(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構成により、各リードフレームの放熱性を向上させると共に、フォーミングの際の応力を低減するようにした、表面実装型半導体デバイス及びそのリードフレーム構造を提供することを目的とする。【解決手段】  一対の互いに一端が対向するように間隔を開けて突き合わされたリードフレーム１１，１２と、一方のリードフレームの一端側のチップ実装部１１ｂに実装され、他方のリードフレームの一端側の接続部に対してワイヤボンディングされるベアチップ１３と、双方のリードフレームの一端側に対してインサート成形されるハウジング１４と、を含んでおり、各リードフレームが、ハウジングの側面及び下面に沿って延びて表面実装用の端子部を形成するようにフォーミングにより整形されていて、上記各リードフレームが、少なくともフォーミングにより折曲げられる領域にて、肉薄に形成されていると共に、その他の領域にて、放熱効果の向上のために肉厚に形成されるように、表面実装型半導体デバイス１０を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の互いに一端が対向するように間隔を開けて突き合わされたリードフレームと、
一方のリードフレームの一端側のチップ実装部に実装され、他方のリードフレームの一端側の接続部に対してワイヤボンディングされるベアチップと、
双方のリードフレームの一端側に対してインサート成形されるハウジングと、
を含んでおり、
各リードフレームが、ハウジングの側面及び下面に沿って延びて表面実装用の端子部を形成するようにフォーミングにより整形されていて、
上記各リードフレームが、少なくともフォーミングにより折曲げられる領域にて、肉薄に形成されていると共に、その他の領域にて、放熱効果の向上のために肉厚に形成されていることを特徴とする、表面実装型半導体デバイス。
【請求項２】
上記各リードフレームが、さらに互いに対向する端面の領域にて、裏面側で肉薄に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表面実装型半導体デバイス。
【請求項３】
上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に段部を備えていることを特徴とする、請求項２に記載の表面実装型半導体デバイス。
【請求項４】
上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に傾斜部を備えていることを特徴とする、請求項２に記載の表面実装型半導体デバイス。
【請求項５】
一対の互いに一端が対向するように間隔を開けて突き合わされたリードフレームから成り、一方のリードフレームの一端側のチップ実装部にベアチップが実装されると共に、このベアチップが他方のリードフレームの一端側の接続部に対してワイヤボンディングされると共に、双方のリードフレームの一端側に対してハウジングがインサート成形され、各リードフレームが、ハウジングの側面及び下面に沿って延びて表面実装用の端子部を形成するようにフォーミングにより整形される、表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造であって、
上記各リードフレームが、少なくともフォーミングにより折曲げられる領域にて、肉薄に形成されていると共に、その他の領域にて、放熱効果の向上のために肉厚に形成されていることを特徴とする、表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造。
【請求項６】
上記各リードフレームが、さらに互いに対向する端面の領域にて、裏面側で肉薄に形成されていることを特徴とする、請求項５記載の表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造。
【請求項７】
上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に段部を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造。
【請求項８】
上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に傾斜部を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に配置されたリードフレームに対してベアチップを搭載した表面実装型半導体デバイスとそのリードフレーム構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような表面実装型半導体デバイスとして、表面実装型ＬＥＤは、例えば図４乃至図６に示すように構成されている。
即ち、図４及び図５において、表面実装型ＬＥＤ１は、一対のリードフレーム２，３と、一方のリードフレーム２上にマウントされたＬＥＤチップ４と、上記リードフレーム２，３に対してインサート成形された中空のランプハウス５と、このランプハウス５の中空部５ａに充填された封止樹脂６と、から構成されている。
【０００３】
上記リードフレーム２，３は、それぞれ導電性材料、例えば鉄系または銅系の金属から構成されており、上記ランプハウス５の下面及び側面に露出した表面実装用の端子部２ａ，３ａを備えている。
一方のリードフレーム２は、さらにランプハウス５の中央領域にて、中空部５ａ内に露出するチップ実装部２ｂを備えており、また他方のリードフレーム３は、上記チップ実装部２ｂに隣接してランプハウス５の中空部５ａ内に露出する接続部３ｂを備えている。
尚、上記リードフレーム２，３のチップ実装部２ｂ及び接続部３ｂは、互いに近接して例えば約０．２ｍｍ以下の間隔で対向するようになっている。
ここで、上記端子部２ａ，３ａは、それぞれチップ実装部２ｂ及び接続部３ｂに対してフォーミングにより形成されるようになっている。
【０００４】
上記ＬＥＤチップ４は、底面がリードフレーム２のチップ実装部２ｂに対してダイボンディングされていると共に、表面（図４にて上面）が金線４ａを介して、隣接する他方のリードフレーム３の接続部３ｂにワイヤボンディングされている。
【０００５】
上記ランプハウス５は、例えば樹脂により上記リードフレーム２，３に対してインサート成形されており、上方に向かって開放した中空部５ａを備えている。これにより、ランプハウス５は、この中空部５ａの内面が、ＬＥＤチップ４に対する反射枠を構成している。
この中空部５ａ内では、前述したリードフレーム２のチップ実装部２ｂ及びリードフレーム３の接続部３ｂが露出している。
【０００６】
上記封止樹脂６は、シリコン系の熱硬化性樹脂等から構成されており、ランプハウス５の中空部５ａ内に充填され、硬化されるようになっている。
尚、封止樹脂６の充填・硬化後に、リードフレーム２，３のフォーミング加工が行なわれることによって、端子部２ａ，３ａが形成される。
【０００７】
このような構成のチップＬＥＤ１の製造の際には、平板材料からの各リードフレーム２，３の取数をできるだけ多くすることもあって、各リードフレーム２，３は、図５に示すように、複雑な形状を有している。このため、個々のリードフレーム２，３を成形型内にセットして、ランプハウス５をインサート成形するのではなく、互いに一体に形成されたリードフレーム２，３を成形型内にセットして、ランプハウス５をインサート成形するようにしている。
これにより、上記リードフレーム２，３をそれぞれ成形型内で正確に位置決めすることなく、一体のリードフレーム２，３を成形型内に位置決めすれば、リードフレーム２，３が相互に正確に位置決めされるようになっている。
【０００８】
このようにして製造されたチップＬＥＤ１によれば、リードフレーム２，３の端子部２ａ，３ａからＬＥＤチップ４に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ４が発光し、この光がランプハウス５の中空部５ａの内面で反射されると共に、封止樹脂６を通して、光が外部に出射し、上方に向かって照射されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このような構成のチップＬＥＤ１においては、製品寸法が決まると、リードフレーム２，３の面積がある程度決まることになると共に、封止樹脂６とランプハウス５との密着性を考慮すると、上記リードフレーム２，３の面積はできるだけ小さくすることが好ましい。
従って、各リードフレーム２，３の放熱性を向上させるためには、面積を増大させずに、図６に示すように、厚さを増大させることにより、各リードフレーム２，３の体積を増大させることが考えられる。
【００１０】
しかしながら、各リードフレーム２，３の厚さを増大させると、フォーミングの際に、各リードフレーム２，３からランプハウス５に対して比較的大きな応力が作用することになり、場合によってはランプハウス５にクラック等の損傷が発生する可能性がある。
【００１１】
また、各リードフレーム２，３の互いに対向する端面の間隔は、リードフレーム製造上の理由から、各リードフレーム２，３の厚さ以上にする必要があるので、ＬＥＤ１のパッケージが大型化してしまう。
このような問題は、上述した表面実装型ＬＥＤに限らず、動作時に発熱を伴う例えば半導体レーザー素子や各種ＩＣ等の他の表面実装型半導体デバイスについても同様である。
【００１２】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、各リードフレームの放熱性を向上させると共に、フォーミングの際の応力を低減するようにした、表面実装型半導体デバイス及びそのリードフレーム構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、本発明の第一の構成によれば、一対の互いに一端が対向するように間隔を開けて突き合わされたリードフレームと、一方のリードフレームの一端側のチップ実装部に実装され、他方のリードフレームの一端側の接続部に対してワイヤボンディングされるベアチップと、双方のリードフレームの一端側に対してインサート成形されるハウジングと、を含んでおり、各リードフレームが、ハウジングの側面及び下面に沿って延びて表面実装用の端子部を形成するようにフォーミングにより整形されていて、上記各リードフレームが、少なくともフォーミングにより折曲げられる領域にて、肉薄に形成されていると共に、その他の領域にて、放熱効果の向上のために肉厚に形成されていることを特徴とする、表面実装型半導体デバイスにより、達成される。
【００１４】
本発明による表面実装型半導体デバイスは、好ましくは、上記各リードフレームが、さらに互いに対向する端面の領域にて、裏面側で肉薄に形成されている。
【００１５】
本発明による表面実装型半導体デバイスは、好ましくは、上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に段部を備えている。
【００１６】
本発明による表面実装型半導体デバイスは、好ましくは、上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に傾斜部を備えている。
【００１７】
上記目的は、本発明の第二の構成によれば、一対の互いに一端が対向するように間隔を開けて突き合わされたリードフレームから成り、一方のリードフレームの一端側のチップ実装部にベアチップが実装されると共に、このベアチップが他方のリードフレームの一端側の接続部に対してワイヤボンディングされると共に、双方のリードフレームの一端側に対してハウジングがインサート成形され、各リードフレームが、ハウジングの側面及び下面に沿って延びて表面実装用の端子部を形成するようにフォーミングにより整形される、表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造であって、上記各リードフレームが、少なくともフォーミングにより折曲げられる領域にて、肉薄に形成されていると共に、その他の領域にて、放熱効果の向上のために肉厚に形成されていることを特徴とする、表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造により達成される。
【００１８】
本発明による表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造は、好ましくは、上記各リードフレームが、さらに互いに対向する端面の領域にて、裏面側で肉薄に形成されている。
【００１９】
本発明による表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造は、好ましくは、上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に段部を備えている。
【００２０】
本発明による表面実装型半導体デバイスのリードフレーム構造は、好ましくは、上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に傾斜部を備えている。
【発明の効果】
【００２１】
上記第一及び第二の構成によれば、各リードフレームのハウジングの側面及び下面に露出した部分が、当該半導体デバイスの表面実装により実装基板上の接続ランドに接続されることになる。
そして、双方のリードフレームからベアチップに給電が行なわれることによって、ベアチップが動作することになる。
【００２２】
この場合、各リードフレームがそれぞれ全体として肉厚に形成されていることによって、その体積が増大されることになるので、半導体デバイスのパッケージが小型であって、各リードフレームの面積が比較的小さい場合であっても、各リードフレームの体積を十分に確保することができる。従って、各リードフレームによる放熱効果が向上することになり、一方のリードフレームのチップ実装部に搭載されるベアチップの動作時に発生する熱が効率良く放熱されることになる。
【００２３】
そして、各リードフレームが、そのフォーミングによって折曲げられる領域が肉薄に形成されていることから、フォーミングの際に発生する応力が比較的小さく、各リードフレームに対してインサート成形されるハウジングにクラック等の損傷が発生する可能性が大幅に低減され得ることになる。
【００２４】
上記各リードフレームが、さらに互いに対向する端面の領域にて、裏面側で肉薄に形成されている場合、具体的には上記各リードフレームが、互いに対向する端面の領域にて裏面側に段部または傾斜部を備えている場合には、各リードフレームの互いに対向する端面における突き合わせの厚さが低減されることになるので、この突き合わせの厚さ以上の間隙を確保したとしても、各リードフレームの互いに対向する端面の間隔を小さくすることが可能であり、当該表面実装型半導体デバイスのパッケージをより小型化することが可能である。
【００２５】
このようにして、本発明による表面実装型半導体デバイスによれば、各リードフレームが全体として肉厚に形成されていることによって、各リードフレームの体積が増大して、放熱性が向上することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図３を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１乃至図３は、本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第一の実施形態の構成を示している。
図１において、表面実装型ＬＥＤ１０は、一対のリードフレーム１１，１２と、一方のリードフレーム１１上にマウントされたＬＥＤチップ１３と、上記リードフレーム１１，１２に対してインサート成形されたハウジングとしての中空のランプハウス１４と、このランプハウス１４の中空部１４ａに充填された封止樹脂１５と、から構成されている。
【００２８】
上記リードフレーム１１，１２は、それぞれ導電性材料、例えば鉄系または銅系の金属から構成されており、上記ランプハウス１４の下面及び側面にそれぞれ露出した表面実装用の端子部１１ａ，１２ａを備えている。
さらに、一方のリードフレーム１１は、ランプハウス１４の中央領域にて、中空部１４ａ内に露出するチップ実装部１１ｂを備えており、また他方のリードフレーム１２は、上記チップ実装部１１ｂに隣接してランプハウス１４の中空部１４ａ内に露出する接続部１２ｂを備えている。
そして、上記端子部１１ａ，１２ａは、それぞれチップ実装部１１ｂ及び接続部１２ｂに対してフォーミングによって形成されるようになっている。
【００２９】
上記ＬＥＤチップ１３は、底面がリードフレーム１１のチップ実装部１１ｂに対してダイボンディングされていると共に、表面（図１にて上面）が金線１３ａを介して、他方のリードフレーム１２の先端の接続部１２ｂにワイヤボンディングされている。
【００３０】
上記ランプハウス１４は、例えば樹脂により上記リードフレーム１１，１２に対してインサート成形されており、上方に向かって開放した中空部１４ａを備えている。これにより、ランプハウス１４は、この中空部１４ａの内面が、ＬＥＤチップ１３に対する反射枠を構成している。
そして、この中空部１４ａ内では、前述したリードフレーム１１のチップ実装部１１ｂ及びリードフレーム１２の接続部１２ｂの一部が露出している。
【００３１】
上記封止樹脂１５は、シリコン系の熱硬化性樹脂等から構成されており、ランプハウス１４の中空部１４ａ内に充填され、硬化される。
そして、封止樹脂１５の充填・硬化後に、リードフレーム１１，１２のフォーミング加工が行なわれることによって、端子部１１ａ，１２ａが形成されるようになっている。
【００３２】
以上の構成は、図４及び図５に示した従来のＬＥＤ１とほぼ同様の構成であるが、本発明実施形態による表面実装型ＬＥＤ１０においては、各リードフレーム１１，１２が、フォーミングにより折曲げられる領域を除いて、全体として肉厚に形成されている点でのみ異なる構成になっている。
【００３３】
本発明実施形態による表面実装型ＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、リードフレーム１１，１２の端子部１１ａ，１２ａからＬＥＤチップ１３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１３が発光し、この光がランプハウス１４の中空部１４ａの内面で反射されると共に、封止樹脂１５を通して、光が外部に出射し、上方に向かって照射されるようになっている。
【００３４】
この場合、各リードフレーム１１，１２がそれぞれ全体として肉厚に形成されていることによって、その体積が増大されることになる。これにより、表面実装型ＬＥＤ１０のパッケージが小型であって、各リードフレーム１１，１２の面積が比較的小さい場合であっても、各リードフレーム１１，１２の体積を十分に確保することができる。
従って、各リードフレーム１１，１２による放熱効果が向上することになり、一方のリードフレーム１１のチップ実装部１１ｂに搭載されるＬＥＤチップ１３の動作時に発生する熱が効率良く放熱されることになる。
【００３５】
また、各リードフレーム１１，１２が、そのフォーミングによって折曲げられる領域が肉薄に形成されていることから、フォーミングの際に発生する応力が比較的小さく、各リードフレーム１１，１２に対してインサート成形されるランプハウス１４にクラック等の損傷が発生する可能性が大幅に低減され得ることになる。
【実施例２】
【００３６】
図２は、本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第二の実施形態の構成を示している。
図２において、表面実装型ＬＥＤ２０は、図１に示した表面実装型ＬＥＤ１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
表面実装型ＬＥＤ２０は、図１に示した表面実装型ＬＥＤ１０とは、各リードフレーム１１，１２の互いに対向する端面の領域にて、裏面側に段部１１ｃ，１２ｃを備えることにより、肉薄に形成されている点で異なる構成になっている。
【００３７】
このような構成の表面実装型ＬＥＤ２０によれば、図１に示した表面実装型ＬＥＤ１０と同様に作用すると共に、各リードフレーム１１，１２の互いに対向する端面が、上記段部１１ｃ，１２ｃにより肉薄に形成されていることによって、これらの間隔が、上記肉薄の厚さ近くまで小さくされ得る。これにより、表面実装型ＬＥＤ２０のパッケージ全体がより一層小型に構成され得ることになる。
【実施例３】
【００３８】
図３は、本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第三の実施形態の構成を示している。
図３において、表面実装型ＬＥＤ３０は、図２に示した表面実装型ＬＥＤ２０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
表面実装型ＬＥＤ３０は、図２に示した表面実装型ＬＥＤ２０とは、各リードフレーム１１，１２の互いに対向する端面の領域にて、裏面側に段部１１ｃ，１２ｃの代わりに、傾斜部１１ｄ，１２ｄを備えることにより、肉薄に形成されている点で異なる構成になっている。
【００３９】
このような構成の表面実装型ＬＥＤ３０によれば、図２に示した表面実装型ＬＥＤ１０と同様に作用し、各リードフレーム１１，１２の互いに対向する端面が上記傾斜部１１ｄ，１２ｄにより肉薄に形成されていることによって、これらの間隔が、上記肉薄の厚さ近くまで小さくされ得る。これにより、表面実装型ＬＥＤ３０のパッケージ全体がより一層小型に構成され得ることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上述した実施形態においては、本発明を表面実装型ＬＥＤ１０，２０，３０に適用した場合について説明したが、これに限らず、リードフレームにマウントされ、動作時に発熱するようりＩＣ等の他の半導体デバイスにも本発明を適用し得ることは明らかである。
本発明による半導体デバイスは、各リードフレームのフォーミングにより折曲げられる領域を除いて肉厚に形成することによって、同じ面積であっても、体積を増大させて、放熱効果を向上させることができる。
その際、各リードフレームのフォーミングにより折曲げられる領域が肉薄に形成されていることによって、フォーミングによる発生する応力が低減されることになり、各リードフレームに対してインサート成形されるハウジングにクラック等の損傷が発生するようなことはなく、例えばＩＣやベアチップ等の動作時に発熱する素子を搭載した半導体デバイスに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第一の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第二の実施形態の構成を示す断面図である。
【図３】本発明を適用した表面実装型ＬＥＤの第三の実施形態の構成を示す断面図である。
【図４】従来の表面実装型ＬＥＤの一例の構成を示す断面図である。
【図５】図４の表面実装型ＬＥＤの平面図である。
【図６】従来の表面実装型ＬＥＤの他の一例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０，２０，３０    表面実装型ＬＥＤ（表面実装型半導体デバイス）
１１，１２    リードフレーム
１１ａ，１２ａ    端子部
１１ｂ    チップ実装部
１２ｂ    接続部
１１ｃ，１２ｃ    段部
１１ｄ，１２ｄ    傾斜部
１３    ＬＥＤチップ（ベアチップ）
１４    ランプハウス（ハウジング）
１５    樹脂モールド
【図１】
2005197329.tif 000003
【図２】
2005197329.tif 000004
【図３】
2005197329.tif 000005
【図４】
2005197329.tif 000006
【図５】
2005197329.tif 000007
【図６】
2005197329.tif 000008