JP2962591B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JP2962591B2 JP2962591B2 JP10194691A JP10194691A JP2962591B2 JP 2962591 B2 JP2962591 B2 JP 2962591B2 JP 10194691 A JP10194691 A JP 10194691A JP 10194691 A JP10194691 A JP 10194691A JP 2962591 B2 JP2962591 B2 JP 2962591B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating film
- eyelet
- chip
- electroless nickel
- nickel
- 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
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング性、
はんだ付け性、耐熱性に優れる半導体装置に関する。
はんだ付け性、耐熱性に優れる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置用ガラス端子パッケージ（以
下単にガラス端子パッケージという）には、そのワイヤ
ボンディング性、はんだ付け性、耐熱性等を向上させる
ため、金属製のアイレットに無電解ニッケル−リンめっ
き皮膜を形成し、さらに信頼性を高める場合にはその上
に金めっき皮膜を形成するようにしている。これらめっ
き皮膜は、上記のようにワイヤボンディング性等を向上
させるのが主目的であるが、チップ搭載、ワイヤボンデ
ィング後に、アイレットにキャップを固定するが、この
キャップによる封止にも支障のないものであることが必
要である。従来アイレットへキャップを固定するには抵
抗溶接によっており、この抵抗溶接の場合、上記無電解
ニッケル−リンめっき皮膜、金めっき皮膜とも何ら問題
なくキャップの封止が行えた。ところが、抵抗溶接の場
合には別の問題が発生するに至った。すなわち、抵抗溶
接の場合には電極によってアイレットおよびキャップを
挟み込んで圧力をかけながら溶接を行うという事情があ
る。昨今半導体チップは大規模集積化が益々進み、僅か
な歪みによってもその特性に大きな影響が生じる。上記
のようにアイレットに圧力が加わると、チップに歪みが
生じ、チップの特性に悪影響を与え、極端な場合にはチ
ップ割れが生じるという問題点が発生している。
下単にガラス端子パッケージという）には、そのワイヤ
ボンディング性、はんだ付け性、耐熱性等を向上させる
ため、金属製のアイレットに無電解ニッケル−リンめっ
き皮膜を形成し、さらに信頼性を高める場合にはその上
に金めっき皮膜を形成するようにしている。これらめっ
き皮膜は、上記のようにワイヤボンディング性等を向上
させるのが主目的であるが、チップ搭載、ワイヤボンデ
ィング後に、アイレットにキャップを固定するが、この
キャップによる封止にも支障のないものであることが必
要である。従来アイレットへキャップを固定するには抵
抗溶接によっており、この抵抗溶接の場合、上記無電解
ニッケル−リンめっき皮膜、金めっき皮膜とも何ら問題
なくキャップの封止が行えた。ところが、抵抗溶接の場
合には別の問題が発生するに至った。すなわち、抵抗溶
接の場合には電極によってアイレットおよびキャップを
挟み込んで圧力をかけながら溶接を行うという事情があ
る。昨今半導体チップは大規模集積化が益々進み、僅か
な歪みによってもその特性に大きな影響が生じる。上記
のようにアイレットに圧力が加わると、チップに歪みが
生じ、チップの特性に悪影響を与え、極端な場合にはチ
ップ割れが生じるという問題点が発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、キャッ
プの抵抗溶接には新たな問題点が生じたので、チップに
歪みの生じないレーザー溶接が検討されている。レーザ
ー溶接の場合、アイレットに局部的に高温が加わる。従
来の無電解ニッケル−リンめっき皮膜中には、リンなど
の不純物成分が１０％近くも混入するため、レーザー溶
接の際の高温によって、これら不純物がガス化し、チッ
プに悪影響を与えることが判明した。なお、無電解ニッ
ケル−リンめっき皮膜上に金めっき皮膜を形成した場合
には、上記問題点が軽減されるものの、やはり下地中の
不純物が多少ともガス化し、チップに影響を与える。ま
た金めっきは高価であるので、コスト低減の要請に反す
る。
プの抵抗溶接には新たな問題点が生じたので、チップに
歪みの生じないレーザー溶接が検討されている。レーザ
ー溶接の場合、アイレットに局部的に高温が加わる。従
来の無電解ニッケル−リンめっき皮膜中には、リンなど
の不純物成分が１０％近くも混入するため、レーザー溶
接の際の高温によって、これら不純物がガス化し、チッ
プに悪影響を与えることが判明した。なお、無電解ニッ
ケル−リンめっき皮膜上に金めっき皮膜を形成した場合
には、上記問題点が軽減されるものの、やはり下地中の
不純物が多少ともガス化し、チップに影響を与える。ま
た金めっきは高価であるので、コスト低減の要請に反す
る。
【０００４】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、ワイヤ
ボンディング性、はんだ付け性、耐熱性に優れ、キャッ
プによる封止時のチップへの悪影響もなく、かつ安価な
半導体装置を提供するにある。
なされたものであり、その目的とするところは、ワイヤ
ボンディング性、はんだ付け性、耐熱性に優れ、キャッ
プによる封止時のチップへの悪影響もなく、かつ安価な
半導体装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、本発明に係る半
導体装置は、金属製のアイレットにリードが絶縁ガラス
にて封止されたパッケージの前記アイレットに設けられ
たチップ搭載部に半導体チップが搭載され、該半導体チ
ップと前記リードとがワイヤにより電気的に接続され、
金属製のキャップが前記アイレット周縁にレーザー溶接
されることによって前記半導体チップが封止された半導
体装置において、前記パッケージは、前記アイレットの
チップ搭載部および前記リードのワイヤボンディング部
を含む全面に、電解ニッケルめっき皮膜が形成され、さ
らにこの電解ニッケルめっき皮膜上全面に無電解ニッケ
ル−ボロンめっき皮膜が形成されていることを特徴とし
ている。無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜の厚さは
０．５〜１μｍ程度が好適である。
するため次の構成を備える。すなわち、本発明に係る半
導体装置は、金属製のアイレットにリードが絶縁ガラス
にて封止されたパッケージの前記アイレットに設けられ
たチップ搭載部に半導体チップが搭載され、該半導体チ
ップと前記リードとがワイヤにより電気的に接続され、
金属製のキャップが前記アイレット周縁にレーザー溶接
されることによって前記半導体チップが封止された半導
体装置において、前記パッケージは、前記アイレットの
チップ搭載部および前記リードのワイヤボンディング部
を含む全面に、電解ニッケルめっき皮膜が形成され、さ
らにこの電解ニッケルめっき皮膜上全面に無電解ニッケ
ル−ボロンめっき皮膜が形成されていることを特徴とし
ている。無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜の厚さは
０．５〜１μｍ程度が好適である。
【０００６】
【作用】無電解ニッケル−ボロンめっきの場合、無電解
ニッケル−リンめっきと相違し、メッキ皮膜中の不純物
（ボロンなど）の量が１％以下と極めて低い。したがっ
て、アイレットにキャップをレーザー溶接する際高温が
加わっても、無電解ニッケル−ボロン皮膜中の不純物が
ガス化することはほとんどなく、チップへの悪影響がな
い。また、無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜は熱的に
安定で、耐熱性に優れ、その結果、チップのはんだ付
け、リードの基板等へのはんだ付け性は良好である。
ニッケル−リンめっきと相違し、メッキ皮膜中の不純物
（ボロンなど）の量が１％以下と極めて低い。したがっ
て、アイレットにキャップをレーザー溶接する際高温が
加わっても、無電解ニッケル−ボロン皮膜中の不純物が
ガス化することはほとんどなく、チップへの悪影響がな
い。また、無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜は熱的に
安定で、耐熱性に優れ、その結果、チップのはんだ付
け、リードの基板等へのはんだ付け性は良好である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１はガラス端子パッケージ１
０の部分断面図を示す。１２はアイレットであり、鉄−
ニッケル−コバルト合金等の金属で形成されている。こ
のアイレット１２には、絶縁性のガラス１４によりリー
ド１６が気密に封着されている。アイレット１２および
リード１６上には、通常の電解めっきによって、電解ニ
ッケルめっき皮膜１８が形成され、この電解ニッケルめ
っき皮膜１８上に無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜２
０が形成されている。このガラス端子パッケージ１０に
チップ２２がはんだ付け等により固定され、チップ２２
とリード１６先端との間がワイヤボンディングされ、さ
らにキャップ２４がアイレット１２にレーザー溶接され
て半導体装置として完成される。電解ニッケルめっき皮
膜１８は、バレルまたは引っかけめっきのいずれでもよ
く、その厚さも通常の耐食めっきとしての機能が果たせ
る２〜６μｍ程度の厚さでよい。無電解ニッケル−ボロ
ンめっき皮膜２０の厚さは特に限定されないが、０．５
〜１μｍ程度の厚さでよい。無電解ニッケル−ボロンめ
っき皮膜はそれ自体耐熱性を有するが、０．５μｍより
も薄いと下地の電解ニッケルめっき皮膜１８の保護が不
十分となり、耐熱性に問題が生じる。また１μｍよりも
厚いと、無電解めっき処理に長時間を要し、またコスト
高となって好ましくない。無電解ニッケル−ボロンめっ
きの場合、無電解ニッケル−リンめっきと相違し、メッ
キ皮膜中の不純物（ボロンなど）の量が１％以下と極め
て低い。したがって、アイレット１２にキャップ２４を
レーザー溶接する際高温が加わっても、無電解ニッケル
−ボロン皮膜２０中の不純物がガス化することはほとん
どなく、チップへの悪影響がなかった。また上記したよ
うに、無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜２０は熱的に
安定で、耐熱性に優れ、その結果、チップ２２のはんだ
付け、リード１６の基板等へのはんだ付け性は良好であ
った。因みに、電解ニッケルめっき皮膜１８のみでは、
キャップ２４のレーザー溶接には支障がなく、すなわち
電解ニッケルめっき皮膜中の不純物のガス化によるチッ
プへの悪影響などはないが、電解ニッケルめっき皮膜１
８は耐熱性に劣り、表面に強固な酸化膜が形成されるこ
とから、ワイヤボンディング性、はんだ付け性に問題が
生じる。電解ニッケルめっき皮膜１８を形成せず、無電
解ニッケル−ボロンめっき皮膜２０のみでもよいように
考えられるが、この場合だと無電解ニッケル−ボロンめ
っき皮膜２０はある程度以上の厚付けが必要となり、前
記したように無電解めっき処理に長時間を要し、かえっ
てコスト高になってしまう。電解ニッケルめっき皮膜を
下地としてその上に無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜
を形成した場合と電解ニッケルめっき皮膜のみを形成し
た場合の耐熱性試験の結果を表１に、ワイヤボンディン
グ試験の結果を表２に、はんだの濡れ性試験の結果を表
３に示す。
づいて詳細に説明する。図１はガラス端子パッケージ１
０の部分断面図を示す。１２はアイレットであり、鉄−
ニッケル−コバルト合金等の金属で形成されている。こ
のアイレット１２には、絶縁性のガラス１４によりリー
ド１６が気密に封着されている。アイレット１２および
リード１６上には、通常の電解めっきによって、電解ニ
ッケルめっき皮膜１８が形成され、この電解ニッケルめ
っき皮膜１８上に無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜２
０が形成されている。このガラス端子パッケージ１０に
チップ２２がはんだ付け等により固定され、チップ２２
とリード１６先端との間がワイヤボンディングされ、さ
らにキャップ２４がアイレット１２にレーザー溶接され
て半導体装置として完成される。電解ニッケルめっき皮
膜１８は、バレルまたは引っかけめっきのいずれでもよ
く、その厚さも通常の耐食めっきとしての機能が果たせ
る２〜６μｍ程度の厚さでよい。無電解ニッケル−ボロ
ンめっき皮膜２０の厚さは特に限定されないが、０．５
〜１μｍ程度の厚さでよい。無電解ニッケル−ボロンめ
っき皮膜はそれ自体耐熱性を有するが、０．５μｍより
も薄いと下地の電解ニッケルめっき皮膜１８の保護が不
十分となり、耐熱性に問題が生じる。また１μｍよりも
厚いと、無電解めっき処理に長時間を要し、またコスト
高となって好ましくない。無電解ニッケル−ボロンめっ
きの場合、無電解ニッケル−リンめっきと相違し、メッ
キ皮膜中の不純物（ボロンなど）の量が１％以下と極め
て低い。したがって、アイレット１２にキャップ２４を
レーザー溶接する際高温が加わっても、無電解ニッケル
−ボロン皮膜２０中の不純物がガス化することはほとん
どなく、チップへの悪影響がなかった。また上記したよ
うに、無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜２０は熱的に
安定で、耐熱性に優れ、その結果、チップ２２のはんだ
付け、リード１６の基板等へのはんだ付け性は良好であ
った。因みに、電解ニッケルめっき皮膜１８のみでは、
キャップ２４のレーザー溶接には支障がなく、すなわち
電解ニッケルめっき皮膜中の不純物のガス化によるチッ
プへの悪影響などはないが、電解ニッケルめっき皮膜１
８は耐熱性に劣り、表面に強固な酸化膜が形成されるこ
とから、ワイヤボンディング性、はんだ付け性に問題が
生じる。電解ニッケルめっき皮膜１８を形成せず、無電
解ニッケル−ボロンめっき皮膜２０のみでもよいように
考えられるが、この場合だと無電解ニッケル−ボロンめ
っき皮膜２０はある程度以上の厚付けが必要となり、前
記したように無電解めっき処理に長時間を要し、かえっ
てコスト高になってしまう。電解ニッケルめっき皮膜を
下地としてその上に無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜
を形成した場合と電解ニッケルめっき皮膜のみを形成し
た場合の耐熱性試験の結果を表１に、ワイヤボンディン
グ試験の結果を表２に、はんだの濡れ性試験の結果を表
３に示す。
【０００８】
【表１】
【表２】
【表３】 表１〜表３から明らかなように、本実施例品の場合に
は、耐熱性、ワイヤボンディング性、はんだ濡れ性のい
ずれも良好な結果が得られた。上記実施例では、コンプ
レッション形の例で示したが、マッチド形のガラス端子
パッケージでもよく、またトランジスタなどの一般的な
半導体装置の他に、半導体レーザー装置、圧力センサな
どのガラス端子パッケージに用いることができるのはい
うまでもない。
は、耐熱性、ワイヤボンディング性、はんだ濡れ性のい
ずれも良好な結果が得られた。上記実施例では、コンプ
レッション形の例で示したが、マッチド形のガラス端子
パッケージでもよく、またトランジスタなどの一般的な
半導体装置の他に、半導体レーザー装置、圧力センサな
どのガラス端子パッケージに用いることができるのはい
うまでもない。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、ワイヤボンディング
性、はんだ付け性、耐熱性に優れ、キャップ封止時のチ
ップへの悪影響もなく、かつ安価な半導体装置を提供で
きる。
性、はんだ付け性、耐熱性に優れ、キャップ封止時のチ
ップへの悪影響もなく、かつ安価な半導体装置を提供で
きる。
【図１】ガラス端子パッケージの部分断面図を示す。
１０ ガラス端子パッケージ １２ アイレット １４ ガラス １６ リード １８ 電解ニッケルめっき皮膜 ２０ 無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜 ２４ キャップ
Claims (2)
- 【請求項１】 金属製のアイレットにリードが絶縁ガラ
スにて封止されたパッケージの前記アイレットに設けら
れたチップ搭載部に半導体チップが搭載され、該半導体
チップと前記リードとがワイヤにより電気的に接続さ
れ、金属製のキャップが前記アイレット周縁にレーザー
溶接されることによって前記半導体チップが封止された
半導体装置において、 前記パッケージは、前記アイレットのチップ搭載部およ
び前記リードのワイヤボンディング部を含む全面に、電
解ニッケルめっき皮膜が形成され、さらにこの電解ニッ
ケルめっき皮膜上全面に無電解ニッケル−ボロンめっき
皮膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 無電解ニッケル−ボロンめっき皮膜の厚
さが０．５〜１μｍであることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194691A JP2962591B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194691A JP2962591B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307960A JPH04307960A (ja) | 1992-10-30 |
| JP2962591B2 true JP2962591B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14314067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10194691A Expired - Lifetime JP2962591B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962591B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP10194691A patent/JP2962591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04307960A (ja) | 1992-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080806 Year of fee payment: 9 |
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|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090806 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100806 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110806 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110806 Year of fee payment: 12 |