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JP5038623B2 - 光半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は光半導体装置に関わり、特に発光素子からの放熱性が高い光半導体装置の構成
およびその組立方法に関する。
従来の光半導体装置では、一対のリードが透光性樹脂でモールド成形され結合されてい
る。第一のリードのインナーリード端部には発光素子が搭載され、この発光素子の電極と
第二のリードのインナーリードの端部とは、金属ワイヤで接続されている。
アウターリードはガルウィング状あるいはＪ型に曲げられている。アウターリードの端
部は実装基板へはんだ付けされる。発光素子が搭載される部分は全周が樹脂に覆われてい
るため、発光素子からの熱は主にリードを伝わり実装基板に放散される。
リードは、リードフレームから分断されて形成されるものである。リードフレームの材
質としては、熱伝導・電気伝導性に優れた材料である銅に、酸化防止用のめっき膜を被覆
したものが多く用いられている。
実開平２-１０１５５９号公報
光半導体は白熱電球や蛍光灯などに続く次世代の光源として期待されており、さらなる
高輝度化が求められている。高輝度化を達成する手段の一つに発光素子に大電流を流すこ
とが挙げられる。
しかしながら、現在の発光素子の効率は１０〜２０％といわれており、残りの８０〜９
０％の電気エネルギーが熱に変換されてしまう。発光素子は動作温度が上昇するにしたが
い効率が低下し、１３０℃を超えると発光素子自体の劣化が進行する。
したがって、大電流で発光素子を駆動するには、発光素子からの放熱性を向上させる必
要がある。光半導体を製造する各社からは放熱性を高めようとする構成の製品がある。
このような製品は、リードの幅や太さを変えて断面積を多くすることでリードの熱容量
や熱抵抗を上げようとするものや、インナーリードに対して銅製のブロックからなるヒー
トシンクを当接し一体成形することで、熱の拡散を促進させようとするものがある。
しかしながら、このように別部品を導入すると部品点数が増加して構成が複雑化し、生
産性も悪くなる。 また、部材が大型化することにより、部品の重量増につながったり、
部品そのものの大きさが用途に見合わなくなるなどの問題が発生していた。
たとえば、撮像装置を内蔵した携帯電話にフラッシュを内蔵しようとする場合、フラッ
シュの光源としては出来る限り明るく発光し、かつ可能な限り小型で軽量である必要があ
り、このような用途に向く明るい光源を提供することが困難となっていた。
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、簡素な構成で
放熱させやすい小型の光半導体装置の提供をしようとするものである。
上記した課題を解決するために本発明は、開口部を有する外囲器と、前記開口部の底部に露出するように設けられている光半導体素子と、曲げ部を有し、曲げ部から前記光半導体素子が接合されている所定部位の裏面が前記外囲器の外方に向けて露出するように形成されているダイパッド側インナーリードと、前記ダイパッド側インナーリードと前記外囲器の内部で連続しており前記外囲器の側面から外方に向けて延出するダイパッド側アウターリードと、を有するダイパッドと、前記光半導体素子の電極から延びるワイヤと、前記ワイヤの他端が接合され、前記ワイヤが接合されている所定部位の裏面が前記ダイパッド側インナーリードの前記外囲器から露出している主面を含む仮想平面に含まれるように前記外囲器の外方に向けて露出するように形成されているワイヤパッド側インナーリードと、前記ワイヤパッド側インナーリードと前記外囲器の内部で連続しており前記外囲器の側面から外方に向けて延出するワイヤパッド側アウターリードと、を有するワイヤパッドと、前記開口部を充填するように形成され、前記光半導体素子と、前記ダイパッド側インナーリードの一部と、前記ワイヤと、前記ワイヤパッド側インナーリードの一部と、を封止し、前記光半導体素子から出射される光に対して透光性を有する透光性樹脂材料部と、を有し、前記ワイヤパッド側インナーリードは曲げ部を含み、前記ワイヤパッド側インナーリードの曲げ部は、前記ワイヤパッド側インナーリードの突端から中途部にかけて前記仮想平面に含まれ前記ワイヤが接合されている面と、前記光半導体素子が搭載されている前記ダイパッド側インナーリードの主面側に前記ワイヤパッド側インナーリードが斜向した面とが接する位置に形成されており、前記ワイヤパッド側インナーリードの形状は、前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する三方を囲む凹形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向し前記ダイパッド側インナーリードの二方を挟むＬ字形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する一方と前記斜向した面とで挟むＬ字形状のいずれかひとつの形状である光半導体装置を提供する。
また本発明は、曲げ部を有し、光半導体素子が接合される所定部位の裏面を含む仮想平面を有するダイパッド側インナーリードと、突端から中途部にかけて前記仮想平面に含まれるように設けられ、前記半導体素子の電極がワイヤにより接合される所定部位を含む面と、前記光半導体素子が搭載される前記ダイパッド側インナーリードの主面側に斜向した面と、が接する位置に曲げ部を有し、前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する三方を囲む凹形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向し前記ダイパッド側インナーリードの二方を挟むＬ字形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する一方と前記斜向した面とで挟むＬ字形状のいずれかひとつの形状であるワイヤパッド側インナーリードと、を形成する工程と、前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位を露出させる開口部を形成し、前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位の裏面を露出させ、前記ダイパッド側インナーリードと連続するダイパッド側アウターリードと前記ワイヤパッド側インナーリードと連続するワイヤパッド側アウターリードが延出するように封止する外囲器を形成させる工程と、前記ダイパッド側インナーリードの所定部位に前記光半導体素子を設け、前記ワイヤにより前記光半導体素子の電極と前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位とを接続する工程と、前記光半導体素子から出射される光に対して透光性を有する透光性樹脂材料部により前記開口部を充填するように形成され、前記光半導体素子と、前記ダイパッド側インナーリードの一部と、前記ワイヤと、前記ワイヤパッド側インナーリードの一部とを封止する工程と、を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法を提供する。
本発明によれば、発光素子からの熱を効率良く放散可能に構成できる小型の光半導体装
置を簡易に提供することを可能とする。
本発明の実施の形態を図面を用いながら説明する。
図１（ａ）に実施形態の光半導体装置の斜視図を、図１（ｂ）に実施形態の光半導体装
置のＡ−Ａ’断面図をそれぞれ示す。
図１（ａ）の光半導体装置は、すり鉢状の開口部１を有する外囲器２と、このすり鉢状
開口部１の底部に露出する光半導体素子３と、この光半導体素子が接合されているダイパ
ッドを形成するダイパッド側インナーリード４と、光半導体素子３表面の電極から延びる
ワイヤ５と、ワイヤ５の他端が接合されるワイヤパッドを形成するワイヤパッド側インナ
ーリード６と、ダイパッド側インナーリード４と外囲器２の内部で連続しており外囲器２
の側面から外方に向けて延出するダイパッド側アウターリード７と、ワイヤパッド側イン
ナーリード６と外囲器２の内部で連続しており、外囲器２の側面から外方に向けて延出す
るワイヤパッド側アウターリード８と、すり鉢状開口を充填するように形成され、光半導
体素子３、ダイパッド側インナーリード４の一部、ワイヤ５、ワイヤパッド側インナーリ
ード６の一部、を封止する、光半導体素子３から出射される光に対して透光性を有する透
光性樹脂材料部９とから構成されている。なお、開口の形状は必ずしもすり鉢状である必
要はない。
図１（ｂ）の光半導体装置の断面図は、たとえば携帯電話の本体を構成する外部装置の
配線基板１１に対して、アウターリード７，８において、はんだペースト１２を用いては
んだ付けされている様子を示している。光半導体装置は、ダイパッドの光半導体素子が搭
載されていない側の主面が外囲器２の外側に露出するように形成されている。また、その
ダイパッド側インナーリード４の露出した部分は、配線基板側の電極と、はんだペースト
１２を用いて接続されている。
配線基板１１には、メタルコア基板を用いることもできる。たとえば、アルミ板をベー
スとして、樹脂層および配線パターンを順に積層させた構成のメタルコア基板に対して、
はんだペーストで接続する。
このとき、光半導体素子で発生した熱は主にＡｕＳｎはんだ、ダイパッド、はんだペー
ストの順に光半導体装置の外方に伝わる。この経路での熱抵抗は約１６℃／Ｗであり、同
じ厚さの銅製のリードを用いた従来のパッケージの約半分の熱抵抗となった。このような
構成で用いる光半導体装置では、素子へ５００ｍＡの大電流を流すことができる。
外囲器２は、白色の樹脂材料で一対のリードを一体化し保持している。外囲器２の外形
は５mm×５mm×１mmである。外囲器２の一主面中央部にはすり鉢状に開口部１が形成され
ており、すり鉢状をなす開口側壁の角度はすり鉢状開口部１に露出しているダイパッドの
主面がなす平面から見て４５°の斜度である。
光半導体素子３は青色ＬＥＤであり、外形は1.0mm×1.0mm×0.2mmである。光半導体素
子３の電極は上下面に配置されている。光半導体素子３は図示しないＡｕＳｎはんだによ
ってダイパッドに固定されるとともに、電気的に接続されている。上面電極は、ワイヤパ
ッドにφ３５μｍのＡｕからなるワイヤ５を介して接続されている。
光半導体素子３は蛍光体を添加したシリコーンあるいはエポキシ系の透光性樹脂材料部
９によって封止されている。ここで添加される蛍光体は青色光を黄色光へ変換する性質を
有するものであり、光半導体素子から直接外部に放出された青色光と、蛍光体からの黄色
光とが混色して白色光となるようにその量や材料が決定されている。このような混色光は
擬似白色光と呼ばれている。
リードは、ダイパッド側リードとワイヤパッド側リードの２枚１組で構成される。リー
ドの形成に当たっては、厚さ２００μｍの純銅の板材の表面に酸化防止のためのめっき膜
が施されたものを用いている。このめっき膜の素材として銀やニッケルを用いることがで
きる。この銅板を打ち抜き加工してリードフレームを形成し、リードフレームのリードと
なるべき部分にさらにプレス加工を施して、本実施の形態に用いているリードの構造を形
成している。
各々のインナーリードの突端は矩形に成形されている。この矩形の角部は開口部１に露
出せず、外囲器２内に差し込まれるよう配置される。ダイパッドに関しては２つの角部の
うち２つを差し込み、この２つの角部にはさまれた辺は開口部１に露出するように構成さ
れる。ワイヤパッドに関しては２つの角部のうち１つを差し込む。このような配置とする
ことにより、外囲器とリードとの熱膨張係数の差によるリードの浮き上がりを抑止する。
また、外囲器２の裏面から開口部１方向へリードに押圧を加えた際に、光半導体装置が分
解しにくいようにする。
また、先端が完全に隠れないように配置することで、外囲器２内に封止されているイン
ナーリードと、ダイパッドまたはワイヤパッドの先端との絶縁距離を保ちつつ、より内側
に寄るようにリードを対向配置することが可能になり、さらに小型化することができるよ
うになる。
また、開口部１は外囲器２を成形するための金型の内部の凸形状が転写されたものであ
るが、この凸形状に対してワイヤパッドやダイパッドが密着するよう配置されている。先
端が開口部から外囲器内に差し込まれるように配置されるということは、リードの先端に
おいてこの凸形状に対して密着しない領域を多くすることにつながる。リードの厚さを２
００μｍと薄くしたために支持されていない領域は変形しやすくなっているため、このよ
うに角部だけを差し込む構造とすることにより、樹脂の流動抵抗によるパッドの変形を抑
制することができ、安定した生産を可能にする。
図２（ａ）に上記した実施形態の光半導体装置において使用したリードの斜視図を示す
。
ダイパッド側リードは、光半導体素子が搭載されるダイパッド側インナーリード４と、
外囲器の外方に延出しているダイパッド側アウターリード７とから構成される。
ダイパッド側インナーリード４は、光半導体素子が搭載されるダイパッド部がリードの
突端から中途部にかけて設けられ、第１の曲げ部２ １においてダイパッドのなす面から
光半導体素子が搭載されている主面よりに斜向するよう４０°ほど曲げられる。この曲げ
の角度は、外囲器に設けられた開口側壁の斜度と同じくすると、パッケージ全体の大きさ
を小さくすることができるので好ましい。第１の曲げ部２ １から４００μｍ高い位置に
第２の曲げ部２ ２が設けられており、この第２の曲げ部２ ２により再びダイパッド部と
同じ方向に延設される。
ダイパッド側アウターリード７は、第２の曲げ部２ ２から延出するインナーリード４
の延長上に位置して外囲器の外側の領域に水平に延設される。中途部に設けられる第３の
曲げ部２ ３においてダイパッドの裏面を含む仮想平面に交わる方向に向かうよう曲げら
れる。この曲げの角度は、９０°以内で自由に設定される。曲げ角が大きいほど、素子の
小型化に寄与するが、この第３の曲げ部２ ３により素子に加わる衝撃荷重を吸収する作
用が期待されるため、用途によってはより浅い角度に設定したほうが好ましい場合もある
。第４の曲げ部２ ４によりアウターリード７の突端は、配線基板への実装が考慮された
形状となるように曲げられる。本実施形態では、ダイパッドの光半導体素子が実装されて
いないほうの主面が含まれる仮想平面にアウターリード主面の一部が接するように曲げら
れている。この仮想平面と交わってしまうと、露出したダイパッド裏面を配線基板に対し
て接続することが困難になるため、アウターリードの突端は、仮想平面と交わらないよう
な位置となるよう構成されていることが好ましい。
ワイヤパッド側インナーリード６は、ワイヤ５が接続されるワイヤパッド部がリード突
端から中途部にかけてダイパッドがなす仮想平面に含まれるように細長く形成されている
。またワイヤパッドは、ワイヤパッドがなす主面の法線から見ると、ダイパッドの側面と
対向する三方を取り囲むように構成される凹形状をなしている。第５の曲げ部２５におい
てワイヤパッドのなす面から光半導体素子が搭載されている主面よりに斜向するよう４０
°ほど曲げられる。この曲げの角度は、外囲器に設けられた開口側壁の斜度と同じくする
と、パッケージ全体の大きさを小さくすることができるので好ましい。第５の曲げ部２５
から４００μｍ高い位置に第６の曲げ部２６が設けられており、この第６の曲げ部２６に
より再びダイパッド部と同じ方向に延設される。
ワイヤパッド側アウターリード８は、第６の曲げ部２６から延出するインナーリード６
の延長上に位置して外囲器の外側の領域に水平に延設される。中途部に設けられる第７の
曲げ部２７においてダイパッドの裏面を含む仮想平面に交わる方向に向かうよう曲げられ
る。この曲げの角度は、９０°以内で自由に設定される。曲げ角が大きいほど、素子の小
型化に寄与するが、この第７の曲げ部２７により素子に加わる衝撃荷重を吸収する作用が
期待されるため、用途によってはより浅い角度に設定したほうが好ましい場合もある。第
８の曲げ部２８によりアウターリード８の突端は、配線基板への実装が考慮された形状と
なるように曲げられる。本実施形態では、ダイパッドの光半導体素子が実装されていない
ほうの主面が含まれる仮想平面にアウターリード主面の一部が接するように曲げられてい
る。この仮想平面と交わってしまうと、露出したダイパッド裏面を配線基板に対して接続
することが困難になるため、アウターリードの突端は、仮想平面と交わらないような位置
となるよう構成されていることが好ましい。
図２（ａ）の一対のリードは対向配置され外方端部に各々のアウターリードの突端が配
置される。ワイヤパッド側インナーリード６は２股になっており、ダイパッドを挟むよう
に形成されている。これによりダイパッドに複数の光半導体素子を搭載した場合における
金ワイヤの引き回しが容易になる。搭載する光半導体素子が１つの場合には図２（ｂ）に
示すような形状のリードフレームを用いる場合もある。
図２（ｂ）のリードは、図２（ａ）に示したリード構成から、２本あるワイヤパッドを
１本に減じた構成である。単純に、図２（ａ）のリード構成について、２本目のワイヤパ
ッドのダイパッドに対向する配置される側面に沿って切除した構造となっている。これに
より本実施形態の光半導体装置は、この切除されたワイヤパッドの分だけ幅を狭くして構
成することが可能になる。
図２（ｃ）のリードは、図２（ｂ）に示したリード構成のうち、ワイヤパッド側インナ
ーリード６の形状に変更を加えたものである。具体的には、第５の曲げ部に相当する第９
の曲げ部２ ９をワイヤパッドに設けたものである。
ワイヤパッドは、ワイヤパッド側インナーリードがなす幅よりも著しく幅狭く形成され
ている。具体的には、ワイヤパッド側インナーリードがなす幅からダイパッドがなす幅と
切除しろの幅を差し引いたものがワイヤパッドの幅となる。このような幅が細く形成され
ているワイヤパッドの中途から外囲器内にインナーリードを引き込む構成とした。
ワイヤパッドはそもそも熱を発生しない部分であるから、外部に露出しているメリット
は少ない。幅の広い部分について外囲器内部に封止することによって樹脂とリードとの接
触面積を大きくし、接合強度の向上に寄与している。
また、ダイパッドの突端と対向する幅広の部分をダイパットがなす面内から高さ方向に
ずらして位置させることになり、ダイパッド側インナーリードとワイヤパッド側インナー
リードとの距離をさらに縮めても絶縁距離を保つことが可能となる。
図２（ｃ）の構造においてもワイヤパッドをダイパッドと同じ高さに設けているのは、
ワイヤのループを高くしないための配慮である。ワイヤパッドを高い位置に設けることに
よりワイヤ５がなすループの最高地点も上昇することになり、光半導体装置全体が厚くな
ってしまう。もうひとつの理由はリードを形成する際の生産性である。ダイパッドの高さ
とワイヤパッドの高さを変えると、これに対応して金型の細工を細かく施す必要が生じる
。
ワイヤパッドやダイパッドは幅が２ｍｍ程度と細身である。厚さも２００μｍと薄いこ
とから、外囲器をなす樹脂材料との密着強度が低くなってしまうことが懸念される。リー
ドフレームに比較的加工が容易な貫通穴をあけるなどして樹脂との密着面を多く設けるこ
とが有効であるが、リードフレームが薄肉化するに連れて樹脂と密着する表面積が少なく
なるため、その効果も低下する。リードフレームの板厚が厚い場合には、密着面も多く、
変形も小さいために剥離や脱落の対策が課題とはならないが、板厚が薄くなることで対策
が必要となってくる。
リードフレームと外囲器を形成する樹脂とが剥離することを防止するため、リードの露
出する側の稜線に圧縮部を設け、その圧縮部に樹脂が充填されることで外力や変形が原因
で起こる剥離を防ぐ手段とする．また、貫通穴と併用、複合することで、より高い効果が
得られる。リードフレームは、板厚が均一な金属板を用いたプレス加工により成形するた
め、この際にリードフレームの片面または両面、少なくとも露出するほうの稜線について
、圧縮された形状を転写する。
これにより、リードフレームの薄板化が可能となり光半導体装置の軽量化、小型化に寄
与する。リードフレームへの圧縮形状の追加は、複雑な機械加工を必要とせず、プレス加
工によって、容易に設けることが可能であるため、コスト的にも有効である。
図３に図２（ｃ）のリードを用いた場合の光半導体装置の斜視図を示す。
図３は光半導体装置の裏面の斜視図である。外囲器２の両端からダイパッド側アウター
リード７、ワイヤパッド側アウターリード８が突設されている。外囲器２の表面にはダイ
パッドの裏面３１およびワイヤパッドの裏面３２が露出している。この露出したダイパッ
ドの裏面３１およびワイヤパッドの裏面３２の輪郭には凹形状３３が形成されている。こ
の凹形状３３は、リードの稜線に対して転写された圧縮部に対して、外囲器２を形成する
樹脂材料がこの圧縮部を埋めることで形成されるものである。
このように外囲器２がリードを抱え込むような構造が形成されるので、薄型化したリー
ドにおいても、剥離や抜けが生じにくいものとなっている。
また、辺を圧縮することによりリードが曲がりにくくなる。これにより、金型にインサ
ートして樹脂を射出した際、リードの変形量が抑制され、安定した生産を可能にする。
光半導体装置をさらに高輝度化する手段として、光半導体素子の実装を従来のワイヤボ
ンディングからフリップチップボンディングに変更することが挙げられる。ワイヤボンデ
ィングの場合、チップ上面に設ける電極やワイヤなどが素子からの光を遮り、その分輝度
が低下する。実装方式をフリップチップボンディングへ変更することでこの問題は解決で
きる。
光半導体素子は、逆起電力や静電気に弱く、すぐ壊れてしまう性質を有する。通常、バ
ンプ接合部の接続信頼性を確保するため、シリコンやアルミナなど熱膨張係数が光半導体
素子と近い材料で作製された基板を介してリードフレームに対して実装される。このよう
な方法はサブマウント方式と呼称されている。
サブマウント方式にて光半導体装置を構成する場合には、光半導体素子とサブマウント
部をあらかじめ一体化したものをリード上に接合する方法をとっても良い。このとき、サ
ブマウントはシリコンウエハから個片化される前の段階で、すべての配線にたいして光半
導体素子をフリップチップ実装し、光半導体素子とサブマウントの対が構成されたあとで
、サブマウントウエハを切り分ける。
本実施形態では、別々にリードフレームに実装する方式の工程を説明する。
図４に光半導体装置の製造方法をあらわす模式図を示す。
まず、リードフレームのインナーリードの先端部をデプレスし、ダイパッド４１とワイ
ヤパッド４２を形成する（図４(a)参照）。
次に、リードフレームを射出成形金型に挿入する。アウターリード部７，８を金型で挟
み込むとともに、ダイパッド４１とワイヤパッド４２を金型の凸部に当接させ、キャビテ
ィに白色のエポキシ樹脂を射出して外囲器２を得る（図４(b)参照）。
次に、リードフレームを金型から取り出し、ダイパッド４１に導電性接着剤４３を塗布
する。シリコンを基材として表面に配線パターンが形成された配線基板を導電接着剤４３
でリードフレームへ接合する（図４(c)参照）。この配線基板はサブマウント４４と称呼
される。サイズは2.0mm×3.0mm×0.2mmである。基板主面に形成された配線パターンは、
シリコン側よりＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの順番で積層した金属膜を所定のパターンとなるようエ
ッチングして構成した。
次に、サブマウント４４表面の電極に金ボールバンプ４５を６個形成するとともに、サ
ブマウント４４の別の電極とワイヤパッド４２とを金ワイヤ５で接続する（図４(d)参照
）。バンプのサイズは径がφ１００μｍで高さが４０μｍである。
次に、この金ボールバンプ４５を介して光半導体素子３をフリップチップボンディング
する（図４(e)参照）。ここでは、図示しないヒーターステージによりダイパッド４１を
介して１８０℃に加熱したサブマウントに対し、光半導体素子３を図示しないボンディン
グツールで９Ｎの荷重で加圧して押し付けつつ、超音波振動を２００ｍｓ印加して金ボー
ルバンプ４５と光半導体素子３の電極とを接合した。超音波を併用することにより、プロ
セス温度を比較的低温にすることが出来、樹脂材料への影響を抑えることが出来る。光半
導体素子の電極の最表層は厚さ０．５μｍの金膜である。バンプと電極の接合強度はせん
断で１Ｎが得られた。
次に、蛍光体を混入した透明樹脂４６で光半導体素子を封止する（図４(f)参照）。
次に、リードフレームのフレーム部分を切断し、アウターリード７，８を曲げ加工して
光半導体装置が完成する（図４(g)参照）。
上記実施の形態においては、光半導体素子がインナーリードに接続されている近傍を見
たとき、板状部材から構成されるリードの一方の主面を外面に露出する構成とし、光半導
体素子が接合される側の主面を封止樹脂にて封止する構成とした。これにより、光半導体
素子からインナーリードへと伝達された熱は、露出したインナーリードの背面を利用して
外部に排出する系を構築することが可能になる。外部装置の大きさは、光半導体装置より
も必ず大型であるので、より大型の部品を利用して積極的に熱を排出することが可能とな
る。
また、上記のインナーリードの背面が露出する構造であると、リードと封止樹脂との接
合が弱く、互いに剥離して分解してしまう場合がある。このような事故を回避するために
、インナーリードのうち、光半導体素子が搭載された領域からアウターリードに至るまで
の部分を少なくとも２箇所にて折り曲げ、この折り曲げ部分を囲むように樹脂にて封止す
るよう構成した。この折り曲げによって、固化した封止樹脂がインナーリードと構造的に
絡み合い、互いに剥離する方向に力がかかりにくくなり、容易に分解することがないよう
に構成することが出来た。
また、アウターリードにおいてはアウターリードの先端近傍の主面を含む仮想平面が、
露出したインナーリードの主面をも含むように構成されるよう、インナーリートからアウ
ターリード突端に至るまでの中途部が複数箇所にて折り曲げられている。これにより、露
出したインナーリード主面から外部装置へ熱を伝達させる構造として、アウターリードを
配線基板に電気的に接合する際に用いている半田材料と同じものを利用して接合すること
を容易化することが出来た。
このような構成とすることにより、装置の全体構成を単純化し、小さくても放熱設計に
難を与えず、信頼性を確保することも可能な半導体装置を構成することを可能とした。
また、組立コストについても、従来の厚いリードフレームを用いた場合と比較して半分
以下にすることができた。
なお、上記した実施形態のプロセスでは、光半導体素子をＡｕ製のボールバンプを用い
てフリップチップボンディングした構造としている。金ボールバンプは、めっき方式によ
りあらかじめ形成されている金属バンプに代用可能である。
また、蛍光体を用いないタイプの光半導体装置にも利用可能である。その他、本願発明
の要旨を逸脱しない範囲での変更は、本発明の効果に影響しない。
本発明の実施形態に係る光半導体装置の斜視図 本発明の実施形態に係る光半導体装置の断面図 本発明の実施形態に係るリードフレーム形状を示す斜視図 本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を示す模式図
符号の説明
１…開口部、２…外囲器、３…光半導体素子、４…ダイパッド側インナーリード、
５…ワイヤ、６…ワイヤパッド側インナーリード、７…ダイパッド側アウターリード、
８…ワイヤパッド側アウターリード、９…透光性樹脂材料部、１１…配線基板、
１２…はんだペースト、３１…ダイパッドの裏面、３２…ワイヤパッドの裏面、
４１…ダイパッド、４２…ワイヤパッド、４３…導電性接着剤、４４…サブマウント、
４５…金ボールバンプ、４６…透光性樹脂材料部

Claims (11)

  1. 開口部を有する外囲器と、
    前記開口部の底部に露出するように設けられている光半導体素子と、
    曲げ部を有し、曲げ部から前記光半導体素子が接合されている所定部位の裏面が前記外囲器の外方に向けて露出するように形成されているダイパッド側インナーリードと、前記ダイパッド側インナーリードと前記外囲器の内部で連続しており前記外囲器の側面から外方に向けて延出するダイパッド側アウターリードと、を有するダイパッドと、
    前記光半導体素子の電極から延びるワイヤと、
    前記ワイヤの他端が接合され、前記ワイヤが接合されている所定部位の裏面が前記ダイパッド側インナーリードの前記外囲器から露出している主面を含む仮想平面に含まれるように前記外囲器の外方に向けて露出するように形成されているワイヤパッド側インナーリードと、前記ワイヤパッド側インナーリードと前記外囲器の内部で連続しており前記外囲器の側面から外方に向けて延出するワイヤパッド側アウターリードと、を有するワイヤパッドと、
    前記開口部を充填するように形成され、前記光半導体素子と、前記ダイパッド側インナーリードの一部と、前記ワイヤと、前記ワイヤパッド側インナーリードの一部と、を封止し、前記光半導体素子から出射される光に対して透光性を有する透光性樹脂材料部と、
    を有し、
    前記ワイヤパッド側インナーリードは曲げ部を含み、前記ワイヤパッド側インナーリードの曲げ部は、前記ワイヤパッド側インナーリードの突端から中途部にかけて前記仮想平面に含まれ前記ワイヤが接合されている面と、前記光半導体素子が搭載されている前記ダイパッド側インナーリードの主面側に前記ワイヤパッド側インナーリードが斜向した面とが接する位置に形成されており、
    前記ワイヤパッド側インナーリードの形状は、前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する三方を囲む凹形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向し前記ダイパッド側インナーリードの二方を挟むＬ字形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する一方と前記斜向した面とで挟むＬ字形状のいずれかひとつの形状であることを特徴とする光半導体装置。
  2. 前記ダイパッド側インナーリードは、少なくとも２箇所にて曲げ部を有し、第１の曲げ部から前記光半導体素子が接合されている所定部位の裏面は前記外囲器の外方に向けて露出され、前記外囲器の側部からアウターリードが延出されるよう前記外囲器内に第２の曲げ部が形成され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。
  3. 前記ダイパッド側アウターリードは、少なくとも２箇所の曲げ部を有し、第１の曲げ部は前記ダイパッド側アウターリードの延出方向を前記ダイパッド側インナーリードの露出した主面を含む前記仮想平面に近づくように形成され、第２の曲げ部は前記ダイパッド側アウターリードの一部が前記仮想平面に接するように形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光半導体装置。
  4. 前記ワイヤパッド側アウターリードは、少なくとも２箇所の曲げ部を有し、第１の曲げ部は前記ワイヤパッド側アウターリードの延出方向を前記ワイヤパッド側インナーリードの露出した主面を含む前記仮想平面に近づくように形成され、第２の曲げ部は前記ワイヤパッド側アウターリードの一部が前記仮想平面に接するように形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光半導体装置。
  5. 少なくとも、外囲器から露出している前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードのどちらか一方の稜線が、圧縮もしくは面取りされてい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光半導体装置。
  6. 前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの露出した裏面の輪郭には凹形状が形成されていることを特徴とする請求項５記載の光半導体装置。
  7. 前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの突端の角部が外囲器内に配置されており、前記突端の角部にはさまれた辺部については、前記開口部内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光半導体装置。
  8. 曲げ部を有し、光半導体素子が接合される所定部位の裏面を含む仮想平面を有するダイパッド側インナーリードと、
    突端から中途部にかけて前記仮想平面に含まれるように設けられ、前記半導体素子の電極がワイヤにより接合される所定部位を含む面と、前記光半導体素子が搭載される前記ダイパッド側インナーリードの主面側に斜向した面と、が接する位置に曲げ部を有し、前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する三方を囲む凹形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向し前記ダイパッド側インナーリードの二方を挟むＬ字形状、又は前記ダイパッド側インナーリードの側面と対向する一方と前記斜向した面とで挟むＬ字形状のいずれかひとつの形状であるワイヤパッド側インナーリードと、
    を形成する工程と、
    前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位を露出させる開口部を形成し、前記ダイパッド側インナーリードと前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位の裏面を露出させ、前記ダイパッド側インナーリードと連続するダイパッド側アウターリードと前記ワイヤパッド側インナーリードと連続するワイヤパッド側アウターリードが延出するように封止する外囲器を形成させる工程と、
    前記ダイパッド側インナーリードの所定部位に前記光半導体素子を設け、前記ワイヤにより前記光半導体素子の電極と前記ワイヤパッド側インナーリードの所定部位とを接続する工程と、
    前記光半導体素子から出射される光に対して透光性を有する透光性樹脂材料部により前記開口部を充填するように形成され、前記光半導体素子と、前記ダイパッド側インナーリードの一部と、前記ワイヤと、前記ワイヤパッド側インナーリードの一部とを封止する工程と、
    を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
  9. 前記ダイパッド側インナーリードは、少なくとも２箇所にて曲げ部が形成され、第１の曲げ部から前記光半導体素子が接合されている所定部位の裏面は前記外囲器の外方に向けて露出され、前記外囲器の側部からアウターリードが延出されるよう前記外囲器内に第２の曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置の製造方法。
  10. 前記ダイパッド側アウターリードは、少なくとも２箇所の曲げ部が形成され、第１の曲げ部は前記ダイパッド側アウターリードの延出方向を前記ダイパッド側インナーリードの露出した主面を含む前記仮想平面に近づくように形成され、第２の曲げ部は前記ダイパッド側アウターリードの一部が前記仮想平面に接するように形成されることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の光半導体装置の製造方法。
  11. 前記ワイヤパッド側アウターリードは、少なくとも２箇所の曲げ部が形成され、第１の曲げ部は前記ワイヤパッド側アウターリードの延出方向を前記ワイヤパッド側インナーリードの露出した主面を含む前記仮想平面に近づくように形成され、第２の曲げ部は前記ワイヤパッド側アウターリードの一部が前記仮想平面に接するように形成されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
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