JPH10189846A - 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 - Google Patents
半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面抵抗値が低く且つ半導体素子等を接着す
る接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用ヒートスラ
グを提供する。 【解決手段】 搭載される半導体素子１２の放熱板とし
て使用される半導体装置用ヒートスラグ１０において、
該ヒートスラグ１０の表面に、ニッケルめっき層２６が
形成されていると共に、ニッケルめっき層２６上に、厚
さ３００Å以下の金めっき層３０が形成されていること
を特徴とする。
る接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用ヒートスラ
グを提供する。 【解決手段】 搭載される半導体素子１２の放熱板とし
て使用される半導体装置用ヒートスラグ１０において、
該ヒートスラグ１０の表面に、ニッケルめっき層２６が
形成されていると共に、ニッケルめっき層２６上に、厚
さ３００Å以下の金めっき層３０が形成されていること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用ヒート
スラグ及び半導体装置に関し、更に詳細には搭載される
半導体素子等の放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ、及び放熱板として使用される半導体装置用
ヒートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導
体装置に関する。
スラグ及び半導体装置に関し、更に詳細には搭載される
半導体素子等の放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ、及び放熱板として使用される半導体装置用
ヒートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置には、図６に示す様に、放熱
板としてのヒートスラグＨに搭載された半導体素子１２
と、ヒートスラグＨの周縁部に接着樹脂１４を介して接
着された樹脂配線基板等の配線基板１６の導体パターン
（図示せず）とが、ボンディングワイヤ２０、２０・・
によって電気的に接続されているものがある。この図６
に示す半導体装置においては、半導体素子１２の接地電
極とボンディングワイヤ２２によって接続されているヒ
ートスラグＨは、接地プレートとしても使用されてい
る。尚、ヒートスラグＨの周面端部には、ヒートスラグ
Ｈと配線基板１６との密着性を向上すべく、はんだ１８
が接合されている。
板としてのヒートスラグＨに搭載された半導体素子１２
と、ヒートスラグＨの周縁部に接着樹脂１４を介して接
着された樹脂配線基板等の配線基板１６の導体パターン
（図示せず）とが、ボンディングワイヤ２０、２０・・
によって電気的に接続されているものがある。この図６
に示す半導体装置においては、半導体素子１２の接地電
極とボンディングワイヤ２２によって接続されているヒ
ートスラグＨは、接地プレートとしても使用されてい
る。尚、ヒートスラグＨの周面端部には、ヒートスラグ
Ｈと配線基板１６との密着性を向上すべく、はんだ１８
が接合されている。
【０００３】かかるヒートスラグＨとしては、従来、図
７に示す如く、銅等の熱伝導性が良好な金属から成るヒ
ートスラグ本体２４の表面にニッケルめっき層２６が形
成されて成るヒートスラグ１０′が使用されている。こ
のヒートスラグ１０′の表層部を形成するニッケルめっ
き層２６は、ヒートスラグ本体２４の耐腐食性の向上を
図ると共に、半導体素子１２や配線基板１６をヒートス
ラグ１０′に接着する銀ペースト層２８や接着樹脂１４
との密着性の向上を図るためである。かかるニッケルめ
っき層２６のうち、ヒートスラグ１０′の背面側（半導
体素子１２の搭載面に対して反対面側）のニッケルめっ
き層２６には、半導体装置の名称等をレーザーによって
刻印される。
７に示す如く、銅等の熱伝導性が良好な金属から成るヒ
ートスラグ本体２４の表面にニッケルめっき層２６が形
成されて成るヒートスラグ１０′が使用されている。こ
のヒートスラグ１０′の表層部を形成するニッケルめっ
き層２６は、ヒートスラグ本体２４の耐腐食性の向上を
図ると共に、半導体素子１２や配線基板１６をヒートス
ラグ１０′に接着する銀ペースト層２８や接着樹脂１４
との密着性の向上を図るためである。かかるニッケルめ
っき層２６のうち、ヒートスラグ１０′の背面側（半導
体素子１２の搭載面に対して反対面側）のニッケルめっ
き層２６には、半導体装置の名称等をレーザーによって
刻印される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図７に示すヒートスラ
グ１０′によれば、ヒートスラグ１０′の耐腐食性を良
好とすることができ、且つ半導体素子１２及び配線基板
１６を接着する接着樹脂との密着性も良好であった。し
かし、図７に示すヒートスラグ１０′を用いた半導体装
置においては、ヒートスラグ１０′の背面抵抗値(Back
Side Resistance)〔以下、単にＢＳＲと称することがあ
る）が高く、ヒートスラグ１０′に搭載する半導体素子
１２のスイッチング速度が高速となる高周波信号を使用
すると、ノイズが発生し易いことが判明した。このた
め、本発明者等は、ヒートスラグ１０′のＢＳＲの低下
を図るべく、ヒートスラグ１０′のニッケルめっき層２
６上に厚さ１μｍの金めっき層を形成したところ、表層
部に金めっき層が形成されたヒートスラグは、図７に示
すヒートスラグ１０′よりもＢＳＲの低下を図ることが
できたものの、半導体素子１２及び配線基板１６を接着
する接着樹脂との密着性が低下することが判った。そこ
で、本発明の課題は、背面抵抗値が低く且つ半導体素子
等を接着する接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用
ヒートスラグ、及び前記半導体装置用ヒートスラグを放
熱板として使用した半導体装置を提供することにある。
グ１０′によれば、ヒートスラグ１０′の耐腐食性を良
好とすることができ、且つ半導体素子１２及び配線基板
１６を接着する接着樹脂との密着性も良好であった。し
かし、図７に示すヒートスラグ１０′を用いた半導体装
置においては、ヒートスラグ１０′の背面抵抗値(Back
Side Resistance)〔以下、単にＢＳＲと称することがあ
る）が高く、ヒートスラグ１０′に搭載する半導体素子
１２のスイッチング速度が高速となる高周波信号を使用
すると、ノイズが発生し易いことが判明した。このた
め、本発明者等は、ヒートスラグ１０′のＢＳＲの低下
を図るべく、ヒートスラグ１０′のニッケルめっき層２
６上に厚さ１μｍの金めっき層を形成したところ、表層
部に金めっき層が形成されたヒートスラグは、図７に示
すヒートスラグ１０′よりもＢＳＲの低下を図ることが
できたものの、半導体素子１２及び配線基板１６を接着
する接着樹脂との密着性が低下することが判った。そこ
で、本発明の課題は、背面抵抗値が低く且つ半導体素子
等を接着する接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用
ヒートスラグ、及び前記半導体装置用ヒートスラグを放
熱板として使用した半導体装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ヒートスラグの表
層部を形成するニッケルめっき層上に、金めっき層を形
成して得たヒートスラグは、背面抵抗値が低く且つ接着
樹脂との密着性が良好であることを見出し、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、搭載される半導体素子の
放熱板として使用される半導体装置用ヒートスラグにお
いて、該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体
素子搭載部の表層部に、金よりも接着樹脂に対する密着
性が良好な金属から成る金属めっき層が形成されている
と共に、前記金属めっき層上に、厚さ３００Å以下の金
めっき層が形成されていることを特徴とする半導体装置
用ヒートスラグにある。また、本発明は、放熱板として
使用される半導体装置用ヒートスラグ上に、半導体素子
等が搭載されて成る半導体装置において、該半導体素子
が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭載部の表層部
に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から
成る金属めっき層が形成されていると共に、前記金属め
っき層上に、厚さ３００Å以下の金めっき層とが形成さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ヒートスラグの表
層部を形成するニッケルめっき層上に、金めっき層を形
成して得たヒートスラグは、背面抵抗値が低く且つ接着
樹脂との密着性が良好であることを見出し、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、搭載される半導体素子の
放熱板として使用される半導体装置用ヒートスラグにお
いて、該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体
素子搭載部の表層部に、金よりも接着樹脂に対する密着
性が良好な金属から成る金属めっき層が形成されている
と共に、前記金属めっき層上に、厚さ３００Å以下の金
めっき層が形成されていることを特徴とする半導体装置
用ヒートスラグにある。また、本発明は、放熱板として
使用される半導体装置用ヒートスラグ上に、半導体素子
等が搭載されて成る半導体装置において、該半導体素子
が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭載部の表層部
に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から
成る金属めっき層が形成されていると共に、前記金属め
っき層上に、厚さ３００Å以下の金めっき層とが形成さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
【０００６】この様な本発明において、ヒートスラグの
全表面を、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金
属から成る金属めっき層上に、金めっき層を形成して構
成することによって、配線基板もヒートスラグ上に接着
樹脂によって容易に接合できる。この金属めっき層をニ
ッケルめっき層とすることにより、本発明に係るヒート
スラグを容易に製造できる。また、ヒートスラグの表面
を形成するニッケルめっき層と金めっき層との間に、パ
ラジウムめっき層を形成することによって、ヒートスラ
グの耐熱性を向上できる。更に、金めっき層の厚さを１
００Å以下とすると、ヒートスラグの裏面側にレーザー
による刻印を容易に行うことができる。尚、金めっき層
は、無電解めっきによって容易に形成できる。
全表面を、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金
属から成る金属めっき層上に、金めっき層を形成して構
成することによって、配線基板もヒートスラグ上に接着
樹脂によって容易に接合できる。この金属めっき層をニ
ッケルめっき層とすることにより、本発明に係るヒート
スラグを容易に製造できる。また、ヒートスラグの表面
を形成するニッケルめっき層と金めっき層との間に、パ
ラジウムめっき層を形成することによって、ヒートスラ
グの耐熱性を向上できる。更に、金めっき層の厚さを１
００Å以下とすると、ヒートスラグの裏面側にレーザー
による刻印を容易に行うことができる。尚、金めっき層
は、無電解めっきによって容易に形成できる。
【０００７】本発明に係るヒートスラグの表層部には、
金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から成る
金属めっき層上に厚さ３００Å以下の金めっき層が形成
されている。この様に、厚さが３００Å（０．０３μ
ｍ）以下の金めっき層では、金原子の格子間隔が４Åで
あることからも、金めっき層によって接着樹脂との密着
性が良好な金属めっき層が完全に覆われておらず、所々
に金属めっき層が露出しているものと考えられる。この
ため、本発明に係るヒートスラグと接着樹脂との密着性
を向上できる。また、金属めっき層よりも低電気抵抗値
の金めっき層が表面に存在すること、及び金めっき層で
覆われた金属めっき層表面部分には酸化膜が形成されず
低電気抵抗値の状態で保存されるため、表層部が金属め
っき層のみで形成された従来のヒートスラグに比較して
ＢＳＲを低下できる。この様に、本発明に係るヒートス
ラグは、ＢＳＲが低く且つ接着樹脂との密着性が良好な
ものであるため、このヒートスラグにスイッチング速度
が高速の半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズの
少ない信頼性の高い半導体装置とすることができる。
金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から成る
金属めっき層上に厚さ３００Å以下の金めっき層が形成
されている。この様に、厚さが３００Å（０．０３μ
ｍ）以下の金めっき層では、金原子の格子間隔が４Åで
あることからも、金めっき層によって接着樹脂との密着
性が良好な金属めっき層が完全に覆われておらず、所々
に金属めっき層が露出しているものと考えられる。この
ため、本発明に係るヒートスラグと接着樹脂との密着性
を向上できる。また、金属めっき層よりも低電気抵抗値
の金めっき層が表面に存在すること、及び金めっき層で
覆われた金属めっき層表面部分には酸化膜が形成されず
低電気抵抗値の状態で保存されるため、表層部が金属め
っき層のみで形成された従来のヒートスラグに比較して
ＢＳＲを低下できる。この様に、本発明に係るヒートス
ラグは、ＢＳＲが低く且つ接着樹脂との密着性が良好な
ものであるため、このヒートスラグにスイッチング速度
が高速の半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズの
少ない信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係るヒートスラグは、図
１に示す様に、熱伝導性が良好な金属である銅から成る
ヒートスラグ本体２４の表面に、接着樹脂に対する密着
性が良好な金属であるニッケルから成るニッケルめっき
層２６上に、金めっき層３０が形成されている。かかる
図１に示すヒートスラグ１０の表面層を構成するニッケ
ルめっき層２６は、厚さが３．５μｍ程度であるが、金
めっき層３０の厚さは３００Å以下（好ましくは１００
Å以下、更に好ましくは６０Å以下）である。この様
に、ニッケルめっき層２６上に金めっき層３０が形成さ
れた表面層の微細構造について、オージェ電子分光法に
よる分析を試みた。かかるオージェ電子分光法によって
得られた結果を図２に示す。図２に示すグラフは、横軸
がヒートスラグ１０の表面からの深さであり、縦軸は表
面層を形成する原子についての分光強度を示す。かかる
図２において、図２（ａ）は熱処理前のヒートスラグ１
０の表面層についての分析結果であり、図２（ｂ）は熱
処理（３５０℃、５分間）後のヒートスラグ１０の表面
層についての分析結果である。
１に示す様に、熱伝導性が良好な金属である銅から成る
ヒートスラグ本体２４の表面に、接着樹脂に対する密着
性が良好な金属であるニッケルから成るニッケルめっき
層２６上に、金めっき層３０が形成されている。かかる
図１に示すヒートスラグ１０の表面層を構成するニッケ
ルめっき層２６は、厚さが３．５μｍ程度であるが、金
めっき層３０の厚さは３００Å以下（好ましくは１００
Å以下、更に好ましくは６０Å以下）である。この様
に、ニッケルめっき層２６上に金めっき層３０が形成さ
れた表面層の微細構造について、オージェ電子分光法に
よる分析を試みた。かかるオージェ電子分光法によって
得られた結果を図２に示す。図２に示すグラフは、横軸
がヒートスラグ１０の表面からの深さであり、縦軸は表
面層を形成する原子についての分光強度を示す。かかる
図２において、図２（ａ）は熱処理前のヒートスラグ１
０の表面層についての分析結果であり、図２（ｂ）は熱
処理（３５０℃、５分間）後のヒートスラグ１０の表面
層についての分析結果である。
【０００９】図２（ａ）のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ１０の表面には、ニッケル原子と金原子とが
混在していること、及び図２（ｂ）からは、熱処理後の
ヒートスラグ１０の表面には、ニッケル原子、金原子、
及び酸素原子が混在していること、すなわちヒートスラ
グ１０の表面にニッケル酸化物と金原子とが混在してい
ることが判る。かかる図２に示すオージェ電子分光法に
よる分析結果によれば、熱処理後のヒートスラグ１０の
表面層は、図４（ａ）に示す様に、ニッケルめっき層２
６上に、ニッケル酸化物から成る酸化物部分２７と金め
っき部分３１とが混在して成る金めっき層３０が形成さ
れて成るモデルが考えられる。尚、図４（ａ）におい
て、半導体素子１２と銀ペースト層２８を介して接合さ
れている部分は、ニッケルめっき層２６と空気中の酸素
とが接触し難いため、銀ペースト層２８によって覆われ
ていない部分に比較して酸化物部分２７が形成されるこ
とが少ないものと考えられ、酸化物部分２７を薄く描い
た。
ートスラグ１０の表面には、ニッケル原子と金原子とが
混在していること、及び図２（ｂ）からは、熱処理後の
ヒートスラグ１０の表面には、ニッケル原子、金原子、
及び酸素原子が混在していること、すなわちヒートスラ
グ１０の表面にニッケル酸化物と金原子とが混在してい
ることが判る。かかる図２に示すオージェ電子分光法に
よる分析結果によれば、熱処理後のヒートスラグ１０の
表面層は、図４（ａ）に示す様に、ニッケルめっき層２
６上に、ニッケル酸化物から成る酸化物部分２７と金め
っき部分３１とが混在して成る金めっき層３０が形成さ
れて成るモデルが考えられる。尚、図４（ａ）におい
て、半導体素子１２と銀ペースト層２８を介して接合さ
れている部分は、ニッケルめっき層２６と空気中の酸素
とが接触し難いため、銀ペースト層２８によって覆われ
ていない部分に比較して酸化物部分２７が形成されるこ
とが少ないものと考えられ、酸化物部分２７を薄く描い
た。
【００１０】他方、図７に示す如く、銅等の熱伝導性が
良好な金属から成るヒートスラグ本体２４の表面にニッ
ケルめっき層２６のみが形成されて成る従来のヒートス
ラグ１０′の表面層についても、同様に、オージェ電子
分光法による分析を行い、その結果を図３に示す。図３
に示すグラフにおいても、横軸がヒートスラグ１０′の
表面からの深さであり、縦軸は表面層を形成する原子の
分光強度を示す。かかる図３でも、図３（ａ）は熱処理
前のヒートスラグ１０′の表面層についての分析結果で
あり、図３（ｂ）は熱処理（３５０℃、５分間）後のヒ
ートスラグ１０′の表面層についての分析結果である。
かかる図３（ａ）（ｂ）のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ１０′の表面層を形成するニッケルが酸化し
てニッケル酸化物になっていることが判る。この図３に
示すオージェ電子分光法による分析結果によれば、熱処
理後のヒートスラグ１０′の表面層は、図４（ｂ）に示
す如く、ニッケルめっき層２６がニッケル酸化物から成
る酸化膜２９によって覆われて成るモデルが考えられ
る。尚、図４（ｂ）においても、半導体素子１２と銀ペ
ースト層２８を介して接合されている部分の酸化膜２９
は、銀ペースト層２８によって覆われていない部分の酸
化膜２９よりも薄く描いた。
良好な金属から成るヒートスラグ本体２４の表面にニッ
ケルめっき層２６のみが形成されて成る従来のヒートス
ラグ１０′の表面層についても、同様に、オージェ電子
分光法による分析を行い、その結果を図３に示す。図３
に示すグラフにおいても、横軸がヒートスラグ１０′の
表面からの深さであり、縦軸は表面層を形成する原子の
分光強度を示す。かかる図３でも、図３（ａ）は熱処理
前のヒートスラグ１０′の表面層についての分析結果で
あり、図３（ｂ）は熱処理（３５０℃、５分間）後のヒ
ートスラグ１０′の表面層についての分析結果である。
かかる図３（ａ）（ｂ）のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ１０′の表面層を形成するニッケルが酸化し
てニッケル酸化物になっていることが判る。この図３に
示すオージェ電子分光法による分析結果によれば、熱処
理後のヒートスラグ１０′の表面層は、図４（ｂ）に示
す如く、ニッケルめっき層２６がニッケル酸化物から成
る酸化膜２９によって覆われて成るモデルが考えられ
る。尚、図４（ｂ）においても、半導体素子１２と銀ペ
ースト層２８を介して接合されている部分の酸化膜２９
は、銀ペースト層２８によって覆われていない部分の酸
化膜２９よりも薄く描いた。
【００１１】図４（ｂ）に示す如く、ニッケルめっき層
２６がニッケル酸化物から成る酸化膜２９によって覆わ
れているヒートスラグ１０′は、ニッケル酸化物の電気
抵抗値が純ニッケルよりも高いため、そのＢＳＲは高く
なる。この点、図４（ａ）に示す表面層が形成されてい
るヒートスラグ１０は、その表面層にニッケルの酸化物
から成る酸化物部分２７よりも低電気抵抗値の金めっき
部分３１が存在し、且つニッケルめっき層２６の金めっ
き部分３１で覆われた部分は、酸化されないため、ニッ
ケル酸化物よりも低電気抵抗値の状態が保存される。こ
のため、図４（ａ）に示す表面層が形成されたヒートス
ラグ１０のＢＳＲは、図４（ｂ）に示す如く、ニッケル
めっき層２６がニッケル酸化物から成る酸化膜２９で覆
われているヒートスラグ１０′に比較して低下される。
２６がニッケル酸化物から成る酸化膜２９によって覆わ
れているヒートスラグ１０′は、ニッケル酸化物の電気
抵抗値が純ニッケルよりも高いため、そのＢＳＲは高く
なる。この点、図４（ａ）に示す表面層が形成されてい
るヒートスラグ１０は、その表面層にニッケルの酸化物
から成る酸化物部分２７よりも低電気抵抗値の金めっき
部分３１が存在し、且つニッケルめっき層２６の金めっ
き部分３１で覆われた部分は、酸化されないため、ニッ
ケル酸化物よりも低電気抵抗値の状態が保存される。こ
のため、図４（ａ）に示す表面層が形成されたヒートス
ラグ１０のＢＳＲは、図４（ｂ）に示す如く、ニッケル
めっき層２６がニッケル酸化物から成る酸化膜２９で覆
われているヒートスラグ１０′に比較して低下される。
【００１２】また、図４（ａ）に示す表面層の金めっき
層３０を形成する、ニッケル酸化物から成る酸化物部分
２７と接着樹脂との密着性が良好であり、且つ金めっき
部分３１と銀等の金属との密着性が良好である。このた
め、接着樹脂との密着性が良好な部分と銀等の金属との
密着性が良好である部分とが混在する表面層が形成され
たヒートスラグ１０上に、図１に示す様に、半導体素子
１２を銀ペースト層２８を介して接合すると、ヒートス
ラグ１０の表面層と銀ペースト層２８との密着性を良好
とすることができる。つまり、銀ペースト層２８中の接
着樹脂との密着性を酸化物部分２７によって保持できる
共に、銀ペースト層２８中の銀との密着性を金めっき部
分３１によって保持できるからである。更に、ヒートス
ラグ１０の全表面を、ニッケルめっき層２６と金めっき
層３０とによって形成することによって、図６に示す様
に、ヒートスラグ１０の周縁部に接着樹脂１４を介して
配線基板１６を接合でき、半導体装置の製造を容易とす
ることができる。
層３０を形成する、ニッケル酸化物から成る酸化物部分
２７と接着樹脂との密着性が良好であり、且つ金めっき
部分３１と銀等の金属との密着性が良好である。このた
め、接着樹脂との密着性が良好な部分と銀等の金属との
密着性が良好である部分とが混在する表面層が形成され
たヒートスラグ１０上に、図１に示す様に、半導体素子
１２を銀ペースト層２８を介して接合すると、ヒートス
ラグ１０の表面層と銀ペースト層２８との密着性を良好
とすることができる。つまり、銀ペースト層２８中の接
着樹脂との密着性を酸化物部分２７によって保持できる
共に、銀ペースト層２８中の銀との密着性を金めっき部
分３１によって保持できるからである。更に、ヒートス
ラグ１０の全表面を、ニッケルめっき層２６と金めっき
層３０とによって形成することによって、図６に示す様
に、ヒートスラグ１０の周縁部に接着樹脂１４を介して
配線基板１６を接合でき、半導体装置の製造を容易とす
ることができる。
【００１３】ここで、ヒートスラグ１０の全表面を、ニ
ッケルめっき層２６と金めっき層３０とによって形成す
る場合、金めっき層３０の厚さを１００Å以下、特に６
０Å以下とすることが好ましい。この様に、金めっき層
３０の厚さを薄くすると、ヒートスラグ１０に刻印する
レーザ条件を、図７に示す従来の表面層構造のヒートス
ラグ１０′と実質的に同一条件を採用でき、且つヒート
スラグ１０の光沢もヒートスラグ１０′と実質的に同一
とすることができる。
ッケルめっき層２６と金めっき層３０とによって形成す
る場合、金めっき層３０の厚さを１００Å以下、特に６
０Å以下とすることが好ましい。この様に、金めっき層
３０の厚さを薄くすると、ヒートスラグ１０に刻印する
レーザ条件を、図７に示す従来の表面層構造のヒートス
ラグ１０′と実質的に同一条件を採用でき、且つヒート
スラグ１０の光沢もヒートスラグ１０′と実質的に同一
とすることができる。
【００１４】図１に示すヒートスラグ１０の製造は、先
ず、銅から成るヒートスラグ本体２４に前処理を施す。
この前処理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ
脱脂した後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウ
ム活性処理を施す。かかる前処理が終了したヒートスラ
グ本体２４には、無電解ニッケルめっきを施して所定厚
さのニッケルめっき層２６を形成した後、無電解めっき
（置換タイプ）によって所定厚さの金めっき層３０を形
成する。この様にして形成されたヒートスラグ１０で
は、ヒートスラグ本体２４の全表面を覆うニッケルめっ
き層２６において、半導体素子１２が搭載される部分の
みに金めっき層３０を形成してもよい。この場合には、
半導体素子１２が搭載される部分のニッケルめっき層２
６のみに金めっき溶液が接触するように、半導体素子１
２が搭載される部分のみが開放されたマスクをヒートス
ラグ１０に被着して無電解金めっきを施す。尚、ここで
は、ニッケルめっき層２６及び金めっき層３０を共に無
電解めっきで形成する例を説明したが、両層を共に電解
めっきで形成してもよく、電解めっきと無電解めっきと
を併用して両層を形成してもよい。
ず、銅から成るヒートスラグ本体２４に前処理を施す。
この前処理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ
脱脂した後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウ
ム活性処理を施す。かかる前処理が終了したヒートスラ
グ本体２４には、無電解ニッケルめっきを施して所定厚
さのニッケルめっき層２６を形成した後、無電解めっき
（置換タイプ）によって所定厚さの金めっき層３０を形
成する。この様にして形成されたヒートスラグ１０で
は、ヒートスラグ本体２４の全表面を覆うニッケルめっ
き層２６において、半導体素子１２が搭載される部分の
みに金めっき層３０を形成してもよい。この場合には、
半導体素子１２が搭載される部分のニッケルめっき層２
６のみに金めっき溶液が接触するように、半導体素子１
２が搭載される部分のみが開放されたマスクをヒートス
ラグ１０に被着して無電解金めっきを施す。尚、ここで
は、ニッケルめっき層２６及び金めっき層３０を共に無
電解めっきで形成する例を説明したが、両層を共に電解
めっきで形成してもよく、電解めっきと無電解めっきと
を併用して両層を形成してもよい。
【００１５】以上、述べてきた図１〜図５に示すヒート
スラグ１０は、ヒートスラグ本体２４に形成したニッケ
ルめっき層２６に接して金めっき層３０を形成している
が、図５に示す様に、ヒートスラグ１０の表層部を形成
するニッケルめっき層２６と金めっき層３０との間に、
パラジウムめっき層３２を形成してもよい。この様に、
パラジウムめっき層３２を形成することによって、ヒー
トスラグ１０の表層部の耐熱性も向上することができ
る。
スラグ１０は、ヒートスラグ本体２４に形成したニッケ
ルめっき層２６に接して金めっき層３０を形成している
が、図５に示す様に、ヒートスラグ１０の表層部を形成
するニッケルめっき層２６と金めっき層３０との間に、
パラジウムめっき層３２を形成してもよい。この様に、
パラジウムめっき層３２を形成することによって、ヒー
トスラグ１０の表層部の耐熱性も向上することができ
る。
【００１６】
実施例１ 銅製のヒートスラグ本体２４に前処理を施す。この前処
理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
２４に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ３．５μｍ
のニッケルめっき層２６を形成した後、無電解めっき
（置換タイプ）によって厚さ１００Åの金めっき層３０
を形成した。かかるニッケルめっき層２６と金めっき層
３０とから成る表面層が形成されたヒースラグ１０のＢ
ＳＲを測定したところ、５．１ｍ・Ωであった。また、
このヒースラグ１０を３５０℃で５分間の加熱処理をし
た後、ＢＳＲを測定したところ、１６．４ｍ・Ωであっ
た。
理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
２４に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ３．５μｍ
のニッケルめっき層２６を形成した後、無電解めっき
（置換タイプ）によって厚さ１００Åの金めっき層３０
を形成した。かかるニッケルめっき層２６と金めっき層
３０とから成る表面層が形成されたヒースラグ１０のＢ
ＳＲを測定したところ、５．１ｍ・Ωであった。また、
このヒースラグ１０を３５０℃で５分間の加熱処理をし
た後、ＢＳＲを測定したところ、１６．４ｍ・Ωであっ
た。
【００１７】比較例１ 銅製のヒートスラグ本体２４に前処理を施す。この前処
理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
２４に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ３．５μｍ
のニッケルめっき層２６を形成した。かかるニッケルめ
っき層２６のみから成る表面層が形成されたヒートスラ
グ１０′のＢＳＲを測定したところ、１９．６ｍ・Ωで
あった。また、このヒートスラグ１０′を３５０℃で５
分間の加熱処理をした後、ＢＳＲを測定したところ、３
７．４ｍ・Ωであった。この様に、ニッケルめっき層２
６上に金めっき層３０を形成しないヒートスラグ１０′
のＢＳＲは、ニッケルめっき層２６上に金めっき層３０
を形成したヒートスラグ１０よりも高くなる。
理としては、ヒートスラグ本体２４をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
２４に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ３．５μｍ
のニッケルめっき層２６を形成した。かかるニッケルめ
っき層２６のみから成る表面層が形成されたヒートスラ
グ１０′のＢＳＲを測定したところ、１９．６ｍ・Ωで
あった。また、このヒートスラグ１０′を３５０℃で５
分間の加熱処理をした後、ＢＳＲを測定したところ、３
７．４ｍ・Ωであった。この様に、ニッケルめっき層２
６上に金めっき層３０を形成しないヒートスラグ１０′
のＢＳＲは、ニッケルめっき層２６上に金めっき層３０
を形成したヒートスラグ１０よりも高くなる。
【００１８】実施例２ 実施例１において、金めっき層３０の厚さを６０Åとし
た他は、実施例１と同様してヒートスラグ１０を得た。
また、比較として、金めっき層３０の厚さを１μｍとし
た他は、実施例１と同様してヒートスラグ１０″を得
た。かかるヒートスラグ１０とヒートスラグ１０″とを
用いて、ＢＳＲ、エポキシ系接着剤との密着性、レーザ
マーク性、半導体素子１２のダイ付け強度、及びはんだ
濡れ性を評価した。この際に、比較例１で得たヒートス
ラグ１０′についても同様な評価を行った。評価結果
は、下記の表１に良好（○）、やや良好（△）、不良
（×）で示した。
た他は、実施例１と同様してヒートスラグ１０を得た。
また、比較として、金めっき層３０の厚さを１μｍとし
た他は、実施例１と同様してヒートスラグ１０″を得
た。かかるヒートスラグ１０とヒートスラグ１０″とを
用いて、ＢＳＲ、エポキシ系接着剤との密着性、レーザ
マーク性、半導体素子１２のダイ付け強度、及びはんだ
濡れ性を評価した。この際に、比較例１で得たヒートス
ラグ１０′についても同様な評価を行った。評価結果
は、下記の表１に良好（○）、やや良好（△）、不良
（×）で示した。
【表１】 表１の結果から明らかな様に、ヒートスラグ１０は全評
価項目について良好である。これに対し、ヒートスラグ
１０′では、ＢＳＲが他のヒートスラグよりも高く且つ
はんだ濡れ性も他のヒートスラグよりも悪く、ヒートス
ラグ１０″では、ＢＳＲはヒートスラグ１０と同様に良
好であるものの、接着樹脂としてのエポキシ系接着剤と
の密着性及びレーザマーク性が他のヒートスラグよりも
劣る結果となった。
価項目について良好である。これに対し、ヒートスラグ
１０′では、ＢＳＲが他のヒートスラグよりも高く且つ
はんだ濡れ性も他のヒートスラグよりも悪く、ヒートス
ラグ１０″では、ＢＳＲはヒートスラグ１０と同様に良
好であるものの、接着樹脂としてのエポキシ系接着剤と
の密着性及びレーザマーク性が他のヒートスラグよりも
劣る結果となった。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係るヒートスラグは、低ＢＳＲ
で且つ接着樹脂との密着性も良好であるため、スイッチ
ング速度が高速となる高周波信号が使用される高周波用
半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズが少なく信
頼性の高い半導体装置とすることができる。このため、
ＭＰＵの高速化を図ることが可能である。
で且つ接着樹脂との密着性も良好であるため、スイッチ
ング速度が高速となる高周波信号が使用される高周波用
半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズが少なく信
頼性の高い半導体装置とすることができる。このため、
ＭＰＵの高速化を図ることが可能である。
【図１】本発明に係るヒートスラグの一例を説明するた
めの半導体装置の部分断面図である。
めの半導体装置の部分断面図である。
【図２】本発明に係るヒートスラグの表面層についてオ
ージェ電子分光法による測定結果を示すグラフである。
ージェ電子分光法による測定結果を示すグラフである。
【図３】従来のヒートスラグの表面層についてオージェ
電子分光法による測定結果を示すグラフである。
電子分光法による測定結果を示すグラフである。
【図４】オージェ電子分光法による測定結果を基にして
推定したヒートスラグの表面層の微細構造を説明する説
明図である。
推定したヒートスラグの表面層の微細構造を説明する説
明図である。
【図５】本発明に係るヒートスラグに係る他の例を説明
するための半導体装置の部分断面図である。
するための半導体装置の部分断面図である。
【図６】ヒートスラグに半導体素子を搭載した半導体装
置を説明するための半導体装置の断面図である。
置を説明するための半導体装置の断面図である。
【図７】従来のヒートスラグを説明するための半導体装
置の部分断面図である。
置の部分断面図である。
１０ ヒートスラグ １２ 半導体素子 １４ 接着樹脂 １６ 配線基板 １８ はんだ ２４ ヒートスラグ本体 ２６ ニッケルめっき層（金属めっき層） ２７ 酸化物部分 ２８ 銀ペースト ２９ 酸化膜 ３０ 金めっき層 ３１ 金めっき部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 健司 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 搭載される半導体素子の放熱板として使
用される半導体装置用ヒートスラグにおいて、 該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体素子搭
載部の表面に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好
な金属から成る金属めっき層が形成されていると共に、 前記金属めっき層上に、厚さ３００Å以下の金めっき層
が形成されていることを特徴とする半導体装置用ヒート
スラグ。 - 【請求項２】 ヒートスラグの全表面が、金よりも接着
樹脂に対する密着性が良好な金属から成る金属めっき層
上に金めっき層が形成されて成る請求項１記載の半導体
装置用ヒートスラグ。 - 【請求項３】 金属めっき層がニッケルめっき層である
請求項１又は請求項２記載の半導体装置用ヒートスラ
グ。 - 【請求項４】 金属めっき層がニッケルめっき層であ
り、前記ニッケルめっき層と金めっき層との間に、パラ
ジウムめっき層が形成されている請求項１又は請求項２
記載の半導体装置用ヒートスラグ。 - 【請求項５】 金めっき層の厚さが１００Å以下である
請求項１〜４記載のいずれか一項記載の半導体装置用ヒ
ートスラグ。 - 【請求項６】 金めっき層が無電解金めっきにより形成
されて成る請求項１〜５のいずれか一項記載の半導体装
置用ヒートスラグ。 - 【請求項７】 放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導体
装置において、 該半導体素子が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭
載部の表面に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好
な金属から成る金属めっき層が形成されていると共に、 前記金属めっき層上に、厚さ３００Å以下の金めっき層
が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項８】 ヒートスラグの全表面が、金よりも接着
樹脂に対する密着性が良好な金属から成る金属めっき層
上に金めっき層が形成されて成る請求７記載の半導体装
置。 - 【請求項９】 金属めっき層がニッケルめっき層である
請求項７又は請求項８記載の半導体装置。 - 【請求項１０】 金属めっき層がニッケルめっき層であ
り、前記ニッケルめっき層と金めっき層との間に、パラ
ジウムめっき層が形成されている請求項７又は請求項８
記載の半導体装置。 - 【請求項１１】 金めっき層の厚さが１００Å以下であ
る請求項７〜１０記載のいずれか一項記載の半導体装
置。 - 【請求項１２】 金めっき層が無電解金めっきにより形
成されて成る請求項７〜１１のいずれか一項記載の半導
体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347785A JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
| KR1019970066925A KR19980063922A (ko) | 1996-12-26 | 1997-12-09 | 반도체 장치용 히트 슬래그 및 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347785A JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189846A true JPH10189846A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18392564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8347785A Pending JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189846A (ja) |
| KR (1) | KR19980063922A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000064084A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-02-29 | Kobe Steel Ltd | 電子部品の放熱板用めっき材 |
| CN115767938A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
| CN115767938B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-28 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8347785A patent/JPH10189846A/ja active Pending
-
1997
- 1997-12-09 KR KR1019970066925A patent/KR19980063922A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000064084A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-02-29 | Kobe Steel Ltd | 電子部品の放熱板用めっき材 |
| CN115767938A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
| CN115767938B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-28 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980063922A (ko) | 1998-10-07 |
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