JPH08204066A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH08204066A JPH08204066A JP681095A JP681095A JPH08204066A JP H08204066 A JPH08204066 A JP H08204066A JP 681095 A JP681095 A JP 681095A JP 681095 A JP681095 A JP 681095A JP H08204066 A JPH08204066 A JP H08204066A
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- Japan
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- resin
- semiconductor device
- junction
- chip
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12036—PN diode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】メサ型チップを用いた樹脂モールド半導体装置
の製造時の特性良品率を向上させ、耐水分性、はんだ疲
労耐性を高める。 【構成】メサ型チップ側面を、第一層目はポリイミド系
樹脂などの硬質の接合被覆樹脂、第二層目はゴム系樹脂
あるいはゲル状樹脂などの軟質の接合保護樹脂で覆い、
その上に樹脂モールドする。
の製造時の特性良品率を向上させ、耐水分性、はんだ疲
労耐性を高める。 【構成】メサ型チップ側面を、第一層目はポリイミド系
樹脂などの硬質の接合被覆樹脂、第二層目はゴム系樹脂
あるいはゲル状樹脂などの軟質の接合保護樹脂で覆い、
その上に樹脂モールドする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、側面にＰＮ接合が露出
したメサ型半導体素体 (チップ) を用いた半導体装置に
関する。
したメサ型半導体素体 (チップ) を用いた半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の半導体チップの代表的なも
のとして、図２に示すように、Ｎ形基板１チップ表面に
平行に形成されたＰ層２、Ｎ+ 層３を有し、チップ側面
にＰＮ接合１２が露出しているメサ型チップ１０と、図
３に示すように、Ｎ形基板１の１主面上の限られた面積
からの不純物拡散によって形成されたＰ層２を有するプ
レーナ型チップ２０とがある。半導体チップの表面に接
する雰囲気の影響を防いで半導体装置の信頼性を高める
ために、メサ型チップ１０ではＰＮ接合１２の露出面を
保護膜を形成する必要がある。これに対し、プレーナ型
チップでは、通常Ｐ層２形成のための拡散の際にマスク
として用いられる酸化膜４が残されていて、それにより
保護されて外部からの影響を受けにくくする構造となっ
ている。
のとして、図２に示すように、Ｎ形基板１チップ表面に
平行に形成されたＰ層２、Ｎ+ 層３を有し、チップ側面
にＰＮ接合１２が露出しているメサ型チップ１０と、図
３に示すように、Ｎ形基板１の１主面上の限られた面積
からの不純物拡散によって形成されたＰ層２を有するプ
レーナ型チップ２０とがある。半導体チップの表面に接
する雰囲気の影響を防いで半導体装置の信頼性を高める
ために、メサ型チップ１０ではＰＮ接合１２の露出面を
保護膜を形成する必要がある。これに対し、プレーナ型
チップでは、通常Ｐ層２形成のための拡散の際にマスク
として用いられる酸化膜４が残されていて、それにより
保護されて外部からの影響を受けにくくする構造となっ
ている。
【０００３】図４は、図２に示すようなメサ型チップを
用いたアキシャルリード型ダイオードの構造を示し、メ
サ型チップ１０のＰ層２、Ｎ+ 層３の表面にそれぞれリ
ード線５の頭部がはんだ６によって固着され、チップ１
０の側面全部およびリード線の一部を覆って樹脂７によ
ってモールドされている。
用いたアキシャルリード型ダイオードの構造を示し、メ
サ型チップ１０のＰ層２、Ｎ+ 層３の表面にそれぞれリ
ード線５の頭部がはんだ６によって固着され、チップ１
０の側面全部およびリード線の一部を覆って樹脂７によ
ってモールドされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような樹脂モール
ド半導体装置では、線１１に示すように外部から侵入し
た水分により、あるいは樹脂７の形成時に樹脂から直接
ＰＮ接合部に作用する圧力によりチップの損傷などによ
る特性の変動が起こるため、信頼性や良品率の低下が起
こる。このため、従来は次の方法によりＰＮ接合１２の
露出部を保護している。
ド半導体装置では、線１１に示すように外部から侵入し
た水分により、あるいは樹脂７の形成時に樹脂から直接
ＰＮ接合部に作用する圧力によりチップの損傷などによ
る特性の変動が起こるため、信頼性や良品率の低下が起
こる。このため、従来は次の方法によりＰＮ接合１２の
露出部を保護している。
【０００５】(1)図５に示すようにゴム状ないしゲル状
の樹脂を用いる接合保護樹脂８によりチップ１０の側面
を覆う。しかし、この接合保護樹脂８は軟らかいため、
モールド時の圧力に対する保護としては充分作用する
が、水分がＰＮ接合１２に作用することを阻止するとい
う点においては充分でない。また、軟らかい接合保護樹
脂８が表面を覆うだけでは、チップ１０とリード線５と
の結合体を外部から抑え付ける作用はないので、通電に
よる素子内部での断続的発熱あるいは外部の温度変化に
よる温度ストレスがチップ１０とリード線５の間のはん
だ６に加わった場合、はんだが疲労し、しばしば結合部
がオープンとなるという問題があった。
の樹脂を用いる接合保護樹脂８によりチップ１０の側面
を覆う。しかし、この接合保護樹脂８は軟らかいため、
モールド時の圧力に対する保護としては充分作用する
が、水分がＰＮ接合１２に作用することを阻止するとい
う点においては充分でない。また、軟らかい接合保護樹
脂８が表面を覆うだけでは、チップ１０とリード線５と
の結合体を外部から抑え付ける作用はないので、通電に
よる素子内部での断続的発熱あるいは外部の温度変化に
よる温度ストレスがチップ１０とリード線５の間のはん
だ６に加わった場合、はんだが疲労し、しばしば結合部
がオープンとなるという問題があった。
【０００６】(2)これに代わるものとして、図６に示す
ようにＰＮ接合１２の露出するチップ１０の側面にワニ
ス系樹脂を用いる接合被覆樹脂９を塗布する方法がとら
れている。この場合、接合被覆樹脂９に、例えばポリイ
ミド樹脂を用いると、チップ１０とリード線５の結合体
は接合被覆樹脂９により抑え付けられ、、上記の温度ス
トレスの問題は解決する。しかし、図７に示すように接
合被覆樹脂９の膜厚が薄いと、モールド時の成形圧力が
チップ１０にかかり、特性良品率が低下する。逆に膜厚
を厚くすると、図８に示すようにボイド９１が発生し、
水分に対する保護性能が低下するという問題がある。
ようにＰＮ接合１２の露出するチップ１０の側面にワニ
ス系樹脂を用いる接合被覆樹脂９を塗布する方法がとら
れている。この場合、接合被覆樹脂９に、例えばポリイ
ミド樹脂を用いると、チップ１０とリード線５の結合体
は接合被覆樹脂９により抑え付けられ、、上記の温度ス
トレスの問題は解決する。しかし、図７に示すように接
合被覆樹脂９の膜厚が薄いと、モールド時の成形圧力が
チップ１０にかかり、特性良品率が低下する。逆に膜厚
を厚くすると、図８に示すようにボイド９１が発生し、
水分に対する保護性能が低下するという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、上述の問題を解決し、外
部から侵入する水分に対する信頼性、温度ストレスに対
する信頼性が高く、特性良品率も向上した半導体装置を
提供することにある。
部から侵入する水分に対する信頼性、温度ストレスに対
する信頼性が高く、特性良品率も向上した半導体装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、側面にＰＮ接合が露出す
る半導体素体の側面を硬質の接合被覆樹脂が覆い、その
上を軟質の接合保護樹脂か覆い、さらに注型樹脂により
包囲されたものとする。接合被覆樹脂がポリイミド系樹
脂であることが良い。接合被覆樹脂がゴム系樹脂である
かゲル状樹脂であることが良い。
めに、本発明の半導体装置は、側面にＰＮ接合が露出す
る半導体素体の側面を硬質の接合被覆樹脂が覆い、その
上を軟質の接合保護樹脂か覆い、さらに注型樹脂により
包囲されたものとする。接合被覆樹脂がポリイミド系樹
脂であることが良い。接合被覆樹脂がゴム系樹脂である
かゲル状樹脂であることが良い。
【０００９】
【作用】第一層目の接合被覆樹脂は、硬くて均一な膜が
形成されるため、侵入する水分が半導体素体のＰＮ接合
露出面に到達するのを阻止する。また硬い膜により、半
導体素体とリード線との間のはんだ層を抑え付けられ、
断続的な内部発熱あるいは外界温度変化による温度スト
レスによってはんだ部が疲労することがない。第二層目
の軟質の接合保護樹脂は、樹脂モールド時の注型圧力を
緩和し、半導体素体のＰＮ接合に影響するのを防ぐの
で、半導体素体の機械的損傷が低減する。ポリイミド系
樹脂は、軟化点が高いため、半導体素体の温度が上昇し
ても、はんだ付け部を抑える力が弱まらない。またゴム
系樹脂およびゲル状樹脂は、応力緩和効果がすぐれてい
る。
形成されるため、侵入する水分が半導体素体のＰＮ接合
露出面に到達するのを阻止する。また硬い膜により、半
導体素体とリード線との間のはんだ層を抑え付けられ、
断続的な内部発熱あるいは外界温度変化による温度スト
レスによってはんだ部が疲労することがない。第二層目
の軟質の接合保護樹脂は、樹脂モールド時の注型圧力を
緩和し、半導体素体のＰＮ接合に影響するのを防ぐの
で、半導体素体の機械的損傷が低減する。ポリイミド系
樹脂は、軟化点が高いため、半導体素体の温度が上昇し
ても、はんだ付け部を抑える力が弱まらない。またゴム
系樹脂およびゲル状樹脂は、応力緩和効果がすぐれてい
る。
【００１０】
【実施例】以下、図２ないし図８と共通の部分に同一の
符号を付した図を引用して本発明の実施例について述べ
る。図１は本発明の一実施例のアキシャルリード型ダイ
オードを示し、チップ１０の側面には、図６のダイオー
ドと同様に接合被覆樹脂９が塗布され、さらにその上に
接合保護樹脂８が被覆している。そしてその上に樹脂７
がモールドされていることは従来と同様である。このダ
イオードは次のようにして製造する (1)メサ型チップ１０のＰ層２およびＮ+ 層３の表面に
それぞれリード線５の頭部をはんだ６を用いて固着す
る。
符号を付した図を引用して本発明の実施例について述べ
る。図１は本発明の一実施例のアキシャルリード型ダイ
オードを示し、チップ１０の側面には、図６のダイオー
ドと同様に接合被覆樹脂９が塗布され、さらにその上に
接合保護樹脂８が被覆している。そしてその上に樹脂７
がモールドされていることは従来と同様である。このダ
イオードは次のようにして製造する (1)メサ型チップ１０のＰ層２およびＮ+ 層３の表面に
それぞれリード線５の頭部をはんだ６を用いて固着す
る。
【００１１】(2)チップ１０の側面にワニス系樹脂、例
えばポリイミド系樹脂を溶剤に溶かして薄く塗布し、乾
燥して接合被覆樹脂９とする。 (3)接合被覆樹脂９の上に軟質の接合保護樹脂８、例え
ばシリコーンゴムなどのゴム系樹脂あるいはゲル状シリ
コーン樹脂などのゲル状樹脂を厚く塗布する。 (4)接合被覆樹脂９、接合保護樹脂８を塗布したチップ
１０の上に樹脂７によりモールド成形する。
えばポリイミド系樹脂を溶剤に溶かして薄く塗布し、乾
燥して接合被覆樹脂９とする。 (3)接合被覆樹脂９の上に軟質の接合保護樹脂８、例え
ばシリコーンゴムなどのゴム系樹脂あるいはゲル状シリ
コーン樹脂などのゲル状樹脂を厚く塗布する。 (4)接合被覆樹脂９、接合保護樹脂８を塗布したチップ
１０の上に樹脂７によりモールド成形する。
【００１２】図９は、接合被覆樹脂９としてポリイミド
系樹脂、接合保護樹脂８としてシリコーンゴムを図５、
図６に示すようにそれぞれ単独に、また図１に示すよう
に重ねて塗布したダイオードの逆方向特性良品率を示
す。この図より、ポリイミド系樹脂およびシリコーンゴ
ムを重ねることにより、モールド成形時の応力がチップ
に作用するのが阻止され、特性良品率が向上することが
わかる。
系樹脂、接合保護樹脂８としてシリコーンゴムを図５、
図６に示すようにそれぞれ単独に、また図１に示すよう
に重ねて塗布したダイオードの逆方向特性良品率を示
す。この図より、ポリイミド系樹脂およびシリコーンゴ
ムを重ねることにより、モールド成形時の応力がチップ
に作用するのが阻止され、特性良品率が向上することが
わかる。
【００１３】表１は、上記３種類の素子を２気圧、１２
１℃の水蒸気中で行うプレッシャクッカー試験を行った
結果を示し、それぞれ試料５０個中の不良素子数を示
す。
１℃の水蒸気中で行うプレッシャクッカー試験を行った
結果を示し、それぞれ試料５０個中の不良素子数を示
す。
【００１４】
【表１】 この表より、第一層目のポリイミド系樹脂により、接合
露出面が均一な膜によって被覆されるため、耐湿性が向
上したことがわかる。
露出面が均一な膜によって被覆されるため、耐湿性が向
上したことがわかる。
【００１５】表２は、上記３種類の素子の接合温度が１
１０℃に達する通電を断続的に行う試験の結果を示し、
表１と同様に試料５０個中の不良素子数を示す。
１０℃に達する通電を断続的に行う試験の結果を示し、
表１と同様に試料５０個中の不良素子数を示す。
【００１６】
【表２】 この表より、第一層目のポリイミド系樹脂が硬く、しか
も軟化点が２５０℃で通電による高温時でも硬度が低下
しないため、チップとリード線の間のはんだ部を抑え付
ける力が低下しないため、温度ストレスに対して安定
し、はんだ付け部の信頼性が向上したことがわかる。
も軟化点が２５０℃で通電による高温時でも硬度が低下
しないため、チップとリード線の間のはんだ部を抑え付
ける力が低下しないため、温度ストレスに対して安定
し、はんだ付け部の信頼性が向上したことがわかる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素体の側面上
に、水分を阻止する緻密な膜を形成し、また素体とリー
ド線の結合部を抑え付ける外被となる硬質の接合被覆樹
脂と、樹脂注型時に応力を緩和する軟質の接合保護樹脂
を重ねることにより、耐水性および温度変化に対する耐
性が強くて信頼性が高く、また製造時の特性良品率も高
い半導体装置を得ることができた。
に、水分を阻止する緻密な膜を形成し、また素体とリー
ド線の結合部を抑え付ける外被となる硬質の接合被覆樹
脂と、樹脂注型時に応力を緩和する軟質の接合保護樹脂
を重ねることにより、耐水性および温度変化に対する耐
性が強くて信頼性が高く、また製造時の特性良品率も高
い半導体装置を得ることができた。
【図１】本発明の一実施例のアキシャルリード型ダイオ
ードの断面図
ードの断面図
【図２】メサ型チップの断面図
【図３】プレーナ型チップの断面図
【図４】従来のアキシャルリード型ダイオードの一例の
断面図
断面図
【図５】従来のアキシャルリード型ダイオードの別の例
の断面図
の断面図
【図６】従来のアキシャルリード型ダイオードのさらに
別の例の断面図
別の例の断面図
【図７】図６のダイオードの一つの問題点を示す断面図
【図８】図６のダイオードの別の問題点を示す断面図
【図９】本発明の実施例および比較例のアキシャルリー
ド型ダイオードの逆方向特性良品率の比較線図
ド型ダイオードの逆方向特性良品率の比較線図
５ リード線 ６ はんだ ７ モールド樹脂 ８ 接合保護樹脂 ９ 接合被覆樹脂 １０ メサ型チップ １２ ＰＮ接合
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/861
Claims (4)
- 【請求項１】側面にＰＮ接合が露出する半導体素体の側
面を硬質の接合被覆樹脂が覆い、その上を軟質の接合保
護樹脂が覆い、さらに注型樹脂によって包囲されたこと
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】接合被覆樹脂がポリイミド系樹脂である請
求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】接合保護樹脂がゴム系樹脂である請求項１
あるいは２記載の半導体装置。 - 【請求項４】接合保護樹脂がゲル状樹脂である請求項１
あるいは２記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP681095A JPH08204066A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP681095A JPH08204066A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204066A true JPH08204066A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11648560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP681095A Pending JPH08204066A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08204066A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102593190A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-18 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | 一种二极管 |
| CN102983107A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-03-20 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | 一种软材料环和硬环氧树脂封装的二极管及其制备方法 |
| JP2013191716A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Hitachi Ltd | ＳｉＣ素子搭載パワー半導体モジュール |
| WO2014092089A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 株式会社 日立パワーデバイス | パワー半導体装置、整流装置および電源装置 |
| JP2014192500A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | メサ型半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP681095A patent/JPH08204066A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102593190A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-18 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | 一种二极管 |
| JP2013191716A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Hitachi Ltd | ＳｉＣ素子搭載パワー半導体モジュール |
| WO2014092089A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 株式会社 日立パワーデバイス | パワー半導体装置、整流装置および電源装置 |
| JP2014116511A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Hitachi Power Semiconductor Device Ltd | パワー半導体装置、整流装置および電源装置 |
| CN102983107A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-03-20 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | 一种软材料环和硬环氧树脂封装的二极管及其制备方法 |
| JP2014192500A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | メサ型半導体装置の製造方法 |
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