TWI379365B - - Google Patents

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1379365 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於射出成形用模具及藉由其成形的半導體封 裝體以及半導體封裝體的製造方法，具體而言，關於適合 於製造薄型化半導體封裝體的射出成形用模具及藉由其成 形的半導體封裝體以及半導體封裝體的製造方法。 【先前技術】 習知的射出成形方法，爲使用於半導體裝置的封裝體 的製造技術。在射出成形方法中，將加熱熔融後的樹脂藉 由模具的直澆道、橫澆道從澆口射出入模腔內，其後在保 持預定時間內進行冷卻固化以製造成形體。在該方法中， 樹脂成形體的形狀存在厚度較厚的部位及較薄的部位時， 較薄的部位較快地被冷卻，熔融的樹脂較容易冷卻固化。 因此，存在這樣的問題：當厚度較薄的區域成爲兩種樹脂 流動會合的最終塡充位置時，容易產生熔接線，因熔融樹 脂處於很難流入的狀態，而發生成形未塡充的不良情形也 就是短射。作爲用於消除這種熔接線或短射的改進方法， 例如有人提出的日本特開平7-276410號公報的技術。 另一方面，在半導體裝置內作爲光源使用的發光二極 體（Light Emitting Diode:以下也稱爲「LED」），也在 近年被開發出高亮度、高輸出的發光元件及小型的發光裝 置’其在各種領域的利用不斷發展。這種發光裝置有效利 用小型、低消耗電力、輕量等特徵，例如利用於手機及液 -5- 1379365 晶背光的光源、各種儀錶的光源、各種讀數感應器等。作 爲一個例子，使用於背光的光源要求薄型化，以使使用該 光源的設備小型化及輕量化。因而，作爲光源使用的發光 裝置本身也要求小型化，因此，例如被開發出各種於橫向 發光的被稱爲側發光型的薄型發光裝置等（例如參考曰本 特開2004-3 63 5 3 7號公報）。 在第1圖中表示申請人在先前開發出的側發光型發光 裝置500的立體圖。第1圖A是表示從斜前方觀察的立體 圖，第1圖B是表示從斜後方觀察的立體圖。如這些圖所 示，側發光型發光裝置，構成爲通常在封裝體正面形成有 光射出用開口部KK5，在其底面上裝載發光元件，導線框 的一部分作爲外部電極550從封裝體內部向外部引出。 第2圖表示使發光裝置的封裝體成形的成形模具β第 2圖Α是表示成形模具沿第1圖Α的Ila-II a’線的剖面圖 ’第2圖B是表示沿第1圖A的Ilb-IIb’線的剖面圖，第 2圖C是表示放大了第2圖B的澆口部分的放大剖面圖》 爲了使第1圖的封裝體成形，如第2圖A〜第2圖B所示 ’使用夾持有導線框20的模具，在模腔內射出熔融樹脂 對樹脂進行造型。由於側發光型發光裝置的厚度，是由搭 載的模子的尺寸及包圍其周圍的封裝體的厚度決定，所以 對於使用於側發光型發光裝置的封裝體，最大的課題之一 在於怎樣能夠形成較薄的壁。因此，爲了得到更薄型的側 發光型發光裝置，針對形狀或製造方法，實施了各種各樣 的設計（例如參考日本特開2007-207986號公報）。 1379365 爲了滿足包括這種發光裝置的半導體裝置的小型化、 薄型化的要求及應對複雜的形狀，而很大程度上依賴於掌 控半導體裝置外形的封裝體的成形。因此，要求設計可適 用於薄型化的樹脂成形用模具。但是，特別地如果想藉由 模具成形來實現薄型化，則很難避免熔接線或短射情形。 上述的日本特開平7-2764 1 0號公報這樣的方法，例如雖 然對於汽車輪罩這樣的較大型的成形物較爲有效，但是對 於製作特別小型的半導體封裝體的情況，該方法有時會有 相反效果。另外，有時設置複數個相當於樹脂流入口的澆 口本身也很困難。 另外，如前上述，使封裝體厚度越薄，則熔融樹脂越 容易冷卻固化，熔接線及短射的發生率越高。利用第1圖 、第2圖進行具體地說明，由於第1圖B的封裝體背面， 是從前方的平坦面向後方形成爲寬度變窄的錐狀，所以錐 面的端面也就是背面的厚度dD成爲最薄的部分。因此， 爲了模具成形爲第1圖的形狀，第2圖A〜C所示的向模 具注入熔融樹脂的澆口內徑也就是澆口直徑<i>d，如第2 圖C的放大剖面圖所示，要求比背面的厚度dD小。但是 ，爲了實現封裝體的薄型化，需要減小背面的厚度dD， 結果以背面上的厚度dD爲上限而形成的澆口直徑φ£ΐ也 變小。澆口直徑Φ d變狹窄時，則很難使熔融樹脂均勻地 塡充至成形模具的模腔內。特別是由於相當於錐面與平坦 面的邊界部分的導線框的端緣部分的厚度dt極窄，所以 很難通過該狹窄區域向模腔內送出對開口部分進行成形的 1379365 樹脂，則變得容易產生熔接線或短射情形》爲 情況，可以考慮提高熔融樹脂的射出速度，或 充後的保壓。但是此時，由於模腔內的壓力變 入成形模具彼此的間隙，產生作爲製品不允許 毛邊。而且在高壓下向模腔內射出熔融樹脂時 黏著於模具，在樹脂硬化後打開模具時，有與 樹脂成形部分也發生分解斷裂的情況。因此， 容許所有這些課題的水平進行設計，則封裝體 薄的界限是有限度的。封裝體厚度的界限決定 應需要縮小模子尺寸，但是尤其在側發光型發 求的尺寸及輸入電力的條件下，模子尺寸越小 就是說，封裝體壁厚越厚，則作爲發光裝置成 品。 本發明是鑒於習知的上述問題而完成的。 要目的在於提供一種射出成形用模具、藉由其 體封裝體以及半導體封裝體的製造方法，容易 小型化、複雜化發展的半導體封裝體，對於客 形，具有最佳的效果。 【發明內容】 爲了解決上述課題，根據本發明的第1發 形用模具，是半導體封裝體成形用的射出成形 備：各自具有可藉由閉模而形成模腔的內表面 複數個可動模，藉由對上述固定模及可動模進 了避免這種 提高樹脂塡 高，樹脂進 產生的樹脂 ，產生樹脂 模具一起讓 如果以能夠 厚度能夠變 後，與此對 光裝置所要 則越暗。也 爲越暗的製 本發明的主 成形的半導 製造向如此 戶要求的外 明的射出成 用模具，具 的固定模及 行閉模而形 1379365 成模腔，向上述模腔內射出樹脂而可射出成形半導體封裝 體，上述固定模或可動模，具備有：用於向上述模腔內射 出樹脂而與上述內表面連續而形成的澆口，上述複數個可 動模的內表面，具有朝向上述澆口，距離逐漸接近的相互 相對向的第1模具面及第2模具面，上述第1模具面或第 2模具面，在與上述澆口相接的部分具有凹部。由此，使 澆口直徑較大地開口，即使在較低的模具內壓下也能向模 具內供給熔融樹脂，因此，可實現抑制了毛邊產生的穩定 的樹脂成形。 另外，根據本發明的第2發明的射出成形用模具，在 上述固定模和上述可動模之間可配置導線框，上述導線框 的端面與上述可動模的內表面的間隙內最窄的部位，爲由 上述可動模形成的模腔高度的1 /4以下。 而且，根據本發明的第3發明的射出成形用模具，可 在上述可動模側的模腔內配置嵌入件。 而且’根據本發明的第4發明的射出成形用模具，可 使上述嵌入件配置爲，讓上述內表面和上述嵌入件之距離 的最近部分的距離爲0. 1mm以下。 而且’本發明的第5發明的半導體封裝體可由上述的 射出成形用模具來成形》 而且’根據本發明的第6發明的半導體封裝體，是構 裝有半導體零件的半導體封裝體，具有：分別相對的封裝 體上面及封裝體下面、和封裝體正面及封裝體背面，其中 上述封裝體正面及封裝體背面與上述封裝體上面及封裝體 -9- 1379365 下面鄰接，以使厚度從上述封裝體正面側向封裝體背面側 變薄之方式來形成上述封裝體上面及封裝體下面，在上述 封裝體下面，以與上述封裝體背面相連的方式形成有突起 部。由此，能夠增大澆口直徑，可實現抑制了毛邊產生的 小型且量產性優異的半導體封裝體。另外，在半導體封裝 體的表面上形成從封裝體下面突出的突起部分，可抑制載 置半導體封裝體時所不期望的傾斜。 而且，根據本發明的第7發明的半導體封裝體，設有 上述突起的部分的半導體封裝體的最大厚度，可與上述封 裝體正面側的封裝體最大厚度大致相等或者較其更薄。 而且，根據本發明的第8發明的半導體封裝體，在形 成使上述封裝體背面的大致中央凹陷爲凹狀的階段部，並 且從上述凹狀階段部的底面使上述突起突出，且上述突起 的頂部以收納在凹狀階段部內之方式而構成》 而且，根據本發明的第9發明的半導體封裝體，還具 備：具有凹部的封裝體本體；使一端在上述凹部內露出， 使另一端從上述封裝體本體表面突出，並且沿上述封裝體 本體表面彎折的一對外部電極；以及收容於上述凹部並與 上述一對外部電極電性連接的半導體發光元件，上述半導 體封裝體可構成半導體發光裝置。 而且，根據本發明的第10發明的半導體封裝體的製 造方法，係將：以使厚度從封裝體正面側朝向封裝體背面 側逐漸變薄之方式形成有封裝體上面及封裝體下面的半導 體封裝體，予以成形之半導體封裝體的製造方法，可包括 -10- 1379365 :在固定模和與上述固定模相對的可動模之間的預定位置 上，配置半導體封裝體的導線框的製程、及使固定模閉模 形成模腔的製程，上述固定模，其在封裝體背面側開口， 用以朝向模具注入熔融樹脂之澆口在上述半導體封裝體的 厚度方向上的澆口直徑，是比上述背面之沒有設置澆口的 部分的封裝體的最大厚度更大，並且與上述正面的封裝體 的最大厚度大致相等或者比其更小、及從澆口於上述模腔 內將熔融樹脂從上述固定模朝向上述可動模充塡的製程、 以及在熔融樹脂硬化後進行脫模的製程》由此，藉由使澆 口直徑較大地開口，即使在較低的模具內壓下也能向模具 內供給熔融樹脂，可實現抑制了毛邊產生的穩定的樹脂成 形。 【實施方式】 (實施方式1 ) # 在第3圖〜第7圖中表示本發明實施方式1所關於的 半導體封裝體100的外觀。在這些圖中，第3圖是表示從 前方斜上方觀察半導體封裝體1〇〇的立體圖，第4圖是表 示從前方斜下方觀察的立體圖，第5圖是表示從後方斜上 方觀察的立體圖，第6圖是表示從後方斜下方觀察的立體 圖，第7圖A表不正視圖，第7圖B表不後視圖，第7圖 C是表示使箱形塊狀11 (正面側封裝體）的部分爲剖面的 側視圖。在這些圖中所示的半導體封裝體100是使用半導 體發光元件30的側發光型發光裝置，具備：樹脂成形爲 -11 - 1379365 較寬度更薄的薄型的封裝體本體ίο;及露出於封裝體本體 10外部的正負一對外部電極50。 (導線框20) 在封裝體本體10的內部，埋設有導線框20，藉由樹 脂成形等與封裝體本體10 —體地形成導線框20的上面也 就是半導體元件載置面，以使其在後述的開口部KK1的 底面露出。另外，導線框20中向封裝體本體10外部露出 的部分成爲外部電極50。 導線框20實際上只要爲板狀即可，也可以是波形板 狀、具有凹凸的板狀。其厚度即可以是均勻的，也可以是 局部變厚或變薄。構成導線框20的材料沒有特別限定， 由導熱係數較大的材料來形成較佳。藉由由這種材料來形 成，能夠使半導體元件所產生的熱量有效地向外部傳導、 放熱。例如，使用於半導體裝置用時，具有約200W/ ( m • K)以上的導熱係數、具有較大的機械強度、或者沖裁 沖壓加工或蝕刻加工等容易的材料較佳。具體而言，可以 列舉銅、鋁、金、銀、鎢 '鐵、鎳等金屬或者鐵-鎳合金 、磷青銅等合金等。另外，尤其在搭載發光元件30的發 光裝置用的情況下，爲了有效地輸出所搭載的發光元件30 所發出的光，在導線框20的表面上實施反射鍍覆處理較 佳。另外，作爲這種半導體元件的載置面也可以不使用導 線框，在封裝體本體的表面上直接配裝半導體元件。 -12- 1379365 (半導體元件） 作爲半導體兀件，可適合利用 LED、LD( Laser Diode)等半導體發光元件30。上述元件適合使用藉由液 相成長法、HDVPE法或MOCVD法在基板上使ZnS、SiC 、GaN、GaP、InN、AIN、ZnSe、GaAsP、GaAlAs、InGaN 、GaAIN、AlInGaP、AlInGaN等半導體形成爲發光層的元 件。藉由選擇半導體層的材料或其混晶度，可以將半導體 發光元件的發光波長選擇爲從紫外光至紅外光的各種。作 爲發光層的材料，例如可以利用InxAWGamN ( 0SXS 1 、0SYS1、X + YS1)等。另外，也可以是對這種發光元 件及由該發光激發、發出具有與發光元件的發光波長不同 的波長的光的各種螢光體進行組合的發光元件。作爲發出 紅色系列光的發光元件的材料，鎵•鋁•砷類的半導體或 者鋁•銦•鎵•磷類的半導體較佳。另外，爲了成爲彩色 顯示裝置，組合紅色類的發光波長爲61 Onm至700nm、綠 色爲495nm至5 6 5 nm、藍色的發光波長爲43 0nm至490nm 的發光元件較佳。 發光元件30，與向該發光元件30供給電力的外部電 極50電連接。配裝的發光元件30的數量既可以是一個， 也可以搭載複數個。此時，爲了提高發光強度，也可以組 合複數個發出相同發光顔色的光的發光元件。另外，例如 爲了應對於RBG，可以藉由組合複數個發光顔色不同的發 光元件來提高色彩再現性。 另外根據需要，在發光元件的周圍配置波長轉換構件 -13- 1379365 ，可以轉換發光元件的光波長，轉換爲不同波長的光進行 輸出。波長轉換構件，是例如藉由在透光性樹脂中混入由 發光元件的光激發而發出螢光的螢光體而形成的。由此， 將發光元件的光轉換爲更長波長的光，可以向外部引出發 光元件的光與由波長轉換構件轉換的長波長的光的混合光 0 而且，配裝的元件不限於發光元件，可以適用PD( photodiode)等光電轉換元件、受光元件、CCD、C-MOS 、CdS 光電池、PSD ( position sensitive detector)等攝影 元件、光電感應器等各種半導體元件。 (半導體元件的配裝） 發光元件30等半導體元件，利用接合構件固定在由 射出成形用模具60(後述）製作的封裝體本體10的表面 或導線框20的表面上。作爲這種接合構件，對於例如具 有藍及綠發光’使氮化物半導體在藍寶石基板上成長而形 成的發光元件30的情況，可以使用環氧樹脂、矽氧樹脂 等。另外’考慮發光元件30所發出的光和熱所引起的惡 化’在發光元件背面施加A1鍍層處理，也可以使用 Au_ Sn共晶等焊錫、低熔點金屬等的焊料、導電性糊料等作 爲接合材料。而且，對於由GaAa等構成，像具有紅色發 光的發光元件這樣的在兩面形成有電極的發光元件的情況 ’也可以利用銀、金、鈀等導電性糊料進行管芯焊接。 1379365 (倒裝式接合或導線接合） 發光元件30與導線框20的電連接，可以藉由使用導 電構件的倒裝式配裝（倒焊配裝）或使用導電導線的正焊 配裝來進行。 作爲倒裝式配裝用導電構件，可列舉Au等的金屬凸 點、Au-Sn共晶等焊錫、各向異性導電性材料、Ag等的導 電性糊料等。另外作爲導電導線，與發光元件的電極的電 # 阻性良好’或機械連接性良好，或導電性及導熱性良好的 導線較佳。作爲導熱係數，爲O.Olcal/S . cm2 .。(： /cm左 右以上較佳，約0_5cal/S · cm2 ·。(： /cm以上更好》考慮作 業性等時，導電導線的直徑爲10 μπι〜45 μπι左右較佳。作 爲适種導電導線的材料，例如可列舉金、銅、鉑、銘等金 屬及它們的合金* (外部電極50 ) • 各外部電極50爲，將導線框20的一部分利用爲外部 電極5 0，藉由嵌入成形等將一部分埋設於封裝體本體1 〇 ，對露出部分進行彎折加工。如第6圖所示，在使露出部 分的外形爲大致Τ字狀時，該Τ字狀部分作爲配裝半導體 封裝體100時的連接面而起作用。另外，在該例中，雖然 設置了兩個外部電極50，但是根據配裝的元件數量、種類 等，也可以設置3個以上外部電極。此時，也可以在箱形 塊狀11 (後述）的底面上配置外部電極。另外，露出部分 的外形不限於Τ字，可以適當變更，只要是作爲前述的連 -15- 1379365 接面能發揮作用的形狀，可以是任意形狀β (包覆材料40 ) 另外’在將半導體元件配裝於開口部ΚΚ1的狀態下 ’用包覆材料40塡充開口部ΚΚ1進行造型（參考第7圖 C等）較佳。由此，例如在發光元件的情況下，保護發光 元件30的同時保護導電導線以避免受到外力或水分等的 影響。包覆材料40具有透光性較佳。作爲可以利用爲這 種包覆材料40的密封樹脂，可列舉環氧樹脂、矽氧樹脂 、丙烯酸樹脂、尿素樹脂等耐環境影響性良好的透明樹脂 或玻璃等。尤其是透明樹脂，在製程中或保管中即使透光 性包覆材料內含有水分的情況下，也可以藉由以1 00 °C進 行1 4小時以上的烘烤，使樹脂內含有的水分向外部逸出 。因此，能夠防止水蒸汽所引起的破裂，或發光元件與造 型構件剝離，因而較佳。 另外，密封樹脂中也可以適當使塡充劑或散射劑、擴 散劑等適當分散。而且，也可以設置混入了螢光體等波長 轉換構件的波長轉換層。擴散劑使光擴散，使發光元件的 方向性緩和，可以使視野角增大。螢光物質用來轉換發光 元件所發出的光，可以轉換從發光元件向封裝體外部射出 的光的波長。發光元件所發出的光爲能量高的短波長的可 見光時，可適合使用有機螢光體也就是二萘嵌苯類衍生物 、ZnCdS: Cu、YAG:Ce、由 Eu及/或Cr啓動的含氮 CaO-Al2〇3-Si〇2等無機螢光體等各種物質。在發光裝置中 -16- 1379365 得到白色光時，尤其在利用 YAG :Ce螢光體時，根據其 含有量藍色發光元件所發出的光，及吸收一部分該光線成 爲互補色的黃色系列能夠發光，白色系列可以比較簡單、 高可靠性地形成。同樣，利用由Eu及/或Cr啓動的含氮 Ca0-Al203-Si02螢光體時，根據其含有量藍色發光元件所 發出的光，及吸收一部分該光線成爲互補色的紅色系列能 夠發光，白色類可以比較簡單、高可靠性地形成。另外， 使螢光體完全沈降，可藉由除去氣泡降低色相不均性。 (封裝體本體10) 封裝體本體10爲在模具內塡充熔融狀態的樹脂JS而 成形（參考第18圖、第19圖）。作爲這種樹脂材料，可 適合利用使導線框20 —體地成形，對於半導體元件及導 線框20可確保絕緣性的材質。例如，熱可塑性樹脂、熱 硬化性樹脂等，具體而言可列舉聚鄰苯二甲酰胺（PPA ) 、聚碳酸酯樹脂、聚苯硫醚（PPS )、液晶聚合物（LCP )、ABS樹脂、環氧樹脂、苯酚樹脂、丙烯酸樹脂、PBT 樹脂等樹脂 '陶瓷等。使用熱可塑性樹脂較適合》 另外，這些樹脂JS也可以是配合有適當的強化塡充 材料的組成物。例如除配合有通常的玻璃纖維、碳纖維、 聚醯胺纖維、鈦酸鉀纖維、石膏纖維、黃銅纖維、鋼纖維 '陶瓷纖維、硼晶鬚等的纖維強化組成物以外，可列舉配 合有粉狀、粒狀、板狀、薄片狀、泡狀等各種形狀的石棉 、雲母、滑石、矽石、碳酸鈣'玻璃、黏土、矽灰石、氧 -17- 1379365 化鈦等其他無機塡充材料強化組成物。 封裝體本體10，在設有發光面的正面13側形成有開 口部KK1，在開口部KK1的底面上載置有半導體發光元 件3〇。半導體發光元件30使其正極、負極分別與外部電 極50的正極、負極電連接。開口部KK1形成爲其側面朝 向開口端緣成逐漸展開的傾斜狀。 另外，封裝體本體10如第3圖及第6圖所示，使正 面13側成爲上面及下面大致平行的箱形塊狀11，在中間 部分朝向背面14側爲寬度變窄的具有傾斜的錐面1 5的傾 斜塊狀12。因此，背面14的厚度D1，形成爲比正面13 的厚度D2更薄。另外，在背面14側，形成有具備比背面 14的厚度D1更厚，且與正面13的厚度D2大致相等或者 比其更小的厚度D3的突起部分17。 傾斜的錐面1 5是指上側錐面1 8及下側錐面1 9，形成 爲上側錐面1 8及下側錐面1 9相互相對向》 換言之，封裝體本體10形成爲使厚度從正面13側朝 向背面1 4側逐漸變薄，在上側錐面1 8或下側錐面_ 1 9上 ，以與背面14連接的形式形成突起部分17(還包括在上 側錐面18及下側錐面兩者上形成突起部分17的情況）。 這裏，對包括突起部分17的厚度D3與正面13的厚 度D2「大致相等」的情況的理由進行說明。突起部分17 的厚度D3比正面13的厚度D2更厚時，突起部分17比 封裝體本體10的箱形塊狀11的底面更突出，但實際上， 考慮到容易配裝外部電極50，設計爲外部電極50的底面 -18- 1379365 比箱形塊狀11的底面更突出。因此，如第7圖C所示， 半導體封裝體100的厚度D4比突起部分17的厚度D3更 厚。因此，只要突起部分17不比外部電極50的配裝面側 底面突出，突起部分17就不會妨礙配裝。因此，即使在 突起部分17的厚度D3比正面13的厚度D2更厚的情況 下，兩者的差比外部電極50的底面與箱形塊狀11的底面 的高低差也就是較（D4-D3 )更小的情況也將被容許。因 此，突起部分17的厚度D3與正面13的厚度D2「大致相 等j是指還包括，即使突起部分17的厚度D3比正面側 13的厚度D2更厚，其差値也在上述（D4-D3)的範圍內 的情況。 在傾斜塊狀12的錐面15上，以從形成有突起部分17 的位置連續的方式，比傾斜塊錐面1 5的傾斜平緩地形成 有從背面側1 4向正面側1 3使厚度逐漸變厚的突起錐面1 6 。突起錐面16未形成於箱形塊狀11部分。結果突起部分 17形成爲在傾斜塊錐面15上突出爲凸狀，直至傾斜塊狀 I2和箱形塊狀11的交界面。另外，在圖中的例子中，雖 然在突起部分17上形成有突起錐面16,但是並不必須是 這樣傾斜的平面，也可以是去掉傾斜與箱形塊狀11爲大 致同一平面狀，或者低一階層的平行面，或者使突起部分 的頂部彎曲。 封裝體本體10的背面14側的端部形成有階段部，以 使傾斜塊狀12的中央部分凹陷爲凹狀。另外，突起的頂 部設計爲收納在凹狀階段部內。藉此，即使突起部分17 -19- 1379365 從中央部分的底面向樹脂射出方向（澆口方向）稍微突出 ，也可以避免突起部分從封裝體本體10的背面14突出導 致半導體封裝體的尺寸大型化。 這樣的突起部分17有利於在配裝半導體封裝體時提 高穩定性、可靠性。通常半導體封裝體爲了容易進行成形 時的脫模，使封裝體本體10的一側形成爲箱形塊狀11， 另一側形成爲傾斜塊狀12。在第8圖中表示使用了這種半 導體封裝體600的發光裝置的側視圖。在側發光型發光裝 置中，如上述，封裝體本體610由縱深寬度0卜的箱形塊 狀6 1 1和傾斜塊狀6 1 2構成，在箱形塊狀6 1 1側開口的開 口部KK6處所形成的凹狀底部上配置LED等半導體發光 元件630。半導體發光元件63 0所發出的光的一部分，由 凹狀的側面部分反射輸出至外部。近年，爲了形成薄壁， 如第9圖所示的半導體封裝體7 00,使凹狀開口部KK7的 深度較淺，也就是減小箱形塊狀711的縱深寬度DI2的結 構的封裝體本體710較佳。但是，在該結構中重心後移的 結果，如第10圖所示向後方傾斜，也就是傾斜塊狀712 的底面部分變得容易著地。以這種姿勢配裝發光元件730 時，存在無法使側發光型發光裝置的出射光正確地在橫向 射出，因光照射方向的誤差而導致製品的合格率降低的問 題。 對此，在半導體封裝體100’中，如第11圖所示，由 於突起部分1 7 ’設置在傾斜塊狀1 2的下面側，所以即使暫 時向後方傾斜，也能夠將傾斜角度抑制爲極小，可有利於 -20- 1379365 提高合格率。如此，突起部分在發光裝置傾斜時起到支撐 作用，能夠使配裝時的光照射方向穩定。 這種突起部分17,在第3圖及第6圖所示的半導體封 裝體100的例子中，分別形成在傾斜塊的上下面。但是， 如第Π圖所示的半導體封裝體1〇〇’，也可以僅在下面側 形成突起部分17’。另外，也可以僅在上面側形成突起部 分。即使僅在上面或下面的任意一側形成突起部分，如後 Φ 述，也可以得到增大用於對封裝體本體1〇進行樹脂成形 的樹脂成形用模具的澆口直徑φί!1(參考第21圖）的效 果。另外，由於藉由附加凸狀而讓封裝體本體的重心後移 ，所以還可以得到穩定的優點。另外，在上面側形成突起 部分時，可以得到作爲半導體封裝體配裝時的定位構件加 以利用的優點。 (實施方式2) • 另外，半導體封裝體的形狀不限於上述的結構，可以 利用各種形狀的結構。作爲一個例子，在第12圖〜第15 圖中表示作爲實施方式2的改變了外部電極形狀的半導體 封裝體200的例子。在這些圖中，第12圖是表示從前方 斜上方觀察半導體封裝體200的立體圖，第13圖是表示 從前方斜下方觀察的立體圖，第14圖是表示從後方斜上 方觀察的立體圖，第15圖是表示從後方斜下方觀察的立 體圖。這些圖中所示的半導體封裝體200也與實施方式1 相同，是使用半導體發光元件的側發光型發光裝置，對通 -21 - 1379365 用的構件標注相同的圖號，省略詳細說明。也就是說，在 封裝體本體10B的傾斜塊錐面15B的上側錐面18B和下 側錐面19B兩側上形成具有突起錐面16B的突起部分17B 。從該封裝體本體10B露出的外部電極50B如第13圖等 所示，沒有配置在傾斜塊狀12B側，而是配置在箱形塊狀 ΠΒ側。也就是說，使從箱形塊狀11B的側面部分突出的 外部電極50B從側面沿底面彎折》由此，與實施方式1相 比，能夠使傾斜塊狀12B的部分縮短未將外部電極配置於 傾斜塊狀12B側的部分。另一方面，傾斜塊狀12B越短， 則該部分接地時的傾斜角度越大。另外，由於傾斜接地發 生的機率變高，所以設置突出部支撐傾斜塊部的結構變得 更有效。 該封裝體本體10B藉由使在傾斜塊狀12B上形成的突 起部分1 7B在下側錐面19B上延長地形成，從而，箱形塊 狀11B的突起部分17B與封裝體本體10B的底面（這裏 是箱形塊狀11B的底面）更接近。 在配裝該半導體封裝體2 00時，例如藉由增減配裝時 的焊錫膏量等，存在傾斜塊狀12B底面側的下側錐面19B 與裝配面接地的情況。此時，傾斜塊狀12B的底面與原本 應與配裝面接地的外部端子50B的底面越近，則光照射方 向的誤差越小。如此，根據實施方式2，由於突起部分 1 7 B向下方突出，所以即使以傾斜姿勢進行配裝，傾斜角 度也可以限制爲極小，因此’可以極力減少光照射方向的 誤差。 .22- 1379365 如此，外部電極在發光面側彎折時，可以使配裝發光 裝置時的光照射方向穩定。 (射出成形用模具60 ) 下面，在第16圖〜第21圖中表示製造第3圖〜第15 圖所示的實施方式1所關於的半導體封裝體100時使用於 射出成形的模具結構。在這些圖中，第16圖是表示射出 成形用模具的分解立體圖，第17圖是表示沿XVII-XVir 線剖切第16圖的固定模61的斷面立體圖，第18圖是表 示沿第16圖的XVIII-XVIir線的剖面圖，第19圖是表示 在第18圖的模腔68內塡充有樹脂JS的狀態的剖面圖， 第20圖是表示從模具的斜下方觀察樹脂硬化後的半導體 封裝體1〇〇的立體圖，第21圖是表示射出成形用模具的 剖面圖，第21圖Α是表示沿第20圖的XXIa-XXIa’線的 剖面圖，第21圖B是表示沿XXIb-XXIb’線的剖面圖。這 些圖所示的射出成形用模具60由固定模61、可動模62及 嵌入件63構成。由第18圖、第19圖可知，固定模61主 要形成傾斜塊狀12部分，可動模62及嵌入件63形成箱 形塊狀11部分。另外，雖然可動模62在該例中分割爲兩 個，但是也可以分割爲三個以上。另外.，固定模61也可 以由固定模及可動模構成等，分割爲複數個模具。 模具藉由對固定模及可動模進行閉模從而內表面形成 模腔。內表面具有朝向澆口距離逐漸接近的相互相對的第 1模具面（對應於封裝體的上側傾斜面）及第2模具面（ -23- 1379365 對應於封裝體的下側傾斜面），在第1模具面或第2模具 面與澆口鄰接的部分上具有凹部（對應於封裝體的突起部 )° 該射出成形用模具60，例如如第20圖所示，突起部 分17在傾斜塊狀12的傾斜塊錐面15上伸出，在一個方 向上形成傾斜塊狀1 2的最外側輪廓，但是作成不比箱形 塊狀11的面突出的形狀較佳。 (澆口 6 5 ) 在固定模61上開口有用於對封裝體本體10進行樹脂 成形的樹脂成形用模具的澆口 65。澆口 65形成爲朝向樹 脂注入方向也就是說朝向第18圖、第19圖中的下方直徑 變窄的錐狀。藉此，使樹脂注入側較大地開口容易注入樹 脂。另外，脫模時以拉斷塡充於澆口 65部分並固化的樹 脂JS1的形式進行破斷，可以排除多餘的樹脂形成部分。 澆口 65的口徑在這裏爲澆口 65最下部的口徑最小的 澆口直徑4dl，設計爲相當於突起部分17的厚度D3的口 徑。也就是澆口直徑4dl，是比背面14的厚度D1更厚， 且與正面13的厚度D2大致相等或比其更小。結果固定模 61的內表面如第17圖所示，形成有：第1模具面66或第 2模具面（傾斜塊錐面用刻槽），與從封裝體本體10的背 面14側朝向正面13側使厚度逐漸變厚的傾斜塊錐面15 對應；及凹部67 (突起錐面用刻槽），與以從在傾斜塊錐 面15上形成突起部分17的位置連續的形式，比傾斜塊錐 -24- 1379365 面15的傾斜平緩地從背面側14向正面側13使厚度逐漸 變厚的突起錐面16對應》 藉由該結構，可極爲有效地進行樹脂形成。也就是說 ，如果是習知技術則無法使澆口直徑Φ d 1比背面1 4的厚 度D1更大。因此，爲了使具有黏性的樹脂在短時間內均 勻地塡充至所有角落，需要提高壓力來注入樹脂。尤其如 第1圖、第2圖所示，由於相當於在與可動模62的間隙 內最窄的部位dt，也就是錐面與平坦面的邊界部分的，配 置在固定模61和可動模62之間的導線框20的端緣部分 的厚度dt極其狹窄（例如60μιη)，所以爲了藉由該狹窄 區域向模腔68內送出以開口部ΚΚ1的量進行成形的樹脂 ，需要提高熔融樹脂的射出速度，提高樹脂塡充後的保壓 。結果樹脂進入模彼此的間隙，存在產生毛邊這樣的問題 。對此’根據本實施方式，如第21圖所示，由於能夠使 澆口直徑6dl較大，所以可對應該部分的量降低樹脂塡充 時的壓力’即使在低壓下也能夠向較薄的部分塡充樹脂， 還可抑制毛邊的產生。 這裏，dt爲可動模62的模腔高度h的1/4以下。另 外’在可動模62側配置有嵌入件，用於在射出成形後的 半導體封裝體100的正面側13形成用於配置半導體元件 的開口部KK1。對於形成該開口部KK1的四方形壁面， 最薄的壁部厚度爲0.1 mm以下較佳。而且，半導體封裝體 100的厚度爲2mm以下較佳。藉此，即使對於薄型的半導 體封裝體也能實現穩定的射出成形。 -25- 1379365 另外，這裏忽略了模具設計値與實際成形品的尺寸差 。實際上’根據模具內表面是否施有處理劑或公差、樹脂 的收縮等，澆口直徑與突起部分17的厚度D3有時 會產生差異。 另外，雖然嵌入件63在第16圖的例中爲一個，但是 根據形狀也可以是兩個以上。另外，固定模61與可動模 62'嵌入件63的位置關係並不限於第16圖的配置，根據 製作的封裝體形狀或使用的造型機的配置，可以適當改變 上下或左右的位置關係。而且，雖然引導熔融樹脂JS的 橫澆道64及澆口 65在第16圖的例中直接加工在固定模 61上，但是也可以是獨立的其他構件。 (半導體封裝體的製造方法） 根據第18圖、第19圖對使用以上的射出成形用模具 的半導體封裝體的成形方法進行說明。首先，以固定模61 、作動側模具102及嵌入件63夾持導線框20的形式Θ進行 閉模。由此，在模具內部作爲空間形成模腔6 8，另外，導 線框20在模具68內的預定位置上，以定位的姿勢被保持 〇 此後’使熔融樹脂JS藉由橫澆道64並從澆·口 65塡 充至模腔68。然後’在塡充的熔融樹脂JS冷卻固化後， 從固定模61拉開可動模62及嵌入件63打開模具，取出 形成的半導體封裝體。此時，由於澆口 65如上述形成爲 倒錐狀’所以在澆口 65內固化的樹脂JS1在可動模62移 -26- 1379365 動時破斷。 如此形成封裝體本體ίο後，在封裝體本體ίο的開口 部KK1內對發光元件30進行管芯焊接，藉由倒裝式接合 或導線接合導通發光元件30和導線框20。此後，由透光 性包覆材料40對開口部KK1進行造型，切斷從封裝體本 體10向外側露出的導線框20，藉由向封裝體側彎折來製 作發光裝置。 〔實施例1〕 作爲實施例1，製作了如第1 6圖所示的由固定模6 i 、可動模62及嵌入件63構成的射出成形用模具60。形成 於固定模6 1的澆口 6 5，從橫澆道6 4側向模腔6 8側直至 模腔68上面逐漸變細後，藉由從模腔68上面在未超過可 動模6 2的最外側輪廓的範圍內，向固定模6 1的側面延長 ，在一個方向上獲得成爲最外側輪廓的大小，同時延伸至 • 固定模61的接合面108。藉由成爲這種澆口 65的形狀， 在射出成形用模具60製作相同形狀的半導體封裝體時， 可以具有最大直徑的澆口。澆口直徑φ(11越大，則由於可 延長熔融樹脂JS冷卻固化的時間，所以射出成形用模具 60可成爲最難產生熔接線或短射的模具。 尤其如第20圖所示的側發光型發光裝置用封裝體200 ，在形成開口部的箱形塊狀的壁厚最薄的部分也就是薄壁 部69的正上方配置澆口 65的形狀的情況下，與其他部位 相比熔融樹脂在較早的階段塡充於薄壁部，因此，到達薄 -27- 1379365 壁部的熔融樹脂的溫度較高，在通常最容易產生熔 短射的這個部位，可有效地防止上述不良現象。 如此形成的封裝體與第1圖等所示的構成相比 使第20圖所示的薄壁部69較薄。由於薄壁部69 除能夠使搭載的發光元件的尺寸較大以外，還可以 光元件30的搭載數量。對於搭載於手機、汽車導 、攜帶型電腦等的中、小型液晶用背光所裝配的側 發光裝置，每一個發光裝置所使用的電力通常爲 以下，另外，要求的製品厚度多在2mm以下。在 制的狀況下，發光元件30越大，在相同的電力下 明亮，則變得有利。 根據如上上述的射出成形用模具，可製作過去 現的尺寸或複雜形狀的半導體用封裝體。由此，半 置的設計自由度提高，可實現省空間化、高性能化 如在側發光型發光裝置中，由於在相同厚度的情況 以搭載最大尺寸的發光元件，所以在相同尺寸中能 最明亮的發光裝置。藉由使發光裝置變亮，使用該 眞的背光單元等能夠用小電力得到與習知的發光裝 的亮度，因此，可節約能量。 另外，由於以相同電力使用時變亮，能夠裝配 再現性更高的液晶單元。 如此，根據本發明的實施方式，在實現半導體 體薄型化，並且可以實現即使在模腔狹窄也就是封 體的較薄部位也能穩定地進行射出成形。另外，雖 接線或 ，能夠 變薄， 增加發 航系統 發光型 6 0 0 m W 這種限 能夠越 無法實 導體裝 等。例 下，可 夠製作 發光裝 置同等 於色彩 層封裝 裝體本 然以上 -28- 1379365 對在模具中形成發光裝置的例子進行了說明，但是並不限 於此，不用說也可以適用於薄型的半導體封裝體及其射出 成形用模具。 〔產業上的可利用性〕 本發明的射出成形用模具、藉由其成形的半導體封裝 體以及半導體封裝體的製造方法，作爲從封裝體側面向側 面方向發出光的側發光型發光裝置，不僅可以利用於傳真 機、影印機、手動掃描器等圖像讀取裝置所利用的照明， 還可以利用於照明用光源、LED顯示器、手機等的背光光 源、訊號機、照明式開關、車載用停車燈、各種感應器及 各種指示器等各種照明裝置。另外，不限於側發光型，也 可以適用於表面配裝型（SMD )發光裝置的薄型封裝體 而且，不限於發光裝置，即使作爲光電感應器、受光元件 等其他的薄型半導體封裝體，也可以恰當地利用本發明。 本發明所屬領域的技術人員應該明白公開發表的本發 明的各種實施例，並不局限於上述具體實施例，其僅僅是 爲了便於理解本發明的槪念，並不限制本發明的範圍，只 要是在本發明申請專利範圍內的變更，可以是任意變更。 本專利申請基於2008年1月28日提交的第2008-016858 號曰本專利申請，並以引用的方式倂入本文中。 【圖式簡單說明】 第1圖A是從斜前方觀察申請人之前開發的側發光型 -29- 1379365 發光裝置的立體圖，第1圖B是從斜後方觀察申請人之前 開發的側發光型發光裝置的立體圖。 第2圖A是對申請人之前開發的發光裝置的封裝體進 行樹脂成形的成形模具沿第1圖A的Ila-I la’線的剖面圖 ，第2圖B是沿第1圖A的Ilb-IIb’線的剖面圖，第2圖 C是放大了第2圖B的澆口部分的放大立體圖。 第3圖是從前方斜上方觀察實施方式1所關於的半導 體封裝體的立體圖。 第4圖是從前方斜下方觀察第3圖所示的半導體封裝 體的立體圖。 第5圖是從後方斜上方觀察第3圖所示的半導體封裝 體的立體圖。 第6圖是從後方斜下方觀察第3圖所示的半導體封裝 體的立體圖。 第7圖A是第3圖所示的半導體封裝體的正視圖，第 7圖B是第3圖所示的半導體封裝體的後視圖，第7圖C 是第3圖所示的半導體封裝體的局部剖面側視圖。 第8圖是申請人之前開發的半導體封裝體的側視圖。 第9圖是較淺地設置第8圖所示的半導體封裝體的開 口部分的半導體封裝體的側視圖。 第10圖是表示以傾斜姿勢配裝第9圖的半導體封裝 體的狀態的側視圖。 第11圖是表示實施方式1所關於的半導體封裝體的 不意側視圖。 • 30- 1379365 第12圖是從前方斜上方觀察實施方式2所關於的半 導體封裝體的立體圖。 第13圖是從前方斜下方觀察第12圖所示的半導體封 裝體的立體圖。 第14圖是從後方斜上方觀察第12圖所示的半導體封 裝體的立體圖。 第15圖是從後方斜下方觀察第12圖所示的半導體封 裝體的立體圖。 第16圖是表示射出成形用模具結構的分解立體圖。 第17圖是沿XVII-XVII’線剖切第16圖的固定模的剖 面立體圖。 第1 8圖是沿第1 6圖的XVIII-XVIir線的剖面圖。 第19圖是表示在第18圖的模腔內塡充有樹脂的狀態 的剖面圖。 第20圖是從模具的斜下方觀察樹脂硬化後的半導體 封裝體的立體圖。 第21圖Α是沿第20圖的射出成形用模具的XXIa-XXIa’線的剖面圖，第21圖B是沿第20圖的射出成形用 模具的XXIb-XXIb’線的剖面圖。 【主要元件符號說明】 500 :發光裝置 100、100，、200、600、700 ：半導體封裝體 10' 10B、610、710:封裝體本體 -31 - 1379365 11、 11B、611、711:箱形塊狀 12、 12B、612、712:傾斜塊狀： 1 3 :正面 1 4 :背面 15、15B:傾斜塊錐面 1 6、1 6B :突起錐面 17、17B、17’：突起部分 1 8、1 8 B :上側錐面 φ 1 9、1 9 B :下側錐面 2 0 :導線框 30、73 0 :發光元件 63 0 :半導體發光元件 4 0 :包覆材料： 50、50B ' 5 5 0 ：外部電極 60 :射出成形用模具 6 1 :固定模 籲 62 :可動模 6 3 :嵌入件 64 :橫澆道 6 5 :澆口 66 :傾斜塊錐面用刻槽 67 :突起錐面用刻槽 68 :模腔 69 :薄壁部 -32- 1379365 KKl、KK5、KK6、KK7 :開口部 JS、JS1 :樹脂 dD :背面厚度 D 1 :背面側厚度 D2 :正面側厚度 D3:突起部分的厚度 D4 :半導體封裝·體的厚度

φ(1、0dl:澆口直徑 dt:導線框端緣部分的厚度 h :模腔高度

Dh、Dl2:箱形塊狀的縱深寬度 -33-

Claims (1)

1379365 七、申請專利範圍 第98 1 0307 1號專利申請案 中文申請專利範圍修；d

出 射

成 向 上 上 民國9會# 8月4 曰修正 一種射出成形用模具，是半導體封裝體成形用的 形用模具，上述射出成形用模具藉由閉模而形成模 上述模腔內射出樹脂而可射出成形半導體封裝體， 述射出成形用模具具備有固定模及複數個可動模， 述固定模及複數個可動模各自具有：藉由對它們進 行閉模而可在內部形成模腔的內表面，其特徵爲： 上述固定模或可動模，具備：用於向上述模腔內射出 樹脂而與上述內表面連續而形成的澆口， 上述複數個可動模的內表面，具有朝向上述澆口，距 離逐漸接近而相互相對向的第1模具面及第2模具面，

上述第1模具面或第2模具面在與上述澆口相接的部 分具有凹部。 2.如申請專利範圍第1項的射出成形用模具，其中 在上述固定模和上述可動模之間可配置導線框， 上述導線框的端面與上述可動模的內表面的間隙內最 窄的部位，爲由上述可動模形成的模腔高度的1/4以下。 3.如申請專利範圍第1或2項的射出成形用模具， 其中 在上述可動模側的模腔內配置嵌入件。 1379365 _ 今％* &月y日修正替換頁 4. 如申請專利範圍第3項的射出成形用模具，其中 使上述嵌入件配置爲：上述內表面和上述嵌入件之距 離的最近部分的距離爲0.1mm以下。 5. —種半導體封裝體，其特徵爲： 由申請專利範圍第1、2、3或4項的射出成形用模具 來成形。 6. —種半導體封裝體，構裝有半導體零件， 具有：分別相對向的封裝體上面及封裝體下面、和封 裝體正面及封裝體背面， 其中上述封裝體正面及封裝體背面是與上述封裝體上 面及封裝體下面鄰接，其特徵爲： 以使厚度從上述封裝體正面側朝向封裝體背面側變薄 之方式來形成上述封裝體上面及封裝體下面， 在上述封裝體下面，以與上述封裝體背面相連的方式 形成有突起部。 7. 如申請專利範圍第6項的半導體封裝體，其中， 設有上述突起之部分之半導體封裝體的最大厚度，係 與上述封裝體正面側之封裝體最大厚度大致相等、或者比 其更薄。 8. 如申請專利範圍第6或7項的半導體封裝體，其 中， 形成使上述封裝體背面的大致中央凹陷爲凹狀的階段 部，並且從上述凹狀階段部的底面使上述突起突出，且上 述突起的頂部以收納在凹狀階段部內之方式而構成。 -2- 1379365 # rj----—---- V年即㈣修正替換頁 丨 _. _丨 . 9.如申請專利範圍第6或7項的半導體封裝體，其 中，還具備： 具有凹部的封裝體本體、 使一端在上述凹部內露出，使另一端從上述封裝體本 體表面突出，並且沿上述封裝體本體表面彎折的一對外部 . 電極、 • 以及收容於上述凹部並與上述一對外部電極電性連接 -· 的半導體發光元件； 上述半導體封裝體構成半導體發光裝置。 10·如申請專利範圍第8項的半導體封裝體，其中， 還具備： 具有凹部的封裝體本體、 使一端在上述凹部內露出，使另一端從上述封裝體本 體表面突出’並且沿上述封裝體本體表面彎折的一對外部 電極、 ® 以及收容於上述凹部並與上述一對外部電極電性連接 的半導體發光元件； 上述半導體封裝體構成半導體發光裝置。 11. 一種半導體封裝體的製造方法，係將：以使厚度 從封裝體正面側朝向封裝體背面側逐漸變薄之方式形成有 封裝體上面及封裝體下面的半導體封裝體，予以成形之半 導體封裝體的製造方法，其特徵爲： • 包括： 在固定模和與上述固定模相對的可動模之間的預定位’ -3- 1379365 界鮮纸修正替換頁 置上，配置半導體封裝體的導線框的製程、及 使固定模閉模形成模腔的製程，上述固定模，其在封 裝體背面側開口，用以朝向模具注入熔融樹脂之澆口在上 述半導體封裝體的厚度方向上的澆口直徑，是比上述背面 之沒有設置澆口的部分的封裝體的最大厚度更大，並且與 上述正面的封裝體的最大厚度大致相等或者比其更小、及 從澆口於上述模腔內將熔融樹脂從上述固定模朝向上 述可動模充塡的製程、以及 在熔融樹脂硬化後進行脫模的製程。