JP2006332361A

JP2006332361A - 半導体装置、およびこれを用いた電子機器、ならびに半導体装置のリサイクル方法

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Publication number: JP2006332361A
Application number: JP2005154300A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Matsuo; 義彦松尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】廃棄処理の際に、選別処理後の残材にＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができるような半導体装置を提供すること。
【解決手段】光結合半導体装置を、発光素子１，受光素子２がそれぞれリードフレーム３，４に搭載されており、リードフレーム３，４のうち、Ａｓのような環境負荷物質を含む発光素子１が搭載されているリードフレーム３に、廃棄処理の際、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別時に、永久磁石または電磁石に吸着させるための吸着部１３が設けられているような構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置、およびこれを用いた電子機器、ならびに半導体装置のリサイクル方法に関する。

電気・電子部品には、半導体素子がプリント基板等の回路構成材として、Ｓｎ−Ｐｂ等のはんだではんだ付け搭載されて使用されている。このような半導体素子には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によってモールド（封止）されたものが用いられる。従来、このような電気・電子部品の廃棄は、一般的に、産業廃棄物取扱業者に引き取られた後、地中に埋め立てられることによって行われていた。

しかし、上述のような埋め立て廃棄が行われると、環境に負荷を与える環境負荷物質である鉛（Ｐｂ）や砒素（Ａｓ）によって土壌が汚染されてしまうという問題がある。すなわち、はんだはＰｂを含んでおり、半導体素子としてＡｓを含んだものが近年多く用いられるようになってきている。Ａｓを含んだ半導体素子には、例えば、微量のＡｓを添加することによって電流が流れやすくなる特性を示すようにしたシリコン（Ｓｉ）半導体があるが、このシリコン（Ｓｉ）半導体には数ｐｐｍ程度の微量のＡｓが添加されている。また、Ｓｉ半導体よりも高速に動作するガリウム砒素（ＧａＡｓ）を基とする化合物半導体があるが、ＧａＡｓには５１．８パーセント程度の比率でＡｓが含まれている。このようなＧａＡｓを用いた化合物半導体は、近年では、発光素子（ダイオード）や、光結合半導体装置（フォトカプラ）に用いられており、様々な電子機器（電気機器）に用いられている。

ここで、光結合半導体装置の一例として、２層モールドタイプのフォトカプラの構造について、図５を参照しながらその製造方法とともに説明する。

まず、予め折り曲げ加工されたＣｕ合金またはＦｅ合金等の導電性金属からなるリードフレーム１０３，１０４の先端部分（ヘッダー部）１０３ａ，１０４ａに、発光素子１０１と受光素子１０２とを各々個別にＡｇペースト等の導電性ペーストのダイボンド材１０５，１０６によってダイボンドして搭載する。そして、発光素子１０１と受光素子１０２とを、各々が隣接するリードフレーム１０３，１０４にＡｕ線等のワイヤ１０７，１０８でワイヤボンドして結線接続する。

次に、発光素子１０１の全体を、応力緩和用のシリコーン樹脂１０９によってプリコートして被覆する。そして、発光素子１０１と受光素子１０２とがダイボンドされたリードフレーム１０３，１０４を、スポット溶接またはローディングフレームセットすることによって、発光素子１０１と受光素子１０２とをそれぞれ位置決めして対向配置する。この状態で、発光素子１０１から受光素子１０２への光路が形成されるように、透光性エポキシ樹脂にて１次トランスファモールドを行ってインナーパッケージ１１１を成形する。この１次成形を終えた後、樹脂漏れによる樹脂バリを、バリ抜き用金型やブラスター等により機械的に除去するバリ取りを行い、隣接するリードフレーム間を支持し、トランスファモールド等の樹脂封止時の樹脂漏れを低減するよう設けられた補助リード部を切除するタイバーカットを行う。

このように、インナーパッケージ１１１を形成した後、外乱光の入射や内部からの光漏れをなくし、発光素子１０１から受光素子１０２への光信号を確実に伝達することができるように、遮光性エポキシ樹脂にて２次トランスファモールドを行ってアウターパッケージ１１２を成形する。その後、リードフレーム１０３，１０４のアウターパッケージ１１２から外部に露出した部分に外装めっきを施し、タイバーカットを行う。さらに、パッケージから露出しているリードフレーム１０３，１０４を成形加工して外部端子とするフォーミングを行った後、外部端子間の絶縁性を評価するための絶縁耐圧試験、電気特性検査、外観検査、梱包の各工程を経て、図５に示す構造のフォトカプラが製品として出荷される。

一方、近年では、家電リサイクル法（特定家庭用機器再商品化法）の影響もあり、有効な資源のリサイクルが推進されてきている。具体的には、エアコン・テレビ・洗濯機・冷蔵庫等の家電製品を廃棄処理する際には、手作業による選別の後、破砕処理、選別処理（送風選別、磁化選別、渦電流選別等）、溶解・精練処理等を行うことで、プラスチック・鉄・銅・アルミニウム等のような有効な資源を回収している。また、電気・電子部品を搭載したプリント基板については、溶鉱炉等で溶解・精錬を行うことで、金属資源のリサイクルが進められてきている。

しかし、上述のような選別処理によっては、上述したように、環境負荷物質であるＰｂが含まれているはんだやＡｓが含まれている半導体素子（上記光結合半導体装置の場合、発光素子１０１）を効果的に分離することが困難である。したがって、選別処理後の残材にＰｂやＡｓが含まれてしまい、残材に含まれる有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができない。また、溶解・精練処理時に、そのＰｂやＡｓが不純物となり、回収される金属資源の純度が低下してしまうという問題がある。

特許文献１には、樹脂モールド部品の樹脂部を破砕し、樹脂部と金属部とを容易に分離することができる技術が示されている。具体的には、電気・電子部品の破砕処理の際、前処理として、樹脂部へ水分を浸入させたり、周囲環境を高圧や真空としたりすることによって、樹脂部と金属部とを分別し易くしようとしたリサイクル手法が示されている。ところが、このような手法を実施するには、吸水や、加圧、減圧等が可能な大がかりな装置が必要となるという問題がある。
特開２００１−９４３６号公報

ところで、欧州におけるＲｏＨＳ指令（特定有害物質の使用制限指令）のように、現在では、世界的規模で環境負荷物質の規制が展開されてきている。中でも、環境負荷物質として、Ａｓおよびその化合物が注目されつつある。このＡｓは、土壌・水質汚染の原因となり、人体への影響（例えば、肝臓や皮膚、肺等のガン）もあると言われている。

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、廃棄処理の際に、選別処理後の残材に主としてＡｓが含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができるような半導体装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、半導体素子がリードフレームに搭載されている半導体装置において、前記リードフレームのうち、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームには、当該半導体装置を廃棄処理する際、他の部材から分離して除去する除去手段が備えられていることを特徴とする。

このような構成によれば、廃棄処理の際に、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを他の部材から分離できる。これにより、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残部（残材）にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

また、本発明の半導体装置において、前記除去手段は、磁性材料で形成されており、当該半導体装置を廃棄処理する際の永久磁石または電磁石を用いた磁化選別時に、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームが永久磁石または電磁石に吸着されることで、該リードフレームが他の部材から分離して除去されることを特徴とする。

このような構成によれば、廃棄処理の際に、破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを永久磁石等で吸着することで、他の部材から分離することができる。これにより、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

ここで、前記除去手段を、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームの素子搭載面と反対側の面に設けることができる。このような構成により、廃棄処理の際に、破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを永久磁石等で吸着することで、他の部材から分離することができる。これにより、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

また、本発明の半導体装置を、入力電流に応じて光信号を発生する発光素子と、該発光素子からの光信号を受けて電気信号を出力する受光素子とを備え、前記発光素子と受光素子とが各々のリードフレーム上に搭載された光結合半導体装置として構成することができ、前記環境負荷物質を含む半導体素子を前記発光素子とすることができる。

このような構成によれば、廃棄処理の際に、破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、Ａｓのような環境負荷物質を含む発光素子が搭載されているリードフレームを永久磁石等で吸着することで、他の部材から分離することができる。これにより、環境負荷物質を含む発光素子が搭載されているリードフレームを発光素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

また、本発明の半導体装置において、前記発光素子が搭載されているリードフレームには、当該半導体装置を廃棄処理する際の破砕処理時の衝撃によって、該リードフレームを前記発光素子が搭載されている部分と発光素子が搭載されていない部分とに切断するための切断部が設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、廃棄処理の際、衝撃破砕機等による破砕処理時に、光結合半導体装置に衝撃が加えられると、切断部が設けられているリードフレームが、切断部の部分を境に、発光素子が搭載されている部分と発光素子が搭載されていない部分とに切断される。そして、リードフレームの発光素子が搭載されている部分には、上述のような除去手段が設けられているため、破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、リードフレームの発光素子が搭載されている部分に永久磁石または電磁石の磁力が作用すると、この部分が永久磁石等に吸着される。これに対し、リードフレームの発光素子が搭載されていない部分に磁力が作用しても、この部分は永久磁石等には吸着されない。このように、廃棄処理の際に、発光素子が搭載されたリードフレームのうち、発光素子が搭載されている部分だけを分離することができる。これにより、Ａｓのような環境負荷物質を含む発光素子が搭載されているリードフレームのうち、発光素子が搭載されている部分を発光素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

ここで、前記切断部を、前記発光素子が搭載されているリードフレームに形成された凹部とすることができる。このような構成により、廃棄処理の際、衝撃破砕機等による破砕処理時に、光結合半導体装置に衝撃が加えられると、凹部が設けられているリードフレームが、凹部の部分で切断されて、発光素子が搭載されている部分と発光素子が搭載されていない部分とに切断される。そして、リードフレームの発光素子が搭載されている部分には、上述のような除去手段が設けられているため、破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、リードフレームの発光素子が搭載されている部分に永久磁石または電磁石の磁力が作用すると、この部分が永久磁石等に吸着される。これに対し、リードフレームの発光素子が搭載されていない部分に磁力が作用しても、この部分は永久磁石等には吸着されない。このように、廃棄処理の際に、発光素子が搭載されたリードフレームのうち、発光素子が搭載されている部分だけを分離することができる。これにより、Ａｓのような環境負荷物質を含む発光素子が搭載されているリードフレームのうち、発光素子が搭載されている部分を発光素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

また、本発明は、半導体素子がリードフレームに搭載されている半導体装置において、前記リードフレームのうち、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームが、それ以外のリードフレームとは異なる材質で形成されており、当該半導体装置を廃棄処理する際の永久磁石または電磁石を用いた磁化選別時に、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームだけが永久磁石または電磁石に吸着されることで、該リードフレームが他の部材から分離して除去されることを特徴とする。

このような構成によれば、廃棄処理の際に、その破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うと、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームだけが永久磁石等に吸着される。これにより、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

また、本発明の電子機器は、以上のような構成の本発明の半導体装置を備えている。すなわち、本発明は、半導体装置に限定されるものではなく、この半導体装置を適用した電子機器を包含する。特に、上記構成の半導体装置を、映像機器（テレビ、プロジェクタ等）、産業機器（プログラムコントローラ等）、空調機器（エアコン等）、通信機器（携帯電話、交換機、モデム、セットトップボックス等）、およびその電源、充電器等の電子機器に用いることができ好適である。

さらに、本発明の半導体装置のリサイクル方法は、以上のような構成の半導体装置のリサイクルを行うにあたり、当該半導体装置の破砕処理後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行う際、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを永久磁石または電磁石に吸着させることで、該リードフレームを他の部材から分離して除去することを特徴としている。これにより、リサイクルの際の永久磁石または電磁石を用いた磁化選別によって、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを他の部材から分離でき、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源を効率的に回収することができる。

本発明は、上述のように構成されているから、半導体装置の廃棄処理時に、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを他の部材から分離できる。これにより、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓのような環境負荷物質が含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

なお、本発明は、半導体装置に限定されるものではなく、この半導体装置を適用した電子機器を包含する。特に、本発明の半導体装置を、映像機器（テレビ、プロジェクタ等）、産業機器（プログラムコントローラ等）、空調機器（エアコン等）、通信機器（携帯電話、交換機、モデム、セットトップボックス等）、およびその電源、充電器等の電子機器に用いることができる。

以下では、本発明を適用する半導体装置として、光結合半導体装置を例に説明する。光結合半導体装置は、入力電流に応じて光信号を発生する発光素子と、発光素子からの光信号を受けて電気信号を出力する受光素子とを備え、発光素子と受光素子とが各々のリードフレーム上に搭載されて構成される半導体装置である。

〔実施形態１〕
図１は本発明を適用する光結合半導体装置の実施形態の構造を模式的に示す断面図である。この例の光結合半導体装置は、２層モールドタイプのフォトカプラである。図１に示すように、光結合半導体装置においては、発光素子１と受光素子２とがＣｕ合金のような強磁性の特性を示さない導電性金属からなる各リードフレーム３，４の先端部分（ヘッダー部）３ａ，４ａにＡｇペースト等の導電性ペーストのダイボンド材５，６でダイボンドされている。発光素子１と受光素子２とは、それぞれワイヤ７，８を介して各リードフレーム３，４にワイヤボンドされている。

そして、発光素子１が搭載されているリードフレーム３の裏面、つまり、素子搭載面と反対側の面には、磁性材料からなる吸着部１３が設けられている。吸着部１３を形成する磁性材料には、例えば、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒのような強磁性体のうち少なくとも１つが含まれる。吸着部１３は、少なくとも素子搭載部であるヘッダー部３ａの部分には設けられている。この例では、吸着部１３は、リードフレーム３の後述するインナーパッケージ１１でモールドされる部分の略全域に形成されている。この吸着部１３は、後述するように、光結合半導体装置の廃棄処理時に、磁化選別を行うにあたり、発光素子１が搭載されたリードフレーム３を他の部材から分離して除去する除去手段として設けられている。

また、発光素子１は、応力緩和用のシリコーン樹脂９よってプリコートされている。発光素子１と受光素子２とは、対向配置された状態で、パッケージ１０にて封止されている。パッケージ１０は、発光素子１と受光素子２との間に光路が形成されるように、透光性エポキシ樹脂による１次モールドにて成形されたインナーパッケージ１１と、遮光性エポキシ樹脂による２次モールドにて成形されたアウターパッケージ１２の２層構造となっている。

以上の構造の光結合半導体装置においては、電気信号がリードフレーム３およびワイヤ７を通じて発光素子１に入力され、この電気信号が発光素子１により光信号に変換されて出力される。発光素子１からの光信号は、シリコーン樹脂９およびインナーパッケージ（透光性エポキシ樹脂）１１を通じて受光素子２の受光面に入射して電気信号に変換され、その電気信号がワイヤ８およびリードフレーム４を通じて出力される。これにより、入力側と出力側を電気的に絶縁した状態で信号伝達を行うことができる。

このような構造の光結合半導体装置は、次のようにして製造される。

まず、Ｃｕ合金のような導電性金属の板材を抜き金型を用いて所定の形状に形成し、曲げ金型を用いて曲げ加工した後、素子搭載箇所の酸化防止のためのＡｇめっき等を施して、リードフレーム３，４を作製する。このとき、酸化防止のためのＡｇめっきの前後いずれかにおいて、発光素子１を搭載するリードフレーム３の裏面（素子搭載面と反対側の面）に、磁性材料からなる吸着部１３を電気めっきまたは無電解めっきを施して形成する。

そして、リードフレーム３，４の各ヘッダー部３ａ，４ａに発光素子１と受光素子２とをダイボンド材５，６にてダイボンドして搭載し、発光素子１と受光素子２とを、各々が隣接するリードフレーム３，４にワイヤ７，８にてワイヤボンドして結線接続する。

次に、発光素子１の全体をシリコーン樹脂９によってプリコートして被覆する。そして、発光素子１と受光素子２とがワイヤボンドされたリードフレーム３，４を、インナーパッケージ用モールド金型（図示せず）に位置精度よくセットした状態で、透光性エポキシ樹脂にて１次トランスファモールドを行ってインナーパッケージ１１を成形する。この１次モールド成形を終えた後、バリ取り、タイバーカットを行う。

このように、インナーパッケージ１１を形成した後、外乱光の入射や内部からの光漏れをなくし、発光素子１から受光素子２への光信号を確実に伝達することができるように、遮光性エポキシ樹脂にて２次トランスファモールドを行って、アウターパッケージ１２を形成する。その後、リードフレーム３，４のアウターパッケージ１２から外部に露出した部分に外装めっきを施し、タイバーカット、フォーミングを行うと、図１に示す構造の光結合半導体装置が得られる。

以上のような光結合半導体装置において、上述したように、発光素子１が搭載されているリードフレーム３の裏面に吸着部１３が設けられている。この吸着部１３は、光結合半導体装置を用いた電子機器の廃棄処理時に、衝撃破砕機等による破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、発光素子１が搭載されたリードフレーム３を永久磁石等で吸着することで、他の部材から分離して除去する除去手段として設けられている。すなわち、発光素子１が搭載されたリードフレーム３には、磁性材料からなる吸着部１３が形成されているため、このようなリードフレーム３に永久磁石または電磁石の磁力が作用すると、このリードフレーム３が永久磁石等に吸着される。一方、吸着部１３が形成されていないリードフレーム３，４は、永久磁石等には吸着されない。また、このとき、渦電流を発生させて渦電流選別を行うことにより、吸着部１３が形成されていないリードフレーム３，４がインナーパッケージ１１、アウターパッケージ１２等から分離される。

このように、光結合半導体装置を用いた電子機器を廃棄処理する際に、発光素子１が搭載されたリードフレーム３を他の部材から分離することができる。これにより、環境負荷物質であるＡｓを添加したＳｉ半導体や、ＧａＡｓを基とする化合物半導体が発光素子１に用いられている場合であっても、このような発光素子１を搭載したリードフレーム３を発光素子１とともに選択的に除去することができる。つまり、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームに吸着部１３を設けることによって、そのようなリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残部（残材）にできる限りＡｓが含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

なお、例えば、電源回路等で用いられるパワーデバイスのように、ダイボンド材５としてはんだが用いられることがある。はんだは、環境負荷物質であるＰｂを含んでいるため、選別処理後の残材にできる限りＰｂが含まれないようにすることが望ましいところ、この例では、上述のように、発光素子１が搭載されたリードフレーム３が発光素子１とともに除去される際、ダイボンド材５としてのはんだも併せて除去することができる。

〔実施形態２〕
図２は、本発明を適用する光結合半導体装置の他の実施形態の構造を模式的に示す断面図である。この例の光結合半導体装置は、リードフレームの形態が図１に示す光結合半導体装置とは異なっている。なお、基本的な構造については、図１に示す光結合半導体装置と同様であるため、同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

この例の光結合半導体装置では、発光素子１が搭載されるリードフレーム１５に、図１に示す光結合半導体装置と同様の吸着部１３が設けられており、さらに、断面Ｖ字状のＶノッチ（凹部）１５ｂが形成されている。Ｖノッチ１５ｂは、吸着部１３が設けられている部分に対し、ヘッダー部１５ａとは逆側の位置に設けられている。この例では、吸着部１３がインナーパッケージ１１でモールドされる部分の略全域に形成されており、Ｖノッチ１５ｂはインナーパッケージ１１とアウターパッケージ１２との境界付近に位置するように設けられている。このＶノッチ１５ｂは、光結合半導体装置を用いた電子機器を廃棄処理する際の破砕処理時に、リードフレーム１５を発光素子１が搭載されている部分と発光素子１が搭載されていない部分とに切断するための切断部として設けられている。一方、他のリードフレームには、Ｖノッチは形成されていない。

このように、発光素子１が搭載されるリードフレーム１５にＶノッチ１５ｂが設けられているため、このリードフレーム１５に衝撃を加えることによって、Ｖノッチ１５ｂの部分でリードフレーム１５を切断しやすくなっている。これにより、次のようなメリットがある。すなわち、光結合半導体装置を用いた電子機器を廃棄処理する際、衝撃破砕機等による破砕処理時に、光結合半導体装置に衝撃が加えられ、パッケージ１０が破壊される。この衝撃によって、Ｖノッチ１５ｂが設けられているリードフレーム１５は、図３に示すように、Ｖノッチ１５ｂが形成されている部分を境に、吸着部１３が形成されている部分（発光素子１が搭載されている部分）１５ｃと吸着部１３が形成されていない部分（発光素子１が搭載されていない部分）１５ｄとに分けられる。ここで、上述したように、吸着部１３は、光結合半導体装置を用いた電子機器の廃棄処理時に、その破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、発光素子１が搭載されたリードフレーム１５を永久磁石等で吸着することで、他の部材から分離して除去するために設けられている。したがって、リードフレーム１５の吸着部１３が形成されている部分１５ｃに永久磁石または電磁石の磁力が作用すると、この部分１５ｃが永久磁石等に吸着される。これに対し、リードフレーム１５の吸着部１３が形成されていない部分１５ｄに磁力が作用しても、この部分１５ｄは永久磁石等に吸着されない。また、吸着部１３が形成されていないリードフレーム３，４も永久磁石等には吸着されない。なお、リードフレーム１５の吸着部１３が形成されていない部分１５ｄ、および吸着部１３が形成されていない他のリードフレームは、渦電流を発生させて渦電流選別を行うことによって分離することができる。

このように、光結合半導体装置を用いた電子機器を廃棄処理する際に、発光素子１が搭載されたリードフレーム１５を他の部材から分離することができる。しかも、そのリードフレーム１５のうち、吸着部１３が形成されている部分１５ｃ、つまり、発光素子１が搭載されている部分だけを分離することができる。これにより、環境負荷物質であるＡｓを添加したＳｉ半導体や、ＧａＡｓを基とする化合物半導体が発光素子１に用いられている場合であっても、このような発光素子１を搭載したリードフレーム１５のうち、発光素子１が搭載されている部分だけを選択的に除去することができる。つまり、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームのうち、半導体素子が搭載されている部分を半導体素子が搭載されていない部分と分別して除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓが含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。さらに、リードフレーム１５の発光素子１が搭載されていない部分を発光素子１が搭載されている部分と分別して回収できるため、リサイクル効率を向上させることができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

なお、例えば、電源回路等で用いられるパワーデバイスのように、ダイボンド材５としてはんだが用いられることがある。はんだは、環境負荷物質であるＰｂを含んでいるため、選別処理後の残材にできる限りＰｂが含まれないようにすることが望ましいところ、この例では、上述のように、発光素子１を搭載したリードフレーム１５のうち、発光素子１が搭載されている部分が発光素子１とともに除去される際、ダイボンド材５としてのはんだも併せて除去することができる。

〔実施形態３〕
図４は、本発明を適用する光結合半導体装置の他の実施形態の構造を模式的に示す断面図である。この例の光結合半導体装置は、表面実装タイプの光結合半導体装置であり、リードフレームの形態が図１に示す光結合半導体装置とは異なっている。なお、基本的な構造については、図１に示す光結合半導体装置と同様であるため、同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

この例の光結合半導体装置では、発光素子１が搭載されるリードフレーム１７は、Ｆｅ合金（例えば、４２Ａｌｌｏｙ等）のように強磁性の特性を示す導電性金属で形成され、他のリードフレームは、上述した例と同様のＣｕ合金のように強磁性の特性を示さない導電性金属で形成されている。これにより、光結合半導体装置を用いた電子機器の廃棄処理時に、その破砕処理の後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行うにあたり、発光素子１が搭載されたリードフレーム１７に永久磁石または電磁石の磁力が作用すると、このリードフレーム１７が永久磁石等に吸着される。これに対し、他のリードフレームは、永久磁石等には吸着されない。なお、他のリードフレームは、渦電流を発生させて渦電流選別を行うことによって分離することができる。

このように、光結合半導体装置を用いた電子機器を廃棄処理する際に、発光素子１が搭載されたリードフレーム１７を他の部材から分離することができる。これにより、環境負荷物質であるＡｓを添加したＳｉ半導体や、ＧａＡｓを基とする化合物半導体が発光素子１に用いられている場合であっても、このような発光素子１を搭載したリードフレーム１７を発光素子１とともに選択的に除去することができる。つまり、Ａｓのような環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを強磁性の特性を示す導電性金属で形成することによって、そのようなリードフレームを半導体素子とともに除去することができる。したがって、選別処理後の残材にできる限りＡｓが含まれないようにすることができ、その残材に含まれている有効な資源のリサイクルを効果的に行うことができる。また、溶解・精練処理で回収される金属資源の純度の低下を防止することができる。

なお、例えば、電源回路等で用いられるパワーデバイスのように、ダイボンド材５としてはんだが用いられることがある。はんだは、環境負荷物質であるＰｂを含んでいるため、選別処理後の残材にできる限りＰｂが含まれないようにすることが望ましいところ、この例では、上述のように、発光素子１が搭載されたリードフレーム１７が発光素子１とともに除去される際、ダイボンド材５としてのはんだも併せて除去することができる。

本発明を適用する光結合半導体装置の実施形態の構造を模式的に示す断面図である。他の例の光結合半導体装置の構造を模式的に示す断面図である。光結合半導体装置のリードフレームが切断部の部分で切断された様子を示す説明図である。他の例の光結合半導体装置の構造を模式的に示す断面図である。従来の２層モールドタイプのフォトカプラの構造を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１発光素子
２受光素子
３，４リードフレーム
１１インナーパッケージ
１２アウターパッケージ
１３吸着部

Claims

半導体素子がリードフレームに搭載されている半導体装置において、
前記リードフレームのうち、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームには、当該半導体装置を廃棄処理する際、他の部材から分離して除去する除去手段が備えられていることを特徴とする半導体装置。
前記除去手段は、磁性材料で形成されており、当該半導体装置を廃棄処理する際の永久磁石または電磁石を用いた磁化選別時に、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームが永久磁石または電磁石に吸着されることで、該リードフレームが他の部材から分離して除去されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
前記除去手段は、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームの、素子搭載面と反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
当該半導体装置は、入力電流に応じて光信号を発生する発光素子と、該発光素子からの光信号を受けて電気信号を出力する受光素子とを備え、前記発光素子と受光素子とが各々のリードフレーム上に搭載された光結合半導体装置として構成されているとともに、前記環境負荷物質を含む半導体素子が前記発光素子であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
前記発光素子が搭載されているリードフレームには、当該半導体装置を廃棄処理する際の破砕処理時の衝撃によって、該リードフレームを前記発光素子が搭載されている部分と発光素子が搭載されていない部分とに切断するための切断部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
前記切断部は、前記発光素子が搭載されているリードフレームに形成された凹部であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
半導体素子がリードフレームに搭載されている半導体装置において、
前記リードフレームのうち、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームが、それ以外のリードフレームとは異なる材質で形成されており、当該半導体装置を廃棄処理する際の永久磁石または電磁石を用いた磁化選別時に、前記環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームだけが永久磁石または電磁石に吸着されることで、該リードフレームが他の部材から分離して除去されることを特徴とする半導体装置。
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の半導体装置を用いたことを特徴とする電子機器。
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の半導体装置のリサイクルを行うにあたり、当該半導体装置の破砕処理後、永久磁石または電磁石を用いた磁化選別を行う際、環境負荷物質を含む半導体素子が搭載されているリードフレームを永久磁石または電磁石に吸着させることで、該リードフレームを他の部材から分離して除去することを特徴とする半導体装置のリサイクル方法。