JPH0131699B2 - - Google Patents

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JPH0131699B2
JPH0131699B2 JP58118140A JP11814083A JPH0131699B2 JP H0131699 B2 JPH0131699 B2 JP H0131699B2 JP 58118140 A JP58118140 A JP 58118140A JP 11814083 A JP11814083 A JP 11814083A JP H0131699 B2 JPH0131699 B2 JP H0131699B2
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JP
Japan
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semiconductor device
formula
polyimide resin
dianhydride
resin
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Fusaji Shoji
Akihiro Kenmochi
Isao Obara
Ataru Yokono
Takeshi Komaru
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0131699B2 publication Critical patent/JPH0131699B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に係る。特に、半導体素
子の表面を部分的にα線遮蔽用樹脂で被覆してα
線遮蔽用樹脂層を形成するとともに、プラスチツ
ク又はセラミツクパツケージで封止して成る半導
体装置に関する。 〔従来の技術〕 従来のこの種のものにおいて、例えばプラスチ
ツク又はセラミツクパツケージがウラン（Ｕ）や
トリウム（Th）のようなα線源を含む場合など、
該α線源から放出されるα線から半導体素子を保
護するため、素子表面にα線遮蔽樹脂を形成する
ことが考えられている。例えばダイナミツク
MOS、RAM，CCD等の半導体装置を製作する
にあたつては、上記の如きセラミツクパツケージ
中に含まれるα線源によつて素子表面のメモリセ
ル等のアクテイブ領域が誤動作（ソフトエラー）
するのを防止するため、素子表面にポリイミド樹
脂などから成るα線遮蔽樹脂を設けることが提案
されている。（特公昭56−43614号公報、特開昭55
−88356号公報）。 一方、特開昭56−118204号公報には、３，3′，
４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二無水物と
４，4′―ジアミノジフエニルエーテルとを重合お
よびイミド化して得られた高分子量芳香族ポリイ
ミドから形成された電気絶縁材と電気導体とから
なる複合材料が知られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、特公昭56−43614号、特開昭55−88356
号公報の技術にあつては、ポリイミド樹脂（商品
名「Pyre―ML」、デユポン社製）やポリイミ
ド・イソインドロ・キナゾリンジオン樹脂（商品
名「PIQ」、日立化成工業社製）を用いた場合に
は、セラミツクパツケージをガラス封止する際の
熱処理でα線遮蔽用樹脂が分解することがある。
この場合熱分解したガスの圧力で封止ガラス層が
外方へ押出されるため、封止しろが減少して気密
不良を起こすという問題がある。これを防ぐため
にポリイミド樹脂の耐熱性を良くすると、素子表
面との接着性が低下するという問題が生ずる。 一方、特開昭56−118204号公報の技術のよう
に、３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン
酸二無水物と４，4′―ジアミノジフエニルエーテ
ルとを重合およびイミド化して得られた高分子量
の芳香族ポリイミドは接着剤として使用可能であ
つても、実施例に記載のようにこの樹脂の耐熱性
（熱分解開始温度）は425℃であり、ガラス封止剤
でセラミツクパツケージが封止される温度よりも
低いという問題がある。 このように、この種のα線遮蔽用ポリイミド樹
脂層形成技術にあつては、従来ポリイミド樹脂に
おいて相反する要請であつた耐熱性と接着性とを
両立させることが、重要な課題として提起されて
いる。 本発明は、上記の事情を背景にしてなされたも
ので、その目的は、上記従来技術の欠点をなく
し、高耐熱性で、かつ接着性にすぐれたポリイミ
ド樹脂を開発してこれをα線遮蔽用樹脂として用
いることにより、高信頼度の半導体装置を提供す
ることにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、半導体素子の少なくとも活性部分を
α線遮蔽用樹脂で被覆するとともに、プラスチツ
ク又はセラミツクパツケージで封止してなる半導
体装置において、半導体素子の少なくとも活性部
にポリイミド前駆体を溶媒に溶解したワニスを加
熱によつてポリイミド樹脂膜が形成されるα線遮
蔽用樹脂が、一般式 または および （但し上式中、Ｒは
【式】
【式】
【式】のいずれかである。） で示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂で
あることを特徴とする。 本発明のこのポリイミド樹脂は、高耐熱性で、
しかも接着性にすぐれ又α線遮蔽効果もすぐれて
おり上記目的を満足するものである。 本発明は、次のような過程において達成され
た。すなわち、本発明者らは開発に当たつて、ま
ず本発明の半導体装置を、セラミツクパツケージ
材に含有する不純物から飛来するα粒子をポリイ
ミド樹脂により減衰、吸収させるものの開発とし
て研究した。したがつて、該樹脂被覆膜はα粒を
透過させない程度に厚い膜であることが要求され
る。素子特有の変動をきたさない程度とするため
には、この厚さは少なくとも10μm以上であれば
よいが、好ましくは30μm以上であれば更によい。 一般にセラミツクパツケージの封止工程は400
〜470℃の高温中で行われるため、この使用温度
に耐える耐熱性が要求されている。よつてこの特
性を満足する樹脂材料を鋭意開発・研究の結果、
上記ポリイミド樹脂すなわち または および （但し、Ｒは
【式】
【式】 〔実施例〕
以下、本発明の実施例の内のいくつかについ
て、具体的に説明するものとする。 実施例 １ 第１図に従つて説明する。本体がシリコン半導
体からなる64KビツトNMOSダイナミツクRAM
（Random Access Memory）５上に下記式で示
される繰返し単位を有するポリイミド樹脂（４，
4′―ジアミノジフエニルエーテルと３，3′，４，
4′―ビフエニルテトラカルボン酸二無水物の等モ
ルを反応させたもの、以下「ポリイミド樹脂
（）と略す）の膜７を形成した。 （但し、該樹脂膜７の膜厚は50μmとした。また、
この膜７は、固形分15wt％、ワニス粘度130ポア
ズ、溶媒Ｎ―メチル―２―ピロリドンのポリイミ
ド前駆体から形成し、ポリイミド樹脂中のウラ
ン、トリウムの含量は、各々検出限界の0.02ppb、
0.05ppb以下であつた。） このようなポリイミド樹脂膜７を有する半導体
装置は、以下の如くして製造することができる。
まず第１図に示すような、中央に凹所を有するセ
ラミツクベース１を用意し、該凹所を取り囲む周
辺部上に低融点ガラス（日本電気硝子社製商品名
「LS―2001」）からなる接着材層２に多数のリー
ド３をデコアルインライン形式で固着する。そし
て、ベース１の中央凹所底面には低融点ガラス又
は金属ろう材などからなる接着材層４によりIC
チツプ５を固着する。このICチツプ５は、その
表面にα線照射により誤動作することのあるメモ
リセルの如きアクテイブ領域が形成されているも
のである。次にボンデイングワイヤ６によりチツ
プ５上の電極とこれに対応するリードとを電気接
続して所要の電気配線を施した後、ポリイミド樹
脂（）の上記した前駆体ワニスをポツテイング
によりチツプ５の表面に被覆し、200℃40分、350
℃60分、450℃30分の熱処理を行つた。樹脂膜厚
は約50μmである。熱処理は窒素ガスなどの不活
性ガスもしくは１〜５％水素ガス含有不活性ガス
（例えば窒素ガス）中で行うのが好ましい。この
後、底融点ガラス（日本電気硝子社製商品名
「LS―2001」）からなる封止用ガラス８を介して
ベース１上にセラミツクキヤツプ９を重ね合せ、
その接合部をガラス層８で450℃、10分間窒素ガ
ス雰囲気中で加熱して溶着封止する。この時の熱
処理を450℃近辺の温度で行つても、α線遮蔽用
樹脂層７を構成する樹脂が熱分解しにくいので、
ガラス層８が外方へ押出されることはほとんどな
い。また本樹脂（）膜は接着性が良好で、はが
れは生じなかつた。なお、セラミツクパツケージ
（サーデイツプ）で封止した装置のソフトエラー
発生頻度を調べた結果、本素子では0.001％／
1000時間以下であつた。本樹脂を形成しない場合
でのソフトエラー発生率が約0.09％／1000時間で
あるのに比すると、格段の効果があることがわか
る。かつ、本素子のセラミツクパツケージの気密
性は良好であり、気密不良の発生率は大幅に低減
され、装置の信頼性は大幅に向上される。 実施例 ２〜10 次表に示すように、実施例２〜10で用いるポリ
イミド樹脂を変えた以外は実施例１に述べたもの
と同様の実験を64KNMOSダイナミツクRAMで
行い、実施例１と同様な結果を得た。その結果を
同表に示しておく。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、高耐熱性
で、かつ、接着性にすぐれたポリイミド樹脂を用
いてこれをα線遮蔽用樹脂として用いたので、信
頼性のきわめて高い半導体装置を得ることができ
る。 なお、当然のことではあるが、本発明は上記具
体的に示した構造の樹脂材料を用いる場合に限定
されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の
製造工程を示すための断面図である。第２図は、
比較例について説明するための断面図である。第
３図は本発明のプラスチツクモールド封止形半導
体装置の断面図である。第４図は本発明のポリイ
ミド（〇印）、並びに従来のポリイミド（●印；
PIQ）、フエノール溶媒に を溶解したポリイミド溶液（▲印）の256Kビツ
トダイナミツクRAMのα線遮蔽能を示す比較図
である。 １，１…セラミツクベース、２，４，２′，
４′…接着剤層、３，３′…リード、５，５′…IC
チツプ、６，６′…ボンデイングワイヤ、７，
７′…α線遮蔽用樹脂、８，８′…ガラス封止層、
９，９′…セラミツクキヤツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体素子の少なくとも活性部分をα線遮蔽
    用樹脂で被覆するとともに、プラスチツク又はセ
    ラミツクパツケージで封止して成る半導体装置に
    おいて、半導体素子の少なくとも活性部分にポリ
    イミド前駆体を溶媒に溶解したワニスを加熱によ
    つてポリイミド樹脂が形成されるα線遮蔽用樹脂
    が、一般式 または および （但し上式中、Ｒは【式】 【式】【式】のいずれかである。） で示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂で
    あることを特徴とする半導体装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、α線遮蔽用
    樹脂の膜厚が少なくとも10μm以上であることを
    特徴とする半導体装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、一般式(1)で
    示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂が、
    ４，4′―ジアミノジフエニルエーテルと３，3′，
    ４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、
    あるいは４，4′―ジアミノジフエニルエーテル
    100〜25モル％とｐ―フエニレンジアミン０〜75
    モル％と３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカル
    ボン酸二無水物の等モルのジアミン成分と酸二無
    水物成分とを縮重合して得られる重合物であるこ
    とを特徴とする半導体装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、一般式(1)お
    よび(2)で示される繰返し単位を有するポリイミド
    樹脂が、４，4′―ジアミノジフエニルエーテルと
    ３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二
    無水物およびピロメリツト酸二無水物あるいは
    ４，4′―ジアミノジフエニルエーテル100〜25モ
    ル％とｐ―フエニレンジアミン０〜75モル％と
    ３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二
    無水物およびピロメリツト酸二無水物の等モルの
    ジアミン成分と酸二無水物成分とを縮重合して得
    られる重合物であることを特徴とする半導体装
    置。 ５ 半導体素子の少なくとも活性部分をα線遮蔽
    用樹脂で被覆して封止して成る半導体装置におい
    て、半導体素子の少なくとも活性部分にポリイミ
    ド前駆体ワニスを滴下および加熱によつてポリイ
    ミド樹脂膜を形成する工程又はポリイミド前駆体
    ワニスをスピンコーテイングおよび加熱によつて
    形成されたポリイミド樹脂膜をパターニングする
    工程によつて形成されるα線遮蔽用樹脂が、一般
    式 または および （但し上式中、Ｒは【式】 【式】【式】のいずれかである。） で示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂で
    あることを特徴とする半導体装置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、α線遮蔽用
    樹脂の膜厚が少なくとも10μm以上であることを
    特徴とする半導体装置。 ７ 特許請求の範囲第５項において、一般式(1)で
    示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂が
    ４，4′―ジアミノジフエニルエーテルと３，3′，
    ４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、
    あるいは４，4′―ジアミノフエニルエーテル100
    〜25モル％とｐ―フエニレンジアミン０〜75モル
    ％と３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン
    酸二無水物の等モルのジアミン成分と酸二無水物
    成分とを縮重合して得られる重合物であることを
    特徴とする半導体装置。 ８ 特許請求の範囲第５項において、一般式(1)お
    よび(2)で示される繰返し単位を有するポリイミド
    樹脂が４，4′―ジアミノジフエニルエーテルと
    ３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二
    無水物およびピロメリツト酸二無水物あるいは
    ４，4′―ジアミノジフエニルエーテル100〜25モ
    ル％とｐ―フエニレンジアミン０〜75モル％と
    ３，3′，４，4′―ビフエニルテトラカルボン酸二
    無水物およびピロメリツト酸二無水物の等モルの
    ジアミン成分と酸二無水物成分とを縮重合して得
    られる重合物であることを特徴とする半導体装
    置。
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