(57)【要約】【課題】  パッケージの樹脂と十分な密着性を有するリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置を提供する。【解決手段】  反射板部１１を有するマウントヘッド１２と、マウントヘッド１２から第１の方向に延伸した第１リード端子１３と、マウントヘッド１２から離間して設けられ、マウントヘッド１２から第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子１４と、マウントヘッド１２から離間して設けられ、第１の方向又は第２の方向であって、マウントヘッド１２が設けられている方向に凸部１５を有する第３リード端子１６とを具備する。リードフレーム１０を樹脂で一体にモールドするに際し、マウントヘッド１２の辺１２ａと凸部１５の辺１５ａとの隙間に貫入して固着した樹脂により、リードフレーム１０と樹脂との密着性を保持する。【選択図】  図１
2006261242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射板部を有するマウントヘッドと、
前記マウントヘッドから第１の方向に延伸した第１リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第１の方向又は前記第２の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第３リード端子と、
を具備することを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記第３リード端子が、前記第１リード端子の両側および前記第２リード端子の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記マウントヘッドと前記凸部との離間距離が、前記リードフレームの厚さの２．５乃至３．５倍であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記マウントヘッドと前記凸部との対向長さが、前記マウントヘッドの外周長さの１／４以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
反射板部を有するマウントヘッドと、
前記マウントヘッドから第１の方向に延伸した第１リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子と、
前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第１の方向又は前記第２の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第３リード端子と、
を備えたリードフレームと、
反射板部の内底部にマウントされた光半導体素子と、
前記光半導体素子を前記第２リード端子に電気的接続する接続導体と、
前記リードフレームと前記光半導体素子とがモールドされたパッケージと、
を具備することを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームおよびそれを用いた光半導体装置に係り、特にパッケージの樹脂と十分な密着性を得るのに好適な構造を備えたリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途のほか、ＤＳＣ（Digital Still Camera）等のＡＦ（Auto Focus）用の光源等としても幅広く使用されている。
【０００３】
従来、実装高さが低減できる表面実装型のパッケージを有する光半導体装置では、略平坦に形成されたリードフレームの凹形状の反射板部に光半導体素子をマウントし、光半導体素子をリードフレームのリード端子にワイヤボンディングした後、リード端子を外部に延出させるようにリードフレームと光半導体素子を樹脂で一体にモールドしていた（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に開示された光半導体装置は、凹形状反射板部及びアノード端子、第１、第２、第３のカソード端子を形成したリードフレームと、反射板部を凹形状反射部の内底部略中央部に位置させると共に、各端子を外部に延出させるようにしてリードフレームに一体に光反射性合成樹脂で形成したパッケージと、反射板部の内底部に固着された光半導体素子と、反射部内及び反射板部内に光透過性材料を所定形状、例えば集光レンズ形状となるよう設けてなる光放射部を具備している。
【０００５】
然しながら、特許文献１に開示された光半導体装置は、反射板部に３個のカソード端子が連接して共通接続された光半導体素子をマウントするマウントヘッドの面積が大きなリードフレームを用いているので、リードフレームを樹脂でモールドすると、リードフレームとパッケージの樹脂との接触面積が大きくなる。
【０００６】
リードフレームと樹脂とは密着性が弱いため、接触面積が大きくなるほど表面実装のリフロー工程においてリードフレームとパッケージの樹脂との熱膨張差により樹脂がリードフレームから剥離しやすいという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−９５５７６号公報（３−４頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、パッケージの樹脂と十分な密着性を有するリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のリードフレームは、反射板部を有するマウントヘッドと、前記マウントヘッドから第１の方向に延伸した第１リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第１の方向又は前記第２の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第３リード端子と、を具備することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の一態様の光半導体装置は、反射板部を有するマウントヘッドと、前記マウントヘッドから第１の方向に延伸した第１リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記マウントヘッドから前記第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子と、前記マウントヘッドから離間して設けられ、前記第１の方向又は前記第２の方向であって、前記マウントヘッドが設けられている方向に凸部を有する第３リード端子とを備えたリードフレームと、反射板部の内底部にマウントされた光半導体素子と、前記光半導体素子を前記第２リード端子に電気的接続する接続導体と、前記リードフレームと前記光半導体素子とがモールドされたパッケージと、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パッケージの樹脂と十分な密着性を有するリードフレームおよびそれを用いた光半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１に係るリードフレームについて、図１および図２を用いて説明する。図１はリードフレームを示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図、図２はリードフレームが使用される状態を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例のリードフレーム１０は、中央部に凹形状の反射板部１１を有するマウントヘッド１２と、マウントヘッド１２から第１の方向（図の下方向）に延伸した第１リード端子１３と、マウントヘッド１２から離間して設けられ、マウントヘッド１２から第１の方向と対向する第２の方向に延伸した第２リード端子１４と、マウントヘッド１２から離間して設けられ、第１の方向又は第２の方向であって、マウントヘッド１２が設けられている方向に凸部１５を有する第３リード端子１６とを具備している。
【００１４】
リードフレーム１０は、例えば厚さ０．１５ｍｍ程度のニッケルおよび銀がメッキされた銅板であり、プレス加工によりマウントヘッド１２、第１乃至第３リード端子１３、１４、１６が形成されている。
【００１５】
マウントヘッド１２は、略八角形状をしており、その中央部の反射板部１１の内底部１７には光半導体素子（図示せず）がマウントされる。内底部１７は第１乃至第３リード端子１３、１４、１６とほぼ等しい高さに形成されている。
【００１６】
マウントヘッド１２から延伸した第１リード端子１３は光半導体素子のカソード端子となり、第２リード端子１４は光半導体素子にワイヤボンディングされて光半導体素子のアノード端子となる。
【００１７】
第３リード端子１６は、第１リード端子１３の両側および第２リード端子１４の両側にそれぞれ設けられている。  
第３リード端子１６の凸部１５は、マウントヘッド１２の外周の一部の辺１２ａに沿って離間して対向した辺１５ａを有している。
【００１８】
マウントヘッド１２の辺１２ａと凸部１５の辺１５ａとの離間距離Ｌ１は、例えばリードフレーム１０の厚さの３倍程度、０．４から０．５ｍｍ程度に設定されている。  
マウントヘッド１２の辺１２ａと離間して対向する凸部１５の辺１５ａの長さＬ２は、例えばマウントヘッド１２の辺１２ａの長さより短く設定されている。
【００１９】
また、破線１８はリードフレーム１０を樹脂でモールドするパッケージを示しており、破線１８の内側が樹脂でモールドされる部分である。
【００２０】
更に、第１リード端子１３および第１リード端子１３の両側に設けられた第３リードフレーム１６は連接バー２０で接続され、連接バー２０の両端から一方向にリード端子２１、２２が延伸している。  
同様に、第２リード端子１４および第２リード端子１４の両側に設けられた第３リードフレーム１６は連接バー２３で接続され、連接バー２３の両端から一方向にリード端子２４、２５が延伸している。
【００２１】
図２に示すように、リードフレーム１０は、マウントヘッド１２の反射板部１１に光半導体２７がマウントされ、光半導体２７の上面電極がワイヤ２８により、第２リード端子１４のボンディング部２９に接続されている。
【００２２】
また、各リード端子は全体としてパッケージ１８を包み込むようにコ字状に折り曲げられて使用される。
【００２３】
即ち、第１リード端子１３および第１リード端子１３の両側に設けられた第３リード端子１６は、パッケージ１８から延出した部分が下方に折り曲げられ、更にリード端子２１、２２の先端がパッケージ１８の下側に折り曲げられている。  
同様に、第２リード端子１４および第２リード端子１４の両側の第３リード端子１６は、パッケージ１８から延出した部分が下方に折り曲げられ、更にリード端子２４、２５の先端がパッケージ１８の下側に折り曲げられている。
【００２４】
次に、リードフレーム１０を用いた光半導体装置について図３および図４を用いて説明する。  
本実施例の光半導体装置はＤＳＣのＡＦ光源として用いる場合の例であり、図３は光半導体素子の内部が透視された斜視図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。
【００２５】
図３に示すように、光半導体装置３０はリードフレーム１０と、マウントヘッド１２の反射板部１１の内底部１７にマウントされた光半導体素子２７と、光半導体素子２７の上面電極と第２リード端子１４のボンディング部２９を電気的接続するワイヤ２８と、第１乃至第３リード端子１３、１４、１６の一側を外部に延出し、リードフレーム１０と光半導体素子２７を透光性樹脂で一体にモールドするパッケージ３１を具備している。
【００２６】
パッケージ３１はリードフレーム１０と光半導体素子２７をモールドする基台部３２と、光半導体２７から放出される光を集光するレンズ部３３とで構成されている。  
レンズ部３３で集光された光半導体素子２７からの光は、光放射面３４から鋭い光ビーム３５となってＤＳＣの被写体（図示せず）に照射される。
【００２７】
図４に示すように、光半導体装置３０はリードフレーム１０が樹脂４０により一体にモールドされている。  
図５に示すように、リードフレーム１０を樹脂４０でモールドする際に、樹脂４０はリードフレーム１０の上側と下側からマウントヘッド１２の辺１２ａと凸部１５の辺１５ａの隙間４１に貫入し、貫入した樹脂４０は互いに合体して固化し、一体化される。
【００２８】
その結果、一体化した樹脂４０は破線で示すようにマウントヘッド１２の辺１２ａと凸部１５の辺１５ａの隙間４１に食い込んだ仮想的なアンカー４２としての作用を果たすので、リードフレーム１０と樹脂４０の熱膨張差によりリードフレーム１０から樹脂４０が剥離するのを防止することが可能である。
【００２９】
応力シミュレーションによれば、加熱温度２４５℃でのリフロー工程後、リードフレームの変形量が１／２以下に低減し、リードフレーム１０と樹脂４０の密着面積は、凸部１５を有しない場合に７０％程度であったが、凸部１５を有する場合に９０％程度となり、約２０％向上することが示された。
【００３０】
このアンカー効果はマウントヘッド１２の辺１２ａと凸部１５の辺１５ａの離間距離Ｌ１、および対向長Ｌ２によって変化する。
【００３１】
例えば、離間距離Ｌ１が小さすぎると樹脂の貫入が不均一になりアンカー効果が低下し、離間距離Ｌ１が大きすぎると樹脂の熱応力が過大になりアンカー効果が低減する。従って、上述したようにリードフレームの厚さの３倍程度が適当であり、好ましい。
【００３２】
更に、離間距離Ｌ１を最適に保ちつつ、対向長Ｌ２を増大させることによりアンカー効果が増大するので、対向長Ｌ２はマウントヘッド１２の外周長さの１／４以下の範囲内で、大きいほど好ましい。
【００３３】
以上説明したように、本実施例によれば、第３リード端子１６の凸部１５をマウントヘッド１２の外周に近づけ、外周の一部に沿って離間して対抗した辺１２ａと辺１５ａを設けたので、辺１２ａと辺１５ａの隙間４１に貫入した樹脂４０のアンカー効果により、樹脂４０がリードフレーム１０に固着される。
【００３４】
その結果、リフロー工程で樹脂とリードフレームに熱膨張差があっても、樹脂がリードフレームから剥離するのを抑制することができる。
【００３５】
ここでは、パッケージ３１の基台部３２とレンズ部３３を一体に形成した場合について説明したが、基台部とレンズ部を別々に形成しても構わない。
【実施例２】
【００３６】
図６は本発明の実施例２に係るリードフレームを示す平面図である。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００３７】
本実施例が実施例１と異なる点は、マウントヘッドの形状を円形とし、第３リード端子の凸部の形状をマウントヘッドの円周に合わせたことにある。
【００３８】
即ち、図６に示すように、本実施例のリードフレーム５０は、円形のマウントヘッド５２と、マウントヘッド５２から離間して設けられ、第１の方向又は第２の方向であって、マウントヘッド５２が設けられている方向に弧状の凸部１５を有する第３リード端子５６とを具備している。
【００３９】
第３リード端子５６の凸部５５は、マウントヘッド５２の円周の弧５２ａに沿って離間して対向した弧５５ａを有している。
【００４０】
マウントヘッド５２の弧５２ａと凸部１５の弧５５ａとの離間距離Ｌ３は、例えばリードフレーム５０の厚さの３倍程度、０．４５ｍｍ程度に設定され、凸部５５の弧５５ａの長さＬ４は、例えばマウントヘッド５２の弧５２ａの長さ程度に設定されている。
【００４１】
これにより、凸部５５の弧５５ａの長さＬ４は凸部１５の辺１５ａの長さＬ２より大きくすることができるので、離間距離Ｌ１と離間距離Ｌ３が同じ場合でも、アンカー効果を増大させることが可能である。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、凸部５５の弧５５ａの長さＬ４は凸部１５の辺１５ａの長さＬ２より大きくすることにより、離間距離Ｌ１と離間距離Ｌ３が同じ場合でも、アンカー効果を増大させることができる利点がある。
【実施例３】
【００４３】
図７は本発明の実施例３に係るリードフレームを示す平面図である。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００４４】
本実施例が実施例１と異なる点は、凸部と第３リード端子とを略直線状に配置したことにある。
【００４５】
即ち、図７に示すように、本実施例のリードフレーム６０は、凸部６５と第３リード端子６６とが略直線状に配置され、更に第３リード端子６６がリード端子２１、２２、２４、２５とそれぞれ略直線状に配置されている。
【００４６】
凸部６５が第３リード端子６６と略直線状に配置されているため、銅板をプレス加工してリードフレーム６０を形成する際に、凸部６５が変形しにくくなり、マウントヘッド１２と凸部６５の離間距離Ｌ１のばらつきが防止されるので、リードフレーム６０と樹脂４０の密着性が向上する利点がある。
【００４７】
更に、第３リード端子６６がリード端子２１、２２、２４、２５とそれぞれ略直線状に配置されているため、プレス加工パターンの凹凸の数が少なくなり、プレス加工の金型が製作しやすい利点がある。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によれば、マウントヘッド１２と凸部６５の離間距離Ｌ１のばらつきが防止されるので、リードフレーム６０と樹脂４０の密着性が向上する利点がある。
【００４９】
上述した実施例において、第３リード端子が第１リード端子の両側および第２リード端子の両側にそれぞれ設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リードフレームと樹脂の必要な密着性が得られる範囲内であれは、形成する位置や本数等は適宜変更しても構わない。
【００５０】
また、マウントヘッドの外周と第３リード端子の凸部が離間して略平行に対向している場合について説明したが、リードフレームと樹脂の必要な密着性が得られる範囲内であれは、適宜変更しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係るリードフレームを示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図。
【図２】本発明の実施例１に係るリードフレームの使用される状態を示す斜視図。
【図３】本発明の実施例１に係る光半導体装置の内部が透視された斜視図。
【図４】本発明の実施例１に係る光半導体装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施例１に係るリードフレームと樹脂の密着状態を模式的に示す図。
【図６】本発明の実施例２に係るリードフレームを示す平面図。
【図７】本発明の実施例３に係るリードフレームを示す平面図。
【符号の説明】
【００５２】
１０、５０、６０  リードフレーム
１１  反射板部
１２、５２  マウントヘッド
１３  第１リード端子（カソード）
１４  第２リード端子（アノード）
１５、５５、６５  凸部
１６、５６、６６  第３リード端子
１７  内底部
１８、３１  パッケージ
２０、２３  連接バー
２１、２２、２４、２５  リード端子
２７  光半導体素子
２８  ワイヤ
２９  ボンディング部
３０  光半導体装置
３２  基台部
３３  レンズ部
３４  光放射面
３５  光ビーム
４０  樹脂
４１  隙間
４２  アンカー
【図１】
2006261242.tif 000003
【図２】
2006261242.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006261242.tif 000006
【図５】
2006261242.tif 000007
【図６】
2006261242.tif 000008
【図７】
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