JPH06188326A - 樹脂シール中空型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

樹脂シール中空型半導体装置及びその製造方法

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JPH06188326A
JPH06188326A JP4339053A JP33905392A JPH06188326A JP H06188326 A JPH06188326 A JP H06188326A JP 4339053 A JP4339053 A JP 4339053A JP 33905392 A JP33905392 A JP 33905392A JP H06188326 A JPH06188326 A JP H06188326A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体と蓋体との接合面及び蓋体の側端面に熱
硬化性樹脂接合材を設け、内部ガス膨張をなくし貫通穴
発生を解消して、半導体装置の信頼性及び歩留りの向上
を図る。 【構成】 基体２と蓋体５との接合面及び蓋体５の側端
面５Ａ全体に、熱硬化性樹脂接合材９が設けられてい
る。この熱硬化性樹脂接合材９は、蓋体５を基体２に載
置し、これら基体２と蓋体５とを同時に予熱した後に設
ける。 【効果】 基体２と蓋体５との間の内部ガスの膨張を防
止し、貫通穴の発生を解消して作業が簡単で信頼性の高
い半導体装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、樹脂シールした中空
型半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、従来の樹脂シール中空型半導
体装置を示す概略構成図であり、図において、半導体素
子１は、キャビティ４を有する基体２に搭載されてお
り、これらは金属細線３によって電気的に接続されてい
る。また、基体２は、接合材６によって固着された蓋体
５によって、中空形状となっており、外部装置（図示し
ない）と電気的に接続される外部端子７が設けられてい
る。
【０００３】従来の樹脂シール中空型半導体装置は上述
したように構成され、次のようにして製造されていた。
すなわち、外部端子７が設けられた基体２のキャビィテ
ィ４に半導体素子１を収納して搭載した後、基体２と半
導体素子１とを電気的に接合するために金属細線３を接
続する。金属細線３は、通常、金やアルミニウムを主成
分とする材料で作られている。以上のようにして半導体
装置は製造されるが、半導体装置の信頼性及び取り扱い
上の点から、半導体素子１を封止する。図１３に示した
半導体装置の場合には、キャビィティ４が中空形状にな
るように基体２に蓋体５を搭載して接合している。
【０００４】なお、一般に蓋体５としては絶縁物がよく
使用され、アルミニウムのアルマイト表面処理をしたも
のや、セラミック等が用いられる。また、基体２は、高
信頼性、高気密の点からセラミック製のものが使用され
たり、比較的安価なプラスチック製のものも使用されて
いる。接合材６としては、樹脂、ガラス、金属等の接合
材が選定されている。この場合の接合材は、予め蓋体５
の接合相当位置に塗布されており、図１３に示した半導
体装置の場合には、図１４に示すようなセラミック製
（京セラ（株））の蓋体５を使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような樹脂シ
ール中空型半導体装置では、予め接合材６を蓋体５の接
合相当位置に塗布しておき、この蓋体５と基体２とを別
々に予熱した後、これらを接合する。なお、予熱の温度
は、接合材６の溶融温度あるいは硬化温度に近い温度で
ある。また、接合時の雰囲気ガスは不活性ガスであるこ
とが一般に要求されるが、大気（エア）も使用されてい
る。
【０００６】基体２と蓋体５の接合においては、基体
２、蓋体５及びこれら基体２と蓋体５とで囲まれたキャ
ビティ４内のガス（以下、内部ガスとする）の温度のバ
ランスが非常に重要であり、このバランスが保てない場
合には、図１５に示すように、接合材６に貫通穴８が生
じるため、気密性及び信頼性が低下するという問題点が
あった。
【０００７】この現象は、基体２と蓋体５とを別々に予
熱してから接合するために、キャビィティ４に閉じ込め
られる内部ガスの温度が基体２や蓋体５の接合温度より
低くなることに起因して発生するものである。すなわ
ち、接合後における内部ガスの温度上昇により内部ガス
が膨張し、膨張により一定容積のキャビィティ内の圧力
が増大し、接合部の接合材６から内部ガスが外部に流出
しようとして貫通穴８を形成する。この傾向は、接合材
が熱硬化型樹脂の場合により顕著に見られた。さらに、
このような貫通穴８の形成は、半導体装置の信頼性低下
の主要因となっているだけでなく、歩留も低下するとい
う問題点があった。
【０００８】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、接合材に貫通穴の発生がなくな
るとともに、高信頼性を有し、高歩留の樹脂シール中空
型半導体装置及びその製造方法を得ることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る樹脂シール中空型半導体装置は、基体と蓋体とを
接合する熱硬化性樹脂接合材を、基体と蓋体との接合面
及び蓋体の側端面を覆って設けたものである。この発明
の請求項第２項に係る樹脂シール中空型半導体装置の製
造方法は、基体に蓋体を載置してこれらを所定温度に予
熱した後、熱硬化性樹脂接合材を基体と蓋体との接合面
及び蓋体の側端面を覆うように塗布して硬化したもので
ある。この発明の請求項第３項に係る樹脂シール中空型
半導体装置の製造方法は、蓋体を基体に載置する際に、
蓋体を基体に仮止めするものである。
【００１０】
【作用】この発明の請求項第１項においては、基体と蓋
体との密閉性が向上するので、半導体装置製造時に貫通
穴が発生するのを防止し、信頼性の高い半導体装置が得
られる。この発明の請求項第２項においては、基体と蓋
体との間の内部ガスを基体及び蓋体と均一な温度にする
ことができ、内部ガスが膨張するのを防止して貫通穴が
発生するのを防ぐ。この発明の請求項第３項において
は、基体と蓋体との位置ずれを防止すると共に、蓋体と
基体との間に所定間隔の隙間を確保する。
【００１１】
【実施例】実施例１．図１は、この発明の実施例１によ
る樹脂シール中空型半導体装置を示す側断面図である。
なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示してい
る。図において、基体２と蓋体５との接合面及び蓋体５
の側端面５Ａ全体には、熱硬化性樹脂接合材９（以下、
接合材９とする）が設けられている。このような樹脂シ
ール中空型半導体装置は、次のようにして製造される。
まず、従来と同様に、外部端子７が設けられた基体２の
キャビィティ４に半導体素子１を収納して搭載した後、
基体２と半導体素子１とを金属細線３によって電気的に
接続する（図３）。
【００１２】次に、基体２の所定位置に図２に示す蓋体
５を載置する（図４）。この時、基体２と蓋体５との接
合面には、接合材９は設けられていない。基体２と載置
した蓋体５との界面には、微細な約１００μｍ以下の隙
間１０が発生している。この隙間１０は、基体２及び蓋
体５の表面粗さ及び反り等に起因するもので、基体２及
び蓋体５は超鏡面仕上げを行なっていないので必ず発生
する。この状態で、図５に示すように、基体２及び蓋体
５を治具２０に搭載し、所定の温度例えば１５０℃に予
熱する。この温度は、接合材９の硬化温度に近い値に設
定したものである。治具搭載から２分以内で、基体２、
蓋体５及びキャビティ４内に存在する内部ガスはほぼ同
一温度となる。従って、以後の工程で接合材９を側端面
５Ａに塗布して加熱したとしても、キャビティ４内のガ
スは膨張しないので、接合材９に貫通口８が発生するの
を防止できる。
【００１３】次に、この状態で、蓋体５の側端面５Ａに
沿って接合材９を塗布する。接合材９は、液状の熱硬化
性樹脂例えばエポキシ樹脂が好適に使用することができ
る。また、例えば図６に示すディスペンサー３０を用い
ることによって、蓋体５の側端面５Ａ周囲に接合材９を
塗布することができる。接合材９の塗布により、接合材
９は基体２と蓋体５との微細隙間に毛細現象により侵入
していき、基体２のキャビィティ４にまで到達するが、
図６に示す接合材先端部１１では、表面張力により接合
材９はそれ以上流入しないようになる。また、蓋体５の
側端面５Ａでも表面張力が作用し、図５に示すような凹
状のメニスカス１２を形成する。接合材９塗布後、その
まま治具２０上において所定の温度例えば１５０℃で接
合材９を硬化させることによって、中空状キャビティ４
を有する半導体装置が得られる。
【００１４】実施例２．蓋体５を基体２に載置する際
に、予め蓋体５又は基体２に仮止め用樹脂１３を施し、
蓋体５と基体２とを仮止めした状態で予熱してもよい。
すなわち、図７に示すように、基体２のキャビィティ４
近くの蓋体２接合部位四隅に仮止め用樹脂１３をそれぞ
れ一点塗布する。なお、図７では半導体素子１等の図示
は省略してある。次に、図８に示すように、所定の位置
決めを行なって蓋体３を基体２に搭載し、蓋体５と基体
２と予熱する。この時、蓋体５と基体２との接合部以外
の隙間を０．１ｍｍ以下になるように仮止め用樹脂１３
を塗布する。
【００１５】これにより、接合材９が基体２と蓋体５と
の間に流入するのを円滑にすることができる。また、続
いて行なわれる蓋体２の側端面への接合材９の塗布工程
で加熱しても、蓋体５と基体２とは強固に固定されてい
るので、蓋体５が位置ずれするのを防止することができ
る。次いで、実施例１と同様に、治具２０により所定温
度に加熱した状態で、接合材９を塗布した後、これを硬
化させる。なお、仮止め用樹脂１３としては、接合材９
と同じ熱硬化性樹脂を使用することができ、他に種々の
熱硬化材も使用できる。熱可塑性樹脂の場合は、加熱に
より樹脂が軟化するので望ましくない。また、仮止め用
樹脂１３の塗布を４点行なったが、１点以上であればよ
く、総じて、不連続な塗布であればよい。
【００１６】実施例３．この実施例では、実施例２にお
ける仮止め用樹脂１３にフィラー１４を添加したもので
ある。図９は、仮止め用樹脂１３及びフィラー１４の拡
大断面図である。フィラー１４は、例えば最大直径１０
０μｍ以下に調節された例えばシリカ、アルミナ等であ
り、蓋体５と基体２との隙間を所定間隔に制御するため
に仮止め用樹脂１３中に添加されたものである。仮に、
蓋体５及び基体２が平滑で水平平面で構成された場合、
蓋体５の自重等が加わるとほとんど隙間がなくなってし
まう場合があるが、仮止め用樹脂１３に添加されたフィ
ラー１４によって、所定間隔以上の隙間を確保すること
ができる。
【００１７】実施例４．図１０は、基体２に接合する蓋
体５を示す斜視図であり、蓋体５の基体２接合面側には
突起１５が形成されている。この突起１５は、基体２の
キャビティ４の隅と外接するように蓋体５に設けられて
いる。この蓋体５を基体２に載置した時に、キャビティ
４の隅に突起１５が位置するため、位置精度良く蓋体５
を基体２上に載置することができる。なお、上述では位
置決め用の突起１５を４つ設けたものを示したが、対角
線上の２つであっても、また同一辺上に２つ設けても同
様の効果を奏する。
【００１８】実施例５．実施例４の突起１５を蓋体５に
設ける代わりに、図１１に示すように隆起面１６を形成
したり、図１２に示すように、段差１７を設けても良
く、実施例４の場合と同様な効果を奏する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項第１項に係
る発明は、半導体素子を収納しキャビィティを有する基
体と、このキャビィティが中空状になるように上記基体
上に配置された蓋体とを熱硬化性樹脂接合材でシールし
た樹脂シール中空型半導体装置であって、上記熱硬化性
樹脂接合材は、上記基体と上記蓋体との接合面及び上記
蓋体の側端面を覆って設けられているので、基体と蓋体
との密閉性が向上し、貫通穴が発生するのを防止し、信
頼性の高い半導体装置が得られるという効果を奏する。
【００２０】請求項第２項に係る発明は、半導体素子を
収納しキャビィティを有する基体にこのキャビィティが
中空状になるように蓋体を載置してこれら基体と蓋体と
を熱硬化性樹脂接合材でシールする樹脂シール中空型半
導体装置の製造方法であって、上記基体に上記蓋体を載
置してこれら基体及び蓋体を所定温度に予熱した後、上
記熱硬化性樹脂接合材を上記基体と上記蓋体との接合面
及び上記蓋体の側端面を覆うように塗布し、次いで、こ
の熱硬化性樹脂接合材を硬化させるので、基体と蓋体と
の間の内部ガスが基体及び蓋体の温度と均一になり内部
ガスが膨張しないので、貫通穴が発生するのを防止し、
信頼性の高い半導体装置を製造することができるという
効果を奏する。
【００２１】請求項第３項に係る発明は、蓋体を基体に
載置する際に、上記蓋体を上記基体に仮止めするので、
基体と蓋体との位置ずれを防止すると共に、基体と蓋体
との間の隙間を所定間隔に維持することができ、基体と
蓋体との熱硬化性樹脂接合材による接合を確実に行うこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による樹脂シール中空型半
導体装置を示す側断面図である。
【図２】図１に示した装置に使用する蓋体の側断面図で
ある。
【図３】図１に示した装置に使用する基体及び半導体素
子等を示す側断面図である。
【図４】樹脂シール中空型半導体装置における基体に蓋
体を載置した状態を示す側断面図である。
【図５】樹脂シール中空型半導体装置を治具に搭載した
状態をを示す側断面図である。
【図６】基体と蓋体との接合部分を示す拡大側断面図で
ある。
【図７】この発明の実施例により蓋体に仮止め用樹脂を
施した状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示した蓋体を基体に載置した状態を示す
側断面図である。
【図９】この発明の実施例３によりフィラーを添加した
仮止め用樹脂により基体に蓋体を載置した状態を示す側
断面図である。
【図１０】この発明の実施例４による蓋体の斜視図であ
る。
【図１１】この発明の実施例５による蓋体の斜視図であ
る。
【図１２】この発明の実施例５による蓋体の側面図であ
る。
【図１３】従来の樹脂シール中空型半導体装置を示す側
断面図である。
【図１４】図１３に示した装置の蓋体を示す斜視図であ
る。
【図１５】従来の樹脂シール中空型半導体装置に貫通穴
が生じた状態を示す拡大側断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体素子 ２ 基体 ３ 金属細線 ４ キャビィティ ５ 蓋体 ５Ａ 側端面 ７ 外部端子 ８ 貫通穴 ９ 接合材 １０ 隙間 １１ 接合材先端部 ２０ 治具 １２ メニスカス １３ 仮止め用樹脂 １４ フィラー ３０ ディスペンサー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子を収納しキャビィティを有す
    る基体と、このキャビィティが中空状になるように上記
    基体上に配置された蓋体とを熱硬化性樹脂接合材でシー
    ルした樹脂シール中空型半導体装置であって、 上記熱硬化性樹脂接合材は、上記基体と上記蓋体との接
    合面及び上記蓋体の側端面を覆って設けられていること
    を特徴とする樹脂シール中空型半導体装置。
  2. 【請求項２】 半導体素子を収納しキャビィティを有す
    る基体にこのキャビィティが中空状になるように蓋体を
    載置してこれら基体と蓋体とを熱硬化性樹脂接合材でシ
    ールする樹脂シール中空型半導体装置の製造方法であっ
    て、 上記基体に上記蓋体を載置してこれら基体及び蓋体を所
    定温度に予熱した後、上記熱硬化性樹脂接合材を上記基
    体と上記蓋体との接合面及び上記蓋体の側端面を覆うよ
    うに塗布し、次いで、この熱硬化性樹脂接合材を硬化さ
    せることを特徴とする樹脂シール中空型半導体装置の製
    造方法。
  3. 【請求項３】 蓋体を基体に載置する際に、上記蓋体を
    上記基体に仮止めすることを特徴とする請求項第２項記
    載の樹脂シール中空型半導体装置の製造方法。
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