(57)【要約】【課題】半田濡れ性の低い金属ケースであっても、確実に金属ケースと回路基板とを接続することで、接続信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】接続端子４が一側端面に形成された基板２と、基板２に搭載された発光素子、受光素子および制御素子と、これらの半導体素子を覆うように基板２に形成された樹脂パッケージ３と、樹脂パッケージ３を覆うように設けられた金属ケース５とを有した赤外線データ通信モジュール１において、金属ケース５には、樹脂パッケージ３から突き出た庇部５ａと、この庇部５ａに接続され、樹脂パッケージ３の前面に沿って回路基板に向けて延伸し、回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片５ｂと、接続片５ｂに接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片５ｃとが設けられている。【選択図】図１
2007158214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子が一側端面に形成された基板と、前記基板に搭載された半導体素子と、前記半導体素子を覆うように前記基板に形成された樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージの上面を覆うように設けられた金属ケースとを有し、前記基板の一側端面に形成された前記接続端子を回路基板に形成された接続パターンに当接させて表面実装で接続する半導体装置において、
前記金属ケースには、前記樹脂パッケージの前面に沿って前記回路基板に向けて延伸し、前記回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片と、前記接続片に前記接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片とが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接続片は、前記樹脂パッケージから前記基板とは反対側の方向へ突き出すように形成された庇部に設けられてい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】
前記樹脂パッケージには、前記接続片に当接する凸部が突出するように設けられていることを特徴とする請求項２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、半導体素子が搭載された基板の一側端面に接続端子が形成され、樹脂パッケージが半導体素子を覆うように基板に形成されるとともに、この樹脂パッケージの上面を覆うように金属ケースが設けられた表面実装用の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一側端面に接続端子が形成された基板に半導体素子が搭載され、この半導体素子を封止する樹脂パッケージが形成され、この樹脂パッケージを覆うように金属ケースを備えた表面実装用の半導体装置がある。このような半導体装置が、赤外線データ通信モジュールであるが特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の赤外線データ通信モジュールを図４に示す。この従来の赤外線データ通信モジュール１１は、基板１２の一側端面に接続端子１３が設けられるとともに、発光素子と受光素子と制御素子とを封止する樹脂パッケージ１４が設けられている。樹脂パッケージ１４には、発光素子および受光素子が搭載された位置に形成された略半球状のレンズ部１４ａが形成されている。そしてこの樹脂パッケージ１４を覆うように金属ケース１５が設けられている。この金属ケース１５は、樹脂パッケージ１４の上面から前面に沿って屈曲し、更に搭載する回路基板に沿って前方に屈曲するように形成されている。この金属ケース１５は、外来ノイズを遮断する目的で樹脂パッケージ１４を覆うように設けられている。
【０００４】
この特許文献１に記載の赤外線データ通信モジュール１１を回路基板に実装する場合には、基板１２を回路基板に立てるようにして、半田ペーストが塗布された回路基板の接続パターンに、接続端子１３と金属ケース１５に形成された前方に屈曲した接続部１５ａとを当接させて接続する。
【特許文献１】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】
【０００５】
図４に示す従来の赤外線データ通信モジュール１１は、接続端子１３の他に接続部１５ａは回路基板に形成された接続パターンに接続されることで実装される。しかし金属ケース１５の一部として形成された接続部１５ａは、金メッキなどが施された接続端子１３と比べて半田濡れ性が悪いため、接続パターンとの接着性が低いので、リフロー処理中に衝撃で回路基板上の実装位置がずれるおそれがある。そうなると、金属ケース１５のずれとともに、接続端子１３もずれることになるので接続不良となるおそれもある。
【０００６】
半田付けは、有害物質として鉛を含む半田が使用できない鉛フリーと呼ばれる状況にあるので、益々金属ケースと接続パターンとの接着性が悪化する傾向にある。
【０００７】
そこで本発明は、半田濡れ性の低い金属ケースであっても、確実に金属ケースと回路基板とを接続することで、接続信頼性の高い半導体装置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】
【０００８】
本発明の半導体装置は、接続端子が一側端面に形成された基板と、前記基板に搭載された半導体素子と、前記半導体素子を覆うように前記基板に形成された樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージの上面を覆うように設けられた金属ケースとを有し、前記基板の一側端面に形成された前記接続端子を回路基板に形成された接続パターンに当接させて表面実装で接続する半導体装置において、前記金属ケースには、前記樹脂パッケージの前面に沿って前記回路基板に向けて延伸し、前記回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片と、前記接続片に前記接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片とが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、金属ケースには、樹脂パッケージの前面に沿って回路基板に向けて延伸し、回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片と、接続片に接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片とが設けられているので、半田濡れ性の低い金属ケースであっても、確実に金属ケースと回路基板とを接続することで、接続信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願の第１の発明は、接続端子が一側端面に形成された基板と、基板に搭載された半導体素子と、半導体素子を覆うように基板に形成された樹脂パッケージと、樹脂パッケージの上面を覆うように設けられた金属ケースとを有し、基板の一側端面に形成された接続端子を回路基板に形成された接続パターンに当接させて表面実装で接続する半導体装置において、金属ケースには、樹脂パッケージの前面に沿って回路基板に向けて延伸し、回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片と、接続片に接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片とが設けられていることを特徴としたものである。
【００１１】
金属ケースに、樹脂パッケージの上面から前面に沿って回路基板に向けて延伸し、回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片と、接続片に接続パターンと接続する位置から折り返す屈曲片とが設けられているので、接続片と屈曲片とで略Ｕ字状とした接続部が形成される。この接続片と屈曲片とが設けられた金属ケースを有する半導体装置を回路基板に実装し、リフロー処理を行うと、回路基板の接続パターンに塗布された半田ペーストが溶融して接続片と屈曲片との隙間に入り込み表面張力によって接続片と屈曲片との隙間を登るように上がっていく。そして周囲の溶融した半田は、その登る半田に引き込まれるように、屈曲片の外側の面を上っていくので、屈曲片に理想的な半田フィレットを形成することができる。従って、金メッキが施された接続端子と異なり、半田との濡れ性が低い金属ケースであっても、確実に接続パターンと接続することができる。また、回路基板に形成された接続パターンには、接続片および屈曲片の接続部分が接続することになる。従って、回路基板に搭載する際には、実装面積を少ないものとすることができるので、回路基板の小型化が可能である。
【００１２】
本願の第２の発明は、接続片は、樹脂パッケージから基板とは反対側の方向へ突き出すように形成された庇部に設けられていることを特徴としたものである。
【００１３】
接続片が、樹脂パッケージから基板とは反対側の方向へ突き出すように形成された庇部に設けられているので、庇部の長さほどの隙間を接続片と樹脂パッケージとの間に確保することができる。従って、屈曲片の外側に半田フィレットが形成されるだけでなく、接続片と樹脂パッケージとの間にも半田フィレットが形成されるので、より強固に金属ケースと接続パターンとを接続させることができる。
【００１４】
本願の第３の発明は、樹脂パッケージには、接続片に当接する凸部が突出するように設けられていることを特徴としたものである。
【００１５】
金属ケースを樹脂パッケージに装着すると、樹脂パッケージの凸部が接続片に当接して、接続片と樹脂パッケージとの間の隙間を確保した状態で、接続片と樹脂パッケージとを固定することができる。また庇部の長さ程度に突出した凸部とすれば、接続パターンに対して垂直に接続片を接続させることができる。
【００１６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る半導体装置を、赤外線データ通信モジュールを例に、図１および図２に基づいて説明する。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赤外線データ通信モジュールを説明する図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は底面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である赤外線データ通信モジュールを説明する側面図である。
【００１７】
本実施の形態に係る赤外線データ通信モジュールは、赤外線を発光するとともに、赤外線を受光してデータ通信を行うものであり、回路基板に表面実装される。
【００１８】
図１、図２に示すように、赤外線データ通信モジュール１は、基板２に樹脂パッケージ３が形成され、樹脂パッケージ３を覆うように金属ケース５が設けられている。
【００１９】
基板２には、一側端面に接続端子４が形成されている。本実施の形態の赤外線データ通信モジュール１には、接続端子４が７つ形成されている。また基板２には、発光素子、受光素子および制御素子が搭載されているが、樹脂パッケージ３にて封止されており図示していない。
【００２０】
接続端子４は、制御素子を介して発光素子を点灯させる入力端子と、受光素子が受光したデータを、制御素子を介して出力する出力端子と、電源端子と、グランド端子とを備えている。
【００２１】
樹脂パッケージ３は、基板２に接続される直方体状の基台部３ａと、発光素子および受光素子が搭載された位置に形成された略半球状のレンズ部３ｂと、発光素子および受光素子のそれぞれのレンズ部３ｂの間に位置し、金属ケース５と当接する凸部３ｃとが設けられている。
【００２２】
凸部３ｃは、本実施の形態では円柱状に形成されているが、後述する庇部の長さ程度に突出し、接続片と樹脂パッケージ３の基台部３ａとの隙間が確保できれば、直方体状でも多角柱状でもよい。この凸部３ｃは、樹脂パッケージ３を成形する際の金型に凸部３ｃと対応する凹部を設けることで、基台部３ａとレンズ部３ｂとを合わせて一体的に形成することができる。
【００２３】
金属ケース５には、樹脂パッケージ３の上面とともに、後面は基板２に沿って接続端子４の近辺まで、前面は、樹脂パッケージ３から基板２とは反対側の方向へ突き出すように庇部５ａが形成されている。そして、庇部５ａには、回路基板に向けて延伸し、回路基板に形成された接続パターンに接続する接続片５ｂが設けられている。更に、接続片５ｂには、回路基板の接続パターンと接続する位置から折り返して断面略Ｕ字状に形成された屈曲片５ｃが設けられている。この庇部５ａと、接続片５ｂと、屈曲片５ｃとで回路基板と接続するための接続部となる。
【００２４】
以上のように構成される本発明の実施の形態に係る赤外線データ通信モジュール１を回路基板に表面実装するときの状態を図３に基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る赤外線データ通信モジュール１を回路基板に表面実装するときの状態を説明する図である。
【００２５】
まず赤外線データ通信モジュール１を搭載する回路基板６を準備する。この回路基板６には、接続端子４と接続する接続パターン６ａと、接続片５ｂと接続する接続パターン６ｂが形成されている。そして、回路基板６に形成された接続パターン６ａ，６ｂに半田ペーストを塗布する。
【００２６】
次に、赤外線データ通信モジュール１の接続端子４および接続片５ｂの位置を合わせ、接続端子４および接続パターン６ａと、接続片５ｂおよび接続パターン６ｂを当接させて載置する。つまり、基板２が回路基板６に対して直立するとともに、２つのレンズ部３ｂの光軸が回路基板６の面と平行となる。
【００２７】
この状態でリフロー処理を行うと、接続パターン６ａに塗布された半田ペーストが溶融するときに、接続パターン６ｂに塗布された半田ペーストも溶融する。
【００２８】
接続片５ｂと屈曲片５ｃとで断面略Ｕ字に形成されているので、リフロー処理の際に、半田ペーストが溶融してその隙間に入り込むとともに、表面張力によって接続片５ｂと屈曲片５ｃとの隙間を登るように上がっていく。そして周囲の溶融した半田は、その登る半田に引き込まれるように、接続片５ｂおよび屈曲片５ｃのそれぞれの外側の面を上っていくので、屈曲片５ｃと接続パターン６ｂ、接続片５ｂと接続パターン６ｂ、および接続端子４と接続パターン６ａに、理想的な半田フィレット１０を形成することができる。従って、金メッキが施された接続端子４と異なり、半田との濡れ性が低い金属ケース５であっても確実に回路基板６に形成された接続パターン６ｂと接続することができる。
【００２９】
また、接続部は、断面略Ｕ字状に形成されているので、従来の赤外線データ通信モジュール１１に装着された金属ケース１５の接続部１５ａと比較して、実装面積を少ないものとすることができる。従って、回路基板の小型化が可能である。
【００３０】
一方、図４に示すような従来の赤外線データ通信モジュール１１は、接続パターンに接続端子１３および接続部１５ａとを当接させて、基板１２を回路基板に立てた状態でリフロー処理を行う。リフロー処理では、接続パターンに塗布された半田ペーストが溶融して、接続端子１３および接続部１５ａが溶融した半田ペーストに沈み込み、その状態で従来の赤外線データ通信モジュール１１は回路基板に接続される。
【００３１】
しかし、接続部１５ａは板状に形成されているため、リフロー処理の際に溶融した半田ペーストに浮いた状態のままで回路基板に接続されてしまうことがある。そうなると接続端子４側は、半田ペーストに沈み込んだ状態で接続されるので、レンズ部１４ａが斜め上を向いた状態となり、光軸のずれが生じる。
【００３２】
そこで、図３に示すように、本発明の実施の形態に係る赤外線データ通信モジュール１では、回路基板６に形成された接続パターン６ｂには、接続片５ｂおよび屈曲片５ｃの接続部分が接続することになるので、接続面積を少ないものとすることができる。従って、接続パターンに塗布された半田ペーストが溶融すると、その半田ペーストに浮いた状態とならずに接続片５ｂおよび屈曲片５ｃの接続部分が沈み込むので、確実に接続部と接続パターンとを接続することができる。
【００３３】
更に、庇部５ａと接続片５ｂと屈曲片５ｃとで構成される接続部が樹脂パッケージ３から前方となる位置に設けられているので、接続端子４が溶融した半田ペーストに沈み込む際の応力と、接続部が溶融した半田ペーストに浮いてしまうような応力とを、その接続部の荷重により打ち消すことができる。従って、光軸のずれを防止することができる。
【００３４】
また、金属ケース５を樹脂パッケージ３に装着すると、樹脂パッケージ３の凸部３ｃが接続片５ｂに当接して、接続片５ｂと樹脂パッケージ３との間の隙間を、凸部３ｃが確保した状態で接続片５ｂと樹脂パッケージ３とを固定する。従って、庇部５ａの長さ程度に突出した凸部３ｃとすれば、接続パターン６ｂに対して垂直に接続片５ｂを接続させることができるので、接続パターン６ｂと、接続片５ｂおよび屈曲片５ｃとを均等に接続することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、庇部５ａ、接続片５ｂおよび屈曲片５ｃに、荷重が必要な場合には、この折り返しを繰り返すように断面が蛇行した形状とすれば赤外線データ通信モジュール全体をさほど大きい形状とせずに樹脂パッケージ３側を重たくすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、半田濡れ性の低い金属ケースであっても、確実に金属ケースと回路基板とを接続することで、接続信頼性の高いものとすることができるので、半導体素子が搭載された基板の一側端面に接続端子が形成され、樹脂パッケージが半導体素子を覆うように基板に形成されるとともに、この樹脂パッケージの上面を覆うように金属ケースが設けられた表面実装用の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赤外線データ通信モジュールを説明する図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は底面図
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である赤外線データ通信モジュールを説明する側面図
【図３】本発明の実施の形態に係る赤外線データ通信モジュールを回路基板に表面実装するときの状態を説明する図
【図４】従来の赤外線データ通信モジュールを説明する図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図
【符号の説明】
【００３８】
１  赤外線データ通信モジュール
２  基板
３  樹脂パッケージ
３ａ  基台部
３ｂ  レンズ部
３ｃ  凸部
４  接続端子
５  金属ケース
５ａ  庇部
５ｂ  接続片
５ｃ  屈曲片
６  回路基板
６ａ，６ｂ  接続パターン
１０  半田フィレット
【図１】
2007158214.tif 000003
【図２】
2007158214.tif 000004
【図３】
2007158214.tif 000005
【図４】
2007158214.tif 000006