JPH0722544A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH0722544A JPH0722544A JP7037891A JP7037891A JPH0722544A JP H0722544 A JPH0722544 A JP H0722544A JP 7037891 A JP7037891 A JP 7037891A JP 7037891 A JP7037891 A JP 7037891A JP H0722544 A JPH0722544 A JP H0722544A
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- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/45099—Material
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半田実装時の急激な加熱により発生した水蒸
気による樹脂クラックおよび樹脂熱応力によるクラック
発生を防止する。 【構成】 チップ搭載部体上に半導体素子を搭載すると
共にフッ素樹脂多孔質体の細片を含んだ樹脂封止材で前
記半導体素子を搭載したチップ搭載部体の周囲をモール
ドした樹脂封止型半導体装置。 【効果】 樹脂封止型半導体装置において、半田実装時
における急激な加熱による蒸気発生ないし温度変化に原
因したレジン層における応力を緩和、吸収し、クラック
発生を防止し、低誘電率化、封止レジンの薄層化による
小型化を図る。
気による樹脂クラックおよび樹脂熱応力によるクラック
発生を防止する。 【構成】 チップ搭載部体上に半導体素子を搭載すると
共にフッ素樹脂多孔質体の細片を含んだ樹脂封止材で前
記半導体素子を搭載したチップ搭載部体の周囲をモール
ドした樹脂封止型半導体装置。 【効果】 樹脂封止型半導体装置において、半田実装時
における急激な加熱による蒸気発生ないし温度変化に原
因したレジン層における応力を緩和、吸収し、クラック
発生を防止し、低誘電率化、封止レジンの薄層化による
小型化を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止型半導体装置に
係り、特に半田実装時の急激な加熱により発生した水蒸
気による樹脂クラックの発生および樹脂内熱応力による
クラック発生を適切に防止する優れた製品を提供しよう
とするものである。
係り、特に半田実装時の急激な加熱により発生した水蒸
気による樹脂クラックの発生および樹脂内熱応力による
クラック発生を適切に防止する優れた製品を提供しよう
とするものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂封止型半導体装置は半導体チップを
エポキシ樹脂などによって封止したものであって、近年
における電子機器の小型化、高性能化に伴い、薄型、且
つ小型化された表面実装型半導体パッケージなどとして
広く普及されている。
エポキシ樹脂などによって封止したものであって、近年
における電子機器の小型化、高性能化に伴い、薄型、且
つ小型化された表面実装型半導体パッケージなどとして
広く普及されている。
【０００３】近年、樹脂封止型半導体装置の半田付け実
装においては、半導体装置を基板表面に仮止めした後、
半導体装置、基板全体を加熱する面付実装方式が主流で
あり、その方式により製造された代表例は図２に示す如
くであって、一般的にタブと称される半導体チップ搭載
部体(11)に半導体チップ(10)を搭載し、該半導体チップ
(10)の電極とリード(12)とを金細線(14)で結線し、これ
らをエポキシ系樹脂などのモルード用樹脂（以下単にレ
ジンという）(13)によって封止したもので、このように
してからリード成形、半田コートしたものである。
装においては、半導体装置を基板表面に仮止めした後、
半導体装置、基板全体を加熱する面付実装方式が主流で
あり、その方式により製造された代表例は図２に示す如
くであって、一般的にタブと称される半導体チップ搭載
部体(11)に半導体チップ(10)を搭載し、該半導体チップ
(10)の電極とリード(12)とを金細線(14)で結線し、これ
らをエポキシ系樹脂などのモルード用樹脂（以下単にレ
ジンという）(13)によって封止したもので、このように
してからリード成形、半田コートしたものである。
【０００４】又、このような樹脂封止型半導体装置の技
術に関して、特開昭61-23348号公報、特開昭63-54757号
公報などがあり、これらはタブ裏面に加工を施して応力
を緩和することを提案している。
術に関して、特開昭61-23348号公報、特開昭63-54757号
公報などがあり、これらはタブ裏面に加工を施して応力
を緩和することを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記したよう
な従来の樹脂封止型半導体装置は、半導体パッケージの
半田実装時における耐熱性に関して大きな課題を有して
いる。即ち一般にこれらの半導体パッケージをプリント
基板などに半田実装する手法としてはペーパーフェーズ
・リフロー半田づけ法または赤外線加熱法などが採用さ
れており、斯うした半田実装時には半田接合部体のみで
なく、パッケージ本体も急激に加熱され、該加熱によっ
て、半導体装置保管中に内部に吸収されたレジンバルク
中の吸湿水分が急激に気化する。
な従来の樹脂封止型半導体装置は、半導体パッケージの
半田実装時における耐熱性に関して大きな課題を有して
いる。即ち一般にこれらの半導体パッケージをプリント
基板などに半田実装する手法としてはペーパーフェーズ
・リフロー半田づけ法または赤外線加熱法などが採用さ
れており、斯うした半田実装時には半田接合部体のみで
なく、パッケージ本体も急激に加熱され、該加熱によっ
て、半導体装置保管中に内部に吸収されたレジンバルク
中の吸湿水分が急激に気化する。
【０００６】即ち上記のように発生した蒸気がレジン(1
3)とチップ搭載部体(11)もしくはレジン(13)と半導体チ
ップ(10)との界面に拡散し、該界面を剥離し、前記蒸気
がこの剥離部に浸入してその内圧を上昇せしめ、レジン
(13)にクラックを発生する。このようなクラック発生は
特に近時において半導体装置に小型化、薄型化が要請さ
れ、又エポキシ樹脂のようなレジン(13)が製造後半田づ
けまでの保管中に吸湿することによって著しくなってい
る。即ちこのようなクラックの発生によって折角の樹脂
封止効果が甚だしく損われ、半導体装置の性能および耐
用性が著しく劣化せしめられる。
3)とチップ搭載部体(11)もしくはレジン(13)と半導体チ
ップ(10)との界面に拡散し、該界面を剥離し、前記蒸気
がこの剥離部に浸入してその内圧を上昇せしめ、レジン
(13)にクラックを発生する。このようなクラック発生は
特に近時において半導体装置に小型化、薄型化が要請さ
れ、又エポキシ樹脂のようなレジン(13)が製造後半田づ
けまでの保管中に吸湿することによって著しくなってい
る。即ちこのようなクラックの発生によって折角の樹脂
封止効果が甚だしく損われ、半導体装置の性能および耐
用性が著しく劣化せしめられる。
【０００７】前記特開昭61-23348号公報、特開昭63-547
57号公報のものはタブの下面でのクラック発生防止には
有効であるが、半導体装置にとってワイヤ断線などの致
命的な故障の原因になる上面および側面のクラック発生
防止には役立たない。またタブ裏面に加工することで工
数が嵩み、製造コストが上昇すると共に、ガラスクロス
等の貼着により半導体パッケージの誘電率が高くなると
いう不利がある。
57号公報のものはタブの下面でのクラック発生防止には
有効であるが、半導体装置にとってワイヤ断線などの致
命的な故障の原因になる上面および側面のクラック発生
防止には役立たない。またタブ裏面に加工することで工
数が嵩み、製造コストが上昇すると共に、ガラスクロス
等の貼着により半導体パッケージの誘電率が高くなると
いう不利がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来のものにおける課題を解決することについて検討を
重ね、半田実装時における急激な熱ストレスと、これに
付随して発生する水蒸気圧上昇に起因したレジンクラッ
クを小型薄層化したレジン封止層においても的確に防止
することに成功したものであって，以下の如くである。
従来のものにおける課題を解決することについて検討を
重ね、半田実装時における急激な熱ストレスと、これに
付随して発生する水蒸気圧上昇に起因したレジンクラッ
クを小型薄層化したレジン封止層においても的確に防止
することに成功したものであって，以下の如くである。
【０００９】チップ搭載部体上に半導体素子を搭載する
と共にフッ素樹脂多孔質体の細片を含んだ樹脂封止材で
前記半導体素子を搭載したチップ搭載部体の周囲をモー
ルドしたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
と共にフッ素樹脂多孔質体の細片を含んだ樹脂封止材で
前記半導体素子を搭載したチップ搭載部体の周囲をモー
ルドしたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【００１０】
【作用】モールド用樹脂全体にフッ素樹脂多孔質体細片
を含むことにより、該モールド用樹脂内部に発生した水
蒸気圧による応力をフッ素樹脂多孔質体細片で吸収する
ことができ、クラックの発生が防止される。
を含むことにより、該モールド用樹脂内部に発生した水
蒸気圧による応力をフッ素樹脂多孔質体細片で吸収する
ことができ、クラックの発生が防止される。
【００１１】又、クラックが発生してもフッ素樹脂多孔
質体細片がクラックの拡がりを阻止することができる。
質体細片がクラックの拡がりを阻止することができる。
【００１２】前述したフッ素樹脂多孔質体細片が用いら
れることにより、該多孔質体が低弾性であって、応力緩
和に優れていることから、上述した半田実装時の急激加
熱による熱ストレスをも適切に吸収し、内部応力の低減
を図る。
れることにより、該多孔質体が低弾性であって、応力緩
和に優れていることから、上述した半田実装時の急激加
熱による熱ストレスをも適切に吸収し、内部応力の低減
を図る。
【００１３】フッ素樹脂多孔質体細片の大きさは１〜５
００μｍ、特に１０〜１００μｍ、気孔率は２０〜９０
％、特に６０〜８０％程度のものが好ましく、その量は
嵩比においてレジン封止層の５〜９０％であり、又該フ
ッ素樹脂多孔質体細片はレジン封止体中において安定に
位置せしめられ半導体装置の小型化、低姿勢化を得しめ
る。
００μｍ、特に１０〜１００μｍ、気孔率は２０〜９０
％、特に６０〜８０％程度のものが好ましく、その量は
嵩比においてレジン封止層の５〜９０％であり、又該フ
ッ素樹脂多孔質体細片はレジン封止体中において安定に
位置せしめられ半導体装置の小型化、低姿勢化を得しめ
る。
【００１４】
【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施態様を添附図面に示すものについて説明すると、図
１に示すようにチップ搭載部体（タブ）(11)上に半導体
素子（チップ）(10)を搭載し、該半導体素子(10)の電極
とリード(12)とを電気的特性の優れた金細線(14)で結線
することは前記した従来からのものと同じであるが、本
発明においては前記のようなチップ搭載部体（タブ）(1
1)の周りをフッ素樹脂多孔質細片(15)を含んだモールド
用樹脂（レジン）(13)で包囲封止したもので、リード成
形、半田コートを適宜に施し完成品を得るものである。
実施態様を添附図面に示すものについて説明すると、図
１に示すようにチップ搭載部体（タブ）(11)上に半導体
素子（チップ）(10)を搭載し、該半導体素子(10)の電極
とリード(12)とを電気的特性の優れた金細線(14)で結線
することは前記した従来からのものと同じであるが、本
発明においては前記のようなチップ搭載部体（タブ）(1
1)の周りをフッ素樹脂多孔質細片(15)を含んだモールド
用樹脂（レジン）(13)で包囲封止したもので、リード成
形、半田コートを適宜に施し完成品を得るものである。
【００１５】前記したフッ素樹脂多孔質体細片(15)とし
てはポリテトラフルオロエチレンを延伸加工又は発泡剤
により多孔質化したものの細片が好ましく、大きさ１〜
５００μｍ（特に１０〜１００μｍ）、気孔率２０〜９
０％（特に６０〜８０％）程度として適切に得られ、こ
れを５〜９０容量％モールド用樹脂（レジン）(13)に含
ましめても、その微細な孔隙は蒸気その他の気体は透過
せしめるが、液体を透過せしめることがないため該多孔
質組織内にレジンの浸透することを阻止してその微細孔
隙を確保することとなり、従って又半田実装時の急激加
熱によって発生した蒸気分を該微細孔隙において有効に
吸収する。
てはポリテトラフルオロエチレンを延伸加工又は発泡剤
により多孔質化したものの細片が好ましく、大きさ１〜
５００μｍ（特に１０〜１００μｍ）、気孔率２０〜９
０％（特に６０〜８０％）程度として適切に得られ、こ
れを５〜９０容量％モールド用樹脂（レジン）(13)に含
ましめても、その微細な孔隙は蒸気その他の気体は透過
せしめるが、液体を透過せしめることがないため該多孔
質組織内にレジンの浸透することを阻止してその微細孔
隙を確保することとなり、従って又半田実装時の急激加
熱によって発生した蒸気分を該微細孔隙において有効に
吸収する。
【００１６】然しこのフッ素樹脂多孔質体細片(15)とし
てはこのようなポリテトラフルオロエチレン多孔質体細
片に限られるものでなく、フッ素樹脂の連続気泡体細片
でもよく、又、無機フィラーを多孔質体中に含有させた
ものを用いてもよい。特にガラス、クォーツ、酸化的チ
タン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムなどは熱
伝導性に優れたものとして好ましい。
てはこのようなポリテトラフルオロエチレン多孔質体細
片に限られるものでなく、フッ素樹脂の連続気泡体細片
でもよく、又、無機フィラーを多孔質体中に含有させた
ものを用いてもよい。特にガラス、クォーツ、酸化的チ
タン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムなどは熱
伝導性に優れたものとして好ましい。
【００１７】フッ素樹脂としては前記のようなポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の外に、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、パーフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などを用いること
ができる。
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の外に、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、パーフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などを用いること
ができる。
【００１８】モールド用の樹脂としては、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂
（ＢＴ樹脂）などのフッ素樹脂と相溶性のある樹脂が用
いられるが、好ましくはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂
が用いられる。
脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂
（ＢＴ樹脂）などのフッ素樹脂と相溶性のある樹脂が用
いられるが、好ましくはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂
が用いられる。
【００１９】前記のようにモールド用樹脂（レジン）(1
3)に含まれるフッ素樹脂多孔質体細片(15)は何れにして
も低弾性であるため、半田実装時における急激な温度変
化や吸湿後の熱ストレスの印加時などにおいても内部応
力を緩和・吸収しモールド用樹脂（レジン）(13)内での
クラック発生を適切かつ確実に防止することができる。
従って半導体チップにおける安定した特性を長期に亘っ
て得しめることができる。
3)に含まれるフッ素樹脂多孔質体細片(15)は何れにして
も低弾性であるため、半田実装時における急激な温度変
化や吸湿後の熱ストレスの印加時などにおいても内部応
力を緩和・吸収しモールド用樹脂（レジン）(13)内での
クラック発生を適切かつ確実に防止することができる。
従って半導体チップにおける安定した特性を長期に亘っ
て得しめることができる。
【００２０】１例として、本発明により前記フッ素樹脂
多孔質体細片(15)として大きさ２０μｍで、気孔率が７
０％であり、最大孔径が１μｍのポリテトラフルオロエ
チレン多孔質体細片３０重量％をモールド用樹脂（レジ
ン）(13)に含ましめた本発明例のものと、従来例のフッ
素樹脂多孔質体細片(15)を使用しないものを夫々２０個
ずつ準備し、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気中で７２
時間吸湿せしめてから２６０℃／３０秒で急速加熱した
場合に発生したクラックの有無を検査した結果は、本発
明例のものはクラック発生が皆無（０％）であるのに対
し、従来例のものは上記のような苛酷な試験条件でその
７０％においてクラック発生が認められた。即ち本発明
により有効なクラック発生防止が図られ、好ましい封止
半導体装置の得られることが確認された。
多孔質体細片(15)として大きさ２０μｍで、気孔率が７
０％であり、最大孔径が１μｍのポリテトラフルオロエ
チレン多孔質体細片３０重量％をモールド用樹脂（レジ
ン）(13)に含ましめた本発明例のものと、従来例のフッ
素樹脂多孔質体細片(15)を使用しないものを夫々２０個
ずつ準備し、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気中で７２
時間吸湿せしめてから２６０℃／３０秒で急速加熱した
場合に発生したクラックの有無を検査した結果は、本発
明例のものはクラック発生が皆無（０％）であるのに対
し、従来例のものは上記のような苛酷な試験条件でその
７０％においてクラック発生が認められた。即ち本発明
により有効なクラック発生防止が図られ、好ましい封止
半導体装置の得られることが確認された。
【００２１】又モールド用樹脂（レジン）(13)としてエ
ポキシ樹脂を用いた場合、従来例ではパッケージの誘電
率が3.６であるが、一方、フッ素樹脂多孔質体細片を３
０重量％エポキシ樹脂に含ませた本発明例ではパッケー
ジの誘電率は2.６であった。即ちパッケージの低誘電率
化が達成されることが確認された。
ポキシ樹脂を用いた場合、従来例ではパッケージの誘電
率が3.６であるが、一方、フッ素樹脂多孔質体細片を３
０重量％エポキシ樹脂に含ませた本発明例ではパッケー
ジの誘電率は2.６であった。即ちパッケージの低誘電率
化が達成されることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるとき
は、樹脂封止型半導体装置において、半田実装時におけ
る急激な加熱により蒸気発生ないし温度変化に原因した
レジン層における応力をフッ素樹脂多孔質体細片で緩和
・吸収することでクラック発生を的確に防止し、又、発
生したクラックを最小限に抑えることが可能であり、更
に低誘電率化も図られて半導体装置における信号伝達の
高速化を実現するなどの効果を有しており、工業的にそ
の効果の大きい発明である。
は、樹脂封止型半導体装置において、半田実装時におけ
る急激な加熱により蒸気発生ないし温度変化に原因した
レジン層における応力をフッ素樹脂多孔質体細片で緩和
・吸収することでクラック発生を的確に防止し、又、発
生したクラックを最小限に抑えることが可能であり、更
に低誘電率化も図られて半導体装置における信号伝達の
高速化を実現するなどの効果を有しており、工業的にそ
の効果の大きい発明である。
【図１】本発明による樹脂封止型半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】従来の樹脂封止型半導体装置の断面図である。
１０ 半導体素子（チップ） １１ チップ搭載部体（タブ） １２ リード １３ モールド用樹脂（レジン） １４ 金細線 １５ フッ素樹脂多孔質体
Claims (1)
- 【請求項１】 チップ搭載部体上に半導体素子を搭載す
ると共にフッ素樹脂多孔質体の細片を含んだ樹脂封止材
で前記半導体素子を搭載したチップ搭載部体の周囲をモ
ールドしたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037891A JPH0722544A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 樹脂封止型半導体装置 |
| DE69225337T DE69225337T2 (de) | 1991-03-08 | 1992-02-26 | In Harz versiegelte Halbleitervorrichtung bestehend aus porösem Fluorkohlenstoffharz |
| EP19920103297 EP0504634A3 (en) | 1991-03-08 | 1992-02-26 | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluorocarbon resin |
| EP94115972A EP0634792B1 (en) | 1991-03-08 | 1992-02-26 | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluororesin |
| US08/182,520 US5446315A (en) | 1991-03-08 | 1994-01-11 | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluorocarbon resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037891A JPH0722544A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722544A true JPH0722544A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=13429721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7037891A Pending JPH0722544A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-12 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722544A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057321A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Nec Corp | チップ型固体電解コンデンサ |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP7037891A patent/JPH0722544A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057321A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Nec Corp | チップ型固体電解コンデンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991005 |