注射成形用模具及通过其成形的半导体封装和半导体封装的制造方法.pdf

本发明提供一种注射成形用模具，是半导体封装成形用的注射成形用模具，所述注射成形用模具具备各自具有可通过闭模而形成型腔的内表面的定模及多个动模，通过对定模及动模进行闭模而形成型腔，向型腔内注射树脂可注射成形半导体封装(100)，定模或动模具备与内表面连续而形成的浇口(65)，用于向型腔内注射树脂，多个动模的内表面具有朝向浇口(65)距离逐渐接近的相互对置的第1模具面及第2模具面，第1模具面或第2模具面在与所述浇口(65)相邻的部分具有凹部。由此，使浇口直径较大地开口，即使在较低的模具内压下也能向模具内供给熔融树脂，因此，可实现抑制了飞边产生的稳定的树脂成形。

1.  一种注射成形用模具，是半导体封装成形用的注射成形用模具，所述注射成形用模具通过闭模而形成型腔，向所述型腔内注射树脂可注射成形半导体封装，
所述注射成形用模具具备定模及多个动模，其中所述定模及多个动模各自具有通过对它们进行闭模而可在内部形成型腔的内表面，其特征在于，
所述定模或动模具备与所述内表面连续而形成的浇口，用于向所述型腔内注射树脂，
所述多个动模的内表面具有朝向所述浇口距离逐渐接近的相互对置的第1模具面及第2模具面，
所述第1模具面或第2模具面在与所述浇口相邻的部分具有凹部。

2.  根据权利要求1所述的注射成形用模具，其特征在于，
在所述定模和所述动模之间可配置引线框，
所述引线框的端面与所述动模的内表面的间隙内最窄的部位为由所述动模形成的型腔高度的1/4以下。

3.  根据权利要求1或2所述的注射成形用模具，其特征在于，
在所述动模侧的型腔内配置模具镶块。

4.  根据权利要求3所述的注射成形用模具，其特征在于，
使所述模具镶块配置为，所述内表面和所述模具镶块的距离的最近部分的距离为0.1mm以下。

5.  一种半导体封装，其为，
由权利要求1至4中任意一项所述的注射成形用模具来成形。

6.  一种半导体封装，配装有半导体元件，具有分别相对的封装上面及封装下面、和封装正面及封装背面，其中所述封装正面及封装背面与所述封装上面及封装下面邻接，其特征在于，
所述封装上面及封装下面形成为，使厚度从所述封装正面侧向封装背面侧变薄，
在所述封装下面以与所述封装背面相连的方式形成有突起部。

7.  根据权利要求6所述的半导体封装，其特征在于，
设有所述突起的部分的半导体封装的最大厚度与所述封装正面侧的封装最大厚度大致相等或者比其薄。

8.  根据权利要求6或7所述的半导体封装，其特征在于，
构成为在形成使所述封装背面的大致中央凹陷为凹状的台阶的同时，从所述凹状台阶的底面使所述突起突出，且所述突起的顶部收纳在凹状台阶内。

9.  根据权利要求6至8中任意一项所述的半导体封装，其特征在于，还具备：
具有凹部的封装本体，
使一端在所述凹部内露出，使另一端从所述封装本体表面突出，同时沿所述封装本体表面弯折的一对外部电极，以及
收容于所述凹部并与所述一对外部电极电连接的半导体发光元件；
所述半导体封装构成半导体发光装置。

10.  一种半导体封装的制造方法，对半导体封装进行成形，所述半导体封装以使厚度从封装正面侧朝向封装背面侧逐渐变薄的形式形成有封装上面及封装下面，包括：
在定模和与所述定模相对的动模之间的预定位置上配置半导体封装的引线框的工序，
使定模闭模形成型腔的工序，所述定模在封装背面侧开口、向模具注入熔融树脂的浇口在所述半导体封装的厚度方向上的浇口直径比所述背面的未设置浇口的部分的封装的最大厚度大，并且与所述正面的封装的最大厚度大致相等或者比其小，
从所述定模朝向所述动模，从浇口向所述型腔内填充熔融树脂的工序，以及
在熔融树脂硬化后进行脱模的工序。

注射成形用模具及通过其成形的半导体封装和半导体封装的制造方法
技术领域
本发明涉及注射成形用模具及通过其成形的半导体封装以及半导体封装的制造方法，具体而言，涉及适合于制造薄型化半导体封装的注射成形用模具及通过其成形的半导体封装以及半导体封装的制造方法。
背景技术
作为使用于半导体装置的封装的制造技术，公知有注射成形方法。在注射成形方法中，将加热熔融后的树脂通过模具的直浇道、横浇道从浇口注射入型腔内，其后在保持预定时间内进行冷却固化以制造成形体。在该方法中，树脂成形体的形状存在厚度较厚的部位及较薄的部位时，较薄的部位较快地被冷却、熔融的树脂容易冷却固化。因此，存在这样的问题：当厚度较薄的区域成为两支树脂流动会合的最终填充位置时，容易产生熔接线，因熔融树脂处于很难流入的状态，而发生成形未填充的不良即短射。作为用于消除这种熔接线或短射的改进方法，例如有人提出的日本特开平7-276410号公报的技术。
另一方面，在半导体装置内作为光源使用的发光二极管(Light EmittingDiode：以下也称为“LED”)，也在近年被开发出高亮度、高输出的发光元件及小型的发光装置，其在各种领域的利用不断发展。这种发光装置有效利用小型、低消耗电力、轻量等特征，例如利用于手机及液晶背照灯的光源、各种仪表的光源、各种读数传感器等。作为一个例子，使用于背照灯的光源要求薄型化，以使使用该光源的设备小型化及轻量化。因而，作为光源使用的发光装置自身也要求小型化，因此，例如被开发出各种于横向发光的被称为侧发光型的薄型发光装置等(例如参照日本特开2004-363537号公报)。
在图1中表示申请人在先开发的侧发光型发光装置500的立体图。图1A是表示从斜前方观察的立体图，图1B是表示从斜后方观察的立体图。如这些图所示，侧发光型发光装置构成为通常在封装正面形成有光射出用开口部KK5，在其底面上装载发光元件，引线框的一部分作为外部电极550从封装内部向外部引出。
另外，图2表示使发光装置的封装成形的成形模具。图2A是表示成形模具沿图1A的IIa-IIa’线的剖视图，图2B是表示沿图1A的IIb-IIb’线的剖视图，图2C是表示放大了图2B的浇口部分的放大剖视图。为了使图1的封装成形，如图2A～图2B所示，使用夹持有引线框20的模具，在型腔内注射熔融树脂对树脂进行造型。由于侧发光型发光装置的厚度由搭载的模的尺寸及包围其周围的封装的厚度决定，所以对于使用于侧发光型发光装置的封装，最大的课题之一在于怎样能够形成较薄的壁。因此，为了得到更薄型的侧发光型发光装置，针对形状或制造方法，实施了各种各样的设计(例如参照日本特开2007-207986号公报)。
为了满足包括这种发光装置的半导体装置的小型化、薄型化的要求及应对复杂的形状，而很大程度上依赖于掌控半导体装置外形的封装的成形。因此，要求设计可适用于薄型化的树脂成形用模具。但是，特别地如果想通过模具成形来实现薄型化，则很难避免熔接线或短射。上述的日本特开平7-276410号公报这样的方法，例如虽然对于汽车轮罩这样的较大型的成形物较为有效，但是对于制作特别小型的半导体封装的情况，该方法有时会有相反效果。另外，有时设置多个相当于树脂流入口的浇口本身也很困难。
另外，如前所述，使封装厚度越薄，则熔融树脂越容易冷却固化，熔接线及短射的发生率越高。利用图1、图2进行具体地说明，由于图1B的封装背面从前方的平坦面向后方形成为宽度变窄的锥状，所以锥面的端面即背面的厚度dD成为最薄的部分。因此，为了模具成形为图1的形状，图2A～C所示的向模具注入熔融树脂的浇口内径即浇口直径Φd，如图2C的放大剖视图所示，要求比背面的厚度dD小。但是，为了实现封装的薄型化，需要减小背面的厚度dD，结果以背面上的厚度dD为上限而形成的浇口直径Φd也变小。浇口直径Φd变狭窄时，则很难使熔融树脂均匀地填充至成形模具的型腔内。特别是由于相当于锥面与平坦面的边界部分的引线框的端缘部分的厚度dt极窄，所以很难通过该狭窄区域向型腔内送出对开口部分进行成形的树脂，则变得容易产生熔接线或短射。为了避免这种情况，可以考虑提高熔融树脂的注射速度，或提高树脂填充后的保压。但是此时，由于型腔内的压力变高，树脂进入成形模具彼此的间隙，产生作为制品不允许产生的树脂飞边。而且在高压下向型腔内注射熔融树脂时，产生树脂粘着于模具，在树脂硬化后打开模具时，有与模具一起树脂成形部分也发生分解破断的情况。因此，如果以能够容许所有这些课题的水平进行设计，则封装厚度能够变薄的界限是有限度的。封装厚度的界限决定后，与此对应需要缩小模尺寸，但是尤其在侧发光型发光装置所要求的尺寸及输入电力的条件下，模尺寸越小则越暗。即，封装壁厚越厚，则作为发光装置越是成为发暗的制品。
发明内容
本发明是鉴于现有的上述问题而完成的。本发明的主要目的在于提供一种注射成形用模具、通过其成形的半导体封装以及半导体封装的制造方法，容易制造向如此小型化、复杂化发展的半导体封装，对于客户要求的外形，具有最佳的效果。
为了解决上述课题，根据本发明方案1的注射成形用模具，是半导体封装成形用的注射成形用模具，所述注射成形用模具具备各自具有可通过闭模而形成型腔的内表面的定模及多个动模，通过对所述定模及动模进行闭模而形成型腔，向所述型腔内注射树脂可注射成形半导体封装，所述定模或动模具备与所述内表面连续而形成的浇口，用于向所述型腔内注射树脂，所述多个动模的内表面具有朝向所述浇口距离逐渐接近的相互对置的第1模具面及第2模具面，所述第1模具面或第2模具面在与所述浇口相邻的部分具有凹部。由此，使浇口直径较大地开口，即使在较低的模具内压下也能向模具内供给熔融树脂，因此，可实现抑制了飞边产生的稳定的树脂成形。
另外，根据本发明方案2的注射成形用模具，在所述定模和所述动模之间可配置引线框，所述引线框的端面与所述动模的内表面的间隙内最窄的部位可为由所述动模形成的型腔高度的1/4以下。
而且，根据本发明方案3的注射成形用模具，可在所述动模侧的型腔内配置模具镶块。
而且，根据本发明方案4的注射成形用模具，可使所述模具镶块配置为，所述内表面和所述模具镶块的距离的最近部分的距离为0.1mm以下。
而且，本发明方案5的半导体封装可由上述的注射成形用模具来成形。
而且，根据本发明方案6的半导体封装，是配装有半导体元件的半导体封装，具有分别相对的封装上面及封装下面、和封装正面及封装背面，其中所述封装正面及封装背面与所述封装上面及封装下面邻接，其可为，所述封装上面及封装下面形成为，使厚度从所述封装正面侧向封装背面侧变薄，在所述封装下面以与所述封装背面相连的形式形成有突起部。由此，能够增大浇口直径，可实现抑制了飞边产生的小型且量产性好的半导体封装。另外，在半导体封装的表面上形成从封装下面突出的突起部分，可抑制载置半导体封装时所不期望的倾斜。
而且，根据本发明方案7的半导体封装，设有所述突起的部分的半导体封装的最大厚度可与所述封装正面侧的封装最大厚度大致相等或者比其薄。
而且，根据本发明方案8的半导体封装，可构成为在形成使所述封装背面的大致中央凹陷为凹状的台阶的同时，从所述凹状台阶的底面使所述突起突出，且所述突起的顶部收纳在凹状台阶内。
而且，根据本发明方案9的半导体封装，还具备：具有凹部的封装本体；使一端在所述凹部内露出，使另一端从所述封装本体表面突出，同时沿所述封装本体表面弯折的一对外部电极；以及收容于所述凹部并与所述一对外部电极电连接的半导体发光元件，所述半导体封装可构成半导体发光装置。
而且，根据本发明方案10的半导体封装的制造方法，对半导体封装进行成形，所述半导体封装以使厚度从封装正面侧朝向封装背面侧逐渐变薄的形式形成有封装上面及封装下面，可包括：在定模和与所述定模相对的动模之间的预定位置上配置半导体封装的引线框的工序；使定模闭模形成型腔的工序，所述定模在封装背面侧开口、向模具注入熔融树脂的浇口在所述半导体封装的厚度方向上的浇口直径比所述背面的未设置浇口的部分的封装的最大厚度大，并且与所述正面的封装的最大厚度大致相等或者比其小的；从所述定模朝向所述动模，从浇口向所述型腔内填充熔融树脂的工序；以及在熔融树脂硬化后进行脱模的工序。由此，通过使浇口直径较大地开口，即使在较低的模具内压下也能向模具内供给熔融树脂，可实现抑制了飞边产生的稳定的树脂成形。
通过参照附图的以下详细说明可以进一步理解本发明上述及后述的目的及其特征。
附图说明
图1A是从斜前方观察申请人在先开发的侧发光型发光装置的立体图。
图1B是从斜后方观察申请人在先开发的侧发光型发光装置的立体图。
图2A是对申请人在先开发的发光装置的封装进行树脂成形的成形模具沿图1A的IIa-IIa’线的剖视图。
图2B是沿图1A的IIb-IIb’线的剖视图。
图2C是放大了图2B的浇口部分的放大立体图。
图3是从前方斜上方观察实施方式1所涉及的半导体封装的立体图。
图4是从前方斜下方观察图3所示的半导体封装的立体图。
图5是从后方斜上方观察图3所示的半导体封装的立体图。
图6是从后方斜下方观察图3所示的半导体封装的立体图。
图7A是图3所示的半导体封装的主视图。
图7B是图3所示的半导体封装的后视图。
图7C是图3所示的半导体封装的局部断面侧视图。
图8是申请人在先开发的半导体封装的侧视图。
图9是较浅地设置图8所示的半导体封装的开口部分的半导体封装的侧视图。
图10是表示以倾斜姿势配装图9的半导体封装的状态的侧视图。
图11是表示实施方式1所涉及的半导体封装的示意侧视图。
图12是从前方斜上方观察实施方式2所涉及的半导体封装的立体图。
图13是从前方斜下方观察图12所示的半导体封装的立体图。
图14是从后方斜上方观察图12所示的半导体封装的立体图。
图15是从后方斜下方观察图12所示的半导体封装的立体图。
图16是表示注射成形用模具结构的分解立体图。
图17是沿XVII-XVII’线剖切图16的定模的断面立体图。
图18是沿图16的XVIII-XVIII’线的剖视图。
图19是表示在图18的型腔内填充有树脂的状态的剖视图。
图20是从模具的斜下方观察树脂硬化后的半导体封装的立体图。
图21A是沿图20的注射成形用模具的XXIa-XXIa’线的剖视图。
图21B是沿图20的注射成形用模具的XXIb-XXIb’线的剖视图。
符号说明
500-发光装置；100、100’、200、600、700-半导体封装；10、10B、610、710-封装本体；11、11B、611、711-箱形块状；12、12B、612、712-倾斜块状；13-正面；14-背面；15、15B-倾斜块锥面；16、16B-突起锥面；17、17B、17’-突起部分；18、18B-上侧锥面；19、19B-下侧锥面；20-引线框；30、730-发光元件；630-半导体发光元件；40-包覆材料；50、50B、550-外部电极；60-注射成形用模具；61-定模；62-动模；63-模具镶块；64-横浇道；65-浇口；66-倾斜块锥面用刻槽；67-突起锥面用刻槽；68-型腔；69-薄壁部；KK1、KK5、KK6、KK7-开口部；JS、JS1-树脂；dD-背面厚度；D1-背面侧厚度；D2-正面侧厚度；D3-突起部分的厚度；D4-半导体封装的厚度；Φd、Φd1-浇口直径；dt-引线框端缘部分的厚度；h-型腔高度；Dl₁、Dl₂-箱形块状的纵深宽度。
具体实施方式
(实施方式1)
在图3～图7中表示本发明实施方式1所涉及的半导体封装100的外观。在这些图中，图3是表示从前方斜上方观察半导体封装100的立体图，图4是表示从前方斜下方观察的立体图，图5是表示从后方斜上方观察的立体图，图6是表示从后方斜下方观察的立体图，图7A表示主视图，图7B表示后视图，图7C是表示使箱形块状11(正面侧封装)的部分为断面的侧视图。在这些图中所示的半导体封装100是使用半导体发光元件30的侧发光型发光装置，具备：树脂成形为比宽度薄的薄型的封装本体10；及露出于封装本体10外部的正负一对外部电极50。
(引线框20)
在封装本体10的内部，埋设有引线框20，通过树脂成形等与封装本体10一体地形成引线框20的上面即半导体元件载置面，以使其在后述的开口部KK1的底面露出。另外，引线框20中向封装本体10外部露出的部分成为外部电极50。
引线框20实际上只要为板状即可，也可以是波形板状、具有凹凸的板状。其厚度即可以是均匀的，也可以是局部变厚或变薄。构成引线框20的材料没有特别限定，优选由导热系数较大的材料来形成。通过由这种材料来形成，能够使半导体元件所产生的热量有效地向外部传导、放热。例如，使用于半导体装置用时，优选具有约200W/(m·K)以上的导热系数、具有较大的机械强度、或者冲床加工或蚀刻加工等容易的材料。具体而言，可以列举铜、铝、金、银、钨、铁、镍等金属或者铁-镍合金、磷青铜等合金等。另外，尤其在搭载发光元件30的发光装置用的情况下，为了有效地输出搭载的发光元件30所发出的光，优选在引线框20的表面上实施反射镀。另外，作为这种半导体元件的载置面也可以不使用引线框，在封装本体的表面上直接配装半导体元件。
(半导体元件)
作为半导体元件，可适合利用LED、LD(Laser Diode)等半导体发光元件30。上述元件适合使用通过液相外延法、HDVPE法或MOCVD法在衬底上使ZnS、SiC、GaN、GaP、InN、AlN、ZnSe、GaAsP、GaAlAs、InGaN、GaAlN、AlInGaP、AlInGaN等半导体形成为发光层的元件。通过选择半导体层的材料或其混晶度(混晶度)，可以将半导体发光元件的发光波长选择为从紫外光至红外光的各种。作为发光层的材料，例如可以利用In_XAl_YGa_1-X-YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)等。另外，也可以是对这种发光元件及由该发光激发、发出具有与发光元件的发光波长不同的波长的光的各种荧光体进行组合的发光元件。作为发出红色系列光的发光元件的材料，优选镓·铝·砷类的半导体或者铝·铟·镓·磷类的半导体。另外，为了成为彩色显示装置，优选组合红色类的发光波长为610nm至700nm、绿色为495nm至565nm、蓝色的发光波长为430nm至490nm的发光元件。
发光元件30与向该发光元件30供给电力的外部电极50电连接。配装的发光元件30的数量既可以是一个，也可以搭载多个。此时，为了提高发光强度，也可以组合多个发出相同发光颜色的光的发光元件。另外，例如为了应对于RBG，可以通过组合多个发光颜色不同的发光元件来提高色彩再现性。
另外根据需要，在发光元件的周围配置波长转换部件，可以转换发光元件的光波长，转换为不同波长的光进行输出。波长转换部件是例如通过在透光性树脂中混入由发光元件的光激发而发出荧光的荧光体而形成的。由此，将发光元件的光转换为更长波长的光，可以向外部引出发光元件的光与由波长转换部件转换的长波长的光的混合光。
而且，配装的元件不限于发光元件，可以适用PD(photodiode)等光电转换元件、受光元件、CCD、C-MOS、CdS光电池、PSD(position sensitive detector)等摄像元件、光电传感器等各种半导体元件。
(半导体元件的配装)
发光元件30等半导体元件利用接合部件固定在由注射成形用模具60(后述)制作的封装本体10的表面或引线框20的表面上。作为这种接合部件，对于例如具有蓝及绿发光、使氮化物半导体在蓝宝石衬底上成长而形成的发光元件30的情况，可以使用环氧树脂、硅树脂等。另外，考虑发光元件30所发出的光和热所引起的劣化，在发光元件背面施加Al镀层，也可以使用Au-Sn共晶等焊锡、低熔点金属等的焊料、导电性糊料等作为接合材料。而且，对于由GaAa等构成，像具有红色发光的发光元件这样的在两面形成有电极的发光元件的情况，也可以利用银、金、钯等导电性糊料进行管芯焊接。
(倒装式接合或引线接合)
发光元件30与引线框20的电气连接可以通过使用导电部件的倒装式配装(倒焊配装)或使用导电引线的正焊配装来进行。
作为倒装式配装用导电部件，可列举Au等的金属凸点、Au-Sn共晶等焊锡、各向异性导电性材料、Ag等的导电性糊料等。另外作为导电引线，优选与发光元件的电极的电阻性良好，或机械连接性良好，或导电性及导热性良好的引线。作为导热系数，优选为0.01cal/S·cm²·℃/cm左右以上，更优选约0.5cal/S·cm²·℃/cm以上。考虑操作性等时，优选导电引线的直径为10μm～45μm左右。作为这种导电引线的材料，例如可列举金、铜、铂、铝等金属及它们的合金。
(外部电极50)
各外部电极50为，将引线框20的一部分利用为外部电极50，通过嵌入成形等将一部分埋设于封装本体10，对露出部分进行弯折加工。如图6所示，在使露出部分的外形为大致T字状时，该T字状部分作为配装半导体封装100时的连接面而起作用。另外，在该例中，虽然设置了两个外部电极50，但是根据配装的元件数量、种类等，也可以设置3个以上外部电极。此时，也可以在箱形块状11(后述)的底面上配置外部电极。另外，露出部分的外形不限于T字，可以适当变更，只要是作为前述的连接面能发挥作用的形状，可以是任意形状。
(包覆材料40)
另外，在将半导体元件配装于开口部KK1的状态下，优选用包覆材料40填充开口部KK1进行造型(参照图7C等)。由此，例如在发光元件的情况下，在隔离外力或水分等保护发光元件30的同时保护导电引线。优选包覆材料40具有透光性。作为可以利用为这种包覆材料40的密封树脂，可列举环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂等耐老化性良好的透明树脂或玻璃等。尤其是透明树脂在工序中或保管中即使透光性包覆材料内含有水分的情况下，也可以通过以100℃进行14小时以上的烘烤，使树脂内含有的水分向外部逸出。因此，能够防止水蒸汽所引起的破裂，或发光元件与造型部件剥离，因而优选。
另外，密封树脂中也可以适当使填充剂或散射剂、扩散剂等适当分散。而且，也可以设置混入了荧光体等波长转换部件的波长转换层。扩散剂使光扩散，使发光元件的方向性缓和，可以使视野角增大。荧光物质转换发光元件所发出的光，可以转换从发光元件向封装外部射出的光的波长。发光元件所发出的光为能量高的短波长的可见光时，可适合使用有机荧光体即苝衍生物、ZnCdS:Cu、YAG:Ce、由Eu及/或Cr激活的含氮CaO-Al₂O₃-SiO₂等无机荧光体等各种物质。在发光装置中得到白色光时，尤其在利用YAG:Ce荧光体时，根据其含有量蓝色发光元件所发出的光，及吸收一部分该光线成为互补色的黄色系列能够发光，白色系列可以比较简单、高可靠性地形成。同样，利用由Eu及/或Cr激活的含氮CaO-Al₂O₃-SiO₂荧光体时，根据其含有量蓝色发光元件所发出的光，及吸收一部分该光线成为互补色的红色系列能够发光，白色类可以比较简单、高可靠性地形成。另外，使荧光体完全沉降，可通过除去气泡降低色相不均性。
(封装本体10)
封装本体10为在模具内填充熔融状态的树脂JS而成形(参照图18、图19)。作为这种树脂材料，可适合利用使引线框20一体地成形，对于半导体元件及引线框20可确保绝缘性的材质。例如，热可塑性树脂、热硬化性树脂等，具体而言可列举聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、ABS树脂、环氧树脂、苯酚树脂、丙烯酸树脂、PBT树脂等树脂、陶瓷等。优选使用热可塑性树脂。
另外，这些树脂JS也可以是配合有适当的强化填充材料的组成物。例如除配合有通常的玻璃纤维、碳纤维、聚酰胺纤维、钛酸钾纤维、石膏纤维、黄铜纤维、钢纤维、陶瓷纤维、硼晶须等的纤维强化组成物以外，可列举配合有粉状、粒状、板状、薄片状、泡状等各种形状的石棉、云母、滑石、硅石、碳酸钙、玻璃、粘土、硅灰石、氧化钛等其它无机填充材料强化组成物。
封装本体10在设有发光面的正面13侧形成有开口部KK1，在开口部KK1的底面上载置有半导体发光元件30。半导体发光元件30使其正极、负极分别与外部电极50的正极、负极电连接。开口部KK1形成为其侧面朝向开口端缘成逐渐展开的倾斜状。
另外，封装本体10如图3及图6所示，使正面13侧成为上面及下面大致平行的箱形块状11，在中间部分朝向背面14侧为宽度变窄的具有倾斜的锥面15的倾斜块状12。因此，背面14的厚度D1形成为比正面13的厚度D2薄。另外，在背面14侧形成有具备比背面14的厚度D1厚，且与正面13的厚度D2大致相等或者比其小的厚度D3的突起部分17。
倾斜的锥面15是指上侧锥面18及下侧锥面19，形成为上侧锥面18及下侧锥面19相互相对。
换言之，封装本体10形成为使厚度从正面13侧朝向背面14侧逐渐变薄，在上侧锥面18或下侧锥面19上以与背面14连接的形式形成突起部分17(还包括在上侧锥面18及下侧锥面两者上形成突起部分17的情况)。
这里，对包括突起部分17的厚度D3与正面13的厚度D2“大致相等”的情况的理由进行说明。突起部分17的厚度D3比正面13的厚度D2厚时，突起部分17比封装本体10的箱形块状11的底面突出，但实际上，考虑到容易配装外部电极50，设计为外部电极50的底面比箱形块状11的底面突出。因此，如图7C所示，半导体封装100的厚度D4比突起部分17的厚度D3厚。因此，只要突起部分17不比外部电极50的配装面侧底面突出，突起部分17就不会妨碍配装。因此，即使在突起部分17的厚度D3比正面13的厚度D2厚的情况下，两者的差比外部电极50的底面与箱形块状11的底面的高低差即(D4-D3)小的情况也将被容许。因此，突起部分17的厚度D3与正面13的厚度D2“大致相等”是指还包括，即使突起部分17的厚度D3比正面侧13的厚度D2厚，其差值也在上述(D4-D3)的范围内的情况。
在倾斜块状12的锥面15上，以从形成有突起部分17的位置连续的形式，比倾斜块锥面15的倾斜平缓地形成有从背面侧14向正面侧13使厚度逐渐变厚的突起锥面16。突起锥面16未形成于箱形块状11部分。结果突起部分17形成为在倾斜块锥面15上突出为凸状，直至倾斜块状12和箱形块状11的界面。另外，在图的例子中，虽然在突起部分17上形成有突起锥面16，但是并不必须是这样倾斜的平面，也可以是去掉倾斜与箱形块状11为大致同一平面状，或者低一阶的平行面，或者使突起部分的顶部弯曲。
封装本体10的背面14侧端部形成有台阶，以使倾斜块状12的中央部分凹陷为凹状。另外，突起的顶部设计为收纳在凹状台阶内。由此，即使突起部分17从中央部分的底面向树脂注射方向(浇口方向)稍微突出，也可以避免突起部分从封装本体10的背面14突出导致半导体封装的尺寸大型化。
这样的突起部分17有利于在配装半导体封装时提高稳定性、可靠性。通常半导体封装为了容易进行成形时的脱模，使封装本体10的一侧形成为箱形块状11，另一侧形成为倾斜块状12。在图8中表示使用了这种半导体封装600的发光装置的侧视图。在侧发光型发光装置中，如上所述，封装本体610由纵深宽度Dl₁的箱形块状611和倾斜块状612构成，在箱形块状611侧开口的开口部KK6处所形成的凹状底部上配置LED等半导体发光元件630。半导体发光元件630所发出的光的一部分由凹状的侧面部分反射输出至外部。近年，为了形成薄壁，如图9所示的半导体封装700，使凹状开口部KK7的深度较浅，即优选减小箱形块状711的纵深宽度DI₂的结构的封装本体710。但是，在该结构中重心后移的结果，如图10所示向后方倾斜，即倾斜块状712的底面部分变得容易着地。以这种姿势配装发光元件730时，存在无法使侧发光型发光装置的出射光正确地在横向射出，因光照射方向的误差而导致制品的合格率降低的问题。
对此，在半导体封装100’中，如图11所示，由于突起部分17’设置在倾斜块状12的下面侧，所以即使向后方倾斜，也能够将倾斜角度抑制为极小，可有利于提高合格率。如此，突起部分在发光装置倾斜时起到支撑作用，能够使配装时的光照射方向稳定。
这种突起部分17在图3及图6所示的半导体封装100的例子中，分别形成在倾斜块的上下面。但是，如图11所示的半导体封装100’，也可以仅在下面侧形成突起部分17’。另外，也可以仅在上面侧形成突起部分。即使仅在上面或下面的任意一侧形成突起部分，如后所述，也可以得到增大用于对封装本体10进行树脂成形的树脂成形用模具的浇口直径Φd1(参照图21)的效果。另外，由于通过附加凸状而封装本体的重心后移，所以还可以得到稳定的优点。另外，在上面侧形成突起部分时，可以得到作为半导体封装配装时的定位部件加以利用的优点。
(实施方式2)
另外，半导体封装的形状不限于上述的结构，可以利用各种形状的结构。作为一个例子，在图12～图15中表示作为实施方式2的改变了外部电极形状的半导体封装200的例子。在这些图中，图12是表示从前方斜上方观察半导体封装200的立体图，图13是表示从前方斜下方观察的立体图，图14是表示从后方斜上方观察的立体图，图15是表示从后方斜下方观察的立体图。这些图中所示的半导体封装200也与实施方式1相同，是使用半导体发光元件的侧发光型发光装置，对通用的部件标注相同的符号，省略详细说明。即，在封装本体10B的倾斜块锥面15B的上侧锥面18B和下侧锥面19B两侧上形成具有突起锥面16B的突起部分17B。从该封装本体10B露出的外部电极50B如图13等所示，没有配置在倾斜块状12B侧，而是配置在箱形块状11B侧。即，使从箱形块状11B的侧面部分突出的外部电极50B从侧面沿底面弯折。由此，与实施方式1相比，能够使倾斜块状12B的部分缩短未将外部电极配置于倾斜块状12B侧的部分。另一方面，倾斜块状12B越短，则该部分接地时的倾斜角度越大。另外，由于倾斜接地发生的几率变高，所以设置突出部支撑倾斜块部的结构变得更有效。
该封装本体10B通过使在倾斜块状12B上形成的突起部分17B在下侧锥面19B上延长地形成，从而，箱形块状11B的突起部分17B与封装本体10B的底面(这里是箱形块状11B的底面)更接近。
在配装该半导体封装200时，例如通过增减配装时的焊锡膏量等，存在倾斜块状12B底面侧的下侧锥面19B与装配面接地的情况。此时，倾斜块状12B的底面与原本应与配装面接地的外部端子50B的底面越近，则光照射方向的误差越小。如此，根据实施方式2，由于突起部分17B向下方突出，所以即使以倾斜姿势进行配装，倾斜角度也可以限制为极小，因此，可以极力减少光照射方向的误差。
如此，外部电极在发光面侧弯折时，可以使配装发光装置时的光照射方向稳定。
(注射成形用模具60)
下面，在图16～图21中表示制造图3～图15所示的实施方式1所涉及的半导体封装100时使用于注射成形的模具结构。在这些图中，图16是表示注射成形用模具的分解立体图，图17是表示沿XVII-XVII’线剖切图16的定模61的断面立体图，图18是表示沿图16的XVIII-XVIII’线的剖视图，图19是表示在图18的型腔68内填充有树脂JS的状态的剖视图，图20是表示从模具的斜下方观察树脂硬化后的半导体封装100的立体图，图21是表示注射成形用模具的剖视图，图21A是表示沿图20的XXIa-XXIa’线的剖视图，图21B是表示沿XXIb-XXIb’线的剖视图。这些图所示的注射成形用模具60由定模61、动模62及模具镶块63构成。由图18、图19可知，定模61主要形成倾斜块状12部分，动模62及模具镶块63形成箱形块状11部分。另外，虽然动模62在该例中分割为两个，但是也可以分割为三个以上。另外，定模61也可以由定模及动模构成等，分割为多个模。
模具通过对定模及动模进行闭模从而内表面形成型腔。内表面具有朝向浇口距离逐渐接近的相互相对的第1模具面(对应于封装的上侧倾斜面)及第2模具面(对应于封装的下侧倾斜面)，在第1模具面或第2模具面与浇口邻接的部分上具有凹部(对应于封装的突起部)。
该注射成形用模具60例如如图20所示，突起部分17在倾斜块状12的倾斜块锥面15上伸出，在一个方向上形成倾斜块状12的最外侧轮廓，但是优选不比箱形块状11的面突出的形状。
(浇口65)
在定模61上开口有用于对封装本体10进行树脂成形的树脂成形用模具的浇口65。浇口65形成为朝向树脂注入方向即图18、图19中的下方直径变窄的锥状。由此，使树脂注入侧较大地开口容易注入树脂。另外，脱模时以拉断填充于浇口65部分并固化的树脂JS1的形式进行破断，可以排除多余的树脂形成部分。
浇口65的口径在这里为浇口65最下部的口径最小的浇口直径Φd1，设计为相当于突起部分17的厚度D3的口径。也就是浇口直径Φd1比背面14的厚度D1厚，且与正面13的厚度D2大致相等或比其小。结果定模61的内表面如图17所示，形成有：第1模具面66或第2模具面(倾斜块锥面用刻槽)，与从封装本体10的背面14侧朝向正面13侧使厚度逐渐变厚的倾斜块锥面15对应；及凹部67(突起锥面用刻槽)，与以从在倾斜块锥面15上形成突起部分17的位置连续的形式，比倾斜块锥面15的倾斜平缓地从背面侧14向正面侧13使厚度逐渐变厚的突起锥面16对应。
通过该结构，可极为有效地进行树脂形成。即，如果是过去则无法使浇口直径Φd1比背面14的厚度D1大。因此，为了使具有粘性的树脂在短时间内均匀地填充至所有角落，需要提高压力来注入树脂。尤其如图1、图2所示，由于相当于在与动模62的间隙内最窄的部位dt，即锥面与平坦面的边界部分的，配置在定模61和动模62之间的引线框20的端缘部分的厚度dt极其狭窄(例如60μm)，所以为了通过该狭窄区域向型腔68内送出以开口部KK1的量进行成形的树脂，需要提高熔融树脂的注射速度，提高树脂填充后的保压。结果树脂进入模彼此的间隙，存在产生飞边这样的问题。对此，根据本实施方式，如图21所示，由于能够使浇口直径Φd1较大，所以可对应该部分的量降低树脂填充时的压力，即使在低压下也能够向较薄的部分填充树脂，还可抑制飞边的产生。
这里，优选dt为动模62的型腔高度h的1/4以下。另外，在动模62侧配置有模具镶块，用于在注射成形后的半导体封装100的正面侧13形成用于配置半导体元件的开口部KK1。对于形成该开口部KK1的四方形壁面，将最薄的壁部厚度优选为0.1mm以下。而且，优选半导体封装100的厚度为2mm以下。由此，即使对于薄型的半导体封装也能实现稳定的注射成形。
另外，这里忽略了模具设计值与实际成形品的尺寸差。实际上，根据模具内表面是否施有处理剂或公差、树脂的收缩等，浇口直径Φd1与突起部分17的厚度D3有时会产生差异。
另外，虽然模具镶块63在图16的例中为一个，但是根据形状也可以是两个以上。另外，定模61与动模62、模具镶块63的位置关系并不限于图16的配置，根据制作的封装形状或使用的造型机的配置，可以适当改变上下或左右的位置关系。而且，虽然引导熔融树脂JS的横浇道64及浇口65在图16的例中直接加工在定模61上，但是也可以是独立的其它构件。
(半导体封装的制造方法)
根据图18、图19对使用以上的注射成形用模具的半导体封装的成形方法进行说明。首先，以定模61、可动模具62及模具镶块63夹持引线框20的形式进行闭模。由此，在模具内部作为空间形成型腔68，另外，引线框20在模具68内的预定位置上，以定位的姿势被保持。
此后，使熔融树脂JS通过横浇道64并从浇口65填充至型腔68。然后，在填充的熔融树脂JS冷却固化后，从定模61拉开动模62及模具镶块63打开模具，取出形成的半导体封装。此时，由于浇口65如上所述形成为倒锥状，所以在浇口65内固化的树脂JS1在动模62移动时破断。
如此而为，形成封装本体10后，在封装本体10的开口部KK1内对发光元件30进行管芯焊接，通过倒装式接合或引线接合导通发光元件30和引线框20。此后，由透光性包覆材料40对开口部KK1进行造型，切断从封装本体10向外侧露出的引线框20，通过向封装侧弯折来制作发光装置。
(实施例1)
作为实施例1，制作了如图16所示的由定模61、动模62及模具镶块63构成的注射成形用模具60。形成于定模61的浇口65，从横浇道64侧向型腔68侧直至型腔68上面逐渐变细后，通过从型腔68上面在未超过动模62的最外侧轮廓的范围内，向定模61的侧面延长，在一个方向上获得成为最外侧轮廓的大小，同时延伸至定模61的接合面108。通过成为这种浇口65的形状，在注射成形用模具60制作相同形状的半导体封装时，可以具有最大直径的浇口。浇口直径Φd1越大，则由于可延长熔融树脂JS冷却固化的时间，所以注射成形用模具60可成为最难产生熔接线或短射的模具。
尤其如图20所示的侧发光型发光装置用封装200，在形成开口部的箱形块状的壁厚最薄的部分即薄壁部69的正上方配置浇口65的形状的情况下，与其它部位相比熔融树脂在较早的阶段填充于薄壁部，因此，到达薄壁部的熔融树脂的温度较高，在通常最容易产生熔接线或短射的这个部位，可有效地防止上述不良现象。
如此形成的封装与图1等所示的构成相比，能够使图20所示的薄壁部69较薄。由于薄壁部69变薄，除能够使搭载的发光元件的尺寸较大以外，还可以增加发光元件30的搭载数量。对于搭载于手机、汽车导航系统、便携式电脑等的中、小型液晶用背照灯所装配的侧发光型发光装置，一个发光装置所使用的电力通常为600mW以下，另外，要求的制品厚度多在2mm以下。在这种限制的状况下，发光元件30越大，在相同的电力下能够越明亮，则变得有利。
根据如上所述的注射成形用模具，可制作过去无法实现的尺寸或复杂形状的半导体用封装。由此，半导体装置的设计自由度提高，可实现省空间化、高性能化等。例如在侧发光型发光装置中，由于在相同厚度的情况下，可以搭载最大尺寸的发光元件，所以在相同尺寸中能够制作最明亮的发光装置。通过使发光装置变亮，使用该发光装置的背照灯单元等能够用小电力得到与现有的发光装置同等的亮度，因此，可节约能量。
另外，由于以相同电力使用时变亮，能够装配于色彩再现性更高的液晶单元。
如此，根据本发明的实施方式，在实现半导体层封装薄型化的同时，可以实现即使在型腔狭窄即封装本体的较薄部位也能稳定地进行注射成形。另外，虽然以上对在模具中形成发光装置的例子进行了说明，但是并不限于此，不用说也可以适用于薄型的半导体封装及其注射成形用模具。
工业实用性
本发明的注射成形用模具、通过其成形的半导体封装以及半导体封装的制造方法，作为从封装侧面向侧面方向发出光的侧发光型发光装置，不仅可以利用于传真机、复印机、手动扫描仪等图像读取装置所利用的照明，还可以利用于照明用光源、LED显示器、手机等的背照灯光源、信号机、照明式开关、车载用停车灯、各种传感器及各种指示器等各种照明装置。另外，不限于侧发光型，也可以适用于表面配装型(SMD)发光装置的薄型封装。而且，不限于发光装置，即使作为光电传感器、受光元件等其它的薄型半导体封装，也可以恰当地利用本发明。
本发明所属领域的技术人员应该明白公开发表的本发明的各种优选实施例，并不局限于上述具体实施例，其仅仅是为了便于理解本发明的概念，并不限制本发明的范围，只要是在本发明权利要求范围内的变更，可以是任意变更。本专利申请基于2008年1月28日提交的第2008-016858号日本专利申请，并以引用的方式并入本文中。