JP2004119881A

JP2004119881A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004119881A
Application number: JP2002284291A
Authority: JP
Inventors: Wataru Ishii; 石井　渉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】半導体装置のセット基板への実装時の加熱による膨張圧力の緩和や中空内部と外部の温度差を無くすことができ、前記キャップと枠体の接着部での剥離、枠体とリードフレームとの境界面での剥離、そして中空内部での結露などの不具合の無い半導体装置を得ること。
【解決手段】本発明の第１実施形態の半導体装置１Ａは、配線基板であるリードフレーム２と、そのリードフレーム２上に配設され、上方が開口し、その開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に溝８１が形成された中空の枠体８Ａと、その枠体８Ａ内のリードフレーム２上に実装された半導体素子Ｓと、枠体８Ａの前記開口を閉鎖するキャップ９とを備えて構成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を中空の枠体内に実装して閉鎖した半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、従来技術の半導体装置を図３を参照しながら説明する。
【０００３】
図３は従来技術の半導体装置を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【０００４】
従来、この種の中空型半導体装置は、通常、セラミックパッケージ内に半導体素子を収容し、そしてその内部に窒素ガスやドライエアー等を充満させて気密封止した構造が採られている。これはセット側基板への半田付け時にリフローにより熱が加わっても内部は余り膨張せず、結露もしないという特徴がある。しかし、セラミックパッケージは高価であり、半導体装置を安価に製作することができない。
【０００５】
このような課題を解決するために、図３に示したような構造の半導体装置が提案されている。図３において、符号１Ｃはその半導体装置を指す。この半導体装置１Ｃは、配線基板であるリードフレーム２と、このリードフレーム２のダイパッド３に半導体素子Ｓを銀ペーストなどの接着剤４を介して固定する。符号５は複数本のアウターリードであり、符号６はダム樹脂である。半導体素子Ｓのそれぞれの電極はボンディングワイヤ７で対応するアウターリード５の内端部にワイヤボンディングされている。
【０００６】
そして、この半導体素子Ｓを取り囲むように樹脂製の上方が開口した中空の枠体８をリードフレーム２上に固定されており、その開口は平板状のキャップ９で密閉し、内部が中空に形成されている。密閉される半導体素子Ｓとしては、ＣＣＤ、フォトダイオードなどの光半導体素子などである。半導体素子Ｓが光半導体素子である場合には、キャップ９は光透過性材質である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置１Ｃはこのような構造で構成されているため、安価に製作できるものであるが、一方で下記のような問題点が生じた。それらは、
１．中空内部の残留エアー、残留水分、樹脂製の枠体８や接着剤からのアウトガス、或いは封止後に外部の湿気が樹脂製枠体８とリードフレーム２の界面、または、枠体８自体の吸湿から中空内部に浸入した水分などが半導体装置１Ｃのセット基板（不図示）への実装時の加熱で膨張し、その圧力によりキャップ９と枠体８の接着部や枠体８とリードフレーム２との境界面で剥離してしまう場
合がある。
２．キャップ９に光透過性のあるガラス板や樹脂板を用いた光半導体装置の場合
は、下記の事由により光透過率が低下し所要特性が得られない。即ち、
１）中空内部の前記水分がセット基板への実装時の加熱で水蒸気となり、キャ
ップ９の内面に付着する
２）中空内部の前記水分が使用環境下の中空内部と外部の温度差により、キャ
ップ９内面に結露し、前項同様に光透過率が低下する
などの問題点である。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決しようとするものであって、半導体装置のセット基板への実装時の加熱による膨張圧力の緩和や中空内部と外部の温度差を無くすことができ、前記キャップと枠体の接着部での剥離、枠体とリードフレームとの境界面での剥離、そして中空内部での結露などの不具合の無い半導体装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の半導体装置は、配線基板と、その配線基板上に配設され、上方が開口した中空枠体と、その枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、前記中空枠体の前記開口を閉鎖するキャップとを具備して構成され、前記中空枠体と前記キャップとの間の少なくとも２ヶ所に通気孔が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記２ヶ所に通気孔は前記中空枠体の上方開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に溝を形成して構成してもよく、また、前記中空枠体の前記開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に相当する部分から前記中空枠体内に向かって溝を形成して構成するようにしてもよい。
【００１１】
また、前記半導体装置は前記半導体素子が光半導体素子であってもよく、その場合には、前記キャップを光透過性部材で形成することを特徴とする。
【００１２】
更にまた、前記配線基板をリードフレームで構成することが好ましい。
【００１３】
そして更にまた、本発明の半導体装置の製造方法は、配線基板と、その配線基板上に配設され、上方が開口し中空の樹脂製枠体と、その樹脂製枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、前記樹脂製枠体の前記開口を閉鎖するキャップとを具備して構成され、前記樹脂製枠体と前記キャップとの間の少なくとも２ヶ所に通気孔が形成されている半導体装置において、前記樹脂製枠体が樹脂成型品であり、配線基板上の所定の位置に接着剤で接着固定することを特徴とする。その枠体は、配線基板上の所定の位置に直接モールド成形で形成するようにしてもよい。
【００１４】
従って、本発明の半導体装置によれば、セット基板などに実装する場合に加熱された中空内部の残留エアー、残留水分、樹脂製の枠体や接着剤からのアウトガス、或いは封止後に外部から中空内部に進入した湿気が前記通気孔を通じて外部へ放出することができる。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、樹脂製枠体を配線基板上に容易に形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明の実施形態の半導体装置を説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１実施形態の半導体装置を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図、そして図２は本発明の第２実施形態の半導体装置を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【００１８】
なお、本発明の各実施形態の半導体装置において、図３に示した半導体装置１Ｃの構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００１９】
先ず、図１を用いて本発明の第１実施形態の半導体装置の構造を説明する。
【００２０】
図１において、符号１Ａは本発明の第１半導体装置を指す。この半導体装置１Ａは、前記の半導体装置１Ｃと同様に、配線基板であるリードフレーム２を中心に半導体素子Ｓが固定されている。このリードフレーム２はダイパッド３とアウターリード５とダム樹脂６を備え、半導体素子Ｓはダイパッド３に銀ペーストなどの接着剤４を介して固定されている。符号５は複数本のアウターリードであり、符号６はダム樹脂である。半導体素子Ｓのそれぞれの電極は金ワイヤ７で対応するアウターリード５の内端部にワイヤボンディングされている。
【００２１】
そして半導体素子Ｓを取り囲むように樹脂製の中空の枠体８Ａがリードフレーム２上に固定されており、その開口は平板状のキャップ９で密閉し、内部が中空に形成されている。
【００２２】
本発明の半導体装置１Ａにおける枠体８Ａは上方が開口した中空のもので、その開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に溝８１が形成されていて、キャップ９で開口を閉鎖することで通気孔１０を形成することができる。
【００２３】
従来技術の半導体装置１Ｃと同様に、密閉される半導体素子Ｓとしては、ＣＣＤ、フォトダイオードなどの光半導体素子などである。半導体素子Ｓが光半導体素子である場合には、キャップ９は光透過性材質である。
【００２４】
通気孔１０の幅は、例えば、半導体装置１Ａの平面寸法が４ｍｍ×５ｍｍ程度であるならば、０．２ｍｍ程度でよい。
【００２５】
通気孔はキャップ９側に溝９１を設けて形成することもできる。図２にその構造を示した。この第２実施形態の半導体装置１Ｂも前記の半導体装置１Ａとほぼ同様の構造で構成されているが、前記の通気孔１０に相当する通気孔１１は枠体８に形成した溝８１で構成された通気孔ではなく、キャップ９Ａの内面の枠体８の開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に相当する部分から枠体８内に向かって形成された溝９１で構成されている。
【００２６】
このように通気孔１０、１１を設けたことにより、半導体装置１Ａ、１Ｂのセット基板（不図示）への実装時の加熱による膨張圧力の緩和や中空内部と外部の温度差をなくすことができ、前記キャップと樹脂製の枠体の接着部や枠体８、枠体８Ａとリードフレーム２との境界面での剥がれや中空内部の結露などの前記の課題を解決することができる。
【００２７】
前記樹脂製の枠体は樹脂成形で形成でき、その枠体をリードフレームに固定するには接着剤で接着するか、通常の半導体装置のモールド工程でモールド装置を使つて形成することもできる。
【００２８】
前記の実施形態では、配線基板としてリードフレーム２を採り上げて説明したが、本発明においてはリードフレームに限定されるものではなく、印刷配線基板、或いは絶縁基板上にメッキ、蒸着などの薄膜形成手段で配線を形成した基板にも適用できることを断っておく。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、
１．通気孔から中空内部の膨張した空気等を外部へ放出することができるため、セット基板への実装時の加熱で中空内部の空気等や残留水分が膨張し、その圧力により生じるキャップと樹脂枠の接着部や樹脂枠とリードフレーム界面で剥
がれの問題が発生しない
２．光用途の中空型半導体装置の場合、内部の水分が外部へ放出されると共に、中空内部と外部の温度差がなくなるため、セット基板への実装時の加熱で中空内部の水分が水蒸気となり、ガラスキャップに付着したり、使用環境下の温度差で、ガラスキャップに結露することによる光透過性の低下という問題が発生
しない
３．パッケージがセラミック製ではないので、本発明の半導体装置は安価に製作
できる
など、数々の優れた効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の半導体装置を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【図３】
【符号の説明】
１Ａ…本発明の第１実施形態の半導体装置、１Ｂ…本発明の第２実施形態の半導体装置、２…配線基板（リードフレーム）、３…ダイパッド、５…アウターリード、６…ダム樹脂、７…金ワイヤ、８Ａ…枠体、８１…枠体８Ａに形成された溝、９，９Ａ…キャップ、９１…キャップ９Ａに形成された溝、１０，１１…通気孔、Ｓ…半導体素子

Claims

配線基板と、
該配線基板上に配設され、上方が開口した中空の枠体と、
該枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、
前記枠体の前記開口を閉鎖するキャップと
を具備して構成され、
前記枠体と前記キャップとの間の少なくとも２ヶ所に通気孔が形成されていることを特徴とする半導体装置。
配線基板と、
該配線基板上に配設され、上方が開口し、該開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に溝が形成された中空の枠体と、
該枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、
前記枠体の前記開口を閉鎖するキャップと
を備えて構成されていることを特徴とする半導体装置。
配線基板と、
該配線基板上に配設され、上方が開口した中空の枠体と、
該枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、
前記枠体の前記開口の上端縁の少なくとも２ヶ所に相当する部分から前記中空枠体内に向かって溝が形成されており、前記開口を閉鎖するキャップと
を備えて構成されていることを特徴とする半導体装置。
前記半導体素子が光半導体素子であり、前記キャップが光透過性部材であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３に記載の半導体装置。
前記配線基板がリードフレームであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４に記載の半導体装置。
配線基板と、該配線基板上に配設され、上方が開口し中空の樹脂製枠体と、該樹脂製枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、前記樹脂製枠体の前記開口を閉鎖するキャップとを具備して構成され、前記樹脂製枠体と前記キャップとの間の少なくとも２ヶ所に通気孔が形成されている半導体装置において、
前記樹脂製枠体が樹脂成型品であり、配線基板上の所定の位置に接着剤で接着固定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
配線基板と、該配線基板上に配設され、上方が開口し中空の樹脂製枠体と、該樹脂製枠体内の前記配線基板上に実装された半導体素子と、前記樹脂製枠体の前記開口を閉鎖するキャップとを具備して構成され、前記樹脂製枠体と前記キャップとの間の少なくとも２ヶ所に通気孔が形成されている半導体装置において、
前記樹脂製枠体が配線基板上の所定の位置に直接モールド成形で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。