JPS63278236A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63278236A JPS63278236A JP62036264A JP3626487A JPS63278236A JP S63278236 A JPS63278236 A JP S63278236A JP 62036264 A JP62036264 A JP 62036264A JP 3626487 A JP3626487 A JP 3626487A JP S63278236 A JPS63278236 A JP S63278236A
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- JP
- Japan
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- chip
- die
- resin
- bonding material
- lead frame
- Prior art date
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/073—Connecting or disconnecting of die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/07331—Connecting techniques
- H10W72/07337—Connecting techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone or epoxy
-
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- H10W72/30—Die-attach connectors
- H10W72/351—Materials of die-attach connectors
- H10W72/353—Materials of die-attach connectors not comprising solid metals or solid metalloids, e.g. ceramics
- H10W72/354—Materials of die-attach connectors not comprising solid metals or solid metalloids, e.g. ceramics comprising polymers
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Silicon Polymers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に、半導体チップ（ＩＣ
チップ）をリードフレームのアイスランド部（半導体チ
ップを搭載する部分）に固着するのに用いられる、いわ
ゆるダイポンド材料に関するものである。
チップ）をリードフレームのアイスランド部（半導体チ
ップを搭載する部分）に固着するのに用いられる、いわ
ゆるダイポンド材料に関するものである。
現在ダイボンド材料としては、エポキシ樹脂又はポリイ
ミド樹脂に、導電性、熱伝導性や機械的特性等を改善す
る目的で、銀やシリカ、アルミナフィラ等を添加した樹
脂ダイボンド材料が主流となっている。
ミド樹脂に、導電性、熱伝導性や機械的特性等を改善す
る目的で、銀やシリカ、アルミナフィラ等を添加した樹
脂ダイボンド材料が主流となっている。
しかし、このような樹脂ダイボンド材料も、■そのダイ
ポンド材料を硬化させるのに１５０〜４００℃の高温が
必要である。また、■グイボンド後のワイヤボンド工程
でも２５０〜３５０℃の高温でワイヤボンドされる。
ポンド材料を硬化させるのに１５０〜４００℃の高温が
必要である。また、■グイボンド後のワイヤボンド工程
でも２５０〜３５０℃の高温でワイヤボンドされる。
従って、以上の工程特に■の工程が高温処理工程である
ため、この高温で熱劣化を生起しその分解ガス等が半導
体装置の信軌性へ悪い影響を及ぼさないよう、樹脂ダイ
ボンド材料は耐熱性にすくれた材料でなければならない
。
ため、この高温で熱劣化を生起しその分解ガス等が半導
体装置の信軌性へ悪い影響を及ぼさないよう、樹脂ダイ
ボンド材料は耐熱性にすくれた材料でなければならない
。
しかるに、ポリイミド樹脂の場合は特にこの点問題はな
いが（もともと分子構造が剛直で熱処理にすぐれている
ため）、エポキシ樹脂の場合はガラス転移温度Ｔｇを少
な（とも１００℃以上に設定したものを適用して対処し
ている。従って、いずれの場合も室温で硬（、この状態
は各材料のガラス転移温度Ｔｇ付近の温度範囲まで続く
。特にポリイミド樹脂の場合は、約３００〜４００℃の
高温まで硬い状態が続（。
いが（もともと分子構造が剛直で熱処理にすぐれている
ため）、エポキシ樹脂の場合はガラス転移温度Ｔｇを少
な（とも１００℃以上に設定したものを適用して対処し
ている。従って、いずれの場合も室温で硬（、この状態
は各材料のガラス転移温度Ｔｇ付近の温度範囲まで続く
。特にポリイミド樹脂の場合は、約３００〜４００℃の
高温まで硬い状態が続（。
このような材料の場合、高温でグイボンドあるいはダイ
ボ、ンド後チップを固着したリードフレームが室温まで
冷却された時、バイメタル硬化でチップが凸状に反り返
ることとなる。これは、チップよりリードフレームの熱
膨張係数が大のため、従来の硬いグイボンド材料の場合
、リードフレームの熱収縮が直接的にチップに伝達され
、反り返る現象を生起するためである。リードフレーム
が銅系材料の場合特にこの現象が著しい。
ボ、ンド後チップを固着したリードフレームが室温まで
冷却された時、バイメタル硬化でチップが凸状に反り返
ることとなる。これは、チップよりリードフレームの熱
膨張係数が大のため、従来の硬いグイボンド材料の場合
、リードフレームの熱収縮が直接的にチップに伝達され
、反り返る現象を生起するためである。リードフレーム
が銅系材料の場合特にこの現象が著しい。
このようにチップが変形すると、チップ表面のパッシベ
ーション膜等に微小クランクを発生させ、半導体装置の
信頼性上大問題となる。特にチップの寸法が大で、反り
が大きい場合はチップ割れを起こし、使用不可となる。
ーション膜等に微小クランクを発生させ、半導体装置の
信頼性上大問題となる。特にチップの寸法が大で、反り
が大きい場合はチップ割れを起こし、使用不可となる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、チップの反りを大幅に緩和でき
る高信頼性の半導体装置を得ることにある。
の目的とするところは、チップの反りを大幅に緩和でき
る高信頼性の半導体装置を得ることにある。
このような目的を達成するために本発明は、室温でゴム
状で且つ耐熱性にすぐれガラス転移温度が０℃以下の樹
脂材料をグイボンド材料として用いるようにしたもので
ある。
状で且つ耐熱性にすぐれガラス転移温度が０℃以下の樹
脂材料をグイボンド材料として用いるようにしたもので
ある。
本発明においては、リードフレームの熱収縮が直接チッ
プに伝達されることはない。
プに伝達されることはない。
本発明に係わる半導体装置に用いられる樹脂グイボンド
材料の種類としは、熱硬化性樹脂が好ましく、特に耐熱
性にすぐれたシリコーン樹脂、フッ素系樹脂（エラスト
マ）、ホスファゼン樹脂があげられる。なお、ホスファ
ゼン樹脂の１つの代表式を次に示す。
材料の種類としは、熱硬化性樹脂が好ましく、特に耐熱
性にすぐれたシリコーン樹脂、フッ素系樹脂（エラスト
マ）、ホスファゼン樹脂があげられる。なお、ホスファ
ゼン樹脂の１つの代表式を次に示す。
Ｉ Ｒ２
Ｐ−Ｎ−
ここで、Ｒ１，Ｒ２は置換基を表わす。
すなわち、本発明においては、樹脂グイボンド材料とし
て、室温でゴム状かつ耐熱性にもすぐれたガラス転移温
度がＯ′Ｃ以下のエラストマ材料（高弾性体材料）を用
いることにより、特に熱膨張、熱収縮の大きい銅系のリ
ードフレームの場合でも、グイボンド工程でのグイボン
ド材料の熱硬化又はワイヤボンド工程での高温処理工程
完了後、室温に冷却されても、チップの反りは非常に小
さい。従って、パッシベーション膜等に損傷を与工ず、
かつ耐熱性にもすぐれた材料であるため、高温でのワイ
ヤボンド工程でも、材料の熱劣化による分解ガスのチッ
プやリードフレームの表面への汚損は殆どない。
て、室温でゴム状かつ耐熱性にもすぐれたガラス転移温
度がＯ′Ｃ以下のエラストマ材料（高弾性体材料）を用
いることにより、特に熱膨張、熱収縮の大きい銅系のリ
ードフレームの場合でも、グイボンド工程でのグイボン
ド材料の熱硬化又はワイヤボンド工程での高温処理工程
完了後、室温に冷却されても、チップの反りは非常に小
さい。従って、パッシベーション膜等に損傷を与工ず、
かつ耐熱性にもすぐれた材料であるため、高温でのワイ
ヤボンド工程でも、材料の熱劣化による分解ガスのチッ
プやリードフレームの表面への汚損は殆どない。
このようにして、セラミックスあるいは樹脂封止後の半
導体装置の耐熱、耐湿信頼特性等において何ら問題無く
、実用上も何ら問題の無いすぐれた半導体装置が得られ
ることが判明した。
導体装置の耐熱、耐湿信頼特性等において何ら問題無く
、実用上も何ら問題の無いすぐれた半導体装置が得られ
ることが判明した。
本発明に用いられる樹脂グイボンド材料にも、従来と同
様、■硬化剤または硬化触媒、■銀やシリカ、アルミナ
粉末等の充てん材、■界面の接着性を向上させるための
カップリング剤、■粘度および揺変性を調整するための
超微粒のシリカ粉末など、従来のエポキシ樹脂またはポ
リイミド樹脂組成物と同様の物性調整剤が適宜適用でき
、電気的・機械的特性および加工特性が調整される。
様、■硬化剤または硬化触媒、■銀やシリカ、アルミナ
粉末等の充てん材、■界面の接着性を向上させるための
カップリング剤、■粘度および揺変性を調整するための
超微粒のシリカ粉末など、従来のエポキシ樹脂またはポ
リイミド樹脂組成物と同様の物性調整剤が適宜適用でき
、電気的・機械的特性および加工特性が調整される。
次に、実施例および比較例を用いて本発明の作用効果を
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
エポキシ樹脂系およびポリイミド樹脂系グイボンド材（
比較例１および２）並びに本発明に係わる半導体装置の
実施例（シリコーン樹脂グイボンド材の実施例１および
ポリホスファゼン樹脂グイボンド材の実施例２）につい
て、チップの反り量、外観およびモールド後の半導体装
置（ただし、ヒートサイクルの印加無しをモールドした
もの）のＰＣＴ（プレッシャ・シリカ・テスト、１２１
℃×２気圧）の結果を表に示す。チップの反り量ｈ（μ
ｍ）および外観について、各所定の硬化条件で硬化させ
た後の室温におけるものく表の上段）、並びに１５０℃
×３０分〜−６５℃Ｘ３０分のヒートサイクルを５０サ
イクル印加後のもの（表の下段）を示す。チップの反り
量りを図に示す。図において、１はリードフレーム、２
はグイボンド材料、３はＩＣチップである。
比較例１および２）並びに本発明に係わる半導体装置の
実施例（シリコーン樹脂グイボンド材の実施例１および
ポリホスファゼン樹脂グイボンド材の実施例２）につい
て、チップの反り量、外観およびモールド後の半導体装
置（ただし、ヒートサイクルの印加無しをモールドした
もの）のＰＣＴ（プレッシャ・シリカ・テスト、１２１
℃×２気圧）の結果を表に示す。チップの反り量ｈ（μ
ｍ）および外観について、各所定の硬化条件で硬化させ
た後の室温におけるものく表の上段）、並びに１５０℃
×３０分〜−６５℃Ｘ３０分のヒートサイクルを５０サ
イクル印加後のもの（表の下段）を示す。チップの反り
量りを図に示す。図において、１はリードフレーム、２
はグイボンド材料、３はＩＣチップである。
表において、※印は剥離やチップ割れにより反りが緩和
され小さくなったものを示し、外観の欄の○は剥離のな
いもの、△は剥離の少ないもの、ことを示す。また、Ｐ
ＣＴのＸ印は５００時間経過後の不良率が３０％以上、
○印は３０％未満を示す。なお、反り量および外観チェ
ックの評価に用いたチップは、化ウェハをそのまま所定
の寸法に切断したもので、その厚みは０．４ｍｍである
。
され小さくなったものを示し、外観の欄の○は剥離のな
いもの、△は剥離の少ないもの、ことを示す。また、Ｐ
ＣＴのＸ印は５００時間経過後の不良率が３０％以上、
○印は３０％未満を示す。なお、反り量および外観チェ
ックの評価に用いたチップは、化ウェハをそのまま所定
の寸法に切断したもので、その厚みは０．４ｍｍである
。
表の結果から、本発明に係わる半導体装置は、グイボン
ド後のチップの反りが非常に小さく、従ってチップ表面
のパッシベーション膜へのダメージが無く、モールド後
の耐湿信転性にも特に影舌無く、信頼性上すぐれたもの
であることが分かる。
ド後のチップの反りが非常に小さく、従ってチップ表面
のパッシベーション膜へのダメージが無く、モールド後
の耐湿信転性にも特に影舌無く、信頼性上すぐれたもの
であることが分かる。
以上説明したように本発明は、室温でゴム状で且つ耐熱
性にすぐれガラス転移温度が０℃以下の樹脂材料をダイ
ボンド材料として用いたことにより、リードフレームの
熱収縮が直接チップに伝達することがなくなるので、チ
ップの反りが大幅に緩和された高倍転性の半導体装置を
得ることができる効果がある。
性にすぐれガラス転移温度が０℃以下の樹脂材料をダイ
ボンド材料として用いたことにより、リードフレームの
熱収縮が直接チップに伝達することがなくなるので、チ
ップの反りが大幅に緩和された高倍転性の半導体装置を
得ることができる効果がある。
図はチップの反りを示す概略図である。
１・・・リードフレーム、２・・・ダイボンド材料、３
・・・ＩＣチップ。
・・・ＩＣチップ。
Claims (2)
- （１）室温でゴム状で且つ耐熱性にすぐれガラス転移温
度が０℃以下の樹脂材料をダイボンド材料として用いた
ことを特徴とする半導体装置。 - （２）ダイボンド材料は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂
又はホスファゼン樹脂であ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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62036264A JPS63278236A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置 |
| KR1019870013368A KR900007302B1 (ko) | 1987-02-18 | 1987-11-26 | 반도체 장치 |
| DE3804810A DE3804810A1 (de) | 1987-02-18 | 1988-02-16 | Halbleiter-bauelement |
| US07/515,696 US5038196A (en) | 1987-02-18 | 1990-04-25 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62036264A JPS63278236A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278236A true JPS63278236A (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=12464911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62036264A Pending JPS63278236A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038196A (ja) |
| JP (1) | JPS63278236A (ja) |
| KR (1) | KR900007302B1 (ja) |
| DE (1) | DE3804810A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4238113A1 (de) * | 1992-11-12 | 1994-05-19 | Mikroelektronik Und Technologi | Anordnung zur spannungsfreien Chipmontage |
| DE4318407A1 (de) * | 1993-06-03 | 1994-12-08 | Rossendorf Forschzent | Mikrokapillare mit integrierten chemischen Mikrosensoren und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| USD375168S (en) | 1995-06-06 | 1996-10-29 | Rubbermaid Specialty Products Inc. | Shed |
| JPH09129811A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| JPH09260533A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその実装構造 |
| DE60233642D1 (de) * | 2001-02-23 | 2009-10-22 | Nxp Bv | Verfahren zum bonden einer halbleitervorrichtung auf eine elektrisch leitende platte |
| US7252877B2 (en) | 2003-02-04 | 2007-08-07 | Intel Corporation | Polymer matrices for polymer solder hybrid materials |
| US10607963B2 (en) * | 2016-09-15 | 2020-03-31 | International Business Machines Corporation | Chip package for two-phase cooling and assembly process thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4395527A (en) * | 1978-05-17 | 1983-07-26 | M & T Chemicals Inc. | Siloxane-containing polymers |
| DE3001613C2 (de) * | 1980-01-17 | 1986-04-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Befestigung eines, eine monolithisch integrierte Halbleiterschaltung enthaltenden Halbleiterkörpers aus Silicium an einer Unterlage mit einem entsprechenden Verfahren hierzu |
| DE3444699A1 (de) * | 1984-12-07 | 1986-06-19 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Elektrisches leistungsbauteil |
| US4720740A (en) * | 1985-11-26 | 1988-01-19 | Clements James R | Electronic device including uniaxial conductive adhesive and method of making same |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62036264A patent/JPS63278236A/ja active Pending
- 1987-11-26 KR KR1019870013368A patent/KR900007302B1/ko not_active Expired
-
1988
- 1988-02-16 DE DE3804810A patent/DE3804810A1/de active Granted
-
1990
- 1990-04-25 US US07/515,696 patent/US5038196A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880010490A (ko) | 1988-10-10 |
| DE3804810A1 (de) | 1988-09-01 |
| DE3804810C2 (ja) | 1993-08-19 |
| KR900007302B1 (ko) | 1990-10-08 |
| US5038196A (en) | 1991-08-06 |
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