(57)【要約】【課題】本発明は、リードフレームを樹脂のインサートモールド加工して形成したパッケージから突出したリードフレームを、パッケージから突出した部分でフォーミング加工する工程に於いて、フォーミング時の荷重によってパッケージが受けるストレスを抑制できるリードフレームを使用した表面実装型半導体素子を提供することにある。【解決手段】パッケージ１１の側面から側方に突出した一対のリード５、７がパッケージ１１の側面に沿って略直角に曲げられる位置のリード５、７の中央部に部分的に、リード５、７を貫通しない凹み部１０を設け、リード５、７の曲げ部の断面積を小さくすることによって少ない曲げ荷重で容易にリード５、７が曲げられるようにしている。これにより、放熱性を損なわないで、断線を抑制する、耐湿性に優れた表面実装型半導体素子が実現できる。【選択図】  図８
2006203052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームが、樹脂からなり凹部を有するパッケージにインサートモールドされ、前記凹部内には透光性樹脂が充填されて前記凹部底面に実装された半導体チップが樹脂封止され、前記パッケージの互いに対向する側面から側方に突出する一対のリードが前記パッケージの突出部で前記パッケージの側面に沿って略直角に折り曲げられた表面実装型半導体素子であって、前記リードの折曲部の中央部に部分的に、リードの断面積を小さくする手段が設けられていることを特徴とする表面実装型半導体素子。
【請求項２】
前記リードの断面積を小さくする手段は、前記リードの折曲部を前記パッケージのリードが突出した面に垂直に切った時の断面が、前記リードの厚み方向に貫通しないで、且つリード面の少なくとも一方に略Ｖ字形状或いは略Ｕ字形状の凹状の長溝を設けたことであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体素子。
【請求項３】
前記リードの断面積を小さくする手段は、前記リードの折曲部を前記パッケージのリードが突出した面に平行に切った時の断面が、前記リードの厚み方向に貫通しないで、且つリード面の少なくとも一方に複数個の略Ｖ字形状或いは複数個の略Ｕ字形状の凹状の溝を設けたことであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型半導体素子に関するものであり、詳しくはリードフレームを樹脂によるインサートモールドして形成されたパッケージを使用する表面実装型半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型半導体素子には、種々の構成のものがあるが、（特許文献１）に従来例として以下のようなものが記載されている。それは、金属板材をプレス打ち抜き加工して多数個取りのリードフレームを作製し、該リードフレームを樹脂によるインサートモールド加工して中央部に凹部を有する複数の表面実装型半導体素子用のパッケージを形成する。そして、各パッケージの凹部底面に露出したリードフレーム上に半導体チップを実装して樹脂封止を行い、最後にパッケージの側面から側方に突出したリードフレームを曲げ加工（フォーミング）してパッケージの側面側を経て裏面側に回り込ませるといったものである。
【０００３】
図９は上記表面実装型半導体素子に使用する多数個取りのリードフレームの１個分を部分的に示したものである。リードフレーム１００は半導体チップを実装（ダイボンド）するリード部１０１と、一方の端部を半導体チップに接続したボンディングワイヤの他方の端部を接続（ワイヤボンド）するリード部１０２の、互いに分離した２つのリード部からなっている。
【０００４】
そして、リードフレーム１００のダイボンド及びワイヤボンドを施すダイボンドパッド１０８及びワイヤボンドパッド１０９の部分に樹脂によるインサートモールドによってパッケージ１０３を形成し、該パッケージ１０３の一対の互いに対向する側面１０４、１０５の夫々から側方に突出したリード部１０１、１０２をパッケージ１０３の側面１０４、１０５及び裏面（図示せず）に沿って曲げるようにするものである。
【０００５】
また、各リード部１０１、１０２の中央部には、パッケージ１０３を形成したときにリード部１０１、１０２がパッケージ１０３の側面から突出する方向に対して略垂直に略矩形状の貫通長穴１０６、１０７が設けられており、パッケージ１０３から突出する各リード部１０１、１０２が貫通長穴１０６、１０７の位置でパッケージ１０３の側面１０４、１０５に沿って略直角に曲げられるようになっている。ところで、貫通長穴１０６、１０７を設けた目的は、貫通長穴１０６、１０７によってリード部１０１、１０２の折り曲げ部の断面積が小さくなり、貫通長穴１０６、１０７を設けない場合に比べて低荷重で容易にフォーミング工程が実施できることにある。
【０００６】
よって、パッケージ１０３を形成したときの各リード部１０１、１０２の突出近傍のパッケージ１０３に加わるリード部１０１、１０２のフォーミング時のストレスを抑制することができ、実装時の半田付けによる熱或いは動作時の半導体チップから発生する熱等によるパッケージ１０３とリード部１０１、１０２との密着性の悪化及びパッケージ１０３の破損等の不具合発生を防止し、延いては前記不具合に起因する耐湿性不良による電気特性不良の誘発を阻止することができるものである。
【特許文献１】特開２００３−７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、リード部１０１、１０２がパッケージ１０３から突出する部分で折り曲げられる位置に設ける貫通長穴１０６、１０７は、穴の長さがリード部１０１、１０２の幅に近づくほど折り曲げ部の断面積が減少するために少ない荷重で容易にリード部１０１、１０２を曲げることができるようになる。
【０００８】
但し、断面積が減少することによって、リード部１０１，１０２の熱抵抗が大きくなり、半導体チップから発生する熱の放熱性が悪くなって半導体チップの特性を悪化させることになる。また、実装後の振動や衝撃によってリード部１０１、１０２が断線し、半導体素子としての機能を果さなくなる可能性もある。更に、貫通長穴１０６、１０７の一部はパッケージ１０３内に位置しており、貫通長穴１０６、１０７が大きくなるとパッケージ１０３内への吸湿が進行し、半導体チップの特性不良を生じさせる可能性も考えられる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、リードフレームを樹脂によるインサートモールド加工して形成したパッケージから突出したリード部をパッケージの側面に沿って略直角に曲げることを想定して、予めリードの折り曲げる部分の中央部にリードを貫通しないで断面積を小さくする手段を施し、しかも、放熱性を損なわないで、断線を抑制し、耐湿性が確保できるリードフレームを使用した表面実装型半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、リードフレームが、樹脂からなり凹部を有するパッケージにインサートモールドされ、前記凹部内には透光性樹脂が充填されて前記凹部底面に実装された半導体チップが樹脂封止され、前記パッケージの互いに対向する側面から側方に突出する一対のリードが前記パッケージの突出部で前記パッケージの側面に沿って略直角に折り曲げられた表表型半導体素子であって、前記リードの折曲部の中央部に部分的に、リードの断面積を小さくする手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記リードの断面積を小さくする手段は、前記リードの折曲部を前記パッケージのリードが突出した面に垂直に切った時の断面が、前記リードの厚み方向に貫通しないで、且つリード面の少なくとも一方に略Ｖ字形状或いは略Ｕ字形状の凹状の長溝を設けたことであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１において、前記リードの断面積を小さくする手段は、前記リードの折曲部を前記パッケージのリードが突出した面に平行に切った時の断面が、前記リードの厚み方向に貫通しないで、且つリード面の少なくとも一方に複数個の略Ｖ字形状或いは複数個の略Ｕ字形状の凹状の溝を設けたことであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、リードフレームに樹脂によるインサートモールドすることによってパッケージを形成し、パッケージの互いに対向する側面から側方に突出する一対のリードが前記パッケージの突出部で前記パッケージの側面に沿って略直角に曲げられたリードの折り曲げ部の中央部に部分的に、リードの断面積を小さくする手段を設けた。
【００１４】
よって、各リードの折曲部近傍のパッケージに加わるリードの折り曲げ時のストレスを抑制することができ、実装時の半田付けによる熱或いは動作時の半導体チップから発生する熱等によるによるパッケージとリードとの密着性の悪化及びパッケージの破損等の不具合発生を防止し、延いては前記不具合に起因する耐湿性不良による電気特性不良の誘発を阻止することができる利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図８を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１６】
図１は本実施形態に係わる表面実装型半導体素子に使用する多数個取りのリードフレーム１であり、例えば、Ｃｕ合金からなる板材にＮｉ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ等のメッキを施した金属板材をプレス打抜き加工、或いは、エッチングによって不要な部分を除去したものである。
【００１７】
この多数個取りリードフレーム１には個々の表面実装型半導体素子を構成する独立した同一リードパターン２が１行に複数個、所定の間隔を保って配置され、それが２行に亘って設けられている。そしてリードフレーム１の長手方向に沿った両端部には、互いに平行な直線上に所定の間隔を保って複数個の送り穴３が設けられている。
【００１８】
そして、リードパターン２は、半導体チップをダイボンドするダイボンドパッド４を有するリード５と、ダイボンドされたＬＥＤチップの上側電極に一方の端部を接続されたボンディングワイヤの他方の端部を接続するワイヤボンドパッド６を有するリード７との一対のリードが互いに分離した状態で形成されている。
【００１９】
また、各リード５、７には夫々１個及び２個の貫通穴８、９が設けられており、リードフレーム１を樹脂によるインサートモールドすることによって一対のリード５、７を両側から覆うように形成されたパッケージの一部が、各リード５、７の貫通穴８、９を介して連結され、リード５、７と該リードを両側から覆ったパッケージとが固定され、一体化されるようになっている。
【００２０】
更に、各リード５、７の貫通穴８、９の外側の中央部には、樹脂によるインサートモールドで形成されるパッケージの底辺に対応する位置に凹み部１０が設けられている。この凹み部１０はパッケージの側面から側方に突出したリード部５、７がフォーミング時にパッケージの側面に沿って略直角に曲げられる折曲部に対応し、その部分のリード５、７の断面積を小さくすることによって低荷重で容易に折り曲げられるようにしたものである。
【００２１】
各リード５、７に形成される凹み部１０の具体的な構成は様々な形態が可能であるが、基本的には、リード部５、７が突出するパッケージの側面に平行な方向にリード部を貫通することなく形成され、且つ凹み部１０が設けられた直線上の少なくとも一部は凹みが設けられないでリード５、７の肉厚がそのまま保持されている。
【００２２】
凹み部１０の形状を図２〜図５に示されている。図２は図１のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示し、第一の凹み部の形状を表している。図３は同様に図１のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示し、第二の凹み部の形状を表している。図４は図１のＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面を示し、第三の凹み部の形状を表している。図５は同様に図１のＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面を示し、第四の凹み部の形状を表している。
【００２３】
第一の凹み部１０の形状は長手方向に垂直に切ったときの断面形状が略Ｖ字の長溝、第二の凹み部１０形状は同様に長手方向に垂直に切ったときの断面形状が略Ｕ字の長溝となっている。第三の凹み部１０の形状は長手方向に切ったときに断面形状が複数個の独立した略Ｖ字の溝が略直線上に配置されたもの、第四の凹み部１０形状は同様に長手方向に切ったときに断面形状が複数個の独立した略Ｕ字の溝が略直線上に配置されたものとなっている。
【００２４】
なお、断面略Ｖ字形状及びＵ字形状の溝の深さは、リードフレームの厚みの１／５〜２／３の範囲内であることが望ましい。
【００２５】
凹み部の形状の上記４つの何れに於いても、リードの凹み部に於ける断面積はリードの凹みを設けない部分よりも断面積が小さくなり、リードをこの部分で折り曲げるにあたっては、少ない荷重で容易にリードを折り曲げることができる。
【００２６】
図６及び図７は上記リードフレーム１に樹脂によるインサートモールドによってパッケージ１１を形成した状態を示したものであり、図６は平面図、図７は図６のＥ−Ｅ断面図である。パッケージ１１の中央部には凹部１２が形成されており、凹部１２の底面にはリード５、７の夫々ダイボンドパッド４及びワイヤボンドパッド６が露出している。またパッケージ１１の側面からは各リード部５、７が側方に突出している。
【００２７】
図８は、多数個取りのリードフレーム１に個々のパッケージ１１を形成した後、パッケージ１１の凹部１２底面に露出したダイボンドパッド及びワイヤボンドパッドの夫々に半導体チップ１３をダイボンディング及びボンディングワイヤ１４をワイヤボンディングして凹部１２に透光性樹脂１５を充填して半導体チップ１３及びボンディングワイヤ１４を封止し、パッケージ１１の側面から突出したリード部５、７をパッケージ１１の側面に沿ってリードの突出部で略直角に曲げ、更にもう一度パッケージの底面に沿って略直角に折り曲げ、最後に個々の半導体素子に分離して表面実装型半導体素子として完成させたものである。
【００２８】
図８で明らかなように、パッケージ１１の側面から側方の突出したリード５、７がパッケージ１１の突出部でパッケージ１１の側面に沿って略直角に曲げられる位置に、リードの厚み方向に貫通しないで、且つ折曲方向とは反対側のリード面に凹み部１０を設けることによってリード５、７の断面積を小さくし、よって、少ない折り曲げ荷重で容易にリードが曲げられるようにしている。
【００２９】
その結果、各リードが突出する近傍のパッケージに加わるリードの折り曲げ時のストレスを抑制することができ、実装時の半田付けによる熱或いは動作時の半導体チップから発生する熱等によるによるパッケージとリードとの密着性の悪化及びパッケージの破損等の不具合発生を防止し、延いては前記不具合に起因する耐湿性不良による電気特性不良の誘発を阻止することができる。
【００３０】
また、各リードに設ける凹み部をリードの全幅に亘って設けるのではなく、リードの肉厚をそのまま残した部分を確保した状態でリードの中央部に設けるようにしている。そのため、本発明の表面実装型半導体素子を実装した後に振動や衝撃等の外部応力を受けたとしても、リードの肉厚の厚い部分に保護されて断線が阻止され、デバイスとしての機能を維持することができる。
【００３１】
更に、リードの断面積を小さくすることによって熱抵抗が大きくなり、ＬＥＤチップから発生する熱の放熱性が悪くなって半導体チップの特性を悪化させることにはなるが、貫通長穴を設ける方法と比べて断面積の低減率が低く、熱抵抗も比較的小さいために放熱性の悪化によるＬＥＤチップの特性悪化の程度は少なく、使用に際して障害となるほどのものではない。
【００３２】
なお、上記実施形態では、凹み部１０をリードの折曲方向とは反対側のリード面に設ける例で示したが、これとは逆にリードの折曲方向と同じ側のリード面に設けることや、両方のリード面に設けることも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係わる表面実装型半導体素子の実施形態に使用するリードフレームの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図３】同様に、図１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図５】同様に、図１のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図６】本発明に係わる表面実装型デバイスの実施形態に使用するリードフレームに樹脂によるインサートモールドを行なった後の平面図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】本発明に係わる表面実装型デバイスの実施形態を示す斜視図である。
【図９】従来の表面実装型半導体素子に使用するリードフレームの平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    リードフレーム
２    リードパターン
３    送り穴
４    ダイボンドパッド
５    リード
６    ワイヤボンドパッド
７    リード
８    貫通穴
９    貫通穴
１０    凹み部
１１    パッケージ
１２    凹部
１３    半導体チップ
１４    ボンディングワイヤ
１５    透光性樹脂
【図１】
2006203052.tif 000003
【図２】
2006203052.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006203052.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006203052.tif 000008
【図７】
2006203052.tif 000009
【図８】
2006203052.tif 000010
【図９】
2006203052.tif 000011