專利名稱：發(fā)光裝置及半導(dǎo)體裝置與其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置，尤其涉及一種使用發(fā) 光元件作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光裝置與其制造方法。
背景技術(shù)：
近年，隨著半導(dǎo)體裝置和發(fā)光裝置的高輸出化的發(fā)展，發(fā)光二極管(以下稱為LED)等半導(dǎo)體元件會(huì)產(chǎn)生數(shù)瓦特左右的熱，將由這樣的半導(dǎo)體元件 所放出的熱有效地散發(fā)的技術(shù)變得越來越重要。圖7是表示專利文獻(xiàn)1中 所揭示的以往的半導(dǎo)體裝置的剖面圖，該半導(dǎo)體裝置中，通過將半導(dǎo)體元 件安裝在散熱板之上并迸行樹脂鑄模，從而提高散熱效率。另外，在圖7中，201是半導(dǎo)體裝置，202是內(nèi)引腳，203是外引腳， 204是導(dǎo)線框架(lead frame)， 205是接片，206是開口部，207是散熱 板，208是半導(dǎo)體元件，209是導(dǎo)電性引線，210是絕緣性樹脂。[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開平10-12788號公報(bào)然而，若以以往的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造來構(gòu)成使用有高輸出的發(fā)光元件 作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光裝置，則有以下問題，即有可能發(fā)生引線的截?cái)嗟龋?而無法確保較高的可靠性。發(fā)明內(nèi)容為達(dá)成以上目的，本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于包含發(fā)光元件；散熱構(gòu)件，其含有上表面與下表面，且于其上表面上搭載 有上述發(fā)光元件；第1及第2導(dǎo)線(lead);以及絕緣性樹脂，其將上述 第1及第2導(dǎo)線遠(yuǎn)離上述散熱構(gòu)件而保持；上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳保持在低于上述上表面且 高于上述下表面的位置處。又，本發(fā)明的發(fā)光裝置中，較好的是還含有在上述散熱構(gòu)件的外周嵌入的金屬接片，且上述金屬接片的表面低于上述散熱構(gòu)件的上述上表面。又，本發(fā)明的發(fā)光裝置中，也可將半導(dǎo)體元件安裝于上述金屬接片的 表面。本發(fā)明的發(fā)光裝置中，上述絕緣性樹脂也可含有導(dǎo)向壁，該導(dǎo)向壁是 以如下方式而設(shè)定包圍上述散熱構(gòu)件的側(cè)面中位于上述第1內(nèi)引腳與第 2導(dǎo)線的內(nèi)引腳以上的部分，且其頂端部低于上述散熱構(gòu)件的上述上表面。本發(fā)明的發(fā)光裝置中，可通過上述導(dǎo)向壁與上述散熱構(gòu)件的側(cè)面，形 成包圍上述散熱構(gòu)件之環(huán)狀凹部，使上述第l導(dǎo)線的內(nèi)引腳的表面、上述 第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳的表面以及上述金屬接片的表面位于上述凹部的底面 上。本發(fā)明的發(fā)光裝置中，也可在上述散熱構(gòu)件的上表面上形成收納上述 發(fā)光元件的收納凹部。本發(fā)明的發(fā)光裝置中，較好的是還設(shè)有覆蓋上述發(fā)光元件的透光性被 覆構(gòu)件，且使該透光性被覆構(gòu)件的表面的至少一部分為球面。本發(fā)明的發(fā)光裝置中，較好的是在上述透光性被覆構(gòu)件中，使上述球 面下方的部分為圓柱形狀。本發(fā)明的第l半導(dǎo)體裝置的特征在于包含半導(dǎo)體元件；散熱構(gòu)件， 其搭載有上述半導(dǎo)體元件；導(dǎo)線，其與上述半導(dǎo)體元件導(dǎo)通連接；接片， 其形成有上述散熱構(gòu)件所插入的開口部；以及絕緣性樹脂，其使上述導(dǎo)線 的其中一端露出，且至少固定上述導(dǎo)線的一部分以及上述散熱構(gòu)件；并且， 在上述接片的幵口部形成有緣部，且在形成有上述緣部的上述開口部，以 使上述散熱構(gòu)件的元件搭載部成為上表面的方式而安裝有上述散熱構(gòu)件。 由此，可提供散熱效果良好的半導(dǎo)體裝置。又，通過將散熱構(gòu)件壓接于導(dǎo) 線框架的緣部而使其成為一體，不對接片直接施加壓接時(shí)的應(yīng)力從而可防 止導(dǎo)線框架的變形。較好的是，上述散熱構(gòu)件的下表面自上述絕緣性樹脂露出。較好的是，上述散熱構(gòu)件的元件搭載部設(shè)有用以防止自上述接片脫落 的凸部或凹部。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含如下步驟形成框架部與自上述 框架部向內(nèi)側(cè)延伸的導(dǎo)線以及接片；在上述接片的區(qū)域內(nèi)形成上下貫通的開口部；對上述開口部實(shí)施沖緣加工，形成自上述開口后部向上下方向中 的任一方向延伸的緣部；將散熱構(gòu)件插入上述開口部安裝上述接片與上述 散熱構(gòu)件；通過絕緣性樹脂固定上述導(dǎo)線的一部分以及上述散熱構(gòu)件；以 及將半導(dǎo)體元件搭載于上述散熱構(gòu)件中。由此，由于通過對導(dǎo)線框架實(shí)施沖緣加工，而必然在幵口部的散熱構(gòu)件插入部處產(chǎn)生被稱為圓角之R，故 而其成為插入散熱構(gòu)件時(shí)的插入導(dǎo)向，因此無須外部導(dǎo)向便可將散熱構(gòu)件 插入開口部中，由于散熱構(gòu)件與導(dǎo)線框架的緣部進(jìn)行面接觸，故而接觸面 積較大，可實(shí)現(xiàn)散熱性的提高并且位置精度較優(yōu)良。本發(fā)明的第2半導(dǎo)體裝置包含半導(dǎo)體元件；散熱構(gòu)件，其搭載有上 述半導(dǎo)體元件；導(dǎo)線，其與上述半導(dǎo)體元件導(dǎo)通連接；接片，其形成有上 述散熱構(gòu)件所插入的開口部；以及絕緣性樹脂，其使上述導(dǎo)線的其中一端 露出，且至少固定上述導(dǎo)線的一部分以及上述散熱構(gòu)件；并且，在上述接 片上搭載有保護(hù)元件，上述保護(hù)元件與上述導(dǎo)線導(dǎo)通連接，在上述接片的 開口部安裝有上述散熱構(gòu)件。由此，可提供散熱效果良好的半導(dǎo)體裝置。 又，可經(jīng)由搭載有保護(hù)元件的接片而與導(dǎo)線導(dǎo)通連接。上述接片與上述導(dǎo)線不接觸。由此，來自半導(dǎo)體元件的熱將難以傳達(dá) 至導(dǎo)線，可降低因熱而導(dǎo)致的導(dǎo)線的電阻。上述保護(hù)元件與上述導(dǎo)線以不橫穿上述半導(dǎo)體元件上方的方式經(jīng)由 引線相導(dǎo)通連接。在以硅氧樹脂等將半導(dǎo)體元件被覆時(shí)，對于因硅氧樹脂 的膨脹以及收縮而易于發(fā)生引線的斷線的情形，通過采用本本發(fā)明便可得 以防止。又，可防止將半導(dǎo)體元件及導(dǎo)線連接的引線與將保護(hù)元件與導(dǎo)線 連接的引線之間的短路。上述接片與上述導(dǎo)線以不橫穿上述半導(dǎo)體元件上方的方式而經(jīng)由引 線相導(dǎo)通連接。由此可防止引線的斷線。又，可防止將半導(dǎo)體元件及導(dǎo)線 連接的引線與將保護(hù)元件及導(dǎo)線連接的引線之間的短路。較好的是，上述散熱構(gòu)件包含至少由上段、中段及下段組成的階梯狀， 且上述上段的大小與上述接片的開口部的大小大致相同或者為上述接片 的開口部的大小以下。由此可提高散熱構(gòu)件與接片的固著力。較好的是，上述散熱構(gòu)件包含搭載有上述半導(dǎo)體元件的元件搭載部， 上述元件搭載部比上述接片更突出。當(dāng)在半導(dǎo)體元件中使用發(fā)光二極管時(shí)，自發(fā)光二極管所出射的光不會(huì)被接片遮擋而可放出至外部。較好的是，上述散熱構(gòu)件包含搭載有上述半導(dǎo)體元件的元件搭載部， 上述元件搭載部比上述絕緣性樹脂更突出。又，當(dāng)在半導(dǎo)體元件中使用發(fā) 光二極管時(shí)，自發(fā)光二極管所出射的光不會(huì)被絕緣性樹脂遮擋而可放出至 外部。較好的是，上述散熱構(gòu)件的側(cè)面設(shè)有用以防止上述接片脫落的凸部或 凹部。由此可防止接片的脫落，可降低將半導(dǎo)體元件與導(dǎo)線連接的引線、 將保護(hù)元件與導(dǎo)線連接的引線的斷線。較好的是，上述散熱構(gòu)件的下表面自上述絕緣性樹脂露出。由此可提 高散熱性。較好的是，在上述第1及第2半導(dǎo)體裝置中，上述半導(dǎo)體元件為發(fā)光 二極管。[發(fā)明之效果]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種可有效散發(fā)半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱，且可靠 性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置以及發(fā)光裝置與其制造方法。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的正面圖。 圖2是表示實(shí)施方式的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。 圖3是表示本發(fā)明變形例1的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖4A是表示變形例2的導(dǎo)線框架的正面圖。 圖4B是沿圖4A的A-A'線的剖面圖。圖5A是變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的第1步驟中的剖面圖。 圖5B是變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的第2步驟中的剖面圖。 圖5C是變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的第3步驟中的剖面圖。 圖5D是變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的第4步驟中的剖面圖。 圖5E是變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的第5步驟中的剖面圖。 圖6A是表示在變形例2中使散熱構(gòu)件變形的步驟的情形的剖面圖。 圖6B是在變形例2中使散熱構(gòu)件變形之后的剖面圖。圖7是表示以往的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。 其中1導(dǎo)線框架(lead frame)2、 102 內(nèi)引腳(inner lead)3、 103 外引腳(outer lead) 4分流條5、 105接片 5a緣部6、 106 開口部7、 107 散熱構(gòu)件 7a、 107a元件搭載部 8沖頭9底模100發(fā)光裝置107a元件搭載部(上表面)107b中段107c下段107d側(cè)面107e下表面110發(fā)光二極管111保護(hù)元件115絕緣性樹脂116透光性被覆構(gòu)件具體實(shí)施方式
以下， 一面參照附圖一面對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 <實(shí)施方式>使用附圖對實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說明。圖l是表示實(shí)施方式的 半導(dǎo)體裝置的平面圖。圖2是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的概略剖面圖。此實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置是使用發(fā)光元件作為半導(dǎo)體元件的發(fā)光裝 置，且按如下方式構(gòu)成。在實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，發(fā)光元件110安裝于散熱構(gòu)件107的上 表面。又，環(huán)狀金屬接片105以其上表面低于散熱構(gòu)件107的上表面的方 式嵌入散熱構(gòu)件107的外周側(cè)面。進(jìn)而，在金屬接片105的外側(cè)，第l導(dǎo) 線(lead) 23a與第2導(dǎo)線(lead) 23b經(jīng)由絕緣性樹脂遠(yuǎn)離金屬接片105 而被保持。此時(shí)，第1導(dǎo)線23a的內(nèi)引腳102a與第2導(dǎo)線23b的內(nèi)引腳 102b保持在低于散熱構(gòu)件107的上表面且高于散熱構(gòu)件107的下表面的位 置處。按照這樣的方式，在實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，分別連接有引線的金 屬接片105的上表面、內(nèi)引腳102a的上表面及內(nèi)引腳102b的上表面低于 散熱構(gòu)件107的上表面。又，絕緣性樹脂115包含導(dǎo)向壁，該導(dǎo)向壁包圍散熱構(gòu)件107的外周 側(cè)面中位于內(nèi)引腳102a的上表面及內(nèi)引腳102b的上表面以上的部分，且 通過該導(dǎo)向壁以及散熱構(gòu)件的外周側(cè)面，形成包圍散熱構(gòu)件107的凹部。 在該凹部的底面上，露出有內(nèi)引腳102a的表面、內(nèi)引腳102b的表面以及 上述金屬接片的表面，在該露出的部分上可分別進(jìn)行鍵合以及進(jìn)行半導(dǎo)體 元件(發(fā)光元件以外的半導(dǎo)體元件)的安裝。該實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中， 在露出于凹部內(nèi)的金屬接片上設(shè)有保護(hù)元件(齊納二極管)lll，以使發(fā)光 元件上不會(huì)承受高電壓。該實(shí)施方式中，絕緣性樹脂115的導(dǎo)向壁，以其 頂端部低于散熱構(gòu)件107的上表面之方式而形成，這樣，從安裝在散熱構(gòu) 件107的上表面的發(fā)光元件110的側(cè)面所出射的光不會(huì)被絕緣性樹脂的導(dǎo) 向壁遮擋。如上所述，在配置有散熱構(gòu)件107、發(fā)光元件110、第1及第2導(dǎo)線 23a、23b以及金屬接片105的實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，通過引線鍵合(wire bonding)而進(jìn)行規(guī)定的配線。露出于凹部的底面的內(nèi)引腳102a與發(fā)光元件110的其中一個(gè)電極通 過引線(wire)而連接。發(fā)光元件110的另一個(gè)電極與露出于凹部的底面的內(nèi)引腳102b通過 引線而連接。露出于凹部的底面的內(nèi)引腳102a與形成于保護(hù)元件111的上表面的10電極通過引線而連接。再者，形成于保護(hù)元件111的下表面的電極例如通過導(dǎo)電性接著劑等而連接于金屬接片105。露出于凹部的底面的內(nèi)引腳102b與金屬接片105通過引線而連接。通過以上述方式進(jìn)行配線，在第1導(dǎo)線23a與第2導(dǎo)線23b之間并聯(lián) 連接有作為保護(hù)元件111的齊納二極管與發(fā)光元件。而且，在實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，設(shè)有圓頂形狀的透光性樹脂以覆蓋 發(fā)光元件110及引線。該透光性樹脂也填充于槽的內(nèi)部，且露出于槽的底 面的金屬接片、露出于凹部的底面的內(nèi)引腳102a、露出于凹部的底面的內(nèi) 引腳102b以及保護(hù)元件111也由透明樹脂所覆蓋。再者，散熱構(gòu)件107例如以如下方式而設(shè)置，即，當(dāng)發(fā)光裝置安裝于 基板上時(shí)，散熱構(gòu)件107的下表面直接接觸于基板。亦即，散熱構(gòu)件107 的下表面與外引腳的下表面位于大致同一平面上。以上述方式所構(gòu)成的實(shí)施方式的發(fā)光裝置，在將發(fā)光元件110直接安 裝于散熱構(gòu)件上且發(fā)光裝置安裝于基板上時(shí)，由于散熱構(gòu)件107的下表面 107e直接接觸于基板，故而可獲得良好的散熱特性。如上所述，本實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，由于第1導(dǎo)線23a的內(nèi)引腳102a 與第2導(dǎo)線23b的內(nèi)引腳102b配置在低于搭載有發(fā)光元件110的散熱構(gòu) 件107的上表面107a的位置處而進(jìn)行鍵合，因此引線可難以受到因透光 性被覆構(gòu)件116的熱(溫度變化)所導(dǎo)致的膨脹 伸縮的影響(應(yīng)力)。因此， 本實(shí)施方式的發(fā)光裝置可防止引線的斷線而可獲得較高的可靠性。又，實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，由于以導(dǎo)向壁的頂端部低于散熱構(gòu)件107 的上表面107a的方式而形成有絕緣性樹脂，因此不會(huì)遮擋發(fā)光元件110 所發(fā)出的光而可使其放出至透光性樹脂116的外部。以下，對實(shí)施方式的發(fā)光裝置中的各構(gòu)成要素也包含制造方法在內(nèi)進(jìn) 行詳細(xì)說明。在實(shí)施方式中，分別包含內(nèi)引腳與外引腳的第1及第2導(dǎo)線與含有開 口部106的金屬接片105是通過對金屬薄板材進(jìn)行穿孔加工而制作的。又，散熱構(gòu)件107含有相互對向的上表面107a及下表面107e、以及 含有第1臺階107b及第2臺階107c的外周側(cè)面，例如，通過采用壓制成形使由銅所構(gòu)成的圓柱形狀原材料變形而制作。繼而，在該金屬接片105的開口部106中，插入散熱構(gòu)件107的位于 第1臺階107b以上的部分。進(jìn)而，將第1及第2導(dǎo)線23a、 23b配置于成 型模具內(nèi)的規(guī)定位置處，并將絕緣性樹脂射出至(射出成形)模穴內(nèi)。以這 樣的方式，使第1導(dǎo)線23a與第2導(dǎo)線23b在通過絕緣性樹脂115而與金 屬接片105以及散熱構(gòu)件107電性隔離的狀態(tài)下保持于金屬接片105的外 偵(J。再者，在實(shí)施方式中，內(nèi)引腳102以通過絕緣性樹脂115電性隔離的 方式而設(shè)于第2臺階107c的上方。再者，在本說明書中，僅在稱為內(nèi)引腳102的情形時(shí)，包含內(nèi)引腳102a 與內(nèi)引腳102b兩者。以上述方式配置金屬接片105與第1及第2導(dǎo)線23a、 23b之后，將 發(fā)光二極管110搭載在散熱構(gòu)件107的上表面(元件搭載部)107a上，將保 護(hù)元件111搭載在金屬接片105上，通過引線鍵合而實(shí)施規(guī)定的配線。具體而言，發(fā)光二極管110與內(nèi)引腳102之間、保護(hù)元件lll與內(nèi)引 腳102a之間、金屬接片105與內(nèi)引腳102b之間經(jīng)由引線而導(dǎo)通連接。再者，將導(dǎo)線的自絕緣性樹脂115向外側(cè)延伸之一側(cè)稱為外引腳，將 由絕緣性樹脂115所內(nèi)包的一側(cè)稱為內(nèi)引腳。繼而，發(fā)光二極管110通過透光性被覆構(gòu)件116而被覆。此時(shí)，透光性被覆構(gòu)件116形成為填充于散熱構(gòu)件107周圍的凹部且 覆蓋成型樹脂115的導(dǎo)向壁的半球形狀，該半球形狀的曲率是按照可獲得 所期望的定向特性的方式而設(shè)定的。以上的結(jié)構(gòu)中，散熱構(gòu)件107與金屬接片105并不與內(nèi)引腳102接觸。 由此可隔離散熱路徑與電氣路徑。較好的是，金屬接片105如該實(shí)施方式所示，在中央附近含有開口部 106，進(jìn)而，較好的是，開口部106的形狀是與散熱構(gòu)件107的形狀相嵌 合的形狀。然而，本發(fā)明并不限定于此，可根據(jù)目的而采用其它形狀。又， 開口部106的形狀，例如可采用自上方觀察呈圓形、橢圓形狀、正方形、 長方形等形狀。又，金屬接片105與散熱構(gòu)件107相接觸。金屬接片105 的形狀只要是將安裝散熱構(gòu)件107的部分開口的形狀即可，例如可采用自 上方觀察呈C型、U型等形狀。較好的是，散熱構(gòu)件107如本實(shí)施方式所示，含有至少包含上表面(相 當(dāng)于元件搭載部107a)、中段(第1臺階)107b以及下段(第2臺階)107c 的階梯狀。較好的是，形成自上表面107a向下段(第2臺階)107c擴(kuò)展的 形狀。較好的是，上表面107a的大小(面積)與接片105的開口部106的 大小(面積)大致相同或?yàn)殚_口部106的大小以下。通過使上表面107a的 大小與開口部106的大小大致相同，可防止散熱構(gòu)件107的脫落。通過在 散熱構(gòu)件107中設(shè)置中段(第1臺階)107b，可防止從金屬接片105脫落。 又，本發(fā)明中，如圖2所示，較好的是于散熱構(gòu)件107的側(cè)面，在中段107b 正上形成凸部，從而，可由該凸部與中段107b夾持接片105。又，通過設(shè) 置中段107b，可增大散熱構(gòu)件107與接片105之間的接觸面積。通過設(shè)置 散熱構(gòu)件107的下段107c，可使散熱構(gòu)件107不會(huì)接觸于內(nèi)引腳102，且 可擴(kuò)大與絕緣性樹脂115之間的接觸面積。較好的是，散熱構(gòu)件107的上表面(元件搭載部)107a如實(shí)施方式所示 比接片105突出。將發(fā)光二極管110搭載于元件搭載部107a中，并將保 護(hù)元件lll搭載于接片105上，從而，保護(hù)元件lll不會(huì)遮擋來自發(fā)光二 極管110的光。又，可進(jìn)一步有效防止散熱構(gòu)件107從接片105脫落。較好的是，散熱構(gòu)件107的元件搭載部107a如實(shí)施方式所示比絕緣 性樹脂115更突出。自發(fā)光二極管110在橫方向出射的光不會(huì)被絕緣性樹 脂115遮擋而可放出至外部。較好的是，散熱構(gòu)件107的側(cè)面107d如實(shí)施方式所示，設(shè)有用以防 止接片105的脫落的凸部或凹部。如實(shí)施方式中半導(dǎo)體裝置的制造方法所 說明那樣，自散熱構(gòu)件107之上方利用沖頭等施加機(jī)械壓力，而在側(cè)面 107d上形成凸部。除了對散熱構(gòu)件107進(jìn)行加工以外，還可利用其它構(gòu)件 設(shè)置防止接片105的脫落的環(huán)。又，通過在散熱構(gòu)件107的側(cè)面，在107d 上設(shè)置凹部，在所對應(yīng)的接片105上設(shè)置凸部，從而可防止散熱構(gòu)件107 自接片105脫落。較好的是，散熱構(gòu)件107的下表面107e如實(shí)施方式所示自絕緣性樹 脂115露出。其原因在于可提高散熱性。又，通過使散熱構(gòu)件107的下表 面107e與外引腳103為相同高度，也可提高半導(dǎo)體裝置100的穩(wěn)定性。實(shí)施方式中，保護(hù)元件111與內(nèi)引腳102是借助引線(wire)而導(dǎo)通13連接的，但該引線是以不橫穿發(fā)光二極管110上方的方式而進(jìn)行鍵合的。 因此，利用連接保護(hù)元件111與內(nèi)引腳102的引線，可不遮擋發(fā)光元件所 發(fā)出的光，且可防止引線的斷線。又，實(shí)施方式中，保護(hù)元件lll與內(nèi)引 腳102以最短距離相導(dǎo)通連接。這樣，可進(jìn)一步有效防止引線的斷線。例 如，在被覆構(gòu)件116中使用樹脂的情況下，在樹脂硬化時(shí)等施加有應(yīng)力。 在引線橫穿發(fā)光二極管110的上方的情況下，有時(shí)樹脂硬化時(shí)等的應(yīng)力會(huì) 變大，可能會(huì)發(fā)生引線的斷線。又，由于不橫穿發(fā)光二極管110的上方， 故而還可防止來自發(fā)光二極管110的引線與來自保護(hù)元件111的引線短 路。實(shí)施方式中，金屬接片105與內(nèi)引腳102是以不橫穿發(fā)光二極管110 上方的方式而經(jīng)由經(jīng)鍵合的引線相導(dǎo)通連接的。由于金屬接片105配置于 散熱構(gòu)件107的外周，且在其外側(cè)配置有內(nèi)引腳102，故而可易于導(dǎo)通連 接保護(hù)元件111與內(nèi)引腳102。實(shí)施方式中，被覆構(gòu)件116是以樹脂直接被覆發(fā)光二極管110，但亦 可取代上述方式，而以中空的覆蓋層(cover)進(jìn)行被覆。較好的是，被 覆構(gòu)件116設(shè)為透鏡形狀?？商峁┤缟纤龅陌雽?dǎo)體元件110。實(shí)施方式中，關(guān)于半導(dǎo)體元件使用發(fā)光二極管110，但本發(fā)明并不限 定于發(fā)光二極管，也可使用其它半導(dǎo)體元件而構(gòu)成。 <變形例1>本發(fā)明的變形例1的發(fā)光裝置除了以下部分以外，與實(shí)施方式同樣形 成，S卩(l)散熱構(gòu)件107含有收納發(fā)光元件110的收納凹部107r; (2) 透光性被覆構(gòu)件216的形狀與透光性被覆構(gòu)件116不同；(3)金屬接片上 并未設(shè)有保護(hù)元件111(圖3)。再者，本變形例1的發(fā)光裝置例如是使用耐電壓特性良好的紅色發(fā)光 元件之發(fā)光裝置，且不具備保護(hù)元件lll。以下，對與實(shí)施方式的不同之處進(jìn)行說明。首先，變形例1的發(fā)光裝置中，在散熱構(gòu)件107上形成有收納凹部 107r，而將發(fā)光元件110搭載于該收納凹部107r之底面。又，變形例l的發(fā)光裝置中，透光性被覆構(gòu)件216包含表面為球面且發(fā)揮透鏡功能的透鏡部、及位于上述球面以下的圓柱形狀部，通過設(shè)置該 圓柱形狀部，可進(jìn)行高精度的安裝。亦即，當(dāng)通過安裝機(jī)來安裝發(fā)光裝置時(shí)，將吸附噴嘴的頂端形狀(吸附面)設(shè)為含有與圓柱形狀部的外周面216s相對應(yīng)的內(nèi)周面的形狀，從而可無傾斜地吸附發(fā)光裝置，可提高安裝精度。〈變形例2〉本發(fā)明的發(fā)光裝置中，也可在金屬接片中形成緣部。以下，對變形例2的發(fā)光裝置中的導(dǎo)線框架與散熱構(gòu)件的部分進(jìn)行詳 細(xì)說明。圖4A是表示變形例2的導(dǎo)線框架的正面圖，圖4B是沿圖4A的A-A' 線的剖面圖。對金屬薄板材進(jìn)行穿孔而形成的導(dǎo)線框架1如圖4A所示，包含內(nèi) 引腳2;與內(nèi)引腳2相導(dǎo)通連接的外引腳3;以及用以相互固定外引腳3 的分流條4。再者，在本說明書中，將內(nèi)包于樹脂密封中的部分設(shè)為內(nèi)引腳2，將 自樹脂密封露出的部分設(shè)為外引腳3。又，分流條4是用以在密封前接合 在進(jìn)行樹脂密封之后隔離并去除的各導(dǎo)線的輔助機(jī)構(gòu)。在導(dǎo)線框架1的大致中央設(shè)置接片5，在接片5的中央部形成幵口部 6。含有銅、銅合金、鋁或陶瓷等熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的原材料的散熱構(gòu)件7插 入開口部6中進(jìn)行安裝。此時(shí)，對接片5的開口部6實(shí)施被稱為去毛頭(burring)的壓制加 工而形成緣部5a。亦即，接片5包含緣部5a及筒狀部分5b。通過這樣由緣部5a與筒狀部分5b構(gòu)成接片5，可增大散熱構(gòu)件7與 接片5的接觸面積，故而可使由安裝于散熱構(gòu)件中的半導(dǎo)體元件(未圖標(biāo)) 所產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱構(gòu)件7及接片5的兩條路徑而有效地散發(fā)至外部。進(jìn)而，也可通過壓低而將接片5下壓至導(dǎo)線框架1更下方。由此，可提高下述引線鍵合性。散熱構(gòu)件7以元件搭載部7a為上表面而安裝于接片5的開口部6中。 在元件搭載部7a上搭載有半導(dǎo)體元件，且半導(dǎo)體元件與內(nèi)引腳2經(jīng)由引 線等相導(dǎo)通連接。在搭載半導(dǎo)體元件之前或者搭載之后，至少以絕緣性樹脂(未圖示)固定內(nèi)引腳2與散熱構(gòu)件7。由此可提供散熱效果優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置。 (半導(dǎo)體裝置的制造方法)圖5A 圖5E是沿變形例2的導(dǎo)線框架的制造步驟流程的剖面圖。圖 6A以及圖6B是變形例2的接片與散熱構(gòu)件的概略剖面圖。在圖5A 圖5E中，對于與圖4A及圖4B相同的構(gòu)成要素使用有相同 的符號，并省略說明。通過對金屬薄板材(未圖示)進(jìn)行壓制加工或蝕刻加工，形成內(nèi)引腳2、 外引腳3、分流條、接片5、開口部6。此時(shí)，開口部6與之后所插入的散 熱構(gòu)件7的形狀吻合而形成為圓形或四邊形。通過壓制加工而對開口部6實(shí)施沖緣加工。此時(shí)，在開口部6中通過 沖緣加工而形成自開口部6向上或下中的任一方向延伸的緣部5a。又，緣 部5a可與圓筒部5b成直角，也可傾斜，可進(jìn)行適當(dāng)選擇。由此，之后所 插入的散熱構(gòu)件7的插入性提高且密著性提高優(yōu)良。又，也可通過壓低而將接片5下壓至導(dǎo)線框架更下方。此時(shí)，若壓低 接片5以使之后所插入的散熱構(gòu)件7的上表面與導(dǎo)線框架1成為大致相同 平面，則引線鍵合性優(yōu)良。變形例2中，將包含一個(gè)段差部且形成為T字形的散熱構(gòu)件7插入開 口部6中進(jìn)行安裝。此處，散熱構(gòu)件7是通過沖頭8而對上表面實(shí)施沖擊 加工，從而利用散熱構(gòu)件7對接片5進(jìn)行縮壓鉚接。以下， 一面參照圖6A以及圖6B， 一面對插入散熱構(gòu)件7并進(jìn)行鉚接 的步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。進(jìn)行鉚接的模具含有在剖面圖中形成為八字形狀的沖頭8以及包含平 坦部的底模9。使底模9抵接于散熱構(gòu)件7的下表面，在上表面，以沖頭8的形成為 八字形狀的傾斜面對散熱構(gòu)件7的上表面周邊緣部施加壓力而進(jìn)行縮壓鉚 接。根據(jù)這樣的方法，通過形成于沖頭8上的傾斜面，在縮壓時(shí)加壓力施 加于接片5的中心，可提高散熱構(gòu)件7的位置精度。利用沖頭8對散熱構(gòu)件7的周緣部(側(cè)面)進(jìn)行縮壓，由此使散熱構(gòu)件 7的一部分壁自散熱構(gòu)件7的邊緣部逃至接片5上而擠壓緣部5a。按照這 樣的方式，將散熱構(gòu)件7與接片5進(jìn)行鉚接。從而，在散熱構(gòu)件7上，在 元件搭載面上設(shè)置凸部。其后，將內(nèi)引腳2與散熱構(gòu)件7配置于規(guī)定的模具內(nèi)并注入絕緣性樹 脂材料，使其硬化，從而通過絕緣性樹脂固定內(nèi)引腳2與散熱構(gòu)件7(未圖 示)。繼而，將半導(dǎo)體元件搭載于散熱構(gòu)件7的元件搭載部7a上。然而，也可在將半導(dǎo)體元件搭載在散熱構(gòu)件7的元件搭載部7a上之 后，將內(nèi)引腳2與散熱構(gòu)件7配置于規(guī)定的模具內(nèi)并注入絕緣性樹脂材料， 使其硬化，從而通過絕緣性樹脂固定內(nèi)引腳2與散熱構(gòu)件7。如上所述，本變形例2中，在導(dǎo)線框架的接片內(nèi)部設(shè)置有保留接片的 外周框而實(shí)施有沖緣加工的開口部6，將散熱構(gòu)件7插入開口部6中，并 自散熱構(gòu)件7的上表面利用沖頭8等施加機(jī)械壓力而將散熱構(gòu)件7壓接于 沖緣加工部上部。通過這樣實(shí)施沖緣加工，可降低壓接時(shí)施加至導(dǎo)線框架 的壓力，不會(huì)使導(dǎo)線框架產(chǎn)生變形，而可使散熱構(gòu)件7與導(dǎo)線框架為一體。又，當(dāng)對導(dǎo)線框架實(shí)施沖緣加工時(shí)，在開口部6的插入有散熱構(gòu)件7 的部分必然產(chǎn)生被稱為內(nèi)圓角的R。該R成為插入散熱構(gòu)件7時(shí)的插入導(dǎo) 向，因此在插入散熱構(gòu)件7時(shí)無須特別的外部導(dǎo)向。由此可實(shí)現(xiàn)成本的降 低。進(jìn)而，在將散熱構(gòu)件7插入實(shí)施了沖緣加工的開口部6中時(shí)，由于散 熱構(gòu)件7與導(dǎo)線框架的接觸面積變大，故而可抑制散熱構(gòu)件7的搖晃，可 防止散熱構(gòu)件7相對于開口部6的垂直方向的傾斜，可提高位置精度。進(jìn)而，由于散熱構(gòu)件7與導(dǎo)線框架的接觸面積較大，故而可實(shí)現(xiàn)散熱 性的提高。以上的實(shí)施方式及變形例1、 2中，對于使用發(fā)光元件作為半導(dǎo)體元 件的示例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于發(fā)光元件，例如，也可使用功 率晶體管等其它半導(dǎo)體元件而構(gòu)成半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可利用于照明或大型背光單元、集中光源方式信 號燈機(jī)等中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包含發(fā)光元件；散熱構(gòu)件，其含有上表面與下表面，且在其上表面搭載有上述發(fā)光元件；第1及第2導(dǎo)線；以及絕緣性樹脂，其將上述第1及第2導(dǎo)線遠(yuǎn)離上述散熱構(gòu)件而保持，上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳保持在低于上述上表面且高于上述下表面的位置處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，上述絕緣性樹脂含有導(dǎo)向壁，該導(dǎo)向壁包圍上述散熱構(gòu)件的外周側(cè)面 中位于上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳的上方的部分，且該導(dǎo) 向壁的頂端部位于上述散熱構(gòu)件的上述上表面以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中，通過上述導(dǎo)向壁及上述散熱構(gòu)件的外周側(cè)面形成有包圍上述散熱構(gòu) 件的環(huán)狀凹部，且上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳的表面、上述第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳 的表面以及上述金屬接片的表面位于上述凹部的底面。
4. 一種發(fā)光裝置，其特征在于，包含 發(fā)光元件；散熱構(gòu)件，其含有上表面與下表面，且在其上表面搭載有上述發(fā)光元件；第1及第2導(dǎo)線；以及絕緣性樹脂，其將上述第1及第2導(dǎo)線遠(yuǎn)離上述散熱構(gòu)件而保持， 上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳保持在低于上述上表面且 高于上述下表面的位置處，上述絕緣性樹脂含有導(dǎo)向壁，該導(dǎo)向壁包圍上述散熱構(gòu)件的外周側(cè)面中位于上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳的上方的部分，且該導(dǎo) 向壁的頂端部位于上述散熱構(gòu)件的上述上表面以下，并且通過上述導(dǎo)向壁及上述散熱構(gòu)件的外周側(cè)面形成有包圍上述散熱構(gòu) 件的環(huán)狀凹部，且上述第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳的表面、上述第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳 的表面以及上述金屬接片的表面位于上述凹部的底面。5.根據(jù)權(quán)利要求 4所述的發(fā)光裝置，其中，還包含在上述散熱構(gòu)件的外周嵌入的金屬接片，且上述金屬接片的表 面處于比上述散熱構(gòu)件的上述上表面低的位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其中， 還包含安裝于上述金屬接片的表面的半導(dǎo)體元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中，在上述散熱構(gòu)件的上表面形成有收納上述發(fā)光元件的收納凹部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中，還含有覆蓋上述發(fā)光元件的透光性被覆構(gòu)件，該透光性被覆構(gòu)件的表 面的至少一部分為球面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中， 在上述透光性被覆構(gòu)件中，上述球面以下的部分為圓柱形狀。
10. —種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包含 半導(dǎo)體元件；散熱構(gòu)件，其搭載有上述半導(dǎo)體元件； 導(dǎo)線，其與上述半導(dǎo)體元件導(dǎo)通連接；接片，其形成有上述散熱構(gòu)件所插入的開口部；以及絕緣性樹脂，其使上述導(dǎo)線的一端露出，且至少固定上述導(dǎo)線的一部分以及上述散熱構(gòu)件，在上述接片的開口部形成有緣部，且在形成有上述緣部的上述開口部，按照使上述散熱構(gòu)件的元件搭載部成為上表面的方式安裝有上述散熱構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述散熱構(gòu)件的下表面自上述絕緣性樹脂露出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的半導(dǎo)體裝置，其中，上述散熱構(gòu)件的元件搭載部設(shè)有用以防止自上述接片脫落的凸部或 凹部。
13. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包含如下步驟 形成框架部與自上述框架部向內(nèi)側(cè)延伸的導(dǎo)線及接片； 在上述接片的區(qū)域內(nèi)形成上下貫通的開口部；對上述開口部實(shí)施沖緣加工，形成自上述開口后部向上下方向中的任 一方向延伸的緣部；將散熱構(gòu)件插入上述開口部，安裝上述接片與上述散熱構(gòu)件； 通過絕緣性樹脂來固定上述導(dǎo)線的一部分以及上述散熱構(gòu)件；以及 將半導(dǎo)體元件搭載于上述散熱構(gòu)件中。
14. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包含 半導(dǎo)體元件；搭載有上述半導(dǎo)體元件的散熱構(gòu)件；與上述半導(dǎo)體元件導(dǎo)通連接的導(dǎo)線；接片，其形成有上述散熱構(gòu)件所插入的開口部；以及絕緣性樹脂，其使上述導(dǎo)線的其中一端露出，且至少將上述導(dǎo)線的一部分及上述散熱構(gòu)件固定，在上述接片上搭載有保護(hù)元件，且上述保護(hù)元件與上述導(dǎo)線相導(dǎo)通連接，在上述接片的開口部安裝有上述散熱構(gòu)件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中，上述接片與上述導(dǎo)線不接觸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述保護(hù)元件與上述導(dǎo)線以不橫穿上述半導(dǎo)體元件上方的方式經(jīng)由引線相導(dǎo)通連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述接片與上述導(dǎo)線以不橫穿上述半導(dǎo)體元件上方的方式經(jīng)由引線相導(dǎo)通連接。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述散熱構(gòu)件含有至少由上段、中段及下段組成的階梯狀，且上述上段的大小與上述接片的開口部的大小大致相同或者小于上述接片的開口部的大小。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述散熱構(gòu)件含有搭載有上述半導(dǎo)體元件的元件搭載部，且上述元件搭載部比上述接片更突出。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，上述散熱構(gòu)件含有搭載有上述半導(dǎo)體元件的元件搭載部，且上述元件 搭載部比上述絕緣性樹脂更突出。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 上述散熱構(gòu)件的側(cè)面設(shè)有用以防止上述接片的脫落的凸部或凹部。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14至21中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中，上述散熱構(gòu)件的下表面自上述絕緣性樹脂露出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可有效散發(fā)半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱，且可靠性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置及發(fā)光裝置與其制造方法。本發(fā)明的發(fā)光裝置包含發(fā)光元件；散熱構(gòu)件，其含有上表面與下表面，且在其上表面搭載有發(fā)光元件；第1及第2導(dǎo)線；以及絕緣性樹脂，其將第1及第2導(dǎo)線遠(yuǎn)離散熱構(gòu)件而保持；并且，第1導(dǎo)線的內(nèi)引腳與第2導(dǎo)線的內(nèi)引腳系保持在低于上表面且高于下表面的位置處。
文檔編號H01L23/50GK101326648SQ20068004650
公開日2008年12月17日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者鐮田和宏 申請人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社