JPH11176882A - 半導体素子を含む電子回路装置 - Google Patents

半導体素子を含む電子回路装置

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JPH11176882A
JPH11176882A JP35233297A JP35233297A JPH11176882A JP H11176882 A JPH11176882 A JP H11176882A JP 35233297 A JP35233297 A JP 35233297A JP 35233297 A JP35233297 A JP 35233297A JP H11176882 A JPH11176882 A JP H11176882A
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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301Thyristor

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプ電極にクラックが生じて断線すること
がある。 【解決手段】 回路基板3上に配置されたバンプ電極1
を有する半導体素子2の本体部2aと回路基板3との間
にエポキシ樹脂から成る第1の保護樹脂層5aを設け
る。半導体素子2の本体部2aの上面及び金属細線8の
接続部を覆うようにシリコ−ンラバ−から成る第2の保
護樹脂層6を設ける。回路基板3を金属支持板11の上
に配置し、エポキシ樹脂から成る樹脂封止体12で被覆
する。第1の保護樹脂層5aの硬度を第2の保護樹脂層
6の硬度よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバンプ電極(突起電極)
を有する半導体素子を含む電子回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に示すようにバンプ電極1を備えた
半導体素子2を回路基板3上に搭載した電子回路装置は
公知である。半導体素子2はバンプ電極1を回路基板3
の配線導体4に半田付けすることによって取付けられ、
外部から水分等の異物が侵入することを防止するために
第1及び第2の保護樹脂層5、6によって被覆されてい
る。第1の保護樹脂層5はシリコーンゲルから成り、バ
ンプ電極1を被覆し且つ半導体素子2の本体部2aの下
面と回路基板3との間を充填するように設けられてい
る。第2の保護樹脂層6はシリコーンラバーから成り、
半導体素子2の本体部2aの上面及び第1の保護樹脂層
5を被覆すると共に高集積化のために半導体素子2の近
傍に配置された別の回路素子に接続された金属細線8の
接続部分も被覆するように形成されている。回路基板3
は上面に金属細線接続用の配線導体9を有し、下面に金
属層10を有する。なお、半導体素子2の下面を含めて
全体を被覆するようにシリコーンラバーから成る第2の
保護樹脂層6を設けないのは、半導体素子2の下面にシ
リコーンラバーを注入すると、シリコーンラバーは比較
的大きな弾性を有するために半導体素子2を上方に持ち
上げてバンプ電極1を破断するおそれがあるためであ
る。また、半導体素子2の上面も含めて全体を被覆する
ようにシリコーンゲルから成る第1の保護樹脂層5を設
けないのは、シリコーンゲルはシリコーンラバーに比べ
て粘度が十分に小さいため、シリコーンゲルのみでは半
導体素子2の全体を良好に被覆することができないため
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図1に示す
電子回路装置ではバンプ電極1にクラックが発生し断線
に至ることがあった。これはシリコ−ンラバ−の線膨張
係数が大きいことに起因すると考えられる。即ち、シリ
コ−ンラバ−から成る第2の保護樹脂層6は回路基板3
と樹脂封止体(図示せず)とで囲まれて密閉された状態
にあるため、樹脂封止体が例えば温度サイクル試験等で
高温(125℃以上)になることで第2の保護樹脂層6
が膨張すると、回路基板3と第2の保護樹脂層6とで挟
まれた半導体素子2に機械的応力が加わる。このため、
バンプ電極1が押しつぶされる。一方、樹脂封止体が低
温状態に置かれると、第2の保護樹脂層6が収縮し、半
導体素子2の保護樹脂層6による押さえ付けが解かれ
る。この押さえ付けと、その解除との繰り返しによって
バンプ電極1にクラックが発生し、最終的には断線に至
る。半導体素子に加わる機械的応力を開放するために、
樹脂封止体にその上面から第2の保護樹脂層6に通じる
孔を形成することが考えられる。この構造によれば、熱
膨張時に第2の保護樹脂層6がこの孔に侵入するので、
半導体素子2に加わる機械的応力を低減することができ
る。しかし、この構造では孔を通じて樹脂封止体の内部
に湿気等を取り込み易くなるため信頼性の点で問題があ
る。
【0004】そこで、本発明は、バンプ電極を有する半
導体素子を良好に保護することができると共に耐湿性等
にも優れ、電気的特性が長期間にわたって良好に得るこ
とができる電子回路装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、バンプ電極を備えた半
導体素子と、回路基板と、第1及び第2の保護樹脂層
と、樹脂封止体とから成り、前記半導体素子の平板状の
本体部は前記バンプ電極によって前記回路基板の配線導
体に接続され、前記第1の保護樹脂層は、前記半導体素
子の前記バンプ電極を被覆し且つ前記半導体素子の前記
本体部の一方の主面と前記回路基板との間を充填するよ
うに設けられ、前記第2の保護樹脂層は、前記半導体素
子の前記本体部の他方の主面とを被覆するように設けら
れ、前記樹脂封止体は前記第2の保護樹脂層を介して前
記回路基板を覆うように設けられ、前記第1の保護樹脂
層は液状エポキシ樹脂に基づいて形成され、前記第2の
保護樹脂層はシリコ−ンラバ−(弾性を有するシリコ−
ン樹脂)から成り、前記第1の保護樹脂層は前記第2の
保護樹脂層よりも大きい硬度(かたさ)を有しているこ
とを特徴とする電子回路装置に係わるものである。な
お、本発明において、半導体素子とはトランジスタ、ダ
イオード、サイリスタ、集積回路、混成集積回路等の半
導体を含む全ての素子又は部品を意味する。また、電子
回路装置は、半導体集積回路装置、混成集積回路装置、
複合半導体素子、半導体装置等の種々の回路装置を意味
する。
【0006】
【発明の作用及び効果】本発明は次の作用及び効果を有
する。液状エポキシ樹脂から成る第1の保護樹脂層が半
導体素子のバンプ電極を被覆し且つ半導体素子の本体部
の一方の主面と回路基板との間を充填しているので、温
度サイクルが多数繰り返されてもバンプ電極にクラック
が生じて断線することがない。即ち、液状エポキシから
成る第1の保護樹脂層は半導体素子と回路基板の両方に
対して良好に密着し、且つシリコンゲルやシリコ−ンラ
バ−から成る保護樹脂層に比べて硬度及び剛性が大きく
半導体素子に対して硬い台座として機能する。このた
め、第2の樹脂層の熱膨張によって半導体素子に対して
下向き(回路基板側に向う方向)の押さえ付けが加わっ
たとき、この応力を第1の保護樹脂層が支持し、バンプ
電極に大きな応力(圧縮力)が加わることが阻止され
る。この結果、バンプ電極のクラック及び破断が防止さ
れる。
【0007】
【実施形態及び実施例】次に、図2を参照して本発明の
実施例に係わる電子回路装置を説明する。図2に示す電
子回路装置は混成集積回路であって、図1と同様に金属
突起から成るバンプ電極1を有する半導体素子2と例え
ばセラミックから成る絶縁性回路基板3と電子回路素子
7と内部リード細線としての金属細線8とを備えてい
る。半導体素子2のバンプ電極1は回路基板3上の配線
導体4に半田付けされている。即ち半導体素子2のPN
接合等を含む平板状の本体部2aの一方の主面が回路基
板3の主面に所定の間隔を有して対向するようにフェー
スダウンボンディングされている。例えば直径200μ
mのAlワイヤから成る金属細線8の一端は半導体素子
2の近傍に配置された回路基板3上の配線導体9に周知
のワイヤボンディング法によってステッチボンディング
され、この他端は電子回路素子7の上面の電極にワイヤ
ボンディング法によってステッチボンディングされてい
る。
【0008】この実施例においても、バンプ電極1を囲
み且つ半導体素子2の本体部2aと回路基板3との間を
充填するように第1の保護樹脂層5aが設けられ、ま
た、半導体素子2の本体部2aの上面と第1の保護樹脂
層5aと少なくとも金属細線8の配線導体9に対する接
続部を被覆するように第2の保護樹脂層6が設けられて
いる。しかし、この第1の保護樹脂層5aの材料及び製
造方法が図1の従来の第1の保護樹脂層5と相違してい
る。本実施例の第1の保護樹脂層5aは第2の保護樹脂
層6を形成するためのシリコ−ンラバ−に比べて粘度が
低く、従来の第1の保護樹脂層5を形成するシリコ−ン
ゲルに近い粘度を有する液状エポキシ樹脂を半導体素子
2の本体部2aと回路基板3との間に充填し、しかる
後、硬化することによって形成したものである。また、
硬化した後において、第1の保護樹脂層5aの硬度及び
剛性は第2の保護樹脂層6及び従来の第1の保護樹脂層
5のこれ等よりも大きい。このため第1の保護樹脂層5
aは硬化前においては、半導体素子2と回路基板3との
対向する比較的狭い領域に良好に注入してこれを充填す
ることができ、硬化後においてはバンプ電極1を押し付
け力から保護するための台座として良好に機能する。
【0009】半導体素子2が固着された回路基板3は放
熱性を有する金属支持板11の上に配置され、この下面
の金属層10が半田(導電性接合材)12によって支持
板11に結合され、これ等はエポキシ樹脂から成る樹脂
封止体13によって一体に成形されている。樹脂封止体
13は、回路基板3、第2の保護樹脂層6、電子回路素
子7、金属細線8及び支持板11を覆うように金型を使
用した周知のトランスファモールドで形成されている。
なお、図2には示されていないが、回路基板3上の端子
(電極)を外部回路に接続するための外部リードも設け
られており、この外部リードと回路基板3の端子とが金
属細線(内部リード)で接続され、これも樹脂封止体1
3で被覆されている。樹脂封止体13の硬度は第2の保
護樹脂層6の硬度よりも大きく、第1の保護樹脂層5a
の硬度と同一又はこれよりも大きいことが望ましい。
【0010】上記の本実施例の電子回路装置によれば、
第1の保護樹脂層5aが台座として機能するため、バン
プ電極1のクラック及び断線を良好に防止することがで
きる。
【0011】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 図2では金属細線8を電子回路素子7に接続し
ているが、この代りに外部リード(図示せず)に接続す
ることができる。 (2) 第2の保護樹脂層6を電子回路素子7及び金属
細線8の全部を被覆するように形成することができる。 (3) 支持板11の下面を樹脂封止体12で被覆しな
いように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電子回路装置を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例に係わる電子回路装置を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 バンプ電極 2 半導体素子 3 回路基板 5a 第1の保護樹脂層 6 第2の保護樹脂層 8 金属細線 11 支持板 13 樹脂封止体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バンプ電極を備えた半導体素子と、回路
    基板と、第1及び第2の保護樹脂層と、樹脂封止体とか
    ら成り、 前記半導体素子の平板状の本体部は前記バンプ電極によ
    って前記回路基板の配線導体に接続され、 前記第1の保護樹脂層は、前記半導体素子の前記バンプ
    電極を被覆し且つ前記半導体素子の前記本体部の一方の
    主面と前記回路基板との間を充填するように設けられ、 前記第2の保護樹脂層は、前記半導体素子の前記本体部
    の他方の主面を被覆するように設けられ、 前記樹脂封止体は前記第2の保護樹脂層を介して前記回
    路基板を覆うように設けられ、 前記第1の保護樹脂層は液状エポキシ樹脂に基づいて形
    成され、 前記第2の保護樹脂層はシリコ−ンラバ−から成り、 前記第1の保護樹脂層は前記第2の保護樹脂層よりも大
    きい硬度を有していることを特徴とする電子回路装置。
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