JPH01166530A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
- Publication number
- JPH01166530A JPH01166530A JP62324021A JP32402187A JPH01166530A JP H01166530 A JPH01166530 A JP H01166530A JP 62324021 A JP62324021 A JP 62324021A JP 32402187 A JP32402187 A JP 32402187A JP H01166530 A JPH01166530 A JP H01166530A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- semiconductor element
- insulating adhesive
- linear expansion
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は樹脂封止型半導体装置に係り、特に。
パッケージの小型、薄型化と、信頼性に優れた樹脂封止
型半導体装置に関する。
型半導体装置に関する。
樹脂封止型半導体は、一般に、リードフレームのタブと
呼ばれる半導体素子支持体の上に、Ａ ｕ ／ Ｓ ｉ
の共晶や銀ペースト等を用いて半導体素子を固定した後
、樹脂封止する方式が採られている。このタブの周囲に
は内部リードが配置され、内部り一°ドと半導体素子は
、金、銅、アルミニウム等のボンディングワイヤによっ
て接続されている。
呼ばれる半導体素子支持体の上に、Ａ ｕ ／ Ｓ ｉ
の共晶や銀ペースト等を用いて半導体素子を固定した後
、樹脂封止する方式が採られている。このタブの周囲に
は内部リードが配置され、内部り一°ドと半導体素子は
、金、銅、アルミニウム等のボンディングワイヤによっ
て接続されている。
しかし、集積度の向上に伴う半導体素子寸法の大型化や
、実装方式の高密度化、自動化に伴うパッケージの小型
、薄型化が進むに従い、従来のようなタブの上に半導体
素子を固定する方式ではパッケージの小型化に限界があ
る。すなわち、半導体素子の大きさに合せたタブの周囲
にボンデイングワイヤを接続するための内部リードを設
けられているため、パッケージは半導体素子に比べて内
部リードを配置する部分だけ大きくしなければならない
。そこで、特開昭６１−２１８１３９号、及び、特開昭
６１−２５８４５８号公報に記載のように、新しい半導
体素子の固定方式として、タブを用いずに内部リードを
半導体素子の裏側に回り込ませて、その内部リードの上
に半導体素子を固定する方式が試みられている。
、実装方式の高密度化、自動化に伴うパッケージの小型
、薄型化が進むに従い、従来のようなタブの上に半導体
素子を固定する方式ではパッケージの小型化に限界があ
る。すなわち、半導体素子の大きさに合せたタブの周囲
にボンデイングワイヤを接続するための内部リードを設
けられているため、パッケージは半導体素子に比べて内
部リードを配置する部分だけ大きくしなければならない
。そこで、特開昭６１−２１８１３９号、及び、特開昭
６１−２５８４５８号公報に記載のように、新しい半導
体素子の固定方式として、タブを用いずに内部リードを
半導体素子の裏側に回り込ませて、その内部リードの上
に半導体素子を固定する方式が試みられている。
タブを用いずに内部リードの上に半導体素子を固定する
場合、半導体素子の裏面で内部リードが短絡しないよう
に半導体素子の裏面を絶縁する必要がある。半導体素子
と内部リードの上に固定する時、ポリイミドやシリコー
ン樹脂などの絶縁性フィルムにエポキシ樹脂やシリコー
ンゴム等の接着剤を塗った絶縁性接着材で半導体素子と
内部リードを固定した場合、ポリイミドやシリコーン樹
脂は線膨張係数が大きいため、半導体素子を内部リード
に固定する時、半導体封止用樹脂により封止する時、半
田リフローの時等に線膨張係数の差により熱応力が発生
し、半導体素子の特性変動や、半導体素子のクラック、
半導体素子の裏面と内部リード間の剥離等が生じ、耐湿
信頼性や耐クラツク性が低下する。
場合、半導体素子の裏面で内部リードが短絡しないよう
に半導体素子の裏面を絶縁する必要がある。半導体素子
と内部リードの上に固定する時、ポリイミドやシリコー
ン樹脂などの絶縁性フィルムにエポキシ樹脂やシリコー
ンゴム等の接着剤を塗った絶縁性接着材で半導体素子と
内部リードを固定した場合、ポリイミドやシリコーン樹
脂は線膨張係数が大きいため、半導体素子を内部リード
に固定する時、半導体封止用樹脂により封止する時、半
田リフローの時等に線膨張係数の差により熱応力が発生
し、半導体素子の特性変動や、半導体素子のクラック、
半導体素子の裏面と内部リード間の剥離等が生じ、耐湿
信頼性や耐クラツク性が低下する。
本発明の目的は、タブを用いずに半導体素子を固定する
方式において、半導体素子を固定する絶縁性接着材に改
良を加えた半導体素子を提供することにある。
方式において、半導体素子を固定する絶縁性接着材に改
良を加えた半導体素子を提供することにある。
上記目的は、半導体素子を内部リードに固定するための
繕縁性接着材の線膨張係数を小さくすることによって達
成することができる。そこで、本発明者らは、絶縁性接
着材の種類や構成と半導体素子を内部リードに固定した
樹脂封止型半導体装置の信頼性の関係について詳細な検
討を行った。
繕縁性接着材の線膨張係数を小さくすることによって達
成することができる。そこで、本発明者らは、絶縁性接
着材の種類や構成と半導体素子を内部リードに固定した
樹脂封止型半導体装置の信頼性の関係について詳細な検
討を行った。
その結果、熱硬化性樹脂に線膨張係数の小さい充填材を
配合し、半硬化状態にしたフィルムやガラス布、アラミ
ド布１石英布などの線膨張係数の小さい繊維に熱硬化性
樹脂を含浸させ、半硬化状態にしたプリプレグを、半導
体素子と内部リードを固定するための絶縁性接着材とし
て用いれば良いことを見出した。特に、ガラス布、アラ
ミド布、石英布などは線膨張係数が小さく、薄く織り上
げることができ、線膨張係数の小さい絶縁性接着材を容
易に得ることができる。さらに、これらの布に熱硬化性
樹脂を含浸させて半硬化状態にした絶縁性接着材は、エ
ポキシ樹脂、シリコーンゴムなどの接着剤を用いずにそ
れ自体を半導体素子と内部リードの間に挟み、加熱する
ことによって溶融。
配合し、半硬化状態にしたフィルムやガラス布、アラミ
ド布１石英布などの線膨張係数の小さい繊維に熱硬化性
樹脂を含浸させ、半硬化状態にしたプリプレグを、半導
体素子と内部リードを固定するための絶縁性接着材とし
て用いれば良いことを見出した。特に、ガラス布、アラ
ミド布、石英布などは線膨張係数が小さく、薄く織り上
げることができ、線膨張係数の小さい絶縁性接着材を容
易に得ることができる。さらに、これらの布に熱硬化性
樹脂を含浸させて半硬化状態にした絶縁性接着材は、エ
ポキシ樹脂、シリコーンゴムなどの接着剤を用いずにそ
れ自体を半導体素子と内部リードの間に挟み、加熱する
ことによって溶融。
硬化するため、半導体素子を内部リードに容易に接着、
固定することができる。このような熱硬化性樹脂として
は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、
ポリエステル樹脂、付加重合型ポリイミド樹脂などを用
いることができる。これらの樹脂は、液状のものは無溶
剤で、固体のものは適当な溶剤に溶かしてガラス布、ア
ラミド布、石英布などに含浸させ、加熱して樹脂を半硬
化状態にすることで、薄い絶縁性接着材を作成すること
ができる。この絶縁性接着材は、半導体素子の大きさに
合せて適当な大きさに切断し、半導体素子と内部リード
の間にはさみ、加熱硬化することによって半導体素子を
固定することができる。
固定することができる。このような熱硬化性樹脂として
は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、
ポリエステル樹脂、付加重合型ポリイミド樹脂などを用
いることができる。これらの樹脂は、液状のものは無溶
剤で、固体のものは適当な溶剤に溶かしてガラス布、ア
ラミド布、石英布などに含浸させ、加熱して樹脂を半硬
化状態にすることで、薄い絶縁性接着材を作成すること
ができる。この絶縁性接着材は、半導体素子の大きさに
合せて適当な大きさに切断し、半導体素子と内部リード
の間にはさみ、加熱硬化することによって半導体素子を
固定することができる。
このように、熱硬化性樹脂に線膨張係数の小さい充填材
と配合し、半硬化状態にしたり、熱硬化性樹脂を線膨張
係数の小さい繊維で織った布に含浸させ半硬化状態にし
た絶縁性接着材は、加熱硬化させた場合に樹脂だけで硬
化させた時に比べて線膨張係数が小さくなる。そのため
、半導体素子を内部リードに固定する時や、樹脂によっ
て封止した時、単円処理の時などに発生する熱応力が小
さくなり、半導体素子のクラックや特性変動が起こらず
、半導体装置の信頼性が向上する。
と配合し、半硬化状態にしたり、熱硬化性樹脂を線膨張
係数の小さい繊維で織った布に含浸させ半硬化状態にし
た絶縁性接着材は、加熱硬化させた場合に樹脂だけで硬
化させた時に比べて線膨張係数が小さくなる。そのため
、半導体素子を内部リードに固定する時や、樹脂によっ
て封止した時、単円処理の時などに発生する熱応力が小
さくなり、半導体素子のクラックや特性変動が起こらず
、半導体装置の信頼性が向上する。
以下に本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置の
断面図である。１は半導体素子、２は内部リードであり
、これらは絶縁性接着材３によって固定されている。第
２図は、−船釣な、タブを用いずに半導体素子を固定す
る方式に使用するリードフレームの外観を示す。
断面図である。１は半導体素子、２は内部リードであり
、これらは絶縁性接着材３によって固定されている。第
２図は、−船釣な、タブを用いずに半導体素子を固定す
る方式に使用するリードフレームの外観を示す。
［実施例１〜３］
第１表に掲げた布（基材）に、θ−クレゾールフェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤。
ルノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤。
硬化促進剤をＭＥＫ （メチルエチルケトン）に溶かし
たものを含浸させ、その後、９０℃で二十分間加熱し溶
媒を除去し、樹脂を半硬化状態にして薄い絶縁性接着材
を得る。これを１８０℃で工時間、加熱硬化させ繊維方
向（ｘｙ力方向における線膨張係数を測定した。
たものを含浸させ、その後、９０℃で二十分間加熱し溶
媒を除去し、樹脂を半硬化状態にして薄い絶縁性接着材
を得る。これを１８０℃で工時間、加熱硬化させ繊維方
向（ｘｙ力方向における線膨張係数を測定した。
さらに、未硬化のプリプレグを適当な大きさに裁断した
ものを、半導体素子と内部リードの間にはさみ、１８０
℃で６０秒間加熱硬化させ、さらに１８０℃で一時間の
後硬化を行い、半導体素子をリードフレームに固定した
。これを、半導体封止樹脂により、金型温度１８０℃で
９０秒のトランスファー成形を行い、さらに１８０℃で
内時間の後、硬化を行って、樹脂封止型半導体装置を得
た。
ものを、半導体素子と内部リードの間にはさみ、１８０
℃で６０秒間加熱硬化させ、さらに１８０℃で一時間の
後硬化を行い、半導体素子をリードフレームに固定した
。これを、半導体封止樹脂により、金型温度１８０℃で
９０秒のトランスファー成形を行い、さらに１８０℃で
内時間の後、硬化を行って、樹脂封止型半導体装置を得
た。
［比較例］
平坦なガラス基板上で、ワニス状のポリイミドを均一に
延した後、１００℃で一時間加熱し、その後３５０℃ま
で昇温させて、ポリイミドのフィルムを得る。さらに、
このフィルムの両面にシリコーンゴムを塗布したものを
適当な大きさに裁断し、半導体素子と内部リードの間に
はさみ、加熱硬化することで半導体素子をリードフレー
ムに固定し、これを半導体封止用樹脂によりトランスフ
ァ成形し、後硬化を行って樹脂封止型半導体装置を得た
。
延した後、１００℃で一時間加熱し、その後３５０℃ま
で昇温させて、ポリイミドのフィルムを得る。さらに、
このフィルムの両面にシリコーンゴムを塗布したものを
適当な大きさに裁断し、半導体素子と内部リードの間に
はさみ、加熱硬化することで半導体素子をリードフレー
ムに固定し、これを半導体封止用樹脂によりトランスフ
ァ成形し、後硬化を行って樹脂封止型半導体装置を得た
。
第１表に、これら絶縁性接着材を硬化させた後の線膨張
係数の測定結果を示す。本方式で用いた絶縁性接着材は
、従来のポリイミドに接着剤を塗付したＪ＠Ｍ性接着材
よりも線膨張係数が明らかに小さくなっていることがね
かる。
係数の測定結果を示す。本方式で用いた絶縁性接着材は
、従来のポリイミドに接着剤を塗付したＪ＠Ｍ性接着材
よりも線膨張係数が明らかに小さくなっていることがね
かる。
さらに、これらの絶縁性接着材を用いて半導体素子と内
部リードを固定し、樹脂封止した半導体装置を一５゛５
℃／３０ｎ＋１ｎ０１５０℃／３０＋ｍｉｎの冷熱サイ
クル試験を行い、半導体装置を分解し、半導体素子と内
部リードの接着状態をＷＡ察し、不良品の発生率を調べ
た。その結果を第２表に示す。
部リードを固定し、樹脂封止した半導体装置を一５゛５
℃／３０ｎ＋１ｎ０１５０℃／３０＋ｍｉｎの冷熱サイ
クル試験を行い、半導体装置を分解し、半導体素子と内
部リードの接着状態をＷＡ察し、不良品の発生率を調べ
た。その結果を第２表に示す。
第 ２ 表
第２表より、半導体素子と内部リードの接着用に線膨張
係数の小さい絶縁性接着材を用いた場合、線膨張係数の
差が小さくなり、冷熱サイクル試験時に発生する熱応力
が小さくなり、不良品の発生率が少なくなる。
係数の小さい絶縁性接着材を用いた場合、線膨張係数の
差が小さくなり、冷熱サイクル試験時に発生する熱応力
が小さくなり、不良品の発生率が少なくなる。
また、表面にＡＱ配線を施した半導体素子を絶縁性接着
材で固定した後、樹脂封止した半導体装置を、２６０’
Ｃの溶融半田槽に＋１秒間浸漬した後、１２０℃／２ａ
ｔｆｆｌのＰＣＴ試験（プレッシャークツカーテスト）
を行い、抵抗率変化を調べ、抵抗値が５０％以上変化し
た時を不良とした時の不良品の発生率を調べた。その結
果を第３表に示す。
材で固定した後、樹脂封止した半導体装置を、２６０’
Ｃの溶融半田槽に＋１秒間浸漬した後、１２０℃／２ａ
ｔｆｆｌのＰＣＴ試験（プレッシャークツカーテスト）
を行い、抵抗率変化を調べ、抵抗値が５０％以上変化し
た時を不良とした時の不良品の発生率を調べた。その結
果を第３表に示す。
第 ３ 表
第３表より、半導体素子と内部リードの固定用の絶縁性
接着材に、線膨張係数の小さいプリプレグを用いること
により、半導体素子と内部リードの接着性が向上し、Ｐ
ＣＴ試験による不良品の発生率が少なくなり、耐湿性が
向上する。
接着材に、線膨張係数の小さいプリプレグを用いること
により、半導体素子と内部リードの接着性が向上し、Ｐ
ＣＴ試験による不良品の発生率が少なくなり、耐湿性が
向上する。
本発明によれば、半導体素子・絶縁性接着材、リードフ
レームの間に発生する熱応力を小さくし接着性が向上し
、耐温度サイクル性、耐湿性が向上する。
レームの間に発生する熱応力を小さくし接着性が向上し
、耐温度サイクル性、耐湿性が向上する。
第１図は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置の断
面図、第２図は一般的なタブを用いずに半導体素子を固
定する方式に使用するリードフレームの正面図である。 １・・・半導体素子、２・・・内部リード、３・・・絶
縁性液筒１図 第２図
面図、第２図は一般的なタブを用いずに半導体素子を固
定する方式に使用するリードフレームの正面図である。 １・・・半導体素子、２・・・内部リード、３・・・絶
縁性液筒１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体素子の支持体を用いずにリードフレーム部に
絶縁性接着材で前記半導体素子を固定して樹脂封止する
樹脂封止型半導体装置において、リード部に前記半導体
素子を固定する前記絶縁性接着材として熱硬化性樹脂に
線膨張係数の小さい充填材を配合した半硬化状態のフィ
ルムを用いることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 ２、前記絶縁性接着材は前記熱硬化性樹脂に線膨張係数
の小さい繊維状物質を配合した半硬化状態のフィルムで
ある特許請求の範囲第１項記載の樹脂封止型半導体装置
。 ３、前記絶縁性接着材が、ガラス布、アラミド布、石英
布に熱硬化性樹脂を含浸し半硬化状態にしたフィルムで
ある特許請求の範囲第１項に記載の樹脂封止型半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324021A JPH01166530A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324021A JPH01166530A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166530A true JPH01166530A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18161260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324021A Pending JPH01166530A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166530A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106498A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置用リードフレームとその製造方法 および樹脂封止型半導体装置 |
| US6072243A (en) * | 1996-11-26 | 2000-06-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device capable of surely electrically insulating two semiconductor chips from each other and fabricating method thereof |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62324021A patent/JPH01166530A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106498A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置用リードフレームとその製造方法 および樹脂封止型半導体装置 |
| US6072243A (en) * | 1996-11-26 | 2000-06-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device capable of surely electrically insulating two semiconductor chips from each other and fabricating method thereof |
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