JPS63104452A - 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、印刷配線板上に半導体素子を搭載しその半導
体素子を封止した半導体装置の製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術〉 従来、このような分野の技術としては、実公昭５５−４
７０６５号公報に記載されるものかあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の半導体装置の一構成例を示す平面図、お
よび第３図はその縦断面図である。

図において、１は印刷配線板（」ス下、プリント基板と
いう〉であり、そのプリン１〜基板１の表面には導電性
の回路パターン２と台パターン３とか形成されている。

プリント基板１上には半導体素子４か搭載され、それか
エポキシ樹脂等の接着剤５で固着されている。半導体素
子４の電極部はワイヤ６によって回路パターン２と接続
されている。

半導体素子４の周囲の回路パターン２及び台パターン３
上には、封止枠７が載置され、それか接着剤８によりプ
リント基板１上に接着されている。

封止枠７内にはエポキシ樹脂等からなる樹”４’Ｆｑ部
材９か充填され、その＠ｌ旨部材９によって半導体索子
４とその半導体素子４および回路パターン２の接続箇所
とか樹脂封止されている。なお、プリント基板１上に形
成された台パターン３は、プリント基板１の表面とそこ
に形成された回路パターン２どの高さの差によって生じ
る封止枠７下面の隙間を極力少なくし、樹脂部材９の封
止枠７Ｆ面からの流出を防止するためのものである。

以上のような半導体装置の製造方法を説明する。

先ず、プリント基板１上に半導体素子４を固着すると共
に、ぞの半導体索子４と回路パターン２とをワイヤ６で
接続刃る。さらに、半導体索子４の周囲に封止枠７を固
定する。

次に、プリント基板１及び半導体索子４を１５０　’Ｃ
程度に加熱し、第４図に示すようむエポキシ樹脂を冷間
成型（加圧成型）してなるベレツ１−１０を、封止枠７
内に載ＩＪる。すると、ペレツＩ〜１０は熱により液状
化し、封止枠７内に充填され、（の後硬化し−Ｃ樹脂部
材９となり、半導体索子４及びワイヤ６を樹脂封止する
。

このような製造））法によれば、プリンｌ−早板′１上
に直接半導体素子４を固定し、それを樹脂用１１−する
ため、小型化に適する半導体装置を得ることかできる。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の半導体装置の製造り法では、
封止枠７及び樹脂部材９Ｃ形成される封止部のみで半導
体素子４等を封止しているため、水分、アルミ配線腐食
性イオン等の侵入により、半導体素子４の配線に用いら
れているアルミ配線の腐食や、リーク等が発生し、信頼
性か充分でないという問題点かあった。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、水
分や、アルミ配線腐食性イオン等の侵入による信頼性の
低下の点について解決した半導体装置の製造方法を提供
するものでおる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、導電性の回路
パターンか形成されたプリント基板−トに半導体素子を
固着してその半導体素子と前記回路パターンとを接続し
、前記回路パターンおよび半導体素子の接続箇所を樹脂
封止する半導体装置の＝　５− 製造方法において、前記回路パターンおよび半導体素子
を樹脂封止して封止部を形成した後、聞ト１端を有し前
記封止部をｉ１５　ｄ３う収納部ど、その聞「１端の外
方向に延設され下面に接着層をｈする固定部とを備えた
封止部材を用い、前記封止部を包囲するように前記開口
端を位置決めし、前記固定部の接着層を前記プリント基
板上に固着して前記封止部を気密封止したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように半導体装置の製造方法を
構成したので、封止部材における収容部は、半導体素子
および回路パターンの接続箇所を樹脂封止した封止部を
外部から遮断し、固定部はその下面の接着層を介して収
納部をプリン１〜基板上に強固に固定するように働く。

この封止部材により、半導体素子および回路パターンの
接続箇所における２重の気密封止が簡易的確に行える。

従って前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を示づ一２１′導体装−
６＝ 置の縦断面図である。

この半導体装置は、カラスエポキシ樹脂板、熱可塑性樹
脂板、セラミック板、カラス板、絶縁保護膜で被Ｎされ
た金属板等からなる絶縁性のプリント基板２０を有し、
そのプリント基板２０の表面には銅箔等からなる導電性
の回路パターン２１と素子搭載部２２とか形成されてい
る。回路パターン２１はその内方の接続部２１ａか金Ａ
ｕや銀Ａｇ等でメッキ処理され、さらにその接続部２１
ａを除く他の部分がエポキシ樹脂等からなる回路パター
ン保護膜２３で被覆されている。この回路パターン保護
膜２３は、回路パターン２１を外部環境から保護して信
頼性を向上させる等の目的で形成されるものであるか、
形成しなくてもよい。さらに回路パターン保護膜２３上
、あるいはその保護膜２３か形成されていないときには
回路パターン２３上の少とも封止部材固着予定箇所には
、直接、あるいは密着力補強用の中間膜を介して・、例
えば単層あるいは複数層の熱可塑性（ｔｊ脂からなる接
着層２４か形成されている。

素子搭載部２２上には半導体素子２５が搭載され、それ
が導電性エポキシ樹脂等の接着剤や、金ＡＩＪ　−シリ
コンＳｉ共晶合金法等によって固着されている。

半導体素子２５の電極部はアルミニウム７４Ｊ、今市等
のワイヤ２６によって回路パターン２１の接続部２１ａ
と接続されている。回路パターン２１における接続部２
１ａの周囲には月由枠２７が戟１６され、ぞの封止枠２
７がエポキシ樹脂等１）口うなる接ｎ剤２８により保護
膜２３上あるいは回路パターン２１−Ｌに接ｎされてい
る。封止枠２７は、例えば、紙、おるいはイロにエポキ
シ樹脂、フ丁ノール樹脂等を３侵ざぜ−で固化した後、
プレス等により打扱いて製造される。

封止枠２７内にはエポキシ、シリコン、ポリイミド樹脂
等からなる樹脂部側２９か充填され、その（か１脂部材
２９により半導体素子２５、ワイ−（７２Ｇ、および回
路パターン２１のワイヤ接続部２１ａか樹脂封止されて
いる。

接着層２４−トには封止部材３０が固定されている。

封止部材３０は、開口端を有する箱形の収納部３０ａと
、その間口端の外方向に延設され下面か接着層としての
機能をもつ鍔状の固定部３０ｂとを備え、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の薄板
払熱可す性樹脂で一体的に加熱成形されている。そして
収納部３０ａ内には封止枠２７および樹脂部伺２９か収
容され、その固定部３０ｂの下面か加熱圧着、高周波誘
導加熱、超音波振動等により接着層２４を介して保護膜
２４上、おるいは回路パターン２１上に溶着されている
。ここで、接４層２４は、溶着性および固着強度を向上
させるために、好ましくは封止部材３０と同質の熱可塑
性樹脂で形成されている。

なお、固定部３０ｂの裏面とそれに対向するプリント基
板２０の表面とには、図示しないが凸部と凹部か形成さ
れ、それら凸部と凹部を嵌合することによって封止部材
３０かプリント基板２０上の所定位置に位置決めされ、
固定される。

以−トのように構成される半導体装置の製造方法につい
て説明する。

先ず、プリント基板２０の素子搭載部２２上に半導体素
子２５を載置し、その半導体素子２５を接着剤やＡｌ１
−３ｉ共晶合金法等を用いて素子搭載部２２上に固着し
た後、該半導体素子２５の電（ｊｌｊ部と回路パターン
２１の接続部２１ａとをワイ−（７２６で接続する。さ
らに、回路パターン２１におりる接続部２１ａの周囲に
封止枠２７を載置し、その月ＩＬ枠２７を接着剤２８を
用いて保護膜２３上あるいは回路パターン２１十に固定
する。その後、プリント基板２０及び半導体素子２５を
１５０’Ｃ程度に加熱し、第４図の樹脂ペレット１０を
封止枠２７中に投入して樹脂部材２９を形成し、その樹
脂部材２９により半導体素子２５及びワイ′）７２６を
樹脂封止する。

次に、不活性ガス雰囲気、例えばＮ２等の雰囲気下、あ
るいは清浄な乾燥空気等の雰囲気下において、予め作っ
ておいた封止部材３０にお（ブる固定部３０ｂの裏面と
プリント基板２０の表面とに設けた凸部と凹部を嵌合さ
せることにより、該封止部材３０をプリント基板２０の
接着層２４４Ｈに位置決めして載置し、加熱圧着、高周
波誘導加熱、あるいは超音波振動等で、固定部３０ｂど
接着層２４の接触部を溶融してそれら両者間を溶ｈ−す
る。これにより、封止枠２７及び樹脂部（１２９は月市
部十Ａ３０により気密月市され、第１図のような半導体
装置か得られる。

本実施例の利点をまとめれば、次のようになる。

■　封止枠２７　Ｊ＞よび樹脂部材２９からなる封１に
部を封止部材３０てｄ３おうようにしたので、半導体素
子２５等に対する気密封重性が従来のものよりも著しく
向上する。ぞのため、水分、アルミ配線腐食性イオン等
の侵入を阻止でき、半導体素子２５にお（ブるアルミ配
線の腐食やリーク等を防止でき、信頼性が向上する。

■　封止部材３０には固定部３０１）を設け、プリント
基板２０上の接着層２４との溶着面積を広くとるように
しているため、プリント基板２０に対する固着力か大き
くなると共に、延面距離か長くなって封止力がより大き
くなる。

■　予め作っておいた封止部材３０を位置決めして接着
層２４上に溶着づるのみで、簡単に半導体素子２５に対
する２重の気密封止か行えるため、自動化しやり−く、
それにより量産化か可能となる。

■　封止部材３０を固定する際に、既に半導体索子２５
及びワイヤ２６か樹脂部材２９で樹脂封止されているた
め、製ｊ青時におい′Ｃぞれら半２神体累−ｊ″−２１
）及びワイヤ２６を機械的外力等から保護てきる。

第５図（ま第１図にａ３　Ｇ）る封止部＋１３（）の変
形例を示す部分断面図である。この封止部４Ｊ／１０１
，１、熱［１塑性樹脂等からなる（が１脂層／１０−１
と、薄板状やメツシュ状のＡ、Ｏ等からなる金属層４０
−２とを積層した構造になっている。このように封止部
材４０を２層構造にすれば、機械的強度か人さくなると
共に、樹脂界面からの水分等の侵入に対りる阻市効果も
大きくなり、信頼性かより向上りる。ここで、金属層４
０−２はその表面や切断面に酸化皮膜処理や樹脂被覆処
理等をしておけば、水分等による耐腐食性が向上する。

第６図は本発明の第２の実施例を示す半導体装置の縦断
面図である。

この半導体装置では、第１図の月１部祠３０に代えて３
層構造の月１１一部祠５０をプリン１〜基板２０−Ｌの
接着層２４に溶着している。復なね’５、封止部４４５
０は第１図と同様に収納部！）ｅａ及び固定部！＋　０
１）　ｒ　１重成されているか、それらか！ｉ脂層（）
０〜１、金属層５０−２及び樹脂層５０−３の３層構造
をしている。これら各図のうち、樹脂層５０−１は第５
図の樹脂層４０−１と、金属層５０−２は第５図の金属
＠４０−２とそれぞれ同様の材質で形成され、さらに金
属Ｍ５０−２上の樹脂層５０−３は単層あるいは複数層
からなる熱硬化性おるいは熱可塑性の樹脂で形成されて
いる。金属層５０−２は樹脂層５０−３で被覆されてい
るため、耐腐食性がより向上する。また、金属層５０−
２はその切断面を酸化皮膜や樹脂被覆等で保護しておけ
ば、耐腐食性か良くなる。

なお、第１図、第５図及び第６図のような封止部材３０
．４０．５０を用いて書替え可能な読出し専用メモ１バ
ＥＰＲＯＭ）を構成する場合、外部から半導体素子２５
上へ紫外線を照射できる構造にしておけばよい。例えば
第６図の場合には、金属層５０−２における半導体素子
２５の直上部を丸形、角形等に打ち抜いて透過窓５０ｃ
を形成し、さらに樹脂層５０−１゜５０−３及び樹脂部
材２９を紫外線透過性の樹脂、例えば樹脂１ｉ５０−１
．５０−３をポリメチルペンテン、ポリ′エステル等の
樹脂で、樹脂部材２９をシリコン樹脂（トーレ社、ＪＣ
Ｉ’？−６１２７）費（（れぞれ形成づれば、良好なＥ
ＰＲＯ）１が得られる。

第７図（１）　、　（２）は本発明の第３３の実施例を
示す半導体装置の斜視図である。

この半導体装置はチップ・オン・ボード（Ｃｈｉｐｏｎ
　Ｂｏａｒｄ、　Ｃ０Ｂ）と称されるタイプものである
。第７図（１）に示すように、プリント基板２０上には
回路パターン２１および素子搭載部２２か形成されてお
り、その回路パターン２１の外部接続部２１ｂによって
外部端子が形成されている。この回路パターン２１上に
は、上記第１．第２の実施例と同様に接着層２４等か形
成されている。

このようなプリント基板２０の素子搭載部２２上に半導
体素子２５を固着し、その半導体素子２５と回路パター
ン２１の接続部２１ａとをワイヤ２６で接続した後、封
止枠２７を固定し、その中に第４図のペレット１０を投
入してそれを溶融させた樹脂部材２９で封止する。次に
、封止部材３０．４０または５０を位置決めしてプリン
ト基板２０の接着層上に加熱圧着等で溶着すれば、第７
図（２）に示すような半導体装置が得られる。このよう
な半導体装置の製造方法によれば、−上記第１．第２の
実施例と同様の利点が得られる。

第８図は本発明の第４の実施例を示す半導体装置の平面
図、第９図は第８図のＡ−Ａ線断面拡大図である。

この実施例では、プリント基板２０上にワイヤ接続部２
１ａ及び外部接続部２１ｂを有する回路パターン２１と
複数の素子搭載部２２とか形成され、それら素子搭載部
２２に複数個の半導体素子２５か搭載されている場合、
これら複数個の半導体素子２５を樹脂封止すると共に、
プリン１〜基板２０とほぼ同じ大きさの封止部材６０で
同時に気密封止する方法が示されている。

すなわち、封止部材６０は半導体素子数に対応して複数
個の箱形収納部６０ａと、それら収納部６０ａ間を連結
する甲−の固定部６０Ｉ）とを備え、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等の熱可塑性樹脂や金属等により、単層ま
たは複故層からなる薄板で一体形成されている。さらに
固定部６０ｂにはその下面に複数個の凸部６０ｃか形成
されている。この凸部６０ｃに対応してプリンｌ−塁仮
２０に１．）複数個の凹部２０ａが形成されている。

以上の構成におい−Ｃ、プリント基板２０上の複数個の
素子搭載部２２にそれぞれ半導体素子２２を接着剤等で
固着し、さらにそれら半導体素子２５と回路パターン２
１の接続部２１ａとをワイヤ２６で接続した後、封止枠
２７を固定し、その封止枠２７内を樹脂部材２９で封止
する。次に、月市部祠〔辺をプリン１〜基板２０上にの
せ、その月市部十１６０の凸部６（）Ｃを−ｆリン１〜
基板２０の四部２０ａ内に１■人すると共に、加熱圧着
、超音波振動等にＪ］り固定部６０１）をＩＩル１へ基
板２０の接着層２４上に溶着−りる。

このようにすれば、複数個の半導体素子２５を一度に気
密封止することが可能となり、封止作業におけるＴ程数
の減少と、作業時間の短縮化が図れ、気密性か良く、高
い信頼・［４の半導体装置が得られる。また、封止部Ｉ
ｊ６０の凸部６０ｃをプリント基板２０の凹部２０ａに
嵌合りることにより、封止部伺６０とプリン１〜基板２
０との位置合せを行なうようにしたので、位置合せか簡
単になり、それによって封止ミスの発生を防止できる。

なお、凸部６０ｃをプリント基板２０側に四部２０ａを
固定部６０１）側に形成してもよい。

本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形が可能
である。その変形例としては、例えば次のようなものか
ある。

（１）上記実施例では、封止部材３０．５０．　ｅｏｔ
、：ｄ５ける収納部３０ａ　、　５０ａ　、　６０ａの
形状を箱形にしたか、半球状のドーム形等、種々の形状
に変形可能でおる。

（２）　ｉ＝Ｊ止部材３０．４０．５０．６０の材質や
積層数等は、図示以外のものに変形てぎる。例えば、表
面に酸化皮膜等の保護膜を形成したＡ、ｆｌ等の単層金
属板で形成してもよい。この際、その金属板の固定部下
面には、熱可塑性樹脂等からなる接着層を形成しておく
必要かめる。また、プリント基板２０との電気的絶縁は
、前記接着層でとるか、おるいは新たに絶縁部材を介在
させればよい。

（３）封止部材３０．４０．５０．６０の固着方法につ
いては、固定部３０ｂ　、　５０ｂ　、　６０１）の底
面に、予め熱可塑性樹脂や、Ｊ−ボキシ樹脂等の接合部
祠あるいは接着剤からなる接着層を形成、あるいは塗布
しでおき、加熱ＦＥ盾、超音波振動、高周波誘ン勺Ｉノ
［１熱等によって該固定部をプリン１〜基板２０の接着
層２４１−に溶着するようにｌ）でもよい。この際、エ
ポキシ樹脂等の接着剤で溶着する場合には、プリン１〜
基板２０十の接着層２４（Ｊなくてもよい。

（４）封止部材３０．４０．５０．６０をプリン［・基
板２０へ固着するための位置決め方法は、第４の実施例
のような凸部６０ｃと凹部２０ａの１へ合プｊ法以外（
Ｊ、孔やマーキングを用いるプ）法、あるいはプリン１
〜基板２０上にさくつり１丁してそのざくり部内に？Ｉ
鐵神体素子２５を収容した後、そこへ封止部材３０．４
０．５０を挿入して位置決めする方法、さらにプリント
基板２０上に堤状のコーナ一部を設けて位置決め覆る方
法等、種々の方法が採用できる。

（５）封止枠２７は、エポキシ樹脂等を用いてシルク印
刷方式等によってプリント基板２０−トに形成してもよ
い。

（６）上記実施例において、プリント基板２０の代りに
、表面に回路パターンか形成され、かつ裏面に多数のピ
ンか植設されたセラミック基板を用い、そのセラミック
基板の表面に半導体素子を固着する等して構成されるプ
ラスチックＰＧＡ（Ｐｉｎ　Ｇｒｉｄ酊ｒａｙ）の封止
にも、本発明を適用できる。この際、封止部＋Ｊ３０．
４０．５０の端面をセラミック基板の厚さｈ向に折り曲
げてあくと、該封止部材３０．４０゜５０の位置決めか
容易にてき、エポキシ樹脂等の接着剤を用いた固定部３
０ｂ　、　５０ｂの接着時に該封止部材３０．４０．５
０か位置ずれしない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の半導体装置の製造
方法によれば、収納部と接着層を有する固定部とを備え
た封止部材をその接着層を介してプリント基板上に溶着
し、封止部をおおうようにしたので、半導体素子とその
回路パターンとの接続箇所を２重に気密封止できる。そ
のため、水分、アルミ配線腐食性イオン等の侵入による
半導体素子にお（ブるアルミ配線の腐食や、リーク等を
簡易的確に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す半導体装置の縦断
面図、第２図は従来の半導体装置の平面図、第３図は第
２図の縦断面図、第４図は従来の半導体装置製造に用い
られるペレットの斜視図、第５図は第１図の封止部材の
変形例を示す図、第６図は本発明の第２の実施例を示す
半導体装置の縦断面図、第７図（１）　、　（２）は本
発明の第３の実施例を示す半導体装置の斜視図、第８図
は本発明の第４の実施例を示す半導体装置の平面図、第
０図は第８図のＡ−Ａ線断面拡大図Ｃ゛ある。 ２０・・・・・・印刷配線板（プリンミル基板）、２０
ａ・・・・・・凹部、２１・・・・・・回路パターン、
２／ｌ・・・・・・接る層、２５・・・・・・半導体素
子、２６・・・・・・ワイ（７，２７・・・・・・月１
Ｌ枠、２９・・・・・・樹脂部側、３０．４０．５０．
６０・・・・・司゛４１１一部祠、３０ａ　、　５０ａ
　、　６０ａ−−・・−・収納部、３０ｂ　、　５０ｂ
　、　６０ｂ・・・・・・固定部、６０ｃ・・・・・・
凸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性の回路パターンか形成された印刷配線板上に
   半導体素子を固着してその半導体素子と前記回路パター
   ンとを接続し、前記回路パターンおよび半導体素子の接
   続箇所を樹脂封止する半導体装置の製造方法において、 前記回路パターンおよび半導体素子を樹脂封止して封止
   部を形成した後、 開口端を有し前記封止部をおおう収納部と、その開口端
   の外方向に延設され下面に接着層を有する固定部とを備
   えた封止部材を用い、 前記封止部を包囲するように前記開口端を位置決めし、
   前記固定部の接着層を前記印刷配線板上に溶着して前記
   封止部を気密封止することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 ２、前記封止部材は、複数個の収納部とそれらを連結す
   る単一の固定部とで構成した特許請求の範囲第１項記載
   の半導体装置の製造方法。 ３、前記封止部材は、熱可塑性樹脂で形成し、その固定
   部の下面を前記印刷配線板上に溶着する特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の半導体装置の製造方法。 ４、前記封止部材は、金属層および樹脂層の積層構造を
   なし、その固定部の下面を前記印刷配線板上に溶着する
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の半導体装置の
   製造方法。 ５、前記封止部材は、金属板で形成し、その固定部を絶
   縁部材を介して前記印刷配線板上に溶着する特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の半導体装置の製造方法。