JPH0779149B2 - 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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- JPH0779149B2 JPH0779149B2 JP62197608A JP19760887A JPH0779149B2 JP H0779149 B2 JPH0779149 B2 JP H0779149B2 JP 62197608 A JP62197608 A JP 62197608A JP 19760887 A JP19760887 A JP 19760887A JP H0779149 B2 JPH0779149 B2 JP H0779149B2
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔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、特に電気絶縁基
板に半導体ペレットを取り付け、熱硬化性樹脂でトラン
スファー成形する構造の半導体装置と実装ボードとの間
に隙間を設けるためのストッパ部分に関する。
板に半導体ペレットを取り付け、熱硬化性樹脂でトラン
スファー成形する構造の半導体装置と実装ボードとの間
に隙間を設けるためのストッパ部分に関する。
従来、電気絶縁基板を用いた樹脂封止型半導体装置にお
ける樹脂封止は、熱硬化性樹脂をポッティングして行な
われることが多い。その際、樹脂の流れ止めに、枠を用
いることが多かった。この枠は、耐湿性を重視する場
合、横方向からの湿気の浸入を放ぐため、非透水性のも
のが用いられた。樹脂封止部には、上方からの湿気の浸
入を防ぐため、非透水性のキャップを熱硬化性樹脂で取
り付けていた。
ける樹脂封止は、熱硬化性樹脂をポッティングして行な
われることが多い。その際、樹脂の流れ止めに、枠を用
いることが多かった。この枠は、耐湿性を重視する場
合、横方向からの湿気の浸入を放ぐため、非透水性のも
のが用いられた。樹脂封止部には、上方からの湿気の浸
入を防ぐため、非透水性のキャップを熱硬化性樹脂で取
り付けていた。
一方、樹脂封止をトランスファー成形で行う場合、第３
図に示すように、半導体ペレット２を一主表面に固着
し、ワイヤー３でボンディングした電気的絶縁性基板７
を金型（図示せず）にセットし、これらを190℃程度に
加熱しておき、70℃程度に予熱しておいたトランスファ
ー成形用熱硬性樹脂を、10kg/cm2程度の圧力を加えてこ
の金型に圧入し、電気的絶縁性基板７上面に樹脂１で封
止を行っていた。
図に示すように、半導体ペレット２を一主表面に固着
し、ワイヤー３でボンディングした電気的絶縁性基板７
を金型（図示せず）にセットし、これらを190℃程度に
加熱しておき、70℃程度に予熱しておいたトランスファ
ー成形用熱硬性樹脂を、10kg/cm2程度の圧力を加えてこ
の金型に圧入し、電気的絶縁性基板７上面に樹脂１で封
止を行っていた。
電気的絶縁性基板７に透水性の材料例えば、エポキシ，
ポリイミドやトリアジン等のガラス布積層板を用いる場
合、裏面からの湿気の浸入を防ぐため、金属層６を設け
ていた。
ポリイミドやトリアジン等のガラス布積層板を用いる場
合、裏面からの湿気の浸入を防ぐため、金属層６を設け
ていた。
尚、半導体ペレット２は、マウント用熱硬化性樹脂８で
一主表面上の金属層６に固着されている。さらに、ボン
ディング・ワイヤー３の一端は、電気配線パターン４と
電気的に接続され、さらにこのパターン４はソルダーレ
ジスト５で覆われている。基板７には、一主表面の電気
配線パターンから他主表面の金属層12に達するスルーホ
ールが設けられており、このホールに外部リード９が挿
入され、半田10で金属層12に固着されている。
一主表面上の金属層６に固着されている。さらに、ボン
ディング・ワイヤー３の一端は、電気配線パターン４と
電気的に接続され、さらにこのパターン４はソルダーレ
ジスト５で覆われている。基板７には、一主表面の電気
配線パターンから他主表面の金属層12に達するスルーホ
ールが設けられており、このホールに外部リード９が挿
入され、半田10で金属層12に固着されている。
この半導体装置を、実装ボード等に半田実装する場合、
半導体装置の裏面と実装ボードとの間に、約0.5mm以上
の隙間がないと、毛管現象により、半田付け時に半田が
吸上げられ、外部リード９間で半田ブリッヂを生じるこ
とが多かった。そのため、この隙間を確保する必要があ
り、半導体装置の４つのコーナーの外部リード９に、第
４図に示すように、ストッパ11と呼ばれている外部リー
ド９の一部を変形させ、フランジ状にしたものや、第５
図に示すリング11をはめ込んだものを用いていた。
半導体装置の裏面と実装ボードとの間に、約0.5mm以上
の隙間がないと、毛管現象により、半田付け時に半田が
吸上げられ、外部リード９間で半田ブリッヂを生じるこ
とが多かった。そのため、この隙間を確保する必要があ
り、半導体装置の４つのコーナーの外部リード９に、第
４図に示すように、ストッパ11と呼ばれている外部リー
ド９の一部を変形させ、フランジ状にしたものや、第５
図に示すリング11をはめ込んだものを用いていた。
電気的絶縁性基板を用いた樹脂封止型半導体装置の信頼
性特に耐湿性を改善するためには、封止用樹脂の耐湿性
を改善する必要があるが、湿気による半導体装置の劣化
は、半導体ペレットと封止樹脂との間にできた隙間に水
のフィルムが生成されて、その水が半導体ペレット上の
配線や素子を構成する金属を浸蝕するからであるといわ
れている。
性特に耐湿性を改善するためには、封止用樹脂の耐湿性
を改善する必要があるが、湿気による半導体装置の劣化
は、半導体ペレットと封止樹脂との間にできた隙間に水
のフィルムが生成されて、その水が半導体ペレット上の
配線や素子を構成する金属を浸蝕するからであるといわ
れている。
この封止用樹脂と半導体ペレットとの界面に、それらの
材料間の熱膨脹係数の相違から隙間ができたとしても、
浸入した水分の量が少なければ、半導体装置として問題
はない。電気的絶縁性基板７に、非透水性のものを用い
たり、透水性のものでも金属層12を設ければこの基板７
からの水分の浸入は、ほとんど無くなる。
材料間の熱膨脹係数の相違から隙間ができたとしても、
浸入した水分の量が少なければ、半導体装置として問題
はない。電気的絶縁性基板７に、非透水性のものを用い
たり、透水性のものでも金属層12を設ければこの基板７
からの水分の浸入は、ほとんど無くなる。
従って、水分の浸入は、大部分が、ペレット２上の封止
樹脂からになる。ポッティング樹脂とトランスファー成
形樹脂との耐湿性を比べると、トランスファー成形樹脂
の方が高圧下で硬化するので、構造が緻密になり、耐湿
性が良い。また、ポッティング樹脂を用い、ペレット周
辺に非透水性の枠を設け、さらに封止部上面に非透水性
のキャップを設け、水分の浸入面積を減し、耐湿性を向
上させた半導体装置と比べても、トランスファー成形し
た半導体装置の方が耐湿性がよい。
樹脂からになる。ポッティング樹脂とトランスファー成
形樹脂との耐湿性を比べると、トランスファー成形樹脂
の方が高圧下で硬化するので、構造が緻密になり、耐湿
性が良い。また、ポッティング樹脂を用い、ペレット周
辺に非透水性の枠を設け、さらに封止部上面に非透水性
のキャップを設け、水分の浸入面積を減し、耐湿性を向
上させた半導体装置と比べても、トランスファー成形し
た半導体装置の方が耐湿性がよい。
しかし、トランスファー成形した半導体装置は、電気的
絶縁性基板７と熱硬化性樹脂１との密着力が劣化しやす
く、特に温度サイクル試験（−65℃×20分乃至150°×2
0分）を行うと、その傾向が著しく、ものによっては、5
0サイクル程度で電気的絶縁性基板と熱硬化性樹脂との
間で剥離を生じるという問題があった。密着性を向上さ
せるため、基板上面の表面を機械的に荒す方法が試みら
れたが、十分な密着性は得られなかった。
絶縁性基板７と熱硬化性樹脂１との密着力が劣化しやす
く、特に温度サイクル試験（−65℃×20分乃至150°×2
0分）を行うと、その傾向が著しく、ものによっては、5
0サイクル程度で電気的絶縁性基板と熱硬化性樹脂との
間で剥離を生じるという問題があった。密着性を向上さ
せるため、基板上面の表面を機械的に荒す方法が試みら
れたが、十分な密着性は得られなかった。
半導体装置のコーナー部に位置する外部リードに、スト
ッパー機能を持たせるため、外部リード部の一部を変形
させフランジ状にする方法では、外部リード９の形状が
２種類になるため、基板７に外部リード９を挿入する工
程で混入することがあり、管理が難しく、誤挿入を検査
する必要があるなど製造コストを引上げ、さらにフラン
ジ付外部リード９は、通常の外部リードと比べ使用数量
が少ないため、割高になり、コスト上昇の原因となって
いる。一方、リング11をはめ込む方法は、工程が一つ増
えるうえ、リングの分だけコストが上昇するという問題
があった。
ッパー機能を持たせるため、外部リード部の一部を変形
させフランジ状にする方法では、外部リード９の形状が
２種類になるため、基板７に外部リード９を挿入する工
程で混入することがあり、管理が難しく、誤挿入を検査
する必要があるなど製造コストを引上げ、さらにフラン
ジ付外部リード９は、通常の外部リードと比べ使用数量
が少ないため、割高になり、コスト上昇の原因となって
いる。一方、リング11をはめ込む方法は、工程が一つ増
えるうえ、リングの分だけコストが上昇するという問題
があった。
本発明の目的は、前記問題点が解決され、熱硬化性樹脂
と電気的絶縁性基板との密着力を構造的に向上させ、し
かも容易に製造できるようにした樹脂封止型半導体装置
を提供することにある。
と電気的絶縁性基板との密着力を構造的に向上させ、し
かも容易に製造できるようにした樹脂封止型半導体装置
を提供することにある。
本発明の構成は、電気的絶縁性基板の一主表面の凹部に
半導体ペレットが固着され、前記一主表面上に形成され
た電気配線パターンと前記半導体ペレットとがワイヤー
でボンディングされ、前記電気配線パターンから他主表
面の金属層に達するスルーホールが形成され、前記スル
ーホールの前記他主面がわに外部リードが挿入されて半
田で固着され、前記一主表面上を覆う熱硬化性樹脂が形
成されている樹脂封止型半導体装置において、前記熱硬
化性樹脂は、前記電気的絶縁性基板の側面または前記基
板の貫通孔を介して前記他主表面を越えるまで延在し、
かつ前記他主表面に部分的に接していることを特徴とす
る。
半導体ペレットが固着され、前記一主表面上に形成され
た電気配線パターンと前記半導体ペレットとがワイヤー
でボンディングされ、前記電気配線パターンから他主表
面の金属層に達するスルーホールが形成され、前記スル
ーホールの前記他主面がわに外部リードが挿入されて半
田で固着され、前記一主表面上を覆う熱硬化性樹脂が形
成されている樹脂封止型半導体装置において、前記熱硬
化性樹脂は、前記電気的絶縁性基板の側面または前記基
板の貫通孔を介して前記他主表面を越えるまで延在し、
かつ前記他主表面に部分的に接していることを特徴とす
る。
次に本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の樹脂封止型半導体装置
を示す断面図である。同図において、本実施例の半導体
装置は、電気的絶縁性基板７に、市販のエポキシ・ガラ
ス布積層基板を用いた。この基板は、エポキシ樹脂以外
の樹脂、例えばフェノール樹脂，ポリイミド樹脂やトリ
アジン樹脂等であってもよい。ガラス布は電気的絶縁性
の良好な布状のものであればよい。今半導体ペレット２
を、マウント用熱硬化性樹脂８を塗布した金属層６の上
に搭載し、加熱する。マウント用熱硬化性樹脂８の代わ
りに、金属ロー材を用いて、マウントしてもよい。次に
半導体ペレット２と電気的絶縁性基板７に設けられた電
気配線パターン４との間をワイワー３でボンディングす
る。ボンディング・ワイヤー３の材質は、金（Au），ア
ルミニウム（Al）いずれでもよく、通常のボンティング
方法が利用できる。次に、170℃程度に加熱したトラン
スファー用金型に、ボンディング済み半製品をセット
し、そこに70℃程度に予熱したトランスファー用熱硬化
性エポキシ樹脂を、10kg/cm2の圧力で加圧しながら、金
型に流し込む。この金型は、ストッパー11部が形成され
るようになっている電気的絶縁性基板７からトランスフ
ァー成形用熱硬化性樹脂１がはみ出る長さは、半導体装
置の外形サイズ等により異るが、最低1mm程度必要なこ
とが実験から得られている。このストッパー11は、基板
７の裏面から、約1mm（実測では0.95mm〜1.12mm）盛上
がるようにしてあることが好ましい。さらに、外部リー
ド９が、半田10で固定される。尚、裏面（他主表面）上
の金属層12、一主表面上のパターン４には、それぞれソ
ルダーレジスタ５が形成されている。
を示す断面図である。同図において、本実施例の半導体
装置は、電気的絶縁性基板７に、市販のエポキシ・ガラ
ス布積層基板を用いた。この基板は、エポキシ樹脂以外
の樹脂、例えばフェノール樹脂，ポリイミド樹脂やトリ
アジン樹脂等であってもよい。ガラス布は電気的絶縁性
の良好な布状のものであればよい。今半導体ペレット２
を、マウント用熱硬化性樹脂８を塗布した金属層６の上
に搭載し、加熱する。マウント用熱硬化性樹脂８の代わ
りに、金属ロー材を用いて、マウントしてもよい。次に
半導体ペレット２と電気的絶縁性基板７に設けられた電
気配線パターン４との間をワイワー３でボンディングす
る。ボンディング・ワイヤー３の材質は、金（Au），ア
ルミニウム（Al）いずれでもよく、通常のボンティング
方法が利用できる。次に、170℃程度に加熱したトラン
スファー用金型に、ボンディング済み半製品をセット
し、そこに70℃程度に予熱したトランスファー用熱硬化
性エポキシ樹脂を、10kg/cm2の圧力で加圧しながら、金
型に流し込む。この金型は、ストッパー11部が形成され
るようになっている電気的絶縁性基板７からトランスフ
ァー成形用熱硬化性樹脂１がはみ出る長さは、半導体装
置の外形サイズ等により異るが、最低1mm程度必要なこ
とが実験から得られている。このストッパー11は、基板
７の裏面から、約1mm（実測では0.95mm〜1.12mm）盛上
がるようにしてあることが好ましい。さらに、外部リー
ド９が、半田10で固定される。尚、裏面（他主表面）上
の金属層12、一主表面上のパターン４には、それぞれソ
ルダーレジスタ５が形成されている。
本実施例では、トランスファー成形用熱硬化性樹脂とし
てエポキシを用いたが、エポキシ以外でも可能であり、
その場合、トランスファーの条件を出し直す必要があ
る。同様に、電気的絶縁性基板として、樹脂基板を用い
た場合について説明してあるが、樹脂基板に限らず、ア
ルミナ等のセラミックス基板であってもよい。尚、前記
半導体装置は、72ピンのピン・グリット・アレイで、外
形は30mm×30mm（幅×奥行）である。
てエポキシを用いたが、エポキシ以外でも可能であり、
その場合、トランスファーの条件を出し直す必要があ
る。同様に、電気的絶縁性基板として、樹脂基板を用い
た場合について説明してあるが、樹脂基板に限らず、ア
ルミナ等のセラミックス基板であってもよい。尚、前記
半導体装置は、72ピンのピン・グリット・アレイで、外
形は30mm×30mm（幅×奥行）である。
第２図は本発明の第２の実施例の樹脂封止型半導体装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
同図において本実施例の半導体装置は、トランスファー
成形用熱硬化性樹脂１が、電気的絶縁性基板７の側面に
飛び出さないようにしている代り、この基板７に貫通孔
を設け、この孔をトランスファー成形用熱硬化性樹脂１
で充填し、特に一部の貫通孔からは、基板７の裏面（他
主表面）よりトランスファー成形用熱硬化性樹脂１が盛
上り、ストッパー11になるようにしてある。この他は前
記第１の実施例と同じである。
成形用熱硬化性樹脂１が、電気的絶縁性基板７の側面に
飛び出さないようにしている代り、この基板７に貫通孔
を設け、この孔をトランスファー成形用熱硬化性樹脂１
で充填し、特に一部の貫通孔からは、基板７の裏面（他
主表面）よりトランスファー成形用熱硬化性樹脂１が盛
上り、ストッパー11になるようにしてある。この他は前
記第１の実施例と同じである。
本実施例では、外形サイズが従来の半導体装置と同じに
できるので、外形サイズに制限があるとき、特に有効で
ある。
できるので、外形サイズに制限があるとき、特に有効で
ある。
本実施例では、貫通孔として直径1mmのものを16箇所、
直形2mmのものを４箇所に設け、直径2mmのものをストッ
パーに用いた。なお、この半導体装置は、72ピン・ピン
・グリット・アレイで外形は、28mm×28mm（幅×奥行）
である。
直形2mmのものを４箇所に設け、直径2mmのものをストッ
パーに用いた。なお、この半導体装置は、72ピン・ピン
・グリット・アレイで外形は、28mm×28mm（幅×奥行）
である。
尚、前記第１図，第２図の実施例が並用された実施例で
あってもよい。即ち、貫通孔の中にも、側面にも、熱硬
化性樹脂１がまわり込んでいてもよい。
あってもよい。即ち、貫通孔の中にも、側面にも、熱硬
化性樹脂１がまわり込んでいてもよい。
以上、前記第1,第２の実施例は、電気的絶縁性基板７
に、半導体ペレット２を取り付け、熱硬化性樹脂１でト
ランスファー成形する構造の半導体装置において、少な
くとも前記基板７の側面の一部分もしくは全面を前記熱
硬化性樹脂１が被っていること（第１図）、及び前記基
板７に設けられた貫通孔に前記熱硬化性樹脂１が充填さ
れていること（第２図）のうち、少なくともどちらか一
方の構造を有することを主な特徴とする。
に、半導体ペレット２を取り付け、熱硬化性樹脂１でト
ランスファー成形する構造の半導体装置において、少な
くとも前記基板７の側面の一部分もしくは全面を前記熱
硬化性樹脂１が被っていること（第１図）、及び前記基
板７に設けられた貫通孔に前記熱硬化性樹脂１が充填さ
れていること（第２図）のうち、少なくともどちらか一
方の構造を有することを主な特徴とする。
特に、電気的絶縁性基板７の側面を被った、もしくは前
記基板７に設けられた貫通孔に充填された熱硬化性樹脂
１の少なくとも一部が、前記基板７の裏面（半導体ペレ
ット２を取付ける方を上面（一主表面）とする）に対
し、盛上って、ストッパ11として機能することを特徴と
する。
記基板７に設けられた貫通孔に充填された熱硬化性樹脂
１の少なくとも一部が、前記基板７の裏面（半導体ペレ
ット２を取付ける方を上面（一主表面）とする）に対
し、盛上って、ストッパ11として機能することを特徴と
する。
以上説明したように、本発明は電気的絶縁性基板とトラ
ンスファー成形用熱硬化性樹脂との密着性を向上させ、
例えば温度サイクル（−65℃×20分乃至150℃×20分）
を500サイクル加えても密着部での剥離が生じなくな
り、また外部リードにストッパーの機能をもたす必要が
なくなることにより、材料コストを少なくとも５％程
度、組立工数コストを少なくとも３％程度削減できると
いう効果がある。
ンスファー成形用熱硬化性樹脂との密着性を向上させ、
例えば温度サイクル（−65℃×20分乃至150℃×20分）
を500サイクル加えても密着部での剥離が生じなくな
り、また外部リードにストッパーの機能をもたす必要が
なくなることにより、材料コストを少なくとも５％程
度、組立工数コストを少なくとも３％程度削減できると
いう効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の樹脂封止型半導体装置
を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例の樹脂封
止型半導体装置を示す断面図、第３図は従来のトランス
ファー成形による樹脂封止型半導体装置の断面図、第４
図は従来の樹脂封止型半導体装置の外部リードの一部を
フランジ状にしたストッパー部分の断面図、第５図は従
来の外部リードにリングをはめ込んだ構造のストッパー
部分の断面図である。 １……トランスファー成形用熱硬化性樹脂、２……半導
体ペレット、３……ボンディング・ワイヤー、４……電
気配線パターン、５……ソルダーレジスト、６……金属
層、７……電気絶縁基板、８……マウント用熱硬化性樹
脂、９……外部リード、10……半田、11……ストッパ
ー、12……金属層。
を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例の樹脂封
止型半導体装置を示す断面図、第３図は従来のトランス
ファー成形による樹脂封止型半導体装置の断面図、第４
図は従来の樹脂封止型半導体装置の外部リードの一部を
フランジ状にしたストッパー部分の断面図、第５図は従
来の外部リードにリングをはめ込んだ構造のストッパー
部分の断面図である。 １……トランスファー成形用熱硬化性樹脂、２……半導
体ペレット、３……ボンディング・ワイヤー、４……電
気配線パターン、５……ソルダーレジスト、６……金属
層、７……電気絶縁基板、８……マウント用熱硬化性樹
脂、９……外部リード、10……半田、11……ストッパ
ー、12……金属層。
Claims (1)
- 【請求項１】電気的絶縁性基板の一主表面の凹部に半導
体ペレットが固着され、前記一主表面上に形成された電
気配線パターンと前記半導体ペレットとがワイヤーでボ
ンディングされ、前記電気配線パターンから他主表面の
金属層に達するスルーホールが形成され、前記スルーホ
ールの前記他主面がわに外部リードが挿入されて半田で
固着され、前記一主表面上を覆う熱硬化性樹脂が形成さ
れている樹脂封止型半導体装置において、前記熱硬化性
樹脂は、前記電気的絶縁性基板の側面または前記基板の
貫通孔を介して前記他主表面を越えるまで延在し、かつ
前記他主表面に部分的に接していることを特徴とする樹
脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62197608A JPH0779149B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62197608A JPH0779149B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441254A JPS6441254A (en) | 1989-02-13 |
| JPH0779149B2 true JPH0779149B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=16377301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62197608A Expired - Lifetime JPH0779149B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779149B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5679978A (en) * | 1993-12-06 | 1997-10-21 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having resin gate hole through substrate for resin encapsulation |
| US6111306A (en) | 1993-12-06 | 2000-08-29 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of producing the same and semiconductor device unit and method of producing the same |
| NL9401104A (nl) * | 1994-07-01 | 1996-02-01 | Fico Bv | Werkwijze, drager en matrijsdelen voor het omhullen van een chip. |
-
1987
- 1987-08-07 JP JP62197608A patent/JPH0779149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6441254A (en) | 1989-02-13 |
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