JPH07307359A - 集積回路のカプセル封止方法 - Google Patents

集積回路のカプセル封止方法

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JPH07307359A
JPH07307359A JP7131235A JP13123595A JPH07307359A JP H07307359 A JPH07307359 A JP H07307359A JP 7131235 A JP7131235 A JP 7131235A JP 13123595 A JP13123595 A JP 13123595A JP H07307359 A JPH07307359 A JP H07307359A
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JP
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semiconductor circuit
plastic
mold
resin
window
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JP7131235A
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Inventor
Peter Jacobus Kaldenberg
ペーター・ヤコブス・カルデンベルク
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Euratec BV
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Euratec BV
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な工程で所定の要求を満たす封止を提供
する。 【構成】 半導体回路のコンタクトパッドとリードフレ
ームの選定された部分との間に接続用ワイヤーを取り付
け（ボンディング）工程ｂと、成型の手段によりプラス
チックパッケージを作り、このパッケージが少なくも半
導体回路、支持面、接続用ワイヤー及びリードフレーム
の一部を囲む工程ｃとの間に、半導体回路の支持面に取
り付けられた側とは反対の側において予定体積の放射に
透明なプラスチックを供給する工程を含み、このプラス
チックが工程ｃの実行に使用される温度より低温のガラ
ス化温度を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は次の諸段階を包含した半
導体集積回路（ダイ）のカプセル封止方法に関する。
【０００２】ａ）いわゆるリードフレームの支持面上に
半導体回路を取り付け、 ｂ）半導体回路のコンタクトパッドとリードフレームの
選定された部分との間に接続用ワイヤーを取り付け（ボ
ンディング）、 ｃ）成型の手段によりプラスチックパッケージを作る。
このパッケージは少なくも半導体回路、支持面、接続用
ワイヤー及びリードフレームの一部を囲む。
【０００３】本発明は、特に、オプトエレクトロニクス
部品を備えた集積回路を囲むカプセル封止であって放射
に対して透明な窓を有するカプセル封止を得るための方
法に関する。用語「放射」は、スペクトルの可視部分の
放射並びにスペクトルの赤外線部分又は紫外線部分の放
射の両者の広い観念を包含する。
【０００４】
【従来技術及びその課題】米国特許第５２００３６７号
においては、一方ではいわゆるセラミック封止の説明が
与えられ、他方、セラミック封止に代わって使用し得る
プラスチックカプセル封止の説明が与えられる。両者と
も、放射が回路に衝突するであろう側において集積回路
が開かれるように封止が具体化される。この開かれた側
は、その後、これを別のガラス小板により覆うことがで
き、或いは感光要素を何も含まない集積回路の場合は金
属小板のような別の素材の小板により覆うことができ
る。
【０００５】セラミック封止の使用が最終の電子部品の
価格上昇をもたらすであろうということは良く知られて
いる。従って、セラミック封止は、高度の要求を満たさ
ねばならない構成要素用に殆ど専ら使用される。更に、
別の被覆用ガラス小板の使用は多くの利点を持つ。この
小板を封止の関係部分に取り付けるためには特別な接合
剤又は接着剤が必要である。更に、集積回路の上方の予
定位置に置かれた窓への光の入射を制限することは、更
なる方法を取ることなしでは不可能である。ガラス小板
の緩み又は破損を起こし或いは封止を破損させ又はその
他の損傷を生じ得る応力が温度変化より導かれるかも知
れないという更なる不利が残る。
【０００６】ガラスのカバー小板の使用に代わる方法
は、開放空間内に成型されかつこの空間を完全に満た
す、例えば欧州特許出願ＥＰ−０４００１７６に説明さ
れた透明プラスチックで行われる。この方法の欠点は標
準の（オープンツーリング）基本的部材を使用せず、従
ってこの方法の費用が比較的高いことである。
【０００７】別の方法が、例えば日本特許出願６０−１
９３３４５より知られ、これによりまず最初に、別の型
を使用して半導体回路上に透明プラスチックの層が置か
れ、この層は、硬化後、将来の光ウインドウを形成す
る。その後、この光ウインドウの上側に保護層が設けら
れ、こうして得られた半製品は完全な封止が得られるよ
うに別の型を使用してカプセル封止される。最後にウイ
ンドウから保護層が除去される。かかる方法は多くの工
程を有し、従って最終製品を得るために更に別の２工程
が必要であるという不利益がある。
【０００８】さて、本発明の目的は標準的な型を使用
し、かつ通常の、いわゆる「オープンツーリング“open
tooling”」リードフレームを使用して、ウインドウを
有するカプセル封止内に集積回路を作り得る方法を示す
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明により、この目的
は最初の段落に説明された方法であって、工程ｂ）と
ｃ）との間において次の付加工程が実行される方法によ
り達成される。
【００１０】ｄ）半導体回路の支持面に取り付けられた
側とは反対の側において予定体積の放射に対し透明なプ
ラスチックの供給し、このプラスチックは工程ｃ）の実
行に使用される温度より低温のガラス化温度を持つ。
【００１１】
【実施例】本発明は付属図面を参照し更に詳細に説明さ
れるであろう。
【００１２】図１Ａ…１Ｄに、本発明による方法の適用
中における連続した種々の工程が示される。
【００１３】一般に半導体集積回路の製作中、１個の大
きな平坦なシリコン板、いわゆるウエーファー上に多数
のこれら回路が作られる。回路作成工程の完了後、ウエ
ーファーは、切断又はエッチングのような公知の技術を
用いて個別の半導体回路又はチップに細分される。（英
文においては、チップの代わりに用語「ダイ」又は「ペ
レット」も使用される。）その後で、各チップは金属フ
レーム上に置かれる。このフレームは、全体としていわ
ゆるリードフレームが形成されるように相互連結部分の
手段により互いに連結された多数の接触ピンを備える。
かかるリードフレームの中央部分（パドル又はステム）
は支持面を備え、この上に半田処理手段又はそれ自体知
られるその他の方法によりチップを設置又は固定するこ
とができる。この方法でチップをリードフレームの中央
部分に固定した後で、種々の接触ピンとチップの接続面
又は「パッド」との間にボンディングワイヤーが接続さ
れる。この段階の完了後の結果が図１Ａに図式的に断面
で示される。
【００１４】図１Ａでは、リードフレームの諸部分が１
０ａ、１０ｂ及び１０ｃで示される。接触ピンは部分１
０ａと１０ｃとにより形成され、一方、リードフレーム
の中央の取付け面は１０ｂにより示される。この取付け
面１０ｂ（英語で「ダイパッド」上にチップ１２が本発
明の範囲内にない公知の方法で固定される。更に、一方
は接続用ピン１０ａと１０ｃ、他方はチップ１２の間に
ボンディングワイヤー１４ａと１４ｂが設置される。こ
れらの技術はそれ自体が公知であり、これ以上の説明は
何ら必要でない。
【００１５】本方法の次の工程は図１Ｂに示される。こ
の段階において、チップ１２の上面に少量の適切な透明
樹脂１６を塗布するためにそれ自体が公知の定量供給手
段が使用される。樹脂１６の粘稠度はチップ１２上に幾
分か球状の層が残るようなものである。層１６の塗布
後、この層は、本方法の次の段階の実行以前に少なくも
部分的に硬化される。
【００１６】次の方法工程を行うために、いま得られた
半製品は、半製品の回りに封止を作るためのそれ自体公
知の型の中に置かれる。封止作成用の樹脂は透明樹脂１
６のガラス化温度Ｔｇより高い温度で処理され、従っ
て、前記樹脂１６は少なくも成型工程中ある程度軟化さ
れるであろう。このため、層１６の上側は型の壁に押し
付けられて平坦にプレスされ、同時に型の残りの自由空
間はカプセル封止用樹脂１８で満たされる。このカプセ
ル封止された半導体回路が少なくも部分的に硬化した後
でかつ回路が型から取り出された後に、図１Ｃに示され
た断面の製品が得られる。樹脂１６の硬化の程度及び樹
脂の体積の両者は最終的に得られるウインドウの直径Ｄ
（図１Ｄ）に影響を与える。
【００１７】有用な最終製品を得るための次の段階はそ
れ自体公知である。電圧が印加される個々の接触ピン１
０ａ、１０ｃ等が短絡しないようにこれらピンの間にま
だある接続用部分の除去により開始し、この後で、又は
同時に、これらのピンは、これらを所望の形、例えば図
１Ｄに示されたように垂直下方に曲げなければならな
い。
【００１８】封止を備え最終的に具体化された（透明樹
脂１６の封止で形成された）ウインドウの品質のため、
部分１６を形成する樹脂は多くの要求を満たさねばなら
ない。
【００１９】１）この樹脂は、ウインドウ１６を通過し
なければならず、またスペクトルの可視部分だけでなく
スペクトルの紫外線部分及び赤外線部分の放射に対して
も高度に透明であるべきである。
【００２０】２）この樹脂は、樹脂１８が型の中で処理
される温度以下のガラス化温度Ｔｇを持つべきであり、
従って、これによる透明樹脂の軟化により成型工程中に
この樹脂を最終の希望形状に適合させることができる。
【００２１】チップ全面にわたり同じ光路長を得るため
に、チップ１２の上面とウインドウ１６の上面とは本質
的に平行でなければならない。従って、最終製品の品質
は、チップ１２の上面がウインドウ１６の上面と平行に
走る長さによっても決定される。換言すれば、チップ１
２の上方のウインドウ１６の高さが一定である方法であ
る。これに関連して、この段階を実行する前に取付け面
１０ｂの下方に距離部材１２を取り付けることにより、
特にカプセル封止用樹脂１８の適用中にチップ１２の固
定を得ることが提案された本発明と一致する。この距離
部材の使用は図２に詳細に示される。
【００２２】図２Ａ…２Ｄは、図１におけるものと同様
に、距離部材２０を使用したときの本発明による方法中
に生ずる一連の状況が図示される。図２Ａの状況は図１
ａの状況と事実上比較し得るものであり、距離部材２０
が半田付け、接着などのような公知の技術を使って取付
け板１０ｂの下側に取り付けられる。
【００２３】次に、予定量の透明樹脂１６がチップ１２
の上面に適用され、この透明樹脂は部分的に硬化され半
製品となり、その断面は図２Ｂに示される。図２Ｂにお
いて塗布された透明樹脂１６の量は図１ｂにおいて使用
された量よりは多く、製品はチップ１２だけでなく取付
け面１０ｂの少なくも一部分も樹脂で被覆される。
【００２４】次に、この半製品は型の中に差し込まれ、
そしてカプセル封止用の樹脂１８が予定の比較的高い温
度でこの型の中に供給される。この手順中、透明樹脂１
６の最初の盛上りの上に下向きで（図２Ｃによる状況に
おいて見られるような）型の上側に圧力が加えられる。
型の下側により支持された距離部材２０があるので、チ
ップはこの圧力により少しも移動せず、逆にチップは定
位置に確実に固定されるであろう。型２０の内壁が平行
に伸びておりかつ距離部材２０が一定の厚さであるとす
れば、最終製品は、チップ１２の上面がカプセル封止の
上面と平行に伸び、従ってウインドウ１６が一様な厚さ
を有するカプセル封止されたチップである。多量の樹脂
が適用されたため、得られたウインドウの直径Ｄは図１
Ｄよりも大きい。
【００２５】適切な寸法の距離部材２０の選択により、
透明樹脂１６の厚さを正確に予定できることが明らかで
あろう。更に、成型工程中の条件は再現可能であるた
め、図２Ｄの状況を得るため、及び型における整形後に
正確な寸法を有するウインドウを最終的に得るために、
チップ１２の上面の上に適用すべき透明樹脂の量を予め
実験的に決定することができる。
【００２６】図３Ａ…３Ｄにおいても、図１及び２にお
けると同じ方法であって、使用される距離部材２０’が
多少異なった形状にされた場合の本発明による方法の経
過中に生ずる一連の状況が示される。種々の図面から見
られるように、距離部材２０’は、実際の距離決定用部
分を形成する多数の脚又はリブのある比較的薄い平板と
して具体化される。かかる距離部材２０’を使用した結
果、距離部材の殆ど全部がカプセル封止用樹脂の中に埋
められる。これにより、樹脂と距離部材２０’との間の
緊密な連結が得られる。
【００２７】図３Ｂにおいては、更にこの方法の融通性
を示すために、チップ２０の表面の一部だけが被覆され
るように比較的少量の樹脂が塗布される。図３Ｄに示さ
れたこの最終製品におけるウインドウの直径Ｄは図１Ｄ
及び２Ｄに示されたウインドウの直径より小さいことが
明らかであろう。
【００２８】本発明により、距離部材２０は、伝熱性材
料でかつカプセル封止樹脂１８と同じ熱膨張率を有する
材料で作られることが好ましい。
【００２９】真鍮のような金属製の距離部材は、これに
よりスクリーニング機能を得ることができる別の利点を
持つ。
【００３０】カプセル封止の外側のウインドウ１６の上
面は、入射光の分散を小さくするように、又は分散がな
いように、できるだけ平滑であることが好ましい。型３
０の内壁を局部的に仕上げることにより高度の平滑度を
得ることができる。
【００３１】図４は下半部３０ｂと上半部３０ａとを備
えた型３０の断面を示す。距離表示３４ａにより大まか
に示された上方部分３０ａの内壁の部分は、製造工程
中、透明樹脂１６と接触する。この関連部分３４ａが例
えば研磨又はその他の適切な方法により平滑仕上げされ
ると、この型で作られた製品はウインドウ１６の上側に
おいて平滑面が得られるであろう。型は、ウインドウ１
６の上側が０．２より良好な表面粗さＲａを有すること
が好ましい。
【００３２】ウインドウ１６の平滑面を外部の影響に対
してできるだけ良く保護するために、ウインドウ１６の
表面のかき傷又はその他の損傷の機会を減らすように封
止の上側に多数の伸びている部分を作ることが好まし
い。この目的で、図４に示されるように、型は多数の切
取り部３２ａ、３２ｂ、…を備え、最終製品は、図５に
図式的に示されるように多数の外向きに伸びている部分
３６ａ、３６ｂ、…を備えることに気が付く。図５にお
いて、少なくもウインドウ１６の上側を含み図式的に示
された表面３４ｂは、型３０の内壁の部分３４ａの仕上
げの結果、上述の数値内の非常に小さな粗さを持つ。
【００３３】図６は、本発明による方法を使用して製造
し得る封止の更なる実施例を示す。図１Ｄと図６との間
の相違は、ウインドウ１７の上面が中低の形状を有し、
機能的なレンズを提供しかつ入射した放射をチップ１２
の予定部分の上に多少とも収束させることが認められ
る。またこれ以上の図示なしで、型３０の上方部分３０
ａの内壁がこのような方法で形成された中高の切取り部
を備え、これによりウインドウ１６の所望の中低の湾曲
を実現できることは明らかである。
【００３４】希望するならば、反対の状況もまた可能で
あり、これにより結果としてウインドウ１６の中高形状
の面を具体化できる。
【００３５】型は、ウインドウの一部だけが中低又は中
高の面を有し残りの部分が平らであるような形状に作り
得ることが明らかである。
【００３６】ウインドウ１６の製造に適切な樹脂は商業
的に入手可能である。例えば、製品Amicon Me 45 W、室
温で硬化する全く透明な２成分樹脂に注意が引かれる。
この樹脂は、多くの中でもGrece in Westerlo社により
供給される。その他の樹脂は、Hysol EPR 250-1、スペ
クトルの紫外線部分でも放射を伝達する光学的に全く透
明なエポキシ樹脂である。米国カルフォルニアのThe De
xter Corporationにより供給されるこの樹脂は、例えば
ある種のＥＰロムでなされるような紫外線放射の手段に
よりプログラムしならないチップの場合に特に適してい
る。
【００３７】種々の図面において最終的に得られた製品
（図１Ｄ、２Ｄ、３Ｄ、５及び６参照）は、ピン穴取付
け用に対して意図されたが、伸びているリードピン、並
びにいわゆるＳＭＤ部品、表面取付けに適した諸部品の
別の仕上げが得られることは明らかである。
【００３８】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。
【００３９】１． ａ）いわゆるリードフレームの支持
面上に半導体回路を取り付け、 ｂ）半導体回路のコンタクトパッドとリードフレームの
選定された部分との間に接続用ワイヤーを取り付け（ボ
ンディング）、 ｃ）成型によりプラスチックパッケージを作り、このパ
ッケージが少なくも半導体回路、支持面、接続用ワイヤ
ー及びリードフレームの一部を囲むことを含み、工程
ｂ）とｃ）との間において ｄ）半導体回路の支持面に取り付けられた側とは反対の
側において所定量の放射に透明なプラスチックを供給
し、このプラスチックは工程ｃ）の実行のために使用さ
れる温度より低いガラス化温度を持つことを特徴とする
集積半導体回路（ダイ）のカプセル封止方法。
【００４０】２．工程ｃ）において、距離部材が支持面
の自由側に取り付けられることを特徴とする上記１によ
る方法。
【００４１】３．距離部材が所望距離に相当した厚さの
板で構成されることを特徴とする上記２による方法。
【００４２】４．前記距離要素が、一般に、所望距離を
決定する局部的に伸びている部分のある平らな部材より
構成されることを特徴とする上記２による方法。
【００４３】５．距離部材が伝熱材料より作られること
を特徴とする上記２−４の一つによる方法。
【００４４】６．距離部材が金属で作られることを特徴
とする上記２−５の一つによる方法。
【００４５】７．プラスチックカプセル封止の希望の外
側形状に相当する空間を一緒に定める２個又はそれ以上
の分解可能な部分を備え、工程ｄ）において適用される
透明プラスチックと接触する型の内壁の部分が表面粗さ
Ｒａ ０．２より良好な平滑な仕上げを有することを特
徴とする先行上記の一つによる方法に使用する型。
【００４６】８．型の内壁の関係部分が更に少なくも部
分的に中低又は中高の面を有することを特徴とする上記
７による型。
【００４７】９．関係内壁の残りの部分が、カプセル封
止工程の終了後に透明プラスチックに隣接したカプセル
封止の面上に外向きに伸びている部分を作る切取り部を
備えることを特徴とする上記７又は８による型。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法の適用中の多数の段階を多数
の図面１Ａ…１Ｄにおいて示す。
【図２】付加的な距離部材が応用された場合における本
発明による方法の適用中の多数の段階を多数の図面２Ａ
…２Ｄにおいて示す。
【図３】図２に示された方法と同様であるが異なった形
状の距離部材が適用された場合の多数の図を示す。
【図４】好ましくは本発明の範囲内で使用される型を通
る断面図を示す。
【図５】図４に示された型により作られた封止を通る断
面図を示す。
【図６】異なった封止の実施例を通る断面図を示す。
【符号の説明】
１０ａ 接続用ピン １０ｃ 接続用ピン １２ チップ １４ａ ボンディングワイヤー １４ｂ ボンディングワイヤー １６ 透明樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）いわゆるリードフレームの支持面上
    に半導体回路を取り付け、 ｂ）半導体回路のコンタクトパッドとリードフレームの
    選定された部分との間に接続用ワイヤーを取り付け（ボ
    ンディング）、 ｃ）成型によりプラスチックパッケージを作り、このパ
    ッケージが少なくも半導体回路、支持面、接続用ワイヤ
    ー及びリードフレームの一部を囲むことを含み、工程
    ｂ）とｃ）との間において ｄ）半導体回路の支持面に取り付けられた側とは反対の
    側において所定量の放射に透明なプラスチックの供給
    し、このプラスチックは工程ｃ）の実行のために使用さ
    れる温度より低いガラス化温度を持つことを特徴とする
    集積半導体回路（ダイ）のカプセル封止方法。
  2. 【請求項２】 プラスチックカプセル封止の希望の外側
    形状に相当する空間を一緒に定める２個又はそれ以上の
    分解可能な部分を備え、工程ｄ）において適用される透
    明プラスチックと接触する型の内壁の部分が表面粗さＲ
    ａ ０．２より良好な平滑な仕上げを有することを特徴
    とする請求項１による方法に使用する型。
JP7131235A 1994-05-09 1995-05-02 集積回路のカプセル封止方法 Pending JPH07307359A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400766A NL9400766A (nl) 1994-05-09 1994-05-09 Werkwijze voor het inkapselen van een geintegreerde halfgeleiderschakeling.
NL9400766 1994-05-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07307359A true JPH07307359A (ja) 1995-11-21

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ID=19864175

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7131235A Pending JPH07307359A (ja) 1994-05-09 1995-05-02 集積回路のカプセル封止方法

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US (1) US5863810A (ja)
EP (1) EP0682374B1 (ja)
JP (1) JPH07307359A (ja)
AT (1) ATE162011T1 (ja)
DE (1) DE69501361T2 (ja)
DK (1) DK0682374T3 (ja)
ES (1) ES2110811T3 (ja)
GR (1) GR3026168T3 (ja)
NL (1) NL9400766A (ja)
SI (1) SI0682374T1 (ja)

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