JP2000252402A - Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic device - Google Patents
Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic deviceInfo
- Publication number
- JP2000252402A JP2000252402A JP11056335A JP5633599A JP2000252402A JP 2000252402 A JP2000252402 A JP 2000252402A JP 11056335 A JP11056335 A JP 11056335A JP 5633599 A JP5633599 A JP 5633599A JP 2000252402 A JP2000252402 A JP 2000252402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- tin
- film
- semiconductor device
- solder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛フリー実装工程に対応したリードの表面処
理技術を提供する。
【解決手段】 封止体に内蔵された半導体チップとリー
ドの一端が接続され、前記リードの他端が外部端子とな
る半導体装置について、前記外部端子には錫膜を被覆
し、この錫膜を錫合金膜によって被覆する。また、配線
基板に設けられた搭載領域に半導体装置等の電子部品を
実装し、前記配線基板の接続端子と前記電子部品の外部
端子との電気的な接続を行なう電子装置について、前記
電子部品の外部端子を錫膜によって被覆し、前記錫膜を
錫合金膜によって被覆し、前記外部端子と前記配線基板
の接続端子とを鉛フリーハンダによって接続する。
【効果】 錫合金膜で錫膜を被覆することによって、錫
膜からウィスカが発生するのを防止することができる。
また、接合時には、接合部分の錫合金膜が溶解され、ハ
ンダが錫膜と接合するために、ハンダ濡れ性が良好とな
る。
(57) [Problem] To provide a lead surface treatment technology corresponding to a lead-free mounting process. SOLUTION: In a semiconductor device in which one end of a lead and a semiconductor chip incorporated in a sealing body are connected, and the other end of the lead is an external terminal, the external terminal is covered with a tin film. Coated with a tin alloy film. An electronic device in which an electronic component such as a semiconductor device is mounted in a mounting area provided on a wiring board and an electrical connection between a connection terminal of the wiring substrate and an external terminal of the electronic component is provided. The external terminals are covered with a tin film, the tin film is covered with a tin alloy film, and the external terminals and the connection terminals of the wiring board are connected by lead-free solder. [Effect] By coating the tin film with the tin alloy film, whiskers can be prevented from being generated from the tin film.
Further, at the time of joining, the tin alloy film at the joining portion is melted, and the solder is joined to the tin film, so that the solder wettability is improved.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、半導
体装置の実装方法及び電子装置に関し、特に、鉛を含有
しない接合剤である鉛フリーハンダを用いた半導体装置
等の実装に適用して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, a method for mounting the semiconductor device, and an electronic device, and more particularly, to a semiconductor device using a lead-free solder, which is a lead-free bonding agent, and is effective when applied to a semiconductor device or the like. Technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】LSI等の半導体装置は、通常樹脂等に
よって封止され、封止体内にて搭載された半導体チップ
とリードのインナーリードとが接続され、リードのアウ
ターリードが封止体外に延在して外部端子となり、この
外部端子が配線基板の接合部分に接続されて、半導体装
置が実装されている。この実装に用いられる接合剤とし
ては鉛と錫との合金である鉛ハンダが長く用いられてき
た。2. Description of the Related Art A semiconductor device such as an LSI is usually sealed with a resin or the like, a semiconductor chip mounted in a sealed body is connected to an inner lead of the lead, and an outer lead of the lead extends outside the sealed body. There are external terminals, and these external terminals are connected to the joints of the wiring board, and the semiconductor device is mounted. As a bonding agent used for this mounting, lead solder, which is an alloy of lead and tin, has been used for a long time.
【0003】こうした鉛ハンダは、ハンダ自体に柔軟性
があるため、半導体チップと配線基板との間の熱膨張係
数の差に起因する、或いは構造に起因する機械的歪によ
る応力を、ハンダの変形によって吸収するため電極の接
続寿命を確保することができる。また、ハンダと各種金
属との濡れ性が良好である等の利点から半導体装置及び
電子装置の各種接続に幅広く利用されている。[0003] Since such lead solder has flexibility in itself, stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between a semiconductor chip and a wiring board or mechanical strain caused by a structure causes deformation of the solder. As a result, the connection life of the electrodes can be ensured. Further, it is widely used for various connections between semiconductor devices and electronic devices because of its advantages such as good wettability between solder and various metals.
【0004】しかしながら、ハンダの主成分である鉛
は、屋外投棄等により自然環境に放置され、酸性雨等の
劣悪な環境に曝された場合に、有害物質を発生させ環境
汚染を招くことが懸念されており、こうした環境汚染を
防止するための環境対策として、有害物質である鉛を含
むハンダの使用を低減或いは廃止する鉛フリー化が実装
工程に求められている。However, there is a concern that lead, which is a main component of solder, is left in the natural environment due to dumping outdoors or the like and, when exposed to a bad environment such as acid rain, generates harmful substances and causes environmental pollution. As an environmental measure to prevent such environmental pollution, there is a demand for a lead-free process for reducing or eliminating the use of solder containing lead, which is a harmful substance, in a mounting process.
【0005】このため、PbSn合金ハンダに替えてS
nAg系或いはSnBi系の鉛フリーハンダを接合剤と
して用いることによって、従来の鉛ハンダと略同様に溶
融接合を行なう技術が考えられている。For this reason, instead of PbSn alloy solder, S
There has been proposed a technique of performing fusion bonding in substantially the same manner as a conventional lead solder by using an nAg-based or SnBi-based lead-free solder as a bonding agent.
【0006】こうした溶融接合が行なわれる半導体装置
の外部端子となるリードには、接合剤との濡れ性を向上
させるための表面処理として、従来は、鉛ハンダ膜、錫
膜、金膜が被覆されていた。Conventionally, a lead serving as an external terminal of a semiconductor device subjected to such fusion bonding is coated with a lead solder film, a tin film, or a gold film as a surface treatment for improving wettability with a bonding agent. I was
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉛フリ
ー化を進めるためには、鉛ハンダ膜の表面処理への使用
も停止する必要がある。鉛ハンダ膜に替えて、金膜を用
いる場合には価格の上昇を招く。また、錫膜を用いた場
合には、経時的にウィスカが発生し隣接するリード間を
短絡させる可能性があり、このウィスカの発生を防止す
るため、メッキした錫膜を融点近傍まで加熱処理するヒ
ュージングが必要となる。そして、この熱処理では、工
程増となることに加えて、この熱処理によってハンダ濡
れ性の低下或いは製品の耐久性の低下が懸念される。However, in order to promote lead-free, it is necessary to stop using the lead solder film for surface treatment. If a gold film is used instead of the lead solder film, the price will increase. When a tin film is used, a whisker may be generated with time and short-circuit may occur between adjacent leads. To prevent the generation of the whisker, the plated tin film is heated to a temperature close to the melting point. Fusing is required. In this heat treatment, in addition to the increase in the number of steps, there is a concern that the heat treatment may lower the solder wettability or lower the durability of the product.
【0008】他に、このウィスカの発生を防止する方法
として、錫に他の金属を含有させ合金化することが知ら
れているが、合金をメッキする場合には、純錫の場合と
比較して、メッキが難しく、接合する金属との濡れ性も
低下する。また、錫合金は柔軟性に欠けるためリードの
成形等の際にクラックが発生し、クラックの発生した部
分の濡れ性が低下してしまうことがある。As another method for preventing the generation of whiskers, it is known that tin contains another metal and is alloyed. However, when an alloy is plated, it is compared with the case of pure tin. Therefore, plating is difficult, and the wettability with the metal to be joined is reduced. In addition, since the tin alloy lacks flexibility, cracks may occur during molding of the lead or the like, and the wettability of the cracked portion may be reduced.
【0009】他に、Pdを用いて表面処理を行なうこと
も考えられているが、この方法ではリードの材質が銅系
に限定され、FeNi系合金を使用することができな
い。Pdを用いて表面処理については、例えば日経BP
社発行「日経マイクロデバイス」1998年3月号98
頁〜103頁に記載されている。[0009] In addition, surface treatment using Pd has been considered. However, in this method, the material of the lead is limited to a copper-based material, and an FeNi-based alloy cannot be used. For surface treatment using Pd, for example, Nikkei BP
Published by Nikkei Micro Device, March 1998, 98
Pp. 103-103.
【0010】本発明の課題は、半導体装置の鉛フリー実
装工程に対応した表面処理が可能な技術を提供すること
にある。本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにな
るであろう。An object of the present invention is to provide a technique capable of performing a surface treatment corresponding to a lead-free mounting process of a semiconductor device. The above and other problems and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0011】[0011]
【問題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。封止体に内蔵された半導体チップと
リードの一端が接続され、前記リードの他端が外部端子
となる半導体装置について、前記外部端子には錫膜を被
覆し、この錫膜を錫合金膜によって被覆する。Means for Solving the Problems Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical inventions will be briefly described.
It is as follows. For a semiconductor device in which one end of a lead and a semiconductor chip incorporated in a sealing body are connected, and the other end of the lead is an external terminal, the external terminal is coated with a tin film, and the tin film is coated with a tin alloy film. Cover.
【0012】また、こうした半導体装置の配線基板への
実装方法について、前記配線基板の接合部分に鉛フリー
ハンダ粉を含有するハンダペーストを印刷付着させる工
程と、前記半導体装置を配線基板の所定位置に装着する
工程と、前記ハンダペーストのハンダ粉及び接合部分の
錫合金膜を溶融させて、鉛フリーハンダを前記錫膜に接
合させた後に、鉛フリーハンダを固化させ、接続端子と
アウターリードとを鉛フリーハンダによって接続する工
程とを有する。[0012] Further, according to such a method of mounting a semiconductor device on a wiring board, a step of printing and attaching a solder paste containing lead-free solder powder to a joint portion of the wiring board, and a step of mounting the semiconductor device at a predetermined position on the wiring board. The step of mounting, and melting the solder powder of the solder paste and the tin alloy film of the joining portion, and joining the lead-free solder to the tin film, solidifying the lead-free solder, and connecting the connection terminals and the outer leads. Connecting with lead-free solder.
【0013】また、配線基板に設けられた搭載領域に半
導体装置等の電子部品を実装し、前記配線基板の接続端
子と前記電子部品の外部端子との電気的な接続を行なう
電子装置について、前記電子部品の外部端子を錫膜によ
って被覆し、前記錫膜を錫合金膜によって被覆し、前記
外部端子と前記配線基板の接続端子とを鉛フリーハンダ
によって接続する。An electronic device in which an electronic component such as a semiconductor device is mounted on a mounting area provided on a wiring substrate and electrically connects a connection terminal of the wiring substrate to an external terminal of the electronic component. The external terminals of the electronic component are covered with a tin film, the tin film is covered with a tin alloy film, and the external terminals and the connection terminals of the wiring board are connected by lead-free solder.
【0014】上述した手段によれば、錫合金膜で錫膜を
被覆することによって、錫膜からウィスカが発生するの
を防止することができるので、ウィスカによるリード間
の短絡が生じることがない。According to the above-described means, since the whisker is prevented from being generated from the tin film by covering the tin film with the tin alloy film, a short circuit between the leads due to the whisker does not occur.
【0015】また、接合時には、接合部分の錫合金膜が
溶解され、鉛フリーハンダが錫膜と接合するために、ハ
ンダ濡れ性が良好となる。Further, at the time of joining, the tin alloy film at the joining portion is melted and the lead-free solder is joined to the tin film, so that the solder wettability is improved.
【0016】以下、本発明の実施の形態を説明する。な
お、実施の形態を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態で
あるQFP型の半導体装置を示す平面図であり、図2は
図1中のa−a線に沿った部分縦断面図である。本実施
の形態の半導体装置では、単結晶シリコン等の半導体基
板主面に各種素子を形成し配線層によって接続して所定
の回路を構成した半導体チップ1が、タブ2に固定さ
れ、半導体チップ1とリード3のインナーリード3aと
が、ボンディングワイヤ4によって接続されている。半
導体チップ1、タブ2、インナーリード3a、ボンディ
ングワイヤ4は、エポキシ樹脂等からなる封止体5によ
って封止されており、リード3のアウターリード3bが
封止体5の四辺から外部に延在している。FIG. 1 is a plan view showing a QFP type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view taken along line aa in FIG. It is. In the semiconductor device according to the present embodiment, a semiconductor chip 1 in which various elements are formed on a main surface of a semiconductor substrate such as single crystal silicon or the like and connected by a wiring layer to form a predetermined circuit is fixed to a tub 2. And the inner lead 3 a of the lead 3 are connected by a bonding wire 4. The semiconductor chip 1, the tab 2, the inner leads 3a, and the bonding wires 4 are sealed by a sealing body 5 made of epoxy resin or the like, and the outer leads 3b of the leads 3 extend from four sides of the sealing body 5 to the outside. are doing.
【0018】アウターリード3bは表面処理がなされて
おり、ハンダ濡れ性を向上させるために錫膜6によって
被覆され、更にこの錫膜6からのウィスカの発生を防止
するために、錫膜6が他の金属を含有する錫合金膜7に
よって被覆されている。錫合金膜7に用いられる錫合金
としては、SnCu,SnNi,SnZn,SnAg,
SnBi,SnIn,SnSb等が利用可能である。The outer lead 3b has been subjected to a surface treatment, and is coated with a tin film 6 for improving the solder wettability. Further, in order to prevent the generation of whiskers from the tin film 6, the tin film 6 has another surface. Is coated with a tin alloy film 7 containing the above-mentioned metal. Examples of the tin alloy used for the tin alloy film 7 include SnCu, SnNi, SnZn, SnAg,
SnBi, SnIn, SnSb, etc. can be used.
【0019】錫膜6については、純度の高いものほどハ
ンダ濡れ性が良好であり、また、ウィスカは純度が高い
ほど発生しやすく、ある程度不純物が混入するとウィス
カの発生は見られない。これらの点を勘案して、錫膜6
は純度99%以上とし、錫合金膜7としては、ウィスカ
の発生を防止するために、他の金属を2%以上含有させ
てある。夫々の膜厚としては、錫膜6が5μm〜20μ
m程度の膜厚に形成され、錫合金膜7が0.2μm〜2
μm程度の膜厚に形成されている。なお、エージング時
間の短い製品であれば、錫膜6を2.5μm程度まで薄
くしてもよい。Regarding the tin film 6, the higher the purity, the better the solder wettability, and the higher the purity, the more easily the whiskers are generated. When impurities are mixed to some extent, no whisker is generated. In consideration of these points, the tin film 6
Has a purity of 99% or more, and the tin alloy film 7 contains 2% or more of another metal in order to prevent generation of whiskers. The thickness of each tin film 6 is 5 μm to 20 μm.
m, and the thickness of the tin alloy film 7 is 0.2 μm to 2 μm.
It is formed to a thickness of about μm. If the product has a short aging time, the tin film 6 may be thinned to about 2.5 μm.
【0020】この錫合金膜7で錫膜6を被覆することに
よって、錫メッキされたリードの表面から圧力や応力に
よって錫のひげ結晶であるウィスカが発生するのを防止
することができるので、ウィスカによるリード間の短絡
が生じることがない。By coating the tin film 6 with the tin alloy film 7, it is possible to prevent whiskers, which are whiskers of tin, from being generated from the surface of the tin-plated lead due to pressure or stress. No short circuit occurs between the leads.
【0021】図3は、図1及び図2に示す半導体装置を
配線基板に実装した電子装置の要部を示す縦断面図であ
る。配線基板は、ガラスエポキシ或いはムライトセラミ
ック等の絶縁性材料を板状に成形した基体8の表面及び
内部に複数層の配線パターンが形成されており、半導体
装置の外部端子であるアウターリード3bとの接続端子
9aと接続する配線パターン9が最上層に形成されてい
る。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a main part of an electronic device in which the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a wiring board. The wiring board has a plurality of wiring patterns formed on the surface and inside of a substrate 8 formed of a plate-like insulating material such as glass epoxy or mullite ceramic, and is connected to outer leads 3b which are external terminals of the semiconductor device. The wiring pattern 9 connected to the connection terminal 9a is formed on the uppermost layer.
【0022】アウターリード3bと接続端子9との接続
には、SnAg系或いはSnZn系の鉛フリーハンダ1
0を接合剤として用い、この鉛フリーハンダ10の加熱
溶融時に、接合部分の錫合金膜7が溶解され、鉛フリー
ハンダ10がハンダ濡れ性の良好な錫膜6と接合するた
めに、鉛フリーハンダ10はアウターリード3bの接合
部分を充分に覆うことができる。The connection between the outer lead 3b and the connection terminal 9 is made of a SnAg or SnZn lead-free solder 1.
0 is used as a bonding agent, and when the lead-free solder 10 is heated and melted, the tin alloy film 7 at the bonding portion is melted and the lead-free solder 10 is bonded to the tin film 6 having good solder wettability. The solder 10 can sufficiently cover the joint of the outer lead 3b.
【0023】なお、本実施の形態では半導体装置のアウ
ターリード3bに表面処理を施したが、更に、配線基板
の接続端子9aにも同様の表面処理を施してもよい。In this embodiment, the surface treatment is performed on the outer leads 3b of the semiconductor device. However, a similar surface treatment may be further performed on the connection terminals 9a of the wiring board.
【0024】続いて、本実施の形態の半導体装置のアウ
ターリード表面処理について図4乃至図6を用いて説明
する。封止後の表面処理の段階では、各リード3は、ア
ウターリード3a端部に設けられたタイバー11、或い
はリード3間の封止領域直近に設けられたダムバー12
によって一体化され、複数の半導体装置が連続したリー
ドフレームとなっている。Next, the outer lead surface treatment of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the surface treatment stage after sealing, each lead 3 is provided with a tie bar 11 provided at the end of the outer lead 3a or a dam bar 12 provided in the vicinity of the sealing region between the leads 3.
And a plurality of semiconductor devices form a continuous lead frame.
【0025】先ず、洗浄工程としてアウターリード3b
に付着した油脂等の有機物を除去する脱脂処理を行な
う。脱脂処理では、脱脂剤(例えば、マクダーミッド
「メタレックスWスペシャル」)を60g/l程度含有
させた70℃程度の脱脂液に1分間浸漬した後に、純水
による水洗を2〜3回行ない、前記脱脂液を除去する。First, as a cleaning step, the outer leads 3b
A degreasing treatment for removing organic substances such as oils and fats adhered to the surface is performed. In the degreasing treatment, after immersing for 1 minute in a degreasing solution at about 70 ° C. containing about 60 g / l of a degreasing agent (for example, MacDermid “Metalex W Special”), washing with pure water was performed two to three times. Remove the degreasing solution.
【0026】次に、洗浄工程としてアウターリード3b
の表面に形成された熱酸化膜等を除去する脱スケール処
理を行なう。脱スケール処理では、リードフレームが4
2アロイ等のFeNi合金系の場合には洗浄剤(例え
ば、菱江化学「CPL100」)を200ml/l程度
含有させた30℃程度のエッチング液に1分間浸漬し、
リードフレームが銅系の場合には洗浄剤(例えば、菱江
化学「CPE50」)を350ml/l程度含有させた
30℃程度のエッチング液に1分間浸漬させる。その後
に、純水による水洗を2〜3回行ない、前記エッチング
液を除去する。この状態を図4に示す。Next, as a cleaning step, the outer leads 3b
A descaling process for removing a thermal oxide film and the like formed on the surface of the substrate is performed. In the descaling process, the lead frame
2 In the case of a FeNi alloy such as an alloy, it is immersed in an etchant containing about 200 ml / l of a cleaning agent (for example, Hishie Chemical “CPL100”) at about 30 ° C. for 1 minute,
When the lead frame is made of copper, the lead frame is immersed in an etching solution containing about 350 ml / l of a cleaning agent (for example, Hishie Chemical "CPE50") at about 30 ° C. for 1 minute. Thereafter, washing with pure water is performed two or three times to remove the etching solution. This state is shown in FIG.
【0027】次に、洗浄の完了したアウターリード3b
に錫メッキ処理を行なう。錫メッキ処理は、硫酸第一錫
60g/l、硫酸100g/l、添加剤(例えば、石原
薬品「UTB513Y」)30ml/lを混合させた3
0℃程度のメッキ液を用い、2A/dm2の電流密度で
10分間程度行なう。その後に、純水による水洗を2〜
3回行ない、前記メッキ液を除去する。この状態を図5
に示す。Next, the outer leads 3b having been washed
Is subjected to tin plating. The tin plating treatment was performed by mixing 60 g / l of stannous sulfate, 100 g / l of sulfuric acid, and 30 ml / l of an additive (for example, Ishihara Chemical “UTB513Y”).
Using a plating solution of about 0 ° C., a current density of 2 A / dm 2 is applied for about 10 minutes. After that, wash with pure water 2 ~
Perform three times to remove the plating solution. This state is shown in FIG.
Shown in
【0028】次に、洗浄の完了したアウターリード3b
に錫合金メッキ処理を行なう。例えば、錫銅合金メッキ
処理の場合には、錫酸カリ40g/l、青化銅32g/
l、青化カリ70g/l、苛性カリ12g/l、ロッシ
ェル塩50g/lを混合させた65℃程度のメッキ液を
用い、5A/dm2の電流密度で1分間程度行なう。Next, the outer lead 3b having been washed
Is subjected to a tin alloy plating process. For example, in the case of a tin copper alloy plating process, potassium stannate 40 g / l and bronze copper 32 g / l
1, 70 g / l of bluish potash, 12 g / l of caustic potash, and 50 g / l of Rochelle salt at a current density of 5 A / dm 2 using a plating solution of about 65 ° C. for about 1 minute.
【0029】錫合金メッキ処理の後に、純水による水洗
又は湯洗を3回以上行ない、前記メッキ液を除去して、
乾燥させる。この状態を図6に示す。After the tin alloy plating treatment, washing with pure water or hot water is performed three times or more to remove the plating solution.
dry. This state is shown in FIG.
【0030】なお、錫ニッケル合金メッキ処理の場合に
は、塩化錫50g/l、塩化ニッケル250g/l、酸
性フッカアンモニウム40g/lを混合させたPH2.
5の65℃程度のメッキ液を用い、2A/dm2の電流
密度で1分間程度行ない、同様に洗浄乾燥させる。In the case of tin-nickel alloy plating, PH2.50 mixed with 50 g / l of tin chloride, 250 g / l of nickel chloride and 40 g / l of acidic fuccammonium is used.
5 is carried out at a current density of 2 A / dm 2 for about 1 minute using a plating solution of about 65 ° C., and similarly washed and dried.
【0031】この後、リードフレームのタイバー11、
ダムバー12等を切断し、アウターリード3bの成形を
行ない、図2に示す半導体装置が完成する。Thereafter, the tie bar 11 of the lead frame,
The dam bar 12 and the like are cut, and the outer leads 3b are formed, thereby completing the semiconductor device shown in FIG.
【0032】続いて、この半導体装置の配線基板へ例え
ばリフロー法によって実装する方法を図7を用いて説明
する。Next, a method for mounting the semiconductor device on a wiring board by, for example, a reflow method will be described with reference to FIG.
【0033】先ず、接続端子等の配線基板の接合端子9
a等の接合部分に対応させた開口を形成したスクリーン
マスクを用い、このスクリーンマスクと配線基板とを位
置合わせした後に、印刷機によってスクリーンマスク上
のハンダペースト13をスキージによって前記開口に押
し込むことによって、前記接合部分にハンダペースト1
3を印刷付着させる。ハンダペースト13はSnAg系
或いはSnBi系の鉛フリーハンダ粉とフラックスとを
練り混ぜたものである。First, the bonding terminals 9 of the wiring board such as connection terminals
a) by using a screen mask having an opening corresponding to a joint portion such as a, aligning the screen mask with the wiring board, and then pressing the solder paste 13 on the screen mask into the opening with a squeegee by a printing machine. , Solder paste 1
3 is printed. The solder paste 13 is obtained by mixing SnAg-based or SnBi-based lead-free solder powder and flux.
【0034】こうしてハンダペースト13の印刷された
配線基板に、部品形状・アウターリード3bの曲がり等
を検査した半導体装置をマウンタによって所定位置に装
着し、必要に応じて半導体装置を接着剤14によって配
線基板に接着固定する。この状態を図7に示す。The semiconductor device, which has been inspected for component shape, bending of the outer leads 3b, and the like, is mounted at a predetermined position on the wiring board on which the solder paste 13 is printed by a mounter, and the semiconductor device is wired with an adhesive 14 as necessary. Adhesively fix to the substrate. This state is shown in FIG.
【0035】この後、リフロー炉にて熱風或いは赤外線
によって加熱して、ハンダペースト13のハンダ粉が溶
融してハンダ10となり、アウターリード3a及び配線
基板の接続端子9aに付着する。この鉛フリーハンダ1
0の加熱溶融時に、接合部分の錫合金膜7が溶解され、
鉛フリーハンダ10がハンダ濡れ性の良好な錫膜6と接
合するために、鉛フリーハンダ10はアウターリード3
bの接合部分を充分に覆うことができる。充分にハンダ
10が付着させた後に、加熱を終了させ温度が低下する
に連れて溶融していたハンダ10が固化し、接続端子9
aとアウターリード3aとがハンダ10によって接続さ
れ、半導体装置の実装が完了し、図3に示す状態とな
る。Thereafter, the solder powder is heated by hot air or infrared rays in a reflow furnace, and the solder powder of the solder paste 13 is melted to become the solder 10, and adheres to the outer leads 3a and the connection terminals 9a of the wiring board. This lead-free solder 1
0, the tin alloy film 7 at the bonding portion is melted,
Since the lead-free solder 10 is bonded to the tin film 6 having good solder wettability, the lead-free solder 10 is
b can be sufficiently covered. After the solder 10 is sufficiently adhered, the heating is terminated and as the temperature decreases, the molten solder 10 solidifies and the connection terminal 9
a and the outer leads 3a are connected by the solder 10, and the mounting of the semiconductor device is completed, and the state shown in FIG. 3 is obtained.
【0036】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。例えば、前述した実施の形態では、QFP
型の半導体装置について説明を行なったが、SOJ(Sm
all Outline J-lead)型或いはQFN(Quad Flat Nonl
ead)型・SON(Small Outline Nonlead)型等の封止
体底面にリードが露出する底面端子型等、他の半導体装
置の外部端子の表面処理に適用することも可能である。
また、前述した実施の形態では、半導体装置を基板に実
装して半導体装置を製造する例について説明したが、他
の電子部品を基板に実装して電子装置を製造する場合に
も、本発明は適用が可能である。As described above, the invention made by the present inventor is:
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. For example, in the above-described embodiment, the QFP
The semiconductor device of the SOJ (Sm
all Outline J-lead type or QFN (Quad Flat Nonl)
The present invention can also be applied to surface treatment of external terminals of other semiconductor devices, such as a bottom terminal type in which a lead is exposed on the bottom surface of a sealing body such as an ead) type or a SON (Small Outline Nonlead) type.
Further, in the above-described embodiment, an example in which a semiconductor device is manufactured by mounting a semiconductor device on a substrate has been described. However, the present invention is also applicable to a case where an electronic device is manufactured by mounting another electronic component on a substrate. Applicable.
【0037】[0037]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 (1)本発明によれば、錫合金膜で錫膜を被覆すること
によって、ウィスカが発生するのを防止することができ
るという効果がある。 (2)本発明によれば、上記効果(1)により、ウィス
カによるリード間の短絡を防止することができるという
効果がある。 (3)本発明によれば、上記効果(2)により、製品の
経時的な不良の発生を防止することができるという効果
がある。 (4)本発明によれば、ハンダの加熱溶融時に、接合部
分の錫合金膜が溶解され、ハンダが錫膜と接合するため
に、ハンダ濡れ性が良好になるという効果がある。 (5)本発明によれば、上記効果(4)により、接合を
確実に行なうことができるという効果がある。 (6)本発明によれば、リードの表面処理に鉛を含まな
い金属を用いることによって、鉛フリーを実現すること
ができるという効果がある。The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, there is an effect that generation of whiskers can be prevented by coating a tin film with a tin alloy film. (2) According to the present invention, the effect (1) has an effect that a short circuit between leads due to whiskers can be prevented. (3) According to the present invention, the above-mentioned effect (2) has an effect that it is possible to prevent the occurrence of defective products over time. (4) According to the present invention, when the solder is heated and melted, the tin alloy film at the bonding portion is melted and the solder is bonded to the tin film, so that there is an effect that the solder wettability is improved. (5) According to the present invention, the effect (4) has an effect that joining can be surely performed. (6) According to the present invention, there is an effect that lead-free can be realized by using a lead-free metal for the surface treatment of the lead.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す半導体装置のa−a線に沿った部分
縦断面図である。FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 1 along the line aa.
【図3】図2に示す半導体装置と配線基板との実装状態
を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a mounting state of the semiconductor device and the wiring board shown in FIG. 2;
【図4】本実施の形態の半導体装置の表面処理工程を示
す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a surface treatment step of the semiconductor device of the present embodiment.
【図5】本実施の形態の半導体装置の表面処理工程を示
す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing a surface treatment step of the semiconductor device of the present embodiment.
【図6】本実施の形態の半導体装置の表面処理工程を示
す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a surface treatment step of the semiconductor device of the present embodiment.
【図7】本実施の形態の半導体装置の実装工程を示す縦
断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view showing a mounting step of the semiconductor device of the embodiment.
1…半導体チップ、2…タブ、5a…メタライズ層、3
…リード、3a…インナーリード、3b…アウターリー
ド,4…ボンディングワイヤ、5…封止体、6…錫膜、
7…錫合金、8…基体、9…配線パターン、9a…接続
端子,10…ハンダ、11…タイバー、12…ダムバ
ー、13…ハンダペースト、14…接着剤。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor chip, 2 ... Tab, 5a ... Metallized layer, 3
… Lead, 3a… inner lead, 3b… outer lead, 4… bonding wire, 5… sealing body, 6… tin film,
7: Tin alloy, 8: Base, 9: Wiring pattern, 9a: Connection terminal, 10: Solder, 11: Tie bar, 12: Dam bar, 13: Solder paste, 14: Adhesive.
Claims (10)
ドの一端とが接続され、前記リードの他端が外部端子と
なる半導体装置において、 前記外部端子には錫膜が被覆され、この錫膜が錫合金膜
によって被覆されていることを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device in which a semiconductor chip incorporated in a sealing body and one end of a lead are connected, and the other end of the lead serves as an external terminal, wherein the external terminal is covered with a tin film. A semiconductor device, wherein the film is covered with a tin alloy film.
特徴とする請求項1に記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said tin film has a purity of 99% or more.
nZn,SnAg,SnBi,SnIn,SnSbの何
れかを用いたものであることを特徴とする請求項1又は
請求項2に記載の半導体装置。3. The tin alloy film is made of SnCu, SnNi, S
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein any one of nZn, SnAg, SnBi, SnIn, and SnSb is used.
金膜が0.2μm〜2μm程度の膜厚に形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に
記載の半導体装置。4. The method according to claim 1, wherein the tin film is formed to a thickness of about 5 μm to 20 μm, and the tin alloy film is formed to a thickness of about 0.2 μm to 2 μm. 13. The semiconductor device according to claim 1.
ドの一端とが接続され、前記リードの他端が外部端子と
なる半導体装置を配線基板に実装する半導体装置の実装
方法において、 前記外部端子には錫膜が被覆され、この錫膜が錫合金膜
によって被覆されており、 前記配線基板の接合部分に鉛フリーハンダ粉を含有する
ハンダペーストを印刷付着させる工程と、 前記半導体装置を配線基板の所定位置に装着する工程
と、 前記ハンダペーストのハンダ粉及び接合部分の錫合金膜
を溶融させて、鉛フリーハンダを前記錫膜に接合させた
後に、鉛フリーハンダを固化させ、接続端子とアウター
リードとを鉛フリーハンダによって接続する工程とを有
することを特徴とする半導体装置の実装方法。5. A method for mounting a semiconductor device in which a semiconductor chip incorporated in a sealing body and one end of a lead are connected and a semiconductor device having the other end of the lead as an external terminal is mounted on a wiring board. A terminal is coated with a tin film, and the tin film is coated with a tin alloy film. A step of printing and attaching a solder paste containing lead-free solder powder to a bonding portion of the wiring board, and wiring the semiconductor device. A step of mounting at a predetermined position on the substrate; melting the solder powder of the solder paste and the tin alloy film at the bonding portion to bond the lead-free solder to the tin film; solidifying the lead-free solder; And a step of connecting the outer leads to the outer leads by lead-free solder.
特徴とする請求項5に記載の半導体装置の実装方法。6. The method according to claim 5, wherein the tin film has a purity of 99% or more.
nZn,SnAg,SnBi,SnIn,SnSbの何
れかを用いたものであることを特徴とする請求項5又は
請求項6に記載の半導体装置の実装方法。7. The tin alloy film is made of SnCu, SnNi, S
7. The method according to claim 5, wherein any one of nZn, SnAg, SnBi, SnIn, and SnSb is used.
金膜が0.2μm〜2μm程度の膜厚に形成されている
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7の何れか一項に
記載の半導体装置の実装方法。8. The method according to claim 5, wherein the tin film is formed to a thickness of about 5 μm to 20 μm, and the tin alloy film is formed to a thickness of about 0.2 μm to 2 μm. A mounting method of the semiconductor device described in the above.
装置等の電子部品を実装し、前記配線基板の接続端子と
前記電子部品の外部端子との電気的な接続を行なう電子
装置において、 前記電子部品の外部端子が錫膜によって被覆され、前記
錫膜が錫合金膜によって被覆されており、前記外部端子
と前記配線基板の接続端子とが鉛フリーハンダによって
接続されていることを特徴とする電子装置。9. An electronic device in which an electronic component such as a semiconductor device is mounted on a mounting area provided on a wiring board and an electrical connection between a connection terminal of the wiring board and an external terminal of the electronic component is provided. An external terminal of the electronic component is covered with a tin film, the tin film is covered with a tin alloy film, and the external terminal and a connection terminal of the wiring board are connected by lead-free solder. Electronic devices.
SnZn,SnAg,SnBi,SnIn,SnSbの
何れかを用いたものであることを特徴とする請求項9に
記載の電子装置。10. The method according to claim 1, wherein the tin alloy film is formed of SnCu, SnNi,
The electronic device according to claim 9, wherein any one of SnZn, SnAg, SnBi, SnIn, and SnSb is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056335A JP2000252402A (en) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056335A JP2000252402A (en) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252402A true JP2000252402A (en) | 2000-09-14 |
Family
ID=13024347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056335A Pending JP2000252402A (en) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252402A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108666A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Samsung Techwin Co Ltd | Semiconductor lead frame, semiconductor package including the same, and method for plating the same |
| EP1464731A4 (en) * | 2001-12-12 | 2007-03-21 | Sanyo Electric Co | ELECTRODEPOSITION APPARATUS, ELECTRODEPOSITION METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE |
| US7576437B2 (en) | 2005-11-14 | 2009-08-18 | Samsung Electronic Co., Ltd. | Printed circuit board of semiconductor package and method for mounting semiconductor package using the same |
| USRE45924E1 (en) | 2005-09-22 | 2016-03-15 | Enplas Corporation | Electric contact and socket for electrical part |
| KR20190087822A (en) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | Thermoelectric element |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056335A patent/JP2000252402A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464731A4 (en) * | 2001-12-12 | 2007-03-21 | Sanyo Electric Co | ELECTRODEPOSITION APPARATUS, ELECTRODEPOSITION METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE |
| JP2006108666A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Samsung Techwin Co Ltd | Semiconductor lead frame, semiconductor package including the same, and method for plating the same |
| USRE45924E1 (en) | 2005-09-22 | 2016-03-15 | Enplas Corporation | Electric contact and socket for electrical part |
| US7576437B2 (en) | 2005-11-14 | 2009-08-18 | Samsung Electronic Co., Ltd. | Printed circuit board of semiconductor package and method for mounting semiconductor package using the same |
| KR20190087822A (en) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | Thermoelectric element |
| KR102448420B1 (en) * | 2018-01-17 | 2022-09-28 | 엘지이노텍 주식회사 | thermoelectric element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6329722B1 (en) | Bonding pads for integrated circuits having copper interconnect metallization | |
| US7368328B2 (en) | Semiconductor device having post-mold nickel/palladium/gold plated leads | |
| US20080087996A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
| KR100300462B1 (en) | Silicon semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2001230360A (en) | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same | |
| JP2000277672A (en) | Lead frame, its manufacturing method and semiconductor device | |
| JP3169781B2 (en) | Lead frame for semiconductor device | |
| JP3395772B2 (en) | Method for producing tin-silver alloy plating film, tin-silver alloy plating film, and lead frame for electronic component provided with the same | |
| JP2000269398A (en) | Aluminum lead frame for semiconductor device and manufacturing method | |
| JP2000252402A (en) | Semiconductor device, semiconductor device mounting method, and electronic device | |
| JPS6050343B2 (en) | Lead frame for semiconductor device manufacturing | |
| JPS59161850A (en) | Resin sealed type semiconductor device and lead frame used therefor | |
| JP3402228B2 (en) | Semiconductor device having lead-free tin-based solder coating | |
| JP2001244289A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2002064173A (en) | Pre-plating of no-lead / lead frame with small semiconductor outline | |
| US6969638B2 (en) | Low cost substrate for an integrated circuit device with bondpads free of plated gold | |
| KR20010076196A (en) | Semiconductor device and method of producing the same, lead frame and method of producing the same | |
| JP3680812B2 (en) | Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device | |
| JP2622104B2 (en) | Manufacturing method of electronic device package | |
| JPH10284668A (en) | Lead frame for semiconductor device, surface treatment method thereof, and semiconductor device using this lead frame | |
| JPH11135533A (en) | Electrode structure, silicon semiconductor device provided with the electrode, method of manufacturing the same, circuit board mounted with the device, and method of manufacturing the same | |
| JPS6214452A (en) | Lead frame for semiconductor | |
| JPH09275177A (en) | Semiconductor device | |
| JPH11135546A (en) | Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JPH0689478B2 (en) | Method for manufacturing resin-sealed semiconductor device |