JPS62249431A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置およびその製造方法、特に混成集積
回路装置の製造技術に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置のパッケージの一つとして、注型法（Ｃａｓ
ｔｉｎｇ）がある。このキャスティング法については、
たとえば、工業調査会発行「電子材料Ｊ　１９７３年３
月号、昭和４８年３月１日発行、Ｐ４８〜Ｐ５４に記載
されている。この文献には、ケースを用いるキャスティ
ング法とケースを用いないキャスティング法がある旨記
載されている。ケースを用いる封止方法の一つとして、
ケース内に樹脂を流し込み、ケース内に所望部分を封止
する方法が記載されている。また、ケースを用いないキ
ャスティング法として、一定量の樹脂を素子表面に滴下
させて硬化形成するドロッピング法、素子全体を樹脂液
中に浸漬し取出し後硬化させるディッピング法、半硬化
状の樹脂粉末をタブレット状に予備成形しこれを素子表
面に載せた後加熱炉内で？８融硬化させるメルトキャス
ト法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ケースを用いたキャスティングパッケージ構造の混成集
積回路装置にあっては、ケースに収容されかつシリコン
レジン等の封入樹脂に被われるセラミックからなる混成
集積回路基板は、その表裏面をフェノールレジンでオー
バコートされ、表裏面に固定搭載されたベアーチップ、
電子部品等が保護されている。また、基板はケースに数
箇所の支持点で支持されている。

しかし、このような構造の混成集積回路装置を、マイナ
ス５５６０からプラス１５０’ｃに亘る苛酷な温度サイ
クル試験に掛けてみると、基板と封入レジンとの熱膨張
係数の違いによって基板にクラックが発生したり、ある
いは電子部品等がその固定部分で電気的に破断する現象
が生じる場合があることが本発明者によってあきらかに
された。

また、ケースを用いる混成集積回路装置は、ケースがあ
る故に、パンケージの外径寸法の小型化がし難い。

本発明の目的は温度サイクルによっても脹傷を起こし難
い信頼性が冑い混成集積回路装置およびその製造方法を
提供することにある。

本発明の他の目的は小型の混成集積回路装置を製造する
ことのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の混成集積回路装置の製造にあっては、混成集積
回路基板のベアーチップや電子部品を固定搭載した表裏
面に対して、最初にセラミック基板の表面を基板の熱膨
張係数と略同−の熱膨張係数を有するフェノールレジン
液に浸した後、引き上げて付着したフェノールレジンを
硬化させ、その後再び基板の表面をフェノールレジン液
に浸してフェノールレジンの重ねコーティングを行う。

つぎに、基板の表面のコーティングが終了した後、今度
は基板全体をフェノールレジン液中に浸し、基板の表裏
面にフェノールレジンをコーティングする。このコーテ
イング後、基板をフェノールレジン液中から引き上げて
付着したフェノールレジンを硬化させ、再度基板をフェ
ノールレジン液中に浸して基板の表裏面を重ねコーティ
ングによって形成したレジン塊で封止する。

〔作用〕

上記した手段によれば、セラミックからなる基板の表裏
面のベアーチップや電子部品は、セラミックと熱膨張係
数が略同−のフェノールレジンによって封止されている
。したがって、苛酷な温度サイクル試験を行っても、基
板と封止レジンとの間には大きな熱応力は作用しなくな
り、基板クランクや電子部品等の接続部分での破損等は
生じなくなる。また、前記封止レジンを構成するフェノ
ールレジンは重ねコーティングによってレジン塊を形成
していることから、確実にベアーチップや電子部品を被
い、封止レジンの封止性は安定している。さらに、前記
封止レジンはフェノールレジンの重ねコーティングによ
るため、ケースを用いる封止に比較して封止部分の容積
が小さくなり、混成集積回路装置の小型化が達成できる
。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による混成集積回路装置の外
観を示す斜視図、第２図〜第６図は同じく混成集積回路
装置の封止状態を示す図であって、第２図は基板表面の
みをフェノールレジン液に浸した状態を示す断面図、第
３図は基板をフェノールレジン液から引き上げる状態を
示す断面図、第４図は基板をフェノールレジン液から完
全に引き上げて付着したフェノールレジンを乾燥する状
態を示す断面図、第５図は基板全体をフェノールレジン
液中に浸して基板裏面をも封止する状態を示す断面図、
第６図は基板をフェノールレジン液から引き上げてフェ
ノールレジンを乾燥する状態を示す断面図である。

この実施例では混成集積回路装置に本発明を適用した例
について説明する。

この実施例によって製造された混成集積回路装置は、第
１図に示されるように、重ねコーティングによるレジン
塊（パッケージ）■から複数のり一ド２を突出させた構
造となっている。この混成集積回路装置は、レジン塊工
の両側からリード２を突出させるとともに、これらリー
ド２はいずれも同一方向に折れ曲がっていて、いわゆる
デュアルインライン型となっている。

つぎに、このような混成集積回路装置の製造方法、特に
パフケージング方法について、第２図〜第６図を参照し
ながら説明する。

最初に、第２図に示されるように、基板３の両側にリー
ド２を取り付けたワーク４を用意する。

このワーク４における基板３は、特に限定はされないが
、アルミナ等のセラミックで形成されている。この基板
３の熱膨張係数αは、７Ｘ１０−’／ｄｅｇとなってい
る。また、この基板３の表面（主面）には図示はしない
がベアーチップあるいは抵抗が設けられている。前記ベ
アーチップはその電極とこれに対応する基板３上の配線
とがワイヤで電気的に接続されている。なお、図面では
、これらベアーチップおよびワイヤ等はオーバコート膜
５で被われている。このオーバコート膜５は、熱膨張係
数αが６．　５　Ｘ　１０−６／ｄ　ｅ　ｇとなり、前
記基板３の熱膨張係数と略等しいフェノールレジンで構
成されてし）る。これは、図示はしないがワイヤが、基
板３の取扱時に倒れたりしてショート不良を生じたり、
あるいは引っ掛かって断線したりしないようにするため
である。また、前記基板３の裏面、すなわち、リード２
の延在側には、チップ抵抗６．チップコンデンサー７、
超小型トランジスタ８等の電子部品が搭載されている。

つぎに、第２図に示されるように、このようなワーク４
を降下させて、図示しない槽に収容されているフェノー
ルレジン液９に浸す。この際、ワーク４はリード２部分
をクランプされて保持されるため、また、リード２先端
部分は少なくともフェノールレジンを付着させたくない
ことから、上方に向ける。そして、前記基板３の表面、
すなわち、オーバコート膜５が設けられている面側を前
記フェノールレジン液９に浸す。この場合、基板３の裏
面には、まだフェノールレジン液９を付けない。

つぎに、第３図に示されるように、ワーク４を矢印に示
すように左回動させるとともに上昇させる。この際、基
板３の裏面に部分的に多くフェノールレジン液９が残留
して盛り上がるような場合、すなわち、レジンダレが生
じるときは、前記基板３の下端をフェノールレジン液９
の液面に接触するようにして、ゆっくり引き上げ、余分
なフェノールレジン液９をその自重を利用して取り除く
。

つぎに、第４図に示されるように、ワーク４をフェノー
ルレジン液９を収容する槽の上方で半回転させて、基板
３が水平となるようにして基板３の表面に付着したフェ
ノールレジン液９を乾燥させる。この乾燥時、付着した
フェノールレジン液９の表面に膜ができるようになった
時、換言するならば、レジン面の１／２〜１／３位の部
分が、カビの菌糸が繁殖するがごとく白く変色したこと
を目視できる状態になった場合、この間の乾燥時間はお
よそ６０秒であるが、第２図に示されるように、再度前
記ワーク４の表面側をフェノールレ　　″ジン液９に浸
す。この際、基板３の表面は最初のレジン中への浸漬、
乾燥によって、第４図に示されるように、コーテイング
膜１０で被われることになる。そして、二度目の基板表
面のフェノールレジン液９への浸漬によって、前記コー
テイング膜１０の表面に再度フェノールレジン液が付着
することになる。したがって、前記オーバコート膜５お
よび図示しない配線や抵抗は二度に亘るフェノールレジ
ン液９への浸漬によって形成されたコーテイング膜で被
われる。

つぎに、前記基板３の裏面側、すなわち、チップ抵抗６
．チップコンデンサー７、超小型トランジスタ８等が搭
載された面のコーティングが行われる。このコーティン
グ時は、第５図に示されるように、前記ワーク４の基板
３全体がフェノールレジン液９中に浸漬される。また、
この浸漬時、ワーク４はスイングされて基板３の表裏面
全域に均一にフェノールレジン液９が接触するように配
慮される。この際、フェノールレジン液９は基板３の裏
面および裏面に搭載されている電子部品を被うとともに
、基板３の表面のコーテイング膜１０上をも被う。

つぎに、このワーク４をフェノールレジン液９から引き
上げ、かつ回転させて基板３が水平となる状態、すなわ
ち、第６図に示されるような状態で乾燥させる。なお、
ワーク４のフェノールレジン液９からの引き上げ時、前
述のようなレジンダレが生じるような場合は、第３図に
示すような具合に、余分なフェノールレジン液９を槽内
に戻すようにしてワーク４を引き上げる。

つぎに、第６図に示されるように、基板３の表裏面全体
がコーテイング膜１０で被われたのち、かつ前述のよう
にレジン表面が硬化した状態となった際、再びワーク４
を、第５図に示されるように、フェノールレジン液９内
に浸漬させ、再度フェノールレジン液９を基板３の表裏
面に付着させた後引き上げ、かつ硬化させる。

このように、基板３の表面を４回、裏面を２回それぞれ
コーティングすることによって、ワーク４の基板３の表
裏面を重ねコートによるコーテイング膜１０からなるレ
ジン塊（パッケージ）１で被う。

このように、ワーク４における基板３の表面を裏面に先
立ってコーティングすることは、基板３の表裏面を同時
にコーティングした場合、場所によってはコーティング
が確実に行えない場合もあることから、確実に封止を行
うためである。また、基板３の表面は合計４回に亘って
コーティングが施されるが、これは裸のチップ（ベアー
チ・ノブ）を信頼性良く封止するためである。また、基
板３の裏面は表面に比較してコーティングが二回少なく
、二回のコーティングであるが、これはコーティングさ
れる電子部品は既にパッケージングが施された単体部品
であり、封止はこの電子部品の配線層との接続部分およ
び配線層に対して行われるためであり、二回のコーティ
ングで充分に封止効果を得ることができることによる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば、ベアーチップや電子部品を搭載
した基板の表裏面は、基板の熱膨張係数と略同−値の熱
膨張係数を有するフェノールレジンの重ねコーティング
によって封止されるため、熱膨張係数の違いによる熱応
力が基板や脆弱なベアーチップに加わらな（なり、温度
サイクル試験での混成集積回路装置の寿命が長くなると
いう効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、混成集積回
路装置の特性が安定するという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、封止は重ね
コーティングによるため、ケースを用いる従来のキャス
ティング法に比較して、パッケージ寸法を小さくするこ
とができ、混成集積回路装置の小型化が達成できるとい
う効果が得られる。たとえば、ケースを用いた場合のパ
ッケージ寸法が幅２９．５ｍｍ、長さ５５．５ｍｍ、厚
さ７ｍｍであったものが、本発明による重ねコーティン
グによるものは、パンケージ寸法が幅２７．０〜２３．
７Ｑｍｍ、　長さ５１．１７〜５３．ＯＯｍｍ。

厚さ３．１９〜４．９９ｍｍと小型になる。

（４）上記（１）により、本発明による混成集積回路装
置の対土方法によれば、パッケージングのためのケース
を用意しておく必要がないことから、封止コストの低減
が達成できるという効果が得られる。

（５）上記（４）により、本発明によれば、封止のため
にケースを管理しておく必要もなく、作業管理も容易と
なるという効果が得られる。

（６）上記（１）〜（５）により、本発明によれば、温
度サイクルに対しても安定して動作する信頼性の高い小
型の混成集積回路装置を安価に提供することができると
いう相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、すなわち、封止のための
コーティング回数は前記実施例よりも回数が多くても前
記実施例同様な効果が得られる。また、封止用レジンと
しては他のレジンであってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるデュアルインライン
型の混成集積回路装置のパンケージング技術に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、たとえば、シングルライン型の混成集積回路装置の
パフケージング技術にも同様に適用できる。

本発明は少なくとも電子部品のパッケージング技術を始
とする封止技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の混成集積回路装置の製造にあっては、ベアーチ
ップや電子部品を固定搭載したセラミックからなる基板
に対して、最初に基板の表面をセラミック基板の熱膨張
係数と略同−の熱膨張係数を有するフェノールレジン液
で重ねコーティングした後、その後基板全体を数回に亘
ってフェノールレジン液に浸漬させて重ねコーティング
を行い、基板の封止を行うため、基板の表裏面のベアー
チップや電子部品は、確実に封止されることとなる。

また、前記封止レジン塊はセラミックと熱膨張係数が略
同−のフェノールレジンとなっていることから、苛酷な
温度サイクル試験を行っても、基板と封止レジンとの間
には大きな熱応力は作用しなくなり、基板クランクや電
子部品等の接続部分での破損等は生じなくなる。前記封
止レジンはフェノールレジンの重ねコーティングによる
ため、ケースを用いる封止に比較して封止部分の容積が
小さくなり、混成集積回路装置の小型化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による混成集積回路装置の外
観を示す斜視図、 第２図は同じく混成集積回路装置の接続において基板表
面のみをフェノールレジン液に浸した状態を示す断面図
、 第３図は同じく基板をフェノールレジン液から引き上げ
る状態を示す断面図、 第４図は同じく基板をフェノールレジン液から完全に引
き上げて付着したフェノールレジンを乾燥する状態を示
す断面図、 第５図は同じく基板全体をフェノールレジン液中に浸し
て基板裏面をも封止する状態を示す断面図、 第６図は基板をフェノールレジン液から引き上げてフェ
ノールレジンを乾燥する状態を示す断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．被封止部を絶縁性のレジンで重ねコーティングする
   ことによって被封止部を封止することを特徴とする半導
   体装置の製造方法。
2. ２．混成集積回路基板の表裏面を絶縁性のレジンで重ね
   コーティングすることによって混成集積回路基板の表裏
   面をレジン塊で封止することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
3. ３．混成集積回路基板の表面を絶縁性のレジンで重ねコ
   ーティングしてレジン塊で封止したのち、混成集積回路
   装置の裏面を絶縁性のレジンで重ねコーティングしてレ
   ジン塊で封止することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の半導体装置の製造方法。