JPH04249349A - Semiconductor device and manufacture there - Google Patents

Semiconductor device and manufacture there

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JPH04249349A
JPH04249349A JP3014607A JP1460791A JPH04249349A JP H04249349 A JPH04249349 A JP H04249349A JP 3014607 A JP3014607 A JP 3014607A JP 1460791 A JP1460791 A JP 1460791A JP H04249349 A JPH04249349 A JP H04249349A
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JP
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silane coupling
semiconductor device
component
silane
coupling agent
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JP3014607A
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Japanese (ja)
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Masayuki Shirai
優之 白井
Kanji Otsuka
寛治 大塚
Kunio Miyazaki
邦夫 宮崎
Yuuichi Satsuu
祐一 佐通
Osamu Miura
修 三浦
Takayuki Okinaga
隆幸 沖永
Koji Emata
江俣 孝司
Hitoshi Horiuchi
整 堀内
Yasuyuki Uchiumi
内海 康行
Takashi Miwa
孝志 三輪
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve a resin sealed semiconductor device and a manufacturing method thereof concerning the reliability. CONSTITUTION:A single film layer of a silane coupling agent is deposited, at the covering ratio of 1exp-5 through 1, over the surface of components 10, 14 and 12 of a plastic seal semiconductor device. In the manufacturing method for this semiconductor device, the amount of the silane coupling agent sufficient to coat the surface of the components 10, 14, 12 is dispersed in vapor phase, or in liquid phase, and the elements are subjected to a coupling process in the liquid or the vapor phase. The deposition, or the formation, of a monomolecular layer of the silane coupling film leads to an improvement in the strength of joint between the plastic seal and the components, whereby the semiconductor device and the manufacturing method thereof can be enhanced with respect to the reliability.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、樹脂封止型半導体装置に適用して有効な技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and particularly to a technique that is effective when applied to resin-sealed semiconductor devices.

【0002】0002

【従来の技術】半導体ペレットとインナーリードとを電
気的に接続し、これらの半導体ペレット及びインナリー
ドの夫々を樹脂で封止してなる半導体装置、いわゆる樹
脂封止型半導体装置が使用されている。
[Prior Art] A semiconductor device in which a semiconductor pellet and an inner lead are electrically connected and each of the semiconductor pellet and the inner lead is sealed with a resin, a so-called resin-sealed semiconductor device, is used. .

【0003】近年、半導体集積回路装置の高集積化に伴
い、半導体ペレットの寸法が大型化する傾向にある。こ
の結果、熱サイクルによる歪が大きくなる。すなわち、
応力が大きくなるので、樹脂封止部にクラック(亀裂)
が発生するという問題がある。
In recent years, as semiconductor integrated circuit devices have become more highly integrated, the size of semiconductor pellets has tended to increase. As a result, distortion due to thermal cycling increases. That is,
As the stress increases, cracks occur in the resin sealing part.
There is a problem that occurs.

【0004】そこで、半導体装置を構成する各構成部品
、例えば、半導体ペレットやインナーリードの表面をシ
ランカップリング剤で処理し、樹脂と半導体ペレット、
インナーリードとの接着力を強化することにより、クラ
ックの発生を低減する方法が提案されている。この種の
技術に関しては、例えば、特開昭63−288050号
公報に記載されている。また、シランカップリング剤に
関しては、例えば、日本接着協会誌Vol.21  N
o.6  pp252−260(1985)に記載され
ている。
[0004] Therefore, the surface of each component constituting a semiconductor device, such as a semiconductor pellet or an inner lead, is treated with a silane coupling agent to combine the resin and the semiconductor pellet,
A method has been proposed to reduce the occurrence of cracks by strengthening the adhesive force with the inner lead. This type of technology is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-288050. Regarding silane coupling agents, for example, see the Japan Adhesive Association Journal Vol. 21 N
o. 6 pp 252-260 (1985).

【0005】前記公報に記載されている技術では、シラ
ンカップリング剤で各構成部品を処理する工程は、樹脂
封止工程の直前、例えば、半導体ペレットをダイパッド
に接続し、半導体ペレットの外部端子とインナーリード
とをボンディングワイヤで接続した後の工程で行なって
いる。また、シランカップリング剤を、ポッティングに
より塗布することにより処理を行なっている。
[0005] In the technique described in the above publication, the step of treating each component with a silane coupling agent is performed immediately before the resin sealing step, for example, by connecting the semiconductor pellet to a die pad and connecting the external terminals of the semiconductor pellet to the die pad. This is done in the process after connecting the inner leads with bonding wires. Further, the treatment is performed by applying a silane coupling agent by potting.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見出した。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as a result of studying the above-mentioned prior art, the present inventor found the following problems.

【0007】まず、金属または無機材料と樹脂との接合
機構を詳細に説明する。
First, the bonding mechanism between metal or inorganic material and resin will be explained in detail.

【0008】図2(金属または無機材料と樹脂との接合
機構を説明するための概念図)は、金属または無機材料
に樹脂を接着した時の最も典型的な接合状態を示す概念
図である。
FIG. 2 (conceptual diagram for explaining the bonding mechanism between metal or inorganic material and resin) is a conceptual diagram showing the most typical bonding state when resin is bonded to metal or inorganic material.

【0009】図2に示すように、金属または無機材料の
表面には、通常、分極した水(H2O)が吸着し、この
水の吸着が安定化すると、水素(H)が1個取れて、水
酸基(OH)になる。この水酸基は、前記金属または無
機材料の全表面を覆う。このように、金属または無機材
料の全表面が水酸基で覆われた状態で、樹脂成分が来る
と、樹脂成分の官能基が水酸基と反応する。一般に、樹
脂内の水酸基やアルコキシ基(OR)が作用し、前記図
2の結合層に示すような典型的な水素結合が形成される
。エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹
脂等の一般的樹脂の大部分は、このように水素結合によ
って、金属または無機材料表面と結合している。このよ
うな水素結合の結合エネルギは、共有結合、イオン結合
、金属結合、配位結合等に比べて、1/5乃至1/10
程度の結合エネルギしか持っておらず、比較的弱い結合
形態である。
As shown in FIG. 2, polarized water (H2O) is usually adsorbed on the surface of a metal or inorganic material, and when the adsorption of this water becomes stable, one hydrogen (H) is removed. It becomes a hydroxyl group (OH). The hydroxyl groups cover the entire surface of the metal or inorganic material. In this way, when the resin component comes with the entire surface of the metal or inorganic material covered with hydroxyl groups, the functional groups of the resin component react with the hydroxyl groups. Generally, hydroxyl groups and alkoxy groups (OR) in the resin act to form typical hydrogen bonds as shown in the bonding layer of FIG. 2 above. Most common resins such as epoxy resins, polyurethane resins, and acrylic resins are bonded to metal or inorganic material surfaces through hydrogen bonds. The bond energy of such hydrogen bonds is 1/5 to 1/10 that of covalent bonds, ionic bonds, metal bonds, coordinate bonds, etc.
It has a relatively weak bonding energy.

【0010】一方、金属または無機材料と樹脂とは、熱
膨張係数が異なるため、温度変化によって、同図2に示
すように、接合界面に変位の差、すなわち歪が発生し、
夫々の弾性率の差に基づく応力が接合界面に加わる。こ
の結果、金属または無機材料と樹脂とが水素結合によっ
て結合されている場合には、前記応力によって結合力が
減少する。これを、式で表わすと Eb=Ech−σ  …1と表わされる。ここで、Eb
は、(実効結合強度)/(1個の水素結合基)を示す。 Echは、(水素結合力)/(1個の水素結合基)を示
す。σは、(1個の水素結合に加わる応力)を示す。
On the other hand, since metals or inorganic materials and resins have different coefficients of thermal expansion, temperature changes can cause a difference in displacement, or strain, at the bonding interface, as shown in FIG.
Stress based on the difference in their respective elastic moduli is applied to the bonding interface. As a result, if the metal or inorganic material and the resin are bonded by hydrogen bonding, the stress reduces the bonding force. This can be expressed as Eb=Ech-σ...1. Here, Eb
represents (effective bond strength)/(one hydrogen bond group). Ech represents (hydrogen bonding force)/(one hydrogen bonding group). σ indicates (stress applied to one hydrogen bond).

【0011】通常の温度では、あらゆる固体原子は、熱
振動している。そして、この熱振動の振幅は、ボルツマ
ン低エネルギ分布に従って分布する。振幅をエネルギで
表わすと、図3(固体分子の振幅をエネルギで表わす図
)に示すようになる。
At normal temperatures, all solid atoms are in thermal vibration. The amplitude of this thermal oscillation is distributed according to the Boltzmann low energy distribution. When the amplitude is expressed in terms of energy, it becomes as shown in FIG. 3 (a diagram in which the amplitude of solid molecules is expressed in terms of energy).

【0012】図3に示すように、結合エネルギよりも高
いエネルギを持つ固体分子が存在する領域(同図3では
斜線を施して示す領域)では、結合が破断する。この現
象が、いわゆる接合面劣化現象である。更に、表面に露
出する接合面は、前記図2に示すように、外部からの気
体分子の攻撃を受ける。特に、分極している水分子は、
容易に外部から結合層に近づく。この気体分子のエネル
ギ分布も、図4(気体分子の振幅をエネルギで表わす図
)に示すように、前記固体分子と同様にボルツマン低エ
ネルギ分布に従って分布している。従って、Eb以上の
エネルギを有する分子が、外部から結合基に衝突すると
、結合が破断する。
As shown in FIG. 3, bonds are broken in regions where solid molecules having energy higher than the bond energy exist (areas indicated by diagonal lines in FIG. 3). This phenomenon is the so-called joint surface deterioration phenomenon. Furthermore, the bonding surface exposed to the surface is attacked by gas molecules from the outside, as shown in FIG. 2 above. In particular, polarized water molecules
Easily approach the bonding layer from the outside. As shown in FIG. 4 (a diagram showing the amplitude of gas molecules in terms of energy), the energy distribution of these gas molecules is also distributed according to the Boltzmann low energy distribution, similar to the solid molecules. Therefore, when a molecule with energy greater than Eb collides with the bonding group from the outside, the bond is broken.

【0013】以上、説明したような機構によって、接合
界面での剥離が発生する。この剥離が発生する確率は、
Due to the mechanism described above, peeling occurs at the bonding interface. The probability that this separation will occur is

【0014】[0014]

【数1】[Math 1]

【0015】で表わされる。ここで、Cは、格子の結合
力や構成原子質量に関する定数を示す。kは、ボルツマ
ン定数を示す。Tは、温度を示す。NAは、アボガドロ
数を示す。22.4(l/mol)は、外気を1気圧と
した時の気体の体積を示す。nは、結合基の線密度(個
/cm)を示す。ここで、右辺第1項は、格子振動によ
る破断確率である。この破断は、前記図3の斜線を施し
た部分に相当する。また、右辺第2項は、気体分子の攻
撃で表面から破断する場合の結合基の線密度に対して、
これらの結合基に対向する気体分子の線密度すなわち図
4の斜線部の確率を示す。右辺第1項は、接合面全面で
起こる現象であるが、応力分布によってEb値が変化す
るため、最大応力点でより激しく起こる現象になる。す
なわち、表面に露出している界面で起こる破壊確率Pを
低くすることが界面剥離速度を減じることになる。つま
り、Ebを強くすることによって、指数的に破壊確率P
を減じることになるので、接合強度を高めて、接合の信
頼性を高めることができることが、前記式1から判明す
る。
It is expressed as: Here, C represents a constant related to the bonding force of the lattice and the mass of the constituent atoms. k represents Boltzmann's constant. T indicates temperature. NA indicates Avogadro's number. 22.4 (l/mol) indicates the volume of gas when the outside air is 1 atm. n indicates the linear density (pieces/cm) of bonding groups. Here, the first term on the right side is the probability of breakage due to lattice vibration. This breakage corresponds to the shaded area in FIG. 3 above. In addition, the second term on the right side is for the linear density of the bonding group when it breaks from the surface due to attack by gas molecules.
The linear density of gas molecules facing these bonding groups, that is, the probability of the hatched area in FIG. 4 is shown. The first term on the right side is a phenomenon that occurs over the entire joint surface, but since the Eb value changes depending on the stress distribution, it becomes a phenomenon that occurs more intensely at the point of maximum stress. That is, lowering the probability of failure P occurring at the interface exposed on the surface will reduce the interfacial peeling rate. In other words, by increasing Eb, the failure probability P
It is clear from Equation 1 above that the bonding strength can be increased and the reliability of the bonding can be improved because the bonding strength is reduced.

【0016】結合基密度の向上は、右辺第2項のみに効
果があり、かつ、また、比例的にしか効かない。例えば
、平山、戸塚、南部らが提案している結合の強化による
信頼性の向上に関しては、例えば、日経マイクロデバイ
セス、1989年、第4号、第97頁乃至第103頁(
1989)に記載されている。この文献に記載されてい
る技術では、水酸基を多く入れたエポキシ樹脂に水素結
合基を多く作ることによって、改良したものである。 この方法では、前記式2のn(結合基の線密度)を向上
させる効果はある。しかし、モールド型を用いて樹脂封
止する際には、封止樹脂とモールド型との型離れを容易
にするために、エポキシ樹脂中に離型剤が混入されてい
る。このため、図5(金属または無機材料と、離型剤が
混入された樹脂との接合機構を説明するための概念図)
に示すように、本来強固に結合することが希望される半
導体ペレット表面やリードフレーム表面とエポキシ樹脂
との間に、前記離型剤が介在することになるため、水素
結合を阻害することになる。このため、エポキシ樹脂中
に混入する水酸基を多くしても、増加することができる
nの値が制限される。従って、接合の強度を充分に強く
することができないという問題があった。
Improving the bonding group density has an effect only on the second term on the right-hand side, and also only in a proportional manner. For example, regarding the improvement of reliability by strengthening the coupling proposed by Hirayama, Totsuka, Nambu et al., see Nikkei Micro Devices, 1989, No. 4, pp. 97 to 103 (
1989). The technique described in this document is an improvement by creating a large number of hydrogen bonding groups in an epoxy resin containing a large number of hydroxyl groups. This method has the effect of improving n (linear density of bonding groups) in Formula 2 above. However, when resin sealing is performed using a mold, a release agent is mixed into the epoxy resin in order to facilitate separation of the sealing resin from the mold. For this reason, Fig. 5 (conceptual diagram for explaining the bonding mechanism between metal or inorganic material and resin mixed with mold release agent)
As shown in , the mold release agent is interposed between the epoxy resin and the semiconductor pellet surface or lead frame surface, which is originally desired to be strongly bonded, and thus inhibits hydrogen bonding. . For this reason, even if the number of hydroxyl groups mixed into the epoxy resin is increased, the value of n that can be increased is limited. Therefore, there was a problem that the strength of the joint could not be made sufficiently strong.

【0017】また、モールド型を用いて樹脂封止する場
合には、エポキシ系樹脂にシランカップリング剤を混入
しているため、水素結合よりも強固な共有結合が形成さ
れる可能性はある。しかし、シランカップリング剤の混
入量を多くすると、モールド型とシランカップリング剤
が反応し、両者間に共有結合が形成される。このため、
モールド型と封止樹脂との型離れが悪くなるという問題
がある。従って、封止樹脂中に混入することができるシ
ランカップリング剤の量は、封止樹脂とモールド型との
型離れを確保するために制限されるため、シランカップ
リング剤の効果による接合強度の向上を図ることができ
なという問題があった。
[0017] Furthermore, in the case of resin sealing using a mold, since a silane coupling agent is mixed into the epoxy resin, there is a possibility that covalent bonds stronger than hydrogen bonds may be formed. However, when the amount of the silane coupling agent mixed in is increased, the mold type and the silane coupling agent react, and a covalent bond is formed between the two. For this reason,
There is a problem in that the mold and the sealing resin are not easily separated from each other. Therefore, the amount of silane coupling agent that can be mixed into the sealing resin is limited in order to ensure separation between the sealing resin and the mold, so the bonding strength due to the effect of the silane coupling agent is reduced. The problem was that it was impossible to improve.

【0018】また、特開昭63−288050号公報及
び特開昭63−237423号公報に記載されている技
術では、組立完了状態でカップリング処理を行なってい
るが、組立完了状態の装置の機械的強度は極めて弱いた
め、取り扱いに注意を要する。また、組立完了状態の装
置の外表面は、複雑な形状になっているため、均一な膜
厚でシランカップリング剤を吸着することは難しいとい
う問題があった。
[0018] Furthermore, in the techniques described in JP-A-63-288050 and JP-A-63-237423, the coupling process is performed in the assembled state, but the mechanical Its strength is extremely weak, so care must be taken when handling it. Furthermore, since the outer surface of the assembled device has a complicated shape, there is a problem in that it is difficult to adsorb the silane coupling agent with a uniform film thickness.

【0019】図6(珪素の活性度を説明するための化学
構造図)は、珪素の活性度を示す化学構造を示す。珪素
(Si)に対する酸素(O)や水素(H)の結合に対し
、珪素は、d軌道(電子雲)の広がりが大きいので、更
に、他の物質とも反応し易い性質をもっている{炭素(
C)は、このd軌道の広がりがない}。例えば、同図6
に示すように、酸素原子が珪素に近づくと、共有結合的
に電子雲の重なりが生じ、酸素原子は拘束状態になる。 これに応じて、珪素と水素や炭素との結合力が弱まり、
熱振動エネルギ等の活性化領域を越えて、酸素原子単独
の共有結合が完成する。珪素原子の含まれるシランは、
この作用により、無機物や金属上の酸素原子と直接強固
な共有結合を形成する。これを説明したのが図7(シラ
ンの反応機構を説明するための概念図)である。 図7に示すように、珪素についた官能機の一つである水
酸基やアルコキシ基が、固体表面の水酸基に水素結合で
接近する。そして、加熱処理を施すことにより、脱水縮
合して共有結合となる。この場合の結合力は、水素結合
と比べて、5乃至10倍になる。図7の記号Yで示すも
のは、封止樹脂との反応活性が高い官能基を示す。この
官能基Yも、配位結合または共有結合の生成反応が起こ
るように設計されている。従って、全体として、強固な
結合が完成する。前記図7に示すように、シランが単分
子層被覆された状態が理想である。
FIG. 6 (chemical structure diagram for explaining the activity of silicon) shows a chemical structure showing the activity of silicon. In contrast to the bonds of oxygen (O) and hydrogen (H) to silicon (Si), silicon has a large spread of d orbitals (electron clouds), so it also has the property of easily reacting with other substances {carbon (
C) has no spread of this d orbit}. For example, Figure 6
As shown in , when an oxygen atom approaches silicon, electron clouds overlap covalently, and the oxygen atom becomes constrained. Accordingly, the bonding force between silicon and hydrogen and carbon weakens,
Beyond the activation region of thermal vibration energy, etc., the covalent bond of the oxygen atoms alone is completed. Silane containing silicon atoms is
This action forms strong covalent bonds directly with oxygen atoms on inorganic substances and metals. This is explained in FIG. 7 (a conceptual diagram for explaining the reaction mechanism of silane). As shown in FIG. 7, hydroxyl groups and alkoxy groups, which are functional groups attached to silicon, approach hydroxyl groups on the solid surface through hydrogen bonds. Then, by applying heat treatment, dehydration condensation occurs to form a covalent bond. The bonding force in this case is 5 to 10 times that of hydrogen bonding. The symbol Y in FIG. 7 indicates a functional group that has high reaction activity with the sealing resin. This functional group Y is also designed to cause a reaction to generate a coordinate bond or a covalent bond. Therefore, a strong bond is completed as a whole. As shown in FIG. 7, a state in which silane is coated with a monomolecular layer is ideal.

【0020】しかし、前記従来技術のように、例えば、
ポッティングによりシランカップリング剤を塗布した場
合には、単分子層のシランカップリング剤の膜を形成す
ることは難しく、2分子層以上のシランカップリング剤
の膜が形成されてしまう。シランが2分子以上重なる場
合には、官能基Yや水酸基、アルコキシ基同士の結合は
行なわれないように設定されている場合が多いため、2
層目以上の分子層では、各分子層間は、分子間引力(ヴ
ァン・デル・ワールス力)により結合している。この分
子間分引力は、他の化学結合と比べて極めて弱い結合な
ので、これらのシランカップリング剤を介して接合され
る封止樹脂と金属との接合は弱いものになってしまうと
いう問題があった。
However, as in the prior art, for example,
When the silane coupling agent is applied by potting, it is difficult to form a monomolecular layer of the silane coupling agent, and a two or more molecular layer of the silane coupling agent is formed. When two or more molecules of silane overlap, the functional group Y, hydroxyl group, and alkoxy group are often set so that they do not bond with each other.
In the molecular layers of the second or higher molecular layers, each molecular layer is bonded by intermolecular attraction (van der Waals force). This intermolecular attraction is an extremely weak bond compared to other chemical bonds, so there is a problem that the bond between the sealing resin and metal bonded via these silane coupling agents becomes weak. Ta.

【0021】また、特開昭63−288051号公報に
は、シリコーンオイルをリードフレームに塗布し、この
後、半導体ペレットを取り付け封止する方法が提案され
ている。しかし、シリコーンオイルのような分子量の大
きな材料で被覆した場合、その後の金属−金属結合(例
えば、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの金
属接合)を形成することができないという問題があった
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 63-288051 proposes a method in which silicone oil is applied to a lead frame, and then a semiconductor pellet is attached and sealed. However, when coated with a material having a large molecular weight such as silicone oil, there is a problem in that a subsequent metal-to-metal bond (for example, a metal bond between a bonding wire and a bonding pad) cannot be formed.

【0022】本発明の目的は、樹脂封止型半導体装置に
おいて、信頼性を向上することが可能な技術を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a technique that can improve reliability in a resin-sealed semiconductor device.

【0023】本発明の他の目的は、前記半導体装置の製
造方法において、信頼性を向上することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can improve reliability in the method for manufacturing the semiconductor device.

【0024】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Among the inventions disclosed in this application, a brief overview of typical inventions will be as follows.
It is as follows.

【0026】(1)半導体ペレットとインナーリードと
を電気的に接続し、これらの半導体ペレット及びインナ
ーリードの夫々を、樹脂で封止してなる半導体装置にお
いて、前記半導体ペレット及びインナーリードの表面に
、単分子層のシランカップリング膜を、被覆率が1ex
p−5乃至1の範囲で設ける。
(1) In a semiconductor device in which a semiconductor pellet and an inner lead are electrically connected and each of the semiconductor pellet and the inner lead is sealed with a resin, the surface of the semiconductor pellet and the inner lead is , a monomolecular layer of silane coupling film with a coverage of 1ex
Provided in the range of p-5 to 1.

【0027】(2)半導体ペレットと多層配線基板また
は多層TABとを電気的に接続し、かつ、これらの多層
配線基板または多層TABとインナーリードとを電気的
に接続し、前記半導体ペレット、多層配線基板または多
層TAB及びインナーリードの夫々を、樹脂で封止して
なる半導体装置において、前記半導体ペレット、多層配
線基板または多層TAB及びインナーリードの表面に、
単分子層のシランカップリング膜を、被覆率が1exp
−5乃至1の範囲で設ける。
(2) The semiconductor pellet and the multilayer wiring board or the multilayer TAB are electrically connected, and the multilayer wiring board or the multilayer TAB is electrically connected to the inner leads, and the semiconductor pellet and the multilayer wiring are connected electrically. In a semiconductor device in which a substrate or a multilayer TAB and an inner lead are each sealed with a resin, on the surfaces of the semiconductor pellet, the multilayer wiring board or the multilayer TAB and the inner lead,
A monomolecular layer silane coupling film with a coverage of 1exp
-5 to 1.

【0028】(3)半導体装置を構成する各構成部品の
表面積を求め、各構成部品を1以下の被覆率で被覆する
のに必要なシランカップリング剤の量を、シランカップ
リング剤の表面被覆率と前記各構成部品の表面積から決
定し、この決定された量のシランカップリング剤を気相
または液相中に分散させ、この気相または液相中で前記
各構成部品の表面をカップリング処理し、前記各構成部
品の表面にシランカップリング剤を被覆率が1exp−
5乃至1の範囲で吸着させる。
(3) Determine the surface area of each component constituting the semiconductor device, and calculate the amount of silane coupling agent necessary to cover each component with a coverage rate of 1 or less. the determined amount of the silane coupling agent is dispersed in the gas phase or liquid phase, and the surfaces of the respective components are coupled in the gas phase or liquid phase. The silane coupling agent is applied to the surface of each component at a coverage rate of 1exp-
It is adsorbed in the range of 5 to 1.

【0029】(4)前記各構成部品の表面積に対して被
覆率が1以上になる量のシランカップリング剤を、前記
気相または液相中に分散させ、時間を制御することによ
り、前記各構成部品の表面にシランカップリング剤を被
覆率が1exp−5乃至1の範囲で吸着させる。
(4) By dispersing the silane coupling agent in an amount such that the coverage ratio is 1 or more with respect to the surface area of each component in the gas phase or liquid phase and controlling the time, A silane coupling agent is adsorbed onto the surface of the component at a coverage of 1exp-5 to 1exp-1.

【0030】(5)前記半導体装置を構成する各構成部
品をシランカップリング処理する工程と、これらのシラ
ンカップリング処理された各構成部品を組み立てる工程
と、各構成部品間を金属−金属接合で電気的に接続する
工程と、各構成部品を樹脂で封止する工程とを備える。
(5) A step of subjecting each component constituting the semiconductor device to silane coupling, a step of assembling these silane-coupled components, and a step of metal-to-metal bonding between each component. The method includes a step of electrically connecting and a step of sealing each component with resin.

【0031】[0031]

【作用】前述した手段(1)または(2)によれば、前
記半導体ペレット、インナーリード、及び多層配線基板
または多層TAB等の各構成部品と、樹脂封止部との間
には、前記シランカップリング膜が介在しているので、
両者間の結合は、少なくとも一部が共有結合化されてい
る。従って、水素結合と比べて結合力の強い共有結合に
より封止樹脂と各構成部品との間が結合される領域が形
成されているので、樹脂封止部と各構成部品との接合強
度を向上し、半導体装置の信頼性を向上することができ
る。
[Operation] According to the above-mentioned means (1) or (2), the silane is present between each component such as the semiconductor pellet, the inner lead, the multilayer wiring board or the multilayer TAB, and the resin sealing part. Because there is a coupling membrane,
At least a portion of the bond between the two is a covalent bond. Therefore, a region is formed where the sealing resin and each component are bonded by covalent bonds, which have a stronger bonding force than hydrogen bonds, improving the bonding strength between the resin sealing part and each component. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0032】前述した手段(3)によれば、前記液相ま
たは気相中には、各構成部品を1以下の被覆率で被覆す
る量のシラカップリング剤しか分散されていないので、
前記各構成部品の表面に形成されるシランカップリング
膜は、最終的に単分子層になる。従って、2分子層以上
のシランカップリング膜が形成された場合に問題となる
結合力の低下は発生しない。つまり、各構成部品と封止
樹脂部との接合強度は向上するので、半導体装置の製造
方法において信頼性を向上することができる。
According to the above-mentioned means (3), only an amount of the sila coupling agent is dispersed in the liquid phase or gas phase to cover each component with a coverage of 1 or less.
The silane coupling film formed on the surface of each component finally becomes a monomolecular layer. Therefore, a decrease in bonding strength, which is a problem when a silane coupling film of two or more molecular layers is formed, does not occur. In other words, since the bonding strength between each component and the sealing resin portion is improved, reliability in the method of manufacturing a semiconductor device can be improved.

【0033】また、同時に、各構成部品と封止樹脂との
接合強度が向上されていることにより、封止樹脂中に混
入させることができるシランカップリング剤の量の制限
に関係なく、型離れ性を確保すると共に、各構成部品と
封止樹脂との結合強度を向上することができるので、モ
ールド型を用いて製造される半導体装置の信頼性を向上
することができる。
At the same time, since the bonding strength between each component and the sealing resin is improved, mold release is possible regardless of the limit on the amount of silane coupling agent that can be mixed into the sealing resin. Since the bonding strength between each component and the sealing resin can be improved, the reliability of the semiconductor device manufactured using the mold can be improved.

【0034】前述した手段(4)によれば、被覆率1以
上になる量のシランカップリング剤を用いて、時間を制
御することにより被覆率を制御しているので、前述した
手段(3)と同様の効果を奏することができると共に、
前述した手段(3)よりも、カップリング処理に要する
時間を短縮することができる。
According to the above-mentioned means (4), the coverage is controlled by using the silane coupling agent in an amount that gives a coverage of 1 or more and controlling the time, so that the above-mentioned means (3) It is possible to achieve the same effect as,
The time required for the coupling process can be shortened compared to the above-mentioned means (3).

【0035】前述した手段(5)によれば、組立て完了
品に比べて外表面の形状が簡単な各構成部品毎にカップ
リング処理を行なっているので、均一な膜厚、すなわち
、シランカップリング剤の単分子層を形成することがで
きる。これにより、各構成部品と封止樹脂との接合強度
を向上することができるので、半導体装置の製造方法に
おいて、信頼性を向上することができる。
According to the above-mentioned means (5), since the coupling treatment is performed for each component whose outer surface shape is simpler than that of the assembled product, the film thickness is uniform, that is, the silane coupling A monolayer of the agent can be formed. Thereby, the bonding strength between each component and the sealing resin can be improved, so reliability can be improved in the method of manufacturing a semiconductor device.

【0036】また、同時に、組立て完了品と比べて機械
的強度が強い各構成部品の段階でカップリング処理を行
なっているので、取り扱いは容易になる。従って、取り
扱い時に発生する変形等を低減することができるので、
半導体装置の製造方法において、信頼性を向上すること
ができる。
[0036] At the same time, since the coupling process is performed at the stage of each component, which has stronger mechanical strength than the assembled product, handling becomes easier. Therefore, deformation that occurs during handling can be reduced.
In a method for manufacturing a semiconductor device, reliability can be improved.

【0037】また、同時に、各構成部品の表面に形成さ
れるシランカップリング膜は単分子層なので、各構成部
品間に金属−金属接合を形成する際に、前記シランカッ
プリング膜の単分子層は容易に破壊される。従って、金
属−金属接合を容易に形成することができるので、金属
−金属接合の信頼性を向上することができる。これによ
り、半導体装置の製造方法において、信頼性を向上する
ことができる。
At the same time, since the silane coupling film formed on the surface of each component is a monomolecular layer, when forming a metal-to-metal bond between each component, the monomolecular layer of the silane coupling film is is easily destroyed. Therefore, metal-to-metal bonding can be easily formed, and the reliability of metal-to-metal bonding can be improved. Thereby, reliability can be improved in the method of manufacturing a semiconductor device.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

【0039】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
In all the figures for explaining the embodiment, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

【0040】まず、カップリング剤の被覆率を1以下に
するための物理的原理を説明する。
First, the physical principle for making the coverage of the coupling agent 1 or less will be explained.

【0041】まず、シランカップリング剤が分散された
液相中に、単位構成部品を浸漬すると、シラン分子がそ
の固体表面に入射し、補えられて吸着が起こる。表面に
吸着された分子は、熱振動エネルギにより、再び液相中
に溶解する。この吸着した分子の平均滞在時間τは、吸
着した分子の離脱エネルギを−Ea(これは、前記結合
エネルギ、−Ebと一致する)とすると、
First, when a unit component is immersed in a liquid phase in which a silane coupling agent is dispersed, silane molecules enter the solid surface and are supplemented, causing adsorption. Molecules adsorbed on the surface are dissolved into the liquid phase again by thermal vibrational energy. The average residence time τ of the adsorbed molecules is given by the following equation, assuming that the detachment energy of the adsorbed molecules is -Ea (this matches the binding energy, -Eb).

【0042】[0042]

【数2】[Math 2]

【0043】となる。ここで、νは熱振動因子であり、
高温の場合には大きくなり、τは小さくなる。また、温
度Tが上昇すると、τは減小する。更に、Eaが増大す
ると、τは指数的に増大することが判る。分子の入射エ
ネルギをRとし、シラン分子の基板吸着濃度をnとする
と、dn/dt=R−n/τ  …4 となることは明白である。更に、この式4を積分すると
、n=Rτ{1−exp(−t/τ)}  …5となる
。液相中のシラン分子が充分にある場合には、この基板
吸着濃度nは液相中のシラン分子の濃度に無関係である
。以上は、単層の場合のみを考慮した場合である。
[0043] Here, ν is the thermal vibration factor,
In the case of high temperature, it becomes large and τ becomes small. Furthermore, as the temperature T increases, τ decreases. Furthermore, it can be seen that as Ea increases, τ increases exponentially. It is clear that when the incident energy of molecules is R and the concentration of silane molecules adsorbed on the substrate is n, dn/dt=R-n/τ...4. Furthermore, when this equation 4 is integrated, n=Rτ{1-exp(-t/τ)}...5. If there are sufficient silane molecules in the liquid phase, this substrate adsorption concentration n is independent of the concentration of silane molecules in the liquid phase. The above is a case where only the case of a single layer is considered.

【0044】第2層目の離脱エネルギをEa´とすると
[0044] Letting the detachment energy of the second layer be Ea',

【0045】[0045]

【数3】[Math 3]

【0046】となり、その吸着分子濃度n´の増大も、
前記第1層目の分子の基板吸着濃度nと同時進行するこ
とになる。このため、図8(第1層目から第n層目まで
のシラン吸着量と浸漬時間との関係を示す図)に示すよ
うに多層になる。従って、本質的に単分子層以下の処理
はできない。なお、スプレーやコーティング等の方法に
おいては、更に、その分子の基板吸着濃度nは付着した
シラン量と同一になるので、本質的に単分子層以下のシ
ランカップリング膜に制御することができない。
##EQU1## The increase in the adsorbed molecule concentration n' is also
This progresses simultaneously with the substrate adsorption concentration n of molecules in the first layer. Therefore, it becomes multilayered as shown in FIG. 8 (a diagram showing the relationship between the amount of silane adsorption and the immersion time from the first layer to the nth layer). Therefore, processing of less than a monolayer is essentially impossible. Furthermore, in methods such as spraying and coating, since the adsorption concentration n of the molecules on the substrate is the same as the amount of silane attached, it is essentially impossible to control the silane coupling film to be less than a monomolecular layer.

【0047】次に、図9(本発明の実施例のシランカッ
プリング処理方法を説明するための図)を用いて、本実
施例のシランカップリング処理方法を説明する。
Next, the silane coupling treatment method of this embodiment will be explained using FIG. 9 (a diagram for explaining the silane coupling treatment method of the embodiment of the present invention).

【0048】図9に示すように、シランカップリング剤
wgが分散された希釈液3(Wg)が入った槽1に、表
面積Scm2の単位構成部品5例えば多連リードフレー
ムを浸漬する。前記希釈液3は、例えば、有機溶媒中に
シランカップリング剤を分散させたものである。ここで
、シランカップリング剤の量wgは、前記単位構成部品
の表面積Scm2を単分子層で吸着するのに必要な最小
重量である。このシランカップリング剤の量wgを決め
る手段は、シランの分子半径から計算された最小被覆面
積c(m2/g)より計算する。すなわち、シランカッ
プリング剤の量wgは、w=S/C  …7である。ま
た、浸漬に便利な槽1の大きさを決めて希釈液の量Wg
を決定する。希釈液の量Wgが大き過ぎる場合には、シ
ラン分子が単位構成部品5に到達する際の拡散、対流律
速になるため、適切な量を決める。前述したように、各
層毎の吸着エネルギ(離脱エネルギ)は、Eb(第1層
)、Eb´(第2層)との間に、次の関係がある。
As shown in FIG. 9, a unit component 5 such as a multi-lead frame having a surface area Scm2 is immersed in a tank 1 containing a diluent 3 (Wg) in which a silane coupling agent wg is dispersed. The diluent 3 is, for example, a silane coupling agent dispersed in an organic solvent. Here, the amount wg of the silane coupling agent is the minimum weight necessary to adsorb the surface area Scm2 of the unit component in a monomolecular layer. The amount wg of this silane coupling agent is determined by calculating from the minimum coverage area c (m2/g) calculated from the molecular radius of silane. That is, the amount wg of the silane coupling agent is w=S/C...7. Also, determine the size of tank 1 that is convenient for dipping, and determine the amount of diluted liquid Wg.
Determine. If the amount Wg of the diluent is too large, diffusion and convection will be the rate limiting factor when the silane molecules reach the unit component 5, so determine an appropriate amount. As described above, the adsorption energy (detachment energy) of each layer has the following relationship with Eb (first layer) and Eb' (second layer).

【0049】Eb>Eb´>Eb´´>・・・  …8
従って、夫々の層の平均滞在時間は、 τ>τ´>τ´´・・・  …9となる。吸着(浸漬)
時間の経過と共に、図10(本発明の実施例のシラン吸
着量と浸漬時間との関係を示す図)に示すように、多次
層の吸着は、各層毎の吸着エネルギ及び平均滞在時間の
差により、第1層に落ち付くことになる。すなわち、以
上の方法により、1以下の被覆率に制御することができ
る。
[0049]Eb>Eb'>Eb''>...8
Therefore, the average residence time of each layer is τ>τ'>τ''...9. Adsorption (immersion)
As time passes, as shown in Figure 10 (a diagram showing the relationship between the amount of silane adsorbed and the immersion time in the example of the present invention), the adsorption of multiple layers increases due to the difference in adsorption energy and average residence time for each layer. This will result in settling on the first layer. That is, by the above method, the coverage can be controlled to 1 or less.

【0050】次に、本発明の実施例のシランカップリン
グ処理の他の方法を、図11及び図12(本発明の実施
例のシランカップリング処理の他の方法を説明するため
の図)を用いて説明する。このシランカップリング処理
方法は、液相中のシランに濃度差を設け、単位構成部品
を液相中で移動させ、動的な拡散律速で被覆率を制御す
る方法である。なお、前記図11では、単位構成部品の
移動方向と直交する方向から見た図を示し、前記図12
では、単位構成部品の移動方向と平行な方向から見た図
を示す。
Next, another method of silane coupling treatment according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 11 and 12 (diagrams for explaining another method of silane coupling treatment according to an embodiment of the present invention). I will explain using This silane coupling treatment method is a method in which a concentration difference is provided in silane in a liquid phase, a unit component is moved in the liquid phase, and the coverage rate is controlled by dynamic diffusion control. Note that FIG. 11 shows a view seen from a direction perpendicular to the moving direction of the unit component, and FIG.
Here, a view as seen from a direction parallel to the moving direction of the unit component is shown.

【0051】図11及び図12に示すように、希釈液3
の対流をできるだけ防止し、均質な拡散が行なえるよう
に、遮蔽板(穴の開いた内槽)7を槽1内に複数枚設け
る。そして、最内槽の遮蔽板7内のシランカップリング
剤の量wgを、前記槽1内で処理する単位構成部品5の
表面積Scm2に対して被覆率1以下を満足する値にす
る。シラン分子の液相中での拡散は、対流が0(ない)
とすると、D=D0exp(−E/RT)  …10
As shown in FIGS. 11 and 12, diluent 3
A plurality of shielding plates (inner tank with holes) 7 are provided in the tank 1 to prevent convection as much as possible and to achieve homogeneous diffusion. Then, the amount wg of the silane coupling agent in the shielding plate 7 of the innermost tank is set to a value that satisfies a coverage of 1 or less with respect to the surface area Scm2 of the unit component 5 treated in the tank 1. Diffusion of silane molecules in the liquid phase has zero convection (no convection)
Then, D=D0exp(-E/RT)...10


0052】
[
0052

【数4】[Math 4]

【0053】の式10及び11で表われされる。ここで
、Dはシラン分子の希釈液3中での拡散律速を示す。 Eは、拡散の活性化エネルギを示す。xは、拡散距離を
示す。tは、時間を示す。Tは、温度を示す。Rは、気
体定数を示す。D0は、頻度係数を示す。有機溶媒中で
の有機分子の拡散係数は、10exp−5cm2/s(
10exp−9m2/s)のオーダーであり、非常に大
きい。すなわち、前記式11より、1分間に0.4mm
程度進行することが判る。温度Tを上昇させると、前記
式10より、Dを1桁増大させることも可能である。こ
こで、拡散は、x軸方向(単位構成部品5の移動方向)
のみで起きるとした時、単位断面積を単位時間に拡散す
る物質の量をJとすると、 J=−D・dC/dx  …12と表わされる。Cは濃
度を示す。dC/dxは、微小部分での濃度勾配を示す
。 ここで、単位構成部品5の被覆率1以下を満たすシラン
の量をw0gとすると、単位時間当たりのシランの消費
量w(t)gは、 w(t)=w0・v  …13で表わされる。ここで、
vは、前記図12に示すように、単位時間当たりに単位
構成部品5が進行する速さで、単位は個/sである。す
なわち、  J<w(t)…14を満たす条件を決定す
ることにより、被覆率1以下を達成することができる。 また、この条件を満たす量のシランを、順次図11及び
図12に示すシラン投入口9から層1内に供給すること
により、単位構成部品5の連続処理を行なうことができ
る。この際には、図13(処理時間に対するシラン吸着
量及び希釈液濃度、希釈液濃度に対してシランを供給す
る時点を示す図)に示すように、シラン吸着量と希釈液
濃度の関係から、シランを供給する。
It is expressed by Equations 10 and 11. Here, D represents the rate-limiting diffusion of silane molecules in the diluted solution 3. E indicates the activation energy of diffusion. x indicates the diffusion distance. t indicates time. T indicates temperature. R represents a gas constant. D0 indicates the frequency coefficient. The diffusion coefficient of organic molecules in an organic solvent is 10exp-5cm2/s (
10exp-9m2/s), which is extremely large. That is, from the above formula 11, 0.4 mm per minute
It can be seen that it progresses to some degree. If the temperature T is increased, it is also possible to increase D by one order of magnitude according to equation 10 above. Here, the diffusion is in the x-axis direction (direction of movement of the unit component 5)
If the amount of substance that diffuses per unit time per unit cross-sectional area is J, it is expressed as J=-D・dC/dx...12. C indicates concentration. dC/dx indicates the concentration gradient in a minute portion. Here, if the amount of silane that satisfies the coverage rate of 1 or less for the unit component 5 is w0g, the consumption amount of silane per unit time w(t)g is expressed as w(t)=w0・v...13 . here,
As shown in FIG. 12, v is the speed at which the unit component 5 advances per unit time, and the unit is pieces/s. That is, by determining the conditions that satisfy J<w(t)...14, a coverage of 1 or less can be achieved. Further, by sequentially supplying an amount of silane that satisfies this condition into the layer 1 from the silane inlet 9 shown in FIGS. 11 and 12, the unit components 5 can be continuously processed. In this case, from the relationship between the silane adsorption amount and the diluent concentration, as shown in FIG. Supply silane.

【0054】一方、吸着されたシランは水素結合で単位
構成部品5の表面に吸着されいるに過ぎないため、加熱
処理により、珪素の反応種(官能基)を利用して、単位
構成部品5とシランとの間で脱水縮合させ、前記図7に
示すように共有結合化する。この処理をほぼ完全に行な
うことが後の処理に耐える重要なステップであり、その
条件は、110乃至150℃の温度範囲で、5乃至60
分の熱処理を行なうことが適当である。この熱処理を行
なうことにより、前記図7に示すように結合し、封止樹
脂との接合官能基Yが上部に並んだ構造が、単位構成部
品5の表面に形成される。  前記図7に示す被覆率1
以下の構造であるかどうかを確認するには、ウィルヘル
ミ法による動的濡れ性試験器での判定が可能である。図
14(動的濡れ性試験のシーケンスを示す図)は、動的
濡れ性試験のシーケンスを示す。図14では、横軸が経
過時間、縦軸が力を示す。
On the other hand, since the adsorbed silane is only adsorbed on the surface of the unit component 5 through hydrogen bonding, the heat treatment utilizes the reactive species (functional groups) of silicon to bond it to the unit component 5. It is dehydrated and condensed with silane to form a covalent bond as shown in FIG. 7 above. It is an important step to carry out this treatment almost completely to withstand subsequent treatments, and the conditions are 110 to 150°C, 5 to 60°C.
It is appropriate to carry out a heat treatment for 30 minutes. By performing this heat treatment, a structure is formed on the surface of the unit component 5, as shown in FIG. Coverage rate 1 shown in FIG. 7 above
To confirm whether the following structure exists, it is possible to make a determination using a dynamic wettability tester using the Wilhelmy method. FIG. 14 (diagram showing the sequence of the dynamic wettability test) shows the sequence of the dynamic wettability test. In FIG. 14, the horizontal axis shows elapsed time and the vertical axis shows force.

【0055】シラン処理なし、溌水性及び親水性のシラ
ン処理を施したテストピースを作り、水で試験した。夫
々の試験結果を、図15(シラン処理なしの場合の動的
濡れ性試験の結果を示す図)、図16(溌水性のシラン
処理を施した場合の動的濡れ性試験の結果を示す図)及
び図17(親水性のシラン処理を施した場合の動的濡れ
性試験の結果を示す図)に示す。図15乃至図17では
、横軸が経過時間、縦軸が力を示す。前記図7に示す官
能基Yが、溌水性の場合(図16)と親水性の場合(図
17)の典型例である。被覆率0乃至1の間は、シラン
処理なしと処理完の中間にある。この場合には、前記図
14に示すTw、WbとFwの3つの要素で定量化する
。特に、Twは、水に対する濡れの速度であり、水酸基
やそれ以外の親水基とその濡れ速度が異なることから、
数点の温度条件でのTwより、アレニウスプロットから
活性化エネルギを求め、これを管理すると更に明確な定
量化が可能になる。この試験器のメーカとしては、例え
ば、レスカ社製WET6000(東京都立川市高松町1
−100)がある。
Test pieces without silane treatment, water-repellent and hydrophilic silane treatments were prepared and tested in water. The test results are shown in Figure 15 (a diagram showing the results of the dynamic wettability test without silane treatment) and Figure 16 (a diagram showing the results of the dynamic wettability test with water-repellent silane treatment). ) and FIG. 17 (a diagram showing the results of a dynamic wettability test when hydrophilic silane treatment was applied). In FIGS. 15 to 17, the horizontal axis represents elapsed time and the vertical axis represents force. The functional group Y shown in FIG. 7 is a typical example of a case where it is water repellent (FIG. 16) and a case where it is hydrophilic (FIG. 17). A coverage ratio of 0 to 1 is between no silane treatment and complete treatment. In this case, it is quantified using the three elements Tw, Wb, and Fw shown in FIG. 14. In particular, Tw is the rate of wetting with water, and since the rate of wetting is different from that of hydroxyl groups and other hydrophilic groups,
If the activation energy is obtained from the Arrhenius plot based on Tw under several temperature conditions and managed, more clear quantification becomes possible. The manufacturer of this tester is, for example, Resca WET6000 (1 Takamatsu-cho, Tachikawa-shi, Tokyo).
-100).

【0056】なお、被覆率が1を上まわると、濡れ曲線
は、前記図16または図17の処理後の曲線に近い曲線
であるが、Twが更に増大する傾向があり、Tw、Wb
及びFwの夫々の活性化エネルギの違いを調べておくと
、その内容が明確化される。
Note that when the coverage exceeds 1, the wetting curve is close to the curve after the treatment shown in FIG. 16 or 17, but Tw tends to further increase, and Tw, Wb
The content will be clarified by examining the difference in activation energy between and Fw.

【0057】シランカップリング剤の被覆率1の時の処
理膜厚をdとすると、 d=1/{(最小被覆面積)・(密度)}  …15で
表わされる。代表的なシランカップ剤の最小被覆面積は
、300乃至4000m2/gである。密度は、〜1×
10exp6g/m3である。従って、厚みdは、2乃
至3nmである。
When the treated film thickness when the coverage of the silane coupling agent is 1 is d, it is expressed as d=1/{(minimum coverage area)·(density)}...15. A typical silane cup agent has a minimum coverage area of 300 to 4000 m2/g. The density is ~1×
10exp6g/m3. Therefore, the thickness d is 2 to 3 nm.

【0058】半導体基板のアルミニウム配線上に形成さ
れる自然酸化膜の膜厚は、3乃至10nmであるとされ
ている。この厚みは、その後の金線やアルミニウム線を
ボンディングする時には破壊されるので、金属−金属接
合を容易に形成することができる。一方、本実施例の方
法で形成されるシランカップリング膜の膜厚は2乃至3
nmである。従って、金属−金属接合を形成する際には
、前記シランカップリング膜は容易に破壊される。また
、シランカップリング膜の被覆率は1以下なので、金属
表面が露出している領域が残存するため、更に、金属−
金属接合を容易に形成することができる。つまり、後工
程の加工に何ら支障のない膜厚に処理することができる
The thickness of the natural oxide film formed on the aluminum wiring of the semiconductor substrate is said to be 3 to 10 nm. This thickness is destroyed during subsequent bonding of gold wire or aluminum wire, so metal-to-metal bonding can be easily formed. On the other hand, the thickness of the silane coupling film formed by the method of this example is 2 to 3
It is nm. Therefore, when forming a metal-metal bond, the silane coupling film is easily destroyed. Furthermore, since the coverage ratio of the silane coupling film is less than 1, there remains an area where the metal surface is exposed, so that the metal
Metallic joints can be easily formed. In other words, it is possible to process the film to a thickness that does not cause any problems in subsequent processing.

【0059】[実施例1]本発明の実施例1の半導体装
置の構成を、図1(本発明の実施例1の半導体装置を実
装配線基板上に実装した状態を示す要部断面図)を用い
て説明する。
[Example 1] The configuration of a semiconductor device according to Example 1 of the present invention is shown in FIG. I will explain using

【0060】図1に示すように、本実施例1の半導体装
置は、半導体ペレット10の図示しない外部端子(ボン
ディングパッド)とインナーリード12とをボンディン
グワイヤ16で電気的に接続し、これらの半導体ペレッ
ト10、インナーリード12及びボンディングワイヤ1
6の夫々を樹脂封止部17で封止することにより構成さ
れている。前記インナーリード12は、アウターリード
13と一体に構成されている。前記半導体ペレット10
は、例えば、単結晶珪素で構成されている。この半導体
ペレット10は、銀が入ったエポキシ系樹脂11を介し
て、ダイパッド14に固着されている。前記インナーリ
ード12、アウターリード13、ダイパッド14の夫々
は、例えば、Fe−Ni(鉄−ニッケル)合金(いわゆ
る42アロイ)で構成されている。また、前記アウター
リード13は、はんだ18を介して、実装配線基板20
の端子21に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device of the first embodiment electrically connects an external terminal (bonding pad) (not shown) of a semiconductor pellet 10 and an inner lead 12 with a bonding wire 16, and connects these semiconductors. Pellet 10, inner lead 12 and bonding wire 1
6 are each sealed with a resin sealing portion 17. The inner lead 12 is constructed integrally with the outer lead 13. The semiconductor pellet 10
is made of, for example, single crystal silicon. This semiconductor pellet 10 is fixed to a die pad 14 via an epoxy resin 11 containing silver. Each of the inner leads 12, outer leads 13, and die pad 14 is made of, for example, Fe-Ni (iron-nickel) alloy (so-called 42 alloy). Further, the outer lead 13 is connected to the mounting wiring board 20 through the solder 18.
It is electrically connected to the terminal 21 of.

【0061】前記半導体ペレット10、インナーリード
12及びアウターリード13の夫々の表面には、同図1
に点線で示すように、シランカップリング剤の単層膜2
5が形成されている。このシランカップリング膜25の
半導体ペレット10、インナーリード12及びアウター
リード13の夫々の表面での被覆率は、10exp−5
乃至1である。このシランカップリング膜18を設けた
ことにより、前記半導体ペレット10及びインナーリー
ド12の夫々と樹脂封止部17との接着強度を向上する
ことができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上
することができる。
The surfaces of the semiconductor pellet 10, inner leads 12, and outer leads 13 are as shown in FIG.
As shown by the dotted line, the monolayer film 2 of the silane coupling agent
5 is formed. The coverage rate of the silane coupling film 25 on the surfaces of the semiconductor pellet 10, the inner leads 12, and the outer leads 13 is 10exp-5.
It is 1 to 1. By providing this silane coupling film 18, the adhesive strength between each of the semiconductor pellet 10 and the inner lead 12 and the resin sealing portion 17 can be improved. Thereby, the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0062】次に、本実施例1の半導体装置の製造方法
を、図18(本実施例1の半導体装置の製造方法を示す
フローチャート)及び図19乃至図21(実施例1の半
導体装置の製造方法を説明するための要部断面図)を用
いて説明する。
Next, the method for manufacturing the semiconductor device of Example 1 will be described in FIGS. 18 (flowchart showing the method for manufacturing the semiconductor device of Example 1) and FIGS. The method will be explained using a cross-sectional view of main parts to explain the method.

【0063】まず、半導体装置の構成部品である多連リ
ードフレームにシランカップリング処理を施す。このシ
ランカップリング処理では、含アミノシランカップリン
グ剤として、例えば、チッソ(株)(東京都千代田区丸
の内2−7−3)、商品面サイラエースS310、すな
わち、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピル・
メチルジメトキシシランを使用した。このS310の最
小被覆率は、C=380m2/gである。前記多連リー
ドフレーム1枚が入る槽に、分散媒(溶媒)として有機
溶媒、例えばトルエンを入れ、このトルエン中にS31
0をwgだけ分散させた(前記図11参照)。このシラ
ン量wgは、前述した方法により、前記多連リードフレ
ームの表面を、被覆率が10exp−5乃至1で被覆す
る量に決定する。また、トルエンの量は、前記多連リー
ドフレームを充分浸漬できる量である。そして、希釈液
中にS310を投入した後、充分に撹拌し、多連リード
フレームを1分間浸漬した<1A>。その他の時間とし
て、10秒乃至1時間の時間範囲で種々処理を施し、処
理効果が認められた。
First, a silane coupling treatment is applied to a multi-lead frame which is a component of a semiconductor device. In this silane coupling treatment, as an aminosilane-containing coupling agent, for example, Sila Ace S310, manufactured by Chisso Corporation (2-7-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo), i.e., N-(2-aminoethyl)3- Aminopropyl・
Methyldimethoxysilane was used. The minimum coverage of this S310 is C=380 m2/g. An organic solvent such as toluene is placed as a dispersion medium (solvent) in a tank containing one multi-lead frame, and S31 is added to the toluene.
0 was dispersed by wg (see FIG. 11 above). The silane amount wg is determined by the method described above to be an amount that will cover the surface of the multi-lead frame at a coverage rate of 10exp-5 to 10exp-1. Further, the amount of toluene is an amount that can sufficiently immerse the multi-lead frame. Then, after pouring S310 into the diluent, it was sufficiently stirred and the multiple lead frame was immersed for 1 minute <1A>. Various treatments were performed for other times ranging from 10 seconds to 1 hour, and treatment effects were observed.

【0064】次に、前記多連リードフレームを槽内から
引き上げ、自然乾燥後、130℃、10分の加熱処理を
行なった。この熱処理を行なうことにより、前述したよ
うに、シランカップリング剤と多連リードフレーム16
との間の結合を、共有結合化できる。つまり、多連リー
ドフレーム16の表面に強固に結合されたシランカップ
リング膜を形成することができる。
Next, the multi-lead frame was pulled out of the tank, air-dried, and then heat-treated at 130° C. for 10 minutes. By performing this heat treatment, as described above, the silane coupling agent and the multi-lead frame 16
The bond between can be made into a covalent bond. In other words, a silane coupling film that is firmly bonded to the surface of the multiple lead frame 16 can be formed.

【0065】一方、半導体ウェーハ(ダイシング前)に
同様にシランカップリング処理を施し<1B>、この後
、同様の熱処理を施した。
On the other hand, the semiconductor wafer (before dicing) was similarly subjected to the silane coupling treatment <1B>, and then was subjected to the same heat treatment.

【0066】前記希釈液中に分散されているシランカッ
プリング剤の量は、各構成部品(半導体ペレット10及
び多連リードフレーム15)を1以下の被覆率で被覆す
る量なので、前記各構成部品の表面に形成されるシラン
カップリング膜(25)は、最終的に、単分子層になる
。組立て完了品に比べて外表面の形状が簡単な単位構成
部品(半導体ペレット10または多連リードフレーム1
5)にシランカップリング処理を施すことにより、均一
な膜厚、すなわち、シランカップリング剤の単分子膜2
5を形成することができる。また、同時に、組立て完了
品と比べて機械的強度が強い各構成部品(半導体ペレッ
ト10及び多連リードフレーム15)の段階でシランカ
ップリング処理を行なっているので、取り扱いが容易に
なる。従って、組立て完成品を取り扱う際に発生する変
形等を低減することができる。これにより、半導体装置
の製造方法において、信頼性を向上することかできる。
The amount of the silane coupling agent dispersed in the diluted liquid is such that each component (semiconductor pellet 10 and multiple lead frame 15) is coated with a coverage ratio of 1 or less. The silane coupling film (25) formed on the surface finally becomes a monomolecular layer. Unit component parts (semiconductor pellet 10 or multi-lead frame 1) with a simpler outer surface shape than assembled products
By applying silane coupling treatment to 5), a uniform film thickness, that is, a monomolecular film of silane coupling agent 2
5 can be formed. At the same time, since the silane coupling treatment is performed on each component (semiconductor pellet 10 and multi-lead frame 15) which has stronger mechanical strength than the assembled product, handling becomes easier. Therefore, deformation and the like that occur when handling the assembled finished product can be reduced. Thereby, reliability can be improved in the method of manufacturing a semiconductor device.

【0067】次に、図19に示すように、半導体ペレッ
ト10を前記多連リードフレーム15のダイパッド14
に、銀の入ったエポキシ樹脂11で固着した<2>。こ
の後、このエポキシ系樹脂11を150℃で5分間硬化
させた。このエポキシ系樹脂11で半導体ペレット10
をダイボンマウントする際には、前記半導体ペレット1
0及び多連リードフレーム15のダイパッド14の表面
には、夫々シランカップリング膜25が形成されている
ので、両者間の結合を強固なものにすることができる。
Next, as shown in FIG. 19, the semiconductor pellet 10 is placed on the die pad 14 of the multiple lead frame 15.
<2> was fixed with silver-containing epoxy resin 11. Thereafter, this epoxy resin 11 was cured at 150° C. for 5 minutes. Semiconductor pellets 10 are made of this epoxy resin 11.
When mounting with a die bond, the semiconductor pellet 1
Since silane coupling films 25 are formed on the surfaces of the die pads 14 of the zero and multi-lead frames 15, the bond between them can be strengthened.

【0068】次に、150℃に加熱した状態で、超音波
加振金線ボールボンディングで、半導体ペレット10の
図示しない外部端子と多連リードフレーム15のインナ
ーリード12とを、図20に示すように、電気的に接続
した<3>。この際、前記半導体ペレット10の切断面
を除く全表面、及び多連リードフレーム14の全表面に
は、シランカップリング膜25が形成されている。しか
し、このシランカップリング膜25の膜厚は、前述した
ように、金属−金属接合を形成(ボンディング)する際
に、容易に破壊される程度の膜厚であり、かつ、被覆率
が1以下なので、ボンディング時に確実な金属−金属接
合を形成して、半導体ペレット10の外部端子とインナ
ーリード12を電気的に接続することができる。
Next, while heated to 150° C., the external terminals (not shown) of the semiconductor pellet 10 and the inner leads 12 of the multiple lead frame 15 are bonded using ultrasonic gold wire ball bonding as shown in FIG. <3> which was electrically connected to. At this time, a silane coupling film 25 is formed on the entire surface of the semiconductor pellet 10 except for the cut surface, and on the entire surface of the multiple lead frame 14. However, as described above, the thickness of this silane coupling film 25 is such that it is easily destroyed when forming a metal-to-metal bond (bonding), and the coverage ratio is 1 or less. Therefore, a reliable metal-to-metal bond can be formed during bonding, and the external terminal of the semiconductor pellet 10 and the inner lead 12 can be electrically connected.

【0069】次に、図21に示すように、エポキシノボ
ラック・フェノールノボラックシリカ系のモールドエポ
キシ樹脂で樹脂封止した<4>。このモールド工程にお
いては、前記半導体ペレット10及びインナーリード1
2の表面には、単分子層のシランカップリング膜25が
被覆率10exp−5乃至1の範囲で形成されているの
で、2分子層以上のシランカップリング膜が形成された
場合に問題となる接合力の低下は発生しない。従って、
半導体ペレット10及びインナーリード12と封止樹脂
17との接合強度を向上することができる。また、半導
体ペレット10及びインナーリード12と封止樹脂17
との接合強度は向上しているので、封止樹脂17中に混
入させることができるシランカップリング剤の量の制限
に関係なく、型離れ性を確保すると共に、半導体ペレッ
ト10及びインナーリード12の夫々と封止樹脂17と
の接合強度を向上することができる。
Next, as shown in FIG. 21, it was resin-sealed with a molded epoxy resin of epoxy novolac/phenol novolac silica type <4>. In this molding process, the semiconductor pellet 10 and the inner lead 1 are
Since a monomolecular layer of silane coupling film 25 is formed on the surface of 2 with a coverage in the range of 10exp-5 to 1, a problem will arise if a silane coupling film of two or more molecular layers is formed. No reduction in bonding force occurs. Therefore,
The bonding strength between the semiconductor pellet 10 and the inner lead 12 and the sealing resin 17 can be improved. In addition, the semiconductor pellet 10, the inner lead 12, and the sealing resin 17
Since the bonding strength between the semiconductor pellet 10 and the inner lead 12 is improved, mold releasability is ensured regardless of the limit on the amount of silane coupling agent that can be mixed into the sealing resin 17. The bonding strength between each and the sealing resin 17 can be improved.

【0070】以上の工程を行なうことにより、本実施例
1の半導体装置は完成する。  次に、はんだめっきを
アウターリード13に施した。この際、通常の脱脂処理
と、前洗浄工程によって、良好なめっき被覆が形成され
た。つまり、アウターリード13の表面には、前記シラ
ンカップリング膜25が形成されているが、このシラン
カップリング膜25は、前記脱脂処理及び洗浄工程で容
易に破壊され、良好なめっき被膜を形成することができ
る。
By performing the above steps, the semiconductor device of Example 1 is completed. Next, the outer leads 13 were plated with solder. At this time, a good plating coating was formed by the usual degreasing treatment and pre-cleaning process. In other words, the silane coupling film 25 is formed on the surface of the outer lead 13, but this silane coupling film 25 is easily destroyed in the degreasing and cleaning process, forming a good plating film. be able to.

【0071】次に、アウターリード13を整形、切断し
た<5>。この後、電気的特性の検査、バーンイン(焼
入れ)を行なった。この後、前記半導体装置を、実装配
線基板(PCB:Printed  Circiut 
 Board)20上に載置し、はんだペーストを用い
て赤外リフロー処理を施した<6>。この際、アウター
リード13には、良好なはんだめっきが施されているの
で、アウターリード13と実装配線基板20との電気的
接続を確実にすることができる。また、リフロー工程で
は、温度変化に伴うクラック(亀裂)の発生が問題にな
るが、本実施例1の製造方法によれば、クラックの発生
は認められず、樹脂封止部17と半導体ペレット10及
びインナーリード12との間が、強固に接合されている
ことが判る。
Next, the outer lead 13 was shaped and cut <5>. After this, electrical characteristics were inspected and burn-in (quenching) was performed. Thereafter, the semiconductor device is mounted on a printed circuit board (PCB).
<6>. At this time, since the outer leads 13 are plated with good solder, the electrical connection between the outer leads 13 and the mounting wiring board 20 can be ensured. Furthermore, in the reflow process, cracks occur due to temperature changes, but according to the manufacturing method of Example 1, no cracks were observed, and the resin sealing part 17 and the semiconductor pellet 10 It can be seen that they are firmly joined to the inner lead 12.

【0072】また、前記図9に示すシラン希釈槽を多連
にすれば、生産性を向上することができる。また、一枚
処理後の液に対し、処理時間に対応した残留シラン量w
´を予め確認し、次回以降のシラン補給量w2を、w2
=w−w´として補給することにより、シラン希釈液を
繰り返し使用することができる。溶剤の汲み出し量に応
じて、適切な回数で溶剤を追加することは言うまでもな
い。浸漬時間が、10秒乃至1時間の範囲が有効である
ことから、結合基の数は小さくても、結合強度Ebの効
果が大きいことが判る。
Furthermore, productivity can be improved by using multiple silane dilution tanks as shown in FIG. In addition, the amount of residual silane corresponding to the processing time w for the solution after processing one sheet
´ in advance, and determine the amount of silane replenishment w2 from next time onwards.
By replenishing as =w-w', the silane diluted solution can be used repeatedly. It goes without saying that the solvent should be added at an appropriate number of times depending on the amount of solvent pumped out. Since a dipping time of 10 seconds to 1 hour is effective, it can be seen that even if the number of bonding groups is small, the effect of the bonding strength Eb is large.

【0073】[実施例2]次に、本発明の実施例2の半
導体装置の製造方法を説明する。本実施例2の半導体装
置の製造方法は、前記実施例1の半導体装置の製造方法
において、シランカップリング処理を、前記図11及び
図12に示す方法により行なうものである。
[Embodiment 2] Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the silane coupling treatment is performed by the method shown in FIGS. 11 and 12.

【0074】本発明の実施例2の製造方法では、エポキ
シ系シランカップリング剤として、例えば、チッソ(株
)サイラエースS510すなわち3グリシドキシプロピ
ルトリメトキシランを用いた。このS510wgを、多
連リードフレームや半導体ウェーハが所定区間内を1枚
通過する毎に、前記図11及び図12に示す槽のシラン
投入口に投入し、ボンディング用金線も同様にリール−
リールで供給し(この場合には、単位長さ当たりでの必
要シラン量wgを決める)シラン処理を施した。 以上3つの単位構成部品(リードフレーム、半導体チッ
プ、金線)を、前記実施例1と同様に組み立てた。この
結果、良好な結果を得た。
In the manufacturing method of Example 2 of the present invention, for example, Sila Ace S510 manufactured by Chisso Corporation, ie, 3-glycidoxypropyltrimethoxylane, was used as the epoxy silane coupling agent. This S510wg is charged into the silane inlet of the tank shown in FIGS. 11 and 12 each time a multiple lead frame or semiconductor wafer passes through a predetermined section, and the bonding gold wire is also reeled in the same manner.
The silane treatment was performed by supplying the material on a reel (in this case, the required amount wg of silane per unit length was determined). The above three unit components (lead frame, semiconductor chip, gold wire) were assembled in the same manner as in Example 1 above. As a result, good results were obtained.

【0075】本実施例2の槽の遮蔽板は、例えば、開孔
面積30乃至70%、開孔の直経0.5乃至1mm、板
厚0.5mmである。この遮蔽板と、内槽との間隔は、
例えば、5mm前後にした。この遮蔽板を、2層のうち
の内槽に設けた。または、厚みが0.5mm程度のスポ
ンジ状のものであれば、遮蔽板は1枚で良い。被覆率に
応じて、供給量w2=w−w´であることは言うまでも
ない。
The shielding plate of the tank of Example 2 has, for example, an opening area of 30 to 70%, a direct diameter of the opening of 0.5 to 1 mm, and a plate thickness of 0.5 mm. The distance between this shielding plate and the inner tank is
For example, it was set to around 5 mm. This shielding plate was provided in the inner tank of the two layers. Alternatively, if it is a sponge-like material with a thickness of about 0.5 mm, only one shielding plate is sufficient. It goes without saying that the supply amount w2=w-w' depending on the coverage rate.

【0076】[実施例3]次に、本発明の実施例3の半
導体装置の構成を、図22(本発明の実施例3の半導体
装置を実装配線基板上に実装した状態を示す要部断面図
)を用いて説明する。
[Example 3] Next, the configuration of a semiconductor device according to Example 3 of the present invention is shown in FIG. This will be explained using Figure).

【0077】本実施例3の半導体装置は、図22に示す
ように、前記実施例1の半導体装置において、前記半導
体ペレット10を、多層配線基板または多層TAB30
に固着し、この多層配線基板または多層TAB30と前
記インナーリード12とを、はんだ31を介して電気的
に接続し、これらの半導体ペレット10、多層配線基板
または多層TAB30、及びインナーリード12の夫々
を、樹脂封止部17で封止したものである。
As shown in FIG. 22, the semiconductor device of Example 3 is the same as that of Example 1, except that the semiconductor pellet 10 is placed on a multilayer wiring board or a multilayer TAB 30.
This multilayer wiring board or multilayer TAB 30 and the inner leads 12 are electrically connected via solder 31, and each of these semiconductor pellets 10, the multilayer wiring board or multilayer TAB 30, and the inner leads 12 is , and is sealed with a resin sealing part 17.

【0078】本実施例3の半導体装置の製造方法では、
前記多層配線基板または多層TAB30の表面に、前記
実施例1または実施例2のシランカップリング処理を施
すことはいうまでもない。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment,
It goes without saying that the silane coupling treatment of Example 1 or Example 2 is applied to the surface of the multilayer wiring board or multilayer TAB 30.

【0079】[実施例4]次に、本発明の実施例4の半
導体装置の構成を、図23(本発明の実施例4の半導体
装置を実装配線基板上に実装した状態を示す要部断面図
)を用いて説明する。
[Example 4] Next, the configuration of a semiconductor device according to Example 4 of the present invention is shown in FIG. This will be explained using Figure).

【0080】本実施例3の半導体装置は、図23に示す
ように、前記実施例1の半導体装置において、前記半導
体ペレット10の図示しない外部端子を、バンプ電極3
3を介して、ポリイミド系のフィルム34に固着された
インナーリード12に電気的に接続し、これらの半導体
ペレット10、インナーリード12の夫々を、ポッティ
ングで一部封止した、いわゆるTAB構造の半導体装置
である。
As shown in FIG. 23, the semiconductor device of Example 3 is the same as the semiconductor device of Example 1, in which external terminals (not shown) of the semiconductor pellet 10 are connected to bump electrodes 3.
3, the semiconductor pellet 10 and the inner lead 12 are partially sealed by potting. It is a device.

【0081】本実施例3の半導体装置の製造方法では、
前記インナーリード12が固着されたポリイミド系フィ
ルム34の切断前に、前記実施例1または実施例2のシ
ランカップリング処理を施すことはいうまでもない。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment,
It goes without saying that the silane coupling treatment of Example 1 or Example 2 is performed before cutting the polyimide film 34 to which the inner leads 12 are fixed.

【0082】以上、本発明を実施例にもとづき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
[0082] The present invention has been specifically explained above based on examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. .

【0083】例えば、本実施例1及び実施例2では、シ
ランカップリング剤として、N−(2−アミノエチル)
3−アミノプロピル・メチルジメトキシシラン及び3グ
リシドキシプロピルトリメトキシランを用いた例を示し
たが、本発明は、他のシランカップリング剤、例えば、
N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメト
キシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシラン等を用いることができる。つまり、半導体
装置または電子装置の各構成部品にカップリングする官
能基として、水酸基、メトキシ基、エトキシ基等のアル
コキシ基を有し、封止樹脂であるエポキシ樹脂等に対し
てカップリングする官能基Yとして、アミノ基、エポキ
シ基、メルカプト基、グリシジル基、カルボニル基等を
含むシランであれば良い。
For example, in Examples 1 and 2, N-(2-aminoethyl) was used as the silane coupling agent.
Although examples using 3-aminopropyl methyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxyrane have been shown, the present invention is also applicable to other silane coupling agents, such as
N-(2-aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane,
2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and the like can be used. In other words, a functional group that couples to each component of a semiconductor device or an electronic device includes an alkoxy group such as a hydroxyl group, a methoxy group, or an ethoxy group, and a functional group that couples to an epoxy resin as a sealing resin. Y may be any silane containing an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a glycidyl group, a carbonyl group, or the like.

【0084】また、本実施例1乃至実施例4では、半導
体ペレットとインナーリード、または、半導体ペレット
と実装配線基板または多層TABを樹脂封止した半導体
装置を示したが、本発明は、他の半導体装置または電子
装置、例えば、マルチチップ(モジュール)型の電子装
置、ハイブリッド型の集積回路装置等の各単位構成部品
の表面をカップリング処理することもできる。
Further, in Examples 1 to 4, a semiconductor device in which a semiconductor pellet and an inner lead, or a semiconductor pellet and a mounting wiring board or a multilayer TAB are sealed with resin is shown, but the present invention is not limited to other embodiments. It is also possible to perform coupling treatment on the surface of each unit component of a semiconductor device or an electronic device, for example, a multi-chip (module) type electronic device, a hybrid type integrated circuit device, or the like.

【0085】また、本実施例1乃至実施例4では、液相
中でシランカップリング処理した例を示したが、本発明
は、気相中でシランカップリング処理を行なうこともで
きる。
Further, in Examples 1 to 4, the silane coupling treatment was performed in the liquid phase, but the present invention can also perform the silane coupling treatment in the gas phase.

【0086】[0086]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
Effects of the Invention A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

【0087】樹脂封止型半導体装置において、信頼性を
向上することができる。
[0087] Reliability can be improved in a resin-sealed semiconductor device.

【0088】前記半導体装置の製造方法において、信頼
性を向上することができる。
[0088] In the method for manufacturing a semiconductor device, reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】図1は、本発明の実施例1の半導体装置を実装
配線基板上に実装した状態を示す要部断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a state in which a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention is mounted on a mounting wiring board.

【図2】図2は、金属または無機材料と樹脂との接合機
構を説明するための概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a bonding mechanism between metal or inorganic material and resin.

【図3】図3は、固体分子の振幅をエネルギで表わす図
FIG. 3 is a diagram showing the amplitude of solid molecules in terms of energy.

【図4】図4は、気体分子の振幅をエネルギで表わす図
FIG. 4 is a diagram showing the amplitude of gas molecules in terms of energy.

【図5】図5は、金属または無機材料と、離型剤が混入
された樹脂との接合機構を説明するための概念図。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a bonding mechanism between a metal or an inorganic material and a resin mixed with a mold release agent.

【図6】図6は、珪素の活性度を説明するための化学構
造図。
FIG. 6 is a chemical structure diagram for explaining the activity of silicon.

【図7】図7は、シランの反応機構を説明するための概
念図。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the reaction mechanism of silane.

【図8】図8は、第1層目から第n層目までのシラン吸
着量と浸漬時間との関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between silane adsorption amount and immersion time from the first layer to the nth layer.

【図9】図9は、本発明の実施例のシランカップリング
処理方法を説明するための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining a silane coupling treatment method according to an embodiment of the present invention.

【図10】図10は、本発明の実施例のシラン吸着量と
浸漬時間との関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between silane adsorption amount and immersion time in an example of the present invention.

【図11】図11は、本発明の実施例のシランカップリ
ング処理の他の方法を説明するための図。
FIG. 11 is a diagram for explaining another method of silane coupling treatment according to an embodiment of the present invention.

【図12】図12は、本発明の実施例のシランカップリ
ング処理の他の方法を説明するための図。
FIG. 12 is a diagram for explaining another method of silane coupling treatment according to the embodiment of the present invention.

【図13】図13は、処理時間に対するシラン吸着量及
び希釈液濃度、希釈液濃度に対してシランを供給する時
点を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the amount of silane adsorbed and the concentration of the diluted solution versus the treatment time, and the time point at which silane is supplied versus the concentration of the diluted solution.

【図14】図14は、動的濡れ性試験のシーケンスを示
す図。
FIG. 14 is a diagram showing the sequence of a dynamic wettability test.

【図15】図15は、シラン処理なしの場合の動的濡れ
性試験の結果を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing the results of a dynamic wettability test without silane treatment.

【図16】図16は、溌水性のシラン処理を施した場合
の動的濡れ性試験の結果を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing the results of a dynamic wettability test when water-repellent silane treatment was applied.

【図17】図17は、親水性のシラン処理を施した場合
の動的濡れ性試験の結果を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing the results of a dynamic wettability test when hydrophilic silane treatment is applied.

【図18】図18は、本発明の実施例1の半導体装置の
製造方法を示すフローチャート。
FIG. 18 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to Example 1 of the present invention.

【図19】図19は、本発明の実施例1の半導体装置の
製造方法を説明するための要部断面図。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to Example 1 of the present invention.

【図20】図20は、本発明の実施例1の半導体装置の
製造方法を説明するための要部断面図。
FIG. 20 is a sectional view of a main part for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to Example 1 of the present invention.

【図21】図21は、本発明の実施例1の半導体装置の
製造方法を説明するための要部断面図。
FIG. 21 is a sectional view of a main part for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to Example 1 of the present invention.

【図22】図22は、本発明の実施例2の半導体装置を
実装配線基板上に実装した状態を示す要部断面図。
FIG. 22 is a sectional view of a main part showing a state in which a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention is mounted on a mounting wiring board.

【図23】図23は、本発明の実施例3の半導体装置を
実装配線基板上に実装した状態を示す要部断面図。
FIG. 23 is a sectional view of a main part showing a state in which a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention is mounted on a mounting wiring board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10    半導体ペレット 12    インナーリード 13    アウターリード 14    ダイパッド 16    ボンディングワイヤ 17    樹脂封止部 18    はんだ 20    実装配線基板 21    端子 25    シランカップリング膜 10 Semiconductor pellets 12 Inner lead 13 Outer lead 14 Die pad 16 Bonding wire 17 Resin sealing part 18 Solder 20 Mounted wiring board 21 Terminal 25 Silane coupling film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体ペレットとインナーリードとを電気
的に接続し、当該半導体ペレット及びインナーリードの
夫々を、樹脂で封止してなる半導体装置において、前記
半導体ペレット及びインナーリードの表面に、単分子層
のシランカップリング膜を、被覆率が1exp−5乃至
1の範囲で設けたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a semiconductor pellet and an inner lead are electrically connected and each of the semiconductor pellet and the inner lead is sealed with a resin, in which a single layer is provided on the surfaces of the semiconductor pellet and the inner lead. 1. A semiconductor device comprising a molecular layer silane coupling film with a coverage in the range of 1exp-5 to 1.
【請求項2】半導体ペレットと多層配線基板又は多層T
ABとを電気的に接続し、かつ、当該多層配線基板又は
多層TABとインナーリードとを電気的に接続し、前記
半導体ペレット、多層配線基板又は多層TAB及びイン
ナーリードの夫々を、樹脂で封止してなる半導体装置に
おいて、前記半導体ペレット、多層配線基板又は多層T
AB及びインナーリードの表面に、単分子層のシランカ
ップリング膜を、被覆率が1exp−5乃至1の範囲で
設けたことを特徴とする半導体装置。
Claim 2: Semiconductor pellet and multilayer wiring board or multilayer T
AB and electrically connect the multilayer wiring board or multilayer TAB to the inner lead, and seal each of the semiconductor pellet, the multilayer wiring board or multilayer TAB, and the inner lead with resin. In the semiconductor device formed by the semiconductor pellet, the multilayer wiring board or the multilayer T.
1. A semiconductor device characterized in that a monomolecular layer of silane coupling film is provided on the surfaces of AB and inner leads with a coverage in the range of 1exp-5 to 1.
【請求項3】半導体装置を構成する各構成部品の表面積
を求め、各構成部品を1以下の被覆率で被覆するのに必
要なシランカップリング剤の量を、シランカップリング
剤の表面被覆率と前記各構成部品の表面積から決定し、
該決定された量のシランカップリング剤を気相又は液相
中に分散させ、該気相又は液相中で前記各構成品の表面
をカップリング処理し、前記各構成部品の表面にシラン
カップリング剤を被覆率が1exp−5乃至1の範囲で
吸着させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. Determine the surface area of each component constituting the semiconductor device, and calculate the amount of silane coupling agent necessary to cover each component with a coverage rate of 1 or less as the surface coverage rate of the silane coupling agent. and determined from the surface area of each component,
The determined amount of the silane coupling agent is dispersed in a gas phase or liquid phase, and the surface of each component is subjected to a coupling treatment in the gas or liquid phase, and a silane cup is placed on the surface of each component. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising adsorbing a ring agent at a coverage of 1exp-5 to 1.
【請求項4】前記各構成部品の表面積に対して被覆率が
1以上になる量のシランカップリング剤を、前記気相又
は液相中に分散させ、時間を制御することにより、前記
各構成部品の表面にシランカップリング剤を被覆率が1
exp−5乃至1の範囲で吸着させることを特徴とする
前記請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
4. By dispersing a silane coupling agent in the gas phase or liquid phase in an amount such that the coverage ratio is 1 or more with respect to the surface area of each component, and controlling the time, each of the components Coverage rate of silane coupling agent on the surface of parts is 1
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the adsorption is performed in a range of exp-5 to 1.
【請求項5】前記半導体装置を構成する各構成部品をシ
ランカップリング処理する工程と、該シランカップリン
グ処理された各構成部品を組み立てる工程と、各構成部
品間を金属−金属接合で電気的に接続する工程と、各構
成部品を樹脂で封止する工程とを備えたことを特徴とす
る前記請求項3又は請求項4に記載の半導体装置の製造
方法。
5. A step of subjecting each component constituting the semiconductor device to a silane coupling treatment, a step of assembling each of the components subjected to the silane coupling treatment, and an electrical connection between each component by metal-to-metal bonding. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, further comprising a step of connecting each component to a semiconductor device, and a step of sealing each component with a resin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995012895A1 (en) * 1993-11-04 1995-05-11 Nitto Denko Corporation Process for producing semiconductor element and pressure-sensitive adhesive sheet for sticking wafer

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