JPS63244747A - 樹脂封止型集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明はリードフレームのアイランド上に固定された
集積回路を樹脂封止して成る樹脂封止型集積回路装置及
びその製造方法に関する。

（従来の技術） リードフレームのアイランド上に集積回路を固定して成
る集積回路装置においては、半導体チップをじんあいか
ら保護する目的等のために、一般に、上記集積回路を封
止するようになっている。

この封止の方法として、気密封止方法や樹脂封止方法が
ある。

第３図に樹脂封止型の集積回路装置の一例を示す。図に
おいて、１１はリードフレームのアイランドであり、１
２は同じくリードである。１３は上記アイランド１１上
に固定された集積回路である。１４は、アイランド１１
．リード１２の基端部並びに集積′回路１３を一体的に
封止する樹脂である。

上記集積回路１３は例えばハイブリッド型の集積回路で
ある。すなわち、この集積回路１３は、アイランド１１
上に接着剤等によシ固定された絶縁基板１３１と、この
絶縁基板１３１上に接着剤等により固定された複数の半
導体チップ１３２を有する。

絶縁基板１３１上には、導体配線１３３が形成されてい
る。この導体配線１３３、半導体チップ１３２の電極、
リード１２は適宜ワイヤ１３４によって接続されている
。

第４図は、樹脂封止型集積回路装置の他の例の構成を示
す断面図である。この樹脂封止型集積回路装置は、絶縁
基板１３１に孔１３５を形成し、一部の半導体チップ１
３２をこの孔１３５を介して接着剤等によりアイランド
１２に直接固定した点を除けば、先の第２図に示す装置
とほぼ同じ構成を有する。したがって、第４図において
、先の第３図とほぼ同一機能を果す部分には同一符号を
付す。

以上樹脂封止型集積回路装置の構成を２つ程説明したが
、この樹脂封止型集積回路装置においては、集積回路１
３をじんあい等から保護できる反面、次のような問題を
有していた。

（１）ｔず、１つは、ｔ！ツケージ内への水分の侵入に
よる集積回路装置の機能破壊時間が短かいことである。

すなわち、水分が・やツケージ内に侵入すると、樹脂１
４と絶縁基板１３１との境界面において、導体配線１３
３間にリーク電流が流れることがあるが、このリーク電
流が多いと、集積回路装置の機能が破壊される。樹脂封
止型集積回路装置の場合、水分の侵入量が多いため、上
記機能破壊が短時間に起きる可能性が高いわけである。

この問題は、高集積化に伴なって、導体配線１３３の間
隔が狭くなった場合、特に顕著に現れる。

例えば、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）梨の
樹脂封止型集積回路装置の場合、配線間隔０．２雪〜１
．０圏、配線間印加電圧的３０Ｖという条件で、蒸気加
圧処理による長期信頼性試験を行なってみると、１００
時間前後でリーク電流が１０μＡオーダに達し、機能破
壊が生ずることが確かめられている。この破壊時間は、
表面実装の薄型タイプの樹脂封止型集積回路装置におい
ては、市場での信頼性において問題となる時間である。

したがって、樹脂封止型集積回路装置の進展、拡大を図
るには、破壊時間を伸ばすことが必須の要件となる。

（２）また、１つは、熱ストレスにより、導体配線１３
３が断線し九り、よじれたり（ひどい場合は７１−トす
る）して、機能破壊が生じる可能性が高いことである。

この問題は、導体配線１３３の幅が細かうたり、間隔が
狭い場合、さらには導体配線１３３が柔らかい材料でで
きている場合に、特に顕著に現れる。例えば、線幅が１
００μｍ以下の場合、−６５°７２００℃の温度サイク
ルを３０分ごとに繰り返すことにより、断線やよじれが
生じることが確かめられている。

（３）また、１つは導体配線１３３を横切るワイヤ１３
４に垂れ下がり等の変形が生じて、シ冒−トが生ずる危
険性が高いということである。

（４）さらに、１つは絶縁基板１３１上での導体配線１
３３の［Ｉ積比率が高くなると、絶縁基板１３１と樹脂
１４との密着率が低下するということである。

そして、密着率が低下すると、上述した（１）の問題等
が生じることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べ念ように樹脂封止型集積回路装置は、従来、水
分の侵入による機能破壊時間が短いという問題、熱スト
レスにより断線やショートが生じやすいという問題、ワ
イヤの変形によるショートが生じやすいという問題、導
体配線の面積比率の増大に伴ない樹脂の密着率が低下す
るという問題を有していた。

そこで、この発明は、上記問題を解決し、高い信頼性を
得ることができる樹脂封止型集積回路装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する念めにこの発明は、導体層の電極取
り出し部に対応する部分に孔を有する絶縁被膜により、
上記導体層が被覆されているような構成を有するもので
ある。

また、この発明は、上述したような構成を得るために、
まず、導体層の！極数り出し部に対応する部分に孔を有
する絶縁被膜を上記導体層に被せる。次に、上記導体層
の電極取出し部に、上記孔を介してワイヤを接続するよ
うにしたものである。

（作用） 上記構成によれば、ノッケージ内に侵入した水分が導体
層に到達するのを、この導体層を被覆テる絶縁被膜によ
って阻止することができるので。

浸入水分による機能破壊を極力抑えることができる。

また、上記絶縁被膜により熱ストレスが導体層に直接伝
わるのを防ぐことができるので、熱ストレスによる１体
配線の断線やショートを極力抑えることができる。

また、上記絶縁被膜により、ワイヤが導体層等に接触す
るのを防ぐことができるので、ワイヤの変形によるショ
ートを極力抑えることができる。

さらに、絶縁被膜は金属等より成る導体層に比べ、樹脂
との密着性が良いので、導体層の面積比率が高くなって
も、樹脂との密着率の低下を抑えることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図である
。図において、２１はリードフレームのアイランドであ
り、２２は同じくリードである。

２３は上記アイランド２１上に固定された集積回路であ
る。２４は、アイランド２１．リード２２の基端部並び
に集積回路２３を一体的に封止する樹脂である。

上記集積回路２３は例えばハイブリッド型の集積回路で
ある。すなわち、集積回路２３１−１．アイランド２１
上に接着剤等により固定された絶縁基板２３１と複数の
半導体チップ２３２を有する。これら複数の半導体チッ
プ２３２の一部は接着剤等により絶縁基板２３１上に固
定されている。また、一部は、絶縁基板２３２に形成さ
れた孔２３３を介して接着剤等によりアイランド２１に
直接固定されている。絶縁基板２３１の上には、導体配
線２３４が形成されている。この導体配線２３４、半導
体チップ２３２の′？！Ｅ極、リード２２はワイヤ２３
５によりて適宜接続されている。

次にこの発明の特徴を成す部分について説明する。

第１図において、２５は導体配線２３４を被覆する絶縁
被膜である。この絶縁被膜２５は、導体配線２３４の電
極取出し部に対応する部分に孔２６を有する。そして、
この孔２６を介して導体配線２３４の電極取出し部にワ
イヤ２３５が接続されている。

なお、上記絶縁被膜２５は例えばポリイミド等の絶縁物
によって５０μｍ〜１００μｍ程度の膜厚を有するよう
に形成されている。

上記絶縁被膜２５による上記導体配線２３４の被覆及び
ワイヤ２３５の接続は次のような方法でなされる。

まず、上記絶縁被膜２５は、導体配線２３４の電極取り
出し部に対応する部分に孔２６を形成されたフィルムと
して予じめ用意される。そして、この絶縁フィルムを、
上記電極取り出し部と孔２６との位置合わせをしながら
、絶縁基板２３４に被せ、接着剤等により゛固着するこ
とにょシ、導体配線２３４の被覆が終了する。この後、
上記孔２６を介してワイヤ２３５を導体配線２３４の電
極取り出し部に接続する。

以上により、導体配線２３４の被覆及びワイヤ２３５の
接続が終了する。

なお、絶縁フィルムへの孔２６の形成ＶＣは、例えば、
薬品によるエツチング処理、機械的なプレス処理、光反
応を利用し次処理を用いることができる。

また、絶縁フィルムを導体配線２３４に固着するための
接着剤は、例えば、予じめ絶縁フィルムに塗布しておけ
ばよい。

以上説明したよりなこの実施例によれば、次のような効
果を得ることができる。

（１）まず、絶縁被膜２５によりて、ノクツケージ内に
侵入した水分が導体配線２３４に到達するのを極力阻止
することができる。これにより、導体配線２３４間のリ
ーク電流を小さくすることができ、侵入水分による機能
破壊を抑えることができる。実験の結果、現在、リーク
電流がμＡオーダであるのに対し、この実施例では、こ
れをｎＡオーダさら゛にはＰＡオーダまで抑えられるこ
とが確められた。これにより、樹脂封止型集積回路装置
の適用範囲、応用範囲を大幅に拡大することができる。

ま之、水分の阻止はリーク電流の減少だけでなく、印加
電圧の高圧化も実現することができ、この意味において
も、樹脂封止型集積回路装置の適用範囲、応用範囲を拡
大することができる。

（２）また、上記絶縁被膜２５により熱ストレスが導体
配線２３４に直接伝わるのを防ぐことができるので、熱
ストレスによる導体配線２３４の断線やショートを極力
抑えることができる。

また、上記絶縁被膜２５により、ワイヤ２３５が導体配
線２３４に接触するのを防ぐことができるので、ワイヤ
２３５の変形によるショートを極力抑えることができる
。

（３）さらに、絶縁液１Ｉ２５は金属等より成る導体配
線２３４に比べ、樹脂２４との密着性の方が良いので、
導体配線２３４の面積比率が高くなっても、樹脂２４の
密着率の低下を抑えることができる。

（４）また、絶縁物によりて導体配線２３４を被覆し、
絶縁被膜２５を形成することは、通常の被膜形成処理で
簡単に行なうことができるので、何ら生産性を落丁こと
なく、樹脂封止型集積回路を製造することができる。

（５）また、導体配線２３４を孔２６のあいた絶縁被膜
２５で被覆するのに、予じめ孔２６のあいた絶縁フィル
ムを用意し、これを導体配線２３４に被せるようにした
ので、導体配線２３４を傷つけたり、複雑なエツチング
コントロールを必要としない利点がある。すなわち、孔
２６のあいた絶縁被膜２５で導体配線２３４を被覆する
方法としては、この他にも、例えば絶縁被膜２５で導体
配線２３４を被覆した後、孔２６を形成する方法が考え
られる。

しかし、この方法では、孔２６を形成する際導体配線２
３４を傷つけたり、エツチングで孔２６を形成する場合
には、導体配線２３４を傷つけないようにするためのエ
ツチングレートのコントロールが困難となる。これに対
し、この実施例では、予じめ孔２６の形成された絶縁フ
ィルムを被せるので、このような問題が生じないわけで
ある。

（６）Ｉ！た、ワイヤ２３５を導体配線２３４の電極取
り出し部に接続するのに、孔２６が形成された絶縁被膜
２５により導体配線２３４を被覆してから接続するよう
にしたので、ワイヤ２３５の断線等を防止することがで
きる。すなわち、絶縁被膜で被覆された導体配線２３４
を得るのに、まず、ワイヤ２３５を導体配線２３４の電
極取シ出し部に接続してから、導体配線２３４に絶縁物
を塗布する方法が考えられる。しか゛し、この方法では
、絶縁物を塗布する際、ワイヤ２３５の断線等が生じる
危険性が高い。これに対し、この実施例では、孔２６を
有する絶縁被膜２５で導体配線２３４を被覆してから、
ワイヤ２３５を接続するようにしたので、このような問
題は生じない。

次に、第２図の断面図を用いてこの発明の他の実施例を
説明する。

先の実施例では、ハイブリッド型の集積回路を備えた樹
脂封止型集積回路装置にこの発明を適用する場合を説明
したが、この実施例は、モノリシック型の集積回路を備
えた樹脂封止型集積回路装置にこの発明を適用したもの
である。

第２図において、３１はリードフレームのアイランドで
あり、３２は同じくリードである。３３はアイランド３
ノ上に接着剤等により固定された半導体チップである。

半導体チップ３３の電極はリード３２と電気的に接続さ
、れる、この場合、一般には、半導体チップ３３の電極
とリード３２との距離が長いために、両者は直接接続さ
れることはなく、アイランド３１とリード３２との間に
設けられ九ノ９ツド３４を介して接続される。このノ４
ツド３４は例えば絶縁物から成る支持台３５上に形成さ
れ、ワイヤ３６を介してリード３２及び半導体チツ″ｆ
３３の電極に接続されている。そして、このパッド３４
は、半導体チップ３３等とともに、樹脂３７によって一
体的に封止されている。

このような構成において、この実施例では、ノクラド３
４を電極取出し部３８を残して絶縁被膜３９で被覆する
ようにしたものである。

このような構成によれば、水分による隣接パッド３８間
のショートの防止等、先の実施例と同様な効果を得るこ
とができる。

このようにこの発明の特徴を成す絶縁被膜に上る被覆は
、絶縁基板上の導体配線だけでなく、上述したパッド等
、樹脂封止される導体層一般に適用可能なものである。

また、以上の説明では、導体層において、電極取出し部
を除く全ての部分を絶縁被膜により被覆する場合を説明
したが、発明の目的を達成することができる範囲で、被
覆部分を少なくするようにしてもよい。

また、この発明は、複数の絶縁基板を一体的に樹脂封止
してなる装置にも適用可能なことは勿論である。

この他にもこの発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々様々変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果コ 以上述べたようにこの発明によれば、樹脂封止型集積回
路装置の耐湿特性、熱ストレス特性並びに樹脂密着率の
向上を図ることができるとともに、ワイヤの変形による
ショートを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図は同じく他の実施例の構成を示す断面図、第３図及び
第４図はそれぞれ従来の樹脂封止型集積回路装置の異な
る構成を示す断面図である。 ２１．３１・・・アイランド、２２．３２・・・リード
、２３・・・集積回路、２４．３７・・・樹脂、２５　
、３９・・・絶縁被膜、；ｊ６，３Ｂ・・・電極取出し
部、２３゜２３２・・・半導体チップ、３４・・・パッ
ド、３５・・・支持台、３６　、２３５・・・ワイヤ、
２３１・・・絶縁基板、２３３・・・孔、２３４・・・
導体配線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも導体層の電極取り出し部に対応する部
   分に孔を有する絶縁被膜により、上記導体層が被覆され
   ていることを特徴とする樹脂封止型集積回路装置。
2. （２）少なくとも導体層の電極取り出し部に対応する部
   分に孔を有する絶縁被膜を、上記導体層に被せる第１の
   工程と、 上記絶縁被膜を被せられた上記導体層の上記電極取り出
   し部に、上記孔を介してワイヤを接続する第２の工程と
   、 を具備してなることを特徴とする樹脂封止型集積回路装
   置の製造方法。