JP2012028694A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護樹脂の漏れ出しが生じたとしても実装不良が生じにく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、リードフレーム１０１と、リードフレーム１０１の上に搭載された第１の半導体素子１０３と、リードフレーム１０１の上に、第１の半導体素子１０３を囲むように形成された枠体１０５と、枠体１０５に囲まれた領域に充填された保護樹脂１０７とを備えている。リードフレーム１０１は、枠体１０５の外側に突出した外部端子１１５を有している。外部端子１１５は、枠体１０５から突出した端部に、外部端子１１５の上面から起立するように形成された障壁部１１９を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関し、特にリードフレームを備えた半導体装置に関する。

高輝度で且つ高出力な発光素子及び小型且つ高感度な受光素子等をパッケージ化した種々の半導体装置が開発されている。これらの半導体装置の小型化、低消費電力化及び軽量化等についても著しい進歩が認められる。これらの半導体装置は、例えば、光プリンターヘッドの光源、液晶バックライトの光源、各種メータの光源及び各種読みとりセンサー等の分野において利用が進められている。

発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた半導体装置は、小型で効率が良く鮮やかな色の発光が可能である。また、半導体素子であるため球切れがなく、初期駆動特性及び耐震性に優れ、さらにＯＮ／ＯＦＦ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このため、携帯電話用液晶及びＰＤＡ用液晶のバックライト光源として利用が検討されている。しかし、液晶表示装置の薄型化、小型化が進むにつれて、ＬＥＤを用いた半導体装置に種々の問題が生じてきている。

ＬＥＤを用いた半導体装置は、一般的にＬＥＤのチップがモールドされている。具体的には、樹脂からなるパッケージ部材の中にＬＥＤのチップが搭載され、パッケージ部材の外部に外部端子が引き出されている。ＬＥＤチップの周囲には保護樹脂が充填されている。樹脂からなるパッケージ部材と、金属からなる外部端子とは、密着性及び接着性が悪い。このためパッケージ部材と外部端子との界面には隙間が生じ、隙間から保護樹脂が漏れ出すおそれがある。パッケージ部材の外に漏れ出した保護樹脂は、カット・フォーミング時のバリの発生の原因となったり、はんだの実装不良等の種々の問題を発生させる原因となったりする。

保護樹脂の漏れ出しを押さえる方法として、外部端子とパッケージ部材との界面に保護樹脂の障壁となる溝部又は突起部を形成することが検討されている（例えば特許文献１を参照。）。

特開２００６−２２２３８２号公報

しかしながら、前記従来の方法では、外部端子とパッケージ部材との界面からの保護樹脂の漏れ出しにしか対応できないという問題がある。半導体装置の小型化により、保護樹脂を充填する領域は非常に小さくなっている。このため、保護樹脂の充填量にわずかな充填誤差が生じても保護樹脂がパッケージ部材の外に漏れ出すおそれがある。半導体装置を実装基板に実装する際には、外部端子の裏面及び側面をはんだフィレットが覆うようにする必要がある。パッケージ部材の枠体を越えて外側に漏れ出した保護樹脂が、パッケージ部材の外側に突出した外部端子の側面に達したり、裏面に達したりすると、外部端子を覆うはんだフィレットの形成が困難となり実装不良が生じてしまう。

このような問題は、ＬＥＤを用いた半導体装置だけでなくあらゆる半導体装置において生じうる。

本発明は、保護樹脂の漏れ出しが生じたとしても実装不良が生じにくい半導体装置を実現できるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は半導体装置を、外部端子の端部に障壁部を有している構成とする。

具体的に、本発明に係る半導体装置は、リードフレームと、リードフレームの上に保持された第１の半導体素子と、リードフレームの上に、第１の半導体素子を囲むように形成された枠体と、枠体に囲まれた領域に充填された保護樹脂とを備え、リードフレームは、枠体の外側に突出した外部端子を有し、外部端子は、枠体から突出した端部に、外部端子の上面から起立するように形成された障壁部を有している。

本発明の半導体装置は、外部端子が、枠体から突出した端部に、外部端子の上面から起立するように形成された障壁部を有している。このため、枠体とリードフレームとの隙間から漏れ出した保護樹脂及び枠体を乗り越えて漏れ出した保護樹脂が、外部端子の上面に拡がったとしても、外部端子の前端面に達したり、外部端子の底面に達したりしにくい。従って、外部端子がはんだフィレットに覆われなくなる不良が発生しにくい。

本発明の半導体装置において、ダイパッド部に保持された第２の半導体素子をさらに備え、リードフレームは、第１の半導体素子を保持するダイパッド部と、ダイパッド部と分離されたリード部とを有し、ダイパッド部は、外部端子と反対側の端部に、ダイパッド部の他の部分よりも厚さが薄い薄肉部を有し、第２の半導体素子は、少なくともその一部が薄肉部の上に配置されていてもよい。

この場合において、第１の半導体素子と第２の半導体素子とは、枠体の中央に対して線対称となるように配置されていてもよい。

本発明の半導体装置は、リードフレームは、第１の半導体素子を保持するダイパッド部と、ダイパッド部と分離されたリード部とを有し、第１の半導体素子は、枠体の中央に配置されていてもよい。

本発明の半導体装置において、ダイパッド部は貫通孔を有し、枠体は、リードフレームの上面から起立する壁部と、貫通孔に埋め込まれ且つ壁部と一体に形成された埋め込み部とを有し、埋め込み部の底面は、ダイパッド部の底面よりも上側に位置していてもよい。

この場合において、ダイパッド部は、貫通孔が形成された部分において、ダイパッド部の他の部分よりも幅が狭くてもよい。

本発明の半導体装置において、リードフレームは、外部端子の枠体の壁面と平行な方向の端面の少なくとも一部を除いて、めっき層を有していてもよい。

本発明の半導体装置において、障壁部は、めっき層と同じ材料であってもよい。

本発明の半導体装置において、障壁部は、複数の山部と、該山部よりも高さが低い複数の谷部とを有していてもよい。

本発明の半導体装置において、障壁部は、外部端子の外縁部を囲むように形成されていてもよい。

本発明の半導体装置において、外部端子は、枠体からの突出幅がその両側方の部分よりも小さい凹部を有していてもよい。

本発明の半導体装置において、外部端子は、枠体から突出した端部に切り欠き部を有してもよい。この場合において、切り欠き部は、直線状であっても、曲線状であっても、Ｌ字状であってもよい。

本発明の半導体装置において、保護樹脂は、透光性の樹脂とすればよい。

本発明の半導体装置において、第１の半導体素子は、発光素子又は受光素子とすればよい。

本発明の半導体装置において、枠体は、熱可塑性の樹脂としてもよい。

本発明に係る半導体装置によれば、保護樹脂の漏れ出しが生じたとしても実装不良が生じにくい半導体装置を実現できる。

(ａ)〜（ｃ）は一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図、（ｃ）は底面図である。 障壁部の変形例を示す斜視図である。 障壁部の変形例を示す斜視図である。 障壁部の変形例を示す斜視図である。 障壁部の変形例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は外部端子の変形例を示す断面図である。 外部端子の変形例を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IXｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIｂ−XIｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIｂ−XIIｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置の変形例を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIIｂ−XIIIｂ線における断面図である。

図１は一実施形態に係る半導体装置であり、(ａ)は平面構成を示し、（ｂ）は(ａ)のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示し、（ｃ）は底面構成を示している。

図１に示すように、本実施形態の半導体装置は、リードフレーム１０１と、リードフレーム１０１の上に保持された半導体素子１０３と、リードフレーム１０１の上に半導体素子１０３を囲むように形成された枠体１０５と、枠体１０５に囲まれた領域に充填された保護樹脂１０７とを備えている。半導体素子１０３は特に限定されないが、本実施形態においては発光ダイオード（ＬＥＤ）であるとして説明する。

リードフレーム１０１は、厚さが０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の銅（Ｃｕ）系合金等により形成されており、一般的にその上面及び底面等はめっき層（図示せず）に覆われている。リードフレーム１０１は、半導体素子１０３を搭載するダイパッド部１１１と、ダイパッド部１１１と分離されたリード部１１２とを有している。ダイパッド部１１１は、枠体１０５の内側に位置し、半導体素子が搭載される素子搭載部１１４と、枠体１０５の外側に突出した外部端子１１５とを有している。素子搭載部１１４と外部端子１１５との間には、素子搭載部１１４及び外部端子１１５よりも幅が狭いくびれ部１１６が形成されており、くびれ部１１６には貫通孔１１１ａが形成されている。リード部１１２は、枠体１０５の内側に位置し、ワイヤ１０９が接続されたワイヤ接続部１１７と枠体１０５の外側に突出した外部端子１１５とを有している。ワイヤ接続部１１７と外部端子１１５との間には、ワイヤ接続部１１７及び外部端子１１５よりも幅が狭いくびれ部１１６が形成されている。

枠体１０５は、樹脂等により形成されており、リードフレーム１０１の外縁部を囲む壁部１５１と、ダイパッド部１１１の貫通孔に埋め込まれた埋め込み部１５２Ａ及びダイパッド部１１１とリード部１１２との間の隙間に埋め込まれた埋め込み部１５２Ｂとを有している。壁部１５１と埋め込み部１５２Ａ及び埋め込み部１５２Ｂとは一体に形成されている。本実施形態において枠体１０５は、リードフレーム１０１の側面を覆い且つリードフレーム１０１の底面を露出するように形成されている。また、壁部１５１の外周形状は平面長方形状であり、一方の短辺からダイパッド部１１１の外部端子１１５が枠体１０５の外側に突出し、他方の短辺からリード部１１２の外部端子１１５が枠体１０５の外側に突出している。

半導体素子１０３は、ダイパッド部１１１の素子搭載部１１４に保持されている。図１では半導体素子１０３の裏面に裏面電極（図示せず）が形成されており、裏面電極と素子搭載部１１４とははんだ等の導電性ペーストにより接続されている。本実施形態では、ダイパッド部１１１の素子搭載部１１４が枠体１０５の長手方向の中央線を挟んで両側に拡がっており、半導体素子１０３は、枠体１０５に囲まれた領域の中央に配置されている。本実施形態では枠体１０５の外側に突出した外部端子１１５を含めた半導体装置全体が左右対称に形成されているため、半導体素子１０３は半導体装置の中央に配置されている。半導体素子１０３の上面には表面電極（図示せず）が形成されており、表面電極とリード部１１２のワイヤ接続部１１７とはワイヤ１０９により接続されている。

枠体１０５に囲まれた領域の内側には、透明樹脂からなる保護樹脂１０７が充填されている。これにより、半導体素子１０３及びワイヤ１０９は封止されている。保護樹脂１０７は、半導体素子１０３が放射する光を吸収し、異なる波長の光を放出する蛍光物質を含んでいてもよい。

ダイパッド部１１１及びリード部１１２の外部端子１１５は、枠体１０５と反対側の端部に、上面から起立した障壁部１１９を有している。保護樹脂１０７が枠体１０５を乗り越えたり、枠体１０５とリードフレーム１０１との界面から漏れ出したりすると、保護樹脂１０７は外部端子１１５の上面に拡がる。障壁部１１９が設けられていない場合には、漏れ出した保護樹脂の量が多ければ、外部端子１１５の側面に保護樹脂が達する。さらに量が多ければ外部端子１１５の裏面に保護樹脂が達する。半導体装置をはんだ付けする際には、外部端子１１５の側面及び底面がはんだフィレットに覆われるようにする。外部端子１１５の側面のうち枠体１０５から突出した端部の端面（前端面）１１５ａは、側端面１１５ｂよりも半導体装置をはんだ付けする際に重要な部分である。前端面１１５ａに保護樹脂が付着すると、はんだフィレットの形成が不十分となり、接続不良が生じたり、接続強度が低下したりする。しかし、本実施形態の半導体装置は障壁部１１９を有しているため、前端面１１５ａに保護樹脂が流れだすことを抑えることができる。

障壁部１１９は、どの様にして形成してもよい。例えば、リードフレーム１０１を保持フレームから切り出す際に、バリが生じやすい条件で切り出しを行えば、端部に高さが数μｍ〜１０μｍ程度の障壁部１１９を形成することができる。また、リードフレーム１０１の表面にめっき処理を行う際に、所定の部分だけめっき層の厚さを厚くすることにより障壁部１１９を形成してもよい。また、めっき処理をした後に、端部においてめっき層がめくれあがるようにしてリードフレームを切り出すことにより、端部にめっき層からなる障壁部１１９を形成してもよい。このような方法だけでなく、樹脂又は金属等の部材を所定の部分に貼り付けることにより障壁部１１９を形成してもよい。障壁部１１９をバリにより形成した場合には、障壁部１１９はリードフレームの基材と同じ材料となる。また、基材の材料とめっき層の材料との積層となる場合もある。

外部端子１１５の上面から障壁部１１９の上端までの高さは、保護樹脂の粘度等にもよるが数μｍ程度あれば十分である。１μｍ〜２μｍ程度あれば保護樹脂の流れ出しを押さえる効果が得られる。高さが高いほど効果は大きくなるが、あまり高くなると形成が困難となる。前述したバリ又はめっきにより障壁部１１９を形成する場合にも、１０μｍ程度の高さであれば容易に形成することができる。バリを出すことにより障壁部１１９を形成する場合には、リードフレーム１０１の板厚の３０分の１程度の高さであれば容易に形成することができる。

障壁部１１９の上面は平坦になっている必要はない。図２に示すように、複数の山部と谷部とを有する鋸刃状になっていてもよい。外部端子１１５の上面から谷部の上端までの高さは、山部の上端までの高さよりも低くなっている。このように、高さが低い谷部があったとしても山部と谷部との間に表面張力が働くため、平坦な場合と同等か又はそれ以上の漏れ出しの抑制効果が期待できる。

図１は、外部端子１１５のうち最も重要な前端面１１５ａを保護するために、枠体１０５から突出した端部に障壁部１１９を形成する例を示した。しかし、図３に示すように外部端子１１５の枠体１０５の側を除く外縁部を囲むように障壁部１１９を設けてもよい。このようにすれば、外部端子１１５の前端面１１５ａだけでなく側端面１１５ｂへの保護樹脂の流れだしも押さえることができる。なお、障壁部１１９の上端部は鋸刃状であってもよい。

外部端子１１５の枠体１０５からの突出幅及び枠体１０５の短辺に沿った方向の幅はどの様に設定してもよい。例えば、枠体１０５の短辺に沿った方向の幅を、枠体１０５の短辺の長さの半分以上としてもよい。また、外部端子１１５は、図４に示すように枠体１０５からの突出幅がその両側方の部分よりも小さい凹部１２１を有していてもよい。このようにすれば、凹部１２１とその両側の凸部１２２とにおいてはんだフィレットをトラップすることができるため、はんだ付けがさらに容易となる。また、リードフレーム１０１を保持フレームから切り出す際に、リードフレーム１０１に加わる機械的な応力を小さくすることができる。この場合にも、障壁部１１９の上端部を鋸刃状としたり、外部端子１１５の外縁部を囲むように障壁部１１９を形成したりしてもよい。また、外部端子１１５の中央部には障壁部１１９が形成されていない構成としてもよい。この場合にも、最も重要な前端面１１５ａを保護することはできる。さらに、図５に示すように凹部１２１において枠体１０５から突出していない構成としてもよい。凹部１２１の幅は、どの様に設定してもよいが、凸部１２２の幅よりも大きくしてもよい。また、凸部１２２の大きさを揃える必要もない。凹部１２１を中央に１つ設けるのではなく複数設け、３つ以上の凸部１２２を設けてもよい。

外部端子１１５の前端面１１５ａは、その下部に切り欠き部を設けてもよい。切り欠き部を設けることにより、はんだと外部端子１１５とをより強固に接続することが可能となる。切り欠き部は、図６(ａ)に示すように、枠体１０５から突出する方向の断面において、下端部を斜めに切り落とした形状とすればよい。また、図６（ｂ）に示すように曲線状に切り取られた形状としてもよく、図６（ｃ）に示すようにＬ字状に切り取られている形状としてもよい。このように外部端子１１５の下部に切り欠き部を設けることによりはんだフィレットのトラップがしやすくなるアンカー効果が得られる。切り欠き部は、前端面の半分程度とすればよいが、半分以上としてもよい。また、半分以下の切り欠き部であってもアンカー効果が得られる。

一般的に、リードフレーム１０１の上面、裏面及び側面はめっき処理されており、めっき層１２３が形成されている。通常はリードフレーム１０１を保持フレームから切り離す前にめっき処理が行われる。このため、外部端子１１５の前端面１１５ａはめっき層１２３が形成されておらず、基材が露出した状態となっていることが一般的である。切り欠き部を形成する場合には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、切り欠き部にもめっき層が形成される。さらに、図７に示すように、外部端子１１５の前端面の一部にもめっき層１２３を形成することにより、はんだフィレットのトラップがしやすくなるアンカー効果をより高めることができる。外部端子１１５の前端面の一部にもめっき層１２３を形成する方法としては例えば、図７に示すように、リードフレーム１０１と保持フレーム２０１との接続箇所の厚さを薄くし、めっき層１２３を形成した後、接続箇所を切断する方法がある。

めっき層１２３を形成した後、外部端子１１５を保持フレームから切り離す際に、めっき層１２３がめくれあがるようにすれば、図６(ａ)〜（ｃ）及び図７に示すように、めっき層１２３からなる障壁部１１９を形成することができる。なお、めっき層１２３は、鉛フリーはんだ、金、銀又はニッケル等とすればよい。銀の場合にはさらに硫化防止処理を行ってもよい。また、ニッケルと銀との積層又はニッケルと金と銀との積層等としてもよい。

図８〜図１２は、本実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示している。まず、図８に示すように基材の所定の部分にエッチング又は打ち抜き等の加工を行い、保持フレーム２０１と接続されたリードフレーム１０１を形成する。この後、必要に応じてめっき処理を行いめっき層（図示せず）を形成する。なお、加工前にめっき処理を行うことも可能である。リードフレーム１０１の形状は特に限定されないが、以下のような構造を有している場合について説明する。

リードフレーム１０１のダイパッド部１１１は、素子搭載部１１４と、外部端子１１５と、外部端子１１５と素子搭載部１１４との間に形成されたくびれ部１１６とを有している。くびれ部１１６は、素子搭載部１１４及び外部端子１１５よりも幅が狭く、中央部に貫通孔１１１ａが形成されている。外部端子１１５と保持フレーム２０１との接続箇所には開口部２０１ａが形成されており、外部端子１１５と保持フレーム２０１との接続箇所の幅は狭くなっている。また、接続箇所においては裏面に溝部２０１ｂが形成されている。素子搭載部１１４側の端部において下側の部分が除去されており、ダイパッド部１１１の他の部分よりも厚さが薄い薄肉部１１４ａが形成されている。図８では、外部端子１１５の幅が素子搭載部１１４の幅と等しいが、外部端子１１５の幅は素子搭載部１１４の幅よりも広くてもよく、狭くてもよい。

リード部１１２は、ダイパッド部１１１の素子搭載部１１４側の端部と相対する位置に、ダイパッド部１１１と間隔をおいて形成されている。リード部１１２は、ワイヤ接続部１１７と、外部端子１１５と、ワイヤ接続部１１７と外部端子１１５との間に形成されたくびれ部１１６とを有している。外部端子１１５と保持フレーム２０１との接続箇所には開口部２０１ａが形成されている。また、裏面には溝部２０１ｂが形成されている。図８では、外部端子１１５の幅がワイヤ接続部１１７の幅と等しいが、外部端子１１５の幅はワイヤ接続部１１７の幅よりも広くてもよく、狭くてもよい。また、リード部１１２における外部端子１１５の幅とダイパッド部１１１における外部端子１１５の幅とは、互いに等しくても、異なっていてもよい。

次に、図９に示すように枠体１０５を形成する。枠体１０５の形成方法は特に限定されないが、一般的に用いられているインサート成型等を用いればよい。枠体１０５は、例えば主剤がポリアミドからなる熱可塑性樹脂等を用いて形成すればよいが、主剤がシリコーン等からなる熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、他の樹脂材料を用いることともできる。成型の際にダイパッド１１１の貫通孔を樹脂注入用のゲートとして用いれば容易に形成することができる。枠体１０５は、リードフレーム１０１の外縁部に沿って形成され、リードフレーム１０１の上面から起立する壁部１５１と、ダイパッド部１１１の貫通孔に埋め込まれた埋め込み部１５２Ａ及びダイパッド部１１１とリード部１１２との間に埋め込まれた埋め込み部１５２Ｂとを有している。また、くびれ部１１６の位置に短辺が位置するように形成されており、外部端子１１５が枠体１０５の外側に突出している。

壁部１５１の内壁は、傾斜面とすれば成型が容易となる。埋め込み部１５２Ａの上面は、壁部１５１の内壁よりも傾斜が緩やかな傾斜面とすれば形成が容易となる。また、埋め込み部１５２Ａの底面が、ダイパッド部１１１の底面よりも上側に位置するようにすれば、はんだ付けの際に貫通孔の内壁面によるアンカー効果が期待できる。但し、埋め込み部１５２Ａの底面がダイパッド部１１１の底面と揃っていてもよい。枠体１０５の形成に用いる樹脂の種類によっては、枠体１０５とリードフレーム１０１との密着性が低くなる場合もある。しかし、本実施形態においては、リードフレーム１０１にくびれ部１１６、貫通孔１１１ａ及び薄肉部１１４ａ等が設けられている。これらの構造を設けることにより、枠体１０５とリードフレーム１０１との密着性を向上させることができる。また、枠体１０５の強度を向上させる効果も得られる。このため、リサイクル性に優れた熱可塑性樹脂を用いた場合においても、十分な密着性及び強度を確保することができる。但し、くびれ部１１６、貫通孔１１１ａ、薄肉部１１４ａ等を全て設ける必要はなく、一部だけを設ける構成としたり、全てを設けない構成としたりすることも可能である。

次に、図１０に示すように、素子搭載部１１４に半導体素子１０３を固着する。この後、半導体素子１０３の上面に形成された電極と、リード部１１２のワイヤ接続部１１７とをワイヤ１０９により接続する。半導体素子１０３が裏面電極を有する場合には、はんだ等の導電性ペーストにより半導体素子１０３を固定すればよい。半導体素子１０３が裏面電極を有していない場合には、素子搭載部１０４の一部をボンディングパッドとして用いて、半導体素子１０３の上面に形成された電極とダイパッド部１１１とをワイヤにより接続すればよい。半導体素子１０３が発光素子又は受光素子等の場合には、半導体素子１０３は枠体１０５の中央に搭載されていることが好ましい。このため、ダイパッド部１１１は、枠体１０５の一方の短辺の側から、長辺の中央を越えて反対側の短辺との間に至る領域を占めるようにすることが好ましい。なお、半導体素子の種類によっては必ずしも枠体１０５の中央に搭載する必要はない。

次に、図１１に示すように、溝部２０１ｂにおいてリードフレーム１０１を保持フレーム２０１から切り離す。この際に、切断用のブレードを溝部２０１ｂが形成された裏面側から上方向に移動させることにより、外部端子１１５の上面に上方向のバリが発生し、障壁部１１９を形成することができる。また、めっき層をめくれあがらせることにより障壁部１１９を形成してもよい。なお、開口部２０１ａを形成する際にバリを発生させて障壁部１１９を形成することも可能である。また、他の部材の貼付等により障壁部１１９を形成することも可能である。また、Ｖ字状の溝部２０１ｂを予め形成しておくことにより、外部端子１１５の端部に切り欠き部を形成することができる。

次に、図１２に示すように、枠体１０５の内側の領域に保護樹脂１０７を充填する。保護樹脂１０７の漏れ出しが発生したとしても、障壁部１１９を形成しているため外部端子１１５の端面及び裏面に保護樹脂が達しにくく、不良の発生を抑えることができる。なお、リードフレーム１０１を保持フレーム２０１から切り離した後、保護樹脂１０７を充填する前に必要に応じて電気的特性の検査を行うことができる。

なお、工程及びリードフレーム１０１の構造等は適宜変更してかまわない。例えば、半導体素子１０３の搭載の前にリードフレーム１０１を保持フレーム２０１から切り離してもよい。また、ダイパッド部１１１だけでなくリード部１１２にも薄肉部を設けてもよい。

半導体素子を１つ搭載する例を示したが、ダイパッド部の上に複数の半導体素子を搭載してもよい。発光素子又は受光素子等の光学特性が要求される半導体素子を複数搭載する場合には、枠体１０５の長手方向の中心線を挟んで線対称に半導体素子を配置することが好ましい。具体的には、図１３に示すように中心線と第１の半導体素子１０３Ａとの間隔ｄ１と中心線と第２の半導体素子１０３Ｂとの間隔ｄ２とが等しくなるようにすればよい。複数の半導体素子を搭載する場合には、ダイパッド部１１１の大きさが大きくなる。このため、半導体装置のサイズを小さくするためにダイパッド部１１１とリード部１１２との間隔を小さくする必要がある。このため、リードフレームの裏面においてはんだブリッジによる短絡が生じにくくするために、ダイパッド部１１１のリード部１１２側の端部及びリード部１１２のダイパッド部１１１側の端部にそれぞれ薄肉部１１４ａ及び薄肉部１１７ａを設けることが好ましい。このような構成とすれば、短絡が生じにくくなるだけでなく、枠体１０５とリードフレーム１０１との密着性も向上させることができる。また、中心線よりもリード部１１２側の第２の半導体素子１０３Ｂの少なくとも一部が、薄肉部１１４ａの上に配置されているようにすることが好ましい。このようにすることにより、半導体素子１０３の搭載領域を確保しつつダイパッド部１１１の面積を小さくすることができる。

リードフレームの上に、半導体素子だけが搭載された例を示したが、半導体素子だけでなく抵抗素子又は容量素子等が一緒に搭載されていてもよい。また、外部端子が２つ形成された例を示したが、リード部を複数備え、外部端子が３つ以上形成されている構成としてもよい。半導体素子は、発光ダイオード、スーパールミネッセンスダイオード及びレーザダイオード等の発光素子並びに受光素子等に限らず、他のトランジスタ、ダイオード及びセンサー素子等としてもよい。必要に応じて保護樹脂を遮光性の材料とすることも可能である。リードフレームの裏面が露出している構成について説明したが、リードフレームの裏面の少なくとも一部が枠体に覆われている構成とすることも可能である。また、長方形状の枠体を有する半導体装置について説明したが、枠体を正方形状にすることも可能である。また、多角形状、円形状、楕円形状及び長円形状等とすることも可能である。

本発明に係る半導体装置は、保護樹脂の漏れ出しが生じたとしても実装不良が生じにくい半導体装置を実現でき、特にリードフレームを備えた半導体装置等として有用である。

１０１ リードフレーム
１０３ 半導体素子
１０３Ａ 第１の半導体素子
１０３Ｂ 第２の半導体素子
１０４ 素子搭載部
１０５ 枠体
１０７ 保護樹脂
１０９ ワイヤ
１１１ ダイパッド部
１１１ａ 貫通孔
１１２ リード部
１１４ 素子搭載部
１１４ａ 薄肉部
１１５ 外部端子
１１５ａ 前端面
１１５ｂ 側端面
１１６ くびれ部
１１７ ワイヤ接続部
１１７ａ 薄肉部
１１９ 障壁部
１２１ 凹部
１２２ 凸部
１２３ めっき層
１５１ 壁部
１５２Ａ 埋め込み部
１５２Ｂ 埋め込み部
２０１ 保持フレーム
２０１ａ 開口部
２０１ｂ 溝部

Claims (18)

1. リードフレームと、
   前記リードフレームの上に保持された第１の半導体素子と、
   前記リードフレームの上に、前記第１の半導体素子を囲むように形成された枠体と、
   前記枠体に囲まれた領域に充填された保護樹脂とを備え、
   前記リードフレームは、前記枠体の外側に突出した外部端子を有し、
   前記外部端子は、前記枠体から突出した端部に、前記外部端子の上面から起立するように形成された障壁部を有していることを特徴とする半導体装置。
2. 前記ダイパッド部に保持された第２の半導体素子をさらに備え、
   前記リードフレームは、前記第１の半導体素子を保持するダイパッド部と、前記ダイパッド部と分離されたリード部とを有し、
   前記ダイパッド部は、前記外部端子と反対側の端部に、前記ダイパッド部の他の部分よりも厚さが薄い薄肉部を有し、
   前記第２の半導体素子は、少なくともその一部が前記薄肉部の上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子とは、前記枠体の中央線に対して線対称となるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記リードフレームは、前記第１の半導体素子を保持するダイパッド部と、前記ダイパッド部と分離されたリード部とを有し、
   前記第１の半導体素子は、前記枠体の中央に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
5. 前記ダイパッド部は、貫通孔を有し、
   前記枠体は、前記リードフレームの上面から起立する壁部と、前記貫通孔に埋め込まれ且つ前記壁部と一体に形成された埋め込み部とを有し、
   前記埋め込み部の底面は、前記ダイパッド部の底面よりも上側に位置していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記ダイパッド部は、前記開口部が形成された部分において、前記ダイパッド部の他の部分よりも幅が狭いことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記リードフレームは、前記外部端子の前記枠体の壁面と平行な方向の端面の少なくとも一部を除いて、めっき層を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
8. 前記障壁部は、前記めっき層と同じ材料からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記障壁部は、複数の山部と、該山部よりも高さが低い複数の谷部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
10. 前記障壁部は、前記外部端子の外縁部を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
11. 前記外部端子は、前記枠体からの突出幅がその両側方の部分よりも小さい凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
12. 前記外部端子は、前記枠体から突出した端部に切り欠き部を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
13. 前記切り欠き部は、直線状であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
14. 前記切り欠き部は、曲線状であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
15. 前記端面切り欠き部は、Ｌ字状であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
16. 前記保護樹脂は、透光性の樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
17. 前記第１の半導体素子は、発光素子又は受光素子であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。
18. 前記枠体は、熱可塑性の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

Images