JPH02146758A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は樹脂封止型半導体装置に関し、特にその内部リ
ードを半導体素子上で引き回した樹脂封止型半導体装置
に関する。
ードを半導体素子上で引き回した樹脂封止型半導体装置
に関する。
[従来の技術]
樹脂封止型の半導体装置は安価で量産性に適しているた
め、従来から多用されている。第3図(a>、(b)は
従来の樹脂封止型半導体装置の一例を示す夫々断面図及
び平面図である。半導体素子1はAgペースト8等のろ
う材を使用してリードフレームの半導体素子搭載部7に
固着されている。この半導体素子1は、そのAfflパ
ッド2とリードフレームの内部リード4とが金属細線の
例えばAu線3により電気的に接続された後、エポキシ
樹脂等の封止樹脂6により封入されており、最後に外部
リード5が成形加工されて仕上けられている。
め、従来から多用されている。第3図(a>、(b)は
従来の樹脂封止型半導体装置の一例を示す夫々断面図及
び平面図である。半導体素子1はAgペースト8等のろ
う材を使用してリードフレームの半導体素子搭載部7に
固着されている。この半導体素子1は、そのAfflパ
ッド2とリードフレームの内部リード4とが金属細線の
例えばAu線3により電気的に接続された後、エポキシ
樹脂等の封止樹脂6により封入されており、最後に外部
リード5が成形加工されて仕上けられている。
しかしながら、上述した構造の従来の樹脂封止型半導体
装置では、大型の半導体素子を薄型・小型のパッケージ
に搭載することが困難であるという欠点がある。つまり
、プリント基板への高密度実装化のために、薄型及び小
型のパッケージが増加しているが、半導体素子1の周囲
に内部リード4を配置するために、搭載可能な素子の大
きさが制限される。換言すれば、大型の素子については
、パッケージのほうも大型化する必要が生ずる。また、
内部リードの許容範囲が狭いために、リードフレームの
設計自由度が減少し、半導体素子上のパッド(電極)の
レイアウトも制限されて素子の設計自由度も減少してし
まう。
装置では、大型の半導体素子を薄型・小型のパッケージ
に搭載することが困難であるという欠点がある。つまり
、プリント基板への高密度実装化のために、薄型及び小
型のパッケージが増加しているが、半導体素子1の周囲
に内部リード4を配置するために、搭載可能な素子の大
きさが制限される。換言すれば、大型の素子については
、パッケージのほうも大型化する必要が生ずる。また、
内部リードの許容範囲が狭いために、リードフレームの
設計自由度が減少し、半導体素子上のパッド(電極)の
レイアウトも制限されて素子の設計自由度も減少してし
まう。
更に、内部リード4のパターンを複雑にできす、しかも
、長くとれないために水分及び不純物がパッケージ内に
侵入しやすく、耐湿性が劣化しやすいという欠点もある
。半導体素子の大型化に伴い、パッケージの内部応力は
増大し、熱衝撃により、樹脂6にクラックが生じたり、
半導体素子1及びリードフレームと樹脂6との界面に隙
間が生じやすくなり、耐湿性の劣化を一層助長してしま
う。
、長くとれないために水分及び不純物がパッケージ内に
侵入しやすく、耐湿性が劣化しやすいという欠点もある
。半導体素子の大型化に伴い、パッケージの内部応力は
増大し、熱衝撃により、樹脂6にクラックが生じたり、
半導体素子1及びリードフレームと樹脂6との界面に隙
間が生じやすくなり、耐湿性の劣化を一層助長してしま
う。
第4図(a)、(b)は上述の欠点を改善した従来の樹
脂封止型半導体装置を示す夫々断面図及び平面図である
。この樹脂封止型半導体装置は、半導体素子搭載部7(
第3図参照)を設けることなく、半導体素子1上にポリ
イミド樹脂フィルム10を接着し、このポリイミド樹脂
フィルム10上で内部リード4を引き囲わすことにより
、内部リード4を半導体素子1上に配置し、内部リート
4と半導体素子1上のAρパッド2とを接続する構造を
有する。
脂封止型半導体装置を示す夫々断面図及び平面図である
。この樹脂封止型半導体装置は、半導体素子搭載部7(
第3図参照)を設けることなく、半導体素子1上にポリ
イミド樹脂フィルム10を接着し、このポリイミド樹脂
フィルム10上で内部リード4を引き囲わすことにより
、内部リード4を半導体素子1上に配置し、内部リート
4と半導体素子1上のAρパッド2とを接続する構造を
有する。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、この従来の樹脂封止型半導体装置におい
ては、絶縁性のフィルム10に付着している接着剤中の
不純物が半導体素子1を汚染して耐湿性が劣化したり、
半導体素子1の大型化に伴い素子上面に過大な応力が加
わり、Afパット2のズレ及びパッシベーションクラッ
ク等が発生しやすくなり、これにより品質が劣化すると
いう欠点がある。また、Aρパッド2にAu線3を接続
する必要上、内部リード4を素子1上に接着するための
絶縁性のフィルム10を素子全面に被覆することができ
ないために、素子上面に接する絶縁性のフィルム10の
端部(エツジ)に応力か集中し、パッシベーションクラ
ックを起こしやすいという欠点も有している。
ては、絶縁性のフィルム10に付着している接着剤中の
不純物が半導体素子1を汚染して耐湿性が劣化したり、
半導体素子1の大型化に伴い素子上面に過大な応力が加
わり、Afパット2のズレ及びパッシベーションクラッ
ク等が発生しやすくなり、これにより品質が劣化すると
いう欠点がある。また、Aρパッド2にAu線3を接続
する必要上、内部リード4を素子1上に接着するための
絶縁性のフィルム10を素子全面に被覆することができ
ないために、素子上面に接する絶縁性のフィルム10の
端部(エツジ)に応力か集中し、パッシベーションクラ
ックを起こしやすいという欠点も有している。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
耐湿性が高く、樹脂クラックの発生が防止され、パッケ
ージが薄型及び小型であっても大型の半導体素子を搭載
することができる樹脂封止型半導体装置を提供すること
を目的とする。
耐湿性が高く、樹脂クラックの発生が防止され、パッケ
ージが薄型及び小型であっても大型の半導体素子を搭載
することができる樹脂封止型半導体装置を提供すること
を目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、半導体素子のパ
ッド部を露出させる開口部を設け半導体素子の表面を被
覆する第1の絶縁性樹脂膜と、前記パッド部を除く領域
の前記第1の絶縁性樹脂股上に設けられた第2の絶縁性
樹脂膜と、この第2の絶縁性樹脂膜上に配置された内部
リードと、これらの内部リード、第1及び第2の絶縁性
樹脂並びに半導体素子を封止する封止樹脂とを有するこ
とを特徴とする。
ッド部を露出させる開口部を設け半導体素子の表面を被
覆する第1の絶縁性樹脂膜と、前記パッド部を除く領域
の前記第1の絶縁性樹脂股上に設けられた第2の絶縁性
樹脂膜と、この第2の絶縁性樹脂膜上に配置された内部
リードと、これらの内部リード、第1及び第2の絶縁性
樹脂並びに半導体素子を封止する封止樹脂とを有するこ
とを特徴とする。
[作用]
本発明においては、半導体素子の表面を第1の絶縁性樹
脂膜で被覆したから、半導体素子に加わる応力が緩和さ
れ、耐湿性が向上する。また、半導体素子搭載部を有し
ないリードフレームを使用するから、応力の集中に伴う
樹脂クラックの発生が回避される。更に、第1の絶縁性
樹脂膜上に第2の絶縁性樹脂膜を介して内部リードを配
置し、素子上で内部リードを引き回すから、薄型及び小
型のパッケージにも大型の半導体素子を搭載できる。
脂膜で被覆したから、半導体素子に加わる応力が緩和さ
れ、耐湿性が向上する。また、半導体素子搭載部を有し
ないリードフレームを使用するから、応力の集中に伴う
樹脂クラックの発生が回避される。更に、第1の絶縁性
樹脂膜上に第2の絶縁性樹脂膜を介して内部リードを配
置し、素子上で内部リードを引き回すから、薄型及び小
型のパッケージにも大型の半導体素子を搭載できる。
[実施例]
次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
明する。
第1図(a)は本発明の第1の実施例に係る樹脂封止型
半導体装置を示す断面図、第1図(b)は同じくその平
面図である。半導体素子1の表面には第1の絶縁性樹脂
膜であるポリイミド樹脂コーテイング膜9が被覆されて
おり、この樹脂膜9における半導体素子1のAfflパ
ッド2に整合する部分には開口部9aが形成されていて
、Aρパッド2が露出するようになっている。そして、
この開口部9aが形成された端部を除く樹脂膜9上に第
2の絶縁性樹脂膜であるポリイミド樹脂フィルム10が
接着固定されている。また、内部リード4は、フィルム
10上に接着固定されており、フィルム10上で引き回
され、半導体素子1のAρパッド2とAu線3により接
続されている。
半導体装置を示す断面図、第1図(b)は同じくその平
面図である。半導体素子1の表面には第1の絶縁性樹脂
膜であるポリイミド樹脂コーテイング膜9が被覆されて
おり、この樹脂膜9における半導体素子1のAfflパ
ッド2に整合する部分には開口部9aが形成されていて
、Aρパッド2が露出するようになっている。そして、
この開口部9aが形成された端部を除く樹脂膜9上に第
2の絶縁性樹脂膜であるポリイミド樹脂フィルム10が
接着固定されている。また、内部リード4は、フィルム
10上に接着固定されており、フィルム10上で引き回
され、半導体素子1のAρパッド2とAu線3により接
続されている。
= 6
次に、この樹脂封止型半導体装置の製造方法について説
明する。多数の半導体素子1が形成されているウェハ上
にポリイミド樹脂膜9をスピンナーにより薄くコーティ
ングし、隣合う素子を分離するスクライブ線をエツチン
グによりウェハに形成すると共に、樹脂層9における半
導体素子1のパッド2に整合する部分をエツチングで除
去して開口部9aを形成する。次に、接着剤層が塗布さ
れたポリイミド樹脂フィルム1oをポリイミド樹脂膜9
のバット部を除く領域に貼着し、このポリイミドフィル
ム10上に半導体素子搭載部を設けていないリードフレ
ームの内部リード4を接着する。次いで、この内部リー
ド4と半導体素子1のAρパッド2とをAu線3により
電気的に接続する。その後、半導体素子1及び内部リー
ド4等の全体をエポキシ樹脂6で封止した後、外部リー
ド5の成形加工を行う。
明する。多数の半導体素子1が形成されているウェハ上
にポリイミド樹脂膜9をスピンナーにより薄くコーティ
ングし、隣合う素子を分離するスクライブ線をエツチン
グによりウェハに形成すると共に、樹脂層9における半
導体素子1のパッド2に整合する部分をエツチングで除
去して開口部9aを形成する。次に、接着剤層が塗布さ
れたポリイミド樹脂フィルム1oをポリイミド樹脂膜9
のバット部を除く領域に貼着し、このポリイミドフィル
ム10上に半導体素子搭載部を設けていないリードフレ
ームの内部リード4を接着する。次いで、この内部リー
ド4と半導体素子1のAρパッド2とをAu線3により
電気的に接続する。その後、半導体素子1及び内部リー
ド4等の全体をエポキシ樹脂6で封止した後、外部リー
ド5の成形加工を行う。
半導体素子1を被覆するコーチイブ膜9は被覆性及びエ
ツチング加工性が良好であると共に、封止樹脂6との密
着性が良く、応力を緩和できるものであればよく、種々
の材料を使用することができる。このコーチイブ膜9の
厚さは約5乃至10m+nにすることが望ましい。また
、このコーチイブ膜9上に接着されるフィルム10はポ
リイミド樹脂に限らず、絶縁性のものであれば足りる。
ツチング加工性が良好であると共に、封止樹脂6との密
着性が良く、応力を緩和できるものであればよく、種々
の材料を使用することができる。このコーチイブ膜9の
厚さは約5乃至10m+nにすることが望ましい。また
、このコーチイブ膜9上に接着されるフィルム10はポ
リイミド樹脂に限らず、絶縁性のものであれば足りる。
上述のような構造にすることにより、大型の半導体素子
を薄型・小型のパッケージに耐湿性を劣化させることな
く搭載することができる。例えば、第3図に示す従来の
樹脂封止型半導体装置の1.5倍に近い大きさの半導体
素子を搭載することができるようになる。また、例えば
はんだ熱処理後の125℃及び2.3気圧におけるPC
Tにおいて、不良発生時間が約2倍延びて耐湿性も改善
された。
を薄型・小型のパッケージに耐湿性を劣化させることな
く搭載することができる。例えば、第3図に示す従来の
樹脂封止型半導体装置の1.5倍に近い大きさの半導体
素子を搭載することができるようになる。また、例えば
はんだ熱処理後の125℃及び2.3気圧におけるPC
Tにおいて、不良発生時間が約2倍延びて耐湿性も改善
された。
更に、温度サイクル試験を1000サイクル行った後、
サンプルを開封してAρズレ及びパッシベーションクラ
ックを調査したところ、従来の構造では全サンプルの約
20%が不良であったが、本実施例の半導体装置の構造
では不良は全く発生しておらず、半導体素子1をポリイ
ミド樹脂膜9によりコーチイブすることにより、チップ
に加わる応力が著しく緩和されたことが実証された。
サンプルを開封してAρズレ及びパッシベーションクラ
ックを調査したところ、従来の構造では全サンプルの約
20%が不良であったが、本実施例の半導体装置の構造
では不良は全く発生しておらず、半導体素子1をポリイ
ミド樹脂膜9によりコーチイブすることにより、チップ
に加わる応力が著しく緩和されたことが実証された。
第2図は本発明の第2の実施例に係る樹脂封止型半導体
装置を示す断面図である。第1の実施例と同様に、ウェ
ハ上にポリイミド樹脂膜9を薄くコーチイブするが、そ
の際に、ウェハの下面にもポリイミド樹脂膜21をコー
チイブする。次に、このポリイミド樹脂膜9.21でコ
ーチイブされた半導体素子1の表面上に液状の熱硬化性
樹脂であるポリイミド樹脂20をスクリーン印刷法を用
いて塗布し、半導体素子搭載部を設けていないリードフ
レームの内部リード4をこのポリイミド樹脂20上に載
せた後、熱硬化して内部リード4と樹脂20とを接着す
る。この第2の実施例では、半導体素子1の下面もポリ
イミド樹脂膜21でコーチイブされているので、封止樹
脂6との間の密着性が向上し、応力を緩和できる。この
ため、本実施例は第1の実施例に比して、半導体素子下
面と封止樹脂との密着性が向上して応力バランスが均一
になり、実装時の熱衝撃によって生ずる樹脂クラック及
び界面剥離等のパッケージ内部欠陥の発生を極めて有効
に防止し、耐湿性の劣化を防止することができる。例え
ば、表面実装パッケージのS OJ (Small 0
utline J−bend Package)又はS
OP (Small 0utline Packag
e )等を使用してはんだ熱処理後の125°C及び2
.3気圧のPCTにおいて、不良発生時間が約4倍延ひ
、耐湿性等の品質が著しく向上した。また、樹脂クラッ
ク、界面剥離等のパッケージ内部欠陥も全く発生しなく
なった。
装置を示す断面図である。第1の実施例と同様に、ウェ
ハ上にポリイミド樹脂膜9を薄くコーチイブするが、そ
の際に、ウェハの下面にもポリイミド樹脂膜21をコー
チイブする。次に、このポリイミド樹脂膜9.21でコ
ーチイブされた半導体素子1の表面上に液状の熱硬化性
樹脂であるポリイミド樹脂20をスクリーン印刷法を用
いて塗布し、半導体素子搭載部を設けていないリードフ
レームの内部リード4をこのポリイミド樹脂20上に載
せた後、熱硬化して内部リード4と樹脂20とを接着す
る。この第2の実施例では、半導体素子1の下面もポリ
イミド樹脂膜21でコーチイブされているので、封止樹
脂6との間の密着性が向上し、応力を緩和できる。この
ため、本実施例は第1の実施例に比して、半導体素子下
面と封止樹脂との密着性が向上して応力バランスが均一
になり、実装時の熱衝撃によって生ずる樹脂クラック及
び界面剥離等のパッケージ内部欠陥の発生を極めて有効
に防止し、耐湿性の劣化を防止することができる。例え
ば、表面実装パッケージのS OJ (Small 0
utline J−bend Package)又はS
OP (Small 0utline Packag
e )等を使用してはんだ熱処理後の125°C及び2
.3気圧のPCTにおいて、不良発生時間が約4倍延ひ
、耐湿性等の品質が著しく向上した。また、樹脂クラッ
ク、界面剥離等のパッケージ内部欠陥も全く発生しなく
なった。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の樹脂封止型半導体装置は
半導体素子上を第1の絶縁性樹脂膜て被覆し、更に、絶
縁性のフィルム又は液状の熱硬化性樹脂等の第2の絶縁
性樹脂膜を設け、この第2の絶縁性樹脂膜上に内部リー
ドを配置したから、以下に示すような効果を奏する。
半導体素子上を第1の絶縁性樹脂膜て被覆し、更に、絶
縁性のフィルム又は液状の熱硬化性樹脂等の第2の絶縁
性樹脂膜を設け、この第2の絶縁性樹脂膜上に内部リー
ドを配置したから、以下に示すような効果を奏する。
■半導体素子の周囲で内部リードを引き回さず、半導体
素子上で内部リードを引き回すために、パッケージ内に
搭載することができる半導体素子の大きさが極めて大き
くなる。
素子上で内部リードを引き回すために、パッケージ内に
搭載することができる半導体素子の大きさが極めて大き
くなる。
■半導体素子上て内部リードを自由に引き回すことがで
きるために、リードフレームの設計自由度及び素子の設
計自由度が向上する。
きるために、リードフレームの設計自由度及び素子の設
計自由度が向上する。
■内部リードを長くできるため、水分及び不純物の侵入
経路を長くして耐湿性を向上させることができる。
経路を長くして耐湿性を向上させることができる。
■最適のボンデインクワイヤ長まで内部リードを引き回
してポンチ“インクすることができる。
してポンチ“インクすることができる。
■半導体素子が第1絶縁性樹脂膜のコーチイブで保護さ
れているために、半導体素子に加わる応力を緩和し、耐
湿性不良及び耐湿度サイクル性不良を防止することがで
きる。
れているために、半導体素子に加わる応力を緩和し、耐
湿性不良及び耐湿度サイクル性不良を防止することがで
きる。
■半導体素子搭載が不要であるから、実装時の熱衝撃に
より搭載部のエツジから発生する樹脂クラックを防止す
ることができる。
より搭載部のエツジから発生する樹脂クラックを防止す
ることができる。
■半導体素子が第1絶縁性樹脂膜のコーチイブで保護さ
れているために、従来のように内部り−トを素子上に固
定するための接着剤中に含まれる不純物により、耐湿性
不良が発生ずるということはない。
れているために、従来のように内部り−トを素子上に固
定するための接着剤中に含まれる不純物により、耐湿性
不良が発生ずるということはない。
第1図(a)は本発明の第1の実施例に係る樹脂封止型
半導体装置を示す断面図、第1図(b)は同じくその平
面図、第2図は本発明の第2の実施例に係る樹脂封止型
半導体装置を示す断面図、第3図(a)は従来の樹脂封
止型半導体装置を示す断面図、第3図(b)は同じくそ
の平面図、第4図(a)は従来の他の樹脂封止型半導体
装置を示す断面図、第4図(b)は同じくその平面図で
ある。 1;半導体素子、2;A4パッド、3;Au線、4:内
部リード、5;外部リード、6;封止樹脂、7;半導体
素子搭載部、8;Agペース1〜.9;ポリイミド樹脂
コーチイブ膜、10 ポリイミド樹脂フィルム、20;
ポリイミド樹脂、21;ポリイミド樹脂コーチイブ膜
半導体装置を示す断面図、第1図(b)は同じくその平
面図、第2図は本発明の第2の実施例に係る樹脂封止型
半導体装置を示す断面図、第3図(a)は従来の樹脂封
止型半導体装置を示す断面図、第3図(b)は同じくそ
の平面図、第4図(a)は従来の他の樹脂封止型半導体
装置を示す断面図、第4図(b)は同じくその平面図で
ある。 1;半導体素子、2;A4パッド、3;Au線、4:内
部リード、5;外部リード、6;封止樹脂、7;半導体
素子搭載部、8;Agペース1〜.9;ポリイミド樹脂
コーチイブ膜、10 ポリイミド樹脂フィルム、20;
ポリイミド樹脂、21;ポリイミド樹脂コーチイブ膜
Claims (1)
- (1)半導体素子のパッド部を露出させる開口部を設け
半導体素子の表面を被覆する第1の絶縁性樹脂膜と、前
記パッド部を除く領域の前記第1の絶縁性樹脂膜上に設
けられた第2の絶縁性樹脂膜と、この第2の絶縁性樹脂
膜上に配置された内部ソートと、これらの内部リード、
第1及び第2の絶縁性樹脂膜並びに半導体素子を封止す
る封止樹脂とを有することを特徴とする樹脂封止型半導
体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30014888A JPH02146758A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30014888A JPH02146758A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02146758A true JPH02146758A (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=17881322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30014888A Pending JPH02146758A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02146758A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04164353A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-10 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
JPH04291947A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
EP0504821A3 (en) * | 1991-03-20 | 1994-11-02 | Hitachi Ltd | Packaged semiconductor device having stress absorbing film |
EP0645813A3 (en) * | 1993-09-28 | 1996-03-13 | Nat Starch Chem Invest | Method for applying glue to microelectronic chips. |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP30014888A patent/JPH02146758A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04164353A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-10 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
JPH04291947A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
EP0504821A3 (en) * | 1991-03-20 | 1994-11-02 | Hitachi Ltd | Packaged semiconductor device having stress absorbing film |
US5406028A (en) * | 1991-03-20 | 1995-04-11 | Hitachi, Ltd. | Packaged semiconductor device having stress absorbing film |
EP0645813A3 (en) * | 1993-09-28 | 1996-03-13 | Nat Starch Chem Invest | Method for applying glue to microelectronic chips. |
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