JP3417325B2 - 半導体パッケージ - Google Patents
半導体パッケージInfo
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- buffer layer
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
に関し、特に、インナーリードの疲労破壊を防止した半
導体パッケージに関する。
に関し、特に、インナーリードの疲労破壊を防止した半
導体パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリイミド等の絶縁フィルムと、このフ
ィルムの表面に所定の形状に形成された配線パターンと
から構成されるＴＡＢテープに半導体チップを搭載し、
半導体チップの電極に接続された配線パターンのインナ
ーリードの周囲に樹脂の封止部を形成した半導体パッケ
ージが多くの用途に使用されている。
ィルムの表面に所定の形状に形成された配線パターンと
から構成されるＴＡＢテープに半導体チップを搭載し、
半導体チップの電極に接続された配線パターンのインナ
ーリードの周囲に樹脂の封止部を形成した半導体パッケ
ージが多くの用途に使用されている。
【０００３】図１は、その構造を示したもので、１はポ
リイミドフィルム、２はフィルム１の一方の面に形成さ
れた銅箔の配線パターン、３は熱応力緩衝層４を介して
配線パターン２の上に搭載された半導体チップを示し、
電極５を配線パターン２のインナーリード６に接続させ
ている。
リイミドフィルム、２はフィルム１の一方の面に形成さ
れた銅箔の配線パターン、３は熱応力緩衝層４を介して
配線パターン２の上に搭載された半導体チップを示し、
電極５を配線パターン２のインナーリード６に接続させ
ている。
【０００４】７はインナーリード６を保護するための樹
脂の封止部、８は絶縁フィルム１が有する貫通孔を通し
て配線パターン２の所定の個所に接続された外部電極と
しての半田ボールを示し、ポリイミドフィルム１の他方
の面にアレイ状に配置されている。
脂の封止部、８は絶縁フィルム１が有する貫通孔を通し
て配線パターン２の所定の個所に接続された外部電極と
しての半田ボールを示し、ポリイミドフィルム１の他方
の面にアレイ状に配置されている。
【０００５】図２は、インナーリード６の周辺を拡大し
て示したものである。ポリイミドフィルム１に接着剤１
１を介して貼り付けられた配線パターン２には、ランド
９が設定され、このランド９には、ポリイミドフィルム
１に設けられた貫通孔１２を通して半田ボール８が接続
されている。
て示したものである。ポリイミドフィルム１に接着剤１
１を介して貼り付けられた配線パターン２には、ランド
９が設定され、このランド９には、ポリイミドフィルム
１に設けられた貫通孔１２を通して半田ボール８が接続
されている。
【０００６】配線パターン２から伸長したインナーリー
ド６は、１０と１０′の部分において曲げられて半導体
チップ３の電極５に接続され、この湾曲を維持した状態
で封止部７に埋め込まれ、外部衝撃から保護されてい
る。
ド６は、１０と１０′の部分において曲げられて半導体
チップ３の電極５に接続され、この湾曲を維持した状態
で封止部７に埋め込まれ、外部衝撃から保護されてい
る。
【０００７】インナーリード６は、長さ０．２〜０．３
ｍｍ、幅３０μｍ、および厚さ２５μｍ程度の極小サイ
ズに、厚さ１．５μｍ程度の金めっき処理を施して構成
されており、１０と１０′の曲げ部分は、半径０．０５
ｍｍ程度の小さな曲率半径に設定されている。
ｍｍ、幅３０μｍ、および厚さ２５μｍ程度の極小サイ
ズに、厚さ１．５μｍ程度の金めっき処理を施して構成
されており、１０と１０′の曲げ部分は、半径０．０５
ｍｍ程度の小さな曲率半径に設定されている。
【０００８】通常ビッカース硬度が１３０程度の軟質の
圧延銅箔、あるいは電解銅箔の場合、初期クラックの生
じない最小の曲げ半径が０．０４ｍｍとされていること
からすると、これら１０と１０′の部分における０．０
５ｍｍという曲率半径は厳しいものであり、従って、こ
の種の半導体パッケージにとっては、インナーリード６
を保護する封止部７の役割が重要となる。
圧延銅箔、あるいは電解銅箔の場合、初期クラックの生
じない最小の曲げ半径が０．０４ｍｍとされていること
からすると、これら１０と１０′の部分における０．０
５ｍｍという曲率半径は厳しいものであり、従って、こ
の種の半導体パッケージにとっては、インナーリード６
を保護する封止部７の役割が重要となる。
【０００９】一方、半導体パッケージは、高い信頼性が
要求される関係から−６５〜１５０℃のヒートサイクル
試験をクリアしなければならないが、温度条件が苛酷な
ために接合相手のプリント基板と半田ボールの界面にク
ラックを発生させることがある。
要求される関係から−６５〜１５０℃のヒートサイクル
試験をクリアしなければならないが、温度条件が苛酷な
ために接合相手のプリント基板と半田ボールの界面にク
ラックを発生させることがある。
【００１０】原因は、プリント基板と半導体チップの熱
膨張係数の違いにあり、前者の係数２０〜３０ｐｐｍ／
℃と後者の係数３ｐｐｍ／℃の差がヒートサイクルによ
る応力を発生させ、この応力が接合界面に作用する結
果、クラックが発生するものである。
膨張係数の違いにあり、前者の係数２０〜３０ｐｐｍ／
℃と後者の係数３ｐｐｍ／℃の差がヒートサイクルによ
る応力を発生させ、この応力が接合界面に作用する結
果、クラックが発生するものである。
【００１１】熱応力緩衝層４は、この問題に対処するた
めに存在するもので、ヒートサイクルにより発生するス
トレスは、この熱応力緩衝層４によって緩和されること
になり、その結果、プリント基板と半田ボール８の間で
のクラックの発生は防止されることになる（特表平６−
５０４４０８号等）。
めに存在するもので、ヒートサイクルにより発生するス
トレスは、この熱応力緩衝層４によって緩和されること
になり、その結果、プリント基板と半田ボール８の間で
のクラックの発生は防止されることになる（特表平６−
５０４４０８号等）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
パッケージによると、熱応力緩衝層４と封止部７は同じ
材質の樹脂材料によって構成されるのが普通であること
から、インナーリード６に好ましくない応力が作用し、
少ない回数のヒートサイクルにおいて疲労破壊を招くこ
とがある。
パッケージによると、熱応力緩衝層４と封止部７は同じ
材質の樹脂材料によって構成されるのが普通であること
から、インナーリード６に好ましくない応力が作用し、
少ない回数のヒートサイクルにおいて疲労破壊を招くこ
とがある。
【００１３】疲労破壊は、シリコーンゴムのような低弾
性材（熱膨張収縮大）によって構成される熱応力緩衝層
４での膨張収縮力が、インナーリード６に伝搬するため
に発生するもので、ヒートサイクルが繰り返される結
果、前述した１０、１０′の部分が疲労し、破断に至る
ものである。
性材（熱膨張収縮大）によって構成される熱応力緩衝層
４での膨張収縮力が、インナーリード６に伝搬するため
に発生するもので、ヒートサイクルが繰り返される結
果、前述した１０、１０′の部分が疲労し、破断に至る
ものである。
【００１４】インナーリード６を外部衝撃等から保護す
るうえにおいて効果を発揮する封止部７は、熱応力緩衝
層４と同じ材質の材料によって構成されていることか
ら、インナーリード６の破壊を助長するように作用しこ
そすれ、破壊現象を防ぐようには作用しない。封止部７
には、ヒートサイクルに伴ってインナーリード６を引き
摺るような力が発生し、このため、１０、１０′の部分
の疲労破壊は促進されることになる。
るうえにおいて効果を発揮する封止部７は、熱応力緩衝
層４と同じ材質の材料によって構成されていることか
ら、インナーリード６の破壊を助長するように作用しこ
そすれ、破壊現象を防ぐようには作用しない。封止部７
には、ヒートサイクルに伴ってインナーリード６を引き
摺るような力が発生し、このため、１０、１０′の部分
の疲労破壊は促進されることになる。
【００１５】従って、本発明の目的は、ヒートサイクル
を原因とした疲労破壊から、インナーリードを保護する
ことのできる半導体パッケージを提供することにある。
を原因とした疲労破壊から、インナーリードを保護する
ことのできる半導体パッケージを提供することにある。
【００１６】
【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、絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの一
方の面に形成され、所定の方向に突出したインナーリー
ドを有する配線パターンと、前記配線パターンを有する
前記絶縁フィルムの一方の面に形成された熱応力緩衝層
と、前記熱応力緩衝層に接着され、電極を前記インナー
リードに接続させた半導体チップと、前記インナーリー
ドおよび前記半導体チップの電極の周囲を覆う封止部
と、前記絶縁フィルムが有する貫通孔を通して前記配線
パターンの所定の個所に接続され、前記絶縁フィルムの
他方の面にアレイ状に配置された半田ボールから構成さ
れる半導体パッケージにおいて、前記熱応力緩衝層は、
１００〜１５０℃において１〜１００ＭＰａの弾性係数
を有し、かつ１００℃以下のガラス転移点を有する材料
によって構成され、前記封止部は、１００〜１５０℃に
おいて１００ＭＰａ以上の弾性係数を有し、かつ１００
℃以上のガラス転移点を有する材料によって熱膨張収縮
に基づいて発生する熱応力による前記インナーリードの
疲労破断現象を回避するように構成されることを特徴と
する半導体パッケージを提供するものである。
達成するため、絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの一
方の面に形成され、所定の方向に突出したインナーリー
ドを有する配線パターンと、前記配線パターンを有する
前記絶縁フィルムの一方の面に形成された熱応力緩衝層
と、前記熱応力緩衝層に接着され、電極を前記インナー
リードに接続させた半導体チップと、前記インナーリー
ドおよび前記半導体チップの電極の周囲を覆う封止部
と、前記絶縁フィルムが有する貫通孔を通して前記配線
パターンの所定の個所に接続され、前記絶縁フィルムの
他方の面にアレイ状に配置された半田ボールから構成さ
れる半導体パッケージにおいて、前記熱応力緩衝層は、
１００〜１５０℃において１〜１００ＭＰａの弾性係数
を有し、かつ１００℃以下のガラス転移点を有する材料
によって構成され、前記封止部は、１００〜１５０℃に
おいて１００ＭＰａ以上の弾性係数を有し、かつ１００
℃以上のガラス転移点を有する材料によって熱膨張収縮
に基づいて発生する熱応力による前記インナーリードの
疲労破断現象を回避するように構成されることを特徴と
する半導体パッケージを提供するものである。
【００１７】絶縁フィルムの構成材としては、ポリイミ
ドフィルム、ポリエステルフィルム等が使用され、配線
パターンの構成材としては、銅箔、銅合金箔等が使用さ
れる。熱応力緩衝層の構成材としては、エポキシ樹脂、
アクリルニトリル変性エポキシ樹脂、アクリルニトリル
ゴム配合エポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ある
いはシリコーンゴムまたは樹脂等が好ましく、これらの
中から１００〜１５０℃における弾性係数が１〜１００
ＭＰａで１００℃以下のガラス転移点を有する材料が選
ばれる。
ドフィルム、ポリエステルフィルム等が使用され、配線
パターンの構成材としては、銅箔、銅合金箔等が使用さ
れる。熱応力緩衝層の構成材としては、エポキシ樹脂、
アクリルニトリル変性エポキシ樹脂、アクリルニトリル
ゴム配合エポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ある
いはシリコーンゴムまたは樹脂等が好ましく、これらの
中から１００〜１５０℃における弾性係数が１〜１００
ＭＰａで１００℃以下のガラス転移点を有する材料が選
ばれる。
【００１８】一方、封止部の構成材としては、フェノー
ルノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系
エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック系エポキシ
樹脂、臭素化クレゾールノボラック系エポキシ樹脂等の
エポキシ樹脂が使用され、これらの中から１００〜１５
０℃における弾性係数が１００ＭＰａ以上で１００℃以
上のガラス転移点を有する材料が選ばれる。
ルノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系
エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック系エポキシ
樹脂、臭素化クレゾールノボラック系エポキシ樹脂等の
エポキシ樹脂が使用され、これらの中から１００〜１５
０℃における弾性係数が１００ＭＰａ以上で１００℃以
上のガラス転移点を有する材料が選ばれる。
【００１９】熱応力緩衝層の１００〜１５０℃での弾性
係数とガラス転移点をそれぞれ１〜１００ＭＰａと１０
０℃以下に設定する理由は、これらを外れる材料を使用
すると、プリント基板と半導体チップの熱膨張係数の違
いからくる、半田ボールとプリント基板の接合界面での
クラック発生を抑制できなくなるからである。
係数とガラス転移点をそれぞれ１〜１００ＭＰａと１０
０℃以下に設定する理由は、これらを外れる材料を使用
すると、プリント基板と半導体チップの熱膨張係数の違
いからくる、半田ボールとプリント基板の接合界面での
クラック発生を抑制できなくなるからである。
【００２０】これらの条件から外れる熱応力緩衝層を使
用するときには、たとえば、３７ｍａｓｓ％Ｐｂ−Ｓｎ
共晶の半田ボールを配列する場合、２００サイクル程度
のヒートサイクル試験でも半田ボールに脆性破断が生ず
るようになる。
用するときには、たとえば、３７ｍａｓｓ％Ｐｂ−Ｓｎ
共晶の半田ボールを配列する場合、２００サイクル程度
のヒートサイクル試験でも半田ボールに脆性破断が生ず
るようになる。
【００２１】絶縁フィルムと配線パターンは、多くの場
合接着剤によって一体化されるが、接着剤を用いないで
配線パターンを形成する銅箔等に絶縁フィルムを貼り付
けたものを用いることもできる。
合接着剤によって一体化されるが、接着剤を用いないで
配線パターンを形成する銅箔等に絶縁フィルムを貼り付
けたものを用いることもできる。
【００２２】封止部の構成材として、１００〜１５０℃
で１００ＭＰａ以上の弾性係数を有し、１００℃以上の
ガラス転移点を有する材料を使用する理由は、この弾性
係数とガラス転移点以外の材料を使用するとき、熱応力
緩衝層側からの熱膨張収縮に伴うインナーリードへの応
力の作用を抑制できなくなることと、封止部自身の熱膨
張収縮が大きくなってインナーリードに好ましくない影
響を与えるからである。
で１００ＭＰａ以上の弾性係数を有し、１００℃以上の
ガラス転移点を有する材料を使用する理由は、この弾性
係数とガラス転移点以外の材料を使用するとき、熱応力
緩衝層側からの熱膨張収縮に伴うインナーリードへの応
力の作用を抑制できなくなることと、封止部自身の熱膨
張収縮が大きくなってインナーリードに好ましくない影
響を与えるからである。
【００２３】換言すれば、本発明においては、封止部の
構成材として熱応力緩衝層の弾性係数よりも大きな弾性
係数を有する樹脂材料を用いることにより、熱応力緩衝
層の熱膨張収縮に基づく熱応力がインナーリードに伝搬
するのが抑制され、インナーリードを前記熱応力に基づ
く疲労破断現象から回避できるようにしたものである。
また、封止部の構成材のガラス転移点を１００℃以上
としたのは、そのような材料は１００℃以下の温度での
熱膨張係数が小さく、熱応力の値を小さくできるためで
ある。温度サイクル試験を考慮すると、このガラス転移
点は１５０℃以上とするとより好ましい。通常エポキシ
樹脂のガラス転移点は１００℃以上で、多くは１５０℃
から１７０℃である。ガラス転移点が１５０〜１７０℃
であれば、温度サイクル試験の高温側温度１５０℃より
高いので、構成材の弾性係数は１５０℃以下では大きく
低下せず、熱応力緩衝層から伝搬される応力をその硬さ
によって抑えることができる。
構成材として熱応力緩衝層の弾性係数よりも大きな弾性
係数を有する樹脂材料を用いることにより、熱応力緩衝
層の熱膨張収縮に基づく熱応力がインナーリードに伝搬
するのが抑制され、インナーリードを前記熱応力に基づ
く疲労破断現象から回避できるようにしたものである。
また、封止部の構成材のガラス転移点を１００℃以上
としたのは、そのような材料は１００℃以下の温度での
熱膨張係数が小さく、熱応力の値を小さくできるためで
ある。温度サイクル試験を考慮すると、このガラス転移
点は１５０℃以上とするとより好ましい。通常エポキシ
樹脂のガラス転移点は１００℃以上で、多くは１５０℃
から１７０℃である。ガラス転移点が１５０〜１７０℃
であれば、温度サイクル試験の高温側温度１５０℃より
高いので、構成材の弾性係数は１５０℃以下では大きく
低下せず、熱応力緩衝層から伝搬される応力をその硬さ
によって抑えることができる。
【００２４】１５０℃での弾性係数が５００〜１０，０
００ＭＰａの範囲にあることと、１００℃以上のガラス
転移点を有することは、以上のインナーリード保護のた
めの前提条件であり、封止部がこのような材料で構成さ
れる結果、インナーリードは繰り返しのヒートサイクル
に耐え、疲労破壊しないようになる。
００ＭＰａの範囲にあることと、１００℃以上のガラス
転移点を有することは、以上のインナーリード保護のた
めの前提条件であり、封止部がこのような材料で構成さ
れる結果、インナーリードは繰り返しのヒートサイクル
に耐え、疲労破壊しないようになる。
【００２５】インナーリードの表面には、金めっきが施
されるのが普通である。アルミニウムによって構成され
ることの多い半導体チップの電極面との間に、Ａｕ−Ａ
ｌ合金層が形成されることから、良好な接続状態が構築
される。また、金めっきは、ランド面にも形成されるの
が普通であり、これによって半田ボールとの間に良好な
接続性が保証される。
されるのが普通である。アルミニウムによって構成され
ることの多い半導体チップの電極面との間に、Ａｕ−Ａ
ｌ合金層が形成されることから、良好な接続状態が構築
される。また、金めっきは、ランド面にも形成されるの
が普通であり、これによって半田ボールとの間に良好な
接続性が保証される。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、図１および図２に基づいて
本発明の半導体パッケージの実施の形態について説明す
る。幅３５ｍｍ、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム１
の一方の面に、幅２６ｍｍ、厚さ１０μｍのエポキシ樹
脂系のフィルム状接着剤１１を貼り付けた。
本発明の半導体パッケージの実施の形態について説明す
る。幅３５ｍｍ、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム１
の一方の面に、幅２６ｍｍ、厚さ１０μｍのエポキシ樹
脂系のフィルム状接着剤１１を貼り付けた。
【００２７】これらポリイミドフィルム１と接着剤１１
の貼り合わせは、テープラミネーターにポリイミドフィ
ルム１とフィルム状の接着剤１１を重ねて供給し、連続
的にラミネートすることによって行った。
の貼り合わせは、テープラミネーターにポリイミドフィ
ルム１とフィルム状の接着剤１１を重ねて供給し、連続
的にラミネートすることによって行った。
【００２８】次に、このラミネート材にパンチング加工
を施してインナーリード６のウインドー孔、送り孔（い
ずれも図示せず）、貫通孔１２等を形成した後、これに
幅２６ｍｍ、厚さ１８μｍの高純度銅圧延箔（純度９
９．９９％）を連続ラミネーターを使用して１６０℃の
温度で貼り付けた。
を施してインナーリード６のウインドー孔、送り孔（い
ずれも図示せず）、貫通孔１２等を形成した後、これに
幅２６ｍｍ、厚さ１８μｍの高純度銅圧延箔（純度９
９．９９％）を連続ラミネーターを使用して１６０℃の
温度で貼り付けた。
【００２９】次いで、１７０℃の温度で１時間加熱加圧
して接着剤１１を硬化させた後、銅箔の表面にフォトソ
ルダーレジストをコーティングし、露光と現像とエッチ
ング処理を施すことによって所定の形状の配線パターン
２を形成し、ＴＡＢテープ１３を得た。
して接着剤１１を硬化させた後、銅箔の表面にフォトソ
ルダーレジストをコーティングし、露光と現像とエッチ
ング処理を施すことによって所定の形状の配線パターン
２を形成し、ＴＡＢテープ１３を得た。
【００３０】配線パターン２には、ピッチが０．１７ｍ
ｍの４８ピンのインナーリード６と、これらに対応した
配線部１４と、直径０．３５ｍｍのランド９が形成さ
れ、ランド９はピッチ０．７５ｍｍのもとに４８個配列
された。
ｍの４８ピンのインナーリード６と、これらに対応した
配線部１４と、直径０．３５ｍｍのランド９が形成さ
れ、ランド９はピッチ０．７５ｍｍのもとに４８個配列
された。
【００３１】次に、インナーリード６とランド９に厚さ
１．０μｍの金めっきを施した後、インナーリード６の
ウインドー孔（インナーリード６が図のように折り曲げ
られる部分）よりも左右に突出しない位置に熱応力緩衝
層４が貼り付けられた。
１．０μｍの金めっきを施した後、インナーリード６の
ウインドー孔（インナーリード６が図のように折り曲げ
られる部分）よりも左右に突出しない位置に熱応力緩衝
層４が貼り付けられた。
【００３２】貼り付けは、アクリルニトリル変性エポキ
シ樹脂から構成された広幅の熱応力緩衝層を金型で所定
の寸法に打ち抜き、これをＴＡＢテープ１３に貼り付け
ることによって行った。この熱応力緩衝層４の構成材
は、−５５℃で２，０００ＭＰａ、常温で１，５００Ｍ
Ｐａ、５０℃で５０ＭＰａ、および１５０℃で２０ＭＰ
ａの低い弾性係数を有し、４５℃の低いガラス転移点を
有している。
シ樹脂から構成された広幅の熱応力緩衝層を金型で所定
の寸法に打ち抜き、これをＴＡＢテープ１３に貼り付け
ることによって行った。この熱応力緩衝層４の構成材
は、−５５℃で２，０００ＭＰａ、常温で１，５００Ｍ
Ｐａ、５０℃で５０ＭＰａ、および１５０℃で２０ＭＰ
ａの低い弾性係数を有し、４５℃の低いガラス転移点を
有している。
【００３３】次に、熱応力緩衝層４の所定の位置に半導
体チップ３を載置して１６０℃で２秒間加熱加圧し、こ
れにより半導体チップ３をほぼ瞬間的に搭載した後、シ
ングルポイントボンダーを使用してインナーリード６を
半導体チップ３の電極５に接続した。インナーリード６
には、１０と１０′の部分に曲率半径が０．０５ｍｍの
曲げ部分が設けられた。
体チップ３を載置して１６０℃で２秒間加熱加圧し、こ
れにより半導体チップ３をほぼ瞬間的に搭載した後、シ
ングルポイントボンダーを使用してインナーリード６を
半導体チップ３の電極５に接続した。インナーリード６
には、１０と１０′の部分に曲率半径が０．０５ｍｍの
曲げ部分が設けられた。
【００３４】次いで、クレゾールノボラック系エポキシ
樹脂を構成材とする樹脂封止材を使用してインナーリー
ド６の周囲を覆う封止部７を形成し、１７０℃で１時間
加熱して封止部７を硬化させた後、ランド９にＳｎ・Ｐ
ｂ共晶組成の半田ボール８を２３０℃のリフロー炉を使
用してアレイ状に搭載し、所定の半導体パッケージとし
た。
樹脂を構成材とする樹脂封止材を使用してインナーリー
ド６の周囲を覆う封止部７を形成し、１７０℃で１時間
加熱して封止部７を硬化させた後、ランド９にＳｎ・Ｐ
ｂ共晶組成の半田ボール８を２３０℃のリフロー炉を使
用してアレイ状に搭載し、所定の半導体パッケージとし
た。
【００３５】封止部７を構成するクレゾールノボラック
系エポキシ樹脂は、１７０℃のガラス転移点を有し、−
６５℃において４，０００ＭＰａ、常温において２，５
００ＭＰａ、および１５０℃において２，０００ＭＰａ
の弾性係数を有するものである。
系エポキシ樹脂は、１７０℃のガラス転移点を有し、−
６５℃において４，０００ＭＰａ、常温において２，５
００ＭＰａ、および１５０℃において２，０００ＭＰａ
の弾性係数を有するものである。
【００３６】以上の構成の半導体パッケージ（１）と、
以上の構成における封止部７の構成材として、クレゾー
ルノボラック系エポキシ樹脂の代わりにこの樹脂と同水
準のガラス転移点１６０℃を有し、−６５℃、常温、１
５０℃の各弾性係数においても、３，０００ＭＰａ、
１，５００ＭＰａ、１，０００ＭＰａと同水準の特性を
有するフェノールノボラック系エポキシ樹脂を使用した
半導体パッケージ（２）と、上記半導体パッケージ
（１）の構成において、熱応力緩衝層４に−６５℃で１
００ＭＰａ、常温〜１５０℃で１０ＭＰａの弾性係数を
有し、ガラス転移点が−４５℃のシリコーンゴムを使用
した半導体パッケージ（３）と、上記半導体パッケージ
（１）の構成において、熱応力緩衝層に−６５℃で２，
０００ＭＰａ、常温度１，８００ＭＰａ、１５０℃で
１，４００ＭＰａの弾性係数を有し、１４０℃のガラス
転移点を有するアクリルニトリルゴム配合のエポキシ樹
脂を使用した半導体パッケージ（４）をそれぞれ準備
し、−６５〜１５０℃のヒートサイクル試験を実施した
ところ、１，０００サイクルを超えてもインナーリード
６の疲労破壊はなく、本発明の効果が確認された。
以上の構成における封止部７の構成材として、クレゾー
ルノボラック系エポキシ樹脂の代わりにこの樹脂と同水
準のガラス転移点１６０℃を有し、−６５℃、常温、１
５０℃の各弾性係数においても、３，０００ＭＰａ、
１，５００ＭＰａ、１，０００ＭＰａと同水準の特性を
有するフェノールノボラック系エポキシ樹脂を使用した
半導体パッケージ（２）と、上記半導体パッケージ
（１）の構成において、熱応力緩衝層４に−６５℃で１
００ＭＰａ、常温〜１５０℃で１０ＭＰａの弾性係数を
有し、ガラス転移点が−４５℃のシリコーンゴムを使用
した半導体パッケージ（３）と、上記半導体パッケージ
（１）の構成において、熱応力緩衝層に−６５℃で２，
０００ＭＰａ、常温度１，８００ＭＰａ、１５０℃で
１，４００ＭＰａの弾性係数を有し、１４０℃のガラス
転移点を有するアクリルニトリルゴム配合のエポキシ樹
脂を使用した半導体パッケージ（４）をそれぞれ準備
し、−６５〜１５０℃のヒートサイクル試験を実施した
ところ、１，０００サイクルを超えてもインナーリード
６の疲労破壊はなく、本発明の効果が確認された。
【００３７】一方、上記した構成の半導体パッケージ
（１）を試料Ａとして準備すると共に、比較例として、
熱応力緩衝層に−６５℃で３，５００ＭＰａ、常温で
２，０００ＭＰａ、１５０℃で１，５００ＭＰａの弾性
係数を有する低弾性化していないビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂を使用し、封止樹脂に試料Ａと同じ物性のク
レゾールノボラック系エポキシ樹脂を使用した半導体パ
ッケージ（試料Ｂ）と、熱応力緩衝層に試料Ａと同じ物
性のアクリルニトリル変性エポキシ樹脂を使用し、封止
樹脂に−６５℃で１００ＭＰａ、常温〜１５０℃で１０
ＭＰａの弾性係数を有し、−４５℃のガラス転移点を有
するシリコーン樹脂を使用した半導体パッケージ（試料
Ｃ）をそれぞれ作製した。そして、各試料共−６５〜１
５０℃のヒートサイクル試験を行った。この結果を表１
に示す。なお、表中の数字は、ヒートサイクル試験後の
各試料についてのオープンショート電気試験によるイン
ナーリード断線（Ｌ）、半田ボール破断（Ｂ）の数を示
す。
（１）を試料Ａとして準備すると共に、比較例として、
熱応力緩衝層に−６５℃で３，５００ＭＰａ、常温で
２，０００ＭＰａ、１５０℃で１，５００ＭＰａの弾性
係数を有する低弾性化していないビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂を使用し、封止樹脂に試料Ａと同じ物性のク
レゾールノボラック系エポキシ樹脂を使用した半導体パ
ッケージ（試料Ｂ）と、熱応力緩衝層に試料Ａと同じ物
性のアクリルニトリル変性エポキシ樹脂を使用し、封止
樹脂に−６５℃で１００ＭＰａ、常温〜１５０℃で１０
ＭＰａの弾性係数を有し、−４５℃のガラス転移点を有
するシリコーン樹脂を使用した半導体パッケージ（試料
Ｃ）をそれぞれ作製した。そして、各試料共−６５〜１
５０℃のヒートサイクル試験を行った。この結果を表１
に示す。なお、表中の数字は、ヒートサイクル試験後の
各試料についてのオープンショート電気試験によるイン
ナーリード断線（Ｌ）、半田ボール破断（Ｂ）の数を示
す。
【表１】
熱応力緩衝層に、高弾性係数のビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂を用いた試料Ｂでは、実装基板に取り付けた状
態で試験を行っていないため、実装基板との間の熱応力
が発生せず、１，０００サイクルでも半田ボールの疲労
破断を起こしていない。これに対し、封止樹脂に低弾性
係数のシリコーン樹脂を用いた試料Ｃでは、４００サイ
クルで９個、６００サイクルで１１個のインナーリード
断線による電気的オープン不良を発生した。この試料Ｃ
の封止樹脂を７０℃の濃硝酸で分解してリード断線の破
面を調べた結果、繰り返し熱応力疲労によるストリエー
ション（貝殻模様）が観察された。本発明に係る試料Ａ
では、１，０００サイクルの試験においても、オープン
ショート電気試験によるオープン不良がなく、また、イ
ンナーリードを観察しても断線が認められなかった。次
に試料Ａ〜Ｃを厚さ２．０ｍｍのガラス繊維補強エポキ
シ樹脂基板の一面に厚さ２５μｍの銅箔配線を形成した
実施基板にそれぞれ半田ボールによって接続搭載したも
のをそれぞれ用意した。そして、各試料共−５５〜１２
５℃のヒートサイクル試験を行った。この結果を表２に
示す。なお、表中の数字は、表１同様ヒートサイクル試
験後の各試料についてのオープンショート電気試験によ
るインナーリード断線（Ｌ）、半田ボール破断（Ｂ）の
数を示す。
キシ樹脂を用いた試料Ｂでは、実装基板に取り付けた状
態で試験を行っていないため、実装基板との間の熱応力
が発生せず、１，０００サイクルでも半田ボールの疲労
破断を起こしていない。これに対し、封止樹脂に低弾性
係数のシリコーン樹脂を用いた試料Ｃでは、４００サイ
クルで９個、６００サイクルで１１個のインナーリード
断線による電気的オープン不良を発生した。この試料Ｃ
の封止樹脂を７０℃の濃硝酸で分解してリード断線の破
面を調べた結果、繰り返し熱応力疲労によるストリエー
ション（貝殻模様）が観察された。本発明に係る試料Ａ
では、１，０００サイクルの試験においても、オープン
ショート電気試験によるオープン不良がなく、また、イ
ンナーリードを観察しても断線が認められなかった。次
に試料Ａ〜Ｃを厚さ２．０ｍｍのガラス繊維補強エポキ
シ樹脂基板の一面に厚さ２５μｍの銅箔配線を形成した
実施基板にそれぞれ半田ボールによって接続搭載したも
のをそれぞれ用意した。そして、各試料共−５５〜１２
５℃のヒートサイクル試験を行った。この結果を表２に
示す。なお、表中の数字は、表１同様ヒートサイクル試
験後の各試料についてのオープンショート電気試験によ
るインナーリード断線（Ｌ）、半田ボール破断（Ｂ）の
数を示す。
【表２】
熱応力緩衝層に、高弾性係数のビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂を用いた試料Ｂでは、２００サイクルで半田ボ
ール破断によるオープン不良となった。また、封止樹脂
に低弾性係数のシリコーン樹脂を用いた試料Ｃでは、４
００サイクルで８個、６００サイクルで１２個がオープ
ン不良となった。試料Ｃのオープン不良は、何れもイン
ナーリード断線によるものであり、この結果は表１の場
合と大差ない状況である。本発明に係る試料Ａでは、
１，０００サイクルの試験においても、オープンショー
ト電気試験によるオープン不良がなく、高い接続信頼性
を有することが確認された。
キシ樹脂を用いた試料Ｂでは、２００サイクルで半田ボ
ール破断によるオープン不良となった。また、封止樹脂
に低弾性係数のシリコーン樹脂を用いた試料Ｃでは、４
００サイクルで８個、６００サイクルで１２個がオープ
ン不良となった。試料Ｃのオープン不良は、何れもイン
ナーリード断線によるものであり、この結果は表１の場
合と大差ない状況である。本発明に係る試料Ａでは、
１，０００サイクルの試験においても、オープンショー
ト電気試験によるオープン不良がなく、高い接続信頼性
を有することが確認された。
【００３８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体パッ
ケージ発光装置によると、熱膨張収縮に基づくインナー
リードへの熱応力の伝搬を封止部の硬さによって抑える
ようにしたため、インナーリードの疲労破壊を効果的に
防止することができ、質の高い半導体パッケージを提供
することができる。
ケージ発光装置によると、熱膨張収縮に基づくインナー
リードへの熱応力の伝搬を封止部の硬さによって抑える
ようにしたため、インナーリードの疲労破壊を効果的に
防止することができ、質の高い半導体パッケージを提供
することができる。
【図１】半導体パッケージの構造を示す説明図。
【図２】図１において、インナーリードの周辺を拡大し
て示した説明図。
て示した説明図。
１ ポリイミドフィルム
２ 配線パターン
３ 半導体チップ
４ 熱応力緩衝層
５ 電極
６ インナーリード
７ 封止部
８ 半田ボール
９ ランド
１１ 接着剤
１２ 貫通孔
１３ ＴＡＢテープ
１４ 配線部
Claims (5)
- 【請求項１】絶縁フィルムと、前記絶縁フィルムの一方
の面に形成され、所定の方向に突出したインナーリード
を有する配線パターンと、前記配線パターンを有する前
記絶縁フィルムの一方の面に形成された熱応力緩衝層
と、前記熱応力緩衝層に接着され、電極を前記インナー
リードに接続させた半導体チップと、前記インナーリー
ドおよび前記半導体チップの電極の周囲を覆う封止部
と、前記絶縁フィルムが有する貫通孔を通して前記配線
パターンの所定の個所に接続され、前記絶縁フィルムの
他方の面にアレイ状に配置された半田ボールから構成さ
れる半導体パッケージにおいて、 前記熱応力緩衝層は、１００〜１５０℃において１〜１
００ＭＰａの弾性係数を有し、かつ１００℃以下のガラ
ス転移点を有する材料によって構成され、 前記封止部は、１００〜１５０℃において１００ＭＰａ
以上の弾性係数を有し、かつ１００℃以上のガラス転移
点を有する材料によって熱膨張収縮に基づいて発生する
熱応力による前記インナーリードの疲労破断現象を回避
するように構成されることを特徴とする半導体パッケー
ジ。 - 【請求項２】前記熱応力緩衝層は、エポキシ樹脂、アク
リルニトリル変性エポキシ樹脂、アクリルニトリルゴム
配合エポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、あるいは
シリコーンゴムまたは樹脂の何れかによって構成される
ことを特徴とする請求項１項記載の半導体パッケージ。 - 【請求項３】前記封止部は、フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、臭
素化フェノールノボラック系エポキシ樹脂、あるいは臭
素化クレゾールノボラック系エポキシ樹脂等のエポキシ
樹脂によって構成されることを特徴とする請求項１項記
載の半導体パッケージ。 - 【請求項４】前記熱応力緩衝層は、１００〜１５０℃に
おいて１〜１００ＭＰａの前記弾性係数を有し、かつ１
００℃以下の前記ガラス転移点を有する接着剤によって
構成されることを特徴とする請求項１項記載の半導体パ
ッケージ。 - 【請求項５】前記接着剤は、エポキシ樹脂、アクリルニ
トリル変性エポキシ樹脂、アクリルニトリルゴム配合エ
ポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、あるいはシリコ
ーンゴムまたは樹脂の何れかによって構成されることを
特徴とする請求項４項記載の半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01773999A JP3417325B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01773999A JP3417325B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 半導体パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000216290A JP2000216290A (ja) | 2000-08-04 |
| JP3417325B2 true JP3417325B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=11952127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01773999A Expired - Fee Related JP3417325B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417325B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2444775B (en) * | 2006-12-13 | 2011-06-08 | Cambridge Silicon Radio Ltd | Chip mounting |
| JP6002372B2 (ja) * | 2011-08-05 | 2016-10-05 | 株式会社フジクラ | 貫通配線付き接合基板 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP01773999A patent/JP3417325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000216290A (ja) | 2000-08-04 |
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