(57)【要約】【課題】簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置は、基板１２と、この基板１２上に搭載されている半導体素子１１と、この半導体素子１１を封止する樹脂部１４とを有する。上記樹脂部１４は、水蒸気透過性を有する。そして、上記半導体装置内に吸湿した水分を、リフロー前の予熱によって上記樹脂部１４を通して外部に逃がすことができ、上記半導体装置内に水分を留めることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板またはリードフレームと、
この基板またはリードフレーム上に搭載されている半導体素子と、
この半導体素子を封止する樹脂部と
を備え、
この樹脂部は、水蒸気透過性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
凹部が形成されたパッケージと、
このパッケージの凹部に収納されている半導体素子と、
このパッケージの凹部の開口部に取り付けられて上記半導体素子を気密状に封止する透光部と
を備え、
この透光部は、水蒸気透過性を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記樹脂部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体装置において、
上記透光部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の半導体装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置およびこの半導体装置を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光センサや光ピックアップなど、モールド樹脂を用いた樹脂封止により樹脂部を成型した半導体装置（光半導体装置）が知られており、半導体素子を基板またはリードフレーム上に搭載したものがある。
【０００３】
封止のための上記樹脂部の材料としては、生産性に優れた樹脂による封止が広く行われており、一般的にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられている。
【０００４】
上記樹脂部による封止の方法としては、金型を使用するトランスファー成型により樹脂封止する方法や、半導体素子を配置する領域を囲む枠内に、液状の樹脂を注型して硬化させて樹脂封止する方法などが一般的である。
【０００５】
また、凹部が形成されたセラミックなどの材質のパッケージに、ガラスなどの透光板を貼付けて光学窓部を形成した気密封止型の半導体装置も知られている。
【０００６】
近年の電子機器の製造方法の自動化に伴い、半導体装置を回路基板へ実装する方法としては、リフローによる実装が一般的である。
【０００７】
リフロー実装の際に、上記半導体装置中に水分が吸湿していると、リフローの熱により水分が急激に気化、膨張して、上記樹脂部にクラックが発生したり、上記半導体素子と上記樹脂部との間の剥離や、上記基板またはリードフレームと上記樹脂部との間の剥離などの不具合が発生する。気密封止型の半導体装置の場合でも、リフローの熱により半導体装置内に吸湿した水分の気化、膨張によって、上記パッケージのクラックや、透光板の割れや剥がれが発生する問題があった。
【０００８】
そこで、上記問題を解決するため、従来、耐湿性を高めた半導体装置がある。
【０００９】
一の半導体装置としては、図４に示すように、半導体素子１０１を封止する樹脂部１０２の表面に耐湿性のある樹脂膜１０３を設けている（特開平６−２４４３１６号公報：特許文献１参照）。
【００１０】
そして、上記耐湿性のある樹脂膜１０３で上記樹脂部１０をコーティングすることによって、上記樹脂部１０２は吸湿しにくくなっている。
【００１１】
他の半導体装置としては、図５に示すように、基板２００により形成された凹状のキャビティ２００ａ内に半導体素子２０１を収納し、このキャビティ２００ａに、上記基板２００側を覆う透湿性樹脂２０２ａと、上記半導体素子２０１を覆う耐湿性樹脂２０２ｂとを、充填している（特開２００２−１９８４７２号公報：特許文献２参照）。
【００１２】
そして、上記透湿性樹脂２０２ａで、吸湿しやすい箇所である上記基板２００を、覆うことによって、上記基板２００の水分を、上記透湿性樹脂２０２ａを通して、上記キャビティ２００ａの外部に逃がしている。
【特許文献１】特開平６−２４４３１６号公報
【特許文献２】特開２００２−１９８４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図４に示す上記従来の半導体装置では、上記耐湿性のある樹脂膜１０３を精度良く設けることが難しく（つまり、制御が難しく）、また、上記樹脂膜１０３形成後の半導体装置の取り扱いが困難で、上記樹脂膜１０３が簡単に剥がれたり、上記樹脂膜１０３にキズが付いてしまう問題があった。
【００１４】
また、図５に示す上記従来の半導体装置では、封止での工程数や、その工程に要する時間と設備が増大し、歩留りの悪化やコストがアップする問題があった。
【００１５】
また、図４の上記耐湿性のある樹脂膜１０３や、図５の上記耐湿性樹脂２０２ｂでは、湿気の進入を完全に防止することは出来ないので、吸湿したわずかの水分が、半導体装置に致命的なダメージを与えることがあった。
【００１６】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる半導体装置、および、この半導体装置を有する電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、この発明の半導体装置は、
基板またはリードフレームと、
この基板またはリードフレーム上に搭載されている半導体素子と、
この半導体素子を封止する樹脂部と
を備え、
この樹脂部は、水蒸気透過性を有することを特徴としている。
【００１８】
この発明の半導体装置によれば、上記半導体素子を封止する上記樹脂部は、水蒸気透過性を有するので、上記半導体装置内に吸湿した水分は、リフロー前の予熱によって簡単に外部へ逃げていき、上記半導体装置内部に留まることが無いので、リフロー実装時における不具合の発生を防止することができる。
【００１９】
つまり、従来のように上記半導体装置内部に留まった水分が急激に気化、膨張することがないので、上記樹脂部のクラックや、上記半導体素子と上記樹脂部との間の剥離や、上記基板またはリードフレームと上記樹脂部との間の剥離を、防止できる。
【００２０】
また、上記半導体素子を封止する上記樹脂部に、水蒸気透過性を持たしているので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００２１】
また、この発明の半導体装置は、
凹部が形成されたパッケージと、
このパッケージの凹部に収納されている半導体素子と、
このパッケージの凹部の開口部に取り付けられて上記半導体素子を気密状に封止する透光部と
を備え、
この透光部は、水蒸気透過性を有することを特徴としている。
【００２２】
この発明の半導体装置によれば、上記半導体素子を封止する上記透光部は、水蒸気透過性を有するので、上記半導体装置内に吸湿した水分は、リフロー前の予熱によって簡単に外部へ逃げていき、上記半導体装置内部に留まることが無いので、リフロー実装時における不具合の発生を防止することができる。
【００２３】
つまり、従来のように上記半導体装置内部に留まった水分が急激に気化、膨張することがないので、上記パッケージのクラックや、上記透光部の割れおよび剥がれを、防止できる。
【００２４】
また、上記半導体素子を気密状に封止する上記透光部に、水蒸気透過性を持たしているので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００２５】
また、一実施形態の半導体装置では、上記樹脂部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上である。
【００２６】
この実施形態の半導体装置によれば、上記樹脂部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であるので、上記樹脂部は、リフロー耐湿性に優れたものになる。
【００２７】
また、一実施形態の半導体装置では、上記透光部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上である。
【００２８】
この実施形態の半導体装置によれば、上記透光部の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であるので、上記透光部は、リフロー耐湿性に優れたものになる。
【００２９】
また、この発明の電子機器は、上記半導体装置を有することを特徴としている。
【００３０】
この発明の電子機器によれば、上記半導体装置を有するので、上記半導体装置はリフロー実装時における不具合の発生がなくて、品質を向上できる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の半導体装置によれば、上記半導体素子を封止する上記樹脂部、または、上記半導体素子を封止する上記透光部は、水蒸気透過性を有するので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００３２】
また、この発明の電子機器によれば、上記半導体装置を有するので、上記半導体装置はリフロー実装時における不具合の発生がなくて、品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の半導体装置の第１実施形態である縦断面図を示している。この半導体装置は、基板１２と、この基板１２上に搭載されている半導体素子１１と、この半導体素子１１を封止する樹脂部１４とを有する。この半導体装置は、いわゆる樹脂封止型の半導体装置である。
【００３５】
上記基板１２上には、導体パターン１６が設けられている。この導体パターン１６は、中央に位置する第１パターン部１６ａと、端部に位置する第２パターン部１６ｂとを有する。
【００３６】
上記半導体素子１１は、受光素子である。上記半導体素子１１は、例えばＡｇペースト等を用いて、上記第１パターン部１６ａに接合されている。また、上記半導体素子１１は、例えばＡｕワイヤ等のボンディングワイヤ１３によって、上記第２パターン部１６ｂに接続されている。
【００３７】
上記樹脂部１４は、上記基板１２、上記半導体素子１１および上記ボンディングワイヤ１３を成型用金型に挟み込み、樹脂を注入（射出）して成型することにより、形成される。
【００３８】
また、別の方法としては、上記半導体素子１１を配置する領域を囲むように設けた型枠内に液状の樹脂を注型し硬化して、上記樹脂部１４を形成する方法もある。この型枠は、金型を用いて上記基板１２上に成型する方法や、接着剤を使用して上記基板１２上に貼り付ける方法などによって、上記基板１２上に形成される。
【００３９】
上記樹脂部１４は、上記基板１２、上記半導体素子１１および上記ボンディングワイヤ１３をモールドする封止樹脂である。上記樹脂部１４は、透光性および水蒸気透過性を有する。上記樹脂部１４には、高い水蒸気透過性を有する樹脂が用いられ、この樹脂としては、例えばシリコーン樹脂である。
【００４０】
ここで、水蒸気透過性のない樹脂部を用いた場合、上記半導体装置内に吸湿した水分は、簡単には外部へ抜けず、上記半導体装置内に留まり、リフローの熱により水分が急激に気化、膨張して、樹脂部にクラックが発生したり、半導体素子と樹脂部との間の剥離や、基板と樹脂部との間の剥離が発生するなどの不具合が起こる。
【００４１】
上記構成の半導体装置によれば、上記樹脂部１４は水蒸気透過性を有するので、上記半導体装置内に吸湿した水分を、リフロー前の予熱によって外部に逃がすことができ、上記半導体装置内に水分を留めることはない。
【００４２】
通常のリフロー実装では、半田を溶融する温度（約２５０℃）に到達する前に、予熱部分を設けている。上記半導体装置の温度上昇により上記半導体装置内に吸湿した水分は、徐々に外部へ逃げていき、リフロー前の予熱によって上記半導体装置内から吸湿した水分を無くすことが出来る。
【００４３】
つまり、従来のように上記半導体装置内部に留まった水分が急激に気化、膨張することがないので、上記樹脂部１４のクラックや、上記半導体素子１１と上記樹脂部１４との間の剥離や、上記基板１２と上記樹脂部との間の剥離を、防止できる。
【００４４】
また、上記半導体素子１１を封止する上記樹脂部１４に、水蒸気透過性を持たしているので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００４５】
水蒸気透過性を示す値として、水蒸気透過度（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）があるが、本発明の半導体素子の樹脂部１４としては、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上の水蒸気透過度であることが好ましい。したがって、上記樹脂部１４は、リフロー耐湿性に優れたものになる。
【００４６】
以下の表１に、リフロー耐湿性の評価を行った結果を示す。
2008198701.tif 000003
【００４７】
ここで、水蒸気透過度の測定は、JIS K7129 A法で定義された感湿センサ法(Lyssy法)で測定したものである。
【００４８】
上記表１に示す水蒸気透過度の樹脂を用いて、金型を使用するトランスファー成型により樹脂封止した半導体装置を作成して評価を行った。
【００４９】
評価は、JEDEC J-STD-020Cで規定された条件に基づくリフロー耐湿性の結果で判定した。
【００５０】
JEDEC J-STD-020Cで規定された、MSL LEVEL 2aをクリアするものを◎(優良)、MSL LEVEL 4をクリアするものを○(良)、MSL LEVEL 4をクリア出来ないものを×(不良)とした。
【００５１】
近年では、リフロー耐湿性の向上を求められており、例えばピックアップ用の半導体装置では、MSL LEVEL 4をクリアすることが求められている。MSL LEVEL 4をクリアすることから、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上の水蒸気透過度であることが好ましいと判断した。
【００５２】
（第２の実施形態）
図２は、この発明の半導体装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、上記第１の実施形態の上記基板１１の代わりに、リードフレーム２２を使用している。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じである。
【００５３】
つまり、この半導体装置は、リードフレームタイプの半導体装置であり、リードフレーム２２と、このリードフレーム２２上に搭載されている半導体素子２１と、この半導体素子２１を封止する樹脂部２４とを有する。
【００５４】
上記リードフレーム２２は、中央に位置する第１フレーム部２２ａと、端部に位置する第２フレーム部２２ｂとを有する。
【００５５】
上記半導体素子２１は、例えばＡｇペースト等を用いて、上記第１フレーム部２２ａに接合されている。また、上記半導体素子２１は、例えばＡｕワイヤ等のボンディングワイヤ２３によって、上記第２フレーム部２２ｂに接続されている。
【００５６】
そして、上記樹脂部２４は、上記リードフレーム２２、上記半導体素子２１および上記ボンディングワイヤ２３を成型用金型に挟み込み、樹脂を注入（射出）して成型することにより、形成される。
【００５７】
したがって、上記構成の半導体装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、上記半導体素子２１を封止する上記樹脂部２４は、水蒸気透過性を有するので、上記半導体装置内に吸湿した水分は、リフロー前の予熱によって簡単に外部へ逃げていき、上記半導体装置内部に留まることが無いので、リフロー実装時における不具合の発生を防止することができる。
【００５８】
つまり、従来のように上記半導体装置内部に留まった水分が急激に気化、膨張することがないので、上記樹脂部２４のクラックや、上記半導体素子２１と上記樹脂部２４との間の剥離や、上記リードフレーム２２と上記樹脂部２４との間の剥離を、防止できる。
【００５９】
また、上記半導体素子２１を封止する上記樹脂部２４に、水蒸気透過性を持たしているので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００６０】
（第３の実施形態）
図３は、この発明の半導体装置の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、上記第１の実施形態の上記樹脂部１４の代わりに、透光部３４を使用している。
【００６１】
この半導体装置は、凹部３２ａが形成されたパッケージ３２と、このパッケージ３２の凹部３２ａに収納されている半導体素子３１と、このパッケージ３２の凹部３２ａの開口部に取り付けられて上記半導体素子３１を気密状に封止する透光部３４とを有する。つまり、この半導体装置は、気密封止型の半導体装置である。
【００６２】
上記パッケージ３２は、例えばセラミックや樹脂によって、形成されている。上記パッケージ３２の凹部３２ａの底面には、導体パターン３６が設けられている。この導体パターン３６は、中央に位置する第１パターン部３６ａと、端部に位置する第２パターン部３６ｂとを有する。
【００６３】
上記半導体素子３１は、受光素子である。上記半導体素子３１は、例えばＡｇペースト等を用いて、上記第１パターン部３６ａに接合されている。また、上記半導体素子３１は、例えばＡｕワイヤ等のボンディングワイヤ３３によって、上記第２パターン部３６ｂに接続されている。
【００６４】
上記透光部３４は、板状に形成されている。上記透光部３４は、上記パッケージ３２の開口部に接着剤３５によって貼り付けられている。この接着剤３５としては、例えば紫外線や熱に反応して硬化する接着剤を用いる。
【００６５】
上記透光部３４は、透光性および水蒸気透過性を有する。上記透光部３４は、例えばガラスや透光性樹脂によって形成されている。
【００６６】
上記構成の半導体装置によれば、上記半導体素子３１を封止する上記透光部３４は、水蒸気透過性を有するので、上記半導体装置内に吸湿した水分は、リフロー前の予熱によって簡単に外部へ逃げていき、上記半導体装置内部に留まることが無いので、リフロー実装時における不具合の発生を防止することができる。
【００６７】
つまり、従来のように上記半導体装置内部に留まった水分が急激に気化、膨張することがないので、上記パッケージ３２のクラックや、上記透光部３４の割れおよび剥がれを、防止できる。
【００６８】
また、上記半導体素子３１を気密状に封止する上記透光部３４に、水蒸気透過性を持たしているので、簡単な構成で、リフロー実装時の不具合を防止できる。
【００６９】
また、上記透光部３４の水蒸気透過度は、１．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であるのが好ましく、上記遮光部３４は、リフロー耐湿性に優れたものになる。
【００７０】
また、図示しないが、この発明の電子機器は、上記第１〜上記第３の半導体装置を有する。したがって、この発明の電子機器によれば、上記半導体装置を有するので、上記半導体装置はリフロー実装時における不具合の発生がなくて、品質を向上できる。
【００７１】
この電子機器としては、例えば、デジタルＴＶ、デジタルＢＳチューナ、ＣＳチューナ、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＡＶアンプ、オーディオ、パソコン、パソコン周辺機器、携帯電話、ＰＤＡである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の半導体装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図４】従来の半導体装置を示す縦断面図である。
【図５】従来の半導体装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１    半導体素子
１２    基板
１３    ボンディングワイヤ
１４    樹脂部
１６    導体パターン
１６ａ    第１パターン部
１６ｂ    第２パターン部
２１    半導体素子
２２    リードフレーム
２２ａ    第１フレーム部
２２ｂ    第２フレーム部
２３    ボンディングワイヤ
２４    樹脂部
３１    半導体素子
３２    パッケージ
３２ａ    凹部
３３    ボンディングワイヤ
３４    透光部
３５    接着剤
３６    導体パターン
３６ａ    第１パターン部
３６ｂ    第２パターン部
【図１】
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【図２】
2008198701.tif 000005
【図３】
2008198701.tif 000006
【図４】
2008198701.tif 000007
【図５】
2008198701.tif 000008