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
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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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- 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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- H10W72/351—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)
- Silicon Polymers (AREA)
- 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 |
| EP1366514B1 (en) * | 2001-02-23 | 2009-09-09 | Nxp B.V. | Method of bonding a semiconductor device to an electrically conductive plate |
| 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 |
|---|---|
| KR900007302B1 (ko) | 1990-10-08 |
| DE3804810C2 (ja) | 1993-08-19 |
| KR880010490A (ko) | 1988-10-10 |
| US5038196A (en) | 1991-08-06 |
| DE3804810A1 (de) | 1988-09-01 |
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