(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム状に形成され、一列に整列された複数のリードと、該リードの一端部上にボンディングされた発光素子または受光素子を少なくとも含む素子と、該素子の周囲を被覆する樹脂製パッケージとからなり、前記発光素子の発光面または前記受光素子の受光面と平行に延びて前記樹脂製パッケージから延出された前記複数のリードのそれぞれが、該樹脂製パッケージから露出する部分にハンダフィレットが形成される長さを有すると共に、取り付けられる実装基板のハンダ付け面から０.５〜１ｍｍの長さになるように全て同じ方向で直角方向に折り曲げられ、かつ、前記複数のリードの全ての他端部側が、ハンダフィレットが形成されるように全て同じ方向で直角方向に折り返され、前記樹脂製パッケージに脚部が形成されないで前記２回の折曲げ部の間に形成される平坦なリード部で実装基板上に載置されることにより、前記発光面または受光面が実装基板と垂直になるように実装基板に表面実装でハンダ付けし得る構造である表面実装型シングルインライン半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂製パッケージから延出されてハンダフィレットが形成される折曲げ部と、前記リードの他端部側でハンダフィレットが形成される折曲げ部との間で前記実装基板上に載置される部分の長さが、１.５〜２ｍｍに形成されてなる請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数のリードの他端部側におけるハンダフィレット形成部が前記樹脂製パッケージから異なる長さの位置に形成されてなる請求項１または２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばパーソナルコンピュータや携帯電話などに用いられる赤外線データ通信モジュールなどの発光素子や受光素子などの光学素子を含む素子を樹脂製パッケージ内に内包し、外部リードが一列になるように導出されるシングルインライン（ＳＩＰ）型の半導体装置に関する。さらに詳しくは、ＳＩＰ型で表面実装をしながら傾きなどが生じない構造の表面実装型ＳＩＰ半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のたとえば赤外線データ通信モジュールは図５に示されるような構造になっている。すなわち、図５において、リードフレームからなる複数のリード２のうち、一部の先端部（ダイパッド部）に発光素子チップ３、受光素子チップ４、ＩＣチップ５がダイボンディングおよびワイヤボンディングされて、発光素子チップ３および受光素子チップ４の正面にドーム形状が形成されるように、可視光線カット剤入りエポキシ樹脂などの透光性樹脂により封止されてパッケージ６が形成されることにより構成されている。そして、実装の容易さから、図５に示されるように、各リードの先端部はプリント基板などにハンダペーストを塗布して載置し、温度を上昇するだけでハンダ付けをすることができる表面実装型にフォーミングされている。なお、（ｂ）は樹脂製パッケージ内部の平面説明図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の構造のように、この半導体装置がハンダ付けされるプリント基板などの面と垂直方向に光を照射する方向である場合には、図５に示されるように、信号入力などに必要なリードの他にダイパッド部を支持するリードを導出してフォーミングすることにより、ハンダ付け部が２次元になり安定した状態で面実装をすることができる。しかし、用途によりプリント基板などの実装基板と平行方向に光を照射し、しかも表面実装をすることができる構造のものが要求されている。
【０００４】
このような横方向に光を照射し、かつ、表面実装型にするには、たとえば図４（ａ）に示されるように、各リードを一列にして、パッケージ６の側壁に沿って垂直に曲げ、各リードの端部にハンダフィレットを形成することができるように、折曲げ部２ｃを形成してプリント基板８などに横向きに載置し、ハンダリフローなどによりハンダ付けすることが考えられる。なお、９はハンダペーストで、６ｃはプリント基板８上に載置するパッケージ６の脚部である。しかし、この構造では、図４（ｂ）に示されるように、ハンダフィレット７の形成部が各リード２で一列に並び（図の紙面と垂直方向）、そのハンダフィレット７のハンダが硬化する際に収縮するため、半導体装置が回転して硬化する。通常のＩＣのように回路機能のみを有する半導体装置であれば、少々傾いても構わないが、光学素子を有し、光の照射方向や受光方向が定まっている半導体装置では、僅かな傾きでもその性能が大幅に変化するため、この傾きは致命傷になる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、複数のリードを一列に整列したＳＩＰ型の半導体装置を表面実装することができる構造にしながら、傾きを生じることなく実装基板にハンダ付けすることができる構造の表面実装型シングルインライン半導体装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による表面実装型シングルインライン半導体装置は、フレーム状に形成され、一列に整列された複数のリードと、該リードの一端部上にボンディングされた発光素子または受光素子を少なくとも含む素子と、該素子の周囲を被覆する樹脂製パッケージとからなり、前記発光素子の発光面または前記受光素子の受光面と平行に延びて前記樹脂製パッケージから延出された前記複数のリードのそれぞれが、該樹脂製パッケージから露出する部分にハンダフィレットが形成される長さを有すると共に、取り付けられる実装基板のハンダ付け面から０.５〜１ｍｍの長さになるように全て同じ方向で直角方向に折り曲げられ、かつ、前記複数のリードの全ての他端部側が、ハンダフィレットが形成されるように全て同じ方向で直角方向に折り返され、前記樹脂製パッケージに脚部が形成されないで前記２回の折曲げ部の間に形成される平坦なリード部で実装基板上に載置されることにより、前記発光面または受光面が実装基板と垂直になるように実装基板に表面実装でハンダ付けし得る構造になっている。
【０００７】
ここに光学素子とは、発光素子や受光素子のように、電気信号を光信号に変換したり、光信号を電気信号に変換する素子を意味する。
【０００８】
この構造にすることにより、ハンダフィレット部分でハンダが硬化する際に収縮しても、その部分は一直線上にはなく、少なくとも２列に形成されているため、ハンダ付け部が２列以上あり、一直線が回転中心になって半導体装置が回転して硬化するということが生じない。その結果、光学素子が搭載されていて、傾きが非常に問題になる光学素子を有する半導体装置をシングルインラインにして面実装しても何ら問題が生じることがなく、実装基板に対して横向きに実装することができる。
【０００９】
前記樹脂製パッケージから延出されてハンダフィレットが形成される折曲げ部と、前記リードの他端部側でハンダフィレットが形成される折曲げ部との間で前記実装基板上に載置される部分の長さが、１.５〜２ｍｍに形成されていることが、安定した実装をする上で好ましい。また、前記複数のリードの他端部側におけるハンダフィレット形成部が前記樹脂製パッケージから異なる長さの位置に形成される構造でもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の表面実装型シングルインライン半導体装置について説明をする。本発明による表面実装型シングルインライン半導体装置は、図１にその一実施形態の側面および平面の説明図が示されるように、フレーム状に形成され、一列に整列された複数のリード１の一端部上に、たとえば発光素子３や受光素子４などの光学素子を少なくとも含み、さらにＩＣ５などの素子が搭載されており、図示しないワイヤボンディングなどがなされて、素子２〜５の周囲が樹脂製パッケージ６により被覆されている。
【００１１】
そして、このリード２の他端部２ａが、ハンダフィレット７を形成して表面実装することができるようにフォーミングされると共に、図１に示される例では、その他端部２ａ以外の樹脂製パッケージ６から露出するリード２の根元部分２ｂにもハンダフィレット７を形成し得るように、ハンダ付け面Ａより高さｈが０.５〜１ｍｍ程度は露出部２ｂが形成されるようにフォーミングされている。すなわち、従来構造のように、樹脂製パッケージ６に脚部が形成されないで、リードの根元部が露出すると共に、その露出部２ｂはハンダフィレットを形成し得る長さを少なくとも確保できるように形成されている。その結果、ハンダフィレット７がハンダ付け面Ａで少なくとも２列（図１（ｃ）でＢ列とＣ列）に形成されている。なお、図１（ｃ）は実装基板８側から見た半導体装置の側面説明図である。
【００１２】
半導体装置は、図１に示される例では、パーソナルコンピュータや携帯電話などに使用される赤外線データ通信モジュールの例が示されており、赤外線発光素子３およびホトダイオードなどの受光素子４と、増幅器やドライブ回路などが組み込まれたＩＣ５がリードフレームからなるリード２の一端部にダイボンディングおよびワイヤボンディングされている。そして、その周囲が可視光をカットする染料が混入されたエポキシ樹脂などによりモールドされることにより、樹脂製パッケージ６が形成されている。この際、発光素子３および受光素子４の前面には光を集光しやすいようにドーム形状にしたレンズ部６ａ、６ｂが形成されている。この樹脂製パッケージ６が形成された後に、リードフレームの各リード２の連結部をカットし、リード２をフォーミングすることにより、形成されている。
【００１３】
前述のように、半導体装置を取り付ける基板（プリント基板などの実装用基板、以下実装基板という）８と平行方向に光を出射したり、受光する場合、リードフレーム面を実装基板８と垂直になるようにリード２をフォーミングする必要があり、さらに実装基板８に面実装するためには、前述の図４に示されるように、樹脂製パッケージ６から露出した部分で９０°折り曲げ、さらにその先端部を折り曲げて、その折り曲げた部分で実装基板に直接ハンダ付けするのが、リードの折曲げ部が最も少なく、かつ、安定した向きでハンダ付けすることができる。
【００１４】
しかし、前述の図４に示されるように、樹脂製パッケージ６から露出した部分で直ちに折り曲げ、しかもその近辺にパッケージ６の脚部があると、そのパッケージ６から露出したリード部分にはハンダフィレットは形成されず、リード２の先端部２ｃ（図４参照）のみにハンダフィレットが形成される。この各リードのハンダフィレット部分は、リードがＳＩＰであるため、一直線状（図４の紙面と垂直方向）になり、ハンダが硬化する際にその一直線を中心として回転し、傾いて硬化するという問題がある。本発明では、このような傾きが生じないようにするため、ハンダフィレットが少なくとも２列形成されるように、リード２のフォーミングがなされている。
【００１５】
すなわち、図１に示される例では、樹脂製パッケージ６から露出するリードの露出部２ｂにもハンダフィレット７を形成し得るように、パッケージ６の脚部が形成されず、露出部２ｂの長さが一定値ｈ以上確保されるようにフォーミングされ、さらに先端部２ａも、ハンダフィレット７が形成されるように折り曲げられている。その結果、図１（ｃ）に示されるように、リード２の先端部２ａに形成されるハンダフィレット７の列Ｂと、リード２の根元部２ｂに形成されるハンダフィレット７の列Ｃの２列でハンダフィレット７が形成されている。なお、実装基板８上に載置される部分のリード２の長さＤは、たとえば１.５〜２ｍｍ程度に形成される。従来構造では、この部分にハンダペーストが塗布されていても、前述のように、ハンダ付けされないで回転して固定されるが、このように載置部分の両側にハンダフィレット７が形成されることにより、この部分もハンダ付けされ、一層しっかりとハンダ付けされる。
【００１６】
樹脂製パッケージ６から露出したリード２の折曲げ方向は、図１に示される例に限らず、たとえば図２に示されるように、逆方向に折り曲げられる構造でもハンダフィレット７が少なくとも２列になるように、リードがフォーミングされておればよい。なお、図２で図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
ハンダフィレット７が２列以上になるようにフォーミングする構造は、前述のように１本のリード２の２か所に折曲げ部が形成される構造でなくても、図３に示されるように、複数のリード２によりハンダフィレット７の形成部が２列以上になるように形成されてもよい。すなわち、図３において、各リード２はその先端部２ａ側のみにハンダフィレット７が形成されるようにフォーミングされているが、樹脂製パッケージ６からの長さが、たとえばＬ＝２ｍｍと、Ｍ＝１ｍｍとなるように異なった長さのところにハンダフィレット７の形成場所が設けられることにより、図３（ｂ）に示されるように複数のリード２によりＢとＣとの２列のハンダフィレット７の列が形成されている。
【００１８】
なお、図３に示される例では、樹脂製パッケージ６から露出する各リード２は斜め方向に折り曲げられ、その先端部のみでハンダ付けできるようにされると共に、樹脂製パッケージ６に設けられた脚部６ｃとにより実装基板上に載置することができる構造になっている。しかし、前述の図１または図４に示されるように、直角方向に折り曲げられる構造でも、同様にその先端部のハンダ付け位置を調整することにより、２列以上のハンダフィレットを形成することができる。なお、その他の図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
本発明によれば、光学素子を有する半導体装置を、その発光面または受光面が実装基板の面と直角になるように実装する場合に、各リードをＳＩＰ構造で表面実装型とし、そのハンダ付け面に少なくとも２列のハンダフィレット部が形成されるように各リードのフォーミングがなされているため、ハンダ付け部が少なくとも２列で存在し、ハンダが硬化する際に収縮力が働いても、そのハンダ付け部を基点とする回転力は働かない。その結果、光学素子を有し、僅かの傾きでも非常に性能に影響するＳＩＰ構造の半導体装置を傾くことなく、非常に簡単に実装することができる。
【００２０】
なお、前述の各例では、いずれもハンダフィレットの列が２列の例であったが、２列に限らず、もっと多くてもよく、またはランダムに形成されていてもよい。要は、半導体装置に回転力が働かないように、一直線以外の場所にもハンダ付け部が形成されておればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表面実装型のＳＩＰ構造半導体装置を傾きがなく、表面実装することができ、実装基板への搭載が非常に容易になり、実装の工数を削減することができると共に、非常に信頼性よく組み込むことができる。その結果、パーソナルコンピュータや携帯電話などを安価で高性能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表面実装型ＳＩＰ半導体装置の一実施形態の説明図である。
【図２】図１の変形例を示す説明図である。
【図３】本発明による表面実装型ＳＩＰ半導体装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図４】ＳＩＰ構造の半導体装置を表面実装型にする場合の問題を説明する図である。
【図５】従来の赤外線データモジュールの説明図である。
【符号の説明】
２    リード
３    発光素子
４    受光素子
５    ＩＣ
６    樹脂製パッケージ
【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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