JPH07161860A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH07161860A
JPH07161860A JP31018293A JP31018293A JPH07161860A JP H07161860 A JPH07161860 A JP H07161860A JP 31018293 A JP31018293 A JP 31018293A JP 31018293 A JP31018293 A JP 31018293A JP H07161860 A JPH07161860 A JP H07161860A
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adhesive
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Fumio Ueda
文生 稙田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、半導体チップと容器体との接着強
度が高まるとともにチップの特性劣化も少なくなる、気
密性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供しよ
うとするものである。 【構成】載置部4、およびこの載置部4に対応して設け
られた通気構造体7を有するパッケ−ジ1と、熱硬化性
接着剤層8と、ICチップ3と、通気構造体7を封止す
る蓋体10とを具備する。この構成であると、通気構造
体7を設けることで、接着剤層8を通気構造体7を介し
て吸引できる。この吸引によって、接着剤層8中から、
気泡などをなくせる。このため、チップ3とパッケ−ジ
1との接着強度が向上する。また応力ダメ−ジによった
チップ3の特性劣化もなくなる。パッケ−ジ1の損傷も
少なくなる。さらに通気構造体7を封止する蓋体10を
設けることで、装置完成後においても、その気密性を良
好に保てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置およびそ
の製造方法に係わり、特にICチップがパッケ−ジに収
容されている半導体装置と、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ディスペンス方式、スタンピング
方式などの塗布方法を用いて、パッケ−ジの半導体チッ
プ載置部に熱硬化性接着剤を塗布し、この接着剤上にチ
ップを載置した後、熱硬化性接着剤の硬化処理温度で加
熱処理を行うことで、上記載置部に、チップを固着して
いる。
【0003】従来から、接着剤を載置部上に塗布した
時、あるいはチップを接着剤上に載置した時、これらの
間には空気が巻き込まれる。また、熱硬化性接着剤は、
揮発性の溶剤を含んでいる。このため、チップを載置し
た直後は、図10に示されるような状態となっている。
【0004】図10に示すように、接着剤層101と載
置面102との間、接着剤層101とチップ103との
間、並びに接着剤層101中それぞれに気泡100が形
成されている。気泡100が含まれた状態で加熱処理を
行うと、気泡100が膨脹する。この膨脹によって、界
面剥離が引き起こされ、チップ103とパッケ−ジ10
4との接着強度が低下する。また、この膨脹によってチ
ップ103には、これを変形させるような力が働くの
で、応力ダメ−ジが加わる。チップ103に応力ダメ−
ジが加わると、チップ103の特性が劣化する。最悪の
場合にはチップ103が破壊に至る。さらにパッケ−ジ
104にも、これを変形させるような力が働くため、パ
ッケ−ジ104にクラックの発生が懸念される。パッケ
−ジ104にクラックが発生すれば、その気密性が劣化
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の点に
鑑み為されたもので、その目的は、半導体チップと容器
体との接着強度が高まるとともにチップの特性劣化も少
なくなる、気密性に優れた半導体装置およびその製造方
法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置では、載置部、およびこ
の載置部に対応して設けられた通気体を有する容器体
と、載置部上に形成された熱硬化性の接着体と、この接
着体上に載置された半導体チップと、通気体を封止する
封止体とを具備することを特徴としている。
【0007】また、その製造方法では、載置部、および
この載置部に対応して設けられた通気体を有する容器体
を準備し、載置部上に熱硬化性の接着体を形成し、接着
体上に半導体チップを載置し、通気体を介して接着体を
吸引し、載置部にチップを固着させるための加熱処理を
行い、通気体を封止する封止体を形成することを特徴と
している。
【0008】
【作用】上記構成の半導体装置およびその製造方法によ
れば、載置部に対応して通気体を設けることで、接着体
を吸引することができる。接着体を吸引することで、接
着体と載置部との間、接着体とチップとの間、並びに接
着体中に形成された気泡をなくすことができる。このた
め、チップを固着させるための加熱処理時に発生する、
気泡の膨脹という問題が解消され、チップへの応力ダメ
−ジの印加、あるいは界面剥離、あるいはパッケ−ジの
損傷などの問題を、いずれもなくすことができる。
【0009】従って、チップと容器体との接着強度が高
まる上に、チップの特性劣化も少なくなる。さらにはパ
ッケ−ジが損傷するおそれもなくなるので、気密性も向
上する。
【0010】さらに、気密性については、通気体を封止
する封止体をさらに設けることで、通気体を介しての水
分侵入などの問題もなくすことができ、装置完成後にお
いても、その気密性を良好に保つことができる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。この説明において全図にわたり共通の部分
には共通の参照符号を付すことで重複する説明を避ける
ことにする。
【0012】図1は、この発明の第1の実施例に係る半
導体装置の断面図である。図1に示すように、セラミッ
ク等の絶縁物から成るパッケ−ジ1には、その内側に階
段状の窪み部分が形成されている。この窪み部分には、
配線パタ−ン形成部2、および半導体集積回路(IC)
チップ3を載置するためのチップ載置部4が設定されて
いる。パッケ−ジ1の周囲にはICチップ3の外部端子
となるリ−ドピン群5が設けられている。このリ−ドピ
ン群5は、配線パタ−ン形成部2に形成された図示せぬ
配線パタ−ンと接続されている。配線パタ−ンは、ボン
ディングワイヤ6を介してチップ3と電気的に接続され
ている。
【0013】パッケ−ジ1には、載置部4に対応した通
気構造体7が設けられている。通気構造体7は、パッケ
−ジ1中にチップ載置面からパッケ−ジ1の下面に達す
るまで形成されている。その材質はポ−ラスな絶縁物が
好ましい。図9には、この載置部4に対応した通気構造
体7を設けたパッケ−ジ1の外観が示されている。
【0014】通気構造体7のチップ載置面上には、熱硬
化性接着剤でなる接着剤層8を介してチップ3が固着さ
れている。熱硬化性接着剤には、例えばエポキシに銀を
混合したペ−ストが用いられている。通気構造体7のチ
ップ載置面とは反対側の面(以下、裏面と称す)には、
熱硬化性接着剤でなる接着剤層9により蓋体10が固着
されている。蓋体10は、例えば銅、あるいはアルミニ
ウムなどの金属により構成され、通気構造体7の通気性
を遮断する。また、接着剤層9には、例えばエポキシに
銀を混合したペ−ストが用いられるが、気密封止性の高
い接着剤が、より好ましい。
【0015】パッケ−ジ1の上面には、上蓋11がろう
材などにより固着されている。チップ3は、蓋体10お
よび上蓋11によってパッケ−ジ1中に気密封止されて
収容される。
【0016】次に、図1に示す半導体装置の製造方法に
ついて説明する。図2〜図7は、この発明の第1の実施
例に係る半導体装置を、主要な工程毎に示した断面図で
ある。
【0017】まず、図2に示すように、載置部4、およ
びこの載置部4に対応して設けられた通気構造体7を有
するパッケ−ジ1を準備する。次いで、図3に示すよう
に、通気構造体7のチップ載置面上に、ディスペンス方
式、またはスタンピング方式を用いて熱硬化性接着剤を
塗布し、接着剤層8を形成する。
【0018】次いで、図4に示すように、チップ3を、
接着剤層8の上に載置する。次いで、図5に示すよう
に、パッケ−ジ1の下面に吸引機20を近接させる。吸
引機20は、真空チャンバ21と、管22と、押圧機構
23とを含む。管22は、チャンバ21と真空ポンプ2
4とを互いに連通させる。押圧機構23は、載置台25
を有しており、この載置台25上には、蓋体10が載置
されている。
【0019】次いで、図6に示すように、吸引機20を
パッケ−ジ1の下面に当接させる。この時、吸引機20
が有するチャンバ21により、通気構造体7の裏面を密
閉する密閉空間が得られる。
【0020】次いで、密閉空間を、真空ポンプ24を用
いて脱気する。この時、図6中の矢印により示されるよ
うに、接着剤層8に含まれる溶剤(揮発成分)や、接着
剤層8とチップ載置面との間、あるいは接着剤層8とチ
ップ3との間に形成された気泡は、通気構造体7を介し
て吸引され、外界へと排出される。尚、この時、図6中
の矢印により示されるように、接着剤層8の側面から
も、ある程度の気泡が排出される。
【0021】次いで、図7に示すように、押圧機構23
を上昇させる。このようにして、蓋体10の表面に形成
された接着剤層9を通気構造体7の裏面に接触させる。
この接触された状態でパッケ−ジ1の全体を加熱する加
熱処理を行うと、接着剤層8および接着剤層9が硬化す
る。これにより、チップ3がパッケ−ジ1に固着される
とともに、蓋体10が、通気構造体7を封止するように
してパッケ−ジ1に固着される。
【0022】次いで、吸引機20をパッケ−ジ1の下面
から離脱させる。この後、ワイヤボンディングを行う。
さらに上蓋11をパッケ−ジ1の上面に固定し、チップ
3をパッケ−ジ1中に気密封止する。
【0023】このような方法によって、図1に示した半
導体装置を得ることができる。次に、この発明の第2の
実施例に係る半導体装置について説明する。図8は、こ
の発明の第2の実施例に係る半導体装置の断面図であ
る。
【0024】第1の実施例に係る半導体装置では、通気
構造体7を気密封止するために、通気構造体7の裏面上
に蓋体10を取り付けている。これを、図8に示すよう
に、通気構造体7中にシ−ル剤を注入することによっ
て、シ−ル層12を通気構造体5中に設けるようにして
も良い。
【0025】また、他の実施例として、パッケ−ジ1の
通気構造体7を含む下面全面上、または通気構造体7の
裏面上に、例えば銅、アルミニウムなどの金属材料をメ
タライズする方法がある。このようにメタライズ加工に
よって、通気構造体7を気密封止することも可能であ
る。
【0026】さらに、他の実施例として、パッケ−ジ1
の通気構造体7を含む下面全面上、または通気構造体7
の裏面上に銅をメタライズし、メタライズ層を形成す
る。そして、このメタライズ層を用いて、アルミニウム
でなる蓋体10が半田付けされても良い。
【0027】上記構成の半導体装置であると、パッケ−
ジ1の載置部4に対応して通気構造体7を設けること
で、接着剤層8を、この通気構造体7を介して吸引する
ことができる。接着剤層8が吸引された後では、接着剤
層8とチップ載置面との間、接着剤層8とチップ3との
間に形成された巻き込み空気による気泡、並びに接着剤
層8中に形成された揮発性溶剤による気泡がそれぞれ吸
引されて、外界に排出されるためになくなる。このた
め、接着剤層8を硬化させるための加熱処理時に発生す
る、気泡の膨脹という問題が解消され、チップ3への応
力ダメ−ジの印加、あるいは界面剥離、あるいはパッケ
−ジ1の損傷などの問題が、いずれも解決される。
【0028】従って、チップ3とパッケ−ジ1との接着
強度、チップ3の特性、並びに気密性それぞれが高い、
高信頼性の半導体装置を得ることができる。さらに、通
気構造体7を封止する蓋体10を、通気構造体7の裏面
に設けることによって、装置完成後においても、通気構
造体7を介しての水分侵入などの問題がなくなる。この
ため、装置完成後においても、その気密性を良好に保つ
ことができる。
【0029】尚、製造方法においては、次のような変形
も可能である。上述した製造方法では、チャンバ21を
有する吸引機20を用いることで、通気構造体7の裏面
部分にのみ密閉空間を得て、この得られた密閉空間を脱
気することで接着剤層8を通気構造体7を介して吸引し
た。
【0030】このような方法を、パッケ−ジ1の全体
を、減圧環境下におくようにしても良い。この方法で
も、接着剤層8を通気構造体7を介して吸引できるの
で、上記製造方法と同様に気泡を外界へ排出することが
できる。
【0031】また、上述した製造方法では、基本的に、
接着剤層8を吸引した後、チップ3、並びに蓋体10の
固着双方を兼ねた加熱処理を行っている。このような方
法を、接着剤層8の吸引の後に加熱処理を行ってチップ
3のみを固着させる。そして、チップ3が固着された
後、通気構造体7の裏面に蓋体10を接触させてから、
再度の加熱処理を行って蓋体10を固着するようにして
も良い。さらにはこの再度の加熱処理を、パッケ−ジ1
の全体を加熱するのではなく、例えば蓋体10を載置す
る載置台25に熱源を設けておき、この熱源により、蓋
体10のみを加熱するようにしても良い。
【0032】また、接着剤層8を吸引した後、通気構造
体7の裏面に蓋体10を固着させるための加熱処理を行
い、蓋体10が固着された後、チップ3を固着させるた
めの加熱処理を行うようにしても良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体チップと容器体との接着強度が高まるととも
にチップの特性劣化も少なくなる、気密性に優れた半導
体装置およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の断面図。
【図2】図2はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図3】図3はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図4】図4はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図5】図5はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図6】図6はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図7】図7はこの発明の第1の実施例に係る半導体装
置の主要な製造工程における断面図。
【図8】図8はこの発明の第2の実施例に係る半導体装
置の断面図。
【図9】図9は図1に示すパッケ−ジの外観を示す斜視
図。
【図10】図10は従来の技術における問題を説明する
ための図。
【符号の説明】
1…パッケ−ジ、2…配線パタ−ン形成部、3…ICチ
ップ、4…チップ載置部、5…リ−ドピン、6ボンディ
ングワイヤ、7…通気構造体、8…接着剤層、9…接着
剤層、10…蓋体、11…上蓋、12…シ−ル層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 載置部、およびこの載置部に対応して設
    けられた通気体を有する容器体と、 前記載置部上に形成された熱硬化性の接着体と、 前記接着体上に載置された半導体チップと、 前記通気体を封止する封止体とを具備することを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 載置部、およびこの載置部に対応して設
    けられた通気体を有する容器体を準備する工程と、 前記載置部上に熱硬化性の接着体を形成する工程と、 前記接着体上に半導体チップを載置する工程と、 前記通気体を介して前記接着体を吸引する工程と、 前記載置部に前記チップを固着させる、加熱処理を伴っ
    た固着工程と、 前記通気体を封止する封止体を形成する工程とを具備す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP31018293A 1993-12-10 1993-12-10 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH07161860A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100244089B1 (ko) * 1997-02-17 2000-02-01 마이클 디. 오브라이언 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 제조방법 및 그 구조
JP2009147643A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Epson Toyocom Corp 圧電デバイス及びその封止方法
CN112259512A (zh) * 2020-10-22 2021-01-22 吴俊楠 一种用于多芯片的封装结构

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