JP2008181985A - 光半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱板を取り付けた樹脂パッケージに空孔部が発生することを防止できる光半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム１の導電性材料接合面６の裏面に第二樹脂成形体４の合成樹脂を充填してリード押え部７を形成するために、第一樹脂成形体３に第二樹脂成形体４の合成樹脂を通すための開口部８を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、光半導体装置およびその製造方法に関し、放熱板付き樹脂パッケージに二回射出成形を利用する技術に係るものである。

従来、二回射出成形を利用した二回樹脂成形体品は、一回目の射出成形でリードフレームの一方側の主面に第一樹脂成形体を固着し、二回目の射出成形でリードフレームの他方側の主面に第二樹脂成形体を固着して得ている。ＣＣＤ等の光半導体装置における二回樹脂成形体品は、例えば、特許文献１において公知である。

図４は従来の二回樹脂成形体品を示すものである。図４において、二回樹脂成形体品は、リードフレーム１の一方側の主面に筒状の第一樹脂成形体３が形成してあり、第一樹脂成形体３はリードフレーム１の主面から垂線方向へ突出している。リードフレーム１の他方側の主面にブロック状の第二樹脂成形体４が形成してあり、第二樹脂成形体４はリードフレーム１の他方側の主面から垂線方向へ突出している。

第二樹脂成形体４がリードフレーム１の他方側の主面を覆う領域は、リードフレーム１の一方側の主面上において第一樹脂成形体３が占める全領域、ここでは第一樹脂成形体３の外周より内側に含まれる全領域に相対している。

この二回樹脂成形体品を製造する場合には、上下の成形型（図示省略）のパーティングライン面にリードフレーム１を固定し、リードフレーム１の一方側の主面における導電性材料接合面６の付近の外周をリング状に覆って第一樹脂成形体３を形成する。次に、リードフレーム１の他方側の主面に第一樹脂成形体３と相対する位置で第二樹脂成形体を形成する。
特開平１０−２０９１９２号公報

ところで、従来の二回樹脂成形体品には光半導体装置に放熱板を取付けたものがある。これは図３に示すようなものであり、リードフレーム１には放熱板２を囲んで第一樹脂成形体３が設けてあり、第一樹脂成形体３はリードフレーム１の導電性材料接合面６が露出する形状をなす。

このような放熱板２を取付けた光半導体装置は、その製造過程においてリードフレーム１を成形型に固定し、導電性材料接合面６と放熱板２の投入箇所とを確保しつつ、リードフレーム１に第一樹脂成形体３を形成する。

二回目の射出成形工程において、第一樹脂成形体３の内側に放熱板２をかしめるようにして配置し、第二樹脂成形体４を形成する。この際に、放熱板２は第一樹脂成形体３の端面に当接させて配置するので、第一樹脂成形体３とリードフレーム１と放熱板２とで密閉される部位に必ず空孔部５が形成される。

この空孔部５に気泡が溜まることで、第二樹脂成形体４の形成時に空孔部５への合成樹脂の流れが妨げられ、第二樹脂成形体４が所望の形状にならず、製造したパッケージに不具合が生じることがある。

その結果、半導体素子（図示せず）や導電性材料などの実装時にリードフレーム１の姿勢が不安定となるために、導電性材料を端子面に完全に接着できず、電気的接続ができないといった不具合が生じていた。

また、光半導体装置自体においても、導電性材料接合面に発生する樹脂バリなどのために、良品状態の導電性材料接合面を確保出来なくなる。
更に、二回樹脂成形体品の成形時に生じた空孔部５に起因して、半導体素子の保護層となる封止樹脂を注入した時に放熱板２の隙間から気泡が発生するなどのアセンブリの際の不具合があった。

本発明は上記した課題を解決するものであり、放熱板を取り付けた樹脂パッケージに空孔部が発生することを防止できる光半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の光半導体装置は、第一樹脂成形体を介してリードフレームに配置した放熱板を、第二樹脂成形体で前記第一樹脂成形体とともに前記リードフレームに一体成形して、前記リードフレームの一方側の主面において前記第一樹脂成形体の周囲に導電性材料接合面を形成してなり、前記放熱板上に設けた光半導体素子を封止樹脂で封止した光半導体装置において、前記リードフレームの他方側の主面において前記導電性材料接合面に相応する位置にリード押え部を形成したことを特徴とする。

また、前記リード押え部が前記第二樹脂成形体からなることを特徴とする。
また、前記リード押え部は前記リードフレームと前記第一樹脂成形体とで囲まれた領域に形成し、前記第一樹脂成形体と前記放熱板との間に前記第二樹脂成形体の合成樹脂が通過する開口部を有することを特徴とする。

本発明の光半導体装置の製造方法は、射出成形によりリードフレームの一方側の主面に導電性材料接合面を囲む第一樹脂成形体を一体成形する第一の工程と、前記第一樹脂成形体を形成した前記リードフレームと放熱板とを射出成形用金型に位置決めし、前記第一樹脂成形体を介して前記リードフレームに前記放熱板を配置する第二の工程と、再度の射出成形により第二樹脂成形体で前記第一樹脂成形体とともに前記放熱板を前記リードフレームに一体成形し、前記リードフレームの他方側の主面において前記導電性材料接合面に対応する部位にリード押え部を形成する第三の工程とを含むことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、リードフレームの他方側の主面において、一方側の主面の導電性材料接合面に対応する部位に第二樹脂成形体によりリード押え部を形成し、導電性材料接合面の機械的強度を確保して安定した導電性材料接合面を確保することができ、導電性材料が外れるといった課題や気泡の発生課題などが解決できる。

（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１における光半導体装置の断面図である。

図１において、光半導体装置の樹脂パッケージは、光半導体素子（図示省略）と電気的に接続されるリードフレーム１が銅あるいは銅合金を主材とする導電性金属配線からなり、導通性を高めるために銅あるいは銅合金に金属めっきを施している。

リードフレーム１の表裏面をなす一方側の主面および他方側の主面に合成樹脂で第一樹脂成形体３を一体成形しており、さらに第二樹脂成形体４により第一樹脂成形体３および放熱板２をリードフレーム１と一体成形してある。

リードフレーム１の一方側の主面において、第一樹脂成形体３はリードフレーム１の導電性材料接合面６を囲んで形成しており、第一樹脂成形体３は内側部３ａと外側部３ｂとの間に導電性材料接合面６が露出する形状をなす。リードフレーム１は放熱板２を配置するための孔部を有し、この孔部の開口内縁に沿って形成した第一樹脂成形体３の内側部３ａが放熱板２を囲んでおり、放熱板２は一部が第一樹脂成形体３の内側部３ａにかしめた状態に配置している。

光半導体装置は樹脂パッケージの放熱板２の上に搭載した光半導体素子（図示省略）を樹脂封止してなり、放熱板２を覆うように注入する封止樹脂により光半導体素子がリードフレーム１に第一樹脂成形体３および第二樹脂成形体４と共に一体成形される。

ところで、リードフレーム１に一体成形した第一樹脂成形体３の内側部３ａに囲まれた投入位置に放熱板２をかしめて配置することは、一回射出成形の成形加工においてはできず、二回射出成形の成形加工を必要とする。しかし、従来の二回射出成形で成形加工を行なう場合には、上述したように、第一樹脂成形体３とリードフレーム１と放熱板２とで密閉される部位に必ず空孔部５（図３参照）が生じ、後の製造工程で不具合が生じる要因となる。

このため、図１に示すように、リードフレーム１の他方側の主面において第一樹脂成形体３の内側部３ａと外側部３ｂとの間に囲まれた領域、つまりリードフレーム１の一方側の主面における導電性材料接合面６に相応する位置に第二樹脂成形体４の一部からなるリード押え部７を形成する。

このリード押え部７を形成するために、第一樹脂成形体３の外側部３ｂと放熱板２との間に開口部８を設けており、この開口部８を通して第一樹脂成形体３の内側部３ａと外側部３ｂとの間に囲まれた領域に第二樹脂成形体４の合成樹脂が円滑に流入し、この放熱板２の周囲に充填した第二樹脂成形体４が導電性材料接合面６の裏面にリード押え部７を形成する。

この結果、リード押え部７で導電性材料接合面６の機械的強度を確保できるので、光半導体素子との電気的接続を行う導電性ワイヤー（図示せず）を付設する際に、その外部応力に対してリードフレーム１を曲げることなく安定した状態に維持して信頼性の高い配線工程を実現できる。

さらに、従来のように空孔部５（図３参照）が無くなることで、アセンブリの際の不具合、つまり光半導体素子の保護層となる封止樹脂を注入する時に従来のように放熱板２の隙間から気泡が発生することなどを皆無にできる。

また、第一樹脂成形体３を形成した後に第一樹脂成形体３に放熱板２を挿入するので放熱板２の上面には樹脂バリが発生しない。このことは放熱板２の高さ寸法公差に関して厳しい管理をする必要がないことを意味し、合成樹脂からなる第一樹脂成形体３に対して放熱板２を投入することで放熱板２のダメージ（カジリ）も発生しない。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における光半導体装置の製造方法に関する断面図である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。

図２（ａ）に示すように、上下の射出成形用金型（図示省略）のパーティングライン面にリードフレーム１を固定して第一樹脂成形体３を一体成形する。第一樹脂成形体３は内側部３ａと外側部３ｂとの間にリードフレーム１の導電性材料接合面６が露出する形状をなし、第一樹脂成形体３の内側部３ａで囲む領域に次工程で配置する放熱板２を投入するための孔部を確保してある。

次に、図２（ｂ）に示すように、前記第一樹脂成形体３と放熱板２を射出成形用金型（図示省略）に位置決めするとともに、第一樹脂成形体３の内側部３ａで囲む領域に放熱板２を配置し、放熱板２の一部を第一樹脂成形体３の内側部３ａにかしめた状態とする。放熱板２を配置した状態において、第一樹脂成形体３の外側部３ｂと放熱板２との間に開口部８が存在する。

次に、図２（ｃ）に示すように、二回目の射出成形により第二樹脂成形体４を成形し、リードフレーム１と第一樹脂成形体３と第二樹脂成形体４とを一体成形する。このとき、第一樹脂成形体３の内側部３ａと外側部３ｂとの間に、開口部８を通して第二樹脂成形体４の合成樹脂が円滑に流入し、この第二樹脂成形体４の合成樹脂が導電性材料接合面６の裏面に相応する放熱板２の周囲にリード押え部７を形成する。

このように、本発明の実施の形態２の製造方法により、容易に放熱板２付き光半導体装置を提供することができる。また、本発明の光半導体装置の空孔部５を皆無にするという技術思想から逸脱しない限り、本発明の光半導体装置およびその製造方法は上述した実施の形態に示すものに限られない。

上述したように、本発明は放熱板付き樹脂パッケージに二回射出成形を利用した光半導体装置に関して有用であり、特に高輝度及び高出力ＬＥＤ樹脂パッケージに適している。

本発明の実施の形態１における光半導体装置の断面図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態２における光半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図 従来の光半導体装置の断面図 従来の光半導体装置の断面図

符号の説明

１ リードフレーム
２ 放熱板
３ 第一樹脂成形体
３ａ 内側部
３ｂ 外側部
４ 第二樹脂成形体
５ 空孔部
６ 導電性材料接合面
７ リード押え部
８ 開口部

Claims (4)

1. 第一樹脂成形体を介してリードフレームに配置した放熱板を、第二樹脂成形体で前記第一樹脂成形体とともに前記リードフレームに一体成形して、前記リードフレームの一方側の主面において前記第一樹脂成形体の周囲に導電性材料接合面を形成してなり、前記放熱板上に設けた光半導体素子を封止樹脂で封止した光半導体装置において、前記リードフレームの他方側の主面において前記導電性材料接合面に相応する位置にリード押え部を形成したことを特徴とする光半導体装置。
2. 前記リード押え部が前記第二樹脂成形体からなることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
3. 前記リード押え部は前記リードフレームと前記第一樹脂成形体とで囲まれた領域に形成し、前記第一樹脂成形体と前記放熱板との間に前記第二樹脂成形体の合成樹脂が通過する開口部を有することを特徴とする請求項２記載の光半導体装置。
4. 射出成形によりリードフレームの一方側の主面に導電性材料接合面を囲む第一樹脂成形体を一体成形する第一の工程と、前記第一樹脂成形体を形成した前記リードフレームと放熱板とを射出成形用金型に位置決めし、前記第一樹脂成形体を介して前記リードフレームに前記放熱板を配置する第二の工程と、再度の射出成形により第二樹脂成形体で前記第一樹脂成形体とともに前記放熱板を前記リードフレームに一体成形し、前記リードフレームの他方側の主面において前記導電性材料接合面に対応する部位にリード押え部を形成する第三の工程とを含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。

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