WO2024075534A1 - 半導体発光装置 - Google Patents

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WO2024075534A1
WO2024075534A1 PCT/JP2023/034301 JP2023034301W WO2024075534A1 WO 2024075534 A1 WO2024075534 A1 WO 2024075534A1 JP 2023034301 W JP2023034301 W JP 2023034301W WO 2024075534 A1 WO2024075534 A1 WO 2024075534A1
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WO
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emitting device
molded body
light emitting
lead
light
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PCT/JP2023/034301
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩平 田井
健司 田渕
紘大 椎名
Original Assignee
スタンレー電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting device, in particular a light-emitting device in which a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) is mounted on a lead frame.
  • a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED)
  • light-emitting devices are known that are formed by attaching a resin body to a lead frame by insert molding and then cutting it with a dicer.
  • Patent Document 1 discloses a method of forming a light-emitting device by forming a resin molded body on a lead frame with a cutout portion, and then cutting the resin molded body and the lead frame along the cutout portion.
  • Patent Document 2 also discloses a surface-mounted light-emitting device having a first resin molded body formed by integrally molding a light-emitting element with first and second leads, and a second resin molded body containing a phosphor that covers the light-emitting element.
  • the present invention was made in consideration of the above points, and aims to provide a light-emitting device that prevents peeling between the resin and the lead frame, corrosion from the end faces of the lead frame, disconnection defects, curling of the resin molding, and internal damage.
  • a light emitting device comprises: a substrate molded body including a plurality of plate-shaped lead electrodes and a resin frame in which the plurality of lead electrodes are embedded, the substrate molded body having first and second main surfaces parallel to each other and from which the plurality of lead electrodes are exposed; a semiconductor light emitting element mounted on the lead electrode exposed from the first main surface of the substrate molded body; a sealing member that covers the first main surface of the substrate molded body and the semiconductor light emitting element, the substrate molded body has an outer edge portion having an annular step portion recessed from the first main surface, each of the plurality of lead electrodes has a first protruding portion protruding from a main body of the lead electrode toward an outer edge of the substrate molded body and having an end face of the protruding end exposed on the same plane as a side face of the step portion;
  • the sealing member has an outer edge protrusion that covers the step portion of the substrate molded body.
  • FIG. 1 is a diagram showing a top view of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a diagram showing a side view of a light emitting device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a rear surface of the light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view showing a schematic internal structure of the light emitting device with a sealing member removed.
  • 2B is a diagram showing the light emitting device as viewed from a direction S perpendicular to the center line CX-CX shown in FIG. 2A.
  • 2B is a cross-sectional view showing a cross section of the light emitting device taken along line AA shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing a cross section of the light emitting device taken along line BB shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2 is a plan view showing the upper surface of the substrate molded body.
  • 4B is a cross-sectional view showing a cross section of the substrate molded body taken along line BB shown in FIG. 4A.
  • 4B is a cross-sectional view showing a cross section of the substrate molded body taken along line AA shown in FIG. 4A.
  • 2 is a plan view showing step S1 of the manufacturing process of the light emitting device.
  • FIG. FIG. 4 is a plan view showing step S2 of the manufacturing process for the light emitting device.
  • 4 is a plan view showing steps S3 and S4 of the manufacturing process of the light emitting device.
  • FIG. 4 is a plan view showing step S5 of the manufacturing process of the light emitting device.
  • FIG. 11 is a plan view showing step S6 of the manufacturing process for the light emitting device.
  • FIG. 11 is a plan view showing step S7 of the manufacturing process of the light emitting device.
  • FIG. 11 is a plan view showing step S8 of the manufacturing process for the light emitting device.
  • FIG. 11 is a plan view showing step S9 of the manufacturing process for the light emitting device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a light emitting device according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross section of a light emitting device according to a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross section of a light emitting device according to a third modified example of the first embodiment.
  • FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams showing the top, side, and back surfaces, respectively, of a light emitting device 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • a sealing member 30 is formed on a substrate molded body 11.
  • the substrate molded body 11 of the light emitting device 10 has a plurality of plate-shaped lead electrodes (hereinafter simply referred to as leads) and a resin frame body 11A. More specifically, the light emitting device 10 has a first lead 12A, a second lead 12B, and a third lead 12C exposed from the back surface of the light emitting device 10.
  • FIG. 2A is a top view showing the internal structure of the light-emitting device 10 with the sealing member 30 removed.
  • FIG. 2B is a side view showing the light-emitting device 10 as viewed from a direction perpendicular to the center line CX-CX shown in FIG. 2A (direction S in the figure). Note that, to make it easier to understand the internal structure, the figure shows the state with the sealing member 30 removed.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing the cross section of the light emitting device 10 taken along line A-A shown in FIG. 2A.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing the cross section of the light emitting device 10 taken along line B-B shown in FIG. 2A.
  • two semiconductor light-emitting elements (hereinafter simply referred to as light-emitting elements) 21 and 22 are mounted by being bonded to leads exposed from the upper surface of the substrate molded body 11.
  • the light-emitting element 21 has a first electrode 21A (e.g., an anode) and a second electrode 21B (e.g., a cathode) on the back surface, which are element electrodes.
  • the first electrode 21A is electrically connected to the first lead 12A by a joint 16A
  • the second electrode 21B is electrically connected to the second lead 12B by a joint 16B.
  • the light-emitting element 22 also has a first electrode 22A (e.g., an anode) and a second electrode 22B (e.g., a cathode) on the back surface.
  • the first electrode 22A is electrically connected to the second lead 12B by the joint 17A
  • the second electrode 22B is electrically connected to the third lead 12C by the joint 17B.
  • first lead 12A and the third lead 12C function as the anode and the cathode of the light-emitting device 10, respectively, and the second lead 12B functions as an intermediate electrode (relay electrode) that connects the light-emitting element 21 and the light-emitting element 22 in series.
  • the upper surfaces of the light-emitting elements 21 and 22 are emission surfaces, and emit emitted light LE toward the top of the elements. More specifically, the continuous side surfaces made of the same material as the upper surfaces of the light-emitting elements 21 and 22 are secondary emission surfaces, and emit a certain amount of emitted light toward the sides of the elements as well.
  • Light emitting elements 21 and 22 are, for example, semiconductor light emitting diodes (LEDs) that emit blue light.
  • LEDs semiconductor light emitting diodes
  • light emitting elements 21 and 22 are gallium nitride LEDs in which semiconductor structure layers including an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer are formed.
  • the light emitting elements 21 and 22 are not limited to blue light, and may use semiconductor structure layers of crystal systems other than gallium nitride. Furthermore, the light emitting elements 21 and 22 are not limited to LEDs, and may be semiconductor lasers, etc.
  • the sealing member 30 is formed to cover the entire upper surface 11S of the substrate molded body 11 and to embed the components provided on the substrate molded body 11, such as the light emitting elements 21 and 22.
  • the sealing member 30 is made of a translucent resin containing a wavelength conversion material.
  • the translucent resin that can be used include silicone resin, epoxy resin, and acrylic resin.
  • the wavelength conversion material contains phosphor particles that receive blue LED light and emit yellow light. Therefore, white light is emitted from the emission surface of the sealing member 30.
  • the wavelength conversion material may also be phosphor particles that receive blue LED light and emit green light, red light, and green-yellow light.
  • the wavelength conversion material may also be nano-wavelength conversion particles that have a similar effect.
  • the phosphor is not particularly limited, but various phosphors such as YAG (yttrium aluminum garnet), LuAG (lutetium aluminum garnet), GYAG (gadolinium aluminum garnet), ⁇ , ⁇ sialon, SCASN, CASN, KSF, etc. can be used as appropriate.
  • quantum dots of II-VI group, II-V-VI group, III-V group, I-III-IV group, and IV-VI group such as CdTe, ZnCdSe, InN, AgInS2, and PdS can be appropriately used.
  • the nano wavelength conversion particles can be directly applied to the emission surfaces of the light emitting elements 21 and 22.
  • the light emitting device 10 is also provided with a protective element 25 that is joined to the first lead 12A and electrically connected to the second electrode 21B by a bonding wire BW.
  • the protective element 25 is connected in parallel with the light emitting element 21 and the light emitting element 22 that are connected in series.
  • the protective element 25 may be, for example, a Zener diode, but is not limited to this. A varistor or the like may also be used as the protective element 25.
  • the protective element 25 may also be a passive element such as a capacitor, resistor, or light receiving element.
  • Fig. 4A is a plan view showing the upper surface of the molded substrate 11.
  • Figs. 4B and 4C are cross-sectional views showing cross sections of the molded substrate 11 taken along lines BB and AA, respectively, shown in Fig. 4A.
  • the substrate molded body 11 has a plurality of leads (hereinafter also referred to as the lead frame 12 of the light emitting device 10) consisting of leads 12A, 12B, and 12C, and a resin frame body 11A that holds the leads 12A, 12B, and 12C.
  • the resin frame 11A is insert molded onto the leads 12A, 12B, and 12C, and the resin frame 11A is formed as a rectangular plate-shaped substrate molded body 11 while filling the gaps between the leads.
  • the resin frame 11A is formed, for example, by adding light-reflecting particles such as titanium oxide particles to a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin.
  • the resin frame 11A may be formed by adding light-absorbing particles such as carbon black to a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin.
  • Leads 12A, 12B, and 12C are formed spaced apart from one another. In the following, when there is no particular distinction between leads 12A, 12B, and 12C, they will simply be referred to as leads 12.
  • the core material of the leads 12A, 12B, and 12C is made of copper (Cu), a metal with good etching (corrosion) properties, and the surface is plated with nickel/gold (Ni/Au) or nickel/palladium/gold (Ni/Pd/Au), a corrosion-resistant metal.
  • the surfaces of the leads 12A, 12B and 12C may be provided with a highly reflective nickel (Ni)/silver (Ag) plating layer.
  • the outermost surface of the leads is made of corrosion-resistant Au, the joining of the light-emitting elements 21 and 22 to the leads 12A, 12B, and 12C, and the solder mounting of the light-emitting device 10 onto a circuit board (not shown) can be performed stably. Furthermore, if the outermost surface of the leads is made of Ag, which has a high reflectivity, the light output of the light-emitting elements 21 and 22 can be improved.
  • the core material of the leads 12A, 12B and 12C can be a corrosive metal such as aluminum (Al) or an iron alloy such as iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co).
  • a corrosion-resistant metal layer such as platinum (Pt), palladium (Pd), or rhodium (Rh) can be provided on the surfaces of the leads 12A, 12B, and 12C.
  • the substrate molded body 11 has an upper surface 11S where the upper surfaces of the leads 12A, 12B, and 12C are flush with the upper surface of the resin frame body 11A. Also, a back surface 11R is formed where the back surfaces of the leads 12A, 12B, and 12C are flush with the back surface of the resin frame body 11A. In other words, the thickness of the resin frame body 11A and the thickness of the lead frame 12 are the same.
  • “same” or “same surface” means substantially the same or the same surface to the extent that it can be obtained by forming the lead frame 12 and the substrate molded body 11 from resin by insert molding or the like.
  • the substrate molded body 11 therefore has two parallel main surfaces, namely, a top surface 11S (first main surface) and a back surface 11R (second main surface).
  • the leads 12A, 12B, and 12C are exposed at the top surface 11S and the back surface 11R.
  • top and bottom surfaces of the leads 12A, 12B, and 12C are flush with the top and bottom surfaces of the resin frame 11A. However, they do not necessarily have to be flush with each other.
  • the substrate forming body 11 If the top and back surfaces of the substrate forming body 11 are flush, then for example, it becomes easier to mount the light emitting elements 21, 22 on the top surface of the substrate forming body 11. It also becomes easier to mount the light emitting device 10 on a circuit board (not shown). That is, damage to the light emitting device 10, such as a broken wire, can be prevented. Furthermore, whether the top and back surfaces of the substrate forming body 11 are flush or not, the substrate forming body 11 prevents light leakage to the back side of the light emitting device 10 and blocks the intrusion of environmental gases and the like from the back surface.
  • lead 12A, lead 12B, and lead 12C each have a lead body 12AM, 12BM, and 12CM (shown surrounded by dashed lines) and a protruding portion provided around the lead body 12AM, 12BM, and 12CM and protruding within the lead surface, with the protruding portion having a thin-walled portion that is thinner than the lead body.
  • leads 12A, 12B, and 12C have first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 that protrude from leads 12A, 12B, and 12C, respectively, toward the outer edge (side) of substrate molded body 11.
  • lead 12A has two protrusions 12A1 protruding in directions perpendicular to each other
  • lead 12C has two protrusions 12C1 protruding in the perpendicular direction
  • lead 12B has four protrusions 12B1 protruding in the perpendicular direction.
  • each of the leads 12A and 12B has a second protrusion 12A2 and 12B2 that protrudes toward the other leads 12B and 12A, respectively.
  • each of the leads 12C and 12B has a second protrusion 12C2 and 12B2 that protrudes toward the other leads 12B and 12C, respectively. That is, the lead 12B has two second protrusions 12B2 that face the leads 12A2 and 12C2. In this embodiment, the two protrusions 12B2 are integrated.
  • a light-emitting element 21 is mounted between the protrusion 12A2 of the lead 12A and the protrusion 12B2 of the lead 12B, and a light-emitting element 22 is mounted between the protrusion 12C2 of the lead 12C and the protrusion 12B2 of the lead 12B, and the light-emitting element 21 and the light-emitting element 22 are connected in series.
  • the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 and the second protrusions 12A2, 12B2, and 12C2 are provided on the upper portions of the leads 12A, 12B, and 12C, and are formed as thin-walled portions.
  • the lead 12C has a shape symmetrical to the lead 12A with respect to the center line CY.
  • first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 and the second protrusions 12A2, 12B2, and 12C2 are formed by etching the back surface of the lead to a depth of, for example, about 50% of the thickness of the lead, using a process known as half etching.
  • the back surfaces of the lead bodies 12AM, 12BM, and 12CM are exposed from the back surface of the substrate molded body 11 (see FIG. 1C), and these exposed surfaces of the lead bodies 12AM, 12BM, and 12CM are the mounting electrode surfaces when the light emitting device 10 is mounted on the wiring of the circuit board.
  • the lead periphery other than the lead main body parts 12AM, 12BM, and 12CM is thinned by etching from the back side.
  • This structure therefore increases the adhesion area between the leads 12A, 12B, and 12C and the resin of the resin frame 11A, and the resin-filled parts are integrated to prevent peeling from the electrodes. Also, because it is thinned, the lead frame 12 can be easily cut.
  • first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 and the second protrusions 12A2, 12B2, and 12C2 are formed as thin-walled portions throughout, but this is not limiting, and the thin-walled portions may be partially provided at the ends of the protrusions.
  • first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 and the second protrusions 12A2, 12B2, and 12C2 may have ends (thin-walled ends) that are thinner than the lead body.
  • a rectangular annular step portion ST is provided on the outer edge of the substrate molded body 11.
  • the step portion ST is made up of a step side surface SA and a step bottom surface SB. More specifically, the entire side surface of the resin frame body 11A of the substrate molded body 11 has a stepped shape cut inward, and the top surface of the resin frame body 11A is recessed from the top surface 11S of the substrate molded body 11 to provide the step portion ST.
  • the step side SA of the resin frame 11A and the end faces CE of the tips of the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 are on the same plane, and as shown in FIG. 2B, the entire end faces CE of the protruding ends are exposed from the step side SA of the resin frame 11A.
  • the ends (end faces CE) of the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 of the leads 12A, 12B, and 12C are located inside the outer surface of the substrate molded body 11 (i.e., the outer surface of the light emitting device 10) by the width of the step bottom surface SB of the step portion ST.
  • first protrusions 12A1, 12B1 and 12C1 can be formed by half dicing (separation groove forming process) between adjacent substrate molded bodies 11 at the height (depth) of the step side SA of the step ST and the width of the step bottom surface SB so that they are included in one unit of substrate molded body 11 after the insert is formed. Therefore, there is a gap between the leads of adjacent substrate molded bodies 11, the end face CE of the protruding end of the first protrusion is located inside the outer surface of the substrate molded body 11, and the core material of the lead frame 12 is exposed over the entire end face CE.
  • the sealing member 30 covers the entire upper surface side of the substrate molded body 11, and embeds and seals the light-emitting elements and the like provided on the upper surface of the substrate molded body 11.
  • the step portion ST is covered by the outer edge convex portion (hereinafter also referred to as the sealing member skirt portion) 30S of the sealing member 30 along the entire outer edge of the substrate molded body 11. This improves the bonding strength of the sealing member 30, and prevents peeling.
  • the outer edge convex portion 30S of the sealing member 30 covers the end faces (cut end faces) CE of the protruding ends of the first protruding portions 12A1, 12B1, and 12C1 of the leads 12A, 12B, and 12C. Therefore, the end faces CE where the electrode core material copper (Cu) is exposed are covered by the sealing member 30, and corrosion due to environmental gases, etc. is prevented.
  • the electrodes are not cut during the singulation process in the manufacture of light-emitting devices.
  • the cutting stress of the leads extends to the inside of the light-emitting device.
  • the cutting stress does not occur inside the light-emitting device, and it is possible to prevent breakage of the connecting members and internal damage to the element joints, etc., and to manufacture a highly reliable light-emitting device.
  • the second lead 12B that functions as an intermediate electrode has been described.
  • the second lead 12B functions as a common heat dissipation path for the light emitting element 21 and the light emitting element 22. Therefore, the light output of the light emitting device 10 in a high-temperature environment can be improved.
  • the intermediate electrode balances the temperature of the multiple light emitting elements, and helps the multiple light emitting elements to exhibit stable optical characteristics.
  • the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 are provided on the upper surface of the leads 12A, 12B, and 12C.
  • the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 may be provided in the center of the thickness of the leads 12A, 12B, and 12C.
  • the first protrusions can be formed by etching the leads from the upper surface side in addition to etching the leads from the back surface side.
  • the substrate molded body 11 is described as having three leads including the second lead 12B (relay electrode), but this is not limiting, and the substrate molded body 11 may have two or more leads. In this case, each lead may have a first protrusion that protrudes toward the outer edge of the substrate molded body 11.
  • the light emitting device has been described as having two light emitting elements, it is sufficient if at least one light emitting element is provided.
  • Figures 5A to 5H are plan views showing steps S1 to S8 of the manufacturing process of the light-emitting device 10. Note that Figures 5A and 5B show the back surface of the core material CR for the lead frame, and Figures 5C to 5H show the top surface side of the lead frame 12 (the mounting surface side for the light-emitting elements 21 and 22).
  • a core material CR for the lead frame 12 having a size sufficient for forming a plurality of light emitting devices is prepared (FIG. 5A).
  • the core material CR is made of, for example, copper (Cu) or a copper alloy.
  • the lead body portions 12AM, 12BM, and 12CM which are the electrode mounting portions of the light emitting device 10, and the portion (half etching region ER) excluding the outer frame 12FR of the core material CR (lead frame 12) are thinned by etching by 1/3 to 2/3 of the thickness of the core material CR ( Figure 5B: back surface of the core material CR).
  • the core material CR is punched out except for the portions that will become the leads 12A, 12B, and 12C to form the lead frame 12 ( FIG. 5C : top surface of the lead frame 12). That is, the lead frame 12 is formed by connecting the leads of a plurality of light emitting devices 10. Note that the area corresponding to one unit of the light emitting device 10 is indicated by a dashed line.
  • the lead frame 12 can also be formed by an etching process similar to the previous step S2. Specifically, the back side (Fig. 5B) of the lead frame after completing the etching step S2 is fully protected with resist or the like, and then the portions of the front side (Fig. 5C) of the lead frame that will become the leads 12A, 12B, and 12C are protected with a resist mask. Thereafter, the portions of the lead frame that are not protected by the resist mask are etched away to form the lead frame 12.
  • the surface of the lead frame 12 is plated with nickel (Ni)/gold (Au) and nickel/palladium/gold (Ni/Pd/Au) to form a plating layer (FIG. 5C).
  • the silicone resin is transparent and thermosetting, and contains titanium oxide (TiO2) particles as light reflecting particles.
  • TiO2 particles The particle size of the TiO2 particles is preferably 200 nm to 300 nm, and the filling amount is preferably 8 wt % to 54 wt %.
  • the resin is filled into the gaps in the lead frame 12 and into the half-etched region ER. This results in a molded body in which the substrate molded body 11 is connected by the resin. Note that in Figure 5D, the area corresponding to one unit of the substrate molded body 11 is shown by a dashed line.
  • the thickness of the resin frame 11A is the same as the thickness of the lead frame 12, and the front and back surfaces of the substrate molded body 11 are flat. In this way, by making the thickness of the resin frame 11A the same as the thickness of the lead frame 12, curling of the substrate molded body 11, which is a resin molded body, can be prevented. In addition, because there is no curling, peeling between the resin frame 11A and the lead frame 12 can also be prevented.
  • a separation groove GR is formed in the resin-filled lead frame 12 using a dicer. More specifically, the resin frame 11A and the lead frame 12 of the resin molded body 11 are cut from the upper surface side (element mounting surface side) by a dicing blade DB to form the separation groove GR (FIG. 5E).
  • the separation groove GR can be formed by laser processing other than dicing. For example, the separation groove GR can be formed by scanning such as weakening the irradiation intensity of the resin part and increasing the irradiation intensity of the lead frame 12 part. In this way, the separation groove forming process separates the leads 12A, 12B, and 12C into one unit of the substrate molded body 11.
  • the depth of the separation groove GR is equal to or greater than the thickness of the first protrusions 12A1, 12B1, and 12C1 and the second protrusions 12A2, 12B2, and 12C2, which are the thin-walled portions of the leads 12A, 12B, and 12C.
  • the groove width is not limited to this, but is, for example, about 0.2 to 0.4 mm.
  • solder paste is applied onto the protruding parts 12A2, 12B2, and 12C2 of the leads 12A, 12B, and 12C, and onto the lead 12A (FIG. 5F; also see FIGS. 2A and 3A).
  • the light emitting elements 21, 22, and the protective element 25 are placed so that the solder paste overlaps the element electrodes, and the process is heated to a temperature at which the solder paste melts, thereby joining the light emitting elements 21, 22, and the protective element 25 to the respective leads.
  • the melting temperature is, for example, about 300°C for Au-20wt% Sn solder and about 240°C for Sn-Ag-Cu solder.
  • Anisotropic conductive paste may also be used, in which case the melting temperature is about 180°C.
  • the substrate molded body 11 which is a resin molded body, is flat and does not curl, so the light emitting elements 21 and 22 can be accurately joined, reducing disconnection defects.
  • stress caused by curling of the substrate molded body 11 is not applied to the joint, preventing disconnection defects.
  • the element electrode e.g., the element electrode of the protective element 26
  • the corresponding lead are connected with a bonding wire BW (Au wire).
  • the element electrode of the protective element 25 and the lead 12C are connected with a bonding wire BW.
  • each unit of the light emitting device 10 is indicated by a dashed line.
  • the internal structure of the light emitting device 10, such as the leads, light emitting elements, and protective elements is also shown.
  • a resin containing phosphor that will become the sealing member 30 is injected into the inside of the dam frame 32 in an amount sufficient to cover the element, and then heated and cured to form the sealing member 30.
  • a silicone resin containing a ⁇ -sialon phosphor that emits green fluorescence and a KFS phosphor that emits red fluorescence is used.
  • the sealing member can also be formed by compression molding. Specifically, a predetermined amount of silicone resin containing phosphor that will become the sealing member 30 is poured into a mold with a recess into which the substrate molded body 11 (substrate molded body before being singulated) fits. Next, the element mounting surface side of the substrate molded body 11 on which elements are mounted is immersed in the silicone resin until the surface on which the elements are mounted is completely soaked. In this state, the resin is heated and hardened to form the sealing member 30.
  • the end face CE of the protruding end of the lead frame 12 of the substrate molded body 11 is covered with the sealing member 30 and protected from environmental gases.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of a light-emitting device 40 which is a first modified example of the first embodiment.
  • the light-emitting device 40 of this modified example 1 has a light-diffusing layer 41 provided on the upper surface (light-emitting surface) of the light-emitting device 10 of the first embodiment (see FIG. 3A), i.e., on the sealing member 30.
  • the diffusion layer 41 is a layer that contains, for example, titanium oxide, zinc oxide, or white ceramic containing alumina or zirconia with a particle size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m. It diffuses the light emitted from the light-emitting element 21 and the light emitted from the light conversion member contained in the sealing member 30.
  • the directional characteristics of the light emitting device can be changed from approximately Lambertian to an umbrella shape with a wide half-value angle (directional angle at which the intensity is 50%).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a light-emitting device 50 which is a modified example 2 of the first embodiment.
  • the light-emitting device 50 of the modified example 2 has a structure in which the sealing member 30 of the light-emitting device 10 of the first embodiment (see FIG. 3A) is replaced with a transparent sealing member (hereinafter, transparent sealing member) 51.
  • the transparent sealing member 51 is made of silicone resin.
  • the light emitting device 50 has an optical reflection plate 52 provided on the upper surface of the transparent sealing member 51.
  • the optical reflection plate 52 has an optical multilayer film 52R provided on a transparent glass plate.
  • the optical multilayer film 52R has the property of reflecting light in the wavelength band of approximately 430 nm to 460 nm with a reflectance of 20% to 80%.
  • the optical multilayer film 52R is set so that the transmittance of light that is perpendicularly incident on the optical multilayer film 52R is low, and the transmittance of light that is obliquely incident is high.
  • the directivity characteristic can be changed from approximately Lambertian to an umbrella shape with a wide half-value angle (directivity angle at which the intensity is 50%).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a light-emitting device 60 which is a third modified example of the first embodiment.
  • the light-emitting device 60 of this third modified example has a gas-barrier coating layer 61 which covers the entire surface (i.e., the upper surface and all four side surfaces) of the sealing member 30 of the light-emitting device 10 of the first embodiment (see FIG. 3A).
  • the sealing member 30 is coated with an outer layer 61 made of a resin with high gas barrier properties, such as a fluorine-based resin. Therefore, the light-emitting device 60 is excellent in durability and reliability due to its ability to block environmental gases, etc.
  • the light extraction efficiency can be improved by using a resin with a low refractive index for the coating layer 61, such as a silicone resin with a low refractive index or a silicone resin with nano-sized pores on the surface.
  • a resin with a low refractive index for the coating layer 61 such as a silicone resin with a low refractive index or a silicone resin with nano-sized pores on the surface.
  • the present invention can provide a light-emitting device that prevents peeling between the resin and the lead frame, and also prevents disconnection defects, curling of the resin molding, and internal damage.
  • Light emitting device 11 Substrate molded body 11A: Resin frame 11S: Upper surface (first main surface) 11R: Back surface (second main surface) 12: Lead frame 12A, 12B, 12C: Leads (lead electrodes) 12A1, 12B1, 12C1: First protrusion 12A2, 12B2, 12C2: Second protrusion 12AM, 12BM, 12CM: Lead body 21, 22: Light emitting element (semiconductor light emitting element) 21A, 22A: First electrodes (element electrodes) 21B, 22B: Second electrodes (element electrodes) 30: Sealing member 30S: Outer edge protrusion (sealing member skirt portion) 41: Light diffusion layer 51: Transparent sealing member 52R: Optical multilayer film 61: Gas barrier coating layer CE: End face of protruding end GR: Separation groove ST: Step portion SA: Step side surface SB: Step bottom surface

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Abstract

樹脂とリードフレームとの剥離が防止され、接合強度が高く、また断線不良、樹脂成形体のカール及び内部損傷等が防止された発光装置を提供する。発光装置１０は、板状のリード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとリード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを埋設する樹脂枠体１１Ａとからなり、リード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが露出する、互いに平行な上面１１Ｓ及び裏面１１Ｒを有する基板成形体１１と、基板成形体１１の上面１１Ｓから露出したリード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ上に実装された発光素子２１，２２と、基板成形体１１の上面１１Ｓ及び発光素子２１，２２を覆う封止部材３０と、を備えている。基板成形体１１は、外縁部が上面１１Ｓ１，２２を覆うから窪んだ環状の段差部ＳＴを有し、リード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各々は、基板成形体１１の外縁に向いてリード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ，１２ＣＭから突出し、かつ突出端の端面ＣＥ全体が段差部ＳＴの側面ＳＡと同一面上に露出した第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１を有し、封止部材３０は、基板成形体１１の段差部ＳＴを覆う外縁凸部３０Ｓを有している。

Description

半導体発光装置
　本発明は、発光装置、特にリードフレームに発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子が実装された発光装置に関する。
　従来、インサート成形によって樹脂体をリードフレームに設け、ダイサーで切断して形成される発光装置が知られている。
　例えば、特許文献１には、切り欠き部を設けたリードフレームに樹脂成形体を形成し、切り欠き部に沿って樹脂成形体とリードフレームとを切断して発光装置を形成する方法が開示されている。
　また、特許文献２には、発光素子と第１及び第２のリードとを一体成形してなる第１の樹脂成形体と、発光素子を被覆する蛍光体を含有する第２の樹脂成形体とを有する表面実装型発光装置が開示されている。
特開２０１０－６２２７２号公報 特開２００６－１５６７０４号公報
　しかしながら、一体成形された樹脂及びリードフレームの切断によって、樹脂とリードフレームとの剥離、断線不良、リードフレーム端面からの腐食進行等の問題が生じるおそれがあった。さらに、リードフレームの切断に起因する樹脂成形体のカール、切断応力によって、装置内部の接合部材及び接続部材等の損傷等の問題が生じるおそれがあった。
　本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、樹脂とリードフレームとの剥離が防止され、リードフレーム端面からの腐食、また断線不良、樹脂成形体のカール及び内部損傷等が防止されることが図られた発光装置を提供することを目的としている。
　本発明の１態様による発光装置は、
　板状の複数のリード電極と前記複数のリード電極を埋設する樹脂枠体とからなり、前記複数のリード電極が露出する、互いに平行な第１及び第２の主面を有する基板成形体と、
　前記基板成形体の前記第１の主面から露出した前記リード電極上に実装された半導体発光素子と、
　前記基板成形体の前記第１の主面及び前記半導体発光素子を覆う封止部材と、を備え、
　前記基板成形体は、外縁部が前記第１の主面から窪んだ環状の段差部を有し、
　前記複数のリード電極の各々は、前記基板成形体の外縁に向いて前記リード電極の本体部から突出し、かつ突出端の端面全体が前記段差部の側面と同一面上に露出した第１の突出部を有し、
　前記封止部材は、前記基板成形体の前記段差部を覆う外縁凸部を有している。
第１の実施形態による発光装置の上面を示す図である。 第１の実施形態による発光装置の側面を示す図である。 第１の実施形態による発光装置の裏面を示す図である。 発光装置の封止部材を取り除いた状態の内部構造を模式的に示す上面図である。 図２Ａに示す中心線ＣＸ－ＣＸに垂直な方向Ｓから発光装置を見た場合を示す図である。 図２Ａに示す線Ａ－Ａに沿った発光装置の断面を示す断面図である。 図２Ａに示す線Ｂ－Ｂに沿った発光装置の断面を示す断面図である。 基板成形体の上面を示す平面図である。 図４Ａに示す線Ｂ－Ｂに沿った基板成形体の断面を示す断面図である。 図４Ａに示す線Ａ－Ａに沿った基板成形体の断面を示す断面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ１を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ２を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ３，Ｓ４を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ５を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ６を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ７を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ８を示す平面図である。 発光装置の製造工程のステップＳ９を示す平面図である。 第１の実施形態の改変例１である発光装置の断面を示す断面図である。 第１の実施形態の改変例２である発光装置の断面を示す断面図である。 第１の実施形態の改変例３である発光装置の断面を示す断面図である。
　以下においては、本発明の好適な実施形態について説明するが、適宜改変し、組合せてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
［第１の実施形態］
　図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、本発明の第１の実施形態による発光装置１０の、それぞれ上面、側面及び裏面を示す図である。発光装置１０は、基板成形体１１上に封止部材３０が形成されている。
　図１Ｃに示すように、発光装置１０の基板成形体１１は、板状の複数のリード電極（以下、単にリードともいう。）及び樹脂枠体１１Ａを有している。より具体的には、発光装置１０は、発光装置１０の裏面から露出した第１のリード１２Ａ、第２のリード１２Ｂ及び第３のリード１２Ｃを有している。
　図２Ａは、発光装置１０の封止部材３０を取り除いた状態の内部構造を模式的に示す上面図である。また、図２Ｂは、図２Ａに示す中心線ＣＸ－ＣＸに垂直な方向（図中、方向Ｓ）から発光装置１０を見た場合を示す側方図である。なお、内部構造の理解の容易さのため、封止部材３０を取り除いた状態を模式的に示している。
　また、図３Ａは、図２Ａに示す線Ａ－Ａに沿った発光装置１０の断面を示す断面図である。図３Ｂは、図２Ａに示す線Ｂ－Ｂに沿った発光装置１０の断面を示す断面図である。
　図２Ａ、図２Ｂ及び図３Ａに示すように、２つの半導体発光素子（以下、単に発光素子という。）２１及び発光素子２２が、基板成形体１１の上面から露出したリードに接合されて実装されている。
　より具体的には、図２Ａ及び図３Ａに示すように、発光素子２１は、裏面に、素子電極である第１の電極２１Ａ（例えば、アノード）及び第２の電極２１Ｂ（例えば、カソード）を有している。第１の電極２１Ａは接合部１６Ａによって第１のリード１２Ａに電気的に接続され、第２の電極２１Ｂは接合部１６Ｂによって第２のリード１２Ｂに電気的に接続されている。
　また、発光素子２２は、裏面に、第１の電極２２Ａ（例えば、アノード）及び第２の電極２２Ｂ（例えば、カソード）を有している。第１の電極２２Ａは接合部１７Ａによって第２のリード１２Ｂに電気的に接続され、第２の電極２２Ｂは接合部１７Ｂによって第３のリード１２Ｃに電気的に接続されている。
　この場合、第１のリード１２Ａ及び第３のリード１２Ｃはそれぞれ発光装置１０のアノード及びカソードとして機能し、第２のリード１２Ｂは発光素子２１及び発光素子２２を直列接続する中間電極（中継電極）として機能する。
　発光素子２１及び発光素子２２は、図２Ｂ及び図３Ａに示すように、その上面が出射面であり、素子の上方に向けて出射光ＬＥを放射する。より詳細には、発光素子２１及び発光素子２２の上面と同じ材質からなる連続する側面は副出射面であり、素子の側方に向けても一定量の出射光を放射する。
　発光素子２１及び２２は、例えば、青色の放出光を発する半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）である。具体的には、発光素子２１及び２２は、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層を含む半導体構造層が形成された窒化ガリウム系のＬＥＤである。
　なお、発光素子２１及び２２は、その発光色は青色に限られず、また、窒化ガリウム系以外の結晶系の半導体構造層を用いてもよい。さらに、発光素子２１及び２２は、ＬＥＤに限られず、半導体レーザ等であってもよい。
　封止部材３０は、基板成形体１１の上面１１Ｓの全体を覆い、発光素子２１，２２等の基板成形体１１上に設けられた部材を埋め込むように形成されている。
　封止部材３０は、波長変換材が含まれた透光性樹脂からなる。透光性樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。
　また、波長変換材として、青色ＬＥＤ光を受けて黄色光を発する蛍光体粒子が含まれている。したがって、封止部材３０の出射面からは白色光が出射される。また、波長変換材として、青色ＬＥＤ光を受けて緑色光、赤色光及び緑黄色光を発する蛍光体粒子であってもよい。また、波長変換材として、同様な作用のあるナノ波長変換粒子でもよい。
　なお、蛍光体は、特に限定されないが、例えばＹＡＧ（イットリウムムアルミニウムガーネット）、ＬｕＡＧ（ルテチウムアルミニウムガーネット）、ＧＹＡＧ（ガドリニウムアルミニウムガーネット）、α、βサイアロン、ＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ、ＫＳＦ等の各種蛍光体を適宜用いることができる。
　また、ナノ波長変換粒子としてはＣｄＴｅ系、ＺｎＣｄＳｅ系、ＩｎＮ系、ＡｇＩｎＳ2系、ＰｄＳ系などのII－VI族系、II－Ｖ－VI族系、III－Ｖ族系、Ｉ－III－IV族系、IV－VI族系の量子ドット（QD:Quantum Dot）を適宜用いることができる。なお、ナノ波長変換粒子の場合は、発光素子２１及び２２の出射面に直接塗布することもできる。
　また、発光装置１０には、第１のリード１２Ａに接合され、第２の電極２１ＢにボンディングワイヤＢＷで電気的に接続された保護素子２５が設けられている。すなわち、保護素子２５は、直列接続された発光素子２１及び発光素子２２と並列に接続されている。
　保護素子２５は、ツェナーダイオードを例示することができるが、これに限らない。保護素子２５としてバリスタ等を用いることもできる。また、保護素子２５は、キャパシタ、抵抗、受光素子等の受動素子が設けられていてもよい。
（１）樹脂枠体及びリード
　以下に、基板成形体１１について図面を参照して詳細に説明する。図４Ａは、基板成形体１１の上面を示す平面図である。図４Ｂ及び図４Ｃは、それぞれ図４Ａに示す線Ｂ－Ｂ及び線Ａ－Ａに沿った基板成形体１１の断面を示す断面図である。
　基板成形体１１は、リード１２Ａ、リード１２Ｂ及びリード１２Ｃからなる複数のリード（以下、発光装置１０のリードフレーム１２ともいう。）と、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃを保持する樹脂枠体１１Ａとを有している。
　より詳細には、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃに樹脂枠体１１Ａがインサート成形され、樹脂枠体１１Ａがリード間の間隙を埋設しつつ矩形板状の基板成形体１１として形成されている。
　樹脂枠体１１Ａは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂に酸化チタン粒子等の光反射性粒子を加えて形成されている。あるいは、樹脂枠体１１Ａは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂にカーボンブラック等の光吸収性粒子を加えて形成してもよい。
　リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃは、互いに離間して形成されている。なお、以下において、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃを特に区別しない場合は、単にリード１２と称する。
　リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃのコア材（芯材）は、良エッチング性（腐食性）の金属である銅（Ｃｕ）からなり、表面には耐食性の金属であるニッケル／金（Ｎｉ／Ａｕ）または、ニッケル／パラジウム／金（Ｎi／Ｐｄ／Ａｕ）がメッキされている。
 また、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの表面には反射率の高いニッケル（Ｎｉ）／銀（Ａｇ）のメッキ層が設けられていてもよい。
　リードの最表面が耐腐食性のＡｕであるならば、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃへの発光素子２１，２２の接合、及び、回路基板（図示しない）上への発光装置１０のはんだ実装を安定に行うことができる。またリードの最表面が反射率の高いＡｇであるならば、発光素子２１，２２の光出力を向上することができる。
　なお、　リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃ（すなわちリードフレーム１２）のコア材としては、腐食性の金属であるアルミニウム（Ａｌ）、鉄－ニッケル－コバルト（Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ）等の鉄合金などを用いることができる。
　また、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの表面には、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の耐食性の金属層を設けることもできる。
　図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、基板成形体１１は、リード１２Ａ、リード１２Ｂ及びリード１２Ｃの上面と樹脂枠体１１Ａの上面とが同一面である上面１１Ｓを有している。また、リード１２Ａ、リード１２Ｂ及びリード１２Ｃの裏面と樹脂枠体１１Ａの裏面とが同一面である裏面１１Ｒを形成している。すなわち、樹脂枠体１１Ａの厚さとリードフレーム１２の厚さとは同一である。
　なお、本明細書において「同一」又は「同一面」とは、インサート成形等によって、リードフレーム１２と樹脂との基板成形体１１を形成して得られる程度の実質的な同一又は同一面を意味する。
　したがって、基板成形体１１は、互いに平行な２つの主面、すなわち、上面１１Ｓ（第１の主面）及び裏面１１Ｒ（第２の主面）を有している。そして、リード１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃは上面１１Ｓ及び裏面１１Ｒにおいて露出している。
　なお、リード１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの上面／裏面と樹脂枠体１１Ａの上面／裏面とが同一面であることが好ましい。但し、必ずしも同一面でなくてもよい。
　基板形成体１１の上面と裏面が同一面であるならば、例えば、基板形成体１１の上面に発光素子２１，２２の実装が容易になる。また、回路基板（図示しない）への発光装置１０の実装が容易になる。すなわち、発光装置１０の断線不良などの損傷を防ぐことができる。また、基板形成体１１の上面と裏面が同一面又は非同一面の何れであっても、基板形成体１１は発光装置１０の裏面側への光漏れを防止し、裏面からの環境ガス等の侵入を遮蔽する。
　また、図４Ａ～図４Ｃに示すように、リード１２Ａ、リード１２Ｂ及びリード１２Ｃは、それぞれリード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭ（破線で囲んで示している）と、リード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭの周囲部に設けられ、リード面内において突出する突出部とを有し、当該突出部にはリード本体部よりも厚さの小なる薄肉部が形成されている。
　より詳細には、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃは、それぞれリード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃから基板成形体１１の外縁（側面）に向いて突出した第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１を有している。
　具体的には、リード１２Ａは、それぞれ互いに直交する方向に突出した２つの突出部１２Ａ１を有し、リード１２Ｃは、当該直交方向に突出した２つの突出部１２Ｃ１を有している。また、リード１２Ｂは、当該直交方向に突出した４つの突出部１２Ｂ１を有している。
　また、リード１２Ａ及びリード１２Ｂの各々は、それぞれ他方のリード１２Ｂ及びリード１２Ａに向けて突出した第２の突出部１２Ａ２及び１２Ｂ２を有している。また、リード１２Ｃ及びリード１２Ｂの各々は、それぞれ他方のリード１２Ｂ及び１２Ｃに向けて突出した第２の突出部１２Ｃ２及び１２Ｂ２を有している。すなわち、リード１２Ｂは、リード１２Ａ２及びリード１２Ｃ２に対向する２つの第２の突出部１２Ｂ２を有している。なお、本実施形態においては２つの突出部１２Ｂ２は一体化している。
　リード１２Ａの突出部１２Ａ２及びリード１２Ｂの突出部１２Ｂ２間には発光素子２１が実装され、リード１２Ｃの突出部１２Ｃ２及びリード１２Ｂの突出部１２Ｂ２間には発光素子２２が実装され、発光素子２１及び発光素子２２が直列接続されている。
　図４Ａ～図４Ｃに示すように、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１及び第２の突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２は、リード１２Ａ、リード１２Ｂ及びリード１２Ｃの上部に設けられ、厚さが薄い薄肉部として形成されている。なお、図２Ａに示すように、リード１２Ｃは、中心線ＣＹに対してリード１２Ａに対称な形状を有している。
　より詳細には、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１及び第２の突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２は、いわゆるハーフエッチングによって、リードの裏面からリードの厚さに対して、例えば５０％程度の深さで削られて形成されている。
　また、リード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭの裏面が基板成形体１１の裏面から露出しており（図１Ｃを参照）、リード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭの当該露出面が発光装置１０を回路基板の配線上に実装する際の実装電極面である。
　すなわち、リード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭ以外のリード周囲部が裏面側からのエッチングによって薄肉化されている。したがって、この構造によりリード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃと樹脂枠体１１Ａの樹脂との接着面積が増加し、かつ樹脂充填部が一体化するので電極から剥離することを防止することができる。また、薄肉化されているので、リードフレーム１２の切断が容易である。
　なお、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１及び第２の突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２は、全体が薄肉部として形成されている場合について説明したが、これに限らず、薄肉部が突出部の端部に部分的に設けられていてもよい。すなわち、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１、及び、第２の突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２が、リード本体部よりも小なる厚さの端部（薄肉端部）を有していてもよい。
　図４Ａ～図４Ｃに示すように、基板成形体１１の外縁部には矩形環状の段差部ＳＴが設けられている。段差部ＳＴは、段差側面ＳＡ及び段差底面ＳＢからなる。より詳細には、基板成形体１１の樹脂枠体１１Ａの側面全体が内側に段差状に削られた形状を有し、樹脂枠体１１Ａの上面が基板成形体１１の上面１１Ｓから窪んだ段差部ＳＴが設けられている。
　ここで、樹脂枠体１１Ａの段差側面ＳＡと、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１の先端の端面ＣＥ（以下、突出端の端面ＣＥという。）とは同一面上にあり、図２Ｂに示すように、突出端の端面ＣＥの全体が樹脂枠体１１Ａの段差側面ＳＡから露出している。
　また、図４Ａに示すように、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１の端部（端面ＣＥ）は、段差部ＳＴの段差底面ＳＢの幅だけ基板成形体１１の外側面（すなわち、発光装置１０の外側面）よりも内側にある。
　なお、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１は、インサート形成後、１単位の基板成形体１１に含まれる形状になるように、これに隣接する基板成形体１１との間を段差ＳＴの段差側面ＳＡの高さ（深さ）及び段差底面ＳＢの幅でハーフダイシング（分離溝形成工程）することによって形成することができる。したがって、隣接する基板成形体１１間のリード間には間隙が空いて、第１の突出部の突出端の端面ＣＥは、基板成形体１１の外側面よりも内側にあり、端面ＣＥの全体にはリードフレーム１２のコア材が露出している。
　再び、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、封止部材３０は、基板成形体１１の上面側の全体を覆い、基板成形体１１の上面上に設けられた発光素子等を埋設及び封止している。
　より詳細には、図３Ａに示すように、発光素子２１及び発光素子２２が実装された基板成形体１１上を封止樹脂で封止したとき、段差部ＳＴを封止部材３０の外縁凸部（以下、封止部材スカート部ともいう。）３０Ｓが基板成形体１１の外縁全体に亘って覆う構造となる。したがって、封止部材３０の接合強度が向上し、剥離を防止することができる。
　また、図３Ｂに示すように、封止部材３０の外縁凸部３０Ｓがリード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１の突出端の端面（切断端面）ＣＥを被覆している。したがって、電極コア材である銅（Ｃｕ）が露出する端面ＣＥが封止部材３０によって被覆され、環境ガス等による腐食が防止される。
　さらに、発光装置製造における個片化工程においては、電極（リードフレーム）を切断しない。すなわち、個片化の際にリードを切断する従来の方法では、リードの切断応力が発光装置の内部に及ぶが、本実施形態によれば、個片化の際にリードを切断しないので、発光装置の内部への当該切断応力は生じず、接続部材の破断及び素子接合部等の内部損傷を防止でき、信頼性の高い発光装置を製造することができる。
　なお、本実施形態においては、中間電極（中継電極）として機能する第２のリード１２Ｂを設けた場合について説明した。かかる中間電極（第２のリード１２Ｂ）を設けることにより、第２のリード１２Ｂは発光素子２１及び発光素子２２の共通の放熱経路として機能する。したがって、発光装置１０の高温環境下における光出力を向上することができる。また、当該中間電極は複数の発光素子の温度を平衡させ、当該複数の発光素子が安定した光学特性を発揮するのに役立つ。
　なお、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１がリード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの上面部に設けられた場合について説明した。しかし、第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１はリード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの厚さ方向における中央部に設けられていてもよい。この場合、当該第１の突出部は、裏面側からのリードのエッチングに加え、上面側からもリードをエッチングすることで形成することができる。
　上記実施形態においては、第２のリード１２Ｂ（中継電極）を含む３つのリードが設けられた基板成形体１１について説明したが、これに限定されない、基板成形体１１には２つ以上のリードが設けられていればよい。また、この場合、リードの各々は、基板成形体１１の外縁に向いて突出した第１の突出部を有していればよい。
　また、２つの発光素子が設けられた発光装置について説明したが、少なくとも１つの発光素子が設けられていればよい。
（２）発光装置の製造方法
　以下に発光装置１０の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。図５Ａ～図５Ｈは、発光装置１０の製造工程のステップＳ１～Ｓ８を示す平面図である。なお、図５Ａ及び図５Ｂはリードフレーム用のコア材ＣＲの裏面を示し、図５Ｃ～図５Ｈは、リードフレーム１２の上面側（発光素子２１，２２の実装面側）を示している。
（Ｓ１）コア材の準備
　始めに、複数の発光装置を形成する大きさのリードフレーム１２用のコア材ＣＲを用意する（図５Ａ）。コア材ＣＲとして、例えば、銅（Ｃｕ）又は銅合金を用いている。
（Ｓ２）ハーフエッチング工程
　発光装置１０の電極実装部であるリード本体部１２ＡＭ，１２ＢＭ及び１２ＣＭ及びコア材ＣＲ（リードフレーム１２）の外枠１２ＦＲを除く部分（ハーフエッチング領域ＥＲ）をコア材ＣＲの厚さの１／３～２／３をエッチングして薄くする（図５Ｂ：コア材ＣＲの裏面）。
（Ｓ３）抜き工程
　コア材ＣＲのリード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃとなる以外の部分を打ち抜いて、リードフレーム１２を形成する（図５Ｃ：リードフレーム１２の上面）。すなわち、リードフレーム１２は複数の発光装置１０のリードが繋がったものである。なお、発光装置１０の１単位に対応する領域を破線で示している。
　また、リードフレーム１２は先のＳ２工程と同様なエッチング工程でも形成できる。具体的には、エッチング工程Ｓ２を完了したリードフレームの裏面側（図５Ｂ）をレジストなどで全面保護し、次にリードフレームの表面側（図５Ｃ）にリード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃとなる部分をレジストマスクで保護する。その後、レジストマスクで保護されてないリードフレームの部分をエッチング除去することでリードフレーム１２を形成することができる。
（Ｓ４）メッキ工程
　リードフレーム１２の表面をニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）および、ニッケル／パラジウム／金（Ｎi／Ｐｄ／Ａｕ）でメッキしてメッキ層を形成する（図５Ｃ）。
（Ｓ５）樹脂充填工程
　リードフレーム１２を成形型で挟みこむ。続いて、加熱しつつ熱硬化性樹脂を成形型に注入し、硬化して樹脂成形体を形成する（インサート成形）（図５Ｄ）。
　なお、透光性かつ熱硬化性のシリコーン樹脂を用い、光反射粒子として酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を含有させた。ＴｉＯ2粒子の粒径は２００ｎｍ～３００ｎｍ、充填量は８ｗｔ％～５４ｗｔ％が好ましい。
　当該樹脂は、リードフレーム１２の間隙部とハーフエッチング領域ＥＲに充填される。これにより基板成形体１１が樹脂でつながった成形体が得られる。なお、図５Ｄには、基板成形体１１の１単位に対応する領域を一点鎖線で示している。
　また、樹脂枠体１１Ａの厚さはリードフレーム１２の厚さと同一であり、基板成形体１１の表面及び裏面は平坦である。このように、樹脂枠体１１Ａの厚みをリードフレーム１２の厚みと同一にすることで、樹脂成型体である基板成形体１１のカールを防止できる。また、カールしないので樹脂枠体１１Ａとリードフレーム１２の剥離も防止できる。
（Ｓ６）分離溝形成工程
　樹脂充填したリードフレーム１２にダイサーを用いて分離溝ＧＲを形成する。より具体的には、ダイシングブレードＤＢによって上面側（素子搭載面側）から樹脂成型体１１の樹脂枠体１１Ａ及びリードフレーム１２を削って分離溝ＧＲを形成する（図５Ｅ）。分離溝ＧＲは、ダイシング以外にレーザ加工によっても形成できる。例えば、樹脂部の照射強度を弱くして、リードフレーム１２部の照射強度を強くするなどのスキャニングをすることで、分離溝ＧＲを形成することができる。このように分離溝形成工程によって、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃが基板成形体１１の１単位に分離される。
　より具体的には、分離溝ＧＲの深さは、リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの薄肉部である第１の突出部１２Ａ１，１２Ｂ１及び１２Ｃ１及び第２の突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２の厚さ以上である。また、溝幅はこれに限定されないが、例えば、０．２～０．４ｍｍ程度である。
　図５Ｅには、基板成形体１１の１単位に対応する領域を一点鎖線で示している。
（Ｓ７）素子実装工程
　リード１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃの突出部１２Ａ２，１２Ｂ２及び１２Ｃ２上と、リード１２Ａ上とにはんだペーストを塗布する（図５Ｆ。また、図２Ａ，図３Ａを参照）。続いて、はんだペーストと素子電極が重なるように発光素子２１，２２及び保護素子２５を載置し、はんだペーストが溶融する温度まで加熱して、発光素子２１，２２及び保護素子２５を各リードに接合する。
　溶融温度は、例えば、Ａｕ－２０ｗｔ％Ｓｎはんだの場合では約３００℃、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系はんだの場合では約２４０℃である。また、異方性導電性ペーストを用いてもよく、その場合、溶融温度は約１８０℃である。
　本実施形態においては、樹脂成型体である基板成形体１１がカールすることなく平坦なので、発光素子２１及び２２を正確に接合することができるので断線不良を低減できる。また、発光素子２１及び２２を接合後においても接合部に基板成形体１１がカールすることで発生する応力が加わらないので断線不良を防止できる。
　ワイヤボンディングが必要な場合は、素子電極（例えば、保護素子２６の素子電極）と対応するリード間をボンディングワイヤＢＷ（Ａｕワイヤ）で接続する。本実施形態では、保護素子２５の素子電極とリード１２Ｃの間をボンディングワイヤＢＷで接続する。
（Ｓ８）封止部材形成工程
　リードフレーム１２の外枠１２ＦＲの上面上に樹脂を用いてダム枠体３２を形成する（図５Ｇ）。なお、図５Ｇにおいては、発光装置１０の１単位を一点鎖線で示している。また、発光装置１０の１単位と内部構造との関係の理解の容易さのため、発光装置１０内のリード、発光素子、保護素子等の内部構造を示している。
　ダム枠体３２の形成後、ダム枠体３２の内部に封止部材３０となる蛍光体が含有された樹脂を、素子が被覆される量だけ注入し、加熱硬化して封止部材３０を形成する。実施形態においては緑色の蛍光を発するβサイアロン蛍光体と赤色の蛍光を発するＫＦＳ蛍光体を含有したシリコーン樹脂を用いた。
　封止部材は、コンプレッションモールド法によっても形成できる。具体的には、基板成形体１１（個片化前の基板成形体）が嵌まり込む凹部を備えた金型に、封止部材３０となる蛍光体を含有したシリコーン樹脂を所定量流し込む。次に、素子が実装された基板成形体１１の素子実装面側を当該のシリコーン樹脂に素子が実装された面が浸るまで浸液する。この状態で加熱硬化して封止部材３０を形成する。
　以上、この段階において基板成形体１１のリードフレーム１２の突出端の端面ＣＥが封止部材３０で覆われて環境ガスから保護される。
（Ｓ９）個片化工程
　薄刃のダイシングブレードＤＢで分離溝ＧＲの中央線に沿って切断して発光装置１０を切り出し、個片化する（図５Ｈ）。
　かかる個片化においては、樹脂のみを切断するので発光素子の内部、発光素子の接合部に応力を与えることなく、簡単に切断できる。
　以上の工程により、発光装置１０の製造が完了する。
［第１の実施形態の改変例］
　以下に、第１の実施形態の改変例について説明する。図６は、第１の実施形態の改変例１である発光装置４０の断面を示す断面図である。
　本改変例１の発光装置４０は、第１の実施形態の発光装置１０（図３Ａを参照）の上面（光出射面）上、すなわち封止部材３０上に光拡散性の層である光拡散層４１が設けられている。
　拡散層４１は、例えば、粒径１０μｍ～５０μｍの酸化チタン、酸化亜鉛、またはアルミナやジルコニアを含む白色セラミックが含まれた層である。発光素子２１から出射された光、及び封止部材３０に含まれる光変換部材から出射される光を拡散する。
　拡散層４１を設けることによって、発光装置の指向特性を略ランバシアンから半値角（強度が５０％となる指向角）が広がったアンブレラ状にすることができる。
　図７は、第１の実施形態の改変例２である発光装置５０の断面を示す断面図である。本改変例２の発光装置５０は、第１の実施形態の発光装置１０（図３Ａを参照）の封止部材３０が透明な封止部材（以下、透明封止部材）５１に置き換えられた構造を有している。例えば、透明封止部材５１はシリコーン樹脂からなる。
　さらに、発光装置５０は、透明封止部材５１の上面上に設けられた光学反射プレート５２を有している。光学反射プレート５２は、透明なガラスプレート上に設けられた光学多層膜５２Ｒを有している。
　例えば、発光素子２１の発光色が青色（例えば、波長４４５ｎｍ）のとき、光学多層膜５２Ｒは、波長帯域４３０ｎｍ～４６０ｎｍ程度の光を反射率２０％～８０％で反射する特性を有している。
　すなわち、光学多層膜５２Ｒは、光学多層膜５２Ｒへ垂直入射する光の透過率は低く、斜め入射した光の透過率が高くなるように設定されている。このように、光学多層膜を設けると指向特性が略ランバシアンから半値角（強度が５０％となる指向角）が広がったアンブレラ状にすることができる。
　図８は、第１の実施形態の改変例３である発光装置６０の断面を示す断面図である。本改変例３の発光装置６０は、第１の実施形態の発光装置１０（図３Ａを参照）の封止部材３０の全面（すなわち、上面及び４側面の全面）を覆うガスバリア性の被覆層６１を有している。
　より具体的には、封止部材３０をガスバリア性の高い樹脂である、例えばフッ素系の樹脂でアウターコーティングして被覆層６１が形成されている。したがって、発光装置６０は、環境ガス等の遮蔽により、耐久性及び信頼性に優れている。
　また、被覆層６１の樹脂に低屈折率の樹脂である、例えば低屈折率性のシリコーン樹脂、または表面部にナノサイズポア（気孔）備えたシリコーン樹脂等を採用することにより、光取り出し効率が向上する。
　以上、詳細に説明したように、本発明によれば、樹脂とリードフレームとの剥離が防止され、また断線不良、樹脂成形体のカール及び内部損傷等が防止された発光装置を提供することができる。
　１０，４０，５０，６０：発光装置
　１１：基板成形体
　１１Ａ：樹脂枠体
　１１Ｓ：上面（第１の主面）
　１１Ｒ：裏面（第２の主面）
　１２：リードフレーム
　１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ：リード（リード電極）
　１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１：第１の突出部
　１２Ａ２，１２Ｂ２，１２Ｃ２：第２の突出部
　１２ＡＭ，１２ＢＭ，１２ＣＭ：リード本体部
　２１，２２：発光素子（半導体発光素子）
　２１Ａ，２２Ａ：第１の電極（素子電極）
　２１Ｂ，２２Ｂ：第２の電極（素子電極）
　３０：封止部材
　３０Ｓ：外縁凸部（封止部材スカート部）
　４１：光拡散層
　５１：透明封止部材
　５２Ｒ：光学多層膜
　６１：ガスバリア性の被覆層
　ＣＥ：突出端の端面
　ＧＲ：分離溝
　ＳＴ：段差部
　ＳＡ：段差側面
　ＳＢ：段差底面

Claims (9)

  1. 　板状の複数のリード電極と前記複数のリード電極を埋設する樹脂枠体とからなり、前記複数のリード電極が露出する、互いに平行な第１及び第２の主面を有する基板成形体と、
    　前記基板成形体の前記第１の主面から露出した前記リード電極上に実装された半導体発光素子と、
    　前記基板成形体の前記第１の主面及び前記半導体発光素子を覆う封止部材と、を備え、
    　前記基板成形体は、外縁部が前記第１の主面から窪んだ環状の段差部を有し、
    　前記複数のリード電極の各々は、前記基板成形体の外縁に向いて前記リード電極の本体部から突出し、かつ突出端の端面全体が前記段差部の側面と同一面上に露出した第１の突出部を有し、
    　前記封止部材は、前記基板成形体の前記段差部を覆う外縁凸部を有する、半導体発光装置。
  2. 　前記第１の突出部は、前記リード電極の前記本体部よりも小なる厚さの薄肉端部を有する請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 　前記第１の突出部の前記突出端の前記端面は切断端面である請求項１に記載の半導体発光装置。
  4. 　前記第１の突出部の前記突出端の前記端面を除き、前記複数のリード電極の表面にはメッキ層が施され、前記突出端の前記端面には前記リード電極の芯材が露出している請求項１に記載の半導体発光装置。
  5. 　前記複数のリード電極の各々は、他のリード電極に向けて突出し、前記第１の主面から露出した第２の突出部を有する請求項１に記載の半導体発光装置。
  6. 　前記第２の突出部は、前記リード電極の前記本体部よりも小なる厚さの薄肉端部を有する請求項５に記載の半導体発光装置。
  7. 　前記第２の突出部の突出端の端面は切断端面である請求項５に記載の半導体発光装置。
  8. 　前記半導体発光素子は、前記複数のリード電極の前記第２の突出部上に実装されている請求項５に記載の半導体発光装置。
  9. 　前記半導体発光装置の外側面に露出する前記基板形成体と前記封止部材とが同一面である請求項１に記載の半導体発光装置。
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