(57)【要約】【課題】従来よりも放熱性に優れ、熱による電子部品の機能低下を防止することができる放熱用リードフレーム基板を提供する。【解決手段】スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂがフレーム部３に設けられてリードフレーム４が形成されている。このリードフレーム４の一方の面に絶縁層５を介して金属板６が積層一体化されている。上記リードフレーム４の他方の面において電子部品７を実装するための搭載部８がスリット１を跨いで形成されている。この搭載部８の周囲に反射鏡９が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットを介して対向する一対のリード部がフレーム部に設けられてリードフレームが形成され、このリードフレームの一方の面に絶縁層を介して金属板が積層一体化されていると共に、上記リードフレームの他方の面において電子部品を実装するための搭載部がスリットを跨いで形成され、この搭載部の周囲に反射鏡が形成されて成ることを特徴とする放熱用リードフレーム基板。
【請求項２】
一対のリード部を切り離すための切断部が搭載部の外側に形成されていると共に、切断部のリードフレームが切断部以外のリードフレームよりも薄く加工されて成ることを特徴とする請求項１に記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項３】
スリットを跨いで凹設された凹部によって搭載部が形成されていると共に、凹部の内面に反射鏡が形成されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項４】
枠体の内部に搭載部が位置するようにリードフレームの表面に枠体が固着されていると共に、枠体の内面に反射鏡が形成されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項５】
エッチング及び切削から選ばれる方法によってリードフレームが加工されて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項６】
耐ＵＶ性を有する材料によって絶縁層が形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項７】
耐ＵＶ性を有する材料としてフッ素系及びシリコン系樹脂組成物から選ばれるものが使用されて成ることを特徴とする請求項６に記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項８】
金属板に放熱フィンを形成して成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項９】
搭載部の表面にめっき処理が施されて成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板を製造するにあたって、絶縁層を介してリードフレームと金属板を積層し、加圧成形によりこれらを一体化することを特徴とする放熱用リードフレーム基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板の搭載部に電子部品が実装されていると共に、上記搭載部を含む一対のリード部がフレーム部から切り離されて成ることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーエレクトロニクス分野やＬＥＤ分野において使用されるパワーチップや発光ダイオード（ＬＥＤ）等の電子部品を実装するための放熱用リードフレーム基板及びその製造方法、並びに上記放熱用リードフレーム基板を用いて製造される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、小型薄型化の要求に伴い、半導体は高集積化され、回路基板に高密度に実装されている。特にパワーエレクトロニクス分野においては、半導体として発熱しやすい電子部品（例えば、パワートランジスタやＬＥＤ等）が高密度に実装されることとなる。そのため、回路基板に対しては、高密度配線の設計が容易であることに加えて、高放熱性であることが要求される。
【０００３】
従来、放熱性を改良するための技術としては、ガラスエポキシプリント配線板においてパワーチップを搭載する部分にのみアルミ放熱フィンを装着してパワーチップを実装するという技術や、アルミニウムや銅のように放熱性に優れる金属板の両面又は片面に絶縁層を介して回路を形成した金属ベース基板を用いる技術などが知られている。図１５はこのような金属ベース基板を用いて製造される半導体装置を示すものであり、この半導体装置は、金属基板３４の片面に絶縁層５を形成すると共にこの絶縁層５の表面に回路３５を形成した後、この回路３５と電子部品７とをバンプ２４を介して電気的に接続することによって、製造されている。また、放熱性改良技術においては、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミック基板に銅板を直接接合したＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板も利用されている。
【０００４】
ここで、発光装置としてリードフレームを用いたものが提供されているが（例えば、特許文献１参照。）、このような発光装置に対しても、上記のような放熱性改良技術の検討が行われている。また、高輝度発光ダイオードとしては、特許文献２に示すようなものも提供されている。
【特許文献１】特開２００３−１７７５３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７９７２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、現在、リードフレームを用いて製造されるパワーモジュール（発光装置などの半導体装置）にあっては、十分な放熱性を得ることができる技術は提供されていない。そのため、上記のようなパワーモジュールにおいては、滞留する熱によって電子部品の機能を十分に発揮させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来よりも放熱性に優れ、熱による電子部品の機能低下を防止することができる放熱用リードフレーム基板及びその製造方法並びに半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る放熱用リードフレーム基板は、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂがフレーム部３に設けられてリードフレーム４が形成され、このリードフレーム４の一方の面に絶縁層５を介して金属板６が積層一体化されていると共に、上記リードフレーム４の他方の面において電子部品７を実装するための搭載部８がスリット１を跨いで形成され、この搭載部８の周囲に反射鏡９が形成されて成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１において、一対のリード部２ａ，２ｂを切り離すための切断部１０が搭載部８の外側に形成されていると共に、切断部１０のリードフレーム４が切断部１０以外のリードフレーム４よりも薄く加工されて成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、スリット１を跨いで凹設された凹部１１によって搭載部８が形成されていると共に、凹部１１の内面１２に反射鏡９が形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項４の発明は、請求項１又は２において、枠体１３の内部に搭載部８が位置するようにリードフレーム４の表面に枠体１３が固着されていると共に、枠体１３の内面１４に反射鏡９が形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、エッチング及び切削から選ばれる方法によってリードフレーム４が加工されて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、耐ＵＶ性を有する材料によって絶縁層５が形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項７の発明は、請求項６において、耐ＵＶ性を有する材料としてフッ素系及びシリコン系樹脂組成物から選ばれるものが使用されて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、金属板６に放熱フィン１５を形成して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、搭載部８の表面にめっき処理が施されて成ることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項１０に係る放熱用リードフレーム基板の製造方法は、請求項１乃至９のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板を製造するにあたって、絶縁層５を介してリードフレーム４と金属板６を積層し、加圧成形によりこれらを一体化することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項１１に係る半導体装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の放熱用リードフレーム基板の搭載部８に電子部品７が実装されていると共に、上記搭載部８を含む一対のリード部２ａ，２ｂがフレーム部３から切り離されて成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る放熱用リードフレーム基板によれば、スリットを介して対向する一対のリード部をそれぞれ別々の電極とすることができ、また、電子部品の熱をリード部から放散させたり絶縁層を通じて金属板から放散させたりすることができ、従来よりも放熱性に優れた半導体装置を容易に製造することができ、また、このように放熱効率が高まることによって電子部品の機能（例えば、発光素子の発光効率）の低下を防止することができるものである。
【００１９】
また請求項２の発明によれば、切断部の絶縁層の厚みが増加することとなるため、この切断部で切断すれば、切断面においてリードフレームのかえりが金属板に接触しにくくなり、又は金属板のかえりがリードフレームに接触しにくくなり、絶縁性を容易に確保することができるものである。
【００２０】
また請求項３の発明によれば、電子部品として発光素子を使用する場合において、凹部の内面を利用することで、容易に反射鏡を形成することができるものである。
【００２１】
また請求項４の発明によれば、電子部品として発光素子を使用する場合において、切れ目のない反射鏡を発光素子の周囲に形成することができ、発光効率をさらに高めることができるものである。
【００２２】
また請求項５の発明によれば、リードフレームの厚みを制御したりリードフレームに凹部を凹設したりする等の部分的な加工を容易に行うことができるものである。
【００２３】
また請求項６の発明によれば、紫外線を発生する発光素子を実装した場合において紫外線が絶縁層に照射されても絶縁層の劣化を防止することができるものである。
【００２４】
また請求項７の発明によれば、紫外線を発生する発光素子を実装した場合において紫外線が絶縁層に照射されても絶縁層の劣化を防止することができるものである。
【００２５】
また請求項８の発明によれば、放熱フィンによって放熱性をさらに高めることができるものである。
【００２６】
また請求項９の発明によれば、めっきがオーバーハングすることによってスリットの幅が狭くなり、バンプ間の間隔が狭い微小な電子部品であっても容易に実装することができるものである。
【００２７】
本発明の請求項１０に係る放熱用リードフレーム基板の製造方法によれば、容易に放熱用リードフレーム基板を製造することができるものである。
【００２８】
本発明の請求項１１に係る半導体装置によれば、電子部品の熱をリード部から放散させたり絶縁層を通じて金属板から放散させたりすることができ、従来よりも放熱性に優れているものであり、また、このように放熱効率が高まることによって電子部品の機能（例えば、発光素子の発光効率）の低下を防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
本発明に係る放熱用リードフレーム基板は、リードフレーム４、絶縁層５を形成するための絶縁性樹脂、金属板６を材料として用いることによって、製造することができる。
【００３１】
図１３はリードフレーム４の一例を示すものであり、図１３（ｂ）はその一部を拡大したものである。このリードフレーム４は、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂが複数組マトリクス状にフレーム部３に設けられて、形成されている。具体的には、図１３（ａ）に示すリードフレーム４においては、縦に８組、横に６組、合計４８組のリード部２がフレーム部３に設けられているが、リード部２の組数はこれに限定されるものではなく任意である。フレーム部３は、矩形状の外枠部１６と、この外枠部１６の内部を仕切る複数本の仕切部１７とで構成されており、各リード部２は、支持部１８を介してフレーム部３と２箇所で結合している。また、各リード部２は、連結部１９を介して他のリード部２又はフレーム部３と結合している。ここで、各連結部１９には図１３のように位置決め穴２０を設けることができる。
【００３２】
本発明においてリードフレーム４としては通常のものよりも厚みの厚いものを用いるのが好ましく、具体的には、リードフレーム４の厚みは１００〜１０００μｍであることが好ましい。また、スリット１の幅は３０〜３００μｍであることが好ましい。なお、本発明におけるリードフレーム４は、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂがフレーム部３に設けられて形成されるものであれば、図１３に示すものに限定されるものではない。例えば、図１４のように、連結部１９を介在させることなく、ある組のリード部２ｂと他の組のリード部２ａとを連結したようなリードフレーム４を用いることもできる。
【００３３】
リードフレーム４の材質は、特に限定されるものではないが、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、これらの金属のうち少なくとも１種以上のものを含む合金、銅・インバー・銅の３層クラッド板から選ばれるものであることが好ましい。このような材質のリードフレーム４を用いると、その他の材質のリードフレーム４を用いるよりも、熱伝導性を高く得ることができるからである。
【００３４】
絶縁層５を形成するための絶縁性樹脂としては、熱硬化性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。これらの組成物としては、フィラー入りでないものを用いてもよいが、流動性を調整したり熱伝導性をさらに高めたりするために無機フィラー入りのものを用いるのが好ましい。このような組成物は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に公知の無機フィラー、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、表面処理剤、顔料などを添加することによって、調製することができる。絶縁性樹脂の形態は、特に限定されるものではないが、シート状であることが好ましい。具体的には、絶縁性樹脂をＰＥＴフィルム等に塗布乾燥して得られるＢステージの接着フィルムや、絶縁性樹脂をガラス布などの基材に含浸乾燥して得られるＢステージのプリプレグであることが好ましい。上記の接着フィルムやプリプレグのような接着シートを用いると、薄くて均一な厚みの絶縁層５を容易に形成することができるからである。
【００３５】
特に、絶縁性樹脂として熱硬化性樹脂組成物を用いる場合において、主成分となる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、シアネート樹脂等を用いることができ、また、難燃性を付与するために臭素化された樹脂やリン変性された樹脂を用いることもできる。なお、添加型難燃剤を使用すると絶縁層５の耐熱性や機械的強度の低下を招くおそれがあるが、耐熱性等に影響が出ない程度であれば上記難燃剤を熱硬化性樹脂に添加して使用してもよい。
【００３６】
絶縁性樹脂として用いる熱硬化性樹脂組成物としては、無機フィラーを高充填したものが好ましい。このように無機フィラーを高充填することによって、絶縁層５の熱伝導性をさらに高めることができ、電子部品７からの発熱をより効率よく放散させることができると共に、絶縁層５の熱膨張係数がリードフレーム４及び金属板６の熱膨張係数に近付き、放熱用リードフレーム基板の熱的な信頼性を向上させることができるものである。このように、無機フィラーの高充填により、非常に簡単に絶縁層５の熱膨張係数を低下させたり熱伝導性を向上させたりすることができるものであるが、必要に応じて無機フィラーの充填量を調整することにより、放熱用リードフレーム基板の製造時（積層成形時）における熱硬化性樹脂組成物の流動特性を調整することもできる。
【００３７】
上記の無機フィラーとしては、特に限定されるものではないが、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣａＣＯ３等から選ばれるものを用いることができ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮは、その他の無機フィラーよりも熱伝導性に優れているので好ましい。なお、無機フィラーの熱硬化性樹脂への分散性を向上させるため、カップリング剤や分散剤等を併用するのが好ましい。
【００３８】
金属板６としては、特に限定されるものではないが、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、これらの金属のうち少なくとも１種以上のものを含む合金、銅・インバー・銅の３層クラッド板から選ばれる材質のものを用いるのが好ましい。このような金属板６を用いると、その他の金属板６を用いるよりも、熱伝導性を高く得ることができるからである。金属板６の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．５〜２０ｍｍの範囲に設定することができる。
【００３９】
そして、本発明に係る放熱用リードフレーム基板は、図１のように絶縁層５を介してリードフレーム４と金属板６を積層し、加熱加圧成形によりこれらを一体化することによって、容易に製造することができるものである。ここで、上記の積層一体化は、大気圧下、減圧下又は真空下のいずれかにおいて行うことができる。
【００４０】
本発明に係る放熱用リードフレーム基板の製造方法をさらに詳細に説明する。
【００４１】
まず図１（ａ）のように、接着シート２１を介してリードフレーム４と金属板６とを積層することにより積層物２２を得る。このとき、接着シート２１で形成される絶縁層５とリードフレーム４及び金属板６との密着性を得るために、リードフレーム４及び金属板６の表面をあらかじめ粗面化処理しておくのが好ましい。例えば、リードフレーム４及び金属板６の表面に酸化被膜を形成して化学的に粗面化処理したり、リードフレーム４及び金属板６の表面をサンドブラスト等により物理的に粗面化処理したりすることができる。また、接着シート２１としては１枚だけでなく２枚以上を重ね合わせたものを用いてもよい。
【００４２】
次に、上記の積層物２２を図１（ｂ）のように加熱加圧成形により一体化すると、接着シート２１で絶縁層５が形成され、接着シート２１の樹脂の一部が溶融してスリット１に充填される。また、絶縁層５は次のようにして形成してもよい。まず、熱硬化性樹脂（又は熱可塑性樹脂）に公知の無機フィラー、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、表面処理剤、顔料などを添加することによって熱硬化性樹脂組成物（又は熱可塑性樹脂組成物）を調製する。次にこの組成物を混練機でスラリー化することによってペーストを調製した後、このペーストを金属板６の表面に印刷塗布する。その後、ペーストを塗布した面にリードフレーム４の一方の面を重ね合わせ、ペーストを硬化させることによって、図１（ｂ）と同様に絶縁層５を形成することができるものであり、ペーストの一部はスリット１に充填された後に硬化する。
【００４３】
ここで、絶縁層５の熱伝導率は２．０Ｗ／ｍＫ以上（実質上の上限は１０．０Ｗ／ｍＫ）であることが好ましい。このような絶縁層５により、リードフレーム４の熱を迅速に金属板６に伝えることができ、放熱性をさらに高く得ることができるからである。また、絶縁層５の厚みは３０〜１５０μｍであることが好ましい。絶縁層５の厚みが３０μｍ未満であると、絶縁層５に混入した気泡やリードフレーム４及び金属板６の表面の微細な突起による絶縁不良の可能性が高くなり、絶縁性を十分に確保することができなくなるおそれがある。逆に絶縁層５の厚みが１５０μｍを超えると、リードフレーム４と金属板６との間の間隔がそれだけ広くなり、熱抵抗が大きくなるおそれがある。
【００４４】
次に、リードフレーム４の表面においてスリット１を跨いで搭載部８を形成する。この搭載部８は、例えば、図１（ｃ）及び図２に示すように、すり鉢状の凹部１１を切削加工等で凹設することによって形成することができる。このようにして形成された搭載部８には電子部品７を実装するのであるが、パワートランジスタ等の電子部品７のみならず、ＬＥＤのように発光する電子部品７（発光素子２３）を実装する場合も多いので、搭載部８の周囲には反射鏡９を形成する。上記のように凹部１１によって搭載部８を形成する場合には、この凹部１１の内面１２に反射鏡９を形成するのが好ましい。具体的には、凹部１１の内面１２を構成するリードフレーム４の表面を研磨したり、あるいは凹部１１の内面１２を構成するリードフレーム４の表面に銀めっき等のめっき処理を施したりアルミニウム等を蒸着させたりすることによって、反射鏡９を形成することができる。このように凹部１１の内面１２を利用することで、容易に反射鏡９を形成することができるものである。そして、図１（ｃ）に示すような放熱用リードフレーム基板を得ることができるものである。
【００４５】
上記のようにして得られた放熱用リードフレーム基板を用いて、従来よりも放熱性に優れた半導体装置を次のようにして容易に製造することができる。すなわち、図１（ｃ）に示す放熱用リードフレーム基板の搭載部８に電子部品７を実装すると共に、上記搭載部８を含む一対のリード部２ａ，２ｂをフレーム部３から切り離す（図１（ｄ）に示す破線で切断する）ことによって、図１（ｅ）のような半導体装置を製造することができる。リード部２ａ，２ｂをフレーム部３から切り離す際には、図２のようにリード部２ａ，２ｂと支持部１８及び連結部１９との間を切断すればよい。ここで、電子部品７を実装するにあたっては、フリップチップボンディング方式を採用しており、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂと電子部品７の電極とは、図１（ｅ）のようにバンプ２４によって電気的に接続されている。このように電子部品７は、１つのリード部２に電気的に接続するのではなく、スリット１を跨いで２つのリード部２ａ，２ｂに電気的に接続するようにしているので、これらのリード部２ａ，２ｂをそれぞれ別々の電極とすることができる。なお、フリップチップボンディング方式以外にワイヤーボンディング方式を採用することもできるが、本発明においては、フリップチップボンディング方式による実装の方が適している。また、図示省略しているが、必要に応じて凹部１１に透光性の封止樹脂を充填して電子部品７を封止してもよい。
【００４６】
そして、上記のようにして得られた半導体装置にあっては、電子部品７の熱をリード部２から放散させたり絶縁層５を通じて金属板６から放散させたりすることができ、放熱性に優れているものであり、また、このように放熱効率が高まることによって電子部品７の機能の低下を防止することができるものである。例えば、電子部品７として発光素子２３を使用する場合においては、上記のように放熱効率が高まることによって発光素子２３の発光効率の低下を防止することができるものである。さらに、電子部品７として発光素子２３を使用する場合においては、搭載部８の周囲に形成された反射鏡９によって発光素子２３からの光の配光を制御することが可能となり、光の利用効率を高めることができるものである。具体的には、発光素子２３の側方に照射される光も、図１（ｅ）の矢印で示すように反射鏡９で反射させることによって、半導体装置の外部へ取り出すことができるものである。
【００４７】
また、本発明に係る放熱用リードフレーム基板の製造方法の他の例を説明する。
【００４８】
まず図５（ａ）のように、接着シート２１を介してリードフレーム４と金属板６とを積層することにより積層物２２を得る。このとき、接着シート２１で形成される絶縁層５とリードフレーム４及び金属板６との密着性を得るために、リードフレーム４及び金属板６の表面をあらかじめ粗面化処理しておくのが好ましい。例えば、リードフレーム４及び金属板６の表面に酸化被膜を形成して化学的に粗面化処理したり、リードフレーム４及び金属板６の表面をサンドブラスト等により物理的に粗面化処理したりすることができる。また、接着シート２１としては１枚だけでなく２枚以上を重ね合わせたものを用いてもよい。
【００４９】
次に、上記の積層物２２を図５（ｂ）のように加熱加圧成形により一体化すると、接着シート２１で絶縁層５が形成され、接着シート２１の樹脂の一部が溶融してスリット１に充填される。また、絶縁層５は次のようにして形成してもよい。まず、熱硬化性樹脂（又は熱可塑性樹脂）に公知の無機フィラー、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、表面処理剤、顔料などを添加することによって熱硬化性樹脂組成物（又は熱可塑性樹脂組成物）を調製する。次にこの組成物を混練機でスラリー化することによってペーストを調製した後、このペーストを金属板６の表面に印刷塗布する。その後、ペーストを塗布した面にリードフレーム４の一方の面を重ね合わせ、ペーストを硬化させることによって、図５（ｂ）と同様に絶縁層５を形成することができるものであり、ペーストの一部はスリット１に充填された後に硬化する。
【００５０】
ここで、絶縁層５の熱伝導率は２．０Ｗ／ｍＫ以上（実質上の上限は１０．０Ｗ／ｍＫ）であることが好ましい。このような絶縁層５により、リードフレーム４の熱を迅速に金属板６に伝えることができ、放熱性をさらに高く得ることができるからである。また、絶縁層５の厚みは３０〜１５０μｍであることが好ましい。絶縁層５の厚みが３０μｍ未満であると、絶縁層５に混入した気泡やリードフレーム４及び金属板６の表面の微細な突起による絶縁不良の可能性が高くなり、絶縁性を十分に確保することができなくなるおそれがある。逆に絶縁層５の厚みが１５０μｍを超えると、リードフレーム４と金属板６との間の間隔がそれだけ広くなり、熱抵抗が大きくなるおそれがある。
【００５１】
次に、リードフレーム４の表面においてスリット１を跨いで搭載部８を形成する。この搭載部８は、図５（ｃ）及び図６に示すような枠体１３を用いて形成することができる。この枠体１３は、フェノール樹脂などの樹脂を用いて環状に形成されている。枠体１３の中央にはテーパー状の貫通穴２５が穿設されており、枠体１３の一方の面に貫通穴２５の小開口部２６が開口していると共に、枠体１３の他方の面に貫通穴２５の大開口部２７が開口している。そして、枠体１３の小開口部２６が開口している側の面をリードフレーム４の表面に重ね合わせ、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂが貫通穴２５の内部に収まるようにして、リードフレーム４に枠体１３を固着する。このとき固着は接着剤を用いて行うことができるが、図５（ｃ）に示すように嵌合凸部２８と嵌合凹部２９との嵌合によって行うこともできる。すなわち、枠体１３を形成する際に小開口部２６を開口させる側の面において小開口部２６の外側に環状の嵌合凸部２８をあらかじめ形成しておき、一方、この嵌合凸部２８に嵌合する嵌合凹部２９を図５（ｃ）に示す積層成形後のリードフレーム４の表面に切削加工等で形成する。そして、リードフレーム４の嵌合凹部２９に枠体１３の嵌合凸部２８を嵌め合わせることによって、図５（ｃ）のようにリードフレーム４の表面に枠体１３を固着させることができ、枠体１３の貫通穴２５の内部に搭載部８が位置することとなる。このように凹凸嵌合によってリードフレーム４と枠体１３とを固着すれば、接着剤を用いる必要がなくなり、接着剤の染み出し等によって搭載部８が汚染されるようなこともなくなるものである。なお、凹凸嵌合による固着であれば、リードフレーム４と枠体１３のどちらに嵌合凹部２９又は嵌合凸部２８を形成してもよく、また、嵌合凹部２９及び嵌合凸部２８の形状も特に限定されるものではない。嵌合凹部２９及び嵌合凸部２８を形成する箇所は、搭載部８から離れているほど好ましく、図７のように半導体装置の端部であることがより好ましい。つまり、嵌合凹部２９及び嵌合凸部２８が形成された箇所に接着剤を用いるようにすれば、リードフレーム４と枠体１３とをより強固に固着させることができるのはもちろんのこと、上記の箇所は搭載部８から離れているために、接着剤の染み出し等によって搭載部８が汚染されるようなことを防止することができるものである。
【００５２】
図５（ｃ）のようにして形成された搭載部８には電子部品７を実装するのであるが、パワートランジスタ等の電子部品７のみならず、ＬＥＤのように発光する電子部品７（発光素子２３）を実装する場合も多いので、搭載部８の周囲には反射鏡９を形成する。上記のように枠体１３によって搭載部８を形成する場合には、この枠体１３の内面１４に反射鏡９を形成するのが好ましい。具体的には、枠体１３の内面１４に銀めっき等のめっき処理を施したりアルミニウム等を蒸着させたりすることによって、金属層３０により反射鏡９を形成することができる。ただし、短絡を防止するため、図５（ｄ）及び図６のように金属層３０がリードフレーム４に接触しないようにめっき処理を施して、枠体１３の一部を外部に露出させるものである。そして、図５（ｄ）に示すような放熱用リードフレーム基板を得ることができるものである。このようにして得られた放熱用リードフレーム基板は、図１（ｄ）に示す放熱用リードフレーム基板と比較すると、次の点で優れている。すなわち、図１（ｄ）に示す放熱用リードフレーム基板にあっては、図２のように反射鏡９の一部に絶縁層５の切れ目（破線で囲んだ部分）が存在するのに対し、図５（ｄ）に示す放熱用リードフレーム基板にあっては、図６に示すように切れ目の存在しない反射鏡９を搭載部８の周囲に形成することができ、電子部品７として発光素子２３を使用する場合において、発光効率をさらに高めることができるものである。なお、図２及び図６はいずれも平面図であるが、外部から見える絶縁層５や枠体１３の表面を明確にするため、これらにハッチングを入れている。
【００５３】
ここで、上記の枠体１３はアルミニウム等の金属を用いて形成することもできる。ただし、金属製の枠体１３をリードフレーム４に直に重ね合わせると短絡するので、このような場合には、図８に示すように枠体１３とリードフレーム４との間に絶縁性の接着シート２１を挟んで、枠体１３をリードフレーム４に重ね合わせるようにすればよい。また、反射鏡９を形成するにあたっては、枠体１３の内面１４を研磨したりあるいは枠体１３の内面１４に銀めっき等のめっき処理を施したりアルミニウム等を蒸着させたりすることによって、行うことができる。ただし、短絡を防止するため、図８のように金属層３０がリードフレーム４に接触しないように、めっき処理を施すものである。
【００５４】
上記のようにして得られた放熱用リードフレーム基板を用いて、従来よりも放熱性に優れた半導体装置を次のようにして容易に製造することができる。すなわち、図５（ｃ）に示す放熱用リードフレーム基板の搭載部８に電子部品７を実装すると共に、上記搭載部８を含む一対のリード部２ａ，２ｂをフレーム部３から切り離す（図５（ｄ）に示す破線で切断する）ことによって、図５（ｅ）のような半導体装置を製造することができる。リード部２ａ，２ｂをフレーム部３から切り離す際には、図６のようにリード部２ａ，２ｂと支持部１８及び連結部１９との間を切断すればよい。ここで、電子部品７を実装するにあたっては、フリップチップボンディング方式を採用しており、スリット１を介して対向する一対のリード部２ａ，２ｂと電子部品７の電極とは、図５（ｅ）のようにバンプ２４によって電気的に接続されている。このように電子部品７は、１つのリード部２に電気的に接続するのではなく、スリット１を跨いで２つのリード部２ａ，２ｂに電気的に接続するようにしているので、これらのリード部２ａ，２ｂをそれぞれ別々の電極とすることができる。なお、フリップチップボンディング方式以外にワイヤーボンディング方式を採用することもできるが、本発明においては、フリップチップボンディング方式による実装の方が適している。また、図示省略しているが、必要に応じて枠体１３の貫通穴２５に透光性の封止樹脂を充填して電子部品７を封止してもよい。
【００５５】
そして、上記のようにして得られた半導体装置にあっては、電子部品７の熱をリード部２から放散させたり絶縁層５を通じて金属板６から放散させたりすることができ、放熱性に優れているものであり、また、このように放熱効率が高まることによって電子部品７の機能の低下を防止することができるものである。例えば、電子部品７として発光素子２３を使用する場合においては、上記のように放熱効率が高まることによって発光素子２３の発光効率の低下を防止することができるものである。さらに、電子部品７として発光素子２３を使用する場合においては、搭載部８の周囲に形成された反射鏡９によって発光素子２３からの光の配光を制御することが可能となり、光の利用効率を高めることができるものである。具体的には、発光素子２３の側方に照射される光も、図５（ｅ）の矢印で示すように反射鏡９で反射させることによって、半導体装置の外部へ取り出すことができるものである。
【００５６】
ところで、半導体装置を得るためには、既述の通り、リード部２と支持部１８及び連結部１９との間を切断する必要がある。しかし、リードフレーム４に比べて絶縁層５は比較的厚みが薄いので、図１（ｄ）に示す破線で放熱用リードフレーム基板を切断した場合には、図４のように切断面においてリードフレーム４のかえり３１が形成され、このかえり３１によってリードフレーム４と金属板６とが電気的に接続されて、半導体装置の絶縁信頼性が低下するおそれがある。そこで、これを防止するためには、図３（ａ）に示すような放熱用リードフレーム基板を製造するようにすればよい。この放熱用リードフレーム基板においては、一対のリード部２ａ，２ｂをフレーム部３から切り離すための切断部１０が搭載部８の外側に形成されている。この切断部１０は、例えば、図２のようにリード部２と支持部１８との間及びリード部２と連結部１９との間に形成することができる。さらに、切断部１０のリードフレーム４は切断部１０以外のリードフレーム４よりも薄く加工されていると共に、上記の切断部１０においてリードフレーム４は絶縁層５に比べて比較的厚みが薄くなるように加工されている。このようにすると、切断部１０の絶縁層５の厚みが相対的に増加することとなるため、この切断部１０で切断するようにすれば、たとえ図３（ｂ）のように切断面においてリードフレーム４のかえり３１が形成されたとしてもこのかえり３１は金属板６に接触しにくくなり、又は切断面において金属板６のかえり（図示省略）が形成されたとしてもこのかえりはリードフレーム４に接触しにくくなり、絶縁性を容易に確保することができるものである。なお、図３（ａ）に示す放熱用リードフレーム基板を製造する際には、リードフレーム４として、切断部１０となる箇所にあらかじめ切断用凹部３２が凹設されたものを用いるようにしている。
【００５７】
また、リードフレーム４を加工するにあたっては、エッチング及び切削から選ばれる方法を使用するのが好ましい。ここで、リードフレーム４の加工とは、既述の凹部１１を凹設したり、嵌合凹部２９及び嵌合凸部２８を形成したり、切断用凹部３２を凹設して部分的に薄板化したりする等のすべての加工を含む。そして上記のような方法であれば、リードフレーム４の厚みを制御したりリードフレーム４に凹部１１を凹設したりする等の部分的な加工を容易に行うことができるものである。
【００５８】
また、リードフレーム４をエッチング等で加工する場合において、リードフレーム４の厚みが厚くなるほど、スリット１の幅は広くなる。例えば、厚み５００μｍのリードフレーム４をエッチングで加工する場合においては、スリット１の幅を２００μｍに狭めるのは可能であるが、これよりも狭くするのはエッチング精度の関係で困難である。そうすると、電子部品７としてバンプ２４の間隔が２００μｍ未満であるものを用いる場合には、このような電子部品７は搭載部８に実装することができなくなるおそれがある。しかし、このような場合には、電子部品７を実装する前に、搭載部８を構成する一対のリード部２ａ，２ｂのそれぞれの表面に銅めっき等のめっき処理を施すようにすればよい。このようにすると、図９のようにめっき処理により形成されためっき層３３がオーバーハングすることとなり、スリット１の幅を狭くすることができるものである。例えば、めっき処理を施す前のスリット１の幅が２００μｍであれば、上記のめっき処理により５０μｍ程度にまで狭小化することが可能である。そして、このようにスリット１の幅が狭くなれば、図９のようにバンプ２４間の間隔が狭い微小な電子部品７であっても容易に実装することができるものである。しかも、微小でない電子部品７を実装するのであれば、スリット１の幅が狭くなったことにより、バンプ２４等による電子部品７とリード部２との接合面積を増加させることができ、半導体装置の放熱性をさらに高めることができるものである。なお、めっき層３３の厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００５９】
図１０は本発明に係る半導体装置の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。既述の半導体装置の反射鏡９はすり鉢状やテーパー状の１つの曲面で形成されているが、図１０のように複数（例えば、４つ）の平面をそれぞれ搭載面８に向けて傾斜させることによって反射鏡９を形成するようにしてもよい。さらに、図１０に示す半導体装置においては、枠体１３の貫通穴２５の内面１４に嵌合凸部３６を形成すると共に、この嵌合凸部３６に嵌合する嵌合凹部３７をリード部２ａ，２ｂの側面に形成している。そして、リード部２ａ，２ｂの嵌合凹部３７に枠体１３の嵌合凸部３６を嵌め合わせることによって、図１０（ａ）のようにリード部２ａ，２ｂの側面に枠体１３を固着させることができる。このように凹凸嵌合によってリード部２ａ，２ｂと枠体１３とを固着すれば、接着剤を用いる必要がなくなり、接着剤の染み出し等によって搭載部８が汚染されるようなこともなくなるものである。なお、凹凸嵌合による固着であれば、リード部２ａ，２ｂと枠体１３のどちらに嵌合凹部３７又は嵌合凸部３６を形成してもよく、また、嵌合凹部３７及び嵌合凸部３６の形状も特に限定されるものではない。また、図１０（ｂ）は平面図であるが、外部（図１０（ａ）でいえば上方）から見える絶縁層５や枠体１３の表面を明確にするため、これらにハッチングを入れている。
【００６０】
また、電子部品７として例えばＵＶ光（紫外線）を発生する発光素子２３を用いる場合においては、絶縁層５に十分な耐ＵＶ性能が要求される。なぜなら、図１（ｅ）に示す半導体装置にあっては、図２のように反射鏡９の一部において絶縁層５が露出している箇所（破線で囲んだ部分）があり、また、図５（ｅ）に示す半導体装置にあっても、図６のように僅かではあるが絶縁層５が露出している箇所があるため、これらの箇所に紫外線が照射されるおそれがある。しかし、このような場合には、耐ＵＶ性を有する材料によって絶縁層５を形成すればよい。そうすると、紫外線を発生する発光素子２３を実装して、この発光素子２３により紫外線が絶縁層５に照射されても、絶縁層５の劣化を防止することができるものである。
【００６１】
上記の耐ＵＶ性を有する材料としては、フッ素系樹脂組成物（例えば、テフロン（登録商標）を主成分とするもの）及びシリコン系樹脂組成物（例えば、シリコン樹脂を主成分とするもの）から選ばれるものを用いるのが好ましい。耐ＵＶ性能を有する絶縁層５を簡便に形成することができるからである。なお、フッ素系樹脂組成物としては、市販のフッ素樹脂シートを用いるようにしてもよい。
【００６２】
また、半導体装置の熱放散性をさらに高めるためには、放熱用リードフレーム基板の金属板６に放熱フィン１５を形成すればよい。例えば、金属板６の一部を放熱フィン１５の形状にしたり、金属板６とは別体である放熱フィン１５を熱伝導グリースや熱伝導シートを介して金属板６にネジ止めしたりすることによって、放熱用リードフレーム基板に放熱フィン１５を形成することができる。図１２は金属板６の一部を放熱フィン１５の形状にした半導体装置の一例を示すものである。ちなみに、この半導体装置は、図１４に示すリードフレーム４を用いて製造したものであり、２組のリード部２を連結した部分に切断部１０が形成され、必要に応じて切断することにより２つの半導体装置に分離することができるようにしてある。なお、金属板６と放熱フィン１５とが別体であると、両者の間に隙間ができ、これにより放熱性が低下したりコストが高くなったりするおそれがあるので、図１２のように放熱フィン１５が金属板６と一体であるようなものが好ましい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００６４】
（実施例１）
接着シート２１を次のようにして作製した。まず、エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）１００質量部、ジシアンジアミド（硬化剤）５質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化促進剤）０．１質量部、エポキシシランカップリング剤１０質量部、メチルエチルケトン及びジメチルフォルムアミドからなる溶剤（ＭＥＫ：ＤＭＦ＝１：２（質量比））７０質量部をあらかじめ混合して溶解させた溶液を準備した。次に、この溶液にさらに平均粒径５μｍのアルミナフィラー（無機フィラー）７００質量部を混合し、これをディスパーで撹拌することにより、固形分９３質量％、粘度３０００ｃｐｓのスラリーとした。そしてこのスラリーをＰＥＴフィルムの上に塗布し、これを１６０℃で１０分間乾燥させることによって、厚み１００μｍの接着性を有するＢステージ状態の接着シート２１（無機フィラー８５質量％含有）を作製した。
【００６５】
そして図１（ａ）のように、厚み５００μｍの銅製リードフレーム４（スリット１の幅２００μｍ）、４枚の接着シート２１を重ね合わせたもの、厚み２ｍｍのアルミニウム製金属板６をこの順に積層した。
【００６６】
次に図１（ｂ）のように、６．６７ｈＰａ（５トール）以下の高真空下において、加熱加圧成形により積層一体化を行った。このときの加熱加圧条件は１．０ＭＰａ（一定）、１３０℃×１０分＋１７５℃×６０分である。接着シート２１により形成された絶縁層５の厚みは５０μｍであった。
【００６７】
次に図１（ｃ）のように、リードフレーム４の表面においてスリット１を跨いで搭載部８を形成した。この搭載部８は、すり鉢状の凹部１１を切削加工で凹設することによって形成した。
【００６８】
その後、図１（ｄ）のように搭載部８に厚み０．１ｍｍの発光素子２３を金バンプ２４を介して実装すると共に切断部１０で切断することによって、図１（ｅ）に示すような半導体装置を製造した。なお、切断後、切断面のかえり３１を除去するためにソフトエッチングを行った。
【００６９】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、高い発光効率を得ることができた。
【００７０】
（実施例２）
リードフレーム４として図１４に示すもの（スリット１の幅２００μｍ）を用い、切断部１０に切断用凹部３２を形成して部分的に薄板化した以外は、実施例１と同様にして半導体装置を製造した。この半導体装置を図１１に示す。
【００７１】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、高い発光効率を得ることができた。さらに、絶縁信頼性にも優れていることを確認した。
【００７２】
（実施例３）
接着シート２１として厚み１００μｍの市販のフッ素樹脂シートを用い、加熱加圧条件を３．０ＭＰａ、２８０℃×６０分に設定した以外は、実施例２と同様にして半導体装置を製造した。この半導体装置を図１１に示す。
【００７３】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、高い発光効率を得ることができた。さらに、絶縁信頼性及び耐ＵＶ性にも優れていることを確認した。
【００７４】
（実施例４）
金属板６として一方の面に放熱フィン１５を形成したもの（金属板６全体の厚み１０ｍｍ、放熱フィン１５部分の厚み７ｍｍ）を用い、この金属板６の他方の面を接着シート２１に重ね合わせて積層するようにした以外は、実施例２と同様にして半導体装置を製造した。この半導体装置を図１２に示す。
【００７５】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、高い発光効率を得ることができた。さらに、絶縁信頼性にも優れていることを確認した。
【００７６】
（実施例５）
実施例１と同じ接着シート２１を作製した。
【００７７】
そして図５（ａ）のように、厚み５００μｍの銅製リードフレーム４、４枚の接着シート２１を重ね合わせたもの、厚み２ｍｍのアルミニウム製金属板６をこの順に積層した。
【００７８】
次に図５（ｂ）のように、６．６７ｈＰａ（５トール）以下の高真空下において、加熱加圧成形により積層一体化を行った。このときの加熱加圧条件は１．０ＭＰａ（一定）、１３０℃×１０分＋１７５℃×６０分である。接着シート２１により形成された絶縁層５の厚みは５０μｍであった。
【００７９】
次に図５（ｃ）のように、リードフレーム４の表面においてスリット１を跨いで搭載部８を形成した。この搭載部８は、フェノール樹脂製の枠体１３を用いて形成した。またリードフレーム４と枠体１３との固着は、枠体１３に形成した嵌合凸部２８とリードフレーム４に形成した嵌合凹部２９との嵌合によって行った。さらにこの枠体１３の内面１４には銀めっき処理を施すことによって、金属層３０により反射鏡９を形成した。
【００８０】
その後、図５（ｄ）のように搭載部８に厚み０．１ｍｍの発光素子２３を実装すると共に切断部１０で切断することによって、図５（ｅ）に示すような半導体装置を製造した。なお、切断後、切断面のかえり３１を除去するためにソフトエッチングを行った。
【００８１】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、さらに高い発光効率を得ることができた。
【００８２】
（実施例６）
嵌合凹部２９及び嵌合凸部２８を形成する箇所を図７のように半導体装置の端部にした以外は、実施例５と同様である。
【００８３】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、さらに高い発光効率を得ることができた。
【００８４】
（実施例７）
搭載部８を構成する一対のリード部２ａ，２ｂのそれぞれの表面に銅めっき処理を施した後に発光素子２３を実装した以外は、実施例６と同様にして半導体装置を製造した。この半導体装置を図９に示す。
【００８５】
上記のようにして得られた半導体装置は、下記比較例の半導体装置よりも、放熱性が良好であり、さらに高い発光効率を得ることができた。しかも、上記の銅めっき処理で厚み３５μｍの銅めっき層３３を形成することによって、スリット１の幅を２００μｍから５０μｍにまで狭小化することができた。
【００８６】
（比較例）
図１５に示すような半導体装置を製造した。具体的には、厚み２．０ｍｍのアルミニウム製の金属基板３４の片面に厚み８０μｍの絶縁層５を形成し、この絶縁層５の表面に厚み３５μｍの銅回路３５を形成した後、この銅回路３５と発光素子２３とをバンプ２４を介して電気的に接続することによって、上記の半導体装置を製造した。
【００８７】
実施例１〜７及び比較例の半導体装置の放熱性は次のようにして評価した。すなわち、上記の半導体装置に３．５Ｖの電圧を印加してこのときの熱抵抗を測定し、この測定値によって放熱性を評価した。表１に測定結果とスリット１の幅（回路間隔）を示す。
【００８８】
【表１】
2005072382.tif 000003
【００８９】
表１にみられるように、実施例１〜７の半導体装置は、比較例の半導体装置よりも、熱抵抗が著しく低いため、放熱性に優れていることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）は断面図である。
【図２】同上の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は断面図である。
【図４】切断面にかえりが形成された半導体装置の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）は断面図である。
【図６】同上の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の他例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、一部を拡大した断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の他例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態の他例を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態の他例を示す断面図である。
【図１３】リードフレームの一例を示すものであり、（ａ）は全体の平面図、（ｂ）は一部の平面図である。
【図１４】同上の他例を示すものであり、一部の平面図である。
【図１５】従来の技術を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  スリット
２  リード部
３  フレーム部
４  リードフレーム
５  絶縁層
６  金属板
７  電子部品
８  搭載部
９  反射鏡
１０  切断部
１１  凹部
１２  内面
１３  枠体
１４  内面
１５  放熱フィン
【図１】
2005072382.tif 000004
【図２】
2005072382.tif 000005
【図３】
2005072382.tif 000006
【図４】
2005072382.tif 000007
【図５】
2005072382.tif 000008
【図６】
2005072382.tif 000009
【図７】
2005072382.tif 000010
【図８】
2005072382.tif 000011
【図９】
2005072382.tif 000012
【図１０】
2005072382.tif 000013
【図１１】
2005072382.tif 000014
【図１２】
2005072382.tif 000015
【図１３】
2005072382.tif 000016
【図１４】
2005072382.tif 000017
【図１５】
2005072382.tif 000018