(57)【要約】【課題】高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現するための、金属リードフレームと樹脂の剥離が無く、高強度な光学半導体装置用基板及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】発光素子を搭載するための第１のリードフレームと、前記発光素子と電気的に接続される第２のリードフレームとを有する光学半導体装置用基板であって、前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち前記発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とが一体成型されたものであり、前記樹脂枠部の上端の高さ位置が前記搭載する発光素子の上端より低いものであることを特徴とする光学半導体装置用基板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を搭載するための第１のリードフレームと、前記発光素子と電気的に接続される第２のリードフレームとを有する光学半導体装置用基板であって、
前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち前記発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とが一体成型されたものであり、前記樹脂枠部の上端の高さ位置が前記搭載する発光素子の上端より低いものであることを特徴とする光学半導体装置用基板。
【請求項２】
前記基台部と樹脂枠部とがトランスファーモールドによって一体成型されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学半導体装置用基板。
【請求項３】
前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部は熱硬化性樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学半導体装置用基板。
【請求項４】
前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部は酸化チタン、又は酸化アルミニウムを含むものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板。
【請求項５】
前記基台部に、表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分と、全て金属から成る部分とを有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板。
【請求項６】
前記樹脂枠部の前記基台部表面を覆う部分が前記搭載する発光素子を封止材で封止する領域の内側まで伸長したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板が集合した集合基板であって、
前記集合基板の外周には前記集合した光学半導体装置用基板を取り囲むガイドフレーム部を有し、該ガイドフレーム部には、前記一体成型する際に使用する金型のゲート部又はエアベント部に隣接する位置に樹脂ダム構造を有することを特徴とする集合基板。
【請求項８】
光学半導体装置であって、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板又は請求項７に記載の集合基板の前記第１のリードフレームに発光素子が搭載され、該搭載された発光素子が封止材により封止されたものであることを特徴とする光学半導体装置。
【請求項９】
発光素子を搭載するための第１のリードフレームと、前記発光素子と電気的に接続される第２のリードフレームとを有する光学半導体装置用基板の製造方法であって、
前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち前記搭載する発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とを、前記樹脂枠部の上端の高さ位置が前記搭載する発光素子の上端より低くなるように一体成型する工程を含むことを特徴とする光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記基台部と樹脂枠部の一体成型をトランスファーモールドによって行うことを特徴とする請求項９に記載の光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部を熱硬化性樹脂とすることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１２】
前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部に酸化チタン、又は酸化アルミニウムを含めることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１３】
前記基台部と樹脂枠部を一体成型する工程において、前記基台部に、表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分と、全て金属から成る部分とを成型することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１４】
前記基台部と樹脂枠部を一体成型する工程において、前記樹脂枠部の前記基台部表面を覆う部分を前記搭載する発光素子を封止材で封止する領域の内側まで伸長させることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板の製造方法。
【請求項１５】
光学半導体装置の製造方法であって、
請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の光学半導体装置用基板の製造方法により製造した光学半導体装置用基板又は請求項７に記載の集合基板を用い、該光学半導体装置用基板の前記第１のリードフレームに発光素子を搭載し、該搭載した発光素子を封止材により封止することを特徴とする光学半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学半導体装置用基板とその製造方法、集合基板、及び当該基板を使用した光学半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ、フォトダイオード等の光学素子は、高効率であり、外部応力および環境的な影響に対する耐性が高いことから産業界において幅広く用いられている。さらに、光学素子は効率が高いことに加えて、寿命が長く、コンパクトであり、多くの異なる構造に構成することができ、比較的低い製造コストで製造できる。
特に、大量の熱を発生する高出力の光学半導体装置において、高耐熱性であると同時に、放熱性を高める構造を有することが重要である。
【０００３】
一般に、光学半導体装置に用いられる基板はＦＲ−４などの樹脂系の基板や、アルミナ及び窒化アルミなどのセラミック系の基板が存在する。樹脂系基板は高放熱性や高耐久性に乏しい基板であり、セラミック系基板の放熱性や耐久性は樹脂系基板に比べて優れているが高コストである。
樹脂系基板を用いた従来の光学半導体装置の一例を図５に示す。図５に示すように、従来の光学半導体装置１１０は、発光素子１０７を載置するための第１のリードフレーム１０２と、発光素子１０７と電気的に接続される第２のリードフレーム１０３とをトランスファーモールドにより一体成型してなる第１の樹脂成型体１０１と、発光素子１０７を被覆して封止する第２の樹脂成型体１０８とを有する。この第１の樹脂成型体１０１には底面と側面とを持つ凹部が形成されており、リフレクター構造を有している（例えば、特許文献１参照）。これら成型体には、一般的に、ＰＰＡやシリコーン樹脂といった熱硬化性樹脂が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６０８２９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、リフレクター構造と金属リードフレームを一体成型する樹脂系基板は、金属リードフレームと特にリフレクター構造部分の樹脂の剥離が発生し易くなるので、品質面に問題が発生することがある。
また、ディゲート時における基板クラックを抑制するために基板の強度を確保する必要がある。
【０００６】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現するための、金属リードフレームと樹脂の剥離が無く、高強度な光学半導体装置用基板とその製造方法、及びその光学半導体装置用基板が集合した集合基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、発光素子を搭載するための第１のリードフレームと、前記発光素子と電気的に接続される第２のリードフレームとを有する光学半導体装置用基板であって、前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち前記発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とが一体成型されたものであり、前記樹脂枠部の上端の高さ位置が前記搭載する発光素子の上端より低いものであることを特徴とする光学半導体装置用基板が提供される。
【０００８】
このようなものであれば、樹脂枠部とリードフレームが剥離してしまうのを大幅に抑制でき、高強度な光学半導体装置用基板となる。また、金属と樹脂を複合化した基台部を有するものであるので、放熱性、強度が向上されたものとなるし、セラミック系の基板に比べて低コストである。さらに、発光素子が金属フレーム上に搭載されるので、発光素子から発生する熱による樹脂部分の分解、変色を抑制できるものとなる。これを用いて高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現できる。また、樹脂枠部の上端の高さ位置が発光素子の上端よりも低いので、発光素子の横サイドから発光する光を効率良く取り出すことが可能となる。
【０００９】
このとき、前記基台部と樹脂枠部とがトランスファーモールドによって一体成型されたものであることが好ましい。
このようなものであれば、基台部の反りや樹脂バリが効果的に低減されたものとなるし、複雑な形状の第１及び第２のリードフレームを用いて一体成型された光学半導体装置用基板を構成できる。
【００１０】
またこのとき、前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部は熱硬化性樹脂からなるものであることが好ましい。
このようなものであれば、耐熱性及び強度に優れたものとなるし、封止材との密着性を高めることができる。
【００１１】
またこのとき、前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部は酸化チタン、又は酸化アルミニウムを含むものであることが好ましい。
このようなものであれば、耐熱性に優れ、高光束なものとなる。
【００１２】
またこのとき、前記基台部に、表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分と、全て金属から成る部分とを有するものであることが好ましい。
このようなものであれば、放熱性及び強度により優れたものとなる。
【００１３】
またこのとき、前記樹脂枠部の前記基台部表面を覆う部分が前記搭載する発光素子を封止材で封止する領域の内側まで伸長したものであることが好ましい。
このようなものであれば、樹脂枠部の剥離をより確実に抑制できると共に、この光学半導体装置用基板を用いて製造する光学半導体装置の封止材と樹脂枠部との接合強度をより高めることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記本発明の光学半導体装置用基板が集合した集合基板であって、前記集合基板の外周には前記集合した光学半導体装置用基板を取り囲むガイドフレーム部を有し、該ガイドフレーム部には、前記一体成型する際に使用する金型のゲート部又はエアベント部に隣接する位置に樹脂ダム構造を有することを特徴とする集合基板が提供される。
【００１５】
このような集合基板であれば、集合基板の強度が向上するだけでなく、ディゲート時における集合基板上へのゲート残りの防止や、集合した光学半導体装置用基板への発光素子の一括封止を可能とするものとなる。これにより、集合基板の低コスト化や品質向上だけでなく、発光素子の色ばらつきを低減することが可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、光学半導体装置であって、上記本発明の光学半導体装置用基板又は集合基板の前記第１のリードフレームに発光素子が搭載され、該搭載された発光素子が封止材により封止されたものであることを特徴とする光学半導体装置が提供される。
このようなものであれば、高放熱性、高耐久性の低コストな光学半導体装置となる。
【００１７】
また、本発明によれば、発光素子を搭載するための第１のリードフレームと、前記発光素子と電気的に接続される第２のリードフレームとを有する光学半導体装置用基板の製造方法であって、前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち前記搭載する発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とを、前記樹脂枠部の上端の高さ位置が前記搭載する発光素子の上端より低くなるように一体成型する工程を含むことを特徴とする光学半導体装置用基板の製造方法が提供される。
【００１８】
このような製造方法であれば、樹脂枠部とリードフレームの剥離が大幅に抑制された高強度な光学半導体装置用基板を製造できる。また、この光学半導体装置用基板は発光素子の横サイドから発光する光を効率良く取り出すことが可能である。また、金属と樹脂を複合化して基板を製造するので、放熱性、強度を向上できるし、セラミック系の基板を用いる方法に比べて低コストで製造できる。さらに、発光素子が金属フレーム上に搭載されるので、発光素子から発生する熱による樹脂部分の分解、変色を抑制できる光学半導体装置用基板を製造できる。これを用いて高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで製造できる。
【００１９】
このとき、前記基台部と樹脂枠部の一体成型をトランスファーモールドによって行うことが好ましい。
このようにすれば、基板の反りや樹脂バリを効果的に低減できるし、複雑な形状の第１及び第２のリードフレームを用いても、容易に一体成型できる。
【００２０】
またこのとき、前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部を熱硬化性樹脂とすることが好ましい。
このようにすれば、耐熱性及び強度に優れ、封止材との密着性を高めた光学半導体装置用基板を製造できる。
【００２１】
またこのとき、前記基台部の樹脂及び／又は前記樹脂枠部に酸化チタン、又は酸化アルミニウムを含めることが好ましい。
このようにすれば、耐熱性に優れ、高光束な光学半導体装置用基板を製造できる。
【００２２】
またこのとき、前記基台部と樹脂枠部を一体成型する工程において、前記基台部に、表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分と、全て金属から成る部分とを成型することが好ましい。
このようにすれば、放熱性及び強度により優れた光学半導体装置用基板を製造できる。
【００２３】
またこのとき、前記基台部と樹脂枠部を一体成型する工程において、前記樹脂枠部の前記基台部表面を覆う部分を前記搭載する発光素子を封止材で封止する領域の内側まで伸長させることが好ましい。
このようにすれば、樹脂枠部の剥離をより確実に抑制できると共に、光学半導体装置の封止材と樹脂枠部との接合強度をより高めることができる光学半導体装置用基板を製造できる。
【００２４】
また、本発明によれば、光学半導体装置の製造方法であって、上記本発明の光学半導体装置用基板の製造方法により製造した光学半導体装置用基板又は上記本発明の集合基板を用い、該光学半導体装置用基板の前記第１のリードフレームに発光素子を搭載し、該搭載した発光素子を封止材により封止することを特徴とする光学半導体装置の製造方法が提供される。
【００２５】
このような製造方法であれば、高放熱性、高耐久性の低コストな光学半導体装置を製造できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、光学半導体装置用基板の製造において、第１のリードフレーム、第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち搭載する発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とを、樹脂枠部の上端の高さ位置が搭載する発光素子の上端より低くなるように一体成型するので、高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現可能な、リードフレームと樹脂枠部の剥離の発生が大幅に抑制された高強度の光学半導体装置用基板及びこれを集合させた集合基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光学半導体装置用基板の一例を示す図である。
【図２】本発明の集合基板の一例を示す図である。
【図３】本発明の光学半導体装置の一例を示す図である。
【図４】本発明の光学半導体装置の製造方法の一例を示すフロー図である。
【図５】従来の光学半導体装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来の光学半導体装置の製造において、上記したように、リードフレームとリフレクター構造を樹脂で一体成型する際にリードフレームと樹脂の剥離や基板強度不足が発生するという問題がある。そこで、本発明者はこの問題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、リフレクター構造を一体成型せず、第１のリードフレーム、第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とを、樹脂枠部の上端の高さ位置が搭載する発光素子の上端より低くなるように一体成型させれば、リードフレームと樹脂枠部の剥離が大幅に抑制された高強度な光学半導体装置用基板とすることができるし、この光学半導体装置用基板を樹脂枠部で連結した集合基板は強度が大幅に向上されたものとなることに想到し、本発明を完成させた。
【００２９】
まず、本発明の光学半導体装置用基板について説明する。
図１に示すように、本発明の光学半導体装置用基板１は、第１のリードフレーム２、第２のリードフレーム３、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成された樹脂６からなる基台部４と、樹脂枠部５とが一体成型されたものである。
第１のリードフレーム２及び第２のリードフレーム３の材質は金属であり、例えば、銅合金、アルミ合金、鉄合金などとすることができる。第１のリードフレーム２の上には、後述する光学半導体装置の製造時に発光素子が搭載される。この発光素子の搭載領域１２は第１のリードフレーム２、すなわち金属が露出している部分である。第２のリードフレーム３は光学半導体装置の製造時に発光素子と電気的に接続される。
【００３０】
基台部４は、発光素子の搭載領域１２が平坦になるように第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３とこれらリードフレーム２、３間の隙間に形成される樹脂６から構成されたものである。
樹脂枠部５は、基台部４の側面と、基台部４の表面のうち発光素子の搭載領域１２の周囲を覆い、樹脂枠部５の上端の高さ位置が搭載する発光素子の上端より低いものである。すなわち、樹脂枠部５の上端の高さ位置は発光素子の上面より、例えば５〜１５０μｍリードフレーム側に位置することができる。また、樹脂枠部５の上端の高さ位置は発光素子を搭載する第１のリードフレーム２の上面より、例えば３０〜２００μｍ突出した位置とすることができる。また、樹脂枠部５は、光学半導体装置の製造時に発光素子を封止する際の封止材の流れ止めを行う役割も果たすこともできる。
【００３１】
このように、本発明の光学半導体装置用基板１は、金属と樹脂を複合化した基台部４を有し、金属フレーム上に発光素子の搭載領域を有するので、高放熱性、高強度なものとなる。また、樹脂を用いたものであるのでセラミック系の基板に比べて低コストであり、樹脂に白色系の顔料を添加することで樹脂による光の吸収を低減し反射率を高めることができる。また、光学半導体装置用基板１は、基台部のリードフレームと樹脂枠部との剥離の発生が大幅に抑制されており、高強度な光学半導体装置用基板である。さらに、発光素子が金属フレーム上に搭載されることで、発光素子から発生する熱による樹脂部分の分解、変色を抑制でき、耐久性に優れたものとなる。
【００３２】
また、樹脂枠部の上端の高さ位置が搭載する発光素子の上端より低いものであるので、発光素子から発光する光を高効率で活用することが可能となる。
図３に示すように、樹脂枠部５は、その基台部表面を覆う部分が搭載する発光素子を封止材８で封止する領域の内側まで伸長したものとすることもできる。このようなものであれば、樹脂枠部５の剥離をより確実に抑制できると共に、この光学半導体装置用基板を用いて製造した光学半導体装置の封止材８と樹脂枠部５との接合強度をより高めることができる。
【００３３】
本発明の光学半導体装置用基板１を用いて、高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現できる。
基台部４の樹脂６及び／又は樹脂枠部５として熱硬化性樹脂を用いることができる。これにより、耐熱性及び強度に優れたものとなる。熱硬化性樹脂は分子内に芳香族成分を有さないものが耐光性の観点から望ましい。また、樹脂６に繊維強化材を含めることができ、こうすることで、より耐熱性、強度に優れたものとなる。繊維強化材としてはガラス繊維を用いることができる。
【００３４】
ここで好ましく用いられる熱硬化性樹脂の例として、１）熱硬化性シリコーン樹脂組成物、２）トリアジン誘導体エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤、無機質充填剤からなる熱硬化性エポキシ樹脂組成物、３）熱硬化性のシリコーン樹脂とエポキシ樹脂からなるハイブリッド樹脂（混成樹脂）組成物などが挙げられる。しかし、樹脂６及び樹脂枠部５はこれらに限定されることはなく、最終的な光学半導体装置の使用用途に合わせて決定すれば良い。
【００３５】
上記１）の熱硬化性シリコーン樹脂組成物としては、下記平均組成式（１）で表される縮合型熱硬化性シリコーン樹脂組成物などが代表的なものである。
Ｒ１ａＳｉ（ＯＲ２）ｂ（ＯＨ）ｃ  Ｏ（４−ａ−ｂ−ｃ）／２        （１）
（式中、Ｒ１は同一又は異種の炭素数１〜２０の有機基、Ｒ２は同一又は異種の炭素数１〜４の有機基を示し、０．８≦ａ≦１．５、０≦ｂ≦０．３、０．００１≦ｃ≦０．５、０．８０１≦ａ＋ｂ＋ｃ＜２を満たす数である。）
このほかに付加硬化型シリコーン樹脂組成物も使用できる。
【００３６】
上記２）の熱硬化性エポキシ樹脂組成物のトリアジン誘導体エポキシ樹脂としては、１，３，５−トリアジン核誘導体エポキシ樹脂が耐熱性、耐光性などの観点から好ましい。熱硬化性エポキシ樹脂組成物はトリアジン誘導体、硬化剤としての酸無水物などからなるものに限らず、従来から公知のエポキシ樹脂やアミン、フェノール硬化剤なども適宜使用しても良い。
【００３７】
上記３）のシリコーン樹脂とエポキシ樹脂の組成物には、無機充填材を配合することができる。配合される無機充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物等に配合されるものを使用できる。例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維、ウォラステナイト等の繊維状充填材、三酸化アンチモンなどが挙げられる。これら無機充填材の平均粒径や形状は特に限定されない。
【００３８】
また、耐熱性及び光束性を高めるために、樹脂６及び／又は樹脂枠５に酸化チタン、又は酸化アルミニウムを含めても良い。酸化チタンとしては二酸化チタンを配合することができる。二酸化チタンは、白色着色材として、白色度を高め、光の反射効率を向上させるために配合するものであり、この二酸化チタンの単位格子はルチル型、アナタース型のどちらでも構わない。また、平均粒径や形状も限定されない。二酸化チタンは、樹脂や無機充填材との相溶性、分散性を高めるため、ＡｌやＳｉなどの含水酸化物等で予め表面処理することができる。
【００３９】
二酸化チタンの充填量は、組成物全体の２〜３０質量％、特に５〜１０質量％が好ましい。２質量％以上とすれば十分な白色度が得られ、３０質量％以下とすれば未充填やボイド等の成形性が低下することもない。
また、所定の機能を持たせるため、樹脂６及び／又は樹脂枠５に、フィラー、拡散材、顔料、蛍光物質、反射性物質、遮光性物質からなる群から選択される少なくとも１種類以上を混合することもできる。必要に応じて、白色レジストが一部塗布されているものであっても良い。
【００４０】
基台部４と樹脂枠部５はトランスファーモールドによって一体成型されたものであることが好ましい。このようなものであれば、光学半導体装置用基板１の反りや樹脂バリがより効果的に低減されたものとなる。また、複雑な形状の例えば穴や溝を有する第１及び第２のリードフレームを用いて一体成型された光学半導体装置用基板１を構成できる。
例えば、図１に示すように、基台部４が表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分（ａ）と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分（ｂ）と、全て金属から成る部分（ｃ）とを有するものとして一体成型できる。
【００４１】
このような構造を有した基台部４であれば、強度がより向上されたものとなる。特に（ｂ）の一部が樹脂他の一部が金属から成る部分によって樹脂と金属の接着性を向上させることができる。また、（ａ）の表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分は第１リードフレームと第２リードフレーム間の絶縁体となる。また、第１のリードフレーム２における（ｃ）の全て金属から成る部分を発光素子の搭載領域とすれば、発光素子から発生する熱を露出面から外部に効率的に放出して放熱性を向上できるし、第２のリードフレーム３における（ｃ）の部分をワイヤボンド接続する箇所とすれば、ワイヤボンドの接着強度を向上できる。（ｃ）の部分は基板の裏面側も金属が露出しているので、裏面側から電気接続する構成とすることもできる。
【００４２】
図２に本発明の集合基板を示す。図２の（ｂ）は図２の（ａ）の円で囲まれた部分を拡大した図である。図２の（ａ）に示すように、本発明の集合基板２０は、光学半導体装置用基板１が集合したもので、大面積プリント基板やＭＡＰ（マトリックスアレイパッケージ）生産方式に対応可能な集合基板の形態をとるものである。すなわち、集合基板２０に複数の発光素子の搭載領域１２を有し、発光素子を搭載、封止後にダイシングすることで複数の光学半導体装置を製造可能なものである。集合基板２０の外周には、集合した光学半導体装置用基板１を取り囲むガイドフレーム部１３を有する。また、ガイドフレーム部１３には、一体成型する際に使用する金型のゲート部又はエアベント部に隣接する位置に樹脂ダム構造１１を有する。
【００４３】
このような本発明の集合基板２０は、ディゲート時における集合基板の折れやクラック、ディゲート残りを防ぐだけでなく、樹脂ダム構造１１を活用することで集合搭載される発光素子の一括封止が可能となる。これにより、集合基板の低コスト化や品質向上だけでなく、発光素子の色ばらつきを低減することが可能となる。また、本発明の集合基板２０は、各光学半導体装置用基板１間の連結部分に樹脂枠部５を有するものであるので、集合基板２０の強度が大幅に向上されたものとなる。
【００４４】
次に、本発明の光学半導体装置用基板の製造方法について説明する。
ここでは、図１に示すような上記した本発明の光学半導体装置用基板１を製造する場合について説明する。
まず、第１及び第２のリードフレームと、これらを一体成型するための樹脂を準備する。第１及び第２のリードフレームには樹脂との接着強度を高めるためにプラズマ処理又はＵＶオゾン処理を実施しておくことが好ましい。
【００４５】
準備した第１のリードフレーム、第２のリードフレーム、及びこれらリードフレーム間の隙間に形成される樹脂からなる基台部と、該基台部の側面及び表面のうち搭載する発光素子を搭載する領域の周囲を覆う樹脂枠部とを一体成型する。この際、樹脂枠部の上端の高さ位置が搭載する発光素子の上端より低くなるようにする。ここで、リードフレームの材質や、樹脂及び混合物は上記した本発明の光学半導体装置用基板１で説明したものと同様なものを用いることができる。
【００４６】
このようにすれば、樹脂枠部とリードフレームの剥離が大幅に抑制された高強度な光学半導体装置用基板を製造できる。また、この光学半導体装置用基板は発光素子の横サイドから発光する光を効率良く取り出すことが可能である。特に、この一体成型をトランスファーモールドによって行うことが好ましい。このようにすれば、成型時の反りや樹脂バリを効果的に低減できる。反りを低減することによって第１及び第２のリードフレームの発光素子を搭載する領域をより高精度に平坦にできる。また、第１のリードフレームと第２のリードフレームとが実質的に同一平面上となるので、発光素子の実装時の安定性を向上できる。
【００４７】
尚、成型時に樹脂バリが発生してしまった場合は、ブラスト処理やウォータジェット等のバリ取りを実施するが、上記のようにトランスファーモールドによって成型を行えば、樹脂バリの発生が大幅に低減されるので、露出する金属表面を高品質に保つことができる。
【００４８】
このような本発明の光学半導体装置用基板の製造方法で製造した光学半導体装置用基板は更に以下のような利点を有する。金属と樹脂を複合化し、発光素子の搭載領域を金属フレーム上に設けるので、放熱性、強度が向上する。また、樹脂を用いるのでセラミック系の基板を用いる方法に比べて低コストであり、樹脂に白色系の顔料を添加することで樹脂による光の吸収を低減し反射率を高めることができる。基板は反りや樹脂バリの発生が大幅に抑制されており、高品質である。さらに、発光素子の搭載領域を金属フレーム上に設けるので、発光素子から発生する熱による樹脂部分の分解、変色を抑制できる。
この製造した光学半導体装置用基板を用いて高放熱性、高耐久性の光学半導体装置を低コストで実現できる。
【００４９】
基台部と樹脂枠部を一体成型する際、図１に示すように、表面から裏面にかけて厚さ方向に全て樹脂から成る部分（ａ）と、一部が樹脂他の一部が金属から成る部分（ｂ）と、全て金属から成る部分（ｃ）とを成型することが好ましい。
このようにすれば、上記した本発明の光学半導体装置用基板１で説明したように、製造する光学半導体装置用基板を放熱性及び強度により優れたものとすることができる。
【００５０】
この場合、（ａ）の部分は、準備するリードフレームに予め貫通孔を形成しておき、その貫通孔に樹脂を埋め込むようにすることで成型できる。（ｂ）の部分は、一部が樹脂となる箇所に対応するリードフレームの部分のみを例えばエッチング処理などにより予め除去して厚さを薄くしておき、その部分に樹脂を埋め込むようにすることで成型できる。（ｃ）の部分は、製造する基板の厚さと同じ厚さのリードフレームを準備すれば良い。
また、光束性を向上するために基板の一部を白色レジストにてコーティングすることができる。
【００５１】
次に、本発明の光学半導体装置及びその製造方法について説明する。
図３に示すように、本発明の光学半導体装置１０は、本発明の光学半導体装置用基板１の第１のリードフレーム２に発光素子７が搭載され、該搭載された発光素子７が封止材８により封止されたものである。発光素子７はワイヤ９を介して第２のリードフレーム３と電気的に接続している。或いは、発光素子７が上面と下面に電極を持つ場合は、ワイヤを用いず、ダイボンディングのみで電気的に接続するものであっても良い。
【００５２】
このような本発明の光学半導体装置用基板を用いた光学半導体装置は放熱性、耐久性に優れ、低コストである。
光学半導体装置１０は、さらに保護素子としてツェナーダイオードを有するものであっても良い。ツェナーダイオードは、発光素子と離れて発光素子と並行に載置できる。ツェナーダイオードは封止剤の内側及び外側のどちら側にも配置でき、内側に配置する際は、発光素子の配光特性を考慮しておく必要がある。
【００５３】
図４に示すように、本発明の光学半導体装置の製造方法は、上記した本発明の光学半導体装置用基板の製造方法により製造した光学半導体装置用基板又は本発明の集合基板を用い（図４の（Ａ））、第１のリードフレーム２に発光素子７を搭載し、発光素子７と第２のリードフレーム３とをワイヤ９を介して電気的に接続する（図４の（Ｂ））。ただし、発光素子７が上面と下面に電極を持つ場合は、ワイヤを用いず、ダイボンディングのみで電気的に接続することもできる。図４では本発明の集合基板２０を用いた場合の例を示している。
【００５４】
次に、搭載した発光素子７を封止材８により封止する（図４の（Ｃ））。この封止材８は、特に限定されないが、例えば熱硬化性樹脂とすることができる。封止材８による封止は、滴下やコンプレッション成型などで行うことができる。
封止材８には、蛍光物質を混合しておくことが好ましく、これにより光学半導体装置の色調整を容易に行うことができる。
【００５５】
集合基板を用いた場合には、ダイシングによって個別のユニットに分割する（図４の（Ｄ））。この場合、集合基板をダイシングシートへの貼り付けた直後に、集合基板をシートと一緒に７０℃〜９０℃で５分間程度加熱することが好ましい。これにより、集合基板とダイシングシートの接着剤が馴染み、ダイシング時のチッピングを防止できる。
このように本発明の光学半導体装置用基板又は集合基板を用いて、放熱性、耐久性に優れ、低コストな光学半導体装置を製造できる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
（実施例）
図３に示すような、本発明の光学半導体装置を本発明の光学半導体装置の製造方法に従って製造した。
まず、厚み０．２５ｍｍのＣｕベースの基材（三菱伸銅製Ｔａｍａｃ１９４）を用いて、エッチング工程を通じて複数の第１のリードフレームと第２のリードフレームを形成し、Ｎｉ/Ｐｄ/Ａｕメッキを施した金属リードフレームを作製した。金属リードフレームの表面にプラズマ処理を５０Ｗ/６０秒にて実施した。この金属リードフレームをトランスファー成型機にセットし、基台部と樹脂枠部とが一体成型された光学半導体装置用基板が集合した集合基板を製造した。
【００５８】
このとき、樹脂枠部の上端の高さ位置が、搭載する発光素子（Ｃｒｅｅ製ＴＲ３５０Ｍシリーズ  素子高さ１５０μｍ）の上端よりも低くなるようにするため、金属リードフレームの表面から１２０μｍの位置となるようにした。
また、集合基板にはディゲート時の樹脂残りを防止するため、５０ｍｍ×２ｍｍ×０．９ｍｍの樹脂ダム構造をゲート部とエアベント部に隣接するように同時に一体成型した。
【００５９】
製造した集合基台の発光素子を搭載する領域にシリコーン系ダイボンド材（信越化学製：商品名６３２ＤＡ−１）をスタンピング塗布した後、青色ＬＥＤチップ（Ｃｒｅｅ製ＴＲ３５０Ｍシリーズ）を搭載し、１５０℃４時間にてダイボンド材を硬化させた。その後、３０μｍの金ワイヤにてワイヤボンドを実施した。
その後、黄色蛍光体とシリコーン樹脂（信越化学製：商品名ＫＪＲ−９０２２）を混練したインナー材を武蔵エンジニアリング製ディスペンサーにて塗布後、１５０℃４時間にて熱硬化させて発光素子を封止した後、光学半導体装置の集合体とした。ダイシングブレード０．２ｍｍのフルダインシング工程にて集合体を個片化し、光学半導体装置を得た。
【００６０】
（比較例）
第１のリードフレームと第２のリードフレームとをリフレクター構造を有するように樹脂で一体成型した図５に示すような従来の光学半導体装置用基板に発光素子を搭載、封止した光学半導体装置を製造した。
まず、上記のリフレクター構造を有する光学半導体装置用基板が集合した集合基板を製造した。このとき、一体成型はリフレクターを成型する部分に凹部を有する上金型を用いたトランスファーモールドにより実施した。金属リードフレーム及び樹脂は実施例と同様なものを用いた。この際、集合基板には樹脂ダム構造を設けなかった。
このように製造した集合基板を用いた以外は実施例と同様にして、光学半導体装置を製造した。
【００６１】
＜ディゲート残りの評価＞
実施例及び比較例で光学半導体装置を製造した際のディゲート時におけるディゲート残りと基板クラックの発生状況を評価した。その結果を表１に示す。表１は評価数に対してディゲート残りが発生した回数を示している。表１に示すように、実施例ではディゲート残りや基板クラックの発生も無く、本発明の集合基板及び光学半導体装置は良好な強度と品質を保っている。これに対し、比較例ではディゲート残りや基板クラックがかなりの割合で発生してしまった。
【００６２】
【表１】
2014120515.tif 000003
【００６３】
＜樹脂枠部の剥離の評価＞
実施例及び比較例において製造した光学半導体装置を外部基板に接着し、吸湿リフロー試験を実施した。温度８５℃湿度６０％の環境下に１６８時間放置し、その後２６０℃リフローを３回連続して実施した。その後、赤インクを滴下し２４時間放置した。そして顕微鏡にてリードフレームと樹脂枠部の剥離状況を評価した。その結果を表２に示す。表２は評価数に対して剥離が発生した回数を示している。表２に示すように、実施例では剥離の発生も無く、本発明の集合基板及び光学半導体装置は外部基板と良好な接着状況を保っていた。これに対し、比較例ではリードフレームとリフレクターの剥離が発生してしまった。
【００６４】
【表２】
2014120515.tif 000004
【００６５】
＜クラックの評価＞
実施例及び比較例において製造した光学半導体装置を外部基板に接着し、熱衝撃試験（エスペック製ＴＳＥ−１１−Ａ）を−４０℃〜１５０℃、５００サイクル、１，０００サイクルの条件で実施し、クラック発生状況を評価した。その結果を表３に示す。表３は評価数に対してクラックが発生した回数を示している。表３に示すように、実施例ではクラックの発生も無く、本発明の光学半導体装置は外部基板と良好な接着状況を保っていた。これに対し、比較例ではクラックが発生してしまった。
【００６６】
【表３】
2014120515.tif 000005
【００６７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６８】
１…光学半導体装置用基板、  ２…第１のリードフレーム、
３…第２のリードフレーム、  ４…基台部、  ５…樹脂枠部、
６…樹脂、  ７…発光素子、  ８…封止材、  ９…ワイヤ、
１０…光学半導体装置、  １１…樹脂ダム構造、  １２…発光素子の載置領域、
１３…ガイドフレーム部、  ２０…集合基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014120515.tif 000009
【図５】
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