CN1679216A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种半导体装置，其能够在适应各种电路时实现部件的共用而不增大装置尺寸或降低引线键合的可靠性。半导体激光装置包括：外壳(1)，其具有形成在两侧的元件安装部分(1A，1B)；安装在一侧的元件安装部分(1A)中的半导体激光元件(7)；安装在另一侧的元件安装部分(1B)中的光电二极管(11)；以及通过连线(8)连接到半导体激光元件(7)或光电二极管(11)的多条引线(3，4，5，6)，其中引线(5)的焊盘部分(5B)从元件安装部分(1A，1B)暴露在外壳(1)的一侧和另一侧的不同位置上，从而使暴露的部分能够用作引线键合的连接部分，由此使得对于引线(5)的焊盘(5B)，引线键合能够从外壳(1)的任意一侧被适当地执行。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及一种半导体装置，其使用能够将器件安装在一个表面侧和另一表面侧的外壳。
背景技术
图5A至图5C表示了常规半导体激光装置的结构，其中图5A是从一个方向观察半导体激光装置的图，图5B是包括半导体激光装置的部分断面的侧视图，图5C是从另一方向观察半导体激光装置的图。这些结构中的半导体激光装置被配置为使得绝缘外壳51用作基础构件(base member)。多个(所示实例中为5个)引线52、53、54、55和56通过粘附力而固定到外壳51上，例如通过夹物模压。各个引线52至56通过外壳51彼此电绝缘。而且，各个引线52至56的一端在其从外壳51突出的位置被暴露到外部，并且这些突出的引线被形成为用于连接驱动电路的端子部分52A至56A。此外，除引线52之外的其他引线53至56的另一端部被形成为用于引线键合的焊盘部分53B至56B。
而且，在外壳51的一个表面侧上形成凹形器件安装部分51A，并在引线52的表面上以及所述凹形器件安装部分51A的底部安装半导体激光器件57。半导体激光器件57是称为LOP(光电二极管上激光二极管)的半导体器件。半导体激光器件57通过使用导电糊料粘结到引线52的一个表面上。半导体激光器件57还通过使用连线58的引线键合连接(线键和)到引线53和54的焊盘部分53B和54B上。因此，半导体激光器件57不仅通过导电糊料电连接到引线52，还通过连线58电连接到引线53和54。
另一方面，在外壳51的另一表面上也形成凹形器件安装部分51B，并且光电二极管59安装在所述器件安装部分51B底部的引线52的表面上。光电二极管59通过使用绝缘糊料粘结到引线52的另一表面(与半导体激光器件57的安装表面相对的表面)上。而且，光电二极管59通过使用连线58的引线键合连接(线键和)到引线55和56的焊盘部分55B和56B上。因此，光电二极管59通过连线58电连接到引线55和56。
例如，具有上述结构的半导体激光装置可通过装配到条形码读出器中而被使用。在这种情况下，半导体激光器件57用作发射将被辐射到条形码的激光的光发射器件，光电二极管59用作从条形码接收返回的光的光接收器件。
在这种情况下，由于半导体激光装置的应用领域很广泛，需要对于不同电路的响应。在这种情况下，依赖于电路的结构，可以认为半导体激光器件57和光电二极管59之间的对应关系，以及与它们对应的多条引线52至56将改变。更具体而言，例如，如图6A至图6C所示，可以考虑以下情况，其中，在外壳51的一个表面侧，半导体激光器件57和引线53、54和55分别通过连线58连接，另一方面，在外壳51的另一表面侧，光电二极管59通过使用导电糊料安装到引线52的表面上，并且光电二极管59和引线56通过连线58连接。
在这种情况下，与前面在图5A至图5C中所示的情况相比，由于到引线55的焊盘部分55B的引线键合的加工面(work surface)从外壳51的另一表面侧变化到一个表面侧，与其对应的引线55和外壳51需要分别制备。因此，在常规半导体激光装置中，在应对不同的电路时，很难进行部件的共享。
而且，作为进行部件共享的方式，例如，如图7A至7C所示，可以考虑加入引线60。在这种情况下，为了适应电路的结构，例如，除所示的机制之外，其中半导体激光器件57通过连线58连接到引线53、54和55，光电二极管59也通过连线58连接到引线60(焊盘部分60B)，引线56因而用作空引线(不用的引线)，还可以采用未示出的机制，其中半导体激光器件57通过连线58连接到引线53和54，光电二极管59也通过连线58连接到引线56和60，引线55因而用作空引线。然而，由于引线的端子之间的每个间距由规则确定，所以引线60的添加造成了半导体激光装置的更大的规模。
而且，作为另一方式，例如，如图8A至图8C所示，引线55的焊盘部分55B被认为是暴露于外壳51的一个表面侧和另一表面侧。更具体而言，在外壳51的内部形成薄壁部分，而引线55的焊盘部分55B暴露于这一薄壁部分。然而，在这种情况下，在执行引线键合时，当毛细管(capillary)被用于向引线55的焊盘部分55B施加力时，焊盘部分55B被这种压力推动并从外壳51的薄壁部分剥离。因此，诱发了另一问题。
发明内容
根据本发明的半导体装置包括：外壳，其中器件安装部分分别形成在其一个表面侧以及另一表面侧；安装在所述外壳一个表面侧上的所述器件安装部分中的第一器件；安装在所述外壳另一表面侧上的所述器件安装部分中的第二器件；以及具有用于引线键合的焊盘部分的多条引线，所述多条引线被所述外壳支撑同时将其焊盘部分暴露于所述器件安装部分，并通过连线连接到在所述器件安装部分中的所述第一或第二器件，其中所述多条引线中的至少一条引线的焊盘部分在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。
在上述结构的半导体装置中，所述多条引线中的至少一条引线的焊盘部分在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。因此，在所述外壳的所述一个表面侧上的所述焊盘部分的暴露部分被所述外壳另一表面侧上的外壳支撑，并且在所述外壳的所述另一表面侧上的所述焊盘部分的暴露部分被所述外壳所述一个表面侧上的外壳支撑。因此，在所述引线的焊盘部分上，能够从所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧中的任何一侧来适当地执行引线键合。
附图说明
图1A至图1C是根据本发明实施例的半导体激光装置的结构图；
图2A至图2C是根据本发明实施例的半导体激光装置的另一结构图；
图3是半导体激光装置的电路结构图；
图4是半导体激光装置的另一电路结构图；
图5A至图5C是常规半导体激光装置的结构图；
图6A至图6C是常规半导体激光装置的另一结构图；
图7A至图7C是在常规半导体激光装置中执行部件共享的结构图；
图8A至图8C是在常规半导体激光装置中执行部件共享的另一结构图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述对例如用于条形码读出器的半导体激光装置应用的本发明的实施例。
图1A至图1C是根据本发明实施例的半导体激光装置的结构图。图1A是从一个方面观察半导体激光装置的图，图1B是包括半导体激光装置的部分断面的侧视图，图1C是从另一方向观察半导体激光装置的图。所示半导体激光装置被构造为使得外壳1用作基础构件，外壳1由例如树脂等的绝缘材料制成并且从平面观察大致呈矩形。多个(所示实例中为5个)引线2、3、4、5和6粘附到用作基础构件的外壳1上，例如通过夹物模压。各个引线2至6是由例如磷青铜等的导电材料制成的板件(plate member)，并通过外壳1彼此电绝缘。而且，各个引线2至6的一端在其从外壳1的一侧突出的位置上被暴露到外部，并且突出的引线部分被形成为用于连接驱动电路的端子部分2A至6A。此外，除引线2之外的其他引线3至6的另一端部被形成为用于引线键合的焊盘部分3B至6B。
而且，在外壳1的一个表面侧上形成凹形器件安装部分1A，并在器件安装部分1A的底部、引线2的表面上安装半导体激光器件7。半导体激光器件7是称为LOP(光电二极管上激光二极管)的半导体器件，并且具有能够通过在相同器件中的光电二极管(下文中称为监测光电二极管)来监测从器件中的激光二极管输出的激光量的结构。半导体激光器件7对应于例如本发明中的第一器件，并且通过使用导电糊料、如银糊料等粘结到引线2的一个表面上。此外，半导体激光器件7通过引线键合连接(线键和)到引线3和4的焊盘部分3B和4B上，在引线键合中使用如金线等的连线8。因此，半导体激光器件7通过导电糊料电连接到引线2，还通过连线8电连接到引线3和4。顺便提及，第一器件可以是除半导体激光器之外的半导体器件。
而且，用于收集从半导体激光器件7发出的激光的聚光透镜9装配在外壳1中。聚光透镜9具有球形结构并且通过粘合剂粘附到形成在外壳1中的非穿透透镜位置孔(未示出)上。而且，在外壳1中形成靠近聚光透镜9的开口10。开口10意在使聚光透镜9所收集的激光通过。激光通过开口10辐射到物体(条形码等)上。
另一方面，在外壳1的另一表面上也形成凹形器件安装部分1B，并且光电二极管11安装在引线2的表面上以及所述器件安装部分1B的底部。光电二极管11对应于例如本发明中的第二器件，并且通过使用绝缘糊料粘结到引线2的另一表面(与半导体激光器件7的安装表面相对的表面)上。而且，光电二极管11通过使用连线8的引线键合连接(线键和)到引线5和6的焊盘部分5B和6B上。因此，光电二极管11通过连线8电连接到引线5和6。顺便提及，第二器件可以是除光电二极管之外的器件部件。
此处，在形成于外壳1的一个表面侧的器件安装部分1A中，引线3、4和5的焊盘部分3B、4B和5B分别以暴露于器件安装部分1A的状态排布。并且，在形成于外壳1的另一表面侧的器件安装部分1B中，引线5和6的焊盘部分5B和6B分别以暴露于器件安装部分1B的状态排布。在这些焊盘部分中，引线5的焊盘部分5B以既暴露于外壳1的一个表面侧的器件安装部分1A又暴露于另一表面侧的器件安装部分1B的状态排布。
更详细地说，引线5的焊盘部分5B形成得比其他引线3、4和6的焊盘部分3B、4B和6B大。更具体而言，在引线的端子阵列方向上焊盘部分5B的宽度尺寸设置为其他焊盘部分3B、4B和6B的宽度尺寸的数倍(在所示实例中约为4倍)。而且，除暴露于器件安装部分1A的焊盘表面之外，引线3和4的焊盘部分3B和4B处于嵌入于外壳1中的状态，并且除暴露于器件安装部分1B的焊盘表面之外，引线6的焊盘部分6B处于嵌入于外壳1中的状态。
相反，引线5的焊盘部分5B处于以下状态，即焊盘表面的基本一半暴露在外壳1的一个表面侧的器件安装部分1A中并且焊盘表面的基本一半暴露于器件安装部分1B中。然而，外壳1的一个表面侧上的焊盘5B的暴露部分与外壳1的另一表面侧上的焊盘5B的暴露部分在位置关系上彼此不同。也就是说，在外壳1的一个表面侧和另一表面侧上，引线5的焊盘部分5B以彼此交替的位置关系暴露于器件安装部分1A和1B，并且暴露的部分用作通过引线键合的连接部分。
由于引线5的焊盘部分5B如上所述排布，在外壳1一个表面侧上的焊盘5B的暴露部分被外壳1另一表面侧上的外壳1所支撑，而在外壳1另一表面侧上的焊盘5B的暴露部分被外壳1的所述一个表面侧上的外壳1所支撑。因此，如前面图1A至图1C中所示，当光电二极管11通过连线8被连接到引线5的焊盘部分5B时，在引线键合时，施加到焊盘5B的毛细管的压力被外壳1接收。并且，如图2A至图2C所示，当半导体激光器件7通过连线8被连接到引线5的焊盘部分5B时，在引线键合时，施加到焊盘5B的毛细管的压力被外壳1接收。简言之，即使引线键合从外壳1的一个表面侧和另一表面侧中的任何一侧进行，在引线5的焊盘部分5B被外壳1支撑的情况下，连线8的一端能够连接到焊盘5B的暴露部分。
因此，在引线5的焊盘部分5B上，引线键合能够从外壳1的一个表面侧和另一表面侧中的任何一侧进行，而不会使焊盘部分5B从外壳1剥离并且不会使连接的可靠性劣化。结果，即使包括半导体激光器件7和光电二极管11的电路的结构不同，外壳1和引线2至6也能够作为共用部分。而且，不必增加引线的数量。因此，可以使部件共用而不令装置的规模变大。
例如，作为半导体激光装置的具体电路结构，图3所示的电路通过前面图1A至图1C所示的半导体激光装置而获得。该电路被配置为使得用于接收光的光电二极管11连接到用作阴极端子的引线5以及用作阳极端子的引线6，半导体激光器件7的监测光电二极管7A连接到用作公用端子的引线2以及用作阳极端子的引线4，并且半导体激光器件7的激光二极管7B连接到用作公用端子的引线2以及用作阴极端子的引线3。
另一方面，图4所示的电路通过前面图2A至图2C所示的半导体激光装置而获得。该电路被配置为使得用于接收光的光电二极管11连接到用作公用端子的引线2以及用作阳极端子的引线6，半导体激光器件7的监测光电二极管7A连接到用作公用端子的引线2以及用作阳极端子的引线5，并且半导体激光器件7的激光二极管7B连接到用作阴极端子的引线3以及用作阳极端子的引线4。更具体而言，在应用这种电路结构的情况下，半导体激光器件7的监测光电二极管7A和激光二极管7B是分离的，并且用于接收光的光电二极管11和监测光电二极管7A通过公用端子连接。因此，由于能够将与激光二极管7A不同的电压施加到监测二极管7A，能够提高光电二极管7B和11的灵敏度。
而且，在根据本发明的半导体激光装置中，引线5的焊盘部分5B形成为比其他引线3、4和6的焊盘部分3B、4B和6B大。因此，当引线键合实际在引线5的焊盘部分5B上执行时，在外壳1的一个表面侧和另一表面侧，用于引线键合的各个连接部分能够保留在等于或大于其他引线3、4和6的焊盘部分3B、4B和6B的尺寸上。
顺便提及，在上述实施例中，已解释了对半导体激光装置的应用实例。然而，本发明可应用于除半导体激光装置之外的半导体装置。而且，能够设计与上述引线5类似的包括多条引线的结构。
如上所述，根据本发明的半导体装置，在外壳的一个表面侧和另一表面侧上，在多条引线中，至少一条引线的焊盘部分以彼此交替的位置关系暴露于器件安装部分，并且所述暴露的部分用作引线键合的连接部分。因此，在这一引线的焊盘部分上，引线键合能够从外壳的一个表面侧和另一表面侧中的任何一侧被适当地执行。因此，增大了引线键合的自由度，这能够使部件(特别是外壳、引线等)共用，以适应不同的电路。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种半导体装置，包括：
外壳，其中器件安装部分分别形成在其一个表面侧以及另一表面侧上；
安装在所述外壳一个表面侧上的所述器件安装部分中的第一器件；
安装在所述外壳另一表面侧上的所述器件安装部分中的第二器件；以及
具有用于引线键合的焊盘部分的多条引线，所述多条引线被所述外壳支撑同时将其焊盘部分暴露于所述器件安装部分，并通过连线连接到在所述器件安装部分中的所述第一或第二器件，其中
所述多条引线中的至少一条引线的所述焊盘部分在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且
所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述至少一条引线的焊盘部分形成得比其他引线的焊盘部分大。
3.一种半导体装置，其特征在于包括：
外壳，其中器件安装部分分别形成在一个表面侧以及另一表面侧上；
安装在所述外壳的所述一个表面侧上的所述器件安装部分中的第一器件；
安装在所述外壳的所述另一表面侧上的所述器件安装部分中的第二器件；以及
具有用于引线键合的焊盘部分的多条引线，所述多条引线被所述外壳支撑同时将其焊盘部分暴露于所述器件安装部分，并通过连线连接到在所述器件安装部分中的所述第一器件或第二器件，
其中在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上，所述多条引线中的至少一条引线的焊盘部分以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且
所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。
4.一种半导体装置，其特征在于包括：
外壳，其中器件安装部分分别形成在其一个表面侧以及另一表面侧上；
安装在所述外壳的所述一个表面侧上的所述器件安装部分中的第一器件；
安装在所述外壳的所述另一表面侧上的所述器件安装部分中的第二器件；以及
具有用于引线键合的焊盘部分的多条引线，所述多条引线被所述外壳支撑同时将其焊盘部分暴露于所述器件安装部分，并通过连线连接到在所述器件安装部分中的所述第一器件或第二器件，
其中在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上，所述多条引线中的至少一条引线的焊盘部分以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且
所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。

Claims (2)

1.一种半导体装置，包括：
外壳，其中器件安装部分分别形成在其一个表面侧以及另一表面侧上；
安装在所述外壳一个表面侧上的所述器件安装部分中的第一器件；
安装在所述外壳另一表面侧上的所述器件安装部分中的第二器件；以及
具有用于引线键合的焊盘部分的多条引线，所述多条引线被所述外壳支撑同时将其焊盘部分暴露于所述器件安装部分，并通过连线连接到在所述器件安装部分中的所述第一或第二器件，其中
所述多条引线中的至少一条引线的所述焊盘部分在所述外壳的所述一个表面侧和所述另一表面侧上以彼此交替的位置关系暴露于所述器件安装部分，并且
所述暴露的部分用作所述引线键合的连接部分。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述至少一条引线的焊盘部分形成得比其他引线的焊盘部分大。
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