JPH05109917A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH05109917A JPH05109917A JP3271633A JP27163391A JPH05109917A JP H05109917 A JPH05109917 A JP H05109917A JP 3271633 A JP3271633 A JP 3271633A JP 27163391 A JP27163391 A JP 27163391A JP H05109917 A JPH05109917 A JP H05109917A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing
- glass
- semiconductor device
- resin
- base
- 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
Links
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
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガラス封止型半導体装置の樹脂封止型半導体層
の利点を維持しながら、欠点を補うことを目的とする。 【構成】ベースとキャップの接合面のＩＣチップ寄りに
封止ガラスにより封止し、その外周囲に、封止樹脂によ
り前記接合面の少くとも一部を封止して成り、前記接合
面より、一端をＩＣチップと電気的接合したリードを導
出して成ることを特徴とする半導体装置。 【効果】ガラス封止による気密性を確保しながら、樹脂
封止の特徴である電気的特性が向上できる。樹脂による
低誘電率化、低導電率材、低透磁率材のリードの選択が
可能となり、高速ＩＣに対応できる。また軽量、低コス
トの半導体装置が可能となる。
の利点を維持しながら、欠点を補うことを目的とする。 【構成】ベースとキャップの接合面のＩＣチップ寄りに
封止ガラスにより封止し、その外周囲に、封止樹脂によ
り前記接合面の少くとも一部を封止して成り、前記接合
面より、一端をＩＣチップと電気的接合したリードを導
出して成ることを特徴とする半導体装置。 【効果】ガラス封止による気密性を確保しながら、樹脂
封止の特徴である電気的特性が向上できる。樹脂による
低誘電率化、低導電率材、低透磁率材のリードの選択が
可能となり、高速ＩＣに対応できる。また軽量、低コス
トの半導体装置が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベースに取り着けられ
たＩＣチップをリードフレームにより電気的導通をと
り、キャップとガラス封止になるガラス封止型半導体装
置に関するものである。
たＩＣチップをリードフレームにより電気的導通をと
り、キャップとガラス封止になるガラス封止型半導体装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガラス封止型半導体装置は、図４
のように、ＩＣチップを収納したセラミックベース２と
セラミックキャップとの接合面７，８をガラス３で封止
するとともに、一端を前記ＩＣチップ６に電気的に接続
したＦｅ−Ｎｉ系リード４他端を前記接合面７，８を通
して外部に導出して成り導出された外部リードはＪ曲げ
若しくはガルウィング形状をしている。
のように、ＩＣチップを収納したセラミックベース２と
セラミックキャップとの接合面７，８をガラス３で封止
するとともに、一端を前記ＩＣチップ６に電気的に接続
したＦｅ−Ｎｉ系リード４他端を前記接合面７，８を通
して外部に導出して成り導出された外部リードはＪ曲げ
若しくはガルウィング形状をしている。
【０００３】また、このガラス封止型半導体装置の代替
として図５のように、Ａｌベース２とＡｌキャップ１と
の接合面７，８を封止樹脂５にて樹脂封止しＩＣチップ
６と電気的に接続したＣｕ系リード４他端を前記接合面
７，８を通して外部に導出した樹脂封止型半導体装置
（メタルクアッド）が出現している。
として図５のように、Ａｌベース２とＡｌキャップ１と
の接合面７，８を封止樹脂５にて樹脂封止しＩＣチップ
６と電気的に接続したＣｕ系リード４他端を前記接合面
７，８を通して外部に導出した樹脂封止型半導体装置
（メタルクアッド）が出現している。
【０００４】後者は、前者に比べ、軽量な上電気的特性
に優れる利点を持つ。第１に材料のベースキャップが比
較的重いセラミックに替わり軽量なアルミ板を使用して
いること、第２にリード材として導通抵抗比透磁率の低
いＣｕ系をＦｅ−Ｎｉ系に替わり使用していること、ま
た、第３に誘電率が低いポリイミドまたはエポキシ系樹
脂を硼酸鉛系のガラスに替わり封止材として使用してい
ることがあげられる。
に優れる利点を持つ。第１に材料のベースキャップが比
較的重いセラミックに替わり軽量なアルミ板を使用して
いること、第２にリード材として導通抵抗比透磁率の低
いＣｕ系をＦｅ−Ｎｉ系に替わり使用していること、ま
た、第３に誘電率が低いポリイミドまたはエポキシ系樹
脂を硼酸鉛系のガラスに替わり封止材として使用してい
ることがあげられる。
【０００５】小型、多ピン化する半導体装置において、
リードの幅寸法絶縁間隔は小さくなり電気的特性を支配
するキャパシタンス、インダクタンスの劣化が著しくな
る上、高速化するＩＣを搭載するには導通抵抗の低減、
クロストークの低減も不可欠となる。
リードの幅寸法絶縁間隔は小さくなり電気的特性を支配
するキャパシタンス、インダクタンスの劣化が著しくな
る上、高速化するＩＣを搭載するには導通抵抗の低減、
クロストークの低減も不可欠となる。
【０００６】半導体装置の小型軽量化電気的特性の向上
コスト低減を考えるとガラス封止型半導体装置に比べ封
止封止型半導体装置は、その優位性から今後市場に広く
利用されると推定される。
コスト低減を考えるとガラス封止型半導体装置に比べ封
止封止型半導体装置は、その優位性から今後市場に広く
利用されると推定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の樹脂封止型半導体装置では、気密封止にならないと
いう問題点があった。封止材となるポリイミドまたはエ
ポキシ樹脂は、水分の吸収があり半導体装置内部の水分
量をＭＩＬ規格（Ｍｅｔｈｏｄ １０１８）内に抑制さ
せることほできない。またアルミやＣｕとの密着力も不
充分であり、熱的衝撃や、温度サイクルに対し、密着性
を劣化し、長期信頼性が劣る欠点があった。
来の樹脂封止型半導体装置では、気密封止にならないと
いう問題点があった。封止材となるポリイミドまたはエ
ポキシ樹脂は、水分の吸収があり半導体装置内部の水分
量をＭＩＬ規格（Ｍｅｔｈｏｄ １０１８）内に抑制さ
せることほできない。またアルミやＣｕとの密着力も不
充分であり、熱的衝撃や、温度サイクルに対し、密着性
を劣化し、長期信頼性が劣る欠点があった。
【０００８】またガラス封止型半導体装置では、ベース
及びキャップのセラミックと封止ガラスの熱膨張率を合
致させ、熱的ストレスを小さく保つためにＦｅ−Ｎｉ系
のリードフレームを使用せざるを得なく、熱膨張率が倍
近くあるＣｕ系リードフレームの使用が不可であり、電
気的特性の向上が望めない状況にあった。さらにガラス
封止型半導体装置では封止後に、外部導出リードをＪ曲
げ若しくはガルウィグ形状に形成しているが、曲げ金型
の機械的衝撃により封止ガラスにクラックを与えること
が少なくなく、ガラス封止型半導体装置としての気密性
の利点を確保できないという問題点があった。
及びキャップのセラミックと封止ガラスの熱膨張率を合
致させ、熱的ストレスを小さく保つためにＦｅ−Ｎｉ系
のリードフレームを使用せざるを得なく、熱膨張率が倍
近くあるＣｕ系リードフレームの使用が不可であり、電
気的特性の向上が望めない状況にあった。さらにガラス
封止型半導体装置では封止後に、外部導出リードをＪ曲
げ若しくはガルウィグ形状に形成しているが、曲げ金型
の機械的衝撃により封止ガラスにクラックを与えること
が少なくなく、ガラス封止型半導体装置としての気密性
の利点を確保できないという問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置はガ
ラスと樹脂の両材を用いベースとキャップ及びリードフ
レームの固着をしたことを特徴とし、ＩＣチップを収納
したセラミックまたは金属ベースとキャップとの接合面
のＩＣチップ寄り部分においてガラス封止するととも
に、その外周囲部のベースキャップの端部の前記接合面
の少くとも一部を樹脂封止し、一端を前記ＩＣチップに
電気的に接続した他端を前記接合面を通して外部に導出
して成る。
ラスと樹脂の両材を用いベースとキャップ及びリードフ
レームの固着をしたことを特徴とし、ＩＣチップを収納
したセラミックまたは金属ベースとキャップとの接合面
のＩＣチップ寄り部分においてガラス封止するととも
に、その外周囲部のベースキャップの端部の前記接合面
の少くとも一部を樹脂封止し、一端を前記ＩＣチップに
電気的に接続した他端を前記接合面を通して外部に導出
して成る。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
図１（ａ）は本発明の一実施例の半導体装置の断面図で
ある。ＩＣチップ６はアルミナまたはＡｌベース２の中
央に搭載されベース２とキャップ１の接合面７，８のＩ
Ｃチップ６周囲において非晶質または結晶性の封止ガラ
ス３により封止され、ＩＣチップ６とボンディングワイ
ヤにより電気的接続されたＣｕを含むＦｅ−Ｎｉ系のリ
ード４はこのベース２とキャップ１の接合面７，８の封
止ガラス３を通して外部に導出され、ベース２とキャッ
プ１の接合面７，８の端部周囲において、さらに、ポリ
イミドまたはエポキシ等から成るセラミックフィラー入
り封止樹脂５により再封止される。
図１（ａ）は本発明の一実施例の半導体装置の断面図で
ある。ＩＣチップ６はアルミナまたはＡｌベース２の中
央に搭載されベース２とキャップ１の接合面７，８のＩ
Ｃチップ６周囲において非晶質または結晶性の封止ガラ
ス３により封止され、ＩＣチップ６とボンディングワイ
ヤにより電気的接続されたＣｕを含むＦｅ−Ｎｉ系のリ
ード４はこのベース２とキャップ１の接合面７，８の封
止ガラス３を通して外部に導出され、ベース２とキャッ
プ１の接合面７，８の端部周囲において、さらに、ポリ
イミドまたはエポキシ等から成るセラミックフィラー入
り封止樹脂５により再封止される。
【００１１】図１（ａ）は封止ガラス３と封止樹脂５が
空気層９を介してキャップ１とベース２の接合面７，８
及びリード４を封止及び固着しているのに対し、図１
（ｂ）は封止ガラス３と封止樹脂５が直接接触して成
る。
空気層９を介してキャップ１とベース２の接合面７，８
及びリード４を封止及び固着しているのに対し、図１
（ｂ）は封止ガラス３と封止樹脂５が直接接触して成
る。
【００１２】本発明の半導体装置の製造方法を以下に示
す。ベース２及びキャップ１の接合面７，８のＩＣチッ
プ６搭載周囲部に封止ガラス３を印刷仮焼成した後、ベ
ース２及びキャップ１の接合面７，８周囲に封止樹脂５
を同じく印刷乾燥（Ｂステージ）した後、封止ガラス３
及び封止樹脂５の上に位置決めした後、加熱圧着してリ
ード４圧着を完成させる。
す。ベース２及びキャップ１の接合面７，８のＩＣチッ
プ６搭載周囲部に封止ガラス３を印刷仮焼成した後、ベ
ース２及びキャップ１の接合面７，８周囲に封止樹脂５
を同じく印刷乾燥（Ｂステージ）した後、封止ガラス３
及び封止樹脂５の上に位置決めした後、加熱圧着してリ
ード４圧着を完成させる。
【００１３】リード４加熱圧着の条件は、封止ガラス３
が溶融を始める温度より少し高め、または、封止樹脂５
が軟化または硬化し始める温度より少し高めを選択し、
リード４がワイヤボンディングの時に動かない程度に仮
固着すると良い。そして、ＩＣチップ６をベース２中央
に搭載した後、ワイヤボンディングし、ベース２と同じ
く封止ガラス３及び封止樹脂５をキャップ接合面８に、
ベース接合面７の封止ガラス３と封止樹脂５に呼応する
箇所に印刷、仮焼成、または、Ｂステージ化したキャッ
プ１をベース２との接合面７，８と向い合せて、酸化雰
囲気中のベル炉、またはオーブン内で封止ガラス３、樹
脂５を加熱溶融させて封止を行う。ベース２及びキャッ
プ１の接合面７，８から封止樹脂５の中から導出された
リード４はＪ曲げまたはガルウィング形状に形成され
る。
が溶融を始める温度より少し高め、または、封止樹脂５
が軟化または硬化し始める温度より少し高めを選択し、
リード４がワイヤボンディングの時に動かない程度に仮
固着すると良い。そして、ＩＣチップ６をベース２中央
に搭載した後、ワイヤボンディングし、ベース２と同じ
く封止ガラス３及び封止樹脂５をキャップ接合面８に、
ベース接合面７の封止ガラス３と封止樹脂５に呼応する
箇所に印刷、仮焼成、または、Ｂステージ化したキャッ
プ１をベース２との接合面７，８と向い合せて、酸化雰
囲気中のベル炉、またはオーブン内で封止ガラス３、樹
脂５を加熱溶融させて封止を行う。ベース２及びキャッ
プ１の接合面７，８から封止樹脂５の中から導出された
リード４はＪ曲げまたはガルウィング形状に形成され
る。
【００１４】次に他の実施例を図２に示す。キャップ１
の外形寸法がベース２より小さく封止樹脂５はキャップ
の接合面８には配置されていないが、キャップの側面１
０において、ベース接合面７の封止樹脂５と封止して成
る。この場合、封止樹脂５はガラス封止完了後、ポッテ
ィングして熱硬化させても良い。
の外形寸法がベース２より小さく封止樹脂５はキャップ
の接合面８には配置されていないが、キャップの側面１
０において、ベース接合面７の封止樹脂５と封止して成
る。この場合、封止樹脂５はガラス封止完了後、ポッテ
ィングして熱硬化させても良い。
【００１５】他の実施例を図３に示す。封止樹脂５の一
部がベース接合面７上の封止ガラス３とリード４の間に
のみ介在する。樹脂５は封止には寄与しないが外部導出
したリード４の固着効果を持つ。この場合の樹脂５はＢ
ステージまたはポッティングのどちらでも良い。
部がベース接合面７上の封止ガラス３とリード４の間に
のみ介在する。樹脂５は封止には寄与しないが外部導出
したリード４の固着効果を持つ。この場合の樹脂５はＢ
ステージまたはポッティングのどちらでも良い。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
は、キャップとベースの接合面に封止ガラスと封止樹脂
の両方を併用することで、ガラス封止型半導体装置の持
つ利点がある気密性を確保すると共に、樹脂封止型半導
体装置の持つ軽量化、電気的特性の向上、機械的衝撃の
吸収、熱的ストレスの緩和効果の両方を併せ持つことが
可能となる。その製造方法も特に新しい手法を必要とせ
ず、ガラス封止型と樹脂封止型の両方の従来技術の応用
で良い。
は、キャップとベースの接合面に封止ガラスと封止樹脂
の両方を併用することで、ガラス封止型半導体装置の持
つ利点がある気密性を確保すると共に、樹脂封止型半導
体装置の持つ軽量化、電気的特性の向上、機械的衝撃の
吸収、熱的ストレスの緩和効果の両方を併せ持つことが
可能となる。その製造方法も特に新しい手法を必要とせ
ず、ガラス封止型と樹脂封止型の両方の従来技術の応用
で良い。
【００１７】ベース及びキャップ材に軽量金属を用いる
こと、及び、封止に樹脂を併用することで重量は半減さ
れる。また比透磁率の低いリード材として、Ｆｅ−Ｎｉ
４２アロイからＫｖに、また、Ｃｕ系、Ａｌ系のリード
材にすれば、その値は１／５〜１／１０００下がり、イ
ンダクタンスは最大１／１０まで下げることができ、導
通抵抗も１／５程下けることっができる。さらに、封止
ガラスを封止樹脂及び空気層に置き換えることは、誘電
率の低下となり、これは半分から１／１０まで下げるこ
とが可能となる。
こと、及び、封止に樹脂を併用することで重量は半減さ
れる。また比透磁率の低いリード材として、Ｆｅ−Ｎｉ
４２アロイからＫｖに、また、Ｃｕ系、Ａｌ系のリード
材にすれば、その値は１／５〜１／１０００下がり、イ
ンダクタンスは最大１／１０まで下げることができ、導
通抵抗も１／５程下けることっができる。さらに、封止
ガラスを封止樹脂及び空気層に置き換えることは、誘電
率の低下となり、これは半分から１／１０まで下げるこ
とが可能となる。
【００１８】以上により、高速ＩＣ化の対応が可能とな
りＥＬＣゲートアレイ、ＢｉＣＭＯＳゲートアレイ等の
クロストークの低減を生み、高周波帯域を１桁向上させ
ることが可能となる。
りＥＬＣゲートアレイ、ＢｉＣＭＯＳゲートアレイ等の
クロストークの低減を生み、高周波帯域を１桁向上させ
ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】第２の実施例の断面図。
【図３】第３の実施例の断面図。
【図４】従来のガラス封止型半導体装置の断面図。
【図５】従来の樹脂封止型半導体装置の断面図。
１ キャップ ２ ベース ３ 封止ガラス ４ リード ５ 封止樹脂 ６ ＩＣチップ ７ ベース接合面 ８ キャップ接合面 ９ 空気層 １０ キャップ側面
Claims (1)
- 【請求項１】 キャップとベースを対向配置し、ベース
に取り着けられたＩＣチップをリードフレームにより電
気的導通をとり、キャップとベース間をガラス封止して
なるガラス封止型半導体装置において、キャップとベー
スの間の少くとも一部に封止ガラス以外の材料として樹
脂材を封止ガラスの外周囲に配置し、キャップとベース
及びリードを封着したことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271633A JPH05109917A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271633A JPH05109917A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109917A true JPH05109917A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17502789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271633A Pending JPH05109917A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109917A (ja) |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3271633A patent/JPH05109917A/ja active Pending
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