CN102299132A - 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，本发明的半导体装置用封装在引线框(1、2)的至少露出于树脂部(3)的开口内的部分的侧面上设置台阶(10)，从而能提高引线框(1、2)与树脂之间的附着力，能抑制密封树脂从引线框(1、2)与树脂之间的间隙漏出，并能抑制外界气体或水分的侵入。

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
本发明涉及密封树脂在既保持引线框、又形成半导体元件的装载区域的树脂部内设置密封树脂的半导体装置及用于该半导体装置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6A是俯视图，图6B是图6A的X-X’剖视图，图6C是表示使用了现有的半导体装置用封装的半导体装置的结构的图。
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；在引线框21和引线框22的上表面上将它们进行保持、并将半导体元件的装载区域进行开口而形成的树脂部23；以及设置于引线框21和引线框22的侧面和底面上、将引线框21和引线框22进行保持的树脂24。
将半导体元件25装载于半导体装置用封装的装载区域内，用引线26连接半导体元件25和连接区域，在树脂部23的开口内部填充密封树脂27，以将半导体元件25和引线26进行密封，从而形成使用这样的半导体装置用封装的半导体装置。
发明内容
然而，在现有的半导体装置用封装中，引线框21、22与树脂24或树脂部23之间的附着力有可能不足。例如，在形成树脂24或树脂部23时，有可能因在注入树脂后进行冷却的工序中发生热收缩，而导致引线框21、22与树脂24之间产生间隙28。另外，有可能因外力等应力而导致引线框21、22与树脂24之间产生间隙28。这样，若在引线框21、22与树脂24之间产生间隙28，则存在以下问题：即，当在形成半导体装置时用密封树脂27进行封装时，密封树脂27从间隙28漏出，从而引起外观缺陷或树脂部23的开口内部的密封树脂27不足、或者因漏出的密封树脂27附着于外部端子上而引起连接不良和安装不良。另外，还存在以下问题：即，外界气体或水分由间隙28浸入密封树脂27，从而在密封树脂27中产生气泡、或降低密封树脂27的耐湿性。另外，还存在以下问题：即，在不稳定的状态下固定引线框21、22，从而引起半导体元件的装载位置发生偏移或连接不良。
本发明是用于解决上述问题而完成的，其目的在于，抑制密封树脂从引线框与树脂之间的间隙漏出，并抑制外界气体或水分的侵入。
为了实现上述目的，本发明的半导体装置用封装的特征在于，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；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；台阶，该台阶形成于至少在所述开口内从所述树脂部露出的、所述第一引线框和所述第二引线框的各自的侧面；以及保持树脂，该保持树脂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中。
另外，优选为所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面一侧。
另外，优选为所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的与所述主面相对的背面一侧。
另外，优选为所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面一侧、以及与所述主面相对的背面一侧。
另外，优选为所述台阶分别包含多个间断形成的台阶。
另外，优选为所述台阶分别包含一个连续形成的台阶。
另外，也可以在与所述主面相对的背面上也设置所述保持树脂。
另外，也可以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引线框的相对于主面的侧面上形成台阶；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，以形成将元件装载区域进行开口的树脂部、以及将所述引线框进行保持的保持树脂，所述台阶形成于至少在所述开口内从所述树脂部露出的、所述引线框的侧面。
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；以及对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也可以是光半导体装置，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2D，对实施例1中的半导体装置用封装的结构及制造方法进行说明。
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。
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是形成于引线框1和引线框2上以将它们进行保持、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、2的间隙中、侧面上、并根据需要而设置于背面上、以将引线框1、2进行保持的保持树脂，标号10是形成于引线框1、2的相对的侧面之间的、至少从树脂部3露出于开口内部的部分的台阶。本发明的半导体装置用封装在从树脂部3露出于开口内部的引线框1、2的侧面上设置引线框厚度变薄的台阶10，从而能提高引线框1、2与保持树脂6之间的附着力，抑制间隙的产生。
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。在这种情况下，除了在至少从树脂部3露出于开口内部的区域中的、引线框1、2的相对的侧面上以外，希望在相邻的引线框2之间的、相对的侧面上也形成台阶10。
接着，利用图2A～图2D，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，在引线框1、2的相对的侧面之间的、至少从树脂部3露出于开口内部的部分形成台阶10。可以利用压印加工来形成这些台阶10，也可以利用蚀刻来形成这些台阶10，形成方法是任意的。特别是若利用冲压加工来进行压印成形，则精度较高且适合批量生产。
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。所注入的树脂填充至模具7内的空间内，从而形成树脂部3和保持树脂6。
最后，如图2C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，且至少以引线框1、2的侧面和间隙内的保持树脂6、以及树脂部3将引线框1、2进行保持。
这样，由于在引线框1、2的相对的侧面之间的、至少从树脂部3露出于开口内部的部分形成台阶，从而能提高至少注入密封树脂的部分的、引线框1、2与保持树脂6之间的附着力，能抑制间隙的产生，因此，即使在树脂部3的开口内注入密封树脂，也能抑制密封树脂漏出，并能抑制外界气体或水分侵入至开口内。
在以上的制造方法的说明中，在引线框1、2的与元件装载面相对的背面上也设置有保持树脂6，但只要能足以保持引线框1、2，就也能如图1A～图1C所示，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的背面未设置有保持树脂6的结构。
在这种情况下，使用图2D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保持树脂的半导体装置用封装。
(实施例2)
接着，利用图3A～图3D，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3D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。
在实施例1中，采用了在作为引线框1、2的半导体元件的装载面的上表面一侧设置台阶10、在与上表面相对的背面上留下引线框的厚度较薄的部分的结构，但如图3A所示，也可以采用以下结构：即，在引线框1、2的相对的侧面之间的至少从树脂部3露出于开口内部的部分的、引线框1、2的与上表面相对的背面上设置台阶11。即使这样在背面一侧设置有台阶11的情况下，也由于与在上表面一侧设置有台阶10的情况相同，能提高至少注入密封树脂的部分的、引线框1、2与保持树脂6之间的附着力，从而能抑制间隙的产生，因此，即使向树脂部3的开口内注入密封树脂，也能抑制密封树脂漏出，并能抑制外界气体或水分侵入至开口内。
此外，由于在引线框1、2的背面一侧的台阶11部分也填充有保持树脂6，因此，能利用固定效果来提高保持树脂6对引线框1、2的保持力，从而能降低在引线框1、2的背面上形成保持树脂6的必要性。在这种情况下，只在引线框1、2的间隙和侧面上形成保持树脂6，能很容易采用不在引线框1、2的背面上形成保持树脂6的结构，还能很容易力图实现半导体装置用封装的薄型化。
另外，如图3B所示，也可以同时在引线框1、2的正反两面上形成台阶10和台阶11。由此，由于能进一步提高至少注入密封树脂的部分的、引线框1、2与保持树脂6之间的附着力，能抑制间隙的产生，因此，能更可靠地抑制密封树脂漏出，并能更可靠地抑制外界气体或水分侵入。特别是通过防止水分浸入，能防止因浸入密封树脂的水分的膨胀和收缩而导致密封树脂或树脂部3损坏，能防止从而导致的封装损坏。另外，由于提高了固定效果从而进一步提高了保持树脂6对引线框1、2的保持力，因此，能更容易采用在引线框1、2背面不形成保持树脂6的结构。此外，由于能可靠地利用树脂来固定引线框，因此，能提高半导体元件的装载位置精度，从而能稳定地进行连接。
此外，在实施例1中，是与引线框1、2的相对的边平行地连续形成台阶10，但在实施例2中，如图3C所示，也可以采用以下结构：即，与引线框1、2的相对的边平行地间断排列多个台阶10、或台阶11、或这两种台阶。这样，通过间断形成台阶10或台阶11，从而能在台阶之间也填充保持树脂6，能进一步提高附着力和保持力。
此外，关于如图3D所示的、台阶10的纵深A、深度a、以及台阶11的纵深B、深度b的尺寸，希望对如下所述的效果进行比较衡量，然后进行决定。即，若增大纵深A和纵深B，则由于填充于台阶10、11的保持树脂的量增多，且引线框1、2与保持树脂之间的接触面积增大，因此，能提高引线框1、2与保持树脂之间的附着力，但若增大纵深A，则装载区域或连接区域的面积减小，若增大纵深B，则即使在引线框1、2的背面上不形成保持树脂的情况下，引线框1、2的露出面积也会缩小，从而会降低散热效率。另外，若增大深度a和深度b，则由于填充于台阶10、11的保持树脂的量增多，且引线框1、2与保持树脂之间的接触面积增大，因此，能提高引线框1、2与保持树脂之间的附着力，并能使台阶10、11中的树脂的流通变得容易，从而提高树脂填充效率，但若引线框1、2的厚度变得过薄，则引线框1、2的强度会变得不足。
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2D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保持树脂6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的周围的一部分和引线框1、2之间也形成有保持树脂6，在树脂部3开口内的、引线框1与引线框2之间，保持树脂6从形成装载区域4和连接区域5的面露出。在这样的保持树脂6的、至少从引线框1与引线框2之间露出的表面上形成凹凸。由于预先在保持树脂6的露出的表面上形成凹凸，从而能抑制密封树脂从引线框与树脂之间的间隙漏出，能抑制外界气体或水分的侵入，并能在将半导体装置装载于半导体装置用封装、并在由树脂部3所包围的区域内将密封树脂进行密封的情况下，增加保持树脂6与密封树脂之间的接触面积，提高保持树脂6与密封树脂的附着性，因此，能防止密封树脂剥落，从而能可靠地将密封树脂进行密封。
例如，可以将凹凸的具体形状设为以下形状：即，在保持树脂6的表面上形成多个突起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。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保持树脂6上设置凹凸的情况为例进行了图示，但也可以也在如实施例2所示的、从形成各种台阶形状的引线框1、2之间露出的保持树脂6上设置如图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2D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和保持树脂6的同时，形成凹凸。另外，也可以在形成保持树脂6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3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。此时，在使用在引线框1、2的背面上未设置树脂的半导体装置用封装的情况下，能迅速释放出半导体元件13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；
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；
台阶，该台阶形成于至少在所述开口内从所述树脂部露出的、所述第一引线框和所述第二引线框的各自的侧面；以及
保持树脂，该保持树脂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中。
2.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面一侧。
3.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的与所述主面相对的背面一侧。
4.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述台阶形成于所述第一引线框和所述第二引线框的所述主面一侧、以及与所述主面相对的背面一侧。
5.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述台阶分别包含多个间断形成的台阶。
6.如权利要求1所述的半导体装置用封装，其特征在于，
所述台阶分别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，
在与所述主面相对的背面上也设置所述保持树脂。
8.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。
9.如权利要求8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。
10.如权利要求8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。
11.如权利要求8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。
12.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。
13.一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引线框的相对于主面的侧面上形成台阶；
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，以形成将元件装载区域进行开口的树脂部、以及将所述引线框进行保持的保持树脂，
所述台阶形成于至少在所述开口内从所述树脂部露出的、所述引线框的侧面。
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12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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