JP2009513029A - 封止の改善された半導体装置 - Google Patents

Abstract

樹脂封止半導体装置の構造及び方法が提供される。封止樹脂（４７）は、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有する樹脂バインダーと、そしてフィラー材料（５２）と、を含み、フィラー材料をバインダーに混合して混合物を形成することにより、混合物の誘電率ε_ｍ、低損失正接δ_ｍ又はその両方がそれぞれε_ｂ，δ_ｂよりも小さくなる。種々のサイズの中空微小球が好適なフィラーであり、中空微小球は約０．３〜３００マイクロメートルの範囲のサイズであることが望ましい。これらの中空微小球は、混合物のうちの約５０体積パーセント以上、更に好ましくは約６０〜７０体積パーセント以上を占めて、結果として得られる混合物が、ε_ｍ＜３、好適にはε_ｍ＜２．５を満たす誘電率、及びδ_ｍ＜０．００５を満たす損失正接を有するようにする。封止用混合物をダイに近接して、又はダイの上に配置して、ダイ、ダイ配線又はダイ接続線のフリンジ電界が、フィラーを含まない封止樹脂の誘電率及び損失正接よりも小さい誘電率ε及び損失正接δを有する材料に露出するようにする。

Description

本発明は半導体装置に関する。より詳細には、本発明は樹脂封止の改善された半導体装置に関する。

半導体（ＳＣ）装置は多くの場合、成形樹脂で封止される。成形樹脂は半導体ダイを取り囲んで保護し、ボンディングワイヤおよび外部リードを支持するとともに、半導体装置に耐久性および衝撃耐性を付与する。樹脂パッケージング半導体装置は広く使用されている。図１には、半導体（ＳＣ）ダイ２２を収容する先行技術による成形樹脂パッケージ２０の概略模式断面図を示す。ＳＣダイ２２は、簡便にはヒートシンク２３にマウントされるが、これは必須ではない。金属接触領域２４−１，２４−２（まとめて２４と表記する）がＳＣダイ２２上に設けられ、これらの領域に、外部リード２６−１，２６−２（まとめて２６と表記する）がワイヤボンド又は他の手段２５−１，２５−２（まとめて２５と表記する）によって接続される。封止樹脂２７がＳＣダイ２２、ワイヤボンド２５および外部リード２６の内側部分２８−１，２８−２（まとめて２８と表記する）の周りに成形され、この例では、ヒートシンク２３の下部表面２１がパッケージ２０の下面で露出されたままとなる。しかしながら、表面２１を露出させることは必須でない。図１に示すような封止樹脂およびその均等物など、封止樹脂は広く使用されているが、この技術分野でよく知られている複数の欠点および限界を有する。特に、ＳＣダイ２２およびリード２５および２８を取り囲む樹脂材料２７が、空気又は真空よりも遥かに大きい誘電率εおよび損失正接δを有することである。例えば、半導体装置に広く使用される封止樹脂は、多くの場合、対象の周波数範囲において３．５〜５．０の範囲の比誘電率ε_ｅと、０．００５〜０．０１５の範囲の損失正接δ_ｅとを有する。これらの値は、特に高周波数および高電圧において、周囲の封止樹脂２７へ延びるフリンジ電界２９（電圧の印加時に生じる）による、種々のダイの金属領域、ボンディングワイヤおよび他のリードの間の封止樹脂２７を通じる電気的なクロストーク及び結合によって性能を大幅に低下させるのに充分な値である。フリンジ電界２９に関連する容量結合および容量損失は、封止樹脂２７の誘電率ε_ｅおよび損失正接δ_ｅの増大につれて増大する。そのようなクロストーク及び損失は望ましくない。

先行技術においては、ＳＣダイの外部に延びるこのフリンジ電界に関連する容量結合および容量損失は、例えば、（ｉ）ダイ、ワイヤボンド又はその両方にファラデーシールド（図示せず）を使用すること、（ｉｉ）影響を受けやすいダイ表面上ならびにワイヤボンドおよびインナーパッケージリードの周りに空気又は真空の空間を形成する中空のセラミックパッケージ又は中空の金属パッケージを使用すること、又はその両方によって、軽減又は回避されてきた。ファラデーシールドはフリンジ電界を制限するように作用するが、更に別の金属層およびマスク層が必要になることによってダイの複雑さが増すという不具合を伴う。真空パッケージ又は空気パッケージを図２に示す。図２には、ダイ３２を囲む空間３７を有する中空パッケージ３０を示す。ダイ３２は、例えば、金属又はセラミックのベース３３にマウントされ、外部リード３６−１，３６−２（まとめて３６と表記する）が取り付けられる。ワイヤボンド又は他の接続３５−１，３５−２（まとめて３５と表記する）によって、ダイ３２上のボンディングパッド３４−１，３４−２（まとめて３４と表記する）が、パッケージリード３６−１，３６−２（まとめて３６と表記する）のインナー部分３８−１，３８−２（まとめて３８と表記する）に接続される。キャップ３１が、基板３４、ダイ３２、ワイヤボンド又は他の接続３５、およびパッケージリード３６のインナー部分３８の上に配置される。ダイ３２およびリード３５の周りに空気又は真空の空間３１を有することは、フリンジ電界３９がいずれの封止樹脂にも接触しないことを意味する。したがって、封止樹脂がダイ表面およびワイヤボンド、インナーリード又はその両方と接触することによって生じる結合容量、結合損失又はその両方の増大は存在しない。空気又は真空の誘電率ε_０および損失正接δ_０は低いので、クロストークおよび誘電損失は最小化される。しかしながら、そのような空気又は真空のキャビティパッケージは非常に高価であり、多くの場合、樹脂封止ほど頑丈でない。ワイヤボンド又は他の接続３５は、完成した半導体装置が大きな加速力を受けると外れることがある。

したがって、クロストークおよび損失の低減した樹脂封止を実現する改良型半導体装置および方法に対する継続的な要求が在る。したがって、ダイ表面や、ダイリード、ボンディングワイヤ又はその両方の一部又は全部と接触する、低誘電率ε_ｍ、低損失正接δ_ｍ又はその両方である材料を有する樹脂で封止される改良型半導体装置を実現することが望まれる。更に、樹脂封止の材料、構造および方法を改善することによって、半導体ダイ、ダイリード、およびボンディングワイヤの周りに極めて堅牢な構造を形成し、機械的に頑丈なパッケージを提供することを可能とすることが望まれる。更に、製造プロセスにわずかな変更しか必要とせずに、通常の半導体装置製造ラインで既に利用可能な組立技術を用いて、改良された装置構造が得られることが望ましい。

本明細書において使用する「接続（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、電気的な手段で、又は非電気的な手段で、直接的に、或いは間接的に接続されるとして定義される。本明細書で使用するように、「リードフレーム（ｌｅａｄ−ｆｒａｍｅ）」という用語は、１つ以上の個々の半導体ダイ、又は相互接続される半導体ダイのマウント先である全ての支持構造を指すために用いられ、かつ金属、樹脂セラミック、ガラス、又はこれらの材料の組み合わせとすることができる。本明細書で使用するように、「半導体ダイ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｉｅ）」という用語、および「ＳＣ ダイ」という略語は、個々の半導体装置である、又は集積回路におけるような半導体装置の複合アセンブリである、或いは他のいずれかの構成の半導体装置であるかどうかに拘らず、全ての種類および構成の半導体装置を指すために用いられる。本明細書で使用するように、「ワイヤボンド（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｓ）」および「ボンディングワイヤ（ｂｏｎｄｉｎｇ ｗｉｒｅｓ）」という用語は、パッケージリードをＳＣダイ上の接触領域、ボンディングパッド又はその両方に電気的に接続する全ての手段を指すために用いられ、ワイヤ又は類似手段の使用のみに限定されない。他の電気的接続手段の非限定的な例として、ビームリード、半田バンプ、金属プラスチックテープなどを挙げることができる。

図３には、本発明の一実施形態による、低誘電率ε_ｍ、低損失正接δ_ｍ又はその両方である封止材料４７に囲まれた半導体（ＳＣ）ダイ４２を収容する成形樹脂パッケージ半導体装置４０の概略模式断面図を示す。半導体装置４０はＳＣダイ４２を含む。このＳＣダイ４２は、簡便にはヒートシンク４３にマウントされ封止樹脂４７で囲まれている（おそらく、ヒートシンク４３の下側表面４１を除いて）が、これは必須ではない。封止樹脂４７は、輪郭線４７−１で示すようにヒートシンク４３の下側表面４１が露出されてもよく、輪郭線４７−２で示すように下側表面４１が封止樹脂４７により埋め込まれてもよい。いずれの構成も有用であるので、本発明にとって重要ではない。ダイ４２は接続パッド又は他のメタライズ領域４４−１，４４−２（まとめて４４と表記する）をダイ４２の上側表面５０に有する。ワイヤボンド又は他の接続線４５−１，４５−２（まとめて４５と表記する）は、接続パッド４４を外部リード４６−１，４６−２（まとめて４６と表記する）のインナーリード部分４８−１，４８−２（まとめて４８と表記する）に接続してダイ４２への外部電気接続を可能とする。要素４１，４２，４３，４４，４５，４６，及び４８は、半導体装置２０の要素２１，２２，２３，２４，２５，２６，及び２８と機能が類似する。半導体装置４０のフリンジ電界４９は封止樹脂４７を通過する。半導体装置４０及び２０は、半導体装置４０の封止樹脂４７が、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有する有意な量のフィラー５２を含む点で異なっている。フィラー５２を、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有し封止樹脂４７の残りの部分を構成するバインダー又は樹脂５３に混合することによって、封止樹脂４７を構成する複合混合物の全体的な誘電率ε_ｍ、損失正接δ_ｍ又はその両方を、このようなフィラーを含まない封止樹脂２７のε_ｅ、δ_ｅ又はその両方よりも低くすることができる。低い誘電率、低い損失正接又はその両方を有する封止樹脂４７が、例えばダイ４２上の金属パッド（及び、他の接続配線）４４が位置する装置表面５０に、更にボンディングワイヤ４５及び外部リード４６のインナーリード部分４８に概して接触すること、又は非常に近接することは、フリンジ電界４９が最大になるこれらの位置において、全誘電率ε_ｍ、全損失正接δ_ｍ又はその両方を低下させるという有利な効果を最大に得るには重要である。

封止樹脂４７に含める材料に適する材料として、低誘電率及び低損失正接を有する種々のフィラー５２がある。一般的に、フィラー５２は化学的に安定であり、封止樹脂４７及び成形プロセスに使用されるバインダーすなわち樹脂５３と相溶し、また、封止樹脂全体を通じてほぼ一様に、かつ概してランダムなサイズ分布となるように、ほぼ顕微鏡的な種々のサイズで利用可能である。更に、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有するフィラー５２を添加することによって、封止樹脂４７全体の強度が大幅に低下するということがなく、また、封止樹脂の外部空孔率が大幅に増加しないことが望ましい。フィラー５２がバインダーすなわち樹脂５３内に緊密に詰め込まれ、封止樹脂４７の全体的な強度に最小の影響しか与えずに、可能な限り大きな空間を充填する（それによって、複合混合物の誘電率、損失正接又はその両方を最小化する）ことができるように、複数のサイズのフィラーの混合物を使用することが望ましい。有用な材料は、微粉砕したスチレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）及び他の軽量プラスチック並びに軽量ガラスと、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ若しくはその両方を有するガラス砕片又はセラミック砕片と、種々の材料からなる中空微小球とである。中空ガラス微小球は、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有する所望のフィラー材料の非限定的な例であり、例えば、ミネソタ州セントポール市に本拠を置く３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙにより、適切なサイズ範囲で市販されている。中空微小球又は他の低誘電率、低損失正接を有する粒子は、小さい方のサイズとして、典型的な素子パターンサイズ（例えば、数マイクロメートル）程度のサイズを有し、また例えば、ダイ４２、ダイがマウント又は接続されるリードフレーム部分４３，４８又はその両方を囲む封止樹脂４７の最小厚さ若しくは最小幅の約５０％以下の最大サイズを有することが望ましい。別の表現をすると、粒子は、パッケージ厚さ全体の約１０％以下の最大サイズを有することが望ましい。サイズ上限値は、パッケージの薄い領域に含まれる１つ以上の大きな微小球を粉砕することによって機械的な不良を生じる恐れのある、若しくはパッケージへの湿気の侵入を許す、又はその両方の不具合を生じる恐れのある不所望の欠陥又は割れが封止樹脂に発生することがないように、設定されることが望ましい。微小球又は他の粒子の直径又は最大寸法が約３００マイクロメートル以下、更に有利になるように約１００マイクロメートル以下、そして好ましくは約８０マイクロメートル以下であることが望ましい。別の表現をすると、微小球又は他の粒子のサイズ範囲は、有効には、約０．３〜３００マイクロメートル、更に好適には約３．０〜１００マイクロメートル、そして更に好ましくは約３．０〜８０マイクロメートルであることが望ましいが、封止対象の特定装置、リードフレームのサイズ及び構造、使用するフィラーの種類、完成品樹脂パッケージのサイズ及び構造などに応じて、これらの値よりも大きな範囲又は小さな範囲を使用してもよい。混合物中の中空ガラス微小球（又は、他のフィラー）の量は、完成した封止構造の充分な堅牢性及び耐湿性を維持するように、可能な限り多くする必要がある。一般的に、封止用混合物における微小球の体積百分率は、封止用混合物において有効には約５０体積パーセント以上の中空微小球、より有利には約６０体積パーセント以上の中空微小球、好適には約７０体積パーセント以上である。これらの百分率は、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有する中空微小球以外のフィラー材料にも適する。封止樹脂４７は、約３．０未満、更に有利には約２．５未満、そして好ましくは約２．０未満の比誘電率ε_ｍを有することが望ましい。同様に、封止樹脂４７の損失正接δ_ｍは約０．００５未満であることが望ましい。図３には、浮遊フリンジ電界４９を、半導体装置４０の動作時に異なる電位を有するダイボンディングパッド４４−１，４４−２の間に延びるように示すが、これは簡便な図示のためでしかなく、当業者には、浮遊フリンジ電界が他の導電領域の間、例えば、使用時に異なる電位を有するダイ４２上の金属線（図示せず）間においてダイ４２表面の上方にも延びることがあること、また、このような浮遊フリンジ電界の全てが、本発明によって解決される上述の性能劣化に寄与し得ることが理解される。フィラー５２の選択に応じて、複合材料すなわち混合封止材料４７の誘電率ε_ｍ若しくは損失正接δ_ｍ又は誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍの両方は、フィラー５２を含まない封止材料２７のε_ｅ、δ_ｅ又はその両方よりも低下し得る。誘電率ε_ｍを低下させることによって、クロストークを低減することができる。損失正接δ_ｍを低下させることによって、電力損失を低減することができる。いずれの結果も有益である。ε_ｍ及びδ_ｍの両方を低下させることが望ましいが、これは必須ではない。また、表現「低ε_ｍ、低δ_ｍ又はその両方」及び「より低いε_ｍ、より低いδ_ｍ又はその両方」は、ε_ｍ若しくはδ_ｍのうちの少なくとも１つ、又はε_ｍ及びδ_ｍの両方を、フィラー５２を含まない封止材料のε_ｅ、δ_ｅ又はその両方よりも小さくすること含むことが意図される。

図４には、低誘電率ε_ｍ、低損失正接δ_ｍ又はその両方を有し、かつダイ表面及びインナーリードと接触する材料による、樹脂封止される半導体（ＳＣ）装置を形成する方法１００を示すフローチャートを示す。方法１００は開始１０２から始まり、この技術分野で公知の手段を使用して、ＳＣダイ若しくは装置を設ける又は形成する第１工程１０４に進む。工程１０６では、ＳＣダイ又は装置をリードフレーム又は他の支持体にマウントする。本明細書で使用する用語「リードフレーム（ｌｅａｄ−ｆｒａｍｅ）」は、金属リードフレーム以外の他のダイ支持体の形態、例えば、次に限定されないが、セラミック基部、樹脂基部、複合材料アセンブリ及びそれらの要素の組み合わせを含む。工程１０８では、ＳＣダイを搭載するリードフレームを樹脂封止型に挿入して、封止樹脂によって保護する予定のダイ及び全てのボンディングワイヤ又は他の接続線を囲む領域がキャビティ内に配置されるようにする。一般に、通常、キャビティは完成した所望の装置パッケージの形状に近い形状を有する。型は、小型装置製造に使用される小型ブックモールド（ｂｏｏｋ ｍｏｌｄ）であってもよく、流体圧プレスで係留される数ダース〜数百のキャビティを有する大型のマルチキャビティ型であってもよいが、一般に、上述の低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有するフィラー材料５２を含む封止樹脂４７の取扱いが可能な必要があること以外、型の種類は本発明にとって重要でない。工程１１０では、誘電率ε_ｆ、損失正接δ_ｆ又はその両方を有するフィラーを含む封止樹脂を型に移送する、注入その他によって配置する、又はその両方を行い、ＳＣダイ及び関連するリードを囲むキャビティを充填する。これを実行する手段及び方法はこの技術分野では公知である。フィラー５２の担体及びバインダー５３として使用される樹脂は、パッケージ設計者の要望や、完成した装置の環境仕様にしたがって、熱硬化系、触媒系、又は他の適切な種類であってよい。いずれの構成も有用である。工程１１２では、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆを有するフィラーを含む封止樹脂を、使用する樹脂又はバインダー及びフィラーの種類に応じて、適切な条件の下で硬化させる。普通、このような硬化手順は公知である、又は任意の特定の樹脂−フィラーの組み合わせについて容易に決定することができる。この技術分野の当業者には、この手順をどのように行なうかが理解される。硬化がほぼ完了しているか、少なくとも充分に進行されると、ダイ４２を封止樹脂４７が囲んでいるリードフレームを安全に取り扱うことができる。次いで、工程１１４では、型を開いて、封止樹脂４７が成形された状態のリードフレームを型から取り出す。脱型後硬化（ｐｏｓｔ ｍｏｌｄ ｃｕｒｅ）のような後続の処理や、リードフレーム、パッケージ又はその両方の切取及び形成については、従来のものであって、この技術分野では良く知られており、リードフレームの性質及び使用する樹脂パッケージの形状に応じて異なる。装置の要件に応じて、或る場合には、ダイヒートシンクは露出され、他の場合には、ヒートシンクは封止樹脂４７の中に完全に埋め込まれる。工程１１４の後、方法１００は終了１１６に進む。

第１の実施形態では、ダイ支持体と、ダイ支持体の一部分にマウントされた半導体ダイと、ダイ支持体及びダイの少なくとも一部分を封止する封止樹脂と、を備える半導体装置が提供される。封止樹脂は少なくとも２つの構成材料、すなわち、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有する樹脂バインダーと、低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有するフィラー材料と、を含み、このフィラー材料は、ε_ｍ＜ε_ｂ若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂであるような誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍの組み合わせを有する封止樹脂を形成するように、樹脂バインダーと混合される。別の実施形態では、フィラー材料は中空微小球を含む。更に別の実施形態では、中空微小球は、約３００マイクロメートル未満のサイズの直径を有する。更に別の実施形態では、中空微小球は、封止樹脂のうちの約５０体積パーセント以上を占める。更に別の実施形態では、封止樹脂は、約３未満の誘電率ε_ｍ、若しくは約０．００５未満の損失正接δ_ｍ、又は約３未満の誘電率ε_ｍ及び約０．００５未満の損失正接δ_ｍの両方を有する。

第２の実施形態では、半導体ダイと、ダイの一つ以上の面を被覆する封止樹脂と、を備える樹脂封止半導体装置が提供される。封止樹脂は、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有するバインダーと、ε_ｍ＜ε_ｂ若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂであるような誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍを得るようにバインダーと一体に混合されるフィラー材料と、を含む。別の実施形態では、フィラー材料は低密度プラスチックを含む。更に別の実施形態では、フィラー材料は中空微小球を含む。更に別の実施形態では、フィラーは、約０．３〜３００マイクロメートルの範囲の直径の中空微小球を含む。更に別の実施形態では、フィラーは、最大寸法が約０．３〜１００マイクロメートルの範囲である、ガラス、セラミック、又はプラスチックの粒子を含む。更に別の実施形態では、封止樹脂は、約３未満の誘電率ε_ｍ、若しくは約０．００５未満の損失正接δ_ｍ、又は約３未満の誘電率ε_ｍ及び約０．００５未満の損失正接δ_ｍの両方を有する。更に別の実施形態では、封止樹脂は約２．５未満の誘電率ε_ｍを有する。更に別の実施形態では、粒子は封止樹脂のうちの約５０体積パーセント以上を占める。更に別の実施形態では、粒子は封止樹脂のうちの約７０体積パーセント以上を占める。

第３の実施形態では、半導体ダイを封止する方法が提供される。この方法は、ダイを支持体にマウントすることと、ダイを搭載した支持体を、樹脂封止に適する型に配置することと、ダイは型のキャビティに配置されることと、封止樹脂を型のキャビティに配置して、半導体ダイをほぼ封止することと、を含み、封止樹脂は、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有するプラスチック樹脂と、フィラー材料との混合物を含み、フィラー材料は混合物の誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍを、ε_ｍ＜ε_ｂ、若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ、又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂのいずれかとする。更に別の実施形態では、この方法は、型において封止樹脂を硬化させる工程を更に含む。更に別の実施形態では、封止樹脂を型のキャビティに配置することは、サイズが約３００マイクロメートル未満である中空ガラス微小球、中空セラミック微小球、中空プラスチック微小球、又はこれらの微小球の組み合わせを含むフィラーを有する封止樹脂を配置することを含む。更に別の実施形態では、封止樹脂を型のキャビティに配置することは、５０体積パーセント以上のフィラーを有する封止樹脂を配置することを含む。更に別の実施形態では、封止樹脂を型のキャビティに配置することは、ε_ｍ＜３である封止樹脂を配置することを含む。更に別の実施形態では、封止樹脂を型のキャビティに配置することは、ε_ｍ＜２．５である封止樹脂を配置することを含む。

少なくとも一つの例示としての実施形態をこれまでの詳細な記述に示してきたが、非常に多くの変形例が在ることを理解されたい。例えば、低誘電率、低損失正接又はその両方を有する非常に多くの種類のフィラーを、担体及びバインダーとしての種々の樹脂と組み合わせて使用することができる。この技術分野の当業者であれば、本明細書における事例が示唆する原理がこのような変形例にも当てはまることが理解できるであろう。従って、これまでの詳細な記述は、この技術分野の当業者にとって、例示としての実施形態又は例示としての複数の実施形態を実施するための有用な指針となる。種々の変更を構成要素の機能及び構成に関して、添付の請求項及び請求項の法的な均等物に示される本発明の技術範囲から逸脱しない限り加えることができることを理解されたい。

半導体（ＳＣ）ダイを収容する先行技術による成形樹脂パッケージ半導体装置の概略模式断面図。 半導体（ＳＣ）ダイを収容する先行技術による中空パッケージ半導体装置の概略模式断面図。 本発明の一実施形態による半導体（ＳＣ）ダイを収容する成形樹脂パッケージ半導体装置の概略模式断面図。 ダイ表面及びインナーリードと接触し、かつ誘電率、損失正接又はその両方が低い材料を含む樹脂封止半導体（ＳＣ）装置を形成する、本発明の更に別の実施形態による方法を示すフローチャート。

Claims (20)

1. ダイ支持体と、
   ダイ支持体の一部分にマウントされた半導体ダイと、
   ダイ支持体及び前記ダイの少なくとも一部分を封止する封止樹脂と、を備える半導体装置であって、
   封止樹脂は少なくとも２つの構成材料、すなわち、
   誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有する樹脂バインダーと、
   低誘電率ε_ｆ、低損失正接δ_ｆ又はその両方を有するフィラー材料と、を含み、
   ε_ｍ＜ε_ｂ若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂであるような誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍの組み合わせを有する封止樹脂を形成するように、フィラー材料が樹脂バインダーと混合されている、半導体装置。
2. フィラー材料は中空微小球を含む、請求項１記載の半導体装置。
3. 中空微小球は、約３００マイクロメートル未満のサイズの直径を有する、請求項２記載の半導体装置。
4. 中空微小球は、封止樹脂のうちの約５０体積パーセント以上を占める、請求項２記載の半導体装置。
5. 封止樹脂は、約３未満の誘電率ε_ｍ、約０．００５未満の損失正接δ_ｍ、又はその両方を有する、請求項１記載の半導体装置。
6. 半導体ダイと、
   前記ダイの一つ以上の面を被覆する封止樹脂と、を備え、封止樹脂は、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有するバインダーと、ε_ｍ＜ε_ｂ若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂであるような誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍを得るようにバインダーと一体に混合されるフィラー材料と、を含む、樹脂封止半導体装置。
7. フィラー材料は低密度プラスチックを含む、請求項６記載の半導体装置。
8. フィラー材料は中空微小球を含む、請求項６記載の半導体装置。
9. フィラーは、約０．３〜３００マイクロメートルの範囲の直径の中空微小球を含む、請求項８記載の半導体装置。
10. フィラーは、最大寸法が約０．３〜１００マイクロメートルの範囲である、ガラス、セラミック、又はプラスチックの粒子を含む、請求項６記載の半導体装置。
11. 封止樹脂は、約３未満の誘電率ε_ｍ、約０．００５未満の損失正接δ_ｍ、又はその両方を有する、請求項６記載の半導体装置。
12. 封止樹脂は約２．５未満の誘電率ε_ｍを有する、請求項１１記載の半導体装置。
13. 前記粒子は封止樹脂のうちの約５０体積パーセント以上を占める、請求項１０記載の半導体装置。
14. 前記粒子は封止樹脂のうちの約７０体積パーセント以上を占める、請求項１３記載の半導体装置。
15. 半導体ダイを封止する方法であって、
    前記ダイを支持体にマウントする工程と、
    前記ダイを搭載した支持体を、樹脂封止に適する型に配置する工程と、前記ダイは型のキャビティに配置されることと、
    封止樹脂を型のキャビティに配置して、前記半導体ダイをほぼ封止する工程と、封止樹脂は、誘電率ε_ｂ及び損失正接δ_ｂを有するプラスチック樹脂と、フィラー材料との混合物を含むことと、フィラー材料は混合物の誘電率ε_ｍ及び損失正接δ_ｍをε_ｍ＜ε_ｂ若しくはδ_ｍ＜δ_ｂ又はε_ｍ＜ε_ｂかつδ_ｍ＜δ_ｂのいずれかとすることと、を含む、方法。
16. 型において封止樹脂を硬化させる工程を更に含む、請求項１５記載の方法。
17. 封止樹脂を型のキャビティに配置する工程は、サイズが約３００マイクロメートル未満である中空ガラス微小球、中空セラミック微小球、中空プラスチック微小球、又はこれらの微小球の組み合わせを含むフィラーを有する封止樹脂を配置する工程を含む、請求項１５記載の方法。
18. 封止樹脂を型のキャビティに配置する工程は、５０体積パーセント以上のフィラーを有する封止樹脂を配置する工程を含む、請求項１５記載の方法。
19. 封止樹脂を型のキャビティに配置する工程は、ε_ｍ＜３である封止樹脂を配置する工程を含む、請求項１５記載の方法。
20. 封止樹脂を型のキャビティに配置する工程は、δ_ｍ＜０．００５の封止樹脂を配置する工程を含む、請求項１９記載の方法。

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