半導体装置
【課題】効率的な放熱効果を発揮することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有し、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が金属により一体に形成されているため、半導体素子３で発生した熱は、搭載部１１と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。また、反射面７に光が照射されることで反射部１２に蓄積された熱も、反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。
【解決手段】半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有し、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が金属により一体に形成されているため、半導体素子３で発生した熱は、搭載部１１と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。また、反射面７に光が照射されることで反射部１２に蓄積された熱も、反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光素子や受光素子が搭載された光機能性の半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光機能性の半導体装置として、ＬＥＤ等の発光素子が搭載された半導体発光装置が広く用いられている。このような半導体発光装置は、発光素子が発光する光を反射させる反射部を有して外部に均一かつ効率よく反射させるとともに、温度変化によって光の強度や放射角度および光の強度分布が変化しない安定した光学的特性が得られるよう、素子の搭載部や反射部の放熱を効果的に行う必要がある。
【０００３】
上記のような反射部を有する半導体装置としては、例えば、下記の特許文献１および２に係るものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９１６２４号公報
【特許文献２】特許第４００９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の半導体装置は、ＬＥＤチップ（１６）が搭載された薄型平板（１３）と、上記薄型平板（１３）に接合された金属基板（１５）とを備えている。この半導体装置では、上記金属基板（１５）が放熱部およびリフレクタ部として機能するとともに、上記薄型平板（１３）を構成する第１および第２の金属薄板（１３ｂ，１３ｃ）が電気的な接続部として機能するようになっている（公報の図１および段落００１９、００２０、００２３、００３１等；括弧内の符号は公報記載のものである）。
【０００６】
上記特許文献２に記載の半導体装置は、発光素子（５）が搭載される基体（２）と、配線導体（３ａ）が形成された第１枠体（３）と、上記第１枠体（３）の上に取り付けられた第２枠体（４）とを備えている。この半導体装置では、上記基体（２）が放熱部材として機能し、上記第２枠体（４）が反射部として機能するとともに、第１枠体（３）に設けられた配線導体（３ａ）が電気的な接続部として機能するようになっている（公報の図１および段落００１８、００１９、００２４等；括弧内の符号は公報記載のものである）。
【０００７】
上記特許文献１に記載された半導体装置は、発光素子（５）が搭載される搭載部（薄型平板（１３））や電気的接続部（第１および第２の金属薄板（１３ｂ，１３ｃ））と、反射部および放熱部（金属基板（１５））とが別個のパーツから構成されている。
また、上記特許文献２に記載された半導体装置も、発光素子（５）が搭載されて放熱部としても機能する搭載部（基体（２））と電気的接続部（配線導体（３ａ））を有する部材（第１枠体（３））および反射部（第２枠体（４））とが別個のパーツから構成されている。
【０００８】
上記特許文献１および２記載の半導体装置では、上記複数のパーツを組み合わせてなるため、パーツ同士の接合部において熱伝導性を低下させることが避けられない。
すなわち、特許文献１の装置では、発光素子（５）が搭載される薄型平板（１３）と反射部として機能する金属基板（１５）とを接着フィルム（１９）で貼り合わせることが行われており（公報の段落００３１（第４の工程））、接着フィルム（１９）が介在する分だけ熱伝導が妨げられて放熱性が阻害される。
また、特許文献２の装置では、発光素子が搭載された基体（２）と反射部として機能する第２枠体（４）とが、セラミックや樹脂で形成された第１枠体（３）を介して接合されており（公報の段落００２１等）、セラミックや樹脂が介在する分だけ熱伝導が妨げられて放熱性が阻害される。
【０００９】
また、上記のような反射部を有する半導体装置では、発光素子（５）やＬＥＤチップ（１６）が直接発する熱を効率的に放熱する必要があるとともに、反射部に照射された光によって反射部に蓄積される熱も効率的に放熱する必要がある。
しかしながら、上記特許文献１および２記載の半導体装置では、複数のパーツを組み合わせることによる熱伝導性の阻害により、効果的な放熱が妨げられるという問題を有している。このように放熱効果が妨げられると、発光素子（５）やＬＥＤチップ（１６）の温度上昇により、光の強度や強度分布、放射角度等に変動をきたして光学的特性が不安定になるおそれがある。また、複数パーツを組み合わせている場合、パーツ同士の熱膨張係数の違いから、接合部に歪を生じやすく、力学的なストレスがかかることによる信頼性の低下等が懸念される。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、効率的な放熱効果を発揮することができる半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体装置は、半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されている。
このため、半導体素子で発生した熱は、搭載部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から効果的に放散される。また、反射面に光が照射されることで反射部に蓄積された熱も、反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から効果的に放散される。このように、速やかな放熱が行われることにより、熱による半導体素子の性能低下や劣化を防止することができる。例えば半導体素子が発光素子である場合、光の強度や強度分布、放射角度等の変動を防止して安定した光学的特性を維持できる。また、複数パーツを組み合わせた従来品のように、パーツ同士の接合部に歪を生じたり力学的なストレスがかかったりすることによる信頼性の低下の懸念が解消される。
【００１３】
上記半導体装置において、上記搭載部および反射部と一体になった放熱部の放熱面が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている場合には、
半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、搭載部および反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から実装面へ効果的に放散される。また、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１４】
上記半導体装置において、上記搭載部および反射部と一体になった放熱部が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている場合には、
半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、搭載部および反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から外部へ効果的に放散される。また、半導体装置を外部に電気的接続するだけで、放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１５】
上記半導体装置において、上記搭載部と反射部は、搭載面から反射面にわたる面が、搭載面を底面として上広がり状に反射面が形成されるように形成され、
上記搭載部の搭載面と反対側の面が、上記放熱部の放熱面と面一になって第２の放熱面として機能するように構成されている場合には、
半導体素子で発生した熱は、一部が搭載部の搭載面から搭載部を介して第２の放熱面から放散され、一部が反射部および放熱部を介して放熱面から放散される。このように、放熱面と第２の放熱面の双方から熱が放散されるため、放熱効率が格段に向上する。
また、この場合において、上記放熱面および第２の放熱面が半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている場合には、半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、放熱面および第２の放熱面から実装面へ効果的に放散され、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、放熱面および第２の放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１６】
上記半導体装置において、上記搭載部、反射部および放熱部が一体に形成された第１の基体とは別に、上記半導体素子と配線導体を介して電気的に接続される第２の基体を備え、
上記第２の基体における配線導体の接続部が、上広がり状に形成された反射面の上端部よりも高い位置に配置されている場合には、
半導体素子と第２の基体を配線導体で電気的に接続する際に、配線導体が反射面の上端部に接触することによるショートを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置を示す図である。
【図２】上記半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【００２０】
この例における半導体装置は、半導体素子３が搭載された第１の基体１と、上記半導体素子３と配線導体４によって電気的に接続される第２の基体２とを備え、上記第１の基体１、第２の基体２、半導体素子３および配線導体４は、その半導体素子３が搭載された側である上側がモールド樹脂５で覆われている。
【００２１】
この例では、上記半導体素子３として発光素子が用いられるとともに、モールド樹脂５として透明樹脂が使用され、モールド樹脂５で覆われた上側が光を照射する発光側とされている。なお、上記半導体素子３として受光素子を用い、モールド樹脂５として透明樹脂を使用し、モールド樹脂５で覆われた上側を光を受け入れる受光側とすることもできる。
【００２２】
上記第１の基体１は、金属により形成され、半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有している。そして、上記第１の基体１は、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が、上記金属により一体に形成されて構成されている。
【００２３】
この例では、上記第１の基体１は、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３の第１の放熱面８が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面となっており、上記放熱部１３が実装面への取付部を兼ねている。すなわち、放熱部１３の放熱面８は、モールド樹脂５で覆われる発光側や受光側とは反対の下面に位置していて、この半導体装置は、上記第１の放熱面８を実装面に対面させた状態で実装される。また、上記第１の放熱面８は、モールド樹脂５で覆われずに金属が露出した状態で、上記放熱面８が実装面に直接接触することにより放熱面から実装面へ熱伝導されて放熱が行われる。
【００２４】
また、この例では、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３は、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている。すなわち、上記第１の放熱面８は、上述したようにモールド樹脂５で覆われずに金属が露出した状態で、上記第１の放熱面８が外部端子等の接点に直接接触することにより電気的な接続が行われる。
【００２５】
また、上記第１の基体１では、上記搭載部１と反射部１２が、搭載面６から反射面７にわたる面が、搭載面６を底面として上広がり状に反射面７が形成されるように形成されている。この例では、搭載面６はトラック状の長円形状に形成され、その周囲に略すり鉢状に反射面７が形成されている。
【００２６】
そして、この例では、上記搭載部１と反射部１２における長円形状の片側に放熱部１３が設けられている。上記放熱部１３は、上記長円形状の長軸に沿うよう設けられ、略すり鉢状の反射部１２の上端縁から下向きに屈曲形成された縦壁１５の下端部において横方向に屈曲形成されることにより形成されている。
【００２７】
この例では、上記搭載部１１の搭載面６と反対側の面が、上記放熱部１３の第１の放熱面８と面一になって第２の放熱面９として機能するように構成されている。
【００２８】
一方、上記第２の基体２は、第１の基体１と同様に金属により形成され、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体１とは別に設けられ、上記半導体素子３と配線導体４を介して電気的に接続される。
【００２９】
上記第２の基体２は、上記第１の基体１との間に所定の隙間１６を隔て、上記放熱部１３と反対側において長円形状の長軸に沿うよう設けられている。上記第２の基体２は、上記反射部１２の上端縁と隙間１６を隔てて対峙した上端縁から下向きに縦壁１９が屈曲形成され、上記縦壁１９の下端部において実装部１７が横方向に屈曲形成されることにより形成されている。
【００３０】
上記第２の基体２の実装部１７は、上記長円形状の長軸に対して第１の基体１の放熱部１３と対象となるよう形成されており、この半導体装置は、上記実装部１７の下面と放熱部１３の下面とは、半導体装置が実装される実装面への取付面１４となっている。また、上記実装部１７の下面は、外部端子等の接点に直接接触することにより電気的な接続が行われ、実装部１７は電気的な接続部としての機能を兼ね備えている。
【００３１】
また、この例では、上記第２の基体２には配線導体４が接続される接続部１８が設けられ、上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８は、上広がり状に形成された反射部１２の上端部よりも高い位置に配置されている。
【００３２】
この場合、後述するように、第１の基体１と第２の基体２を１枚の金属板であるリードフレームから同時に成形した場合、第１の基体１と第２の基体２の間に所定の隙間１６が形成されることを避けがたいことから、上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８を反射部１２の上端部よりも高い位置に配置することにより、配線導体４と第２の基体２との接触によるショートを効果的に防止できる。
【００３３】
上記第１の基体１は、この例では、１枚の金属板がプレス成形により深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成されている。上記第２の基体２も、第１の基体１と同様に１枚の金属板がプレス成形により曲げ加工等が行われることにより形成されている。
【００３４】
この例では、上述したように、第１の基体１における放熱部１３が半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねており、実装面への取付部を兼ねている。また、第２の基体２における実装面への取付部である実装部１７は、外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている。
【００３５】
すなわち、半導体素子３が搭載された第１の基体１が導体であって、その実装面への取付部である放熱部１３が第１電極として機能し、上記半導体素子３と配線導体４で接続された第２の基体２も導体であって、その実装面への取付部である実装部１７が第２電極として機能するようになっている。このように、半導体素子３が搭載された第１の基体１に第１電極としての機能をもたせる部分を設け、上記半導体素子３と配線導体４で接続された第２の基体２に第２電極としての機能をもたせる部分を設ける構成は、搭載部１１に１つの半導体素子３を搭載する半導体装置において有効である。
【００３６】
このように、第１の基体１において、放熱機能をになう放熱部１３に、放熱機能だけでなく、実装面への取付部としての機能、外部との電気的接続部としての機能等の複数の機能をもたせることから、各機能ごとに機能部を設けないですむことから、装置全体としてシンプルになり小型化も達成できる。また、第２の基体２においても、実装面への取付機能をになう実装部１７に、外部との電気的な接続を行う電気接続部としての機能をもたせ、各機能ごとに機能部を設けないですむことから、装置全体としてシンプルになり小型化も達成できる。
【００３７】
ここで、上記第１の基体１を構成する金属材料としては、とくに限定されるものではないが、熱伝導性、導電性、展延性、耐食性、反射効率等を勘案して適宜の材料を採用することができ、適宜めっき等の表面処理を行うこともできる。上記各特性を満たすものとして、例えば、アルミニウム、銀、鉄−ニッケル系合金等を用いることができるが、特に好ましいのは、銅系の材料に銀めっきを施したものである。また、上記第２の基体２を構成する金属材料も、第１の基体１と同様の材料を選定することができる。
【００３８】
図２は、上記半導体装置を製造工程の一部を説明する図である。
【００３９】
上記第１の基体１と第２の基体２は、１枚の金属板をプレス成形により塑性加工して形成することができる。すなわち、帯状の金属板であるリードフレーム２１を順じプレスにより打ち抜いて、前側開口２２、後側開口２３、左側開口２４および右側開口２５を形成する。上記前側開口２２、後側開口２３、左側開口２４および右側開口２５に囲まれた領域に第１の基体１と第２の基体２を成形する。なお、矢印１０は、この例におけるリードフレーム２１の進行方向を示す。
【００４０】
上記左側開口２４と右側開口２５は、上述した第１の基体１と第２の基体２の隙間１６となる湾曲したスリット２６で連続している。上記スリット２６と前側開口２２の間の領域に第２の基体２が成形され、上記スリット２６と後側開口２３の間の領域に第１の基体１が成形される。
【００４１】
上記前側開口２２と左側開口２４および右側開口２５の間には、それぞれ、加工している間、第２の基体２の成形領域をリードフレーム２１に連結しておくための第２の連結部２８が形成されている。同様に、後側開口２３と左側開口２４および右側開口２５の間には、それぞれ、加工している間、第１の基体１の成形領域をリードフレーム２１に連結しておくための第１の連結部２７が形成されている。
【００４２】
上記のような状態のリードフレーム２１において、第２の基体２の成形領域、第１の基体１の成形領域にそれぞれ深絞り加工や曲げ加工を施して、第２の基体２および第１の基体１を成形する。すなわち、第１の基体１は、搭載部１１、反射部１２、縦壁１５、放熱部１３等を成形することにより形成し、第２の基体２は、接続部１８、縦壁１９、実装部１７等を成形することにより形成する。
【００４３】
上記第１の基体１および第２の基体２が成形されたのち、搭載部１１に半導体素子３を搭載し、接続部１８と半導体素子３とを配線導体４で接続する。つぎに、半導体素子３の搭載された側にモールド樹脂５で覆うことが行われる。そののち、第１の連結部２７および第２の連結部２８を切断箇所Ｃで切断することにより、本実施形態の半導体装置を得ることが出来る。
【００４４】
なお、第１の基体１と第２の基体２とは、上述した説明のように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるが、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００４５】
以上のように、本実施形態の半導体装置は、半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有し、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が金属により一体に形成されている。
このため、半導体素子３で発生した熱は、搭載部１１と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。また、反射面７に光が照射されることで反射部１２に蓄積された熱も、反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。このように、速やかな放熱が行われることにより、熱による半導体素子３の性能低下や劣化を防止することができる。例えば半導体素子３が発光素子である場合、光の強度や強度分布、放射角度等の変動を防止して安定した光学的特性を維持できる。また、複数パーツを組み合わせた従来品のように、パーツ同士の接合部に歪を生じたり力学的なストレスがかかったりすることによる信頼性の低下の懸念が解消される。
【００４６】
上記実施形態において、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３の第１の放熱面８が、半導体装置が実装される実装面への取付面を兼ねている場合には、
半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、搭載部１１および反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から実装面へ効果的に放散される。また、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、第１の放熱面８から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４７】
上記実施形態において、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている場合には、
半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、搭載部１１および反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から外部へ効果的に放散される。また、半導体装置を外部に電気的接続するだけで、第１の放熱面８から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４８】
上記実施形態において、上記搭載部１１と反射部１２は、搭載面６から反射面７にわたる面が、搭載面６を底面として上広がり状に反射面７が形成されるように形成され、
上記搭載部１１の搭載面６と反対側の面が、上記放熱部１３の第１の放熱面８と面一になって第２の放熱面９として機能するように構成されている場合には、
半導体素子３で発生した熱は、一部が搭載部１１の搭載面６から搭載部１１を介して第２の放熱面９から放散され、一部が反射部１２および放熱部１３を介して第１の放熱面８から放散される。このように、第１の放熱面８と第２の放熱面９の双方から熱が放散されるため、放熱効率が格段に向上する。
また、この場合において、上記第１の放熱面８および第２の放熱面９が半導体装置が実装される実装面への取付面を兼ねている場合には、半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、第１の放熱面８および第２の放熱面９から実装面へ効果的に放散され、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、第１の放熱面８および第２の放熱面９から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４９】
上記実施形態において、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体１とは別に、上記半導体素子３と配線導体４を介して電気的に接続される第２の基体２を備え、
上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８が、上広がり状に形成された反射面７の上端部よりも高い位置に配置されている場合には、
半導体素子３と第２の基体２を配線導体４で電気的に接続する際に、配線導体４が反射面７の上端部に接触することによるショートを効果的に防止できる。
【００５０】
図３は、本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図である。
【００５１】
（Ａ）は第１の基体３１および第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃからなる半導体装置の平面図、（Ｂ）は第１の基体３１のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ１）は第１基体３１のＣ−Ｃ断面図、（Ｃ２）は半導体装置のＣ−Ｃ端面図である。
【００５２】
この例は、搭載部１１に、３つの半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃが搭載されたものである。例えば、ＲＧＢの３色の発光素子を搭載することができる。
【００５３】
上記第１の基体３１は、楕円形の搭載面６を有する搭載部１１と、上記搭載面６の周囲において上広がり状に形成された反射面７を有する反射部１２と、上記反射部１２の上端縁から４隅で下方に屈曲形成された屈曲部３３の下端部に形成された放熱部１３とを備えて構成されている。
【００５４】
一方、第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、３つの半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに対して一対ずつ設けられている。そして、１番目の半導体素子３ａから一対の第２の基体３２ａに対してそれぞれ配線導体４ａで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ａが半導体素子３ａの第１電極および第２電極としての機能を担っている。同様に、２番目の半導体素子３ｂから一対の第２の基体３２ｂに対してそれぞれ配線導体４ｂで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ｂが半導体素子３ｂの第１電極および第２電極としての機能を担っている。さらに同様に、３番目の半導体素子３ｃから一対の第２の基体３２ｃに対してそれぞれ配線導体４ｃで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ｃが半導体素子３ｃの第１電極および第２電極としての機能を担っている。
【００５５】
したがって、本実施形態は、上記第１の実施形態と違って、第１の基体３１は電気的接続部として機能する部分を有しない構成となっている。
【００５６】
そして、この実施形態では、第１の基体３１における４つの放熱部１３の下面が、実装面への取付面であり第１の放熱面８として機能する。したがって、４つの放熱部１３は実装面への取付部としても機能する。
【００５７】
一方、第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体３１とは別に設けられ、上述したように、各半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃとそれぞれ配線導体４ａ，４ｂ，４ｃを介して電気的に接続される。
【００５８】
上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、上記反射部１２の上端縁と所定の隙間１６を隔てて対峙した上端縁から下向きに屈曲部が屈曲形成され、上記屈曲部の下端部において電気接続面３４を有する電気接続部３５が横方向に屈曲形成されることにより形成されている。上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃにはそれぞれ、配線導体４ａ，４ｂ，４ｃが接続される接続部１８が設けられ、上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃにおける配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの接続部１８は、上広がり状に形成された反射部１２の上端部よりも高い位置に配置されている。
【００５９】
この実施形態でも、上記第１の基体３１は、１枚の金属板がプレス成形により深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成され、上記各第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃも同様に、１枚の金属板がプレス成形により曲げ加工等が行われることにより形成されている。第１の基体３１と第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃとは、第１実施形態で説明したように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるし、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００６０】
それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図４は、本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図である。
【００６２】
この例は、第１の基体１における搭載部１１の厚みがほかの部分よりも厚く設定され、それに合わせ、厚みのある搭載部１１下面の第２の放熱面９に対して、第１の放熱面８および第２の基体２の取付面１４が面一になるよう構成されている。この例では、半導体素子３が搭載された搭載部１１を厚くすることで、第２の放熱面９からの放熱効率を高くすることができる。
【００６３】
この実施形態でも、上記第１の基体１は、１枚の金属板がプレス成形により展延加工、深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成することができる。もともと搭載部１１の厚みを確保する厚みのある板を準備し、それ以外の部分を展延加工で薄く延ばし、さらに深絞り加工および曲げ加工等を加えることにより形成することができる。この例でも、第１の基体１と第２の基体２とは、第１実施形態で説明したように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるし、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００６４】
それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
なお、上記各実施形態では、実装面と接触する面（第１の放熱面８、取付面１４、第２の放熱面９等）を平面状に示したが、これらの面は、平面状だけでなく、凸部や凹部等を設けた面としてもよい。これらの場合、伝熱性、導電性の接着剤等を介して実装面に対して伝熱性および導電性を確保した状態で取り付けることが好ましい。
【符号の説明】
【００６６】
１：第１の基体
２：第２の基体
３：半導体素子
３ａ：半導体素子
３ｂ：半導体素子
３ｃ：半導体素子
４ａ：配線導体
４ｂ：配線導体
４ｃ：配線導体
４：配線導体
５：モールド樹脂
６：搭載面
７：反射面
８：第１の放熱面
９：第２の放熱面
１０：矢印
１１：搭載部
１２：反射部
１３：放熱部
１４：取付面
１５：縦壁
１６：隙間
１７：実装部
１８：接続部
１９：縦壁
２１：リードフレーム
２２：前側開口
２３：後側開口
２４：左側開口
２５：右側開口
２６：スリット
２７：第１の連結部
２８：第２の連結部
３１：第１の基体
３２ａ：第２の基体
３２ｂ：第２の基体
３２ｃ：第２の基体
３３：屈曲部
３４：電気接続面
３５：電気接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光素子や受光素子が搭載された光機能性の半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光機能性の半導体装置として、ＬＥＤ等の発光素子が搭載された半導体発光装置が広く用いられている。このような半導体発光装置は、発光素子が発光する光を反射させる反射部を有して外部に均一かつ効率よく反射させるとともに、温度変化によって光の強度や放射角度および光の強度分布が変化しない安定した光学的特性が得られるよう、素子の搭載部や反射部の放熱を効果的に行う必要がある。
【０００３】
上記のような反射部を有する半導体装置としては、例えば、下記の特許文献１および２に係るものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９１６２４号公報
【特許文献２】特許第４００９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の半導体装置は、ＬＥＤチップ（１６）が搭載された薄型平板（１３）と、上記薄型平板（１３）に接合された金属基板（１５）とを備えている。この半導体装置では、上記金属基板（１５）が放熱部およびリフレクタ部として機能するとともに、上記薄型平板（１３）を構成する第１および第２の金属薄板（１３ｂ，１３ｃ）が電気的な接続部として機能するようになっている（公報の図１および段落００１９、００２０、００２３、００３１等；括弧内の符号は公報記載のものである）。
【０００６】
上記特許文献２に記載の半導体装置は、発光素子（５）が搭載される基体（２）と、配線導体（３ａ）が形成された第１枠体（３）と、上記第１枠体（３）の上に取り付けられた第２枠体（４）とを備えている。この半導体装置では、上記基体（２）が放熱部材として機能し、上記第２枠体（４）が反射部として機能するとともに、第１枠体（３）に設けられた配線導体（３ａ）が電気的な接続部として機能するようになっている（公報の図１および段落００１８、００１９、００２４等；括弧内の符号は公報記載のものである）。
【０００７】
上記特許文献１に記載された半導体装置は、発光素子（５）が搭載される搭載部（薄型平板（１３））や電気的接続部（第１および第２の金属薄板（１３ｂ，１３ｃ））と、反射部および放熱部（金属基板（１５））とが別個のパーツから構成されている。
また、上記特許文献２に記載された半導体装置も、発光素子（５）が搭載されて放熱部としても機能する搭載部（基体（２））と電気的接続部（配線導体（３ａ））を有する部材（第１枠体（３））および反射部（第２枠体（４））とが別個のパーツから構成されている。
【０００８】
上記特許文献１および２記載の半導体装置では、上記複数のパーツを組み合わせてなるため、パーツ同士の接合部において熱伝導性を低下させることが避けられない。
すなわち、特許文献１の装置では、発光素子（５）が搭載される薄型平板（１３）と反射部として機能する金属基板（１５）とを接着フィルム（１９）で貼り合わせることが行われており（公報の段落００３１（第４の工程））、接着フィルム（１９）が介在する分だけ熱伝導が妨げられて放熱性が阻害される。
また、特許文献２の装置では、発光素子が搭載された基体（２）と反射部として機能する第２枠体（４）とが、セラミックや樹脂で形成された第１枠体（３）を介して接合されており（公報の段落００２１等）、セラミックや樹脂が介在する分だけ熱伝導が妨げられて放熱性が阻害される。
【０００９】
また、上記のような反射部を有する半導体装置では、発光素子（５）やＬＥＤチップ（１６）が直接発する熱を効率的に放熱する必要があるとともに、反射部に照射された光によって反射部に蓄積される熱も効率的に放熱する必要がある。
しかしながら、上記特許文献１および２記載の半導体装置では、複数のパーツを組み合わせることによる熱伝導性の阻害により、効果的な放熱が妨げられるという問題を有している。このように放熱効果が妨げられると、発光素子（５）やＬＥＤチップ（１６）の温度上昇により、光の強度や強度分布、放射角度等に変動をきたして光学的特性が不安定になるおそれがある。また、複数パーツを組み合わせている場合、パーツ同士の熱膨張係数の違いから、接合部に歪を生じやすく、力学的なストレスがかかることによる信頼性の低下等が懸念される。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、効率的な放熱効果を発揮することができる半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体装置は、半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されている。
このため、半導体素子で発生した熱は、搭載部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から効果的に放散される。また、反射面に光が照射されることで反射部に蓄積された熱も、反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から効果的に放散される。このように、速やかな放熱が行われることにより、熱による半導体素子の性能低下や劣化を防止することができる。例えば半導体素子が発光素子である場合、光の強度や強度分布、放射角度等の変動を防止して安定した光学的特性を維持できる。また、複数パーツを組み合わせた従来品のように、パーツ同士の接合部に歪を生じたり力学的なストレスがかかったりすることによる信頼性の低下の懸念が解消される。
【００１３】
上記半導体装置において、上記搭載部および反射部と一体になった放熱部の放熱面が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている場合には、
半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、搭載部および反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から実装面へ効果的に放散される。また、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１４】
上記半導体装置において、上記搭載部および反射部と一体になった放熱部が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている場合には、
半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、搭載部および反射部と一体となった放熱部に速やかに熱伝導され、放熱面から外部へ効果的に放散される。また、半導体装置を外部に電気的接続するだけで、放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１５】
上記半導体装置において、上記搭載部と反射部は、搭載面から反射面にわたる面が、搭載面を底面として上広がり状に反射面が形成されるように形成され、
上記搭載部の搭載面と反対側の面が、上記放熱部の放熱面と面一になって第２の放熱面として機能するように構成されている場合には、
半導体素子で発生した熱は、一部が搭載部の搭載面から搭載部を介して第２の放熱面から放散され、一部が反射部および放熱部を介して放熱面から放散される。このように、放熱面と第２の放熱面の双方から熱が放散されるため、放熱効率が格段に向上する。
また、この場合において、上記放熱面および第２の放熱面が半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている場合には、半導体素子で発生した熱や反射部に蓄積された熱は、放熱面および第２の放熱面から実装面へ効果的に放散され、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、放熱面および第２の放熱面から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００１６】
上記半導体装置において、上記搭載部、反射部および放熱部が一体に形成された第１の基体とは別に、上記半導体素子と配線導体を介して電気的に接続される第２の基体を備え、
上記第２の基体における配線導体の接続部が、上広がり状に形成された反射面の上端部よりも高い位置に配置されている場合には、
半導体素子と第２の基体を配線導体で電気的に接続する際に、配線導体が反射面の上端部に接触することによるショートを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置を示す図である。
【図２】上記半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の半導体装置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【００２０】
この例における半導体装置は、半導体素子３が搭載された第１の基体１と、上記半導体素子３と配線導体４によって電気的に接続される第２の基体２とを備え、上記第１の基体１、第２の基体２、半導体素子３および配線導体４は、その半導体素子３が搭載された側である上側がモールド樹脂５で覆われている。
【００２１】
この例では、上記半導体素子３として発光素子が用いられるとともに、モールド樹脂５として透明樹脂が使用され、モールド樹脂５で覆われた上側が光を照射する発光側とされている。なお、上記半導体素子３として受光素子を用い、モールド樹脂５として透明樹脂を使用し、モールド樹脂５で覆われた上側を光を受け入れる受光側とすることもできる。
【００２２】
上記第１の基体１は、金属により形成され、半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有している。そして、上記第１の基体１は、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が、上記金属により一体に形成されて構成されている。
【００２３】
この例では、上記第１の基体１は、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３の第１の放熱面８が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面となっており、上記放熱部１３が実装面への取付部を兼ねている。すなわち、放熱部１３の放熱面８は、モールド樹脂５で覆われる発光側や受光側とは反対の下面に位置していて、この半導体装置は、上記第１の放熱面８を実装面に対面させた状態で実装される。また、上記第１の放熱面８は、モールド樹脂５で覆われずに金属が露出した状態で、上記放熱面８が実装面に直接接触することにより放熱面から実装面へ熱伝導されて放熱が行われる。
【００２４】
また、この例では、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３は、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている。すなわち、上記第１の放熱面８は、上述したようにモールド樹脂５で覆われずに金属が露出した状態で、上記第１の放熱面８が外部端子等の接点に直接接触することにより電気的な接続が行われる。
【００２５】
また、上記第１の基体１では、上記搭載部１と反射部１２が、搭載面６から反射面７にわたる面が、搭載面６を底面として上広がり状に反射面７が形成されるように形成されている。この例では、搭載面６はトラック状の長円形状に形成され、その周囲に略すり鉢状に反射面７が形成されている。
【００２６】
そして、この例では、上記搭載部１と反射部１２における長円形状の片側に放熱部１３が設けられている。上記放熱部１３は、上記長円形状の長軸に沿うよう設けられ、略すり鉢状の反射部１２の上端縁から下向きに屈曲形成された縦壁１５の下端部において横方向に屈曲形成されることにより形成されている。
【００２７】
この例では、上記搭載部１１の搭載面６と反対側の面が、上記放熱部１３の第１の放熱面８と面一になって第２の放熱面９として機能するように構成されている。
【００２８】
一方、上記第２の基体２は、第１の基体１と同様に金属により形成され、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体１とは別に設けられ、上記半導体素子３と配線導体４を介して電気的に接続される。
【００２９】
上記第２の基体２は、上記第１の基体１との間に所定の隙間１６を隔て、上記放熱部１３と反対側において長円形状の長軸に沿うよう設けられている。上記第２の基体２は、上記反射部１２の上端縁と隙間１６を隔てて対峙した上端縁から下向きに縦壁１９が屈曲形成され、上記縦壁１９の下端部において実装部１７が横方向に屈曲形成されることにより形成されている。
【００３０】
上記第２の基体２の実装部１７は、上記長円形状の長軸に対して第１の基体１の放熱部１３と対象となるよう形成されており、この半導体装置は、上記実装部１７の下面と放熱部１３の下面とは、半導体装置が実装される実装面への取付面１４となっている。また、上記実装部１７の下面は、外部端子等の接点に直接接触することにより電気的な接続が行われ、実装部１７は電気的な接続部としての機能を兼ね備えている。
【００３１】
また、この例では、上記第２の基体２には配線導体４が接続される接続部１８が設けられ、上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８は、上広がり状に形成された反射部１２の上端部よりも高い位置に配置されている。
【００３２】
この場合、後述するように、第１の基体１と第２の基体２を１枚の金属板であるリードフレームから同時に成形した場合、第１の基体１と第２の基体２の間に所定の隙間１６が形成されることを避けがたいことから、上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８を反射部１２の上端部よりも高い位置に配置することにより、配線導体４と第２の基体２との接触によるショートを効果的に防止できる。
【００３３】
上記第１の基体１は、この例では、１枚の金属板がプレス成形により深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成されている。上記第２の基体２も、第１の基体１と同様に１枚の金属板がプレス成形により曲げ加工等が行われることにより形成されている。
【００３４】
この例では、上述したように、第１の基体１における放熱部１３が半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねており、実装面への取付部を兼ねている。また、第２の基体２における実装面への取付部である実装部１７は、外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている。
【００３５】
すなわち、半導体素子３が搭載された第１の基体１が導体であって、その実装面への取付部である放熱部１３が第１電極として機能し、上記半導体素子３と配線導体４で接続された第２の基体２も導体であって、その実装面への取付部である実装部１７が第２電極として機能するようになっている。このように、半導体素子３が搭載された第１の基体１に第１電極としての機能をもたせる部分を設け、上記半導体素子３と配線導体４で接続された第２の基体２に第２電極としての機能をもたせる部分を設ける構成は、搭載部１１に１つの半導体素子３を搭載する半導体装置において有効である。
【００３６】
このように、第１の基体１において、放熱機能をになう放熱部１３に、放熱機能だけでなく、実装面への取付部としての機能、外部との電気的接続部としての機能等の複数の機能をもたせることから、各機能ごとに機能部を設けないですむことから、装置全体としてシンプルになり小型化も達成できる。また、第２の基体２においても、実装面への取付機能をになう実装部１７に、外部との電気的な接続を行う電気接続部としての機能をもたせ、各機能ごとに機能部を設けないですむことから、装置全体としてシンプルになり小型化も達成できる。
【００３７】
ここで、上記第１の基体１を構成する金属材料としては、とくに限定されるものではないが、熱伝導性、導電性、展延性、耐食性、反射効率等を勘案して適宜の材料を採用することができ、適宜めっき等の表面処理を行うこともできる。上記各特性を満たすものとして、例えば、アルミニウム、銀、鉄−ニッケル系合金等を用いることができるが、特に好ましいのは、銅系の材料に銀めっきを施したものである。また、上記第２の基体２を構成する金属材料も、第１の基体１と同様の材料を選定することができる。
【００３８】
図２は、上記半導体装置を製造工程の一部を説明する図である。
【００３９】
上記第１の基体１と第２の基体２は、１枚の金属板をプレス成形により塑性加工して形成することができる。すなわち、帯状の金属板であるリードフレーム２１を順じプレスにより打ち抜いて、前側開口２２、後側開口２３、左側開口２４および右側開口２５を形成する。上記前側開口２２、後側開口２３、左側開口２４および右側開口２５に囲まれた領域に第１の基体１と第２の基体２を成形する。なお、矢印１０は、この例におけるリードフレーム２１の進行方向を示す。
【００４０】
上記左側開口２４と右側開口２５は、上述した第１の基体１と第２の基体２の隙間１６となる湾曲したスリット２６で連続している。上記スリット２６と前側開口２２の間の領域に第２の基体２が成形され、上記スリット２６と後側開口２３の間の領域に第１の基体１が成形される。
【００４１】
上記前側開口２２と左側開口２４および右側開口２５の間には、それぞれ、加工している間、第２の基体２の成形領域をリードフレーム２１に連結しておくための第２の連結部２８が形成されている。同様に、後側開口２３と左側開口２４および右側開口２５の間には、それぞれ、加工している間、第１の基体１の成形領域をリードフレーム２１に連結しておくための第１の連結部２７が形成されている。
【００４２】
上記のような状態のリードフレーム２１において、第２の基体２の成形領域、第１の基体１の成形領域にそれぞれ深絞り加工や曲げ加工を施して、第２の基体２および第１の基体１を成形する。すなわち、第１の基体１は、搭載部１１、反射部１２、縦壁１５、放熱部１３等を成形することにより形成し、第２の基体２は、接続部１８、縦壁１９、実装部１７等を成形することにより形成する。
【００４３】
上記第１の基体１および第２の基体２が成形されたのち、搭載部１１に半導体素子３を搭載し、接続部１８と半導体素子３とを配線導体４で接続する。つぎに、半導体素子３の搭載された側にモールド樹脂５で覆うことが行われる。そののち、第１の連結部２７および第２の連結部２８を切断箇所Ｃで切断することにより、本実施形態の半導体装置を得ることが出来る。
【００４４】
なお、第１の基体１と第２の基体２とは、上述した説明のように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるが、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００４５】
以上のように、本実施形態の半導体装置は、半導体素子３が搭載される搭載面６を有する搭載部１１と、上記半導体素子３の周囲で光を反射する反射面７を有する反射部１２と、熱を放散するための第１の放熱面８を有する放熱部１３とを有し、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が金属により一体に形成されている。
このため、半導体素子３で発生した熱は、搭載部１１と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。また、反射面７に光が照射されることで反射部１２に蓄積された熱も、反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から効果的に放散される。このように、速やかな放熱が行われることにより、熱による半導体素子３の性能低下や劣化を防止することができる。例えば半導体素子３が発光素子である場合、光の強度や強度分布、放射角度等の変動を防止して安定した光学的特性を維持できる。また、複数パーツを組み合わせた従来品のように、パーツ同士の接合部に歪を生じたり力学的なストレスがかかったりすることによる信頼性の低下の懸念が解消される。
【００４６】
上記実施形態において、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３の第１の放熱面８が、半導体装置が実装される実装面への取付面を兼ねている場合には、
半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、搭載部１１および反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から実装面へ効果的に放散される。また、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、第１の放熱面８から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４７】
上記実施形態において、上記搭載部１１および反射部１２と一体になった放熱部１３が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている場合には、
半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、搭載部１１および反射部１２と一体となった放熱部１３に速やかに熱伝導され、第１の放熱面８から外部へ効果的に放散される。また、半導体装置を外部に電気的接続するだけで、第１の放熱面８から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４８】
上記実施形態において、上記搭載部１１と反射部１２は、搭載面６から反射面７にわたる面が、搭載面６を底面として上広がり状に反射面７が形成されるように形成され、
上記搭載部１１の搭載面６と反対側の面が、上記放熱部１３の第１の放熱面８と面一になって第２の放熱面９として機能するように構成されている場合には、
半導体素子３で発生した熱は、一部が搭載部１１の搭載面６から搭載部１１を介して第２の放熱面９から放散され、一部が反射部１２および放熱部１３を介して第１の放熱面８から放散される。このように、第１の放熱面８と第２の放熱面９の双方から熱が放散されるため、放熱効率が格段に向上する。
また、この場合において、上記第１の放熱面８および第２の放熱面９が半導体装置が実装される実装面への取付面を兼ねている場合には、半導体素子３で発生した熱や反射部１２に蓄積された熱は、第１の放熱面８および第２の放熱面９から実装面へ効果的に放散され、半導体装置を実装面に取り付けるだけで、第１の放熱面８および第２の放熱面９から実装面へ効果的に熱が放散される構造となり、それ以外の放熱のための構造をあえて設ける必要がなく、構造が簡素化する。
【００４９】
上記実施形態において、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体１とは別に、上記半導体素子３と配線導体４を介して電気的に接続される第２の基体２を備え、
上記第２の基体２における配線導体４の接続部１８が、上広がり状に形成された反射面７の上端部よりも高い位置に配置されている場合には、
半導体素子３と第２の基体２を配線導体４で電気的に接続する際に、配線導体４が反射面７の上端部に接触することによるショートを効果的に防止できる。
【００５０】
図３は、本発明の第２実施形態の半導体装置を示す図である。
【００５１】
（Ａ）は第１の基体３１および第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃからなる半導体装置の平面図、（Ｂ）は第１の基体３１のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ１）は第１基体３１のＣ−Ｃ断面図、（Ｃ２）は半導体装置のＣ−Ｃ端面図である。
【００５２】
この例は、搭載部１１に、３つの半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃが搭載されたものである。例えば、ＲＧＢの３色の発光素子を搭載することができる。
【００５３】
上記第１の基体３１は、楕円形の搭載面６を有する搭載部１１と、上記搭載面６の周囲において上広がり状に形成された反射面７を有する反射部１２と、上記反射部１２の上端縁から４隅で下方に屈曲形成された屈曲部３３の下端部に形成された放熱部１３とを備えて構成されている。
【００５４】
一方、第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、３つの半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに対して一対ずつ設けられている。そして、１番目の半導体素子３ａから一対の第２の基体３２ａに対してそれぞれ配線導体４ａで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ａが半導体素子３ａの第１電極および第２電極としての機能を担っている。同様に、２番目の半導体素子３ｂから一対の第２の基体３２ｂに対してそれぞれ配線導体４ｂで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ｂが半導体素子３ｂの第１電極および第２電極としての機能を担っている。さらに同様に、３番目の半導体素子３ｃから一対の第２の基体３２ｃに対してそれぞれ配線導体４ｃで電気的に接続され、一対の第２の基体３２ｃが半導体素子３ｃの第１電極および第２電極としての機能を担っている。
【００５５】
したがって、本実施形態は、上記第１の実施形態と違って、第１の基体３１は電気的接続部として機能する部分を有しない構成となっている。
【００５６】
そして、この実施形態では、第１の基体３１における４つの放熱部１３の下面が、実装面への取付面であり第１の放熱面８として機能する。したがって、４つの放熱部１３は実装面への取付部としても機能する。
【００５７】
一方、第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、上記搭載部１１、反射部１２および放熱部１３が一体に形成された第１の基体３１とは別に設けられ、上述したように、各半導体素子３ａ，３ｂ，３ｃとそれぞれ配線導体４ａ，４ｂ，４ｃを介して電気的に接続される。
【００５８】
上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、上記反射部１２の上端縁と所定の隙間１６を隔てて対峙した上端縁から下向きに屈曲部が屈曲形成され、上記屈曲部の下端部において電気接続面３４を有する電気接続部３５が横方向に屈曲形成されることにより形成されている。上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃにはそれぞれ、配線導体４ａ，４ｂ，４ｃが接続される接続部１８が設けられ、上記第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃにおける配線導体４ａ，４ｂ，４ｃの接続部１８は、上広がり状に形成された反射部１２の上端部よりも高い位置に配置されている。
【００５９】
この実施形態でも、上記第１の基体３１は、１枚の金属板がプレス成形により深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成され、上記各第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃも同様に、１枚の金属板がプレス成形により曲げ加工等が行われることにより形成されている。第１の基体３１と第２の基体３２ａ，３２ｂ，３２ｃとは、第１実施形態で説明したように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるし、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００６０】
それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図４は、本発明の第３実施形態の半導体装置を示す図である。
【００６２】
この例は、第１の基体１における搭載部１１の厚みがほかの部分よりも厚く設定され、それに合わせ、厚みのある搭載部１１下面の第２の放熱面９に対して、第１の放熱面８および第２の基体２の取付面１４が面一になるよう構成されている。この例では、半導体素子３が搭載された搭載部１１を厚くすることで、第２の放熱面９からの放熱効率を高くすることができる。
【００６３】
この実施形態でも、上記第１の基体１は、１枚の金属板がプレス成形により展延加工、深絞り加工および曲げ加工等が行われることにより形成することができる。もともと搭載部１１の厚みを確保する厚みのある板を準備し、それ以外の部分を展延加工で薄く延ばし、さらに深絞り加工および曲げ加工等を加えることにより形成することができる。この例でも、第１の基体１と第２の基体２とは、第１実施形態で説明したように、１枚のリードフレーム２１から同時に成形することもできるし、別々に成形したものを組み合わせで１組とし、本発明の半導体装置を構成することもできる。
【００６４】
それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
なお、上記各実施形態では、実装面と接触する面（第１の放熱面８、取付面１４、第２の放熱面９等）を平面状に示したが、これらの面は、平面状だけでなく、凸部や凹部等を設けた面としてもよい。これらの場合、伝熱性、導電性の接着剤等を介して実装面に対して伝熱性および導電性を確保した状態で取り付けることが好ましい。
【符号の説明】
【００６６】
１：第１の基体
２：第２の基体
３：半導体素子
３ａ：半導体素子
３ｂ：半導体素子
３ｃ：半導体素子
４ａ：配線導体
４ｂ：配線導体
４ｃ：配線導体
４：配線導体
５：モールド樹脂
６：搭載面
７：反射面
８：第１の放熱面
９：第２の放熱面
１０：矢印
１１：搭載部
１２：反射部
１３：放熱部
１４：取付面
１５：縦壁
１６：隙間
１７：実装部
１８：接続部
１９：縦壁
２１：リードフレーム
２２：前側開口
２３：後側開口
２４：左側開口
２５：右側開口
２６：スリット
２７：第１の連結部
２８：第２の連結部
３１：第１の基体
３２ａ：第２の基体
３２ｂ：第２の基体
３２ｃ：第２の基体
３３：屈曲部
３４：電気接続面
３５：電気接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、
上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記搭載部および反射部と一体になった放熱部の放熱面が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
上記搭載部および反射部と一体になった放熱部が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
上記搭載部と反射部は、搭載面から反射面にわたる面が、搭載面を底面として上広がり状に反射面が形成されるように形成され、
上記搭載部の搭載面と反対側の面が、上記放熱部の放熱面と面一になって第２の放熱面として機能するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記搭載部、反射部および放熱部が一体に形成された第１の基体とは別に、上記半導体素子と配線導体を介して電気的に接続される第２の基体を備え、
上記第２の基体における配線導体の接続部が、上広がり状に形成された反射面の上端部よりも高い位置に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１】
半導体素子が搭載される搭載面を有する搭載部と、上記半導体素子の周囲で光を反射する反射面を有する反射部と、熱を放散するための放熱面を有する放熱部とを有し、
上記搭載部、反射部および放熱部が金属により一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記搭載部および反射部と一体になった放熱部の放熱面が、半導体装置が実装される実装面への取り付け面を兼ねている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
上記搭載部および反射部と一体になった放熱部が、半導体装置が実装される際に外部との電気的な接続を行う電気接続部を兼ねている請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
上記搭載部と反射部は、搭載面から反射面にわたる面が、搭載面を底面として上広がり状に反射面が形成されるように形成され、
上記搭載部の搭載面と反対側の面が、上記放熱部の放熱面と面一になって第２の放熱面として機能するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記搭載部、反射部および放熱部が一体に形成された第１の基体とは別に、上記半導体素子と配線導体を介して電気的に接続される第２の基体を備え、
上記第２の基体における配線導体の接続部が、上広がり状に形成された反射面の上端部よりも高い位置に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２４５３５９（Ｐ２０１０−２４５３５９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３５００（Ｐ２００９−９３５００）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００１５８３１２）岩谷産業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００１５８３１２）岩谷産業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
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