JPH0758363A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及びその製造方法

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JPH0758363A
JPH0758363A JP5201397A JP20139793A JPH0758363A JP H0758363 A JPH0758363 A JP H0758363A JP 5201397 A JP5201397 A JP 5201397A JP 20139793 A JP20139793 A JP 20139793A JP H0758363 A JPH0758363 A JP H0758363A
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JP
Japan
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lead frame
metal lead
emitting diode
resin
light emitting
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JP5201397A
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Atsushi Morita
淳 森田
Tomohito Koba
友人 木場
Toshihiko Tsutsumi
敏彦 堤
Toshiaki Takahashi
敏明 高橋
Hiroyasu Ochi
広泰 大地
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【構成】金属リードフレームにマウントされた半導体チ
ップが、320℃×2.16kgでのメルトフローイン
デックスの値が20〜70g/10minであるポリエ
ーテルスルホン樹脂で封止されていることを特徴とする
発光ダイオード。 【効果】本発明による発光ダイオードは、金属リードフ
レームの変形がなく、耐熱性にすぐれ、透明性も良好で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は半導体チップが高流動
ポリエーテルスルホン樹脂で封止されている発光ダイオ
ード及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 発光ダイオードは、金線等のワイヤー
が接続された金属リードフレームに半導体チップをマウ
ントし、その後エポキシ樹脂等の封止用樹脂で封止し、
種々の形状に成形されている。これらの半導体チップの
樹脂封止方法としては、熱硬化性樹脂、即ちエポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、シリコーン等を用い絶縁封止する成
形法が良く知られている。しかし、これらの樹脂による
封止方法では封止の前工程に樹脂の予備硬化状態及び長
時間の硬化時間が必要であり、さらに後硬化も必要であ
り、極めて生産性が悪かった。
【0003】これらの問題を解決するため、熱可塑性樹
脂を用いる方法が試みられてきている。即ち、半導体チ
ップをインサートした金型に熱可塑性樹脂を直接、射出
成形することで生産性を高める試みである。さて、熱可
塑性樹脂を用いた発光ダイオードであるが、その要求特
性としては、特に高流動性、透明性及び耐熱性が挙げら
れる。しかし、これまでは、上記の特性を十分満足させ
てはいなかった。
【0004】例えば、ポリカーボネート樹脂を用いた
ら、射出成形時に、金属リードフレームの変形なしに成
形でき、透明性を有するが、耐熱性が十分ではなく24
0℃以上の半田耐熱性を有していない。また、ポリフェ
ニレンスルフィド樹脂を用いると、結晶性樹脂であるた
め、透明性が著しく劣り、好ましくなかった。さらに、
ポリエーテルスルホン樹脂を用いると、透明性を有し、
耐熱性は十分であるが、メルトフローインデックス値
(320℃×2.16kg)が1〜10g/10min
であり、成形加工性が十分ではなく、射出成形時に金属
リードフレームの変形を伴うという問題が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体チップをインサートした金型に高流動ポリエーテルス
ルホン樹脂を直接、射出成形し、金属リードフレームの
変形のない、透明性に優れ、耐熱性の優れた発光ダイオ
ード及びその製造方法に関するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の目的
を達成するために鋭意検討した結果、金属リードフレー
ムにマウントされた半導体チップが、320℃×2.1
6kgでのメルトフローインデックスの値が20〜70
g/10minであるポリエーテルスルホン樹脂で封止
することにより、金属リードフレームの変形のない、透
明性に優れ、耐熱性の優れた発光ダイオードをえられる
ことが可能であることを見出し、本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明は、金属リードフレームにマ
ウントされた半導体チップが、320℃×2.16kg
でのメルトフローインデックスの値が20〜70g/1
0minであるポリエーテルスルホン樹脂により封止さ
れていることを特徴とする発光ダイオードであり、さら
には金属リードフレームに成形温度300℃〜380
℃、金型温度25〜170℃、射出圧力300〜150
0kg/cm2 の条件で、320℃×2.16kgでの
メルトフローインデックスの値が20〜70g/10m
inであるポリエーテルスルホン樹脂を封止することを
特徴とする発光ダイオードの製造方法である。
【0008】本発明に用いるポリエーテルスルホン樹脂
は320℃×2.16kgでのメルトフローインデック
スの値が20〜70g/10min、好ましくは、30
〜60g/10minである高流動性を有するポリエー
テルスルホン樹脂である。メルトフローインデックス値
が20g/10minを下回ると、成形加工性が十分で
はなく、射出成形時に、金属リードフレームの変形が生
じ、また70g/10minを越えると、耐熱性が低下
する。
【0009】また、本発明では半導体チップをインサー
トした金型に高流動ポリエーテルスルホン樹脂を直接射
出成形する際には、成形条件の設定が重要である。本発
明に用いる高流動ポリエーテルスルホン樹脂は、射出成
形の際、過酷な条件にて成形(例えば高射出圧、高温金
型)すると、オーバーパックとなり、型開きの際、製品
のゲート部が金型から離型しなくなり、さらには樹脂が
脆い為、型から製品を取り出すことができなくなる。こ
れに対し、従来のポリエーテルスルホン樹脂の場合に
は、オーバーパックしても、高流動ポリエーテルスルホ
ン樹脂に比べて靱性があるため、簡単に成形物を型より
取り出すことができるが、成形加工性が充分でなく、金
属リードフレームの変形を伴うという欠点がある。
【0010】即ち、本発明では半導体チップをインサー
トした金型に高流動ポリエーテルスルホン樹脂を直接射
出成形する際には、成形温度300℃〜380℃であ
り、金型温度25〜170℃、射出圧力300〜150
0kg/cm2 の条件であることが必須である。さら
に、本発明に係る発光ダイオードは、ヒートサイクル
性、長期信頼性及び封止樹脂と金属リードフレームとの
密着性に優れている。また各種色素、例えば複素環系、
アンスラキノン系を用いることにより、各種の色を有す
る発光ダイオードとして使用することもできる。但し、
この場合には、色素の耐熱性を考慮する必要がある。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により詳
細に説明する。 実施例1 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が30g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力700kg/cm2 にて、半導体チップをインサ
ートした金型を使用し、射出成形を行い、封止を行っ
た。その後、得られた発光ダイオードの金属リードフレ
ームの変形を観察した。また、成形温度350℃、金型
温度150℃、射出圧力1000kg/cm2の条件
で、ASTM−790に準じた曲げ試験片を成形した。
この試験片を用いて、耐ハンダ性、光線透過率及び曲げ
強度の測定を行った。試験方法は以下に示す方法によつ
た。
【0012】耐ハンダ性、260℃の半田浴に曲げ試
験片を10秒浸漬後、試験片の変形及び膨れの有無を観
察した。変形及び膨れのない場合を○印に、変形及び膨
れが若干ある場合を△印、さらに変形及び膨れがひどい
場合を×印とした。 光線透過率、JIS K−7105に準じて行った。 曲げ強度、ASTM−790に準じて測定した。
【0013】実施例2 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が35g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力680kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を
行った。その後得られた発光ダイオードの金属リードフ
レームの変形を観察した。さらに実施例1と同様の方法
により、曲げ試験片を成形し、各物性を実施例1と同様
にして求めた。
【0014】実施例3 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が40g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力650kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を
行った。その後得られた発光ダイオードの金属リードフ
レームの変形を観察した。さらに実施例1と同様の方法
により、曲げ試験片を成形し、各物性を実施例1と同様
にして求めた。
【0015】実施例4 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が50g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力590kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を
行った。その後得られた発光ダイオードの金属リードフ
レームの変形を観察した。さらに射出圧力を800kg
/cm2 にした他は実施例1と同様の方法により曲げ試
験片を成形し、各物性を実施例1と同様にして求めた。
【0016】実施例5 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が60g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力550kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を
行った。その後得られた発光ダイオードの金属リードフ
レームの変形を観察した。さらに実施例1と同様の方法
により、曲げ試験片を成形し、各物性を実施例1と同様
にして求めた。
【0017】比較例1 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が10g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度150℃、射
出圧力800kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を
行った。その後得られた発光ダイオードの金属リードフ
レームの変形を観察した。さらに射出圧力を1200k
g/cm2 にした他は実施例1と同様の方法により、曲
げ試験片を成形し、各物性を実施例1と同様にして求め
た。
【0018】比較例2 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が120g/10minであるポリエーテルスルホ
ン樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度100℃、
射出圧力400kg/cm2 にて射出成形を行い、封止
を行った。その後、得られた発光ダイオードの金属リー
ドフレームの変形を観察した。さらに射出圧力を600
kg/cm2 にした他は実施例1と同様の方法により曲
げ試験片を成形し、各物性を実施例1と同様にして求め
た。
【0019】比較例3 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が60g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度190℃、射
出圧力1600kg/cm2 にて射出成形を行い、封止
を行ったが、オーバーパックとなり、離型しなくなっ
た。さらに、射出圧力1000kg/cm 2 まで下げた
が、オーバーパックは防げたが、型温がまだ高いため、
製品は離型しなかった。
【0020】比較例4 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が25g/10minであるポリフェニレンスルフ
ィド樹脂を用い、成形温度350℃、金型温度130
℃、射出圧力1000kg/cm2 にて射出成形を行
い、ASTM−790に準じた曲げ試験片を成形した。
この試験片を用いて、各物性を実施例1と同様にして求
めた。
【0021】比較例5 320℃×2.16kgでのメルトフローインデックス
の値が28g/10minであるポリカーボネート樹脂
を用い、成形温度280℃、金型温度100℃、射出圧
力750kg/cm2 にて射出成形を行い、封止を行っ
た。その後、得られた発光ダイオードの金属リードフレ
ームの変形を観察した。さらに射出圧力を1000kg
/cm2 にした他は実施例1と同様の方法により、曲げ
試験片を成形し、各物性を実施例1と同様にして求め
た。
【0022】以上より、一般に使用されている320℃
×2.16kgでのメルトフローインデックスの値が1
0g/10minであるポリエーテルスルホン樹脂で
は、金属リードフレームの変形が起きているが、メルト
フローインデックスが20〜70g/10minの範囲
にあるポリエーテルスルホン樹脂では、金属リードフレ
ームの変形が起こっていない。しかしメルトフローイン
デックスが20〜70g/10minの範囲にあっても
成形条件によっては、オーバーパックとなったり、離型
不良になったりする。またメルトフローインデックスが
120g/10minのポリエーテルスルホン樹脂を用
いると、耐半田性が悪くなり、耐熱性が劣ることを示し
ている。さらにポリエーテルスルホン樹脂以外のもの、
例えばポリフェニレンスルフィド樹脂では不透明であ
り、ポリカーボネート樹脂では耐熱性が劣っている。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明による発光ダイオードは、320
℃×2.16kgでのメルトフローインデックスの値が
20〜70g/10minであるポリエーテルスルホン
樹脂で封止されており、封止された発光ダイオードは、
金属リードフレームの変形がなく、耐熱性にすぐれ、透
明性も良好である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 (72)発明者 高橋 敏明 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 大地 広泰 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属リードフレームにマウントされた半
    導体チップが、320℃×2.16kgでのメルトフロ
    ーインデックスの値が20〜70g/10minである
    ポリエーテルスルホン樹脂により封止されていることを
    特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 金属リードフレームに成形温度300℃
    〜380℃、金型温度25〜170℃、射出圧力300
    〜1500kg/cm2 の条件で、320℃×2.16
    kgでのメルトフローインデックスの値が20〜70g
    /10minであるポリエーテルスルホン樹脂を封止す
    ることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
JP5201397A 1993-08-13 1993-08-13 発光ダイオード及びその製造方法 Pending JPH0758363A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995025149A1 (fr) * 1994-03-16 1995-09-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Element organique electroluminescent
US5821003A (en) * 1994-03-16 1998-10-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Organic electroluminescent device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995025149A1 (fr) * 1994-03-16 1995-09-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Element organique electroluminescent
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