JPH10144965A - Optical semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical semiconductor device and method of manufacturing the same

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JPH10144965A
JPH10144965A JP8298737A JP29873796A JPH10144965A JP H10144965 A JPH10144965 A JP H10144965A JP 8298737 A JP8298737 A JP 8298737A JP 29873796 A JP29873796 A JP 29873796A JP H10144965 A JPH10144965 A JP H10144965A
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JP
Japan
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optical semiconductor
die pad
chip
lead frame
space
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JP8298737A
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Japanese (ja)
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Masayuki Sakakibara
正之 榊原
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Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイパッドの両面に光半導体チップ及び半導
体ＩＣチップを実装してなる光半導体装置を安定して製
造する方法を提供する。 【解決手段】 リードフレーム５の上下面にそれぞれ第
１及び第２外枠１，２を樹脂成形によって形成し、当該
外枠１，２の内部にそれぞれ光半導体チップ８及び半導
体ＩＣチップ９を配置する。外枠１，２の内部には、光
透過性樹脂３及び遮光性樹脂４が充填されている。 (57) Abstract: A method for stably manufacturing an optical semiconductor device in which an optical semiconductor chip and a semiconductor IC chip are mounted on both surfaces of a die pad is provided. SOLUTION: First and second outer frames 1 and 2 are formed on upper and lower surfaces of a lead frame 5 by resin molding, respectively, and an optical semiconductor chip 8 and a semiconductor IC chip 9 are arranged inside the outer frames 1 and 2, respectively. I do. The inside of the outer frames 1 and 2 is filled with a light transmitting resin 3 and a light shielding resin 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードや
ホトダイオードなどの光半導体チップ及び半導体ＩＣチ
ップが、それぞれリードフレームの両面に搭載された光
半導体装置に関する。The present invention relates to an optical semiconductor device in which an optical semiconductor chip such as a light emitting diode or a photodiode and a semiconductor IC chip are mounted on both sides of a lead frame, respectively.

【０００２】[0002]

【従来の技術】リードフレームの両面に半導体ＩＣチッ
プを実装した半導体装置は、特開平５−１２１４６２号
に記載されている。この半導体装置を製造するために
は、まず、図１６に示すように、半導体ＩＣチップ１０
０をリードフレーム１０１のダイパッド１０２の一方の
面に実装し、リードフレーム１０１の両面を２つの金型
１０３及び１０４で挟持し、一方の面側の金型１０３
の、ダイパッド１０２及びインナーリード１０５に対応
する領域の空間に樹脂を注入し、図１７に示すように、
この空間に樹脂１０６を充填する。しかる後、図１８に
示すように、別の半導体ＩＣチップ１０７をリードフレ
ーム１０１のダイパッド１０２の他方の面に実装し、リ
ードフレーム１０１の両面を２つの金型１０８及び１０
９で挟持し、他方の面側の金型１０８の、ダイパッド１
０２及びインナーリード１０５に対応する領域の空間に
樹脂１１０を注入し、図１９に示すように、アウターリ
ードを屈曲させ、樹脂モールドされた半導体装置を得
る。2. Description of the Related Art A semiconductor device in which semiconductor IC chips are mounted on both sides of a lead frame is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-121462. In order to manufacture this semiconductor device, first, as shown in FIG.
0 is mounted on one surface of the die pad 102 of the lead frame 101, and both surfaces of the lead frame 101 are sandwiched between two molds 103 and 104, and the mold 103 on one surface side is mounted.
The resin is injected into a space in a region corresponding to the die pad 102 and the inner lead 105, as shown in FIG.
This space is filled with the resin 106. Thereafter, as shown in FIG. 18, another semiconductor IC chip 107 is mounted on the other surface of the die pad 102 of the lead frame 101, and both surfaces of the lead frame 101 are separated into two dies 108 and
9 and the die pad 1 of the mold 108 on the other surface side.
The resin 110 is injected into the space corresponding to the area 02 and the inner leads 105, and the outer leads are bent as shown in FIG. 19 to obtain a resin-molded semiconductor device.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置においては、リードフレームの一方の面
に樹脂注入している最中に、この樹脂が他方の面側に流
れ込む場合があり、他方の面側に付着した樹脂によっ
て、他方の面側に半導体ＩＣチップを安定して実装する
ことができない。本発明は、このような課題を解決する
ためになされたものであり、安定してリードフレームの
両面に光半導体チップ及び半導体ＩＣチップを実装する
ことが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。However, in the above-described conventional semiconductor device, while the resin is being injected into one surface of the lead frame, this resin may flow into the other surface, and the other side may be filled with the resin. Due to the resin adhering to the surface, the semiconductor IC chip cannot be stably mounted on the other surface. The present invention has been made to solve such a problem, and provides an optical semiconductor device capable of stably mounting an optical semiconductor chip and a semiconductor IC chip on both sides of a lead frame, and a method of manufacturing the same. The purpose is to do.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光半導体装置の製造方法は、ダイパッ
ド及びダイパッドと所定の隙間を隔てて離隔し、ダイパ
ッドから離れる方向に沿って延びた複数のインナーリー
ドを有するリードフレームを用意し、ダイパッドの周囲
を囲む領域においてリードフレームの両面のそれぞれか
ら離れる方向に凹んだ凹部によって規定される空間を有
する２つの金型でリードフレームを挟んで、上記隙間、
インナーリード間及び上記空間内に絶縁性樹脂を含む材
料を充填し、この空間に充填された材料によってリード
フレームの両面にそれぞれ形成される外枠内に、それぞ
れ光半導体チップ及び半導体ＩＣチップを配置する工程
を備える。本方法によれば、ダイパッド及びその周辺の
隙間は、金型によって挟まれるので、ダイパッド及びそ
の近傍のインナーリードの表面及び裏面に充填材料が付
着するのを防止することができるとともに、外枠及び上
記隙間を埋めた充填材料が光半導体チップ及び半導体Ｉ
Ｃチップがそれぞれ配置される空間を分離する。このよ
うな方法によって製造された光半導体装置は、表面及び
裏面を有するダイパッドと、ダイパッドと所定の隙間を
隔てて離隔し、ダイパッドの表面側及び裏面側に沿う方
向に延びた複数のインナーリードと、ダイパッドを囲む
ようにインナーリード間及び上記隙間を充填する、絶縁
性樹脂を含む充填材料と、充填材料と同じ材料からな
り、ダイパッドを囲むようにインナーリードの表面及び
裏面からそれぞれ突出した第１及び第２外枠と、ダイパ
ッドの表面及び第１外枠の内面によって囲まれる空間内
に配置された光半導体チップと、ダイパッドの裏面及び
第２外枠の内面によって囲まれる空間内に配置された半
導体ＩＣチップと、光半導体チップ及び半導体ＩＣチッ
プをインナーリードに接続する配線と、半導体ＩＣチッ
プの配置された空間内に充填された樹脂とを備える。光
半導体チップは、発光ダイオード、レーザダオード及び
ホトダイオードの少なくともいずれか１つを含み、半導
体ＩＣチップは、光半導体チップを駆動するための駆動
回路又は増幅回路を含む。また、本装置は、光半導体チ
ップの配置された空間内に充填された光透過性樹脂、又
は、光半導体チップの配置された空間を気密状態にする
ように第１外枠に設けられた光透過性材料からなる窓材
を更に備える。In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is directed to a die pad and a die pad, which is separated from the die pad by a predetermined gap and extends in a direction away from the die pad. A lead frame having a plurality of inner leads is prepared, and the lead frame is sandwiched between two molds having a space defined by a concave portion recessed in a direction away from each of both surfaces of the lead frame in a region surrounding the periphery of the die pad. , The gap,
A material containing an insulating resin is filled between the inner leads and in the space, and the optical semiconductor chip and the semiconductor IC chip are arranged in outer frames formed on both surfaces of the lead frame by the material filled in the space. The step of performing According to this method, since the die pad and the gap around the die pad are sandwiched by the mold, it is possible to prevent the filler material from adhering to the surface and the back surface of the die pad and the inner lead near the die pad, and to form the outer frame and An optical semiconductor chip and a semiconductor I
The space where the C chips are arranged is separated. The optical semiconductor device manufactured by such a method has a die pad having a front surface and a back surface, a plurality of inner leads separated in a predetermined gap from the die pad, and extending in a direction along the front surface side and the back surface side of the die pad. A filling material containing an insulating resin and filling the gap between the inner leads and the gap so as to surround the die pad; and a first material protruding from the front surface and the back surface of the inner lead so as to surround the die pad. And an optical semiconductor chip disposed in a space surrounded by the surface of the die pad and the inner surface of the first outer frame, and an optical semiconductor chip disposed in a space surrounded by the back surface of the die pad and the inner surface of the second outer frame. A semiconductor IC chip, wiring for connecting the optical semiconductor chip and the semiconductor IC chip to the inner lead, and arrangement of the semiconductor IC chip; And a resin filled in the space. The optical semiconductor chip includes at least one of a light emitting diode, a laser diode, and a photodiode, and the semiconductor IC chip includes a drive circuit or an amplifier circuit for driving the optical semiconductor chip. In addition, the present device may include a light-transmitting resin filled in a space in which the optical semiconductor chip is disposed, or a light-transmitting resin provided in the first outer frame so that the space in which the optical semiconductor chip is disposed is airtight. A window material made of a transparent material is further provided.

【０００５】[0005]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る光半導体
装置について説明する。同一要素には同一符号を用いる
ものとし、重複する説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical semiconductor device according to an embodiment will be described below. The same reference numerals are used for the same elements, and duplicate description will be omitted.

【０００６】図１は、実施の形態に係る光半導体装置の
斜視図である。また、図２は、図１に示す光半導体装置
ＳＡのＡ−Ａ矢印断面図であり、説明の都合上、図２に
おけるリードフレーム５の上側を表面側、下側を裏面側
として説明する。図３は、図１に示す光半導体装置のＢ
−Ｂ矢印断面図である。本光半導体装置ＳＡは、中央に
空間を有する上下の外枠１及び２並びに上下の外枠１及
び２内にそれぞれ埋設された光透過性樹脂３及び遮光性
絶縁性樹脂４からなるパッケージと、このパッケージの
内部から外部に延びるリードフレーム５とを備える。さ
らに、本装置ＳＡは、リードフレーム５のダイパッド１
０の表面１０ａ及び裏面１０ｂ上に、それぞれ熱硬化性
接着剤６及び７を用いてダイボンドされた光半導体チッ
プ８及び半導体ＩＣチップ９を備える。リードフレーム
５は、略正方形のダイパッド１０及びダイパッド１０と
同一平面内に配置され、ダイパッド１０からパッケージ
の外側へ向かう方向へ互いに所定の空隙を隔てて離隔し
て延びる複数のインナーリード１１ａ〜１１ｊからなる
インナ−リード１１、及びインナーリード１１とパッケ
ージの外周面との境界からパッケージの外側に延びる複
数のアウターリード１２ａ〜１２ｊからなるアウターリ
ード１２を有する。さらに、本装置ＳＡは、光半導体チ
ップ８及び半導体ＩＣチップ９をそれぞれインナーリー
ド１１に接続するボンディングワイヤ（配線）１３及び
１４並びにインナーリード１１間及びインナーリード１
１とダイパッド１０との間の空隙を埋める絶縁性樹脂を
含む充填材料１２０を有する。ボンディングワイヤ１３
は、複数のボンディングワイヤ１３ａ〜１３ｇからな
り、インナーリード１１の表面に固定されている。ボン
ディングワイヤ１４は、複数のボンディングワイヤ１４
ａ〜１４ｄからなり、インナーリード１１の裏面に固定
されている。FIG. 1 is a perspective view of an optical semiconductor device according to an embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of the optical semiconductor device SA shown in FIG. 1. For convenience of explanation, the upper side of the lead frame 5 in FIG. 2 will be described as the front side, and the lower side will be described as the back side. FIG. 3 is a sectional view of the optical semiconductor device shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along arrow -B. The optical semiconductor device SA includes a package including upper and lower outer frames 1 and 2 having a space in the center, and a light transmitting resin 3 and a light shielding insulating resin 4 embedded in the upper and lower outer frames 1 and 2, respectively; A lead frame 5 extending from the inside of the package to the outside. Further, the present device SA is provided with the die pad 1 of the lead frame 5.
An optical semiconductor chip 8 and a semiconductor IC chip 9 die-bonded using thermosetting adhesives 6 and 7, respectively, on the front surface 10a and the back surface 10b. The lead frame 5 is disposed on the same plane as the substantially square die pad 10 and the die pad 10, and includes a plurality of inner leads 11 a to 11 j extending apart from each other with a predetermined gap in a direction from the die pad 10 to the outside of the package. And a plurality of outer leads 12a to 12j extending from the boundary between the inner lead 11 and the outer peripheral surface of the package to the outside of the package. Further, the present device SA includes bonding wires (wirings) 13 and 14 for connecting the optical semiconductor chip 8 and the semiconductor IC chip 9 to the inner leads 11 respectively, and between the inner leads 11 and between the inner leads 1.
There is a filling material 120 containing an insulating resin that fills a gap between the die pad 10 and the die pad 10. Bonding wire 13
Is composed of a plurality of bonding wires 13 a to 13 g and is fixed to the surface of the inner lead 11. The bonding wire 14 includes a plurality of bonding wires 14.
a to 14d, and is fixed to the back surface of the inner lead 11.

【０００７】表面側の外枠１は、ダイパッド１０の周囲
の領域を囲んでおり、インナーリード１１の表面側から
突出する方向に延びている。裏面側の外枠２も、ダイパ
ッド１０の周囲の領域を囲んでおり、インナーリード１
１の裏面側から突出する方向に延びている。表面側の外
枠１及び裏面側の外枠２は、共にインナーリード１１間
を埋める充填材料１２０に連続しており、インナーリー
ド１１の表面又は裏面に対して鏡像の関係にある。ま
た、外枠１及び２は、充填材料１２０と同一の材料から
なる。充填材料１２０は、グラスファイバが４０％混入
された絶縁性樹脂からなり、好ましいグラスファイバの
混入率は３０〜５０％である。この絶縁性樹脂は、黒色
のポリフェニレンサルファイドが好ましいが、ＬＣＰ
（液晶ポリマー）又はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレ
ート）若しくは熱硬化性のエポキシ樹脂等を代わりに用
いてもよい。The outer frame 1 on the front side surrounds the area around the die pad 10 and extends in a direction protruding from the front side of the inner lead 11. The outer frame 2 on the back side also surrounds the area around the die pad 10, and the inner lead 1
1 extend in a direction protruding from the rear surface side. The outer frame 1 on the front side and the outer frame 2 on the back side are both continuous with the filling material 120 filling the space between the inner leads 11 and have a mirror image relationship with the front or back surface of the inner leads 11. The outer frames 1 and 2 are made of the same material as the filling material 120. The filling material 120 is made of an insulating resin mixed with 40% of glass fiber, and a preferable mixing ratio of glass fiber is 30 to 50%. The insulating resin is preferably black polyphenylene sulfide, but LCP
(Liquid crystal polymer), PBT (polybutylene terephthalate), or a thermosetting epoxy resin may be used instead.

【０００８】光半導体チップ８は、発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素子若
しくはホトダイオード（ＰＤ）等の受光素子からなり、
半導体ＩＣチップ９は、発光素子を発光させるための駆
動回路又は受光素子からの信号を増幅するための増幅回
路からなる。The optical semiconductor chip 8 includes a light emitting diode (L)
ED) or a light emitting element such as a laser diode (LD) or a light receiving element such as a photodiode (PD),
The semiconductor IC chip 9 includes a drive circuit for causing the light emitting element to emit light or an amplifier circuit for amplifying a signal from the light receiving element.

【０００９】次に、本光半導体装置ＳＡの製造方法につ
いて説明する。まず、図４に示すリードフレーム５を用
意する。図４は加工される前のリードフレーム５の平面
図であり、図５は図４に示すリードフレーム５のＣ−Ｃ
矢印断面図である。このリードフレーム５は、連続した
帯状の金属薄板材を順送金型により所定の形状に打ち抜
いて作られたもので、リール等に巻かれている。帯状の
リードフレーム５は、その長手方向に沿って平行に延び
るレール１５及び１６、並びに、対向するレール１５及
び１６間を横断する２つのセクションバー２５及び２６
を有し、リードフレーム５の１単位ＵＴは、セクション
バー２５と２６との間の領域によって規定される。リー
ドフレーム５は、リードフレーム５の表裏において同位
置となるとともにリードフレーム５の１単位ＵＴ内にお
いて長手方向に対称となるようにレール１５及び１６上
に穿設された位置基準穴（パイロットホール）１７，１
８及び１９を有する。この位置基準穴１７，１８及び１
９は、リードフレーム５の絶縁性樹脂による成形での位
置合せや、ダイボンド、ワイヤボンド装置の搬送及び位
置合せ、さらに、リードカットでの位置合せに使用す
る。リードフレーム５は、対向するレール１５及び１６
の内側からそれぞれ延び、ダイパッド１０を支持するダ
イパッドサポート２０及び２１を有する。また、インナ
ーリード１１の先端部の表裏面には、銀メッキ２２が施
されている。Next, a method for manufacturing the optical semiconductor device SA will be described. First, the lead frame 5 shown in FIG. 4 is prepared. FIG. 4 is a plan view of the lead frame 5 before being processed, and FIG. 5 is a sectional view of the lead frame 5 shown in FIG.
It is arrow sectional drawing. The lead frame 5 is formed by punching a continuous strip-shaped metal sheet material into a predetermined shape using a progressive die, and is wound around a reel or the like. The strip-shaped lead frame 5 has rails 15 and 16 extending in parallel along its longitudinal direction, and two section bars 25 and 26 crossing between the opposing rails 15 and 16.
And one unit UT of the lead frame 5 is defined by an area between the section bars 25 and 26. The lead frame 5 is located at the same position on the front and back of the lead frame 5 and is positioned on the rails 15 and 16 so as to be symmetric in the longitudinal direction within one unit UT of the lead frame 5 (pilot hole). 17,1
8 and 19. These position reference holes 17, 18 and 1
Reference numeral 9 is used for alignment of the lead frame 5 by molding with an insulating resin, transportation and alignment of a die bonding and wire bonding apparatus, and alignment for lead cutting. The lead frame 5 has opposite rails 15 and 16
And die pad supports 20 and 21 which respectively support the die pad 10 and extend from the inside of the die pad. Further, silver plating 22 is applied to the front and back surfaces of the tip of the inner lead 11.

【００１０】リードフレーム５は、セクションバー２５
及び２６間の領域において、レール１５，１６間を横断
するダムバー２３及び２４を有しており、インナーリー
ド１１は、ダムバー２３及び２４からダイパッド１０に
近付く方向に延びており、その表面及び裏面はダイパッ
ド１０の表面及び裏面に平行である。また、ダムバー２
３及び２４とインナーリード１１との接続点からは、ア
ウターリード１２の一部が、ダイパッド１０から離れる
方向に延びている。なお、ダイパッド１０とインナーリ
ード１１とは、所定の隙間３６を隔てて離隔している。The lead frame 5 includes a section bar 25.
And 26, dam bars 23 and 24 crossing between the rails 15 and 16, the inner lead 11 extends from the dam bars 23 and 24 in a direction approaching the die pad 10, and the front and back surfaces thereof are It is parallel to the front and back surfaces of the die pad 10. In addition, dam bar 2
A part of the outer lead 12 extends in a direction away from the die pad 10 from the connection point between the inner leads 11 and 3 and 24. The die pad 10 and the inner lead 11 are separated by a predetermined gap 36.

【００１１】図６は、リードフレーム５を絶縁性樹脂に
より成形する金型の一部を示す断面図である。図６に示
すように、リードフレーム５のレール１５及び１６、並
びにダムバー２３及び２４によって囲まれる領域を上下
の金型２７及び２８によって挟む。上下の金型２７及び
２８は、それぞれリードフレーム５の上下面から離れる
方向に凹んだ凹部２９及び３０を有し、それぞれの凹部
２９及び３０は、リードフレーム５の表面又は裏面に対
して鏡像の対称の関係にある。凹部２９及び３０は、ダ
イパッド１０の周囲を囲んでおり、凹部２９及び３０の
開口端はインナーリード１１の表裏面に接触している。
凹部２９及び３０によって規定される空間３１ａ及び３
１ｂ内に、上側の金型２７に設けられた樹脂注入口３２
から樹脂を注入し、この空間内３１ａ及び３１ｂ内に上
記外枠１及び２並びに充填材料１２０を構成する絶縁性
樹脂を充填し、硬化させる。ここで、金型２７及び２８
のダムバー２３，２４間の当接領域、すなわち、凹部２
９及び３０の開口端によって囲まれた領域（中央押さえ
部）３３ａ及び３３ｂ並びにその外側の領域（周辺押さ
え部）３４ａ及び３４ｂは、それぞれ、ダイパッド１０
及びインナーリード１１のダイパッド１０側の表裏面、
及び、アウターリード１２のインナーリード１１側の表
裏面に当接し、この当接領域内への充填材料の流れ込み
を防止する。図７は、上記空間３１ａ、３１ｂ及び隙間
３６内に絶縁性樹脂を含む材料を充填することによって
成形された外枠１、２及び充填材料１２０並びにリード
フレーム５を示す。FIG. 6 is a sectional view showing a part of a metal mold for molding the lead frame 5 with an insulating resin. As shown in FIG. 6, a region surrounded by the rails 15 and 16 of the lead frame 5 and the dam bars 23 and 24 is sandwiched between upper and lower dies 27 and 28. The upper and lower molds 27 and 28 have concave portions 29 and 30 respectively depressed in a direction away from the upper and lower surfaces of the lead frame 5. They are symmetric. The concave portions 29 and 30 surround the periphery of the die pad 10, and the open ends of the concave portions 29 and 30 are in contact with the front and back surfaces of the inner lead 11.
Spaces 31a and 3 defined by recesses 29 and 30
1b, a resin injection port 32 provided in the upper mold 27.
The space 31a and 31b are filled with an insulating resin constituting the outer frames 1 and 2 and the filling material 120, and cured. Here, the dies 27 and 28
Abutment area between the dam bars 23 and 24, that is, the recess 2
Regions (central holding portions) 33a and 33b surrounded by the opening ends of 9 and 30 and regions (peripheral holding portions) 34a and 34b outside thereof are respectively formed by die pad 10
And the front and back surfaces of the inner lead 11 on the die pad 10 side,
In addition, the outer lead 12 abuts on the front and back surfaces of the inner lead 11 on the inner lead 11 side, and prevents the filling material from flowing into the abutting region. FIG. 7 shows the outer frames 1 and 2, the filling material 120, and the lead frame 5 formed by filling the spaces 31a and 31b and the gaps 36 with a material containing an insulating resin.

【００１２】図８は、半導体ＩＣチップ９のワイヤボン
ディング直後の状態を示したものである。リードフレー
ム５の外枠２の内面及びダイパッド１０の裏面１０ｂ側
によって囲まれる空間内の、ダイパッド１０の裏面１０
ｂ上にダイボンダーを用いて熱硬化性接着剤７を塗布
し、半導体ＩＣチップ９をダイボンドする。このダイボ
ンド時に、ダイパッド１０及びインナーリード１１が撓
まないように、ダイパッド１０の表面１０ａ側にサポー
トブロック３７を接触させ、ダイパッド１０及びインナ
ーリード１１を支持する。さらに、リードフレーム５が
動かないように、クランプ板３８で外枠２の開口端又は
リードフレームをサポートブロック３７とで挟んで支持
する。次にワイヤボンダーにより、熱超音波併用ボール
ボンディング法によりＡｕ細線１４によって、半導体Ｉ
Ｃチップ９の取出し電極と、インナーリード１１の銀メ
ッキ部 ２２とを接続する。この時の、ダイボンド工程
と同様にサポートブロック３７とクランプ板３８にて、
ダイパッド１０の表面１０ａ側と外枠２の開口端、又は
リードフレーム５とを挟んで支持し、ワイヤボンド時の
超音波の効力が低下するのを防ぐ。なお、加熱はサポー
トブロック３７内に加熱器を埋設させて行う。FIG. 8 shows a state immediately after wire bonding of the semiconductor IC chip 9. The back surface 10 of the die pad 10 in a space surrounded by the inner surface of the outer frame 2 of the lead frame 5 and the back surface 10b side of the die pad 10
A thermosetting adhesive 7 is applied on the substrate b using a die bonder, and the semiconductor IC chip 9 is die-bonded. At the time of this die bonding, the support block 37 is brought into contact with the surface 10a of the die pad 10 so that the die pad 10 and the inner lead 11 are not bent, and the die pad 10 and the inner lead 11 are supported. Further, the clamp plate 38 supports the open end of the outer frame 2 or the lead frame with the support block 37 so that the lead frame 5 does not move. Next, the semiconductor I was connected to the Au thin wire 14 by a wire bonder and a ball bonding method combined with heat and ultrasonic waves.
The extraction electrode of the C chip 9 is connected to the silver plating portion 22 of the inner lead 11. At this time, similarly to the die bonding process, the support block 37 and the clamp plate 38
The die pad 10 is supported by sandwiching the surface 10a side of the die pad 10 and the open end of the outer frame 2 or the lead frame 5 so as to prevent the effectiveness of ultrasonic waves during wire bonding from being reduced. The heating is performed by burying a heater in the support block 37.

【００１３】図９は、図８に示す光半導体装置中間体の
Ｄ−Ｄ矢印断面図である。図９に示ように、ダムバー２
３と２４との間の領域における、インナーリード１１間
及びダイパッド１０とインナーリード１１との隙間に
は、リードフレーム５の厚み分だけ充填材料１２０が充
填されており、インナーリード１１の裏面からは、外枠
２が突出している。FIG. 9 is a sectional view of the optical semiconductor device intermediate shown in FIG. As shown in FIG.
The gap between the inner leads 11 and the gap between the die pad 10 and the inner leads 11 in the region between 3 and 24 is filled with the filler material 120 by the thickness of the lead frame 5. , The outer frame 2 protrudes.

【００１４】次に、図１０に示すように、外枠２の内面
及びダイパッド１０の裏面１０ｂによって囲まれる空間
内に、遮光性樹脂材料４を充填する。この遮光性樹脂材
料４はガラス転移温度が１６０°Ｃ以上の遮光性液状エ
ポキシ樹脂であり、液面が外枠２の開口端からはみ出さ
ないように液状エポキシ樹脂をこの空間内に充填した
後、所定時間加熱して硬化させることにより形成する。Next, as shown in FIG. 10, a light-shielding resin material 4 is filled in a space surrounded by the inner surface of the outer frame 2 and the back surface 10b of the die pad 10. The light-shielding resin material 4 is a light-shielding liquid epoxy resin having a glass transition temperature of 160 ° C. or higher, and is filled with the liquid epoxy resin so that the liquid surface does not protrude from the opening end of the outer frame 2. It is formed by heating and curing for a predetermined time.

【００１５】次に、図１１に示すように、リードフレー
ム５を反転させ、半導体ＩＣチップ９をダイパッド１０
の裏面１０ｂに固定したのと同様の方法を用いて、光半
導体チップ８をダイパッド１０の表面１０ａに固定す
る。なお、サポートブロック３７ａは、外枠２の開口端
又は遮光性樹脂材料４の露出面に当接させる。次に、ワ
イヤーボンダーによるボールボンディング法を用いて、
光半導体チップ８の取り出し電極とインナーリード１１
の銀メッキ部２２とをＡｕ細線１３によって接続する。
この時には、サポートブロック３７ａを外枠２の開口端
又は遮光性樹脂材料４の露出面に当接させるとともに、
クランプ板３８を外枠１の開口端又はリードフレーム５
に当接させ、これを挟持する。このワイヤボンディング
工程におけるリードフレーム５の加熱は、遮光性樹脂材
料４のガラス転移温度を越えないよう、温度１５０°Ｃ
で実施する。なお、この加熱温度が仮にガラス転移温度
を越えると、遮光性樹脂４が軟化し、超音波の効力が弱
くなる。Next, as shown in FIG. 11, the lead frame 5 is inverted, and the semiconductor IC chip 9 is attached to the die pad 10.
The optical semiconductor chip 8 is fixed to the front surface 10a of the die pad 10 by using the same method as that for fixing to the back surface 10b. The support block 37a is brought into contact with the opening end of the outer frame 2 or the exposed surface of the light-shielding resin material 4. Next, using a ball bonding method with a wire bonder,
Extraction electrode of optical semiconductor chip 8 and inner lead 11
Is connected to the silver-plated portion 22 by the Au thin wire 13.
At this time, the support block 37a is brought into contact with the opening end of the outer frame 2 or the exposed surface of the light-shielding resin material 4, and
The clamp plate 38 is connected to the open end of the outer frame 1 or the lead frame 5.
And hold it. The heating of the lead frame 5 in this wire bonding step is performed at a temperature of 150 ° C. so as not to exceed the glass transition temperature of the light-shielding resin material 4.
It is carried out in. If the heating temperature exceeds the glass transition temperature, the light-shielding resin 4 is softened, and the effectiveness of the ultrasonic wave is reduced.

【００１６】次に、図１２に示すように、ダイパッド１
０の表面１０ａ及び外枠１の内面によって囲まれた空間
に光透過性樹脂材料３を充填する。光透過性樹脂材料３
は、液状の光透過性のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂
を、この空間内に充填した後、所定時間加熱することに
より、硬化させることによって形成される。最後に、ダ
ムバー２３及び２４、セクションバー２５及び２６、レ
ール１５及び１６等の不用部分を金型で順次切断し、ア
ウターリード１２を所定の形状に曲げて図１乃至図３に
示した光半導体装置ＳＡが完成する。Next, as shown in FIG.
The space surrounded by the surface 10a of the “0” and the inner surface of the outer frame 1 is filled with the light transmitting resin material 3. Light transmitting resin material 3
Is formed by filling a liquid light-transmissive epoxy resin or silicone resin into this space, and then heating and curing the resin for a predetermined time. Finally, unnecessary portions such as the dam bars 23 and 24, the section bars 25 and 26, the rails 15 and 16, and the like are sequentially cut with a mold, and the outer lead 12 is bent into a predetermined shape to form the optical semiconductor shown in FIGS. The device SA is completed.

【００１７】図１３は、別の実施の形態に係る光半導体
装置の断面図である。本装置は、光半導体チップ８の表
面に球レンズ３９を固定するとともに、図１乃至図３に
示した光透過性樹脂材料３に代えて、光透過性の材料か
らなるガラス板の窓材４０で上部外枠１内を封止し、外
枠１内の空間を気密状態にしたものである。また、図１
乃至図３の光透過性樹脂材料３は、紫外線を吸収するた
め、光半導体チップ８が受光素子である場合は、紫外線
がこれに到達しない場合がある。そこで、窓材４０を紫
外線透過性のガラス（ＵＶガラス）又は石英ガラスで構
成すれば、本光半導体装置を紫外線検出装置として機能
させることができる。また、窓材４０を第１外枠１に設
けることなく、光半導体チップ８を外気に晒すことと
し、紫外線が上記受光素子に入射されるようにしてもよ
い。FIG. 13 is a sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment. This device fixes a spherical lens 39 on the surface of the optical semiconductor chip 8 and replaces the light-transmitting resin material 3 shown in FIGS. 1 to 3 with a glass plate window member 40 made of a light-transmitting material. Then, the inside of the upper outer frame 1 is sealed, and the space inside the outer frame 1 is made airtight. FIG.
Since the light transmitting resin material 3 of FIG. 3 absorbs ultraviolet rays, when the optical semiconductor chip 8 is a light receiving element, the ultraviolet rays may not reach the light receiving element. Therefore, if the window member 40 is made of ultraviolet-transmissive glass (UV glass) or quartz glass, the optical semiconductor device can function as an ultraviolet detector. Further, the optical semiconductor chip 8 may be exposed to the outside air without providing the window member 40 on the first outer frame 1 so that ultraviolet rays may be incident on the light receiving element.

【００１８】図１４は、別の実施の形態に係る光半導体
装置の断面図である。本装置は、ダイパッド１０の厚み
がインナーリード１１の厚みよりも薄くなるようにし、
電気的絶縁体からなる樹脂１２０が、ダイパッド１０の
上面と光半導体チップ８との間に介在するようにしたも
のである。この光半導体装置は、光半導体チップ８と半
導体ＩＣチップ９とを容易に電気的に絶縁することがで
きるとともに、半導体ＩＣチップ９において発生した熱
を、ダイパッド１０をアウターリード１２の一部と接続
しておくことで、外部に容易に伝達させることができ、
放熱特性を改善することができる。特に、半導体ＩＣチ
ップ９とダイパッド１０とを接続する接着剤７の材料と
して熱伝導性の材料、好ましくは銀ペーストを用いるこ
とにより、その放熱特性を改善することができる。ま
た、光半導体チップ８をダイパッド１０にダイボンドし
ても構わない。なお、別の実施の形態に係る光半導体装
置として、ダイパッド１０の厚みを図１乃至図３に記載
のものと同一とし、代わりにこれを電気的絶縁体からな
る樹脂によって構成することとしてもよい。FIG. 14 is a sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment. The present apparatus is configured such that the thickness of the die pad 10 is smaller than the thickness of the inner lead 11,
A resin 120 made of an electrical insulator is interposed between the upper surface of the die pad 10 and the optical semiconductor chip 8. In this optical semiconductor device, the optical semiconductor chip 8 and the semiconductor IC chip 9 can be easily electrically insulated, and the heat generated in the semiconductor IC chip 9 is connected to the die pad 10 and a part of the outer lead 12. Can be easily transmitted to the outside,
The heat radiation characteristics can be improved. In particular, by using a thermally conductive material, preferably a silver paste, as the material of the adhesive 7 for connecting the semiconductor IC chip 9 and the die pad 10, the heat radiation characteristics thereof can be improved. Further, the optical semiconductor chip 8 may be die-bonded to the die pad 10. In addition, as an optical semiconductor device according to another embodiment, the thickness of the die pad 10 may be the same as that shown in FIGS. 1 to 3 and may be made of a resin made of an electrical insulator instead. .

【００１９】図１５は、別の実施の形態に係る光半導体
装置の断面図である。本装置は、ダイパッド１０とイン
ナーリード１１との間に充填された樹脂１２０の上面に
別の半導体ＩＣチップ９ａを接着剤７ａによって固定す
るとともに、半導体ＩＣチップ９がダイパッド１０及び
ダイパッド１０とインナーリード１１との間に充填され
た樹脂１２０の下面に固定されることとしたものであ
る。本光半導体装置においては、別の半導体ＩＣチップ
９ａを光半導体チップ８及び半導体ＩＣチップ９から容
易に電気的に分離でき、これらのチップの裏面整合性の
制約を受けることがなくなり、設計の自由度を向上させ
ることができる。なお、パッケージ１〜４内には、光半
導体チップ及びＩＣチップ以外にチップコンデンサやチ
ップ抵抗を必要に応じて配置してもよい。FIG. 15 is a sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment. The present device fixes another semiconductor IC chip 9a on the upper surface of a resin 120 filled between the die pad 10 and the inner lead 11 with an adhesive 7a, and fixes the semiconductor IC chip 9 to the die pad 10 and the die pad 10 and the inner lead 11. 11 and is fixed to the lower surface of the resin 120 filled between the resin 120 and the resin 11. In the present optical semiconductor device, another semiconductor IC chip 9a can be easily and electrically separated from the optical semiconductor chip 8 and the semiconductor IC chip 9, so that there is no restriction on the back surface alignment of these chips, and the design freedom is improved. The degree can be improved. Note that, in the packages 1 to 4, a chip capacitor or a chip resistor other than the optical semiconductor chip and the IC chip may be arranged as necessary.

【００２０】なお、上述のパッケージは、従来のリード
フレームに樹脂成形外枠１及び２を具備した形状であ
り、既存のダイボンダー及びワイヤボンダーのサポード
ブロックを部分改良する程度でこれらの装置を本光半導
体装置の製造に流用することができる。さらに、リード
フレームパイロット穴を鏡像の対称とした事で、リード
フレームを反転させても、同一ダイボンダーやワイヤボ
ンダーのリードフレーム搬送用位置決めピン位置を変更
することなく、同一機で表裏組立を行うことが可能であ
る。また、半導体ＩＣチップ９をパッケージの下側に配
置し、遮光性樹脂材料４及び１２０を外枠２内に充填す
ることにより、半導体ＩＣチップ９が光半導体チップ８
と同一のパッケージ内に配置されているにも拘らず、光
半導体チップ８で発生した光が半導体ＩＣチップ９内に
入射しないようにすることができる。また、外枠１及び
２の形成時と同時に充填材料１２０が形成されるので、
リードフレーム５の両面に配置される半導体チップ８，
９間の絶縁分離を容易に行うことができ、後工程におい
てリードフレーム上に絶縁シートや板を別に設ける必要
がない。また、従来、透光性シリコーン樹脂のような、
低応力で使用温度範囲の広い樹脂３と、ＩＣチップ９封
止用の高ガラス転移温度を有する樹脂４を、同一パッケ
ージ化することは困難であったが、本光半導体装置の構
造では、それが可能となった事で、光透過性樹脂の使用
温度範囲制限により決定されていた光半導体装置の用途
を広げることができる。なお、両面実装パッケージとし
たことにより、装置自体が小型化し、コストや配線雑音
が低減するということは言うまでもない。The above-mentioned package has a conventional lead frame provided with resin-molded outer frames 1 and 2, and these devices are used to the extent that the support blocks of existing die bonders and wire bonders are partially improved. It can be applied to the manufacture of optical semiconductor devices. Furthermore, by making the lead frame pilot hole a mirror image of the mirror image, even if the lead frame is inverted, the front and back assembly can be performed by the same machine without changing the position of the positioning pin for transporting the lead frame of the same die bonder or wire bonder. Is possible. Further, the semiconductor IC chip 9 is arranged on the lower side of the package, and the light-shielding resin materials 4 and 120 are filled in the outer frame 2 so that the semiconductor IC chip 9 becomes the optical semiconductor chip 8.
Despite being arranged in the same package as above, light generated by the optical semiconductor chip 8 can be prevented from entering the semiconductor IC chip 9. Also, since the filling material 120 is formed simultaneously with the formation of the outer frames 1 and 2,
Semiconductor chips 8 arranged on both sides of the lead frame 5,
9 can be easily separated, and there is no need to separately provide an insulating sheet or plate on the lead frame in a later step. Also, conventionally, such as translucent silicone resin,
It was difficult to package the resin 3 having a low stress and a wide operating temperature range and the resin 4 having a high glass transition temperature for encapsulating the IC chip 9 in the same package. Is possible, the use of the optical semiconductor device determined by the limitation of the operating temperature range of the light transmitting resin can be expanded. Needless to say, the use of the double-sided package reduces the size of the device itself and reduces the cost and wiring noise.

【００２１】[0021]

【発明の効果】本発明の光半導体装置の製造方法によれ
ば、安定してリードフレームの両面に光半導体チップ及
び半導体ＩＣチップを実装することができ、特性の安定
した光半導体装置を提供することができる。According to the method of manufacturing an optical semiconductor device of the present invention, an optical semiconductor chip and a semiconductor IC chip can be stably mounted on both sides of a lead frame, and an optical semiconductor device having stable characteristics is provided. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】光半導体装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of an optical semiconductor device.

【図２】図１に示した装置のＡ−Ａ矢印断面図。FIG. 2 is a sectional view of the apparatus shown in FIG.

【図３】図１に示した装置のＢ−Ｂ矢印断面図。FIG. 3 is a sectional view of the apparatus shown in FIG.

【図４】リードフレームの平面図。FIG. 4 is a plan view of a lead frame.

【図５】図４に示したリードフレームのＣ−Ｃ矢印断面
図。FIG. 5 is a sectional view of the lead frame shown in FIG.

【図６】光半導体装置中間体及び金型の断面図。FIG. 6 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図７】光半導体装置中間体の断面図。FIG. 7 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate.

【図８】光半導体装置中間体及び金型の断面図。FIG. 8 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図９】図８に示した光半導体中間体のＤ−Ｄ矢印断面
図。FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical semiconductor intermediate shown in FIG.

【図１０】光半導体装置中間体の断面図。FIG. 10 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate.

【図１１】光半導体装置中間体及び金型の断面図。FIG. 11 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図１２】光半導体装置中間体の断面図。FIG. 12 is a sectional view of an optical semiconductor device intermediate.

【図１３】別の実施の態様に係る光半導体装置の断面
図。FIG. 13 is a sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment.

【図１４】別の実施の態様に係る光半導体装置の断面
図。FIG. 14 is a cross-sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment.

【図１５】別の実施の態様に係る光半導体装置の断面
図。FIG. 15 is a sectional view of an optical semiconductor device according to another embodiment.

【図１６】従来の光半導体装置中間体及び金型の断面
図。FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図１７】従来の光半導体装置中間体及び金型の断面
図。FIG. 17 is a sectional view of a conventional optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図１８】従来の光半導体装置中間体及び金型の断面
図。FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional optical semiconductor device intermediate and a mold.

【図１９】従来の光半導体装置の断面図。FIG. 19 is a sectional view of a conventional optical semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…ダイパッド、３６…隙間、１１…インナーリー
ド、１２０…充填材料、１…第１外枠、２…第２外枠、
８…光半導体チップ、９…半導体ＩＣチップ、１３，１
４…配線、４…樹脂、３…光透過性樹脂、４０…窓材、
２９，３０…凹部、２７，２８…金型。 代理人弁理士 長谷川 芳樹DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Die pad, 36 ... Gap, 11 ... Inner lead, 120 ... Filling material, 1 ... 1st outer frame, 2 ... 2nd outer frame,
8 ... optical semiconductor chip, 9 ... semiconductor IC chip, 13,1
4 wiring, 4 resin, 3 light-transmitting resin, 40 window material,
29, 30 ... recess, 27, 28 ... mold. Attorney Yoshiki Hasegawa

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 31/02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 31/02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 表面及び裏面を有するダイパッドと、前
記ダイパッドと所定の隙間を隔てて離隔し、前記ダイパ
ッドの前記表面及び裏面に沿う方向に延びた複数のイン
ナーリードと、前記ダイパッドを囲むように前記インナ
ーリード間及び前記隙間を充填する、絶縁性樹脂を含む
充填材料と、前記充填材料と同じ材料からなり、前記ダ
イパッドを囲むように前記インナーリードの表面側及び
裏面側からそれぞれ突出した第１及び第２外枠と、前記
ダイパッドの前記表面及び前記第１外枠の内面によって
囲まれる空間内に配置された光半導体チップと、前記ダ
イパッドの前記裏面及び前記第２外枠の内面によって囲
まれる空間内に配置された半導体ＩＣチップと、前記光
半導体チップ及び前記半導体ＩＣチップを前記インナー
リードに接続する配線と、前記半導体ＩＣチップの配置
された前記空間内に充填された樹脂と、を備えることを
特徴とする光半導体装置。1. A die pad having a front surface and a back surface, a plurality of inner leads spaced apart from the die pad by a predetermined gap, and extending in a direction along the front surface and the back surface of the die pad, and surrounding the die pad. A filling material containing an insulating resin, which fills the gap between the inner leads and the gap, is made of the same material as the filling material, and first protrudes from the front side and the back side of the inner lead so as to surround the die pad. And a second outer frame, an optical semiconductor chip disposed in a space surrounded by the front surface of the die pad and the inner surface of the first outer frame, and a back surface of the die pad and an inner surface of the second outer frame. A semiconductor IC chip disposed in a space, and an arrangement for connecting the optical semiconductor chip and the semiconductor IC chip to the inner leads. An optical semiconductor device comprising: a line; and a resin filled in the space where the semiconductor IC chip is arranged. 【請求項２】 前記光半導体チップは、発光ダイオー
ド、レーザダオード及びホトダイオードの少なくともい
ずれか１つを含み、前記半導体ＩＣチップは、前記光半
導体チップを駆動するための駆動回路又は増幅回路を含
むことを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。2. The optical semiconductor chip includes at least one of a light emitting diode, a laser diode, and a photodiode, and the semiconductor IC chip includes a driving circuit or an amplifier circuit for driving the optical semiconductor chip. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein: 【請求項３】 前記光半導体チップの配置された前記空
間内に充填された光透過性樹脂、又は、前記光半導体チ
ップの配置された前記空間を気密状態にするように前記
第１外枠に設けられた光透過性材料からなる窓材を更に
備えることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装
置。3. A light-transmitting resin filled in the space in which the optical semiconductor chip is disposed, or the first outer frame is provided in an airtight state in the space in which the optical semiconductor chip is disposed. The optical semiconductor device according to claim 1, further comprising a provided window member made of a light transmissive material. 【請求項４】 ダイパッド及び前記ダイパッドと所定の
隙間を隔てて離隔し、前記ダイパッドから離れる方向に
沿って延びた複数のインナーリードを有するリードフレ
ームを用意し、前記ダイパッドの周囲を囲む領域におい
て前記リードフレームの両面のそれぞれから離れる方向
に凹んだ凹部によって規定される空間を有する２つの金
型で前記リードフレームを挟んで、前記隙間、前記イン
ナーリード間及び前記空間内に絶縁性樹脂を含む材料を
充填し、前記空間に充填された前記材料によって前記リ
ードフレームの両面にそれぞれ形成される外枠内に、そ
れぞれ光半導体チップ及び半導体ＩＣチップを配置する
工程を備えることを特徴とする光半導体装置の製造方
法。4. A lead frame having a die pad and a plurality of inner leads separated from the die pad by a predetermined gap and extending in a direction away from the die pad is provided, and a lead frame is provided in a region surrounding the periphery of the die pad. A material including an insulating resin in the gap, between the inner leads, and in the space, with the lead frame interposed between two molds having a space defined by a concave portion recessed in a direction away from each of both surfaces of the lead frame. And a step of disposing an optical semiconductor chip and a semiconductor IC chip in outer frames respectively formed on both surfaces of the lead frame by the material filled in the space. Manufacturing method.
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