(57)【要約】【課題】ＱＦＮ型のパッケージ構造の利点を生かしつつ、さらに一層の小型、薄型化を安価に実現することができる半導体装置を提供する。【解決手段】ＩＣチップ１が搭載されたリードフレーム２と、エポキシ樹脂で成形された枠状の外囲器３とを有し、リードフレーム２と外囲器３とは略同じ外周寸法に形成され、かつリードフレーム２は、フレーム間の隙間が上記と同じエポキシ樹脂５で充填されて外囲器３と一体化されており、また、外囲器３の上部には、その開口を封止するキャップ６が取り付けられて外囲器３の内部が密閉されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップが搭載されたリードフレームと、エポキシ樹脂で成形された枠状の外囲器とを有し、上記リードフレームと外囲器とは略同じ外周寸法に形成され、かつ、上記リードフレームはフレーム間の隙間が上記エポキシ樹脂で充填されて上記外囲器と一体化されており、また、上記外囲器の上部には、その開口を封止するキャップが取り付けられて上記外囲器の内部が密閉されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記ＩＣチップは受光素子で構成され、また、上記キャップは透光性材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
上記外囲器の上部には、その開口を封止する透光性のキャップを取り付ける代わりに、レンズ付きの蓋体が取り付けられて外囲器と蓋体の内部が密閉されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に係り、特には小型、薄型化を図ることができる半導体装置のパッケージ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器における軽薄短小化の要請に応えるために、半導体装置についても小型で薄型のパッケージ構造のものが要求されている。
【０００３】
このような小型で薄型の半導体装置を得るためのパッージ構造として、従来より、たとえば図４に示すようなＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）型のものがある。
【０００４】
図４に示すＱＦＰ型パッケージ構造を備えた半導体装置は、光ピックアップ用のもので、フォトダイオードなどの受光素子として構成されたＩＣチップ５０を有し、このＩＣチップ５０が中空の収納器５１の内部に配置され、また、収納器５１の上部には透光性のキャップ５２が取り付けられて収納器５１内部が密閉されている。また、収納器５１の４方向の周側部からはそれぞれリード５３が突出されており、各リード５３とＩＣチップ５０の各電極とがワイヤ５４を介して個別に接続されている。
【０００５】
このＱＦＰ型のパッケージ構造は、リード５３が収納器５１の周りから横方向に突出しているために、実装面積をシャドーエリア内に収めることができない。
したがって、実装面積の縮小化を図る上で自ずと限界がある。
【０００６】
そこで、従来技術では、たとえば図５および図６に示すようなＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）型のパッケージ構造の半導体装置が提供されている（たとえば、特開平５−６７６９５号公報、特開平７−３８００７号公報等参照）。
【０００７】
図５および図６に示すＱＦＮ型のパッケージ構造を備えた半導体装置は、光ピックアップ用のもので、フォトダイオードなどの受光素子が構成されたＩＣチップ６０を有し、このＩＣチップ６０がセラミック製のステージ基板６１にダイボンディング等により固定されている。
【０００８】
ステージ基板６１の上には、内側から階段状に２段に高くなった方形枠状をしたセラミック製の外囲器６２が一体に積層されてＩＣチップ６０の周りが外囲器６２で囲まれた状態になっている。そして、外囲器６２の上部には、その開口を封止するガラス等でできた透光性のキャップ６３がろう接等で一体固定されており、これによって外囲器６３の内部が密閉されている。
【０００９】
外囲器６２の内側段部にはメッキ処理等によりパターン形成された多数の内側電極６４が設けられ、各内側電極６４の一端側とＩＣチップ６０の電極とがワイヤ６５を介して個別に接続されている。そして、各内側電極６４の他端側は外囲器６２を通して周壁部まで導出され、その導出部分が外囲器６２の周壁部にメッキ処理等でパターン形成された外側電極６６に個別に接続されている。
【００１０】
各々の外側電極６６は、ステージ基板６１の底面まで回り込んでパッド部６６ａとして形成されている。したがって、この半導体装置を図示しない配線基板に実装する際には、当該基板の導体パターンに外側電極６６のパッド部６６ａが半田リフロー等によって固定される。
【００１１】
このように、図５および図６に示したＱＦＮ型のパッケージ構造を備えた半導体装置は、図４に示したＱＦＰ型のパッケージ構造のものに比べると、リード５３が外周部分から横方向に突出しておらず、したがって、実装面積はシャドーエリア内に収まるため、実装面積の縮小化を図ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５および図６に示した従来のＱＦＮ型のパッケージ構造のものは、ＩＣチップ６０を搭載するステージ基板６１、およびステージ基板６１の周りに配置された外囲器６２がいずれもセラミック製であるために製作が難しく、また、材料費も多くかかる。このため、パッケージのコスト低減を図ることが難しい。
【００１３】
また、ＩＣチップ６０を搭載するセラミックス製のステージ基板６１の上に、さらにセラミックス製の外囲器６２を配置する構造となっているために嵩高にならざるを得ず、薄型化を図る上で限界がある。さらに、内部電極６４と外部電極６６とをそれぞれメッキ処理等によってパターン形成する必要があるために、製造プロセスが複雑で工数も多くかかり、この点でもコストダウンを図ることが難しい。
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ＱＦＮ型のパッケージ構造の利点を生かしつつ、さらに一層の小型、薄型化を安価に実現することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次のようにしている。
すなわち、請求項１記載の発明に係る半導体装置は、ＩＣチップが搭載されたリードフレームと、エポキシ樹脂で成形された枠状の外囲器とを有し、上記リードフレームと外囲器とは略同じ外周寸法に形成され、かつ、上記リードフレームはフレーム間の隙間が上記エポキシ樹脂で充填されて上記外囲器と一体化されており、また、上記外囲器の上部には、その開口を封止するキャップが取り付けられて上記外囲器の内部が密閉されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２記載の発明に係る半導体装置は、請求項１記載の発明の構成において、上記ＩＣチップは受光素子で構成され、また、上記キャップは透光性材料からなることを特徴としている。
【００１７】
請求項３記載の発明に係る半導体装置は、請求項２記載の発明において、上記外囲器の上部には、その開口を封止する透光性のキャップを取り付る代わりに、レンズ付きの蓋体が取り付けられて外囲器と蓋体の内部が密閉されていることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置の全体構成を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１９】
この実施の形態１の半導体装置は、光ピックアップ用のもので、フォトダイオードなどの受光素子が構成されたＩＣチップ１と、銅などの導電性材料でできたリードフレーム２と、エポキシ樹脂で成形された方形枠状の外囲器３とを有する。そして、リードフレーム２と外囲器３とは略同じ外周寸法になるように形成されている。したがって、この実施の形態１の半導体装置は、基本的にはＱＦＮ型のパッケージ構造をしている。
【００２０】
上記のリードフレーム２は、ＩＣチップ１が搭載されるダイパッド部２ａと、このダイパッド部２ａを中心にしてその四辺から所定間隔を存して放射状に配置されたリード部２ｂとを有し、各リード部２ｂの内端部とＩＣチップ１の電極とがワイヤ４を介して個別に接続され、また、各リード部２ｂの外端部は外囲器３の外縁部分まで導出されている。
【００２１】
そして、外囲器３をエポキシ樹脂で形成する際に、リードフレーム２のフレーム間の隙間、すなわち、ＩＣチップ１が搭載されるダイパッド部２ａと各リード部２ｂとの隙間、および各リード部２ｂ相互間の隙間が全て同じエポキシ樹脂５で充填されることにより、リードフレーム２と外囲器３とが互いに一体化されている。また、外囲器３の上部には、その開口を封止するガラス等の透光性材料からなるキャップ６が接着剤等で一体に取り付けられており、これによって外囲器３の内部が密閉されている。
【００２２】
この半導体装置を組み立てるには、外囲器３をエポキシ樹脂で形成する際に、リードフレーム２のフレーム間の隙間が全て同じエポキシ樹脂５で充填してリードフレーム２と外囲器３とを一体化する。そして、リードフレーム２のダイパッド部２ａにＩＣチップ１を搭載してＩＣチップ１の電極と各リード部２ｂとをワイヤ４でボンディングする。次に、外囲器３の上部にキャップ６を接着剤などで取り付けて内部を密閉する。その後、外囲器３の周縁部よりも外方にあってリードフレーム２の各リード部２ｂを連結しているタイバーをダイシングなどにより切断することにより、リード部２ｂの相互間が電気的に切り離される。
【００２３】
このように、この実施の形態１の半導体装置は、基本的にＱＦＮ型のパッケージ構造であるため、実装面積をシャドーエリア内に収めることができる。また、薄肉のリードフレーム２の上にキャップ６付きの外囲器３を載置しているだけなので、外囲器３の高さは、ＩＣチップ１とリード部２ｂとをワイヤ４で接続した状態を保持し得るだけの空間を確保できればよく、余分な高さは必要でない。このため、従来のＱＦＮ型のパッケージ構造のものに比べて一層の薄型化を図ることができる。したがって、近年の高密度実装の製品に対して十分に対応することが可能になる。
【００２４】
また、外囲器３の材料は、従来のようなセラミック製ではなくてエポキシ樹脂を使用しているので、製作が容易で、材料費も安い。さらに、ＩＣチップ１との電気的な導通を図るために、従来のように内部電極６４と外部電極６６とをそれぞれメッキ処理等によってパターン形成する必要もなく、リードフレーム２をそのまま使用できるため、製造プロセスも少なくて済み、安価に実現することができる。
【００２５】
しかも、この実施の形態１では、ＩＣチップ１は受光素子で構成され、また、キャップ６は透光性材料から構成されているので、受光可能な中空構造の半導体装置を容易に得ることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る半導体装置の全体構成を示す断面図であり、図１および図２に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００２７】
この実施の形態２の半導体装置は、光ピックアップ用のもので、フォトダイオードなどの受光素子が構成されたＩＣチップ１と、リードフレーム２と、外囲器３とを有しており、これらの構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００２８】
この実施の形態２の特徴は、外囲器３の上部には、透光性の密閉板１０およびレンズ１１が予め固定された蓋体１２が接着剤等で取り付けられており、これによって外囲器３および蓋体１２の内部が密閉されている。
【００２９】
このように、この実施の形態２では、外囲器３の上部にはレンズ１１付きの蓋体１２が取り付けられているので、従来のように半導体装置を配線基板に取り付けた後、別途、半導体装置とレンズ１１との光軸合わせを行うといった手間を省くことができる。このため、光ピックアップを容易に構成することが可能になる。
【００３０】
なお、上記の実施の形態１，２の半導体装置は、光ピックアップ用のものであり、そのためＩＣチップ１としてフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子を設けた場合について説明したが、本発明は、これに限らずＣＣＤなどの受光素子であってもよく、さらに、受光素子に限らず、他の機能を発揮するＩＣチップであってもよい。さらに、本発明は、上記の実施の形態１，２の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
（１）　請求項１記載の発明に係る半導体装置によれば、ＩＣチップが搭載されたリードフレームに、これと略同じ外周寸法を有しかつエポキシ樹脂で成形された枠状の外囲器を一体固定したＱＦＮ型のパッケージ構造であるため、実装面積をシャドーエリア内に収めることができる利点があるとともに、従来のＱＦＮ型のパッケージ構造のものに比べて一層の薄型化を図ることができる。このため、近年の高密度実装の製品に対して十分に対応することが可能である。
【００３２】
また、外囲器の材料は、従来のようなセラミック製ではなくてエポキシ樹脂を使用しているので、製作が容易で、材料費も安い。さらに、ＩＣチップとの電気的な導通を図るために、従来のように内部電極と外部電極とをそれぞれメッキ処理等によってパターン形成する必要もなく、リードフレームをそのまま使用できるため、製造プロセスも単純で工数も少なくて済み、安価に実現することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明に係る半導体装置は、請求項１記載の発明の構成において、上記ＩＣチップは受光素子で構成され、また、上記キャップは透光性材料からなるので、受光可能な中空構造の半導体装置を容易に得ることができる。
【００３４】
請求項３記載の発明に係る半導体装置は、請求項２記載の発明において、外囲器の上部には、開口を覆うレンズ付きの蓋体が取り付けられているので、従来のように半導体装置を配線基板に取り付けた後、別途、半導体装置とレンズとの光軸合わせを行うといった手間を省くことができる。このため、光ピックアップを容易に構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の半導体装置のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の全体構成を示す断面図である。
【図４】従来のＱＦＰ型パッケージ構造を有する半導体装置の断面図である。
【図５】従来のＱＦＮ型パッケージ構造を有する半導体装置の斜視図である。
【図６】図５の半導体装置のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１　ＩＣチップ、２　リードフレーム、２ａ　ダイパッド部、２ｂ　リード部、３　外囲器、５　エポキシ樹脂、６　キャップ、１１　レンズ、１２　蓋体。
【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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