JP3685585B2 - 半導体のパッケージ構造 - Google Patents

半導体のパッケージ構造 Download PDF

Info

Publication number
JP3685585B2
JP3685585B2 JP10501397A JP10501397A JP3685585B2 JP 3685585 B2 JP3685585 B2 JP 3685585B2 JP 10501397 A JP10501397 A JP 10501397A JP 10501397 A JP10501397 A JP 10501397A JP 3685585 B2 JP3685585 B2 JP 3685585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating
semiconductor chip
adhesive
bead
semiconductor package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP10501397A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1084072A (ja
Inventor
承坤 睦
時柏 南
大勳 權
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1019960034491A external-priority patent/KR100190283B1/ko
Priority claimed from KR1019960034490A external-priority patent/KR100233006B1/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH1084072A publication Critical patent/JPH1084072A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3685585B2 publication Critical patent/JP3685585B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05554—Shape in top view being square
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0612—Layout
    • H01L2224/0613—Square or rectangular array
    • H01L2224/06134—Square or rectangular array covering only portions of the surface to be connected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/29386—Base material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8312—Aligning
    • H01L2224/83136—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00013—Fully indexed content
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01024—Chromium [Cr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01028—Nickel [Ni]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/0665—Epoxy resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781—Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体のパッケージ（Ｐａｃｋａｇｅ）構造に係り、より詳細には異なる種類の多数のチップ（Ｃｈｉｐ）が実装される半導体のパッケージにあって、一部のチップは導電性接着剤によりダイ付着パッドに付着されて、他の一部は高絶縁性ビードを含む絶縁性接着剤により付着されて、一つのパッケージに樹脂密封される半導体のパッケージ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、電子製品の軽量薄形化によって半導体の部品数を減らすか、高密度の実装パッケージを開発するための研究が行われている。 ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）もその中の一つの方法として、動作時に電力量と発熱量が多い半導体素子、即ち、パワートランジスター（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として用いられるＭＯＳＦＥＴとこれを制御するための制御ＩＣを一つのパッケージに通合させ密封する方法である。
【０００３】
これを実現するためには、スイッチング（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）素子と制御ＩＣ（ＭＯＳＦＥＩ）をパッケージ内にワイヤボンディング（Ｗｉｒｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）してコミュニケーション（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）されるようにして、周辺部品の機能を制御ＩＣに挿入できるように設計を補完して、スイッチング素子と制御ＩＣを一つのパッケージ内に搭載させるためのパッケージの開発が要求される。
特に、パッケージ開発にあって、制御ＩＣは、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴのドレイン（Ｄｒａｉｎ）との短絡を防止するため絶縁性接着剤を用いる必要がある。
【０００４】
図３は二種ＩＣを持つ一般的な半導体パッケージの形態を示す平面図である。
図示されるように、リードフレーム（Ｌｅａｄ Ｆｒａｍｅ）のダイパッド（Ｄｉｅ Ｐａｄ）５上にはＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラ（Ｂｉｐｏｌａｒ）ＩＣのような電力ＩＣ２と制御ＩＣ１が位置される。この時、電力ＩＣ２は、通常後面自体がドレインとして用いられるため、導電性の半田（Ｓｏｌｄｅｒ）接着剤４によりダイパッド５に付着されいる。一方、制御ＩＣ１は、ダイパッド５と電気的に分離される必要があるため、絶縁性エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）接着剤３によりダイパッド５に付着される。 この時、ＭＯＳＦＥＴ等の電力ＩＣ２は、動作時にドレイン端に普通８００Ｖ程度の電圧が印可されるため、このドレイン端と電気的に連結されているダイパッド５でも高電圧がかかる。 したがって、制御ＩＣに対して高絶縁性の接着剤を使用しなければならない。 このような高絶縁性接着剤を使用すると電力ＩＣ２のドレイン端に高電圧が印可されても絶縁破壊が発生しないようになる。 従って、絶縁性接着剤の絶縁耐圧を向上させるための努力が行われている。
【０００５】
一方、ＩＣ間のインナリード（Ｉｎｎｅｒ Ｌｅａｄ）７との間に金属ワイヤ６でワイヤ付着した後、モールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）、トリミング（Ｔｒｉｍｍｉｎｇ）工程を経てパッケージを完成する。
一般的に、従来には絶縁エポキシの厚さを調節して絶縁耐圧を向上させた。 図４にはPａｕｌ Ａ．Ｇｕｉｌｌｏｔｔｅ等の米国特許公報第５，０１２，３２２号（１９９１．４．３０）に開示された半導体ダイの段面図を示している。
【０００６】
図示されるように、シリコンダイ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｅ）１０は、金属支持層１２に接着形成されて、絶縁性樹脂層１４、１５、１６は、シリコンダイ１０の下部面あるいは後面１８に接着される。 このような絶縁性樹脂層１４、１５、１６は層間接合樹脂２０を用いて金属支持層１２に交互に接着され一つの絶縁ダイ塗布を形成する。
【０００７】
この実施形態で、シリコンダイ１０はシリコンダイ１０の反対側上部主要面２２に形成された半導体装置で構成されたシリコン集積回路である。この装置の中で一つはＮタイプ（Ｎ−Ｔｙｐｅ）のエピタキシャルポケット（Ｅｐｉｔａｘｉｃａｌ Ｐｏｃｋｅｔ）２８の中でいずれか一つに形成された標準形二重拡散ＮＰＮトランジスタ（ＮＰＮ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２６である。
【０００８】
図４には他の半導体チップ２９が図示されている。 このチップは分離されたパワートランジスターですることが可能であり、その底面３４はトランジスターのコレクタ（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）領域３３の境界になる。 半田層３５は金属支持層１２にシリコンダイ１０を接着させる。
均一な樹脂塗布形成工程は、シリコンダイの後面に一つ以上の均一な絶縁樹脂膜を連続的に蒸着させる過程により行われて、水平に維持されたウェハ（Ｗａｆｅｒ）に液状樹脂を塗布してウェハを回転させ均一な厚さの薄膜を形成する。
Ｇｕｉｌｌｏｔｔｅ等の特許によると、絶縁樹脂層を多層で形成することにより絶縁耐圧を増加させられて、シリコンダイは後面に形成された絶縁樹脂層により２００Ｖ以上の高圧で動作できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実質的に絶縁耐圧はエポキシの厚さに比例するが厚さの増加には限界があった。
また、前記のような絶縁樹脂層を形成するためには、ウェハ状態で完成された状態で液状の樹脂をダイの後面にスピン塗布（Ｓｐｉｎ Ｃｏａｔｉｎｇ）しなければならないため、液状の樹脂が流れる可能性があって、その管理において非常に注意が必要である問題点があった。
【００１０】
また、液状のエポキシに対して正確に厚さを調節することが困難であるため、絶縁耐圧の範囲が広くなって半導体チップの信頼性が低下される問題点があった。例えば、絶縁エポキシの厚さを１．０ｍｍで調節する場合実際の誤差は１．０ｍｍ±０．５ｍｍであり、これによる絶縁耐圧の範囲は５００Ｖから３０００Ｖになる。
【００１１】
従って、前記のようにＭＯＳＦＥＴの場合には、ダイパッドに印加される電圧が８００Ｖ程度であるため、場合によっては絶縁が破壊される。即ち、半導体チップの信頼性の側面から見ると、絶縁破壊が頻繁に発生しなくても発生すること自体で信頼度が低下される。 言い換えれば、８００Ｖの電圧が印可された状態で外部の条件に関係なく絶縁破壊が発生しない分だけ信頼性があると言える。
【００１２】
したがって、本発明は、前記のような従来の問題点を解決すべくさなれたもので、その目的は、絶縁性接着剤の厚さを容易に制御できる半導体のパッケージを提供することである。
本発明の他の目的は、高絶縁耐圧を持って信頼性が向上された低価で製造できる半導体のパッケージを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する為の本発明の好ましい特徴によると、ダイパッドと電気的に連結されるように導電性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第一半導体チップと、前記ダイパッドと電気的に絶縁されるように絶縁性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第二半導体チップと、前記第一半導体チップと前記第二半導体チップに金属ワイヤにより連結されたインナリードとを含んで、前記絶縁性接着剤には、前記第二半導体チップと前記ダイパッド間の均一な絶縁耐圧を確保するため所定の直径を持つ絶縁性ビードが含まれた半導体のパッケージが開示される。 好ましくは、絶縁性ビードはアルカリ元素の含量が少ない材質になって、より好ましくは、前記アルカリ元素の含量は５％以下である。 前記絶縁性ビードとしては、純粋シリカ、ホウケイ酸ガラス（Ｂｏｒｏｎ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）及びソーダ石灰ガラス（Ｓｏｄａ Ｌｉｍｅ Ｇｌａｓｓ）等が使用できる。
【００１４】
本発明の他の特徴によると、ダイパッドと電気的に連結されるように導電性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第一半導体チップと、前記ダイパッドと電気的に絶縁されるように絶縁性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第二半導体チップと、前記第一半導体チップと前記第二半導体チップに金属ワイヤにより連結されたインナリードとを含んで、前記第二半導体チップの後面には窒化膜またはＢＣＢ（ＢｉｓｂｅｎｚｏＣｙｃｌｏＢｕｔｅｎｅ）が形成された半導体パッケージが開始される。好ましくは、前記窒化膜の厚さは２ー５μｍである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面によって本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
液状の絶縁エポキシの厚さを精密に制御することは実質的に不可能であるため液状の接着剤の厚さを制御するためには固状の一定な厚さを持つスペーサ（Ｓｐａｃｅｒ）を添加する必要がある。 即ち、液状のエポキシ接着剤の厚さを精密に制御することにより、厚さを調節して絶縁耐圧が充分に高く信頼性があるＩＣを製造することが可能である。
【００１６】
また、アルカリ元素の含量が少ないとか、アルカリ元素が包含されていない材質の絶縁性ビードをエポキシ接着剤に添加することにより、半導体パッケージの信頼性を一層向上させることができる。 これはアルカリ金属に高電圧が印可されるとアルカリ金属がイオン（Ｉｏｎ）化されて電気伝導が発生することにより、絶縁耐圧と機械的強度を低下させて、主にビード自体が破壊されて絶縁破壊が発生するためである。
【００１７】
図１は、本発明の第一実施形態によるパッケージの断面図である。
図示されるように、リードフレームのダイパッド５上にはＭＯＳＥＦＴまたはバイポーラＩＣのような電力ＩＣ２と制御ＩＣ１が位置される。 この時、電力ＩＣ２は、通常後面自体がドレインとして使用されるため導電性の半田接着剤４によりダイパッド５に付着されて、制御ＩＣ１は、ダイパッド５と電気的に分離される必要があるから絶縁性エポキシ接着剤３によりダイパッド５に付着される。 この時、制御ＩＣ１をダイパッド５に付着する接着剤には、固形の絶縁性ビード９が添加されている。このような固形の絶縁性ビードによりエポキシ接着剤の厚さが精密に調節できる。
【００１８】
次に、本発明の実施形態を参考として絶縁性ビードについて具体的に説明する。
通常的に、絶縁性ビードを接着剤に添加するためのエポキシ接着剤の構成成分は４０％程度のエポキシと５０％程度の絶縁性充填剤（Ｆｉｌｌｅｒ）、例えば、ＳｉＯ2と他の添加剤でなっている。 従って、本発明の一実施形態では混合を容易にするためエポキシ接着剤の構成成分の中で一つである絶縁性のＳｉＯ2を利用してビードを製造する。
このため、一般的にＳｉＯ2を含んでいる通常のソーダ石灰ガラスを利用して一定な直径を持つビードを形成して、これをエポキシ接着剤に添加して、その絶縁性ガラスビードが添加された接着剤を使用して制御ＩＣ１をダイパッドに付着してモールディング工程を経てパッケージを完成する。
【００１９】
実験例１
ビードの直径が各々１ｍｍ、３ｍｍであるエポキシ二類と、ビードが添加されなかったエポキシ一類を準備して常温でＢ／Ｖ（Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）テストした結果が表１のようであった。
【表１】
Figure 0003685585
【００２０】
即ち、３ｍｍビードが添加されたエポキシで、一番高い１８００から５０００Ｖ以上の分布を持って、接着剤の厚さは約４４ー８４μｍであった。 ビードが添加されなかったエポキシの場合には、最低５００Ｖであり、ＭＯＳＦＥＴの絶縁耐圧８００Ｖに対しては絶縁破壊が発生できるから信頼性が低下される。 前記実験でのエポキシの硬化条件は全て１５０度で１時間とした。 従って、絶縁性ビードの直径は１ｍｍ以上とすることが好ましい。 また、この実施形態ではガラスビードを使用したが、セラミックビード（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｂｅａｄ）のような絶縁性ビードも使用できる。
【００２１】
前記のように本発明によると、エポキシに添加された絶縁性ビードがエポキシの厚さを一定に調節できるから絶縁耐圧の範囲が一定になって、実際的に適用する時パッケージの信頼性を向上させる。 また、ガラスビード自体が絶縁性であるため前記のように向上された絶縁耐圧を持つようになる。
【００２２】
本発明の第二実施形態では、信頼性を一層向上させるためアルカリ元素の含量が少ないか、あるいはアルカリ元素が包含されていない絶縁性材料として絶縁性ビードを製造した。
前記第一実施形態により完成されたパッケージは、どの程度の高絶縁耐圧と製品の信頼性を持っているが、全ての外部条件に対して信頼性があることではない。例えば、ＨＴＲＢ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｂｉａｓ）テストで、サンプル（Ｓａｍｐｌｅ）に８００Ｖの電圧を印加して常温で温度を１２５度まで上昇させてから５００時間放置した。 その結果、前記ガラスビードの直径が３ｍｍあるいは５ｍｍである場合には、全体サンプルの５％以内で絶縁破壊が発生して、直径が１ｍｍである場合には絶縁破壊が非常に多く発生した。 即ち、外部の条件が劣悪な状況では絶縁破壊が発生できる。
【００２３】
結果的に、絶縁性ビードの直径によって決定されるエポキシ接着剤の厚さを調節して多少の絶縁破壊は防止できるが、実質的に信頼性においては全体的に問題があった。
従って、本発明者は３ｍｍか５ｍｍの場合にも絶縁破壊が発生することは絶縁性ビードの直径だけの問題ではなく他の原因があると予測して、絶縁破壊されたパッケージを分解して分析した結果、絶縁性ビード自体が絶縁破壊される確率が高いことを発見した。
【００２４】
前記一実施形態で用いられたソーダ石灰ガラスは、通常的にＳｉＯ2以外に各種不純物、例えば、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯのように、主に原子が１価または２価になったアルカリ金属の不純物が包含されている。このような、アルカリ金属に高電圧が印加されると、アルカリ金属がイオン化され、電気伝導が発生することにより、絶縁耐圧と機械的強度を低下させて、主にビード自体が破壊されて絶縁破壊が発生する。
【００２５】
一般的なソーダ石灰ガラスは、大略１４％程度のアルカリ金属の不純物を持って、絶縁破壊電圧は５ー２０ＫＶ／ｍｍ程度である。
したがって、前記一実施形態による半導体パッケージの信頼性をより向上させるためには、アルカリ元素の含量が少ないかあるいはアルカリ元素が包含されなかった材質の絶縁性ビードをエポキシ接着剤に添加する必要があるという結論に到達した。
【００２６】
表２に示すように、アルカリ元素の含量が少ないガラスとしては、ソーダ石灰ガラスに対してアルカリの不純物の比率が大略３％程度である高純度のホウケイ酸ガラスがある。 また、アルカリ元素が包含されなかったガラスとしては純粋ＳｉＯ2が挙げられる。
【表２】
Figure 0003685585
前記のホウケイ酸ガラスを利用して一定な直径を持つビードを形成してエポキシ接着剤に添加して、これを使用して制御ＩＣ１をダイパッドに付着してモールディング工程を経た後パッケージを完成する。
【００２７】
このように完成された半導体パッケージの絶縁耐圧を測定した結果、約２０ー３５ＫＶ／ｍｍ 程度であった。 また、ＨＴＲＢテストでパッケージに６４０Ｖの電圧を印可させて常温で１２５度まで温度を上昇させてから５００時間を放置した結果、絶縁破壊が全然発生しなかった。 同様に、純粋なＳｉＯ2で製造された高純度のビードをエポキシ接着剤に添加した場合にも全然絶縁破壊が発生しなかった。 好ましくは、ビードのアルカリ金属の含量は、全体含量に対して５％以下である。この程度の含量では絶縁耐圧は８００Ｖ電圧による影響を受けないと判明した。
【００２８】
図２は本発明の第二実施形態によるパッケージの断面図である。
図示されるように、制御ＩＣ１の後面には窒化膜（ＳｉxＮy）８が一定な厚さで蒸着されている。 その厚さは大略２ー５μｍ程度が好ましい。
これをより具体的に説明すると次のようである。
まず、ウェハ状態でウェハの後面に、例えば、Ｓｉ3Ｎ4を２ー５μｍ程度の厚さで窒化膜を塗布する。通常一回の塗布において、１μｍ程度の厚さを持つので、所望の厚さにするには塗布回数を加減する。
【００２９】
次に、このウェハから個別的な制御ＩＣ１で切断してからダイパッド５上に絶縁エポキシ接着剤を利用して付着し、ＭＯＳＦＥＴ２を半田接着剤で付着して、ＩＣ間のインナリードとの間に金属ワイヤでワイヤ付着した後、モールディング、トリミング工程を経てパッケージを完成する。
このように完成されたパッケージの絶縁耐圧は窒化膜の厚さによって変化する。 即ち、１μｍで塗布した場合、約６００Ｖの絶縁耐圧を持ち、２μｍで塗布した場合には約１０００Ｖの絶縁耐圧を持つ。 従って、製造費を考慮した本発明の窒化膜の厚さは、２ー５μｍが好ましい。 一方、窒化膜の代りに有機絶縁膜であるＢＣＢを塗布することもてきる。
【００３０】
実験例２
ウェハの後面にＳｉ3Ｎ4を二重に塗布したウェハを持って、５ｍｍビードを添加したエポキシで試料を製作して、常温と１２５度でＢ／Ｖテストした。 その結果、既存のＳｉ3Ｎ4を塗布しなかったものに比して全般的にＢ／Ｖが上昇された。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、ＩＣの後面自体に直接窒化膜を形成することにより絶縁耐圧を向上させることが可能であり、窒化膜自体が固体状であるから塗布方法が簡単で、製造費も節減できる。
【００３２】
また、異なる種類の多数のチップが実装される半導体パッケージにあって、一部は導電性接着剤によりダイ付着パッドに付着されて、他の一部は高絶縁性ビードを包含する絶縁性接着剤により付着され、一つのハッケージに樹脂密封される半導体のパッケージにおいて、絶縁性接着剤に絶縁性ビードを添加して絶縁性接着剤の厚さを精密に調節することによりパッケージの絶縁耐圧を向上させて、絶縁性ビードをアルカリ元素の含量が少ない材質あるいはアルカリ元素が包含されなかった材質で選択することにより絶縁耐圧の向上と共にパッケージの信頼性が向上される。
【００３３】
尚、本発明の各々の実施形態は、当分野の者であれば、本発明の範囲と精神を逸脱しない範囲内で多様に変形または変更可能である。 例えば、制御ＩＣの後面に窒化膜とかＢＣＢをスピング塗布して、この状態で絶縁性ビードが添加されたエポキシ接着剤を使用するとか、アルカリ元素の含量が少ない材質の絶縁性ビードあるいはアルカリ元素が包含されなかった材質の絶縁性ビードが添加されたエポキシ接着剤を使用することもできる。 この場合には、ＩＣ自体の絶縁特性によって絶縁耐圧が非常に向上されるため、エポキシ接着剤の厚さを薄くすることが可能であり、アルカリ元素を多量含有している材質のビードを添加しても、ある程度の信頼性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態による半導体パッケージの断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態による半導体パッケージの断面図である。
【図３】二種のＩＣを持つ一般的な半導体パッケージの平面図である。
【図４】従来の半導体パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１： 制御ＩＣ
２： 電力ＩＣ
３： 絶縁性エポキシ接着剤
４： 半田接着剤
５： ダイパッド
６： 金属ワイヤ
７： インナリード
９： 絶縁性ビード
１０： シリコンダイ
１２： 金属支持層
１４、１５、１６： 絶縁性樹脂層
１８： 後面
２０： 層間接合樹脂
２２： 上面主要面
２８： エピタキシャルポケット
２９： 半導体チップ
３３： コレクタ領域
３４： 底面
３５： 半田層

Claims (6)

  1. ダイパッドと電気的に連結されるように導電性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第一半導体チップと、
    前記ダイパッドと電気的に絶縁されるように絶縁性接着剤により付着された少なくとも一つ以上の第二半導体チップと、
    前記第一半導体チップと前記第二半導体チップに金属ワイヤにより連結されたインナリードとを含んで、
    前記第二半導体チップは、前記第二半導体チップと前記ダイパッド間の絶縁耐圧を向上させるため後面に塗布された窒化膜を含んで、
    前記絶縁性接着剤には、前記第二半導体チップと前記ダイパッド間の絶縁耐圧を向上させるため均一な間隔を維持するように所定の直径を持た多数の絶縁性ビードが含まれることを特徴とする半導体のパッケージ構造。
  2. 前記絶縁性ビードは、ホウケイ酸ガラスを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体のパッケージ構造。
  3. 前記絶縁性ビードは、純粋シリカを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体のパッケージ構造。
  4. 前記絶縁性ビードは、アルカリ元素の含量が５％以下である特徴とする請求項１記載の半導体のパッケージ構造。
  5. 前記第一半導体チップは、ＭＯＳＦＥＴを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体のパッケージ構造。
  6. 前記絶縁性接着剤は、エポキシを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体のパッケージ構造。
JP10501397A 1996-08-20 1997-04-22 半導体のパッケージ構造 Expired - Lifetime JP3685585B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR199634490 1996-08-20
KR199634491 1996-08-20
KR1019960034491A KR100190283B1 (ko) 1996-08-20 1996-08-20 반도체 패키지 구조
KR1019960034490A KR100233006B1 (ko) 1996-08-20 1996-08-20 반도체 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1084072A JPH1084072A (ja) 1998-03-31
JP3685585B2 true JP3685585B2 (ja) 2005-08-17

Family

ID=26632097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10501397A Expired - Lifetime JP3685585B2 (ja) 1996-08-20 1997-04-22 半導体のパッケージ構造

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5965947A (ja)
JP (1) JP3685585B2 (ja)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990065486A (ko) * 1998-01-14 1999-08-05 윤종용 반도체 제조설비 관리시스템의 공정조건 관리방법
JP3844032B2 (ja) * 1998-07-14 2006-11-08 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 半導体装置及びその製造方法
KR100556240B1 (ko) * 1998-07-28 2006-03-03 세이코 엡슨 가부시키가이샤 반도체 장치 제조방법
US6433424B1 (en) * 2000-12-14 2002-08-13 International Rectifier Corporation Semiconductor device package and lead frame with die overhanging lead frame pad
DE10149774A1 (de) * 2001-10-09 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Verpacken von elektronischen Baugruppen und Mehrfachchipverpackung
CN100364088C (zh) * 2002-01-31 2008-01-23 迈克纳斯公司 可编程电子处理器件的装置
US20030197288A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-23 Lucent Technologies Inc. Reduced stress wire bond
US20070158796A1 (en) * 2005-12-09 2007-07-12 International Rectifier Corporation Semiconductor package
US7825508B2 (en) * 2006-07-28 2010-11-02 Alpha Omega Semiconductor, Inc. Multi-die DC-DC buck power converter with efficient packaging
US7750447B2 (en) * 2007-06-11 2010-07-06 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd High voltage and high power boost converter with co-packaged Schottky diode
US8008897B2 (en) * 2007-06-11 2011-08-30 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd Boost converter with integrated high power discrete FET and low voltage controller
US8084855B2 (en) * 2006-08-23 2011-12-27 Rockwell Collins, Inc. Integrated circuit tampering protection and reverse engineering prevention coatings and methods
US8166645B2 (en) * 2006-08-23 2012-05-01 Rockwell Collins, Inc. Method for providing near-hermetically coated, thermally protected integrated circuit assemblies
US8076185B1 (en) 2006-08-23 2011-12-13 Rockwell Collins, Inc. Integrated circuit protection and ruggedization coatings and methods
US8617913B2 (en) 2006-08-23 2013-12-31 Rockwell Collins, Inc. Alkali silicate glass based coating and method for applying
US8581108B1 (en) 2006-08-23 2013-11-12 Rockwell Collins, Inc. Method for providing near-hermetically coated integrated circuit assemblies
US8637980B1 (en) * 2007-12-18 2014-01-28 Rockwell Collins, Inc. Adhesive applications using alkali silicate glass for electronics
US8174830B2 (en) * 2008-05-06 2012-05-08 Rockwell Collins, Inc. System and method for a substrate with internal pumped liquid metal for thermal spreading and cooling
US7915527B1 (en) 2006-08-23 2011-03-29 Rockwell Collins, Inc. Hermetic seal and hermetic connector reinforcement and repair with low temperature glass coatings
WO2008044496A1 (fr) * 2006-10-06 2008-04-17 Hitachi Chemical Co., Ltd. Composition de résine liquide destinée à étanchéifier des éléments électroniques, et appareil électronique utilisant cette composition
DE102007004284B4 (de) * 2007-01-23 2012-04-12 Infineon Technologies Ag Halbleiterleistungsmodul
US7923823B2 (en) * 2007-01-23 2011-04-12 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with parylene coating
US8110906B2 (en) * 2007-01-23 2012-02-07 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including isolation layer
US8723332B2 (en) * 2007-06-11 2014-05-13 Invensas Corporation Electrically interconnected stacked die assemblies
US8456141B2 (en) 2007-06-11 2013-06-04 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Boost converter with integrated high power discrete FET and low voltage controller
WO2009035849A2 (en) 2007-09-10 2009-03-19 Vertical Circuits, Inc. Semiconductor die mount by conformal die coating
US8363189B2 (en) * 2007-12-18 2013-01-29 Rockwell Collins, Inc. Alkali silicate glass for displays
TWI515863B (zh) 2008-03-12 2016-01-01 英維瑟斯公司 載體安裝式電氣互連晶粒組成件
JP5132407B2 (ja) * 2008-04-25 2013-01-30 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 半導体装置
US8205337B2 (en) * 2008-09-12 2012-06-26 Rockwell Collins, Inc. Fabrication process for a flexible, thin thermal spreader
US8650886B2 (en) 2008-09-12 2014-02-18 Rockwell Collins, Inc. Thermal spreader assembly with flexible liquid cooling loop having rigid tubing sections and flexible tubing sections
US8616266B2 (en) 2008-09-12 2013-12-31 Rockwell Collins, Inc. Mechanically compliant thermal spreader with an embedded cooling loop for containing and circulating electrically-conductive liquid
US7863159B2 (en) * 2008-06-19 2011-01-04 Vertical Circuits, Inc. Semiconductor die separation method
US9153517B2 (en) 2008-05-20 2015-10-06 Invensas Corporation Electrical connector between die pad and z-interconnect for stacked die assemblies
US8119040B2 (en) 2008-09-29 2012-02-21 Rockwell Collins, Inc. Glass thick film embedded passive material
US8680687B2 (en) * 2009-06-26 2014-03-25 Invensas Corporation Electrical interconnect for die stacked in zig-zag configuration
TWI520213B (zh) * 2009-10-27 2016-02-01 英維瑟斯公司 加成法製程之選擇性晶粒電絕緣
TWI544604B (zh) 2009-11-04 2016-08-01 英維瑟斯公司 具有降低應力電互連的堆疊晶粒總成
JP5533199B2 (ja) * 2010-04-28 2014-06-25 ソニー株式会社 素子の基板実装方法、および、その基板実装構造
US8951847B2 (en) 2012-01-18 2015-02-10 Intersil Americas LLC Package leadframe for dual side assembly
US9435915B1 (en) 2012-09-28 2016-09-06 Rockwell Collins, Inc. Antiglare treatment for glass
US9437589B2 (en) * 2014-03-25 2016-09-06 Infineon Technologies Ag Protection devices
CN104617058B (zh) * 2015-01-23 2020-05-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 用于功率变换器的封装结构及其制造方法
US9825002B2 (en) 2015-07-17 2017-11-21 Invensas Corporation Flipped die stack
US9871019B2 (en) 2015-07-17 2018-01-16 Invensas Corporation Flipped die stack assemblies with leadframe interconnects
US9490195B1 (en) 2015-07-17 2016-11-08 Invensas Corporation Wafer-level flipped die stacks with leadframes or metal foil interconnects
US9508691B1 (en) 2015-12-16 2016-11-29 Invensas Corporation Flipped die stacks with multiple rows of leadframe interconnects
US10566310B2 (en) 2016-04-11 2020-02-18 Invensas Corporation Microelectronic packages having stacked die and wire bond interconnects
US9595511B1 (en) 2016-05-12 2017-03-14 Invensas Corporation Microelectronic packages and assemblies with improved flyby signaling operation
US9728524B1 (en) 2016-06-30 2017-08-08 Invensas Corporation Enhanced density assembly having microelectronic packages mounted at substantial angle to board

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4514580A (en) * 1983-12-02 1985-04-30 Sri International Particulate silicon photovoltaic device and method of making
US5603983A (en) * 1986-03-24 1997-02-18 Ensci Inc Process for the production of conductive and magnetic transitin metal oxide coated three dimensional substrates
US5182628A (en) * 1989-06-28 1993-01-26 Hitachi, Ltd. Semiconductor device having particular solder interconnection arrangement
JP2501953B2 (ja) * 1991-01-18 1996-05-29 株式会社東芝 半導体装置
JP2927081B2 (ja) * 1991-10-30 1999-07-28 株式会社デンソー 樹脂封止型半導体装置
US5353498A (en) * 1993-02-08 1994-10-11 General Electric Company Method for fabricating an integrated circuit module
JPH0797594B2 (ja) * 1993-06-25 1995-10-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 半導体集積回路装置
JP3233535B2 (ja) * 1994-08-15 2001-11-26 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1084072A (ja) 1998-03-31
US5965947A (en) 1999-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3685585B2 (ja) 半導体のパッケージ構造
US8110906B2 (en) Semiconductor device including isolation layer
KR100345647B1 (ko) 압력 센서 및 그 제조방법
KR100488829B1 (ko) 집적회로 칩 및 이것을 이용한 표시 장치
JPH08153677A (ja) Ｓｏｉ型半導体集積回路の作製方法
EP0006003A1 (en) Improvements in or relating to field effect devices and their fabrication
JPH05503812A (ja) 半導体装置とそれの製造方法
US10937767B2 (en) Chip packaging method and device with packaged chips
JPH0340939B2 (ja)
KR970008145B1 (ko) 세라믹-온 금속-회로 기판 및 그 제조방법
JP2000091472A (ja) 半導体装置
US20160148865A1 (en) Electronic Circuit Board, Semiconductor Device Using the Same and Manufacturing Method for the Same
KR100196994B1 (ko) 고 절연 내압 구조를 갖는 파워 트랜지스터 패키지
JPH02226787A (ja) 混成回路
EP1275148A1 (en) Resin sealed semiconductor device with stress-reducing layer
JP2003273357A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100663912B1 (ko) 버퍼층과 이를 이용한 발광소자
JP2880133B2 (ja) ベアチップ搭載ボード及びベアチップ搭載ボードの製造方法
EP4057340A1 (en) Semiconductor device with a layer stack comprising a nisi layer and a niv layer for mounting on an electrically conductive layer, method for producing the same and corresponding mounted semiconductor arrangement
KR100233006B1 (ko) 반도체 패키지
JPS62203364A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0194651A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2536626Y2 (ja) 混成集積回路
JPH0629330A (ja) 半導体装置
JPH0541485A (ja) Ｍｏｓ型半導体素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040921

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050531

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100610

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130610

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term