JPH05182996A - 半導体装置、その基材、及び接合方法 - Google Patents
半導体装置、その基材、及び接合方法Info
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- JPH05182996A JPH05182996A JP4000662A JP66292A JPH05182996A JP H05182996 A JPH05182996 A JP H05182996A JP 4000662 A JP4000662 A JP 4000662A JP 66292 A JP66292 A JP 66292A JP H05182996 A JPH05182996 A JP H05182996A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体チップを基材上にボンディングしてな
る半導体装置のダイボンド時間を短縮すること、及び後
工程での半導体チップの剥離を防止すること。 【構成】 三層構造の半田材料の四辺を囲むような突起
部分又は溝部分を基材に形成し、ダイボンド荷重により
流れ出た余剰低融点半田を半田材料側面と分離する。あ
るいは、ダイボンド荷重により半田材料側面に流れ出た
余剰低融点半田を酸化凝固させる。 【効果】 余剰低融点半田が拡散し終わるまでの時間が
不要となり、ボンディング時間が短縮でき、後工程での
溶融した余剰低融点半田の浸透による半導体チップの剥
離が防止できる。
る半導体装置のダイボンド時間を短縮すること、及び後
工程での半導体チップの剥離を防止すること。 【構成】 三層構造の半田材料の四辺を囲むような突起
部分又は溝部分を基材に形成し、ダイボンド荷重により
流れ出た余剰低融点半田を半田材料側面と分離する。あ
るいは、ダイボンド荷重により半田材料側面に流れ出た
余剰低融点半田を酸化凝固させる。 【効果】 余剰低融点半田が拡散し終わるまでの時間が
不要となり、ボンディング時間が短縮でき、後工程での
溶融した余剰低融点半田の浸透による半導体チップの剥
離が防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置、その基
材、及びその接合方法に関するものである。
材、及びその接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の三層構造の半田材料による
ダイボンド時の構成図である。図において、１は半導体
チップ、７は例えば、リードフレームのような基材、３
は三層構造の半田材料の母材である高融点半田、４ａ，
４ｂは母材両面に配設された低融点半田、５は図示はし
ていないダイボンド荷重により側面に流れ出た余剰低融
点半田である。前記のような三層構造の半田を用いて、
液相拡散接合を行うと、半導体素子に作用する熱応力を
小さくすることができ、かつ接合部の耐温性は高温を保
つことができる。
ダイボンド時の構成図である。図において、１は半導体
チップ、７は例えば、リードフレームのような基材、３
は三層構造の半田材料の母材である高融点半田、４ａ，
４ｂは母材両面に配設された低融点半田、５は図示はし
ていないダイボンド荷重により側面に流れ出た余剰低融
点半田である。前記のような三層構造の半田を用いて、
液相拡散接合を行うと、半導体素子に作用する熱応力を
小さくすることができ、かつ接合部の耐温性は高温を保
つことができる。
【０００３】次に詳細な製造方法について述べる。半導
体チップ１と基材７との間に半田３，４ａ，４ｂを挟ん
で加圧し、低融点半田の融点以上で、かつ高融点半田の
融点以下の温度に加熱して低融点半田４ａ，４ｂを溶融
させ、その後、温度を保持しておくことにより、低融点
半田４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ拡散し、最終
的には高融点半田３部と低融点半田４ａ，４ｂ部とが同
一組成になり、加熱温度より高い融点の半田を有する半
導体チップ１と基材７との接合が行われていた。
体チップ１と基材７との間に半田３，４ａ，４ｂを挟ん
で加圧し、低融点半田の融点以上で、かつ高融点半田の
融点以下の温度に加熱して低融点半田４ａ，４ｂを溶融
させ、その後、温度を保持しておくことにより、低融点
半田４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ拡散し、最終
的には高融点半田３部と低融点半田４ａ，４ｂ部とが同
一組成になり、加熱温度より高い融点の半田を有する半
導体チップ１と基材７との接合が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の接合方法では、
溶融した低融点半田４ａ，４ｂがダイボンド荷重により
半導体チップ１や基材７との界面から外へ流れ出し、余
剰低融点半田５を形成していた。この余剰低融点半田５
を拡散させるためには長時間の熱処理が必要であり、仮
に拡散されていない部分があると、後のワイヤボンド，
モールド工程で再び余剰部分が溶融し、半導体チップ１
や基材７と三層構造の半田材料３，４ａ，４ｂとの界面
に浸透し、剥離を起こすなどの問題点があった。
溶融した低融点半田４ａ，４ｂがダイボンド荷重により
半導体チップ１や基材７との界面から外へ流れ出し、余
剰低融点半田５を形成していた。この余剰低融点半田５
を拡散させるためには長時間の熱処理が必要であり、仮
に拡散されていない部分があると、後のワイヤボンド，
モールド工程で再び余剰部分が溶融し、半導体チップ１
や基材７と三層構造の半田材料３，４ａ，４ｂとの界面
に浸透し、剥離を起こすなどの問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ダイボンド時間が短縮できると
ともに、後のワイヤボンド，モールド工程での半導体チ
ップの剥離を防止することを目的とする。
ためになされたもので、ダイボンド時間が短縮できると
ともに、後のワイヤボンド，モールド工程での半導体チ
ップの剥離を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る半
導体装置及び基材は、余剰低融点半田を三層構造の半田
材料の側面より分離するよう、基材のダイパッド部分に
半田材料四辺を囲むように周状突起部を形成させたもの
である。
導体装置及び基材は、余剰低融点半田を三層構造の半田
材料の側面より分離するよう、基材のダイパッド部分に
半田材料四辺を囲むように周状突起部を形成させたもの
である。
【０００７】また、第２の発明に係る半導体装置及び基
材は、余剰低融点半田が三層構造の半田材料の側面に溜
まらないよう、基材のダイパッド部分に半田材料四辺を
囲むように溝部分を形成させたものである。
材は、余剰低融点半田が三層構造の半田材料の側面に溜
まらないよう、基材のダイパッド部分に半田材料四辺を
囲むように溝部分を形成させたものである。
【０００８】さらに、第３の発明に係る接合方法は、三
層構造の半田材料の側面に溜まった余剰低融点半田に対
しこれを酸化させる処理を行い、融点を高くし凝固させ
るものである。
層構造の半田材料の側面に溜まった余剰低融点半田に対
しこれを酸化させる処理を行い、融点を高くし凝固させ
るものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、三層構造の半田材料四辺
を囲むような周状突起部又は溝部分を基材に形成させ、
ダイボンド荷重により流れ出た余剰低融点半田を半田材
料の側面より分離する、又は、半田材料の側面に溜まっ
た余剰低融点半田に対しこれを酸化させる処理を行い、
融点を高くし凝固させるようにしたので、余剰低融点半
田の拡散が不必要となり、熱処理時間が短縮できるとと
もに、再溶融による半導体チップの剥離が防止できる。
を囲むような周状突起部又は溝部分を基材に形成させ、
ダイボンド荷重により流れ出た余剰低融点半田を半田材
料の側面より分離する、又は、半田材料の側面に溜まっ
た余剰低融点半田に対しこれを酸化させる処理を行い、
融点を高くし凝固させるようにしたので、余剰低融点半
田の拡散が不必要となり、熱処理時間が短縮できるとと
もに、再溶融による半導体チップの剥離が防止できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本発明の第１の実施例による半導体装置を
示す構成図である。図において、１は半導体チップ、２
は例えばワードフレームのような基材、３は三層構造の
半田材料の母材である高融点半田、４ａ，４ｂは母材両
面に配設された低融点半田、５はダイボンド荷重により
側面に流れ出た余剰低融点半田で、基材２には半田材料
３，４ａ，４ｂと余剰低融点半田５を分離するための周
状突起部が形成されている。また、図２は本発明の第１
の実施例による半導体装置の基材の外観を示す図であ
る。
する。図１は本発明の第１の実施例による半導体装置を
示す構成図である。図において、１は半導体チップ、２
は例えばワードフレームのような基材、３は三層構造の
半田材料の母材である高融点半田、４ａ，４ｂは母材両
面に配設された低融点半田、５はダイボンド荷重により
側面に流れ出た余剰低融点半田で、基材２には半田材料
３，４ａ，４ｂと余剰低融点半田５を分離するための周
状突起部が形成されている。また、図２は本発明の第１
の実施例による半導体装置の基材の外観を示す図であ
る。
【００１１】本実施例１の半導体装置においては、半導
体チップ１と基材２とを半田材料３，４ａ，４ｂを挟ん
で加圧し、還元性雰囲気中で低融点半田の融点以上で、
かつ高融点半田の融点以下の温度に加熱して低融点半田
４ａ，４ｂを溶融させ、その後温度を保持しておくこと
により低融点半田４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ
拡散し、最終的には高融点半田３部と低融点半田４ａ，
４ｂ部とが同一組成になり、加熱温度より高い融点の半
田を生成させることにより、半導体チップ１と基材２と
が接合される。この時、加圧により流れ出た余剰低融点
半田５は基材２に半田材料３，４ａ，４ｂの四辺を囲む
ように形成された周状突起部により半田材料３，４ａ，
４ｂの側面より分離される。
体チップ１と基材２とを半田材料３，４ａ，４ｂを挟ん
で加圧し、還元性雰囲気中で低融点半田の融点以上で、
かつ高融点半田の融点以下の温度に加熱して低融点半田
４ａ，４ｂを溶融させ、その後温度を保持しておくこと
により低融点半田４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ
拡散し、最終的には高融点半田３部と低融点半田４ａ，
４ｂ部とが同一組成になり、加熱温度より高い融点の半
田を生成させることにより、半導体チップ１と基材２と
が接合される。この時、加圧により流れ出た余剰低融点
半田５は基材２に半田材料３，４ａ，４ｂの四辺を囲む
ように形成された周状突起部により半田材料３，４ａ，
４ｂの側面より分離される。
【００１２】以上のように本実施例によれば、余剰低融
点半田が半田材料側面へ接触しないので、余剰低融点半
田の拡散が不必要になるためボンディング時間が短縮で
き、また、後のワイヤボンド，モールド工程での半導体
チップの剥離を防止できる。
点半田が半田材料側面へ接触しないので、余剰低融点半
田の拡散が不必要になるためボンディング時間が短縮で
き、また、後のワイヤボンド，モールド工程での半導体
チップの剥離を防止できる。
【００１３】図３は本発明の第２の実施例による半導体
装置を示す構成図である。また，図４は本発明の第２の
実施例による半導体装置の基材の外観を示す図である。
上記実施例１では基材に周状突起部を形成したものを示
したが、実施例２では図３の基材６の如く、半田材料
３，４ａ，４ｂの周囲に溝部分を形成させている。ダイ
ボンド荷重により、流れ出た余剰低融点半田５はこの溝
に流れ込み、半田材料３，４ａ，４ｂの側面に溜まるこ
とを防止できる。このように、本第２の実施例において
も、余剰低融点半田が半田材料側面へ接触しないので、
上記第１の実施例と同じ効果を得ることができる。
装置を示す構成図である。また，図４は本発明の第２の
実施例による半導体装置の基材の外観を示す図である。
上記実施例１では基材に周状突起部を形成したものを示
したが、実施例２では図３の基材６の如く、半田材料
３，４ａ，４ｂの周囲に溝部分を形成させている。ダイ
ボンド荷重により、流れ出た余剰低融点半田５はこの溝
に流れ込み、半田材料３，４ａ，４ｂの側面に溜まるこ
とを防止できる。このように、本第２の実施例において
も、余剰低融点半田が半田材料側面へ接触しないので、
上記第１の実施例と同じ効果を得ることができる。
【００１４】図５は本発明の第３の実施例による接合方
法を示す図である。図５に示すように、構成は従来のも
のと同じである。実施例３では、半導体チップ１と基材
２とを半田材料３，４ａ，４ｂを挟んで加圧し、還元性
雰囲気中で低融点半田の融点以上で、かつ高融点半田の
融点以下の温度に加熱して低融点半田４ａ，４ｂを溶融
させ、その後温度を保持しておくことにより低融点半田
４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ拡散し、最終的に
は高融点半田３部と低融点半田４ａ，４ｂ部とが同一組
成になり、加熱温度より高い融点の半田を生成させるこ
とにより、半導体チップ１と基材２とが接合される時の
加圧により流れ出た余剰低融点半田５の未拡散部分に対
し、低融点半田４ａ，４ｂの拡散終了時に、酸化させる
処理を行い，これにより、融点を高くし凝固させてい
る。余剰低融点半田５の融点が高くなったため、余剰低
融点半田５を拡散させるための長時間の熱処理は不必要
となり、又、再溶融による半導体チップの剥離が防止で
きる。
法を示す図である。図５に示すように、構成は従来のも
のと同じである。実施例３では、半導体チップ１と基材
２とを半田材料３，４ａ，４ｂを挟んで加圧し、還元性
雰囲気中で低融点半田の融点以上で、かつ高融点半田の
融点以下の温度に加熱して低融点半田４ａ，４ｂを溶融
させ、その後温度を保持しておくことにより低融点半田
４ａ，４ｂ中のＳｎが高融点半田３へ拡散し、最終的に
は高融点半田３部と低融点半田４ａ，４ｂ部とが同一組
成になり、加熱温度より高い融点の半田を生成させるこ
とにより、半導体チップ１と基材２とが接合される時の
加圧により流れ出た余剰低融点半田５の未拡散部分に対
し、低融点半田４ａ，４ｂの拡散終了時に、酸化させる
処理を行い，これにより、融点を高くし凝固させてい
る。余剰低融点半田５の融点が高くなったため、余剰低
融点半田５を拡散させるための長時間の熱処理は不必要
となり、又、再溶融による半導体チップの剥離が防止で
きる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、余剰
低融点半田の半田材料側面への接触をなくす、または半
田材料側面の余剰低融点半田を酸化凝固させることによ
り、余剰低融点半田の拡散が不必要になるためボンディ
ング時間が短縮でき、また、後のワイヤボンド，モール
ド工程での半導体チップの剥離を防止できる効果があ
る。
低融点半田の半田材料側面への接触をなくす、または半
田材料側面の余剰低融点半田を酸化凝固させることによ
り、余剰低融点半田の拡散が不必要になるためボンディ
ング時間が短縮でき、また、後のワイヤボンド，モール
ド工程での半導体チップの剥離を防止できる効果があ
る。
【図１】この発明の第１の実施例を示す構成図。
【図２】突起部分を形成させた基材の外観図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す構成図。
【図４】溝部分を形成させた基材の外観図。
【図５】この発明の第３の実施例を示す構成図。
【図６】従来の例を示す構成図。
１ 半導体チップ ２ 突起部分を形成した基材 ３ 高融点半田 ４ａ 低融点半田 ４ｂ 低融点半田 ５ 余剰低融点半田 ６ 溝部分を形成した基材 ７ 従来の基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 至洋 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 一山 秀之 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 大前 誠蔵 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 母材として形成された高融点半田の両面
に低融点半田を配設した三層構造の半田材料を用いて、
低融点半田の融点以上、かつ高融点半田の融点以下の温
度で半導体チップを基材上にダイボンドしてなる半導体
装置において、 上記基材は、該基材上に上記三層構造の半田材料の四辺
を囲むように設けられた周状突起部を有し、 ダイボンド荷重により上記低融点半田の側面より該周状
突起部を越えてその外側に流れ出た余剰低融点半田が上
記半田側面より分離されてなることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項２】 母材として形成された高融点半田の両面
に低融点半田を配設した三層構造の半田材料を用いて、
低融点半田の融点以上、かつ高融点半田の融点以下の温
度で半導体チップを基材上にダイボンドしてなる半導体
装置の基材において、 該基材上に上記三層構造の半田材料の四辺を囲むように
設けられた周状突起部を有し、 ダイボンド荷重により上記低融点半田の側面より該周状
突起部を越えてその外側に流れ出た余剰低融点半田が上
記半田側面より分離されるようにしたことを特徴とする
半導体装置の基材。 - 【請求項３】 母材として形成された高融点半田の両面
に低融点半田を配設した三層構造の半田材料を用いて、
低融点半田の融点以上、かつ高融点半田の融点以下の温
度で半導体チップを基材上にダイボンドしてなる半導体
装置において、 上記基材は、該基材上に上記三層構造の半田材料の四辺
を囲むように設けられた溝部分を有し、 ダイボンド荷重により上記低融点半田の側面より流れ出
た余剰低融点半田は、上記溝部に流れ込み、上記半田側
面より分離されてなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 母材として形成された高融点半田の両面
に低融点半田を配設した三層構造の半田材料を用いて、
低融点半田の融点以上、かつ高融点半田の融点以下の温
度で半導体チップを基材上にダイボンドしてなる半導体
装置の基材において、 該基材上に上記三層構造の半田材料の四辺を囲むように
設けられた溝部分を有し、 ダイボンド荷重により上記低融点半田の側面より流れ出
た余剰低融点半田は、上記溝部に流れ込み、上記半田側
面より分離されるようにしたことを特徴とする半導体装
置の基材。 - 【請求項５】 母材として形成された高融点半田の両面
に低融点半田を配設した三層構造の半田材料を用いて、
低融点半田の融点以上、かつ高融点半田の融点以下の温
度で半導体チップを基材上にダイボンドする工程と、 上記ダイボンドにおいて、ダイボンド荷重により半田側
面に流れ出た余剰低融点半田に対しこれを酸化させる処
理を行い、これにより上記流れ出た半田の融点を高くし
凝固させる工程とを含むことを特徴とする接合方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000662A JP2997593B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 半導体装置、その基材、及び接合方法 |
| US07/955,307 US5372295A (en) | 1991-10-04 | 1992-10-01 | Solder material, junctioning method, junction material, and semiconductor device |
| US08/335,995 US5609287A (en) | 1991-10-04 | 1994-11-08 | Solder material, junctioning method, junction material, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000662A JP2997593B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 半導体装置、その基材、及び接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182996A true JPH05182996A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2997593B2 JP2997593B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=11479939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000662A Expired - Lifetime JP2997593B2 (ja) | 1991-10-04 | 1992-01-07 | 半導体装置、その基材、及び接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997593B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019071412A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 財團法人工業技術研究院Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | チップパッケージ |
| JP2024515156A (ja) * | 2021-03-10 | 2024-04-05 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | 側壁を有する基板、基板を含むパワー半導体モジュール、および基板の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4000662A patent/JP2997593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019071412A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 財團法人工業技術研究院Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | チップパッケージ |
| US11387159B2 (en) | 2017-10-06 | 2022-07-12 | Industrial Technology Research Institute | Chip package |
| JP2024515156A (ja) * | 2021-03-10 | 2024-04-05 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | 側壁を有する基板、基板を含むパワー半導体モジュール、および基板の製造方法 |
| US12568838B2 (en) | 2021-03-10 | 2026-03-03 | Hitachi Energy Ltd | Base plate having sidewall, power semiconductor module comprising the base plate and method for producing the base plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2997593B2 (ja) | 2000-01-11 |
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