JP2010074142A - 半導体装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】モールド樹脂材からなる固定体により複数のリードフレームを固定する半導体装置の強度を向上できるようにする。
【解決手段】半導体装置は、素子実装部１ａを有する第１のリードフレーム１と、第１のリードフレーム１と同一面内で且つ所定の間隔をおいて配置された第２のリードフレーム２と、各リードフレームを固定する樹脂材１４からなるモールド固定体５と、第１のリードフレーム１の素子実装部１ａの上に固着されたレーザダイオード６とを有している。モールド固定体５は、各リードフレームの表裏面の少なくとも一部を覆うと共に、モールド固定体５に残され該モールド固定体５を注入した痕跡である樹脂注入口跡５ａは、その一部が第１のリードフレーム１又は第２のリードフレーム２の上側部分に位置し、その残部が第１のリードフレーム１と第２のリードフレーム２との間の上側部分に位置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば光源に用いられる半導体装置及びそれを用いた電子機器に関する。
以下、従来のレーザ光源に用いられる半導体装置を説明する。
従来のレーザ光源に用いられる半導体装置は、少なくとも、素子実装部を有する第１のリードフレームと、該第１のリードフレームとほぼ同一面内で且つ所定間隔をおいて配置された第２のリードフレームとを有している。
第１のリードフレームと第２のリードフレームとは、各リードフレームの表裏面の少なくとも一部がトランスファーモールド樹脂材よりなる固定体（以下、モールド固定体と呼ぶ。）により固着されて固定されている。また、第１のリードフレームの素子実装部の上には、レーザダイオードが固着されている。例えば、この構成に類似した半導体装置が特許文献１に記載されている。
従来の半導体装置は、第１のリードフレームと第２のリードフレームとを固定するトランスファーモールド工程において、モールド固定体によって、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームの表裏面の少なくとも一部を覆う必要があることから、金型の樹脂注入口は、第１のリードフレーム又は第２のリードフレームと対向して配置し、この状態で、金型内に樹脂材を圧入している。
具体的には、圧入される樹脂材を第１のリードフレーム又は第２のリードフレームの表面に衝突させ、この衝突により樹脂材の流動方向をリードフレームの表面に平行な方向に変更して、さらにリードフレームの裏面側へと流動させている。
従って、トランスファーモールド工程の後には、金型に設けられた樹脂材の注入口の痕跡である樹脂注入口跡が、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームのうちのいずれか一方の上方に残存している。
特開平６−４５７０３号公報
電子機器の小型化に伴い、これに搭載される半導体装置も小型化が求められ、その一環としてモールド固定体の肉厚を薄くすることが求められる。
しかしながら、前記従来の半導体装置の構成では十分な強度を得られないという問題がある。すなわち、小型化を目指してモールド固定体の肉厚を薄くするには、金型の樹脂注入口を該樹脂注入口と対向する第１のリードフレーム又は第２のリードフレームの表面に接近させる必要がある。
ところが、金型の樹脂注入口をリードフレームの表面に接近させると、樹脂材の流動性が十分に確保できなくなる。このため、各リードフレームの表裏面の一部を覆うモールド固定体が途切れたり、空気が混入したりして、いわゆる、鬆（す）ができてしまい、半導体装置としての十分な強度を得ることができなくなる。
本発明は、前記従来の問題を解決し、モールド樹脂材からなる固定体により複数のリードフレームを固定する半導体装置の強度を向上できるようにすることを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体装置を、金型の樹脂注入口の一部が複数のリードフレームのいずれか１つと対向し、且つその残部が複数のリードフレームの間の領域と対向するようにする構成とする。
具体的に、本発明に係る半導体装置は、素子実装部を有する第１のリードフレームと、第１のリードフレームと同一の面内で且つ所定の間隔をおいて配置された第２のリードフレームと、第１のリードフレームと第２のリードフレームとを固定するトランスファーモールド樹脂材からなる固定体と、第１のリードフレームにおける素子実装部の上に固着された半導体素子とを備え、固定体は、第１のリードフレームの表裏面の少なくとも一部及び第２のリードフレームの表裏面の少なくとも一部を覆うと共に、固定体に残され、該固定体を注入した痕跡である樹脂注入口跡は、その一部が第１のリードフレーム又は第２のリードフレームの上側部分に位置し、その残部が第１のリードフレームと第２のリードフレームとの間の上側部分に位置することを特徴とする。
本発明の半導体装置によると、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームのいずれか一方の表面で樹脂材の一部が衝突し、それにより樹脂材の流動方向がリードフレームの表面に平行な方向に変更されるため、リードフレームの表面側には樹脂材がスムーズに流動する。その上、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの間から樹脂材の残り部分が裏面側へもスムーズに流動するため、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームの各表裏面の少なくとも一部を覆う固定体に途切れが発生したり、空気が混入したりするおそれがなくなる。これにより、半導体装置としての十分な強度を得ることができる。
本発明の半導体装置において、第１のリードフレーム又は第２のリードフレームにおける樹脂注入口跡と対向する領域は、第１のリードフレーム又は第２のリードフレームにおける樹脂注入口跡と対向しない他の領域よりも肉厚が薄い薄肉部を形成していることが好ましい。
この場合に、第１のリードフレーム又は第２のリードフレームにおける樹脂注入口跡と対向する領域は、樹脂注入口跡側からその下方に向かって打ち抜かれることにより形成されていることが好ましい。
本発明の半導体装置において、半導体素子はレーザダイオードであることが好ましい。
本発明に係る電子機器は、本発明の半導体装置を光源として備えていることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置及び電子機器は、モールド樹脂材により複数のリードフレームを固定する半導体装置の強度を向上することができる。
（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置を構成するリードフレームを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法におけるトランスファーモールド工程を示し、図４のIII-III線における断面図である。 図１（ｂ）の領域Ａを拡大した底面図である。
（一実施形態）
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置であって、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は底面構成を示し、（ｃ）は側面構成を示している。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、素子実装部１ａを有する第１のリードフレーム１と、それぞれが第１のリードフレーム１と同一の面内で且つ所定の間隔をおいて配置された第２のリードフレーム２及び第３のリードフレーム３と、第１のリードフレーム１、第２のリードフレーム２及び第３のリードフレーム３の各表裏面の少なくとも一部を覆うことにより、第１のリードフレーム１と、第２のリードフレーム２及び第３のリードフレーム３とを固定するトランスファーモールド樹脂材からなるモールド固定体５と、第１のリードフレーム１の素子実装部１ａの上にサブマウント７を介在させて固着された半導体素子、例えばレーザダイオード６とを有している。
図１（ａ）に示すように、サブマウント７の上に保持されたレーザダイオード６は、第３のリードフレーム３に設けられた、モールド固定体５から露出する第２の接続端子部３ａと金属細線８により接続されている。また、サブマウント７は、第２のリードフレーム２に設けられた、モールド固定体５から露出する第１の接続端子部２ａと金属細線８により接続されている。
図１（ａ）〜（ｃ）に示す半導体装置は、主に光ディスク装置等ピックアップに用いられる。 第１のリードフレーム１は、その幅が３ｍｍから６ｍｍ程度であり、モールド固定体５を含めた厚さは、１．０ｍｍから２．０ｍｍ程度である。また、レーザダイオード６の寸法は、幅方向が０．２ｍｍから０．４ｍｍ程度であり、長手方向が０．５ｍｍから３ｍｍ程度である。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、モールド固定体５は、各リードフレーム１〜３の表裏面にわたって設けられており、図１（ａ）に示す表面側では、レーザダイオード６の三方を取り巻くように平面コの字状に形成され、図１（ｂ）に示す裏面側においても、同じく平面コの字状に形成されている。ここで、第１のリードフレーム１における素子実装部１ａの両側方に設けられた取付孔１ｂは、表面側に形成されたモールド固定体５によって充填されている。
また、図１（ｂ）に示すように、モールド固定体５の裏面側には、トランスファーモールド樹脂材を注入した痕跡である樹脂注入口跡５ａが残存している。
以下、前記のように構成された半導体装置の製造方法、特にモールド固定体５の形成方法について図面を参照しながら説明する。
まず、図２に示す第１のリードフレーム１、第２のリードフレーム２及び第３のリードフレーム３を用意する。図２に示すように、第３のリードフレーム３における第１のリードフレーム１と対向する先端部であって、その裏面側には他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部３ｂが形成されている。
次に、図３に示すように、用意された各リードフレーム１〜３の各表裏面を、上金型１０及び下金型１１によって挟持し、この状態で上金型１０に設けられた樹脂注入口１０ａからトランスファーモールド樹脂材（以下、単に樹脂材と呼ぶ。）１４を圧入する。ここで、図４は図１（ｂ）の領域Ａを拡大して表している。
このとき、図３及び図４に示すように、上金型１０の樹脂注入口１０ａは、その一部、ここでは半分程度が第３のリードフレーム３の上方に位置し、残部は第１のリードフレーム２と第３のリードフレーム３との間の上方に位置するように形成されている。このため、樹脂注入口１０ａから圧入された樹脂材１４の一部（約半分）は、第３のリードフレーム３の表面と衝突して、該樹脂材１４の流動方向が第３のリードフレーム３の表面に平行な方向に変更される。これにより、各リードフレーム１〜３の表面には樹脂材１４がスムーズに流動する。また、第１のリードフレーム１と第３のリードフレーム３との隙間からは、樹脂材１４の残部が各リードフレーム１〜３の裏面側へと流動し、この裏面側でも樹脂材１４がスムーズに流動する。その結果、各リードフレーム１〜３の各表裏面の一部を覆ったモールド固定体５に途切れが発生したり、空気が混入したりせず、半導体装置に十分な強度を得ることができる。
また、樹脂注入口１０ａは、平面コの字状の樹脂材１４（モールド固定体５）の底辺部分に位置しており、モールド固定体５におけるコの字型の左右の先端部分の双方に対して距離の相違が小さい範囲に設けられている。これにより、モールド固定体５の各先端部分への樹脂材１４の充填性が確保される。さらに、第３のリードフレーム３の樹脂注入口１０ａと反対側の面は、その表面をモールド固定体５から露出して金属細線８と接続する第２の接続端子部３ａに用いられるため、樹脂材１４の表面への回り込みを防止する必要がある。本実施形態においては、図３に示すように、樹脂注入口１０ａから流入した樹脂材１４の一部（約半分）が第３のリードフレーム３と衝突するように注入されることから、第３のリードフレーム３には、注入された樹脂材１４によって下金型１１に押し付けられる力が発生する。このため、第３のリードフレーム３と下金型１１との間には隙間が生じず、樹脂材１４の回りこみを防止できるので、第３のリードフレーム３の上には、金属細線８を接続する第２の接続端子部３ａを確保することができる。
なお、本実施形態においては、図４に示すように、トランスファーモールド工程の後には、モールド固定体５に、上金型１０の樹脂注入口１０ａと対応する位置に樹脂注入口跡５ａが残存する。すなわち、樹脂注入口跡５ａは、その一部が第３のリードフレーム３の上方に位置し、残部が第１のリードフレーム１と第３のリードフレーム３との間の上方に位置する。
さらに、本実施形態においては、上述したように、第３のリードフレーム３における樹脂注入口跡１０ａの一部と対向する部分に、該第３のリードフレーム３の他の部分並びに第１のリードフレーム１及び第２のリードフレーム２よりも厚さが薄い薄肉部３ｂを設けてる。このように、第３のリードフレーム３における樹脂注入口跡１０ａの一部と対向する部分に薄肉部３を設けることにより、上金型１０の樹脂注入口１３から圧入される樹脂材１４を流入しやすくしている。
なお、第３のリードフレーム３に設けられた薄肉部１６は、各リードフレーム１〜３を分割して形成する前に、所定の荷重を印加して薄肉化することにより形成されている。各リードフレーム１〜３は、裏面側から表面側へ打ち抜き加工により分割されているため、図３の断面図に示すように、薄肉部１６には打ち抜きばり３ｃが残存している。この残存した打ち抜きばり３ｃによって、樹脂材１４が流入しやすくなる。
本実施形態に係る半導体装置は、図１（ｃ）に示す第１のリードフレーム１の底面である取付基準面１ｂを電子機器に組み込まれた実装基板に実装し、所望の光源として活用される。従って、本実施形態に係る半導体装置を用いることにより、電子機器の小型化を図ることができ、その上、半導体装置自体の強度も高いため、電子機器の小型化に大きく貢献できる。
また、本実施形態に係る半導体装置として半導体レーザ装置を構成した場合は、該半導体レーザ装置を搭載した光ピックアップは、薄型化且つ小型化を図ることができる。従って、本実施形態に係る半導体装置を搭載した光ピックアップを備えた光ディスクドライブ装置の小型化且つ薄型化に貢献することができる。
また、本実施形態においては、半導体装置に搭載する半導体素子としてレーザダイオードを用いたが、レーザダイオードに限られず、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
本発明に係る半導体装置は、モールド樹脂材からなる固定体により複数のリードフレームを固定する半導体装置の強度を向上することができ、例えば光源に用いられる半導体装置及びそれを用いた電子機器等に有用である。
１ 第１のリードフレーム
１ａ 素子実装部
１ｂ 取付孔
２ 第２のリードフレーム
２ａ 第１の接続端子部
３ 第３のリードフレーム
３ａ 第２の接続端子部
３ｂ 薄肉部
３ｃ 打ち抜きばり
５ モールド固定体
５ａ 樹脂注入口跡
６ レーザダイオード
７ サブマウント
８ 金属細線
１０ 上金型
１０ａ 樹脂注入口
１１ 下金型
１４ トランスファーモールド樹脂材（樹脂材）

Claims (5)

  1. 素子実装部を有する第１のリードフレームと、
    前記第１のリードフレームと同一の面内で且つ所定の間隔をおいて配置された第２のリードフレームと、
    前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとを固定するトランスファーモールド樹脂材からなる固定体と、
    前記第１のリードフレームにおける前記素子実装部の上に固着された半導体素子とを備え、
    前記固定体は、前記第１のリードフレームの表裏面の少なくとも一部及び前記第２のリードフレームの表裏面の少なくとも一部を覆うと共に、
    前記固定体に残され、該固定体を注入した痕跡である樹脂注入口跡は、その一部が前記第１のリードフレーム又は前記第２のリードフレームの上側部分に位置し、その残部が前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームとの間の上側部分に位置することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第１のリードフレーム又は前記第２のリードフレームにおける前記樹脂注入口跡と対向する領域は、前記第１のリードフレーム又は前記第２のリードフレームにおける前記樹脂注入口跡と対向しない他の領域よりも肉厚が薄い薄肉部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記第１のリードフレーム又は前記第２のリードフレームにおける前記樹脂注入口跡と対向する領域は、前記樹脂注入口跡側からその下方に向かって打ち抜かれることにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記半導体素子はレーザダイオードであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
  5. 前記請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体装置を光源として備えていることを特徴とする電子機器。
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