JPH11163233A - Aluminum heat sink and manufacture thereof - Google Patents

Aluminum heat sink and manufacture thereof

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JPH11163233A
JPH11163233A JP32152197A JP32152197A JPH11163233A JP H11163233 A JPH11163233 A JP H11163233A JP 32152197 A JP32152197 A JP 32152197A JP 32152197 A JP32152197 A JP 32152197A JP H11163233 A JPH11163233 A JP H11163233A
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JP
Japan
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aluminum
bonding
aluminum alloy
cutting
wire bonding
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JP32152197A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Miura
陽一 三浦
Shinichiro Hori
晋一郎 堀
Masahito Sasaki
将人 佐々木
Yoshio Hirayama
良夫 平山
Takayuki Hayade
隆幸 早出
Seiichi Serizawa
精一 芹澤
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NIPPON KOUJUNDO KAGAKU KK
SODE NAGANO KK
Dai Nippon Printing Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
NIPPON KOUJUNDO KAGAKU KK
SODE NAGANO KK
Dai Nippon Printing Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide both an adhesive insulating film and a part which allows wire bonding by coating a surface with an anode oxide film except for a conductive connection part where a base material of aluminum or aluminum alloy is exposed. SOLUTION: Related to an aluminum heat sink 1, a protruding streak part 2 is formed at a part corresponding to wire bonding position, and the protruding streak part 2 is cut at its wire bonding position to remove an anode oxide film from an aluminum substrate. Related to a method for removing the anode oxide film, cutting with a diamond bite is most excellent, where a bite is attached to a spindle which cuts to a flat surface at a high speed of 20,000 r,p.m. while moving, with a circular streak remaining on the surface of an aluminum material. Wire bonding is possible over the entire cutting surface by a diamond bite, and both an insulating film of good adhesion to a sealing resin and a part which allows wire bonding are provided.

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、半導体チップをパ
ッケージする際に熱抵抗を下げることを目的として使用
される放熱体のうち、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金からなる放熱板およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiator plate made of aluminum or an aluminum alloy, and a method of manufacturing the radiator plate, among heat radiators used for lowering thermal resistance when packaging a semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体チップはその用途やデバイスの電
気特性あるいは発熱の程度に対応した各種方法によって
パッケージされる。たとえば、トランスファモールドで
成形されたプラスチックパッケージの場合には、単層の
リードフレームを使用し、ダイパッドにチップを搭載
後、各リードにチップからワイヤボンディングにより電
気的接続を行い、その後エポキシ樹脂系の封止剤で封止
し、外装メッキとアウターリードの曲げ加工とトリミン
グを行うことで工程を完了する。消費電力が低い場合や
電気特性に特別の要求のないマイコンやメモリーにおい
ては、このプラスチックパッケージでも充分な信頼性が
得られるとともに、安価であるという特徴を有してい
る。ところが、上記したようなプラスチックパッケージ
に対して、消費電力が大きく、電気特性に関する要求の
厳しいデバイスにはセラミックパッケージが用いられて
きた。
2. Description of the Related Art A semiconductor chip is packaged by various methods corresponding to its use, the electrical characteristics of a device, or the degree of heat generation. For example, in the case of a plastic package molded by transfer molding, use a single-layer lead frame, mount the chip on the die pad, make electrical connection from the chip to each lead by wire bonding, and then use epoxy resin. The process is completed by sealing with a sealing agent, and performing outer plating and bending and trimming of the outer leads. In the case of low power consumption and microcomputers and memories that do not have special requirements for electrical characteristics, this plastic package has features that sufficient reliability can be obtained and that it is inexpensive. However, a ceramic package has been used for a device which consumes a large amount of power and has strict requirements on electrical characteristics as compared with the plastic package as described above.

【0003】従来からこのセラミックパッケージには各
種放熱体が取り付けられ熱放散性の向上が図られること
も多かった。しかし、セラミックパッケージは、重量が
重いという欠点があり、製造コストも高いものであっ
た。また、プラスチックパッケージにおいても、多くの
改善により低熱抵抗で電気特性に優れたものが開発さ
れ、実用化されるようになった。すなわち、リードフレ
ームに両面接着剤付のポリイミドテープを用いてヒート
スプレッダやグランドプレーンを張り付け多層化したも
のがある。また、樹脂モールド時に金属製のヒートスプ
レッダを入れ込む、いわゆるドロップインタイプのパッ
ケージも安価であり広く用いられている。このようなプ
ラスチックパッケージに用いられるアルミニウムあるい
はアルミニウム合金からなる放熱板は樹脂との密着性を
増し、パッケージ外に一部が露出する使用方法において
も耐久性を維持できるよう、その表面に陽極酸化皮膜を
施すのが通常である。陽極酸化皮膜は輻射による放熱性
を高める特性を有するが、さらに放熱性を向上させるた
め、黒色に着色することが多い。
Conventionally, various heat radiators have been attached to this ceramic package to improve the heat dissipation. However, the ceramic package has a disadvantage of being heavy in weight and has a high manufacturing cost. Many improvements have also been made to plastic packages with low thermal resistance and excellent electrical characteristics, and they have come into practical use. That is, there is a multi-layer structure in which a heat spreader or a ground plane is attached to a lead frame using a polyimide tape with a double-sided adhesive. A so-called drop-in type package in which a metal heat spreader is inserted at the time of resin molding is inexpensive and widely used. The radiator plate made of aluminum or aluminum alloy used for such a plastic package has an anodic oxide film on its surface so as to increase the adhesion to the resin and maintain its durability even in a usage method where a part is exposed outside the package. Is usually applied. The anodic oxide film has a property of enhancing heat radiation by radiation, but is often colored black in order to further improve heat radiation.

【0004】一方、銅製のヒートシンクでは、半導体装
置としての特性を向上させるため、放熱体を接地する場
合がある。この時、金ないしはアルミニウム製のボンデ
ィングワイヤを放熱体に超音波を用いてボンディングし
導通を得ている。絶縁性の陽極酸化皮膜を施したアルミ
ニウムおよびアルミニウム合金製放熱板の場合、陽極酸
化皮膜上には直接にボンディングができないため、陽極
酸化皮膜を削り取りボンディング面を形成する必要があ
った。さらに、ボンディング面の仕上げ状態が不充分で
あるとボンディングに悪影響を及ぼすという問題点もあ
った。
On the other hand, in a copper heat sink, a heat radiator may be grounded in order to improve characteristics as a semiconductor device. At this time, gold or aluminum bonding wires are bonded to the heat radiator using ultrasonic waves to achieve conduction. In the case of a heat sink made of aluminum or an aluminum alloy provided with an insulating anodic oxide film, bonding cannot be performed directly on the anodic oxide film, so that the anodic oxide film has to be cut off to form a bonding surface. Further, there is also a problem that an insufficient finish of the bonding surface adversely affects the bonding.

【0005】アルミニウム材に金線ないしはアルミニウ
ム線をボンディングすることは可能であるが、しかしな
がら、一般にはその接合強度が安定せず、一定の接合強
度が得られなかったり、接合できないこともあった。本
発明者らはアルミニウム材の表面状態にその原因がある
ことを見いだし、陽極酸化皮膜が施され、且つ接地用の
ワイヤーボンディングを可能にするため、陽極酸化皮膜
の一部を除去した放熱板について、先に特願平8−15
1795号として出願した。
[0005] It is possible to bond a gold wire or an aluminum wire to an aluminum material. However, generally, the bonding strength is not stable, and a certain bonding strength cannot be obtained or the bonding cannot be performed. The present inventors have found that the cause is in the surface state of the aluminum material, and in order to enable the wire bonding for grounding to be provided with an anodized film, a heat sink in which a part of the anodized film is removed First, Patent Application 8-15
No. 1795.

【0006】半導体装置としての特性を向上させるた
め、放熱板を接地するに当たり、金ないしはアルミニウ
ム製のボンディングワイヤを放熱体に超音波を用いてボ
ンディングすることが可能なことは明らかになったが、
陽極酸化皮膜を取り除いたアルミニウム面においても、
その接合強度が安定せず、場合によっては実用上必要な
接合強度以下となり、不良を発生する現象が生じた。
[0006] In order to improve the characteristics of the semiconductor device, it has been clarified that a gold or aluminum bonding wire can be bonded to the radiator using ultrasonic waves when the radiator is grounded.
Even on the aluminum surface from which the anodized film has been removed,
The bonding strength was not stable, and in some cases, was lower than the bonding strength required for practical use, and a phenomenon of causing defects occurred.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、表面に陽極
酸化皮膜を形成したアルミニウムあるいはアルミニウム
合金製放熱体にボンデイング可能な領域を形成するた
め、表面の切削加工を行うに当たり、その加工面のボン
デイング接合強度を安定ならしめるものである。
The object of the present invention is to form a bondable region on an aluminum or aluminum alloy radiator having an anodic oxide film formed on its surface. This stabilizes the bonding strength.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置に
用いるアルミニウムあるいはアルミニウム合金製放熱板
において、アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る基材が露出した導電接続部を除いて表面が陽極酸化皮
膜で覆われているアルミニウムあるいはアルミニウム合
金からなる放熱板である。露出した導電接続部は、切削
工具を用いた切削して形成したものであるアルミニウム
あるいはアルミニウム合金からなる放熱板である。切削
加工によって形成された条痕の最大粗さが10μm以下
であり、条痕の周期が、ワイヤボンディングのキャピラ
リーの先端径の40%またはワイヤボンディングによっ
て接合する金属線の直径の2.2倍の少なくともいずれ
かの数値よりも小であるアルミニウムあるいはアルミニ
ウム合金からなる放熱板である。
According to the present invention, there is provided a heat sink made of aluminum or an aluminum alloy used for a semiconductor device, the surface of which is covered with an anodic oxide film except for a conductive connection portion where a base made of aluminum or an aluminum alloy is exposed. This is a radiator plate made of aluminum or aluminum alloy. The exposed conductive connection portion is a heat sink made of aluminum or an aluminum alloy formed by cutting using a cutting tool. The maximum roughness of the streak formed by the cutting process is 10 μm or less, and the period of the streak is 40% of the tip diameter of the wire bonding capillary or 2.2 times the diameter of the metal wire bonded by the wire bonding. The heat radiating plate is made of aluminum or an aluminum alloy that is smaller than at least one of the numerical values.

【0009】また、半導体装置に用いるアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金製放熱板の製造方法において、
陽極酸化皮膜で覆われているアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を、ダイヤモンド製切削工具を用いて切削す
ることアルミニウムあるいはアルミニウム合金製放熱体
の製造方法である。
In a method of manufacturing a heat sink made of aluminum or aluminum alloy used for a semiconductor device,
This is a method for manufacturing a heat radiator made of aluminum or aluminum alloy by cutting aluminum or aluminum alloy covered with an anodized film using a diamond cutting tool.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明は、陽極酸化皮膜を形成し
たアルミニウムまたはアルミニウム合金製の放熱体の表
面から陽極酸化皮膜を除去して、ワイヤボンディング用
の接合面を形成する際に、接合強度が大きなワイヤボン
ディング面を形成したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a bonding surface for wire bonding by removing an anodized film from the surface of a heat radiator made of aluminum or an aluminum alloy having an anodized film formed thereon. Indicates that a large wire bonding surface is formed.

【0011】図1は、本発明のアルミニウム製放熱体の
一例を説明する図である。アルミニウム製放熱板1に
は、ワイヤボンディング位置に相当する部位に凸条部2
を形成しており、凸条部のワイヤボンディング位置を切
削して、陽極酸化皮膜をアルミニウム基体から取り除い
ている。図2は、図1をA−A線で切断した断面を説明
する図である。陽極酸化皮膜3の除去の際には、陽極酸
化皮膜とともに、ワイヤボンディング位置に相当する凸
状部位2も同時に切削して凸状部をアルミニウム放熱板
の基材面とほぼ同じ高さとなるまで切削する。
FIG. 1 is a view for explaining an example of the aluminum heat radiator of the present invention. The aluminum radiator plate 1 has a ridge 2 at a portion corresponding to a wire bonding position.
The anodic oxide film is removed from the aluminum substrate by cutting the wire bonding position of the ridge. FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of FIG. 1 taken along line AA. When the anodic oxide film 3 is removed, the convex portion 2 corresponding to the wire bonding position is also cut together with the anodic oxide film until the convex portion is substantially at the same height as the base surface of the aluminum heat sink. I do.

【0012】陽極酸化皮膜の除去方法には、各種の方法
がある。表1にアルミニウム材料の表面から各種の方法
によって陽極酸化皮膜を除去した後に、金線によるボン
ディングの強度を測定した測定結果を示す。
There are various methods for removing the anodic oxide film. Table 1 shows the results of measuring the bonding strength using a gold wire after removing the anodic oxide film from the surface of the aluminum material by various methods.

【0013】[0013]

【表1】 陽極酸化皮膜除去方法 ボンディング評価結果(g) A アルカリエッチング 最大強度:10.1 最小強度:6.8 B 化学研磨 最大強度:11.6 最小強度:7.4 C 化学研磨の後に酸化膜除去 最大強度: 8.7 最小強度:5.7 D 超硬バイトによる切削 最大強度:11.5 最小強度:6.2 E ダイヤモンドバイトによる切削 最大強度:11.4 最小強度:8.6Table 1 Anodized film removal method Bonding evaluation result (g) A Alkaline etching Maximum strength: 10.1 Minimum strength: 6.8 B Chemical polishing Maximum strength: 11.6 Minimum strength: 7.4 C After chemical polishing Removal of oxide film Maximum strength: 8.7 Minimum strength: 5.7 D Cutting with carbide tool Maximum strength: 11.5 Minimum strength: 6.2 E Cutting with diamond tool Maximum strength: 11.4 Minimum strength: 8.6

【0014】表1において、それぞれの処理は以下の条
件によって行った。 (A)アルカリエッチング 水酸化ナトリウム水溶液(50g/l)を50℃に加熱
し、アルミニウム材を60秒間浸漬し、表面を溶解し
た。水洗に引き続き、濃度30重量%の硝酸に浸漬し
て、表面に残留したアルカリ分とともに溶解したアルミ
ニウムからの残渣であるスマットを除去した。 (B)化学研磨 化学研磨液(ラサ化成製ラサブライト)1000mlに
硝酸30mlを加え、95℃以上に加熱した化学研磨浴
中にアルミニウム材を浸漬して、激しく上下させながら
光沢が生じるまで化学研磨を行った。処理時間は約90
秒間であった。処理後、十分に流水中で水洗した。 (C)化学研磨の後に酸化膜除去 上記の化学研磨後のアルミニウム材を、リン酸(35m
l/l)、クロム酸(20g/l)からなる95℃以上
に加熱した浴中に3分間浸漬して、表面酸化皮膜を溶解
除去した。 (D)超硬バイトによる切削 窒化チタンの被覆を施した工具鋼製の切削バイトを用
い、6000rpmの回転数で、マシン油を潤滑油とし
てアルミニウム材表面をミーリング加工した。 (E)ダイヤモンドバイトによる切削 焼結ダイヤモンドを用いた切削バイトを用い、灯油を潤
滑油として18000rpmでアルミニウム表面をミー
リング加工した。
In Table 1, each treatment was performed under the following conditions. (A) Alkali etching An aqueous sodium hydroxide solution (50 g / l) was heated to 50 ° C., and the aluminum material was immersed for 60 seconds to dissolve the surface. Subsequent to the water washing, the substrate was immersed in nitric acid having a concentration of 30% by weight to remove smut, which is a residue from aluminum dissolved together with alkali remaining on the surface. (B) Chemical polishing 30 ml of nitric acid was added to 1000 ml of a chemical polishing liquid (Lasabrite manufactured by Rasa Kasei), and the aluminum material was immersed in a chemical polishing bath heated to 95 ° C. or higher. went. Processing time is about 90
Seconds. After the treatment, it was sufficiently washed with running water. (C) Removal of oxide film after chemical polishing The aluminum material after the above chemical polishing is replaced with phosphoric acid (35 m
1 / l) and a bath of chromic acid (20 g / l) heated to 95 ° C. or higher for 3 minutes to dissolve and remove the surface oxide film. (D) Cutting with Carbide Tool Using a tool bit made of tool steel coated with titanium nitride, the surface of the aluminum material was milled at a rotation speed of 6000 rpm using machine oil as lubricating oil. (E) Cutting by Diamond Tool Using a cutting tool using sintered diamond, the aluminum surface was milled at 18,000 rpm using kerosene as a lubricating oil.

【0015】それぞれの処理の後に行ったボンディング
の接合強度評価は、30μmの金線を用い、荷重80
g、超音波の出力100W、加圧時間15m秒間、温度
250℃の条件で、10回の試験を行い、10回行った
接合強度の最大および最小の強度を示した。
The evaluation of the bonding strength of the bonding performed after each treatment was performed using a 30 μm gold wire and a load of 80 μm.
g, an ultrasonic output of 100 W, a pressurization time of 15 msec, and a temperature of 250 ° C., 10 tests were performed, and the maximum and minimum bonding strengths performed 10 times were shown.

【0016】これらの除去方法のなかでも、ダイヤモン
ドバイトによる切削方法が最も優れているが、ダイヤモ
ンドバイトによって切削した場合にも、接合強度が安定
せず、実用的な接合強度以下となり、接合不良を発生す
る現象が生じることがあった。ダイヤモンドバイトによ
る切削加工した場合に、接合不良が発生する原因を接合
箇所を観察して検討したところ、接合不良の発生と切削
の条痕とが関係あるものと推定されたので、切削条件の
影響を明らかにするため、先端角度150度の剣先バイ
トを用い、その送り条件を変えて切削し、それぞれのワ
イヤボンディングの箇所の接合強度を測定した。
Among these removal methods, the cutting method using a diamond tool is the most excellent. However, even when cutting using a diamond tool, the bonding strength is not stable and becomes lower than the practical bonding strength. Occasionally a phenomenon occurred. When we examined the cause of joint failure when cutting with a diamond bite by observing the joints, it was estimated that the occurrence of joint failure was related to the cutting streak. In order to clarify the condition, cutting was performed using a pointed tool bit having a tip angle of 150 ° while changing the feed conditions, and the bonding strength at each wire bonding position was measured.

【0017】ダイヤモンドバイトによる切削加工では、
ダイヤモンドの単結晶、もしくは微細な粒状体を結合し
たものが用いられる。一般には、ダイヤモンドバイトを
回転軸に取付て毎分2万回転の高速で回転しながら移動
させることで、平面に切削加工している。したがって、
ダイヤモンドバイトの先端の形状がアルミニウム材料の
表面に条痕として円状に残される。
In cutting with a diamond tool,
A single crystal of diamond or a combination of fine grains is used. Generally, a diamond cutting tool is mounted on a rotating shaft and is moved while rotating at a high speed of 20,000 revolutions per minute, thereby cutting a flat surface. Therefore,
The shape of the tip of the diamond bite is left in a circle as a streak on the surface of the aluminum material.

【0018】図3は、ダイヤモンドバイトによって切削
した場合の条痕を説明する拡大図である。条痕4は、円
状に形成されるが、顕微鏡等によって観察した場合に
は、ほぼ直線状に形成されるように見える。また、ボン
ディングワイヤー5は、ボンディングキャピラリーによ
って押し付けられて接合される。アルミニウム材表面に
はボンディングキャピラリーによる圧痕6が形成される
とともに、ボンディングワイヤー6のワイヤー接合部7
が形成される。
FIG. 3 is an enlarged view for explaining a streak when cutting with a diamond cutting tool. The striations 4 are formed in a circular shape, but when observed with a microscope or the like, they appear to be formed in a substantially linear shape. The bonding wire 5 is pressed and bonded by a bonding capillary. Indentations 6 are formed on the surface of the aluminum material by a bonding capillary, and a wire joint 7 of the bonding wire 6 is formed.
Is formed.

【0019】また、図4は、条痕の断面の形状の一例を
説明する拡大図である。ダイヤモンドバイトは先端形状
がV字型であるために、図4に示すようなV字型が連続
した断面形状が形成される。この例では、横方向の送り
ピッチが50μmであり、縦方向の凹凸の高さが10μ
mであることを示している。形成される条痕は、ダイヤ
モンドバイト等の工具の移動距離、すなわち送り長さに
よって、そのピッチが定まり、同時に条痕により形成さ
れる表面の凹凸の高さも決まる。
FIG. 4 is an enlarged view for explaining an example of the shape of the cross section of the streak. Since the diamond bit has a V-shaped tip, a V-shaped continuous cross-sectional shape as shown in FIG. 4 is formed. In this example, the feed pitch in the horizontal direction is 50 μm, and the height of the unevenness in the vertical direction is 10 μm.
m. The pitch of the formed marks is determined by the moving distance of a tool such as a diamond tool, that is, the feed length, and at the same time, the height of the surface irregularities formed by the marks is determined.

【0020】ボンディングによる接合部の直径は、ボン
ディングワイヤーの線径、ボンディングキャピラリー形
状、およびボンディング条件によって異なるが、接合部
の直径と条痕の断面形状との関係で接合の良否が決定さ
れる。すなわち、例えば条痕のピッチが接合部の直径に
比べて充分に大きければ、条痕の凹部におけるボンディ
ングは良好に行われる。しかしながら、この場合には、
条痕の凸部の高さは高いので、凸部に延長する様な接合
は不良となり易い。これらの現象は、ボールボンディン
グ法、ウェッジボンディング法のいずれの方法において
も条痕のピッチが接合性に影響をした。
The diameter of the bonding portion by bonding varies depending on the wire diameter of the bonding wire, the shape of the bonding capillary, and the bonding conditions. The quality of the bonding is determined by the relationship between the diameter of the bonding portion and the cross-sectional shape of the striation. That is, for example, if the pitch of the streaks is sufficiently larger than the diameter of the joint, bonding in the recesses of the streaks is performed well. However, in this case,
Since the height of the protruding portion of the streak is high, bonding extending to the protruding portion is likely to be defective. In these phenomena, the pitch of the streaks affected the bondability in both the ball bonding method and the wedge bonding method.

【0021】一方、切削工具の送りを接合部の直径より
も十分に小さくすると、接合不良は発生しないが、切削
に要する時間が長くなり、製造時間が長くなるという問
題があった。そこで、本発明は、特性の優れたダイヤモ
ンドバイトを用いた切削方法においても、切削に伴う条
痕によって形成される凸部を8μm以下にすることによ
り、ダイヤモンドバイトによる切削面の全面においてワ
イヤボンディングが可能となり、封止樹脂との密着性の
良い絶縁膜とワイヤボンディングが可能な部分とを合わ
せ持つアルミニウム合金製放熱板を製造することができ
ることを見出したものである。
On the other hand, if the feed of the cutting tool is made sufficiently smaller than the diameter of the joint, no joining failure occurs, but there is a problem that the time required for cutting becomes longer and the manufacturing time becomes longer. Therefore, the present invention provides a cutting method using a diamond tool having excellent properties, by reducing the projection formed by the streak accompanying the cutting to 8 μm or less, thereby enabling wire bonding on the entire surface of the cutting surface by the diamond tool. It has been found that it is possible to manufacture an aluminum alloy heat sink having an insulating film having good adhesion to the sealing resin and a portion capable of wire bonding.

【0022】切削加工によって形成された条痕の最大粗
さが10μm以下であり、条痕の周期が、ワイヤボンデ
ィングのキャピラリーの先端径の40%またはワイヤボ
ンディングによって接合する金属線の直径の2.2倍の
少なくともいずれかの数値よりも小さいことが好まし
い。
The maximum roughness of the streak formed by the cutting process is 10 μm or less, and the period of the streak is 40% of the tip diameter of the capillary of the wire bonding or the diameter of the metal wire bonded by the wire bonding. It is preferable that the value is smaller than at least one of the numerical values.

【0023】切削加工によって形成された条痕の最大粗
さが10μmよりも大きいと、ボンディングによる接合
部が条痕の凸部に位置すると、ボンディング部に均一に
荷重が加わらなくなり、接合不良が生じやすく好ましく
ない。また、条痕の周期がワイヤボンディングにおける
キャピラリ径の2分の1よりも大きい場合には、単独の
条痕の凸部ないしは凹部のみに接合部が形成される場合
があり、この場合も接合不良を生じることがある。好ま
しいのは、複数の凸部または凹部にまたがって接合部が
形成されることである。
If the maximum roughness of the streak formed by the cutting process is larger than 10 μm, the load is not uniformly applied to the bonding portion if the bonding portion formed by bonding is located on the convex portion of the streak, resulting in poor connection. It is not preferred because it is easy If the period of the streak is larger than one half of the capillary diameter in wire bonding, the joint may be formed only at the convex portion or the concave portion of a single streak. May occur. Preferably, the joint is formed over a plurality of projections or depressions.

【0024】本発明の放熱板はワイヤボンディングの接
合信頼性が高く、従来のパッケージと比較し熱特性、電
気特性ともに優れたプラスチックパッケージの製造が可
能となる。
The heat radiating plate of the present invention has high bonding reliability of wire bonding, and makes it possible to manufacture a plastic package having both excellent thermal and electrical characteristics as compared with a conventional package.

【0025】[0025]

【実施例】以下に、本発明の実施例を示し本発明を説明
する。 実施例1 板厚1.5mmのAl−2%Fe合金を24mm角に切
断し、プレス加工により段付け加工をし、熱放散板を作
製した。裏面には、図2に示すように約0.02mmの
高さの環状の突起を設けた。このアルミニウム材を陽極
処理用の治具に取り付けた後に、16重量%硫酸浴中で
鉛極を対極として陽極酸化処理をした。電解条件は、浴
温度15℃、電流密度1.5A/dm2 、通電時間30
分間で、約15μmの被膜を得た。耐食性を確保するた
め、封孔処理した。封孔処理は、酢酸ニッケル5g/
l、ホウ酸6g/lを水に溶解し、酢酸および水酸化ナ
トリウムを加えてpHを5〜6の範囲に調整したニッケ
ル塩系封孔助剤を添加した90℃の水中で5分間行っ
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments of the present invention. Example 1 An Al-2% Fe alloy having a thickness of 1.5 mm was cut into 24 mm squares, and stepped by press working to produce a heat dissipation plate. On the back surface, an annular protrusion having a height of about 0.02 mm was provided as shown in FIG. After this aluminum material was attached to an anodizing jig, anodizing treatment was performed in a 16% by weight sulfuric acid bath using a lead electrode as a counter electrode. The electrolysis conditions were as follows: bath temperature 15 ° C., current density 1.5 A / dm 2 , energizing time 30
In about a minute, a coating of about 15 μm was obtained. Sealing treatment was performed to ensure corrosion resistance. Sealing treatment is nickel acetate 5g /
l, 6 g / l of boric acid were dissolved in water, and acetic acid and sodium hydroxide were added to adjust the pH to a range of 5 to 6; .

【0026】次に、この陽極酸化したアルミニウム材を
ジグに固定し、ダイヤモンド工具によって、アルマイト
表面を切削する加工を行い、裏面の環状突起を周囲の陽
極酸化被膜面より0.002mm以下の高さになるよう
削り落とした。その部分にはアルミ素地が現れた。ダイ
ヤモンドバイトの送りは表2に示す通り、88、66、
48、38μmとした。この時、表面粗さ計(小坂研究
所製)を用いて測定した条痕の高さは表2に示す通りで
あった。
Next, the anodized aluminum material is fixed to a jig, and the surface of the alumite is cut with a diamond tool, and the annular projection on the back surface has a height of 0.002 mm or less from the surrounding anodized film surface. I cut it down to become. An aluminum base appeared in that part. As shown in Table 2, the feed of diamond cutting tool is 88, 66,
48 and 38 μm. At this time, the height of the streak measured using a surface roughness meter (manufactured by Kosaka Laboratories) was as shown in Table 2.

【0027】条痕面に直径30μmの金線を先端径17
8μmのワイヤボンディングキャピラリーにて超音波ボ
ンディングを10回繰り返して行い、接合した金線を引
っ張って、接合強度を測定した。測定結果を表2に示
す。送りピッチ66μm以下、すなわち条痕高さ10μ
m以下において、10回のボンディングにおける引っ張
り強度がすべて6g以上の安定した密着性を示した。さ
らに、条痕のピッチを小さく、条痕高さを低くするとボ
ンディング接合強度はより大きくなった。ただし、ピッ
チが48μm以上の場合には、ボンディングワイヤーに
対する条痕の方向が水平の場合、ボンディングワイヤー
の接合位置によっては強度が不足する場合があった。そ
こで、ピッチをさらに小さい38μmとした場合には、
ボンディングワイヤーに対して水平方向あるいは垂直方
向の方向に関係なく安定したボンディング接合強度を示
した。
A gold wire having a diameter of 30 μm was applied to the streak surface with a tip diameter of 17 μm.
Ultrasonic bonding was repeated 10 times with an 8 μm wire bonding capillary, and the bonded gold wire was pulled to measure the bonding strength. Table 2 shows the measurement results. Feed pitch 66 μm or less, ie, streak height 10 μ
m or less, all of the ten times of bonding exhibited stable adhesion with a tensile strength of 6 g or more. Furthermore, when the pitch of the streak was reduced and the streak height was lowered, the bonding strength increased. However, when the pitch is 48 μm or more, if the direction of the streak with respect to the bonding wire is horizontal, the strength may be insufficient depending on the bonding position of the bonding wire. Therefore, when the pitch is further reduced to 38 μm,
The bonding strength was stable regardless of the horizontal or vertical direction with respect to the bonding wire.

【0028】[0028]

【表2】 番号 切削条件 条痕高さ ボンディング接合強度(単位g) 1 送りピッチ88μm 16μm 最大強度: 9.8 最小強度:0.9 2 送りピッチ66μm 10μm 最大強度:10.2 最小強度:6.2 3 送りピッチ48μm 8μm 最大強度:10.1 最小強度:8.3 4 送りピッチ38μm 7μm 最大強度:10.5 最小強度:8.1[Table 2] No. Cutting conditions Streak height Bonding strength (unit g) 1 Feed pitch 88 μm 16 μm Maximum strength: 9.8 Minimum strength: 0.9 2 Feed pitch 66 μm 10 μm Maximum strength: 10.2 Minimum strength: 6 .23 feed pitch 48 μm 8 μm maximum strength: 10.1 minimum strength: 8.34 feed pitch 38 μm 7 μm maximum strength: 10.5 minimum strength: 8.1

【発明の効果】絶縁性の陽極酸化皮膜に覆われアルミニ
ウム放熱板において、従来の銅製放熱板と同様にボンデ
ィングによりグランドプレーンとしての使用が可能であ
り、そのボンディングの接合強度を安定に確保できる。
The aluminum heat sink covered with an insulating anodic oxide film can be used as a ground plane by bonding, similarly to the conventional copper heat sink, and the bonding strength of the bonding can be secured stably.

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

【図1】図1は、本発明のアルミニウム製放熱体の一例
を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an aluminum heat radiator of the present invention.

【図2】図1をA−A線で切断した断面を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of FIG. 1 taken along line AA.

【図3】図3は、ダイヤモンドバイトによって切削した
場合の条痕を説明する拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view for explaining striations when cutting with a diamond cutting tool.

【図4】図4は、条痕の断面を説明する拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view for explaining a cross section of a streak.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アルミニウム製放熱体、2…凸条、3…陽極酸化皮
膜、4…条痕、5…ボンディングワイヤー、6…ボンデ
ィングキャピラリーによる圧痕、7…ワイヤー接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Aluminum radiator, 2 ... Convex stripe, 3 ... Anodized film, 4 ... Trace, 5 ... Bonding wire, 6 ... Indentation by bonding capillary, 7 ... Wire joint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 陽一 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 堀 晋一郎 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 佐々木 将人 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 平山 良夫 静岡県三島市芙蓉台1丁目12番地の4 平 山技術士事務所内 (72)発明者 早出 隆幸 長野県岡谷市長地御所610番地 株式会社 ソーデナガノ内 (72)発明者 芹澤 精一 東京都豊島区南池袋2丁目26番7号 日本 高純度化学株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoichi Miura 1-1-1, Ichigaya-Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Shinichiro Hori 1-1-1, Ichigaya-cho, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1 Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Masato Sasaki 1-1, Ichigaya Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Hirayama 1 Fuyodai, Mishima-shi, Shizuoka 4-12 Hirayama Technician Office at Chome 12 (72) Inventor Takayuki Hayade 610 Nagaji Gosho, Okaya City, Nagano Prefecture Sode Nagano Co., Ltd. Japan High Purity Chemical Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置に用いるアルミニウムあるい
はアルミニウム合金製放熱板において、アルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる基材が露出した導電接続
部を除いて表面が陽極酸化皮膜で覆われていることを特
徴とするアルミニウムあるいはアルミニウム合金からな
る放熱板。
1. An aluminum or aluminum alloy radiator plate used for a semiconductor device, the surface of which is covered with an anodic oxide film except for a conductive connecting portion where a base made of aluminum or an aluminum alloy is exposed. Heat sink made of aluminum or aluminum alloy.
【請求項2】 露出した導電接続部は、切削工具を用い
て切削して形成したものであることを特徴とする請求項
1記載のアルミニウムあるいはアルミニウム合金からな
る放熱板。
2. The heat radiating plate made of aluminum or aluminum alloy according to claim 1, wherein the exposed conductive connecting portion is formed by cutting using a cutting tool.
【請求項3】 切削加工によって形成された条痕の最大
粗さが10μm以下であり、条痕の周期が、ワイヤボン
ディングのキャピラリーの先端径の40%またはワイヤ
ボンディングによって接合する金属線の直径の2.2倍
の少なくともいずれかの数値よりも小であることを特徴
とする請求項2記載のアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金からなる放熱板。
3. The maximum roughness of a streak formed by cutting is 10 μm or less, and the period of the streak is 40% of the tip diameter of a capillary of wire bonding or the diameter of a metal wire bonded by wire bonding. 3. The heat radiating plate made of aluminum or an aluminum alloy according to claim 2, wherein the heat radiating plate is smaller than at least one of 2.2 times.
【請求項4】 半導体装置に用いるアルミニウムあるい
はアルミニウム合金製放熱板の製造方法において、陽極
酸化皮膜で覆われているアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を、ダイヤモンド製切削工具を用いて切削するこ
とを特徴とするアルミニウム及びアルミニウム合金製放
熱体の製造方法。
4. A method of manufacturing a heat sink made of aluminum or aluminum alloy used for a semiconductor device, wherein aluminum or aluminum alloy covered with an anodized film is cut using a diamond cutting tool. And a method for manufacturing an aluminum alloy radiator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009147840A (en) * 2007-12-18 2009-07-02 Kasai Seiki Mfg Co Ltd Method of manufacturing ultrasonic sensor, method of manufacturing polycrystal aluminum molded article and ultrasonic sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009147840A (en) * 2007-12-18 2009-07-02 Kasai Seiki Mfg Co Ltd Method of manufacturing ultrasonic sensor, method of manufacturing polycrystal aluminum molded article and ultrasonic sensor

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