JPH1056095A - Multilayer printed board and semiconductor device provided with it - Google Patents

Multilayer printed board and semiconductor device provided with it

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JPH1056095A
JPH1056095A JP20980996A JP20980996A JPH1056095A JP H1056095 A JPH1056095 A JP H1056095A JP 20980996 A JP20980996 A JP 20980996A JP 20980996 A JP20980996 A JP 20980996A JP H1056095 A JPH1056095 A JP H1056095A
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JP
Japan
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coating layer
pad
layer
multilayer printed
semiconductor device
Prior art date
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Application number
JP20980996A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Akagi
和人 赤城
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH1056095A publication Critical patent/JPH1056095A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/73Means 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
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a barrier layer and a coating layer out of a laminated conductive layer composed of a barrier layer, a coating layer, and a conductive main material layer on an insulating board to be lessened in thickness without deteriorating a semiconductor chip in adhesive properties or bonding properties. SOLUTION: A semiconductor device multilayer printed board 1 is equipped with a semiconductor chip mounting die pad 11 and a bonding pad 12 provided onto the surface of an insulating board 51 where an inner wiring 5 is formed and an electrode pad 13 formed on the rear of the insulating board 51, wherein the die pad 11, the bonding pad 12, and the electrode pad 11 are of laminated structure composed of a conductive main material layer 101, a barrier layer 102 of nickel or nickel alloy, and a coating layer 103 of palladium or palladium alloy successively laminated in this sequence. By this setup, a diffusion reaction is prevented from occurring between the coating layer 103, the conductive main material 101, and the barrier 102, and the barrier layer 102 and the coating layer 103 are reduced to an irreducible minimum in thickness.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置用多層
プリント基板及び多層プリント基板を用いた半導体装置
に関し、特にはボールグリッドアレイ型の半導体装置に
用いる多層プリント基板及びこれを用いたボールグリッ
ドアレイ型の半導体装置に関する。
The present invention relates to a multilayer printed circuit board for a semiconductor device and a semiconductor device using the multilayer printed circuit board, and more particularly to a multilayer printed circuit board used for a ball grid array type semiconductor device and a ball grid array using the same. Semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に示すように、ボールグリッドアレ
イ型の半導体装置用の多層プリント基板5は、絶縁性基
板51の表面上にダイパッド52とボンディングパッド
53とを有し、当該絶縁性基板51の裏面上に電極パッ
ド54を有している。また、絶縁性基板51の内部に
は、配線(内部配線55)が設けられると共に、その裏
面側と表面側とを連通するスルーホール56が設けられ
ている。そしてスルーホール56の内壁や絶縁性基板5
1の表面上及び裏面上には、上記ダイパッド52,ボン
ディングパッド53,電極パッド54及び内部配線55
を相互に接続するための配線(外部配線57)が設けら
れている。また、ダイパッド52,ボンディングパッド
53及び電極パッド54を露出させ、スルーホール56
を塞いで外部配線57を覆う状態でソルダーレジスト5
8が成膜されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a multilayer printed circuit board 5 for a ball grid array type semiconductor device has a die pad 52 and a bonding pad 53 on the surface of an insulating substrate 51. An electrode pad 54 is provided on the back surface of 51. In addition, a wiring (internal wiring 55) is provided inside the insulating substrate 51, and a through hole 56 that connects the back side and the front side thereof is provided. The inner wall of the through hole 56 and the insulating substrate 5
1, the die pad 52, the bonding pad 53, the electrode pad 54, and the internal wiring 55
(External wiring 57) are provided to connect the wirings to each other. Further, the die pad 52, the bonding pad 53 and the electrode pad 54 are exposed, and the through hole 56 is formed.
The solder resist 5 is covered with the external wiring 57 covered.
8 is formed.

【0003】図中拡大図は、A部,A’部及びA”部の
拡大図である。この図に示すように、ダイパッド52,
ボンディングパッド53及び電極パッド54の各導電層
は、銅または銅合金からなる導電性主材料層501上
に、ニッケルまたはニッケル合金からなるバリア層50
2を積層し、さらにこのバリア層502上に金または金
合金からなる被膜層503を積層させた構成になってい
る。
The enlarged view in the figure is an enlarged view of a portion A, an A 'portion and an A "portion. As shown in FIG.
The conductive layers of the bonding pad 53 and the electrode pad 54 are formed by forming a barrier layer 50 made of nickel or a nickel alloy on a conductive main material layer 501 made of copper or a copper alloy.
2 and a coating layer 503 made of gold or a gold alloy is further laminated on the barrier layer 502.

【0004】上記のように、金または金合金で被膜層5
03を形成することによって、上記各送電層における耐
食性,ボンディング性及びダイ付け性を確保している。
さらに、ニッケルからなるバリア層502を、被膜層5
03と導電性主材料層501との間に形成するとによっ
て、被膜層503が導電性主材料層501に拡散して喪
失することを防止している。
As described above, the coating layer 5 made of gold or gold alloy is used.
By forming 03, corrosion resistance, bonding property, and die attachability in each of the above-mentioned power transmission layers are ensured.
Further, a barrier layer 502 made of nickel is formed on the coating layer 5.
Forming between the conductive main material layer 03 and the conductive main material layer 501 prevents the coating layer 503 from being diffused into the conductive main material layer 501 and lost.

【0005】また、上記構成の多層プリント基板5を用
いた半導体装置6は、例えば銀ペーストのような導電性
接着剤61を介してダイパッド52上にダイボンディン
グされた半導体チップ62と、電極パッド54上に形成
される半田ボール63と、半導体チップ62とボンディ
ングパッド53とに接続されたワイヤー64とを備えて
いる。そして、半導体チップ62,ワイヤー64及びボ
ンディングパッド53は封止樹脂65で覆われる。
A semiconductor device 6 using the multilayer printed circuit board 5 having the above-described configuration includes a semiconductor chip 62 die-bonded on a die pad 52 via a conductive adhesive 61 such as a silver paste, and an electrode pad 54. The semiconductor device includes a solder ball 63 formed thereon, and a wire 64 connected to the semiconductor chip 62 and the bonding pad 53. Then, the semiconductor chip 62, the wires 64 and the bonding pads 53 are covered with the sealing resin 65.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記構成の半導体装置
用多層プリント基板及び多層プリント基板を用いた半導
体装置には、以下のような課題があった。すなわち、図
5に示した多層プリント基板5において、被膜層503
の性能を確保するためには、バリア層502の膜厚を1
μm以上に設定して当該バリア層502のバリア性を確
保する必要がある。さらに、被膜層503の膜厚も0.
3μm以上に設定することで、当該被膜層503とバリ
ア層502との間の拡散反応による当該被膜層503の
喪失を防止する必要がある。
The multilayer printed circuit board for a semiconductor device having the above structure and the semiconductor device using the multilayer printed circuit board have the following problems. That is, in the multilayer printed circuit board 5 shown in FIG.
In order to ensure the performance of the above, the thickness of the barrier layer 502 is set to 1
It is necessary to secure the barrier property of the barrier layer 502 by setting the thickness to at least μm. Further, the film thickness of the coating layer 503 is also set to 0.1.
By setting the thickness to 3 μm or more, it is necessary to prevent loss of the coating layer 503 due to a diffusion reaction between the coating layer 503 and the barrier layer 502.

【0007】しかしながら、上記のバリア層502や被
膜層503の膜厚を厚くする場合、各層の成膜に要する
時間が長くなってTATが低下すると共に、材料費の上
昇による経済性の低下が問題になる。
However, when the thicknesses of the barrier layer 502 and the coating layer 503 are increased, the time required for forming each layer becomes longer, TAT decreases, and the economical efficiency decreases due to an increase in material costs. become.

【0008】さらに、上記多層プリント基板を用いた半
導体装置6では、電極パッド54の表面を構成する被膜
層503とこの上面に形成される半田ボール63との間
で金属間化合物が生成される。したがって、上述のよう
に被膜層503の性能を確保するために当該被膜層50
3の膜厚を厚くすると上記金属間化合物の生成膜厚が厚
くなり、これによって半田ボール63−電極パッド54
間の抵抗値が上昇し、半導体装置の信頼性の低下を招く
という問題がある。
Further, in the semiconductor device 6 using the above-mentioned multilayer printed board, an intermetallic compound is generated between the coating layer 503 constituting the surface of the electrode pad 54 and the solder ball 63 formed on the upper surface. Therefore, in order to secure the performance of the coating layer 503 as described above,
When the thickness of the intermetallic compound is increased, the thickness of the solder ball 63 and the electrode pad 54 is increased.
There is a problem in that the resistance value between the semiconductor devices increases, leading to a decrease in the reliability of the semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するための本発明は、内部に配線が形成された絶縁性
基板の表面上に半導体チップ搭載用のダイパッドとボン
ディングパッドとを有し、当該絶縁性基板の裏面上に電
極パッドを有して成る半導体装置用多層プリント基板で
あって、ダイパッドとボンディングパッドと電極パッド
とは、導電性主材料層上にニッケルまたはニッケル合金
からなるバリア層とパラジウムまたはパラジウム合金か
らなる被膜層とを下層から順に積層してなることを特徴
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a die pad and a bonding pad for mounting a semiconductor chip on a surface of an insulating substrate having wiring formed therein. A multilayer printed circuit board for a semiconductor device having an electrode pad on a back surface of the insulating substrate, wherein the die pad, the bonding pad, and the electrode pad are formed of a barrier made of nickel or a nickel alloy on a conductive main material layer. A layer and a coating layer made of palladium or a palladium alloy are laminated in order from the lower layer.

【0010】上記多層プリント基板では、被膜層を構成
するパラジウムまたはパラジウム合金は、例えば銅及び
銅合金等の導電性主材料層を構成する金属と拡散反応を
起こし難い材料であることから、当該拡散反応を防止す
る目的のバリア層の必要膜厚が薄くなる。これと共に、
上記パラジウム及びパラジウム合金は、バリア層を構成
するニッケル及びニッケル合金との拡散反応も起こし難
いことから、被膜層自体の必要膜厚も薄くなる。しか
も、ダイパッド,ボンディングパッド及び電極パッドの
表面が、パラジウムまたはパラジウム合金からなる被膜
層で覆われることから、上記各導電層の耐食性,ダイパ
ッドにおける半導体チップの接着性,ボンディングパッ
ドにおけるワイヤーボンディング性が損なわれることは
ない。
In the above-mentioned multilayer printed circuit board, palladium or a palladium alloy constituting the coating layer is a material which does not easily undergo a diffusion reaction with the metal constituting the conductive main material layer such as copper and copper alloy. The required thickness of the barrier layer for preventing the reaction is reduced. With this,
Since the palladium and the palladium alloy hardly cause a diffusion reaction with nickel and the nickel alloy constituting the barrier layer, the required film thickness of the coating layer itself is also reduced. In addition, since the surfaces of the die pad, the bonding pad, and the electrode pad are covered with a coating layer made of palladium or a palladium alloy, the corrosion resistance of each conductive layer, the adhesiveness of the semiconductor chip on the die pad, and the wire bonding property on the bonding pad are impaired. It will not be.

【0011】上記多層プリント基板において、上記被膜
層上に金または金合金からなる上層被膜層を積層させて
も良い。この場合、上記被膜層がバリア層になり、上層
被膜層と導電性主材料層及びバリア層との間の拡散反応
が防止される。また、上層被膜層によって、耐酸化性と
半田付け性が上昇するため、被膜層の必要膜厚が薄くな
る。
In the multilayer printed board, an upper coating layer made of gold or a gold alloy may be laminated on the coating layer. In this case, the coating layer serves as a barrier layer, and a diffusion reaction between the upper coating layer and the conductive main material layer and the barrier layer is prevented. Further, the oxidation resistance and the solderability are increased by the upper coating layer, so that the required thickness of the coating layer is reduced.

【0012】また、本発明の半導体装置は、上記構成の
多層プリント基板のダイパッド上に搭載された半導体チ
ップと、上記プリント基板の電極パッド上に形成される
半田ボールと、上記半導体チップと上記プリント基板の
ボンディングパッドとに接続されたワイヤーとからなる
ことを特徴としている。
Further, according to the present invention, there is provided a semiconductor device mounted on a die pad of a multilayer printed circuit board having the above-described structure, a solder ball formed on an electrode pad of the printed circuit board, and the semiconductor chip and the printed circuit board. And a wire connected to the bonding pad of the substrate.

【0013】この半導体装置では、被膜層を構成するパ
ラジウムまたはパラジウム合金は、半田との間で金属間
化合物を形成し難いため、電極パッド上における半田ボ
ールとの間での金属間化合物の形成が防止される。
In this semiconductor device, since the palladium or palladium alloy forming the coating layer hardly forms an intermetallic compound with the solder, the formation of the intermetallic compound with the solder ball on the electrode pad is difficult. Is prevented.

【0014】そして、被膜層上に上層被膜層を形成した
多層プリント基板を用いた場合においては、当該上層被
膜層を構成する金または金合金によって半田付け性が確
保される。また、上層被膜層の必要膜厚が薄いため、金
または金合金からなる上層被膜層と半田ボールとの間に
形成される金属間化合物は膜厚が薄いものになる。
When a multilayer printed board having an upper coating layer formed on the coating layer is used, solderability is ensured by gold or a gold alloy constituting the upper coating layer. Since the required thickness of the upper coating layer is small, the thickness of the intermetallic compound formed between the upper coating layer made of gold or a gold alloy and the solder ball is small.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層プリント基板
及び多層プリント基板を用いた半導体装置の実施の形態
を、図面に基づいて説明する。尚、従来と同じ構成には
同一符号を付し、重複する説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a multilayer printed board and a semiconductor device using the multilayer printed board according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted.

【0016】図1は、本発明の多層プリント基板の実施
の形態を説明する図であり、先ず、この図に基づいて多
層プリント基板の実施の形態を説明する。本実施形態の
多層プリント基板1と、従来の技術で図5を用いて説明
した多層プリント基板(5)との異なるところ、ダイパ
ッド11とボンディングパッド12と電極パッド13の
構成にあり、その他の構成は同様である。
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of a multilayer printed circuit board according to the present invention. First, an embodiment of a multilayer printed circuit board will be described with reference to FIG. The difference between the multilayer printed board 1 of the present embodiment and the multilayer printed board (5) described with reference to FIG. 5 in the related art lies in the configuration of the die pad 11, the bonding pad 12, and the electrode pad 13, and other configurations. Is similar.

【0017】図中拡大図は、B部,B’部及びB”部の
拡大図である。この図に示すように、多層プリント基板
1におけるダイパッド11とボンディングパッド12と
電極パッド13とは、銅または銅合金からなる導電性主
材料層101とニッケルまたはニッケル合金からなるバ
リア層102とパラジウムまたはパラジウム合金からな
る被膜層103とを、下層から順に絶縁性基板51上に
積層してなる。
The enlarged view in the figure is an enlarged view of a portion B, a portion B ′ and a portion B ″. As shown in this figure, the die pad 11, the bonding pad 12, and the electrode pad 13 in the multilayer printed circuit board 1 are A conductive main material layer 101 made of copper or a copper alloy, a barrier layer 102 made of nickel or a nickel alloy, and a coating layer 103 made of palladium or a palladium alloy are laminated on an insulating substrate 51 in order from the bottom.

【0018】上記各層の詳細な構成を、これらの成膜手
順に沿って説明する。先ず、硝子−エポキシの様な基材
の内部に内部配線55とスルーホール56とが形成され
た絶縁性基板51を用意する。そして、この絶縁性基板
51の表面上及び裏面上におけるダイパッド11,ボン
ディングパッド12,電極パッド13及び外部配線57
の形成部分に、無電解メッキ法によって銅メッキを施
し、さらに電解メッキ法によって銅メッキを施す。これ
によって、銅からなる導電性主材料層101をパターン
成膜する。この導電性主材料層101は銅合金で形成し
ても良く、また、無電解メッキ法または電解メッキ法の
みで形成しても良い。
The detailed structure of each of the above layers will be described in accordance with these film forming procedures. First, an insulating substrate 51 having an internal wiring 55 and a through hole 56 formed inside a substrate such as glass-epoxy is prepared. Then, the die pad 11, the bonding pad 12, the electrode pad 13, and the external wiring 57 on the front surface and the rear surface of the insulating substrate 51 are formed.
Is plated with an electroless plating method and then with an electrolytic plating method. Thus, the conductive main material layer 101 made of copper is formed into a pattern. The conductive main material layer 101 may be formed of a copper alloy, or may be formed only by an electroless plating method or an electrolytic plating method.

【0019】次に、ダイパッド11,ボンディングパッ
ド12及び電極パッド13の形成部分上を露出させ、ス
ルーホール56を塞いでかつ外部配線57の露出部分を
覆う状態でソルダーレジスト58を形成する。
Next, a solder resist 58 is formed in such a manner that the portions where the die pads 11, the bonding pads 12 and the electrode pads 13 are formed are exposed, the through holes 56 are closed, and the exposed portions of the external wirings 57 are covered.

【0020】その後、電解メッキ法によって、導電性主
材料層101の露出面上にニッケルメッキを施す。これ
によって、導電性主材料層101上にニッケルからなる
バリア層102を成膜する。このバリア層102は、
0.5μm程度以上の膜厚にする。また、バリア層10
2はニッケル合金で形成しても良い。
Thereafter, nickel plating is performed on the exposed surface of the conductive main material layer 101 by an electrolytic plating method. Thus, a barrier layer 102 made of nickel is formed on the conductive main material layer 101. This barrier layer 102
The thickness is about 0.5 μm or more. In addition, the barrier layer 10
2 may be formed of a nickel alloy.

【0021】次に、電解メッキ法によって、バリア層1
02の露出面上にパラジウムメッキを施す。これによっ
て、バリア層102上にパラジウムからなる被膜層10
3を成膜する。この被膜層103は、0.02μm程度
以上の膜厚にする。また、被膜層103はパラジウム合
金で形成しても良い。
Next, the barrier layer 1 is formed by electrolytic plating.
02 is subjected to palladium plating on the exposed surface. Thereby, the coating layer 10 made of palladium is formed on the barrier layer 102.
3 is formed. This coating layer 103 has a thickness of about 0.02 μm or more. Further, the coating layer 103 may be formed of a palladium alloy.

【0022】以上のようにして、導電性主材料層101
とバリア層102と被膜層103とを下層から順に積層
してなるダイパッド11,ボンディングパッド12及び
電極パッド13を絶縁性基板51上に形成してなる多層
プリント基板1を形成する。
As described above, the conductive main material layer 101
The multilayer printed board 1 is formed by forming a die pad 11, a bonding pad 12, and an electrode pad 13 on an insulating substrate 51 by laminating a barrier layer 102 and a coating layer 103 in this order from the bottom.

【0023】上記構成の多層プリント基板1では、被膜
層103を構成するパラジウム(パラジウム合金を含
む)は、導電性主材料層101を構成する銅(銅合金を
含む)との拡散反応を起こし難い材料であることから、
この拡散反応を防止する目的のバリア層102の必要最
低膜厚を0.5μmにまで薄くすることが可能になる。
これと共に、上記パラジウムは、バリア層102を構成
するニッケル(ニッケル合金を含む)との拡散反応も起
こし難いことから、被膜層103自体の必要最低膜厚も
0.02μmと薄い値になる。これは、上記バリア層1
02上に金または金合金からなる被膜層のみを特性成膜
する場合における当該被膜層の必要最低膜厚が0.3μ
mであることと比較して、薄い値であることがわかる。
In the multilayer printed board 1 having the above structure, palladium (including a palladium alloy) forming the coating layer 103 is unlikely to cause a diffusion reaction with copper (including a copper alloy) forming the conductive main material layer 101. Because it is a material,
The required minimum thickness of the barrier layer 102 for preventing this diffusion reaction can be reduced to 0.5 μm.
At the same time, since the palladium hardly causes a diffusion reaction with nickel (including a nickel alloy) constituting the barrier layer 102, the required minimum film thickness of the coating layer 103 itself is as small as 0.02 μm. This is the barrier layer 1
02, the required minimum thickness of the coating layer is 0.3 μm when only the coating layer made of gold or a gold alloy is characteristically formed on
It can be seen that the value is thinner than that of m.

【0024】しかも、ダイパッド11,ボンディングパ
ッド12及び電極パッド13の表面が、パラジウムから
なる被膜層103で覆われることから、この被膜層10
3によって上記ダイパッド11,ボンディングパッド1
2及び電極パッド13の耐食性が確保されると共に、ダ
イパッド11における半導体チップ62の接着性及びボ
ンディングパッド12におけるワイヤーボンディング性
が確保される。
In addition, since the surfaces of the die pad 11, the bonding pad 12, and the electrode pad 13 are covered with the coating layer 103 made of palladium,
3, the die pad 11 and the bonding pad 1
2 and the electrode pads 13 are secured, the adhesiveness of the semiconductor chip 62 on the die pad 11 and the wire bonding property on the bonding pad 12 are secured.

【0025】次に、図2は、多層プリント基板を用いた
半導体装置の実施形態を示す図である。この半導体装置
2と従来の技術で図5を用いて説明した半導体装置
(6)との異なるところは、上記図1を用いて説明した
多層プリント基板1を用いているところにあり、その他
の構成は同様である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor device using a multilayer printed circuit board. The difference between this semiconductor device 2 and the semiconductor device (6) described with reference to FIG. 5 in the prior art is that the semiconductor device 2 uses the multilayer printed circuit board 1 described with reference to FIG. Is similar.

【0026】このように構成された半導体装置2では、
被膜層103を構成するパラジウムが半田との間で金属
間化合物を形成し難い金属であるため、金属間化合物の
形成による電極パッド13−半田ボール63間の抵抗値
の上昇を防止できる。
In the semiconductor device 2 configured as described above,
Since the palladium forming the coating layer 103 is a metal that hardly forms an intermetallic compound with the solder, it is possible to prevent an increase in the resistance value between the electrode pad 13 and the solder ball 63 due to the formation of the intermetallic compound.

【0027】次に、図3は、本発明の多層プリント基板
における他の実施の形態を説明する図である。この図に
示す多層プリント基板3と、上記図1を用いて説明した
多層プリント基板(1)との異なるところは、ダイパッ
ド31とボンディングパッド32と電極パッド33との
構成にある。
Next, FIG. 3 is a view for explaining another embodiment of the multilayer printed circuit board of the present invention. The difference between the multilayer printed board 3 shown in this figure and the multilayer printed board (1) described with reference to FIG. 1 lies in the configuration of the die pad 31, the bonding pad 32, and the electrode pad 33.

【0028】図中拡大図は、C部,C’部及びC”部の
拡大図である。この拡大図に示すように、これらのダイ
パッド31,ボンディングパッド32及び電極パッド3
3は、パラジウムからなる被膜層103の上層にさらに
金または金合金からなる上層被膜層103を設けた構成
になっている。そして、これ以外の構成は上記図1を用
いて説明した多層プリント基板(1)と同様である。
The enlarged view in the figure is an enlarged view of the portion C, the portion C 'and the portion C ". As shown in the enlarged view, these die pad 31, bonding pad 32 and electrode pad 3 are shown.
No. 3 has a configuration in which an upper layer 103 made of gold or a gold alloy is further provided on the upper layer 103 made of palladium. The other configuration is the same as that of the multilayer printed circuit board (1) described with reference to FIG.

【0029】上記多層プリント基板3を形成するには、
上記図1を用いて説明した多層プリント基板(1)と同
様にして被膜層103までを成膜した後、電解メッキ法
によって被膜層103の露出面上に金メッキを施す。こ
れによって、被膜層103上に金からなる上層被膜層1
03を成膜する。この上層被膜層103は、0.001
μm〜0.3μm程度の膜厚にする。また、上層被膜層
103は金合金で形成しても良い。
To form the multilayer printed circuit board 3,
After forming up to the coating layer 103 in the same manner as in the multilayer printed board (1) described with reference to FIG. 1, gold plating is performed on the exposed surface of the coating layer 103 by an electrolytic plating method. Thereby, the upper coating layer 1 made of gold is formed on the coating layer 103.
03 is formed. The upper coating layer 103 has a thickness of 0.001
The thickness is set to about μm to 0.3 μm. Further, the upper coating layer 103 may be formed of a gold alloy.

【0030】このようにして形成された上記構成の多層
プリント基板3では、パラジウムからなる被膜層103
がバリアになり、上層被膜層103と導電性主材料層1
01及びバリア層102との間での拡散反応が防止され
る。このため、上記バリア層102に金または金合金か
らなる被膜層のみを形成する場合における当該被膜層の
必要最低膜厚が0.3μmであるのに対して、ここで成
膜される金かなる上層被膜層の必要最低膜厚を0.00
1μmと薄膜化することが可能になる。
In the multilayer printed circuit board 3 having the above-described structure, the coating layer 103 made of palladium is formed.
Becomes a barrier, and the upper coating layer 103 and the conductive main material layer 1
01 and the barrier layer 102 are prevented from diffusing. For this reason, in the case where only the coating layer made of gold or a gold alloy is formed on the barrier layer 102, the required minimum thickness of the coating layer is 0.3 μm, but the gold formed here is used. The required minimum thickness of the upper coating layer is 0.00
The thickness can be reduced to 1 μm.

【0031】次に、図4は、多層プリント基板を用いた
半導体装置の実施形態を示す図である。この半導体装置
4と図2を用いて説明した半導体装置(2)との異なる
ところは、上記図3を用いて説明した多層プリント基板
3を用いているところにあり、その他の構成は同様であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor device using a multilayer printed circuit board. This semiconductor device 4 is different from the semiconductor device (2) described with reference to FIG. 2 in that the multilayer printed circuit board 3 described with reference to FIG. 3 is used, and other configurations are the same. .

【0032】このように構成された半導体装置4では、
従来の半導体装置(6)よりも金からなる上層被膜層1
03(従来の技術では被膜層)の膜厚を薄く設定でき
る。このため、上層被膜層103と半田ボール63との
間に形成される金属間化合物は膜厚が薄いものになり、
電極パッド33−半田ボール63間の抵抗値の上昇を抑
制できる。そして、金(金合金を含む)からなる上層被
膜層103によって、ダイパッド31やボンディングパ
ッド32や電極パッド33における耐酸化性及び半田付
け性が確保される。
In the semiconductor device 4 configured as described above,
Upper coating layer 1 made of gold than conventional semiconductor device (6)
03 (the film layer in the prior art) can be set to be thin. Therefore, the intermetallic compound formed between the upper coating layer 103 and the solder ball 63 has a small thickness,
An increase in the resistance between the electrode pad 33 and the solder ball 63 can be suppressed. The oxidation resistance and solderability of the die pad 31, the bonding pad 32, and the electrode pad 33 are ensured by the upper coating layer 103 made of gold (including a gold alloy).

【0033】尚、上記各実施形態では、バリア層10
2,被膜層103及び上層被膜層103を電解メッキ法
によって成膜した。しかし、上記各層は、例えば無電解
メッキ法やこれ以外の方法で成膜しても良い。
In each of the above embodiments, the barrier layer 10
2. The coating layer 103 and the upper coating layer 103 were formed by electrolytic plating. However, each of the above layers may be formed by, for example, an electroless plating method or another method.

【0034】また、上記各実施形態では、ダイパッド3
1,ボンディングパッド32及び電極パッド33におい
てのみ、導電性主材料層101上にバリア層102及び
被膜層103,上層被膜層103を設けた。しかし、必
要に応じて外部配線57を構成する導電性主材料層10
1上にもバリア層102及び被膜層103,上層被膜層
103を設けても良い。この場合、ソルダーレジスト5
8を形成する前に、導電性主材料層101上にバリア層
102及び被膜層103,上層被膜層103の成膜を行
うこととする。
In each of the above embodiments, the die pad 3
1. Only in the bonding pad 32 and the electrode pad 33, the barrier layer 102, the coating layer 103, and the upper coating layer 103 were provided on the conductive main material layer 101. However, if necessary, the conductive main material layer 10
A barrier layer 102, a coating layer 103, and an upper coating layer 103 may be provided on 1. In this case, solder resist 5
Before forming the conductive layer 8, a barrier layer 102, a coating layer 103, and an upper coating layer 103 are formed on the conductive main material layer 101.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
用多層プリント基板によれば、半導体チップの接着性や
ボンディング性を損なうことなく絶縁性基板上の導電層
においてバリア層及び被膜層の膜厚を薄膜することが可
能になる。このため、多層プリント基板製造のための材
料費を削減して経済性を向上させることが可能になると
共に上記各層の成膜時間を削減してTATを向上させる
ことが可能になる。また、本発明の半導体装置によれ
ば、半田との間で金属間化合物を形成し難いパラジウム
で上記被膜層を構成することで、電極パッド上における
半田ボールとの間での金属間化合物の形成による抵抗値
の上昇を防止して、半導体装置の信頼性向上させること
が可能になる。
As described above, according to the multilayer printed circuit board for a semiconductor device of the present invention, the barrier layer and the coating layer are formed on the conductive layer on the insulating substrate without impairing the adhesiveness and bonding property of the semiconductor chip. It becomes possible to reduce the thickness. For this reason, it is possible to reduce the material cost for manufacturing the multilayer printed circuit board, thereby improving the economical efficiency, and to shorten the film forming time of each of the above-described layers, thereby improving the TAT. Further, according to the semiconductor device of the present invention, by forming the coating layer with palladium, which hardly forms an intermetallic compound with the solder, the formation of the intermetallic compound with the solder ball on the electrode pad This can prevent the resistance value from increasing and improve the reliability of the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態の多層プリント基板の構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer printed circuit board according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態の半導体装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor device according to the first embodiment;

【図3】第2実施形態の多層プリント基板の構成を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a multilayer printed circuit board according to a second embodiment.

【図4】第2実施形態の半導体装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図5】従来の多層プリント基板及び半導体装置の構成
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional multilayer printed circuit board and a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,3 多層プリント基板 2,4 半導体装置 11,31 ダイパット 12,32 ボンディング
パット 13,33 電極パッド 51 絶縁性基板 55
内部配線 62 半導体チップ 63 半田ボール 64 ワ
イヤー 101 導電性主材料層 102 バリア層 10
3 被膜層 104 上層被膜層
1,3 Multilayer printed circuit board 2,4 Semiconductor device 11,31 Die pad 12,32 Bonding pad 13,33 Electrode pad 51 Insulating substrate 55
Internal wiring 62 Semiconductor chip 63 Solder ball 64 Wire 101 Conductive main material layer 102 Barrier layer 10
3 Coating layer 104 Upper coating layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に配線が形成された絶縁性基板の表
面上に半導体チップ搭載用のダイパッドとボンディング
パッドとを有し、当該絶縁性基板の裏面上に電極パッド
を有して成る半導体装置用多層プリント基板であって、 前記ダイパッドとボンディングパッドと電極パッドと
は、導電性主材料層上にニッケルまたはニッケル合金か
らなるバリア層とパラジウムまたはパラジウム合金から
なる被膜層とを下層から順に積層してなること、 を特徴とする半導体装置用多層プリント基板。
1. A semiconductor device having a die pad for mounting a semiconductor chip and a bonding pad on a surface of an insulating substrate having wiring formed therein, and having an electrode pad on a back surface of the insulating substrate. A multilayer printed circuit board, wherein the die pad, the bonding pad, and the electrode pad are formed by sequentially laminating a barrier layer made of nickel or a nickel alloy and a coating layer made of palladium or a palladium alloy on a conductive main material layer in order from the lower layer. A multilayer printed circuit board for a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置用多層プリン
ト基板において、 前記被膜層上に金または金合金からなる上層被膜層を積
層させたこと、 を特徴とする半導体装置用多層プリント基板。
2. The multilayer printed circuit board for a semiconductor device according to claim 1, wherein an upper coating layer made of gold or a gold alloy is laminated on the coating layer.
【請求項3】 内部に配線が形成された絶縁性基板の表
面上に半導体チップ搭載用のダイパッドとボンディング
パッドとを有すると共に当該絶縁性基板の裏面上に電極
パッドを有して成る多層プリント基板と、前記ダイパッ
ド上に搭載された半導体チップと、前記電極パッド上に
形成される半田ボールと、前記半導体チップと前記ボン
ディングパッドとに接続されたワイヤーとからなる半導
体装置であって、 前記ダイパッドとボンディングパッドと電極パッドと
は、導電性主材料層上にニッケルまたはニッケル合金か
らなるバリア層とパラジウムまたはパラジウム合金から
なる被膜層とを下層から順に積層してなること、 を特徴とする半導体装置。
3. A multilayer printed circuit board having a die pad and a bonding pad for mounting a semiconductor chip on a surface of an insulating substrate having wiring formed therein, and having electrode pads on a back surface of the insulating substrate. A semiconductor chip comprising: a semiconductor chip mounted on the die pad; a solder ball formed on the electrode pad; and a wire connected to the semiconductor chip and the bonding pad. A semiconductor device comprising: a bonding pad and an electrode pad in which a barrier layer made of nickel or a nickel alloy and a coating layer made of palladium or a palladium alloy are sequentially laminated on a conductive main material layer from a lower layer.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 前記被膜層上に金または金合金からなる上層被膜層を積
層させたこと、 を特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein an upper coating layer made of gold or a gold alloy is laminated on the coating layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6080494A (en) * 1997-08-29 2000-06-27 Texas Instruments Incorporated Method to manufacture ball grid arrays with excellent solder ball adhesion for semiconductor packaging and the array

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