JPH01129425A - Manufacture of semiconductor package - Google Patents

Manufacture of semiconductor package

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Publication number
JPH01129425A
JPH01129425A JP28823687A JP28823687A JPH01129425A JP H01129425 A JPH01129425 A JP H01129425A JP 28823687 A JP28823687 A JP 28823687A JP 28823687 A JP28823687 A JP 28823687A JP H01129425 A JPH01129425 A JP H01129425A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
resin sealing
semiconductor element
sealing medium
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP28823687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
▲ふく▼井 太郎
Taro Fukui
Shinji Hashimoto
真治 橋本
Masaya Tsujimoto
雅哉 辻本
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01129425A publication Critical patent/JPH01129425A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent semiconductor package without push-in operation by positioning a substrate, in which a semiconductor element loaded on the surface is coated previously with a resin sealing medium, onto a liquefied resin sealing medium admitted into a case made of, a metal, an opening of which is directed upward, from the semiconductor-element loading surface side and leaving the substrate to stand and curing the resin sealing medium. CONSTITUTION:A substrate 1 in which a semiconductor element 2 loaded on the surface is covered previously with a resin sealing medium 5 is placed onto a liquefied resin sealing medium 5 in a case 8 made of a metal, an opening of which is directed upward, from the loading surface side and left to stand, thus sinking the substrate into the sealing medium, then creeping the resin sealing medium 5 from the loading surface side to the end face side. The substrate is left to stand, and is not turned upside down and the resin sealing medium is cured under the state. 40-70wt.% fillers are included and not more than 25wt.% particles, mean particle size of which extends over 13mum or less and size distribution of which extends over 4mum or less, and not less than 25wt.% particles, size distribution of which extends over 15-30mum, are contained in the composition of the resin sealing medium, which has fluidity when the medium is left to stand at room temperature and hardly flows on heating curing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体パフケージの製法に関する〔背景技
術〕 従来、多ピンを必要とする半導体素子を封止するには、
PGA (ピングリッドアレイ)型のパフケージが利用
されている。PGAは、セラミックを用いて気密封止し
たものがほとんどであり、DIP(デュアルインライン
パッケージ)がほとんど樹脂封止となっているのと対照
的である。このため、コストが高くつき、PGA型パッ
ケージの普及を妨げている。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor puff cage [Background Art] Conventionally, in order to seal a semiconductor element that requires a large number of pins,
A PGA (pin grid array) type puff cage is used. Most PGAs are hermetically sealed using ceramics, in contrast to DIPs (dual in-line packages), which are mostly resin-sealed. This increases the cost and prevents the widespread use of PGA type packages.

近年、プリント配線板加工を応用したプラスチックPG
A型パッケージが提案されている。このものは、セラミ
ックによる気密封止型に比べて大幅なコストダウンが期
待できる。
In recent years, plastic PG has been developed using printed wiring board processing.
A type package is proposed. This type can be expected to significantly reduce costs compared to the hermetically sealed type made of ceramic.

第2図(a)、 (t)lは、半導体素子2を基板1に
実装し、その基板1表面に形成された電路3とワイヤボ
ンディングした様子を示す、4はボンディングワイヤで
ある。この半導体素子2を樹脂封止することにより、部
品として使用できる。樹脂封止構造としては、第3図に
示すように、金に’Mケース8と基板1との間を隙間な
く樹脂封止材5で全体的に充填したものが最も好ましく
、一般に受は入れられている。
FIGS. 2(a) and 2(t)l show the semiconductor element 2 mounted on the substrate 1 and wire-bonded to the electric path 3 formed on the surface of the substrate 1. 4 is a bonding wire. By sealing this semiconductor element 2 with resin, it can be used as a component. As shown in Fig. 3, the most preferable resin sealing structure is one in which the entire space between the M case 8 and the board 1 is filled with the resin sealant 5 without any gaps; It is being

その理由は、このパッケージが他のパッケージに比べて
、下記■〜■の点で優れているためである。
The reason is that this package is superior to other packages in the following points.

■ 湿気の侵入経路となる樹脂封止材と基板との界面が
パッケージ表面から内部の半導体素子まで長く、しかも
、金属製ケースが湿気を通さないので、耐湿性に優れて
いる。
■ The interface between the resin sealing material and the substrate, which is a path for moisture to enter, is long from the package surface to the internal semiconductor element, and the metal case does not allow moisture to pass through, so it has excellent moisture resistance.

■ 部品寸法の一定したものが得られ、配線板への実装
後の外観が良い。
■ Components with consistent dimensions can be obtained, and the appearance after mounting on a wiring board is good.

■ 金属製ケースが表面にあるため、表面にマーキング
することが容易である。
■ Since the metal case is on the surface, it is easy to mark the surface.

■ 金属製ケースのないプラスチックPGAパッケージ
では、電気めっき工程を経ているため、パッケージの端
面に導体が露出しており、静電気対策が取り扱い時に必
要となるが、第3図の構造では、端面絶縁が保たれてお
り、部品としての取り扱い性に優れている。
■ Plastic PGA packages without a metal case go through an electroplating process, so the conductors are exposed on the end faces of the package, and static electricity countermeasures are required when handling them. However, in the structure shown in Figure 3, the end face insulation is It is well maintained and is easy to handle as a component.

この構造の半導体パッケージを製造する方法は、たとえ
ば、第4図(a)ないしくd)にみるように、基板1表
面に搭載された半導体素子2を予め樹脂封止材5で覆っ
ておき、他方、開口が上向きとなるように置いた金Ws
’Jケース8内に液状の樹脂封止材5を入れておき、前
記基板1をその半導体素子搭載面側からこの樹脂封止材
5に押し込んで一体化した後、硬化させる。この方法に
より、気泡を含まない信頼性の高い半導体パッケージを
得ることができる。
A method for manufacturing a semiconductor package with this structure is, for example, as shown in FIGS. 4(a) to 4(d), in which a semiconductor element 2 mounted on the surface of a substrate 1 is covered in advance with a resin sealing material 5. On the other hand, gold Ws placed with the opening facing upward
A liquid resin encapsulant 5 is placed in the J case 8, and the substrate 1 is pushed into the resin encapsulant 5 from its semiconductor element mounting surface side to be integrated, and then hardened. By this method, a highly reliable semiconductor package that does not contain bubbles can be obtained.

ところが、上記の半導体パッケージの製法では、以下の
問題点が生じることが判明した。この製法では、第4図
(C)にみるように、基板1に圧力Pを加えて、金属製
ケース8内の樹脂封止材5中に押し込む必要がある。と
ころが、押し込み方が弱いと、第5図(a)にみるよう
に、基板1の端面側に樹脂封止材がまわりこまず、基板
1端面の封止が行えない場合があり、信頼性がばらつく
原因となっている。逆に押し付は方が強いと、第5図(
b)にみるように、樹脂封止材5が流れすぎて基板1裏
面のピン7の周りに絡んだり、第5図(C)にみるよう
に、ケース8の縁から溢れ出してその外面を汚したりし
て、信頼性の面では問題がないものの外観が不良になる
However, it has been found that the above method for manufacturing a semiconductor package has the following problems. In this manufacturing method, as shown in FIG. 4(C), it is necessary to apply pressure P to the substrate 1 and push it into the resin sealing material 5 in the metal case 8. However, if the pushing method is weak, the resin sealing material may not wrap around the end surface of the substrate 1, as shown in FIG. 5(a), and the end surface of the substrate 1 may not be sealed, resulting in poor reliability. This is the cause of variation. On the other hand, if the pressure is stronger, Figure 5 (
As shown in b), the resin sealing material 5 flows too much and gets entangled around the pins 7 on the back side of the board 1, and as shown in FIG. If it becomes dirty, the appearance will be poor, although there is no problem in terms of reliability.

このようなことを防ぐため、押し付は作業には、圧力P
の大きさおよびその加える時間を微妙に調整するための
、非字に高度な技能が要求される。しかも、押し付は作
業に時間がかかり、工業的生産には不向きである。また
、液状の樹脂封止材の流動性が一様ではないので、樹脂
封止材が変わるたびに前記圧力および時間を微妙に調整
する必要があり、機械化が困難である。
To prevent this, pressure P
A very high level of skill is required to delicately adjust the size of the image and the amount of time it is added. Moreover, pressing takes time and is not suitable for industrial production. Furthermore, since the fluidity of the liquid resin sealant is not uniform, it is necessary to delicately adjust the pressure and time each time the resin sealant is changed, making mechanization difficult.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、以上のことに鑑みて、工業的生産性の高い
半導体パフケージの製法を提供することを目的とする。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor puff cage with high industrial productivity.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

この発明は、上記目的を達成するため、表面に半導体素
子を搭載した基板がその半導体素子搭載面側から金属製
ケースにより同ケースと所望の間隔を保持した状態で覆
われていて、前記間隔部に樹脂封止材が充填されて前記
半導体素子が封止されている半導体パッケージを得るに
あたり、表面に搭載された半導体素子が予め樹脂封止材
で覆われている基板を、その半導体素子搭載面側から、
開口が上向きとなっている金]F[ケース内に入れた液
状の樹脂封止材の上に置いて放置することにより同液状
の樹脂封止材を前記基板の半導体素子搭載面側から端面
側にまわりこませた後、その状態で前記液状の樹脂封止
材を硬化させることを特徴とする半導体バフケージの製
法を要旨とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a substrate having a semiconductor element mounted on its surface, which is covered with a metal case from the side on which the semiconductor element is mounted, while maintaining a desired distance from the case. To obtain a semiconductor package in which the semiconductor element is sealed by filling with a resin encapsulant, a substrate on which the semiconductor element mounted on the surface is previously covered with the resin encapsulant is placed on the semiconductor element mounting surface. From the side
Gold with the opening facing upward]F The gist of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor buff cage, which is characterized in that the liquid resin encapsulant is cured in that state after being wrapped around the semiconductor buff cage.

以下に、この発明を、その実施例を表す図面を参照しな
がら詳しく説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof.

第1図(a)ないしくd)は、この発明にかかる半導体
パッケージの製法の1実施例を工程順に表す。すなわち
、第1図(alにみるように、半導体素子2を搭載した
基板1を、その半導体素子搭載面側から、開口が上向き
となっている金属製ケース(金泥’1) ’)ラド)8
内の液状の樹脂封止材5の上に載せ置き、放置して一体
化するのである。このようにすることにより、一体化に
際して、高度な技能が不要となり、作業者が液状樹脂封
止材の流れを確認する時間も不要となり、生産性が高く
なるのである。また、作業を機械化することも可能であ
る。放置した後、上下逆にせずその状態で樹脂封止材を
硬化させれば、外観の良好な半導体パフケージが得られ
る。この半導体パッケージは、上記■〜■の利点を有す
る。この実施例は、プラスチックPGAの製造を示して
いる。7は、基板1の半導体素子搭載面の裏面側から突
出しているビンである。
FIGS. 1(a) to 1(d) show one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor package according to the present invention in the order of steps. That is, as shown in FIG.
It is placed on top of the liquid resin sealing material 5 inside and left to integrate. By doing this, high-level skills are not required during integration, and the time required for the operator to check the flow of the liquid resin sealing material is also eliminated, increasing productivity. It is also possible to mechanize the work. If the resin sealing material is cured in that state without being turned upside down after being left as it is, a semiconductor puff cage with a good appearance can be obtained. This semiconductor package has the above-mentioned advantages (1) to (2). This example shows the fabrication of a plastic PGA. 7 is a bottle protruding from the back side of the semiconductor element mounting surface of the substrate 1.

ここで、基板を金属製ケース内の樹脂封止材の上に載せ
置いて放置するのは、半導体素子を搭載した基板がその
重みで樹脂封止材中へ沈んでいくようにするためである
。強制的に沈めるのではないので、気泡が生じにくくな
る。載せ置いて直ちに硬化を行うと、樹脂粘度が増大す
るため樹脂封止材が充填しない部分が残り、封止が不完
全になる。
Here, the reason why the board is placed on top of the resin encapsulant inside the metal case is to allow the board on which the semiconductor element is mounted to sink into the resin encapsulant due to its weight. . Since it is not forced to sink, air bubbles are less likely to form. If the resin is cured immediately after being placed, the viscosity of the resin will increase, leaving a portion that is not filled with the resin sealant, resulting in incomplete sealing.

ところで、金属製ケース内の樹脂封止材の流動性がはな
はだしく悪いと、基板が途中で沈まなくなり、封止が不
完全になることがある。他方、樹脂封止材の流動性が良
すぎると(すなわち、粘度が低すぎると)、樹脂封止材
が基板裏面にまで流れ出したり、金属製ケースの縁から
溢れ出したりすることがある。これらの不都合を防ぐた
め、金属製ケース内に入れておく樹脂封止材は、流動性
の適当なものを選ぶことが好ましい。発明者らの検討で
は、この流動性の適当な範囲は非常に広く、半導体素子
を搭載した基板の自重や材質、厚み、−金泥製ケースの
開口縁のテーパ状態等により若干異なるが、2万cP〜
20万cP程度の粘度が適当である。この範囲を下回る
と、樹脂封止材が流れ過ぎることがあり、この範囲を上
回ると、基板の沈み込みが不充分となることがある。
By the way, if the fluidity of the resin sealing material inside the metal case is extremely poor, the substrate may not sink halfway, resulting in incomplete sealing. On the other hand, if the fluidity of the resin encapsulant is too good (that is, if the viscosity is too low), the resin encapsulant may flow out to the back surface of the substrate or overflow from the edge of the metal case. In order to prevent these inconveniences, it is preferable to select a resin sealing material with appropriate fluidity to be placed in the metal case. According to the inventors' study, the appropriate range of fluidity is very wide and varies slightly depending on the weight, material, thickness of the board on which the semiconductor element is mounted, and the taper state of the opening edge of the gold mud case, but it is within 20,000 yen. cP~
A viscosity of about 200,000 cP is appropriate. If it is below this range, the resin sealant may flow too much, and if it exceeds this range, the substrate may not sink sufficiently.

基板を樹脂封止材の上に載せ置いて放置することにより
、基板がその搭載した半導体素子等も含めた自重で樹脂
封止材中へ沈み込む。そして、底、すなわち、金属製ケ
ースに当たるまで沈まず、第1図(C)ないしfd)に
示す状態の範囲内の状態のように、樹脂封止材5が基板
1の半導体素子搭載面側から端面側にまわりこみ、金属
製ケース8からある程度の間隔をおいて基板1の沈み込
みがとまる。
By placing the substrate on the resin sealing material and leaving it, the board sinks into the resin sealing material under its own weight including the semiconductor elements mounted thereon. Then, the resin sealing material 5 does not sink until it hits the bottom, that is, the metal case, and the resin sealing material 5 is released from the semiconductor element mounting surface side of the substrate 1 as shown in FIGS. 1(C) to FD). It goes around to the end face side, and the board 1 stops sinking at a certain distance from the metal case 8.

このように沈み込みが止まるのは、つぎのような理由に
よると考えられる。基板を樹脂封止材上に載せ置いた状
態では、基板と搭載した半導体素子等の重みが樹脂封止
材の一部に集中して流動を起こさせるのに充分な圧力と
なる。第1図(C)または(d)の状態では、前記重み
が平均して樹脂封止材にかかるため、圧力が流動を起こ
させるのに充分な大きさとならず、また、基板端面とケ
ースとのクリアランスが比校的小さいため、この部分を
樹脂封止材が流動して行く際に大きな抵抗が生じる。ま
た、基板端面とケース開口縁との間から樹脂封止材が盛
り上がっても、その表面張力により基板裏面に流れ出し
、たり、ケース開口縁から溢れ出たりするのが止められ
る。
This stopping of subduction is thought to be due to the following reasons. When the substrate is placed on the resin encapsulant, the weight of the substrate and the mounted semiconductor elements is concentrated on a portion of the resin encapsulant, creating a pressure sufficient to cause the resin encapsulant to flow. In the state shown in FIG. 1(C) or (d), the weight is applied to the resin sealing material on average, so the pressure is not large enough to cause flow, and the pressure is not large enough to cause flow, and the end surface of the board and the case are Since the clearance is relatively small, a large resistance occurs when the resin sealant flows through this portion. Furthermore, even if the resin sealant rises from between the end face of the board and the edge of the case opening, its surface tension prevents it from flowing out to the back of the board or overflowing from the edge of the case opening.

放置した後、加熱硬化させると、加熱による粘度低下や
加熱時の気流により、樹脂封止材が基板裏面に流れ出し
たり、ケース開口縁から溢れ出たりするおそれがある。
If the resin sealant is heated and cured after being left as it is, there is a risk that the resin sealant may flow out to the back surface of the substrate or overflow from the edge of the case opening due to a decrease in viscosity due to heating or air currents during heating.

このようなことは、樹脂封止材の流動性を悪くすること
、たとえば、チクソ性を付与することにより回避するこ
とができる。
Such a problem can be avoided by impairing the fluidity of the resin sealing material, for example, by imparting thixotropy.

−i的なチクソ性付与の方法は、エアロジル(「アエロ
ジル」といった名称で市販されている超微粒子の無水ケ
イ酸)のような超微粒子を添加すること、あるいは、有
機ベントナイト化合物のような膨潤ゲル化構造をとる物
質を添加することである。しかし、これらの方法は、い
ずれも、粘度上昇を伴うため、室厘放置時の流動性も極
端に悪化し、基板の自重による沈み込みを妨げるおそれ
がある。これは、静置時での粘度が流動加圧時の粘度よ
りも著しく高いという、本来の意味でのチクソ性を付与
する方法をとったためである。したがって、いわゆるチ
クソ指数(回転数による粘度依存性の相対値)が高くな
るような流動性制御方法は、この発明には好ましくない
-i method of imparting thixotropy is to add ultrafine particles such as Aerosil (ultrafine silicic acid anhydride commercially available under the name "Aerosil"), or to add a swollen gel such as an organic bentonite compound. The method is to add a substance that has a chemical structure. However, since all of these methods involve an increase in viscosity, the fluidity when left in a room becomes extremely poor, which may prevent the substrate from sinking due to its own weight. This is because a method was used to impart thixotropy in the original sense, in which the viscosity when standing still is significantly higher than the viscosity when flowing and pressurized. Therefore, a fluidity control method that increases the so-called thixotropic index (relative value of viscosity dependence on rotational speed) is not preferred for this invention.

このような観点から、発明者らは、室温放置時には流動
性があり、かつ、加熱硬化時の流れが少ない樹脂封止材
の組成を検討した。その結果、樹脂封止材が充填材を4
0〜70重量%含んでいて、この充填材の平均粒径が1
3μm以下であり、かつ、粒度分布が4μm未満の粒子
25重量%以下、15〜30μmの粒子25重量%以上
であれば、この樹脂封止材は、この発明で用いる液状の
樹脂封止材として好ましいことを見出した。充填材が4
0重9%未満では、硬化物の線膨張率が大きく、信頼性
が悪くなることがある上、液状の樹脂封止材の粘度が低
すぎて金属製ケースから流れ出しやすくなることがある
。70重量%を越えると、粘度が高くなりすぎて基板の
沈み込みが不足し、充填不足となることがある。また、
充填材の平均粒径が13μmよりも大きいと、上記のよ
うな流動性制御効果を得られないことがある。粒度分布
についても上記範囲をはずれると、上記のような流動性
制御効果を得られないことがある。すなわち、平均粒径
が13μm以下であり、30μm程度までの比較的広い
粒度分布を持ち、かつ−5極端に微細な粒子は少ないと
いうことが、この’A明に用いる樹脂封止材に含まれる
充填材の好ましい姿である。
From this point of view, the inventors investigated the composition of a resin sealant that has fluidity when left at room temperature and has little flow when cured by heating. As a result, the resin encapsulant covers the filler by 4
It contains 0 to 70% by weight, and the average particle size of this filler is 1
If the particle size is 3 μm or less and the particle size distribution is 25% by weight or less of particles less than 4 μm and 25% by weight or more of particles of 15 to 30 μm, this resin encapsulant can be used as a liquid resin encapsulant used in the present invention. I found something favorable. 4 fillers
If it is less than 9% by weight, the coefficient of linear expansion of the cured product may be large and reliability may deteriorate, and the viscosity of the liquid resin sealant may be too low and may easily flow out of the metal case. If it exceeds 70% by weight, the viscosity becomes too high and the substrate may not sink into the substrate sufficiently, resulting in insufficient filling. Also,
If the average particle size of the filler is larger than 13 μm, the above fluidity control effect may not be obtained. If the particle size distribution is outside the above range, the fluidity control effect described above may not be obtained. In other words, the resin encapsulant used in this 'A' Ming contains an average particle size of 13 μm or less, a relatively wide particle size distribution up to about 30 μm, and very few -5 extremely fine particles. This is a preferable form of the filler.

なお、搭載した半導体素子等も含めた基板の自重、金属
製ケースの形状等により、液状の樹脂封止材の好ましい
粘度が異なるため、充填材量の好ましい範囲も異なる場
合がある。発明者らが調べたところでは、89ピン、1
.0 in厚の基板では45〜5sffxff1%が好
ましかった。
Note that the preferable viscosity of the liquid resin sealing material varies depending on the weight of the substrate including the mounted semiconductor elements, the shape of the metal case, etc., and therefore the preferable range of the amount of the filler may also vary. According to the inventors' investigation, 89 pins, 1
.. For a 0 inch thick substrate, 45-5 sffxff1% was preferred.

充填材の種類としては、特に限定はないが、熔融シリカ
が好ましい。これは、熔融シリカが低線膨張率、低不純
イオンという利点を有していて、半導体素子の封止材に
用いるのに適しているからである。
The type of filler is not particularly limited, but fused silica is preferred. This is because fused silica has the advantages of a low coefficient of linear expansion and low impurity ions, and is suitable for use as a sealing material for semiconductor devices.

基板表面に搭載した半導体素子を覆う樹脂封止材と、金
属製ケースに入れておく樹脂封止材とは、同じものであ
ってもよ(、異なるものであってもよい。いずれにして
も、半導体封止グレードであって、低不純イオン、低吸
湿性で信頼性の高いものが好ましい。このように予め半
導体素子を樹脂封止材で覆っておくのは、基板が液状の
樹脂封止材中に沈み込む時に素子周辺に気泡が残りに(
くなるようにするためである。半導体素子を予め覆って
おく樹脂封止材は、熱処理しないままであってもよく、
ゲル化させてもよい。また、流れ止め用の枠13を設け
てもよく、設けずともよい。
The resin encapsulant that covers the semiconductor element mounted on the substrate surface and the resin encapsulant placed in the metal case may be the same (or may be different. In any case, It is preferable to use a semiconductor encapsulation grade that has low impurity ions, low moisture absorption, and high reliability.Covering the semiconductor element with a resin encapsulation material in advance in this way is useful when the substrate is encapsulated with a liquid resin. Air bubbles remain around the element when it sinks into the material (
This is to ensure that The resin encapsulant that covers the semiconductor element in advance may be left unheated.
It may also be gelled. Moreover, the frame 13 for preventing flow may or may not be provided.

半導体素子を基板表面に設けた窪み(キャビティー)1
2の底に搭載する必要はなく、平らな基板表面に搭載し
てもよい。なお、第4図(a)にみるように、前記窪み
12内や前記枠13内に半導体素5、      子2
を搭載している場合、それらの内側に気泡が残らないよ
うにするため、第4図(blにみるように、予め樹脂封
止材5をそれらの内側に充填して半導体素子2を覆って
お(ことが好ましい。
Cavity 1 in which a semiconductor element is placed on the substrate surface
It is not necessary to mount it on the bottom of 2, and it may be mounted on a flat substrate surface. In addition, as shown in FIG. 4(a), the semiconductor element 5 and the element 2 are placed in the recess 12 and the frame 13.
In order to prevent air bubbles from remaining inside the semiconductor elements 2, as shown in Fig. (It is preferable.

基板を金属製ケース内の液状の樹脂封止材上に載せ置い
て放置する場合、たとえば、室温で行う。この温度とし
ては、だいたい、液状の樹脂封止材が凍らない程度の温
度と、液状の樹脂封止材の硬化が短時間のうちに進行し
ないような温度との間が好ましく、−5℃〜40℃程度
の温度で行うのがよい。放置時間も特に限定はないが、
放置時間が3分間〜10分間程度になるように、金属製
ケース内の樹脂封止材の粘度を選択することが好ましい
When the substrate is placed on the liquid resin sealing material in the metal case and left undisturbed, this is done, for example, at room temperature. This temperature is preferably between a temperature at which the liquid resin encapsulant does not freeze and a temperature at which curing of the liquid resin encapsulant does not progress in a short period of time, from -5°C to It is best to carry out at a temperature of about 40°C. There is no particular limit to the leaving time, but
It is preferable to select the viscosity of the resin sealing material in the metal case so that the standing time is about 3 minutes to 10 minutes.

樹脂封止材の樹脂成分としては、エポキシ基を複数個有
する化合物を含む系、たとえば、エポキシ樹脂が好まし
いが、これに限定されない。樹脂封止材には、樹脂成分
、充填材以外にも、必要に応じて他の成分が配合されて
いてもよい。樹脂は、1液性、2液性、その他いかなる
封止用の樹脂であってもよい、樹脂封止材は、加熱によ
り硬化するものに限らず、他の手段により硬化するもの
でもよい。
The resin component of the resin sealant is preferably a system containing a compound having a plurality of epoxy groups, such as an epoxy resin, but is not limited thereto. In addition to the resin component and the filler, other components may be blended into the resin sealing material as necessary. The resin may be one-component, two-component, or any other type of sealing resin.The resin sealing material is not limited to one that is cured by heating, but may be one that is cured by other means.

この発明に使用される金属製ケースは、鉄、アルミニウ
ム、銅など、形状が保持でき、適度の強度があるもので
あれば、いかなる材質のものであってもよい。特に、水
蒸気の透過性が全くないものが望ましい。しかも、防錆
や絶縁の観点から、表面を酸化処理または塗装など、絶
縁処理したものが好ましい。
The metal case used in the present invention may be made of any material, such as iron, aluminum, copper, etc., as long as it can maintain its shape and has appropriate strength. In particular, it is desirable to have no water vapor permeability at all. Moreover, from the viewpoint of rust prevention and insulation, it is preferable that the surface be subjected to insulation treatment such as oxidation treatment or painting.

この発明に用いる基板も、特に限定はなく、たとえば、
ガラスエポキシ基板などの樹脂(樹脂組成物)を線維質
基材に含浸して得た基板や樹脂(樹脂組成物)のシート
からなる基板、その他の基板が使用される。
The substrate used in this invention is also not particularly limited, for example,
A substrate obtained by impregnating a fibrous base material with a resin (resin composition) such as a glass epoxy substrate, a substrate made of a sheet of resin (resin composition), and other substrates are used.

鋸板表面に形成した電路と、半導体素子とのボンディン
グは、ワイヤボンディングに限らず、他のボンディング
法により行ってもよい。前記電路は、たとえば、銅で形
成されるが、他の導体で形成してもよい。
The bonding between the electric path formed on the surface of the saw plate and the semiconductor element is not limited to wire bonding, but may be performed by other bonding methods. The electric path is made of copper, for example, but may be made of other conductors.

第1図(a)ないしくdiにみるように、基@1の半導
体素子搭載面の裏面に金属箔6を貼るようにすれば、基
板1を通しての吸湿をへらすことができ、好ましい。ま
た、半導体素子を覆った樹脂封止材をゲル化しておけば
、作業が行いやすくなる。
As shown in FIGS. 1(a) to 1d, it is preferable to attach a metal foil 6 to the back side of the semiconductor element mounting surface of the substrate 1, since moisture absorption through the substrate 1 can be reduced. Furthermore, if the resin sealing material covering the semiconductor element is gelled, the work will be easier.

以下、実施例および比較例を示すが、この発明は、下記
実施例に限定されない。
Examples and comparative examples will be shown below, but the invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜3) 第4図(al−第4 図(td−= C14’S L 
FU ta)−→第1図1)1)−第1図(C1ないし
くd)の順に作業を行った。
(Examples 1 to 3) Figure 4 (al-Figure 4 (td-=C14'S L
The work was carried out in the order of FU ta) - -> Fig. 1 1) 1) - Fig. 1 (C1 to d).

88ビンの半導体素子搭載基板(厚み1.0 ***、
31鶴×31寵、ガラスエポキシ基板)を用い、素子周
辺部を第1表に示す配合の樹脂封止材で覆った後、10
0℃で30分間加熱してゲル化させた。金属製リフト内
に第1表に示す配合の液状の樹脂封止材を1.1g入れ
、前記基板を半導体素子搭載面側から金属製リッド内の
樹脂封止材上に載せ置き、室温で10分間放置した。
88-bin semiconductor element mounting board (thickness 1.0 ***,
After covering the periphery of the element with a resin sealing material having the composition shown in Table 1,
It was heated at 0° C. for 30 minutes to form a gel. Put 1.1 g of liquid resin encapsulant having the composition shown in Table 1 into a metal lift, place the substrate from the semiconductor element mounting surface side onto the resin encapsulant in the metal lid, and leave it for 10 minutes at room temperature. Leave it for a minute.

室温で10分間放置した後の状態を観察し、第1図(b
)に示す状態を「充填不足」、第1図(C)に示す状態
と第1図+d>に示す状態との間の状態を「良」、第5
図(b)または(C)の状態に達しているものを「流れ
すぎ」と判断し、結果を第1表に示した。
The state was observed after being left at room temperature for 10 minutes, and the results were shown in Figure 1 (b).
) is "insufficient filling", the state between the state shown in Fig. 1 (C) and the state shown in Fig. 1 +d> is "good", and the state shown in Fig. 1 (C) is "good".
Those that reached the state shown in Figures (b) or (C) were judged to have "excessive flow", and the results are shown in Table 1.

サンプル数は、それぞれ、20であった。室温は25℃
であった。
The number of samples was 20 in each case. Room temperature is 25℃
Met.

室温で放置した後、100℃で1時間、160℃で3時
間の条件で最終硬化を行った。この硬化後の状態も上記
と同様にして判断し、結果を第1表に示した。
After being left at room temperature, final curing was performed at 100°C for 1 hour and at 160°C for 3 hours. The state after curing was also judged in the same manner as above, and the results are shown in Table 1.

(比較例1〜5) 第4図(a)−第4図(b)−第4図(C)の順に作業
を行った。
(Comparative Examples 1 to 5) The operations were carried out in the order of Fig. 4(a) - Fig. 4(b) - Fig. 4(C).

8日ビンの半導体素子搭載基板(rg、みL Q 1m
、31mmX31mm、ガラスエポキシ基板)を用い、
素子周辺部を第1表に示す配合の樹脂封止材で覆った後
、100℃で30分間加熱してゲル化させた。金i!l
i!Jリフト内に第1表に示す配合の液状の樹脂封止材
を1.1g入れ、前記基板を半導体素子搭載面側から金
属製リッド内の樹脂封止材上に載せ置き、第4図(C)
にみるように、基板背面から第1表に示す圧力を加えて
基板を樹脂封止材中に押し込んだ。このときの押し込み
圧力および時間は第1表に示すとおりであった。
8-day bottle semiconductor element mounting board (rg, mi L Q 1m
, 31mm x 31mm, glass epoxy substrate),
The peripheral area of the device was covered with a resin sealing material having the composition shown in Table 1, and then heated at 100° C. for 30 minutes to form a gel. Gold i! l
i! Put 1.1 g of a liquid resin encapsulant having the composition shown in Table 1 into the J-lift, place the substrate on the resin encapsulant in the metal lid from the semiconductor element mounting surface side, and place the substrate on the resin encapsulant in the metal lid. C)
As shown in Table 1, the pressure shown in Table 1 was applied from the back of the substrate to push the substrate into the resin sealant. The pressing pressure and time at this time were as shown in Table 1.

この押し込み後、実施例1と同様にして最終硬化を行っ
た。
After this pressing, final curing was performed in the same manner as in Example 1.

押し込み後および最終硬化後の各状態を実施例1と同様
にして観察、評価し、結果を第1表に示した。
Each state after indentation and after final curing was observed and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

実施例および比較例で用いた各樹脂封止材の室温での粘
度も第1表に示した。
Table 1 also shows the viscosity at room temperature of each resin sealing material used in Examples and Comparative Examples.

なお、実施例および比較例で用いた化合物は次のとおり
であった。
The compounds used in the Examples and Comparative Examples were as follows.

エポキシ樹脂・・・東部化成■製のビスフェノールA型
エポキシ樹脂(YD−8125) 硬化剤A・・・大日本インキ化学工業@製のメチルへキ
サヒドロ無水フタル酸(B−650)硬化剤B・・・大
日本インキ化学工業@裂の下式で表される化合物(B−
4400) 促進剤・・・サンアブロ側製のジアザビシクロウンデセ
ン(D B U)オクチル酸塩 (SA102) カンプリング剤・・・日本ユニカー(構製のγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン (A−187) 顔料・・・三菱化成工業0巾製のカーボンブラック(M
A  100) 充填材C・・・電気化学工業H製の熔融シリカ(FS−
74) 充填材D・・・タラモリ礼装の溶融シリカ(AS−1) なお、充填材C,Dの各粒度分布および平均粒径は第2
表に示すとおりであった。充填材の粒度分布の測定は、
日機装@製マイクロトラック粒度分析計を用いて行った
Epoxy resin: Bisphenol A epoxy resin (YD-8125) manufactured by Tobu Kasei ■ Hardening agent A: Methylhexahydrophthalic anhydride (B-650) manufactured by Dainippon Ink Chemical Industry @ Hardening agent B...・Compound represented by the following formula of Dainippon Ink Chemical Industry @ Crack (B-
4400) Accelerator: diazabicycloundecene (D B U) octylate (SA102) manufactured by Sun-Abro Camping agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (A manufactured by Nippon Unicar) -187) Pigment: Carbon black (M
A 100) Filler C: Fused silica manufactured by Denki Kagaku Kogyo H (FS-
74) Filler D: Fused silica for Taramori formal wear (AS-1) Note that the particle size distribution and average particle diameter of fillers C and D are as follows.
It was as shown in the table. Measurement of particle size distribution of fillers is
This was carried out using a Microtrac particle size analyzer manufactured by Nikkiso@.

第   2   表 第1表にみるように、各比較例では、1個当たりの作業
時間が実施例よりも長く、押し込み圧力および時間を微
妙に調整しないと、良品が得られていない。これに対し
、各実施例では、1個当たりの作業時間が短く、しかも
、押し込み作業が不要なので、作業が容易であったゆな
お、比較例で押し込み後と硬化後とで外観が異なってい
るのは、押し込み圧力が残存していたためである。
Table 2 As shown in Table 1, in each comparative example, the working time per piece was longer than in the example, and good products could not be obtained unless the pushing pressure and time were delicately adjusted. On the other hand, in each of the examples, the working time per piece was short and the pressing work was not required, so the work was easy.However, in the comparative example, the appearance was different after pressing and after curing. This is because the pushing pressure remained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明にかかる半導体パンケージの製法は、以上のよ
うに、表面に搭載された半導体素子が予め樹脂封止材で
覆われている基板を、その半導体素子搭載面側から、開
口が上向きとなっている金属製ケース内に入れた液状の
樹脂封止材の上に置いて放置することにより同液状の樹
脂封止材を前記基板の半導体素子搭載面側から端面側に
まわりこませた後、その状態で前記液状の樹脂封止材を
硬化させるので、半導体素子搭載基板を樹脂封止材中に
沈めるための押し込み作業を行うことなく、外観の良好
な半導体パッケージを得ることができる。このため、圧
力の大きさ、加える時間を微妙に調整せずにすむので、
作業性が大幅に向上し、作業能率(生産性)が大幅に向
上する。
As described above, the method for manufacturing a semiconductor pancage according to the present invention is such that a substrate, on which a semiconductor element mounted on the surface is covered in advance with a resin sealing material, is opened from the semiconductor element mounting surface side with the opening facing upward. The liquid resin encapsulant is placed on top of the liquid resin encapsulant placed in the metal case of the substrate, and the liquid resin encapsulant is passed from the semiconductor element mounting surface side of the substrate to the end surface side. Since the liquid resin encapsulant is cured in this state, it is possible to obtain a semiconductor package with a good appearance without performing a pushing operation to submerge the semiconductor element mounting board into the resin encapsulant. This eliminates the need to delicately adjust the amount of pressure and the time to apply it.
Workability is greatly improved, and work efficiency (productivity) is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)ないしくdlは、この発明にかかる半導体
パッケージの製法の1実施例を工程順に表す模式断面図
、第2図(a)は半導体素子搭載基板の斜視図、第2図
(blはその断面図、第3図はプラスチックPGAの1
例の模式断面図、第4図(alないしくd)は従来の製
法の1例を工程順に表す模式断面図、第5図(a)ない
しくC)は、それぞれ、外観不良のプラスチックPGA
を表す模式断面図である。 1・・・基板 2・・・半導体素子 5・・・樹脂封止
材8・・・金属製ケース 代理人 弁理士  松 本 武 彦 第3図
1(a) to dl are schematic sectional views showing one embodiment of the semiconductor package manufacturing method according to the present invention in the order of steps, FIG. 2(a) is a perspective view of a semiconductor element mounting board, and FIG. bl is its cross-sectional view, and Figure 3 is 1 of the plastic PGA.
FIG. 4 (al to d) is a schematic sectional view showing an example of a conventional manufacturing method in the order of steps, and FIG. 5 (a) to C) are plastic PGAs with poor appearance.
FIG. 1...Substrate 2...Semiconductor element 5...Resin sealing material 8...Metal case Representative Patent attorney Takehiko Matsumoto Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表面に半導体素子を搭載した基板がその半導体素
子搭載面側から金属製ケースにより同ケースと所望の間
隔を保持した状態で覆われていて、前記間隔部に樹脂封
止材が充填されて前記半導体素子が封止されている半導
体パッケージを得るにあたり、表面に搭載された半導体
素子が予め樹脂封止材で覆われている基板を、その半導
体素子搭載面側から、開口が上向きとなっている金属製
ケース内に入れた液状の樹脂封止材の上に置いて放置す
ることにより同液状の樹脂封止材を前記基板の半導体素
子搭載面側から端面側にまわりこませた後、その状態で
前記液状の樹脂封止材を硬化させることを特徴とする半
導体パッケージの製法。
(1) A substrate with a semiconductor element mounted on its surface is covered with a metal case from the semiconductor element mounting surface side with a desired distance from the case, and the space is filled with a resin sealing material. In order to obtain a semiconductor package in which the semiconductor element is sealed, a substrate on which the semiconductor element mounted on the surface is previously covered with a resin sealing material is prepared from the semiconductor element mounting surface side with the opening facing upward. After placing the liquid resin encapsulant on top of the liquid resin encapsulant placed in a metal case containing the substrate, the liquid resin encapsulant is passed from the semiconductor element mounting surface side of the substrate to the end surface side. A method for manufacturing a semiconductor package, comprising curing the liquid resin encapsulant in that state.
(2)金属製ケース内に入れた樹脂封止材が充填材を4
0〜70重量%含んでいて、同充填材は、平均粒径が1
3μm以下であり、かつ、粒度分布が4μm未満の粒子
25m量%以下、15〜30μmの粒子25重量%以上
である特許請求の範囲第1項記載の半導体パッケージの
製法。
(2) The resin sealing material placed inside the metal case covers the filling material 4
The filler contains 0 to 70% by weight and has an average particle size of 1
2. The method of manufacturing a semiconductor package according to claim 1, wherein the amount of particles is 3 μm or less and the particle size distribution is 25 m% or less of particles with a particle size distribution of less than 4 μm, and 25% by weight or more of particles with a particle size of 15 to 30 μm.
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