JPH0263144A

JPH0263144A - 樹脂封止型半導体装置

Info

Publication number: JPH0263144A
Application number: JP21434988A
Authority: JP
Inventors: Teru Okunoyama; 奥野山　輝; Tatsuya Onishi; 龍也大西
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-02

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、耐湿性、および半導体素子と封止樹脂との接
着性が改良された樹脂封止型半導体装置に関する。

（従来の技術）半導体素子表面は、湿気や不純物に極めて敏感であるた
め、樹脂等で封止し保護されている。

第２図は、このような従来の樹脂封止型半導体装置の断
面図である。　同図にみるように、半導体素子１はリー
ドフレーム４に固定され、半導体素子１のポンディング
パッド２と、リードフレーム４のリード４ａ　、４ｂと
が金、アルミニウム等の金属線３によって接続されてい
る。　そして、これらはエポキシ樹脂等の封止樹脂５で
封止され全体が固定されている。

従来から、封止樹脂５が素子の表面に直接することなく
、保護コートしたポリイミド樹脂を介して樹脂封止した
樹脂封止型半導体装置が知られている。　しかし、一般
のポリイミド樹脂は、概して半導体素子との接着性が悪
く、ハーメチック封止型と違って水を吸湿しやすい樹脂
封止型半導体装置においては、耐湿性に劣ることが大き
な問題であった。　そのため、半導体素子と接着剥離を
生じないようにカップリング剤処理等をあらかじめ施す
ことは、ある程度有効である。　しかしながら、カップ
リング剤処理をしてもまだ耐湿性は十分でなく、アルミ
ニウム配線など半導体素子の腐食しやすい部分が、水分
により断線したり、吸湿時に素子のリーク電流が増大す
る等の問題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、半導体
素子と封止樹脂との接着性、耐湿性に優れ、耐湿試験に
おいてリーク電流が少なく、しかも、腐食、断線等の問
題が起こりにくく、さらに半導体素子の表面の保護層に
より半導体製造工程における加工落ちのない樹脂封止型
半導体装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果なされたもので、半導体素子表面に特定のポリイ
ミド樹脂による保護層を設けることによって、上記目的
が達成され、従来の問題点が解消されることを見いだし
、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は（半導体素子を樹脂封止してなる樹脂封止型半導体装置に
おいて、半導体素子表面に、一般式（但し式中、ｎは整数を、それぞれ表す）で示されるとともに、（Ａ）ないしくＥ）の構成要素の
モル比が（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜３０／　７０゜（Ｃ）　／
　（Ｄ　）　＝９９／１〜５０／　５０、かつ［（Ｃ）
モ（Ｄ　）　］　／　（Ｅ　）　＝９９／１〜７０／　
３０であるポリイミド樹脂の保護層が形成され、該保護
層を介し樹脂封止してなることを特徴とする樹脂封止型
半導体装置である。

本発明に用いるポリイミド樹脂は前記した一般式を有す
るもので、酸成分とジアミン成分とを反応させて得られ
る。　酸成分としては、Ｒ１が（Ａ）である３、３’、
　４．４”−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、その無
水物若しくは低級アルキルエステル、及びＲ１が（Ｂ）
である１、２，４．５−ベンゼンテトラカルボン酸、そ
の無水物若しくは低級アルキルエステルの混合物が用い
られる。

また、ジアミン成分としては、Ｒ２が（Ｃ）である４、
４′−ジアミノジフェニルエーテル、Ｒ２が（Ｄ）であ
る４４゛−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５゜５′−
ジメチルジフェニルメタン、及びＲ２が（Ｅ）である１
、３−ビス（γアミノプロピル）　−１，１，３，３−
テトラメチルジシロキサンの混合物が用いられる。

これらの各成分の割合は次のとおりである。

（Ａ）／（Ｂ）のモル比は９９／１〜３０／　７０の範
囲内とする。　モル比が３０／　７０末溝であると半導
体素子表面や封止樹脂との接着性が低下し、また９９／
１を超えると溶剤によるエツチング性が悪化するので好
ましくない、　　　（Ｃ）／（Ｄ＞のモル比は９９／１
〜５０１５０とする。　モル比が５０１５０未満である
とポリイミドの耐熱性が低下し、また、９９／１を超え
ると封止樹脂との接着性が低下するので好ましくない、
　さらに［（Ｃ）モ（Ｄ）］／（Ｅ）のモル比は９９／
１〜７０／　３０とする。　モル比が７０／　３０未満
であると耐熱性が低下するため半田ショック等の熱衝撃
において接着性が低下し、また、９９／１を超えると半
導体素子表面との接着性が低下するので好ましくない。

ポリイミド樹脂を製造するには、まず、前述の所定割合
に混合したジアミン成分を非プロトン系極性溶剤に溶解
し、次に前述の所定割合に混合した酸成分を加え、−２
０〜５０℃で１〜１０時間反応させて、ポリイミド樹脂
の前駆体であるポリアミド酸樹脂を得る。

半導体素子表面にポリイミド樹脂の保護層を形成するに
は、ポリイミド樹脂の前駆体である上記ポリアミド酸樹
脂の樹脂溶液を半導体素子表面に塗布する。　ここで用
いる溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の非プロト
ン系極性溶剤が最適である。　そして、これらの溶剤は
単独又は２種以上の混合系として使用される。

このようにして調製したポリアミド酸樹脂溶液を半導体
素子表面に塗布し、１２０〜３５０　’Ｃの温度で、数
段階に分けて数時間焼き付けて、保護層を形成する。　
その後、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェ
ノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂
等の成形材料で、常用の注形、トランスファー成形、射
出成形等により０．５〜５　ｎＩｍ程度の厚さにモール
ドして樹脂封止型半導体装置を製造する。

（作用）本発明に係るポリイミド樹脂を使用したことによって、
半導体素子表面とポリイミド樹脂との接着性が良くなり
、素子の周辺から湿気を吸収することがなく耐湿性が向
上し、製造工程中の信頼性も向上する。

（実施例）次に、本発明を実施例によって説明する。

第１ａ図に示すように、半導体素子１の表面にポリイミ
ド樹脂の前駆体を、スピンナーを用いて硬化後の膜厚が
１〜１０μｍとなるように塗布し、９５℃で５分間加熱
後、さらに１７０℃で６０分間加熱する。　こうして得
られた前駆体樹脂表面にはフォトレジストを塗布し、乾
燥後に保護層６のパターンを露光する。　露光したもの
を現像、リンス、乾燥し、ポンディングパッド２やその
地下必要な部分をヒドラジン等でエツチング除去する。

　エツチング終了後リンスして乾燥し、その後レジスト
を剥離して再度リンス乾燥する。　こうして保護層６の
パターンを形成した素子を、さらに２５０℃で３０分間
加熱後、３０分で３００℃に昇温しそのまま３０分間保
持した後、９０分間で１５０℃まで温度を下げてポリイ
ミド樹脂の保護層６を形成した。

この半導体素子を使用して樹脂封止型半導体装置が製造
される。　すなわち、第１ｂ図に示すようにポリイミド
樹脂による保護層６で保護された半導体素子１はリード
フレーム４に固定され、半導体素子１のポンディングパ
ッド２はリード４ａ。

４ｂに金属線３によって接続され、エポキシ樹脂５で封
止される。　ここでポンディングパッド２に樹脂をコー
トしなかった理由は、金属線３を接続させるボンディン
グ工程があることと、エポキシ樹脂５とポリイミド樹脂
層との熱膨脹係数の差に起因する事故が発生するおそれ
があるからである。　このようにして製造された樹脂封
止型半導体装置について信頼性試験を行ったところ、耐
湿性について　１２５℃の飽和水蒸気中で８００時間以
上の高信頼性が得られ、さらに装置製造工程における不
良もほとんどないことが確認された。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の樹脂刺止型半導体装置は
、従来のものと異なり、特定のポリイミド樹脂を用いた
ことによって、半導体素子表面と保護層、及び封止樹脂
と保護層との接着性が改善され、極めて優れた耐湿性を
得ることができる。

そして、腐食、断線もなくなり、半導体装置の製造工程
における加工落ちも少なくなり、高信頼性の半導体装置
を製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明に係る半導体素子の平面図、第１ｂ図
は第１ａ図の半導体素子を使用した本発明の樹脂封止型
半導体装置の一例を示す断面図、第２図は従来の樹脂封
止型半導体装置の断面図である。１・・・半導体素子、　２・・・ポンディングパッド、
３・・・金属線、　４．４ａ　、４ｂ・・・リードフレ
ーム、５・・・封止樹脂、　６・・・保護層（ポリイミ
ド樹脂）。

Claims

【特許請求の範囲】１　半導体素子を樹脂封止してなる樹脂封止型半導体装
置において、半導体素子表面に、一般式▲数式、化学式
、表等があります▼ （但し式中、Ｒ＾１は（Ａ）▲数式、化学式、表等があります▼およ
び（Ｂ）▲数式、化学式、表等があります▼を、Ｒ＾２は（Ｃ）▲数式、化学式、表等があります▼、（Ｄ）▲数式、化学式、表等があります▼および（Ｅ）▲数式、化学式、表等があります▼を、ｎは整数を、それぞれ表す）で示されるとともに、（Ａ）ないし（Ｅ）の構成要素の
モル比が（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜３０／７０、（Ｃ）／（Ｄ）＝９９／１〜５０／５０、かつ［（Ｃ）
＋（Ｄ）］／（Ｅ）＝９９／１〜７０／３０であるポリ
イミド樹脂の保護層が形成され、該保護層を介し樹脂封
止してなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。