JPH10247695A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10247695A
JPH10247695A JP9049932A JP4993297A JPH10247695A JP H10247695 A JPH10247695 A JP H10247695A JP 9049932 A JP9049932 A JP 9049932A JP 4993297 A JP4993297 A JP 4993297A JP H10247695 A JPH10247695 A JP H10247695A
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JP
Japan
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package body
semiconductor device
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recess
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JP9049932A
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Hideyuki Takahashi
秀幸 高橋
Kazuto Akagi
和人 赤城
Masashi Okunaga
正志 奥長
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • 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
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の小型・薄型化の要求に伴い、耐
湿性の低下を招く。 【解決手段】 素子収納用の凹部2を有するパッケージ
本体1と、このパッケージ本体1の凹部2に実装された
半導体素子4と、その凹部2を閉塞する状態でパッケー
ジ本体1に接合された蓋体7とを備えた半導体装置にお
いて、パッケージ本体1と蓋体7との接合部を凹凸状に
形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージ本体の
凹部に半導体素子を実装し、この半導体素子を蓋体を用
いて気密封止してなる半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の封止方式の代表的
なものに気密封止方式と呼ばれるものがある。この気密
封止方式はその封止構造から、金属封止、セラミック封
止、ガラス封止に区分される。また最近では、高価なセ
ラミックスの代わりに、樹脂をベースにした気密封止方
式のプラスチックパッケージも開発されている。こうし
た気密封止方式の半導体装置では、ベースとなるパッケ
ージ本体に素子収納用の凹部を一体的に形成し、この凹
部に半導体素子を実装したうえで、パッケージ本体に蓋
体(リッド)を接合することにより、半導体素子を気密
状態に封止するものが広く知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した気
密封止方式の半導体装置の中でも、特に、CCD(Charg
e Coupled Device) センサに代表される固体撮像装置で
は、パッケージングの動向として今後ますます小型化す
る傾向にあり、これに伴ってパッケージ本体そのものの
小型化、特に薄肉化の要求が強くなっている。しかしな
がら、従来においてはパッケージ本体と蓋体とを平面的
に接合しているため、上述のようにパッケージ本体の肉
厚が薄くなると、これに接合される蓋体との接合面積を
十分に確保できなくなる。その結果、半導体装置の気密
性、特に耐湿性が低下して、固体撮像装置にあっては結
露等による機能障害を招くことも予想される。
【0004】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、気密封止方式の
半導体装置の耐湿性を低下させずに、今後の小型化要求
に対応できるようにすることにある。
【0005】
【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、素子収納用の凹部を有す
るパッケージ本体と、このパッケージ本体の凹部に実装
された半導体素子と、上述の凹部を閉塞する状態でパッ
ケージ本体に接合された蓋体とを備えた半導体装置にお
いて、パッケージ本体と蓋体との接合部を、凹凸状また
は段付状に形成した構成を採用している。
【0006】上記構成からなる半導体装置では、パッケ
ージ本体と蓋体との接合部を凹凸状または段付状に形成
することで、その接合部からの湿気の侵入パスを従来よ
りも長く確保できる。これにより、半導体素子が実装さ
れているパッケージ内部に大気中の湿気が侵入し難くな
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、例えば樹脂をベースにした
気密封止タイプの半導体装置に適用した場合の本発明の
実施の形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、本発明に係る半導体装置は、樹脂以外の材料、例
えばセラックス、ガラス、金属等をベースにした気密封
止タイプの半導体装置にも同様に適用し得るものであ
る。
【0008】図1は本発明に係る半導体装置の一実施形
態を示す側断面図である。図1においては、エポキシ樹
脂等を主体としたパッケージ本体1に、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、ダイボンド剤3を用いてチップ状の半
導体素子4が実装されている。さらにパッケージ本体1
には、金属製(銅合金系,ニッケル合金系等)のリード
フレーム5が一体に組み込まれている。
【0009】リードフレーム5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5a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5bとを有して
いる。このうち、インナーリード部5aは半導体素子4
の周囲に近接して配置され、アウターリード部5b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5のインナーリード部5aとこれ
に対応する半導体素子4上の電極部(不図示)とが金線
等のボンディングワイヤ6によって結線されている。さ
らに、パッケージ本体1の上端部には図示せぬシーリン
グ剤を用いてガラス製の蓋体7が接合され、この蓋体7
により、パッケージ本体1の凹部2が閉塞され且つ半導
体素子4が気密封止されている。
【0010】ここで本実施形態では、パッケージ本体1
と蓋体7との接合部において、パッケージ本体1側に凹
部8を形成するとともに、蓋体7側に該凹部8に嵌合可
能な凸部9を形成し、これらの凹部8及び凸部9を図示
せぬシーリング剤を介在させて嵌め込むことにより、両
者の接合部を凹凸状に形成することとした。
【0011】さらに詳述すると、パッケージ本体1側の
凹部8は、該パッケージ本体1の上端周縁部に沿って平
面視四角形の環状に形成されている。これに対して、蓋
体7側の凸部9は、同じく平面視四角形の環状に形成さ
れており、その突出寸法は図示せぬシーリング剤の厚み
寸法を考慮して上記凹部8の深さ寸法と同等若しくはそ
れよりも僅かに小さく設定されている。これにより、パ
ッケージ本体1の肉厚、特に側壁部分の肉厚が薄くなっ
たとしても、パッケージ本体1と蓋体7との接合面が、
パッケージ本体1の幅方向(図中左右方向)と同厚み方
向(図中上下方向)とに確保されるようになる。
【0012】なお、図1においては、パッケージ本体1
側に凹部8を設け、蓋体7側に凸部9を設けた構成を例
示しているが、これと反対に、パッケージ本体1側に図
示せぬ凸部を設け、蓋体7側に図示せぬ凹部を設けるよ
うにしてもよい。
【0013】ここで図1に示した半導体装置の製造方法
について説明する。先ず、パッケージ本体1の作製にあ
たっては、図2に示すように上型10aと下型10bと
からなるモールド金型を用いる。このモールド金型はパ
ッケージ本体1の外形に倣って形成され、特に上型10
aには上記凹部8形状に対応した凸部10cが設けられ
ている。このモールド金型10a,10bに対しては、
先ず、図2に示すように、所定の形状加工(エッチング
加工、プラス加工等)を終えたリードフレーム5を下型
10bにセットする。
【0014】次に、この状態から上型10aを下降させ
ることで、図3(a)に示すように上型10aと下型1
0bとを閉じる。このとき、上型10aと下型10bと
の間にパッケージ本体1の形状に対応したキャビティ1
0dが形成され、同時に上型10aと下型10bによっ
てリードフレーム5が挟持される。
【0015】この図3(a)の状態からキャビティ10
dに液状の樹脂(例えばエポキシ樹脂等)を注入し、こ
の樹脂を硬化したのち、モールド金型10a,10bか
ら成形品を取り出す。これにより、図3(b)に示すよ
うに、リードフレーム5が一体に組み込まれた樹脂製の
パッケージ本体1が得られる。また、このように得られ
たパッケージ本体1には、素子収納用の凹部2が一体形
成されるとともに、蓋体7との接合部に凹部8が一体形
成されたものとなる。
【0016】一方、蓋体7の作製にあたっては、図4
(a)に示すように、ベースとなる四角いガラス板11
に対して、その一方の面(図中上面)を全面にわたって
レジスト膜12aでマスキングするとともに、その他方
の面(図中下面)を上記凸部9となる部分にのみレジス
ト膜12bでマスキングする。
【0017】次に、図4(b)に示すように、ガラス板
11の他方の面、即ちレジスト膜12bで一部マスキン
グされた面を、例えばフッ酸等で所定量だけエッチング
することにより、ガラス板11に凸部9を形成する。ま
た、エッチング後にガラス板11の被エッチング面11
aをラッピング等によって平滑に仕上げ、これによって
ガラス板11の透明性を確保する。あとは、ガラス板1
1の両面からレジスト膜12a,12bを取り除くこと
で、図4(c)に示すように凸部9を有する蓋体7が得
られる。
【0018】このようにパッケージ本体1と蓋体7とを
得たら、両者の接合に先立って、図5に示すように、パ
ッケージ本体1の凹部2底面にダイボンド剤3を用いて
半導体素子4を実装したのち、半導体素子4の電極部
(不図示)とリードフレーム5のインナーリード部5a
とをワイヤ6にて結線し、そのうえで図示せぬシーリン
グ剤を用いてパッケージ本体1と蓋体7とを接合する。
このとき、パッケージ本体1の凹部8に蓋体7の凸部9
が嵌め込まれ、これによって両者の接合部が凹凸状に形
成される。最後は、パッケージ本体1の外側に延出した
アウターリード部5bを所定の形状(本形態ではL字
形)に曲げ加工することで、上記図1に示す半導体装置
が得られる。
【0019】ちなみに、蓋体7のベース材料がセラミッ
クスや樹脂の場合は、射出成形やトランスファ成形等の
成形加工により、凸部9を有する蓋体7を容易に得るこ
とができる。また、パッケージ本体1と蓋体7とのシー
リング技術についても、それぞれのベース材料に何を選
択するかによって、シーム溶接法、ハンダシール法、ガ
ラスシール法などを採用することができる。
【0020】このようにして得られた半導体装置におい
ては、パッケージ本体1と蓋体7との接合部が凹凸状に
形成されることから、従来における平面的(フラット)
な接合構造に比較してパッケージ本体1の幅方向(図中
左右方向)だけでなく、パッケージ本体1の厚み方向
(図中上下方向)にも接合面が確保される。これによ
り、パッケージ本体1と蓋体7との接合面積が拡大し、
且つ両者の接合部から侵入しようとする湿気の侵入パス
が長くなる。その結果、半導体素子4が実装されている
パッケージ内部に大気中の湿気が侵入し難くなるため、
半導体装置としての耐湿性が大幅に向上する。
【0021】なお、上記実施形態においては、パッケー
ジ本体1と蓋体7との接合部を凹凸状に形成するように
したが、これ以外にも、例えば図6に示すようにパッケ
ージ本体1と蓋体7との接合部を段付状に形成すること
でも耐湿性の向上を図ることができる。
【0022】また、本発明の変形例として、例えば図7
(a)に示すように、パッケージ本体1側に複数(図例
では2つ)の凹部8を環状に形成するとともに、蓋体7
側に同じく環状に複数(図例では2つ)の凸部9を形成
し、これらの凹部8及び凸部9を嵌め合わせることによ
り、パッケージ本体1と蓋体7との接合部を凹凸状に形
成したり、図7(b)に示すようにパッケージ本体1と
蓋体7との接合部を階段状に形成したものであってもよ
い。さらに、他の変形例として、図示はしないがパッケ
ージ本体と蓋体との接合部を波形に形成したものであっ
てもよい。
【0023】ちなみに、図1及び図7(a)に示す接合
構造を採用した場合は、パッケージ本体1の厚み方向に
対してパッケージ本体1と蓋体7との間により大きな接
合面を確保でき、しかもパッケージ本体1と蓋体7との
接合界面に熱応力が加わった場合でも、互いの凹凸部
(8、9)の嵌め合わせによって強固な接合状態が維持
されるため、特に好適なものとなる。
【0024】なお、パッケージ本体の幅方向と厚み方向
の双方に接合面を確保する構成としては、パッケージ本
体の上端周縁部の内側に段差を設け、その段差部分に平
板状の蓋体を嵌め込んで接合することにより、両者の接
合部を逆L字形に形成したものも考えられるが、その場
合はパッケージ本体1の肉厚分が有効に利用されないこ
とから、従来における平面的な接合構造と同等レベルに
しか接合面積を確保することができない。したがって、
湿気の侵入パスとしては本発明の如き十分に長いものと
はならない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
によれば、パッケージ本体と蓋体との接合部を凹凸状ま
たは段付状に形成した構成を採用しているため、従来の
ような平面的な接合構造に比較して、パッケージ本体と
蓋体との接合面積が拡大し、且つ両者の接合部からの湿
気の侵入パスも長くなる。これにより、パッケージ内部
への湿気(不純物イオン等も含む)の侵入を大幅に低減
することができる。その結果、現状との比較においてパ
ッケージ本体の肉厚を薄くした場合でも、半導体装置の
耐湿性を現状レベル以上に確保できることから、今後の
小型化要求にも十分に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す側
断面図である。
【図2】実施形態における半導体装置の製造方法を説明
する図(その1)である。
【図3】実施形態における半導体装置の製造方法を説明
する図(その2)である。
【図4】実施形態における半導体装置の製造方法を説明
する図(その3)である。
【図5】実施形態における半導体装置の製造方法を説明
する図(その4)である。
【図6】本発明に係る半導体装置の他の実施形態を示す
側断面図である。
【図7】本発明に係る半導体装置の変形例を説明する図
である。
【符号の説明】
1 パッケージ本体 2 凹部 4 半導体素子
7 蓋体 8 凹部 9 凸部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子収納用の凹部を有するパッケージ本
    体と、このパッケージ本体の凹部に実装された半導体素
    子と、前記凹部を閉塞する状態で前記パッケージ本体に
    接合された蓋体とを備えた半導体装置において、 前記パッケージ本体と前記蓋体との接合部を、凹凸状ま
    たは段付状に形成してなることを特徴とする半導体装
    置。
JP9049932A 1997-03-05 1997-03-05 半導体装置 Withdrawn JPH10247695A (ja)

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