JPH0478176B2 - - Google Patents
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- JPH0478176B2 JPH0478176B2 JP61166284A JP16628486A JPH0478176B2 JP H0478176 B2 JPH0478176 B2 JP H0478176B2 JP 61166284 A JP61166284 A JP 61166284A JP 16628486 A JP16628486 A JP 16628486A JP H0478176 B2 JPH0478176 B2 JP H0478176B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner lead
- bump
- gold
- protrusion
- tin
- Prior art date
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- Wire Bonding (AREA)
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、半導体装置に関するものであり、特
に、ワイヤレスボンデイングにより製造される半
導体装置に関するものである。
に、ワイヤレスボンデイングにより製造される半
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断面図である。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ツド２２、アルミニウム引出
しライン２３及びペレツトパシベーシヨン膜２４
が設けられている。アルミニウムパツド２２上に
中間バリヤー層２５を形成し、その上にアルミニ
ウムパツド２２の露呈面積とほぼ同じ太さの金バ
ンプ２８をめつきにより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
0.5μｍ程度の厚さにめつきすることにより構成し
たものである。金バンプ２８とインナーリード３
１との接合は、両者を450〜550℃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−Sn共晶部３５を形成させることにより行わ
れる。その際に、インナーリード３１の外側にめ
つきされた錫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。
リード接続部分を示す縦断面図である。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ツド２２、アルミニウム引出
しライン２３及びペレツトパシベーシヨン膜２４
が設けられている。アルミニウムパツド２２上に
中間バリヤー層２５を形成し、その上にアルミニ
ウムパツド２２の露呈面積とほぼ同じ太さの金バ
ンプ２８をめつきにより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
0.5μｍ程度の厚さにめつきすることにより構成し
たものである。金バンプ２８とインナーリード３
１との接合は、両者を450〜550℃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−Sn共晶部３５を形成させることにより行わ
れる。その際に、インナーリード３１の外側にめ
つきされた錫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）
以上に述べた従来の半導体装置には以下のよう
な種々の難点があ。
な種々の難点があ。
(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３
４の溶ける量が多く、しかもバンプ２８とイン
ナーリード３１とは平面的に圧接されるため、
前記溶けた錫３４が接合部の外部へ多量に流出
して錫の溶接部３６を形成する。その溶融部３
６は下地（半導体基板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。
面積が大きいため、インナーリード３１の錫３
４の溶ける量が多く、しかもバンプ２８とイン
ナーリード３１とは平面的に圧接されるため、
前記溶けた錫３４が接合部の外部へ多量に流出
して錫の溶接部３６を形成する。その溶融部３
６は下地（半導体基板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) 金バンプ２８とインナーリード３１とを平面
で且つ大きな面積で接合させるようにしたの
で、Au−Sn共晶部３５として均一なものを得
ることができず、接合強度が例えば10〜70ｇと
ばらつき、さらに金バンプ２８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
て著しく煩雑な位置合わせが必要である。
で且つ大きな面積で接合させるようにしたの
で、Au−Sn共晶部３５として均一なものを得
ることができず、接合強度が例えば10〜70ｇと
ばらつき、さらに金バンプ２８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
て著しく煩雑な位置合わせが必要である。
(3) 金バンプ２８とインナーリード３１との接合
面積の割に、金バンプ２８を製造するために要
する金の量が多く、コストダウンができない。
面積の割に、金バンプ２８を製造するために要
する金の量が多く、コストダウンができない。
本発明は、前記各種の難点に鑑みてなされたも
ので、その目的は信頼性の高い半導体装置を安価
に提供することにある。
ので、その目的は信頼性の高い半導体装置を安価
に提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の半導体装置は、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、を備えたものとして構成され
る。
れた溶融金属受止部材と、その受止部材上に設け
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量が減少する。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達するのは防止さ
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つて行われるだ
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つても行わ
れ、よつて喩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。
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量が減少する。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達するのは防止さ
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つて行われるだ
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つても行わ
れ、よつて喩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ツド２、アルミニウム引出し
ライン３及びペレツトパシベージヨン膜４が設け
られている。アルミニウムパツド２上には中間バ
リヤー層５が形成され、そのバリヤー層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
を用いる種々の処理を施すことにより２〜4μｍ
の厚さに金めつ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開口のマスクを用いて前記
とほぼ同様にして13〜21μｍの厚さに金メツキす
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、後述するイ
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
を備えたものとして形成することもできる。
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ツド２、アルミニウム引出し
ライン３及びペレツトパシベージヨン膜４が設け
られている。アルミニウムパツド２上には中間バ
リヤー層５が形成され、そのバリヤー層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
を用いる種々の処理を施すことにより２〜4μｍ
の厚さに金めつ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開口のマスクを用いて前記
とほぼ同様にして13〜21μｍの厚さに金メツキす
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、後述するイ
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
を備えたものとして形成することもできる。
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を貫設した銅材１２を
用い、その銅材１３の外表面（孔１２の内面を含
む。）に錫１４を0.5μｍ程度の厚さにめつきする
ことにより形成される。前記凹部としては非貫通
状態の穴をインナーリード１１の接続面に形成す
ることもできる。金バンプ８とインナーリード１
１との接合は、450〜550℃に加熱した電極で両者
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１４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−Sn共
晶部１５が形成され、両者が接合される。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１６の下
端は受止部材７によつて受け止められ、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。
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を貫設した銅材１２を
用い、その銅材１３の外表面（孔１２の内面を含
む。）に錫１４を0.5μｍ程度の厚さにめつきする
ことにより形成される。前記凹部としては非貫通
状態の穴をインナーリード１１の接続面に形成す
ることもできる。金バンプ８とインナーリード１
１との接合は、450〜550℃に加熱した電極で両者
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１４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−Sn共
晶部１５が形成され、両者が接合される。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１６の下
端は受止部材７によつて受け止められ、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は
以下に列挙する効果が得られる。
以下に列挙する効果が得られる。
(1) 金バンプ８とインナーリード１１とを熱圧着
する際に、インナーリード１１から錫１４が溶
けて下方に流れ落ちるが、その流れ落ちた錫は
受止部材７によつて受け止められるため、溶け
た錫が下地（半導体基板１）に達することはな
く、半導体基板１上のアルミニウム引出しライ
ン３が断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。
する際に、インナーリード１１から錫１４が溶
けて下方に流れ落ちるが、その流れ落ちた錫は
受止部材７によつて受け止められるため、溶け
た錫が下地（半導体基板１）に達することはな
く、半導体基板１上のアルミニウム引出しライ
ン３が断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
によつて形成される突部９をインナーリード１
１の孔１２内に挿入し、それによつてバンプ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Au−Sn共晶部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。
時には、金バンプ８が突状に塑性変形し、それ
によつて形成される突部９をインナーリード１
１の孔１２内に挿入し、それによつてバンプ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Au−Sn共晶部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、振動が加わつても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。
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、振動が加わつても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とを接合す
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量が少な
くなり、製品のコストダウンを図ることができ
る。
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量が少な
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
よつてではなく、バンプ８の突部９をインナー
リード１１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
用する製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。
よつてではなく、バンプ８の突部９をインナー
リード１１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
用する製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。
このように、本発明の半導体装置によれば、バ
ンプとインナーリードとの接合に当つてインナー
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、しかも接合に当つて使用す
る製造装置の位置調整等が厳格なものとして要求
されず、よつて信頼性の高い半導体装置を簡単に
得ることができる。
ンプとインナーリードとの接合に当つてインナー
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、しかも接合に当つて使用す
る製造装置の位置調整等が厳格なものとして要求
されず、よつて信頼性の高い半導体装置を簡単に
得ることができる。
さらに本発明によれば、バンプの突部をインナ
ーリードの凹部内に挿入した状態としたので、両
者の接合強度が増大し、従来のバンプとインナー
リードとを互いに平面だけで接合するものに比し
てバンプを小径なものとしても両者の接合強度を
従来のものと同じ又はそれ以上に保持でき、さら
にバンプの小径化によりバンプの金属量が少なく
てすみ、バンプが金製の場合には製品のコストダ
ウンを大幅に達成でき、さらに、バンプとインナ
ーリードとが厳密に平行でなくても両者の接合が
達成でき、これによりバンプとインナーリードの
位置決めを厳格に行う必要はなく、加工作業を容
易且つ簡単に行うことができ、作業時間も少なく
て済む。
ーリードの凹部内に挿入した状態としたので、両
者の接合強度が増大し、従来のバンプとインナー
リードとを互いに平面だけで接合するものに比し
てバンプを小径なものとしても両者の接合強度を
従来のものと同じ又はそれ以上に保持でき、さら
にバンプの小径化によりバンプの金属量が少なく
てすみ、バンプが金製の場合には製品のコストダ
ウンを大幅に達成でき、さらに、バンプとインナ
ーリードとが厳密に平行でなくても両者の接合が
達成でき、これによりバンプとインナーリードの
位置決めを厳格に行う必要はなく、加工作業を容
易且つ簡単に行うことができ、作業時間も少なく
て済む。
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。 １，２１……半導体基板、２，２２……アルミ
ニウムパツド、３，２３……アルミニウム引出し
ライン、４，２４……ペレツトパシベーシヨン
膜、５，２５……中間バリヤー層、７……受止部
材、８，２８……バンプ、９……突部、１１，３
１……インナーリード、１２……孔、１３，３３
……銅材、１４，３４……錫、１５，３５……
Au−Sn共晶部、１６，３６……錫の溶融部。
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。 １，２１……半導体基板、２，２２……アルミ
ニウムパツド、３，２３……アルミニウム引出し
ライン、４，２４……ペレツトパシベーシヨン
膜、５，２５……中間バリヤー層、７……受止部
材、８，２８……バンプ、９……突部、１１，３
１……インナーリード、１２……孔、１３，３３
……銅材、１４，３４……錫、１５，３５……
Au−Sn共晶部、１６，３６……錫の溶融部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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
も細いバンプであつて、頂面に突部を有するバン
プと、 前記バンプとの接合面に、前記突部が被嵌され
る凹部を有し、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16628486A JPS6321843A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16628486A JPS6321843A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321843A JPS6321843A (ja) | 1988-01-29 |
| JPH0478176B2 true JPH0478176B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15828511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16628486A Granted JPS6321843A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6321843A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829538A1 (de) * | 1988-08-31 | 1990-03-08 | Siemens Ag | Verfahren zum verbinden eines halbleiterchips mit einem substrat |
| JP4956098B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2012-06-20 | 株式会社東芝 | 潤滑剤及び粘稠性物質の劣化診断装置及びその劣化診断方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925700B2 (ja) * | 1977-09-16 | 1984-06-20 | 久雄 木村 | 自動車バンパ−の衝撃緩衝装置 |
| JPS5599731A (en) * | 1979-01-26 | 1980-07-30 | Hitachi Ltd | Method of assembling electronic device and lead frame used for assembly |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP16628486A patent/JPS6321843A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6321843A (ja) | 1988-01-29 |
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