JPH09266272A - 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
- JPH09266272A JPH09266272A JP8073358A JP7335896A JPH09266272A JP H09266272 A JPH09266272 A JP H09266272A JP 8073358 A JP8073358 A JP 8073358A JP 7335896 A JP7335896 A JP 7335896A JP H09266272 A JPH09266272 A JP H09266272A
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- JP
- Japan
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- resin
- semiconductor device
- coating
- periphery
- silicon compound
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐温度サイクル性、耐半田浸漬性に優れた半
導体装置を提供すること。 【解決手段】 半導体素子３を樹脂封止するに際して、
リードフレームのダイパッド１の周辺部と吊りピン２の
周囲との少なくとも何れか一方にシリコン化合物の被覆
４を形成させた後に、公知のトランスファ成形等の手段
によって樹脂封止する。
導体装置を提供すること。 【解決手段】 半導体素子３を樹脂封止するに際して、
リードフレームのダイパッド１の周辺部と吊りピン２の
周囲との少なくとも何れか一方にシリコン化合物の被覆
４を形成させた後に、公知のトランスファ成形等の手段
によって樹脂封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止型半導体装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体
装置のパッケージは当初の半導体素子を気密封止するセ
ラミックパッケージ等から、最近ではコスト、量産性の
点で半導体素子を樹脂封止するプラスチックパッケージ
が主流になっている。封止樹脂には従来から主としてエ
ポキシ樹脂が使用されており良好な成績を収めている。
しかし周知のように、封止樹脂は半導体素子やリードフ
レームと比べて熱膨張係数が大であり、半導体装置に内
部ストレスを生じているが、半導体素子の大型化、配線
の微細化が進む一方で、パッケージは小型化、薄肉化が
進む傾向にあるので、半導体装置の内部ストレスの低減
や耐熱性の一層の向上が要望されている。特に近年、半
導体素子は益々大型化する傾向にあるので、熱衝撃を繰
り返し与えてもパッケージにクラックを発生せず、ま
た、半導体装置の実装時における加熱、例えばリフロー
に耐えるように、半導体装置を吸湿させた上で半田溶融
液に浸漬してもパッケージにクラックやふくれを発生し
ない特性が要求されている。
装置のパッケージは当初の半導体素子を気密封止するセ
ラミックパッケージ等から、最近ではコスト、量産性の
点で半導体素子を樹脂封止するプラスチックパッケージ
が主流になっている。封止樹脂には従来から主としてエ
ポキシ樹脂が使用されており良好な成績を収めている。
しかし周知のように、封止樹脂は半導体素子やリードフ
レームと比べて熱膨張係数が大であり、半導体装置に内
部ストレスを生じているが、半導体素子の大型化、配線
の微細化が進む一方で、パッケージは小型化、薄肉化が
進む傾向にあるので、半導体装置の内部ストレスの低減
や耐熱性の一層の向上が要望されている。特に近年、半
導体素子は益々大型化する傾向にあるので、熱衝撃を繰
り返し与えてもパッケージにクラックを発生せず、ま
た、半導体装置の実装時における加熱、例えばリフロー
に耐えるように、半導体装置を吸湿させた上で半田溶融
液に浸漬してもパッケージにクラックやふくれを発生し
ない特性が要求されている。
【０００３】これらの要求に対して、特開昭６１−３９
５５３号公報に係る「半導体装置」には半導体素子チッ
プの角部を斜めにカットして樹脂封止し、角部に集中す
る応力を緩和させた半導体装置が開示されており、特開
平３−６４０４９号公報に係る「混成集積回路装置」で
は、発熱量の大きいパワーチップは樹脂封止せずに中空
部に封入し、抵抗やコンデンサの如き部品は樹脂封止し
た混成集積回路装置が開示されている。すなわち、これ
らにおいては半導体装置に対し構造的な対策が取られて
いる。
５５３号公報に係る「半導体装置」には半導体素子チッ
プの角部を斜めにカットして樹脂封止し、角部に集中す
る応力を緩和させた半導体装置が開示されており、特開
平３−６４０４９号公報に係る「混成集積回路装置」で
は、発熱量の大きいパワーチップは樹脂封止せずに中空
部に封入し、抵抗やコンデンサの如き部品は樹脂封止し
た混成集積回路装置が開示されている。すなわち、これ
らにおいては半導体装置に対し構造的な対策が取られて
いる。
【０００４】一方、特開昭６３−２４５９４８号公報に
係る「半導体装置」においては、封入樹脂の面からの対
策が取られている。エポキシ樹脂にシリコン化合物であ
るポリオルガノシロキサンを添加混合し変性することに
よって、発生熱応力を低減させ、かつ半導体素子との接
着性を向上させたエポキシ樹脂による半導体装置が開示
されている。その他、半田浸漬時における耐クラック性
の改善のためにリードフレームとの密着性の向上等も検
討されている。しかし、これらの対策は最近の大型化し
た半導体素子に対しては必ずしも充分なものではない。
係る「半導体装置」においては、封入樹脂の面からの対
策が取られている。エポキシ樹脂にシリコン化合物であ
るポリオルガノシロキサンを添加混合し変性することに
よって、発生熱応力を低減させ、かつ半導体素子との接
着性を向上させたエポキシ樹脂による半導体装置が開示
されている。その他、半田浸漬時における耐クラック性
の改善のためにリードフレームとの密着性の向上等も検
討されている。しかし、これらの対策は最近の大型化し
た半導体素子に対しては必ずしも充分なものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明において
は、熱衝撃の繰り返しに耐え、かつ半導体のパッケージ
に吸湿させた上で溶融半田に浸漬してもクラックやふく
れを発生しない半導体装置を提供することを課題とす
る。
は、熱衝撃の繰り返しに耐え、かつ半導体のパッケージ
に吸湿させた上で溶融半田に浸漬してもクラックやふく
れを発生しない半導体装置を提供することを課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体素子を樹
脂封止するに際して、リードフレームのダイパッド１の
周辺部と吊りピン２の周囲との少なくとも何れか一方に
弾性率が小さく透湿性の大きい材料による被覆４を形成
させた後に樹脂封止することにしている。この被覆４に
よって、得られる半導体装置に大きい熱ストレスが発生
しても緩和され、また半導体装置の実装時におけるリフ
ロー工程等で内蔵する水分が加熱され加圧水蒸気化して
も吊りピン２の周囲の被覆４を経由して放出されるの
で、パッケージに発生するクラックやふくれが防止され
る。
脂封止するに際して、リードフレームのダイパッド１の
周辺部と吊りピン２の周囲との少なくとも何れか一方に
弾性率が小さく透湿性の大きい材料による被覆４を形成
させた後に樹脂封止することにしている。この被覆４に
よって、得られる半導体装置に大きい熱ストレスが発生
しても緩和され、また半導体装置の実装時におけるリフ
ロー工程等で内蔵する水分が加熱され加圧水蒸気化して
も吊りピン２の周囲の被覆４を経由して放出されるの
で、パッケージに発生するクラックやふくれが防止され
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面を使用して本発明の実施の形
態を説明する。
態を説明する。
【０００８】図１は本発明の半導体装置の形成に際して
の樹脂封止前における、半導体素子３がダイボンディン
グされたダイパッド１の周辺部と吊りピン２の周囲とに
弾性率が小さく透湿性の大きい材料の被覆４を形成させ
たリードフレームの主要部の平面図である。この被覆４
を形成させた後に、例えばトランスファー成形の手段に
よってエポキシ樹脂による樹脂封止を行なうことによ
り、熱衝撃の繰り返しや吸湿させた後の溶融半田への浸
漬に対し充分に耐性のある本発明の半導体装置が得られ
る。
の樹脂封止前における、半導体素子３がダイボンディン
グされたダイパッド１の周辺部と吊りピン２の周囲とに
弾性率が小さく透湿性の大きい材料の被覆４を形成させ
たリードフレームの主要部の平面図である。この被覆４
を形成させた後に、例えばトランスファー成形の手段に
よってエポキシ樹脂による樹脂封止を行なうことによ
り、熱衝撃の繰り返しや吸湿させた後の溶融半田への浸
漬に対し充分に耐性のある本発明の半導体装置が得られ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例による半導体装置につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００１０】図１は樹脂封止前における、半導体素子３
がダイボンディングされたダイパッド１の周辺部と吊り
ピン２の周囲に弾性率が小さく透湿性の大きい材料とし
てのシリコン化合物の被覆４が形成されたフラットパッ
ケージ用のリードフレームの主要部の平面図であり、各
辺毎に８本、計３２本のリード５、及び後に成形される
封止樹脂７のモールドラインを一点鎖線で示している。
がダイボンディングされたダイパッド１の周辺部と吊り
ピン２の周囲に弾性率が小さく透湿性の大きい材料とし
てのシリコン化合物の被覆４が形成されたフラットパッ
ケージ用のリードフレームの主要部の平面図であり、各
辺毎に８本、計３２本のリード５、及び後に成形される
封止樹脂７のモールドラインを一点鎖線で示している。
【００１１】ポリジメルシロキサンに代表されるシリコ
ン化合物は−( Ｓｉ- Ｏ )−n を主鎖とする化合物であ
り、Ｓｉ- Ｏ結合が共有結合とイオン結合とのほぼ中間
の状態にあるため（ＣＨ3 ）2 Ｓｉ単位は比較的大きい
振幅で熱運動し勢力範囲が大きい。従って隣の分子をあ
まり寄せつけず分子間距離が大きくなり、その分子間力
は小さい。その結果、シリコン化合物は多くの間隙を有
し、そのため弾性率が小さく柔軟で低応力性を示し、透
湿性も大きい。シリコン化合物としてはシリコンゴムや
シリコン樹脂があり、その何れであってもよいが、被覆
形成の容易さの点で、塗布して被覆を形成させ得るシリ
コン化合物、すなわち常温で液体のシリコン化合物を使
用することが好ましい。必要な場合には被覆の後に熱、
紫外線等によって硬化が可能なものを採用すればよい。
ン化合物は−( Ｓｉ- Ｏ )−n を主鎖とする化合物であ
り、Ｓｉ- Ｏ結合が共有結合とイオン結合とのほぼ中間
の状態にあるため（ＣＨ3 ）2 Ｓｉ単位は比較的大きい
振幅で熱運動し勢力範囲が大きい。従って隣の分子をあ
まり寄せつけず分子間距離が大きくなり、その分子間力
は小さい。その結果、シリコン化合物は多くの間隙を有
し、そのため弾性率が小さく柔軟で低応力性を示し、透
湿性も大きい。シリコン化合物としてはシリコンゴムや
シリコン樹脂があり、その何れであってもよいが、被覆
形成の容易さの点で、塗布して被覆を形成させ得るシリ
コン化合物、すなわち常温で液体のシリコン化合物を使
用することが好ましい。必要な場合には被覆の後に熱、
紫外線等によって硬化が可能なものを採用すればよい。
【００１２】被覆の方法としては工程変更に対する順応
性等を考慮すると、塗布部分毎に所定量の液状シリコン
化合物を供給するディスペンス方式によって、例えば注
射筒ないしは定量供給ポンプを使用してシリコン化合物
を適用することが望ましい。
性等を考慮すると、塗布部分毎に所定量の液状シリコン
化合物を供給するディスペンス方式によって、例えば注
射筒ないしは定量供給ポンプを使用してシリコン化合物
を適用することが望ましい。
【００１３】被覆の後は通常の半導体装置の製造プロセ
スに従って半導体素子３の接続電極とパッケージ側のリ
ード５との間を金線６で電気的に接続するワイヤボンデ
ィングを行ってから、トランスファ成形ないしはインジ
ェクション成形など公知のモールド手段を用い、例えば
エポキシ樹脂による樹脂封止を行う。図２は図１の半導
体素子３のボンディングされたダイパッド１の周辺部と
吊りピン２の周囲にシリコン化合物の被覆４を形成させ
たリードフレームを樹脂封止して半導体装置とした場合
の図１における［２］−［２］線方向の断面図であり、
図３は同じく［３］−［３］線方向の断面図である。
スに従って半導体素子３の接続電極とパッケージ側のリ
ード５との間を金線６で電気的に接続するワイヤボンデ
ィングを行ってから、トランスファ成形ないしはインジ
ェクション成形など公知のモールド手段を用い、例えば
エポキシ樹脂による樹脂封止を行う。図２は図１の半導
体素子３のボンディングされたダイパッド１の周辺部と
吊りピン２の周囲にシリコン化合物の被覆４を形成させ
たリードフレームを樹脂封止して半導体装置とした場合
の図１における［２］−［２］線方向の断面図であり、
図３は同じく［３］−［３］線方向の断面図である。
【００１４】上記のように得られる半導体装置は封止樹
脂との間に発生する熱応力をシリコン化合物の被覆４が
吸収し緩和するので、熱衝撃を繰り返す温度サイクル試
験、例えば（−）６５℃〜室温〜１５０℃のサイクルを
５００サイクル繰り返す試験においてもパッケージの封
止樹脂に全くクラックを発生せず、また、半導体装置に
吸湿させた後に温度２６０℃の溶融半田に浸漬する試験
において、含有される水分が加圧水蒸気化されても吊り
ピン２の周囲のシリコン化合物の被覆４を透過して放出
されるので、パッケージにクラックやふくれは発生しな
い。
脂との間に発生する熱応力をシリコン化合物の被覆４が
吸収し緩和するので、熱衝撃を繰り返す温度サイクル試
験、例えば（−）６５℃〜室温〜１５０℃のサイクルを
５００サイクル繰り返す試験においてもパッケージの封
止樹脂に全くクラックを発生せず、また、半導体装置に
吸湿させた後に温度２６０℃の溶融半田に浸漬する試験
において、含有される水分が加圧水蒸気化されても吊り
ピン２の周囲のシリコン化合物の被覆４を透過して放出
されるので、パッケージにクラックやふくれは発生しな
い。
【００１５】なお、図１、図２、図３においてはリード
フレームのダイパッド１の周辺部と４本の吊りピン２の
周囲にシリコン化合物の被覆４を形成させたが、吊りピ
ン２の１本を樹脂封入時におけるゲートまたはエアベン
トとして使用するような場合には３本の吊りピン２の周
囲とダイパッド１の周辺部に適用するようにしてもよ
く、その他必要に応じて被覆４を部分的に欠落させても
よい。
フレームのダイパッド１の周辺部と４本の吊りピン２の
周囲にシリコン化合物の被覆４を形成させたが、吊りピ
ン２の１本を樹脂封入時におけるゲートまたはエアベン
トとして使用するような場合には３本の吊りピン２の周
囲とダイパッド１の周辺部に適用するようにしてもよ
く、その他必要に応じて被覆４を部分的に欠落させても
よい。
【００１６】また、シリコン化合物の被覆４はダイパッ
ド１の周辺部および吊りピン２の周囲の両者に適用する
ことが好ましいが、何れか一方に被覆を形成させてもよ
い。例えば、熱衝撃性のみを改善するためにはダイパッ
ド１の周辺部のみに被覆４を形成させても十分な効果が
得られるし、含有水分の水蒸気化によるクラックないし
はふくれを改善する場合には吊りピン２の周囲のみに被
覆４を形成させるようにしてもよい。
ド１の周辺部および吊りピン２の周囲の両者に適用する
ことが好ましいが、何れか一方に被覆を形成させてもよ
い。例えば、熱衝撃性のみを改善するためにはダイパッ
ド１の周辺部のみに被覆４を形成させても十分な効果が
得られるし、含有水分の水蒸気化によるクラックないし
はふくれを改善する場合には吊りピン２の周囲のみに被
覆４を形成させるようにしてもよい。
【００１７】また、図１、図２、図３は４本ピンのフラ
ットパッケージの場合を示したが、２本ピンの場合や、
デュアルインラインパッケージの場合も含めて本発明の
半導体装置には各種の半導体装置が含まれることは言う
までもない。
ットパッケージの場合を示したが、２本ピンの場合や、
デュアルインラインパッケージの場合も含めて本発明の
半導体装置には各種の半導体装置が含まれることは言う
までもない。
【００１８】また、封止樹脂に熱硬化性のエポキシ樹脂
を採用したが、これ以外の熱硬化性樹脂や、熱可塑性の
耐熱性樹脂、例えばポリフェニレンサルファイドなども
使用し得る。
を採用したが、これ以外の熱硬化性樹脂や、熱可塑性の
耐熱性樹脂、例えばポリフェニレンサルファイドなども
使用し得る。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上説明したような形態で実施
され、以下に述べるような効果を奏する。
され、以下に述べるような効果を奏する。
【００２０】リードフレームのパッド１の周辺部と、吊
りピン２の周囲との少なくとも何れか一方に弾性率が小
さく透湿性の大きい材料の被覆４を形成させた後に樹脂
封止することによって得られる本発明の半導体装置は、
温度差によって主としてダイパッド１の周辺部および吊
りピン２の周囲に集中する内部ストレスを被覆４が緩和
するので高い耐熱衝撃性を示し、また含有する水分が例
えば実装時の半田のリフロー工程で加圧水蒸気化しても
吊りピン２の周囲の被覆４を透過し、ここが逃げ道とな
って放出されるのでクラックやふくれを発生せず高い耐
半田浸漬性を示す。
りピン２の周囲との少なくとも何れか一方に弾性率が小
さく透湿性の大きい材料の被覆４を形成させた後に樹脂
封止することによって得られる本発明の半導体装置は、
温度差によって主としてダイパッド１の周辺部および吊
りピン２の周囲に集中する内部ストレスを被覆４が緩和
するので高い耐熱衝撃性を示し、また含有する水分が例
えば実装時の半田のリフロー工程で加圧水蒸気化しても
吊りピン２の周囲の被覆４を透過し、ここが逃げ道とな
って放出されるのでクラックやふくれを発生せず高い耐
半田浸漬性を示す。
【図１】半導体素子のボンディングされたダイパッドの
周辺部と吊りピンの周囲に弾性率が小さいシリコン化合
物の被覆が形成されたリードフレームの主要部の平面図
である。
周辺部と吊りピンの周囲に弾性率が小さいシリコン化合
物の被覆が形成されたリードフレームの主要部の平面図
である。
【図２】図１のリードフレームを樹脂封止し半導体装置
とした場合の図１における［２］−［２］線方向の断面
図である。
とした場合の図１における［２］−［２］線方向の断面
図である。
【図３】図１のリードフレームを樹脂封止し半導体装置
とした場合の、図１における［３］−［３］線方向の断
面図である。
とした場合の、図１における［３］−［３］線方向の断
面図である。
１……ダイパッド、２……吊りピン、３……半導体素
子、４……被覆、５……リード、６……金線、７……
封止樹脂。
子、４……被覆、５……リード、６……金線、７……
封止樹脂。
Claims (3)
- 【請求項１】 リードフレームのダイパッド（１）の周
辺部と、吊りピン（２）の周囲との少なくとも何れか一
方に弾性率が小さく透湿性の大きい材料の被覆（４）を
形成させた後に、樹脂封止されていることを特徴とする
樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項２】 前記弾性率が小さく透湿性の小さい材料
が常温で液体であるか、または熱、紫外線等による硬化
が可能であって常温で液体である請求項１に記載の樹脂
封止型半導体装置。 - 【請求項３】 前記弾性率が小さく透湿性の大きい材料
がシリコン化合物である請求項１または請求項２に記載
の樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073358A JPH09266272A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073358A JPH09266272A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266272A true JPH09266272A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13515876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8073358A Pending JPH09266272A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09266272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009099709A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8073358A patent/JPH09266272A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009099709A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
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