JPH0266963A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 １旦ユ挟丘立１ 本発明は、半導体素子およびそれに接続されるリードフ
レームの少なくとも一部がパッケージ体内に気密に封止
された半導体装置を製造する方法に関し、さらに詳しく
は、リードフレームとパラゲージ体との間の接着性を良
好にし、気密性を向上させることが可能な半導体装置の
製造方法に関する。

の　　　　　ｔらびに　の　題 ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子は、周囲の温度変化、湿度
変化およびゴミやほこりの存在によって、その特性がｍ
ｓに変化すると共に、機械的振動や衝撃によって破損し
易いことから、何らかの手段でその外側を被覆密封して
外部の影響を遮断することが要求される。そのために、
半導体素子を封止するための種々のパンケージング方式
が提案されている。

パッケージング方式には、大別して、気密封止方式と樹
脂１．ｆ正方式とがある。気密封止方式では、金属、ガ
ラス、セラミックなどによって外気と遮断された気体の
中に半導体素子が収容され、樹脂封止方式では、半導体
素子やコネクタ部品が樹脂中に埋込まれたパッケージン
グ形式をとっている。

それぞれの方式には一長一短があり、一般に、気密封止
方式では電子部品の信顆性に優れるが、製造コストが高
くなるという性質を有し、樹脂封止方式ではその逆の性
質を有する。

そこで最近では、気密封止方式と樹脂封止方式との中間
の性質を有する封止方式が開発されている（特開昭６２
−２１．２５０号公報）、この方式では、樹脂で成形さ
れたパッケージ体に設けられた開口部内に半導体素子を
収容し、この開口部を蓋材で封止することにより、半導
体素子を気密状態に保持している。

しかしながら、このような最近開発された封止方式の半
導体装置を含めて、従来の半導体装置を製造する際には
、半導体素子のみならず、それに電気的に接続されるリ
ードフレームの少なくとも一部をもパッケージ体内に密
封する必要があるが、このリードフレームの少なくとも
一部とパッケージ体を構成する成形体あるいは接着剤と
の接着性が悪いと、湿熱条件下でリードフレームとパッ
ケージ体あるいは接着剤との界面からの水の侵入をきた
し、製品の寿命を縮める虞があった。

１１ユ旦追 本発明は、このような従来技術が有する不都合を解消す
るためになされ、半導体素子およびそれに電気的に接続
されるリードフレームの少なくとも一部をパッケージ体
内に気密に密封するに際し、リードフレームとパッケー
ジ体あるいは接着剤との接着性を良好にし、悪条件下で
もこれらの界面からの水の侵入を防止することが可能で
あり、製品の耐久性を向上させることができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。

１肌立且叉 このような目的を達成するなめに、本発明に係る半導体
装置の製造方法は、半導体素子と該半導体素子に電気的
に接続されたリードフレームの少なくとも一部とをパッ
ケージ体内に気密に封止してなる半導体装置の製造方法
において、前記リードフレームの少なくとも内側端部を
酸で前処理した後に、半導体水子とリードフレームの少
なくとも一部とをパッケージ体内に封止することを基本
的に特徴としている０本発明でいう内側端部とは、リー
ドフレームとパッケージ体とが接する部分および／また
はリードフレームとパッケージ体とを接合するための接
着剤と接する部分をいう（以下同じ）。

このようにリードフレームの少なくとも内側端部を酸で
前処理することで、リードフレームの表面が酸で■面化
され、リードフレームとパッケージ体あるいは接着剤と
の接着性がさらに向上し、悪条件下でも、これらの界面
から水が内部に侵入することがなくなり、製品の耐久性
が向上する。

Ｉ肚ａ且止司１Ｊ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示す要部断面図、第２図は本発明の曲の実施例に係る
半導体装置の製造方法を示す要部断面図である。

第１図に示す本発明の一実施例では、まず、たとえば樹
脂で成形されたパッケージ体１を準備する。パッケージ
体１の略中央には、半導体素子２が収容される凹所３が
形成されている。

パッケージ体１は、たとえばグラスチックに充填剤とし
て無機粉末を加えた混合物を射出成形やトランスファー
成形、圧縮成形して得ることができる。パッケージ体１
を形成するなめに用いられるグラスチックとしては、耐
熱性プラスチックがあり、ｐ：体的には、エフＩでキシ
樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性（３脂、ポ
リフェニレンオキシド（ＰＰＯ）　、ポリエーテルスル
ホン（ＰＥＳ）　、ポリエーテルエーテルゲトン（ＰＥ
Ｅに）、ポリフェニレンサルファイＨ（ＰＰＳ）　＝ボ
リアリルスルホン、ポリアミド・イミドなどの加熱歪温
度（１１，Ｄ、Ｔ、）が１８０　’Ｃ以上である熱可塑
性樹脂が挙げられる。プラスチックの形状としては粉末
、ペレットなどの固型であっても、また液状であっても
よい、また、上記無機粉末としては、たとえばアルミナ
粉末、シリカ粉末、ボロンナイトライド粉末などの耐熱
性無機粉末が挙げられる。

次に、本実施例では、四部３が形成されたパッケージ体
１の表面に接着剤を塗布して第１接着剤層４を形成する
。接着剤としては、ゴミの発生原因となる充填剤を含ま
ないクリヤーな接着剤が好ましく、具体的には、エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化
性樹脂が用いられる。

次に、第１図に示す実施例では、接着剤層４の表面にリ
ードフレーム５をその外側端部がパラゲージ体１外に突
出するように載置した後、加圧加熱してリードフレーム
５をパッケージ体１に接着する。

リードフレーム５の材料としては、具体的には、４２％
Ｎｉ−Ｆｅ合金、リン青銅などの金属が挙げられる。

本発明では、リードフレーム５を接着剤層４に接着させ
る前に、このリードフレーム５の少なくとも内側端部を
酸で前処理する。この前処理に用いられる酸としては、
たとえば、塩酸、硫酸、リン酸などの無ｎ酸や、ＲＣＯ
ＯＨ（Ｒ，は水素または炭素数１〜４の炭素である）な
どの有機酸が例示される。

このような酸を用いてリードフレーム５の少なくとも内
側端部を前処理するための手段としては、ディッピング
法、スプレー法、ロールコータ−法、カーテンフローコ
ーター法などの手段が採用され得る。たとえばディッピ
ング法により酸でリードフレーム５を前処理するには、
リードフレーム５を酸の溶液内に所定時間浸漬させれば
よい、浸漬のための時間は、酸の種類、酸の濃度または
リードフレーム５の材質等によっても異なるが、好まし
くは０．５〜３０分間である。このように酸で処理した
後のリードフレーム５は、たとえば超音波洗浄等の手段
で洗浄される。

このようにリードフレーム５を酸で前処理することで、
リードフレーム５の表面を粗面化させ、接着剤との接着
性を向上させることが可能となる。

次に、本実施例では、凹所３の最底部に形成されたパッ
ド部６に半導体素子２をダイボンディングするとともに
、半導体素子２とリードフレーム５とをワイヤーボンデ
ィングして電気的に接続する。

次に、本実施例では、パッケージ体１の表面周囲に接着
剤を塗布して第２接着剤層７を形成し、その後蓋材８を
その上に載置あるいは蓋材８の表面周囲に接着剤を塗布
してパッケージ上に載置し、これらを加圧接着する。第
２接着剤層７を構成する接着剤は、第１接着剤層７を構
成する接着剤と同種のものが用いられるが、全く同一の
ものである必要はない、これら第１．第２接着剤層４，
７を構成する接着剤は、凹所３内を密封するシール材と
しての機能をも有する。

第２接着剤層７上に接着させる蓋材８は、凹所３内に収
容された半導体素子２が外部から見えるように透明であ
ることが好ましいが、必ずしも透明でなくともよい、蓋
材８としては、たとえば石英ガラス板、サファイア板、
透明アルミナ板、透明プラスチック板などの透明蓋材、
着色ガラス板、着色プラスチック板などの不透明蓋材が
用いられる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、本発明方法により製造される半導体装置は、
第１図に示すものに限らず、半導体素子およびそれに接
続されるリードフレームの少なくとも一部がパッケージ
体内に気密に密封される全ての半導体装置に対して適用
することが可能である。

たとえば第２図に示すように、リードフレーム５ａがパ
ッケージ体１ａを射出成形する際にインサート成形され
ている半導体装置１２ａを製造する際に、本発明方法を
適用することが可能である。

第２図に示す実施例に本発明方法を適用する場合には、
リードフレーム５ａをパッケージ体１ａと共に一体にイ
ンサート成形する前に、このリードフレーム５ａの少な
くとも内側端部を酸で前処理すればよい、前処理のため
の酸は、第１図に示す実施例で用いた酸と同様の酸が用
いられる。

この実施例の場合には、リードフレームの少なくとら内
ｆｆｌ端部が酸で前処理しであることから、リードフレ
ームの表面が酸で粗面化され、このリードフレームと合
成樹脂成形体であるパッケージ体との接着性が向上し、
高湿度もしくは高温などの悪条件下でも、その界面から
水等が内部に侵入することもない。

また、上述した各実施例では、単にリードフレームを酸
で前処理した後に、リードフレームの少なくとも一部を
パッケージ体内に封止するようにしたが、本発明はこれ
に限定されず、リードフレームを酸で前処理する前に、
このリードフレームの少なくとも内ＩＩＩＩ＠部を還元
剤で前処理するようにしてもよい、還元剤としては、た
とえばアスコルビン酸−リンゴ酸の水−アルコール溶液
などが用いられる。このように酸で前処理する前に還元
剤で前処理するのは、リードフレーム表面の酸化被膜を
収り除き、後工程での酸処理を行ない易くするためであ
る。

さらに本発明では、このようなリードフレームの酸処理
後に、このリードフレームの少なくとも内側端部を酸化
処理するようにしてもよい、酸化処理を行なうのは、リ
ードフレームとパブケージ体成形材料とのあるいは接着
剤との接着力をより強固にするためである。

このような酸化処理を行なうための手段としては、リー
ドフレームを空気中で４００〜５００℃の温度で１分〜
１０分間熱処理する方法や、クロム酸、硫酸、硝酸で処
理する方法などがある。

ｌ肌二み遇 以上説明してきたように、本発明によれば、リードフレ
ームの少なくとも内側端部を酸で前処理した後に、半導
体素子とリードフレームの少なくとも一部とをパッケー
ジ体内に封止するようにしなので、リードフレームの表
面が酸で粗面化され、リードフレームとパッケージ体あ
るいは接着剤との接着性がさらに向上し、悪条件下でも
、これらの界面から水が内部に侵入することがなくなり
、製品の耐久性が向上するという優れた効果を有する。

次に本発明をさらに具体的な実施例に基づき説明するが
、本発明これら実施例に限定されない。

Ｋ胤亘ユ リードフレームを３０％塩酸で前処理した後に、このリ
ードフレームを金型内に設置し、合成樹脂を金型内に射
出成形して、リードフレームが一体となった第２図に示
すようなパッケージ体１ａを得た。このようなパッケー
ジ体１ａの凹所３を、透明ガラス板からなる蓋材８で、
エポキシ系接着剤を用いて密封した。

このようにして得られた半導体装置をプレッシャークツ
カー（ＰＣＴ）試験しなところ、表１の結果を得た。な
お、ＰＣＴ試験とは、加圧水槽内に水を入れ、水面より
１／４インチ以上に設置した網に供試品を入れ、密閉後
水蒸気で加圧し、耐湿性を評価する試験である。本実施
例では、蒸気圧力を２気圧とし、温度を１２１°Ｃとし
た。

−投■ユ リードフレームを３０％塩酸で前処理しない以外は、実
施例１と同様にして半導体装置を得た。

その半導体装置のＰＣＴ試験の結果を表１に示す。

Ｊえ−−−二Ｌ ＰＣＴ試験によっても、本発明方法を行なうことにより
製品の封合を延ばすことができることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示す要部断面図・、第２図は本発明の他の実施例に係
る半導体装置の製造方法を示す要部断面図である。 １　。 １ａ・・・パッケージ体 ２・・・半導体素子 ３・・・凹所 ４・・・接着剤 ５゜ ５ａ・・・リードフレーム ６・・・パッド部 ａ ・・・接着剤 ８・・・蓋材 １２゜ ２ａ ・・・半導体装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体素子と該半導体素子に電気的に接続されたリ
   ードフレームの少なくとも一部をパッケージ体内に気密
   に封止してなる半導体装置の製造方法において、 前記リードフレームの少なくとも内側端部を酸で前処理
   した後に、半導体素子とリードフレームの少なくとも一
   部をパッケージ体内に封止することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。 ２）前記リードフレームの少なくとも内側端部を酸で前
   処理する前に、このリードフレームの少なくとも内側端
   部を還元剤で前処理することを特徴とする請求項第１項
   に記載の半導体装置の製造方法。 ３）前記リードフレームの少なくとも内側端部を酸で前
   処理した後に、このリードフレームの少なくとも内側端
   部を酸化処理することを特徴とする請求項第１項または
   第２項に記載の半導体装置の製造方法。