(57)【要約】【課題】リードと筐体との間の気泡の残存を抑制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。【解決手段】１対のリード(10a,10b)と、１対のリード(10a,10b)に跨って形成された筐体(12)とを含み、筐体(12)は、半導体素子を収容するための収容部(121a)が設けられた収容体(12a)を含み、１対のリード(10a,10b)には、その表面における収容体(12a)との接触領域(101a,101b)の内周縁(1011a,1011b)から接触領域(101a,101b)の外周縁(1012a,1012b)に向かって連通する第１凹部(102a,102b)が形成されている半導体装置用パッケージ部品(1)とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のリードと、前記１対のリードに跨って形成された筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品であって、
前記筐体は、半導体素子を収容するための収容部が設けられた収容体を含み、
前記１対のリードには、その表面における前記収容体との接触領域の内周縁から前記接触領域の外周縁に向かって連通する第１凹部が形成されていることを特徴とする半導体装置用パッケージ部品。
【請求項２】
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用パッケージ部品。
【請求項３】
前記１対のリードの表面における前記収容体との接触領域には、複数の前記第１凹部が形成されており、
前記第１凹部の前記内周縁側の端部の間隔が略均等であり、かつ前記第１凹部の前記外周縁側の端部の間隔が略均等である請求項１に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項４】
前記筐体は、前記１対のリードを前記収容体と共に挟持する基体を更に含み、
前記１対のリードの表面における前記基体との接触領域の周縁のうち前記収容部に露出した前記１対のリードの外縁の直下に位置する周縁を第１周縁とし、前記接触領域の周縁のうち前記第１周縁を除く周縁を第２周縁としたときに、前記第１周縁から前記第２周縁に向かって連通する第２凹部が形成されている請求項１に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項５】
前記１対のリードの表面における前記基体との接触領域には、複数の前記第２凹部が形成されており、
前記第２凹部の前記第１周縁側の端部の間隔が略均等であり、かつ前記第２凹部の前記第２周縁側の端部の間隔が略均等である請求項４に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項６】
前記第１及び第２凹部の少なくとも１方は、溝形状に形成されている請求項１又は４に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項７】
前記第１及び第２凹部の少なくとも１方は、幅が２〜２００μｍである請求項６に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項８】
前記第１及び第２凹部の少なくとも１方は、深さが１〜２００μｍである請求項６又は７に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項９】
前記第１及び第２凹部の少なくとも１方は、深さと幅との寸法比率が、深さ／幅≧０．５の条件を満たす請求項６〜８のいずれか１項に記載の半導体装置用パッケージ部品。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置用パッケージ部品と、前記半導体装置用パッケージ部品の前記収容部に収容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含む半導体装置。
【請求項１１】
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１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂である請求項１１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】
従来の半導体装置として、１対のリードに跨って形成された筐体内に半導体素子を実装した後、筐体内に封止樹脂をポッティングして半導体素子を封止したものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００３−７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、半導体素子を収容する筐体はポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて射出成型により形成されており、リードと筐体との間には僅かな間隙や空孔が存在している。このため、筐体内に封止樹脂をポッティングすると、毛細管現象によって封止樹脂が上記間隙や上記空孔に浸入する。しかし、上記間隙や上記空孔に必ずしも均一に封止樹脂が浸入するわけではないので、封止樹脂が浸入しなかった上記間隙や上記空孔には気泡が残存することとなる。この気泡は、リフロー工程等の高温処理工程にて、熱膨張によって半導体装置内部に応力を生じさせて、リードと筐体との剥離、半導体素子や封止樹脂層の破損、半導体素子とリードとの剥離、ワイヤの断線等の不具合を引き起こすおそれがあった。また、上記間隙や上記空孔に残存する気泡が、リフロー工程等の高温処理工程によって封止樹脂層に移動し、この移動した気泡が封止樹脂層に残存することによって、例えば光半導体装置の場合は光学特性の劣化等の不具合が発生するおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、リードと筐体との間の気泡の残存を抑制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】
本発明の半導体装置用パッケージ部品は、１対のリードと、前記１対のリードに跨って形成された筐体とを含む半導体装置用パッケージ部品であって、
前記筐体は、半導体素子を収容するための収容部が設けられた収容体を含み、
前記１対のリードには、その表面における前記収容体との接触領域の内周縁から前記接触領域の外周縁に向かって連通する第１凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の半導体装置は、前記本発明の半導体装置用パッケージ部品と、前記半導体装置用パッケージ部品の前記収容部に収容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含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体装置用パッケージ部品によれば、リード表面における収容体との接触領域の内周縁から外周縁に向かって連通する第１凹部が形成されているため、半導体装置の製造工程において収容部に封止樹脂を流し込んだ際、上記内周縁から浸入した上記封止樹脂が上記第１凹部内の空気を追い出しながら上記外周縁に達する。これにより、リードと筐体との間の気泡の残存を抑制できる。また、本発明の半導体装置によれば、上記本発明の半導体装置用パッケージ部品を使用しているため、リードと筐体との間の気泡の残存を抑制できる。これにより、リフロー工程等の高温処理工程で発生する不具合（例えばリードと筐体との剥離等）を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の半導体装置用パッケージ部品は、１対のリードと、これら１対のリードに跨って形成された筐体とを含む。また、上記筐体は、半導体素子を収容するための収容部が設けられた収容体を含む。そして、上記１対のリードには、その表面における上記収容体との接触領域の内周縁から外周縁に向かって連通する第１凹部が形成されている。本発明の半導体装置用パッケージ部品を用いて半導体装置を製造すると、上記収容部に封止樹脂を流し込んだ際、上記内周縁から浸入した上記封止樹脂が上記第１凹部内の空気を追い出しながら上記外周縁に達する。これにより、リードと筐体との間の気泡の残存を抑制できる。
【０００９】
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。なお、上記リードの厚みは、例えば１００〜２０００μｍ程度である。
【００１０】
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や液晶ポリマー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。また、熱可塑性樹脂を使用すると、バリ取り工程が不要となるため、製造工程を短縮できる。
【００１１】
なお、本発明の半導体装置用パッケージ部品では、リードは少なくとも１対含まれていれば良く、２対以上のリードが含まれていてもよい。また、筐体の数も限定されない。
【００１２】
本発明の半導体装置用パッケージ部品において、上記１対のリードの表面における上記収容体との接触領域に複数の上記第１凹部が形成されている場合は、上記第１凹部の上記内周縁側の端部の間隔が略均等であり、かつ上記第１凹部の上記外周縁側の端部の間隔が略均等であることが好ましい。上記収容部に封止樹脂を流し込んだ際、封止樹脂の浸入口に相当する上記内周縁側の端部の間隔と、封止樹脂の流出口に相当する上記外周縁側の端部の間隔が略均等なため、リードと筐体との間に封止樹脂を満遍なく浸入させることができるからである。
【００１３】
本発明の半導体装置用パッケージ部品は、機械的強度を向上させるために、上記１対のリードを上記収容体と共に挟持する基体を更に含んでいてもよい。即ち、上記筐体が、上記収容体と上記基体とを含んでいてもよい。この場合、上記１対のリードの表面における上記基体との接触領域の周縁のうち上記収容部に露出した上記１対のリードの外縁の直下に位置する周縁を第１周縁とし、上記接触領域の周縁のうち上記第１周縁を除く周縁を第２周縁としたときに、上記第１周縁から上記第２周縁に向かって連通する第２凹部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、上記収容部に封止樹脂を流し込んだ際、上記第１周縁から浸入した上記封止樹脂が上記第２凹部内の空気を追い出しながら上記第２周縁に達する。これにより、リードと基体との間の気泡の残存を抑制できる。
【００１４】
本発明の半導体装置用パッケージ部品において、上記１対のリードの表面における上記基体との接触領域に複数の上記第２凹部が形成されている場合は、上記第２凹部の上記第１周縁側の端部の間隔が略均等であり、かつ上記第２凹部の上記第２周縁側の端部の間隔が略均等であることが好ましい。上記収容部に封止樹脂を流し込んだ際、封止樹脂の浸入口に相当する上記第１周縁側の端部の間隔と、封止樹脂の流出口に相当する上記第２周縁側の端部の間隔が略均等なため、リードと基体との間に封止樹脂を満遍なく浸入させることができるからである。
【００１５】
本発明の半導体装置用パッケージ部品では、上記第１及び第２凹部の少なくとも１方が溝形状に形成されていることが好ましい。上記収容部に封止樹脂を流し込んだ際、封止樹脂が毛細管現象によって上記第１又は第２凹部内の空気を追い出しながら浸入するため、リードと筐体との間の気泡の残存を確実に抑制できるからである。この場合、気泡の残存をより確実に抑制するには、上記第１及び第２凹部の少なくとも１方の幅が２〜２００μｍであることが好ましく、５〜５０μｍであることがより好ましい。また、気泡の残存をより確実に抑制するには、上記第１及び第２凹部の少なくとも１方の深さが１〜２００μｍであることが好ましく、２．５〜５０μｍであることがより好ましい。ここで、上記第１及び第２凹部の少なくとも１方における幅と深さとの寸法比率については、深さ／幅≧０．５の関係を満たすことが更に好ましい。
【００１６】
なお、本発明において上記第１及び第２凹部の形成方法は特に限定されず、例えばリード表面に公知のフォトリソグラフィー法でレジストパターンを形成した後、レジストパターンで覆われていないリード表面をエッチングして上記第１及び第２凹部を形成することができる。この場合のエッチングは、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等であればよい。また、上記第１及び第２凹部の形状を模った凸部を有する金型を用いてプレス加工することにより上記第１及び第２凹部を形成してもよいし、レーザー加工により上記第１及び第２凹部を形成してもよい。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の半導体装置は、上記本発明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、上記本発明の半導体装置用パッケージ部品を使用しているため、上述したようにリードと筐体との間の気泡の残存を抑制できる。これにより、リフロー工程等の高温処理工程で発生する不具合（例えばリードと筐体との剥離等）を防止できる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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１Ａ〜Ｃを参照して説明する。図１Ａ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上面図であり、図１Ｂ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下面図である。また、図１Ｃは、図１ＡのI-I線断面図である。
【００２３】
図１Ａ〜Ｃに示すように、半導体装置用パッケージ部品１は、１対のリード１０ａ，１０ｂと、この１対のリード１０ａ，１０ｂに跨って形成された筐体１２とを含む。また、図１Ｃに示すように、筐体１２は、半導体素子を収容するための収容部１２１ａが設けられた収容体１２ａと、１対のリード１０ａ，１０ｂを収容体１２ａと共に挟持する基体１２ｂとを含む。
【００２４】
そして、図１Ａ，Ｃに示すように、リード１０ａには、その表面における収容体１２ａとの接触領域１０１ａ（図１Ａ参照）の内周縁１０１１ａから接触領域１０１ａの外周縁１０１２ａに向かって連通する溝形状の第１凹部１０２ａ（図１Ｃ参照）が形成されている。同様に、リード１０ｂには、その表面における収容体１２ａとの接触領域１０１ｂ（図１Ａ参照）の内周縁１０１１ｂから接触領域１０１ｂの外周縁１０１２ｂに向かって連通する溝形状の第１凹部１０２ｂ（図１Ｃ参照）が形成されている。上記構成を有する半導体装置用パッケージ部品１を用いて半導体装置を製造すると、収容部１２１ａに封止樹脂を流し込んだ際、内周縁１０１１ａ，１０１１ｂから浸入した上記封止樹脂が第１凹部１０２ａ，１０２ｂ内の空気を追い出しながら外周縁１０１２ａ，１０１２ｂに達する。これにより、リード１０ａ，１０ｂと収容体１２ａとの間の気泡の残存を抑制できる。
【００２５】
また、図１Ｂ，Ｃに示すように、リード１０ａには、その表面における基体１２ｂとの接触領域１０３ａ（図１Ｂ参照）の周縁のうち収容部１２１ａに露出したリード１０ａの外縁１０４ａ（図１Ａの太い実線）の直下に位置する周縁を第１周縁１０３１ａ（図１Ｂの太い破線）とし、接触領域１０３ａの周縁のうち第１周縁１０３１ａを除く周縁を第２周縁１０３２ａとしたときに、第１周縁１０３１ａから第２周縁１０３２ａに向かって連通する溝形状の第２凹部１０５ａ（図１Ｃ参照）が形成されている。同様に、リード１０ｂには、その表面における基体１２ｂとの接触領域１０３ｂ（図１Ｂ参照）の周縁のうち収容部１２１ａに露出したリード１０ｂの外縁１０４ｂ（図１Ａの太い実線）の直下に位置する周縁を第１周縁１０３１ｂ（図１Ｂの太い破線）とし、接触領域１０３ｂの周縁のうち第１周縁１０３１ｂを除く周縁を第２周縁１０３２ｂとしたときに、第１周縁１０３１ｂから第２周縁１０３２ｂに向かって連通する溝形状の第２凹部１０５ｂ（図１Ｃ参照）が形成されている。上記構成を有する半導体装置用パッケージ部品１を用いて半導体装置を製造すると、収容部１２１ａに封止樹脂を流し込んだ際、第１周縁１０３１ａ，１０３１ｂから浸入した上記封止樹脂が第２凹部１０５ａ，１０５ｂ内の空気を追い出しながら第２周縁１０３２ａ，１０３２ｂに達する。これにより、リード１０ａ，１０ｂと基体１２ｂとの間の気泡の残存を抑制できる。
【００２６】
次に、上述した第１及び第２凹部の好適な配置パターンについて図面を参照して説明する。参照する図２Ａは、リード１０ａの表面における収容体１２ａとの接触領域１０１ａの拡大図である。また、参照する図２Ｂは、リード１０ａの表面における基体１２ｂとの接触領域１０３ａの拡大図である。
【００２７】
図２Ａに示すように、接触領域１０１ａには、複数の第１凹部１０２ａが形成されている。そして、第１凹部１０２ａの内周縁１０１１ａ側の端部１０２１ａの間隔が略均等であり、かつ第１凹部１０２ａの外周縁１０１２ａ側の端部１０２２ａの間隔が略均等である。これにより、収容部１２１ａ（図１Ｃ参照）に封止樹脂を流し込んだ際、封止樹脂の浸入口に相当する内周縁１０１１ａ側の端部１０２１ａの間隔と、封止樹脂の流出口に相当する外周縁１０１２ａ側の端部１０２２ａの間隔が略均等なため、リード１０ａと収容体１２ａとの間に封止樹脂を満遍なく浸入させることができる。よって、リード１０ａと収容体１２ａとを均一に密着させることができる。
【００２８】
また、図２Ｂに示すように、接触領域１０３ａには、複数の第２凹部１０５ａが形成されている。なお、第２凹部１０５ａの一部は、枝分かれしている。そして、第２凹部１０５ａの第１周縁１０３１ａ側の端部１０５１ａの間隔が略均等であり、かつ第２凹部１０５ａの第２周縁１０３２ａ側の端部１０５２ａの間隔が略均等である。これにより、収容部１２１ａ（図１Ｃ参照）に封止樹脂を流し込んだ際、封止樹脂の浸入口に相当する第１周縁１０３１ａ側の端部１０５１ａの間隔と、封止樹脂の流出口に相当する第２周縁１０３２ａ側の端部１０５２ａの間隔が略均等なため、リード１０ａと基体１２ｂとの間に封止樹脂を満遍なく浸入させることができる。よって、リード１０ａと基体１２ｂとを均一に密着させることができる。
【００２９】
以上、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説明したが、本発明の半導体装置用パッケージ部品は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では筐体が基体を含む半導体装置用パッケージ部品を例に説明したが、本発明の半導体装置用パッケージ部品では、基体は必須の構成要素ではない。また、図３に示すような筐体１２及びリード１０ａ，１０ｂを用いることにより、面実装が可能な半導体装置用パッケージ部品とすることもできる。
【００３０】
（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４を参照して説明する。図４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。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１Ａ〜Ｃ参照）を含む半導体装置である。
【００３１】
図４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１２１ａに収容された半導体素子２０と、収容部１２１ａ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を介してリード１０ａ，１０ｂ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、上述したようにリード１０ａ，１０ｂと筐体１２との間の気泡の残存を抑制できる。これにより、リフロー工程等の高温処理工程で発生する不具合（例えばリードと筐体との剥離等）を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】Ａ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上面図であり、Ｂ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下面図であり、ＣはＡのI-I線断面図である。
【図２】Ａは図１Ａに示すリードの表面における収容体との接触領域の拡大図であり、Ｂは図１Ｂに示すリードの表面における基体との接触領域の拡大図である。
【図３】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変形例を示す断面図である。
【図４】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。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体装置用パッケージ部品
２  半導体装置
１０ａ，１０ｂ  リード
１２  筐体
１２ａ  収容体
１２ｂ  基体
２０  半導体素子
２１  封止樹脂層
２２  ワイヤ
１０２ａ，１０２ｂ  第１凹部
１０１ａ，１０１ｂ，１０３ａ，１０３ｂ  接触領域
１０４ａ，１０４ｂ  外縁
１０５ａ，１０５ｂ  第２凹部
１２１ａ  収容部
１０１１ａ，１０１１ｂ  内周縁
１０１２ａ，１０１２ｂ  外周縁
１０２１ａ，１０２２ａ，１０５１ａ，１０５２ａ  端部
１０３１ａ，１０３１ｂ  第１周縁
１０３２ａ，１０３２ｂ  第２周縁
【図１】
2007305688.tif 000003
【図２】
2007305688.tif 000004
【図３】
2007305688.tif 000005
【図４】
2007305688.tif 000006