JPH0770665B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0770665B2
JPH0770665B2 JP60030432A JP3043285A JPH0770665B2 JP H0770665 B2 JPH0770665 B2 JP H0770665B2 JP 60030432 A JP60030432 A JP 60030432A JP 3043285 A JP3043285 A JP 3043285A JP H0770665 B2 JPH0770665 B2 JP H0770665B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は樹脂封止半導体装置の製造方法に係り、特にア
ルミボンディングに好適な半導体装置の製造方法に関す
る。
［発明の背景］ エポキシ樹脂封止半導体装置の多くは、42アロイあるい
は銅製のリードフレーム上にAuメツキを施し、半導体素
子とリードフレームとをAu線でボンデイングすることよ
つて製作されている。また、Au線によるワイヤボンデイ
ングの代わりにAl線によるワイヤボールボンデイングが
行なわれている。（特開昭51−140567号公報参照）。こ
れはワイヤの先端をアーク放電によりボール状にしたの
ちボンデイングパツドとリードフレームとを接続するも
ので、アーク中にAlワイヤを挿入してボールを作製する
方法である。
Al線によるボールボンデイングはAu線に比較して省資
源、エポキシ封止樹脂との密着性が高い等、多くの利点
を有しているが、現在一般に使われている42アロイ、あ
るいは銅製のリードフレームと直接ボンデイングできな
いため、42アロイ、あるいは銅製のリードフレーム上に
メツキ又はイオンプレーテイング等の方法によつてAl膜
又はNi膜を形成し、その上にボンデイングを行なつてい
る（特開昭57−174644号公報参照）。そのためリードフ
レーム上にAl膜又はNi膜を形成する工程がかさむととも
に、リードフレーム上へのAl膜又はNi膜形成の制御が難
かしく、製品の信頼性が下がるという欠点を有してい
た。
一方リードフレームをAlで作製する方法は特開昭55−49
09号公報，特開昭55−4926号公報，特開昭55−4929号公
報に開示されているが、いずれも半導体チツプとリード
フレームとをAu線でボンデイングしており、本発明のAl
線でボンデイングする方法とは異なる。またモールド中
への水分の侵入によつてAu線とAlフレームとのボンデイ
ング界面から異種金属接合による腐食断線が生じるため
実用的ではない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来の42アロイ（42％Ni−残Fe）ある
いは銅製リードフレームに代わり、アルミワイヤを直接
ボンデイングできる半導体装置の製造方法において、腐
食断線が生じず、Al線とリードフレームとの接合率が高
い導体装置の製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体素子と金属製リードフレームとをアル
ミワイヤを用いてボンデイングする際、アルミニウムリ
ードフレームを用い、アルミワイヤを直接リードフレー
ムにボンディングする半導体装置の製造方法において、
以下の特徴を有する。
リードフレームとしてはAl、重量でAl−１〜10％Mg,Al
−１〜10％Cu−0.1〜１％Mn−0.5〜５％Mg等があり、厚
さ0.2〜0.6mm圧延後Mg単独の前者は300〜400℃で１〜５
時間、後者は400〜450℃で１〜５時間焼なまし処理を施
すのが好ましい。その後リードフレームとして所定の形
状に打抜き加工後、塩酸系のエツチング液で表面の汚れ
を取り除く。次にSiチツプをAgペースト付でリードフレ
ームに接着し直径30μｍのAl,Al−1.5％Mg−１％Pd合金
ワイヤを用いてフレーム温度80〜110℃、ボンデイング
荷重100g以上でボールボンデイングを行なう。その後エ
ポキシ樹脂を用いて120〜170℃モールドされ、150〜200
℃で熱硬化させる。このようにして作製したレジンモー
ルド半導体素子はSiチツプ上のAl配線膜とAlワイヤとを
ボールボンデイングAlワイヤとAlリードフレームとをウ
エツジボンデイングで接合するため異種金属接合が無い
ため、異種金属接合の局部電池作用による腐食が起こら
ず、素子の耐湿信頼性を向上させる事ができる。
〔発明の実施例〕
Mg4重量％を含むアルミニウム合金を溶製し、厚さ0.4mm
まで圧延後345℃で３時間の焼なまし処理を行なつた。
この処理でAlリードフレームの引張強度は10Kg f/mm2以
上となる。その後、第１図に示すリードフレームの形状
に打抜加工をし塩酸系のエツチング液で表面の酸化皮膜
を取り除いた。そのリードフレーム上にAgペーストで半
導体素子を接着し150℃で１時間の加熱処理を行なつ
た。次にAl−1.5％Mg−1.0Pd、直径30μｍのAl線を用い
てアーク放電によりボールを形成し、半導体素子に超音
波ボールボンデイングを行ない、アルミリードフレーム
側には超音波ウエツジボンデイングを行なつた。その時
のリードフレームの温度とAl線とリードフレームとの不
圧着率の関係を第２図に示す。これから分かるようにボ
ンデイング工程ではアルミリードフレームを80℃以上に
加熱すると接合率がほぼ100％になることがわかる。
第３図はAlリードフレームの表面粗さと不圧着率との関
係を示す線図である。図に示すように表面粗さが15μｍ
以上になるとボンデイング不良が出やすくなる。
第４図はAlリードフレームを塩酸系のエツチング液でエ
ツチング後、トリクレンで脱脂し、アセトンで汚れ落し
その洗浄回数とボンデイング不良の関係を示すグラフで
ある。この洗浄回数を３回以上行なうとボンデイング不
圧着率が０％になることが分る。
ボンデイング時に最も問題となるのはリードフレームの
加熱条件である。引張強度30Kg/mm2のAlリードフレーム
に引張強度20Kg/mm2のAl−Mg−Pdワイヤをボンデイング
荷重50gでボンデイングした際のリードフレーム加熱温
度とボンデイング不圧着率の関係を第５図に示す。高温
でボンデイングする理由は低荷重でもAlが変形し、表面
酸化皮膜が破れやすくするためで、Alリードフレーム・
Alワイヤ間の超音波圧着による固相接合が十分得られる
ようにするためである。
以上の結果から、一実施例として引張強度30Kg/mm2のAl
リードフレームを用いてレジンモールドパツケージを行
ない、従来の半導体装置との比較実験を行つた。
本発明の半導体装置は以下の方法で製作した。
表面粗さが５μｍ以下のAlリードフレームを用い、表面
を塩酸でエツチング後３回脱脂洗浄した。次にAgペース
トを用いてSiチツプを接着し、150℃で１時間硬化させ
る。次に引張強度20Kg/mm2のAl−Mg−Pd合金ワイヤを用
い、ボンデイング荷重50g、リードフレーム温度200℃で
ボールボンデイングを行なつた後エポキシレジンを用い
てSiチツプ及びAlワイヤを第６図に示すようなモールド
した。その後レジンキユアを180℃で８時間行ない、第
１図に示すリードフレームからレジンモールド半導体素
子を１個ずつ切り離し、足を折り曲げ製品形状とした。
従来の半導体装置は、エポキシ樹脂を200℃で流し込
み、150℃で１時間硬化させた。
第７図は、この様にして作製した半導体装置と、42アロ
イリードフレーム上にAl膜No.11あるいは、Ni膜No.10を
形成したリードフレームにAl線をボンデイングしたも
の、およびAlリードフレーム上にAu線をボンデイングし
た半導体装置No.13との耐湿信頼性を比較するためにPCT
プレツシヤー クツカー 試験（Pressure Cooker）:12
1℃,2気圧飽和水蒸気腐食試験を行なつたものである。N
o.12は本発明のもので、前述の接合条件で接合したもの
である。試験時間100時間で42アロイリードフレーム上
のNi膜にAl線をボンデイングした試料およびAlリードフ
レーム上にAu線をボンデイングした試料のほとんど全て
が断線不良となつた。これはNi/AlおよびAu−Alの接合
界面が電気化学的な腐食を起こすためであることが分か
つた。また試験時間200時間以下で42アロイリードフレ
ーム上のAl膜の試料に断線不良が発生するのはリードフ
レーム上のAl膜の耐湿信頼性が劣るためで、42アロイリ
ードフレームとイオンプレーテイングAl膜との界面が腐
食される。200時間以上の試験時間で発生する断線不良
はSiチツプ上のAl配線膜の腐食によるものと考えられ
る。
以上述べたPCTの結果より本発明によるアルミリードフ
レーム及びそれを用いた半導体装置の耐湿信頼性は従来
の42アロイリードフレーム上にAl膜又はNi膜を形成した
リードフレーム及びそれを用いた半導体装置よりも優れ
ている事が分かつた。
次に従来の42アロイリードフレームとアルミリードフレ
ームとのAl線とのボンデイング性の比較検討を行なつ
た。その結果を第８図に示す。42アロイにNiメツキを施
したもの（No.10）を完全にボンデイングするためには
ボンデイング荷重を150grとしリードフレームの温度を1
50℃以上にする必要がある。一方、42アロイにAl膜をイ
オンプレーテイングしたもの（No.11）及びアルミリー
ドフレーム（No.12）はリードフレーム温度80℃以上で
ボンデイングできることが分かつた。第９図にフレーム
温度100℃でボンデイング荷重を変えた時のボンデイン
グ性を示す。42アロイにAl膜をイオンプレーテイングし
たもの（No.10）では130gr以上の荷重をかけないとボン
デイング不良がでる。一方アルミリードフレーム（No.1
2）では90grまで荷重を減らせる事が分かつた。
以上述べてきたように本発明によるアルミリードフレー
ム及びそれを用いた半導体装置は従来のものよりも耐湿
信頼性に優れ、ボンデイング性でも優れている事が明ら
かであり、信頼性の点でも何ら問題を生じないことがわ
かつた。
一方、引張強度が30Kg/mm2を超えるような高強度アルミ
ニウムで作つたリードフレームの場合、Al線とのボンデ
イング性が若干低下する傾向がみられた。そのため高強
度アルミニウムの表面に引張強度が30Kg/mm2以下のアル
ミニウムを張り合わせたクラツド材を用いてリードフレ
ームを作製した所、耐湿信頼性、ボンデイング性が前述
と同様に優れている上に強度の高いアルミニウムリード
フレームを得ることができた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、先ず従来のリードフレーム作製の際必
要であつたメツキ又はイオンプレーテイングの工程を省
略できる。次にAlワイヤをリードフレームに直接接合で
き、その結果、耐湿信頼性、ボンデイング性等の信頼性
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるリードフレーム、第２図及び第５
図は不圧着率とリードフレーム温度との関係を示す線
図、第３図は不圧着率と表面粗さとの関係を示す線図、
第４図は不圧着率と洗浄回数との関係を示すグラフ、第
６図は本発明の半導体装置の断面図、第７図は不良率と
PCT時間との関係を示す線図、第８図はリードフレーム
温度とボンデイング不圧着率の関係を示す線図、第９図
は不圧着率とボンデイング荷重との関係を示す線図であ
る。 １……アルミリードフレーム、２……Al線、３……Siチ
ツプ、４……エポキシ樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−122155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−114265（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−168268（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−98548（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アルミニュウムリードフレームと、このリ
    ードフレーム上に形成される半導体素子とをアルミワイ
    ヤを用いてボンディングする半導体装置の製造方法にお
    いて、 上記リードフレームとしてAl−１〜10重量％Mg、又は、
    Al−１〜10重量％Cu−0,1〜１重量％Mn−0,5〜５重量％
    Mg合金を用い、 Al−１〜10重量％Mgを用いた場合は、300〜400℃で１〜
    ５時間、又は、Al−１〜10重量％Cu−0,1〜１重量％Mn
    −0,5〜５重量％Mgを用いた場合は、400〜450℃で１〜
    ５時間焼きなまし処理を施し、 焼きなまし処理後、リードフレームとして所定の形状に
    打ち抜き加工後、塩酸系のエッチング液でエッチング
    後、トリクレンで脱脂し、アセトンで３回以上洗浄し表
    面の汚れを取り除き、 上記半導体素子をAgペースト付きで上記リードフレーム
    に接着し、Alワイヤ、又は、Al−1.5％重量Mg−１％重
    量Pd合金ワイヤを用いて、上記半導体素子へはボールボ
    ンディングにより接合し、上記リードフレームへはリー
    ドフレームの表面粗さが15μｍ以上で、温度80〜110℃
    の条件でウェッジボンディングにより接合し、 その後、エポキシ樹脂を用いてモールドを行う、 ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JPS58168268A (ja) * 1982-03-29 1983-10-04 Toshiba Corp 半導体用リ−ドフレ−ム
JPS5998548A (ja) * 1982-11-26 1984-06-06 Nec Corp プラスチツクパツケ−ジ半導体装置

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