JPH10163519A - 半導体装置及び半導体装置製造方法 - Google Patents

半導体装置及び半導体装置製造方法

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JPH10163519A
JPH10163519A JP23239297A JP23239297A JPH10163519A JP H10163519 A JPH10163519 A JP H10163519A JP 23239297 A JP23239297 A JP 23239297A JP 23239297 A JP23239297 A JP 23239297A JP H10163519 A JPH10163519 A JP H10163519A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱可塑性樹脂によりパッケージを形成する場合
であっても、信頼性を確保することができる半導体装置
を提供すること。 【解決手段】熱可塑性樹脂からなるパッケージ部３４内
部に先端部側３１ａ，３２ａがそれぞれ所定長ずつ配置
されるとともに、所定間隔をもって並設された第１のリ
ードフレーム３１及び第２のリードフレーム３２と、第
１及び第２のリードフレーム３１，３２の表面に形成さ
れ、かつ、パッケージ部３４の外部から内部に亘って形
成されたはんだ皮膜部３６ａ，３６ｂと、第１のリード
フレーム３１の先端部側に搭載された発光半導体素子３
３と、この発光半導体素子３３の電極Ｅにその一端が接
続され、他端が第２のリードフレーム３２の先端側に接
続されたボンディングワイヤ３３ａとを備えるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば物体検出、
光通信、光ファイバ通信及びフォトカプラ等に用いられ
る光半導体素子等の半導体素子を樹脂で封止した半導体
装置及び半導体装置製造方法に関し、特に生産性と信頼
性の高いパッケージを有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からリードフレームやＴＡＢ（tape
automated bonding）テープ等のキャリア部材上に光半
導体素子（例えば、発光半導体素子や受光半導体素子）
を載置し、リードフレームとともに金型のキャビティ内
に投入し、このキャビティ内に樹脂を流し込むことによ
り封止してパッケージを形成した光半導体装置がある。
上記樹脂は通常、クラック防止のために熱硬化樹脂であ
るエポキシ樹脂を用いて成形されている。
【０００３】図７及び図８の（ａ），（ｂ）はこのよう
な半導体装置の一例である光半導体装置１０を示す図で
ある。光半導体装置１０は、第１のリードフレーム１１
及び第２のリードフレーム１２と、第１のリードフレー
ム１１に取り付けられた半導体素子１３と、これら第１
のリードフレーム１１，第２のリードフレーム１２及び
半導体素子１３を封止するパッケージ部１４とを備えて
いる。なお、図７中１５ａ，１５ｂは約１０μｍの厚さ
の銀皮膜、１６ａ，１６ｂは約２０μｍの厚さのはんだ
皮膜を示している。はんだ皮膜１６ａ，１６ｂ（１６ｂ
は不図示）とパッケージ部１４とは約１ｍｍ離間してい
る。
【０００４】光半導体装置１０は次のような工程により
形成されている。すなわち、予め第１のリードフレーム
１１及び第２のリードフレーム１２の各先端部１１ａ，
１２ａに銀メッキを施し、銀皮膜１５ａ，１５ｂを形成
する。
【０００５】次に、上型２０と下型２１から形成される
キャビティ２２内に半導体素子１３を搭載した第１のリ
ードフレーム１１と、第２のリードフレーム１２とを配
置する。なお、半導体素子１３と第２のリードフレーム
１２とは金製のボンディングワイヤ１３ａとで接続され
ている。そして、ゲート２２から熱硬化性樹脂であるエ
ポキシ樹脂Ｔを充填するようにしていた。この後、第１
のリードフレーム１１及び第２のリードフレーム１２の
基端部側１１ｂ，１２ｂ（１２ｂは不図示）をはんだ槽
に浸漬するはんだディップ工程にてはんだ皮膜１６ａ，
１６ｂを形成する。
【０００６】エポキシ樹脂は成形時の流動性及び硬化後
の第１のリードフレーム１１及び第２のリードフレーム
１２との密着性に優れているため広く用いられている。
しかし、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は成型後の硬化
時間に１８０秒程度の時間がかかり生産性が低いという
問題やバリが発生しやすい等の問題があった。
【０００７】そこで、硬化時間を短縮させて生産性を向
上させるために、封止する樹脂として熱可塑性樹脂を用
いることが考えられている。熱可塑性樹脂は成型後の硬
化時間が１０秒程度であるため、生産性が向上する利点
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱硬化
性樹脂と同様にして熱可塑性樹脂をキャビティ２２内に
充填することで半導体素子１３を封止しようとすると次
のような問題があった。すなわち、熱可塑性樹脂はリー
ドフレームとの密着性がエポキシ樹脂に比べて劣るた
め、第１のリードフレーム１１及び第２のリードフレー
ム１２とパッケージ部１４との界面から侵入する水分を
充分に防ぎきれず、耐湿性が劣るという問題があった。
【０００９】また、はんだディップ工程において、パッ
ケージ部１４がはんだによって汚染されたり、はんだの
熱によってパッケージ部１４の下部が軟化し重力により
変形したり、樹脂内部の水分が蒸発して気泡が生じたり
する虞があった。
【００１０】さらに、はんだ皮膜形成を容易にするため
に、フラックスを浸漬等により第１及び第２のリードフ
レーム１１，１２に塗布する場合には、フラックスが第
１及び第２のリードフレーム１１，１２とパッケージ部
１４との界面から侵入し、半導体素子１３を汚染し、装
置の信頼性が低下する虞があった。
【００１１】一方、樹脂が充填される際には、ボンディ
ングワイヤ１３ａ回りには図８の（ａ），（ｂ）中矢印
α方向及びβ方向の流れが生ずる。このため、特にキャ
ビティ充填時の樹脂粘度が高い種類の熱可塑性樹脂を用
いた場合には、ボンディングワイヤ１３ａが樹脂の流動
抵抗で大きく変形する。特にα方向の流れに対してボン
ディングワイヤ１３ａは大きく変形し、断線したり、第
１のリードフレーム１１に接触する等して光半導体装置
としての必要な信頼性を確保することが困難であった。
【００１２】なお、特開平６−２８３６４５にはエポキ
シ樹脂をベースにした導電性ペーストをリードフレーム
全面に塗布した場合が開示されている。しかし、エポキ
シ樹脂は吸水性を持つ樹脂であるため、パッケージ外部
のペーストに浸透した水分がインナリード部分のボンデ
ィング部を腐食させる虞がある。また、導電性ペースト
の代わりにリードフレーム全体にはんだ皮膜を形成する
とボンディングできないという問題がある。
【００１３】そこで本発明は、熱可塑性樹脂により半導
体素子を封止する場合であっても、耐湿性等の信頼性を
確保することができる半導体装置及び半導体装置製造方
法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された発明は、熱可塑
性樹脂からなるパッケージと、このパッケージ内部に先
端部側がそれぞれ所定長ずつ配置されるとともに、所定
間隔をもって並設された第１のリードフレーム及び第２
のリードフレームと、上記第１及び第２のリードフレー
ムの表面に形成され、かつ、上記パッケージの外部から
内部に亘って形成されたはんだ皮膜部と、上記第１のリ
ードフレームの先端部側に搭載された半導体素子と、こ
の半導体素子の電極にその一端が接続され、他端が上記
第２のリードフレームの先端側に接続されたボンディン
グワイヤとを備えている。
【００１５】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記はんだ皮膜部は上記パッ
ケージの内部側に少なくとも０．５ｍｍ以上形成されて
いることが好ましい。
【００１６】請求項３に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記はんだ皮膜部は少なくと
も２０μｍの厚みで形成されていることが好ましい。請
求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明
において、上記第１のリードフレームの上記半導体素子
が搭載された先端部位周囲及び第２のリードフレームの
上記ボンディングワイヤの他端が接続された先端部位周
囲には金属皮膜部が形成され、上記はんだ皮膜部の上記
パッケージの内部側先端部とこの先端部に近接する上記
金属皮膜部の端部とは所定距離離間していることが好ま
しい。
【００１７】請求項５に記載された発明は、請求項４に
記載された発明において、上記所定距離は少なくとも
０．３ｍｍ以上とした。請求項６に記載された発明は、
請求項１に記載された発明において、上記パッケージが
パッケージ成形金型内への上記熱可塑性樹脂の導入によ
り形成される際に上記第１のリードフレームの先端部側
と上記第２のリードフレームの先端部側との間に形成さ
れる間隙に流入する上記熱可塑性樹脂の量を規制する規
制手段を備えていることが好ましい。
【００１８】請求項７に記載された発明は、請求項１乃
至６に記載された発明において、上記半導体素子が光半
導体素子であることが好ましい。請求項８に記載された
発明は、所定間隔をもって並設された第１及び第２のリ
ードフレームの基端部側の所定長さにはんだ皮膜部を形
成するはんだ皮膜形成工程と、上記第１のリードフレー
ムの先端部側に半導体素子を搭載するボンディング工程
と、上記半導体素子の端子と上記第２のリードフレーム
の先端部側とをワイヤで接続するワイヤボンディング工
程と、上記第１及び第２のリードフレームの先端部側及
び上記はんだ皮膜部の上記第１及び第２のリードフレー
ムの先端部側の所定長さを熱可塑性樹脂で封止する樹脂
封止工程とを備えるようにした。
【００１９】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。請求項１に記載された発明では、はんだ皮膜部
が熱可塑性樹脂からなるパッケージの外部から内部に亘
って形成されているので、熱可塑性樹脂がはんだ皮膜部
に強力に密着する。このときの密着力は熱可塑性樹脂と
リードフレームの密着力よりも強い。このため、パッケ
ージ外部からの水分の侵入を防止することができる。ま
た、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂よりも吸湿性が低いの
で、樹脂自体のバルクからの半導体素子への水分の侵入
をも低減することができる。
【００２０】請求項２に記載された発明では、はんだ皮
膜部がパッケージ内部へ少なくとも０．５ｍｍ以上形成
されているので、熱可塑性樹脂とはんだ皮膜部との密着
部分を十分にとることができる。このため、外部からの
水分侵入を防止することができる。
【００２１】請求項３に記載された発明では、はんだ皮
膜部が少なくとも２０μｍ設けられているので、はんだ
皮膜部が設けられている部位と設けられていない部位と
で段差を十分にとることができる。このため、段差部分
で外部からの水分侵入を阻止することができる。
【００２２】請求項４に記載された発明では、はんだ皮
膜部が半導体素子周囲の金属皮膜部と所定距離離間して
いるので、熱可塑性樹脂とはんだ皮膜部との密着部から
熱可塑性樹脂と金属皮膜部との密着部へ水分が伝達する
ことを防止できる。
【００２３】請求項５に記載された発明では、所定距離
は少なくとも０．３ｍｍ以上としたので、熱可塑性樹脂
をはんだ皮膜部と金属皮膜部との隙間に十分に充填させ
ることができ、熱可塑性樹脂とリードフレームを密着さ
せることができる。したがって、水分の伝達を効果的に
防止できる。
【００２４】請求項６に記載された発明では、熱可塑性
樹脂を充填する際に、第１のリードフレームの先端部側
と第２のリードフレームの先端部側との間に形成される
間隙に流入する熱可塑性樹脂の量が規制手段により規制
されるので、ボンディングワイヤには第１及び第２のリ
ードフレームの間に沿った方向への力を緩和することが
できる。このため、ボンディングワイヤの変形量が減少
し、断線しにくくなるとともに、ボンディングワイヤが
第１のリードフレームに接触することを防止することが
できる。
【００２５】請求項７に記載された発明では、半導体素
子を光半導体素子とした。請求項８に記載された発明で
は、はんだ皮膜部の形成を熱可塑性樹脂によるパッケー
ジの形成の前工程にて行うので、はんだ皮膜部の形成時
における熱の影響がパッケージに及ぶことを防止でき
る。したがって、パッケージの変形・変質を防止するこ
とができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る光半導体装置３０を示す側面図、図２は本光半導
体装置３０を製造するための金型４０を示す図である。
この光半導体装置３０は位置検出用インタラプタの内部
素子ＳＳＶ（スモールサイドビュー）である。
【００２７】図１及び図２に示すように光半導体装置３
０は、第１のリードフレーム３１及び第２のリードフレ
ーム３２と、第１のリードフレーム３１に取り付けられ
た発光半導体素子（半導体素子）３３と、これら第１の
リードフレーム３１，第２のリードフレーム３２及び発
光半導体素子３３を封止するパッケージ部３４とを備え
ている。
【００２８】第１のリードフレーム３１の先端部３１ａ
及び第２のリードフレーム３２の先端部３２ａには厚さ
１０μｍの銀皮膜部３５ａ，３５ｂがそれぞれ形成され
ている。
【００２９】第１のリードフレーム３１の先端部３１ａ
には、発光半導体素子３３のアノード側が取り付けられ
ている。そして、発光半導体素子３３のカソード側は発
光半導体素子３３の電極Ｅとボンディングワイヤ３３ａ
を介して第２のリードフレームの先端部３２ａに接続さ
れている。
【００３０】第１のリードフレーム３１の基端部３１ｂ
側及び第２のリードフレーム３２の基端部３２ｂ（不図
示）側からパッケージ部３４内部側の所定領域に亘って
厚さ２０μｍのはんだ皮膜部３６ａ，３６ｂがそれぞれ
形成されている。なお、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂの
はんだの組成はＳｎ：Ｐｂ＝９０：１０である。
【００３１】パッケージ部３４は、図２の（ｂ）中距離
ｅが４ｍｍ程度、距離ｆが３ｍｍ程度の大きさに形成さ
れている。また、パッケージ部３４は、透明若しくは可
視光を遮蔽するために黒色に着色された（受光側は７５
０ｎｍ以下の波長の光を遮蔽するために着色される。）
熱可塑性樹脂が硬化して形成されている。
【００３２】金型４０は、上型４１と下型４２とから構
成されている。上型４１及び下型４２には光半導体装置
３０のパッケージ部３４を形成するための凹部４１ａ，
４２ａが形成され、これら凹部４１ａ，４２ａによりキ
ャビティ４３が形成されている。また、下型４２には外
部からの樹脂の入り口となるゲート４２ｂが形成されて
いる。
【００３３】光半導体装置３０は次のような方法で製造
される。すなわち、最初のはんだ皮膜形成工程において
は、第１のリードフレーム３１の基端部３１ｂ及び第２
のリードフレーム３２の基端部３２ｂの所定領域に亘っ
てはんだメッキを施すことによりはんだ皮膜部３６ａ，
３６ｂを形成する。なお、この際パッケージ部３４は形
成されていないのでパッケージ部３４が熱により変形・
変質する虞はない。
【００３４】次に、銀皮膜形成工程においては、第１の
リードフレーム３１の先端部３１ａ及び第２のリードフ
レーム３２の先端部３２ａの所定領域に銀メッキを施す
ことにより銀皮膜部３５ａ，３５ｂを形成する。
【００３５】これらはんだ皮膜形成工程及び銀皮膜形成
工程により形成されたはんだ皮膜部３６ａ，３６ｂの先
端はパッケージ部３４の界面基準位置Ｓから０．５ｍｍ
（図２（ａ）ｄ１に相当）内側にあり、かつ、銀皮膜部
３５ａ，３５ｂから０．３ｍｍ（図２（ａ）ｄ２に相
当）離間している。
【００３６】ここで、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂと銀
皮膜部３５ａ，３５ｂとが少なくとも０．３ｍｍ以上離
間している理由について説明する。すなわち、銀皮膜部
３５ａ，３５ｂを形成した後にはんだ皮膜部３６ａ，３
６ｂを形成するため、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂの形
成は皮膜させない部分をマスキングして行う。但し、フ
レームとマスキング部との界面からはんだフラックスや
はんだ溶液が浸入し、銀皮膜部表面を汚染する。汚染し
たままボンディングすると金−銀の化学反応が成長せ
ず、必要なボンディング強度が得られず、信頼性を高め
ることができない。
【００３７】また、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂと銀皮
膜部３５ａ，３５ｂとが接触している場合、水分の浸入
によりはんだ皮膜部３６ａ，３６ｂのＳｎが析出し、銀
皮膜部３５ａ，３５ｂまで成長する。成長がボンディン
グワイヤ３３ａまで到達すると銀皮膜部３５ｂとの接続
部分の腐食を引き起こし、銀皮膜部３５ｂからボンディ
ングワイヤ３３ａがはがれ不良となる。
【００３８】さらに、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂと銀
皮膜部３５ａ，３５ｂとの隙間が０．３ｍｍ以上離間し
ていると、図３の（ａ）に示すように熱可塑性樹脂が十
分に充填され、水分の浸入を防止することができるが、
隙間が狭いと、図３の（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂
が十分に充填されず、空間Ｓが生じることがあった。こ
のため、空間Ｓを介して水分が浸入しやすいという虞が
あった。
【００３９】なお、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂ及び銀
皮膜部３５ａ，３５ｂの位置関係の設定方法については
後述する。次に、第１のリードフレーム３１の先端部３
１ａに発光半導体素子３３のアノード側をボンディング
し、カソード側をボンディングワイヤ３４を介して第２
のリードフレームの先端部３２ａに接続する。なお、こ
のとき、第１のリードフレーム３１及び第２のリードフ
レーム３２を１６５℃程度まで加熱するが、はんだ皮膜
部３６ａ，３６ｂのはんだの融点は２００℃付近にある
ため、溶融することはない。
【００４０】最後に、パッケージ部３４の成形を行う。
成形条件は、金型温度：１３０℃、樹脂溶融温度：３５
０〜３６０℃、ゲート通過時の樹脂の見掛けの粘度：３
００Ｐａ・ｓ、保圧：１２０ＭＰａの射出成形とする。
また、熱可塑性樹脂はポリオレフィン樹脂のひとつであ
るファンクショナル・ノルボルネン系樹脂で、分子量８
００００、引張伸び率１２％、ガラス転移点温度が１６
５℃のものを用いた。なお、重量平均分子量は、トルエ
ンを溶剤に用いた高速液体クロマトグラフィ（ＨＬＣ）
分析（温度３８℃、流量１．０ｍｌ／分で測定）で測定
し、ポリスチレン換算によって求めた。また、引張伸び
率は、引張試験ＪＩＳＫ７１１３に準じて測定した。
【００４１】パッケージ部３４の成形は、キャビティ４
３内に第１のリードフレーム３１と第２のリードフレー
ム３２を配置した後、ゲート４２ｂから熱可塑性樹脂を
充填することにより行う。熱可塑性樹脂は１０秒程度で
硬化する。このとき、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂのう
ち、キャビティ４３内にある部位の表面は、流動してき
た熱可塑性樹脂によって一旦溶融する。熱可塑性樹脂の
温度が２００℃以下になると、はんだは硬化する。一
方、熱可塑性樹脂は１６５℃までは溶融状態であるの
で、はんだの収縮に熱可塑性樹脂の収縮が追従し、熱可
塑性樹脂が硬化すると熱可塑性樹脂とはんだとは隙間な
く良好に密着する。このため、熱可塑性樹脂とリードフ
レームとの密着性に比べ、熱可塑性樹脂とはんだとの密
着性が優れているため、界面からの水分が入りにくくな
る。
【００４２】なお、はんだ皮膜の溶融は金型内の熱量に
よって生じる。熱量は金型温度と樹脂温度の総量によっ
て決定される。本実施の形態においては、金型温度１３
０℃、樹脂温度３５０〜３６０℃の範囲の熱量であれば
はんだ皮膜２０μｍのうち、ごく表面しか溶融せず皮膜
厚みの変化はない。
【００４３】なお、はんだ皮膜部３６ａ，３６ｂのはん
だの組成を例えばＳｎ：Ｐｂ＝７０：３０に設定すると
溶融温度が１８３℃となる。このため、熱可塑性樹脂に
よりはんだ皮膜部３６ａ，３６ｂが溶融され流されてし
まう。
【００４４】ここで、パッケージ部３４による半導体素
子３０の密着性を評価するために赤インク侵入試験の結
果を示す。表１は、上述したはんだ皮膜部３６ａ，３６
ｂの侵入距離を変えた１０種類の試作樹脂について、性
能評価を行ったものである。
【００４５】なお、赤インク侵入試験は、万年筆に用い
られる赤インク中にそれぞれの樹脂で成形された光半導
体装置３０を浸漬し、２４時間後に取り出しリードフレ
ームと熱可塑性樹脂との界面における赤インクの侵入距
離を調べるものである。表中のｄ１，ｄ２，ｔ２は図２
に示した部分の寸法で、赤インク侵入距離とは、図２中
界面基準位置Ｓの点からの距離である。なお、ｄ１の値
がマイナスの場合はパッケージ内部にはんだ皮膜部３６
ａ，３６ｂが形成されていないことを示している。な
お、本サンプルの場合、ｄ２は１ｍｍからｄ１を引いた
値となる。
【００４６】
【表１】
【００４７】この結果から、はんだ皮膜部はパッケージ
内部に０．５ｍｍ以上（ｄ１≧０．５ｍｍ）入り込み、
銀皮膜部から少なくとも０．３ｍｍ以上（ｄ２≧０．３
ｍｍ）の距離を空けた場合が最も赤インク侵入距離が短
いことが判明した。
【００４８】上述したように本第１の実施の形態に係る
光半導体装置３０においては、硬化時間を短縮し生産性
を高めるためにリードフレームとの密着性の低い熱可塑
性樹脂を用いる場合であっても、水分侵入を最小限に抑
えることができる。また、熱可塑性樹脂はエポキシ樹脂
に比べて吸湿性が小さいので、樹脂自体のバルクからの
水分侵入をも低減することができる。したがって、半導
体素子の耐湿性を十分に確保することができ、信頼性を
向上させることができる。
【００４９】さらに、はんだ皮膜形成工程をはんだパッ
ケージ形成工程前に行うことができるので、はんだ皮膜
形成の際のはんだ浸漬時における熱によるパッケージの
変形・変質を防止することができる。したがって、効率
よく、しかも信頼性の高い半導体装置を製造することが
できる。
【００５０】さらにまた、はんだ皮膜形成を容易にする
ために、フラックスを浸漬等により塗布する場合でもフ
ラックスの浸入を防止し、半導体素子を汚染すること
で、装置の信頼性を高めることができる。
【００５１】図４は本発明の第２の実施の形態に係る光
半導体装置５０を製造するための金型４０を示す図であ
る。この図において図２と同一機能部分には同一符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】光半導体装置５０は、第１のリードフレー
ム５１及び第２のリードフレーム５２と、第１のリード
フレーム５１に取り付けられた半導体素子５３と、これ
ら第１のリードフレーム５１，第２のリードフレーム５
２及び半導体素子５３を封止するパッケージ部５４とを
備えている。
【００５３】第１のリードフレーム５１の先端部５１ａ
及び第２のリードフレーム５２の先端部５２ａには厚さ
１０μｍの銀皮膜部５５ａ，５５ｂがそれぞれ形成され
ている。
【００５４】第１のリードフレーム５１の先端部５１ａ
には、発光半導体素子５３のアノード側が取り付けられ
ている。そして、発光半導体素子５３のカソード側は発
光半導体素子５３の電極Ｅとボンディングワイヤ５３ａ
を介して第２のリードフレームの先端部５２ａに接続さ
れている。
【００５５】第１のリードフレーム５１の基端部５１ｂ
側及び第２のリードフレーム５２の基端部５２ｂ（不図
示）側からパッケージ部５４内部側に亘って厚さ２０μ
ｍのはんだ皮膜部５６ａ，５６ｂがそれぞれ形成されて
いる。なお、はんだ皮膜部５６ａ，５６ｂのはんだの組
成はＳｎ：Ｐｂ＝９０：１０である。
【００５６】第１のリードフレーム５１の先端部５１ａ
と第２のリードフレーム５２の先端部５２ａの間隙Ｋ
は、ボンディングワイヤ５３ａが結線された側の間隙Ｌ
に比べて狭く形成されている。また、先端部５１ａには
後述する発光半導体素子５３が取り付けられている。一
方、第２のリードフレーム５２の先端部５２ａは、先端
部５１ａに対しゲート４２ｂと反対側に配置されてい
る。このような寸法にリードフレームを形成することが
樹脂の流れの規制手段となる。
【００５７】なお、図４の（ａ）中の間隙ｍが０．１〜
０．２ｍｍの範囲、間隙ｎが０．４ｍｍ以上となるよう
に形成されるのが好適である。パッケージ部５４は、図
４の（ａ）中距離ｅが４ｍｍ程度、距離ｆが３ｍｍ程度
の大きさに形成されている。
【００５８】光半導体装置５０は、上述した光半導体装
置３０と同様にして製造される。なお、ゲート４２ｂか
ら樹脂を充填する際に、第１のリードフレーム５１の先
端部５１ａと第２のリードフレーム５２の先端部５２ａ
との間隙Ｋが間隙Ｌに比べて狭いため、導入された樹脂
のうち間隙Ｋから第１のリードフレーム５１と第２のリ
ードフレーム５２の間に流入する量が抑えられ、下型４
２の凹部４２ａ側から間隙Ｌを通って上型４１の凹部４
１ａ側に向かう流れが支配的となる。ボンディングワイ
ヤ５３ａ回りはこの樹脂流動が支配的になり、従来に比
べワイヤ変形量は８０％低下する。また、このときの熱
可塑性樹脂の硬化時間は１０秒程度であった。
【００５９】本第２の実施の形態によれば、上述した第
１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、粘度
の高い熱可塑性樹脂を用いる場合であっても、熱可塑性
樹脂を充填する際にボンディングワイヤ５３ａの変形量
を最小限に抑えることができるので、装置の信頼性を高
めることができる。
【００６０】図５は本発明の第３の実施の形態に係る光
半導体装置６０を製造する金型４０を示す図である。な
お、この図において、上述した図４と同一機能部分には
同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６１】本第３の実施の形態が上述した第２の実施
の形態と異なる点は、第１のリードフレーム５１の代わ
りに第１のリードフレーム６１が用いられ、第２のリー
ドフレーム５２の代わりに第２のリードフレーム６２が
用いられている点である。なお、第１のリードフレーム
６１の先端部６１ａと第２のリードフレーム６２の先端
部６２ａとの間隙Ｑの方向はゲート４２ｂの方向と９０
度以上ずれて形成されている。このようにリードフレー
ムを構成することで樹脂の流れの規制手段となる。
【００６２】このように構成された第３の実施の形態に
係る光半導体装置６０であっても、樹脂は第１のリード
フレーム６１の先端部６１ａと第２のリードフレーム６
２の先端部６２ａとの間隙Ｑから入りにくく、間隙Ｒを
流れる樹脂流動が支配的になる。このため、上述した光
半導体装置５０と同様の効果を得ることができる。
【００６３】図６は本第２の実施の形態の変形例に係る
光半導体装置６０Ａを示す図である。なお、この図にお
いて、上述した図５と同一機能部分には同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。
【００６４】本変形例が上述した第３の実施の形態と異
なる点はボンディングワイヤ６３ａと第２のリードフレ
ーム６２との接続位置である。このようにすることでゲ
ート４２ｂから導入された樹脂が、キャビティ４３の図
６中左方へ流動する際に、その流動方向とボンディング
ワイヤ３４の結線方向とが平行となるため、ボンディン
グワイヤ３４の変形量をさらに抑えることができる。
【００６５】なお、本発明は上述した各実施の形態に限
定されるものではない。すなわち上記実施の形態では、
はんだ皮膜部及び銀皮膜部は、メッキにより形成してい
るが、浸漬等他の方法を用いてもよい。また、はんだの
組成は用いる熱可塑性樹脂の溶融温度や金型温度等に応
じて適宜変更してもよい。さらに、光半導体装置３０と
して発光半導体素子を用いているが、受光半導体素子を
用いてもよい。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００６６】
【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、は
んだ皮膜部が熱可塑性樹脂からなるパッケージの外部か
ら内部に亘って形成されているので、熱可塑性樹脂がは
んだ皮膜部に強力に密着する。このときの密着力は熱可
塑性樹脂とリードフレームの密着力よりも強い。このた
め、パッケージ外部からの水分の侵入を防止することが
できる。また、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂よりも吸湿
性が低いので、樹脂自体のバルクからの半導体素子への
水分の侵入をも低減することができる。したがって、半
導体素子の信頼性を向上させることができる。
【００６７】請求項２に記載された発明によれば、はん
だ皮膜部がパッケージ内部へ少なくとも０．５ｍｍ形成
されているので、熱可塑性樹脂とはんだ皮膜部との密着
部分を十分にとることができる。このため、外部からの
水分侵入を防止することができる。
【００６８】請求項３に記載された発明によれば、はん
だ皮膜部が少なくとも２０μｍ設けられているので、は
んだ皮膜部が設けられている部位と設けられていない部
位とで段差を十分にとることができる。このため、段差
部分で外部からの水分侵入を阻止することができる。
【００６９】請求項４に記載された発明によれば、はん
だ皮膜部が半導体素子周囲の金属皮膜部と所定距離離間
しているので、熱可塑性樹脂とはんだ皮膜部との密着部
から熱可塑性樹脂と金属皮膜部との密着部へ水分が伝達
することを防止できる。
【００７０】請求項５に記載された発明によれば、所定
距離は少なくとも０．３ｍｍ以上としたので、熱可塑性
樹脂をはんだ皮膜部と金属皮膜部との隙間に十分に充填
させることができ、熱可塑性樹脂とリードフレームを密
着させることができる。したがって、水分の伝達を効果
的に防止できる。
【００７１】請求項６に記載された発明によれば、熱可
塑性樹脂を充填する際に、第１のリードフレームの先端
部と第２のリードフレームの先端部との間に形成される
間隙に流入する熱可塑性樹脂の量が規制手段により規制
されるので、ボンディングワイヤには第１及び第２のリ
ードフレームの間に沿った方向への力を緩和することが
できる。このため、ボンディングワイヤの変形量が減少
し、断線しにくくなるとともに、ボンディングワイヤが
第１のリードフレームに接触することを防止することが
できる。
【００７２】請求項８に記載された発明によれば、はん
だ皮膜部の形成を熱可塑性樹脂によるパッケージの形成
の前工程にて行うので、はんだ皮膜部の形成時における
熱の影響がパッケージに及ぶことを防止できる。したが
って、パッケージの変形・変質を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光半導体装置
を示す側面図。
【図２】同装置を製造する金型を示す図であって、
（ａ）は下型上にリードフレームを配置した状態を示す
平面図、（ｂ）は金型を（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断
し矢印方向に見た断面図。
【図３】同光半導体装置の要部を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光半導体装置
を製造するための金型のうち下型上にリードフレームを
配置した状態を示す平面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光半導体装置
を製造するための金型のうち下型上にリードフレームを
配置した状態を示す平面図。
【図６】同実施の形態の変形例に係る光半導体装置を製
造するための金型のうち下型上にリードフレームを配置
した状態を示す平面図。
【図７】従来の光半導体装置を示す側面図。
【図８】従来の光半導体装置を製造するための金型を示
す図であって、（ａ）は下型上にリードフレームを配置
した状態を示す平面図、（ｂ）は金型を（ａ）における
Ｘ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図。
【符号の説明】
３０，５０，６０，６０Ａ…光半導体装置 ３１，５１，６１…第１のリードフレーム ３２，５２，６２…第２のリードフレーム ３３，５３…半導体素子 ３３ａ，５３ａ…ボンディングワイヤ ３４，５４…パッケージ部 ３５ａ，３５ｂ，５５ａ，５５ｂ…銀皮膜部 ３６ａ，３６ｂ，５６ａ，５６ｂ…はんだ皮膜部 ４０…金型 ４１…上型 ４２…下型 ４３…キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｓ 33/00 33/00 Ｎ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性樹脂からなるパッケージと、 このパッケージ内部に先端部側がそれぞれ所定長ずつ配
    置されるとともに、所定間隔をもって並設された第１の
    リードフレーム及び第２のリードフレームと、 上記第１及び第２のリードフレームの表面に形成され、
    かつ、上記パッケージの外部から内部に亘って形成され
    たはんだ皮膜部と、 上記第１のリードフレームの先端部側に搭載された半導
    体素子と、 この半導体素子の電極にその一端が接続され、他端が上
    記第２のリードフレームの先端部側に接続されたボンデ
    ィングワイヤとを備えていることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項２】上記はんだ皮膜部は上記パッケージの内部
    側に少なくとも０．５ｍｍ以上形成されていることを特
    徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】上記はんだ皮膜部は少なくとも２０μｍの
    厚みで形成されていることを特徴とする請求項１に記載
    の半導体装置。
  4. 【請求項４】上記第１のリードフレームの上記半導体素
    子が搭載された先端部位周囲及び第２のリードフレーム
    の上記ボンディングワイヤの他端が接続された先端部位
    周囲には金属皮膜部が形成され、 上記はんだ皮膜部の上記パッケージの内部側先端部とこ
    の先端部に近接する上記金属皮膜部の端部とは所定距離
    離間していることを特徴とする請求項１に記載の半導体
    装置。
  5. 【請求項５】上記所定間隔は少なくとも０．３ｍｍ以上
    であることを特徴とする請求項４に記載の光半導体装
    置。
  6. 【請求項６】上記パッケージがパッケージ成形金型内へ
    の上記熱可塑性樹脂の導入により形成される際に上記第
    １のリードフレームの先端部側と上記第２のリードフレ
    ームの先端部側との間に形成される間隙に流入する上記
    熱可塑性樹脂の量を規制する規制手段を備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】上記半導体素子が光半導体素子であること
    を特徴とする請求項１乃至６に記載の半導体装置。
  8. 【請求項８】所定間隔をもって並設された第１及び第２
    のリードフレームの基端部側の所定長さにはんだ皮膜部
    を形成するはんだ皮膜形成工程と、 上記第１のリードフレームの先端部側に半導体素子を搭
    載するボンディング工程と、 上記半導体素子の端子と上記第２のリードフレームの先
    端部側とをワイヤで接続するワイヤボンディング工程
    と、 上記第１及び第２のリードフレームの先端部側及び上記
    はんだ皮膜部の上記第１及び第２のリードフレームの先
    端部側の所定長さを熱可塑性樹脂で封止する樹脂封止工
    程とを備えていることを特徴とする半導体装置製造方
    法。
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