JPS61269333A - 半導体装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、半導体素子ペレット（以下、ペレットという
）のコーナ（Ｃｏｒｎｅｒ）　ｍに加わる外部応力を緩
和するようにした半導体装置に関する。

〔背景技術〕

第５図に示すようにリードフレーム１上にペレット２を
マウントし、ボンディングした後、これをたとえば樹脂
（レジン）３でモールドして封止すると、樹脂３とペレ
ット２との熱膨張差が非常に大きく、しかも樹脂３の熱
膨張がペレット２のそれよりも大きいので、樹脂３が硬
化収縮する過程でペレット２表面、特にペレット２のコ
ーナ部表面に非常に大きな応力（特にせん断応力）が図
示矢印方向に作用し、第６図に示すようにコーナ部にク
ラック４が生じ易い。

更に第７図、第８図を用いて具体的に以下説明する。

第７図はＡ４１層配線の場合のペレットコーナ部を示し
、同図において５はペレットにおするＳｉ基板、６はＳ
ｉｎ、膜、７は人を配線、８はパッシベーション膜であ
る。第８図はＡ２２層配線の場合のペレットコーナ部を
示し、同図において、９は１層目の人り配線７上に形成
された眉間絶縁膜、１０はこの眉間絶縁膜９上に形成さ
れた２層目のＡｌ配線、１１はパッシベーション膜であ
る。

これら第７図や第８図の場合、図示矢印１２゜１３方向
に前述した応力が作用し、第７図ではＡｌ配線７上の絶
縁保護膜であるパッシベーション膜８の段差部（図示黒
縁１４の光枠部分）に、また第８図では１層目Ａｌ配線
７と２層目Ａｌ配線１０間の眉間絶縁膜９の段差部（図
示点線１５の光枠部分）に応力が加わりやすく（集中し
やすり）、前記段差部でクラックが生じ易く、しかもク
ラックが生じると水分が入ったりしてｋＡ腐食反応を起
こしたり、また１層目Ａｌ配線７と２層目Ａｌ配線１０
とがショートしたりするという問題を生ずる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ペレットコーナ部の配線に加わる外部
応力を小さくし、これによりクラックの発生およびこれ
に伴う配線間のシ冒−トや配線の腐食反応を夫々防止し
て一層信頼度の向上を図るようにした半導体装置を提供
することにある。

本発明の前記ならびＫそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、ペレットのコーナ部の配線パターンの外側に
近接して、外部応力を分担するための応力分担部材を配
設し、これにより前記コーナ部の内部配線に加わる外部
応力（ペレットを樹脂モールドした場合の硬化応力〕を
小さくし、もってクラックの発生およびこれに伴う配線
間のショートや配線の腐食反応を夫々防止して一層信頼
度の向上を図るものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明による半導体装置の第１実施例を示し、
Ａ２１層配線の場合のペレットコーナ部を示している。

同図において、２１はペレット２０のシリコン基板、２
２は５ｉＯ１膜、２３はＡｌ配線、２４は人り配線２３
の外側に近接して第４図に示すようにｋｌ配線パターン
２３に沿って配設された、外部応力を分担するためのＬ
字形状の応力分担部材であって、この応力分担部材２４
の高さはｈｔ配線２３と同等以上（ここでは同等の場合
を図示しである。）である。この応力分担部材２４とし
ては、ここではｈｔを用いており、Ａｌ配線２３の形成
プロセスで同時に形成できる。なお、応力分担部材２４
としては、ガラス質のものやその他硬質なものなどでも
よいが、強度の大きいものが好適である。２５はＡｌ配
線２３および応力分担部材２４上に形成された絶縁保護
膜としてのパッシベーション膜である。

このような構成のペレット２０をリードフレームにマウ
ントし、ボンディング後、樹脂（レジン）でモールドし
て封止した場合、樹脂の硬化収縮過程でペレット２０の
コーナ部表面に図示矢印２６方向に大きな硬化応力（以
下、外部応力という。）が作用する。本発明では、この
ような外部応力の加わる箇所に応力分担部材２４を配設
しであるので、外部応力が、この応力分担部材２４に当
り、この応力分担部材２４で加わる外部応力を分担し、
その残りの外部応力がｋＬ配線２３上のパッシベーショ
ン膜２５０段差部２７に加わることになる。

従って、内部配線であるＡｌ配線２３に加わる外部応力
が従来に比べ著しく小さくなり、前記段差部２７にクラ
ックが入らす人り配線２３にもクラックが入らない。ま
た段差部２７のパッシベーション膜２５にクラックが入
らないことにより水分の侵入が防止されＡＬ腐食反応が
防止される。このようにして一層の信頼度向上が図られ
る。また応力分担部材２４をＡｌ配線２３の外側に近接
して配設することで、ペレット２０のコーナ部の隅まで
有効に利用できるので設計の自由度が増し、効率的であ
る。

〔実施例２〕 第２図は本発明による半導体装置の第２実施例を示し、
Ａｌ２層配線の場合のペレットコーナ部を示している。

同図において、３１はペレットのシリコン基板、３２は
Ｓｉｎ、膜、３３は第１層目のＡＡ配線、３４はＡｌ配
線３３の外側に近接して実施例１の第４図と同様にＡＬ
配線パターン３３に沿って配設され、かつ外部応力を分
担するための応力分担部材であって、この応力分担部材
３４の高さはＡｌ配線３３と同等以上（ここでは同等の
場合を図示し℃ある。）である。応力分担部材３４とし
ては、ここではＡｌを用いており）Ａｌ配線３３の形成
プロセスで同時に形成できる。また３５はこれらＡｌ配
線３３および応力分担部材３４上に形成された眉間絶縁
膜、３６は第２層目の人り配線、３７は応力分担部材３
４上の眉間絶縁膜３５上に、しかもＡｌ配線３６の外側
に近接して実施例１の第４図の場合と同様にｋＡ配線パ
ターン３６に沿って配設された、外部応力を分担するた
めの応力分担部材である。この応力分担部材３７の高さ
はＡｌ配線３６と同等以上（ここでは同等の場合を図示
しである。）である。この応力分担部材３７としては、
ここではｋＡを用いており、Ａｌ配線３６の形成プロセ
スで同時に形成することができる。なお、応力分担部材
３４，３７とし℃は、Ａｌの他に、ガラス質のものや、
その他硬質のものなどでもよいが、強度の大きいものが
好適である。また３８はＡｌ配線３６および応力分担部
材３７上に形成されたバッジページ１ン膜である。

このような構成のペレットをリードフレームにマウント
し、ボンディング後、樹脂（レジン）でモールドして封
止した場合、樹脂の硬化収縮過程でペレットのコーナ部
表面に図示矢印３９方向に外部応力が作用する。本発明
では外部応力の加わる箇所に、２層のＡｌ配線３３．３
６に対応して応力分担部材３４．３７を配設しであるの
で、外部応力がこれらの応力分担部材３４．３７に当り
、応力分担部材３４．３７は加わる外部応力を分担し、
その残りの外部応力がＡｌ配線３３と３６間の眉間絶縁
膜３５０段差部４０に加わることになる。この場合、応
力分担部材３４．３７で外部応力を受けとめているが、
これらの応力分担部材３４．３７はＳｉｎ、膜３２や層
間絶縁膜３５と一体化されているので、最終的には応力
分担部材３４．３７の両側のＳ　ｉｏ、膜３２が固着さ
れているつげ根の部分４１　（図示斜線で示す部分〕で
外部応力を受けとめていることになる。

このように応力分担部材３４．３７を配設したことによ
り、これらが前記外部応力を分担してくれるので段差部
４００部分に加わる外部応力が著しく小さくなり、内部
配線であるＡｌ配線３３や３６に加わる外部応力も著し
く小さくなり前記段差部４０にクラックが入らすＡｌ配
線３３と３６がショートしたりすることも起こらない。

また、Ａｌ配線３３，３６にもクラックが入らない。ま
た段差部４０の層間絶縁膜３５およびパックベージ冒ン
膜３８にクラックが入らぬことにより、水分の侵入が防
止されｋＡ腐食反応が防止される。

このようにしてより一層の信頼度の向上が図られる。ま
た応力分担部材３４．３７をＡｌ配線３３゜３６の外側
に近接して配設することで、ペレットのコーナ部の隅ま
で有効に利用できるので設計の自由度が増し効率的であ
る。

〔実施例３〕 第３図は本発明による半導体装置の第３笑施例な示し、
ｋＬＱ層配線の場合のペレットコーナ部を示している。

同図において、第２図と同一あるいは相当部分には同符
号を用いている。同図においては、応力分担部材３４．
３７を用いない代りに、Ａｌ配線による段差部４０の外
側に近接してバッジベージ冒ン膜３８上に実施例１の第
４図と同様にＡ／、配線バター／３６に沿って配設され
、かつ外部応力を分担するための応力分担部材４２を用
いている。

この応力分担部材４２の上面位置はバッジページ　　゛
冒ン膜３８の表面位置と略同等にしである。この応力分
担部材４２としては、ここではＡｌを用いている。なお
応力分担部材４２としては、ｋＡの他に、ガラス質のも
のや、その他硬質のものなどでもよいが、強度の大きい
ものが好適である。

このような構成のペレットをリード７ノームにマウント
し、ボンディング後樹脂（レジン）でモールドして封止
した場合、前述したと同様にペレットのコーナ部表面忙
図示矢印４３方向に外部応力が作用する。本発明では、
外部応力の加わる箇所に、応力分担部材４２を配設しで
あるので、外部応力がこの応力分担部材４２に当り、応
力分担部材４２は加わる外部応力を分担し、その残りの
外部応力が段差部４０に加わることになる。この場合、
応力分担部材４２で外部応力を受けとめているが、応力
分担部材４２は下地のパッジベージ菖ン膜３８９層間絶
縁膜３５　、８ｉ０．膜３２と一体化されているので、
最終的には応力分担部材４２直下のＳ　ｉｏ、膜３２が
固着されている部分４４（図示斜線で示す部分）で外部
応力を受けとめていることになる。

このように応力分担部材４２を配設したことにより、前
記外部応力を分担してくれるので１段差部４０部分に加
わる外部応力が著しく小さくなり、内部配線であるＡｌ
配線３３．３１ｍ加わる外部応力も著しく小さくなる。

従って段差部４０にクラックが入らず、人を配線３３と
３６がシ曹−トしたりすることも起こらない。またＡｌ
配線３３や３６にクラックも入ることはない。その他実
施例２と同様の作用効果を奏する。

〔効果〕

（１）ペレットコーナ部の配線パターンの外側に近接し
℃応力分担部材を配設することにより、ペレットコーナ
部の配線に加わる外部応力を小さくすることかできる。

（２）　　（１）によりクラックの発生およびこれに伴
う配線間のショートや配線の腐食反応を防止することが
でき、もって一層信頼性の向上を図ることができる。

（３）ペレットコーナ部の隅まで有効に利用できるので
、設計の自由度が増し効率的である。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、第１図〜第
３図では、夫々応力分担部材（２４；３４　、　３７；
４２）を用いた、外部応力を分担する箇所を１箇所配設
した場合であるが、これらの分担箇所と夫々並行して、
同様の構成の分担箇所を複数箇所、間隔をおいて配設し
た場合でもよい。この場合には第１図〜第３図の段差部
２７．４０に加わる外部応力をさらに著しく小さくする
ことができ、より一層の効果が得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＡ２１層配線やＡ２
２層配線の場合の半導体装置のペレットコ・−す部に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、たとえば、一般に多層配線構造の半導体装置
（大チップＬＳＩ）のペレットコーナ部などに適用でき
る。本発明は、少なくとも加わる応力の大きい箇所の、
その応力を小さくしたい場合にその箇所に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体装置の第１実施例を示す要
部断面図、 第２図は本発明による半導体装置の第２実施例な示す要
部断面図、 第３図は本発明の第３実施例を示す要部断面図、第４図
は第１図のペレットコーナ部の簡略要部説明図、 第５図はレジンモールド素子の簡略断面図、第６図はペ
レットにおけるクラックの入る箇所を説明するための図
、 第７図および第８図は夫々従来の半導体装置の各側を示
す要部断面図である。 ２０・・・ペレット、２１．３１・・・シリコン基板、
２２．３２・・・Ｓｉｎ、膜、２３・・・ｋＡ配線、２
４゜３４．３７．４２・・・応力分担部材、２５．３８
・・・パッシベーション膜、２７．４０・・・段差部、
３３・・・第２層目Ａｌ配線、３５・・・層間絶縁膜、
３６・・・第２層目Ａｌ配線。 第　　　１　　図　　　　　　　　　　第　　２　　図
第　　３　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　７　　図 第　　８　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子ペレットのコーナ部の配線パターンの外
   側に近接して外部応力を分担するための応力分担部材を
   配設してなることを特徴とする半導体装置。 ２、前記応力分担部材として、硬質部材やＡｌなどを用
   いてなる特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。