JPH09246434A - チップコート用樹脂及び電子部品 - Google Patents

チップコート用樹脂及び電子部品

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JPH09246434A
JPH09246434A JP4775696A JP4775696A JPH09246434A JP H09246434 A JPH09246434 A JP H09246434A JP 4775696 A JP4775696 A JP 4775696A JP 4775696 A JP4775696 A JP 4775696A JP H09246434 A JPH09246434 A JP H09246434A
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resin
chip
chip coating
average particle
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JP4775696A
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Yoichi Oya
洋一 大矢
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘度を高めることなく充填剤を高充填し、耐
ヒートサイクル性及び耐リフロー性を高める。 【解決手段】 樹脂中に、充填剤として球形をなす第1
の充填剤と、上記第1の充填剤よりも小さい平均粒径を
有し、球形をなす第2の充填剤を充填する。なお、第1
の充填剤の平均粒径をA、第2の充填剤の平均粒径をB
とすると、B/Aが1/2以下であることが好ましく、
第1の充填剤の平均粒径Aが10μm〜20μmであ
り、第2の充填剤の平均粒径Bが5.0μm以下である
ことが好ましい。また、基板1の配線回路パターン形成
面である一主面1a上に電子部品2を搭載し、上記電子
部品2と配線回路パターン間をワイヤ3によりワイヤボ
ンディングして接続し、この電子部品2とワイヤ3を上
述の充填剤4が充填されたチップコート用樹脂5により
封止しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベアチップをプリ
ント配線板に直接搭載してワイヤボンディングで接続す
る、いわゆるチップ・オン・ボードに使用されるチップ
コート用樹脂及びこれを使用した電子部品に関する。詳
しくは、チップコート用樹脂中に平均粒径の異なる充填
剤を含有させることにより、耐ヒートサイクル性及び耐
リフロー性を高めたチップコート用樹脂及び電子部品に
係わるものである。
【0002】
【従来の技術】各種プリント配線板においては、面実装
技術の急速な発展により、高密度実装が進められてい
る。そこで、ICパッケージの小型化等が進められてい
るものの、現在以上の高密度実装化は難しい。これに対
し、近年においては、ICチップをICパッケージから
出して直接プリント配線板に実装する、いわゆるベア・
チップ実装が検討されている。
【0003】そして、上記のベア・チップ実装を行う方
法としては、例えば、ベアチップをプリント配線板に直
接搭載してワイヤボンディングで接続する、いわゆるチ
ップ・オン・ボード(以下、COBと称する。)が挙げ
られる。
【0004】このCOBによりベア・チップ実装を行う
場合には、先ず、プリント配線板の配線回路パターン上
の所定の位置に、ベア・チップであるICチップ等の電
子部品をダイボンド剤と称される接着剤により接着固定
する。そして、電子部品の電極と配線回路パターン中の
電極間をワイヤボンディングにより接続して電子部品と
配線回路パターンを電気的に接続する。続いて、上記電
子部品とワイヤボンディングのワイヤを保護するため
に、これらをチップコート用樹脂と称される樹脂により
封止して実装を完了し、電子部品を完成する。
【0005】このようなチップコート用樹脂としては、
主剤となるエポキシ樹脂等の樹脂中に破砕シリカ等の充
填剤が充填されたものが挙げられ、この他に各種添加剤
等が含有されていても良い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなベア・チッ
プ実装の行われた電子部品においても、耐ヒートサイク
ル性及び耐リフロー性は重要な特性であり、これら特性
の向上が望まれている。
【0007】上記耐ヒートサイクル性は、チップコート
用樹脂自体の耐ヒートサイクル性により略々決定され
る。すなわち、電子部品とワイヤを保護するチップコー
ト用樹脂の熱膨張係数がプリント配線板の熱膨張係数と
あまりにも異なると、チップコート用樹脂は応力を受け
易くなり、耐ヒートサイクル性を確保することが難し
い。従って、チップコート用樹脂中のシリカの充填量を
多くすれば、熱膨張係数がプリント配線板に近くなって
応力を受け難くなり、チップコート用樹脂の耐ヒートサ
イクル性が向上し、これに伴って電子部品の耐ヒートサ
イクル性も向上する。
【0008】一方、耐リフロー性は、チップコート用樹
脂の耐リフロー性により略々決定される。すなわち、電
子部品とワイヤを封止するチップコート用樹脂の吸湿性
が高いと、チップコート用樹脂内部に水分が蓄積され、
リフローの際の急激な加熱によって上記水分が膨張し、
クラック等が発生してしまい、チップコート用樹脂の耐
リフロー性を確保できない。従って、チップコート用樹
脂中のシリカの充填量を多くすれば、吸湿率の高い樹脂
成分が少なくなり、チップコート用樹脂の吸湿性が低く
なるため、チップコート用樹脂の耐リフロー性が向上
し、これに伴ってプリント配線板の耐リフロー性が向上
する。
【0009】これらのことから、プリント配線板の耐ヒ
ートサイクル性及び耐リフロー性を高めるべく、チップ
コート用樹脂においてはシリカの高充填が望まれてい
る。
【0010】また、近年、これら電子部品を構成しプリ
ント配線板に搭載されるICチップ等の電子部品の小型
化は著しく、上記のようにしてチップコート用樹脂によ
る封止を行うと、チップコート用樹脂中の破砕シリカの
エッジによりワイヤボンディングのワイヤや配線回路パ
ターンを破損するといった不都合が生じる可能性が高
い。
【0011】そこで、充填剤として、従来より使用され
ている破砕シリカの代わりに球形をなす球形シリカが使
用されるようになってきている。
【0012】しかしながら、図3に模式的に示すよう
に、この球形シリカ101は、図4に模式的に示される
ような従来より使用されている破砕シリカ102に比
べ、樹脂103との接着面積が小さく、水分が入り込む
隙間を形成し易いことから、破砕シリカ102を用いた
場合と同等の充填量では、破砕シリカ102を用いた場
合と同程度の耐リフロー性を確保することは難しく、こ
れよりも高充填が必要となる。
【0013】そこで、これらのことから、球形シリカを
使用して高充填とすることが要求されるが、球形シリカ
として、ある程度の大きさ、例えば平均粒径が20μm
程度のものを使用した場合には、体積的に限界があり、
主剤となる樹脂に対して60重量%程度までしか充填で
きない。また、球形シリカとして、微細な、例えば平均
粒径が2μm程度のものを使用した場合には、高充填が
可能であるものの、あまり充填すると粘度が大きくなり
過ぎ、作業性が低下するため、主剤となる樹脂に対して
70重量%程度までしか充填できない。
【0014】そこで、本発明は従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、粘度を高めることなく充填剤の高充
填化がなされ、耐ヒートサイクル性及び耐リフロー性が
高められたチップコート用樹脂及びこれを用いた電子部
品を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明のチップコート用樹脂は、樹脂中に、充填剤
として球形をなす第1の充填剤と、上記第1の充填剤よ
りも小さい平均粒径を有し、球形をなす第2の充填剤を
充填したことを特徴とするものである。
【0016】なお、上記樹脂としては、エポキシ樹脂の
他、この種の樹脂として一般的に使用されるものが使用
可能である。また、上記充填剤としては、球形シリカの
他、この種の充填剤として一般的に使用されるものであ
れば無機材料,有機材料の何れもが使用可能である。そ
して、第1の充填剤と第2の充填剤は同種或いは異種の
何れでも良く、これらの合計含有量が主剤となる樹脂に
対して70重量%以上であることが好ましい。
【0017】このとき、第1の充填剤の平均粒径をA、
第2の充填剤の平均粒径をBとすると、B/Aが1/2
以下であることが好ましい。
【0018】また、第1の充填剤の平均粒径Aが10μ
m〜20μmであり、第2の充填剤の平均粒径Bが5.
0μm以下であることが好ましい。
【0019】なお、本発明のチップコート用樹脂におい
ては、主剤となる樹脂、充填剤の他に必要に応じて各種
添加剤が含有されていても良い。
【0020】さらに、本発明の電子部品は、配線回路パ
ターン形成面上に電子部品が搭載され、上記電子部品と
配線回路パターン間がワイヤボンディングにより接続さ
れており、この電子部品とワイヤが上述の本発明のチッ
プコート用樹脂により封止されてなることを特徴とする
ものである。
【0021】本発明のチップコート用樹脂においては、
樹脂中に平均粒径の異なる第1及び第2の充填剤を含有
しており、平均粒径が比較的大きい第1の充填剤と平均
粒径が比較的小さい第2の充填剤が組合わさって樹脂中
に分散しており、例えば第1の充填剤間の間隙部を第2
の充填剤が埋めるようにして樹脂中に効率良く分散して
いる。従って、例えば比較的粒径の大きい第1の充填剤
のみを用いた場合よりも高充填化がなされ、耐ヒートサ
イクル性及び耐リフロー性が良好となり、比較的粒径の
小さい第2の充填剤のみを用いた場合と異なり、高充填
化しても高粘度化し難く、作業性を損なうこともない。
【0022】また、このような本発明のチップコート用
樹脂を使用した本発明の電子部品においては、チップコ
ート用樹脂の耐ヒートサイクル性及び耐リフロー性が良
好であることから、耐ヒートサイクル性及び耐リフロー
性が良好となる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について実験結
果に基づいて詳細に説明する。ここでは、本発明を適用
したチップコート用樹脂と従来のチップコート用樹脂を
用意して図1に示すような電子部品を製造し、これら電
子部品の耐ヒートサイクル性及び耐リフロー性を調査し
た。
【0024】この電子部品は、図1に示すように、基板
1の一主面1a側に図示しない配線回路パターンが形成
されており、この一主面1a側にIC等のベア・チップ
である電子部品2が直接搭載され、この電子部品2と図
示しない配線回路パターン間が金等よりなるワイヤ3に
よりワイヤボンディングされて接続されてなるものであ
る。そして、この電子部品においては、上記電子部品2
とワイヤ3を保護するために、これらを内部に充填剤4
が充填されるチップコート用樹脂5により封止してい
る。
【0025】ここでは、チップコート用樹脂として、以
下のようなものを用意した。すなわち、充填剤として平
均粒径が15μm(粒度分布:10μm〜20μm)の
球形シリカである第1の充填剤と平均粒径が5.0μm
の球形シリカである第2の充填剤を用意した。そして、
主剤となるエポキシ樹脂に対する上記充填剤の合計含有
量を78重量%に固定しておき、これら充填剤の割合の
比(第2の充填剤重量%/第1の充填剤重量%)を10
/90,20/80,30/70,40/60,50/
50と変化させたチップコート用樹脂をそれぞれ製造
し、これらチップコート用樹脂を使用して上記のような
電子部品を製造した。
【0026】一方、従来より使用されている破砕シリカ
を主剤となるエポキシ樹脂に対して65重量%の割合で
含有させたチップコート用樹脂も製造し、このチップコ
ート用樹脂を使用して上記のような電子部品も製造し
た。
【0027】そして、これら電子部品の耐ヒートサイク
ル性と耐リフロー性を調査した。耐ヒートサイクル性
は、−40℃×30分,150℃×30分のヒートサイ
クルをかけ、クラック等の不都合が起きるまでのサイク
ル数を調査して評価した。
【0028】その結果、本発明を適用したチップコート
用樹脂を使用した電子部品においては、何れも1000
サイクル以上という結果を得、従来のチップコート用樹
脂を使用した電子部品においては500サイクルという
結果を得た。
【0029】また、耐リフロー性は、30℃,85%R
Hの環境下で所定日数放置した後、リフローを行い、リ
フロー時にクラック等が発生する放置日数を調査して評
価した。
【0030】その結果、本発明を適用したチップコート
用樹脂を使用した電子部品においては、何れも14日以
上という結果を得、従来のチップコート用樹脂を使用し
た電子部品においては7日という結果を得た。
【0031】すなわち、これらの結果から、本発明を適
用したチップコート用樹脂においては、高充填化がなさ
れ、耐ヒートサイクル性が良好となり、これを使用した
電子部品においては耐ヒートサイクル性が良好となるこ
とが確認された。
【0032】また、本発明を適用したチップコート用樹
脂においては、高充填化がなされ、吸湿性が低くなり、
耐リフロー性が良好となるため、これを使用した電子部
品においては耐リフロー性が良好となることが確認され
た。
【0033】これらの結果は、本発明を適用したチップ
コート用樹脂においては、主剤となる樹脂中に平均粒径
の異なる第1及び第2の充填剤を含有しており、平均粒
径が比較的大きい第1の充填剤と平均粒径が比較的小さ
い第2の充填剤が組合わさって樹脂中に分散しており、
例えば図2に示すように第1の充填剤11間の間隙部を
第2の充填剤12が埋めるようにして樹脂中に効率良く
分散しているために得られたものと思われる。
【0034】またこのことから、本発明のチップコート
用樹脂においては、例えば比較的粒径の大きい第1の充
填剤11のみを用いた場合よりも高充填化がなされ、耐
ヒートサイクル性及び耐リフロー性が良好となり、比較
的粒径の小さい第2の充填剤のみを用いた場合と異な
り、高充填化しても高粘度化し難く、作業性を損なうこ
ともない。
【0035】本発明のチップコート用樹脂を用いれば、
大型チップの実装が可能となり、また底面側に端子が形
成されてなるエリア・アレイ・パッケージ(Area
Arrey Package)の採用が実現可能とな
り、その工業的価値は非常に高い。
【0036】さらに、本発明のチップコート用樹脂及び
電子部品の技術は半導体パッケージの製造等にも十分適
用可能であり、耐ヒートサイクル性及び耐リフロー性に
優れた半導体パッケージを得ることが可能である。
【0037】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のチップコート用樹脂においては、樹脂中に平均粒径
の異なる第1及び第2の充填剤を含有しており、平均粒
径が比較的大きい第1の充填剤と平均粒径が比較的小さ
い第2の充填剤が組合わさって樹脂中に分散しており、
例えば第1の充填剤間の間隙部を第2の充填剤が埋める
ようにして樹脂中に効率良く分散している。従って、例
えば比較的粒径の大きい第1の充填剤のみを用いた場合
よりも高充填化がなされ、耐ヒートサイクル性及び耐リ
フロー性が良好となり、比較的粒径の小さい第2の充填
剤のみを用いた場合と異なり、高充填化しても高粘度化
し難く、作業性を損なうこともない。
【0038】また、このような本発明のチップコート用
樹脂を使用した本発明の電子部品においては、チップコ
ート用樹脂の耐ヒートサイクル性及び耐リフロー性が良
好であることから、耐ヒートサイクル性及び耐リフロー
性が良好となる。
【0039】これら本発明のチップコート用樹脂或いは
電子部品の技術は、半導体パッケージ等の製造にも十分
適用可能であり、その工業的価値は非常に高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した電子部品を示す要部拡大断面
図である。
【図2】本発明を適用したチップコート用樹脂中におけ
る充填剤の分散の様子を示す模式図である。
【図3】従来のチップコート用樹脂中における充填剤の
分散の様子の一例を示す模式図である。
【図4】従来のチップコート用樹脂中における充填剤の
分散の様子の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 基板、2 電子部品、3 ワイヤ、4 充填剤、5
チップコート用樹脂

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂中に充填剤が充填されてなるチップ
    コート用樹脂において、 上記充填剤として球形をなす第1の充填剤と、上記第1
    の充填剤よりも小さい平均粒径を有し、球形をなす第2
    の充填剤が充填されていることを特徴とするチップコー
    ト用樹脂。
  2. 【請求項2】 第1の充填剤の平均粒径をA、第2の充
    填剤の平均粒径をBとすると、B/Aが1/2以下であ
    ることを特徴とする請求項1記載のチップコート用樹
    脂。
  3. 【請求項3】 第1の充填剤の平均粒径Aが10μm〜
    20μmであり、第2の充填剤の平均粒径Bが5.0μ
    m以下であることを特徴とする請求項2記載のチップコ
    ート用樹脂。
  4. 【請求項4】 配線回路パターン形成面上に電子部品が
    搭載され、上記電子部品と配線回路パターン間がワイヤ
    ボンディングにより接続されており、この電子部品とワ
    イヤがチップコート用樹脂により封止されてなる電子部
    品において、 上記チップコート用樹脂が、樹脂中に球形をなす第1の
    充填剤と、上記第1の充填剤よりも小さい平均粒径を有
    し、球形をなす第2の充填剤が充填されてなるものであ
    ることを特徴とする電子部品。
  5. 【請求項5】 チップコート用樹脂中の第1の充填剤の
    平均粒径をA、第2の充填剤の平均粒径をBとすると、
    B/Aが1/2以下であることを特徴とする請求項4記
    載の電子部品。
  6. 【請求項6】 チップコート用樹脂中の第1の充填剤の
    平均粒径Aが10μm〜20μmであり、第2の充填剤
    の平均粒径Bが5.0μm以下であることを特徴とする
    請求項5記載の電子部品。
JP4775696A 1996-03-05 1996-03-05 チップコート用樹脂及び電子部品 Withdrawn JPH09246434A (ja)

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Effective date: 20030506