JP2002334975A - 半導体装置の支持構造、ｃｃｄ半導体装置、その製造方法、及び、ｃｃｄ半導体装置用パッケージ - Google Patents
半導体装置の支持構造、ｃｃｄ半導体装置、その製造方法、及び、ｃｃｄ半導体装置用パッケージInfo
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次元ＣＣＤセンサの反りをなくしてイメー
ジ品質を向上させる。 【解決手段】 一次元ＣＣＤセンサ１０は、アルミニウ
ム製の金属ベース１１と、金属ベース１１の双方の長手
方向端部に固定され、後にリード１５として切り離され
る一対のリードフレームによって支持構造を形成し、金
属ベース１１の支持面にＣＣＤ素子１４を搭載する。リ
ードフレームを分割したことにより、リードフレームと
金属ベース１１との接合時に金属ベース１１に加わる応
力が低減でき、金属ベース１１の変形を抑えるので、Ｃ
ＣＤ素子１４に生ずる反りが小さくなる。
ジ品質を向上させる。 【解決手段】 一次元ＣＣＤセンサ１０は、アルミニウ
ム製の金属ベース１１と、金属ベース１１の双方の長手
方向端部に固定され、後にリード１５として切り離され
る一対のリードフレームによって支持構造を形成し、金
属ベース１１の支持面にＣＣＤ素子１４を搭載する。リ
ードフレームを分割したことにより、リードフレームと
金属ベース１１との接合時に金属ベース１１に加わる応
力が低減でき、金属ベース１１の変形を抑えるので、Ｃ
ＣＤ素子１４に生ずる反りが小さくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の支持
構造、ＣＣＤ半導体装置用パッケージ、及び、その製造
方法に関し、更に詳しくは、一次元ＣＣＤセンサの製造
に好適な半導体装置の支持構造、ＣＣＤセンサ及びその
製造方法に関する。
構造、ＣＣＤ半導体装置用パッケージ、及び、その製造
方法に関し、更に詳しくは、一次元ＣＣＤセンサの製造
に好適な半導体装置の支持構造、ＣＣＤセンサ及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一次元ＣＣＤセンサ（ＣＣＤ半導体装
置）は、例えば５０００〜１００００個のフォトトラン
ジスタが直線状に配列されており、主にコピー機やファ
クシミリ等の画像形成装置として利用される。この一次
元ＣＣＤセンサでは、原稿又はＣＣＤセンサ自体を、フ
ォトトランジスタの配列方向と直交方向に走査し、１枚
の原稿全体の画像を取り込む。
置）は、例えば５０００〜１００００個のフォトトラン
ジスタが直線状に配列されており、主にコピー機やファ
クシミリ等の画像形成装置として利用される。この一次
元ＣＣＤセンサでは、原稿又はＣＣＤセンサ自体を、フ
ォトトランジスタの配列方向と直交方向に走査し、１枚
の原稿全体の画像を取り込む。
【０００３】図８は、従来の一次元ＣＣＤセンサの支持
構造を示す。本支持構造は、セラミックベース３１とセ
ラミックフレーム３５との間に、一体成形されたリード
フレーム３９を低融点ガラス３６によって接着してあ
り、このセラミックベース上に、ＣＣＤ素子をセラミッ
クベースによって接着し且つワイアボンディングした後
に、ガラスキャップで接着封止する。
構造を示す。本支持構造は、セラミックベース３１とセ
ラミックフレーム３５との間に、一体成形されたリード
フレーム３９を低融点ガラス３６によって接着してあ
り、このセラミックベース上に、ＣＣＤ素子をセラミッ
クベースによって接着し且つワイアボンディングした後
に、ガラスキャップで接着封止する。
【０００４】上記従来の一次元ＣＣＤセンサの支持構造
では、その後の製造プロセス中の各熱処理工程で、リー
ドフレームとセラミック材料との間の熱膨張率の差によ
って応力が発生する。しかし、セラミックの剛性が極め
て高いため、セラミックベースに反り等の変形は発生せ
ず、熱膨張率が大きく剛性が小さなリードフレームが歪
むことによって、応力歪みが分散される。
では、その後の製造プロセス中の各熱処理工程で、リー
ドフレームとセラミック材料との間の熱膨張率の差によ
って応力が発生する。しかし、セラミックの剛性が極め
て高いため、セラミックベースに反り等の変形は発生せ
ず、熱膨張率が大きく剛性が小さなリードフレームが歪
むことによって、応力歪みが分散される。
【０００５】図９は、従来の一次元ＣＣＤセンサの断面
図及び側面図を示すものである。同図のＣＣＤセンサ３
０は、図８に示した支持構造を利用し、ＣＣＤ素子をセ
ラミックベースに接着してワイアボンディングした後に
ガラスキャップで封止し、リードフレームの枠部を切断
し、セラミックベースの近傍でリードフレームを折り曲
げ加工して製造する。
図及び側面図を示すものである。同図のＣＣＤセンサ３
０は、図８に示した支持構造を利用し、ＣＣＤ素子をセ
ラミックベースに接着してワイアボンディングした後に
ガラスキャップで封止し、リードフレームの枠部を切断
し、セラミックベースの近傍でリードフレームを折り曲
げ加工して製造する。
【０００６】ＣＣＤセンサ３０は、ヒートシンクの機能
を有するセラミックベース３１、セラミックベース３１
の支持面に搭載されたＣＣＤ素子（半導体チップ）３
２、ＣＣＤ素子３２を収容する中空パッケージ３３、及
び、ガラスキャップ３４から構成される。中空パッケー
ジ３３は、セラミックフレーム３５と、セラミックフレ
ーム３５をセラミックベース３１に接着する低融点ガラ
ス３６とから構成され、ガラスキャップ３４は樹脂接着
層３７によってセラミックフレーム３５に固定される。
外部リード３８は、ボンディングワイア３９によってＣ
ＣＤ素子３２のボンディングパッドと接続され、中空パ
ッケージ３３の低融点ガラス３６を貫通して引き出され
る。外部リード３８は、下端が図示しない配線基板の端
子に接続され、ＣＣＤセンサ３０全体を支持する構造体
を構成する。一次元ＣＣＤセンサ３０の寸法は、長さが
５０ｍｍ程度、幅１５ｍｍ程度である。
を有するセラミックベース３１、セラミックベース３１
の支持面に搭載されたＣＣＤ素子（半導体チップ）３
２、ＣＣＤ素子３２を収容する中空パッケージ３３、及
び、ガラスキャップ３４から構成される。中空パッケー
ジ３３は、セラミックフレーム３５と、セラミックフレ
ーム３５をセラミックベース３１に接着する低融点ガラ
ス３６とから構成され、ガラスキャップ３４は樹脂接着
層３７によってセラミックフレーム３５に固定される。
外部リード３８は、ボンディングワイア３９によってＣ
ＣＤ素子３２のボンディングパッドと接続され、中空パ
ッケージ３３の低融点ガラス３６を貫通して引き出され
る。外部リード３８は、下端が図示しない配線基板の端
子に接続され、ＣＣＤセンサ３０全体を支持する構造体
を構成する。一次元ＣＣＤセンサ３０の寸法は、長さが
５０ｍｍ程度、幅１５ｍｍ程度である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一次元ＣＣＤセンサ
は、レンズを介して原稿のイメージを取り込む。ここ
で、一次元ＣＣＤセンサの受光面に撓み（たわみ）や反
りが発生すると、原稿のイメージのピントが受光面に合
わなくなり、形成される画像の品質が劣化する。このた
め、一次元ＣＣＤセンサでは、受光面に反りや変形が発
生しないことが、そのイメージ品質の点で重要となる。
従来は、例えば長さが５０ｍｍの一次元ＣＣＤセンサの
場合で１００μｍ程度の反りが発生しており、この反り
の発生がＣＣＤセンサの画像品質の向上に限界を与えて
いた。
は、レンズを介して原稿のイメージを取り込む。ここ
で、一次元ＣＣＤセンサの受光面に撓み（たわみ）や反
りが発生すると、原稿のイメージのピントが受光面に合
わなくなり、形成される画像の品質が劣化する。このた
め、一次元ＣＣＤセンサでは、受光面に反りや変形が発
生しないことが、そのイメージ品質の点で重要となる。
従来は、例えば長さが５０ｍｍの一次元ＣＣＤセンサの
場合で１００μｍ程度の反りが発生しており、この反り
の発生がＣＣＤセンサの画像品質の向上に限界を与えて
いた。
【０００８】本発明は、上記に鑑み、従来の一次元ＣＣ
Ｄセンサに使用される半導体装置の支持構造を改良し、
もって、出来るだけ反りや変形が小さな半導体装置の支
持構造、特に、一次元ＣＣＤセンサの支持に好適な半導
体装置の支持構造、並びにこれを備えるＣＣＤセンサ及
びその製造方法を提供することを目的とする。
Ｄセンサに使用される半導体装置の支持構造を改良し、
もって、出来るだけ反りや変形が小さな半導体装置の支
持構造、特に、一次元ＣＣＤセンサの支持に好適な半導
体装置の支持構造、並びにこれを備えるＣＣＤセンサ及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の支持構造は、長尺状の金属板
材から成る金属ベースと、該金属ベースの長手方向両端
部の近傍に夫々固定された一対のリードフレームとを備
えることを特徴とする。
に、本発明の半導体装置の支持構造は、長尺状の金属板
材から成る金属ベースと、該金属ベースの長手方向両端
部の近傍に夫々固定された一対のリードフレームとを備
えることを特徴とする。
【００１０】本発明の半導体装置の支持構造によると、
金属ベースに金属板材を使用したことにより、半導体装
置について特に良好な放熱性が得られる。また、リード
フレームを採用したことにより、厚みの低減が可能とな
り、量産性も向上する。更に、金属ベースの長手方向の
両端部に一対のリードフレームを固定した構成により、
リードフレームと金属ベースとの固定に際して、リード
フレームの変形に起因して金属ベース全体に加わる応力
が低減できるので、金属ベースに生ずる反りが軽減でき
る。特に、ＣＣＤセンサの支持構造として好適な利点が
得られる。
金属ベースに金属板材を使用したことにより、半導体装
置について特に良好な放熱性が得られる。また、リード
フレームを採用したことにより、厚みの低減が可能とな
り、量産性も向上する。更に、金属ベースの長手方向の
両端部に一対のリードフレームを固定した構成により、
リードフレームと金属ベースとの固定に際して、リード
フレームの変形に起因して金属ベース全体に加わる応力
が低減できるので、金属ベースに生ずる反りが軽減でき
る。特に、ＣＣＤセンサの支持構造として好適な利点が
得られる。
【００１１】ここで、本発明における、「金属ベースの
長手方向両端部の近傍に夫々固定された一対のリードフ
レーム」とは、リードフレームが一対のリードフレーム
に分割されており、その分割された一対のリードフレー
ムが、夫々金属ベースの長手方向の両端部の近傍に固定
されていることを必須の要件とするものである。この場
合、リードフレームの金属ベース中央側の端部が、金属
ベースの中央部付近まで延長してその中央部付近で固定
された部分を有していてもよい。
長手方向両端部の近傍に夫々固定された一対のリードフ
レーム」とは、リードフレームが一対のリードフレーム
に分割されており、その分割された一対のリードフレー
ムが、夫々金属ベースの長手方向の両端部の近傍に固定
されていることを必須の要件とするものである。この場
合、リードフレームの金属ベース中央側の端部が、金属
ベースの中央部付近まで延長してその中央部付近で固定
された部分を有していてもよい。
【００１２】本発明に係る半導体装置の支持構造の好ま
しい実施形態例では、前記金属ベースと前記リードフレ
ームとは、絶縁性樹脂によって固定されると共に電気的
に絶縁される。この場合、電気的な不具合を生ずること
なく、ＣＣＤセンサの支持構造として特に良好な機械強
度が得られる。
しい実施形態例では、前記金属ベースと前記リードフレ
ームとは、絶縁性樹脂によって固定されると共に電気的
に絶縁される。この場合、電気的な不具合を生ずること
なく、ＣＣＤセンサの支持構造として特に良好な機械強
度が得られる。
【００１３】また、本発明に係る半導体装置の支持構造
では、前記金属ベースと前記リードフレームの一部と
が、上記絶縁性樹脂による固定に代えて、カシメ又はス
ポット溶接によって固定され、前記金属ベースは、該カ
シメ又はスポット溶接の近傍に切欠き部を有することも
好ましい態様である。この場合、カシメ又はスポット溶
接によって金属ベースに生ずる応力を折曲げ加工部又は
切欠き部によって逃がすことができ、金属ベースの変形
が防止できる。
では、前記金属ベースと前記リードフレームの一部と
が、上記絶縁性樹脂による固定に代えて、カシメ又はス
ポット溶接によって固定され、前記金属ベースは、該カ
シメ又はスポット溶接の近傍に切欠き部を有することも
好ましい態様である。この場合、カシメ又はスポット溶
接によって金属ベースに生ずる応力を折曲げ加工部又は
切欠き部によって逃がすことができ、金属ベースの変形
が防止できる。
【００１４】また、前記金属ベースには、少なくとも前
記リードフレームとの間に絶縁性被覆が形成されること
も本発明の好ましい態様である。この場合、より確実な
絶縁性能が得られる。更に、掛かる構造は、前記金属ベ
ースがアルミニウムで形成され、前記絶縁性被覆がアル
マイト処理によって形成されることによって容易に形成
できる。
記リードフレームとの間に絶縁性被覆が形成されること
も本発明の好ましい態様である。この場合、より確実な
絶縁性能が得られる。更に、掛かる構造は、前記金属ベ
ースがアルミニウムで形成され、前記絶縁性被覆がアル
マイト処理によって形成されることによって容易に形成
できる。
【００１５】前記金属ベースは、前記リードフレームと
固定される部分が金属ベースの中央部に比して狭幅に形
成されることも本発明の好ましい態様である。この場
合、金属ベースの長手方向の両端においてリードフレー
ムを絶縁性樹脂で接着する際の接着面積を大きくできる
ため、リードフレームと絶縁性樹脂との間で良好な接着
強度が確保できる。
固定される部分が金属ベースの中央部に比して狭幅に形
成されることも本発明の好ましい態様である。この場
合、金属ベースの長手方向の両端においてリードフレー
ムを絶縁性樹脂で接着する際の接着面積を大きくできる
ため、リードフレームと絶縁性樹脂との間で良好な接着
強度が確保できる。
【００１６】前記金属ベースは、リードフレームのイン
ナーリードとボンディングワイアとの接続部に隣接して
作業用開口（例えば、図５及び図６の２８）を有するこ
とも本発明の好ましい態様である。この場合、ボンディ
ングにおける作業性が向上する。この作業用開口２８
は、１対のリードフレームの夫々に設けても（図５）、
或いは、金属ベースの長手方向に沿って延びていて、１
対のリードフレームの作業用開口を共通にして（図６）
もよい。
ナーリードとボンディングワイアとの接続部に隣接して
作業用開口（例えば、図５及び図６の２８）を有するこ
とも本発明の好ましい態様である。この場合、ボンディ
ングにおける作業性が向上する。この作業用開口２８
は、１対のリードフレームの夫々に設けても（図５）、
或いは、金属ベースの長手方向に沿って延びていて、１
対のリードフレームの作業用開口を共通にして（図６）
もよい。
【００１７】本発明のＣＣＤ半導体装置は、上記本発明
に係る半導体装置の支持構造と、前記金属ベースに支持
されるＣＣＤ素子と、該ＣＣＤ素子の周囲を囲む樹脂枠
体とを備えることを特徴とする。本発明のＣＣＤ半導体
装置は、上記半導体装置の支持構造によって得られる利
点を有し、ＣＣＤ素子に発生する反りや変形が小さくな
る。
に係る半導体装置の支持構造と、前記金属ベースに支持
されるＣＣＤ素子と、該ＣＣＤ素子の周囲を囲む樹脂枠
体とを備えることを特徴とする。本発明のＣＣＤ半導体
装置は、上記半導体装置の支持構造によって得られる利
点を有し、ＣＣＤ素子に発生する反りや変形が小さくな
る。
【００１８】本発明の好ましい態様のＣＣＤ半導体装置
では、前記金属ベースのＣＣＤ素子支持面よりも上部に
形成される樹脂枠体の体積と、前記ＣＣＤ素子支持面よ
りも下部に形成される樹脂枠体の体積及び前記金属ベー
スの体積の和との比率が１：１〜１：０．９５の範囲で
ある。この場合、熱膨張によって生ずる体積膨張がＣＣ
Ｄ素子支持面の上側と下側とで同程度となり、金属ベー
スの反りが小さくなる。
では、前記金属ベースのＣＣＤ素子支持面よりも上部に
形成される樹脂枠体の体積と、前記ＣＣＤ素子支持面よ
りも下部に形成される樹脂枠体の体積及び前記金属ベー
スの体積の和との比率が１：１〜１：０．９５の範囲で
ある。この場合、熱膨張によって生ずる体積膨張がＣＣ
Ｄ素子支持面の上側と下側とで同程度となり、金属ベー
スの反りが小さくなる。
【００１９】また、本発明のＣＣＤ半導体装置の製造方
法は、長尺状の支持面を有する基板の前記支持面の両端
部近傍に一対のリードフレームを夫々固定する工程と、
前記基板及び前記リードフレームの周辺を絶縁性樹脂で
枠状に成型する工程と、前記支持面にＣＣＤ素子を構成
する半導体チップを固定すると共に、前記一対のリード
フレームと半導体チップのパッドとを電気的に接続する
工程と、前記半導体チップを保護する透明キャップを樹
脂接着する工程とを有することを特徴とする。
法は、長尺状の支持面を有する基板の前記支持面の両端
部近傍に一対のリードフレームを夫々固定する工程と、
前記基板及び前記リードフレームの周辺を絶縁性樹脂で
枠状に成型する工程と、前記支持面にＣＣＤ素子を構成
する半導体チップを固定すると共に、前記一対のリード
フレームと半導体チップのパッドとを電気的に接続する
工程と、前記半導体チップを保護する透明キャップを樹
脂接着する工程とを有することを特徴とする。
【００２０】本発明に係るＣＣＤ半導体装置の製造方法
では、金属ベースの長手方向の両端部に一対のリードフ
レームを固定する工程を採用したことにより、リードフ
レームと金属ベースとの固定に際して、リードフレーム
の変形に起因して金属ベース全体に加わる応力が低減で
きるので、金属ベースに生ずる反りが軽減でき、製造さ
れたＣＣＤ半導体装置によって得られるイメージ品質が
向上する。
では、金属ベースの長手方向の両端部に一対のリードフ
レームを固定する工程を採用したことにより、リードフ
レームと金属ベースとの固定に際して、リードフレーム
の変形に起因して金属ベース全体に加わる応力が低減で
きるので、金属ベースに生ずる反りが軽減でき、製造さ
れたＣＣＤ半導体装置によって得られるイメージ品質が
向上する。
【００２１】前記固定する工程では、金属ベースとリー
ドフレームとをカシメ又はスポット溶接によって固定す
ると同時にカシメ又はスポット溶接の近傍でリードフレ
ームを切断することが好ましい。この場合、カシメ又は
スポット溶接によってリードフレームに生ずる応力が金
属ベースに加わることが防止できる。
ドフレームとをカシメ又はスポット溶接によって固定す
ると同時にカシメ又はスポット溶接の近傍でリードフレ
ームを切断することが好ましい。この場合、カシメ又は
スポット溶接によってリードフレームに生ずる応力が金
属ベースに加わることが防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し本発明の実施
形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施形態例に係るＣＣＤセンサの構造を
示し、同図（ａ）及び（ｂ）は夫々、横断面図、及び、
一部縦断面を含む側面図である。ＣＣＤセンサ１０は、
アルミニウム製の金属ベース１１と、金属ベース１１に
固定され内部にキャビティ１９を形成する樹脂枠体１２
と、樹脂枠体１２に接着層１８で固定されたガラス製の
キャップ１３と、金属ベース１１の支持面に固定され、
樹脂枠体１２のキャビティ１９内に収容されたＣＣＤ素
子１４と、樹脂枠体１２の内部から外部に延びる多数の
銅製のリード１５とを備える。
形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施形態例に係るＣＣＤセンサの構造を
示し、同図（ａ）及び（ｂ）は夫々、横断面図、及び、
一部縦断面を含む側面図である。ＣＣＤセンサ１０は、
アルミニウム製の金属ベース１１と、金属ベース１１に
固定され内部にキャビティ１９を形成する樹脂枠体１２
と、樹脂枠体１２に接着層１８で固定されたガラス製の
キャップ１３と、金属ベース１１の支持面に固定され、
樹脂枠体１２のキャビティ１９内に収容されたＣＣＤ素
子１４と、樹脂枠体１２の内部から外部に延びる多数の
銅製のリード１５とを備える。
【００２３】ＣＣＤ素子１４は、マウント部材１６を介
して金属ベース１１の支持面に固定されており、幅方向
中心が樹脂枠体１２の中心線に一致してキャビティ１９
内に収容される。樹脂枠体１２は、プラスチックモール
ド樹脂製であり、金属ベース１１及びガラスキャップ１
３と共にＣＣＤ素子１４のためのハウジングを構成す
る。リード１５は、図１（ｂ）に示すように、ＣＣＤセ
ンサ１０の長手方向の両端部に分割して配設されてお
り、インナーリード部でボンディングワイア１７によっ
てＣＣＤ素子１４のボンディングパッドと接続される。
各リード１５は、樹脂枠体１２を貫通した後に折り曲げ
られ、ＣＣＤセンサ１０の外部端子となり、且つその支
持部材を兼用している。
して金属ベース１１の支持面に固定されており、幅方向
中心が樹脂枠体１２の中心線に一致してキャビティ１９
内に収容される。樹脂枠体１２は、プラスチックモール
ド樹脂製であり、金属ベース１１及びガラスキャップ１
３と共にＣＣＤ素子１４のためのハウジングを構成す
る。リード１５は、図１（ｂ）に示すように、ＣＣＤセ
ンサ１０の長手方向の両端部に分割して配設されてお
り、インナーリード部でボンディングワイア１７によっ
てＣＣＤ素子１４のボンディングパッドと接続される。
各リード１５は、樹脂枠体１２を貫通した後に折り曲げ
られ、ＣＣＤセンサ１０の外部端子となり、且つその支
持部材を兼用している。
【００２４】樹脂枠体１２の内部は、同図（ａ）に示す
ように、狭幅の下半部分においてＣＣＤ素子１４を収容
し、広幅の上半部分においてＣＣＤ素子１４のボンディ
ングパッドとインナーリードとを接続するボンディング
ワイア１７を収容している。
ように、狭幅の下半部分においてＣＣＤ素子１４を収容
し、広幅の上半部分においてＣＣＤ素子１４のボンディ
ングパッドとインナーリードとを接続するボンディング
ワイア１７を収容している。
【００２５】上記構造のＣＣＤセンサ１０では、支持構
造を構成する金属ベース１１にアルミニウム製を使用
し、且つ、金属ベース１１の底面が外部に露出している
ので、特に熱放散性に優れている。このため、デバイス
の高速動作が可能になる。また、一対のリードフレーム
を金属ベース１１の長手方向の両端部付近に固定したの
で、金属ベース１１のＣＣＤ素子支持面の平坦性が良好
となり、ＣＣＤ素子１４の反りや変形が軽減できる。こ
のため、フォーカシングが容易で、画像品質が向上す
る。また、簡素な構造であるので、低コストが実現でき
る。
造を構成する金属ベース１１にアルミニウム製を使用
し、且つ、金属ベース１１の底面が外部に露出している
ので、特に熱放散性に優れている。このため、デバイス
の高速動作が可能になる。また、一対のリードフレーム
を金属ベース１１の長手方向の両端部付近に固定したの
で、金属ベース１１のＣＣＤ素子支持面の平坦性が良好
となり、ＣＣＤ素子１４の反りや変形が軽減できる。こ
のため、フォーカシングが容易で、画像品質が向上す
る。また、簡素な構造であるので、低コストが実現でき
る。
【００２６】図２は、上記リード１５を含むリードフレ
ーム２０を金属ベース１１に固定した状態で示す平面図
である。リードフレームは、一対のリードフレーム２０
に分割されており、夫々が金属ベース１１に固定され
る。各リードフレーム２０は、インナーリード及びアウ
ターリードを有する多数のリード部１５と、リード部１
５を相互に結合する枠部２１とを有する。金属ベース１
１とリードフレーム２０とは、カシメ部２２において接
合される。リードフレーム１１には、カシメ部２２のた
めに枠部２１にエンボス加工が施されて肉厚部２３を形
成し、金属ベース１１には、カシメ部２２に隣接してカ
シメ応力逃がし用の切欠き穴２４が形成される。
ーム２０を金属ベース１１に固定した状態で示す平面図
である。リードフレームは、一対のリードフレーム２０
に分割されており、夫々が金属ベース１１に固定され
る。各リードフレーム２０は、インナーリード及びアウ
ターリードを有する多数のリード部１５と、リード部１
５を相互に結合する枠部２１とを有する。金属ベース１
１とリードフレーム２０とは、カシメ部２２において接
合される。リードフレーム１１には、カシメ部２２のた
めに枠部２１にエンボス加工が施されて肉厚部２３を形
成し、金属ベース１１には、カシメ部２２に隣接してカ
シメ応力逃がし用の切欠き穴２４が形成される。
【００２７】図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ｅ）〜
（ｇ）は、上記実施形態例のＣＣＤセンサを製造する際
の工程段階毎の平面を順次に示している。まず、プレス
加工で成形したアルミニウム製平板部材である金属ベー
ス１１に、カシメ応力逃がし用の切欠き穴２４を開ける
（図３（ａ））。別に、銅合金上に金メッキ加工を施し
た一対のリードフレーム２０を用意する（同図
（ｂ））。一対のリードフレーム２０を、図２を参照し
て説明したように、金属ベース１１にカシメによって固
定する（同図（ｃ））ことにより、リードフレーム／金
属ベース複合体を形成する。
（ｇ）は、上記実施形態例のＣＣＤセンサを製造する際
の工程段階毎の平面を順次に示している。まず、プレス
加工で成形したアルミニウム製平板部材である金属ベー
ス１１に、カシメ応力逃がし用の切欠き穴２４を開ける
（図３（ａ））。別に、銅合金上に金メッキ加工を施し
た一対のリードフレーム２０を用意する（同図
（ｂ））。一対のリードフレーム２０を、図２を参照し
て説明したように、金属ベース１１にカシメによって固
定する（同図（ｃ））ことにより、リードフレーム／金
属ベース複合体を形成する。
【００２８】引き続き、以下のように金属ベース１１上
に樹脂枠体１２を形成する。まず、図示しない樹脂成形
金型内に設けられている突き上げピンを作業用開口（例
えば図５、図６の２８）に挿入してリードフレームを突
き上げ、金属ベースとインナーリードとが接触しない状
態とし、次いで、樹脂を金型内に注入して成型を行う。
これによって、金属ベースとインナーリードとの間に樹
脂が入り込み、両者を接着すると共に電気的絶縁を保
つ。金型内の樹脂は、金属ベース１１の上面側にキャビ
ティを有する樹脂枠体１２を形成し、その結果、中空パ
ッケージが得られる（同図（ｄ））。
に樹脂枠体１２を形成する。まず、図示しない樹脂成形
金型内に設けられている突き上げピンを作業用開口（例
えば図５、図６の２８）に挿入してリードフレームを突
き上げ、金属ベースとインナーリードとが接触しない状
態とし、次いで、樹脂を金型内に注入して成型を行う。
これによって、金属ベースとインナーリードとの間に樹
脂が入り込み、両者を接着すると共に電気的絶縁を保
つ。金型内の樹脂は、金属ベース１１の上面側にキャビ
ティを有する樹脂枠体１２を形成し、その結果、中空パ
ッケージが得られる（同図（ｄ））。
【００２９】次いで、金属ベース１１の支持面にＣＣＤ
素子14をダイボンドにより取り付け、更に、ボンディン
グワイアによってＣＣＤ素子14のボンディングパッドと
リードフレーム２０のインナーリードとを接続する（図
４（ｅ））。樹脂枠体１２の上部開口にガラスキャップ
１３を紫外線硬化型接着剤で接着して開口をふさぎ（同
図（ｆ））、リードフレーム２０の枠部２１の切断及び
リード１５の折曲げ等の加工を行うことにより、ＣＣＤ
センサを完成する（同図（ｇ））。
素子14をダイボンドにより取り付け、更に、ボンディン
グワイアによってＣＣＤ素子14のボンディングパッドと
リードフレーム２０のインナーリードとを接続する（図
４（ｅ））。樹脂枠体１２の上部開口にガラスキャップ
１３を紫外線硬化型接着剤で接着して開口をふさぎ（同
図（ｆ））、リードフレーム２０の枠部２１の切断及び
リード１５の折曲げ等の加工を行うことにより、ＣＣＤ
センサを完成する（同図（ｇ））。
【００３０】上記実施形態例のＣＣＤセンサ１０を試作
し、外形８５ｍｍの長さのＣＣＤセンサで、ＣＣＤ素子
１４の受光面での反り量として２０μｍ以下を得た。
し、外形８５ｍｍの長さのＣＣＤセンサで、ＣＣＤ素子
１４の受光面での反り量として２０μｍ以下を得た。
【００３１】図５は、本発明に係る半導体装置の支持構
造の別の実施形態例の平面図で、アルミニウム金属ベー
ス／リードフレーム複合体をモールドパッケージで封止
した状態で示している。金属ベース１１は、リードフレ
ーム２０が取り付けられる両端部分で、中央部分に比し
て狭幅に形成されている。また、リードフレーム２０と
のカシメ部２２に隣接して、応力逃がし用の切欠き穴２
４を有する。更に、リードフレーム２０のインナーリー
ド部とボンディングワイアとの接続部に隣接して、リー
ドフレームのための作業用開口２８を有する。金属ベー
ス１１は、アルマイト処理によって全体が絶縁性皮膜で
被覆されている。
造の別の実施形態例の平面図で、アルミニウム金属ベー
ス／リードフレーム複合体をモールドパッケージで封止
した状態で示している。金属ベース１１は、リードフレ
ーム２０が取り付けられる両端部分で、中央部分に比し
て狭幅に形成されている。また、リードフレーム２０と
のカシメ部２２に隣接して、応力逃がし用の切欠き穴２
４を有する。更に、リードフレーム２０のインナーリー
ド部とボンディングワイアとの接続部に隣接して、リー
ドフレームのための作業用開口２８を有する。金属ベー
ス１１は、アルマイト処理によって全体が絶縁性皮膜で
被覆されている。
【００３２】図６は、本発明に係る半導体装置の支持構
造の更に別の実施形態例を図５と同様に示している。図
５との違いは、金属ベースが全体としてほぼ長方形平板
として形成されている点、及び、リードフレーム２０の
ための作業用開口２８が、金属ベース１１の長手方向に
沿って延び双方のリードフレームのための作業用開口２
８が一つにつながっている点である。また、金属ベース
１１とリードフレーム２０とが、接着剤で固定される点
でも図５の例とは異なる。このため、金属ベース１１に
は、応力逃がし用の穴が形成されていない。
造の更に別の実施形態例を図５と同様に示している。図
５との違いは、金属ベースが全体としてほぼ長方形平板
として形成されている点、及び、リードフレーム２０の
ための作業用開口２８が、金属ベース１１の長手方向に
沿って延び双方のリードフレームのための作業用開口２
８が一つにつながっている点である。また、金属ベース
１１とリードフレーム２０とが、接着剤で固定される点
でも図５の例とは異なる。このため、金属ベース１１に
は、応力逃がし用の穴が形成されていない。
【００３３】図７は、本発明の別の実施形態例に係る半
導体装置の支持構造を示す。本実施形態例の支持構造
は、金属ベース２５、図示しないリードフレーム、及
び、樹脂枠体２６から構成される。樹脂枠体２６の好ま
しい材料としては、シリカ充填型エポキシ樹脂成形材料
である。この樹脂成形材料の成形収縮率は、１７５℃か
ら室温までの温度低下における収縮率が、０．３〜０．
５％の間で調節可能である。
導体装置の支持構造を示す。本実施形態例の支持構造
は、金属ベース２５、図示しないリードフレーム、及
び、樹脂枠体２６から構成される。樹脂枠体２６の好ま
しい材料としては、シリカ充填型エポキシ樹脂成形材料
である。この樹脂成形材料の成形収縮率は、１７５℃か
ら室温までの温度低下における収縮率が、０．３〜０．
５％の間で調節可能である。
【００３４】金属ベース２５の材料としては、アルミニ
ウム合金を採用する。これは、銅合金（熱伝導度３３０
ＷｍＫ）で、線膨張係数が１７ｐｐｍのものは前記収縮
率に換算すると０．２５％であり、アルミニウム合金
（熱伝導度２５０ＷｍＫ）で、線膨張係数が２４ｐｐｍ
のものは前記収縮率に換算すると０．３５％であるの
で、樹脂パッケージの収縮率０．３〜０．３５％との整
合性を考慮し、アルミニウム合金を選定している。ここ
で、リードフレーム自体は収縮量に大きな影響はないの
で、リードフレームには、導電性の観点から銅合金を選
定する。
ウム合金を採用する。これは、銅合金（熱伝導度３３０
ＷｍＫ）で、線膨張係数が１７ｐｐｍのものは前記収縮
率に換算すると０．２５％であり、アルミニウム合金
（熱伝導度２５０ＷｍＫ）で、線膨張係数が２４ｐｐｍ
のものは前記収縮率に換算すると０．３５％であるの
で、樹脂パッケージの収縮率０．３〜０．３５％との整
合性を考慮し、アルミニウム合金を選定している。ここ
で、リードフレーム自体は収縮量に大きな影響はないの
で、リードフレームには、導電性の観点から銅合金を選
定する。
【００３５】図７の支持構造では、ＣＣＤ素子の支持面
２７を境にして、その上部の体積と下部の体積の比率を
１：１〜１：０．９５としている。上部の体積は、樹脂
枠体２６の上部壁部分２６Ａの体積であり、下部の体積
は、金属ベース２５の体積と、樹脂枠体２６の下部２６
Ｂの体積との和である。この値の比率を採用すると、パ
ッケージ材料が冷却した後の金属ベースの反りが最小化
できることが実験によって確認できた。
２７を境にして、その上部の体積と下部の体積の比率を
１：１〜１：０．９５としている。上部の体積は、樹脂
枠体２６の上部壁部分２６Ａの体積であり、下部の体積
は、金属ベース２５の体積と、樹脂枠体２６の下部２６
Ｂの体積との和である。この値の比率を採用すると、パ
ッケージ材料が冷却した後の金属ベースの反りが最小化
できることが実験によって確認できた。
【００３６】なお、上記各実施形態例では、本発明の半
導体支持構造をＣＣＤセンサ（ＣＣＤ半導体装置）の支
持構造として説明したが、本発明の半導体装置の支持構
造は、ＣＣＤセンサの支持のみならず、反りや変形の防
止が望まれる一般の半導体装置の支持にも好適に適用で
きる。
導体支持構造をＣＣＤセンサ（ＣＣＤ半導体装置）の支
持構造として説明したが、本発明の半導体装置の支持構
造は、ＣＣＤセンサの支持のみならず、反りや変形の防
止が望まれる一般の半導体装置の支持にも好適に適用で
きる。
【００３７】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の半導体装置の支持構造、Ｃ
ＣＤセンサ及びその製造方法は、上記実施形態例の構成
にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成
から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲
に含まれる。
づいて説明したが、本発明の半導体装置の支持構造、Ｃ
ＣＤセンサ及びその製造方法は、上記実施形態例の構成
にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成
から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲
に含まれる。
【００３８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る半
導体装置の支持構造によると、良好な熱放散性が得られ
ると共に、反りや変形が小さな半導体装置が製造できる
効果がある。また、この支持構造を利用したＣＣＤ半導
体装置では、ピント合わせが容易となり、イメージ品質
が向上する利点がある。
導体装置の支持構造によると、良好な熱放散性が得られ
ると共に、反りや変形が小さな半導体装置が製造できる
効果がある。また、この支持構造を利用したＣＣＤ半導
体装置では、ピント合わせが容易となり、イメージ品質
が向上する利点がある。
【図１】本発明の一実施形態例に係るＣＣＤセンサの構
造図。
造図。
【図２】図１のＣＣＤセンサに使用された半導体装置の
支持構造を示す平面図。
支持構造を示す平面図。
【図３】図１のＣＣＤセンサの各製造段階毎の平面図。
【図４】図１のＣＣＤセンサの、図３に続く各製造段階
毎の平面図。
毎の平面図。
【図５】本発明の別の実施形態例に係る半導体装置の支
持構造を示す平面図。
持構造を示す平面図。
【図６】本発明の更に別の実施形態例に係る半導体装置
の支持構造を示す平面図。
の支持構造を示す平面図。
【図７】本発明の更に別の実施形態例に係る半導体装置
の支持構造を示す縦断面図。
の支持構造を示す縦断面図。
【図８】従来のＣＣＤセンサの支持構造を示す平面図。
【図９】従来のＣＣＤセンサの構造を示す断面図及び側
面図。
面図。
１０：ＣＣＤセンサ １１：金属ベース １２：樹脂枠体 １３：ガラスキャップ １４：ＣＣＤ素子 １５：リード １６：マウント材 １７：ボンディングワイア １８：接着層 １９：キャビティ ２０：リードフレーム ２１：枠部 ２２：カシメ部 ２３：肉厚部（エンボス加工部） ２４：切欠き穴 ２５：金属ベース ２６：樹脂枠体 ２６Ａ：樹脂枠体の上部壁部分 ２６Ｂ：樹脂枠体の下部 ２７：ＣＣＤ素子支持面 ２８：作業用開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/148 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｕ 31/02 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｂ 5/335 31/02 Ｂ Ｆターム(参考） 4M118 AA08 AA10 AB10 BA10 FA08 HA02 HA24 HA25 HA30 5C024 AX01 CY47 EX01 EX22 EX24 GY01 5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DB35 DC02 DD03 5F067 AA03 AA11 CA03 EA06 5F088 AA01 BA16 BB02 BB03 JA02 JA03 JA06 JA20
Claims (13)
- 【請求項１】 長尺状の金属板材から成る基板と、該基
板の長手方向両端部の近傍に夫々固定された一対のリー
ドフレームとを備えることを特徴とする、半導体装置の
支持構造。 - 【請求項２】 前記基板と前記リードフレームとは、絶
縁性樹脂によって相互に固定されると共に電気的に絶縁
される、請求項１に記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項３】 前記基板と前記リードフレームの一部と
が、カシメ又はスポット溶接によって固定され、前記基
板は、該カシメ又はスポット溶接の近傍に切欠き部を有
する、請求項１に記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項４】 前記基板には、少なくとも前記リードフ
レームとの間に絶縁性被覆が形成される、請求項１〜３
の何れかに記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項５】 前記基板がアルミニウムで形成され、前
記絶縁性被覆がアルマイト処理によって形成される、請
求項４に記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項６】 前記基板は、前記リードフレームと固定
される部分が基板の中央部に比して狭幅に形成される、
請求項１〜５の何れかに記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項７】 前記基板は、リードフレームのインナー
リードとボンディングワイアとの接続部に隣接して開口
を有する、請求項１〜６の何れかに記載の半導体装置の
支持構造。 - 【請求項８】 前記開口が、基板の長手方向に沿って延
びる、請求項７に記載の半導体装置の支持構造。 - 【請求項９】 請求項１〜８の何れかに記載の半導体装
置の支持構造と、前記基板に支持されるＣＣＤ素子と、
該ＣＣＤ素子の周囲を囲む樹脂枠体とを備えることを特
徴とするＣＣＤ半導体装置。 - 【請求項１０】 前記基板のＣＣＤ素子支持面よりも上
部に形成される樹脂枠体の樹脂体積と、前記ＣＣＤ素子
支持面よりも下部に形成される樹脂枠体の樹脂体積及び
前記基板の体積の和との比率が１：１〜１：０．９５の
範囲である、請求項９に記載のＣＣＤセンサ。 - 【請求項１１】 長尺状の金属から成る基板と、該基板
の長手方向両端部の近傍に夫々固定された一対のリード
フレームとを備え、前記基板と前記リードフレームの周
辺を絶縁性樹脂で枠状に成型したことを特徴とする、Ｃ
ＣＤ半導体装置用パッケージ。 - 【請求項１２】 長尺状の支持面を有する基板の前記支
持面の両端部近傍に一対のリードフレームを夫々固定す
る工程と、前記基板及び前記リードフレームの周辺を絶
縁性樹脂で枠状に成型する工程と、前記支持面にＣＣＤ
素子を構成する半導体チップを固定すると共に、前記一
対のリードフレームと半導体チップのパッドとを電気的
に接続する工程と、前記半導体チップを保護する透明キ
ャップを樹脂接着する工程とを有することを特徴とす
る、ＣＣＤ半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記固定する工程では、基板とリード
フレームとをカシメ又はスポット溶接によって固定する
と同時に前記カシメ又はスポット溶接の近傍でリードフ
レームを切断する、請求項１２に記載のＣＣＤ半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001137211A JP2002334975A (ja) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | 半導体装置の支持構造、ｃｃｄ半導体装置、その製造方法、及び、ｃｃｄ半導体装置用パッケージ |
| US10/136,155 US20020167062A1 (en) | 2001-05-08 | 2002-05-01 | Semiconductor device having a support structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001137211A JP2002334975A (ja) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | 半導体装置の支持構造、ｃｃｄ半導体装置、その製造方法、及び、ｃｃｄ半導体装置用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002334975A true JP2002334975A (ja) | 2002-11-22 |
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