(57)【要約】【課題】放熱性、及び強度の双方に優れ、かつ腐食防止処理、及び製造も容易な電子部品用ステム、電子部品、及びその製造方法を提供する。【解決手段】フレーム８とフレーム８ら突出したヒートシンク７とが一体になったヒートシンクフレーム６と、樹脂部材で形成された基体２と、複数のリード端子３，４，５とを備えており、ヒートシンクフレーム６及び複数のリード端子３，４，５は、基体２と一体になっており、フレーム８は、基体２から露出した露出部分８ｃがあり、露出部分８ｃを、基体２の側面の周方向について見ると、基体２の側面全周の一部に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと前記フレームから突出したヒートシンクとが一体になったヒートシンクフレームと、樹脂部材で形成された基体と、複数のリード端子とを備えており、
前記ヒートシンクフレーム及び前記複数のリード端子は、前記基体と一体になっており、
前記フレームは、前記基体から露出した露出部分があり、前記露出部分を、前記基体の側面の周方向について見ると、前記露出部分は、前記基体の側面全周の一部に配置されていることを特徴とする電子部品用ステム。
【請求項２】
前記フレームは、環状部と前記環状部から延出した延出部とが一体になっており、前記延出部が前記基体から露出している請求項１に記載の電子部品用ステム。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、板状部材であり、前記板状部材は、前記環状部の平面部に対して略直交する方向に突出している請求項２に記載の電子部品用ステム。
【請求項４】
前記露出部分と、前記基体の側面とが略同一面上にある請求項１に記載の電子部品用ステム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の電子部品用ステムを用いた電子部品であって、前記ヒートシンクに電子部品の素子が固定されていることを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記基体のうち前記ヒートシンクがある側に、さらにキャップが装着されている請求項５に記載の電子部品。
【請求項７】
帯状のプレートをプレス加工して、面方向に延出した延出部が一体になったフレームと、前記フレームの面方向と略直交する方向に突出したヒートシンクとが形成されたヒートシンクフレームを形成する工程と、
リード端子と前記ヒートシンクフレームとを一体にした樹脂モールドの基体を成形する工程と、
前記延出部を切断して前記基体を前記プレートから分離する工程とを備え、
前記帯状のプレートを、前記各工程に順送りしながら、前記帯状のプレートのうち、前記順送りの方向と直交する方向における両端部間に、所定間隔で前記ヒートシンクフレーム、及び前記基体を形成することを特徴とする電子部品用ステムの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電子部品用ステムの製造方法を含む電子部品の製造方法であって、前記ヒートシンクに電子部品の素子を固定する工程を備えたことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記電子部品用ステムの前記ヒートシンクがある側にキャップを装着する工程をさらに備えた請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載する電子部品用ステムに関し、特に半導体レーザ装置等の発光装置として用いられる半導体装置用ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品用ステムにおいて、製造コストを低減させたり、放熱性を向上させるために、種々の構成が提案されている。例えば、下記特許文献１に記載の構成は、基体を樹脂基体としたことにより、材料費、組立費を低減するというものである。また、下記特許文献２に記載の構成は、放熱板をリード端子を囲むように配置し、この放熱板にキャップを当接させて、放熱性を向上させるというものである。
【０００３】
また、図７に示した構成は、ステム１００とブロック体１０１とが一体になっており、ステム１００は、樹脂基体である裏板１０２の側面全周に亘り露出している。この構成は、裏板１０２を樹脂基体としたことにより、製造コストの低減を図るとともに、裏板１０２から露出したステム１００にキャップ体１０３を接合して放熱性の向上を図っている（下記特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２５２１５４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−２５２５７５号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平４−２４９７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１の構成は、基体を樹脂基体としているので、金属で形成されたものと比べて放熱効果が小さく、強度の確保も困難であった。また、前記特許文献２の構成は、放熱性は向上するものの、放熱板の構造が複雑であり、加工も容易ではなかった。
【０００８】
図７に示した構成は、ステム１００は、樹脂基体である裏板１０２の全周に亘り露出しているので、小型化に不利であり、露出面積も大きくなり、広範囲に亘り腐食防止の処理が必要であった。
【０００９】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、放熱性、及び強度の双方に優れ、かつ腐食防止処理、及び製造も容易な電子部品用ステム、電子部品、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の電子部品用ステムは、フレームと前記フレームから突出したヒートシンクとが一体になったヒートシンクフレームと、樹脂部材で形成された基体と、複数のリード端子とを備えており、
前記ヒートシンクフレーム及び前記複数のリード端子は、前記基体と一体になっており、
前記フレームは、前記基体から露出した露出部分があり、前記露出部分を、前記基体の側面の周方向について見ると、前記露出部分は、前記基体の側面全周の一部に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子部品は、前記本発明の電子部品用ステムを用いた電子部品であって、前記ヒートシンクに電子部品の素子が固定されていることを特徴とする。
【００１２】
次に、本発明の電子部品用ステムの製造方法は、帯状のプレートをプレス加工して、面方向に延出した延出部が一体になったフレームと、前記フレームの面方向と略直交する方向に突出したヒートシンクとが形成されたヒートシンクフレームを形成する工程と、
リード端子と前記ヒートシンクフレームとを一体にした樹脂モールドの基体を成形する工程と、
前記延出部を切断して前記基体を前記プレートから分離する工程とを備え、
前記帯状のプレートを、前記各工程に順送りしながら、前記帯状のプレートのうち、前記順送りの方向と直交する方向における両端部間に、所定間隔で前記ヒートシンクフレーム、及び前記基体を形成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子部品の製造方法は、前記電子部品用ステムの製造方法を含む電子部品の製造方法であって、前記ヒートシンクに電子部品の素子を固定する工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品用ステム、及び電子部品は、基体の側面全周の一部に露出するフレームとヒートシンクとが一体になったヒートシンクフレームを備えているので、放熱性、及び強度の双方に優れ、かつ腐食防止処理、及び製造も容易である。
【００１５】
本発明の電子部品用ステムの製造方法、及び電子部品の製造方法は、電子部品用ステムを連続して生産できるので、生産性に優れ製造コストの削減にもなる。
【００１６】
前記本発明の電子部品用ステムにおいては、前記フレームは、環状部と前記環状部から延出した延出部とが一体になっており、前記延出部が前記基体から露出していることが好ましい。この構成によれば、基体の周方向全体に環状部材が配置されるので、強度確保に有利となる。
【００１７】
また、前記ヒートシンクは、板状部材であり、前記板状部材は、前記環状部の平面部に対して略直交する方向に突出していることが好ましい。この構成によれば、ヒートシンクは板状部材であるので、プレス加工等の加工が容易である。
【００１８】
また、前記露出部分と、前記基体の側面とが略同一面上にあることが好ましい。この構成によれば、腐食防止処理の範囲を小さく抑えることができ、小型化にも有利である。
【００１９】
前記本発明の電子部品の製造方法においては、前記電子部品用ステムの前記ヒートシンクがある側にキャップを装着する工程をさらに備えたことが好ましい。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る電子部品用ステム（以下「ステム」という。）の斜視図を示している。ステム１は、基体２がステム本体を構成している。基体２は樹脂成形品である樹脂モールドである。３本のリード端子３、４、５は、基体２と一体になっている。
【００２１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したステムの内部構造の透視図を示している。ヒートシンクフレーム６は、板状部材であるヒートシンク７にフレーム８が一体になったものである。フレーム８は、環状部材８ａに、環状部材８ａの径方向の外側に延出した延出部８ｂが一体になっている。また、環状部材８ａには、リード端子５が接合されている。
【００２２】
ヒートシンク７には、ステム１の製造工程において、又はステム１が完成した後に、半導体素子９が固定される。ヒートシンク７は、半導体素子９が発熱した熱を放熱、伝熱させる役割がある。このため、ヒートシンクフレーム６は、電気導通性、放熱性の双方に優れたアルミニウム、銅、又は銅合金等で形成されている。
【００２３】
ヒートシンクフレーム６は、例えばプレス加工により形成することができる。この場合、打ち抜き加工により基本形状を形成し、この基本形状のうち、ヒートシンク７に相当する板状部材を、環状部材８ａの平面部に対して略直交する方向に突出するように曲げ加工を施すことになる。
【００２４】
図１（ｃ）は、図１（ａ）に示したステム１の断面図を示している。ヒートシンクフレーム６のうち、環状部材８ａは基体２の内部に基体２と一体になって配置されており、ヒートシンク７は、基体２の上面から露出している。ここで、図１（ｂ）に示したように、延出部８ｂは環状部材８ａの径方向の外側に延出しており、延出部８ｂの先端面は、図１（ａ）に示したように、基体２の側面に露出した露出部分８ｃとなっている。より具体的には、露出部分８ｃを、基体２の側面の周方向について見ると、露出部分８ｃは、基体２の側面全周に亘り配置されているのではなく、基体２の側面全周の一部に配置されている。
【００２５】
露出部分８ｃを設けたことにより、ステム１の放熱効果を高めることができる。具体的には、半導体素子９からヒートシンク７に伝達した熱の一部は、ヒートシンク７から放熱する。ヒートシンク７からの熱は、基体２にも伝わるが、樹脂モールドである基体２の放熱性は低く、基体２自体では十分な放熱効果を発揮することができない。本実施の形態では、ヒートシンク７に伝わった熱は、環状部材８ａを介して延出部８ｂも伝わり、外気に面した露出部分８ｃから放熱されることになり、放熱性を向上させている。露出部分８ｃは、基体２の側面に配置されているので、基体２の上面を覆うようにキャップを取りつけた場合であっても、放熱効果は十分に発揮できる（図６参照）。
【００２６】
さらに、ヒートシンクフレーム６を有していることにより、放熱性の向上に止まらず、ステム１の機械的強度の向上にもなる。特に、本実施の形態のように、リング状の環状部材８ａを設けた構成では、基体２の周方向全体に環状部材８ａが配置されるので、強度確保に有利となる。また、耐熱性も向上することになり、使用時における温度上昇に対する信頼性が高くなる。
【００２７】
ヒートシンクフレーム６により、機械的強度や耐熱性が向上すれば、基体２の樹脂モールドの材料の選択肢も増えるという利点がある。すなわち、ヒートシンクフレーム６を設けたことにより、基体２の強度や耐熱性を下げた場合であっても、これをヒートシンクフレーム６により補えば、基体２としての全体的な強度や耐熱性を確保できるようにすることができる。
【００２８】
例えば、樹脂モールドの材料を、熱硬化性樹脂に代えて、これに比べ安価な熱可塑性樹脂を用いることができる場合もある。熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ樹脂があり、熱可塑性樹脂の例としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル  ブタジエン  スチレン）、ＰＰＳ（ポリ  フェニレン  サルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリ  エーテル  エーテル  ケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）がある。
【００２９】
ここで、本実施の形態に係るステム１を図７に示した従来例と比較してみると、図７に示した構成は、ステム１００は、樹脂基体である裏板１０２の全周に亘り露出しているので、露出面積が大きくなり、広範囲に亘り錆防止等の腐食防止処理が必要となる。本実施の形態に係るステムは、延出部の露出部分８ｃは、基体２の側面全周の一部であるので、腐食防止処理の範囲を大幅に減らすことができる。特に、露出部分８ｃが、基体２の外周側面と略同一となるようにすれば、腐食防止処理の範囲をより減らすことができる。また、基体２の径方向に拡大することはないので、ステム１の小型化にも有利である。
【００３０】
また、図７の構成では、ステム１００にキャップ１０３を接合する構成であるので、ステム１００とキャップ１０３とを溶接する場合は、ステム１００の材料は、溶接可能な鉄材等に限定されることになる。これに対して、本実施の形態に係るステム１１は、延出部は、キャップを接合するものではないので、材料選択の自由度が高く、前記のように、電気導通性、放熱性の双方に優れた銅等を用いることができる。鉄材に比べて耐食性に有利な銅材を用いれば、露出部分の腐食防止処理を不要とすることも可能になる。
【００３１】
（実施の形態２）
以下、図２〜５を参照しながら、ステムの製造方法に係る実施の形態について説明する。図２は、ステムの製造工程の全体図を示している。図２に示した工程は、第１のプレス工程１０、成形工程２０、第２プレス工程３０の各工程が連続している。すなわち、リールスタンドに設置された巻き出しリール１２から巻き出された帯状のプレート１３が、各工程に順送りされ、各工程における加工を経ながら、リールスタンドに設置された巻き取りリール１５に巻き取られて行く。
【００３２】
以下、工程順に説明する。第１のプレス工程１０においては、プレス機１１を用いて、巻き出しリール１２から巻き出されたプレート１３にプレス加工する。プレート１３は、巻き出しリール１２に巻き付けられている状態では、平板の帯状部材であり、プレス機１１によって所定形状にプレス加工される。
【００３３】
図３は、プレス加工後のプレート１３の斜視図を示している。平板の帯状部材であったプレート１３はプレス加工が施され、両端部１３ａを残し、フレーム１５と板状のヒートシンク１６とが一体になったヒートシンクフレーム１４が形成されている。フレーム１５は、環状部１５ａと環状部１５ａの径方向の外側、すなわち面方向の外側に延出した延出部１５ｂとが一体になったものである。
【００３４】
ヒートシンク１６は、環状部１５ａの平面部に対して略直角方向に突出するように、曲げ加工が施されている。プレス機１１には、プレート１３が矢印ａ方向に順次連続的に送られてくるので、プレス加工毎に、図３に示した形状が、所定間隔離れた位置に順次形成されることになる。
【００３５】
第１のプレス工程１０の加工が完了すると、成形工程２０へ移行する。成形工程２０においては、成形機１７によって基体である樹脂モールドが成形される。成形機１７の成形型内にパーツフィーダ１８によって、リード端子１９が供給される。リード端子１９が所定位置に配置された状態で、樹脂材料が成形型内に供給される。図４は、成形完了後の状態を示す斜視図である。リード端子１９、ヒートシンク１６、延出部１５ｂは、樹脂モールドである基体２１と一体になっており、環状部１５ａも基体２１の内部に一体になっている。
【００３６】
なお、図示は省略したが、プレス工程１０と成形工程２０との間に配置された溶接機によって、樹脂モールドの成形前の状態において、環状部１５ａの平面部のうち、ヒートシンク１６の近傍にリード端子２２を接合している（図１（ｃ）のリード端子５参照）。
【００３７】
成形工程２０が完了すると、第２のプレス工程３０に移行する。第２のプレス工程３０においては、プレス機２１によって、延出部１５ｂが切断され、基体２１が両端部１３ａから分離することになる。図５は、基体２１が分離した状態の斜視図を示しており、両端部１３ａには、切断面１５ｃで切断された延出部１５ｂの一部を残している。
【００３８】
基体２１が分離したプレート１３は、巻き取りリール１５に巻き取られ、プレス機２１からは、プレート１３から分離したステム２７が、搬出されることになる。これらのステム２７は、整列工程４０において、整列機（図示せず）によって、パレット上に整列することになる。
【００３９】
なお、図示はしていないが、成形工程の後に、半導体素子接合工程を設け、接合機を用いて、ヒートシンク１６に半導体素子を接合してもよい。また、半導体素子接合工程を省き、半導体素子の接合は、いったんステム２７を作製した後に行なってもよい。
【００４０】
ステム２７の作製前に、半導体素子を接合する場合は、ステムの製造工程に、半導体素子接合工程を備えているので、第２のプレス工程３０を経て得られたステム２７は、ヒートシンク１６に半導素子が接合されていることになる。すなわち、この製造方法は、ステム２７の製造方法でもあり、ステム２７に半導素子が接合された電子部品の製造方法でもある。
【００４１】
本実施の形態に係る製造方法は、帯状のプレート１３を各工程に順送りしながら、電子部品用ステムを生産するので、各工程はプレート１３を介して連続しており、電子部品用ステムを連続して生産でき、生産性に優れており、製造コストの削減にもなる。
【００４２】
（実施の形態３）
実施の形態３は、ステムを用いた電子部品に関するものである。図６は、前記実施の形態１に係るステム１を用いた半導体レーザ装置の断面図である。本図に示した半導体レーザ装置２３は、実施の形態２で説明した製造方法によりステム１を作製した後に、以下に説明する部品を追加することにより得られる。
【００４３】
ステム１のヒートシンク７には、半導体レーザ素子９が固定されている。半導体レーザ素子９とリード端子３、４との間は、ワイヤボンディングにより金属細線で接合されている。また、発光素子である半導体レーザ素子９に加え、受光素子２４もステム１に搭載されている。
【００４４】
ステム１の上面に追加部品の装着が完了した後は、ステム１の上面に、キャップ２５を装着して半導体レーザ装置２３を完成する。キャップ２５の開口２５ａには、光透過板２６が接合される場合もある。キャップ２５を装着しても、ヒートシンクフレーム８の露出部分８ｃが、外気に触れていることには変わりないので、放熱性が妨げられることはない。
【００４５】
なお、半導体レーザ装置の例で説明したが、本発明のステムに他の電子部品の素子を搭載して用いてもよい。本発明のステムは放熱効果に優れているので、特に高出力の発光素子の搭載に適しており、例えば高出力発光ダイオード用のステムとして用いてもよい。
【００４６】
また、前記各実施の形態において、ヒートシンクフレームのフレーム部の形状が円環状の例で説明したが、これに限るものではなく、例えば外周形状が多角形形状のものでもよい。また、ヒートシンク部と延出部とがつながっていれば、放熱性向上の効果は発揮することができ、フレーム部は例えば略コの字型、略Ｖ字型、略Ｕ字型、半円環状であってもよい。
【００４７】
また、フレーム部に一体となった延出部が２箇所の例で説明したが、これに限るものではなく、必要な放熱効果に応じて適宜決定すればよい。
【００４８】
また、基体側面のヒートシンクフレームの露出部は、基体の外周側面と略同一面にある例で説明したが、露出部を外周側面から突出させてもよい。この場合、小型化には不利となるが、露出部にキャップを接合する構成でなければ、突出量は僅かに抑えることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品用ステム、及び電子部品によれば、基体の側面全周の一部に露出するフレームとヒートシンクとが一体になったヒートシンクフレームを備えているので、放熱性、及び強度の双方に優れ、かつ腐食防止処理、及び製造も容易である。
【００５０】
また、本発明の電子部品用ステムの製造方法、及び電子部品の製造方法によれば、電子部品用ステムを連続して生産できるので、生産性に優れ製造コストの削減にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係る電子部品用ステムの斜視図
（ｂ）図１（ａ）に示した電子部品用ステムの透視図
（ｃ）図１（ａ）に示した電子部品用ステムの断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る電子部品用ステムの工程図
【図３】本発明の一実施形態に係る第１のプレス工程後のプレートの斜視図
【図４】本発明の一実施形態に係る成形工程後の基体の斜視図
【図５】本発明の一実施形態に係る第２のプレス工程後のプレートの斜視図
【図６】本発明の一実施形態に係るステムを用いた電子部品の斜視図
【図７】従来の電子部品用ステムの一例を示す斜視図
【符号の説明】
１，２７電子部品用ステム
２，２１  基体
３，４，５，１９，２２  リード端子
６，１４  ヒートシンクフレーム
７，１６  ヒートシンク
８，１５  フレーム
８ｂ，１５ｂ  延出部
８ｃ  露出部分
９  半導体素子
１０  第１のプレス工程
２０  成形工程
３０  第２のプレス工程成形工程
４０    整列工程
【図１】
2004319793.tif 000003
【図２】
2004319793.tif 000004
【図３】
2004319793.tif 000005
【図４】
2004319793.tif 000006
【図５】
2004319793.tif 000007
【図６】
2004319793.tif 000008
【図７】
2004319793.tif 000009