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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024035509
(43)【公開日】2024-03-14
(54)【発明の名称】半導体発光装置、および、その製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/54 20100101AFI20240307BHJP
H01L 33/56 20100101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
H01L33/54
H01L33/56
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022140007
(22)【出願日】2022-09-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002303
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000888
【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 大輔
(72)【発明者】
【氏名】重枝 裕司
(72)【発明者】
【氏名】田井 浩平
(72)【発明者】
【氏名】平本 亜紀
【テーマコード（参考）】
5F142
【Ｆターム（参考）】
5F142AA58
5F142BA24
5F142CA02
5F142CC26
5F142CE02
5F142CE16
5F142CE32
5F142CG05
5F142CG15
5F142CG16
5F142DA12
5F142DB24
5F142FA01
5F142FA21
(57)【要約】
【課題】光の出射効率が高く、かつ、リードフレームの反射率が腐食により低下しにくく、光出力が維持される半導体発光装置を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂により、リードフレームの上面の縁に沿って枠体を形成すると同時に、枠体で囲まれた領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤を形成する。第２領域内に発光素子をダイボンディングする。発光素子の一対の電極を第１、第２領域内のリードフレーム上面にワイヤボンディングする。第１、第２領域内を第１封止部材で充填する。発光素子および第１封止部材を覆うように、第２封止部材で充填する。第１、第２堰堤の高さは、発光素子の上面よりも低い。第１封止部材の熱膨張係数は、第２封止部材の熱膨張係数とリードフレームの熱膨張係数の間の値である。
【選択図】図１
【解決手段】熱可塑性樹脂により、リードフレームの上面の縁に沿って枠体を形成すると同時に、枠体で囲まれた領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤を形成する。第２領域内に発光素子をダイボンディングする。発光素子の一対の電極を第１、第２領域内のリードフレーム上面にワイヤボンディングする。第１、第２領域内を第１封止部材で充填する。発光素子および第１封止部材を覆うように、第２封止部材で充填する。第１、第２堰堤の高さは、発光素子の上面よりも低い。第１封止部材の熱膨張係数は、第２封止部材の熱膨張係数とリードフレームの熱膨張係数の間の値である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リードフレームと、
前記リードフレームの上面の縁に沿って搭載された枠体と、
前記枠体で囲まれた前記リードフレームの上面の領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤と、
中央の前記第２領域内の前記リードフレーム上面に、接着部材によりダイボンディングされた発光素子と、
前記発光素子の一対の上面電極を、それぞれ前記第１領域および第２領域内のリードフレーム上面に接続するボンディングワイヤと、
前記第１領域および第２領域内に前記第１および第２堰堤の高さまで充填された光反射性の樹脂製の第１封止部材と、
前記発光素子および前記第１封止部材を覆うように、前記枠体内に充填された、蛍光体を含有する樹脂製の第２封止部材とを有し、
前記第１および第２堰堤の高さは、前記発光素子の上面よりも低く、
前記枠体、および、前記第１および第２堰堤は、光反射性の粒子を含有する樹脂混合体により構成され、
前記第１封止部材の熱膨張係数は、前記第２封止部材の熱膨張係数と前記リードフレームの熱膨張係数の間の値であることを特徴とする半導体発光装置。
前記リードフレームの上面の縁に沿って搭載された枠体と、
前記枠体で囲まれた前記リードフレームの上面の領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤と、
中央の前記第２領域内の前記リードフレーム上面に、接着部材によりダイボンディングされた発光素子と、
前記発光素子の一対の上面電極を、それぞれ前記第１領域および第２領域内のリードフレーム上面に接続するボンディングワイヤと、
前記第１領域および第２領域内に前記第１および第２堰堤の高さまで充填された光反射性の樹脂製の第１封止部材と、
前記発光素子および前記第１封止部材を覆うように、前記枠体内に充填された、蛍光体を含有する樹脂製の第２封止部材とを有し、
前記第１および第２堰堤の高さは、前記発光素子の上面よりも低く、
前記枠体、および、前記第１および第２堰堤は、光反射性の粒子を含有する樹脂混合体により構成され、
前記第１封止部材の熱膨張係数は、前記第２封止部材の熱膨張係数と前記リードフレームの熱膨張係数の間の値であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記樹脂混合体は、光反射性の粒子を含有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項3】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記第１封止部材の硬度は、前記第２封止部材の硬度と前記リードフレームの硬度の間の値であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項4】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記第１封止部材は、組成式［（ＲＳｉＯ１．５）ｎ］（Ｒ：アルキル基、ｎ：整数）で表されるポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂を樹脂媒質とする樹脂混合体により構成されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項5】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記第１および第２堰堤は、前記枠体の内周面から延在していることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項6】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記接着部材は、光反射性の粒子を含有する樹脂であり、前記接着部材は、前記第２領域内の前記リードフレーム上面の全体を覆っていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項7】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記第１および第２堰堤の幅方向の断面は、側面がテーパー形状であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項8】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記リードフレームは、ギャップにより第１電極と第２電極に分割されており、前記ギャップは、前記第１領域に位置し、
前記ギャップには、前記枠体と同じ樹脂が充填されていることを特徴とする半導体発光装置。
前記ギャップには、前記枠体と同じ樹脂が充填されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項9】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記リードフレーム、第１封止部材、および、第２封止部材は、この順に硬度が大きいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項10】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記第１領域内の前記リードフレームのギャップは、屈曲しており、一部が、第１堰堤の下に位置することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項11】
光反射性の粒子を含有する樹脂混合体により、リードフレームの上面の縁に沿って枠体を形成すると同時に、前記枠体で囲まれた前記リードフレームの上面の領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤を形成する工程と、
中央の前記第２領域内の前記リードフレーム上面に、接着部材により発光素子をダイボンディングする工程と、
前記発光素子の一対の上面電極を、それぞれ前記第１領域および第２領域内のリードフレーム上面にワイヤボンディングする工程と、
前記第１領域および第２領域内を前記第１および第２堰堤の高さまで、光反射性の樹脂で充填し硬化させ、第１封止部材を形成する工程と、
前記発光素子および前記第１封止部材を覆うように、前記枠体内に、蛍光体を含有する樹脂で充填し硬化させ、第２封止部材を形成する工程とを有し、
前記第１および第２堰堤の高さは、前記発光素子の上面よりも低く、
硬化後の前記第１封止部材の熱膨張係数は、硬化後の前記第２封止部材の熱膨張係数と前記リードフレームの熱膨張係数の間の値であることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
中央の前記第２領域内の前記リードフレーム上面に、接着部材により発光素子をダイボンディングする工程と、
前記発光素子の一対の上面電極を、それぞれ前記第１領域および第２領域内のリードフレーム上面にワイヤボンディングする工程と、
前記第１領域および第２領域内を前記第１および第２堰堤の高さまで、光反射性の樹脂で充填し硬化させ、第１封止部材を形成する工程と、
前記発光素子および前記第１封止部材を覆うように、前記枠体内に、蛍光体を含有する樹脂で充填し硬化させ、第２封止部材を形成する工程とを有し、
前記第１および第２堰堤の高さは、前記発光素子の上面よりも低く、
硬化後の前記第１封止部材の熱膨張係数は、硬化後の前記第２封止部材の熱膨張係数と前記リードフレームの熱膨張係数の間の値であることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リードフレーム上に半導体発光素子を接着部材により固定し、周囲を樹脂で封止した構造の半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
リードフレーム上に、半導体発光素子と、その周囲を取り囲むように樹脂製の枠体が搭載され、半導体発光素子を含む枠体で囲まれた空間を封止樹脂により封止された構造の半導体発光装置が特許文献１～３等により知られている。この構造の半導体発光装置は、リードフレームと、枠体や封止樹脂とが剥離しやすいという課題がある。
【0003】
そのため、特許文献１では、リードフレームの半導体発光素子が搭載される領域の周囲および枠体の内周にそれぞれ凹部を設け、凹部内に樹脂を充填することにより、リードフレームと枠体や封止樹脂との密着性を向上させることを開示している。
【0004】
また、特許文献２および３では、熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより成形して枠体を形成する構造において、熱硬化性樹脂とリードフレームの密着性の向上を図る技術として、特許文献２ではリードフレームに切欠き部を設ける構造、特許文献３では上面視においてリードフレームに凹部を設ける構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－１８２２１５号公報
【特許文献2】特開２０１０－６２２７２号公報
【特許文献3】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】
【0006】
特許文献１の技術は、リードフレームの半導体発光素子が搭載される領域の周囲を取り囲むように凹部を形成し、樹脂部（枠体）の樹脂が充填される構造となっている。しかし、このような凹部を備えたリードフレームは強度が低下して発光装置の信頼性を損ねる。
【0007】
また、特許文献２、３の技術は、リードフレームに切り欠き部または凹部を設けているが、リードフレームの上面においては発光素子の載置領域以外の領域に封止樹脂が接しており発光素子の発熱により剥離することがある。
【0008】
本発明の目的は、リードフレームと封止樹脂との密着性が高く、また信頼性の高い半導体発光装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の半導体発光装置は、リードフレームと、リードフレームの上面の縁に沿って搭載された枠体と、枠体で囲まれたリードフレームの上面の領域を第１、第２および第３領域に仕切る第１および第２堰堤と、中央の第２領域内のリードフレーム上面に、接着部材によりダイボンディングされた発光素子と、発光素子の一対の上面電極を、それぞれ第１領域および第２領域内のリードフレーム上面に接続するボンディングワイヤと、第１領域および第２領域内を第１および第２堰堤の高さまで充填された光反射性の樹脂製の第１封止部材と、発光素子および第１封止部材を覆うように、枠体内に充填された、蛍光体を含有する樹脂製の第２封止部材とを有する。第１および第２堰堤の高さは、発光素子の上面よりも低い。枠体、および、第１および第２堰堤は、光反射性の粒子を含有する樹脂混合体により構成されている。第１封止部材の熱膨張係数は、第２封止部材の熱膨張係数とリードフレームの熱膨張係数の間の値である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、リードフレームと封止樹脂との密着性が高く、また信頼性の高い半導体発光装置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】
【0011】
【図1】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、実施形態１の半導体発光装置１の上面図、長辺の側面図および短辺の側面図であり、（ｄ）は、半導体発光装置１の長軸に沿った断面図、（ｅ）は、短軸に沿った断面図、（ｆ）は製作途中の上面図である。
【図2】実施形態１の半導体発光装置の製造工程を示すフロー図である。
【図3】（ａ）～（ｃ）実施形態１の半導体発光装置の製造工程を示す上面図である。
【図4】（ａ）～（ｃ）実施形態１の半導体発光装置の製造工程を示す上面図である。
【図5】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、実施形態２の半導体発光装置１の上面図、長辺の側面図および短辺の側面図であり、（ｄ）は、半導体発光装置１の長軸に沿った断面図、（ｅ）は、短軸に沿った断面図、（ｆ）は製作途中の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施形態の半導体発光装置について以下に説明する。
【0013】
＜＜実施形態１＞＞
実施形態１の半導体発光装置１の構成について図１（ａ）～（ｆ）を用いて説明する。図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、半導体発光装置１の上面図、長辺の側面図および短辺の側面図である。図１（ｄ）は、半導体発光装置１の長軸に沿った断面図、図１（ｅ）は、短軸に沿った断面図である。図１（ｆ）は、半導体発光装置１から第1封止部材と第２封止部材を除去した状態の上面図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｆ）では、構造を理解しやすくするため、断面ではない部分にも、ハッチングを付している。
実施形態１の半導体発光装置１の構成について図１（ａ）～（ｆ）を用いて説明する。図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、半導体発光装置１の上面図、長辺の側面図および短辺の側面図である。図１（ｄ）は、半導体発光装置１の長軸に沿った断面図、図１（ｅ）は、短軸に沿った断面図である。図１（ｆ）は、半導体発光装置１から第1封止部材と第２封止部材を除去した状態の上面図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｆ）では、構造を理解しやすくするため、断面ではない部分にも、ハッチングを付している。
【0014】
実施形態１の半導体発光装置１は、図１（ａ）～（ｆ）のように、一対の平板状のリードフレーム１１の周縁に沿って、且つリードフレーム１１の一面が底面となる矩形状の凹部を有するように枠体１０が設けられ、その底面に発光素子１２が接着部材１３を介して載置されている。また、凹部は第１封止部材１５と第２封止部材１６で埋設されている。
【0015】
なお、以後の説明において、リードフレーム１１の発光素子１２を載置した側の一面を上面とし、その面上方向を上方と称する。また、リードフレーム１１の上面の反対面を下面とし、その面上方向を下方と称する。
【0016】
枠体１０は、矩形の凹部を形成する樹脂混合体であり、可視光帯域の光を反射する特性を備えている。枠体１０のリードフレーム１１との接合部は、図１（ｅ）に示すように、リードフレーム１１の長辺の縁の側面にも回り込むように形成されている。具体的には、枠体１０は、リードフレーム１１の側面に設けれた段差３０まで、上面から延在して回り込み、リードフレーム１１と枠体１０との密着度を高めている。また枠体１０は、リードフレーム１１の短辺の縁が枠体１０から突出すように形成されている。突出した部分のリードフレーム１１は、半導体発光装置１を回路基板へ実装する際のはんだフィレット形成部となる。
【0017】
リードフレーム１１は、上面と、上面に平行な下面を備えた矩形状の平板であり、短軸方向に平行なギャップ１１ｃにより分割され、一対の電極１１ａ、１１ｂを形成している。ギャップ１１ｃには枠体１０から延在する樹脂混合体が充填されている。
【0018】
枠体１０で囲まれたリードフレーム１１の上面には、リードフレーム１１の短軸方向に平行な枠体１０の内周面から延在する第1および第２堰堤１７ａ、１７ｂが間隔をあけて配置され、枠体１０で囲まれたリードフレーム１１の上面領域を第１領域１１０ａ、第２領域１１０ｂ及び第３領域１１０ｃの３つの領域に仕切っている。
【0019】
堰堤１７ａ、１７ｂの幅は、上面の方が下面よりも狭く、幅方向の断面は、テーパー形状に形成されている。
【0020】
第１堰堤１７ａと第２堰堤１７ｂで挟まれた中央の第２領域１１０ｂには、リードフレーム１１の第２電極１１ｂが位置し、その上面に発光素子１２が絶縁性の接着部材１３により接合（ダイボンディング）されている。接着部材１３は、発光素子１２の下面及び第２領域１１０ｂの上面全体を覆っている。
【0021】
第１堰堤１７ａと枠体１０で挟まれた第１領域１１０ａには、リードフレーム１１のギャップ１１ｃと第１電極１１ａと第２電極１１ｂが位置している。第１領域１１０ａの第１電極１１ａの上面には、ボンディングワイヤ１８ａの一端が接続され、ボンディングワイヤ１８ａの他端は、発光素子１２の一対の上面電極（不図示）の一方に接続されている。
【0022】
また、第１領域１１０ａの第１電極１１ａの上面には、発光素子を保護するツェナーダイオード（ＺＤ）１９の裏面電極が、はんだ等の導電性接着材により接合（ダイボンディング）されている。また、ツェナーダイオード（ＺＤ）１９の上面電極（不図示）は、ボンディングワイヤ２０により、第１領域１１０ａの第２電極１１ｂの上面に接続されている。
【0023】
一方、第２堰堤１７ｂと枠体１０で挟まれた第３領域１１０ｃには、リードフレーム１１の第２電極１１ｂが位置している。第３領域１１０ｃの第２電極１１ｂの上面には、ボンディングワイヤ１８ｂの一端が接続され、ボンディングワイヤ１８ｂの他端は、発光素子１２の一対の上面電極の他方に接続されている。
【0024】
第１堰堤１７ａと枠体１０で挟まれた第１領域１１０ａには、接着部材１３と同じ又は同等な樹脂混合体からなる第１封止部材１５が、第１堰堤１７ａの高さまで一様に充填されている。これにより、ツェナーダイオード（ＺＤ）１９およびボンディングワイヤ１８ａの下端部は、第１封止材１５に埋め込まれている。
【0025】
同様に第２堰堤１７ｂと枠体１０で挟まれた第３領域１１０ｃにも、第1封止部材１５が、第２堰堤１７ｂの高さまで一様に充填されている。これにより、ボンディングワイヤ１８ｂの下端部は、第１封止材１５に埋め込まれている。
【0026】
接着部材１３は、発光素子１２が容易に脱落しない接着強度を備え、また発光素子１２の一対の上面電極（不図示）にボンディングワイヤ１８ａ、１８ｂがボンディングされる際の力が緩和しないような硬質な樹脂混合体である。また、接着部材１３は、可視光帯域の光を反射する樹脂混合体でもある。なお、実施例においては、第１領域１１０ａ及び第３領域１１０ｃを埋設する第１封止部材１５にも同じ樹脂混合体を用いている。
【0027】
第２封止部材１６は、第２領域１１０ｂの発光素子１２の上面及び側面と接着部材１３の上面と、さらに第１領域１１０ａ及び第３領域１１０ｃを埋設する第１封止材１５の上面と、ボンディングワイヤ１８ａ、１８ｂを被覆する。また、第２封止部材１６は、枠体１０の上端まで充填され、その上面は、リードフレーム１１の上面に略平行な平坦な面となっている。また、第２封止部材は、可視光帯域の光を透光する媒質樹脂に波長変換部材としての蛍光体粒子を含んだ樹脂混合体である。
【0028】
このような構造の半導体発光装置１において、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂの高さは、枠体１０よりも低く、特に、発光素子１２の上面の高さ以下にすることが望ましい。第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂが発光素子１２の上面の高さ以下にすることにより、ボンディングワイヤ１８ａ、１８ｂの発光素子１２の上面に接続されている端部に近い部分を、リードフレーム１１の上面にほぼ平行に且つ近接して張ることができ、第２封止部材１６の高さ（枠体１０の高さ）を抑えることができ、半導体発光装置１の高さ（厚さ）を小さく（薄型化）することができる。また、第２封止部材１６の高さを抑えることで、温度変化に応じて発生する熱膨張係数に起因する応力を小さくできる。
【0029】
また、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂの高さを、発光素子１２の上面と同等にすることで、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂの側面がテーパー形状であるため、発光素子１２の側面からの出射光を、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂで反射でき、第２封止部材１６の上面から出光することができる。これにより、半導体発光装置１の光出力を向上させることができる。
【0030】
また、接着部材１３及び第１封止部材１５は、樹脂混合体により構成され、この樹脂混合体の熱膨張係数は、リードフレーム１１の熱膨張係数と第２封止部材１６の熱膨張係数の間の値を有する。すなわち、熱膨張係数は、
リードフレーム１１＜接着部材１３＝第１封止部材１５＜第２封止部材１６
、の関係になっている。
リードフレーム１１＜接着部材１３＝第１封止部材１５＜第２封止部材１６
、の関係になっている。
【0031】
すなわち、第２封止部材１６とリードフレーム１１との間に、それらの熱膨張係数の間の熱膨張係数の値を有する接着部材１３及び第1封止部材１５が配置されている。言い換えれば、第２封止部材１６が、リードフレーム１１の上面に直接接しないようにし、且つ、熱膨張係数差が大きい１つの境界面が、熱膨張係数差が小さい２つの境界面に分散するように構成している。これにより例えば、半導体発光装置１の使用時に、発光素子１２の発する熱等により、第２封止部材１６、接着部材１３、第１封止部材１５、および、リードフレーム１１の温度が上昇し、熱膨張が生じても、リードフレーム１１と第２封止材１６の熱膨張率の違いによって生じる応力を、接着部材１３及び第１封止部材１５によって、２つの境界面に分散させ、且つ、小さくすることができる。
【0032】
よって、リードフレーム１１と枠体１０の境界面が剥離した場合においても、続くリードフレームと接着部材１３及び第１封止樹脂１５の境界面が剥離しないので、発光素子１２及びボンディングワイヤとリードフレーム１１の接合部に、剥離部から侵入する水分又は腐食ガス等が達することなく、発光装置１の光出力の低下又は不灯を防止することができる。すなわち、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【0033】
また、接着部材１３及び第１封止部材１５は、樹脂混合体により構成され、この樹脂混合体の硬度は、リードフレーム１１の硬度と第２封止部材１６の硬度の間の硬度を有する。すなわち、硬度は、
第２封止部材１６＜接着部材１３＝第１封止部材１５＜リードフレーム１１
、の関係になっている。
第２封止部材１６＜接着部材１３＝第１封止部材１５＜リードフレーム１１
、の関係になっている。
【0034】
すなわち、第２封止部材１６とリードフレーム１１との間に、それらの硬度の間の硬度値を有する接着部材１３及び第1封止部材１５が配置されている。言い換えれば、第２封止部材１６がリードフレーム１１の上面に直接接しないようにして、硬度差が大きい１つの境界面を硬度差が小さい２つの境界面になるように構成している。これにより例えば、半導体発光装置１の発光素子１２の発する熱等により、第２封止部材１６、接着部材１３及び第１封止部材１５、リードフレーム１１の温度が上昇し、熱膨張が生じても、硬度の低い第２封止材１６側の変形集中を、接着部材１３及び第１封止部材１５によって２つの境界面に分散し、且つ第２封止部材１６側に変形集中することを抑制できる。
【0035】
よって、リードフレーム１１と枠体１０の境界面が剥離した場合においても、続くリードフレームと接着部材１３及び第１封止樹脂１５の境界面が剥離しないので、発光素子１２及びボンディングワイヤとリードフレーム１１の接合部に、剥離部から侵入する水分又は腐食ガス等が達することなく、発光装置１の光出力の低下又は不灯を防止することができる。すなわち、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【0036】
また、第1および第２堰堤１７ａ、１７ｂを設けたことにより、第１領域１１０ａ及び第３領域１１０ｃの第１封止部材１５の厚みを厚くできるため、第１封止部材１５の熱膨張の緩衝層としての機能を高めることができる。
【0037】
また、第２領域１１０ｂは発光素子１２が載置されることで発光装置１の長軸方向の撓み強度が高くなる。対して、第１領域１１０ａおよび第３領域１１０ｃは撓み強度に弱いが、封止部材１５を厚く形成できるため、撓み強度を高くすることができる。
【0038】
このように、接着部材１３と第１封止部材１５により発光装置１のリードフレーム１１上面部の機械強度が向上するので、リードフレーム１１と枠体１０との剥離自体を防止できる。
【0039】
また、第1および第２堰堤１７ａ、１７ｂを設けたことにより、中央の第２領域１１０ｂに発光素子１２を接着する際に、接着部材１３が、ボンディングワイヤ１８ａ，１８ｂの接続領域である両脇の第１領域１１０ａおよび第３領域１１０ｃに濡れ広がることを防止することができる。
【0040】
他方、両脇の第１および第３領域１１０ａ、１１０ｃに、第１封止部材１５を充填する際にも、第１封止部材１５が発光素子１２まで達するのを防止できる。よって、発光素子１２の側面が、第１封止部材１５で覆われて遮光されることがない。すなわち、発光装置１の光出力の減衰を防止できる。
【0041】
以下、各部材の材質の例についてさらに詳しく説明する。
【0042】
（リードフレーム１１）
リードフレーム１１は、心材としてＣｕを用い、その表面に、腐食性ガスに耐性のあるＮｉ層とＡｕ層をこの順に積層したメッキ層（Ｎｉ／Ａｕ）を備えるものを用いる。心材としては，Ａｌおよび鉄合金（Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｏ）とすることもできる。また、メッキ層として可視光帯域の全域で反射率の高いＮｉ層とＡｇ層をこの順で積層したメッキ層（Ｎｉ／Ａｇ）を用いることもできる。
リードフレーム１１は、心材としてＣｕを用い、その表面に、腐食性ガスに耐性のあるＮｉ層とＡｕ層をこの順に積層したメッキ層（Ｎｉ／Ａｕ）を備えるものを用いる。心材としては，Ａｌおよび鉄合金（Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｏ）とすることもできる。また、メッキ層として可視光帯域の全域で反射率の高いＮｉ層とＡｇ層をこの順で積層したメッキ層（Ｎｉ／Ａｇ）を用いることもできる。
【0043】
なお、リードフレームの心材であるＣｕの熱膨張係数は、１７．８ｐｐｍ（１／℃）である。硬度は、ビッカース硬さ１２０ＨＶである。
【0044】
特に、Ａｕ層を表面に備えるメッキ層を形成することにより、Ａｕ層の耐腐食性により、大気中の窒素酸化物、硫黄酸化物の濃度が高い環境下でリードフレーム１１が腐食されるのを防止できる。よって、リードフレーム１１と枠体１０の境界面の露出端から内部への腐食進行を抑えることができる。言い換えれば、腐食部を起点とした剥離を防止できる。
【0045】
（発光素子１２）
発光素子１２としては、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を有する発光機能層を備え、可視光から赤外光の所望の波長の光を発する半導体発光装置（ＬＥＤ）を用いる。なお、本実施形態では、透光性かつ絶縁性のサファイア基板の上面に青色発光する発光機能層を有し、発光機能層の上面側に一対の上面電極を備えるものを用いる。
発光素子１２としては、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を有する発光機能層を備え、可視光から赤外光の所望の波長の光を発する半導体発光装置（ＬＥＤ）を用いる。なお、本実施形態では、透光性かつ絶縁性のサファイア基板の上面に青色発光する発光機能層を有し、発光機能層の上面側に一対の上面電極を備えるものを用いる。
【0046】
（枠体１０）
枠体１０を構成する樹脂混合体は、媒質樹脂となる透光性のポリシクロへキシレン・ジメチレン・テレフタレート（ＰＣＴ）樹脂に、光反射性の粒子である酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を分散したものを用いる。
枠体１０を構成する樹脂混合体は、媒質樹脂となる透光性のポリシクロへキシレン・ジメチレン・テレフタレート（ＰＣＴ）樹脂に、光反射性の粒子である酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を分散したものを用いる。
【0047】
媒質樹脂としては、例えば、成形性の良好な熱可塑性の変性ポリシクロへキシレン・ジメチレン・テレフタレート（ＰＣＴ）樹脂や、成形後に軟化しない熱硬化性のジアルキル系シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂を用いることもできる。
【0048】
光反射性の粒子としては、可視光をミー散乱させる２００～３００ｎｍのＴｉＯ２の粒子が好適である。添加量は、遮光性を高くできる１６ｗｔ％以上が好ましい。添加上限量は、成形性が損なわれない６０ｗｔ％以下が好ましい。なお、枠体１０の強度を向上するための微粒子、短繊維などを添加することもできる。
【0049】
（接着部材１３）
接着部材１３としては、媒質樹脂としてのポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂に骨材としての酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子が分散された樹脂混合体を用いる。
接着部材１３としては、媒質樹脂としてのポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂に骨材としての酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子が分散された樹脂混合体を用いる。
【0050】
接着部材１３の媒質樹脂である組成式［（ＲＳｉＯ１．５）ｎ］（Ｒ：アルキル基、ｎ：整数）で表されるポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂は、単位組成式中に１．５個の酸素を有する樹脂で、有機樹脂のシリコーン［（Ｒ２ＳｉＯ）ｎ］樹脂と、無機物のシリカ［ＳｉＯ２］の間の特性を有しており、耐熱性が高く、熱膨張係数が小さく、さらに硬度が高い。
【0051】
また、ＰＳＱ樹脂にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粒子、ジルコニア（ＺｒＯ２）粒子、酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子等の酸化物セラミック粒子を混合すると、ＰＳＱ樹脂とシロキサン結合して骨材として機能する。これにより、ＰＳＱ樹脂混合体の熱膨張係数を小さくし、硬度を高くすることができる。また、白色の酸化物セラミック粒子を混合することで、可視光の反射率を７０％～９５％程度まで高くできる。実施例においては粒径１ｎｍ～５００ｎｍの白色酸化チタン粒子を混合したＰＳＱ樹脂混合体を用いているので、媒質樹脂より熱膨張係数は小さく、硬度は高く、さらに高い可視光反射率を有している。
【0052】
なお、接着部材１３のＰＳＱ媒質樹脂の熱膨張係数は、１８８ｐｐｍ（１／℃）である。また、硬度（JIS K 6253のデュロメータ タイプＤ(ショアＤ)）は、Ｄ７５である。
【0053】
（第１封止部材１５）
第1封止部材１５としては、接着部材１３と同じ樹脂混合体を用いた。具体的には、媒質樹脂として組成式［（ＲＳｉＯ１．５）ｎ］（Ｒ：アルキル基、ｎ：整数）で表されるポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂を用い、この媒質樹脂に骨材として酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子が分散された樹脂混合体により、第1封止部材１５を形成する。なお、接着部材１３と同様な特性を有する樹脂混合体を用いることもできる。
第1封止部材１５としては、接着部材１３と同じ樹脂混合体を用いた。具体的には、媒質樹脂として組成式［（ＲＳｉＯ１．５）ｎ］（Ｒ：アルキル基、ｎ：整数）で表されるポリシルセスキオキサン（ＰＳＱ）樹脂を用い、この媒質樹脂に骨材として酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子が分散された樹脂混合体により、第1封止部材１５を形成する。なお、接着部材１３と同様な特性を有する樹脂混合体を用いることもできる。
【0054】
（第２封止部材１６）
第２封止部材１６としては、媒質樹脂としてジメチル系のシリコーン樹脂に波長変換部材としてＹＡＧ蛍光体粒子を分散させた樹脂混合体を用いる。
第２封止部材１６としては、媒質樹脂としてジメチル系のシリコーン樹脂に波長変換部材としてＹＡＧ蛍光体粒子を分散させた樹脂混合体を用いる。
【0055】
媒質樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【0056】
波長変換部材としての蛍光体は、発光素子１２からの光により励起されて、所望の蛍光を発する蛍光体を用いることができる。例えば、β-ＳｉＡｌＯＮ、ＫＦＳ（K2SiF6:Mn4+）、ＣＡＳＮ（CaAlSiN3:Eu）、Ｓ－ＣＡＳＮ(（Sr, Ca）AlSiN3 :Eu）および、ＹＡＧ（Y3Al5O12:Ce3+）等である。蛍光体は、１種または複数種を混合して用いることができる。粒径は、発光素子１２の出射光の吸収効率が高い５～３０μｍとしている。
【0057】
第２封止部材１６の媒質樹脂の熱膨張係数は、２１２ｐｐｍ（１／℃）である。また、硬度（JIS K 6253のデュロメータ タイプＡ(ショアＡ)）は、Ａ６５－Ａ７８である。
【0058】
上述のように、第２封止部材１６の媒質樹脂の熱膨張係数は、２１２ｐｐｍ（１／℃）であり、接着部材１３及び第1封止部材１５の媒質樹脂の熱膨張係数は、１８８ｐｐｍ（１／℃）であり、リードフレームの心材であるＣｕの熱膨張係数は、１７．８ｐｐｍ（１／℃）である。よって、それぞれの熱膨張係数は、
リードフレーム１１ ＜ 接着部材１３＝第１封止部材１５ ＜ 第２封止部材１６
の関係を満たす。
リードフレーム１１ ＜ 接着部材１３＝第１封止部材１５ ＜ 第２封止部材１６
の関係を満たす。
【0059】
また、第２封止部材１６の媒質樹脂の硬度は、Ａ６５－Ａ７８（Ｄレンジ換算でＤ２０－Ｄ３０）であり、接着部材１３及び第1封止部材１５の媒質樹脂の硬度は、Ｄ７５であり、リードフレームの心材であるＣｕの硬度は、１２０ＨＶである（Ｄレンジの最大値以上）。よって、それぞれの硬度は、
第２封止部材１６ ＜ 接着部材１３＝第１封止部材１５ ＜ リードフレーム１１
の関係を満たす。
第２封止部材１６ ＜ 接着部材１３＝第１封止部材１５ ＜ リードフレーム１１
の関係を満たす。
【0060】
なお、接着部材１３及び第１封止部材１５の樹脂混合体には、ＰＳＱ樹脂に白色酸化チタンを混合しているので、媒質樹脂の単体の熱膨張係数より小さく、硬度も高い。
【0061】
【0062】
まず、リードフレームとなる銅（Ｃｕ合金）板を準備する。
【0063】
（ステップＳ１）
銅板を、予め用意したリードフレーム１１が複数形成できる金型で打ち抜いて、図３（ａ）のようなリードフレーム１１が複数連続した形状に加工する。
銅板を、予め用意したリードフレーム１１が複数形成できる金型で打ち抜いて、図３（ａ）のようなリードフレーム１１が複数連続した形状に加工する。
【0064】
また、金型で打ち抜く方法の他に、レジストマスクを形成し、エッチングで型抜きしてもよい。
【0065】
（ステップＳ２）
ステップＳ１で打ち抜いた銅板に、電解メッキにより、リードフレーム１１となる部分の上面にニッケル（Ｎｉ)及び金（Ａｕ)をこの順で積層する。
ステップＳ１で打ち抜いた銅板に、電解メッキにより、リードフレーム１１となる部分の上面にニッケル（Ｎｉ)及び金（Ａｕ)をこの順で積層する。
【0066】
（ステップＳ３）
次に、メッキ済のリードフレーム１１を枠体１１となる部分が形成された金型に固定し、続いて粒径２００～３００ｎｍの酸化チタンの粒子を含有するＰＣＴ樹脂混合体（熱可塑性樹脂）を加熱して軟化させ、金型へ注入して（注入成形）、リードフレーム１１に、図３（ｂ）のように、枠体１０と第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂを同時に形成する。
次に、メッキ済のリードフレーム１１を枠体１１となる部分が形成された金型に固定し、続いて粒径２００～３００ｎｍの酸化チタンの粒子を含有するＰＣＴ樹脂混合体（熱可塑性樹脂）を加熱して軟化させ、金型へ注入して（注入成形）、リードフレーム１１に、図３（ｂ）のように、枠体１０と第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂを同時に形成する。
【0067】
熱可塑性のＰＣＴ樹脂混合体は、高温溶解時においてもリードフレーム１１の第１領域１１０ａ～第３領域１１０ｃとなる表面（上面）に密着した金型の間に侵入することがないので、リードフレーム１１の第１領域１１０ａ～第３領域１１０ｃとなる表面（上面）を、枠体１０成形後に洗浄する必用がないので好適である。
【0068】
例えば、枠体１０として熱硬化性のシリコーン樹脂混合体を持ちる場合は、リードフレーム１１の第１領域１１０ａ～第３領域１１０ｃとなる表面（上面）に密着した金型の間に侵入することがあり、リードフレーム１１の第１領域１１０ａ～第３領域１１０ｃとなる表面（上面）に樹脂混合体が付着することがある。この場合、インサート成形で枠体１０を成形した後に洗浄する。洗浄方法としては、ウオーターブラスト、電気分解洗浄などがある。
【0069】
（ステップＳ４）
つぎに、図３（ｃ）のように、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂで３つに仕切られた領域の中央の第２領域１１０ｂ内のリードフレーム１１に、接着部材１３として粒径１～５００ｎｍの酸化チタンを含有するＰＳＱ樹脂混合体を塗布し、発光素子１２をマウントして、約１８０℃、３０分加熱して接着部材１３を硬化させる。
つぎに、図３（ｃ）のように、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂで３つに仕切られた領域の中央の第２領域１１０ｂ内のリードフレーム１１に、接着部材１３として粒径１～５００ｎｍの酸化チタンを含有するＰＳＱ樹脂混合体を塗布し、発光素子１２をマウントして、約１８０℃、３０分加熱して接着部材１３を硬化させる。
【0070】
次に、端の第１領域１１０ａの第１電極１１ａにソルダーペーストはんだを塗布し、ツェナーダイオード１９をマウントする。その後、２４０℃まで加熱してツェナーダイオード１９を第１電極１１ａに接合する。
【0071】
その後、ボンディングワイヤ１８ａ，１８ｂとして、金ワイヤを用いて、発光素子１２の上面電極と、第１および第３領域１１０ａ，１１０ｃの第1電極１１ａ、第２電極１１ｂとをそれぞれワイヤボンディングする。
【0072】
このとき、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂによって接着部材１３の濡れ広がりが遮られているので、第１および第３領域１１０ａ，１１０ｃ内のリードフレーム１１の上面のボンディング領域は確保されており、容易にワイヤボンディングすることができる。
【0073】
また、第１および第２堰堤１７ａ，１７ｂの高さは、発光素子１２の上面より低いので、ボンディングワイヤ１８ａ，１８ｂの発光素子１２に近い部分を、リードフレーム１１の上面に平行に張ることができる。
【0074】
同様に、ツェナーダイオード１９の上面電極と、第１領域１１０ａ内の第２電極とをボンディングワイヤ２０によりワイヤボンディングする。
【0075】
（ステップＳ５）
つぎに、図４（ａ）のように、第１封止部材１５として、粒径１～５００ｎｍの酸化チタンを含有するＰＳＱ樹脂を用い、第１および第２領域１１０ａ、１１０ｂの凹部に塗布し、第１および第２領域１１０ａ、１１０ｂのリードフレーム１１全体を覆う。その後、１８０℃、３０分間加熱して仮硬化し、第１封止部材１５を形成する。なお、第１封止部材１５の仮硬化を省略することもできる。この場合は、ステップＳ６で第２封止部材１６と同時に本硬化されるので問題ない。
つぎに、図４（ａ）のように、第１封止部材１５として、粒径１～５００ｎｍの酸化チタンを含有するＰＳＱ樹脂を用い、第１および第２領域１１０ａ、１１０ｂの凹部に塗布し、第１および第２領域１１０ａ、１１０ｂのリードフレーム１１全体を覆う。その後、１８０℃、３０分間加熱して仮硬化し、第１封止部材１５を形成する。なお、第１封止部材１５の仮硬化を省略することもできる。この場合は、ステップＳ６で第２封止部材１６と同時に本硬化されるので問題ない。
【0076】
（ステップＳ６）
つぎに、図４（ｂ）のように、ジメチル系シリコーン樹脂にＹＡＧ蛍光体を混合した樹脂混合体を枠体１０内に充填し、１５０℃、１時間で加熱して樹脂を硬化させ、第２封止部材１６を形成する。また、第１封止部材１５が本硬化される。
つぎに、図４（ｂ）のように、ジメチル系シリコーン樹脂にＹＡＧ蛍光体を混合した樹脂混合体を枠体１０内に充填し、１５０℃、１時間で加熱して樹脂を硬化させ、第２封止部材１６を形成する。また、第１封止部材１５が本硬化される。
【0077】
（ステップＳ７）
最後に、図４（ｃ）のように、リードフレーム１１をタイバーカットして連結部から切り離し、半導体発光装置１単位に個片化する。
最後に、図４（ｃ）のように、リードフレーム１１をタイバーカットして連結部から切り離し、半導体発光装置１単位に個片化する。
【0078】
以上により、本実施形態の半導体発光装置１を製造することができる。
【0079】
上述したように、第1および第２堰堤１７ａ、１７ｂは、枠体１０と同一のステップＳ３工程で同時に成形することができるため、第1および第２堰堤１７ａ、１７ｂの成形のために、製造工程が増加することがない。また、第１封止部材１５の製造工程としては、ステップＳ５の１工程が増加するのみである。また、ステップＳ５工程においては樹脂混合体の仮硬化を省略することもできる。
【0080】
【0081】
第２実施形態の半導体発光装置５０は、ギャップ１１ｃの形状をクランク（屈曲）させ、ギャップ１１ｃの一部を第１堰堤１７ａの下に位置させている。これにより、ギャップ１１ｃを充填する樹脂混合体と、第１堰堤１７ａを構成する樹脂混合体とを一体化させている。これにより、図２のステップＳ３の成形の工程において、第１堰堤１７ａとなる部分に樹脂混合体がスムースに注入できるようになるので成形性を向上できる。なお、第２堰堤１７ｂの下方の第２電極１１ｂに第２堰堤１７ｂに沿った凹部を設けることもできる。このような凹部は図２のステップＳ１の工程で形成することができる。
【0082】
また、半導体発光装置５０は、第1領域１１０ａの第１電極１１ａの一部は、ギャップ１１ｃが屈曲したことにより、図１の半導体発光装置１よりも第２領域１１０ｂに接近している。接近した第１電極１１ａにボンディングワイヤ１８ａを接続することにより、ボンディングワイヤ１８ａの長さを短くしている。
【0083】
本実施形態の半導体発光装置は、PLCC（Plastic leaded chip carrier）パッケージ全般に用いることができる。
【符号の説明】
【0084】
１ 半導体発光装置
１０ 枠体
１１ リードフレーム
１１ａ 第１電極
１１ｂ 第２電極
１１ｃ ギャップ
１２ 発光素子
１３ 接着部材
１７ａ 堰堤
１８ａ ボンディングワイヤ
１８ｂ ボンディングワイヤ
１９ ツェナーダイオード
２０ ボンディングワイヤ
３０ 段差
５０ 半導体発光装置
１１０ａ 第１領域
１１０ｂ 第２領域
１１０ｃ 第３領域
１０ 枠体
１１ リードフレーム
１１ａ 第１電極
１１ｂ 第２電極
１１ｃ ギャップ
１２ 発光素子
１３ 接着部材
１７ａ 堰堤
１８ａ ボンディングワイヤ
１８ｂ ボンディングワイヤ
１９ ツェナーダイオード
２０ ボンディングワイヤ
３０ 段差
５０ 半導体発光装置
１１０ａ 第１領域
１１０ｂ 第２領域
１１０ｃ 第３領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
