JPH03257943A - 半導体装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はテープキャリアを用いた半導体装置に係り、特
にボンディング性の向上に関するものである。

［従来の技術］ 半導体装置は、一般にリードフレームに設けたダイパッ
ドに半導体チップを取付け、半導体チップの外部電極と
リードフレームの端子とをそれぞれワイヤで接続し、こ
れをエポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂でパッケージした
のち各端子を切断し、製造している。

ところで、最近では電子機器の小形化、薄形化に伴ない
、これに使用する半導体装置も高密度実装するため、リ
ードを微細化した薄くかつ小形の半導体装置の出現が望
まれている。このような要請に答えるべく、テープキャ
リアのデバイスホールに半導体チップを配設し、半導体
チップの電極とテープキャリアに設けたリードのインナ
リードとを直接接続し、これに液状樹脂（例えばエポキ
シ樹脂）からなる封止材を印刷あるいはポツティングし
てパッケージした方式の半導体装置が使用されるように
なった。

第３図はテープキャリアを用いた従来の半導体装置を説
明するための平面図、第４図は第３図のｍＶ−ＩＶ線断
面図、第５図は同半導体装置の製造例を示す説明図、第
６図はリードと半導体チップの接続状態を示す断面図、
第７図はボンディングツールに共晶物が付着した状態を
示す説明図である。

図において、１は長さ方向に等間隔に、後述の半導体チ
ップ６の表面積より大きい面積のデバイスホール２．２
．２．・・・が設けられた厚さ７５〜１００−程度のテ
ープキャリアである。３はテープキャリア１に設けられ
た銅の如き導電率の高い厚さ３０〜４０−１幅５０〜３
００Ｉａ１程度の金属箔からなる多数のリードで、その
一部はデバイスホール２内に突出して自由端となってお
り、インナリード３ａを形成している。このインナリー
ド３ａは第６図に示すように表面にスズメッキ層４を有
している。５はテープキャリア１を搬送するためのスプ
ロケット穴である。６は半導体チップ、６ａは半導体チ
ップ６に設けられた金の凸状電極、６ｂは半導体チップ
６のアルミニウム配線、６Ｃはアルミニウム配線６ｂを
被覆する絶縁層、６ｄはアルミニウム配線６ｂと凸状電
極６ａとの間に介在するクロム、チタン、プラチナから
なる長時間圧着されても強度劣化を起こさないバリアメ
タル層である。

第５図は上記のようなテープキャリア１に半導体チップ
を取付ける装置の一例を示す説明図で、チップ台８上に
載置された半導体チップ６は、位置決めガイド９により
所定の位置に位置決めされる。一方、テープレールｌＯ
にガイドされ、スプロケットにより紙面の垂直方向に送
られたテープキャリア１は、そのデバイスホール２が半
導体チップ６上に達した位置で停止し、半導体チップ６
に設けた多数の凸状電極８ａと、各リード３のインナリ
ード３ａの先端とをそれぞれ整合させる。ついで加熱さ
れたボンディングツール１１を下降させて各リード３を
加圧し、所定の角度にフォーミングして各インナリード
３ａの先端をそれぞれ半導体チップ６の各凸状電極６ａ
に融着させ、接続する。次に、テープキャリア１を移動
してそれぞれリード３を切断し、又はスキージ印刷、ボ
ッティング等により半導体チップ６及びリード３の一部
を液状の封止用樹脂で封止したのちり−ド３を切断して
、半導体装置を製造する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の半導体装置においては、半導体チッ
プ６の凸状電極６ａとフィルム１に設けられたリード３
の表面にスズメッキ層４を有しているインナリード３ａ
とが圧熱融着により接続されるものであるから、インナ
リード３ａと凸状電極６ａとを融着させ接続した際にイ
ンナリード３ａのスズメッキ層４のスズが半導体チップ
６上に融は出し、スズメッキ層４のスズと凸状電極６ａ
の金の共晶物が半導体チップ６の絶縁層６Ｃ上にコブ１
３を作り、そのコブが大きいときには凸状電極６と一体
のコブ１３が半導体チップ６の絶縁層６Ｃがないエツジ
表面に接触し、エツジショートを発生させるという問題
点があった。また、インナリード３ａのボンディングツ
ール１１が圧接するツール圧接面にもスズメッキ層４が
あるため、インナリード３ａがボンディングツール１１
によって圧熱される際に第７図に示すようにボンディン
グツール１１のボンディング面にインナリード３ａのス
ズメッキ層４の融けたスズ１４が付着し、そのスズ１４
の付着によって接合温度が低下してボンディングツール
１１の方にインナリード３ａが接着してインナリード３
ａと凸状電極６ａの接続不良が生じ、しかもボンディン
グツール１１に対するクリーニングの頻度が多くなると
いう問題点があった。

更に、インナリード３ａの表面全体にスズメッキ層４が
設けられているから、スズによるウィスカー現象が現わ
れ、半導体チップ６の多ピン化に伴い、インナリード３
ａの数が増えてピッチ間隔が狭くなると、隣りのインナ
リード８ａと接触し、リードショートを生じさせるとい
う問題点もあった。

この発明は上記のような問題点を解決すべくなされたも
ので、半導体チップのエツジショートを防止し、リード
と半導体チップとのボンディング性を向上させると共に
ボンディングツールのクリニング頻度を減少させ、半導
体チップの多ピン化が可能な半導体装置を得ることを目
的としたものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置はテープキャリアのインナリ
ードの電極接合面の電極当接表面及びその周辺表面にの
みスズメッキ層を設けるようにしたものである。

また、テープキャリアのインナリードの突起を有する電
極接合面の突起表面及びその周辺表面にのみニッケルメ
ッキ層を設け、該ニッケルメッキ層上に金メッキ層を設
けるようにしたものである。

［作用〕 この発明においてはテープキャリアのインナリードの電
極接合面の電極当接表面及びその周辺表面にのみスズメ
ッキ層を設けたから、インナリードと半導体チップの凸
状電極との圧熱による融着の際のインナリードのスズメ
ッキ層のスズ融は出しは少なく、スズメッキ層のスズと
凸状電極の金との共晶物によるコブは半導体チップの絶
縁層上に生じない。更に、インナリードのツール圧接面
にはスズメッキ層がないから、ボンディングツールのボ
ンディング面にスズが付着することがなくなる。

また、インナリードの突起を有する電極接合面の突起表
面及びその周辺表面にのみニッケルメッキ層を設け、該
ニッケルメッキ層上に金メッキ層を設けたから、インナ
リードの突起と半導体チップの凹状電極の圧熱による融
着の際の金メッキ層の融は出した金が凹状電極に入り込
み、外部に流れない。更に、インナリードのツール圧接
面にはニッケルメッキ層及び金メッキ層がないから、ボ
ンディングツールのボンディング面に金が付着すること
がなくなる。また、インナリードの突起を有する電極接
合面にニッケルメッキ層と金メッキ層を設けているから
、スズによるウィスカー現象が生じることもない。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。図に
おいて、１はテープキャリア、３はテープキャリア１に
設けられたリード、３ａは例えば幅が３５ｕｍのインナ
リード、４はインナリードの電極接合面の電極当接表面
及びその周辺表面にのみ設けられたスズメッキ層で、そ
の厚みは０．５〜１．０−１その幅は８５−１その長さ
は１５〜２０ｕである。

６は半導体チップ、８ａは半導体チップ６に設けられた
金の凸状電極で、その高さが３０−程度である。

６ｂは半導体チップ６のアルミニウム配線、Ｂｅはアル
ミニウム配線６ｂを被覆する絶縁層、６ｄはアルミニウ
ム配線６ｂと凸状電極６ａとの間に介在するバリアメタ
ル層である。

上記のように構成された半導体装置ではインナリード３
ａの電極接合面の電極当接表面及びその周辺表面にのみ
スズメッキ層４を設けているから、半導体チップ６に設
けた多数の凸状電極６と、各リード３のインナリード３
ａの先端とをそれぞれ接合させ、ついで、加熱されたボ
ンディングツールを下降させて各リード３を加圧し、所
定の角度にフォミングして各インナリード３ａの先端を
それぞれ半導体チップ６の各凸状電極８ａに融着させて
接続した場合に、インナリード３ａのスズメッキ層４の
スズの融は出しは少なく、スズメッキ層４のスズと凸状
電極６ａの金との共晶物によるコブが半導体チップ６の
絶縁層Ｂｅ上にできず、従来コブにより生じていたエツ
ジショートは発生しない。

また、インナリード３ａのボンディングツールが圧接す
るツール圧接面にはスズメッキ層はないから、インナリ
ード３ａがボンディングツールによって圧熱された際に
ボンディングツールのボンディング面にスズが付着する
こともなくなり、インナリード３ａと凸状電極６ａとの
ボンディング性は向上し、従来行われていたボンディン
グツールへの共晶物の付着によるクリーニングも従来は
ボンディングツールの加圧回数に対するクリーニングの
割合が１００〜５００シヨツト／クリーニングであった
が、この実施例では２０００シヨツト／クリーニングと
なり、クリーニング回数が大幅に減少した。

この実施例と従来例のコブの発生状態をインナリード３
に設けられるスズメッキ層４の厚さを変えてみると下記
第１表の如くになる。

第　　１　　表 コブ発生状況 半導体チップ６の凸状電極８ａとのボンディング性の良
否をみると、下記第２表の如くになる。

第　　２　　表 ボンディング性の良否 ３に設けたスズメッキ層４の厚さを０．５〜１．０　ｕ
の範囲にすることが、コブの発生を抑えてボンディング
性を向上させるのによいことがわかる。

第２図はこの発明のもう一つの実施例を示す断面図であ
る。この実施例は半導体チップ６に凹状電極６ｅが設け
られ、インナリード３ａの電極接合面が突起７を有し、
その突起７を有する電極接合面の突起７表面及びその周
辺表面にのみ厚さ０．５−のニッケルメッキ層１５を設
け、そのニッケルメッキ層１５上に厚さ１〜２ＩＪ１１
の金メッキ層１Ｂを設けたものである。他の構成は第１
図に示す実施例と同であるので、同一符号を付して構成
の説明を省略する。

この実施例では半導体チップ６に設けた凹状電極６ｅと
、各リード３のインナリード３ａの突起７とをそれぞれ
整合させ、ついで加熱されたボンディングツールを下降
させて各リード３を加圧し、所定の角度にフォーミング
して各インナリード３ａの突起７をそれぞれ半導体チッ
プ６の各凹状電極６ｅに融着させて接続するものである
。この実施例の場合も、インナリード３ａの突起７を有
する電極接合面にはその突起７表面及びその周辺表面に
のみニッケルメッキ層１５とそのニッケルメッキ層１５
上に金メッキ層１Ｂとが設けられただけであるから、融
着時におけるインナリード３ａの金メッキ層ＩＢの融は
出しは少なく、金メッキ層１６の金と凹状電極６ｅのア
ルミニウムとの共晶物は半導体チップ６の凹状電極Ｂｅ
内に入り込み、外部に流れないから、従来コブにより生
じていたエツジショートは発生しない。なお、この実施
例でインナリード３ａに始めにニッケルメッキ層１５を
設け、次に金メッキ層ＩＢを設けているのはインナリー
ド３ａが銅であり、金とはなじみがないため、なじみの
よいニッケルを介在させる必要があったからである。

また、インナリード３ａのツール圧接面にはニッケルメ
ッキ層１５や金メッキ層１６はないから、前述の実施例
と同様にボンディング性が向上し、ボンディングツール
のクリーニング回数も大幅に減少した。

更に、インナリード３ａにはその突起７を有する電極接
合面にニッケルメッキ層１５と金メッキ層１Ｂが設けら
れているから、スズよるウィスカー現象が生じず、リー
ドショートもなくなり、リード３を微細化した半導体チ
ップ６の多ピン化が可能となる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、テープキャリアのイン
ナリードの電極接合面の電極当接表面及びその周辺表面
にのみスズメッキ層を設け、インナリードと半導体チッ
プの凸状電極とを圧熱により融着して接続した際のイン
ナリードのスズメッキ層のスズ融は出しを少なくし、ス
ズメッキ層のスズと凸状電極の金との共晶物によるコブ
が半導体チップの絶縁層上に生じないようにしたので、
コブによるエツジショートが防止されるという効果を有
する。また、インナリードのツール圧接面にスズメッキ
層を設けず、インナリードがボンディングツールによっ
て圧接される際にボンディングツールのボンディング面
にスズが付着しないようにしたので、インナリードと半
導体チップの凸状電極のボンディング性が向上すると共
にボンディングツールに対するクリーニングの頻度が大
幅に減少するという効果がある。

更に、インナリードの突起を有する電極接合面の突起表
面及びその周辺表面にのみ二・ノケルメ・ツキ層を設け
、該ニッケルメッキ層上に金メ・ツキ層を設け、インナ
リードの突起と半導体チ・ツブの凹状電極とを圧熱によ
り融着して接続した際に、インナリードの金メッキ層の
融は出した金が凹状電極に入り込み、外部に流れないよ
うにしたので、エツジショートが防止される。また、イ
ンナリードのツール圧接面にはニッケルメッキ層及び金
メッキ層を設けず、インナリードがボンディングツール
によって圧接される際にボンディングツールのボンディ
ング面に金が付着しないようにしたので、インナリード
の突起と半導体チップの凹状電極とのボンディング性が
向上すると共にボンディングツールに対するクリーニン
グの頻度が大幅に減少するという効果がある。更にイン
ナリードの突起を有する電極接合面にニッケルメッキ層
と金メッキ層を設け、スズによるウィスカー現象を生じ
ないようにしたので、リードショートもなくなって半導
体チップの多ビン化が可能となるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明のもう一つの実施例を示す断面図、第３図はテー
プキャリアを用いた従来の半導体装置を説明するための
平面図、第４図は第３図の■−■線断面図、第５図は同
半導体装置の製造例を示す説明図、第６図はリードと半
導体チップの接続状態を示す断面図、第７図はボンディ
ングツールに共晶物が付着した状態を示す説明図である
。 １・・・テープキャリア、３・・・リード、３ａ・・・
インナリード、４・・・スズメッキ層、７・・・突起、
１５・・・ニッケルメッキ層、１Ｂ・・・金メッキ層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）テープキャリアに半導体チップを配設し、該半導
   体チップに設けた多数の凸状電極に前記テープキャリア
   に設けられたリードのインナリードの先端を圧熱融着に
   よりそれぞれ接続し、しかる後に前記テープキャリアの
   リードの一部を切断し、又は前記半導体チップ及びリー
   ドの一部を樹脂等で封止した後に該リードを切断してな
   る半導体装置において、 前記テープキャリアのインナリードの電極接合面の電極
   当接表面及びその周辺表面にのみスズメッキ層を設けた
   ことを特徴とする半導体装置。
2. （２）テープキャリアに半導体チップを配設し、該半導
   体チップの凹状電極に前記テープキャリアに設けられた
   リードのインナリードの先端側に設けた突起を圧熱融着
   によりそれぞれ接続し、しかる後に前記テープキャリア
   のリードの一部を切断し、又は前記半導体チップ及びリ
   ードの一部を樹脂等で封止した後に該リードを切断して
   なる半導体装置において、 前記テープキャリアのインナリードの突起を有する電極
   接合面の突起表面及びその周辺表面にのみニッケルメッ
   キ層を設け、該ニッケルメッキ層上に金メッキ層を設け
   たことを特徴とする半導体装置。