(57)【要約】【課題】配線パターンのレイアウト設計における自由度を維持しつつ、高い品質を保つことが可能な半導体装置の金属ケースを提供する。【解決手段】金属ケース１０は、受光素子や制御ＩＣの各信号の電極であるリード端子２１が、封止する樹脂パッケージの基側から突出し、リード端子２１の先部が搭載基板に向かって略Ｌ字状に屈曲して接続孔に挿入されて搭載基板と接続する光信号受信装置を、レンズ部２２ｂを覗かせる格子部１１ａが設けられた箱状に形成されたケース本体１１が外装している。このケース本体１１に、樹脂パッケージの基側とは反対側となる先側に対応する位置から突出した一対の支持脚部１２，１２が設けられており、一対の支持脚部１２，１２のそれぞれには、搭載基板に設けられた一の接続孔に挿入されて係止する凸部１２ａ，１２ａが、金属片を屈曲させて互いに反対方向へ向けて形成されている。【選択図】図１
2010045277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の各信号の電極であるリード端子が、前記半導体素子を封止する樹脂パッケージの基側から突出し、前記リード端子の先部が搭載基板に向かって略Ｌ字状に屈曲してスルーホール電極に挿入されて前記搭載基板と接続する半導体装置を、ケース本体が外装する金属ケースにおいて、
前記ケース本体に、前記樹脂パッケージの基側とは反対側となる先側に対応する位置から突出した一対の支持脚部が設けられ、
前記一対の支持脚部のそれぞれには、前記搭載基板に設けられた一の接続孔に挿入されて係止する凸部が、互いに反対方向へ向けて形成されていることを特徴とする半導体装置の金属ケース。
【請求項２】
前記凸部は、前記支持脚部を屈曲させることで形成されている請求項１記載の半導体装置の金属ケース。
【請求項３】
前記凸部は、前記支持脚部の幅を拡幅することで形成されている請求項１記載の半導体装置の金属ケース。
【請求項４】
前記ケース本体には、前記支持脚部の長さを延長する切欠部が設けられている請求項１から３のいずれかの項に記載の半導体装置の金属ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を外来ノイズから保護するために設けられた半導体装置の金属ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を封止する樹脂パッケージの基側から電極であるリード端子が突出した半導体装置が知られている。例えば、特許文献１には、半導体装置の一例である受光ユニットが記載されており、樹脂パッケージに内包されたＩＣ、受光素子、チップ抵抗、チップコンデンサ等の各素子を、外来の電磁波ノイズから保護するために、樹脂パッケージを外装する金属ケースが設けられている。
【０００３】
特許文献１に記載の受光ユニットの金属ケースは、受光ユニット本体外周を覆う箱型形状で、受光面を囲む筒状電磁波シールド部（以下筒状部という）が形成され、この筒状部と反対側には、受光ユニットをプリント基板に取り付けるための一対の支持脚部が設けられている。
【０００４】
また、図８に示す金属ケースは、搭載基板の接続孔に支持脚部を挿入したときに、支持脚部が係止して抜けにくいように、金属片で形成された支持脚部を屈曲させている。光信号受信装置１０１は、リード端子１０２が樹脂パッケージ１０３の基側から突出している。このリード端子１０２は、先部が略Ｌ字状に屈曲している。金属ケース１１０は、光信号受信装置１０１の樹脂パッケージ１０３を金属ケース１１０のケース本体１１１が外装することで外来ノイズから光信号受信装置１０１の内部の受光素子や制御ＩＣを保護している。そして受光面１０４を挟んだケース本体１１１の両側に、特許文献１に記載の金属ケースと同様に、２本の支持脚部１１２が設けられている。この支持脚部１１２には、外側に向かって凸状となるように略く字状の係止部１１２ａが先部に形成されていることで、搭載基板のスルーホールに挿入したときに、支持脚部１１２が容易に抜けないようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２５２６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この特許文献１に記載の受光ユニットや図８に示される光信号受信装置１０１の金属ケース１１０では、搭載基板に固定するためには、３本の外部リード線の他に、一対の支持脚部を挿入するための接続孔が２つ必要である。搭載基板の配線パターンを設計する場合には、接続孔とその周辺は、他の配線パターンを通過させることができないため迂回させる必要があり、配線パターンのレイアウトを設計する上では制限となってしまう。
【０００６】
図９に示すように、外側に向かって出っ張るように略く字状の係止部１１２ａが形成された支持脚部１１２を、リード端子（図示せず）が突出する樹脂パッケージ（図示せず）の基側とは反対側となる先側に対応する位置に、１つのみ設けた金属ケース１１０ｘとすることも可能である。
【０００７】
この金属ケース１１０ｘでは、支持脚部１１２を挿入するための接続孔が１つでよいため、配線パターンのレイアウト設計における自由度が高い。
【０００８】
しかし、このような金属ケース１１０ｘとした場合には、搭載基板に挿入しようとすると、支持脚部１１２が接続孔に挿入されるに従って、係止部１１２ａが接続孔の開口部に摺動しながら移動して内側（樹脂パッケージ側）に向かって押圧されるので、ケース本体１１１ｘに対して方向Ｆｘへ向かう応力となる。そうなると、既にスルーホール電極に挿入した状態のリード端子は、上下方向には移動できるが方向Ｆｘへは移動できないので、リード端子が方向Ｆｘへ引っ張られてしまい、樹脂パッケージの内部で接続されている受光素子へのワイヤが切断するおそれがある。
【０００９】
ワイヤの切断は外部から容易に確認ができないので、実装した後の動作確認試験まで不良を検出することができないので、レイアウト設計における自由度が高いが品質の低下を招く結果となるおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、配線パターンのレイアウト設計における自由度を維持しつつ、高い品質を保つことが可能な半導体装置の金属ケース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】
本発明の半導体装置の金属ケースは、半導体素子の各信号の電極であるリード端子が、前記半導体素子を封止する樹脂パッケージの基側から突出し、前記リード端子の先部が搭載基板に向かって略Ｌ字状に屈曲してスルーホール電極に挿入されて前記搭載基板と接続する半導体装置を、ケース本体が外装する金属ケースにおいて、前記ケース本体に、前記樹脂パッケージの基側とは反対側となる先側に対応する位置から突出した一対の支持脚部が設けられ、前記一対の支持脚部のそれぞれには、前記搭載基板に設けられた一の接続孔に挿入されて係止する凸部が、互いに反対方向へ向けて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、一つの接続孔で金属ケースの外装された半導体装置を固定することが可能なので、配線パターンのレイアウト設計における自由度を維持することができる。また、凸部が互いに反対方向へ向けて形成されているので、それぞれの支持脚部の基端部に作用する応力を相殺することができる。従って、ケース本体がリード端子を引っ張るような応力を軽減することができるので、高い品質を保つことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願の第１の発明は、半導体素子の各信号の電極であるリード端子が、半導体素子を封止する樹脂パッケージの基側から突出し、リード端子の先部が搭載基板に向かって略Ｌ字状に屈曲してスルーホール電極に挿入されて搭載基板と接続する半導体装置を、ケース本体が外装する金属ケースにおいて、ケース本体に、樹脂パッケージの基側とは反対側となる先側に対応する位置から突出した一対の支持脚部が設けられ、一対の支持脚部のそれぞれには、搭載基板に設けられた一の接続孔に挿入されて係止する凸部が、互いに反対方向へ向けて形成されていることを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の金属ケースは、一対の支持脚部が、樹脂パッケージの基側とは反対側となる先側に対応するケース本体の位置から突出して形成されている。従って、この一対の支持脚部を接近させて設ければ、一つの接続孔で金属ケースの外装された半導体装置を固定することが可能である。この接続孔に一対の支持脚部を挿入するときには、接続孔の開口に凸部が摺動しながら移動するので、押圧力がそれぞれの支持脚部の基端部に作用する。しかし、凸部が互いに反対方向へ向けて形成されているので、それぞれの支持脚部の基端部に作用する応力を相殺することができる。従って、ケース本体がリード端子を引っ張るような応力を軽減することができる。
【００１５】
本願の第２の発明は、第１の発明において、凸部は、支持脚部を屈曲させることで形成されていることを特徴としたものである。
【００１６】
第２の発明においては、凸部は支持脚部を屈曲させることで形成することができる。
【００１７】
本願の第３の発明は、第１の発明において、凸部は、支持脚部の幅を拡幅することで形成されていることを特徴としたものである。
【００１８】
第３の発明においては、凸部を支持脚部の幅を拡幅することで形成することもできるので、打ち抜き加工などにより容易に金属ケースを形成することができる。
【００１９】
本願の第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、ケース本体には、支持脚部の長さを延長する切欠部が設けられていることを特徴としたものである。
【００２０】
第４の発明においては、支持脚部の長さを延長する切欠部をケース本体に設けることで、より支持脚部の応力を緩和することができる。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る金属ケースを図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る金属ケースを示す斜視図である。図２は、図１に示す金属ケースの側面図である。図３は、図１に示す金属ケースの一部を拡大した斜視図である。図４は、半導体装置の一例である光信号受信装置を示す斜視図である。
【００２２】
図１から図３に示すように金属ケース１０は、半導体装置の一例である光信号受信装置２０に外装され、内部のグランドと導通接続していると共に、搭載基板に搭載されるときにグランドパターンと導通接続することで、外来からの電磁波ノイズを遮断するものである。
【００２３】
光信号受信装置２０は、図４に示すように図示しない受光素子および制御ＩＣの各信号の電極であるリード端子２１が、樹脂パッケージ２２の基側から突出している。本実施の形態１のリード端子２１は、電源端子２１ａと、信号出力端子２１ｂと、グランド端子２１ｃとの３本で構成されている。リード端子２１は、先部が搭載基板に向かうように略Ｌ字状に屈曲していることで、搭載基板に形成されたスルーホール電極に挿通して半田付けされる。
【００２４】
樹脂パッケージ２２は、赤外線透過性を有する樹脂で形成されている。樹脂パッケージ２２は、直方体状に形成されたパッケージ本体２２ａと、受光素子に対応する位置に設けられた略半球状のレンズ部２２ｂとを備えている。
【００２５】
金属ケース１０は、樹脂パッケージ２２を外装するケース本体１１と、搭載基板の接続孔に挿入されて半田付けされることで、全体を固定する一対の支持脚部１２，１２とを備えている。
【００２６】
ケース本体１１は、樹脂パッケージ２２の下方、およびリード端子２１が突出した面が開放した箱状に形成され、レンズ部２２ｂに対応する位置に、レンズ部２２ｂの半球面に沿って十字状の格子部１１ａが設けられている。ケース本体１１は、側面の下部に設けられた折り返し部１１ｂを内側に屈曲させることで、樹脂パッケージ２２を抱き込むようにして取り付けられている。ケース本体１１には、一対の支持脚部１２，１２を延長する切欠部１１ｃが３箇所に設けられている。
【００２７】
一対の支持脚部１２，１２は、リード端子２１が突出した樹脂パッケージ２２の基側とは反対側となる先側に対応する位置から下方（レンズ部２２ｂとは反対方向）に向かって突出するように、ケース本体１１と一体的に形成された細長の金属片である。つまり、一対の支持脚部１２，１２は、ケース本体１１の長手方向の頂頭面の下端（レンズ部２２ｂとは反対側）に設けられている。一対の支持脚部１２，１２は、搭載基板の一つの接続孔に挿入されて係止する凸部１２ａが、互いに反対方向へ向くように、金属片を折り曲げて形成されている。
【００２８】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る金属ケースの使用状態を、図５に基づいて説明する。図５（Ａ）および同図（Ｂ）は、図１に示す金属ケースの使用状態を説明するための図である。
【００２９】
まず、搭載基板３０のリード端子用スルーホール電極３１に３本のリード端子２１を挿入する。このリード端子用スルーホール電極３１は、信号パターン、電源パターンおよびグランドパターンがそれぞれ接続されている。
【００３０】
次に、搭載基板３０の支持脚用接続孔３２に、支持脚部１２を位置合わせする。支持脚用接続孔３２は、グランドパターンが接続されていることで、金属ケース１０全体をグランドレベルとするものである。
【００３１】
支持脚用接続孔３２は、支持脚部１２がケース本体１１の樹脂パッケージ２２の基側とは反対側となる先側に対応する位置に設けられているので、搭載基板３０に１つ設ければよい。従って、配線パターンのレイアウトを設計する上で制限となってしまう接続孔を１つのみ設ければよいので、搭載基板３０に形成される配線パターンのレイアウト設計の自由度が高い。
【００３２】
次に、この支持脚用接続孔３２に一対の支持脚部１２，１２を挿入する。そのとき、支持脚用接続孔３２の開口に支持脚部１２，１２の凸部１２ａ，１２ａが摺動しながら移動するが、それぞれの凸部１２ａ，１２ａが互いに反対方向へ向けて形成されているので、凸部１２ａが外側（樹脂パッケージ側とは反対側）に突出した支持脚部１２の基端部には内側（樹脂パッケージ側）へ向かう応力が、凸部１２ａが内側に突出した支持脚部１２の基端部には外側へ向かう応力が作用する。しかし、それぞれの応力はお互いに反対方向を向いているので相殺される。従って、ケース本体１１がリード端子に対して引っ張るような応力を軽減することができる。
【００３３】
また、本実施の形態１に係る金属ケース１０には、支持脚部１２の長さを延長する切欠部１１ｃがケース本体１１に設けられているので、支持脚部１２が樹脂パッケージ２２から開く幅が大きくすることができる。従って、より支持脚部１２への負担を軽減することができる。
【００３４】
支持脚部１２，１２の凸部１２ａ，１２ａが支持脚用接続孔３２を通過すると、支持脚部１２，１２が元の状態に復帰して凸部１２ａ，１２ａが支持脚用接続孔３２に係止することで、簡単に支持脚用接続孔３２から支持脚部１２，１２が抜けない状態となる。
【００３５】
最後に、リフロー処理などを施すことで、リード端子２１（２１ａ〜２１ｃ）をリード端子用スルーホール電極３１に、支持脚部１２を支持脚用接続孔３２に半田付けして光信号受信装置２０は金属ケース１０を外装した状態で固定することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る金属ケースについて、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る金属ケースの一部を拡大した斜視図である。
【００３７】
本実施の形態２に係る金属ケース１０ｘは、支持脚部１２ｘの凸部１２ａｘが細長金属片の幅を拡幅することで形成されていることを特徴とするものである。
【００３８】
支持脚部１２ｘは、金属片を拡幅して略三角形状に形成したことで突出した凸部１２ａｘが互いに反対方向である外側（金属ケース１０ｘの中心から離れる方向）へ向いている。また、ケース本体１１ｘには、支持脚部１２ｘを延長する切欠部１１ｃｘが設けられている。
【００３９】
このように支持脚部１２ｘを形成することで、金属ケース１０ｘを作製するときに打ち抜き加工により形成することができ、支持脚部１２ｘを折り曲げるなどの折り曲げ工程を必要としない。
【００４０】
また、図７に示すように、搭載基板３０の支持脚用接続孔３２に、支持脚部１２ｘを挿入する場合には、支持脚用接続孔３２の開口に支持脚部１２ｘ，１２ｘが摺動しながら移動することで、凸部１２ａｘ，１２ａｘの間隔が狭くなるような応力が、支持脚部１２ｘ，１２ｘの基端部に作用する。しかし、それぞれの凸部１２ａｘ，１２ａｘが互いに反対方向へ向けて形成されているので、それぞれの支持脚部１２ｘ，１２ｘに作用する応力が相殺されるので、ケース本体１１ｘがリード端子（図１参照）を中心とした円弧方向にリード端子の接続部分を引っ張るような応力となることを軽減することができる。
【００４１】
更に、本実施の形態２に係る金属ケース１０ｘにはケース本体１１ｘに、支持脚部１２ｘの長さを延長する切欠部１１ｃｘがケース本体１１ｘに設けられているので、支持脚部１２ｘの間隔が狭くなるような応力が作用したときに、支持脚部１２ｘの基端部への負担を緩和することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態１では凸部１２ａが金属片を屈曲させることで形成され、本実施の形態２では凸部１２ａｘが金属片を拡幅することで形成されているが、他の部材を接着若しくは溶接することでも、互いが反対方向へ突出するように形成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、配線パターンのレイアウト設計における自由度を維持しつつ、高い品質を保つことが可能なので、導体素子を外来ノイズから保護するために設けられた半導体装置の金属ケースに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る金属ケースを示す斜視図
【図２】図１に示す金属ケースの側面図
【図３】図１に示す金属ケースの一部を拡大した斜視図
【図４】半導体装置の一例である光信号受信装置を示す斜視図
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示す金属ケースの使用状態を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態２に係る金属ケースの一部を拡大した斜視図
【図７】図６に示す金属ケースの使用状態を説明するための図
【図８】従来の金属ケースを示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図
【図９】他の従来の金属ケースの一部を拡大した斜視図
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０ｘ  金属ケース
１１，１１ｘ  ケース本体
１１ａ  格子部
１１ｂ  折り返し部
１１ｃ，１１ｃｘ  切欠部
１２，１２ｘ  支持脚部
１２ａ，１２ａｘ  凸部
２０  光信号受信装置
２１  リード端子
２１ａ  電源端子
２１ｂ  信号出力端子
２１ｃ  グランド端子
２２  樹脂パッケージ
２２ａ  パッケージ本体
２２ｂ  レンズ部
３０  搭載基板
３１  リード端子用スルーホール電極
３２  支持脚用接続孔
【図１】
2010045277.tif 000003
【図２】
2010045277.tif 000004
【図３】
2010045277.tif 000005
【図４】
2010045277.tif 000006
【図５】
2010045277.tif 000007
【図６】
2010045277.tif 000008
【図７】
2010045277.tif 000009
【図８】
2010045277.tif 000010
【図９】
2010045277.tif 000011