(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載されたリードフレームと、該リードフレームの一部および前記半導体素子を樹脂封止してなるモールド体とを備えた面実装タイプの半導体装置であって、前記リードフレームは、前記半導体素子を搭載するインナリードと、該インナリードを支持するタイバーとを有し、前記インナリードとタイバーの内側の一部とが前記モールド体にモールドされ、前記タイバーの外側の一部が前記モールド体の外部に露出して外部端子とされ、前記外部端子の幅が前記モールド体の幅とほぼ同じとされたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子が搭載された搭載用リードフレームと、前記半導体素子の電極にワイヤにより電気的に接続された結線用リードフレームと、各リードフレームの一部および前記半導体素子を透光性樹脂により封止してなるモールド体とを備えた面実装タイプの半導体装置であって、前記リードフレームは、インナリードと、該インナリードを支持するタイバーとを有し、前記インナリードとタイバーの内側の一部とが前記モールド体にモールドされ、前記タイバーの外側の一部が前記モールド体の外部に露出して外部端子とされ、前記外部端子の幅が前記モールド体の幅とほぼ同じとされたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
外部端子は、前記モールド体の底面よりも少し高い位置から突出したことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体装置のリードフレームが、インナリードと、該インナリードを支持するタイバーと、該タイバーをクレードルに接続するアウタリードとを有し、前記インナリードとアウタリードとは、前記タイバーを挟んで互い違いに配置され、前記インナリードに半導体素子を搭載し、前記インナリードおよびタイバーの内側の一部を樹脂封止してモールド体を形成して、前記タイバーの外側の一部および前記アウタリードを前記モールド体から外部に露出させ、露出した前記タイバーを外部端子とし、該外部端子の幅が前記モールド体の幅とほぼ同じになるように前記モールド体の側縁に沿って切断を行うことにより、前記タイバーの不要部を切断すると同時に前記モールド体の側縁のばり取りおよび前記不要部につながる前記アウタリードの切断を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
１本のタイバーに複数のインナリードが平行に配列されるとともに、前記タイバーの内側に、隣り合うモールド体の間の隙間に対応する位置に切り込みが形成されたリードフレームを用い、該切り込みは、アウタリードの位置に対応して形成され、前記切り込みの幅が前記アウタリードの幅よりも少し広くされ、向かい合う前記切り込みの側辺を結ぶ直線と隣り合う前記切り込みの内辺を結ぶ直線とによって囲まれる領域をモールドして、モールド体を形成し、前記切り込みの側辺を結ぶ直線に沿って前記タイバーを切断することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体装置のモールド体によって樹脂封止される複数のインナリードと、各インナリードを支持するタイバーと、該タイバーの外側に平行に設けられたクレードルと、該クレードルと前記タイバーとを接続する複数のアウタリードとからなり、前記インナリードとアウタリードとは、前記タイバーを挟んで互いにずれて配置され、前記タイバーに、該タイバーの内側の一部が含まれるようにモールドする領域を確定するための切り込みが形成され、前記アウタリードおよび切り込みは、隣り合うモールド体の間の隙間に対応するように配置され、前記切り込みの幅が前記アウタリードの幅よりも少し広くされたことを特徴とする半導体装置のリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームに搭載された半導体素子を樹脂封止してなる面実装タイプの半導体装置の構造およびその製造方法に関し、特に生産工程を大幅に省略できる光半導体素子を透光性樹脂で封止した面実装タイプの半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８〜１１に従来の発光素子チップまたは受光素子チップといった半導体素子１を樹脂封止した面実装タイプの半導体装置の構造およびその製造途中の様子を示す。図８に示すように、搭載用リードフレーム２のヘッダー部３に半導体素子１をダイボンドし、半導体素子１の電極を結線用リードフレーム４のボンディング部５にＡｕワイヤ６を用いて電気的に接続している。
【０００３】
リードフレーム２の構造として、先端にヘッダー部３が形成された複数のインナリード７と、これに直線的につながるアウタリード８と、アウタリード８に接続されるクレードル９と、インナリード７とアウタリード８との間でこれらを支持するタイバー１０とを有する。なお、結線用リードフレーム４では、インナリード７にヘッダー部３の代わりにボンディング部５が形成されており、他は同じ構造である。
【０００４】
次に、図９に示すように、透光性樹脂を用いてトランスファモールドを行って、各インナリード７をパッケージングすることにより、モールド体１１を形成する。このとき、モールド体１１の周囲に樹脂ばりＡが発生する。この樹脂ばりＡは次工程においてブラスタ処理等によって機械的に除去される。
【０００５】
そして、図１０に示すように、まずタイバー１０の不要部Ｂを除去するためにインナリード７に沿ってタイバー１０を切断して、タイバーカットが完了する。次に、アウタリード８の基部Ｃを切断し、同時に面実装可能なようにリードフォーミングを行うことにより、図１１に示すような個別の面実装タイプの半導体装置が完成する。なお、リード表面処理として、タイバーカット完了時点で、はんだメッキ、はんだコーティング等の処理を施し、面実装の際におけるはんだ付け性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の面実装タイプの半導体装置の構造では、トランスファモールドによってモールド体周辺に発生する樹脂ばりに対してブラスタ等の機械的な除去が必要であり、その際モールド体に機械的外力がかかる。さらにタイバーカットおよびリードカットやリードフォーミングの工程が必要である。すなわち、モールド完了から単独の半導体装置が完成するまでに、ばり取り工程、タイバーカット工程、リードカットおよびリードフォーミング工程の外力のかかる少なくとも３工程は必要となり、生産効率の上で生産工程の簡略化が困難である。しかも、外力によってリードフレームとモールド体との密着性が悪くなって、両者の界面に沿って水分が浸入するおそれがあり、品質の上でも問題がある。
【０００７】
ここで、特開平６−９７３４９号公報には、インナリードの表面がモールド体の外部に露出するように樹脂封止した半導体装置が開示されており、モールド後インナリードのモールド体から突出した部分を切断することにより、タイバーとの間に発生した樹脂ばりを除去するとともに、タイバーカット工程をなくしている。しかしながら、樹脂ばりはモールド体の周囲に発生するので、この部分の樹脂ばりは除去できるが、他の部分ではばり取りする必要があり、生産工程の大幅な簡略化は達成できない。
【０００８】
また、特開平９−８３０１３号公報には、モールド前にリードフレームの折曲を行い、その後リードフレームの表面がモールド体の外部に露出するように樹脂封止して、モールド体の外部に出た余分なリードフレームを切断した光結合装置が開示されている。これにおいても、タイバーカット工程をなくしているが、ばり取りは依然として行う必要がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑み、外力がかかる工程を少なくして、生産工程を大幅に簡略化できるとともに、品質向上を図れる構造を有する半導体装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、半導体素子が搭載されたリードフレームと、該リードフレームの一部および前記半導体素子を樹脂封止してなるモールド体とを備えた面実装タイプの半導体装置であって、前記リードフレームは、前記半導体素子を搭載するインナリードと、該インナリードを支持するタイバーとを有し、該タイバーの一部は、前記モールド体の外部に露出して外部端子とされたものである。
【００１１】
そして、リードフレームのインナリードに半導体素子を搭載し、タイバーの一部が外部に露出するようにインナリードおよびタイバーを樹脂封止してモールド体を形成し、モールド体の側縁に沿って切断を行うことによって製造される。したがって、タイバーの不要部を切断して、外部端子を形成すると同時に、モールド体のばり取りを行うことになる。
【００１２】
これによって、外部端子の幅がモールド体の幅とほぼ同じにすることが可能となる。外部端子の幅を広くすることができると、実装基板に面実装するとき、はんだとの接触面積が増大して、はんだ付けがしやすくなる。
【００１３】
上記の半導体装置を得るためのリードフレームとしては、モールド体によって樹脂封止される複数のインナリードと、各インナリードを支持するタイバーと、タイバーの外側に平行に設けられたクレードルと、クレードルとタイバーとを接続する複数のアウタリードとからなり、アウタリードは、隣り合うモールド体の間の隙間に対応するように配置したものである。
【００１４】
さらに、インナリードとアウタリードとは、タイバーを挟んで互いにずれて配置され、タイバーの内側に、アウタリードに対応して切り込みが形成される。このような構造にすることによって、モールド終了後、モールド体の側縁に沿って切断を行うだけでよく、リードフレームに対して１回の切断で済む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子チップまたは受光素子チップといった光半導体素子を樹脂封止した面実装タイプの半導体装置を図１に示す。この半導体装置は、半導体素子２０が搭載された搭載用リードフレーム２１と、半導体素子２０の電極にワイヤ２２により電気的に接続された結線用リードフレーム２３と、各リードフレーム２１，２３の一部および半導体素子２０を透光性樹脂により封止してなるモールド体２４とを備えている。
【００１６】
各リードフレーム２１，２３は、図２に示すように、モールド体２４に覆われる複数のインナリード２５と、各インナリード２５を支持するタイバー２６と、タイバー２６の外側に平行に設けられたクレードル２７と、クレードル２７とタイバー２６とを接続する複数のアウタリード２８とからなる。そして、タイバー２６の一部は、モールド体２４の外部に露出して外部端子２９とされる。
【００１７】
インナリード２５とアウタリード２８とは、タイバー２６を挟んで内側と外側に互い違いに配置されている。インナリード２５の先端には、搭載用リードフレーム２１ではヘッダー部３０、結線用リードフレーム２３ではボンディング部３１がそれぞれ設けられている。また、タイバー２６の内側に、アウタリード２８の位置に対応して切り込み３２が形成されており、切り込み３２の幅はアウタリード２８の幅よりも少しだけ広い。ここで、アウタリード２８および切り込み３２の位置は、図３に示すように、隣り合うモールド体２４の間の隙間に対応している。
【００１８】
次に、上記構造の半導体装置の製造方法を説明する。まず、図２に示すように、搭載用リードフレーム２１と結線用リードフレーム２３とを平行に並べ、互いのアウタリード２８および切り込み３２が向かい合うように配置する。搭載側のインナリード２５のヘッダー部３０に半導体素子２０をダイボンドし、半導体素子２０の電極と結線側のインナリード２５のボンディング部３１とをＡｕワイヤ２２にてワイヤボンドして、電気的に接続する。
【００１９】
その後、図３に示すように、各インナリード２５およびタイバー２６の一部をエポキシ樹脂等の透光性樹脂によりトランスファモールドして、モールド体２４を形成する。ここで、モールドする領域は、向かい合う切り込み３２の側辺３２ａを結ぶ直線と、隣り合う切り込み３２の内辺３２ｂを結ぶ直線とによって囲まれる領域であり、タイバー２６の内側の一部がこの領域に含まれる。このようにモールドしたとき、樹脂ばりＤは隣り合うモールド体２４の間にある隙間にのみ発生する。
【００２０】
そして、図４に示すように、モールド体２４の側縁、すなわち向かい合う切り込み３２の側辺３２ａを結ぶ直線に沿ってタイバー２６を切断して、タイバー２６の不要部Ｅを除去する。このとき、図中の斜線で示す部分にある樹脂ばりＤおよびタイバー２６、アウタリード２８が除去される。この１回の切断により、半導体装置が個別に分離され、しかもモールド体２４の側縁にある樹脂ばりＤも同時に除去され、図１に示す半導体装置が完成する。
【００２１】
このように、モールドによって発生する隣り合うモールド体２４の間に発生する樹脂ばりＤとリードフレーム２１，２３のタイバー２６とを同時にカットすることができるため、モールド完了後、タイバーカット工程の１工程のみで個別の面実装タイプの半導体装置が完成する。したがって、ばり取り工程やリードカットやリードフォーミング工程を廃止することができ、生産工程の大幅な簡略化およびモールド体２４に対する加工の際に加わる外力の大幅な低減を図ることができる。
【００２２】
そして、上記構造の半導体装置では、タイバー２６の一部がモールド体２４の外部に露出して外部端子２９となるが、外部端子２９の幅はモールド体２４の幅とほぼ同じである。これによって、端子面積が大きくなるため、図５に示すように、この半導体装置を実装基板３５の電極パターン３６にはんだリフローにより面実装するとき、はんだ３７との接触面積が増大して、はんだ付け性に優れる。しかも、外部端子２９はモールド体２４の底面よりも少し高い位置から突出しているので、実装基板３５との間に隙間が生じ、はんだ３７が回り込みやすくなり、電極パターン３６との確実な接続が可能となる。また、実装基板３５の電極パターン３６を形成するとき、外部端子２９に対するパターン対応領域Ｐが広いので、パターン設計に裕度を持たせることができる。
【００２３】
これに対して、従来の構造の半導体装置では、図６に示すように実装基板３５に面実装するとき、外部端子となるリードフレーム２，４のアウタリード８の幅が狭いので、実装する場所により電極パターン３６の位置が決まってしまい、パターン設計を憂慮しなければならない。しかも、リードフレーム２，４はモールド体１１の外部に大きく突出するので、実装面積が大きくなるが、本発明の半導体装置では、外部端子２９はモールド体２４から大きく突出しないので、実装面積を小さくできる。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記実施形態では、一対の外部端子を有する、光半導体素子を透光性樹脂により封止した半導体装置であるが、例えば図７に示すような複数対の外部端子を有する半導体装置に上記のリードフレーム構造を適用することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、タイバーを有するリードフレームの一部が樹脂封止されて、タイバーの一部がモールド体の外部に露出して外部端子とされるので、１回のリードフレームの切断工程だけで面実装タイプの半導体装置を製造することができる。このとき、同時にモールド体の側縁に発生した樹脂ばりも除去することができる。
【００２６】
したがって、ばり取り、リードカット、リードフォーミングといった各工程を省略することができ、生産工程の簡略化を図れる。また、製造途中において外力のかかる工程が減少することにより、外力による悪影響が少なくなって、製品の品質を高めることができる。
【００２７】
ここで、リードフレームとして、アウタリードが隣り合うモールド体の間の隙間に対応するように配置されて、インナリードとアウタリードとは、タイバーを挟んで互いにずれて配置され、タイバーの内側に、アウタリードに対応して切り込みが形成された構造とすることにより、１回の切断で外部端子の形成とばり取りを同時に行える面実装タイプの半導体装置が得られる。
【００２８】
そして、タイバーを外部端子に利用することにより、この外部端子の幅がモールド体の幅とほぼ同じといったように広くすることができるので、面実装するとき実装基板の電極パターンに対する半導体装置の位置ずれの許容範囲が広がり、位置決めが容易になる。また逆に、外部端子に対する電極パターンの対応領域が広くなるので、実装基板のパターン設計の自由度が増し、実装基板の高密度化、小型化を図れる。しかも、外部端子の面積が大となって、はんだとの接触面積が増え、はんだ付け性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の半導体装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図２】同じく半導体素子を搭載したリードフレームの平面図
【図３】同じくモールド後のリードフレームの平面図
【図４】同じくタイバーカット後のリードフレームの平面図
【図５】同じく半導体装置を実装基板に面実装した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図６】従来の半導体装置を実装基板に面実装した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図７】他の実施形態の半導体装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図８】従来の半導体素子を搭載したリードフレームの平面図
【図９】同じくモールド後のリードフレームの平面図
【図１０】同じくタイバーカット後のリードフレームの平面図
【図１１】従来の半導体装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【符号の説明】
２０    半導体素子
２１    搭載用リードフレーム
２３    結線用リードフレーム
２４    モールド体
２５    インナリード
２６    タイバー
２７    クレードル
２８    アウタリード
２９    外部端子
３２    切り込み
【図１】
0003741550.tif 000002
【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】
0003741550.tif 000009
【図９】
0003741550.tif 000010
【図１０】
0003741550.tif 000011
【図１１】
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