(57)【要約】【課題】実装基板との接続強度を維持しつつ、外部からのノイズの影響を抑え、軽量化が図れるとともに、コストの低減が図れる半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置１は、実装基板と接続される電極と、光半導体素子が樹脂で封止されレンズ７，８が形成された樹脂パッケージとを有している。電極は、一方の端面のみに形成され、背面側に位置する他方の端面である光透過面６には、光半導体素子と非導通とした金属膜９が形成されている。光半導体装置１を実装基板に搭載する際には、この金属膜９と電極とを半田などで接続することで、光半導体装置１の一方の端面に形成された電極と背面側に位置する他方の端面に形成された金属膜９との２箇所で実装基板に固着できるため、実装基板への実装時の振動または衝撃などでも剥離することがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で封止された半導体素子が搭載され、実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成された面実装型の半導体装置において、
前記一方の端面と背面側に位置する他方の端面に、前記実装基板との接続用であって、前記半導体素子と非導通とした金属膜が形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子は光半導体素子であり、前記樹脂は光透過性を有す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】
樹脂で封止された半導体素子が搭載され、実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成され、前記一方の端面の背面側に位置する他方の端面に、前記実装基板との接続用であって、前記半導体素子と非導通とした金属膜が形成された面実装型の半導体装置の製造方法において、
配線パターンが形成された製造基板に、複数の半導体素子を搭載する工程と、
前記複数の半導体素子を樹脂封止して集合半導体装置を形成する工程と、
前記集合半導体装置の樹脂の上面に金属帯を形成する工程と、
前記集合半導体装置を前記金属帯と交差する方向に分割して前記金属帯を前記金属膜とする工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板と接続される電極を有し、半導体素子が樹脂で封止された半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置として特許文献１に記載の光半導体装置や、特許文献２に記載の光電変換装置がある。
【０００３】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、特許文献１の光半導体装置２０は、光半導体樹脂モールドパッケージ２１と、その外形を覆うケース２２で構成されている。
【０００４】
また、図８に示すように特許文献２の光電変換装置２５は、光透過性の樹脂で図示しない光電変換素子を封止してパッケージ２６を形成したものである。
【０００５】
パッケージ２６には、２つの光学レンズ２７，２８が形成されている。各々のレンズ２７，２８には、光電変換素子の発光素子と受光素子がそれぞれ配置されている。また、パッケージ２６は、ケース２９で外形を覆われている。レンズ２７，２８が形成された面と背面側に位置する端面には、実装基板と接続するための電極（図示せず。）が形成され、ケース２９には基板と接続するための接続片３０が形成されている。
【０００６】
ケース２９は、外部からのノイズの影響を光電変換素子が受け、誤動作することを防止するだけでなく、電極と接続片３０とを面実装する実装基板（図示せず。）に固着させることで、振動や衝撃により光電変換装置２５が実装基板から剥離することを防止するためのものである。
【特許文献１】特開２００２−３５３２５８号公報
【特許文献２】意匠登録第１０６６０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の半導体装置は、金属製のケースを備えることで、外部からのノイズの影響を防止し、かつ実装基板への確実な接続を可能としている。しかし、ケースを備えた半導体装置を携帯電話機などに用いた場合では、ケースの重量さえも携帯電話機の軽量化の阻害原因となる。
【０００８】
また、従来の半導体装置は、小型化によって、実装基板上のスペースが３ｍｍ×８ｍｍ程度あれば搭載可能な程度にまで小さくなっているので、携帯電話機などに用いることでより携帯電話機の小型化が促進される。しかし、小型化された従来の半導体装置は、その小ささ故に樹脂パッケージとケースとを嵌合させるのは非常に困難であり、組み立て工数が増大する要因となっている。また、ケースのコストも問題である。
【０００９】
ケースを省略した半導体装置とすると、樹脂パッケージの一方の端面に形成された電極のみで半導体装置と実装基板とを接続することになるため接続面積が小さくなる。従って、この半導体装置を実装基板にリフローなどの半田付けで接続する際に、半導体装置の電極が形成された端面と背中合わせにある端面側が浮き上がり、半導体装置と実装基板とが剥離してしまう。
【００１０】
そこで本発明は、実装基板との接続強度を維持しつつ、外部からのノイズの影響を抑え、軽量化が図れるとともに、コストの低減が図れる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は、樹脂で封止された半導体素子が搭載され、実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成された面実装型の半導体装置において、一方の端面と背面側に位置する他方の端面に、実装基板との接続用であって、半導体素子と非導通とした金属膜が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成され、一方の端面と背面側に位置する他方の端面に、実装基板との接続用であって、半導体素子と非導通とした金属膜が形成されたことにより、半導体装置の両端面の実装基板の接続用の電極と金属膜との２箇所で固着できるため、実装基板への実装時に確実に接続することができ、振動や衝撃などを受けた場合でも剥離することがない。よって、ケースを備えた場合と同様に接続強度を維持できる。また、金属膜がシールドの役目をするため、外部からのノイズなどの影響を抑えることができる。また、ケースを省略した半導体装置とすることができるので、軽量化が図れる。また、ケースと半導体装置との組み立て工程が省略できるので、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、樹脂で封止された半導体素子が搭載され、実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成された面実装型の半導体装置において、一方の端面と背面側に位置する他方の端面に、実装基板との接続用であって、半導体素子と非導通とした金属膜が形成されたことを特徴とした半導体装置であり、基板とは、電極と金属膜との２箇所で固着できるため、振動や衝撃などにも剥離することがない。また、金属膜がシールドの役目をするため、外部からのノイズなどの影響を抑えることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、半導体素子は光半導体素子であり、樹脂は光透過性を有することを特徴としたものであり、半導体素子は光半導体素子であり、光透過性を有する樹脂としたので、接続強度の高い光半導体装置とすることができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、樹脂で封止された半導体素子が搭載され、実装基板との接続用の電極が一方の端面のみに形成され、一方の端面の背面側に位置する他方の端面に、実装基板との接続用であって、半導体素子と非導通とした金属膜が形成された面実装型の半導体装置の製造方法において、配線パターンが形成された製造基板に、複数の前記半導体素子を搭載する工程と、複数の半導体素子を樹脂封止して集合半導体装置を形成する工程と、集合半導体装置の樹脂の上面に金属帯を形成する工程と、集合半導体装置を金属帯と交差する方向に分割して金属帯を金属膜とする工程とを含むことを特徴としたものであり、集合半導体装置の長手方向の樹脂上面の金属帯を、金属帯と交差する方向に分割して金属帯を金属膜とするので、容易に実装基板と接続するための金属膜を形成することができる。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の構成を図１および図２に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の斜視図である。図２は、同光半導体装置の背面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、半導体装置の一例である光半導体装置１は、基板２に図示しない光半導体素子である発光素子と受光素子を搭載し、樹脂パッケージ３で封止したものである。基板２の一方の端面には、この光半導体装置１を搭載する実装基板との電気的接続をするための電極４が形成されている。
【００１９】
この電極４が基板２に形成された図示しない配線パターンと接続され、この配線パターンが発光素子と受光素子とにワイヤボンディングで接続されることで、それぞれの電極４は、発光素子と受光素子とに導通接続されている。
【００２０】
発光素子は、電極４から入力された電気信号に応じた赤外線を出射する。そして、受光素子は、入射した赤外線を電気信号へ変換し電極４へ出力する。この光半導体素子は、用途に応じて可視光で機能するものとしてもよい。
【００２１】
電極４は、発光素子および受光素子の機能により適宜その数が決定される。本実施の形態の光半導体装置１は、電源およびグランドに割り当てた電極を含めて８つの電極４が形成されている。
【００２２】
樹脂パッケージ３は、エポキシ樹脂で形成されている。樹脂パッケージ３には、電極４が形成された端面の背面側に位置する端面に、赤外線が透過可能な光透過面６が形成されている。樹脂パッケージ３を光透過性を有するエポキシ樹脂で形成することで、赤外線が透過可能な光透過面６とすることができる。なお、樹脂パッケージ３は、光透過性を有する樹脂であれば他の樹脂でも使用することができる。また、可視光を使用する光半導体素子の場合では、可視光が透過可能な透明樹脂を使用して樹脂パッケージとすることで、光透過面とすることもできる。
【００２３】
光透過面６には、発光素子から出射される部分と、受光素子へ入射する部分にそれぞれ半球状をしたレンズ７，８が形成され、指向特性を高めている。
【００２４】
また、光透過面６には、光半導体装置１を搭載した基板と接続する金属膜９が形成されている。この金属膜９は、光透過面６に金を蒸着したり、半田メッキをしたり、または、金属シートを接着剤で貼着することで形成されている。金属膜９は、非導通な樹脂で形成された樹脂パッケージ３の表面に形成されているので、樹脂パッケージ３で封止された光半導体素子である発光素子および受光素子とは非導通である。金属膜９は、半田等により実装基板へ接続できる程度の広さを有している。
【００２５】
光半導体装置１を実装基板に搭載する際には、この金属膜９と電極４とを半田などで接続することで、光半導体装置１の一方の端面に形成された電極４と背面側に位置する他方の端面に形成された金属膜９との２箇所で実装基板に固着できるため、実装基板への実装時の振動または衝撃などでも剥離することがない。また、金属膜９が光半導体素子のシールドの役目をするため、外部からのノイズなどの影響を抑えることができる。
【００２６】
このように構成された本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例の光半導体装置の製造方法を、図３から図５に基づいて説明する。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の製造方法を説明する集合基板の平面図であって、（ａ）は光半導体素子の搭載面の平面図であり、（ｂ）は光半導体素子の搭載面の反対面の平面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の製造方法を説明する集合半導体装置の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線矢視図である。図６は、金属帯を形成した集合半導体装置の平面図である。
【００２８】
光半導体装置１は、複数の半導体素子を搭載して樹脂封止した製造基板をダイサーなどで分割して形成される。まず、集合基板の説明をする。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、製造基板１２は、平板状で絶縁性を有し、実装基板と接続するための電極４とを接続するスルーホール１１と、複数の光半導体素子をマトリックス状に配置可能に形成された配線パターン１５とが形成されたものである。スルーホール１１には、光半導体素子を搭載する面と、実装基板と接合する下面との導通を取るため、内側面に金属膜が形成されている。スルーホール１１は、ダイサーにより分割する製造基板１２の長手方向と直交する境界Ｌの位置に形成されている。この製造基板１２の所定の位置にマトリックス状に光半導体素子を載置し、ワイヤボンディングで光半導体素子と配線パターン１５とを接続する。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、光半導体素子の搭載面の反対面側には、電極４が形成されており、前述したように、スルーホール１１により、光半導体素子の搭載面側の配線パターン１５を介して光半導体素子と電極４とを導通する。
【００３１】
次に、図４および図５に示すように、光半導体素子を導通搭載した製造基板１２上に、レンズ７，８の形状に形成された金型で型締めした後に、樹脂を充填して硬化させ、発光素子および受光素子を封止した樹脂パッケージ１３を形成して集合半導体装置１０とする。図３に示すように、本実施の形態では、集合半導体装置１０には、光半導体装置１が３×２２個の合計６６個分形成されている。
【００３２】
そして、図６に示すように、集合半導体装置１０に、導電性を有する半田を、レンズ７，８の間を通過させて、光半導体装置１となる部分を横断するようにメッキして金属帯１４を形成する。なお、この金属帯１４は、導電性を有する金属被膜を蒸着した薄膜により形成することもできる。また、金メッキしたプリント基板を接着剤で貼着して金属帯１４を形成してもよい。
【００３３】
最後に、金属帯１４が形成された集合半導体装置１０を、ダイサーなど、金属帯と交差する方向である境界Ｌ１を分割する。これにより、金属帯１４は金属膜９とすることができる。また、集合半導体装置１０の長手方向の境界であるＬ２を分割して、個々の光半導体装置１とする。
【００３４】
このようにして、集合半導体装置１０の金属帯１４を、半導体装置１の金属膜９として容易に形成することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では光半導体装置１としたが、一方の端面のみに電極が形成された半導体装置であれば、どのような機能を有する半導体装置にも適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る半導体装置は、実装基板との接続強度を維持しつつ、外部からのノイズの影響を抑え、軽量化が図れるとともに、コストの低減が図れるので、実装基板と接続される電極を有し、半導体素子が樹脂で封止された半導体装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の斜視図
【図２】同光半導体装置の背面図
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の製造方法を説明する集合基板の平面図であって、（ａ）は光半導体素子の搭載面の平面図、（ｂ）は光半導体素子の搭載面の反対面の平面図
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光半導体装置の製造方法を説明する集合半導体装置の平面図
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視図
【図６】金属帯を形成した集合半導体装置の平面図
【図７】従来の半導体装置であり、（ａ）は樹脂モールドパッケージとケースを嵌合させる前の状態を示す斜視図、（ｂ）は同嵌合させた状態を示す斜視図
【図８】従来の半導体装置の光電変換素子の斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１  光半導体装置
２  基板
３  樹脂パッケージ
４  電極
６  光透過面
７，８  レンズ
９  金属膜
１０  集合半導体装置
１１  スルーホール
１２  製造基板
１３  樹脂パッケージ
１４  金属帯
１５  配線パターン
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２  境界
【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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【図７】
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【図８】
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