JP2008085154A - 樹脂封止半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
樹脂封止される素子やボンディングワイヤなどに印加される応力を緩和した樹脂封止半導体装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
リードフレーム１１ａに発光素子１２を固着し、リードフレーム１１ｂに受光素子１３を固着し、各素子とリードフレームはボンディングワイヤ１２ｂ、１３ｂで接続され、各素子とボンディングワイヤはそれぞれ低硬度の第１エンキャップ１２ｃ、１３ｃで被覆され、これら第１エンキャップ樹脂１２ｃ、１３ｃ並びにリードフレーム１１ａ、１１ｂの周囲は高硬度の第２エンキャップ樹脂で被覆され、その周囲はモールド樹脂１５で成形される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップ、ボンディングワイヤなどに印加される応力の緩和を図った樹脂封止半導体装置に関する。
従来の技術を反射型フォトカプラを例に図２を参照して説明する。すなわち、一対のリードフレーム２１ａ、２１ｂの一方のリードフレーム２１ａにはＬＥＤからなる発光素子２２が銀ペースト２２ａにてマウントされており、更に発光素子２２とリードフレーム２１ａはボンディングワイヤ２２ｂにて接続されている。
同様に他方のリードフレーム２１ｂにはフォトダイオードからなる受光素子２３が銀ペースト２３ａにてマウントされており、更に受光素子２３とリードフレーム２１ｂはボンディングワイヤ２３ｂにて接続されている。
発光素子２２並びに受光素子２３の周囲は、進入度１０のシリコーン樹脂からなるエンキャップ樹脂２４によって被覆されている。エンキャップ樹脂２４の周囲はエポキシ樹脂からなるモールド樹脂２５によって成形され外囲器を形成している。
しかしながら、モールド樹脂２５を成形した後にエンキャップ樹脂２４とモールド樹脂２５との熱膨張係数の差によってシリコーン樹脂からなるエンキャップ樹脂２４が引っ張られ、その結果、エンキャップ樹脂２４とリードフレーム２１ａ、２１ｂや発光素子２２、受光素子２３の界面が剥離する現象が起き光変換効率特性に悪影響を及ぼす。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、樹脂封止される素子やボンディングワイヤなどに印加される応力を緩和した樹脂封止半導体装置を提供することを目的とする。
本願発明の一態様によれば、リードフレームに固着された半導体素子と、この半導体素子と前記リードフレーム間を接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子並びに前記ボンディングワイヤの周囲を被覆する第１の硬度を有する第１エンキャップ樹脂と、この第１エンキャップ樹脂の周囲を被覆する前記第１の硬度より高硬度の第２の硬度を有する第２エンキャップ樹脂と、この第２エンキャップ樹脂の周囲を被覆成形するモールド樹脂とを具備することを特徴とする樹脂封止半導体装置が提供される。
半導体素子とボンディングワイヤの周囲を低硬度の第１エンキャップ樹脂で被覆しこの周囲を高硬度の第２エンキャップ樹脂で更に被覆して、第２エンキャップ樹脂の周囲をモールド樹脂によって成形することにより、モールド樹脂と第２エンキャップ樹脂間に応力が発生しても、第１エンキャップ樹脂によりこの応力が緩和され、半導体素子、ボンディングワイヤへの界面剥離を回避できるようになった。フォトカップラにおいては光変換効率特性に悪影響を及ぼすことが防止可能となった。
以下に本発明に係わる一実施形態を図１を参照して説明する。一対のリードフレーム１１ａ、１１ｂの一方のリードフレーム１１ａにはＬＥＤからなる発光素子１２が銀ペースト１２ａにてマウントされており、更に発光素子１２とリードフレーム１１ａはボンディングワイヤ１２ｂにて接続されている。発光素子１２並びにボンディングワイヤ１２ｂの周囲には、低硬度で柔らかい進入度４００のゲルシリコーン樹脂を被覆し第１エンキャップ樹脂１２ｃを形成する。
同様に他方のリードフレーム１１ｂにはフォトダイオードからなる受光素子１３が銀ペースト１３ａにてマウントされており、更に受光素子１３とリードフレーム１１ｂはボンディングワイヤ１３ｂにて接続されている。受光素子１３並びにボンディングワイヤ１３ｂの周囲には、低硬度で柔らかい進入度４００のゲルシリコーン樹脂を被覆し第１エンキャップ樹脂１３ｃを形成する。
また、第１エンキャップ樹脂１２ｃ、１３ｃの周囲には、これら第１エンキャップ樹脂１２ｃ、１３ｃを形成するゲルシリコーン樹脂の硬度より高硬度の進入度１０のシリコーン樹脂によって被覆され第２エンキャップ樹脂１４が形成されている。第２エンキャップ樹脂１４の周囲はエポキシ樹脂からなるモールド樹脂１５によって成形され外囲器を形成している。
このような構成とすることにより、エポキシ樹脂からなるモールド樹脂１５とその内側のシリコーン樹脂からなる第２エンキャップ樹脂１４との熱膨張係数の差によって応力が発生しても、この応力によりゲルシリコーン樹脂からなる第１エンキャップ樹脂１２ｃ、１３ｃの内部に気泡が発生する。
発生する気泡は発光素子１２、受光素子１３、それぞれのボンディングワイヤ１２ｂ、１３ｂに印加される応力を緩和するクッションとしての機能を発揮する。この結果、第１エンキャップ樹脂１２ｃ、１３ｃとリードフレーム１１ａ、１１ｂや発光素子１２、受光素子１３、ボンディングワイヤ１２ｂ、１３ｂとの界面が剥離する現象を回避することができるようになり、光変換効率特性に悪影響を及ぼすことを防止することが可能となった。
本発明に係わる一実施形態を示す断面図。 従来例を示す断面図。
符号の説明
１１ａ、１１ｂ…リードフレーム、１２…発光素子、１２ａ、１３ａ…銀ペースト、１２ｂ、１３ｂ…ボンディングワイヤ、１２ｃ、１３ｃ…第１エンキャップ樹脂、１３…受光素子、１４…第２エンキャップ樹脂、１５…モールド樹脂。

Claims (5)

  1. リードフレームに固着された半導体素子と、この半導体素子と前記リードフレーム間を接続するボンディングワイヤと、前記半導体素子並びに前記ボンディングワイヤの周囲を被覆する第１の硬度を有する第１エンキャップ樹脂と、この第１エンキャップ樹脂の周囲を被覆する前記第１の硬度より高硬度の第２の硬度を有する第２エンキャップ樹脂と、この第２エンキャップ樹脂の周囲を被覆成形するモールド樹脂とを具備することを特徴とする樹脂封止半導体装置。
  2. 前記第１エンキャップ樹脂並びに前記第２エンキャップ樹脂はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止半導体装置。
  3. 第１リードフレームに固着された発光素子と、この発光素子と対向する如く第２リードフレームに固着された受光素子と、前記第１リードフレームと前記発光素子を接続する発光素子用ボンディングワイヤと、前記第２リードフレームと前記受光素子を接続する受光素子用ボンディングワイヤと、前記発光素子並びに前記発光素子用ボンディングワイヤの周囲を被覆する第１の硬度を有する発光素子用第１エンキャップ樹脂と、前記受光素子並びに前記受光素子用ボンディングワイヤの周囲を被覆する第１の硬度を有する受光素子用第１エンキャップ樹脂と、前記発光素子用第１エンキャップ樹脂並びに前記受光素子用第１エンキャップ樹脂の周囲を被覆する前記第１の硬度より高硬度の第２の硬度を有する第２エンキャップ樹脂と、この第２エンキャップ樹脂の周囲を被覆成形するモールド樹脂とを具備することを特徴とする樹脂封止半導体装置。
  4. 前記発光素子用第１エンキャップ樹脂、受光素子用第１エンキャップ並びに前記第２エンキャップ樹脂はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項３記載の樹脂封止半導体装置。
  5. 前記モールド樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２又は４記載の樹脂封止半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013105929A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュールとその製造方法及び車両用灯具
US10483424B2 (en) 2015-03-02 2019-11-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal coupling device

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