JPH0239461A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0239461A JPH0239461A JP63189314A JP18931488A JPH0239461A JP H0239461 A JPH0239461 A JP H0239461A JP 63189314 A JP63189314 A JP 63189314A JP 18931488 A JP18931488 A JP 18931488A JP H0239461 A JPH0239461 A JP H0239461A
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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】
〔技術の分野］
この発明は半導体装置の封止に関する。
従来、チップのファイナル・コーティングは、ウェハ・
レベルにて行っていた。このため、その後工程にくるワ
イヤ・ボンディング用のバンド部のアルミニューム（一
般には１００μ×１００μ）はエポキシ・モールド一部
に露呈してしまっていた。
レベルにて行っていた。このため、その後工程にくるワ
イヤ・ボンディング用のバンド部のアルミニューム（一
般には１００μ×１００μ）はエポキシ・モールド一部
に露呈してしまっていた。
このため、第２図に示すごときプラスチック製ＤＩＰ
（デイアル・イン・パッケージ）において、プラスチ
ック（３６）バルク（３３）からの水（湿度）の侵入に
対しては、窒化珪素（３０）はブロッキング効果を有す
るが、ワイヤを伝わる侵入（３４） 、さらにリードフ
レーム（３７）とモールド（３６）との界面での、クラ
ンク（３２）からの侵入（３１）に対しては、まったく
効果を有さないことが判明した。 このためアルミニュ
ーム・パッド（３８）はコロ−ジョンを起こしやすく、
半導体装置の特性劣化、信頼性低下を誘発してしまって
いた。
（デイアル・イン・パッケージ）において、プラスチ
ック（３６）バルク（３３）からの水（湿度）の侵入に
対しては、窒化珪素（３０）はブロッキング効果を有す
るが、ワイヤを伝わる侵入（３４） 、さらにリードフ
レーム（３７）とモールド（３６）との界面での、クラ
ンク（３２）からの侵入（３１）に対しては、まったく
効果を有さないことが判明した。 このためアルミニュ
ーム・パッド（３８）はコロ−ジョンを起こしやすく、
半導体装置の特性劣化、信頼性低下を誘発してしまって
いた。
特にモールド材例えばモートン社の４１０Ｂエポキシモ
ールド材を用いた場合、そのモールド材中に塩素が多量
に残存し、水により塩素イオンとなりアルミニュームと
反応し、コロ−ジョン（腐食）を起こし、アルミニュー
ムが水酸化アルミニュームとなり断線してしまう。その
ためその半導体装置としての信顛性低下が著しかった。
ールド材を用いた場合、そのモールド材中に塩素が多量
に残存し、水により塩素イオンとなりアルミニュームと
反応し、コロ−ジョン（腐食）を起こし、アルミニュー
ムが水酸化アルミニュームとなり断線してしまう。その
ためその半導体装置としての信顛性低下が著しかった。
また、フレームをリード部において曲げかつタイバーを
切断する際起こりやすいリードフレームとエポキシモー
ルドとの接着面でのクラック（３２）からの水の侵入に
よるパッド部でのコロ−ジョンの発生には、まったくの
無防備であった。
切断する際起こりやすいリードフレームとエポキシモー
ルドとの接着面でのクラック（３２）からの水の侵入に
よるパッド部でのコロ−ジョンの発生には、まったくの
無防備であった。
さらにまた、これらプラスチックでモールドされたＩＣ
を基板にはんだ付けを行う際に約２６０°Ｃ程度に加熱
するとパッケージ内部に残存した水が水蒸気となりパッ
ケージ内部で膨張しプラスチックパッケージにクラック
を発生させるという問題があった。この点に関しては、
リードフレームのダイパッド下側にベント孔を設けるこ
とにより水蒸気をパッケージ外部に逃がしフランクの発
生をおさえるという技術が知られている。
を基板にはんだ付けを行う際に約２６０°Ｃ程度に加熱
するとパッケージ内部に残存した水が水蒸気となりパッ
ケージ内部で膨張しプラスチックパッケージにクラック
を発生させるという問題があった。この点に関しては、
リードフレームのダイパッド下側にベント孔を設けるこ
とにより水蒸気をパッケージ外部に逃がしフランクの発
生をおさえるという技術が知られている。
しかしながらこのような構造をとった場合ベント孔をと
おして、リードフレームのグイバット下側が直接外部雰
囲気にさらされるためグイバット下側の腐蝕が発生する
という問題があった。
おして、リードフレームのグイバット下側が直接外部雰
囲気にさらされるためグイバット下側の腐蝕が発生する
という問題があった。
本発明はかかる従来の旧Ｐにおきる信鯨性の低下を防ぐ
ためになされたものである。
ためになされたものである。
第１図は本発明構造のプラスチックＤＩＰの縦断面図を
示す。
示す。
図面において、グイ（２８）に密着させたチップ（２６
）と、このチップのアルミニューム・パッド（３８）と
ステム（３５）との間に金線のワイヤボンドを行い、さ
らにこのチップ（２６）表面、パッド（３８）表面、ワ
イヤ表面（特にパッド近傍表面）に対し、窒化珪素膜（
３０）のコーティングを行う。
）と、このチップのアルミニューム・パッド（３８）と
ステム（３５）との間に金線のワイヤボンドを行い、さ
らにこのチップ（２６）表面、パッド（３８）表面、ワ
イヤ表面（特にパッド近傍表面）に対し、窒化珪素膜（
３０）のコーティングを行う。
さらに好ましくはワイヤ全体のみならずステム（３５）
上面およびそこにボンディングされたワイヤの表面に対
しても、コーティングをしたものである。
上面およびそこにボンディングされたワイヤの表面に対
しても、コーティングをしたものである。
この窒化珪素膜は室温〜３００°Ｃ好ましくは室温〜２
００°Ｃの温度において、珪化物気体とアンモニアとを
反応炉に導入し、そこに電気エネルギーまたは光エネル
ギーを供給するいわゆるプラズマ気相法、フォト・プラ
ズマ気相法またはフォトＣＶＤ法により形成せしめた。
００°Ｃの温度において、珪化物気体とアンモニアとを
反応炉に導入し、そこに電気エネルギーまたは光エネル
ギーを供給するいわゆるプラズマ気相法、フォト・プラ
ズマ気相法またはフォトＣＶＤ法により形成せしめた。
かくの如（して、窒化珪素膜を３００〜２５００人、一
般には約１０００人の厚さにリードフレームの全面に形
成した後、公知のインジエクション・モールド法により
エポキシ（例えば４１０Ｂ）モールド法により注入・封
止させた。この時ダイパッド下側にベント孔（５０）を
設けた。さらにフレームをリード部（３７）にて曲げ、
かつタイバーを切断する。さらにリード部を酸洗いを行
った後、リードにハンダメツキを行った。
般には約１０００人の厚さにリードフレームの全面に形
成した後、公知のインジエクション・モールド法により
エポキシ（例えば４１０Ｂ）モールド法により注入・封
止させた。この時ダイパッド下側にベント孔（５０）を
設けた。さらにフレームをリード部（３７）にて曲げ、
かつタイバーを切断する。さらにリード部を酸洗いを行
った後、リードにハンダメツキを行った。
かかる本発明の半導体装置の構造において、信顛性が低
下をするモールドバルクからの水の侵入（３３）、 ワ
イヤ（２７）表面を伝わる侵入（３４）、クラック（３
２）からの水の侵入（３１）のすべてに対しコロ−ジョ
ンを防ぐことができるようになった。
下をするモールドバルクからの水の侵入（３３）、 ワ
イヤ（２７）表面を伝わる侵入（３４）、クラック（３
２）からの水の侵入（３１）のすべてに対しコロ−ジョ
ンを防ぐことができるようになった。
特にアルミニューム・パッド（３８）の全ての表面が直
接モールド材に露呈・接触していない、加えて窒化珪素
膜は水、塩素に対するブロッキング効果（マスク効果）
が大きい。このため本発明構造の半導体においては、Ｐ
ＣＴ （プレッシャー・クツカー・テスト） １０ａ
ｔｏｍ、１００時間、１５０°Ｃの条件下においても、
まった（不良が観察されず、従来のＩＣチップが５０〜
１００フイントの不良率を有していたが、５〜１０フイ
ツトにまでその不良率を下げることが可能になった。
接モールド材に露呈・接触していない、加えて窒化珪素
膜は水、塩素に対するブロッキング効果（マスク効果）
が大きい。このため本発明構造の半導体においては、Ｐ
ＣＴ （プレッシャー・クツカー・テスト） １０ａ
ｔｏｍ、１００時間、１５０°Ｃの条件下においても、
まった（不良が観察されず、従来のＩＣチップが５０〜
１００フイントの不良率を有していたが、５〜１０フイ
ツトにまでその不良率を下げることが可能になった。
さらにまた、リードフレームの両面に窒化珪素膜を形成
しているため水蒸気を外部に逃がすために設けられたベ
ント孔（５０）より外部に露出しているダイパッド部に
も窒化珪素膜（３０）が形成されており、直接ダイパッ
ドが外部雰囲気にさらされることはない。
しているため水蒸気を外部に逃がすために設けられたベ
ント孔（５０）より外部に露出しているダイパッド部に
も窒化珪素膜（３０）が形成されており、直接ダイパッ
ドが外部雰囲気にさらされることはない。
第３図は本発明のチップがフレームにボンディングされ
た構造にて、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜のコー
ティングを行うための装置の概要を示す。
た構造にて、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜のコー
ティングを行うための装置の概要を示す。
図面において、反応系（６）、ドーピング系（５）を有
している。
している。
反応系は、反応室（１）と予備室（７）とを有し、ゲー
ト弁（９） 、 （８）とを有している。反応室（１）
は一対のハロゲンヒータ（２２）を有し、その内側に供
給側フードを有し、フード（１３）のノズルより入口側
（３）よりの反応性気体を下方向に吹き出し、反応をさ
せ、被膜形成を行った。反応後は排出側フード（１４）
より排気口（４）を経てバルブ（２１）、真空ポンプ（
２０）に至る。高周波電源（１０）、周波数１００〜５
００ＫＨ２）より、電気エネルギーは一対の網状電極（
１１）、（１２）により反応性気体に供給される。被膜
の被形成体（２）（以下基板（２）という）は絶縁サポ
ータ（４１）上に配設された枠構造のホルダー（４０）
内に平行にし、一定の間隔（例えば５ｃｍ ）を有して
配設されている。この基板（２）は、グロー放電により
作られるプラズマ中の陽極柱内に配設され、電気的にい
ずれの電極（ＩＩＬ（１２）からもフローティング構造
を有している。
ト弁（９） 、 （８）とを有している。反応室（１）
は一対のハロゲンヒータ（２２）を有し、その内側に供
給側フードを有し、フード（１３）のノズルより入口側
（３）よりの反応性気体を下方向に吹き出し、反応をさ
せ、被膜形成を行った。反応後は排出側フード（１４）
より排気口（４）を経てバルブ（２１）、真空ポンプ（
２０）に至る。高周波電源（１０）、周波数１００〜５
００ＫＨ２）より、電気エネルギーは一対の網状電極（
１１）、（１２）により反応性気体に供給される。被膜
の被形成体（２）（以下基板（２）という）は絶縁サポ
ータ（４１）上に配設された枠構造のホルダー（４０）
内に平行にし、一定の間隔（例えば５ｃｍ ）を有して
配設されている。この基板（２）は、グロー放電により
作られるプラズマ中の陽極柱内に配設され、電気的にい
ずれの電極（ＩＩＬ（１２）からもフローティング構造
を有している。
反応性気体はフード（１３）より枠構造のホルダ（４０
）の内側およびフード（１４）により囲まれた内側にて
プラズマ活性状態で基板上に被膜形成がなされ、フレー
クが反応室内で作られないようにさせている。
）の内側およびフード（１４）により囲まれた内側にて
プラズマ活性状態で基板上に被膜形成がなされ、フレー
クが反応室内で作られないようにさせている。
第３図に示すごとき本発明方法におけるｐｃｖｏ法は、
基板が電極的にフローティングであるフローティング・
プラズマ気相法（ＦＰＣＶＤ ）法であるため、基板の
一部に導体を用いても、放電が不安定になることはない
という特長を有する。
基板が電極的にフローティングであるフローティング・
プラズマ気相法（ＦＰＣＶＤ ）法であるため、基板の
一部に導体を用いても、放電が不安定になることはない
という特長を有する。
ドーピング系は珪化物気体であるシランまたはジクロー
ルシランを（１７）より、また窒化物気体であるアンモ
ニアを（１６）より、キャリアガスでる窒素または水素
を（１５）より供給している。それらは流量計（１８）
、バルブ（１９）により制御している。
ルシランを（１７）より、また窒化物気体であるアンモ
ニアを（１６）より、キャリアガスでる窒素または水素
を（１５）より供給している。それらは流量計（１８）
、バルブ（１９）により制御している。
例えば基板温度を室温±１０°Ｃとし、Ｎｔｈ／５ｉｚ
）Ｉｂ−２０とした。さらに１３．５６ＭＨｚの周波数
の電源により１００Ｗの出力を供給した。かくして平均
１０００人（１０００人±２００人）に約１５分の被膜
形成を行った。
）Ｉｂ−２０とした。さらに１３．５６ＭＨｚの周波数
の電源により１００Ｗの出力を供給した。かくして平均
１０００人（１０００人±２００人）に約１５分の被膜
形成を行った。
ホルダー（４０）は枠の内側の大きさ６０ｃｍ Ｘ ６
０ｃｍを有し、電極間距離は３０ｃｍ （有効２０ｃｍ
）としている。
０ｃｍを有し、電極間距離は３０ｃｍ （有効２０ｃｍ
）としている。
また第３図の基板（２）の部分を拡大した図面を第４図
に示す。
に示す。
第４図において、（Ａ）はコバール製フレーム（４０）
のパッドにチップ（２６）をダイアタッチし、さらにチ
ップのアルミニューム・パッドとステム（２５）間にワ
イヤボンド（２７）させたフレームを配設している。
のパッドにチップ（２６）をダイアタッチし、さらにチ
ップのアルミニューム・パッドとステム（２５）間にワ
イヤボンド（２７）させたフレームを配設している。
リードフレーム（４０）において、少なくともリードと
する領域に対しては、フレーム（４０）の保持を兼ねた
カバー（２４）にて覆い、このリード部に窒化珪素膜が
形成されないようにしている。
する領域に対しては、フレーム（４０）の保持を兼ねた
カバー（２４）にて覆い、このリード部に窒化珪素膜が
形成されないようにしている。
フレーム（４０）はこのカバー（２４）のため、第４図
（Ｃ）の領域（２９）のみに窒化珪素膜が形成され、領
域（２５）には窒化珪素膜を形成させないことがきわめ
て重要である。
（Ｃ）の領域（２９）のみに窒化珪素膜が形成され、領
域（２５）には窒化珪素膜を形成させないことがきわめ
て重要である。
第４図（Ｃ）は、リード部の下側を省略した１６ピンの
例を示している。しかしこの形状以外の任意のビン数、
形状を同様に有せしめることが可能であることはいうま
でもない。
例を示している。しかしこの形状以外の任意のビン数、
形状を同様に有せしめることが可能であることはいうま
でもない。
本実施例で用いた第３図のＦＰＣＶＤ法においては、グ
ロー放電をさせ、各フレームに初期の電荷がチャージア
ップした後は、チャージがリークすることかないため、
絶縁膜上に被膜を形成させる場合とまったく同様に窒化
珪素膜をコーティングすることができるという特長を有
する。
ロー放電をさせ、各フレームに初期の電荷がチャージア
ップした後は、チャージがリークすることかないため、
絶縁膜上に被膜を形成させる場合とまったく同様に窒化
珪素膜をコーティングすることができるという特長を有
する。
即ち、この作製方法は、単に窒化珪素膜をワイヤボンド
した後にコーティングするという特長を有するのみなら
ず、パッド、チップ表面に対しても均一な膜厚をコーテ
ィングするため、ＦＰＣＶＤ法を用いたことを他の特長
としている。
した後にコーティングするという特長を有するのみなら
ず、パッド、チップ表面に対しても均一な膜厚をコーテ
ィングするため、ＦＰＣＶＤ法を用いたことを他の特長
としている。
なお本発明においては、ＦＰＣＶＤ法において、電気エ
ネルギーのみならず、１０〜１５μの波長の遠赤外また
は３００ｎｍ以下の紫外光を同時に加えたフローティン
グであって、かつ光エネルギーを用いるフォトＣＶＯ（
またはフォトＦＰＣＶＤ ）法を用いることは有効であ
る。
ネルギーのみならず、１０〜１５μの波長の遠赤外また
は３００ｎｍ以下の紫外光を同時に加えたフローティン
グであって、かつ光エネルギーを用いるフォトＣＶＯ（
またはフォトＦＰＣＶＤ ）法を用いることは有効であ
る。
第３図において、ハロゲンランプの加熱装置（２２）の
一部を紫外光の発生源とすることによりこの光ＣＶＤ法
は可能とすることができる。
一部を紫外光の発生源とすることによりこの光ＣＶＤ法
は可能とすることができる。
本発明構成により、プラスチック・モールド構造におい
て、窒化珪素膜を半導体チップ（トランジスタまたはそ
れが複数個集積化された半導体装置を以下チップという
）の表面のみならず、ワイヤボンド用パッドにボンディ
ングされた金細線（２５μφ）の少なくともパッド近傍
にコーティングすることにより、アルミニューム・パッ
ドまたはチップ内の５〜１０μ巾のリード等でのコロ−
ジョン（腐食）を防ぐことが可能となった。
て、窒化珪素膜を半導体チップ（トランジスタまたはそ
れが複数個集積化された半導体装置を以下チップという
）の表面のみならず、ワイヤボンド用パッドにボンディ
ングされた金細線（２５μφ）の少なくともパッド近傍
にコーティングすることにより、アルミニューム・パッ
ドまたはチップ内の５〜１０μ巾のリード等でのコロ−
ジョン（腐食）を防ぐことが可能となった。
さらに、プラスチック・モールド・パッケージにおいて
、信転性の低下をする水等の湿度が単にプラスチック・
パッケージのバルクのみならず、ワイヤを伝わり侵入す
る水、リードフレームの表面を伝わって侵入する水に対
しても、ブロッキング効果を有した、高信頬性の半導体
装置を設けたことを特徴としている。
、信転性の低下をする水等の湿度が単にプラスチック・
パッケージのバルクのみならず、ワイヤを伝わり侵入す
る水、リードフレームの表面を伝わって侵入する水に対
しても、ブロッキング効果を有した、高信頬性の半導体
装置を設けたことを特徴としている。
この発明は、窒化珪素のファイナル・コーティングをウ
ェハ・レベルにて行うのではなく、チップをダイボンデ
ィング（ダイアタッチともいう）し、さらにワイヤ・ボ
ンディングを完了した後、チップ表面のみならずワイヤ
およびアルミニュム・バンドに対しても、同時に３００
’Ｃ以下好ましくは室温〜２５０°Ｃの温度でプラズ
マ気相法、光プラズマ気相法または充気相法により行う
ことにより、これら全ての表面に窒化珪素膜コーティン
グを施し、その後にプラスチック・モールド処理による
封止を行うことを特徴としている。
ェハ・レベルにて行うのではなく、チップをダイボンデ
ィング（ダイアタッチともいう）し、さらにワイヤ・ボ
ンディングを完了した後、チップ表面のみならずワイヤ
およびアルミニュム・バンドに対しても、同時に３００
’Ｃ以下好ましくは室温〜２５０°Ｃの温度でプラズ
マ気相法、光プラズマ気相法または充気相法により行う
ことにより、これら全ての表面に窒化珪素膜コーティン
グを施し、その後にプラスチック・モールド処理による
封止を行うことを特徴としている。
さらにパッケージ内に残在した水分を外部へ逃がすため
のベント孔を有しておりかつ、そのベント孔部のダイパ
ッド表面は窒化珪素にて保護されているためリードフレ
ームの腐蝕を防止できるので、はんだ付は作業の際にプ
ラスチックパッケージにクラックが入ることなく長期の
依頼性を持つ半導体装置を提供することができた。
のベント孔を有しておりかつ、そのベント孔部のダイパ
ッド表面は窒化珪素にて保護されているためリードフレ
ームの腐蝕を防止できるので、はんだ付は作業の際にプ
ラスチックパッケージにクラックが入ることなく長期の
依頼性を持つ半導体装置を提供することができた。
第１図は本発明のプラスチック・パッケージ半導体装置
を示す。 第２図は従来のプラスチック・パッケージ半導体装置を
示す。 第３図は本発明を実施するためのフローティング・プラ
ズマ気相反応装置の概要を示す。 第４図は第３図の装置のうちの基板部の拡大図を示す。 第７図
を示す。 第２図は従来のプラスチック・パッケージ半導体装置を
示す。 第３図は本発明を実施するためのフローティング・プラ
ズマ気相反応装置の概要を示す。 第４図は第３図の装置のうちの基板部の拡大図を示す。 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リードフレームに配設された半導体チップと、該チ
ップのボンディング用パッドと、前記リードフレームの
ステム間にワイヤボンドがなされた半導体装置であって
、前記半導体チップ表面、パッド表面ワイヤ表面及びリ
ードフレーム表面は窒化珪素膜により覆われており、該
窒化珪素膜を包んでプラスチック材によりモールドが形
成され前記モールドには前記リードフレームのダイパッ
ド下側にベント孔が設けられてい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、前記窒化珪素は室
温付近の温度にて形成されたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189314A JPH0239461A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
| US07/640,560 US5208467A (en) | 1988-07-28 | 1991-01-14 | Semiconductor device having a film-covered packaged component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189314A JPH0239461A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0239461A true JPH0239461A (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=16239281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63189314A Pending JPH0239461A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0239461A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108292635A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有包封外壳的电设备 |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP63189314A patent/JPH0239461A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108292635A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有包封外壳的电设备 |
| JP2018536996A (ja) * | 2015-11-26 | 2018-12-13 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 被覆材を有する電気装置 |
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