JPS6097646A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6097646A
JPS6097646A JP58205659A JP20565983A JPS6097646A JP S6097646 A JPS6097646 A JP S6097646A JP 58205659 A JP58205659 A JP 58205659A JP 20565983 A JP20565983 A JP 20565983A JP S6097646 A JPS6097646 A JP S6097646A
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JP
Japan
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epoxy resin
semiconductor device
coated
polyimide resin
lead
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Application number
JP58205659A
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English (en)
Inventor
Kazuo Iko
伊香 和夫
Hideto Suzuki
秀人 鈴木
Akiko Ono
小野 彰子
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
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    • H10W70/40Leadframes
    • H10W70/456Materials
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    • HELECTRICITY
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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】 この発明は、すぐれた耐湿特性を有するエポキシ樹脂封
止型半導体装置に関するものである。
一般に、エポキシ樹脂封止型の半導体装置は、外部リー
ドとエポキシ樹脂との接着性が悪いため、高温高湿条件
下では著しく半導体特性を損なう。
このため、外部リードに金、銀、ニッケルなどのことが
行われているが、満足な結果は得られていない。
この発明は、上記の問題を解決して、高温高湿条件下に
おいてもすぐれた耐湿特性を有するエポキシ樹脂封止型
半導体装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。
すなわち、この発明は、少なくとも半導体素子と外部リ
ードとを構成要素とし、これら構成要素が結合されてエ
ポキシ樹脂で一体に被覆されてなるエポキシ樹脂封止型
半導体装置において、前記構成要素のうち少なくとも外
部リードの表面にこのリードのエポキシ樹脂被覆部から
外部引き出し部にまたがるポリイミド系樹脂被膜を形成
し、この被膜で上記両部を被覆したことを特徴とする半
導体装置に係るものである。
前記のポリイミド系樹脂被膜を形成するには、一般には
この被膜を形成すべき部分にポリイミド系樹脂の前駆体
の有機溶剤溶液を塗布し乾燥させたのち加熱してこの前
駆体をイミド化させる。
rのを8月において田い^冶7.ポ11イミド秦桔Jl
l旨の前駆体には、ジアミンとテトラカルボン酸二無水
物とを反応させて得られるポリアミド酸や、ジアミンと
テトラカルボン酸二無水物の誘導体(たとえば低級ジア
ルキルエステル)とを反応させて得られるポリアミド酸
誘導体のほか、ジアミンとともにジアミノアミドを併用
しこれらとテトラカルボン酸二無水物ないしその誘導体
とを反応させて得られるポリイミド−インインドロキナ
シリジオン樹脂の前駆体などが広く包含される。
上記の前駆体の合成に用いられるジアミンとしては、た
とえば4・4′−ジアミノジフェニルエーテル、4・4
′−ジアミノジフェニルメタン、4・4′−ジアミノア
ミドとルスルホン、4・4′−ジアミノジフェニルサル
ファイド、ベンジジン、メタフェニレンジアミン、パラ
フェニレンジアミン、1・5−ナフタレンジアミン、2
・6−ナフタレンジアミン、エチレンジアミン、シクロ
ヘキサンジアミンなどが用いられる。これらは一種であ
っても二種以上を併用してもよい。
また、上記ジアミンと併用できるジアミノアミドとして
は、たとえば4・4′−ジアミノジフェニルエーテル−
3−スルホンアミド、3・4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル−4−スルホンアミド、3・4−ジアミノジフェ
ニルメタン−4−スルホンアミド、3・4−ジアミノジ
フェニルスルホン−4−スルホンアミド、4・4′−ジ
アミノジフェニルエーテル−3−カルボンアミド、3・
4′−ジアミノジフェニルエーテル−4−カルボンアミ
ド、4・4−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボン
アミド、4.・4′−ジアミノジフェニルスルホン−3
−カルボンアミド、4・4′−ジアミノジフェニルサル
ファイド−3−カルボンアミド、3・4′−ジアミノジ
フェニルサルファイド−37−スルホンアミドなどがあ
る。これらは一種であっても二種以上を併用してもよい
。。
上記のジアミン類と反応させるテトラカルボン酸二無水
物としては、たとえばピロメリット酸二無水物、3・3
′・4・4′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、
3・3′・4・4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、シクロペンクンテトラカルボン酸二無水物、
1・2・5・6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
、2・3・6・7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、2・3・5・6−ピリジンテトラカルボン酸二無水
物、3・4・9・10−ペリレンテトラカルボン酸二無
水物、4・4′−スルホニルシフタル酸二無水物、ブタ
ンテトラカルボン酸二無水物などが用いられる。これら
は一種であっても二種以上を併用してもよい。また、上
記二無水物の誘導体としては低級ジアルキルエステル化
物やハロゲン化物などが挙げられる。
ポリイミド系樹脂の前駆体を溶解させるための有機溶剤
は、上記前駆体を合成する際に用いた有機溶剤をそのま
ま使用でき、必要に応じて前駆体合成後にさらに希釈し
てもよい。溶剤量は組成物の固形分濃度が10〜30重
量%程度となるようにするのがよい。かかる有機溶剤の
具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−N
−ジメチルアセトアミド、N−N−ジメチルホルムアミ
ド、N−N−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
サイド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレン
スルホン、2−エトキシエチルアセタートなどが挙げら
れる。また、これら溶媒とともに組成物の粘度を調整す
るためにナフサなどの汎用溶媒を併用することもできる
このようにして調製されるポリイミド系樹脂の前駆体の
溶液を、半導体装置のポリイミド系樹脂被膜を形成すべ
き部分に、通常は乾煙後の厚みが1〜30μ程度となる
ように塗布し乾燥させたのち加熱硬化(イミド化)させ
ることによりポリイミド系樹脂被膜が形成される。
第1図および第2図は、この発明の半導体装置の一例(
トランジスタ)を示したものであり、外部リードである
リードフレームla上に導電性銀ペースト組成物などの
グイボンディング材3により半導体素子2が強固に接着
されている。4,4゛は他のリードフレームlb、Ic
に金属線5,5を介して電気的に接続された一対の電極
である。6はトランスファー成形などにより上記のリー
ドフレーム1 a + 1 b + 1 c s半導体
素子2、グイボンディング材3、電極4,4および金属
線5,5を一体に被覆したエポキシ樹脂である。
7は、上記リードフレームla、lb、lcのエポキシ
樹脂6に被覆される部分の表面全面とこの被覆部表面か
らひき続く外部引き出し部表面の一部を被覆するポリイ
ミド系樹脂被膜である。
前記のポリイミド系樹脂被膜は、少なくとも第1図およ
び第2図に示すように外部リード(リードフレームIa
、lb、lc)のエポキシ樹脂被覆部表面全面とこの被
覆部表面からひき続(外部引き出し部表面に形成される
ことが必要である。なお、この引き出し部表面における
ポリイミド系樹脂被膜は、エポキシ樹脂被覆部との境界
から延出した外方の通常は0.2 mm以上、好ましく
は0.3 rnm以上05πm以下の範囲りを被覆する
ように形成されることが好ましい。
前記樹脂被膜が形成される外部リードの材質としては、
鉄系、鉄−ニッケル合金系、銅系、銅合金系などが挙げ
られるが、これらに限定されず、これら材質からなる外
部リードに金、銀、ニッケルなどのメッキが施されたも
のでもよい。
前記の樹脂被膜は、上記のように外部リードの表面に形
成されるとともに、その他半導体素子、この半導体素子
を接続するための電極、電線などの構成要素のエポキシ
樹脂被覆部表面の一部または全部に形成されていてもよ
い。
なお、この発明において用いられる封止樹脂であるエポ
キシ樹脂としては特に限定されず、例えばノボラック型
、ビスフェノール型などのエポキシ樹脂が挙げられる。
また、これらを硬化させるための硬化剤としてはフェノ
ール樹脂、芳香族アミン、酸無水物などが挙げられる。
上記のような構成からなるこの発明の半導体装置は、ポ
リイミド系樹脂被膜が外部リードと封止樹脂であるエポ
キシ樹脂との両方に対して接着性にすぐれたものである
ため之外部リードはこの樹脂被膜を介してエポキシ樹脂
と強固に接着されている。このため、この半導体装置は
、従来のエポキシ樹脂封止型半導体装置のようにエポキ
シ樹脂と外部リードとの接着性が悪いことに起因する半
導体特性の低下がなく、扁温扁湿下においてもすぐれた
耐湿特性を有するものである。
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において%とあるのは重量%を意味す
る。
実施例1 無水ピロメリット酸1モルとよく精製した4・4−ジア
ミノジフェニルエーテル1モルとをN−メチル−2−ピ
ロリドン中約80°C以下(とくに室温付近ないしそれ
に近い温度)に保ちながら撹拌した。これによって反応
は速かに進行し、かつ反応系の粘度は次第に上昇して、
っぎの構造式で表わされる固有粘度〔η〕が07のポリ
イミド前駆体が得られた。
この前駆体はこれを120℃で05時間および250°
Cで10時間加熱処理することにより完全に硬化(イミ
ド化)シ、っきの構造式で表わされるポリイミドを与え
る。
一方、半導体素子をリードフレーム上にグイボンティン
クシ、さらに他のリードフレームに所定のワイヤボンデ
ィングを行った。このようにして結合された構成要素は
、下記のエポキシ樹脂によるトランスファーモールド成
形により一体に被覆されるものであるが、これに先がけ
て、上記のリードフレームの、エポキシ樹脂被覆部とな
る表面の全面および外部引き出し部表面のうち樹脂被覆
部との境界から外方へQ、’3mm以内の表面に、上記
の前駆体の溶液(樹脂温度16.5%)を乾燥後の厚み
が15μとなるように塗布し、120’Cで05時間お
よび250°Cで10時間加熱処理して完全に硬化(イ
ミド化)させた。
なお、上記のリードフレームの側斜としては日立金属社
製YEF−42(42アロイ;N i 41%、Fe5
9%)を用いた。
上記のようにしてリードフレーム表面にポリイミド樹脂
被膜を形成したのちノボラック型エポキシ樹脂(硬化剤
としてフェノール樹脂を使用)によるトランスファーモ
ールド成形を行って、第1図および第2図に示される如
きこの発明の半導体装置を作製した。
このようにして得た半導体装置につき、121°C12
気圧での加圧浸水テスト(プレッシャークツカーテスト
)を行い、経時的な配゛線腐食を調べた結果は、後記の
表に示されるとおりであった。
表中の数値は、試験個数(n)40個中の配線腐食数を
示したものである。
実施例2 テトラカルボン酸二無水物として無水ピロメリット酸0
5モルとベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物0.
5モルとを使用し、かつジアミンとしてよく精製した4
・4′−ジアミノジフェニルエーテル0.6モルと4・
4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−カルボンアミ
ド0.4モルとを使用した以外は、実施例1と同様にし
て後記の構造式(1)で表わされる固有粘度〔η〕が1
.8のポリイミド系樹脂の前駆体を得た。
この前駆体は、これを実施例1に示すイミド化条件で完
全に硬化させると後記の構造式(2)で表わされるポリ
イミド−イソインドロキナシリジオン樹脂を与える。
上記の前駆体溶液(樹脂濃度12.5%)を用いて実施
例1と同様にしてこの発明の半導体装置を得た。ただし
、リードフレームの材料としては、土用機械金属社製H
5M(Cu97.5%、Fe2.35%。
Zn0.12%、Po、03%)を用い、上記の前駆体
溶液を乾燥後の厚みが50/”となるように塗布した。
この半導体装置につき、実施例1と同様にしてプレッシ
ャークツカーテストを行った結果は後記の表に示される
とおりであった。
実施例3 テトラカルボン酸二無水物として無水ピロメリット酸o
、 4モルとベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
06モルとを使用し、かつジアミンとしてよく精製した
4・4′−ジアミノジフェニルエーテル04モルとアミ
ノフェノキシフェニルスルホン0.6モルとを使用した
以外は、実施例1と同様にして後記の構造式(3)で表
わされる固有粘度〔η〕が2.7のポリイミド前駆体を
得た。この前駆体は、これを実施例1と同様のイミド化
条件で完全に硬化させると後記の構造式(4)で表わさ
れるポリイミドを与える。
上記の前駆体溶液(樹脂濃度18%)を用いて実施例1
と同様にしてこの発明の半導体装置を得た。ただし、リ
ードフレームの材料としては、高゛砂鉄工社製TAK−
8(Fe99.5%以上)を用い、このリードフレーム
には鈑メッキを施した。また、上記の前駆体溶液を乾燥
後の厚みが70μとなるように塗布した。
この半導体装置につき、実施例1と同様にしてプレッシ
ャークツカーテストを行った結果は後記の表に示される
とおりであった。
比較例1〜3 リードフレームの表面にポリイミド系樹脂被膜を形成し
ない以外は、比較例1は実施例1と同様にして、比較例
2は実施例2と同様にして、また比較例3は実施例3と
同様にしてそれぞれ半導体装置を作製した。
これらの半導体装置につき実施例1〜3と同様にしてプ
レッシャークツカーテストを行った結果は後記の表に示
されるとおりであった。
比較例4 リードフレーム表面にポリイミド樹脂被膜を形成する際
に、リードフレームのエポキシ樹脂被覆部となる表面の
うち外部引き出し部との境界から円方へ1.5 m以内
の表面および引き出し部表面にハホリイミド樹脂被膜を
形成しなかった以外は実施例1と同様にして半導体装置
を得、−この半導体装置につき実施例1と同様にしてプ
レッシャークツカーテストを行った結果は後記の表に示
されるとおりであった。
以上の結果から明らかなように、この発明の半導体装置
は冒温高湿下においてもすぐれた耐湿特性を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、この発明の半導体装置の一例を
示す断面図および平面図である。 la、Ib、lc・・・リードフレーム、2・・・半導
体素子、6・エポキシ樹脂、7・・ポリイミド系樹脂被

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも半導体素子と外部リードとを構成要素
    とし、これら構成要素が結合されてエポキシ樹脂で一体
    に被覆されてなるエポキシ樹脂封止型半導体装置におい
    て、前記構成要素のうち少なくとも外部リードの表面に
    このリードのエポキシ樹脂被覆部から外部引き出し部に
    またがるポリイミド系樹脂被膜を形成し、この被膜で上
    記両部を被覆したことを特徴とする半導体装置。
JP58205659A 1983-10-31 1983-10-31 半導体装置 Pending JPS6097646A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0243758A (ja) * 1988-08-03 1990-02-14 Fuji Electric Co Ltd 樹脂封止型半導体素子
US5883439A (en) * 1996-03-19 1999-03-16 Nec Corporation Semiconductor device molded in plastic package free from crack by virtue of organic stress relaxation layer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS506279A (ja) * 1973-05-18 1975-01-22
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