JPH069783U - 複合半田 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半田を用いた電子部品用接続材料において、加
熱，溶融時においてその厚さ（高さ）を一定に保持でき
るようにして、温度変化による半導体チップの剥離や導
通不良が生じる虞れのない半導体装置の製造に極めて有
用な接続材料を提供する。 【構成】PbSn，PbAgSn等の半田材料を用いて、所定厚の
半田層１を形成する。半田層１中に、半田よりも高融点
の材質（Cu，Ni，Mo，Ｗ，セラミック，アルミナ，ガラ
ス，BN等）からなる線材２を、互いに平行且つ所定の間
隔をおいて埋設する。夫々の線材２が、半田層１の溶融
時における厚さ（高さ）を一定に保持し、接続後におけ
る熱サイクル強度の低下を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパワートランジスタ等における電子部品の接続に使用される接続材料 、詳しくは、半導体チップの基板への固定等に用いる半田の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、半導体チップを基板上に接続する際等に用いるものとして、半田を 0.1mm 厚程度のテープ状（若しくはリボン状），ペレット状等に成形した接続材 料が知られている。この接続材料Ｆは、チップ状に切断したものを基板Ｃ上に載 せ、その上に半導体チップＢをセットした後に加熱，溶融させることで、半導体 チップＢを基板Ｃ上に固着せしめるものである（図３参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし乍ら、上記従来の接続材料Ｆは半田のみからなる単層構造であるため、 図３に示すように、溶融時にその形状が崩れて固化後の厚さ（高さ）が不均一に なることがあり、厚みの薄い部分では所定の熱サイクル強度が得られず、温度変 化による半導体チップＢの剥離や導通不良を生じさせる虞れがあった。

【０００４】 本考案はこのような従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とすると ころは、半田を用いて電子部品の接続を行うに際し、加熱，溶融時においてその 接続材料の厚さ（高さ）を一定に保持できるようにして、接続後において所定の 熱サイクル強度を得られるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前述の目的を達成するために、本考案に係る複合半田は、所定の厚みを有する 半田層中に、半田よりも高融点の材質からなる線材を並列状に少なくとも二本入 れたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

本考案の複合半田によれば、接続しようとする二部材間に、並列状の複数の線 材と、半田層とが介在し、半田溶融時において夫々の線材の上下縁が各部材に接 することで、夫々の部材が互いに平行に支持されるをもって、溶融時における半 田層の厚さ（高さ）を一定に保持し得、固化後の厚さを均一にできる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案複合半田の一実施例を、半導体チップＢを基板Ｃ上に固定するた めの接合材料として使用するものを例にとり、図面を参照して説明する。 本実施例の複合半田Ａは図１に示すように、薄肉帯状に形成した半田層１中に 線材２を埋設してなるほぼテープ状（若しくはリボン状）に作製する。

【０００８】 半田層１は、PbSn，PbAgSn等の周知な半田材を用いて、半導体チップＢよりや や小幅で、且つ0.1mm 程度の厚みを備えた薄肉帯状に作製される。半田層１中に は、半田層１の長さ方向へ沿って延びる三本の線材２を、半田層１の幅方向に対 して並列状に埋設する。

【０００９】 線材２は、半田層１を構成する半田よりも高融点（少なくとも５０℃以上）な 材料、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，セラミック，アルミナ，ガラス，ＢＮ等 を用いて、半田層１厚よりやや小寸の径を有する断面円形な線状に作製する。

【００１０】 夫々の線材２は半田層１の幅方向全長に亙って所定間隔ごとに存在するよう配 設する。これにより、半田溶融時において、半導体チップＢを基板Ｃに対して平 行に支持できるようになる。 尚、上記線材２は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属膜を表面に形成したり、 フラックスで表面処理するなどして、半田との馴染みを良くすることが好ましい 。

【００１１】 本実施例の複合半田Ａの使用方法を説明すれば、まず、前述の如くテープ状に 作製した複合半田Ａの先端部分を、半導体チップＢより一回り小さな方形片状（ チップ状）に切断し、これを基板Ｃ上に載承し、その上に半導体チップＢをセッ トする（図２(a) 参照）。

【００１２】 この状態でチップ状の複合半田Ａを加熱すれば、半田層１が溶融すると共に、 夫々の線材２，２…の上，下縁が半導体チップＢ，基板Ｃに接することで、半導 体チップＢを基板Ｃに対して平行に支持し、これにより溶融する半田の厚さが均 一に保たれ、固化後の半田層１’の厚さを一定に保持する（図２(b) 参照）。

【００１３】 従って、半導体チップＢと基板Ｃとを接続した状態において、その接続部分、 即ち、固化後の複合半田Ａ’に部分的に薄肉な箇所が形成されず、該接続部分全 域で所定の熱サイクル強度を得られる。よって、温度変化による半導体チップＢ の剥離や導通不良が生じる虞れのない、信頼性の高い半導体装置Ｄが提供される 。

【００１４】 尚、本考案の複合半田は図１に示すテープ状（若しくはリボン状）のものに限 定されず、例えば、半田層中に所定数の線材を備えたシート状に作製して、使用 時に所望寸法のチップ状に切断したり、若しくは予めチップ状に成形するなど、 その外観形状については任意である。

【００１５】 また、半田層１中に埋設する線材２の本数も三本に限定されず、半田溶融時に おいて半導体チップＢを基板Ｃに対して平行に支持可能であれば、二本或いは四 本以上でも構わない。

【００１６】 さらに、本実施例では半導体チップＢを基板Ｃ上に固定するための接合材料に ついて説明したが、本考案はこれに限定されず、各種電子部品の接続に使用可能 であり、接続しようとする二部材の大きさに合わせて半田層や線材の大きさ，形 状，線材の本数，間隔等を適宜に変更することはいうまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

本考案に係る複合半田は以上説明したように構成したことから、半田層中の線 材によって半田溶融後の厚さ（高さ）を均一に保持して、接続後における熱サイ クル強度の低下を防止し得る。よって、温度変化による半導体チップの剥離や導 通不良が生じる虞れのない、信頼性の高い半導体装置の製造に極めて有用である 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る複合半田の一実施例を示す斜視図
で、一部切欠して表す。

【図２】本考案複合半田を用いて半導体チップを基板に
接続する状態の断面図で、(a）は半田の溶融前を、(b）
は半田の溶融後を、夫々表す。

【図３】従来の接続材料を用いて半導体チップを基板に
接続する状態の断面図で、半田溶融前を仮想線で、溶融
後を実線で、夫々表す。

【符号の説明】

Ａ：複合半田 １：半田層
２：線材 Ｂ：半導体チップ Ｃ：基板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の厚みを有する半田層中に、半田よ
   りも高融点の材質からなる線材を並列状に少なくとも二
   本入れたことを特徴とする複合半田。