WO2016006650A1 - リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、半導体装置の多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、成形装置 - Google Patents

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Abstract

 枠体上に形成された不要な樹脂部分を容易に除去することができるリードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、半導体装置の多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、成形装置を提供する。 リードフレームの多面付け体MSは、枠体F内にリードフレーム10が多面付けされ、リードフレーム10の一方の面側から樹脂が充填されるリードフレームの多面付け体MSにおいて、枠体Fには、枠体Fの一方の面側から他方の面側に通じる貫通孔Hが形成され、貫通孔Hの開口部は、枠体Fの一方の面側から他方の面側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されることを特徴とする。

Description

リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、半導体装置の多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、成形装置
 本発明は、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、半導体装置の多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、成形装置に関するものである。
 従来、LED素子等の半導体素子は、電気的に絶縁され、周囲に樹脂層を設けた複数の端子部を有するリードフレームに固定され、その上部を封止樹脂層により封止され、半導体装置として基板に実装されていた(例えば、特許文献1)。
 このような半導体装置は、多面付けされたリードフレーム(リードフレームの多面付け体)に樹脂層を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体を作製し、半導体素子を電気的に接続し、封止樹脂層を形成した後に、パッケージ単位に個片化することによって同時に複数製造される。
 このリードフレームの多面付け体の中には、リードフレームを多面付けする枠体に貫通孔や未貫通の穴が形成されており、この貫通孔等が、加工等のマークとして利用されている。例えば、この貫通孔等は、半導体装置をパッケージ単位に個片化する場合に、多面付けされたリードフレーム間を切断(ダイシング)する刃物の位置決めを行うダイシングマークとして利用される。
 この貫通孔等は、リードフレームの母材となる金属板(例えば、銅板)をハーフエッチング加工することによって形成される。そのため、貫通孔が形成された場合は、孔の内壁に複数の突起が形成されてしまったり、表面側の開口部が、裏面側の開口部よりも狭く形成されてしまったりする場合があった(図15参照)。また、未貫通の穴が形成された場合も、穴の内壁に突起が形成されてしまう場合があった。
 ここで、リードフレームの多面付け体に樹脂層を形成する場合、リードフレームの多面付け体を成形用金型に配置し、枠体の表面側の端部から多面付けされるリードフレームに向かって樹脂が充填されるため、枠体に形成された貫通孔等の内側にも樹脂が充填されてしまうこととなる。
 この枠体上に形成された樹脂は、製品となる樹脂層ではないので、樹脂の硬化後に除去されることとなるが、上述の貫通孔等にも樹脂が充填されていると、樹脂が貫通孔内の突起に引っ掛かり枠体から外せなくなったり、除去する際に枠体やリードフレームが変形したり、貫通孔内に不要な樹脂が残存してしまったりする場合があった。
特開2011-151069号公報
 本発明の課題は、枠体上に形成された不要な樹脂部分を容易に除去することができるリードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、半導体装置の多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、成形装置を提供することである。
 本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
 第1の発明は、枠体(F)内にリードフレーム(10)が多面付けされ、前記リードフレームの一方の面側から樹脂が充填されるリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体には、前記枠体の一方の面側から他方の面側に通じる貫通孔(H)が形成され、前記貫通孔の開口部は、前記枠体の一方の面側から他方の面側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第2の発明は、第1の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記貫通孔(H)の内壁は、連続した曲面又は平面によって形成されていること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記貫通孔(H)は、前記枠体(F)に多面付けされた前記リードフレーム(10)を個片化するダイシングマークであり、前記リードフレームの1パッケージの幅寸法毎に複数形成されること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第4の発明は、枠体(F)内にリードフレーム(10)が多面付けされ、前記リードフレームの一方の面側から樹脂が充填されるリードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体には、前記枠体の一方の面側又は他方の面側から窪んだ穴(h)が形成され、前記穴の開口部(h1)は、前記枠体の一方の面側又は他方の面側から底面(h2)に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第5の発明は、第4の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記穴(h)の内壁は、連続した曲面又は平面によって形成されていること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第6の発明は、第4の発明又は第5の発明のリードフレームの多面付け体(MS)において、前記穴(h)は、前記枠体(F)に多面付けされた前記リードフレーム(10)を個片化するダイシングマークであり、前記リードフレームの1パッケージの幅寸法毎に複数形成されること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第7の発明は、第1の発明から第6の発明までのいずれかのリードフレームの多面付け体(MS)と、少なくとも前記リードフレーム(10)の外周部に形成される樹脂層(20)と、を備える樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)である。
 第8の発明は、第7の発明の樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)と、前記リードフレーム(10)に接続される半導体素子(2)と、前記リードフレームの前記半導体素子が接続される側の面に形成され、前記半導体素子を覆う第2樹脂層(30)と、を備える半導体装置の多面付け体である。
 第9の発明は、多面付けされたリードフレーム(210)を枠体(F)内に接続したリードフレームの多面付け体(MS)に樹脂を充填し、樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)を製造する樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法において、金型(320)の第1の型(324)及び第2の型(323)間に前記リードフレームの多面付け体を配置して型締めする型締め工程と、前記第1の型及び前記第2の型間に配置された前記リードフレームの多面付け体に樹脂を充填する樹脂充填工程とを備え、前記型締め工程は、前記リードフレームの多面付け体の前記枠体の少なくとも一端部を、前記第1の型及び前記第2の型間に挟み込んで固定すること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法である。
 第10の発明は、多面付けされたリードフレーム(210)を枠体(F)内に接続したリードフレームの多面付け体(MS)に樹脂を充填し、樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)を製造する射出成形用金型(320)において、前記リードフレームの多面付け体の一方の面側を覆う第1の型(324)と、前記リードフレームの多面付け体の他方の面側を覆う第2の型(323)とを備え、前記第1の型は、前記リードフレームの多面付け体の前記枠体の少なくとも一端部を前記第2の型に対して挟み込んで固定する固定部(324b)を有すること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第11の発明は、第10の発明の射出成形用金型(320)において、前記固定部(324b)は、前記第1の型(324)の前記リードフレームの多面付け体(MS)の表面又は裏面と接触する接触面(324c)よりも前記第2の型(323)側に突出していること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第12の発明は、第11の発明の射出成形用金型(320)において、前記固定部(324b)の前記接触面(324c)に対する厚み方向への突出高さh2と、前記リードフレームの多面付け体(MS)の厚み寸法h1との関係が、h2≦h1であること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第13の発明は、第10の発明から第12の発明までのいずれかの射出成形用金型(320)において、前記第2の型(323)は、前記リードフレームの多面付け体(MS)の前記枠体(F)の少なくとも一端部を前記第1の型(324)に対して挟み込んで固定する第2固定部(323b)を有すること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第14の発明は、多面付けされたリードフレーム(210)を枠体(F)内に接続され、リードフレームの多面付け体(MS)において、前記枠体(F)の少なくとも一端部に、リードフレームの多面付け体よりも薄く形成されるフレーム側固定部(F1)が設けられていること、を特徴とするリードフレームの多面付け体である。
 第15の発明は、多面付けされたリードフレーム(410)を枠体(F)内に接続したリードフレームの多面付け体(MS)に樹脂を充填し、樹脂層(420)が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)を形成する射出成形用金型(520)において、第1のモールドベース(523)及び第2のモールドベース(524)を備え、第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間(524a)が設けられ、前記第1のモールドベース及び前記第2のモールドベースのうち、少なくとも一方のモールドベース(523)には、前記金型空間側の面に複数の微細孔(H)が設けられていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第16の発明は、第15の発明の射出成形用金型(520)において、前記複数の微細孔(H)は、その孔径dが5μm≦d≦25μmに形成されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第17の発明は、第15の発明又は第16の発明の射出成形用金型(520)において、前記複数の微細孔(H)は、多孔質材料により形成されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第18の発明は、第15の発明から第17の発明までのいずれかの射出成形用金型(520)において、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)を押し出すことによって、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を前記金型空間(524a)から離型させる複数のイジェクターピン(Q)を備えること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第19の発明は、第15の発明から第18の発明までのいずれかの射出成形用金型(520)において、前記金型空間(524a)には、配置されるリードフレームの多面付け体(MS)の側面よりも外側に余剰空間部(J)が設けられ、前記余剰空間部は、前記金型空間内に樹脂を充填する樹脂充填口(W)に接続されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第20の発明は、第15の発明から第19の発明までのいずれかの射出成形用金型(520)と、前記射出成形用金型に樹脂を射出するノズル部(530)と、を備える成形装置(510)である。
 第21の発明は、第15の発明から第19の発明までのいずれかの射出成形用金型(520)によって製造される樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)であって、前記射出成形用金型の前記複数の微細孔(H)が設けられた成形面によって形成された前記樹脂層(420)の表面には、前記複数の微細孔に対応する複数の微細突起部(D)が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。
 第22の発明は、第21の発明の樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)において、前記リードフレーム(410)は、光半導体素子(402)が接続される光半導体装置(401)に用いられ、前記樹脂層(420)は、その一部に、前記光半導体素子から発する光を反射させる反射部を有し、前記微細突起部(D)は、前記樹脂層のうち少なくとも前記反射部を除いた部位に形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。
 第23の発明は、多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂層が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を形成する射出成形用金型において、第1のモールドベース及び第2のモールドベースを備え、第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間が設けられ、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を押し出すことによって、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を前記金型空間から離型させる複数のイジェクターピンを備えること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第24の発明は、多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂層が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を形成する射出成形用金型において、第1のモールドベース及び第2のモールドベースを備え、第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間が設けられ、前記金型空間には、配置されるリードフレームの多面付け体の側面よりも外側に余剰空間部が設けられ、前記余剰空間部は、前記金型空間内に樹脂を充填する樹脂充填口に接続されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第25の発明は、枠体(F)内にリードフレーム(610)が多面付けされたリードフレームの多面付け体(MS)に樹脂を充填し樹脂層(620)を形成する射出成形用金型(720)において、ノズル部(730)から射出された樹脂を金型内に流入させるスプルー部(U)と、前記スプルー部から流入した樹脂を、分岐する複数のランナー部(V1~V8)と、前記ランナー部によって分岐された樹脂を、複数箇所から個別に前記リードフレームの多面付け体へ充填するスプルーランナー部(W1~W8)とを備え、前記ランナー部は、一点において分岐されており、それぞれの流路長が同じ長さであり、また、平面視において隣り合うランナー部同士との角度(θ)がそれぞれ等角度であること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第26の発明は、第25の発明の射出成形用金型(720)において、前記スプルーランナー部は、前記リードフレームの多面付け体(MS)の外周端側から樹脂を充填すること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第27の発明は、第25の発明又は第26の発明の射出成形用金型(720)において、複数の前記スプルーランナー部(V)のうち少なくとも一つは、その流路が曲線状に形成されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第28の発明は、第27の発明の射出成形用金型(720)において、前記スプルーランナー部(V)は、その流路の中間点(E)に対して回転対称に形成されていること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第29の発明は、第25の発明から第28の発明までのいずれかの射出成形用金型(720)において、前記スプルーランナー部(V)は、その流路内に、流動する樹脂を溜める樹脂溜部(K)を有すること、を特徴とする射出成形用金型である。
 第30の発明は、第25の発明から第29の発明のいずれかの射出成形用金型(720)と、前記射出成形用金型の前記スプルー部(U)に樹脂を射出するノズル部(730)と、を備える成形装置(710)である。
 第31の発明は、枠体(F)内にリードフレーム(610)が多面付けされたリードフレームの多面付け体(MS)に樹脂を充填して、樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)を製造する樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法であって、ノズル部(730)から射出された樹脂を、複数に分岐して、個別に前記リードフレームの多面付け体へ充填する樹脂充填工程を備え、前記樹脂充填工程は、分岐した樹脂の前記リードフレームの多面付け体までの流路長がそれぞれ同じ長さであり、また、分岐した樹脂の流路と、それに隣接する樹脂の流路とのなす角度がそれぞれ等角度であること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法である。
 第32の発明は、第31の発明の樹脂付きリードフレームの多面付け体(R)の製造方法において、前記樹脂充填工程は、前記リードフレームの多面付け体(MS)の外周端側から樹脂を充填すること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法である。
 本発明によれば、枠体上に形成された不要な樹脂部分を容易に除去することができる。
第1実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。 第1実施形態のリードフレームの多面付け体の全体図である。 第1実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第1実施形態の枠体の詳細を説明する図である。 第1実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の全体図である。 第1実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第1実施形態のリードフレームの製造過程を説明する図である。 第1実施形態の光半導体装置の製造過程を説明する図である。 第1実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。 樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する金型及びその製造工程を説明する図である。 ゲート樹脂部の除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。 ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の詳細を示す図である。 第2実施形態の枠体の詳細を説明する図である。 第3実施形態の枠体の詳細を説明する図である。 比較例の貫通孔を示す図である。 第4実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。 第4実施形態のリードフレームの多面付け体の全体図である。 第4実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第4実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の全体図である。 第4実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第4実施形態のリードフレームの製造過程を説明する図である。 第4実施形態の光半導体装置の製造過程を説明する図である。 第4実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。 樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する金型及びその製造工程を説明する図である。 ゲート樹脂部の除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。 変形形態の金型及びリードフレームの多面付け体を示す図である。 第5実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。 第5実施形態のリードフレームの多面付け体の全体図である。 第5実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第5実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の全体図である。 第5実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第5実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第5実施形態のリードフレームの製造過程を説明する図である。 第5実施形態の光半導体装置の製造過程を説明する図である。 第5実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。 樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する金型及びその製造工程を説明する図である。 ゲート樹脂部の除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。 第6実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。 第6実施形態のリードフレームの多面付け体の全体図である。 第6実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第6実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の全体図である。 第6実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。 第6実施形態のリードフレームの製造過程を説明する図である。 第6実施形態の光半導体装置の製造過程を説明する図である。 第6実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。 樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する金型及びその製造工程を説明する図である。 ゲート樹脂部の除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。 ランナー部の他の形態を説明する図である。 ランナー部に設けられる樹脂溜部を説明する図である。
(第1実施形態)
 以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
 図1は、本実施形態の光半導体装置1の全体構成を示す図である。
 図1(a)、図1(b)、図1(c)は、それぞれ、光半導体装置1の平面図、側面図、裏面図を示す。図1(d)は、図1(a)のd-d断面図を示す。
 図2は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの平面図である。
 図3は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの詳細を説明する図である。図3(a)は、リードフレームの多面付け体MSの平面図を示し、図2のa部詳細図である。図3(b)は、リードフレームの多面付け体MSの裏面図を示し、図3(c)、図3(d)は、それぞれ図3(a)のc-c断面図、d-d断面図を示す。
 図4は、本実施形態の枠体の詳細を説明する図である。図4(a)は、枠体Fの拡大平面図を示しており、図3(a)のa部詳細図である。図4(b)は、図4(a)のb-b断面図を示す。
 図5は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの全体図である。図5(a)、図5(b)、図5(c)は、それぞれ、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図、裏面図、側面図を示す。
 図6は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの詳細を説明する図である。図6(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図を示し、図5(a)のa部詳細図を示す。図6(b)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの裏面図を示し、図6(c)、図6(d)は、それぞれ図6(a)のc-c断面図と、d-d断面図を示す。
 各図において、光半導体装置(リードフレーム)の平面図における端子部11、12の配列方向をX方向とし、リードフレームの平面内におけるX方向に垂直な方向をY方向とし、端子部の厚み方向(XY平面に直交する方向)をZ方向とする。また、リードフレーム等のLED素子が接続される側(+Z側)の面を表面とし、-Z側の面を裏面とする。
 光半導体装置1は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したLED素子2が発光する照明装置である。光半導体装置1は、図1に示すように、LED素子2(半導体素子)、リードフレーム10、光反射樹脂層20(樹脂層)、透明樹脂層30(第2樹脂層)を備える。
 光半導体装置1は、多面付けされたリードフレーム10(リードフレームの多面付け体MS、図2参照)に光反射樹脂層20を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図5参照)を作製し、LED素子2を電気的に接続し、透明樹脂層30を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。
 LED素子2は、発光層として一般に用いられるLED(発光ダイオード)の素子であり、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、又は、InGaN等の各種GaN系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。
 リードフレーム10は、一対の端子部、すなわち、LED素子2が載置、接続される端子部11と、ボンディングワイヤ2aを介してLED素子2に接続される端子部12とから構成される。
 端子部11、12は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%~43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
 端子部11、12は、図3に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部11、12は、1枚の金属基板(銅版)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。
 端子部11は、図1に示すように、その表面にLED素子2が載置、接続されるLED端子面11aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面11bが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部11は、LED素子2が載置されるため、端子部12に比べ、その外形が大きく形成されている。
 端子部12は、その表面にLED素子2のボンディングワイヤ2aが接続されるLED端子面12aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面12bが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
 端子部11、12は、その表面及び裏面にめっき層Cが形成されており(図7(e)参照)、表面側のめっき層Cは、LED素子2の発する光を反射する反射層としての機能を有し、裏面側のめっき層Cは、外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。なお、図1~図6等において、めっき層Cの図示は省略している。
 端子部11、12は、図3に示すように、それぞれの裏面側の外周部に、厚みの薄くなる凹部Mが設けられている。
 凹部Mは、リードフレーム10の裏面側から見て、各端子部11、12の外周部に形成された窪みであり、その窪みの厚みは、端子部11、12の厚みの1/3~2/3程度に形成されている。
 リードフレーム10は、端子部11、12の周囲や、端子部11、12間の空隙部S等に、光反射樹脂層20を形成する樹脂が充填される場合に、図6に示すように、凹部Mにも樹脂が充填され、光反射樹脂層20と各端子部11、12との接触面積を大きくしている。また、厚み(Z)方向において、リードフレーム10と光反射樹脂層20とを交互に構成することができる。これにより、凹部Mは、光反射樹脂層20が、平面方向(X方向、Y方向)及び厚み方向において、リードフレーム10から剥離してしまうのを抑制することができる。
 連結部13は、枠体F内に多面付けされた各リードフレーム10の端子部11、12を、隣接する他のリードフレーム10の端子部や、枠体Fに連結している。連結部13は、多面付けされた各リードフレーム10上にLED素子2等が搭載され、光半導体装置の多面付け体(図9参照)が形成された場合に、リードフレーム10を形成する外形線(図3、図9中の破線)でダイシング(切断)される。
 連結部13は、端子部11、12を形成する各辺のうち、端子部11、12が対向する辺を除いた辺に形成されている。
 具体的には、連結部13aは、図3(a)に示すように、端子部12の右(+X)側の辺と、右側に隣接する他のリードフレーム10の端子部11の左(-X)側の辺とを接続し、また、端子部11の左側の辺と、左側に隣接する他のリードフレーム10の端子部12の右側の辺とを接続している。枠体Fに隣接する端子部11、12に対しては、連結部13aは、端子部11の左側の辺又は端子部12の右側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部13bは、端子部11の上(+Y)側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム10の端子部11の下(-Y)側の辺とを接続し、また、端子部11の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム10の端子部11の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部11に対しては、連結部13bは、端子部11の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部13cは、端子部12の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム10の端子部12の下側の辺とを接続し、また、端子部12の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム10の端子部12の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部12に対しては、連結部13cは、端子部12の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部13dは、端子部11及び端子部12間の空隙部Sの延長上を横切るようにして形成される。ここで、空隙部Sの延長上とは、空隙部Sを上下(Y)方向に延長させた領域をいう。本実施形態では、連結部13dは、一の端子部(12、11)と、その端子部の空隙部Sを挟んだ対向する側に位置し、上又は下に隣接する他のリードフレームの端子部(11、12)とを連結するために、端子部11の上側の辺及び端子部12の下側の辺に対して、傾斜(例えば、45度)した形状に形成される。
 具体的には、連結部13dは、端子部12の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム10の端子部11の下側の辺とを接続し、また、端子部11の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム10の端子部12の上側の辺とを接続する。また、枠体Fに隣接する端子部11、12に対しては、連結部13dは、端子部12の上側の辺又は端子部11の下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部13dが設けられることによって、リードフレームの多面付け体MSは、光反射樹脂層20を形成する工程において、端子部11と端子部12との間隔がずれたり、各端子部11、12が枠体Fに対して捩れたりするのを抑制することができる。また、連結部13dは、光半導体装置1の空隙部Sの強度を向上させることができ、空隙部Sにおいて破損してしまうのを抑制することができる。
 なお、端子部11、12は、連結部13によって、隣り合う他のリードフレーム10の端子部11、12と電気的に導通されるが、光半導体装置1の多面付け体を形成した後に、光半導体装置1(リードフレーム10)の外形(図3(a)の破線)に合わせて各連結部13を切断(ダイシング)することによって絶縁される。また、個片化された場合に、各々の個片を同じ形状にすることができる。
 連結部13は、図3(b)、図3(c)に示すように、端子部11、12の厚みよりも薄く、かつ、その表面が端子部11、12の表面と同一平面内に形成されている。具体的には、連結部13は、その裏面が、各端子部11、12の凹部Mの底面(窪んだ部分)と略同一面内に形成されている。これにより、光反射樹脂層20の樹脂が充填された場合に、図6(b)~図6(d)に示すように、連結部13の裏面にも樹脂が流れ込み、光反射樹脂層20がリードフレーム10から剥離してしまうのを抑制することができる。
 また、光反射樹脂層20が形成されたリードフレーム10の裏面には、図6(b)に示すように、矩形状の外部端子面11b、12bが表出することとなり、光半導体装置1の外観を向上させることができることに加え、半田で基板に実装する場合に、基板側への半田印刷を容易にしたり、半田を均一に塗布したり、リフロー後に半田内へのボイドの発生を抑制したりすることができる。また、光半導体装置1の面内(XY平面内)の中心線に対して線対称であることから、熱応力等に対する信頼性を向上させることができる。
 リードフレームの多面付け体MSは、上述のリードフレーム10を枠体F内に多面付けしたものをいう。本実施形態では、図2及び図3に示すように、縦横に複数個、連結部13によって連結されたリードフレーム10の集合体Pを、複数組(本実施形態では4組、P1~P4)、左右方向に配列させて枠体F内に形成したものである。
 枠体Fは、リードフレーム10の集合体P毎に、リードフレーム10を固定する部材であり、その外形が矩形状に形成される。なお、枠体Fは、1枚の金属基板をプレス加工又はエッチング加工することによってリードフレームとともに形成されるので、その厚みが各端子部の厚みと同等である。
 枠体Fには、その矩形状の各辺に、表面側から裏面側に通じる貫通孔Hが複数形成されている。この貫通孔Hは、多面付けされたリードフレーム(光半導体装置)を個片化するために、リードフレームの多面付け体MSに対して切断用の刃物の位置決めを行う加工用のマーク、いわゆるダイシングマークであり、枠体Fの各辺上において、1パッケージの幅寸法毎に形成されている。
 ここで、貫通孔Hは、その開口部が、光反射樹脂層20を形成する樹脂が充填される枠体Fの一方の面側から、他方の面側に向かうにつれて狭くなるように形成されており、この貫通孔Hの内壁は、凹凸なく滑らかに形成されている。本実施形態では、光反射樹脂層20を形成する樹脂が枠体Fの表面側から充填されるので(詳細は後述する)、貫通孔Hは、図4に示すように、その開口部が表面側から裏面側に向かうにつれて狭くなるように形成される。
 貫通孔Hは、厚み方向(Z方向)から見て、長方形の長手方向の両端に半円をつなぎ合わせた形状、いわゆるレーストラック型の形状に形成されており、表面側の開口部H1が裏面側の開口部H2に比して広く形成されている。
 なお、本実施形態では、表面側の開口部H1及び裏面側の開口部H2の半円部分の中心位置が厚み方向から見てそれぞれ重なるように形成されており、0.25mmの枠体Fの厚みに対して、開口部H1の半円部分の半径r1が0.25mm、開口部H2の半円部分の半径r2が0.15mm、半円部分の中心点間の距離lが2.4mmに形成されている。
 光反射樹脂層20は、図5及び図6に示すように、フレーム樹脂部20aと、リフレクタ樹脂部20bとから構成される。
 フレーム樹脂部20aは、端子部11、12の外周側面(リードフレーム10の外周及び空隙部S)だけでなく、各端子部に設けられた凹部Mや、連結部13の裏面にも形成される。フレーム樹脂部20aは、リードフレーム10の厚みとほぼ同等の厚みに形成されている。
 リフレクタ樹脂部20bは、リードフレーム10の表面側(リードフレーム10のLED素子2が接続される側)に突出するように形成され、リードフレーム10に接続されるLED素子2から発光する光の方向等を制御するリフレクタを構成する。このリフレクタ樹脂部20bは、端子部11、12のLED端子面11a、12aを囲むようにして、リードフレーム10の表面側に突出しており、LED端子面11aに接続されるLED素子2から発光する光を反射させて、光半導体装置1から光を効率よく照射させる。
 リフレクタ樹脂部20bは、リードフレーム10の多面付け体MSの状態において、その外形が、枠体Fの内周縁に沿うようにして形成されており、その厚み(高さ)寸法が、LED端子面11aに接続されるLED素子2の厚み寸法よりも大きい寸法で形成される。リフレクタ樹脂部20bは、端子部11、12の外周縁に形成されたフレーム樹脂部20aの表面に形成されており、フレーム樹脂部20aと結合している。
 光反射樹脂層20は、リードフレーム10に載置されるLED素子2の発する光を反射させるために、光反射特性を有する熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂が用いられる。
 光反射樹脂層20を形成する樹脂は、樹脂充填に関しては、樹脂形成時には流動性が高いことが、端子部との接着性に関しては、分子内に反応基を導入しやすいためにリードフレームとの化学接着性を得られることが必要なため、熱硬化性樹脂が望ましい。
 例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン等を用いることができる。
 また、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
 さらに、これらの樹脂中に光反射材として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、光の反射率を増大させることができる。
 また、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、アリル基を有する熱可塑性樹脂、複数のアリル基を有する化合物を添加した樹脂を成形した後に、電子線を照射することで架橋させる方法を用いた、いわゆる電子線硬化樹脂を用いてもよい。
 透明樹脂層30は、リードフレーム10上に載置されたLED素子2を保護するとともに、発光したLED素子2の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。透明樹脂層30は、光反射樹脂層20のリフレクタ樹脂部20bによって囲まれたLED端子面11a、12a上に形成される。
 透明樹脂層30は、光の取り出し効率を向上させるために、LED素子2の発光波長において光透過率が高く、また、屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂や、シリコーン樹脂を選択することができる。特に、LED素子2に高輝度LED素子を用いる場合、透明樹脂層30は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
 次に、リードフレーム10の製造方法について説明する。
 図7は、本実施形態のリードフレーム10の製造過程を説明する図である。
 図7(a)は、レジストパターンを形成した金属基板100を示す平面図と、その平面図のa-a断面図とを示す。図7(b)は、エッチング加工されている金属基板100を示す図である。図7(c)は、エッチング加工後の金属基板100を示す図である。図7(d)は、レジストパターンが除去された金属基板100を示す図である。図7(e)は、めっき処理が施された金属基板100を示す図である。
 図15は、比較例の枠体F‘を示す図である。図15(a)は、比較例の枠体の詳細を示す平面拡大図であり、図4(a)に対応する図である。図15(b)は、図15(a)のb-b断面図であり、図4(b)に対応する図である。
 なお、図7においては、1つのリードフレーム10の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板100からリードフレームの多面付け体MSが製造される。
 リードフレーム10の製造において、金属基板100を加工してリードフレーム10を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム10の製造方法について説明する。
 まず、平板状の金属基板100を用意し、図7(a)に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン40a、40bを形成する。なお、レジストパターン40a、40bの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いる。
 次に、図7(b)に示すように、レジストパターン40a、40bを耐エッチング膜として、金属基板100に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板100の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板100として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板100の両面からスプレーエッチングすることができる。
 ここで、リードフレーム10には、端子部11、12の外周部や、各端子部11、12間の空隙部Sのように貫通した空間と、凹部Mや、連結部13の裏面のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する(図3参照)。本実施形態では、金属基板100の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を主に行う。
 端子部11、12の外周部や、空隙部Sに対しては、金属基板100の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板100の両面からハーフエッチング処理をして、貫通した空間を形成する。また、凹部Mや、連結部13の裏面に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをハーフエッチング処理をして、窪んだ空間を形成する。
 ここで、枠体Fの貫通孔Hは、上述の空隙部Sと同様に貫通した空間であるが、ハーフエッチング処理のように、金属基板100の両面側から加工すると、図15(b)に示すように、貫通孔H‘の内側の壁面に突起Kが形成されてしまうこととなる。
 そのため、本実施形態では、枠体Fの貫通孔Hに対してのみハーフエッチング処理ではなく、通常のエッチング処理を適用し、その表面側からのみ腐食液をスプレーして、裏面側に通じる貫通孔Hを形成する。
 これにより、枠体Fには、図4に示すように、表面側から裏面側に向かうにつれて開口部が狭くなる貫通孔Hが形成され、その貫通孔Hの内壁は、凹凸が無く滑らかに形成される。
 エッチング処理により金属基板100には、図7(c)に示すように、凹部Mが形成された端子部11、12が形成されるとともに、貫通孔Hが形成された枠体Fが形成される。
 次に、図7(d)に示すように、金属基板100(リードフレーム10)からレジストパターン40を除去する。
 そして、図7(e)に示すように、リードフレーム10が形成された金属基板100にめっき処理を行い、端子部11、12にめっき層Cを形成する。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
 なお、めっき層Cを形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層Cを形成してもよい。
 以上により、リードフレーム10が、図2及び図3に示すように、枠体Fに多面付けされた状態で製造される(リードフレームの多面付け体MS)。
 次に、光半導体装置1の製造方法について説明する。
 図8は、本実施形態の光半導体装置1の製造過程を説明する図である。
 図8(a)は、光反射樹脂層20が形成されたリードフレーム10の断面図であり、図8(b)は、LED素子2が電気的に接続されたリードフレーム10の断面図を示す。図8(c)は、透明樹脂層30が形成されたリードフレーム10の断面図を示す。図8(d)は、ダイシングにより個片化された光半導体装置1の断面図を示す。
 図9は、本実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
 なお、図8においては、1台の光半導体装置1の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板100から複数の光半導体装置1が製造されるものとする。また、図8(a)~(d)は、それぞれ図7(a)の断面図に基づくものである。
 図8(a)に示すように、金属基板100上にエッチング加工により形成されたリードフレーム10の外周等に上述の光反射特性を有する樹脂を充填し、光反射樹脂層20を形成する。光反射樹脂層20は、射出成形用金型にリードフレーム10(リードフレームの多面付け体MS)をインサートし、樹脂を注入する方法によって形成される(詳細は後述する)。このとき、樹脂は、各端子部11、12の外周側から凹部Mや、連結部13の裏面へと流れ込み、フレーム樹脂部20aが形成されるとともに、リフレクタ樹脂部20bが表面側に形成され、リードフレーム10と接合する。
 以上により、図5及び図6に示す樹脂付きのリードフレームの多面付け体Rが形成される。
 次に、図8(b)に示すように、端子部11のLED端子面11aに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子2を載置し、また、端子部12のLED端子面12aに、ボンディングワイヤ2aを介してLED素子2を電気的に接続する。ここで、LED素子2とボンディングワイヤ2aは複数あってもよく、一つのLED素子2に複数のボンディングワイヤ2aが接続されてもよく、ボンディングワイヤ2aをダイパッドに接続させてもよい。また、LED素子2を載置面で電気的に接続してもよい。ここで、ボンディングワイヤ2aは、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
 そして、図8(c)に示すように、リードフレームの多面付け体MSの表面にLED素子2を覆うようにして透明樹脂層30を形成する。
 透明樹脂層30は平坦な形状のほかレンズ形状、屈折率勾配等、光学的な機能を持たせてもよい。以上により、図9に示すように、光半導体装置の多面付け体が製造される。
 最後に、図8(d)に示すように、光半導体装置1の外形に合わせて、光反射樹脂層20及び透明樹脂層30とともに、リードフレーム10の連結部13を切断(ダイシング、パンチング、カッティング等)して、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置1(図1参照)を得る。このとき、切断用の刃物は、ダイシングマークとして枠体Fに設けられた貫通孔Hに対して位置決めされるので、光半導体装置1を適正に個片化させることができる。
 次に、上述の図8(a)におけるリードフレーム10に光反射樹脂層20を形成する射出成形処理に使用する成形装置について説明する。
 図10は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する金型及びその製造工程を説明する図である。図10(a)~図10(c)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。
 図11は、ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を示す図である。図11(a)、図11(b)、図11(c)は、それぞれ、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の平面図、裏面図、側面図を示す。
 図12は、ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の詳細を示す図である。図12(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’の平面図を示し、図11(a)のa部詳細図である。図12(b)は、リードフレームの多面付け体MSの裏面図を示し、図12(c)は、図12(a)のc-c断面図を示す。図12(d)は、図12(a)のd-d断面の拡大図を示す。
 成形装置110は、図10(a)に示すように、金型120、ノズル部130等から構成されている。
 金型120は、上から順に、ベースプレート121、ストリッパープレート122、固定側モールドベース123(上型)、可動側モールドベース124、イジェクタープレート125等が積層された構成を有する。
 ベースプレート121は、ノズル部130から射出された樹脂をストリッパープレート122のスプルー部Uへと導くプレートであり、その表面上のノズル部130と対向する位置に、開口部が半球状に形成されたノズルタッチ部121aが設けられている。
 ストリッパープレート122は、金型を成形機の固定側プラテン(図示せず)に固定し、かつ、その表面から裏面に貫通するスプルー部Uが形成されたプレートであり、ベースプレート121のノズルタッチ部121aを介してノズル部130から射出された樹脂を、固定側モールドベース123のランナー部Vへと導く。
 なお、スプルー部Uは、射出成形後においてスプルー部Uに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、下側の流路径が上側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 固定側モールドベース123は、複数のランナー部Vと、そのランナー部のそれぞれに接続された複数のスプルーランナー部Wとが形成されたプレートである。
 ランナー部Vは、固定側モールドベース123の表面上に形成されており、スプルー部Uに対応する位置を中心にして複数本、放射状に形成された樹脂の流路溝であり、スプルー部Uから流し出される樹脂を複数に分岐する。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSが、図2に示すように、4つの集合体Pから形成されており、各集合体PのY方向の両端側から樹脂を充填するために、ランナー部は8本設けられている。
 スプルーランナー部Wは、ランナー部Vのスプルー部U側とは反対側の端部に設けられた流路であり、固定側モールドベース123の表面側から裏面側に貫通しており、ランナー部Vに流れる樹脂を可動側モールドベース124側へと導く。本実施形態では、上述したようにランナー部Vが8本設けられているので、スプルーランナー部Wも8本設けられている。
 各スプルーランナー部Wは、可動側モールドベース124に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体PのY方向の端部に対応する位置よりも外側に設けられており、これにより、各集合体PのY方向の各端部側(図2中の+Y端部側、-Y端部側)のそれぞれから樹脂を流し込むことができる。
 なお、スプルーランナー部Wは、射出成形後にランナー部V及びスプルーランナー部Wに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、上側の流路径が下側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 可動側モールドベース124は、その表面に、リードフレームの多面付け体MSが配置され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの周囲に樹脂が流し込まれる金型空間(キャビティ)124aが設けられたプレートである。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSは、その表面(光反射樹脂層20が形成される側の面)が下側を向くようにして金型空間124a内に配置され、その裏面側から樹脂が充填されることによって、光反射樹脂層20が成形される。
 なお、金型空間124aは、リードフレームの多面付け体MSの幅よりも広い幅に形成され、配置されたリードフレームの多面付け体MSのY方向の側面側に余剰空間Jが設けられており、スプルーランナー部Wから流入する樹脂をリードフレームの多面付け体MSの側面を介して表面側に効率よく流している。そのため、金型空間124aから取り出された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘には、図11に示すように、余剰空間Jに対応するようにして、Y方向の側面や枠体Fの表面上にゲート樹脂部Gが形成されることとなる。
 イジェクタープレート125は、複数のイジェクターピンQが設けられたプレートであり、イジェクターピンQによって、金型空間124aから被成形体(樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘)を離型する。
 イジェクターピンQは、イジェクタープレート125が可動側モールドベース124側に不図示の駆動機構により移動することによって、その先端部が、金型空間124aの底面から突出し、被成形体を金型空間124aから押し出す。イジェクターピンQは、より安定して可動側モールドベース124から被成形体を離型する観点から、複数箇所に設けられているのが望ましい。本実施形態では、イジェクターピンQは、8本設けられ、そのそれぞれが樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の各ゲート樹脂部Gを押し出すようにしている。ここで、ゲート樹脂部Gは、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの製造後に除去されてしまう部分なので、イジェクターピンQの接触する部分にすることによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの製品となる部分に傷等がついてしまうのを回避することができる。
 ノズル部130は、樹脂を金型120内へ射出する噴射装置である。
 次に、上述の図8(a)におけるリードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層20を形成する射出成形の成形工程について説明する。
 まず、作業者は、図10(a)に示すように、固定側モールドベース123及び可動側モールドベース124間にリードフレームの多面付け体MSを配置して、金型120を閉じる(型締め)。
 そして、図10(b)に示すように、ノズル部130をベースプレート121のノズルタッチ部121aに配置して、光反射樹脂層20を形成する樹脂を金型120内に射出する。ノズル部130から射出された樹脂は、ストリッパープレート122のスプルー部Uを通過し、固定側モールドベース123のランナー部Vにより8つに均等に分岐され、各スプルーランナー部Wを通過した上で、リードフレームの多面付け体MSが配置された金型空間124a内へと充填される(樹脂充填工程)。このとき、金型空間124a内へ充填された樹脂は、リードフレームの多面付け体MSの側面を介して表面側から、リードフレーム10の外周部や空隙部S等に流れ込むとともに、枠体FのY方向側の端部に設けられた貫通孔H内へも流れ込む。
 金型空間124a内に適量の樹脂が充填され、所定の時間保持した後に、作業者は、図10(c)に示すように、固定側モールドベース123を可動側モールドベース124から開き、イジェクターピンQによって、光反射樹脂層20が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を可動側モールドベース124から取り出す。
 そして、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘からゲート樹脂部Gや、余分なバリ等を除去することによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成する。
 ここで、リードフレームの多面付け体MSの枠体Fに設けられた貫通孔Hのうち、枠体FのY方向側の端部に設けられた貫通孔Hには、樹脂が充填されてしまい(図12参照)、その樹脂がゲート樹脂部Gと一体になっている。
 上述の比較例の枠体F‘のように、貫通孔H‘の内壁に突起Kが形成されている場合(図15参照)、貫通孔H‘内の樹脂と一体になったゲート樹脂部を枠体F’から引き剥がして除去する際に、ゲート樹脂部が枠体F‘から外せなくなったり、枠体F’やリードフレームが変形したり、樹脂が貫通孔H‘内に残存したりしてしまう場合があった。
 しかし、本実施形態の枠体Fの貫通孔Hは、上述したように、ゲート樹脂部Gが形成される表面側から裏面側に向かうにつれて開口部が狭くなるように、表面側の開口部H1が、裏面側の開口部H2よりも広く形成され、貫通孔Hの内壁が、凹凸が無く滑らかに形成されている。ここで、凹凸が無く滑らかに形成されているとは、その内壁が連続した曲面又は平面によって形成されているこという。そのため、ゲート樹脂部Gを枠体Fから引き剥がす場合に、貫通孔H内の樹脂が内壁に引っ掛かってしまうのを回避することができ、円滑にゲート樹脂部Gを枠体Fから除去することができる。
 本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
(1)本実施形態のリードフレームの多面付け体MSは、貫通孔Hの開口部が、樹脂が充填される枠体Fの一方の面(表面)側から他方の面(裏面)側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されているので、貫通孔Hの内壁に突起等の凹凸が形成されてしまうのを回避することができる。これにより、貫通孔H内に樹脂が充填されてしまったとしても、不要となるゲート樹脂部Gを枠体Fから容易に引き剥がすことができる。また、ゲート樹脂部Gの除去とともに、不要となる貫通孔H内の樹脂も容易に除去することができる。
(2)枠体Fに設けられた貫通孔は、ダイシングマークとして用いられているので、多面付けされた光半導体装置を効率よく、正確に個片化することができる。
 また、上述したように、引き剥がしによる不具合を防ぐことが出来るため、ゲート樹脂部Gの形状を貫通孔H上に配置することができ、ゲート樹脂部Gの主目的である製品部分への樹脂充填の機能を追求した形状とすることができる。
 特に、リフレクタ樹脂部20bを有するカップ型の光半導体装置1を形成するリードフレームの多面付け体MSでは、ダイシングマークが光半導体装置(リードフレーム)の各パッケージ間に配置され、このダイシングマークの端子部の配列方向(X方向)とそれに垂直な方向(Y方向)との延長線上に、主要な流路となるリフレクタ樹脂部の表面側への突出部が配置されることになるため、このダイシングマークの上にゲート樹脂部Gによる樹脂の流路が確保できることは、ゲート樹脂部Gが形成される部分と枠体Fよりも内側の領域とにおいて均一な樹脂の充填が可能となり、非常に有用である。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 図13は、第2実施形態の枠体の詳細を説明する図である。図13(a)は、枠体Fの拡大平面図を示しており、図4(a)に対応する図である。図13(b)は、図13(a)のb部断面図を示す。図13(c)は、枠体の他の形態例を示す図であり、図13(b)に対応する図である。図13(d)は、ゲート樹脂部G等が形成された枠体の他の形態例を示す図であり、図13(c)に対応する図である。
 なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
 本実施形態のリードフレームの多面付け体MSは、貫通孔Hが形成される代わりに、枠体Fの表面側に未貫通の穴hが形成されている点で、上述の第1実施形態と相違する。
 枠体Fは、その矩形状の各辺の表面側に、未貫通の穴hが複数形成されている。この穴hは、多面付けされたリードフレーム(光半導体装置)を個片化するために、リードフレームの多面付け体MSに対して切断用の刃物の位置決めを行う加工用のマーク、いわゆるダイシングマークであり、枠体Fの各辺上において、1パッケージの幅寸法毎に形成されている。
 穴hは、図13に示すように、その開口部h1が底面h2に向かうにつれて狭くなるように形成されており、この穴hの内壁は、凹凸なく滑らかに形成されている。ここで、凹凸が無く滑らかに形成されているとは、その内壁が連続した曲面又は平面によって形成されているこという。本実施形態では、穴hは、厚み方向(Z方向)から見て、長方形の長手方向の両端に半円をつなぎ合わせた形状、いわゆるレーストラック型の形状に形成されており、開口部h1が底面h2に比して広くなるように形成されている。
 本実施形態のリードフレームの多面付け体が金型内に配置され、光反射樹脂層20を形成する樹脂が金型内に充填された場合、穴h内にも樹脂が充填され、その樹脂がゲート樹脂部と一体となる。
 しかし、上述したように、穴hの開口部h1が底面h2に向かうにつれて狭くなるように形成されているので、穴hの内壁に突起等の凹凸が形成されてしまうのを回避することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層20を形成する樹脂が充填され、穴h内に樹脂が充填されたとしても、不要となるゲート樹脂部を枠体Fから容易に引き剥がすことができる。また、ゲート樹脂部の除去とともに穴h内の樹脂も容易に除去することができる。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。
 図14は、第3実施形態の枠体の詳細を説明する図である。図14(a)は、枠体Fの拡大断面図を示しており、図13(b)に対応する図である。図14(b)は、図14(a)に示す枠体に樹脂が充填され、ゲート樹脂部G及び光反射樹脂層20が形成された状態を示す。
 なお、以下の説明及び図面において、前述した各実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
 本実施形態のリードフレームの多面付け体MSは、未貫通の穴hが枠体Fの裏面側に形成されている点で、上述の第2実施形態と相違する。
 枠体Fは、その矩形状の各辺の裏面側に、未貫通の穴hが複数形成されている。この穴hは、多面付けされたリードフレーム(光半導体装置)を個片化するために、リードフレームの多面付け体MSに対して切断用の刃物の位置決めを行う加工用のマーク、いわゆるダイシングマークであり、枠体Fの各辺上において、1パッケージの幅寸法毎に形成されている。
 穴hは、図14(a)に示すように、その開口部h1が底面h2に向かうにつれて狭くなるように形成されており、この穴hの内壁は、凹凸なく滑らかに形成されている。ここで、凹凸が無く滑らかに形成されているとは、その内壁が連続した曲面又は平面によって形成されているこという。本実施形態では、穴hは、厚み方向(Z方向)から見て、長方形の長手方向の両端に半円をつなぎ合わせた形状、いわゆるレーストラック型の形状に形成されており、開口部h1が底面h2に比して広くなるように形成されている。
 本実施形態のリードフレームの多面付け体MSが金型内に配置され、光反射樹脂層20を形成する樹脂が金型内に充填された場合、枠体Fの表面側にも樹脂が充填され、ゲート樹脂部Gが形成される。ここで、枠体Fは、穴hが形成された部分が、樹脂の圧力によって、図14(b)に示すように、裏面側(-Z側)に向けて凹んでしまう場合があり、その凹みh‘にも樹脂が充填されることとなる。この凹みh’に充填された樹脂は、ゲート樹脂部Gと一体となるが、凹みh‘の内側が滑らかに形成されるので、不要となるゲート樹脂部G及び凹みh’内の樹脂を容易に枠体Fから引き剥がすことができる。
 また、穴hの底面h2が、開口部h1よりも狭く形成されているので、凹みh‘が形成されてしまう面積を極力小さくすることができ、凹みh’内における樹脂の接触面積を減らすことができ、これによっても、ゲート樹脂部G及び凹みh‘内の樹脂の除去をより容易にすることができる。
(第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。
 上述の特許文献1に記載の半導体装置は、多面付けされたリードフレームの集合体を枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂層を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体を作製し、半導体素子を電気的に接続し、透明樹脂層を形成した後に、パッケージ単位に切断することによって同時に複数製造される。
 この樹脂付きリードフレームの多面付け体は、金型内にリードフレームの多面付け体を配置し、射出成形により樹脂を充填することによって製造されている。ここで、リードフレームの多面付け体は、金型の固定型及び可動型間に型締めされた状態で樹脂が充填されるが、このとき、ノズルから射出される樹脂は、高圧であるため、枠体や、多面付けされるリードフレーム同士を接続している連結部が樹脂の圧力によって破損してしまう場合があった。
 そこで、本実施形態では、樹脂を充填する場合に多面付けされるリードフレームの連結部や枠体が破損してしまうのを抑制することができる樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法、それに使用される射出成形用金型、リードフレームの多面付け体を提供することを目的とする。
 図16は、本実施形態の光半導体装置201の全体構成を示す図である。図16(a)、図16(b)、図16(c)は、それぞれ、光半導体装置201の平面図、側面図、裏面図を示す。図16(d)は、図16(a)のd-d断面図を示す。
 図17は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの平面図である。
 図18は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの詳細を説明する図である。図18(a)は、リードフレームの多面付け体MSの平面図であり、図17のa部詳細を示す図である。図18(b)は、リードフレームの多面付け体MSの裏面図を示し、図18(c)、図18(d)は、それぞれ図18(a)のc-c断面図、d-d断面図を示す。図18(e)は、図18(a)のe-e断面の拡大図を示す。
 図19は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの全体図である。図19(a)、図19(b)、図19(c)は、それぞれ、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図、裏面図、側面図を示す。
 図20は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの詳細を説明する図である。図20(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図を示し、図19(a)のa部詳細を示す図である。図20(b)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの裏面図を示し、図20(c)、図20(d)は、それぞれ図20(a)のc-c断面図と、d-d断面図を示す。
 各図において、光半導体装置(リードフレーム)の平面図における端子部211、212配列方向(左右方向)をX方向とし、各端子部の幅方向(上下方向)をY方向とし、端子部の厚み方向(XY平面に直交する方向)をZ方向とする。また、リードフレーム等の+Z側の面を表面とし、-Z側の面を裏面とする。
 光半導体装置201は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したLED素子202が発光する照明装置である。光半導体装置201は、図16に示すように、LED素子202、リードフレーム210、光反射樹脂層220(樹脂層)、透明樹脂層230を備える。
 光半導体装置201は、多面付けされたリードフレーム210(リードフレームの多面付け体MS、図17参照)に光反射樹脂層220を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図19参照)を作製し、LED素子202を電気的に接続し、透明樹脂層230を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。
 LED素子202は、発光層として一般に用いられるLED(発光ダイオード)の素子であり、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、又は、InGaN等の各種GaN系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。
 リードフレーム210は、一対の端子部、すなわち、LED素子202が載置、接続される端子部211と、ボンディングワイヤ202aを介してLED素子202に接続される端子部212とから構成される。
 端子部211、212は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%~43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
 端子部211、212は、図18に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部211、212は、1枚の金属基板(銅版)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。
 端子部211は、図16に示すように、その表面にLED素子202が載置、接続されるLED端子面211aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面211bが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部211は、LED素子202が載置されるため、端子部212に比べ、その外形が大きく形成されている。
 端子部212は、その表面にLED素子202のボンディングワイヤ202aが接続されるLED端子面212aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面212bが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
 端子部211、212は、その表面及び裏面にめっき層Cが形成されており(図21(e)参照)、表面側のめっき層Cは、LED素子202の発する光を反射する反射層としての機能を有し、裏面側のめっき層Cは、外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。なお、図16~図20等において、めっき層Cの図示は省略している。
 端子部211、212は、図18に示すように、それぞれの裏面側の外周部に、厚みの薄くなる凹部Mが設けられている。
 凹部Mは、リードフレーム210の裏面側から見て、各端子部211、212の外周部に形成された窪みであり、その窪みの厚みは、端子部211、212の厚みの1/3~2/3程度に形成されている。
 リードフレーム210は、端子部211、212の周囲や、端子部211、212間の空隙部S等に、光反射樹脂層220を形成する樹脂が充填される場合に、図20に示すように、凹部Mにも樹脂が充填され、光反射樹脂層220と各端子部211、212との接触面積を大きくしている。また、厚み(Z)方向において、リードフレーム210と光反射樹脂層220とを交互に構成することができる。これにより、凹部Mは、光反射樹脂層220が、平面方向(X方向、Y方向)及び厚み方向において、リードフレーム210から剥離してしまうのを抑制することができる。
 連結部213は、枠体F内に多面付けされた各リードフレーム210の端子部211、212を、隣接する他のリードフレーム210の端子部や、枠体Fに連結している。連結部213は、多面付けされた各リードフレーム210上にLED素子202等が搭載され、光半導体装置の多面付け体(図23参照)が形成された場合に、リードフレーム210を形成する外形線(図18、図23中の破線)でダイシング(切断)される。
 連結部213は、端子部211、212を形成する各辺のうち、端子部211、212が対向する辺を除いた辺に形成されている。
 具体的には、連結部213aは、図18(a)に示すように、端子部212の右(+X)側の辺と、右側に隣接する他のリードフレーム210の端子部211の左(-X)側の辺とを接続し、また、端子部211の左側の辺と、左側に隣接する他のリードフレーム210の端子部212の右側の辺とを接続している。枠体Fに隣接する端子部211、212に対しては、連結部213aは、端子部211の左側の辺又は端子部212の右側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部213bは、端子部211の上(+Y)側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム210の端子部211の下(-Y)側の辺とを接続し、また、端子部211の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム210の端子部211の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部211に対しては、連結部213bは、端子部211の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部213cは、端子部212の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム210の端子部212の下側の辺とを接続し、また、端子部212の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム210の端子部212の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部212に対しては、連結部213cは、端子部212の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部213dは、端子部211及び端子部212間の空隙部Sの延長上を横切るようにして形成される。ここで、空隙部Sの延長上とは、空隙部Sを上下(Y)方向に延長させた領域をいう。本実施形態では、連結部213dは、一の端子部(212、211)と、その端子部の空隙部Sを挟んだ対向する側に位置し、上又は下に隣接する他のリードフレームの端子部(211、212)とを連結するために、端子部211の上側の辺及び端子部212の下側の辺に対して、傾斜(例えば、45度)した形状に形成される。
 具体的には、連結部213dは、端子部212の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム210の端子部211の下側の辺とを接続し、また、端子部211の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム210の端子部212の上側の辺とを接続する。また、枠体Fに隣接する端子部211、212に対しては、連結部213dは、端子部212の上側の辺又は端子部211の下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部213dが設けられることによって、リードフレームの多面付け体MSは、光反射樹脂層220を形成する工程において、端子部211と端子部212との間隔がずれたり、各端子部211、212が枠体Fに対して捩れたりするのを抑制することができる。また、連結部213dは、光半導体装置201の空隙部Sの強度を向上させることができ、空隙部Sにおいて破損してしまうのを抑制することができる。
 なお、端子部211、212は、連結部213によって、隣り合う他のリードフレーム210の端子部211、212と電気的に導通されるが、光半導体装置201の多面付け体を形成した後に、光半導体装置201(リードフレーム210)の外形(図18(a)の破線)に合わせて各連結部213を切断(ダイシング)することによって絶縁される。また、個片化された場合に、各々の個片を同じ形状にすることができる。
 連結部213は、図18(b)、図18(c)に示すように、端子部211、212の厚みよりも薄く、かつ、その表面が端子部211、212の表面と同一平面内に形成されている。具体的には、連結部213は、その裏面が、各端子部211、212の凹部Mの底面(窪んだ部分)と略同一面内に形成されている。これにより、光反射樹脂層220の樹脂が充填された場合に、図20(b)~図20(d)に示すように、連結部213の裏面にも樹脂が流れ込み、光反射樹脂層220がリードフレーム210から剥離してしまうのを抑制することができる。
 また、光反射樹脂層220が形成されたリードフレーム210の裏面には、図20(b)に示すように、矩形状の外部端子面211b、212bが表出することとなり、光半導体装置201の外観を向上させることができることに加え、半田で基板に実装する場合に、基板側への半田印刷を容易にしたり、半田を均一に塗布したり、リフロー後に半田内へのボイドの発生を抑制したりすることができる。また、光半導体装置201の面内(XY平面内)の中心線に対して線対称であることから、熱応力等に対する信頼性を向上させることができる。
 リードフレームの多面付け体MSは、上述のリードフレーム210を枠体F内に多面付けしたものをいう。本実施形態では、図17及び図18に示すように、縦横に複数個、連結部213によって連結されたリードフレーム210の集合体Pを、複数組(本実施形態では4組、P1~P4)、左右方向に配列させて枠体F内に形成したものである。
 枠体Fは、リードフレーム210の集合体P毎に、リードフレーム210を固定する部材であり、その外形が矩形状に形成される。なお、枠体Fは、1枚の金属基板をプレス加工又はエッチング加工することによってリードフレームとともに形成されるので、その厚みが各端子部の厚みと同等である。
 また、枠体Fは、図18(a)及び図18(e)に示すように、その一端部、本実施形態では+Y側の端縁にフレーム側固定部F1が形成されている。
 このフレーム側固定部F1は、枠体F(リードフレームの多面付け体MS)よりも厚みが薄くなった部分であり、その裏面が枠体Fの裏面と同一平面に形成され、その表面が枠体Fの表面から落ち込んだ状態に形成されている。すなわち、フレーム側固定部F1の厚み寸法h3が、枠体F(リードフレームの多面付け体MS)の厚み寸法h1よりも小さく(h1>h3)なるように形成されている。
 光反射樹脂層220は、図19及び図20に示すように、フレーム樹脂部220aと、リフレクタ樹脂部220bとから構成される。
 フレーム樹脂部220aは、端子部211、212の外周側面(リードフレーム210の外周及び空隙部S)だけでなく、各端子部に設けられた凹部Mや、連結部213の裏面にも形成される。フレーム樹脂部220aは、リードフレーム210の厚みとほぼ同等の厚みに形成されている。
 リフレクタ樹脂部220bは、リードフレーム210の表面側(リードフレーム210のLED素子202が接続される側)に突出するように形成され、リードフレーム210に接続されるLED素子202から発する光の方向等を制御するリフレクタを構成する。このリフレクタ樹脂部220bは、端子部211、212のLED端子面211a、212aを囲むようにして、リードフレーム210の表面側に突出しており、LED端子面211aに接続されるLED素子202から発光する光を反射させて、光半導体装置201から光を効率よく照射させる。
 リフレクタ樹脂部220bは、リードフレーム210の多面付け体MSの状態において、その外形が、枠体Fの内周縁に沿うようにして形成されており、その厚み(高さ)寸法が、LED端子面211aに接続されるLED素子202の厚み寸法よりも大きい寸法で形成される。リフレクタ樹脂部220bは、端子部211、212の外周縁に形成されたフレーム樹脂部220aの表面に形成されており、フレーム樹脂部220aと結合している。
 光反射樹脂層220は、リードフレーム210に載置されるLED素子202の発する光を反射させるために、光反射特性を有する熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂が用いられる。
 光反射樹脂層220を形成する樹脂は、樹脂充填に関しては、樹脂形成時には流動性が高いことが、端子部との接着性に関しては、分子内に反応基を導入しやすいためにリードフレームとの化学接着性を得られることが必要なため、熱硬化性樹脂が望ましい。
 例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン等を用いることができる。
 また、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
 さらに、これらの樹脂中に光反射材として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、光の反射率を増大させることができる。
 また、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、アリル基を有する熱可塑性樹脂、複数のアリル基を有する化合物を添加した樹脂を成形した後に、電子線を照射することで架橋させる方法を用いた、いわゆる電子線硬化樹脂を用いてもよい。
 透明樹脂層230は、リードフレーム210上に載置されたLED素子202を保護するとともに、発光したLED素子202の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。透明樹脂層230は、光反射樹脂層220のリフレクタ樹脂部220bによって囲まれたLED端子面211a、212a上に形成される。
 透明樹脂層230は、光の取り出し効率を向上させるために、LED素子202の発光波長において光透過率が高く、また、屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂や、シリコーン樹脂を選択することができる。特に、LED素子202に高輝度LED素子を用いる場合、透明樹脂層230は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
 次に、リードフレーム210の製造方法について説明する。
 図21は、本実施形態のリードフレーム210の製造過程を説明する図である。
 図21(a)は、レジストパターンを形成した金属基板300を示す平面図と、その平面図のa-a断面図とを示す。図21(b)は、エッチング加工されている金属基板300を示す図である。図21(c)は、エッチング加工後の金属基板300を示す図である。図21(d)は、レジストパターンが除去された金属基板300を示す図である。図21(e)は、めっき処理が施された金属基板300を示す図である。
 なお、図21においては、1つのリードフレーム210の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板300からリードフレームの多面付け体MSが製造される。
 リードフレーム210の製造において、金属基板300を加工してリードフレーム210を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム210の製造方法について説明する。
 まず、平板状の金属基板300を用意し、図21(a)に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン240a、240bを形成する。なお、レジストパターン240a、240bの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いる。
 次に、図21(b)に示すように、レジストパターン240a、240bを耐エッチング膜として、金属基板300に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板300の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板300として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板300の両面からスプレーエッチングすることができる。
 ここで、リードフレーム210には、端子部211、212の外周部や、各端子部211、212間の空隙部Sのように貫通した空間と、凹部Mや、連結部213の裏面、フレーム側固定部F1のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する(図18参照)。本実施形態では、金属基板300の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行う。
 端子部211、212の外周部や、空隙部Sに対しては、金属基板300の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板300の両面からハーフエッチング処理をして、貫通した空間を形成する。また、凹部Mや、連結部213の裏面、フレーム側固定部F1に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをハーフエッチング処理をして、窪んだ空間を形成する。
 エッチング処理により金属基板300には、図21(c)に示すように、凹部Mが形成された端子部211、212から構成されるリードフレーム210が形成される。
 次に、図21(d)に示すように、金属基板300(リードフレーム210)からレジストパターン240を除去する。
 そして、図21(e)に示すように、リードフレーム210が形成された金属基板300にめっき処理を行い、端子部211、212にめっき層Cを形成する。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
 なお、めっき層Cを形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層Cを形成してもよい。
 以上により、リードフレーム210が、図17及び図18に示すように、枠体Fに多面付けされた状態で製造される(リードフレームの多面付け体MS)。
 次に、光半導体装置201の製造方法について説明する。
 図22は、本実施形態の光半導体装置201の製造過程を説明する図である。
 図22(a)は、光反射樹脂層220が形成されたリードフレーム210の断面図であり、図22(b)は、LED素子202が電気的に接続されたリードフレーム210の断面図を示す。図22(c)は、透明樹脂層230が形成されたリードフレーム210の断面図を示す。図22(d)は、ダイシングにより個片化された光半導体装置201の断面図を示す。
 図23は、本実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
 なお、図22においては、1台の光半導体装置201の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板300から複数の光半導体装置201が製造されるものとする。また、図22(a)~(d)は、それぞれ図21(a)の断面図に基づくものである。
 図22(a)に示すように、金属基板300上にエッチング加工により形成されたリードフレーム210の外周等に上述の光反射特性を有する樹脂を充填し、光反射樹脂層220を形成する。光反射樹脂層220は、射出成形用金型にリードフレーム210(リードフレームの多面付け体MS)をインサートし、樹脂を注入する方法によって形成される(詳細は後述する)。このとき、樹脂は、各端子部211、212の外周側から凹部Mや、連結部213の裏面へと流れ込み、フレーム樹脂部220aが形成されるとともに、リフレクタ樹脂部220bが表面側に形成され、リードフレーム210と接合する。
 以上により、図19及び図20に示す樹脂付きのリードフレームの多面付け体Rが形成される。
 次に、図22(b)に示すように、端子部211のLED端子面211aに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子202を載置し、また、端子部212のLED端子面212aに、ボンディングワイヤ202aを介してLED素子202を電気的に接続する。ここで、LED素子202とボンディングワイヤ202aは複数あってもよく、一つのLED素子202に複数のボンディングワイヤ202aが接続されてもよく、ボンディングワイヤ202aをダイパッドに接続させてもよい。また、LED素子202を載置面で電気的に接続してもよい。ここで、ボンディングワイヤ202aは、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
 そして、図22(c)に示すように、リードフレームの多面付け体MSの表面にLED素子202を覆うようにして透明樹脂層230を形成する。
 透明樹脂層230は平坦な形状のほかレンズ形状、屈折率勾配等、光学的な機能を持たせてもよい。以上により、図23に示すように、光半導体装置の多面付け体が製造される。
 最後に、図22(d)に示すように、光半導体装置201の外形に合わせて、光反射樹脂層220及び透明樹脂層230とともに、リードフレーム210の連結部213を切断(ダイシング、パンチング、カッティング等)して、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置201(図16参照)を得る。
 次に、上述の図22(a)におけるリードフレーム210に光反射樹脂層220を形成する射出成形処理に使用する成形装置について説明する。
 図24は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する金型及びその製造工程を説明する図である。図24(a)~図24(c)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。図24(d)は、図24(a)のd部詳細図であり、可動側モールドベース324に設けられた固定部324bによって固定されたリードフレームの多面付け体MSの状態を示す。
 図25は、ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を示す図である。
 成形装置310は、図24(a)に示すように、金型320、ノズル部330等から構成されている。
 金型320は、上から順に、ベースプレート321、ストリッパープレート322、固定側モールドベース323(第2の型)、可動側モールドベース324(第1の型)、イジェクタープレート325等が積層された構成を有する。
 ベースプレート321は、ノズル部330から射出された樹脂をストリッパープレート322のスプルー部Uへと導くプレートであり、その表面上のノズル部330と対向する位置に、開口部が半球状に形成されたノズルタッチ部321aが設けられている。
 ストリッパープレート322は、金型を成形機の固定側プラテン(図示せず)に固定し、かつ、その表面から裏面に貫通するスプルー部Uが形成されたプレートであり、ベースプレート321のノズルタッチ部321aを介してノズル部330から射出された樹脂を、固定側モールドベース323のランナー部Vへと導く。
 なお、スプルー部Uは、射出成形後においてスプルー部Uに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、下側の流路径が上側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 固定側モールドベース323は、複数のランナー部Vと、そのランナー部のそれぞれに接続された複数のゲートスプルー部Wとが形成されたプレートである。
 ランナー部Vは、固定側モールドベース323の表面上に形成されており、スプルー部Uに対応する位置を中心にして複数本、放射状に形成された樹脂の流路溝であり、スプルー部Uから流し出される樹脂を複数に分岐する。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSが、図17に示すように、4つの集合体Pから形成されており、各集合体Pの幅方向(図17中のY方向)の一端側(-Y側の端部側)から樹脂を充填するために、ランナー部Vは4本設けられている。
 ゲートスプルー部Wは、ランナー部Vのスプルー部U側とは反対側の端部に設けられた流路であり、固定側モールドベース323の表面側から裏面側に貫通しており、ランナー部Vに流れる樹脂を可動側モールドベース324側へと導く。本実施形態では、上述したようにランナー部Vが4本設けられているので、ゲートスプルー部Wも4本設けられている。
 各ゲートスプルー部Wは、可動側モールドベース324に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体Pの端縁部(本実施形態では幅方向(Y方向)の-Y側の端縁部)に対応する位置よりも外側に設けられており、これにより、各集合体Pの-Y側から樹脂をそれぞれ均等に流し込むことができる。
 なお、ゲートスプルー部Wは、射出成形後にランナー部V及びゲートスプルー部Wに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、上側の流路径が下側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 可動側モールドベース324は、その表面に、リードフレームの多面付け体MSが配置され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの周囲に樹脂が流し込まれる金型空間(キャビティ)324aが設けられたプレートである。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSは、その表面(光反射樹脂層220が形成される側の面)が下側を向くようにして金型空間324a内に配置され、固定側モールドベース323及び可動側モールドベース324間に型締めされる。
 ここで、金型空間324aは、リードフレームの多面付け体MSの幅よりも広い幅に形成され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの幅方向(図17中のY方向)の側面側(-Y側、樹脂が充填される側)に余剰空間Jが設けられており、ゲートスプルー部Wから流入する樹脂をリードフレームの多面付け体MSの側面を介して表面側に効率よく流している。そのため、金型空間324aから取り出された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘には、図25に示すように、余剰空間Jに対応するようにして、幅方向(Y方向)の側面や枠体Fの表面上にゲート樹脂部Gが形成されることとなる。
 また、可動側モールドベース324には、図24(a)及び図24(d)に示すように、金型空間324aに配置されたリードフレームの多面付け体MSの幅方向(図17中のY方向)の+Y側(樹脂の充填側とは反対側)に、リードフレームの多面付け体MSの枠体Fの端縁部(フレーム側固定部F1)を挟み込んで金型空間内に固定する固定部324bが形成されている。
 この固定部324bは、可動側モールドベース324のリードフレームの多面付け体MSの表面と接触する接触面324cよりも固定側モールドベース323側に突出した部位であり、金型空間内に配置されたリードフレームの多面付け体MSのフレーム側固定部F1に当接し、固定側モールドベース323の下面に対して挟み込んで固定する。
 本実施形態では、固定部324bとフレーム側固定部F1とが互いに接触する面は、略平行に形成されており、両者が面接触することによって、固定側モールドベース323及び可動側モールドベース324間にリードフレームの多面付け体MSの枠体Fが強固に固定される。
 ここで、固定部324bの接触面324cに対する厚み方向(Z方向)への突出高さh2と、リードフレームの多面付け体MSの厚み寸法h1との関係は、h2≦h1であることが望ましい。また、上述の突出高さh2とフレーム側固定部F1の厚み寸法h3との和と、リードフレームの多面付け体MSの厚み寸法h1との関係が、h2+h3≦h1であることがさらに望ましい。
 突出高さh2や、突出高さh2及びフレーム側固定部F1の厚み寸法h3の和が、リードフレームの多面付け体MSの厚み寸法h1よりも大きい場合(h2>h1、h2+h3>h1)、リードフレームの多面付け体MS及び固定側モールドベース323間や、リードフレームの多面付け体MS及び可動側モールドベース324の接触面324c間に隙間が形成されてしまい、光反射樹脂層220がリードフレームの多面付け体MSに適正に形成されなくなるからである。
 従来使用されてきた金型(以下、比較例の金型という)には、上述の固定部324bに対応する部位が設けられていないため、リードフレームの多面付け体は、表面及び裏面においてのみ金型に接触して固定され、その側面側は何ら拘束されていなかった。ここで、樹脂は、ノズル部によって高圧に圧縮された状態で金型内に射出されるため、比較例の金型のようにリードフレームの多面付け体の側面側が拘束されていない場合、リードフレームの多面付け体内に充填される樹脂の圧力により、枠体が厚み方向に垂直な方向に変形した上で破損したり、枠体の前記変形によってリードフレームを連結する連結部が破損したりしてしまう場合があった。
 これに対して本実施形態の金型320は、上述したように、可動側モールドベース324に固定部324bを設け、枠体Fの端縁部に設けられたフレーム側固定部F1を、固定側モールドベース323及び可動側モールドベース324間に挟み込んで固定している。そのため、金型内に高圧の樹脂が充填されたとしても、枠体Fに加わる圧力によって枠体Fが、厚み方向に垂直な方向(図18中のY方向)に変形してしまうのを抑えることができ、枠体Fや連結部213が破損してしまうのを抑制することができる。
 イジェクタープレート325は、複数のイジェクターピンQが設けられたプレートであり、イジェクターピンQによって、金型空間324aから被成形体(樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘)を離型する。
 イジェクターピンQは、イジェクタープレート325が可動側モールドベース324側に不図示の駆動機構により駆動することによって、その先端部が、金型空間324aの底面から突出し、被成形体を金型空間324aから押し出す。イジェクターピンQは、より安定して可動側モールドベース324から被成形体を離型する観点から、金型空間324a内の複数箇所に設けられているのが望ましい。
 ノズル部330は、樹脂を金型320内へ射出する噴射装置である。
 次に、上述の図22(a)におけるリードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層220を形成する射出成形の成形工程(樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法)について説明する。
 まず、作業者は、図24(a)に示すように、固定側モールドベース323及び可動側モールドベース324間にリードフレームの多面付け体MSを配置して、金型320を閉じる(型締め)。
 このとき、金型320は、可動側モールドベース324の固定部324bによって、枠体Fの端縁部に設けられたフレーム側固定部F1を固定側モールドベース323側に挟み込んで固定している。
 そして、図24(b)に示すように、ノズル部330をベースプレート321のノズルタッチ部321aに配置して、光反射樹脂層220を形成する樹脂を金型320内に射出する。ノズル部330から射出された樹脂は、ストリッパープレート322のスプルー部Uを通過し、固定側モールドベース323の各ランナー部Vにより4つに均等に分岐され、各ゲートスプルー部Wを通過した上で、リードフレームの多面付け体MSが配置された金型空間324a内へと充填される。ここで、高圧の樹脂が金型内に充填されたとしても、枠体Fのフレーム側固定部F1が固定部324bにより固定されているので、枠体Fが厚み方向に垂直な方向(図18中のY方向)へ変形してしまうのを抑えられる。これにより、樹脂の圧力によって枠体Fや連結部213が破損してしまうのを抑制し、適正に金型空間内に樹脂を充填することができる。
 金型空間324a内に適量の樹脂が充填され、所定の時間保持した後に、作業者は、図24(c)に示すように、固定側モールドベース323を可動側モールドベース324から開き、イジェクターピンQによって、光反射樹脂層220が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘(図25参照)を可動側モールドベース324から取り出す。
 そして、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘からゲート樹脂部G等を除去することによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成する。
 本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
(1)リードフレームの多面付け体MSの枠体Fのフレーム側固定部F1を、可動側モールドベース324に設けられた固定部324bにより固定側モールドベース323及び可動側モールドベース324間に挟み込んで固定するので、高圧の樹脂が金型内に充填されたとしても、枠体Fの厚み方向に垂直な方向への変形を抑えることができ、樹脂の圧力によって枠体Fや連結部213が破損してしまうのを抑制することができる。
(2)金型320は、固定部324bが、可動側モールドベース324のリードフレームの多面付け体MSの表面又は裏面と接触する接触面324cよりも固定側モールドベース323側に突出するように形成されている。これにより、枠体Fの端縁部を固定する固定部324bを、より簡易な構成により実現することができる。
(3)リードフレームの多面付け体MSは、枠体Fの+Y側端部に、リードフレームの多面付け体MSよりも薄く形成されるフレーム側固定部F1が設けられているので、可動側モールドベース324に設けられる固定部324bにより、フレーム側固定部F1を挟み込むことによって、より強固に枠体Fを金型内に固定することができる。
(第5実施形態)
 次に、本発明の第5実施形態について説明する。
 上述の特許文献1に記載の光半導体装置は、多面付けされたリードフレームの集合体を枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂層を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体を作製し、光半導体素子を電気的に接続し、透明樹脂層を形成した後に、パッケージ単位に切断することによって同時に複数製造される。
 この樹脂付きリードフレームの多面付け体は、金型内にリードフレームの多面付け体を配置し、射出成形により樹脂を充填することによって製造されている。このとき、リードフレームの多面付け体に対して樹脂を安定して充填するために、リードフレームの集合体の互いに対向する端部から樹脂が充填される場合がある。
 ここで、この樹脂層を成形する金型内には、樹脂を充填する前において、空気が充満しているため、上述のようにリードフレームの集合体の互いに対向する端部側から樹脂が充填される場合、この空気の逃げ道がなくなり、樹脂をリードフレームの隅々にまで充填させるのが困難になってしまう場合があった。また、金型内に流し込まれる樹脂は、高温に加熱されているため、気化した樹脂成分に係るガスも発生する場合もあり、その場合、リードフレームの隅々までの樹脂の充填がさらに困難になってしまう場合があった。
 そこで、本実施形態では、金型内へ樹脂を安定して充填させることができる射出成形用金型、成形装置、それによって製造された樹脂付きリードフレームの多面付け体を提供することを目的とする。
 図27は、本実施形態の光半導体装置401の全体構成を示す図である。図27(a)、図27(b)、図27(c)は、それぞれ、光半導体装置401の平面図、側面図、裏面図を示す。図27(d)は、図27(a)のd-d断面図を示す。
 図28は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの平面図である。
 図29は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの詳細を説明する図である。図29(a)は、リードフレームの多面付け体MSの平面図であり、図28のa部詳細を示す図である。図29(b)は、リードフレームの多面付け体MSの裏面図を示し、図29(c)、図29(d)は、それぞれ図29(a)のc-c断面図、d-d断面図を示す。
 図30は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの全体図である。図30(a)、図30(b)、図30(c)は、それぞれ、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図、裏面図、側面図を示す。
 図31は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの詳細を説明する図である。図31(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図を示し、図30(a)のa部詳細を示す図である。図31(b)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの裏面図を示し、図31(c)、図31(d)は、それぞれ図31(a)のc-c断面図と、d-d断面図を示す。
 図32は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの詳細を説明する図である。図32(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図であり、図31(a)のa部詳細図である。図32(b)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体の裏面図を示す。図32(c)は、図32(a)のc-c断面図を示す。
 各図において、光半導体装置(リードフレーム)の平面図における端子部411、412配列方向をX方向とし、各端子部の幅方向をY方向とし、端子部の厚み方向(XY平面に直交する方向)をZ方向とする。また、リードフレーム等のLED素子が配置される側(+Z側)の面を表面とし、-Z側の面を裏面とする。
 光半導体装置401は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したLED素子402が発光する照明装置である。光半導体装置401は、図27に示すように、LED素子402(光半導体素子)、リードフレーム410、光反射樹脂層420(樹脂層)、透明樹脂層430を備える。
 光半導体装置401は、多面付けされたリードフレーム410(リードフレームの多面付け体MS、図28参照)に光反射樹脂層420を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図30参照)を作製し、LED素子402を電気的に接続し、透明樹脂層430を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。
 LED素子402は、発光層として一般に用いられるLED(発光ダイオード)の素子であり、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、又は、InGaN等の各種GaN系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。
 リードフレーム410は、一対の端子部、すなわち、LED素子402が載置、接続される端子部411と、ボンディングワイヤ402aを介してLED素子402に接続される端子部412とから構成される。
 端子部411、412は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%~43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
 端子部411、412は、図29に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部411、412は、1枚の金属基板(銅版)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。
 端子部411は、図27に示すように、その表面にLED素子402が載置、接続されるLED端子面411aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面411bが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部411は、LED素子402が載置されるため、端子部412に比べ、その外形が大きく形成されている。
 端子部412は、その表面にLED素子402のボンディングワイヤ402aが接続されるLED端子面412aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面412bが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
 端子部411、412は、その表面及び裏面にめっき層Cが形成されており(図33(e)参照)、表面側のめっき層Cは、LED素子402の発する光を反射する反射層としての機能を有し、裏面側のめっき層Cは、外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。なお、図27~図32等において、めっき層Cの図示は省略している。
 端子部411、412は、図29に示すように、それぞれの裏面側の外周部に、厚みの薄くなる凹部Mが設けられている。
 凹部Mは、リードフレーム410の裏面側から見て、各端子部411、412の外周部に形成された窪みであり、その窪みの厚みは、端子部411、412の厚みの1/3~2/3程度に形成されている。
 リードフレーム410は、端子部411、412の周囲や、端子部411、412間の空隙部S等に、光反射樹脂層420を形成する樹脂が充填される場合に、図31に示すように、凹部Mにも樹脂が充填され、光反射樹脂層420と各端子部411、412との接触面積を大きくしている。また、厚み(Z)方向において、リードフレーム410と光反射樹脂層420とを交互に構成することができる。これにより、凹部Mは、光反射樹脂層420が、平面方向(X方向、Y方向)及び厚み方向において、リードフレーム410から剥離してしまうのを抑制することができる。
 連結部413は、枠体F内に多面付けされた各リードフレーム410の端子部411、412を、隣接する他のリードフレーム410の端子部や、枠体Fに連結している。連結部413は、多面付けされた各リードフレーム410上にLED素子402等が搭載され、光半導体装置の多面付け体(図35参照)が形成された場合に、リードフレーム410を形成する外形線(図29、図35中の破線)でダイシング(切断)される。
 連結部413は、端子部411、412を形成する各辺のうち、端子部411、412が対向する辺を除いた辺に形成されている。
 具体的には、連結部413aは、図29(a)に示すように、端子部412の右(+X)側の辺と、右側に隣接する他のリードフレーム410の端子部411の左(-X)側の辺とを接続し、また、端子部411の左側の辺と、左側に隣接する他のリードフレーム410の端子部412の右側の辺とを接続している。枠体Fに隣接する端子部411、412に対しては、連結部413aは、端子部411の左側の辺又は端子部412の右側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部413bは、端子部411の上(+Y)側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム410の端子部411の下(-Y)側の辺とを接続し、また、端子部411の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム410の端子部411の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部411に対しては、連結部413bは、端子部411の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部413cは、端子部412の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム410の端子部412の下側の辺とを接続し、また、端子部412の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム410の端子部412の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部412に対しては、連結部413cは、端子部412の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部413dは、端子部411及び端子部412間の空隙部Sの延長上を横切るようにして形成される。ここで、空隙部Sの延長上とは、空隙部Sを上下(Y)方向に延長させた領域をいう。本実施形態では、連結部413dは、一の端子部(412、411)と、その端子部の空隙部Sを挟んだ対向する側に位置し、上又は下に隣接する他のリードフレームの端子部(411、412)とを連結するために、端子部411の上側の辺及び端子部412の下側の辺に対して、傾斜(例えば、45度)した形状に形成される。
 具体的には、連結部413dは、端子部412の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム410の端子部411の下側の辺とを接続し、また、端子部411の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム410の端子部412の上側の辺とを接続する。また、枠体Fに隣接する端子部411、412に対しては、連結部413dは、端子部412の上側の辺又は端子部411の下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部413dが設けられることによって、リードフレームの多面付け体MSは、光反射樹脂層420を形成する工程において、端子部411と端子部412との間隔がずれたり、各端子部411、412が枠体Fに対して捩れたりするのを抑制することができる。また、連結部413dは、光半導体装置401の空隙部Sの強度を向上させることができ、空隙部Sにおいて破損してしまうのを抑制することができる。
 なお、端子部411、412は、連結部413によって、隣り合う他のリードフレーム410の端子部411、412と電気的に導通されるが、光半導体装置401の多面付け体を形成した後に、光半導体装置401(リードフレーム410)の外形(図29(a)の破線)に合わせて各連結部413を切断(ダイシング)することによって絶縁される。また、個片化された場合に、各々の個片を同じ形状にすることができる。
 連結部413は、図29(b)、図29(c)に示すように、端子部411、412の厚みよりも薄く、かつ、その表面が端子部411、412の表面と同一平面内に形成されている。具体的には、連結部413は、その裏面が、各端子部411、412の凹部Mの底面(窪んだ部分)と略同一面内に形成されている。これにより、光反射樹脂層420の樹脂が充填された場合に、図31(b)~図31(d)に示すように、連結部413の裏面にも樹脂が流れ込み、光反射樹脂層420がリードフレーム410から剥離してしまうのを抑制することができる。
 また、光反射樹脂層420が形成されたリードフレーム410の裏面には、図31(b)に示すように、矩形状の外部端子面411b、412bが表出することとなり、光半導体装置401の外観を向上させることができることに加え、半田で基板に実装する場合に、基板側への半田印刷を容易にしたり、半田を均一に塗布したり、リフロー後に半田内へのボイドの発生を抑制したりすることができる。また、光半導体装置401の面内(XY平面内)の中心線に対して線対称であることから、熱応力等に対する信頼性を向上させることができる。
 リードフレームの多面付け体MSは、上述のリードフレーム410を枠体F内に多面付けしたものをいう。本実施形態では、図28及び図29に示すように、縦横に複数個、連結部413によって連結されたリードフレーム410の集合体Pを、複数組(本実施形態では4組、P1~P4)、左右方向に配列させて枠体F内に形成したものである。
 枠体Fは、リードフレーム410の集合体P毎に、リードフレーム410を固定する部材であり、その外形が矩形状に形成される。なお、枠体Fは、1枚の金属基板をプレス加工又はエッチング加工することによってリードフレームとともに形成されるので、その厚みが各端子部の厚みと同等である。
 光反射樹脂層420は、図30及び図31に示すように、フレーム樹脂部420aと、リフレクタ樹脂部420bとから構成される。
 フレーム樹脂部420aは、端子部411、412の外周側面(リードフレーム410の外周及び空隙部S)だけでなく、各端子部に設けられた凹部Mや、連結部413の裏面にも形成される。フレーム樹脂部420aは、リードフレーム410の厚みとほぼ同等の厚みに形成されている。
 リフレクタ樹脂部420bは、リードフレーム410の表面側(リードフレーム410のLED素子402が接続される側)に突出するように形成され、リードフレーム410に接続されるLED素子402から発する光の方向等を制御するリフレクタを構成する。このリフレクタ樹脂部420bは、端子部411、412のLED端子面411a、412aを囲むようにして、リードフレーム410の表面側に突出しており、LED端子面411aに接続されるLED素子402から発光する光を反射させて、光半導体装置401から光を効率よく照射させる。
 リフレクタ樹脂部420bは、リードフレーム410の多面付け体MSの状態において、その外形が、枠体Fの内周縁に沿うようにして形成されており、その厚み(高さ)寸法が、LED端子面411aに接続されるLED素子402の厚み寸法よりも大きい寸法で形成される。リフレクタ樹脂部420bは、端子部411、412の外周縁に形成されたフレーム樹脂部420aの表面に形成されており、フレーム樹脂部420aと結合している。
 光反射樹脂層420は、端子部411に接続されるLED素子402の発する光を光半導体装置401の外部へ効率よく反射させる反射部としての機能を有する。この反射部は、光反射樹脂層420のうちLED素子402の光が直接当たる部位であり、本実施形態では、端子部間に設けられたフレーム樹脂部420aの表面と、LED端子面411a、412aを囲むようにして形成されたリフレクタ樹脂部420bの内周側の壁面とが反射部として機能する。
 ここで、光反射樹脂層420のうち反射部としての機能を果たさない部位となるフレーム樹脂部420aの裏面には、図27及び図32に示すように、複数の微細な突起部Dが形成されている(詳細は後述する)。
 光反射樹脂層420は、リードフレーム410に載置されるLED素子402の発する光を反射させるために、光反射特性を有する熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂が用いられる。
 光反射樹脂層420を形成する樹脂は、樹脂充填に関しては、樹脂形成時には流動性が高いことが、端子部との接着性に関しては、分子内に反応基を導入しやすいためにリードフレームとの化学接着性を得られることが必要なため、熱硬化性樹脂が望ましい。
 例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン等を用いることができる。
 また、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
 さらに、これらの樹脂中に光反射材として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、光の反射率を増大させることができる。
 また、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、アリル基を有する熱可塑性樹脂、複数のアリル基を有する化合物を添加した樹脂を成形した後に、電子線を照射することで架橋させる方法を用いた、いわゆる電子線硬化樹脂を用いてもよい。
 透明樹脂層430は、リードフレーム410上に載置されたLED素子402を保護するとともに、発光したLED素子402の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。透明樹脂層430は、光反射樹脂層420のリフレクタ樹脂部420bによって囲まれたLED端子面411a、412a上に形成される。
 透明樹脂層430は、光の取り出し効率を向上させるために、LED素子402の発光波長において光透過率が高く、また、屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂や、シリコーン樹脂を選択することができる。特に、LED素子402に高輝度LED素子を用いる場合、透明樹脂層430は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
 次に、リードフレーム410の製造方法について説明する。
 図33は、本実施形態のリードフレーム410の製造過程を説明する図である。
 図33(a)は、レジストパターンを形成した金属基板500を示す平面図と、その平面図のa-a断面図とを示す。図33(b)は、エッチング加工されている金属基板500を示す図である。図33(c)は、エッチング加工後の金属基板500を示す図である。図33(d)は、レジストパターンが除去された金属基板500を示す図である。図33(e)は、めっき処理が施された金属基板500を示す図である。
 なお、図33においては、1つのリードフレーム410の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板500からリードフレームの多面付け体MSが製造される。
 リードフレーム410の製造において、金属基板500を加工してリードフレーム410を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム410の製造方法について説明する。
 まず、平板状の金属基板500を用意し、図33(a)に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン440a、440bを形成する。なお、レジストパターン440a、440bの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いる。
 次に、図33(b)に示すように、レジストパターン440a、440bを耐エッチング膜として、金属基板500に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板500の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板500として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板500の両面からスプレーエッチングすることができる。
 ここで、リードフレーム410には、端子部411、412の外周部や、各端子部411、412間の空隙部Sのように貫通した空間と、凹部Mや、連結部413の裏面のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する(図29参照)。本実施形態では、金属基板500の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行う。
 端子部411、412の外周部や、空隙部Sに対しては、金属基板500の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板500の両面からハーフエッチング処理をして、貫通した空間を形成する。また、凹部Mや、連結部413の裏面に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをハーフエッチング処理をして、窪んだ空間を形成する。
 エッチング処理により金属基板500には、図33(c)に示すように、凹部Mが形成された端子部411、412から構成されるリードフレーム410が形成される。
 次に、図33(d)に示すように、金属基板500(リードフレーム410)からレジストパターン440を除去する。
 そして、図33(e)に示すように、リードフレーム410が形成された金属基板500にめっき処理を行い、端子部411、412にめっき層Cを形成する。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
 なお、めっき層Cを形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層Cを形成してもよい。
 以上により、リードフレーム410が、図28及び図29に示すように、枠体Fに多面付けされた状態で製造される(リードフレームの多面付け体MS)。
 次に、光半導体装置401の製造方法について説明する。
 図34は、本実施形態の光半導体装置401の製造過程を説明する図である。
 図34(a)は、光反射樹脂層420が形成されたリードフレーム410の断面図であり、図34(b)は、LED素子402が電気的に接続されたリードフレーム410の断面図を示す。図34(c)は、透明樹脂層430が形成されたリードフレーム410の断面図を示す。図34(d)は、ダイシングにより個片化された光半導体装置401の断面図を示す。
 図35は、本実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
 なお、図34においては、1台の光半導体装置401の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板500から複数の光半導体装置401が製造されるものとする。また、図34(a)~(d)は、それぞれ図33(a)の断面図に基づくものである。
 図34(a)に示すように、金属基板500上にエッチング加工により形成されたリードフレーム410の外周等に上述の光反射特性を有する樹脂を充填し、光反射樹脂層420を形成する。光反射樹脂層420は、射出成形用金型にリードフレーム410(リードフレームの多面付け体MS)をインサートし、樹脂を注入する方法によって形成される(詳細は後述する)。このとき、樹脂は、各端子部411、412の外周側から凹部Mや、連結部413の裏面へと流れ込み、フレーム樹脂部420aが形成されるとともに、リフレクタ樹脂部420bが表面側に形成され、リードフレーム410と接合する。
 以上により、図30及び図31に示す樹脂付きのリードフレームの多面付け体Rが形成される。
 次に、図34(b)に示すように、端子部411のLED端子面411aに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子402を載置し、また、端子部412のLED端子面412aに、ボンディングワイヤ402aを介してLED素子402を電気的に接続する。ここで、LED素子402とボンディングワイヤ402aは複数あってもよく、一つのLED素子402に複数のボンディングワイヤ402aが接続されてもよく、ボンディングワイヤ402aをダイパッドに接続させてもよい。また、LED素子402を載置面で電気的に接続してもよい。ここで、ボンディングワイヤ402aは、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
 そして、図34(c)に示すように、リードフレームの多面付け体MSの表面にLED素子402を覆うようにして透明樹脂層430を形成する。
 透明樹脂層430は平坦な形状のほかレンズ形状、屈折率勾配等、光学的な機能を持たせてもよい。以上により、図35に示すように、光半導体装置の多面付け体が製造される。
 最後に、図34(d)に示すように、光半導体装置401の外形に合わせて、光反射樹脂層420及び透明樹脂層430とともに、リードフレーム410の連結部413を切断(ダイシング、パンチング、カッティング等)して、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置401(図27参照)を得る。
 次に、上述の図34(a)におけるリードフレーム410に光反射樹脂層420を形成する射出成形処理に使用する成形装置について説明する。
 図36は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する金型及びその製造工程を説明する図である。図36(a)~図36(c)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。図36(d)は、図36(c)の固定側モールドベースとリードフレームの多面付け体とが接触する面(下面)の拡大図であり、排気板523aの成形面の状態を示す。
 図37は、ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を示す図である。
 成形装置510は、図36(a)に示すように、金型520、ノズル部530等から構成されている。
 金型520は、上から順に、ベースプレート521、ストリッパープレート522、固定側モールドベース523(第1のモールドベース)、可動側モールドベース524(第2のモールドベース)、イジェクタープレート525等が積層された構成を有する。
 ベースプレート521は、ノズル部530から射出された樹脂をストリッパープレート522のスプルー部Uへと導くプレートであり、その表面上のノズル部530と対向する位置に、開口部が半球状に形成されたノズルタッチ部521aが設けられている。
 ストリッパープレート522は、金型を成形機の固定側プラテン(図示せず)に固定し、かつ、その表面から裏面に貫通するスプルー部Uが形成されたプレートであり、ベースプレート521のノズルタッチ部521aを介してノズル部530から射出された樹脂を、固定側モールドベース523のランナー部Vへと導く。
 なお、スプルー部Uは、射出成形後においてスプルー部Uに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、下側の流路径が上側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 固定側モールドベース523は、複数のランナー部Vと、そのランナー部のそれぞれに接続された複数のスプルーランナー部Wとが形成されたプレートである。
 固定側モールドベース523は、可動側モールドベース524に対して型締めされた場合に、その裏面が、可動側モールドベース524の金型空間524a(後述する)内に配置されるリードフレームの多面付け体MSと接触し、金型空間524a内にリードフレームの多面付け体MSを固定する。また、固定側モールドベース523は、その裏面であって、リードフレームの多面付け体MSと接触する面に、排気板523aが設けられている。すなわち、この排気板523aが、金型空間524a内に配置されたリードフレームの多面付け体MSと直接接触する。また、固定側モールドベース523には、排気板523aの上面側から固定側モールドベース523の側面に渡って排気路523bが設けられている。
 排気板523aは、金型空間524a内に樹脂を流し込んだ場合に、金型空間524a内に存在する空気や、流し込まれた樹脂から発生するガス等を金型空間524aから排気する多孔質の板材であり、例えば、ポーセラックス(日本金属産業株式会社製)や、ゼオライト(沸石)、セラミクス等を使用することができる。
 排気板523aには、図36(d)に示すように、複数の微細孔Hがランダムに形成されており、その微細孔Hの少なくとも一部が排気板523aの下面から上面にかけて貫通している。排気板523aは、樹脂の成形面としての機能を果たすとともに、良好な排気効率を得る観点から、微細孔Hの孔径dが、5μm≦d≦25μmに形成されることが望ましい。
 ここで、本実施形態の金型520は、スプルーランナー部W(詳細は後述する)が、可動側モールドベース524に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体Pの互いに対向する位置に設けられているため、スペースの制約等により金型空間524a内の空気等を効率よく排気する排気口等を設けるのが困難であったが、金型の成形面の一部に複数の微細孔Hを設けることによって、金型空間524a内の空気等を効率よく排気することができる。
 排気路523bは、排気板523aの上面側から固定側モールドベース523の側面に渡って形成された通気口であり、金型空間524aから排気板523aの微細孔Hを通過した空気やガスを金型外部へと排気する。
 ここで、金型空間524a内の空気やガスを効率よく排気させる観点から、金型の成形面を複数に分割し、分割された金型の境界部から空気等を排気させることも考えられるが、この場合、分割された金型の境界部に流れ込んだ樹脂がバリになってしまい、製造された樹脂付きリードフレームの多面付け体の品質が低下してしまう場合があった。
 これに対し、本発明による金型520は、上述したように、複数の微細孔Hが形成された排気板523aによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの光反射樹脂層が成形されるので、上述の金型を分割した場合のようなバリの発生を回避し、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの不良品が製造されてしまうのを抑制することができる。
 ランナー部Vは、固定側モールドベース523の表面上に形成されており、スプルー部Uに対応する位置を中心にして複数本、放射状に形成された樹脂の流路溝であり、スプルー部Uから流し出される樹脂を複数に分岐する。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSが、図28に示すように、4つの集合体Pから形成されており、各集合体Pの幅方向(図28中のY方向)の両端側から樹脂を充填するために、ランナー部は8本設けられている。
 スプルーランナー部Wは、ランナー部Vのスプルー部U側とは反対側の端部に設けられた流路であり、固定側モールドベース523の表面側から裏面側に貫通しており、ランナー部Vに流れる樹脂を可動側モールドベース524側へと導く。本実施形態では、上述したようにランナー部V1~V8が8本設けられているので、スプルーランナー部Wも8本(W1~W8)設けられている。
 各スプルーランナー部W1~W8は、可動側モールドベース524に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体Pの互いに対向する端部(本実施形態では幅方向(Y方向)の両端部)に対応する位置よりも外側に設けられており、これにより、各集合体Pの両端部側(図28中の+Y端部側、-Y端部側)から樹脂をそれぞれ均等に流し込むことができる。
 なお、スプルーランナー部Wは、射出成形後にランナー部V及びスプルーランナー部Wに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、上側の流路径が下側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 可動側モールドベース524は、その表面に、リードフレームの多面付け体MSが配置され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの周囲に樹脂が流し込まれる金型空間(キャビティ)524aが設けられたプレートである。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSは、その表面(光反射樹脂層420が形成される側の面)が下側を向くようにして金型空間524a内に配置され、固定側モールドベース523及び可動側モールドベース524間に型締めされる。
 なお、金型空間524aは、図36(a)に示すように、リードフレームの多面付け体MSの幅よりも広い幅に形成され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの幅方向(図28中のY方向)の側面側に余剰空間部Jが設けられており、この余剰空間部Jが、スプルーランナー部Wに接続されている。本実施形態では余剰空間部Jは、スプルーランナー部Wの開口部の真下に位置することとなる。
 ここで、スプルー部U、ランナー部V、スプルーランナー部Wを介して流れてきた樹脂は、先頭部(フローフロント)が他の部位に比して冷え固まりやすい。そのため、スプルーランナー部Wから流入してきた樹脂を、リードフレームの多面付け体MSの製品となる部分(リードフレームが多面付けされた部分)の直上から充填させた場合、樹脂の注入箇所近傍にバリや、樹脂の不均一な部分が形成されてしまい、不良品が製造されてしまう場合があった。
 これに対して、本実施形態の金型520は、上述のように、金型空間524aに余剰空間部Jが形成され、樹脂がスプルーランナー部Wを介してその余剰空間部Jの上側から充填される。そして、充填された樹脂を、余剰空間部Jの下面(衝突面)J1に衝突させて、樹脂の流れ方向を金型の上下方向から水平方向へと変更し、樹脂をリードフレームの多面付け体MSの側面側へ流動させている。また、このとき、樹脂のフローフロントが、余剰空間部Jの下面J1に衝突するので、冷え固まっていない後に続く樹脂がリードフレームの多面付け体MSの側面側へと流れていく。
 これにより、本実施形態の金型520は、ノズル部から射出された樹脂を、リードフレームの多面付け体MSの各リードフレーム間等に均等に流し込むことができるとともに、冷え固まった樹脂が要因となるウェルドが光反射樹脂層420に形成されてしまうのを抑制することができる。
 なお、金型空間524aから取り出された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘には、図37に示すように、余剰空間部Jに対応するようにして、幅方向(Y方向)の側面や枠体Fの表面上にゲート樹脂部Gが形成されることとなる。
 また、この各ゲート樹脂部Gの裏面には、各スプルーランナー部W1~W8により樹脂が充填された充填痕W1‘~W8’が残存している。
 イジェクタープレート525は、複数のイジェクターピンQが設けられたプレートであり、イジェクターピンQによって、金型空間524aから被成形体(樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘)を離型する。
 イジェクターピンQは、イジェクタープレート525が可動側モールドベース524側に不図示の駆動機構により駆動することによって、その先端部が、金型空間524aの底面から突出し、被成形体を金型空間524aから押し出す。イジェクターピンQは、より安定して可動側モールドベース524から被成形体を離型する観点から、金型空間524a内の複数箇所に設けられているのが望ましい。
 本実施形態では、イジェクターピンQは、12本設けられ、そのそれぞれが、図37(a)に示すように、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の各ゲート樹脂部Gの上(Q1’~Q8‘)と、枠体Fの表面側の四隅(Q9’~Q12‘)とに接触し、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’を可動側モールドベース524から押し出すようにしている。ここで、ゲート樹脂部Gは、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’の製造後に除去されてしまう部分であり、また、枠体Fは、光半導体装置の個片化時にリードフレームからダイシングされ除去されてしまう部分であるので、これらにイジェクターピンQを接触させたとしても、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの製品となる部分に傷等がついてしまうのを回避することができる。
 また、イジェクターピンQにより枠体Fのみを押し出そうとすると、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘が押し出される前に枠体F及びそれに隣接するリードフレーム410が変形してしまう恐れがあり、ゲート樹脂部Gのみを押し出そうとすると、リードフレームの多面付け体MSから樹脂部分が剥離してしまう恐れがある。そのため、本実施形態の金型520は、上述したように、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’のイジェクターピンQとの接触位置をゲート樹脂部G及び枠体Fにすることによって、上述の恐れが生じてしまうのを回避することができる。
 ノズル部530は、樹脂を金型520内へ射出する噴射装置である。
 次に、上述の図34(a)におけるリードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層420を形成する射出成形の成形工程について説明する。
 まず、作業者は、図36(a)に示すように、固定側モールドベース523及び可動側モールドベース524間にリードフレームの多面付け体MSを配置して、金型520を閉じる(型締め)。
 そして、図36(b)に示すように、ノズル部530をベースプレート521のノズルタッチ部521aに配置して、光反射樹脂層420を形成する樹脂を金型520内に射出する。ノズル部530から射出された樹脂は、ストリッパープレート522のスプルー部Uを通過し、固定側モールドベース523のランナー部V1~V8により8つに均等に分岐され、各スプルーランナー部W1~W8を通過した上で、リードフレームの多面付け体MSが配置された金型空間524a内へと充填される。
 このとき、金型空間524a内の空気や、流し込まれた樹脂から生じるガス等は、固定側モールドベース523に設けられた排気板523aの微細孔H及び排気路523bを通過して金型の外部へと排気される。そのため、金型空間524aに流し込まれた樹脂は、多面付けされるリードフレーム410の隅々にまで安定して流れ込むこととなる。
 このとき、金型空間524a内に流れ込んだ樹脂は、排気板523aの微細孔Hにも流れ込むため、排気板523aを成形面として成形される光反射樹脂層420の面には、微細孔Hに対応する微細な突起部が形成される。本実施形態では、上述したように、リードフレームの多面付け体MSの表面が下側を向くようにして金型空間524a内に配置され、排気板523aがリードフレームの多面付け体MSの裏面側に接触するため、図32に示すように、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rのフレーム樹脂部420aの裏面に微細な突起部Dが形成されることとなる。
 ここで、フレーム樹脂部420aに形成される微細な突起部Dは、上述の微細孔Hの孔径dの寸法範囲に対応して形成されるため非常に微細であり、製品の外観を損なうものとはならず、不良品として扱われることはない。
 しかし、この微細な突起部Dは、光反射樹脂層420のうち、光を反射する機能を有する反射部(端子部間に設けられたフレーム樹脂部420aの表面と、LED端子面411a、412aを囲むようにして形成されたリフレクタ樹脂部420bの内周側の壁面)を除いた部分に形成されるのが望ましい。光反射樹脂層420の反射部に、微細な突起部Dが形成されてしまうと、LED素子402から発する光の反射特性を低下させてしまうからである。
 本実施形態では、上述したように、光反射樹脂層420の反射部としては機能しないフレーム樹脂部420aの裏面側にのみ突起部Dが形成されているため、光反射樹脂層420の光の反射特性を損なうことはない。なお、突起部Dは、フレーム樹脂部420aの裏面だけでなく、例えば、反射部としての機能を有さないリフレクタ樹脂部420bの表面(上面)に形成されるようにしてもよい。
 金型空間524a内に適量の樹脂が充填され、所定の時間保持した後に、作業者は、図36(c)に示すように、固定側モールドベース523を可動側モールドベース524から開き、イジェクターピンQによって、光反射樹脂層420が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘(図37参照)を可動側モールドベース524から取り出す。このとき、イジェクターピンQは、ゲート樹脂G及び枠体Fを押し出すので、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’から樹脂が剥離してしまったり、枠体Fやリードフレーム410が変形してしまったりするのを回避することができる。
 そして、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘からゲート樹脂部G等を除去することによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成する。なお、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの光反射樹脂層420の裏面には、図32に示すように、複数の突起部Dが形成される。
 ここで、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rは、リードフレーム410等の金属部と、光反射樹脂層420の樹脂部とから構成されており、両部材の線膨張率に差があるため、リードフレームの多面付け体MSに充填された樹脂が冷え固まるときに、上述の線膨張率の差によって、製造された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rに反りが生じてしまう場合があった。
 そのため、上述の射出成形処理において、金型内に配置されるリードフレームの多面付け体MSは、樹脂の収縮量を予測した上で、予め所定の温度に加熱して膨張させておき、樹脂の収縮に合わせてリードフレームの多面付け体MSも収縮するようにし、上述の問題が生じてしまうのを抑制している。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSは、約80度に加熱しているが、これに限定されるものでなく、樹脂及びリードフレームの材料の特性や、充填される樹脂の温度などに応じて適宜変更することができる。
 また、上述の射出成形処理により樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘が製造された場合、ガイド樹脂部Gは、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’からなるべく早く除去されるのが望ましい。樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘は、金型から外された後においても、しばらくの間、樹脂の収縮によって反りが生じてしまう場合がある。そのため、反りの要因となる樹脂成分のうち、ガイド樹脂部Gのように不要な部分だけでも切断して除去することによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rに生じる反り量を低減させることができる。
 なお、本実施形態では、樹脂の温度が約40度を下回る前にガイド樹脂部Gを切断しているが、これに限定されるものでなく、それ以外の温度を基準にしたり、射出成形後の経過時間を基準にしたりしてゲート樹脂部Gを切断するようにしてもよい。
 また、ガイド樹脂部Gの切断は、金型520から樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を離型した後に行ってもよく、また、金型にカッター機構を設け、金型内で行うようにしてもよい。
 上述の射出成形処理は、充填された樹脂の円滑な流動性を確保するとともに、充填した樹脂を均一に硬化させ、上述の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの反りを抑制する観点から、金型の温度を所定値に制御するようにしてもよい。
 具体的には、金型520の温度を、ノズル部530から樹脂を射出させてから、金型空間524a内に樹脂が充填完了するまでの間(例えば、約120~180秒間)、第1の温度(例えば、30度)から第2の温度(例えば、80度)まで徐々に上昇させ、樹脂が金型空間524a内へ充填完了した後から所定の時間(例えば、約30秒)までの間、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を金型内に保持した状態で第2の温度から第1の温度へ急速に降下させる。なお、金型の温度変化(加熱及び冷却)は、例えば、可動側モールドベース524の部材内の金型空間524aに隣接する位置に配管を設け、加熱する場合は、その配管に熱湯を流し、冷却する場合は、冷却水を流すこと等によって行われる。
 これにより、樹脂がリードフレームの多面付け体MSに充填完了するまでの間は、加熱された金型によって冷え固まり難く、流動性を確保した状態で、樹脂を多面付けされたリードフレーム間等に安定して均一に流し込むことができる。また、樹脂と金型520との温度差が要因となって樹脂が金型との境界で冷え固まるスキン層が形成されてしまうのを抑制することができ、樹脂成分を光反射樹脂層420のあらゆる部位で均一にすることができる。
 また、樹脂がリードフレームの多面付け体MSに充填完了した後は、金型520が急速に冷やされることによって、充填された樹脂も冷やされ、金型内に保持された状態で樹脂が硬化するため、製造された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rに反りが生じてしまうのを抑制することができる。
 なお、樹脂が金型空間524a内へ充填完了した後において、金型の温度を第2の温度から第1の温度へ急速に変化させる代わりに、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を金型内に保持した状態で第2の温度から数時間(例えば、24時間)かけて下げていく、いわゆる超徐冷を行うようにしてもよい。こうすることで、上記樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの反りの発生をより効果的に抑制することができる。
 本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
(1)成形装置510の金型520は、固定側モールドベース(可動型)523の樹脂の成形面に複数の微細孔Hが設けられているので、金型空間524a内に樹脂を流し込んだ場合に、金型空間524a内の空気や、流し込まれた樹脂から生じるガスを微細孔Hから排気することができ、樹脂を多面付けされるリードフレーム410の隅々にまで安定して充填させることができる。これにより、リードフレームへの樹脂の充填不足が生じ、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの不良品が作製されてしまうのを抑制することができる。
(2)成形装置510の金型520は、固定側モールドベース523(可動型)の排気板523aの複数の微細孔Hの孔径dが5μm≦d≦25μmに形成されているので、光反射樹脂層420を適正に成形するとともに、金型空間524a内の空気や、樹脂から発生するガス等を効率よく排気することができる。
(3)成形装置510の金型520は、固定側モールドベース523の成形面が、多孔質材料から形成される排気板523aにより構成されているので、複数の微細孔Hが形成された成形面をより簡易に実現することができる。
(4)成形装置510の金型520は、樹脂付きリードフレームの多面付けR‘のガイド樹脂部Gと、枠体Fとを押し出すことによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体R’を可動側モールドベース524から離型させる複数のイジェクターピンQを備えている。これにより、イジェクターピンQにより枠体Fのみを押し出して、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘が押し出される前に枠体F及びそれに隣接するリードフレーム410が変形してしまったり、ゲート樹脂部Gのみを押し出して、リードフレームの多面付け体MSから樹脂部分が剥離してしまったりするのを防ぐことができる。
(5)成形装置510の金型520は、余剰空間部Jが、金型内に射出される樹脂を衝突させ、樹脂の流れ方向を変更する衝突面(下面J1)を有し、衝突面に衝突する樹脂をリードフレームの多面付け体MSの側面側へ流動させている。これにより、樹脂のフローフロントが、余剰空間部Jの下面J1に衝突し、冷え固まっていない後に続く樹脂がリードフレームの多面付け体MS側へと流れていき、各リードフレーム間等に樹脂を均等に流し込むことができるとともに、冷え固まった樹脂が要因となるウェルドが光反射樹脂層420に形成されてしまうのを抑制することができる。
(6)金型520によって成形された樹脂付きリードフレームの多面付け体Rは、微細突起部Dが、光反射樹脂層420の反射部を除いた部位に形成されているので、突起部Dによって光反射樹脂層420の光の反射特性が低下してしまうのを防ぐことができる。
(第6実施形態)
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。
 上述の特許文献1に記載の光半導体装置は、多面付けされたリードフレーム(リードフレームの多面付け体)に樹脂層を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体を作製し、光半導体素子を電気的に接続し、透明樹脂層を形成した後に、パッケージ単位に切断することによって同時に複数製造される。
 ここで、この樹脂付きリードフレームの多面付け体は、金型内にリードフレームの多面付け体が配置され、射出成形により樹脂がリードフレームの外周等に充填されることによって製造されている。
 従来この射出成形により樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する場合、多面付けされた個々のリードフレームに隙間なく樹脂を充填するために、多面付け体の外周端から樹脂を充填しているが、多面付けされたリードフレームのうち、ゲートから離れた位置のリードフレームへの樹脂の流れが不均一になってしまう場合があった。
 このように樹脂の流れが不均一であると、リードフレームの多面付け体に形成される樹脂層が、部分的に不完全になるような樹脂ムラを生じさせてしまったり、樹脂の充填時間が長くなり製造効率が低下してしまったりする要因となる場合があった。
 そこで、本実施形態では、リードフレームに樹脂を効率よく均一に充填することができる射出成形用金型、成形装置、樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法を提供することを目的とする。
 図38は、本実施形態の光半導体装置601の全体構成を示す図である。
 図38(a)、図38(b)、図38(c)は、それぞれ、光半導体装置601の平面図、側面図、裏面図を示す。図38(d)は、図38(a)のd-d断面図を示す。
 図39は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの平面図である。
 図40は、本実施形態のリードフレームの多面付け体MSの詳細を説明する図である。図40(a)は、リードフレームの多面付け体MSの平面図を示し、図39のa部詳細図である。図40(b)は、リードフレームの多面付け体MSの裏面図を示し、図40(c)、図40(d)は、それぞれ図40(a)のc-c断面図、d-d断面図を示す。
 図41は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの全体図である。図41(a)、図41(b)、図41(c)は、それぞれ、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図、裏面図、側面図を示す。
 図42は、本実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの詳細を説明する図である。図42(a)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの平面図を示し、図41(a)のa部詳細図を示す。図42(b)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの裏面図を示し、図42(c)、図42(d)は、それぞれ図42(a)のc-c断面図と、d-d断面図を示す。
 各図において、光半導体装置(リードフレーム)の平面図における端子部611、612配列方向をX方向とし、各端子部の幅方向をY方向とし、端子部の厚み方向(XY平面に直交する方向)をZ方向とする。また、リードフレーム等のLED素子が配置される側(+Z側)の面を表面とし、-Z側の面を裏面とする。
 光半導体装置601は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したLED素子602が発光する照明装置である。光半導体装置601は、図38に示すように、LED素子602(光半導体素子)、リードフレーム610、光反射樹脂層620(樹脂層)、透明樹脂層630を備える。
 光半導体装置601は、多面付けされたリードフレーム610(リードフレームの多面付け体MS、図39参照)に光反射樹脂層620を形成して樹脂付きリードフレームの多面付け体R(図41参照)を作製し、LED素子602を電気的に接続し、透明樹脂層630を形成して、パッケージ単位に切断(ダイシング)することによって製造される(詳細は後述する)。
 LED素子602は、発光層として一般に用いられるLED(発光ダイオード)の素子であり、例えば、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAsP、AlInGaP等の化合物半導体単結晶、又は、InGaN等の各種GaN系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。
 リードフレーム610は、一対の端子部、すなわち、LED素子602が載置、接続される端子部611と、ボンディングワイヤ602aを介してLED素子602に接続される端子部612とから構成される。
 端子部611、612は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、42合金(Ni40.5%~43%のFe合金)等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
 端子部611、612は、図40に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Sが形成されており、電気的に独立している。端子部611、612は、1枚の金属基板(銅版)をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。
 端子部611は、図38に示すように、その表面にLED素子602が載置、接続されるLED端子面611aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面611bが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部611は、LED素子602が載置されるため、端子部612に比べ、その外形が大きく形成されている。
 端子部612は、その表面にLED素子602のボンディングワイヤ602aが接続されるLED端子面612aが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面612bが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
 端子部611、612は、その表面及び裏面にめっき層Cが形成されており(図43(e)参照)、表面側のめっき層Cは、LED素子602の発する光を反射する反射層としての機能を有し、裏面側のめっき層Cは、外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。なお、図38~図42等において、めっき層Cの図示は省略している。
 端子部611、612は、図40に示すように、それぞれの裏面側の外周部に、厚みの薄くなる凹部Mが設けられている。
 凹部Mは、リードフレーム610の裏面側から見て、各端子部611、612の外周部に形成された窪みであり、その窪みの厚みは、端子部611、612の厚みの1/3~2/3程度に形成されている。
 リードフレーム610は、端子部611、612の周囲や、端子部611、612間の空隙部S等に、光反射樹脂層620を形成する樹脂が充填される場合に、図42に示すように、凹部Mにも樹脂が充填され、光反射樹脂層620と各端子部611、612との接触面積を大きくしている。また、厚み(Z)方向において、リードフレーム610と光反射樹脂層620とを交互に構成することができる。これにより、凹部Mは、光反射樹脂層620が、平面方向(X方向、Y方向)及び厚み方向において、リードフレーム610から剥離してしまうのを抑制することができる。
 連結部613は、枠体F内に多面付けされた各リードフレーム610の端子部611、612を、隣接する他のリードフレーム610の端子部や、枠体Fに連結している。連結部613は、多面付けされた各リードフレーム610上にLED素子602等が搭載され、光半導体装置の多面付け体(図45参照)が形成された場合に、リードフレーム610を形成する外形線(図40、図45中の破線)でダイシング(切断)される。
 連結部613は、端子部611、612を形成する各辺のうち、端子部611、612が対向する辺を除いた辺に形成されている。
 具体的には、連結部613aは、図40(a)に示すように、端子部612の右(+X)側の辺と、右側に隣接する他のリードフレーム610の端子部611の左(-X)側の辺とを接続し、また、端子部611の左側の辺と、左側に隣接する他のリードフレーム610の端子部612の右側の辺とを接続している。枠体Fに隣接する端子部611、612に対しては、連結部613aは、端子部611の左側の辺又は端子部612の右側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部613bは、端子部611の上(+Y)側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム610の端子部611の下(-Y)側の辺とを接続し、また、端子部611の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム610の端子部611の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部611に対しては、連結部613bは、端子部611の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部613cは、端子部612の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム610の端子部612の下側の辺とを接続し、また、端子部612の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム610の端子部612の上側の辺とを接続する。枠体Fに隣接する端子部612に対しては、連結部613cは、端子部612の上側又は下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部613dは、端子部611及び端子部612間の空隙部Sの延長上を横切るようにして形成される。ここで、空隙部Sの延長上とは、空隙部Sを上下(Y)方向に延長させた領域をいう。本実施形態では、連結部613dは、一の端子部(612、611)と、その端子部の空隙部Sを挟んだ対向する側に位置し、上又は下に隣接する他のリードフレームの端子部(611、612)とを連結するために、端子部611の上側の辺及び端子部612の下側の辺に対して、傾斜(例えば、45度)した形状に形成される。
 具体的には、連結部613dは、端子部612の上側の辺と、上側に隣接する他のリードフレーム610の端子部611の下側の辺とを接続し、また、端子部611の下側の辺と、下側に隣接する他のリードフレーム610の端子部612の上側の辺とを接続する。また、枠体Fに隣接する端子部611、612に対しては、連結部613dは、端子部612の上側の辺又は端子部611の下側の辺と、枠体Fとを接続している。
 連結部613dが設けられることによって、リードフレームの多面付け体MSは、光反射樹脂層620を形成する工程において、端子部611と端子部612との間隔がずれたり、各端子部611、612が枠体Fに対して捩れたりするのを抑制することができる。また、連結部613dは、光半導体装置601の空隙部Sの強度を向上させることができ、空隙部Sにおいて破損してしまうのを抑制することができる。
 なお、端子部611、612は、連結部613によって、隣り合う他のリードフレーム610の端子部611、612と電気的に導通されるが、光半導体装置601の多面付け体を形成した後に、光半導体装置601(リードフレーム610)の外形(図40(a)の破線)に合わせて各連結部613を切断(ダイシング)することによって絶縁される。また、個片化された場合に、各々の個片を同じ形状にすることができる。
 連結部613は、図40(b)、図40(c)に示すように、端子部611、612の厚みよりも薄く、かつ、その表面が端子部611、612の表面と同一平面内に形成されている。具体的には、連結部613は、その裏面が、各端子部611、612の凹部Mの底面(窪んだ部分)と略同一面内に形成されている。これにより、光反射樹脂層620の樹脂が充填された場合に、図42(b)~図42(d)に示すように、連結部613の裏面にも樹脂が流れ込み、光反射樹脂層620がリードフレーム610から剥離してしまうのを抑制することができる。
 また、光反射樹脂層620が形成されたリードフレーム610の裏面には、図42(b)に示すように、矩形状の外部端子面611b、612bが表出することとなり、光半導体装置601の外観を向上させることができることに加え、半田で基板に実装する場合に、基板側への半田印刷を容易にしたり、半田を均一に塗布したり、リフロー後に半田内へのボイドの発生を抑制したりすることができる。また、光半導体装置601の面内(XY平面内)の中心線に対して線対称であることから、熱応力等に対する信頼性を向上させることができる。
 リードフレームの多面付け体MSは、上述のリードフレーム610を枠体F内に多面付けしたものをいう。本実施形態では、図39及び図40に示すように、縦横に複数個、連結部613によって連結されたリードフレーム610の集合体Pを、複数組(本実施形態では4組、P1~P4)、左右方向に配列させて枠体F内に形成したものである。
 枠体Fは、リードフレーム610の集合体P毎に、リードフレーム610を固定する部材であり、その外形が矩形状に形成される。なお、枠体Fは、1枚の金属基板をプレス加工又はエッチング加工することによってリードフレームとともに形成されるので、その厚みが各端子部の厚みと同等である。
 光反射樹脂層620は、図41及び図42に示すように、フレーム樹脂部620aと、リフレクタ樹脂部620bとから構成される。
 フレーム樹脂部620aは、端子部611、612の外周側面(リードフレーム610の外周及び空隙部S)だけでなく、各端子部に設けられた凹部Mや、連結部613の裏面にも形成される。フレーム樹脂部620aは、リードフレーム610の厚みとほぼ同等の厚みに形成されている。
 リフレクタ樹脂部620bは、リードフレーム610の表面側(リードフレーム610のLED素子602が接続される側)に突出するように形成され、リードフレーム610に接続されるLED素子602から発光する光の方向等を制御するリフレクタを構成する。このリフレクタ樹脂部620bは、端子部611、612のLED端子面611a、612aを囲むようにして、リードフレーム610の表面側に突出しており、LED端子面611aに接続されるLED素子602から発光する光を反射させて、光半導体装置601から光を効率よく照射させる。
 リフレクタ樹脂部620bは、リードフレーム610の多面付け体MSの状態において、その外形が、枠体Fの内周縁に沿うようにして形成されており、その厚み(高さ)寸法が、LED端子面611aに接続されるLED素子602の厚み寸法よりも大きい寸法で形成される。リフレクタ樹脂部620bは、端子部611、612の外周縁に形成されたフレーム樹脂部620aの表面に形成されており、フレーム樹脂部620aと結合している。
 光反射樹脂層620は、リードフレーム610に載置されるLED素子602の発する光を反射させるために、光反射特性を有する熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂が用いられる。
 光反射樹脂層620を形成する樹脂は、樹脂充填に関しては、樹脂形成時には流動性が高いことが、端子部との接着性に関しては、分子内に反応基を導入しやすいためにリードフレームとの化学接着性を得られることが必要なため、熱硬化性樹脂が望ましい。
 例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン等を用いることができる。
 また、熱硬化性樹脂としては、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
 さらに、これらの樹脂中に光反射材として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、光の反射率を増大させることができる。
 また、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂や、アリル基を有する熱可塑性樹脂、複数のアリル基を有する化合物を添加した樹脂を成形した後に、電子線を照射することで架橋させる方法を用いた、いわゆる電子線硬化樹脂を用いてもよい。
 透明樹脂層630は、リードフレーム610上に載置されたLED素子602を保護するとともに、発光したLED素子602の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。透明樹脂層630は、光反射樹脂層620のリフレクタ樹脂部620bによって囲まれたLED端子面611a、612a上に形成される。
 透明樹脂層630は、光の取り出し効率を向上させるために、LED素子602の発光波長において光透過率が高く、また、屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂や、シリコーン樹脂を選択することができる。特に、LED素子602に高輝度LED素子を用いる場合、透明樹脂層630は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
 次に、リードフレーム610の製造方法について説明する。
 図43は、本実施形態のリードフレーム610の製造過程を説明する図である。
 図43(a)は、レジストパターンを形成した金属基板700を示す平面図と、その平面図のa-a断面図とを示す。図43(b)は、エッチング加工されている金属基板700を示す図である。図43(c)は、エッチング加工後の金属基板700を示す図である。図43(d)は、レジストパターンが除去された金属基板700を示す図である。図43(e)は、めっき処理が施された金属基板700を示す図である。
 なお、図43においては、1つのリードフレーム610の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板700からリードフレームの多面付け体MSが製造される。
 リードフレーム610の製造において、金属基板700を加工してリードフレーム610を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム610の製造方法について説明する。
 まず、平板状の金属基板700を用意し、図43(a)に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン640a、640bを形成する。なお、レジストパターン640a、640bの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いる。
 次に、図43(b)に示すように、レジストパターン640a、640bを耐エッチング膜として、金属基板700に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板700の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板700として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板700の両面からスプレーエッチングすることができる。
 ここで、リードフレーム610には、端子部611、612の外周部や、各端子部611、612間の空隙部Sのように貫通した空間と、凹部Mや、連結部613の裏面のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する(図40参照)。本実施形態では、金属基板700の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行う。
 端子部611、612の外周部や、空隙部Sに対しては、金属基板700の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板700の両面からハーフエッチング処理をして、貫通した空間を形成する。また、凹部Mや、連結部613の裏面に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをハーフエッチング処理をして、窪んだ空間を形成する。
 エッチング処理により金属基板700には、図43(c)に示すように、凹部Mが形成された端子部611、612から構成されるリードフレーム610が形成される。
 次に、図43(d)に示すように、金属基板700(リードフレーム610)からレジストパターン640を除去する。
 そして、図43(e)に示すように、リードフレーム610が形成された金属基板700にめっき処理を行い、端子部611、612にめっき層Cを形成する。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
 なお、めっき層Cを形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層Cを形成してもよい。
 以上により、リードフレーム610が、図39及び図40に示すように、枠体Fに多面付けされた状態で製造される(リードフレームの多面付け体MS)。
 次に、光半導体装置601の製造方法について説明する。
 図44は、本実施形態の光半導体装置601の製造過程を説明する図である。
 図44(a)は、光反射樹脂層620が形成されたリードフレーム610の断面図であり、図44(b)は、LED素子602が電気的に接続されたリードフレーム610の断面図を示す。図44(c)は、透明樹脂層630が形成されたリードフレーム610の断面図を示す。図44(d)は、ダイシングにより個片化された光半導体装置601の断面図を示す。
 図45は、本実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
 なお、図44においては、1台の光半導体装置601の製造過程について図示するが、実際には、1枚の金属基板700から複数の光半導体装置601が製造されるものとする。また、図44(a)~(d)は、それぞれ図43(a)の断面図に基づくものである。
 図44(a)に示すように、金属基板700上にエッチング加工により形成されたリードフレーム610の外周等に上述の光反射特性を有する樹脂を充填し、光反射樹脂層620を形成する。光反射樹脂層620は、射出成形用金型にリードフレーム610(リードフレームの多面付け体MS)をインサートし、樹脂を注入する方法によって形成される(詳細は後述する)。このとき、樹脂は、各端子部611、612の外周側(リードフレームの多面付け体の外周端側)から凹部Mや、連結部613の裏面へと流れ込み、フレーム樹脂部620aが形成されるとともに、リフレクタ樹脂部620bが表面側に形成され、リードフレーム610と接合する。ここで、リードフレームの多面付け体の外周端側とは、複数のリードフレームを囲むようにして多面付けした枠体Fの端縁部側をいい、本実施形態では、樹脂は、枠体FのY方向の両端縁部(+Y側端縁部及び-Y側端縁部)側から充填される(図46参照)。
 以上により、図41及び図42に示す樹脂付きのリードフレームの多面付け体Rが形成される。
 次に、図44(b)に示すように、端子部611のLED端子面611aに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してLED素子602を載置し、また、端子部612のLED端子面612aに、ボンディングワイヤ602aを介してLED素子602を電気的に接続する。ここで、LED素子602とボンディングワイヤ602aは複数あってもよく、一つのLED素子602に複数のボンディングワイヤ602aが接続されてもよく、ボンディングワイヤ602aをダイパッドに接続させてもよい。また、LED素子602を載置面で電気的に接続してもよい。ここで、ボンディングワイヤ602aは、例えば、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等の導電性の良い材料からなる。
 そして、図44(c)に示すように、リードフレームの多面付け体MSの表面にLED素子602を覆うようにして透明樹脂層630を形成する。
 透明樹脂層630は平坦な形状のほかレンズ形状、屈折率勾配等、光学的な機能を持たせてもよい。以上により、図45に示すように、光半導体装置の多面付け体が製造される。
 最後に、図44(d)に示すように、光半導体装置601の外形に合わせて、光反射樹脂層620及び透明樹脂層630とともに、リードフレーム610の連結部613を切断(ダイシング、パンチング、カッティング等)して、1パッケージに分離(個片化)された光半導体装置601(図38参照)を得る。
 次に、上述の図44(a)におけるリードフレーム610に光反射樹脂層620を形成する射出成形処理に使用する成形装置について説明する。
 図46は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する金型及びその製造工程を説明する図である。図46(a)~図46(c)は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成するまでの工程を説明する図である。図46(d)は、図46(a)のd-d断面を示す図であり、ランナープレート723の平面図を示す。
 図47は、ゲート樹脂部Gの除去前の樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を示す図である。
 成形装置710は、図46(a)に示すように、金型720、ノズル部730等から構成されている。
 金型720は、上から順に、ベースプレート721、ストリッパープレート722、ランナープレート723、可動側モールドベース724、イジェクタープレート725等が積層された構成を有する。
 ベースプレート721は、ノズル部730から射出された樹脂をストリッパープレート722のスプルー部Uへと導くプレートであり、その表面上のノズル部730と対向する位置に、開口部が半球状に形成されたノズル孔721aが設けられている。
 ストリッパープレート722は、金型を成形機の固定側プラテン(図示せず)に固定し、かつ、その表面から裏面に貫通するスプルー部Uが形成されたプレートであり、ベースプレート721のノズル孔721aを介してノズル部730から射出された樹脂を、ランナープレート723のランナー部Vへと導く。
 なお、スプルー部Uは、射出成形後においてスプルー部Uに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、下側の流路径が上側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 ランナープレート723は、複数のランナー部Vと、そのランナー部のそれぞれに接続された複数のスプルーランナー部Wとが形成され、固定側モールドベースを兼ねたプレートである。
 ランナー部Vは、ランナープレート723の表面上に形成されており、スプルー部Uに対応する位置を中心にして複数本、放射状に形成された樹脂の流路溝であり、スプルー部Uから流し出される樹脂を複数に分岐する。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSが、図39に示すように、4つの集合体Pから形成されており、各集合体Pの幅方向(図39中のY方向)の両端側から樹脂を充填するために、ランナー部は8本設けられている。
 各ランナー部V1~V8は、各ランナー部に流れる樹脂の流動速度や流動圧力を均等にするために、図46(d)に示すように、平面視において隣り合うランナー部同士の角度θが等角度になるように形成される。本実施形態では、上述したようにランナー部が8本設けられているので、それぞれ隣り合うランナー部となす角度θが45度となる。ここで、平面視とは、ランナー部V1~V8に流れる樹脂の進行方向に垂直な方向から見た状態をいい、本実施形態では、厚み方向からランナープレート723の表面又は裏面を見た状態(図46(d)参照)をいう。
 また、各ランナー部V1~V8は、スプルー部Uから流れてくる樹脂を同時に可動側モールドベース724へ流入させるために、それぞれの流路長及び流路径が同等になるように形成されている。
 ランナー部Vは、上述したように、各流路長が等しく形成されるが、その流路長は、スプルー部Uから最も離れたスプルーランナー部W(本実施形態では、W1、W2、W7、W8)までの距離によってその最低長さが決定する。そのため、それ以外のスプルーランナー部W(W3~W6)に接続されるランナー部V(V3~V6)は、図46(d)に示すように、屈曲させる必要がある。
 スプルーランナー部Wは、ランナー部Vのスプルー部U側とは反対側の端部に設けられた流路であり、ランナープレート723の表面側から裏面側に貫通しており、ランナー部Vに流れる樹脂を可動側モールドベース724側へと導く。本実施形態では、上述したようにランナー部V1~V8が8本設けられているので、スプルーランナー部Wも8本(W1~W8)設けられている。各スプルーランナー部W1~W8は、各ランナー部V1~V8から流れてくる樹脂を同時に可動側モールドベース724へ流入させるために、それぞれ流路長及び流路径が同等に形成されている。
 各スプルーランナー部W1~W8は、可動側モールドベース724に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体Pの幅方向(図39中のY方向)の端部に対応する位置よりも外側に設けられており、これにより、リードフレームの多面付け体の外周端側から、すなわち、各集合体Pの幅方向の各端部側(図39中の+Y端部側、-Y端部側)のそれぞれから樹脂を流し込むことができる。
 なお、スプルーランナー部Wは、射出成形後にランナー部V及びスプルーランナー部Wに残存する樹脂を容易に取り除く観点から、上側の流路径が下側の流路径よりも大きくなるようにテーパー状に形成されている。
 可動側モールドベース724は、その表面に、リードフレームの多面付け体MSが配置され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの周囲に樹脂が流し込まれる金型空間(キャビティ)724aが設けられたプレートである。本実施形態では、リードフレームの多面付け体MSは、その表面(光反射樹脂層620が形成される側の面)が下側を向くようにして金型空間724a内に配置され、その裏面側から樹脂が充填されることによって、光反射樹脂層620が成形される。
 なお、金型空間724aは、リードフレームの多面付け体MSの幅よりも広い幅に形成され、配置されたリードフレームの多面付け体MSの幅方向(図39中のY方向)の側面側に余剰空間が設けられており、スプルーランナー部Wから流入する樹脂をリードフレームの多面付け体MSの側面を介して表面側に効率よく流している。そのため、金型空間724aから取り出された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘には、図47に示すように、余剰空間に対応するようにして、幅方向(Y方向)の側面や枠体Fの表面上にゲート樹脂部Gが形成されることとなる。
 また、この各ゲート樹脂部Gの裏面には、各スプルーランナー部W1~W8により樹脂が充填された充填痕W1‘~W8’が残存している。
 イジェクタープレート725は、複数のイジェクターピンQが設けられたプレートであり、イジェクターピンQによって、金型空間724aから被成形体(樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘)を離型する。
 イジェクターピンQは、イジェクタープレート725が可動側モールドベース724側に不図示の駆動機構により移動することによって、その先端部が、金型空間724aの底面から突出し、被成形体を金型空間724aから押し出す。イジェクターピンQは、より安定して可動側モールドベース724から被成形体を離型する観点から、複数箇所に設けられているのが望ましい。本実施形態では、イジェクターピンQは、8本設けられ、そのそれぞれが樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘の各ゲート樹脂部Gを押し出すようにしている。ここで、ゲート樹脂部Gは、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの製造後に除去されてしまう部分なので、イジェクターピンQの接触する部分にすることによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rの製品となる部分に傷等がついてしまうのを回避することができる。
 ノズル部730は、樹脂を金型720内へ射出する噴射装置である。
 次に、上述の図44(a)におけるリードフレームの多面付け体MSに光反射樹脂層620を形成する射出成形の成形工程について説明する。
 まず、作業者は、図46(a)に示すように、ランナープレート723及び可動側モールドベース724間にリードフレームの多面付け体MSを配置して、金型720を閉じる(型締め)。
 そして、図46(b)に示すように、ノズル部730をベースプレート721のノズル孔721aに配置して、光反射樹脂層620を形成する樹脂を金型720内に射出する。ノズル部730から射出された樹脂は、ストリッパープレート722のスプルー部Uを通過し、ランナープレート723のランナー部V1~V8により8つに均等に分岐され、各スプルーランナー部W1~W8を通過した上で、リードフレームの多面付け体MSが配置された金型空間724a内へと充填される(樹脂充填工程)。
 金型空間724a内に適量の樹脂が充填され、所定の時間保持した後に、作業者は、図46(c)に示すように、ランナープレート723を可動側モールドベース724から開き、イジェクターピンQによって、光反射樹脂層620が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を可動側モールドベース724から取り出す。
 そして、樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘からゲート樹脂部Gや、余分なバリ等を除去することによって、樹脂付きリードフレームの多面付け体Rが完成する。
 以上より、本実施形態の射出成形用の金型720は、複数のランナー部V1~V8のそれぞれの流路長が同じ長さに形成され、また、各ランナー部と隣り合うランナー部とがなす角度がそれぞれ等角度に形成されている。そのため、各ランナー部Vに流れる樹脂の流動速度、流動圧力を均等にし、複数箇所から同時に均等な量の樹脂を金型空間724a内に充填することができる。これにより、リードフレームの多面付け体MSの各リードフレームに対して樹脂を適正に充填させることができ、樹脂ムラのない樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを効率よく得ることができる。
(ランナー部Vの他の形態)
 次に、ランナー部Vの他の形態について説明する。
 図48は、ランナー部の他の形態を説明する図である。図48(a)は、流路の中間点Eに対して回転対称に形成されたランナー部Vの形態の一例を示す図である。図48(b)は、曲線状に形成されたランナー部Vの形態の一例を示す図である。図48(c)は、スプルー部Uとスプルーランナー部Wとの距離が短い場合におけるランナー部Vの形態の一例を示す図であり、図48(d)は、スプルー部Uとスプルーランナー部Wとの距離が長い場合におけるランナー部Vの形態の一例を示す図である。図48(e)は、ランナー部Vの分岐形態の一例を示す図である。図48(f)は、ランナー部Vの別な形態を示す図である。
 図49は、ランナー部に設けられる樹脂溜部を説明する図である。図49(a)~(c)の各図は、ランナー部Vに設けられる樹脂溜部Kの形態の例を示す図である。
 なお、図48及び図49の各図は、平面視におけるランナー部Vを示すものである。
 ランナー部Vの形態は、図46(d)のランナー部V3~V6に示すように、屈曲させる必要がある場合、図48(a)に示すように、スプルー部Uからスプルーランナー部Wまでの流路の中間点Eに対して回転対称であることが望ましい。ここで、ランナー部V内で流動する樹脂のうち、ランナー部Vの内壁に沿って流れる樹脂は、せん断発熱量が多いため、樹脂の速度や配向が変動してしまう。そのため、ランナー部Vを中間点Eに対して回転対象にすることにより、樹脂が左側に曲がる量と、右側に曲がる量とを均等にすることができ、樹脂の速度や配向が変動してしまうのを抑制することができる。
 なお、上記効果より効果的に奏するために、ランナープレート723上に設けられる各ランナー部V1~V8の全体の形態をスプルー部Uに対して回転対称に形成したり、ランナー部Vが形成される面内においてスプルー部U上を通過する直線に対して線対称に形成したりするようにしてもよい。
 また、ランナー部Vの形態は、図46(d)のランナー部V3~V6に示すように、屈曲させる必要がある場合、図48(b)に示すように、円弧や、長円弧等の曲線状に形成されているのが望ましく、また、その曲率半径は、なるべく大きく形成されるのが望ましい。樹脂を円滑に流動させるとともに、樹脂がランナー部V内の壁面にぶつかり、樹脂の配向が乱れてしまうのを抑制することができるからである。
 さらに、ランナー部Vは、スプルー部Uからスプルーランナー部Wまでの距離が、図46(d)に示すランナー部V3~V6のように短い場合と、ランナー部V1、V2、V7、V8のように長い場合とで、屈曲する部分の縦横比率を適宜変更するのが望ましい。例えば、スプルー部Uからスプルーランナー部Wまでの距離が短い場合、図48(c)に示すように、曲線状の曲率半径を小さくし、横幅に対する縦幅の比率を大きくするようにしてランナー部Vを形成し、また、前記距離が長い場合、図48(d)に示すように、曲線状の曲率半径を大きくし、縦幅に対する横幅の比率を大きくするようにしてランナー部Vを形成する。ここで、ランナー部Vの横幅とは、平面視において、スプルー部Uとスプルーランナー部Wとを最短距離で結ぶ直線方向の幅をいう。また、ランナー部Vの縦幅とは、スプルー部Uとスプルーランナー部Wとを最短距離で結ぶ直線方向に直交する方向の幅をいう。
 これにより、各スプルーランナー部Wとスプルー部Uとの距離が相違していても、各ランナー部の流路長を同等に維持するとともに、各ランナー部V内における樹脂の屈曲回数を均等又はほぼ均等にすることができ、各ランナー部Vを流れる樹脂の配向に差異が生じてしまうのを抑制することができる。
 また、各ランナー部Vは、図48(e)に示すように、スプルー部Uから直線状に分岐されているのが望ましい。これにより、各ランナー部V1~V8における樹脂の流れを均一にすることができる。また、ランナー部Vは、図48(f)に示すように、直線状に分岐された後、曲線状に形成されるようにしてもよい。これにより、各ランナー部Vの流路長を同じにした状態で、スプルー部Uから各スプルーランナー部Wまでの距離に対応させることができる。
 ランナー部Vには、図49に示すように、樹脂溜部K(コールドスラグウェル)が設けられるようにしてもよい。樹脂溜部Kは、図49の各図に示すように、ランナー部Vの流路の屈曲位置において、屈曲する流路とは別に、スプルー部U側の屈曲する前の流路の延長線上に設けられている。
 これにより、ランナー部Vは、金型内で冷え固まりやすい樹脂の先頭部(フローフロント)を樹脂溜部Kに衝突させ、そこに溜めて、後に続く樹脂をスプルーランナー部W側に流動させることができる。そのため、成形された光反射樹脂層620にウェルドが形成されてしまったり、リードフレーム610の各端子部間等に樹脂が十分に充填されなくなったりしてしまうのを抑制することができる。
 なお、上述のランナー部の各形態は、金型の構成や、ランナー部Vの数、スプルー部U及びスプルーランナー部W間の距離等に応じて、ランナープレート723に設けられる複数のランナー部の全部又は一部に適宜適用することができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
(変形形態)
 図26は、第4実施形態の変形形態の金型320及びリードフレームの多面付け体MSを示す図である。なお、図26(a)~図26(e)の各図は、図24(d)の拡大図に対応する図である。
(1)第1~第3実施形態において、枠体Fに設けられた貫通孔Hや未貫通の穴hは、多面付けされたリードフレーム(光半導体装置)を1パッケージに個片化するダイシングマークである例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、貫通孔Hや穴hは、組立工程における位置決めマークや、アライメントマーク、ダイシング時のブレード摩耗を低減するために設けられるスリット、検査用のマーク等に用いるようにしてもよい。
(2)第1~第3実施形態において、貫通孔Hや未貫通の穴hは、レーストラック状に形成される例を説明したが、これに限定されるものでない。貫通孔Hや未貫通の穴hは、例えば、円状や、楕円状、多角形状等に形成されるようにしてもよい。
(3)第1~第3実施形態において、半導体素子としてLED素子2をリードフレーム10に接続し、光半導体装置1が製造される例を説明したが、これに限定されるものでなく、トランジスタ等の半導体素子が接続された半導体装置が製造されるようにしてもよい。なお、この場合、半導体素子を封止する樹脂は、透明である必要がなく、適宜不透明な樹脂を使用してもよい。
(4)第1~第3実施形態において、金型120のランナー部V及びスプルーランナー部Wは、それぞれ8本設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、リードフレームの多面付け体MSの形状や、集合体Pの数等に応じて適宜8本以外の数を設けるようにしてもよい。
(5)第4実施形態において、金型320は、固定部324bが可動側モールドベース324にのみ設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、金型320は、図26(a)に示すように、可動側モールドベース324に固定部324bが設けられるだけでなく、固定側モールドベース323の下面にも第2固定部323bが設けられるようにしてもよい。この場合、リードフレームの多面付け体MSの枠体Fに設けられるフレーム側固定部F1の厚み方向の位置は、固定部324b及び第2固定部323bの高さ寸法に応じて適宜決定する必要がある。
(6)第4実施形態において、金型320及びリードフレームの多面付け体MSは、固定部324bとフレーム側固定部F1とが互いに接触する面が、略平行に形成され、両者が面接触する例を示したが、これに限定されるものでない。
 例えば、固定部324bは、図26(b)に示すように、フレーム側固定部F1と接触する面が、金型空間324a側が低くなるように傾斜して形成されるようにしてもよい。また、固定部324bは、図26(c)に示すように、フレーム側固定部F1と接触する面が、金型空間324aとは反対側が低くなるように傾斜して形成されるようにしてもよい。これにより、固定部324bによる固定力をフレーム側固定部F1の一部に集中させることができ、より強固に枠体Fを固定することができる。
 さらに、リードフレームの多面付け体MSのフレーム側固定部F1は、図26(d)に示すように、端縁側に向かうにつれて厚みが薄くなるように形成してもよい。また、リードフレームの多面付け体MSのフレーム側固定部F1は、図26(e)に示すように、端縁側に向かうにつれて厚みが厚くなるように形成してもよい。これにより、固定部324bによる固定力をフレーム側固定部F1の一部に集中させることができ、より強固に枠体Fを固定することができる。
 また、例えば、金型に図26(b)に示す固定部324bを設け、リードフレームの多面付け体MSの枠体Fに図26(d)に示すフレーム側固定部F1を設け、固定部324b、フレーム側固定部F1の傾斜した面を互いに面接触させるようにしてもよい。同様に、金型に図26(c)に示す固定部324bを設け、リードフレームの多面付け体MSの枠体Fに図26(e)に示すフレーム側固定部F1を設け、固定部324b、フレーム側固定部F1の傾斜した面を互いに面接触させるようにしてもよい。
(7)第4実施形態では、固定部324b及びフレーム側固定部F1は、リードフレームの多面付け体MSの樹脂が充填される側(-Y側)とは反対側(+Y側)に設けられる例を説明したが、これに限定されるものでない。例えば、固定部324b及びフレーム側固定部F1は、リードフレームの多面付け体の形状等に応じて適宜、上記位置に加え、リードフレームの多面付け体MSの左右方向(X方向)の両端部に設けるようにして、枠体Fの-Y側を除いた3端縁部を金型に挟み込ませて固定するようにしてもよい。また、上記位置の代わりに、リードフレームの多面付け体MSの左右方向(X方向)の両端部にのみ設けるようにしてもよい。
(8)第4実施形態において、樹脂付きリードフレームの製造方法では、リードフレームの多面付け体MSの側面側(-Y側)から光反射樹脂層220が形成される樹脂が充填される例を示したが、これに限定されるものでない。樹脂は、例えば、枠体F内に配置されたリードフレーム210の各集合体Pの中央部近傍から充填されるようにしてもよい。このように樹脂を充填しても、上述の比較例の金型のようなリードフレームの多面付け体MSの固定方法では、枠体Fや連結部が破損してしまう可能性があるので、上述の第4実施形態のように、固定部やフレーム側固定部を設けることにより、枠体Fや連結部が破損を抑制することができる。
(9)第4実施形態において、金型320は、リフレクタ樹脂部220bを備えた、いわゆるカップ型の光半導体装置201に使用される樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する例を示したが、これに限定されるものでない。金型は、例えば、リフレクタ樹脂部を備えず、リードフレームの表面側の全面に透明樹脂層がLED素子を覆うようにして設けられる、いわゆるフラット型の光半導体装置に使用される樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造するようにしてもよい。
(10)第4実施形態において、半導体素子としてLED素子202をリードフレーム210に接続し、光半導体装置201が製造される例を説明したが、これに限定されるものでなく、トランジスタ等の半導体素子が接続された半導体装置が製造されるようにしてもよい。なお、この場合、半導体素子を封止する樹脂は、透明である必要がなく、適宜不透明な樹脂を使用してもよい。
(11)第5実施形態において、成形装置510の金型520は、固定側モールドベース523(第1のモールドベース)に複数の微細孔Hが形成される例を示したが、これに限定されるものでない。微細孔Hは、固定側モールドベース523だけでなく可動側モールドベース524(第2のモールドベース)にも設けられるようにしてもよく、また、可動側モールドベース524にのみ設けられるようにしてもよい。
 複数の微細孔Hが可動側モールドベース524に設けられる場合、成形面のうち、光反射樹脂層420の反射部(端子部間に設けられたフレーム樹脂部420aの表面と、リフレクタ樹脂部420bの内周側の壁面)を除いた部分に対応する位置、すなわち、リフレクタ樹脂部420bの表面(上面)に対応する位置にのみ微細孔Hを設けるのが望ましい。光反射樹脂層420の反射部に微細孔Hに対応する微細な突起部Dが形成されてしまい、光の反射特性を低下させてしまうのを回避することができるからである。
(12)第5実施形態において、成形装置510の金型520は、リフレクタ樹脂部420bを備えた、いわゆるカップ型の光半導体装置401に使用される樹脂付きリードフレームの多面付け体Rを製造する例を示したが、これに限定されるものでない。成形装置の金型は、例えば、リフレクタ樹脂部を備えず、リードフレームの表面側の全面に透明樹脂層がLED素子を覆うようにして設けられる、いわゆるフラット型の光半導体装置に使用される樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造するようにしてもよい。
 この場合、光反射樹脂層(フレーム樹脂部)の表面の全体が、LED素子の光を反射する反射部としての機能を有するため、金型の成形面に設けられる微細孔Hは、リードフレームの多面付け体の裏面側にのみ設けられる必要がある。
(13)第5実施形態において、成形装置510の金型520は、固定側モールドベース523の裏面に微細孔Hを有する排気板523aが設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、排気板523aを設ける代わりに、固定側モールドベース自体を多孔質材料により作製してもよい。この場合、微細孔Hを要する部分以外の微細孔は、適宜埋めたり、目詰まりさせたりしてもよい。
 また、可動側モールドベース524に微細孔Hを設ける場合においても、可動側モールドベースに微細孔を有する排気板を設けるようにしてもよく、また、多孔質材料を可動側モールドベースの母材にしてもよい。
(14)第5実施形態において、金型520のランナー部V及びスプルーランナー部Wは、それぞれ8本設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、リードフレームの多面付け体MSの形状や、集合体Pの数等に応じて適宜8本以外の数を設けるようにしてもよい。
(15)第5実施形態において、リードフレームの集合体の幅方向の両端部側から樹脂が充填される例を示したが、これに限定されるものでなく、集合体の一端部側から樹脂が充填されるようにし、その樹脂が充填される側に余剰空間部を設けるようにしてもよい。この場合においても、リードフレームの多面付け体MSの各リードフレーム間等に樹脂を均等に流し込むことができる。また、光反射樹脂層に冷え固まった樹脂が要因となるウェルドが形成されてしまうのを抑制することができる。
(16)第5実施形態において、イジェクターピンQは、リードフレームの集合体の幅方向の両端部側から樹脂が充填された樹脂付きリードフレームの多面付け体R‘を可動側モールドベース524から離型する例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、イジェクターピンQは、リードフレームの集合体の幅方向の一端部側から樹脂が充填された樹脂付きリードフレームの多面付け体や、多面付けされたリードフレームの直上から樹脂が充填された樹脂付きリードフレームの多面付け体を可動側モールドベースから離型するようにしてもよい。
(17)第6実施形態において、金型720のランナー部V及びスプルーランナー部Wは、それぞれ8本設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、リードフレームの多面付け体MSの形状や、集合体Pの数等に応じて適宜8本以外の数を設けるようにしてもよい。この8本以外の数にする場合においても、各ランナー部Vは隣り合うランナー部となす角度θを等角度になるように形成し、また、各ランナー部の流路長を同じ長さになるように形成することによって、複数箇所から同時に均等な量の樹脂を金型空間724a内に充填することができる。
(18)第6実施形態において、ランナー部Vは、ランナープレート723の表面に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、ストリッパープレート722の裏面に設けられるようにしてもよい。この場合、ランナープレート723には、スプルーランナー部Wのみが設けられる。
(19)射出成形用の金型720は、各ランナー部Vに樹脂の流量を絞る絞り弁を設けるようにしてもよい。これにより、各ランナー部Vを流れる樹脂の流量を適宜、微調整することができ、リードフレームの多面付け体MSの各リードフレームに対して樹脂をより効率よく、より適正に充填させることができる。
(20)射出成形用の金型720は、スプルーランナー部Wが、可動側モールドベース724に配置されるリードフレームの多面付け体MSの集合体Pの幅方向(図39中のY方向)の端部に対応する位置よりも外側に設けられ、集合体Pの幅方向の端部(リードフレームの多面付け体MSの外周端側)から樹脂が充填される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、スプルーランナー部をリードフレームの多面付け体MSの集合体PのX方向の端部に対応する位置に設け、集合体PのX方向の端部から樹脂が充填されるようにしてもよい。また、スプルーランナー部Wを集合体P上の複数箇所に設け、集合体Pの上側から樹脂が充填されるようにしてもよい。
 1、201、401、601 光半導体装置
 2、202、402、602 LED素子
 10、210、410、610 リードフレーム
 11、211、411、611 端子部
 12、212、412、612 端子部
 13、213、413、613 連結部
 20、220、420、620 光反射樹脂層
 20a、220a、420a、620a フレーム樹脂部
 20b、220b、420b、620b リフレクタ樹脂部
 30、230、430、630 透明樹脂層
 110、310、510、710 成形装置
 120、320、520、720 金型
 121、321、521、721 ベースプレート
 122、322、522、722 ストリッパープレート
 123、323、523、723 固定側モールドベース
 124、324、524、724 可動側モールドベース
 125、325、525、725 イジェクタープレート
 130、330、530、730 ノズル部
 324a 金型空間
 324b 固定部
 324c 接触面
 523a 排気板
 523b 排気路
 F 枠体
 F1 フレーム側固定部
 G ゲート樹脂部
 H 貫通孔
 h 未貫通の穴
 J 余剰空間部
 MS リードフレームの多面付け体
 P 集合体
 R、R‘ 樹脂付きリードフレームの多面付け体
 U スプルー部
 V ランナー部
 W スプルーランナー部

Claims (32)

  1.  枠体内にリードフレームが多面付けされ、前記リードフレームの一方の面側から樹脂が充填されるリードフレームの多面付け体において、
     前記枠体には、前記枠体の一方の面側から他方の面側に通じる貫通孔が形成され、
     前記貫通孔の開口部は、前記枠体の一方の面側から他方の面側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  2.  請求項1に記載のリードフレームの多面付け体において、
     前記貫通孔の内壁は、連続した曲面又は平面によって形成されていること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  3.  請求項1又は請求項2に記載のリードフレームの多面付け体において、
     前記貫通孔は、前記枠体に多面付けされた前記リードフレームを個片化するダイシングマークであり、前記リードフレームの1パッケージの幅寸法毎に複数形成されること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  4.  枠体内にリードフレームが多面付けされ、前記リードフレームの一方の面側から樹脂が充填されるリードフレームの多面付け体において、
     前記枠体には、前記枠体の一方の面側又は他方の面側から窪んだ穴が形成され、
     前記穴の開口部は、前記枠体の一方の面側又は他方の面側から底面に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  5.  請求項4に記載のリードフレームの多面付け体において、
     前記穴の内壁は、連続した曲面又は平面によって形成されていること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  6.  請求項4又は請求項5に記載のリードフレームの多面付け体において、
     前記穴は、前記枠体に多面付けされた前記リードフレームを個片化するダイシングマークであり、前記リードフレームの1パッケージの幅寸法毎に複数形成されること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  7.  請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のリードフレームの多面付け体と、
     少なくとも前記リードフレームの外周部に形成される樹脂層と、
     を備える樹脂付きリードフレームの多面付け体。
  8.  請求項7に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体と、
     前記リードフレームに接続される半導体素子と、
     前記リードフレームの前記半導体素子が接続される側の面に形成され、前記半導体素子を覆う第2樹脂層と、
     を備える半導体装置の多面付け体。
  9.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法において、
     第1の型及び第2の型から構成される金型の前記第1の型及び前記第2の型間に前記リードフレームの多面付け体を配置して型締めする型締め工程と、
     前記第1の型及び前記第2の型間に配置された前記リードフレームの多面付け体に樹脂を充填する樹脂充填工程とを備え、
     前記型締め工程は、前記リードフレームの多面付け体の前記枠体の少なくとも一端部を、前記第1の型及び前記第2の型間に挟み込んで固定すること、
     を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法。
  10.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する射出成形用金型において、
     前記リードフレームの多面付け体の一方の面側を覆う第1の型と、
     前記リードフレームの多面付け体の他方の面側を覆う第2の型とを備え、
     前記第1の型は、前記リードフレームの多面付け体の前記枠体の少なくとも一端部を前記第2の型に対して挟み込んで固定する固定部を有すること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  11.  請求項10に記載の射出成形用金型において、
     前記固定部は、前記第1の型の前記リードフレームの多面付け体の表面又は裏面と接触する接触面よりも前記第2の型側に突出していること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  12.  請求項11に記載の射出成形用金型において、
     前記固定部の前記接触面に対する厚み方向への突出高さh2と、前記リードフレームの多面付け体の厚み寸法h1との関係が、h2≦h1であること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  13.  請求項10から請求項12までのいずれか1項に記載の射出成形用金型において、
     前記第2の型は、前記リードフレームの多面付け体の前記枠体の少なくとも一端部を前記第1の型に対して挟み込んで固定する第2固定部を有すること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  14.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続されたリードフレームの多面付け体において、
     前記枠体の少なくとも一端部に、リードフレームの多面付け体よりも薄く形成されるフレーム側固定部が設けられていること、
     を特徴とするリードフレームの多面付け体。
  15.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂層が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を形成する射出成形用金型において、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベースを備え、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間が設けられ、
     前記第1のモールドベース及び前記第2のモールドベースのうち、少なくとも一方のモールドベースには、前記金型空間側の面に複数の微細孔が設けられていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  16.  請求項15に記載の射出成形用金型において、
     前記複数の微細孔は、その孔径dが5μm≦d≦25μmに形成されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  17.  請求項15又は請求項16に記載の射出成形用金型において、
     前記複数の微細孔は、多孔質材料により形成されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  18.  請求項15から請求項17までのいずれか1項に記載の射出成形用金型において、
     前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を押し出すことによって、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を前記金型空間から離型させる複数のイジェクターピンを備えること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  19.  請求項15から請求項18までのいずれか1項に記載の射出成形用金型において、
     前記金型空間には、配置されるリードフレームの多面付け体の側面よりも外側に余剰空間部が設けられ、
     前記余剰空間部は、前記金型空間内に樹脂を充填する樹脂充填口に接続されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  20.  請求項15から請求項19までのいずれか1項に記載の射出成形用金型と、
     前記射出成形用金型に樹脂を射出するノズル部と、
     を備える成形装置。
  21.  請求項15から請求項19までのいずれか1項に記載の射出成形用金型によって製造される樹脂付きリードフレームの多面付け体であって、
     前記射出成形用金型の前記複数の微細孔が設けられた成形面によって形成された前記樹脂層の表面には、前記複数の微細孔に対応する複数の微細突起部が形成されていること、
     を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。
  22.  請求項21に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体において、
     前記リードフレームは、光半導体素子が接続される光半導体装置に用いられ、
     前記樹脂層は、その一部に、前記光半導体素子から発する光を反射させる反射部を有し、
     前記微細突起部は、前記樹脂層のうち少なくとも前記反射部を除いた部位に形成されていること、
     を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。
  23.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂層が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を形成する射出成形用金型において、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベースを備え、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間が設けられ、
     前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を押し出すことによって、前記樹脂付きリードフレームの多面付け体を前記金型空間から離型させる複数のイジェクターピンを備えること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  24.  多面付けされたリードフレームを枠体内に接続したリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し、樹脂層が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を形成する射出成形用金型において、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベースを備え、
     第1のモールドベース及び第2のモールドベース間には、前記リードフレームの多面付け体が配置される金型空間が設けられ、
     前記金型空間には、配置されるリードフレームの多面付け体の側面よりも外側に余剰空間部が設けられ、
     前記余剰空間部は、前記金型空間内に樹脂を充填する樹脂充填口に接続されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  25.  枠体内にリードフレームが多面付けされたリードフレームの多面付け体に樹脂を充填し樹脂層を形成する射出成形用金型において、
     ノズル部から射出された樹脂を金型内に流入させるスプルー部と、
     前記スプルー部から流入した樹脂を、分岐する複数のランナー部と、
     前記ランナー部によって分岐された樹脂を、複数箇所から個別に前記リードフレームの多面付け体へ充填するスプルーランナー部とを備え、
     前記ランナー部は、一点において分岐されており、それぞれの流路長が同じ長さであり、また、平面視において隣り合うランナー部同士との角度がそれぞれ等角度であること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  26.  請求項25に記載の射出成形用金型において、
     前記スプルーランナー部は、前記リードフレームの多面付け体の外周端側から樹脂を充填すること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  27.  請求項25又は請求項26に記載の射出成形用金型において、
     複数の前記スプルーランナー部のうち少なくとも一つは、その流路が曲線状に形成されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  28.  請求項27に記載の射出成形用金型において、
     前記スプルーランナー部は、その流路の中間点に対して回転対称に形成されていること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  29.  請求項25から請求項28までのいずれか1項に記載の射出成形用金型において、
     前記スプルーランナー部は、その流路内に、流動する樹脂を溜める樹脂溜部を有すること、
     を特徴とする射出成形用金型。
  30.  請求項25から請求項29までのいずれか1項に記載の射出成形用金型と、
     前記射出成形用金型の前記スプルー部に樹脂を射出するノズル部と、
     を備える成形装置。
  31.  枠体内にリードフレームが多面付けされたリードフレームの多面付け体に樹脂を充填して、樹脂付きリードフレームの多面付け体を製造する樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法であって、
     ノズル部から射出された樹脂を、複数に分岐して、個別に前記リードフレームの多面付け体へ充填する樹脂充填工程を備え、
     前記樹脂充填工程は、分岐した樹脂の前記リードフレームの多面付け体までの流路長がそれぞれ同じ長さであり、また、分岐した樹脂の流路と、それに隣接する樹脂の流路とのなす角度がそれぞれ等角度であること、
     を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法。
  32.  請求項31に記載の樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法において、
     前記樹脂充填工程は、前記リードフレームの多面付け体の外周端側から樹脂を充填すること、
     を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体の製造方法。
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