JPH06314707A - 混成集積回路 - Google Patents

混成集積回路

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JPH06314707A
JPH06314707A JP10298793A JP10298793A JPH06314707A JP H06314707 A JPH06314707 A JP H06314707A JP 10298793 A JP10298793 A JP 10298793A JP 10298793 A JP10298793 A JP 10298793A JP H06314707 A JPH06314707 A JP H06314707A
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JP
Japan
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integrated circuit
paste layer
semiconductor chip
hybrid integrated
fixing pad
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Kikuo Isoyama
貴久雄 磯山
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上に搭載した半導体素子を固着するＡｇ
ペースト層に温度サイクル時に加わるストレスによる剥
離を防止する。 【構成】 絶縁基板（１）上に形成された所望形状の導
電路（３）の固着パッド（３Ａ）上にＡｇペースト層
（４）を介して半導体チップ（５）が固着接続された混
成集積回路において、固着パッド（３Ａ）には半導体チ
ップ（５）の周端領域と重畳する重畳領域に凹部（３
Ｂ）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路に関し、特
に絶縁基板上にＡｇペースト層を介して半導体チップが
固着される混成集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の混成集積回路は、例えば、混成集
積回路基板は表面をアルマイト処理したアルミニウム基
板を用い、その基板上に絶縁樹脂層を介して所望形状の
導電路が形成されている。かかる導電路上あるいは導電
路間に半導体チップ、チップコンデンサー、印刷抵抗体
等の回路素子、樹脂封止型半導体素子および電解コンデ
ンサー等の大型の電子部品（図示されない）が固着パッ
ド上に半田あるいはＡｇペーストを介して固着される。
具体的には、発熱性を有するパワートランジスタ等の素
子は半田層を介して固着され、発熱を比較的問題としな
いＤＲＡＭ、マイコン等の素子はＡｇペースト層を介し
て固着パッド上に固着され、周辺に延在された導電路と
それらの素子の電極とがワイヤ線で接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造の混成集積
回路では、アルミニウム基板をベース基板とした基板の
熱膨張温度係数αが約２３×１０-6／℃、ＤＲＡＭ等の
半導体素子の熱膨張温度係数αが約３〜４×１０-6／
℃、Ａｇペースト層の熱膨張温度係数αが２０〜３０×
１０-6／℃と、３者の熱膨張温度係数αが著しく異なる
ために図３に示す如く、温度サイクルによって半導体素
子（１０）と導電路（１１）を接続するＡｇペースト層
（１２）に温度サイクルによるストレスが加わり、図４
に示す如く、Ａｇペースト層（１２）にクラック（１
３）が発生し不良となる問題があった。
【０００４】クラックが発生するメカニズムについて簡
単に説明する。Ａｇペースト層を約１５０℃で熱硬化さ
せ、常温（室温）に戻す際に半導体素子の弾性率が高い
ために図５に示す如き、Ａｇペースト層（１２）直下の
アルミニウム基板（１４）が部分的にそりを生じる。温
度サイクルが加わった場合、このそりがある領域はもと
の状態（そりのない状態）にもどったり、そった状態を
くり返す。すなわち、Ｚ方向に温度サイクル時に応力が
発生する。一方、Ｚ方向の応力と同時に、上記したよう
に３者の熱膨張温度係数αの差によりＡｇペースト層領
域には温度サイクル時にＸＹ方向に応力が発生する。従
って、温度サイクル時においては、Ａｇペースト層には
ＸＹＺ方向に３次元的に応力が発生し、その応力によ
り、Ａｇペースト層（１２）と半導体素子（１０）、導
電路（固着パッド）（１１）との界面が剥離（クラッ
ク）（１３）するというものである。
【０００５】かかる不具合を抑制するために、半導体素
子をエポキシ樹脂で被覆保護する構造を提案した。しか
しながら、上述したように、半導体素子をエポキシ樹脂
で被覆保護する構造では、Ａｇペースト層に発生するク
ラックは抑制できるものの、特に大型チップ素子を用い
た場合には、温度サイクルによりＡｇペースト層にクラ
ックが発生した。エポキシ樹脂を被覆した構造でＡｇペ
ースト層にクラックが発生すると、エポキシ樹脂が温度
サイクル時に伸縮した場合、伸縮時の応力がワイヤ線に
加わり、ワイヤ線が断線するという問題があった。
【０００６】この発明は上述した課題に鑑みて為された
ものであり、この発明の目的は、混成集積回路基板上に
搭載した半導体素子を固着接続するＡｇペースト層に温
度サイクル時に加わるストレスによるクラックの発生を
著しく抑制できる混成集積回路を提供する事である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、この発明に係わる第１の混成集
積回路は、絶縁基板上に形成された所望形状の導電路の
固着パッド上にＡｇペースト層を介して半導体チップが
固着接続された混成集積回路において、固着パッドには
半導体チップの周端領域と重畳する重畳領域に凹部が設
けられていることを特徴としている。
【０００８】また、この発明に係わる第２の混成集積回
路は、絶縁基板上に形成された所望形状の導電路の固着
パッド上にＡｇペースト層を介して半導体チップが固着
され、且つ、その半導体チップが熱硬化性樹脂で被覆保
護された混成集積回路において、固着パッドと半導体チ
ップを固着するＡｇペースト層の肉厚を半導体チップの
周辺領域で局部的に厚くしたことを特徴としている。
【０００９】
【作用】以上のように構成される混成集積回路において
は、半導体チップが固着される固着パッドの周端領域に
凹部を設け、半導体チップの周端部のＡｇペースト層の
肉厚を局部的に厚くすることにより、混成集積回路の使
用等により温度サイクルが生じＡｇペースト層にストレ
スが加わったとしても、半導体チップ周端辺領域に形成
された肉厚部でストレスを著しく抑制できる。
【００１０】
【実施例】以下に図１〜図２に示した実施例に基づいて
本発明の混成集積回路を説明する。本発明の混成集積回
路は、図１に示す如く、絶縁基板（１）と、その基板
（１）上に形成された導電路（３）と、その導電路
（３）の一部分の固着パッド（３Ａ）上にＡｇペースト
層（４）を介して固着された半導体チップ（５）とから
構成される。
【００１１】絶縁基板（１）としては絶縁処理が施され
た金属基板が用いられ、この実施例では、放熱特性およ
び加工性を考慮して約２〜５ｍｍ厚のアルミニウム基板
が使用される。その基板（１）は所定サイズで矩形状に
形成され、混成集積回路が完成する前あるいは後に所望
サイズに分割プレスされる。アルミニウム基板を用いる
場合には、そのアルミニウム基板の表面を薄膜の酸化ア
ルミニウムで被覆してもよい。
【００１２】アルミニウム基板（１）の一主面上には、
エポキシあるいはポリイミド樹脂等の接着性を有する熱
硬化性絶縁樹脂と約３５〜１０５μｍ厚の銅箔とのクラ
ッド材が温度１５０〜１８０℃、１平方センチメートル
当り５０〜１００Ｋｇの圧力でホットプレスされる。前
記クラッド材を基板（１）上にホットプレスすることに
より前記熱硬化性絶縁樹脂が絶縁層（２）となり、その
絶縁層（２）上の銅箔をホトエッチング等して所望形状
の導電路（３）が形成される。
【００１３】導電路（３）は図中には明らかにされない
が略基板（１）の全面にわたって所望形状のパターンに
形成されており、その導電路（３）の所望位置には複数
の回路素子が固着される。本発明の特徴とするところ
は、導電路（３）の固着パッド（３Ａ）に凹部（３Ｂ）
を設けるところにある。具体的には、パワーＭＯＳ等の
発熱素子に比べて比較的発熱が問題とならないＤＲＡＭ
等の半導体チップ（５）が固着される固着パッド（３
Ａ）の周端領域に凹部（３Ｂ）を形成する。この凹部
（３Ｂ）は上記したエッチング工程により形成され、例
えば図２に示す如く、凹部（３Ｂ）が形成された領域で
は絶縁層（２）が露出されている。さらに述べるとこの
凹部（３Ｂ）は固着パッド（３Ａ）を完全に分離するも
のではなく、電気的特性を保つために凹部（３Ａ）の所
定位置で部分的に連結された状態で形成されている。
【００１４】この固着パッド（３Ａ）上にＡｇペースト
をスクリーン印刷等して形成されたＡｇペースト層
（４）上に比較的大型サイズの半導体チップ（５）を搭
載してＡｇペースト層（４）を熱硬化し半導体チップ
（５）の電極と周辺に延在された導電路（３）とがワイ
ヤ線でボンディング接続される。その後、半導体チップ
（５）はエポキシ系の被覆樹脂（６）で完全に被覆され
る。
【００１５】本発明の固着パッド（３Ａ）構造によれ
ば、混成集積回路に温度サイクルが加わった場合であっ
てもＡｇペースト層（４）と固着パッド（３Ａ）との剥
離を完全に防止することはできないものの、剥離の進行
を止めることができる。すなわち、仮にＸＹ方向に応力
が加わり凹部（３Ｂ）で区画された外囲部の固着パッド
（３Ａ）とＡｇペースト層（４）界面に剥離が生じたと
しても、剥離の進行は凹部（３Ｂ）によって形成された
肉厚部によって阻止され、剥離が進行することはない。
また、凹部（３Ｂ）は絶縁層（２）を露出させ、Ａｇペ
ースト層（４）は絶縁層（２）と接着されることにな
り、Ａｇペースト層（４）と絶縁層（２）との接着力が
向上する。その結果、Ｚ方向に応力が加わった場合で
も、Ａｇペースト層（４）と凹部（３Ｂ）によって露出
された絶縁層（２）の接着力により、Ａｇペースト層
（４）が剥離することを抑制できる。
【００１６】本発明では、上述したように固着パッド
（３Ａ）に凹部（３Ｂ）を設けＡｇペースト層（４）の
肉厚を厚くし温度サイクル時によるＡｇペースト層の剥
離を抑制したが、他の実施例として固着パッドのサイズ
を半導体チップよりも小さくして固着パッドをＡｇペー
スト層で埋没するような構造であっても同様の効果が得
られる。
【００１７】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の混成集
積回路によれば、半導体チップが固着される固着パッド
の周端領域に凹部を設け、半導体チップの周端部のＡｇ
ペースト層の肉厚を局部的に厚くすることにより、混成
集積回路の使用等により温度サイクルが生じＡｇペース
ト層にストレスが加わったとしても、半導体チップ周端
辺領域に形成された肉厚部でストレスを抑制することが
できる。その結果、比較的大型の半導体チップをＡｇペ
ースト層を介して固着パッド上に固着する混成集積回路
の温度サイクルによる信頼性を著しく向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の混成集積回路を示す断面図である。
【図２】本発明の混成集積回路を示す平面図である。
【図３】従来の混成集積回路の問題点を説明するための
断面図である。
【図４】従来の混成集積回路の問題点を説明するための
断面図である。
【図５】従来の混成集積回路の問題点を説明するための
断面図である。
【符号の説明】
（１） 絶縁基板 （２） 絶縁層 （３） 導電路 （３Ａ） 固着パッド （３Ｂ） 凹部 （４） Ａｇペースト （５） 半導体チップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁基板上に形成された所望形状の導電
    路の固着パッド上にＡｇペースト層を介して半導体チッ
    プが固着接続された混成集積回路において、前記固着パ
    ッドには前記半導体チップの周端領域と重畳する重畳領
    域に凹部が設けられていることを特徴とする混成集積回
    路。
  2. 【請求項２】 絶縁基板上に形成された所望形状の導電
    路の固着パッド上にＡｇペースト層を介して半導体チッ
    プが固着され、且つ、その半導体チップが熱硬化性樹脂
    で被覆保護された混成集積回路において、前記固着パッ
    ドと前記半導体チップを固着する前記Ａｇペースト層の
    肉厚を前記半導体チップの周辺領域で局部的に厚くした
    ことを特徴とする混成集積回路。
JP10298793A 1993-04-28 1993-04-28 混成集積回路 Pending JPH06314707A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419808B1 (ko) * 1999-08-25 2004-02-21 산요덴키가부시키가이샤 혼성 집적 회로 장치
JP2015053442A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 三菱電機株式会社 半導体装置

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