WO1999063594A1 - Dispositif a semi-conducteurs - Google Patents

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WO1999063594A1
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resin
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Masashi Sano
Nobuaki Suzuki
Shinichi Suzuki
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Definitions

  • the present invention relates to a resin package type semiconductor device.
  • the present invention relates to a semiconductor device suitable for surface mounting on a substrate.
  • FIGS. 18 and 19 show examples of a conventional semiconductor device.
  • the illustrated semiconductor device B is configured as a light emitting device and includes a resin package 90, a semiconductor chip 93, a wire W, a first lead 91, and a second lead 92.
  • the first and second leads 91 and 92 include horizontal internal terminals 9 la and 92 a located in the resin package 90 and external terminals 9 lb and 9 lb exposed outside the resin package 90. 9 2b. Bottom portions 94a, 94b flush with the bottom surface 90b of the resin package 90 are formed on the external terminals 91b, 92b.
  • the semiconductor chip 93 is, for example, a light emitting element, and is bonded to the internal terminal 91 a and sealed in a resin package 90.
  • the wire W has a first end bonded to an electrode on the upper surface of the semiconductor chip 93 and a second end bonded to an internal terminal 92a, which is enclosed in a resin package 90. It has been.
  • the resin package 90 is made of, for example, a transparent epoxy resin into which no filler is mixed, and a lens portion 95 as a convex lens is formed on an upper surface 90 a of the resin package 90.
  • the above-described semiconductor device B has the following problems.
  • the wire W may be broken.
  • solder paste H is applied to the electrode pads 97a and 97b on the substrate 96. Apply.
  • the semiconductor device B is mounted on the substrate 96.
  • the substrate 96 and the semiconductor device B are placed in a heating furnace and heated.
  • the heating temperature is, for example, about 240 ° C.
  • the heating temperature is, for example, about 240 ° C.
  • the solder paste H is re-melted.
  • the solder paste H is solidified, and the semiconductor device B is fixed to the substrate 96.
  • the solder paste H is solidified at, for example, 18 ° C., whereby the first and second leads 91, 92 are solidified. Are fixed to the electrode pads 97a and 97b.
  • the resin package 90 is still in a softened state in which thermal expansion has occurred, and subsequently contracts with decreasing temperature. The reason is that the glass transition temperature of the epoxy resin containing no filler is about 120 ° C., which is lower than the temperature at which the solder paste H solidifies.
  • the lens part 95 and the semiconductor chip 93 are combined with each other in order to enhance the light condensing effect. It is desired to increase the interval between the two. The reason is that the light emitted from the semiconductor chip 93 travels at a certain spread angle, while the light reaching the lens part 95 is increased by increasing the distance between the semiconductor chip 93 and the lens part 95. This is because it is possible to approach the light ray parallel to the optical axis of the lens portion 95.
  • the entire semiconductor device B becomes larger.
  • the thickness t of the resin decreases over a wide range. In this case, the strength of the resin package 90 is poor, and the resin package 90 is easily cracked. It becomes. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of solving or reducing the above-mentioned problems of the conventional technology.
  • the semiconductor device provided by the present invention includes:
  • a resin having a top surface and a bottom surface facing in the thickness direction, and a first side surface and a second side surface facing in the width direction.
  • a semiconductor device comprising:
  • At least one of the first and second internal terminals is characterized by being bent in the thickness direction of the resin package.
  • the semiconductor chip is one of a light emitting element and a light receiving element
  • the resin package has a light transmitting property
  • the resin package is made of an epoxy resin.
  • a focusing lens portion is provided on the upper surface of the resin package.
  • the bonding portion of the semiconductor chip is such that the first internal terminal has the first side surface on the first side surface.
  • the resin is more deviated toward the bottom of the package than the position where it is immersed in the package.
  • the first internal terminal is provided with an inclined surface that faces each of the semiconductor chip and the lens unit and that can reflect received light.
  • the second internal terminal since the second internal terminal is bent, the second internal terminal faces the semiconductor chip and the lens unit, and can reflect received light.
  • An inclined surface is provided.
  • the first internal terminal has a concave surface surrounding the periphery of the semiconductor chip, facing the upper surface of the resin package, and capable of reflecting received light.
  • the concave portion defined by the concave surface is filled with a coating material having a light transmitting property that is softer than the resin package, and the semiconductor chip is covered with the coating material. I have.
  • each of the first and second internal terminals is bent, so that the bonding portion of the semiconductor chip is such that the first internal terminal enters the resin package on the first side surface.
  • the position is deviated toward the bottom of the resin package from the position, and the bonding portion at the second end of the wire is such that the second internal terminal is located on the second side surface, and It is deviated closer to the bottom surface of the resin package than the position where it is immersed in the resin package.
  • each of the first and second internal terminals has a crank shape.
  • each of the first and second internal terminals is bent, so that the bonding portion of the semiconductor chip is such that the first internal terminal enters the resin package on the first side surface.
  • the position of the wire is shifted toward the upper surface of the resin package from the position, and the bonding portion at the second end of the wire is such that the second internal terminal is located inside the resin package on the second side surface. It is deviated closer to the upper surface of the resin package than the immersion position.
  • the entirety of the semiconductor chip and the wires are heated when the resin package is heated together with the resin package so as to soften the resin package. It is surrounded by a softer material than the cage.
  • each of the first and second external terminals has a bottom surface extending along the bottom surface of the resin package.
  • the first and second external terminals are exposed to the outside of the resin package from a first side surface and a second side surface of the resin package.
  • At least one of the first and second external terminals is exposed to the outside of the resin package from a bottom surface of the resin package.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of a lead frame used for manufacturing the semiconductor device of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state where a semiconductor chip is mounted on the lead frame of FIG. 3 and wire bonding is performed.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state where the semiconductor chips and wires of FIG. 4 are surrounded by a resin cage.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an operation when the semiconductor device according to the first embodiment is mounted.
  • FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a main part of a semiconductor device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a sectional view of FIG. 110X111-XIII.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the operation of the semiconductor device according to the sixth example.
  • FIG. 15 is a sectional view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a sectional view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a sectional view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view illustrating an example of a conventional semiconductor device.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating the operation of the semiconductor device of FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a state in which the height of the lead of the semiconductor device of FIG. 18 is changed.
  • the semiconductor device A includes a light emitting element 1 as a semiconductor chip, a wire W, a resin package 2, a first lead 4 and a second lead 5.
  • the resin package 2 is made of, for example, a transparent epoxy resin containing no filler, and is formed in a rectangular parallelepiped shape surrounding the light emitting element 1 and the wire W. However, on the upper surface 2a of the resin package 2, a hemispherical lens portion 3 protruding upward is formed.
  • the first and second leads 4 and 5 are both formed of a thin metal plate such as copper having a certain width.
  • the first lead 4 has a first internal terminal 4 a immersed in the resin package 2 from the first side surface 2 c of the resin package 2 and a first internal terminal 4 a exposed to the outside of the resin package 2 from the first side surface 2 c. 1 external terminal 4b.
  • the first external terminal 4 b is bent and provided with a bottom surface 45 extending flush with the bottom surface 2 b of the resin package 2.
  • the first internal terminal 4a is also bent. As a result, the first internal terminal 4a has a horizontal portion 40a near the first side surface 2c, a horizontal portion 40c near the center of the resin package 2, and these horizontal portions 40c. An inclined portion 4 Ob located between a and 40c is provided.
  • “horizontal” in the embodiment of the present invention means that it is parallel to the bottom surface 2 b of the resin package 2.
  • the height Ha from the bottom surface 2b of the resin package 2 to the horizontal portion 40a is relatively large.
  • the light emitting element 1 is bonded on the horizontal part 40 c so that the light emitting element 1 is located directly below the lens part 3. Have been.
  • the inclined portion 40b is a portion inclined so that the horizontal portion 40c is displaced to a position lower than the horizontal portion 40a by an appropriate dimension Hb.
  • the inclined surface 40b 'as the upper surface of the inclined portion 4Ob faces the lens portion 3 of the resin package 2 and the light emitting element 1 at a fixed angle, and the light emitting element 1 It is a surface that can reflect the light traveling toward O b ′ toward the lens unit 3.
  • a means for increasing the light reflection efficiency of the inclined surface 4 Ob ′ a means of providing a white paint film or a metal film having a luminous surface on the inclined surface 40 may be adopted.
  • the second lead 5 includes a second internal terminal 5a immersed in the resin package 2 from a second side 2d facing the first side 2c of the resin package 2, and a second side 2 and d has a second external terminal 5 b exposed to the outside of the resin package 2.
  • the second external terminal 5 b is bent in a symmetrical shape with the first external terminal 4 b, and has a bottom portion 55 extending flush with the bottom surface 2 b of the resin package 2.
  • the second internal terminal 5a has a horizontal shape having the same height as the horizontal portion 40a of the first internal terminal 4a.
  • the wire W has a first end bonded to an electrode on the upper surface of the light emitting element 1 and a second end closer to the center of the resin package 2 of the second internal terminal 5a. Bonding.
  • the second lead 5 is mechanically and electrically connected to the light emitting element 1 via the wire W.
  • a lead frame 6 as shown in FIG. 3 is used.
  • the lead frame 6 is obtained by punching a metal plate made of copper, for example, and has a pair of side bands 60 a and 60 Ob extending in parallel. These side bands 60a and 6Ob are separated from each other by a plurality of cross members 61 provided at a constant interval L. In a region between two cross members 61 adjacent to each other, leads 62 a and 62 b extending so as to approach each other are provided on the side bands 60 a and 60 ob so as to be separated from each other. I have. These leads 62a and 62b are the original parts of the first and second leads 4 and 5 described above, and the inner end of the lead 62a is already bent.
  • this portion is formed in the same shape as the first internal terminal 4a shown in FIG.
  • the light emitting element 1 is bonded to the inner end of the lead 62a.
  • both ends of the wire W are bonded to the upper surface of the light emitting element 1 and the inner end of the lead 62b.
  • a resin surrounding the light emitting element 1 and the wire W, and a package 2 are formed.
  • This resin cage 2 can be formed by, for example, a transfer molding method, and the lens portion 3 can be formed at the same time. Resin,.
  • the leads 62a and 62b are separated from the side bands 60a and 60b (lead cut step). Finally, a portion of the leads 62 and 62b that protrudes from the resin package 2 is bent (lead forming process). Thereby, the semiconductor device A as shown in FIG. 1 is obtained.
  • the semiconductor device A is used, for example, mounted on a substrate.
  • the solder reflow method is preferably adopted.
  • a solder paste H is applied to the surface of two electrode pads 70 provided on the substrate 7 and the first and second external terminals 4 are applied.
  • the semiconductor device A is carried into the heating furnace together with the substrate 7 and heated.
  • the solder paste H is heated to 240, for example, and re-melted, the semiconductor device A and the substrate 7 are carried out of the heating furnace, and the solder paste H is cooled and solidified.
  • the first and second leads 4 and 5 are fixed to the two electrode pads 70.
  • the wire bonding is performed by heat shrinking the resin package in a softened state even after the external terminal is fixed to the electrode pad. A large stress was acting on the part.
  • the semiconductor device A according to the present embodiment as shown in FIG. 6, when the resin package 2 contracts from the state of thermal expansion to the position indicated by the phantom line in FIG.
  • the inclined portion 40b of the first internal terminal 4a provides resistance to resin shrinkage. More specifically, when the resin package 2 contracts, the first lead 4 is relatively pulled out between the resin package 2 and the first lead 4 toward the outside of the resin package 2.
  • the slope 4 O b It exerts a role of reducing opposing actions.
  • the inclined portion 4 Ob also has a role of preventing the resin closer to the first side surface 2 c than the inclined portion 40 from moving toward the first end of the light emitting element 1 or the wire W. Fulfill. Therefore, the stress acting on the bonding portion of the first end of the wire W can be reduced.
  • the first internal terminal 4a moves around the upper portion of the inclined portion 40b (the portion indicated by reference numeral N1 in FIG. 6). It can be expected that the robot rotates toward the upper part of the arrow N2 and assumes a posture emphasized using a virtual line. When such rotation occurs, the light emitting element 1 moves in the direction of the second internal terminal 5a. This moving direction coincides with the shrinking direction of the resin package 2 and is a direction that weakens the tension of the wire W. Therefore, the effect of preventing the wire W from being disconnected can be obtained by such a configuration.
  • the semiconductor device A of the present embodiment is used, for example, as a light emitting device of an optical sensor.
  • the light emitting element 1 when the light emitting element 1 emits light, the light traveling from the light emitting element 1 toward the lens unit 3 is refracted by the lens unit 3 in the optical axis direction of the lens unit 3. Can be done. Since the height of the light emitting element 1 in the resin package 2 is low because the first internal terminal 4a is bent, the distance between the light emitting element 1 and the lens unit 3 is increased. be able to. Therefore, the divergence angle of light reaching the lens unit 3 from the light emitting element 1 can be reduced, and ⁇ that has passed through the lens unit 3 is easily focused in the optical axis direction of the lens unit 3 by that much.
  • the light emitting element 1 emits light not only upward but also toward its periphery.
  • part of the light emitted toward the periphery of the light emitting element 1 travels toward the lens unit 3 by being reflected by the inclined surface 4 Ob ′. Therefore, it is possible to increase the light emission amount of the light from the lens unit 3 and further increase the light irradiation efficiency to a desired area.
  • the height of the horizontal portion 40c to which the light emitting element 1 is bonded is low, the remaining portion of the first internal terminal 4a and the entire second internal terminal 5a are located on the bottom surface of the resin package 2. It is located much higher than 2b, and the thickness of the resin in the region below those parts is large. Therefore, the strength of the resin package 2 can be secured. You. When the semiconductor device A is fixed to the substrate using the first and second external terminals 4b and 5b, no matter what the first and second external terminals 4b and 5b and the resin package 2 are.
  • the force is applied to the contact point between the first lead 4 on the first side surface 2c and the resin package 2 and the second lead 5 on the second side surface 2d and the resin package 2 It easily acts on the point of contact with However, the force ⁇ those portions are located particularly high from the bottom surface 2 b of the resin package 2 , and the thickness of the resin package 2 in the peripheral portion is large. Cracks can be easily prevented from occurring.
  • a light receiving element can be used instead of the light emitting element 1, and the semiconductor device can be configured as a light receiving apparatus for an optical sensor, for example.
  • the light receiving element a photodiode or a photo transistor can be used.
  • the lens portion 3 acts so as to converge the light traveling toward the lens portion 3 from outside the resin package 2 to the light receiving element.
  • the inclined surface 4 Ob ′ of the first internal terminal 4 a plays a role of reflecting light traveling from the outside into the resin package 2 toward the light receiving element. Therefore, when the semiconductor device A is configured as a light receiving device, the light receiving sensitivity can be increased.
  • both a light emitting element and a light receiving element can be used as a semiconductor chip.
  • FIG. 7 shows a semiconductor device Aa according to the second embodiment of the present invention.
  • the same or similar elements as those of the semiconductor device A of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the semiconductor device Aa is obtained by bending the second internal terminal 5 a of the second lead 5 so as to provide the inclined portion 50.
  • the inclined portion 50 is opposed to the light emitting element 1 and the lens portion 3 and has an inclined surface 50 ′ capable of reflecting received light.
  • a first internal terminal 4a is provided with a cap portion 43 having an upward concave surface 43a, and a light emitting element 1 is provided on a bottom portion 43b of the cup portion 43. Are bonded.
  • the concave surface 43a can reflect the received light.
  • the concave portion of the cup portion 43 is filled with a coating material 75 that is transparent and softer than the resin package 2, and the light emitting element 1 is covered with the coating material 75.
  • the coating material 75 for example, a silicone resin is used.
  • the semiconductor device Ab having the above configuration most of the light emitted from the light emitting element 1 toward the periphery thereof can be efficiently reflected toward the lens unit 3 by the concave surface 43a. Therefore, the amount of light emitted from the lens unit 3 can be further increased. Further, since the light emitting element 1 is covered with the covering material 75, even if an external impact force acts on the resin package 2, the impact force is not directly transmitted to the light emitting element 1. Thus, the light-emitting element 1 can be protected.
  • the first internal terminal 4 a has a horizontal portion 40 a near the first side surface 2 c of the resin package 2 and a bottom portion 4 3 b of the cup portion 43 formed as a part of the cup portion 43.
  • the light emitting element 1 has a configuration in which the bonding portion of the light emitting element 1 is lower than the horizontal portion 40a.
  • the basic configuration of the first internal terminal 4a is common to that of the semiconductor device A according to the first embodiment described above. Therefore, in the process of mounting on the board using the solder reflow technique, the same effect of preventing wire breakage as described for the semiconductor device A can be obtained.
  • FIG. 10 shows a semiconductor device Ac according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device Ac has a configuration in which the bottom 43 b of the cup portion 43 provided on the first lead 4 and the bottom surface 2 b of the resin package 2 are exposed to the outside. For this reason, the bottom 43b is an external terminal.
  • the first lead 4 originally has a portion exposed to the outside from the first side surface 2 of the resin package 2 as shown by a phantom line in FIG. 10 in the manufacturing process of the semiconductor device Ac. However, this portion has been cut and removed at the portion of the first side surface 2c.
  • FIG. 11 shows a semiconductor device Ad according to a fifth embodiment of the present invention.
  • This semi The body device Ad is different from the above-described semiconductor device Ac in the shape of the second lead 5, and the other configuration is the same as the semiconductor device Ac.
  • the second internal terminal 5 a of the semiconductor device Ad is bent in an L-shape, and has a horizontal portion 51 and a bottom surface of the resin package 2 from an inner end of the horizontal portion 51. It has a falling part 52 extending to 2b.
  • the second external terminal 5b extends to the lower end of the falling portion 52, is exposed from the bottom surface 2b of the resin package 2, and overlaps the bottom surface 2b.
  • FIGS. 12 to 14 show a semiconductor device Ae according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device Ae is configured such that the first and second internal terminals are formed such that falling portions 40 d and 50 d are formed in the intermediate portion between the first and second internal terminals 4 a and 5 a.
  • Each of 4a and 5a has a configuration bent in a crank shape.
  • each of the horizontal portion 40 c to which the light emitting element 1 is bonded and the horizontal portion 50 c to which the second end of the wire W is bonded are connected to the first side surface 2 c and the second side 2 c of the resin package 2.
  • the horizontal portions 40a and 50a located near the side surface 2d of the lower surface are located lower than the horizontal portions 40a and 50a.
  • the solder paste H when the solder paste H is mounted on the substrate 7 using the solder reflow method, the solder paste H When the resin package 2 still shrinks after solidification, the falling portions 40d and 50d become resistance to the shrinkage. For this reason, according to the same principle as described with reference to FIG. 6, the contraction force of the resin package 2 can be less likely to act on the bonding portion at the first end of the wire W, and the wire W 2 It can hardly act on the bonding part at the end You. Further, as shown by the broken lines in FIG. 14, the horizontal portions 40 c and 50 c of the first and second internal terminals 4 a and 5 a are contracted by the contraction force F a of the resin package 2.
  • the falling portions 40 d and 50 d are drawn in an inclined shape, but these falling portions 40 d and 50 d are non-inclined perpendicular to the bottom surface 2 b of the resin package 2. It may be. The same applies to rising portions 40 e and 50 e described later with reference to FIG.
  • FIG. 15 shows a semiconductor device A f according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device Af is different from the above-described semiconductor device Af in that a cup portion 43 is formed in a part of the first internal terminal 4a, and the light emitting element 1 is bonded to a bottom portion 43b.
  • the configuration is different from e.
  • the cup part 43 has a falling part 40 connecting the horizontal part 40 a near the first side surface 2 c of the resin package 2 and the bottom part 43 b of the cup part 43 to which the light emitting element 1 is bonded. have d.
  • the basic bending configuration of the first and second internal terminals 4a and 5a is common to the semiconductor device Ae described above. Similar effects can be expected.
  • the efficiency of irradiating light to a desired area can be increased by reflecting light by the concave surface 43a of the cup portion 43, and the filling material 75 Filling work can also be facilitated.
  • FIG. 16 shows a semiconductor device Ag according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the first and second internal terminals 4a and 5a each have a direction opposite to the bending direction of the first and second internal terminals of the semiconductor device Ae described above. It is bent in a crank shape. More specifically, the first and second internal terminals 4 a and 5 a of the semiconductor device Ag are connected to the horizontal portion near the first and second side surfaces 2 c and 2 d of the resin package 2. It has rising portions 40 e, 50 e extending upward from 40 a, 50 a, and horizontal portions 40 c, 50 e extending from these rising portions 40 e, 50 e. The light emitting element 1 and the second end of the wire W are bonded to c.
  • the semiconductor device Ah has a configuration in which the resin 76 is filled in the resin package 2 and the light emitting element 1 and the wire W are entirely wrapped by the resin 76. .
  • the resin 76 is, for example, a transparent silicone rubber.
  • the resin package 2 receives the contraction force when the resin package 2 thermally contracts, so that the contraction force does not directly reach each part of the light emitting element 1 and the wire W. be able to. Therefore, the effect of preventing the wire W from breaking can be further enhanced.
  • a light-receiving element can be used instead of a light-emitting element as a semiconductor chip, and for example, a light-emitting device that emits light in a specific wavelength region such as visible light or infrared light other than visible light. Or as a light receiving device for sensing the light.
  • a resin package for example, a resin that blocks visible light and transmits only infrared light can be used.
  • the semiconductor device according to the present invention can be configured as a photointerrupter.
  • a semiconductor chip other than a light emitting element and a light receiving element can be used.
  • the first internal terminal to which the semiconductor chip is bonded is not bent, and only the second internal terminal to which the second end of the wire is bonded is in the thickness direction of the resin package. It can also be bent.

Description

明糸田書 半導体装置 技術分野
本発明は、 樹脂パッケージ型の半導体装置に関する。 とくに、 本発明は、 基板 に面実装して用いるのに好適な半導体装置に関する。 背景技術
従来の半導体装置の一例を図 1 8および図 1 9に示す。 図示された半導体装置 Bは、 発光装置として構成されたものであり、 樹脂パッケージ 9 0、 半導体チッ プ 9 3、 ワイヤ W、 第 1のリード 9 1および第 2のリード 9 2を具備して構成さ れている。 第 1および第 2のリード 9 1， 9 2は、 樹脂パッケージ 9 0内に位置 する水平な内部端子 9 l a , 9 2 aと、 樹脂パッケージ 9 0の外部に露出してい る外部端子 9 l b , 9 2 bとを有している。 外部端子 9 1 b , 9 2 bには、 樹脂 パッケージ 9 0の底面 9 0 bと面一な底面部 9 4 a , 9 4 bが形成されている。 半導体チップ 9 3は、 たとえば発光素子であり、 内部端子 9 1 aにボンディング されて樹脂パッケージ 9 0内に封入されている。 ワイヤ Wは、 その第 1端部が半 導体チップ 9 3の上面の電極にボンディングされているとともに、 その第 2端部 が内部端子 9 2 aにボンディングされており、 樹脂パッケージ 9 0内に封入され ている。 樹脂パッケージ 9 0は、 たとえばフイラが混入されていない透明なェポ キシ樹脂からなり、 その上面 9 0 aには凸レンズとしてのレンズ部 9 5が形成さ れている。
上述した半導体装置 Bにおレ、ては、 以下に述べるような問題点があつた。
第 1に、 半導体装置 Bをハンダリフロ一の手法によつて基板に面実装する場合 には、 ワイヤ Wが断線する虞れがあった。 これをより具体的に説明すると、 図 1 9に示すように、 半導体装置 Bを基板 9 6に面実装するには、 基板 9 6上の電極 パッド 9 7 a， 9 7 bにハンダペースト Hを塗布する。 次いで、 外部端子 9 1 b， 9 2 bの底面部 9 4 a , 9 4 bが電極パッド 9 7 a , 9 7 b上に位置するように して半導体装置 Bを基板 9 6上に載せる。 この状態で、 基板 9 6および半導体装 置 Bを加熱炉内に入れて加熱する。 この加熱温度は、 たとえば 2 4 0 °C程度であ る。 これにより、 ハンダペースト Hが再溶融する。 その後、 基板 9 6および半導 体装置 Bを上記加熱炉から取り出して冷却すると、 ハンダペースト Hが固化し、 半導体装置 Bが基板 9 6に固定される。
このような一連の作業にぉレ、て、 ハンダぺースト Hは再溶融した後の冷却工程 において、 たとえば 1 8 3 °Cで固化し、 これにより第 1および第 2のリード 9 1 , 9 2が電極パッド 9 7 a , 9 7 bに固定される。 ところが、 この段階 （温度 1 8 3 °C) では、 樹脂パッケージ 9 0は、 依然として熱膨張を起こした軟化状態にあ り、 その後温度の低下とともに熱収縮してゆく。 なぜなら、 フイラが混入されて いないエポキシ樹脂のガラス転移温度は、 1 2 0 °C程度であり、 ハンダペースト Hが固化する温度よりも低いからである。
第 1および第 2のリード 9 1 , 9 2が電極パッド 9 7 a , 9 7 bに固定された 後に、 樹脂パッケージ 9 0が収縮すると、 第 1および第 2のリード 9 1， 9 2に 固定されている半導体チップ 9 3やワイヤ Wに対して樹脂パッケージ 9 0の収縮 力が作用する。 このため、 ワイヤ Wがそのボンディング部分において断線する虞 れがあった。
第 2に、 従来技術においては、 半導体チップ 9 3から発せられた光をレンズ部 9 5によって集光させる場合に、 その集光効果を高めるには、 レンズ部 9 5と半 導体チップ 9 3との間隔を大きくすることが望まれる。 なぜなら、 半導体チップ 9 3から発せられた光は一定の広がり角度をもって進行するのに対し、 半導体チ ップ 9 3とレンズ部 9 5との間隔を大きくすれば、 レンズ部 9 5に到達する光を レンズ部 9 5の光軸に平行な光線に近づけることができるからである。
ところ力 \ 従来技術において、 半導体チップ 9 3とレンズ部 9 5との間隔を大 きくする手段として、 それらの間の樹脂の厚みを大きくしたのでは、 半導体装置 Bの全体が大型化する。 その一方、 図 2 0に示すように、 樹脂パッケージ 9 0内 における内部端子 9 1 a， 9 2 aの高さを低くしたのでは、 これら内部端子 9 1 a , 9 2 aよりも下方領域の樹脂の肉厚 tが広い範囲にわたって小さくなる。 こ れでは、 樹脂パッケージ 9 0の強度が劣り、 樹脂パッケージ 9 0に亀裂が生じ易 くなる。 発明の開示
本発明の課題は、 上記従来技術の問題点を解消または軽減することのできる半 導体装置を提供することにある。
本発明によつて提供される半導体装置は、
厚み方向に対向する上面ならびに底面、 および幅方向に対向する第 1の側面な らびに第 2の側面を有する樹脂 、。ッケージと、
上記樹脂 、'ッケージ内に封入されている半導体チップと、
上記樹脂パッケージ内に封入され、 かつ上記半導体チップに第 1端部がボンデ ィングされているワイヤと、
上記第 1の側面から上記樹脂パッケージ内に没入している第 1の内部端子およ びこの第 1の内部端子に繋がって上記樹脂パッケージの外部に露出している第 1 の外部端子を有し、 かつ上記第 1の内部端子に上記半導体チップがボンディング されている第 1のリードと、
上記第 2の側面から上記樹脂パッケージ内に没入している第 2の内部端子およ びこの第 2の内部端子に繋がって上記樹脂パッケージの外部に露出している第 2 の外部端子を有し、 かつ上記第 2の内部端子に上記ワイヤの第 2端部がボンディ ングされている第 2のリードと、
を具備している、 半導体装置であって、
上記第 1および第 2の内部端子の少なくとも一方は、 上記樹脂パッケージの厚 み方向に屈曲していることに特徴づけられる。
好ましくは、 上記半導体チップは、 発光素子および受光素子のいずれかであり、 かつ上記樹脂パッケージは、 透光性を有している。
好ましくは、 上記樹脂パッケージは、 エポキシ樹脂からなる。
好ましくは、 上記樹脂パッケージの上面には、 集光用のレンズ部が設けられて いる。
好ましくは、 上記第 1の内部端子が屈曲されていることにより、 上記半導体チ ップのボンディング部分は、 上記第 1の内部端子が上記第 1の側面において上記 樹脂 、'ッケージ内に没入する位置よりも上記樹脂 、°ッケ一ジの底面寄りに偏位し ている。
好ましくは、 上記第 1の内部端子には、 上記半導体チップと上記レンズ部との それぞれに対向するとともに、 受けた光の反射が可能な傾斜面が設けられている。 好ましくは、 上記第 2の内部端子が屈曲されていることにより、 上記第 2の内 部端子には、 上記半導体チップと上記レンズ部とのそれぞれに対向するとともに、 受けた光の反射が可能な傾斜面が設けられている。
好ましくは、 上記第 1の内部端子には、 上記半導体チップの周囲を囲んで上記 樹脂パッケージの上面に対向するとともに、 受けた光の反射が可能な凹状面が設 けられている。
好ましくは、 上記凹伏面によって規定された凹部には、 上記樹脂パッケージよ りも軟質な透光性を有する被覆材が充塡されており、 かっこの被覆材によって上 記半導体チップが覆われている。
好ましくは、 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれが屈曲されていること により、 上記半導体チップのボンディング部分は、 上記第 1の内部端子が上記第 1の側面において上記樹脂パッケージ内に没入する位置よりも上記樹脂パッケ一 ジの底面寄りに偏位しているとともに、 上記ワイヤの第 2端部のボンディング部 分は、 上記第 2の内部端子が上記第 2の側面にぉレ、て上記樹脂パッケ一ジ内に没 入する位置よりも上記樹脂パッケージの底面寄りに偏位している。
好ましくは、 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれは、 クランク状とされ ている。
好ましくは、 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれが屈曲されていること により、 上記半導体チップのボンディング部分は、 上記第 1の内部端子が上記第 1の側面において上記樹脂パッケージ内に没入する位置よりも上記樹脂パッケ一 ジの上面寄りに偏位しているとともに、 上記ワイヤの第 2端部のボンディング部 分は、 上記第 2の内部端子が上記第 2の側面において上記樹脂パッケージ内に没 入する位置よりも上記樹脂パッケージの上面寄りに偏位している。
好ましくは、 上記半導体チップおよび上記ワイヤの全体は、 上記樹脂パッケ一 ジが軟化するように上記樹脂パッケージとともに加熱されたときに上記樹脂パッ ケージよりも軟質な物質によって包囲されている。
好ましくは、 上記第 1および第 2の外部端子のそれぞれは、 上記樹脂パッケ一 ジの底面に沿って延びる底面部を有している。
好ましくは、 上記第 1および第 2の外部端子は、 上記樹脂パッケージの第 1の 側面と第 2の側面とから上記樹脂パッケージの外部に露出している。
好ましくは、 上記第 1および第 2の外部端子の少なくとも一方は、 上記樹脂パ ッケージの底面から上記樹脂パッケージの外部に露出している。
本発明の他の目的、 特徴および利点は、 以下に添付図面に基づいて説明する実 施例から明かとなるであろう。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施例に係る半導体装置の斜視図である。
図 2は、 図 1の I I一 I I断面図である。
図 3は、 図 1の半導体装置の製造に用いるリ一ドフレームの平面図である。 図 4は、 図 3のリードフレームに半導体チップを搭載してワイヤボンディング を施した状態を表す平面図である。
図 5は、 図 4の半導体チッブおよびワイヤを樹脂 ケージで取り囲んだ状態 を表す平面図である。
図 6は、 第 1実施例に係る半導体装置を実装するときの作用を表す断面図であ る。
図 7は、 本発明の第 2実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 8は、 本発明の第 3実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 9は、 第 3実施例に係る半導体装置の要部斜視図である。
図 1 0は、 本発明の第 4実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 1 1は、 本発明の第 5実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 1 2は、 本発明の第 6実施例に係る半導体装置の斜視図である。
図 1 3は、 図 1 1 0X 111 - X I I I 断面図である。
図 1 4は、 第 6実施例に係る半導体装置の作用を表す断面図である。
図 1 5は、 本発明の第 7実施例に係る半導体装置の断面図である。 図 1 6は、 本発明の第 8実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 1 7は、 本発明の第 9実施例に係る半導体装置の断面図である。
図 1 8は、 従来の半導体装置の一例を表す斜視図である。
図 1 9は、 図 1 8の半導体装置の作用を表す断面図である。
図 2 0は、 図 1 8の半導体装置のリ一ドの高さを変更した状態を表す断面図で める。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好ましい実施例を、 図 1〜図 1 6を参照して説明する。
図 1および図 2は、 本発明の第 1実施例に係る半導体装置 Aを示している。 半 導体装置 Aは、 半導体チップとしての発光素子 1、 ワイヤ W、 樹脂パッケージ 2、 第 1のリード 4および第 2のリード 5を具備して構成されている。
発光素子 1 としては、 たとえば発光ダイオードが用いられている。 樹脂パッケ —ジ 2は、 たとえばフイラを含有しない透明なエポキシ樹脂からなり、 発光素子 1やワイヤ Wを取り囲む直方体状に形成されている。 ただし、 樹脂パッケージ 2 の上面 2 aには、 上方に突出する半球状のレンズ部 3がー体形成されている。 第 1および第 2のリード 4 , 5は、 ともに一定の幅を有する銅などの薄肉金属 板によって構成されている。 第 1のリード 4は、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2 cから樹脂パッケージ 2内に没入した第 1の内部端子 4 aと、 第 1の側面 2 c から樹脂パッケージ 2の外部に露出した第 1の外部端子 4 bとを有している。 第 1の外部端子 4 bには、 屈曲加工が施されており、 樹脂パッケージ 2の底面 2 b と面一に延びる底面部 4 5が設けられている。
第 1の内部端子 4 aにも屈曲加工が施されている。 これにより、 第 1の内部端 子 4 aには、 第 1の側面 2 cの近傍の水平部 4 0 aと、 樹脂パッケージ 2の中央 部寄りの水平部 4 0 cと、 これら水平部 4 0 a , 4 0 cの間に位置する傾斜部 4 O bが設けられている。 ここで、 本発明の実施例における水平とは、 樹脂パッケ ージ 2の底面 2 bに平行であることを意味する。 樹脂パッケージ 2の底面 2 bか ら水平部 4 0 aまでの高さ H aは、 比較的大きな寸法とされている。 水平部 4 0 c上には、 発光素子 1がレンズ部 3の直下に位置するようにしてボンディングさ れている。 傾斜部 4 O bは、 水平部 4 0 cを水平部 4 0 aよりも適当な寸法 H b だけ低い位置に偏位させるように傾斜した部分である。 傾斜部 4 O bの上面とし ての傾斜面 4 0 b'は、 樹脂パッケージ 2のレンズ部 3と発光素子 1とのそれぞれ に一定の角度をもって対向しており、 発光素子 1からこの傾斜面 4 O b'に向けて 進行してきた光をレンズ部 3に向けて反射可能な面となっている。 傾斜面 4 O b' の光の反射効率を高める手段として、 傾斜面 4 0 に白色の塗装膜、 あるいは光 沢を有する金属膜を設ける手段を講じてもかまわなレ、。
第 2のリード 5は、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2 cに対向している第 2の 側面 2 dから樹脂パッケージ 2内に没入した第 2の内部端子 5 aと、 第 2の側面 2 dから樹脂パッケージ 2の外部に露出した第 2の外部端子 5 bとを有している。 第 2の外部端子 5 bは、 第 1の外部端子 4 bと対称な形状に屈曲されており、 樹 脂パッケージ 2の底面 2 bと面一に延びる底面部 5 5を有している。 第 2の内部 端子 5 aは、 第 1の内部端子 4 aの水平部 4 0 aと同一高さの水平状である。 ヮ ィャ Wは、 その第 1端部が発光素子 1の上面の電極にボンディングされていると ともに、 その第 2端部が第 2の内部端子 5 aの樹脂パッケージ 2の中央部寄りの 部分にボンディングされている。 これにより、 第 2のリード 5は、 発光素子 1 と ヮィャ Wを介して機械的および電気的に接続されている。
次に、 上記構成の半導体装置 Aの製造方法について、 図 3〜図 5を参照しつつ 簡単に説明する。
半導体装置 Aの製造には、 図 3に示すようなリードフレーム 6が使用される。 このリードフレーム 6は、 たとえば銅製の金属板を打ち抜いて得られるものであ り、 平行に延びる一対のサイドバンド 6 0 a , 6 O bを有している。 これらのサ イドバンド 6 0 a , 6 O bは、 一定の間隔 Lで設けられた複数のクロスメンバ 6 1によって互いに繫がれている。 互いに隣接する 2つのクロスメンバ 6 1の間の 領域において、 サイドバンド 6 0 a , 6 O bには、 互いに接近するように延びた リード 6 2 a， 6 2 bが互いに離間して設けられている。 これらのリード 6 2 a , 6 2 bは、 既述した第 1および第 2のリード 4 , 5の原形となる部分であり、 リ ード 6 2 aの内端部分には既に屈曲加工が施されていることにより、 この部分は 図 2に示した第 1の内部端子 4 aと同一形状に形成されている。 上記したリードフレーム 6を準備した後には、 図 4に示すように、 発光素子 1 をリード 6 2 aの内端部分にボンディングする。 その後、 発光素子 1の上面とリ ード 6 2 bの内端部分とにワイヤ Wの両端をボンディングする。 続いて、 図 5に 示すように、 発光素子 1およびワイヤ Wを取り囲む樹脂 、'ッケージ 2を形成する。 この樹脂 ケージ 2の形成は、 たとえばトランスファモールド法により行うこ とができ、 レンズ部 3も同時に形成することができる。 樹脂 、。ッケージ 2の形成 後には、 リード 6 2 a , 6 2 bをサイドバンド 6 0 a , 6 O bカヽら切り離す （リ 一ドカット工程） 。 最後に、 リード 6 2 , 6 2 bのうち、 樹脂パッケージ 2から 突出した部分に屈曲加工を施す （リードフォ一ミング加工） 。 これにより、 図 1 に示したような半導体装置 Aが得られる。
次に、 半導体装置 Aの作用について説明する。
半導体装置 Aは、 たとえば基板に実装されて使用される。 この実装には、 ハン ダリフローの手法が好適に採用される。 このハンダリフローの手法では、 図 6に 示すように、 基板 7に設けられている 2つの電極パッド 7 0の表面にハンダぺ一 スト Hを塗布しておき、 第 1および第 2の外部端子 4 b , 5 bの底面部 4 5 5 5と 2つの電極パッド 7 0とを位置合わせした後に、 半導体装置 Aを基板 7とと もに加熱炉に搬入して加熱させる。 ハンダペースト Hをたとえば 2 4 0でまで加 熱して再溶融させた後には、 半導体装置 Aおよび基板 7を上記加熱炉から搬出し てハンダペースト Hを冷却固化させる。 これにより、 第 1および第 2のリード 4 , 5が 2つの電極パッド 7 0に固定される。
既に述べたように、 従来技術においては、 半導体装置の実装工程において、 外 部端子が電極 'ッドに固定された後も樹脂 'ッケージが軟化状態のまま熱収縮す ることによって、 ワイヤのボンディング部分に大きな応力が作用していた。 これ に対して、 本実施例に係る半導体装置 Aにおいては、 図 6に示すように、 樹脂パ ッケージ 2が同図の仮想線に示す位置まで熱膨張した状態から元の状態に収縮す るときに、 第 1の内部端子 4 aの傾斜部 4 0 bが樹脂収縮に対する抵抗となる。 より具体的には、 樹脂パッケージ 2の収縮時には、 樹脂パッケージ 2と第 1のリ ―ド 4との間に、 第 1のリード 4を樹脂パッケージ 2の外部に向けて相対的に引 き抜こうとする力および動作が発生するのに対し、 傾斜部 4 O bはそのような相 対的な動作を減少させる役割を発揮する。 とくに、 傾斜部 4 O bは、 傾斜部 4 0 よりも第 1の側面 2 c寄りの樹脂が発光素子 1やワイヤ Wの第 1端部に向けて移 動してくることを阻止する役割も果たす。 したがって、 ワイヤ Wの第 1端部のボ ンディング部分に作用する応力を少なくできる。
加えて、 傾斜部 4 O bが樹脂パッケージ 2の収縮力 Fを受けると、 第 1の内部 端子 4 aが傾斜部 4 0 bの上部付近 （図 6の符号 N 1で示す部分） を中心として 矢印 N 2の上方に向けて回転し、 仮想線を用いて強調して表した姿勢となること が期待できる。 このような回転が生じると、 発光素子 1は第 2の内部端子 5 aの 方向に移動する。 この移動方向は、 樹脂パッケージ 2の収縮方向に一致している とともに、 ワイヤ Wの張力を弱める方向である。 したがって、 このようなことに よってもワイャ Wの断線防止効果が得られることとなる。
本実施例の半導体装置 Aは、 たとえば光センサの発光装置として利用される。 図 2によく表れているように、 発光素子 1を発光させた場合に、 この発光素子 1 からレンズ部 3に向けて進行した光は、 レンズ部 3によってこのレンズ部 3の光 軸方向に屈折させることができる。 樹脂パッケージ 2内における発光素子 1の高 さは、 第 1の内部端子 4 aが屈曲されていることにより低い高さとされているた めに、 発光素子 1とレンズ部 3との間隔を大きくすることができる。 したがって、 発光素子 1からレンズ部 3に到達する光の広がり角度を小さくすることができ、 その分だけレンズ部 3を通過した^がレンズ部 3の光軸方向に集束し易くなる。 このため、 レンズ部 3に対向して設けられる所望の領域への光の照射効率を高め ることが可能となる。 また、 発光素子 1は上方に向けて光を発するのに加え、 そ の周辺に向けても光を発する。 これに対し、 発光素子 1の周辺に向けて発せられ る光の一部は、 傾斜面 4 O b'によって反射されることによりレンズ部 3に向けて 進行する。 したがって、 レンズ部 3からの光の出射光量を多くして、 所望の領域 に対する光の照射効率を一層高めることが可能となる。
発光素子 1がボンディングされた水平部 4 0 cの高さは低いものの、 第 1の内 部端子 4 aのそれ以外の部分や、 第 2の内部端子 5 aの全体は、 樹脂パッケージ 2の底面 2 bよりもかなり高レ、位置にあり、 それらの部分の下方領域における樹 脂の肉厚は大きい。 したがって、 樹脂パッケージ 2の強度を確保することができ る。 第 1および第 2の外部端子 4 b , 5 bを利用して半導体装置 Aを基板に固定 させた場合には、 第 1および第 2の外部端子 4 b , 5 bや樹脂パッケージ 2に何 らかの力が加わったときに、 その力は第 1の側面 2 cにおける第 1のリード 4と 樹脂パッケージ 2との接触点、 および第 2の側面 2 dにおける第 2のリード 5と 樹脂パッケージ 2との接触点に作用し易い。 ところ力 \ それらの部分は、 樹脂パ ッケージ 2の底面 2 bからとくに高い位置に存在しており、 その周辺部分の樹脂 パッケージ 2の肉厚は大きいために、 上述した力によってはその周辺部分に容易 に亀裂が生じないようにすることができる。
本発明においては、 発光素子 1に代えて受光素子を用いることができ、 半導体 装置をたとえば光センサ用の受光装置として構成することができる。 上記受光素 子としては、 フォトダイオードやフォトトランジスタを用いることができる。 こ のような場合、 レンズ部 3は、 樹脂パッケージ 2の外部からレンズ部 3に向けて 進行してきた光を受光素子に集束させるように作用する。 また、 第 1の内部端子 4 aの傾斜面 4 O b'は、 外部から樹脂パッケージ 2内に進行してきた光を上記受 光素子に向けて反射する役割を果たす。 したがって、 半導体装置 Aが受光装置と して構成された場合には、 その受光感度を高いものにできる。 半導体チップとし て、 発光素子と受光素子とのいずれをも用いることができることは、 以下に述べ る他の実施例においても同様である。
図 7は、 本発明の第 2実施例に係る半導体装置 A aを示している。 ただし、 図 7以降の図においては、 第 1実施例の半導体装置 Aと同一または類似の要素には 同一の符号を付してある。
図 7に示すように、 半導体装置 A aは、 第 2のリード 5の第 2の内部端子 5 a に傾斜部 5 0を設ける屈曲加工を施したものである。 傾斜部 5 0は、 発光素子 1 とレンズ部 3とのそれぞれに対向しているとともに、 受けた光の反射が可能な傾 斜面 5 0 ' を有している。
上記構成の半導体装置 A aにおいては、 発光素子 1から発せられた光を、 傾斜 面 4 0 b'， 5 0 ' によってレンズ部 3に向けて反射させることができる。 したが つて、 レンズ部 3からの光の出射光量をより多くすることができる。
図 8および図 9は、 本発明の第 3実施例に係る半導体装置 A bを示している。 この半導体装置 A bは、 第 1の内部端子 4 aに上向きの凹状面 4 3 aを有する力 ップ部 4 3が設けられており、 カップ部 4 3の底部 4 3 b上に発光素子 1がボン ディングされた構成を有している。 凹伏面 4 3 aは、 受けた光を反射可能である。 カップ部 4 3の凹部には、 透明かつ樹脂パッケージ 2よりも軟質な被覆材 7 5力 充塡されており、 発光素子 1はこの被覆材 7 5によって覆われている。 被覆材 7 5としては、 たとえばシリコーン樹脂が用いられている。
上記構成の半導体装置 A bにおいては、 発光素子 1からその周囲に向けて発せ られた光の多くを凹状面 4 3 aによってレンズ部 3に向けて効率良く反射させる ことができる。 したがって、 レンズ部 3からの出射光量をさらに多くすることが できる。 また、 発光素子 1が被覆材 7 5によって覆われていることにより、 樹脂 パッケージ 2に対して外部から衝撃力が作用しても、 その衝撃力が発光素子 1に 直接伝わらないようにすることができ、 発光素子 1の保護を図ることもできる。 一方、 第 1の内部端子 4 aは、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2 cの近傍の水平 部 4 0 aとカップ部 4 3の底部 4 3 bとが、 カップ部 4 3の一部としての傾斜部 4 0 bを介して繋がった構成を有しており、 水平部 4 0 aよりも発光素子 1のボ ンディング部分の高さが低くなつている。 この第 1の内部端子 4 aの基本的な形 態は、 先に述べた第 1実施例に係る半導体装置 Aのそれと共通している。 したが つて、 ハンダリフローの手法を用いた基板への実装工程においては、 半導体装置 Aについて述べたのと同様なワイヤの断線防止効果を得ることができる。
図 1 0は、 本発明の第 4実施例に係る半導体装置 A cを示している。 この半導 体装置 A cは、 第 1のリード 4に設けられたカップ部 4 3の底部 4 3 b力、 樹脂 パッケージ 2の底面 2 bから外部に露出した構成を有している。 このため、 底部 4 3 bが外部端子となっている。 第 1のリード 4は、 半導体装置 A cの製造工程 において、 図 1 0の仮想線に示すように、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2じか ら外部に露出していた部分を元々有してはいるものの、 この部分は第 1の側面 2 cの部分において切断され、 除去されている。 一方、 第 2の外部端子 5 bは、 樹 脂パッケージ 2の底面 2 bの高さおレ、て樹脂パッケージ 2の中央部方向に屈曲さ れており、 樹脂パッケージ 2の底面 2 bに重なった底面部 5 5を有している。 図 1 1は、 本発明の第 5実施例に係る半導体装置 A dを示している。 この半導 体装置 A dは、 第 2のリード 5の形状が上記した半導体装置 A cとは相違してお り、 それ以外の構成については半導体装置 A cと同一である。 より具体的には、 半導体装置 A dの第 2の内部端子 5 aは、 L字状に屈曲されており、 水平部 5 1 と、 この水平部 5 1の内方端から樹脂パッケージ 2の底面 2 bに延びた立ち下が り部 5 2とを有している。 第 2の外部端子 5 bは、 立ち下がり部 5 2の下端に繫 がっており、 樹脂パッケージ 2の底面 2 bから露出してこの底面 2 bに重なって いる。
上記構成の半導体装置 A c， A dにおいては、 いずれも第 1のリード 4のカツ プ部 4 3の底部 4 3 bをそのまま外部端子としているために、 製造時における第 1のリード 4のフォーミング加工が容易となる。 また、 第 1および第 2のリード 4， 5のそれぞれが、 樹脂パッケージ 2の幅方向に大きく突出しない構成となつ ているために、 半導体装置 A c , A dの全体の幅も小さくできる。 さらに、 樹脂 パッケージ 2は、 カップ部 4 3の底部 4 3 bが外部に露出するように薄肉に形成 すればよいから、 半導体装置 A c , A dの全体の厚みも小さくすることができる。 図 1 2〜図 1 4は、 本発明の第 6実施例に係る半導体装置 A eを示している。 この半導体装置 A eは、 第 1および第 2の内部端子 4 a， 5 aの中間部に立ち下 がり部 4 0 d , 5 0 dを形成するように、 これら第 1および第 2の内部端子 4 a， 5 aのそれぞれがクランク状に屈曲された構成を有している。 これにより、 発光 素子 1がボンディングされた水平部 4 0 cおよびワイヤ Wの第 2端部がボンディ ングされた水平部 5 0 cのそれぞれは、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2 cや第 2の側面 2 dの近傍に位置する水平部 4 0 a , 5 0 aよりも低い位置に配置され ている。
上記構成の半導体装置 A eにおいては、 図 1 4によく表れているように、 ハン ダリフローの手法を用いて基板 7に実装する場合のハンダペースト Hの再溶融後 の冷却工程において、 ハンダペースト Hが固化した後に樹脂パッケージ 2がなお も収縮するときに、 立ち下がり部 4 0 d , 5 0 dがその収縮の抵抗となる。 この ため、 図 6を参照して説明したのと同様な原理により、 樹脂パッケージ 2の収縮 力がワイヤ Wの第 1端部のボンディング部分に作用しにくくすることができると ともに、 ワイャ Wの第 2端部のボンディング部分にも作用し難くすることができ る。 さらには、 図 1 4において破線で強調して表しているように、 第 1および第 2の内部端子 4 a , 5 aの水平部 4 0 c , 5 0 cを樹脂パッケージ 2の収縮力 F aによって互いに接近させるように変位させることもできる。 したがって、 この 半導体装置 A eにおいては、 ワイヤ Wの両端のボンディング部分において断線を 生じにくいものにでき、 より好ましいものとなる。 図面においては、 立ち下がり 部 4 0 d , 5 0 dが傾斜状に描かれているものの、 これらの立ち下がり部 4 0 d , 5 0 dは樹脂パッケージ 2の底面 2 bに垂直な非傾斜状であってもかまわない。 これは、 図 1 6を参照して後述する立ち上がり部 4 0 e , 5 0 eについても同様 である。
図 1 5は、 本発明の第 7実施例に係る半導体装置 A f を示している。 この半導 体装置 A f は、 第 1の内部端子 4 aの一部にカップ部 4 3を形成し、 その底部 4 3 bに発光素子 1をボンディングしている点において、 上記した半導体装置 A e とはその構成が相違している。 カップ部 4 3は、 樹脂パッケージ 2の第 1の側面 2 cの近傍の水平部 4 0 aと発光素子 1がボンディングされたカップ部 4 3の底 部 4 3 bとを繋ぐ立ち下がり部 4 0 dを有している。
上記構成の半導体装置 A f においては、 第 1および第 2の内部端子 4 a , 5 a の基本的な屈曲形態が上記した半導体装置 A eと共通するため、 半導体装置 A e について述べたのと同様な効果が期待できる。 もちろん、 カップ部 4 3を有して いるために、 カップ部 4 3の凹状面 4 3 aによる光の反射によって所望領域への 光の照射効率を高めることができるとともに、 充墳材 7 5の充塡作業も容易にす ることができる。
図 1 6は、 本発明の第 8実施例に係る半導体装置 A gを示している。 この半導 体装置 A gは、 第 1および第 2の内部端子 4 a , 5 aのそれぞれが、 上記した半 導体装置 A eの第 1および第 2の内部端子の曲げ方向とは反対向きのクランク状 に屈曲されている。 より具体的には、 この半導体装置 A gの第 1および第 2の内 部端子 4 a， 5 aは、 樹脂パッケージ 2の第 1および第 2の側面 2 c , 2 dの近 傍の水平部 4 0 a , 5 0 aから上方に延びる立ち上がり部 4 0 e , 5 0 eを有し ており、 これらの立ち上がり部 4 0 e， 5 0 eに繫がった水平部 4 0 c， 5 0 c に発光素子 1やワイヤ Wの第 2端部がボンディングされている。 上記構成の半導体装置 A gにおいては、 上記した半導体装置 A eとは第 1およ び第 2の内部端子 4 a , 5 aの屈曲方向が反対であるものの、 樹脂パッケージ 2 の収縮時における樹脂パッケージ 2の収縮に対する第 1および第 2の内部端子 4 a , 5 aの作用としては、 半導体装置 A eの場合と同様な作用を期待することが できる。 より具体的には、 半導体装置 A gの実装工程における樹脂パッケージ 2 の熱収縮時には、 立ち上がり部 4 0 e , 5 0 eが樹脂パッケージ 2の収縮に対す る抵抗力を発揮する。 また、 樹脂パッケージ 2の収縮力によって水平部 4 0 c , 5 0 cを下向きに回転させて互いに接近させることもできる。 したがって、 ワイ ャ Wの両端のボンディング部分において断線を生じにくくすることができる。 図 1 7は、 本発明の第 8実施例に係る半導体装置 A hを示している。 この半導 体装置 A hは、 樹脂パッケージ 2内に樹脂 7 6が充塡されているとともに、 この 樹脂 7 6によつて発光素子 1およびワイャ Wの全体が包み込まれた構成を有して いる。 樹脂 7 6は、 たとえば透明なシリコーンゴムであり、 少なくとも半導体装 置 A hをハンダリフローの手法で基板に実装するときの工程において、 樹脂パッ ケージ 2が加熱された軟化状態にあるときに、 それよりもさらに軟質な状態にあ るものである。
上記構成の半導体装置 A hにおいては、 樹脂パッケージ 2が熱収縮するときの 収縮力を樹脂 7 6によって受けさせることにより、 発光素子 1やワイヤ Wの各部 に上記収縮力が直接及ばないようにすることができる。 したがって、 ワイヤ Wの 断線防止効果をより高めることができる。
本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。
既に述べたとおり、 本発明においては、 半導体チップとしては、 発光素子に代 えて受光素子を用いることができ、 たとえば可視光または可視光以外の赤外光な どの特定波長領域の光を発する発光装置として、 あるいはそれらの光を感知する ための受光装置として構成することができる。 樹脂パッケージとしては、 たとえ ば可視光を遮断して赤外光のみを透過させる樹脂を用いるといったことも可能で ある。 発光素子と受光素子とを共通の樹脂パッケージ内に間隔を隔てて埋設する ことにより、 本発明に係る半導体装置をフォトインタラブ夕として構成すること もできる。 もちろん、 半導体チップとして、 発光素子ゃ受光素子以外のものを用 いることもできる。 また、 本発明においては、 半導体チップがボンディングされ ている第 1の内部端子が屈曲しておらず、 ワイヤの第 2端部がボンディングされ ている第 2の内部端子のみが樹脂パッケージの厚み方向に屈曲した構成とするこ ともできる。

Claims

請求の範囲
. 厚み方向に対向する上面ならびに底面、 および幅方向に対向する第 1の側面 ならびに第 2の側面を有する樹脂パッケージと、
上記樹脂ノ、'ッケージ内に封入されている半導体チップと、
上記樹脂パッケージ内に封入され、 かつ上記半導体チップに第 1端部がボン ディングされているワイヤと、
上記第 1の側面から上記樹脂パッケージ内に没入している第 1の内部端子お よびこの第 1の内部端子に繫がって上記樹脂パッケージの外部に露出している 第 1の外部端子を有し、 かつ上記第 1の内部端子に上記半導体チップがボンデ ィングされている第 1のリードと、
上記第 2の側面から上記樹脂パッケージ内に没入している第 2の内部端子お よびこの第 2の内部端子に繋がって上記樹脂パッケージの外部に露出している 第 2の外部端子を有し、 かつ上記第 2の内部端子に上記ヮィャの第 2端部がボ ンディングされている第 2のリードと、
を具備している、 半導体装置であって、
上記第 1および第 2の内部端子の少なくとも一方は、 上記樹脂パッケージの 厚み方向に屈曲していることを特徴とする、 半導体装置。 . 上記半導体チップは、 発光素子および受光素子のいずれかであり、 かつ上記 樹脂パッケージは、 透光性を有している、 請求項 1に記載の半導体装置。 . 上記樹脂パッケージは、 エポキシ樹脂からなる、 請求項 2に記載の半導体装 . 上記樹脂パッケージの上面には、 集光用のレンズ部が設けられている、 請求 項 2に記載の半導体装置。
5 . 上記第 1の内部端子が屈曲されていることにより、 上記半導体チップのボン ディング部分は、 上記第 1の內部端子が上記第 1の側面において上記樹脂パッ ケージ内に没入する位置よりも上記樹脂パッケージの底面寄りに偏位している、 請求項 4に記載の半導体装置。
6 . 上記第 1の内部端子には、 上記半導体チップと上記レンズ部とのそれぞれに 対向するとともに、 受けた光の反射が可能な傾斜面が設けられている、 請求項 5に記載の半導体装置。
7 . 上記第 2の内部端子が屈曲されていることにより、 上記第 2の内部端子には、 上記半導体チップと上記レンズ部とのそれぞれに対向するとともに、 受けた光 の反射が可能な傾斜面が設けられている、 請求項 6に記載の半導体装置。
8 . 上記第 1の内部端子には、 上記半導体チップの周囲を囲んで上記樹脂パッケ 一ジの上面に対向するとともに、 受けた光の反射が可能な凹状面が設けられて いる、 請求項 5に記載の半導体装置。
9 . 上記凹状面によって規定された凹部には、 上記樹脂パッケージよりも軟質な 透光性を有する被覆材が充塡されており、 かつこの被覆材によつて上記半導体 チップが覆われている、 請求項 8に記載の半導体装置。
10. 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれが屈曲されていることにより、 上 記半導体チップのボンディング部分は、 上記第 1の内部端子が上記第 1の側面 において上記樹脂パッケージ内に没入する位置よりも上記樹脂パッケージの底 面寄りに偏位しているとともに、 上記ワイヤの第 2端部のボンディング部分は、 上記第 2の内部端子が上記第 2の側面において上記樹脂パッケージ内に没入す る位置よりも上記樹脂パッケージの底面寄りに偏位している、 請求項 1に記載 の半導体装置。
11. 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれは、 クランク状とされている、 請 求項 1 0に記載の半導体装置。
12. 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれが屈曲されていることにより、 上 記半導体チップのボンディング部分は、 上記第 1の内部端子が上記第 1の側面 において上記樹脂パッケージ内に没入する位置よりも上記樹脂パッケージの上 面寄りに偏位しているとともに、 上記ワイヤの第 2端部のボンディング部分は、 上記第 2の内部端子が上記第 2の側面において上記樹脂パッケージ内に没入す る位置よりも上記樹脂パッケージの上面寄りに偏位している、 請求項 1に記載 の半導体装置。
13. 上記第 1および第 2の内部端子のそれぞれは、 クランク状とされている、 請 求項 1 2に記載の半導体装置。
14. 上記半導体チップおよび上記ワイヤの全体は、 上記樹脂パッケージが軟化す るように上記樹脂 、。ッケージとともに加熱されたときに上記樹脂 、'ッケージよ りも軟質な物質によって包囲されている、 請求項 1に記載の半導体装置。
15. 上記第 1および第 2の外部端子のそれぞれは、 上記樹脂パッケージの底面に 沿って延びる底面部を有している、 請求項 1に記載の半導体装置。
16. 上記第 1および第 2の外部端子は、 上記樹脂パッケージの第 1の側面と第 2 の側面とから上記樹脂パッケージの外部に露出している、 請求項 1 5に記載の 半導体装置。
17. 上記第 1および第 2の外部端子の少なくとも一方は、 上記樹脂パッケージの 底面から上記樹脂パッケージの外部に露出している、 請求項 1 5に記載の半導 体装置。
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