JP2003092379A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2003092379A
JP2003092379A JP2001282651A JP2001282651A JP2003092379A JP 2003092379 A JP2003092379 A JP 2003092379A JP 2001282651 A JP2001282651 A JP 2001282651A JP 2001282651 A JP2001282651 A JP 2001282651A JP 2003092379 A JP2003092379 A JP 2003092379A
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JP
Japan
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leads
copper foil
resin
copper
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JP2001282651A
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English (en)
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Hiromichi Suzuki
博通 鈴木
Akihiko Kameoka
昭彦 亀岡
Masaru Yamada
勝 山田
Takafumi Nishida
隆文 西田
Fujio Ito
富士夫 伊藤
Junpei Kusukawa
順平 楠川
Ryozo Takeuchi
良三 武内
Toshiaki Ishii
利昭 石井
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオンマイグレーションによるリークやショ
ートという不具合の発生を防ぐ。 【解決手段】 銅あるいは銅合金からなる複数のインナ
ーリード1aと、銅あるいは銅合金からなるとともに接
着剤層2を介して複数のインナーリード1aの一端と接
合しており、かつ接着剤層2を介して半導体素子4が搭
載された放熱板3と、半導体素子4と複数のインナーリ
ード1aそれぞれとを接続する複数の金属細線6と、半
導体素子4および複数の金属細線6を封止する封止樹脂
8と、封止樹脂8から外部に突出したガルウィング状の
複数のアウターリード1bとから構成され、封止樹脂8
に、イオン性不純物と化合するイオントラップ剤などの
添加剤が添加されていることにより、剥離部の水分が中
性に近くなり、銅が反応せず溶出しにくくなるため、C
uマイグレーションを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、樹脂封止形の半導体装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、高機能化
がますます進んでおり、これに伴って半導体素子の発熱
量は増加傾向にある。この半導体素子で発生した熱を逃
がすために、リードフレームの材料として従来使用され
ていた42アロイ(42%Ni−Fe合金)に代わり、
現在では熱伝導率の優れている銅あるいは銅合金(強度
等向上のためにAg,Sn,Fe,Cr,Zn,Ni,
Mg,P,Si等を微量添加している)が使用されてい
る。
【0003】さらに、マイコンは特に発熱量が大きく効
率的に熱を逃す必要があり、このためリードフレームに
接着剤層によって放熱板を接合した放熱板付きリードフ
レームを用いたパッケージ、HQFP(Quad Flat Packa
ge with Heat sink)等が知られている。
【0004】図29は比較例(従来)のHQFPの全体
平面図例、図30は比較例のHQFPの一構造例、図3
1は比較例のHQFPの平面内部例を示したものであ
り、一般的には次のように組み立てられる。
【0005】図29〜図31に示すHQFP100の組
み立てでは、まず、リードフレーム1のインナーリード
1a部に、あらかじめポリイミド樹脂等の接着剤層2を
塗布等により形成した放熱板3を接合し、熱圧着、硬化
して固定する。次に、放熱板上またはリードフレーム1
のダイパッド上に半導体素子(半導体チップ)4を銀
(Ag)ペースト等の接着部材5によって接着する。
【0006】そして、半導体素子上の電極とインナーリ
ード先端との間を金等の金属細線6で接続する。この場
合、少なくともインナーリード1aの金属細線6が接続
される部分には、接続性を得るため、あらかじめ金属細
線接続用の銀(Ag)等のめっき7がされていることが
多い。
【0007】その後、半導体素子4、金属細線6、イン
ナーリード1a、放熱板3の一部あるいは全体をエポキ
シ樹脂等の封止樹脂8により封止し、最後に、リードフ
レーム1のアウターリード1b部にめっきし、折り曲げ
てアウターリード1bを形成し、さらに、マーキングを
施し完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置を市場に出
す前には各種信頼性試験を実施する。そしてその中の一
つに、耐湿性加速試験としてPCT(プレッシャークッ
カーテスト)という試験があるが、従来構造のHQFP
では試験開始200時間前後からリークやショートとい
う劣化現象が生じる問題がある。
【0009】本発明者らがこのPCTによる劣化現象を
解明した結果、劣化は以下述べるようなことが原因であ
ることが分かった。
【0010】図32および図33は、図30の比較例
(従来構造)のHQFPのI−I断面図であり、図32
および図33を使って前記問題を詳細に説明する。な
お、図32はPCT前、また、図33はPCT後のそれ
ぞれ断面であり、リードフレーム1は接着剤層2を介し
て放熱板3が接合されており、それらは封止樹脂8によ
り封止されている。
【0011】図32に示すように、HQFP100で
は、インナーリード1aの接着剤層2と接合される部分
にはめっき等による被膜が無く、インナーリード1aの
材料である銅あるいは銅合金がむき出しの状態である。
【0012】前記PCTは121℃という高温であり、
且つ封止樹脂8の熱膨張率が10〜30ppm/℃、リ
ードフレーム1及び放熱板3の銅あるいは銅合金の熱膨
張率が約17ppm/℃、接着剤層2の熱膨張率が30
〜40ppm/℃と、各材料の熱膨張率に差があるた
め、PCT後では図33に示すように、リードフレーム
1と接着剤層2、及び封止樹脂8と接着剤層2の夫々の
界面に剥離部9が生じるという第1の問題がある。
【0013】また、リードフレーム1と接着剤層2及び
封止樹脂8と接着剤層2の夫々の界面に剥離部9が生じ
ると、PCTは121℃/100%RH/2atmとい
う過酷な条件であるために、リードフレーム1と封止樹
脂8の界面或いは封止樹脂8自体を通して水分が半導体
装置内に進入してきて、剥離部9内部に水分が溜まるこ
とになる。
【0014】この剥離部9に溜まる水分には封止樹脂8
や接着剤層2、接着部材5(ペースト材)等の成分が抽
出され、酸性を示すことが多い。なお、前記抽出される
成分は、封止樹脂8に含まれる有機酸、塩素イオンある
いは抽出液を酸性にするような成分である。
【0015】この酸性溶液によりリードフレーム1の材
料である銅あるいは銅合金を溶融イオン化し、析出銅1
0として再析出することにより、リード間を短絡すると
いう第2の問題の現象(イオンマイグレーション)が発
生する。
【0016】また、インナーリード1a先端の金属細線
6を接続するための銀(Ag)等のめっき7が施されて
いる部分で、めっき7金属とリードフレーム1の材料で
ある銅あるいは銅合金が同時に水分に曝される場合に
は、異種金属接合による電池を形成し、さらに上記現象
は加速されることになる。
【0017】図34および図35は、図30の比較例
(従来構造)のHQFP100の放熱板3の端部周辺部
(J部)を示している。なお、図34はPCT前、図3
5はPCT後のそれぞれJ部を示したものであり、リー
ドフレーム1は接着剤層2を介して放熱板3が接合され
ており、それらは封止樹脂8により封止されている。
【0018】図34に示すように、放熱板端部3aには
めっき等による被膜が無く、放熱板3の材料である銅あ
るいは銅合金がむき出しの状態である。
【0019】放熱板端部3aにおいても、同様にPCT
後に図35に示すように剥離部9が生じ、剥離部9に水
分が堆積する。そしてその堆積した酸性水により、放熱
板3の材料である銅または銅合金が溶融イオン化し、析
出銅10として再析出し、リードフレーム1と放熱板3
との間で短絡現象を発生させる問題がある。
【0020】なお、イオンマイグレーションの対応策と
して、特開平10−163410号公報ではテーピング
リードフレームにおけるイオンマイグレーションの防止
方法として、リードの接着剤に接する部分に保護膜を形
成することが提案されている。
【0021】しかし、これはテーピングリードフレーム
の接着剤中を、電圧印加による電界によって銅が拡散移
動するのを防止するのが目的であり、ここで問題として
いる放熱板付きリードフレームおよびそれを用いた半導
体装置とは装置構造、またイオンマイグレーションの現
象が異なっている。
【0022】なお、接着剤中を銅が拡散移動するイオン
マイグレーションについては、接着剤材質をフェノール
樹脂系からマレイミド樹脂系やポリイミド樹脂系の接着
剤に変更することにより解決している。
【0023】また、特開平8−204098号公報では
放熱板付きリードフレームにおいて、放熱板打抜きバリ
によるリードフレームと放熱板端部間の電気的短絡を防
止するため、リードフレームの接着剤層と接合する面に
絶縁性被膜を設け、その絶縁性被膜が放熱板端部からは
み出すように形成することが提案されている。
【0024】しかし、この方法では、上記問題としてい
る剥離が生じた場合のリード間及びリードと放熱板間の
マイグレーションは防止できない。
【0025】特に、リード間のマイグレーションについ
ての記載は何も無い。
【0026】したがって、例えば、リード間ピッチの狭
い狭ピッチタイプの半導体装置を扱う上では、特開平8
−204098号公報に記載されたマイグレーション対
策の技術では不十分である。
【0027】本発明の目的は、剥離やクラックの発生が
少なく、また剥離やクラックが生じたとしてもイオンマ
イグレーションによるリークやショートという不具合が
生じない半導体装置を提供することにある。
【0028】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0029】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0030】すなわち、本発明は、銅または銅合金から
なる複数のリードと、半導体素子と複数のリードそれぞ
れとを接続する複数の金属細線と、半導体素子、複数の
リードおよび複数の金属細線を封止する封止樹脂とを有
し、封止樹脂に、イオン性不純物と化合する添加剤が添
加されているものである。
【0031】また、本発明は、前記封止樹脂に、プレッ
シャークッカーテストによって抽出される樹脂抽出液の
ペーハー値を5.5以上10以下にする添加剤が添加され
ているものである。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略するととも
に、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明
を原則として繰り返さない。
【0033】また、以下の実施の形態では便宜上その必
要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に
分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それら
はお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部ま
たは全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【0034】さらに、以下の実施の形態において、要素
の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場
合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に
限定される場合などを除き、その特定の数に限定される
ものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとす
る。
【0035】また、以下の実施の形態において、その構
成要素(要素ステップなどを含む)は、特に明示した場
合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合な
どを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまで
もない。
【0036】同様に、以下の実施の形態において、構成
要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示
した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる
場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類
似するものなどを含むものとする。このことは前記数値
及び範囲についても同様である。
【0037】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1の半導体装置の一例であるHQFPの構造を示す平
面図、図2は図1に示すHQFPの構造を示す断面図、
図3は図1に示すHQFPの内部構造を示す平面図、図
4は図2に示すA−A線に沿う断面の構造を示す拡大部
分断面図、図5は図2に示すB部の構造を示す拡大部分
断面図、図6は本発明の実施の形態1の半導体装置に係
る樹脂抽出液pHと銅溶出量の関係の一例を示す溶出量
結果図、図7は本発明の実施の形態1の半導体装置に係
る添加剤濃度と樹脂抽出液pHの関係の一例を示すpH
結果図、図8は本発明の実施の形態1の半導体装置に係
る添加剤濃度と樹脂抽出液電気伝導度の関係の一例を示
す電気伝導度結果図である。
【0038】図1、図2に示す本実施の形態1の半導体
装置は、樹脂封止形で、かつ放熱板3を備えた高放熱タ
イプのものであり、本実施の形態1では、その一例とし
て、HQFP13について説明する。
【0039】HQFP13の構成は、半導体集積回路が
形成された半導体チップである半導体素子4と、銅ある
いは銅合金からなり、かつ半導体素子4の周囲に延在す
る複数のインナーリード1aと、銅あるいは銅合金から
なるとともに絶縁性の接着剤層2を介して複数のインナ
ーリード1aの一端(チップ側端部)と接合しており、
かつ接着剤層2を介して半導体素子4が搭載された放熱
板3と、半導体素子4と複数のインナーリード1aそれ
ぞれとを電気的に接続する複数の金属細線6と、半導体
素子4、複数の金属細線6および放熱板3を封止する封
止樹脂8と、それぞれのインナーリード1aと一体に形
成され、かつ封止樹脂8から外部に突出してガルウィン
グ状に折り曲げられた複数のアウターリード1bとから
構成され、封止樹脂8に、イオン性不純物と化合する添
加剤が添加されている。
【0040】すなわち、HQFP13では、封止樹脂8
に、イオン性不純物と化合する添加剤が添加されている
ことにより、耐湿性加速試験を行った際、封止樹脂8内
に含まれるイオン性不純物や、HQFP13の外部から
封止樹脂8を通って浸入するイオン性不純物が封止樹脂
8内の添加剤と化合し、その結果、イオン性不純物が抽
出されることはない。
【0041】これにより、インナーリード1aや放熱板
3の銅(Cu)の反応を抑えて銅の析出を防ぎ、Cuマ
イグレーション(イオンマイグレーション)による電気
的ショートを防止できる。
【0042】なお、図2に示すように、半導体素子4
は、接着剤層2上にAgペーストなどの接着部材5によ
って固定されている。
【0043】すなわち、放熱板3上に塗布された接着剤
層2上に接着部材5を介して半導体素子4が固定され、
さらに、図3〜図5に示すように、それぞれのインナー
リード1aのチップ(素子)側の端部が接着剤層2と接
合されている。
【0044】また、接着剤層2は、例えば、ポリイミド
系樹脂などであり、封止樹脂8は、例えば、エポキシ系
樹脂であるため、接着剤層2は封止樹脂8より熱膨張係
数が大きい。
【0045】さらに、放熱板3上に塗布された接着剤層
2と放熱板3との接着力は非常に高く、また、封止樹脂
8と、銅または銅合金からなる放熱板3との熱膨張係数
の差も大きい。
【0046】したがって、図32の比較例に示すよう
に、接着剤層2と封止樹脂8の界面や、接着剤層2とイ
ンナーリード1aの界面、あるいは、図34の比較例に
示すように、放熱板端部3aと封止樹脂8の界面などに
水分が凝集しやすくこれらの界面の接合が弱いため、剥
離が起こる。
【0047】すなわち、本実施の形態1のHQFP13
は、このように剥離の起こりやすい界面を有した構造に
おいて、これらの界面への銅の析出を防いでCuマイグ
レーションの発生を防ぐものである。
【0048】なお、それぞれのインナーリード1aに
は、その金属細線6の接続箇所に金属細線6接続用のA
gのめっき7が被覆されており、金(Au)の金属細線
6との接続強度を高めている。
【0049】ここで、封止樹脂8に添加される添加剤の
条件について説明する。
【0050】前記添加剤は、図33に示すようなインナ
ーリード1aや封止樹脂8と接着剤層2との界面に形成
される剥離部9、あるいは図35に示すようなインナー
リード1aと封止樹脂8との界面に形成される剥離部9
に、インナーリード1aや放熱板3の銅材(Cu)が溶
出しないように、剥離部9での水分のpH(ペーハー
値)を中性付近に調整するためのものである。
【0051】したがって、プレッシャークッカーテスト
によって抽出される樹脂抽出液のpHを5.5以上10以
下にする添加剤が、封止樹脂8に添加されていることが
好ましい。
【0052】そこで、図6は、樹脂抽出液のpH(水素
イオン指数)と銅の溶出量の関係の一例を示したもので
あり、図6中、斜線部がCuマイグレーションが起こら
なかった領域である。
【0053】つまり、リードフレーム1の材料である銅
あるいは銅合金の表面には、自然にまたはワイヤボンデ
ィング等の熱処理によって酸化皮膜が形成され、この酸
化皮膜は、酸性環境またはアルカリ性環境によって酸に
もアルカリにも溶解(イオン化)するが、pHが5.5以
上10以下の中性付近では、溶解しにくく、銅もその表
面に形成された酸化皮膜によって不動態化してほとんど
溶解(イオン化)しない状態となる。
【0054】したがって、樹脂抽出液のpHを5.5以上
10以下にすることにより、剥離部9の水分が中性に近
くなり、銅が反応せず溶出しにくくなるため、銅の析出
を抑えてCuマイグレーションを防ぐことができる。
【0055】これにより、Cuマイグレーションによる
電気的ショートの発生を阻止することができる。
【0056】なお、プレッシャークッカーテストは、1
21℃/100%RH/2atmで行われるものであ
り、樹脂抽出液とは、封止樹脂8の10倍の重量の純水
で半導体装置を121℃/2atmで24時間放置した
後、抽出される液である。
【0057】また、図7は、樹脂抽出液のpHを5.5以
上10以下にする主な添加剤を示したものであり、その
際のそれぞれの添加剤の濃度(wt%)とpHの関係の
一例を示したものであり、中性化可能な添加剤として
は、アルカリ金属(土類金属)の酸化物、水酸化物、ま
たは、ほう酸化物などが挙げられ、具体的には、図7に
示すような、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ほ
う酸バリウム、ほう酸亜鉛、メタほう酸カルシウム、イ
オントラップ剤(イオントラッパー)などである。
【0058】なお、添加剤を添加することにより、樹脂
抽出液の電気伝導度(マイクロシーメンス(μS)/c
m)が変化する。そこで、図8は、図7に示した添加剤
それぞれの濃度(wt%)と樹脂抽出液の電気伝導度
(μS/cm)の関係の一例を示したものであるが、電
気伝導度が高すぎると電流が流れ過ぎるため、樹脂抽出
液の電気伝導度が100μS/cm以下であることが望
ましい。
【0059】したがって、図7、図8より、添加剤とし
て、イオントラップ剤を用いることが好ましい。
【0060】なお、イオントラップ剤は、Cl- 、Sb
- 、Br- 、Na+ 、SO4 2- イオンなどの陰イオンや
陽イオンをトラップするものであり、封止樹脂8である
エポキシ系樹脂に含まれるこれらのイオン性不純物をト
ラップする(抽出液に溶出しずらくする)ことができ
る。
【0061】さらに、封止樹脂8内に限らず、外部から
封止樹脂8を通って浸入するイオン性不純物もトラップ
することができる。
【0062】なお、封止樹脂8であるエポキシ系樹脂に
は、多くのCl- (塩素)イオンが含まれているため、
Cl- イオンと化合物を形成する添加剤としてもイオン
トラップ剤が好適である。
【0063】イオントラップ剤は、DHA4Aハイドロ
タルサイト類化合物であり、具体例としては、Mg4.3
Al2(OH)12.6CO3・mH20(協和化学工業
(株))などがあり、このイオントラップ剤は、イオン
性不純物をトラップすることによって、抽出液のpHが
中性から変化することを防ぐ機能を有するものであり、
少量で非常に大きな効果を得られるため、他の中和剤と
比較して封止樹脂8の硬化特性や強度への影響を低く抑
えることができる。
【0064】また、仮に想定した量以上の添加が為され
た場合でも抽出液のpHを中性近傍に制御することがで
き、また抽出液の電気伝導度を大幅に高くしてしまうこ
となどが無いなどの長所を持つ。
【0065】これに比較して、酸化カルシウム(Ca
O)などアルカリ性の水溶液を形成する添加物について
は、想定した量以上の添加が為された場合には、水溶液
はアルカリ性になり、かつ抽出液が高い電気伝導度を示
すために、Cuの溶出を促進してしまうため、厳密な添
加量の制御が必要という問題がある。
【0066】しかし、これらの問題が解決されるなら
ば、封止樹脂8に添加する添加物としてアルカリ性のも
のを用いることも可能である。
【0067】以上のように、本実施の形態1のHQFP
13では、封止樹脂8に、樹脂抽出液のpH(ペーハー
値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤などの
添加剤が添加されていることにより、図33や図35に
示す剥離部9の水分が中性に近くなり、さらに、インナ
ーリード1aや放熱板3の材料である銅は、ペーハー値
5.5以上10以下の領域では、銅の表面に形成された酸
化皮膜によって不動態化してほとんど溶解(イオン化)
しないため、銅が反応せず溶出しにくくなり、剥離部9
への銅の析出を防ぐことができる。
【0068】これにより、電気的ショートの発生を防ぐ
ことができ、Cuマイグレーション(第2の問題)を防
止することができる。
【0069】その結果、PCT試験におけるショート不
良の発生を防止して、HQFP13(半導体装置)の信
頼性の向上を図ることができる。
【0070】次に、本実施の形態1のHQFP13の組
み立て手順について説明すると、まず、接着剤層2形成
済みの放熱板付きリードフレームを準備する。
【0071】続いて、放熱板付きリードフレームのダイ
パット(チップ搭載部)である放熱板3の接着剤層2上
に接着部材5を介して半導体素子4をダイボンドし、そ
の後、半導体素子4と各インナーリード1aとを金属細
線6によってワイヤボンディングする。
【0072】その後、樹脂モールドを行って、半導体素
子4と複数の金属細線6とを封止樹脂8で封止する。
【0073】封止後、アウターリード1bの切断を行う
とともにガルウィング状に曲げ成形してHQFP13を
組み立てることができる。
【0074】(実施の形態2)図9は本発明の実施の形
態2の半導体装置の一例であるBGAの構造を示す断面
図、図10は図9に示すBGAの実装構造を示す断面
図、図11は図9に示すBGAの内部構造を示す平面
図、図12は図11に示すE−E線に沿った断面の構造
を示す断面図、図13は図12に示すF部の構造を示す
拡大部分断面図、図14は本発明の実施の形態2の半導
体装置の一例である他のBGAの構造を示す断面図であ
る。
【0075】図9に示す実施の形態2の半導体装置は、
BGA(Ball Grid Array)16であり、複数の銅箔リー
ド14aを有した配線基板14と、配線基板14の素子
支持面14b上に配置された半導体素子4と、半導体素
子4と複数の銅箔リード14aそれぞれとを電気的に接
続する複数の金属細線6(金属バンプなどでもよい)
と、半導体素子4、複数の金属細線6および複数の銅箔
リード14aを封止する封止樹脂8と、配線基板14の
銅箔リード14aが形成された面と反対側の面である裏
面14cに設けられた複数のボール電極(突起電極)1
5とから構成されており、実施の形態1のHQFP13
と同様に、封止樹脂8に、プレッシャークッカーテスト
によって抽出される樹脂抽出液のpH(ペーハー値)を
5.5以上10以下にするイオントラップ剤などの添加剤
が添加されている。
【0076】また、配線基板14の素子支持面14bに
は、図11および図12に示すように複数の銅箔リード
14aが形成され、さらにそれぞれの銅箔リード14a
が金属細線6との接続領域のみを残して絶縁性のソルダ
レジスト膜(樹脂保護膜)14eによって覆われ、銅箔
リード14aおよびソルダレジスト膜14eを含む素子
支持面14b側のほぼ全体が封止樹脂8によって覆われ
た構造のBGA16である。
【0077】さらに、BGA16では、図13に示すよ
うに、銅箔リード14aの1つ1つの表面を、それぞれ
個別に金めっきなどの金属被覆11によって覆い、その
上層に絶縁性のソルダレジスト膜14eが形成され、さ
らにソルダレジスト膜14e上に封止樹脂8を配置した
構造である。
【0078】なお、金属被覆11の形成方法として、電
気めっき及び無電解めっきがあるがどちらの方法を用い
てもよい。
【0079】さらに、この金属被覆11はめっきによる
ものだけでなく、真空蒸着、スパッタリング、イオンプ
レーティング等の物理蒸着法(Physical Vapor Deposit
ion)または化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition )
などを用いて形成してもよい。
【0080】また、配線基板14は、例えば、ガラス繊
維入りエポキシ基板やBT(ビスマレイミド・トリアジ
ン)基板などであり、図9に示すように、これに形成さ
れたスルーホール14d内の配線を介して、その素子支
持面14bに配置された銅箔リード14aと裏面14c
のボール電極15とが電気的に接続されている。
【0081】さらに、封止樹脂8は、例えば、エポキシ
系樹脂である。
【0082】次に、図10は、BGA16の実装基板1
7への実装構造を示したものである。
【0083】BGA16は、配線基板14の裏面14c
側に放熱板3が取り付けられた高放熱タイプの半導体装
置であるため、ボール電極15が基板側端子17aと接
続するとともに、放熱板3が半田接合部18を介して基
板側端子17aと接続し、これによって放熱性を高めて
いる。
【0084】本実施の形態2のBGA16によれば、実
施の形態1のHQFP13と同様に、封止樹脂8に、樹
脂抽出液のpH(ペーハー値)を5.5以上10以下にす
るイオントラップ剤などの添加剤が添加されていること
により、銅箔リード14aや封止樹脂8と接着剤層2と
の剥離箇所、あるいは放熱板端部3aと封止樹脂8との
剥離箇所における水分を中性に近くすることができ、さ
らに、銅箔リード14aや放熱板3の材料である銅は、
ペーハー値5.5以上10以下の領域では、銅の表面に形
成された酸化皮膜によって不動態化してほとんど溶解
(イオン化)しないため、銅が反応せず溶出しにくくな
り、前記剥離箇所への銅の析出を防ぐことができる。
【0085】これにより、電気的ショートの発生を防ぐ
ことができ、Cuマイグレーション(第2の問題)を防
止することができる。
【0086】その結果、PCT試験におけるショート不
良の発生を防止して、BGA16の信頼性の向上を図る
ことができる。
【0087】なお、前記実施の形態1と同様に、樹脂抽
出液の電気伝導度が100μS/cm以下になるような
添加剤を封止樹脂8に添加することが望ましく、その
他、添加剤の条件については、実施の形態1と同様であ
る。
【0088】また、前記添加剤を封止樹脂8に限らず、
配線基板14やソルダレジスト膜14eに添加してもよ
い。
【0089】すなわち、封止樹脂8、配線基板14の基
材(樹脂)もしくはソルダレジスト膜14eの少なくと
も何れか1つに前記添加剤が添加されていることによ
り、Cuマイグレーションの発生を防ぐことができる。
【0090】さらに、銅箔リード14aの表面に金属被
覆11が形成されているため、基板の吸湿によって内部
が水分膨潤して銅箔リード14aとソルダレジスト膜1
4e、または銅箔リード14aと封止樹脂8との間での
剥離が発生した際にも、後述する実施の形態4の効果に
より、Cuイオンの析出を防ぐことができ、その結果、
Cuマイグレーション(第2の問題)を防ぐことができ
る。
【0091】特に、金属被覆11が、すず(Sn)、亜
鉛(Zn)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)または
チタン(Ti)などの金属から成る場合、あるいは金属
ではなくポリイミド樹脂などの絶縁性被膜11の場合、
後述する実施の形態12〜17の効果により、Cuマイ
グレーション(第2の問題)に加えて剥離箇所の形成
(第1の問題)を防ぐことができる。
【0092】次に、図14に示す半導体装置は、他のB
GA(Ball Grid Array)19であり、配線基板14とし
て、薄膜のポリイミドテープなどからなるテープ基板を
用いた小形のものである。
【0093】BGA19においても、封止樹脂8にイオ
ントラップ剤などの添加剤が添加されており、また、銅
箔リード14aの表面に、図13に示す構造と同様の金
属被覆11が形成されており、したがって、BGA16
と同様の効果を得ることができる。
【0094】なお、実施の形態2のBGA16およびB
GA19では、封止樹脂8、配線基板14の基材(樹
脂)もしくはソルダレジスト膜14eの少なくとも何れ
か1つに前記添加剤が添加されていればよく、銅箔リー
ド14aの表面への金属被覆11や絶縁性被膜11の形
成は、必ずしも行われていなくてもよい。
【0095】(実施の形態3)図15は本発明の実施の
形態3の半導体装置の一例であるMCMの構造を示す断
面図、図16は図15に示すG−G線に沿った断面の構
造を示す拡大部分断面図、図17は図15に示すH部の
構造を示す拡大部分断面図である。
【0096】本実施の形態3の半導体装置は、複数の半
導体素子を有したMCM(Multi-Chip-Module)23であ
る。
【0097】図15に示すMCM23の構成は、複数の
銅箔リード14aを有した配線基板14と、配線基板1
4の上部に配置され、かつ主面に露出する表面電極と接
続されるCuメッキ層(銅配線)24eが主面上に形成
された第1の半導体素子24と、第1の半導体素子24
と配線基板14の複数の銅箔リード14aそれぞれとを
電気的に接続する複数のバンプ電極(突起電極)25
と、配線基板14と第1の半導体素子24との間に配置
され、かつ複数のバンプ電極25を覆うアンダーフィル
樹脂26と、配線基板14の上部に配置された第2の半
導体素子27と、第2の半導体素子27と複数の銅箔リ
ード14aそれぞれとを電気的に接続する複数の金属細
線6と、第2の半導体素子27、複数の金属細線6およ
び複数の銅箔リード14aを封止し、かつ配線基板14
上に滴下されたポッティング樹脂28と、配線基板14
の裏面14cに設けられた複数の半田外部電極29とか
らなる。
【0098】さらに、MCM23では、配線基板14を
形成する基材(樹脂)、銅箔リード14aの一部を覆う
ソルダレジスト膜(樹脂保護膜)14e、アンダーフィ
ル樹脂26またはポッティング樹脂28のうちの少なく
とも1つに、プレッシャークッカーテストによって抽出
される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下にす
るイオントラップ剤などの添加剤が添加されている。
【0099】なお、ここでは、MCM23に2つの半導
体素子(第1の半導体素子24と第2の半導体素子2
7)が搭載されている場合を説明するが、前記半導体素
子の搭載数は、単数/複数を問わず、何個でもよい。
【0100】また、図17に示すように、第1の半導体
素子24の主面の複数のAlパッド24aは、その一部
を露出させて絶縁膜24bによって覆われ、バンプ電極
25とは再配線24gを介して電気的に接続されてい
る。
【0101】また、再配線24gは、Alパッド24a
側から順に、Crシード層24c、Cuシード層24
d、Cuメッキ層24eおよびNiメッキ層24fによ
って構成されている。
【0102】さらに、Crシード層24cは第1保護膜
24hによって保護され、Niメッキ層24fは第2保
護膜24iによって保護されている。
【0103】すなわち、第1の半導体素子24は、その
主面に、銅配線であるCuメッキ層24eを有した再配
線24gが形成され、かつこの再配線24gにバンプ電
極25が設けられた構造でCSP(Chip Size Package)
となる(ウェハプロセスパッケージとも呼ぶ)。
【0104】また、MCM23では、外部端子として複
数のボール状の半田外部電極29が、配線基板14の裏
面14cに、複数行/列に亘ってアレイ状に配列されて
設けられている。
【0105】また、MCM23の第2の半導体素子27
では、図16に示すように、銅箔リード14aの1つ1
つの表面が、それぞれ個別に金めっきなどの金属被覆1
1によって覆われ、その上層に絶縁性のソルダレジスト
膜14eが形成され、さらにソルダレジスト膜14e上
にポッティング樹脂28を配置されている。
【0106】なお、実施の形態3のMCM23では、配
線基板14を形成する基材(樹脂)、銅箔リード14a
の一部を覆うソルダレジスト膜(樹脂保護膜)14e、
アンダーフィル樹脂26またはポッティング樹脂28の
うちの何れか1つに、前記添加剤が添加されていればよ
く、銅箔リード14aの表面への金属被覆11の形成
は、必ずしも行われていなくてもよい。
【0107】以上により、本実施の形態3のMCM23
においても、Cuメッキ層24eや銅箔リード14aの
銅が反応せず溶出しにくくなり、Cuマイグレーション
を防止することができる。
【0108】なお、前記実施の形態1と同様に、樹脂抽
出液の電気伝導度が100μS/cm以下になるような
添加剤を添加することが望ましく、その他、添加剤の条
件については、実施の形態1と同様である。
【0109】さらに、銅箔リード14aの表面に金属被
覆11が形成されているため、基板の吸湿によって内部
が水分膨潤して銅箔リード14aとソルダレジスト膜1
4e、または銅箔リード14aと封止樹脂8との間での
剥離が発生した際にも、後述する実施の形態4の効果に
より、Cuイオンの析出を防ぐことができ、その結果、
Cuマイグレーションを防ぐことができる。
【0110】次に、本発明の実施の形態4〜19につい
て説明する。
【0111】図18は本発明の実施の形態4の半導体装
置の一例であるHQFPの構造を示す拡大部分断面図、
図19は本発明の実施の形態5の半導体装置の一例であ
るHQFPの構造を示す拡大部分断面図、図20は本発
明の実施の形態6の半導体装置の一例であるHQFPの
構造を示す拡大部分断面図、図21は本発明の実施の形
態7の半導体装置の一例であるHQFPの構造を示す拡
大部分断面図、図22は本発明の実施の形態8の半導体
装置の一例であるHQFPの構造を示す拡大部分断面
図、図23は本発明の実施の形態17の半導体装置の一
例であるHQFPの構造を示す拡大部分断面図、図24
は本発明の実施の形態4の半導体装置の一例であるHQ
FPの構造を示す平面図、図25は図24に示すHQF
Pの構造を示す断面図、図26は図24に示すHQFP
の内部構造を示す平面図、図27は図25に示すD部の
構造を示す拡大部分断面図、図28は本発明の半導体装
置(HQFP)のリード全面PdめっきによるPb
(鉛)フリー半田実装の構造の一例を示す拡大部分断面
図、図36は本発明の半導体装置(HQFP)において
封止樹脂への添加剤無しでリードへの金属または樹脂被
覆を行った際のプレッシャークッカーテストによる耐湿
性評価を示す評価結果図である。
【0112】(実施の形態4)図18は、本発明の実施
の形態4の放熱板付きリードフレームを用いた半導体装
置であるHQFP30の断面構造を示すものであり、図
25のC−C断面を拡大して示したものである。
【0113】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0114】また、図18のように、リードフレーム1
の接着剤層2と接合される部分全体を、あらかじめ金
(Au)をめっきすることによって金属被覆11を形成
した。めっきの方法には、電気めっき及び無電解めっき
があるがどちらの方法を用いてもよい。
【0115】なお、それぞれのインナーリード1aにお
ける金属被覆11を形成する領域は、図26に示す金属
被覆領域12(絶縁性被膜領域も同じ)であり、剥離の
発生する可能性の有る封止樹脂8もしくはインナーリー
ド1aと接着剤層2との界面が形成される領域全面であ
って、さらには、各インナーリード1aにおいてそのチ
ップ側端部付近から接着剤層2との接合箇所の僅か外側
に至る領域である。
【0116】また、この金属被覆11はめっきによるも
のだけでなく、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレ
ーティング等の物理蒸着法(Physical Vapor Depositio
n)または化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition )等
を用いて形成してもよい。金属被覆形成後、リードフレ
ーム1にあらかじめ接着剤層2を形成した放熱板3を接
着し、放熱板付きリードフレームを得た。この先の半導
体装置の組み立ては、従来通りの工程によって組み立て
る。
【0117】(実施の形態5)図19に、本発明の実施
の形態5の放熱板付きリードフレームを用いた半導体装
置であるHQFP30の断面構造を示すが、図19は図
25のC−C断面を拡大して示したものである。
【0118】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0119】図19のように、リードフレーム1の接着
剤層2と接合される部分全体とリードの側面部をあらか
じめ金(Au)をめっきすることによって金属被覆11
を形成した。金属被覆形成後、リードフレーム1にあら
かじめ接着剤層2を形成した放熱板3を接着し、放熱板
付きリードフレームを得た。この先の半導体装置の組み
立ては、従来通りの工程により組み立てた。
【0120】(実施の形態6)図20に、本発明の実施
の形態6の放熱板付きリードフレームを用いた半導体装
置であるHQFP30の放熱板端部の周辺断面の構造を
示すが、図20は図25のD部を拡大して示したもので
ある。
【0121】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0122】図20のように、放熱板端部3aをあらか
じめ金(Au)をめっきすることによって金属被覆11
を形成した。金属被覆形成後、リードフレーム1にあら
かじめ接着剤層2を形成した放熱板3を接着し、放熱板
付きリードフレームを得た。この先の半導体装置の組み
立ては、従来通りの工程により組み立てた。
【0123】(実施の形態7)図21に、本発明の実施
の形態7の放熱板付きリードフレームを用いた半導体装
置であるHQFP30の放熱板端部の周辺断面の構造を
示すが、図21は図25のD部を拡大して示したもので
ある。
【0124】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0125】図4のように、放熱板3の周囲全体をあら
かじめ金(Au)をめっきすることによって金属被覆1
1を形成した。金属被覆形成後、放熱板3の一平面に接
着剤層2を形成し、その後、リードフレーム1に接着し
て放熱板付きリードフレームを得た。この先の半導体装
置の組み立ては、従来通りの工程によって組み立てた。
【0126】(実施の形態8)図22に、本発明の実施
の形態8の放熱板付きリードフレームを用いた半導体装
置であるHQFP30の断面の構造を示すが、図22は
図25のC−C断面を拡大して示したものである。
【0127】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0128】図22のように、リードフレーム1の接着
剤層2と接合される部分全体及びリードの側面部と放熱
板3の周囲全体を、あらかじめ金(Au)をめっきする
ことによって金属被覆11を形成した。金属被覆形成
後、放熱板3の一平面に接着剤層2を形成し、その後、
リードフレーム1に接着して放熱板付きリードフレーム
を得た。この先の半導体装置の組み立ては、従来通りの
工程によって組み立てた。
【0129】(実施の形態9〜16)構造は図22の実
施の形態8と同様であるが、実施の形態8の金めっきと
異なり、リードフレーム1の接着剤層2と接合される部
分全体と放熱板3の周囲全体を予め、白金(Pt)(実
施の形態9)、ロジウム(Rh)(実施の形態10)、
パラジウム(Pd)(実施の形態11)、すず(Sn)
(実施の形態12)、亜鉛(Zn)(実施の形態1
3)、クロム(Cr)(実施の形態14)、ニッケル
(Ni)(実施の形態15)またはチタン(Ti)(実
施の形態16)をめっきすることによって金属被覆11
を形成した。
【0130】封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH(ペー
ハー値)を5.5以上10以下にするイオントラップ剤な
どの添加剤が添加されている。なお、前記実施の形態1
と同様に、樹脂抽出液の電気伝導度が100μS/cm
以下になるような添加剤を封止樹脂8に添加することが
望ましく、その他、添加剤の条件については、実施の形
態1と同様である。
【0131】金属被覆形成後、放熱板3の一平面に接着
剤層2を形成し、その後、リードフレーム1に接着して
放熱板付きリードフレームを得た。この先の半導体装置
の組み立ては、従来通りの工程により組み立てた。
【0132】(実施の形態17)図23は、図25のC
−C断面を拡大して示したものであり、封止樹脂8に
は、樹脂抽出液のpH(ペーハー値)を5.5以上10以
下にするイオントラップ剤などの添加剤が添加されてい
るとともに、リードフレーム1の接着剤層2と接合され
る部分全体と放熱板3の周囲全体を予めポリイミド樹脂
ワニスを塗布、乾燥させることにより絶縁性被膜11を
形成した。この絶縁性被膜11はポリイミド樹脂だけで
なく、フェノール、エポキシ、ポリアミド等の他の絶縁
性樹脂を用いてもかまわない。
【0133】また、絶縁性被膜11の熱伝導性を向上、
さらには各部材間の熱膨張率を整合させるために、フィ
ラーとして絶縁性樹脂中にアルミナ、シリカ等の無機物
を混入してもよい。
【0134】絶縁性被膜形成後、放熱板3の一平面に接
着剤層2を形成し、その後、リードフレーム1に接着し
て放熱板付きリードフレームを得た。この先の半導体装
置の組み立ては、従来通りの工程により組み立てた。
【0135】次に、それぞれの構造の耐湿性評価結果に
ついて説明する。
【0136】なお、図36は、実施の形態4〜17の図
18〜23に示す構造のHQFP30において、封止樹
脂8にイオントラップ剤などの添加剤が添加されていな
い場合の耐湿性に関する評価として行ったPCT(プレ
ッシャークッカー試験)の評価結果を示すものである。
【0137】また、PCT試験の試験条件は121℃/
100%RH/2atmである。
【0138】図36に示すように、従来のHQFPであ
る比較例(被覆無し)では、PCT開始200時間前後
から剥離が発生し(第1の問題)、リード−リード間及
びリード−放熱板間にショート不良が発生した(第2の
問題)。これに対し、本発明の実施の形態4〜17で
は、比較例と比べてショート不良の発生が少ないか、ま
たは皆無であり良好な結果が得られた。
【0139】次に、実施の形態4〜17の夫々の構造の
耐湿性評価結果について詳細に述べる。
【0140】実施の形態4(図18)及び実施の形態5
(図19)では、PCT開始200時間前後から比較例
と同様に剥離が発生した。しかし、リード−リード間で
のマイグレーションは発生しなかった。但し、放熱板端
部3aが被覆されていないため、リード−放熱板間で3
00時間前後からマイグレーションが発生した。
【0141】実施の形態6(図20)及び実施の形態7
(図21)でも、PCT開始200時間前後から比較例
と同様に剥離が発生した。また、リードフレーム1に被
覆をしていないため、リード−リード間のマイグレーシ
ョンは比較例と同様に発生した。しかし、リード−放熱
板間でのマイグレーションは比較例に比べて減少した。
但し、完全にはマイグレーションを防止出来なかった。
【0142】実施の形態8(図22)でも、PCT開始
200時間前後から比較例と同様に剥離が発生した。し
かし、リード−リード間、リード−放熱板間共にマイグ
レーションは発生しなかった。
【0143】図22に示す構造における実施の形態9の
白金、ロジウム(実施の形態10)、パラジウム(実施
の形態11)では、PCT開始200時間前後から比較
例と同様に剥離が発生した。しかし、白金またはロジウ
ムまたはパラジウムで被覆されており、金と同様に酸性
水分によって溶出し難いので、マイグレーションは発生
せず、リード−リード間、リード−放熱板間共にショー
ト不良はなかった。
【0144】以上のように、図36に示す実施の形態4
〜実施の形態11によれば、第2の問題(Cuマイグレ
ーション)は解消することが出来た。
【0145】実施の形態12のすずと実施の形態13の
亜鉛では、PCT開始300時間までは剥離が発生しな
かった。表面がすず或いは亜鉛で被覆されており、接着
剤との接着力が銅よりも高くなったと考えられる。ま
た、剥離が生じた後でも、すずが銅よりも優れた耐酸溶
出性を持つ、或いは亜鉛表面は腐食するがイオンとなり
溶出しないため、マイグレーションは発生せず、リード
−リード間及びリード−放熱板間共にショート不良はな
かった。
【0146】実施の形態14のクロムと実施の形態15
のニッケルでは、PCT開始400時間までは剥離が発
生しなかった。クロムまたはニッケルで被覆されてお
り、接着剤との接着力が銅よりも高くなったと考えられ
る。また、剥離が生じた後では、クロム及びニッケルが
銅に比較し酸性水環境下で溶出し難い。このためマイグ
レーションは発生せず、リード−リード間及びリード−
放熱板間共にショート不良はなかった。
【0147】実施の形態16のチタンでは、PCT開始
500時間までは剥離が発生しなかった。チタンで被覆
されており、接着剤との接着力が銅よりも高くなったと
考えられる。また、剥離が生じた後では、チタン表面に
耐酸化性を持つ不動態皮膜を形成するために溶出し難
い。このためマイグレーションは発生せず、リード−リ
ード間及びリード−放熱板間共にショート不良はなかっ
た。
【0148】実施の形態17のポリイミド樹脂では、P
CT開始400時間までは剥離が発生しなかった。PC
T開始500時間ではわずかな試料が剥離したが、剥離
はポリイミド樹脂による絶縁性皮膜11と接着剤層2と
の間で起こっており、リードフレーム1との絶縁性被膜
11、放熱板3と絶縁性被膜11の間では起こらなかっ
た。銅等の金属上へポリイミド樹脂ワニスを塗布、乾燥
し成膜した絶縁性被膜11の接着力が高いものと考えら
れる。このため、マイグレーションの発生はなく、リー
ド−リード間及びリード−放熱板間共にショート不良は
なかった。
【0149】以上のように、図36に示す実施の形態1
2〜17によれば、第2の問題(Cuマイグレーショ
ン)に加えて第1の問題(剥離の形成)をも解消するこ
とが出来た。
【0150】(実施の形態18)図27は、実施の形態
18の構造を示すものであり、図25のD部を拡大して
示したものであり、封止樹脂8には、樹脂抽出液のpH
(ペーハー値)を5.5以上10以下にするイオントラッ
プ剤などの添加剤が添加されている。
【0151】さらに、放熱板3の周縁部に、インナーリ
ード1aから離れる方向に折り曲げられた屈曲部3bが
形成されているものであり、この構造を図18に示す実
施の形態4の構造や図19に示す実施の形態5の構造と
組み合わせたものである。
【0152】これにより、インナーリード1aと放熱板
端部3aとの間に空隙が形成されるため、リード−放熱
板間におけるCuマイグレーションの発生を防止するこ
とができる。
【0153】すなわち、図18および図19に示す構造
では、図36に示す耐湿性評価において、リード−リー
ド間のショート不良数はゼロで、かつリード−放熱板間
のショートが発生していたのに対し、図18および図1
9の構造それぞれに図27の構造を組み合わせることに
より、容易な構造でリード−放熱板間のショートも防ぐ
ことができる。
【0154】なお、実施の形態4〜18で説明したイン
ナーリード1aに形成する金属被覆11として、下地ニ
ッケル(Ni)めっきと全面パラジウム(Pd)めっき
の組み合わせを採用することにより、外装めっきまた
は、インナーリード先端のAgめっきを省略することが
でき、製造工程の簡略化を図ることができる。
【0155】つまり、図25に示す実施の形態19の構
造のように、Pdめっき22を使用することによって、
HQFP30を配線基板20上に実装する際に使用する
半田とリードとの濡れ性を確保することができるため、
従来アウターリード1bの先端に行っていた外装めっき
工程を省略することができるとともに、従来アウターリ
ード1bの外装めっきに使用されていたPb(鉛)を使
用しない構造にすること(Pbフリー化)も同時に実現
することができる。
【0156】特に、半導体装置のPbフリー化を目指す
場合には、図25に示すようにインナーリード1aとア
ウターリード1bに同時にPdめっき22を施したリー
ドフレーム1を使用したHQFP13を、基板側端子2
0aに接続するPbフリー半田21を介して配線基板2
0上に実装することにより、Cuリード間のマイグレー
ション防止と半導体装置のPbフリー化とを同時に実現
することが可能となる。
【0157】また、Pdめっき22を使用することによ
って、インナーリード1aの金属細線6が接続される部
分の接続性を確保することができるため、従来インナー
リード1aに行っていた金属細線接続用のAgめっき7
を省略することができる。
【0158】さらに、インナーリード1aに形成する金
属被覆11として、すず(Sn)めっきを採用すること
により、表面の酸化皮膜を破壊した上でSnめっき上に
直接ワイヤボンディングを行うことも可能になる。
【0159】したがって、外装めっきも兼ねた金属被覆
11を形成できるため、外装めっき工程を省略すること
が可能になり、さらに、Pbフリー化も実現できる。
【0160】なお、実施の形態1、および実施の形態4
(図18)〜実施の形態19(図28)で説明したイン
ナーリード1aまたは銅箔リード14aに金属被覆11
を形成する金属としては、Cuマイグレーションを引き
起こしにくいものであればよい。
【0161】そこで、本発明に適用可能な金属被覆11
を形成する金属を分類すると、まず、標準電極電位が銅
(Cu)より高い金属であり、例えば、この場合、金
(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ロジウ
ム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)などであ
り、これらのうちの少なくとも一種類以上の金属または
合金であればよい。
【0162】さらに、酸性下において不動態膜を形成す
る金属であってもよく、この場合、例えば、ルテニウム
(Ru)、インジウム(In)、すず(Sn)、モリブ
デン(Mo)、タングステン(W)、ガリウム(G
a)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、ニオブ(N
b)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ジルコニウ
ム(Zr)、オスミウム(Os)、アルミニウム(A
l)、ハフニウム(Hf)、ニッケル(Ni)などであ
り、これらのうちの少なくとも一種類以上の金属または
合金であればよい。
【0163】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
【0164】例えば、上記実施の形態では、放熱板付き
リードフレームを用いた半導体装置としてHQFPに関
して説明したが、本発明の摘要対象は、半導体装置の放
熱性を考慮して、熱伝導率の高い放熱版を有するHQF
P型の半導体装置に限定されるものではなく、例えば、
多ピン、小ピッチ化に伴ってインナーリード先端の幅が
細かくなった場合に、基板上にインナーリード先端を固
定することによって、樹脂封止工程時のインナーリード
先端の強度を確保しようとする基板付きQFP型の半導
体装置に摘要することも可能である。
【0165】このような構造においても、前記基板と封
止樹脂との間に熱膨張係数差が有り、それに伴って生じ
る応力によって基板と封止樹脂との界面に剥離が発生す
るような場合には、本発明であるCuリードのマイグレ
ーション対策を講じることが有効である。
【0166】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。
【0167】半導体装置の封止樹脂などの樹脂に、樹脂
抽出液のペーハー値を5.5以上10以下にする添加剤が
添加されていることにより、剥離部の水分が中性に近く
なり、さらに、銅はペーハー値5.5以上10以下の領域
では、銅の表面に形成された酸化皮膜によって不動態化
してほとんど溶解しないため、銅が反応せず溶出しにく
くなり、剥離部への銅の析出を防ぐことができる。これ
により、電気的ショートの発生を防ぐことができ、Cu
マイグレーションを防止することができる。その結果、
PCT試験におけるショート不良の発生を防止して、半
導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の半導体装置の一例であ
るHQFPの構造を示す平面図である。
【図2】図1に示すHQFPの構造を示す断面図であ
る。
【図3】図1に示すHQFPの内部構造を示す平面図で
ある。
【図4】図2に示すA−A線に沿う断面の構造を示す拡
大部分断面図である。
【図5】図2に示すB部の構造を示す拡大部分断面図で
ある。
【図6】本発明の実施の形態1の半導体装置に係る樹脂
抽出液pHと銅溶出量の関係の一例を示す溶出量結果図
である。
【図7】本発明の実施の形態1の半導体装置に係る添加
剤濃度と樹脂抽出液pHの関係の一例を示すpH結果図
である。
【図8】本発明の実施の形態1の半導体装置に係る添加
剤濃度と樹脂抽出液電気伝導度の関係の一例を示す電気
伝導度結果図である。
【図9】本発明の実施の形態2の半導体装置の一例であ
るBGAの構造を示す断面図である。
【図10】図9に示すBGAの実装構造を示す断面図で
ある。
【図11】図9に示すBGAの内部構造を示す平面図で
ある。
【図12】図11に示すE−E線に沿った断面の構造を
示す断面図である。
【図13】図12に示すF部の構造を示す拡大部分断面
図である。
【図14】本発明の実施の形態2の半導体装置の一例で
ある他のBGAの構造を示す断面図である。
【図15】本発明の実施の形態3の半導体装置の一例で
あるMCMの構造を示す断面図である。
【図16】図15に示すG−G線に沿った断面の構造を
示す拡大部分断面図である。
【図17】図15に示すH部の構造を示す拡大部分断面
図である。
【図18】本発明の実施の形態4の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図19】本発明の実施の形態5の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図20】本発明の実施の形態6の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図21】本発明の実施の形態7の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図22】本発明の実施の形態8の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図23】本発明の実施の形態17の半導体装置の一例
であるHQFPの構造を示す拡大部分断面図である。
【図24】本発明の実施の形態4の半導体装置の一例で
あるHQFPの構造を示す平面図である。
【図25】図24に示すHQFPの構造を示す断面図で
ある。
【図26】図24に示すHQFPの内部構造を示す平面
図である。
【図27】図25に示すD部の構造を示す拡大部分断面
図である。
【図28】本発明の半導体装置(HQFP)のリード全
面PdめっきによるPb(鉛)フリー半田実装の構造の
一例を示す拡大部分断面図である。
【図29】比較例の半導体装置(HQFP)の構造を示
す平面図である。
【図30】図29に示すHQFPの構造を示す断面図で
ある。
【図31】図29に示すHQFPの内部構造を示す平面
図である。
【図32】図30に示すI−I線に沿った断面の構造を
示す拡大部分断面図である。
【図33】図32に示す断面のPCT後の構造を示す拡
大部分断面図である。
【図34】図30の放熱板の端部周辺部(J部)を示す
拡大部分断面図である。
【図35】図34に示す断面のPCT後の構造を示す拡
大部分断面図である。
【図36】本発明の半導体装置(HQFP)において封
止樹脂への添加剤無しでリードへの金属または樹脂被覆
を行った際のプレッシャークッカーテストによる耐湿性
評価を示す評価結果図である。
【符号の説明】
1 リードフレーム 1a インナーリード 1b アウターリード 2 接着剤層 3 放熱板 3a 放熱板端部 3b 屈曲部 4 半導体素子(半導体チップ) 5 接着部材(Agペースト) 6 金属細線 7 めっき(Ag) 8 封止樹脂 9 剥離部 10 析出銅 11 金属被覆または絶縁性被膜 12 金属被覆領域または絶縁性被膜領域 13 HQFP(半導体装置) 14 配線基板 14a 銅箔リード 14b 素子支持面 14c 裏面(反対側の面) 14d スルーホール 14e ソルダレジスト膜(樹脂保護膜) 15 ボール電極(突起電極) 16 BGA(半導体装置) 17 実装基板 17a 基板側端子 18 半田接合部 19 BGA(半導体装置) 20 配線基板 20a 基板側端子 21 Pbフリー半田 22 Pdめっき 23 MCM(半導体装置) 24 第1の半導体素子 24a Alパッド 24b 絶縁膜 24c Crシード層 24d Cuシード層 24e Cuメッキ層(銅配線) 24f Niメッキ層 24g 再配線 24h 第1保護膜 24i 第2保護膜 25 バンプ電極(突起電極) 26 アンダーフィル樹脂 27 第2の半導体素子 28 ポッティング樹脂 29 半田外部電極 30 HQFP(半導体装置) 100 HQFP
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/50 (72)発明者 亀岡 昭彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 山田 勝 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 西田 隆文 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 伊藤 富士夫 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 楠川 順平 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 武内 良三 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 石井 利昭 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 4M109 AA01 BA01 BA03 CA04 CA21 DB04 5F067 AA04 BB10 CA03 CA04 CA05 EA04

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に配
    置された複数のリードと、 前記半導体素子と前記複数のリードそれぞれとを電気的
    に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のリードおよび前記複数の金
    属細線を封止する封止樹脂とを有し、 前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合する添加剤が添
    加されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に配
    置された複数のリードと、 前記半導体素子と前記複数のリードそれぞれとを電気的
    に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のリードおよび前記複数の金
    属細線を封止する封止樹脂とを有し、 前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテストによって
    抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下
    にする添加剤が添加されていることを特徴とする半導体
    装置。
  3. 【請求項3】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 銅あるいは銅合金からなるとともに絶縁性の接着剤層を
    介して前記複数のインナーリードの一端と接合してお
    り、前記接着剤層を介して前記半導体素子が搭載される
    放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止し、前記接着剤層よ
    り熱膨張係数が小さい封止樹脂とを有し、 前記封止樹脂にイオントラップ剤が添加されていること
    を特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 銅あるいは銅合金からなるとともに絶縁性の接着剤層を
    介して前記複数のインナーリードの一端と接合してお
    り、前記接着剤層を介して前記半導体素子が搭載される
    放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテストによって
    抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下
    にする添加剤が添加されていることを特徴とする半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の半導体装置であって、前
    記樹脂抽出液の電気伝導度が100マイクロシーメンス
    /cm以下であることを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の半導体装置であって、前
    記封止樹脂は、エポキシ系樹脂であることを特徴とする
    半導体装置。
  7. 【請求項7】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 銅あるいは銅合金からなるとともに絶縁性の接着剤層を
    介して前記複数のインナーリードの一端と接合してお
    り、前記接着剤層を介して前記半導体素子が搭載される
    放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつくる添加剤が
    添加されていることを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置であって、前
    記添加剤は、イオントラップ剤であることを特徴とする
    半導体装置。
  9. 【請求項9】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 銅あるいは銅合金からなるとともに絶縁性の接着剤層を
    介して前記複数のインナーリードの一端と接合してお
    り、前記接着剤層を介して前記半導体素子が搭載される
    放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記封止樹脂に、アルカリ性の中和剤が添加されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項10】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 銅あるいは銅合金からなるとともに絶縁性の接着剤層を
    介して前記複数のインナーリードの一端と接合してお
    り、前記接着剤層を介して前記半導体素子が搭載される
    放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合するイオントラ
    ップ剤が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテストによって
    抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下
    にする添加剤が添加されていることを特徴とする半導体
    装置。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の半導体装置であっ
    て、前記封止樹脂は、エポキシ系樹脂であることを特徴
    とする半導体装置。
  13. 【請求項13】 請求項11記載の半導体装置であっ
    て、前記樹脂抽出液の電気伝導度が100マイクロシー
    メンス/cm以下であることを特徴とする半導体装置。
  14. 【請求項14】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記配線基板を形成する樹脂に、プレッシャークッカー
    テストによって抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.
    5以上10以下にする添加剤が添加されていることを特
    徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記配線基板の前記銅箔リードの一部を覆う樹脂保護膜
    に、プレッシャークッカーテストによって抽出される樹
    脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下にする添加剤
    が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  16. 【請求項16】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置されており、主面に露出する
    表面電極と接続される銅配線が主面上に形成された半導
    体素子と、 前記半導体素子と前記配線基板の複数の銅箔リードそれ
    ぞれとを電気的に接続する複数の突起電極と、 前記配線基板と前記半導体素子との間に配置され、前記
    複数の突起電極を覆うアンダーフィル樹脂とを有し、 前記アンダーフィル樹脂に、プレッシャークッカーテス
    トによって抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以
    上10以下にする添加剤が添加されていることを特徴と
    する半導体装置。
  17. 【請求項17】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止し、前記配線基板上に滴下されたポッ
    ティング樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記ポッティング樹脂に、プレッシャークッカーテスト
    によって抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上
    10以下にする添加剤が添加されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  18. 【請求項18】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつくる添加剤が
    添加されていることを特徴とする半導体装置。
  19. 【請求項19】 請求項18記載の半導体装置であっ
    て、前記添加剤は、イオントラップ剤であることを特徴
    とする半導体装置。
  20. 【請求項20】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記封止樹脂に、アルカリ性の中和剤が添加されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  21. 【請求項21】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合するイオントラ
    ップ剤が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  22. 【請求項22】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を標
    準電極電位が銅より高い金属で被覆するとともに、前記
    封止樹脂に、プレッシャークッカーテストによって抽出
    される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下にす
    る添加剤が添加されていることを特徴とする半導体装
    置。
  23. 【請求項23】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を標
    準電極電位が銅より高い金属で被覆するとともに、前記
    封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつくる添加剤が添加
    されていることを特徴とする半導体装置。
  24. 【請求項24】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を標
    準電極電位が銅より高い金属で被覆するとともに、前記
    封止樹脂に、イオン性不純物と化合するイオントラップ
    剤が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  25. 【請求項25】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を、
    酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆するとともに、
    前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテストによって
    抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上10以下
    にする添加剤が添加されていることを特徴とする半導体
    装置。
  26. 【請求項26】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を、
    酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆するとともに、
    前記封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつくる添加剤が
    添加されていることを特徴とする半導体装置。
  27. 【請求項27】 半導体素子と、 銅あるいは銅合金からなり、前記半導体素子の周囲に延
    在する複数のインナーリードと、 絶縁性の接着剤層を介して前記複数のインナーリードの
    一端と接合しており、前記接着剤層を介して前記半導体
    素子が搭載される放熱板と、 前記半導体素子と前記複数のインナーリードそれぞれと
    を電気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数のインナーリード、前記複数
    の金属細線および前記放熱板を封止する封止樹脂とを有
    し、 前記インナーリードの前記接着剤層と接合する箇所を、
    酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆するとともに、
    前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合するイオントラ
    ップ剤が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  28. 【請求項28】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を標準電極電位が銅より高い金属で被覆すると
    ともに、前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテスト
    によって抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以上
    10以下にする添加剤が添加されていることを特徴とす
    る半導体装置。
  29. 【請求項29】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を標準電極電位が銅より高い金属で被覆すると
    ともに、前記封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつくる
    添加剤が添加されていることを特徴とする半導体装置。
  30. 【請求項30】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を標準電極電位が銅より高い金属で被覆すると
    ともに、前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合するイ
    オントラップ剤が添加されていることを特徴とする半導
    体装置。
  31. 【請求項31】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆する
    とともに、前記封止樹脂に、プレッシャークッカーテス
    トによって抽出される樹脂抽出液のペーハー値を5.5以
    上10以下にする添加剤が添加されていることを特徴と
    する半導体装置。
  32. 【請求項32】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆する
    とともに、前記封止樹脂に、塩素イオンと化合物をつく
    る添加剤が添加されていることを特徴とする半導体装
    置。
  33. 【請求項33】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置された半導体素子と、 前記半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれとを電
    気的に接続する複数の金属細線と、 前記半導体素子、前記複数の金属細線および前記複数の
    銅箔リードを封止する封止樹脂と、 前記配線基板の前記銅箔リードが形成された面と反対側
    の面に設けられた複数の突起電極とを有し、 前記銅箔リードの少なくとも前記封止樹脂によって覆わ
    れる箇所を酸性下で不動態膜を形成する金属で被覆する
    とともに、前記封止樹脂に、イオン性不純物と化合する
    イオントラップ剤が添加されていることを特徴とする半
    導体装置。
  34. 【請求項34】 複数の銅箔リードを有した配線基板
    と、 前記配線基板の上部に配置されており、主面に露出する
    表面電極と接続される銅配線が主面上に形成された第1
    の半導体素子と、 前記第1の半導体素子と前記配線基板の複数の銅箔リー
    ドそれぞれとを電気的に接続する複数の突起電極と、 前記配線基板と前記第1の半導体素子との間に配置さ
    れ、前記複数の突起電極を覆うアンダーフィル樹脂と、 前記配線基板の上部に配置された第2の半導体素子と、 前記第2の半導体素子と前記複数の銅箔リードそれぞれ
    とを電気的に接続する複数の金属細線と、 前記第2の半導体素子、前記複数の金属細線および前記
    複数の銅箔リードを封止し、前記配線基板上に滴下され
    たポッティング樹脂とを有し、 前記配線基板を形成する樹脂、前記銅箔リードの一部を
    覆う樹脂保護膜、前記アンダーフィル樹脂または前記ポ
    ッティング樹脂のうちの少なくとも1つに、プレッシャ
    ークッカーテストによって抽出される樹脂抽出液のペー
    ハー値を5.5以上10以下にする添加剤が添加されてい
    ることを特徴とする半導体装置。
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