CN102299125A - 半导体装置用封装及其制造方法、以及半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体装置用封装及其制造方法、以及半导体装置。由于本发明的半导体装置用封装在多个引线框(1、2)之中的至少一个上设置一个或多个贯通孔(6)，从而能在注入既将引线框(1、2)进行保持、又形成半导体元件的装载区域(4)的树脂时，以贯通孔(6)作为树脂流通路径，从引线框(1、2)的背面注入树脂，因此，能缩短树脂的流通路径，并能抑制树脂未填充部分和外观缺陷。

Description

半导体装置用封装及其制造方法、以及半导体装置
技术领域
本发明涉及对引线框设置既保持引线框、又形成半导体元件的装载区域的树脂的半导体装置用封装。
背景技术
利用图6A～图6C，对现有的半导体装置用封装进行说明。
图6A～图6C是表示现有的半导体装置用封装的结构的概要图，图中的箭头表示注入树脂时的树脂的流入路径。另外，图6A是俯视图，图6B是将图6A的X-X’处的截面结构作为对树脂注入工序进行说明的图来表示的图，图6C是从图6B的A方向观察的侧面透视图。
现有的半导体装置用封装如图6A～图6C所示，包括：对于内部引线具有半导体元件的装载区域的引线框21；对于内部引线具有与半导体装置相连接的连接区域的引线框22；以及对引线框21和引线框22进行保持、并将半导体元件的装载区域进行开口而形成的树脂部23。
在形成树脂部23时，在将引线框21、22嵌入模具的状态下，将树脂从引线框21、22之间的与半导体元件的装载区域相对的背面侧注入模具，将树脂填充至模具的空间部分，从而形成规定的树脂部23。
发明内容
然而，若如以往那样从引线框21、22之间的背面侧注入树脂而形成树脂部23，则由于所注入的树脂不仅需要大幅度地绕过引线框21、22的侧面，还需要流通至引线框21、22的上表面，因此，存在以下问题：即，流通路径变长且受到限制，从而产生树脂未填充部分，半导体装置用封装的外观产生缺陷。此外，由于半导体装置用封装仍然期望要小型化、薄型化，与之相应，树脂部23也变小，树脂的流通路径变细，因此，该问题正变得更加显著。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，抑制树脂未填充部分和外观的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的半导体装置用封装包括：一个或多个第一引线框，该一个或多个第一引线框在主面上具有元件装载区域；一个或多个第二引线框，该一个或多个第二引线框在主面上具有连接区域，且电绝缘而形成；一个或多个贯通孔，该一个或多个贯通孔设置于所述第一引线框和第二引线框内之中的至少一个引线框上，从所述主面贯通至与所述主面相对的背面；树脂部，该树脂部形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面上，将所述元件装载区域和所述连接区域进行开口；以及保持树脂，该保持树脂至少设置于所述第一引线框和所述第二引线框的相对于所述主面的侧面的至少一部分、以及所述第一引线框与所述第二引线框之间的间隙和所述贯通孔内，所述树脂部覆盖所述贯通孔的至少一部分，所述树脂部与所述保持树脂包含相同材料。
另外，优选为所述保持树脂只设置于所述侧面的至少一部分、以及所述间隙和所述贯通孔内。
另外，优选为在所述贯通孔的周围设置第一台阶，设置引线框厚度较薄的部分。
另外，优选为在所述侧面的至少一部分、以及所述间隙的周围设置第二台阶，设置引线框厚度较薄的部分。
另外，所述第一台阶或所述第二台阶也可以具有包含多个间断形成的台阶的结构。
另外，优选为所述第一台阶或所述第二台阶包含一个连续形成的台阶
另外，优选为在所述树脂部的开口内，在从所述第一引线框与所述第二引线框之间的间隙露出的所述保持树脂的表面上形成凹凸。
另外，所述凹凸也可以由多个突起所形成。
另外，所述凹凸也可以由多个凹陷所形成。
另外，所述凹凸也可以由一个或多个槽所形成。
另外，所述树脂部也可以是反射器，用来作为光半导体装置用封装。
此外，本发明的半导体装置用封装的制造方法的特征在于，包括：引线框加工工序，该引线框加工工序在所述引线框上形成一个或多个贯通孔，所述贯通孔从引线框的主面贯通至与所述主面相对的背面；模具工序，该模具工序将所述引线框放置于模具内；以及树脂注入工序，该树脂注入工序将树脂注入所述模具内，至少使所述树脂经由所述贯通孔流入到所述引线框的主面上。
另外，优选为在所述引线框加工工序中，进一步在所述贯通孔的周围的所述引线框上设置引线框厚度较薄的台阶。
另外，也可以利用压印加工来形成所述台阶。
此外，本发明的半导体装置的特征在于，包括：所述半导体装置用封装；装载于所述元件装载区域内的半导体元件；将所述半导体元件与所述连接区域进行电连接的导电材料；以及将所述树脂部的开口部的内部进行密封的密封树脂。
另外，本发明的半导体装置的特征在于，是光半导体装置，所述光半导体装置包括：所述半导体装置用封装；装载于所述元件装载区域内的光半导体元件；将所述光半导体元件与所述连接区域进行电连接的导电材料；以及将所述反射器的开口部的内部进行密封的透光性树脂。
附图说明
图1A是表示实施例1中的半导体装置用封装的结构的图。
图1B是表示实施例1中的半导体装置用封装的结构的图。
图1C是表示实施例1中的半导体装置用封装的结构的图。
图2A是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
图2B是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
图2C是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
图2D是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
图2E是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
图3A是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图3B是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图3C是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图3D是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图3E是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图3F是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图。
图4A是表示实施例3的半导体装置用封装中的引线框之间的树脂的结构的图。
图4B是表示实施例3的半导体装置用封装中的引线框之间的树脂的结构的图。
图4C是表示实施例3的半导体装置用封装中的引线框之间的树脂的结构的图。
图5A是表示实施例4中的半导体装置的结构的图。
图5B是表示实施例4中的半导体装置的结构的图。
图6A是表示现有的半导体装置用封装的结构的概要图。
图6B是表示现有的半导体装置用封装的结构的概要图。
图6C是表示现有的半导体装置用封装的结构的概要图。
具体实施方式
(实施例1)
首先，利用图1A～图1C、图2A～图2E，对实施例1中的半导体装置用封装的结构进行说明。
图1A～图1C是表示实施例1中的半导体装置用封装的结构的图，图1A是俯视图，图1B是图1A中的X-X’剖视图，图1C是仰视图。图2A～图2E是表示本发明的半导体装置用封装的制造工序的工序剖视图。
在图1A～图1C中，标号1是对于内部引线具有半导体元件的装载区域4的引线框，标号2是对于内部引线具有与半导体装置相连接的连接区域5的引线框，标号3是保持引线框1和引线框2、并包围装载区域4和连接区域5以对它们进行保护的树脂部，标号6是设置于引线框1上的贯通孔。本发明的半导体装置用封装具有以下结构：即，用引线框1、2的侧面和间隙内的树脂、以及树脂部3将引线框1、2进行保持，利用树脂部3将装载区域4和连接区域5进行开口，其特征在于，在引线框1、或引线框2、或这两者的树脂部3形成区域上设置一个或多个贯通孔6。
这样，在引线框1上设置贯通孔6，从而在使用模具形成树脂部3时，由于树脂不仅绕过引线框1、2的侧面，还以贯通孔6作为树脂流通路径而流入到引线框1、2的上表面，因此，能缩短树脂的流通路径，从而能抑制树脂发生未填充的情况。
另外，由于也能可靠地将树脂填充于贯通孔6内，因此，能利用贯通孔6内的树脂牢固地将引线框1进行保持。
在图1A～图1C中，示出了具备一个引线框2的、两个端子的半导体装置用封装，但也可以采用具备多个引线框2的结构。另外，可以将贯通孔6设置于引线框2上，也可以设置于引线框1和引线框2这两者上，贯通孔6的数量也是任意的。当在引线框2一侧也设置有贯通孔6的情况下，引线框2的保持力也会提高，并且还能进一步提高对树脂部3填充树脂的效率。
接着，利用图2A～图2E，对本发明的半导体装置用封装的制造方法进行说明。
首先，如图2A所示，形成引线框1、2，该引线框1、2在形成树脂部3的区域内设置有一个或多个贯通孔6。
接着，如图2B所示，将引线框1、2放置于用于形成树脂部3的模具7内。在该状态下，从模具7的树脂注入口8注入树脂。使所注入的树脂经过模具7内的空间及形成于引线框上的贯通孔6，填充至树脂部3的形成区域。这样，由于经由设置于引线框上的贯通孔6来填充树脂(从A方向观察到的概要图即图2C)，因此，与将树脂经过模具7内的空间中的引线框1、2的侧面填充至引线框1、2的上表面的情况相比，能缩短树脂的流入路径，抑制树脂未填充部分，从而能形成精度较好的树脂部3。
最后，如图2D所示，在使树脂固化之后，取下模具7，从而完成半导体装置用封装，该半导体装置用封装在引线框1、2上设置有树脂部3，且至少利用引线框1、2的贯通孔6内、侧面、和间隙内的树脂、以及树脂部3将引线框1、2进行保持。
在以上的说明中，在引线框1、2的与元件装载面相对的背面上也设置有树脂，但只要能足以保持引线框1、2，就也能为了实现半导体装置用封装的薄型化，而采用在引线框1、2的背面未设置有树脂的结构。
在这种情况下，使用图2E所示的模具9来代替图2B所示的模具7，从而能形成背面上未设置有树脂的半导体装置用封装。
(实施例2)
接着，利用图3A～图3F，对实施例2中的半导体装置用封装的结构进行说明。
图3A～图3F是表示实施例2中的半导体装置用封装的结构的图，是表示台阶的结构例的图。
实施例2中的半导体装置用封装的特征在于，在实施例1中的半导体装置用封装的贯通孔6内，进一步设置台阶10。通过设置台阶10，能确保树脂的注入流通路径，并能提高利用台阶10的固定效果并增大引线框1、2与树脂之间的接触面积，从而提高利用树脂对引线框1、2的保持力。
下面，用图进行说明。
如图3A所示，在贯通孔6的周围的引线框1上设置台阶10，从而在贯通孔6的周围形成引线框1的厚度较薄的部分。这样，通过在贯通孔6的周围的引线框1上设置台阶10，在确保树脂流通路径的同时，使引线框1的台阶10成为陷入树脂中的状态，从而能利用台阶10的固定效果，来提高利用树脂部3保持引线框1的效果。
另外，如图3B所示，不仅可以将台阶11设置于贯通孔6的周围，还可以将其设置于引线框1与引线框2相对的部分。这样，在引线框1与引线框2相对的部分也设置台阶11，从而能利用台阶10和台阶11的固定效果，来进一步提高利用树脂保持引线框1、2的效果。
另外，如图3C所示，在贯通孔6的周围、以及引线框1与引线框2相对的部分间断地形成多个台阶10、台阶11，从而能提高利用树脂保持引线框1、2的效果。此外，如图3D所示，连续地形成台阶10、台阶11，从而能在提高保持效果的同时，进一步扩大树脂的流通路径。
另外，如上所述，由于通过设置台阶10或台阶11，能提高保持引线框1、2的效果，从而减少在引线框1、2的背面上设置树脂部3的必要性，因此，能采用不在引线框1、2的背面上设置树脂的结构，从而能很容易力图实现半导体装置用封装的薄型化。另外，在图1A～图1C中，将贯通孔6设置于树脂部3的形成区域内，但也可以如图3E所示，超出树脂部3的形成区域来形成贯通孔6。通过扩大贯通孔6的孔的面积，能扩大引线框1与树脂之间的接触面积，从而能期待获得更大的保持力。
此外，如图3F所示，也可以在引线框1、2的周围之中的、至少形成树脂部3的区域内连续设置台阶12。这样，通过设置台阶12，从而能进一步提高利用树脂部3保持引线框1、2的效果。因此，能进一步降低引线框1、2的背面设置树脂的必要性，从而很容易力图实现半导体装置用封装的薄型化。另外，通过也在引线框1、2的周围设置台阶12，从而能扩大流过引线框1、2周围的树脂的路径，能提高贯通孔6、引线框1、2之间、以及引线框1、2周围的树脂的流动性。
这里，可以利用压印加工来形成这些台阶10、11、12，也可以利用蚀刻来形成这些台阶10、11、12，形成方法是任意的。
另外，半导体装置用封装的制造工序与实施例1的使用了图2A～图2E的说明相同。
在上述实施例1和实施例2的半导体装置用封装中，还能通过将引线框1、2的上表面的树脂部3作为反射器，来形成光半导体装置用封装。在这种情况下，为了提高发光效率，优选使用光反射率较高的树脂作为成为反射器的材料的树脂、或利用光反射率较高的材料来涂敷反射器的元件装载面一侧的表面。另外，为了提高发光效率，优选在反射器的元件装载面一侧的表面上相对于元件装载面一侧设置倾斜。
(实施例3)
接着，利用图4A～图4C，对实施例3中的半导体装置用封装的结构进行说明。
图4A～图4C是表示实施例3的半导体装置用封装中的引线框之间的树脂的结构的图，图4A是举例示出设置突起作为凹凸的情况的主要部分立体图，图4B是举例示出设置凹陷作为凹凸的情况的主要部分立体图，图4C是举例示出设置槽作为凹凸的情况的主要部分立体图。
实施例3中的半导体装置用封装的特征在于，在实施例1或实施例2中的半导体装置用封装的树脂部3的从引线框1、2之间露出的表面上形成凹凸。
如图4A～图4C所示，树脂部3包围引线框1表面的装载区域4和引线框2表面的连接区域5，在引线框1、2之间和贯通孔内也形成有树脂部3，且在引线框1与引线框2之间，树脂部3从装载区域4和连接区域5所形成的面露出。在这样的树脂部3的、至少从引线框1与引线框2之间露出的区域的表面上形成凹凸。由于通过预先在树脂部3的露出的表面上形成凹凸，从而能抑制树脂未填充部分和外观缺陷，并能在将半导体装置装载于半导体装置用封装中、并在由树脂部3所包围的区域内用密封树脂进行密封的情况下，增加树脂部3与密封树脂之间的接触面积，提高树脂部3与密封树脂的附着性，因此，能防止密封树脂剥落，从而能可靠地用密封树脂进行密封。
例如，可以将凹凸的具体形状设为以下形状：即，形成多个突起31的形状(图4A)；或形成多个凹陷32的形状(图4B)；或沿与引线框1的侧面的、与引线框2相对的面平行的方向、或与之正交的方向、或将两者进行组合的方向等的、任意的方向形成一个或多个槽33的形状(图4C)；或将这些突起31、凹陷32、以及槽33进行组合的形状。突起31或凹陷32的形状是任意的，可以将其设为球面、棱柱、棱锥等，另外，也可以将这些形状进行组合。突起31或凹陷32的大小是任意的，可以设置多个各种大小的突起31或凹陷32，也可以将大小进行统一。另外，可以使突起31或凹陷32有规则地排列，也可以将它们不规则地进行配置。另外，槽33的长度、宽度、深度等尺寸也是任意的。另外，在贯通孔6在树脂部3的开口内露出的情况下(参照图3E)，也可以在从树脂部3露出的贯通孔6(参照图3E)内的树脂部3表面设置相同的凹凸。由此，能进一步提高进行密封的密封树脂与树脂部3之间的附着性。此外，在图4A～图4C中，以在实施例1的半导体装置用封装的露出的树脂部3上设置凹凸的情况为例进行了图示，但也可以在从形成台阶11的引线框1、2之间露出的树脂部3上也设置如图4A～图4C所举例表示的那样的凹凸。
在形成如上所述的凹凸时，在图2B的模具7或图2E的模具9中形成用于形成凹凸的形状，从而能在形成树脂部3和保持引线框1、2的、贯通孔6的内部等的树脂的同时，形成凹凸。另外，也可以在形成树脂部3之后，利用切削或蚀刻等加工，来形成凹凸。
(实施例4)
接着，利用图5A、图5B，对使用了实施例1～实施例3中的半导体装置用封装的半导体装置的结构进行说明。
图5A、图5B是表示实施例4中的半导体装置的结构的图，图5A是俯视图，图5B是图5A的X-X’剖视图。
实施例4中的半导体装置如图5A、图5B所示，通过以下方式形成：即，用导电性粘结剂等将半导体元件13固接于实施例1～实施例3中的半导体装置用封装的装载区域4上，用引线14等导电性材料将半导体元件13和连接区域5进行电连接，在用树脂部3和引线框1、2进行包围的区域形成密封树脂15，使得将半导体元件13和引线14进行密封。在图1A～图1C中，举例表示了在引线框1、2的背面设置树脂的结构，但也可以如图5A、图5B所示，在引线框1、2的背面不设置树脂，从而快速释放在半导体元件13进行动作时所产生的热量。另外，能力图实现半导体装置的薄型化。
这里，也能够利用上述光半导体装置用封装，装载光半导体元件作为半导体元件13，使用透光性树脂作为密封树脂15，从而形成光半导体装置。

Claims (16)

1.一种半导体装置用封装，其特征在于，包括：
一个或多个第一引线框，该一个或多个第一引线框在主面上具有元件装载区域；
一个或多个第二引线框，该一个或多个第二引线框在主面上具有连接区域，且电绝缘而形成；
一个或多个贯通孔，该一个或多个贯通孔设置于所述第一引线框和第二引线框内之中的至少一个引线框上，从所述主面贯通至与所述主面相对的背面；
树脂部，该树脂部形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面上，将所述元件装载区域和所述连接区域进行开口；以及
保持树脂，该保持树脂至少设置于所述第一引线框和所述第二引线框的相对于所述主面的侧面的至少一部分、以及所述第一引线框与所述第二引线框之间的间隙和所述贯通孔内，
所述树脂部覆盖所述贯通孔的至少一部分，所述树脂部与所述保持树脂包含相同材料。
2.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述保持树脂只设置于所述侧面的至少一部分、以及所述间隙和所述贯通孔内。
3.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
在所述贯通孔的周围设置第一台阶，设置引线框厚度较薄的部分。
4.如权利要求3所述的半导体装置用封装，其特征在于，
在所述侧面的至少一部分、以及所述间隙的周围设置第二台阶，设置引线框厚度较薄的部分。
5.如权利要求4所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述第一台阶或所述第二台阶包含多个间断形成的台阶。
6.如权利要求4所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述第一台阶或所述第二台阶包含一个连续形成的台阶。
7.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
在所述树脂部的开口内，在从所述第一引线框与所述第二引线框之间的间隙露出的所述保持树脂的表面上形成凹凸。
8.如权利要求7所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述凹凸由多个突起所形成。
9.如权利要求7所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述凹凸由多个凹陷所形成。
10.如权利要求7所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述凹凸由一个或多个槽所形成。
11.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述树脂部是反射器，用来作为光半导体装置用封装。
12.一种半导体装置用封装的制造方法，其特征在于，包括：
引线框加工工序，该引线框加工工序在所述引线框上形成一个或多个贯通孔，所述贯通孔从引线框的主面贯通至与所述主面相对的背面；
模具工序，该模具工序将所述引线框放置于模具内；以及
树脂注入工序，该树脂注入工序将树脂注入所述模具内，
至少使所述树脂经由所述贯通孔流入到所述引线框的主面上。
13.如权利要求12所述的半导体装置用封装的制造方法，其特征在于，
在所述引线框加工工序中，进一步在所述贯通孔的周围的所述引线框上设置引线框厚度较薄的台阶。
14.如权利要求13所述的半导体装置用封装的制造方法，其特征在于，
利用压印加工来形成所述台阶。
15.一种半导体装置，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的半导体装置用封装；
装载于所述元件装载区域内的半导体元件；
将所述半导体元件与所述连接区域进行电连接的导电材料；以及
将所述树脂部的开口部的内部进行密封的密封树脂。
16.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置是光半导体装置，所述光半导体装置包括：
如权利要求11所述的半导体装置用封装；
装载于所述元件装载区域内的光半导体元件；
将所述光半导体元件与所述连接区域进行电连接的导电材料；以及
将所述反射器的开口部的内部进行密封的透光性树脂。
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