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KR100372945B1 - 반도체장치 - Google Patents

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KR100372945B1
KR100372945B1 KR10-2000-7013195A KR20007013195A KR100372945B1 KR 100372945 B1 KR100372945 B1 KR 100372945B1 KR 20007013195 A KR20007013195 A KR 20007013195A KR 100372945 B1 KR100372945 B1 KR 100372945B1
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South Korea
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semiconductor device
semiconductor chip
terminal
wire
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사노마사시
스즈키노부아키
스즈키신이치
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로무 가부시키가이샤
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Priority claimed from JP14958598A external-priority patent/JP3908383B2/ja
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Abstract

반도체장치(A)는, 반도체 칩(1)이 본딩된 제1의 리드(4)와, 반도체 칩(1)에 와이어(W)를 통해 접속된 제2의 리드(5)와, 반도체 칩(1) 및 와이어(W)를 봉입한 수지패키지(2)를 가지고 있다. 제1 및 제2의 리드(4, 5)가운데, 수지패키지(2)내에 몰입되어 있는 내부단자(4a, 5a)의 적어도 한 쪽은, 수지패키지(2)의 두께방향으로 굴곡되어 있다.

Description

반도체장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}
종래의 반도체장치의 일예를 도 18 및 도 19에 나타낸다.
도시된 반도체장치(B)는, 발광장치로서 구성된 것이며, 수지패키지(90), 반도체 칩(93), 와이어(W), 제1 리드(91) 및 제2 리드(92)를 구비하여 구성되어 있다.
제1 및 제2의 리드(91, 92)는, 수지패키지(90)내에 위치하는 수평상태의 내부단자(91a, 92a)와, 수지패키지(90)의 외부로 노출되어 있는 외부단자(91b, 92b)를 가지고 있다.
외부단자(91b, 92b)에는, 수지패키지(90)의 저면(90b)과 동일한 높이의 면으로 된 저면부(94a, 94b)가 형성되어 있다.
반도체 칩(93)은, 예를 들면 발광소자이며, 내부단자(91a)에 본딩되어 수지패키지(90)내에 봉입(封入)되어 있다.
와이어(W)는, 그 제1 단부가 반도체 칩(93)의 상면의 전극에 본딩됨과 동시에, 그 제2 단부는 내부단자(92a)에 본딩되어 있으며, 수지패키지(90)내에 봉입되어 있다.
수지패키지(90)는, 예를 들면 필러가 혼입되어 있지 않은 투명한 에폭시수지로 이루어지며, 그 상면(90a)에는 볼록렌즈로서의 렌즈부(95)가 형성되어 있다.
상술한 반도체장치(B)에 있어서는, 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 반도체장치(B)를 땜납리플로잉(solder reflowing)수법에 의해 기판에 면실장 하는 경우에는, 와이어(W)가 단선될 우려가 있었다.
구체적으로 설명하면, 도 19에 나타내는 바와 같이, 반도체장치(B)를 기판(96)에 면실장하는 데는, 기판(96)상의 전극패드(97a, 97b)에 땜납페이스트(H)를 도포한다.
이어서, 외부단자(91b, 92b)의 저면부(94a, 94b)가 전극패드(97a, 97b)상에 위치하도록 하여 반도체장치(B)를 기판(96)상에 올려놓는다.
이 상태로, 기판(96) 및 반도체장치(B)를 가열로 내에 넣고 가열한다.
이 가열온도는, 예를 들면 240℃정도이다.
이에 의해, 땜납페이스트(H)가 재용융한다.
그 후, 기판(96) 및 반도체장치(B)를 상기 가열로로부터 인출하여 냉각시키면, 땜납페이스트(H)가 고화(固化)되어, 반도체장치(B)가 기판(96)에 고정된다.
이와 같은 일련의 작업에 있어서, 땜납페이스트(H)는 재용융 된 후의 냉각공정에 있어서, 예를 들면 183℃에서 고화되며, 이에 의해 제1 및 제2의 리드(91, 92)가 전극패드(97a, 97b)에 고정된다.
그런데, 이 단계(온도183℃)에서는, 수지패키지(90)는, 여전히 열 팽창을 일으킨 연화(軟化)상태에 있으며, 그 후 온도의 저하와 함께 열수축을 한다.
왜냐하면, 필러가 혼입되어 있지 않는 에폭시수지의 글래스 전이온도는 120℃로서, 땜납페이스트(H)가 고화되는 온도보다 낮기 때문이다.
제1 및 제2의 리드(91, 92)가 전극패드(97a, 97b)에 고정된 후에, 수지패키지(90)가 수축하게 되면, 제1 및 제2리드(91, 92)에 고정되어 있는 반도체 칩(93)이나 와이어(W)에 대하여 수지패키지(90)의 수축력이 작용한다.
이 때문에, 와이어(W)가 그 본딩 부분에 있어서 단선이 되는 우려가 있었다.
둘째, 종래의 기술에 있어서는, 반도체 칩(93)으로부터 발사된 광을 렌즈부(95)에 의해 집광시키는 경우에, 그 집광효과를 높이는 데는 렌즈부(95)와 반도체 칩(93)의 간격을 크게 하는 것이 바람직하였다.
왜냐하면, 반도체 칩(93)으로부터 발사된 광은 일정한 확산각도를 가지고 진행하는데 대하여, 반도체 칩(93)과 렌즈(95) 사이의 간격을 크게 하면, 렌즈부(95)에 도달하는 광을 렌즈부(95)의 광축(光軸)에 평행한 광선으로 근접시킬 수 있기 때문이다.
그런데, 종래의 기술에 있어서, 반도체 칩(93)과 렌즈(95) 사이의 간격을 크게 하는 수단으로서, 그들 사이의 수지의 두께를 크게 하는 방법으로서는, 반도체장치(B) 전체가 대형화된다.
한편, 도 20에 나타내는 바와 같이, 수지패키지(90)내에 있어서의 내부단자(91a, 92a)의 높이를 낮게 하는 것으로서는, 이들 내부단자(91a, 92a)보다 아래쪽 영역의 수지의 두께(t)가 넓은 범위에 걸쳐 작아진다.
이렇게 되면, 수지패키지(90)의 강도가 약해져, 수지패키지(90)에 균열이 발생하기 쉽게 된다.
본 발명은, 수지패키지형의 반도체장치에 관한 것이며, 특히 기판에 면실장하여 사용하는데 적절한 반도체장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예의 반도체장치의 사시도.
도 2는, 상기 도 1의 II-II의 단면도.
도 3은, 상기 도 1의 반도체장치의 제조에 사용되는 리드프레임의 평면도.
도 4는, 상기 도 3의 리드프레임에 반도체 칩을 탑재하여 와이어 본딩을 실시한 상태를 나타내는 평면도.
도 5는, 상기 도 4의 반도체 칩 및 와이어를 수지패키지로 에워싼 상태를 나타내는 평면도.
도 6은, 제1 실시예의 반도체장치를 실장 할 때의 작용을 나타내는 단면도.
도 7은, 본 발명의 제2 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 8은, 본 발명의 제3 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 9는, 제3 실시예의 반도체장치의 요부사시도.
도 10은, 본 발명의 제4 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 11은, 본 발명의 제5 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 12는, 본 발명의 제6 실시예의 반도체장치의 사시도.
도 13은, 도 12의 XIII - XIII선의 단면도.
도 14는, 제6 실시예의 반도체장치의 작용을 나타내는 단면도.
도 15는, 본 발명의 제7 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 16은, 본 발명의 제8 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 17은, 본 발명의 제9 실시예의 반도체장치의 단면도.
도 18은, 종래의 반도체장치의 일예를 나타내는 사시도.
도 19는, 도 18의 반도체장치의 작용을 나타내는 단면도.
도 20은, 도 18의 반도체장치의 리드 높이를 변경한 상태를 나타내는 단면도.
본 발명의 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 해소 또는 경감시킬 수 있는 반도체장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의해서 제공되는 반도체장치는, 두께방향으로 대향하는 상면 및 저면과, 폭 방향으로 대향하는 제1의 측면 및 제2의 측면을 갖는 수지패키지와,
상기 수지패키지 내에 봉입되어 있는 반도체 칩과,
상기 수지패키지 내에 봉입되며, 또한 상기 반도체 칩에 제1 단부가 본딩되어 있는 와이어와,
상기 제1의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입되어 있는 제1의 내부단자 및 이 제1의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제1의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제1의 내부단자에 상기 반도체 칩이 본딩되어 있는 제1 리드와,
상기 제2의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입되어 있는 제2의 내부단자 및 이 제2의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제2의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제2의 내부단자에 상기 와이어의 제2 단부가 본딩되어 있는 제2 리드를, 구비하고 있는 반도체장치로서,
상기 제1 및 제2의 내부단자의 적어도 한 쪽은, 상기 수지패키지의 두께방향으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 반도체 칩은, 발광소자 및 수광소자의 어느 것이며, 또한 상기 수지패키지는 투광성을 가지고 있다.
바람직하게는, 상기 수지패키지는, 에폭시수지로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 수지패키지의 상면에는, 집광용 렌즈부가 설치되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1의 내부단자가 굴곡되어 있는 것에 의하여, 상기 반도체 칩의 본딩 부분은, 상기 제1의 내부단자가 상기 제1의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 저면 쪽으로 편위하고 있다.
바람직하게는, 상기 제1의 내부단자에는, 상기 반도체 칩과 상기 렌즈부와의 각각에 대향함과 동시에, 받은 광의 반사가 가능한 경사면이 설치되어 있다.
바람직하게는, 상기 제2의 내부단자가 굴곡되어 있는 것에 의하여, 상기 제2의 내부단자에는, 상기 반도체 칩과 상기 렌즈부와의 각각에 대향함과 동시에, 받은 광의 반사가 가능한 경사면이 설치되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1의 내부단자에는, 상기 반도체 칩의 주위를 에워싸고 상기 수지패키지의 상면에 대향함과 동시에, 받은 광의 반사가 가능한 오목한 형상의 면이 설치되어 있다.
바람직하게는, 상기 오목형상의 면에 의해 규정된 오목부에는, 상기 수지패키지보다 연질의 투광성을 갖는 피복재가 충전되어 있으며, 또한 이 피복재에 의해 상기 반도체 칩이 덮여 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 내부단자의 각각이 굴곡되어 있는 것에 의하여, 상기 반도체 칩의 본딩 부분은, 상기 제1의 내부단자가 상기 제1의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 저면 쪽으로 편위하고 있으며, 동시에 상기 와이어의 제2 단부의 본딩 부분은, 상기 제2의 내부단자가 상기 제2의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 저면 쪽으로 편위하고 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 내부단자의 각각은, 크랭크 형상으로 되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 내부단자의 각각이 굴곡되어 있는 것에 의하여, 상기 반도체 칩의 본딩 부분은, 상기 제1의 내부단자가 상기 제1의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 상면 쪽으로 편위하고 있으며, 동시에 상기 와이어의 제2 단부의 본딩 부분은, 상기 제2의 내부단자가 상기 제2의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 상면 쪽으로 편위하고 있다.
바람직하게는, 상기 반도체 칩 및 상기 와이어의 전체는, 상기 수지패키지가 연화하도록 상기 수지패키지와 함께 가열되었을 때에 상기 수지패키지보다 연질의 물질에 의해 포위되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 외부단자의 각각은, 상기 수지패키지의 저면을 따라서 뻗는 저면부를 가지고 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 외부단자는, 상기 수지패키지의 제1의 측면과 제2의 측면으로부터 상기 수지패키지의 외부로 노출되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2의 외부단자의 적어도 한 쪽은, 상기 수지패키지의 저면으로부터 상기 수지패키지의 외부로 노출되어 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 다음에 첨부하는 도면에 의거하여 설명하는 실시예에 의하여 확실해 질 것이다.
이하에, 본 발명의 적합한 실시예를, 도 1∼도 16을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 제1 실시예의 반도체장치(A)를 나타내고 있다.
반도체장치(A)는, 반도체 칩으로서의 발광소자(1), 와이어(W), 수지패키지(2), 제1 리드(4) 및 제2 리드(5)를 구비하여 구성되어 있다.
발광소자(1)로서는, 예를 들면 발광다이오드가 사용되고 있다.
수지패키지(2)는, 예를 들면 필러를 함유하지 않은 투명한 에폭시수지로 이루어지며, 발광소자(1)나 와이어(W)를 에워싸는 직방체 형상으로 형성되어 있다.
단, 수지패키지(2)의 상면(2a)에는, 상방으로 돌출하는 반구형상의 렌즈부(3)가 일체로 형성되어 있다.
제1 및 제2의 리드(4, 5)는, 동일하게 일정한 폭을 갖는 동(銅) 등의 박판 금속판에 의해 구성되어 있다.
제1의 리드(4)는, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c)으로부터 수지패키지(2)내로 몰입한 제1의 내부단자(4a)와, 제1의 측면(2c)으로부터 수지패키지(2)의 외부로 노출한 제1의 외부단자(4b)를 가지고 있다.
제1의 외부단자(4b)에는, 굴곡 가공이 실시되어 있으며, 수지패키지(2)의 저면(2b)과 동일한 면으로 뻗는 저면부(45)가 설치되어 있다.
제1의 내부단자(4a)에도 굴곡 가공이 실시되어 있다.
이에 의해, 제1의 내부단자(4a)에는, 제1의 측면(2c) 근방의 수평부(40a)와, 수지패키지(2)의 중앙부 쪽의 수평부(40c)와, 이들 수평부(40a, 40c)의 사이에 위치하는 경사부(40b)가 설치되어 있다.
여기에서, 본 발명에 있어서의 수평이란, 수지패키지(2)의 저면(2b)에 대하여 평행인 것을 의미한다.
수지패키지(2)의 저면(2b)으로부터 수평부(40a)까지의 높이(Ha)는, 비교적 큰 치수로 되어 있다.
수평부(40c)위에는, 발광소자(1)가 렌즈부(3)의 직하(바로 아래)에 위치하도록하여 본딩되어 있다.
경사부(40b)는, 수평부(40c)를 수평부(40a)보다 적당한 치수(Hb)만큼 낮은 위치에 편위하도록 경사시킨 부분이다.
경사부(40b)의 상면으로서의 경사면(40b')은, 수지패키지(2)의 렌즈부(3)와 발광소자(1)의 각각에 일정한 각도를 갖고 대향하고 있으며, 발광소자(1)로부터 이 경사면(40b')을 향해 진행해 온 광을 렌즈부(3)를 향해 반사 가능한 면으로 되어있다.
경사면(40b')의 광의 반사효율을 높이는 수단으로서, 경사면(40b')에 백색의 도장막, 혹은 광택을 갖는 금속막을 설치하는 수단을 강구하여도 지장이 없다.
제2의 리드(5)는, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c)에 대향하고 있는 제2의 측면(2d)으로부터 수지패키지(2)내로 몰입한 제2의 내부단자(5a)와, 제2의 측면(2d)으로부터 수지패키지(2)의 외부로 노출한 제2의 외부단자(5b)를 가지고 있다.
제2의 외부단자(5b)는, 제1의 외부단자(4b)와 대칭적인 형상으로 굴곡되어 있으며, 수지패키지(2)의 저면(2b)과 동일한 면으로 뻗는 저면부(55)를 가지고 있다.
제2의 내부단자(5a)는, 제1의 내부단자(4a)의 수평부(40a)와 동일한 높이의 수평 형상이다.
와이어(w)는, 그 제1 단부가 발광소자(1)의 상면의 전극에 본딩되어 있으며, 동시에 그 제2 단부는 제2의 내부단자(5a)의 수지패키지(2)중앙부 쪽의 부분에 본딩되어 있다.
이에 의해, 제2 리드(5)는, 발광소자(1)와 와이어(W)를 통해서 기계적 및 전기적으로 접속되어 있다.
다음에, 상기 구성의 반도체장치(A)의 제조방법에 대하여, 도 3∼도 5를 참조하여 간단하게 설명한다.
반도체장치(A)의 제조에는, 도 3에 나타내는 바와 같은 리드프레임(6)이 사용된다.
이 리드프레임(6)은, 예를 들면 동제(銅製)의 금속판을 펀칭하여 얻어지는 것이며, 평행으로 뻗는 한 쌍의 사이드밴드(60a, 60b)를 가지고 있다.
이들 사이드밴드(60a, 60b)는, 일정한 간격(L)으로 설치된 복수의 크로스부재(61)에 의해 서로 연계되어 있다.
서로 인접하는 2개의 크로스부재(61) 사이의 영역에 있어서, 사이드밴드(60a, 60b)에는, 상호 접근하도록 뻗은 리드(62a, 62b)가 서로 이격된 상태로 설치되어 있다.
이들 리드(62a, 62b)는, 상술한 제1 및 제2의 리드(4, 5)의 원형(原形)이 되는 부분이며, 리드(62a)의 내단(內端) 부분에는 이미 굴곡 가공이 실시되어 있는 것에 의해, 이 부분은 도 2에 나타낸 제1의 내부단자(4a)와 동일한 형상으로 형성되어 있다.
상기한 리드프레임(6)을 준비한 후에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 발광소자(1)를 리드(62a)의 내단 부분에 본딩한다.
그 후, 발광소자(1)의 상면과 리드(62b)의 내단 부분에 와이어(W)의 양단을 본딩한다.
이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 발광소자(1) 및 와이어(W)를 에워싸는 수지패키지(2)를 형성한다.
이 수지패키지(2)의 형성은, 예를 들면, 트랜스퍼 성형법에 의해 행할 수 있으며, 렌즈부(3)도 동시에 형성할 수가 있다.
수지패키지(2)의 형성 후에는, 리드(62a, 62b)를 사이드밴드(60a, 60b)로부터 분리시킨다(리드의 컷 공정).
최후로, 리드(62a, 62b)가운데, 수지패키지(2)로부터 돌출한 부분에 굴곡가공을 실시한다(리드 성형가공).
이에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 반도체장치(A)를 얻게된다.
다음은, 반도체장치(A)의 작용에 대하여 설명한다.
반도체장치(A)는, 예를 들면 기판에 실장되어 사용된다.
이 실장에는, 땜납리플로우 수법이 적합하게 채용된다.
이 땜납리플로우 수법에 있어서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(7)에 설치되어 있는 2개의 전극 패드(70)의 표면에 땜납 페이스트(H)를 도포해 두고, 제1 및 제2의 외부단자(4b, 5b)의 저면부(45, 55)와 2개의 전극패드(70)의 위치를 맞추어놓은 후에, 반도체장치(A)를 기판(7)과 함께 가열로에 반입하여 가열시킨다.
땜납 페이스트(H)를 예를 들어 240℃ 까지 가열하여 재용융시킨 후에는, 반도체장치(A) 및 기판(7)을 상기 가열로로부터 반출하여 땜납 페이스트(H)를 냉각 고화시킨다.
이에 의해, 제1 및 제2의 리드(4, 5)가 2개의 전극패드(70)에 고정된다.
이미 설명한 바와 같이, 종래기술에 있어서는, 반도체장치의 실장공정에 있어서, 외부단자가 전극패드에 고정된 후에도 수지패키지가 연화상태인 채로 열수축하는 것에 의해, 와이어의 본딩 부분에 큰 응력이 작용하고 있었다.
이에 대하여, 본 실시예에 있어서의 반도체장치(A)에 있어서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 수지패키지(2)가 이 도면의 가상선으로 나타내는 위치까지 열 팽창한 상태로부터 원래의 상태로 수축할 때에는, 제1의 내부단자(4a)의 경사부(40b)가 수지수축에 대한 저항이 된다.
구체적으로 설명하면, 수지패키지(2)의 수축시에는, 수지패키지(2)와 제1의 리드(4)와의 사이에, 제1의 리드(4)를 수지패키지(2)의 외부를 향해 상대적으로 끌어당기려는 힘 및 동작이 발생하는데 대하여, 경사부(40b)는 그와 같은 상대적인 동작을 감소시키는 역할을 한다.
특히, 경사부(40b)는, 경사부(40b)보다 제1의 측면(2c)쪽의 수지가 발광소자(1)나 와이어(W)의 제1 단부를 향해 이동해 오는 것을 저지하는 역할도 수행한다.
따라서, 와이어(W)의 제1 단부의 본딩 부분에 작용하는 응력을 감소시킬 수가 있다.
또한, 경사부(40b)가 수지패키지(2)의 수축력(F)을 받으면, 제1의 내부단자(4a)가 경사부(40b)의 상부근방(도 6의 부호 N1로 나타내는 부분)을 중심으로 하여 화살표(N2)의 상방을 향해서 회전하여, 가상선으로 강조하여 나타낸 자세가 되는 것을 기대할 수 있다.
이와 같은 회전이 발생하면, 발광소자(1)는 제2의 내부단자(5a)의 방향으로 이동한다.
이 이동방향은, 수지패키지(2)의 수축방향으로 일치하고 있으며, 동시에 와이어(W)의 장력을 약화시키는 방향이다.
따라서, 이와 같은 점에 의해서도 와이어(W)의 단선을 방지하는 효과를 얻을 수가 있게 된다.
본 실시예의 반도체장치(A)는, 예를 들면 광 센서의 발광장치로서 이용된다.
도 2에 나타내고 있는 바와 같이, 발광소자(1)를 발광시킨 경우에, 이 발광소자(1)로부터 렌즈부(3)를 향해 진행한 광은, 렌즈부(3)에 의해 이 렌즈부(3)의 광축 방향으로 굴절시킬 수가 있다.
수지패키지(2)내에 있어서의 발광소자(1)의 높이는, 제1의 내부단자(4a)가 굴곡 되어 있는 것에 의해 낮은 높이로 되어 있기 때문에, 발광소자(1)와 렌즈부(3)와의 간격을 크게 할 수가 있다.
따라서, 발광소자(1)로부터 렌즈부(3)에 도달하는 광의 확산 각도를 작게 할 수가 있어, 그 만큼 렌즈부(3)를 통과한 광선이 렌즈부(3)의 광축 방향으로 집속(集束)하기 쉽게된다.
이 때문에, 렌즈부(3)에 대향하여 설치되는 소망하는 영역으로의 광의 조사효율을 높일 수 있게 된다.
또, 발광소자(1)는, 상방을 향해 광을 발사하는데 더하여, 그 주변을 향해서도 광을 발사한다.
이에 대하여, 발광소자(1)의 주변을 향해서 발사되는 광의 일부는, 경사면(40b')에 의하여 반사됨으로서 렌즈부(3)를 향해 진행한다.
따라서, 렌즈부(3)로부터의 출사하는 광량을 많게 하여, 소망하는 영역에 대한 광의 조사효율을 더한층 높일 수가 있게 된다.
발광소자(1)가 본딩된 수평부(40c)의 높이는 낮기는 하지만, 제1의 내부단자(4a) 이외의 부분이나 제2의 내부단자(5a)의 전체는, 수지패키지(2)의 저면(2b)보다는 상당히 높은 위치에 있으며, 이들 부분의 아래쪽 영역에 있어서의 수지의 두께는 크다.
따라서, 수지패키지(2)의 강도를 확보할 수가 있다.
제1 및 제2의 외부단자(4b, 5b)를 이용하여 반도체장치(A)를 기판에 고정시킨 경우에는, 제1 및 제2의 외부단자(4b, 5b)나 수지패키지(2)에 어떤 힘이 가해졌을 때에, 그 힘은 제1의 측면(2c)에 있어서의 제1의 리드(4)와 수지패키지(2)의 접촉점, 및 제2의 측면(2d)에 있어서의 제2의 리드(5)와 수지패키지(2)의 접촉점에 작용하기 쉽다.
하지만, 이들 부분은, 수지패키지(2)의 저면(2b)으로부터 특히 높은 위치에 존재하고 있으며, 그 주변부분의 수지패키지(2)의 두께가 크기 때문에, 상술한 바와 같은 힘에 의해서는 그 주변부분에 용이하게 균열이 발생하지 않도록 할 수가 있다.
본 발명에 있어서는, 발광소자(1) 대신에 수광소자를 사용할 수가 있으며, 반도체장치를 예를 들면 광 센서용의 수광장치로서 구성할 수가 있다.
상기 수광소자로서는, 포토다이오드나, 포토트랜지스터를 사용할 수가 있다.
이와 같은 경우, 렌즈부(3)는, 수지패키지(2)의 외부로부터 렌즈부(3)를 향하여 진행해 온 광을 수광소자에 집속시키도록 작용한다.
또, 제1의 내부단자(4a)의 경사면(40b')은, 외부로부터 수지패키지(2)내로진행하여 온 광을 상기 수광소자를 향해 반사시키는 역할을 수행한다.
따라서, 반도체장치(A)가 수광장치로서 구성된 경우에는, 그 수광 감도를 높은 것으로 할 수가 있다.
반도체 칩으로서, 발광소자와 수광소자 어느 것으로도 사용할 수 있다는 것은, 이하에 설명하는 다른 실시예에 있어서도 동일하다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시예의 반도체장치(Aa)를 나타내고 있다.
단, 도 7이하의 도면에 있어서는, 제1 실시예의 반도체장치(A)와 동일하거나 유사한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 반도체장치(Aa)는 제2의 리드(5)의 제2의 내부단자(5a)에 경사부(50)를 설치하는 굴곡 가공을 실시한 것이다.
경사부(50)는, 발광소자(1)와 렌즈부(3)와의 각각에 대향함과 동시에, 받은 광의 반사가 가능한 경사면(50')을 가지고 있다.
상기 구성의 반도체장치(Aa)에 있어서는, 발광소자(1)에서 발사된 광을, 경사면(40b', 50')에 의해 렌즈부(3)를 향해 반사시킬 수가 있다.
따라서, 렌즈부(3)로부터의 광의 출사 광량을 보다 많게 할 수가 있다.
도 8 및 도 9는, 본 발명의 제3 실시예의 반도체장치(Ab)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ab)는, 제1의 내부단자(4a)에 상향의 오목한 형상의 면(43a)을 갖는 컵부(43)가 설치되어 있으며, 컵부(43)의 저부(43b)위에 발광소자(1)가 본딩된 구성을 하고 있다.
상기 오목한 형상의 면(43a)은, 받은 광을 반사할 수가 있다.
컵부(43)의 오목부에는, 투명하고 수지패키지(2)보다 연질의 피복재(75)가 충전되어 있으며, 발광소자(1)는 이 피복재(75)에 의해 덮여있다.
피복재(75)로서는, 예를 들면 실리콘수지가 사용되고 있다.
상기 구성의 반도체장치(Ab)에 있어서는, 발광소자(1)로부터 그 주위를 향해서 발사된 광의 대부분을 오목한 형상의 면(43a)에 의해 렌즈부(3)를 향해 효율 좋게 반사시킬 수가 있다.
따라서, 렌즈부(3)로부터의 출사 광량을 더욱 많게 할 수가 있다.
또, 발광소자(1)가 피복재(75)에 의해 피복되어 있는 것에 의해, 수지패키지(2)에 대한 외부로부터의 충격력이 작용하여도, 그 충격력이 발광소자(1)에 직접 전달되지 않게 할 수 있어, 발광소자(1)의 보호에 유효하다.
한편, 제1의 내부단자(4a)는, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c)의 근방의 수평부(40a)와 컵부(43)의 저부(43b)가, 컵부(43)의 일부로서의 경사부(40b)를 통해서 연계된 구성을 가지고 있으며, 수평부(40a)보다도 발광소자(1)의 본딩 부분의 높이가 낮게 되어 있다. 이 제1의 내부단자(4a)의 기본적인 형태는, 상술한 제1 실시예에 있어서의 반도체장치(A)의 그것과 공통이다.
따라서, 땜납리플로우 수법을 사용한 기판에의 실장공정에 있어서는, 반도체장치(A)에 대하여 설명한 것과 동일한 와이어의 단선방지효과를 얻을 수가 있다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 반도체장치(Ac)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ac)는, 제1의 리드(4)에 설치된 컵부(43)의 저부(43b)가, 수지패키지(2)의 저면(2b)으로부터 외부로 노출된 구성을 하고 있다.
이 때문에, 저부(43b)가 외부단자로 되어 있다.
제1의 리드(4)는, 반도체장치(Ac)의 제조공정에 있어서, 도 10의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c)으로부터 노출되어 있는 부분을 원래 가지고 있던 것이기는 하지만, 이 부분은 제1의 측면(2c)부분에 있어서 절단되어 제거되어 있다.
한편, 제2의 외부단자(5b)는, 수지패키지(2)의 저면(2b)의 높이에 있어서 수지패키지(2)의 중앙부 방향으로 굴곡되어 있으며, 수지패키지(2)의 저부(2b)와 중첩된 저면부(55)를 가지고 있다.
도 11은, 본 발명의 제5 실시예의 반도체장치(Ad)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ad)는, 제2의 리드(5)의 형상이 상기한 반도체장치(Ac)와는 상이하며, 그 이외의 구성에 있어서는 반도체장치(Ac)와 동일하다.
보다 구체적으로 설명하면, 반도체장치(Ad)의 제2의 내부단자(5a)는, L자 형으로 굴곡되어 있으며, 수평부(51)와, 이 수평부(51)의 내부 쪽 끝으로부터 수지패키지(2)의 저면(2b)으로 뻗은 수직부(52)를 가지고 있다.
제2의 외부단자(5b)는 상기 수직부(52)의 하단에 연계되어 있으며, 수지패키지(2)의 저면(2b)으로부터 노출하여 이 저면(2b)에 중첩되어 있다.
상기한 구성의 반도체장치(Ac, Ad)에 있어서는, 어느 것이나 제1의 리드(4)의 컵부(43)의 저부(43b)를 그대로 외부단자로 하고 있기 때문에, 제조에 있어서의 제1의 리드(4)의 성형가공이 용이해진다.
또, 제1 및 제2의 리드(4, 5)의 각각이, 수지패키지(2)의 폭 방향으로 크게 돌출하지 않은 구성으로 되어 있기 때문에, 반도체장치(Ac, Ad)의 전체적인 폭도 작게 할 수가 있다.
또한, 수지패키지(2)는, 컵부(43)의 저부(43b)가 외부로 노출되도록 얇게 형성하면 됨으로, 반도체장치(Ac, Ad)의 전체적인 두께도 얇게 할 수가 있다.
도 12∼14는, 본 발명의 제6 실시예의 반도체장치(Ae)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ae)는, 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 중간부에 수직부(40d, 50d)를 형성하도록, 이들 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 각각이 크랭크 형상으로 굴곡된 구성을 하고 있다.
이에 의해, 발광소자(1)가 본딩된 수평부(40c) 및 와이어(W)의 제2 단부가 본딩된 수평부(50c)의 각각에는, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c)이나 제2의 측면(2d) 근방에 위치하는 수평부(40a, 50a)보다 낮은 위치에 배치되어 있다.
상기 구성의 반도체장치(Ae)에 있어서는, 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 땜납리플로우 수법을 사용하여 기판(7)에 실장하는 경우의 땜납 페이스트(H)의 재용융 후의 냉각공정에 있어서, 땜납 페이스트(H)가 고화한 후에 수지패키지(2)가 다시 수축을 할 때에, 수직부(40d, 50d)가 그 수축의 저항이 된다.
이 때문에, 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일한 원리에 의하여, 수지패키지(2)의 수축력이 와이어(W)의 제1의 단부의 본딩 부분에 작용하기 어렵게 할 수가 있으며, 동시에 와이어(W)의 제2의 단부의 본딩 부분에도 작용하기 어렵게 할 수가 있다.
또한, 도 14에 있어서, 파선으로 강조하여 나타내고 있는 바와 같이, 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 수평부(40c, 50c)를 수지패키지(2)의 수축력(Fa)에 의하여 서로 근접하도록 변위시킬 수도 있다.
따라서, 이 반도체장치(Ae)에 있어서는, 와이어(W)의 양단의 본딩 부분에 있어서 단선이 발생하기 어렵게 할 수 있어, 보다 바람직 한 것으로 된다.
본 도면에 있어서는 상기 수직부(40d, 50d)가 경사형상으로 도시되어 있으나, 이들 수직부(40d, 50d)는 수지패키지(2)의 저면(2b)에 수직으로 비경사형상으로 하여도 지장이 없다.
이것은, 도 16을 참조하여 후에 설명하는 라이징부(rising portion)(40e, 50e)에 대해서도 동일하다.
도 15는, 본 발명의 제7 실시예의 반도체장치(Af)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Af)는, 제1의 내부단자(4a)의 일부에 컵부(43)를 형성하며, 그 저부(43b)에 발광소자(1)를 본딩하고 있는 점에 있어서, 상기한 반도체장치(Ae)와는 그 구성을 달리하고 있다.
컵부(43)는, 수지패키지(2)의 제1의 측면(2c) 근방의 수평부(40a)와 발광소자(1)가 본딩된 컵부(43)의 저부(43b)를 연계시키는 수직부(40d)를 가지고 있다.
상기 구성의 반도체장치(Af)에 있어서는, 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 기본적인 굴곡형태가 상기한 반도체장치(Ae)와 공통하기 때문에, 반도체장치(Ae)에 대하여 설명한 것과 동일한 효과를 기대할 수 있다.
물론, 컵부(43)를 가지고 있기 때문에, 컵부(43)의 오목형상의 면(43a)에 의한 광의 반사에 의해 소망하는 영역으로의 광의 조사율을 높일 수가 있으며, 동시에 충전재(75)의 충전작업도 용이하게 할 수가 있다.
도 16은, 본 발명의 제8 실시예의 반도체장치(Ag)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ag)는, 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 각각이, 상기한 반도체장치(Ae)의 제1 및 제2의 내부단자의 굴곡방향과는 반대방향의 크랭크 형상으로 굴곡되어 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 이 반도체장치(Ag)의 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)는, 수지패키지(2)의 제1 및 제2의 측면(2c, 2d)근방의 수평부(40a, 50a)로부터 상방으로 뻗는 라이징부(40e, 50e)를 가지고 있으며, 이들 라이징부(40e, 50e)에 연계된 수평부(40c, 50c)에 발광소자(1)나 와이어(W)의 제2 단부가 본딩되어 있다.
상기 구성의 반도체장치(Ag)에 있어서는, 상기한 반도체장치(Ae)와는 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 굴곡방향이 반대이기는 하지만, 수지패키지(2)의 수축시에 있어서의 수지패키지(2)의 수축에 대한 제1 및 제2의 내부단자(4a, 5a)의 작용으로서는, 반도체장치(Ae)의 경우와 동일한 작용을 기대할 수가 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 반도체장치(Ag)의 실장공정에 있어서의 수지패키지(2)의 열 수축시에는, 라이징부(40e, 50e)가 수지패키지(2)의 수축에 대하여 저항력을 발휘한다.
또, 수지패키지(2)의 수축력에 의해 수평부(40c, 50c)를 하향으로 회전시켜 서로 접근시킬 수도 있다.
따라서, 와이어(W)의 양단의 본딩 부분에 있어서 단선이 발생하기 어렵게 할수가 있다.
도 17은, 본 발명의 제8 실시예의 반도체장치(Ah)를 나타내고 있다.
이 반도체장치(Ah)는, 수지패키지(2)내에 수지(76)가 충전됨과 동시에, 이 수지(76)에 의해 발광소자(1) 및 와이어(W)의 전체가 에워싸인 구성을 하고 있다.
수지(76)는, 예를 들면 투명한 실리콘 고무이며, 적어도 반도체장치(Ah)를 땜납리플로우 수법으로 기판에 실장할 때의 공정에 있어서, 수지패키지(2)가 가열된 연화상태에 있을 때에, 그것보다 더 연질상태로 있는 것이다.
상기 구성의 반도체장치(Ah)에 있어서는, 수지패키지(2)가 열 수축할 때의 수축력을 수지(76)에 의해 받게 함으로서, 발광소자(1)나 와이어(W)의 각 부에 상기 수축력이 직접 미치지 않게 할 수가 있다.
따라서, 와이어(W)의 단선방지효과를 더욱 높일 수가 있다.
본 발명에 있어서의 반도체장치의 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 여러 가지로 설계변경이 자유롭다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 반도체 칩으로서는, 발광소자를 대신하여 수광소자를 사용할 수가 있으며, 예를 들면, 가시광 또는 가시광 이외의 적외광 등 특정파장영역의 광을 발사하는 발광장치로서, 혹은 그들 광을 감지하기 위한 수광장치로서 구성할 수가 있다.
수지패키지로서는, 예를 들면, 가시광을 차단하여 적외광 만을 투과시키는 수지를 사용하는 것도 가능하다.
발광소자와 수광소자를 공통의 수지패키지 내에 간격을 두고 매몰시키는 것에 의해, 본 발명의 반도체장치를 포토인터럽터(photo-interrupter)로서 구성할 수도 있다.
물론, 반도체 칩으로서, 발광소자나 수광소자 이외의 것을 사용할 수도 있다.
또, 본 발명에 있어서는, 반도체 칩이 본딩되어 있는 제1의 내부단자가 굴곡 되어 있지 않으며, 와이어의 제2 단부가 본딩되어 있는 제2의 내부단자만이 수지패키지의 두께방향으로 굴곡 된 구성으로 할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 기판에 면실장하여 사용하는데 적절한 반도체장치가 제공된다.

Claims (17)

  1. 집광용 렌즈부가 설치된 상면, 상기 상면에 대향하는 저면, 제1의 측면, 및 상기 제1의 측면에 대향하는 제2의 측면을 갖는 수지패키지와,
    상기 수지패키지 내에 봉입되어 있는 반도체 칩과,
    상기 반도체 칩에 본딩된 제1 단부, 및 상기 제1 단부와는 반대의 제2 단부를 갖는 와이어와,
    상기 제1의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입하는 굴곡된 제1의 내부단자, 및 상기 제1의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제1의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제1의 내부단자에 상기 반도체 칩이 본딩되어 있는 제1의 리드와,
    상기 제2의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입하는 굴곡된 제2의 내부단자, 및 상기 제2의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제2의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제2의 내부단자에 상기 와이어의 제2 단부가 본딩되어 있는 제2의 리드를 구비하고 있는 반도체장치로서,
    상기 제1의 내부단자에는 상기 반도체 칩 및 상기 렌즈부에 대향함과 동시에 광을 반사하는 제1의 경사면이 설치되어 있으며, 상기 제2의 내부단자에는 상기 반도체 칩 및 상기 렌즈부에 대향함과 동시에 광을 반사하는 제2의 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 발광소자 또는 수광소자이며, 또한 상기 수지패키지는 투광성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수지패키지는, 에폭시수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 내부단자가 굴곡되어 있는 것에 의해, 상기 반도체칩의 본딩 부분은, 상기 제1의 내부단자가 상기 제1의 측면에 있어서 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 저면 쪽으로 편위되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 와이어의 제2 단부는, 상기 제2의 내부단자에 고착되는 본딩 부분을 가지고 있으며, 상기 본딩 부분은 상기 제2의 내부단자가 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 저면 쪽으로 편위되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 내부단자의 각각은, 크랭크 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 상기 제1의 내부단자에 고착되는 제1 본딩 부분을 가지고 있으며, 상기 제1 본딩 부분은 상기 제1의 내부단자가 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 상면 쪽으로 편위되어 있음과 동시에,
    상기 와이어의 제2 단부는 상기 제2의 내부단자에 고착되는 제2 본딩 부분을 가지고 있으며, 상기 제2 본딩 부분은 상기 제2의 내부단자가 상기 수지패키지 내에 몰입하는 위치보다 상기 수지패키지의 상면 쪽으로 편위되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 내부단자의 각각은, 크랭크 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수지패키지와는 별개체로서, 상기 반도체 칩 및 상기 와이어의 전체를 덮는 포위재를 다시 구비하고 있으며, 상기 포위재는 상기 수지패키지와 함께 가열되었을 때에 상기 수지패키지 보다 연질이 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 외부단자의 각각은, 상기 수지패키지의 저면을 따라 뻗은 저면부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 외부단자는, 상기 수지패키지의 제1의 측면과 제2의 측면으로부터 상기 수지패키지의 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 외부단자의 적어도 한 쪽은, 상기 수지패키지의 저면으로부터 상기 수지패키지의 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  17. 집광용의 렌즈부가 설치된 상면, 상기 상면에 대향하는 저면, 제1의 측면, 및 상기 제1의 측면에 대향하는 제2의 측면을 갖는 수지패키지와,
    상기 수지패키지 내에 봉입되어 있는 반도체 칩과,
    상기 반도체 칩에 본딩된 제1 단부, 및 상기 제1 단부와는 반대의 제2 단부를 갖는 와이어와,
    상기 제1의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입하는 굴곡된 제1의 내부단자, 및 상기 제1의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제1의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제1의 내부단자에 상기 반도체 칩이 본딩되어 있는 제1의 리드와,
    상기 제2의 측면으로부터 상기 수지패키지 내에 몰입하는 제2의 내부단자, 및 상기 제2의 내부단자에 연계되어 상기 수지패키지의 외부에 노출되어 있는 제2의 외부단자를 가지며, 또한 상기 제2의 내부단자에 상기 와이어의 제2 단부가 본딩되어 있는 제2의 리드와,
    상기 수지패키지보다 연질인 투광성을 갖는 피복재를 구비하고 있는, 반도체 장치로서,
    상기 제1의 내부단자에는, 상기 반도체 칩을 에워싸고 상기 수지패키지의 상기 렌즈부에 대향함과 동시에, 받은 광의 반사가 가능한 오목형상의 면이 설치되어 있으며, 상기 피복재는, 상기 오목형상의 면에 의해 규정된 오목부에 충전되어 상기 반도체 칩을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
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