特許 6656961 光半導体素子搭載用のリードフレーム及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6656961

(24)【登録日】2020年2月7日

(45)【発行日】2020年3月4日

(54)【発明の名称】光半導体素子搭載用のリードフレーム及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20200220BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/62

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-48394(P2016-48394)

(22)【出願日】2016年3月11日

(65)【公開番号】特開2017-163086(P2017-163086A)

(43)【公開日】2017年9月14日

【審査請求日】2018年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】517363861

【氏名又は名称】大口マテリアル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】堂前 克之

(72)【発明者】

【氏名】炭谷 直文

(72)【発明者】

【氏名】中 亮二

【審査官】 小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１２−００５０２８３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光半導体素子を搭載可能なダイパッド部と、該ダイパッド部に対向して配置されたリード部とを有する光半導体素子搭載用のリードフレームであって、
前記ダイパッド部及び前記リード部の少なくとも一方は、下面の一部が薄くなった薄肉部を有し、
該薄肉部は、前記下面側からの窪みが最も深い領域を含む薄肉凹部と、該薄肉凹部の最薄部よりも肉厚が厚く前記下面側に凸形状となる薄肉凸部とを有し、
該薄肉凸部の上面側には、溝が形成されており、
前記薄肉凸部の前記下面の表面は、前記薄肉凹部よりも平坦であるリードフレーム。

【請求項2】

前記薄肉凸部は、前記薄肉部の外端部側に形成され、
前記薄肉凹部は、前記薄肉部の内端部側に形成された請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項3】

前記薄肉凸部は、前記ダイパッド部と前記リード部との対向面側に形成されている請求項２に記載のリードフレーム。

【請求項4】

前記薄肉凹部の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である請求項１乃至３のいずれか一項に記載されたリードフレーム。

【請求項5】

前記薄肉凹部及び前記薄肉凸部は、前記ダイパッド部に設けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のリードフレーム。

【請求項6】

前記リード部は、前記薄肉凸部を有しない前記薄肉部を有する請求項５に記載のリードフレーム。

【請求項7】

金属板の上面側に、第１の開口以外の領域を覆う第１のマスク部分と、前記第１の開口内の一部の領域を覆い、前記第１のマスク部分との間に溝を形成可能な間隔を有して配置された第２のマスク部分とを有する上面側マスクを形成する上面側マスク形成工程と、
前記金属板の下面側に、前記上面側の前記第１の開口を包含する第２の開口以外の領域を覆う第３のマスク部分と、前記第２の開口内に、前記上面側の前記溝を形成可能な領域を包含するようにエッチング速度を制限するための間欠的なパターンを有する第４のマスク部分とを有する下面側マスクを形成する下面側マスク形成工程と、
前記上面側マスク及び前記下面側マスクで覆われた前記金属板を前記上面側及び前記下面側の両面側からエッチングし、前記第１の開口と前記第２の開口とが重なるとともに、前記第１乃至第４のマスク部分が形成されていない領域に貫通穴、前記第２の開口と前記第１のマスク部分が重なる領域の前記下面側に薄肉凹部、前記第４のマスク部分で覆われた領域の前記下面側に前記薄肉凹部よりも肉厚の厚い薄肉凸部、前記第１のマスク部分と前記第２のマスク部分との間の前記上面側の領域に前記溝を形成するエッチング工程と、
前記上面側マスク及び前記下面側マスクを除去するマスク除去工程と、を有する光半導体素子搭載用のリードフレームの製造方法。

【請求項8】

前記第２のマスク部分と前記第４のマスク部分の少なくとも一部は重なるように形成される請求項７に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項9】

前記第４のマスク部分の前記間欠的なパターンは、ダイパッド部及びリード部の少なくとも一方の対向面側の外周に沿って配置された１箇所の外周マスク部分と、該外周マスク部分よりも外側に配置された少なくとも１箇所のマスク部分を含む請求項８に記載のリードフレームの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光半導体素子搭載用のリードフレーム及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）素子を搭載した光半導体装置は、一般照明やテレビ・携帯電話・ＯＡ機器等のディスプレイ等、様々な機器で使用されるようになってきた。これらの光半導体装置において、薄型化や量産化等の要請に応えるべく、リードフレームを用いてＬＥＤ素子を搭載し樹脂封止したパッケージが開発されてきた。

【0003】

一般的に、リードフレームを用いた光半導体装置は、特許文献１に示すような構造を有する。即ち、リードフレームは、ＬＥＤ素子を搭載するダイパッド部と、ダイパッド部の周辺に間隔を置いて配置されたリード部を有し、ダイパッド部とリード部の全面又は一部に貴金属めっきを施し、めっき層を形成して構成される。そして、ダイパッド部にはＬＥＤ素子を搭載し、ＬＥＤ素子とリード部とをボンディングワイヤー等を用いて接合している。光半導体装置は、ＬＥＤ素子の周辺に光を反射する樹脂で作製された外部樹脂部（リフレクター）と、ＬＥＤ素子及びボンディングワイヤーを含む周辺を透光性の樹脂で充填された封止樹脂部とで構成される。ここで、ダイパッド部とリード部に貴金属めっきを施したリードフレームに外部樹脂部（リフレクター）を配置した構造体を、樹脂付きリードフレームと言う。

【0004】

これらのリードフレームを用いた光半導体装置は、一般的にリードフレームの裏面が露出する表面実装型のパッケージである。このため、ダイパッド部やリード部は外部樹脂部との接触面積が小さく、リードの脱落あるいは、外部樹脂部の一部が剥離して脱落する問題があり、リードフレームと外部樹脂部との密着性を高める要求がある。これに対し特許文献２においては、リードフレーム表面にＣ字断面形状の溝を設けることで外部樹脂部との密着性を向上させ、特に垂直方向に対する剥離抑制力を高める発明が開示されている。

【0005】

また、特許文献１には、ダイパッド部やリード部の裏面の縁部から内側に向けて凹部（薄肉部）を形成し、この薄肉部は外部樹脂部に覆われ、外部樹脂部との密着性を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−２７４０２７号公報

【特許文献2】特開２０１３−５８７３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の光半導体装置では、外部樹脂部とリードフレームの密着性を強化するため、ダイパッド部及びリード部の周縁の一部或いは全周にＬＥＤ（Light Emitting Diode、光半導体）素子搭載面の反対側の面からエッチング加工されて、ダイパッド部及びリード部の縁から内側へ向けて板厚よりも厚みの薄い薄肉部が形成されるが、特許文献２の光半導体装置のようにリードフレーム表面に溝加工がなされた場合、リードフレームの下面からのエッチング加工による薄肉部と、ＬＥＤ素子搭載面からの溝加工が干渉しないように配置しないと、薄肉部の強度が不足し、場合によっては、エッチング加工によって薄肉部が除去されてしまう。よって、溝の位置を薄肉部の直上よりも内側に形成し、薄肉部と溝が重ならない配置とする必要がある。

【0008】

また、特許文献２においては、リードフレーム表面からの溝加工の深さは板厚の１／２が好ましいとあり、裏面から薄肉部を形成した場合、薄肉部上に溝を形成することは難しい。

【0009】

さらに、ダイパッド部においては、光半導体素子を搭載するため、Ａｇペースト等ダイボンディング用ペーストを使用するが、このペーストの濡れ広がりを抑制するため、ダイパッド部の周縁部に溝を形成する場合がある。また、ダイパッド部及びリード部の下面側は、外部端子として機能するため、接続時の半田を均一にするため、略同一形状に構成することが好ましい。一方、上面側では、ダイパッド部には光半導体素子が搭載され、リード部はボンディングワイヤーが接続されるだけであるので、ダイパッド部の方が広い面積を有して構成される場合が多い。そのような場合には、ダイパッド部側の薄肉部を広い領域に形成することになるため、上記ダイボンディング用ペーストの濡れ広がりを抑制するための溝と重なる配置になり、溝を形成することが難しかった。特に、ダイパッド部とリード部が対向する面のダイパッド側には溝の形成は難しかった。

【0010】

そこで、本発明は、かかる要請に応えるべく、リードフレームの下面からのエッチングによる薄肉部の配置に影響されない溝加工可能な光半導体素子搭載用のリードフレーム及びその製造方法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】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るリードフレームは、光半導体素子を搭載可能なダイパッド部と、該ダイパッド部に対向して配置されたリード部とを有する光半導体素子搭載用のリードフレームであって、
前記ダイパッド部及び前記リード部の少なくとも一方は、下面の一部が薄くなった薄肉部を有し、
該薄肉部は、前記下面側からの窪みが最も深い領域を含む薄肉凹部と、該薄肉凹部の最薄部よりも肉厚が厚く前記下面側に凸形状となる薄肉凸部とを有し、
該薄肉凸部の上面側には、溝が形成されており、
前記薄肉凸部の前記下面の表面は、前記薄肉凹部よりも平坦である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、リードフレームの下面からのエッチングによる薄肉部の配置に影響されない溝加工可能な光半導体素子搭載用のリードフレーム及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用のリードフレームの一例の構成を示した断面図である。図１（ａ）は薄肉凸部が平坦面を有する形状の一例、図１（ｂ）は薄肉凸部が平坦面を有しない形状の一例である。

【図2】本発明の実施形態に係る光半導体装置の一例の構成を示した断面図である。

【図3】従来から使用されている一般的なリードフレームの形状の一例を示した図である。

【図4】本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法の一連の工程を説明するための図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法の金属板準備工程の一例を示した図である。図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法のレジストパターン形成工程の一例を示した図である。図４（ｃ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法のエッチング工程の一例を示した図である。図４（ｄ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法のレジスト剥離工程の一例を示した図である。

【図5】本発明の実施形態に係る樹脂付きリードフレームの製造方法の一例について説明するための図である。

【図6】樹脂付きリードフレーム１００を用いて、光半導体装置１５０を製造する一連の工程を示した図である。図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造方法の光半導体素子搭載工程の一例を示した図である。図６（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造方法のワイヤーボンディング工程の一例を示した図である。図６（ｃ）は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の製造方法の封止工程の一例を示した図である。図６（ｄ）は、個片化工程の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

【0015】

図１は、本発明の実施形態に係る光半導体素子搭載用のリードフレームの一例の構成を示した断面図である。図１（ａ）は薄肉凸部が平坦面を有する形状の一例、図１（ｂ）は薄肉凸部が平坦面を有しない形状の一例である。図２は、本発明の実施形態に係る光半導体装置の一例の構成を示した断面図である。

【0016】

図１（ａ）に示すように、本発明の光半導体素子搭載用のリードフレーム５０は、金属板１０をエッチング加工して、ダイパッド部２０とリード部３０を形成することにより構成される。金属板１０の材質としては、一般的に銅系合金が用いられる。金属板１０の板厚は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのものが用いられることが多い。リード部３０は、ダイパッド部２０に対向して配置される。

【0017】

ダイパッド部２０は、ＬＥＤ素子等の光半導体素子１１０（図２参照）を搭載するための領域を含む部材である。リード部３０は、ダイパッド部２０に搭載された光半導体素子１１０の電極１１１を電気的に接続するための内部端子を構成する領域を含む部材であり、よって、ダイパッド部２０の近隣に対向して配置される。ただし、光半導体素子１１０がリードフレーム５０にフェイスダウン実装される場合は、光半導体素子１１０がダイパッド部２０及びリード部３０に跨って実装されていてもよく、すなわち、リード部３０に光半導体素子１１０が載置されていてもよい。

【0018】

ダイパッド部２０及びリード部３０の周縁の一部或いは全周には、ＬＥＤ素子搭載面（図１における上面）の反対側の面（図１における下面）よりエッチング加工されて、ダイパッド部２０及びリード部３０の縁より内側へ向けて板厚よりも厚みの薄い薄肉部４０が形成されている。また、リードフレーム５０の上面には、ダイパッド部２０及び／又はリード部３０に透光性樹脂部１３０（図２）の輪郭（外周）または外部樹脂部６１（図２参照）の輪郭（外周）が沿うように溝４５が加工形成される。図１及び図２においては、リード部３０とダイパッド部２０の対向面側のダイパッド部２０の縁部に形成した一例を示している。

【0019】

ここで、薄肉部４０と溝４５と外部樹脂部６１との関係を説明するため、本発明の実施形態に係るリードフレーム５０を用いた光半導体装置１５０の一例の構成について説明する。

【0020】

図２は、本発明の第１の実施形態に係る光半導体装置１５０の一例の構成を示した断面図である。図２で用いられているリードフレーム５０は、図１で説明したように、光半導体素子１１０を搭載するダイパッド部２０と、ダイパッド部２０に対向して空間を隔てて配置されたリード部３０とで構成される。ダイパッド部２０の上面には光半導体素子１１０が搭載され、光半導体素子１１０の電極１１１とリード部３０とはボンディングワイヤー１２０等により電気的に接続されている。この光半導体素子１１０が搭載されたＬＥＤ搭載箇所とこれに電気的に接続されたリード部３０の接続部とを取り囲む形で、ダイパッド部２０とリード部３０からなるリードフレーム５０の表面上に外部樹脂部６１が形成されている。また、ダイパッド部２０とリード部３０が対向する空間部分及びダイパッド部２０やリード部３０の縁より内側へ向けて形成された板厚よりも厚みの薄い薄肉部４０のそれぞれの下にも、同時に外部樹脂部６０が設けられる。外部樹脂部６０、６１が取り囲んだ光半導体素子１１０と電気的接続部（端子部）の上方には、透光性樹脂部１３０が設けられる。なお、ダイパッド部２０の上面の外側及びリード部３０の上面の外側に各々外部樹脂部６１が設けられる。なお、外部樹脂部６０、６１は、個別に区別する場合には、下面側樹脂６０、上面側樹脂６１と呼んでもよいこととする。

【0021】

薄肉部４０は、成型工程で、下面側樹脂６０が薄肉部４０の下側から回り込むことにより、リードフレーム５０を下側から包み込み、リードフレーム５０と下面側樹脂６０との密着性を向上させる。また、リフロー時の半田フラックスの侵入を抑制する効果が得られるので、薄肉部４０を形成することは重要である。

【0022】

また、薄肉部４０の上面側には、溝４５が形成される。この溝４５は、ダイパッド部２０又はリード部３０の上面に配置され、外部樹脂部６１や透光性樹脂部１３０との密着性を向上させ、ダイボンディング用ペーストの濡れ広がりを抑制することができる。

【0023】

近年の光半導体装置１５０の小型化等で外部樹脂部６０、６１等の領域が小さくなり、これに伴い溝４５を形成する位置もダイパッド部２０やリード部３０の縁部近傍に配置しなければならなくなってきた。一般に、エッチング加工で薄肉部４０を形成する場合、上面側をレジストで覆い、下面側の薄肉部を形成する領域にレジストの開口部を配置する。

【0024】

図３は、従来から使用されている一般的なリードフレームの形状の一例を示した図である。図３に示すように、薄肉部２４０の外端部４６側の厚みは薄く、薄肉部２４０の内端部４７側はＲ形状になり、外端部４６側に向けて緩やかな曲線状になる。薄肉部２４０の外端部４６とは、ダイパッド部２０及びリード部３０が対向する側の端部のことを指し、薄肉部２４０の内端部４７とは、薄肉部２４０のうち外端部４６と反対側の端部のことを指す。薄肉部２４０の外端部４６の近傍の厚みの薄い領域に溝を形成すると、上面からのエッチングと下面からのエッチングが重なってより薄肉になる。そのため、このような薄肉部２４０の外端部４６に溝２４５を配置させることは難しい。

【0025】

図１（ａ）、（ｂ）に示される通り、本発明の実施形態に係るリードフレーム５０は、この薄肉部４０内に薄肉凸部４２を、薄肉凹部４１より外端部側４６に設けることで、溝４５を薄肉部４０の外端部４６付近にも配置できるようにしている。

【0026】

薄肉部４０は、薄肉凸部４２と薄肉凹部４１とを有する。薄肉凹部４１は、上述のように、成型工程で、下面側樹脂６０が薄肉部４０の下側に回り込むことにより、リードフレーム５０を包み込む。これにより、下面側樹脂６０との密着性を向上させ、リフロー時の半田フラックスの侵入を抑制することができる。

【0027】

薄肉凹部４１は、薄肉部４０のうち下面側からの窪みが最も深い領域を含む。薄肉凹部４１の厚さは、例えば、金属板１０の板厚（未加工部分）の１／４〜３／４程度である。薄肉凹部４１の厚さが金属板１０の板厚の１／４未満の場合、ダイパッド部２０の強度が弱くなり、変形等を起こす可能性がある。一方、薄肉凹部４１の厚さが金属板１０の板厚の３／４を超えると、薄肉部４０の下に充填された下面側樹脂６０の厚さが薄くなり、下面側樹脂６０の強度が弱くなってしまい、下面側樹脂６０自体が剥離する可能性が大きくなる。金属板１０の板厚は０．２ｍｍ前後であり、薄肉部凹部４１の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下が好ましい。薄肉部４０の厚さは、例えば、金属板１０の板厚の１／２前後の厚さが好ましい。

【0028】

薄肉凸部４２の上面側には、溝４５が形成される。この溝４５は、ダイパッド部２０又はリード部３０の上面に配置され、透光性樹脂部１３０との密着性を向上させ、ダイボンディング用ペーストの濡れ広がりを抑制することができる。溝４５の幅は、金属板１０の板厚の１／４から１／２程度で、溝４５の深さは、例えば、溝幅の１／２である。溝４５の形状は、例えば、断面形状がＣ字型であることが好ましい。溝４５の断面形状がＣ字型であることで、溝４５が形成されたダイパッド部２０等と透光性樹脂部１３０との密着面積が増え、ダイパッド部２０等と透光性樹脂部１３０との密着性が良好になる。

【0029】

薄肉凸部４２は、薄肉凹部４１より薄肉部の外端部４６側に配置され、下面側が凸形状となるように形成される。薄肉凸部４２の下面は、曲面的な表面を有する薄肉凹部４１よりも平坦に形成され、下面側の表面が平坦面となるので、薄肉平坦部４２と呼んでもよい。薄肉凸部４２は、薄肉凹部４１の最薄部よりも厚みが厚い部分を有し、好ましくは、薄肉凸部４２の全ての部分で薄肉凹部４１の最薄部よりも厚い。薄肉凸部４２が薄肉凹部４１の最薄部よりも厚みが厚い部分を有するとは、具体的には、リードフレーム５０の上面に対して垂直な方向におけるリードフレーム５０の上面と薄肉凸部４２の下面との間の幅Ｐが、薄肉凹部４１の最薄部の厚みＱよりも厚いことを指す。換言すると、高さ方向に対して、薄肉凸部４２の下面の表面の少なくとも一部が、薄肉凹部４１の最薄部の下面よりも下に位置する。薄肉凸部４２は、溝４５が形成可能で、かつ、薄肉部４０が変形しにくい厚さがあれば良い。薄肉凸部４２の下面と、薄肉部４０の上面の溝４５の下面との間の厚さは、少なくとも、０．０３ｍｍ以上の厚さが必要である。厚さが０．０３ｍｍ未満の場合、厚さが薄すぎ、外端部４６側が折れ、切断等不具合が発生するおそれがある。溝４５の下面と薄肉凸部４２の下面との間の厚さは、好ましくは、０．０５ｍｍ〜０．０７ｍｍである。このため、薄肉部４０の上面と薄肉凸部４２の下面との間の厚さは、薄肉部４０の上面の溝４５の溝深さに、０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍを加えた程度となる。また、薄肉凸部４２の下面は、平坦でなくても良い。上記説明のように、薄肉凸部４２は、その上面に溝４５を配置するために形成するものであり、溝４５を加工しても十分な強度を維持できればよく、薄肉凸部４２の下面は、溝加工に支障がない程度であれば、凹凸があってもよい。薄肉凸部４２の形状は、図１（ａ）で示すように下面側が平坦面となる形状に限られず、例えば、図１（ｂ）で示すような平坦面を有しない形状であってもよい。図１（ｂ）で示す薄肉凸部４２は、下面側の表面が下向きの山型形状で下面側はＲ形状となる。換言すると、薄肉凸部４２は、下面側の一部に曲率が変化する部分凸部を備え、部分凸部が形成された領域が薄肉凸部４２の中で最も下側に位置する。部分凸部は溝部４５の直下に形成され、好ましくは溝部４５の深さが最も深い点の直下に部分凸部が形成される。薄肉凸部４２の下面に平坦面を持たないため、薄肉部４０の長さ（薄肉部４０の外端部４６から内端部４７への長さ）が短くても容易に薄肉凸部４２を形成できる。小型の半導体装置には有効である。

【0030】

ダイパッド部２０及びリード部３０の薄肉部４０の長さ（薄肉部４０の外端部４６から内端部４７への長さ）は、板厚以上である。樹脂密着性の効果は、内端部４７への長さが０．１ｍｍ以上あれば発揮されるが、上述のように、薄肉凸部４２の上面に溝４５を配置し、かつ、薄肉凹部４１を形成するには、ダイパッド部２０及びリード部３０の薄肉部４０の長さは、少なくとも板厚以上の距離であることが好ましい。リードフレーム５０の板厚未満の距離の場合、薄肉部４０は本来の目的である樹脂密着性の向上の効果を発揮することが難しくなる。また、薄肉部４０の長さは、ダイボンディングやワイヤーボンディングに不具合が発生せず、かつ、外部接続用のエリアを確保できれば、自由に設定できる。なお、薄肉凹部４１が確実に形成されれば、薄肉凸部４２及び薄肉部４０の上側の溝４５は、薄肉部４０の外端部４６以外に配置してもよい。例えば、溝４５は薄肉部４０の外端部４６と内端部４７の間に形成されてもよい。

【0031】

薄肉凹部４１及び薄肉凸部４２を含む薄肉部４０は、ダイパッド部２０とリード部３０との対向面側、即ち、リードフレーム５０の内側の、ダイパッド部２０側に形成することが好ましい。ダイパッド部２０及びリード部３０の下面の露出面（平坦面）は、光半導体装置として完成した際には外部機器が接続可能な外部端子部となり、外部端子部と外部機器との接続は半田ボール等の接合部材を用いて行われる。一方、ダイパッド部２０の上面には光半導体素子１１０が搭載されるので、ダイパッド部２０とリード部３０の平面積は大きく異なり、例えば、ダイパッド部２０の平面積とリード部３０の平面積の比は２：１程度となる。そうすると、ダイパッド部２０とリード部３０との対向面側の薄肉部４０は、ダイパッド部２０の方がリード部３０よりも大幅に長い形状にすることが可能となる。また、溝４５は、透光性樹脂部１３０の密着性向上と同時に、ダイボンディング用ペーストの濡れ広がりの抑制を目的に形成する場合がある。この場合は、溝４５はＬＥＤ素子を取り囲むようにダイパッド部２０周縁部に形成する必要がある。よって、薄肉凸部４２及び溝４５は、ダイパッド部２０に形成されることが、スペースのロスも少ないという観点から好ましい。

【0032】

但し、薄肉凸部４２及び溝４５の形成場所は、ダイパッド部２０の内側に限定される訳ではなく、必要に応じて、リード部３０に更に形成してもよいし、ダイパッド部２０とリード部３０の対向面と反対側の外側の上面に形成するようにしてもよい。また、図１、２の実施形態においては、薄肉部４０がダイパッド部２０及びリード部３０の外側には形成されていないが、更にダイパッド部２０及びリード部３０の外側に薄肉部４０を設けてもよい。

【0033】

このように、ダイパッド部２０のリード部３０との対向面側に薄肉凹部４１、薄肉凸部４２及び溝４５を少なくとも１つずつ形成し、他の箇所に薄肉凹部４１のみの一般的な薄肉部４０を形成する構成としてもよい。

【0034】

次に、本発明の実施形態に係るリードフレーム５０、樹脂付きリードフレーム１００及び光半導体装置１５０の製造方法について説明する。

【0035】

図４は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法の一連の工程を説明するための図である。

【0036】

図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法の金属板準備工程の一例を示した図である。図４（ａ）に示すように、先ず、平板状の金属板１０を準備する。金属板１０の材質は、銅合金を用いることができる。準備したこの金属板１０を脱脂洗浄し、不要なごみや有機物を取り除く。

【0037】

図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法のレジストパターン形成工程の一例を示した図である。図４（ｂ）に示されるように、レジストパターン形成工程では、エッチング用レジストを用いて、ダイパッド部２０及びリード部３０の所定のパターンが形成されるようにレジストマスク７０、７５を作製する。より詳細には、金属板１０の上面及び下面に感光性レジストを塗布する。その後、所定のパターンを、フォトマスクを介して露光する。その後、現像してレジストマスク７０、７５を作製する。

【0038】

レジストマスク７０、７５は、エッチング工程により、ダイパッド部２０及びリード部３０の形成に加えて、光半導体素子１１０の搭載面（上面）の反対側の面（図２における下面）に薄肉部４０が形成されるようなマスクパターンで形成する。この薄肉部４０には、薄肉凸部４２と薄肉凹部４１が形成される。薄肉凹部４１を形成する領域１１には、上面はレジストマスク７０を形成し、下面は開口部７６にする。薄肉凸部４２を形成する領域１２には、上面は、溝４５を除き、レジストマスク７０を形成する。下面は、エッチング速度制御用レジスト７７を形成する。この、エッチング速度制御用レジスト７７は、ダイパッド部２０及びリード部３０の輪郭（外周）形状に沿い、ライン状に配置する。また、その内側にも少なくとも１本ライン状に配置する。また、薄肉凸部４２の上面には、溝４５が形成されるので、溝４５が形成される領域の上面側は、開口部７１にする。

【0039】

図４（ｃ）は、本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法のエッチング工程の一例を示した図である。図４（ｃ）に示されるように、エッチング工程では、レジストマスク７０、７５で覆われていない開口部７１、７６をエッチング液でエッチングする。これにより、ダイパッド部２０及びリード部３０が形成される。

【0040】

薄肉凹部４１が形成される領域１２は、上面はレジストマスク７０で覆われているため上面はエッチング加工されず、下面は開口部７６になるため、エッチング加工され薄肉凹部４１が形成される。

【0041】

薄肉凸部４２は、上面は、溝４５を除きレジストマスク７０で覆われているため、上面はエッチング加工されず、下面には、エッチング速度制御用レジスト７７が形成されている。そのため、エッチング加工時、エッチング液はライン状のレジスト７７の隙間よりエッチング加工が行われ、レジストマスク７５がない開口部７６に比べエッチング速度が遅くなり、エッチングする深さが浅くなる。エッチング速度制御用レジスト７７の位置や大きさ、ラインの本数等を調整することにより所望の位置、幅、深さ等の薄肉凸部４２が形成される。なお、エッチング速度制御用レジスト７７は、ライン状に１本配置してもよい。この場合、ライン状に断面が下向きの山型形状で下面側はＲ形状となる。この山型形状のＲ形状部の上面側に溝４５を形成させるため、溝４５の位置が限定され、かつ、大きさや深さも限定される。よって、エッチング速度制御用レジスト７７は、ダイパッド部２０及びリード部３０の輪郭形状に沿ってライン状に配置し、その内側にも少なくとも１本ライン状に配置することが好ましい。これにより、薄肉凹部４１より厚みが厚い、薄肉凸部４２を形成することが出来る。なお、薄肉凸部４２の下面は、エッチング速度制御用レジスト７７を配置した位置で下側に凸形状となりやすい。

【0042】

薄肉部４０の上側の溝４５の加工に影響が無い程度に、エッチング速度制御用レジスト７７の位置や大きさ、ラインの本数等を調整する。また、エッチング液、エッチングのノズルの方向等エッチング条件等にも影響を受けるので、これらも必要に応じて適宜調整する。

【0043】

薄肉凸部４２の上側は、上側が開口部となっているため、エッチング加工されて溝４５が形成される。

【0044】

図４（ｄ）は、本発明のリードフレームの製造方法のレジスト剥離工程の一例を示した図である。図４（ｄ）に示されるように、レジスト剥離工程では、レジストマスク７０、７５及びエッチング速度制御用レジスト７７を、剥離剤を用いて剥離する。これにより、本発明の光半導体装置用リードフレームが完成する。

【0045】

なお、この後、必要に応じて、リードフレーム５０のダイパッド部２０やリード部３０の少なくとも外部樹脂部６０、６１の開口部で上面側樹脂６１で囲まれた光半導体素子１１０とボンディングワイヤー１２０等でリード部３０と電気的に接続された接続部の周辺部にめっき層が形成される。めっき処理は、外部樹脂部６０、６１の開口部の範囲に部分めっき、または全面めっきを行ってもよい。

【0046】

外部樹脂部６０、６１の開口部の範囲に部分めっきを行う場合は、めっきをしない所をマスク等で機械的に覆い、部分めっきする部分にのみ開口を形成してめっきを行う方法等を用いてもよい。

【0047】

また、ダイパッド部２０やリード部３０が形成され、所定のめっき層（図示せず）が形成されたリードフレーム５０は、必要に応じて所定の数量毎にシート状に切断する際の樹脂テープをＬＥＤ搭載面の反対面に貼り付けてもよい。

【0048】

図５は、本発明の樹脂付きリードフレームの製造方法の一例について説明するための図である。

【0049】

図５は、本発明の光半導体装置の製造方法の樹脂付きリードフレーム製造工程の一例を示した図である。図５に示されるように、樹脂付きリードフレーム製造工程では、製造したリードフレーム５０をトランスファーモールドや射出成形することにより、リードフレーム５０上に上面側樹脂６１を形成する。上面側樹脂６１としては、一般的には熱硬化性樹脂が使用される。上面側樹脂６１がリードフレーム５０上に形成されると共に、ダイパッド部２０とリード部３０が対向する空間部にも同時に下面側樹脂６０が充填される。下面側樹脂６０は、後述する光半導体素子１１０及びワイヤーボンディング等でリード部３０と電気的に接続した接続部の周辺を囲うように形成される。また、外部樹脂部６１の内側面は、ＬＥＤ素子８０から発生した光が、外部樹脂部６１により上方へ反射するようにテーパー形状に形成される。本工程により、樹脂付きリードフレーム１００が完成する。

【0050】

図６は、樹脂付きリードフレーム１００を用いて、光半導体装置１５０を製造する一連の工程を示した図である。

【0051】

図６（ａ）は、本発明の光半導体装置の製造方法の光半導体素子搭載工程の一例を示した図である。図６（ａ）に示されるように、光半導体素子搭載工程では、得られた樹脂付きリードフレーム１００を用いて、ダイパッド部２０上に光半導体素子１１０を搭載する。予め、接合部材をダイパッド部２０の表面に塗布し、光半導体素子１１０をダイパッド部２０上に固定する。

【0052】

図６（ｂ）は、本発明の光半導体装置の製造方法のワイヤーボンディング工程の一例を示した図である。図６（ｂ）に示されるように、ワイヤーボンディング工程では、光半導体素子１１０の電極１１１とリード部３０とをボンディングワイヤー１２０等を用いて電気的に接続する。

【0053】

図６（ｃ）は、本発明の光半導体装置の製造方法の封止工程の一例を示した図である。図６（ｃ）に示されるように、封止工程では、上面側樹脂部６１で囲まれた光半導体素子１１０とボンディングワイヤー１２０等でリード部３０と電気的に接続された接続部の周辺部を透光性樹脂部１３０でモールドする。

【0054】

図６（ｄ）は、個片化工程の一例を示した図である。最後に、個片化工程では、所定のパッケージ寸法になるように、光半導体装置１５０が複数個配列されている場合は、個片化する。一括でモールドされている場合は、ソーイング等により、個別モールドされている場合は、プレス等で打ち抜き、個片化する。

【0055】

〔実施例１〕
次に、本発明のリードフレームの製造方法の実施例を説明する。なお、説明の便宜のため、上記において説明した構成要素に対応する構成要素には、同一の参照符号を付すものとする。

【0056】

リードフレーム用の金属板１０としては、厚さ０．２ｍｍ、幅１８０ｍｍの帯状の銅材（古河電工株式会社製：ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ）を用いた。先ず、リードフレーム用の金属板１０を、脱脂、洗浄した。その後、リードフレーム５０のパターンを形成するためのレジスト層を作製した。詳細には、先ず、金属板の表面に感光性レジストを厚さ０．０２ｍｍ塗布した。レジストとしては、ネガ型感光性レジスト（旭化成イーマテリアルズ株式会社製）を使用した。次に、ダイパッド部２０及びリード部３０が所定のパターンになるようにガラスマスクを用いて、レジスト層を露光した。その後、現像してエッチング用のレジストマスクを作製した。

【0057】

また、ダイパッド部２０とリード部３０の周縁薄肉部４０を形成した。薄肉部４０の幅は０．２５ｍｍになるように設定した。また、薄肉部凹部４１の厚さは、０．０８ｍｍにした。薄肉部平坦部は、ダイパッド部２０とリード部３０の周縁から０．１３ｍｍ、薄肉部４０の厚さが０．１２ｍｍとなるように設定した。薄肉部上部溝部４５は、溝幅が０．０５ｍｍ、深さが０．０６ｍｍになるように設定した。

【0058】

エッチング速度制御用レジストは、金属板下側のダイパッド部２０とリード部３０の周縁に沿ってライン状に１本、また、その内側に０．０５ｍｍ離してライン状に１本、計２本のライン状にレジストを配置した。

【0059】

その後、エッチング液にてエッチングを行った。エッチング液としては、塩化第二鉄溶液を使用した。必要に応じて、エッチング液の吹き出し方向や、吹き付け圧力等を適宜調整した。

【0060】

そして、エッチングが終了した後レジストマスクを剥離し、ダイパッド部２０及びリード部３０、薄肉凸部４２、薄肉凹部４１、溝４５を形成した。

【0061】

次に、貴金属めっきを行ってめっき層を形成した。貴金属めっきは、Ａｇめっき、めっき厚さ３．０μｍで行った。めっき範囲は、表裏全面に行った。

【0062】

その後、各リードフレームをシート状に切断しリードフレームを完成させた。

【0063】

また、上記リードフレーム５０を使用して、外部樹脂部６０、６１をモールドして樹脂付きリードフレーム１００を作製した。その後、樹脂付きリードフレーム１００を使用して、ＬＥＤ素子を搭載した。ワイヤーボンディング後、透光性樹脂部１３０をモールドしてからソーイング加工を行い、個片化して光半導体装置１５０を完成させた。

【0064】

【表1】

〔実施例２〜３、比較例〕
表１に実施例２〜３、比較例の各設定を示す。なお、実施例２のエッチング速度制御用レジストは、金属板下側のダイパッド部２０とリード部３０の周縁に沿ってライン状に１本、また、その内側に０．０５ｍｍ離してライン状に１本、計３本のライン状にレジストを配置した。ラインの幅は、適時調整した。

【0065】

実施例３は、実施例１の設定で、薄肉部平坦部の位置を外端部４６から薄肉部凹部方向へ０．０５ｍｍ移動した設定とした。実施例３のエッチング速度制御用レジストは、金属板下側のダイパッド部２０とリード部３０の周縁に沿ってライン状に１本、また、その内側に０．０５ｍｍ離してライン状に２本、計３本のライン状にレジストを配置した。
薄肉部平坦部を０．０５ｍｍ移動するため、周縁に沿ってライン状に１本の幅を、他の２本より小さく設定する。その他設定は、実施例１と同じ製造方法である。

【0066】

比較例は、薄肉凸部４２を作製しない場合で、薄肉部下側には、エッチング速度制御用レジストを形成せず、開口部とした。その他は実施例１と同じ製造方法である。

【0067】

実施例１〜３及び比較例を、リードフレーム５０の完成時点で、ダイパッド部２０及びリード部３０の薄肉部４０を実体顕微鏡で観察した。比較例では、薄部付近より折れ発生している箇所が複数検出された。実施例１〜３においては、薄肉部平坦部上に薄肉部上側溝部４５を形成することができ、また、薄肉部４０に折れや変形等不具合の発生は無かった。

【0068】

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0069】

１０ 金属板
２０ ダイパッド部
３０ リード部
４０ 薄肉部
４１ 薄肉凹部
４２ 薄肉凸部
４５ 溝
４６ 外端部
４７ 内端部
５０ リードフレーム
６０、６１ 外部樹脂部
１００ 樹脂付きリードフレーム
１１０ 光半導体素子
１２０ ボンディングワイヤー
１３０ 透光性樹脂部
１５０ 光半導体装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】