(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードが一定数ずつの複数の組に分けられて一定方向に並べて設けられている製造用フレームに半導体素子を搭載し、かつこの半導体素子と上記複数のリードとを電気的に接続する第１工程と、
上記半導体素子およびこれに導通する複数のリードの各一部をケース内に収容して固定させる第２工程と、
上記製造用フレームを切断することにより、上記ケース内に一部分が収容されている複数のリードを上記製造用フレームの他の部分から分離する第３工程と、
を有している、半導体装置の製造方法であって、
上記ケースとしては、サイズが相違する第１および第２のケースを準備しておき、かつ、
１モジュールに相当する半導体装置を製造するときには、上記第２工程において上記第１のケース内に上記複数のリードを１組分だけ収容させる一方、
複数モジュールに相当する半導体装置を製造するときには、上記第２工程において上記第２のケース内に上記複数のリードを複数組分一括して収容させることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記製造用フレームの複数のリードの各組どうしの間には、上記製造用フレームの一対のサイドフレームどうしを繋ぐクロスメンバを設けておき、このクロスメンバを上記ケースの内部から外部に突出するダミー電極として形成する工程を有している、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
上記半導体素子は、発光素子である、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上記第２のケースは、複数の収容空間部に仕切るための仕切壁を備えたものを使用する、１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、８セグメントまたは７セグメントタイプの表示装置などして構成するのに好適な半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の具体例としては、たとえば図１３（ａ）に示すように、１桁の数字と１つのドットとを表示可能な８セグメントタイプの表示装置Ｂ１がある。また、同図（ｂ）に示すように、２桁の数字と２つのドットとを表示可能とされた表示装置Ｂ２もあり、この表示装置Ｂ２は、表示装置Ｂ１の基本構成を１モジュールとした場合に、２モジュールに相当する構成を備えている。これらの表示装置Ｂ１，Ｂ２は、いずれもケース９０ａ，９０ｂ内に複数のＬＥＤチップ（同図では図示略）が収容されたものであり、ケース９０ａ，９０ｂの外部には、面実装用の複数の端子部９２が形成された複数本のリード９１が突出している。ただし、表示装置Ｂ２は、表示装置Ｂ１と比べて、リード９１やＬＥＤチップの数が２倍となっている。
【０００３】
従来においては、表示装置Ｂ１，Ｂ２の製造は、次のようにして行なわれている。すなわち、表示装置Ｂ１の製造に際しては、たとえば図１４に示すように、複数のリード９１が一定数ずつに纏められた複数の組に分けられて形成されている製造用フレームＦ１を使用する。１組のリード９１の数は、１つの表示装置Ｂ１が備えるべきリードの数であり、リード９１の各組どうしの間には、製造用フレームＦ１を補強するためのクロスメンバ９８が適宜設けられている。この製造用フレームＦ１には、ＬＥＤチップ９４（同図（ｂ）参照）のボンディングや必要なワイヤ接続などを行なってから、１組分のリード９１のそれぞれの一部をケース９０ａ内に収容させる。ケース９０ａ内には、予め液状の樹脂９３を充填しておく。樹脂９３はその後硬化させる。これにより、各リード９１およびこれに対応する所定のＬＥＤチップ９４を樹脂封止して、ケース９０ａに固定させることができる。その後は、各リード９１のうち、樹脂９３から突出した部分に、フォーミング加工や切断加工を施す。このような方法によれば、たとえば金型を用いた樹脂成形手段によって半導体素子を樹脂パッケージする場合よりも、製造作業の容易化を図ることができる。
【０００４】
表示装置Ｂ２の製造の基本的な工程は、上記した内容と同様である。ただし、図１５に示すように、表示装置Ｂ２の製造に用いられる製造用フレームＦ２は、１組とされるリード９１の数が、製造用フレームＦ１の１組のリード数の約２倍とされたものである。樹脂９３が充填されているケース９０ｂ内には、製造用フレームＦ２の１組分のリード９１のそれぞれの一部を収容することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の手段においては、表示装置Ｂ１，Ｂ２が互いに共通する構成を有しているにも拘わらず、それらの製造に際しては、構造が異なる別々の製造用フレームＦ１，Ｆ２を使用している。したがって、それらの製造用フレームＦ１，Ｆ２を製造して予め準備しておくためのコストが嵩むこととなって、表示装置Ｂ１，Ｂ２の製造コストも高くなるという不具合があった。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、表示装置の製造コストの低減化を図ることをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明によって提供される半導体装置の製造方法は、複数のリードが一定数ずつの複数の組に分けられて一定方向に並べて設けられている製造用フレームに半導体素子を搭載し、かつこの半導体素子と上記複数のリードとを電気的に接続する第１工程と、上記半導体素子およびこれに導通する複数のリードの各一部をケース内に収容して固定させる第２工程と、上記製造用フレームを切断することにより、上記ケース内に一部分が収容されている複数のリードを上記製造用フレームの他の部分から分離する第３工程と、を有している、半導体装置の製造方法であって、上記ケースとしては、サイズが相違する第１および第２のケースを準備しておき、かつ１モジュールに相当する半導体装置を製造するときには、上記第２工程において上記第１のケース内に上記複数のリードを１組分だけ収容させる一方、複数モジュールに相当する半導体装置を製造するときには、上記第２工程において上記第２のケース内に上記複数のリードを複数組分一括して収容させることを特徴としている。
【００１０】
本願発明によれば、１モジュールに相当する半導体装置を製造するのに用いられる製造用フレームを利用して、複数モジュールに相当する半導体装置を製造するために、製造用フレームの共用化により、半導体装置の製造コストの低減化を図ることができる。
【００１１】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記製造用フレームの複数のリードの各組どうしの間には、上記製造用フレームの一対のサイドフレームどうしを繋ぐクロスメンバを設けておき、このクロスメンバを上記ケースの内部から外部に突出するダミー電極として形成する工程を有している。このような構成によれば、次に述べる本願発明の第３の側面によって提供される半導体装置を好適に製造することができる。
【００１５】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１７】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置として２種類の表示装置を選択的に製造することが可能な方法であり、これら２種類の表示装置の具体的な構成をまず説明する。
【００１８】
図１〜図４は、表示装置の一例を示している。これらの図に示された表示装置Ａ１は、１桁の数字と１つのドットとを表示するための８セグメントタイプの表示装置であり、ケース１Ａ、封止用の樹脂２、複数（計８個）のＬＥＤチップ３、および複数のリード４を具備して構成されている。
【００１９】
ケース１Ａは、たとえば金型を用いて樹脂成形されたものであり、その正面壁（上面壁）には、８の字と１つのドットとを表わす複数の開口部１０ａ，１０ｂが設けられている。このケース１Ａの一対の側壁１１は、その一部分が下方に延びた形態とされている。このようにすれば、この表示装置Ａ１を所望の部分に実装する場合に、各側壁１１をその実装部分に当接させることによって、この表示装置Ａ１を安定させることが可能となる。
【００２０】
樹脂２は、透光性を有しており、ケース１Ａ内に充填されている。ケース１Ａの開口部１０ａ，１０ｂ内にもこの樹脂２が行き渡っている。この樹脂２としては、たとえばエポキシ樹脂が用いられており、この樹脂２は、後述するように、ケース１Ａ内への充填は液状でなされ、かつその後に熱硬化したものである。ただし、本願発明はこれに限定されず、自然放置により硬化するタイプの樹脂を用いることもできる。
【００２１】
複数のリード４は、後述するように、リードフレームと称される金属製の製造用フレームＦから形成されたものである。これら複数のリード４は、複数のＬＥＤチップ３と電気的に接続されている。より具体的には、図４によく表われているように、複数のリード４としては、グランド接続用の１つのリード４（４Ａ）と、正の電圧印加用の８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）とがあり、複数のＬＥＤチップ３は、８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）上にボンディングされ、かつその片面（下面）の陽極がそれらのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）と電気的に導通している。各ＬＥＤチップ３の反対面の陰極は、ワイヤＷを介してリード４（４Ａ）と電気的に接続されている。各ＬＥＤチップ３は、本願発明でいう半導体素子の一例に相当し、ケース１Ａの開口部１０ａ，１０ｂ内に配置されている。各ＬＥＤチップ３および各ワイヤＷは、樹脂２によって封止されている。
【００２２】
図２および図３によく表われているように、複数のリード４のそれぞれの一部は、樹脂２内に埋没している。各リード４のうち、樹脂２の外部に突出した突出部４ｂは、ケース１Ａの両側方に計５本ずつ振り分けられている。図４によく表われているように、リード４（４Ｂ〜４Ｉ）のそれぞれは、１つの突出部４ｂを有するのに対し、リード４（４Ａ）は、ケース１Ａの両側方に振り分けられた２つの突出部４ｂ（４b') を有している。このような構成によれば、複数の突出部４ｂを５本ずつ対称な配置にすることができるため、この表示装置Ａ１の実装対象となる部材に導通接続用の複数の端子部を設ける場合には、これらの端子部も対称な配置にすればよいこととなる。また、リード４（４Ａ）は、２つの突出部４ｂによって両端支持されることとなるため、その機械的強度を高めることもできる。
【００２３】
図２によく表われているように、複数のリード４の各突出部４ｂは、適宜屈曲されており、その先端部には、各底面が互いに同一平面に位置するように揃えられた面実装用の端子部４０が形成されている。図３によく表われているように、各突出部４ｂの各端子部４０よりも基端寄りの部分には、その幅ｗａが他の部分の幅ｗｂよりも大きくされた拡幅部４２が設けられている。この拡幅部４２は、後述するように、この表示装置Ａ１の製造過程において、樹脂２が各リード４の突出部４ｂを不当に覆ってしまうことを抑制するのに役立つ。
【００２４】
図５〜図７は、表示装置の他の例を示している。これらの図において、上記した表示装置Ａ１と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００２５】
図５〜図７に示された表示装置Ａ２は、２桁の数字と２つのドットとを表示するためのものであり、ケース１Ｂ、封止用の樹脂２、複数のＬＥＤチップ３、複数のリード４、およびダミー電極５を具備して構成されている。
【００２６】
ケース１Ｂは、ケース１Ａよりも大きいサイズとされ、かつ数字およびドットを表示するための開口部１０ａ，１０ｂが２組並べて設けられている点において、ケース１Ａとは相違している。図６および図７によく表われているように、ＬＥＤチップ３および複数のリード４は、表示装置Ａ１のＬＥＤチップ３と複数のリード４との組み合わせ構造を１モジュールとした場合に、このモジュールを所定方向に２つ並べたのに等しい構成とされている。図５のII' −II' 断面の構造は、図２に示した表示装置Ａ１の断面構造と同一である。したがって、リード４およびＬＥＤチップ３のそれぞれの総数は、表示装置Ａ１におけるそれらの総数の２倍である。
【００２７】
ダミー電極５は、後述するように、製造用フレームＦのクロスメンバ４８から形成されたものであり、その材質は各リード４と同一である。このダミー電極５は、それぞれ１モジュールの構成要素とする所定数のリード４どうしの間に位置しており、その一部分は樹脂２内に埋没している。これによりこのダミー電極５は、ケース１Ｂへの固定が図られている。このダミー電極５の長手方向両端寄りの２箇所は、樹脂２の外部に突出した突出部５ａとされており、この突出部５ａは、各リード４の突出部４ｂと同様な形状に屈曲されている。この突出部５ａにも、各リード４と同様に、その一部分の幅ｗｃを他の部分の幅ｗｄよりも広くした拡幅部５０が形成されている。
【００２８】
次に、表示装置Ａ１，Ａ２の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、表示装置Ａ１の製造方法から説明する。表示装置Ａ１の製造にあたっては、図８に示すような製造用フレームＦを用いる。この製造用フレームＦは、適当な厚みを有する金属板をたとえばエッチング処理によって所定の形状に仕上げたものである。この製造用フレームＦは、同図の左右方向に延びる一対の帯状のサイドフレーム４９どうしの間に、複数のリード４が適当な間隔で並び、かつ各サイドフレーム４９に一体に繋がって設けられた構成を有している。ただし、それら複数のリード４は、１モジュール分に相当する９つのリード４を１組とするように複数の組Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…に分けられ、かつこれら複数の組が一定方向に適当な間隔で並んだ構成となっている。複数のリード４の各組どうしの間には、一対のサイドフレーム４９どうしを繋ぐクロスメンバ４８が設けられている。このクロスメンバ４８は、製造用フレームＦの機械的強度を高めて、製造用フレームＦの形態を安定させるのに役立つ。各リード４および各クロスメンバ４８には、拡幅部４３，５０が形成されている。
【００３０】
図９に示すように、製造用フレームＦは、各リード４および各クロスメンバ４８を断面略コ字状に折り曲げた状態で使用する。これらの折り曲げ位置は、たとえば図８の仮想線Ｌ１で示す箇所である。各リード４上の所定箇所には、複数のＬＥＤチップ３と複数本のワイヤＷのボンディング作業を行なう。
【００３１】
次いで、図１０に示すように、ケース１Ａを図１〜図３に示す姿勢とは上下反対の姿勢にして、その内部に液状の樹脂２を充填するとともに、この樹脂２内には、既述した所定の１組として纏められている所定数のリード４のそれぞれの一部と、これに対応する所定数のＬＥＤチップ３とを浸漬させる。その際、ケース１Ａの開口部１０ａ，１０ｂを塞いでおくことにより、この部分から樹脂２が外部に流出しないようにしておく。各リード４の一部を樹脂２に浸漬させたときには、矢印Ｎ１に示すように、樹脂２の一部が各リード４の突出部４ｂをその先端方向に向けて昇ってくる場合がある。製造用フレームＦをエッチング処理によって形成した場合には、各リード４の側面がエッチング処理面となるため、この側面が凹溝状に形成される場合があり、このような場合には毛細管現象によって樹脂２の一部が各リード４の側面を伝って上昇するのである。これに対し、各リード４の突出部４ｂには、拡幅部４２が設けられているために、上記した樹脂２の上昇はこの拡幅部４２によって適切に止められる。したがって、突出部４ｂが広い面積にわたって樹脂によって覆われるといったことを適切に防止することができる。これは、表示装置Ａ１の面実装用の各端子部４０が樹脂２によって不当に覆われないようにし、その部分へのハンダの付着性を良好とするのに役立つ。
【００３２】
その後は、樹脂２を加熱して硬化させてから、各リード４をたとえば図１０の仮想線Ｌ２で示す箇所において切断する切断作業と、各リード４を図１〜図３で示した形状に整えるフォーミング加工とを施す。これにより、上記した構成の表示装置Ａ１が得られる。製造用フレームＦは、所定本数ずつの複数組のリードを有しているために、製造用フレームＦをその長手方向に搬送することにより上記した一連の作業を連続して行い、複数の表示装置Ａ１を効率良く製造することができる。
【００３３】
次に、表示装置Ａ２を製造する方法について説明する。この場合においても、上記した製造用フレームＦを使用する。図９に示したように、製造用フレームＦを断面コ字状に折り曲げる点、および各リード４上の所定箇所に、複数のＬＥＤチップ３と複数本のワイヤＷのボンディング作業を行なう点は、表示装置Ａ１を製造する場合と同様である。
【００３４】
ただし、図１１に示すように、ケースとしては、ケース１Ｂを用いる。また、ケース１Ｂ内に充填された樹脂２に製造用フレームＦの複数のリード４を浸漬させるときには、２組分のリード４のそれぞれの一部を浸漬させる。その際、それらのリード４に対応する所定数のＬＥＤチップ３、および２組のリード４どうしの間のクロスメンバ４８の一部も樹脂２内に浸漬させる。クロスメンバ４８の拡幅部５０も、各リード４の拡幅部４２と同様に、樹脂２の一部が上昇するのを防止する役割を果たす。したがって、クロスメンバ４８のうち、樹脂２から突出した部分の広い範囲が樹脂によって覆われるといったことも適切に回避することができる。ケース１Ｂ内への各リード４の収容を終えた後には、樹脂２の硬化処理と、各リード４ならびにクロスメンバ４８の切断およびフォーミング加工を行なう。これにより、表示装置Ａ２を製造することかできる。クロスメンバ４８は、上記切断およびフォーミング加工によって、ダミー電極５とする。
【００３５】
上記した製造方法においては、表示装置Ａ１，Ａ２のいずれについても、構成が同一の製造用フレームＦを利用している。したがって、たとえば表示装置Ａ１，Ａ２を異なる構成の製造用フレームを用いて製造する場合と比べると、それら表示装置の製造コストを廉価にすることができる。
【００３６】
表示装置Ａ１，Ａ２は、いずれもハンダリフローの手法を用いて所望の箇所に面実装することが可能であり、複数のリード４の端子部４０を介して複数のＬＥＤチップ３への電力供給を選択的に行なうことにより、０〜９までの数字の選択的な表示とこれに付随するドットのオン・オフ表示とが可能である。ＬＥＤチップ３を発光させた場合、このＬＥＤチップ３から発せられた光の一部をケース１Ａの窓部１０ａ，１０ｂの周壁面によって高い反射率でこの表示装置Ａ１の正面に向けて反射させることも可能であり、これにより表示を明るくすることができる。
【００３７】
表示装置Ａ２においては、この表示装置Ａ２を所望箇所に面実装する場合に、ダミー電極５を面実装用の端子部４０と同様に、所望箇所に対してハンダ付けすることができる。このようにすれば、ハンダ付け面積を大きくして、表示装置Ａ２の実装強度を高めることができる。また、ダミー電極５には、複数のＬＥＤチップ３から発せられた熱を外部に逃がす放熱板としての機能をもたせることもできる。
【００３８】
本願発明は、上述した実施形態に限定されない。本願発明に係る半導体装置の製造方法の各作業工程の具体的な構成は、種々に変更自在である。同様に、本願発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成も、種々に設計変更自在である。
【００３９】
たとえば、図１２に示すように、２桁の数字を表示するめの表示装置Ａ３を構成するケース１Ｃとしては、幅方向中央部に２つの仕切壁１１ａを備えていることにより、これらの仕切壁１１ａとケース１Ｃの一対の側壁１１との間に２つの収容空間部１９を備えたものを使用してもよい。これら２つの収容空間部１９のそれぞれには、１つの数字およびドットを表示するための複数のリード４やＬＥＤチップ３が個別に収容された構成とすることができる。このような構成によれば、一対の仕切壁１１ａどうしの間には、必ずしも樹脂２を充填する必要はなく、樹脂２の使用量を少なくすることができる。
【００４０】
製造用フレームには、必ずしも拡幅部を設ける必要はない。また、ダミー電極は、必要に応じて設ければよく、ダミー電極を有しない構成とすることもできる。本願発明は、２桁の数字を表示可能な表示装置のみらず、たとえば３桁の数字、あるいはそれ以上の桁数の数字を表示可能な表示装置およびその製造方法にも適用することができる。
【００４１】
本願発明に係る半導体装置は、８セグメントタイプあるいは７セグメントタイプの表示装置に限定されない。たとえば、ＬＥＤから発せられた光をケースの外部に出射させることによって所定部分を照明するように構成された発光装置として構成したり、表示装置や発光装置とは異なる種類の半導体装置として構成することもできる。したがって、本願発明でいう半導体素子の具体的な種類や数は限定されるものではなく、またリードの具体的な本数やケースの具体的な形状も問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置として構成された半導体装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１のIII −III 断面図である。
【図４】図１に示す半導体装置の平面断面図である。
【図５】表示装置として構成された半導体装置の他の例を示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５に示す半導体装置の平面断面図である。
【図８】半導体装置の製造に用いられる製造用フレームの一例を示す要部正面図である。
【図９】（ａ）は、半導体装置の製造方法の一工程を示す要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図１に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】図５に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】本願発明に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、従来の半導体装置の具体例を示す斜視図である。
【図１４】（ａ）は、従来の半導体装置の製造方法の一例を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸIV−ＸIV断面図である。
【図１５】従来の半導体装置の製造方法の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ２  表示装置（半導体装置）
Ｆ  製造用フレーム
１Ａ，１Ｂ  ケース
２  樹脂
３  ＬＥＤチップ（半導体素子）
４  リード
５  ダミー電極
４８  クロスメンバ
４９  サイドメンバ
【図１】
0004610806.tif 000002
【図２】
0004610806.tif 000003
【図３】
0004610806.tif 000004
【図４】
0004610806.tif 000005
【図５】
0004610806.tif 000006
【図６】
0004610806.tif 000007
【図７】
0004610806.tif 000008
【図８】
0004610806.tif 000009
【図９】
0004610806.tif 000010
【図１０】
0004610806.tif 000011
【図１１】
0004610806.tif 000012
【図１２】
0004610806.tif 000013
【図１３】
0004610806.tif 000014
【図１４】
0004610806.tif 000015
【図１５】
0004610806.tif 000016