(57)【要約】【課題】はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部の軟化を防止できる信頼性の高い半導体発光装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】複数のリード５と、リード５の上端側に取り付けられたＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１の位置よりも下側に、複数のリード５を保持するように形成されたインサート成形樹脂部３と、インサート成形樹脂部３の上側に、ＬＥＤチップ１を覆うように形成されたモールド樹脂部４とを備える。上記インサート成形樹脂部３は、下方に突出する支持部３ａを有すると共に、インサート成形樹脂部３の支持部３ａの下端よりも上側においてリード５の一部が支持部３ａに囲まれずに外側に露出している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードと、
上記複数のリードのうちの少なくとも１つのリードの上端側に取り付けられた半導体発光素子と、
上記半導体発光素子の位置よりも下側に、上記複数のリードを保持するように形成された保持部材と、
上記保持部材の少なくとも上側に、上記半導体発光素子を覆うように形成された透光性樹脂部材とを備え、
上記保持部材は、下方に突出する支持部を有すると共に、
上記複数のリードのそれぞれは、上記保持部材の支持部の下端よりも上側において少なくとも一部が上記支持部に囲まれずに外側に露出していることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光装置において、
上記複数のリードの少なくとも１つの先端部に上記半導体発光素子がボンディングにより取り付けられていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体発光装置において、
上記保持部材が耐熱性樹脂からなることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体発光装置において、
上記耐熱性樹脂が液晶ポリマまたはポリフェニレンサルファイドの少なくとも一方であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項５】
リードの長手方向に対して略直角方向にインサート成型樹脂により厚みを持たせて実装時に傾かないようにしたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体発光装置を製造する半導体発光装置の製造方法であって、
半導体発光素子の取付位置よりも下側に、複数のリードを保持する保持部材をインサート成形により形成する工程と、
上記複数のリードのうちの少なくとも１つのリードの上端側に上記半導体発光素子をダイボンドにより取り付ける工程と、
上記半導体発光素子が取り付けられていない他のリードと上記半導体発光素子とをワイヤボンディングにより接続する工程と、
上記保持部材の少なくとも上側に、上記半導体発光素子を覆うように透光性樹脂部材を形成する工程とを有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関し、特に、電光表示板および集合型等の屋外用表示装置等に使用される半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体発光装置としては、図６に示すＬＥＤランプがある（例えば、特許文献１参照）。このＬＥＤランプは、リードフレームにキャスティングによりモールド樹脂を成形したものであり、図６に示すように、ＬＥＤチップ１０１と、金属ワイヤ１０２と、キャスティング樹脂で成形されたレンズ形状のモールド樹脂１０４と、リード１０５とを備えている。図６において、１１０はタイバーをカットしたタイバーカット部、１１１は基板である。ここで、タイバーとは、複数のＬＥＤランプを同時に製造する場合に、各ＬＥＤランプのリード１０５を連結して、成形で固定するまでバラバラにならないようにした部分のことである。
【０００３】
また、図７（ａ）は上記ＬＥＤランプを基板に取り付けた状態を示しており、図７（ｂ）は図７（ａ）の右側方から見た図を示しており、図７（ｂ）において、１１２は、リードフレームの先端側を型で変形させて、ＬＥＤチップの側面から出た光を前面に出すように反射面を設けたカップである。
【０００４】
上記ＬＥＤランプでは、タイバーをカットしたタイバーカット部１１０が基板１１１のスルーホールを塞ぐことが有り、リード１０５のはんだ付けのときにスルーホールの中の空気が外へ出られず、はんだの中に取り込まれてブローホール（気泡による穴）となって、はんだ付け不良を起こす原因となる。
【０００５】
また、図８は上記ＬＥＤランプの製造方法を説明するための図であり、タイバー（図示せず）でリードフレームを一体化し、ＬＥＤチップを搭載したものをキャスティングする様子を示している。
【０００６】
ここで、キャスティングとは、図８に示すように金型１０８に熱硬化性樹脂１０９をいれ、そこに物を入れて固める成形方法である。この成形方法に使用する樹脂は、エポキシ樹脂のように化学反応で硬化する樹脂なので、高温での硬化の必要が無く１２０℃前後で硬化でき、発光ダイオードチップを搭載したリードフレームを樹脂に入れても、発光ダイオードが熱で劣化する心配はない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０１−０３２６８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ＬＥＤランプでは、キャスティングにおいて金型１０８の一面が空いているので、表面張力で樹脂が金型８や挿入したリード１０５に濡れ性の関係でリード１０５に高く這い上がる。したがって、上記ＬＥＤランプを基板実装時において、実装高さが制限されるためにタイバーカット部を用いないで基板に直付けした場合、キャスティングで作ったＬＥＤランプのリードを基板のスルーホールに挿し込んで基板と密着させると、リードに這い上がった樹脂が基板上面のスルーホールの開口部を塞いでしまい、はんだ付け時の熱による発生ガスが基板上面に抜けずに逆流してはんだ側に戻ってしまうため、はんだ側にブローホールが生じて、信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
また、上記ＬＥＤランプでは、はんだ付け時の熱応力によるモールド樹脂の軟化によりモールド樹脂部の内部でリードフレームが動いてしまうために、金属ワイヤの断線等が発生して、信頼性が低下するという問題がある。
【００１０】
また、上記ＬＥＤランプでは、屋外において西日による太陽光線が入射すると、リード先端のカップ１１２の反射面で太陽光線が反射したり、モールド樹脂部１０４の底面（基板側）で乱反射するため、コントラストが低下して視認性が悪くなるという問題がある。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部の軟化を防止できる信頼性の高い半導体発光装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、この発明のもう１つの目的は、太陽光線が入射してもコントラストの低下を抑制して視認性を向上できる半導体発光装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明の半導体発光装置は、複数のリードと、上記複数のリードのうちの少なくとも１つのリードの上端側に取り付けられた半導体発光素子と、上記半導体発光素子の位置よりも下側に、上記複数のリードを保持するように形成された保持部材と、上記保持部材の少なくとも上側に、上記半導体発光素子を覆うように形成された透光性樹脂部材とを備え、上記保持部材は、下方に突出する支持部を有すると共に、上記複数のリードのそれぞれは、上記保持部材の支持部の下端よりも上側において少なくとも一部が上記支持部に囲まれずに外側に露出していることを特徴としている。
【００１４】
上記構成の半導体発光装置によれば、上記複数のリードが、上記保持部材の支持部の下端よりも上側において少なくとも一部が上記支持部に囲まれずに外側に露出しているので、上記半導体発光素子を覆うように形成された透光性樹脂部材と実装する基板面との間に空間が設けられ、はんだ付け時の発生ガスを基板上面に逃がすため、ブローホールの発生をなくすことができる。また、上記保持部材で複数のリードを保持することにより、上記保持部材の少なくとも上側に形成された透光性樹脂部材がはんだ付け時の熱により軟化した場合でも、熱応力を緩和する保持部材によりリードの動きを抑えることができ、半導体発光素子とリードとの金属ワイヤの断線等の発生を抑えることができる。したがって、はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部の軟化を防止できる信頼性の高い半導体発光装置が実現できる。さらに、上記保持部材に黒色の材料を用いることにより、西日等の太陽光線が入射してもコントラストの低下を抑制して視認性を向上できる。例えば、半導体発光装置を信号機や屋外の表示板に用いた場合、夕日になると太陽光線が透光性樹脂部材の底面で乱反射して視認性が悪くなるということがない。
【００１５】
また、一実施形態の半導体発光装置は、上記リードの先端部に上記半導体発光素子がボンディングにより取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記実施形態の半導体発光装置によれば、上記リードの先端部に上記半導体発光素子のいずれかの電極をボンディングにより取り付けることによって、そのリードと半導体発光素子との電気的接続が容易にできる。
【００１７】
また、一実施形態の半導体発光装置は、上記保持部材が耐熱性樹脂からなることを特徴とする。
【００１８】
上記実施形態の半導体発光装置によれば、上記保持部材が耐熱性樹脂からなるので、リードのはんだ付け時に熱により保持部材が変形せず、リードの動きを確実に抑えることができる。
【００１９】
また、一実施形態の半導体発光装置は、上記耐熱性樹脂が液晶ポリマまたはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２０】
上記実施形態の半導体発光装置によれば、液晶ポリマやＰＰＳは、軟化点が高くてインサート成形に用いることができ、保持部材の製作が容易にできる。
【００２１】
また、第２の発明の半導体発光装置は、リードの長手方向に対して略直角方向にインサート成型樹脂により厚みを持たせて実装時に傾かないようにしたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成の半導体発光装置によれば、リードの長手方向に対して略直角方向にインサート成型樹脂により厚みを持たせて実装時に傾かないようにしたので、はんだ付け実装時の位置決めが容易にできる。
【００２３】
また、この発明の半導体発光装置の製造方法は、上記半導体発光装置を製造する半導体発光装置の製造方法であって、半導体発光素子の取付位置よりも下側に、複数のリードを保持する保持部材をインサート成形により形成する工程と、上記複数のリードのうちの少なくとも１つのリードの上端側に上記半導体発光素子をダイボンドにより取り付ける工程と、上記半導体発光素子が取り付けられていない他のリードと上記半導体発光素子とをワイヤボンディングにより接続する工程と、上記保持部材の少なくとも上側に、上記半導体発光素子を覆うように透光性樹脂部材を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００２４】
上記半導体発光装置の製造方法によれば、はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部の軟化を防止できる信頼性の高い半導体発光装置を実現できる。また、上記保持部材に黒色の材料を用いることにより、太陽光線が入射してもコントラストの低下を抑制して視認性を向上できる半導体発光装置を実現できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の半導体発光装置およびその製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
図１はこの発明の実施の一形態の半導体発光装置の一例としてのＬＥＤランプの全体を示す側面図であり、１はＬＥＤ（発光ダイオード）チップ、２はＡｌからなる金属ワイヤ、３は保持部材の一例としてのインサート成形樹脂部（ＰＰＳ）、４はキャスティング（注形法）により形成された透光性樹脂部材の一例としてのモールド樹脂部、５は３本のリードである。なお、図１に示すＬＥＤランプは、リードフレームからＬＥＤランプ１個分を切り離した状態を示している。
【００２７】
上記インサート成形樹脂部３は、インサート成形樹脂部３よりも小径の支持部３ａが下方に突出し、その支持部３ａの周りを囲むようにリード５を配置している。つまり、上記インサート成形樹脂部３の支持部３ａの下端よりも上側においてリード５の一部が支持部３ａに囲まれずに外側に露出している。なお、上記インサート成形樹脂部３の支持部３ａは、はんだ付け実装時に基板に対する位置決めに利用できる下面を有している。
【００２８】
また、上記モールド樹脂部４は、レンズ形状とし、ＬＥＤチップ１から出た光をある範囲内に放射するようにして指向性を高くしている。
【００２９】
ここで、インサート成形とは、金型にリードフレーム等の物を入れて成型することである。金型に注入する樹脂は、熱可塑性の樹脂（ポリエチレン等）で、一般に軟化点の低い樹脂が用いられている。このようなインサート成形の主な用途は、洗濯機のボディのような成形品の作成である。しかし、最近になって軟化点が高くてインサート成形に用いることが可能な樹脂（例えば液晶ポリマやＰＰＳ）があり、その軟化点は２５０℃以上あるので、このような樹脂の直ぐ近くで半田付けを行っても変形する心配がない。
【００３０】
また、図２は上記ＬＥＤランプ（図１に示す）を基板６に取り付けた状態を示しており、基板６に設けられたスルーホール６ａにリード５を通し、基板６の裏面側からはんだ付けをする。このとき、インサート成形樹脂部３をモールド樹脂部４より基板６側に突出させて、インサート成形樹脂部３の支持部３ａの下端よりも上側においてリード５の一部が支持部３ａに囲まれずに外側に露出しているので、モールド樹脂部４と基板６との間に隙間がある。このため、はんだ付け時に暖められた基板６のスルーホール６ａ内の空気はスムースに外へ追い出されるので、ブローホールが発生してはんだ不良が生じる恐れはない（図６においてはんだ付け部７を拡大して丸内に示す）。
【００３１】
また、保持部材の一例としてのインサート成形樹脂部３の樹脂として軟化点の高いＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ；ポリフェニレンサルファイド）を用いているので、はんだ付け時にモールド樹脂部４が軟化しても、インサート成形樹脂部３によりリード５が保持される。したがって、ＬＥＤチップ１と両側のリード５の位置が変わって金属ワイヤ２が切れる心配はない。
【００３２】
また、インサート成形樹脂部３のＰＰＳは黒色であるので、図４に示すように、西日がＬＥＤランプに入ったときもモールド樹脂部４の底面での乱反射がインサート成形樹脂部３で低減され、リード４５の先端にボンディングされたＬＥＤチップ４１の色が見え難くなるということがない。
【００３３】
図５（ａ）は上記ＬＥＤランプの基板実装時の断面図を示し、図５（ｂ）は従来のＬＥＤランプの基板実装時の断面図を示している。従来のＬＥＤランプでは、図５（ｂ）に示すように、リード６５を保持するモールド樹脂部６４の基板６６側が図中水平方向に厚みがないために傾きやすい傾向があったが、この発明の実施の形態のＬＥＤランプでは、図５（ａ）に示すように、インサート成形樹脂部３３の支持部３３ａで水平方向にも厚みができ、実装時の傾きをなくすことができる。なお、図５（ａ）において、５５はリード、５６は基板、５４はモールド樹脂部である。
【００３４】
次に、上記ＬＥＤランプの製造方法を説明する。
【００３５】
まず、第１ステップで、インサート成形によりインサート成形樹脂部３を形成して、インサート成形樹脂部３とリードフレーム（図示せず）と一体化する。
【００３６】
次に、第２ステップで、中央のリード５に２つのＬＥＤチップ１（赤色用と緑色用）を夫々ダイボンドする。
【００３７】
次に、第３ステップで、ＬＥＤチップ１と両側のリード５とをワイヤボンディングにより金属ワイヤ２を介して接続する。
【００３８】
そして、第４のステップで、図３に示すように、熱硬化性樹脂９が凹部８ａに流し込まれたキャスティング用金型８を用いて、そうすることによって、インサート成形樹脂部３の上側および側面側を透明な樹脂で封止する。
【００３９】
このように、上記実施形態のＬＥＤランプによれば、はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部４の軟化を防止でき、高い信頼性が得られると共に、太陽光線が入射してもコントラストの低下を抑制して視認性を向上できる。
【００４０】
また、上記リード５の先端部にＬＥＤチップ１がボンディングにより取り付けられているので、そのリー５ドとＬＥＤチップ１との電気的接続が容易にできる。
【００４１】
また、上記インサート成形樹脂部３が耐熱性樹脂からなるので、リード５のはんだ付け時に熱によりインサート成形樹脂部３が変形せず、リード５の動きを確実に抑えることができる。また、上記耐熱性樹脂として用いたＰＰＳは、軟化点が高くてインサート成形に用いることができ、インサート成形樹脂部３の製作が容易にできる。
【００４２】
さらに、上記インサート成形樹脂部３は、インサート成形により形成するので、はんだ付け実装時に位置決めに利用する支持部３ａの下面を滑らかな凸凹のない平面にすることができ、より確実な位置決めが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、保持部材の一例としてのインサート成形樹脂部３にＰＰＳを用いたが、ＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ；液晶ポリマ）等の他の耐熱性樹脂を用いてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体発光装置およびその製造方法によれば、はんだ付け時のブローホールの発生やモールド樹脂部の軟化を防止でき、高い信頼性が得られる。また、上記保持部材に黒色の材料を用いることにより、太陽光線が入射してもコントラストの低下を抑制して視認性を向上できる。
【００４５】
また、この発明の半導体発光装置によれば、複数のリードを保持するように形成された保持部材に耐熱性樹脂を成形することにより実装時の熱応力に起因する樹脂軟化時のリードの動きを抑えて耐熱性の向上を行なうと共に、保持部材の下面を利用して基板位置決めを行うことができ、はんだ付け実装が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態のＬＥＤランプの図である。
【図２】図２は上記ＬＥＤランプを基板に取り付けた状態を示す図である。
【図３】図３は上記ＬＥＤランプをキャスティングにより完成させる工程を表わす図である。
【図４】図４はＬＥＤランプに入った太陽光線が反射した状態を示す図である。
【図５】図５はＬＥＤランプに入った太陽光線が反射した状態を示す図である。
【図６】図６は従来のＬＥＤランプを基板に取り付けた状態を示す図である。
【図７】図７は上記ＬＥＤランプをキャスティングにより完成させる工程を表わす図である。
【図８】図８は従来のＬＥＤランプの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ＬＥＤチップ、
２…金属ワイヤ、
３…保持部材、
３ａ…支持部、
４…モールド樹脂部、
５…リード、
６…基板、
７…はんだ付け部、
８…金型、
９…熱硬化性樹脂、
１０…タイバーカット部、
１１…基板。
【図１】
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【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】
2004319591.tif 000008
【図７】
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【図８】
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