JPH0525182B2 - - Google Patents
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- JPH0525182B2 JPH0525182B2 JP59137175A JP13717584A JPH0525182B2 JP H0525182 B2 JPH0525182 B2 JP H0525182B2 JP 59137175 A JP59137175 A JP 59137175A JP 13717584 A JP13717584 A JP 13717584A JP H0525182 B2 JPH0525182 B2 JP H0525182B2
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- Japan
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- metal layer
- substrate
- semiconductor device
- adhesion
- sealing
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/12—Containers or parts thereof characterised by their shape
- H10W76/15—Containers comprising an insulating or insulated base
- H10W76/157—Containers comprising an insulating or insulated base having interconnections parallel to the insulating or insulated base
-
- 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
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- H10W70/611—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers for connecting multiple chips together
-
- 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
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
- H10W72/07251—Connecting or disconnecting of bump connectors characterised by changes in properties of the bump connectors during connecting
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
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Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、半導体装置に係り、特に、複数の半
導体ペレツト（以下、チツプという）を塔載した
塔載用基板を、封止用基板と封止用キヤツプとで
封止してなる半導体装置に適用して有効な技術に
関するものである。
導体ペレツト（以下、チツプという）を塔載した
塔載用基板を、封止用基板と封止用キヤツプとで
封止してなる半導体装置に適用して有効な技術に
関するものである。
［背景技術］
半導体装置の実装法の一つに、高密度実装化を
図るために、複数個のチツプを半田電極を介して
塔載用基板に塔載し、封止用基板と封止用キヤツ
プとで封止してなる構成が知られている（例え
ば、特開昭54−73564号公報参照）。塔載用基板
は、ICの動作による熱応力ひずみを緩和するた
めに同一材料の単結晶シリコンによつて形成され
ている。
図るために、複数個のチツプを半田電極を介して
塔載用基板に塔載し、封止用基板と封止用キヤツ
プとで封止してなる構成が知られている（例え
ば、特開昭54−73564号公報参照）。塔載用基板
は、ICの動作による熱応力ひずみを緩和するた
めに同一材料の単結晶シリコンによつて形成され
ている。
本発明者等は先に、前記塔載用基板を固着する
封止用基板（パツケージのベース）として、熱応
力ひずみの緩和と熱放出効果に優れている少量ベ
リリウムを含む炭化シリコン焼結体からなる基板
を用いることを提案した。
封止用基板（パツケージのベース）として、熱応
力ひずみの緩和と熱放出効果に優れている少量ベ
リリウムを含む炭化シリコン焼結体からなる基板
を用いることを提案した。
そして、本発明者はさらに、上述の技術におい
て、塔載用基板を封止用基板に固着する手段とし
て、それぞれの接合面に設けられたチツプの発生
する熱を効率よく放出できる金属と、該両者の金
層を半田電極よりも低融点を有する金とスズとの
合金層とを用いることを検討した。
て、塔載用基板を封止用基板に固着する手段とし
て、それぞれの接合面に設けられたチツプの発生
する熱を効率よく放出できる金属と、該両者の金
層を半田電極よりも低融点を有する金とスズとの
合金層とを用いることを検討した。
その検討の結果、本発明者は、以下の述べる問
題点を見い出した。
題点を見い出した。
(1) 超音波振動を用い前記合金層で両者の金層を
接着する際に、塔載用基板、封止用基板と金層
との被着性が悪く剥離を生じるので、チツプが
発生する熱を効率よく封止用基板に伝達するこ
とができない。
接着する際に、塔載用基板、封止用基板と金層
との被着性が悪く剥離を生じるので、チツプが
発生する熱を効率よく封止用基板に伝達するこ
とができない。
(2) 金層と合金層とに比べて塔載用基板、封止用
基板と金層との被着性が悪いので剥離を生じ、
かつ、塔載用基板、封止用基板と合金層との熱
膨張率が異なるので、前記剥離部からクラツク
を生じる。
基板と金層との被着性が悪いので剥離を生じ、
かつ、塔載用基板、封止用基板と合金層との熱
膨張率が異なるので、前記剥離部からクラツク
を生じる。
(3)前記(1)及び(2)のために、半導体装置の電気的
信頼性等の低下を生じる。
信頼性等の低下を生じる。
［発明の目的］
本発明の目的は、半導体装置の電気的信頼性を
向上することが可能な技術手段を提供することに
ある。
向上することが可能な技術手段を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によつて明ら
かになるであろう。
徴は、本明細書の記述及び添付図面によつて明ら
かになるであろう。
［発明の概要］
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、下記のとおりで
ある。
ものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
すなわち、塔載用基板と封止用基板との接合面
に、それぞれとの被着性が良好で、かつ、熱伝導
が良好な接着用金属層を設け、該両者を半田電極
よりも低融点を有し、かつ、前記基板との熱膨張
率差が小さい接着用金属層で接合することによつ
て、チツプが発生する熱を効率よく封止用基板に
伝達することができ、かつ、剥離によるクラツク
を生じることがなくなるので、半導体装置の電気
的信頼性を向上することができる。
に、それぞれとの被着性が良好で、かつ、熱伝導
が良好な接着用金属層を設け、該両者を半田電極
よりも低融点を有し、かつ、前記基板との熱膨張
率差が小さい接着用金属層で接合することによつ
て、チツプが発生する熱を効率よく封止用基板に
伝達することができ、かつ、剥離によるクラツク
を生じることがなくなるので、半導体装置の電気
的信頼性を向上することができる。
以下、本発明の構成について、実施例とともに
説明する。
説明する。
［実施例］
第１図は、本発明の実施例の構造を説明するた
めの半導体装置の平面図、第２図は、第１図の
−切断線における断面図、第３図は、第２図の
要部を示す断面図である。第１図は、その図面を
見易くするために、塔載用基板上部に設けられる
導電層、絶縁膜及び封止用キヤツプは図示しな
い。
めの半導体装置の平面図、第２図は、第１図の
−切断線における断面図、第３図は、第２図の
要部を示す断面図である。第１図は、その図面を
見易くするために、塔載用基板上部に設けられる
導電層、絶縁膜及び封止用キヤツプは図示しな
い。
なお、実施例の全図において、同一機能を有す
るものは同一符号を付け、そのくり返しの説明は
省略する。
るものは同一符号を付け、そのくり返しの説明は
省略する。
第１図乃至第３図において、１は特開昭57−
2591号に示されている0.1〜3.5［重量％］のベリ
リウムを含む炭化シリコン焼結体からなる封止用
基板であり、塔載用基板を配置し封止するための
ものである。
2591号に示されている0.1〜3.5［重量％］のベリ
リウムを含む炭化シリコン焼結体からなる封止用
基板であり、塔載用基板を配置し封止するための
ものである。
２は封止用基板１周辺部に設けられたガラス等
からなる絶縁性接着剤、３は絶縁性接着剤２を介
して複数本設けられたリードである。リード３の
外部リード３Ａは、耐腐蝕性を向上するために、
半田メツキが施されている。
からなる絶縁性接着剤、３は絶縁性接着剤２を介
して複数本設けられたリードである。リード３の
外部リード３Ａは、耐腐蝕性を向上するために、
半田メツキが施されている。
４は接着用金属層５を介して封止用基板１に設
けられた単結晶シリコンからなる塔載用基板であ
り、半田電極６を介して複数のチツプ７を塔載
し、半導体装置の実装密度を向上するためのもの
である。
けられた単結晶シリコンからなる塔載用基板であ
り、半田電極６を介して複数のチツプ７を塔載
し、半導体装置の実装密度を向上するためのもの
である。
接着用金属層５は、封止用基板１、塔載用基板
４の接合面に設けられたそれぞれとの被着性が良
好でかつ熱伝導が良好な接着用金属層５Ａ，５Ｅ
と、これに被着してそれぞれ設けられた接着用金
属層５Ａ，５Ｅとの被着性が良好でかつ熱伝導が
良好な接着用金属層５Ｂ，５Ｄと、それらと接合
して設けられた接着用金属層５Ｂ，５Ｄとの被着
性が良好でかつ熱伝導が良好な接着用金属層５Ｃ
とによつて構成されている。
４の接合面に設けられたそれぞれとの被着性が良
好でかつ熱伝導が良好な接着用金属層５Ａ，５Ｅ
と、これに被着してそれぞれ設けられた接着用金
属層５Ａ，５Ｅとの被着性が良好でかつ熱伝導が
良好な接着用金属層５Ｂ，５Ｄと、それらと接合
して設けられた接着用金属層５Ｂ，５Ｄとの被着
性が良好でかつ熱伝導が良好な接着用金属層５Ｃ
とによつて構成されている。
接着用金属層５Ｃとしては、超音波振動によつ
て封止用基板１と塔載用基板４とを接合する工程
すなわち接着用金属層５Ｂ，５Ｄとの接合に際
し、半田電極６が不要に融解するのを防止するた
めに、低融点の材料が用いられている。さらに、
接着用金属層５Ｃは、封止用基板１、塔載用基板
４との熱膨張率が小さいもので構成されている。
て封止用基板１と塔載用基板４とを接合する工程
すなわち接着用金属層５Ｂ，５Ｄとの接合に際
し、半田電極６が不要に融解するのを防止するた
めに、低融点の材料が用いられている。さらに、
接着用金属層５Ｃは、封止用基板１、塔載用基板
４との熱膨張率が小さいもので構成されている。
また、半田電極６は、塔載用基板４側に設けら
れる半田電極６Ａと、チツプ７側に設けられる半
田電極６Ｂとによつて構成されている。
れる半田電極６Ａと、チツプ７側に設けられる半
田電極６Ｂとによつて構成されている。
８は塔載用基板４周辺部に設けられた外部端
子、９は外部端子８とリード３とを電気的に接続
するボンデイングワイヤである。
子、９は外部端子８とリード３とを電気的に接続
するボンデイングワイヤである。
１１は絶縁性接着剤１０を介してリード３上部
を覆うように設けられた封止壁、１３は絶縁性接
着剤１２を介して設けられた封止用キヤツプであ
る。キヤツプ１３は、放熱性の良いアルミニウム
又は封止用基板１と同一材料からなる。
を覆うように設けられた封止壁、１３は絶縁性接
着剤１２を介して設けられた封止用キヤツプであ
る。キヤツプ１３は、放熱性の良いアルミニウム
又は封止用基板１と同一材料からなる。
次に、本実施例の製造方法について説明する。
第４図乃至第８図は、本発明の実施例の製造方
法を説明するための図であり、第４図は、所定の
製造工程における塔載用基板の要部断面図、第５
図乃至第８図は、各製造工程における半導体装置
の断面図である。
法を説明するための図であり、第４図は、所定の
製造工程における塔載用基板の要部断面図、第５
図乃至第８図は、各製造工程における半導体装置
の断面図である。
まず、塔載用基板４の接合面に、接着用金属層
５Ｅ，５Ｄを順次積層する。この後、第４図に示
すように、半田電極６を介して、塔載用基板４に
複数のチツプ７を塔載する。
５Ｅ，５Ｄを順次積層する。この後、第４図に示
すように、半田電極６を介して、塔載用基板４に
複数のチツプ７を塔載する。
第４図に示す工程を併せて、塔載用基板４を配
置する封止用基板１の接合面に、接着用金属層５
Ａ，５Ｂを順次積層する。この後、封止用基板１
の周辺部に絶縁性接着剤２を介してリード形成部
材３Ｂを形成し、第５図に示すように、絶縁性接
着剤１０を介して封止壁１１を形成する。
置する封止用基板１の接合面に、接着用金属層５
Ａ，５Ｂを順次積層する。この後、封止用基板１
の周辺部に絶縁性接着剤２を介してリード形成部
材３Ｂを形成し、第５図に示すように、絶縁性接
着剤１０を介して封止壁１１を形成する。
接着用金属層５Ａ，５Ｅは、例えば、チタン、
タングステン等の高融点金属層で形成し、その膜
厚を2000〜3000［オングストローム（以下、］Ａ
［という）］程度にすればよい。
タングステン等の高融点金属層で形成し、その膜
厚を2000〜3000［オングストローム（以下、］Ａ
［という）］程度にすればよい。
接着用金属層５Ｂ，５Ｄは、例えば、アルミニ
ウム層で形成し、接着用金属層５Ｂはその膜厚を
１〜２［μm］程度、接着用金属層５Ｄはその膜厚
を4000〜5000［Ａ］程度にすればよい。
ウム層で形成し、接着用金属層５Ｂはその膜厚を
１〜２［μm］程度、接着用金属層５Ｄはその膜厚
を4000〜5000［Ａ］程度にすればよい。
第４図及び第５図に示す工程の後に、第６図に
示すように、接着用金属層５Ｃを介して塔載用基
板４を封止用基板１に配置する。接着用金属層５
Ｃは、半田電極６よりも低融点（350［℃］程度以
下）となるように、例えば、アルミニウムとスズ
との合金層で形成し、その膜厚を50［μm］程度で
形成すればよい。そして、接着用金属層５Ｃは、
接着用金属層５Ｂ，５Ｄと、超音波振動によるス
クラブ技術により被着すればよい。
示すように、接着用金属層５Ｃを介して塔載用基
板４を封止用基板１に配置する。接着用金属層５
Ｃは、半田電極６よりも低融点（350［℃］程度以
下）となるように、例えば、アルミニウムとスズ
との合金層で形成し、その膜厚を50［μm］程度で
形成すればよい。そして、接着用金属層５Ｃは、
接着用金属層５Ｂ，５Ｄと、超音波振動によるス
クラブ技術により被着すればよい。
第６図に示す工程の後に、外部端子８とリード
３とを電気的に接続するボンデイングワイヤ９を
形成する。そして、第７図に示すように、絶縁性
接着剤１２を介して封止用キヤツプ１３を形成す
る。
３とを電気的に接続するボンデイングワイヤ９を
形成する。そして、第７図に示すように、絶縁性
接着剤１２を介して封止用キヤツプ１３を形成す
る。
第７図に示す工程の後に、リード形成部材３Ｂ
を成形してリード３を形成し、第８図に示すよう
に、外部のリード３に半田メツキを施すことによ
り、外部リード３Ａを形成する。
を成形してリード３を形成し、第８図に示すよう
に、外部のリード３に半田メツキを施すことによ
り、外部リード３Ａを形成する。
これら一連の製造工程により、本実施例の半導
体装置は完成する。
体装置は完成する。
［効 果］
以上説明したように、本願において開示された
新規な技術手段によれば、以下に述べるような効
果を得ることができる。
新規な技術手段によれば、以下に述べるような効
果を得ることができる。
(1) 塔載用基板と封止用基板との接合面に、それ
ぞれとの被着性が良好で、かつ、熱伝導が良好
な接着用金属層を設け、該両者を半田電極より
も低融点を有し、かつ、前記基板との熱膨張率
差が小さい接着用金属層で接合することによつ
て、塔載用基板、封止用基板と接着用金属層と
の剥離を生じることがないので、チツプが発生
する熱を効率よく封止用基板に伝達することが
できる。
ぞれとの被着性が良好で、かつ、熱伝導が良好
な接着用金属層を設け、該両者を半田電極より
も低融点を有し、かつ、前記基板との熱膨張率
差が小さい接着用金属層で接合することによつ
て、塔載用基板、封止用基板と接着用金属層と
の剥離を生じることがないので、チツプが発生
する熱を効率よく封止用基板に伝達することが
できる。
(2) 前記(1)により、塔載用基板、封止用基板と接
着用金属層との剥離を生じることがないので、
前記基板のクラツクの発生を防止することがで
きる。
着用金属層との剥離を生じることがないので、
前記基板のクラツクの発生を防止することがで
きる。
(3) 前記(1)及び(2)により、半導体装置の電気的信
頼性を向上することができる。
頼性を向上することができる。
以上、本発明者によつてなされた発明を実施例
にもとずき具体的に説明したが、本発明は、前記
実施例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、種々変形し得ることは勿
論である。
にもとずき具体的に説明したが、本発明は、前記
実施例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、種々変形し得ることは勿
論である。
例えば、前記実施例は、本発明を複数個のチツ
プを塔載した塔載用基板を封止してなる半導体装
置に適用した例について説明したが、１つのチツ
プを塔載した塔載用基板を封止してなる半導体装
置に適用してもよい。
プを塔載した塔載用基板を封止してなる半導体装
置に適用した例について説明したが、１つのチツ
プを塔載した塔載用基板を封止してなる半導体装
置に適用してもよい。
第１図は、本発明の実施例の構造を説明するた
めの半導体装置の平面図、第２図は、第１図の
−切断線における断面図、第３図は、第２図の
要部を示す断面図、第４図乃至第８図は、本発明
の製造方法を説明するための図であり、第４図
は、所定の製造工程における塔載用基板の要部断
面図、第５図乃至第８図は、各製造工程における
半導体装置の断面図である。 図中、１…封止用基板、２，１０，１２…絶縁
性接着剤、３…リード、３Ａ…外部リード、３Ｂ
…リード形成部材、４…塔載用基板、５，５Ａ，
５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ…接着用金属層、６，６
Ａ，６Ｂ…半田電極、７…チツプ、８…外部端
子、９…ボンデイングワイヤ、１１…封止壁、１
３…封止用キヤツプである。
めの半導体装置の平面図、第２図は、第１図の
−切断線における断面図、第３図は、第２図の
要部を示す断面図、第４図乃至第８図は、本発明
の製造方法を説明するための図であり、第４図
は、所定の製造工程における塔載用基板の要部断
面図、第５図乃至第８図は、各製造工程における
半導体装置の断面図である。 図中、１…封止用基板、２，１０，１２…絶縁
性接着剤、３…リード、３Ａ…外部リード、３Ｂ
…リード形成部材、４…塔載用基板、５，５Ａ，
５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ…接着用金属層、６，６
Ａ，６Ｂ…半田電極、７…チツプ、８…外部端
子、９…ボンデイングワイヤ、１１…封止壁、１
３…封止用キヤツプである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の半導体集積回路装置を接着用第１金
属層によつて搭載した搭載用基板を、封止用基板
と封止用キヤツプとで封止してなる半導体装置で
あつて、前記塔載用基板と封止用基板との接合面
に、それぞれとの被着性が良好で、かつ、熱伝導
が良好な接着用第２金属層を設け、該両者を前記
接着用第１金属層よりも低融点を有し、かつ、前
記基板との熱膨張率差が小さい接着用第３金属層
で接合したことを特徴とする半導体装置。 ２ 前記接着用第１金属層は、半田によつて形成
され、前記接着用第２金属層は、塔載用基板と封
止用基板とのそれぞれの接合面に被着して設けら
れた高融点金属層と、該高融点金属層上部に被着
して設けられたアルミニウム層とによつて形成さ
れ、前記接着用第３金属層は、それぞれの第２の
金属層に被着して設けられたアルミニウムとスズ
との合金層によつて形成されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ 前記接着用第２金属層の高融点金属層は、チ
タン、タングステン等からなつていることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137175A JPS6118157A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137175A JPS6118157A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6118157A JPS6118157A (ja) | 1986-01-27 |
| JPH0525182B2 true JPH0525182B2 (ja) | 1993-04-12 |
Family
ID=15192564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137175A Granted JPS6118157A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6118157A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0732867A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-03 | Showa Alum Corp | 熱交換器 |
| JPH07190668A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-28 | Showa Alum Corp | 熱交換器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11653568B2 (en) * | 2020-01-08 | 2023-05-16 | Texas Instmments Incorporated | Integrated circuit stress sensor |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP59137175A patent/JPS6118157A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0732867A (ja) * | 1993-07-19 | 1995-02-03 | Showa Alum Corp | 熱交換器 |
| JPH07190668A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-28 | Showa Alum Corp | 熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6118157A (ja) | 1986-01-27 |
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