(57)【要約】      （修正有）【課題】リードフラッシュが抑制され、内部における光反射率が改善された半導体発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】リードフレーム３０と第１の金型１０との間に第１のフィルム材１２を介在させた状態で、前記第１の金型１０及び第２の金型２０により前記リードフレーム３０をクランプする工程と、発光素子の実装領域及び外部端子領域となる前記リードフレーム１０の一部を前記第１のフィルム材１２と密着させた状態で前記第１のフィルム材１２と前記第２の金型２０との間に樹脂を注入し、前記実装領域を内部に含む凹部を有する樹脂成型体を形成する工程と、前記実装領域に前記発光素子を配置する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。【選択図】図２
2008244143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと第１の金型との間に第１のフィルム材を介在させた状態で、前記第１の金型及び第２の金型により前記リードフレームをクランプする工程と、
発光素子の実装領域及び外部端子領域となる前記リードフレームの一部を前記第１のフィルム材と密着させた状態で前記第１のフィルム材と前記第２の金型との間に樹脂を注入し、前記実装領域を内部に含む凹部を有する樹脂成型体を形成する工程と、
前記実装領域に前記発光素子を配置する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
リードフレームと第１の金型との間に第１のフィルム材を介在させ、前記リードフレームと第２の金型との間に第２のフィルム材を介在させた状態で、前記第１及び第２の金型により前記リードフレームをクランプする工程と、
発光素子の実装領域及び外部端子領域となる前記リードフレームの一部を前記第１及び第２のフィルム材と密着させた状態で前記第１と第２のフィルム材との間に樹脂を注入し、前記実装領域を内部に含む凹部を有する樹脂成型体を形成する工程と、
前記実装領域に前記発光素子を配置する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記フィルム材は、樹脂またはゴムを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記凹部は、前記発光素子から光放射方向に向かって拡開するように形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレーム状のインサート部品を含んだ樹脂成型体を形成し、半導体素子を組み込んだ半導体装置は電子機器に広く用いられる。近年、電子機器の小型化の要求が強まっており、半導体装置の小型化もますます重要となっている。
【０００３】
上記構造の場合、小型化に伴って金型精度やリードフレーム部品精度の維持が困難となり、金型接触面積も小さくなる。このために金型及びリードフレーム間に空隙を生じやすくなり、リードフレームに樹脂がバリとなって付くリードフラッシュを生じる。リードフラッシュがあるとリードフレームへの半導体素子の接着及び実装基板へのリードの接着が困難になる。
【０００４】
回路基板に形成された開口凹部を樹脂封止する際に、端子接合部の傷や樹脂汚れが生じることなく生産性を向上させた樹脂封止方法に関する技術開示例がある（特許文献１）
【特許文献１】特開２００１−２５０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体発光装置においてはリードフラッシュを抑制するだけでは十分ではない。すなわち、パッケージ内部において発光素子からの放射光を効率よく反射することが必要である。本発明は、リードフラッシュが抑制され、内部における光反射率が改善された半導体発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、リードフレームと第１の金型との間に第１のフィルム材を介在させた状態で、前記第１の金型及び第２の金型により前記リードフレームをクランプする工程と、発光素子の実装領域及び外部端子領域となる前記リードフレームの一部を前記第１のフィルム材と密着させた状態で前記第１のフィルム材と前記第２の金型との間に樹脂を注入し、前記実装領域を内部に含む凹部を有する樹脂成型体を形成する工程と、前記実装領域に前記発光素子を配置する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、リードフレームと第１の金型との間に第１のフィルム材を介在させ、前記リードフレームと第２の金型との間に第２のフィルム材を介在させた状態で、前記第１及び第２の金型により前記リードフレームをクランプする工程と、発光素子の実装領域及び外部端子領域となる前記リードフレームの一部を前記第１及び第２のフィルム材と密着させた状態で前記第１と第２のフィルム材との間に樹脂を注入し、前記実装領域を内部に含む凹部を有する樹脂成型体を形成する工程と、前記実装領域に前記発光素子を配置する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、リードフラッシュが抑制され、内部における光反射率が改善された半導体発光装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は本発明の実施の形態にかかる半導体発光装置の製造方法を表すフロー図である。  また、図２は金型を用いた成形工程を表す工程断面図であり、図２（ａ）は成型前、図２（ｂ）は成型状態、図２（ｃ）は成型部分の拡大図、図２（ｄ）は成型後を表す。
【００１０】
リードフレーム３０は、例えば数十個の多数個取りとされる。リードフレーム３０を金型８に挟んで樹脂成型する場合、リードフレーム３０と上金型１０との間に、柔軟性及び展性に富み弾性変形が大きいフィルム材１２を挟む（ステップＳ１０２）。フィルム材１２は、真空吸引などにより上金型１０の表面に密着かつ固定することができる。
【００１１】
なお、図２ではリードフレーム３０と下金型２０との間にもフィルム材１４を挟んであるが、フィルム材１２及びフィルム材１４は同一材料でなくともよい。また、下金型２０の表面を覆うフィルム材１４は、リードフレーム３０の下面におけるリードフラッシュやガスによる汚れを許容できる場合には省略できる。リードフレーム３０の材料は、例えば厚み０．１５〜０．３ｍｍの無酸素銅とする。
【００１２】
フィルム材１２、１４は樹脂成型における加熱温度に耐えられる耐熱性を有しかつ金型からの離型が容易である材料が好ましく、例えばポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ゴムなどとする。また、フィルム材１２、１４の厚みは、例えば２５〜１００μｍとする。
【００１３】
リードフレーム３０及びフィルム材１２、１４が金型８にクランプされると、金型部品精度のために隙間ができそうになってもフィルム材１２、１４の弾性変形範囲内であれば隙間の発生を抑制できる。また、リードフレーム３０の厚みにばらつきがあっても、フィルム１２、１４の弾性変形範囲内であれば、金型８の破損や隙間の発生を抑制できる。
【００１４】
また、複数の部品で構成される金型８の分割面がフィルム材１２、１４により覆われるので、分割面における空隙への樹脂流入を抑制することができる。このために、図２（ｂ）のように樹脂成型体を形成したい箇所にリードフレーム３０側から樹脂が注入される（ステップＳ１０４）。樹脂の材料は、例えば熱硬化性を有するエポキシ樹脂などが用いられる。
【００１５】
図２（ｃ）はフィルム材１２を取り除く前のパッケージ６の模式断面図を表す。発光素子３６が接着されるリードフレーム３０の実装領域及び外部端子領域はフィルム１２と密着しているので隙間に樹脂及び金型８などから発生するガスが流入することを抑制でき、リードフレーム３０の表面を清浄に保つことが容易となる。
【００１６】
このために発光素子３６がリード３０ａに確実かつ容易にマウントでき、リード３０ａの表面の光反射率を高く保つことができる。なお、このフィルム材１２が付着した図２（ｃ）の状態で保存するとリードフレーム３０の表面の酸化及び汚れを抑制でき、発光素子３６のマウント以降の工程が容易となり、リードフレームの反射率の低下も抑制できる。
【００１７】
成型後、図２（ｄ）のように金型８から離型し、フィルム材１２、１４を除去する（ステップＳ１０６）。金型８にクランプされたフィルム材１２、１４は、図２（ｄ）のような形状に変形しており空隙を埋めていることを表している。
【００１８】
図３は、パッケージ６の模式斜視図（ひとつ分）である。  
樹脂成型体３２は凹部４０を有し、その底面には対向する２つのリード３０ａ、３０ｂの端部が露出する。リード３０ａが延在し、凹部４０の底面において発光素子３６がマウントされる面として実装領域３０ｃが露出している。また、リード３０ｂが延在し、凹部４０の底面において、発光素子３６からワイヤが接続される面として実装領域３０ｄが露出している。これら実装領域３０ｃ、３０ｄの間には、樹脂成型体３２の一部が露出している。また凹部４０は上に向かって拡開する形状とし、例えば金属膜または反射性フィラーを添加した樹脂とした面を反射面３２ａとすることにより、発光素子３６からの放射光を上方に向けて反射させ、光取り出し効率を高めることができる。
【００１９】
この場合、側壁表面にはフィルム材１２の表面が転写されるので、平滑な表面状態のフィルム材１２を用いることにより、光反射率を高めることができる。すなわち、金型８の表面より平滑な樹脂表面を容易に得ることができる。すなわち、通常の金型では表面の平滑性に限界があるが表面が平滑なフィルム材１２を用いることによりフィルム材１２の表面状態が転写され、反射率の高い平滑な表面を容易に得ることができる。
【００２０】
図４は半導体発光装置の模式断面図である。Ａｇペーストまたは金属半田などのマウント材３５により発光素子３６を実装領域３０ｃにマウントし、ボンディングワイヤ３８などによりリード３０ｂとの電気的接続を行う（ステップＳ１０８）。
【００２１】
続いて、発光素子３６、ボンディングワイヤ３８、を覆うように凹部４０内に液状の透明樹脂３４を注入し硬化させる（ステップＳ１１０）。透明樹脂３４としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いる。
【００２２】
続いて、リードフレーム８を分離し、リード３０ａ、３０ｂを所定の形状に切断し（ステップＳ１１２）、半導体発光装置の製造工程が終了する。
【００２３】
図５は半導体発光装置の変形例の模式断面図である。発光素子３６の発光波長より短いバンドギャップ波長を有する半導体基板を用いると、放射光は透過する。例えばバンドギャップ波長が約５５０ｎｍであるＧａＰ基板を用いるとこれより長い波長の光は透過し、図５において放射光は上方に向かう。発光素子３６の電極（図示せず）はボール状のバンプ５０によりリード３０ａ、３０ｂとそれぞれに接続される。バンプ５０には、例えば導電性ワイヤ（金材）やボール（半田材）を用いる。
【００２４】
バンプ５０をリード３０ａ及び３０ｂとそれぞれ接触させ、加圧、加熱、超音波印加などを用いたフリップチップボンディングによりマウント及びリードへの電気的接続が可能となる（図１におけるステップＳ１０８）。この場合、リードフラッシュ及びガスによる汚れが抑制されているのでバンプ５０及びリードフレーム３０間の接着が確実かつ容易に行える。
【００２５】
本実施形態にかかる製造方法を用いた半導体発光装置は、発光素子３６がマウントされるリード３０ａの実装領域３０ｃは平滑であり樹脂バリが抑制されており、確実に発光素子３６がマウントされ、光の反射率が高い。さらに、リードフレーム３０の表面にＡｇメッキ層を設けると反射率を一層高めることができる。
【００２６】
凹部４０の内側壁は、フィルム材１２の転写により平滑な反射面３２ａであり、金属膜または反射フィラーを含む樹脂により高い反射率とできる。実装面３０ｃ及び凹部４０の内側壁である反射面３２ａにより発光素子３６からの放射光は上方から放射され、光取り出し効率を高めることができ、高い光出力を得ることが容易となる。この場合、透明樹脂３４に蛍光体を混合すると、発光素子の波長光及び蛍光体による波長変換光との混合色を得ることができる。
【００２７】
次に、フィルム材を用いない比較例にかかる半導体発光装置の製造方法について説明する。比較例においては、金型精度及び部品精度が不十分であるために生じる空隙を、リードフレーム３０を押しつぶしながら成型することによりリードフラッシュを抑制していた。
【００２８】
しかしながら無酸素銅などのリードフレーム３０は、フィルム材１２、１４と比べて柔軟性に欠け変形が小さい。このために細かな空隙を埋めるには不十分である。なお、樹脂成形後に、樹脂バリを噴射処理などにより除去することができる。しかし、リードフレーム３０の表面が荒れ、平滑性が失われ光反射率を低下させるので半導体発光装置としては好ましくない。
【００２９】
また、凹部４０の側壁である反射面３２ａの樹脂表面には金型８の表面状態が転写されるが、一般にこの平滑性は光の反射率において本実施形態より劣り高い光取り出し効率を得ることが困難である。また、加熱時のガス発生による汚れ膜がリードフレーム３０の表面に生じ、光反射率を低下させることがある。すなわち、比較例にかかる半導体装置の製造方法は、半導体発光装置には不十分である。
【００３０】
これに対して、本実施形態にかかる半導体発光装置の製造方法は、金型８及びインサート部品であるリードフレーム８の間に柔軟性かつ展性に富み弾性変形が大きいフィルム材１２、１４を挟む。このために空隙を埋めリードフラッシュを抑制できる。また、リードフレーム表面を清浄に保ち発光素子３６のマウントを容易にし、光反射率を高めることができる。さらに、樹脂成型体３２の側壁を平滑にでき半導体発光素子３６からの放射光を効率よく上方へ反射できる。
【００３１】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれら実施形態には限定されない。すなわち、半導体発光装置及びその製造方法を構成するリードフレーム、発光素子、樹脂、フィルム材、金型の材質、サイズ、形状、配置、加熱温度などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかる半導体発光装置の製造方法を表す工程断面図である。
【図２】樹脂成形工程を表す模式図である。
【図３】パッケージの模式斜視図である。
【図４】本実施形態による半導体発光装置の模式断面図である。
【図５】本実施形態による半導体発光装置の変形例の模式断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
６  パッケージ、８  金型、１０  上金型、１２  フィルム材、１４  フィルム材、２０  下金型、３０  リードフレーム、３０ｃ  実装領域、３２  樹脂成型体
【図１】
2008244143.tif 000003
【図２】
2008244143.tif 000004
【図３】
2008244143.tif 000005
【図４】
2008244143.tif 000006
【図５】
2008244143.tif 000007