JPH09116042A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子の発熱や外部の環境による熱的ス
トレスに対して強い半導体装置を提供する。 【解決手段】 半導体装置において、半導体素子1上に
予め半田ボール4を形成した基板3を接着層2を介して
接着し、半導体素子1と基板3とを金属線8で接続後、
封止用枠5を設けて、内部を樹脂9で封止するようにし
たものである。
トレスに対して強い半導体装置を提供する。 【解決手段】 半導体装置において、半導体素子1上に
予め半田ボール4を形成した基板3を接着層2を介して
接着し、半導体素子1と基板3とを金属線8で接続後、
封止用枠5を設けて、内部を樹脂9で封止するようにし
たものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の構造
に関するものである。
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平1−191453号公報、特開平4−84452
号公報、特開平6−209055号公報に開示されるも
のがあり、以下図4を参考にして説明する。図4はかか
る従来の半導体装置の断面図である。
特開平1−191453号公報、特開平4−84452
号公報、特開平6−209055号公報に開示されるも
のがあり、以下図4を参考にして説明する。図4はかか
る従来の半導体装置の断面図である。
【0003】この図において、半導体素子21の電極2
2に接続用のAu等のバンプ23が形成され、ポリイミ
ドテープ24上に形成された導体パターン25に接続さ
れていた。さらに、半導体素子21のまわりを封止用枠
26で囲い、その内部を樹脂27で封止し、必要な部分
に外部導出用電極として、金や、半田等のボール28を
リフロー等で形成していた。
2に接続用のAu等のバンプ23が形成され、ポリイミ
ドテープ24上に形成された導体パターン25に接続さ
れていた。さらに、半導体素子21のまわりを封止用枠
26で囲い、その内部を樹脂27で封止し、必要な部分
に外部導出用電極として、金や、半田等のボール28を
リフロー等で形成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の半導体装置の構造では、 (1)半導体素子21上の電極22と導体パターン25
の接続部に応力がかかり、断線が発生する。 (2)ポリイミドテープ24の吸湿量が多いため、基板
実装時のリフロー熱ストレスで、クラックが発生する。
たような従来の半導体装置の構造では、 (1)半導体素子21上の電極22と導体パターン25
の接続部に応力がかかり、断線が発生する。 (2)ポリイミドテープ24の吸湿量が多いため、基板
実装時のリフロー熱ストレスで、クラックが発生する。
【0005】(3)外部導出用ボール28を形成する
際、リフロー等の熱ストレスが加わるため、耐湿性等の
信頼性が低下する。 (4)半導体素子21上にバンプ23を形成するため、
専用設計が必要であり、汎用性に乏しい。 という問題があった。
際、リフロー等の熱ストレスが加わるため、耐湿性等の
信頼性が低下する。 (4)半導体素子21上にバンプ23を形成するため、
専用設計が必要であり、汎用性に乏しい。 という問題があった。
【0006】本発明は、上記問題点を除去し、半導体素
子の発熱や外部の環境による熱的ストレスに対して強い
半導体装置を提供することを目的とする。
子の発熱や外部の環境による熱的ストレスに対して強い
半導体装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕半導体装置において、半導体素子(1)上に予め
半田ボール(4)を形成した基板(3)を、接着層
(2)を介して接着し、前記半導体素子(1)と基板
(3)とを金属線(8)で接続後、封止用枠(5)を設
けて、内部を樹脂(9)で封止するようにしたものであ
る。
成するために、 〔1〕半導体装置において、半導体素子(1)上に予め
半田ボール(4)を形成した基板(3)を、接着層
(2)を介して接着し、前記半導体素子(1)と基板
(3)とを金属線(8)で接続後、封止用枠(5)を設
けて、内部を樹脂(9)で封止するようにしたものであ
る。
【0008】このように、半導体素子(1)上に接着層
(2)を介し基板(3)を接着し、半導体素子(1)の
電極(6)と基板(3)の導体(7)を金属線(8)で
接続するようにしたので、半導体素子(1)の発熱や外
部の環境による熱的ストレスに対して半導体装置を非常
に強くすることができ、例えば、温度サイクル試験にお
いては1000サイクル以上を達成できる。
(2)を介し基板(3)を接着し、半導体素子(1)の
電極(6)と基板(3)の導体(7)を金属線(8)で
接続するようにしたので、半導体素子(1)の発熱や外
部の環境による熱的ストレスに対して半導体装置を非常
に強くすることができ、例えば、温度サイクル試験にお
いては1000サイクル以上を達成できる。
【0009】また、半導体素子(1)には特別な処理が
必要でないため、標準素子を利用でき、新たな設計や改
良、あるいはバンプ付け等が不要であり、汎用性が大き
い。更に、予め基板(3)上に半田ボール(4)を形成
しているため、半田ボール(4)形成時の熱ストレスを
なくすことができ、信頼性が向上する。また、基板
(3)にセラミックや低吸湿プラスチックを使用するこ
とにより、耐リフロー性を向上させることができる。
必要でないため、標準素子を利用でき、新たな設計や改
良、あるいはバンプ付け等が不要であり、汎用性が大き
い。更に、予め基板(3)上に半田ボール(4)を形成
しているため、半田ボール(4)形成時の熱ストレスを
なくすことができ、信頼性が向上する。また、基板
(3)にセラミックや低吸湿プラスチックを使用するこ
とにより、耐リフロー性を向上させることができる。
【0010】〔2〕半導体装置において、半導体素子
(1)上に予め半田ボール(4)を形成した基板(3)
を接着層(2)を介して接着し、前記半導体素子(1)
と基板(3)とを金属線(8)で接続後、封止用枠
(5)を設けて、キャップ(10)を前記封止用枠
(5)と基板(3)に接合し、内部を中空にするように
したものである。
(1)上に予め半田ボール(4)を形成した基板(3)
を接着層(2)を介して接着し、前記半導体素子(1)
と基板(3)とを金属線(8)で接続後、封止用枠
(5)を設けて、キャップ(10)を前記封止用枠
(5)と基板(3)に接合し、内部を中空にするように
したものである。
【0011】このように、内部を中空構造としたので内
部接続の信頼性を格段に向上させることができる。 〔3〕半導体装置において、半導体素子(1)上に予め
半田ボール(2)を形成した基板(3)を接着層(2)
を介して接着し、前記半導体素子(1)と基板(3)と
を金属線(8)で接続後、封止用枠(5)を設けて、内
部に熱伝導性のエポキシ樹脂(11)を充填し、さらに
キャップ(10)に半田ボール(12)を形成するよう
にしたものである。
部接続の信頼性を格段に向上させることができる。 〔3〕半導体装置において、半導体素子(1)上に予め
半田ボール(2)を形成した基板(3)を接着層(2)
を介して接着し、前記半導体素子(1)と基板(3)と
を金属線(8)で接続後、封止用枠(5)を設けて、内
部に熱伝導性のエポキシ樹脂(11)を充填し、さらに
キャップ(10)に半田ボール(12)を形成するよう
にしたものである。
【0012】このように、上記〔2〕に加えて、内部に
熱伝導性のエポキシ樹脂(11)を充填し、かつキャッ
プ(10)上へ半田ボール(12)を設けるようにした
ので、マザーボードへ実装後、放熱性が向上し、したが
って、熱的歪みが減少し、内部接続の信頼性が向上す
る。かつ、半導体装置とマザーボードとの接続の信頼性
の向上が期待できる。
熱伝導性のエポキシ樹脂(11)を充填し、かつキャッ
プ(10)上へ半田ボール(12)を設けるようにした
ので、マザーボードへ実装後、放熱性が向上し、したが
って、熱的歪みが減少し、内部接続の信頼性が向上す
る。かつ、半導体装置とマザーボードとの接続の信頼性
の向上が期待できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施例
を示す半導体装置の断面図である。この図に示すよう
に、半導体素子1上に熱硬化あるいは熱可塑性の接着層
2を介し予め必要なパターンを形成し、かつ一方の面に
半田ボール4を形成した半導体素子1より、0.5〜
2.0mm程度小さいガラスエポキシ等のプラスチッ
ク、あるいはセラミックからなる基板3が固着されてい
る。半導体素子1の周囲には、搬送あるいは封止用枠5
が取り付けられ、半導体素子1上の電極6と基板3上の
導体7を金属線8で結線している。さらに金属線8を覆
うように樹脂9にて封止されている。
て図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施例
を示す半導体装置の断面図である。この図に示すよう
に、半導体素子1上に熱硬化あるいは熱可塑性の接着層
2を介し予め必要なパターンを形成し、かつ一方の面に
半田ボール4を形成した半導体素子1より、0.5〜
2.0mm程度小さいガラスエポキシ等のプラスチッ
ク、あるいはセラミックからなる基板3が固着されてい
る。半導体素子1の周囲には、搬送あるいは封止用枠5
が取り付けられ、半導体素子1上の電極6と基板3上の
導体7を金属線8で結線している。さらに金属線8を覆
うように樹脂9にて封止されている。
【0014】このように構成したので、マザーボードに
リフロー(IR、VPS、エアー等)で半田接続後、動
作させると、半田ボール4、基板3、金属線8を介して
半導体素子1に入出力が行われる。この時、半導体素子
1は発熱し、熱的な歪みが発生する。あるいは外部の環
境により、熱的、機械的歪みが発生するが、基板3、接
着層2が緩衝剤となり、また、基板3と半導体素子1の
接続を金属線8で行っているので、半導体素子1と金属
線8の接続部へのストレスが最小限で済むようになる。
リフロー(IR、VPS、エアー等)で半田接続後、動
作させると、半田ボール4、基板3、金属線8を介して
半導体素子1に入出力が行われる。この時、半導体素子
1は発熱し、熱的な歪みが発生する。あるいは外部の環
境により、熱的、機械的歪みが発生するが、基板3、接
着層2が緩衝剤となり、また、基板3と半導体素子1の
接続を金属線8で行っているので、半導体素子1と金属
線8の接続部へのストレスが最小限で済むようになる。
【0015】また、基板3を多層構成にすることによ
り、電源電圧の変動等に対して強くすることができる。
次に、本発明の第2実施例について説明する。図2は本
発明の第2実施例を示す半導体装置の断面図である。こ
の図に示すように、半導体素子1上に接着層2を介して
基板3を接着し、封止用枠5を設け、半導体素子1上の
電極6と基板3上の導体7を金属線8で接続する。ここ
までは第1実施例と同様である。
り、電源電圧の変動等に対して強くすることができる。
次に、本発明の第2実施例について説明する。図2は本
発明の第2実施例を示す半導体装置の断面図である。こ
の図に示すように、半導体素子1上に接着層2を介して
基板3を接着し、封止用枠5を設け、半導体素子1上の
電極6と基板3上の導体7を金属線8で接続する。ここ
までは第1実施例と同様である。
【0016】その後、予め所定の形状に加工した、プラ
スチックあるいは金属製のキャップ10が封止用枠5と
基板3に接合層を介し接合されている。このように構成
したので、第1実施例と同様に、マザーボードに実装
後、電源をONすると熱的歪みが発生するが、半導体装
置内部は中空構造となっているため、半導体素子1上の
電極6と金属線8との接続部、および基板3上の導体7
と金属線8の接続部にはストレスが加わらず、接続信頼
性が良くなる。
スチックあるいは金属製のキャップ10が封止用枠5と
基板3に接合層を介し接合されている。このように構成
したので、第1実施例と同様に、マザーボードに実装
後、電源をONすると熱的歪みが発生するが、半導体装
置内部は中空構造となっているため、半導体素子1上の
電極6と金属線8との接続部、および基板3上の導体7
と金属線8の接続部にはストレスが加わらず、接続信頼
性が良くなる。
【0017】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図3は本発明の第3実施例を示す半導体装置の断面
図である。ここで、第1と第2実施例と同じ部分には、
同じ番号を付してその説明は省略する。この実施例は、
図3に示すように、上記第2実施例に加えて、内部に熱
伝導性のエポキシ樹脂11を充填し、かつ金属性あるい
はプラスチック性のキャップ10の上に半田ボール12
が設けられている。
る。図3は本発明の第3実施例を示す半導体装置の断面
図である。ここで、第1と第2実施例と同じ部分には、
同じ番号を付してその説明は省略する。この実施例は、
図3に示すように、上記第2実施例に加えて、内部に熱
伝導性のエポキシ樹脂11を充填し、かつ金属性あるい
はプラスチック性のキャップ10の上に半田ボール12
が設けられている。
【0018】このように構成したので、第1及び第2実
施例と同様に、マザーボードに搭載後、電源をONする
と、半導体素子1が発熱し、熱的な歪みが発生するが、
内部を熱伝導性のエポキシ樹脂11で充填し、かつキャ
ップ10の上に半田ボール12を形成しているので、熱
が、熱伝導性のエポキシ樹脂11、キャップ10から半
田ボール12を通してマザーボードへ放熱されるため、
熱的歪みを小さくすることができる。
施例と同様に、マザーボードに搭載後、電源をONする
と、半導体素子1が発熱し、熱的な歪みが発生するが、
内部を熱伝導性のエポキシ樹脂11で充填し、かつキャ
ップ10の上に半田ボール12を形成しているので、熱
が、熱伝導性のエポキシ樹脂11、キャップ10から半
田ボール12を通してマザーボードへ放熱されるため、
熱的歪みを小さくすることができる。
【0019】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0020】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、半導体素子上に接
着層を介し基板を接着し、半導体素子上の電極と基板の
導体を、金属線で接続するようにしたので、半導体素子
の発熱や外部の環境による熱的ストレスに対して半導体
装置を非常に強くすることができ、例えば、温度サイク
ル試験においては、1000サイクル以上を達成でき
る。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、半導体素子上に接
着層を介し基板を接着し、半導体素子上の電極と基板の
導体を、金属線で接続するようにしたので、半導体素子
の発熱や外部の環境による熱的ストレスに対して半導体
装置を非常に強くすることができ、例えば、温度サイク
ル試験においては、1000サイクル以上を達成でき
る。
【0021】また、半導体素子には特別な処理が必要で
ないため、標準素子を利用でき、新たな設計や改良、あ
るいはバンプ付け等が不要であり、汎用性が大きい。更
に、予め基板上に半田ボールを形成しているため、ボー
ル形成時の熱ストレスをなくすことができ、信頼性が向
上する。更に、基板にセラミックや低吸湿プラスチック
を使用することにより、耐リフロー性を向上させること
ができる。 (2)請求項2記載の発明によれば、内部を中空構造と
したので、内部接続の信頼性を格段に向上させることが
できる。
ないため、標準素子を利用でき、新たな設計や改良、あ
るいはバンプ付け等が不要であり、汎用性が大きい。更
に、予め基板上に半田ボールを形成しているため、ボー
ル形成時の熱ストレスをなくすことができ、信頼性が向
上する。更に、基板にセラミックや低吸湿プラスチック
を使用することにより、耐リフロー性を向上させること
ができる。 (2)請求項2記載の発明によれば、内部を中空構造と
したので、内部接続の信頼性を格段に向上させることが
できる。
【0022】(3)請求項3記載の発明によれば、上記
(2)に加えて、内部に熱伝導性のエポキシ樹脂を充填
し、かつキャップ上へ半田ボールを設けるようにしたの
で、マザーボードへ実装後、放熱性が向上する。したが
って、熱的歪みが減少し、内部接続の信頼性が向上す
る。かつ半導体装置とマザーボードとの接続の信頼性の
向上が期待できる。
(2)に加えて、内部に熱伝導性のエポキシ樹脂を充填
し、かつキャップ上へ半田ボールを設けるようにしたの
で、マザーボードへ実装後、放熱性が向上する。したが
って、熱的歪みが減少し、内部接続の信頼性が向上す
る。かつ半導体装置とマザーボードとの接続の信頼性の
向上が期待できる。
【図1】本発明の実施例を示す半導体装置の断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の第2実施例を示す半導体装置の断面図
である。
である。
【図3】本発明の第3実施例を示す半導体装置の断面図
である。
である。
【図4】従来の半導体装置の断面図である。
1 半導体素子 2 接着層 3 基板 4,12 半田ボール 5 封止用枠 6 半導体素子の電極 7 基板の導体 8 金属線 9 樹脂 10 キャップ 11 熱伝導性のエポキシ樹脂
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体装置において、半導体素子上に予
め半田ボールを形成した基板を接着層を介して接着し、
前記半導体素子と基板とを金属線で接続後、封止用枠を
設けて、内部を樹脂で封止することを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項2】 半導体装置において、半導体素子上に予
め半田ボールを形成した基板を接着層を介して接着し、
前記半導体素子と基板とを金属線で接続後、封止用枠を
設けて、キャップを前記封止用枠と基板に接合し、内部
を中空としたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 半導体装置において、半導体素子上に予
め半田ボールを形成した基板を接着層を介して接着し、
前記半導体素子と基板とを金属線で接続後、封止用枠を
設けて、内部に熱伝導性のエポキシ樹脂を充填し、さら
にキャップに半田ボールを形成したことを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7275817A JPH09116042A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 半導体装置 |
KR1019960047703A KR100386061B1 (ko) | 1995-10-24 | 1996-10-23 | 크랙을방지하기위한개량된구조를가지는반도체장치및리이드프레임 |
EP00110729A EP1039541A1 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small-sized semiconductor and method of manufacturing the same |
EP96117092A EP0771029A3 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device with improved structure to avoid cracks and manufacturing process |
EP00110727A EP1039538A1 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small-sized semiconductor and method of manufacturing the same |
EP00110728A EP1039540A1 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small-sized semiconductor and method of manufacturing the same |
US08/736,610 US5864174A (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device having a die pad structure for preventing cracks in a molding resin |
EP01122146A EP1168440A1 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small-sized semiconductor and method of manufacturing the same |
TW085113467A TW350106B (en) | 1995-10-24 | 1996-11-04 | Semiconductor elements and the manufacturing method |
TW087102088A TW411533B (en) | 1995-10-24 | 1996-11-04 | Semiconductor device and its manufacturing method |
US09/165,295 US6177725B1 (en) | 1995-10-24 | 1998-10-02 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small-sized semiconductor and method of manufacturing the same |
US09/695,403 US6459145B1 (en) | 1995-10-24 | 2000-10-25 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, and improved small-sized semiconductor |
US10/223,484 US6569755B2 (en) | 1995-10-24 | 2002-08-20 | Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, improved small sized semiconductor and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7275817A JPH09116042A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09116042A true JPH09116042A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17560845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7275817A Withdrawn JPH09116042A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09116042A (ja) |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP7275817A patent/JPH09116042A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |