JPS62185343A - 樹脂封止形半導体装置 - Google Patents
樹脂封止形半導体装置Info
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- JPS62185343A JPS62185343A JP61026253A JP2625386A JPS62185343A JP S62185343 A JPS62185343 A JP S62185343A JP 61026253 A JP61026253 A JP 61026253A JP 2625386 A JP2625386 A JP 2625386A JP S62185343 A JPS62185343 A JP S62185343A
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分瞥〕
この発明は、樹脂封止形半導体装置、特に集積回路、ト
ランジスター、ダイオード、混成集積回路等の電子・電
気部品を外的環境から保護するために全体を樹脂で封止
した樹脂封止形半導体装置に関するものである。
ランジスター、ダイオード、混成集積回路等の電子・電
気部品を外的環境から保護するために全体を樹脂で封止
した樹脂封止形半導体装置に関するものである。
第２図は従来の樹脂封止形ＩＣの断面を示し、図におい
て、１はリードフレーム（図示せず）の一部を構成する
複数のリード、２はチップ４とリード１を電気的に接続
するボンディングワイヤ、３はチップ４を半田等で固定
するためのグイバット、４はグイパット３上のチップ、
７はエポキシ樹脂やシリコン樹脂で、チップ４．グイバ
ット３およびボンディングワイヤ２（以下チップ４等と
示す）を封止する封止樹脂である。
て、１はリードフレーム（図示せず）の一部を構成する
複数のリード、２はチップ４とリード１を電気的に接続
するボンディングワイヤ、３はチップ４を半田等で固定
するためのグイバット、４はグイパット３上のチップ、
７はエポキシ樹脂やシリコン樹脂で、チップ４．グイバ
ット３およびボンディングワイヤ２（以下チップ４等と
示す）を封止する封止樹脂である。
次に従来の樹脂封止形ＩＣの製造方法について説明する
。
。
ダイバソＩ−３に半田等を用いてチップ４を固定し、チ
ップ４とリード１を電気的に接続するためボンディング
ワイヤ２を配線する。このようにして必要な組立を全て
完了した後、全体を外的環境から保護するために、これ
をエポキシ樹脂などの封止樹脂７を用いてトランスファ
成形法により封止する。
ップ４とリード１を電気的に接続するためボンディング
ワイヤ２を配線する。このようにして必要な組立を全て
完了した後、全体を外的環境から保護するために、これ
をエポキシ樹脂などの封止樹脂７を用いてトランスファ
成形法により封止する。
このｌ−ランスファ成形法は、１６０°から１８０゛に
加熱した油圧プレスの２分割金型に封止物を配置し、型
締め後、加熱軟化させた封止樹脂を５０〜１００ｋｇ／
−の圧力で各キャビティに注入する。封止樹脂は２〜３
分で硬化するため、ただちに金型を開いて封止物を取り
出し、後加工によりこれを成品化する。
加熱した油圧プレスの２分割金型に封止物を配置し、型
締め後、加熱軟化させた封止樹脂を５０〜１００ｋｇ／
−の圧力で各キャビティに注入する。封止樹脂は２〜３
分で硬化するため、ただちに金型を開いて封止物を取り
出し、後加工によりこれを成品化する。
従来の樹脂封止形ＩＣは以上のように構成されているの
で、チップ４等と封止樹脂７が直接接触するため、これ
らの材料の熱膨張差や封止樹脂７の硬化収縮による機械
的応力が発生し、チップ４の配線切れや割れ、あるいは
ボンディイングワイヤ２の変形や切断などが発生すると
いう問題があった。
で、チップ４等と封止樹脂７が直接接触するため、これ
らの材料の熱膨張差や封止樹脂７の硬化収縮による機械
的応力が発生し、チップ４の配線切れや割れ、あるいは
ボンディイングワイヤ２の変形や切断などが発生すると
いう問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、チップ等と熱膨張差の異なる材料で全体を封
止しても、これまでのように機械的な応力を生ずること
がな（信頼性の高い樹脂封止形半導体装置を得ることを
目的とする。
たもので、チップ等と熱膨張差の異なる材料で全体を封
止しても、これまでのように機械的な応力を生ずること
がな（信頼性の高い樹脂封止形半導体装置を得ることを
目的とする。
この発明に係る樹脂封止形半導体装置は、チップ４等の
一部あるいは全体に、加熱すると体積が膨張する材料（
以下発泡剤と示す）とゴムの混合物を塗布し、一旦ゴム
を硬化した後発泡剤を発泡させ、その後全体をトランス
ファ成形により樹脂封止し、同時にその成形圧力および
成形温度によりマイクロカプセル（発泡材）を破壊し、
封止樹脂と発泡材の間に空隙を形成するようにしたもの
である。
一部あるいは全体に、加熱すると体積が膨張する材料（
以下発泡剤と示す）とゴムの混合物を塗布し、一旦ゴム
を硬化した後発泡剤を発泡させ、その後全体をトランス
ファ成形により樹脂封止し、同時にその成形圧力および
成形温度によりマイクロカプセル（発泡材）を破壊し、
封止樹脂と発泡材の間に空隙を形成するようにしたもの
である。
この発明においては、硬化発泡して体積が増加した発泡
剤をトランスファ成形で封止する際、成形圧力および成
形温度によりマイクロカプセル（発泡材）を破壊し、封
止樹脂と発泡材の間に空隙を形成するようにしたから、
チップ等は封止樹脂と直接接触せず、このためチップ等
と封止樹脂との熱膨張差や封止樹脂の硬化収縮による応
力がチップ等に加わることはない。
剤をトランスファ成形で封止する際、成形圧力および成
形温度によりマイクロカプセル（発泡材）を破壊し、封
止樹脂と発泡材の間に空隙を形成するようにしたから、
チップ等は封止樹脂と直接接触せず、このためチップ等
と封止樹脂との熱膨張差や封止樹脂の硬化収縮による応
力がチップ等に加わることはない。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による樹脂封止形半導体装置
の断面を示し、図において、ｌはリードフレーム（図示
せず）の一部を構成する複数のリード、２はチップ４と
リード１を電気的に接続する直径が２０μｍの複数のボ
ンディングワイヤ、３はチップ４を半田等を用いて固定
するためのグイバット、４はチップ、５は昇温あるいは
加熱により硬化する液状のシリコンゴム、ウレタンゴム
、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどの合成ゴムで
、ここではその代表例としてのシリコンゴムを用いてい
る。６は１００℃以上の熱を加えると膨張してその体積
が増大する１０〜３０μｍの微粒子状のマイクロカプセ
ルで、内部にイソブタンガス等のガスを含み、外部がビ
ニリデンクロライド、アクリルニトリル、メチルメタア
クリレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピ
レンおよびこれらの共重合体からなるものである。７は
エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の封止樹脂、８はマイク
ロカプセルが破壊することによるシリコンゴム５の体積
の収縮と、マイクロカプセル中のガスにより封止樹脂７
との間に生じたガス圧力との相乗効果によりできた空洞
である。
の断面を示し、図において、ｌはリードフレーム（図示
せず）の一部を構成する複数のリード、２はチップ４と
リード１を電気的に接続する直径が２０μｍの複数のボ
ンディングワイヤ、３はチップ４を半田等を用いて固定
するためのグイバット、４はチップ、５は昇温あるいは
加熱により硬化する液状のシリコンゴム、ウレタンゴム
、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどの合成ゴムで
、ここではその代表例としてのシリコンゴムを用いてい
る。６は１００℃以上の熱を加えると膨張してその体積
が増大する１０〜３０μｍの微粒子状のマイクロカプセ
ルで、内部にイソブタンガス等のガスを含み、外部がビ
ニリデンクロライド、アクリルニトリル、メチルメタア
クリレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピ
レンおよびこれらの共重合体からなるものである。７は
エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の封止樹脂、８はマイク
ロカプセルが破壊することによるシリコンゴム５の体積
の収縮と、マイクロカプセル中のガスにより封止樹脂７
との間に生じたガス圧力との相乗効果によりできた空洞
である。
次に製造方法について説明する。
まず第１図（ａ）のようにグイパット３にチップ４を半
田等を用いて固定し、チップ４とリード１を電気的に接
合するべくボンディングワイヤ２を配線する。次にマイ
クロカプセル６を１０％（重量割合）混入したシリコン
ゴム５をチップ４等の一部あるいは全周囲に付着させ、
一旦シリコンゴム５を硬化してから、マイクロカプセル
６が発泡を開始する温度１００℃に加熱してマイクロカ
プセルを膨張させる。このときシリコンゴム５は硬化し
ているが、マイクロカプセル６の膨張力により全体に外
側方向に向って引っ張られるように膨張し、シリコンゴ
ム５の体積は元の２倍程度に増大する。
田等を用いて固定し、チップ４とリード１を電気的に接
合するべくボンディングワイヤ２を配線する。次にマイ
クロカプセル６を１０％（重量割合）混入したシリコン
ゴム５をチップ４等の一部あるいは全周囲に付着させ、
一旦シリコンゴム５を硬化してから、マイクロカプセル
６が発泡を開始する温度１００℃に加熱してマイクロカ
プセルを膨張させる。このときシリコンゴム５は硬化し
ているが、マイクロカプセル６の膨張力により全体に外
側方向に向って引っ張られるように膨張し、シリコンゴ
ム５の体積は元の２倍程度に増大する。
この状態で全体を封止樹脂７で封止するため１７５℃に
加熱したトランスファ成形装置の金型にこれを配置し、
３０〜１００ｋｇ／ｃＩＩ！の成形圧力で第１図（ｂ）
のごとくシリコンゴム５を樹脂封止する。この時封止樹
脂７は加熱金型の温度を受けてすぐに１７５°Ｃになる
ことから、シリコンゴム５の中に分散していたマイクロ
カプセル６も同じような高温になり、成形圧力３０〜１
００ｋｇ／ｃＩ１１の効果も加わってマイクロカプセル
６が破壊し中のガスと外壁が分離する。分離したガスは
、硬化した封止樹脂７とシリコンゴム５との間に押し出
され、このガス圧とマイクロカプセル６の破壊に伴うシ
リコンゴム５の体積の収縮とにより、第１図（Ｃ）に示
すように封止樹脂１とシリコンゴム５との間に連続な空
洞あるいは複数の独立な気泡による空洞ができる。
加熱したトランスファ成形装置の金型にこれを配置し、
３０〜１００ｋｇ／ｃＩＩ！の成形圧力で第１図（ｂ）
のごとくシリコンゴム５を樹脂封止する。この時封止樹
脂７は加熱金型の温度を受けてすぐに１７５°Ｃになる
ことから、シリコンゴム５の中に分散していたマイクロ
カプセル６も同じような高温になり、成形圧力３０〜１
００ｋｇ／ｃＩ１１の効果も加わってマイクロカプセル
６が破壊し中のガスと外壁が分離する。分離したガスは
、硬化した封止樹脂７とシリコンゴム５との間に押し出
され、このガス圧とマイクロカプセル６の破壊に伴うシ
リコンゴム５の体積の収縮とにより、第１図（Ｃ）に示
すように封止樹脂１とシリコンゴム５との間に連続な空
洞あるいは複数の独立な気泡による空洞ができる。
このようにして成形した樹脂封止形ＩＣは、封止樹脂７
とシリコンゴム５の間に空洞があることから、チップ４
等と封止樹脂７は直接接触することかない。
とシリコンゴム５の間に空洞があることから、チップ４
等と封止樹脂７は直接接触することかない。
次に実験結果を用いて本発明の効果を具体的に説明する
。
。
実験１
この実験ではトランスファ成形圧力と空洞の大きさの関
係を調査した。
係を調査した。
シリコンゴムとしての二液型ＲＴＶ：ｒムＫＥＩ０３（
信越化学社製品名）にマイクロカプセルとしてのエクス
パンセルＷＬ＃４６１（日本フィライト社製品名）を１
０％（重量％）混合し、これを０．００７ｇ ＩＣ用
リードフレームのダイパッド上に塗布し、硬化のため５
分間９０℃で保った後、１５０℃で１５秒間加熱してマ
イクロカプセル６を発泡させる。
信越化学社製品名）にマイクロカプセルとしてのエクス
パンセルＷＬ＃４６１（日本フィライト社製品名）を１
０％（重量％）混合し、これを０．００７ｇ ＩＣ用
リードフレームのダイパッド上に塗布し、硬化のため５
分間９０℃で保った後、１５０℃で１５秒間加熱してマ
イクロカプセル６を発泡させる。
次に全体を１７５℃に加熱した金型に配置し、エポキシ
樹脂ＥＭＥ５０００（住友ベークライト社製品名）・を
用いて、成形圧力２０ ｋｇ ／ Ｃｊ、３０ｋｇ／ｃ
ｄ、５０ｋｇ／−１６０ｋｇ／ｃ１１．１００ｋｇ／ｃ
Ｊの各圧力で３分間保つ。
樹脂ＥＭＥ５０００（住友ベークライト社製品名）・を
用いて、成形圧力２０ ｋｇ ／ Ｃｊ、３０ｋｇ／ｃ
ｄ、５０ｋｇ／−１６０ｋｇ／ｃ１１．１００ｋｇ／ｃ
Ｊの各圧力で３分間保つ。
その後試料を切断して封止樹脂とシリコンゴムとの空洞
の寸法をそれぞれの成形圧力の場合について測定した。
の寸法をそれぞれの成形圧力の場合について測定した。
この結果を従来法と比較して表１に示す。
表１ 成形圧力と空洞寸法の関係
この表１から成形圧力が大きくなると空洞が小さくなる
傾向を示すがいずれも空洞ができていることが分かる。
傾向を示すがいずれも空洞ができていることが分かる。
実験２
この実験ではマイクロカプセルの種類と空洞の大きさの
関係を調査した。
関係を調査した。
マイクロカプセルとしてエクスパンセルＷ■＃６４２、
ＷＶ＃８２０ 、 ＷＶ＃５５１ 、 ＷＶ＃４６１
、 Ｄｖ＃５５１（日本フィライト社製品名）、マ
イクロスフェア−Ｆ−３０，Ｆ−５０，Ｆ−６０（松本
油脂製薬社製品名）および発泡スチロールを二液形ＲＴ
■ゴムＫＥ１０４ゲル（信越化学社製品名）にそれぞれ
１０％（重量％）混合したものを用い、成形圧力を１０
０ｋｇ／−で、他の条件は実験１と同じにしてそれぞれ
の場合について空洞の大きさを測定した。この結果を表
２に示す。
ＷＶ＃８２０ 、 ＷＶ＃５５１ 、 ＷＶ＃４６１
、 Ｄｖ＃５５１（日本フィライト社製品名）、マ
イクロスフェア−Ｆ−３０，Ｆ−５０，Ｆ−６０（松本
油脂製薬社製品名）および発泡スチロールを二液形ＲＴ
■ゴムＫＥ１０４ゲル（信越化学社製品名）にそれぞれ
１０％（重量％）混合したものを用い、成形圧力を１０
０ｋｇ／−で、他の条件は実験１と同じにしてそれぞれ
の場合について空洞の大きさを測定した。この結果を表
２に示す。
表２ マイクロカプセルの種類と空洞寸法の関係表２か
ら明らかなように、いずれのマイクロカプセルを用いて
も空洞ができ、マイクロカプセルの種類に影響されない
ことが分かる。
ら明らかなように、いずれのマイクロカプセルを用いて
も空洞ができ、マイクロカプセルの種類に影響されない
ことが分かる。
実験３
この実験ではシリコンゴムの種類と空洞形状について調
査した。
査した。
シリコンゴムとしてＫＥ１０３．ＫＥ１０６．ＫＥ１０
４ゲル、にＩＥ１３００ 、 ＫＥ１４００．ＫＥ１４
０２ 、ＫＥ１６００ （信越化学社製品名）ヲ用い
、各々にエクスパンセル−Ｖ＃４６１を１０％（重量％
）混合し、他は実験２と同じ条件で、それぞれの場合に
ついて空洞の大きさを測定した。
４ゲル、にＩＥ１３００ 、 ＫＥ１４００．ＫＥ１４
０２ 、ＫＥ１６００ （信越化学社製品名）ヲ用い
、各々にエクスパンセル−Ｖ＃４６１を１０％（重量％
）混合し、他は実験２と同じ条件で、それぞれの場合に
ついて空洞の大きさを測定した。
結果を表３に示す。
表３ シリコンゴムの種類と空洞寸法の関係表３からシ
リコンゴムの種類に関係なく安定した空洞ができること
が分かる。
リコンゴムの種類に関係なく安定した空洞ができること
が分かる。
実験４
この実験ではシリコンゴムとマイクロカプセルの混合割
合を変えて空洞の大きさを調査した。
合を変えて空洞の大きさを調査した。
シリコンゴムとしてのＫＥ１０４ゲル（信越化学社製品
名）にマイクロカプセルとしてのエクスパンセ／Ｉ、Ｗ
Ｖ ＃ ４６１を、−５％、 １０％、 ２０％、 ３
０％、 ４０％。
名）にマイクロカプセルとしてのエクスパンセ／Ｉ、Ｗ
Ｖ ＃ ４６１を、−５％、 １０％、 ２０％、 ３
０％、 ４０％。
５０％（重量％）の割合で混合したものを用いて、他は
実験２と同じ条件で空洞の大きさを調査した。
実験２と同じ条件で空洞の大きさを調査した。
この結果を表４に示す。
表４ マイクロカプセルの対シリコンゴム混合比と空洞
寸法の関係 表４からマイクロカプセルの混合比が多くなると空洞も
大きくなることが分かる。
寸法の関係 表４からマイクロカプセルの混合比が多くなると空洞も
大きくなることが分かる。
実験５
この実験では成形温度と空洞寸法の関係について調査し
た。
た。
成形温度を１００℃、１３０°Ｃ，１５０°Ｃ，１６０
℃。
℃。
１７５℃、１８０℃と変えて、マイクロカプセルにエク
スパンセルＷＶ＃５５１ 、 シリコンゴムにＫＥ１
０４ゲルを用い、マイクロカプセル量を１０％（重量％
）混合したものを塗布し、その他の条件は実験２と同様
にして、空洞の大きさを測定した。この結果を表５に示
す。
スパンセルＷＶ＃５５１ 、 シリコンゴムにＫＥ１
０４ゲルを用い、マイクロカプセル量を１０％（重量％
）混合したものを塗布し、その他の条件は実験２と同様
にして、空洞の大きさを測定した。この結果を表５に示
す。
表５ 成形温度と空洞寸法の関係
表５から、成形温度１５０℃から１６０℃で最も空洞寸
法が゛大きく、またいずれの温度においても空洞が得ら
れることが分かる。
法が゛大きく、またいずれの温度においても空洞が得ら
れることが分かる。
トランスファ成形の加熱金型に配置し、その後、これを
成形したが必ずしもこのような方法に限定されるもので
なく、シリコンゴムを一旦硬化させてから直接トランス
ファ成形の金型に配置し、ここで発泡させるかあるいは
金型に配置してマイクロカプセルが発泡する前に封止樹
脂を流してもよく、この場合も発泡剤は樹脂からの熱を
受け、封止樹脂が硬化する前に発泡するため上記実施例
と同様な効果が得ら耗る。
成形したが必ずしもこのような方法に限定されるもので
なく、シリコンゴムを一旦硬化させてから直接トランス
ファ成形の金型に配置し、ここで発泡させるかあるいは
金型に配置してマイクロカプセルが発泡する前に封止樹
脂を流してもよく、この場合も発泡剤は樹脂からの熱を
受け、封止樹脂が硬化する前に発泡するため上記実施例
と同様な効果が得ら耗る。
以上のようにこの発明によれば、シリコンゴムとマイク
ロカプセルを混合した発泡剤をチップ等に塗布し、一旦
発泡させて体積を増加させた後、ｌ・ランスファ成形に
より全体を封止し、この時マイクロカプセルを成形圧力
と成形温度で破壊して体積を収縮させ封止樹脂の内部に
空洞を設けるようにしたので、チップ等が封止樹脂の応
力を受けることのない信頼性の高い樹脂封止形半導体装
置を得ることができる。
ロカプセルを混合した発泡剤をチップ等に塗布し、一旦
発泡させて体積を増加させた後、ｌ・ランスファ成形に
より全体を封止し、この時マイクロカプセルを成形圧力
と成形温度で破壊して体積を収縮させ封止樹脂の内部に
空洞を設けるようにしたので、チップ等が封止樹脂の応
力を受けることのない信頼性の高い樹脂封止形半導体装
置を得ることができる。
第１図は、この発明の一実施例による断面図、第２図は
従来の樹脂封止形ＩＣの断面図である。 図において、１はリード、２はポンディングワイヤ、３
はダイパッド、４はチップ、５はシリコンゴム、６はマ
イクロカプセル、７は封止樹脂、。 ８は空洞である。
従来の樹脂封止形ＩＣの断面図である。 図において、１はリード、２はポンディングワイヤ、３
はダイパッド、４はチップ、５はシリコンゴム、６はマ
イクロカプセル、７は封止樹脂、。 ８は空洞である。
Claims (2)
- （１）樹脂封止形半導体装置において、 リードフレーム上にチップ、ボンディングワイヤを配置
し所要の組立を行なった半導体部品の一部あるいは全体
にゴムと発泡剤の混合物を塗布し、上記ゴムを加熱によ
り硬化した後、上記発泡剤を加熱により発泡させてその
体積を増大し、その後全体を樹脂で封止することにより
、この封止時の成形圧力と成形温度により発泡剤を破壊
して上記樹脂の内部に空洞を形成してなることを特徴と
する樹脂封止形半導体装置。 - （２）上記ゴムはシリコンゴムであり、上記発泡剤はマ
イクロカプセルであり、上記樹脂封止はトランスファ成
形法により行なったことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の樹脂封止形半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026253A JPS62185343A (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 樹脂封止形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61026253A JPS62185343A (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 樹脂封止形半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185343A true JPS62185343A (ja) | 1987-08-13 |
Family
ID=12188104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61026253A Pending JPS62185343A (ja) | 1986-02-08 | 1986-02-08 | 樹脂封止形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62185343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044858A3 (en) * | 2001-11-23 | 2004-02-05 | Koninkl Philips Electronics Nv | Semiconductor device and method of enveloping an integrated circuit |
| JP2012238796A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Panasonic Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-08 JP JP61026253A patent/JPS62185343A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044858A3 (en) * | 2001-11-23 | 2004-02-05 | Koninkl Philips Electronics Nv | Semiconductor device and method of enveloping an integrated circuit |
| JP2012238796A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Panasonic Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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