(57)【要約】【課題】モールド樹脂を成型するときのアウトガスの影響によるボンディングワイヤの結線不良を防止することができる構造の半導体装置を提供する。【解決手段】リードフレーム２１０は、ボンディングワイヤが結線されている位置１１１をモールド樹脂１３０が搭載されている位置から区切るリブ状の凸部２１１が上面に形成されている。リードフレーム２１０の上面にモールド金型１５０でモールド樹脂１３０を成型するとき、リードフレーム２１０の上面の凸部２１１でモールド樹脂１３０の搭載位置とボンディングワイヤの結線位置１１１とが区切られる。このため、凸部２１１のためにリードフレーム２１０の上面とモールド金型１５０の下面とが密着しない状態でも、モールド樹脂１３０の搭載位置からボンディングワイヤの結線位置１１１までアウトガスが到達することがない。【選択図】図１
2008004717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
前記リードフレームの上面の一部に搭載されている半導体素子と、
前記リードフレームの上面の一部に搭載されているモールド樹脂と、
前記リードフレームの上面に結線されているボンディングワイヤと、を有し、
前記リードフレームは、前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記モールド樹脂が搭載されている位置とを区切るリブ状の凸部が上面に形成されている半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子は、前記ボンディングワイヤが結線されている位置を介して前記モールド樹脂に隣接する位置で前記リードフレームの上面に金属ペーストで装着されており、
前記リードフレームは、前記凸部が前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記半導体素子の装着位置も区切るリブ状に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記リードフレームは、前記凸部が前記ボンディングワイヤが結線されている位置を包囲する環状に形成されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記リードフレームは、前記凸部が二重に形成されている請求項１ないし３の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードフレームは、前記凸部がプレス加工された凹溝の両側のかえりからなる請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子が、半導体レーザからなり、
前記ボンディングワイヤが、前記半導体レーザと前記リードフレームとを結線している請求項１ないし５の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の半導体装置のリードフレームであって、
前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記モールド樹脂が搭載されている位置とを区切るリブ状の凸部が上面に形成されているリードフレーム。
【請求項８】
リードフレームと、前記リードフレームの上面の一部に搭載されている半導体素子と、前記リードフレームの上面の一部に搭載されているモールド樹脂と、前記リードフレームの上面に結線されているボンディングワイヤと、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記モールド樹脂を成型するときに前記リードフレームの上面の前記ボンディングワイヤが結線される位置と前記モールド樹脂が搭載される位置とを区切るようにした製造方法。
【請求項９】
前記リードフレームの上面に前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記モールド樹脂が搭載されている位置とを区切るリブ状の凸部を形成し、
前記モールド樹脂を成型するためのモールド金型を前記凸部に当接する状態で前記リードフレームの上面に配置するようにした請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
半導体素子とモールド樹脂とボンディングワイヤとがリードフレームの上面に位置する構造の半導体装置の前記リードフレームの上面に前記モールド樹脂を成型するためのモールド金型であって、
前記リードフレームの上面に配置されたときに前記モールド樹脂が搭載されている位置と前記ボンディングワイヤが結線されている位置とを区切る形状に下面が形成されているモールド金型。
【請求項１１】
前記リードフレームは、前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記半導体素子の装着位置も区切るリブ状の凸部が上面に形成されており、
前記凸部を収容する凹部が下面に形成されている請求項１０に記載のモールド金型。
【請求項１２】
前記リードフレームは、前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記半導体素子の装着位置も区切るリブ状の凸部が上面に形成されており、
前記ボンディングワイヤが結線されている位置に密着する凸部が下面に形成されている請求項１０に記載のモールド金型。
【請求項１３】
前記リードフレームは、前記ボンディングワイヤが結線されている位置と前記半導体素子の装着位置も区切るリブ状の凸部が上面に形成されており、
前記ボンディングワイヤが結線されている位置を包囲する環状の凸部が下面に形成されている請求項１０に記載のモールド金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザなどの半導体素子がリードフレームに搭載されている半導体装置に関し、特に、リードフレームにモールド樹脂が直接に成型されているとともにボンディングワイヤが結線されている半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる光学ヘッドなどの半導体装置は、半導体素子である半導体レーザがリードフレームに搭載された構造に形成されている。ここで、このような半導体装置の一従来例を図５および図６を参照して以下に説明する。なお、図６は図５のＡＡ′断面である。
【０００３】
ここで例示する半導体装置１００は、図５に示すように、リードフレーム１１０と、リードフレーム１１０の上面の一部に搭載されている半導体素子である半導体レーザ１２０と、リードフレーム１１０の上面の一部に搭載されているモールド樹脂１３０と、リードフレーム１１０の上面に結線されているボンディングワイヤ１４０と、を有する。
【０００４】
より詳細には、半導体レーザ１２０はヒートシンク１２１に搭載されている。半導体レーザ１２０は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を介してモールド樹脂１３０に隣接する位置でリードフレーム１１０の上面に銀ペースト１２２で装着されている。半導体レーザ１２０の上面と、リードフレーム１１０の上面が結線されている位置１１１とが、ボンディングワイヤ１４０で結線されている。
【０００５】
また、リードフレーム１１０は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１と半導体レーザ１２０の装着位置を区切る線形の凹溝１１２が上面に形成されている。この凹溝１１２はプレス加工で形成されており、図６に示すように、その両側には"溝部かえり"などと呼称される凸部１１３が形成されている。
【０００６】
ここで、上述のような構造の半導体装置１００の製造方法を以下に簡単に説明する。まず、リードフレーム１１０の上面に、プレス加工で凹溝１１２を形成する。このとき、必然的に凹溝１１２の両側に凸部１１３が形成される。
【０００７】
このリードフレーム１１０の上面にインジェクション製法にてモールド樹脂１３０を形成した後、ヒートシンク１２１に搭載された半導体レーザ１２０が銀ペースト１２２にてマウントされる。
【０００８】
このとき、銀ペースト１２２がリードフレーム１１０上が結線されている位置１１１にはみ出すことが、凹溝１１２および凸部１１３で防止される。つまり、この凸部１１３には、表面張力が働き、凹溝１１２への銀ペースト１２２の流入を防ぐ効果がある。
【０００９】
さらに、この凸部１１３を銀ペースト１２２が乗り越えた場合でも、凹溝１１２に銀ペースト１２２が溜まることで結線位置１１１に流れ込むのを防ぐことができる。なお、リードフレーム１１０は、腐食防止のために全面に銀メッキが被覆されている。
【００１０】
上述のように半導体素子をリードフレームに銀ペーストで接着した構造の半導体装置としては、各種の提案がある(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平０２−０２５０６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した半導体装置１００では、リードフレーム１１０の上面にインジェクション製法にてモールド樹脂１３０を形成する際、リードフレーム１１０の上面の凸部１１３にモールド金型１５０の下面が当接する。このため、リードフレーム１１０の上面とモールド金型１５０の下面とは、数マイクロメートルほど遊離した状態となる。
【００１２】
一方、インジェクション製法にて一般的に使用されているＰＰＳ(PolyPhenylene Sulfide)等の熱可塑性樹脂がモールド樹脂１３０に利用された場合、成型時に二酸化硫黄等を含んだアウトガスが発生する。
【００１３】
このアウトガスに含まれる二酸化硫黄が結線位置１１１のリードフレーム１１０の銀メッキと反応すると、その表面に硫化銀の被膜が形成される。すると、ボンディングワイヤ１４０を結線位置１１１に結線する際に、硫化銀の被膜のために結線不良が発生しやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体装置は、リードフレームと、リードフレームの上面の一部に搭載されている半導体素子と、リードフレームの上面の一部に搭載されているモールド樹脂と、リードフレームの上面に結線されているボンディングワイヤと、を有し、リードフレームは、ボンディングワイヤが結線されている位置をモールド樹脂が搭載されている位置から区切るリブ状の凸部が上面に形成されている。
【００１５】
本発明のリードフレームは、本発明の半導体装置のリードフレームであって、ボンディングワイヤが結線されている位置をモールド樹脂が搭載されている位置から区切るリブ状の凸部が上面に形成されている。
【００１６】
本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームと、リードフレームの上面の一部に搭載されている半導体素子と、リードフレームの上面の一部に搭載されているモールド樹脂と、リードフレームの上面に結線されているボンディングワイヤと、を有する半導体装置の製造方法であって、モールド樹脂を成型するときにリードフレームの上面のボンディングワイヤが結線される位置とモールド樹脂が搭載される位置とを区切るようにした。
【００１７】
従って、本発明では、リードフレームの上面にモールド樹脂を成型するとき、リードフレームの上面のモールド樹脂が搭載される位置とボンディングワイヤが結線される位置とが区切られるので、例えば、リードフレームの上面とモールド金型の下面とが密着しない状態でも、モールド樹脂が搭載されている位置からボンディングワイヤが結線されている位置までアウトガスが到達することがない。
【００１８】
本発明のモールド金型は、半導体素子とモールド樹脂とボンディングワイヤとがリードフレームの上面に位置する構造の半導体装置のリードフレームの上面にモールド樹脂を成型するためのモールド金型であって、リードフレームの上面に配置されたときにモールド樹脂が搭載されている位置とボンディングワイヤが結線されている位置とを区切る形状に下面が形成されている。
【００１９】
従って、本発明では、リードフレームの上面にモールド金型でモールド樹脂を成型するとき、リードフレームの上面のモールド樹脂が搭載されている位置とボンディングワイヤが結線されている位置とがモールド金型の下面により区切られるので、モールド樹脂が搭載されている位置からボンディングワイヤが結線されている位置までアウトガスが到達することがない。
【００２０】
なお、本発明では上下方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。また、本発明で云う「かえり」とは、金属の表面にプレス加工で凹溝を形成したときに、その両側に発生するリブ状の凸部を意味している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、リードフレームの上面にモールド金型でモールド樹脂を成型するとき、リードフレームの上面のモールド樹脂が搭載されている位置とボンディングワイヤが結線されている位置とが区切られることにより、この凸部のためにリードフレームの上面とモールド金型の下面とが密着しない状態でも、モールド樹脂が搭載されている位置からボンディングワイヤが結線されている位置までアウトガスが到達することがないので、このアウトガスの影響によるボンディングワイヤの結線不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の第一の形態を図１および図２を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００２３】
また、本実施の形態では図示するように上下方向を規定して説明するが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００２４】
本実施の形態の半導体装置２００は、図２に示すように、一従来例として例示した半導体装置１００と同様に、リードフレーム２１０と、リードフレーム２１０の上面の一部に搭載されている半導体素子である半導体レーザ１２０と、リードフレーム２１０の上面の一部に搭載されているモールド樹脂１３０と、リードフレーム２１０の上面に結線されているボンディングワイヤ１４０と、を有する。
【００２５】
ただし、本実施の形態の半導体装置２００では、一従来例の半導体装置１００とは相違して、図１に示すように、リードフレーム２１０は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１をモールド樹脂１３０が搭載されている位置から区切るリブ状の凸部２１１が上面に形成されている。
【００２６】
より詳細には、リードフレーム２１０の凸部２１１は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を包囲する環状に形成されている。このため、凸部２１１は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１と半導体レーザ１２０の装着位置も区切るリブ状に形成されている。
【００２７】
さらに、凸部２１１は、プレス加工された凹溝２１２の両側の、かえりからなる。このため、凸部２１１は、凹溝２１２の両側に二重に形成されている。なお、本実施の形態のリードフレーム２１０も、腐食防止のために全面に銀メッキが被覆されている。
【００２８】
なお、半導体レーザ１２０はヒートシンク１２１に搭載されており、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を介してモールド樹脂１３０に隣接する位置でリードフレーム２１０の上面に銀ペースト１２２で装着されている。
【００２９】
さらに、本実施の形態の半導体装置２００の製造方法を以下に簡単に説明する。まず、リードフレーム２１０の上面に、プレス加工で凹溝２１２を形成する。このとき、必然的に凹溝２１２の両側に凸部２１１が形成される。
【００３０】
このリードフレーム２１０の上面にインジェクション製法にてモールド樹脂１３０を形成する。ヒートシンク１２１に搭載された半導体レーザ１２０が銀ペースト１２２にてマウントされる。このとき、銀ペースト１２２がリードフレーム２１０上が結線されている位置１１１まで到達することが、凹溝２１２および凸部２１１で防止される。
【００３１】
本実施の形態の半導体装置２００でも、一従来例の半導体装置１００の場合と同様に、リードフレーム２１０の上面にモールド金型１５０でモールド樹脂１３０を成型するとき、凸部２１１のためにリードフレーム２１０の上面とモールド金型１５０の下面とに数マイクロメートルほどの隙間が発生する。そして、成型されるモールド樹脂１３０から、リードフレーム２１０の銀メッキと反応するアウトガスが発生する。
【００３２】
しかし、本実施の形態の半導体装置２００では、モールド樹脂１３０が搭載されている位置とボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１とが凸部２１１で区切られている。このため、モールド樹脂１３０から発生したアウトガスがボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１まで到達することがない。
【００３３】
従って、本実施の形態の半導体装置２００では、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１の銀メッキがアウトガスに影響されないので、この影響によるボンディングワイヤ１４０の結線不良を防止することができる。
【００３４】
この結線不良を防止する凸部２１１は、半導体レーザ１２０をリードフレーム２１０に接着する銀ペースト１２２がボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１まで到達することも防止している。つまり、リードフレーム２１０に凸部２１１を形成するために従来より工程が増加することがない。
【００３５】
しかも、凸部２１１はボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を包囲する環状に形成されている。このため、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１に銀ペースト１２２やアウトガスが到達することを、確実に防止することができる。
【００３６】
さらに、上述の凸部２１１は、凹溝２１２をプレス加工で形成することにより、形成されている。このため、簡単な加工でリードフレーム２１０の表面に凸部２１１を形成することができる。
【００３７】
しかも、上述のようにプレス加工した凹溝２１２の両側に凸部２１１が形成されているので、この凸部２１１はボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を二重に包囲している。このため、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１に銀ペースト１２２やアウトガスが到達することを、極めて確実に防止することができる。
【００３８】
つぎに、本発明の実施の第二の形態を図３を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態に関して前述した従来例および上述した第一の形態と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００３９】
本実施の形態の半導体装置は、構造的には一従来例の半導体装置１００と同一である。ただし、その製造方法が相違するため、リードフレーム３１０は、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１の銀メッキがアウトガスと反応していない。
【００４０】
そこで、本実施の形態の半導体装置の製造方法を以下に簡単に説明する。まず、リードフレーム３１０の上面に、プレス加工で凹溝１１２を形成する。このとき、必然的に凹溝１１２の両側に凸部１１３が形成される。このリードフレーム３１０の上面にモールド金型３２０を配置し、インジェクション製法にてモールド樹脂１３０を形成する。
【００４１】
ただし、本実施の形態のモールド金型３２０は、リードフレーム３１０の上面に配置されたときにモールド樹脂１３０が搭載されている位置とボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１とを区切る形状に下面が形成されている。
【００４２】
より具体的には、本実施の形態のモールド金型３２０は、リードフレーム３１０の凸部１１３を収容する凹部３２１が下面に形成されている。このため、本実施の形態の製造方法では、リードフレーム３１０の上面にモールド金型３２０でモールド樹脂１３０を成型するとき、凸部１１３のためにリードフレーム３１０の上面とモールド金型３２０の下面とが遊離することがない。
【００４３】
つまり、リードフレーム３１０が結線されている位置１１１がモールド金型３２０の密着により密閉されている。このため、モールド樹脂１３０から発生したアウトガスが結線位置１１１の銀メッキに影響しないので、この影響によるボンディングワイヤ１４０の結線不良を防止することができる。
【００４４】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではリードフレーム３１０の凸部１１３を収容する凹部３２１がモールド金型３２０の下面に形成されていることを例示した。
【００４５】
しかし、図４(ａ)に示すように、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１に密着する凸部３３１をモールド金型３３０の下面に形成しておいてもよい。同様に、図４(ｂ)に示すように、ボンディングワイヤ１４０が結線されている位置１１１を包囲する環状の凸部３４１をモールド金型３４０の下面に形成しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の第一の形態の半導体装置のリードフレームにモールド樹脂を成型する工程を示す模式的な縦断正面図であり、図２のＡＡ′断面図である。
【図２】半導体装置の外観を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の第二の形態の半導体装置の製造工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図４】変形例の半導体装置の製造工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図５】一従来例の半導体装置の外観を示す平面図である。
【図６】図５のＡＡ′断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    リードフレーム
１００    半導体装置
１１０    リードフレーム
１１１    結線位置
１１２    凹溝
１１３    凸部
１２０    半導体レーザ
１２１    ヒートシンク
１２２    銀ペースト
１３０    モールド樹脂
１４０    ボンディングワイヤ
１５０    モールド金型
２００    半導体装置
２１０    リードフレーム
２１１    凸部
２１２    凹溝
３１０    リードフレーム
３２０    モールド金型
３２１    凹部
３３０    モールド金型
３３１    凸部
３４０    モールド金型
３４１    凸部
【図１】
2008004717.tif 000003
【図２】
2008004717.tif 000004
【図３】
2008004717.tif 000005
【図４】
2008004717.tif 000006
【図５】
2008004717.tif 000007
【図６】
2008004717.tif 000008