JPH0677272A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

半導体素子収納用パッケージ

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JPH0677272A
JPH0677272A JP22681992A JP22681992A JPH0677272A JP H0677272 A JPH0677272 A JP H0677272A JP 22681992 A JP22681992 A JP 22681992A JP 22681992 A JP22681992 A JP 22681992A JP H0677272 A JPH0677272 A JP H0677272A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】メタライズ配線層にボンディングワイヤを短時
間で強固に接合させ、半導体素子の各電極を外部電気回
路に確実に電気的接続することができる半導体素子収納
用パッケージを提供することにある。 【構成】半導体素子3の各電極がボンディクワイヤ5を
介して電気的に接続されるメタライズ配線層4を有する
絶縁基体1と蓋体2とから成り、内部に半導体素子3を
気密に収容する半導体素子収納用パッケージであって、
前記メタライズ配線層4の少なくともボンディングワイ
ヤ5が接続される領域にビッカース硬度(Hv) が600 以
上のニッケルから成る被覆層7を被着させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子を収容するた
めの半導体素子収納用パッケージの改良に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子を収容するための半導
体素子収納用パッケージは通常、酸化アルミニウム質焼
結体から成り、その上面略中央部に半導体素子を収容す
るための凹部及び該凹部周辺から外周端にかけて導出さ
れた複数個のメタライズ配線層を有する絶縁基体と、半
導体素子を外部電気回路に電気的に接続するために前記
メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介し取着された
外部リード端子と、蓋体とから構成されており、絶縁基
体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等の
接着剤を介して接着固定するとともに該半導体素子の各
電極をボンディングワイヤを介してメタライズ配線層に
接続し、しかる後、絶縁基体上面に蓋体をガラス、樹脂
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成
る容器内部に半導体素子を気密に収容することによって
最終製品としての半導体装置となる。
【0003】尚、かかる従来の半導体素子収納用パッケ
ージは絶縁基体に被着形成したメタライズ配線層の表面
にニッケル及び金から成るメッキ層が被着されており、
該メッキ層によってメタライズ配線層の酸化腐食が有効
に防止されているとともにメタライズ配線層に対するボ
ンディングワイヤの接合を強固なものとなしている。
【0004】また前記メタライズ配線層へのボンディン
グワイヤの接合は一般に超音波ボンダーを使用すること
によって行われ、メタライズ配線層の上部にボンディン
グワイヤの一端を当接摺動させ、その摺動による摩擦熱
でワイヤの一部を溶融させることによってボンディング
ワイヤはメタライズ配線層に接合される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
半導体装置はその低価格化が急激に進み、半導体素子収
納用パッケージも絶縁基体のメタライズ配線層に高価な
金のメッキ層を被着させるのをやめ、安価なニッケルの
メッキ層のみを被着させて低価格化を図るようになって
きた。
【0006】ところが、メタライズ配線層の表面にニッ
ケルから成るメッキ層のみを被着させた場合、該ニッケ
ルから成るメッキ層はそのビッカース硬度が約200 〜40
0 程度と軟質であるため、メタライズ配線層にボンディ
ングワイヤを超音波ボンダーを使用して接合させる際、
ボンディングワイヤの一端をメタライズ配線層の上部に
当接摺動させるとメッキ層が変形して摺動部に短時間で
大きな摩擦熱を発生させることができず、その結果、メ
タライズ配線層にボンディングワイヤを強固に接合させ
ることができないという欠点を有していた。
【0007】そこで上記欠点を解消するためにメタライ
ズ配線層にボンディングイヤを接合させる際、ボンディ
ングワイヤに大きな荷重と強い超音波出力を印加して接
合強度を向上させることが考えられる。
【0008】しかしながら、ボンディングワイヤに大き
な荷重と強い超音波出力を印加するとボンディングワイ
ヤのメタライズ配線層との接合部に大きな変形が発生
し、その結果、ボンディングワイヤの強度が大きく劣化
するという欠点が誘発されてしまう。
【0009】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的はメタライズ配線層にボンディングワイヤ
を短時間で強固に接合させ、半導体素子の各電極を外部
電気回路に確実に電気的接続することができる安価な半
導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体素子の各
電極がボンディクワイヤを介して電気的に接続されるメ
タライズ配線層を有する絶縁基体と蓋体とから成り、内
部に半導体素子を気密に収容する半導体素子収納用パッ
ケージであって、前記メタライズ配線層の少なくともボ
ンディングワイヤが接続される領域にビッカース硬度
(Hv) が600 以上のニッケルから成る被覆層を被着させ
たことを特徴とするものである。
【0011】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1 は本発明の半導体素子収納用パッケージの一実
施例を示し、1 は絶縁基体、2 は蓋体である。この絶縁
基体1 と蓋体2 とで半導体素子3 を収容する容器が構成
される。
【0012】前記絶縁基体1 は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体等の電気絶縁材料からなり、その上面の
略中央部に半導体素子3 を収容するための空所を形成す
る凹部1aが設けてあり、該凹部1a底面には半導体素子3
がガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定さ
れる。
【0013】前記絶縁基体1 は例えば、酸化アルミニウ
ム質焼結体から成る場合、アルミナ(Al 2 O 3 ) 、シリ
カ(SiO2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシア(MgO) 等のセ
ラミック原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合し
泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレー
ド法やカレンダーロール法を採用しシート状に成形する
ことによってセラミックグリーンシート( セラミック生
シート) を得、しかる後、前記セラミックグリーンシー
トに適当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚積層し、
高温( 約1600℃)で焼成することによって製作される。
【0014】また前記絶縁基体1 には凹部1a周辺から外
周端にかけて複数個のメタライズ配線層4 が被着されて
おり、該メタライズ配線層4 の凹部1a周辺には半導体素
子3の各電極がボンディングワイヤ5 を介し電気的に接
続され、また外周端に導出させた部位には外部リード端
子6 が銀ロウ等のロウ材を介しロウ付けされる。
【0015】前記メタライズ配線層4 はタングステン、
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、該
タングステン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶
媒を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1 となる
セラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン
印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによ
って絶縁基体1 の凹部1a周辺から外周端にかけて被着形
成される。
【0016】前記メタライズ配線層4 はまたその露出す
る表面にビッカース硬度(Hv)が600以上のニッケルから
成る被覆層7 が被着されている。
【0017】前記被覆層7 はメタライズ配線層4 にボン
ディングワイヤ5 を接合させる際の下地金属層として作
用し、その硬度がビッカース硬度(Hv) で600 以上と高
く、硬質であるためメタライズ配線層4 にボンディング
ワイヤ5 を超音波ボンダーを使用して接合させる際、ボ
ンディングワイヤ5 の一端をメタライズ配線層4 の上部
に当接摺動させるとその摺動部に短時間で大きな摩擦熱
が発生し、極めて短い時間でボンディングワイヤ5 をメ
タライズ配線層4 に強固に接合させることができる。
【0018】尚、前記ビッカース硬度(Hv)が600 以上の
ニッケルから成る被覆層7 はメタライズ配線層4 の表面
に電解メッキ法又は無電解メッキ法によりニッケルを0.
5 乃至15.0μm の厚みに層着させ、しかる後、これを約
400 〜500 ℃の温度で10分間焼成することによってメタ
ライズ配線層4 の表面に被着される。
【0019】また前記被覆層7 はその硬度がビッカース
硬度(Hv)で600 未満となるとメタライズ配線層4 にボン
ディングワイヤ5 を超音波ボンダーを使用して接合させ
る際、ボンディングワイヤ5 とメタライズ配線層4 との
間に発生する摩擦熱が小さくなってボンディングワイヤ
5 を短時間でメタライズ配線層4 に接合させることがで
きなくなる。従って、前記被覆層7 はその硬度がビッカ
ース硬度(Hv)で600 以上のものに特定される。
【0020】更に前記被覆層7 はその厚みが0.5 μm 未
満となるとメタライズ配線層4 へのボンディングワイヤ
5 の接合が弱くなり、また15.0μm を越えると被覆層7
を電解メッキ法等によってメタライズ配線層4 に層着さ
せる際、内部に大きな応力が内在して小さな外力印加に
よってもメタライズ配線層4 より剥離してしまう危険性
がある。従って、前記被覆層7 はその厚みを0.5 乃至1
5.0μm の範囲としておくことが好ましい。
【0021】また更に前記メタライズ配線層4 はその表
面に予め電解メッキ法または無電解メッキ法によってニ
ッケルを0.5 乃至5.0 μm の厚みに層着させるとともに
これを約850 ℃の高温で約10分間焼成した後、前記ビッ
カース硬度(Hv)が600 以上のニッケルから成る被覆層7
を被着させると該被覆層7 のメタライズ配線層4 への被
着がより強固なものとなる。従って、前記ビッカース硬
度(Hv)が600 以上のニッケルから成る被覆層7 をメタラ
イズ配線層4 に強固に被着させるには前記メタライズ配
線層4 の表面に予め電解メッキ法または無電解メッキ法
によってニッケルを0.5 乃至5.0 μm の厚みに層着させ
るとともにこれを約850 ℃の温度で10分間焼成して形成
される層を被着させておくことが好ましい。
【0022】一方、前記メタライズ配線層4 にロウ付け
される外部リード端子6 は内部に収容する半導体素子3
を外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端子
6 を外部電気回路に接続することによって内部に収容さ
れる半導体素子3 はボンディングワイヤ5 、メタライズ
配線層4 及び外部リード端子6 を介し外部電気回路に電
気的に接続されることとなる。
【0023】前記外部リード端子6 はコバール金属や42
アロイ等の金属材料から成り、コバール金属等のインゴ
ット( 塊) を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知
の金属加工法を採用することによって所定の板状に形成
される。
【0024】また前記外部リード端子6 はその表面にニ
ッケル、金等から成る良導電性で、且つ耐蝕性に優れた
金属をメッキにより1.0 乃至20.0μm の厚みに層着させ
ておくと外部リード端子6 の酸化腐食を有効に防止する
とともに外部リード端子6 と外部電気回路との電気的接
続を良好となすことができる。そのため外部リード端子
6 はその表面にニッケル、金等を1.0 乃至20.0μm の厚
みに層着させておくことが好ましい。
【0025】かくして本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、絶縁基体1 の凹部1a位面にガラス、樹
脂、ロウ材等の接着剤を介して半導体素子3 を接着固定
するとともに半導体素子3 の各電極をメタライズ配線層
4 にボンディングワイヤ5 を介して電気的に接続し、し
かる後、絶縁基体1 の上面に蓋体2 をガラス、樹脂等の
封止材により接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る
容器内部に半導体素子3を気密に収容することによって
最終製品としての半導体装置となる。
【0026】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば上述の実施例ではメタラ
イズ配線層4 の露出外表面の全てにビッカース硬度(Hv)
が600 以上のニッケルから成る被覆層7 を被着させた
が、メタライズ配線層4 のうち絶縁基体1 の凹部1a周辺
部、即ち、ボンディングワイヤ5 が接合される領域のみ
に被着させておいてもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、メタライズ配線層の少なくともボンディングワ
イヤが接続される領域にビッカース硬度(Hv) が600 以
上のニッケルから成る被覆層を被着させたことからメタ
ライズ配線層にボンディングワイヤを超音波ボンダーを
使用して接合させる際、ボンディングワイヤの一端をメ
タライズ配線層の上部に当接摺動させるとその摺動部に
大きな摩擦熱が短時間で発生し、その結果、極めて短い
時間でボンディングワイヤをメタライズ配線層に確実、
強固に接合させることが可能となる。
【0028】従って、本発明の半導体素子収納用パッケ
ージでは半導体素子の各電極を外部電気回路に確実に電
気的接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体素子収納用パッケージの一実施
例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・・絶縁基体 2・・・・蓋体 4・・・・メタライズ配線層 5・・・・ボンディングワイヤ 7・・・・被覆層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子の各電極がボンディクワイヤを
    介して電気的に接続されるメタライズ配線層を有する絶
    縁基体と蓋体とから成り、内部に半導体素子を気密に収
    容する半導体素子収納用パッケージであって、前記メタ
    ライズ配線層の少なくともボンディングワイヤが接続さ
    れる領域にビッカース硬度(Hv) が600 以上のニッケル
    から成る被覆層を被着させたことを特徴とする半導体素
    子収納用パッケージ。
  2. 【請求項2】前記ニッケル層の厚みが0.5 乃至15.0μm
    であることを特徴とする請求項1 記載の半導体素子収納
    用パッケージ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60206054A (ja) * 1984-03-30 1985-10-17 Sumitomo Electric Ind Ltd リ−ドフレ−ム
JPS63221653A (ja) * 1987-03-10 1988-09-14 Sumitomo Electric Ind Ltd Icパツケ−ジ
JPH03211740A (ja) * 1990-01-16 1991-09-17 Fujitsu Ltd 半導体装置

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