JPS58169942A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS58169942A JPS58169942A JP57050734A JP5073482A JPS58169942A JP S58169942 A JPS58169942 A JP S58169942A JP 57050734 A JP57050734 A JP 57050734A JP 5073482 A JP5073482 A JP 5073482A JP S58169942 A JPS58169942 A JP S58169942A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
il1発明の技術分野
本発明は半導体チップの裏面と外リードとの(1)
接続の信頼性を向上した半導体装置に関する。
(2)技術の背景
築槓回路パンケージ(以下ICパッケージと略称する)
においマ、半導体チップの裏側からアースをとることが
行われる。第1図にサーディツプ型ICパッケージの概
略断面図が示され、同図において、lはパッケージ基体
、2はパッケージ基体の凹所(キャビティ)に取付けら
れた半導体チップ、3は半導体チップと外部配線との接
続用のリード、 4、4′は半導体チップ2−1−の電
極パッドとり一ド3との接続のためのワイヤ、5はキャ
ップ(蓋)、7は半導体チップが溶着される^、#膜メ
タライズ層、8はキャンプと基体とを封止する低融点ガ
ラスをそれぞれ示す。
においマ、半導体チップの裏側からアースをとることが
行われる。第1図にサーディツプ型ICパッケージの概
略断面図が示され、同図において、lはパッケージ基体
、2はパッケージ基体の凹所(キャビティ)に取付けら
れた半導体チップ、3は半導体チップと外部配線との接
続用のリード、 4、4′は半導体チップ2−1−の電
極パッドとり一ド3との接続のためのワイヤ、5はキャ
ップ(蓋)、7は半導体チップが溶着される^、#膜メ
タライズ層、8はキャンプと基体とを封止する低融点ガ
ラスをそれぞれ示す。
かかるICパッケージにおいて、半導体チップ2に対し
て接地(グランド)をとる場合、金属片6を用いる。金
属片6は、ジャンバチ・7プともターミナルチップとも
呼称される。かかる金属片6を用いる理由は、半導体チ
ップ2をセラミック製のパンケージ基体l上の4012
9411m 7に接着(2) するには、400〜450℃程度に加熱された基体lの
十に半導体チップ2をおき、それをAuメタライズ、1
−7とすり合せ、半導体チップ2のシリコンl^Uメタ
ライズ層7との合金反応により低融点の合金を形成させ
、固着させるのであるが、この4017941層7には
、配線に用いられるアルミニウム線を接着すると、封1
時の高温度(4(10〜500℃)により Alと^U
が合金反応を起し、接着強度が劣化するため使用できな
いからである。か< L。
て接地(グランド)をとる場合、金属片6を用いる。金
属片6は、ジャンバチ・7プともターミナルチップとも
呼称される。かかる金属片6を用いる理由は、半導体チ
ップ2をセラミック製のパンケージ基体l上の4012
9411m 7に接着(2) するには、400〜450℃程度に加熱された基体lの
十に半導体チップ2をおき、それをAuメタライズ、1
−7とすり合せ、半導体チップ2のシリコンl^Uメタ
ライズ層7との合金反応により低融点の合金を形成させ
、固着させるのであるが、この4017941層7には
、配線に用いられるアルミニウム線を接着すると、封1
時の高温度(4(10〜500℃)により Alと^U
が合金反応を起し、接着強度が劣化するため使用できな
いからである。か< L。
て、キャビティ内のAuメタライズ;−71−に金属ハ
ロを接着し、金属片6からアルミニウム線4′で図示の
如く接続をとる。なお金属片6も、半導体チップと同様
にしてパッケージ基体を加熱し、金属片6を40179
41層7にすり合せその表面の^u−Ge合金層を熔融
させ接着される。
ロを接着し、金属片6からアルミニウム線4′で図示の
如く接続をとる。なお金属片6も、半導体チップと同様
にしてパッケージ基体を加熱し、金属片6を40179
41層7にすり合せその表面の^u−Ge合金層を熔融
させ接着される。
金属片6は第2図の断面図に示される構成のもので、例
えばコバール9(鉄・ニッケル Fe−Ni−Co合金
)または4270イ(Fe−Ni合金)等を基体とし、
その一方の表面上にはアルミニウム・シリコン合金(^
l −3i )のクラッドjlflOを、ま(3) た他方の表面−Lには金・ゲルマニウム合金(^U−G
e)のクラッド層11を形成しである。かかる金属片6
は、例えば板状のコバールの一方表面上にAl−5i材
を、また他方表面−トには^u−Ge材を配置し、これ
らを圧着圧延して形成される(クラッド法)。
えばコバール9(鉄・ニッケル Fe−Ni−Co合金
)または4270イ(Fe−Ni合金)等を基体とし、
その一方の表面上にはアルミニウム・シリコン合金(^
l −3i )のクラッドjlflOを、ま(3) た他方の表面−Lには金・ゲルマニウム合金(^U−G
e)のクラッド層11を形成しである。かかる金属片6
は、例えば板状のコバールの一方表面上にAl−5i材
を、また他方表面−トには^u−Ge材を配置し、これ
らを圧着圧延して形成される(クラッド法)。
(3)従来技術と問題点
図示のパ・7ケージは、キャンプ5を、400〜500
℃の炉内に例えば5分間程度入れて封止すること、すな
わちこの加熱によって低融点ガラス層8を溶融し、それ
の冷却固着によってキャンプ5と基体lとを一体化する
ことによって完成する。
℃の炉内に例えば5分間程度入れて封止すること、すな
わちこの加熱によって低融点ガラス層8を溶融し、それ
の冷却固着によってキャンプ5と基体lとを一体化する
ことによって完成する。
このとき、半導体チップ2のシリコン(Si)成分が、
前記した熱処理の結果Au−Ge合金クラッド層11内
に入り込み、Au−Ge合金がAu−Ge−3i合金化
し、金属片6の基体1に対する接着力が著しく低下する
ことが確認された。このことはICパンケージの信頼性
を損なうことになり出火な問題である。
前記した熱処理の結果Au−Ge合金クラッド層11内
に入り込み、Au−Ge合金がAu−Ge−3i合金化
し、金属片6の基体1に対する接着力が著しく低下する
ことが確認された。このことはICパンケージの信頼性
を損なうことになり出火な問題である。
(4)発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、ICパンケー(4)
ジ内に形成されたAuメタライズ層と外リートを接続す
る際に使用される金属片(ターミナルチップ)のパンケ
ージ基体に対する接着力が前記1cパンケージの熱処理
によって半導体チップからシリコン成分が浸出しても、
低下することのない信頼性の為い半導体装置を提供する
ことを目的とする。
る際に使用される金属片(ターミナルチップ)のパンケ
ージ基体に対する接着力が前記1cパンケージの熱処理
によって半導体チップからシリコン成分が浸出しても、
低下することのない信頼性の為い半導体装置を提供する
ことを目的とする。
(5)発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、導電性金属片を基体
とし、その一方の面にアルミニウムシリコン合金層が形
成され、他方の面に金−シリコン合金層が形成された金
属片を介し′(半導体簗積回路チップが固着された金メ
タライスI−との電気的接続をとる如き金属片を提供す
ることによ−7て達成され、かかる導電性金属片は鉄−
二・ノケルーコバルト合金、鉄−ニッケル合金またはニ
ッケルで形成し、その他方の面に形成する金属層は金−
シリコン−ゲルマニウム合金の金属層とする。
とし、その一方の面にアルミニウムシリコン合金層が形
成され、他方の面に金−シリコン合金層が形成された金
属片を介し′(半導体簗積回路チップが固着された金メ
タライスI−との電気的接続をとる如き金属片を提供す
ることによ−7て達成され、かかる導電性金属片は鉄−
二・ノケルーコバルト合金、鉄−ニッケル合金またはニ
ッケルで形成し、その他方の面に形成する金属層は金−
シリコン−ゲルマニウム合金の金属層とする。
(6)発明の実施例
以下本発明の一実施例を図面によっ゛(詳述する。
(5)
本願の発明者は、前記した従来技術による金属片6とパ
ッケージ基体lとの接着力低下が、封止熱処理において
半導体チップのシリコン成分が、金属片6のAu−Ge
合金クラッド層11に入り込み、^u−Ge合金がAu
−Ge−5i合金化することによることをつきとめ、か
かるシリコン成分の浸入の影響を受けることのない合金
について実験した結果、クラッド層11を金・シリコン
(Au−5i )合金で形成すればよいことを確認した
。
ッケージ基体lとの接着力低下が、封止熱処理において
半導体チップのシリコン成分が、金属片6のAu−Ge
合金クラッド層11に入り込み、^u−Ge合金がAu
−Ge−5i合金化することによることをつきとめ、か
かるシリコン成分の浸入の影響を受けることのない合金
について実験した結果、クラッド層11を金・シリコン
(Au−5i )合金で形成すればよいことを確認した
。
かくして、再び第2図を参照すると、本発明におい“ζ
は、金属片6のパンケージ基体lに接着するクラッド層
11は、従来の^u−Ge合金に代えて^u−5i合金
で形成したものである。金に含まれるべきシリコンの量
は、金とシリコンとの共晶合金の融点が270℃である
ことから、金に対して1〜3%程度にした。
は、金属片6のパンケージ基体lに接着するクラッド層
11は、従来の^u−Ge合金に代えて^u−5i合金
で形成したものである。金に含まれるべきシリコンの量
は、金とシリコンとの共晶合金の融点が270℃である
ことから、金に対して1〜3%程度にした。
かかるAu−5i合金のクラッド層を用いたところ、前
記したIcパンケージの封止熱処理の後においても、A
u−5iクラツド層とセラミックのパンケージ基体との
間の接着力の低下は認められながっ(6) た。また、^u−5i合金タラらド層を形成するための
コストは、従来の場合とほぼ同じであることも確認され
た。
記したIcパンケージの封止熱処理の後においても、A
u−5iクラツド層とセラミックのパンケージ基体との
間の接着力の低下は認められながっ(6) た。また、^u−5i合金タラらド層を形成するための
コストは、従来の場合とほぼ同じであることも確認され
た。
従来例において、Au−Ge合金が金属片6の基体】へ
の接着後においてAu−Ge−3i合金化することによ
り、金属片6の基体1に対する接着力が低)したのであ
るが、クラッド層11を最初からAu−Ge−5i合金
で形成しておくと、金属片6の基体への接着後において
は、封止熱処理の悪影響が発生しないことも確認された
。かくして、本発明の実施例においては、クラッド層を
始めからへυ−Gt3Si合金で形成するもので、Ge
、 Stの組成は例えば以下の範囲とするのが好ましい
−Ge:12〜O%、S::0.3〜3%、残りを^U
とする。
の接着後においてAu−Ge−3i合金化することによ
り、金属片6の基体1に対する接着力が低)したのであ
るが、クラッド層11を最初からAu−Ge−5i合金
で形成しておくと、金属片6の基体への接着後において
は、封止熱処理の悪影響が発生しないことも確認された
。かくして、本発明の実施例においては、クラッド層を
始めからへυ−Gt3Si合金で形成するもので、Ge
、 Stの組成は例えば以下の範囲とするのが好ましい
−Ge:12〜O%、S::0.3〜3%、残りを^U
とする。
本発明にかかる金属片は従来とlil様クラり)法で形
成され、またそれのパッケージ基体への接着も従来技術
の場合と全く同様になされる。すなわち、400〜45
0℃程度に加熱された基体の金ペーストのメタライズ層
に金属片のAu−5i層をすり合せ接着させる。Al1
−5i (Si : 0〜0.5%)り(7) フッド層IOは従来どおりであり、アルミニウム線4′
のボンディング(接着)は従来と全く同様になされる。
成され、またそれのパッケージ基体への接着も従来技術
の場合と全く同様になされる。すなわち、400〜45
0℃程度に加熱された基体の金ペーストのメタライズ層
に金属片のAu−5i層をすり合せ接着させる。Al1
−5i (Si : 0〜0.5%)り(7) フッド層IOは従来どおりであり、アルミニウム線4′
のボンディング(接着)は従来と全く同様になされる。
(7)発明の効果
以上、詳細に説明したように、本発明の半導体装置にお
いては、へ〇メタライズ層との接続をとるための金属片
(ターミナルチップ)をICパッケージの基体に接着し
た後、当該パッケージが封止のための熱処理を受けても
、その影響を受けることがなく、パッケージに対する接
着力を維持するので、ICパッケージの信頼性保持に効
果大である。
いては、へ〇メタライズ層との接続をとるための金属片
(ターミナルチップ)をICパッケージの基体に接着し
た後、当該パッケージが封止のための熱処理を受けても
、その影響を受けることがなく、パッケージに対する接
着力を維持するので、ICパッケージの信頼性保持に効
果大である。
第1図は半導体築槓回路パッケージのキャンプは取付け
てない状態での概略断面図、第2図は第1図のパッケー
ジ番ご用いる接続用端子の断面図である。 1−パッケージ基体、2−半導体チツブ−3−リード、
4.4 ’−ワイヤ、5−キャンプ、6−金属片(タ
ーミナルチップ)、7−^Uメタライズ層、8=−低融
点ガラス、(8) 9−コバール、1(1−AR−5i合金クラッド層、1
1−−−^u−Ge 、^u−StまたはAu−Ge−
5i合金のクラッド層 特 許 出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 松 岡 宏四部 ・”、1 。 °1L ’e?に=!−J− (9) 第1rs!I 手続補正書(11発) 特許庁長官殿 1、lif’lのノ、!2ノ; 昭和タフr1持訂屓1第夕t)73呼工J2イと明の名
(j、半導体装置 3 補11を46と ・li l’lとJ)関f1 特許出願人f
111!1 神≦(用県用崎市中1叫4 llN11
中1015番地(522)名fう・富士通株式会社 4 代 理 人 イ1所 神全用県用t
h酌II中ハ;I区I11・11川1015番地8補1
1の内8別紙の通り 1)本願明細書第117I第5行乃至第17行の特許請
求の範囲を以下の様に補正する。 (2)前記導電性金属片は鉄−ニッケルーコバルト合金
または鉄−ニッケル合金またはニッケルであることを特
徴とする特鈴錆求の範囲第1Jj4dd載の半導体装置
。 (3)前記金−シリコン系合金が金−シリコ/−ゲルマ
ニウム合金であることを特徴とする請求の範囲41項記
載の半導体装置。」 2)本願明細書第5]i[第8行乃至1117行を以下
の様に補正する。 [上記の目的は、パッケージ基体κ形成ざれた表メメフ
イズ層に半導体チップと導′d性の金属片とが固着され
、且つ該金属片上にワイヤボ/ディ/グが成された半導
体装置であって、該金属片は該金メタライズ層と対向す
る面に金Oシリコ/系合金層を、該ワイヤポ/ディ/グ
が成される面にアルミニツム又はアルミ−ラム0フリコ
フ合金層をそれぞれ有することt−特徴とする半導体装
置によ−.)C4成される。」
てない状態での概略断面図、第2図は第1図のパッケー
ジ番ご用いる接続用端子の断面図である。 1−パッケージ基体、2−半導体チツブ−3−リード、
4.4 ’−ワイヤ、5−キャンプ、6−金属片(タ
ーミナルチップ)、7−^Uメタライズ層、8=−低融
点ガラス、(8) 9−コバール、1(1−AR−5i合金クラッド層、1
1−−−^u−Ge 、^u−StまたはAu−Ge−
5i合金のクラッド層 特 許 出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 松 岡 宏四部 ・”、1 。 °1L ’e?に=!−J− (9) 第1rs!I 手続補正書(11発) 特許庁長官殿 1、lif’lのノ、!2ノ; 昭和タフr1持訂屓1第夕t)73呼工J2イと明の名
(j、半導体装置 3 補11を46と ・li l’lとJ)関f1 特許出願人f
111!1 神≦(用県用崎市中1叫4 llN11
中1015番地(522)名fう・富士通株式会社 4 代 理 人 イ1所 神全用県用t
h酌II中ハ;I区I11・11川1015番地8補1
1の内8別紙の通り 1)本願明細書第117I第5行乃至第17行の特許請
求の範囲を以下の様に補正する。 (2)前記導電性金属片は鉄−ニッケルーコバルト合金
または鉄−ニッケル合金またはニッケルであることを特
徴とする特鈴錆求の範囲第1Jj4dd載の半導体装置
。 (3)前記金−シリコン系合金が金−シリコ/−ゲルマ
ニウム合金であることを特徴とする請求の範囲41項記
載の半導体装置。」 2)本願明細書第5]i[第8行乃至1117行を以下
の様に補正する。 [上記の目的は、パッケージ基体κ形成ざれた表メメフ
イズ層に半導体チップと導′d性の金属片とが固着され
、且つ該金属片上にワイヤボ/ディ/グが成された半導
体装置であって、該金属片は該金メタライズ層と対向す
る面に金Oシリコ/系合金層を、該ワイヤポ/ディ/グ
が成される面にアルミニツム又はアルミ−ラム0フリコ
フ合金層をそれぞれ有することt−特徴とする半導体装
置によ−.)C4成される。」
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11導電性金属片を基体とし、その−力の面にアルミ
ニウムーシリコン合金層が形成され、他方の而に金−シ
リコン合金層が形成された金属片を介し゛ζ半導体集積
回路チップが固着された金メタライズ層との電気的接続
をとる様にしたことを特徴とする半導体装置。 (2)前記導電性金属片は鉄−ニソケルーコハルト合金
または鉄−ニソケル合金またはニッケルであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 (3)前記金属片の他方の面に形成される金属l−が金
−シリコン−ゲルマニウム合金であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (5)
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JP57050734A JPS58169942A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 半導体装置 |
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DE8383301536T DE3379090D1 (en) | 1982-03-29 | 1983-03-18 | Semiconductor device package |
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JP57050734A JPS58169942A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 半導体装置 |
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- 1983-03-23 US US06/477,934 patent/US4558346A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-03-29 IE IE707/83A patent/IE54534B1/en not_active IP Right Cessation
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