JP4703903B2 - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体素子を収容するケース内に液状の樹脂を充填することにより、上記半導体素子の樹脂封止を行なったタイプの半導体装置およびこれを製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の一例としては、たとえば図１２に示すように、８セグメントタイプの表示装置Ｂがある。この表示装置Ｂは、ケース９０内に計８つのＬＥＤチップ（同図では図示略）が収容されたものであり、ケース９０の外部には、面実装用の複数の端子部９２が形成された複数本のリード９１が突出している。
【０００３】
この表示装置Ｂの製造に際しては、まず図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ケース９０内に液状の樹脂９３を充填する。次いで、同図（ｃ）に示すように、所定数のＬＥＤチップ９４とこれらのＬＥＤチップ９４に導通する複数本のリード９１の一部分とを樹脂９３内に浸漬させる。樹脂９３は、その後硬化させる。この硬化により、ＬＥＤチップ９４および複数本のリード９１をケース９０に固定させることができる。また、ＬＥＤチップ９４と各リード９１との接続部分の絶縁保護を図ることもできる。各リード９１のうち、樹脂９３から突出した突出部９１ａには、フォーミング加工や切断加工を施し、これにより面実装用の複数の端子部９２をつくる。
【０００４】
このような製造方法によれば、ＬＥＤチップ９４の封止を液状の樹脂９３を用いて行なうために、たとえば金型を用いた樹脂成形手段によって半導体素子を封止する場合と比較すると、その製造が容易となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のような不具合を生じる場合があった。
【０００６】
すなわち、図１３（ｃ）に示したように、各リード９１の一部を液状の樹脂９３内に浸漬させたときには、この樹脂９３の一部が各リード９１の突出部９１ａに昇っていく現象を生じる場合がある。より具体的には、各リード９１は、たとえば図１４（ａ）に示すように、適当な厚みｔの金属板９５の両面にレジスト層９６を形成してから、同図（ｂ）に示すように、この金属板９５をその両面からエッチングする工程を経て製造される場合がある。異方性をもたないウェットエッチングを採用した場合、上記工程により形成されたリード９１の側部には、凹溝部９１ｃが形成される。リード９１に凹溝部９１ｃがあると、図１５に示すように、リード９１が液状の樹脂９３に浸漬されたときに、樹脂９３の一部が毛細管現象によって凹溝部９１ｃ内を上昇する。
【０００７】
従来においては、上記のような現象を生じる場合に、これを抑制するための手段がなんら講じられていないのが実情であり、樹脂９３の一部は、リード９１の突出部９１ａの先端に向けてかなり長い距離を昇っていく。このため、従来においては、突出部９１ａのかなり広い領域が、樹脂によって覆われてしまう場合があった。その結果、リード９１の突出部９１ａへのハンダ付けを適正に行なうことが困難となって、表示装置Ｂの実装作業に支障をきたす場合があった。
【０００８】
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、ハンダ付けなどの対象となる複数のリードの突出部に半導体素子封止用の樹脂が広い領域にわたって付着しないようにすることができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することをその課題としている。
【０００９】
【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。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、複数のリードに電気的に接続された半導体素子を、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケース内に収容する工程と、上記半導体素子を封止するための液状の樹脂を上記ケース内に充填する工程と、を有しており、かつ、上記各リードには、上記樹脂内に埋没した埋没部と、上記樹脂の外部に突出し、少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている突出部とを形成する、半導体装置の製造方法であって、上記ケースとしては、上記側壁が、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有するものを用い、上記各リードとしては、上記樹脂寄り部とされる部分に、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張されていることによって、上記樹脂の方向を向く面を有する拡張部が設けられ、この拡張部の上記各リードの延び方向の位置が、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されているものを用いることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、上記液状の樹脂の一部がたとえば毛細管現象に起因して上記各リードの突出部に伝わろうとする現象を生じる場合であっても、この樹脂の一部が上記拡張部の所定の面に到達すると、この面が上記樹脂の流れを阻止することとなる。したがって、従来とは異なり、上記各リードの突出部が広い領域にわたって樹脂によって覆われないようにすることができる。その結果、各リードの突出部へのハンダ付けを適切に行なうことができる品質の良い半導体装置が得られる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードは、金属板をエッチングすることにより形成され、かつ幅を規定する両側面がエッチング処理面とされたものであり、上記拡張部は、上記各リードの幅を拡張することにより形成されている。
【００１３】
このような構成によれば、上記各リードのエッチング処理面とされた両側面に上記樹脂の一部が伝わり易くなるのに対し、上記拡張部の所定の面については、上記各リードの幅方向に張り出した面となるために、この面によって上記樹脂の流れを適切に止めることが可能となる。
【００１４】
本願発明においては、上記各リードは、金属板を打ち抜き加工することにより形成されたものである構成とすることもできる。金属板を打ち抜き加工したときには、いわゆるダレを生じ、このダレが毛細管現象を生じさせる凹溝を形成することによって樹脂の一部が上記各リードを伝わる虞れがあり、このような場合にも本願発明は好適となる。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される半導体装置は、複数のリードに電気的に接続された半導体素子と、この半導体素子を内部に収容し、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケースと、上記半導体素子を封止するように上記ケース内に充填された樹脂と、を有しており、かつ、上記各リードは、上記樹脂内に埋没した埋没部と上記樹脂の外部に突出した突出部とを有し、上記突出部における少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は、上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている、半導体装置であって、上記ケースの上記側壁は、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有しており、上記各リードの上記突出部における上記樹脂寄り部には、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張された拡張部が設けられており、かつこの拡張部は、上記樹脂の方向を向く面を有しており、上記拡張部の上記各リードの延び方向の位置は、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、半導体装置の製造過程において、上記樹脂が上記各リードの突出部に対して広い領域にわたって伝わることを上記拡張部の所定の面によって阻止することができ、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００１７】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードの突出部のうち、上記拡張部の上記面よりも先端寄りの部分は、実装用の端子部とされている。
【００１８】
このような構成によれば、樹脂の一部が上記端子部まで到達しないようにすることが確実化される。
【００１９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記端子部は、上記拡張部よりも幅が小さくされている。
【００２０】
このような構成によれば、互いに隣り合う端子部どうしの間の寸法を大きくとることができる。したがって、たとえば複数の端子部を所望の箇所にハンダ付けした場合に、それらの間に電気的な短絡などを生じにくくすることができる。
【００２１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子が発光素子であるとともに、上記ケースが上記発光素子から発せられた光を上記正面壁から外部に進行させることが可能とされた表示装置または発光装置として構成されている。
【００２２】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２３】
【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。
【００２４】
図１〜図４は、８セグメントタイプの表示装置として構成された本願発明に係る半導体装置の一例を示している。図１および図２によく表われているように、本実施形態の表示装置Ａは、ケース１、封止用の樹脂２、複数（計８個）のＬＥＤチップ３、および複数のリード４を具備して構成されている。
【００２５】
ケース１は、たとえば金型を用いて樹脂成形されたものであり、その正面壁（上面壁）には、８の字と１つのドットとを表わす複数の開口部１０ａ，１０ｂが設けられている。このケース１の一対の側壁１１は、その一部分が下方に延びた形態とされている。このようにすれば、この表示装置Ａを所望の部分に実装する場合に、各側壁１１をその実装部分に当接させることによって、この表示装置Ａを安定させることが可能となる。
【００２６】
樹脂２は、透光性を有しており、ケース１内に充填されている。ケース１の開口部１０ａ，１０ｂ内にもこの樹脂２が行き渡っている。この樹脂２としては、たとえばエポキシ樹脂が用いられており、この樹脂２は、後述するように、ケース１内への充填は液状でなされ、かつその後に熱硬化したものである。ただし、本願発明はこれに限定されず、自然放置により硬化するタイプの樹脂を用いることもできる。
【００２７】
複数のリード４は、後述するように、リードフレームと称される金属製の製造用フレームＦから形成されたものである。これら複数のリード４は、複数のＬＥＤチップ３と電気的に接続されている。より具体的には、図４によく表われているように、複数のリード４としては、グランド接続用の１つのリード４（４Ａ）と、正の電圧印加用の８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）とがあり、複数のＬＥＤチップ３は、８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）上にボンディングされ、かつその片面（下面）の陽極がそれらのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）と電気的に導通している。各ＬＥＤチップ３の反対面の陰極は、ワイヤＷを介してリード４（４Ａ）と電気的に接続されている。各ＬＥＤチップ３は、本願発明でいう半導体素子の一例に相当し、ケース１の開口部１０ａ，１０ｂ内に配置されている。各ＬＥＤチップ３および各ワイヤは、樹脂２によって封止されている。
【００２８】
複数のリード４は、図２および図３によく表われているように、樹脂２内に埋没している埋没部４ａと、樹脂２の外部に突出した突出部４ｂとを有しており、複数の突出部４ｂは、ケース１の両側方に計５本ずつ振り分けられている。図４によく表われているように、リード４（４Ｂ〜４Ｉ）のそれぞれは、１つの突出部４ｂを有するのに対し、リード４（４Ａ）は、ケース１の両側方に振り分けられた２つの突出部４ｂ（４b') を有している。このような構成によれば、複数の突出部４ｂを５本ずつ対称な配置にすることができるため、この表示装置Ａの実装対象となる部材に導通接続用の複数の端子部を設ける場合には、これらの端子部も対称な配置にすればよいこととなり、好都合となる。また、リード４（４Ａ）は、２つの突出部４ｂによって両端支持されることとなるため、強度的にも好ましいものとなる。
【００２９】
図２によく表われているように、複数のリード４の突出部４ｂは、適宜屈曲されており、その先端部には、各底面が互いに同一平面に位置するように揃えられた面実装用の端子部４０が形成されている。図３によく表われているように、各突出部４ｂの各端子部４０よりも突出部４ｂの基端４１寄りの部分には、拡張部４２が設けられている。この拡張部４２は、その幅ｗａを突出部４ｂの他の部分の幅ｗｂよりも大きくした部分であり、樹脂阻止用の一対の面４３を有している。これら一対の面４３は、突出部４ｂの基端４１の方向を向いた面であり、拡張部４２の基端近傍部分の側面よりもこの拡張部４２の幅方向に突出している。これらの面４３は、本実施形態においては曲面状とされているが、本願発明はこれに限定されず、たとえば平面状に形成してもよい。
【００３０】
上記した構成の表示装置Ａは、たとえばハンダリフローの手法を利用して所望の箇所に面実装することが可能である。また、複数のリード４の端子部４０を介して複数のＬＥＤチップ３への電力供給を選択的に行なうことにより、０〜９までの数字の選択的な表示とこれに付随するドットのオン・オフ表示とを行なうことできる。ＬＥＤチップ３を発光させた場合、このＬＥＤチップ３から発せられた光の一部をケース１の窓部１０ａ，１０ｂの周壁面によって高い反射率でこの表示装置Ａの正面に向けて反射させることが可能であり、これにより表示を明るくすることが可能である。
【００３１】
次に、上記構成の表示装置Ａの製造方法の一例について説明する。
【００３２】
表示装置Ａの製造に際しては、たとえば図５に示すような製造用フレームＦを用いる。この製造用フレームＦは、適当な厚みを有する金属板をエッチングすることによって製造されたものである。エッチングの手法としては、たとえば図１４を参照して説明したのと同様な手法が用いられている。したがって、この製造用フレームＦの各リード４の側面がエッチング処理面となっており、この部分に図１４および図１５を参照して説明した従来技術と同様な凹溝部が形成されている。この製造用フレームＦは、図５の左右方向に延びる一対の帯状のサイドフレーム４９どうしの間に、複数のリード４のグループが各サイドフレーム４９の長手方向に適当な間隔で複数並べられ、かつ各サイドフレーム４９と一体に繋がって設けられた構成を有している。むろん、各リード４には、拡張部４２が設けられている。複数のリード４のグループどうしの間には、一対のサイドフレーム４９どうしを繋ぐクロスメンバ４８が設けられている。このクロスメンバ４８は、製造用フレームＦの機械的強度を高めて、製造用フレームＦの形態を安定させるのに役立つ。
【００３３】
図６に示すように、各リード４および各クロスメンバ４８については、断面略コ字状に折り曲げる。折り曲げ位置は、たとえば図５の仮想線Ｌ１で示す箇所である。また、各リード４上の所定箇所には、複数のＬＥＤチップ３と複数本のワイヤＷのボンディング作業を行なう。
【００３４】
次いで、図７に示すように、ケース１を図１〜図３に示す姿勢とは上下反対の姿勢にして、その内部に液状の樹脂２を充填するとともに、この樹脂２内に各リード４の一部と一緒に各ＬＥＤチップ３を浸漬させる。樹脂２の充填時には、ケース１の開口部１０ａ，１０ｂを塞いでおき、この部分から樹脂２が外部に流出しないようにしておく。各リード４の一部を樹脂２に浸漬させる際には、各リード４の拡張部４２については、樹脂２内に埋没させないようにする。その後は、樹脂２を加熱により硬化させてから、各リード４をたとえば図７の仮想線Ｌ２で示す箇所において切断する切断作業と、各リード４を図１〜図３で示した形状に整えるフォーミング加工とを施す。これにより、上記した構成の表示装置Ａが得られる。製造用フレームＦは、その長手方向にリード４のグループを複数備えているために、製造用フレームＦをその長手方向に搬送することにより上記した一連の作業を連続して行い、複数の表示装置Ａを効率良く製造することが可能である。
【００３５】
図７に示したように、液状の樹脂２に各リード４の一部を浸漬させたときには、図１５を参照して説明した従来技術と同様に、毛細管現象の原理によって、図７の矢印Ｎ１に示すように、樹脂２の一部が各リード４の突出部４ｂの両側面を上昇しようとする。ところが、各突出部４ｂには、樹脂２の一部が進行する方向に対して交差する方向に張り出した拡張部４２の一対の面４３が存在するために、樹脂２の一部がそれ以上に上昇することが有効に阻止される。したがって、各リード４の突出部４ｂのうち、一対の面４３よりも先端寄りの部分（同図の上方寄りの部分）に液状の樹脂２が付着することが防止される。その結果、表示装置Ａの面実装用の各端子部４０が樹脂２によって不当に覆われないようにし、たとえば表示装置Ａを所望の箇所に面実装する場合には、各端子部４０に対してハンダを適切に付着させることができる。
【００３６】
図８〜図１１は、本願発明の他の実施形態を示している。ただし、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３７】
図８に示す表示装置Ａａは、各リード４の突出部４ｂのうち、基端４１の近傍部分は幅ｗｂの細幅状に形成されているのに対し、それよりも先端寄りの部分の全域は、幅ｗｂよりも大きな幅ｗａを有する拡張部４２とされている。このような構成によっても、上記実施形態と同様に、各拡張部４２は、各突出部４ｂの基端方向を向く一対の面４３を有しているために、樹脂２が各頂部４２の先端に向けて伝うことをそれらの面４３が有効に阻止する。このように、本願発明においては、各リード４の突出部４ｂの一部分を除き、その大部分が拡張部４２とされた構成にしてもかまわない。ただし、図８に示す実施形態においては、面実装用の端子部４０が幅広状とされているために、端子部４０どうしの間の寸法Ｓが小さくなり易い。これに対し、先に説明した表示装置Ａの場合には、各端子部４０を幅狭に形成できるために、端子部４０どうしの間の寸法を大きくし、たとえば互いに隣り合う端子部４０にハンダが跨がって付着するといった事態を生じにくくすることができる利点が得られることとなる。
【００３８】
図９に示す構成においては、各リード４の拡張部４２が互いに一連に繋がっている。このような構成においても、拡張部４２には、各突出部４ｂの基端方向を向く複数の面４３を設けることができ、これらの面４３によって樹脂２の上昇を阻止することができる。各拡張部４２については、樹脂２を硬化させた後の各リード４の切断およびフォーミング工程において、同図の仮想線Ｌ３で示す箇所において切断すればよい。これにより、複数のリード４どうしが電気的に短絡しない構成とされた表示装置を得ることができる。このように、本願発明においては、複数の拡張部が一連に繋げられた構成とすることもできる。
【００３９】
図１０に示す構成においては、各リード４の拡張部４２は、その厚みｔ１が突出部４ｂの他の部分の厚みｔ２よりも大きなものとして形成されている。このような構成によれば、樹脂２の一部が矢印Ｎ２に示すように、各リード４の拡張部４２の厚み方向に対向する２つの面を伝って上昇してくる場合に、この樹脂２の上昇を拡張部４２の一対の面４３によって阻止することができる。各リード４は、既述したように、金属板にエッチング処理を施すことにより形成することが可能であるが、これに限らず、たとえば金属板に打ち抜きプレス加工を施すことによって形成することもできる。打ち抜きプレス加工により各リード４を形成する場合には、各リード４のエッジに「だれ」を生じて厚み方向に対向する表裏面部が凹状に形成される場合があり、この場合にはこの表裏面部を樹脂２の一部が上昇してくる可能性がある。上記構成によれば、そのような場合に好適に対処することができる。このように、本願発明でいう拡張部とは、各リードの幅と厚みとのいずれが拡張されていてもかまわない。もちろん、幅と厚みとの双方が拡張されていてもかまわない。
【００４０】
図１１に示す構成においては、各リード４にその一部分を細幅にする凹部４７を設けており、このことによって樹脂止め用の一対の面４３が設けられている。凹部４７よりも同図の上方部分が拡張部４２である。このような構成においても、各リード４を樹脂２が伝って上昇することを各面４３によって阻止することができる。図１〜図３に示した先の実施形態においては、各リード４の突出部の一部分を幅広にすることにより樹脂止め用の面を形成したが、図１１に示したように、各リードの一部に凹部を設けた構成も実質的には各リードに拡張部を設けた構成となっており、本願発明においてはこのような構成にすることもできる。凹部４７は、種々の形状に形成することが可能である。
【００４１】
本願発明は、上述した実施形態に限定されない。本願発明に係る半導体装置の製造方法の各作業工程の具体的な構成は、種々に変更自在である。たとえば、ケース内に樹脂を充填する作業は、ケース内に半導体素子やリードを収容する収容工程の前に行なうのに代えて、その収容工程の後に行なってもよい。本願発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成も、種々に設計変更自在である。
【００４２】
本願発明に係る半導体装置は、８セグメントタイプあるいは７セグメントタイプの表示装置に限定されない。たとえば、ＬＥＤを１つしか有しない照明用などの発光装置として構成したり、表示装置や発光装置とは異なる種類の半導体装置として構成することもできる。したがって、本願発明でいう半導体素子の具体的な種類や数は限定されるものではなく、またリードの本数やケースの具体的な形状、ならびに封止用の樹脂の具体的な成分なども問わない。リードに形成される実装用の端子部は、面実装用に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】８セグメントタイプの表示装置として構成された本願発明に係る半導体装置の一例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のIII −III 断面図である。
【図４】図１に示す半導体装置の平面断面図である。
【図５】図１に示す半導体装置の製造に用いられる製造用フレームを示す要部正面図である。
【図６】（ａ）は、図１に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図１に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】本願発明に係る半導体装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本願発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本願発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本願発明に係る半導体装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図１２】従来の半導体装置の一例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、図１２に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、リードを作製する工程の一例を示す断面図である。
【図１５】樹脂がリードに伝って上昇する状態を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 表示装置（半導体装置）
Ｆ 製造用フレーム
１ ケース
２ 樹脂
３ ＬＥＤチップ（半導体素子）
４ リード
４ａ 埋没部（リードの）
４ｂ 突出部（リードの）
４１ 基端（突出部の）
４２ 拡張部
４３ 面（拡張部の）
【発明の属する技術分野】
本願発明は、半導体素子を収容するケース内に液状の樹脂を充填することにより、上記半導体素子の樹脂封止を行なったタイプの半導体装置およびこれを製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の一例としては、たとえば図１２に示すように、８セグメントタイプの表示装置Ｂがある。この表示装置Ｂは、ケース９０内に計８つのＬＥＤチップ（同図では図示略）が収容されたものであり、ケース９０の外部には、面実装用の複数の端子部９２が形成された複数本のリード９１が突出している。
【０００３】
この表示装置Ｂの製造に際しては、まず図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ケース９０内に液状の樹脂９３を充填する。次いで、同図（ｃ）に示すように、所定数のＬＥＤチップ９４とこれらのＬＥＤチップ９４に導通する複数本のリード９１の一部分とを樹脂９３内に浸漬させる。樹脂９３は、その後硬化させる。この硬化により、ＬＥＤチップ９４および複数本のリード９１をケース９０に固定させることができる。また、ＬＥＤチップ９４と各リード９１との接続部分の絶縁保護を図ることもできる。各リード９１のうち、樹脂９３から突出した突出部９１ａには、フォーミング加工や切断加工を施し、これにより面実装用の複数の端子部９２をつくる。
【０００４】
このような製造方法によれば、ＬＥＤチップ９４の封止を液状の樹脂９３を用いて行なうために、たとえば金型を用いた樹脂成形手段によって半導体素子を封止する場合と比較すると、その製造が容易となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のような不具合を生じる場合があった。
【０００６】
すなわち、図１３（ｃ）に示したように、各リード９１の一部を液状の樹脂９３内に浸漬させたときには、この樹脂９３の一部が各リード９１の突出部９１ａに昇っていく現象を生じる場合がある。より具体的には、各リード９１は、たとえば図１４（ａ）に示すように、適当な厚みｔの金属板９５の両面にレジスト層９６を形成してから、同図（ｂ）に示すように、この金属板９５をその両面からエッチングする工程を経て製造される場合がある。異方性をもたないウェットエッチングを採用した場合、上記工程により形成されたリード９１の側部には、凹溝部９１ｃが形成される。リード９１に凹溝部９１ｃがあると、図１５に示すように、リード９１が液状の樹脂９３に浸漬されたときに、樹脂９３の一部が毛細管現象によって凹溝部９１ｃ内を上昇する。
【０００７】
従来においては、上記のような現象を生じる場合に、これを抑制するための手段がなんら講じられていないのが実情であり、樹脂９３の一部は、リード９１の突出部９１ａの先端に向けてかなり長い距離を昇っていく。このため、従来においては、突出部９１ａのかなり広い領域が、樹脂によって覆われてしまう場合があった。その結果、リード９１の突出部９１ａへのハンダ付けを適正に行なうことが困難となって、表示装置Ｂの実装作業に支障をきたす場合があった。
【０００８】
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、ハンダ付けなどの対象となる複数のリードの突出部に半導体素子封止用の樹脂が広い領域にわたって付着しないようにすることができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することをその課題としている。
【０００９】
【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。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、複数のリードに電気的に接続された半導体素子を、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケース内に収容する工程と、上記半導体素子を封止するための液状の樹脂を上記ケース内に充填する工程と、を有しており、かつ、上記各リードには、上記樹脂内に埋没した埋没部と、上記樹脂の外部に突出し、少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている突出部とを形成する、半導体装置の製造方法であって、上記ケースとしては、上記側壁が、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有するものを用い、上記各リードとしては、上記樹脂寄り部とされる部分に、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張されていることによって、上記樹脂の方向を向く面を有する拡張部が設けられ、この拡張部の上記各リードの延び方向の位置が、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されているものを用いることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、上記液状の樹脂の一部がたとえば毛細管現象に起因して上記各リードの突出部に伝わろうとする現象を生じる場合であっても、この樹脂の一部が上記拡張部の所定の面に到達すると、この面が上記樹脂の流れを阻止することとなる。したがって、従来とは異なり、上記各リードの突出部が広い領域にわたって樹脂によって覆われないようにすることができる。その結果、各リードの突出部へのハンダ付けを適切に行なうことができる品質の良い半導体装置が得られる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードは、金属板をエッチングすることにより形成され、かつ幅を規定する両側面がエッチング処理面とされたものであり、上記拡張部は、上記各リードの幅を拡張することにより形成されている。
【００１３】
このような構成によれば、上記各リードのエッチング処理面とされた両側面に上記樹脂の一部が伝わり易くなるのに対し、上記拡張部の所定の面については、上記各リードの幅方向に張り出した面となるために、この面によって上記樹脂の流れを適切に止めることが可能となる。
【００１４】
本願発明においては、上記各リードは、金属板を打ち抜き加工することにより形成されたものである構成とすることもできる。金属板を打ち抜き加工したときには、いわゆるダレを生じ、このダレが毛細管現象を生じさせる凹溝を形成することによって樹脂の一部が上記各リードを伝わる虞れがあり、このような場合にも本願発明は好適となる。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される半導体装置は、複数のリードに電気的に接続された半導体素子と、この半導体素子を内部に収容し、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケースと、上記半導体素子を封止するように上記ケース内に充填された樹脂と、を有しており、かつ、上記各リードは、上記樹脂内に埋没した埋没部と上記樹脂の外部に突出した突出部とを有し、上記突出部における少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は、上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている、半導体装置であって、上記ケースの上記側壁は、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有しており、上記各リードの上記突出部における上記樹脂寄り部には、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張された拡張部が設けられており、かつこの拡張部は、上記樹脂の方向を向く面を有しており、上記拡張部の上記各リードの延び方向の位置は、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、半導体装置の製造過程において、上記樹脂が上記各リードの突出部に対して広い領域にわたって伝わることを上記拡張部の所定の面によって阻止することができ、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００１７】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記各リードの突出部のうち、上記拡張部の上記面よりも先端寄りの部分は、実装用の端子部とされている。
【００１８】
このような構成によれば、樹脂の一部が上記端子部まで到達しないようにすることが確実化される。
【００１９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記端子部は、上記拡張部よりも幅が小さくされている。
【００２０】
このような構成によれば、互いに隣り合う端子部どうしの間の寸法を大きくとることができる。したがって、たとえば複数の端子部を所望の箇所にハンダ付けした場合に、それらの間に電気的な短絡などを生じにくくすることができる。
【００２１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子が発光素子であるとともに、上記ケースが上記発光素子から発せられた光を上記正面壁から外部に進行させることが可能とされた表示装置または発光装置として構成されている。
【００２２】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２３】
【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。
【００２４】
図１〜図４は、８セグメントタイプの表示装置として構成された本願発明に係る半導体装置の一例を示している。図１および図２によく表われているように、本実施形態の表示装置Ａは、ケース１、封止用の樹脂２、複数（計８個）のＬＥＤチップ３、および複数のリード４を具備して構成されている。
【００２５】
ケース１は、たとえば金型を用いて樹脂成形されたものであり、その正面壁（上面壁）には、８の字と１つのドットとを表わす複数の開口部１０ａ，１０ｂが設けられている。このケース１の一対の側壁１１は、その一部分が下方に延びた形態とされている。このようにすれば、この表示装置Ａを所望の部分に実装する場合に、各側壁１１をその実装部分に当接させることによって、この表示装置Ａを安定させることが可能となる。
【００２６】
樹脂２は、透光性を有しており、ケース１内に充填されている。ケース１の開口部１０ａ，１０ｂ内にもこの樹脂２が行き渡っている。この樹脂２としては、たとえばエポキシ樹脂が用いられており、この樹脂２は、後述するように、ケース１内への充填は液状でなされ、かつその後に熱硬化したものである。ただし、本願発明はこれに限定されず、自然放置により硬化するタイプの樹脂を用いることもできる。
【００２７】
複数のリード４は、後述するように、リードフレームと称される金属製の製造用フレームＦから形成されたものである。これら複数のリード４は、複数のＬＥＤチップ３と電気的に接続されている。より具体的には、図４によく表われているように、複数のリード４としては、グランド接続用の１つのリード４（４Ａ）と、正の電圧印加用の８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）とがあり、複数のＬＥＤチップ３は、８つのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）上にボンディングされ、かつその片面（下面）の陽極がそれらのリード４（４Ｂ〜４Ｉ）と電気的に導通している。各ＬＥＤチップ３の反対面の陰極は、ワイヤＷを介してリード４（４Ａ）と電気的に接続されている。各ＬＥＤチップ３は、本願発明でいう半導体素子の一例に相当し、ケース１の開口部１０ａ，１０ｂ内に配置されている。各ＬＥＤチップ３および各ワイヤは、樹脂２によって封止されている。
【００２８】
複数のリード４は、図２および図３によく表われているように、樹脂２内に埋没している埋没部４ａと、樹脂２の外部に突出した突出部４ｂとを有しており、複数の突出部４ｂは、ケース１の両側方に計５本ずつ振り分けられている。図４によく表われているように、リード４（４Ｂ〜４Ｉ）のそれぞれは、１つの突出部４ｂを有するのに対し、リード４（４Ａ）は、ケース１の両側方に振り分けられた２つの突出部４ｂ（４b') を有している。このような構成によれば、複数の突出部４ｂを５本ずつ対称な配置にすることができるため、この表示装置Ａの実装対象となる部材に導通接続用の複数の端子部を設ける場合には、これらの端子部も対称な配置にすればよいこととなり、好都合となる。また、リード４（４Ａ）は、２つの突出部４ｂによって両端支持されることとなるため、強度的にも好ましいものとなる。
【００２９】
図２によく表われているように、複数のリード４の突出部４ｂは、適宜屈曲されており、その先端部には、各底面が互いに同一平面に位置するように揃えられた面実装用の端子部４０が形成されている。図３によく表われているように、各突出部４ｂの各端子部４０よりも突出部４ｂの基端４１寄りの部分には、拡張部４２が設けられている。この拡張部４２は、その幅ｗａを突出部４ｂの他の部分の幅ｗｂよりも大きくした部分であり、樹脂阻止用の一対の面４３を有している。これら一対の面４３は、突出部４ｂの基端４１の方向を向いた面であり、拡張部４２の基端近傍部分の側面よりもこの拡張部４２の幅方向に突出している。これらの面４３は、本実施形態においては曲面状とされているが、本願発明はこれに限定されず、たとえば平面状に形成してもよい。
【００３０】
上記した構成の表示装置Ａは、たとえばハンダリフローの手法を利用して所望の箇所に面実装することが可能である。また、複数のリード４の端子部４０を介して複数のＬＥＤチップ３への電力供給を選択的に行なうことにより、０〜９までの数字の選択的な表示とこれに付随するドットのオン・オフ表示とを行なうことできる。ＬＥＤチップ３を発光させた場合、このＬＥＤチップ３から発せられた光の一部をケース１の窓部１０ａ，１０ｂの周壁面によって高い反射率でこの表示装置Ａの正面に向けて反射させることが可能であり、これにより表示を明るくすることが可能である。
【００３１】
次に、上記構成の表示装置Ａの製造方法の一例について説明する。
【００３２】
表示装置Ａの製造に際しては、たとえば図５に示すような製造用フレームＦを用いる。この製造用フレームＦは、適当な厚みを有する金属板をエッチングすることによって製造されたものである。エッチングの手法としては、たとえば図１４を参照して説明したのと同様な手法が用いられている。したがって、この製造用フレームＦの各リード４の側面がエッチング処理面となっており、この部分に図１４および図１５を参照して説明した従来技術と同様な凹溝部が形成されている。この製造用フレームＦは、図５の左右方向に延びる一対の帯状のサイドフレーム４９どうしの間に、複数のリード４のグループが各サイドフレーム４９の長手方向に適当な間隔で複数並べられ、かつ各サイドフレーム４９と一体に繋がって設けられた構成を有している。むろん、各リード４には、拡張部４２が設けられている。複数のリード４のグループどうしの間には、一対のサイドフレーム４９どうしを繋ぐクロスメンバ４８が設けられている。このクロスメンバ４８は、製造用フレームＦの機械的強度を高めて、製造用フレームＦの形態を安定させるのに役立つ。
【００３３】
図６に示すように、各リード４および各クロスメンバ４８については、断面略コ字状に折り曲げる。折り曲げ位置は、たとえば図５の仮想線Ｌ１で示す箇所である。また、各リード４上の所定箇所には、複数のＬＥＤチップ３と複数本のワイヤＷのボンディング作業を行なう。
【００３４】
次いで、図７に示すように、ケース１を図１〜図３に示す姿勢とは上下反対の姿勢にして、その内部に液状の樹脂２を充填するとともに、この樹脂２内に各リード４の一部と一緒に各ＬＥＤチップ３を浸漬させる。樹脂２の充填時には、ケース１の開口部１０ａ，１０ｂを塞いでおき、この部分から樹脂２が外部に流出しないようにしておく。各リード４の一部を樹脂２に浸漬させる際には、各リード４の拡張部４２については、樹脂２内に埋没させないようにする。その後は、樹脂２を加熱により硬化させてから、各リード４をたとえば図７の仮想線Ｌ２で示す箇所において切断する切断作業と、各リード４を図１〜図３で示した形状に整えるフォーミング加工とを施す。これにより、上記した構成の表示装置Ａが得られる。製造用フレームＦは、その長手方向にリード４のグループを複数備えているために、製造用フレームＦをその長手方向に搬送することにより上記した一連の作業を連続して行い、複数の表示装置Ａを効率良く製造することが可能である。
【００３５】
図７に示したように、液状の樹脂２に各リード４の一部を浸漬させたときには、図１５を参照して説明した従来技術と同様に、毛細管現象の原理によって、図７の矢印Ｎ１に示すように、樹脂２の一部が各リード４の突出部４ｂの両側面を上昇しようとする。ところが、各突出部４ｂには、樹脂２の一部が進行する方向に対して交差する方向に張り出した拡張部４２の一対の面４３が存在するために、樹脂２の一部がそれ以上に上昇することが有効に阻止される。したがって、各リード４の突出部４ｂのうち、一対の面４３よりも先端寄りの部分（同図の上方寄りの部分）に液状の樹脂２が付着することが防止される。その結果、表示装置Ａの面実装用の各端子部４０が樹脂２によって不当に覆われないようにし、たとえば表示装置Ａを所望の箇所に面実装する場合には、各端子部４０に対してハンダを適切に付着させることができる。
【００３６】
図８〜図１１は、本願発明の他の実施形態を示している。ただし、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３７】
図８に示す表示装置Ａａは、各リード４の突出部４ｂのうち、基端４１の近傍部分は幅ｗｂの細幅状に形成されているのに対し、それよりも先端寄りの部分の全域は、幅ｗｂよりも大きな幅ｗａを有する拡張部４２とされている。このような構成によっても、上記実施形態と同様に、各拡張部４２は、各突出部４ｂの基端方向を向く一対の面４３を有しているために、樹脂２が各頂部４２の先端に向けて伝うことをそれらの面４３が有効に阻止する。このように、本願発明においては、各リード４の突出部４ｂの一部分を除き、その大部分が拡張部４２とされた構成にしてもかまわない。ただし、図８に示す実施形態においては、面実装用の端子部４０が幅広状とされているために、端子部４０どうしの間の寸法Ｓが小さくなり易い。これに対し、先に説明した表示装置Ａの場合には、各端子部４０を幅狭に形成できるために、端子部４０どうしの間の寸法を大きくし、たとえば互いに隣り合う端子部４０にハンダが跨がって付着するといった事態を生じにくくすることができる利点が得られることとなる。
【００３８】
図９に示す構成においては、各リード４の拡張部４２が互いに一連に繋がっている。このような構成においても、拡張部４２には、各突出部４ｂの基端方向を向く複数の面４３を設けることができ、これらの面４３によって樹脂２の上昇を阻止することができる。各拡張部４２については、樹脂２を硬化させた後の各リード４の切断およびフォーミング工程において、同図の仮想線Ｌ３で示す箇所において切断すればよい。これにより、複数のリード４どうしが電気的に短絡しない構成とされた表示装置を得ることができる。このように、本願発明においては、複数の拡張部が一連に繋げられた構成とすることもできる。
【００３９】
図１０に示す構成においては、各リード４の拡張部４２は、その厚みｔ１が突出部４ｂの他の部分の厚みｔ２よりも大きなものとして形成されている。このような構成によれば、樹脂２の一部が矢印Ｎ２に示すように、各リード４の拡張部４２の厚み方向に対向する２つの面を伝って上昇してくる場合に、この樹脂２の上昇を拡張部４２の一対の面４３によって阻止することができる。各リード４は、既述したように、金属板にエッチング処理を施すことにより形成することが可能であるが、これに限らず、たとえば金属板に打ち抜きプレス加工を施すことによって形成することもできる。打ち抜きプレス加工により各リード４を形成する場合には、各リード４のエッジに「だれ」を生じて厚み方向に対向する表裏面部が凹状に形成される場合があり、この場合にはこの表裏面部を樹脂２の一部が上昇してくる可能性がある。上記構成によれば、そのような場合に好適に対処することができる。このように、本願発明でいう拡張部とは、各リードの幅と厚みとのいずれが拡張されていてもかまわない。もちろん、幅と厚みとの双方が拡張されていてもかまわない。
【００４０】
図１１に示す構成においては、各リード４にその一部分を細幅にする凹部４７を設けており、このことによって樹脂止め用の一対の面４３が設けられている。凹部４７よりも同図の上方部分が拡張部４２である。このような構成においても、各リード４を樹脂２が伝って上昇することを各面４３によって阻止することができる。図１〜図３に示した先の実施形態においては、各リード４の突出部の一部分を幅広にすることにより樹脂止め用の面を形成したが、図１１に示したように、各リードの一部に凹部を設けた構成も実質的には各リードに拡張部を設けた構成となっており、本願発明においてはこのような構成にすることもできる。凹部４７は、種々の形状に形成することが可能である。
【００４１】
本願発明は、上述した実施形態に限定されない。本願発明に係る半導体装置の製造方法の各作業工程の具体的な構成は、種々に変更自在である。たとえば、ケース内に樹脂を充填する作業は、ケース内に半導体素子やリードを収容する収容工程の前に行なうのに代えて、その収容工程の後に行なってもよい。本願発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成も、種々に設計変更自在である。
【００４２】
本願発明に係る半導体装置は、８セグメントタイプあるいは７セグメントタイプの表示装置に限定されない。たとえば、ＬＥＤを１つしか有しない照明用などの発光装置として構成したり、表示装置や発光装置とは異なる種類の半導体装置として構成することもできる。したがって、本願発明でいう半導体素子の具体的な種類や数は限定されるものではなく、またリードの本数やケースの具体的な形状、ならびに封止用の樹脂の具体的な成分なども問わない。リードに形成される実装用の端子部は、面実装用に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】８セグメントタイプの表示装置として構成された本願発明に係る半導体装置の一例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のIII −III 断面図である。
【図４】図１に示す半導体装置の平面断面図である。
【図５】図１に示す半導体装置の製造に用いられる製造用フレームを示す要部正面図である。
【図６】（ａ）は、図１に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図１に示す半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】本願発明に係る半導体装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本願発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本願発明に係る半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本願発明に係る半導体装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図１２】従来の半導体装置の一例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、図１２に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、リードを作製する工程の一例を示す断面図である。
【図１５】樹脂がリードに伝って上昇する状態を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 表示装置（半導体装置）
Ｆ 製造用フレーム
１ ケース
２ 樹脂
３ ＬＥＤチップ（半導体素子）
４ リード
４ａ 埋没部（リードの）
４ｂ 突出部（リードの）
４１ 基端（突出部の）
４２ 拡張部
４３ 面（拡張部の）
Claims (9)
- 複数のリードに電気的に接続された半導体素子を、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケース内に収容する工程と、
上記半導体素子を封止するための液状の樹脂を上記ケース内に充填する工程と、を有しており、かつ、
上記各リードには、上記樹脂内に埋没した埋没部と、上記樹脂の外部に突出し、少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている突出部とを形成する、半導体装置の製造方法であって、
上記ケースとしては、上記側壁が、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有するものを用い、
上記各リードとしては、上記樹脂寄り部とされる部分に、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張されていることによって、上記樹脂の方向を向く面を有する拡張部が設けられ、この拡張部の上記各リードの延び方向の位置が、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されているものを用いることを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 上記各リードは、金属板をエッチングすることにより形成され、かつ幅を規定する両側面がエッチング処理面とされたものであり、
上記拡張部は、上記各リードの幅を拡張することにより形成されている、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記各リードは、金属板を打ち抜き加工することにより形成されたものである、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 複数のリードに電気的に接続された半導体素子と、この半導体素子を内部に収容し、正面壁とこの正面壁の周囲から延出する側壁とをもつケースと、上記半導体素子を封止するように上記ケース内に充填された樹脂と、を有しており、かつ、
上記各リードは、上記樹脂内に埋没した埋没部と上記樹脂の外部に突出した突出部とを有し、上記突出部における少なくとも上記埋没部から所定長さの樹脂寄り部は、上記ケースの上記側壁の延びる方向と平行に延びている、半導体装置であって、
上記ケースの上記側壁は、第１部分と、この第１部分よりもさらに上記リードの上記突出部が突出する方向に延出する第２部分とを有しており、
上記各リードの上記突出部における上記樹脂寄り部には、幅および厚みの少なくともいずれかが上記樹脂に近い他の一部分よりも拡張された拡張部が設けられており、かつこの拡張部は、上記樹脂の方向を向く面を有しており、
上記拡張部の上記各リードの延び方向の位置は、上記ケースの上記第１部分の延出方向端部と、上記ケースの上記第２部分の延出方向端部との間に設定されていることを特徴とする、半導体装置。 - 上記各リードの突出部のうち、上記拡張部の上記面よりも先端寄りの部分は、実装用の端子部とされている、請求項４に記載の半導体装置。
- 上記端子部は、上記拡張部よりも幅が小さくされている、請求項５に記載の半導体装置。
- 上記半導体素子が発光素子であるとともに、上記ケースが上記発光素子から発せられた光を上記正面壁から外部に進行させることが可能とされた表示装置または発光装置として構成されている、請求項４ないし６のいずれかに記載の半導体装置。
- 上記ケースの上記側壁の上記第２部分の延出方向端部位置は、上記各リードの突出高さ位置と略等しい、請求項４ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
- 上記樹脂は、上記ケースの上記側壁の上記第１部分まで充填されている、請求項４ないし８のいずれかに記載の半導体装置。
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