(57)【要約】【課題】半導体装置用フレームに搭載された半導体素子を樹脂封止する樹脂封止金型のキャビティ内への余剰樹脂の侵入を防ぎ、半導体装置の樹脂封止部にボイドが生じることを防止する半導体装置用フレームを提供する。【解決手段】半導体発光装置用フレーム３０は、一対のサイドフレーム４０と、半導体発光素子が搭載されるダイパッド３１と、一端がダイパッド３１に接続され他端がサイドフレーム４０に接続されたリード３２とを備える搭載部３３と、一対のサイドフレーム４０に両端が接続されたサポートバー３４とを備え、搭載部３３とサポートバー３４とが交互に、サイドフレーム４０の長手方向に列状に配置されている。サポートバー３４の中央部、つまり、樹脂封止金型の中型の対面同士が合わさる位置には楕円状の貫通孔３７が設けられている。この貫通孔３７により、ボイドがない半導体発光装置の樹脂封止部を成型することができる。【選択図】図１
2006156861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と、前記上型に対向配置された下型と、封止の際に前記上型および前記下型に挟持される複数の中型とを備える樹脂封止金型で半導体素子を樹脂封止して樹脂封止部が成型される半導体装置に用いられ、一対のサイドフレームと、前記半導体素子が搭載されるダイパッドと一端が前記ダイパッドに接続され他端が前記サイドフレームに接続されたリードとを備える搭載部と、前記一対のサイドフレームに両端が接続されたサポートバーとを備え、前記搭載部と前記サポートバーとが交互に、前記サイドフレームの長手方向に列状に配置された半導体装置用フレームであって、
前記サポートバーには、
前記樹脂封止金型によって型締めした際に、前記中型の対面同士が合わさる位置に、貫通孔が設けられていることを特徴とする半導体装置用フレーム。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記中型の対面同士が合わさる位置を中心として対称に形成されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を列状に搭載し、この半導体素子が樹脂封止金型により樹脂封止される半導体装置用フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を搭載した半導体装置用フレームを樹脂封止金型に配置し、半導体素子を樹脂封止して樹脂封止部半導体装置を形成する際、樹脂充填用である金型のキャビティ内に溜まる空気による樹脂封止部のボイドが問題となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、キャビティ内に溜まる空気を外部に排出するためのエアーベントを金型に形成する方法が一般的に用いられている。特許文献１には、それぞれキャビティを有する上型と下型とから構成され、上型または下型の少なくとも一方に、外部からキャビティ内に封止用の樹脂を供給するための通路となるゲートと、ゲートの対向部近傍に、キャビティ内の空気を外部に排出するためのエアーベントとを設けた樹脂封止金型が記載されている。
【０００４】
上記のような上型および下型により構成される樹脂封止金型とは別に、凹凸などの複雑な形状を有する樹脂封止部を成型することができる樹脂封止金型がある。図２（ａ）および同図（ｂ）に示すように、この樹脂封止金型１１は、上型１２と、上型１２に対向配置された下型１４と、封止の際に上型１２および下型１４に挟持される二つの中型１３ａ，１３ｂとを備える。樹脂封止金型１１は、中型１３ａ，１３ｂのそれぞれの対面２０ａ同士を向かい合わせて型締めされる。この樹脂封止金型１１を型締めした際には、上型１２と中型１３ａ，１３ｂと下型１４とで、半導体装置用フレームの半導体素子が樹脂封止された樹脂封止部１０を成型するキャビティ１８が構成される。
【０００５】
この樹脂封止金型１１によって成型される半導体装置の一例として半導体発光装置がある。この半導体発光装置は、半導体素子の一例である半導体発光素子と、半導体発光素子から出射された光を集光し曲面を有するレンズ部と、リードと半導体発光素子を一体化して覆う台座部とを有し、レンズ部と台座部との接続部分が縮径した樹脂封止部１０が形成される。
【０００６】
この樹脂封止金型１１により樹脂封止部１０が成型される従来の半導体発光装置用フレームを図６（ａ）および同図（ｂ）に示す。図６（ａ）および同図（ｂ）に示すように、従来の半導体発光装置用フレーム１３０は、一対のサイドフレーム１４０と、半導体発光素子が搭載されるダイパッド１３１と一端がダイパッド１３１に接続され他端がサイドフレーム１４０に接続されたリード１３２とを備える搭載部１３３と、一対のサイドフレーム１４０に両端が接続されたサポートバー１３４とを備え、搭載部１３３とサポートバー１３４とが交互に、サイドフレーム１４０の長手方向に列状に配置されている。
【０００７】
この従来の半導体発光装置用フレーム１３０のダイパッド１３１に搭載された半導体発光素子を上述した中型１３ａ，１３ｂを備える樹脂封止金型１１で樹脂封止する方法について図７および図８に基づいて説明する。図７は従来の半導体発光装置用フレーム１３０が樹脂封止される様子を説明する平面図、図８は図７のＳ−Ｓ線断面図である。なお、図７では、上型１２は省略されている。
【０００８】
まず、下型１４および中型１３ａ，１３ｂを嵌合させて下中型とし、従来の半導体発光装置用フレーム１３０に半導体発光素子を搭載して半導体発光素子下向きで下中型にセットする。次に上型１２を上型ベース（図示せず）に、下型ベース（図示せず）に下中型をセットする。そして上型ベースを下型ベースに載置して型締めした後、溶融した樹脂をゲート３５，３６から中型１３ａ，１３ｂ内に流入させ、キャビティ１８内に充填させる。樹脂が硬化した後、上型ベースと下型ベースとを分離し、下中型を下型ベースから取り外した後、中型１３ａ，１３ｂの対面同士を型開きして、半導体発光装置用フレーム１３０を取り出す。この半導体発光装置用フレーム１３０上には、半導体発光素子が樹脂により封止され、縮径部を有する樹脂封止部が列状に形成されている。
【０００９】
このように、上型１２および下型１４に挟持される二つの中型１３ａ，１３ｂが樹脂封止金型１１に備えられたことにより、縮径部などを有する樹脂封止部を樹脂成型することができる。
【特許文献１】特開平７−１７１８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した樹脂封止金型１１の中型の対面２０ａは完全に密着しておらず、１０μｍ程度の隙間５０が存在するので、ゲート３５，３６から射出される溶融樹脂の射出圧力がわずかでも異なる場合、ゲート３５から射出されてキャビティＡ内へ流れ込んだ溶融樹脂は、ゲートの最も近傍にあるキャビティＡ内を充填した後、余剰樹脂となってこの隙間５０を流れ、充填が完了していない隣接するキャビティＢ内へ流入してしまう。このとき、キャビティＢ内を充填する別のゲート３６から射出された樹脂と上述した余剰樹脂とは、このキャビティＢ内で対峙してしまうため、キャビティＢ内に空気が残留してしまい、樹脂封止部にボイド６０を発生させてしまう。このようなボイド６０は樹脂成型後の樹脂封止部の美観を損ね、製品としての価値を下げてしまう原因となる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて、半導体装置用フレームに搭載された半導体素子を樹脂封止する樹脂封止金型のキャビティ内への余剰樹脂の侵入を防ぎ、半導体装置の樹脂封止部にボイドが生じることを防ぐ半導体装置用フレーム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】
【００１２】
本発明の半導体装置用フレームは、上型と、前記上型に対向配置された下型と、封止の際に前記上型および前記下型に挟持される複数の中型とを備える樹脂封止金型で半導体素子を樹脂封止して樹脂封止部が成型される半導体装置に用いられ、一対のサイドフレームと、前記半導体素子が搭載されるダイパッドと一端が前記ダイパッドに接続され他端が前記サイドフレームに接続されたリードとを備える搭載部と、前記一対のサイドフレームに両端が接続されたサポートバーとを備え、前記搭載部と前記サポートバーとが交互に、前記サイドフレームの長手方向に列状に配置された半導体装置用フレームであって、前記サポートバーには、前記樹脂封止金型によって型締めした際に、前記中型の対面同士が合わさる位置に、貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置用フレームによれば、半導体装置用フレームに形成された貫通孔によって、樹脂封止部を形成する樹脂封止金型の所定のキャビティを充填した後の余剰樹脂は隣接する別のキャビティ内へと流れ込むことなく貫通孔へと向かうので、このキャビティ内への余剰樹脂の侵入を防ぎ、半導体装置の樹脂封止部にボイドが生じることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本願の第１の発明は、上型と、上型に対向配置された下型と、封止の際に上型および下型に挟持される複数の中型とを備える樹脂封止金型で半導体素子を樹脂封止して樹脂封止部が成型される半導体装置に用いられ、一対のサイドフレームと、半導体素子が搭載されるダイパッドと一端がダイパッドに接続され他端がサイドフレームに接続されたリードとを備える搭載部と、一対のサイドフレームに両端が接続されたサポートバーとを備え、搭載部とサポートバーとが交互に、サイドフレームの長手方向に列状に配置された半導体装置用フレームであって、サポートバーには、樹脂封止金型によって型締めした際に、中型の対面同士が合わさる位置に、貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
半導体素子が搭載されるダイパッドと一端がダイパッドに接続され他端がサイドフレームに接続されたリードとを備える搭載部と、一対のサイドフレームに両端が接続されたサポートバーとが交互に、サイドフレームの長手方向に列状に配置された半導体装置用フレームを、上型と、上型に対向配置された下型と、封止の際に上型および下型に挟持される複数の中型とを備える樹脂封止金型に配置して半導体素子を樹脂封止する際、一方のゲートから射出された溶融樹脂は、樹脂封止部を形成する樹脂封止金型のキャビティを充填した後、余剰樹脂となる。ゲートから射出される溶融樹脂の射出圧力がわずかでも異なると、キャビティ内を充填する速さが異なるため、この余剰樹脂は、中型の対面同士が向かい合わさる位置にできるわずかな隙間へと流れ出す。一方、隣接するキャビティにも他方のゲートから射出された溶融樹脂が流入しており、この隣接するキャビティ内の圧力は高くなっている。ここで本発明の半導体装置用フレームのサポートバーには、中型の対面同士が合わさる位置、つまり前述した隙間上に貫通孔が設けられているので、この隙間に流れ出した余剰樹脂は、他方のゲートから射出された溶融樹脂により内部の圧力が高くなった隣接するキャビティ方向ではなく、より圧力の低い貫通孔の方へと向かって流れ出す。この間に、隣接するキャビティ内も他方のゲートから射出された溶融樹脂によってキャビティ内の空気を排除しながら完全に充填される。
【００１６】
このように、先にキャビティ内を充填した樹脂が余剰樹脂となって、複数の中型の対面同士が合わさる位置にできる隙間へと流れ出しても、この余剰樹脂は隣接するキャビティ内へ流入することなく貫通孔の方へと流れ、この間に隣接するキャビティ内も他方のゲートから射出された樹脂により空気を排除しながら完全に充填されるので、樹脂封止部にボイドが発生することを防止できる。従って、このような半導体装置用フレームを用いれば、製品としての美観や、価値を損ねることのない半導体装置を成型することができる。
【００１７】
本願の第２の発明は、本願第１の発明において、貫通孔は、中型の対面同士が合わさる位置を中心として対称に形成されたことを特徴とする。
【００１８】
貫通孔を、複数の中型の対面同士が合わさる位置を中心として対称に形成されたことにより、余剰樹脂はこの貫通孔内の空間に均等に抜けていく。従って、複数の中型の対面同士が合わさる位置にできる隙間内で圧力の偏りが発生して、余剰樹脂が隣接するキャビティ内へ流れ込むことを防止することができる。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、図を用いて本発明の実施の形態における半導体装置として半導体発光装置を、半導体素子として半導体発光素子を、また、半導体装置用フレームとして半導体発光装置用フレームを例に説明する。図１は本発明の実施の形態における半導体発光装置用フレームを示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。図２は本発明の実施の形態における樹脂封止金型の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はＢ部斜視図である。図３は本発明の実施の形態における半導体発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００２０】
半導体発光装置用フレーム３０は、材料としてＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金が用いられ、一対のサイドフレーム４０と、半導体発光素子が搭載されるダイパッド３１と一端がダイパッド３１に接続され他端がサイドフレーム４０に接続されたリード３２とを備える搭載部３３と、一対のサイドフレーム４０に両端が接続されたサポートバー３４とを備え、搭載部３３とサポートバー３４とが交互に、サイドフレーム４０の長手方向に列状に配置されている。
【００２１】
サポートバー３４の中央部、つまり、後述する樹脂封止金型の中型の対面同士が合わさる位置には楕円状の貫通孔３７が設けられている。また、この貫通孔３７は、境界Ｉを中心に対称に形成されている。貫通孔３７により、樹脂封止部１０を樹脂封止金型で成型する際、樹脂封止部１０を成型するキャビティ内に溜まる空気を外部に排出することができる。
【００２２】
本実施形態の半導体発光装置は、半導体発光装置用フレーム３０の搭載部３３にダイボンディングされた半導体発光素子６４を覆う透光性の樹脂封止部１０を備えている。樹脂封止部１０は、半導体発光素子６４から出射された光を集光するレンズ部６８と、リード３２と半導体発光素子６４を一体化して覆う矩形状の台座部６９とから構成されている。レンズ部６８は半円状の曲面６６を有しており、このレンズ部６８と台座部６９との接続部分には縮径部６７が形成される。このような形状を有する半導体発光装置により、半導体発光素子６４から側方に出射した光を無駄なく曲面６６で全反射させ、主光取り出し方向Ｆへ集光して輝度を向上させることができる。
【００２３】
本実施形態の半導体発光装置用フレーム３０の半導体発光素子を樹脂封止して樹脂封止部１０を成型する樹脂封止金型１１は、上型１２と、上型１２に対向配置された下型１４と、封止の際に上型１２および下型１４に挟持される２つの中型１３ａ，１３ｂとを備える。また、下型１４には、凸レンズ形成ピン１５とガイドピン１６とが設けられている。
【００２４】
上型１２および下型１４は、図示しない昇降装置によって上下方向に移動することができる。また、中型１３ａ，１３ｂは、樹脂封止する際、それぞれの対面２０ａを向かい合わせて型締めされるが、この中型１３ａ，１３ｂの対面同士２０ａは密着しておらず、１０μｍ程度の隙間５０が存在する。この隙間５０を境に、中型１３ａ，１３ｂはそれぞれ図示しない手段によって水平方向に移動することができる。また、この樹脂封止金型１１は、上型１２と中型１３ａ，１３ｂと下型１４とで、半導体発光装置用フレーム３０の半導体発光素子６４が樹脂封止された樹脂封止部１０を成型するキャビティ１８が構成される。
【００２５】
凸レンズ形成ピン１５は、下型１４のキャビティ１８に位置する面に設けられた貫通孔により挿通されている。凸レンズ形成ピン１５は、先端に凹部が形成されており、この凹部により、樹脂封止部１０のレンズ部６８内部の凸レンズ部１９が形成される。
【００２６】
ガイドピン１６は、半導体発光装置用フレーム３０と樹脂封止金型１１の位置決めを行うピンである。このガイドピン１６により、半導体発光素子６４を覆う位置に正確に樹脂封止部１０を成型することができる。
【００２７】
次に、半導体発光装置用フレーム３０に搭載された半導体発光素子６４を樹脂封止金型１１で樹脂封止する方法について図４および図５に基づいて説明する。図４は半導体発光装置用フレーム３０が樹脂封止される様子を説明する平面図である。図５は図４のＴ−Ｔ線断面図である。
【００２８】
まず、下型１４および中型１３ａ，１３ｂを嵌合させて下中型とする。次に、ダイパッド３１に半導体発光素子６４をダイボンディングして搭載した半導体発光装置用フレーム３０を、半導体発光素子６４を下向きで中型１３ａ，１３ｂにセットする。次に上型１２を上型ベース（図示せず）に、下中型を下型ベース（図示せず）にセットする。そして上型ベースを下型ベースに載置して型締めした後、溶融した樹脂をゲート３５，３６から中型１３ａ，１３ｂ内に流入させ、キャビティ１８内に充填させる。
【００２９】
図５に示すように、ゲート３５から射出された溶融樹脂は（図５中矢印Ｐ）、樹脂封止金型１１のキャビティ１８を充填し始める。また、別のゲート３６から射出された溶融樹脂（図５中矢印Ｒ）は、キャビティ１８に隣接するキャビティ１８’を充填し始める。このとき、ゲート３５，３６から射出される溶融樹脂の射出圧力がわずかでも異なると、キャビティ１８，１８’内を充填する速さが異なるため、キャビティ１８を完全に充填した後の溶融樹脂は余剰樹脂（図５中矢印Ｑ）となり、隙間５０に流れ出す。このとき、キャビティ１８’はゲート３６から射出された溶融樹脂によってかなり充填されており、キャビティ１８’内の圧力も高くなっている。そこで、キャビティ１８から流れ出た余剰樹脂は、キャビティ１８’内よりも圧力の低い貫通孔３７の方へと向かって流れ出す。この間に、充填が遅れていたキャビティ１８’内もゲート３６から射出された溶融樹脂によってキャビティ１８’内の空気を排除しながら完全に充填される。従って、キャビティ１８およびキャビティ１８’には空気溜まりが残留することなく、ボイドのない樹脂封止部１０を成型することができる。
【００３０】
樹脂が硬化した後、上型ベースと下型ベースとを分離し、下中型を下型ベースから取り外した後、中型１３ａ，１３ｂを、対面２０ａを境に左右に開いて半導体発光装置用フレーム３０を取り出す。この半導体発光装置用フレーム３０上には、半導体発光素子６４が樹脂により封止され、縮径部６７を有する樹脂封止部１０が列状に形成されている。これを、リード３２の部分で切断し、一つずつ分離させることにより半導体発光装置が得られる。なお、隙間５０に形成され付着したバリは、ブラスト工程により取り除く。
【００３１】
以上のように、本実施形態の半導体発光装置用フレーム３０によれば、先にキャビティ１８内を充填した溶融樹脂が余剰樹脂となって隙間５０へと流れ出しても、この余剰樹脂は隣接するキャビティ１８’内へ流れ込むことなく、貫通孔３７の方へと流れ、この間に隣接するキャビティ１８’内も他方のゲート３６から射出された樹脂により空気を排除しながら完全に充填されるので、ボイドのない半導体発光装置の樹脂封止部１０を成型することができる。また、本実施形態の半導体発光装置用フレーム３０によれば、貫通孔３７は、境界Ｉを中心として対称に設けられているので、余剰樹脂はこの貫通孔３７から均等に抜けていく。従って、隙間５０内に圧力が偏る部分を生じることなく余剰樹脂が貫通孔３７から抜けて行くので、余剰樹脂が隣接するキャビティ１８’内へ流れ込むことを二重に防止することができる。従って、ボイドがなく、製品としての美観や、価値を損ねることのない樹脂封止部１０が成型された半導体発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の半導体装置用フレームは、半導体装置用フレームに搭載された半導体素子を樹脂封止する樹脂封止金型のキャビティ内への余剰樹脂の侵入を防ぎ、半導体装置の樹脂封止部にボイドが生じることを防ぐので、半導体素子を列状に搭載し、この半導体素子を樹脂封止金型により縮径部などの複雑な形状を有する樹脂封止部を樹脂封止する際の半導体装置用フレームとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における半導体発光装置用フレームを示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図
【図２】本発明の実施の形態における樹脂封止金型を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はＢ部斜視図
【図３】本発明の実施の形態における半導体発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図４】本発明の実施の形態における半導体発光装置用フレームが樹脂封止される様子を説明する平面図
【図５】図４のＴ−Ｔ線断面図
【図６】従来の半導体発光装置用フレームを示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図
【図７】従来の半導体発光装置用フレームが樹脂封止される様子を説明する平面図
【図８】図７のＳ−Ｓ線断面図
【符号の説明】
【００３４】
１０  樹脂封止部
１１  樹脂封止金型
１２  上型
１３ａ，１３ｂ  中型
１４  下型
１５  凸レンズ形成ピン
１６  ガイドピン
１８，１８’  キャビティ
１９  凸レンズ部
２０ａ  対面
３０  半導体発光装置用フレーム
３１  ダイパッド
３２  リード
３３  搭載部
３４  サポートバー
３５，３６  ゲート
３７  貫通孔
４０  サイドフレーム
５０  隙間
６０  ボイド
６４  半導体発光素子
６６  曲面
６７  縮径部
６８  レンズ部
６９  台座部
【図１】
2006156861.tif 000003
【図２】
2006156861.tif 000004
【図３】
2006156861.tif 000005
【図４】
2006156861.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006156861.tif 000008
【図７】
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【図８】
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