている。
図１７は、別形態の樹脂成形体６の構成を模式的に示す図面である。図１７（ａ）は樹脂成形体６の全体構成を概略的に示す斜視図である。図１７（ｂ）は樹脂成形体６の要部の構成を模式的に示す平面図である。図１７（ｃ）は樹脂成形体６を単位実装領域１０毎に個片化したリフレクタ７の構成を模式的に示す斜視図である。図１７（ｄ）はリフレクタ７の断面図である。図１８は別形態の光半導体装置８の構成を模式的に示す斜視図である。
樹脂成形体６は、リードフレーム１と、リードフレーム１の表面に一体成形された樹脂層６０と、底面６２に第１、第２のリード部の内側領域２０ａ、２１ａが露出した凹部６１とを備える薄板である。樹脂層６０は、凹部６１を形成する穴を複数有し、光半導体素子からの光を所定の方向に反射する反射部６３と、第１、第２のリード部間のスリット部２２に充填された絶縁部６４とからなる。樹脂成形体６の裏面には、樹脂成形体５の裏面（図１８（ｂ））と同様に、第１、第２のリード部の内側領域２０ａ、２１ａの裏面が露出し、樹脂層６０の裏面と同一平面上にある。
図１７（ｃ）に示すリフレクタ７は、１個の単位実装領域１０と、単位実装領域１０の表面（光半導体素子実装面）の及び裏面の一部に形成された樹脂層６０と、底面６２に第１、第２のリード部の内側領域２０ａ、２１ａが露出した凹部６１とを備え、その側面に、第１、第２、第３の連結片２７、２８、２９の各断面２７ａ、２８ａ、２９ａが露出している以外は、樹脂層６０の断面となっている。
ここで、樹脂成形体６の各底面６２又はリフレクタ７の底面６２に露出する第１、第２のリード部の内側領域２０ａ、２１ａにワイヤボンディング等により光半導体素子を実装した後、凹部６１に透光性樹脂を充填して透光性樹脂層を形成することにより、光半導体パッケージ又は光半導体装置をえることができる。
光半導体装置８は、１個の単位実装領域１０と、単位実装領域１０の表面（光半導体素子実装面）の及び裏面の一部に形成された樹脂層６０と、底面６２に内側領域２０ａ、２１ａが露出した凹部６１と、内側領域２０ａに固定される光半導体素子５２と、内側領域２０ａと光半導体素子５２とを電気的に接続するワイヤボンディング５３と、内側領域２１ａと光半導体素子５２とを電気的に接続するワイヤボンディング５４とを備えている。光半導体装置８は、光半導体装置５と同様の効果を有している。
上記した光半導体装置に係る各実施形態では、第１のリード部の内側領域に光半導体素子を実装しているが、これに限定されず、第２のリード部の内側領域に光半導体素子を実装しても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
１、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ リードフレーム
４、６ 樹脂成形体
５、８ 光半導体装置
７ リフレクタ
１０、１０ｘ 単位実装領域
１１ 集合体
１２ 枠体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 枠辺
１３ 支持部
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１５ 切欠き溝
２０、２３ 第１のリード部
２０ａ、２１ａ 内側領域
２０ｂ、２１ｂ 外側領域
２１、２４ 第２のリード部
２２ スリット部
２５ 隙間
２６ 内側端面
２７ 第１の連結部
２８ 第２の連結部
２９ 第３の連結部
３１ 主流路
３２ 分岐路
３５ 成形金型
３６ ランナー
３７ ゲート部
４０ 上金型
４１ 下金型
５０、６０ 樹脂層
５１ 基板
５２ 光半導体素子
５３、５４ ワイヤボンディング
５５ 透光性樹脂層
６１ 凹部
６２ 底面
６３ 反射部
６４ 絶縁部
４、６ 樹脂成形体
５、８ 光半導体装置
７ リフレクタ
１０、１０ｘ 単位実装領域
１１ 集合体
１２ 枠体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 枠辺
１３ 支持部
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１５ 切欠き溝
２０、２３ 第１のリード部
２０ａ、２１ａ 内側領域
２０ｂ、２１ｂ 外側領域
２１、２４ 第２のリード部
２２ スリット部
２５ 隙間
２６ 内側端面
２７ 第１の連結部
２８ 第２の連結部
２９ 第３の連結部
３１ 主流路
３２ 分岐路
３５ 成形金型
３６ ランナー
３７ ゲート部
４０ 上金型
４１ 下金型
５０、６０ 樹脂層
５１ 基板
５２ 光半導体素子
５３、５４ ワイヤボンディング
５５ 透光性樹脂層
６１ 凹部
６２ 底面
６３ 反射部
６４ 絶縁部
Claims (13)
- ２以上の互いに離隔するリード部からなり、半導体素子を実装するときに光半導体素子が通電可能に実装される単位実装領域が、縦横に複数連設されてなる光半導体用リードフレームであって、
前記複数の単位実装領域の集合体の周りに、隙間を空けて枠体を設け、
前記集合体のうち周端に配された単位実装領域と前記枠体とを連結し、枠体の内側に前記集合体を支持する支持部を設け、
前記枠体を構成する枠辺に、該枠辺の延びる長手方向に直交する幅方向の途中部から前記集合体に向けて前記幅方向に延び、前記隙間を臨む内側端面に開口する樹脂注入用の切欠き溝を設けてなることを特徴とする光半導体用リードフレーム。 - 前記隙間の幅が、前記単位実装領域における互いに離隔するリード部間のスリット部の幅、縦方向に隣り合う一対の前記単位実装領域間の樹脂充填空間の幅、および横方向に隣り合う一対の前記単位実装領域間の樹脂充填空間の幅のいずれかよりも大きくなるように構成されている、請求項１記載の光半導体用リードフレーム。
- フレーム内部の前記単位実装領域のリード部周りの樹脂充填空間を、縦横に隣接する他の単位実装領域の同じく樹脂充填空間に連通させてなる請求項１または２記載の光半導体用リードフレーム。
- 縦横の単位実装領域を薄肉の連結部で連結してなる請求項３記載の光半導体用リードフレーム。
- 前記支持部を、薄肉部より構成してなる請求項１〜４の何れか１項に記載の光半導体用リードフレーム。
- 前記支持部を、薄肉の支持片より構成してなる請求項５記載の光半導体用リードフレーム。
- 前記切欠き溝を、前記枠体の前記集合体を囲む枠辺うち、前記互いに離隔するリード部間の樹脂充填空間が延びる方向に対して交わる方向に延びている枠辺に設けてなる請求項１〜６の何れか１項に記載の光半導体用リードフレーム。
- 前記切欠き溝を、隣接する単位実装領域間の位置に対向する位置に開口させてなる請求項１〜７の何れか１項に記載の光半導体用リードフレーム。
- 請求項１〜８の何れか１項に記載の光半導体用リードフレームと、
該リードフレームに一体成形される樹脂層とよりなり、
表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出した光半導体用樹脂成形体。 - 前記樹脂層を、前記リードフレームの板厚内の空間に充填される樹脂により該リードフレームに一体成形してなり、表裏に各リード部の上下面がそれぞれ露出し、且つ前記リードフレームの板厚と同じ厚みを有する平板型である請求項９記載の光半導体用樹脂成形体。
- 請求項９又は１０記載の光半導体用樹脂成形体の製造方法であって、
前記光半導体用リードフレームを上下から挟み込む上下金型のうち、一方の金型における前記リードフレームの枠体に設けられた前記切欠き溝の当該金型側の開口部に対応する位置に、該開口部を通じて切欠き溝内部に連通するゲート部を設けるとともに、該ゲート部に樹脂を供給するランナーを設け、これら上下金型を用いて前記樹脂層を前記リードフレームに一体成形することを特徴とする光半導体用樹脂成形体の製造方法。 - 前記上下金型を用いたトランスファモールド成型より熱硬化性樹脂を充填して前記樹脂層を前記リードフレームに一体成形する請求項１１記載の光半導体用樹脂成形体の製造方法。
- 請求項９又は１０記載の光半導体用樹脂成形体と、
前記単位実装領域の各々に対応して設けられ、それぞれ前記光半導体用樹脂成形体の表面に露出している各リード部に通電可能に実装される光半導体素子と、
各光半導体素子を透光性樹脂で封止してなる透光性樹脂層と、
よりなる光半導体パッケージ。
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