JPH0730040A - リードフレームおよび半導体装置の実装構造 - Google Patents
リードフレームおよび半導体装置の実装構造Info
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- JPH0730040A JPH0730040A JP5192869A JP19286993A JPH0730040A JP H0730040 A JPH0730040 A JP H0730040A JP 5192869 A JP5192869 A JP 5192869A JP 19286993 A JP19286993 A JP 19286993A JP H0730040 A JPH0730040 A JP H0730040A
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- Japan
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- lead frame
- semiconductor device
- mounting structure
- layer
- brazing material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックス基板等との接合部でのクラック
の発生を防止した半導体装置の実装構造、および、該構
造に使用するリードフレームを提供する。 【構成】 半導体装置の実装構造は、ＡｌＮ基板１１を
有する。ＡｌＮ基板１１上にメタライズ層１２を積層す
る。メタライズ層１２の上面にメッキ層１３を被着す
る。メッキ層１３の上面は銀ろう１７がで覆う。銀ろう
１７の上面に、ハンダ１４を介してＩＣチップ１５を搭
載するとともに、リードフレーム１６の一端部を固着す
る。リードフレーム１６の一端部の固着面側には溝１６
Ａを形成してある。この溝１６Ａにより熱応力を緩和す
る。
の発生を防止した半導体装置の実装構造、および、該構
造に使用するリードフレームを提供する。 【構成】 半導体装置の実装構造は、ＡｌＮ基板１１を
有する。ＡｌＮ基板１１上にメタライズ層１２を積層す
る。メタライズ層１２の上面にメッキ層１３を被着す
る。メッキ層１３の上面は銀ろう１７がで覆う。銀ろう
１７の上面に、ハンダ１４を介してＩＣチップ１５を搭
載するとともに、リードフレーム１６の一端部を固着す
る。リードフレーム１６の一端部の固着面側には溝１６
Ａを形成してある。この溝１６Ａにより熱応力を緩和す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームおよび
このリードフレームを用いた半導体装置の実装構造に関
するものである。
このリードフレームを用いた半導体装置の実装構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の実装構造において
は、図３に示すように、ＡｌＮ基板２１の上面はメタラ
イズ層２２（Ｗ，Ｍｏ等）により被覆され、このメタラ
イズ層２２の上面はメッキ層２３（Ｎｉ，Ｃｕ等）によ
り覆われている。そして、このメッキ層２３の上には、
リードフレーム２５の一端部が、ろう材２４（Ａｇ72〜
85Ｃｕ28〜15等）により固着されていた。このリードフ
レーム２５はＩＣチップの電極に電気的に接続される引
出し配線であり、その材質はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金、燐青銅、Ｃｕ、Ｆｅ等である。
は、図３に示すように、ＡｌＮ基板２１の上面はメタラ
イズ層２２（Ｗ，Ｍｏ等）により被覆され、このメタラ
イズ層２２の上面はメッキ層２３（Ｎｉ，Ｃｕ等）によ
り覆われている。そして、このメッキ層２３の上には、
リードフレーム２５の一端部が、ろう材２４（Ａｇ72〜
85Ｃｕ28〜15等）により固着されていた。このリードフ
レーム２５はＩＣチップの電極に電気的に接続される引
出し配線であり、その材質はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金、燐青銅、Ｃｕ、Ｆｅ等である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置の実装構造にあっては、ＡｌＮ基
板２１とリードフレーム２５との熱膨張係数差が大きい
ため、リードフレーム２５の銀ろう付時の８００〜９０
０℃の温度によって、リードフレーム２５の下部に応力
集中が生じる。この結果、当該部分のメタライズ層２
２、ＡｌＮ基板２１にクラックが発生し、リードフレー
ム２５とＡｌＮ基板２１との間の密着強度が低下すると
いう課題があった。
うな従来の半導体装置の実装構造にあっては、ＡｌＮ基
板２１とリードフレーム２５との熱膨張係数差が大きい
ため、リードフレーム２５の銀ろう付時の８００〜９０
０℃の温度によって、リードフレーム２５の下部に応力
集中が生じる。この結果、当該部分のメタライズ層２
２、ＡｌＮ基板２１にクラックが発生し、リードフレー
ム２５とＡｌＮ基板２１との間の密着強度が低下すると
いう課題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、セラミックス基
板等への接合部分でのクラックの発生を防止することの
できるリードフレームおよび半導体装置の実装構造を提
供することである。
板等への接合部分でのクラックの発生を防止することの
できるリードフレームおよび半導体装置の実装構造を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、一部に溝が形成されたリードフレームである。
は、一部に溝が形成されたリードフレームである。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、セラミッ
クス基板と、このセラミックス基板上に積層されたメタ
ライズ層と、このメタライズ層の上面に被着されたメッ
キ層と、このメッキ層の上面に被着されたろう材層と、
このろう材層の上面にハンダを介して搭載された半導体
装置と、このろう材層の上面にその一端部が固着される
とともに、この一端部の固着側に溝が形成されたリード
フレームと、を備えた半導体装置の実装構造である。
クス基板と、このセラミックス基板上に積層されたメタ
ライズ層と、このメタライズ層の上面に被着されたメッ
キ層と、このメッキ層の上面に被着されたろう材層と、
このろう材層の上面にハンダを介して搭載された半導体
装置と、このろう材層の上面にその一端部が固着される
とともに、この一端部の固着側に溝が形成されたリード
フレームと、を備えた半導体装置の実装構造である。
【０００７】
【作用】請求項１に記載の発明にあっては、リードフレ
ームの一部に溝が形成されている。このため、連続して
接合される面積が小さくなるため、熱応力を緩和するこ
とができる。
ームの一部に溝が形成されている。このため、連続して
接合される面積が小さくなるため、熱応力を緩和するこ
とができる。
【０００８】また、請求項２に記載の半導体装置の実装
構造によれば、半導体装置の発熱に対してセラミックス
基板が放熱板として機能する。このとき、リードフレー
ムにおいて、ろう材層との固着部分は、セラミックス基
板との熱膨張係数差による応力が付加されても、熱膨張
し易く、熱収縮し易いものである。これは、リードフレ
ームの固着部分にあっては、ろう材層に接合されていな
い箇所があるからである。このようにリードフレームが
熱膨張し易く、熱収縮し易いため、セラミックス基板の
残留応力の影響を緩和することができる。この結果、セ
ラミックス基板にクラック等が生じることはない。すな
わち、リードフレームのセラミックス基板に対する接合
強度を大幅に増加させることができ、本構造の耐久性を
飛躍的に高めることができるものである。
構造によれば、半導体装置の発熱に対してセラミックス
基板が放熱板として機能する。このとき、リードフレー
ムにおいて、ろう材層との固着部分は、セラミックス基
板との熱膨張係数差による応力が付加されても、熱膨張
し易く、熱収縮し易いものである。これは、リードフレ
ームの固着部分にあっては、ろう材層に接合されていな
い箇所があるからである。このようにリードフレームが
熱膨張し易く、熱収縮し易いため、セラミックス基板の
残留応力の影響を緩和することができる。この結果、セ
ラミックス基板にクラック等が生じることはない。すな
わち、リードフレームのセラミックス基板に対する接合
強度を大幅に増加させることができ、本構造の耐久性を
飛躍的に高めることができるものである。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るリードフ
レームおよび半導体装置の実装構造についての一実施例
を説明する。
レームおよび半導体装置の実装構造についての一実施例
を説明する。
【００１０】図１および図２に示すように、ＡｌＮ基板
１１は、その上面にメタライズ層１２（ＷまたはＭｏ）
が積層されている。このメタライズ層１２の厚さは１０
〜３０μｍ程度である。メタライズ層１２の上面全面に
は、ＮｉまたはＣｕからなるメッキ層１３が例えば１〜
８μｍの厚さに被着されている。
１１は、その上面にメタライズ層１２（ＷまたはＭｏ）
が積層されている。このメタライズ層１２の厚さは１０
〜３０μｍ程度である。メタライズ層１２の上面全面に
は、ＮｉまたはＣｕからなるメッキ層１３が例えば１〜
８μｍの厚さに被着されている。
【００１１】このように構成されたＡｌＮ基板１１に対
してその上面にはＩＣチップ（Ｓｉ）１５が搭載され、
リードフレーム１６（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金、燐青銅、Ｃｕ、Ｆｅ等）の一端部が接合されて
いる。すなわち、上記メッキ層１３の上面全面に例えば
Ａｇ85Ｃｕ15組成の銀ろう１７（第１および第２のろう
材層を兼ねるもの）が被着されている。この銀ろう１７
の厚さは例えば２０μｍ程度としている。なお、ろう材
としてはこの他にもＡｇ72〜85Ｃｕ28〜15の範囲のもの
が好適であるが、これらに限られるものではなく、リー
ドフレームの材質等により適宜選択するものとする。そ
して、この銀ろう１７の表面は平坦に（例えばＲａ値で
１μｍ程度）形成されている。
してその上面にはＩＣチップ（Ｓｉ）１５が搭載され、
リードフレーム１６（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ
ｉ合金、燐青銅、Ｃｕ、Ｆｅ等）の一端部が接合されて
いる。すなわち、上記メッキ層１３の上面全面に例えば
Ａｇ85Ｃｕ15組成の銀ろう１７（第１および第２のろう
材層を兼ねるもの）が被着されている。この銀ろう１７
の厚さは例えば２０μｍ程度としている。なお、ろう材
としてはこの他にもＡｇ72〜85Ｃｕ28〜15の範囲のもの
が好適であるが、これらに限られるものではなく、リー
ドフレームの材質等により適宜選択するものとする。そ
して、この銀ろう１７の表面は平坦に（例えばＲａ値で
１μｍ程度）形成されている。
【００１２】また、この銀ろう１７の上面には、リード
フレーム１６の一端部が固着、接合されている。このリ
ードフレーム１６の厚さは例えば１００〜２００μｍ程
度としている。このリードフレーム１６はその周面がＮ
ｉメッキ２０で被覆されている。また、リードフレーム
１６の接合部の下面には、所定幅、所定深さの溝１６Ａ
がその長さ方向に沿って３条形成されている。これらの
溝１６Ａの深さは例えば５０〜１００μｍ程度としてい
る。このため、リードフレーム１６の一端部下面の全面
が銀ろう１７の上面に接合されているものではない。
フレーム１６の一端部が固着、接合されている。このリ
ードフレーム１６の厚さは例えば１００〜２００μｍ程
度としている。このリードフレーム１６はその周面がＮ
ｉメッキ２０で被覆されている。また、リードフレーム
１６の接合部の下面には、所定幅、所定深さの溝１６Ａ
がその長さ方向に沿って３条形成されている。これらの
溝１６Ａの深さは例えば５０〜１００μｍ程度としてい
る。このため、リードフレーム１６の一端部下面の全面
が銀ろう１７の上面に接合されているものではない。
【００１３】さらに、このリードフレーム１６上面およ
び銀ろう１７の上面には金メッキ層（または銀メッキ）
１９が所定の厚さに施されている。そして、このリード
フレーム１６の一端部から所定間隔だけ離間して、メタ
ライズ層１２の上面には金メッキ層１９、ハンダ１４を
介して上記ＩＣチップ１５が搭載されている。このＩＣ
チップ１５表面の端子は金等のボンディングワイヤ１８
により金メッキ層１９の表面に固着、接合されている。
また、リードフレーム１６は、ＩＣチップ１５が搭載さ
れたメタライズ層１２とは異なるメタライズ層１２の上
に搭載されている。
び銀ろう１７の上面には金メッキ層（または銀メッキ）
１９が所定の厚さに施されている。そして、このリード
フレーム１６の一端部から所定間隔だけ離間して、メタ
ライズ層１２の上面には金メッキ層１９、ハンダ１４を
介して上記ＩＣチップ１５が搭載されている。このＩＣ
チップ１５表面の端子は金等のボンディングワイヤ１８
により金メッキ層１９の表面に固着、接合されている。
また、リードフレーム１６は、ＩＣチップ１５が搭載さ
れたメタライズ層１２とは異なるメタライズ層１２の上
に搭載されている。
【００１４】以上の構成に係るＩＣチップの基板への実
装構造にあっては、ＩＣチップ１５の発熱に対してＡｌ
Ｎ基板１１が放熱板として機能する。このとき、リード
フレーム１６の接合部分にあっては、ＡｌＮ基板１１等
との熱膨張係数差による応力が付加されても、熱膨張し
易く、熱収縮し易いものである。これは、リードフレー
ム１６の下面にあっては、銀ろう１７の上面に接合され
ていない部分（溝１６Ａ）があるからである。このよう
にリードフレーム１６が膨張し易く、収縮し易いため、
従来に比して、ＡｌＮ基板１１の残留応力の影響を緩和
することができる。この結果、ＡｌＮ基板１１、メタラ
イズ層１２、メッキ層１３、銀ろう１７、金メッキ層１
９等にクラック等が生じることはない。すなわち、リー
ドフレーム１６のＡｌＮ基板１１に対する接合強度を大
幅に増加させることができ、本構造の耐久性を飛躍的に
高めることができるものである。
装構造にあっては、ＩＣチップ１５の発熱に対してＡｌ
Ｎ基板１１が放熱板として機能する。このとき、リード
フレーム１６の接合部分にあっては、ＡｌＮ基板１１等
との熱膨張係数差による応力が付加されても、熱膨張し
易く、熱収縮し易いものである。これは、リードフレー
ム１６の下面にあっては、銀ろう１７の上面に接合され
ていない部分（溝１６Ａ）があるからである。このよう
にリードフレーム１６が膨張し易く、収縮し易いため、
従来に比して、ＡｌＮ基板１１の残留応力の影響を緩和
することができる。この結果、ＡｌＮ基板１１、メタラ
イズ層１２、メッキ層１３、銀ろう１７、金メッキ層１
９等にクラック等が生じることはない。すなわち、リー
ドフレーム１６のＡｌＮ基板１１に対する接合強度を大
幅に増加させることができ、本構造の耐久性を飛躍的に
高めることができるものである。
【００１５】なお、本実施例は、ＡｌＮ基板に限られる
ものでなく、アルミナ基板、ベリリア基板等のセラミッ
クス基板に適用してもよい。
ものでなく、アルミナ基板、ベリリア基板等のセラミッ
クス基板に適用してもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、セラミックス基板、メ
タライズ層、メッキ層、ろう材層等でのクラックの発生
を防止することができる。
タライズ層、メッキ層、ろう材層等でのクラックの発生
を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体装置の実装構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による矢視断面図である。
【図３】従来の半導体装置の実装構造を示す断面図であ
る。
る。
１１ ＡｌＮ基板 １２ メタライズ層 １３ メッキ層 １４ ハンダ １５ ＩＣチップ １６ リードフレーム １６Ａ 溝 １７ 銀ろう
Claims (2)
- 【請求項１】 一部に溝が形成されたことを特徴とする
リードフレーム。 - 【請求項２】 セラミックス基板と、 このセラミックス基板上に積層されたメタライズ層と、 このメタライズ層の上面に被着されたメッキ層と、 このメッキ層の上面に被着されたろう材層と、 このろう材層の上面にハンダを介して搭載された半導体
装置と、 このろう材層の上面にその一端部が固着されるととも
に、この一端部の固着側に溝が形成されたリードフレー
ムと、を備えたことを特徴とする半導体装置の実装構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192869A JPH0730040A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | リードフレームおよび半導体装置の実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192869A JPH0730040A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | リードフレームおよび半導体装置の実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730040A true JPH0730040A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=16298334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5192869A Withdrawn JPH0730040A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | リードフレームおよび半導体装置の実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730040A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018092251A1 (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体パッケージ |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5192869A patent/JPH0730040A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018092251A1 (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体パッケージ |
| JPWO2018092251A1 (ja) * | 2016-11-17 | 2019-03-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体パッケージ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |