JPS60226145A - 半導体装置の実装方法 - Google Patents

半導体装置の実装方法

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JPS60226145A JP59081864A JP8186484A JPS60226145A JP S60226145 A JPS60226145 A JP S60226145A JP 59081864 A JP59081864 A JP 59081864A JP 8186484 A JP8186484 A JP 8186484A JP S60226145 A JPS60226145 A JP S60226145A
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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】 〔技術分野〕 本発明は、樹脂封止型半導体装置の実装方法に関し、該
半導体装置を実装して形成される電子機器の信頼性向上
に適用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
半導体装置を実装する方法としては、該装置の外部端子
を基板上の電極部に半田等のろう材で固定することが行
なわれている。
その際、ろう材を溶融する方法として、温風または赤外
線照射等を利用し、半導体装置全体をろう材の融点以上
に加熱するやり方がある。
ところで、半導体装置のうち樹脂封止型半導体装置は、
その構成材料の物性の相違からもともとパッケージクラ
ンク、たとえば樹脂部分に亀裂が発生したり、樹脂とリ
ードの界面に間隙が生じたりし易いという性質を有して
おり、製品完成後においても該クラックから水分等の腐
食物質がパッケージ内部へ侵入していき電気系統部を腐
食することにより、結果として導通不良等が生じ易いと
いう問題があると考えられるものである。
したがって、前記半導体装置の信頼性向上のためには、
極力前記パッケージクラックの発生を防止する必要があ
る。
ところが、半導体装置を樹脂モールドしてパッケージン
グを行なった後においても、熱的影響を被る種々の工程
があり、これら工程も前記パッケージクラック発生の大
きな原因になっている。
なかでも樹脂モールド後のパッケージのエイジング工程
や最前の半導体装置のろう付実装工程等が非雷に高温度
忙装置全体をさらすことになるため、最もパッケージク
ラックが発生し易い工程であると考えられる。
そして、半導体装置全体を、たとえば赤外線照射により
加熱してろう材を溶融し実装する場合は、通常、パッケ
ージを構成している樹脂が黒色であるためパッケージ部
がリード部よりかなり高温に熱せられていることが本発
明者により明らかにされた。それ故、半導体装置を構成
する材料の熱膨張率等の物性差に起因する熱衝撃による
パッケージクラック発生が、前記実装方法を採用する場
合に特に重要な問題となることが本発明者により見い出
された。
さらに、前記のごとく半導体装置全体が高温度にさらさ
れる実装工程等においては、単に構成材料の熱膨張率等
の物性の相違だけでなく、パッケージ内に取り込まれて
いる微量の水分等の低沸点物質が気化し、さらに該物質
の蒸気が熱膨張することによる、いわば気化に伴なう体
積衝撃が前記パンケージクランクの発生の大きな原因に
なっている事実をも本発明者が見い出した。
そして、前記のパッケージ内に存在する水分等の低沸点
物質は、モールド後のパッケージであってもエイジング
前であればある程度存在している場合もあり、エイジン
グ後においても、外部リードをめっき処理する場合には
直接水と接触することになるため、水が樹脂部を直接浸
透して行ったり、長時間空気中に放置する場合は、空気
中の水分が徐々にパッケージ内罠浸透していったりもす
るものである。それは、樹脂には完全な気密性がないこ
とが原因である。
以上事実より、前記実装工程におけるパッケージクラッ
ク発生の問題は、樹脂封止型半導体装置の中でも水分が
浸透し易(、かつ樹脂強度が低くなる薄型パッケージ、
小型パッケージ、さらには小型薄型パッケージからなる
半導体装置において特に重大であることが本発明者によ
り見い出された。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、樹脂封止型半導体装置の実装fc関し
、該半導体装置を実装してなる電子機器の@粗性向上に
適用して有効な技術を提供するものである。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らか罠なるであろう
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、ろう材を介して実装してなる樹脂封止型半導
体装置の実装を、ろう材の融点より低い温度の予備乾燥
工程で予めパッケージ樹脂に含まれている水分等の低沸
点物質を除去せしめた後、半導体装置全体をろう材融点
以上に加熱するろう材溶融工程を経て実装することによ
り、該溶融工程においてパッケージが高温度に加熱され
る場合であっても、低沸点物質の気化が原因となるパン
ケージクラックの発生を防止することができることより
、前記目的を達成するものである。
また、ろう材の溶融工程における加熱手段として電磁波
照射を採用し樹脂封止型半導体装置をろう付実装するに
際し、電磁波照射を受ける方向のパッケージ面に電磁波
反射板を取り付けることにより、ろう材溶融時において
もパッケージ部の昇温を抑制することができるため、熱
衡撃によるパッケージクラックの発生を抑制できること
より、前記目的を達成するものである。
〔実施例1〕 本発明による実施例1は樹脂封止型半導体装置の実装方
法に関するものである。
本実施例1の実装方法は、完成された樹脂封止型半導体
装置をろう材の一つである半田を用いて基板に実装する
場合に、半田溶融工程前に半導体装置を半田溶融温度よ
り低い温度、たとえば100〜150℃で所定時間、場
合によっては減圧状態で加熱処理を施しパッケージ樹脂
部の予備乾燥を行なうことに特徴があるものである。
さらに、極めて有効な具体的条件としては、温度が12
5℃±5℃、圧力が1〜5WrInH?、時間として5
〜10時間を提示することができる。この条件で半導体
装置を予備乾燥を行なった後、230℃〜250℃に加
熱し半田を溶融することにより基板に実装した場合は、
パッケージクラックを大巾に減少させることができるも
のである。
このような実装方法に適した加熱手段としては温風加熱
、赤外線加熱等の半導体装置全体を半田溶融温度以上の
高温にさらす、いかなる手段をも採用することができる
ものである。それ故、いかなるタイプの樹脂封止型半導
体装置についても適用して有効な方法である。
なお、半導体装置が前記予備乾燥工程を経ること罠より
、パッケージ樹脂内部に取り込まれている水分等の低沸
点物質を穏やかな条件で除去することができることより
、その後の半田溶融工程においてさらに高温に加熱され
た場合にも、水分等の蒸気による影響を避けることがで
きるものである。
〔実施例2〕 図は、本発明による実施例2である半導体装置の実装方
法を半導体装置のほぼ中心を切る面における断面図で示
すものである。
本実施例2の実装方法は樹脂封止盤フラットパッケージ
からなる半導体装置1をその外部リード2でプリント基
板等の実装基板3の電極4に半田5を介して取り付ける
場合、図中上方にta波源として赤外線ランプ6を位置
せしめ、該ランプから半導体装置1に上方より赤外線を
照射して半田5を溶融することにより該半導体装置1を
電極4との電気的接続を図ると同時に基板3に実装する
に適用して有効な方法である、 すなわち、本実装方法は基板3の電極4と半導体装置1
の外部リード2との間に半田5を挟持した状態で半導体
装置1を基板上に位置せしめて後、赤外線を照射して半
田5を溶融する際、電磁波被曝面である半導体装置1の
パンケージ上面に、赤外線反射能を備えたアルミニウム
製の電磁波反射板7を予め載置せしめ前記被曝面を被覆
しておくことに特徴があるものである。
樹脂封止型半導体装置のパッケージは、一般にカーボン
等のフィラーを充填したエポキシ樹脂等の樹脂で形成さ
れているため、赤外線吸収効率のよい黒色をしている。
そのため、半導体装置1全体に赤外線を照射し、外部リ
ード2を半田5の溶融温度、たとえば230〜250℃
に加熱した場合はパッケージが外部リード部より20℃
以上も高温に熱せられ、それ故に大きな熱衝撃がパッケ
ージに加わることになり、パッケージクラック発生の問
題が一段と大きなものとなる。
ところが、本実施例2の実装方法を適用する場合は、ア
ルミニウム板が赤外線を反射してくれるためパッケージ
自体の温度上昇を抑制することが、たとえば前記半田溶
融温度まで外部リード2を加熱した場合であれば、該外
部リード2より20℃以上も低い温度に抑さえることが
できるものである。
従って熱衝撃が原因で発生するパッケージクラックの発
生を有効に防止できるものである。また、本実装方法は
前記実施例1の方法と組合せることにより、極めて有効
なパッケージクラック防止手段となりうるものである。
なお、本実施例2の実装方法を、面付にて実装されるい
わゆるフラットパッケージ型半導体装置1について説明
したが、本半導体装置1は図示する如く、いわゆるタブ
8に取り付けられているベレット9、該ペレットのポン
ディングパッドと内部リードとを電気的に接続している
ワイヤ10および該内部リード等を樹脂11でモールド
してパッケージを形成した後、外部リード2の先端をほ
ぼ該パッケージの水平方向に沿った外側方向に折曲げ成
形して形成されてなるものである。外部リード2の形状
より分かるようにフラットパッケージ型半導体装置1は
、実装基板3に薄状で実装することを目的としているた
め、一般にパッケージ自体も薄型で形成されている。そ
れ故にパッケージ内部へ外部より水分等が浸透し易いこ
とより、本実施例2の実装方法を適用するには、最も適
した半導体装置の一つである。
また、反射板を設けずに、実装基板30半導体装置1の
実装される側の表面を少なくとも黒色に塗装するか又は
赤外線の吸収効率の良い面とすることによっても、パッ
ケージクラックの発生を抑えることができる。吸熱が良
くなるのでパッケージの温度があまり上昇しないうちに
、電極4および半田5の温度を所定の温度圧できるから
である。
〔効果〕
(1) 樹脂封止型半導体装置を装置全体を加熱してろ
う材を溶融すること罠より基板に実装する方法において
、ろう材溶融工程前にパッケージを予備乾燥することに
より、パッケージ内に存在する水分等の低沸点物質を予
め除去せしめることができるので、その後高温に加熱し
てろう材を溶融せしめる場合であってもパッケージクラ
ックの発生を有効に防止することができる。
(2)前記(1)により、半導体装置の信頼性を向上さ
せることができる。
(3)予備乾燥を100〜150℃で行なうことにより
、穏やかにかつ効率よく低沸点物質を揮散させることが
できる。
(4)予備乾燥を減圧下で行なうことにより、単に加熱
する場合に比べ、一段と効率よくパッケージの乾燥を行
なうことができる。
(5)薄型パッケージからなる半導体装置は、パンケー
ジ内部にまで水分等が浸透し易いので、予備乾燥は特に
効果がある。
(6)ろう材として半田を使用することにより、本実装
方法を適用して、信頼性の高い安価な半導体装置を提供
することができる。
(7)半導体装置が小型パッケージで形成されて(・る
場合は、内部リードの埋設部が短かいので、該内部リー
ドとパッケージ樹脂との界面を伝って水分等が侵入し易
いので、本実装方法を適用するに特に適した半導体装置
である。
(8)樹脂封止型半導体装置を電磁波を照射することに
よりろう材を溶融して基板に実装する方法において、パ
ッケージの電磁波被曝面を電磁波反射板で覆うことによ
り、電磁波を照射してろう材を溶融温度以上に加熱せし
めた場合であってもパッケージの昇温を抑制することが
できるので、熱衝撃が原因のパッケージクラックの発生
を抑制することができる。
(9)電磁波として赤外線を採用すること罠より、効率
よく加熱処理を行なうことができる。
QOI 電磁波反射板を少なくとも表面を白色または白
色系の材料で形成することにより、効果的に電磁波を反
射することができる。
α1)電磁波反射板をアルミニウムで形成すること虻よ
り、効果的に電磁波を反射する安価な反射板を提供する
ことができる。
aノ 前記(1)と(7)より、非常に信頼性の高い電
子機器を提供することができる。
(13) フラットパッケージからなる半導体装置を実
装してなる電子機器については、前記(5)および(I
2より1極めて信頼性の高いものを提供することができ
る。
0a プリント基板をパッケージ本体と同様に黒色化す
ることにより、赤外線吸収率をパッケージと同程度に出
来、半田付時の熱効率をあげられる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、実施例1においては、具体的なパッケージ形
態については説明しなかったが、半導体装置全体を加熱
してろう付実装を行なうものであれば、ソケット実装さ
れるものまたは面付実装されるもの等、いかなるもので
あっても適用できるものである。
また、予備乾燥の条件は実施例に示したものに限るもの
ではないことは言うまでもない。
さらに、実施例2においては、電磁波として赤外線を使
用するものについてのみ説明したが、可視光線はもとよ
り紫外線を使用するものであってもよいものである。
また、電磁波反射板としてはアルミニウム製のものにつ
いてのみ説明したが、これに限るものでないことは言う
までもない。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である樹脂封止型半導体装
置の実装方法に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、エイジング等の
パッケージモールド後に高温加熱処理を施こす工程であ
ればいかなるものに適用して有効な技術に関するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明による実施例2である半導体装置の実装方
法を示すその一工程における断面図である。 1・・・半導体装置、2・・・外部リード、3・・・実
装基板、4・・・電極、5・・・半田、6・・・赤外線
ランプ、7・・・電磁波反射板、8・・・タブ、9・・
・ペレット、10・・・ワイヤ、11・・・樹脂。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ろう材を介して実装してなる樹脂封止型半導体装置
    の実装方法において、半導体装置の予備乾燥工程と、ろ
    う材溶融工程とからなることを特徴とする半導体装置の
    実装方法。 2、予備乾燥工程が、100〜150℃の温度範囲であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置の実装方法。 3、予備乾燥工程が、減圧下で行なわれることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体装
    置の実装方法。 4、半導体装置が薄型パッケージからなる半導体装置で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置の実装方法。 5、ろう材溶融工程が、赤外線照射加熱方式を採用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装
    置の実装方法。 68 ろう材が半田であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第5項のいずれか1項に記載の半導体
    装置の実装方法。 7、電磁波照射加熱方式でろう材を溶融することにより
    ろう材を介して取付を行なう樹脂封止型半導体装置の実
    装方法において、半導体装置のパッケージにおける電磁
    波反射板を電磁波反射板で覆った状態で、電磁波を照射
    することによりろう材を加熱溶融することを特徴とする
    半導体装置の実装方法。 8、電磁波が赤外線であることを特徴とする特許請求の
    範囲第6項記載の半導体装置の実装方法。 9、電磁波反射板が、少なくとも表面が白色または白色
    系材料で形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第6項または第7項記載の半導体装置の実装方法。 10、電磁波反射板がアルミニウムで形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項または第7項記載
    の半導体装置の実装方法。 11、ろう材が半田であることを特徴とする特許請求の
    範囲第7項ないし第10項のいずれか1項に記載の半導
    体装置の実装方法、 12.半導体装置が面付実装で基板に取り付けられる半
    導体装置であることを特徴とする特許請求の範囲第7項
    記載の半導体装置の実装方法。
JP59081864A 1984-04-25 1984-04-25 半導体装置の実装方法 Granted JPS60226145A (ja)

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