JPH0212930A - 半導体製造方法 - Google Patents
半導体製造方法Info
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- JPH0212930A JPH0212930A JP16456288A JP16456288A JPH0212930A JP H0212930 A JPH0212930 A JP H0212930A JP 16456288 A JP16456288 A JP 16456288A JP 16456288 A JP16456288 A JP 16456288A JP H0212930 A JPH0212930 A JP H0212930A
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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
- H01L24/80—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
- H01L24/83—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 layer connector
-
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- 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
- H01L2224/83—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 layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体の製造方法の改良に関するものであっ
て、詳しくは、リードフレームを使用し、その基板上に
半導体ペレットを半田でマウントする技術の改良に関す
るものである。
て、詳しくは、リードフレームを使用し、その基板上に
半導体ペレットを半田でマウントする技術の改良に関す
るものである。
〔従来の技術］
−ｇに、リードフレームを使用し、その基板上に半導体
ペレットをマウントする場合、その接合剤として、小電
力用等のペレット自体の発熱量が小さいものについては
、銀ペーストカ使用され、導電性を要しない場合には、
エポキシ樹脂等の非導電性接着剤が使用され、パワー用
等の大電力用は、熱伝導を良好としなければならないた
め、一般に、半田が使用されている。
ペレットをマウントする場合、その接合剤として、小電
力用等のペレット自体の発熱量が小さいものについては
、銀ペーストカ使用され、導電性を要しない場合には、
エポキシ樹脂等の非導電性接着剤が使用され、パワー用
等の大電力用は、熱伝導を良好としなければならないた
め、一般に、半田が使用されている。
上記パワー用半導体装置の場合、従来では、銅製リード
フレームにニッケルを全面メツキして半田の接着性を向
上させているが、これでは高価となるため、最近では、
部分メツキに変更してコストダウンを図っている。しか
し、部分メツキ部分を前処理しなければならず、このよ
うな作業工程及び設備の設置まで含めると、メツキの材
料費で得られるメリットが減殺されている。
フレームにニッケルを全面メツキして半田の接着性を向
上させているが、これでは高価となるため、最近では、
部分メツキに変更してコストダウンを図っている。しか
し、部分メツキ部分を前処理しなければならず、このよ
うな作業工程及び設備の設置まで含めると、メツキの材
料費で得られるメリットが減殺されている。
そのため、上記部分メツキを廃止し、リードフレームの
銅素地に直接半田付けしようとする方法が提案されてい
る。
銅素地に直接半田付けしようとする方法が提案されてい
る。
この方法は、リードフレームの温度を半田の溶融温度ま
で上昇させ、半田供給と開時に半田を溶融させ、半導体
ペレットを接着させようとするものであるが、リードフ
レームを加熱するため、リードフレームが酸化し、この
酸化膜によって、半田の接着強度が低下し、リードフレ
ームと半導体ペレットが熱的に劣化し、熱伝導率が悪化
し、半導体ペレットが短時間で破壊する場合があった。
で上昇させ、半田供給と開時に半田を溶融させ、半導体
ペレットを接着させようとするものであるが、リードフ
レームを加熱するため、リードフレームが酸化し、この
酸化膜によって、半田の接着強度が低下し、リードフレ
ームと半導体ペレットが熱的に劣化し、熱伝導率が悪化
し、半導体ペレットが短時間で破壊する場合があった。
そこで、上記マウンＩ・工程全体を、不活性ガス雰囲気
中に置き、或いは還元性ガス雰囲気中に置くことによっ
て、銅素地上に半導体ペレットを、溶融半田で接着させ
る方法が実施されている。
中に置き、或いは還元性ガス雰囲気中に置くことによっ
て、銅素地上に半導体ペレットを、溶融半田で接着させ
る方法が実施されている。
上記従来の方法は、マウント工程を与圧室構造とし、か
つ、与圧室内に、窒素等の不活性ガスや水素等の還元性
ガスを充填させなければならず、十分なコストダウンが
図れていない。
つ、与圧室内に、窒素等の不活性ガスや水素等の還元性
ガスを充填させなければならず、十分なコストダウンが
図れていない。
また、マウント工程に供給されるリードフレームは、そ
の表面に既に酸化膜が形成されてしまっている場合があ
り、このような場合、上記不活性ガス雰囲気中等での半
田付けをしようとしても、酸化膜のために接着強度が不
足し、製品出荷前のパワーサイクル試験等の動作試験に
おいて、所定の試験電流、電圧を反復して作用させた際
、熱膨張収縮の反復により、半田による接合部分が疲労
して亀裂が入り、熱伝導が悪化し、亀裂がさらに進行し
、急激に不良になる場合がある。
の表面に既に酸化膜が形成されてしまっている場合があ
り、このような場合、上記不活性ガス雰囲気中等での半
田付けをしようとしても、酸化膜のために接着強度が不
足し、製品出荷前のパワーサイクル試験等の動作試験に
おいて、所定の試験電流、電圧を反復して作用させた際
、熱膨張収縮の反復により、半田による接合部分が疲労
して亀裂が入り、熱伝導が悪化し、亀裂がさらに進行し
、急激に不良になる場合がある。
本発明は、従来技術の上記点に鑑みて提案されたもので
、その目的とするところは、半田によるリードフレーム
と半導体ペレットの接着強度を低下させないで、マウン
ト工程の設備の単純化及びコストダウンが図れる半導体
製造方法を提供しようとするものである。
、その目的とするところは、半田によるリードフレーム
と半導体ペレットの接着強度を低下させないで、マウン
ト工程の設備の単純化及びコストダウンが図れる半導体
製造方法を提供しようとするものである。
上記目的を達成するため、本発明は、銅製リードフレー
ムのペレットマウント位置に、固形半田を供給し、その
上に、半導体ペレットを供給し、リードフレーム、固形
半田、半導体ペレットの積層体に常温、通常雰囲気下で
、圧接力を作用させつつ超音波振動を付与して接着させ
るようにしたものである。
ムのペレットマウント位置に、固形半田を供給し、その
上に、半導体ペレットを供給し、リードフレーム、固形
半田、半導体ペレットの積層体に常温、通常雰囲気下で
、圧接力を作用させつつ超音波振動を付与して接着させ
るようにしたものである。
リードフレームと固形半田との接着は、超音波振動によ
り、固形半田がリードフレームの表面（接着しようとす
る部分）を局部的にこすることによって、この摩擦熱で
固形半田のリードフレームに接触している面が栄、速に
溶融されることによって行われる。この場合、摩擦作用
を伴うため、リードフレームの表面に酸化膜があっても
、これが、こすり取られるため、十分な接着力が得られ
る。
り、固形半田がリードフレームの表面（接着しようとす
る部分）を局部的にこすることによって、この摩擦熱で
固形半田のリードフレームに接触している面が栄、速に
溶融されることによって行われる。この場合、摩擦作用
を伴うため、リードフレームの表面に酸化膜があっても
、これが、こすり取られるため、十分な接着力が得られ
る。
固形半田と半導体ペレットとの接着も、上記と同様に行
われる。
われる。
第１図は、本発明方法の一実施例を示す製造工程の説明
図であって、先ず、第１図（ａ）のように、銅素地のリ
ードフレーム（１）のペレットマウント位置に、第１図
（ｂ）のように、ペレット又はシート状とした所定量の
固形半田（２）を供給し、その上に、半導体ペレット（
３）を第１図（Ｃ）のように供給し、続いて、第１図（
ｄ）のように、常温及び通常雰囲気下で超音波ボンディ
ングツール（４）により、圧接力を作用させつつ超音波
振動を付与して、リードフレーム（１）と固形半田（２
）及び固形半田（２）と半導体ペレット（３）とを同時
に接着させるようにしている。
図であって、先ず、第１図（ａ）のように、銅素地のリ
ードフレーム（１）のペレットマウント位置に、第１図
（ｂ）のように、ペレット又はシート状とした所定量の
固形半田（２）を供給し、その上に、半導体ペレット（
３）を第１図（Ｃ）のように供給し、続いて、第１図（
ｄ）のように、常温及び通常雰囲気下で超音波ボンディ
ングツール（４）により、圧接力を作用させつつ超音波
振動を付与して、リードフレーム（１）と固形半田（２
）及び固形半田（２）と半導体ペレット（３）とを同時
に接着させるようにしている。
第２図は、本発明方法の他の実施例を示す製造工程の説
明図であって、第１図（ｂ）の工程と（Ｃ）の工程との
間に、固形半田（２）を、先ず、リードフレーム（１）
に、超音波ボンディングツール（４ａ）で溶融接着させ
る工程（ｅ）を付加したもので、他の工程は、第１図と
同一である。この場合、超音波ボンディングツール（４
ａ）は、その先端部に半田が付着しないように、離型性
被膜を付着させ、或いは、半田が付着しない材料で構成
するものである。
明図であって、第１図（ｂ）の工程と（Ｃ）の工程との
間に、固形半田（２）を、先ず、リードフレーム（１）
に、超音波ボンディングツール（４ａ）で溶融接着させ
る工程（ｅ）を付加したもので、他の工程は、第１図と
同一である。この場合、超音波ボンディングツール（４
ａ）は、その先端部に半田が付着しないように、離型性
被膜を付着させ、或いは、半田が付着しない材料で構成
するものである。
上記両実施例は、超音波ボンディングツール（４）又は
（４ａ）により、固形半田（２）が、リードフレーム（
１）の表面及び半導体ペレッ１−（３）の裏面を局部的
にこすることによって、この摩擦熱で急速に溶融して接
着するのであり、両実施例の相違する点は、第１図の場
合が、リードフレーム（１）と固形半田（２）及び固形
半田（２）と半導体ペレット（３）を同時に接着してい
るの対し、第２図の場合では、順番に接着させている点
である。
（４ａ）により、固形半田（２）が、リードフレーム（
１）の表面及び半導体ペレッ１−（３）の裏面を局部的
にこすることによって、この摩擦熱で急速に溶融して接
着するのであり、両実施例の相違する点は、第１図の場
合が、リードフレーム（１）と固形半田（２）及び固形
半田（２）と半導体ペレット（３）を同時に接着してい
るの対し、第２図の場合では、順番に接着させている点
である。
イスれの実施例においても、リードフレーム（１）の表
面は、固形半田（２）によって、超音波ボンディングツ
ール（４）又は（４ａ）の振動周期に対応した超音波振
動作用で短時間に急速にこすられるため、リードフレー
ム（１）の表面に酸化膜等があっても、これを剥離除去
して強固な接着を達成できる。
面は、固形半田（２）によって、超音波ボンディングツ
ール（４）又は（４ａ）の振動周期に対応した超音波振
動作用で短時間に急速にこすられるため、リードフレー
ム（１）の表面に酸化膜等があっても、これを剥離除去
して強固な接着を達成できる。
また、リードフレーム（１）は、ペレットマウント位置
のみが、短時間の間、急速に温度上界するだけであり、
他の部分に熱的な影響が波及しない。従って、半導体ペ
レット（３）のマウント工程を常温及び通常雰囲気下で
実施できる。
のみが、短時間の間、急速に温度上界するだけであり、
他の部分に熱的な影響が波及しない。従って、半導体ペ
レット（３）のマウント工程を常温及び通常雰囲気下で
実施できる。
尚、両実施例において、リードフレーム（１）に固形半
田（２）を供給する方法として、予め、所定量のペレッ
ト状又はシート状にした形態で供給させた場合で説明し
たが、これに代えて、所定太さの連続した線材形状の固
形半田を、中空貫通孔を有する超音波ボンディングツー
ル（４ａ）内に挿通供給させ、これによって、連続線材
の先端から所定ｉｔ（適当なカット手段を付設する）の
固形半田を供給させ、同時にリードフレーム（１）に接
着させるようにしてもよい。
田（２）を供給する方法として、予め、所定量のペレッ
ト状又はシート状にした形態で供給させた場合で説明し
たが、これに代えて、所定太さの連続した線材形状の固
形半田を、中空貫通孔を有する超音波ボンディングツー
ル（４ａ）内に挿通供給させ、これによって、連続線材
の先端から所定ｉｔ（適当なカット手段を付設する）の
固形半田を供給させ、同時にリードフレーム（１）に接
着させるようにしてもよい。
また、半導体ペレット（３）の供給手段として、真空吸
着コレットを使用し、このコレット自体に超音波振動発
生装置を装着して超音波ボンディングツール（４）と共
用化してもよい。
着コレットを使用し、このコレット自体に超音波振動発
生装置を装着して超音波ボンディングツール（４）と共
用化してもよい。
さらに、超音波ボンディングツール（４）又は（４ａ）
の圧接力は、適正な大きさに設定しておくことは勿論で
ある。
の圧接力は、適正な大きさに設定しておくことは勿論で
ある。
本発明によれば、リードフレームに半導体ペレットを半
田でマウントする作業を、常温及び通常雰囲気下で実施
でき、設備の単純化及びコストダウンが図れる。しかも
、十分な接着強度が得られ、熱伝導性を良好とし、製品
の品質を向上させることができる。
田でマウントする作業を、常温及び通常雰囲気下で実施
でき、設備の単純化及びコストダウンが図れる。しかも
、十分な接着強度が得られ、熱伝導性を良好とし、製品
の品質を向上させることができる。
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明方法の一実
施例を示す製造工程の説明図、第２図（ａ）（ｂ）（ｅ
）（ｃ）（ｄ）は、本発明方法の他の実施例を示す製造
工程の説明図である。 （１）−・リードフレーム、（２）・・−固形半田、（
３）−・−半導体ペレット、 （４） （４ａ） −超音波ボンディングツール。 特 許 出 願 人 関西日本電気株式会社代
理 人 江 原 省 吾１□第１図 第２図 ｒｔｌ＞
施例を示す製造工程の説明図、第２図（ａ）（ｂ）（ｅ
）（ｃ）（ｄ）は、本発明方法の他の実施例を示す製造
工程の説明図である。 （１）−・リードフレーム、（２）・・−固形半田、（
３）−・−半導体ペレット、 （４） （４ａ） −超音波ボンディングツール。 特 許 出 願 人 関西日本電気株式会社代
理 人 江 原 省 吾１□第１図 第２図 ｒｔｌ＞
Claims (1)
- （１）銅製リードフレームのペレットマウント位置で、
銅素地上に固形半田を介して半導体ペレットを供給し、
常温、酸素含有雰囲気中でリードフレーム、固形半田、
半導体ペレットの積層体に圧接力を作用させつつ超音波
振動を付与して接着させるようにしたことを特徴とする
半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16456288A JPH0212930A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16456288A JPH0212930A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212930A true JPH0212930A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15795523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16456288A Pending JPH0212930A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212930A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5511719A (en) * | 1993-06-01 | 1996-04-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Process of joining metal members |
| JPH08148512A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16456288A patent/JPH0212930A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5511719A (en) * | 1993-06-01 | 1996-04-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Process of joining metal members |
| JPH08148512A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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