(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターリード部を有するリードと、前記リードの前記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品と、
前記筐体に設けられた収容部に収納された半導体素子と、
前記収容部に充填され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂層とを備え、
前記リードは、前記筐体との接触面が凹凸加工され、前記筐体の外周と前記リードとの境界近傍における領域に導体層からなる平滑部材が配置されており、
前記リードの凹凸加工された部分と前記筐体との間には、前記封止樹脂が充填され、
前記平滑部材は、表面の比表面積が１．１５以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記平滑部材は、前記筐体の外側において、前記境界から少なくとも５００μｍまでの範囲の前記リード上に配置されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記平滑部材は、導電性被膜からなり、かつ前記リードにおける前記筐体との接触面を除く略全面に設けられている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記筐体は、熱可塑性樹脂からなる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
アウターリード部を有するリードと、前記リードの前記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品と、
前記筐体に設けられた収容部に収納された半導体素子と、
前記収容部に充填され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂層とを備え、
前記リードは、前記筐体との接触面が凹凸加工され、前記筐体の外周と前記リードとの境界近傍における表面が導体層からなる平滑面であり、
前記リードの前記凹凸加工された部分と前記筐体との間には、前記封止樹脂が充填され、
前記平滑面は、比表面積が１．１５以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記筐体の外側において、前記境界から少なくとも５００μｍまでの範囲の前記リード表面が前記平滑面である請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記筐体は、熱可塑性樹脂からなる請求項５に記載の半導体装置用。
【請求項８】
前記封止樹脂層を構成する封止樹脂は、熱硬化性樹脂である請求項１〜７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂である請求項８に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置用パッケージ部品と、これを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、リードを粗面化処理したり、リードに粗面化めっき膜を形成したりしてリードと封止樹脂との密着性を向上させていた（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開２００２−８３９１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、封止樹脂が、リード表面又はリード上の粗面化めっき膜表面に設けられた凹凸の凹部に沿って毛細管現象により流れ出し、電気的接続部となるアウターリード部が封止樹脂で被覆されて導通が取れなくなるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、封止樹脂のアウターリード部への流出を防止できる半導体装置用パッケージ部品と、これを用いた半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の半導体装置は、アウターリード部を有するリードと、前記リードの前記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品と、前記筐体に設けられた収容部に収納された半導体素子と、前記収容部に充填され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂層とを備え、前記リードは、前記筐体との接触面が凹凸加工され、前記筐体の外周と前記リードとの境界近傍における領域に導体層からなる平滑部材が配置されており、前記リードの凹凸加工された部分と前記筐体との間には、前記封止樹脂が充填され、前記平滑部材は、表面の比表面積が１．１５以下であることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第２の半導体装置は、アウターリード部を有するリードと、前記リードの前記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品と、前記筐体に設けられた収容部に収納された半導体素子と、前記収容部に充填され、かつ前記半導体素子を封止する封止樹脂層とを備え、前記リードは、前記筐体との接触面が凹凸加工され、前記筐体の外周と前記リードとの境界近傍における表面が導体層からなる平滑面であり、前記リードの前記凹凸加工された部分と前記筐体との間には、前記封止樹脂が充填され、前記平滑面は、比表面積が１．１５以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体装置用パッケージ部品及び半導体装置によれば、封止樹脂層を構成する封止樹脂のアウターリード部への流出を防止できる。これにより、アウターリード部と外部機器との電気的接続を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の半導体装置用パッケージ部品は、アウターリード部を有するリードと、上記リードの上記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む。そして、上記筐体には、半導体素子を収容するための収容部が設けられている。
【００１０】
上記リードは、例えば半導体装置用のリードフレーム等が使用でき、その構成材料としては、例えば銅や銅合金等の金属が使用できる。また、銅や銅合金を基材とし、この基材表面の一部又は全面が導電性被膜で覆われたリードを使用してもよい。上記導電性被膜を構成する材料としては、例えばＡｇ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、半田等の金属が使用できる。
【００１１】
上記筐体を構成する材料は特に限定されず、樹脂、セラミック、金属等が使用できる。特に、ポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を使用すると、成形性が良好なため所望の形状の筐体を容易に形成することができる上、低コスト化が可能となる。通常、熱可塑性樹脂を用いて上記筐体を上記リードに設けると、熱可塑性樹脂の熱収縮によって上記筐体と上記リードとの間に空隙が発生する。従来の半導体装置用パッケージ部品では、半導体素子を封止する封止樹脂が、毛細管現象により上記空隙を通過してアウターリード部へと流出するおそれがあった。しかし、本発明によれば、後述するように封止樹脂のアウターリード部への流出を防止することができる。
【００１２】
そして、本発明の第１の半導体装置用パッケージ部品は、上記筐体の外周と上記リードとの境界近傍における上記リード上に平滑部材が配置されており、この平滑部材は、表面の比表面積が１．１５以下（好ましくは１．０５以下）である。本発明の第１の半導体装置用パッケージ部品によれば、筐体とリードとの境界から封止樹脂が流出した場合でも、上記平滑部材によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部への流出を防止できる。これにより、アウターリード部と外部機器との電気的接続を良好に維持することができる。特に、上記平滑部材が、上記筐体の外側において、上記境界から少なくとも５００μｍ（好ましくは１ｍｍ）までの範囲の上記リード上に配置されていると、毛細管現象による封止樹脂の流出を確実に防止できるため好ましい。なお、本明細書における比表面積は、測定領域における実際の表面積と、測定領域の投影面積との比であり、原子間力顕微鏡（ａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＡＦＭ）により測定することができる。
【００１３】
上記平滑部材が導電性被膜からなる場合は、上記平滑部材が上記リードにおける上記筐体との接触面を除く略全面に設けられていることが好ましい。毛細管現象による封止樹脂の流出を防止できる上、半導体素子とリード（インナーリード部）との間、及びアウターリード部と外部機器との間の電気的接続が良好となるからである。インナーリード部上に設けることができる上記導電性被膜としては、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ等からなる金属膜が使用できる。これらの金属膜は光の反射率が高いため、光半導体素子を使用する場合に、発光効率又は受光効率を向上させることができる。アウターリード部上に設けることができる上記導電性被膜としては、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕ、半田等からなる金属膜が使用できる。アウターリード部と外部機器との接続材料として半田を使用する場合にこれらの金属膜を使用すると、アウターリード部の半田濡れ性が向上する。なお、上述した金属膜は、例えばめっき、スパッタリング、蒸着等により形成できる。
【００１４】
本発明の第１の半導体装置用パッケージ部品では、上記リードにおける上記筐体との接触面が凹凸加工されていることが好ましい。封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部に流れ込み、上記リードと上記筐体との密着性が良好となるからである。この場合、上記リードにおける上記筐体との接触面は、例えば比表面積が１．１５（好ましくは１．４０）より大きくなるように凹凸加工されていればよい。凹凸加工の方法は特に限定されず、ブラスト処理等による機械的エッチングや、マイクロエッチング剤処理等による化学的エッチング、あるいは電解エッチング等の手段を用いればよい。または、上記リード表面の所望の箇所に粗面化めっき膜（例えば針状めっき膜）を形成して凹凸を形成してもよい。なお、上述したように、上記平滑部材によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部への流出については防止できる。
【００１５】
次に、本発明の第２の半導体装置用パッケージ部品について説明する。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１の半導体装置用パッケージ部品と重複する内容については、その説明を省略する場合がある。
【００１６】
本発明の第２の半導体装置用パッケージ部品は、アウターリード部を有するリードと、上記リードの上記アウターリード部を除く領域に設けられた筐体とを含む。そして、上記筐体には、半導体素子を収容するための収容部が設けられている。また、上記筐体の外周と上記リードとの境界近傍における上記リード表面が平滑面であり、この平滑面は、比表面積が１．１５以下（好ましくは１．０５以下）である。これにより、筐体とリードとの境界から封止樹脂が流出した場合でも、上記平滑面によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部への流出を防止できるため、アウターリード部と外部機器との電気的接続を良好に維持することができる。特に、上記筐体の外側において、上記境界から少なくとも５００μｍ（好ましくは１ｍｍ）までの範囲の上記リード表面が上記平滑面である場合は、毛細管現象による封止樹脂の流出を確実に防止できるため好ましい。なお、本発明の第２の半導体装置用パッケージ部品では、上記リードにおける上記筐体との接触面を除く略全面が上記平滑面であってもよい。
【００１７】
上記平滑面の形成方法は特に限定されない。例えば、ブラスト処理等による機械的エッチングや、マイクロエッチング剤処理等による化学的エッチング、あるいは電解エッチング等の手段を用いればよい。または、上記リード表面の所望の箇所をプレス加工して上記平滑面を形成してもよい。
【００１８】
本発明の第２の半導体装置用パッケージ部品では、上記リードにおける上記筐体との接触面が凹凸加工されていることが好ましい。封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部に流れ込み、上記リードと上記筐体との密着性が良好となるからである。この場合、上記リードにおける上記筐体との接触面は、例えば比表面積が１．１５より大きく（好ましくは１．４０より大きく）なるように凹凸加工されていればよい。凹凸加工の方法は特に限定されず、ブラスト処理等による機械的エッチングや、マイクロエッチング剤処理等による化学的エッチング、あるいは電解エッチング等の手段を用いればよい。または、上記リード表面の所望の箇所に粗面化めっき膜（例えば針状めっき膜）を形成して凹凸を形成してもよい。なお、上述したように、上記平滑面によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部への流出については防止できる。
【００１９】
次に、本発明の半導体装置について説明する。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１及び第２の半導体装置用パッケージ部品と重複する内容については、その説明を省略する場合がある。
【００２０】
本発明の半導体装置は、上記第１又は第２の半導体装置用パッケージ部品と、この半導体装置用パッケージ部品の上記収容部に収容された半導体素子と、上記収容部に充填され、かつ上記半導体素子を封止する封止樹脂層とを含む。本発明の半導体装置は、上記第１又は第２の半導体装置用パッケージ部品を使用しているため、上述したように毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部への流出を防止できる。これにより、アウターリード部と外部機器との電気的接続を良好に維持することができる。
【００２１】
上記半導体素子としては、例えば発光ダイオード、受光ダイオード、レーザーダイオード等の光半導体素子を使用することができる。
【００２２】
上記封止樹脂層を構成する封止樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が使用できる。なかでもシリコーン樹脂は耐光性が高いため、光半導体素子を使用する場合に、上記封止樹脂層の劣化を防止できる。また、シリコーン樹脂は弾性率が比較的低いため、半導体素子とリードとの間の電気的接続箇所（ワイヤ、バンプ等）に加わる応力を緩和することもできる。
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品について図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品の断面図である。
【００２５】
図１に示すように、半導体装置用パッケージ部品１は、対をなすインナーリード部１０ａと、対をなすアウターリード部１０ｂとを有するリードフレーム１０と、インナーリード部１０ａを囲うように設けられた筐体１１とを含む。この筐体１１は、後述する半導体素子２０（図２Ａ参照）を収容するための収容部１１１ａを有する収容体１１１と、基体１１２とを含む。また、リードフレーム１０と筐体１１との接触面を除くリードフレーム１０の略全面に、導電性被膜からなる平滑部材１２が設けられている。そして、この平滑部材１２は、表面の比表面積が１．１５以下である。このように構成された半導体装置用パッケージ部品１によれば、後述する半導体装置２（図２Ａ参照）を作製する際に、筐体１１の外周とリードフレーム１０との境界Ｔから封止樹脂が流出した場合でも、平滑部材１２によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部１０ｂへの流出を防止できる。これにより、アウターリード部１０ｂと外部機器（図示せず）との電気的接続を良好に維持することができる。
【００２６】
半導体装置用パッケージ部品１では、上述したように、平滑部材１２が、リードフレーム１０における筐体１１との接触面を除く略全面に設けられている。これにより、毛細管現象による封止樹脂の流出を防止できる上、後述する半導体素子２０（図２Ａ参照）とインナーリード部１０ａとの間、及びアウターリード部１０ｂと外部機器（図示せず）との間の電気的接続が良好となる。
【００２７】
半導体装置用パッケージ部品１では、リードフレーム１０と筐体１１との接触面を含むリードフレーム１０の略全面が凹凸加工されている。これにより、後述する半導体装置２（図２Ａ参照）を作製する際に、封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部１０ｃに流れ込むため、リードフレーム１０と筐体１１との密着性が良好となる。なお、半導体装置用パッケージ部品１を作製する際は、例えば、トランスファーモールドによって熱可塑性樹脂からなる筐体１１をリードフレーム１０に設けた後、めっき等の手段によって、筐体１１の外周とリードフレーム１０との境界Ｔの近傍１０ｄを含むリードフレーム１０の表面に平滑部材１２を設ければよい。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体装置について図２Ａ，Ｂを参照して説明する。図２Ａは、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の断面図である。また、図２Ｂは、図２ＡのＷ部の拡大図である。なお、本発明の第２実施形態に係る半導体装置は、上述した本発明の第１実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品１（図１参照）を含む半導体装置である。
【００２９】
図２Ａに示すように、半導体装置２は、第１実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品１と、半導体装置用パッケージ部品１の収容部１１１ａに収容された半導体素子２０と、収容部１１１ａに充填され、かつ半導体素子２０を封止する封止樹脂層２１とを含む。半導体素子２０は、ワイヤ２２を介してインナーリード部１０ａに設けられた平滑部材１２（導電性被膜）上に実装されている。半導体装置２は、半導体装置用パッケージ部品１を使用しているため、上述したように、封止樹脂層２１を構成する封止樹脂が毛細管現象によってアウターリード部１０ｂへ流出することを防止できる。これにより、アウターリード部１０ｂと外部機器（図示せず）との電気的接続を良好に維持することができる。
【００３０】
また、半導体装置２では、リードフレーム１０と筐体１１との接触面を含むリードフレーム１０の略全面が凹凸加工されている。これにより、半導体装置２を作製する際に、封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部１０ｃに流れ込むため、リードフレーム１０と筐体１１との密着性が良好となる（図２Ｂ参照）。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品について図３を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品の断面図である。
【００３２】
図３に示すように、半導体装置用パッケージ部品３は、対をなすインナーリード部１０ａと、対をなすアウターリード部１０ｂとを有するリードフレーム１０と、インナーリード部１０ａを囲うように設けられた筐体１１とを含む。この筐体１１は、後述する半導体素子２０（図４Ａ参照）を収容するための収容部１１１ａを有する収容体１１１と、基体１１２とを含む。インナーリード部１０ａ上には、半導体素子２０を実装するための端子３０が設けられている。また、筐体１１の外周とリードフレーム１０との境界Ｘの近傍１０ｄを含むアウターリード部１０ｂの表面が平滑面である。そして、この平滑面は、比表面積が１．１５以下である。このように構成された半導体装置用パッケージ部品３によれば、後述する半導体装置４（図４Ａ参照）を作製する際に、筐体１１の外周とリードフレーム１０との境界Ｘから封止樹脂が流出した場合でも、上記平滑面によって、毛細管現象による封止樹脂のアウターリード部１０ｂへの流出を防止できる。これにより、アウターリード部１０ｂと外部機器（図示せず）との電気的接続を良好に維持することができる。
【００３３】
半導体装置用パッケージ部品３では、アウターリード部１０ｂの表面（平滑面）を除くリードフレーム１０の表面が凹凸加工されている。これにより、後述する半導体装置４（図４Ａ参照）を作製する際に、封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部１０ｃに流れ込むため、リードフレーム１０と筐体１１との密着性が良好となる。なお、半導体装置用パッケージ部品３を作製する際は、例えば、マイクロエッチング剤処理等によって表面が凹凸加工されたリードフレーム１０、又はリードフレーム基材の表面に針状めっき膜を形成したリードフレーム１０を用意し、トランスファーモールドによって熱可塑性樹脂からなる筐体１１をリードフレーム１０に設けた後、プレス加工やブラスト処理等の手段を用いてアウターリード部１０ｂの表面を平滑化すればよい。
【００３４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る半導体装置について図４Ａ，Ｂを参照して説明する。図４Ａは、本発明の第４実施形態に係る半導体装置の断面図である。また、図４Ｂは、図４ＡのＹ部の拡大図である。なお、本発明の第４実施形態に係る半導体装置は、上述した本発明の第３実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品３（図３参照）を含む半導体装置である。
【００３５】
図４Ａに示すように、半導体装置４は、第３実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品３と、半導体装置用パッケージ部品３の収容部１１１ａに収容された半導体素子２０と、収容部１１１ａに充填され、かつ半導体素子２０を封止する封止樹脂層２１とを含む。半導体素子２０は、ワイヤ２２を介してインナーリード部１０ａに設けられた端子３０上に実装されている。半導体装置４は、半導体装置用パッケージ部品３を使用しているため、上述したように、封止樹脂層２１を構成する封止樹脂が毛細管現象によってアウターリード部１０ｂへ流出することを防止できる。これにより、アウターリード部１０ｂと外部機器（図示せず）との電気的接続を良好に維持することができる。
【００３６】
また、半導体装置４では、アウターリード部１０ｂの表面（平滑面）を除くリードフレーム１０の表面が凹凸加工されている。これにより、半導体装置４を作製する際に、封止樹脂が毛細管現象によって上記凹凸の凹部１０ｃに流れ込むため、リードフレーム１０と筐体１１との密着性が良好となる（図４Ｂ参照）。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えば発光装置や受光装置等の光半導体装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品の断面図である。
【図２】Ａは本発明の第２実施形態に係る半導体装置の断面図であり、ＢはＡのＷ部の拡大図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る半導体装置用パッケージ部品の断面図である。
【図４】Ａは本発明の第４実施形態に係る半導体装置の断面図であり、ＢはＡのＹ部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，３  半導体装置用パッケージ部品
２，４  半導体装置
１０  リードフレーム(リード)
１０ａ  インナーリード部
１０ｂ  アウターリード部
１０ｃ  凹部
１０ｄ  近傍
１１  筐体
１２  平滑部材
２０  半導体素子
２１  封止樹脂層
２２  ワイヤ
３０  端子
１１１  収容体
１１１ａ  収容部
１１２  基体
【図１】
0004783647.tif 000002
【図２】
0004783647.tif 000003
【図３】
0004783647.tif 000004
【図４】
0004783647.tif 000005