JP6027569B2 - 中空パッケージの製造方法および中空パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、中空パッケージの製造方法および中空パッケージ
に関する。

半導体素子（例えばイメージセンサなどの撮像素子）は、中空パッケージと称されるパッケージの凹部に実装され、当該凹部が透明封止板（例えばガラス板）で封止される。撮像素子が実装された中空パッケージは、固体撮像装置などに搭載される。

そのような中空パッケージは、例えばリードフレームと、それを枠状に封止する樹脂成形体とを有する。リードフレームは、インナーリードとアウターリードを有するリードと、放熱板または防湿板として機能するアイランドとが一体化されたものである。樹脂成形体は、底部と枠部とを有し；アイランドは、樹脂成形体の底部に埋設されているか、あるいは樹脂成形体の底部の上面または下面に露出している。

このような中空パッケージは、成型金型内に、リードとアイランドが一体化されたリードフレームを挿入した後；成型金型内に熱硬化性樹脂を充填して、硬化させる工程を経て得られる（例えば特許文献１）。

特開平４−３１２９６３号公報

近年、固体撮像素子などの半導体素子は高密度化が進んでおり、それに伴い、中空パッケージに組み込んで作動させた場合に発生する熱が増加している。発生する熱が増加すると、半導体素子そのものの機能を低下させるおそれがあることから、中空パッケージの放熱性を高めることが望まれている。

中空パッケージの放熱性を高めるためには、放熱板として機能するアイランドの厚みを大きくし、熱容量を大きくすることが有効である。そのためには、リードとアイランドとを別体に設ける必要がある。しかしながら、中空パッケージの製造に用いられる成型金型には、通常、リードフレームの位置決め機構（位置決めピンや位置決めブロック）は設けられているが、それとは別体の放熱板を位置決めする機構は設けられていないため、放熱板を単独では位置決めできないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リードフレームと一体化されていない放熱板であっても、該放熱板を精度よく位置決めできる中空パッケージの製造方法およびそれにより得られる中空パッケージを提供することを目的とする。

［１］ 放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出し、かつ前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードとを有する中空パッケージの製造方法であって、成型金型に設けられた位置決めピンが係合する位置決め部を有する放熱板と、前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードを有するリードフレームと、を成型金型内に挿入する第１の工程と、前記放熱板と前記リードフレームが挿入された成型金型に熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる第２の工程とを含み、前記第１の工程では、前記放熱板の位置決め部に前記位置決めピンを係合させて前記放熱板を位置決めする、中空パッケージの製造方法。
［２］ 前記硬化させて得られた成形体を、前記位置決めピンで押し上げて離型する第３の工程をさらに含む、［１］に記載の中空パッケージの製造方法。
［３］ 前記中空パッケージにおいて、前記放熱板の上面は前記凹部の底面に露出しており、かつ前記放熱板の下面は前記中空パッケージの下面に露出している、［１］または［２］に記載の中空パッケージの製造方法。
［４］ 位置決めピンが係合する位置決め部を有する放熱板と、前記放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、一端が前記凹部の内側に露出し、他端が前記樹脂成形体の側面または下面に露出し、かつ前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードとを有する、中空パッケージ。
［５］ 前記放熱板の上面は前記凹部の底面に露出しており、かつ前記放熱板の下面は前記中空パッケージの下面に露出している、［４］に記載の中空パッケージ。
［６］ 前記位置決め部は、前記放熱板の周縁部に設けられた複数の孔または切り欠きである、［４］または［５］に記載の中空パッケージ。

本発明によれば、リードフレームと一体化されていない放熱板であっても、該放熱板を精度よく位置決めできる中空パッケージの製造方法およびそれにより得られる中空パッケージを提供することができる。

本発明の一実施形態の中空パッケージを示す斜視図である。 図１Ａの断面斜視図である。 図１Ａの中空パッケージの下面を示す平面図である。 本発明の他の実施形態の中空パッケージを示す斜視図である。 図２Ａの断面斜視図である。 図２Ａの中空パッケージの下面を示す平面図である。 トランスファー樹脂成形装置の概要図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型と上金型との間に搬送した状態の例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型上に配置した状態の例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、型締め状態の例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、プランジャを上昇させて溶融した樹脂をキャビティに移送させる例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、キャビティに溶融した樹脂を充填された状態の例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、型開き状態の例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、成形体を離型する例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージの製造工程において、金型から成形体を取り出す例を示す図である。 不要部分が除去された成形体の一例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型と上金型との間に搬送した状態の例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、樹脂タブレットと放熱板とリードフレームとを下金型上に配置した状態の例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、型締め状態の例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、プランジャを上昇させて溶融した樹脂をキャビティに移送させる例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、キャビティに溶融した樹脂を充填された状態の例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、型開き状態の例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、成形体を離型する例を示す図である。 図２Ａの中空パッケージの製造工程において、金型から成形体を取り出す例を示す図である。 図１Ａの中空パッケージを用いた半導体装置の一例を示す図である。 図６Ａの断面斜視図である。

１．中空パッケージ
本発明の中空パッケージは、１）放熱板と、２）放熱板の外周部を支持し、かつ半導体素子が搭載される凹部を構成する樹脂成形体と、３）放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードとを有する。

放熱板は、金属製の板状部材であり、成型金型の位置決めピンが係合する位置決め部（係合部）を有する。位置決め部は、後述する成型金型の位置決めピンが係合する形状を有していればよく、孔または切り欠きでありうる。孔または切り欠きは、厚み方向に貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。厚み方向に貫通していない孔または切り欠きは、放熱板の下面に設けられていることが好ましい。孔の平面形状は、特に制限されず、例えば円形状でありうる。円形状とは、真円状であってもよいし、楕円状であってもよいし、多角形状であってもよい。切り欠きの平面形状も、特に制限されず、例えばＵ字形状でありうる。

位置決め部は、放熱板の中央部に１つだけ設けられてもよいし、放熱板の周縁部に複数設けられてもよい。位置決めを精度よく行うためには、放熱板の周縁部に複数設けられることが好ましく；具体的には、放熱板の表面の中心点を通る直線上で、かつ中心点を介して対向する２箇所以上に設けられることが好ましい。例えば、放熱板の平面形状が矩形状である場合、位置決め部は、放熱板の四隅にそれぞれ設けられることが好ましい。

放熱板の平面形状は、通常、矩形状であるが、これに限定されず、円形状であってもよい。円形状は、真円状であってもよいし、楕円状であってもよいし、多角形状であってもよい。

樹脂成形体は、枠部と、必要に応じて底部とを有しうる。枠部は、放熱板の外周部を支持し、かつ底部または放熱板の上面との間で半導体素子を搭載するための凹部を構成する。底部は、放熱板の上面または下面に設けられうるが、中空パッケージの放熱性を高める観点から、底部は設けられないことが好ましい。即ち、放熱板の下面は、中空パッケージの下面に露出しており、かつ放熱板の上面は、中空パッケージの凹部の底面に露出していることが好ましい。

金属製リードは、放熱板とは別体に設けられ、かつ放熱板とは異なる厚み（好ましくは放熱板より小さい厚み）を有する部材である。金属製リードは、インナーリードと、それと電気的に接続されたアウターリードとを有する。インナーリードの端部（金属製リードの一端）は、中空パッケージの凹部の内側に露出し、半導体素子と電気的に接続される。アウターリードの端部（金属製リードの他端）は、樹脂成形体の側面または下面に露出し、外部基板と電気的に接続される。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る中空パッケージ１０を示す斜視図であり；図１Ｂは、図１Ａの断面斜視図であり；図１Ｃは、図１Ａの中空パッケージ１０の下面図である。図１Ａに示されるように、中空パッケージ１０は、放熱板１１と、樹脂成形体１３と、金属製リード１５とを有する。

＜放熱板１１について＞
放熱板１１は、金属製の板状部材であり、その下面が中空パッケージ１０の下面に露出し、かつ上面が後述する中空パッケージ１０の凹部の底面に露出するように設けられている（図１Ｂ参照）。

放熱板１１を構成する金属の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金または４２アロイなどが含まれ、放熱性が高いことから、４２アロイまたは銅系の合金が好ましい。放熱板１１の材質は、金属製リード１５と同じ材質であってもよい。

放熱板１１の下面の四隅には、位置決め孔１７（位置決め部）がそれぞれ設けられている（図１Ｃ参照）。位置決め孔１７は、後述する成型金型の位置決めピンが係合しうる形状に設けられ、かつ厚み方向に貫通していない。このように、厚み方向に貫通していない位置決め孔１７の内部には、後述するトランスファー樹脂成形によって樹脂が充填されないため、放熱板１１の放熱性が損なわれにくい。

位置決め孔１７の平面形状は、例えば円形状でありうる（図１Ｃ参照）。位置決め孔１７の内径は、０．１ｍｍ〜３．５ｍｍでありうる。位置決め孔１７の深さは、位置決めピンで放熱板１１を安定に保持できる程度であればよい。

放熱板１１の厚みは、熱容量を高めて中空パッケージの放熱性を高める観点から、金属製リード１５の厚みよりも大きいことが好ましく、金属製リードの厚みの１．５〜１０倍であることが好ましく、２〜６倍であることがより好ましい。具体的には、０．３ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましく、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍであることがより好ましい。

放熱板１１の外周端面には、段差部１１Ａが設けられていることが好ましい。段差部１１Ａは、放熱板１１の外周端部の断面において、放熱板１１の厚み方向の下側部分が切り欠かれた形状でありうる（図１Ｂ参照）。それにより、放熱板１１の外周端部が、アンカー効果により樹脂成形体１３によって安定に支持されうる。

＜樹脂成形体１３について＞
樹脂成形体１３は、放熱板１１の外周部を支持する枠状部材である。樹脂成形体１３と放熱板１１の上面とで囲まれる凹部の内部が中空部１９となる。中空部１９の底面は、固体撮像素子などの半導体素子を搭載する面となる。

凹部の深さは、搭載する半導体素子の高さよりも大きければよい。中空部１９の底面に固体撮像素子などの半導体素子を搭載した後、中空部１９の開口面にガラス板などの透明板を配置して、封止することができる。

樹脂成形体１３は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物から構成されている。熱硬化性樹脂の例には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが含まれる。樹脂成形体１３は、熱硬化性樹脂組成物をモールド成形、好ましくはトランスファー樹脂成形することによって形成される。

＜金属製リード１５について＞
金属製リード１５は、放熱板１１とは別体に設けられ、かつ放熱板１１よりも小さい厚みを有する。金属製リード１５は、半導体素子の接続端子と電気的に接続されるインナーリード１５Ａと、インナーリード１５Ａと電気的に接続され、樹脂成形体１３の側面または下面に延出したアウターリード１５Ｂとを有する（図１Ｂ）。インナーリード１５Ａの端部（金属製リードの一端）は、中空パッケージ１０の凹部内に露出し、ボンディングパッドとなる。アウターリード１５Ｂの端部（金属製リードの他端）は、樹脂成形体１３の側面または下面に露出し、外部電極となる。

金属製リード１５は、半導体素子の搭載面（中空部１９の底面）の周囲を覆うように複数本のリードからなることが好ましい。リードの本数は、特に限定されないが、約２０〜３００本程度である。

金属製リード１５の材質の例には、銅、鉄、アルミニウム、これらの合金または４２アロイなどが含まれ、４２アロイまたは銅合金が好ましい。また、金属製リード１５の厚さは、放熱板１１の厚さよりも小さく、例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍでありうる。

図２Ａは、本発明の他の実施形態の中空パッケージ２０を示す斜視図であり；図２Ｂは、図２Ａの断面斜視図であり；図２Ｃは、図２Ａの中空パッケージ１０の下面図である。図２Ａに示されるように、中空パッケージ２０は、厚み方向に貫通した切り欠き２７（位置決め部）を有する放熱板２１を備えた以外は図１Ａと同様に構成されている。図１Ａと同じ部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

放熱板２１は、厚み方向に貫通した切り欠き２７（位置決め部）を有する以外は放熱板１１と同様に構成されうる。切り欠き２７の平面形状は、例えばＵ字状でありうる（図２Ａおよび図２Ｃ参照）。切り欠き２７の面積は、前述と同様に、０．１ｍｍ〜３．５ｍｍでありうる。中空パッケージ２０では、放熱板２１の切り欠き２７の内部が、樹脂成形体１３と一体化した樹脂で充填されている。

２．中空パッケージの製造方法
本発明の中空パッケージの製造方法は、放熱板と、金属製リードを有するリードフレームとを成型金型に挿入する第１の工程と；放熱板とリードフレームが挿入された成型金型に熱硬化性樹脂組成物を充填し、硬化させる第２の工程と；得られる成形体を成型金型内から離型して取り出す第３の工程とを含む。放熱板および金属製リードは、中空パッケージで説明した放熱板および金属製リードとそれぞれ同じである。

第１の工程では、放熱板の位置決め部に、成型金型の位置決めピンを係合させて放熱板を位置決めする。成型金型の位置決めピンは、後述するように、成型金型の下金型のキャビティ内で、上下方向に可動するように構成されている。それにより、リードフレームと一体化されていない放熱板であっても、精度よく位置決めできる。

第３の工程では、第２の工程で硬化させて得られた成形体を、成型金型から離型する。成形体の離型は、位置決めピンとは別に設けられた離型ピンで成形体を押し上げて行ってもよいし、位置決めピンで成形体を押し上げて行ってもよい。なかでも、成型金型に新たな位置決め機構を設ける必要がなく、既存の離型機構を位置決め機構として利用できることから、位置決めピンと離型ピンを兼用することが好ましい。即ち、第３の工程では、得られた成形体を、位置決めピンで押し上げて離型することが好ましい。

以下、本発明の中空パッケージの製造方法に用いられるトランスファー樹脂成形装置について説明する。図３は、トランスファー樹脂成形装置３０の一例を示す概要図である。図３に示されるトランスファー樹脂成形装置３０は、搬送機構Ｘと、成形機構Ｙと、取出機構Ｚとを有する。

搬送機構Ｘは、リードフレーム整列機構Ｘ１と、樹脂タブレット整列機構Ｘ２と、放熱板整列機構Ｘ３とを有する。リードフレーム整列機構Ｘ１は、１回の樹脂成形で使用する数のリードフレーム（多数個取り用のリードフレーム）を整列させ；樹脂タブレット整列機構Ｘ２は、１回の樹脂成形で使用する数の樹脂タブレットを整列させ；放熱板整列機構Ｘ３は、１回の樹脂成形で使用する数の放熱板（１個取り用の放熱板）を整列させる。

そして、搬送機構Ｘは、リードフレーム整列機構Ｘ１に収納されたリードフレームを、搬送体によって真空吸着またはその開閉爪で把持して、金型の所定の位置に配置する。同様に、搬送機構Ｘは、樹脂タブレット整列機構Ｘ２に収納された樹脂タブレット６１を、その搬送体によって真空吸着またはその開閉爪で把持して、下金型のポットに配置する。搬送機構Ｘは、放熱板整列機構Ｘ３に収納された放熱板を、その搬送体によって真空吸着またはその開閉爪で把持して、金型のキャビティ空間に配置する。

取出機構Ｚは、成形体収納機構Ｚ１を有する。取出機構Ｚは、その取出体によって成形体をキャビティから取り出して、成形体収納機構Ｚ１に収納する。

成形機構Ｙは、上金型４０と下金型５０とを有する金型と、上金型４０と下金型５０を移動させるプレス機構Ｙ５と、金型のキャビティ空間に樹脂を移送するトランスファー機構Ｙ６とを有する。

具体的には、成形機構Ｙは、上プラテンＹ１と、下プラテンＹ２と、移動プラテンＹ３とを有し、これらがダイバーＹ４によって連結されている。移動プラテンＹ３は、ダイバーＹ４に沿って移動可能に構成されている。上プラテンＹ１と移動プラテンＹ３との間に、上金型４０と下金型５０とを有する金型が配置されている。移動プラテンＹ３と下プラテンＹ２との間に、プレス機構Ｙ５が配置されている。プレス機構Ｙ５が移動プラテンＹ３を移動させることによって、下金型５０を移動させる。

下金型５０は、ポット５１と、その内部を上下に移動可能に構成されたプランジャ５３と、キャビティ５５とを有する（後述の図４Ａ参照）。ポット５１とは、樹脂タブレット６１を配置するための領域である。プランジャ５３は、ポット５１の内面を摺動して、ポット５１の内部を上下に移動する。プランジャ５３は、トランスファー機構Ｙ６によって移動可能にされている。トランスファー機構Ｙ６とは、図示されない油圧機構、ネジ送り機構、カム送り機構などでありうる。また、プランジャ５３は加熱されうる。

キャビティ５５は、リードフレームの下部に放熱板１１または２１を配置し、かつ樹脂成形するための空間である。キャビティ５５の底には、放熱板１１または２１を位置決めするための位置決めピン５７が設けられている。位置決めピン５７は、突起部材であり、駆動機構（不図示）によって上下に可動できるようになっている。

下金型５０のキャビティ５５の底には、成形体を離型するための離型ピンがさらに設けられてもよい。離型ピンも、位置決めピン５７と同様に突起部材であり、駆動機構（不図示）によって上下に可動できるようになっている。ただし、位置決めピンと離型ピンをそれぞれ独立に設けると、これらを独立に制御する必要があり、金型の構造が複雑になる可能性がある。従って、位置決めピンは、離型ピンを兼ねることが好ましい。即ち、位置決めピン５７は、放熱板を配置する際は、放熱板の位置決め部と係合して放熱板を位置決めし；成形体を離型する際は、成形体の下面を押し上げて離型するように作動することが好ましい。

上金型４０は、キャビティ４１と、キャビティ４１と下金型５０のポット５１とを連通するカル４３、ランナー４５およびゲート４７とを有する（後述の図４Ａ参照）。キャビティ４１は、下金型５０のキャビティ５５と対向するように設けられ、リードフレームの上部に樹脂成形体を成形するための空間である。

次に、図３のトランスファー樹脂成形装置３０を用いて、中空パッケージを製造する方法の一例を、図４または図５を参照して説明する。

図４は、図１の中空パッケージの製造工程の一例を示す図である。即ち、本発明の中空パッケージは、放熱板とリードフレームとを成型金型に挿入する第１の工程（後述のステップ１））と；放熱板とリードフレームが挿入された成型金型に熱硬化性樹脂組成物を充填し、硬化させる第２の工程（後述のステップ４）および５））と；得られる成形体を押し上げて成型金型内から離型する第３の工程（後述のステップ６））とを含む。

具体的には、以下のステップを含む（図４参照）。
１）下金型５０のポット５１の内部に、熱硬化樹脂を含む樹脂タブレット６１を配置し；下金型５０のキャビティ５５内に、放熱板１１または２１を配置し；上金型４０と下金型５０との間のキャビティ空間に、多数個取りのリードフレーム６３を配置するステップ（図４Ａおよび図４Ｂ）。
２）上金型４０と下金型５０とを密着させて、型閉めするステップ（図４Ｃ）。
３）プランジャ５３を移動させて、樹脂タブレット６１の熱硬化樹脂をキャビティ４１および５５内に移送するステップ（図４Ｄ）。
４）キャビティ４１および５５内部に充填された熱硬化樹脂を硬化させるステップ（図４Ｅ）。
５）上金型４０と下金型５０を離間させて、型開きするステップ（図４Ｆ）。
６）成形体６７を離型し、取り出すステップ（図４Ｇおよび図４Ｈ）。
７）得られた成形体６７を切断して個片化し、中空パッケージを得るステップ（図４Ｉ）。

ステップ１）では、樹脂タブレット６１を、下金型５０のポット５１の内部にあるプランジャ５３の上面に配置し；リードフレーム６３を、上金型４０と下金型５０とで構成されるキャビティ空間に配置し；放熱板１１を、下金型５０のキャビティ５５上に配置する（図４Ｂ）。樹脂タブレット６１、リードフレーム６３および放熱板１１の配置は、前述の搬送機構Ｘ（図３参照）よって行うことが好ましい。

ポット５１の内部に配置する樹脂タブレット６１は、典型的には、熱硬化樹脂を含む打錠成形物である。熱硬化樹脂は、例えばエポキシ樹脂を含み、さらに、樹脂タブレットにはフェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、離型剤、着色剤などを含有してもよい。樹脂タブレットは、熱硬化樹脂とともに無機充填材を含有する。樹脂タブレットにおける無機充填材の含有量は、５０〜９０質量％であることが好ましい。

樹脂タブレット６１は、熱硬化樹脂と無機充填材とをミキサーで混合した混合物を、ロールあるいは押出機でシートとし；シートをハンマーミルなどで粉砕して粉末顆粒とし；さらに、それを打錠成形して得られる。樹脂タブレット６１は、例えば円柱状の打錠成形物でありうる。円柱状の樹脂タブレットの直径は１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、高さは５ｍｍ〜４０ｍｍ程度でありうる。

リードフレーム６３は、金属薄板を予め短冊状にプレスまたはエッチング加工したリードを複数有するフレームである。リードフレーム６３は、通常、多数個取り用のリードフレームが用いられる。

放熱板１１は、前述の図１の中空パッケージで説明した放熱板１１である。放熱板１１を、下金型５０のキャビティ５５上に配置する前に、位置決めピン５７を上昇させておく（図４Ａ）。次いで、搬送機構Ｘにより、放熱板１１を、その位置決め孔１７を位置決めピン５７と係合させた後；放熱板１１をキャビティ５５の底面に配置する（図４Ｂ）。位置決めを行いやすくする点から、位置決めピンをある程度の高さまで上昇させた状態で、放熱板１１の位置決め孔１７を位置決めピン５７と係合させ；その後、位置決めピン５７を下降させて、放熱板１１をキャビティ５５上に載置することが好ましい。

ステップ２）では、プレス機構Ｙ５により下金型５０を上昇させて、型閉めする（図４Ｃ）。

ステップ３）では、トランスファー機構Ｙ６によりプランジャ５３を上昇させて、樹脂タブレット６１の熱硬化樹脂をキャビティ４１内に移送する（図４Ｄ）。このとき、下金型５０、上金型４０およびプランジャ５３は、それぞれ加熱されていることが好ましい。具体的には、それぞれ約１６０℃〜１８０℃に加熱されていることが好ましい。ポット５１の内部に配置された樹脂タブレット６１は、下金型５０とプランジャ５３によって加温されて溶融する。溶融した樹脂は、プランジャ５３によってキャビティ４１および５５の内部に押し出される。

ステップ４）では、トランスファー機構Ｙ６によりキャビティ４１および５５に充填された熱硬化性樹脂を、加圧した状態で熱硬化させる（図４Ｅ）。具体的には、所定の時間加熱を続けて、溶融した樹脂を熱硬化させる。熱硬化させる時間は、特に限定されないが、３０秒〜１２０秒の範囲、好ましくは６０秒程度でありうる。それにより、放熱板１１とリードフレーム６３と樹脂成形体６５とが一体化された成形体６７が得られる。

ステップ５）では、プレス機構Ｙ５により下金型５０を下降させて、型開きする（図４Ｆ）。

ステップ６）では、成形体６７を金型から離型する（図４Ｇ）。具体的には、キャビティ５５内の位置決めピン５７を上昇させて、成形体６７を押し上げて離型する。このように、位置決めピン５７を離型ピンと兼用することで、既存の離型ピンを位置決めピン５７として機能させることができるので、新たな駆動機構が不要となる。

離型された成形体を、キャビティ５５から取り出す（図４Ｈ）。成形体６７の取り出しは、前述の取り出し機構Ｚ（図３）により行うことが好ましい。取り出された成形体６７を、前述の成形体収納機構Ｚ１（図３）に収納する。成形体収納機構Ｚ１は、成形体６７からランナーおよびゲートなどの不要部分を取り除く。

ステップ７）では、ランナーおよびゲートなどの不要部分が取り除かれた成形体６７を、切断・成形装置（不図示）により切断し、個片化する（図４Ｉ）。その後、アウターリードを基板実装に適した形状にプレス成型する。それにより、中空パッケージ１０を得ることができる（図１）。

図５は、図２の中空パッケージの製造工程の一例を示す図である。図５では、厚み方向に貫通する切り欠き２７を有する放熱板２１を用い、かつ以下の点が異なる以外は上記とほぼ同様のステップ１）〜７）を経て製造されうる（図５Ａ〜５Ｈ参照）。

即ち、ステップ３）では、溶融した樹脂を移送する前に、位置決めピン５７をその上面がキャビティ５５の底面と一致するか、キャビティ５５の底面に近い位置まで下降させておくことが好ましい（図５Ｄ）。放熱板２１の切り欠き２７は、厚み方向に貫通しているため、切り欠き２７の内部まで樹脂が充填される。このとき、位置決めピン５７の上面がある程度下降していれば、得られる中空パッケージ２０の下面に、位置決めピン５７に対応する位置に深い凹みが形成されるのを抑制できる（図５Ｈ参照）。それにより、得られる中空パッケージ２０の放熱性が損なわれにくいだけでなく、美観も損なわれにくい。

このように本発明では、放熱板に、位置決めピンと係合する位置決め部を設けている。それにより、リードフレームとは一体化されていない放熱板であっても、放熱板を単独で精度よく位置決めすることができる。さらに、位置決めピンを離型ピンと兼用させることで、成型金型に新たな位置決め機構を設けることなく、既存の離型機構を位置決めに利用することができるので、製造コストを低減できる。

３．半導体装置
本発明の中空パッケージと、固体撮像素子などの半導体素子とを用いて、半導体装置を得ることができる。半導体素子は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの撮像素子でありうる。

図６Ａは、図１の中空パッケージを用いた半導体装置の一例を示す斜視図を示し；図６Ｂは、その断面斜視図を示す。図６Ｂに示される半導体装置７０は、中空パッケージ１０と、その中空部１９の底面（放熱板１１の上面）に搭載され、インナーリード１５Ａと接続された半導体素子７１と、中空部１９を封止する封止板７３とを有する。

具体的には、中空パッケージ１１の中空部１９の底面にある素子搭載面に、固体撮像素子などの半導体素子７１を搭載し、さらに中空部１９の開口面に封止板７３（透明ガラス板または透明樹脂板）を接着して中空部１９を密閉する。半導体素子７１の搭載は、素子搭載面にダイボンディング剤で固体撮像素子を固着し、固着された固体撮像素子の接続端子と、インナーリード１５Ａとを電気接続すればよい。電気接続は、通常はワイヤボンディングで行うが、フリップチップで行ってもよい。得られた半導体装置は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ、携帯電話などの実装基板に実装されうる。

本発明によれば、リードフレームと一体化されていない放熱板であっても、該放熱板を精度よく位置決めできる中空パッケージの製造方法およびそれにより得られる中空パッケージを提供することができる。

１０、２０ 中空パッケージ
１１、２１ 放熱板
１３ 樹脂成形体
１５ 金属製リード
１５Ａ インナーリード（ボンディングパッド）
１５Ｂ アウターリード
１７ 位置決め孔
１９ 中空部
２７ 切り欠き
３０ トランスファー樹脂成形装置
４０ 上金型
４１、５５ キャビティ
４３ カル
４５ ランナー
４７ ゲート
５０ 下金型
５１ ポット
５３ プランジャ
５５ キャビティ
５７ 位置決めピン
６１ 樹脂タブレット
６３ リードフレーム
６５ 樹脂成形物
６７ 成形体
７０ 半導体装置
７１ 半導体素子
７３ 封止板
Ｘ 搬送機構
Ｘ１ リードフレーム整列機構
Ｘ２ 樹脂タブレット整列機構
Ｘ３ 放熱板整列機構
Ｙ 成形機構
Ｙ１ 上プラテン
Ｙ２ 下プラテン
Ｙ３ 移動プラテン
Ｙ４ ダイバー
Ｙ５ プレス機構
Ｙ６ トランスファー機構
Ｚ 取出機構
Ｚ１ 成形体収納機構

Claims (5)

1. 放熱板と、内周部で前記放熱板の外周部全体を囲むように支持し、かつ前記放熱板とともに半導体素子が搭載される凹部を構成する枠状の樹脂成形体と、一方の端部が前記凹部の内側に露出し、他方の端部が前記樹脂成形体の側面または下面に露出し、かつ前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードであって、前記一方の端部が前記放熱板の外周端部よりも外側になるように設けられた金属製リードとを有する中空パッケージであって、
   前記中空パッケージの断面において、前記凹部が形成される側にある前記放熱板の上面と前記凹部が形成される側とは反対側にある前記放熱板の最下面とを連結する前記放熱板の外周端部の全てが前記枠状の樹脂成形体で覆われており、且つ前記放熱板の前記最下面には位置決め孔又は切り欠きが設けられている中空パッケージの製造方法であって、
   成形金型に上下動可能に設けられた位置決めピンが係合する位置決め孔若しくは切り欠きを、その最下面に有する放熱板と、前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードを有するリードフレームと、を成形金型内に挿入する第１の工程と、
   前記放熱板と前記リードフレームが挿入された前記成型金型に熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる第２の工程とを含み、
   前記第１の工程では、前記放熱板の前記位置決め孔若しくは前記切り欠きに、前記位置決めピンを係合させて前記放熱板を位置決めすると共に、前記リードフレームの内周部が前記放熱板の外周部全体を囲み、且つ前記リードフレームの内周端部が前記放熱板の外周端部よりも外側となるように前記リードフレームを配置する、中空パッケージの製造方法。
2. 前記硬化させて得られた成形体を、前記位置決めピンで押し上げて離型する第３の工程をさらに含む、請求項１に記載の中空パッケージの製造方法。
3. 前記中空パッケージにおいて、前記放熱板の上面は前記凹部の底面に露出しており、かつ前記放熱板の前記最下面は前記中空パッケージの下面に露出している、請求項１又は２に記載の中空パッケージの製造方法。
4. 放熱板と、
   内周部で前記放熱板の外周部全体を囲むように支持し、かつ前記放熱板とともに半導体素子が搭載される凹部を構成する枠状の樹脂成形体と、
   一方の端部が前記凹部の内側に露出し、他方の端部が前記樹脂成形体の側面または下面に露出し、かつ前記放熱板とは異なる厚みを有する金属製リードであって、前記一方の端部が前記放熱板の外周端部よりも外側となるように設けられた金属製リードとを有する中空パッケージであって、
   前記中空パッケージの断面において、前記凹部が形成される側にある前記放熱板の上面と前記凹部が形成される側とは反対側にある前記放熱板の最下面とを連結する前記放熱板の外周端部の全てが前記枠状の樹脂成形体で覆われており、且つ
   前記放熱板の前記最下面には、位置決め孔又は切り欠きがさらに設けられている、中空パッケージ。
5. 前記放熱板の上面は前記凹部の底面に露出しており、かつ前記放熱板の前記最下面は前記中空パッケージの下面に露出している、請求項４に記載の中空パッケージ。