JP2004266189A - 電子部品用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型の電子部品用パッケージに関して、樹脂とリードフレームとの界面の気密性および耐湿性を向上させることにより、中空部を長期間にわたり高気密および高耐湿な環境に保持可能である電子部品用パッケージを提供すること。
【解決手段】本発明の電子部品用パッケージ１は、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、トリアジンチオール誘導体の被膜層を形成することにより、樹脂とリードフレームの界面は強固な化学結合が形成される。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の電子部品用パッケージ１は、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、トリアジンチオール誘導体の被膜層を形成することにより、樹脂とリードフレームの界面は強固な化学結合が形成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子、表面弾性波フィルター等の電子部品を収納する電子部品用パッケージの特に気密性や耐湿性に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品用パッケージとしては、ダイパッド部に半導体素子を搭載したリードフレームをエポキシ樹脂組成物により封止しているものがあった（例えば、特許文献１ 参照）。
【０００３】
図２は前記特許文献１に記載された従来技術を用いた電子部品用パッケージ１０１を示す断面図である。図２に示すように、リードフレーム１０２のインナー部１０３を樹脂封止した中空部１０４を有する電子部品用パッケージ１０１は、リードフレーム１０２に底部を有する外囲体１０５を樹脂成型した後、半導体素子１０６がリードフレーム１０２のダイパッド部１０７に搭載され、半導体素子１０６は金ワイヤ１０８を介してインナー部１０３と導通接続されている。樹脂系接着剤１０９により、蓋体１１０が接着され封止される。樹脂とリードフレーム１０２の界面の気密性および耐湿性を向上させるために、リードフレーム１０２の表面粗度を選択的にエッチングし複数の突起を形成してアンカー効果により、物理的に樹脂とリードフレーム１０２の界面を強固にしている。
【０００４】
一方、固体撮像素子や表面弾性波フィルター等の気密性および耐湿性を必要とする半導体素子１０６を搭載した電子部品用パッケージを作製するには、樹脂との接着強度が比較的強固な銅合金等がリードフレーム１０２に用いられることもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８３９１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、樹脂とリードフレーム１０２との界面はアンカー効果により物理的強度は向上するものの、高圧高温高湿下では樹脂とリードフレーム１０２との界面の気密性および耐湿性が低下し、パッケージ内部に搭載されている半導体素子１０６が劣化するという問題は依然解決せずに残っていた。
【０００７】
また、近年電子部品用パッケージの小型化が進むにつれて、樹脂とリードフレーム１０２の接触面積が小さくなってきており、気密性および耐湿性を保持することが一層困難となってきている。
【０００８】
さらに、半導体素子１０６を樹脂封止した後、高圧高温高湿試験、温度サイクル試験等において、電子部品用パッケージ１０１の中空部１０４の気体が膨張することおよび樹脂とリードフレーム１０２との熱膨張係数の違いから界面の強度、気密性、耐湿性等が低下し、樹脂とリードフレーム１０２との界面の特にリードフレーム１０２の角部から水分や気体の漏れが発生し、電子部品用パッケージ１０１内部に搭載されている半導体素子１０６の信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
一方、樹脂との密着性が比較的強固な銅合金等のリードフレーム１０２を用いる場合にも、樹脂封止後に金めっきなどを施す必要があり、電子部品用パッケージ１０１の樹脂部分にめっき液残渣となり吸着するため、樹脂膨潤に対する策を講じなければならない。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小型の電子部品用パッケージに関して、樹脂とリードフレーム１０２との界面の気密性および耐湿性を向上させることにより、中空部１０４を長期間にわたり高気密および高耐湿な環境に保持可能である電子部品用パッケージを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電子部品用パッケージ１は、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、以下の（化１）で示されるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成するものである。
【００１２】
【化１】
【００１３】
そしてリードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する角部分は予めエッチング等の処理により角を丸く処理した後、トリアジンチオール誘導体の被膜層がリードフレーム表面に形成されるものとする。
【００１４】
リードフレーム表面に金めっき、さらに続けて電解めっき法あるいは浸漬法でトリアジンチオール誘導体の被膜層が形成された後に、樹脂封止を行う。
【００１５】
本構成によって、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、トリアジンチオール誘導体の被膜を形成させると、トリアジンチオール誘導体のチオール基が金属と強固な結合を形成する。続いて樹脂成型を行うと、樹脂の官能基とトリアジンチオール誘導体の官能基が反応して、樹脂とリードフレームの界面は強固な化学結合が形成される。これにより高圧高温高湿下において、樹脂パッケージ中空部の気体膨張や樹脂と金属の熱膨張係数差の相違等が引き起こす樹脂とリードフレームの界面破壊は発生せず、パッケージ中空部の気密性および耐湿性は保持される。
【００１６】
またリードフレームの角を丸く処理しておくのは、角に応力が残留するのを防ぐためである。
【００１７】
この製造方法で製造された電子部品用パッケージにおいては樹脂封止する前に全めっき工程を終了するため、樹脂がめっき液により膨潤したりめっき液の残渣が吸着したりする恐れがない。また、続けてめっきを行うことで、作業の簡略化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における電子部品用パッケージの断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大断面図である。電子部品用パッケージ１はリードフレーム２のインナー部３を樹脂封止し中空部４を有した外囲体５、半導体素子６はリードフレーム２のダイパッド部７に搭載されている。半導体素子６は金ワイヤ８でインナー部３と導通接続されている。外囲体５の開口部は樹脂系接着剤９で蓋体１０が接着されている。
【００２０】
同図に示すように銅合金等よりなるリードフレーム２のダイパッド部７の上面に半導体素子６が搭載される。半導体素子６のダイパッド部７は金ワイヤ８によってリードフレーム２に接続されている。
【００２１】
本実施の形態において、リードフレーム２として銅合金、封止樹脂としてエポキシ樹脂を用いたが、これに代えて公知の材料を広く適用できる。
【００２２】
銅リードフレームの角部が丸くなるように薬液処理した後、ニッケルめっき（図示せず）、金めっき（図示せず）、続いてトリアジンチオール誘導体の被膜層１１を形成した。その後、エポキシ樹脂で封止することにより外囲体５を作製し、樹脂系接着剤９で蓋体１０を接着することにより、中空部４を有する電子部品用パッケージ１を作製した。
【００２３】
本発明に適用するトリアジンチオール誘導体は、以下に示す（化２）の一般式で表される。
【００２４】
【化２】
【００２５】
前記の一般式において、−Ｒは、反応性のエポキシ基、ヒドロキシル基、アクリル基、ベンジル基を含み炭素数３〜１８からなる２級もしくは３級アミンである。
【００２６】
トリアジンチオール誘導体の被膜形成方法は以下の通りである。１×１０−１ｍｏｌ／Ｌの（化２）に示す多官能性トリアジンチオール誘導体のモノナトリウム塩水溶液を調製し、その水溶液にＮａ２ＣＯ３を加えて濃度１Ｎとし、これを電解溶液とした。トリアジンチオール誘導体の被膜を電解めっき方法でリードフレーム表面に形成し、その後メタノールで洗浄して付着不純物を除去し、乾燥した。
【００２７】
次に本実施の形態における電子部品用パッケージと従来からあるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成していないリードフレームを用いた電子部品パッケージとで、高温高湿下および高圧高温高湿下に放置した後、樹脂とリードフレームとの界面の気密性および耐湿性はフッ素系不活性液体に浸漬する水槽気泡法で比較評価した。
【００２８】
高温高湿下とは８５℃８５％ＲＨであり、１６８および３３６時間放置後に水槽気泡法でテストを行った。
【００２９】
高圧高温高湿下とは１２０℃８５％２ａｔｍであり、１２および２４時間放置後に水槽気泡法でテストを行った。全項目において、評価サンプル数は２０個とし、リードフレーム１０２と樹脂との界面から気泡の発生が確認されたサンプル数を数えた。
【００３０】
上記の評価結果は（表１）に示す通りである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
（表１）において、Ｘは本実施の形態による電子部品用パッケージ、Ｙは従来からあるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成していないリードフレームを用いた電子部品パッケージである。Ｘに関しては、８５℃８５％ＲＨ下、および１２０℃８５％２ａｔｍ下において、樹脂とリードフレームの界面から気泡が発生するサンプルはなかった。一方、Ｙに関しては、樹脂とリードフレームの界面から気泡の発生（リーク）するサンプルがあった。これにより、本発明に係る電子部品用パッケージは高圧高温高湿下で、パッケージ中空部を高気密、高耐湿状態に維持できることが立証された。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品用パッケージによれば、リードフレームの少なくとも封止後樹脂と接する角部分全部を丸く処理した後、リードフレームの封止後少なくとも樹脂と接する全部分をトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成すると、リードフレーム表面の金属とトリアジンチオール誘導体のチオール基が強固な結合を形成する。続いて樹脂封止を行うことにより、樹脂の官能基とトリアジンチオール誘導体の−Ｒが化学反応するため、樹脂とリードフレームの界面には強固な化学結合が形成される。
【００３４】
このため、本発明に係る電子部品用パッケージは、高圧高温高湿下で中空部４の気体膨張、樹脂と金属の熱膨張係数の差によるひずみ等が生じても、樹脂と金属界面の耐湿性および気密性は維持できるため、固体撮像素子や表面弾性波フィルター等の高性能な半導体素子を搭載可能な、中空部４を有する小型の電子部品用パッケージを作製することができる。
【００３５】
樹脂とリードフレーム２の界面の強度、耐湿性および気密性を高くするには樹脂と相性のよい銅材のリードフレーム２を用いて樹脂封止した後、アウターリードおよびダイパッド部７を金めっきしなければならなかったのに対して、トリアジンチオール誘導体の被膜層１１をリードフレーム２表面に形成することにより、銅等の樹脂との結合・吸着力が優れている金属に限らず、多種の金属および金属めっきを用いることができる。また、金属めっき工程に続けてトリアジンチオール誘導体の被膜層形成工程を行えるため、工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態における電子部品用パッケージの断面図
（ｂ）図１（ａ）のＡ部拡大断面図
【図２】従来の電子部品用パッケージの断面図
【符号の説明】
１ 電子部品用パッケージ
２ リードフレーム
３ インナー部
４ 中空部
５ 外囲体
６ 半導体素子
７ ダイパッド部
８ 金ワイヤ
９ 樹脂系接着剤
１０ 蓋体
１１ トリアジンチオール誘導体の被膜層
１０１ 電子部品用パッケージ
１０２ リードフレーム
１０３ インナー部
１０４ 中空部
１０５ 外囲体
１０６ 半導体素子
１０７ ダイパッド部
１０８ 金ワイヤ
１０９ 樹脂系接着剤
１１０ 蓋体
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子、表面弾性波フィルター等の電子部品を収納する電子部品用パッケージの特に気密性や耐湿性に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品用パッケージとしては、ダイパッド部に半導体素子を搭載したリードフレームをエポキシ樹脂組成物により封止しているものがあった（例えば、特許文献１ 参照）。
【０００３】
図２は前記特許文献１に記載された従来技術を用いた電子部品用パッケージ１０１を示す断面図である。図２に示すように、リードフレーム１０２のインナー部１０３を樹脂封止した中空部１０４を有する電子部品用パッケージ１０１は、リードフレーム１０２に底部を有する外囲体１０５を樹脂成型した後、半導体素子１０６がリードフレーム１０２のダイパッド部１０７に搭載され、半導体素子１０６は金ワイヤ１０８を介してインナー部１０３と導通接続されている。樹脂系接着剤１０９により、蓋体１１０が接着され封止される。樹脂とリードフレーム１０２の界面の気密性および耐湿性を向上させるために、リードフレーム１０２の表面粗度を選択的にエッチングし複数の突起を形成してアンカー効果により、物理的に樹脂とリードフレーム１０２の界面を強固にしている。
【０００４】
一方、固体撮像素子や表面弾性波フィルター等の気密性および耐湿性を必要とする半導体素子１０６を搭載した電子部品用パッケージを作製するには、樹脂との接着強度が比較的強固な銅合金等がリードフレーム１０２に用いられることもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８３９１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、樹脂とリードフレーム１０２との界面はアンカー効果により物理的強度は向上するものの、高圧高温高湿下では樹脂とリードフレーム１０２との界面の気密性および耐湿性が低下し、パッケージ内部に搭載されている半導体素子１０６が劣化するという問題は依然解決せずに残っていた。
【０００７】
また、近年電子部品用パッケージの小型化が進むにつれて、樹脂とリードフレーム１０２の接触面積が小さくなってきており、気密性および耐湿性を保持することが一層困難となってきている。
【０００８】
さらに、半導体素子１０６を樹脂封止した後、高圧高温高湿試験、温度サイクル試験等において、電子部品用パッケージ１０１の中空部１０４の気体が膨張することおよび樹脂とリードフレーム１０２との熱膨張係数の違いから界面の強度、気密性、耐湿性等が低下し、樹脂とリードフレーム１０２との界面の特にリードフレーム１０２の角部から水分や気体の漏れが発生し、電子部品用パッケージ１０１内部に搭載されている半導体素子１０６の信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
一方、樹脂との密着性が比較的強固な銅合金等のリードフレーム１０２を用いる場合にも、樹脂封止後に金めっきなどを施す必要があり、電子部品用パッケージ１０１の樹脂部分にめっき液残渣となり吸着するため、樹脂膨潤に対する策を講じなければならない。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小型の電子部品用パッケージに関して、樹脂とリードフレーム１０２との界面の気密性および耐湿性を向上させることにより、中空部１０４を長期間にわたり高気密および高耐湿な環境に保持可能である電子部品用パッケージを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電子部品用パッケージ１は、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、以下の（化１）で示されるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成するものである。
【００１２】
【化１】
そしてリードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する角部分は予めエッチング等の処理により角を丸く処理した後、トリアジンチオール誘導体の被膜層がリードフレーム表面に形成されるものとする。
【００１４】
リードフレーム表面に金めっき、さらに続けて電解めっき法あるいは浸漬法でトリアジンチオール誘導体の被膜層が形成された後に、樹脂封止を行う。
【００１５】
本構成によって、リードフレームの少なくとも樹脂封止後に樹脂と接する全部分に、トリアジンチオール誘導体の被膜を形成させると、トリアジンチオール誘導体のチオール基が金属と強固な結合を形成する。続いて樹脂成型を行うと、樹脂の官能基とトリアジンチオール誘導体の官能基が反応して、樹脂とリードフレームの界面は強固な化学結合が形成される。これにより高圧高温高湿下において、樹脂パッケージ中空部の気体膨張や樹脂と金属の熱膨張係数差の相違等が引き起こす樹脂とリードフレームの界面破壊は発生せず、パッケージ中空部の気密性および耐湿性は保持される。
【００１６】
またリードフレームの角を丸く処理しておくのは、角に応力が残留するのを防ぐためである。
【００１７】
この製造方法で製造された電子部品用パッケージにおいては樹脂封止する前に全めっき工程を終了するため、樹脂がめっき液により膨潤したりめっき液の残渣が吸着したりする恐れがない。また、続けてめっきを行うことで、作業の簡略化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における電子部品用パッケージの断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大断面図である。電子部品用パッケージ１はリードフレーム２のインナー部３を樹脂封止し中空部４を有した外囲体５、半導体素子６はリードフレーム２のダイパッド部７に搭載されている。半導体素子６は金ワイヤ８でインナー部３と導通接続されている。外囲体５の開口部は樹脂系接着剤９で蓋体１０が接着されている。
【００２０】
同図に示すように銅合金等よりなるリードフレーム２のダイパッド部７の上面に半導体素子６が搭載される。半導体素子６のダイパッド部７は金ワイヤ８によってリードフレーム２に接続されている。
【００２１】
本実施の形態において、リードフレーム２として銅合金、封止樹脂としてエポキシ樹脂を用いたが、これに代えて公知の材料を広く適用できる。
【００２２】
銅リードフレームの角部が丸くなるように薬液処理した後、ニッケルめっき（図示せず）、金めっき（図示せず）、続いてトリアジンチオール誘導体の被膜層１１を形成した。その後、エポキシ樹脂で封止することにより外囲体５を作製し、樹脂系接着剤９で蓋体１０を接着することにより、中空部４を有する電子部品用パッケージ１を作製した。
【００２３】
本発明に適用するトリアジンチオール誘導体は、以下に示す（化２）の一般式で表される。
【００２４】
【化２】
前記の一般式において、−Ｒは、反応性のエポキシ基、ヒドロキシル基、アクリル基、ベンジル基を含み炭素数３〜１８からなる２級もしくは３級アミンである。
【００２６】
トリアジンチオール誘導体の被膜形成方法は以下の通りである。１×１０−１ｍｏｌ／Ｌの（化２）に示す多官能性トリアジンチオール誘導体のモノナトリウム塩水溶液を調製し、その水溶液にＮａ２ＣＯ３を加えて濃度１Ｎとし、これを電解溶液とした。トリアジンチオール誘導体の被膜を電解めっき方法でリードフレーム表面に形成し、その後メタノールで洗浄して付着不純物を除去し、乾燥した。
【００２７】
次に本実施の形態における電子部品用パッケージと従来からあるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成していないリードフレームを用いた電子部品パッケージとで、高温高湿下および高圧高温高湿下に放置した後、樹脂とリードフレームとの界面の気密性および耐湿性はフッ素系不活性液体に浸漬する水槽気泡法で比較評価した。
【００２８】
高温高湿下とは８５℃８５％ＲＨであり、１６８および３３６時間放置後に水槽気泡法でテストを行った。
【００２９】
高圧高温高湿下とは１２０℃８５％２ａｔｍであり、１２および２４時間放置後に水槽気泡法でテストを行った。全項目において、評価サンプル数は２０個とし、リードフレーム１０２と樹脂との界面から気泡の発生が確認されたサンプル数を数えた。
【００３０】
上記の評価結果は（表１）に示す通りである。
【００３１】
【表１】
（表１）において、Ｘは本実施の形態による電子部品用パッケージ、Ｙは従来からあるトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成していないリードフレームを用いた電子部品パッケージである。Ｘに関しては、８５℃８５％ＲＨ下、および１２０℃８５％２ａｔｍ下において、樹脂とリードフレームの界面から気泡が発生するサンプルはなかった。一方、Ｙに関しては、樹脂とリードフレームの界面から気泡の発生（リーク）するサンプルがあった。これにより、本発明に係る電子部品用パッケージは高圧高温高湿下で、パッケージ中空部を高気密、高耐湿状態に維持できることが立証された。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品用パッケージによれば、リードフレームの少なくとも封止後樹脂と接する角部分全部を丸く処理した後、リードフレームの封止後少なくとも樹脂と接する全部分をトリアジンチオール誘導体の被膜層を形成すると、リードフレーム表面の金属とトリアジンチオール誘導体のチオール基が強固な結合を形成する。続いて樹脂封止を行うことにより、樹脂の官能基とトリアジンチオール誘導体の−Ｒが化学反応するため、樹脂とリードフレームの界面には強固な化学結合が形成される。
【００３４】
このため、本発明に係る電子部品用パッケージは、高圧高温高湿下で中空部４の気体膨張、樹脂と金属の熱膨張係数の差によるひずみ等が生じても、樹脂と金属界面の耐湿性および気密性は維持できるため、固体撮像素子や表面弾性波フィルター等の高性能な半導体素子を搭載可能な、中空部４を有する小型の電子部品用パッケージを作製することができる。
【００３５】
樹脂とリードフレーム２の界面の強度、耐湿性および気密性を高くするには樹脂と相性のよい銅材のリードフレーム２を用いて樹脂封止した後、アウターリードおよびダイパッド部７を金めっきしなければならなかったのに対して、トリアジンチオール誘導体の被膜層１１をリードフレーム２表面に形成することにより、銅等の樹脂との結合・吸着力が優れている金属に限らず、多種の金属および金属めっきを用いることができる。また、金属めっき工程に続けてトリアジンチオール誘導体の被膜層形成工程を行えるため、工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態における電子部品用パッケージの断面図
（ｂ）図１（ａ）のＡ部拡大断面図
【図２】従来の電子部品用パッケージの断面図
【符号の説明】
１ 電子部品用パッケージ
２ リードフレーム
３ インナー部
４ 中空部
５ 外囲体
６ 半導体素子
７ ダイパッド部
８ 金ワイヤ
９ 樹脂系接着剤
１０ 蓋体
１１ トリアジンチオール誘導体の被膜層
１０１ 電子部品用パッケージ
１０２ リードフレーム
１０３ インナー部
１０４ 中空部
１０５ 外囲体
１０６ 半導体素子
１０７ ダイパッド部
１０８ 金ワイヤ
１０９ 樹脂系接着剤
１１０ 蓋体
Claims (3)
- リードフレームに樹脂成型で中空部が形成された外囲体と、前記外囲体は底部を有し前記底部に対向した面が開口状態であり、前記外囲体内部に電子部品を搭載した後、前記開口部に樹脂系接着剤を介して蓋体を接着する電子部品用パッケージにおいて、前記リードフレームにトリアジンチオール誘導体被膜が形成されたことを特徴とする電子部品用パッケージ。
- 前記リードフレームの少なくとも樹脂成型される樹脂と接する部分に、トリアジンチオール誘導体の被膜が形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子部品用パッケージ。
- 前記リードフレームの樹脂成型される樹脂と接する部分は予め丸く処理されたことを特徴とする請求項１または２記載の電子部品用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003056862A JP2004266189A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 電子部品用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003056862A JP2004266189A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 電子部品用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004266189A true JP2004266189A (ja) | 2004-09-24 |
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ID=33120429
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-
2003
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| JP2011155277A (ja) * | 2006-06-02 | 2011-08-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 光半導体素子搭載用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置 |
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