JPH08139231A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH08139231A
JPH08139231A JP29876794A JP29876794A JPH08139231A JP H08139231 A JPH08139231 A JP H08139231A JP 29876794 A JP29876794 A JP 29876794A JP 29876794 A JP29876794 A JP 29876794A JP H08139231 A JPH08139231 A JP H08139231A
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卓 中村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱履歴を受けた後の半導体装置の信頼性劣化
を防ぐLOC構造の樹脂封止型半導体装置を提供するこ
と。 【構成】 半導体素子3の裏面に絶縁性の薄膜であるポ
リイミド樹脂(ポリイミド薄膜10)を形成した後、封
止樹脂6で封入する。 【効果】 半導体素子3の主表面とその裏面とが同種の
材料で被覆されるので、封止樹脂6との密着性が均一と
なり、熱履歴を受けた後においても半導体装置の信頼性
劣化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装置
に関し、特にLOC(Lead on Chip)構造の樹脂封止型半
導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、樹脂封止型とセラミック
封止型の2つに大別されるが、安価で量産性に適してい
ることから、前者の樹脂封止型が主流となっている。ま
た、近年の電子部品の薄型化、小型化の要求に伴い、高
集積で多機能を有する大型の半導体素子においても、薄
型で小型の半導体装置に搭載する必要があり、メモリ製
品では、図3[同(A):平面図、同(B):断面図]に示
すLOC構造の樹脂封止型半導体装置が主流となりつつ
ある。
【0003】即ち、従来のLOC構造の樹脂封止型半導
体装置は、図3(A)、(B)に示すように、半導体素子3
の主表面にリ−ドフレ−ム1の複数のリ−ド2を、絶縁
性接着剤4を介して固着し、金線等の金属細線5により
リ−ド2と半導体素子3とを電気的に接続した後、エポ
キシ樹脂等の封止樹脂6で封入した構造のものである。
なお、図中7はAlパッドであり、8はポリイミドコ−
トである。
【0004】従来のLOC構造の樹脂封止型半導体装置
では、上記図3(A)、(B)に示すような構造とすること
でリ−ドフレ−ム1のパタ−ンの一部を半導体素子3上
に配置することができるため、半導体装置をより小型化
できる利点を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
樹脂封止型半導体装置では、半導体素子3の主表面と裏
面の封止樹脂6に対する密着性や熱膨張係数が異なるた
めに、半導体装置が熱履歴を受けると[例えばプリント
基板へ実装する際の赤外線リフロ−による熱履歴や冷熱
衝撃試験(温度サイクル試験)による熱履歴等を受ける
と]、半導体素子3の主表面や裏面に隙間(剥離)が生
じ、半導体装置の信頼性が著しく劣化する欠点を有して
いる。即ち、半導体素子3の裏面であるシリコン(Si
結晶)と封止樹脂6とは、一般に接着しにくく、上記の
ような熱履歴を受けると剥離が生じる。
【0006】上記問題を解決するため、従来、半導体素
子3の裏面に密着性を向上させる薄膜等を形成すること
が提案されており、例えば、SiO2薄膜やSiN薄膜
などの形成又はシランカップリング剤の塗布等が従来よ
り試みられている。しかしながら、上記手段では、逆に
密着性が大幅に向上して応力のバランスが崩れ、その結
果半導体素子3の主表面が剥離してしまうという問題が
あった。
【0007】また、半導体素子3のシリコン(Si結晶)
は、一般の金属と比べると脆弱であるため、ダイシング
工程や裏面研削工程で発生したシリコン屑が半導体素子
自体もしくは製造装置に残存し易く、該シリコン屑が残
存すると、これが原因となって半導体素子3にクラック
が発生するという問題があった。更に、半導体素子3の
裏面は、研削状態であるため、研削のむらや異物の付着
により製造時に密着性を低下させるという問題もあっ
た。
【0008】一般に、メモリ製品の場合、α線によるビ
ット情報反転(ソフトエラ−)防止や応力緩和を目的とし
て、パッシベ−ション膜の上にポリイミド樹脂薄膜を形
成しているが[図3(B)のポリイミドコ−ト8参照]、
この樹脂膜の硬化収縮に伴い半導体素子3が反って応力
が生じるという欠点も有している。
【0009】本発明は、上記問題点及び欠点に鑑み成さ
れたものであって、その目的とするところは、(1) 半導
体装置が熱履歴を受けた後においても、前記した隙間
(剥離)が生ぜず、半導体装置の信頼性を充分確保するこ
とができ、(2) 半導体素子のクラック発生や密着性低下
等を防止でき、(3) 半導体素子の反りをなくし、残留応
力の発生を防止できる、樹脂封止型半導体装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性の接着
剤を介して複数のリ−ドを半導体素子上に固着する樹脂
封止型半導体装置において、該半導体素子の裏面に、・
絶縁性のポリイミド樹脂薄膜を形成して成ること(請求
項1)、又は、前記絶縁性の接着剤層を形成して成るこ
と(請求項2)、を特徴とし、これにより前記した問題点
及び欠点を解消し、前記目的を達成する樹脂封止型半導
体装置を提供するものである。
【0011】
【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記したよ
うに、半導体素子の裏面に“絶縁性のポリイミド樹脂薄
膜又は複数のリ−ドを固着するのに使用した絶縁性接着
剤と同じ接着剤層を形成して成る”ことを特徴とし、こ
れにより半導体素子の主表面及び裏面が同種の絶縁性の
樹脂薄膜で被覆されることとなり、その結果封止樹脂と
の密着性が均一に向上し、応力バランスも均等になる作
用が生じる。また、半導体素子の裏面が上記したように
カバ−されているため、製造時における半導体素子のク
ラック発生や密着性低下を防ぎ、半導体素子の反りも低
減する作用が生じる。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図1及び図2を参照し
ながら説明する。なお、図1は本発明の第1の実施例
(実施例1)を、図2は同第2の実施例(実施例2)を説明
する図である。
【0013】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施
例(実施例1)である樹脂封止型半導体装置の断面図であ
る。本実施例1においては、絶縁性接着剤4として、ポ
リイミドフィルム[例えば宇部興産(株)のユ−ピレック
ス]をベ−スにし、両面に接着剤層[例えば巴川製紙
(株)のRXF]を形成した3層構造からなるものを使用
し、一方をリ−ドフレ−ム1に加熱貼付された形態で供
給され、反対側を加熱してリ−ド2を半導体素子3に固
着する。
【0014】半導体素子3の主表面には、α線ソフトエ
ラ−防止及び応力緩和を目的としてパッシベ−ション膜
上にポリイミドコ−ト8が予め形成されている。このポ
リイミドコ−ト8は、ウエハ−状態でスピンコ−トして
形成され、ボンディング用のAlパッド(図示せず)の部
分をパタ−ンエッチングにより開孔している。
【0015】そして、リ−ドフレ−ム1を半導体素子3
上に固着した後、金線等の金属細線5を用いて半導体素
子3とリ−ド2とを電気的に接続し、一方、半導体素子
3の裏面に主表面と同種のポリイミド薄膜10を形成し
た後、エポキシ樹脂等の封止樹脂6で封入して樹脂封止
型半導体装置を製造する。
【0016】本実施例1では、図1に示すように、特に
半導体素子3の裏面にも主表面と同種のポリイミド薄膜
10を形成している。このポリイミド薄膜10の厚さ
は、主表面と同一厚さが望ましく、5〜10μmが最適で
ある。なお、ポリイミド樹脂としては、例えば東レ(株)
の“SP−740”等を使用することができる。
【0017】本実施例1において、ポリイミド薄膜10
の形成手段としては、ウエハ−状態で半導体素子3の主
表面にポリイミドコ−ト8を形成し、一方、半導体素子
3の裏面を研削して所望の厚さにした後、スピンコ−ト
して形成するのが好ましく、また、リ−ドフレ−ム1を
半導体素子3上に固着した後、スクリ−ン印刷方式又は
ポッティング方式で塗布することもできる。
【0018】本実施例1の樹脂封止型半導体装置では、
上記したように、半導体素子3の裏面にも主表面と同種
のポリイミド薄膜10を形成する構造としたものであ
り、これにより、半導体素子3の主表面と裏面の密着性
を均一に向上させることができ、半導体装置の信頼性を
向上させることができ、また、半導体素子3の反りを低
減させることができる。更に、半導体素子3の裏面がポ
リイミド薄膜10で保護しているため、製造時における
半導体素子のクラック発生や密着性低下を防止すること
ができる。
【0019】上記効果を具体的な数値デ−タを用いて説
明するため、本実施例1の樹脂封止型半導体装置につい
て、“界面剥離発生数”“チップ反り”“チップクラッ
ク発生数”を測定した。その測定結果を表1に示す。
【0020】(実施例2)図2は、本発明の第2の実施
例(実施例2)である樹脂封止型半導体装置の断面図であ
る。図2中の符号は前記図1と同一であるので、その説
明を省略する。本実施例2において、前記実施例1との
相違点は、図2に示すように、半導体素子3の裏面に絶
縁性接着剤4と同一の接着剤層20を形成している点で
ある。なお、この絶縁性接着剤層20としては、例えば
巴川製紙(株)の“RXF”等を使用することができる。
【0021】前記実施例1では、半導体素子3の裏面に
ポリイミド薄膜10を形成させたものであるが(図1参
照)、一般にポリイミド樹脂は、吸水率が大きく、吸水
と共に密着性は劣化しやすくなる。これに対して本実施
例2では、ポリイミド樹脂にかえて「吸水率がより小さ
い接着剤層20」を選定したものであり、このため、実
施例1よりも更に密着性が向上し、特に吸水後の信頼性
劣化が防止できる利点を有する。
【0022】上記効果を具体的な数値デ−タを用いて説
明するため、本実施例2の樹脂封止型半導体装置につい
ても前記実施例1と同様、“界面剥離発生数”“チップ
反り”“チップクラック発生数”を測定した。その測定
結果を表1に示す。
【0023】(比較例)なお、比較のため、従来例の樹
脂封止型半導体装置[半導体素子3の裏面に薄膜などを
形成せず、直接封止樹脂6で封止したもの:前記図3
(B)参照]を作製した。この従来例について、前記実施
例1と同様、“界面剥離発生数”“チップ反り”“チッ
プクラック発生数”を測定した。その測定結果を表1に
付記した。
【0024】
【表1】
【0025】上記表1から明らかなように、実施例1で
は、半導体装置に赤外線リフロ−処理を施し熱履歴を加
えても、従来例と異なり界面剥離が発生することなく信
頼性を向上でき、また、半導体素子の反り量を従来例の
1/4に低減することができ、封入工程直後に検出される
半導体素子のクラック発生を防止できることが認められ
る。更に、実施例2では、実施例1よりも「赤外線リフ
ロ−+PCT」処理後の界面剥離発生数を低減でき、半
導体装置の信頼性を著しく改善できることが認められ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、
以上詳記したように、半導体素子の裏面に絶縁性のポリ
イミド樹脂薄膜あるいはLOCテ−プ用接着剤を形成す
ることを特徴とし、これにより以下に示す効果が得られ
る。 半導体素子の主表面及び裏面と封止樹脂の密着性が均
一に向上し、半導体装置が熱履歴を受けた後の信頼性劣
化を防止できる。 LOC構造の半導体装置を製造する際に発生する半導
体素子のクラック発生や密着性低下を、半導体素子の裏
面がカバ−されているために防止できる。 半導体素子の反りをなくし、残留応力の発生を防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例(実施例1)である樹脂封
止型半導体装置の断面図。
【図2】本発明の第2の実施例(実施例2)である樹脂封
止型半導体装置の断面図。
【図3】従来の樹脂封止型半導体装置を示す図であつ
て、(A)はその平面図、(B)は同断面図。
【符号の説明】
1 リ−ドフレ−ム 2 リ−ド 3 半導体素子 4 絶縁性接着剤 5 金属細線 6 封止樹脂 7 Alパッド 8 ポリイミドコ−ト 10 ポリイミド薄膜 20 接着剤層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性の接着剤を介して複数のリ−ドを
    半導体素子上に固着する樹脂封止型半導体装置におい
    て、半導体素子の裏面に絶縁性のポリイミド樹脂薄膜を
    形成して成ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 絶縁性の接着剤を介して複数のリ−ドを
    半導体素子上に固着する樹脂封止型半導体装置におい
    て、半導体素子の裏面に、前記絶縁性の接着剤と同一の
    接着剤層を形成して成ることを特徴とする樹脂封止型半
    導体装置。
JP6298767A 1994-11-08 1994-11-08 樹脂封止型半導体装置 Expired - Lifetime JP2785722B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009188392A (ja) * 2008-01-08 2009-08-20 Toppan Printing Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2010016211A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Denso Corp 電子装置

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JPH04164353A (ja) * 1990-10-29 1992-06-10 Nec Corp 樹脂封止型半導体装置
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Effective date: 19970304

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Effective date: 19980428