JP5649547B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の一例として、例えば、フォトカップラは、発光素子と受光素子とを内蔵し、光結合により信号の伝送を行う。このため、１次側と２次側とを電気的に絶縁する絶縁回路に使用される。その用途は様々であるが、１次側の発光素子と、２次側の受光素子と、の間における高い絶縁性の要求は共通する。また、２組の発光素子および受光素子を含み、２つの伝送チャネルを有するＤｕａｌタイプの製品では、チャネル間のクロストークを抑制する必要がある。
例えば、受光素子側が一つのフレームに繋がったタイプの製品では、２組の発光素子および受光素子を一体の樹脂でエンキャップする方が作り易いが、チャネル間のクロストークを抑えることができない。また、２組の発光素子および受光素子を、それぞれ独立した形でエンキャップし、さらに、遮光性の樹脂でモールドする方法がある。この方法によれば、クロストークを抑制することができる。しかしながら、エンキャップとモールド樹脂との界面に隙間が発生し、絶縁耐圧が低下することがある。そこで、チャネル間のクロストークを抑制し、絶縁耐圧を向上できる半導体装置およびその製造方法が必要とされている。
特開２００２−２３７６１５号公報
実施形態は、チャネル間のクロストークを抑制し、絶縁耐圧を向上できる半導体装置の製造方法を提供する。
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１のフレームと、第２のフレームと、を準備し、前記第１のフレームおよび前記第２のフレームを金型にセットし樹脂成型する成型工程と、を備える。前記第１のフレームは、第１の発光素子が固着された第１のリードと、第２の発光素子が固着された第２のリードと、を有する。前記第２のフレームは、第１のマウント部と、前記第１のマウント部に固着された第１の受光素子と、第２のマウント部と、前記第２のマウント部に固着された第２の受光素子と、前記第１のマウント部を前記第２のマウント部に接続する接続部と、を有する。前記金型は、第１のキャビティと、第２のキャビティと、前記第２のキャビティに連通するランナーと、前記第２のキャビティから前記第１のキャビティに連通するスルーゲートおよびギャップと、を有する。前記成型工程では、前記第１の発光素子が固着された前記第１のリードと、前記第１の受光素子が固着された前記第１のマウント部と、を前記第１のキャビティに収容し、前記第２の発光素子が固着された前記第２のリードと、前記第２の受光素子が固着された前記第２のマウント部と、を前記第２のキャビティに収容し、前記接続部を前記ギャップに収容し、前記ランナーおよび前記スルーゲートを介して、前記第１のキャビティと、前記第２のキャビティと、前記ギャップと、に第１の樹脂を充填し、前記第１のキャビティに第１の成型部、および、前記第２のキャビティに第２の成型部を形成する。さらに、前記ギャップ内に充填され、前記接続部を覆う前記第１の樹脂を残し、前記ランナー内に充填され、前記第２の成型部につながった前記第１の樹脂と、前記スルーゲート内に充填され、前記第１の成型部および前記第２の成型部につながった前記第１の樹脂を除去する工程と、前記第１の成型部と、前記第２の成型部と、前記第１の樹脂からなる薄膜に覆われた前記接続部と、を覆う第２の樹脂からなる第３の成型部を形成する工程と、を備える。
一実施形態に係る半導体装置を示す模式図であり、（ａ）は外観を示す斜視図、（ｂ）はＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図である。 一実施形態に係る半導体装置を示す模式図であり、（ａ）は上面から見た透視図、（ｂ）は、ＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面を示す模式図である。 一実施形態に係る半導体装置の電流リークの経路を示す模式図である。 一実施形態に係るリードフレームを示す模式図であり、（ａ）は発光素子が固着された状態、（ｂ）は、受光素子が固着された状態を示す。 一実施形態に係る半導体装置の製造過程を示す模式図である。 図４に続く製造過程を示す模式図である。 図５に続く製造過程を示す模式図である。
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
図１は、一実施形態に係る半導体装置１００を示す模式図である。図１（ａ）は、外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図である。
半導体装置１００は、例えば、フォトカップラであり、発光素子と受光素子とを内蔵する。図１（ａ）に示すように、半導体装置１００は、樹脂パッケージ１０と、樹脂パッケージ１０から延出した複数の端子（リード）と、を有する。
図１（ｂ）に示すように、発光素子７および受光素子１３は、それぞれ離間して配置されたリード５および１５に固着され樹脂パッケージ１０の内部に封じられる。リード５に固着された発光素子７、および、リード１５に固着された受光素子１３は、対向して配置される。すなわち、発光素子７の発光面と、受光素子１３の受光面と、が向き合って配置され、発光素子７が放射する信号光を受光素子１３が検知する。
樹脂パッケージ１０は、発光素子７と受光素子１３とを封じる内部モールド９と、その外側を覆う外部モールド３と、を有する。内部モールド９は、例えば、透明樹脂からなり、発光素子７が放射する光を透過し、受光素子１３の受光面に入射させる。一方、外部モールド３は、外部の光を遮光する樹脂からなり、受光素子１３の暗電流抑制し、ノイズレベルを低減する。
内部モールド９に用いられる透明樹脂は、発光素子７から放射される光を１００％透過することが望ましいが、一部を吸収しても良い。例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。
外部モールド３には、好ましくは、内部モールド９と同じ主成分を有する樹脂を用いる。これにより、内部モールド９と外部モールド３との間の密着性を向上させることができる。外部モールド３を形成する樹脂には、外部の光を吸収する部材を拡散させる。例えば、エポキシ樹脂にカーボンを拡散させた、所謂、黒樹脂を用いることができる。さらに、外部の光を反射する部材を拡散した、所謂、白樹脂を用いても良い。例えば、酸化チタンの微粉末を拡散したエポキシ樹脂を用いても良い。ここで、外部の光とは、発光素子７が放射する光を除いた背景光であり、例えば、受光素子１３が感度を有する波長範囲の光をいう。
図２（ａ）は、半導体装置１００を上面から見た透視図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。本実施形態に係る半導体装置１００は、２組の発光素子７および受光素子１３を備え、２チャンネルの信号を伝送する。
図２（ａ）に示すように、受光素子１３が固着されるリード１５は、第１のマウント部１５ａと、第２のマウント部１５ｂと、を有する（以下、マウント部１５ａおよびマウント部１５ｂ）。さらに、リード１５は、マウント部１５ａにつながり樹脂パッケージ１０の外に延出する部分を有する。また、受光素子１３が検出した信号を出力する２つのリード１７ａおよび１７ｂが設けられる。さらに、受光素子１３に電力を供給するリード１９が設けられる。
一方、発光素子７は、マウント部１５ａおよびマウント部１５ｂに対向して配置されたリード５ａおよび５ｂ（図３（ａ）参照）に固着される。また、発光素子７に金属ワイヤを介して電気的に接続されるリード６ａおよび６ｂが設けられる。
このように、半導体装置１００では、１次側のリードとして発光素子７に駆動電流を供給するリード５ａ、５ｂ、６ａおよび６ｂが設けられる。一方、受光素子１３から信号を出力する２次側には、リード１５、１７ａ、１７ｂおよび１９が設けられる。
図２（ｂ）に示すように、リード１５のマウント部１５ａに、第１の受光素子である受光素子１３ａが固着され、マウント部１５ｂに、第２の受光素子である受光素子１３ｂが固着される。一方、リード５ａにつながるマウント部５ｃには、第１の発光素子である発光素子７ａが固着され、リード５ｂにつながるマウント部５ｄには、第２の発光素子である発光素子７ｂが固着される。そして、発光素子７ａの発光面と、受光素子１３ａの受光面と、が対向して配置され、発光素子７ｂの発光面と、受光素子１３ｂの受光面と、が対向して配置される。
マウント部１５ａに固着された受光素子１３ａと、リード５ａに固着された発光素子７ａとは、第１の成型体である内部モールド９ａに第１の樹脂を用いて封じられる。また、マウント部１５ｂに固着された受光素子１３ｂと、リード５ｂに固着された発光素子７ｂとが、第２の成型体である内部モールド９ｂに第１の樹脂を用いて封じられる。第１の樹脂は、前述した透明樹脂である。
内部モールド９ａおよび９ｂは、第３の成型体である外部モールド３に覆われる。外部モールド３は、遮光性を有する第２の樹脂により成型される。そして、内部モールド９ａと内部モールド９ｂとの間に、遮蔽部３ａが設けられる。遮蔽部３ａは、受光素子１３ｂの方向に伝播する発光素子７ａの光を遮蔽し、受光素子１３ａの方向に伝播する発光素子７ｂの光を遮蔽する。これにより、チャネル間のクロストークを抑制する。
リード１５の一部であって、マウント部１５ｂとマウント部１５ａとの間をつなぐ接続部１５ｃは、内部モールド９ａおよび９ｂと同じ第１の樹脂からなる薄膜９ｃに覆われる。本実施形態では、内部モールド９ａおよび９ｂは、薄膜９ｃを介してつながった同一の樹脂からなり、その内部にリード１５が封じられた状態となる。また、発光素子７ａおよび７ｂが固着されたリード５ａおよび５ｂも、同じ樹脂に封じられる。
さらに、図２（ａ）に示すように、受光素子１３ａおよび１３ｂに電力を供給するリード１９も、内部モールド９ａおよび９ｂに跨って設けられる。そして、内部モールド９ａに封じられる部分と、内部モールド９ｂに封止られる部分と、それらの間をつなぐ接続部１９ａを有する。そして、接続部１９ａも薄膜９ｃに覆われる。すなわち、内部モールド９ａおよび９ｂに跨って封じられるリードの接続部には、その表面を覆う薄膜９ｃが設けられる。
これにより、１次側に設けられるリード５ａ、５ｂ、６ａおよび６ｂと、２次側に設けられるリード１５、１７ａ、１７ｂおよび１９と、の間の絶縁耐圧を向上させることができる。
図３は、リード５ａおよび６ａと、リード１５と、の間の電流リークの経路を例示する模式図である。例えば、内部モールド９ａ、９ｂおよび外部モールド３を構成する樹脂の絶縁耐圧が十分高いとすれば、内部モールド９ａもしくは９ｂと、外部モールド３と、の間の界面に電流リークの経路が生じる。すなわち、内部モールド９ａおよび９ｂと、外部モールド３と、の間の密着性が低下し、外部から侵入した水分が絶縁性を低下させることがある。
図３（ａ）に示すように、例えば、リード６ａとリード１５との間のリーク経路として、内部モールド９ａと外部モールド３との間の界面に沿った経路Ａ１が考えられる。また、図３（ｂ）に示すように、リード５ａとリード１５との間の経路Ａ２が考えられる。
これに対し、例えば、接続部１５ｃを覆う薄膜９ｃが無い場合、接続部１５ｃは、内部モールド９ａから外部モールド３へ界面を横切って延出し、さらに、外部モールド３から内部モールド９ｂへ界面を横切って挿入された状態となる。このため、例えば、図３（ａ）に示すように、リード５ａと、リード１５の接続部１５ｃと、の間にリーク経路Ｂが生じる。
リーク経路Ｂにおけるリード５ａと接続部１５ｃとの間の距離、所謂、延面距離は、経路Ａ１もしくはＡ２の延面距離よりも短い。したがって、経路Ｂの絶縁抵抗は、経路Ａ１もしくはＡ２の絶縁抵抗よりも小さい。このため、リード１５の接続部１５ｃを覆う薄膜９ｃを設けない場合は、１次側のリード６ａおよびリード５ａと、２次側のリード１５との間の絶縁耐圧が低下する。
このように、内部モールド９ａと、内部モールド９ｂと、の間に跨って設けられるリードの接続部１５ｃおよび１９ａを薄膜９ｃで覆うことにより、延面距離の短い経路Ｂをなくし、リード間の延面距離を伸ばすことができる。そして、半導体装置１００の絶縁耐圧を向上させることができる。
次に、図４〜図７を参照して、半導体装置１００の製造過程について説明する。図４は、半導体装置１００の製造に用いられるリードフレームを示す模式図である。また、図５〜図７は、各工程におけるリードフレームの状態を示す模式図である。
図４（ａ）は、第１のフレームであるリードフレーム２０に発光素子７ａおよび７ｂが固着された状態を示す。図４（ｂ）は、第２のフレームであるリードフレーム３０に受光素子１３ａおよび１３ｂが固着された状態を示している。
図４（ａ）に示すリードフレーム２０には、共通フレーム３１から延在する複数のリードが設けられる。各のリードの先端は、それぞれ相互に離間して設けられる。第１リードであるリード５ａの先端には、マウント部５ｃが設けられ、発光素子７ａが固着される。そして、リード６ａは、第１のワイヤ２１ａを介して発光素子７ａに電気的に接続される。一方、第２リードであるリード５ｂの先端には、マウント部５ｄが設けられ、発光素子７ｂが固着される。リード６ｂは、第２のワイヤ２１ｂを介して発光素子７ｂに電気的に接続される。
発光素子７ａおよび７ｂは、例えば、導電性の銀（Ａｇ）ペーストを介して、それぞれマウント部５ｃおよび５ｄに固着される。ワイヤ２１ａおよび２１ｂは、例えば、金（Ａｕ）ワイヤであり、発光素子７ａおよび７ｂのそれぞれの電極と、リード６ａおよび６ｂのそれぞれの先端部と、の間にボンディングされる。
図４（ｂ）に示すリードフレーム３０には、共通フレーム３３から延在する４つのリードが設けられる。４つのリードのそれぞれの先端は相互に離間して設けられる。
第３リードであるリード１５の先端には、マウント部１５ａと１５ｂとが設けられる。マウント部１５ａには、受光素子１３ａが固着され、マウント部１５ｂには、受光素子１３ｂが固着される。受光素子１３ａおよび１３ｂは、例えば、接着樹脂もしくはＡｇペーストを介して固着することができる。また、受光素子１３ａおよび１３ｂがシリコンデバイスである場合、リード１５の表面と、受光素子１３ａおよび１３ｂの裏面と、の間にシリサイド層を介して固着することもできる。
受光素子１３ａおよび１３ｂは、それぞれ受光面１３ｃと、電源端子１３ｅと、信号端子１３ｆと、接地端子１３ｇと、を有する。電源端子１３ｅは、ワイヤ２３ａおよび２３ｂを介してリード１９に接続される。受光素子１３ａの信号端子１３ｆは、第３のワイヤ２２ａを介して、リード１７ａに接続される。受光素子１３ｂの信号端子１３ｆは、第４のワイヤ２２ｂを介して、リード１７ｂに接続される。さらに、接地端子１３ｇは、ワイヤ２４ａおよび２４ｂを介して、リード１５に接続される。ワイヤ２２〜２４は、例えば、Ａｕワイヤである。
次に、図５に示す成型工程により、内部モールド９ａおよび９ｂを形成する。図５（ａ）は、上金型４１と、下金型４２と、の間にリードフレーム２０とリードフレーム３０とを重ねてセットした状態を示す断面図である。図５（ｂ）は、上金型４１と、下金型４２と、を型締めした状態を示す断面図である。
図５（ａ）に示すように、リードフレーム２０とリードフレーム３０とを重ね、下金型４２にセットする。この際、発光素子７ａの発光面７ｃと、受光素子１３ａの受光面１３ｃと、を対向させ、発光素子７ｂの発光面７ｃと、受光素子１３ｂの受光面１３ｃと、を対向させるように配置する。
続いて、上金型４１と下金型４２とを型締めし、第１のキャビティ４３および第２のキャビティ４５を形成する。キャビティ４３には、リード５ａの発光素子７ａが固着された部分と、リード６ａのワイヤ２１ａがボンディングされた部分と、ワイヤ２１ａと、受光素子１３ａが固着されたマウント部１５ａと、リード１７ａのワイヤ２２ａがボンディングされた部分と、ワイヤ２２ａと、リード１９のワイヤ２３ａがボンディングされた部分と、ワイヤ２３ａと、を収容する。
キャビティ４５には、リード５ｂの発光素子７ｂが固着された部分と、リード６ｂのワイヤ２１ｂがボンディングされた部分と、ワイヤ２１ｂと、受光素子１３ｂが固着されたマウント部１５ｂと、リード１７ｂのワイヤ２２ｂがボンディングされた部分と、ワイヤ２２ｂと、リード１９のワイヤ２３ｂがボンディングされた部分と、ワイヤ２３ｂと、を収容する。
さらに、マウント部１５ａとマウント部１５ｂとの間のリード１５の一部である接続部１５ｃを、キャビティ４３からキャビティ４５に連通するギャップ４７に収容する。
次に、キャビティ４５に連通するランナー４９ａを介して、溶融された第１の樹脂をキャビティ４５に注入する。さらに、本実施形態では、キャビティ４５からキャビティ４３に連通するスルーゲート４９ｂが設けられる。これにより、キャビティ４５に注入した第１の樹脂がキャビティ４３に移動し、キャビティ４３および４５の両方の内部に充填される。そして、接続部１５を収容したギャップ４７の内部にも第１の樹脂が充填される。
この際、ギャップ４７を介してキャビティ４５からキャビティ４３へ溶融樹脂を移動させることも可能である。しかしながら、チャネル間のクロストークを抑制するために、ギャップ４７の間隔を狭くし、接続部１５ｃの周りに薄膜状の樹脂をモールドする場合、キャビティ４５からキャビティ４３へ樹脂がスムーズに移動しないことがある。そこで、キャビティ４５からキャビティ４３へ樹脂を注入するためのスルーゲート４９ｂを別に設けることが好ましい。さらに、キャビティ４５へ溶融樹脂を注入するランナー４９ａと、スルーゲート４９ｂは、キャビティ４３および４５の底面からの高さが同じになるように設けると良い。また、溶融樹脂の注入方向において、ランナー４９ａとスルーゲート４９ｂとが、一直線上に並ぶように設けることが好ましい。
続いて、キャビティ４３および４５に充填された樹脂を硬化させ、内部モールド９ａおよび９ｂを成型する。内部モールド９ａは、キャビティ４３の内部に成型され、内部モールド９ｂは、キャビティ４５の内部に成型される。また、接続部１５の表面に薄膜９ｃが形成される。
上記の成型過程では、マウント部１５ａとマウント部１５ｂとの間の接続部１５ｃと、リード１９の接続部１９ａとが、ギャップ４７に収容されるため、上金型４１と下金型４２との間に挟まれ押圧されることがない。これにより、リード１５の変形が抑制され、受光素子１３ａおよび１３ｂを、内部モールド９ａおよび９ｂにおけるそれぞれの所定位置に成型することができる。
本実施形態では、スルーゲート４９ｂを介してキャビティ４３からキャビティ４５に溶融樹脂が移動する、所謂スルーゲート型の金型を用いて内部モールド９ａおよび９ｂを成型する例を示す。射出成型の方式は、これに限られる訳ではなく、例えば、リードフレームの形式に合わせてランナーおよびゲートの配置を変更することができる。
図６は、成型された内部モールド９ａおよび内部モールド９ｂを示す模式図である。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は、Ｖｃ−Ｖｃ線に沿った断面図である。
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、内部モールド９ａからリード５ａ、６ａ、１５および１７ａが延出し、内部モールド９ｂからリード５ｂ、６ｂ、１７ｂおよび１９が延出する。そして、内部モールド９ａと内部モールド９ｂとの間には、薄膜９ｃに覆われた接続部１５ｃと接続部１９ａとが介在する。さらに、ランナー４９ａ、スルーゲート４９ｂの内部に充填されたランナー部樹脂４９ｃ、スルーゲート部樹脂４９ｄが形成される。
次に、内部モールド９ａおよび９ｂの周り、および。それらの間に形成された第１の樹脂を取り除く。例えば、内部モールド９ａおよび９ｂの外形に合わせたパンチング刃を用いた打ち抜き加工より、ランナー４９ａおよびスルーゲート４９ｂの部分に形成されたランナー部樹脂４９ｃおよびスルーゲート部樹脂４９ｄ、さらに、成型時に生じたバリ等を除去する。これにより、内部モールド９ａと内部モールド９ｂとの間において、接続部１５ｃおよび１９ａ覆う薄膜９ｃを残して、余分な樹脂を除去することができる。
次に、図７（ａ）および（ｂ）に示す成型過程により、内部モールド９ａと、内部モールド９ｂと、薄膜９ｃに覆われた接続部１５ｃおよび１９ａと、を覆う外部モールド３を成型する。
図７（ａ）に示すように、内部モールド９ａおよび９ｂが形成されたリードフレーム２０および３０を下金型６２にセットする。続いて、上金型６１と下金型６２とを型締めし、キャビティ６３を形成する。
次に、キャビティ６３に連通するランナー６５を介して、溶融した第２の樹脂を注入する。そして、キャビティ６３の内部に充填された樹脂を硬化させ、内部モールド９ａおよび９ｂと、薄膜９ｃと、を覆う外部モールド３を成型する。続いて、外部モールド３が成型されたリードフレーム２０および３０を金型から取り出し、共通フレーム３１および３３を切断して個別の半導体装置１００に分離する。
上記の製造過程において、第１の樹脂として、例えば、硬質のエポキシ樹脂を用いることにより、薄膜９ｃに覆われた接続部１５ｃおよび１９ａの強度を向上させることができる。これにより、内部モールド９ａおよび９ｂを成型したリードフレーム２０および３０の変形を抑制し、半導体装置１００の品質および製造歩留りを向上させることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
３・・・外部モールド、 ３ａ・・・遮蔽部、 ５、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１５、１７ａ、１７ｂ、１９・・・リード、 ５ｃ、５ｄ、１５ａ、１５ｂ・・・マウント部、 ７、７ａ、７ｂ・・・発光素子、 ７ｃ・・・発光面、 ９、９ａ、９ｂ・・・内部モールド、 ９ｃ・・・薄膜、 １０・・・樹脂パッケージ、 １３、１３ａ、１３ｂ・・・受光素子、 １３ｃ・・・受光面、 １３ｅ・・・電源端子、 １３ｆ・・・信号端子、 １３ｇ・・・接地端子、 １５ｃ、１９ａ・・・接続部、 ２０、３０・・・リードフレーム、 ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・ワイヤ、 ３１、３３・・・共通フレーム、 ４１、６１・・・上金型、 ４２、６２・・・下金型、 ４３、４５、６３・・・キャビティ、 ４７・・・ギャップ、 ４９ａ、６５・・・ランナー、 ４９ｂ・・・スルーゲート、 ４９ｃ・・・ランナー部樹脂、 ４９ｄ・・・スルーゲート部樹脂、 １００・・・半導体装置

Claims (3)

  1. 第１の発光素子が固着された第１のリードと、第２の発光素子が固着された第２のリードと、を有する第１のフレームと、
    第１のマウント部と、前記第１のマウント部に固着された第１の受光素子と、第２のマウント部と、前記第２のマウント部に固着された第２の受光素子と、前記第１のマウント部を前記第２のマウント部に接続する接続部と、を有する第２のフレームと、を準備する工程と、
    第１のキャビティと、第２のキャビティと、前記第２のキャビティに連通するランナーと、前記第２のキャビティから前記第１のキャビティに連通するスルーゲートおよびギャップと、を有する金型に、前記第１のフレームと、前記第２のフレームと、をセットし樹脂成型する成型工程であって、
    前記第１の発光素子が固着された前記第１のリードと、前記第１の受光素子が固着された前記第１のマウント部と、を前記第１のキャビティに収容し、
    前記第２の発光素子が固着された前記第２のリードと、前記第２の受光素子が固着された前記第２のマウント部と、を前記第２のキャビティに収容し、
    前記接続部を前記ギャップに収容し、
    前記ランナーおよび前記スルーゲートを介して、前記第１のキャビティと、前記第２のキャビティと、前記ギャップと、に第１の樹脂を充填し、前記第１のキャビティに第１の成型部、および、前記第２のキャビティに第２の成型部を形成する成型工程と、
    前記ギャップ内に充填され、前記接続部を覆う前記第１の樹脂を残し、前記ランナー内に充填され、前記第２の成型部につながった前記第１の樹脂と、前記スルーゲート内に充填され、前記第１の成型部および前記第２の成型部につながった前記第１の樹脂を除去する工程と、
    前記第１の成型部と、前記第２の成型部と、前記第１の樹脂からなる薄膜に覆われた前記接続部と、を覆う第２の樹脂からなる第３の成型部を形成する工程と、
    を備えた半導体装置の製造方法。
  2. 前記金型は、前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとが並ぶ方向において、同一直線上に並んだ前記ランナーと、前記スルーゲートと、を有する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記第２のフレームは、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子に電気的に接続されたリードをさらに有し、
    前記第１の受光素子および前記第２の受光素子に電気的に接続されたリードは、前記接続部と共に前記ギャップに収容され、前記第１の樹脂からなる薄膜に覆われる請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013197302A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
EP3121853B1 (en) * 2015-07-23 2022-01-19 ams AG Method of producing an optical sensor at wafer-level and optical sensor
JP6445940B2 (ja) * 2015-08-03 2018-12-26 株式会社東芝 光結合装置
JP6445947B2 (ja) * 2015-09-04 2018-12-26 株式会社東芝 光結合装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4047045A (en) * 1975-03-03 1977-09-06 Paxton Jr Grady W Optical coupler
JPH0648883Y2 (ja) * 1987-09-30 1994-12-12 シャープ株式会社 光結合素子
JP3676136B2 (ja) * 1999-08-23 2005-07-27 シャープ株式会社 光結合素子
JP4117868B2 (ja) * 1999-11-22 2008-07-16 シャープ株式会社 光結合素子
JP3748380B2 (ja) * 2001-02-08 2006-02-22 シャープ株式会社 多チャンネル型光結合素子の製造方法
JP2008028033A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Sharp Corp 光結合装置、及び電子機器
JP4219954B2 (ja) * 2006-12-28 2009-02-04 シャープ株式会社 多チャンネル型光結合装置、電子機器及びリードフレーム部材並びに多チャンネル型光結合装置の製造方法
JP2010161202A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Renesas Electronics Corp 光結合素子及びその製造方法
US7973393B2 (en) * 2009-02-04 2011-07-05 Fairchild Semiconductor Corporation Stacked micro optocouplers and methods of making the same
JP5381280B2 (ja) * 2009-04-23 2014-01-08 オムロン株式会社 光結合装置
JP2013197302A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法

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