JPS59129445A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPS59129445A JPS59129445A JP58003310A JP331083A JPS59129445A JP S59129445 A JPS59129445 A JP S59129445A JP 58003310 A JP58003310 A JP 58003310A JP 331083 A JP331083 A JP 331083A JP S59129445 A JPS59129445 A JP S59129445A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パッケージに封入されてなる半導体装置の製
造方法に関し、特に、パッケージ本体と蓋体を簡単ζこ
接着することが可能な半導体装置の製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device enclosed in a package, and particularly to a semiconductor device in which a package body and a lid can be easily bonded together. Relating to a manufacturing method.
半導体集積回路は、その内部素子やワイヤへの外部から
の衝撃及び塵埃、湿度等の雰囲気を遮断したり、プリン
ト基板への取付は等に関する扱いやすさのためにパッケ
ージに封入して用いられている。Semiconductor integrated circuits are used enclosed in packages to protect internal elements and wires from external shocks and atmospheres such as dust and humidity, and to facilitate handling when mounting on printed circuit boards. There is.
すなわち、従来から例えば第1図に示すように、セラミ
ック等により形成されるパッケージ本体101内に各種
集積回路を形成した半導体チップ102を収納し、この
半導体チップ102と外部接続用のリード103間にワ
イヤポンディングを施して直径25μm程度の細い金線
等からなるワイヤ104を設けて接続導通を図り、これ
ら半導体チップ102やワイヤ104を保護するために
蓋体105により閉成して封入した半導体装置が知られ
ている。That is, conventionally, for example, as shown in FIG. 1, a semiconductor chip 102 on which various integrated circuits are formed is housed in a package body 101 made of ceramic or the like, and a lead 103 for external connection is placed between the semiconductor chip 102 and external connection leads 103. A semiconductor device which is wire bonded and provided with a wire 104 made of a thin gold wire or the like with a diameter of about 25 μm for connection and conduction, and which is closed and enclosed with a lid 105 to protect the semiconductor chip 102 and wires 104. It has been known.
ところで、この種の半導体装置においては、パッケージ
本体”101や蓋体105の材質が問題となり、特に上
述のようにセラミック等を用いたものにあっては、材料
そのものが高価であるとともに、加工が困難で生産性が
あまり良くないという欠点が生じている。さらに、上記
セラミック等により形成されるパッケージ本体101と
蓋体105を接合するためには、低融点ガラスやある種
の合金である低融点ろう等の封着手段106で封着する
必要があり、非常に高温で処理するために内部に収納さ
れる半導体チップ102等に悪影響を及ぼす虞れもある
。By the way, in this type of semiconductor device, the material of the package body "101" and the lid body 105 poses a problem. Especially in the case of a device using ceramic etc. as mentioned above, the material itself is expensive and processing is difficult. Furthermore, in order to bond the package body 101 and the lid body 105 made of ceramic or the like, it is necessary to use a low melting point glass or a certain type of alloy. It is necessary to seal with a sealing means 106 such as wax, and since the process is performed at a very high temperature, there is a possibility that the semiconductor chip 102 etc. housed inside may be adversely affected.
そこで、さらに従来は、上記半導体装置の製造コストを
低減するために、パッケージ本体や蓋体を安価で加工の
容易な合成樹脂により形成したものが知られている。Therefore, in order to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device, it has been known that the package body and lid are made of inexpensive and easily processable synthetic resin.
しかしながら、このように合成樹脂を用いたものにおい
て、パッケージ本体と蓋体とを封着するためには、例え
ば封着手段としてエポキシ系接着剤や感圧接着剤等の接
着剤を用いて接着するという方法が用いられている。こ
のため、製造工程が繁雑なものとなるとともに、接着剤
が乾燥するまでに時間がかかり、生産効率を著しく低減
している。However, in order to seal the package body and the lid in such a case using synthetic resin, it is necessary to use an adhesive such as an epoxy adhesive or a pressure-sensitive adhesive as a sealing means. This method is used. For this reason, the manufacturing process becomes complicated, and it takes time for the adhesive to dry, which significantly reduces production efficiency.
そこで、さらに従来は、上述のように合成樹脂により形
成されるパッケージ本体と蓋体を超音波溶着により瞬時
に封着する方法が提案されている。Therefore, conventionally, a method has been proposed for instantaneously sealing the package body and the lid made of synthetic resin as described above by ultrasonic welding.
しかしながら、上記ワイヤポンディングtJAiした半
導体チップを収納したパッケージ本体に超音波を伝達す
る古、振動により上記ワイヤや半導体チップに損傷を与
える虞れがあり実用に供するには至らないでいる。However, in the case of transmitting ultrasonic waves to a package body containing a semiconductor chip subjected to wire bonding, there is a risk of damage to the wire or the semiconductor chip due to vibration, and this method has not been put to practical use.
そこで、本発明は上述の従来の方法の有する欠点を解消
するために提案されたものであり、生産効率を著しく向
上するとともに製造コストを大幅に低減することが可能
な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention was proposed in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional methods, and provides a method for manufacturing a semiconductor device that can significantly improve production efficiency and significantly reduce manufacturing costs. The purpose is to
さらに本発明は、パッケージ内部に収納される半導体チ
ップやこの半導体チップに接続される微細なワイヤ等に
悪影響を及ぼすことのないような半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。A further object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that does not adversely affect the semiconductor chip housed inside the package or the minute wires connected to the semiconductor chip.
上述の目的を達成するために、本発明は、半導体チップ
を熱可塑性樹脂にて形成されるパッケージ本体に収納す
る工程と、上記パッケージ本体の開口部に該開口部を閉
塞する蓋体を載置する工程と、上記パッケージ本体をあ
らかじめこのパッケージ本体を形成する樹脂の溶融温度
以下に加熱する工程と、上記パッケージ本体と蓋体とを
超音波溶着する工程とを有することを特徴とするもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention includes a step of housing a semiconductor chip in a package body made of thermoplastic resin, and placing a lid body in an opening of the package body to close the opening. The method is characterized by comprising the steps of: heating the package body in advance to a temperature below the melting temperature of the resin forming the package body; and ultrasonically welding the package body and the lid. .
以下、本発明の具体的な実施例について図面に従って詳
細に説明する。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第2図A−Dは、本発明による半導体装置の製造工程の
工程順序を示す縦断面図であり、先ず第2図Aに示すよ
うに熱可塑性樹脂により形成されるパッケージ本体1内
に集積回路を形成した半導体チップ2を収納する。この
パッケージ本体1は、例えばポリフェニレンサルファイ
ドのような熱可塑性樹脂により開口部1bを有して略筺
体状に形成され、その開口面1aには周囲に亘って連続
的に膨出形成される接合部3が設けられている。また、
このパッケージ本体1には上記半導体チップ2と外部回
路との導通を図るために導電金属製のり一ド4が複数本
貫通して設けられている。そして、上記半導体チップ2
とリード4間には所謂ワイヤボンティングが施され、直
径25μm程度の金線等よりなるワイヤ5によって接続
導通が図られている。さらに、上記パッケージ本体1の
接合部3上には、このパッケージ本体1と同様に熱可塑
性樹脂により形成される蓋体6が載置されている。FIGS. 2A to 2D are vertical cross-sectional views showing the sequence of manufacturing steps of a semiconductor device according to the present invention. First, as shown in FIG. The semiconductor chip 2 formed thereon is housed. The package body 1 is formed of a thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide into a substantially housing shape with an opening 1b, and a joint portion formed in a continuous bulge over the periphery of the opening 1a. 3 is provided. Also,
A plurality of conductive metal glues 4 are provided through the package body 1 in order to establish electrical continuity between the semiconductor chip 2 and an external circuit. Then, the semiconductor chip 2
So-called wire bonding is performed between the lead 4 and the lead 4, and electrical connection is achieved using a wire 5 made of a gold wire or the like having a diameter of about 25 μm. Further, on the joint portion 3 of the package body 1, a lid body 6 made of thermoplastic resin, like the package body 1, is placed.
このように、半導体チップ2を収納したパッケージ本体
1及び蓋体6は、次に第2図Bに示すように予熱ヒーグ
7上に載置され、あらかじめ上記パッケージ本体1及び
蓋体6を形成する熱可塑性樹脂の溶融温度以下に加熱し
ておく。例えば、パッケージ本体1及び蓋体6をポリフ
ェニレンサルファイドで形成した場合には、このポリフ
ェニレンサルファイドの溶融温度が約290℃であるの
でこれ以下であればよく、好ましくは140℃〜200
℃程度に加熱しておけば充分に後述する効果を得ること
ができる。また、上記予熱ヒーグ7としでは、例えば電
熱ヒータや赤外線ヒータ、電子線加熱等を用いる。In this way, the package body 1 and the lid 6 containing the semiconductor chip 2 are then placed on the preheating heater 7 as shown in FIG. 2B to form the package body 1 and the lid 6 in advance. Heat to below the melting temperature of the thermoplastic resin. For example, when the package body 1 and the lid 6 are made of polyphenylene sulfide, the melting temperature of this polyphenylene sulfide is about 290°C, so the melting temperature may be lower than this, preferably 140°C to 200°C.
If it is heated to about 0.degree. C., the effects described below can be sufficiently obtained. Further, as the preheating heater 7, for example, an electric heater, an infrared heater, an electron beam heating, or the like is used.
さらに、上述のように予熱ヒータ7により加熱され軟化
したパッケージ本体1及び蓋体6上に、第2図Cに示す
ように超音波振動を行なう振動子である所謂超音波ホー
ン8を押付けて配置する。Furthermore, as shown in FIG. 2C, a so-called ultrasonic horn 8, which is a vibrator that performs ultrasonic vibration, is pressed and placed on the package body 1 and lid 6, which have been heated and softened by the preheater 7 as described above. do.
そして、この超音波ホーン8より20kH2程度の振動
を上記蓋体6及びパッケージ本体1に伝達することによ
り、これら蓋体6とパッケージ本体1の接合部3が激し
くぶつかり合い、発生する熱で上記蓋体6と接合部3が
溶融し、第2図りに示すように溶着され、半導体装置1
1が形成される。By transmitting vibrations of about 20 kHz from the ultrasonic horn 8 to the lid 6 and the package body 1, the joint 3 of the lid 6 and the package body 1 collide violently, and the heat generated causes the lid to The body 6 and the joint part 3 are melted and welded as shown in the second diagram, and the semiconductor device 1 is formed.
1 is formed.
このとき、上記接合部3がパッケージ本体1の開口面1
aの全周に亘って連続的に設けられているので、上記パ
ッケージ本体1は蓋体6によって完全に密閉されて封着
される。また、この超音波ホーン8の振動伝達による溶
着は、瞬時に、例えば1秒程度で行なわれ、製造工程を
時間的に大幅に短縮することができ、生産効率を著しく
向上することが可能となっている。さらにまた、上記パ
ッケージ本体1や蓋体6は、あらかじめ予熱ヒータ7に
より加熱され軟化しているので、上記超音波ホーン8か
ら伝達される振動をその塑性変形により吸収し、パッケ
ージ本体1内に収納される半導体チップ2やワイヤ5に
上記振動が伝達することがなく、シたがってこれら半導
体チップ2やワイヤ5に損傷を与えることがほとんどな
くなっている。At this time, the joint portion 3 is connected to the opening surface 1 of the package body 1.
Since the package body 1 is provided continuously over the entire circumference of the cover 6, the package body 1 is completely hermetically sealed by the cover body 6. In addition, welding by the vibration transmission of the ultrasonic horn 8 is performed instantaneously, for example, in about one second, making it possible to significantly shorten the manufacturing process and significantly improve production efficiency. ing. Furthermore, since the package body 1 and the lid 6 are heated and softened by the preheater 7 in advance, they absorb the vibrations transmitted from the ultrasonic horn 8 through their plastic deformation, and are stored in the package body 1. The vibrations are not transmitted to the semiconductor chip 2 and the wires 5, and therefore, there is almost no damage to the semiconductor chips 2 and the wires 5.
このように上記実施例においては、熱可塑性樹脂により
形成されるパッケージ本体1と蓋体6とを予熱ヒータ7
を用いてあらかじめ加熱することにより、従来不可能で
あった超音波溶着により上記パッケージ本体1と蓋体6
を封着することが可能となり、封着作業に要する時間を
大幅に短縮して生産効率を著しく向上することが可能と
なっている。In this way, in the above embodiment, the package body 1 and the lid body 6 made of thermoplastic resin are heated by the preheater 7.
By heating in advance using
This makes it possible to significantly reduce the time required for sealing work and significantly improve production efficiency.
さらに、上記実施例においては、パッケージ本体1の加
熱による軟化のために、超音波ホーン8から伝達される
振動エネルギーを吸収して、収納される半導体チップ2
やワイヤ5に損傷を与えることがなくなり、信頼性の高
い半導体装置11を得ることが可能となっている。Furthermore, in the above embodiment, the package body 1 is softened by heating, so that the semiconductor chip 2 accommodated absorbs the vibration energy transmitted from the ultrasonic horn 8.
This eliminates damage to the wires 5 and wires 5, making it possible to obtain a highly reliable semiconductor device 11.
さらにまた、上記実施例においては、パッケージ本体1
や蓋体6の封着のために接着剤等を用いる必要がなく、
また、上記パッケージ本体1や蓋体6の材料として低価
格な熱可塑性樹脂が用いられているために、製造コスト
を大幅に低減することが可能となっている。Furthermore, in the above embodiment, the package body 1
There is no need to use adhesive or the like to seal the lid body 6.
Furthermore, since a low-cost thermoplastic resin is used as the material for the package body 1 and the lid 6, manufacturing costs can be significantly reduced.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えばパッケージ本体1に設けられる接合部3の形状は
任意のものでよく、あるいは無くともよい。Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
For example, the shape of the joint 3 provided in the package body 1 may be arbitrary, or may be omitted.
また、パッケージ本体1に補助的にワイヤ5の損傷低下
のためにインナーコートの被覆ヲ施シ、耐湿性を向上す
るものに適用することも可能である。It is also possible to apply an inner coat to the package body 1 to reduce damage to the wire 5 and to improve moisture resistance.
上述の実施例の説明からも明らかなように、本発明によ
れば半導体装置の生産効率を著しく向上することが可能
となるとともに、製造コストを太幅に低減することが可
能となっている。As is clear from the description of the above-mentioned embodiments, according to the present invention, it is possible to significantly improve the production efficiency of semiconductor devices, and it is also possible to significantly reduce manufacturing costs.
さらに本発明によれば、パッケージ内部に収納される半
導体チップやこの半導体チップに接続される微細なワイ
ヤ等に悪影響を及ぼすことがなく、信頼性の高い半導体
装置を得ることが可能となっている。Further, according to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor device without adversely affecting the semiconductor chip housed inside the package or the fine wires connected to the semiconductor chip. .
第1図は従来の方法により形成される半導体装置の縦断
面図である。
第2図A−1)は、本発明による製造工程の工程を示す
縦断面図、第2図Cは超音波溶着工程を示す縦断面図、
第2図りは完成した半導体装置を示す縦断面図である。
1・・・・・・・・・パッケージ本体
2・・・・・・・・・半導体チップ
6・・・・・・・・・蓋体
7・・・・・・・・・予熱ヒータ
8・・・・・・・・・超音波ホーン
第1図
第2図(A)
第2図(B)
7 を
第2図(()FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device formed by a conventional method. FIG. 2A-1) is a longitudinal sectional view showing the steps of the manufacturing process according to the present invention, FIG. 2C is a longitudinal sectional view showing the ultrasonic welding process,
The second drawing is a longitudinal sectional view showing the completed semiconductor device. 1...Package body 2...Semiconductor chip 6...Lid body 7...Preheater 8. ......Ultrasonic horn Fig. 1 Fig. 2 (A) Fig. 2 (B) 7 Fig. 2 (()
Claims (1)
本体に収納する工程と、上記パッケージ本体の開口部に
該開口部を閉塞する蓋体を載置する工程と、上記パッケ
ージ本体をあらかじめこのパッケージ本体を形成する樹
脂の溶融温度以下に加熱する工程と、上記パッケージ本
体と蓋体とを超音波溶着する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。A step of housing the semiconductor chip in a package body made of thermoplastic resin, a step of placing a lid body to close the opening in the opening of the package body, and a step of placing the package body in advance. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: heating the package body to a temperature below the melting temperature of the resin to be formed; and ultrasonically welding the package body and the lid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003310A JPS59129445A (en) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003310A JPS59129445A (en) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59129445A true JPS59129445A (en) | 1984-07-25 |
Family
ID=11553780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58003310A Pending JPS59129445A (en) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59129445A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1983
- 1983-01-14 JP JP58003310A patent/JPS59129445A/en active Pending
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