JP3808627B2 - 面実装型半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本願発明は、回路基板などの所望部分にハンダリフロー法を用いて面実装できるように構成された面実装型半導体装置に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の一例としては、図９に示すように、ＬＥＤチップ１ｆを用いた光源装置として構成されたものがある。この光源装置は、チップ状の基板９６の上面部にＬＥＤチップ１ｆおよびこれに導通するワイヤＷをボンディングし、それらをエポキシ樹脂などの透明樹脂９７によって被覆した構造である。
【０００３】
ところが、このような構成の光源装置は、チップ状の基板９６の外面に面実装用の端子部やそれに導通した導電配線部（図示略）を形成しなければならず、そのための作業が非常に煩雑である。したがって、上記構成の光源装置では、金属板を打ち抜きプレスした製造用フレーム（リードフレーム）から製造されるいわゆるフレームタイプの半導体装置と比較すると、その生産性はかなり悪く、その製造コストが高価になるという難点がある。
【０００４】
そこで、本願発明者らは、ＬＥＤチップを用いた光源装置についても、図８に示すように、いわゆるフレームタイプの面実装型半導体装置として構成することを、本願発明に先立って着想した。すなわち、この面実装型半導体装置Ｂは、透明な樹脂パッケージ９０内にＬＥＤチップ１ｅが埋設されたものである。ＬＥＤチップ１ｅと電気的に接続された一対のリード９１ａ，９１ｂのそれぞれの一部は、上記樹脂パッケージ９０の外部に露出しており、それら露出部分の先端部分は上記樹脂パッケージ９０の底面と略同等高さで、かつその底面と略平行な水平状に形成されており、これらの部分が面実装用の端子部９２ａ，９２ｂとされている。
【０００５】
このような構成の面実装型半導体装置Ｂでは、一対のリード９１ａ，９１ｂの原型となる部分を備えた製造用フレームを利用して能率良く製造することができる。したがって、先の図９に示したものと比較すると、その生産能率をかなり高めることができる。
【０００６】
しかしながら、上記面実装型半導体装置Ｂでは、樹脂パッケージ９０の上面部９０ａから外部に向けて光を照射させる場合に、その光の照射効率はさほど高くはない。すなわち、ＬＥＤチップ１ｅから発生する光は、上方に限らず、このＬＥＤチップ１ｅの下方や側面などの種々の方向にも向けて進行するが、上記面実装型半導体装置Ｂでは、それらの光の大部分は樹脂パッケージ９０の底面や側面を通過していた。したがって、上記面実装型半導体装置Ｂにおいては、樹脂パッケージ９０の上方への出射光量をさほど多くすることはできず、樹脂パッケージ９０の上面部分の輝度が低いものとなっていた。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、製造用フレームを利用した生産効率の良い製造が行えるとともに、面実装型光源装置として構成する場合には高い発光効率を得ることができる面実装型半導体装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明によって提供される面実装型半導体装置は、半導体チップを埋設した樹脂パッケージと、上記半導体チップを搭載した第１の導体と、上記半導体チップとワイヤ接続された第２の導体とを具備しており、かつ上記第１の導体の一部および上記第２の導体の一部が上記樹脂パッケージの外部に露出した面実装用の端子部とされている、面実装型半導体装置であって、上記第１の導体には、上記半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する補助部が形成されている一方、上記補助部の底部は、上記樹脂パッケージの底面からその外部に露出した面実装用の端子部とされていることに特徴づけられる。
【００１０】
本願発明は、上記半導体チップは発光機能を有しているとともに、上記樹脂パッケージには透光性が具備されていることにより、全体が面実装型光源装置として構成されており、かつ上記補助部の内壁面は、受けた光を反射可能な光反射面とされている構成とすることができる。
【００１１】
本願発明は、上記補助部の内壁面によって形成されている凹部には、上記半導体チップを被覆する被覆材が充填されている構成とすることもできる。
【００１２】
本願発明は、半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する補助部を半導体チップを搭載する導体に形成した構成としている。このため、本願発明に係る面実装型半導体装置を面実装型光源装置として構成する場合には、発光機能を有する半導体チップから種々の方向に発せられた光の多くを、上記補助部の凹面状の内壁面を利用して一定方向または略一定方向に向けて反射させることが可能となる。したがって、半導体チップから発せられる光の多くが樹脂パッケージの各所から分散して外部へ出射することを抑制し、樹脂パッケージの所定部分の輝度を高め、光源装置としての発光効率を高めることができるという効果が得られる。むろん、本願発明によって提供される面実装型半導体装置は、製造用フレームを利用して製造することが可能ないわゆるフレームタイプの半導体装置の構造を有しており、その生産性も高いものにできる。また、上記補助部は、樹脂パッケージ内に埋設されているために、この補助部の存在が半導体装置全体の厚みを大きくするといったこともない。そして、本願発明では、上記補助部の底部が、上記樹脂パッケージの底面からその外部に露出した面実装用の端子部とされているので、第１の導体に別の面実装用の端子部を設ける必要がなくなるため、第１の導体に面実装用の端子部を形成するためのフォーミング加工を施す工程を省略することができる。また、上記補助部によっ て構成された面実装用の端子部は、樹脂パッケージの幅方向側方にはみ出さない恰好にできるために、面実装型半導体装置全体の幅寸法を小さくするのに有利となる。
【００１３】
さらに、本願発明においては、半導体チップを被覆材によって被覆する場合には、補助部の内壁面によって形成されている凹部に被覆材を充填させた構成とすることもできる。このようにすれば、被覆材によって半導体チップを保護することができるのに加え、次に述べるように、半導体チップを被覆材によって被覆する処理が簡単に行えることとなる。すなわち、流動性をもたせた被覆材を半導体チップ上に滴下してこの半導体チップを被覆する場合に、その被覆材を補助部の内壁面によって形成されている凹部に充填させれば、その被覆材が上記補助部の凹部外に流れ落ちないようにでき、その凹部に充填された被覆材によって半導体チップを適切に被覆できることとなる。したがって、その被覆処理が容易となり、また被覆材の使用量を少なくすることもできる。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記第１の導体と上記第２の導体とは、薄肉金属部材を加工して形成されており、かつ上記補助部は、上記第１の導体の上記半導体チップが搭載された部分の周囲を立ち上がらせることによって上記第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成した部分である構成とすることができる。
【００１５】
このような構成によれば、補助部を第１の導体によって形成しているために、全体の部品点数を増加させるようなことがなく、その製造作業の煩雑化を極力回避することが可能となる。とくに、薄肉金属部材からなる第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成することによって上記補助部を形成する場合には、第１の導体を構成する薄肉金属部材にプレス加工を施すなどして上記補助部をより簡易に形成することができる。
【００１６】
また、第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成すれば、本願発明によって提供される面実装型半導体装置をハンダリフロー法によって回路基板などに面実装するときに、ワイヤの断線を防止する効果も期待できることとなる。すなわち、ハンダリフロー法を用いた面実装工程では、ハンダリフローを行うときに樹脂パッケージがその加熱によって膨張し、その後の冷却時において収縮を行うこととなるが、その樹脂パッケージの収縮は、ハンダが固化して面実装用の端子部の固定が図られた後においても継続する。このため、第１の導体と第２の導体とにはこれらを樹脂パッケージの外方へ引き抜く方向の力が働く。この引き抜き力によって第１の導体と第２の導体が互いに離反する方向に大きく移動すると、それらの間に繋がっているワイヤが断線する。ところが、上記第１の導体の補助部が略カップ状または略受け皿状に形成されていれば、その部分が上記引き抜き力に対する大きな抵抗力を発揮する。したがって、少なくとも上記補助部が設けられている第１の導体については第２の導体から離反する方向に大きく移動しないようにでき、ワイヤの断線が防止できるのである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
さらに、上記構成では、この面実装型半導体装置をハンダリフロー法によって回路基板などに面実装するときに、ワイヤの断線をさらに防止する効果も期待できる。すなわち、ハンダリフロー法を用いた面実装工程では、ハンダリフローを行うときに樹脂パッケージがその加熱によって膨張するのに伴って第１の導体や第２の導体が互いに離反する方向に大きく移動すると、それらの間に繋がっているワイヤに大きな引張力が作用するため、このワイヤが断線することとなる。樹脂パッケージが熱膨張するときの各部の変位量は樹脂パッケージの幅方向端部になるほど大きくなり、樹脂パッケージの幅方向中央部になるほど小さい。これに対し、上記構成のように、第１の導体に一体形成された補助部の底部を面実装用の端子部とすれば、第１の導体のうちのサイズが嵩張る部分を樹脂パッケージの中央部に接近させることができ、変位量が最大となる樹脂パッケージの幅方向端部の応力が第１の導体に大きく及ばないようにできる。したがって、上記補助部およびこの補助部に搭載されている半導体チップが樹脂パッケージの熱膨張の影響を受けて第２の導体から離反する方向に大きく移動しないようにすることができ、ワイヤの断線を一層生じ難くすることができるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本願発明の参考例に係る面実装型半導体装置を示す斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３ないし図５は、図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【００２２】
図１および図２において、この面実装型半導体装置Ａは、面実装型光源装置として構成されている。この面実装型半導体装置Ａは、光半導体チップとしてのＬＥＤチップ１、このＬＥＤチップ１を埋設した樹脂パッケージ２、上記ＬＥＤチップ１と導通した第１のリード３ａ、第２のリード３ｂ、および補助部４を具備して構成されている。上記２本のリード３ａ，３ｂは、本願発明でいう導体に相当する。
【００２３】
上記樹脂パッケージ２は、全体の形状が略直方体状であり、たとえばフィラを含有しない透明なエポキシ樹脂製である。この樹脂パッケージ２の上面２ａには、その一定領域を上方に膨出させた凸レンズとしてのレンズ部２９が一体的に形成されている。
【００２４】
上記第１のリード３ａと第２のリード３ｂとのそれぞれは、たとえば銅板などの薄肉金属板を加工して構成されたものであり、上記樹脂パッケージ２内に埋没した内部リード３１ａ，３１ｂと、上記樹脂パッケージ２の外部に延出した外部リード３２ａ，３２ｂとを有している。上記外部リード３２ａ，３２ｂのそれぞれの先端部は、面実装用の端子部５ａ，５ｂとされており、これらの端子部５ａ，５ｂは樹脂パッケージ２の底面２ｂと略同一高さに位置し、かつその底面２ｂと略平行である。
【００２５】
上記補助部４は、上記第１のリード３ａの内部リード３１ａに一体的に設けられており、上記樹脂パッケージ２内に埋設されている。この補助部４は、上向き開口状の凹部４０を形成するようにその全体形状が略カップ状または略受け皿状に形成されており、平面視略円形状の底部４１の全周囲に起立状の周壁部４２が連設された構造を有している。
【００２６】
上記ＬＥＤチップ１は、上記補助部４の凹部４０内に配置され、上記底部４１の上面の略中央部に導電接着剤などを用いてボンディングされている。これにより、上記凹部４０の内壁面４３は、上記ＬＥＤチップ１の底面部分と周側面の全周とのそれぞれに対向しており、上記ＬＥＤチップ１から発せられた光を上方に向けて反射可能な凹面状の光反射面とされている。なお、上記内壁面４３の光の反射率を高めることを目的として、この内壁面４３に白色塗装を施したり、あるいは補助部４の外表面よりも光沢のある金属膜を形成するといった手段を採用してもかまわない。
【００２７】
上記ＬＥＤチップ１は、その上面の電極がワイヤＷを介して第２のリード３ｂの内部リード３１ｂと導通接続されている。上記補助部４の凹部４０には、透明な被覆材６が充填されており、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の全体およびこのＬＥＤチップ１とワイヤＷとのファーストボンディング部分とが被覆されている。上記被覆材６は、たとえばシリコーン樹脂であり、流動性を有する状態で上記凹部４０内に充填された後に加熱などによってゴム状にされたものであり、その弾性率は上記樹脂パッケージ２よりも小さい。
【００２８】
上記面実装型半導体装置Ａは、図３に示すような製造用フレーム７を用いることにより、以下のような工程を経て製造される。
【００２９】
上記製造用フレーム７は、銅板などの薄肉金属板を打ち抜きプレスして形成されたものであり、一定方向に延びる一対のサイドフレーム７１，７１、これら一対のサイドフレーム７１，７１からそれらの内方に延出して対をなすリード部７２ａ，７２ｂ、および上記サイドフレーム７１，７１どうしを繋ぐクロスフレーム７２を具備している。上記製造用フレーム７は、図３の符号Ｌで示す区間の構成をその長手方向に連続して繰り返し有するものである。上記リード部７２ａは、その先端部に上記補助部４を一体形成したものである。この補助部４は、上記製造用フレーム７を成形するときのプレス加工によって形成することが可能である。
【００３０】
図４に示すように、上記製造用フレーム７の補助部４にはＬＥＤチップ１をボンディングした後に、このＬＥＤチップ１とリード部７２ｂとをワイヤＷを用いて結線するワイヤボンディング作業を行う。その後は、図５に示すように、上記ＬＥＤチップ１の上方から流動性をもたせた被覆材６を滴下し、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の被覆作業を行う。その際、上記被覆材６は、補助部４の凹部４０内に充填することができる。したがって、この被覆材６がリード部７２ａの下方に不用意に垂れ落ちないようにすることができる。また、被覆材６を上記凹部４０内に充填させれば、ＬＥＤチップ１の全体または略全体をその被覆材６中に浸漬させた状態にすることができ、さほど多量の被覆材６を用いなくてもＬＥＤチップ１の被覆処理が効率良く行える。
【００３１】
次いで、上記被覆材６を硬化させた後には、図５の符号Ｎで示す仮想線の部分を透明樹脂でモールドする。このモールド工程は、いわゆるトランスファモールド法によって好適に行うことができるが、この工程によってレンズ部２９を有する樹脂パッケージ２が成形される。その後は、一般の半導体装置製造工程と同様に、製造用フレーム７にいわゆるリードカット作業を施すとともに、そのリードを略Ｌ字状に屈曲させるリードフォーミング加工を施す。これにより、上記図１および図２に示した面実装型光源装置としての面実装型半導体装置Ａを得ることができる。
【００３２】
次に、上記面実装型半導体装置Ａの作用について説明する。
【００３３】
まず、上記面実装型半導体装置Ａでは、ＬＥＤチップ１を発光させた場合に、このＬＥＤチップ１の上面部から上方に向けて光が発せられるだけではなく、実際には、それ以外の部分からも種々の方向に光が発せられる。ところが、上記ＬＥＤチップ１の横方向や下方に向けて発せられた光は、補助部４の内壁面４３によってその上方に向けて反射される。したがって、樹脂パッケージ２の上面２ａから外部に出射する光の量を多くすることができる。また、レンズ部２９を通過した光については、このレンズ部２９の集光効果により、大きな角度で広がらないように進行させることができるため、それらの光に指向性をもたせ、所定部分に対して光を集中的に照射させるようなことも可能となる。さらに、上記補助部４の内壁面４３を放物面とすれば、この内壁面４３による集光効果をより高めることが可能であるが、上記内壁面４３がそのような形状を有しない場合であっても、ＬＥＤチップ１からその横方向や下方向に進行する光がそのまま樹脂パッケージ２の周囲の側面などを通過して外部へ出射することを回避することができ、樹脂パッケージ２の上面２ａからの出射光量を多くすることが可能である。したがって、本願発明では、凹面状に形成される内壁面４３の具体的な形状は問わない。
【００３４】
上記面実装型半導体装置Ａでは、ＬＥＤチップ１を樹脂パッケージ２よりも弾性率の小さい被覆材６によって被覆している。したがって、樹脂パッケージ２に対してその外部から機械的な力が生じても、それによって樹脂パッケージ２の内部に発生する応力がＬＥＤチップ１に直接作用しないようにすることができ、ＬＥＤチップ１の保護も図れる。
【００３５】
また、上記面実装型半導体装置Ａでは、この面実装型半導体装置Ａをハンダリフロー法を用いて所望の基板表面などに実装するときに、次に述べるように、ワイヤＷに断線を生じ難くすることができる。すなわち、ワイヤＷが断線する現象について、図２を参照して説明する。まず、ハンダリフロー法では、既述したとおり、実装対象となる基板８の導体パッド８０，８０にクリームハンダ８１を印刷などによって塗布した後に、上記導体パッド８０，８０と面実装用の端子部５ａ，５ｂとを対向させるように面実装型半導体装置Ａを基板８上に載置し、その状態で上記基板８をハンダリフロー炉内に搬入して加熱する。この加熱処理は、クリームハンダ８１を再溶融させる処理であるため、たとえば２５０°程度の加熱温度とされるが、その際の加熱によって樹脂パッケージ２が熱膨張する。樹脂パッケージ２がフィラを含有しない透明なエポキシ樹脂の場合には、その熱膨張率はかなり大きい。このため、第１のリード３ａと第２のリード３ｂとは、上記樹脂の熱膨張の影響を受けて互いに離反する方向に移動する。次いで、上記基板８がハンダリフロー炉から取り出されて冷却される工程では、上記樹脂パッケージ２が収縮を開始し、第１の端子部５ａと第２の端子部５ｂとが固化したハンダによって基板８の導体パッド８０，８０に固定された後においても、その冷却段階においては上記樹脂パッケージ２の収縮はなおも継続して行われる。その際、第１のリード３ａと第２のリード３ｂとには、これらを樹脂パッケージ２に対して互いに離反させる方向に移動させようとする力、すなわち樹脂パッケージ２から第１のリード３ａや第２のリード３ｂを引き抜く方向の力が働く。この力が非常に大きいと、ワイヤＷは断線するのである。
【００３６】
ところが、上記面実装型半導体装置Ａでは、第１のリード３ａには略カップ状または略受け皿状の補助部４が設けられており、第１のリード３ａのうち、樹脂パッケージ２内に埋没している内部リード部３１ａには、クランク形状部分が設けられた構成となっている。このため、樹脂パッケージ２の収縮時において、第１のリード３ａを引き抜こうとする力が作用しても、上記クランク形状部分が第１のリード３ａの相対的な引き抜きを阻止しようとする。したがって、第１のリード３ａが第２のリード３ａから離反する方向に引き抜かれることが阻止される。したがって、ワイヤＷに作用する引張応力が軽減され、ワイヤＷの断線が防止できるのである。加えて、第１のリード３ａの内部リード部３１ａにクランク形状部分を設けておけば、樹脂パッケージ２に相対した第１のリード３ａの引き抜き動作が仮に生じたとしても、この第１のリード３ａの内部リード部３１ａには、そのクランク形状部分の折曲部を支点として、段下げ状となっている補助部４の底部４１を上動、または下動させる回動変位を生じさせることが可能となる。この回動変位は、上記底部４１が単に樹脂パッケージ２の厚み方向へ上昇または下降するのではなく、水平方向の変位をも伴う動作である。このため、第１のリード３ａが実際に樹脂パッケージ２に相対して引き抜かれる動作を生じても、上記補助部４の底部４１が上記回動変位を行うことによって、樹脂パッケージ２の水平方向に対してはその引き抜き方向とは逆方向の変位を生じさせることが可能となって、この底部４１が樹脂パッケージ２の幅方向に実質的に移動しないようにし、またはその移動量を少なくすることが可能となる。その結果、上記底部４１にボンディングされているＬＥＤチップ１とワイヤＷとの間に作用するストレスを軽減し、ワイヤＷが断線しないようにできるのである。
【００３７】
図６および図７は、本願発明に係る面実装型半導体装置の実施形態をそれぞれ示す断面図である。なお、先の参考例と同一部分は、同一符号で示し、その説明は省略する。
【００３８】
図６および図７に示す面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、いずれも先の参考例と同様に、半導体チップとしてＬＥＤチップ１を用いた面実装型光源装置として構成されたものである。ただし、それらの樹脂パッケージ２Ａには、レンズ部２９を設けていない構成としている。これらの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、いずれも第１のリード３ｃに一体形成された補助部４の底部４１を樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂの下方に露出させており、この露出部分を面実装用の第１の端子部５ｃとしている。上記第１のリード３ｃは、先の参考例の面実装型半導体装置Ａの外部リード３２ａに相当する部分を有しない構成とされている。また、上記面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、第２のリード３ｄ，３ｅによって形成された面実装用の第２の端子部５ｄ，５ｅを樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂと重なる位置に配置している。より具体的には、面実装型半導体装置Ａａの第２の端子部５ｄは、第２のリード３ｄのうち樹脂パッケージ２Ａの側面２ｃから外部に延出した部分を樹脂パッケージ２Ａの底部近傍においてその内側方向に向けて折り返すことによって形成されている。これに対し、面実装型半導体装置Ａｂの第２の端子部５ｅは、第２のリード３ｅの内部リード部分の先端部に樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂに向けて延伸する部分５ｅ’を設けることによって形成されている。
【００３９】
上記２つの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂでは、いずれも第１のリード３ｃに一体形成された補助部４の一部をそのまま面実装用の第１の端子部５ｃとしているために、上記第１のリード３ｃに面実装用の端子部を別途形成するためのフォーミング加工を施す必要はなく、樹脂モールド作業後のリードフォーミング作業工程を簡易にできる。また、第１の端子部５ｃと第２の端子部５ｄ、または第１の端子部５ｃと第２の端子部５ｅとは、樹脂パッケージ２Ａの左右幅方向の外方に大きく突出しない構成、あるいは全く突出しない構成にできるために、面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂの幅方向のサイズも小さくできる。さらには、樹脂パッケージ２Ａは、補助部４の底部を外部に露出させるように薄肉に形成すればよいから、その分だけ面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂの全体の厚み寸法についてもより小さくすることも可能となる。
【００４０】
さらに、上記面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂでは、これらの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂをハンダリフロー法を用いて所望の基板表面などに面実装するときに、次に述べるように、ワイヤＷに断線を生じ難くすることもできる。この作用を図７を参照して説明する。まず、ハンダリフロー法では、既述したとおり、実装対象となる基板８の導体パッド８０，８０と面実装用の端子部５ｃ，５ｅとを対向させて加熱するが、この加熱時には、樹脂パッケージ２Ａが同図の符号Ｎ１で示す仮想線のように熱膨張する。この熱膨張に伴って第１のリード３ｃと第２のリード３ｅとが互いに離反する方向に大きく移動し、ワイヤＷに大きな引張力が作用すると断線する。ところが、この面実装型半導体装置Ａｂでは、リード３ｃ，３ｅの主要部分、すなわち端子部５ｃ，５ｅを形成する部分が樹脂パッケージ２Ａの中央部分寄りに位置しているために、リード３ｃ，３ｅが樹脂パッケージ２Ａの全体の熱膨張の影響を受け難いものにできる。より具体的には、樹脂パッケージ２Ａが熱膨張するときには、その幅方向端部領域の変位量が最大となるが、リード３ｃ，３ｅにはその部分の影響が大きく及ばないようにすることができる。したがって、樹脂パッケージ２Ａの膨張に伴ってリード３ｃ，３ｅが互いに離反する方向に大きく移動しないようにでき、ワイヤＷの断線を防止できるのである。また、このようにして、リード３ｃ，３ｅが互いに離反する方向に大きく極力移動しないようにできれば、樹脂パッケージ２Ａのその後の収縮時においても、その変位量が最も大きな樹脂パッケージ２Ａの幅方向端部の影響を受け難いものにでき、ワイヤＷに大きなストレスが作用しないようにでき、その断線を防止することができるのである。
【００４１】
図６に示す面実装型半導体装置Ａａでは、第２のリード３ｄの一部が樹脂パッケージ２Ａの側面２ｃからその外部に露出してはいるものの、第１のリード３ｃについては、その主要部をなす補助部４が樹脂パッケージ２Ａの中央部寄りの位置に設けられている。したがって、この面実装型半導体装置Ａａにおいても、上述したのと同様な理由により、やはりＬＥＤチップ１やワイヤＷが樹脂パッケージ２Ａの全体の熱膨張やその熱収縮の影響を受け難くし、ワイヤＷに断線を生じないようにすることができる。
【００４２】
本願発明に係る面実装型半導体装置の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されない。
【００４３】
上述の実施形態では、半導体チップとしてＬＥＤチップが使用されているともに、樹脂パッケージの全体が透明とされた面実装型光源装置を構成した場合を具体例として説明しているが、本願発明はこれに限定されない。たとえば、本願発明では、樹脂パッケージを２重の樹脂パッケージ構造とし、その２重の樹脂パッケージは、半導体チップを埋設した透光性を有する第１の樹脂パッケージ部と、この第１の樹脂パッケージ部の上面部を除くその側面部や底面部などを覆う透光性を有しない第２の樹脂パッケージ部とを有するものとしてもかまわない。
【００４４】
また、本願発明では、たとえば半導体チップとして、フォトダイオードまたはフォトトランジスタなどの半導体チップを用いることによって、可視光あるいは赤外光などの特定波長領域の光の感知を行うための受光センサとして構成することもできる。さらに、本願発明では、発光素子としての機能を発揮する半導体チップと、受光素子としての機能を発揮する半導体チップとを、互いに共通する１つの樹脂パッケージ内に埋設したフォトインタラプタとして構成することもできる。さらには、発光機能や受光機能とは異なる機能を発揮する半導体チップを用いた半導体装置として構成することもでき、この場合には必ずしも樹脂パッケージに透光性を具備させる必要もない。本願発明では、面実装型光源装置として構成しない場合であっても、樹脂パッケージに埋設されている補助部４を被覆材６を充填するための受け部材として利用することができるので便利である。
【００４５】
その他、本願発明に係る面実装型半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本願発明でいう補助部の内壁面は、必ずしも半導体チップの全体を囲んでいる必要もなく、たとえば半導体チップの厚み方向底部のみを囲み、半導体チップの上部が囲まれていない状態にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の参考例に係る面実装型半導体装置を示す斜視図である。
【図２】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図４】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図６】 本願発明に係る面実装型半導体装置の実施形態を示す断面図である。
【図７】 本願発明に係る面実装型半導体装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】 面実装型半導体装置の一例を示す断面図である。
【図９】 従来の面実装型半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤチップ（半導体チップ）
２，２Ａ 樹脂パッケージ
３ａ，３ｃ 第１のリード（導体）
３ｂ ３ｄ，３ｅ 第２のリード（導体）
４ 補助部
５ａ〜５ｅ 面実装用の端子部
４０ 凹部
４３ 内壁面
Ａ，Ａａ，Ａｂ 面実装型半導体装置
【技術分野】
本願発明は、回路基板などの所望部分にハンダリフロー法を用いて面実装できるように構成された面実装型半導体装置に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の一例としては、図９に示すように、ＬＥＤチップ１ｆを用いた光源装置として構成されたものがある。この光源装置は、チップ状の基板９６の上面部にＬＥＤチップ１ｆおよびこれに導通するワイヤＷをボンディングし、それらをエポキシ樹脂などの透明樹脂９７によって被覆した構造である。
【０００３】
ところが、このような構成の光源装置は、チップ状の基板９６の外面に面実装用の端子部やそれに導通した導電配線部（図示略）を形成しなければならず、そのための作業が非常に煩雑である。したがって、上記構成の光源装置では、金属板を打ち抜きプレスした製造用フレーム（リードフレーム）から製造されるいわゆるフレームタイプの半導体装置と比較すると、その生産性はかなり悪く、その製造コストが高価になるという難点がある。
【０００４】
そこで、本願発明者らは、ＬＥＤチップを用いた光源装置についても、図８に示すように、いわゆるフレームタイプの面実装型半導体装置として構成することを、本願発明に先立って着想した。すなわち、この面実装型半導体装置Ｂは、透明な樹脂パッケージ９０内にＬＥＤチップ１ｅが埋設されたものである。ＬＥＤチップ１ｅと電気的に接続された一対のリード９１ａ，９１ｂのそれぞれの一部は、上記樹脂パッケージ９０の外部に露出しており、それら露出部分の先端部分は上記樹脂パッケージ９０の底面と略同等高さで、かつその底面と略平行な水平状に形成されており、これらの部分が面実装用の端子部９２ａ，９２ｂとされている。
【０００５】
このような構成の面実装型半導体装置Ｂでは、一対のリード９１ａ，９１ｂの原型となる部分を備えた製造用フレームを利用して能率良く製造することができる。したがって、先の図９に示したものと比較すると、その生産能率をかなり高めることができる。
【０００６】
しかしながら、上記面実装型半導体装置Ｂでは、樹脂パッケージ９０の上面部９０ａから外部に向けて光を照射させる場合に、その光の照射効率はさほど高くはない。すなわち、ＬＥＤチップ１ｅから発生する光は、上方に限らず、このＬＥＤチップ１ｅの下方や側面などの種々の方向にも向けて進行するが、上記面実装型半導体装置Ｂでは、それらの光の大部分は樹脂パッケージ９０の底面や側面を通過していた。したがって、上記面実装型半導体装置Ｂにおいては、樹脂パッケージ９０の上方への出射光量をさほど多くすることはできず、樹脂パッケージ９０の上面部分の輝度が低いものとなっていた。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、製造用フレームを利用した生産効率の良い製造が行えるとともに、面実装型光源装置として構成する場合には高い発光効率を得ることができる面実装型半導体装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明によって提供される面実装型半導体装置は、半導体チップを埋設した樹脂パッケージと、上記半導体チップを搭載した第１の導体と、上記半導体チップとワイヤ接続された第２の導体とを具備しており、かつ上記第１の導体の一部および上記第２の導体の一部が上記樹脂パッケージの外部に露出した面実装用の端子部とされている、面実装型半導体装置であって、上記第１の導体には、上記半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する補助部が形成されている一方、上記補助部の底部は、上記樹脂パッケージの底面からその外部に露出した面実装用の端子部とされていることに特徴づけられる。
【００１０】
本願発明は、上記半導体チップは発光機能を有しているとともに、上記樹脂パッケージには透光性が具備されていることにより、全体が面実装型光源装置として構成されており、かつ上記補助部の内壁面は、受けた光を反射可能な光反射面とされている構成とすることができる。
【００１１】
本願発明は、上記補助部の内壁面によって形成されている凹部には、上記半導体チップを被覆する被覆材が充填されている構成とすることもできる。
【００１２】
本願発明は、半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する補助部を半導体チップを搭載する導体に形成した構成としている。このため、本願発明に係る面実装型半導体装置を面実装型光源装置として構成する場合には、発光機能を有する半導体チップから種々の方向に発せられた光の多くを、上記補助部の凹面状の内壁面を利用して一定方向または略一定方向に向けて反射させることが可能となる。したがって、半導体チップから発せられる光の多くが樹脂パッケージの各所から分散して外部へ出射することを抑制し、樹脂パッケージの所定部分の輝度を高め、光源装置としての発光効率を高めることができるという効果が得られる。むろん、本願発明によって提供される面実装型半導体装置は、製造用フレームを利用して製造することが可能ないわゆるフレームタイプの半導体装置の構造を有しており、その生産性も高いものにできる。また、上記補助部は、樹脂パッケージ内に埋設されているために、この補助部の存在が半導体装置全体の厚みを大きくするといったこともない。そして、本願発明では、上記補助部の底部が、上記樹脂パッケージの底面からその外部に露出した面実装用の端子部とされているので、第１の導体に別の面実装用の端子部を設ける必要がなくなるため、第１の導体に面実装用の端子部を形成するためのフォーミング加工を施す工程を省略することができる。また、上記補助部によっ て構成された面実装用の端子部は、樹脂パッケージの幅方向側方にはみ出さない恰好にできるために、面実装型半導体装置全体の幅寸法を小さくするのに有利となる。
【００１３】
さらに、本願発明においては、半導体チップを被覆材によって被覆する場合には、補助部の内壁面によって形成されている凹部に被覆材を充填させた構成とすることもできる。このようにすれば、被覆材によって半導体チップを保護することができるのに加え、次に述べるように、半導体チップを被覆材によって被覆する処理が簡単に行えることとなる。すなわち、流動性をもたせた被覆材を半導体チップ上に滴下してこの半導体チップを被覆する場合に、その被覆材を補助部の内壁面によって形成されている凹部に充填させれば、その被覆材が上記補助部の凹部外に流れ落ちないようにでき、その凹部に充填された被覆材によって半導体チップを適切に被覆できることとなる。したがって、その被覆処理が容易となり、また被覆材の使用量を少なくすることもできる。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記第１の導体と上記第２の導体とは、薄肉金属部材を加工して形成されており、かつ上記補助部は、上記第１の導体の上記半導体チップが搭載された部分の周囲を立ち上がらせることによって上記第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成した部分である構成とすることができる。
【００１５】
このような構成によれば、補助部を第１の導体によって形成しているために、全体の部品点数を増加させるようなことがなく、その製造作業の煩雑化を極力回避することが可能となる。とくに、薄肉金属部材からなる第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成することによって上記補助部を形成する場合には、第１の導体を構成する薄肉金属部材にプレス加工を施すなどして上記補助部をより簡易に形成することができる。
【００１６】
また、第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成すれば、本願発明によって提供される面実装型半導体装置をハンダリフロー法によって回路基板などに面実装するときに、ワイヤの断線を防止する効果も期待できることとなる。すなわち、ハンダリフロー法を用いた面実装工程では、ハンダリフローを行うときに樹脂パッケージがその加熱によって膨張し、その後の冷却時において収縮を行うこととなるが、その樹脂パッケージの収縮は、ハンダが固化して面実装用の端子部の固定が図られた後においても継続する。このため、第１の導体と第２の導体とにはこれらを樹脂パッケージの外方へ引き抜く方向の力が働く。この引き抜き力によって第１の導体と第２の導体が互いに離反する方向に大きく移動すると、それらの間に繋がっているワイヤが断線する。ところが、上記第１の導体の補助部が略カップ状または略受け皿状に形成されていれば、その部分が上記引き抜き力に対する大きな抵抗力を発揮する。したがって、少なくとも上記補助部が設けられている第１の導体については第２の導体から離反する方向に大きく移動しないようにでき、ワイヤの断線が防止できるのである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
さらに、上記構成では、この面実装型半導体装置をハンダリフロー法によって回路基板などに面実装するときに、ワイヤの断線をさらに防止する効果も期待できる。すなわち、ハンダリフロー法を用いた面実装工程では、ハンダリフローを行うときに樹脂パッケージがその加熱によって膨張するのに伴って第１の導体や第２の導体が互いに離反する方向に大きく移動すると、それらの間に繋がっているワイヤに大きな引張力が作用するため、このワイヤが断線することとなる。樹脂パッケージが熱膨張するときの各部の変位量は樹脂パッケージの幅方向端部になるほど大きくなり、樹脂パッケージの幅方向中央部になるほど小さい。これに対し、上記構成のように、第１の導体に一体形成された補助部の底部を面実装用の端子部とすれば、第１の導体のうちのサイズが嵩張る部分を樹脂パッケージの中央部に接近させることができ、変位量が最大となる樹脂パッケージの幅方向端部の応力が第１の導体に大きく及ばないようにできる。したがって、上記補助部およびこの補助部に搭載されている半導体チップが樹脂パッケージの熱膨張の影響を受けて第２の導体から離反する方向に大きく移動しないようにすることができ、ワイヤの断線を一層生じ難くすることができるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本願発明の参考例に係る面実装型半導体装置を示す斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３ないし図５は、図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【００２２】
図１および図２において、この面実装型半導体装置Ａは、面実装型光源装置として構成されている。この面実装型半導体装置Ａは、光半導体チップとしてのＬＥＤチップ１、このＬＥＤチップ１を埋設した樹脂パッケージ２、上記ＬＥＤチップ１と導通した第１のリード３ａ、第２のリード３ｂ、および補助部４を具備して構成されている。上記２本のリード３ａ，３ｂは、本願発明でいう導体に相当する。
【００２３】
上記樹脂パッケージ２は、全体の形状が略直方体状であり、たとえばフィラを含有しない透明なエポキシ樹脂製である。この樹脂パッケージ２の上面２ａには、その一定領域を上方に膨出させた凸レンズとしてのレンズ部２９が一体的に形成されている。
【００２４】
上記第１のリード３ａと第２のリード３ｂとのそれぞれは、たとえば銅板などの薄肉金属板を加工して構成されたものであり、上記樹脂パッケージ２内に埋没した内部リード３１ａ，３１ｂと、上記樹脂パッケージ２の外部に延出した外部リード３２ａ，３２ｂとを有している。上記外部リード３２ａ，３２ｂのそれぞれの先端部は、面実装用の端子部５ａ，５ｂとされており、これらの端子部５ａ，５ｂは樹脂パッケージ２の底面２ｂと略同一高さに位置し、かつその底面２ｂと略平行である。
【００２５】
上記補助部４は、上記第１のリード３ａの内部リード３１ａに一体的に設けられており、上記樹脂パッケージ２内に埋設されている。この補助部４は、上向き開口状の凹部４０を形成するようにその全体形状が略カップ状または略受け皿状に形成されており、平面視略円形状の底部４１の全周囲に起立状の周壁部４２が連設された構造を有している。
【００２６】
上記ＬＥＤチップ１は、上記補助部４の凹部４０内に配置され、上記底部４１の上面の略中央部に導電接着剤などを用いてボンディングされている。これにより、上記凹部４０の内壁面４３は、上記ＬＥＤチップ１の底面部分と周側面の全周とのそれぞれに対向しており、上記ＬＥＤチップ１から発せられた光を上方に向けて反射可能な凹面状の光反射面とされている。なお、上記内壁面４３の光の反射率を高めることを目的として、この内壁面４３に白色塗装を施したり、あるいは補助部４の外表面よりも光沢のある金属膜を形成するといった手段を採用してもかまわない。
【００２７】
上記ＬＥＤチップ１は、その上面の電極がワイヤＷを介して第２のリード３ｂの内部リード３１ｂと導通接続されている。上記補助部４の凹部４０には、透明な被覆材６が充填されており、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の全体およびこのＬＥＤチップ１とワイヤＷとのファーストボンディング部分とが被覆されている。上記被覆材６は、たとえばシリコーン樹脂であり、流動性を有する状態で上記凹部４０内に充填された後に加熱などによってゴム状にされたものであり、その弾性率は上記樹脂パッケージ２よりも小さい。
【００２８】
上記面実装型半導体装置Ａは、図３に示すような製造用フレーム７を用いることにより、以下のような工程を経て製造される。
【００２９】
上記製造用フレーム７は、銅板などの薄肉金属板を打ち抜きプレスして形成されたものであり、一定方向に延びる一対のサイドフレーム７１，７１、これら一対のサイドフレーム７１，７１からそれらの内方に延出して対をなすリード部７２ａ，７２ｂ、および上記サイドフレーム７１，７１どうしを繋ぐクロスフレーム７２を具備している。上記製造用フレーム７は、図３の符号Ｌで示す区間の構成をその長手方向に連続して繰り返し有するものである。上記リード部７２ａは、その先端部に上記補助部４を一体形成したものである。この補助部４は、上記製造用フレーム７を成形するときのプレス加工によって形成することが可能である。
【００３０】
図４に示すように、上記製造用フレーム７の補助部４にはＬＥＤチップ１をボンディングした後に、このＬＥＤチップ１とリード部７２ｂとをワイヤＷを用いて結線するワイヤボンディング作業を行う。その後は、図５に示すように、上記ＬＥＤチップ１の上方から流動性をもたせた被覆材６を滴下し、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の被覆作業を行う。その際、上記被覆材６は、補助部４の凹部４０内に充填することができる。したがって、この被覆材６がリード部７２ａの下方に不用意に垂れ落ちないようにすることができる。また、被覆材６を上記凹部４０内に充填させれば、ＬＥＤチップ１の全体または略全体をその被覆材６中に浸漬させた状態にすることができ、さほど多量の被覆材６を用いなくてもＬＥＤチップ１の被覆処理が効率良く行える。
【００３１】
次いで、上記被覆材６を硬化させた後には、図５の符号Ｎで示す仮想線の部分を透明樹脂でモールドする。このモールド工程は、いわゆるトランスファモールド法によって好適に行うことができるが、この工程によってレンズ部２９を有する樹脂パッケージ２が成形される。その後は、一般の半導体装置製造工程と同様に、製造用フレーム７にいわゆるリードカット作業を施すとともに、そのリードを略Ｌ字状に屈曲させるリードフォーミング加工を施す。これにより、上記図１および図２に示した面実装型光源装置としての面実装型半導体装置Ａを得ることができる。
【００３２】
次に、上記面実装型半導体装置Ａの作用について説明する。
【００３３】
まず、上記面実装型半導体装置Ａでは、ＬＥＤチップ１を発光させた場合に、このＬＥＤチップ１の上面部から上方に向けて光が発せられるだけではなく、実際には、それ以外の部分からも種々の方向に光が発せられる。ところが、上記ＬＥＤチップ１の横方向や下方に向けて発せられた光は、補助部４の内壁面４３によってその上方に向けて反射される。したがって、樹脂パッケージ２の上面２ａから外部に出射する光の量を多くすることができる。また、レンズ部２９を通過した光については、このレンズ部２９の集光効果により、大きな角度で広がらないように進行させることができるため、それらの光に指向性をもたせ、所定部分に対して光を集中的に照射させるようなことも可能となる。さらに、上記補助部４の内壁面４３を放物面とすれば、この内壁面４３による集光効果をより高めることが可能であるが、上記内壁面４３がそのような形状を有しない場合であっても、ＬＥＤチップ１からその横方向や下方向に進行する光がそのまま樹脂パッケージ２の周囲の側面などを通過して外部へ出射することを回避することができ、樹脂パッケージ２の上面２ａからの出射光量を多くすることが可能である。したがって、本願発明では、凹面状に形成される内壁面４３の具体的な形状は問わない。
【００３４】
上記面実装型半導体装置Ａでは、ＬＥＤチップ１を樹脂パッケージ２よりも弾性率の小さい被覆材６によって被覆している。したがって、樹脂パッケージ２に対してその外部から機械的な力が生じても、それによって樹脂パッケージ２の内部に発生する応力がＬＥＤチップ１に直接作用しないようにすることができ、ＬＥＤチップ１の保護も図れる。
【００３５】
また、上記面実装型半導体装置Ａでは、この面実装型半導体装置Ａをハンダリフロー法を用いて所望の基板表面などに実装するときに、次に述べるように、ワイヤＷに断線を生じ難くすることができる。すなわち、ワイヤＷが断線する現象について、図２を参照して説明する。まず、ハンダリフロー法では、既述したとおり、実装対象となる基板８の導体パッド８０，８０にクリームハンダ８１を印刷などによって塗布した後に、上記導体パッド８０，８０と面実装用の端子部５ａ，５ｂとを対向させるように面実装型半導体装置Ａを基板８上に載置し、その状態で上記基板８をハンダリフロー炉内に搬入して加熱する。この加熱処理は、クリームハンダ８１を再溶融させる処理であるため、たとえば２５０°程度の加熱温度とされるが、その際の加熱によって樹脂パッケージ２が熱膨張する。樹脂パッケージ２がフィラを含有しない透明なエポキシ樹脂の場合には、その熱膨張率はかなり大きい。このため、第１のリード３ａと第２のリード３ｂとは、上記樹脂の熱膨張の影響を受けて互いに離反する方向に移動する。次いで、上記基板８がハンダリフロー炉から取り出されて冷却される工程では、上記樹脂パッケージ２が収縮を開始し、第１の端子部５ａと第２の端子部５ｂとが固化したハンダによって基板８の導体パッド８０，８０に固定された後においても、その冷却段階においては上記樹脂パッケージ２の収縮はなおも継続して行われる。その際、第１のリード３ａと第２のリード３ｂとには、これらを樹脂パッケージ２に対して互いに離反させる方向に移動させようとする力、すなわち樹脂パッケージ２から第１のリード３ａや第２のリード３ｂを引き抜く方向の力が働く。この力が非常に大きいと、ワイヤＷは断線するのである。
【００３６】
ところが、上記面実装型半導体装置Ａでは、第１のリード３ａには略カップ状または略受け皿状の補助部４が設けられており、第１のリード３ａのうち、樹脂パッケージ２内に埋没している内部リード部３１ａには、クランク形状部分が設けられた構成となっている。このため、樹脂パッケージ２の収縮時において、第１のリード３ａを引き抜こうとする力が作用しても、上記クランク形状部分が第１のリード３ａの相対的な引き抜きを阻止しようとする。したがって、第１のリード３ａが第２のリード３ａから離反する方向に引き抜かれることが阻止される。したがって、ワイヤＷに作用する引張応力が軽減され、ワイヤＷの断線が防止できるのである。加えて、第１のリード３ａの内部リード部３１ａにクランク形状部分を設けておけば、樹脂パッケージ２に相対した第１のリード３ａの引き抜き動作が仮に生じたとしても、この第１のリード３ａの内部リード部３１ａには、そのクランク形状部分の折曲部を支点として、段下げ状となっている補助部４の底部４１を上動、または下動させる回動変位を生じさせることが可能となる。この回動変位は、上記底部４１が単に樹脂パッケージ２の厚み方向へ上昇または下降するのではなく、水平方向の変位をも伴う動作である。このため、第１のリード３ａが実際に樹脂パッケージ２に相対して引き抜かれる動作を生じても、上記補助部４の底部４１が上記回動変位を行うことによって、樹脂パッケージ２の水平方向に対してはその引き抜き方向とは逆方向の変位を生じさせることが可能となって、この底部４１が樹脂パッケージ２の幅方向に実質的に移動しないようにし、またはその移動量を少なくすることが可能となる。その結果、上記底部４１にボンディングされているＬＥＤチップ１とワイヤＷとの間に作用するストレスを軽減し、ワイヤＷが断線しないようにできるのである。
【００３７】
図６および図７は、本願発明に係る面実装型半導体装置の実施形態をそれぞれ示す断面図である。なお、先の参考例と同一部分は、同一符号で示し、その説明は省略する。
【００３８】
図６および図７に示す面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、いずれも先の参考例と同様に、半導体チップとしてＬＥＤチップ１を用いた面実装型光源装置として構成されたものである。ただし、それらの樹脂パッケージ２Ａには、レンズ部２９を設けていない構成としている。これらの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、いずれも第１のリード３ｃに一体形成された補助部４の底部４１を樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂの下方に露出させており、この露出部分を面実装用の第１の端子部５ｃとしている。上記第１のリード３ｃは、先の参考例の面実装型半導体装置Ａの外部リード３２ａに相当する部分を有しない構成とされている。また、上記面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂは、第２のリード３ｄ，３ｅによって形成された面実装用の第２の端子部５ｄ，５ｅを樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂと重なる位置に配置している。より具体的には、面実装型半導体装置Ａａの第２の端子部５ｄは、第２のリード３ｄのうち樹脂パッケージ２Ａの側面２ｃから外部に延出した部分を樹脂パッケージ２Ａの底部近傍においてその内側方向に向けて折り返すことによって形成されている。これに対し、面実装型半導体装置Ａｂの第２の端子部５ｅは、第２のリード３ｅの内部リード部分の先端部に樹脂パッケージ２Ａの底面２ｂに向けて延伸する部分５ｅ’を設けることによって形成されている。
【００３９】
上記２つの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂでは、いずれも第１のリード３ｃに一体形成された補助部４の一部をそのまま面実装用の第１の端子部５ｃとしているために、上記第１のリード３ｃに面実装用の端子部を別途形成するためのフォーミング加工を施す必要はなく、樹脂モールド作業後のリードフォーミング作業工程を簡易にできる。また、第１の端子部５ｃと第２の端子部５ｄ、または第１の端子部５ｃと第２の端子部５ｅとは、樹脂パッケージ２Ａの左右幅方向の外方に大きく突出しない構成、あるいは全く突出しない構成にできるために、面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂの幅方向のサイズも小さくできる。さらには、樹脂パッケージ２Ａは、補助部４の底部を外部に露出させるように薄肉に形成すればよいから、その分だけ面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂの全体の厚み寸法についてもより小さくすることも可能となる。
【００４０】
さらに、上記面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂでは、これらの面実装型半導体装置Ａａ，Ａｂをハンダリフロー法を用いて所望の基板表面などに面実装するときに、次に述べるように、ワイヤＷに断線を生じ難くすることもできる。この作用を図７を参照して説明する。まず、ハンダリフロー法では、既述したとおり、実装対象となる基板８の導体パッド８０，８０と面実装用の端子部５ｃ，５ｅとを対向させて加熱するが、この加熱時には、樹脂パッケージ２Ａが同図の符号Ｎ１で示す仮想線のように熱膨張する。この熱膨張に伴って第１のリード３ｃと第２のリード３ｅとが互いに離反する方向に大きく移動し、ワイヤＷに大きな引張力が作用すると断線する。ところが、この面実装型半導体装置Ａｂでは、リード３ｃ，３ｅの主要部分、すなわち端子部５ｃ，５ｅを形成する部分が樹脂パッケージ２Ａの中央部分寄りに位置しているために、リード３ｃ，３ｅが樹脂パッケージ２Ａの全体の熱膨張の影響を受け難いものにできる。より具体的には、樹脂パッケージ２Ａが熱膨張するときには、その幅方向端部領域の変位量が最大となるが、リード３ｃ，３ｅにはその部分の影響が大きく及ばないようにすることができる。したがって、樹脂パッケージ２Ａの膨張に伴ってリード３ｃ，３ｅが互いに離反する方向に大きく移動しないようにでき、ワイヤＷの断線を防止できるのである。また、このようにして、リード３ｃ，３ｅが互いに離反する方向に大きく極力移動しないようにできれば、樹脂パッケージ２Ａのその後の収縮時においても、その変位量が最も大きな樹脂パッケージ２Ａの幅方向端部の影響を受け難いものにでき、ワイヤＷに大きなストレスが作用しないようにでき、その断線を防止することができるのである。
【００４１】
図６に示す面実装型半導体装置Ａａでは、第２のリード３ｄの一部が樹脂パッケージ２Ａの側面２ｃからその外部に露出してはいるものの、第１のリード３ｃについては、その主要部をなす補助部４が樹脂パッケージ２Ａの中央部寄りの位置に設けられている。したがって、この面実装型半導体装置Ａａにおいても、上述したのと同様な理由により、やはりＬＥＤチップ１やワイヤＷが樹脂パッケージ２Ａの全体の熱膨張やその熱収縮の影響を受け難くし、ワイヤＷに断線を生じないようにすることができる。
【００４２】
本願発明に係る面実装型半導体装置の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されない。
【００４３】
上述の実施形態では、半導体チップとしてＬＥＤチップが使用されているともに、樹脂パッケージの全体が透明とされた面実装型光源装置を構成した場合を具体例として説明しているが、本願発明はこれに限定されない。たとえば、本願発明では、樹脂パッケージを２重の樹脂パッケージ構造とし、その２重の樹脂パッケージは、半導体チップを埋設した透光性を有する第１の樹脂パッケージ部と、この第１の樹脂パッケージ部の上面部を除くその側面部や底面部などを覆う透光性を有しない第２の樹脂パッケージ部とを有するものとしてもかまわない。
【００４４】
また、本願発明では、たとえば半導体チップとして、フォトダイオードまたはフォトトランジスタなどの半導体チップを用いることによって、可視光あるいは赤外光などの特定波長領域の光の感知を行うための受光センサとして構成することもできる。さらに、本願発明では、発光素子としての機能を発揮する半導体チップと、受光素子としての機能を発揮する半導体チップとを、互いに共通する１つの樹脂パッケージ内に埋設したフォトインタラプタとして構成することもできる。さらには、発光機能や受光機能とは異なる機能を発揮する半導体チップを用いた半導体装置として構成することもでき、この場合には必ずしも樹脂パッケージに透光性を具備させる必要もない。本願発明では、面実装型光源装置として構成しない場合であっても、樹脂パッケージに埋設されている補助部４を被覆材６を充填するための受け部材として利用することができるので便利である。
【００４５】
その他、本願発明に係る面実装型半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本願発明でいう補助部の内壁面は、必ずしも半導体チップの全体を囲んでいる必要もなく、たとえば半導体チップの厚み方向底部のみを囲み、半導体チップの上部が囲まれていない状態にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の参考例に係る面実装型半導体装置を示す斜視図である。
【図２】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図４】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】 図１に示す面実装型半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図６】 本願発明に係る面実装型半導体装置の実施形態を示す断面図である。
【図７】 本願発明に係る面実装型半導体装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】 面実装型半導体装置の一例を示す断面図である。
【図９】 従来の面実装型半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤチップ（半導体チップ）
２，２Ａ 樹脂パッケージ
３ａ，３ｃ 第１のリード（導体）
３ｂ ３ｄ，３ｅ 第２のリード（導体）
４ 補助部
５ａ〜５ｅ 面実装用の端子部
４０ 凹部
４３ 内壁面
Ａ，Ａａ，Ａｂ 面実装型半導体装置
Claims (4)
- 半導体チップを埋設した樹脂パッケージと、上記半導体チップを搭載した第１の導体と、上記半導体チップとワイヤ接続された第２の導体とを具備しており、かつ上記第１の導体の一部および上記第２の導体の一部が上記樹脂パッケージの外部に露出した面実装用の端子部とされている、面実装型半導体装置であって、
上記第１の導体には、上記半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する補助部が形成されている一方、
上記補助部の底部は、上記樹脂パッケージの底面からその外部に露出した面実装用の端子部とされていることを特徴とする、面実装型半導体装置。 - 上記半導体チップは発光機能を有しているとともに、上記樹脂パッケージには透光性が具備されていることにより、全体が面実装型光源装置として構成されており、かつ、
上記補助部の内壁面は、受けた光を反射可能な光反射面とされている、請求項１に記載の面実装型半導体装置。 - 上記補助部の内壁面によって形成されている凹部には、上記半導体チップを被覆する被覆材が充填されている、請求項１または２に記載の面実装型半導体装置。
- 上記第１の導体と上記第２の導体とは、薄肉金属部材を加工して形成されており、かつ上記補助部は、上記第１の導体の上記半導体チップが搭載された部分の周囲を立ち上がらせることにより上記第１の導体の一部を略カップ状または略受け皿状に形成した部分である、請求項３に記載の面実装型半導体装置。
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