(57)【要約】【課題】十分な放熱性が得られると共に、低コストで製造できる電子部品用パッケージを提供する。【解決手段】電子部品が実装されるダイパッド１０と、ダイパッド１０の一部に繋がって下側に屈曲して配置された放熱板１２と、ダイパッド１０の周辺に並んで配置され、ダイパッド１０側に配置されるインナーリード２２ａとそれに繋がって下側に屈曲するアウターリード２２ｂとから構成される複数のリード２２と、ダイパッド１０及びインナーリード２２ａの下に形成された下側樹脂部２０ａとインナーリード２２ａの接続部及びダイパッド１０の上面が露出するように下側樹脂部２０ａの上方にリング状に立設する枠状樹脂部２０ｂとによって構成される樹脂部２０とを含み、ダイパッド１０及び放熱板１２とリード２２とが樹脂部２０によって支持されて一体化されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されるダイパッドと、
前記ダイパッドの一部に繋がって下側に屈曲して配置された放熱板と、
前記ダイパッドの周辺に並んで配置され、前記ダイパッド側に配置されるインナーリードと、前記インナーリードに繋がって下側に屈曲するアウターリードとから構成される複数のリードと、
前記ダイパッド及び前記インナーリードの下に形成された下側樹脂部と、前記インナーリードの接続部及び前記ダイパッドの上面が露出するように前記下側樹脂部の上方にリング状に立設して形成された枠状樹脂部とによって構成される樹脂部とを有し、
前記ダイパッド及び前記放熱板と前記リードとが前記樹脂部によって支持されて一体化されていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
前記ダイパッドは長方形状であり、前記ダイパッドの長手方向の両端側にダイパッドの幅より広い幅の平板部がそれぞれ繋がって設けられており、前記放熱板は前記平板部に繋がって下側に屈曲しており、前記複数のリードは前記ダイパッドの長手方向と平行な両端の周辺にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】
前記平板部は四角状であり、前記放熱板は前記平板部のうち少なくとも一辺に繋がって下側に屈曲していることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項４】
前記ダイパッドの前記長手方向の一端側に配置された前記枠状樹脂部に光透過窓が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項５】
前記ダイパッドに実装される電子部品の特性に合わせて、パッケージ内での放熱性のバランスがとれるように、前記放熱板の位置及び幅を調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項６】
前記ダイパッド、前記放熱板及び前記リードは、銅合金又は鉄・ニッケル合金からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項の電子部品用パッケージと、
前記ダイパッドの上に実装され、ワイヤによって前記インナーリードの接続部に接続された電子部品と、
前記枠状樹脂部の上に固着されて、前記電子部品を収容するキャップ部材とを有することを特徴とする電子部品装置。
【請求項８】
前記電子部品用パッケージは請求項４に記載されたものであり、前記電子部品は発光素子であることを特徴とする請求項７に記載の電子部品装置。
【請求項９】
前記ダイパッド上に前記発光素子を制御する制御用半導体素子がさらに実装されており、前記制御用半導体素子はワイヤによって前記インナーリードの接続部に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品用パッケージ及び電子部品装置に係り、さらに詳しくは、レーザダイオードのパッケージに好適に適用できる電子部品用パッケージ及びそれに電子部品が実装された電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザダイオードがパッケージの中に気密封止された状態で実装されて光源として利用される光半導体装置がある。図１に示すように、従来の光半導体装置の一例では、金属ベース１００の上にペルチェ素子２００が設けられ、その上にレーザダイオード３００及びそれを制御する制御用素子３２０が実装されている。金属ベース１００の周縁側にはリング状に立設する枠状金属部４００がろう付けされている。
【０００３】
さらに、枠状金属部４００の上に金属キャップ５００が溶接されており、レーザダイオード３００及び制御用素子３２０が収容部Ｓに収容されている。また、レーザダイオード３００から放出されるレーザ光の出射方向に対応する枠状金属部４００の部分に光ファイバが連結される光出射窓４００ａが設けられている。
【０００４】
また、従来の光半導体装置を別方向からみると、図２に示すように、枠状金属部４００の側部には、パッケージの内部から外側に延在するリード６００が設けられており、リード６００は枠状金属部４００の開口部４００ｘにガラス４２０によって封着されて固定されている。さらに、レーザダイオード３００がワイヤ３４０によってパッケージ内部のリード６００に接続されている。
【０００５】
このように、従来の光半導体装置では、レーザダイオード３００から発する熱はペルチェ素子２００を介して金属ベース１００側に放熱される。
【０００６】
そのような光半導体装置の放熱に関連する技術としては、特許文献１には、撮像素子が実装される樹脂製中空パッケージにおいて、中空パッケージの相対する２つの側面にリードを形成し、残りの相対する側面に金属製放熱フィンを設けることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、素子搭載部に光素子などの半導体素子が搭載され、半導体素子の周りに配設された複数のリードが樹脂封止され、素子搭載部の上に中空が設けられたプリモールド型の半導体装置において、素子搭載部の下に放熱板をかしめ連結して設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１４６５３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来技術の光半導体装置では、十分な信頼性を得るためにレーザダイオードに対して最適な膨張係数をもつ高価な金属部材（ＣｕＷなど）をろう付けして組み立てを行う必要があると共に、放熱手段としてペルチェ素子を使用している。このため、パッケージの製造コストが高くなり、製造コストの低減の要求に容易に対応できない問題がある。
【０００９】
そこで、パッケージの製造コストを低減するため、廉価なリードフレームの一部を樹脂でモールドし、切断及び曲げ加工を行うことによってパッケージを構成し、ダイパッドの上にレーザダイオードを実装する構造のパッケージが考えられる（例えば特許文献１に類似したパッケージ）。
【００１０】
しかしながら、そのようなパッケージでは、リードフレームの板厚を極端に厚くすることは困難でかつリードの幅も細いので、リードを放熱経路として利用しても十分な放熱性は得られない場合が多い。従って、ヒートシンクやヒートスプレッダを別途取り付ける必要があり、製造コストの低減には限界がある。
【００１１】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、十分な放熱性が得られると共に、低コストで製造できる電子部品用パッケージ及び電子部品装置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】
上記課題を解決するため、本発明は電子部品用パッケージに係り、電子部品が実装されるダイパッドと、前記ダイパッドに繋がって下側に屈曲して配置された放熱板と、前記ダイパッドの周辺に並んで配置され、前記ダイパッド側に配置されるインナーリードと、前記インナーリードに繋がって下側に屈曲するアウターリードとから構成される複数のリードと、前記ダイパッド、放熱板及び前記インナーリードの下に形成された下側樹脂部と、前記インナーリードの接続部及び前記ダイパッドの上面が露出するように前記下側樹脂部の上方にリング状に立設する枠状樹脂部とによって構成される樹脂部とを有し、前記ダイパッド及び前記放熱板と前記リードとが前記樹脂部によって支持されて一体化されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一つの好適な態様では、ダイパッドは長方形状であり、ダイパッドの長手方向の両端部にダイパッドより幅が広い四角状の平板部が繋がって設けられ、平板部の所要の辺に下側に屈曲する放熱板が繋がっている。そして、ダイパッドの長手方向と平行な両端の周辺に、インナーリードとそれに繋がって下側に屈曲するアウターリードとからなる複数のリードが並んで配置されている。
【００１４】
さらに、ダイパッド、平板部及びインナーリードの下に下側樹脂部が設けられ、インナーリードの接続部及びダイパッドの上面が露出するように下側樹脂部の上方に枠状樹脂部がリング状に立設して設けられている。このようにして、ダイパッド及び放熱板とリードとが樹脂部によって一体化されて支持されている。
【００１５】
本発明の電子部品用パッケージは、ダイパッドに電子部品が実装され、電子部品がワイヤによってインナーリードに接続され、枠状樹脂部の上にキャップ部材が固着されることによって電子部品装置となる。電子部品として発光素子（レーザダイオード）を使用する場合は、枠状樹脂部の壁に光透過窓が設けられる。
【００１６】
本発明の電子部品用パッケージでは、ダイパッド及び放熱板は熱伝導性の高い金属（銅合金や鉄・ニッケル合金など）から形成され、好適にはダイパッドの両端側の平板部の所望の位置に複数の放熱板が屈曲して設けられる。このため、パッケージ全体の設置面積を抑えつつ、放熱板の面積を大きく設定することができる。従って、ヒートシンクやヒートスプレッを特別に設けることなく、ダイパッドに実装される電子部品から発する熱はダイパッドから放熱板を介して外部に放出され、十分な放熱性が得られるようになる。
【００１７】
また、本発明の電子部品用パッケージは、所要のパターンを有する廉価なリードフレームの一部が樹脂部でモールドされ、リードや放熱板がリードフレームの枠部から切り離された後に、リードや放熱板が屈曲されて製造されるので、高価な金属部材をろう付けして製造する場合よりも極めて低コストで製造される。
【００１８】
さらに、放熱板やリードをダイパッドの周りの任意の位置に配置できると共に、放熱板の数も任意に設定することができる。このため、電子部品の種類や実装場所によってパッケージ全体の放熱のバランスをとる必要がある場合は、電子部品の特性に合わせて放熱板の幅や位置又は数を最適化して制御することが可能である。従って、従来技術と違ってペルチェ素子を使用することなく、パッケージ全体の温度コントロールを行うことができるようになり、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の電子部品用パッケージは、十分な放熱性が得られると共に、低コストで製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２１】
図３は本発明の実施形態の電子部品用パッケージを示す斜視図、図４は図３の電子部品用パッケージを上側からみた平面図、図５は図４のＩ−Ｉに沿った断面図である。
【００２２】
図３及び図４に示すように、本実施形態の電子部品用パッケージ１では、電子部品（レーザダイオードなど）が実装される長方形状のダイパッド１０の両端側にダイパッド１０と同一面となる平板部１１が繋がって設けられている。ダイパッド１０は平板部１１を含んで構成され、平板部１１の幅はダイパッド１０の幅よりも太く設定されている。
【００２３】
ダイパッド１０の一端側（図３及び図４では手前側）に注目すると、平板部１１にはそれに繋がって下側に屈曲する放熱板１２が設けられている。平板部１１は四角状であり、ダイパッド１０の長手方向と平行な平板部１１の対向する一対の辺には、平板部１１に繋がる第１、２放熱板１２ａ、１２ｂがそれぞれ下側に屈曲して設けられている。さらに、平板部１１のダイパッド１０側と反対側の先端部の中央には、平板部１１に繋がる第３放熱板１２ｃが下側に屈曲して設けられている。ダイパッド１０の長手方向の他端側においても同様な構成の放熱板１２が設けられている。
【００２４】
そして、ダイパッド１０及びその両端側の平板部１１の下側には、平板部１１の幅と略同一の幅の下側樹脂部２０ａが設けられている。図５を加えて参照すると、ダイパッド１０の下側においては、下側樹脂部２０ａがダイパッド１０の長手方向と平行な両縁部から外側周辺部まではみ出して形成されている。
【００２５】
また、ダイパッド１０の長手方向と平行な辺の一端側（図３の右側）に注目すると、ダイパッド１０から所定間隔を空けて下側樹脂部２０ａの端部上から下側にかけてリード２２が延在して設けられており、複数のリード２２が電気的に相互に分離された状態でダイパッド１０の長手方向に沿って並んで配置されている。リード２２はダイパッド１０の外側周辺の下側樹脂部２０ａの上に配置されたインナーリード２２ａとそれに繋がって下側樹脂部２０ａの端部で下側に屈曲するアウターリード２２ｂとによって構成される。
【００２６】
アウターリード２２ｂは、その外面が第１、第２放熱板１２ａ、１２ｂの外面に対応する位置に配置されると共に、その長さが第１、第２放熱板１２ａ、１２ｂの長さに対応するように設けられている。また、ダイパッド１０の長手方向と平行な辺の他端側においても同様の複数のリード２２が下側樹脂部２０ａの端部に並んで配置されている。
【００２７】
さらに、ダイパッド１０の両端側の平板部１１の各周縁部から複数のインナーリード２２ａの接続部を除く部分に交差する帯状部にかけて枠状樹脂部２０ｂがリング状に立設して設けられている。つまり、インナーリード２２ａの接続部及びダイパッド１０の上面が露出するように、下側樹脂部２０ａの周縁部の上方に枠状樹脂部２０ｂが形成されている。下側樹脂部２０ａ及び枠状樹脂部２０ｂによって樹脂部２０が構成され、樹脂部２０はインナーリード２２ａ及び平板部１１の一部を挟むようにして一体的に設けられている。
【００２８】
また、ダイパッド１０の長手方向の一端側の枠状樹脂部２０ｂの壁には光透過窓２０ｘが設けられている。光透過窓２０ｘは、ガラスで封止してもよいし、光ファイバが連結される空洞であってよい。
【００２９】
このようにして、複数のリード２２が各インナーリード２２ａの接続部が露出するように樹脂部２０に挿入されて並んで固定されている。そして、ダイパッド１０及び放熱板１２とリード２２とは、樹脂部２０によって支持されて一体化されている。また、下側樹脂部２０ａ、ダイパッド１０及び枠状樹脂部２０ｂによって電子部品が収容される収容部Ｓが構成されている。ダイパッド１０、放熱板１２及びリード２２は、銅合金又は鉄・ニッケル合金（４２アロイ）などの廉価で熱伝導性の高い金属から形成される。
【００３０】
以上のように、本実施形態の電子部品用パッケージ１では、ダイパッド１０の所要部に下側に屈曲する放熱板１２を設けるようにしたので、細いリードを放熱部として利用する場合よりも放熱板１０のトータル面積を十分に大きく設定することができる。
【００３１】
従って、後述するように電子部品用パッケージ１のダイパッド１０に電子部品が実装されて電子部品装置となる際に、ヒートシンクやヒートスプレッを特別に設けることなく、電子部品（レーザダイオードなど）から発する熱はダイパッド１０から放熱板１２を介して外部に放出されて十分な放熱性が得られるようになる。
【００３２】
なお、平板部１１を省略してダイパッド１０の両端部に下側に屈曲する放熱板１２を直接設けてもよい。あるいは、図３において、第１〜第３放熱板１２ａ〜１２ｃのうち少なくとも１つが設けられた形態としてもよい。さらには、ダイパッド１０の長手方向と平行な辺の一部にリード２２と並んで配置される同様な構成の放熱板１２を設けることもできる。また、ダイパッド１０の形状は長方形状に限定されるものではなく、各種の形状を採用できる。つまり、本発明では、ダイパッドに繋がって下側に屈曲する放熱板が設けられ、ダイパッドの周辺にリードが配置されて樹脂部で全体が支持されていればよい。
【００３３】
次に、本実施形態の電子部品用パッケージ１の製造方法について説明する。まず、図６に示すようなリードフレーム５を用意する。リードフレーム５は、銅合金又は鉄・ニッケル合金などからなる金属板がプレス又はエッチングによって加工されて得られる。図６に示すように、リードフレーム５では、枠部３０の横方向の一対の内側部に複数のリード２２がそれぞれ繋がって配置されている。
【００３４】
また、一対の複数のリード２２の内側に長方形状のダイパッド１０が配置され、その両端側に平板部１１と第１〜第３放熱板１２ａ〜１２ｃがそれぞれ繋がって配置されている。各放熱板１２ａ〜１２ｃが枠部３０に繋がる連結部３２に連結されて支持されている。
【００３５】
続いて、リードフレーム５を下型及び上型よりなる金型（不図示）で挟み、金型の中に樹脂を充填し、硬化させた後に金型を取り外す。これによって、図６及び図７（ａ）（図６のＩＩ−ＩＩに沿った断面図）に示すように、ダイパッド１０、平板部１１及びリード２２の下に下側樹脂部２０ａが形成されると共に、下側樹脂部２０ａの周縁部上にリード２２の接続部が露出するように枠状樹脂部２０ｂがリング状に立設して形成される。これにより、ダイパッド１０及び放熱板１２とリード２２とが樹脂部２０によって支持されて一体化された状態となる。
【００３６】
次いで、図７（ｂ）に示すように、リード２２の枠部３０との付け根部を切断して枠部３０からリード２２を切り離す。さらに、図６における第１〜第３放熱板１２ａ〜１２ｃに繋がる連結部３２を切断して枠部３０から第１〜第３放熱板１２ａ〜１２ｃを切り離す。その後に、図７（ｃ）に示すように、樹脂部２０から外側にはみ出したリード２２の部分を下側に折り曲げることにより、図３で示したインナーリード２２ａとそれに繋がって下側に屈曲するアウターリード２２ｂを得る。
【００３７】
さらに、樹脂部２０から外側にはみ出した第１〜第３金属板１２ａ〜１２ｃを下側に折り曲げることにより、図３で示したような平板部１１から下側に屈曲する第１〜第３金属板１２ａ〜１２ｃを得る。以上により、本実施形態の電子部品用パッケージ１が得られる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の電子部品用パッケージ１は、廉価なリードフレーム５（銅合金や鉄・ニッケル合金など）の所要部を樹脂部２０でモールドし、リード２２や放熱板１２を枠部３０から切り離した後に、リード２２や放熱板１２を屈曲させて製造するので、高価な金属部材をろう付けして製造する場合よりも極めて低コストで製造することができる。
【００３９】
次に、本実施形態の電子部品用パッケージ１に電子部品を実装する方法について説明する。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、電子部品用パッケージ１のダイパッド１０の第１実装領域Ａに、サブマウント４４を介して電子部品としてレーザダイオード４０（発光素子）を実装する。レーザダイオード４０は枠状樹脂部２０ｂの壁に設けられた光透過窓２０ｘ（図３参照）からレーザ光が外部に向かって出射されるように実装される。
【００４０】
続いて、ワイヤ２４によってレーザダイオード４０の接続端子とインナーリード２２ａの接続部と接続する。さらに、同様に、ダイパッド１０の第２実装領域Ｂに、サブマウント４４を介してレーザダイオード４０のレーザ光をモニタして制御する制御用半導体素子４２を実装する。さらに、同様に、ワイヤ２４によって制御用半導体素子４２の接続端子とインナーリード２２ａの接続部とを接続する。
【００４１】
次いで、図９に示すように、枠状樹脂部２０ｂの上にセラミックや金属などからなるキャップ部材５０を固着する。これにより、レーザダイオード４０及び制御用半導体素子４２が下側樹脂部２０ａ、ダイパッド１０、枠状樹脂部２０ｂ及びキャップ部材５０によって構成される収容部Ｓの中に気密封止されて収容される。これにより、本実施形態の電子部品装置２が得られる。本実施形態の電子部品装置２は、アウターリード２２ｂが配線基板のソケットに挿入されるなどして接続されると共に、放熱板１２が配線基板の放熱経路に接続される。
【００４２】
本実施形態の電子部品装置２は、前述したように、ダイパッド１０に繋がる放熱板１２を下側に屈曲させて設けることから、放熱板１２の面積を大きく設定することができるので、高い放熱性が得られる。本実施形態では、放熱板１２がダイパッド１０の両端部に対称になるように設けられているが、放熱板１２やリード２２の位置はダイパッド１０の周りの任意の位置に配置することができる。さらに、放熱板１２の数も任意に設定することができる。
【００４３】
従って、レーザダイオード４０の種類や実装場所によってパッケージ全体の放熱のバランス（均衡）をとる必要がある場合は、レーザダイオード４０の最適な放熱特性が得られるように、放熱板１２の幅や位置又は数を最適化することによって制御することが可能である。
【００４４】
例えば、レーザダイオード４０がダイパッド１０の端側に実装される場合は、レーザダイオード４０に近い方の放熱板１２のトータル面積を大きくすることによってパッケージ内でバランスよく放熱できるようになる。また、レーザダイオード４０と制御用半導体素子４２の間のダイパッド１０の部分に放熱板１２を屈曲させて設けて放熱をコントロールすることもできる。
【００４５】
従って、従来技術と違ってレーザダイオードの下にペルチェ素子を設けて温度コントロールする必要もなく、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は従来技術の光半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】図２は図１の従来技術の光半導体装置を別方向からみた断面図である。
【図３】図３は本発明の実施形態の電子部品用パッケージを示す斜視図である。
【図４】図４は図３の電子部品用パッケージを上側からみた平面図である。
【図５】図５は図４のＩ−Ｉに沿った断面図である。
【図６】図６は本発明の実施形態の電子部品用パッケージの製造方法で使用されるリードフレームに樹脂部がモールドされた様子を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態の電子部品用パッケージの製造方法を示す断面図であり、図７（ａ）は図６のＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の実施形態の電子部品用パッケージに電子部品が実装される様子を示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】図９は本発明の本実施形態の電子部品装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…電子部品用パッケージ、２…電子部品装置、５…リードフレーム、１０…ダイパッド、１１…平板部、１２…放熱板、１２ａ…第１放熱板、１２ｂ…第２放熱板、１２ｃ…第３放熱板、２０…樹脂部、２０ａ…下側樹脂部、２０ｂ…枠状樹脂部、２２…リード、２２ａ…インナーリード、２２ｂ…アウターリード、３０…枠部、３２…連結部、４０…レーザダイオード（電子部品）、４２…制御用半導体素子、４４…サブマウント、５０…キャップ部材、Ｓ…収容部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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