(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、該半導体発光素子と電気的に接続された少なくとも２つのリードフレームと、前記半導体発光素子及び前記リードフレームの一端部を封止する透光性樹脂封止体とを備え、被着接体に形成されたスルーホールに前記リードフレームを挿入し半田付けして被着接体に固着される樹脂封止型光半導体装置であって、
前記リードフレームが、前記透光性樹脂封止体の底面以外の面から前記透光性樹脂封止体の外へ延出し、且つ前記リードフレームの被着接体側の面が、前記透光性樹脂封止体の底面と同一平面となる部分を有していることを特徴とする樹脂封止型光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂封止型光半導体装置に関するものであり、より詳細には透光性樹脂封止体から延出するリードフレームを半田などのろう剤で回路基板などに固着して、基板上に直接実装する樹脂封止型光半導体装置（以下「光半導体装置」と記すことがある）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光半導体装置の一例を図３に示す。この光半導体装置は、発光ダイオードチップ（半導体発光素子）４と、発光ダイオードチップ４に電気的に接続された第１および第２のリードフレーム２、３と、リードフレーム２，３の一部と発光ダイオードチップ４を封止する透光性樹脂封止体１を備え、発光ダイオードチップ４は第１のリードフレーム２の上端面に固着され、発光ダイオードチップ４の下面に形成された電極は第１のリードフレーム２と電気的に接続されている。一方発光ダイオードチップ４の上面に形成されたもう一つの電極はリード細線５で第２のリードフレーム３と電気的に接続されている。透光性樹脂封止体１の底面１１からは第１および第２のリードフレーム２、３が底面１１に対して略垂直に延出している。このような光半導体装置を回路基板６に装着する場合、透光性樹脂封止体１の底面１１から延出する第１および第２のリードフレーム２，３を回路基板６に形成されたスルーホール６１に挿通し、透光性樹脂封止体１の底面１１が回路基板６の上面に当着した状態とした後、カットアンドクリンチ方式などの手段により回路基板６の上に光半導体装置を固着する。つぎに、これを半田浴に浸漬（以下「半田ディッピング」と記すことがある）して第１および第２のリードフレーム２，３を回路基板６に半田付けし、光半導体装置を回路基板６の上に実装する。
【０００３】
光半導体装置を回路基板にこのように実装すると、透光性樹脂封止体の底面によってスルーホールの一方の開口部が封止される。この状態で半田ディッピングすると、スルーホール内に閉じこめられた空気が半田浴の熱によって膨張し、回路基板下面の強度の低い半田付け部分から外へ吐出する。この空気の吐出によって半田付け部に穴（グローホール）が形成され、実使用においてここから錆が発生し引いては導通不良を起こすことがあった。
【０００４】
そこで、グローホールを生じさせないために透光性樹脂封止体の底面と回路基板とを離隔した状態、すなわちスルーホールの一方の開口部を透光性樹脂封止体底面で封止しない状態で光半導体装置を回路基板に固定する技術が提案されている。具体的には例えば図４に示す装置では、第１および第２のリードフレーム２，３の透光性樹脂封止体１の底面１１に該当する部分にリードフレームの幅を広げた当接部９を設け、光半導体装置は当接部９を介して回路基板に実装されるようにする。このような構成によれば、スルーホール６１の一方の開口部は透光性樹脂封止体１の底面で封止されることはなく、半田ディッピングした際に熱で膨張したスルーホール内の空気はスルーホール７の上側開口部から外部へ吐出する。このため半田ディッピングよるグローホールは発生しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記当接部などにより光半導体装置を回路基板に離隔した状態で実装すると、グローホールの発生は防げるものの取付安定性が悪く、実使用上問題があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は半田ディッピングしてもグローホールが発生せず、かつ取付安定性に優れた樹脂封止型光半導体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、半導体発光素子と、該半導体発光素子と電気的に接続された少なくとも２つのリードフレームと、前記半導体発光素子及び前記リードフレームの一端部を封止する透光性樹脂封止体とを備え、被着接体に形成されたスルーホールに前記リードフレームを挿入し半田付けして被着接体に固着される樹脂封止型光半導体装置であって、前記リードフレームが、前記透光性樹脂封止体の底面以外の面から前記透光性樹脂封止体の外へ延出し、且つ前記リードフレームの被着接体側の面が、前記透光性樹脂封止体の底面と同一平面となる部分を有していることを特徴とする樹脂封止型光半導体装置が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、半田ディッピングしてもグローホールが発生せず、かつ取付安定性に優れた光半導体装置が得られないか鋭意検討した結果、透光性樹脂封止体を回路基板などの被着接体に直に着接することによってまず取付安定性を確保し得ることを見出し、さらにリードフレームが挿通するスルーホールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体に形成することによってグローホールの発生も防止し得ることを見出し本発明をなすに至った。すなわち透光性樹脂封止体に被着接体との着接面を設けると共に、リードフレームが挿通するスルーホールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体上に設け、これに対応させて透光性樹脂封止体の前記着接面以外の面から外へリードフレームを延出するのである。
【０００９】
図４に示したグローホールの発生を防止する従来の改良品では、光半導体装置はリードフレームの当接部９を介して回路基板に実装されるので、被着接体との着接面積が小さいのに対し、本発明の光半導体装置では、透光性樹脂封止体を被着接体に直に着接するので、被着接体との着接面積が大きく取付安定性に優れるのである。加えて、リードフレームが挿通するスルーホールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体上に設けることにより、当該封止体の着接面によってスルーホールの開口部が封止されることがなくなり、グローホールの発生を有効に防止し得るのである。
【００１０】
本発明で使用できる半導体発光素子としては特に限定はなく、従来公知のものが使用でき、例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体などが挙げられる。
【００１１】
本発明で使用できるリードフレームの断面形状に特に限定はなく、いずれの形状であってもよい。また本発明の光半導体装置においてリードフレームの数に限定はなく、もちろん半導体発光素子の数に限定もない。リードフレームが複数本の場合、透光性樹脂封止体から延出させる方向は光半導体装置の取付面上方から見て透光性樹脂封止体の中央を中心として等角となるようにするのが取付安定性の点から推奨される。またリードフレームをその被接着体側の面が透光性樹脂封止体の底面と同一平面となるように当該封止体から延出させ、当該封止体のみならずリードフレームも被着接体に着接させると取付安定性の一層の向上が図れる。なお透光性樹脂封止体から延出しているリードフレームの形状は、回路基板に形成されたスルーホールに挿通し得るものであれば特に限定はない。
【００１２】
本発明の光半導体装置を着装する被着接体としては、主に回路基板が挙げられるが特にこれに限定されるものではなく、光半導体装置を装着し得るものであればいずれでもよい。この被着接体としては液晶ポリマーやＢＴレジン、ガラスエポキシ樹脂などからなるものが耐熱性の点から望ましい。
【００１３】
本発明で使用する透光性樹脂封止体は透光性の樹脂であれば特に限定はなく、例えばエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ユリア・メラミン樹脂などが挙げられ、この中でも透光性などの点からエポキシ樹脂がより好適に使用できる。エポキシ樹脂としては、一分子中に２個以上のエポキシ基を有するものでエポキシ樹脂成形材料として使用されるものであれば制限はなく、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を代表するフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、水添ビスフェノールＡなどのジグリシジルエーテル、フタル酸、ダイマー酸などの多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸などのポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸などの過酸により、酸化して得られる綿状脂肪族エポキシ樹脂、および脂環族エポキシ樹脂などを挙げることができ、これらを単独であるいは２以上の混合物として使用することができる。これらのエポキシ樹脂は十分に精製されたもので、常温で液状であっても固形であってもよいが、液化時の外観ができる限り透明なものを使用するのが好ましい。
【００１４】
また透光性樹脂封止体の形状に特に限定はなく、光半導体装置が用いられる器具や部品の形状などから適宜決定すればよい。なお製造上は、透光性樹脂封止体の前記着接面から反対側面に向かって断面積が小さくなっていくものが好ましい。
【００１５】
本発明の光半導体装置の製造方法に特に限定はなく、注型や圧縮成形、トランスファー成形、射出成形など従来公知の成形法を用いることができる。例えば、リードフレームが、その被着接体側の面が透光性樹脂封止体の底面と同一平面となるように透光性樹脂封止体から延出する光半導体装置は、透光性樹脂封止体の外形を型取ったポリカーボネートなどからなる樹脂型内に未硬化で透明のエポキシ樹脂を充填し、そこへ時間を置かずに発光ダイオードチップを実装したリードフレームの先端部を挿入し、エポキシ樹脂が硬化したところで樹脂型から引き抜くことにより作製することができる。一方、リードフレームが透光性樹脂封止体の中間部分から延出している光半導体装置は、前記方法では樹脂型からの取り出しができないので、上型と下型を備えた金型を用いてトランスファー成形することにより作製することができる。具体的には、透光性樹脂封止体の形成するための凹部をそれぞれ有する上型と下型を備えた金型を用い、発光ダイオードチップを実装したリードフレームを下型に配置した後、下型と上型とを圧接させて前記凹部によって形成された空間内に当該リードフレームを固定する。次に上・下型を加熱して、上型に形成されている注入口から一定量のエポキシ樹脂を注入し、さらに加圧部材により圧入して、一定時間経過した後上・下型を離型させて成形品を取り出す。この成形方法によれば、リードフレームが透光性樹脂封止体のどのような位置から延出している光半導体装置であっても作製することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。なお本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。図１は本発明に係る光半導体装置の一実施例を示す側断面図である。図１（ａ）を参照して、この光半導体装置は、発光ダイオードチップ（半導体発光素子）４と、発光ダイオードチップ４に電気的に接続された第１および第２のリードフレーム２、３と、リードフレーム２，３の一部と発光ダイオードチップ４を封止する透光性樹脂封止体１を備え、発光ダイオードチップ４は第１のリードフレーム２の上端面に固着され、発光ダイオードチップ４の下面に形成された電極（不図示）は第１のリードフレーム２と電気的に接続されている。一方発光ダイオードチップ４の上面に形成されたもう一つの電極（不図示）はリード細線５で第２のリードフレーム３と電気的に接続されている。第１および第２のリードフレーム２、３は、その下面が透光性樹脂封止体１の底面１１と同一平面となるように透光性樹脂封止体１の下端側面から延出し、回路基板６に形成されたスルーホール６１の対向位置で垂下している。図１（ｂ）を参照して、このような光半導体装置を回路基板６に装着するには、まず透光性樹脂封止体１の下端側面から延出する第１および第２のリードフレーム２，３を回路基板６に形成されたスルーホール６１に挿通し、透光性樹脂封止体１の底面１１が回路基板６の上面に当着した状態とする。このとき、リードフレーム２，３の下面も回路基板６の上面に当着している。次にカットアンドクリンチ方式などの手段によってリードフレーム２，３を適当な長さで切断すると同時に基板７の下面に形成された電極（不図示）に当接するように屈曲し、光半導体装置を回路基板６の上に実装する。この状態で回路基板６の下面までが半田浴に浸かるようにして半田ディッピングを行い、回路基板下面の電極にリードフレームを半田付けする。この半田ディッピングの際、スルーホール６１内の空気は加熱され膨張するが上側に開口部があるため、スルーホール６１内の圧力は上昇せずグローホールは生じない。
【００１７】
本発明の他の実施態様を図２に示す。この図は、本発明に係る光半導体装置の一実施例を示す側断面図である。底面１１より上の位置から延出したリードフレーム２，３を回路基板６に当接させるには、図２に示すように、透光性樹脂封止体１の底面１１と下面が同一平面となる水平部分をリードフレーム２，３の一部に設ければよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の光半導体装置では、透光性樹脂封止体を回路基板などの被着接体に直に着接するので取付安定性に優れ、さらにリードフレームが挿通するスルーホールを透光性樹脂封止体が着接する部分以外の被着接体上に設け、これに対応させて透光性樹脂封止体の底面以外の面から外へリードフレームを延出させるので、半田ディッピングしてもグローホールが発生しない。また前記リードフレームの被着接体側の面を前記透光性樹脂封止体の底面と同一平面となる部分を有するように前記リードフレームを前記透光性樹脂封止体から延出させると、生産効率および取付安定性の一層の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施態様を示す側断面図である。
【図２】  本発明の他の実施態様を示す側断面図である。
【図３】  従来の樹脂封止型光半導体装置を示す側断面図である。
【図４】  従来の他の樹脂封止型光半導体装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１  透光性樹脂封止体
２  第１のリードフレーム
３  第２のリードフレーム
４  半導体発光素子（発光ダイオード）
６  被着接体（回路基板）
１１  底面
６１  スルーホール
【図１】
0003886305.tif 000002
【図２】
0003886305.tif 000003
【図３】
0003886305.tif 000004
【図４】
0003886305.tif 000005