JPS6312157A - 耐熱プラスチツク半導体装置 - Google Patents

耐熱プラスチツク半導体装置

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JPS6312157A
JPS6312157A JP62067935A JP6793587A JPS6312157A JP S6312157 A JPS6312157 A JP S6312157A JP 62067935 A JP62067935 A JP 62067935A JP 6793587 A JP6793587 A JP 6793587A JP S6312157 A JPS6312157 A JP S6312157A
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vent hole
film
semiconductor device
island
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JP62067935A
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Masatake Nanbu
正剛 南部
Shinji Takei
武井　信二
Yutaka Okuaki
奥秋　裕
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱プラスチック半導体装置に係シ、特に耐熱
性、耐湿性の高密度実装用フラットパッケージを使用し
た耐熱プラスチック半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
電子機器の多機能化、情報処理の高速化・大容量化に伴
い、ＬＳＩ等の半導体装置としては高密度、面実装、自
動化等の基板実装の点で有利なプラスチックフラットパ
ッケージ（ＦＰＰ）を使用した、所謂７ラン）ＩＣが大
量に導入されている。
第３図は、このフラジ）ＩＣｔ−示したものであシ、そ
のＢ−Ｂ線階段断面図は第４図のようになっている。第
４図（ａ）はソヤンクションコーティングレソン（ＪＣ
Ｒ）を使用しない場合であり、同図（ｂ）はＪＣＢを使
用した場合を示している。この第３図及び第４図（ａ）
において、まずアイランドサポートによって支えられた
アイランド２２にＩＣチップ２３をダイスボンドし、次
いで外部導出リード２１とＩＣテップ２３間にＡｕ　　
ワイヤ２４をワイヤボンドし、それをモールド樹脂２５
によって封止した構造になっている。なお第４図（ｂ）
では耐湿性向上の為に、上記Ａｕ　　ワイヤ２４をワイ
ヤデンドした後、ＩＣチップ２３表面にＪＣＲ２６’を
塗布している。
そして、上記のような構造を有するフラン）ＩＣ２９を
プリント基板２７に実装する場合は、従来は第５図に示
すように、端子部のみ半田ごて３０で力ロ熱して半田付
けする部分加熱接合法が採られていた。またこの外、量
産向きにする場合には、最近では・ぞツケーソ全体を加
熱する方法が多用されている。具体的には、第６図（ａ
）に示す如く、プリント基板２７に半田ペースト２８を
塗布しておき、プリント基板２７にフラットＩＣ２９を
載せ、温風または近・遠赤外線等を当てて加熱するよう
にしている。また同図（ｂ）に示す場合は、プリント基
板２７上に接着剤３１を塗布しておき、この接着剤３１
上にフラン）ＩＣ２９を載せてプリント基板２７に接着
し、この後半田槽に浸漬するというような方法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述したようなパンケーソ全体力ｎ熱方
式を用いて半田付けを行うと、２３℃、６０％ＲＨの雰
囲気中で１週間程度以上の放置によってノッケーソ円に
侵入した水分が２００°Ｃ’ｒ超える温度に曝れ、水蒸
気化して内部より・々ツケーソ外側へ多大な応力を発生
させることとなる。また、この際モールド樹脂の強度は
減少し、はぼ０Ｋｉ１０＋ｉ近くまで、例えば０　、　
Ｉ　Ｋｆ／ｉ　　程度と小さくなっている。この為、Ｉ
Ｃチップ周辺が密閉されておシ蒸気が外部へ放出され難
いことと相まって、特にモールド肉厚が薄いフラン）Ｉ
Ｃではモールド部が風船のようにふくれ、やがて第７図
（ａ）（外観不良を示すフラットＩＣ２９の断面図）、
同図（ｂ）（同図（ａ）の平面図）及び同図（Ｃ）（同
図（ａ）の底面図）に示すように、モールド樹脂２５の
表面及び裏面にイ、口で図示する如き亀裂が生じ、外観
を大きく損ねてしまう。
このような状態でフラン）ＩＣ２９を使用すると第１に
亀裂部分のＡｕ線が断線するという問題があり、第２に
亀裂発生部から容易に水分が入シ、ＩＣチップ２３１Ｆ
３へと侵入し表面のＡｅ配線が腐食され、やがて断線に
至りＩＣとしての機能を果さなくなるという問題があっ
た。
従って、本発明は上述した問題を解消し、ガス化した水
分を脱気し易く、耐熱性、耐湿性に優れた耐熱プラスチ
ック半導体装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る耐熱プラスチック半導体装置は、ＩＣチッ
プの搭載されるアイランドの裏側に封止樹脂と密着性の
悪い低密着性被膜を形成すると共に、ノＺツケーソ央面
の上記低密着性被膜の形成領域上にベント孔を設けるよ
う構成したものである。
〔作　用〕
本発明は以上のように構成したので、・ぐツケージのモ
ールド樹脂と低密着性被膜との界面の＠層性は低下して
おり、パソケーソ全体加熱方式等による半田付は処理の
際には、モールド樹脂内に吸湿されている水分は蒸気化
して上記界面及びベント孔を通して容易にパンケーソ外
部へと放出される。従って・ぞツケーソ円水蒸気圧に起
因する内部応力は十分低減されるので、パンケーソの亀
裂発生を回避できる。
〔実施例〕
以下、第１図及び第２図に基き本発明の一実施例を詳細
に説明する。第１図（ａ）は要部の底面図、同図（ｂ）
はそのＡ−Ａ線断面図である。同図において、１１．１
２は夫々リードフレーム（４２Ａｌｌｏｙのリードフレ
ーム）を構成する外部導出リード及びアイランドである
。１３はこのアイランド１２にダイスボンドされたＩＣ
チップ、また１４はＡｕ線から成る金属細線であり上記
ＩＣチップ１３表面の電極と外部導出リード１１内方端
とをワイヤボンドにより配線接続さｎる。ｌｌａはアイ
ランドサポートである。
また１７はＡｕメッキ層から成る低密着性被膜で、上記
アイランド１２の裏側、即ちＩＣテップ１３の搭載され
る側と反対側にメッキされている。この低密着性被膜１
７はＡｕメッキ層の場合、その表面が不働態である為、
エポキシ樹脂から成るモールド樹脂１５とは＠層性が低
くなっている。
そして１８はベント孔でｈＦ）、パツケーソ裏側から上
記低密着性被膜１７に至るように形成さｎている。この
ベント孔１８は、文献の沖電気研究開発１２８　ＶｏＪ
、５２Ａ４分冊Ｐ、７３〜Ｐ、７８に記載される如き構
造を有するもので、例えば成形型によシ円形に形成され
る。
このようにパンクーノ裏側に低密着性被膜１７及びベン
ト孔１８を設けることにより、２００℃を超える半田付
は処理の際には、水蒸気は・臂ツケーソ円に固定される
ことなく外部へと放出されるので、加熱後の変形？］−
最小限に抑えることができる。一方上記ベント孔１８、
及び低密着性被膜１７とモールド樹脂１５との界面より
侵入し易くなる水分に対する防御と熱履歴によシリコン
樹脂１５がＩＣテンプ１３に与えるストレスを緩和する
目的で、ＩＣチップ１３茨而にはこれと＠層性の高いシ
リコン樹脂から成るチップコート１６が塗布されている
。
ここにおいて上記低密着性被膜１７とベント孔１８との
間には、例えば第２図（ａ）に示す如き薄いフラッシュ
１５ａが介在していても良い。同図においてｒはベント
孔半径、ｈはモールド樹脂１５の低密着性被膜下肉厚を
、またｔはフラッシュ厚さを示している。そしてこの場
合、半田付は処理の際にフラッシュ１５ａが優先的に破
壊する為の最大許容フラッシュ厚さは、ベント孔半径ｒ
を７ぐラメータとして同図（ｂ）のように示される。即
ち各ベント孔半径ｒＶＣおいて、矢印に示すように各直
線の下の領域であればフラッシュ１５ａが優先してわれ
る為、パンケーソの亀裂発生は回避される。
ベント孔直径２ｒをφ１．ＯＢに設定すると、フラッシ
ュ１５ａの厚みが帆１聡ある場合、封止材によってはフ
クレ・クラックが発生するが、低密着性被膜下肉厚りを
ｏ、ｓｓｍａａとすることにより皆無となシ、封止材料
の選択範囲が広げられる。
以上のような構成の基に、フラット／ぐツケーソを用い
た耐熱プラスチック半導体装置が形成される。なお、上
記実施例では低密着性被膜１７にＡｕメッキ層を用いて
いるが、この外、六面に同様の不働態もしくは不働態酸
化膜が形成されるＮｌ　＋　Ｃｒ＋ＣＯ等のメッキ層を
用いても良く、更にモールド樹脂（エポキシ樹脂）と低
密着性を有するフッ素樹脂（商標名；テフロン）、シリ
コン樹脂等を用いることもできる。
また、この低密着性被膜１７の形成範囲はアイランド１
２のＫｍ全体及びベント孔１８に対応する一部の領域の
外、蒸気化する水分の外部放出をより容易とする為にア
イランドサポートｌｌａの全面または一部に広げるよう
にしても良い。更に、低密着性被膜１７は４２Ａ１１ｏ
ｙのリードフレームに形成しているが、Ｃｕ１Ｊ−ドフ
レームに形成することも勿論可能である。
また上記ベント孔１８は円形の外、多角形の形状でも良
く小孔であればその形状は特に限定されるものではない
。また更に、チップコート１６としては上述したシリコ
ン樹脂の外、ポリイミド系樹月旨を用いることもできる
。
以上フラットパッケージについて述べ九が、本発明は樹
脂封止パンケージ等のＤＩＰ構造にも広く適用すること
ができる。
ここにおいて、本発明の耐熱プラスチック半導体装置の
耐熱試験結果ｔ−表１に示す。なお、評価用試料として
は、フラッシュ厚さｔ＝０．０．１、ベント孔半径ｒ＝
ｌＷφの４４ＰＩＮフラツトノぞツケージ金用い、吸湿
条件を８５℃、８５係ＲＨ。
７２）ｆ、また加熱条件を・ぞツケーソ巽面温度２４５
℃の赤外線リフロー炉中での加熱処理としている。
表　１ このように不発明の装置では、極めて良好な試験結果が
得られる。
また、上述一実施例のようにＩＣテップ衣面に少なくと
も不純物イオンの透過を抑制するテップコート乞施せは
上述した亀裂発生の回避と相まって、外部からの少なく
とも不純物イオンのチップ氏面への到達が抑制される為
、耐湿性を著しく同上させることができるという効果も
ある。我２は、本発明の耐熱プラスチック半導体装置の
耐湿試験結果を示す。試験条件は１２１℃、１００％Ｒ
Ｈ放置である。
ナオ、評価用試料としては、フラッシュ厚さｔ＝　０．
１　ｍｌ、ベント孔半径ｒ＝１ｍφの４４ＰＩＮフラツ
ト・９ツケーソを用い、吸湿条件を８５°Ｃ２８５％Ｒ
Ｈ，７２Ｈ％またカロ熱条件をパンケーソ表面温度２４
５℃の赤外線リフロー炉内での加熱処理としている。チ
ップコートなしで発生している不良はポンディングパッ
ド部のＭ腐蝕によるコンタクト不良である。チップコー
トを施すことによ？）耐湿性が向上していることが分る
。
表　２ 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、不発明によれば、アイラン
ド裏面の少なくとも一部分に低密着性被膜を形成すると
共にその形成領域と対応するパッケージの裏面位置にベ
ント孔を設けるよう構成したので、半田付は等の熱処理
の際にはガス化した吸湿水分は低密着性被膜とモールド
樹脂との界面、及びベント孔を通して外部へと放出され
る。従って水蒸気圧に起因する内部応力は低減され、パ
ッケージの亀裂発生を回避できるので、耐熱性、耐湿性
を同上できるという効果があり、高信頼性の耐熱プラス
チック半導体装置を実現できるから、極めて高い工業的
利用価値を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は本発明の詳細な説明する底面図、同図（
ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、第２図（ａ）はペ
ント部の７ラツシユを説明する要部断面図、同図（ｂ）
は同フラッシュの最大許各厚さを説明する特性図、第３
図は従来例を説明する要部平面図、第４図は第３図のＢ
−Ｂ線階段断面図、第５図はフラノ）ＩＣの部分加熱接
合法を説明する概略図、第６図は同フラットＩＣの・セ
ッケーソ全体加熱方式を説明する概略図、第７図は従来
例の欠点を説明する概略図である。 １１・・・外部ｉｔリード、１１ａ・・・アイランドサ
ポート、１２・・・アイランド、１３・・・ＩＣチップ
、１４・・・金属ＭＰ線、１５・・・モールド樹脂、１
５Ｂ・・・フラッシュ、１６・・・チップコート、１７
・・・低密着性被膜、１８・・・ベント孔。 第２図 ２１：９１−筈戸導出リード 第４図 第５図 フラゾ１−ＩＣのハ１ソケージ全イ本力ＤＦ＆で衣の２
完結図第６図 ２１外１４１出リート 第７図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ＩＣチップ表面の電極とリードフレームの外部導
    出リード内方端とを金属細線で配線接続し、その配線部
    、ＩＣチップ及び上記外部導出リードの一部をモールド
    樹脂により一体化して封止した耐熱プラスチツク半導体
    装置において、上記ＩＣチップの搭載されたアイランド
    の裏面の少なくとも一部分にモールド樹脂と密着性の悪
    い低密着性被膜を形成すると共に、上記低密着性被膜形
    成領域に対応する上記モールド樹脂の裏側位置にて、そ
    の厚さ方向に入るようにベント孔を設けて構成されたこ
    とを特徴とする耐熱プラスチック半導体装置。
JP62067935A 1986-03-27 1987-03-24 耐熱プラスチツク半導体装置 Pending JPS6312157A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61-67143 1986-03-27
JP6714386 1986-03-27

Publications (1)

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JPS6312157A true JPS6312157A (ja) 1988-01-19

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ID=13336387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62067935A Pending JPS6312157A (ja) 1986-03-27 1987-03-24 耐熱プラスチツク半導体装置

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US (1) US4777520A (ja)
EP (1) EP0239315B1 (ja)
JP (1) JPS6312157A (ja)
KR (1) KR960001604B1 (ja)
CN (1) CN1005945B (ja)
DE (1) DE3770847D1 (ja)

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