JPH0327557A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0327557A JPH0327557A JP1162064A JP16206489A JPH0327557A JP H0327557 A JPH0327557 A JP H0327557A JP 1162064 A JP1162064 A JP 1162064A JP 16206489 A JP16206489 A JP 16206489A JP H0327557 A JPH0327557 A JP H0327557A
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Classifications
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- 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】
〔概 要〕
透明樹脂の内部に光学的半導体素子チップを封入して或
る半導体装置に関し， 該半導体装置の耐湿性を高め，よって該半導体装置の信
頼性のを向上することを目的とし，ダイステージと，該
ダイステージ上に密着して固定され且つ外部取り出し川
の配線が接続された光学的半導体素子チップと．耐湿性
の材料から戒り少なくとも該ダイステージと該半導体素
子チップと該配線のそれぞれの露出表面を覆う第１の保
護膜と，該第１の保護膜Ｇこより覆われた該ダイステー
ジと半導体素子チップと配線をその内部に密封ずるよう
に或形された透明樹脂層と，耐湿性の材料から成り該透
明樹脂層の表面を覆う第２の保護膜とを備えるように構
戒する。
る半導体装置に関し， 該半導体装置の耐湿性を高め，よって該半導体装置の信
頼性のを向上することを目的とし，ダイステージと，該
ダイステージ上に密着して固定され且つ外部取り出し川
の配線が接続された光学的半導体素子チップと．耐湿性
の材料から戒り少なくとも該ダイステージと該半導体素
子チップと該配線のそれぞれの露出表面を覆う第１の保
護膜と，該第１の保護膜Ｇこより覆われた該ダイステー
ジと半導体素子チップと配線をその内部に密封ずるよう
に或形された透明樹脂層と，耐湿性の材料から成り該透
明樹脂層の表面を覆う第２の保護膜とを備えるように構
戒する。
本発明は，発光素子あるいは受光素子あるいは光照射に
よって消去可能なＥＦＲＯＭ等のチップを透明樹脂の内
部に封入して戊る光学的半導体装置に関する。
よって消去可能なＥＦＲＯＭ等のチップを透明樹脂の内
部に封入して戊る光学的半導体装置に関する。
？従来の技術］
近時．レーザダイオード（ＳＤ）のような発光素子ＣＣ
Ｄまたはラインセンサのような受光素子，あるいは，光
消去型のＥＰＲＯＭ等のチップを透明樹脂中に封止し，
この透明樹脂層を光透過窓として用いる樹脂封止型のパ
ッケージが普及しつつある。このための透明樹脂は，通
常の封止用樹脂としての信頼性を確保しつつ，所望の光
学的特性を満足するものでなければならない。
Ｄまたはラインセンサのような受光素子，あるいは，光
消去型のＥＰＲＯＭ等のチップを透明樹脂中に封止し，
この透明樹脂層を光透過窓として用いる樹脂封止型のパ
ッケージが普及しつつある。このための透明樹脂は，通
常の封止用樹脂としての信頼性を確保しつつ，所望の光
学的特性を満足するものでなければならない。
上記の透明樹脂としては，通常の樹脂封止用の樹脂と同
様にエボキシ樹脂をヘースとずるが，組威が異なってい
る。すなわち，通常と同様に，フェノール等から成る硬
化剤，硬化促進用触媒．カップリング剤を含んでいるが
，樹脂の透明性を損なう戒分である充填剤，着色剤，可
とう剤は添加されていない。通常．充填剤としては，樹
脂の見掛け上の熱膨張率をシリコンから或るチップのそ
れに近づけるために，低熱膨張率のＳｉＯ■粉末がまた
，可とう剤としてはシリコンオイルやシリコンゴム等が
用いられる。これらは，樹脂の吸水性を抑制する効果が
ある。したがって，これらを含有しない透明樹脂は吸水
性か高く，また，機械的強度が低い。さらに，可視光の
吸収が小さい化学構造を持たせるために，樹脂の性質を
表す指標であるガラス転移温度（１’９）が低い。この
ため耐熱性が低く，とくに，１２０゜Ｃ程度で変色し，
光透過率が低下する。
様にエボキシ樹脂をヘースとずるが，組威が異なってい
る。すなわち，通常と同様に，フェノール等から成る硬
化剤，硬化促進用触媒．カップリング剤を含んでいるが
，樹脂の透明性を損なう戒分である充填剤，着色剤，可
とう剤は添加されていない。通常．充填剤としては，樹
脂の見掛け上の熱膨張率をシリコンから或るチップのそ
れに近づけるために，低熱膨張率のＳｉＯ■粉末がまた
，可とう剤としてはシリコンオイルやシリコンゴム等が
用いられる。これらは，樹脂の吸水性を抑制する効果が
ある。したがって，これらを含有しない透明樹脂は吸水
性か高く，また，機械的強度が低い。さらに，可視光の
吸収が小さい化学構造を持たせるために，樹脂の性質を
表す指標であるガラス転移温度（１’９）が低い。この
ため耐熱性が低く，とくに，１２０゜Ｃ程度で変色し，
光透過率が低下する。
上記の透明樹脂を用いて或る樹脂封止型の光学的半導体
装置は動作中に，樹脂層にクラックが発生し，このクラ
ンクを通じて水分が素子チップに達し，素子特性を劣化
させる等，耐湿性に関する信頼性が損なわれ，また，樹
脂層の透過率が低下し，発光効率や受光感度等が低下す
る問題があった。
装置は動作中に，樹脂層にクラックが発生し，このクラ
ンクを通じて水分が素子チップに達し，素子特性を劣化
させる等，耐湿性に関する信頼性が損なわれ，また，樹
脂層の透過率が低下し，発光効率や受光感度等が低下す
る問題があった。
従来，樹脂封止型あるいはセラミックパッケージ型の半
導体装置の水分等に対する信頼性を向上するために．リ
ードフレームあるいはセラξツクパッケージににマウン
１・された状態の半導体素子ヂップおよびこれにボンデ
ィングされた配線等の表面を，弗素化合物のプラズマコ
ーティング膜やＳｉ＋Ｎａ膜で被覆することが提案され
ている。（特開昭５５−１３０１３３および特開昭５６
−５６６５９）通常の着色樹脂を用いた樹脂封止型の半
導体装置においては，上記提案のような保護膜を設ける
ことにより，水分に対する信頼性の向上が達威される。
導体装置の水分等に対する信頼性を向上するために．リ
ードフレームあるいはセラξツクパッケージににマウン
１・された状態の半導体素子ヂップおよびこれにボンデ
ィングされた配線等の表面を，弗素化合物のプラズマコ
ーティング膜やＳｉ＋Ｎａ膜で被覆することが提案され
ている。（特開昭５５−１３０１３３および特開昭５６
−５６６５９）通常の着色樹脂を用いた樹脂封止型の半
導体装置においては，上記提案のような保護膜を設ける
ことにより，水分に対する信頼性の向上が達威される。
しかしながら，光学的特性からの要求を満足させるため
に前述のような組或・戒分を有す゛る透明樹脂を用いて
戒る樹脂封止型の半導体装置においては，上記の方法で
は，なお充分な信頼性が得られていなかった。
に前述のような組或・戒分を有す゛る透明樹脂を用いて
戒る樹脂封止型の半導体装置においては，上記の方法で
は，なお充分な信頼性が得られていなかった。
本発明は，透明樹脂を用いて威る樹脂封止型半導体装置
の耐湿性を高め，これにより該半導体装置の信頼性のを
向上することを目的とする。
の耐湿性を高め，これにより該半導体装置の信頼性のを
向上することを目的とする。
上記目的は．ダイステージと，該ダイステージ上に密着
して固定され且つ外部取り出し用の配線が接続された光
学的半導体素子チップと，耐湿性の材料から成り少なく
とも該ダイステージと該半導体素子チップと該配線のそ
れぞれの露出表面を覆う第１の保護膜と，該第１の保護
膜により覆われた該ダイステージと半導体素子チップと
配線をその内部に密封するように戒形された透明樹脂層
と．耐湿性の材料から成り該透明樹脂層の表面を覆う第
２の保護膜とを備えたことを特徴とする木発明に係る半
導体装置によって達威される。
して固定され且つ外部取り出し用の配線が接続された光
学的半導体素子チップと，耐湿性の材料から成り少なく
とも該ダイステージと該半導体素子チップと該配線のそ
れぞれの露出表面を覆う第１の保護膜と，該第１の保護
膜により覆われた該ダイステージと半導体素子チップと
配線をその内部に密封するように戒形された透明樹脂層
と．耐湿性の材料から成り該透明樹脂層の表面を覆う第
２の保護膜とを備えたことを特徴とする木発明に係る半
導体装置によって達威される。
ダイステージ上にマウントされた状態の光学的半導体素
子チップと，このチップにボンディングされた配線の表
面およびダイステージの下面とをＳｉ：＋Ｎ４等から或
る第１の保護膜でコーティングし，これらを透明樹脂層
中に封入したのち．透明樹脂封止層の表面をＳｉ３Ｎ．
等から戒る第２の保護膜でコーティングする。その結果
，透明樹脂層におけるクラックの発生が無くなり，また
，上記チップから或る光学的半導体装置の動作中に′お
ける透明樹脂層の変色が防止される。
子チップと，このチップにボンディングされた配線の表
面およびダイステージの下面とをＳｉ：＋Ｎ４等から或
る第１の保護膜でコーティングし，これらを透明樹脂層
中に封入したのち．透明樹脂封止層の表面をＳｉ３Ｎ．
等から戒る第２の保護膜でコーティングする。その結果
，透明樹脂層におけるクラックの発生が無くなり，また
，上記チップから或る光学的半導体装置の動作中に′お
ける透明樹脂層の変色が防止される。
すなわち，透明樹脂層は，前述のように，可とう剤が添
加されておらず木質的に可と・う性に乏しい上に，ガラ
ス転移温度（Ｔ９）が１２０゜Ｃ程度と｛Ｌ（いために
，半導体素子チップの動作中の発熱により，この程度の
温度で加熱されると，さらに可とう性を失う。その結果
，動作時や温度試験等の１ｖ１間中に，透明樹脂層と半
導体素子チップおよびダイステージ等との熱膨張差によ
る応力を受けると，半導体素子チップやダイステージと
の接着界面で剥離を生じる。とくに， ４２Ｎｉ−Ｆｅ
合金から或るダイステージとの接着力が充分でないため
に，ダイステージ下面からの剥離が生じやすい。このよ
うな剥離部分から透明樹脂層全体にクラックが戒長し，
透明樹脂層の耐湿性が劣化する。
加されておらず木質的に可と・う性に乏しい上に，ガラ
ス転移温度（Ｔ９）が１２０゜Ｃ程度と｛Ｌ（いために
，半導体素子チップの動作中の発熱により，この程度の
温度で加熱されると，さらに可とう性を失う。その結果
，動作時や温度試験等の１ｖ１間中に，透明樹脂層と半
導体素子チップおよびダイステージ等との熱膨張差によ
る応力を受けると，半導体素子チップやダイステージと
の接着界面で剥離を生じる。とくに， ４２Ｎｉ−Ｆｅ
合金から或るダイステージとの接着力が充分でないため
に，ダイステージ下面からの剥離が生じやすい。このよ
うな剥離部分から透明樹脂層全体にクラックが戒長し，
透明樹脂層の耐湿性が劣化する。
一方，前述のように，透明樹脂層は，半専体装置の動作
中の発熱により１２０゜Ｃ程度に加熱されると変色を生
しる。本発り１者によれば，この変色には水分が関与し
ていると推定されており，変色を防止するためには，樹
脂層を水分から遮断することが重要であると考えられて
いる。
中の発熱により１２０゜Ｃ程度に加熱されると変色を生
しる。本発り１者によれば，この変色には水分が関与し
ていると推定されており，変色を防止するためには，樹
脂層を水分から遮断することが重要であると考えられて
いる。
本発明によれば，チップを初めとずる半纒体装置構或要
素各部の露出表面が，例えばＳｉ３Ｎ４等の第１の保護
膜により被覆されており，透明樹脂層との接着性が向上
される。とくに，ダイステージと透明樹脂との接着力増
大効果が大きいため，上記のような熱応力による剥離が
生じず，透明樹脂層中におけるクランクの発生が防止さ
れる。また透明樹脂層の表面は，第２の保護層で覆われ
ているために，雰囲気中の水分と遮断され，温度上昇時
における変色が防止される。
素各部の露出表面が，例えばＳｉ３Ｎ４等の第１の保護
膜により被覆されており，透明樹脂層との接着性が向上
される。とくに，ダイステージと透明樹脂との接着力増
大効果が大きいため，上記のような熱応力による剥離が
生じず，透明樹脂層中におけるクランクの発生が防止さ
れる。また透明樹脂層の表面は，第２の保護層で覆われ
ているために，雰囲気中の水分と遮断され，温度上昇時
における変色が防止される。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係る半導体装置の基本的構造を示す要
部断面図であって，ダイステージ１の上面には光学的半
導体素子チップ２が導電性接着剤等により固定されてい
る。光学的半導体素子チップ２には，その周辺部に設ｚ
ノられている図示しないパッドと前記リードフレームの
有するリード３とを相互接続する金属線から或る配線４
がワイヤボンディングされている。そして，グイステー
シ１ 光学的半導体素子チップ２，リード３およひ配線
４等の露出表面ば，例えばＳｉ３Ｎ４から成る第１の保
護膜５により覆われている。
部断面図であって，ダイステージ１の上面には光学的半
導体素子チップ２が導電性接着剤等により固定されてい
る。光学的半導体素子チップ２には，その周辺部に設ｚ
ノられている図示しないパッドと前記リードフレームの
有するリード３とを相互接続する金属線から或る配線４
がワイヤボンディングされている。そして，グイステー
シ１ 光学的半導体素子チップ２，リード３およひ配線
４等の露出表面ば，例えばＳｉ３Ｎ４から成る第１の保
護膜５により覆われている。
−Ｊ二記保護膜５は等方性の成膜方法により形威ずるの
が望ましく，プラスマＣＶＩＪ法によりＳ ｉ ：＋
Ｎ ｓ １１９を形戒する場合の条件の例を次ぎに記す
。
が望ましく，プラスマＣＶＩＪ法によりＳ ｉ ：＋
Ｎ ｓ １１９を形戒する場合の条件の例を次ぎに記す
。
（１）原料ガス： Ｓｉ２■６ とＮ１１３とＮ２の混
合ガス（２）ガス圧＝０．１〜ＩＴＯｒｒ （３）温度：常温 上記の条件の下で厚さ１０００〜３０００入のＳｉＪａ
膜を堆積する。
合ガス（２）ガス圧＝０．１〜ＩＴＯｒｒ （３）温度：常温 上記の条件の下で厚さ１０００〜３０００入のＳｉＪａ
膜を堆積する。
上記のようにして第１の保護膜５により被覆された状態
のダイステージ１，光学的半導体素子チップ２等は透明
樹脂層６中に封入されている。透明樹脂層６は，前述の
ように充填剤，着色剤，可とう剤を含まないエボキシ樹
脂から或る。また上記封入は，周知の１・ランスファモ
ールド法を用いて行われる。
のダイステージ１，光学的半導体素子チップ２等は透明
樹脂層６中に封入されている。透明樹脂層６は，前述の
ように充填剤，着色剤，可とう剤を含まないエボキシ樹
脂から或る。また上記封入は，周知の１・ランスファモ
ールド法を用いて行われる。
そして，透明樹脂層６の表面ば，例えばＳｉ３Ｎ４から
或る第２の保護膜７によって覆われている。
或る第２の保護膜７によって覆われている。
第２の保護ＩＦＪ ７ば，上記第１の保護膜５の形或と
同様の条件の下で，プラズマＣＶＤ法にまり形或ずれば
よい。
同様の条件の下で，プラズマＣＶＤ法にまり形或ずれば
よい。
上記第１および第２の保護膜の効果を，第１および第２
の保護膜を形威した場合（Ｄ），第１の保証膜のみを形
威した場合（Ｃ），第２の保護膜のみを形或した場合（
Ｂ），第１および第２の保護膜をともに形威しない場合
（Ａ）の三つを比較して表１〜３に示す。
の保護膜を形威した場合（Ｄ），第１の保証膜のみを形
威した場合（Ｃ），第２の保護膜のみを形或した場合（
Ｂ），第１および第２の保護膜をともに形威しない場合
（Ａ）の三つを比較して表１〜３に示す。
炎上
一豆孟−Ｌ 文互ユｊｊ目ユ遅と１＝２数−Ａ
１２個中１２個 ８ １２個中１２１固 Ｃ １２個中５｛ＩＭ ０ １２個中０個 なお，表１は，Ｓ叶型の４４ピンの透明樹脂封止パッケ
ージを作製し，これをＮ２ガス中，１２５゜Ｃで９ １０ ２４時間プレベータ後，相対湿度８５％，８５゜Ｃの恒
温槽中に１２時間設置し，そののち，プリント配線基板
に装着し，赤外線加熱により前記ビンの半１１３ ｛”
］けを行ったのちに，透明樹脂層にクラ・ンクが発生し
たパッケージ数である。
１２個中１２個 ８ １２個中１２１固 Ｃ １２個中５｛ＩＭ ０ １２個中０個 なお，表１は，Ｓ叶型の４４ピンの透明樹脂封止パッケ
ージを作製し，これをＮ２ガス中，１２５゜Ｃで９ １０ ２４時間プレベータ後，相対湿度８５％，８５゜Ｃの恒
温槽中に１２時間設置し，そののち，プリント配線基板
に装着し，赤外線加熱により前記ビンの半１１３ ｛”
］けを行ったのちに，透明樹脂層にクラ・ンクが発生し
たパッケージ数である。
紅
加熱時間（ｌ｛ｒ）
森豆盟 １００ ３００ ５００ １０００
１５００ ２０００Ａ 無変色 イー ｛一 変色
← イーＢ 無変色 一 ← ← ← 変色
Ｃ 無変色 ← ← 変色 ← ←Ｄ 無変色 ←
← ← ← ←表２は，上記ｓｏｐ型のパッケ
ージを１２５゜Ｃ．相対湿度６０％のＮ２ガス中におい
て上記時間加熱したのちにおける透明樹脂層６の着色状
況を観察した結果である。
１５００ ２０００Ａ 無変色 イー ｛一 変色
← イーＢ 無変色 一 ← ← ← 変色
Ｃ 無変色 ← ← 変色 ← ←Ｄ 無変色 ←
← ← ← ←表２は，上記ｓｏｐ型のパッケ
ージを１２５゜Ｃ．相対湿度６０％のＮ２ガス中におい
て上記時間加熱したのちにおける透明樹脂層６の着色状
況を観察した結果である。
糞１
カＶＩ熱時間（ １１ ｒ ）
僅獲膜 １００ ３００ ５００ １０
００Ａ 無変色 変色 ｛− イ−Ｃ 無変
色 変色 ← ← Ｄ 無変色 ← ← ← 表３は，上記ｓｏｐ型のパッケージを１２１゜Ｃ，相対
湿度１００゜Ｃ，２気圧の雰囲気中に上記時間放置した
のちにおける透明樹脂層６の着色状況を観察した結果で
ある。
００Ａ 無変色 変色 ｛− イ−Ｃ 無変
色 変色 ← ← Ｄ 無変色 ← ← ← 表３は，上記ｓｏｐ型のパッケージを１２１゜Ｃ，相対
湿度１００゜Ｃ，２気圧の雰囲気中に上記時間放置した
のちにおける透明樹脂層６の着色状況を観察した結果で
ある。
上記表１ないし表３に示すように，本発明により，透明
樹脂を用いて或る樹脂封止型パッケージにおける樹脂層
のクランクおよび耐熱性（耐変色性）のいずれに関して
も，保護膜５および７を設けないもの，および保護膜５
または保護膜７のみを設けたものに比べ，保護膜５と保
護膜７の双方を設けたものが優れている。
樹脂を用いて或る樹脂封止型パッケージにおける樹脂層
のクランクおよび耐熱性（耐変色性）のいずれに関して
も，保護膜５および７を設けないもの，および保護膜５
または保護膜７のみを設けたものに比べ，保護膜５と保
護膜７の双方を設けたものが優れている。
本発明によれば，透明樹脂を用いて或る樹脂封止型の光
学的半導体装置のｉｌｉｉ４湿性ならびに透明樹脂層の
光学的特性の安定性が向上され，高信頼性のＬＤ， Ｃ
ＣＤ， ＵＰＩＩＯＭ， ラインセンサ等の光学的半
導体装置を提｛ｊ（可能とする効果がある。
学的半導体装置のｉｌｉｉ４湿性ならびに透明樹脂層の
光学的特性の安定性が向上され，高信頼性のＬＤ， Ｃ
ＣＤ， ＵＰＩＩＯＭ， ラインセンサ等の光学的半
導体装置を提｛ｊ（可能とする効果がある。
１１
１２
第■図は本発明の半導体装置の基本的構造を示す要部断
面図 である。 図において， １はダイステージ ２は光学的半導体素子チップ ３はリード， ４は配線 ５は第１の保護膜， ６は透明権脂層，７は第２の保
護膜 である。 １３
面図 である。 図において， １はダイステージ ２は光学的半導体素子チップ ３はリード， ４は配線 ５は第１の保護膜， ６は透明権脂層，７は第２の保
護膜 である。 １３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ダイステージと、 該ダイステージ上に密着して固定され且つ外部取り出し
用の配線が接続された光学的半導体素子チップと、 耐湿性の材料から成り少なくとも該ダイステージと該半
導体素子チップと該配線のそれぞれの露出表面を覆う第
１の保護膜と、 該第１の保護膜により覆われた該ダイステージと半導体
素子チップと配線をその内部に密封するように成形され
た透明樹脂層と、 耐湿性の材料から成り該透明樹脂層の表面を覆う第２の
保護膜 とを備えたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162064A JPH0327557A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162064A JPH0327557A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0327557A true JPH0327557A (ja) | 1991-02-05 |
Family
ID=15747405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162064A Pending JPH0327557A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0327557A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446315A (en) * | 1991-03-08 | 1995-08-29 | Japan Gore-Tex, Inc. | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluorocarbon resin |
| US5886400A (en) * | 1995-08-31 | 1999-03-23 | Motorola, Inc. | Semiconductor device having an insulating layer and method for making |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP1162064A patent/JPH0327557A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446315A (en) * | 1991-03-08 | 1995-08-29 | Japan Gore-Tex, Inc. | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluorocarbon resin |
| US5886400A (en) * | 1995-08-31 | 1999-03-23 | Motorola, Inc. | Semiconductor device having an insulating layer and method for making |
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