引线、配线构件、封装元件、附有树脂的金属元件、树脂密封的半导体器件、及它们的制造方法

专利名称：引线、配线构件、封装元件、附有树脂的金属元件、树脂密封的半导体器件、及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及配线构件、附有树脂的金属元件和树脂密封的半导体器件、及附有树 脂的金属元件和树脂密封的半导体器件的制造方法，特别涉及提高金属材料与树脂材料之 间粘着性(adhesion)的技术。
背景技术：
在现有的半导体器件、配线构件中广泛采用着树脂材料。一般地，集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)等的半导体器件是通过电线接合 将半导体元件与配线引线相连，在该配线引线的一部分露出在外的状态下用树脂固定，并 用树脂封装来制造的。图15是表示树脂密封的QFP (Quad Flat Package)型半导体器件的制造工序的示 意性截面图。首先，在配线引线93 (模具垫93a，93b)的模具垫9 上搭载半导体芯片94，该半 导体芯片94和模具垫93a，93b通过配线95连接。此后，将配线引线93放置在固定模具92上(图15(a))。然后，将可动模具91相对固定模具92压接，两个模具91、92成为封闭状态，从而 形成内部空间(腔室97)。由此通过设置在可动模具91上的通道96，将热固性树脂注塑成 型在腔室97内，从而将半导体芯片94等进行树脂密封(图15 (b))。热固性树脂固化形成成型树脂98后，将两个模具91、92打开，利用起模杆(未示 出)将树脂成型品9z挤出。此后，通过将树脂成型品9z的外部引线931a弯曲，得到半导 体器件9的成品(图15(d))。在对该半导体器件9进行安装时，通过焊剂90将外部引线931a接合在基板99上 (图 15(d))。以上为QFP型半导体器件的制造工序实例，但是作为半导体器件还有其他种类， 例如存在发光二极管(LED)器件。该器件是通过例如在研钵(擂钵)状反射体的内部，采 用使得配线引线的一部分露出而形成的基板，在所述反射体内部的配线引线上搭载/连接 发光二极管元件。此后，在该反射体的内部填充透明的密封树脂，由此来进行制造。作为密 封树脂，现在正广泛普及的是代替环氧树脂的、光透明度更高的硅树脂。此外，在IC，LSI等电子件安装时采用的TAB(自动键合带)带、T-BGA(球栅格阵列 带)带、ASIC(特殊集成电路应用)带等薄膜载带，是通过依次沉积由聚酰亚胺等形成的绝 缘膜、由铜形成的配线图案层以及阻焊层而构成的，作为绝缘膜以及阻焊层采用树脂材料。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平07-2M622号公报专利文献2 日本特开平10_3四461号公报
专利文献3 日本特开2002-33345号公报专利文献4 日本特开2001-144145号公报

发明内容
发明要解决的问题但是，作为树脂成型品的半导体器件，LED器件以及薄膜载带中，存在以下问题。第一个问题是在密封树脂注塑成型时，除了树脂成型的目标以外，在本来不预定 树脂成型的、直到配线引线区域也附着有树脂的问题。在半导体器件的工序中，如图15(b)P 局部放大图所示，因为采用一定压力注射树脂材料，实际上在配线引线93的外部引线931a 的表面上可能形成从模具间隙900流出的树脂薄膜(也即树脂毛刺)98a (图15 (c))。该间 隙900由模具91、92之间的精度误差造成，注射时压力从该间隙900泄露至外部，与此相伴 地，由于树脂材料流出而产生树脂毛刺98a。如果存在树脂毛刺98a，则在以后的工序中，会 在外部引线931a与基板99之间的结合强度、电接触性方面发生问题。作为防止这些问题 的对策，尽管存在对模具91、92之间的形状进行高精度处理的方法，但是除了由于模具设 计使得成本变得非常高，还有作为机械精度方面的问题，极难完全防止间隙的产生。因此， 事实上树脂毛刺的发生无法预防，从而在与基板的结合工序之前，预先将树脂毛刺98a除 去的工序成为必要。由此产生制造效率降低、制造成本上升的问题。由此，在专利文献1-3中提出了防止模具之间产生间隙的对策。但是，专利文献1、 2公开的技术是强化模具对于配线引线的压力的技术，会有对配线引线施加过度变形应力 的危险性，并会有对模具和配线引线造成损伤的可能性。此外，专利文献3是在模具之间产 生间隙的部分预先贴附胶带以改善密闭性的技术，但是在较高温度下，在涉及机械摩擦力 的注塑成型工序中，即使利用这样的胶带，实际上也会产生该胶带的剥离和损伤等的问题。 此外，由于设置该胶带的作业，在制造效率降低以及制造成本上升方面仍然存在问题。而且，除上述问题以外，还存在配线引线与密封树脂的粘着性不足的问题。图16 为示意性显示该问题的截面图。密封树脂(成型树脂98)通常具有受到环境湿度的影响， 并受到来自周围水分的浸入的性质。因此，如果配线引线93a、9!3b与密封树脂(成型树脂 98)的粘着性不足，则在两者的界面处产生细微间隙(图16(a))。在该间隙处由外部浸入的水分不断存留。在将该半导体器件9安装在基板99上 时，该存留的水分受到焊剂90的再流热而气化，在上述间隙部分处体积迅速膨胀。其结果， 成为或者在该间隙部分发生剥离，或者成型树脂98发生裂缝的原因(图16(b))。这种剥离 或裂缝一旦产生，则使得从外部向半导体器件9的内部进一步浸入更多的水分等的杂质， 造成半导体芯片94的电路断裂或短路等，成为损害密封可靠性的原因。而且，存留在间隙 处的水分还会造成半导体芯片94短路，成为动作不良的原因。第二个问题是在采用密封树脂对LED芯片进行密封的LED器件中，采用硅树脂作 为密封树脂时的问题。硅树脂可确保高透明性，与此相对的是，与环氧树脂等相比其线膨胀 率高。因此，在基板上对硅树脂进行注塑成型的工序中，由于该树脂材料受到热变化(也即 热经历)，从而硅树脂发生热收缩。由此，硅树脂和配线引线之间发生剥离，存在由于接触不 良而性能变劣，或者结合强度不足等的问题。此外，在采用透明性高的加成聚合型硅树脂的情况下，由于加成聚合时需要钼族催化剂，镀银膜发生变色，会使得反射率降低。此外，由于硅树脂的透气性高，因此也有由于 腐蚀性气体透过硅树脂接触镀银膜而产生变色的可能。第三个问题是为提高LED器件的发光效率，还存在与设置在配线引线上的镀银 膜相关的问题。已知银材料可提高对长波长区域的可见光反射率，但相反的是对于短波长 区域(约500nm以下)的光反射率低。因而，在LED器件上安装发出蓝光/紫光、紫外线等 二极管的情况下，会得不到足够的反射率。此外，在以包围LED芯片四周的方式形成反射体的LED器件中，在反射体上形成镀 银膜的情况下，有制造工序中产生的不必要的气体、并覆盖在镀银膜表面上使银变质的情 况。由此，还带来降低镀银膜本来应达到的反射率、从而降低LED器件发光效率的问题。此外，当反射体中采用热塑性树脂等的材料时，来自于该材料的排出气体附着于 配线引线，存在造成电线接合缺陷的问题。即，由于排出气体存在于配线引线和电线之间， 使得两者本来的结合力降低，造成接合失误或者脱线，即所谓的“电线不搭接”。第四个问题是在薄膜载带中，在配线图案层上施加镀Sn层时的问题。在配线图案层的表面上，由于其是通过焊剂与安装部件相连接的，因此虽然预先 施加镀Sn层，但是在该电镀工序中，由于加热氛围造成阻焊剂层端部上翘，在翘曲的阻焊 剂层和配线图案层表面之间的区域，和除此以外的配线图案层表面区域之间，会有伴随Sn 离子和Cu离子的离子化倾向不同而产生局部电池的问题(图17(a))。当产生局部电池时， 由于配线图案层表面溶出的Cu离子而产生侵蚀区域。因此，除会存在镀Sn后的薄膜载带 的机械强度降低的问题以外，还会产生不能均勻电镀加工的问题。如上所述，在半导体器件以及薄膜载带等领域中，在使用树脂材料时，还存在应解 决的余留问题。本发明是针对上述问题作出的，作为第一目的，提供半导体器件及其制造方法，所 述半导体器件是通过抑制树脂毛刺的产生以及配线引线与树脂的剥离、树脂裂缝等，从而 具有良好电连接性和结合强度，以及密封可靠性的半导体器件。作为第二目的，提供可发挥良好发光特性的LED器件，所述良好发光特性是通过 不但提高硅树脂和配线引线之间的粘着性，并且抑制构成元件变质或变色、发光效率的降 低以及电线不搭接等问题的产生来实现的。作为第三目的，提供这样的LED器件，即使在进行较短波长区域发光的情况下，也 具有足够的反射率，从而可显示出优秀的发光效率。作为第四目的，提供这样的薄膜载带，不但可维持良好的制造效率，并且在镀Sn 工序时可避免配线图案层损伤，从而显示出优秀的镀Sn层的形成、优秀的机械强度以及结 合性。解决问题的方式为解决上述问题，本发明提供一种有机化合物，其为在主链部分的一端通过在金 属表面取向，形成自组织化膜的有机化合物，在主链部分具有以下特征。主链部分具有从亚甲基键、氟代亚甲基键、硅氧烷键、乙二醇键中选出的一种以 上，以及从芳香族酰亚胺骨架、酰胺基(amido-)骨架中选出的一种以上。或者，主链部分具有含2个以上氮原子的含氮杂环。该含氮杂环优选具有从咪唑、 三唑、四唑、二唑啉、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪中选出的一种以上。
此外，主链部分设有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架选出的一种以 上。在主链部分一并具有含氮杂环和从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架 中选出的一种以上的情况下，优选的是在含氮杂环的另一端上具有芳基骨架等。在上述有机化合物中，优选主链部分的一端具有金属键合性的第一官能基，另一 端具有具指定特性的第二官能基。此外，第一官能基优选由包含巯基化合物、硫代化合物、含氮杂环化合物在内的一 种以上的化合物、化学构造体或衍生物来构成。此外，本发明提供一种附有树脂的金属元件的制造方法，其具有有机覆膜形成工 序和树脂固定工序，所述有机覆膜形成工序是在由金属材料形成的配线引线上附着包含 功能性有机分子的材料，该功能性有机分子在主链部分的一端具有金属键合性的第一官能 基，在另一端具有具指定特性的第二官能基，通过在构成该配线引线的金属原子上键合上 述第一官能基，且各个功能性有机分子自组织化而形成有机覆膜的有机覆膜形成工序，所 述树脂固定工序是在有机覆膜形成工序之后，使树脂在进行了有机覆膜的配线引线指定表 面区域的整个范围加以固定的树脂固定工序，其中在有机覆膜形成工序中，功能性有机分 子采用上述有机分子。在上述制造方法中，树脂固定工序也可采用热固性树脂。作为热固性树脂，在采用 环氧树脂、酚树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚酰亚 胺树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂的情况下，作为第二官能基，优选采用包含羟基、羧酸、酸酐、 伯胺、仲胺、叔胺、酰胺、硫醇、硫化物、酰亚胺、酰胼、咪唑、二氮双环烯、有机膦、三氟化硼胺 络合体中的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物。在上述有机化合物覆膜形成工序中优选在树脂固定工序中应固定树脂的配线引 线的上述指定表面区域更宽的区域上，在配线引线表面形成有机化合物覆膜。作为热固性树脂，在采用硅树脂(也包含采用环氧基和烷氧基甲硅烷基中至少一 种修饰的硅树脂)的情况下，作为第二官能基，优选采用包含乙烯基，有机氢化二烯硅烷， 羟基，酸酐，伯胺，仲胺中的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物。作为热固性树脂，在采用硅树脂(也包含采用环氧基和烷氧基甲硅烷基中至少一 种修饰的硅树脂)的情况下，作为第二官能基，也优选采用包含具有钼、钯、铷、铑的金属络 合物的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物。此外，作为第二官能基，也优选使用包含荧光发光性化合物以及发光性化合物中 的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物。在有机覆膜形成工序中也优选具有分散液制作子工序和浸渍子工序，所述分散液 制作子工序是通过在溶剂中分散所述功能性有机分子，制作有机分子分散液的分散液制作 子工序，所述浸渍子工序是在配线引线表面上，在应固定所述树脂的配线引线的指定表面 区域的更大面积上，将配线引线浸渍在有机分子分散液中的浸渍工序。本发明所述的半导体器件的制造方法，在工序中包含附有上述树脂的金属元件的 制造方法，还进一步在有机覆膜形成工序和所述树脂固定工序之间设有在配线引线上电连 接半导体元件的连接工序，在树脂固定工序中将半导体元件包在内部，并以配线引线的一 部分露在外部的方式进行树脂成型。
此外，本发明提供一种配线构件，其是在由金属材料形成的配线引线的表面上，通 过有机化合物自组织化方式覆盖有机覆膜而形成的，作为有机化合物采用具有以下化学结 构的物质在主链部分的一端具有第一官能基，所述第一官能基对于配线引线呈现出以金 属键合、氢键合或金属络合物形成的配位键合中的任一种键合形式，在另一端具有第二官 能基，所述第二官能基呈现出树脂固化性能或促进树脂固化的性能，有机化合物的主链部 分构成如下。在有机化合物的主链部分中，其结构包含从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链、 乙二醇链中选出的一种以上，以及从羟基、酮、硫酮、伯胺、仲胺、醚、硫醚、芳香族化合物中 选出的一种以上的极性基团。在有机化合物的主链部分中，其结构具有从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链、 乙二醇链中选出的一种以上，以及从芳香族酰亚胺骨架、酰胺骨架中选出的一种以上。在有机化合物的主链中，其结构具有包含两个以上氮原子的含氮杂环。在此，作为 含氮杂环优选为从咪唑、三唑、四唑、二唑啉、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪选择的一种 以上。此外，有机化合物的主链上也优选具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴 骨架选出的一种以上。作为本发明的附有树脂的金属元件是通过在上述配线构件的一部分上固定树脂， 并在比已固定有树脂的配线构件的表面积更大的面积处覆盖有机覆膜的方式构成的。此外，还可对上述配线构件配设安装有LED芯片的、具有研钵状表面的反射体，并 在反射体表面形成由Ag形成的镀膜，进而有机覆膜覆盖镀膜表面，且有机化合物的第一官 能基与镀膜结合。另外，本发明所述的LED器件，是通过在上述附有树脂的金属元件的反射体内配 设LED芯片，在反射体表面填充透明树脂构成。在此，对上述配线构件配设安装有LED芯片的、具有研钵状表面的反射体，该反射 体还可由热塑性树脂构成。此外，还可通过在上述附有树脂的金属元件的反射体内配设LED芯片，在反射体 表面填充透明树脂来形成LED器件。在该情况下，可在上述透明树脂中混合亲水性添加剂。此外，本发明所述的树脂密封半导体器件的构成为，在配线引线上对上述配线构 件电连接半导体元件，配线构件的一部分露出在外，并且在形成有机覆膜的区域内将半导 体元件进行树脂密封。发明效果在具有以上构成的发明中，通过使功能性有机分子在配线引线等的金属材料表面 的自组织化来形成有机覆膜，由此，与固定在有机覆膜的树脂材料之间可获得各种良好的 化学作用，从而可解决现有技术中的各种问题。即，通过在功能性有机分子主链部分的一个末端配设呈现金属键合性的第一官能 基，从而在配线引线表面上使第二官能基方向朝上，功能性有机分子进行自组织化，而形成 有机覆膜。因此，通过赋予第二官能基树脂固化性能、促进树脂固化的性能等的功能，从而 可提高和固定在有机覆膜上的树脂材料的键合力，而且可使该树脂材料迅速固化。其结果，即使在注塑成型时模具间存在间隙，由于填充在腔室内的树脂可迅速在
10有机覆膜上固化，从而可抑制树脂从上述间隙漏出。因此，无需在树脂成型后除去树脂毛刺 的多余工序。此外，根据本发明，由于仅采用有机覆膜即可实现上述效果，因此可无需改变现有 的注塑成型装置，也无需追加另外的装置。因此，可以低成本且优异的制造效率，实现具有 良好电连接性的半导体器件。另外，通过采用上述功能性有机分子，密封树脂(成型树脂)和配线引线之间可通 过有机覆膜实现高度粘着的半导体器件，因此可最大限度地防止在这些界面处形成间隙。 因此，即使周围环境中的水分通过密封树脂(成型树脂)浸入到半导体器件内部，也可避免 如现有技术中那样在密封树脂(成型树脂)和配线引线之间存留水分，而造成半导体器件 再流时形成裂缝或剥离，或者通过裂缝从外部浸入的水分造成半导体芯片短路等的问题。进而，在本发明中，有机分子的主链部分的构成或者包含从亚甲基链、氟代亚甲基 链、硅氧烷链、乙二醇链中选出的一种以上，以及从羟基、酮、硫酮、伯胺、仲胺、叔胺、醚、硫 醚、芳香族化合物中选出的一种以上的极性基团，或者包含从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅 氧烷链、乙二醇链中选出的一种以上，以及从芳香族酰亚胺骨架、酰胺骨架中选出的一种以 上，由此使相邻的有机分子相互之间发挥强大的相互键合作用(氢键或伦敦色散力产生的 堆叠效果)，从而有机覆膜本身得到强化，其耐热性得到提高。特别是如果使有机化合物的主链部分的结构中具有含两个氮原子以上的含氮杂 环，则在提高有机分子自身熔点的同时，还具有优异的堆叠效果，因此，即使在施加高热的 情况下，也可对由金属材料形成的配线引线表面发挥锚定效果，在防止金属材料再结晶的 同时，有机覆膜也可稳定存在。另外，如果使有机化合物的主链部分具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、 芴骨架中选出的一种以上，则覆膜对UV紫外线发挥阻隔效果，由此可防止金属表面变色。 特别是在金属表面镀银的情况下，可发挥出防止其黑化的效果。此外，通过在第二官能基采用乙烯基、有机氢化二烯硅烷、羟基、酸酐、伯胺，仲胺 等的化合物，可使该有机覆膜与硅树脂，或与含环氧基与烷氧基甲硅烷基中至少一种的硅 树脂之间获得坚固的化学键合效果。因此，如果将由这种功能性有机分子构成的有机覆膜在LED器件的配线引线上成 膜的话，则可抑制硅树脂与配线引线之间产生剥离、裂缝等的问题，以及在高温下接触不良 造成的性能变劣、接合强度不足等的问题，从而能够实现稳定的LED器件的发光效率，而且 通过使该有机覆膜的主链部分相互致密地排列，还可抑制由于硅树脂加成聚合时必要的钼 族催化剂或腐蚀性气体造成的Ag变色。此外，在LED器件中，如果在配线引线表面配设由第二功能基具有钼络合物的功 能性有机分子构成的有机覆膜，则可使得其上填充的硅树脂尽可能早地固化。因此，即使反 射体与配线引线之间界面处产生不想要的间隙，也可有效地防止硅树脂流入此间隙。另外， 上述硅树脂可以为含硅树脂的导电糊膏(银浆等的糊体状导电胶)。通过采用上述含硅树 脂的导电糊膏进行粘结可使LED等的半导体芯片与模具垫坚固地接合，由于与现有的含环 氧树脂导电糊膏相比变劣程度小，因此可实现电导率以及热传导率的稳定。此外，在LED器件的构成中，如果配线引线上形成由第二官能基为具有发荧光或 磷光的化合物的功能性有机分子构成的有机覆膜的话，即使实施短波长区域反射效率低的镀银膜，也可提高对紫外光或可见光领域中短波长的光的反射率。由此，作为器件整体也可 具有良好的发光效率。由此，若在以包围LED芯片的方式配设的反射体上形成镀银膜时，如果在该镀银 膜表面形成本发明的有机覆膜的话，则由于自组织化致密排列的功能性有机分子，便可防 止制造工序中产生的不必要气体(反射体的热塑性树脂材料产生的排出气体等)直接覆盖 在镀银膜上。其结果，可避免Ag由于不必要的气体发生变质而损害镀膜的反射特性，从而 可制造出具有良好发光效率的LED器件。此外，通过在配线引线上形成本发明的有机覆膜，，可防止在反射体上采用热塑性 树脂等材料的情况下的由该材料产生的排出气体直接附着在配线引线上。其结果，可防止 由于排出气体的存在而发生的对配线引线的电线不搭接的问题，可切实地大大提高电线接 合效果。此外，如果在薄膜载带中形成以具有第一官能基和第二官能基的功能性有机分子 构成的有机覆膜，则可使配线图案和阻焊剂层的层结构保持稳定，所述第一官能基相对于 该配线图案层呈现金属键合性，所述第二官能基相对于阻焊剂层具有键合性。由此，在制造过程中的镀Sn工序中，可防止阻焊剂层端部从配线图案上翘，从而 可抑制局部电池的产生，制得高品质的薄膜载带。此外，占功能性有机分子大部分构成的主链部分如果为疏水性碳氢化合物或氟化 碳的话，由于在施加有机覆膜的情况下相对于配线图案层可发挥防水效果，因此可获得抑 制迁移(migration)的效果，可稳定维持作为导通部件的性能。另外，采用本发明所述的功能性有机分子构成的有机覆膜虽然为单分子级别的厚 度，但能实现在施加有有机覆膜的配线引线区域的防腐、防锈以及耐绝缘性的强化。此外， 在配设后也无需除去有机覆膜。在这种功能性/结构等中，其与一般的表面处理剂、表面活 性剂、涂料等完全不同。


图1为实施方式1的半导体器件构成的示意图。 图2为表示实施方式1的功能性有机分子构成的模式图。 图3为实施方式1的有机覆膜的成膜工序的示意图。 图4为实施方式1的树脂固定工序的示意图。
图5为说明功能性有机分子覆膜抑制金属结晶的再结晶的效果的示意图。 图6为实施方式2的LED器件构成的示意图。 图7为实施方式3的LED器件构成及其制造工序的示意图。 图8为说明功能性有机分子17的作用效果的示意图。 图9为实施方式4的LED器件构成等的示意图。 图10为实施方式5的LED器件构成的示意图。 图11为实施方式6的LED器件构成的示意图。 图12为实施方式7的薄膜载带制造工序的示意图。 图13为实施方式8的薄膜载带制造工序的示意图。 图14为实施方式9的薄膜载带制造工序的示意图。
图15为现有的半导体器件注塑成型时的工序的示意图。图16为用来说明现有半导体器件问题的截面图。图17为表示现有技术薄膜载带结构以及局部电池形成过程的模式图。图18为现有技术中两次施加镀Sn层的薄膜载带结构的示意图。图19为有机分子11的一制造方法实例的示意图。图20为有机分子16的一制造方法实例的示意图。图21为有机分子16的另一制造方法实例的示意图。符号说明A1-A5第一官能基B1-B5主链部分B11，B12 主链部分C1_C5，C2，第二官能基3配线引线3a、3b 模具垫10半导体器件(QFP)11-17、1 功能性有机分子21成型树脂22反射体30配线引线部31 LED 器件40薄膜载带42 LED 芯片63 镀 Ag 膜8 漏出树脂110，120，120a, 130，140，150 有机覆膜301、302 露出区域301a外部引线30 内部引线401绝缘薄膜402配线图案层403x 端部403阻焊剂层404 Sn 镀层406浸蚀区域408 Sn 堆积层
具体实施例方式
以下参照附图对本发明各实施方式进行说明。 当然本发明不限于这些实施方式，还可在不脱离本发明技术范围的范围内进行适宜变更来进行实施。实施方式11.半导体器件的结构图1 (a)为显示本发明的一适用例的半导体器件(QFP =Quad Flat Package 10)的 结构的外观立体图。图1(b)为沿着QFPlO的yz平面的截面图。图1 (c)为图1 (b)中Sl 的局部放大图。QFPlO为IC、LSI等中采用的表面安装型半导体器件，由半导体芯片4、配线引线3、 电线5、成型树脂21等构成。配线引线3由电传导性优异的金属材料(在此作为一实例为铜合金)构成，由通 过对金属板状体进行贯通加工而得到的模具垫3a，北组合构成。QFPlO为表面安装型半导体器件，如图1(a)所示，其具有形成为拥有一定厚度的 正方形主面的板状体的成型树脂21和，从所述成型树脂21四周延伸出作为模具垫3a—部 分的外部引线301a的构成。在成型树脂21的内部具有这样的内部结构，如图1(b)所示，在模具垫3a上搭载 半导体芯片4，其通过未图示的电极垫以及电线5与模具垫3a，;3b连接。模具垫北和半导 体芯片4通过未示出的银浆等导电性糊膏相接合。在模具垫3a中，密封在成型树脂21内的区域形成为内部引线30加，露出在外的区 域形成为外部引线301a。外部引线301a的截面构造弯曲加工成为S形。其中QFPlO的特点为在模具垫3a，北的内部引线30 以及外部引线301a的界 面区域(图1(b)的S部分)的表面上形成有有机覆膜110，该膜由功能性有机分子自组织 化而形成。以下对该有机覆膜110进行详细说明。2.有机覆膜110的结构图2为功能性有机分子11的模式性构造图。如图所示，功能性有机分子11为第 一官能基Al、主链部分Bi，以及第二官能基Cl依次结合而形成。主链部分Bl由乙二醇链、亚甲基链、氟代亚甲基链或者硅氧烷链等构成。第一官能基Al为功能部，该功能部由包含一种以上与金属呈现键合性的化合物、 化学构造体或衍生体构成。第二官能基Cl为功能部，该功能部由包含一种以上对热固性树脂具有固化作用 或促进固化作用的化合物、化学构造体或衍生体构成。这种功能性有机分子11如图1 (c)所示，由于在由金属材料制得的模具垫3a的表 面取向键合第一官能基Al，因此配设在主链部分Bl另一末端的第二官能基Cl从所述表面 向外取向。由此，整体具备了与分子取向性相关的化学特性(相互亲和性)，自然地构成了 称为自组织化构造体的单分子膜(有机覆膜110)。该有机覆膜110的膜厚与所述功能性有 机分子11的大小相关，在此被调整为数个nm的级别(图1 (C))。由此有机覆膜110可以单分子级别的大小致密保护模具垫3a的表面，结果可发挥 对氧气或水分附着造成的腐蚀的防止功能，和对与贵金属盐发生置换的良好的防止功能。在QFPlO中，必须对外部引线301a采用电线接合、粘接等将半导体元件4进行电 连接，必须确保良好的电传导性，有时至少要在模具垫和引线3的连接区域处形成金属镀层等的覆膜。在该情况下镀金属工序是必要的，但如果在未进行该镀层的模具垫3a表面施 加有机覆膜110的话，则可抑制模具垫3a的金属成分由于离子化倾向而溶出到镀液中的问 题，因此优选。功能性有机分子11的通式采用Al-Bl-Cl表示。主链部分Bl的构成优选为碳原 子数为4-40的链状。该链状碳原子数过小的话，则主链部分Bl过短，当第一官能基Al覆 盖引线3a时，在多个上述功能性有机分子11之间，由于主链部分Bl具有疏水性，导致该分 子相互之间疏水，亲和作用变弱，第二官能基Cl向外的取向性变得容易丧失。此外，链状碳 原子数过大的话，则主链部分B过长，对引线3a的附焊性能、电线接合性能、粘结性能等容 易受损。此外，在主链部分Bl中还可键合适宜的侧链。以下对本实施方式1的功能性有机分子11能采取的化学结构进行详细说明。关于第一官能基Al如前所述，第一官能基Al要求有对金属材料的亲和性、金属键合性(包含配位键 合)、金属键合性。第一官能基Al可以为包含一种以上只要具有该特性的结构的化合物、化 学构造体或衍生物中的任何一种。例如只要为硫醇以及含硫醇的巯基化合物、硫代化合物(二硫化物等)、含氮杂环 化合物(吡咯化合物、吖嗪化合物等)、或者包含一种以上这些物质的化合物、化学构造体 或衍生物中的任何一种，则相对金属原子就具有氢键或配位键合性，因此优选。当第一官能基Al具有巯基(R-SH，其中R为烷基或烯烃等任意官能团)时，与金 (Au)或银(Ag)等的一价以上的阳离子的金属原子配位，通过Au-S-R或Ag-S-R等的共价 键，从而功能性有机分子11覆盖在模具垫3a上。同样地，当第一官能基Al为二硫化基 (R1-S-S-R2)时，形成Au(-S-Rl) (-S-R2)或Ag(-S-Rl) (-S-R2)等的共价键，从而形成牢固 的键合构造。当第一官能基Al包含吡咯化合物、吖嗪化合物时，该化合物分子中氮原子具有的 非共有电子对可与能成为两价以上阳离子的金属进行配位键合。例如，咪唑化合物、三唑化 合物、三嗪化合物等可容易地与Cu等为主的金属形成配位键合，因而优选。根据上述化合物的种类，可同时形成共价键、配位键或氢键等，从而通过所述的多 种键合，可获得更牢固的键合结构。关于主链部分Bl主链部分Bl是一般的亚甲基类有机分子及该类型的物质(包含亚甲基链、氟代亚 甲基链、硅氧烷链、乙二醇链中的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物)等。由于亚甲 基链在分子之间相互会合，可形成超分子烃链的致密碳链，因此优选。此外，通过发明人的 研究明确可知，采用亚甲基链的话，可比较迅速地形成有机覆膜。在主链部分Bl上采用氟代亚甲基链的情况下，其疏水性比亚甲基链更强，因此在 形成有机覆膜后，可更强地抑制水分向配线引线3与该覆膜之间浸入。其结果，可确保有机 覆膜与配线引线之间良好的结合，不容易由热经历造成有机覆膜剥离，因此优选。在主链部分Bl上采用硅氧烷链的情况下，可形成耐热性和耐候性优异的有机覆 膜。因此，在例如半导体元件等的安装工序中，即使有机覆膜暴露在比较高温的环境下，也 可达到防止该覆膜自身变质/损伤的效果。
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在主链部分Bl上采用乙二醇链的情况下，由于可容易地溶解在水等极性溶剂中， 因此在形成覆膜方面存在优势。因此，在主链部分Bl上也优选采用乙二醇链，或者采用由亚甲基链、氟代亚甲基 链、硅氧烷链中的一种以上和乙二醇链共同构成的结构。在将电线接合时的加热条件设定在较高温度等的情况下，要求进一步提高采用了 功能性有机分子11的有机覆膜110的耐热性。此时，在主链部分Bl中优选采用包含从羟 基、酮、硫酮、伯胺、仲胺、叔胺、醚、硫醚、芳香族化合物中选出的一种以上的极性基团的结 构。特别地，作为该极性基，优选具有酰胺基(由酮与仲胺构成)、芳香族酰胺或芳香 族酰亚胺基(由酮、叔胺和芳香族环构成)，或者这些基团的组合。如果采用包含这种极性基的主链部分Bl的话，有机覆膜110中相邻功能性有机分 子11的主链部分Bl相互之间形成强大的相互键合作用(氢键或者伦敦色散力带来的堆叠 效果)，由此有机覆膜110被强化。即，即使在高温环境下，有机覆膜110可得到稳定的维 持，可进一步提高有机覆膜110的耐热性。关于第二官能基Cl对第二官能基要求其对热固性树脂具有树脂固化性能或促进树脂固化的性能。其 可为包含一种以上只要具有该特性的结构的化合物、化学构造体或衍生物中的任何一种构 成。例如，可举出包含以下物质中的一种以上的化合物、化学构造体和衍生物中的任 何一种等。所述物质为具有羟基的化合物、具有羧基的化合物、具有酸酐的化合物、具有 伯胺的化合物、具有仲胺的化合物、具有叔胺的化合物、具有季铵盐的化合物、具有酰胺基 的化合物，具有酰亚胺基的化合物、具有酰胼基的化合物、具有亚胺基的化合物、具有脒基 的化合物、具有咪唑基的化合物、具有三唑的化合物、具有四唑的化合物、具有巯基的化合 物、具有硫化基的化合物、具有二硫化基的化合物、具有重氮双环烯烃的化合物、有机膦化 合物、具有有机膦化合物三氟化硼胺络合物的化合物。若采用这些化合物或者其衍生物，则 当与热固性树脂接触时瞬间发生固化反应，第二官能基Cl和该树脂结合。第二官能基Cl为酸酐类无水邻苯二甲酸的情况下，起到环氧树脂固化剂的作用， 通过对环氧树脂中的环氧基开环聚合而结合。除功能性有机分子11以外，还可采用如图2(b)所示的功能性有机分子16。如图所示，功能性有机分子16由第一官能基Al、主链部分B11、主链部分B12，以及 第二官能基Cl依次键合构成。主链部分Bll包含一种以上含2个以上氮原子的含氮杂环化合物(咪唑、三唑、四 唑、二唑啉、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪或这些化合物的衍生物)，主链部分B12包含 芳基骨架(苯基、联苯基、三苯，八苯基、五联苯、六联苯)、并苯骨架(萘、蒽，并四苯，并五 苯)、芘骨架、菲骨架、芴骨架或这些骨架衍生物中的一种以上。第一官能基Al、第二官能基Cl与上述功能性有机分子11的相同，省略其说明。这种功能性有机分子16与功能性有机分子11相同，第一官能基Al取向键合在由 金属材料形成的模具垫3a的表面，因此主链部分Bll、B12的另一端配设的第二官能基Cl 从所述表面向外部取向，形成自组织化构造体的有机覆膜(单分子膜)，对模具垫3a的表面进行致密的保护。功能性有机分子16的结构采用Al-BlK含2个以上氮原子的含氮杂环化合物或 其衍生物)_B12(由芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架中的一种以上而构成的化 合物或其衍生物)-Cl表示。在此，主链部分B12所含的芳香环数优选为1-10，更优选为2_6。构成主链部分 B12的芳香环的数目过少的话，主链部分B2过短，第一官能基Al附着在引线3a上时，在多 个上述功能性有机分子11相互之间由于主链部分B2具有疏水性，使得该分子相互疏水，亲 和作用减弱，且第二官能基Cl容易丧失向外的取向性。另一方面，构成主链部分B12的芳 香环数目过多时，主链部分B12过长，使引线3a的附焊性能、电线接合性能等容易受损。此外，在主链部分B11、B12的结构中还可键合适宜的侧链。此外，在主链部分Bll和第二官能基B12之间，以及主链部分Bll和第二官能基Cl 之间还可导入亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链或乙二醇链。由此，分子内原子容易旋转， 主链变得柔软，从而主链之间可获得致密且较强的取向性。此外，在主链部分Bll和第二官能基B12之间，或者在主链部分Bll和第二官能基 Cl之间还可导入醚、硫醚、酮、硫酮、仲胺、叔胺、酰胺、砜，同样地，分子内的原子容易旋转， 由于氢键等的分子间相互作用，可进一步提高主链部分的取向性和致密性。以下对功能性有机分子16能采取的化学结构进行详细说明。关于主链部分Bll主链部分Bll可利用含2个以上氮原子的含氮杂环类有机分子及该类型的物质 (为包含咪唑、三唑、四唑、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪中一种以上的化合物、化学构造 体或衍生物中的任何一种)。含2个以上氮原子的含氮杂环化合物因为化合物自身的耐热 性高，能使第一官能基Cl和金属之间的键合热稳定性提高，因此优选。此外，发明人通过研 究明确发现，如果采用咪唑、三唑、四唑和硫代二唑等五元环化合物的话，在形成有机覆膜 后施加热经历的情况下，由于有从金属内部向表面扩散倾向的金属和氮原子中的非共有电 子对在表面形成络合物，因此阻止了扩散金属向最外表面的暴露。在主链部分Bll采用嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪等六元环化合物时，由于在化学结构 上可结合2个第一官能基Al，因此第一官能基的键合力就相当于五元环化合物的2倍，有机 覆膜自身结合稳定性更强。其结果，可确保有机覆膜和配线引线之间的良好结合，从而不易 发生热经历造成的有机覆膜的剥离，因此优选。如果采用这种主链部分Bll的话，则在有机覆膜110中相邻的功能性有机分子16 的主链部分Bll相互之间能发挥较强的相互键合作用(氢键或伦敦色散力的堆叠效果)，从 而可进一步对有机覆膜11本体进行强化。即，通过上述相互键合作用可有效防止高温环境 下有机覆膜110的飞散，因此可大幅度提高有机覆膜110的耐热性。关于主链部分B12主链部分B12可利用芳香族化合物，所述芳香族化合物为包含芳基骨架(苯基、联 苯基、三苯，八苯基、五联苯、六联苯)、并苯骨架(萘、蒽，并四苯，并五苯)、芘骨架、菲骨架、 芴骨架或这些骨架衍生物中的一种以上的化合物、化学构造体或衍生物中的任何一种等。主链部分B12为芳基骨架的情况下，芳香环数目越增加，主链部分B2相互之间可 发挥更强的相互键合作用(由伦敦色散力形成的n-n堆叠效果)，进而由于功能性分子自身熔点提高，使热稳定性显著提高。此外，主链部分B12为并苯骨架的情况下，芳香环数目越增加，主链部分B12相互 之间越可发挥出比芳基骨架更强的相互键合作用。由此可大幅度减少腐蚀性气体或水分的 透过性。此外，由于并苯骨架的芳香环数目增加，共轭体系变大，光的吸收光谱移向长波长 侧。由此，由于并苯骨架的光吸收效果(对紫外线进行阻隔的效果)，可抑制银等的对短波 长区域(紫外区域)有光吸收的金属发生变质(生成氧化银而变黑等)。这是由并苯骨架 显示的显著效果，而芳基骨架也具有同样的效果。另外，在芘骨架、菲骨架、芴骨架中，除芳香族环相互之间的结合作用和紫外线阻 隔效果之外，还可将其光能量利用于荧光或磷光，发挥出更强的光能量效果。如果主链部分Bll和主链部分B12之间，或者主链部分Bll和第二官能基Cl之间 存在亚甲基链的话，则分子间相互聚合，可形成超分子烃链的致密碳链，因此优选。此外，发 明人经研究明确发现，采用亚甲基链的话，可较迅速地形成有机覆膜。此外，如果在主链部分Bll和主链部分B12之间，以及主链部分Bll和第二官能基 Cl之间存在氟代亚甲基链的话，由于疏水性比亚甲基链更强，在形成有机覆膜后，可更强地 抑制水分向配线引线3和该覆膜之间浸入。其结果，可确保有机覆膜和配线引线之间结合 良好，不易发生热经历造成的有机覆膜的剥离，因此优选。此外，如果在主链部分Bll和主链部分B12之间，或主链部分Bll和第二官能基Cl 之间存在硅氧烷链的话，可发挥优异的耐热性和耐候性。因此，在例如半导体元件等的安装 工序中，即使有机覆膜暴露在较高温的环境下仍然可发挥出防止该覆膜自身变质/损伤的 效果。此外，在主链部分Bll和主链部分B12之间，或主链部分Bll和第二官能基Cl之 间存在乙二醇链的情况下，具有可容易溶解在水等极性溶剂中的优点，并且具有由于亲水 性基团的相互作用，可形成坚固的有机覆膜的优点。此外，在主链部分Bll和主链部分B12之间或主链部分Bll和第二官能基Cl之间 即使导入醚、硫醚、酮、硫酮、仲胺、叔胺、酰胺、砜，分子内原子也能同样地容易旋转，进而由 于氢键等的分子间相互作用，可进一步提高主链部分的取向性和致密性。主链部分Bl具有乙二醇链的情况下，同样地，通过亲水性相互作用可形成有机覆 膜，并具有可容易溶解在水等极性溶剂中的优点。因此，在主链部分Bl中优选采用由乙二 醇链构成，或由亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链中的一种以上和乙二醇链共同构成的结 构。此外，以上所述的功能性有机分子11中的主链部分Bi，功能性有机分子16中的主 链部分Bll、B12不限于实施方式1，还可作为以下所述其他实施方式中采用的功能性有机 分子的主链部分而得到适宜地使用。3半导体器件的制造方法以下对实施方式1中的QFPlO的制造方法进行说明。QFPlO是依次经过有机覆膜形成工序和树脂固定工序而制造的，所述有机覆膜形 成工序是将有机覆膜110附着在模具垫3a指定表面上的有机覆膜形成工序，所述树脂固定 工序是在该有机覆膜形成工序之后，用树脂密封模具垫3a和半导体元件4等的树脂固定工序。
有机覆膜形成工序有机覆膜形成工序依次经过分散液制作子工序、成膜子工序、清洗子工序而成 (图 3(a))。分散液制作子工序在此对采用功能性有机分子11而形成有机覆膜110的情况进行说明，但在采用功 能性有机分子16的情况时也能以同样方式来实施。将功能性有机分子11分散在指定溶剂中制作分散液。溶剂可利用有机溶剂或水 中的至少一种。在采用水作为溶剂时，为使功能性有机分子11获得分散性，优选可根据需 要添加阴离子类、阳离子类或非离子类的表面活性剂。此外，为使功能性有机分子11稳定， 还可添加硼酸类、磷酸类等的PH缓冲剂、防氧化剂。成膜子工序此后，在上述制作出的分散液中浸渍模具垫3a的指定表面。在分散液中各种功能性有机分子11处于具有较高的吉布斯自由能的能量准位， 每个单分子通过反向相互作用而进行着任意运动(所谓的布朗运动)。因此，在该分散液中浸渍由金属材料制成的模具垫3a时，则微观上功能性有机分 子通过第一官能基与模具垫3a发生金属键合，从而向更稳定的状态移动。向该稳定状态移动时，宏观上各功能性有机分子11将第一官能基结合在模具垫 3a表面，同时将主链部分Bl以及第二官能基Cl以同一顺序形成整列状态，并在该状态下相 互稳定，形成自组织化形式的单分子膜。通过以上原理形成自组织化膜，并将其从分散液取出，便可获得在引线3a上形成 有有机覆膜110的部件(以下称为“配线构件10x”)。以上用图3对在模具垫3a整个表面形成有机覆膜110的情况进行了示例性说明， 但是当然还可预先在引线3a的表面上配设具有指定形状的开口部的图案掩膜，并仅对与 该开口部对应的引线3a的表面部分形成有机覆膜110。此外，对利用分散液的浸渍法作了示意性说明，但有机覆膜110的形成方法不限 于此。例如采用喷雾等的其他方法同样也可以形成有机覆膜110。清洗子工序对于从分散液中得到的上述配线构件10x，采用有机溶剂或水中的至少一种作为 清洗介质进行清洗处理，除去多余的功能性有机分子11。其第一官能基Al未与引线3a直 接进行金属键合的功能性有机分子11不能发挥本发明的效果，因此应除去。进行该清洗子 工序的话，可简单地除去未与模具垫3a进行金属键合的功能性有机分子11。以上完成有机覆膜形成工序。树脂固定工序树脂固定工序依次经过配线构件载置子工序、树脂填充子工序而成。以下用图4 的示意性工序概要图来对各子工序进行说明。配线构件载置子工序首先，采用经过上述有机覆膜形成工序制作的配线构件IOx和模具垫北，将半导 体芯片4搭载在模具垫北上。然后，通过电线引线5等将半导体芯片4和配线构件IOx连 接。将由此获得的附芯片的配线构件IOy载置在固定模具2上(图4(a))。
此后，在箭头所示方向上移动可动模具1，将模具1、2闭合。此时在附芯片的配线 构件IOy的配线图案3的表面上，在功能性有机分子11的第二官能基Cl处于向外取向的 状态下形成单分子级别的、厚度为Hl的致密的有机覆膜110(图4(a)的S4局部放大图)。 该有机覆膜110的形成区域包含不与模具1、2之间所确保的腔室lx，Iy (内部空间)直接 相邻的区域。也即，有机覆膜110的面积比此后用树脂密封的区域更大。树脂填充子工序在模具1、2处于闭合的状态下，将该模具1、2调整至指定的加热状态。从外部经 由通道6以一定压力向腔室lx，Iy内射入流动状态的热固性树脂材料(注塑成型)。以包 含附芯片的配线构件IOy的半导体芯片4的区域为中心，向腔室lx，Iy内致密地填充树脂 材料，且树脂材料受到来自模具1、2的热而固化(图4(b))。一定时间后，如果树脂材料完 全固化，则密封树脂的形成完毕，得到QFPIOz。此后将外部引线301a弯曲，就完成QFPlO的 制作。在该工序中，注入至腔室lx，Iy的树脂材料在与有机覆膜110接触的部分，受到第 二官能基C的影响(树脂固化作用或树脂固化的促进作用)比较迅速地固化(图4(b)的 “成型区域内”)。通过该作用，即使模具闭合时存在不需要的间隙，树脂材料也会在漏到腔 室lx，Iy周边的模具间隙(图4(b)的“成型区域外”)之前几乎被固化。因此，可有效地抑 制在模具1、2间隙处树脂毛刺的产生(图4(b)的S5局部放大图)。由此，密封树脂形成 后，在半导体器件的外部引线301a处，可尽可能地降低树脂毛刺的产生。由此无需现有技 术中的另行除去树脂毛刺的后处理工序，便可迅速地进入将该半导体器件与其他基板相连 等的工序，从而制造效率优异。与现有技术相比，根据该工序获得的QFPlO通过利用有机覆膜110可确保模具垫 3a与成型树脂之间的牢固的粘着性。因此，在将QFPlO与其他基板相连时，即使受到锡焊等 的温度影响，也不至于树脂发生热损伤而与配线引线剥离，或形成裂缝等。而且由于功能性 有机分子的主链部分呈疏水性，通过将其致密地配设在配线构件表面，便可抑制配线引线 不必要的水分附着，从而抑制由于施加电压造成的表面金属离子化的情况，并可获得抑制 迁移的效果。此外，由于有机覆膜110为单分子膜，因此即使设置该膜，半导体器件的厚度几乎 不增加，不会造成应填充在腔室内的树脂材料由于有机覆膜的体积而产生实质上不足的情 况。因此，即使采用现有技术一样的制造设备，也可获得高的发明效果。此外，作为其他效果，可避免QFPlO随着水分向密封树脂(成型树脂)浸入而造成 的配线引线和树脂之间产生剥离部分或裂缝的问题。即，一般情况下，在QFPlO中，作为密 封树脂(成型树脂)的性质，环境氛围中的水分会有浸入到树脂内部的现象(图16(a))。在现有的QFP中，由于树脂和配线引线之间的粘着性不足，或者在配线引线加热 时表面的金属结晶发生再结晶等原因，而会造成该两者的界面附近存在间隙的情形。当存 在这样的间隙时，随着制造后的时间推移，浸入到树脂内部的水分容易由于毛细管现象留 存。在该状态下施加将QFPlO安装在基板上的再流加热(约260摄氏度)时，留存的相当 量的水分立刻气化，体积快速膨胀。此时，树脂将不能耐受由于相当量水分而造成的体积迅 速膨胀。其结果，在所述间隙部分处树脂侧与配线引线侧发生剥离，产生剥离部，或者从间 隙处到密封树脂(成型树脂)的外部表面产生裂缝(图16(b))。当产生这种剥离部或裂缝时，则从外界向QFP内部浸入更多的水分等杂质，就成为已密封半导体芯片94的电路断裂 或短路等的原因。此外，即使不会在再流时发生如上所述肉眼可见的破坏情况，存留在上述间隙处 的水分也会逐渐使半导体芯片94短路或腐蚀，由此发生动作不佳情况。与此相对，QFPlO通过在配线引线表面形成有机覆膜，可大幅度提高与密封树脂 (成型树脂)之间的粘着性。该粘着性在QFPlO制造之后仍然保持，能极大地抑制在配线引 线与密封树脂之间的界面处间隙的形成。因此，即使随着制造后时间的推移，而环境氛围中 的水分浸入密封树脂(成型树脂)中，树脂中也没有可存留这样相当量的水分的间隙。由 此，在将QFPlO安装在基板上时不会产生剥离部或裂缝，QFPlO在安装时仍可维持高度的密 封可靠性，在安装后也可防止由水分造成的短路。对配线弓I线表面处金属的再结晶的抑制效果特别是，如功能性有机分子16那样，采用具有主链部分Bll (具有含2个以上氮原 子的含氮杂环)的功能性有机分子来形成有机覆膜110的情况下，进而，构成有机覆膜的功 能性有机分子相互之间由于主链部分Bll相互之间发挥出更大的堆叠效果，因此如以下说 明的那样，由于分子级别的锚定效应，可抑制配线引线表面金属结晶的再结晶，且配线引线 表面和密封树脂之间的粘着性提高的效果也更加优异。图5为说明通过功能性有机分子16的覆膜来抑制金属结晶的再结晶的效果的示 意图。图5 (a)示出了由功能性有机分子构成的覆膜在金属表面上的形成情况。如该图所示，在配线引线等的金属表面上通常存在细小的凹凸，承受着内部应力。 功能性有机分子排列在金属表面上形成覆膜时，覆膜也沿着金属表面的凸凹而形成。进而，在形成覆膜后，在对配线引线等的金属加热时，金属表面的凸凹为使内部应 力缓和而产生变形，发生再结晶。特别是，在镀银层中容易产生这种变形。此时，金属原子如图中箭头所示而移动，与此相伴的是，产生使得与金属原子键合 的功能性有机分子发生移动的力，因此覆膜产生缺陷(间隙)。进而一旦在覆膜中产生缺 陷，则造成树脂和配线引线的粘着性降低，金属光泽发生变化。与此相对，在采用具有主链部分Bll (具有含2个以上氮原子的含氮杂环)的功能 性有机分子16来形成有机覆膜110时，则虽然在有机覆膜是沿着金属表面的凸凹处而形成 的方面相同，但是由于相邻的功能性有机分子16的主链部分Bll相互之间发挥较大的堆叠 效果，因此配线引线的金属在加热时，即使施加使功能性有机分子16发生移动的力，功能 性有机分子16也不会容易地移动。因此，由于不会发生覆膜缺陷(间隙)，而且可抑制金属表面与功能性有机分子16 键合的金属原子发生移动，从而金属表面不容易产生凹凸变形。也即，由于功能性有机分子16发挥出抑制金属原子移动的分子级别的锚定效应， 因此可抑制金属的再结晶。再者，这种由功能性有机分子产生的分子级别的锚定效应，当主链部分Bll处于 第一官能基Al附近位置(临近分子的根部位置)时会变大，因此优选如功能性有机分子16 那样的在邻近第一官能基Al处结合主链部分B11。这种由功能性有机分子产生的分子级别的锚定效应是通过使主链部分具有含2个以上氮原子的含氮杂环而获得的，因此即使功能性有机分子不具有主链部分B12，也可获 得同样的锚定效应。功能性有机分子11、功能性有机分子16的具体实例作为功能性有机分子11的具体实例，可举出下述化学式1所表示的化合物(式中 m，n为自然数)。化学式权利要求
1.一种有机化合物，为主链部分的一端取向于金属表面而形成自组织化膜的有机化合 物，其特征在于，所述主链部分具有从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链、乙二醇链中选出 的一种以上，以及从芳香族酰亚胺骨架、酰胺骨架中选出的一种以上。
2.一种有机化合物，为主链部分的一端取向于金属表面而形成自组织化膜的有机化合 物，其特征在于，所述主链部分具有含2个以上氮原子的含氮杂环。
3.如权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述含氮杂环为从咪唑、三唑、四唑、 二唑啉、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪选出的一种以上。
4.如权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述主链部分进一步地在比所述含 氮杂环离所述一端更远处具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架中选出的一 种以上。
5.一种有机化合物，为主链部分的一端取向于金属表面而形成自组织化膜的有机化合 物，其特征在于，所述主链部分具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架中选出 的一种以上。
6.如权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述主链部分的一端具有金属键合 性的第一官能基，所述主链部分的另一端具有指定特性的第二官能基。
7.如权利要求6所述的有机化合物，其特征在于，所述第一官能基具有从巯基化合物、 硫代化合物、含氮杂环化合物中选出的一种以上。
8.一种附有树脂的金属元件的制造方法，其具有有机覆膜形成工序和树脂固定工序， 所述有机覆膜形成工序是在由金属材料形成的配线引线上附着包含在主链部分的一端具 有金属键合性的第一官能基、在另一端具有指定特性的第二官能基的功能性有机分子的材 料，通过在构成该配线引线的金属原子上键合所述第一官能基，且各个功能性有机分子自 组织化而形成有机覆膜的有机覆膜形成工序；所述树脂固定工序是在所述有机覆膜形成工 序之后，在实施了所述有机覆膜的配线引线的指定表面区域使树脂固定的树脂固定工序，其特征在于，在所述有机覆膜形成工序中采用的功能性有机分子的主链部分上具有从 亚甲基链、氟代亚甲基链，硅氧烷链，乙二醇链中选出的一种以上，以及从芳香族酰亚胺骨 架、酰胺骨架中选出的一种以上。
9.一种附有树脂的金属元件的制造方法，其具有有机覆膜形成工序和树脂固定工序， 所述有机覆膜形成工序是在由金属材料形成的配线引线上附着包含在主链部分的一端具 有金属键合性的第一官能基、在另一端具有指定特性的第二官能基的功能性有机分子的材 料，通过在构成该配线引线的金属原子上键合所述第一官能基，且各个功能性有机分子自 组织化而形成有机覆膜的有机覆膜形成工序；所述树脂固定工序是在所述有机覆膜形成工 序之后，在实施了所述有机覆膜的配线引线的指定表面区域使树脂固定的树脂固定工序，其特征在于，在所述有机覆膜形成工序中采用的功能性有机分子的主链部分上具有含 2个以上氮原子的含氮杂环。
10.一种附有树脂的金属元件的制造方法，其具有有机覆膜形成工序和树脂固定工序， 所述有机覆膜形成工序是在由金属材料形成的配线引线上附着包含在主链部分的一端具 有金属键合性的第一官能基，在另一端具有指定特性的第二官能基的功能性有机分子的材 料，通过在构成该配线引线的金属原子上键合所述第一官能基，且各个功能性有机分子自 组织化而形成有机覆膜的有机覆膜形成工序；所述树脂固定工序是在所述有机覆膜形成工序之后，在实施了所述有机覆膜的配线引线的指定表面区域使树脂固定的树脂固定工序，其特征在于，所述有机覆膜形成工序中采用的功能性有机分子的主链部分上具有从芳 基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架中选出的一种以上。
11.如权利要求8 10中任一项所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于， 在所述有机覆膜形成工序中采用的功能性有机分子的第一官能基具有从巯基化合物、硫代 化合物、含氮杂环化合物中选出的一种以上。
12.如权利要求8 10中任一项所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于， 在所述树脂固定工序中采用热固性树脂。
13.如权利要求12所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于，在所述树脂 固定工序中，作为所述热固性树脂，采用从环氧树脂、酚树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、尿 素树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂中选出的一种以 上，所述第二官能基具有从羟基、羧酸、酸酐、伯胺、仲胺、叔胺、酰胺、硫醇、硫化物基、酰亚 胺、酰胼、咪唑、二氮双环烯、有机膦、三氟化硼胺络合体中选出的一种以上。
14.如权利要求12所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于，所述树脂固 定工序采用硅树脂作为热固性树脂，所述第二官能基具有从乙烯基、有机氢化二烯硅烷、羟 基、酸酐、伯胺、仲胺中选出的一种以上。
15.如权利要求12所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于，所述树脂固 定工序采用硅树脂作为热固性树脂，所述第二官能基具有从含钼、钯、铷或者铑的金属络合 物中选出的一种以上。
16.如权利要求8 10中任一项所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于， 所述第二官能基具有从发荧光化合物或发磷光化合物中选出的一种以上。
17.如权利要求8 10中任一项所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于， 在所述有机覆膜形成工序中的所述树脂固定工序中，在比应固定树脂的配线引线的所述指 定表面区域更大面积范围的配线引线表面上形成所述有机覆膜。
18.如权利要求17所述的附有树脂的金属元件的制造方法，其特征在于，所述有机覆 膜形成工序具有分散液制作子工序和浸渍子工序，所述分散液制作子工序是通过在溶剂中 分散所述功能性有机分子从而制作有机分子分散液的分散液制作子工序；所述浸渍子工序 是在所述配线引线表面中，在应固定所述树脂的配线引线的所述指定表面区域更大面积范 围，将该配线引线浸渍在所述有机分子分散液中的浸渍子工序。
19.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，工序中包含权利要求8 10中任一项所 述的附有树脂的金属元件的制造方法，且进一步在所述有机覆膜形成工序和所述树脂固定 工序之间具有在配线引线上电连接半导体元件的连接工序，在所述树脂固定工序中是将所述半导体元件包在内部，并以使所述配线引线的一部分 露在外部的方式进行树脂成型。
20.一种配线构件，其是在由金属材料构成的配线引线的表面上，通过有机化合物的自 组织化而附着有有机覆膜的配线构件，其特征在于，所述有机化合物具有以下化学构成在主链部分的一端具有第一官能基，所述第一官 能基对所述配线引线至少呈现出以金属键合、氢键合或金属络合物形成的配位键合中的任一种键合形式，在另一端具有第二官能基，所述第二官能基呈现出树脂固化性能或促进树 脂固化的性能，所述有机化合物的主链部分具有从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链、乙二醇链中选 出的一种以上，以及从羟基、酮、硫酮、伯胺、仲胺、芳香族化合物中选出的一种以上的极性基团，第一官能基与配线引线键合。
21.一种配线构件，其是在由金属材料构成的配线引线的表面上，通过有机化合物的自 组织化而附着有有机覆膜的配线构件，其特征在于，所述有机化合物具有以下化学构成在主链部分的一端具有第一官能基，所述第一官 能基对所述配线引线至少呈现出以金属键合、氢键合或金属络合物形成的配位键合中的任 一种键合形式，在另一端具有第二官能基，所述第二官能基呈现出树脂固化性能或促进树 脂固化的性能，所述有机化合物的主链部分具有从亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链、乙二醇链中选 出的一种以上，以及从芳香族酰亚胺骨架、酰胺骨架中选出的一种以上，第一官能基与配线引线键合。
22.一种配线构件，其是在由金属材料构成的配线引线的表面上，通过有机化合物的自 组织化而附着有有机覆膜的配线构件，其特征在于，所述有机化合物具有以下化学构成在主链部分的一端具有第一官能基，所述第一官 能基对所述配线引线至少呈现出以金属键合、氢键合或金属络合物形成的配位键合中的任 一种键合形式，在另一端具有第二官能基，所述第二官能基呈现出树脂固化性能或促进树 脂固化的性能，所述有机化合物的主链部分具有含2个以上氮原子的含氮杂环，第一官能基与配线引线键合。
23.如权利要求22所述的配线构件，其特征在于，所述含氮杂环为从咪唑、三唑、四唑、 二唑啉、硫代二唑、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪选出的一种以上。
24.如权利要求20 22中任一项所述的配线构件，其特征在于，有机化合物的主链部 分进一步地在比所述含氮杂环离所述另一端更近处具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲 骨架、芴骨架中选出的一种以上。
25.一种配线构件，其是在由金属材料构成的配线引线的表面上，通过有机化合物的自 组织化附着有机覆膜的配线构件，其特征在于，所述有机化合物具有以下化学构成在主链部分的一端具有第一官能基，所述第一官 能基对所述配线引线至少呈现出以金属键合、氢键合或金属络合物形成的配位键合中的任 一种键合形式，在另一端具有第二官能基，呈现出树脂固化性能或促进树脂固化的性能，所述有机化合物的主链部分具有从芳基骨架、并苯骨架、芘骨架、菲骨架、芴骨架中选 出的一种以上，第一官能基与配线引线键合。
26.如权利要求20、21、22、25中任一项所述的配线构件，其特征在于，所述有机化合物 的第一官能基具有从巯基化合物、硫代化合物、含氮杂环化合物中选出的一种以上。
27.一种附有树脂的金属元件，其特征在于，在如权利要求20、21、22、25中任一项所述的配线构件的局部固定树脂，所述有机覆膜是在比固定所述树脂的配线构件表面积更大的 面积范围进行覆盖而形成。
28.如权利要求27所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，对所述配线构件配设包 围LED芯片的、具有研钵状表面的反射体，在反射体表面形成由^Vg构成的镀膜，所述有机覆 膜进一步覆盖所述镀膜表面，且所述有机化合物的第一官能基与镀膜键合。
29.—种LED器件，其特征在于，在如权利要求观所述的附有树脂的金属元件的反射体 内配设LED芯片，并在反射体表面填充透明树脂而形成。
30.如权利要求27所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，对所述配线构件配设包 围LED芯片的、具有研钵状表面的反射体，所述反射体由热塑性树脂构成。
31.一种LED器件，其特征在于，在如权利要求30所述的附有树脂的金属元件的反射体 内配设LED芯片，并在反射体表面填充透明树脂而形成。
32.如权利要求31所述的LED器件，其特征在于，所述透明树脂中混合有亲水性添加剂。
33.如权利要求27所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，所述树脂为热固性树脂。
34.如权利要求33所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，所述热固性树脂包含从 环氧树脂、酚树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚酰亚 胺树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂中选出的一种以上，所述第二官能基包含从羟基、羧酸、酸酐、伯胺、仲胺、叔胺、酰胺、硫醇、硫化物基、酰亚 胺、酰胼、咪唑、二氮双环烯、有机膦、三氟化硼胺络合体中选出的一种以上。
35.如权利要求33所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，所述热固性树脂为硅树 脂，所述第二官能基包含从乙烯基、有机氢化二烯硅烷、羟基、酸酐、伯胺、仲胺中选出的一 种以上。
36.如权利要求33所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，所述热固性树脂为硅树 脂，所述第二官能基包含具有钼、钯、铷、铑的金属络合物中的一种以上。
37.如权利要求27所述的附有树脂的金属元件，其特征在于，所述第二官能基包含发 荧光化合物以及发磷光化合物中的一种以上。
38.一种树脂密封的半导体器件，其特征在于，相对于权利要求20、21、22、25中任一 项所述的配线构件，其通过将半导体元件电连接于所述配线引线上，使所述配线构件的一 部分露出在外，而且在形成有所述有机覆膜的区域内对所述半导体元件进行树脂密封而形 成。
全文摘要
本发明提供可抑制树脂毛刺的产生、且具有良好电连接性和结合强度的半导体器件及其制造方法，此外，还提供硅树脂和配线引线之间的粘着性得到提高的、发光特性良好的LED器件。为达到该目的，在QFP10的外部引线301a的界面区域的表面上形成有机覆膜110，该膜由功能性有机分子自组织化而形成。功能性有机分子11由具有金属键合性的第一官能基A1、主链部分B1，以及呈现热固性树脂的固化作用的第二官能基C1构成。主链部分B1由乙二醇链构成，或者由亚甲基链、氟代亚甲基链、硅氧烷链中的一种以上与乙二醇链构成。此外，在主链部分B1中，优选包含从羟基、酮、硫酮、伯胺、仲胺、芳香族化合物中选出的一种以上的极性基团。
文档编号H01L23/28GK102143952SQ200980134759
公开日2011年8月3日 申请日期2009年12月24日 优先权日2008年12月25日
发明者今西康子, 福永隆博 申请人:松下电器产业株式会社