(57)【要約】【課題】追加部材の削減及び組立作業性の向上を図りながら放熱性が高い半導体装置を実現できるようにする。【解決手段】半導体装置は、フレーム１１１と、リード端子１１４と半導体素子１１５とを備えている。リードフレーム１１１は、平坦部１１２と、平坦部１１２と一体であり平坦部１１２の両端部に相対して設けられ、平坦部１１２の主面よりも突出した２つの側凸部１１３とを有する。リード端子１１４は、平坦部１１２の２つの側凸部１１３と異なる端部に固定されている。半導体素子１１５は、平坦部１１２の主面上に搭載されている。【選択図】図２
2017063066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦部と、前記平坦部と一体であり前記平坦部の両端部に相対して設けられ、前記平坦部の主面よりも上方に突出した２つの側凸部とを有するフレームと、
前記平坦部の前記２つの側凸部とは異なる端部に固定されたリード端子と、
前記平坦部の主面上に搭載された半導体素子とを備える、半導体装置。
【請求項２】
前記２つの側凸部は、前記平坦部に対して起立する前記フレームの一部であり、前記リード端子と反対側から前記リード端子側へ向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記２つの側凸部のうちの一方は、前記リード端子と反対側の端部の位置が、前記リード端子側の端部の位置よりも、前記半導体素子側に位置する、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記２つの側凸部は、前記フレームの前記リード端子と反対側に突出した部分が、前記リード端子側に折り返された形状であり、前記リード端子と反対側から前記リード端子側へ向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記２つの側凸部は、前記フレームの前記平坦部とスリットにより分離され且つ前記リード端子と反対側の端部において前記平坦部と接続された部分が、前記リード端子側に向かって折り曲げられ、前記リード端子と反対側から前記リード端子側に向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記平坦部の前記主面と反対側の面に設けられ、前記フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記平坦部を挟んで前記半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体素子は、発光ダイオードである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体素子は、パワー半導体素子である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記２つの側凸部は、前記平坦部に対して起立する前記フレームの一部であり、スリットにより互いに分離された爪部と胴部とを有している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記平坦部の前記主面と反対側の面に設けられ、前記フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えている、請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記平坦部を挟んで前記半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えている、請求項１０又は１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体素子は、発光ダイオードである、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体素子は、パワー半導体素子である、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
平坦部を有するフレームと、
前記フレームの平坦部の一の端部に固定されたリード端子と、
前記平坦部の主面上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フレームの平坦部上に形成されたモールド樹脂を備え、
前記モールド樹脂は、前記リード端子と反対側から前記リード端子側に向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有する、半導体装置。
【請求項１６】
前記平坦部の前記主面と反対側の面に設けられ、前記フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えている、請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記平坦部を挟んで前記半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えている、請求項１５又は１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記半導体素子は、パワー半導体素子である、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１９】
請求項１〜９及び１５〜１８のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置を収納する、開口部を有するホルダとを備え、
前記ホルダは、内底面から内上面までの高さが第１の開口端側において第２の開口端側よりも高く、前記内上面の少なくとも一部が、前記テーパ形状と対応して傾斜している、半導体パッケージ。
【請求項２０】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置を収納する、開口部を有するホルダとを備え、
前記ホルダは、第１の開口端側に設けられ、内側面が内底面側から内上面側に向かって次第に狭くなるように傾斜した第１の部分と、第２の開口端側に設けられ、前記内側面の傾斜が前記第１の部分よりも小さい第２の部分とを有している、半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体パッケージに関し、特に、高出力が求められ、高発熱を伴う半導体装置及び半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明器具や家電製品の発光源への発光ダイオード装置の利用及び光ディスク以外の分野への半導体レーザ装置の展開等が行われており、光半導体装置の高出力化が進められている。また、電気自動車等の高出力電源用の半導体スイッチング装置をはじめとする高出力のパワー半導体装置が求められている。
【０００３】
このような高出力の半導体装置を実現するためには、発熱による効率低下及び特性劣化を抑えることが重要である。このため、半導体装置から発生する熱を効率良く排熱する構造が求められている。その一方で、半導体装置の製造コストを抑え、より広い適用範囲及び汎用性を実現できる構造が求められている。このため、放熱性と製造コストの抑制とを両立する構造が検討されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７３７６号公報
【特許文献２】特開平１０−８３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先行技術文献に記載された手法には、以下のような問題がある。例えば、特許文献１では、半導体装置の位置決め及び放熱面のホルダへの圧着を半導体装置と押さえ部材とを同時にホルダに挿入することにより行っている。しかし、半導体装置の平面サイズは、数ｍｍ角程である。このため、それに準じたサイズである押さえ部材と半導体装置とを同時にホルダに挿入する作業は作業性が悪く、組立工数が増大する。また、追加部品である押さえ部材が必要であり、部品コストが発生する。
【０００６】
特許文献２では、押さえ部材などの追加部品が必要なく、特許文献１と比べ作業性もよい。しかし、半導体装置の側面フィン部とホルダのスリット内面とは線接触又は点接触であり、半導体装置とホルダとの接触面積が小さい。このため、半導体装置からの熱をホルダ側に十分に伝えることができず、放熱効率が悪い。
【０００７】
本開示の課題は、追加部材の削減及び組立作業性の向上を図りながら放熱性が高い半導体装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
半導体装置の第１の態様は、平坦部と、平坦部と一体であり平坦部の両端部に相対して設けられ、平坦部の主面よりも上方に突出した２つの側凸部とを有するフレームと、平坦部の２つの側凸部とは異なる端部に固定されたリード端子と、平坦部の主面上に搭載された半導体素子とを備える。
【０００９】
半導体装置の第１の態様において、２つの側凸部は、平坦部に対して起立するフレームの一部であり、リード端子と反対側からリード端子側へ向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有している構成としてもよい。
【００１０】
半導体装置の第１の態様において、２つの側凸部のうちの一方は、リード端子と反対側の端部の位置が、リード端子側の端部の位置よりも、半導体素子側に位置する構成としてもよい。
【００１１】
半導体装置の第１の態様において、２つの側凸部は、フレームのリード端子と反対側に突出した部分が、リード端子側に折り返された形状であり、リード端子と反対側からリード端子側へ向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有している構成としてもよい。
【００１２】
半導体装置の第１の態様において、２つの側凸部は、フレームの平坦部とスリットにより分離され且つリード端子と反対側の端部において平坦部と接続された部分が、リード端子側に向かって折り曲げられ、リード端子と反対側からリード端子側に向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有している構成としてもよい。
【００１３】
半導体装置の第１の態様は、平坦部の主面と反対側の面に設けられ、フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えていてもよい。
【００１４】
半導体装置の第１の態様は、平坦部を挟んで半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えていてもよい。
【００１５】
半導体装置の第１の態様において、半導体素子は発光ダイオードとすることができる。
【００１６】
半導体装置の第１の態様において、半導体素子はパワー半導体素子とすることができる。
【００１７】
半導体装置の第２の態様は、第１の態様の半導体装置において、２つの側凸部は、平坦部に対して起立するフレームの一部であり、スリットにより互いに分離された爪部と胴部とを有している構成とすることができる。
【００１８】
半導体装置の第２の態様は、平坦部の主面と反対側の面に設けられ、フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えていてもよい。
【００１９】
半導体装置の第２の態様は、平坦部を挟んで半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えていてもよい。
【００２０】
半導体装置の第２の態様において、半導体素子は発光ダイオードとすることができる。
【００２１】
半導体装置の第２の態様において、半導体素子はパワー半導体素子とすることができる。
【００２２】
半導体装置の第３の態様は、平坦部を有するフレームと、フレームの平坦部の一の端部に固定されたリード端子と、平坦部の主面上に搭載された半導体素子と、半導体素子を覆うようにフレームの平坦部上に形成されたモールド樹脂を備え、モールド樹脂は、リード端子と反対側からリード端子側に向かって次第に高さが高くなるテーパ形状を有している。
【００２３】
半導体装置の第３の態様において、半導体素子はパワー半導体素子とすることができる。
【００２４】
半導体装置の第３の態様は、平坦部の主面と反対側の面に設けられ、フレームよりも硬度が低い金属メッキ層をさらに備えていてもよい。
【００２５】
半導体装置の第３の態様は、平坦部を挟んで半導体素子と対向する位置に設けられた、平板状の突起部をさらに備えていてもよい。
【００２６】
半導体パッケージの第１の態様は、第１又は第３の態様の半導体装置と、半導体装置を収納する、開口部を有するホルダとを備え、ホルダは、内底面から内上面までの高さが第１の開口端側において第２の開口端側よりも高く、内上面の少なくとも一部がテーパ形状に対応して傾斜している。
【００２７】
半導体パッケージの第２の態様は、第２の態様の半導体装置と、半導体装置を収納する、開口部を有するホルダとを備え、ホルダは、第１の開口端側に設けられ、内側面が内底面側から内上面側に向かって次第に狭くなるように傾斜した第１の部分と、第２の開口端側に設けられ、内側面の傾斜が第１の部分よりも小さい第２の部分とを有している。
【発明の効果】
【００２８】
本開示に係る半導体装置及び半導体パッケージは、追加部材の削減及び組立作業性の向上を図りながら放熱性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は前方側から見た正面図である。
【図２】一実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置を収容するホルダを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は第１の端面側から見た正面図である。
【図４】ホルダの変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、半導体装置の第１変形例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の第２変形例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は前方側から見た正面図である。
【図７】半導体装置の第３変形例を示す斜視図である。
【図８】半導体装置の第４変形例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の第５変形例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は前方側から見た正面図である。
【図１０】半導体装置の第５変形例を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は第５変形例の半導体装置を収容するホルダを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は第２の端面側から見た正面図、（ｃ）は上面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の第６変形例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は前方側から見た正面図である。
【図１３】半導体装置の第６変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
一実施形態に係る半導体装置の構成について、図１（ａ）〜（ｄ）及び図２を用いて説明する。図１及び図２に示すように半導体装置１１０は、フレーム１１１とフレーム１１１に搭載された半導体素子１１５とを備えている。本実施形態においては、半導体素子１１５として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。
【００３１】
フレーム１１１は、平坦部１１２と、平坦部１１２の両端部に相対して設けられた２つの側凸部１１３とを有している。本実施形態において平坦部１１２は平面略方形状であり、側凸部１１３は、平坦部１１２の相対する２辺に設けられ、平坦部１１２の主面から上方に突出している。平坦部１１２の側凸部１１３が設けられていない辺の一方には、リード端子１１４が固定されている。
【００３２】
側凸部１１３を有するフレーム１１１は、金属板の一部を主面に対して直角方向に起立するようにプレス加工することにより形成できる。リード端子１１４は、フレーム１１１と同じ金属板をプレス加工して形成することができる。例えば、金属板をプレス加工して、フレーム１１１及びリード端子１１４が金属板の他の部分とブリッジ部により接続されている状態に形成した後、モールド樹脂１１６によりリード端子１１４と平坦部１１２とを固定し、その後ブリッジ部を切り離せばよい。このようにすれば、リード端子１１４の位置決めが容易にできるだけでなく、フレーム１１１とリード端子１１４との絶縁性の確保も容易である。
【００３３】
平坦部１１２の主面上には、ＬＥＤである半導体素子１１５が搭載されている。半導体素子１１５は、光出射面を平坦部１１２と反対側に向けて搭載されている。従って、半導体装置１１０においては、平坦部１１２から上方に向けて光が出射される。半導体素子１１５とリード端子１１４とは、ボンディングワイヤ１１７により接続されている。
【００３４】
本実施形態の半導体装置１１０において、平坦部１１２の裏面（半導体素子１１５の搭載面と反対側の面）は平坦面となっている。また、リード端子１１４側における側凸部１１３の平坦部１１２の裏面からの高さｈ１が、リード端子１１４と反対側（前方側）における高さｈ２よりも高く、側凸部１１３はリード端子１１４側から前方側へ向かって高さが次第に低くなるテーパ形状となっている。側凸部１１３のテーパ角度は、特に限定されないが、半導体装置１１０の厚さを抑える観点から１０°以下とすることが好ましい。
【００３５】
半導体装置１１０の側凸部１１３は、最も低い部分においても、ボンディングワイヤ１１７の最頂部よりも高い。このため、側凸部１１３は、半導体素子１１５及びボンディングワイヤ１１７に不測の外力が加わることを防止する、保護部としても機能する。
【００３６】
本実施形態の半導体装置１１０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すようなホルダ１２０に収容され、半導体ユニット１００を構成する。半導体ユニット１００は、使用する機器の筐体に取り付けられる。ホルダ１２０は開口端の平面形状が長方形状である開口部を有する角管状であり、半導体装置１１０は開口部に挿入される。開口部は、半導体装置１１０のフレーム１１１と嵌合するように形成されている。また、ホルダ１２０の上面には、ＬＥＤからの光が透過する窓部１２９が設けられている。ホルダ１２０の材質は特に限定されないが、放熱性の観点からアルミニウム、亜鉛、又はマグネシウム等の金属が好ましい。
【００３７】
ホルダ１２０の内底面１２５は、平坦部１１２の裏面と当接する平面となっている。ホルダ１２０の内側面１２６は、半導体装置１１０の側凸部１１３と一致する形状となっている。具体的には、第１の開口端１２０ａ側における高さｈａが第２の開口端１２０ｂ側における高さｈｂよりも高くなっている。これにより、開口部の少なくとも一部は内上面１２７が傾斜したテーパ状となっており、内上面１２７の傾斜は半導体装置１１０の側凸部の傾斜と一致している。
【００３８】
本実施形態においては、ホルダ１２０の第１の開口端１２０ａ側には、内底面１２５から内上面１２７までの高さがｈａで一定となった第１の部分１２１が設けられており、ホルダ１２０の第２の開口端１２０ｂ側には、高さがｈａからｈｂまで次第に低くなるテーパ形状の第２の部分１２２が設けられている。第２の部分１２２におけるテーパ角度は、半導体装置１１０の側凸部１１３のテーパ角度と一致している。また、高さｈａは半導体装置１１０におけるリード端子１１４側の高さｈ１以上であり、第２の開口端１２０ｂにおける高さｈｂは半導体装置１１０における前方側の高さｈ２以下である。
【００３９】
このため、第１の開口端１２０ａ側から、前方側を前にして半導体装置１１０を開口部に挿入すると、ホルダ１２０の内底面１２５から内上面１２７までの高さが、側凸部１１３の高さｈ２と一致する位置において、半導体装置１１０とホルダ１２０とが嵌合して固定される。従って、半導体装置１１０のホルダ１２０における前後方向の位置決めをすることができる。これにより、ＬＥＤである半導体素子１１５と窓部１２９との位置合わせが容易となる。例えば、第２の開口端１２０ｂにおける高さｈｂを側凸部１１３の高さｈ２とほぼ等しくすると、半導体装置１１０における前方側の端部の位置をホルダ１２０の第２の開口端１２０ｂの位置に合わせることができる。また、ホルダ１２０の内底面１２５の横幅と半導体装置１１０の横幅との寸法差は、はめ合うことが可能となるように、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍとなっている。このため、半導体装置１１０の横方向の位置決めもすることができる。
【００４０】
半導体装置１１０の側凸部１１３がホルダ１２０の開口部と嵌合する位置においては、平坦部１１２の裏面が、ホルダ１２０の内底面１２５に押し付けられる。このため、半導体装置１１０とホルダ１２０とを面接触させることができ、放熱効率も向上する。半導体装置１１０は、平坦部１１２の底面だけでなく、側凸部１１３の側面及び上面においても、ホルダ１２０と接触しており、放熱性がより向上する。
【００４１】
平坦部１１２の裏面に硬度が低いスズ（Ｓｎ）等の金属からなる金属メッキ層を設けてもよい。このようにすれば、半導体装置１１０をホルダ１２０に挿入する際の挿入力及び圧接力によりメッキ層が変形する。このため、平坦部１１２の裏面とホルダ１２０の内底面１２５との間に微小な空隙が生じにくく、密着性をより向上させることができる。従って、熱抵抗が低下し、より良好な放熱性が得られる。
【００４２】
半導体レーザ装置をホルダ１２０に挿入することにより嵌合して固定することができるが、半導体装置１１０とホルダ１２０とを熱伝導性接着剤を用いて固定してもよい。これにより、半導体装置１１０とホルダ１２０とをより強固に固定することができる。また、図４に示すように、第１の部分１２１と第２の部分１２２との境界付近に、突起１２８を設けてもよい。突起１２８を設けることにより、半導体装置１１０の側凸部１１３の後端部と突起１２８とが接触し、突起１２８は抜け止めとして機能する。これにより、より確実に半導体装置１１０をホルダ１２０に固定することができる。
【００４３】
本実施形態においては、ホルダ１２０の第２の部分１２２だけをテーパ形状としたが、第１の部分１２１もテーパ形状であってもよい。この場合、第１の部分１２１の最も低い部分の高さを、半導体装置１１０のリード端子１１４側の高さｈ１よりも大きくすればよい。また、第１の部分１２１のテーパ角度は、第２の部分１２２と同じであっても、異なっていてもよい。
【００４４】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、平坦部１１２の裏面に放熱用の突起部１４１を設けてもよい。放熱用の突起部１４１を設けることにより、平坦部１１２の裏面とホルダ１２０との内底面１２５との接触圧を、より高くすることができる。このため、半導体装置１１０からホルダ１２０へ、より効率良く熱を伝え、放熱することが可能となる。
【００４５】
放熱効率を向上させる観点から、突起部１４１は、平坦部１１２を挟んで半導体素子１１５と対向する位置に配置することが好ましい。この場合、突起部１４１は、平面視において半導体素子１１５の搭載位置と重なる。また、突起部１４１の平面サイズは、半導体素子１１５と同じかそれ以上とすることが好ましい。半導体素子１１５の搭載位置の裏側においてより接触圧を高くする観点からは、突起部１４１の平面サイズは、平坦部１１２の裏面のサイズよりも小さいことが好ましい。突起部１４１の厚さは、厚い方が接触圧を高くできるが、熱抵抗の増加を抑制する観点から、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度とすることが好ましい。突起部１４１とホルダ１２０との接触面積を大きくするために、突起部１４１の表面はできるだけ平坦であることが好ましい。突起部１４１の材質は特に限定されないが、熱伝導率が高い銅などの金属を用いることができる。
【００４６】
側凸部１１３が設けられている部分において平坦部１１２の幅がほぼ一定である例を示したが、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、平坦部１１２の幅が変化する構成としてもよい。図６（ａ）〜（ｃ）においては、平坦部１１２が、前方側においてリード端子１１４側と比べて幅が狭い、直角台形状となっている。このため、２つの側凸部１１３のうちの一方の側凸部１１３ａは、フレーム１１１の側凸部１１３が設けられていない辺に対して傾いている。従って、一方の側凸部１１３ａは、前方側の端部の位置が、リード端子１１４側の端部の位置よりも半導体素子１１５側に位置している。
【００４７】
平坦部１１２の前方側の幅をホルダ１２０の開口部の幅よりも狭くすることにより、半導体装置１１０をホルダ１２０の開口部に挿入しやすくなる。また、リード端子１１４側の幅をホルダ１２０の開口部の幅と同じとするか、若干広くすれば、ホルダ１２０への挿入に従い、平坦部１１２の幅が次第に拡がる。これにより、側凸部１１３の側面がホルダ１２０の内側面１２６に次第に大きな力で押し付けられる。このため、半導体装置１１０がホルダ１２０内に強い力で固定される。従って、半導体装置１１０とホルダ１２０との間の熱抵抗をより低くすることができる。また、半導体装置１１０のホルダ１２０内おける左右方向の位置決めが容易となる。半導体装置１１０の横幅の増大を抑える観点から、一方の側凸部１１３ａの傾きは、側凸部１１３が設けられていない辺と直交する方向に対して１０°以下とすることが好ましい。
【００４８】
一方の側凸部１１３ａの全体が、側凸部１１３が設けられていない辺に対して傾いている構成としたが、一方の側凸部１１３ａの前方側の部分だけが側凸部１１３が設けられていない辺に対して傾いている構成としてもよい。一方の側凸部１１３ａだけが側凸部１１３が設けられていない辺に対して傾いている構成に代えて、両方の側凸部１１３が傾いている構成としてもよい。この場合、平坦部１１２を等脚台形状として２つの側凸部１１３の傾きを同じにしてもよい。また、２つの側凸部１１３の傾きは互いに異なっていてもよい。一方又は両方の側凸部１１３を側凸部１１３が設けられていない辺に対して傾けて配置する場合には、ホルダ１２０の内側面１２６を側凸部１１３の傾きに合わせて斜めにしてもよい。これらの構成の場合においても、平坦部１１２の裏面に金属めっき層を設けることができ、放熱用の突起部１４１を設けることができる。
【００４９】
フレーム１１１の一部を平坦部１１２に対して起立するように折り曲げることにより形成した側凸部１１３を有している例を示したが、以下のような構成としてもよい。例えば、図７に示すようにフレーム１１１の前方側に突出した部分を、リード端子１１４側に折り返えすことにより側凸部１１３Ａを形成してもよい。側凸部１１３Ａはバネとしても機能するため、半導体装置１１０とホルダ１２０との固定をより効果的に行うことができる。
【００５０】
また、図８に示すようにフレーム１１１に平坦部１１２とスリットにより分離され且つ前方側において平坦部１１２と接続された部分を、リード端子１１４側に向かって平坦部の主面からの高さが高くなるように折り曲げることにより側凸部１１３Ｂを形成してもよい。これにより半導体装置１１０の形成に必要なフレーム１１１の面積が減少し、配置ピッチ寸法を縮小できる。従って、フレーム１１１を形成するための材料の利用効率が向上しコストダウンが図れる。また、フレーム１１１の端部を主面に対して起立するように折り曲げる場合よりも、作業工数が減少するためコストダウンが可能である。
【００５１】
なお、図７及び図８に示すような構成の場合においても、平坦部１１２の裏面に金属めっき層を設けることができ、放熱用の突起部１４１を設けることができる。また、平坦部１１２の一部の平面形状を台形状としてもよい。
【００５２】
側凸部の高さが、前方側からリード端子１１４側に向かって次第に高くなるテーパ形状を有する半導体レーザ装置について説明したが、前方側からリード端子１１４側に向かって次第に高さが低くなるテーパ形状としてもよい。
【００５３】
高さが変化する側凸部により、半導体装置をホルダに固定する構成について説明したが、高さが一定の側凸部により、半導体装置をホルダに固定する構成としてもよい。
【００５４】
例えば、図９（ａ）〜（ｃ）及び図１０に示すように、半導体装置１１０Ａは、高さが一定の側凸部１１３Ｃを有している。側凸部１１３Ｃは、前方側に設けられた爪部１１８と、爪部１１８とスリットにより分離された胴部１１９とを有している。
【００５５】
半導体装置１１０Ａは、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すような、上面に光が透過する窓部１３９を有するホルダ１３０に挿入することにより半導体ユニット１００Ａが得られる。ホルダ１３０の開口部は、第１の開口端１３０ａ側に設けられた第１の部分１３１が、内底面１３５側から内上面１３７側に向かって次第に狭くなるように内側面１３６Ａがテーパ状に傾斜した台形状の断面を有している。一方、第２の開口端１３０ｂ側に設けられた第２の部分１３２の内側面１３６Ｂは、内底面１３５に対して垂直となっている。また、第２の部分１３２の奥行きは半導体装置１１０の爪部１１８の幅とほぼ一致している。
【００５６】
このため、前方側を前にして第１の開口端１３０ａ側から半導体装置１１０Ａをホルダ１３０に挿入すると、テーパ面である第１の部分１３１の内側面１３６Ａにより半導体装置１１０Ａの側凸部１１３Ｃは半導体素子１１５側へ変形する。これにより反発力が生じ、半導体装置１１０Ａは、ホルダ１３０の内底面側に押し付けられる。さらに、半導体装置１１０Ａを挿入し、爪部１１８が開口部の第２の部分１３２に達すると、爪部１１８はテーパ面による加圧から解放されるため、外側に広がる。これにより、爪部１１８は半導体装置１１０Ａの抜け止めとなる。従って、接着剤等を用いなくても、半導体装置１１０Ａをホルダ１３０に確実に固定することができる。
【００５７】
第２の部分１３２の内側面１３６Ｂが内底面１３５に対して垂直である例を示したが、第１の部分１３１と第２の部分１３２との境界部に段差ができればよく、第２の部分１３２の内側面１３６Ｂは、第１の部分１３１の内側面１３６Ａよりも傾斜が小さければよい。
【００５８】
半導体装置１１０Ａにおいても、半導体装置１１０と同様に平坦部１１２の底面に金属メッキ層を設けることができ、放熱用の突起部１４１を設けることができる。また、平坦部１１２の一部の平面形状を台形状としてもよい。
【００５９】
高さが一定の側凸部にスリットを設ける例を示したが、高さが変化するテーパ形状の側凸部にスリットを設け、爪部と胴部とを設ける構成としてもよい。
【００６０】
本実施形態においては、半導体素子１１５が、共振器を有さず低コヒーレンス光を出射するＬＥＤである例を示した。しかし、ＬＥＤに限らず、共振器を有し低コヒーレンス光を出射するスーパールミネッセントダイオード、又は共振器を有し高コヒーレンス光を出射するレーザーダイオード等とすることができる。また、半導体素子１１５は半導体発光素子に限らず、スイッチング素子等のパワー半導体素子とすることもできる。半導体素子１１５がパワー半導体素子の場合には、モールド樹脂１１６を、リード端子１１４だけでなく、半導体素子１１５及びボンディングワイヤ１１７を覆うようにすることができる。これにより、半導体素子１１５及びボンディングワイヤ１１７をモールド樹脂１１６により保護することができる。半導体素子１１５をパワー半導体素子とする場合には、ホルダに窓部を設けなくてよい。
【００６１】
半導体素子１１５をパワー半導体素子とする場合には、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３に示すような構成とすることもできる。半導体装置１１０Ｂは、フレーム１１１が側凸部を有しておらず、モールド樹脂１１６Ａが、半導体素子１１５及びボンディングワイヤ１１７を覆っている。モールド樹脂１１６Ａは、リード端子１１４側の高さｈ３が前方側の高さｈ４よりも高く、リード端子１１４側から前方側に向かって高さが次第に低くなるテーパ形状を有している。モールド樹脂１１６Ａをテーパ形状とすることにより、半導体装置１１０Ｂは、側凸部を有する半導体装置と同様にホルダ１２０の開口部に挿入することができる。但し、ホルダ１２０に窓部１２９を設けなくてよい。モールド樹脂１１６Ａのリード端子１１４側の高さｈ３及び前方側の高さｈ４は、半導体装置１１０における側凸部１１３のリード端子１１４側の高さｈ１及び前方側の高さｈ２と同様に設定することができる。
【００６２】
半導体装置１１０Ｂのモールド樹脂１１６がホルダ１２０の開口部と嵌合する位置においては、平坦部１１２の裏面が、ホルダ１２０の内底面１２５に押し付けられる。このため、半導体装置１１０Ｂとホルダ１２０とを面接触させることができ、放熱効率も向上する。半導体装置１１０Ｂは、平坦部１１２の底面だけでなく、モールド樹脂１１６の側面及び上面においても、ホルダ１２０と接触しており、放熱性がより向上する。
【００６３】
半導体装置１１０Ｂにおいても、半導体装置１１０と同様に平坦部１１２の底面に金属メッキ層を設けることができ、放熱用の突起部１４１を設けることができる。また、平坦部１１２の一部の平面形状を台形状としてもよい。
【００６４】
本実施形態の半導体装置によれば、ホルダと半導体装置との勘合により発生する接触力により密接な接触状態が実現できる。これにより、接触熱抵抗が低下して放熱性が向上する。従って、リードフレームタイプのパッケージ形状においても、発熱が大きい高出力の半導体素子を使用すること可能となる。また、この効果は半導体装置及びそれに対応したホルダの形状のみにより実現できるため、コストの抑制及び組立作業性の容易化を達成できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る半導体レーザ装置及びレーザユニットは、追加部材の削減及び組立作業性の向上を図りながら放熱性が高い半導体レーザ装置を実現でき、特にモーションセンサ用発光源等の高出力が求められ、高発熱を伴う半導体レーザ装置及びレーザユニット等として有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１００      半導体パッケージ
１００Ａ    半導体パッケージ
１１０      半導体装置
１１０Ａ    半導体装置
１１０Ｂ    半導体装置
１１１      フレーム
１１２      平坦部
１１３      側凸部
１１３Ａ    側凸部
１１３Ｂ    側凸部
１１３Ｃ    側凸部
１１３ａ    側凸部
１１４      リード端子
１１５      半導体素子
１１６      モールド樹脂
１１７      ボンディングワイヤ
１１８      爪部
１１９      胴部
１２０      ホルダ
１２０ａ    第１の開口端
１２０ｂ    第２の開口端
１２１      第１の部分
１２２      第２の部分
１２５      内底面
１２６      内側面
１２７      内上面
１２８      突起
１２９      窓部
１３０      ホルダ
１３０ａ    第１の開口端
１３０ｂ    第２の開口端
１３１      第１の部分
１３２      第２の部分
１３５      内底面
１３６Ａ    内側面
１３６Ｂ    内側面
１３７      内上面
１３９      窓部
１４１      放熱用突起部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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