特許 6046375 半導体装置、半導体装置製造方法及び半導体装置製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6046375

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】半導体装置、半導体装置製造方法及び半導体装置製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/04 20140101AFI20161206BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20161206BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20161206BHJP

   H01L 23/50 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01L25/04 Z

   H01L31/12 C

   H01L23/50 W

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-104518(P2012-104518)

(22)【出願日】2012年5月1日

(65)【公開番号】特開2013-232579(P2013-232579A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2015年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】303013763

【氏名又は名称】ＮＥＣエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】戸根 雄一

(72)【発明者】

【氏名】山口 友孝

【審査官】 下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１３２５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１３２５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２５／００ − ２５／１６

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

Ｈ０１Ｌ ３１／１２ − ３１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、
半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の突起部を有すると共に、
前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触することにより前記嵌合固定がなされることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、
半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の平面視でＴ字形状の突起部と、該突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む為の平面視で凸字形状の開口部を有すると共に、
前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記Ｔ字形状の突起部は、該Ｔ字形状の底部を前記開口部側に折り曲げると該Ｔ字形状の頂部が前記凸字形状の開口部の頂部の両端に隣接する部分の第２の面と咬止することを特徴とする半導体装置。

【請求項3】

半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、
半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の突起部を有すると共に、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの双方が、他方の突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む開口部を有していることを特徴とする半導体装置。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む開口部を備えていることを特徴とする半導体装置。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１のリードフレームは発光素子を搭載した発光側リードフレームであり、前記第２のリードフレームは受光素子を搭載した受光側リードフレームであることを特徴とする半導体装置。

【請求項6】

半導体装置の製造装置が行う半導体装置製造方法であって、
半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させるステップと、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定するステップと、
を含み、
前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触するよう前記突起部を前記折り曲げることにより前記嵌合固定を行うことを特徴とする半導体装置製造方法。

【請求項7】

半導体装置を製造する半導体装置製造装置であって、
半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させる手段と、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する手段と、
を含み、
前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触するように前記突起部を前記折り曲げることにより前記嵌合固定を行うことを特徴とする半導体装置製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、並びにその半導体を製造するための半導体装置製造方法及び半導体装置製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、光結合半導体装置を封止する技術としてトランスファーモールド法が広く用いられている。また、トランスファーモールドは、一重トランスファーモールドタイプと、二重トランスファーモールドタイプの２つのタイプに大別できる。

【0003】

ここで、図１−１には一重トランスファーモールドタイプの一例が表されている。また、図１−２には二重トランスファーモールドタイプの一例が表されている。

【0004】

図１−１を参照すると一重トランスファーモールドタイプでは、遮光性を有する樹脂でモールド６が成形され、発光素子１を搭載した発光側リードフレーム３と受光素子２を搭載した受光側リードフレーム４を対向配置させ、その間にシリコーン樹脂５が充填されている。

【0005】

一方、図１−２を参照すると二重トランスファーモールドタイプでは、発光素子１を搭載した発光側リードフレーム３と受光素子２を搭載した受光側リードフレーム４を対向配置させ、半透光性を有する樹脂で１次モールド７を成形している。更に、二重トランスファーモールドタイプでは、上記１次モールド７を、遮光性を有する樹脂で２次モールド８を成形し完全に覆う。

【0006】

そして、このような一重トランスファーモールドタイプ及び二重トランスファーモールドタイプの何れの場合であっても、トランスファーモールド処理の前処理として、発光素子を発光側リードフレームに搭載し、受光素子を受光側リードフレームに搭載し、この発光側リードフレームと受光側リードフレームとを対向配置に重ね合わせるという処理（以下、適宜「重ね合わせ処理」と呼ぶ。）が行われる。

【0007】

重ね合わせ処理を実行する方法としては、下述するような各種の方法が採用されている。

【0008】

まず、一般的な第１の方法について図２を参照して説明する。

【0009】

第１の方法では、図２に表されるような発光素子１がダイボンディングされた発光側ヘッダー部９を有した発光側リードフレーム３と、受光素子２がダイボンディングされた受光側ヘッダー部１０を有した受光側リードフレーム４を図３のように対向配置させる。そして、この際、フレーム枠１３及びフレーム枠１４に備えられた基準穴１１を基準として、発光側リードフレーム３と受光側リードフレーム４を重ね合せることにより、発光側ヘッダー部９及び受光側ヘッダー部１０を対向させる。その後、対向配置位置のバラつきの抑制、及び位置固定の為、図４に表されるように、フレーム枠１３又はタイバー部１５に備えられている溶接ポイント１２を上電極１７と下電極１８で挟み、高電圧で印加するスポット溶接にて溶接固着する。この溶接固着した箇所が図４に表される溶接固着１９である。

【0010】

また、第１の方法を発展させた第２の方法が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の第２の方法では、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置に重ね合わせる際、両リードフレームを簡易的に嵌合させておく。そして、モールド時に金型の荷重で本嵌合し、前記嵌合部を樹脂でカバーする。

【0011】

更に、第１の方法を発展させた第３の方法が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の第３の方法では、発光素子を搭載したヘッダー部を備えたタイバー部と受光素子を搭載したヘッダー部を備えたタイバー部が交互に並んだ１枚のリードフレームの一方の素子側のタイバー部を切り取る。そして、切り取った部分を反転させ、もう一方の素子に対向配置させる。その際、位置ズレ抑制の為に、切り取ったタイバー部と一方のタイバー部を嵌合させ、溶接固着させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平０６−１３２５６１号公報

【特許文献2】特開２００７−３０００５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上述したような一般的な第１の方法や、上記特許文献１及び特許文献２に記載の方法を採用することにより重ね合わせ処理を実行することが可能となる。しかしながら、一般的な第１の方法や、上記特許文献１及び特許文献２に記載の方法には、以下に述べるような問題点があった。

【0014】

第１の方法では上述したように、発光素子１を搭載した発光側リードフレーム３と、受光素子２を搭載した受光側リードフレーム４を、図３のように発光側ヘッダー部９、受光側ヘッダー部１０を対向配置させる。そして、両リードフレーム（発光側リードフレーム３及び受光側リードフレーム４）を図４のようにスポット溶接にて溶接固着し、位置ズレを抑制している。

【0015】

もっとも、第１の方法では、溶接工程で生じる残留歪により、両リードフレームが反り、発光側ヘッダー部９及び受光側ヘッダー部１０の間隔が安定せず、発光−受光間の光結合効率がばらつく。そのため、光結合半導体装置の電流伝達率もばらつき、品質的に問題となる。

【0016】

更に、光結合半導体装置をスポット溶接する機器を連続で稼働していると、溶接の為の上電極１７及び下電極１８が磨耗する。そして、この摩耗が原因となる両リードフレームへの接触の不安定さや、上電極１７及び下電極１８に対しての汚れの付着によって、溶接時にスパッタが発生し、溶接強度が満足に得られないという問題が発生しうる。

【0017】

そして、この問題を防止する為には、一定期間での電極の清掃が必要となり、その間、光結合半導体装置をスポット溶接する機器の稼動を止めなくてはならない。そのため、結果として生産性の悪化を招いていた。

【0018】

一方、特許文献１に記載の方法は、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置に重ね合わせる際に嵌合させる。もっとも、重ね合わせる際の嵌合は強固ではなく、封入する際に金型の荷重で嵌合部を押し潰し、かつ樹脂モールドで封入することで初めて強固な嵌合となる。そのため、封入までの搬送中に両リードフレームの位置ズレが生じる可能性がある。

【0019】

他方、特許文献２に記載の方法は、一方の素子側をタイバー部から切り取り、もう一方の素子側と対向配置するように反転させ、切り取った部分とリードフレームを嵌合させるが、タイバー部を切り取る工程が増え効率が悪い。加えて、タイバー部を切り取る際に応力が生じてリードフレームが撓んでしまう可能性もある。また、切断したタイバー部とリードフレームの溶接固着することから、上記第１の方法と同様に、一定期間での電極の清掃が必要となるという問題も生じる。

【0020】

そこで、本発明は、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置させ、重ね合わせ処理を行う際に、スポット溶接を用いることなく発光−受光間距離の安定化を図り、且つ、位置ズレを抑制することが可能な、半導体装置、半導体装置製造方法及び半導体装置製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明の第１の観点によれば、半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の突起部を有すると共に、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触することにより前記嵌合固定がなされることを特徴とする半導体装置が提供される。
本発明の第２の観点によれば、半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の平面視でＴ字形状の突起部と、該突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む為の平面視で凸字形状の開口部を有すると共に、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記Ｔ字形状の突起部は、該Ｔ字形状の底部を前記開口部側に折り曲げると該Ｔ字形状の頂部が前記凸字形状の開口部の頂部の両端に隣接する部分の第２の面と咬止することを特徴とする半導体装置が提供される。
本発明の第３の観点によれば、半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の突起部を有すると共に、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの双方が、他方の突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む開口部を有していることを特徴とする半導体装置が提供される。

【0022】

本発明の第４の観点によれば、半導体装置の製造装置が行う半導体装置製造方法であって、半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させるステップと、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定するステップと、を含み、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触するよう前記突起部を前記折り曲げることにより前記嵌合固定を行うことを特徴とする半導体装置製造方法が提供される。

【0023】

本発明の第５の観点によれば、半導体装置を製造する半導体装置製造装置であって、半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させる手段と、前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する手段と、を含み、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触するように前記突起部を前記折り曲げることにより前記嵌合固定を行うことを特徴とする半導体装置製造装置が提供される。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置させ、重ね合わせ処理を行う際に、スポット溶接を用いることなく発光−受光間距離の安定化を図り、且つ、位置ズレを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1-1】光結合素子の概略的構成を表す断面図（１／２）である。

【図1-2】光結合素子の概略的構成を表す断面図（２／２）である。

【図2】発光側リードフレームと受光側リードフレームの一構成例を表す側面図及び平面図である。

【図3】発光側リードフレームと受光側リードフレームを重ね合わせた際の一構成例を表す平面図及び側面図である。

【図4】発光側リードフレームと受光側リードフレームを溶接固着する場合の断面図である。

【図5】本発明の実施形態における発光側リードフレームと受光側リードフレームの一構成例を表す平面図及び側面図である。

【図6】本発明の実施形態における突起部と開口部の一構成例を表す拡大図である。

【図7】本発明の実施形態において発光側リードフレームと受光側リードフレームを重ね合せ、嵌合させた際の一構成例を表す平面図及び側面図である。

【図8】本発明の実施形態における嵌合機構部の一構成例を表す拡大図である。

【図9】本発明の実施形態の基本的動作を表すフローチャートである。

【図10】本発明の実施形態の変形例であって、一枚のリードフレームにより本実施形態を実現させる場合の一構成例を表す平面図及び側面図である。

【図11】本発明の実施形態の変形例であって、各リードフレームそれぞれに突起部及び開口部の双方を設けた場合に一構成例を表す平面図である。

【図12】本発明の実施形態の変形例であって、発光側リードフレームと受光側リードフレームを重ね合せ、嵌合させた際の一構成例を表す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

まず、本発明の実施形態の概略を説明する。本発明の実施形態は、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置させ、対向配置後に発光側リードフレームと受光側リードフレームが嵌合する部分を含む。この嵌合する部分を含むことにより、本実施形態では、スポット溶接を用いることなく発光−受光間距離の安定化、及び位置ズレを抑制することが可能となる。以上が本発明の実施形態の概略である。

【0027】

次に、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0028】

図１は、本実施形態における光結合半導体装置をトランスファーモールド法により封止することにより作成される、フォトカプラ等の光結合素子の概略を表す断面図である。

【0029】

この種の光結合素子には、図１−１に表される一重トランスファーモールドタイプと、図１−２に表される二重トランスファーモールドタイプがある。尚、一重トランスファーモールドタイプ及び二重トランスファーモールドタイプに関しての説明は［技術背景］の欄において既に記載しているので、ここでは記載を省略する。

【0030】

図５は、本実施形態の一構成例の平面及び側面を表す図である。図５を参照すると本実施形態は、発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１を含んでいる。ここで、発光側リードフレーム２０は図１の発光側リードフレーム３に相当する。同様に、受光側リードフレーム２１は図１の受光側リードフレーム４に相当する。

【0031】

発光側リードフレーム２０は、発光側ヘッダー部２２、フレーム枠２４、フレーム枠２５、タイバー部２６、リード２７及び突起部２８を含んでいる。一方、受光側リードフレーム２１は、受光側ヘッダー部２３、フレーム枠２４、フレーム枠２５、タイバー部２６、リード２７及び開口部２９を含んでいる。

【0032】

発光側ヘッダー部２２には、発光素子１がダイボンディングされている。また、同様に受光側ヘッダー部２３には受光素子２がダイボンディングされている。なお、発光素子１は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光ダイオード等により実現される。また、受光素子２は例えばフォトダイオード（Photodiode）等により実現される。発光ダイオード及びフォトダイオードは何れも半導体により実現される素子である。そのため、発光素子１及び受光素子２は何れも本発明の「半導体素子」に相当する。また、本実施形態では、これら半導体素子を含んだリードフレームを嵌合する。そして、嵌合後のリードフレームを用いて半導体装置が作成される。そのため、これら半導体素子を含んだリードフレームは半導体装置の一部であり、本実施形態は本発明の「半導体装置」に相当する。また、発光素子１及び受光素子２は、半導体素子の一例である。半導体素子として、発光素子１及び受光素子２以外の半導体素子を用いても良い。

【0033】

そして、本実施形態では、図２に表されるリードフレーム同様、両リードフレーム（発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１）のフレーム枠内２４及びフレーム枠内２５に略直交してタイバー部２６が延出し、前記タイバー部２６からフレーム枠２４及びフレーム枠２５に略平行なリード２７が延出し、そのリード２７の先端に発光側ヘッダー部２２及び受光側ヘッダー部２３が接続されている。

【0034】

一方、本実施形態では溶接を行う必要がないため、図２に表されるリードフレームが有しているような溶接部は設けられていない。更に、本実施形態では、発光側リードフレーム２０および受光側リードフレーム２１が後述する突起部２８及び開口部２９を含んでおり、これを、発光側リードフレーム２０および受光側リードフレーム２１を対向配置させる際の位置合わせの基準とすることが可能であるため、図２に表されるリードフレームが有しているような基準穴も設けられていない。もっとも、これは基準穴を設けることを禁止する趣旨ではなく、基準穴を設けるようにしても良い。

【0035】

発光側リードフレーム２０の突起部２８は、受光側リードフレーム２１と発光側リードフレーム２０とを対向配置後、両リードフレームを嵌合固定させるために設けられている。また、受光側リードフレーム２１の開口部２９は、発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１とを対向配置させた際、発光側リードフレーム２０に設けられた突起部２８と同位置に、折り曲げた突起部２８と干渉しないように設けられている。

【0036】

図６は、突起部２８及び開口部２９の拡大図である。図６を参照すると、突起部２８は、折曲部３０を含んでいる。そして、折曲部３０の端部には嵌合爪３１が設けられている。

【0037】

また、開口部２９は開口箇所３２を含んでいる。

【0038】

折曲部３０は、発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１とを対向配置後、受光側リードフレーム２１の開口部２９側への折り曲げ部分となる。折り曲げる際は折曲部３０は、その根本（図６では一例として破線で表される箇所。図８を参照して後述するように、嵌合させる際の嵌合爪３１と開口箇所３２の縁との間の相対位置関係により決定される。）から折り曲げられる。また、嵌合爪３１は発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１とを嵌合させる為の両側が鋭角な爪である。

【0039】

開口箇所３２は、突起部２８を折り曲げる際に干渉なく、且つ嵌合爪３１がフレームに嵌合可能な形状となっている。また、開口箇所３２は、折曲部３０と同寸法としても良いが、リードフレームの寸法公差を考慮して、折曲部３０の寸法より若干大きく開口していることが好ましい。

【0040】

続いて図７を参照する。図３と同様、図７は発光側リードフレーム２２と受光側リードフレーム２３を重ね合せた状態を表す平面図である。

【0041】

図７を参照すると、本実施形態では発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１の発光側ヘッダー部２２及び受光側ヘッダー部２３を対向させ、両リードフレーム（発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１）を重ね合わせる。そして、重ね合せ後、発光側リードフレーム２０の突起部２８を受光側リードフレーム２１の開口部２９の方向に折り曲げることにより、両リードフレーム（発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１）を嵌合固定させる。

【0042】

図８は、本実施形態における嵌合機構を表す拡大図である。

【0043】

図８の左図（ａ）のように両リードフレーム重ね合わせ後、嵌合爪３１を含んだ折曲部３０を、クランプ機構と９０度湾曲駆動する機構を有した折り曲げ治具３３でクランプする。

【0044】

そして、右図（ｂ）のように、開口部２９側に折曲部３０を折曲部３０の根元から折り曲げ、嵌合爪３１と受光側リードフレーム２１とを嵌合させる。この際、受光側リードフレーム２１及び発光側リードフレーム２０を対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、嵌合爪３１の先端が受光側リードフレーム２１の第２の面に所定の圧力で接触する。嵌合爪３１の形状は、どの程度の圧力で嵌合させたいかや、嵌合爪３１の強度及び嵌合爪３１の大きさ等に応じて任意の形状とすることが可能である。この点、嵌合時、嵌合爪３１は受光側リードフレーム２１に食い込む程度の形状が好ましい。

【0045】

以上説明した本実施形態は、嵌合爪を用いた嵌合が行えることから、発光素子を搭載した発光側リードフレームと、受光素子を搭載した受光側リードフレームを対向配置させ、重ね合わせ処理を行う際に、スポット溶接を用いることなく発光−受光間距離の安定化を図り、且つ、位置ズレを抑制することが可能となる。

【0046】

なお、図５乃至図８に表される各部の形状等は、１つの例示に過ぎない。本実施形態は、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において任意の形状等を選択することが可能である。例えば、発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１に含まれる各部の形状や、個数及び配置等は任意のものを選択できる。

【0047】

また、今回は本実施形態を光結合半導体装置に適用することを想定して説明をするが、本実施形態は光結合半導体装置以外の任意の半導体装置に適用可能である。

【0048】

［動作の説明］
次に本発明の動作について添付図面を参照して詳細に説明する。

【0049】

図５に表される嵌合用の突起部２８を含んだ発光側リードフレーム２０と、開口部２９を備えた受光側リードフレーム２１の発光側ヘッダー部２２及び受光側ヘッダー部２３を対向配置させ、両リードフレーム（発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１）を重ね合わせる（ステップＳ１０１）。重ね合わせた際に、突起部２８と開口部２９は同位置に配置される。

【0050】

重ね合わせ後、図８ａに示すように突起部２８の先端の嵌合爪３１の中心を折り曲げ治具３３でクランプする（ステップＳ１０２）。

【0051】

クランプした後は、折曲部３０の根元から曲がる様に折り曲げ治具３３を湾曲に移動させ、開口部２９側へ折曲部３０を折り曲げる（ステップＳ１０３）。折り曲げる際は、突起部２８が切断されることないように、折り曲げ治具３３の移動方向と移動速度を調整する。そして、折曲部３０を折り曲げ進めると、突起部２８が開口部２９に入り、先端の嵌合爪３１が受光側リードフレーム２１の底面に接触する。図８ｂに表されるように、更に突起部２８の底面であって折り曲げにより開口部端面に面している面が開口部端面に接触するまで折り曲げることで嵌合爪３１が受光側リードフレーム２１に食い込み嵌合する。

【0052】

嵌合完了後、折り曲げ治具３３のクランプを解除する（ステップＳ１０４）。そして、全ての突起部２８の嵌合が完了していないのであれば（ステップＳ１０５においてＮｏ）、次列の突起部２８を折り曲げ治具３３でクランプし（ステップＳ１０２）、この次列の突起部２８を対象としてステップＳ１０３を実行する。

【0053】

全ての突起部の嵌合完了することで（ステップＳ１０５においてＹｅｓ）、発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１の位置を嵌合固定させることが可能となる。

【0054】

なお、複数の折り曲げ治具３３を用い、複数の折曲部３０を同時に対象としてステップＳ１０２、Ｓ１０３およびステップＳ１０４を行うようにしても良い。

【0055】

また、ステップＳ１０３においてリードフレームのフレーム枠２４及びフレーム枠２５に設けられている突起部２８を折り曲げ嵌合する際は、フレーム枠２４及びフレーム枠２５に相対する突起部２８を同時に折り曲げ治具３３にてクランプし折り曲げ嵌合させることが好ましい。こうすることにより、両側（フレーム枠２４側とフレーム枠２５側）に同じ荷重が加わる為、荷重によるズレを相殺でき、安定した嵌合が可能となる。

【0056】

以上説明した本発明の実施形態は、以下に示すような多くの効果を奏する。

【0057】

第１の効果は、残留歪や反り、撓みを生じないことである。

【0058】

その理由は、スポット溶接やタイバー部を切り取る工程を要さず、発光側リードフレーム及び受光側リードフレームを対向配置させた後、両リードフレームを嵌合することにより、溶接で発生する熱の影響による残留歪や反り、タイバー部を切り取る際に生じる応力による撓みが生じることを防止できるからである。

【0059】

第２の効果は、強固な嵌合により搬送等での位置ズレを起こす心配がないことである。

【0060】

その理由は、発光側リードフレームと、受光側リードフレームを対向配置させた後に、両リードフレームを強固に嵌合させる為、搬送による振動等で生じる位置ズレを防止できるからである。

【0061】

第３の効果は、電極清掃による作業時間を削減できることである。

【0062】

その理由は、スポット溶接を使用することなく、嵌合により両リードフレームの対向位置を固定する方法を取る為、溶接固定の安定化の為に定期的に実施する必要があった電極の清掃時間を削減できるからである。

【0063】

第４の効果は、溶接工程による残留歪も無く位置固定ができ、溶接強度のばらつきを考慮する必要が無いことである。

【0064】

その理由は、嵌合により両リードフレームの対向位置を固定する方法を取る為、スポット溶接を使用しないからである。

【0065】

また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。変更の一例を下記する。

【0066】

上述した実施形態では、発光側リードフレームと受光側リードフレームという二枚のリードフレームを対向配置させ嵌合固定している。しかし、これを変更し、１枚のリードフレームに発光側、受光側の双方を含むようにし、発光側又は受光側の一方を反転させて、他方と対向配置させる構成でも同様の結果が得られる。図１０の左側を参照すると一枚のリードフレーム１００は、発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１の双方を含んでいる。また、発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１との間には反転基準線１０１を設ける。

【0067】

そして、反転基準線１０１を中心として発光側リードフレーム２０と受光側リードフレーム２１の何れかを他方に対して折り曲げることにより反転させる。図１０の右側を参照すると反転後の形状が表されている。反転後は、図９のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０５の処理を行うことにより、上述した実施形態と同様に嵌合をすることが可能となる。

【0068】

なお、図１０に表される発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１の構成要素は図５に表される発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１と同様であるので、図１０においては構成要素の図示を省略する。

【0069】

また、嵌合に関してであるが、上述した実施形態では突起部を発光側リードフレームに設け、開口部を受光側リードフレームに設けていた。しかし、これを逆に設けるように変更しても良い。つまり、突起部を受光側リードフレームに設け、開口部を発光側リードフレームに設けるようにしても上述の実施形態と同様の結果が得られる。

【0070】

更に、発光側リードフレーム及び受光側リードフレームの双方にそれぞれ突起部及び開口部の両方が設けられていても良い。この場合、発光側リードフレーム及び受光側リードフレームの一方のリードフレームに突起部が設けるのであれば、重ね合わせた場合にこの突起部と対向する位置の他方のリードフレームに開口部を設けるようにすればよい。図１１を参照すると発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１が表されている。発光側リードフレーム２０には、一例として左から右に突起部２８、開口部２９及び突起部２８が設けられている。また、受光側リードフレーム２１には、一例として左から右に開口部２９、突起部２８及び開口部２９が設けられている。このように、発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１の双方がそれぞれ突起部２８及び開口部２９の双方を含むようにしても良い。そして、図７に表されるように対向配置をし、図９のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０５の処理を行うことにより、上述した実施形態と同様に嵌合をすることが可能となる。

【0071】

なお、図１１に表される発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１の構成要素は図５に表される発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１と同様であるので、図１１においては構成要素の一部について図示を省略する。

【0072】

更に、一方のリードフレームに突起部を設け、重ね合せ後にこの突起部を折り曲げて、もう一方のリードフレームをこの突起部で挟み込んで固定する構成としても良い。この場合、嵌合爪を設けなくとも良い。図１２を参照して、この構成について説明する。図１２は発光側リードフレーム２０及び受光側リードフレーム２１を対向配置した状態の側面を表す図である。図１２の最上部に表されるように発光側リードフレーム２０は突起部２８を含んでいる。そして、図１２の中部に表されるように発光側リードフレーム２０の突起部２８を受光側リードフレーム２１側に９０度折り曲げる。ここまでは図８を参照して上述した方法と同様である。もっとも、本構成においては突起部２８を受光側リードフレーム２１更に９０度折り曲げる。このようにすることにより突起部２８が受光側リードフレーム２１を挟み込むこととなり、嵌合爪を設けなくとも受光側リードフレーム２１を固定することが可能となる。なお、本構成例を採用する場合には開口部２９を設けても良いが、開口部２９を設けなくとも良い。

【0073】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0074】

（付記１）
半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、
半導体素子を搭載した第２のリードフレームを備え、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する為の突起部を有していることを特徴とする半導体装置。

【0075】

（付記２）
付記１に記載の半導体装置であって、
前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が、前記突起部を折り曲げる際に該突起部が入り込む開口部を備えていることを特徴とする半導体装置。

【0076】

（付記３）
付記１又は２に記載の半導体装置であって、
前記第１のリードフレームと前記第２のリードフレームを対向配置させた際に他方のリードフレームと対向している面を第１の面とし、該第１の面の裏側の面を第２の面とした場合に、前記突起部が該突起部を有していない他方のリードフレームの第２の面に接触することにより前記嵌合固定がなされることを特徴とする半導体装置。

【0077】

（付記４）
付記３に記載の半導体装置であって、
前記突起部には前記第２の面と咬止する為の爪が含まれていることを特徴とする半導体装置。

【0078】

（付記５）
前記第１のリードフレームは発光素子を搭載した発光側リードフレームであり、前記第２のリードフレームは受光素子を搭載した受光側リードフレームであることを特徴とする半導体装置。

【0079】

（付記６）
半導体装置の製造装置が行う半導体装置製造方法であって、
半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させるステップと、
前記前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定するステップと、
を含むことを特徴とする半導体装置製造方法。

【0080】

（付記７）
半導体装置を製造する半導体装置製造装置であって、
半導体素子を搭載した第１のリードフレームと、半導体素子を搭載した第２のリードフレームを対向配置させる手段と、
前記前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームの何れか又は双方が有する突起部を、該突起部を有するリードフレームの他方のリードフレーム側に折り曲げることにより前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを嵌合固定する手段と、
を含むことを特徴とする半導体装置製造装置。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明は、モールド処理を行うに先だって、リードフレームを対向配置し、重ね合わせるという処理全般に好適であり、任意の半導体装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 発光素子
２ 受光素子
３ 発光側リードフレーム
４ 受光側リードフレーム
５ シリコーン樹脂
６ モールド
７ １次モールド
８ ２次モールド
９ 発光側ヘッダー部
１０ 受光側ヘッダー部
１１ 基準穴
１２ 溶接ポイント
１３、１４ フレーム枠
１５ タイバー部
１６ リード
１７ 上電極
１８ 下電極
１９ 溶接固着
２０ 発光側リードフレーム
２１ 受光側リードフレーム
２２ 発光側ヘッダー部
２３ 受光側ヘッダー部
２４、２５ フレーム枠
２６ タイバー部
２７ リード
２８ 突起部
２９ 開口部
３０ 折曲部
３１ 嵌合爪
３２ 開口箇所
３３ 折り曲げ治具
１００ リードフレーム
１０１ 反転基準線

【図1-1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】