JPH0325933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置に関し、特に、収納容器
（パツケージ）に接着剤により半導体素子（ダイ）
をダイボンドした半導体装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来から半導体装置におけるダイボンド法とし
て金−シリコンの共晶による方法、半田による方
法などがある。近年、たとえば耐熱性の低いカラ
ーフイルタを直接素子上に形成したカラーイメー
ジセンサや、液体窒素温度（77K）のような極低
温で使用する赤外線検出器などでは、接着剤を使
用するダイボンド法が行なわれている。カラーイ
メージセンサのダイボンド法においては、カラー
フイルタが耐熱性を持たないので高温が必要とさ
れる金−シリコン共晶や半田を使用できず、この
ため、銀粉含有接着剤や紫外線硬化型の接着剤を
使用している。また、赤外線検出器は極低温で使
用されるので、赤外線検出器には熱収縮が発生
し、金−シリコン共晶や半田のような硬い物質を
用いるダイボンド法では、これらダイボンド剤は
収納容器（パツケージ）と半導体素子（ダイ）の
熱収縮率の違いによる変位差を吸収できないの
で、半導体素子の撓みや、ダイボンド部分からの
半導体素子の破壊を引き起こす。このため、赤外
線検出器のダイボンド法においては、低温におい
て柔軟で強靭な低温用接着剤を使用している。

一般に低温用接着剤としてエポキシ系やウレタ
ン系の常温硬化型の接着剤を使用することが多
く、低温用接着剤として、たとえばハイソール
（商品名）やクレスト（商品名）などが知られて
いる。そして、これらの低温用接着剤は低温にお
いて柔軟性と高い接着強度をもつているが、反面
2500〜100000cpsという高い粘度をもつており、
このため、低温用接着剤の被接着面への均一な塗
布が困難である。

第３図は、従来の半導体装置の構造を示す断面
図である。

図において、収納容器１の被接着面に高粘度の
低温用接着剤２が塗布されており、半導体素子
（ダイ）４が高粘度の低温用接着剤２に接着され
て半導体素子４が高粘度の低温用接着剤２により
収納容器（パツケージ）１にダイボンドされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の半導体装置においては、高粘
度の低温用接着剤２を収納容器１の被接着面に塗
布したとき、高粘度の低温用接着剤２の収納容器
１の被接着面への均一な塗布が困難で、高粘度の
低温用接着剤２表面に凹凸３が形成される。この
ため、半導体素子４を高粘度の低温用接着剤２に
より収納容器１にダイボンドしたとき、半導体素
子４と高粘度の低温用接着剤２との界面に気泡５
が形成されやすく、この気泡５によつて半導体素
子４と高粘度の低温用接着剤２との接触面積が減
少してダイボンド部の熱伝導の悪化をもたらした
り、また、半導体装置の高温−低温の熱サイクル
時に気泡５中の水分の凝縮・蒸発、気泡５内空気
の圧力変化などにより半導体装置の信頼性の劣化
を引き起こすなどの問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、機械的なダイボンド強度が高
く保たれ、かつ低温下での内部応力による半導体
素子の破壊が起こらず、かつダイボンド部での熱
伝導が良好な、かつ信頼性が高い半導体装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置は、収納容器の被接
着面に高粘度の接着剤を塗布し、高粘度の接着剤
表面にその凹部を埋めるように低粘度の接着剤を
塗布し、高粘度の接着剤表面および低粘度の接着
剤表面に半導体素子を接着して、半導体素子を高
粘度の接着剤および低粘度の接着剤により収納容
器にダイボンドしたものである。

〔作用〕

この発明においては、高粘度の接着剤表面にそ
の凹部を埋めるように低粘度の接着剤を塗布する
ので、半導体素子と接着剤との界面に気泡が形成
されない。このため、半導体素子と接着剤との接
触面積が従来の場合に比べて増大しダイボンド部
での熱伝導が大きくなるとともに、気泡内水分
や、気泡内空気の膨張・圧縮による半導体装置へ
の影響がなくなり、半導体装置の信頼性が向上す
る。また、半導体素子と収納容器との機械的なダ
イボンド強度は高粘度の接着剤で高く保たれ、ま
たこのため低粘度の接着剤の選定の自由度が大き
くなる。また、低粘度の接着剤は低温においても
柔軟性を有するので、半導体素子と収納容器との
熱収縮率の差により発生する内部応力を吸収して
半導体素子の内部応力による破壊を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明す
る。なお、この実施例の説明において、従来の技
術の説明と重複する部分については適宜その説明
を省略する。

第１Ａ図〜第１Ｃ図は、この発明の実施例であ
る半導体装置におけるダイボンド法を示す工程断
面図である。

このダイボンド法について説明すると、まず、
収納容器１の被接着面に脱脂、酸洗などによる化
学処理や研摩などの機械処理を施して被接着面を
浄化する。次に、この浄化した被接着面にパテイ
ナイフ、ブラシなどを用いて高粘度の低温用接着
剤２を塗布する。このとき、高粘度の低温用接着
剤２表面には気泡の原因となる凹凸３が形成され
る（第１Ａ図）。次に、高粘度の低温用接着剤２
表面にその凹部を埋めるように低粘度の接着剤６
を塗布する。この塗布には余分な低粘度の接着剤
６を排除する目的などからスピン法などを用いら
れる（第１Ｂ図）。次に、半導体素子４を高粘度
の低温用接着剤２表面、低粘度の接着剤６表面に
接着して半導体素子４を高粘度の低温用接着剤
２、低粘度の接着剤６により収納容器１にダイボ
ンドする。このとき、半導体素子４の被接着面も
脱脂などの化学的処理を施して被接着面を浄化し
ておくことが望ましい。（第１Ｃ図）。

このような方法により半導体素子４を高粘度の
低温用接着剤２、低粘度の接着剤６により収納容
器１にダイボンドすると、高粘度の低温用接着剤
２により半導体素子４と収納容器１との機械的な
ダイボンド強度は高く保たれる。このため、低粘
度の接着剤６は単に高粘度の低温用接着剤２の凹
部を埋めるだけでよく、低粘度の接着剤６選定の
自由度は大きくなり、たとえば低粘度の接着剤６
として20〜500cps程度の粘度のものを使用するこ
とができる。また、低粘度の接着剤６は低温にお
いて柔軟性を示すもので、この低粘度の接着剤６
は半導体素子４と収納容器１の熱収縮率の差によ
り発生する内部応力を吸収して半導体素子４が内
部応力により破壊に至ることがなくなる。また、
高粘度の低温用接着剤２表面の凹部は低粘度の接
着剤６で埋められているので、半導体素子４と高
粘度の低温用接着剤２、低粘度の接着剤６との界
面には気泡が形成されず、半導体素子４と高粘度
の低温用接着剤２、低粘度の接着剤６との接触面
積は従来の半導体装置における接触面積に比べて
大きくなり、ダイボンド部での熱伝導も従来の半
導体装置におけるダイボンド部での熱伝導に比べ
て改善される。

また、半導体素子４と高粘度の低温用接着剤
２、低粘度の接着剤６との界面に気泡が形成され
ないので、気泡内に閉じ込められた水分による高
粘度の低温用接着剤６、低粘度の接着剤２への影
響や、気泡内空気の膨張・圧縮による半導体装置
への影響がなくなり、半導体装置の信頼性の向上
が図られる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、収納容器の被
接着面の高粘度の接着剤を塗布し、高粘度の接着
剤表面にその凹部を埋めるように低粘度の接着剤
を塗布し、高粘度の接着剤表面および低粘度の接
着剤表面に半導体素子を接着して、半導体素子を
高粘度の低温用接着剤、低粘度の接着剤により収
納容器にダイボンドするので、機械的なダイボン
ド強度が高く保たれ、かつ低温下で内部応力によ
る半導体素子の破壊が起こらず、かつダイボンド
部の熱伝導が良好な、かつ信頼性が高い半導体装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図〜第１Ｃ図は、この発明の実施例であ
る半導体装置におけるダイボンド法を示す工程断
面図である。第２図は、従来の半導体装置の構造
を示す断面図である。 図において、１は収納容器（パツケージ）、２
は高粘度の低温用接着剤、３は凹凸、４は半導体
素子（ダイ）、５は気泡、６は低粘度の接着剤で
ある。なお、各図中同一符号は同一または相当部
分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 収納容器と、 前記収納容器の被接着面に塗布される高粘度の
   接着剤と、 前記高粘度の接着剤表面にその凹部を埋めるよ
   うに塗布される低粘度の接着剤と、 前記高粘度の接着剤表面および前記低粘度の接
   着剤表面に接着される半導体素子とを備えた半導
   体装置。