JPS58182837A - 樹脂封止半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子を樹脂で封止した樹脂封止半導体
装置の製造方法、特に、厚さが均一で薄い樹脂封止半導
体装置を得るに好適な樹脂封止半導体装置の製造方法に
関する。

近年、薄型、小型の電卓あるいは電子時計等に用いるた
め、半導体装置の厚さを薄くする要求が高くなっている
。半導体装置の厚さは、半導体素子の封止方法で左右さ
れ、現在、最も厚さを薄くできる封止方法として、ボッ
ティング法と呼ばれる樹脂封止法が知られている。

以下、このボッティング法を用いた、従来技術による樹
脂封止半導体装置の製造方法を第１図について説明する
。

第１図において、１は配線リード、２は基板、３は半導
体素子、４はボンディングワイヤ、５は液状熱硬化性樹
脂、６はダ、ム、７はボンディングワイヤと配線リード
との接合部、８はボンディングワイヤと半導体素子との
接合部、９はシリンジである。

従来技術による樹脂封止半導体素子の製造方法は、第１
図に示すように、配線リード１がプリントされ、半導体
素子３が接着剤等で固定され、両者がボンディングワイ
ヤ４を介して接合部７及び８で接続されている基板２上
に、液状熱硬化性樹脂５をシリンジ９で適垣滴下し封止
するものである。基板２上にはダム６が設けられており
、ダム６は、シリンジ９で滴下された液状熱硬化性樹脂
５が基板２上に必要以上に拡がらないようにしている。

液状熱硬化性樹脂５を適散滴下された基板２は、その後
、真空中で液状熱硬化性樹脂５の脱泡が行なわれ、さら
に加熱されて液状熱硬化性樹脂５を硬化させることによ
り、樹脂封止半導体装置として完成される。

０？Ｊ述のようなボッティング法による樹脂封止半導体
装置の製造方法は、液状熱硬化性樹脂５の滴下量や拡が
り方が樹脂５の粘度に大きく依存するため、樹脂封止環
ｔを高精度に制御することが困難であり、樹１ｊｉｌ？
封止厚がばらつくことによる製品の製造歩留りが悪いと
いう欠点があった。すなわち、樹脂封止環が薄いものは
、ボンディングワイヤが透けて見えたり、外部に露出し
て外観不良となり、これを防ぐため、液状熱硬化性樹脂
５の滴下量を多くすると、規格以上の樹脂封止環に４〔
るものが多くなってしまう。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去し、厚さが
薄くかつ均一な樹脂対ｔｌ−，半導体装置の製造方法を
提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、少ｔＣくともボン
ディングワイヤと半導体素子との接合部を液状熱硬化性
樹脂で被覆硬化させた後、液状熱硬化性樹脂の硬化物の
上面に、ベースト状の硬化性樹脂をスクリーン印刷によ
の塗布し硬化させることにより、厚さの均一な半導体装
置を製造することができるようにした点を特徴とする。

本発明者等は、ボッティング法において、滴下樹脂量が
不足したため、ボンディングワイヤが夕１部に露出した
樹脂封止半導体装置について、樹脂封止半導体装置に対
する最も重要な品質試験である耐湿試験（６５℃、９５
チ”Ｈ％２０００時間）を行なった。その結果、ボンデ
ィングワイヤと半導体素子及び配線リードとの接合部分
が完全に樹脂によって覆われていれば、ボンディングワ
イヤの一部が露出していても、半導体装置の耐湿性が低
下しないことを見いだした。また、ボンディングワイヤ
及び基板上の配線リードの材料が、それぞれ金（Ａｕ）
である場合、ボンディングワイヤと半導体素子どの接合
部のみが、樹脂によって完全に覆われていれは、半導体
装置の耐湿性が低下しないこともわかった。このことよ
り、接合部における湿度障害は、接合部を構成する異種
金属間に生じる電池作用により起ると考えられ、従って
、アルミニウムによる電極を有する半導体素子とボンデ
ィングワイヤとの接合部における耐湿性を完全にすれは
、半導体装置の耐湿性を完全なものとすることができる
。

本発明は、前述したような事実に基いてなされたもので
、ボンディングワイヤと半導体素子の接合部またはボン
ディングワイヤと半導体素子および配線リードとの接合
部を液状熱硬化性樹脂により被覆し、該樹脂を硬化させ
た後、さらにペースト状の熱硬化性樹脂または光硬化性
樹脂をスクリーン印刷によって塗布、硬化させることに
より、露出したボンディングワイヤを隠ペイするととも
に、樹脂封止半導体装１猷の厚さを均一にするものであ
る。

本発明による樹脂封止半導体装置の製造方法によれば、
最初の液状熱硬化性樹脂の粘度がばらつき、ボンディン
グワイヤと半導体素子および配線リードとの接合部を被
覆するための液状熱硬化性樹脂の滴下針がばらついても
、次のペースト状樹脂のスクリーン印刷によって全体の
樹脂封止環を−Ｓにすることができるので、厚さがばら
つくことによる樹脂封止半導体装置の製造上の歩留りを
向上させることができる。そして、ボンディングワイヤ
と半導体素子および配線リードとの接合部は、液状熱硬
化性樹脂によって被覆され補強されることになり、また
、ポンプイングリオドと配線リードとの接合部が液状熱
硬化性樹脂により被覆されなかった場合も、該接合部は
、ボンディングワイヤと半導体素子との接合部より接合
面積が大きく丈夫であるので、スクリーン印刷時にこれ
らの接合部が切断されるおそれはなく、さらに前述した
ように耐湿性の低下もない。

以下、本発明による樹脂封止半導体装置の製造方法の一
実施例を図面について説明する。

第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）及び（Ｄ）は本
発明による樹脂封止半導体装置の製造方法の説明図、第
３図（Ａ）及び（Ｂ）は第２図におけるボンディングワ
イヤの接合部の拡大図である。第２図及び第３図におい
て、１０はマスク、１１はメタルスクリーン、１２は印
刷ロール、１３はペースト状の熱硬化性樹脂であり、第
１図に対応する部分には同一符号をつけてしする。

第２図（Ａ）において基板２上に配線リード１ｂ−１１
ノントされ、半導体素子３が接着剤により固定されてｗ
ｔＦ＆される。配線リード１と半導体素子３とは、接合
部７及び８を介してボンディングワイヤ４で接続される
。さらに、基板２には、ボンディングワイヤ４と配線リ
ード１の接合部７の外側に、プラスチックで成形された
枠を接着剤で固定しり夕゛ムロが設けられている。この
ような樹脂封止前の半導体装置の構造は、第１図に示す
従来技術の場合と同じである０なお、第２図（Ａ）〜（
Ｄ）は、このような半導体装置の断面図であるので、ボ
ンディングワイヤ４は２本しか示されていないが、一般
にこの種の半導体装置は、西宮、１０数本から数１０本
のボンディングワイヤ４とそれに対応した基板上の配線
リード１を有する。本発明の実施例においては、それぞ
れ４２本を有し、ボンディングワイヤ４のループ高さｈ
の最大値が０．４５　ｒｒｒｍＯものを用いた。

第２図体）に示す樹脂封止前の半導体装置を用意し１第
２図（Ｂ）に示すように、溶融石英ガラスを７５重量％
含むエポキシ系の液状熱硬化性樹脂５（２５℃における
粘度：５００ボイス）を半導体素子３上に滴下する。こ
の液状熱硬化性樹脂５の滴下は、第１図に示す従来技術
の場合と同様に、シリンジ式のディスペンサによって行
ない、その滴下量は、シリンジのピストンを押す圧力と
時間とにより制御した。液状熱硬化性樹脂５の滴下量は
・前述したように、ボンディングワイヤ４と配線リード
１及び半導体素子との接合部７，８の補強と耐湿性確保
の点から、第３図（Ａ）に示すように、ボンディングワ
イヤ４と半導体素子３との接合部８および配線リード１
との接合部７を液状熱硬化性樹脂５が完全に覆う状態に
なる置（本実施例では３０＃＋７）を最小量とする必要
がある。この場合、配線り一ド１及びボンディングワイ
ヤ４が金（Ａｕ）等の同一の金属である場合、第３図（
Ａ）に点線で示すように、ボンディングワイヤ４と配線
リード１との接合部７が液状熱硬化性樹脂５で償われな
くても、耐湿性の点で何ら問題を生じることはないが、
強度その他の点でこの接合部７も液状熱硬化性樹脂５で
完全に覆われることが望ましい。さらに、液状熱硬化性
樹脂５０滴下量は、できるだけ樹脂封止厚を薄くする観
点から、第３図（Ｂ）に示すようにボンディングワイヤ
４の最高Ｎ５（ｈ−０，４５■）を液状熱硬化性樹脂５
が遣う状態になる歯（本実施例では５０ｍ９）を最大量
とすることが望ましい。

本実施例に用いた液状熱硬化性樹脂５０滴十猷のばらつ
きは、設定した滴下量に対し±２０’Ｊであったので、
本実施例においては、液状熱硬化性樹脂５の滴下量の設
定を４０〜として、樹脂５の滴下を行なった。

液状熱硬化性樹脂５としては、エポキシ系樹脂のほかに
、シリコン系、エポキシ拳シリコン系。

ポリエステル系、アルキッド系、フェノール系の熱硬化
性樹脂などがあるが、電気的特性、半導体素子との接着
性の点からエポキシ糸が好ましい。

ざらに、これらの樹脂に溶融石英などの充填剤を１１１
’ｌえて硬化性樹脂の熱膨張係数を低下させると、温度
変化による樹脂と半導体素子との界面におけるはく離や
ボンディングワイヤの切断を防止することができる。

次に、液状熱硬化性樹脂５内に残る気泡を取り除くため
、樹脂５を滴下した後の半導体装置は３〜１０祁１１ｙ
の真空下で７０Ｃ〜１００℃で１時間脱泡され、その後
、１５０℃で５時間加熱し液状熱硬化性樹脂５が完全に
硬化される。前記液状熱硬化性樹脂５の脱泡は、ボンデ
ィングワイヤ４と半導体素子３との間の接合部８０部分
に気泡が残ると、半導体素子３のアルミニウムの配線が
高湿度下で腐食断線するので、これを防止するために行
なわれる。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、基板２上にマスク１
０　　（厚す：　０．５＋＋＋＋ｎ）とメタルスクリー
ン１１を設置し、印刷ロール１２によって、２５℃にお
ける粘度工３００ボイズのシリコン系のペースト状熱硬
化性樹脂１３を、硬化後の液状熱硬化性樹脂５の上に押
しつけて塗布する。ペースト状熱硬化性樹脂１３の塗布
後、マスク１０とスクリーン１１を外し、ペースト状熱
硬化性樹脂１３を加熱硬化させると、第２図（Ｄ）に示
すような樹脂封止部が０．５　ｍｌの厚さの薄い均一な
樹脂封止半導体装置を得ることができる。

この実施例において、ペースト状熱硬化性樹脂１３は、
これに限定される必要はなく、例えは光硬化性の樹脂で
あってもよい。

上記のスクリーン印刷用として用いることができる熱硬
化性樹脂としては、シリコン樹脂。エポキシ樹脂、ポリ
ブタジェン樹脂、ウレタン樹脂。

ポリイミド樹脂などがあり、また、光硬化性樹脂として
は、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート
、ウレタンアクリレート、１．２−ポリブタジェンアク
リレートなどのベースレジンにペンゾインヤベンジル光
増感剤を加えた成分を主成分とするものがある。

さらに、以上の樹脂にα−アルミナ粉末などの充填剤、
２酸化ケイ素微粉末などの揺変剤を加えることにより、
印刷性が向上する。

以上のように、この実施例では、ボンディングワイヤと
半導体素子との微細な接合部については、液状の熱硬化
性樹脂で封止し、該接合部の封止時の損傷を防止してお
り、この場合の滴下量としては精＠な制御を必要としな
いし、また、スクリーン印刷による樹脂の封正により、
樹脂封止部が精度よく得られることになる。したがって
、均一な厚さの薄型樹脂封止半導体装置を高歩留りで製
造することができ、半導体装置の低コスト化に大きく寄
与するものである。

以上説明したように、本発明によれは、少なくともボン
ディングワイヤと半導体素子との接合部を液状熱硬化性
樹脂で被覆硬化させた後、該液状熱硬化性樹脂の硬化物
の上面に、ペースト状の硬化性樹脂をスクリーン印刷す
ることにより塗布し硬化させることにより、厚さが均一
で樹脂封止部の薄い半導体装置を製造でき、上記従来技
術の欠点を除いて優れた機能の樹脂封止半導体装情の製
造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による樹脂封止半導体装ｔαの製造方
法の説明図、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）及
び（功は本発明による１脂封止半導体装置の製造方法の
説明図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は第２図におけるボン
ディングワイヤの接合部の拡大図である。 １・・・・・・配線リード、２・・・・・・基板、３・
・・・・・半導体素子、４・・・・・・ボンディングワ
イヤ、５・・・・・・液状熱硬化性樹脂、６・・・・・
・ダム、７．８・・・・・・接合部、９・・・・・・シ
リンジ、１０・・・・・・マスク、１１・・・・・・メ
タルスクリーン、１２・・・・・・印刷ロール、１３・
・・・・・ペースト状の熱硬化性樹脂。 代　理　人　　弁理士　武　　順次部（外１名）第１図 第２図 第３図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配線リードがプリントされている基板と、半導体素子と
   、該半導体素子と前記配線リードとを接続するボンディ
   ングワイヤと、封止用樹脂とから成る樹脂封止半導体装
   置を製造する方法において、前記配線リードと前記半導
   体素子とを前記ボンディングワイヤで接続した後、液状
   熱硬化性樹脂により、少なくとも前記ボンディングワイ
   ヤと前記半導体素子との接合部を被覆、硬化させ、その
   後、ペースト状の硬化性樹脂をスクリーン印刷により前
   記液状熱硬化性樹脂の硬化物の上面に塗布し硬化させる
   ことを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方法。