JPH0762273B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子部品、例えば半導体パッケージの製造方
法に関する。

〔発明の背景〕

半導体用パッケージは、近年信頼性向上の要求が高まっ
ているが、特にペレットサイズの大型化にともないペレ
ット付強度の増加が必要であり、一方で封止は従来のハ
ーメチックシール方式で且つ低コスト化を狙うためガラ
ス封止方式が増加し、従って耐熱性が要求される。更に
装置への実装信頼性向上のため、半導体製品は半田コー
トするものが多く、方法としては半田ディップが大半で
ある。このような傾向に対し、パッケージの金属表面皮
膜構造としては、従来表面はAuメッキを施し、Auの下地
は特殊品を除いてNi皮膜が多い。しかしながら、前記の
如く高信頼化により従来方法では要求を満足できないも
のが出て来ている。その一例として、ペレットサイズの
大型化に伴ないペレット付后の封止等の熱処理で、ペレ
ットがAu下地のNi中より剥れる問題がある。又、封止加
熱により、Au下地のNiが酸化し半田付性が劣化する。

この様な問題を解決するために、特開昭55−34692で
は、Auの下地としてのNiメッキをNi−Co合金メッキと
し、耐熱性の向上、半田付性の改善をはかると共に、Au
使用量も減らしている。又、特開昭58−4955では、Auの
下地にRhメッキをバリアとして使用し、同様の効果を得
ている。一方、1984年のアイ・イー・イー・イー・（IE
EE）の第463〜468頁に掲載された「フェイラー・オ・ゴ
ールド−シリコン・ダイ−アタッチ・バイ・ザ・プレゼ
ンス・オブ・ニッケル・シリサイド・イン・ザ・ボンデ
ィング・オブ・ラージャー・サイズ・ダイス・ツー・セ
ラミック・チップ−キャリヤーズ・（FAILURE OF GOLD
−SILIC ON DIE−ATTACH BY THE PRESENCE OF NICKEL S
ILICIDE IN THE BON DING OF LARGER SIZE DICE TO CER
AMIC CHIP−CARRIERS）」では、大形ペレットを使用す
るとセラミック基板とペレットの熱膨張差より基板とペ
レット間の応力が大きくなり、接続強度の弱いNi中より
ペレットが剥離することを指摘している。このメカニズ
ムはAu−Siでペレット付した後、熱処理すると、SiがNi
中に拡散し、Ni−Si合金が生成される。Ni−Si合金（金
属間化合物）は母金層（Ni）と結晶と不整合であり、こ
の境界に応力が発生し強度が劣化する。従って、この界
面よりペレット剥れが生ずる。対策としては、Ni−Si合
金の生成を防止することが必要である。上記の文献によ
れば、Ni−Si合金はNiの拡散が律則であることを究明し
ており、Niの拡散防止にはNi上にバリア層を設けること
が対策となることを述べている。バリア層の設定には、
Ni中にCoを添加する方法及びＰを添加する方法が有り、
メカニズムとしてはCoはSiと合金を作らないことからNi
−CoがSi中に拡散する拡散境界でCoリッチ層が形成さ
れ、これがバリアとなりNi−Si合金の生成が防止され
る。Ｐについても同様のメカニズムで防止すると言われ
ている。又、他の金属にも同様の効果がえられることを
暗示している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は電子部品、特に半導体用パッケージのペ
レット付性及び半田付性を向上し、高信頼化を図ること
ができる構造を得るための製造方法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

パッケージは一般に表面はAu下地にNiの構成を取ってい
る。この構成を大幅に変更することは、予知し得ない問
題が発生する可能性が有り、バリア金属となり得る金属
を検討した結果、Auに効果の有ることが判った。そこで
本発明は金属面上にNiメッキとAuメッキ施した後、還元
雰囲気中で700〜800℃で加熱処理することによりNi−Au
の合金膜を形成し、前記Ni−Au合金膜の上に第２のAuメ
ッキし、前記第２のAuメッキ上に半導体ペレットをAu−
Si共晶ロウ接続し、キャップを前記セラミック基板へ前
記700〜800℃と比べて融点が低い低融点封止材で接続す
ることにより、Coと同様なメカニズムでNi−Siの形成の
防止、半田付性の向上更に耐熱性の向上を図れることが
できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図のフラットタイプ半導
体用パッケージにより説明する。

半導体パッケージはダイボンデングパット2a、ワイヤボ
ンデングパット2b及びリード付パット2cを有し、これら
のパットはＷもしくはMoなどの高融点金属を用い、アル
ミナセラミック１上にメタライズする。これらはセラミ
ックの焼結前にスクリーン印刷法などで形成しておき、
セラミック１と同時焼結し、各パット2a〜2cが形成され
る。その後パット上にNi皮膜３を無電界メッキ法などで
形成する。その後、リード付パット2cにリード５を例え
ば共晶銀ロウ４により接続する。次に電気Niメッキをリ
ード５も含めて全金属表面上に施こす。メッキ厚は１〜
６μｍ、メッキ浴はワット浴、又はスルファミン酸浴で
行なう。その後電気Auメッキを0.5〜２μｍ施こす。例
えばEEJA製純Auメッキ液、テンペレックス401を使う。

次に、還元雰囲気中700〜800℃、５〜60分加熱処理を行
う。これにより、Ni−Auの合金膜７を形成する。次に電
気Auメッキ８を再度行なう。これでパッケージは完成す
る。

以上はNi−Au合金膜を熱処理により形成する方法の例を
示したが、直接Ni−Au合金メッキ法（EEJA製Ni−Au合金
メッキ液、オートロネクスＷ又はＮを使用、メッキ厚１
〜６μｍ）でNi−Au膜を形成してもよい。

尚、パッケージ完成后は、半導体組立を行う。先ずペレ
ット９をAu−Si共晶ロウ12でダイボンディングパットに
接合し、ワイヤ10を超音波又はネールヘッド法でボンデ
ィングした後、低融点ガラス13でキャップ11でハーメチ
ックシールを行う。次にリード５に必要に応じて迎え半
田を行い組立が完成する。

本発明によれば、10mm角のペレットサイズのものをAu−
Si付し、ワイヤボンディング后低融点ガラス封止（450
℃空気中）しても、ペレット付強度の劣下は無く、更に
迎え半田のヌレ性も非常に良好な結果が得られるので、
Ni−Au合金膜の効果は大きい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ペレット付性、半田付性が向上し、高
信頼度の電子部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。 １……セラミック基板 2a〜2c……メタライズ層 ３……Niメッキ皮膜、５……リード ７……Ni−Au合金皮膜、８……Auメッキ皮膜 ９……半導体ペレット、10……ワイヤ 11……キャップ、12……Au−Si共晶ロウ 13……低融点ガラス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック基板上のパッド上に半導体ペレ
   ットを接続し、その後、前記半導体ペレットをキャップ
   にて封止する電子部品の製造方法であって、 前記パッド上にNiメッキする第１のステップと、前記Ni
   メッキ上にAuメッキする第２のステップと、還元雰囲気
   中で700〜800℃で加熱処理することによりNi−Auの合金
   膜を形成する第３のステップと、前記Ni−Au合金膜の上
   に第２のAuメッキする第４のステップと、前記第２のAu
   メッキ上に半導体ペレットをAu−Si共晶ロウ接続する第
   ５のステップと、前記キャップを前記セラミック基板へ
   700〜800℃と比べて融点が低い低融点封止材で接続する
   第６のステップとからなることを特徴とする電子部品の
   製造方法。