JPH0821641B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPH0821641B2 JPH0821641B2 JP62007116A JP711687A JPH0821641B2 JP H0821641 B2 JPH0821641 B2 JP H0821641B2 JP 62007116 A JP62007116 A JP 62007116A JP 711687 A JP711687 A JP 711687A JP H0821641 B2 JPH0821641 B2 JP H0821641B2
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- semiconductor element
- semiconductor device
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体素子を封止してなる半導体装置に関
し、 特に、樹脂素材からなるチップキャリアやピングリッ
ドアレイを用いた半導体装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a semiconductor element sealed therein, and more particularly to a semiconductor device using a chip carrier or a pin grid array made of a resin material. is there.
この半導体装置は、例えばテレビ、ラジオ、パソコン
等の電子機器の電子部品として利用されるものである。This semiconductor device is used as an electronic component of electronic equipment such as a television, a radio, and a personal computer.
（従来の技術） 従来、樹脂素材からなる半導体装置、例えばピングリ
ッドアレイにおいては、半導体素子を封止する場合、第
４図に示したように、基板（21）に搭載された半導体素
子（22）に、液状またはペレット状の封止樹脂（23）を
滴下または載置し、この封止樹脂（23）を硬化させてい
たのである。(Prior Art) Conventionally, in a semiconductor device made of a resin material, for example, a pin grid array, when a semiconductor element is sealed, as shown in FIG. 4, a semiconductor element (22) mounted on a substrate (21) is used. ), A liquid or pellet-shaped sealing resin (23) was dropped or placed thereon, and the sealing resin (23) was cured.
しかしながら、半導体素子の信頼性を確保するには、
上述の樹脂封止のみでは充分でない。半導体素子上のア
ルミニウム配線の腐食が発生するからである。半導体素
子の腐食や、それによって起る断線などの不良の最大の
因子の一つは水であることが知られている。その水から
半導体素子（22）を保護すべき封止樹脂（23）は耐湿性
に劣っており、しかも、封止樹脂（23）の上面から半導
体素子（22）までの距離が短かいため、容易に水が侵入
し、半導体素子（22）表面に到達する。このため半導体
素子（22）の寿命を短かいものにしていた。However, in order to secure the reliability of the semiconductor element,
The above resin sealing alone is not sufficient. This is because the aluminum wiring on the semiconductor element is corroded. It is known that water is one of the largest factors for defects such as corrosion of semiconductor elements and disconnection caused by the corrosion. The sealing resin (23) that should protect the semiconductor element (22) from the water is inferior in moisture resistance, and moreover, the distance from the upper surface of the sealing resin (23) to the semiconductor element (22) is short, Water easily enters and reaches the surface of the semiconductor element (22). Therefore, the life of the semiconductor element (22) has been shortened.
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、以上のような実状に鑑みてなされたもので
あり、その解決しようとする問題点は、半導体装置の耐
湿性の悪さである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above circumstances, and a problem to be solved is poor moisture resistance of a semiconductor device.
そして、本発明が目的とするところは、上述した従来
技術の問題点を除去、改善し、耐湿性の高い半導体装置
を提供することにある。Then, an object of the present invention is to eliminate and improve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a semiconductor device having high moisture resistance.
（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために本発明が採った手段
は、実施例に対応する第１図〜第３図を参照して説明す
ると、 樹脂素材からなる半導体素子搭載用基板（１）と、金
属からなり中央部に外方へ突出する凸部（７）を設け、
外周部に前記基板（１）の側面部に嵌合する嵌合部
（８）を設け、表面に絶縁被膜を形成したキャップ
（４）とを備えた半導体装置であって、 前記基板（１）に、その側面部を前記キャップ（４）
の嵌合部（８）に嵌合させたとき該キャップ（４）の凸
部（７）内に収容される封止枠（12）を突設し、この封
止枠（12）の外側の位置においてあらかじめＢ−ステー
ジの状態で形成された樹脂素材からなる接着層（５）を
介して前記キャップ（４）を固着させて、半導体素子
（２）を封止したことである。(Means for Solving Problems) Means adopted by the present invention for solving the above problems are made of a resin material, as described with reference to FIGS. 1 to 3 corresponding to the embodiments. A semiconductor element mounting substrate (1) and a convex portion (7) made of metal and protruding to the center are provided,
A semiconductor device comprising an outer peripheral portion provided with a fitting portion (8) for fitting with a side surface portion of the substrate (1) and a cap (4) having an insulating coating formed on the surface thereof, the substrate (1) The side portion of the cap (4)
A sealing frame (12) that is housed in the convex portion (7) of the cap (4) when fitted to the fitting portion (8) of That is, the semiconductor element (2) is sealed by fixing the cap (4) through an adhesive layer (5) made of a resin material formed in advance in the B-stage state at the position.
次に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図〜第３図には、本発明に係る半導体装置の縦断
面図が示してある。1 to 3 are vertical sectional views of a semiconductor device according to the present invention.
第１図は、半導体装置搭載用基板（１）に封止枠（1
2）を突設し、この封止枠（12）の内側の位置に搭載さ
れた半導体素子（２）が封止樹脂（３）により被覆され
ている。FIG. 1 shows a semiconductor device mounting substrate (1) with a sealing frame (1
2) is provided in a protruding manner, and the semiconductor element (2) mounted inside the sealing frame (12) is covered with a sealing resin (3).
基板（１）には、ガラスエポキシ樹脂、ガラストリア
ジン樹脂、ガラスポリイミド樹脂等の樹脂素材からなる
積層板が使用される。As the substrate (1), a laminated plate made of a resin material such as glass epoxy resin, glass triazine resin or glass polyimide resin is used.
キャップ（４）は、アルミニウム、銅、鉄等またはこ
れらの金属の合金からなり、プレス加工により、中央部
の半導体素子搭載部（６）に対応する部分に凸部
（７）、外周部に基板（１）の側面部に嵌合する嵌合部
（８）が形成されている。また、キャップの内面には、
基板（１）との絶縁のための酸化被膜または樹脂絶縁被
膜があらかじめ形成されている。The cap (4) is made of aluminum, copper, iron or the like or an alloy of these metals, and by press working, a convex portion (7) is formed on a portion corresponding to the semiconductor element mounting portion (6) in the central portion and a substrate is formed on the outer peripheral portion. A fitting portion (8) that fits on the side surface portion of (1) is formed. Also, on the inner surface of the cap,
An oxide film or resin insulating film for insulation with the substrate (1) is previously formed.
基板（１）とキャップ（４）とを固着させる接着層
（５）は、Ｂ−ステージ状態をとる熱硬化性エポキシ樹
脂組成物からなり、封止枠（12）の外側の位置において
キャップ（４）に塗布され、乾燥または熱処理によりＢ
−ステージ状態に形成されたものである。キャップ
（４）は、嵌合部（８）を基板（１）の側面部に嵌合す
ると、その凸部（７）内に封止枠（12）が収容される。
そして、接着層（５）を熱圧着により溶融させて固着さ
れ、これにより、基板（１）全体がキャップ（４）によ
り覆われている。The adhesive layer (5) for fixing the substrate (1) and the cap (4) to each other is made of a thermosetting epoxy resin composition in a B-stage state, and is placed at a position outside the sealing frame (12). ) And dried or heat treated to B
-It is formed in a stage state. When the fitting portion (8) is fitted to the side surface portion of the substrate (1), the cap (4) accommodates the sealing frame (12) in the convex portion (7).
Then, the adhesive layer (5) is melted and fixed by thermocompression bonding, whereby the entire substrate (1) is covered with the cap (4).
第２図は第１図に対応するが、キャップ（４）のみに
より封止されたものである。FIG. 2 corresponds to FIG. 1, but is sealed only by the cap (4).
第３図は、キャップ（４）全体に接着層（５）が形成
され、基板（１）と固着された場合、完全にキャップ
（４）内が樹脂で充たされた状態を示している。FIG. 3 shows a state in which the adhesive layer (5) is formed on the entire cap (4), and when the adhesive layer (5) is fixed to the substrate (1), the inside of the cap (4) is completely filled with resin.
（発明の作用） 本発明が以上のような手段を採ることによって、以下
のような作用がある。(Operation of the Invention) The present invention adopts the above-mentioned means and has the following operation.
キャップ（４）の嵌合部（８）を基板（１）の側面部
に嵌合すると、凸部（７）内に封止枠（12）が収容され
る。そして、基板（１）とキャップ（４）とが封止枠
（12）の外側の位置に固着されているから、外部からの
水の侵入経路は、接着層（５）及び封止枠（12）を迂回
する長さとなり、樹脂封止のみに比べて、その経路が著
しく長くなり、容易に水が半導体素子まで達しないよう
になっているため、耐湿性が著しく向上する。When the fitting portion (8) of the cap (4) is fitted to the side surface portion of the substrate (1), the sealing frame (12) is housed in the convex portion (7). Since the substrate (1) and the cap (4) are fixed to the outer position of the sealing frame (12), the intrusion route of water from the outside is the adhesive layer (5) and the sealing frame (12). ), The length of the path is significantly longer than that of resin encapsulation only, and water does not easily reach the semiconductor element, so that the moisture resistance is significantly improved.
また、キャップ（４）の嵌合部（８）を基板（１）の
側面部に嵌合するだけで、封止枠（12）が、キャップ
（４）の凸部（７）の内部に収容されるので、キャップ
（４）を装着するときの位置決めが簡単にできる。Further, the sealing frame (12) is housed inside the convex portion (7) of the cap (4) only by fitting the fitting portion (8) of the cap (4) to the side surface portion of the substrate (1). Therefore, the positioning when mounting the cap (4) can be easily performed.
次に、本発明に係る半導体装置の実施例について説明
する。Next, examples of the semiconductor device according to the present invention will be described.
（実施例） 実施例１ ガラスエポキシ樹脂素材からなる半導体素子搭載用基
板（１）上に、半導体素子（２）を銀ペースト（９）で
ダイボンディングした後、金ワイヤーボンディングによ
り外部と電気接続した。次に、液状封止樹脂（３）を半
導体素子（２）上に滴下し、所定温度で硬化させた。次
に、第１図に示したような、中央部に凸部（７）を有
し、かつ外周部に基板（１）と嵌合する嵌合部（８）を
有したアルミニウムからなるキャップ（４）の接着面
に、ディスペンシング法により接着層（５）を形成し、
熱処理によりＢ−ステージ状態とした。このキャップ
（４）の嵌合部（８）を基板（１）の側面部に嵌合すれ
ば、封止枠（12）が凸部（７）内に収容される。そこ
で、接着層（５）を熱圧着して、キャップ（４）を基板
（１）上に固着させた。耐湿信頼性は1200時間であり、
キャップのない場合と比較して10倍以上耐湿性が向上し
た。(Example) Example 1 After a semiconductor element (2) was die-bonded with a silver paste (9) on a semiconductor element mounting substrate (1) made of a glass epoxy resin material, it was electrically connected to the outside by gold wire bonding. . Next, the liquid sealing resin (3) was dropped on the semiconductor element (2) and cured at a predetermined temperature. Next, as shown in FIG. 1, a cap made of aluminum having a convex portion (7) in the central portion and a fitting portion (8) for fitting with the substrate (1) in the outer peripheral portion ( An adhesive layer (5) is formed on the adhesive surface of 4) by a dispensing method,
It was brought into a B-stage state by heat treatment. When the fitting portion (8) of the cap (4) is fitted to the side surface portion of the substrate (1), the sealing frame (12) is housed in the convex portion (7). Therefore, the adhesive layer (5) was thermocompression-bonded to fix the cap (4) on the substrate (1). Moisture resistance reliability is 1200 hours,
Moisture resistance is improved more than 10 times compared to the case without cap.
実施例２ ガラスエポキシ樹脂素材からなる半導体素子搭載用基
板（１）上に、半導体素子（２）を銀ペースト（９）で
ダイボンディングし、さらに金ワイヤーボンディングに
より外部と電気接続した。次に、第２図に示したような
形状のアルミニウムからなるキャップ（４）の接着面
に、ディスペンシング法により接着層（５）を形成し、
熱処理によりＢ−ステージ状態とした。このキャップ
（４）を、その凸部（７）内に封止枠（12）を収容する
ように基板（１）上に載置し、熱圧着により固着させ
た。耐湿信頼性は第２図に示すキャップの場合700時間
と、キャップのない場合と比較して７倍耐湿性が向上し
た。Example 2 A semiconductor element mounting substrate (1) made of a glass epoxy resin material was die-bonded to the semiconductor element (2) with a silver paste (9), and then electrically connected to the outside by gold wire bonding. Next, an adhesive layer (5) is formed on the adhesive surface of the cap (4) made of aluminum having the shape shown in FIG. 2 by a dispensing method,
It was brought into a B-stage state by heat treatment. The cap (4) was placed on the substrate (1) so as to accommodate the sealing frame (12) in the convex portion (7), and fixed by thermocompression bonding. The moisture resistance was 700 hours in the case of the cap shown in FIG. 2, which is 7 times higher than that in the case without the cap.
実施例３ 実施例１と同様に、半導体素子（２）を樹脂防止し
た。次に、第３図に示したような形状のアルミニウムか
らなるキャップ（４）の接着面全体に、ディスペンシン
グ法により接着剤（５）を形成し、熱処理によりＢ−ス
テージ状態とした。このキャップ（４）を、その凸部
（７）内に封止枠（12）を収容するように基板（１）上
に載置し、熱圧着により固着させた。耐湿信頼性は1500
時間であり、キャップのない場合と比較して15倍耐湿性
が向上した。Example 3 Similar to Example 1, the semiconductor element (2) was resin-protected. Next, an adhesive (5) was formed by a dispensing method on the entire bonding surface of the cap (4) made of aluminum having a shape as shown in FIG. The cap (4) was placed on the substrate (1) so as to accommodate the sealing frame (12) in the convex portion (7), and fixed by thermocompression bonding. Moisture resistance reliability is 1500
It is time, and the moisture resistance is improved by 15 times compared to the case without the cap.
比較例 第４図に示したように、ガラスエポキシ樹脂素材から
なる半導体素子搭載用基板（21）上に、半導体素子（2
2）を銀ペースト（29）でダイボンディングし、さらに
金ワイヤーボンディングにより外部と電気接続した。次
に、液状封止樹脂（23）を半導体素子（22）に滴下し、
所定温度で硬化させた。耐湿信頼性は100時間であっ
た。Comparative Example As shown in FIG. 4, a semiconductor element (2) was mounted on a semiconductor element mounting substrate (21) made of a glass epoxy resin material.
2) was die-bonded with silver paste (29) and then electrically connected to the outside by gold wire bonding. Next, the liquid sealing resin (23) is dropped on the semiconductor element (22),
It was cured at a predetermined temperature. The moisture resistance reliability was 100 hours.
以上の半導体装置の耐湿信頼性の評価は次のように行
った。The evaluation of the moisture resistance reliability of the above semiconductor device was performed as follows.
耐湿信頼性 半導体装置を121℃、２気圧の蒸気釜中に入れ、半導
体素子のアルミニウム配線の導通抵抗が初期値より10％
上昇するまでの時間を測定した。Humidity resistance reliability The semiconductor device is placed in a steam oven at 121 ° C and 2 atm, and the conduction resistance of the aluminum wiring of the semiconductor element is 10% of the initial value.
The time to rise was measured.
（発明の効果） 以上、詳述した通り、本発明は、樹脂素材からなる半
導体素子搭載用基板（１）と、金属からなり中央部に外
方へ突出する凸部（７）を設け、外周部に前記基板
（１）の側面部に嵌合する嵌合部（８）を設け、表面に
絶縁被膜を形成したキャップ（４）とを備えた半導体装
置であって、前記基板（１）に、その側面部を前記キャ
ップ（４）の嵌合部（８）に嵌合させたとき該キャップ
（４）の凸部（７）内に収容される封止枠（12）を突設
し、この封止枠（12）の外側の位置においてあらかじめ
Ｂ−ステージの状態で形成された樹脂素材からなる接着
層（５）を介して前記キャップ（４）を固着されてなる
ことに特徴があり、これにより、外部からの水の侵入経
路が接着層（５）及び封止枠（12）を迂回する長さとな
り、従来の樹脂封止のみに比べ、その経路が長くなっ
て、容易に水が半導体素子（２）に到達しないため、耐
湿性の高い半導体装置を提供することができるようにな
った。 (Effects of the Invention) As described in detail above, the present invention provides a semiconductor element mounting substrate (1) made of a resin material and a convex portion (7) made of metal and projecting outward at the center, A semiconductor device comprising a fitting portion (8) for fitting to a side surface portion of the substrate (1) and a cap (4) having an insulating coating formed on the surface thereof. , A protrusion is provided with a sealing frame (12) which is accommodated in the convex portion (7) of the cap (4) when the side surface thereof is fitted into the fitting portion (8) of the cap (4), It is characterized in that the cap (4) is fixed to the outside of the sealing frame (12) through an adhesive layer (5) made of a resin material formed in advance in the B-stage state, As a result, the water invasion path from the outside has a length that bypasses the adhesive layer (5) and the sealing frame (12). As compared with the case of only resin sealing, the path becomes longer and water does not easily reach the semiconductor element (2), so that it is possible to provide a semiconductor device having high moisture resistance.
また、キャップ（４）の嵌合部（８）を基板（１）の
側面部に嵌合するだけで、封止枠（12）がキャップ
（４）の凸部（７）の内部に収容されるので、キャップ
（４）の位置決め及び装着が容易になる。さらに、この
封止枠（12）の外側の位置においてあらかじめＢ−ステ
ージの状態に形成された接着層（５）を有するキャップ
（４）を固定するので、キャップ（４）と基板（１）と
の接合作業が簡単となり、キャップ（４）を基板（１）
上に載置し、熱圧着させるだけで封止が完了して、封止
作業の効率が良くなるため、作業コストを大幅に低減さ
せることができただけでなく接合信頼性も向上した。Further, the sealing frame (12) is housed inside the convex portion (7) of the cap (4) only by fitting the fitting portion (8) of the cap (4) to the side surface portion of the substrate (1). This facilitates positioning and mounting of the cap (4). Further, since the cap (4) having the adhesive layer (5) formed in the B-stage state in advance is fixed at a position outside the sealing frame (12), the cap (4) and the substrate (1) are fixed. The bonding work of the is simple, and the cap (4) is attached to the substrate (1).
Sealing is completed simply by placing it on top and thermocompression bonding, and the efficiency of the sealing work is improved, so that not only the work cost can be significantly reduced, but also the joint reliability is improved.
第１図〜第３図は、本発明に係る半導体装置の実施例を
示す縦断面図である。 また、第４図は従来の半導体装置を示す縦断面図であ
る。 符号の説明 １……半導体素子搭載用基板、２……半導体素子、３…
…封止樹脂、４……キャップ、５……接着層、６……半
導体素子搭載部、７……凸部、８……嵌合部、９……銀
ペースト、10……外部導体ピン、11……ボンディングワ
イヤー、12……封止枠。1 to 3 are vertical sectional views showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 4 is a vertical sectional view showing a conventional semiconductor device. Explanation of reference numerals 1 ... Semiconductor element mounting substrate, 2 ... Semiconductor element, 3 ...
… Encapsulating resin, 4 …… Cap, 5 …… Adhesive layer, 6 …… Semiconductor element mounting part, 7 …… Convex part, 8 …… Mating part, 9 …… Silver paste, 10 …… External conductor pin, 11 …… bonding wire, 12 …… sealing frame.
Claims (2)
と、金属からなり中央部に外方へ突出する凸部を設け、
外周部に前記基板の側面部に嵌合する嵌合部を設け、表
面に絶縁被膜を形成したキャップとを備えた半導体装置
であって、 前記基板に、その側面部を前記キャップの嵌合部に嵌合
させたとき該キャップの凸部内に収容される封止枠を突
設し、この封止枠の外側の位置においてあらかじめＢ−
ステージの状態で形成された樹脂素材からなる接着層を
介して前記キャップを固着したことを特徴とする半導体
装置。1. A semiconductor element mounting substrate made of a resin material, and a convex portion made of metal and protruding outward in a central portion,
A semiconductor device comprising: a cap having an outer periphery provided with a fitting portion for fitting with a side surface portion of the substrate; and a cap having an insulating coating formed on a surface thereof, the side surface portion being provided on the substrate with a fitting portion of the cap. A sealing frame that is housed in the convex portion of the cap when fitted to the cap, and is placed at a position outside the sealing frame in advance at the position B-
A semiconductor device, wherein the cap is fixed via an adhesive layer made of a resin material formed in a stage state.
エポキシ樹脂組成物であり、熱圧着により溶融して、前
記半導体素子搭載用基板と前記キャップとを固着させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体
装置。2. The adhesive layer made of the resin material is a thermosetting epoxy resin composition, which is melted by thermocompression bonding to fix the semiconductor element mounting substrate and the cap. The semiconductor device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007116A JPH0821641B2 (en) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007116A JPH0821641B2 (en) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174340A JPS63174340A (en) | 1988-07-18 |
| JPH0821641B2 true JPH0821641B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=11657116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62007116A Expired - Lifetime JPH0821641B2 (en) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821641B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS61124157A (en) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Nec Corp | Cap frame for semiconductor device |
| JPS63120447A (en) * | 1986-11-08 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Manufacture of semiconductor package |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP62007116A patent/JPH0821641B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63174340A (en) | 1988-07-18 |
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