JPS62122242A - 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］ 本発明は半導体装置、特にペレットが気密封止されてな
る半導体装置の封止時における気密性保持に適用して有
力な技術に関する。

［背景技術］ 低融点ガラスを封止材として用いる、いわゆる気密封止
型の半導体装置では、パッケージ基板の封止代に被着さ
れた低融点ガラスの溶着により前記パッケージ基板と蓋
体との接合を行い、キャビティ空間の気密封止を達成す
ることが知られている。

ところで、上記対土工程において、温度の上昇に伴い、
低融点ガラスは軟化を開始するが、キャビティ内部の空
気圧も温度の上昇により増大する。

このため、キャビティ内部の気圧により前記封止代の低
融点ガラスは徐々に外部方向に押し出されて、遂には封
止代のガラスの一部にブローホールと呼ばれる空気の吹
き抜は穴が開口され、気密性が保持できない場合のある
ことが本発明者によって見い出された。このことは、特
にベレットが大形化し、封止代の面積を十分に確保でき
ない高集積型の半導体装置の封止工程で多く発生するこ
とも同時に本発明者によって見い出された。

さらに、ベレットの表面にはα線もしくは電子線対策と
してポリイミド樹脂等の耐α線層を形成することが知ら
れているが、前記ポリイミド樹脂等は加熱によりガスを
発生するため、キャビティ内部の空気圧の増大をさらに
促進し、よりブローホールの開き易い状態となることも
あわせて本発明者によって明らかにされた。

なお、半導体装置の気密封止の技術として詳しく述べで
ある例としては、株式会社工業調査会、１９８０年１月
１５日発行、ｒｆｃ化実装技術」（日本マイクロエレク
トロニクス協会＆ｌ１ｉ）Ｐ１４８〜Ｐ１４９がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、パッケージの封止代におけるブローホ
ールの発生を防止して、気密信鯨性の高い半導体装置を
提供することにある。

本発明の前記ならびにその他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明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、次の通りである。

すなわち、パッケージ部材の封止代に被着される封止材
の内部に前記封止材の流動を阻止する障害物が埋設され
た気密封止型半導体装置構造とすることによって、封止
工程の際にキャビティ内部の空気圧が増大した場合にも
、前記障害物の存在のために溶融された封止材が流動し
にくくなり、そのためブローホールの発生が防止され、
気密信幀性の高い半導体装置を提供することができる。

［実施例１］ 第１図は、本発明の一実施例である半導体装置のベレッ
ト近傍を示す拡大平面図、第２図はその半導体装置の全
体を示す断面図である。

本実施例の半導体装置１は第２図に示すように、パッケ
ージ基板２およびキャップ３の各部材が低融点ガラス４
で接合されることによってペレット５が気密封止される
、いわゆるサーディップ（ＣＥＲＤｒＰ）型の半導体装
置である。

パフケージ基板２は、例えばアルミナ等からなり、該パ
ッケージ基板２の中央部にはキャビティ６が形成されて
いる。このキャビティ６の底面にはシリコン（Ｓｔ）半
導体からなる半導体ベレット５が銀ペースト等の接着材
７により接合されている。ここで、本実施例１のベレッ
ト５は例えばその全体が１つのダイナミック型ＲＡＭの
ようなメモリを構成しており、第１図に示すように電極
としてのパッド８がペレット５の上面において対向する
二辺に沿って設けられている、いわゆる二辺パッド配置
のものであり、またペレット５の表面にはポリイミド樹
脂等による樹脂層９が形成されている。この樹脂層９は
α線等の影響によりペレット５上に形成された回路が誤
動作するのを防止するためのものであり、粘性を有する
流動状のポリイミド樹脂をペレット５の表面にボッティ
ングすることによって形成されるものである。

また、前記キャビティ６の周囲のパッケージ基板２の上
面は封止代１０となっており、リード１１が低融点ガラ
ス４の溶着によって固定されている。なお、前記リード
１１のパッケージ内に封止される部分はワイヤボンディ
ングの行われるインナーリードｌｌａとして形成されて
おり、一方パンケージ外部に突出された部分はアウター
リード１１ｂとして形成され、該アウターリードｌｌｂ
は予め垂直方向に折曲成形されている。

ここで、本実施例１のインナーリードｌｌａは第１図に
示すように、ペレット５の近傍において、隣設されるイ
ンナーリードｌｌａ同士の隙間が屈曲路１２を形成する
ような異形状構造で成形・加工されている。

インナーリードｌｌａとベレット５のパッド８とは金（
Ａｕ）等のワイヤ１３で電気的に接続されている。この
ワイヤ１３の接合は、たとえばワイヤ１３の一端を加熱
して図示しない溶融ボールを形成し、該・ボール部分を
ベレット５のパッド８に押圧したのち、ルー、プを描く
ようにして該ワイヤニ３の他端部分をインナーリードｌ
ｌａ上の所定部位に接合することにより行われるもので
ある。

上記のようにペレット５、リード１１およびワイヤ１３
が取付けられたパッケージ基板２は、その表面をキャッ
プ３で覆われて封止されるが、この封止工程は以下のよ
うにして行われる。

まず、前記パッケージ基板２に対応する封止代３ａを有
する断面コ字状のキャップ３が、図示しない封止治具に
前記封止代３ａを上面にした状態で載置される。次に、
パンケージ基板２が第２図に示すものと上下方向を逆に
した状態で前記キャンプ３の封止代３ａ上に載置される
。この状態で封止治具ごと封止部（図示せず）に挿入さ
れ封止代３ａに被着された低融点ガラス４の溶着によっ
て両封止代１０および３ａが接合されて内部の気密封止
が達成されることになる。

この工程において、パフケージ外部からの加熱によりペ
レット５の表面の樹脂層９からガスが発生し、空間内圧
が増大することがあるが、本実施例１によれば、第１図
に示すように、隣設されるインナーリードｌｌａ同士の
隙間が屈曲路１２を形成するような異形状構造で成形・
加工されているため、これが障害物となって溶融された
低融点ガラス４が流動しにくい状態となっている。した
がって、内圧が増加して低融点ガラス４が外部方向に押
圧されても、封止部分にブローホールが開口されること
を防止でき、気密信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とができる。

［実施例２］ 第３図は本発明の他の実施例である半導体装置を示す断
面図である。

本実施例２の半導体装置３１は、リードレスチップキャ
リア（ＬＣＣ）型の半導体装置であって、複数層のセラ
ミック部材の組合せによりキャビティ空間３２の形成さ
れたパッケージ基板３″３を有している。

このパフケージ基板３３は、たとえば四角形の平板状の
グリーンシートからなる底基板３３ａに、同じくグリー
ンシートからなる中央部分がくりぬかれた形状の第−枠
部材３３ｂを載置し、さらにその上に第二枠部材３３ｃ
をそれぞれ積層して所定の温度で同時焼結することによ
り得ることができるものである。第−枠部材３３ｂの表
面にはタングステン等の導体材料により所定形状の配線
層３４が形成されており、この配線層３４は第−枠部材
３３ｂの表面を水平方向にパッケージ基板３３の内部を
貫通して、パッケージ外側面を経てパッケージ底面の一
部にまで延設されている。

キャビティ空間３２の底部には実施例１と同様に、表面
に樹脂層９の形成されたペレット５が取付けられており
、ペレット５のバッド８と前記配線層３４とはワイヤ１
３の張設によって電気的導通が達成されている。

前記パンケージ基板３３の最上面部、すなわち第二枠部
材３３ｃの露出部分は封止代３５として低融点ガラス３
６が被着されており、この低融点ガラス３６によって平
板状のキャンプ３７が取付けられている。本実施例２に
よれば、上記低融点ガラス３５中には第３図に示すよう
に封止代３５の平面形状に対応した枠状のダム部材３８
が埋設されている。

なお、上記のパッケージ組み立てにおける封止工程は実
施例１で説明したものと同様な工程で行われるが、この
とき本実施例２によれば、封止部分である低融点ガラス
３６中に枠状のダム部材３８が埋設されているため、こ
れが障害物となって溶融された低融点ガラス３６が流動
しにくい状態となっている。したがって、内圧が増加し
て低融点ガラス３６が外部方向に押圧されても、封止部
分にブローホールが開口されることを防止でき、気密信
銀性の高い半導体装置を提供することができる。

さらに、障害物としてのダム部材は簡易な構造を有する
別体の部品であるために、パッケージ基板３３等の従来
部品に新たな加工を施す必要がなく、低コストで気密信
頼性の高い半導体装置を提供できる。

［効果］ （１）、パッケージ部材の封止代に被着される封止材の
内部に前記封止材の流動を阻止する障害物が埋設された
気密封止型半導体装置構造とすることによって、封止工
程の際にキャビティ内部の空気圧が増大した場合にも、
前記障害物の存在のために溶融された封止材が流動しに
くくなり、そのためブローホールの開口が防止され、気
密信頼性の高い半導体装置を提供することができる。

（２）、前記（１）により、封止代が小面積のパフケー
ジ基板であっても、ブローホールの開口を防止できるた
め、大形のペレットの搭載された高集積型半導体装置の
気密信頼性を高めることができる。

（３）、インナーリードを異形状に成形して障害物とす
ることによって、部品点数を増加させることなく気密信
頼性の高い半導体装置を提供することができる。

（４）、別体の枠部材を障害物とすることによって、従
来部品に新たな加工を施す必要、がなく、低コストで気
密信頼性の高い半導体装置を提供できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前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、実施例ではペレットの上面に樹脂を被着した
場合について説明したが、樹脂の被着はなされていなく
てもよい。

［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
をその利用分野である、いわゆるにサーディツプ型およ
びチップキャリア型の半導体装置に適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、たとえ
ばフラットパッケージ型などペレットが気密封止される
構造のものであれば、如何なる半導体装置に適用しても
有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である半導体装置のペレッ
ト近傍を示す拡大平面図、 第２図は上記実施例の半導体装置の全体を示す断面図、 第３図は本発明の他の実施例である半導体装置を示す断
面図である。 １・・・半導体装置、２・・・パンケージ基板、３・・
・キャップ、３ａ・・・封止代、４・・・低融点ガラス
、５・・・ペレット、６・・・キャビティ、７・・・接
着材、８・・・パッド、９・・・樹脂層、１０・・・封
止代、１１・・・リード、１１ａ・　・　・インナーリ
ード、ｌｌｂ・　・　・アラクーリード、１２・・・屈
曲路、１３・・・ワイヤ、３１・・・半導体装置、３２
・・・キャビティ、３３・・・パッケージ基板、３４・
・・配線層、３５・・・封止代、３６・・・低融点ガラ
ス、３７・・・キャンプ、３８・・・ダム部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ペレットの内設される空間域が気密封止されてなる
   半導体装置であって、パッケージ部材の封止材によって
   封止される部分に前記封止材の流動を阻止する障害物が
   埋設されていることを特徴とする半導体装置。 ２、前記障害物が異形状に成形されたインナーリードで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
   体装置。 ３、隣設される前記インナーリード同士の間の隙間が屈
   曲路を形成するように成形されたものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置。 ４、前記障害物が前記封止部分に対応した形状を有する
   枠状部材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の半導体装置。 ５、封止材が低融点ガラスであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の半導体装置。