JPH0511660B2

JPH0511660B2 -

Info

Publication number: JPH0511660B2
Application number: JP62078550A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Sawatani
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1993-02-16
Also published as: JPS63244747A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明はリードフレームのアイランド上に固
定された集積回路を樹脂封止して成る樹脂封止型
集積回路装置及びその製造方法に関する。

（従来の技術）リードフレームのアイランド上に集積回路を固
定して成る集積回路装置においては、半導体チツ
プをじんあいから保護する目的等のために、一般
に、上記集積回路を封止するようになつている。
この封止の方法として、気密封止方法や樹脂封止
方法がある。

第３図に樹脂封止型の集積回路装置の一例を示
す。図において、１１はリードフレームのアイラ
ンドであり、１２は同じくリードである。１３は
上記アイランド１１上に固定された集積回路であ
る。１４は、アイランド１１、リード１２の基端
部並びに集積回路１３を一体的に封止する樹脂で
ある。

上記集積回路１３は例えばハイブリツド型の集
積回路である。すなわち、この集積回路１３は、
アイランド１１上に接着剤等により固定された絶
縁基板１３１と、この絶縁基板１３１上に接着剤
等により固定された複数の半導体チツプ１３２を
有する。絶縁基板１３１上には、導体配線１３３
が形成されている。この導体配線１３３、半導体
チツプ１３２の電極、リード１２は適宜ワイヤ１
３４によつて接続されている。

第４図は、樹脂封止型集積回路の他の例の構成
を示す断面図である。この樹脂封止型集積回路装
置は、絶縁基板１３１に孔１３５を形成し、一部
の半導体チツプ１３２をこの孔１３５を介して接
着剤等によりアイランド１２に直接固定した点を
除けば、先の第２図に示す装置とほぼ同じ構成を
有する。したがつて、第４図において、先の第３
図とほぼ同一機能を果す部分には同一符号を付
す。

以上樹脂封止型集積回路装置の構成を２つ程説
明したが、この樹脂封止型集積回路装置において
は、集積回路１３をじんあい等から保護できる反
面、次のような問題を有していた。

(1) まず、１つは、パツケージ内への水分の侵入
による集積回路装置の機能破壊時間が短かいこ
とである。

すなわち、水分がパツケージ内に侵入する
と、樹脂１４と絶縁基板１３１との境界面にお
いて、導体配線１３３間にリーク電流が流れる
ことがあるが、このリーク電流が多いと、集積
回路装置の機能が破壊される。樹脂封止型集積
回路装置の場合、水分の侵入量が多いため、上
記機能破壊が短時間に起きる可能性が高いわけ
である。この問題は、高集積化に伴なつて、導
体配線１３３の間隔が狭くなつた場合、特に顕
著に現れる。

例えば、デユアルインラインパツケージ
（DIP）型の樹脂封止型集積回路装置の場合、
配線間隔0.2mm〜1.0mm、配線間印加電圧約30V
という条件で、蒸気加圧処理による長期信頼性
試験を行なつてみると、100時間前後でリーク
電流が10μAオーダに達し、機能破壊が生ずる
ことが確かめられている。この破壊時間は、表
面実装の薄型タイプの樹脂封止型集積回路装置
においては、市場での信頼性において問題とな
る時間である。したがつて、樹脂封止型集積回
路装置の進展、拡大を図るには、破壊時間を伸
ばすことが必須の要件となる。

(2) また、１つは、熱ストレスにより、導体配線
１３３が断線したり、よじれたり（ひどい場合
はシヨートする）して、機能破壊が生じる可能
性が高いことである。この問題は、導体配線１
３３の幅が細かつたり、間隔が狭い場合、さら
には導体配線１３３が柔らかい材料でできてい
る場合に、特に顕著に現れる。例えば、線幅が
100μｍ以下の場合、−65゜／200℃の温度サイク
ルを30分ごとに繰り返すことにより、断線やよ
じれが生じることが確かめられている。

(3) また、１つは導体配線１３３の横切るワイヤ
１３４に垂れ下がり等の変形が生じて、シヨー
トが生ずる危険性が高いということである。

(4) さらに、１つは絶縁基板１３１上での導体配
線１３３の面積比率が高くなると、絶縁基板１
３１と樹脂１４との密着率が低下するというこ
とである。そして、密着率が低下すると、上述
した(1)の問題等が生じることになる。

（発明が解決しようとする問題点）以上述べたように樹脂封止型集積回路装置は、
従来、水分の侵入による機能破壊時間が短いとい
う問題、熱ストレスにより断線やシヨートが生じ
やすいという問題、ワイヤの変形によるシヨート
が生じやすいという問題、導体配線の面積比率の
増大に伴ない樹脂の密着率が低下するという問題
を有していた。

そこで、この発明は、上記問題を解決し、高い
信頼性を得ることができる樹脂封止型集積回路装
置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明は、リード
フレームにおけるアイランドの表面上に設けられ
た第１の孔を有する絶縁基板と、前記第１の孔に
より露出された前記アイランドの上に設けられた
半導体チツプと、前記絶縁基板の上に設けられた
導体層と、前記導体層を被覆し、前記導体層の電
極取り出し部に対応する部分に第２の孔を有する
ポリイミドからなる絶縁被覆と、前記第２の孔に
より露出された前記導体層の前記電極取り出し部
と前記半導体チツプとを接続するワイヤと、前記
ワイヤ、前記絶縁被膜、前記半導体チツプおよび
前記アイランドを封止する樹脂とを具備するよう
な構成を有するものである。

また、この発明は、上述したような構成を得る
ために、まず、リードフレームにおけるアイラン
ドの上に第１の孔を有する絶縁基板を設け、前記
第１の孔により露出された前記アイランドの上に
半導体チツプを設ける。次に、前記絶縁基板の上
に導体層を設け、前記導体層の電極取り出し部に
対応する部分に予じめ第２の孔が形成されたポリ
イミドからなる絶縁被膜により前記導体層を覆
う。この後、前記第２の孔により露出された前記
導体層の前記電極取り出し部と前記半導体チツプ
とをワイヤにより接続し、前記ワイヤ、前記絶縁
被膜、前記半導体チツプおよび前記アイランドを
樹脂により封止するようにしたものである。

（作用）上記構成によれば、パツケージ内に侵入した水
分が導体層に到達するのを、この導体層を被覆す
る絶縁被膜によつて阻止することができるので、
侵入水分による機能破壊を極力抑えることができ
る。

また、上記絶縁被膜により熱ストレスが導体層
に直接伝わるのを防ぐことができるので、熱スト
レスによる導体配線の断線やシヨートを極力抑え
ることができる。

また、上記絶縁被膜により、ワイヤが導体層等
に接触するのを防ぐことができるので、ワイヤの
変形によるシヨートを極力抑えることができる。

さらに、絶縁被膜は金属等より成る導体層に比
べ、樹脂との密着性が良いので、導体層の面積比
率が高くなつても、樹脂との密着率の低下を抑え
ることができる。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面
図である。図において、２１はリードフレームの
アイランドであり、２２は同じくリードである。
２３は上記アイランド２１上に固定された集積回
路である。２４は、アイランド２１、リード２２
の基端部並びに集積回路２３の一体的に封止する
樹脂である。

上記集積回路２３は例えばハイプリツド型の集
積回路である。すなわち、集積回路２３は、アイ
ランド２１上に接着剤等により固定された絶縁基
板２３１と複数の半導体チツプ２３２を有する。
これら複数の半導体チツプ２３２の一部は接着剤
等により絶縁基板２３１上に固定されている。ま
た、一部は、絶縁基板２３２に形成された孔２３
３を介して接着剤等によりアイランド２１に直接
固定されている。絶縁基板２３１の上には、導体
配線２３４が形成されている。この導体配線２３
４、半導体チツプ２３２の電極、リード２２はワ
イヤ２３５によつて適宜接続されている。

次にこの発明の特徴を成す部分について説明す
る。

第１図において、２５は導体配線２３４を被覆
する絶縁被膜である。この絶縁被膜２５は、導体
配線２３４の電極取出し部に対応する部分に孔２
６を有する。そして、この孔２６を介して導体配
線２３４の電極取出し部にワイヤ２３５が接続さ
れている。

なお、上記絶縁被膜２５は例えばポリイミド等
の絶縁物によつて50μｍ〜100μｍ程度の膜厚を有
するように形成されている。

上記絶縁被膜２５による上記導体配線２３４の
被覆及びワイヤ２３５の接続は次のような方法で
なされる。

まず、上記絶縁被膜２５は、導体配線２３４の
電極取り出し部に対応する部分に孔２６を形成さ
れたフイルムとして予じめ用意される。そして、
この絶縁フイルムを、上記電極取り出し部と孔２
６との位置合わせをしながら、絶縁基板２３４に
被せ、接着剤等により固着することにより、導体
配線２３４の被覆が終了する。この後、上記孔２
６を介してワイヤ２３５を導体配線２３４の電極
取り出し部に接続する。

以上により、導体配線２３４の被覆及びワイヤ
２３５の接続が終了する。

なお、絶縁フイルムへの孔２６の形成には、例
えば、薬品によるエツチング処理、機械的なプレ
ス処理、光反応を利用した処理を用いることがで
きる。

また、絶縁フイルムを導体配線２３４に固着す
るための接着剤は、例えば、予じめ絶縁フイルム
に塗布しておけばよい。

以上説明したようなこの実施例によれば、次の
ような効果を得ることができる。

(1) まず、絶縁被膜２５によつて、パツケージ内
に侵入した水分が導体配線２３４に到達するの
を極力阻止することができる。これにより、導
体配線２３４間のリーク電流を小さくすること
ができ、侵入水分による機能破壊を抑えること
ができる。実験の結果、現在、リーク電流が
μAオーダであるのに対し、この実施例では、
これをnAオーダさらにはPAオーダまで抑えら
れることが確められた。これにより、樹脂封止
型集積回路装置の適用範囲、応用範囲を大幅に
拡大することができる。また、水分の阻止はリ
ーク電流の減少だけでなく、印加電圧の高圧化
も現実することができ、この意味においても、
樹脂封止型集積回路装置の適用範囲、応用範囲
を拡大することができる。

(2) また、上記絶縁被膜２５により熱ストレスが
導体配線２３４に直接伝わるのを防ぐことがで
きるので、熱ストレスによる導体配線２３４の
断線やシヨートを極力抑えることができる。

また、上記絶縁被膜２５により、ワイヤ２３
５か導体配線２３４に接触するのを防ぐことが
できるので、ワイヤ２３５の変形によるシヨー
トを極力抑えることができる。

(3) さらに、絶縁被膜２５は金属等より成る導体
配線２３４に比べ、樹脂２４との密着性の方が
良いので、導体配線２３４の面積比率が高くな
つても、樹脂２４の密着率の低下を抑えること
ができる。

(4) また、絶縁物によつて導体配線２３４を被覆
し、絶縁被膜２５を形成することは、通常の被
膜形成処理で簡単に行なうことができるので、
何ら生産性を落すことなく、樹脂封止型集積回
路を製造することができる。

(5) また、導体配線２３４を孔２６のあいた絶縁
被膜２５で被覆するのに、予じめ孔２６のあい
た絶縁フイルムを用意し、これを導体配線２３
４に被せるようにしたので、導体配線２３４を
傷つけたり、複雑なエツチングコントロールを
必要としない利点がある。すなわち、孔２６の
あいた絶縁被膜２５で導体配線２３４を被覆す
る方法としては、この他にも、例えば絶縁被膜
２５で導体配線２３４を被覆した後、孔２６を
形成する方法が考えられる。しかし、この方法
では、孔２６を形成する際導体配線２３４を傷
つけたり、エツチングで孔２６を形成する場合
には、導体配線２３４を傷つけないようにする
ためのエツチングレートのコントロールが困難
となる。これに対し、この実施例では、予じめ
孔２６の形成された絶縁フイルムを被せるの
で、このような問題が生じないわけである。

(6) また、ワイヤ２３５を導体配線２３４の電極
取り出し部に接続するのに、孔２６が形成され
た絶縁被膜２５により導体配線２３４を被覆し
てから接続するようにしたので、ワイヤ２３５
の断線等を防止することができる。すなわち、
絶縁被膜で被覆された導体配線２３４を得るの
に、まず、ワイヤ２３５を導体配線２３４の電
極取り出し部に接続してから、導体配線２３４
に絶縁物を塗布する方法が考えられる。しか
し、この方法では、絶縁物を塗布する際、ワイ
ヤ２３５の断線等が生じる危険性が高い。これ
に対し、この実施例では、孔２６を有する絶縁
被膜２５で導体配線２３４を被覆してから、ワ
イヤ２３５を接続するようにしたので、このよ
うな問題は生じない。

次に、第２図の断面図を用いてこの発明の他の
実施例を説明する。

先の実施例では、ハイブリツト型の集積回路を
備えた樹脂封止型集積回路装置にこの発明を適用
する場合を説明したが、この実施例は、モノリシ
ツク型の集積回路を備えた樹脂封止型集積回路装
置にこの発明を適用したものである。

第２図において、３１はリードフレームのアイ
ランドであり、３２は同じくリードである。３３
はアイランド３１上に接着剤等により固定された
半導体チツプである。

半導体チツプ３３の電極はリード３２と電気的
に接続される。この場合、一般には、半導体チツ
プ３３の電極とリード３２との距離が長いため
に、両者は直接接続されることはなく、アイラン
ド３１とリード３２との間に設けられたパツド３
４を介して接続される。このパツト３４は例えば
絶縁物から成る支持台３５上に形成され、ワイヤ
３６を介してリード３２及び半導体チツプ３３の
電極に接続されている。そして、このパツド３４
は、半導体チツプ３３等とともに、樹脂３７によ
つて一体的に封止されている。

このような構成において、この実施例では、パ
ツド３４を電極取出し部３８を残して絶縁被膜３
９で被覆するようにしたものである。

このような構成によれば、水分による隣接パツ
ド３８間のシヨートの防止等、先の実施例と同様
な効果を得ることができる。

このようにこの発明の特徴を成す絶縁被膜によ
る被覆は、絶縁着板上の導体配線だけでなく、上
述したパツド等、樹脂封止される導体層一般に適
用可能なものである。

また、以上の説明では、導体層において、電極
取出し部を除く全ての部分を絶縁被膜により被覆
する場合を説明したが、発明の目的を達成するこ
とができる範囲で、被覆部分を少なくするように
してもよい。

また、この発明は、複数の絶縁着板を一体的に
樹脂封止してなる装置にも適用可能なことは勿論
である。

この他にもこの発明は、発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論であ
る。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、樹脂封止
型集積回路装置の耐湿特性、熱ストレス特性並び
に樹脂密着率の向上を図ることができるととも
に、ワイヤの変形によるシヨートを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面
図、第２図は同じく他の実施例の構成を示す断面
図、第３図及び第４図はそれぞれ従来の樹脂封止
型集積回路装置の異なる構成を示す断面図であ
る。２１，３１……アイランド、２２，３２……リ
ード、２３……集積回路、２４，３７……樹脂、
２５，３９……絶縁被膜、２６，３８……電極取
出し部、２３，２３２……半導体チツプ、３４…
…パツド、３５……支持台、３６，２３５……ワ
イヤ、２３１……絶縁基板、２３３……孔、２３
４……導体配線。

Claims

【特許請求の範囲】１リードフレームにおけるアイランドの表面上
に設けられた第１の孔を有する絶縁基板と、前記第１の孔により露出された前記アイランド
の上に設けられた半導体チツプと、前記絶縁基板の上に設けられた導体層と、前記導体層を被覆し、前記導体層の電極取り出
し部に対応する部分に第２の孔を有するポリイミ
ドからなる絶縁被膜と、前記第２の孔により露出された前記導体層の前
記電極取り出し部と前記半導体チツプとを接続す
るワイヤと、前記ワイヤ、前記絶縁被膜、前記半導体チツプ
および前記アイランドを封止する樹脂と、を具備することを特徴とする樹脂封止型集積回路
装置。２リードフレームにおけるアイランドの上に第
１の孔を有する絶縁基板を設ける工程と、前記第１の孔により露出された前記アイランド
の上に半導体チツプを設ける工程と、前記絶縁基板の上に導体層を設ける工程と、前記導体層の電極取り出し部に対応する部分に
予じめ第２の孔が形成されたポリイミドからなる
絶縁被膜により前記導体層を覆う工程と、前記第２の孔により露出された前記導体層の前
記電極取り出し部と前記半導体チツプとをワイヤ
により接続する工程と、前記ワイヤ、前記絶縁被膜、前記半導体チツプ
および前記アイランドを樹脂により封止する工程
と、を具備することを特徴とする樹脂封止型集積回路
装置の製造方法。