JPS6321843A

JPS6321843A - 半導体装置

Info

Publication number: JPS6321843A
Application number: JP16628486A
Authority: JP
Inventors: Akira Kuromaru; 黒丸　明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-01-29
Also published as: JPH0478176B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体装直に関するものであり、特に、ワイ
ヤレスボンデングによりｑ　３１Ｈされる半導体装置に
関するものである。

（従来の技術）第２図は、従来の半導体装置におけるインナーリード接
続部分を示す縦所面図である。同図において、２１は半
導体基板であり、その基板２１上にはアルミニウムパッ
ド２２、アルミニウム引出しライン２３及びペレットパ
シベーション膜２４が設りられている。アルミニウムパ
ッド２２上に中間バリヤー層２５を形成し、その上にア
ルミニウムパッド２２の露呈面積とほぼ同じ大ざの令パ
ン１２８をめっきにより１５〜２５μｍの厚さに形成す
る。その金バンプ２８に対して接合されるインナーリー
ド３１は、銅材３３の外側に錫３４を０５μｍ程度の厚
さにめっきすることに」、り構成したものである。金バ
ンプ２８とインナーリード３１との接合は、両者を４．
５０〜５５０℃に加熱した電極で熱圧着し、それにより
金属間化合物としてのＡｕ−８ｎ共品部３５を形成さけ
ることにより行われる。その際に、インナーリード３１
の外側にめっきされた錫３４が溶けて下方に流れ出し、
錫の溶融部３６が形成されている。

（発明が解決しようとする問題点）以上にｉＪべた従来の半導体装置には以下のような種々
の難点かあ。

（１）　　金バンプ２８とインナーリード３１との接合
面積が大きいため、インナーリード３１の錫３４の溶け
る量が多く、しかもパン７２８とインナーリード３１と
は平面的に圧接されるため、前ｊ２溶けた錫３４が接合
部の外部へ５吊に流出して錫の溶接部３６を形成する。

その溶融部３６は下ｉｔ！！（′４’４体基扱２１）に
達し、アルミニウム引出しライン２３を切断したり、あ
゛るいは、半導体基板２１内に製造された内部素子近傍
に接近し、半導体装置としての信頼性を低下させる。

（２）　　金パン７２８とインナーリード３１とを平面
で■つ大きな面積で接合させるようにしたので、Ａｕ−
８ｎ共品部３５として均一な６のを１憚ることができず
、接合強度が例えば１０〜７０ｇとばらつき、ざらに金
パン１２８とインナーリード３１とを大きな面で接合さ
せるためには、製造装置、インナーリード及び金バンプ
間において著しく煩雑な位誼合わＵが必２グである。

（３）　　金バンプ２８とインナーリード３１との接合
面積の割に、今バンプ２８含袈迄するために要する企の
小が多く、ロス１〜ダウンができない。

本発明（よ、前記各種の難点に鑑みてなされたしので、
その目的は信頼性の高い半導体装置を安澗に提供するこ
とにある。

（発明の構成）（問題点を解決Ｊ°るための手段）本発明の半導体装置は、半導体基板上に設（プられた溶
融金属受止部材と、その焚止部材上に設（プらたその受
止部材よりも細いバンプと、前記バンプとの接合面に凹
部を有し前記バンプに圧着されるインナーリードど、前
記バンプと前記インナーリードとの接触部分に形成され
それらを一体化する金属間化合物と、を備えたものとし
て構成される。

（作　用）バンプとインナーリードとの圧着により、バンプの上端
面がインナーリードの凹部に合わせて塑性変形して突部
が形成され、その突部は前記凹部に挿入した状態となる
。バンプとインナーリードとの接合に際して溶融するイ
ンナーリードの外部金属の一部は前記凹部に収容され、
インナーリードから下方に垂れる母が減少する。しかも
、インナーリードから下方に垂れる前記減少した金属は
、バンプよりも太い受止部材により受止められ、下地と
しての半導体基板に）エラるのは防止される。

バンプとインナーリードとの接合は、バンプ上に塑性変
形により形成される突部とインナーリードの凹部が嵌め
合わさせられた状態において、バンプの上端面とインナ
ーリードとの接触部分に形成される金属間化合物によっ
て行われるだけでなく、突部とインナーリードの孔内面
との接触部分に形成される金属間化合物によっても行わ
れ、よって噛え上部バンプの上端面とインナーリードと
の接触面積が小さくとも、上部バンプ及び突部とインナ
ーリードとは大きな力で確実に接合される。

（実施例）第１図は、本発明の実施例の半導体装置のインナーリー
ド接続部分を示す縦断面図である。同図において、１は
半導体基板であり、その基板１上にはアルミニウムパッ
ド２、アルミニウム引出しライン３及びペレットパシベ
ージョン膜４が設（づられている。アルミニウムパッド
２上には中間バリ■−層５が形成され、そのバリへ７−
層５上に溶融金属受止部材７及び金バンプ８を順次形成
している。受止部材７は中間バリヤー層５上にマスクを
用いて種々の処理を施すことにより２〜４μｍの厚さに
金めっきしたものとして形成され、金バンプ８は、受止
部材７上のほぼ中央部分に、前記マスクと異なる小さな
間口のマスクを用いて１１ａ記とほぼ同様にして１３〜
２１μｍの厚さに金メッキすることにより形成され、受
止部材７とバンプ８とを合わせた厚さは１５〜２５μｍ
に構成される。金バンプ８の上端面は平坦面に構成され
、１９述するインナーリード１１との接合によりそのイ
ンナーリード１１の凹部に応じて突状に塑性変形して任
意断面形状の突部９を形成するが、当初より突部９を備
えたしのとして形成することもてきる。

金バンプ８にはインナーリード１１が接合されている。

インナーリード１１は金バンプ８との接合面に凹部とし
ての孔１２をｍ　Ｗ２した銅材１２を用い、その銅材１
３の外表面（孔１２の内面を含む。）に錫１４を６．５
μｍ程度の〃さにめっきすることにより形成される。前
記凹部としては非口通状態の穴をインナーリード１１の
匿続面に形成することらできる。金バンプ８とインナー
リード１１との接合は、４５０〜５５０℃に加熱した１
ｉで両者を熱圧着することにより行われる。その熱圧着
により金バンプ８の上端面は突状に塑性変形し、それに
より形成される突部９がインナーリード１１の孔１２内
に挿入される。それと共に、インナーリード１１の錫１
４と金バンプ８及び突部９の金との接触部分に金属間化
合物としてのＡｕ−３ｎ共品部１５が形成され、両省が
接合される。この際、インナーリード１１から錫１４が
溶けて溶融部１６として下方に流れ、出しその溶融部１
６の下端は受止部材７によって受は止められ、それより
も下方に流れ落ち半導体基板上に達するのが防止される
。

以上に述べた本発明の実施例の半導体装置に（よ以下に
列挙する効果がＩ′′！られるっ（１）　　金バンプ８
どインナーリード１１とを熱圧着する際に、インナーリ
ード１１から賜１４が溶ｊ−Ｊて下方に流れ落ちるが、
その流れ落ちた錫は受止部材アに２−って受は止められ
るため、溶けた錫が下地（半導体基板１）に遼すること
はなく、半導体基板１上のアルミニウム引出しライン３
が新線させられることはなく、さらにそのアルミニウム
引出しライン３及び内部素子の近傍に錫が近づくことは
なく、半導体装置の製品としての信頼性レベルが著しく
向上する。

（２）　　金バンプ８とインナーリード１１との熱圧着
時には、金バンプ８が突状に塑性変形し、それによって
形成される突部９をインナーリード１１の孔１２内に挿
入し、それによってバンプ８及び突部９とインナーリー
ド１１とが係合し、さらにそれらの接触部分に△ｕ−８
ｎ共品部１５が形成され、それにより接合強度が３０〜
７０ｇにまで向上し、接合強度不足が解消される。

（３）　　インナーリード１１として孔１２を有するも
のを用いたので、インナーリード１１の剛性が緩和され
、インナーリード１１と金バンプ８との接合後の状態に
おいては、半導体装置に衝撃や、振動が加わってらそれ
らがインナーリード１１の孔１２で吸収され、インナー
リード１１と金バンプ８との接合部分が離れるおそれは
少ない。

（４）　　金バンプ８とインナーリード１１どを接合す
る際に、金バンプ８に形成される突部９がインナーリー
ド１１の孔１２に挿入した状態となり、その状態で両者
が係合することとなるので、従来のようにバンプとイン
ナーリードとを平面のみで接合する場合に比して金バン
プ８を小径なものに構成することができ、それにより金
バンプ８における全体としての金の岳が少なくなり、製
品のコストダウンを図ることができる。

（５）　　金バンプ８とインナーリード１１とを平面に
よってではなく、バンプ８の突部９をインナーリード１
１の孔１２に挿入した状態で接合するようにしたので、
金バンプ８の端面とインナーリード１１とが厳密に平行
な位置関係にある必要はなく、そのため接合する際にそ
の接合に使用する装造装置における加熱電極の平行度等
の機械的調整も厳密に行う必要はなく、そのような調整
時間を従来に比して著しく短縮することができる。

〔発明の効果〕

このように、本発明の半導体装ｎによれば、バンプとイ
ンナーリードとの接合に当ってインナーリードから流れ
落ちる金属が下地としての半導体基板に達するのを防止
でき、さらにバンプとインナーリードを両者の接触面積
に比して大きな力で接合することができ、しかも接合に
当って使用づ装造装置の位置調整等が厳格なものどして
要求されず、よってＩＢ頼性の高い半導体装置を簡単に
１ｑることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の半導体装置の一部を示す縦断
面図、第２図は従来の半導体装置の一部を示す縦断面図
である３１．２１・・・半導体基板、２，２２・・・アルミニウ
ムパッド、３，２３・・・アルミニウム引出しライン、
４．２４・・・ベレットパシベーション膜、５，２５・
・・中間バリヤー層、７・・・受止部材、８，２８・・
・バンプ、９・・・突部、１１．３１・・・インナーリ
ード、１２・・・孔、１３．３３・・・＃１材、１４．
３４・・・錫、１５．３５・・・△ｕ−３ｎ共品部、１
６．３６−・・錫の溶融部。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄５１　図色２　図

Claims

【特許請求の範囲】

半導体基板上に設けられた溶融金属受止部材と、その受
止部材上に設けられたその受止部材よりも細いバンプと
、前記バンプとの接合面に凹部を有し前記バンプに圧着
されるインナーリードと、前記バンプと前記インナーリ
ードとの接触部分に形成されそれらを一体化する金属間
化合物と、を備えたことを特徴とする半導体装置。