JP2525953B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JP2525953B2 JP2525953B2 JP2312893A JP31289390A JP2525953B2 JP 2525953 B2 JP2525953 B2 JP 2525953B2 JP 2312893 A JP2312893 A JP 2312893A JP 31289390 A JP31289390 A JP 31289390A JP 2525953 B2 JP2525953 B2 JP 2525953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum wire
- semiconductor device
- aluminum
- silicon chip
- metal plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/4501—Shape
- H01L2224/45012—Cross-sectional shape
- H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/485—Material
- H01L2224/48505—Material at the bonding interface
- H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
- H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48738—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/48744—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/852—Applying energy for connecting
- H01L2224/85201—Compression bonding
- H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85444—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01014—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01028—Nickel [Ni]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0103—Zinc [Zn]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/012—Semiconductor purity grades
- H01L2924/01205—5N purity grades, i.e. 99.999%
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/20—Parameters
- H01L2924/207—Diameter ranges
- H01L2924/2076—Diameter ranges equal to or larger than 100 microns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械工業分野や電気・電子工業分野等で使用
される半導体装置に関する。
される半導体装置に関する。
セラミックス配線板上にシリコンチップを搭載してワ
イアボンディング接続を行った後封止材でポッティング
した半導体装置が知られている。また、金属基板を用
い、その上に絶縁層を設けてなる配線板上に同様にシリ
コンチップを搭載した半導体装置が考案されている。
イアボンディング接続を行った後封止材でポッティング
した半導体装置が知られている。また、金属基板を用
い、その上に絶縁層を設けてなる配線板上に同様にシリ
コンチップを搭載した半導体装置が考案されている。
セラミックス配線板上にシリコンチップを搭載した半
導体装置では、消費電力の大きい半導体装置の場合、放
熱性が十分でないという問題があった。また、セラミッ
クス配線板の強度が十分でないため補強用の金属板を貼
りつける等の工程が必要であり、半導体装置を生産する
上で煩雑であった。
導体装置では、消費電力の大きい半導体装置の場合、放
熱性が十分でないという問題があった。また、セラミッ
クス配線板の強度が十分でないため補強用の金属板を貼
りつける等の工程が必要であり、半導体装置を生産する
上で煩雑であった。
一方、金属基板を用い、その上に絶縁層を設けてなる
配線板の上にシリコンチップを搭載した半導体装置で
は、セラミックス配線板を用いたものに比べ低価格であ
ること、しかも、堅牢であるため補強を必要としないこ
と等の利点がある。しかし、パワー用の半導体装置とし
て用いると、金属基板上に設けられた絶縁樹脂層の純度
が封止材に比べて低いため、シリコンチップと配線板と
のボンディングに用いるアルミニウムワイアが腐食され
るという問題があった。耐食性の良いアルミニウムワイ
アとして1%シリコン含有アルミニウムワイアがある
が、特に、直径が100μm以上のものでは、固くて超音
波ボンディングが困難になるという問題から、このよう
な耐食性のよいワイアを使用しにくいという問題があっ
た。
配線板の上にシリコンチップを搭載した半導体装置で
は、セラミックス配線板を用いたものに比べ低価格であ
ること、しかも、堅牢であるため補強を必要としないこ
と等の利点がある。しかし、パワー用の半導体装置とし
て用いると、金属基板上に設けられた絶縁樹脂層の純度
が封止材に比べて低いため、シリコンチップと配線板と
のボンディングに用いるアルミニウムワイアが腐食され
るという問題があった。耐食性の良いアルミニウムワイ
アとして1%シリコン含有アルミニウムワイアがある
が、特に、直径が100μm以上のものでは、固くて超音
波ボンディングが困難になるという問題から、このよう
な耐食性のよいワイアを使用しにくいという問題があっ
た。
本発明は、強度や放熱性に優れた金属板を用いて、ア
ルミニウムワイアのボンディング性を良好に保ったまま
耐食性を向上させた半導体装置を提供しようとするもの
である。
ルミニウムワイアのボンディング性を良好に保ったまま
耐食性を向上させた半導体装置を提供しようとするもの
である。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、特定のアルミニウムワイアと金属板を用いた
半導体装置により、その目的が達成されることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
ねた結果、特定のアルミニウムワイアと金属板を用いた
半導体装置により、その目的が達成されることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、金属板、該金属板上に設けられた
絶縁樹脂層、該絶樹脂層上に設けられた配線層、該配線
層上に搭載されたシリコンチップ、該配線層とシリコン
チップとを電気的に接続するためのアルミニウムワイア
であって99.999%以上の純度のアルミニウムに遷移金属
を合金中の該遷移金属の含有割合が0.001〜0.1重量%に
なるように添加してなるアルミニウム合金からなる直径
100〜300μmのアルミニウムワイア及び少なくとも該シ
リコンチップとアルミニウムワイアとを被覆する封止材
からなることを特徴とする半導体装置を提供するもので
ある。
絶縁樹脂層、該絶樹脂層上に設けられた配線層、該配線
層上に搭載されたシリコンチップ、該配線層とシリコン
チップとを電気的に接続するためのアルミニウムワイア
であって99.999%以上の純度のアルミニウムに遷移金属
を合金中の該遷移金属の含有割合が0.001〜0.1重量%に
なるように添加してなるアルミニウム合金からなる直径
100〜300μmのアルミニウムワイア及び少なくとも該シ
リコンチップとアルミニウムワイアとを被覆する封止材
からなることを特徴とする半導体装置を提供するもので
ある。
本発明を、第1図に基づき説明する 第1図は、本発明の半導体装置の一例を示す部分断面
図である。
図である。
本発明の半導体装置は、金属板1、金属板1上に設け
られた絶縁樹脂層2、絶縁樹脂層2上に設けられた配線
層3、配線層3上に搭載されたシリコンチップ4、配線
層3とシリコンチップ4とを電気的に接続するためのア
ルミニウムワイア5及び少なくともシリコンチップ4と
アルミニウムワイア5とを被覆する封止材6からなる。
られた絶縁樹脂層2、絶縁樹脂層2上に設けられた配線
層3、配線層3上に搭載されたシリコンチップ4、配線
層3とシリコンチップ4とを電気的に接続するためのア
ルミニウムワイア5及び少なくともシリコンチップ4と
アルミニウムワイア5とを被覆する封止材6からなる。
金属板1としては、各種の金属板、合金の板やこれら
の表面をめっき等で処理したもの又は複層金属板を使用
することができる。半導体装置の発熱を逃すために熱伝
導性が良く、また、シリコンチップとの熱応力が大きす
ぎず、更に、比較的安価である点から、鉄板又は銅板が
特に適している。金属板を使用することにより、セラミ
ックスを用いた半導体装置に比べ安価で、しかも強度が
あり放熱性にも優れた半導体装置が得られる。
の表面をめっき等で処理したもの又は複層金属板を使用
することができる。半導体装置の発熱を逃すために熱伝
導性が良く、また、シリコンチップとの熱応力が大きす
ぎず、更に、比較的安価である点から、鉄板又は銅板が
特に適している。金属板を使用することにより、セラミ
ックスを用いた半導体装置に比べ安価で、しかも強度が
あり放熱性にも優れた半導体装置が得られる。
絶縁樹脂層2としては、電気的特性、熱的特性に優れ
た熱硬化樹脂からなる層が好ましい。熱硬化樹脂として
は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂等の有機樹脂が適している。熱伝導性の向上のた
めに、上記の有機樹脂中に酸化アルミニウム、酸化珪素
等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化珪素等の金属
窒化物、炭化カルシウム等の炭酸塩の粉体を充填剤とし
て添加したり、ガラス布やアルミナペーパを同様の目的
のために使用し、これらに上記の有機樹脂を含浸させた
りしてもよい。特に、絶縁樹脂層2としては、電気特性
や熱伝導性が良く比較的安価なことから、酸化アルミニ
ウムの粉末を充填剤として添加した有機樹脂からなるも
のやアルミナペーパーに有機樹脂を含浸させてなるもの
などの酸化アルミニウムと有機樹脂との複合材料からな
るものが好適である。
た熱硬化樹脂からなる層が好ましい。熱硬化樹脂として
は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂等の有機樹脂が適している。熱伝導性の向上のた
めに、上記の有機樹脂中に酸化アルミニウム、酸化珪素
等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化珪素等の金属
窒化物、炭化カルシウム等の炭酸塩の粉体を充填剤とし
て添加したり、ガラス布やアルミナペーパを同様の目的
のために使用し、これらに上記の有機樹脂を含浸させた
りしてもよい。特に、絶縁樹脂層2としては、電気特性
や熱伝導性が良く比較的安価なことから、酸化アルミニ
ウムの粉末を充填剤として添加した有機樹脂からなるも
のやアルミナペーパーに有機樹脂を含浸させてなるもの
などの酸化アルミニウムと有機樹脂との複合材料からな
るものが好適である。
配線層3としては、特に制限はなく、通常使用される
銅などからなるものを使用することができる。配線層3
は通常所定の形状に加工されていることが好ましい。配
線層3は、アルミニウムワイア5との接続性の向上のた
めに、接続部にボンディングパッド等を有するものでも
よく、また、銅などからなる配線の表面にニッケルや金
めっきを施したものや銅とアルミニウムの複層箔からな
るものであってもよい。
銅などからなるものを使用することができる。配線層3
は通常所定の形状に加工されていることが好ましい。配
線層3は、アルミニウムワイア5との接続性の向上のた
めに、接続部にボンディングパッド等を有するものでも
よく、また、銅などからなる配線の表面にニッケルや金
めっきを施したものや銅とアルミニウムの複層箔からな
るものであってもよい。
上記の金属板1、絶縁樹脂層2及び配線層3からなる
配線板に搭載するシリコンチップ4としては、直径100
μm以上のアルミニウムワイアで電気的接続をすること
を要するパワーチップが適している。
配線板に搭載するシリコンチップ4としては、直径100
μm以上のアルミニウムワイアで電気的接続をすること
を要するパワーチップが適している。
アルミニウムワイア5は前記配線層3とシリコンチッ
プ4とを電気的に接続するためのものであるが、アルミ
ニウムワイア5としては、99.999%以上の純度のアルミ
ニウムに遷移金属を合金中の該遷移金属の含有割合が0.
001〜0.1重量%になるように添加してなるアルミニウム
合金からなる直径100〜300μmのものを用いる。純度が
99.999%未満のアルミニウムを用いると、ボンディング
時にワイアが固くなりすぎ、超音波ボンディングが困難
となる。アルミニウムワイア5は、上記のようなアルミ
ニウムに、耐食性向上のために0.001〜0.1重量%の遷移
金属を添加してなるアルミニウム合金からなるものであ
る。遷移金属の含有量が0.001重量%未満では得られる
ワイアの耐食性向上の効果が十分でなく、0.1重量%を
超えるとアルミニウムワイアの硬さが増し、ボンディン
グ性が悪化する。また、含有される遷移金属としては、
Si、Ti、Ni、Pd、Pt、Cr等が適している。これらの遷移
金属は1種単独で上記アルミニウムに添加されていても
よく、2種以上の添加合金として添加されていてもよ
い。これらの遷移金属のうち、特に耐食性、母金属との
固溶性の点でNiが適している。また、パワー用の半導体
装置では通常直径100〜300μmのアルミニウムワイアが
好適に用いられる。
プ4とを電気的に接続するためのものであるが、アルミ
ニウムワイア5としては、99.999%以上の純度のアルミ
ニウムに遷移金属を合金中の該遷移金属の含有割合が0.
001〜0.1重量%になるように添加してなるアルミニウム
合金からなる直径100〜300μmのものを用いる。純度が
99.999%未満のアルミニウムを用いると、ボンディング
時にワイアが固くなりすぎ、超音波ボンディングが困難
となる。アルミニウムワイア5は、上記のようなアルミ
ニウムに、耐食性向上のために0.001〜0.1重量%の遷移
金属を添加してなるアルミニウム合金からなるものであ
る。遷移金属の含有量が0.001重量%未満では得られる
ワイアの耐食性向上の効果が十分でなく、0.1重量%を
超えるとアルミニウムワイアの硬さが増し、ボンディン
グ性が悪化する。また、含有される遷移金属としては、
Si、Ti、Ni、Pd、Pt、Cr等が適している。これらの遷移
金属は1種単独で上記アルミニウムに添加されていても
よく、2種以上の添加合金として添加されていてもよ
い。これらの遷移金属のうち、特に耐食性、母金属との
固溶性の点でNiが適している。また、パワー用の半導体
装置では通常直径100〜300μmのアルミニウムワイアが
好適に用いられる。
封止材6は少なくともシリコンチップ4とアルミニウ
ムワイア5とを被覆するものである。封止材6として
は、ポッテイングタイプの樹脂又はゴムからなるものが
本発明の目的に適する。即ち、複雑な素子が同時に搭載
されている場合でも、金型をつくることなく容易に封止
できる。また、封止する場所を変更することも容易であ
り、成形樹脂封止に比べ、多品種に対応しやすい。ポッ
テイングタイプの樹脂又はゴムとしては、エポキシ樹脂
又はシリコーンゴムが好ましい。
ムワイア5とを被覆するものである。封止材6として
は、ポッテイングタイプの樹脂又はゴムからなるものが
本発明の目的に適する。即ち、複雑な素子が同時に搭載
されている場合でも、金型をつくることなく容易に封止
できる。また、封止する場所を変更することも容易であ
り、成形樹脂封止に比べ、多品種に対応しやすい。ポッ
テイングタイプの樹脂又はゴムとしては、エポキシ樹脂
又はシリコーンゴムが好ましい。
なお、本発明の目的から搭載するシリコンチップの数
や、その他の素子の搭載を何ら制限するものではない。
や、その他の素子の搭載を何ら制限するものではない。
金属板を用い、その上に絶縁樹脂層や配線層等を設け
た半導体装置で、99.999%以上の純度のアルミニウムに
0.001〜0.1重量%の遷移金属を含有するアルミニウムワ
イアを用いると、このアルミニウムワイアがボンディン
グに適した軟らかさを保ったまま耐食性の向上したもの
であるので、直径100μm以上のアルミニウムワイアで
もワイアボンディング性が損なわれることがなく、同時
に、絶縁樹脂層の樹脂が一般的に使用されているように
純度のそれ程高くないものであってもアルミニウムワイ
アが腐食されることもなく、金属板を使用した半導体装
置でありながら高い信頼性を確保できる。
た半導体装置で、99.999%以上の純度のアルミニウムに
0.001〜0.1重量%の遷移金属を含有するアルミニウムワ
イアを用いると、このアルミニウムワイアがボンディン
グに適した軟らかさを保ったまま耐食性の向上したもの
であるので、直径100μm以上のアルミニウムワイアで
もワイアボンディング性が損なわれることがなく、同時
に、絶縁樹脂層の樹脂が一般的に使用されているように
純度のそれ程高くないものであってもアルミニウムワイ
アが腐食されることもなく、金属板を使用した半導体装
置でありながら高い信頼性を確保できる。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 第1図に示した半導体装置を作製した。すなわち、金
属板1として亜鉛鋼板を用い、この亜鉛銅板上に絶縁樹
脂層2としてアルミナフィラーを50体積%分散させたエ
ポキシ樹脂層を設け、このエポキシ樹脂層上に表面にニ
ッケルと金の複層めっきを施した銅からなる配線層3を
形成し、更に、シリコンチップ4を搭載して直径300μ
mのアルミニウムワイア5でシリコンチップと銅配線と
の間を超音波ワイアボンディング法にて接続した。ここ
で、アルミニウムワイア5としては、純度99.999%のア
ルミニウムにNiを0.005重量%添加したアルミニウムワ
イア(田中電子製 TANW)を用いた。次いで、シリコン
チップ4とアルミニウムワイア5を完全に被覆するよう
にエポキシ樹脂からなる封止材6で封止した。
属板1として亜鉛鋼板を用い、この亜鉛銅板上に絶縁樹
脂層2としてアルミナフィラーを50体積%分散させたエ
ポキシ樹脂層を設け、このエポキシ樹脂層上に表面にニ
ッケルと金の複層めっきを施した銅からなる配線層3を
形成し、更に、シリコンチップ4を搭載して直径300μ
mのアルミニウムワイア5でシリコンチップと銅配線と
の間を超音波ワイアボンディング法にて接続した。ここ
で、アルミニウムワイア5としては、純度99.999%のア
ルミニウムにNiを0.005重量%添加したアルミニウムワ
イア(田中電子製 TANW)を用いた。次いで、シリコン
チップ4とアルミニウムワイア5を完全に被覆するよう
にエポキシ樹脂からなる封止材6で封止した。
上記の半導体装置を3個作製し、PCT(プレッシャー
・クッカー・テスト:121℃ 2気圧飽和蒸気圧)により
これらの半導体装置の寿命を調べたところ、300時間後
も全く異常がなかった。結果を第1表に示す。
・クッカー・テスト:121℃ 2気圧飽和蒸気圧)により
これらの半導体装置の寿命を調べたところ、300時間後
も全く異常がなかった。結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1において封止材としてエポキシ樹脂に代えて
シリコーンゴムを用いたほかは実施例1と同様にして、
同様のアルミニウムワイアを用いて半導体装置3個を作
製した。
シリコーンゴムを用いたほかは実施例1と同様にして、
同様のアルミニウムワイアを用いて半導体装置3個を作
製した。
これらの半導体装置について実施例1と同様の試験を
行ったところ、同様の結果を得た。結果を第1表に示
す。
行ったところ、同様の結果を得た。結果を第1表に示
す。
比較例1 実施例1においてアルミニウムワイアとしてNiを添加
したアルミニウムワイアに代えて純度99.999%のアルミ
ニウムワイアを用いたほかは実施例1と同様にして、同
様の封止材を用いて半導体装置3個を作製した。
したアルミニウムワイアに代えて純度99.999%のアルミ
ニウムワイアを用いたほかは実施例1と同様にして、同
様の封止材を用いて半導体装置3個を作製した。
これらの半導体装置について実施例1と同様の試験を
行ったところ、3個とも200時間後には全く導通が無く
なっていた。結果を第1表に示す。
行ったところ、3個とも200時間後には全く導通が無く
なっていた。結果を第1表に示す。
比較例2 比較例1において封止材としてエポキシ樹脂に代えて
シリコーンゴムを用いたほかは比較例1と同様にして、
同様のアルミニウムワイアを用いて半導体装置3個を作
製した。
シリコーンゴムを用いたほかは比較例1と同様にして、
同様のアルミニウムワイアを用いて半導体装置3個を作
製した。
これらの半導体装置について実施例1と同様の試験を
行ったところ、3個とも200時間後には全く導通が無く
なっていた。結果を第1表に示す。
行ったところ、3個とも200時間後には全く導通が無く
なっていた。結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕 本発明によると、強度や放熱性に優れた金属板を用い
て、アルミニウムワイアのボンディング性を良好に保っ
たまま耐食性を向上させた半導体装置が得られる。
て、アルミニウムワイアのボンディング性を良好に保っ
たまま耐食性を向上させた半導体装置が得られる。
第1図は、本発明の半導体装置の一例を示す部分断面図
である。 符号の説明 1……金属板、2……絶縁樹脂層 3……配線層、4……シリコンチップ 5……アルミニウムワイア、6……封止材
である。 符号の説明 1……金属板、2……絶縁樹脂層 3……配線層、4……シリコンチップ 5……アルミニウムワイア、6……封止材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 英吉 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立 化成工業株式会社五所宮工場内 (72)発明者 廣田 幸嗣 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 木村 俊広 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 榎戸 豊 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−139661(JP,A) 特開 昭61−18163(JP,A) 特開 昭59−61939(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】金属板、該金属板上に設けられた絶縁樹脂
層、該絶縁樹脂層上に設けられた配線層、該配線層上に
搭載されたシリコンチップ、該配線層とシリコンチップ
とを電気的に接続するためのアルミニウムワイアであっ
て99.999%以上の純度のアルミニウムに遷移金属を合金
中の該遷移金属の含有割合が0.001〜0.1重量%になるよ
うに添加してなるアルミニウム合金からなる直径100〜3
00μmのアルミニウムワイア及び少なくとも該シリコン
チップとアルミニウムワイアとを被覆する封止材からな
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2312893A JP2525953B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2312893A JP2525953B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04184945A JPH04184945A (ja) | 1992-07-01 |
JP2525953B2 true JP2525953B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=18034717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2312893A Expired - Lifetime JP2525953B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2525953B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5680138B2 (ja) * | 2013-05-15 | 2015-03-04 | 田中電子工業株式会社 | 耐食性アルミニウム合金ボンディングワイヤ |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5956737A (ja) * | 1982-09-25 | 1984-04-02 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用Al線 |
JPS59139661A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JPS602848U (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-10 | 三洋電機株式会社 | 半導体装置 |
JPS6118163A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Hitachi Cable Ltd | ボンデイングワイヤ |
JPS622587A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | 電気化学工業株式会社 | ハイパワ−用混成集積回路 |
JPH0216579A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Canon Inc | 画像記録装置 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2312893A patent/JP2525953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04184945A (ja) | 1992-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5939214A (en) | Thermal performance package for integrated circuit chip | |
US5343073A (en) | Lead frames having a chromium and zinc alloy coating | |
EP0566872A2 (en) | A thermally enhanced semiconductor device and method for making the same | |
JP4893095B2 (ja) | 回路基板およびこれを用いた半導体モジュール | |
US7944044B2 (en) | Semiconductor package structure having enhanced thermal dissipation characteristics | |
JPH10504136A (ja) | 熱放散体を内蔵するモールド成形された樹脂製半導体パッケージ | |
JPH08501414A (ja) | アルミニウム製放熱体を備えたプラスチック製半導体パッケージ | |
JP2008041752A (ja) | 半導体モジュールおよび半導体モジュール用放熱板 | |
JP2013004781A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
US6759597B1 (en) | Wire bonding to dual metal covered pad surfaces | |
KR20200090215A (ko) | 반도체 모듈 및 그 제조 방법 | |
JP5370460B2 (ja) | 半導体モジュール | |
JP2525953B2 (ja) | 半導体装置 | |
US7667978B2 (en) | Electronic package encapsulating electronic components therein | |
JPH034030Y2 (ja) | ||
JP2016143846A (ja) | 半導体装置 | |
JP2012074591A (ja) | 回路基板および電子装置 | |
JPH07320538A (ja) | 絶縁材料組成物及びそれを用いた回路基板とモジュール | |
JPS59161850A (ja) | 樹脂封止型半導体装置およびそれに用いるリ−ドフレ−ム | |
JP5341679B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4715772B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP3612238B2 (ja) | 混成集積回路装置 | |
JPS6252939A (ja) | 半導体装置 | |
TW473887B (en) | Metal substrate having an IC chip and carrier mounting | |
KR100544274B1 (ko) | 스터드 범프용 기판의 금속 적층구조 |