(57)【要約】【課題】光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体を提供する。【解決手段】樹脂付きリードフレーム１５は、複数の端子部１１、１２を有し、端子部のうち少なくとも１つに光半導体素子２が配置されるリードフレーム１０と、複数の端子部間に形成される樹脂層２０とを備え、光半導体素子２が配置される端子部１１には、表面から窪んだ素子配置部１３が形成され、素子配置部１３は、その深さ寸法ｄが、光半導体素子の高さ寸法ｈよりも大きい寸法（ｄ＞ｈ）で形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子部を有し、前記端子部のうち少なくとも１つに光半導体素子が配置されるリードフレームと、
複数の前記端子部間に形成される樹脂層とを備え、
前記光半導体素子が配置される端子部には、表面から窪んだ素子配置部が形成され、
前記素子配置部は、その深さ寸法が、前記光半導体素子の高さ寸法よりも大きい寸法で形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記端子部は、少なくとも前記素子配置部の窪んだ領域の表面に、光を反射する反射層が形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項３】
請求項２に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記反射層と前記素子配置部の表面との間には、前記反射層を保護する保護層が形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
当該樹脂付きリードフレームの前記素子配置部が形成される側の面の外周縁に沿うようにして枠部が設けられていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項５】
請求項４に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部は、絶縁材料により形成されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項６】
請求項４に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部は、当該樹脂付きリードフレームに対して絶縁材料により接着されていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の樹脂付きリードフレームにおいて、
前記枠部の厚さ寸法は、前記リードフレームの厚さ寸法よりも小さいこと、
を特徴とする樹脂付きリードフレーム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の樹脂付きリードフレームが多面付けされていること、
を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の樹脂付きリードフレームと、
前記素子配置部に接続される光半導体素子と、
前記光半導体素子を前記素子配置部内に封止する封止樹脂層と、
を備える光半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光半導体装置が多面付けされていること、
を特徴とする光半導体装置の多面付け体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体素子を実装する光半導体装置用の樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ素子等の光半導体素子は、電気的に絶縁された２つの端子部を有するリードフレームに固定され、光半導体装置として照明装置等の基板に実装されていた（例えば、特許文献１）。特許文献１の光半導体装置は、リードフレームの上面において、光半導体素子の周囲を囲むようにしてリフレクタ部を設け、光半導体素子から発する光を制御している。
【０００３】
しかし、このような光半導体装置は、リフレクタ部が白色系の樹脂等で形成されているため、光半導体素子の発光によって生じる熱によりリフレクタ部の樹脂が劣化し変色してしまい、光の反射特性が低下してしまう場合があった。また、光半導体装置の外部環境における水分やガスなどが、樹脂で形成されたリフレクタ部と、銅などの金属で形成されたリードフレームとの界面から光半導体素子の配置部分へと浸入してしまい、リフレクタ部の反射面を変色させたり、めっき層を腐食させたりしてしまう場合があり、これによっても光反射特性を低下させてしまう場合があった。さらに、リフレクタ部を樹脂で形成する方法としては従来金型を用いた樹脂成形が用いられてきたが、光半導体装置を小型化すると樹脂バリの影響が多くなり、光半導体装置の小型化を制限する要因となる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる樹脂付きリードフレーム、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００７】
第１の発明は、複数の端子部（１１、１２）を有し、前記端子部のうち少なくとも１つに光半導体素子（２）が配置されるリードフレーム（１０）と、複数の前記端子部間に形成される樹脂層（２０）とを備え、前記光半導体素子が配置される端子部（１１）には、表面から窪んだ素子配置部（１３）が形成され、前記素子配置部は、その深さ寸法（ｄ）が、前記光半導体素子の高さ寸法（ｈ）よりも大きい寸法（ｄ＞ｈ）で形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレーム（１５）である。
第２の発明は、第１の発明の樹脂付きリードフレーム（１５）において、前記端子部（１１）は、少なくとも前記素子配置部（１３）の窪んだ領域の表面に、光を反射する反射層（１４）が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第３の発明は、第２の発明の樹脂付きリードフレーム（１５）において、前記反射層（１４）と前記素子配置部（１３）の表面との間には、前記反射層を保護する保護層が形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム（１１５）において、当該樹脂付きリードフレームの前記素子配置部（１３）が形成される側の面の外周縁に沿うようにして枠部（５０）が設けられていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第５の発明は、第４の発明の樹脂付きリードフレーム（１１５）において、前記枠部（５０）は、絶縁材料により形成されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第６の発明は、第４の発明の樹脂付きリードフレーム（１１５）において、前記枠部（５０）は、当該樹脂付きリードフレームに対して絶縁材料により接着されていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第７の発明は、第４の発明から第６の発明のいずれかの樹脂付きリードフレーム（１１５）において、前記枠部の厚さ寸法（ｄ２）は、前記リードフレーム（１０）の厚さ寸法（ｄ３）よりも小さい（ｄ３＞ｄ２）こと、を特徴とする樹脂付きリードフレームである。
第８の発明は、第１の発明から第７の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム（１５）が多面付けされていること、を特徴とする樹脂付きリードフレームの多面付け体である。
第９の発明は、第１の発明から第８の発明までのいずれかの樹脂付きリードフレーム（１５）と、前記素子配置部（１３）に接続される光半導体素子（２）と、前記光半導体素子を前記素子配置部に封止する封止樹脂層（３０）と、を備える光半導体装置（１）である。
第１０の発明は、第９の発明の光半導体装置（１）が多面付けされていること、を特徴とする光半導体装置の多面付け体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光の反射特性が劣化してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
【図３】第１実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
【図４】第１実施形態の光半導体装置の製造工程の一例を説明する図である。
【図５】第１実施形態の光半導体装置の樹脂層の形成工程を説明する図である。
【図６】第１実施形態の光半導体装置の多面付け体を示す図である。
【図７】第１実施形態のリードフレームの各端子部に施されためっき層の他の形態を説明する図である。
【図８】第２実施形態の光半導体装置の全体構成を示す図である。
【図９】第２実施形態の光半導体装置の製造過程を説明する図である。
【図１０】変形形態の光半導体装置の全体構成を説明する図である。
【図１１】変形形態の光半導体装置の全体構成を説明する図である。
【図１２】変形形態の光半導体装置の全体構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の光半導体装置１の全体構成を示す図である。
図１（ａ）は、光半導体装置１の平面図を示し、図１（ｂ）は、光半導体装置１の裏面図を示し、図１（ｃ）は、図１（ａ）のｃ−ｃ断面図を示す。
図２は、第１実施形態のリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図２（ａ）は、リードフレームの多面付け体の平面図を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。
図３は、第１実施形態の樹脂付きリードフレームの多面付け体の詳細を説明する図である。
図３（ａ）は、樹脂付きリードフレームの多面付け体の平面図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。
各図において、光半導体装置１の端子部１１、１２の配列方向をＸ方向、端子部の厚み方向をＺ方向、幅方向をＹ方向とする。
【００１１】
光半導体装置１は、外部機器等の基板に取り付けられることによって、実装したＬＥＤ素子２が発光する照明装置である。光半導体装置１は、図１に示すように、ＬＥＤ素子２（光半導体素子）、リードフレーム１０、樹脂層２０、封止樹脂層３０を備える。
光半導体装置１は、リードフレームの多面付け体（図２参照）に樹脂層２０が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒ（図３参照）の各端子部に、ＬＥＤ素子２を電気的に接続し、封止樹脂層３０を形成して、パッケージ単位に切断（ダイシング）することによって製造される（詳細は後述する）。なお、図２、図３において、各多面付け体は、破線でダイシングされることによって、リードフレーム１０、樹脂付きリードフレーム１５にそれぞれ個片化される。
【００１２】
ＬＥＤ素子２は、発光層として一般に用いられるＬＥＤ（発光ダイオード）の素子であり、例えば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ等の化合物半導体単結晶、又は、ＩｎＧａＮ等の各種ＧａＮ系化合物半導体単結晶からなる材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。
【００１３】
リードフレーム１０は、一対の端子部、すなわち、ＬＥＤ素子２が載置、接続される端子部１１と、ボンディングワイヤ３を介してＬＥＤ素子２に接続される端子部１２とから構成される。
端子部１１、１２は、それぞれ導電性のある材料、例えば、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４０．５％〜４３％のＦｅ合金）等により形成されており、本実施形態では、熱伝導及び強度の観点から銅合金から形成されている。
端子部１１、１２は、図２に示すように、互いに対向する辺の間に空隙部Ｓが形成されており、電気的に独立している。端子部１１、１２は、１枚の金属基板（銅板）をプレス又はエッチング加工することにより形成されるため、両者の厚みは同等である。特に、端子部１１の素子配置部１３が形成される側の面と、端子部１２のボンディングワイヤ３が接続される面を同一平面とする構成の場合、エッチングで形成するのが容易となるとともに、端子部１１と端子部１２の間に形成される樹脂層２０の表面と端子部１１、１２の面が同一平面となり、樹脂層２０の形成が容易となる。
【００１４】
端子部１１は、図１に示すように、その表面にＬＥＤ素子２が配置される素子配置部１３が形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面１１ｂが形成される、いわゆるダイパッドを構成する。端子部１１は、ＬＥＤ素子２が配置されるため、端子部１２に比べ、平面視における外形が大きく形成されている。
ここで、平面視とは、リードフレームの厚み方向（Ｚ方向）から、リードフレームの多面付け体ＭＳ等の表面を視た状態をいい、例えば、図１（ａ）や、図２（ａ）等に示すように、平面図で表されるものをいう。
【００１５】
素子配置部１３は、端子部１１の表面側（＋Ｚ側）から窪んだ凹部であり、その凹部内にＬＥＤ素子２が配置されることによって、ＬＥＤ素子２から発光する光の方向等を制御する。素子配置部１３は、ＬＥＤ素子２が配置され、また、ボンディングワイヤ３によってＬＥＤ素子２と接続されるＬＥＤ端子面１３ａと、ＬＥＤ素子２から発光した光を反射する側壁面１３ｂとから構成される。
素子配置部１３は、ＬＥＤ端子面１３ａにＬＥＤ素子２が配置された場合に、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子２の上面が、端子部１１の表面よりも低くなるように形成される。そのため、素子配置部１３は、その深さｄがＬＥＤ素子２の高さ（厚み）ｈよりも大きく形成され（ｄ＞ｈ）、また、ＬＥＤ端子面１３ａの平面視における外形が、ＬＥＤ素子２の外形より大きく形成されている。
【００１６】
また、ＬＥＤ素子２の光の反射効率向上の観点から、側壁面１３ｂは、端子部１１の表面における素子配置部１３の開口部の面積が、ＬＥＤ端子面１３ａの面積よりも広くなるように傾斜しているのが好ましい。ここで、この側壁面１３ｂは、図１（ｃ）に示すように、その断面形状が多角形状に形成されているが、これに限定されるものでなく、直線状に傾斜させたり、円弧状や、放物線状に形成したりしてもよい。
このように素子配置部１３は、ＬＥＤ素子２がＬＥＤ端子面１３ａに配置されることによって、ＬＥＤ素子２から発光する光を、側壁面１３ｂで反射させて光半導体装置１から効率よく出射させることができる。
【００１７】
従来の樹脂付きリードフレーム（以下、比較例の樹脂付きリードフレームという）は、上述の特許文献１に記載されているように、樹脂部を有する金属製のリードフレーム上に白色系の樹脂等から形成されるリフレクタ部が設けられている。このようにリードフレームとリフレクタ部が別部材で構成されている場合、光半導体装置の外部環境における水分やガス等が、リードフレームとリフレクタ部との界面から浸入してしまい、リフレクタ部の樹脂を変色させたり、めっき層を腐食させたりしてしまい、ＬＥＤ素子の光の反射特性を低下させてしまう可能性がある。また、リフレクタ部が樹脂で形成されていると、ＬＥＤ素子の発光によって生じる熱によってもリフレクタ部が変色してしまう場合があり、これによっても光の反射特性を低下させてしまう場合がある。
【００１８】
これに対し、本実施形態の樹脂付きリードフレーム１５は、上述したように、端子部１１に表面から窪んだ素子配置部１３を形成し、その素子配置部１３内にＬＥＤ素子２を配置してリフレクタとしての機能を実現しているため、リードフレーム（端子部）とリフレクタ部との間に界面が形成されず、両者を一体で構成している。そのため、本実施形態の樹脂付きリードフレーム１５は、光半導体装置１を製造した場合において、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのような問題が生じてしまうのを抑制することができる。
【００１９】
端子部１２は、その表面にＬＥＤ素子２のボンディングワイヤ３が接続されるＬＥＤ端子面１２ａが形成され、また、その裏面に外部機器に実装される外部端子面１２ｂが形成される、いわゆるリード側端子部を構成する。
なお、端子部１１、１２は、図２及び図３に示すように、リードフレームや樹脂付きリードフレームが多面付け体の状態である場合、隣り合う他のリードフレーム１０（樹脂付きリードフレーム１５）の端子部１１、１２と電気的に導通されるが、光半導体装置１の多面付け体（図６参照）を形成した後に、光半導体装置１（樹脂付きリードフレーム１５）の外形（図３、図６の破線）に合わせて切断（ダイシング）することによって絶縁される。なお、樹脂付きリードフレーム１５の切断予定部は、ダイシングなどの切断を容易とするため、ハーフエッチングなどにより肉薄に形成したり、リードフレーム全体を一体に保つための隣り合う他のリードフレームとの橋渡し部分を残して切断予定部分を空隙とした構成にしたりする場合がある。
【００２０】
端子部１１、１２は、その表面及び裏面にめっき層１４がめっき処理によって形成されている。
めっき層１４は、端子部１１の素子配置部１３の窪んだ領域の表面にも形成されており、素子配置部１３内に配置されるＬＥＤ素子２の発する光を反射する反射層としての機能を有する。また、各端子部の裏面側（外部端子面１１ｂ、１２ｂ）に形成されためっき層１４は、光半導体装置１が外部機器に実装されるときの半田の溶着性を高める機能を有する。
めっき層１４は、素子配置部１３内でリフレクタとしての機能を有するため、光反射効率の高い材料、例えば、銀（Ａｇ）や、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等によって形成されるのが望ましい。
【００２１】
また、各端子部を構成する銅合金材が、端子部１１に配置されるＬＥＤ素子２の発光熱等によってめっき層１４へパイルアップしてしまい、めっき層１４の光反射特性を劣化させてしまうのを防ぐために、めっき層１４と各端子部との間に、保護層（不図示）を設けるようにしてもよい。この保護層には、例えば、ニッケルや、ニッケル及びパラジウムの混合材を使用することができ、例えば、めっき層１４が形成される前に端子部１１、１２の表面及び裏面にめっき処理されることによって形成される。
【００２２】
樹脂層２０は、端子部１１、１２間の空隙部Ｓに設けられており、端子部１１及び端子部１２を電気的に絶縁するとともに、両者を結合させて１つのパッケージの光半導体装置１を形成している。樹脂層２０は、端子部１１及び端子部１２を電気的に絶縁するために樹脂により形成されている。樹脂層２０は、その厚みが端子部１１、１２の厚みと同等又は略同等であり、各端子部と樹脂層２０との境界が略平坦に形成される。
樹脂層２０は、熱硬化性樹脂や、紫外線硬化性樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン、エポキシ、ポリエーテルイミド、ポリウレタン及びポリブチレンアクリレート等を用いることができる。
また、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、シリコンアクリレート、エポキシアクリレートといったアクリレート系樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。
【００２３】
封止樹脂層３０は、図１に示すように、ＬＥＤ素子２を素子配置部１３内に封止し、樹脂付きリードフレーム１５に配置されたＬＥＤ素子２を保護するとともに、発光したＬＥＤ素子２の光を外部に透過させるために設けられた透明又は略透明に形成された樹脂層である。封止樹脂層３０は、透明又は略透明の樹脂を、ＬＥＤ素子２が配置された素子配置部１３内に充填することによって形成され、その表面は、端子部１１、１２の表面（＋Ｚ側の面）と同等又は略同等の高さまで形成される。
【００２４】
封止樹脂層３０は、ＬＥＤ素子２の発する光の取り出し効率を向上させるために、ＬＥＤ素子２の発光波長において光透過率が高く、また、屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。例えば、耐熱性、耐光性、及び機械的強度が高いという特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂や、シリコーン樹脂を選択することができる。特に、ＬＥＤ素子２に高輝度ＬＥＤ素子を用いる場合、封止樹脂層３０は、強い光にさらされるため、高い耐光性を有するシリコーン樹脂からなることが好ましい。また、波長変換用の蛍光体を使用してもよく、透明樹脂に分散させてもよい。
更に、光半導体装置１から発する光の色に応じて、有色の蛍光体を含有させるようにしてもよい。例えば、ＬＥＤ素子２の発光色が青色であり、光半導体装置１から発する光を白色にする場合、封止樹脂層３０を形成する樹脂に黄色の蛍光体を含有させる。なお、蛍光体を分散した透明樹脂は黄色味を有して白濁した外観であるが、ＬＥＤ素子の発する光を透過する機能を有しているので略透明な樹脂層に含まれるものとする。
【００２５】
次に、光半導体装置の製造方法について説明する。
図４は、第１実施形態の光半導体装置１の製造工程の一例を説明する断面図である。
図４（ａ）は、レジストパターンが形成された金属基板１００を示す図である。図４（ｂ）は、エッチング加工され端子部１１、１２が形成された金属基板１００を示す図である。図４（ｃ）は、端子部間に樹脂層２０が形成された金属基板１００を示す図である。図４（ｄ）は、レジストパターンが形成された金属基板１００を示す図である。図４（ｅ）は、素子配置部１３が形成された金属基板１００（樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒ）を示す図である。図４（ｆ）は、表面及び裏面にめっき層１４が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図４（ｇ）は、素子配置部１３にＬＥＤ素子２を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図４（ｈ）は、素子配置部１３内に封止樹脂層３０が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。なお、図４の各図は、図２（ｂ）又は図３（ｂ）の断面図に対応する図である。
【００２６】
リードフレーム１０の製造において、金属基板１００を加工してリードフレーム１０を形成するが、その加工は、プレス加工でも良いが、薄肉部を形成しやすいエッチング処理が望ましい。以下にエッチング処理によるリードフレーム１０の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、平板状の金属基板１００を用意し、リードフレームの端子部１１及び端子部１２を形成するために、空隙部Ｓを形成する。具体的には、図４（ａ）に示すように、その表面及び裏面のエッチング加工を施さない部分（端子部１１、１２が形成される部分）にレジストパターン４０ａ、４０ｂを形成する。なお、レジストパターン４０ａ、４０ｂの材料及び形成方法は、エッチング用レジストとして従来公知の技術を用いることができるが、アクリル系、カゼイン、ゼラチンなどのタンパク質系、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系などが酸性のエッチング液耐性が高いため望ましい。
そして、レジストパターン４０ａ、４０ｂを耐エッチング膜として、金属基板１００に腐食液でエッチング処理を施す。腐食液は、使用する金属基板１００の材質に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、金属基板１００として銅板を使用しているため、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板１００の両面からスプレーエッチングすることができる。
【００２８】
ここで、リードフレーム１０には、端子部１１、１２間の空隙部Ｓのように貫通した空間と、素子配置部１３のように貫通せずに厚みが薄くなった窪んだ空間とが存在する。そのため、本実施形態では、金属基板１００の板厚の半分程度までをエッチング加工する、いわゆるハーフエッチング処理を行い、貫通した空間に対しては、金属基板１００の両面にレジストパターンを形成しないようにし、金属基板１００の両面からエッチング加工して、貫通した空間を形成する。また、窪んだ空間に対しては、厚みが薄くなる側とは反対側の面にのみレジストパターンを形成して、レジストパターンがない面のみをエッチング加工して、窪んだ空間を形成する。
エッチング処理により金属基板１００には、図４（ｂ）に示すように、空隙部Ｓが形成され、端子部１１、１２の外形が形成されることとなる。ここで、金属基板１００（リードフレーム１０）からレジストパターン４０を除去した状態を図４（ｂ）に示す。
【００２９】
次に、図４（ｃ）に示すように、端子部１１、１２間に紫外線硬化性樹脂等を充填し、空隙部Ｓに樹脂層２０を形成する。
ここで、樹脂層２０は、スクリーン印刷や、熱プレスの方法により樹脂を空隙部Ｓに充填することによって形成される。以下に詳細を説明する。
図５は、樹脂層２０の製造方法を説明する図である。図５（ａ）は、スクリーン印刷によって樹脂層を形成する方法を説明する図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、熱プレスによって樹脂層を形成する方法を説明する図である。
【００３０】
樹脂層２０をスクリーン印刷により形成する場合、図５（ａ）に示すように、空隙部Ｓに対応する位置に開口部を有したスクリーン版を、端子部１１、１２の表面側（＋Ｚ側）に配置し、スクリーン版上において樹脂インクをスキージによりスキージングすることによって空隙部Ｓ内へ充填する。そして、空隙部Ｓ内に充填された樹脂を硬化させた後、端子部１１、１２の表面及び裏面に対して突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
【００３１】
また、樹脂層２０を熱プレスにより形成する場合、図５（ｂ）に示すように、当て板上に端子部１１、１２が形成された金属基板１００を配置し、端子部１１、１２の表面側（＋Ｚ側）に樹脂シートを配置し、樹脂シート及び当て板を熱プレス機によって加熱及び加圧し、樹脂シートを溶融させ、溶融した樹脂を空隙部Ｓ内へと充填する。そして、空隙部Ｓ内に充填された樹脂を冷却して硬化させた後、端子部１１、１２の表面及び裏面に対して突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
【００３２】
さらに、熱プレスによる樹脂層２０の形成は、次のように行ってもよい。図５（ｃ）に示すように、２枚の樹脂シートで端子部１１、１２が形成された金属基板１００を挟み込み、端子部１１、１２の表面側及び裏面側からそれぞれ熱プレスを行い、樹脂シートを溶融させるとともに、溶融した樹脂を端子部の表面及び裏面から充填させる。そして、空隙部Ｓ内に充填された樹脂を冷却して硬化させた後、端子部１１、１２の表面及び裏面に突出した余剰樹脂を研磨等によって除去する。
【００３３】
次に、端子部１１の表面側に素子配置部１３を作成するために、金属基板１００のエッチング加工を施さない部分にレジストパターン４１ａ、４１ｂを形成する。ここで、素子配置部１３は、端子部１１の表面側から窪んだ領域であり、裏面側には貫通していないので、レジストパターン４１ａは、素子配置部１３が形成されない部分に形成され、レジストパターン４１ｂは、金属基板１００の裏面全面に形成される。
そして、レジストパターン４１ａ、４１ｂを耐エッチング膜として、金属基板１００に腐食液でエッチング処理を施し、レジストパターンを除去する。これにより、図４（ｅ）に示すように、端子部１１の表面側には素子配置部１３が形成され、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒが作製されることとなる（図３参照）。
【００３４】
次に、図４（ｆ）に示すように、作製された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒにめっき処理を行い、端子部１１、１２の表面及び裏面にめっき層１４を形成する。このとき、端子部１１の素子配置部１３内にもめっき層１４が形成される。めっき処理は、例えば、シアン化銀を主成分とした銀めっき液を用いた電界めっきを施すことにより行われる。
なお、めっき層１４を形成する前に、例えば、電解脱脂工程、酸洗工程、銅ストライク工程を適宜選択し、その後、電解めっき工程を経てめっき層１４を形成してもよい。また、めっき処理は、電界めっき処理に限定されるものでなく、無電解めっき処理を適用することも可能である。
【００３５】
次に、図４（ｇ）に示すように、端子部１１の素子配置部１３のＬＥＤ端子面１３ａに、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してＬＥＤ素子２を配置するとともに、ＬＥＤ素子２の一端子を、ボンディングワイヤ３を介してＬＥＤ端子面１３ａに電気的に接続する。
また、ＬＥＤ素子２の他端子を、ボンディングワイヤ３を介して端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａに電気的に接続する。ここで、ＬＥＤ素子２は、ボンディングワイヤ３を介してＬＥＤ端子面１３ａに接続される例を示したが、ＬＥＤ端子面１３ａの配置面で電気的に接続するようにしてもよい。ボンディングワイヤ３は、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の導電性の良い材料からなる。
【００３６】
そして、図４（ｈ）に示すように、素子配置部１３内に接続されたＬＥＤ素子２を覆うようにして透明又は略透明な樹脂をポッティングするなどして封止樹脂層３０を形成し、光半導体装置の多面付け体が製造される（図６参照）。
最後に、光半導体装置１の外形（図４（ｈ）、図６の破線部）に合わせてダイシングすることによって、１パッケージに分離（個片化）された光半導体装置１（図１参照）を得る。
【００３７】
なお、上述の説明では、金属基板１００から端子部１１、１２が形成された後に、樹脂層２０が形成され、さらにその後に、素子配置部１３が形成される例で説明したが、これに限定されるものでない。
例えば、金属基板１００から端子部１１、１２、素子配置部１３を順次形成して、リードフレームの多面付け体ＭＳ（図２参照）を形成した後に樹脂層２０を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒ（図３参照）を形成してもよい。また、端子部１１、１２の形成と素子配置部１３の形成とを同工程で実施してリードフレームの多面付け体ＭＳ（図２参照）を形成した後に、樹脂層２０を形成し、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒ（図３参照）を形成するようにしてもよい。
【００３８】
次に、本実施形態の樹脂付きリードフレーム１５に形成されるめっき層の他の形態について説明する。
図７は、第１実施形態に関わるリードフレームの端子部に施されためっき層の他の形態を説明する図であり、図１（ｃ）の断面図に対応する図である。
上述の説明では、リードフレーム１０及び樹脂付きリードフレーム１５を、多面付け体の状態で作製し、光半導体装置１を製造する例を説明したが、これに限定されるものでなく、個片化された状態のリードフレーム１０や、樹脂付きリードフレーム１５から光半導体装置１を製造するようにしてもよい。この場合、リードフレーム１０の各端子部１１、１２に形成されるめっき層１４は、図７に示すように、各端子部の表面及び裏面だけでなく、各端子部の空隙部Ｓを除いた外周側面にも形成されるようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
（１）樹脂付きリードフレーム１５は、ＬＥＤ素子２が配置される端子部１１に、表面側（＋Ｚ側）から窪んだ素子配置部１３が形成され、その素子配置部１３の深さ寸法ｄが、ＬＥＤ素子２の高さ寸法ｈよりも大きい寸法（ｄ＞ｈ）で形成されている。そのため、樹脂付きリードフレーム１５は、端子部１１と素子配置部１３とを一体で構成することができ、素子配置部１３をリフレクタ部として使用することができるため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、端子部とリフレクタ部との間に界面が形成されてしまうのを回避することができる。これにより、樹脂付きリードフレーム１５は、外部環境における水分やガス等がＬＥＤ素子２の配置位置の近傍に浸入してしまう経路を減らすことができ、めっき層１４が変色したり、腐食したりしてしまうのを抑制し、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム１５は、リフレクタ部として機能する素子配置部１３が端子部１１と同じ金属材料で形成されているため、比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、ＬＥＤ素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
（２）樹脂付きリードフレーム１５は、端子部１１の少なくとも素子配置部１３の窪んだ領域の表面に、光を反射するめっき層１４（反射層）が形成されているので、リフレクタ部が樹脂で形成されている上述の比較例のリードフレームに比して、ＬＥＤ素子２の光の反射効率を向上させることができる。
（３）樹脂付きリードフレーム１５は、めっき層１４と素子配置部１３の表面との間に、めっき層１４を保護する保護層が形成されているので、各端子部を構成する金属材料が、端子部１１に配置されるＬＥＤ素子２の発光熱等によってめっき層１４へパイルアップしてしまうのを防ぐことができ、パイルアップによるめっき層１４の光反射特性の劣化を抑制することができる。なお、樹脂層２０を有する樹脂付きリードフレーム１５は、端子部１１と端子部１２の間の空隙部Ｓが絶縁性の樹脂層２０で埋められて固定されているため、機械的な強度が増し、ＬＥＤ素子２の実装やボンディングワイヤ３の接続などの力のかかる工程において、リードフレーム１０が変形する問題を減少させることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態の光半導体装置１０１の詳細を説明する図である。
図８（ａ）は、光半導体装置１０１の平面図を示し、図８（ｂ）は、光半導体装置１０１の裏面図を示し、図８（ｃ）は、図８（ａ）のｃ−ｃ断面図を示す。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００４１】
第２実施形態の光半導体装置１０１は、端子部１１、１２及び樹脂層２０の表面上に枠部５０が設けられ、封止樹脂層１３０が、素子配置部１３及び枠部５０内に形成されている点で、主に第１実施形態と相違する。
枠部５０は、図８（ａ）に示すように、樹脂付きリードフレーム１１５（リードフレーム１１０）の外周縁に沿うようにして、各端子部１１、１２及び樹脂層２０の表面上に設けられた枠部材である。枠部５０は、各端子部１１、１２の表面と、端子部間に設けられた樹脂層２０の表面とに密着している。
枠部５０は、その平面視における外形が、光半導体装置１０１の外形と同等又は略同等に形成されている。また、枠部５０は、図８（ｃ）に示すように、その厚み方向（Ｚ方向）の寸法ｄ２が、端子部１２に接続されるボンディングワイヤ３のＬＥＤ端子面１２ａ上のめっき層１４の表面からの突出する最大高さｈ２よりも大きくなるように形成される（ｄ２＞ｈ２）。
【００４２】
枠部５０は、上述したように、端子部１１及び端子部１２の表面に設けられるが、端子部１１と端子部１２とを互いに電気的に導通させないために、絶縁材料により形成されており、本実施形態ではポリイミド樹脂が用いられる。なお、枠部５０は、ポリイミド樹脂に限定されるものでなく、ポリイミド樹脂以外にも絶縁性の材料、例えば、枠加工したセラミックを接着して形成してもよい。
【００４３】
封止樹脂層１３０は、樹脂付きリードフレーム１１５に配置されたＬＥＤ素子２を保護するとともに、発光したＬＥＤ素子２の光を外部に透過させるために設けられた透明又は光透過性を有する程度に蛍光体粒子を樹脂中に含有するなどして略透明に形成された樹脂層である。封止樹脂層１３０は、図８に示すように、透明又は前記略透明の樹脂を、端子部１１の素子配置部１３内の領域と、枠部５０の内側の領域とに充填することによって形成され、その表面は、枠部５０の表面（＋Ｚ側の面）と同等又は略同等の高さまで形成される。このように、封止樹脂層１３０は、素子配置部１３だけでなく枠部５０の内側の領域にまで形成されることによって、ＬＥＤ素子２だけでなく、端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａよりも上側（＋Ｚ側）に突出するボンディングワイヤ３をも含めて覆うことができ、第１実施形態のように、光半導体装置１の表面からボンディングワイヤ３の一部が突出してしまうのを防ぐことができる。これにより、ボンディングワイヤ３が外部機器等に引っ掛かって断線したり、ボンディングワイヤ３とＬＥＤ端子面１２ａとの接続部が腐食したりしてしまうのを回避することができる。
【００４４】
次に、本実施形態の光半導体装置１０１の製造方法について説明する。
図９は、第２実施形態の光半導体装置１の製造過程を説明する断面図である。
図９（ａ）は、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図９（ｂ）は、表面上にポリイミド樹脂による樹脂膜５０‘が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図９（ｃ）は、樹脂膜５０’上にレジストパターン４２ａが形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図９（ｄ）は、エッチング処理により枠部５０が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体を示す図である。図９（ｅ）は、端子部１１、１２の表面及び裏面にめっき層１４が形成された樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図９（ｆ）は、素子配置部１３にＬＥＤ素子２を配置し、接続した樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒを示す図である。図９（ｇ）は、素子配置部１３及び枠部５０内に封止樹脂層１３０が形成された光半導体装置の多面付け体を示す図である。
なお、本実施形態の光半導体装置１０１の製造方法は、図９（ａ）に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒまでの製造工程が、上述の第１実施形態（図４（ａ）〜図４（ｅ））と同様であるため、説明を省略する。
【００４５】
上述の第１実施形態と同様の手法により図９（ａ）に示す樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒが製造されたら、図９（ｂ）に示すように、端子部１１、１２及び樹脂層２０の表面に、枠部５０を構成する樹脂（本実施形態ではポリイミド樹脂）を、枠部の厚み寸法（ｄ２）分だけ塗布し、硬化させて樹脂膜５０‘を形成する。
続いて、硬化した樹脂膜５０‘から枠部５０を形成するために、図９（ｃ）に示すように、樹脂膜５０’のエッチング加工を施さない部分（枠部５０が形成される部分）にレジストパターン４２ａを形成する。
そして、レジストパターン４２ａを耐エッチング膜として、樹脂膜５０‘にエッチング液によりエッチング処理を施し、レジストパターンを除去することによって、図９（ｄ）に示すように、端子部１１、１２の表面側の外周縁に枠部５０が形成される。ここで、エッチング液としては、例えば、無機アルカリ化合物と約３０重量％（４０重量％以下）のエタノールアミンを含む水溶液を使用することができる（例えば、東レ株式会社製ＴＰＥ３０００）。
【００４６】
次に、図９（ｅ）に示すように、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒにめっき処理を行い、端子部１１、１２の表面及び裏面にめっき層１４を形成する。このとき、端子部１１の素子配置部１３内にもめっき層１４（反射層）が形成される。
【００４７】
続いて、図９（ｆ）に示すように、端子部１１の素子配置部１３のＬＥＤ端子面１３ａ上に、ダイアタッチペーストや半田等の放熱性接着剤を介してＬＥＤ素子２を配置するとともに、ＬＥＤ素子２の一端子を、ボンディングワイヤ３を介してＬＥＤ端子面１３ａに電気的に接続する。
また、ＬＥＤ素子２の他端子を、ボンディングワイヤ３を介して端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａに電気的に接続する。
【００４８】
そして、図９（ｇ）に示すように、素子配置部１３内及び枠部５０内に透明又は略透明な樹脂をポッティングするなどして充填し、ＬＥＤ端子面１３ａ及びＬＥＤ端子面１２ａに接続されたＬＥＤ素子２をボンディングワイヤ３とともに覆うようにして封止樹脂層１３０を形成し、光半導体装置の多面付け体が製造される。
最後に、光半導体装置１０１の外形（図９（ｇ）の破線部）に合わせてダイシングすることによって、１パッケージに分離（個片化）された光半導体装置１０１（図８参照）を得る。
【００４９】
以上の構成により、本実施形態の樹脂付きリードフレーム１１５は、上述の第１実施形態の樹脂付きリードフレーム１５と同様に、外部環境における水分やガス等がＬＥＤ素子２の配置部分の近傍に浸入してしまう経路を減らすことができ、めっき層１４が変色したり、腐食したりしてしまうのを抑制し、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
また、樹脂付きリードフレーム１１５は、リフレクタ部として機能する素子配置部１３が端子部１１と同じ金属材料で形成されているため、上述の比較例の樹脂付きリードフレームのように、樹脂で形成されたリフレクタ部が、ＬＥＤ素子の発光熱等によって変色してしまうのを回避することができ、これによっても、光反射特性が低下してしまうのを抑制することができる。
【００５０】
更に、樹脂付きリードフレーム１１５は、枠部５０を備えているので、素子配置部１３だけでなく枠部５０内にも封止樹脂層１３０を形成することができ、端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａに接続されるボンディングワイヤ３が、光半導体装置１０１の表面から突出してしまうのを防ぐことができる。これにより、ボンディングワイヤ３が外部機器等に引っ掛かって断線したり、ボンディングワイヤ３とＬＥＤ端子面１２ａとの接続部が腐食したりしてしまうのを回避することができる。
【００５１】
樹脂付きリードフレーム１１５において、枠部５０の厚さ寸法ｄ２は、リードフレーム１１０の厚さ寸法ｄ３よりも小さく（ｄ３＞ｄ２）されている。従来の実施形態（例えば、特開２００６−１５６７０４号）において、枠部の厚さは、ＬＥＤ素子にボンディングワイヤを重ねた厚さより大きくする必要があり、薄いリードフレーム上に厚い枠部を形成した形態となり、曲げに対する強度が低く、リードフレームに反りが発生しやすかった。
これに対し、第２実施形態によればリードフレーム１１０の厚さは、ＬＥＤ素子２の高さよりも厚く、一方、枠部５０の厚さはボンディングワイヤ３を覆うだけの高さだけあればよく、枠部５０の厚さ寸法ｄ２をリードフレーム１１０の厚さ寸法ｄ３より薄く（ｄ３＞ｄ２）設計することが可能となる。これにより、光半導体装置の小型化に際し、枠部５０を薄くし、リードフレーム１０を厚くして、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒの曲げに対する強度を高く維持することが可能となる。また、その結果、製造工程における樹脂付きリードフレームの変形を減少させることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００５３】
（変形形態）
図１０は、変形形態の光半導体装置２０１の全体構成を説明する図である。図１０（ａ）は、光半導体装置２０１の平面図を示し、図１０（ｂ）は、光半導体装置２０１の裏面図を示し、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のｃ−ｃ断面図を示す。
図１１は、変形形態の光半導体装置３０１の全体構成を説明する図である。図１１（ａ）は、光半導体装置３０１の平面図を示し、図１１（ｂ）は、光半導体装置３０１の裏面図を示し、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のｃ−ｃ断面図を示す。
図１２は、変形形態の光半導体装置４０１の構成を説明する図であり、図１（ｃ）に対応する図である。
【００５４】
（１）各実施形態において、樹脂付きリードフレーム１５は、２つの端子部から構成される例を説明したが、これに限定されるものでなく、端子部は２以上構成されるようにしてもよい。例えば、図１０に示すように、樹脂付きリードフレーム２１５を３つの端子部（１１、１２、１２）から構成し、端子部１１に素子配置部１３を設け、ＬＥＤ素子２の配線を他の２つの端子部１２に接続するようにしてもよい。
このような構成により、２つの端子部１２の裏面を、外部機器等から供給されるＬＥＤ素子２の電力用の端子面として使用することができ、端子部１１の裏面を、ＬＥＤ素子２の発光熱を冷却するための冷却部材等を接続する面として活用することができる。これにより、光半導体装置２０１は、ＬＥＤ素子２の発光熱による温度上昇を低減させることができる。
【００５５】
（２）第２実施形態において、枠部５０は、ポリイミド樹脂を端子部１１、１２、樹脂層２０の表面に塗布して硬化させ、不要な部分をエッチング処理により除去することによって作製される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、予め枠部５０を作製しておき、電気的な絶縁特性を有する接着剤を介して端子部１１、１２及び樹脂層２０の表面に貼り合せるようにしてもよい。この場合、枠部５０は、接着剤により各端子部と電気的に絶縁されているので、絶縁材料だけでなく、導電材料を使用することもできる。
なお、枠部５０は、樹脂付きリードフレーム１１５に対して貼り合わされるようにしてもよく、また、その多面付け体Ｒに貼り合わされるようにしてもよい。また、多面付けされた枠部５０を用意して、樹脂付きリードフレームの多面付け体Ｒの表面に、枠部の多面付け体を貼り合せるようにしてもよい。
また、樹脂付きリードフレーム１１５又はその多面付け体Ｒに対し絶縁性の感光性レジスト（例えば感光性のソルダーレジスト）を必要な厚さに塗布・乾燥した後、枠部の平面形状をパターン露光し、現像して枠部５０を形成しても良い。
従来、枠部は金型を用いた樹脂成形で形成していたが、樹脂バリの発生があり小型化には限界があったため、このようなパターン露光による枠部の形成方法や、第２実施形態の枠部の形成方法は、高い位置精度で枠部５０を形成することができ、光半導体装置の小型化に有利である。
【００５６】
（３）第２実施形態において、枠部５０は、その平面視における外形が、光半導体装置１０１の外形と同等又は略同等の形状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図１１に示すように、枠部３５０は、その平面視における外形が、光半導体装置３０１の外形よりも小さく形成される（図１１（ａ）参照）、すなわち枠部３５０の外周側面が、各端子部の外周側面よりも内側になるように形成される（図１１（ｃ）参照）ようにしてもよい。これにより、光半導体装置の多面付け体から光半導体装置３０１を個片化する場合において、刃物が枠部３５０を切断するのを避けることができ、個片化処理におけるダイシングの負荷を軽減することができる。
【００５７】
（４）第１実施形態においては、封止樹脂層３０は、素子配置部１３内であって、その表面が端子部１１、１２の表面と同等又は略同等の高さにまで形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図１２に示すように、封止樹脂層４３０は、端子部１２のＬＥＤ端子面１２ａに接続されるＬＥＤ素子２のボンディングワイヤ３を覆うようにして形成、すなわち端子部の表面上に形成される封止樹脂層４３０の厚みｄ４は、ボンディングワイヤ３のＬＥＤ端子面１２ａ上のめっき層１４の表面から突出する最大高さｈ２よりも大きく（ｄ４＞ｈ２）なるように形成してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１、２０１、３０１、４０１  光半導体装置
２  ＬＥＤ素子
１０、１１０  リードフレーム
１１  端子部
１２  端子部
１２ａ  ＬＥＤ端子面
１３  素子配置部
１３ａ  ＬＥＤ端子面
１３ｂ  側壁面
１５、１１５、２１５、３１５、４１５  樹脂付きリードフレーム
２０  樹脂層
３０、１３０、２３０、３３０、４３０  封止樹脂層
５０、３５０  枠部
ＭＳ  リードフレームの多面付け体
Ｒ  樹脂付きリードフレームの多面付け体
Ｓ  空隙部
【図１】
2016042545.tif 000003
【図２】
2016042545.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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