(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子収納空間を形成するとともに、前記素子収納空間内で素子搭載面よりも高位に配置形成された段付面を有し、かつ前記段付面にモールド成形時のイジェクトピン跡が形成された樹脂製のパッケージと、
前記パッケージの素子搭載面に搭載された半導体素子と、
前記パッケージの上面に接着された気密封止用の蓋体と
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
素子収納空間を形成するとともに、前記素子収納空間内で素子搭載面よりも高位に配置形成される段付面を有する樹脂製のパッケージを成形金型を用いてモールド成形する際に、
前記成形金型から前記パッケージを抜き出すための複数のイジェクトピンのうち、少なくとも一つを前記段付面に当接させる
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を樹脂製のパッケージ内に気密封止してなる半導体装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) センサ等の固体撮像装置では、中空型のパッケージ構造が採用されている。また近年においては、固体撮像装置等の低コスト化を主な目的として、モールド樹脂による中空パッケージが採用されている。
【０００３】
図５は従来における固体撮像装置の構成を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図である。図示した固体撮像装置３１においては、パッケージ３２内に固体撮像素子３３が収納配置されている。パッケージ３２の内面には、リードフレームによるリード端子３４のインナーリード３５が臨んでいる。インナーリード３５は金属細線３６を介して固体撮像素子３３に電気的に接続されている。また、パッケージ３２の上面には気密封止用のキャップ３７が接着されている。
【０００４】
上記構成の固体撮像装置３１の製造工程のなかで、パッケージ３２をモールド成形する場合は、図６に示すように、成形金型３８のキャビティにモールド樹脂を充填してパッケージ３２を成形したのち、成形金型３８からパッケージ（成形品）３２を抜き出すためにイジェクトピン３９が必要とされる。通常、イジェクトピン３９は、パッケージ全体にバランス良く抜き荷重を加えるため、パッケージ３２上面のコーナー部に対応する位置に設けられる。したがって、イジェクトピン３９で成形金型３８から抜き出されたパッケージ３２の上面コーナー部には、イジェクトピン３９の当接による跡形（以下、イジェクトピン跡という）４０が残る（図５参照）。
【０００５】
そうした場合、イジェクトピン跡４０の外縁部には、成形金型３８とイジェクトピン３９間の間隙に漏れ出た樹脂により、図７に示すように縦バリ４１が形成される。この縦バリ４１は、パッケージ３２上面にキャップ３７を接着するときの弊害となる。そのため従来では、パッケージ３２上面のコーナー部にバリ逃げ用の段差４２を設けて、縦バリ４１がパッケージ３２上面（キャップ３７との接着面）から突出しないように配慮している。
【０００６】
但し、パッケージ３２上面のコーナー部に段差４２を設けると、そのコーナー部でパッケージ３２とキャップ３７との接着代を十分に確保できなくなるため気密性が低下してしまう。この対策として本出願人は、先の図５（ａ）に示すようにパッケージ３２上面のコーナー部内側を面取り形状４３又はＲ形状４３′とすることにより、パッケージ３２の外形寸法を大きくすることなく、コーナー部での接着代ｄ１を他の部分の接着代ｄ２と同等に確保する技術を既に提案している（特開平０６−１２５０１７号公報を参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＣＤリニアセンサ等の固体撮像装置３１では、固体撮像素子３３の外形に合わせてパッケージ３２が長尺状に形成されることから、モールド成形時の離型性が悪くなる。そのため、パッケージ３２上面のコーナー部だけにイジェクトピン３９を当接させるだけでは、成形金型３８からパッケージ３２を抜き出すことが困難になる。また、仮に抜き出すことができたとしても、パッケージ３２上面のコーナー部にイジェクトピン３９による抜き荷重が強く加わるため、パッケージ３２に反り等の変形が生じやすくなる。
【０００８】
したがって、長尺状のパッケージ３２をモールド成形する場合には、パッケージ３２上面のコーナー部（四隅）に加えて、パッケージ３２上面の長手方向中間部にもイジェクトピン３９を当接させる必要がある。そうした場合、パッケージ３２上面のコーナー部と同様に長手方向中間部にバリ逃げ用の段差４２を設けると、その部分での接着代ｄ３が非常に小さくなる。その結果、パッケージ３２内に十分な気密性をもって固体撮像素子３３を封止することができなくなる。こうした不具合は、パッケージが大型化した固体撮像装置（例えば、ＣＣＤエリアセンサ等）でも同様に生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、パッケージの形状やサイズにかかわらず、十分な気密性をもって半導体素子を封止することができる半導体装置とその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置では、素子収納空間を形成するとともに、その素子収納空間内で素子搭載面よりも高位に配置形成された段付面を有し、かつその段付面にモールド成形時のイジェクトピン跡が形成された樹脂製のパッケージと、このパッケージの素子搭載面に搭載された半導体素子と、パッケージの上面に接着された気密封止用の蓋体とを備えた構成を採用している。
【００１１】
上記構成の半導体装置においては、パッケージの素子空間領域内の段付面にモールド成形時のイジェクトピン跡を形成したことにより、このイジェクトピン跡の外縁部に生じる縦バリも素子空間領域内に収まることになる。これにより、パッケージが長尺化或いは大型化しても、パッケージ上面に十分な接着代をもって蓋体を接着することが可能となる。
【００１２】
また本発明に係る半導体装置の製造方法では、素子収納空間を形成するとともに、その素子収納空間内で素子搭載面よりも高位に配置形成される段付面を有する樹脂製のパッケージを成形金型を用いてモールド成形する際に、成形金型からパッケージを抜き出すための複数のイジェクトピンのうち、少なくとも一つを段付面に当接させるようにしている。
【００１３】
この半導体装置の製造方法においては、パッケージの素子収納空間内に形成された段付面にイジェクトピンを当接させることにより、パッケージ上面に蓋体を接着する際の接着代を減少させずに、イジェクトピンの数（当接箇所）を増やすことができる。これにより、パッケージが長尺化或いは大型化しても、成形金型から容易にパッケージを抜き出すことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、例えばＣＣＤリニアセンサを構成する固体撮像装置に適用した場合の本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図である。図示した固体撮像装置１において、パッケージ２は、例えばエポキシ系樹脂等のモールド樹脂によって一体成形されている。また、パッケージ２は平面視略長方形の長尺構造をなすとともに、断面略凹状の素子収納空間２Ａを形成している。
【００１６】
パッケージ２の凹部底面には素子搭載面２Ｂが設けられている。この素子搭載面２Ｂは、後述する固体撮像素子３の平面積よりも大きな面積をもって形成されている。また、パッケージ２の凹部内には、上記素子搭載面２Ｂよりも高位に段付面２Ｃが配置形成されている。段付面２Ｃは、パッケージ２の長手方向に沿って素子搭載面２Ｂの両サイドに設けられている。
【００１７】
パッケージ２の素子搭載面２Ｂには固体撮像素子３が搭載され、この状態で素子収納領域２Ａに固体撮像装置３が収納固定されている。固体撮像素子３は細長い四角柱状（バー状）のチップ構造をなすもので、その主面（図の素子上面）に図示せぬ受光センサ部と電極部を有している。このうち、電極部は固体撮像素子３の長手方向両端部に配置され、その間に受光センサ部が配置されている。
【００１８】
パッケージ２の凹部内には、リードフレームに形成される外部引出用のリード端子４と一体構造をなす複数のインナーリード５が臨んでいる。これらのインナーリード５は、上記素子搭載面２Ｂに搭載された固体撮像素子３に近接するかたちでパッケージ２の段付面２Ｃ上に配置形成されている。また、各々のインナーリード５は、前述した固体撮像素子３の電極配置に合わせて段付面２Ｃの両端寄りに配置されている。そして、各々のインナーリード５とこれに対応する固体撮像素子３の電極とが金線等の金属細線６を介して電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、パッケージ２の上面には、素子収納空間２Ａを閉塞するかたちでキャップ（蓋体）７が接着されている。キャップ７は、光透過性の高い板状の光学ガラス等からなるもので、平面的にはパッケージ２の外形寸法よりも若干小さい長方形をなしている。そして、このキャップ７によりパッケージ２内に固体撮像素子３が気密状態に封止されている。
【００２０】
パッケージ２上面のコーナー部（四隅）には、該パッケージ２上面よりも低位となるようにバリ逃げ用の段差８が設けられ、この段差８面にモールド成形時のイジェクトピン跡９が形成されている。また、パッケージ２上面のコーナー部内側は面取り形状１０又はＲ形状１０′に形成されている。これにより、パッケージ２上面に対しては、段差８部分を除いた接着面積（図１（ａ）のハッチング領域）をもってキャップ７が接着され、かつ段差８によるコーナー部での接着代の縮小分が補われている。さらに、パッケージ２凹部内の段付面２Ｃにも、モールド成形時のイジェクトピン跡９が形成されている。このイジェクトピン跡９は、インナーリード５の形成位置を避けて、各段付面２Ｃの長手方向中間部に一つずつ形成されている。
【００２１】
次に、上記構成の固体撮像装置１の製造方法として、特に、パッケージ２をモールド成形する際の成形方法につき、図２を用いて説明する。
【００２２】
先ず、図２（ａ）に示すように、上型１１Ａと下型１１Ｂからなる成形金型１１の間にリード端子４を有するリードフレームをセットし、このリードフレームを挟み込むように成形金型１１を閉じる。このとき、上型１１Ａには、上記パッケージ２の上面コーナー部（四隅）と段付面２Ｃの長手方向中間部に対応する位置にそれぞれイジェクトピン１２Ａが配置され、下型１１Ｂには、パッケージ２の下面コーナー部とその長手方向の中間部に対応する位置にそれぞれイジェクトピン１２Ｂが配置される。また、成形金型１１で区画形成されるキャビティ１１Ｃ内には、リード端子４のインナーリード５が延出する状態に配置される。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、成形金型１１のキャビティ１１Ｃ内に溶融樹脂を注入，充填したのち、その状態を所定の時間保持して樹脂を硬化させることにより、モールド樹脂からなるパッケージ２を成形する。次いで、成形金型１１を開いて上型１１Ａと下型１１Ｂを互いに離間させる。このとき、パッケージ２の上面コーナー部と段付面２Ｂ（図１参照）にはそれぞれイジェクトピン１２Ａの当接による抜き荷重が加えられ、パッケージ２の下面にはイジェクトピン１２Ｂによる抜き荷重が加えられる。これにより、成形金型１１からパッケージ（成形品）２が抜き出される。
【００２４】
このような成形方法においては、パッケージ２の上面コーナー部に加えて、段付面２Ｃの長手方向中間部にもイジェクトピン１２Ａを当接させることにより、、パッケージ２上面にキャップ７を接着する際の接着代を減少させずに、イジェクトピンの数（当接箇所）を増やすことができる。これにより、成形金型１１からパッケージ２を抜き出すにあたって、特定の一箇所に過大な抜き荷重を加えることなく、パッケージ２全体にバランス良く抜き荷重を加えることが可能となる。その結果、長尺状のパッケージ２であっても、成形金型１１から簡単かつスムーズに抜き出すことが可能となるため、モールド成形時におけるパッケージ２の変形（反り等）を防止することができる。
【００２５】
また、上記成形方法を用いて得られる固体撮像装置１においては、パッケージ２内の段付面２Ｃにイジェクトピン跡９が形成されるものの、このイジェクトピン９の外縁部に生じる縦バリは素子収納領域２Ａ内に収まることになる。また、キャップ７が接着されるパッケージ２の上面では、そのコーナー部だけにイジェクトピン跡９が形成された状態となる。これにより、パッケージ２上面のコーナー部には、その内側を面取り形状１０又はＲ形状１０’とすることで十分な接着代ｄ１を確保することができる。また、パッケージ２上面のコーナー部以外の箇所にはイジェクトピン跡９が存在しないため、いずれの箇所でも十分な接着代ｄ２を確保することができる。その結果、パッケージ２上面の全周にわたって十分な接着代を確保することが可能となるため、パッケージ２の素子収納空間２Ａに高い気密性をもって固体撮像素子３を封止することができる。
【００２６】
さらに、パッケージ２内の段付面２Ｃに縦バリによるイジェクトピン跡９が形成されても、その縦バリが固体撮像装置１の特性や品質に悪影響を及ぼすことがないため、何らの不具合を招くことなく、モールド成形時の離型性と固体撮像装置１の気密性を高めることが可能となる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、パッケージ２のモールド成形に際して、パッケージ２上面のコーナー部に加え、段付面２Ｃの長手方向中間部にもイジェクトピン１２Ａを当接させて成形金型１１からパッケージ２を抜き出し、これによってパッケージ１の上面コーナー部と段付面２Ｃにイジェクトピン跡９が形成された固体撮像装置１を得るようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、種々の応用が可能である。
【００２８】
即ち、パッケージ２の各段付面２Ｃに対応する成形金型１１の所定部位に、インナーリード５との位置的な干渉を避けて合計４つ（またはそれ以上）のイジェクトピン１２Ａを設け、これらのイジェクトピン１２Ａをパッケージ２の各段付面２Ｃに当接させることにより、図３に示すように、一つの段付面２Ｃに２つ（またはそれ以上）のイジェクトピン跡９を形成するものであってもよい。
【００２９】
また、パッケージ２の段付面２Ｃの長手寸法とその面上に形成されるインナーリード５の配置を適宜設定することにより、パッケージ２の段付面２Ｃだけにイジェクトピン１２Ａを当接させて成形金型１１からパッケージ２を抜き出すことも可能である。具体的には、パッケージ２の各段付面２Ｃの両端部に、それぞれインナーリード５の形成領域に隣接してイジェクトピン１２を当接するための当接領域を確保し、これらの当接領域とその間の中間部にイジェクトピン１２Ａを当接させて成形金型１１からパッケージ２を抜き出す。この場合においても、パッケージ２全体にバランス良く抜き荷重を加えることができるため、成形金型１１から簡単かつスムーズにパッケージ２を抜き出すことが可能となる。
【００３０】
また、このようにして得られた固体撮像装置１においては、パッケージ２上面のコーナー部にイジェクトピン跡９が存在しなくなるため、そのコーナー部内側を面取り形状１０またはＲ形状１０′としなくても、パッケージ２上面の全周にわたって十分な接着代を確保することが可能となる。
【００３１】
さらに他の応用例として、パッケージ２の凹部内に、インナーリード５が形成される面とは別個に段付面を設け、この段付面にイジェクトピン１２Ａを当接させてイジェクトピン跡を形成したものであってもよい。
【００３２】
これに加えて、上記実施形態においては、モールド樹脂からなる一体構造のパッケージ２を備えた固体撮像装置１を例示したが、これ以外にも、例えば図４に示すように、モールド樹脂からなる第１のパッケージ部品２１と、セラミックス、アルミニウム等の金属又はガラス等からなる第２のパッケージ部品２２を互いに接着して中空型のパッケージを構成したものにも同様に適用可能である。
【００３３】
上記図４に示すパッケージ構造を採用した固体撮像装置１においては、第１のパッケージ部品２１の凹部底面に長孔が形成され、その長孔を下から閉塞する第２のパッケージ部品２２の上面に固体撮像素子３が搭載されることになる。また、かかるパッケージ構造の場合は、リードフレームによるリード端子４をインサートして第１のパッケージ部品２１をモールド成形する際に、段付面２１Ａ部分の肉厚（樹脂厚）が薄くなるため、そこに当接させるイジェクトピンの数を増やすことで一箇所に加わる抜き荷重を小さくすることが望ましい。
【００３４】
また本発明は、前述したＣＣＤリニアセンサ或いはＣＣＤエリアセンサ等の固体撮像装置に限らず、樹脂製の中空パッケージを用いて半導体素子を気密封止してなる半導体装置（例えば、ＥＰＲＯＭ等）とその製造方法全般に広く適用できるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体装置によれば、パッケージの素子空間領域内の段付面にモールド成形時のイジェクトピン跡を形成したことにより、パッケージが長尺化或いは大型化しても、パッケージ上面に十分な接着代をもって蓋体を接着することができる。これにより、パッケージの素子空間領域内に高い気密性をもって半導体素子を封止することが可能となる。
【００３６】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、パッケージの素子収納空間内に形成された段付面にイジェクトピンを当接させることにより、パッケージが長尺化或いは大型化しても、成形金型から容易にパッケージを抜き出すことができる。これにより、モールド成形時におけるパッケージの変形（反り等）を防止して歩留りを向上させることが可能となる。さらに、かかる製造方法によって得られた半導体装置では、パッケージの段付面にイジェクトピン跡が形成された構造となることから、上記同様にパッケージ上面に十分な接着代をもって蓋体を接着し、高い気密性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るモールド成形時の状態説明図である。
【図３】本発明の応用例の一つを示す平面図である。
【図４】本発明の適用例を示す断面図である。
【図５】従来における固体撮像装置の構成を示す図である。
【図６】従来におけるモールド成形時の要部断面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１…固体撮像装置、２…パッケージ、２Ａ…素子収納空間、２Ｂ…素子搭載面、２Ｃ…段付面、３…固体撮像素子、４…リード端子、５…インナーリード、６…金属細線、７…キャップ、９…イジェクトピン跡、１１…成形金型、１１Ａ…上型、１１Ｂ…下型、１２Ａ，１２Ｂ…イジェクトピン
【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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