KR20130122921A - 광반도체 장치용 리드 프레임 및 그것을 이용한 광반도체 장치 - Google Patents

광반도체 장치용 리드 프레임 및 그것을 이용한 광반도체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은,
제1 플레이트부, 및 제1 플레이트부에 대향하도록 배치되는 제2 플레이트부를 갖는 리드 프레임,
제2 플레이트부에 적재되어 제2 플레이트부와 전기적으로 접속되는 광반도체 소자,
광반도체 소자와 제1 플레이트부를 서로 전기적으로 접속하는 와이어,
리드 프레임 위에 광반도체 소자의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터, 및
리드 프레임과 리플렉터의 내주면으로 형성되는 오목부에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지
를 포함하며,
상기 리드 프레임의 윤곽 형상이, 상기 오목부를 형성하는 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일한 광반도체 장치용 리드 프레임에 관한 것이다.

Description

광반도체 장치용 리드 프레임 및 그것을 이용한 광반도체 장치{LEAD FRAME FOR OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE AND OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 품질이 좋고 저비용으로 광반도체 장치를 제조할 수 있는 광반도체 장치용 리드 프레임에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이를 이용한 광반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 소정의 파장의 광을 방출할 수 있는 광반도체 소자를 구비한 광반도체 장치가 존재하였다. 이러한 광반도체 장치로서는, 예를 들면 도 5에 도시한 광반도체 장치(B)가 알려져 있다. 이 광반도체 장치(B)는 저면에 제1 플레이트부(31) 및 제2 플레이트부(32)로 이루어지는 리드 프레임(33)이 배치되고, 상기 제2 플레이트(32) 위에 광반도체 소자(도시하지 않음) 등이 적재되고, 상기 리드 프레임(33) 위에 광반도체 소자를 둘러싸도록 형성된 환형의 리플렉터(34)와, 상기 리드 프레임(33)과 리플렉터(34)로 구성된 오목부(35) 내를 밀봉하는 투명 수지(36)으로 구성되어 있다. 또한, 도 6은 상기 반도체 장치(B)를 이면측으로부터 본 상태를 나타내고 있다.
이러한 광반도체 장치(B)는, 제조 효율을 높이기 위해서, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 다수의 광반도체 장치를 한번에 만드는 것이 가능하도록, 다수의 리드 프레임(33)이 연속으로 형성된 리드 프레임 형성판(37)을 이용해서 제조된다. 즉, 광반도체 장치(B)는, 우선 1매의 리드 프레임 형성판(37) 위에 다수의 광반도체 소자를 일렬로 배열하고 실장하여 다수의 광반도체 장치를 동시에 제조하고, 이어서 각 광반도체 장치를 절단해서 개별화하여 제조된다. 상기 광반도체 장치의 제조에 있어서, 상기 리드 프레임 형성판(37)에는 환형의 리플렉터(34)가 수지 성형에 의해 형성되는데, 이 수지 성형의 예로는 트랜스퍼 성형을 들 수 있다. 이 방법에 따르면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상부 금형(38)과 하부 금형(39)로 구성되는 성형 금형에 상기 리드 프레임 형성판(37)을 끼우고 클램핑해서 캐비티부(40)을 형성하고, 이 캐비티부(40) 내에 용융 수지를 주입해서 이를 경화시키고 탈형함으로써 상기 리플렉터(34)를 형성할 수 있다(예를 들면 특허문헌 1을 참조). 또한, 도 8에 있어서, 41은 용융 수지를 주입하기 위한 사이드 게이트, 42는 용융 수지의 주입에 따라 내부 공기를 배출하기 위한 에어 벤트이다.
이 때, 개개의 리드 프레임(33)의 윤곽 형상은, 1매의 리드 프레임 형성판(37)로 보다 많은 리드 프레임(33)을 만들기 위해서, 통상 대략 직사각형으로 제조된다. 한편, 상기 리플렉터(34)는 광반도체 소자로부터 방출되는 광을 상방으로 반사 시키는 것이기 때문에, 광반도체 소자를 둘러싸는 환형 상태로 형성되고, 상기 리드 프레임(33)과 리플렉터(34)의 내주면으로 형성되는 오목부(35)의 저면의 윤곽 형상은 대략 원형 또는 대략 타원형으로 제조된다(도 5 참조).
이 때문에, 트랜스퍼 성형시에, 캐비티부(40) 내에 위치하는 리드 프레임(33)은, 그의 네 구석으로부터 리드 프레임(33)과 하부 금형(39) 사이 공간에 용융 수지가 들어가서 리드 프레임(33)의 이면에 수지 버어(burr)라고 불리는 불필요 물질이 형성된다는 문제가 발생하기 쉽다. 즉, 상하 금형(38 및 39)을 클램핑했을 때, 리드 프레임(33)에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상부 금형(38)이 맞닿는 부분(43)만이, 상부 금형(38)과 하부 금형(39) 사이에 확실히 끼워지지만, 그 이외의 부분은 상부 금형(38)과 맞닿지 않아, 상부가 자유인 상태로 되어 있다. 이로 인해, 상부 금형(38)이 맞닿는 부분(43)으로부터 멀리 위치하는 리드 프레임(33)의 네 구석으로부터, 하부 금형(39)과 리드 프레임(33)의 사이 공간에 용융 수지가 들어가서 리드 프레임(33)의 이면에 수지 버어가 형성된다. 수지 버어는 IR 리플로우 등의 땜납 접합 등과 같이 전기적인 실장을 행할 때에 땜납에 반발하거나 하여 접합 불량을 야기시키기 때문에, 이것을 제거하는 공정이 필요해진다. 또한, 리드 프레임 형성판(37)의 관통구멍으로부터 하부 금형(39)이 보인다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, QFN(quad flat non-leaded) 패키지를 성형하는 분야에서는, 수지 성형을 행하기 전에 리드 프레임(33)의 이면을 미리 전용의 박리 테이프로 피복하고, 수지 성형후에 형성된 수지 버어를 박리 테이프와 함께 제거하는 기술도 행해지고 있다(예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 특허공개 제2008-218964호 공보 일본 특허 제3934041호 공보
그러나, 수지 버어를 박리 테이프와 함께 제거하는 기술은 접합 불량의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 점에서 우수하지만, 전용 장치의 설치나 사용할 박리 테이프 등에 불필요한 비용이 발생한다. 이로 인해, 보다 우수한 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 리드 프레임의 윤곽 형상을 특수한 형상으로 함으로써, 리플렉터의 형성시에, 리드 프레임과 하부 금형의 사이 공간에 용융 수지가 들어가는 현상의 발생을 방지하고, 리드 프레임의 이면에 수지 버어라고 불리는 불필요 물질이 형성되지 않는, 우수한 광반도체 장치용 리드 프레임을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 하기 항목 (1) 내지 (9)에 관한 것이다.
(1) 제1 플레이트부, 및 제1 플레이트부에 대향하도록 배치되는 제2 플레이트부를 갖는 리드 프레임,
제2 플레이트부에 적재되어 제2 플레이트부와 전기적으로 접속되는 광반도체 소자,
광반도체 소자와 제1 플레이트부를 서로 전기적으로 접속하는 와이어,
리드 프레임 위에 광반도체 소자의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터, 및
리드 프레임과 리플렉터의 내주면으로 형성되는 오목부에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지
를 포함하며,
상기 리드 프레임의 윤곽 형상이, 상기 오목부를 형성하는 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일한 광반도체 장치용 리드 프레임.
(2) (1)에 있어서, 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상이 대략 타원형이고, 리드 프레임의 윤곽 형상이, 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상의 대략 타원형과 실질적으로 동일한 대략 타원형인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 리플렉터가 트랜스퍼 성형에 의해 형성되는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 리플렉터가 열경화성 수지 조성물로 형성되는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(5) (4)에 있어서, 열경화성 수지 조성물이 온도 175℃에서의 나선형 플로우가 20cm 내지 200cm인 유동성을 갖도록 하는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(6) (4) 또는 (5)에 있어서, 열경화성 수지 조성물이 하기 (A)내지 (E) 성분을 함유하는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(A) 백색 안료;
(B) 필러;
(C) 에폭시 수지;
(D) 경화제; 및
(E) 경화 촉진제.
(7) (6)에 있어서, 백색 안료가 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산바륨 및 황산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(8) (6) 또는 (7)에 있어서, 필러가 실리카인 광반도체 장치용 리드 프레임.
(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임을 포함하는 광반도체 장치이며,
윤곽 형상이 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일한 리드 프레임,
리플렉터의 제2 플레이트부에 적재되어 제2 플레이트부와 전기적으로 접속되는 광반도체 소자,
광반도체 소자와 리플렉터의 제1 플레이트부를 서로 전기적으로 접속하는 와이어,
리드 프레임 위에, 광반도체 소자의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터, 및
리드 프레임과 리플렉터의 내주면으로 형성되는 오목부에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
즉, 본 발명자는, 리플렉터의 형성시에 리드 프레임의 이면에 형성되는 수지 버어라고 불리는 불필요 물질을 저비용으로 신속하게 제거하는 기술을 얻기 위해 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 수지 버어를 제거하지 않고, 리드 프레임을 특수한 윤곽 형상으로 하는 것에 의해, 수지 버어의 형성 자체가 없어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
이와 같이, 종래에는 항상 리플렉터 형성시에 발생하는 수지 버어를 어떻게 제거하는 지의 과제의 극복을 고려한 것에 대해, 본 발명의 광반도체 장치용 리드 프레임은, 수지 버어 자체를 발생시키지 않는다는, 기존 개념을 뒤집는 획기적인 착상에 의해 얻어진 것이다. 즉, 본 발명에 따른 광반도체 장치용 리드 프레임은, 리드 프레임의 윤곽 형상을 리플렉터 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일하게 한 것이다. 이 구성에 따르면, 리플렉터를 수지 성형할 때에, 상부 금형이 리드 프레임의 거의 전체 면에 맞닿고, 리드 프레임의 단부가 캐비티 내에 들어가는 일이 없기 때문에, 리드 프레임의 단부로부터 리드 프레임과 하부 금형 사이 공간에 용융 수지가 들어가는 현상의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 리드 프레임의 이면에 수지 버어라고 불리는 불필요 물질이 발생하지 않는다. 따라서, 수지 버어를 제거하는 공정이 불필요해서, 전용의 박리 테이프 등을 사용하지 않고도 접합 불량이 발생하지 않는 우수한 품질의 광반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
그중에서도, 상기 리플렉터 내주면의 저면 윤곽 형상이 대략 타원형이고 또한 상기 리드 프레임의 윤곽 형상이 상기 대략 타원형과 실질적으로 동일한 대략 타원형인 경우, 리플렉터 자체의 성능을 높일 수 있고, 보다 고성능의 광반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
그리고, 상기 리플렉터가 트랜스퍼 성형에 의해 형성되는 것인 경우, 보다 정밀한 형상으로 형성될 수 있기 때문에, 보다 고성능의 광반도체 장치를 얻을 수 있다.
또한, 상기 리플렉터가 열경화성 수지 조성물로 형성되는 것인 경우, 금형의 캐비티부가 정밀한 형상이어도 열경화성 수지 조성물이 빈틈없이 충전될 수 있으므로 신뢰성이 높은 광반도체 장치를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 열경화성 수지 조성물이 온도 175℃에서의 나선형 플로우가 20cm 내지 200cm의 유동성을 나타내는 것인 경우, 금형의 캐비티부에 열경화성 수지 조성물을 한층 용이하게 간극 없이 충전할 수 있는 동시에, 수지 버어의 성형을 보다 억제할 수 있다.
또한, 열경화성 수지 조성물이 하기 (A) 내지 (E) 성분을 함유하는 경우, 성형성 및 내구성이 우수한 동시에, 효율적으로 광을 반사시킬 수 있다.
(A) 백색 안료;
(B) 필러;
(C) 에폭시 수지;
(D) 경화제; 및
(E) 경화 촉진제.
또한, 상기 열경화성 수지 조성물의 (A) 성분인 백색 안료로서, 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산바륨, 황산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 사용하는 경우, 더 한층 효율적으로 광을 반사시킬 수 있다.
그리고, 상기 열경화성 수지 조성물의 (B) 성분인 필러로서 실리카를 사용하는 경우, 더 한층 성형성 및 내구성이 우수하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 광반도체 장치는, 리드 프레임의 이면에 수지 버어의 형성 자체가 되지 않기 때문에, 이것을 제거하는 공정이 불필요해서, 광반도체 장치가 효율적으로 제조된다. 또한, 리드 프레임의 이면에 수지 버어가 형성되지 않기 때문에 성능을 충분히 발휘할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서 「대략 타원형」이란, 타원형뿐만 아니라, 원형, 또는 직사각형의 서로 마주 보는 한 쌍의 짧은 변을 원호로 치환한 변칙 타원형도 포함하는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 광반도체 장치의 일 실시양태를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 광반도체 장치의 X-X 단면도이다.
도 3은 상기 광반도체 장치를 이면으로부터 본 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 상기 광반도체 장치의 설명도이다.
도 5는 종래의 광반도체 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 종래의 광반도체 장치를 이면으로부터 본 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 상기 종래의 광반도체 장치에 이용되는 리드 프레임의 평면도이다.
도 8은 상기 종래의 광반도체 장치에 있어서의 리플렉터의 형성에 이용되는 금형의 설명도이다.
도 9는 상기 종래의 광반도체 장치의 설명도이다.
이어서, 본 발명을 실시하기 위한 실시양태에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태인 광반도체 장치(A)를 나타낸 도면이며, 도 2는 그의 X-X 단면도이다. 상기 광반도체 장치(A)는, 예를 들면 폭 1.40mm, 길이 3.00mm, 높이 0.75mm의 직방체 형상으로 형성된다. 광반도체 장치(A)는, 제1 플레이트부(1)과 제2 플레이트부(2)를 갖는 리드 프레임(3)과, 상기 제2 플레이트부(2) 위에 적재되어 제1 플레이트부(1)과 전기적으로 접속되는 광반도체 소자(7)과, 이 광반도체 소자(7)과 상기 제1 플레이트부(1)을 서로 전기적으로 접속하는 와이어(8)와, 상기 광반도체 소자(7)과 제2 플레이트부(2)를 서로 전기적으로 접속하는 와이어(9)와, 상기 리드 프레임(3) 위에 광반도체 소자(7)의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터(4)와, 상기 리드 프레임(3)과 리플렉터(4)로 형성되는 오목부(5)에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지(6)을 구비하고 있다. 상기 리플렉터(4)는 그의 내주면의 저면 윤곽 형상이 대략 타원형으로 형성되고, 리플렉터(4)는 상기 리드 프레임(3)의 윤곽 형상에 실질적으로 따르도록 형성되어 있다. 또한, 광반도체 장치(A)의 크기 및 형상은 적당히 선택된다. 또한, 도 1에 있어서, 각 부위의 크기, 형상, 두께 등은 모식적으로 나타낸 것이며, 실제의 것과는 상이하다(이하의 도면에 있어서도 동일함).
리드 프레임(3)을 상세하게 설명한다. 이 리드 프레임(3)은, 광반도체 장치(A)를 이면으로부터 본 상태를 나타내고 있는 도 3에서와 같이, 제1 플레이트부(1)과 제2 플레이트부(2)를 합친 전체의 윤곽 형상이 대략 타원형이다. 이 대략 타원 형상을 더욱 상세하게 설명한다. 대략 타원 형상은 예를 들면 짧은 변 a(길이: 0.90mm), 긴 변 b(1.90mm)의 직사각형의 서로 마주 보는 한 쌍의 짧은 변을, 곡률 반경 0.3mm의 원호 c로 치환한 형상이며, 종래의 리드 프레임의 윤곽 형상(대략 직사각형)과는 전혀 다른 형상을 하고 있다. 이와 같이, 리드 프레임(3)의 윤곽 형상이, 리플렉터(4)의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일하게 되어 있는 것이 본 발명의 가장 중요한 특징이다.
이러한 광반도체 장치(A)는, 예를 들면 다음과 같이 하여 얻을 수 있다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 1매의 리드 프레임 형성판(10) 위에 환형의 리플렉터(4)를 트랜스퍼 성형에 의해 형성한다. 이 때, 개개의 리드 프레임(3)의 윤곽 형상이 리드 프레임(3)과 리플렉터(4)의 내주면에 의해 구성되는 오목부(5)의 저면 형상(대략 타원형)과 실질적으로 동일하게 되어 있기 때문에, 트랜스퍼 성형에 이용되는 상부 금형(38)(도 8 참조)의 볼록부(44)에 의해 리드 프레임(3)의 거의 전체 면이 그의 단부까지 확실히 압박된다. 따라서, 리드 프레임(3)의 거의 전체 면이 상부 금형(38)과 하부 금형(39)에 끼워진다. 따라서 리드 프레임(3)과 하부 금형(39) 사이 공간에 용융 수지가 들어가지 않고, 리드 프레임(3)의 이면에 수지 버어가 형성되지 않는다. 또한, 도 4에 있어서, 11은 상부 금형(38)과 리드 프레임(3)이 접하는 부분을 나타내고, 리드 프레임 형성판(10)의 관통구멍으로부터 맞닿음 상태의 하부 금형(39)이 보인다.
그 후, 리드 프레임(3)과 리플렉터(4)의 내주면에 의해 구성되는 오목부(5) 내의 각 리드 프레임(3)(제2 플레이트부(2))에 광반도체 소자(7)을 위치시킨다. 이들은 제1 또는 제2 플레이트부(1 또는 2)에 전기적으로 접속되고, 상기 오목부(5) 내를 투명 수지(6)으로 밀봉하고, 패키지마다 잘라낸다. 이와 같이 하여 도 1에 나타내는 광반도체 장치(A)를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 리드 프레임(3)을 이용해서 광반도체 장치(A)를 제조 하면, 리드 프레임(3)의 이면에 수지 버어라고 불리는 불필요 물질이 발생하지 않기 때문에, 수지 버어를 제거하는 공정이 불필요해서, 전용의 박리 테이프를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 저비용으로 신속하게 광반도체 장치(A)를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광반도체 장치(A)는, 상기와 같이 본 발명에 따른 리드 프레임(3)을 이용하기 때문에, 수지 버어에 의한 접합 불량이 발생하지 않고, 성능이 우수하다.
상기 제1 플레이트부(1) 및 제2 플레이트부(2)를 갖는 리드 프레임(3)으로서는 도전성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 전기 및 열 전도성과 강도가 우수한 점에서, 구리 및 그의 합금이 바람직하게 이용된다.
또한, 상기 리드 프레임(3)에는, 반사율을 높게 하고 와이어 본딩성을 우수하게 할 뿐만 아니라 광반도체 장치로서의 실장시의 땜납 습윤성을 좋게 하는 등의 관점으로부터, 도금을 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 도금의 재료의 예로는 금, 은, 니켈, 주석, 팔라듐을 들 수 있다. 그 중에서도, 고 반사율을 얻어지는 점에서 은이 바람직하게 이용된다.
상기 리드 프레임(3) 위에, 광반도체 소자(7)의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터(4)는, 폴리아미드, 폴리에스테르, 액정 중합체 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 등의 열경화성 수지로부터 제조되는 것이 바람직하다. 특히, 리드 프레임(3)과 밀착할 수 있고, 정밀한 캐비티부에 대하여도 용융 수지를 용이하게 틈새 없이 충전할 수 있는 점에서, 열경화성 수지가 보다 바람직하다.
또한, 리플렉터(4)의 형성을 수지 성형에 의해 행할 경우에, 수지 버어의 발생을 더 한층 억제하기 위해서는, 이용하는 열경화성 수지 조성물의 나선형 플로우가 175℃에서 20cm 내지 200cm의 범위에 있는 것이 바람직하고, 25cm 내지 150cm의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이는, 나선형 플로우가 지나치게 낮으면, 금형의 캐비티부를 간극 없이 충전하는 것이 곤란하기 때문이며, 반대로 나선형 플로우가 너무 높으면, 성형시에 수지에 가해지는 압력에 의해 오히려 수지 버어가 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 상기 나선형 플로우의 측정값은, 15-t 프레스기를 이용해서 175℃로 가열된 EMMI(Epoxy Molding Material Institute) 규격에 따른 금형으로 측정한 것이다.
이러한 열경화성 수지 조성물로서는, 예를 들면 (A) 백색 안료, (B) 필러, (C) 에폭시 수지, (D) 경화제, 및 (E) 경화 촉진제의 각 성분을 함유하는 것이 적합하게 사용된다.
(A) 백색 안료로서는, 상기 (C) 내지 (E) 성분 모두와 굴절률이 상이한 것을 사용할 수 있다. 이러한 것으로서는, 상기 (C) 내지 (E) 성분보다 높은 굴절률을 나타내는 것의 예로서, 예를 들면 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화안티몬, 산화지르코늄, 연백, 카올린, 알루미나, 탄산칼슘, 탄산바륨, 황산바륨, 황산아연, 황화아연을 들 수 있다. 또한, 상기 (C) 내지 (E) 성분보다 낮은 굴절률을 나타내는 것의 예로서, 내부가 공동화된 중공 입자, 예를 들면 실리카, 소다석회 유리, 붕규산 유리, 무알카리 유리 등의 중공 입자를 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 (C) 내지 (E) 성분과의 굴절률차가 크고 높은 반사율을 얻는 점에서, 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산바륨, 황산바륨을 이용하는 것이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
또한, 상기 (B) 필러의 예로는, 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘을 들 수 있다. 그 중에서도, 열전도성, 광 반사성, 성형성, 난연성이 우수한 점에서, 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 (B) 필러에는, 상기 (A) 백색 안료로서 이용되는 것은 제외된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
그리고, 상기 (C) 에폭시 수지로서는 전자 부품 밀봉용에 사용되는 것을 이용할 수 있다. 이러한 것으로서는 예를 들면 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 오르토-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 페놀류와 알데히드류의 노볼락 수지를 에폭시화 한 것, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 알킬 치환 비스페놀 등의 디글리시딜 에테르, 디아미노디페닐메탄 및 이소시아누르산 등의 폴리 아민과 에피클로로히드린의 반응에 의해 얻어지는 글리시딜아민형 에폭시 수지, 올레핀 결합을 과아세트산 등의 과산으로 산화시켜 얻어지는 선형 지방족 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 비교적 착색이 적은 것이 바람직하고, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 디글리시딜 이소시아누레이트, 트리글리시딜 이소시아누레이트 등이 바람직하게 이용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
또한, 상기 (D) 경화제로서는 비교적 착색이 적은 것이 바람직하다. 이러한 것으로서는, 예를 들면 산무수물 경화제, 이소시아누르산 유도체 및 페놀계 경화제를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
또한, 상기 (E) 경화 촉진제로서는, 예를 들면 1,8-디아자-비시클로(5,4,0)운데센-7, 트리에틸렌디아민 및 트리-2,4,6-디메틸아미노메틸페놀 등의 3급 아민류, 2-에틸-4-메틸이미다졸 및 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 테트라 페닐포스포늄 테트라페닐보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트, 테트라-n-부틸포스포늄-테트라플루오로보레이트 및 테트라-n-부틸포스포늄-테트라페닐보레이트 등의 인 화합물, 4급 암모늄염, 유기 금속염류 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다.
상기 리플렉터(4)는 트랜스퍼 성형이나 압축 성형 등으로 형성할 수 있다. 그 중에서도 높은 생산성이 얻어지는 점에서 트랜스퍼 성형을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 리플렉터(4)의 수지 성형시에 이용하는 금형은, 표면이 평평한 판형의 하부 금형(39)과, 리플렉터(4)의 형상에 대응하는 오목부와 리플렉터(4)의 내주면 형상에 대응하는 볼록부(44)를 갖는 상부 금형(38)을 포함하고, 이것들을 클램핑하는 것에 의해 리플렉터(4)의 형상에 대응하는 캐비티부(40)이 형성된다. 상기 리플렉터(4)는, 용융 수지를 상기 캐비티부(40)에 충전해서 형성된다. 이 때, 상기 상부 금형(38)의 볼록부(44)가 리드 프레임(3)의 거의 전체 면에 맞닿고, 이를 확실하게 누르게 된다. 따라서, 리드 프레임(3)과 하부 금형(39)의 사이에 용융 수지가 들어가지 않고, 리드 프레임(3)의 이면에 수지 버어가 형성되지 않는다.
상기 리드 프레임(3)(제2 플레이트부(2)) 위로 적재되는 광반도체 소자(7)은, 전류를 광으로 변환하는 발광 소자 또는 광을 전류로 변환하는 수광 소자이다. 이러한 것으로서는 예를 들면 발광 다이오드(LED), 포토다이오드 및 포토트랜지스터를 들 수 있다. 또한, 이 실시양태에서는, 광반도체 소자(7)이 단일인 경우를 설명하고 있다. 그러나, 광반도체 소자(7)은 단일 구조에 한하지 않고 복수 개로 구성된 구조여도 좋다. 그리고, 광반도체 소자(7)을 리드 프레임(3)(제2 플레이트부(2))상에 고정하기 위해서는, 예를 들면 실리콘 수지, 에폭시 수지 등을 포함하는 페이스트제나 시트 상의 유기 재료를 이용해서 고정을 행할 수 있다. 또한, 금 등의 금속을 이용해서 고정할 수도 있다.
상기 광반도체 소자(7)과 리드 프레임(3)(제1 및 제2 플레이트부(1 및 2))을 전기적으로 접속하는 와이어(8 및 9)는 금, 은, 또는 구리로 이루어지는 것이 바람직하게 이용된다. 또한, 도 2에는, 와이어(8 및 9)가 각각 단일 와이어로 나타내져 있지만, 필요에 따라서 각각에 복수 와이어를 설치해도 된다.
리드 프레임(3)과 리플렉터(4)의 내주면으로 형성되는 오목부(5)에 충전되는 투명 수지(6)으로서는 그의 경화체가 투명성을 갖는 것이 이용되고, 예를 들면 실리콘 수지, 에폭시 수지 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 본 발명에 있어서 "투명성을 갖는다"란 재료의 투과율이 80% 이상인 것을 말하며, 투과율 90% 이상의 재료가 보다 바람직하다.
또한, 상기 투명 수지(6)에는, 다양한 형광체를 배합할 수 있다. 형광체를 배합하면, 광반도체 소자로부터의 발광 색과 형광체의 형광색의 조합에 의해, 원하는 색조의 광을 용이하게 얻을 수 있다. 이러한 형광체로서는, 예를 들면 YAG(이트륨-알루미늄-가닛) 재료, TAG(테르븀-알루미늄-가닛) 재료, 실리케이트 재료, 및 시알론 재료를 들 수 있다.
이렇게 하여 얻어진 개개의 패키지 단위로 절단된 광반도체 장치(A)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 광반도체 장치(A)의 측면에, 리드 프레임(3)(제1 플레이트부(1) 및 제2 플레이트부(2))로부터 연장되는 리드 프레임(3)끼리의 (또는 단부와의) 연결 개소(12)(도 4 참조)의 절단면이 나타난다. 이 절단면은 광반도체 장치(A)의 저면으로부터 먼 위치에 존재하는 것이 필요하다. 이로 인해, 리드 프레임 형성판(10)에서, 연결 개소(12)의 각각에는 저면측으로부터 노치가 제공되고 있다. 이러한 노치는, 예를 들면 리플렉터(4)의 형성 전 또는 리드 프레임 형성판(10)에 도금을 실시하기 전에, 에칭, 단조 등에 의해 형성할 수 있다. 특히, 정밀한 형상의 형성이 가능한 점에서 에칭이 바람직하게 이용된다. 그 중에서도, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 점에서 화학액 등을 이용하는 웨트법이 바람직하게 이용된다.
[실시예]
이어서, 실시예에 대해서 비교예와 함께 설명한다. 다만, 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
우선, 실시예 및 비교예의 검토에 앞서, 리플렉터를 형성하기 위한 열경화성 수지 조성물(I)로서 하기의 조성의 재료를 준비했다.
[열경화성 수지 조성물(I)]
에폭시 수지로서 트리글리시딜 이소시아누레이트 100중량부, 경화제로서 헥사히드로프탈산 무수물 168중량부, 경화 촉진제로서 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 2중량부, 백색 안료로서 루틸형 이산화티탄(평균 입경: 약 0.2㎛) 568중량부, 필러로서 용융 실리카(평균 입경: 약 45㎛) 1220중량부의 각 원료를 용융 혼합해서 열경화성 수지 조성물(I)을 제조했다.
또한, 광반도체 소자를 밀봉하기 위한 투명 수지 조성물(II)로서, 하기의 조성의 재료를 준비했다.
[투명 수지 조성물(II)]
에폭시 수지로서 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센 카르복실레이트 100중량부, 경화제로서 헥사히드로프탈산 무수물 93중량부, 경화 촉진제로서 N,N-디메틸벤질아민 1중량부의 각 원료를 사용 직전에 상온에서 혼합해서 투명 수지 조성물(II)를 제조했다.
[실시예 1]
리드 프레임 형성판(10)으로서 구리 합금 재료로 이루어진 기재판을 준비하고, 에칭으로 소정 개소에 관통구멍을 설치하는 동시에, 리드 프레임(3)끼리(또는 그의 단부와)의 연결 개소(12)의 이면측을 하프 에칭하는 것에 의해, 윤곽 형상이 도 3 및 도 4에 나타내는 대략 타원형의, 각각 제1 플레이트부(1)과 제2 플레이트부(2)를 갖는 리드 프레임(3)을 복수 제조하고, 이어서 전면적으로 은도금을 실시했다. 이 리드 프레임 형성판(10)를 상하 금형(38 및 39)에 끼우고, 상하 금형(38 및 39)으로 형성되는 캐비티부(40)에 용융시킨 열경화성 수지 조성물(I)을 붓고, 수지의 경화 후 이것을 탈형하여, 리드 프레임(3) 위에 환형의 리플렉터(4)를 형성했다. 이어서 제2 플레이트부(2) 위에 광반도체 소자(LED)를 얹어 놓고, 이것을 제1 및 제2 플레이트부(1 및 2)에 전기적으로 접속한 후, 리드 프레임(3)과 리플렉터(4)의 내주면으로 형성되는 오목부(5)를 투명 수지 조성물(II)로 밀봉하여 광반도체 장치 형성체를 제조했다. 이 광반도체 장치 형성체를 도 1에 나타낸 바와 같이 패키지 단위로 잘라내고, 실시예 1의 광반도체 장치로 제조했다.
[비교예 1]
리드 프레임의 윤곽 형상을 도 6 및 도 9에 나타낸 바와 같은 대략 직사각형으로 한 것 외에는 실시예 1과 같이 해서 광반도체 장치 형성체를 제조하여 비교예 1의 광반도체 장치를 제조했다.
얻어진 실시예 1 및 비교예 1의 광반도체 장치의 샘플을 각각 20개 준비하고, 그것들을 이면측에서 육안에 의해 관찰하여 외관 평가를 행하였다. 그 결과, 실시예 1의 제품은, 외관 평가를 행한 20개 샘플 모두에서 수지 버어가 일체 발생하지 않았다. 이것에 대하여, 비교예 1의 제품은 외관 평가를 행한 20개 전부의 리드 프레임에서 그의 네 구석의 상부 금형(38)이 맞닿지 않은 부분의 거의 전체 면에 수지 버어가 발생하였다.
상기의 결과로부터, 본 발명에 따른 광반도체 장치용 리드 프레임을 사용하면, 리플렉터의 형성 공정에 있어서 수지 버어의 발생을 확실하게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
구체적인 실시양태를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 것이 통상의 기술자에게는 자명할 것이다.
또한, 본 발명은 일본 특허출원 제2012-104797호(출원일: 2012년 5월 1일)를 기초로 하며, 그의 내용은 참조로 본원에 포함된다.
본원에 인용된 모든 문헌은 전체가 참조로 본원에 포함된다.
본 발명에 따른 광반도체 장치용 리드 프레임에 의하면, 리플렉터의 형성 공정에서 리드 프레임의 이면에 수지 버어라고 불리는 불필요한 물질이 형성되지 않는다. 따라서, 수지 버어를 제거하는 공정이 불필요하고, 접합 불량이 발생하지 않는 품질이 좋은 광반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
1: 제1 플레이트부
2: 제2 플레이트부
3: 리드 프레임
4: 리플렉터
5: 오목부
6: 투명 수지

Claims (9)

  1. 제1 플레이트부, 및 제1 플레이트부에 대향하도록 배치되는 제2 플레이트부를 갖는 리드 프레임,
    제2 플레이트부에 적재되어 제2 플레이트부와 전기적으로 접속되는 광반도체 소자,
    광반도체 소자와 제1 플레이트부를 서로 전기적으로 접속하는 와이어,
    리드 프레임 위에 광반도체 소자의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터, 및
    리드 프레임과 리플렉터의 내주면으로 형성되는 오목부에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지
    를 포함하며,
    상기 리드 프레임의 윤곽 형상이, 상기 오목부를 형성하는 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일한 광반도체 장치용 리드 프레임.
  2. 제1항에 있어서, 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상이 대략 타원형이고, 리드 프레임의 윤곽 형상이, 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상의 대략 타원형과 실질적으로 동일한 대략 타원형인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  3. 제1항에 있어서, 리플렉터가 트랜스퍼 성형에 의해 형성되는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  4. 제1항에 있어서, 리플렉터가 열경화성 수지 조성물로 형성되는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  5. 제4항에 있어서, 열경화성 수지 조성물이 온도 175℃에서의 나선형 플로우가 20cm 내지 200cm인 유동성을 갖도록 하는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  6. 제4항에 있어서, 열경화성 수지 조성물이 하기 (A)내지 (E) 성분을 함유하는 것인 광반도체 장치용 리드 프레임.
    (A) 백색 안료;
    (B) 필러;
    (C) 에폭시 수지;
    (D) 경화제; 및
    (E) 경화 촉진제.
  7. 제6항에 있어서, 백색 안료가 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산바륨 및 황산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  8. 제6항에 있어서, 필러가 실리카인 광반도체 장치용 리드 프레임.
  9. 제1항에 기재된 광반도체 장치용 리드 프레임을 포함하는 광반도체 장치이며,
    윤곽 형상이 리플렉터의 내주면의 저면 윤곽 형상과 실질적으로 동일한 리드 프레임,
    리플렉터의 제2 플레이트부에 적재되어 제2 플레이트부와 전기적으로 접속되는 광반도체 소자,
    광반도체 소자와 리플렉터의 제1 플레이트부를 서로 전기적으로 접속하는 와이어,
    리드 프레임 위에, 광반도체 소자의 주위를 둘러싸도록 형성되는 환형의 리플렉터, 및
    리드 프레임과 리플렉터의 내주면으로 형성되는 오목부에 충전되어 광반도체 소자를 밀봉하는 투명 수지
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 장치.
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