(57)【要約】【課題】リードが細く、板厚が薄い場合であっても、押えピンを設けることなくリードフレームの変形を防止し、生産性と品質を維持することを目的とする。【解決手段】樹脂により固定されるリード４の外側に凸部８を設けることにより、樹脂充填時にキャビティに凸部８が規制されてリード４の移動が制限されるため、樹脂の射出圧力によるリード４の変形が抑制され、リード４が細く、板厚が薄い場合であっても、生産性と品質を維持することができる。【選択図】図１
2011035177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載する実装部と、
前記実装部から延在する第１のリードと、
前記実装部の前記半導体素子の搭載面と平行な方向に前記第１のリードと隣接して配置される１または複数の第２のリードと、
前記半導体素子の搭載領域を開口しながら前記第２のリードを前記実装部に固定する樹脂成形体と、
前記半導体素子の搭載面と平行な方向に対して外側に配置された前記第２のリードに設けられて前記外側に突出する凸部と
を有し、前記樹脂成形体が前記第１のリードと前記第２のリードの間から樹脂を充填されて形成されることを特徴とする半導体用パッケージ。
【請求項２】
半導体素子を搭載する実装部と、
前記実装部から延在する第１のリードと、
前記実装部の前記半導体素子の搭載面と平行な方向に前記第１のリードと隣接する領域の一方あるいは両方に配置される１または複数の第２のリードと、
前記半導体素子の搭載領域を開口しながら前記第２のリードを前記実装部に固定する樹脂成形体と、
前記樹脂成形体の第２のリードと隣接する側面に形成される凹部と
を有し、前記樹脂成形体が前記第１のリードと前記第２のリードの間から樹脂を充填されて形成され、前記凹部が前記樹脂成形体の型となるキャビティに設けられた凸部により形成されることを特徴とする半導体用パッケージ。
【請求項３】
前記樹脂成形体の第２のリードと隣接する側面に形成される凹部をさらに備え、前記凹部が前記樹脂成形体の型となるキャビティに設けられた凸部により形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体用パッケージ。
【請求項４】
前記凹部の内部底面が平面であることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の半導体用パッケージ。
【請求項５】
前記凹部の厚さは、前記第２のリードの板厚以上であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の半導体用パッケージ。
【請求項６】
前記凸部が前記樹脂成形体の表面に露出し、前記凸部の露出面と前記樹脂成形体の側面とが略同一であることを特徴とする請求項１記載の半導体用パッケージ。
【請求項７】
前記凸部が前記樹脂成形体の表面に露出し、前記凸部の露出面と前記凹部の内部底面とが略同一であることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の半導体用パッケージ。
【請求項８】
前記凸部の先端面が平面であることを特徴とする請求項１または請求項３または請求項６のいずれかに記載の半導体用パッケージ。
【請求項９】
前記半導体素子が光半導体素子であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の半導体用パッケージ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の半導体用パッケージの前記搭載面に前記半導体素子が搭載され、前記半導体素子と前記第１のリードおよび前記第２のリードとがそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項９記載の半導体用パッケージの前記搭載面に前記光半導体素子が搭載され、前記光半導体素子と前記第１のリードおよび前記第２のリードとがそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の半導体用パッケージの製造における前記樹脂成形体の形成の際に、
前記第２のリードの移動を、前記凸部または前記キャビティの凸部により規制した状態で樹脂の充填および硬化を行うことを特徴とする半導体用パッケージの製造方法。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の半導体装置の製造における前記樹脂成形体の形成の際に、
前記第２のリードの移動を、前記凸部または前記キャビティの凸部により規制した状態で樹脂の充填および硬化を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂によりリードと搭載部とを固定する半導体用パッケージ、半導体装置、およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光半導体装置は小型化、高出力化の要求が高まり、高精度の組立性と放熱性向上が強く求められている。
従来の光半導体パッケージとして、発光半導体チップを搭載する搭載部と、発光半導体チップと電気的に接続されるリードを一体に保持するモールド樹脂部とを有し、搭載部裏面を樹脂部から露出させ、さらに搭載部端部に折り曲げ部を形成しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、半導体レーザのマウント部と他の端子導出リードとが共通のモールド体によって一体化し、サブマウント基板をマウントするマウント部に、リードの先端に対向するように広がる翼を設けているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図８は従来の折り曲げ部が形成された光半導体装置の構成を示す平面図であり、前記特許文献１に記載された従来の半導体装置を示すものである。
図８において、発光半導体チップ６４はサブマウント６５を介してリードフレーム６１に搭載され、モールド樹脂６３でリード６６を固定すると共に、発光半導体チップ６４の周囲を囲んでいる。モールド樹脂６３より外側の露出したリードフレーム６１および折り曲げ部６２で放熱効果を向上させている。
【０００５】
図９は従来の翼が設けられた光半導体装置の構成を示す平面図であり、前記特許文献２に記載された従来の半導体レーザ装置を示すものである。
図９において、半導体レーザ７１はサブマウント基板７２を介してマウント部７３に搭載され、樹脂モールド体７５でリード７４をモールド固定する。マウント部７３はその両側のリード７４に対抗するように広がるＴ字形パターンに構成される翼７６が設けられ、各々のリード７４は所要の位置関係に機械的に連結される。
【０００６】
次に、図１０を用いて上記のような構成の従来の光半導体装置用パッケージの製造方法を説明する。
図１０は一般的な光半導体用パッケージの製造工程を示すフロー図である。
【０００７】
図１０に示すように、第一にリードフレーム材料から順送プレス工程により第１のリードと第２のリードを形成し（Ｓ１）、次のリードフォーミング工程で第１のリードの曲げ加工を行い曲げ部を形成する（Ｓ２）。その後、インサートモールド工程で樹脂形成され（Ｓ３）、個片カット・定寸リードカットが行われる（Ｓ４）。ただし、めっきなどの表面処理は適宜行われるものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０１２９７９号公報
【特許文献２】実開平０５−０２３５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記インサートモールド工程で構成される光半導体装置用パッケージは、小型・薄型化に伴い実装部を露出させ放熱しやすくする形状にする為に、樹脂に覆われる箇所を減らし実装部の金属部の露出面積を広げてより効率良く放熱させている。小型・薄型化と高放熱性を兼ね備える光半導体装置用パッケージは、樹脂使用量が非常に少なく設計される。その為、樹脂成形部面積自体も大きく減る事になり、樹脂のゲート口を配置できる場所も制限される事になる。
【００１０】
樹脂成形では一般的に樹脂未充填を避ける為に、ゲート口周辺には極力、樹脂充填を阻害するリードフレームを配置せず、また阻害する形状を避ける。またゲート口とリードフレームとはある一定の距離を持たせ、ゲート口がリードフレームと接触しないように設計する為、更に樹脂充填のゲート口を配置できる場所は制限される。そのため、一般的にはリード間の裏面側に設けられたゲート口から樹脂を充填される構成となる。
【００１１】
また、樹脂成形する一般的な光半導体装置用パッケージでは、樹脂注入時に発生する樹脂圧力でリードフレームの変形が発生し正規の位置から移動する事を防止する為にリードを押えピンで押えている。
【００１２】
しかしながら、前記従来の構成では、小型・薄型化が進むにつれて前記押えピンを配置する箇所と樹脂ゲート口を配置する箇所が近接し、成形金型に押えピンを配置できない事となり、押えピンが配置できない場合、射出圧力によって、特に細く、板厚が薄いリードフレームが変形し、ボンディングワイヤエリアを確保できないと言う課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リードが細く、板厚が薄い場合であっても、押えピンを設けることなくリードフレームの変形を防止し、生産性と品質を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の目的を達成するために、本発明の半導体用パッケージは、半導体素子を搭載する実装部と、前記実装部から延在する第１のリードと、前記実装部の前記半導体素子の搭載面と平行な方向に前記第１のリードと隣接する領域の一方あるいは両方に配置される１または複数の第２のリードと、前記半導体素子の搭載領域を開口しながら前記第２のリードを前記実装部に固定する樹脂成形体と、前記半導体素子の搭載面と平行な方向に対して外側に配置された前記第２のリードに設けられて前記外側に突出する凸部とを有し、前記樹脂成形体が前記第１のリードと前記第２のリードの間から樹脂を充填されて形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、半導体素子を搭載する実装部と、前記実装部から延在する第１のリードと、前記実装部の前記半導体素子の搭載面と平行な方向に前記第１のリードと隣接する領域の一方あるいは両方に配置される１または複数の第２のリードと、前記半導体素子の搭載領域を開口しながら前記第２のリードを前記実装部に固定する樹脂成形体と、前記樹脂成形体の第２のリードと隣接する側面に形成される凹部とを有し、前記樹脂成形体が前記第１のリードと前記第２のリードの間から樹脂を充填されて形成され、前記凹部が前記樹脂成形体の型となるキャビティに設けられた凸部により形成されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記樹脂成形体の第２のリードと隣接する側面に形成される凹部をさらに備え、前記凹部が前記樹脂成形体の型となるキャビティに設けられた凸部により形成されることが好ましい。
【００１７】
また、前記凹部の内部底面が平面であることが好ましい。
また、前記凹部の厚さは、前記第２のリードの板厚以上であることが好ましい。
また、前記凸部が前記樹脂成形体の表面に露出し、前記凸部の露出面と前記樹脂成形体の側面とが略同一であっても良い。
【００１８】
また、前記凸部が前記樹脂成形体の表面に露出し、前記凸部の露出面と前記凹部の内部底面とが略同一であっても良い。
また、前記凸部の先端面が平面であることが好ましい。
【００１９】
また、前記半導体素子が光半導体素子であっても良い。
さらに、本発明の半導体装置は、前記半導体用パッケージの前記搭載面に前記半導体素子が搭載され、前記半導体素子と前記第１のリードおよび前記第２のリードとがそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする。
【００２０】
また、前記半導体用パッケージの前記搭載面に前記光半導体素子が搭載され、前記光半導体素子と前記第１のリードおよび前記第２のリードとがそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明の半導体用パッケージの製造方法は、前記半導体用パッケージの製造における前記樹脂成形体の形成の際に、前記第２のリードの移動を、前記凸部または前記キャビティの凸部により規制した状態で樹脂の充填および硬化を行うことを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体装置の製造における前記樹脂成形体の形成の際に、前記第２のリードの移動を、前記凸部または前記キャビティの凸部により規制した状態で樹脂の充填および硬化を行うことを特徴とする。
【００２３】
以上により、リードが細く、板厚が薄い場合であっても、押えピンを設けることなくリードフレームの変形を防止し、生産性と品質を維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、樹脂により固定されるリードの外側に凸部を設けることにより、樹脂充填時にキャビティに凸部が規制されてリードの移動が制限されるため、樹脂の射出圧力によるリードの変形が抑制され、リードが細く、板厚が薄い場合であっても、生産性と品質を維持することができる。
【００２５】
また、キャビティに凸部を設けることにより、樹脂充填時にキャビティの凸部によりリードが規制されてリードの移動が制限されるため、樹脂の射出圧力によるリードの変形が抑制され、リードが細く、板厚が薄い場合であっても、生産性と品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光半導体用パッケージの構成を示す平面図
【図２】本発明の光半導体用パッケージの構成を示す縦断面図
【図３】本発明の光半導体用パッケージの構成を示す背面図
【図４】本発明の光半導体用パッケージの構成を示す横断面図
【図５】本発明の光半導体用パッケージの製造工程を示すフロー図
【図６】本発明の光半導体装置の製造工程を示すフロー図
【図７】本発明の光半導体装置の構成を示す平面図
【図８】従来の折り曲げ部が形成された光半導体装置の構成を示す平面図
【図９】従来の翼が設けられた光半導体装置の構成を示す平面図
【図１０】一般的な光半導体用パッケージの製造工程を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の光半導体用パッケージの構成を示す平面図である。図２は本発明の光半導体用パッケージの構成を示す縦断面図であり、図１のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。図３は本発明の光半導体用パッケージの構成を示す背面図である。図４は本発明の光半導体用パッケージの構成を示す横断面図であり、図３のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。図５は本発明の光半導体用パッケージの製造工程を示すフロー図、図６は本発明の光半導体装置の製造工程を示すフロー図である。図７は本発明の光半導体装置の構成を示す平面図である。
【００２８】
まず、図１〜図４を用いて、光半導体用パッケージの構成について説明する。
図１〜図４に示すように、本発明の光半導体用パッケージは、光半導体素子１（図７参照）の搭載領域となる実装部２と、曲げ部５を備え、実装部２と一体形成される第１のリード３と、第１のリード３を中心に図１の平面方向に対する外側に配置され、ワイヤボンディングエリア１２が露出する１または２本の第２のリード４と、搭載される光半導体素子１（図７参照）を３方から囲み、実装部２，第１のリード３および第２のリード４を保持する樹脂成形部６とから成る。そして、第２のリード４のワイヤボンディングエリア１２の端部に、外側に突出する凸部８が設けられることを特徴とする。
【００２９】
このように、第２のリード４の外側に凸部８を設けることにより、樹脂成形部６形成時の樹脂充填の際に、樹脂成形部６形成領域の型となるキャビティの内壁に凸部８が規制され、第２のリード４の移動が制限されて、第２のリード４が細く、薄い場合であっても、樹脂の流動時の圧力によるリードの変形が防止され、品質を維持することができる。また、リードを固定する押えピンを設ける必要がなくなり、ボンディングワイヤエリア１２を十分確保することができるため、生産性を維持することができる。さらに、第２のリード４に凸部８が設けられる事で、樹脂に対してアンカー効果が期待でき、第２のリード４の抜けを防止することができる。
【００３０】
ここで、凸部８のキャビティと接触する先端面を面形状とし、キャビティと凸部８が面接触することが好ましい。ただし、先端面は面形状に限らず、Ｒ形状や点形状等により線接触や点接触する形状でも良く、また、複数に分かれる形状でも良く、キャビティの内壁に凸部８が規制されれば良い。また、先端面の周囲部分にＲを持たせて丸めていても良い。例えば、凸部８の先端面を四角形とし、厚みを第２のリード４の板厚と同程度、突出長さを約０．１ｍｍ、幅を０．３〜０．４ｍｍ程度とすることができる。
【００３１】
また、凸部８の形成と伴に、または凸部８の形成に代わり、キャビティに凸部を設け、第２のリード４を規制することもできる。この場合にも、第２のリード４の移動が制限されて、第２のリード４が細く、薄い場合であっても、樹脂の流動時の圧力によるリードの変形が防止され、品質を維持することができる。また、形状も凸部８と同様に任意である。キャビティに設ける凸部の厚みは第２のリード４の板厚と同等あるいはそれ以上にすることが好ましい。これにより、確実に第２のリード４を規制することができる。
【００３２】
キャビティの上面から下面までにわたって凸部を形成しても良いが、キャビティを上下２段に分割して形成する場合は、いずれか一方のみに第２のリード４の板厚以上の厚みの凸部を形成しても良い。それにより、キャビティの製造が容易になる。例えば、第２のリード４が下キャビティに収まる高さにある場合には、下キャビティの下面またはその近辺から第２のリード４を超える高さまで凸部を形成すれば良い。逆に、第２のリード４が上キャビティに収まる高さにある場合には、上キャビティの上面またはその近辺から第２のリード４を超える高さまで凸部を形成すれば良い。
【００３３】
このような凸部が設けられたキャビティを用いて樹脂成型部６を成形することにより、樹脂成型部６にはキャビティの凸部に対応する形状の凹部９が形成されることになる。
次に、図１〜図５を用いて、光半導体用パッケージの製造方法について説明する。
【００３４】
図５に示すように、まず、順送プレス工程とリードフォーミング工程を行って、実装部２と、実装部２から延在して曲げ部５を備える第１のリード３と外側に突出する凸部８を備える第２のリード４を形成する（Ｓ１，Ｓ２）。その後、インサートモールド工程にて、樹脂成形装置のキャビティ（図示せず）に実装部２と第１のリード３と第２のリード４を収納し、第１のリード３と第２のリード４の間の裏面側にあるゲート口１０から樹脂を充填した後、樹脂を硬化させることにより、実装部２と第１のリード３と第２のリード４を樹脂成形部６で一体化させる（Ｓ４）。樹脂成形部６は後に搭載される光半導体素子１（図７参照）を３方向で囲む位置に形成され、囲みのない開口部は光の出射口として開放された出射窓が形成される。
【００３５】
キャビティ内に実装部２と第１のリード３と第２のリード４を収納させる際、第２のリード４のワイヤボンディングエリア１２の端部に設けられている凸部８がキャビティに当接、または約０．０１〜０．０５ｍｍ程度の間隔で配置され、この状態でゲート口１０より樹脂の充填を行う（Ｓ３）。
【００３６】
第２のリード４の凸部８がキャビティに当接することで、樹脂充填時に第２のリード４がキャビティに支えられ、樹脂の圧力で第２のリード４が第１のリード３に対して外側へ変形する事を防止できる。このような工程により、第２のリード４の凸部８とキャビティ間に樹脂が回りこまないので、第２のリード４の凸部８が樹脂成形部６より露出して第２のリード４の凸部８と樹脂成形体６の樹脂成形部側面１３とは略同一となる。
【００３７】
または、第２のリード４の凸部８とキャビティを約０．０１〜０．０５ｍｍ程度の距離を持たせることで、樹脂充填時に樹脂の圧力で第２のリード４が上記寸法以上第１のリード３に対して外側へ変形することを防止できる。この場合も、第２のリード４の凸部８と樹脂成形体６の側面１３とは略同一となる。ただし、第２のリード４の強度が樹脂圧に対して十分に確保されている場合は、凸部８がキャビティまで移動せず、凸部８が露出しない場合もある。第２のリード４と凸部８との間隔を約０．０１〜０．０５ｍｍ程度持たせることで、キャビティ内に実装部２と第１のリード３と第２のリード４の収納をスムーズに行う事が可能となる。
【００３８】
ここで、キャビティに上記のような凸部を設けた場合にも、キャビティの凸部に第２のリード４が当接され、第２のリード４が樹脂成形部６より露出して第２のリード４と樹脂成形体６の樹脂成形部側面１３とは略同一となる。そして、樹脂成形部側面１３の第２のリード４が露出した部分に凹部９が形成される。樹脂成形体６に凹部９が形成されることにより、光半導体装置を実装基板へ実装する際に半田が濡れ広がって第２のリード４とショートすることを抑制することができる。また、樹脂成形部側面１３の樹脂厚により、第２のリード４のバリ等が樹脂成形体６から突出することを抑制することもできる。
【００３９】
最後に、樹脂成形体６が硬化後、個片・定寸リードカット工程を行い（Ｓ５）、光半導体用パッケージが完成する。
ここで、本発明の製造方法の特徴は、樹脂充填の際に、凸部８をキャビティで規制、または第２のリード４をキャビティの凸部で規制することにより、第２のリード４の移動範囲を制限し、リードの変形を抑制することであり、他の工程は上記説明に限るものではない。
【００４０】
また、光半導体装置の形成においては、図６，図７に示すように、上記光半導体用パッケージの樹脂成形部６に囲まれた実装部２上の搭載領域に光半導体素子１を実装し（Ｓ６）、光半導体素子１とワイヤボンディングエリア１２をボンディングワイヤ７で接続する（Ｓ７）ことにより光半導体装置が完成する。
【００４１】
なお、前記説明では、凸部８を第２のリード４におけるワイヤボンディングエリア１２の端部に設けるとしたが、樹脂充填時に凸部８がキャビティに規制されることにより第２のリード４の移動が制限されれば良く、凸部８の位置はワイヤボンディングエリア１２から延在した樹脂成形領域に設けても良い。同様に、キャビティの凸部もワイヤボンディングエリア１２から延在した樹脂成形領域に設けても良い。
【００４２】
また、第１のリード３が曲げ部５を有する場合を例に説明したが、曲げ部５を有さない場合も同様に適応可能である。
また、以上の説明では、光半導体素子１を搭載する光半導体用パッケージ，光半導体装置あるいはそれらの製造方法を用いて説明したが、光半導体素子１以外の半導体素子を搭載する半導体用パッケージ，半導体装置あるいはそれらの製造方法にも適応可能である。この場合、必ずしも樹脂成形体６の開口部を設ける必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、リードフレームの変形を防止し、生産性と品質を維持することができ、樹脂によりリードと搭載部とを固定する半導体用パッケージおよび半導体装置ならびにそれらの製造方法等に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１    光半導体素子
２    実装部
３    第１のリード
４    第２のリード
５    曲げ部
６    樹脂成形部
７    ボンディングワイヤ
８    凸部
９    凹部
１０    ゲート口
１２    ワイヤボンディングエリア
１３    樹脂成形部側面
６１    リードフレーム
６２    折り曲げ部
６３    モールド樹脂
６４    発光半導体チップ
６５    サブマウント
６６    リード
７１    半導体レーザ
７２    サブマウント基板
７３    マウント部
７４    リード
７５    樹脂モールド体
７６    翼
【図１】
2011035177.tif 000003
【図２】
2011035177.tif 000004
【図３】
2011035177.tif 000005
【図４】
2011035177.tif 000006
【図５】
2011035177.tif 000007
【図６】
2011035177.tif 000008
【図７】
2011035177.tif 000009
【図８】
2011035177.tif 000010
【図９】
2011035177.tif 000011
【図１０】
2011035177.tif 000012