JPH0878567A - 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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JPH0878567A
JPH0878567A JP23043694A JP23043694A JPH0878567A JP H0878567 A JPH0878567 A JP H0878567A JP 23043694 A JP23043694 A JP 23043694A JP 23043694 A JP23043694 A JP 23043694A JP H0878567 A JPH0878567 A JP H0878567A
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JP
Japan
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resin
ceramic base
semiconductor device
cap
package
Prior art date
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Pending
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JP23043694A
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English (en)
Inventor
Kenichi Kaneda
賢一 金田
Masato Ujiie
正人 氏家
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、半導体素子を内装したパッ
ケージ内への透湿を抑制して耐湿性を改善し、かつ樹脂
封止剤の溶剤によるダメージを防止して信頼性を高めた
樹脂封止型半導体装置を得る。 【構成】 セラミックベース11に固体撮像素子13が
マウントされ、かつセラミックベース11に透光性キャ
ップ18が被せられ、これらセラミックベース11とキ
ャップ18とをビスフェノールS型エポキシ樹脂を主成
分とした樹脂からなる接着剤19で接着して固体撮像素
子13をパッケージ内に気密封止する。接着剤19にビ
スフェノールS型エポキシ樹脂を用いることで、セラミ
ックベース11とキャップ18との間の透湿性を改善
し、パッケージ内における水分含有率を低減し、かつ溶
剤成分含有率を低減し、固体撮像素子へのダメージを緩
和し、半導体装置の耐湿性と信頼性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のパッケージ
構造に関し、特に樹脂封止剤を用いて半導体素子を気密
封止する樹脂封止型半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体装置として、固体
撮像装置がある。図4に概略構成を示すように、セラミ
ックベース31の表面に設けた凹部32にCCDやMO
S等の固体撮像素子33がダイアタッチ剤等34により
マウントされ、かつセラミックベース31の周辺部には
低融点ガラス35により複数本のリード36が固定され
ている。そして、固体撮像素子33とリード36とは金
属細線37で電気接続される。そして、セラミックベー
ス31上に透光性のキャップ38が被せられ、樹脂封止
剤としての接着剤39によりセラミックベースに固定さ
れている。
【0003】このような固体撮像装置では、予め接着剤
39をキャップ38の周辺部に塗布しておき、セラミッ
クベース31上に被せた後にクリップ等を用いてキャッ
プ38をセラミックベース31に向けて加圧し、その加
圧状態のまま加熱して接着剤39を溶融させ、その後硬
化させて接着を行っている。この接着剤39としては、
例えば特開平3−131055号公報に記載されている
ように、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂のいずれか、或いは両者を主成分
として含有するものが用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の半
導体装置では、セラミックベース31とキャップ38と
を封止するために用いられる接着剤39の耐湿性が低い
と、この接着剤39の部分からの透湿によってパッケー
ジ内の水分が増大し、これにより例えば固体撮像素子3
3の表面や内部に結露が生じ、光の受光効率が低下され
るという光学的な特性劣化や、電気短絡による電気的な
特性劣化が生じるという問題がある。
【0005】この点、前記した公報に記載の接着剤は、
パッケージ形成後におけるパッケージ内でのガスの発生
を抑制すると同時にパッケージ外からパッケージ内への
透湿を抑制し、固体撮像素子における耐湿性の改善を図
る上では有効である。しかしながら、本発明者がこの従
来の接着剤について詳細な検討を加えたところ、固体撮
像素子の表面での結露を完全に防止するまでには至って
おらず、更に改善する必要かあることが判明した。
【0006】また、この接着剤を用いたところ、接着剤
に含まれる溶剤がパッケージ内に浸透し、固体撮像素子
の表面に設けられている結像用の樹脂性のレンズアレイ
を溶融させ、レンズアレイの特性を劣化させて鮮明な結
像、及びその光電変換作用が行われなくなるという問題
が存在していることが明らかにされた。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、半導体素子を内装した
パッケージ内への透湿を抑制して耐湿性を改善した樹脂
封止型半導体装置を提供することにある。また、本発明
の他の目的は、樹脂封止剤によるパッケージに内装した
半導体素子に対するダメージを回避して信頼性を高めた
樹脂封止型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】本発明の樹脂封止型半導
体装置は、セラミックベースとキャップとを接着して半
導体素子をパッケージ内に封止するための樹脂封止剤を
ビスフェノールS型エポキシ樹脂を主成分とした樹脂で
構成したことを特徴とする。
【0009】ここで、樹脂封止剤は、例えば、ビスフェ
ノールS型エポキシ剤を主成分とし、硬化剤にジアミノ
ジフェニールスルホンを、フィラーとして酸化亜鉛をそ
れぞれ含有する。
【0010】本発明の樹脂封止型半導体装置は、セラミ
ックベースに固体撮像素子がマウントされ、このセラミ
ックベースに透光性キャップが被せられ、前記セラミッ
クベースとキャップとをビスフェノールS型エポキシ樹
脂を主成分とした樹脂で接着して前記固体撮像素子をセ
ラミックベースとキャップとで画成されるパッケージ内
に気密封止した構成とする。
【0011】
【作用】樹脂封止剤にビスフェノールS型エポキシ樹脂
を用いることで、セラミックベースとキャップとの間の
透湿性を改善し、パッケージ内における水分含有率を低
減し、かつ溶剤成分含有率を低減し、半導体素子へのダ
メージを緩和し、半導体装置の耐湿性と信頼性を改善す
る。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明を固体撮像装置に適用した第1実施
例の縦断面図である。矩形の厚板状をしたセラミックベ
ース11の表面の略中央部に凹部12が設けられてお
り、この凹部12内にCCDやMOS等の固体撮像素子
13がダイアタッチ剤14によりマウントされる。この
ダイアタッチ剤14としては、例えば、エポテック社製
H20Eが用いられる。また、セラミックベース11の
周辺部には低融点ガラス15により複数本のリード16
が固定されており、前記固体撮像素子13に設けた電極
(図示せず)とリード16とがアルミニウムや金を主成
分とする金属細線17で電気接続される。
【0013】更に、前記セラミックベース11上に透光
性の矩形板材からなるキャップ18が被せられ、セラミ
ックベース11の周辺部において樹脂封止剤としての接
着剤19により固定されてセラミックベース11内を封
止し、前記固体撮像素子13を気密封止している。前記
キャップ18としては、硼珪酸ガラスのような透光性ガ
ラスが用いられる。また、前記接着剤19としては、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂を主成分とし、これに硬
化剤としてのジアミノジフェニールスルホンと、フィラ
ーとしての酸化亜鉛を含有したものが用いられる。この
接着剤19をメチルアルコール等の溶剤により溶融させ
た上で、これを予めキャップ18の内面の周辺部に塗布
しておき、乾燥して半硬化状態とする。その後に、キャ
ップ18をセラミックベース11上に被せた上でクリッ
プ等を用いてキャップ18をセラミックベース11に向
けて加圧し、その加圧状態のまま加熱して接着剤19を
溶融させ、その後硬化させて接着を行っている。
【0014】このように構成された本実施例の固体撮像
装置の信頼性を確認するために、図1の構成をした22
ピン、DIPタイプのパッケージの固体撮像装置を2個
作成した。1つは前記実施例のように接着剤19にビス
フェノールS型エポキシ樹脂を主成分としたものであ
り、比較試料として接着剤にビスフェノールA型エポキ
シ樹脂を主成分としたものである。これらは、150
℃、0.7気圧、100分の同一条件で接着剤による封
止を行っている。
【0015】そして、これらの固体撮像装置に対し、M
IL−STD−883、方法1018.2 内部水蒸気
量に従い、パッケージ内のガス成分(接着剤の溶剤とな
るメチルアルコールやメチルセルソルブ)の含有率を測
定した。また、パッケージの水分含有率については、1
25℃、2.3気圧、100%RH、24hの条件で固
体撮像装置に対してプレッシャークッカーテスト(PC
T)を行ない、その上で前記MIL−STD−883、
方法1018.2の測定を行った。この測定の結果を図
2(a)及び(b)に示す。
【0016】図2(a)の水分含有率の結果から判るよ
うに、本実施例のようにパッケージの封止用樹脂として
の接着剤19にビスフェノールS型エポキシ樹脂を主成
分としているものは、比較対象のビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂を主成分とするものと比較して、パッケージ
内の水分含有率は、PCT実施前においては0.58の
比率であり、PCTの実施後においては、0.43の比
率となる。この結果から、本実施例の固体撮像装置にお
けるパッケージ内水分含有率は比較対象のパッケージ構
造よりも低減できることが確認された。
【0017】したがって、本実施例の固体撮像装置で
は、セラミックベース11とキャップ18とで構成され
るパッケージ内に内装された固体撮像素子13における
結露を抑制することができ、集光作用を行うためのレン
ズアレイ表面に結露が生じて結像が不鮮明になること
や、光の受光効率が低下されること等の光学的な特性劣
化や、電気短絡による電気的な特性劣化が防止できる。
【0018】また、図2(b)の溶剤成分含有率から判
るように、本実施例の溶剤成分であるメチルアルコール
は、比較対象の溶剤成分であるメチルセルソルブに比較
して略1/10であった。したがって、固体撮像素子に
設けられている樹脂製レンズアレイが溶剤によってダメ
ージを受けることが軽減でき、結像特性の劣化が防止で
き、鮮明な結像による光電特性を確保することができ
る。
【0019】図3は本発明の第2実施例の断面図であ
り、本発明をサイドブレーズタイプのセラミックDIP
に適用した半導体装置に適用した例である。セラミック
ベース21はその表面に設けた凹部22内に半導体素子
23をダイアタッチ剤24によりマウントしている。ま
た、セラミックベース21の外側面にはリード26が固
定されており、このリード26に電気接続されるメタラ
イズ25がセラミックベース21の周辺部に形成されて
いる。そして、前記半導体素子23の電極(図示せず)
はこのメタライズ25に金属細線27により電気接続さ
れる。そして、セラミックベース21上にセラミックや
金属のキャップ28が被せられ、封止用樹脂としてビス
フェノールS型エポキシ系樹脂を主成分とする接着剤2
9を用いてキャップ28をセラミックベース21に接着
固定し、パッケージ内を封止している。
【0020】この構成の半導体装置においても、半導体
素子23を内装したセラミックベース21とキャップ2
8との間を封止する接着剤29にビスフェノールS型エ
ポキシ系樹脂を用いているために、第1実施例と同様に
パッケージ内における水分含有率を低減でき、かつ溶剤
成分含有率を低減することが可能となる。これにより、
半導体素子の表面における結露が抑制でき、半導体素子
における電気的な短絡が防止でき、かつ金属部分の腐食
等を未然に防止することができる。また、溶剤成分によ
る半導体素子へのダメージも防止される。
【0021】なお、前記第1及び第2実施例はセラミッ
クベースに半導体素子をマウントし、このセラミックベ
ースにキャップを封着する構成例を示しているが、本発
明はリードフレームに搭載した半導体素子をセラミック
パッケージで封止する構成の半導体装置、或いは半導体
素子をフリップチップ法でセラミックパッケージに搭載
する半導体装置、リードがセラミックパッケージの下面
に設けられている半導体装置、等種々のパッケージ構造
の半導体装置に適用することが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、セラミッ
クベースとキャップとを接着して半導体素子をパッケー
ジ内に封止するための樹脂封止剤をビスフェノールS型
エポキシ樹脂を主成分とした樹脂で構成しているので、
セラミックベースとキャップとの間の透湿性を改善し、
パッケージ内における水分含有率を低減し、かつ溶剤成
分含有率を低減し、半導体素子へのダメージを緩和し、
半導体装置の耐湿性と信頼性を改善することができる。
【0023】また、本発明は、セラミックベースに固体
撮像素子がマウントされ、このセラミックベースに透光
性キャップが被せられ、これらのセラミックベースとキ
ャップとをビスフェノールS型エポキシ樹脂を主成分と
した樹脂で接着して固体撮像素子をパッケージ内に気密
封止したことにより、固体撮像素子のレンズ面に結露が
生じて結像特性が劣化されることが防止でき、かつ樹脂
製レンズが溶剤成分によってダメージを受けることもな
く、光学的特性を顕著に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を固体撮像装置に適用した第1実施例の
断面図である。
【図2】本発明の半導体装置における水分含有率と溶剤
成分含有率を従来装置と比較した測定結果を示す図であ
る。
【図3】本発明を半導体装置に適用した第2実施例の断
面図である。
【図4】従来の固体撮像装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
11,21 セラミックベース 13,23 半導体素子(固体撮像素子) 16,26 リード 18,28 キャップ 19,29 接着剤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子をセラミックベースとキャッ
    プとで構成されるパッケージ内に内装し、前記セラミッ
    クベースとキャップとを樹脂封止剤により接着して前記
    半導体素子をパッケージ内に封止してなる樹脂封止型半
    導体装置において、前記樹脂封止剤をビスフェノールS
    型エポキシ樹脂を主成分とした樹脂で構成したことを特
    徴とする樹脂封止型半導体装置。
  2. 【請求項2】 樹脂封止剤は、ビスフェノールS型エポ
    キシ樹脂を主成分とし、硬化剤にジアミノジフェニール
    スルホンを、フィラーとして酸化亜鉛をそれぞれ含有し
    てなる請求項1の樹脂封止型半導体装置。
  3. 【請求項3】 セラミックベースに固体撮像素子がマウ
    ントされ、このセラミックベースに透光性キャップが被
    せられ、前記セラミックベースとキャップとをビスフェ
    ノールS型エポキシ樹脂を主成分とした樹脂で接着して
    前記固体撮像素子をセラミックベースとキャップとで画
    成されるパッケージ内に気密封止してなる樹脂封止型半
    導体装置。
JP23043694A 1994-08-31 1994-08-31 樹脂封止型半導体装置 Pending JPH0878567A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63116461A (ja) * 1986-11-05 1988-05-20 Tomoegawa Paper Co Ltd 固体撮像装置の気密封止方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63116461A (ja) * 1986-11-05 1988-05-20 Tomoegawa Paper Co Ltd 固体撮像装置の気密封止方法

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