(57)【要約】【課題】構成する部品点数が少なく、さらに容易に製造することが可能な光半導体装置用パッケージ及び光半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の光半導体装置は、発光素子を搭載するダイパッドを有する金属製の第１のリードフレームと、発光された光を反射させるリフレクタを有する金属製の第２のリードフレームと、それらを重ね合わせ一体に成形する樹脂製のモールド樹脂で構成された光半導体装置用パッケージを用いることを特徴とする。【選択図】図１
2013058574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッドを有する第１のリードフレームと、リフレクタを有する第２のリードフレームと、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを重ね合わせ一体に成形するモールド樹脂とを備え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】
前記第２のリードフレームの表面はアルマイト処理を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記モールド樹脂は、前記第１のリードフレームの厚さに納まっていることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の光半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
発光素子と、蛍光体樹脂とを備え、請求項１から請求項３に記載の光半導体装置用パッケージを用いた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、光半導体装置用パッケージ及び光半導体装置に関し、特にリードフレームを二層に重ねた光半導体装置用パッケージ及び光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体装置は、リードフレームとリフレクタで構成されたパッケージに発光素子を搭載し、ワイヤ等で配線後、蛍光体樹脂で覆い完成する。近年では発光表示装置の他、種々の照明装置の光源として使用される。このパッケージに使用されるリフレクタは光を反射させ、蛍光体樹脂は色合いを調整する役目をする。製造方法としては、リードフレームを用いて、リフレクタを接合する。この時、反射効率を向上させるために、リフレクタの材質を選定する工夫がなされている。また、リードフレームとリフレクタとの密着性を高める工夫がなされている。
【０００３】
発光素子を搭載する第１の金属板とリフレクタを形成する第２の金属板を薄膜状絶縁層により張り合わせた発光装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照、図１）これにより、高強度、高反射率、高放熱で安価な光半導体装置とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３５２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、光半導体装置は、微小な形態で取り扱い難く、常に製品価格のコストダウンが市場で要求されている。すなわち、取り扱い易くなるよう構成する部品点数が少なく、さらに製造容易なことが必要である。
【０００６】
しかしながら、従来技術は、２つの金属板を重ねるが、第１の金属板では絶縁部材を備えるため、部品点数、製造工程数が多いという課題がある。また、薄く小さい貫通孔を有する金属板と貫通孔を有する接着シートで張り合わせるため、接着性と作業性に懸念があるという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、部品点数を削減し、製造容易な光半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の光半導体装置用パッケージは、ダイパッドを有する第１のリードフレームと、リフレクタを有する第２のリードフレームと、第１のリードフレームと第２のリードフレームを重ね合わせ一体に成形するモールド樹脂とを備えることを特徴とする。
また、第２のリードフレームの表面はアルマイト処理を備えていることを特徴とする。
また、モールド樹脂は、第１のリードフレームの厚さに納まっていることを特徴とする。
また、本発明の光半導体装置は、発光素子と、蛍光体樹脂とを備え、前述の光半導体装置用パッケージを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、絶縁部材と接合材に樹脂封止を用いるので、部品点数を増加させず、製造容易な光半導体装置用パッケージ及び光半導体装置を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る光半導体装置用パッケージの上面図、正面図、下面図、側面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る第１のリードフレームの平面図、側面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る第２のリードフレームの平面図、断面側面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る第１のリードフレームと第２のリードフレームを重ね合わせた状態を示す平面図、断面側面図である。
【図５】本発明の実施例１に係るモールド状態を示す平面図、断面側面図である。
【図６】本発明の実施例１に係る光半導体装置の上面図、断面側面図、下面図である。
【図７】本発明の変形例１に係る接合部を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の変形例２に係る接合部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る光半導体装置用パッケージ１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る光半導体装置用パッケージ１の上面図、正面図、下面図、側面図である。
【００１３】
図１に示すように、光半導体装置用パッケージ１は、第１のリードフレーム２、第２のリードフレーム３、モールド樹脂４の３種類の部材とで構成されている。すなわち、部品点数は３つである。
【００１４】
第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３が重ね合わせた形態で、樹脂成形金型に挟持させ、トランスファーモールド方法によりモールド樹脂４が充填され、成形されて、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３とモールド樹脂４とが一体化されている。外形寸法は、例えば、長さ６ｍｍ、幅５ｍｍ、高さ１ｍｍである。尚、図は個片化された１つのパッケージで示している。
【００１５】
図２に示すように、第１のリードフレーム２は、２箇所のダイパッドを備え、一方のダイパッド５は、一方の主面に発光素子を搭載し、もう一方の主面はパッケージの裏面として露出され放熱部及び電極の外部端子となっている。
【００１６】
また、もう一方のダイパッド６は、一方の主面は、発光素子の電極とワイヤボンディングで接続されている。もう一方のダイパッド６はもう一方の電極となる。もう一方の主面はパッケージの裏面として露出され放熱部及びもう一方の電極の外部端子となっている。
【００１７】
また、一方のダイパッド５ともう一方のダイパッド６は、電気的な絶縁を確保するように、間隔をあけており、後述するモールド樹脂が充填される。前述の特許文献では絶縁部材を充填している。
【００１８】
また、第１のリードフレーム２には、吊り部７を有して、個々の光半導体装置のパターンをマトリクス形状に連結している。さらに、外周囲を囲むように外枠８が形成されている。図では、上下方向にパターンが２つ連結されており、左右方向の連結は省略してある。
【００１９】
また、第１のリードフレーム２の材質は、平板形状をしており、銅、アルミニウム、鉄及びそれらの合金等の導電性、放熱性に優れた金属が使用される。製造方法としては、エッチング加工やプレス打ち抜き加工を用いることが可能である。
【００２０】
また、第１のリードフレーム２の表面は、表面保護のため、ニッケル、銀等のめっきを施すことができる。また、これらのめっきの組み合わせも可能である。例えば、板厚は０．２ｍｍで表面に銀めっきを施した銅合金を使用することが可能である。
【００２１】
図３に示すように、第２のリードフレーム３は、逆円錐形状を有する貫通した開口部１１がある。例えば、上面開口寸法は直径４ｍｍで、４５度の傾斜を付け、深さ方向へ狭め、開口下部では直径２．８ｍｍである。開口部１１は平面から見ると円形状であるが、四角形状等に変形することも可能である。この開口部が光半導体装置のリフレクタとなる。傾斜角度も任意に設定することが可能である。
【００２２】
また、第２のリードフレーム３には、連結部１２を有して、個々の光半導体装置のパターンをマトリクス形状に連結している。らに、外周囲を囲むように外枠１３が形成されている。
【００２３】
また、第２のリードフレーム３の材質は、平板形状をしており、銅、アルミニウム、鉄及びそれらの合金等の放熱性に優れた金属が使用される。製造方法としては、プレス打ち抜き加工を用いることが可能である。例えば、板厚は０．６ｍｍのアルミニウムを使用することができる。このように薄い材料であれば、プレス加工により、打ち抜き加工の他、傾斜加工、凸出し加工が可能である。
【００２４】
また、第２のリードフレーム３の表面は、光反射効率向上のため、ニッケル、銀等のめっきを施すことができる。また、これらのめっきの組み合わせも可能である。アルミニウム材料の場合には、光沢表面研磨加工により、反射面を形成することが可能である。
【００２５】
また、第２のリードフレーム３には、凸部１４を有して、板厚方向に突出している。第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３とを重ね合わせた時に、それぞれの絶縁空間を確保している。この絶縁空間に後述するモールド樹脂が充填される。例えば、図３の断面側面図の左右方向において、第２のリードフレーム３の板厚は０．６ｍｍ、突出は０．４ｍｍ、第１のリードフレーム２の板厚は０．２ｍｍの場合、絶縁空間は０．２ｍｍとなる。
【００２６】
図４は、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３とを重ね合わせた形態図である。外枠８（第１のリードフレーム２）と外枠１３（第２のリードフレーム３）が接するように重ねる。これは、樹脂成形金型に位置決めピンを利用して、重ね置くだけよい。また、このとき、第２のリードフレーム３の凸部１４が、第１のリードフレーム２のダイパッド（５、６）を跨ぐように位置している。これにより、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３との間には空間が形成される。
【００２７】
図５は、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３との空間に、モールド樹脂４が充填された状態を示している。このモールド樹脂４によって、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３を強固に接合し、一体化している。例えば、モールド樹脂４は、熱硬化型エポキシ樹脂を使用することが可能である。
【００２８】
製造方法としては、半導体では一般的におこなわれているトランスファーモールド方法を使用し、予め位置決めピンが配置されている樹脂成形金型に第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３を順次配設し、樹脂成形金型を閉じれば良い。尚、図５では、樹脂成形金型を省略している。
【００２９】
次に、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３とを重ね合わせた時にできる空間に、ランナー１５を介してエポキシ樹脂を充填する。
【００３０】
また、充填時に第１のリードフレーム２における一方のダイパッド５ともう一方のダイパッド６の間隔にも樹脂が同時に充填される。モールド樹脂４により、ダイパッド間の絶縁が保たれる。同時に第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３を接合しているので、一つの材料で絶縁部材と接合部材を賄うことが可能である。その後、樹脂成形金型を開いて取り出す。これにより、光半導体装置用パッケージ１が完成する。
【００３１】
次に、図６は、光半導体装置用パッケージ１を用いて製造された光半導体装置２０を示した図である。
【００３２】
まず、光半導体装置用パッケージ１の開口部１１に導電性接合材（図示省略）を用いて、発光素子２１を第１のリードフレーム２の一方のダイパッド５の一方の主面に搭載する。これにより、発光素子２１の下面電極と第１のリードフレーム２の一方のダイパッド５が電気的に接合される。第１のリードフレーム２の一方のダイパッド５の裏面は外部端子（正極）となり、さらに、素子から発生した熱を伝熱し、熱放出面となる。
【００３３】
次に、発光素子２１の上面電極と第１のリードフレーム２のもう一方のダイパッド６を半導体では一般的におこなわれているワイヤボンディング方法により、ワイヤ２２にて電気的に接合する。例えば、ワイヤ２２は、直径２５ミクロンの金細線を使うことが可能である。第１のリードフレーム２のもう一方のダイパッド６の裏面は外部端子（負極）となる。
【００３４】
次に、発光素子２１とワイヤ２２を覆うように、開口部１１に蛍光体樹脂２３を充填する。蛍光体樹脂２３は、発光素子２１から発せられる色合いを調整する。
【００３５】
次に、半導体では一般的におこなわれているシンギュレーション方法により、マトリクス状に配列された光半導体装置を個片化する。図５の一点鎖線線３０は、シンギュレーション装置のカットラインである。図中に縦方向はリードフレーム状態で分割できているので、横（水平）方向のみでよい。
【００３６】
以上により、図６に示す１つの光半導体装置２０が完成する。この状態で端子部２４が左右に形成される。これは、第１のリードフレーム２が第２のリードフレーム３より突出した部分であり、光半導体装置２０をプリント基板等へ実装した時の接合状況を確認できる外部端子となる。
【００３７】
次に、上述の実施例１に係る光半導体装置用パッケージ１及び光半導体装置２０の効果を説明する。
【００３８】
本発明の実施例１に係る光半導体装置用パッケージ１は、第１のリードフレーム２、第２のリードフレーム３、モールド樹脂４の３種類の部材のみで形成している。これにより、第１のリードフレーム２において、モールド樹脂４で、第１のリードフレーム２のダイパッド間の間隔絶縁処理することが可能である。また、第２のリードフレーム３との接合を同時に同一工程で成形製造することが可能である。よって絶縁部材の省略、製造工程の簡略化が可能である。
【００３９】
また、絶縁部材の省略、製造工程の簡略化した光半導体装置用パッケージ１を使用するので、安価で製造容易な光半導体装置２０とすることが可能である。さらに、第１のリードフレーム２、第２のリードフレーム３を金属とするので、放熱性、耐光性の信頼性が向上し、金錫共晶はんだなどの高温プロセスへの対応が可能である。
【００４０】
上述のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００４１】
上述の例では、開口部１１の傾斜角度を４５度としたが、反射方向を調整するため、任意の角度に設定することも可能である。
【００４２】
また、モールド樹脂４は熱硬化型エポキシ樹脂としたが、白色顔料を含ませた樹脂を使用することも可能である。この場合、黒色樹脂に比べ、さらに反射効率が向上することができる。
【００４３】
また、発光素子を１個搭載しているが、複数の発光素子を搭載することが可能である。また、発光素子は、フリップチップ型発光素子を使用することも可能である。これにより、ワイヤボンディングを省略することができる。
【００４４】
また、図７に示すように、第１のリードフレーム２において、モールド樹脂の厚さ分、掘り下げるようにしてもよい。これによって、接着性を確保し、発光が樹脂に直接当たらないようにすることが可能である。よって、白色顔料を含まない安価な樹脂でも、反射効率低下を抑制することができる。また、パッケージ高さを低く押さえることが可能である。
【００４５】
また、図８に示すように、第２のリードフレーム３において、表面にアルマイト部３１を設けてもよい。これにより、第１のリードフレーム２との接する面を絶縁することが可能である。この場合、モールド樹脂４は第２のリードフレーム３の外周部を固定するように、樹脂成形するとよい。これにより密着性をさらに向上させることができる。また、絶縁性も確保されるため、第１のリードフレーム２と第２のリードフレーム３の間隔を極小とし樹脂使用量を削減するこができる。また、アルマイト部３１は部分的、全面的に設けるかは任意である。また、アルマイト部３１は、アルミニウム材料の一般的によく使われている表面処理であり、陽極酸化皮膜やアルマイト処理と呼ばれている。
【００４６】
また、第１のリードフレーム２において、モールド樹脂４との接合する面に貫通孔を設け、樹脂アンカーとすることが可能である。これにより、第１のリードフレーム２とモールド樹脂４との密着性をさら強固にすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１、光半導体装置用パッケージ
２、第１のリードフレーム
３、第２のリードフレーム
４、モールド樹脂
５、一方のダイパッド
６、もう一方のダイパッド
７、吊り部（第１のリードフレーム）
８、外枠（第１のリードフレーム）
１１、開口部
１２、連結部（第２リードフレーム）
１３、外枠（第２のリードフレーム）
１５、ランナー
２０、光半導体装置
２１、発光素子
２２、ワイヤ
２３、蛍光体樹脂
２４、端子部
３０、一点鎖線（カットライン）
３１、アルマイト部
【図１】
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【図２】
2013058574.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013058574.tif 000008
【図７】
2013058574.tif 000009
【図８】
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