(57)【要約】【課題】耐熱、耐紫外線変色に優れた信頼性の高いアルミナやガラス等を主成分とする環状枠体に製造バラつきがあっても、光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することを目的とする。【解決手段】金属端子３に突起４を設け、金属端子３と環状枠体５を接合する際に、環状枠体５に製造バラつきがあったとしても、突起４の緩衝作用により光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属端子と、
前記金属端子の主面に形成される複数の突起と、
前記突起に当接するように前記金属端子の主面に搭載される環状枠体と、
前記環状枠体の外囲と前記金属端子の一部を被覆する樹脂成型体と、
前記環状枠体内囲部に露出する前記金属端子の主面の素子搭載部と
を有し、前記突起が収縮することにより、前記金属端子と前記環状枠体とを合わせた外形寸法を規定値に収めることを特徴とする光半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
複数の前記突起の高さが同一であることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記突起高さが０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
前記金属端子の硬度よりも前記環状枠体の硬度の方が高いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項５】
前記突起が先端程細くなる形状であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項６】
下金型に複数の突起を備える金属端子を載置する工程と、
前記突起に当接するように前記金属端子上に環状枠体を載置する工程と、
前記下金型と上金型とで前記金属端子および前記環状枠体を挟み込む工程と、
樹脂封止すると共に前記下金型と前記上金型とで前記金属端子および前記環状枠体を圧縮する工程と
を有し、前記圧縮により前記突起を収縮させることにより、前記金属端子と前記環状枠体を合わせた外形寸法を規制することを特徴とする光半導体装置用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカップ状の反射面と金属リードの実装面を有し、電子素子を実装する光半導体装置用パッケージおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤチップを搭載した光半導体装置は、照明光源、ＴＶ用液晶バックライト光源などに用いるために、耐熱、耐紫外線変色に優れた信頼性の高い環状枠体を用い、長時間使用しても輝度が落ちない信頼性が求められている。
【０００３】
従来の光半導体装置では反射面の環状枠体と電極を有する基板を結合材等によって接着しているものがあった。
図２は従来の光半導体装置を示す断面図である。
【０００４】
図２において、光半導体装置１０１は、セラミック基板１０２とセラミック枠体１０３とを耐高温エポキシ樹脂１０４で結合して中空部１０６を形成している。中空部１０６内のセラミック基板１０２表面には配線部１０７が形成され、配線部１０７には光半導体素子１０５が搭載され、導電性ワイヤー１０８で導通接続されていた。さらに、セラミック枠体１０３の耐高温エポキシ樹脂１０４が設けられる箇所には窪み部１０３ａを設けて、耐高温エポキシ樹脂１０４を収納して溢れ出すことを防止し、光半導体素子１０５が発する光線が外に漏れ出すことを防止するとともに、組立て精度を向上させていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１５１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、表面に配線部１０７を設けたセラミック基板１０２へ、環状のセラミク枠体１０３を、耐高温エポキシ樹脂１０４を接着材として結合する構成であり、セラミック基板１０２、セラミック枠体１０３の加工精度が、光半導体装置の外形寸法精度に直接影響するという課題がある。
【０００７】
さらに、セラミック枠体１０３には、耐高温エポキシ樹脂１０４の溢れ出し防止を目的とした窪み部１０３ａが形成されているので、セラミック枠体１０３を微細加工する必要があるので、加工コストが高騰するという課題がある。
【０００８】
また、セラミック基板１０２とセラミック枠体１０３とを結合するためには、耐高温エポキシ樹脂１０４を熱硬化する必要があり、その熱硬化を促進するために加熱装置で一定時間加熱する必要があり、生産工程が煩雑になるという課題がある。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、照明光源やＴＶ用液晶バックライト光源として、耐熱、耐紫外線変色に優れた信頼性の高いアルミナやガラス等を主成分とする環状枠体に製造バラつきがあっても、光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の目的を達成するために、本発明の光半導体装置用パッケージは、複数の金属端子と、前記金属端子の主面に形成される複数の突起と、前記突起に当接するように前記金属端子の主面に搭載される環状枠体と、前記環状枠体の外囲と前記金属端子の一部を被覆する樹脂成型体と、前記環状枠体内囲部に露出する前記金属端子の主面の素子搭載部とを有し、前記突起が収縮することにより、前記金属端子と前記環状枠体とを合わせた外形寸法を規定値に収めることを特徴とする。
【００１１】
また、複数の前記突起の高さが同一であっても良い。
また、前記突起高さが０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍであることが好ましい。
また、前記金属端子の硬度よりも前記環状枠体の硬度の方が高いことが好ましい。
【００１２】
また、前記突起が先端程細くなる形状であることが好ましい。
さらに、本発明の光半導体装置用パッケージの製造方法は、下金型に複数の突起を備える金属端子を載置する工程と、前記突起に当接するように前記金属端子上に環状枠体を載置する工程と、前記下金型と上金型とで前記金属端子および前記環状枠体を挟み込む工程と、樹脂封止すると共に前記下金型と前記上金型とで前記金属端子および前記環状枠体を圧縮する工程とを有し、前記圧縮により前記突起を収縮させることにより、前記金属端子と前記環状枠体を合わせた外形寸法を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、金属端子に突起を設け、金属端子と環状枠体を接合する際に、環状枠体に製造バラつきがあったとしても、突起の緩衝作用により光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における光半導体装置用パッケージの斜視図
【図２】従来の光半導体装置を示す断面図
【図３】実施の形態１における光半導体装置用パッケージの断面図
【図４】実施の形態１における金属端子の突起の構成を示す図
【図５】実施の形態１における突起の構成を示す拡大図
【図６】実施の形態２における金属端子の突起の構成を示す図
【図７】実施の形態２における突起の構成を示す拡大図
【図８】本発明の光半導体装置用パッケージの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ＬＥＤ光源は省エネルギー、低環境負荷の観点から今後も採用が広がると考えられている。しかし、高輝度化、長寿命化が求められる中、既存の樹脂による反射面では高輝度ＬＥＤチップの特に紫外線領域の光エネルギーと高熱および長時間使用による白色度の劣化は著しく、商品として要求されるレベルに到達していない。
【００１６】
本件では耐熱、耐紫外線変色に優れたセラミック等の枠体を環状枠体部に採用し、もろく壊れやすい部材であっても、環状枠体自体の製造に高精度を要求せずに樹脂成形型内に安定して固定する事により、樹脂バリの少ない良好な品質のＬＥＤ用パッケージを安価に提供できる。
【００１７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
まず、図１，図３を用いて実施の形態１における光半導体装置用パッケージの構造を説明する。
【００１８】
図１は実施の形態１における光半導体装置用パッケージの斜視図である。図３は実施の形態１における光半導体装置用パッケージの断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００１９】
図１，図３に示すように、開口された中央部を囲む反射面７が設けられた環状枠体５はアルミナおよびガラスを主成分とするセラミック等の部材である。また、環状枠体５の裏面に接続して、導電を目的としたＣｕ系等の部材による金属端子３が設けられており、環状枠体５の中央部には金属端子３が露出し、チップ実装面やワイヤーボンドエリアとして使用可能な実装面６を構成している。環状枠体５と金属端子３はナイロン系の樹脂や液晶ポリマー等の樹脂成形体２に周囲を囲まれて固定されている。ナイロン系の樹脂や液晶ポリマー等の可塑性樹脂を樹脂成形体２に用いる事で、従来技術のような耐高温エポキシ樹脂等を使用し、その熱硬化を促進するために加熱装置で一定時間加熱する必要や、生産工程が煩雑になるという課題を解消できる。以上のように、実施の形態１における光半導体装置用パッケージ１は金属端子３と、金属端子３上に載置された環状枠体５とを樹脂成形体２で封止固定して形成される。また、光半導体装置用パッケージ１の実装面６に光半導体素子を搭載し、必要な配線や樹脂封止等を行うことにより、光半導体装置が形成される。
【００２０】
さらに、本発明の特徴として、金属端子３には部分的な突起４が形成されており、例えばプレス工程によるＶ溝叩き加工で形成される。突起４は環状枠体５と重ね合わせたときに環状枠体５と接触し、環状枠体５を傾く事なく支えることができる位置にバランスよく配置され、突起量はプレス加工の応力変形が実装面などに変形が及ぶ事がなく、環状枠体５の製造ばらつきを吸収できる程度で良い。例えば、突起量を０．０２〜０．１ｍｍ程度とすれば良い。また、突起幅も金型が締めこまれた圧縮力で枠体を壊さずに変形や座屈するように０．５ｍｍ以下とすることが理想的である。また、突起量は全ての突起４について同一にしても良いし、所定の範囲内でバラついていても良いが、圧縮力を均一に受けるには同一とすることが好適である。
【００２１】
また、突起部の側面が成す角度は金型が締めこまれた圧縮力で枠体を壊さずに変形や座屈するように９０度以下が理想的である。さらに、突起４が効率的につぶれるために、突起４の硬さを金属端子３の硬さよりやわらかくしても良い。また、環状枠体５の硬さを突起４の硬さより硬くすることが好ましい。この場合、突起４と金属端子３の硬さは同じでも良い。なお、以上の説明では突起４がつぶれることにより寸法を調整したが、突起４が金属端子３または環状枠体５に食い込むことにより寸法を調整する構成としてもかまわない。
【００２２】
また、環状枠体５は樹脂成形体で周囲を囲んだときに環状枠体５を樹脂成形体が覆いかぶさる形態となって固定しやすくなるように、環状枠体形状の上面側外壁は下面側外壁に比べて内側に設定されている部分がある事が理想的である。
【００２３】
次に、突起４の構成例を図４，図５を用いて説明する。
図４は実施の形態１における金属端子の突起の構成を示す図である。図５は実施の形態１における突起の構成を示す拡大図であり、図４のＢ部拡大図である。
【００２４】
図４，図５に示すように、金属端子３は、半導体素子を搭載する実装面６と外部端子部が一体となった第１の金属端子と、外部端子部となる１または複数の第２の金属端子とからなる。金属端子３の環状枠体５が形成される金属端子上面８上の環状枠体５の形成領域には、１または複数の突起４が形成される。
【００２５】
かかる構成によれば、樹脂成形体２で封止することにより金属端子３上に環状枠体５を接合する際に、環状枠体５の形成寸法にバラつきがあったとしても、樹脂封止時に金属端子３と環状枠体５とを金型にはめこんで圧縮することにより、突起４がつぶれ、環状枠体５の寸法バラつきを吸収して金属端子と環状枠体とを合わせた外形の寸法を所定の外形寸法の範囲内に規制することができ、環状枠体５を壊すことなく、光半導体装置用パッケージの外形寸法を高精度に製造することができる。また、環状枠体５と接触していない側の金属端子３の金属端子下面９（図３参照）は金型に密着し、金型のもう一方の成形面に環状枠体５の平面部も密着する事により、環状枠体５の上面を覆う樹脂バリが発生しにくい高品質な光半導体装置を得る事ができる。
【００２６】
なお、突起４は緩衝材として機能することにより環状枠体５の寸法バラつきを吸収できれば良く、その形状は任意である。例えば、金属端子上面８から先端に向かって水平方向の断面を小さく形成することにより効率的につぶれることができ、垂直方向の断面形状を三角形とすることが理想的ではある。同様に、裏面側の叩き形状はＶ溝に限らずＲ形状や四角形状でも同様の効果が期待できる。
【００２７】
また、図５では比較的プレス加工によって変形しやすい金属端子３の側壁面に沿って突起加工を施しているが、環状枠体５に対して突起４が接触する構造であれば加工位置、加工方法は限定しない。例えば、金属端子３に四角のプレス抜きを追加し、その抜き断面で形成された端子側壁面に沿って突起加工することも効果的である。
【００２８】
また、図３では、厚みの一定な金属端子３に突起４を形成しているが、金属端子３の突起４を形成する領域の裏面を削って厚みの薄い領域を形成し、その領域に突起４を形成しても良い。突起４形成領域の厚みを薄くする事により、樹脂を回りこませる面となり、樹脂成形後の金属端子３の密着強度を上げることができる。
【００２９】
また、環状枠体５は円形のリング状が理想的であるが、四角形状をはじめとする多角形状でも可能である。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２として突起の他の構成例について、図６，図７を用いて説明する。
【００３０】
図６は実施の形態２における金属端子の突起の構成を示す図である。図７は実施の形態２における突起の構成を示す拡大図であり、図６のＣ部拡大図である。
図６において、金属端子３には、例えばプレス工程による半切断と曲げ加工で形成される部分的な突起４が形成されている。つまり、金属端子３の端部の２箇所に切り込みを入れ、切り込みに挟まれた金属端子３部分を折り曲げること等により突起４を形成する。突起４は環状枠体５と重ね合わせたときに環状枠体５と接触し、環状枠体５を傾く事なく支えることができる位置にバランスよく配置され、突起量はプレス加工の応力変形が実装面などに変形が及ぶ事がなく、環状枠体５の製造ばらつきを吸収できる程度で良い。例えば、突起量を０．０２〜０．１ｍｍ程度とすれば良い。また、突起幅も金型が締めこまれた圧縮力で枠体を壊さずに変形や座屈するように０．５ｍｍ以下が理想的であり、環状枠体５と金属端子３の密着面に存在している。
【００３１】
かかる構成によれば、樹脂成形体２で封止することにより金属端子３上に環状枠体５を接合する際に、環状枠体５の形成寸法にバラつきがあったとしても、樹脂封止時に金属端子３と環状枠体５とを金型にはめこんで圧縮することにより、突起４がつぶれ、環状枠体５の寸法バラつきを吸収して所定の外形に規制され、環状枠体５を壊すことなく、光半導体装置用パッケージの外形寸法を高精度に製造することができる。また、環状枠体５と接触していない側の金属端子３の金属端子下面９（図３参照）は金型に密着し、金型のもう一方の成形面に環状枠体５の平面部も密着する事により、環状枠体５の上面を覆う樹脂バリが発生しにくい高品質な光半導体装置を得る事ができる。
【００３２】
また、製造の方法として、金属端子３はプレス加工によって所定の形状に打ち抜かれ、Ｖ溝加工、半切断曲げ加工などで部分的な突起加工を施される。突起４は例えばプレス工程でのＶ溝加工であれば、プレス加工の応力変形が実装面などに変形が及ぶ事がなく、環状枠体５の製造ばらつきを吸収できるように突起量０．０２〜０．１ｍｍ程度が理想的であり、また突起部角度は金型が締めこまれた圧縮力で枠体を壊さずに変形や座屈するように９０度以下が理想的である。
【００３３】
環状枠体５はアルミナおよびガラスを主成分とするセラミック等の材料でリング状に形成し内側に滑らかな傾斜面を持たせた反射面７を設ける。
（実施の形態３）
以下、図８を用いて、本発明の光半導体装置用パッケージの製造方法を説明する。
【００３４】
図８は本発明の光半導体装置用パッケージの製造方法を説明する図である。
周囲を囲む樹脂と金属端子３と環状枠体５を樹脂成形工程により一体化するため、まず、上記実施の形態で示した金属端子３を樹脂成形金型の下金型１０内に位置決めして配置する（図８（ａ））。次に、環状枠体５を金型内へ投入するが、突起４が環状枠体５を支えて保持する形態とする。この段階で金属端子３と環状枠体５の厚みの総和は、環状枠体５の製造ばらつきを考慮して０．０５ｍｍ程度厚くなるように設定しておく（図８（ｂ））。次に、金属端子３、環状枠体５を重ね合わせた状態で樹脂成形金型を型締めすることにより、金属端子３と環状枠体５には厚み方向に圧縮する力がかかる。金型の型閉めによる圧縮力は主に突起４の変形にて吸収され、環状枠体５の最上面と金属端子３の裏面を金型の接触面に適度な圧力で押し付ける効果がある。この効果により環状枠体に製造バラつきがあったとしても、光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することができる。同時に樹脂成形を行っても環状枠体５の上面と金属端子３の裏面放熱面を覆うように発生する樹脂バリが抑制され、光半導体装置用パッケージとして高い信頼性を確保する事ができる（図８（ｃ））。
【００３５】
また、環状枠体５の内側には傾斜が設けてあり、樹脂成形金型の形状に沿わせて型締めすることで精度良く位置決めする事ができる。傾斜を設けなかった場合、一般的な樹脂成形工程では環状枠体５の位置決めが不充分な状態で成形金型が環状枠体５の内側開口部を埋めるように型締めを行うため、成形金型と環状枠体５の接触により環状枠体５が破損する恐れがある。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、光半導体装置用パッケージを精度良く容易に形成することができ、カップ状の反射面と金属リードの実装面を有し、電子素子を実装する光半導体装置用パッケージおよびその製造方法等に有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１    光半導体装置用パッケージ
２    樹脂成形体
３    金属端子
４    突起
５    環状枠体
６    実装面
７    反射面
８    金属端子上面
９    金属端子下面
１０    下金型
１１    上金型
１０１    光半導体装置
１０２    セラミック基板
１０３    セラミック枠体
１０３ａ    窪み部
１０４    耐高温エポキシ樹脂
１０５    光半導体素子
１０６    中空部
１０７    配線部
１０８    導電性ワイヤー
【図１】
2011253970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011253970.tif 000008
【図７】
2011253970.tif 000009
【図８】
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