JP3202851B2 - Lead and board bonding method - Google Patents

Lead and board bonding method

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JP3202851B2
JP3202851B2 JP31489093A JP31489093A JP3202851B2 JP 3202851 B2 JP3202851 B2 JP 3202851B2 JP 31489093 A JP31489093 A JP 31489093A JP 31489093 A JP31489093 A JP 31489093A JP 3202851 B2 JP3202851 B2 JP 3202851B2
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bonding
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康史 正木
佳治 佐名川
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    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂封止型半導体装置
におけるリードと基板の接合方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for joining a lead and a substrate in a resin-sealed semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】リードを半導体搭載基板に加熱圧着して
接合することが、例えば特開昭52−147067号公
報等で提供されているように、従来からおこなわれてい
る。すなわち、例えば変性ポリイミド樹脂等の積層板で
作成される半導体搭載用基板1の表面には銅等の回路1
3が設けてあり、図5(a)のように、アウターリード
として使用されるリード2の先端部を回路13の上に重
ね、この状態で図5(b)のようにチタンやモリブデン
等で形成される加熱ツール14によってリード2の上面
を押さえて加熱する。ここで、回路13の表面にはニッ
ケルめっき及び金めっきが施してあり、またリード2の
先端部には錫めっきが施してある。そして上記のように
リード2の先端部を回路13に重ねて加熱圧着させる
と、リード2や回路13の表面にめっきされた錫と金が
Au−Sn共晶合金となって溶融し、このAu−Sn共
晶合金がボンディング層となって回路13にリード2を
接合することができるのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, bonding a lead to a semiconductor mounting substrate by heating and pressure bonding has been performed, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-147067. That is, for example, a circuit 1 made of copper or the like
5A, the tip of the lead 2 used as an outer lead is overlapped on the circuit 13 as shown in FIG. 5A, and in this state, titanium or molybdenum is used as shown in FIG. 5B. The upper surface of the lead 2 is pressed and heated by the formed heating tool 14. Here, the surface of the circuit 13 is plated with nickel and gold, and the tip of the lead 2 is plated with tin. Then, as described above, when the tip of the lead 2 is overlapped with the circuit 13 and heated and pressed, the tin and gold plated on the surface of the lead 2 and the circuit 13 become Au-Sn eutectic alloy and melt. The lead 2 can be joined to the circuit 13 by using the -Sn eutectic alloy as a bonding layer.

【0003】上記のようにしてリード2や回路13の表
面にめっきされた錫と金をロー材として回路13にリー
ド2を接合することができるが、このとき溶融したAu
−Sn共晶合金がリード2や回路13の接合面からはみ
出して、回路13の表面とリード2の側面にそれぞれ付
着するフィレット12が形成されることによって、半導
体搭載基板1に対するリード2の接合強度を高く得るこ
とができる。
[0003] The lead 2 can be joined to the circuit 13 by using tin and gold plated on the surface of the lead 2 or the circuit 13 as described above.
The bonding strength of the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 is formed by the fillet 12 that the Sn eutectic alloy protrudes from the bonding surface of the lead 2 and the circuit 13 and adheres to the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2. Can get higher.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フィレット12は溶融
した共晶合金が回路13の表面とリード2の側面にそれ
ぞれ濡れることによって形成されるが、共晶合金の濡れ
性が良好な場合は図6(a)のようにフィレット12を
回路13とリード2に密着させることができる。しか
し、加熱ツール14から接合部への熱の伝わりが遅い
と、Au−Sn共晶が形成される前にSnが酸化を起こ
し、Au−Sn共晶が起きにくく濡れ性も悪くなる。そ
してこのよう場合は図6(b)のように濡れ性の良好
なフィレット12は形成されず、高い接合強度を得るこ
とができない。
The fillet 12 is formed by the molten eutectic alloy being wet on the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2, respectively. If the wettability of the eutectic alloy is good, FIG. The fillet 12 can be brought into close contact with the circuit 13 and the lead 2 as shown in FIG. However, if the heat transfer from the heating tool 14 to the joint is slow, Sn will be oxidized before the Au-Sn eutectic is formed, and the Au-Sn eutectic will not easily occur and the wettability will be poor. In such a case, the wettability is good as shown in FIG.
No fillet 12 is formed , and high joining strength cannot be obtained.

【0005】従来は、共晶合金の濡れ性を高める工夫は
なされておらず、高い接合強度を得ることができていな
いのが現状である。本発明は上記の点に鑑みてなされた
ものであり、高い接合強度でリードを接合することを目
的とするものである。
Conventionally, no attempt has been made to enhance the wettability of the eutectic alloy, and at present, high joining strength cannot be obtained. The present invention has been made in view of the above point, and has as its object to bond leads with high bonding strength.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
リードと基板の接合方法は、半導体搭載基板1にリード
2の先端部を加熱圧着して接合するにあたって、リード
2の先端部の接合方向での厚みを薄く形成することによ
って、リード2の接合面方向に熱伝導性を高めるように
したものである。
Method of bonding leads and substrate according to claim 1 of the present invention In order to achieve the above object, according to, when bonded by thermocompression bonding the tip portion of the lead 2 in the semiconductor mounting substrate 1, rie de <br / In order to increase the thermal conductivity in the joint surface direction of the lead 2 by forming the thickness of the tip portion of the lead 2 in the joint direction thin.
Ru der those.

【0007】また本発明の請求項2に係るリードと基板
の接合方法は、リード2の接合面に溝3を凹設すること
によって、リード2の接合方向での熱伝導性を高めるよ
うにしたものである。さらに本発明の請求項3に係るリ
ードと基板の接合方法は、リード2の接合面に凹段部4
を凹設することによって、リード2の接合方向での熱伝
導性を高めるようにしたものである。
A lead and a substrate according to claim 2 of the present invention.
Bonding method is that by recessing the groove 3 on the bonding surface of the lead 2, Ru der those to enhance the thermal conductivity of the bonding direction of the lead 2. Further , according to claim 3 of the present invention ,
The method of joining the lead and the substrate is as follows .
By recessing the, Ru der those to enhance the thermal conductivity of the bonding direction of the lead 2.

【0008】さらに本発明の請求項4に係るリードと基
板の接合方法は、半導体搭載基板1のエッジ部の近傍の
リード2幅を広くして幅広部6を形成すると共に、リー
ド2の先端部の幅を細くして幅狭部5を形成することに
よって、リード2の接合面方向に熱伝導性を高めるよう
にしたものである。また本発明にあって、上記のように
幅広部6を形成した複数のリード2を半導体搭載基板1
に接合するにあたって、隣合うリード2をその幅広部6
がリード2の長手方向にずれるように各リード2を配置
するのが好ましい。
A lead and a base according to claim 4 of the present invention.
The method of joining the boards is to increase the width of the lead 2 near the edge of the semiconductor mounting substrate 1 to form the wide portion 6 ,
Forming the narrow portion 5 by narrowing the width of the tip of the
Therefore, the thermal conductivity is increased in the bonding surface direction of the lead 2.
It was made . Further, according to the present invention, the plurality of leads 2 on which the wide portions 6 are formed as described above are connected to the semiconductor mounting substrate 1.
When joining the adjacent leads 2 to the wide portions 6
It is preferable to dispose the leads 2 so that the leads 2 are shifted in the longitudinal direction of the leads 2.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】半導体搭載基板1にリード2の先端部を加熱圧
着して接合するにあたって、リード2の接合面方向に
伝導性を高めて加熱をおこなうことによって、加熱ツー
ル14からの熱を熱伝導性を高めたリード2を通して迅
速に接合面に伝えることができ、ロー材金属が酸化され
る前に共晶を生じさせて濡れ性の良い共晶金属でフィレ
ットを形成することができる。
When the tip of the lead 2 is bonded to the semiconductor mounting substrate 1 by heating and pressing, the heat from the heating tool 14 is transferred by increasing the thermal conductivity in the direction of the bonding surface of the lead 2 and performing heating. It can be quickly transmitted to the joint surface through the lead 2 having improved wettability, and can form a eutectic before the brazing material metal is oxidized to form a fillet of a eutectic metal having good wettability.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。半
導体搭載用基板1は変性ポリイミド樹脂等の積層板で作
成されるものであり、中央部を半導体チップ搭載部とす
ると共に、この半導体チップ搭載部を囲むように半導体
搭載用基板1の表面の周端部には銅箔等で多数本の回路
13が図3(a)(b)のように形成してある。この回
路13の表面にはニッケルめっきを施すと共にさらにそ
の表面に金めっきが施してある。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. The semiconductor mounting substrate 1 is made of a laminated plate of a modified polyimide resin or the like. The semiconductor chip mounting portion is formed at the center portion, and the periphery of the surface of the semiconductor mounting substrate 1 is surrounded by the semiconductor chip mounting portion. A large number of circuits 13 are formed at the ends by copper foil or the like as shown in FIGS. The surface of the circuit 13 is plated with nickel and the surface thereof is further plated with gold.

【0013】一方、リード2は例えばリードフレーム等
によってアウターリードとして42アロイ等で形成され
るものであり、少なくともその先端部の接合面には錫め
っきが施してある。そしてリード2を半導体搭載基板1
の回路13に加熱圧着して接合するにあたっては、リー
ド2の先端部を回路13の上に重ね、既述した図5
(b)のようにチタンやモリブデン等で形成される加熱
ツール14によってリード2の上面を押さえて加熱す
る。例えば加熱温度(ツール14の接触部分の温度)を
350℃、ツール14への通電時間(温度保持時間)を
2秒、各リード2当たりの加圧を150gfの条件に設
定して加熱圧着することができる。そしてこのようにリ
ード2の先端部を回路13に重ねて加熱圧着させると、
既述したように、リード2や回路13の表面にめっきさ
れた錫と金がAu−Sn共晶合金となって溶融し、この
Au−Sn共晶合金がボンディング層となって回路13
にリード2を接合することができるのである。このよう
に、リード2や回路13の表面にめっきされた錫と金を
ロー材として接合するようにしているが、ロー材として
はこの錫や金に限定されるものではない。
On the other hand, the lead 2 is formed of a 42 alloy or the like as an outer lead by, for example, a lead frame or the like, and at least a joining surface at a tip portion thereof is plated with tin. Then, the lead 2 is connected to the semiconductor mounting substrate 1
When bonding by heating and pressing to the circuit 13 of FIG.
As shown in FIG. 3B, the upper surface of the lead 2 is heated by a heating tool 14 made of titanium, molybdenum or the like. For example, the heating temperature (the temperature of the contact portion of the tool 14) is set to 350 ° C., the energizing time (temperature holding time) to the tool 14 is set to 2 seconds, and the pressurization per lead 2 is set to 150 gf. Can be. Then, when the tip of the lead 2 is overlapped with the circuit 13 and heated and pressed as described above,
As described above, tin and gold plated on the surfaces of the leads 2 and the circuit 13 are melted as an Au-Sn eutectic alloy, and the Au-Sn eutectic alloy is used as a bonding layer to form the circuit 13.
The lead 2 can be joined to the first. As described above, tin and gold plated on the surfaces of the leads 2 and the circuit 13 are joined as a brazing material, but the brazing material is not limited to tin or gold.

【0014】そしてこのようにリード2を半導体搭載基
板1に接合することによって、図4のような半導体搭載
基板1に搭載した半導体チップ15をワイヤー16及び
回路3を介してリード2に電気的に接続した半導体装置
Aを作成することができ、さらにこれを樹脂封止するこ
とによって製品に仕上げることができるものである。図
1は本発明の一実施例を示すものであり、リード2の接
合面と反対側の面(上面)をハーフエッチング等して除
去することによって、リード2の先端部に薄肉部17を
形成するようにしてある。薄肉部17を形成する手段は
ハーフエッチングに限らず任意であり、またその寸法や
形状も特に限定されるものではない。そして図1(a)
のようにリード2の先端部を半導体搭載基板1の回路1
3に重ねて加熱ツール14で加熱圧着させることによっ
て、リード2や回路13にめっきした錫と金がAu−S
n共晶合金となって溶融し、このAu−Sn共晶合金に
よって図1(b)のように回路13にリード2を接合す
ることができる。
By bonding the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 in this manner, the semiconductor chip 15 mounted on the semiconductor mounting substrate 1 as shown in FIG. The connected semiconductor device A can be manufactured, and further, it can be finished into a product by sealing it with a resin. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A thin portion 17 is formed at the tip of the lead 2 by removing the surface (upper surface) of the lead 2 opposite to the bonding surface by half etching or the like. I have to do it. The means for forming the thin portion 17 is not limited to half-etching, but is arbitrary, and its size and shape are not particularly limited. And FIG. 1 (a)
The tip of the lead 2 is connected to the circuit 1 of the semiconductor mounting substrate 1 as shown in FIG.
3 and hot-pressed with a heating tool 14 so that tin and gold plated on the lead 2 and the circuit 13 are Au-S
The lead 2 can be joined to the circuit 13 as shown in FIG. 1B by the Au-Sn eutectic alloy, which is melted.

【0015】上記のように熱圧着するにあたって、リー
ド2の先端部は薄肉部17によって接合方向での厚みが
薄くなっているために、加熱ツール14の先端から接合
面までの距離が短くなって熱伝導性が高くなり、加熱ツ
ール14から接合界面への熱の伝導が速くなる。しかも
厚みを薄くすることによってリード2の先端部の熱容量
が小さくなり、温度上昇が速くなる。このように、リー
ド2が42アロイ等の熱伝導率の悪い材料で形成されて
いても、薄肉部17によって加熱ツール14からの熱の
伝導が速く、温度上昇も速くなっているために、錫が酸
化される前に迅速にAu−Sn共晶を形成させることが
でき、Au−Sn共晶合金の濡れ性を良好にすることが
できる。従って、回路13の表面とリード2の側面に対
する濡れ性が良好な図6(a)のようなフィレット12
を形成することができ、フィレット12を回路13とリ
ード2に密着させて半導体搭載基板1に対するリード2
の接合強度を高く得ることができるものである。
In the thermocompression bonding as described above, the tip of the lead 2 is thinned in the joining direction by the thin portion 17, so that the distance from the tip of the heating tool 14 to the joining surface is shortened. Thermal conductivity is increased, and heat conduction from the heating tool 14 to the bonding interface is increased. In addition, by reducing the thickness, the heat capacity of the tip of the lead 2 is reduced, and the temperature rises faster. As described above, even when the lead 2 is formed of a material having a low thermal conductivity such as a 42 alloy, the conduction of heat from the heating tool 14 and the temperature rise are also fast due to the thin portion 17, so that the tin 2 Au-Sn eutectic can be formed quickly before is oxidized, and the wettability of the Au-Sn eutectic alloy can be improved. Therefore, the fillet 12 shown in FIG. 6A having good wettability to the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2 is provided.
The fillet 12 is brought into close contact with the circuit 13 and the lead 2 so that the lead 2
High joining strength can be obtained.

【0016】尚、リード2に薄肉部17を形成して半導
体搭載基板1に接合するにあたって、図2のように薄肉
部17の基部が半導体搭載基板1のエッジよりも外側へ
超えた状態で接合されると、リード2に対する屈曲の応
力の集中するエッジの部分(矢印で示す)の厚みが薄く
なり、この部分で曲がり易くなると共に破断が生じるお
それがある。このために、図1に示すように薄肉部17
の基部が半導体搭載基板1のエッジよりも内側にくるよ
うにリード2の接合をおこなうのが好ましい。
When the thin portion 17 is formed on the lead 2 and joined to the semiconductor mounting substrate 1, the joining is performed in a state where the base of the thin portion 17 extends outside the edge of the semiconductor mounting substrate 1 as shown in FIG. Then, the thickness of the edge portion (indicated by the arrow) where the bending stress concentrates on the lead 2 becomes thinner, and this portion may be easily bent and may be broken. For this purpose, as shown in FIG.
It is preferable to join the leads 2 such that the base of the lead 2 is located inside the edge of the semiconductor mounting substrate 1.

【0017】図7はリード2の接合面に溝3を凹設する
ようにした実施例を示すものであり、図7(a)の実施
例ではリード2の先端部の接合面に幅方向の溝3を平行
に複数本設けるようにしてある。そしてリード2の先端
部を半導体搭載基板1の回路13に重ねて加熱ツール1
4で加熱圧着させることによって、リード2や回路13
にめっきした錫と金がAu−Sn共晶合金となって溶融
し、このAu−Sn共晶合金によって回路13にリード
2を接合することができる。このように熱圧着するにあ
たって、リード2の先端部は溝3の形成によって熱容量
が小さくなっており、加熱ツール14からの熱が迅速に
伝わって温度上昇が速くなる。従って、錫が酸化される
前に迅速にAu−Sn共晶を形成させ、Au−Sn共晶
合金の濡れ性を良好にすることができ、回路13の表面
とリード2の側面に対する濡れ性が良好な図6(a)の
ようなフィレット12を形成して半導体搭載基板1に対
するリード2の接合強度を高く得ることができるもので
ある。またリード2の接合面に溝3を凹設することによ
って、溝3内にもフィレット12が形成されることにな
り、フィレット12による接合面積が増大して接合強度
をさらに向上させることができるものである。
FIG. 7 shows an embodiment in which the groove 3 is recessed in the joint surface of the lead 2. In the embodiment of FIG. A plurality of grooves 3 are provided in parallel. Then, the tip of the lead 2 is placed on the circuit 13 of the semiconductor mounting substrate 1 so that the heating tool 1
4, the lead 2 and the circuit 13
The tin and gold plated in the form of an Au-Sn eutectic alloy melt and the lead 2 can be joined to the circuit 13 by the Au-Sn eutectic alloy. In performing the thermocompression bonding as described above, the heat capacity of the leading end of the lead 2 is reduced due to the formation of the groove 3, and the heat from the heating tool 14 is quickly transmitted to increase the temperature quickly. Therefore, an Au-Sn eutectic can be quickly formed before tin is oxidized, and the wettability of the Au-Sn eutectic alloy can be improved, and the wettability to the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2 can be improved. By forming a good fillet 12 as shown in FIG. 6A, the bonding strength of the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 can be increased. By forming the groove 3 in the joint surface of the lead 2, the fillet 12 is also formed in the groove 3, and the joint area by the fillet 12 increases, so that the joint strength can be further improved. It is.

【0018】図7(b)の実施例ではリード2の先端部
の接合面の半導体搭載基板1のエッジに対向する近傍に
溝3を凹設するようにしてある。このものにあってもリ
ード2の先端部は溝3の形成によって熱容量が小さくな
って、加熱ツール14からの熱が迅速に伝わって温度上
昇が速くなり、錫が酸化される前に迅速にAu−Sn共
晶を形成させてAu−Sn共晶合金の濡れ性を良好にす
ることができ、回路13の表面とリード2の側面に対す
る濡れ性が良好な図6(a)のようなフィレット12を
形成して半導体搭載基板1に対するリード2の接合強度
を高く得ることができるものである。また図7(b)に
みられるように半導体搭載基板1のエッジ部において溝
3内に大きなフィレット12が形成されることになり、
半導体搭載基板1に接合されたリード2のピール強度を
高めることができるものである。
In the embodiment shown in FIG. 7B, a groove 3 is formed in the vicinity of the bonding surface of the tip of the lead 2 facing the edge of the semiconductor mounting substrate 1. Even in this case, the heat capacity of the leading end of the lead 2 becomes small due to the formation of the groove 3, the heat from the heating tool 14 is quickly transmitted, the temperature rises quickly, and the Au is quickly oxidized before tin is oxidized. -Sn eutectic can be formed to improve the wettability of the Au-Sn eutectic alloy, and the fillet 12 as shown in FIG. Is formed so that the bonding strength of the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 can be increased. Further, as shown in FIG. 7B, a large fillet 12 is formed in the groove 3 at the edge of the semiconductor mounting substrate 1,
The peel strength of the lead 2 bonded to the semiconductor mounting substrate 1 can be increased.

【0019】図7(c)の実施例ではリード2の先端部
の接合面の半導体搭載基板1のエッジに対向する近傍に
逆V字形の溝3を凹設するようにしてある。このもので
はレーザー装置を用い、溝3にレーザー光を照射して加
熱することによって溝3内にフィレット12を安定して
形成することができるようにしてある。溝3は逆V字形
であるために矢印で示すようにレーザー光は多重反射
し、効率良く温度上昇させてフィレット12を形成する
ことができるものである。このように、半導体搭載基板
1のエッジ部において溝3内に大きな面積のフィレット
12が形成されるために、半導体搭載基板1に接合され
たリード2のピール強度を高めることができるものであ
る。
In the embodiment shown in FIG. 7 (c), an inverted V-shaped groove 3 is formed in the vicinity of the bonding surface at the tip of the lead 2 facing the edge of the semiconductor mounting substrate 1. In this case, a fillet 12 can be stably formed in the groove 3 by irradiating the groove 3 with a laser beam and heating it using a laser device. Since the groove 3 has an inverted V-shape, the laser light is multiple-reflected as shown by the arrow, and the fillet 12 can be formed by efficiently raising the temperature. As described above, since the fillet 12 having a large area is formed in the groove 3 at the edge of the semiconductor mounting substrate 1, the peel strength of the lead 2 joined to the semiconductor mounting substrate 1 can be increased.

【0020】図8はリード2の接合面に凹段部4を凹設
するようにした例を示すものであり、図8(a)のよう
に凹段部4の下面を半導体搭載基板1の回路13の表面
に当接させると共に凹段部4の段面4aを半導体搭載基
板1の側端面に当接させ、加熱ツール14で加熱圧着さ
せることによって、リード2と回路13の錫と金がAu
−Sn共晶合金となって溶融し、このAu−Sn共晶合
金によって回路13にリード2を接合することができ
る。このように熱圧着するにあたって、リード2の先端
部は凹段部4によって接合方向での厚みが薄くなってい
るため熱伝導性が高くなって加熱ツール14から接合界
面への熱の伝導が速くなり、しかも厚みが薄くなってい
るためにリード2の先端部の熱容量が小さくなり、温度
上昇が速くなる。従って錫が酸化される前に迅速にAu
−Sn共晶を形成させることができ、Au−Sn共晶合
金の濡れ性を良好にして回路13の表面とリード2の側
面に対する濡れ性が良好な図6(a)のようなフィレッ
ト12を形成し、半導体搭載基板1に対するリード2の
接合強度を高く得ることができるものである。
FIG. 8 shows an example in which a recessed step 4 is formed on the joint surface of the lead 2. The lower surface of the recessed step 4 is formed on the semiconductor mounting substrate 1 as shown in FIG. The lead 2 and the tin and gold of the circuit 13 are brought into contact with the surface of the circuit 13 by bringing the step surface 4a of the concave step portion 4 into contact with the side end surface of the semiconductor mounting substrate 1 and by applying heat and pressure with the heating tool 14. Au
The lead 2 can be joined to the circuit 13 by the Au-Sn eutectic alloy and melting. In this thermocompression bonding, the tip of the lead 2 has a reduced thickness in the joining direction due to the concave step portion 4, so that the thermal conductivity is increased, and heat conduction from the heating tool 14 to the joining interface is faster. In addition, since the thickness is thin, the heat capacity of the tip of the lead 2 is small, and the temperature rise is fast. Therefore, Au is quickly oxidized before tin is oxidized.
-Sn eutectic can be formed, and the fillet 12 as shown in FIG. 6A having good wettability to the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2 by improving the wettability of the Au-Sn eutectic alloy can be obtained. It is possible to obtain a high bonding strength of the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 by forming it.

【0021】図8(b)の実施例では半導体搭載基板1
のエッジ部にも凹段部18を設け、この凹段部18にリ
ード2の凹段部4の基部をはめ込むようにして、半導体
搭載基板1にリード2を加熱圧着して接合するようにし
てある。図8(a)の実施例では、半導体搭載基板1の
エッジ部において矢印のような力がリード2に加わる
と、凹段部4の基部の厚みの薄い部分に剪断力が作用す
るために、剪断力に対して弱くなっているが、図8
(b)のようにすれば、リード2の厚みの厚い部分に剪
断力が作用することになり、剪断力に対して強くなるも
のである。
In the embodiment shown in FIG.
A concave step 18 is also provided at the edge of the lead 2, and the base of the concave step 4 of the lead 2 is fitted into the concave step 18, and the lead 2 is bonded to the semiconductor mounting substrate 1 by heating and pressing. is there. In the embodiment shown in FIG. 8A, when a force as shown by an arrow is applied to the lead 2 at the edge of the semiconductor mounting substrate 1, a shear force acts on a thin portion at the base of the concave step portion 4. Although it is weak against the shearing force, FIG.
In the case of (b), the shearing force acts on the thick part of the lead 2 and the lead 2 becomes strong against the shearing force.

【0022】図9の実施例ではリード2の先端部の幅を
細くして幅狭部5を形成するようにしてある。リード2
の先端部の幅を細くする手段は任意であり、またその寸
法や形状も特に限定されるものではない。そしてリード
2の先端部を半導体搭載基板1の回路13に重ねて加熱
ツール14で加熱圧着させることによって、リード2や
回路13にめっきした錫と金がAu−Sn共晶合金とな
って溶融し、このAu−Sn共晶合金によって回路13
にリード2を接合することができる。このように熱圧着
するにあたって、リード2の先端部を幅狭部5とするこ
とによって熱容量が小さくなっており、加熱ツール14
からの熱が迅速に伝わって温度上昇が速くなる。従っ
て、錫が酸化される前に迅速にAu−Sn共晶を形成さ
せ、Au−Sn共晶合金の濡れ性を良好にすることがで
き、回路13の表面とリード2の側面に対する濡れ性が
良好な図6(a)のようなフィレット12を形成して半
導体搭載基板1に対するリード2の接合強度を高く得る
ことができるものである。
In the embodiment shown in FIG. 9, the width of the tip of the lead 2 is reduced to form the narrow portion 5. Lead 2
The means for reducing the width of the tip of the is arbitrary, and its size and shape are not particularly limited. Then, the tip of the lead 2 is superimposed on the circuit 13 of the semiconductor mounting substrate 1 and heated and pressed by the heating tool 14, so that tin and gold plated on the lead 2 and the circuit 13 are melted as an Au-Sn eutectic alloy. This Au—Sn eutectic alloy makes the circuit 13
Can be joined to the lead 2. In this thermocompression bonding, the heat capacity is reduced by making the distal end of the lead 2 a narrow portion 5 so that the heating tool 14
Heat is quickly transmitted and the temperature rises faster. Therefore, an Au-Sn eutectic can be quickly formed before tin is oxidized, and the wettability of the Au-Sn eutectic alloy can be improved, and the wettability to the surface of the circuit 13 and the side surface of the lead 2 can be improved. By forming a good fillet 12 as shown in FIG. 6A, the bonding strength of the lead 2 to the semiconductor mounting substrate 1 can be increased.

【0023】上記のようにリード2の先端部の幅を細く
して幅狭部5を形成するにあたって、半導体搭載基板1
のエッジ部の近傍にリード2の幅よりも広い幅広部6を
設けるようにしてある。幅広部6を設ける手段は任意で
あり、またその寸法や形状も特に限定されるものではな
い。そして、幅広部6が半導体搭載基板1のエッジ部に
おいて回路13の表面に当接されるように、回路13の
表面にリード2の先端部を重ね、そして加熱ツール14
で加熱圧着させることによって、リード2を接合するよ
うにしてある。リード2の先端部を幅狭部5とすること
によって上記のようにリード2の接合強度を高く得るこ
とができるものであるが、幅狭部5の基部は幅広部6と
なって回路13に接合されているために、半導体搭載基
板1のエッジ部ではリード2の接合面積が大きくなって
おり、半導体搭載基板1に接合したリード2のピール強
度を向上させることができるものである。
[0023] In forming a narrow portion 5 by narrowing the width of the tip portion of the lead 2, as described above, the semi-conductor mounting board 1
A wide portion 6 wider than the width of the lead 2 is provided in the vicinity of the edge portion. The means for providing the wide portion 6 is optional, and its size and shape are not particularly limited. Then , the leading end of the lead 2 is overlapped on the surface of the circuit 13 so that the wide portion 6 is brought into contact with the surface of the circuit 13 at the edge of the semiconductor mounting substrate 1.
The lead 2 is joined by heat-compression bonding . But in which it is possible to obtain high bonding strength of the lead 2 as described above by the front end portion of rie de 2 a narrow part 5, the base portion of the narrow portion 5 becomes wide portion 6 circuit 13, the bonding area of the lead 2 is large at the edge of the semiconductor mounting substrate 1, and the peel strength of the lead 2 bonded to the semiconductor mounting substrate 1 can be improved.

【0024】上記のように幅広部6を設けて形成したリ
ード2を半導体搭載基板1に複数本接合する場合、図
(b)のように隣合うリード2の各幅広部6が近接
し、リード2間で短絡するおそれがある。そこでこの場
合には図10(a)のように、隣合うリード2をその幅
広部6がリード2の長手方向にずれるように千鳥状に配
置するようにして、隣合うリード2の各幅広部6が近接
しないようにし、リード2間で短絡が発生することを防
止するようにしてある。
[0024] When the plurality of bonding leads 2 formed by providing a wide portion 6 as described above in the semiconductor mounting substrate 1, FIG. 1
0 (b), the wide portions 6 of the adjacent leads 2 are close to each other, and there is a possibility that a short circuit occurs between the leads 2. Therefore as shown in FIG. 10 (a) in this case, adjacent the wide portion 6 leads 2 be arranged in a zigzag pattern so as to shift in the longitudinal direction of the lead 2, the wide portions of the adjacent leads 2 6 are prevented from approaching each other to prevent a short circuit from occurring between the leads 2.

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【発明の効果】上記のように請求項1の発明は、半導体
搭載基板にリードの先端部を加熱圧着して接合するにあ
たって、リードの先端部の接合面方向での厚みを薄く形
成することによって、リードの接合面方向に熱伝導性を
高めて加熱するようにしたので、加熱ツールからの熱を
熱伝導性を高めたリードを通して迅速に接合面に伝える
ことができ、ロー材金属が酸化される前に共晶を生じさ
せて濡れ性の良い共晶金属でフィレットを形成すること
ができるものであり、高い接合強度でリードを接合する
ことができるものである。
As described above, according to the first aspect of the present invention , the thickness of the tip of the lead in the direction of the joining surface is reduced when the tip of the lead is bonded to the semiconductor mounting substrate by heating and pressing.
By increasing the heat conductivity in the direction of the joint surface of the lead, the heat from the heating tool can be quickly transmitted to the joint surface through the lead with increased thermal conductivity, and An eutectic can be formed before the metal is oxidized to form a fillet with a eutectic metal having good wettability, and the lead can be joined with high joining strength.

【0032】また請求項2の発明は、リードの接合面に
溝を凹設することによって、リードの接合面方向に熱伝
導性を高めて加熱するようにしたので、加熱ツールから
の熱を熱伝導性を高めたリードを通して迅速に接合面に
伝えることができ、ロー材金属が酸化される前に共晶を
生じさせて濡れ性の良い共晶金属でフィレットを形成す
ることができるものであり、高い接合強度でリードを接
することができるものである。
According to a second aspect of the present invention , a groove is formed in the joint surface of the lead, so that heat is transferred in the direction of the joint surface of the lead.
Heating with increased conductivity, so from the heating tool
Heat is quickly transferred to the joint surface through the leads with enhanced thermal conductivity
Eutectic before the brazing metal is oxidized.
To form a fillet of eutectic metal with good wettability
The lead can be connected with high bonding strength.
Can be combined .

【0033】さらに請求項3の発明は、リードの接合面
に凹段部を凹設することによって、リードの接合面方向
に熱伝導性を高めて加熱するようにしたので、加熱ツー
ルからの熱を熱伝導性を高めたリードを通して迅速に接
合面に伝えることができ、ロー材金属が酸化される前に
共晶を生じさせて濡れ性の良い共晶金属でフィレットを
形成することができるものであり、高い接合強度でリー
ドを接合することができるものである。
Further , according to a third aspect of the present invention, a concave step is provided on the joint surface of the lead, so that the direction of the joint surface of the lead is reduced.
The heat conductivity is increased by heating the
The heat from the
Can be conveyed to the joint surface, before the brazing metal is oxidized
Create eutectic and fillet with eutectic metal with good wettability
It can be formed and has high bonding strength.
Can be joined .

【0034】さらに請求項4の本発明にあって、半導体
搭載基板のエッジ部の近傍のリード幅を広くして幅広部
を形成すると共に、リードの先端部の幅を細くして幅狭
部を形成するようにしたので、幅狭部によってリードの
接合方向での熱伝導性を高めるようにすることができ、
濡れ性の良い共晶金属でフィレットを形成することがで
きると共に、幅広部でリードの接合面積が大きくするこ
とができ、半導体搭載基板に接合したリードのピール強
度を向上させることができるものである。また本発明に
あって、上記のように幅広部を形成した複数のリードを
半導体搭載基板に接合するにあたって、隣合うリードを
その幅広部がリードの長手方向にずれるように各リード
を配置するようにしたので、隣合うリードの各幅広部が
近接しないようにすることができ、リード間で短絡が発
生することを防止することができるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor
Increase the lead width near the edge of the mounting board to make it wider
And narrow the tip of the lead to make it narrower.
The lead is formed by the narrow part.
Can increase the thermal conductivity in the joining direction,
Fillets can be formed from eutectic metals with good wettability.
At the same time , the bonding area of the lead can be increased in the wide portion, and the peel strength of the lead bonded to the semiconductor mounting substrate can be improved. Further, in the present invention, when joining the plurality of leads having the wide portions formed as described above to the semiconductor mounting substrate, adjacent leads are arranged such that the wide portions are shifted in the longitudinal direction of the leads. Therefore, the wide portions of the adjacent leads can be prevented from approaching each other, and a short circuit between the leads can be prevented.

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すものであり、(a),
(b)はそれぞれ側面図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which (a),
(B) is a side view, respectively.

【図2】同上の実施例の他の態様の側面図である。FIG. 2 is a side view of another embodiment of the embodiment.

【図3】半導体搭載基板とリードを示すものであり、
(a)は側面図、(b)は一部の平面図である。
FIG. 3 shows a semiconductor mounting substrate and leads,
(A) is a side view, (b) is a partial plan view.

【図4】半導体装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of the semiconductor device.

【図5】加熱ツールによるリードの接続の工程を示すも
のであり、(a),(b)はそれぞれ側面図である。
FIGS. 5A and 5B show a step of connecting leads by a heating tool, and FIGS. 5A and 5B are side views.

【図6】リードの接合部のフィレットの状態を示すもの
であり、(a),(b)はぞれぞれ拡大した断面図であ
る。
FIGS. 6A and 6B show the state of the fillet at the joint of the lead, and FIGS. 6A and 6B are enlarged cross-sectional views.

【図7】本発明の他の実施例を示すものであり、(a)
乃至(c)はそれぞれ一部の側面図である。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, in which (a)
(C) is a partial side view.

【図8】本発明のさらに他の実施例を示すものであり、
(a),(b)はそれぞれ一部の側面図である。
FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention;
(A) and (b) are each a partial side view.

【図9】本発明のさらに他の実施例の一部の平面図であ
る。
FIG. 9 is a partial plan view of still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに他の実施例を示すものであ
り、(a),(b)はぞれぞれ一部の平面図である
FIGS. 10A and 10B show still another embodiment of the present invention, and FIGS . 10A and 10B are partial plan views, respectively .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体搭載基板 2 リード 3 溝 4 凹段部 5 幅狭部 6 幅広部 7 スリット 8 テーパ状切欠 1 semiconductor mounting substrate 2 leads 3 groove 4 recessed step 5 narrow portion 6 wide part 7 slit 8 tapered notch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−181157(JP,A) 特開 昭48−51258(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50 H01L 23/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-181157 (JP, A) JP-A-48-51258 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 23/50 H01L 23/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体搭載基板にリードの先端部を加熱
圧着して接合するにあたって、リードの先端部の接合方
向での厚みを薄く形成することによって、リードの接合
面方向に熱伝導性を高めて加熱することを特徴とするリ
ードと基板の接合方法。
When joining a lead end portion of a lead to a semiconductor mounting substrate by heating and pressing, the thickness of the lead end portion in the joining direction is reduced to enhance thermal conductivity in a joining surface direction of the lead. And heating the lead and the substrate.
【請求項2】 半導体搭載基板にリードの先端部を加熱
圧着して接合するにあたって、リードの接合面に溝を凹
設することによって、リードの接合面方向に熱伝導性を
高めて加熱することを特徴とするリードと基板の接合方
法。
2. A method of heating and bonding a lead end portion of a lead to a semiconductor mounting substrate by heating and compressing the lead end portion by forming a groove in the lead joining surface so as to increase thermal conductivity in a direction of the lead joining surface. A method for joining a lead and a substrate, characterized in that:
【請求項3】 半導体搭載基板にリードの先端部を加熱
圧着して接合するにあたって、リードの接合面に凹段部
を凹設することによって、リードの接合面方向に熱伝導
性を高めて加熱することを特徴とするリードと基板の接
合方法。
3. When joining the lead end portion of the lead to the semiconductor mounting substrate by heating and press bonding, a concave step is provided on the joining surface of the lead, thereby increasing the thermal conductivity in the direction of the joining surface of the lead and heating. A method for joining a lead and a substrate.
【請求項4】 半導体搭載基板にリードの先端部を加熱
圧着して接合するにあたって、半導体搭載基板のエッジ
部の近傍のリード幅を広くして幅広部を形成すると共
に、リードの先端部の幅を細くして幅狭部を形成するこ
とによって、リードの接合面方向に熱伝導性を高めて加
熱することを特徴とするリードと基板の接合方法。
4. A method for bonding a lead end portion of a lead to a semiconductor mounting substrate by heating and pressure bonding to form a wide portion by increasing a lead width in the vicinity of an edge portion of the semiconductor mounting substrate and to form a wide end portion of the lead. A method for bonding a lead and a substrate, comprising: increasing the thermal conductivity in the direction of the bonding surface of the lead by forming a narrow portion by reducing the thickness of the lead.
【請求項5】 請求項4の幅広部を形成した複数のリー
ドを半導体搭載基板に接合するにあたって、隣合うリー
ドをその幅広部がリードの長手方向にずれるように各リ
ードを配置することを特徴とするリードと基板の接合方
法。
5. A method of joining a plurality of leads having a wide portion according to claim 4 to a semiconductor mounting board, wherein adjacent leads are arranged such that the wide portions are shifted in the longitudinal direction of the leads. Method of joining the lead and the substrate.
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