JPH11135686A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な膜厚を有する保護樹脂によって半導体
装置の半導体素子を被覆する。 【解決手段】 半導体素子（１１）を包囲して支持板
（２）上に環状の枠体（１２）を形成し、支持板（２）
及び環状の枠体（１２）より形成された貯留部（１６）
内に半導体素子（１１）を被覆する保護樹脂（１４）を
配置する。貯留部（１６）内に配置された保護樹脂（１
４）は環状の枠体（１２）によって十分な厚さで形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特に
支持板上に接着した半導体素子を厚い保護樹脂で被覆で
きる半導体装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放熱板を兼ねる金属製の支持板上にろう
材を介して半導体素子を固着し、半導体素子と共に支持
板を樹脂封止体で被覆した半導体装置は公知である。例
えば、特公平２−５４６６５号公報に示されるように、
この種の半導体装置は、放熱作用のある支持板と、支持
板の一方の端部に配置された外部リードと、支持板の上
面に固着された半導体素子と、半導体素子及び外部リー
ドとを電気的に接続するリード細線と、支持板、外部リ
ードの端部、半導体素子及びリード細線を封止する封止
樹脂とを備えている。半導体素子を被覆するエポキシ系
樹脂等から成る樹脂封止体は緻密性がないため、封止樹
脂体を通じて水分等の異物が半導体装置内に侵入し易
い。そこで、一般には保護樹脂によって半導体素子を被
覆した後、保護樹脂の外側を封止樹脂で二重に被覆して
いる。保護樹脂は、ＪＣＲ又はジャンクションコーティ
ングレジンとも呼ばれ、電気的特性の安定化、耐湿性の
改良、成形樹脂による応力の緩和等を目的とし、シリコ
ン樹脂、ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂等が使用
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流動性に富
みかつ稠度（コンシステンシー）の低い保護樹脂は、半
導体素子の上面に滴下して塗布したときに、半導体素子
の外周に広がり易く、所望の厚さで半導体素子を被覆で
きない欠点がある。このため、保護樹脂の膜厚が薄くな
って水分等の異物の侵入に対して半導体素子を十分に防
止できない問題があった。

【０００４】保護樹脂を所望の厚さで被覆するために、
半導体素子を包囲する環状の溝を支持板の上面に形成
し、環状の溝によって保護樹脂の流れ出しを防止する手
段が公知である。しかしながら、環状の溝によって樹脂
の流れ出しを十分に防止することはできず、支持板が薄
い場合には溝を形成すること自体困難である。このた
め、支持板とは別体の環状の枠体を支持板に半田付け
し、この環状の枠体によって保護樹脂の流れ出しを防止
することが考えられた。しかしながら、この方法では、
枠体を固着する工程が増加し、生産性に問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、十分な膜厚を有する保
護樹脂を備えた生産性のよい半導体装置及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、支持板（２）と、支持板（２）の一方の側（２ａ）
に配置された複数の外部リード（３）と、支持板（２）
上又は支持板（２）上に固着された回路基板上に接着剤
又は半田を介して接着された半導体素子（１１）と、半
導体素子（１１）を被覆する保護樹脂（１４）と、保護
樹脂（１４）を介して半導体素子（１１）を封止する封
止樹脂体（１５）とを備えている。半導体素子（１１）
を包囲するように支持板（２）上に接着剤又は半田と同
一の接着剤又は半田により成る環状の枠体（１２）を形
成し、環状の枠体（１２）より形成された貯留部（１
６）内に半導体素子（１１）を被覆する保護樹脂（１
４）を配置する。貯留部（１６）内に配置された保護樹
脂（１４）は環状の枠体（１２）によって十分な厚さで
形成される。

【０００７】本発明による半導体装置の製造方法は、支
持板（２）と、支持板（２）の一方の側（２ａ）に配置
された複数の外部リード（３）とを備えたリードフレー
ム（１）を準備する工程と、支持板（２）又は支持板
（２）に固着された回路基板の半導体接着領域（７）に
中心接着剤層又は中心半田層（９）を付着させると共
に、半導体接着領域（７）を包囲する保護樹脂塗布領域
（８）の外周部に中心接着剤層又は中心半田層（９）と
同一の接着剤又は半田より成る環状接着剤層又は環状半
田層（１０）を付着させる工程と、中心接着剤層又は中
心半田層（９）を介して支持板（２）上に半導体素子
（１１）を配置して、リードフレーム組立体を形成する
工程と、リードフレーム組立体を熱処理して半導体素子
（１１）を支持板（２）上に固着すると共に、環状接着
剤層又は環状半田層（１０）により枠体（１２）を形成
する工程と、枠体（１２）により形成される貯留部（１
６）内に保護樹脂（１４）を滴下する工程と、保護樹脂
（４）を介して半導体素子（１１）を封止する封止樹脂
体（１５）を形成する工程とを含む。中心接着剤層又は
中心半田層（９）と同一の材料を使用し且つ同一の実装
工程で環状接着剤層又は環状半田層（１０）を形成でき
るので、コストアップ、生産性の低下が生じない。

【０００８】本発明の実施の形態では、スクリーン印刷
によって中心接着剤層（９）及び環状接着剤層（１０）
を形成する工程を含んでもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置及
びその製造方法の実施の形態を図１〜図４について説明
する。

【００１０】図１に示すように、本発明による半導体装
置は、支持板（２）と、支持板（２）の一方の側（２
ａ）に配置された複数の外部リード（３）と、支持板
（２）上に接着された半導体素子（１１）と、半導体素
子（１１）を被覆する保護樹脂（１４）と、支持板
（２）、保護樹脂（１４）、半導体素子（１１）及び外
部リード（３）の端部を封止する封止樹脂体（１５）と
を備えている。枠体（１２）は、半導体素子（１１）を
支持板（２）に接着する導電性接着剤としての半田と同
一の半田により構成され、これにより半導体装置の製造
工程を効率化することができる。半導体素子（１１）を
包囲して支持板（２）上に環状の枠体（１２）が形成さ
れ、支持板（２）及び環状の枠体（１２）より形成され
た貯留部（１６）内に半導体素子（１１）を被覆する保
護樹脂（１４）が配置されている。貯留部（１６）内に
配置された保護樹脂（１４）は環状の枠体（１２）によ
って十分な厚さで形成されている。

【００１１】図１に示す半導体装置を製造する際に、ま
ず図２に示すように、互いに並置された複数の支持板
（２）と、支持板（２）の一方の側（２ａ）に並列に配
置された複数の外部リード（３）と、複数の外部リード
（３）を相互に連結する連結条（４）（５）とを有する
リードフレーム（１）を用意する。各支持板（２）には
半導体装置の取付ピンが挿入される貫通孔（６）が予め
形成されている。図２のリードフレーム（１）の支持板
（２）の一方の主面（２ｂ）には半導体素子（１１）を
配置すべき略矩形の半導体接着領域（７）と、半導体接
着領域（７）を含み且つ略矩形の保護樹脂塗布領域
（８）とが予め貫通孔（２）と一方の側（２ａ）との間
に同心状に設定されている。

【００１２】次に、図３に示すように、一方の主面（２
ｂ）上の半導体接着領域（７）に中心接着剤層（中心半
田層）（９）を形成すると共に、保護樹脂塗布領域
（８）の外周部に環状接着剤層（環状半田層）（１０）
を形成する。中心接着剤層（９）及び環状接着剤層（１
０）は、粘度の高いベヒクルに粉末半田を混合した半田
ペースト又は半田クリームから成る。フラックス剤を含
むベヒクルは、半田ペーストの流出特性（流動特性）を
制御する。半田ペーストは、ロジン・ベース又は水溶性
フラックスのどちらかで製造され、加熱により支持板
（２）に固定する電子部品を所定の位置に保持する一種
の粘性のパテのように使用することができる。

【００１３】半導体接着領域（７）は、半導体素子（１
１）より若干大きい面積で平面四角形状に形成され、半
導体素子（１１）は半導体接着領域（７）の外縁から離
間した内側に配置され、半導体接着領域（７）の形状と
半導体素子（１１）の平面形状は略相似形となる。保護
樹脂塗布領域（８）は、半導体接着領域（７）を包囲す
る環状の枠形に形成される。

【００１４】中心接着剤層（９）及び環状接着剤層（１
０）は、半導体接着領域（７）及び保護樹脂塗布領域
（８）の外周部に半田ペーストを塗布する周知のスクリ
ーン印刷によって形成される。即ち、半導体接着領域
（７）に対応した領域と保護樹脂塗布領域（８）の外周
部に対応した領域に開口を有する印刷板を支持板（２）
上に配置した後、印刷板上に半田ペーストを供給する。
続いて印刷板上でスキージを移動させて開口を通じて半
田ペーストを支持板（２）の半導体接着領域（７）と保
護樹脂塗布領域（８）の外周部に印刷する。中心接着剤
層（９）と同一の材料を使用し且つ同一の実装工程で環
状接着剤層（１０）を形成できるので、コストアップ、
生産性の低下が生じない。中心接着剤層（９）は平面四
角形状に島状に形成され、環状接着剤層（１０）は中心
接着剤層（９）を環状に包囲するように平面枠形状に形
成される。

【００１５】次に、図４に示すように、支持板（２）の
中心接着剤層（９）の上面に半導体素子（１１）を載置
すると、半導体素子（１１）は半田ペーストから成る中
心接着剤層（９）の粘着力によって支持板（２）の半導
体接着領域（７）に仮固着される。次に、半導体素子
（１１）を仮固着したリードフレーム（１）を加熱炉内
に配置して熱処理を施すと、中心接着剤層（９）及び環
状接着剤層（１０）は再溶融する。その後、リードフレ
ーム（１）を放置して自然冷却を行い、中心接着剤層
（９）及び環状接着剤層（１０）を硬化させる。これに
より、支持板（２）の半導体接着領域（７）に硬化した
中心接着剤層（９）によって完全に半導体素子（１１）
を固着できると共に、硬化した環状接着剤層（１０）に
よって樹脂流出防止用の枠体（ダムブロック）（１２）
が形成される。枠体（１２）は、中心接着剤層（９）か
ら離間し且つ平面的に見て、中心接着剤層（９）を包囲
して環状に形成される。枠体（１２）の高さは、環状接
着剤層（１０）の高さに対しほぼ同様か又は若干低い。

【００１６】続いて、図１に示すように、半導体素子
（１１）の上面に形成された電極（図示せず）と外部リ
ード（３）との間に周知のワイヤボンディング法によっ
てリード細線（１３）を接続した後、枠体（１２）によ
り形成される貯留部（１６）内に流動性を有するＪＣＲ
を滴下し、半導体素子（１１）の上面、側面及びリード
細線（１３）の半導体素子（１１）への接続端部側を被
覆する保護樹脂（１４）を形成する。

【００１７】その後、リードフレーム組立体に熱処理を
施して保護樹脂（１４）を硬化させた後にリードフレー
ム組立体に周知のトランスファモールド法によって樹脂
封止体（１５）を形成する。樹脂封止体（１５）は、支
持板（２）、保護樹脂（１４）、半導体素子（１１）及
び外部リード（３）の端部を封止して、各支持板（２）
にそれぞれ１個ずつ形成される。

【００１８】最後に、外部リード（３）を連結する連結
条（４）（５）を切断除去し、リードフレーム（１）を
分割して図１に示す個別の半導体装置を完成させる。

【００１９】本実施の形態では下記の作用効果が得られ
る。 （１） 十分な厚さの保護樹脂（１４）で半導体素子
（１１）を被覆でき、水分等の異物が半導体素子（１
１）まで侵入することを抑制できる。 （２） 環状接着剤（８）の量を調整して枠体（１２）
の高さを調節することにより保護樹脂（１４）の高さを
調整することができる。 （３） 厚い保護樹脂（１４）を形成できるので、半導
体装置の耐湿性の改良及び成形樹脂による応力の緩和を
改善することができる。 （４） 中心接着剤層（９）と同一の材料を使用し且つ
同一の実装工程で環状接着剤層（１０）を形成できるの
で、コストアップ、生産性の低下が生じない。

【００２０】本発明の実施の形態は種々の変更が可能で
ある。例えば、枠体（１２）は、半田の代わりに接着
剤、特に導電性の接着剤によって中心接着剤層（９）と
同時に形成することもできる。また、例えば、半田箔を
支持板（２）上に載置し、これを溶融硬化させる等して
枠体（１２）をスクリーン印刷以外の方法で形成するこ
ともできる。半導体素子（１１）を支持板（２）上に直
接接着せずに、支持板（２）上に回路基板を固着し、回
路基板の上面に接着される半導体素子を被覆する保護樹
脂の流出を防止する枠体（１２）を回路基板に形成し、
枠体（１２）により形成される貯留部（１６）内に保護
樹脂（１４）を滴下してもよい。支持板（２）の表面に
微細な凹凸を有する粗面を部分的に形成し、粗面上に中
心接着剤層（９）及び環状接着剤層（１０）を形成し
て、接着力を向上させてもよい。貯留部（１６）内に滴
下される保護樹脂（１４）は多い滴下量によって貯留部
（１６）から外側に漏出してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、十分な厚さの保護樹脂
で半導体素子を被覆できるため、半導体素子の特性を長
期にわたって安定に保つことができる。更に、中心接着
剤層と同一の材料を使用し且つ同一の実装工程で環状接
着剤層を形成できるので、コストアップ、生産性の低下
が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による半導体装置の断面図

【図２】 本発明による半導体装置に使用するリードフ
レームの平面図

【図３】 リードフレームの支持板に中心接着剤層及び
環状接着剤層を形成した状態を示す断面図

【図４】 中心接着剤層に半導体素子を接着した状態を
示す断面図

【符号の説明】

（１）・・リードフレーム、 （２）・・支持板、
（２ａ）・・一方の側、（３）・・外部リード、
（７）・・半導体接着領域、 （８）・・保護樹脂塗布
領域、 （９）・・中心接着剤層又は中心半田層、
（１０）・・環状接着剤層又は環状半田層、 （１１）
・・半導体素子、 （１２）・・枠体、 （１４）・・
保護樹脂、 （１５）・・封止樹脂体、 （１６）・・
貯留部、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持板（２）と、該支持板（２）の一方
   の側（２ａ）に配置された複数の外部リード（３）と、
   前記支持板（２）上又は前記支持板（２）上に固着され
   た回路基板上に接着剤又は半田を介して接着された半導
   体素子（１１）と、該半導体素子（１１）を被覆する保
   護樹脂（１４）と、前記保護樹脂（１４）を介して前記
   半導体素子（１１）を封止する封止樹脂体（１５）とを
   備えた半導体装置において、 前記半導体素子（１１）を包囲するように前記支持板
   （２）上に前記接着剤又は半田と同一の接着剤又は半田
   により成る環状の枠体（１２）を形成し、 前記環状の枠体（１２）より形成された貯留部（１６）
   内に前記半導体素子（１１）を被覆する前記保護樹脂
   （１４）を配置したことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 支持板（２）と、該支持板（２）の一方
   の側（２ａ）に配置された複数の外部リード（３）とを
   備えたリードフレーム（１）を準備する工程と、 前記支持板（２）又は前記支持板（２）に固着された回
   路基板の半導体接着領域（７）に中心接着剤層又は中心
   半田層（９）を付着させると共に、前記半導体接着領域
   （７）を包囲する保護樹脂塗布領域（８）の外周部に前
   記中心接着剤層又は中心半田層（９）と同一の接着剤又
   は半田より成る環状接着剤層又は環状半田層（１０）を
   付着させる工程と、 前記中心接着剤層又は中心半田層（９）を介して前記支
   持板（２）上に半導体素子（１１）を配置して、リード
   フレーム組立体を形成する工程と、 前記リードフレーム組立体を熱処理して前記半導体素子
   （１１）を支持板（２）上に固着すると共に、前記環状
   接着剤層又は環状接着剤層（１０）により枠体（１２）
   を形成する工程と、 前記枠体（１２）により形成される貯留部（１６）内に
   保護樹脂（１４）を滴下する工程と、 前記保護樹脂（４）を介して前記半導体素子（１１）を
   封止する封止樹脂体（１５）を形成する工程とを含むこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 スクリーン印刷によって前記中心接着剤
   層又は中心半田層（９）及び環状接着剤層又は環状半田
   層（１０）を形成する工程を含む請求項２に記載の半導
   体装置の製造方法。