JP3556834B2

JP3556834B2 - Semiconductor device

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Publication number: JP3556834B2
Application number: JP14958198A
Authority: JP
Inventors: 正志佐野; 伸明鈴木; 慎一鈴木
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11345917A

Description

【０００１】
【技術分野】
本願発明は、回路基板などの所望部分にハンダリフロー法を用いて面実装できるように構成された半導体装置に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の一例としては、図１１に示すように、ＬＥＤチップ１ｆを用いた光源装置として構成されたものがある。この光源装置は、チップ状の基板９６の上面部にＬＥＤチップ１ｆおよびこれに導通するワイヤＷをボンディングし、それらをエポキシ樹脂などの透明樹脂９７によって被覆した構造である。
【０００３】
ところが、このような構成の光源装置は、チップ状の基板９６の外面に面実装用の端子部やそれに導通した導電配線部（図示略）を形成しなければならず、そのための作業が非常に煩雑である。したがって、上記構成の光源装置では、金属板を打ち抜きプレスした製造用フレームから製造されるいわゆるフレームタイプの半導体装置と比較すると、その生産性はかなり悪く、その製造コストが高価になるという難点がある。
【０００４】
そこで、本願発明者らは、ＬＥＤチップを用いた光源装置についても、図１０に示す半導体装置Ｂのように、いわゆるフレームタイプの半導体装置として構成することを、本願発明に先立って着想した。すなわち、この半導体装置Ｂは、ＬＥＤチップ１ｅを搭載した第１のリード９１ａ、上記ＬＥＤチップ１ｅとワイヤＷを介して接続された第２のリード９１ｂ、および上記ＬＥＤチップ１ｅおよびワイヤＷを封入した透明な樹脂パッケージ９２を具備している。上記第１のリード９１ａおよび第２のリード９１ｂのそれぞれには、樹脂パッケージ９２の側面部９２ａ，９２ｂからその外部に延出した外部リード部９３ａ，９３ｂが設けられており、これら外部リード部９３ａ，９３ｂの先端部分が面実装用の端子部９４ａ，９４ｂとされている。ただし、これらの端子部９４ａ，９４ｂの下向き面は、上記樹脂パッケージ９２の底面部９２ｃと同等高さ、またはそれよりも低い高さに設定する必要がある。このため、上記半導体装置Ｂでは、上記外部リード部９３ａ，９３ｂには、樹脂パッケージ９２の上下厚み方向に起立した起立部９５ａ，９５ｂが形成された構成となる。
【０００５】
このような構成の半導体装置Ｂは、第１のリード９１ａや第２のリード９１ｂの原型となる部分を備えた製造用フレームを利用して能率良く製造することができる。したがって、先の図１１に示したものと比較すると、その生産能率をかなり向上させて、その製造コストを安価にすることができる。
【０００６】
しかしながら、上記半導体装置Ｂでは、次に述べるように、ハンダリフロー法を用いた面実装作業を行う場合に、樹脂パッケージ９２の熱膨張や収縮作用に起因して、ワイヤＷに断線を生じる場合があり、その実用化が難しいものとなっていた。
【０００７】
すなわち、ハンダリフロー法では、まず基板８８の表面に設けられた導体パッド部８７，８７にクリームハンダを塗布した後に、そのクリームハンダ上に上記端子部９４ａ，９４ｂを重ね合わせるようにして上記基板８８上に半導体装置Ｂをセッティングする。次いで、その基板８８をリフロー炉に搬入させることによって、上記クリームハンダをたとえば２４０°Ｃ程度に加熱してからその後冷却させる。ただし、このような加熱工程および冷却工程時には樹脂パッケージ９２が膨張および収縮を行う。その一方、樹脂パッケージ９２としては、材料コストが比較的安価である点、ならびにトランスファ成形法による樹脂モールド作業が容易であるなどの観点から、エポキシ樹脂が多用されているが、フィラを含有しない透明エポキシ樹脂の線膨張係数は、フィラを含有する黒色樹脂の線膨張係数と比較するとかなり大きく、むろん銅製などの第１のリード９１ａや第２のリード９１ｂの線膨張係数よりも大きい。
【０００８】
このため、ハンダペーストの加熱時には、樹脂パッケージ９２の全体が符号Ｎａの仮想線に示すように大きく熱膨張する現象を生じる。ただし、この加熱時においては、端子部９４ａ，９４ｂは、未だ導体パッド部８７，８７には固定されておらず、フリーの状態にある。したがって、上記樹脂パッケージ９２の熱膨張時には、矢印Ｎｂ，Ｎｂに示すように、２本のリード９１ａ，９１ｂが互いに離反する方向へ移動する事態を生じる。上記樹脂パッケージ９２の熱膨張時の各所の変位量は、樹脂パッケージ９２の中央部ほど小さく、その端部になるほど大きくなるため、上記図１０に示す半導体装置Ｂの断面部分では、樹脂パッケージ２の側面部９２ａ，９２ｃの位置の変位量が最も大きくなる。
【０００９】
これに対し、上記半導体装置Ｂは、２本のリード９１ａ，９１ｂがいずれも樹脂パッケージ９２の幅方向に延びており、それらの一部は、樹脂パッケージ９２の幅方向最端部の２つの側面部９２ａ，９２ｂからその外部に延出している。したがって、上記半導体装置Ｂでは、２本のリード９１ａ，９１ｂが樹脂パッケージ９２の最も大きく変位する部分の影響を受け易く、これら２本のリード９１ａ，９１ｂを互いに離反する方向に大きく移動させようとする力が発生し易くなっていた。その結果、上記２本のリード９１ａ，９１ｂ間に接続されているワイヤＷに大きな引張力が生じ、このワイヤＷが断線する場合があった。とくに、上記半導体装置Ｂでは、２本のリード９１ａ，９１ｂに起立部９５ａ，９５ｂを設けているが、これらの起立部９５ａ，９５ｂに樹脂パッケージ９２の側面部９２ａ，９２ｂが広い面積で接触すると、２本のリード９１ａ，９１ｂは樹脂パッケージ９２から大きな力をより受け易くなり、その移動量が大きくなるために、上記ワイヤＷが一層断線し易くなっていたのである。
【００１０】
また、上記半導体装置Ｂでは、樹脂パッケージ９２の熱膨張時において仮にワイヤＷが断線しなくても、次に述べるように、ハンダの冷却工程においてワイヤＷに断線を生じる場合もあった。すなわち、溶融したハンダが固化する温度はたとえば１８３°Ｃであるのに対し、上記樹脂パッケージ９２のガラス転移温度はそれよりも低温であり、たとえばフィラを含有しない透明エポキシ樹脂のガラス転移温度は１２０°Ｃ程度である。このため、溶融ハンダの冷却工程では、２本のリード９１ａ，９１ｂが基板８８にハンダ付けされて固定された後においても、上記樹脂パッケージ９２はかなり収縮する。また、その際の樹脂パッケージ９２の各部の変位量は、やはりこの樹脂パッケージ９２の幅方向端部になるほど大きい。ところが、上記半導体装置Ｂでは、既述したとおり、樹脂パッケージ９２の熱膨張時において２本のリード９１ａ，９１ｂが互いに離反する方向へ大きく移動しているため、樹脂パッケージ９２の収縮時においてはそれら２本のリード９１ａ，９１ｂがその分だけ樹脂パッケージ９２の幅方向端部寄りに位置することとなる。したがって、２本のリード９１ａ，９１ｂにボンディングされているＬＥＤチップ１ｅやワイヤＷには、樹脂パッケージ９２が収縮する際に大きな応力が作用し易くなり、上記ワイヤＷが断線し易くなっていたのである。
【００１１】
このような実情のため、従来では、上記図１０に示した構造をもつ半導体装置Ｂの実用化が困難となっていた。
【００１２】
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、いわゆるフレームタイプの半導体装置をハンダリフロー法を用いて基板などの所望箇所に面実装するときに、その樹脂パッケージに大きな熱膨張や収縮を生じる事態を生じてもそれに起因してワイヤが断線しないようにすることをその課題としている。
【００１３】
【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。
【００１４】
本願発明によって提供される半導体装置は、半導体チップを搭載した第１の導体と、上記半導体チップとワイヤを介して導通接続された第２の導体と、上記半導体チップと上記ワイヤとを封入した樹脂パッケージとを具備しているとともに、上記第１の導体と第２の導体とのそれぞれの一部は、上記樹脂パッケージの外部に位置する面実装用の端子部とされている、半導体装置であって、上記第１の導体と上記第２の導体との少なくとも一方は、上記樹脂パッケージの内部から底面部に向けて延びた延伸部と、この延伸部に屈曲して繋がった屈曲部とを有し、この屈曲部が上記樹脂パッケージの底面部からその外部に露出して面実装用の端子部とされており、上記延伸部は、厚みよりも幅の方が大きい板状であり、この延伸部の幅方向は上記ワイヤが延びる方向と一致していることに特徴づけられる。
【００１６】
本願発明では、第１の導体と第２の導体との少なくとも一方を樹脂パッケージの底面部から外部に一部露出させることにより、この露出部分を面実装用の端子部としている。このため、第１の導体と第２の導体との少なくとも一方については、樹脂パッケージの底面部と略同等高さの面実装用の端子部を形成する手段として、その導体の一部を樹脂パッケージの側面部からその外部に露出させた上でその露出部分に樹脂パッケージの厚み方向に起立した起立部を設けるような必要はなくなり、上記導体が樹脂パッケージの幅方向端部領域やその側方外部に大きなウエイトを占めて存在しないものとすることができる。したがって、本願発明では、ハンダリフロー法を用いてこの半導体装置の面実装作業を行う際の加熱工程において、上記樹脂パッケージが熱膨張しても、上記第１の導体と第２の導体との少なくとも一方については、その樹脂パッケージの幅方向端部領域の大きな変位の影響を受け難くすることができ、第１の導体と第２の導体とが互いに離反する方向へ大きく移動しないようにすることができる。その結果、それら第１の導体と第２の導体との間に繋がれているワイヤに大きな引張力が生じないようにでき、ワイヤの断線を防止することが可能となる。また、樹脂パッケージの熱膨張時における第１の導体と第２の導体との移動量を小さくできれば、その後の冷却工程において上記樹脂パッケージが収縮するときに、その収縮量が多い樹脂パッケージの幅方向端部の影響を受け難くすることができ、やはりワイヤの断線を防止することが可能となる。したがって、本願発明によれば、ワイヤ接続が適切になされている品質の良い半導体装置を提供することができる。むろん、本願発明によって提供される半導体装置は、薄肉金属板を打ち抜きプレスした製造用フレームを利用して製造することが可能ないわゆるフレームタイプの半導体装置であるから、その生産性も高いものにできる。
【００１７】
さらに、本願発明では、第１の導体と第２の導体との少なくとも一方については、樹脂パッケージの側面部からその側方に大きくはみ出した恰好に形成する必要はない。このため、半導体装置の横幅を小さくし、その小型化が図ることができるという効果も得られる。
【００１８】
本願発明の好ましい実施の形態では、上記第２の導体が、上記延伸部および上記屈曲部を備えた構成とされており、上記第１の導体は、上記半導体チップの全体または一部を囲む凹面状の内壁面を有する略カップ状または略受け皿状の補助部を有しており、かつこの補助部の底部は、上記樹脂パッケージの底面部からその外部に露出した面実装用の端子部とされている構成とすることができる。
【００１９】
このような構成によれば、第１の導体に設けられている所定形状の補助部の底部が樹脂パッケージの底面部からその外部に露出した面実装用の端子部とされているが、上記第１の導体に搭載されている半導体チップは、上記補助部の凹面状の内壁面によって囲まれているために、上記半導体チップの保護を上記補助部によって適切に図ることができるとともに、上記樹脂パッケージ内への上記半導体チップの封入状態も確実なものにしておくことができる。さらに、たとえば半導体チップとしてＬＥＤチップなどの発光機能を有するものを用いることによって、本願発明によって提供される半導体装置を光源装置として構成する場合には、その半導体チップから種々の方向に発せられる光の多くを上記補助部の凹面状の内壁面を利用して一定方向または略一定方向に反射させるようなことも可能となり、その発光効率を高めるのに有利となる。また、たとえばシリコーン樹脂などの被覆材によって上記半導体チップを被覆する処理を施すことにより、樹脂パッケージに対して外部から機械的な力が作用した場合にその力が半導体チップに直接作用することを防止できるように構成する場合には、流動性をもたせた被覆材を上記補助部の凹状部によって形成された凹部に充填させて、上記被覆材の垂れ流れなどを防止することも可能となり、上記半導体チップの被覆処理を能率良く行うことが可能となる。
【００２０】
本願発明のその他の特徴および利点は、次の発明の実施の形態の説明から、より明かになるであろう。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１は、本願発明が適用された半導体装置の一例を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３（ａ）は、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の一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は、その製造用フレームの中間品を示す説明図である。図４および図５は、図１に示す半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【００２３】
図１および図２において、この半導体装置Ａは、面実装型の光源装置として構成されている。この半導体装置Ａは、発光機能を備えた光半導体チップとしてのＬＥＤチップ１、金線などのワイヤＷ、樹脂パッケージ２、第１の導体３ａ、および第２の導体３ｂを具備して構成されている。
【００２４】
上記樹脂パッケージ２は、全体の形状が略直方体状であり、ＬＥＤチップ１から発せられた光をこの樹脂パッケージ２の外部に出射可能なたとえばフィラを含有しない透明なエポキシ樹脂製である。
【００２５】
上記第１の導体３ａおよび第２の導体３ｂは、図３において後述する製造フレーム７から形成されたものである。上記第１の導体３ａは、平板状の小片部３０の一端に補助部４を一体的に連設した構成を有している。この補助部４は、上向き開口状の凹部４０を形成するようにその全体形状が略カップ状または略受け皿状に形成されており、平面視略円形状の底部４１の全周囲に起立状の周壁部４２が連設された構造を有している。上記補助部４は、その大部分が上記樹脂パッケージ２内に埋没しているが、その底部４１は上記樹脂パッケージ２の底面部２ｂからその外部に露出しており、この露出部分が面実装用の第１の端子部５ａとされている。この第１の端子部５ａの下向きの外表面は、上記樹脂パッケージ２の底面部２ｂと略同一高さに位置し、かつその底面２ｂと略平行である。上記小片部３０は、上記補助部４の周壁部４２から上記樹脂パッケージ２の側面部２ｃに向けて延びているが、この小片部３０は上記側面部２ｃからその外方には大きく突出しないように形成されている。
【００２６】
上記第２の導体３ｂは、図１によく表れているように、その断面形状は略コ字状であり、ワイヤＷの一端がボンディング（セカンドボンディング）された上片部３１、この上片部３１の一側縁から下方に垂下した延伸部３２、およびこの延伸部３２の下端部に屈曲して繋がった屈曲部３３のそれぞれが一体形成された構成を有している。上記第２の導体３ｂは、上記第１の導体３ａと適当な間隔を隔てるように配されて、その大部分が上記樹脂パッケージ２内に埋没しているが、上記屈曲部３３については上記樹脂パッケージ２の底面部２ｂからその外部に露出しており、この露出部分が面実装用の第２の端子部５ｂとされている。この第２の端子部５ｂも、上記第１の端子部５ａと同様に、その下向きの外表面は、上記樹脂パッケージ２の底面部２ｂと略同一高さに位置し、かつその底面２ｂと略平行である。なお、上記上片部３１の一端部は、樹脂パッケージ２の側面部２ｄに到達しているが、その外方には大きく突出しないよう形成されている。
【００２７】
上記ＬＥＤチップ１は、上記補助部４の凹部４０内に配置され、その底部４１の上面の略中央部に導電接着剤などを用いてボンディングされている。これにより、上記凹部４０の内壁面４３は、上記ＬＥＤチップ１の底面部分と周側面の全周とのそれぞれに対向しており、上記ＬＥＤチップ１から発せられた光を上方に向けて反射可能な凹面状の光反射面とされている。なお、上記内壁面４３の光の反射率を高めることを目的として、この内壁面４３に白色塗装を施したり、あるいは補助部４の外表面よりも光沢のある金属膜を形成するといった手段を採用してもかまわない。
【００２８】
上記ＬＥＤチップ１の上面の電極部にはワイヤＷの他端がボンディング（ファーストボンディング）が施されている。上記補助部４の凹部４０には、透明で軟質な被覆材６が充填されており、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の全体およびこのＬＥＤチップ１とワイヤＷとのボンディング部分とが被覆されている。上記被覆材６は、たとえばシリコーン樹脂であり、流動性を有する状態で上記凹部４０内に充填された後に加熱などによってゴム状にされたものである。
【００２９】
上記半導体装置Ａは、図３（ａ）に示すような製造用フレーム７を用いることにより、以下のような工程を経て製造される。
【００３０】
上記製造用フレーム７は、銅板などの薄肉金属板を打ち抜きプレスして形成されたものであり、一定方向に延びる一対のサイドフレーム７１，７１、これら一対のサイドフレーム７１，７１からそれらの内方に延出して対をなすリード部７２ａ，７２ｂ、および上記サイドフレーム７１，７１どうしを繋ぐクロスフレーム７２を具備している。上記製造用フレーム７は、図３（ａ）の符号Ｌで示す区間の構成をその長手方向に連続して繰り返し有するものである。
【００３１】
上記リード部７２ａは、上記第１の導体３ａを形成するための部分であり、その先端部には上記補助部４が一体形成されている。この補助部４は、上記製造用フレーム７を成形するときのプレス加工によって形成することが可能である。また、上記リード７２ｂは、上記第２の導体３ｂを形成するための部分であり、その先端部には上記上片部３１、延伸部３２、および屈曲部３３に相当する部分が設けられている。延伸部３２や屈曲部３３を形成するためには、そのためのリード長さを確保する必要があるが、これはたとえば図３（ｂ）に示す製造用フレーム７’のように、リード７２ｂの先端部にそのリード７２ｂが延びる方向と直交する部分７３を形成しておき、この部分７３に折り曲げ加工を施すことによって上記延伸部３２や屈曲部３３を形成するようにすればよい。このような手段を採用すれば、補助部４を形成するためのリード部７２ａの寸法も充分に確保できる。むろん、これに代えて、リード部７２ａ，７２ｂのそれぞれが互いに干渉し合うことなくそれらの寸法を確保できるように、それらリード部７２ａ，７２ｂをそれらが延びる方向とは交差する方向に互いに位置ずれさせる手段を採用することもできる。
【００３２】
図４に示すように、上記製造用フレーム７の補助部４にはＬＥＤチップ１をボンディングした後に、このＬＥＤチップ１とリード部７２ｂとをワイヤＷを用いて結線するワイヤボンディング作業を行う。その後は、図５に示すように、上記ＬＥＤチップ１の上方から流動性をもたせた被覆材６を滴下し、この被覆材６によってＬＥＤチップ１の被覆作業を行う。その際、上記被覆材６は、補助部４の凹部４０内に充填することができる。したがって、この被覆材６がリード部７２ａの下方に不用意に垂れ落ちないようにすることができる。また、被覆材６を上記凹部４０内に充填させれば、ＬＥＤチップ１の全体または略全体をその被覆材６中に浸漬させた状態にすることができ、さほど多量の被覆材６を用いなくてもＬＥＤチップ１の被覆処理が効率良く行える。
【００３３】
次いで、上記被覆材６を硬化させた後には、図５の符号Ｎで示す仮想線の部分を透明樹脂でモールドし、樹脂パッケージ２を成形する。このモールド工程は、いわゆるトランスファモールド法によって好適に行うことができるが、リード７２ａの補助部４の底部４１とリード７２ｂの上記屈曲部３３に相当する部分とが樹脂パッケージ２の底部からその外部に露出するように行う。その後は、製造用フレーム７にいわゆるリードカット作業を施すが、このリードカット作業では、リード部７２ａ，７２ｂのうち樹脂パッケージ２の側面部２ｃ，２ｄから突出している部分を全て切除する。これにより、上記図１および図２に示した面実装型光源装置としての半導体装置Ａを得ることができる。
【００３４】
次に、上記半導体装置Ａの作用について説明する。
【００３５】
まず、図２において、上記半導体装置Ａをハンダリフロー法を用いて基板８に面実装する場合を説明する。この面実装作業では、基板８の導体パッド８０，８０にクリームハンダ８１を塗布した後に、上記導体パッド８０，８０と面実装用の端子部５ａ，５ｂとを対向させるようにして半導体装置Ａを基板８上に載置し、その状態で上記基板８をハンダリフロー炉内に搬入して加熱する。その加熱温度は、たとえば２００〜２５０°Ｃ程度であるが、その際の加熱によって樹脂パッケージ２が，同図の符号Ｎ１で示す仮想線のように熱膨張する。この熱膨張による樹脂パッケージ２の各部の変位量は、樹脂パッケージ２の周縁部（図２の断面では側面部２ｃ，２ｄ）に近いほど大きくなり、側面部２ｃ，２ｄの位置の変位量が最大となる。
【００３６】
ところが、上記半導体装置Ａでは、第１の導体３ａおよび第２の導体３ｂは、樹脂パッケージ２の側面部２ｃ，２ｄが外側方に広がるように変位するときに、これらの側面部２ｃ，２ｄと対面接触して押圧される部分を有しない。上記側面部２ｃ，２ｄには、第１の導体３ａと第２の導体３ｂとのそれぞれの端部が存在しているものの、これらの端部は樹脂パッケージ２が膨張する方向と同方向に延び、しかも上記側面部２ｃ，２ｄの外部には突出していないために、樹脂パッケージ２の膨張力をさほど有効には受けない。したがって、第１の導体３ａと第２の導体３ｂが樹脂パッケージ２の熱膨張に伴って互いに離反し合う方向に大きく移動しないようにして、ＬＥＤチップ１とワイヤＷとの移動量を少なくし、それらを樹脂パッケージ２の幅方向中央部寄りの位置に維持させておくことができる。このため、ワイヤＷに大きな引張力が生じないようにでき、ワイヤＷの断線を防止することができる。
【００３７】
次いで、上記基板８がハンダリフロー炉から取り出されて冷却される工程においては、上記樹脂パッケージ２は収縮を開始し、第１の端子部５ａおよび第２の端子部５ｂが固化したハンダによって基板８の導体パッド８０，８０に固定された後においても、上記樹脂パッケージ２の収縮はなおも継続して行われる。この樹脂パッケージ２の各部の収縮変位量は、やはり側面部２ｃ，２ｄに近いほど大きく、幅方向中央部に近いほど少ない。これに対し、上記半導体装置Ａでは、既述したとおり、樹脂パッケージ２の熱膨張時において第１の導体３ａと第２の導体３ｂとが互いに離反する方向に大きく移動しておらず、ＬＥＤチップ１やワイヤＷは、樹脂パッケージ２の幅方向中央部寄りに位置している。したがって、上記ＬＥＤチップ１やワイヤＷは、これらが樹脂パッケージ２の中央部寄りに位置している分だけ樹脂パッケージ２の収縮の影響を受け難くなり、やはりワイヤＷの断線が防止されることとなる。
【００３８】
また、上記半導体装置Ａでは、その使用に際してＬＥＤチップ１を発光させたときには、このＬＥＤチップ１の上面部から上方に向けて光が発せられることは勿論のこと、実際には、それ以外の部分からも種々の方向に光が発せられる。ところが、上記ＬＥＤチップ１の横方向や下方に向けて発せられた光は、補助部４の内壁面４３によって上方に向けて反射される。したがって、樹脂パッケージ２の上面２ａを通過してその外部に進行する光の量を多くすることができ、上面２ａの輝度を高めることが可能となる。上記内壁面４３を放物面とすれば、この内壁面４３による集光効果をより高めることが可能であるが、上記内壁面４３がそのような形状を有しない場合であっても、ＬＥＤチップ１からその横方向や下方向に進行する光がそのまま樹脂パッケージ２の周囲の側面などを通過して外部へ出射することを回避することができ、樹脂パッケージ２の上面２ａの輝度を高めることができる。このように、上記補助部４は、面実装用の端子部として役立つばかりか、発光効率を高めるための光反射部としても役立たせることができる。さらには、既述した半導体装置Ａの製造過程においてＬＥＤチップ１を被覆材６によって被覆処理するときの被覆材６の受け部としても役立たせることができ、非常に便利である。むろん、ＬＥＤチップ１は、樹脂パッケージ２よりも弾性率の小さい被覆材６によって被覆されているために、樹脂パッケージ２に対してその外部から機械的な力が作用しても、その力がＬＥＤチップ１に直接作用しないようにすることができ、ＬＥＤチップ１のより適切な保護も図れる。
【００３９】
図６は、本願発明に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。図７〜図９は、半導体装置の他の参考例を示す断面図である。なお、先の実施形態と同一部分は、同一符号で示し、その説明は省略する。
【００４０】
図６に示す半導体装置Ａａは、ＬＥＤチップ１を搭載した第１の導体３ｃを、第２の導体３ｂと同様な構成としたものである。すなわち、第１の導体３ｃには、ＬＥＤチップ１の搭載部分の近傍から樹脂パッケージ２の底面部２ｂに向けて延びた延伸部３２ｃと、この延伸部３２ｃに屈曲して繋がった屈曲部３３ｃとが設けられており、上記屈曲部３３ｃが樹脂パッケージ２の底面部２ｂからその外部に露出した面実装用の第１の端子部５ｃとされている。このように、本願発明では、第１の導体に略カップ状または略受け皿状の補助部を設けない構成としてもかまわない。
【００４１】
図７に示す半導体装置Ａｂは、第１の導体３ｄおよび第２の導体３ｅのそれぞれを断面コ字状に形成したものであるが、それらの延伸部３２ｄ，３２ｅの位置や屈曲部３３ｄ，３３ｅの屈曲方向を、図６に示した半導体装置Ａａとは異なるものとしている。上記第１の導体３ｄや第２の導体３ｅをいわゆるリードフレームと称されるタイプの製造用フレームから形成する場合には、それら第１の導体３ｄや第２の導体３ｅとしてそれぞれ形成される一対のリード部分を互いに位置ずれさせて配置し、それら一対のリード部分どうしが互いに干渉し合わないようにすればよい。
【００４２】
図８および図９に示す半導体装置Ａｃ，Ａｄは、いずれも第１の導体３ａについては、先の図１および図２に示した半導体装置Ａの第１の導体３ａと同様な構成にしている一方、第２の導体３ｆ，３ｇについては、樹脂パッケージ２の側面部２ｄから外部に露出させており、その露出部分の一部を樹脂パッケージ２の底面部２ｂと略同等高さに位置する面実装用の第２の端子部５ｆ，５ｇとしている。半導体装置Ａｄの第２の端子部５ｇは樹脂パッケージ２の幅方向側方に延びたかたちに設けられているが、これに対して半導体装置Ａｃの第２の端子部５ｆは樹脂パッケージ２の底面部２ｂに重ねられている。したがって、半導体装置Ａｃの方が全体の横幅を小さくでき、小型化が図れる。ただし、半導体装置Ａｄは、第２の端子部５ｇが樹脂パッケージ２の側方にはみ出してはいるものの、その第１の導体３ａについては樹脂パッケージ２の側方にはみ出していないために、全体の横幅が大きくなることを回避できる。
【００４３】
上記半導体装置Ａｃ，Ａｄでは、第２の導体３ｆ，３ｇについてはハンダリフロー法を用いた面実装作業時の樹脂パッケージ２の熱膨張や収縮の影響を受け易くなるものの、それと対をなす第１の導体３ａについては、図１および図２において説明した半導体装置Ａと同様に、樹脂パッケージ２の熱膨張や収縮の影響を受け難くすることができる。したがって、ハンダリフロー法を用いた面実装作業時においてワイヤＷに大きな引張力などが生じ難いものにでき、やはりその断線を防止する効果が得られる。本願発明では、第１の導体と第２の導体との双方を樹脂パッケージの底面部から一部露出させるようにして、樹脂パッケージの側面部からはそれら導体の起立部などを備えた部分が一切外部に露出しないようにすることが好ましいが、上記半導体装置Ａｃ，Ａｄのように、第２の導体のみが樹脂パッケージの側面部から外部に露出した構造とされていてもかまわない。むろん、これとは反対に、第１の導体のみが樹脂パッケージの側面部から外部に露出した構造とされていてもかまわない。
【００４４】
本願発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
【００４５】
上述の実施形態では、半導体チップとしてＬＥＤチップが使用されているともに、樹脂パッケージの全体が透明とされた面実装型光源装置を構成した場合を具体例として説明しているが、本願発明はこれに限定されない。本願発明では、たとえば半導体チップとして、フォトダイオードまたはフォトトランジスタなどの半導体チップを用いることによって、可視光あるいは赤外光などの特定波長領域の光の感知を行うための受光センサとして構成することもできる。さらに、本願発明では、発光素子としての機能を発揮する半導体チップと、受光素子としての機能を発揮する半導体チップとを、互いに共通する１つの樹脂パッケージ内に埋設したフォトインタラプタとして構成することもできる。さらには、発光機能や受光機能とは異なる機能を発揮する半導体チップを用いた半導体装置として構成することもでき、この場合には必ずしも樹脂パッケージに透光性を具備させる必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明が適用された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】（ａ）は、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の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、その製造用フレームの中間品を示す説明図である。
【図４】図１に示す半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】図１に示す半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図６】本願発明に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図７】半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図８】半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図９】半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図１０】半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤチップ（半導体チップ）
２樹脂パッケージ
３ａ，３ｃ，３ｄ第１の導体
３ｂ３ｅ，３ｆ，３ｇ第２の導体
４補助部
５ａ〜５ｇ面実装用の端子部
４３内壁面
Ａ，Ａａ〜Ａｄ半導体装置[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a semiconductor device configured to be surface-mounted on a desired portion such as a circuit board using a solder reflow method.
[0002]
BACKGROUND ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
As an example of a conventional semiconductor device, as shown in FIG. 11, there is a semiconductor device configured as a light source device using an LED chip 1f. This light source device has a structure in which an LED chip 1f and a wire W connected thereto are bonded to the upper surface of a chip-shaped substrate 96, and these are covered with a transparent resin 97 such as an epoxy resin.
[0003]
However, in the light source device having such a configuration, a terminal portion for surface mounting and a conductive wiring portion (not shown) connected to the terminal portion for surface mounting must be formed on the outer surface of the chip-shaped substrate 96, and the work for that is very difficult. It is complicated. Therefore, in the light source device having the above-described configuration, compared with a so-called frame-type semiconductor device manufactured from a manufacturing frame obtained by stamping and pressing a metal plate, the productivity is considerably low, and the manufacturing cost is high. .
[0004]
Therefore, the present inventors have conceived prior to the present invention that a light source device using an LED chip is configured as a so-called frame type semiconductor device like a semiconductor device B shown in FIG. That is, the semiconductor device B encapsulates the first lead 91a on which the LED chip 1e is mounted, the second lead 91b connected to the LED chip 1e via the wire W, and the LED chip 1e and the wire W. A transparent resin package 92 is provided. Each of the first lead 91a and the second lead 91b is provided with external lead portions 93a, 93b extending from the side surface portions 92a, 92b of the resin package 92 to the outside thereof, and these external lead portions 93a are provided. , 93b are terminal portions 94a, 94b for surface mounting. However, the downward surfaces of these terminal portions 94a and 94b need to be set to the same height as the bottom surface portion 92c of the resin package 92 or a height lower than that. For this reason, in the semiconductor device B, the external lead portions 93a and 93b have upright portions 95a and 95b that are erected in the vertical thickness direction of the resin package 92.
[0005]
The semiconductor device B having such a configuration can be efficiently manufactured by using a manufacturing frame including a portion serving as a prototype of the first lead 91a and the second lead 91b. Therefore, as compared with that shown in FIG. 11, the production efficiency can be considerably improved, and the production cost can be reduced.
[0006]
However, in the semiconductor device B, when the surface mounting operation using the solder reflow method is performed as described below, the wire W may be disconnected due to the thermal expansion and contraction of the resin package 92. And its practical use has been difficult.
[0007]
That is, in the solder reflow method, first, cream solder is applied to the conductor pad portions 87, 87 provided on the surface of the substrate 88, and then the terminal portions 94a, 94b are overlapped on the cream solder so that the substrate 88 The semiconductor device B is set thereon. Next, the cream solder is heated to, for example, about 240 ° C. by carrying the substrate 88 into a reflow furnace, and then cooled. However, during such a heating step and a cooling step, the resin package 92 expands and contracts. On the other hand, as the resin package 92, epoxy resin is frequently used from the viewpoint that the material cost is relatively low and the resin molding operation by the transfer molding method is easy. The linear expansion coefficient of the epoxy resin is considerably larger than the linear expansion coefficient of the black resin containing the filler, and is larger than the linear expansion coefficients of the first lead 91a and the second lead 91b made of copper or the like.
[0008]
For this reason, when the solder paste is heated, a phenomenon occurs in which the entire resin package 92 undergoes a large thermal expansion as indicated by a virtual line of Na. However, at the time of this heating, the terminal portions 94a and 94b are not yet fixed to the conductor pad portions 87 and 87 and are in a free state. Therefore, when the resin package 92 thermally expands, a situation occurs in which the two leads 91a and 91b move in directions away from each other, as indicated by arrows Nb and Nb. The amount of displacement of each part of the resin package 92 at the time of thermal expansion becomes smaller toward the center of the resin package 92 and becomes larger toward the end thereof. Therefore, in the cross section of the semiconductor device B shown in FIG. The amount of displacement of the positions of the side surfaces 92a and 92c is the largest.
[0009]
On the other hand, in the semiconductor device B, the two leads 91 a and 91 b are both extended in the width direction of the resin package 92, and a part of the two leads 91 a and 91 b The portions 92a and 92b extend to the outside. Therefore, in the semiconductor device B, the two leads 91a and 91b are easily affected by the portion of the resin package 92 where the largest displacement occurs, and the two leads 91a and 91b are largely moved in the direction away from each other. The force to generate was easy to generate. As a result, a large tensile force is generated in the wire W connected between the two leads 91a and 91b, and the wire W may be broken. In particular, in the semiconductor device B, the upright portions 95a and 95b are provided on the two leads 91a and 91b. However, if the upright portions 95a and 95b come into contact with the side surfaces 92a and 92b of the resin package 92 over a wide area. The two leads 91a and 91b are more susceptible to a large force from the resin package 92, and the amount of movement thereof is increased, so that the wire W is more easily broken.
[0010]
In the semiconductor device B, even if the wire W does not break during the thermal expansion of the resin package 92, the wire W may break in the solder cooling step as described below. That is, while the temperature at which the molten solder solidifies is, for example, 183 ° C., the glass transition temperature of the resin package 92 is lower than that. For example, the glass transition temperature of a transparent epoxy resin containing no filler is 120 ° C. ° C. Therefore, in the step of cooling the molten solder, the resin package 92 contracts considerably even after the two leads 91a and 91b are soldered and fixed to the substrate 88. In addition, the displacement of each part of the resin package 92 at that time is also larger as the width of the resin package 92 is increased. However, in the semiconductor device B, as described above, the two leads 91a and 91b move largely in the direction away from each other when the resin package 92 thermally expands. The two leads 91 a and 91 b are located closer to the widthwise end of the resin package 92 by that amount. Therefore, when the resin package 92 contracts, a large stress easily acts on the LED chip 1e and the wire W bonded to the two leads 91a and 91b, and the wire W is easily broken. is there.
[0011]
Due to such circumstances, it has been conventionally difficult to commercialize the semiconductor device B having the structure shown in FIG.
[0012]
The present invention has been conceived under such circumstances, and when a so-called frame-type semiconductor device is surface-mounted on a desired portion such as a substrate using a solder reflow method, a resin package is formed. It is an object of the present invention to prevent a wire from breaking due to a situation where a large thermal expansion or contraction occurs.
[0013]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.
[0014]
The semiconductor device provided by the present invention includes a first conductor having a semiconductor chip mounted thereon, a second conductor electrically connected to the semiconductor chip via a wire, and a resin encapsulating the semiconductor chip and the wire. A semiconductor device, comprising a package and a part of each of the first conductor and the second conductor serving as a surface mounting terminal located outside the resin package. At least one of the first conductor and the second conductor is connected to the resin package. It has an extended portion extending from the inside toward the bottom portion, and a bent portion bent and connected to the extended portion. From the bottom of the above resin package to the outside Exposed Used as a terminal for surface mounting The extending portion has a plate shape having a width larger than a thickness, and a width direction of the extending portion matches a direction in which the wire extends. It is characterized by having.
[0016]
In the present invention, at least one of the first conductor and the second conductor is partially exposed to the outside from the bottom surface of the resin package, so that the exposed portion is used as a surface mounting terminal. For this reason, at least one of the first conductor and the second conductor is used as a means for forming a surface-mounting terminal portion having substantially the same height as the bottom portion of the resin package. It is not necessary to provide an upright portion which is exposed in the thickness direction of the resin package on the exposed portion after being exposed to the outside from the side surface portion of the resin package. Occupy a large weight and do not exist. Therefore, in the present invention, in the heating step when performing the surface mounting operation of the semiconductor device using the solder reflow method, even if the resin package thermally expands, at least the first conductor and the second conductor are separated from each other. One of them can be made hard to be affected by a large displacement of the width direction end region of the resin package, so that the first conductor and the second conductor do not largely move in directions away from each other. it can. As a result, it is possible to prevent a large tensile force from being generated in the wire connected between the first conductor and the second conductor, and to prevent disconnection of the wire. Further, if the amount of movement between the first conductor and the second conductor during the thermal expansion of the resin package can be reduced, when the resin package shrinks in the subsequent cooling step, the width of the resin package in the width direction is large. The influence of the end portion can be reduced, and the disconnection of the wire can be prevented. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a high-quality semiconductor device in which wire connection is appropriately performed. Needless to say, the semiconductor device provided by the present invention is a so-called frame type semiconductor device which can be manufactured using a manufacturing frame obtained by stamping and pressing a thin metal plate, so that the productivity can be increased. .
[0017]
Furthermore, in the present invention, at least one of the first conductor and the second conductor does not need to be formed so as to protrude largely from the side surface of the resin package to the side. For this reason, there is also obtained an effect that the lateral width of the semiconductor device can be reduced and the size of the semiconductor device can be reduced.
[0018]
In a preferred embodiment of the present invention, The second conductor has a configuration including the extending portion and the bent portion, The first conductor has a substantially cup-shaped or substantially saucer-shaped auxiliary portion having a concave inner wall surface surrounding the whole or a part of the semiconductor chip, and a bottom portion of the auxiliary portion. Is Alternatively, the resin package may be a surface mounting terminal exposed from the bottom to the outside.
[0019]
According to such a configuration, the bottom of the auxiliary portion of the predetermined shape provided on the first conductor is a surface mounting terminal exposed from the bottom of the resin package to the outside. Since the semiconductor chip mounted on the first conductor is surrounded by the concave inner wall surface of the auxiliary portion, the semiconductor chip can be appropriately protected by the auxiliary portion and the resin package It is possible to ensure that the semiconductor chip is sealed in the inside. Further, when a semiconductor device provided by the present invention is configured as a light source device by using a semiconductor chip having a light emitting function such as an LED chip as a semiconductor chip, for example, light emitted from the semiconductor chip in various directions can be obtained. Most of the light can be reflected in a fixed direction or a substantially fixed direction by using the concave inner wall surface of the auxiliary portion, which is advantageous for increasing the luminous efficiency. Also, by applying a process of coating the semiconductor chip with a coating material such as a silicone resin, when a mechanical force is applied to the resin package from the outside, the force is prevented from directly acting on the semiconductor chip. In the case where the semiconductor device is configured to be capable of being filled, it is possible to fill the concave portion formed by the concave portion of the auxiliary portion with the coating material having fluidity, thereby preventing the coating material from dripping, etc. It is possible to efficiently perform the chip coating process.
[0020]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor device to which the present invention is applied. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 3A is an explanatory view showing an example of a manufacturing frame used for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 3B is an explanatory view showing an intermediate product of the manufacturing frame. . 4 and 5 are explanatory views showing an example of a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG.
[0023]
1 and 2, the semiconductor device A is configured as a surface-mounted light source device. The semiconductor device A includes an LED chip 1 as an optical semiconductor chip having a light emitting function, a wire W such as a gold wire, a resin package 2, a first conductor 3a, and a second conductor 3b. I have.
[0024]
The resin package 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, and is made of, for example, a transparent epoxy resin containing no filler capable of emitting light emitted from the LED chip 1 to the outside of the resin package 2.
[0025]
The first conductor 3a and the second conductor 3b are formed from a manufacturing frame 7 described later in FIG. The first conductor 3a has a configuration in which the auxiliary portion 4 is integrally connected to one end of a small plate portion 30 having a flat shape. The auxiliary portion 4 has a substantially cup-shaped or substantially saucer-shaped overall shape so as to form a concave portion 40 having an upward opening shape, and has an upright peripheral wall around the entire bottom portion 41 having a substantially circular shape in plan view. It has a structure in which the parts 42 are provided in series. The auxiliary part 4 is mostly buried in the resin package 2, but the bottom part 41 is exposed to the outside from the bottom part 2 b of the resin package 2, and this exposed part is used for surface mounting. Of the first terminal portion 5a. The downward outer surface of the first terminal portion 5a is located at substantially the same height as the bottom surface portion 2b of the resin package 2 and is substantially parallel to the bottom surface 2b. The small piece portion 30 extends from the peripheral wall portion 42 of the auxiliary portion 4 toward the side surface portion 2c of the resin package 2, but the small piece portion 30 does not largely protrude outward from the side surface portion 2c. Is formed.
[0026]
As shown in FIG. 1, the second conductor 3 b has a substantially U-shaped cross section, and has an upper piece 31 to which one end of the wire W is bonded (second bonding), and an upper piece 31. An extended portion 32 hanging down from one side edge of the extended portion 31 and a bent portion 33 bent and connected to a lower end portion of the extended portion 32 are integrally formed. The second conductor 3b is disposed at an appropriate distance from the first conductor 3a, and most of the second conductor 3b is buried in the resin package 2. The package 2 is exposed to the outside from the bottom 2b, and this exposed portion is used as a second terminal 5b for surface mounting. Like the first terminal portion 5a, the second terminal portion 5b has a downward outer surface located at substantially the same height as the bottom surface portion 2b of the resin package 2 and substantially with the bottom surface 2b. Parallel. The one end of the upper piece 31 reaches the side surface 2d of the resin package 2 but is formed so as not to protrude significantly outside.
[0027]
The LED chip 1 is disposed in the concave portion 40 of the auxiliary portion 4 and is bonded to a substantially central portion of the upper surface of the bottom portion 41 using a conductive adhesive or the like. Thereby, the inner wall surface 43 of the concave portion 40 is opposed to the bottom surface portion of the LED chip 1 and the entire periphery of the peripheral side surface, and can reflect light emitted from the LED chip 1 upward. The light reflecting surface has a concave shape. In order to enhance the light reflectance of the inner wall surface 43, a means such as applying a white paint to the inner wall surface 43 or forming a metal film more glossy than the outer surface of the auxiliary portion 4 is adopted. It does not matter.
[0028]
The other end of the wire W is bonded (fast-bonded) to the electrode portion on the upper surface of the LED chip 1. The concave portion 40 of the auxiliary portion 4 is filled with a transparent and soft covering material 6. The covering material 6 covers the entire LED chip 1 and the bonding portion between the LED chip 1 and the wire W. I have. The covering material 6 is, for example, a silicone resin, and is formed into a rubber-like shape by heating or the like after being filled in the concave portion 40 with a fluidity.
[0029]
The semiconductor device A is manufactured through the following steps by using the manufacturing frame 7 as shown in FIG.
[0030]
The manufacturing frame 7 is formed by stamping and pressing a thin metal plate such as a copper plate, and a pair of side frames 71, 71 extending in a certain direction, and a pair of side frames 71, 71 extending from the inner side thereof. And a pair of lead portions 72a and 72b, and a cross frame 72 connecting the side frames 71 and 71 to each other. The manufacturing frame 7 has a configuration of a section indicated by a symbol L in FIG. 3A continuously and repeatedly in the longitudinal direction.
[0031]
The lead portion 72a is a portion for forming the first conductor 3a, and the auxiliary portion 4 is integrally formed at the tip thereof. The auxiliary part 4 can be formed by press working when the manufacturing frame 7 is formed. The lead 72b is a portion for forming the second conductor 3b, and a portion corresponding to the upper piece 31, the extended portion 32, and the bent portion 33 is provided at a tip portion thereof. . In order to form the extended portion 32 and the bent portion 33, it is necessary to secure a lead length for this purpose. For example, as shown in a manufacturing frame 7 'shown in FIG. A portion 73 orthogonal to the direction in which the lead 72b extends is formed in the portion, and the extension portion 32 and the bent portion 33 may be formed by bending the portion 73. By employing such a means, the size of the lead portion 72a for forming the auxiliary portion 4 can be sufficiently ensured. Of course, instead of this, the leads 72a, 72b are displaced from each other in a direction intersecting with the direction in which they extend so that the dimensions of the leads 72a, 72b can be secured without interfering with each other. Means for causing this to occur can also be employed.
[0032]
As shown in FIG. 4, after bonding the LED chip 1 to the auxiliary portion 4 of the manufacturing frame 7, a wire bonding operation for connecting the LED chip 1 and the lead portion 72b with the wire W is performed. Thereafter, as shown in FIG. 5, a coating material 6 having fluidity is dropped from above the LED chip 1, and the coating operation of the LED chip 1 is performed with the coating material 6. At this time, the covering material 6 can be filled in the recess 40 of the auxiliary portion 4. Therefore, it is possible to prevent the coating material 6 from dropping carelessly below the lead portion 72a. In addition, if the covering material 6 is filled in the concave portion 40, the entire or substantially the entire LED chip 1 can be immersed in the covering material 6 without using a large amount of the covering material 6. However, the coating process of the LED chip 1 can be performed efficiently.
[0033]
Next, after the coating material 6 is cured, a portion of a virtual line indicated by a reference numeral N in FIG. 5 is molded with a transparent resin to form the resin package 2. This molding step can be suitably performed by a so-called transfer molding method. However, the bottom 41 of the auxiliary portion 4 of the lead 72a and the portion corresponding to the bent portion 33 of the lead 72b extend from the bottom of the resin package 2 to the outside. Perform so that it is exposed. Thereafter, the manufacturing frame 7 is subjected to a so-called lead cutting operation. In this lead cutting operation, all the portions of the lead portions 72a and 72b that protrude from the side surfaces 2c and 2d of the resin package 2 are cut off. Thereby, the semiconductor device A as the surface mount type light source device shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.
[0034]
Next, the operation of the semiconductor device A will be described.
[0035]
First, referring to FIG. 2, a case where the semiconductor device A is surface-mounted on the substrate 8 using a solder reflow method will be described. In this surface mounting operation, after the cream solder 81 is applied to the conductor pads 80, 80 of the substrate 8, the semiconductor device A is placed such that the conductor pads 80, 80 and the surface mounting terminals 5a, 5b face each other. The substrate 8 is placed on the substrate 8, and in that state, the substrate 8 is loaded into a solder reflow furnace and heated. The heating temperature is, for example, about 200 to 250 ° C., and the heating at that time causes the resin package 2 to thermally expand as indicated by the imaginary line indicated by reference numeral N1 in FIG. The amount of displacement of each part of the resin package 2 due to this thermal expansion becomes larger as it is closer to the periphery of the resin package 2 (the side surfaces 2c and 2d in the cross section of FIG. 2), and the amount of displacement of the positions of the side surfaces 2c and 2d is maximum. It becomes.
[0036]
However, in the semiconductor device A, when the first conductor 3a and the second conductor 3b are displaced so that the side surfaces 2c and 2d of the resin package 2 are spread outward, the first conductor 3a and the second conductor 3b are connected to the side surfaces 2c and 2d. It does not have a part that is pressed by face-to-face contact. Although the end portions of the first conductor 3a and the second conductor 3b are present on the side surface portions 2c and 2d, these end portions extend in the same direction as the direction in which the resin package 2 expands. In addition, since the resin package 2 does not protrude outside the side surfaces 2c and 2d, it does not receive the expansion force of the resin package 2 very effectively. Therefore, the first conductor 3a and the second conductor 3b are prevented from largely moving in a direction in which the first conductor 3a and the second conductor 3b are separated from each other due to the thermal expansion of the resin package 2, so that the movement amount between the LED chip 1 and the wire W is reduced. They can be maintained at a position near the center in the width direction of the resin package 2. For this reason, a large tensile force can be prevented from being generated on the wire W, and the wire W can be prevented from being disconnected.
[0037]
Then, in the step of taking out the substrate 8 from the solder reflow furnace and cooling it, the resin package 2 starts shrinking, and the first terminal portion 5a and the second terminal portion 5b are solidified by the solder. Even after being fixed to the conductor pads 80, 80, the shrinkage of the resin package 2 is still continued. The amount of shrinkage displacement of each part of the resin package 2 is larger as it is closer to the side parts 2c and 2d, and smaller as it is closer to the center in the width direction. On the other hand, in the semiconductor device A, as described above, when the resin package 2 is thermally expanded, the first conductor 3a and the second conductor 3b do not largely move in a direction away from each other, and the LED chip The wires 1 and the wires W are located near the center in the width direction of the resin package 2. Therefore, the LED chip 1 and the wires W are less likely to be affected by the shrinkage of the resin package 2 because the LED chips 1 and the wires W are located near the center of the resin package 2, so that the wire W is prevented from being broken. Become.
[0038]
Further, in the semiconductor device A, when the LED chip 1 is caused to emit light during its use, light is emitted upward from the upper surface portion of the LED chip 1, and in fact, other portions are actually emitted. Also emits light in various directions. However, light emitted laterally or downward of the LED chip 1 is reflected upward by the inner wall surface 43 of the auxiliary unit 4. Therefore, the amount of light that passes through the upper surface 2a of the resin package 2 and travels outside can be increased, and the luminance of the upper surface 2a can be increased. If the inner wall surface 43 is a paraboloid, the light collecting effect of the inner wall surface 43 can be further enhanced. However, even when the inner wall surface 43 does not have such a shape, the LED chip 1 can be prevented from passing through the side surface and the like around the resin package 2 and radiating to the outside from the light emitting device 1, and the brightness of the upper surface 2 a of the resin package 2 can be increased. it can. As described above, the auxiliary portion 4 can serve not only as a terminal portion for surface mounting but also as a light reflecting portion for improving luminous efficiency. Further, the LED chip 1 can be used as a receiving portion of the coating material 6 when the LED chip 1 is coated with the coating material 6 in the manufacturing process of the semiconductor device A, which is very convenient. Of course, since the LED chip 1 is covered with the covering material 6 having a smaller elastic modulus than the resin package 2, even if a mechanical force acts on the resin package 2 from the outside, the force is reduced by the LED. The LED chip 1 can be prevented from directly acting on the LED chip 1 and more appropriate protection of the LED chip 1 can be achieved.
[0039]
Figure 6 is Another example of the semiconductor device according to the present invention Shows FIG. 7 to 9 are cross-sectional views showing other reference examples of the semiconductor device. The same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0040]
In the semiconductor device Aa shown in FIG. 6, the first conductor 3c on which the LED chip 1 is mounted has the same configuration as the second conductor 3b. That is, the first conductor 3c includes an extension 32c extending from the vicinity of the mounting portion of the LED chip 1 toward the bottom surface 2b of the resin package 2, and a bent portion 33c bent and connected to the extension 32c. The bent portion 33c serves as a first terminal 5c for surface mounting, which is exposed from the bottom surface 2b of the resin package 2 to the outside. Thus, in the present invention, the first conductor may not be provided with the substantially cup-shaped or substantially saucer-shaped auxiliary portion.
[0041]
The semiconductor device Ab shown in FIG. 7 has the first conductor 3d and the second conductor 3e each formed in a U-shaped cross section. The positions of the extending portions 32d and 32e and the bending portions 33d and 33e are provided. Is different from the semiconductor device Aa shown in FIG. When the first conductor 3d and the second conductor 3e are formed from a manufacturing frame of a type called a so-called lead frame, a pair formed as the first conductor 3d and the second conductor 3e, respectively. The lead portions may be displaced from each other so that the pair of lead portions do not interfere with each other.
[0042]
In the semiconductor devices Ac and Ad shown in FIGS. 8 and 9, the first conductor 3 a has the same configuration as the first conductor 3 a of the semiconductor device A shown in FIGS. 1 and 2. On the other hand, the second conductors 3f and 3g are exposed to the outside from the side surface 2d of the resin package 2, and a part of the exposed portion is located at a height substantially equal to the bottom surface 2b of the resin package 2. The second terminals 5f and 5g for mounting are used. The second terminal 5g of the semiconductor device Ad is provided so as to extend to the side in the width direction of the resin package 2. On the other hand, the second terminal 5f of the semiconductor device Ac is provided on the bottom surface of the resin package 2. It is overlaid on the part 2b. Therefore, the overall width of the semiconductor device Ac can be reduced, and the size can be reduced. However, in the semiconductor device Ad, although the second terminal portion 5 g protrudes to the side of the resin package 2, the first conductor 3 a does not protrude to the side of the resin package 2. An increase in the width can be avoided.
[0043]
In the semiconductor devices Ac and Ad, the second conductors 3f and 3g are easily affected by the thermal expansion and contraction of the resin package 2 during the surface mounting operation using the solder reflow method, but the first conductors 3f and 3g are paired with the first conductors 3f and 3g. The conductor 3a can be hardly affected by the thermal expansion and contraction of the resin package 2 as in the semiconductor device A described with reference to FIGS. Therefore, a large tensile force or the like is hardly generated in the wire W during the surface mounting operation using the solder reflow method, and the effect of preventing the disconnection can be obtained. According to the present invention, both the first conductor and the second conductor are partially exposed from the bottom surface of the resin package, and the portion having the upright portions of the conductors is completely removed from the side surface of the resin package. It is preferable that the second conductor is not exposed to the outside. However, as in the case of the semiconductor devices Ac and Ad, only the second conductor may be configured to be exposed to the outside from the side surface of the resin package. Of course, on the contrary, only the first conductor may be configured to be exposed to the outside from the side surface of the resin package.
[0044]
The specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made.
[0045]
In the above-described embodiment, the case where the LED chip is used as the semiconductor chip and the surface mount type light source device in which the entire resin package is transparent is described as a specific example. It is not limited to. In the present invention, for example, by using a semiconductor chip such as a photodiode or a phototransistor as a semiconductor chip, the semiconductor chip can be configured as a light receiving sensor for sensing light in a specific wavelength region such as visible light or infrared light. . Further, according to the present invention, the semiconductor chip exhibiting the function as the light emitting element and the semiconductor chip exhibiting the function as the light receiving element can be configured as a photo interrupter embedded in one common resin package. . Further, the semiconductor device can be configured as a semiconductor device using a semiconductor chip having a function different from the light emitting function and the light receiving function. In this case, the resin package does not necessarily have to have a light transmitting property.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
3A is an explanatory view showing an example of a manufacturing frame used for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 3B is an explanatory view showing an intermediate product of the manufacturing frame. .
FIG. 4 is an explanatory view showing one example of a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a manufacturing process of the semiconductor device illustrated in FIG. 1;
FIG. 6 is a sectional view showing another example of the semiconductor device according to the present invention.
FIG. 7 Half It is sectional drawing which shows the other example of a conductor device.
FIG. 8 Half It is sectional drawing which shows the other example of a conductor device.
FIG. 9 Half It is sectional drawing which shows the other example of a conductor device.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a semiconductor device.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 LED chip (semiconductor chip)
2 Resin package
3a, 3c, 3d first conductor
3b 3e, 3f, 3g Second conductor
4 Auxiliary part
5a to 5g Terminal for surface mounting
43 inner wall
A, Aa-Ad semiconductor device

Claims

A first conductor having a semiconductor chip mounted thereon, a second conductor conductively connected to the semiconductor chip via a wire, and a resin package enclosing the semiconductor chip and the wire; A semiconductor device, wherein a part of each of the first conductor and the second conductor is a surface mounting terminal located outside the resin package,
At least one of the first conductor and the second conductor has an extended portion extending from the inside of the resin package toward the bottom portion, and a bent portion bent and connected to the extended portion, This bent portion is exposed to the outside from the bottom portion of the resin package and serves as a terminal portion for surface mounting ,
A semiconductor device, wherein the extending portion has a plate shape having a width larger than a thickness, and a width direction of the extending portion matches a direction in which the wire extends .

The second conductor has a configuration including the extending portion and the bent portion,
The first conductor has a substantially cup-shaped or substantially saucer-shaped auxiliary portion having a concave inner wall surface surrounding the whole or a part of the semiconductor chip, and the bottom of the auxiliary portion is formed of the resin. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a surface mounting terminal exposed from the bottom of the package to the outside.

2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the first conductor and the second conductor has a configuration including the extending portion and the bent portion . 3.