(57)【要約】【課題】位置決めの障害となる樹脂バリが発生せず、光半導体装置の生産性向上および製品品質向上を図った光半導体装置用パッケージと製造方法および光半導体装置を提供する。【解決手段】半導体素子を搭載するダイパッド２およびダイパッド２と分離した個別リード５を有するリードフレーム１と、リードフレーム１と一体的に成形するとともに、ダイパッド２および個別リード５を一体的に保持する樹脂成形体６を備え、樹脂成形体６に囲まれた内側領域において個別リード５のボンディング面５ａおよび一部の側面５ｂが樹脂成形体６から露出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームと、前記リードフレームと一体的に成形するとともに、前記実装部および前記接続部を一体的に保持する樹脂成形体を備え、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部のボンディング面および一部の側面が前記樹脂成形体から露出することを特徴とする光半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームを樹脂成形型にインサートし、前記樹脂成形型のキャビティー内に突出する前記接続部のボンディング面および一部の側面を、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力に抗して受け止めるコアー型を配置し、前記キャビティーに樹脂を注入して前記リードフレームに樹脂成形体を一体的に形成し、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部の前記ボンディング面および前記一部の側面を前記樹脂成形体から露出させることを特徴とする光半導体装置用パッケージの製造方法。
【請求項３】
半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームと、前記リードフレームと一体的に成形するとともに、前記実装部および前記接続部を一体的に保持する樹脂成形体を備え、前記樹脂成形体が前記光半導体素子を囲み、かつ一側を光の出射窓として開放してなり、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部のボンディング面および一部の側面が前記樹脂成形体から露出し、前記リードフレームの前記実装部が前記光半導体素子を搭載する主面と表裏をなす反対側の主面において前記樹脂成形体から露出して放熱面をなすことを特徴とする光半導体装置。
【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と製造方法および光半導体装置に係り、特に薄型にパッケージングする光半導体装置の生産性向上および製品品質向上に関し、ケースマウント時の位置決め精度の向上を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光半導体装置は小型化、高出力化の要求が高まり、高精度の搭載性と放熱性を向上させることが強く求められている。
従来の光半導体装置には、例えば図５から図１０に示すものがある。図５は従来の光半導体装置を示す斜視図、図６（ａ）は従来の光半導体装置を示す正面図、図６（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は背面図である。図７は従来の光半導体装置に使用するリードフレームを示す斜視図である。図８（ａ）は半導体装置用パッケージの樹脂成形工程を示す模式図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図９は図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１０は従来の半導体装置用パッケージを製作する際に、リードフレームを樹脂成形型に投入した状態を示す斜視図である。
【０００３】
図５から図１０において、１０１はリードフレーム、１０２はダイパッド、１０２ａは所定辺、１０３は光半導体素子搭載部、１０４はパッド部リード、１０５は個別リード、１０５ａはボンディング面、１０６は樹脂成形体、１０６ａは樹脂成形体の一部、１０７は枠部、１０８は出射窓、１０９は光半導体素子、１１０はワイヤーボンド、１１１は放熱面、１１２は樹脂バリ、２０１、２０２は樹脂成形型、２０３はキャビティ、２０４は樹脂止めパーツ、２０５はコアー型を示している。
【０００４】
図５および図６に示すように、光半導体装置を構成する光半導体装置用パッケージは、モールド樹脂からなる樹脂成形体１０６がパッド部リード１０４、個別リード１０５およびダイパッド１０２を一体的に保持しており、樹脂成形体１０６は枠部１０７がダイパッド１０２の所定領域を囲むとともに、一側に光の出射口として開放した出射窓１０８を形成している。枠部１０７に囲まれた内側領域に露出する個別リード１０５は周囲が樹脂成形体１０６の一部１０６ａで覆われており、天面がボンディング面１０５ａとして露出している。
【０００５】
光半導体装置は、樹脂成形体１０６に囲まれたダイパッド１０２の光半導体素子搭載部１０３に光半導体素子１０９を搭載し、光半導体素子１０９と個別リード１０５をワイヤーボンド１１０で接続している。
【０００６】
光半導体装置は、光半導体素子１０９を搭載した主面と表裏をなす反対側の主面において、光半導体装置用パッケージのダイパッド１０２が樹脂成形体１０６から露出して放熱面１１１を形成している。
【０００７】
リードフレーム１０１は、図７に示すように、パッド部リード１０４が曲げ加工部１０４ａを介してダイパッド１０２を支持し、個別リード１０５がダイパッド１０２から離間している。
【０００８】
光半導体装置用パッケージの一般的な製造方法は、順送プレス工程、リードフォーミング工程、インサートモールド工程、個片・定寸リードカット工程からなる。順送プレス工程では順送プレスによりリードフレーム材料からダイパッド１０２とパット部リード１０４と個別リード１０５を有するリードフレーム１０１を形成する。リードフォーミング工程ではダイパッド１０２およびパット部リード１０４との接続部においてパット部リード１０４に曲げ加工を施す。
【０００９】
インサートモールド工程では、図８および図９に示すように、樹脂成形型２０１、２０２の間にリードフレーム１０１を配置し、個別リード１０５の間にコアー型２０５を配置し、樹脂成形型２０１、２０２のキャビティ２０３に樹脂を充填して樹脂成型体を１０６を形成する。この際に、図１０に示すように、ダイパッド１０２の一辺が位置決めのための所定辺１０２ａをなし、樹脂成形型２０１の樹脂止めパーツ２０４が所定辺１０２ａに当接する。
【００１０】
インサートモールド工程後に、個片・定寸リードカット工程でパット部リード１０４と個別リード１０５をフレーム部（図示省略）から切り離して個々の光半導体装置用パッケージに個片化する。めっきなどの表面処理は適宜行われる。先行技術文献としては特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００７−１２９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述したインサートモールド工程で使用する樹脂成形型２０１、２０２は、リードフレーム１０１との界面において樹脂バリを発生させないために、リードフレーム１０１に対する距離寸法精度が高いものであり、一般的に５〜８μｍ程度の距離寸法精度で形成している。
【００１２】
一方、リードフレーム１０１のパット部リード１０４には曲げ加工を行う際に、材料の厚みのバラツキや材質の硬さのバラツキによって曲げ量にバラツキが生じる。この曲げ量のバラツキに起因してパット部リード１０４が長くなったり、短くなったりする。
【００１３】
このパット部リード１０４における曲げ量の加工寸法誤差のバラツキは、曲げ加工の条件によってはリードフレーム１０１と樹脂成形型２０１、２０２との距離寸法精度を超えてしまうほどに大きくなることがある。パット部リード１０４での曲げ量の加工寸法誤差が距離寸法精度を超えると、樹脂成形型２０１、２０２に対してリードフレーム１０１が正確に位置決めされない。パット部リード１０４が距離寸法精度よりも長くなると、ダイパッド１０２の所定辺１０２ａと樹脂止めパーツ２０４との間が広がって、図８に示すように、樹脂バリ１１２が生じる。パット部リード１０４が距離寸法精度よりも短くなると、ダイパッド１０２と樹脂成形型２０１、２０２とが擦れ合ってしまい、最悪の場合には樹脂成形型２０１、２０２が破損することがある。
【００１４】
図８に示すように、ダイパッド１０２の所定辺１０２ａに樹脂バリ１１２が生じると、光半導体装置を外部ケース等に搭載する際に樹脂バリ１１２が障害となって正確に位置決めすることができない。
【００１５】
また、樹脂成形体１０６と放熱面１１１とを同一高さに形成する場合には、樹脂の注入口（ゲート）を配置することが可能なエリアが狭くなり、注入口（ゲート）の配置が困難になる。このため、個別リード１０５に対向する位置、もしくはその付近に樹脂注入口を配置せざるを得なくなり、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力を受けて個別リード１０５の位置が変動し、樹脂成形体１０６の一部１０６ａがボンディング面１０５ａの上に廻り込んで樹脂バリが発生する等の現象により、ボンディング面１０５ａにおいて十分な広さのワイヤーボンディングエリアを確保できないという課題があった。
【００１６】
本発明は、上記した課題を解決するものであり、位置決めやボンディングエリアの確保の障害となる樹脂バリが発生せず、光半導体装置の生産性向上および製品品質向上を図った光半導体装置用パッケージと製造方法および光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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の光半導体装置用パッケージは、半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームと、前記リードフレームと一体的に成形するとともに、前記実装部および前記接続部を一体的に保持する樹脂成形体を備え、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部のボンディング面および一部の側面が前記樹脂成形体から露出することを特徴とする。
【００１８】
本発明の光半導体装置用パッケージの製造方法は、半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームを樹脂成形型にインサートし、前記樹脂成形型のキャビティー内に突出する前記接続部のボンディング面および一部の側面を、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力に抗して受け止めるコアー型を配置し、前記キャビティーに樹脂を注入して前記リードフレームに樹脂成形体を一体的に形成し、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部の前記ボンディング面および前記一部の側面を前記樹脂成形体から露出させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光半導体装置は、半導体素子を搭載する実装部および前記実装部と分離した接続部を有するリードフレームと、前記リードフレームと一体的に成形するとともに、前記実装部および前記接続部を一体的に保持する樹脂成形体を備え、前記樹脂成形体が前記光半導体素子を囲み、かつ一側を光の出射窓として開放してなり、前記樹脂成形体に囲まれた内側領域において前記接続部のボンディング面および一部の側面が前記樹脂成形体から露出し、前記リードフレームの前記実装部が前記光半導体素子を搭載する主面と表裏をなす反対側の主面において前記樹脂成形体から露出して放熱面をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明によれば、樹脂成形体に囲まれた内側領域において接続部のボンディング面および一部の側面が樹脂成形体から露出することにより、光半導体装置用パッケージは接続部のボンディング面に樹脂バリが発生せず、ボンディング面において十分な広さのワイヤーボンディングエリアを確保できる構造となる。
【００２１】
すなわち、従来においては、樹脂成形体に囲まれた内側領域において接続部のボンディング面のみが樹脂成形体から露出し、接続部の側面が樹脂成形体の一部で覆われる構造であるために、インサートモールドする際に樹脂成形型のコアー型と接続部の側面との間に所定の隙間が存在し、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力を受けて接続部の位置が変動する要因が構造的に内在していた。
【００２２】
しかし、本発明では、光半導体装置用パッケージの製造時にリードフレームを樹脂成形型に配置し、樹脂成形型のキャビティー内に突出する接続部のボンディング面および一部の側面を、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力に抗してコアー型で受け止めるので、接続部を所定位置に維持しつつ樹脂成形することができ、樹脂がコアー型と接続部との間を通ってボンディング面に漏出することがなく、接続部のボンディング面に樹脂バリが発生することを抑制できる。よって、ボンディング面において十分な広さのワイヤーボンディングエリアを確保でき、光半導体装置用パッケージの生産性向上および製品品質向上を図ることができる。この光半導体装置用パッケージを用いることで樹脂バリに阻害されることのない高信頼性の光半導体装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態における光半導体装置を示す斜視図である。図２（ａ）は半導体装置用パッケージの樹脂成形工程を示す模式図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、図３は図２（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図４はリードフレームを樹脂成形型に投入した状態を示す斜視図である。
【００２４】
図１から図４において、１はリードフレーム、２はダイパッド、３はサブマウント（光半導体素子搭載部）、４はパッド部リード、５は個別リード、５ａはボンディング面、６は樹脂成形体、７は枠部、８は出射窓、９は光半導体素子、１０はワイヤーボンド、１１は放熱面、１２は樹脂溜り部、１３は切欠き部、２１、２２は樹脂成形型、２３はキャビティ、２４は樹脂止め部、２５はコアー型、２５ａはボンディング面支持部、２５ｂは側面支持部を示している。
【００２５】
図１から図４において、光半導体装置を構成する光半導体装置用パッケージは、リードフレーム１が光半導体素子９を搭載する実装部をなすダイパッド２およびダイパッド２の所定辺２ａの側に配置した接続部をなすパッド部リード４と個別リード５からなる。リードフレーム１は、先に図７で示した構成と同様に、パッド部リード４が曲げ加工部４ａを介してダイパッド２を支持し、個別リード５がダイパッド２から離間している。
【００２６】
モールド樹脂からなる樹脂成形体６は、ダイパッド２の所定辺２ａを含んでリードフレーム１と一体的に成形しており、樹脂成形体６がパッド部リード４、個別リード５およびダイパッド２を一体的に保持している。樹脂成形体６は枠部７がダイパッド２の所定領域を囲むとともに、一側に光の出射口として開放した出射窓８を形成している。
【００２７】
リードフレーム１はダイパッド２の所定辺２ａにおいて樹脂成形体６に隣接して切欠き部１３を有しており、切欠き部１３には開口１３ａを除いて樹脂成形体６の一部をなす樹脂溜り部１２が形成してある。樹脂成形体６に囲まれた内側領域において個別リード５のボンディング面５ａおよび一部の側面５ｂが樹脂成形体６から露出している。
【００２８】
光半導体装置は、樹脂成形体６に囲まれたダイパッド２のサブマウント３に光半導体素子９を搭載しており、光半導体素子９と個別リード５をワイヤーボンド１０で接続している。光半導体装置は、光半導体素子９を搭載した主面と表裏をなす反対側の主面において、光半導体装置用パッケージのダイパッド２が樹脂成形体６から露出して放熱面１１を形成している。
【００２９】
光半導体装置用パッケージの製造方法は以下に述べるものである。図２から図４に示すように、樹脂成形型２１のキャビティー２３はリードフレーム１の切欠き部１３に対応する拡張キャビティ２３ａを備えており、切欠き部１３および切欠き部１３を境とするダイパッド２の所定辺２ａの一部を含む形状をなす。
【００３０】
樹脂成形型２１、２２にリードフレーム１をインサートし、樹脂成形型２１の一部なす樹脂止め部２４を切欠き部１３の開口１３ａに挿入し、切欠き部１３において樹脂止め部２４がダイパッド２の所定辺２ａと直交する方向へ移動可能にリードフレーム１を配置する。この際に、曲げ加工等に起因して生じるリードフレーム１の加工寸法誤差は、切欠き部１３における樹脂止め部２４の挿入寸法の増減により吸収する。
【００３１】
次に、コアー型２５を配置する。コアー型２５は樹脂成形型２１のキャビティー２３の内部に突出する個別リード５を、樹脂成形型２２に設ける樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力に抗して受け止めるものであり、個別リード５のボンディング面５ａを支持するボンディング面支持部２５ａおよびボンディング面５ａの側方に位置する一部の側面５ｂを支持する側面支持部２５ｂを備えている。
【００３２】
この状態で樹脂成形型２１のキャビティー２３に樹脂を注入してリードフレーム１に樹脂成形体６を一体的に形成するとともに、キャビティー２３に充填する樹脂を拡張キャビティ２３ａにおいて切欠き部１３に浸入させて樹脂成形体６の一部をなす樹脂溜り部１２を形成する。
【００３３】
このとき、上述したように、リードフレーム１を樹脂成形型２１、２２に配置する際に、曲げ加工等に起因して生じるリードフレーム１の加工寸法誤差を、切欠き部１３における樹脂止め部２４の挿入寸法の増減により吸収することができるので、樹脂バリの発生や損傷を防止できる。さらに、樹脂止め部２４とダイパッド２との界面が所定辺２ａと直交する方向に延在することで、樹脂バリが所定辺２ａの上に発生することがない。
【００３４】
このように、リードフレーム１がダイパッド２の所定辺２ａにおいて樹脂成形体６に隣接して切欠き部１３を有し、切欠き部１３に開口１３ａを除いて樹脂成形体６の一部をなす樹脂溜り部１２を形成することにより、光半導体装置用パッケージはダイパッド２の所定辺２ａの上に樹脂バリが発生しない構造となる。
【００３５】
また、樹脂成形型２１のキャビティー２３の内部に突出する個別リード５のボンディング面５ａおよび一部の側面５ｂを、樹脂注入口から充填する樹脂の射出圧力に抗してコアー型２５のボンディング面支持部２５ａおよび側面支持部２５ｂでそれぞれ受け止めるので、個別リード５を所定位置に維持しつつ樹脂成形することができ、樹脂がコアー型２５と個別リード５との間を通ってボンディング面５ａに漏出することがなく、ボンディング面５ａに樹脂バリが発生することを抑制できる。よって、ボンディング面５ａにおいて十分な広さのワイヤーボンディングエリアを確保できる。
【００３６】
したがって、光半導体装置用パッケージの生産性向上および製品品質向上を図ることができ、この光半導体装置用パッケージを用いることで樹脂バリに阻害されることのない高信頼性の光半導体装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、光半導体装置のパッケージの放熱性と搭載性を向上する技術として有用であり、特に端面発光のレーザーダイオードを搭載する樹脂モールドパッケージを用いた光半導体装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態の光半導体装置を示す斜視図
【図２】（ａ）は半導体装置用パッケージの樹脂成形工程を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図３】図２（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図
【図４】リードフレームを樹脂成形型に投入した状態を示す斜視図
【図５】従来の光半導体装置を示す斜視図
【図６】（ａ）は従来の光半導体装置を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図
【図７】従来の光半導体装置に使用するリードフレームを示す斜視図
【図８】（ａ）は半導体装置用パッケージの樹脂成形工程を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図９】図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図１０】従来のリードフレームを樹脂成形型に投入した状態を示す斜視図
【符号の説明】
【００３９】
１、１０１  リードフレーム
２、１０２  ダイパッド
２ａ、１０２ａ  所定辺
３、  サブマウント
４、１０４  パッド部リード
４ａ、１０４ａ  曲げ加工部
５、１０５  個別リード
５ａ  ボンディング面
５ｂ  側面
６、１０６  樹脂成形体
７、１０７  枠部
８、１０８  出射窓
９、１０９  光半導体素子
１０、１１０  ワイヤーボンド
１１、１１１  放熱面
１２  樹脂溜り部
１３  切欠き部
１３ａ  開口
２１、２２、２０１、２０２  樹脂成形型
２３、２０３  キャビティー
２３ａ  拡張キャビティー
２４  樹脂止め部
２５  コアー型
２５ａ  ボンディング面支持部
２５ｂ  側面支持部
１０３  光半導体素子搭載部
１１２  樹脂バリ
２０４  樹脂止めパーツ
【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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