JPH10223790A - 半導体素子収納用パッケージ及び半導体装置 - Google Patents
半導体素子収納用パッケージ及び半導体装置Info
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- JPH10223790A JPH10223790A JP9024611A JP2461197A JPH10223790A JP H10223790 A JPH10223790 A JP H10223790A JP 9024611 A JP9024611 A JP 9024611A JP 2461197 A JP2461197 A JP 2461197A JP H10223790 A JPH10223790 A JP H10223790A
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- H01L2224/48151—Connecting 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
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- H01L2224/48245—Connecting 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 metallic
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- H01L2924/16315—Shape
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチックパッケージの採用にあたって、
パッケージ自体の厚みを極力増加させずに、十分な水分
透過防止効果を得る。 【解決手段】 半導体素子３を収納するための凹部２を
有する樹脂製のパッケージ本体１を備えた半導体素子収
納用パッケージにおいて、パッケージ本体１の少なくと
も底面を含む外表面に、ダイヤモンド状炭素からなる水
分透過防止膜８を形成した。
パッケージ自体の厚みを極力増加させずに、十分な水分
透過防止効果を得る。 【解決手段】 半導体素子３を収納するための凹部２を
有する樹脂製のパッケージ本体１を備えた半導体素子収
納用パッケージにおいて、パッケージ本体１の少なくと
も底面を含む外表面に、ダイヤモンド状炭素からなる水
分透過防止膜８を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、素子収納用の凹部
を有する樹脂性のパッケージ本体を備えた半導体素子収
納用パッケージと、これを用いた半導体装置に関するも
のである。
を有する樹脂性のパッケージ本体を備えた半導体素子収
納用パッケージと、これを用いた半導体装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)
センサに代表される固体撮像装置は、各種のビデオカメ
ラ、カムコーダと呼ばれるカメラ一体型ＶＴＲ(Video T
ape Recorder) 、或いは電子スチルカメラなどに数多く
使用されている。特に、カムコーダ、電子スチルカメラ
の普及率が高まるなか、固体撮像装置に対する小型化、
低価格化の要求が厳しくなってきている。従来、カムコ
ーダに使用されている主力の１／３インチＣＣＤ或いは
１／４インチＣＣＤのパッケージには、積層セラミック
構造やサーディップ(CERDIP)構造のパッケージ（以下、
セラミックパッケージと総称する）が用いられてきた。
しかし、セラミックパッケージには価格や寸法精度の面
で難点があることから、最近では、エポキシ系樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いたプラスチックモールド構造のパッ
ケージ（以下、プラスチックパッケージと称する）が実
用化されている。
センサに代表される固体撮像装置は、各種のビデオカメ
ラ、カムコーダと呼ばれるカメラ一体型ＶＴＲ(Video T
ape Recorder) 、或いは電子スチルカメラなどに数多く
使用されている。特に、カムコーダ、電子スチルカメラ
の普及率が高まるなか、固体撮像装置に対する小型化、
低価格化の要求が厳しくなってきている。従来、カムコ
ーダに使用されている主力の１／３インチＣＣＤ或いは
１／４インチＣＣＤのパッケージには、積層セラミック
構造やサーディップ(CERDIP)構造のパッケージ（以下、
セラミックパッケージと総称する）が用いられてきた。
しかし、セラミックパッケージには価格や寸法精度の面
で難点があることから、最近では、エポキシ系樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いたプラスチックモールド構造のパッ
ケージ（以下、プラスチックパッケージと称する）が実
用化されている。
【０００３】しかしながら、プラスチックパッケージの
場合は、セラミックパッケージに比較して飽和吸水量が
大きくかつ水分透過性（水分の拡散係数）も高いため、
保存状態でのパッケージ吸水量が多くなる。そのため、
特に湿気を嫌う固体撮像装置では、結露による画像劣化
やアルミ電極の腐食、さらにはカラーフィルターの特性
劣化など、保存中のパッケージ吸湿に起因して種々の問
題が発生する。
場合は、セラミックパッケージに比較して飽和吸水量が
大きくかつ水分透過性（水分の拡散係数）も高いため、
保存状態でのパッケージ吸水量が多くなる。そのため、
特に湿気を嫌う固体撮像装置では、結露による画像劣化
やアルミ電極の腐食、さらにはカラーフィルターの特性
劣化など、保存中のパッケージ吸湿に起因して種々の問
題が発生する。
【０００４】そこで、保存中におけるパッケージの吸湿
原因を究明すべく種々の検討を重ねた結果、水分透過性
に関しては、モールド樹脂とリードフレームとの界面、
シールガラスを封止する樹脂とガラスとの界面、シール
樹脂とモールド樹脂との界面等からの水分透過よりも、
モールド樹脂のバルクからの水分透過が支配的であり、
さらに樹脂バルクの中でもパッケージ底面からの水分透
過が支配的である、との知見が得られている。
原因を究明すべく種々の検討を重ねた結果、水分透過性
に関しては、モールド樹脂とリードフレームとの界面、
シールガラスを封止する樹脂とガラスとの界面、シール
樹脂とモールド樹脂との界面等からの水分透過よりも、
モールド樹脂のバルクからの水分透過が支配的であり、
さらに樹脂バルクの中でもパッケージ底面からの水分透
過が支配的である、との知見が得られている。
【０００５】こうした点に鑑みて従来では、以下のよう
な二つの対策が提案されている。第１の対策は、パッケ
ージ底部の厚みを増加させるといったもので、パッケー
ジ底部の厚みをセラミックパッケージ並みの厚み１ｍｍ
から１．７ｍｍに増加させることにより、温度１２１
℃、相対湿度１００％の条件（飽和タイプ）のプレッシ
ャークッカーテスト（以下、ＰＣＴ２と称す）では、そ
の平均結露寿命が約２倍に延長されることが確認されて
いる。第２の対策は、パッケージ底面にスパッタ法や蒸
着法によって金属、有機物又は金属酸化物からなる水分
透過防止膜を形成し、この水分透過防止膜でパッケージ
底面からの水分透過を防止しようとするものである。
な二つの対策が提案されている。第１の対策は、パッケ
ージ底部の厚みを増加させるといったもので、パッケー
ジ底部の厚みをセラミックパッケージ並みの厚み１ｍｍ
から１．７ｍｍに増加させることにより、温度１２１
℃、相対湿度１００％の条件（飽和タイプ）のプレッシ
ャークッカーテスト（以下、ＰＣＴ２と称す）では、そ
の平均結露寿命が約２倍に延長されることが確認されて
いる。第２の対策は、パッケージ底面にスパッタ法や蒸
着法によって金属、有機物又は金属酸化物からなる水分
透過防止膜を形成し、この水分透過防止膜でパッケージ
底面からの水分透過を防止しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記第
１，第２の対策においては以下のような問題があった。
先ず、第１の対策では、たとえ０．７ｍｍ程度の厚み増
加であっても、パッケージの設計変更を余儀なくされ
る。また、セラミックパッケージ並みの厚み寸法を維持
しながら、１／３インチＣＣＤ、１／４インチＣＣＤ用
の高耐湿性プラスチックパッケージを作製することはき
わめて困難である。特に、小型化への進展が著しいカム
コーダ、電子スチルカメラでは、近年、１／６インチＣ
ＣＤも出現しており、今後も１／６インチから１／８イ
ンチへとますます小型化されていくことが予想される。
こうした状況では、当然にパッケージ底部の厚みについ
ても薄くせざるを得なくなるため、小型化の流れに逆行
するような対策をとることは事実上不可能となる。
１，第２の対策においては以下のような問題があった。
先ず、第１の対策では、たとえ０．７ｍｍ程度の厚み増
加であっても、パッケージの設計変更を余儀なくされ
る。また、セラミックパッケージ並みの厚み寸法を維持
しながら、１／３インチＣＣＤ、１／４インチＣＣＤ用
の高耐湿性プラスチックパッケージを作製することはき
わめて困難である。特に、小型化への進展が著しいカム
コーダ、電子スチルカメラでは、近年、１／６インチＣ
ＣＤも出現しており、今後も１／６インチから１／８イ
ンチへとますます小型化されていくことが予想される。
こうした状況では、当然にパッケージ底部の厚みについ
ても薄くせざるを得なくなるため、小型化の流れに逆行
するような対策をとることは事実上不可能となる。
【０００７】一方、第２の対策では、水分透過防止膜と
して耐湿性向上に効果の高いテフロン系の有機物を採用
した場合にパッケージ（樹脂）との密着性が悪く、また
金属膜や金属酸化物を採用した場合にもパッケージとの
密着性が悪いうえに膜がポーラスになりやすいため、い
ずれも十分な水分透過防止効果が得られない。
して耐湿性向上に効果の高いテフロン系の有機物を採用
した場合にパッケージ（樹脂）との密着性が悪く、また
金属膜や金属酸化物を採用した場合にもパッケージとの
密着性が悪いうえに膜がポーラスになりやすいため、い
ずれも十分な水分透過防止効果が得られない。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、プラスチックパ
ッケージの採用にあたって、パッケージ自体の厚みを極
力増加させずに、十分な水分透過防止効果を得ることに
ある。
れたもので、その目的とするところは、プラスチックパ
ッケージの採用にあたって、パッケージ自体の厚みを極
力増加させずに、十分な水分透過防止効果を得ることに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、半導体素子を収納するた
めの凹部を有する樹脂製のパッケージ本体を備えた半導
体素子収納用パッケージにおいて、パッケージ本体の少
なくとも底面を含む外表面に、ダイヤモンド状炭素から
なる水分透過防止膜を形成した構成となっている。
成するためになされたもので、半導体素子を収納するた
めの凹部を有する樹脂製のパッケージ本体を備えた半導
体素子収納用パッケージにおいて、パッケージ本体の少
なくとも底面を含む外表面に、ダイヤモンド状炭素から
なる水分透過防止膜を形成した構成となっている。
【００１０】上記構成からなる半導体素子収納用パッケ
ージにおいては、パッケージ本体の少なくとも底面を含
む外表面に、水分透過性のきわめて低いダイヤモンド状
炭素からなる水分透過防止膜を形成するようにしたの
で、特に樹脂バルクからの水分透過が支配的とされる、
パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制すること
が可能となる。また、ダイヤモンド状炭素からなる水分
透過防止膜は、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との類
似性があるため、従来よりも大きな密着強度が得られ
る。
ージにおいては、パッケージ本体の少なくとも底面を含
む外表面に、水分透過性のきわめて低いダイヤモンド状
炭素からなる水分透過防止膜を形成するようにしたの
で、特に樹脂バルクからの水分透過が支配的とされる、
パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制すること
が可能となる。また、ダイヤモンド状炭素からなる水分
透過防止膜は、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との類
似性があるため、従来よりも大きな密着強度が得られ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に
係る半導体素子収納用パッケージと、これを用いた半導
体装置の一実施形態を示す断面図である。図１におい
て、樹脂製のパッケージ本体１には、素子収納用の凹部
２が一体形成されている。また、パッケージ本体１の凹
部２底面には、図示せぬダイボンド材を用いてチップ状
の半導体素子３が実装されている。このパッケージ本体
１には、銅合金系やニッケル合金系からなる金属製のリ
ードフレーム４が一体に組み込まれている。リードフレ
ーム４は、パッケージ本体１の内方に延出したインナー
リード部４ａと、パッケージ本体１の外方に延出したア
ウターリード部４ｂとを有している。このうち、インナ
ーリード部４ａは半導体素子３の周囲に近接して配置さ
れ、アウターリード部４ｂはパッケージ下方に向けて略
直角に曲げ加工されている。そして、リードフレーム４
のインナーリード部４ａとこれに対応する半導体素子３
上の電極部（不図示）とが金線等のボンディングワイヤ
５によって結線されている。一方、パッケージ本体１の
上端周縁部は段付状に形成されており、その段付部分に
シール樹脂６によって板状の蓋体７が接着されている。
この蓋体７により、パッケージ本体１の凹部２が閉塞さ
れ、そこに収納された半導体素子３が気密封止されてい
る。
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に
係る半導体素子収納用パッケージと、これを用いた半導
体装置の一実施形態を示す断面図である。図１におい
て、樹脂製のパッケージ本体１には、素子収納用の凹部
２が一体形成されている。また、パッケージ本体１の凹
部２底面には、図示せぬダイボンド材を用いてチップ状
の半導体素子３が実装されている。このパッケージ本体
１には、銅合金系やニッケル合金系からなる金属製のリ
ードフレーム４が一体に組み込まれている。リードフレ
ーム４は、パッケージ本体１の内方に延出したインナー
リード部４ａと、パッケージ本体１の外方に延出したア
ウターリード部４ｂとを有している。このうち、インナ
ーリード部４ａは半導体素子３の周囲に近接して配置さ
れ、アウターリード部４ｂはパッケージ下方に向けて略
直角に曲げ加工されている。そして、リードフレーム４
のインナーリード部４ａとこれに対応する半導体素子３
上の電極部（不図示）とが金線等のボンディングワイヤ
５によって結線されている。一方、パッケージ本体１の
上端周縁部は段付状に形成されており、その段付部分に
シール樹脂６によって板状の蓋体７が接着されている。
この蓋体７により、パッケージ本体１の凹部２が閉塞さ
れ、そこに収納された半導体素子３が気密封止されてい
る。
【００１２】ここで、本実施形態の特徴とするところ
は、パッケージ本体１の底面にダイヤモンド状炭素（Di
amond-Like Carbon ：ダイヤモンドライクカーボン）か
らなる水分透過防止膜８を形成した点にある。ダイヤモ
ンド状炭素は、別名、アモルファス水素化炭素、硬質炭
素などとも呼ばれるもので、その骨組みとなる炭素及び
未結合炭素と結合した水素からなる非晶質炭素である。
ダイヤモンド状炭素の特性としては、成膜後の水分透過
性がきわめて低いことはもちろん、それ以外にも耐摩耗
性、化学的安定性、表面平滑性などに優れるといった長
所を有する。また、ダイヤモンド状炭素からなる水分透
過防止膜８では、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との
類似性があることから、金属等に比べてパッケージ本体
１に対する膜の付き具合が良くなる。したがって、パッ
ケージ本体１と水分透過防止膜８との間に従来よりも大
きな密着強度が得られ、耐湿信頼性に優れたものとな
る。なお、本実施形態においては、従来における水分透
過防止膜との混同を避けるために、上記ダイヤモンド状
炭素からなる水分透過防止膜８を「ＤＬＣ膜」と称する
こととする。
は、パッケージ本体１の底面にダイヤモンド状炭素（Di
amond-Like Carbon ：ダイヤモンドライクカーボン）か
らなる水分透過防止膜８を形成した点にある。ダイヤモ
ンド状炭素は、別名、アモルファス水素化炭素、硬質炭
素などとも呼ばれるもので、その骨組みとなる炭素及び
未結合炭素と結合した水素からなる非晶質炭素である。
ダイヤモンド状炭素の特性としては、成膜後の水分透過
性がきわめて低いことはもちろん、それ以外にも耐摩耗
性、化学的安定性、表面平滑性などに優れるといった長
所を有する。また、ダイヤモンド状炭素からなる水分透
過防止膜８では、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との
類似性があることから、金属等に比べてパッケージ本体
１に対する膜の付き具合が良くなる。したがって、パッ
ケージ本体１と水分透過防止膜８との間に従来よりも大
きな密着強度が得られ、耐湿信頼性に優れたものとな
る。なお、本実施形態においては、従来における水分透
過防止膜との混同を避けるために、上記ダイヤモンド状
炭素からなる水分透過防止膜８を「ＤＬＣ膜」と称する
こととする。
【００１３】ＤＬＣ膜８の原料としては、メタン，エタ
ン，プロパン，ブタン，ペンタン，ヘキサン，ヘプタ
ン，オクタン，ノナン，デカン等の直鎖状飽和炭化水
素、エチレン，プロピレン，１−ブテン，１−ペンテ
ン，１−ヘキセン等の直鎖状不飽和炭化水素及びその異
性体、シクロプロパン，シクロペンタン．シクロヘキサ
ン，シクロヘキセン等の環式炭化水素、ベンゼン，トル
エン，キシレン等の芳香族炭化水素及びその異性体、グ
ラファイト，ダイヤモンド、Ｃ60等の結晶質及び非晶質
カーボン類、メタノール，エタノール，１−プロパノー
ル等のアルコール類、アセトン，ジエチルケトン等のケ
トン類を単独、又は混合して用いることができる。
ン，プロパン，ブタン，ペンタン，ヘキサン，ヘプタ
ン，オクタン，ノナン，デカン等の直鎖状飽和炭化水
素、エチレン，プロピレン，１−ブテン，１−ペンテ
ン，１−ヘキセン等の直鎖状不飽和炭化水素及びその異
性体、シクロプロパン，シクロペンタン．シクロヘキサ
ン，シクロヘキセン等の環式炭化水素、ベンゼン，トル
エン，キシレン等の芳香族炭化水素及びその異性体、グ
ラファイト，ダイヤモンド、Ｃ60等の結晶質及び非晶質
カーボン類、メタノール，エタノール，１−プロパノー
ル等のアルコール類、アセトン，ジエチルケトン等のケ
トン類を単独、又は混合して用いることができる。
【００１４】また本実施形態においては、上記図１に示
すパッケージ構造体を製造するにあたって以下のような
方法を採用した。先ず、モールド金型にリードフレーム
４をセットし、トランスファモールドによってパッケー
ジ本体１を成形する。このとき、パッケージ本体１に凹
部２が一体形成され、かつパッケージ本体１とリードフ
レーム４とが一体化される。その後、ダイボンディング
装置による半導体素子３の実装工程と、ワイヤボンディ
ング装置によるボンディングワイヤ５の結線工程を経
て、パッケージ本体１に蓋体７を接着する。あとは、パ
ッケージ本体１から延出しているアウターリード部４ｂ
の曲げ加工を行うことで完成品となるが、そのリード曲
げ加工の前、つまりアウターリード部４ｂが直線状態に
保たれている段階でＤＬＣ膜８を形成する。このとき、
個々のパッケージは、長尺状の金属フレーム（リードフ
レーム４のベース材）に連結されたままの状態でもよい
し、個片に分離された状態であってもよい。
すパッケージ構造体を製造するにあたって以下のような
方法を採用した。先ず、モールド金型にリードフレーム
４をセットし、トランスファモールドによってパッケー
ジ本体１を成形する。このとき、パッケージ本体１に凹
部２が一体形成され、かつパッケージ本体１とリードフ
レーム４とが一体化される。その後、ダイボンディング
装置による半導体素子３の実装工程と、ワイヤボンディ
ング装置によるボンディングワイヤ５の結線工程を経
て、パッケージ本体１に蓋体７を接着する。あとは、パ
ッケージ本体１から延出しているアウターリード部４ｂ
の曲げ加工を行うことで完成品となるが、そのリード曲
げ加工の前、つまりアウターリード部４ｂが直線状態に
保たれている段階でＤＬＣ膜８を形成する。このとき、
個々のパッケージは、長尺状の金属フレーム（リードフ
レーム４のベース材）に連結されたままの状態でもよい
し、個片に分離された状態であってもよい。
【００１５】こうしてリード曲げ加工前のパッケージを
作製したら、ＤＬＣ膜８を形成するにあたって、図２に
示すように箱型のマスク用治具９にパッケージをセット
する。マスク用治具９は、互いに着脱可能な治具本体９
ａと治具蓋９ｂとで構成されている。治具本体９ａに
は、パッケージ本体１の外形寸法に対応した開口部１
０，１０，…が設けられている。一方、治具蓋９ｂに
は、上記開口部１０，１０，…と対向する位置にシート
状のクッション材１１が接着されている。
作製したら、ＤＬＣ膜８を形成するにあたって、図２に
示すように箱型のマスク用治具９にパッケージをセット
する。マスク用治具９は、互いに着脱可能な治具本体９
ａと治具蓋９ｂとで構成されている。治具本体９ａに
は、パッケージ本体１の外形寸法に対応した開口部１
０，１０，…が設けられている。一方、治具蓋９ｂに
は、上記開口部１０，１０，…と対向する位置にシート
状のクッション材１１が接着されている。
【００１６】このマスク用治具９にパッケージをセット
する場合は、治具本体９ａの開口部１０，１０，…にそ
れぞれパッケージ本体１（図２では１個のみ表示）の底
面を上向きにして装着し、この状態で治具本体９ａに治
具蓋９ｂを被せる。このとき、パッケージ本体１の底面
は治具本体９ａの開口部１０を介して外部に露出した状
態となる。また、パッケージ本体１に接着されている蓋
体７（図２では表示せず）は治具蓋９ｂのクッション材
１１に圧接保持され、その反力によってパッケージ本体
１が治具本体９ａの開口部１０に密着した状態となる。
する場合は、治具本体９ａの開口部１０，１０，…にそ
れぞれパッケージ本体１（図２では１個のみ表示）の底
面を上向きにして装着し、この状態で治具本体９ａに治
具蓋９ｂを被せる。このとき、パッケージ本体１の底面
は治具本体９ａの開口部１０を介して外部に露出した状
態となる。また、パッケージ本体１に接着されている蓋
体７（図２では表示せず）は治具蓋９ｂのクッション材
１１に圧接保持され、その反力によってパッケージ本体
１が治具本体９ａの開口部１０に密着した状態となる。
【００１７】こうした状態の下で、例えば高周波プラズ
マＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により、所定
の温度条件（特に制限なし）でパッケージ本体１にＤＬ
Ｃ膜８を形成する。このとき、マスク用治具９からはパ
ッケージ本体１の底面が露出し、他の面はマスク用治具
９によって遮蔽されているため、パッケージ本体１の底
面１にのみＤＬＣ膜８が形成されることになる。以後、
上述したようにアウターリード部４ｂを曲げ加工するこ
とにより、上記図１に示すパッケージ構造体が完成する
ことになる。なお、ＤＬＣ膜８の成膜については、パッ
ケージ本体１に半導体素子３を実装する前の段階で行う
ことも可能である。
マＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により、所定
の温度条件（特に制限なし）でパッケージ本体１にＤＬ
Ｃ膜８を形成する。このとき、マスク用治具９からはパ
ッケージ本体１の底面が露出し、他の面はマスク用治具
９によって遮蔽されているため、パッケージ本体１の底
面１にのみＤＬＣ膜８が形成されることになる。以後、
上述したようにアウターリード部４ｂを曲げ加工するこ
とにより、上記図１に示すパッケージ構造体が完成する
ことになる。なお、ＤＬＣ膜８の成膜については、パッ
ケージ本体１に半導体素子３を実装する前の段階で行う
ことも可能である。
【００１８】このように得られたパッケージ構造体で
は、パッケージ本体１の底面にＤＬＣ膜８が形成されて
いるため、樹脂バルクからの水分透過が支配的とされ
る、パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制する
ことができる。これにより、プラスチックパッケージの
耐湿性を大幅に向上させることができ、特に、半導体素
子３がＣＣＤ等の固体撮像素子でかつ蓋体７がシールガ
ラスで構成される固体撮像装置に適用した場合は、長期
保存状態での結露による画像劣化や、吸湿水分によるア
ルミ電極の腐食、さらにはカラーフィルタの特性劣化等
を防止することが可能となる。また、ＤＬＣ膜８の形成
にあたって、パッケージ本体１の底面のみを露出させる
ようにしたので、それ以外の部分、特にリードフレーム
４のアウターリード部４ｂへの被膜形成を確実に回避す
ることができる。したがってパッケージ実装時に、アウ
ターリード部４ｂのはんだ接合性を悪化させる虞れもな
い。
は、パッケージ本体１の底面にＤＬＣ膜８が形成されて
いるため、樹脂バルクからの水分透過が支配的とされ
る、パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制する
ことができる。これにより、プラスチックパッケージの
耐湿性を大幅に向上させることができ、特に、半導体素
子３がＣＣＤ等の固体撮像素子でかつ蓋体７がシールガ
ラスで構成される固体撮像装置に適用した場合は、長期
保存状態での結露による画像劣化や、吸湿水分によるア
ルミ電極の腐食、さらにはカラーフィルタの特性劣化等
を防止することが可能となる。また、ＤＬＣ膜８の形成
にあたって、パッケージ本体１の底面のみを露出させる
ようにしたので、それ以外の部分、特にリードフレーム
４のアウターリード部４ｂへの被膜形成を確実に回避す
ることができる。したがってパッケージ実装時に、アウ
ターリード部４ｂのはんだ接合性を悪化させる虞れもな
い。
【００１９】ちなみに、本発明者による耐湿性試験の結
果では、ＤＬＣ膜８の膜厚として１０ｎｍ〜１０μｍの
範囲が有効であり、パッケージ本体１の底面に厚さ１０
０ｎｍ程度のＤＬＣ膜８を形成した場合には、ＰＣＴ２
での平均結露寿命が約１．４倍から２倍ほど向上し、さ
らにＤＬＣ膜８の厚さを２００ｎｍ以上とした場合は、
条件によって２倍から３倍ほど平均結露寿命が向上する
ことが確認されている。但し、ＤＬＣ膜８をあまり厚く
形成すると、パッケージ厚の増加も懸念されることか
ら、ＤＬＣ膜８の厚さとしては、１００ｎｍ〜１μｍの
範囲内で適宜設定することが好ましい。これにより、セ
ラミックパッケージと同じ形状、大きさのプラスチック
パッケージでも、セラミックパッケージと同等の耐湿性
を確保することができる。
果では、ＤＬＣ膜８の膜厚として１０ｎｍ〜１０μｍの
範囲が有効であり、パッケージ本体１の底面に厚さ１０
０ｎｍ程度のＤＬＣ膜８を形成した場合には、ＰＣＴ２
での平均結露寿命が約１．４倍から２倍ほど向上し、さ
らにＤＬＣ膜８の厚さを２００ｎｍ以上とした場合は、
条件によって２倍から３倍ほど平均結露寿命が向上する
ことが確認されている。但し、ＤＬＣ膜８をあまり厚く
形成すると、パッケージ厚の増加も懸念されることか
ら、ＤＬＣ膜８の厚さとしては、１００ｎｍ〜１μｍの
範囲内で適宜設定することが好ましい。これにより、セ
ラミックパッケージと同じ形状、大きさのプラスチック
パッケージでも、セラミックパッケージと同等の耐湿性
を確保することができる。
【００２０】なお、ＤＬＣ膜８の形成時に使用するマス
ク用治具９は、成膜対象面をパッケージ本体１の底面に
限定するためのものであるため、この条件を満足するも
のであれば、いずれの構造のものを採用してもかまわな
い。例えば、より簡単な治具構造として、図３に示すよ
うに、板状のマスク用治具１２にパッケージ本体１の外
形寸法に対応した開口部１３，１３，…を設け、各々の
開口部１３，１３，…にパッケージ本体１の底面を露出
させるように装着するものであってもよい。
ク用治具９は、成膜対象面をパッケージ本体１の底面に
限定するためのものであるため、この条件を満足するも
のであれば、いずれの構造のものを採用してもかまわな
い。例えば、より簡単な治具構造として、図３に示すよ
うに、板状のマスク用治具１２にパッケージ本体１の外
形寸法に対応した開口部１３，１３，…を設け、各々の
開口部１３，１３，…にパッケージ本体１の底面を露出
させるように装着するものであってもよい。
【００２１】また、ＤＬＣ膜８の成膜法としては、上述
した高周波プラズマＣＶＤ法以外にも、ＤＣ（直流），
マイクロ波，ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)な
どをプラズマ源として用いた各種のプラズマＣＶＤ法、
さらにはイオンビーム蒸着法、反応性スパッタリング
法、イオンプレーティング法等に代表される物理蒸着(P
VD:Physical Vapor Deposition) 法などを採用すること
ができる。
した高周波プラズマＣＶＤ法以外にも、ＤＣ（直流），
マイクロ波，ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)な
どをプラズマ源として用いた各種のプラズマＣＶＤ法、
さらにはイオンビーム蒸着法、反応性スパッタリング
法、イオンプレーティング法等に代表される物理蒸着(P
VD:Physical Vapor Deposition) 法などを採用すること
ができる。
【００２２】また、パッケージ用のモールド樹脂として
は、一般に熱硬化性樹脂、中でもエポキシ系樹脂が主体
となっているが、本発明におけるパッケージ本体１はエ
ポキシ系樹脂で構成されたものに限らず、例えばポリイ
ミド系樹脂，シリコーン系樹脂等で構成されたものであ
っても適用可能である。
は、一般に熱硬化性樹脂、中でもエポキシ系樹脂が主体
となっているが、本発明におけるパッケージ本体１はエ
ポキシ系樹脂で構成されたものに限らず、例えばポリイ
ミド系樹脂，シリコーン系樹脂等で構成されたものであ
っても適用可能である。
【００２３】さらに、本発明の好適な実施形態として、
ＤＬＣ膜８を形成する際に、その前処理としてパッケー
ジ本体１をドライ洗浄（例えば、紫外線／オゾン洗浄）
するようにすれば、パッケージ本体１とＤＬＣ膜８との
密着性を向上させることができる。また図４に示すよう
に、ＤＬＣ膜８の形成に先立って、パッケージ本体１の
底面に例えば金属単体からなる中間膜１５を形成し、そ
の上にＤＬＣ膜８を形成するようにすれば、パッケージ
本体（材料）１とＤＬＣ膜８との密着性をより一層高め
ることができる。
ＤＬＣ膜８を形成する際に、その前処理としてパッケー
ジ本体１をドライ洗浄（例えば、紫外線／オゾン洗浄）
するようにすれば、パッケージ本体１とＤＬＣ膜８との
密着性を向上させることができる。また図４に示すよう
に、ＤＬＣ膜８の形成に先立って、パッケージ本体１の
底面に例えば金属単体からなる中間膜１５を形成し、そ
の上にＤＬＣ膜８を形成するようにすれば、パッケージ
本体（材料）１とＤＬＣ膜８との密着性をより一層高め
ることができる。
【００２４】ここで、中間膜１５の形成に際しては、上
記図２又は図３に示すようなマスク用治具９，１２を用
いて、例えばＣＶＤ法、スパッタ法又は蒸着法によりパ
ッケージ本体１の底面に中間膜１５を形成すればよい。
記図２又は図３に示すようなマスク用治具９，１２を用
いて、例えばＣＶＤ法、スパッタ法又は蒸着法によりパ
ッケージ本体１の底面に中間膜１５を形成すればよい。
【００２５】また、中間膜１５の材料としては、Ｃｒ，
Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｏｓ，
Ｗ，Ｔｉ，Ｖ，Ｓｉ，Ｇｅなどの金属単体以外にも、２
種以上の金属や合金、さらにはＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，Ｓｉ
ＯＮ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｉ
ＴＯ(Indium Tin Oxide)，ＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ
5 などの金属の酸化物や複合酸化物、ＳｉＣ，ＴｉＣ，
Ｂ4 Ｃ，ＢＣ，ＷＣ，Ａｌ4 ＳｉＣ5 ，Ａｌ8 Ｂ4 Ｃ7
などの金属の炭化物、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＡｌＮなどの金属の
窒化物、ＴｉＢ2 ，ＬａＢ6 などの金属のほう化物、Ｂ
6 Ｓｉ，ＦｅＳｉ，ＣｒＳｉなどの金属の珪化物（シリ
サイド）、ＭｇＦ2 などの金属のふっ化物、又はこの中
の複数の物質の組み合わせ及び複合化合物を使用するこ
とができる。
Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｏｓ，
Ｗ，Ｔｉ，Ｖ，Ｓｉ，Ｇｅなどの金属単体以外にも、２
種以上の金属や合金、さらにはＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，Ｓｉ
ＯＮ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｉ
ＴＯ(Indium Tin Oxide)，ＺｎＯ，ＴｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ
5 などの金属の酸化物や複合酸化物、ＳｉＣ，ＴｉＣ，
Ｂ4 Ｃ，ＢＣ，ＷＣ，Ａｌ4 ＳｉＣ5 ，Ａｌ8 Ｂ4 Ｃ7
などの金属の炭化物、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＡｌＮなどの金属の
窒化物、ＴｉＢ2 ，ＬａＢ6 などの金属のほう化物、Ｂ
6 Ｓｉ，ＦｅＳｉ，ＣｒＳｉなどの金属の珪化物（シリ
サイド）、ＭｇＦ2 などの金属のふっ化物、又はこの中
の複数の物質の組み合わせ及び複合化合物を使用するこ
とができる。
【００２６】なお、上記実施形態においては、パッケー
ジ本体１の底面にのみＤＬＣ膜８を形成するようにした
が、その理由は、現状でのパッケージ本体（樹脂）１の
肉厚がパッケージ側部に比較してパッケージ底部の方が
薄く、これに起因してパッケージ底面からの水分透過が
支配的となっているためである。但し、将来的にパッケ
ージの小型化に対応してパッケージ側部の肉厚が薄くな
った場合には、パッケージ底面からだけでなく、パッケ
ージ側面からの水分透過も重要視されることが予想され
る。そうした場合は、パッケージ本体１の底面を含むパ
ッケージ外表面、すなわちパッケージ本体１の底面と側
面とにＤＬＣ膜８を形成するようにすれば、パッケージ
本体１の外表面がほぼ全域にわたってＤＬＣ膜８により
被覆されることから、樹脂バルクからの水分透過を一層
効果的に抑制することが可能となる。
ジ本体１の底面にのみＤＬＣ膜８を形成するようにした
が、その理由は、現状でのパッケージ本体（樹脂）１の
肉厚がパッケージ側部に比較してパッケージ底部の方が
薄く、これに起因してパッケージ底面からの水分透過が
支配的となっているためである。但し、将来的にパッケ
ージの小型化に対応してパッケージ側部の肉厚が薄くな
った場合には、パッケージ底面からだけでなく、パッケ
ージ側面からの水分透過も重要視されることが予想され
る。そうした場合は、パッケージ本体１の底面を含むパ
ッケージ外表面、すなわちパッケージ本体１の底面と側
面とにＤＬＣ膜８を形成するようにすれば、パッケージ
本体１の外表面がほぼ全域にわたってＤＬＣ膜８により
被覆されることから、樹脂バルクからの水分透過を一層
効果的に抑制することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ッケージ本体の少なくとも底面を含む外表面に、ダイヤ
モンド状炭素からなる水分透過防止膜を形成するように
したので、特に樹脂バルクからの水分透過が支配的とさ
れる、パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制す
ることができる。また、ダイヤモンド状炭素からなる水
分透過防止膜は、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との
類似性があるため、従来よりも大きな密着強度を得るこ
とができる。その結果、パッケージ底部の厚みをほとん
ど増加させることなく、セラミックパッケージと同等の
耐湿性を有する信頼性に優れたプラスチックパッケージ
を提供することが可能となる。
ッケージ本体の少なくとも底面を含む外表面に、ダイヤ
モンド状炭素からなる水分透過防止膜を形成するように
したので、特に樹脂バルクからの水分透過が支配的とさ
れる、パッケージ底面からの水分透過を効果的に抑制す
ることができる。また、ダイヤモンド状炭素からなる水
分透過防止膜は、膜自体がパッケージ材料（樹脂）との
類似性があるため、従来よりも大きな密着強度を得るこ
とができる。その結果、パッケージ底部の厚みをほとん
ど増加させることなく、セラミックパッケージと同等の
耐湿性を有する信頼性に優れたプラスチックパッケージ
を提供することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】成膜時に使用する治具構造を説明する図であ
る。
る。
【図３】他の治具構造を説明する図である。
【図４】中間膜を説明する図である。
１ パッケージ本体 ２ 凹部 ３ 半導体素子
７ 蓋体 ８ 水分透過防止膜（ＤＬＣ膜）
７ 蓋体 ８ 水分透過防止膜（ＤＬＣ膜）
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体素子を収納するための凹部を有す
る樹脂製のパッケージ本体を備えた半導体素子収納用パ
ッケージにおいて、 前記パッケージ本体の少なくとも底面を含む外表面に、
ダイヤモンド状炭素からなる水分透過防止膜を形成して
なることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体素子収納用パッケ
ージにおいて、 前記パッケージ本体と前記水分透過防止膜との間に、両
者の密着性を高めるための中間膜を形成してなることを
特徴とする半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体素子収納用パッケ
ージと、 前記パッケージ本体の凹部に収納された半導体素子と、
前記パッケージ本体の凹部を塞ぐ蓋体とを備えたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 前記半導体素子が固体撮像素子であり、 前記蓋体がシールガラスであることを特徴とする請求項
３記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9024611A JPH10223790A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 半導体素子収納用パッケージ及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9024611A JPH10223790A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 半導体素子収納用パッケージ及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223790A true JPH10223790A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12142955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9024611A Pending JPH10223790A (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 半導体素子収納用パッケージ及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223790A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6509560B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-01-21 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor in wirebond package with step-up ring for electrical contact |
| US6528857B1 (en) * | 2000-11-13 | 2003-03-04 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor bumped package |
| US6620646B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-09-16 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor wirebond package fabrication method |
| US6629633B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-10-07 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor bumped package fabrication method |
| JP2006128354A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Mitsui Chemicals Inc | 樹脂製中空パッケージとその製造方法 |
| JP2008251715A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | ポリマー避雷器及びその製造方法 |
| JP2009289830A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Mitsui Chemicals Inc | 半導体素子実装用パッケージ |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP9024611A patent/JPH10223790A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6509560B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-01-21 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor in wirebond package with step-up ring for electrical contact |
| US6528857B1 (en) * | 2000-11-13 | 2003-03-04 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor bumped package |
| US6620646B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-09-16 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor wirebond package fabrication method |
| US6629633B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-10-07 | Amkor Technology, Inc. | Chip size image sensor bumped package fabrication method |
| JP2006128354A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Mitsui Chemicals Inc | 樹脂製中空パッケージとその製造方法 |
| JP4592386B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2010-12-01 | 三井化学株式会社 | 樹脂製中空パッケージの製造方法 |
| JP2008251715A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | ポリマー避雷器及びその製造方法 |
| JP2009289830A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Mitsui Chemicals Inc | 半導体素子実装用パッケージ |
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