JPH03133161A

JPH03133161A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH03133161A
Application number: JP27038289A
Authority: JP
Inventors: Masahide Kudo; 工藤　眞秀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-06

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、特に半導体チップ上にポリイミド系樹脂を
被覆して、耐湿性向上を図った半導体装置に関する。

（従来の技術）現在、ハラケージ後の半導体装置において、半導体チッ
プ上に存在するボンディングパッドの消失、いわゆるア
ルミニウムコロ−ジョンの問題がクローズアップされて
いる。

アルミニウムコロ−ジョンとは、ボンディングパッドを
構成するアルミニウムが、水分等の装置内浸入により、
腐食、電解されて消失することをいう。パッド部におい
て、アルミニウムコロ−ジョンが発生すると、リードと
、チップとを電気的に接続しているアルミニウムが消失
するため、リードオーブン、配線の断線等を招く。

このような、アルミニウムコロ−ジョンを防止するには
、特にパッケージ後の半導体装置の耐湿性向上を図るこ
とが得策である。

そこで、パッケージ後の半導体装置の耐湿性向上を図る
ために、半導体チップ表面へのポリイミド系樹脂の被覆
が行なわれている。

ポリイミド系樹脂を半導体チップ表面に被覆させると、
封止樹脂と、半導体チップとの密着性が高まる。特にア
センブリ工程である半田デイツプ、あるいは半田リフロ
ー等の工程において、熱衝撃を受けても、封止樹脂と、
半導体チップとの剥離が、はとんどなくなる。

このように、封止樹脂と、半導体チップとの密着性が高
まると、これらの界面にて隙間を、はとんど生じること
がないので、半導体装置の耐湿性が向上し、アルミニウ
ムコロ−ジョンの発生が抑制され、半導体装置の信頼性
、およびライフタイム等が飛躍的に高まる。

ところが、上記のような装置では、封止樹脂と、半導体
チップとの間に、ポリイミド系樹脂が存在する構造とな
っているために、封止樹脂と、ポリイミド系樹脂との熱
膨張係数に差異があると、半田デイツプや、半田リフロ
ー等の工程における熱衝撃での膨脹が、それぞれ異なる
ことになる。つまり、熱衝撃での膨張率の違いにより、
配線、特にボンディングワイヤと、パッドとの接続部に
おいて、応力を生じ、配線に対する信頼性、特に配線切
れ等の接触不良に関する信頼性の低下や、装置のライフ
タイム等に悪影響を及ぼす恐れがある。

（発明が解決しようとする課題）この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、耐湿
性向上を図るために、半導体チップ上にポリイミド系樹
脂を介して封止樹脂を被覆した半導体装置において、封
止樹脂と、ポリイミド系樹脂との熱膨脹係数の差異によ
ってもたらされる配線に対する信頼性や、装置のライフ
タイムへの悪影響を除去し、配線に対する信頼性、およ
びライフタイムのいっそうの向上が図れる半導体装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成〕（課題を解決するための手段）この発明による半導体装置によれば、半導体チップ表面
に被覆されたポリイミド系樹脂と、ポリイミド系樹脂表
面に被覆された封止用樹脂とを具備してなる半導体装置
において、上記ポリイミド系樹脂表面に、チップ上に存
在するボンディングパッドに対して開孔された少なくと
も１つの第１の開孔部と、ポリイミド系樹脂と、封止用樹脂との密着性向上のため
にポリイミド系樹脂表面に設けられた少なくとも１つの
第２の開孔部とを具備することを特徴とする。

（作　用）上記のような半導体装置にあっては、ポリイミド系樹脂
表面に、パッド部に対する開孔部とは別に、封止樹脂と
の密着性向上のための開孔部を設けることで、ポリイミ
ド系樹脂と、封止樹脂との穴埋め効率の利用がなされ、
ポリイミド系樹脂と、封止樹脂との密着性が高まる。よ
って、熱膨脹係数に差異があっても、それぞれの膨脹は
、はぼ同じ程度のものに限定される。

（実施例）以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。

第１図は、この発明の第１の実施例に係わる半導体装置
の概念を示す斜視図である。

第１図に示すように、半導体チップ１の表面には、ポリ
イミド系樹脂層２が被覆されている。ポリイミド系樹脂
層２の表面には、半導体チップ１上に存在するボンディ
ングパッド３に対して開孔された第１の開孔部４が形成
されている。さらに、第１の開孔部４以外に、封止用樹
脂（第１図には図示せず）と、ポリイミド系樹脂２との
密着性向上を図るために開孔された第２の開孔部５群が
形成されている。また、全面を封止樹脂８によって覆っ
ている。

上記第１の開孔部４、および第２の開孔部５群の形成方
法としては、例えば写真蝕刻法を用いる。

また、第２の開孔部５のサイズの一例としては、例えば
平面から見て５μｍＸ５μｍの正方形とし、第２の開孔
部５の半導体チップ１上に占める面積の一例としては、
大体５０％程度とする。

第１図中のＡ−Ａ　”線に沿う断面図を、第２図に示し
、引き続き第１の実施例について説明する。

第２図に示すように、第１、第２の開孔部３、および５
を形成した後、外部端子となるリード６と、ボンディン
グパッド３とを、例えばワイヤボンディングにより、例
えば金ワイヤ７にて電気的に接続をする。そして、封止
樹脂８（例えばエポキシ系樹脂）にて、装置をパッケー
ジすることにより、第１の実施例に係わる半導体装置が
形成されている。

このような第１の実施例に係わる半導体装置であると、
半導体チップ１表面が、ポリイミド系樹脂層５にて被覆
されていることにより、封止樹脂８と、半導体チップ１
との密着性向上による耐湿性の向上が図られている。

この効果に加えて、ポリイミド系樹脂層５の表面に、デ
インプル状に第２の開孔部群５が形成されていることに
より、封止樹脂８と、ポリイミド系樹脂層５との間で、
穴埋め効率を利用した密着性の向上が図られている。よ
って、例えば半田デイツプや、半田リフロー等の工程で
熱衝撃を受けても、それぞれの熱による膨脹は、はぼ同
じ程度の膨脹に限定できる。したがって、封止樹脂８と
、ポリイミド系樹脂層２との熱膨張係数の差異によって
もたらされる、例えば金ワイヤ７と、ボンディングパッ
ド３との接続部にて生じる応力を低減させることができ
、配線、例えば金ワイヤ７の、特に配線切れ等の接触不
良に関する信頼性を高めることができる。

さらに、配線、例えば金ワイヤ７の信頼性が高められて
いることにより、装置のライフタイムのいっそうの向上
も併せて達成できる。

尚、第２図では、第２の開孔部５がポリイミド系樹脂層
２を貫通して、半導体チップ１に達しているが、必ずし
も貫通させる必要はなく第３図に示すように、ポリイミ
ド系樹脂層２の深さ方向の途中で、第２の開孔部５を止
めても良い。このようにしても、上記第１図、第２図に
示す装置と、同様な効果が得られることは勿論である。

また、第３図に示す第２の開孔部５の形状を持つ装置で
は、ポリイミド系樹脂層２が、半導体チップ１上を、は
ぼ被服する形で形成されている。

ポリイミド系樹脂層２は、α線の遮断の効果を持つこと
から、半導体記憶装置、例えばダイナミックＲＡＭを搭
載している半導体チップ１であれば、第３図に示す第２
の開孔部５の形状を持つほうが望ましい。つまり、ポリ
イミド系樹脂層２で、α線が遮断されることによって、
ギ揮発性メモリのソフトエラーを防止することができる
からである。

次に、この発明の第２の実施例に係わる半導体装置を第
４図を参照して説明する。

第４図は、この発明の第２の実施例に係わる半導体装置
の概念を示す斜視図である。第４図において、第１図と
同一部分には、同一の符号を付し、重複する説明は避け
る。

第４図に示すように、第２の実施例の特徴としては、第
２の開孔部５゛が溝状に形成されている点である。第１
の実施例では、これがデインプル状に形成されていた。

このように、封止樹脂（第４図では図示せず）と、ポリ
イミド系樹脂層２との密希性向上のために設けられた第
２の開孔部５゛　（第１図の開孔部５と対応）は、溝状
に形成されていても、第１の実施例と、同様な効果が得
られることは言うまでもない。さらに、第１の実施例同
様、第２の開孔部５″は、ポリイミド系樹脂層２を貫通
させて形成しても、貫通させないで形成しても、どちら
でも構わない。

尚、第２の開孔部５．５′の平面がら見た形状は、角の
ない、例えば円形、楕円形でも構わないし、角のある五
角形、六角形のような多角形でも構わない。また、断面
から見た形状では、第２の開孔部５．５゛の側壁にテー
バをつけても構わない。つまり、本発明では、ポリイミ
ド系樹脂層８に対して、少なくとも１つの第２の開孔部
５′を設けることで、封止樹脂８との穴埋め効率を利用
した密着性の向上を図っている。したがって、第２の開
孔部５．５″の形状は、円形、楕円形、多角形いずれの
場合でも本発明の趣旨を逸脱する範囲ではないし、同様
に、第２の開孔部５．５″の側壁にテーバがついていて
も本発明の趣旨を逸脱する範囲ではない。

また、第１の実施例において、第２の開孔部５の具体的
なサイズの数値例を示したが、これも上記数値に限定さ
れるものではなく、半導体チップ１のサイズ等、種々検
討して最適な数値に設定しても良いことは勿論である。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、耐湿性向上を図
るために、半導体チップ上にポリイミド系樹脂を被覆し
た半導体装置において、封止樹脂と、ポリイミド系樹脂
との熱膨張係数の差異によってもたらされる配線に対す
る信頼性や、装置のライフタイムへの悪影響が除去され
、配線に対する信頼性、およびライフタイムがいっそう
向上した半導体装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係わる半導体装置の
概念を示す斜視図、第２図は第１図中のＡ−Ａ−線に沿
う断面図、第３図は第２の開孔部形状の変形例を示す断
面図、第４図はこの発明の第２の実施例に係わる半導体
装置の概念を示す斜視図である。１・・・半導体チップ、２・・・ポリイミド系樹脂層、
３・・・ボンディングパッド、４・・・第１の開孔部、
５．５′・・・第２の開孔部、６・・・リード、７・・
・金ワイヤ、８・・・封１１−樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】　半導体チップ表面に被覆されたポリイミド系樹脂と、ポリイミド系樹脂表面に被覆された封止用樹脂とを具備
してなる半導体装置において、上記ポリイミド系樹脂表面に、チップ上に存在するボン
ディングパッドに対して開孔された少なくとも１つの第
１の開孔部と、ポリイミド系樹脂と、封止用樹脂との密着性向上のため
にポリイミド系樹脂表面に設けられた少なくとも１つの
第２の開孔部とを具備することを特徴とする半導体装置
。