JP2536397B2 - Ｅｐｒｏｍ用半導体装置 - Google Patents
Ｅｐｒｏｍ用半導体装置Info
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- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＥＰＲＯＭ用半導体装置
に関し、特に樹脂で封止した薄型のＥＰＲＯＭ用半導体
装置に関する。
に関し、特に樹脂で封止した薄型のＥＰＲＯＭ用半導体
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、装置の小型化，低価格化が進み、
ＥＰＲＯＭ用半導体装置は薄型でかつ、安価な製品が求
められている。薄型化を目的とする従来のＥＰＲＯＭ用
半導体装置としては実開平１−１６０８６０号公報に提
案されたものがある。この半導体装置は、図３に示すよ
うに、セラミック基板２の中央凹部にＩＣチップ１を固
着し、ＩＣチップ１の電極とリード１４とをワイヤー３
で接続後、透光性アルミナキャップ１６をかぶせ、封止
ガラス１５で封止した中空構造になっている。キャップ
１６を紫外線透過性の材料で構成し、キャップを薄くし
て全体厚１．５ｍｍの薄型化を実現している。
ＥＰＲＯＭ用半導体装置は薄型でかつ、安価な製品が求
められている。薄型化を目的とする従来のＥＰＲＯＭ用
半導体装置としては実開平１−１６０８６０号公報に提
案されたものがある。この半導体装置は、図３に示すよ
うに、セラミック基板２の中央凹部にＩＣチップ１を固
着し、ＩＣチップ１の電極とリード１４とをワイヤー３
で接続後、透光性アルミナキャップ１６をかぶせ、封止
ガラス１５で封止した中空構造になっている。キャップ
１６を紫外線透過性の材料で構成し、キャップを薄くし
て全体厚１．５ｍｍの薄型化を実現している。
【０００３】また封止材料の低価格化等を目的としたＩ
Ｃチップの周囲を樹脂で封止する構造のものが、例えば
特開昭６３−２７４１６３号公報に提案されている。こ
の半導体装置は図４に示すように、リードフレームのア
イランド６にＩＣチップ１を固着し、ＩＣチップ１の電
極とリード部２４とをワイヤー３で接続後、溶媒に溶か
した第１シリコーン系ポリマをＩＣチップ１上に滴下
し、乾燥して第１シリコーン系ポリマ層２５を形成す
る。そしてこれとは別に透光部材２７にも溶媒に溶かし
た第２シリコーン系ポリマを滴下し、乾燥し第２シリコ
ーン系ポリマ系２６を形成する。次で、第１シリコーン
系ポリマ層２５と第２シリコーン系ポリマ層２６とが接
触するように透光部材２７をかぶせ、１５０℃で１時間
加熱し、シリコーンポリマを硬化させたのち、全体を封
止樹脂２８で封止するものである。
Ｃチップの周囲を樹脂で封止する構造のものが、例えば
特開昭６３−２７４１６３号公報に提案されている。こ
の半導体装置は図４に示すように、リードフレームのア
イランド６にＩＣチップ１を固着し、ＩＣチップ１の電
極とリード部２４とをワイヤー３で接続後、溶媒に溶か
した第１シリコーン系ポリマをＩＣチップ１上に滴下
し、乾燥して第１シリコーン系ポリマ層２５を形成す
る。そしてこれとは別に透光部材２７にも溶媒に溶かし
た第２シリコーン系ポリマを滴下し、乾燥し第２シリコ
ーン系ポリマ系２６を形成する。次で、第１シリコーン
系ポリマ層２５と第２シリコーン系ポリマ層２６とが接
触するように透光部材２７をかぶせ、１５０℃で１時間
加熱し、シリコーンポリマを硬化させたのち、全体を封
止樹脂２８で封止するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＥＰＲＯＭ用半導体装置のうち、前者のような
ガラス封止型半導体装置は、製造時、気密性試験が行な
われ、その際、ヘリウムガスで３〜４ｋｇ／ｃｍ2 の高
圧にさらされるが、中空構造であるため、透光性アルミ
ナキャップ１６とセラミック基板２の中央部がへこみ、
両者に大きな負荷が加わる。したがって、キャップと基
板を薄くしすぎるとキャップクラック，基板クラックが
発生するため、薄型化に限界がある。
た従来のＥＰＲＯＭ用半導体装置のうち、前者のような
ガラス封止型半導体装置は、製造時、気密性試験が行な
われ、その際、ヘリウムガスで３〜４ｋｇ／ｃｍ2 の高
圧にさらされるが、中空構造であるため、透光性アルミ
ナキャップ１６とセラミック基板２の中央部がへこみ、
両者に大きな負荷が加わる。したがって、キャップと基
板を薄くしすぎるとキャップクラック，基板クラックが
発生するため、薄型化に限界がある。
【０００５】また封止ガラス１５としては、低融点の非
晶質ガラスが用いられるが、十分に溶融させて封止する
ためには、４２０〜４５０℃の高温で１０〜２０分間半
導体装置を加熱しなければならない。ところが、ＩＣチ
ップの拡散工程は低温化が進んでおり、現在、アロイ処
理は約４００℃で行われている。そのため、封止時、Ｉ
Ｃチップが高温にさらされるとさらに拡散が進んでしま
い、本来の特性が損われてしまう。更に封止ガラス１５
に用いられる低融点の非晶質ガラスは誘電率が１０以上
と高いため、キャパシタンスが大きい。また、リード１
４には、通常Ｆｅ−Ｎｉ合金が用いられるが、これら
は、非透磁率２５００，体積抵抗率４５×１０-8Ω・ｍ
と大きいため、インダクタンスと抵抗が大きくなり、パ
ッケージ電気特性が悪く、高速で半導体装置を動作させ
ることが困難になるという欠点がある。
晶質ガラスが用いられるが、十分に溶融させて封止する
ためには、４２０〜４５０℃の高温で１０〜２０分間半
導体装置を加熱しなければならない。ところが、ＩＣチ
ップの拡散工程は低温化が進んでおり、現在、アロイ処
理は約４００℃で行われている。そのため、封止時、Ｉ
Ｃチップが高温にさらされるとさらに拡散が進んでしま
い、本来の特性が損われてしまう。更に封止ガラス１５
に用いられる低融点の非晶質ガラスは誘電率が１０以上
と高いため、キャパシタンスが大きい。また、リード１
４には、通常Ｆｅ−Ｎｉ合金が用いられるが、これら
は、非透磁率２５００，体積抵抗率４５×１０-8Ω・ｍ
と大きいため、インダクタンスと抵抗が大きくなり、パ
ッケージ電気特性が悪く、高速で半導体装置を動作させ
ることが困難になるという欠点がある。
【０００６】また後者の樹脂封止型半導体装置では、Ｉ
Ｃチップ１の上部に透明板である透光部材２７を接着す
るため、ＩＣチップ１の上部厚さ寸法は透光部材２７の
厚さに左右される。一方、透光部材２７は樹脂との界面
からの水分の侵入に対処するため、一定以上の厚さを確
保しなければならず、パッケージの薄型化は大幅に制約
されている。
Ｃチップ１の上部に透明板である透光部材２７を接着す
るため、ＩＣチップ１の上部厚さ寸法は透光部材２７の
厚さに左右される。一方、透光部材２７は樹脂との界面
からの水分の侵入に対処するため、一定以上の厚さを確
保しなければならず、パッケージの薄型化は大幅に制約
されている。
【０００７】また第１シリコーン系ポリマ層２５とワイ
ヤー３の熱膨張率を同程度にし、温度サイクル試験時の
断線不良を抑制している。しかし、紫外線透過率が低い
ため、接着剤としては十分な厚みを持たすことができな
い。一方、第２シリコーン系ポリマ層２６としては紫外
線透過率の高いものを用いているため、数十μｍの厚さ
を持たすことができ、透光部材２７の接着剤として十分
機能する。しかし、ワイヤー３と熱膨張率が大きく異な
るため、直接ＩＣチップ１と接触させることはできな
い。そのため、本例では、二層のシリコーン系ポリマ層
が設けられている。その結果、二層のシリコーン系ポリ
マ層を設ける工程と、両者を接着硬化させる工程が必要
となり、製造原価の上昇と歩留低下をまねくという欠点
がある。
ヤー３の熱膨張率を同程度にし、温度サイクル試験時の
断線不良を抑制している。しかし、紫外線透過率が低い
ため、接着剤としては十分な厚みを持たすことができな
い。一方、第２シリコーン系ポリマ層２６としては紫外
線透過率の高いものを用いているため、数十μｍの厚さ
を持たすことができ、透光部材２７の接着剤として十分
機能する。しかし、ワイヤー３と熱膨張率が大きく異な
るため、直接ＩＣチップ１と接触させることはできな
い。そのため、本例では、二層のシリコーン系ポリマ層
が設けられている。その結果、二層のシリコーン系ポリ
マ層を設ける工程と、両者を接着硬化させる工程が必要
となり、製造原価の上昇と歩留低下をまねくという欠点
がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＥＰＲＯＭ用半
導体装置は、イソシアヌレート型エポキシ樹脂に水晶，
石英，ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナの中の少なく
とも一種類をフィラーとして添加し、紫外線透過率を向
上させた樹脂で、ＩＣチップとＩＣチップ上の電極とワ
イヤーで電気的に接続したリードとを一体的に樹脂封止
している。
導体装置は、イソシアヌレート型エポキシ樹脂に水晶，
石英，ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナの中の少なく
とも一種類をフィラーとして添加し、紫外線透過率を向
上させた樹脂で、ＩＣチップとＩＣチップ上の電極とワ
イヤーで電気的に接続したリードとを一体的に樹脂封止
している。
【０００９】イソシアヌレート型エポキシ樹脂のみでは
十分な紫外線透過率が得られないが、紫外線透過率が高
く、屈折率が樹脂に近いフィラーを添加することによ
り、紫外線透過率を向上させることができる。このため
透明板等のキャップを用いず、直接ＩＣチップ表面を樹
脂でおおうことができ、薄型化と低価格化を実現でき
る。
十分な紫外線透過率が得られないが、紫外線透過率が高
く、屈折率が樹脂に近いフィラーを添加することによ
り、紫外線透過率を向上させることができる。このため
透明板等のキャップを用いず、直接ＩＣチップ表面を樹
脂でおおうことができ、薄型化と低価格化を実現でき
る。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のＥＰＲＯＭ用半導体装置
の縦断面図である。
る。図１は本発明の一実施例のＥＰＲＯＭ用半導体装置
の縦断面図である。
【００１１】長さ２０ｍｍ，幅１１ｍｍ，板厚０．３ｍ
ｍで中央に長さ７．５ｍｍ，幅７ｍｍ，深さ０．１ｍｍ
の凹部を設けたセラミック基板２の中央に、長さ５．５
ｍｍ，幅５ｍｍ，厚さ０．２５ｍｍのＩＣチップ１を接
着し、ＩＣチップ１の電極と基板にロー付された４２合
金からなるリード４とをワイヤー３で接続する。次で、
イソシアヌレート型エポキシ樹脂に水晶をフィラーとし
て３０Ｖｏｌ％（体積含有率）添加した紫外線透過性樹
脂６をＩＣチップ１上に滴下し、１５０℃で１時間加熱
して硬化させた。セラミック基板２としては黒アルミナ
を用い、グリーンシート法により形成し、リード４はメ
タライズ印刷にて形成した。そしてリード４の外端部に
外部リード５をロウ付けした。
ｍで中央に長さ７．５ｍｍ，幅７ｍｍ，深さ０．１ｍｍ
の凹部を設けたセラミック基板２の中央に、長さ５．５
ｍｍ，幅５ｍｍ，厚さ０．２５ｍｍのＩＣチップ１を接
着し、ＩＣチップ１の電極と基板にロー付された４２合
金からなるリード４とをワイヤー３で接続する。次で、
イソシアヌレート型エポキシ樹脂に水晶をフィラーとし
て３０Ｖｏｌ％（体積含有率）添加した紫外線透過性樹
脂６をＩＣチップ１上に滴下し、１５０℃で１時間加熱
して硬化させた。セラミック基板２としては黒アルミナ
を用い、グリーンシート法により形成し、リード４はメ
タライズ印刷にて形成した。そしてリード４の外端部に
外部リード５をロウ付けした。
【００１２】紫外線（ＵＶ）透過性樹脂６はＩＣチップ
１上の厚みが０．２ｍｍとなるように滴下量を調整する
ことにより、全体の厚さを０．７ｍｍとしたＥＰＲＯＭ
用半導体装置を実現できた。イソシアヌレート型エポキ
シ樹脂だけでは、波長２５４ｎｍの紫外線透過率（全透
過率）は、板厚２００μｍのもので１０％しかないた
め、そのまま用いると紫外線照射によるメモリ内容の消
去時間がきわめて長く、製品として実用化できないが、
紫外線透過率が９９．７％と高い水晶を３０Ｖｏｌ％加
えて紫外線透過率を３０％にまで向上させることがで
き、現行のＥＰＲＯＭと同程度の紫外線照射時間でメモ
リ内容を消去できた。
１上の厚みが０．２ｍｍとなるように滴下量を調整する
ことにより、全体の厚さを０．７ｍｍとしたＥＰＲＯＭ
用半導体装置を実現できた。イソシアヌレート型エポキ
シ樹脂だけでは、波長２５４ｎｍの紫外線透過率（全透
過率）は、板厚２００μｍのもので１０％しかないた
め、そのまま用いると紫外線照射によるメモリ内容の消
去時間がきわめて長く、製品として実用化できないが、
紫外線透過率が９９．７％と高い水晶を３０Ｖｏｌ％加
えて紫外線透過率を３０％にまで向上させることがで
き、現行のＥＰＲＯＭと同程度の紫外線照射時間でメモ
リ内容を消去できた。
【００１３】ここで、注意すべき点は、フィラーとして
は紫外線透過率が高いだけでなく、屈折率が樹脂に近い
ものを用いなければならない点である。屈折率に差があ
ると、樹脂とフィラー界面で屈折し、大きなエネルギー
損失が生じ、光が弱められるためである。比重１．２の
イソシアヌレート型エポキシ樹脂の屈折率は１．５２で
あるため、１．４２〜１．６２程度の屈折率のもので紫
外線透過率の高いものが望ましく、水晶以外には、石
英，ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナなどが適してお
り、これらの無機材料の１種類以上を添加して用いるこ
とができる。
は紫外線透過率が高いだけでなく、屈折率が樹脂に近い
ものを用いなければならない点である。屈折率に差があ
ると、樹脂とフィラー界面で屈折し、大きなエネルギー
損失が生じ、光が弱められるためである。比重１．２の
イソシアヌレート型エポキシ樹脂の屈折率は１．５２で
あるため、１．４２〜１．６２程度の屈折率のもので紫
外線透過率の高いものが望ましく、水晶以外には、石
英，ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナなどが適してお
り、これらの無機材料の１種類以上を添加して用いるこ
とができる。
【００１４】樹脂にフィラーとしての無機材料からなる
粒子を添加した場合、樹脂と粒子との界面で紫外線の一
部が反射するため、粒子径を小さくすると紫外線透過率
は減少する。しかし粒子径が大きくなると紫外線透過率
は向上するが、樹脂中に粒子が沈降し再び透過率は減少
することになる。従って無機材料の粒子径は表１に示し
たように、紫外線透過率の低い透光性アルミナでは１〜
４０μｍ，その他の材料では１〜５０μｍが適当であ
る。
粒子を添加した場合、樹脂と粒子との界面で紫外線の一
部が反射するため、粒子径を小さくすると紫外線透過率
は減少する。しかし粒子径が大きくなると紫外線透過率
は向上するが、樹脂中に粒子が沈降し再び透過率は減少
することになる。従って無機材料の粒子径は表１に示し
たように、紫外線透過率の低い透光性アルミナでは１〜
４０μｍ，その他の材料では１〜５０μｍが適当であ
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】フィラーとしての無機材料の添加量は、少
いと紫外線透過率の向上が期待できず、また多いとフィ
ラーの分散が不均一になる。従って添加量は表１に示し
たように、紫外線透過率の低い透光性アルミナで２０〜
６０Ｖｏｌ％、その他の材料で１０〜７０Ｖｏｌ％が適
当である。
いと紫外線透過率の向上が期待できず、また多いとフィ
ラーの分散が不均一になる。従って添加量は表１に示し
たように、紫外線透過率の低い透光性アルミナで２０〜
６０Ｖｏｌ％、その他の材料で１０〜７０Ｖｏｌ％が適
当である。
【００１７】上述したように本実施例においては、ＩＣ
チップ１を直接紫外線透過性樹脂６で封止できるため、
キャップが不要で、その分、薄型化でき、かつ、製造工
程を単純化でき、キャップコスト分低価格化が可能であ
る。更に、１５０℃で樹脂を硬化できるため、ＩＣチッ
プ１に熱負荷が加わらず、デバイス特性の安定した半導
体装置が得られる等の利点がある。
チップ１を直接紫外線透過性樹脂６で封止できるため、
キャップが不要で、その分、薄型化でき、かつ、製造工
程を単純化でき、キャップコスト分低価格化が可能であ
る。更に、１５０℃で樹脂を硬化できるため、ＩＣチッ
プ１に熱負荷が加わらず、デバイス特性の安定した半導
体装置が得られる等の利点がある。
【００１８】図２（ａ），（ｂ）は本発明の他の適用例
の断面図である。図２（ａ）のものは図１の実施例とほ
ぼ同じであるが、基板にガラスエポキシ基板２Ａを用
い、特に外部リードのないリードレス・チップ・キャリ
ア（ＬＣＣ）構造としたものである。紫外線透過性樹脂
６Ａとガラスエポキシ基板２Ａとの熱膨張率が近いた
め、セラミック基板のものより耐温度サイクル性に優れ
ている。又リード４Ａに銅を用いることができるため、
電気特性が良好となる。
の断面図である。図２（ａ）のものは図１の実施例とほ
ぼ同じであるが、基板にガラスエポキシ基板２Ａを用
い、特に外部リードのないリードレス・チップ・キャリ
ア（ＬＣＣ）構造としたものである。紫外線透過性樹脂
６Ａとガラスエポキシ基板２Ａとの熱膨張率が近いた
め、セラミック基板のものより耐温度サイクル性に優れ
ている。又リード４Ａに銅を用いることができるため、
電気特性が良好となる。
【００１９】図２（ｂ）の適用例はフルモールド構造の
ものであり、紫外線透過性樹脂６Ｂは、液状ではなく高
圧でタブレットに加工したものを用い、アイランド７上
のＩＣチップ１やリード４Ｂ等をトランスファーモール
ド法で樹脂封止した。このため図１，図２（ａ）に示し
た半導体装置に比べ、資材コストが低く生産性が高いた
め、製造コストをより低減できる。
ものであり、紫外線透過性樹脂６Ｂは、液状ではなく高
圧でタブレットに加工したものを用い、アイランド７上
のＩＣチップ１やリード４Ｂ等をトランスファーモール
ド法で樹脂封止した。このため図１，図２（ａ）に示し
た半導体装置に比べ、資材コストが低く生産性が高いた
め、製造コストをより低減できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、イソシア
ヌレート型エポキシ樹脂に、屈折率がイソシアヌレート
型エポキシ樹脂に近く紫外線透過率の高い水晶，石英，
ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナのうち少なくとも一
種類以上を添加した紫外線透過性樹脂を封止樹脂として
いるため、キャップが不要となり、その分薄型化が可能
でかつ、製造工程が単純化できる。更に、１５０℃の低
温で封止樹脂を硬化でき、ＩＣチップに熱負荷が加わら
ないので、デバイス特性を安定化させることができると
いう効果もある。
ヌレート型エポキシ樹脂に、屈折率がイソシアヌレート
型エポキシ樹脂に近く紫外線透過率の高い水晶，石英，
ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナのうち少なくとも一
種類以上を添加した紫外線透過性樹脂を封止樹脂として
いるため、キャップが不要となり、その分薄型化が可能
でかつ、製造工程が単純化できる。更に、１５０℃の低
温で封止樹脂を硬化でき、ＩＣチップに熱負荷が加わら
ないので、デバイス特性を安定化させることができると
いう効果もある。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】本発明の適用例の断面図。
【図３】従来のＥＰＲＯＭ用半導体装置の断面図。
【図４】従来のＥＰＲＯＭ用半導体装置の断面図。
１ ＩＣチップ ２ セラミック基板 ２Ａ ガラスエポキシ基板 ３ ワイヤー ４，４Ａ，４Ｂ リード ５ 外部リード ６，６Ａ，６Ｂ 紫外線透過性樹脂 ７ アイランド １４ リード １５ 封止ガラス １６ 透光性アルミナキャップ ２４ リード部 ２５ 第１シリコーン系ポリマ層 ２６ 第２シリコーン系ポリマ層 ２７ 透光部材 ２８ 封止樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体チップと、この半導体チップにワ
イヤにより接続されたリードと、前記半導体チップの少
くとも上面と前記ワイヤと前記リードの一部とを封止す
る紫外線透過性樹脂とを有するＥＰＲＯＭ用半導体装置
において、前記紫外線透過性樹脂はイソシアヌレート型
エポキシ樹脂と紫外線を透過する無機材料からなるフィ
ラーとから構成されていることを特徴とするＥＰＲＯＭ
用半導体装置。 - 【請求項２】 紫外線を透過する無機材料からなるフィ
ラーは水晶，石英，ホウケイ酸ガラス，透光性アルミナ
のうちの少くとも一種類である請求項１記載のＥＰＲＯ
Ｍ用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133758A JP2536397B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｅｐｒｏｍ用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5133758A JP2536397B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｅｐｒｏｍ用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350058A JPH06350058A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2536397B2 true JP2536397B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=15112265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5133758A Expired - Fee Related JP2536397B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Ｅｐｒｏｍ用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536397B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092002A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Hitachi Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置用中空パッケージ、並び半導体部品装置 |
| JP6721361B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2020-07-15 | エイブリック株式会社 | 光センサ装置及び光センサ装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5133758A patent/JP2536397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06350058A (ja) | 1994-12-22 |
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