KR920008249B1 - 반도체장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도 및 제2도는 본 발명에 의하여 얻어진 반도체장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것이며, 더 상세하게는 수지 모울드부를 손상시키지 않고 리드 프레임위에 발생되는 수지의 플래슈(flash)를 제거하여 리드프레임과 반도체소자와의 전기적 접속을 개선할 수 있는 헤르메트식으로 기밀봉지된 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
또, 본 발명은 리드프레임과 상자형 수지성형체와의 접착성이 양호하고 내습성이 우수하고 고신뢰성의 헤르메트식으로 기밀봉지된 반도체장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고체상 검출자치(solid state image sensing device), 광센서 또는 자외선 소거형 ER-ROM 등의 상기의 기밀봉지 반도체장치는 일반적으로 상자형 중공수지형성체, 리드프레임, 반도체침, 본딩와이어 및 덮개 부재를 구비하고 있다.
이와 같은 기밀봉지형 반도체장치를 성형시킬때에 리드프레임은 금형내에 매입시킨후에 이 금형내에서 수지를 사출성형 또는 트랜스퍼 성형시킴으로써 리드프레임과 상자형 중공수지성형체를 일체화시키는 소위 인서트성형을 행하는 것이 일반적이다.
그러나, 이와 같은 인서트성형에서는 리드프레임의 표면에 수지의 플래슈가 발생되기 때문에 리드프레임과 반도체소자와의 전기적 접속을 용이하게 행할 수 없다는 문제점이 있었다.
이 문제점을 해소시키기 위하여 종래에는 미리 리드프레임위에 반도체소자를 전기적으로 접속시킨후에 수지성형하는 방법이 일반적으로 채용되어 왔다.
그러나, 이 방법에서는 성형시에 반도체소자가 고열 및 충격을 받기 때문에 반도체소자의 기능이 손상되기 쉽다는 문제점이 있었다.
또 상기 플래슈를 제거하여 리드프레임과 반도체소자와의 전기적 접속을 용이하게 하는 방법이 시도되고 있다. 예를 들면 염마립자를 사용하여 프랠슈를 제거하는 블라스트방법, 약품을 사용하여 플래슈를 용해 박리하는 방법, 액체를 고압 분사시켜 플래슈를 제거하는 방법(일본국 특개소 60-1502033호 공보)이 있다.
그러나, 사기 블라스트방법에서는 수지모울드부의 표면이 손상되기 때문에 수지모울드부분의 표면을 마스킹하지 않으면 안되고 제조공정이 복잡해진다는 문제점이 있었다. 또 약품을 사용하는 방법에서는 플래슈를 박리시킬 수는 있어도 완전히 플래슈를 제거할 수는 없고 부러시질등을 더해야할 필요가 있기 때문에 수지 모울드부의 수지가 손상되고 상기 블라스트법과 같은 문제점이 있었다. 또, 액체를 고압 분사하는 방법에서는 리드프레임의 표리면에 부착되어 있는 플래슈를 제거하지 않으면 안되기 때문에 분사노즐을 2개 구비하는 복잡한 구조를 갖는 고압액체 분사장치를 필요로 한다는 문제점이 있었다.
또 상기와 같은 인서트성형에서는 플리스틱중에 포함되는 충전제에 의한 먼지(입자) 또는 플라스틱의 플래슈에 의한 먼지(입자)의 발생을 피할 수 없고 그대로 후공정으로 이행되면 반도체장치의 덮개부재의 내표면이나 반도체소자표면에 부착되기 때문에 반도체장치의 덮개부재로서 석영유리판, 사파이아판등의 투명한 덮개부재를 사용하는 이메지센서, EP-ROM(Erasable and programmable Read Only Memory)등의 반도체장치에서는 화상의 잡음이 발생되든지 자외선 투과성이 저하되는 등의 큰 문제점이 생긴다.
그런데, 또 상기와 같은 인서트 성형법에 의해서 얻어지는 기밀봉지형의 반도체장치에서는 리드프레임과 상자형 중공수지성형체와의 접착성이, 불량인 경우에는 외부의 습기가 리드프레임과 상자형 중공수지성형체와의 접착계면으로부터 상자형 중공수지성형체의 내부로 침입하여 반도체소자가 고장나기 때문에 고신뢰성 반도체장치가 얻어질 수 없다는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해소시키는 방법으로서 종래의 물성을 개량한 수자지를 사용하여 상자형 중공수지성형체를 성형하는 방법 및 어느 종류의 화학약품으로 처리를 행한 리드프레임을 사용하는 방법이 알려져 있다.
예를 들면 고무상 성분을 첨가한 수지를 사용하여 리드프레임을 장비한 상자형 중공수지성형체를 성형시키고 상자형 중공수지성형체의 내부응력을 저하시킴으로써 상자형 중공수지성형체와 리드프레임과의 집착성을 향상시키는 방법, 실란컵플링제를 첨가한 수지를 사용하여 리드프레임을 장비한 상자형 중공수지성형체를 성형시키고 상자형 중공수지성형체와 리드프레임과의 접착성을 향상시키는 방법, 실란컵플링제로 처리한 리드프레임을 사용하여 리드프레임을 장비한 상자형 중공수지성형체를 성형하고 리드프레임과 상자형 중공수지성형체와의 접착성을 향상시키는 방법이 있다.
그러나, 상기와 같은 방법은 어느것이나 수지의 성형성, 특히 이형성이 악화된다는 문제점이 있었다. 또 실란컵플링제로 처리한 리드프레임을 사용하는 방법에서는 공정이 복잡화된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하려는 것이며, 수지모울드부를 손상시키지 않고 리드프레임위에 발생되는 수지의 플래슈를 제거하여 리드프레임과 반도체소자와의 전기적 접속을 양호하게 하는 동시에 다수개의 반도체장치에 대해서 플래슈의 제거처리를 효과적으로 행할 수 있는 반도체장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
다른 관점에서는 본 발명은 수지의 성형성을 악화시키지 않고 또 공정을 복잡화하지 않고 리드프레임과 상자형 수지성형체와의 접착성이 양호하고 내습성이 우수한 고신뢰성의 반도체장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속하는 본딩와이어를 구비하고 또한 상기 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비한 반도체장치 제조방법에 있어서 본 발명에 의한 제1의 반도체장치의 제조방법은; 융점 또는 연화점이 상자형 성형체의 수지의 성형온도 이상이고 또 상자형 수지성형체를 용해시키지 않는용매에 용해 가능한 유기 고분자물질을 리드프레임에 있어서의 상기 상자형 수지성형체와의 비접촉 예정부분에 도포하고 이 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 금형내에 상기 수지를 사출 또는 트랜스퍼 성형시켜 리드프레임과 일체로된 산자형 수지성형체를 얻는 공정과, 전공정에서 얻어진 리드프레임부 상자형 수지성형체를 상기 용매에 침지시켜서 리드프레임위의 유기고분자 물질을 용해 제거하는 공정과 리드프레임의 아일런드(island)에 반도체소자를 다이본딩한 후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩하는 공정과 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착 또는 용융 본딩하여 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 공정으로 되어 있다.
반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속시키는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비하는 반도체장치의 제조방법에 있어서 본 발명에 의한 제2의 반도체장치 제조방법은 : 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 금형내에 쉬지를 사출성형시켜 리드프레임과 일체로된 상자형 수지성형체를 얻는 공정과 전공정에서 얻어진 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체를 액체에 침지시켜 초음파 조사 처리를 행하여 이 상자형 수지성형체에 부착되어 있는 입자 및 리드프레임 위의 플래슈를 제거하는 공정과, 리드프레임의 아일런드(island)에 반도체소자를 다이본딩한 후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩하는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착 또는 용착시켜 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 공정으로 되어 있다.
반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속시키는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비하는 반도체장치의 제조방법에 있어서 본 발명에 의한 제2의 반도체장치 제조방법은 : 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 금형내에 수지를 사출성형시켜 리드프레임과 일체로된 상자형 수지성형체를 얻는 공정과 전공정에서 얻어진 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체를 액체에 침지시켜 초음파 조사 처리를 행하여 이 상자형 수지성형체에 부착되어 있는 입자 및 리드프레임 위의 플래슈를 제거하는 공정과, 리드프레임의 아일런드(island)에 반도체소자를 다이본딩한 후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩하는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착 또는 용착시켜 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 공정으로 되어 있다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치는 반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의전극과 리드프레임을 전기적으로 접속시키는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 덮개부재를 구비하고 상기 리드프레임의 선팽창계수와 상자형 수지성형체의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃이하인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치는 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃인 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 수지를 사출성형시켜 리드프레임의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 선팽창계수를 갖는 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체를 얻는 공정과, 리드프레임의 아일런드에 반도체소자를 다이본딩시킨 후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩시키는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착시켜 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 공정으로 제조할 수 있다.
이하에 본 발명에 의한 반도체장치의 제조방법 및 반도체장치에 대해서 상세하게 설명하겠다.
제1도는 본 발명에 의한 제1의 반도체장치의 제조방법에 의해서 얻어지는 반도체장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
우선, 본 발명에 의한 제1도의 반도체장치의 제조방법의 제1공정에서는 리드프레임 2가 일체로 된 상자형 수지성형체 1을 인서트성형법에 의해서 얻는다. 이때에 리드프레임 2를 금형내에 성치하기전 또는 설치한 후에 리드프레임 2에서의 상자형 수지성형체 1과의 비접촉 예정부분 2a,2b 및 2c에 융점 또는 연화점이 성형온도 이상이고 또 상자형 수지성형체 1을 용해시키지 않는 용매에 용해가능한 유기고분자 물질을 도포하고 그후에 금형내에 수지를 주입시켜 사출 또는 트랜스퍼 성형한다.
본 발명에 사용되는 유기고분자 물질로서는 구체적으로는 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰, 폴리에틸 에테르 케톤, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리비닐알콜, 아크릴계 수지, 셀루로스 유도체 등의 열가소성수지, 에폭시계수지, 폴리이미드계수지, 페놀계수지 등의 열경화성 수지 또는 이들 열경화성 수지의 예비경화물을 들을 수 있다. 그중에서는 셀루로스유도체, 에폭시계수지, 폴리이미드계수지가 바람직하다.
본 발명에서는 상자형 수지성형체 1의 비접촉 예정부분에 미리 상기 유기고분자 물질이 도포되어 있는 리드프레임 2를 사용하지만 그 도포방법으로서는 구체적으로는 스크린인쇄법 또는 컴퓨터 제어방식의 디스팬서를 사용하는 방법등을 들을 수 있다.
본 발명에 있어서의 상자형 수지성형체 1을 구성하는 수지로서는 리드프레임 2와의 밀착성이 양호한 열경화성 수지가 사용되고 구체적으로는 비스페놀 A형, 노볼락형, 글리시딜아민형등의 에폭시계수지와 폴리아미노 비스말레이미드, 폴리피로멜리트이미등의 이미드계수지가 사용되고 경화제, 경화촉진제, 충전제등도 포함될 수 있다.
본 발명에서 수지 인서트성형의 조건은 사용하는 수지에 따라서도 다르나 통상 압력 10∼500kg/cm2, 온도 150∼250℃의 조건하에서 가압가열을 행한다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치 제조방법의 제2공정에서는 전공정에서 얻어진 리드프레임부 상자형 수지성형체 1을 상기 용매에 침지시켜 리드프레임 2위의 유기 고분자물질을 용해 제거한다. 본 발명에서는 인서트 성형해서 얻어지는 상자형 수지성형체 1을 용해시키지 않고 리드프레임 2위에 도포되어 있는 유기고분자 물질을 용해시키는 용매가 사용된다. 용매의 구체예로서는 톨루엔, 키실렌, 초산에틸, 초산부틸, 아세톤, 메틸에틸케논, 메틸렌 클로라이드, 트리클로로에틸렌, 디메틸 포름아미드, N-메틸피로리돈등을 들을 수 있다. 실제로는 이들의 용매중에서 상자형 수지성형체를 구성하는 수지의 종류 및 유기고분자 물질의 종류에 따라서 정당한 것이 선택된다. 예를 들면 상자형 수지성형체를 구성하는 수지가 폴리아미노 비스말레이드이고 유기 고분자물질이 폴리설폰인 경우에는 메틸렌 클로라이드나 트리클로로에틸렌등의 용매등이 적당하다.
본 발명에서는 인서트성형시켜 상자형 수지성형제 1을 제조할때에 발생되는 수지의 플래슈는 미리 리드프레임 2위에 도포되어 있는 유기 고분자물질 위에 있든지 또는 이 유기 고분자물질이 밀봉재의 역할을 하여 플래슈 발생을 방지하기 때문에 이 리드프레임 2위의 유기고분자물을 용해 제거하면 수지모울드/부를 손상시키지 않고 플래슈를 제거할 수 있다.
본 발명에 의한 제1도이 반도체장치의 제조방법의 제3공정에서는 리드프레임의 아일런드 2a에 반도체소자 3을 다이본딩한 후에 이 반도체소자 3의 전극과 리드프레임 2를 와이어 본딩한다.
상기 다이본딩에 의해서 리드프레임의 아일런드 2a와 반도체소자 3이 전기적으로 접속되고, 또, 상기와이어 본딩에 의해서 반도체소자 3의 전극과 리드프레임 2가 금선, 알루미늄선등으로 되는 보딩와이어를 4를 거쳐서 전기적으로 접속된다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치의 제조방법에 있어서는 상기 전기적 접속을 상자형 수지성형체 1을 성형시킨 후에 행하고 있기 때문에 종래와 같이 상자형 수지성형체 1의 성형시에 반도체소자 3이 고열 및 충격을 받은 일은 없고 따라서 반도체소자 3은 그 본래의 기능을 보지할 수 있다.
최후에 본 발명에 의한 제1의 반도체장치의 제조방법의 제4공정에서는 상기 상자형 수지성형체 1의 凹부에 덮개부재 5를 접착시켜서 상자형 수지성형체 1의 凹부 전체를 밀폐시킨다.
본 발명에서 사용되는 덮개부재 5는 특별히 한정되지 않고 종래의 공지의 덮개부재를 사용할 수 있고, 구체적으로는 석영유리판, 서파이아판, 투명알루미나판, 투명플라스틱판 등의 투명덮개부재, 착색유리판, 알루미나등의 세라믹스판, 착색 플라스틱판등의 불투명 덮개부재를 들을 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 덮개부재 5를 상자형 수지성형체 1에 접착시킬때에 사용되는 접착제로서는 에폭시계 접착제, 아미드계 접착제, 아크릴계 접착제등을 들을 수 있다. 이와 같은 접착제는 밀봉재로서의 기능도 갖고 있다.
이와 같은 반도체장치의 제조방법에서는 후술하는 바와같이 리드프레임의 선팽창계수와 상자형 수지성형체의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 리드프레임과 수지성형체를 사용하는 것이 바람직하다.
또 리드프레임의 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃이고 상자형 수지성형체의 선팽창계수가 100×10-7∼250×10-7cm/cm·℃인 것이 바람직하다.
또 상기 제2공정에서 제1공정에서 얻어진 리드프레임부 상자형 수지성형체 1을 용매에 침지시켜 리드프레임 2위의 유기 고분자물일 또는 플래슈를 제거할때에 후술하는 조건하에 초음파조사의 처리를 행할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명에 의한 제1의 반도체장치의 제조방법에 의하면 수지모울드부를 손상시키지 않고 리드프레임위에 발생되는 수지의 플래슈를 용이하게 제거하든지 발생을 억제하든지하여 리드프레임과 반도체 소자와의 전기적 접속을 양호하게 할 수 잇다.
본 발명에 의한 제2의 반조체장치의 제조방법에 대해서 설명하겠다.
제2도는 본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법에 의해서 얻어지는 반도체장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법의 제1공정에서는 상기와 같이 행하여 리드프레임 2가 일체로 된 상자형 수지성형체 1을 인서트 성형법에 의해서 얻어진다. 이 인서트몰딩에 채용되는 처리와 조건은 본 발명에 의한 제1의 반도체장치 제조방법과 같다.
본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법에 있어서의 상자형 수지성형체 1의 성형은 상기 열경화성 수지의 경화도가 10∼70%, 바람직하기로는 20∼50%의 범위내에 있을때에 종료시키는 것이 바람직하다. 이 경우에 후경화는 제2공정종류후의 오븐중에서 실시된다. 또, 본 명세서중 "열 경화성 수지의 경화도"라 함은 상자형 수지성형체 1의 소정 성형온도에서 이 성형재료를 큐라스토미터로 토오크를 측정했을때의 최대 도달 토오크치에 대한 소정 성형시간에 있어서의 토오크치의 백분율을 말한다.
본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법의 제2공정에서는 전공정에서 얻어진 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체 1을 액체에 침지시켜서 초음파 조사처리를 행하여 이 상자형 수지성형체 1에 부착되어 있는 입자 및 리드프레임 2위의 플래슈를 제거한다.
상기 액체로서는 상자형 수지성형체 1을 구성하는 열경화성 수지를 용해시키지 않는 불활성 용매가 사용되고 이 액체는 초음파 조사처리용 세정액으로서의 역할을 다하고 있다. 이와 같은 액체의 구체예로서는 물; 메탄올, 프로판올 에탄올등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤등의 케톤류 또는 트리클로로에탄, 트리클로로 에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 트리클로로트리플로로 에탄 테트라 클로로 디 플로로에탄등의 할로겐탄화수소류등을 들을 수 있다. 실제로는 이들의 액체중에서 상자형 수지성형체를 구성하는 수지의 종류에 따라서 적당한 것이 선택된다. 예를 들면, 상자형 수지성형체를 구성하는 수지가 폴리아미노 비스말레이미드인 경우에는 트리클로로에틸렌등이 적당한다. 에폭시수지인 경우에는 메틸에틸케톤등이 적당하다.
상기 초음파 조사에 사용되는 초음파의 주파수는 10∼2,000KHz이고 제1단위 초음파 조사에 주파수 10∼100KHz의 초음파를 사용하고 제2단의 초음파 조사에 주파수 500∼2,000KHz의 초음파를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 초음파조사의 다른 처리조건으로서는 출력이 처리조의 용적 1l당 10∼100W이고 상기 액체의 온도가 상온으로부터 액체의 비등점까지의 범위내이고 또 처리조로서는 액체를 구멍직경 0.1∼1μm의 정밀여과막으로 손환 여과할 수 있고 또 1분간당 처리조용량의 10∼50%에 상당하는 액체를 순환시킬 수 있는 처리조가 사용된다.
이와 같이 상기 초음파조사의 처리를 행하면 인서트성형시켜 상자형 수지성형체 1을 제조할 때에 리드프레임 2위에 발생되는 수지를 플래슈 수지중에 포함되는 충전에에 의한 입자(먼지) 및 수지의 플래슈에 의한 입자(먼지)를 수지 모울드부를 손상시키지 않고 상자형 수지성형체 1로부터 제거할 수 있다.
본 발명에 의한 제2의 반조체장치의 제조방법이 제3공정에서는 제1반도체장치의 처리방법과 같이 리드프레임의 아일런드 2a에 반도체소자 3을 다이본딩한 후에 이 반도체소자 3의 전극과 리드프레임 2를 와이어 본딩시킨다.
본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법에서도 상기 전기적 접속을 상자형 수지성형체 1을 형성시킨 후에 행하고 있기 때문에 종래와 같이 상자형 수지성형체 1의 성형시에 반도체소자 3이 고열 및 충격을 받는 일은 없고 따라서 반도체소자 3은 그 본래의 기능을 보지할 수 있다.
최후에 본 발명에 의한 제조방법의 제4공정에서는 제1의 반도체장치의 제조방법과 같이 상기 상자형 수지성형체 1의 凹부에 덮개부재 5를 접착 또는 용착시켜 상자형 수지성형체 1의 凹부 전체를 밀폐시킨다.
상기와 같은 본 발명에 의한 제2의 반도체장치의 제조방법에 의하면 수지 모울드부를 손상시키지 않고 리드프레임위에 발생되는 수지의 플래슈와 상자형 수지성형체에 부착되어 있는 입자(먼지 또는 수지등)를 동시에 용이하게 제거할 수 있기 때문에 리드프레임과 반도체소자와의 전기적 접속을 양호하게 할 수 있다는 효과가 있다.
또 본 발명에서의 제거처리 방법은 복잡한 공정을 채용하지 않으므로 다수개의 반도체장치에 대해서 한번에 수지의 플래슈 및 상자형 수지성형체에 부착되어 있는 입자(먼지 또는 수지등)를 제거할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치 및 그 제조방법에 대해서 설명하겠다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치는 제2도에 나타낸 바와 같은 반도체장치에 있어서 리드프레임 2로서의 선팽창계수가 50×10-7cm/cm·℃~200×10-7cm/cm·℃, 바람직하기로는 70×10-7cm/cm·℃~180×10-7cm/cm·℃인 금속 리드프레임이 사용된다.
상기와 같은 금속 리드프레임으로서는 구체적으로는 선팽창계수가 160×10-7∼170×10-7cm/cm·℃인 철-동합금, 선팽창계수가 170×10∼180×10-7cm/cm·℃인 인청동등의 동계 합금, 선팽창계수가 70×10-7cm/cm·℃인 42니켈 철, 선팽창계수가 100×10-7cm/cm·℃인 52니켈 철 등의 합금등을 들을 수 있다. 그중에서도 동계합금이 바람직하게 사용된다. 본딩와이어 4으로서는 구체적으로는 금선, 알루미늄선등을 들을 수 있다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치는 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체 1를 구비하고 있고 이와 같은 상자형 수지성형체 1로서는 선팽창계수가 100×10-7∼250×10-7cm/cm·℃인 상자형 수지 성형체가 사용되고 구체적으로는 실리카 알루미나등의 충전제를 포함하는 에폭시계수지 또는 아미드계수지로 성형된 상자형 수지성형체등을 들을 수 있다.
본 발명에 의한 제1의 반도체장치에선은 상기 리드프레임 2의 선팽창계수와 상자형 수지성형체 1의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하, 바람직하기로는 50×10-7cm/cm·℃ 이하가 되게 리드프레임 2와 상자형 수지성형체 1를 선택하여 사용한다.
이와 같이 본 발명에 의한 제1도의 반도체장치는 리드프레임 2의 선팽창계수와상자형 수지성형체 1의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하이기 때문에 리드프레임 2와 상자형 수지성형체와의 접착성이 양호하고 내습성이 우수하고 신뢰성이 높다.
또 덮개부재 5로서는 상기한 바와 같은 덮개부재가 사용된다.
다음에 상기와 같은 본 발명에 의한 제1의 반도체장치를 제조하기 위한 방법을 본 발명에 의한 제3의 반도체장치의 제조방법으로서 설명하겠다.
우선 본 발명에 의한 제3의 반도체장치의 제조방법의 제1공정으로서 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃인 리드프레임 2를 금형내에 설치한 상태로 수지를 사출성형시켜 리드프레임 2의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 선팽창계수를 갖는 리드프레임부 상자형 수지성형체 1를 얻는다.
본 발명에서 상기 성형조건은 사용하는 수지에 따라서도 다르나, 통상 압력 1∼500kg/cm2, 온도 100∼250℃의 조건하에서 가압가열을 행한다.
본 발명에 의한 제3의 반도체장치의 제조방법의 제2공정에서는 리드프레임의 아일런드 2a에 반도체소자 3을 다이본딩시킨 후에 이 반도체소자 3의 전극과 리드프레임 2를 와이어 본딩시킨다.
상기 다이본딩에 의해서 리드프레임의 아일런드 2a와 반도체소자 3이 전기적으로 접속되고 또 상기 와이어 본딩에 의해서 반도체소자 3의 전극과 리드프레임 2가 금선 알루미늄선등으로 되는 본딩와이어 4를 거쳐서 전기적으로 접속된다.
최후에 본 발명에 의한 제3의 반도체장치의 제조방법의 제3공정에서는 상기 상자형 수지성형체 1의 凹부에 덮개부재 5를 접착시켜 상자형 수지성형체 1의 凹부 전체를 밀폐시킨다.
본 발명에서 상기와 같은 덮개부재 5를 상자형 수지서형체 1에 접착시킬때에 사용되는 접착제로서는 에폭시계 접착제, 이미드계 접착제, 아크릴계 접착제등을 들을 수 있다.
이와 같이 하여 제조되는 본 발명에 의한 제1의 반도체장치는 특정 선팽창계수를 갖는 리드프레임과 특정 선팽창계수를 갖는 상자형 수지성형체로 구성되고 또 리드프레임의 선팽창계수와 상자형 수지성형체의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 리드프레임부 상자형 수지성형체를 구비하고 있기 때문에 리드프레임과 상자형 수지성형체와의 접착성이 양호하고 내습성이 우수하고 신뢰성이 높다.
본 발명의 제3의 반도체의 제조방법에 의하면 리드프레임부 수지성형체를 특정 선팽창계수를 갖는 리드프레임과 특정 선행팽창계수를 갖는 상자형 수지성형체로 구성되게 하여 반도체장치를 제조하고 있기 때문에 수지의 성형성을 악화시키는 일이 없고 또 공정을 복잡화시키지 않고 리드프레임과 상자형 수지성형체와의 접착성이 양호하고 내습성이 우수한 고신뢰성의 반도체장치가 얻어진다.
예를 들면 이하와 같이하여 반도체장치를 제조한 경우에는 내습성이 우수한 것이 얻어진다. 즉, 선팽창계수 177×10-7cm/cm·℃의 동계합금(JIS 합금번호 C19400)제의 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 선팽창계수 160×10-7cm/cm·℃의 에폭시계 성형재료를 사용하여 170℃, 160kg/cm2, 3분간의 조건을 트랜스퍼 성형을 행하여 상자형 수지성형체를 얻었다. 그후에 오븐중에서 170℃에서 4시간동안 경화를 행한 후에 고체상 검출장치를 리드프레임의 아일런드에 다이 본딩시키고 이 소자의 전극들을 리드프레임에 와이어 본딩시켰다.
뒤이어서 에폭시계 접착제를 도포한 투명유라 덮개를 상자형 수지성형체의 凹부에 입착고정시키고 오븐중에서 처음에 120℃에서 60분간, 그다음에 150℃에서 90분간 가열을 행하여 접착제를 경화시켰다.
이와 같이 행하여 얻어진 고체상 검출장치에 대해서 121℃, 2kg/cm2의 포화수증기하에서 프레셔 쿠커 테스트 : PCT)를 행한 결과, 340시간 후에 상자형 수지성형체의 凹부 내벽에 결로가 생겼다.
이에 대해서 리드프레임의 선팽창계수가 46×10-7cm/cm·℃의 니켈-코발트 철합금을 사용한 이외는 상기와 같이 조작하여 고체상 검출장치를 제조했다. 이 고체상 검출장치에 대해서 상기와 같이 PCT를 행한 결과, 48시간 후에 상자형 수지성형체의 凹부의 내벽에 결로가 생겼다.
Claims (15)
- 반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속하는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비하는 반도체장치의 제조방법에 있어서 : 융점 또는 연화점이 상자형 성형체의 수지의 성형온도 이상이고, 또 상자형 수지성형체를 용해시키지 않는 용매에 용해가능한 유기 고분자물질을 리드프레임에 있어서의 상기 상자형 수지성형체와의 비접촉 예정부분에 도포하고 이 도포된 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 수지를 사출 또는 트랜스퍼 성형하여 리드프레임과 일체로된 상자형 수지성형체를 얻는 공정과, 전공정에서 얻어진 리드프레임부 상자형 수지성형체를 상기 용매에 침지시켜 리드프레임위의 유기고분자 물질을 용해제거하는 공정과, 리드프레임의 아일런드에 반도체소자를 다이본딩시킨 후에 이 반도체소사의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩시키는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부착재를 접착 또는 용융 본딩시켜서 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 공정으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 유기 고분자물질이 셀루로스 유도체, 에폭시계수지, 폴리이미드계 수지로되는 군에서 선택되는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 리드프레임의 선팽창계수와 상자형 수지성형체의 선팽창계수의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 리드프레임이 동계합금으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 리드프레임의 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체를 용매에 침지시켜 리드프레임 위의 유기고분자 물질을 용해제거할때에 초음파조사를 행하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속하는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비하는 반도체장치를 제조하는 방법에 있어서; 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 금형내에 수지를 사출 또는 트랜스퍼 성형하여 리드프레임과 일체로된 상자형 수지성형체를 얻는 공정과, 전공에서 얻어진 리드프레임을 장비한 상자형 수지성형체를 액체에 침지시켜 초음파 조사처리를 행하여 이 상자형 수지성형체에 부착되어 있는 입자 및 리드프레임위의 플래슈를 제거하는 공정과, 리드프레임의 아일런드에 반도체소자를 다이본딩한후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩하는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착 또는 용착시켜 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 공정으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 액체가 물, 알콜류, 케톤류 할로겐화 탄화수소류로 되는 군에서 선택되는 반도체장치의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 초음파 조사처리가 주파수 10∼100KHz의 초음파조사와 주파수 500∼2,000KHz의 초음파조사의 2단으로 행해지는 것이 특징인 반도체장치의 제조방법.
- 반도체소자, 리드프레임 및 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속하는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐하는 덮개부재를 구비하고 상기 리드프레임의 선팽창계수와 상자형 수지성형체의 선팽창계수와의 차가 100×10-7cm/cm·℃ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제10항에 있어서, 상기 리드프레임이 동계합금으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제10항에 있어서, 상기 리드프레임의 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 제10항에 있어서, 상기 상자형 수지성형체의 선팽창계수가 100×10-7∼250×10-7cm/cm·℃인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 반도체소자, 리드프레임 및 이반도체소자의 전극과 리드프레임을 전기적으로 접속하는 본딩와이어를 구비하고 또 이 반도체소자가 수용되는 凹부를 갖는 상자형 수지성형체와 이 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 덮개부재를 구비하는 반도체장치를 제조하는 공정이 : 선팽창계수가 50×10-7∼200×10-7cm/cm·℃인 것을 리드프레임을 금형내에 설치한 상태로 수지를 사출성형시키고 리드프레임의 선팽창계수와이 차가 100×10-7cm/cm·℃이하인 선팽창계수를 갖는 리드프레임부 상자형 수지성형체를 얻는 공정과, 리드프레임의 아일런드에 반도체소자를 다이본딩시킨후에 이 반도체소자의 전극과 리드프레임을 와이어 본딩시키는 공정과, 상기 상자형 수지성형체의 凹부에 덮개부재를 접착시켜 상자형 수지성형체의 凹부 전체를 밀폐시키는 공정으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 리드프레임이 동계합금으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
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