JPH0529371A - 混成集積回路 - Google Patents

混成集積回路

Info

Publication number
JPH0529371A
JPH0529371A JP3206151A JP20615191A JPH0529371A JP H0529371 A JPH0529371 A JP H0529371A JP 3206151 A JP3206151 A JP 3206151A JP 20615191 A JP20615191 A JP 20615191A JP H0529371 A JPH0529371 A JP H0529371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
bonding
aluminum
integrated circuit
foil
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
Application number
JP3206151A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Fukuda
誠 福田
Naoki Yonemura
直己 米村
Chiharu Watanabe
千春 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP3206151A priority Critical patent/JPH0529371A/ja
Priority to EP01100741A priority patent/EP1132961B1/en
Priority to DE69233801T priority patent/DE69233801D1/de
Priority to SG1996000237A priority patent/SG54988A1/en
Priority to EP92112599A priority patent/EP0525644A1/en
Priority to US07/917,971 priority patent/US5362926A/en
Publication of JPH0529371A publication Critical patent/JPH0529371A/ja
Pending legal-status Critical Current

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
    • H10W72/50—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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of 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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07551—Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
    • 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
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/531—Shapes of wire connectors
    • H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
    • 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
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/551—Materials of bond wires
    • H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
    • 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
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/551—Materials of bond wires
    • H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
    • 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
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/59—Bond pads specially adapted therefor
    • 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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90—Bond pads, in general
    • H10W72/921—Structures or relative sizes of bond pads
    • H10W72/923—Bond pads having multiple stacked layers
    • 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
    • H10W72/90—Bond pads, in general
    • H10W72/931—Shapes of bond pads
    • 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
    • H10W72/90—Bond pads, in general
    • H10W72/951—Materials of bond pads
    • H10W72/952—Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤーボンディング信頼性の高い混成集積
回を提供する。 【構成】 金属基板上に絶縁材料を介してアルミニウ−
銅接合箔を積層してなる積層物をエッチングして形成さ
れた配線回路と、素子がワイヤーによって結合されてな
る混成集積回路であって、ボンディングワイヤーにアル
ミニウム線または金線を用い、かつ配線回路上に形成さ
れるワイヤーボンディング用アルミニウム接合部面の表
面の平均粗さを10μmとすることによって、高いワイ
ヤーボンディング信頼性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、 電気機器、通信機、自
動車等に用いられる混成集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】混成集積回路は電子機器の小型化、 軽量
化の要求に伴い、 高密度化、 回路の微細化、 アセンブリ
−の自動化が強く要望されている。これに呼応して、 近
年特に信頼性の高い金属に絶縁層を被覆した基板を用い
た混成集積回路が強く求められている。この混成集積回
路において、 配線回路の接合部面と素子ワイヤ−ボンデ
ィングの信頼性は混成集積回路の性能上重要であり、 種
々検討されているが、 良好な方法が得られていない。た
とえば、 アルミニウム- 銅接合箔を有する混成集積回路
におけるアルミニウム線によるワイヤ−ボンディング
は、 特許第1574296号に記載されている。
【0003】しかし、 信頼性を向上させるためのその表
面粗さについては何等検討されておらず、 ワイヤ−ボン
ディング強度のばらつきの原因は不明であった。また金
線のワイヤ−ボンディングについても特開平3-108347号
公報に記載されているが、 ボンダ−のツ−ルの形状につ
いて記載されているのみで量産製造したときのボンディ
ング不良の原因となる接合部面の粗さについてはなんら
検討されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ア
ルミニウム- 銅接合箔を有する混成集積回路にアルミニ
ウム線または金線をワイヤ−ボンディングを行うとき、
接続不良を起こしたり、接合強度がばらつたりして信頼
性が低いという問題があった。
【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、 接続不良やワイヤ−ボンディング信頼性の
高い接合が可能である接合部面を有する混成集積回路を
提供すること目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の混成集積回路
は、 金属基板上に絶縁材料を介してアルミニウム- 銅接
合箔を積層してなる積層物をエッチングして形成された
配線回路と素子がボンディングワイヤ−によって結合さ
れてなる混成集積回路において、 該ボンディングワイヤ
−がアルミニウム線または金線であって、該配線回路上
に形成されるワイヤ−ボンディング用アルミニウム接合
部面の表面の平均粗さが10μm以下であることを特徴
とするものである。
【0007】以下、本発明について、さらに詳細に説明
する。ここで言う表面の平均粗さとは、JIS−B06
01によって定義されるものである。図1は本発明の実
施例の混成集積回路の断面図である。図2は本発明の実
施例に使用する積層物の断面図である。図2に示すよう
に厚さ0.3 〜5.0mmのアルミニウム、 銅、 鉄、 ステン
レス系、 インバ−系金属基板1上に絶縁層2をもうけ
る。
【0008】この絶縁層にはエポキシ樹脂、 ポリイミド
樹脂、 フェノ−ル樹脂、 アクリル樹脂等の各種樹脂また
は無機フィラ−充填樹脂、樹脂含浸ガラス布等を用い、
その厚みは40から200μmが望ましい。そしてこの
絶縁層に5μm〜3.0mm厚みの銅箔4と1〜500μ
mアルミニウム箔のクラッド箔3が設けられる。つぎ
に,このクラッド箔はエッチングされて、ボンディング
用のアルミニウム接合部面と部品搭載時の半田付け用の
銅箔部からなる回路部が形成される。
【0009】このように形成されたアルミニウム接合部
面に片側が半導体8と接合されたアルミニウム線または
金線が接合される。この時、 アルミニウム接合部面を研
摩仕上げして、表面平均粗さを10μm以下とする。こ
れに必要に応じて半導体チップ、 抵抗等のチップ部品を
搭載し、 半導体チップとアルミニウム接合部面との間に
30〜500μmのアルミニウム線または10〜300
μmの金線を超音波方式または溶融玉方式によりワイヤ
−ボンディング接合する。
【0010】
【作用】このように、ワイヤ−ボンディング用アルミニ
ウム接合部面の表面を研磨仕上げして、その平均粗さを
10μm以下に押さえることにより、半導体とアルミニ
ウム接合部面との間にワイヤ−ボンディングを行ったと
き、図3に示すようにボンディングワイヤ−の接合部が
アルミニウム接合部面と完全に溶着されるので、接合不
良を起こしたり、接合強度のばらつきが少なく、高いボ
ンディング信頼性を有する混成集積回路を提供すること
ができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図を用いて
具体的に説明する。 〔実施例1〕図1は本発明の実施例の混成集積回路の断
面図である。図2は本発明の実施例に使用する積層物の
断面図をである。図3は本発明の接合部面の断面のモデ
ル図である。図2に示すように厚さ0.3〜5.0mmのア
ルミニウム、銅、鉄、ステンレス系またはインバ−系金
属基板1上に絶縁層2をもうける。この絶縁層にはエポ
キシ樹脂、 ポリイミド樹脂、 フェノ−ル樹脂、 アクリル
樹脂等の各種樹脂または無機フィラ−充填樹脂、 樹脂含
浸ガラス布等を用い、 その厚みは40〜200μmが望
ましい。そして、この絶縁層に5μm〜3.0mm厚みの
銅箔4と1〜500μmのアルミニウム箔とのクラッド
箔3が設けられる。
【0012】つぎに、このクラッド箔はボンディング用
のアルミニウム接合部面と部品搭載時の半田付け用の銅
箔部を有する回路がエッチングされる。このように形成
されたアルミニウム接合部面に、 片側が半導体8と接合
されたアルミニウム線または金線が接合される。この
時、 アルミニウム接合部面の表面の平均粗さを研磨仕上
げして10μm以下とする。これに必要に応じて半導体
チップ、 抵抗等のチップ部品を搭載し、 半導体チップと
アルミニウム接合部面間に30〜500μmのアルミニ
ウム線または10〜300μmの金線を超音波方式また
は溶融玉方式によりワイヤ−ボンディング接合する。
【0013】図2に示すように500mm×500mm
のアルミニウム板(1.0mm厚)を金属基板1として、
この上に厚み100μmのエポキシ樹脂含浸ガラス布を
塗布して絶縁層2が形成され,さらに圧延性アルミニウ
ム箔40μmと電解メッキ製銅箔85μmの接合箔5を
積層して積層物を形成した。
【0014】これを塩化第二鉄でエッチングして配線回
路を形成した後、 さらにレジストを塗布した後、アルカ
リエッチングして銅回路3とアルミニウム接合部面4’
を形成した。このアルミニウム接合部面の表面を角田社
製ブラシ「ウルトラファイン」羽布により研磨仕上げし
た。これを表面粗さ計(品名;小坂研究所製「サ−フコ
−ダ−」)にて表面粗さを測定した結果、その平均粗さ
はRz=2.5 μmであった。この後、半導体チップを搭載
し、30μmのアルミニウム線にて10,000本、ワイヤ−
ボンディングを施した。その結果、 ワイヤ−ボンディン
グの不良は認められなかった。
【0015】〔実施例2〕ベ−ス金属が500mm×5
00mmの銅板(1.0mm厚)の上に絶縁層が厚み20
0mmの無機フィラ−充填エポキシ樹脂が塗布され、 さ
らにアルミニウム40μmと、銅85μmの圧延クラッ
ド箔が貼り合わさった金属基板を用いて、任意にアルミ
ニウム−銅クラッド箔をエッチングし、所望の配線回路
を形成した。これを表面粗さ計にて測定した結果、 その
平均粗さはRz=6.3 μmであった。この後、半導体チッ
プを搭載し、25μmの金線にて10,000本ワイヤ−ボン
ディングを施した。その結果、 ワイヤ−ボンディングの
不良は認められなかった。
【0016】〔実施例3〕ベ−ス金属が500mm×5
00mmのステンレス板(1.5μm)上に、絶縁層とし
て、厚み100μmのポリイミド樹脂が塗布され、 さら
にアルミニウム40μmと、銅85μmの圧延クラッド
箔が貼り合わさった金属基板を用いて、 アルミニウム−
銅クラッド箔をエッチングして、所望の配線回路を形成
した。これを表面粗さ計にて測定した結果、その平均粗
さはRz=9.2 μmであった。この後、半導体チップを搭
載し、300μmのアルミニウム線にて10,000本、ワイ
ヤ−ボンディングを施した。その結果、 ワイヤ−ボンデ
ィングの不良は認められなかった。
【0017】〔比較例1〕まず実施例1と同様に、アル
ミニウム−銅接合箔が貼り合わさったエポキシ樹脂含浸
ガラス布絶縁金属基板で、 アルミニウム−銅接合箔をエ
ッチングして、所望の回路を形成した。但しこのときは
アルミニウム表面の整面研磨は行わなかった。これを表
面粗さ計にて測定したところ、 平均粗さはRz=20μmで
あった。この後、半導体チップを搭載し、30μmのア
ルミニウム線にて10,000本,ワイヤ−ボンディングを施
した。その結果、 ワイヤ−ボンディングの不良個数は6
0本と多発した。
【0018】〔比較例2〕実施例2と同様に、 アルミニ
ウム銅接合箔が貼り合わさった無機フィラ−充填エポキ
シ樹脂絶縁金属基板で、 アルミニウム−銅接合箔をエッ
チングして、所望の回路を形成した。但し、このときは
アルミニウム表面の整面研磨は行わなかった。これを表
面粗さ計にて測定したところ、平均粗さはRz=12μmで
あった。この後半導体チップを搭載し、25μmの金線
にて10,000本、ワイヤ−ボンディングを施した。その結
果、 ワイヤ−ボンディングの不良個数は40本と多発し
た。
【0019】〔比較例3〕実施例3と同様に、アルミニ
ウム銅接合箔が貼り合わさったポリイミド樹脂絶縁金属
基板で、アルミニウム−銅接合箔をエッチングして、所
望の回路を形成した。但しこのときはアルミニウム表面
の整面研磨は行わなかった。これを表面粗さ計にて測定
したところ、 平均粗さはRz=30μmであった。この後,
半導体チップを搭載し、25μmの金線にて10,000本、
ワイヤ−ボンディングを施した。その結果、 ワイヤ−ボ
ンディングの不良個数は80本と多発した。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、 のワイヤ−ボンディン
グ用アルミニウム接合部面の表面粗さを10μm以下に
押さえることにより、 アルミニウム線及び金線のワイヤ
−ボンディング不良の発生を防ぎ、ワイヤ−ボンディン
グ信頼性の高い混成集積回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の混成集積回路の断面図であ
る。
【図2】本発明の実施例に用いる積層物の断面図であ
る。
【図3】本発明の接合部面の断面のモデル図である。
【図4】比較例の接合不良の状態を示す接合部面の断面
モデル図である。
【符号の説明】
1 金属板 2 絶縁層 3 銅箔 4 アルミニウム箔 4’アルミニウム接合部面 5 アルミニウム−銅接合箔 6 半田 7 ヒ−トスプレッダ− 8 半導体 9 アルミニウム線、 または金線 11 アルミニウム接合部面 12 非溶着部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 金属基板上に絶縁材料を介してアルミニ
    ウム- 銅接合箔を積層してなる積層物をエッチングして
    形成された配線回路と素子がボンディングワイヤ−によ
    って結合されてなる混成集積回路において、該ボンディ
    ングワイヤ−がアルミニウム線または金線であって、該
    配線回路上に形成されるワイヤ−ボンディング用アルミ
    ニウム接合部面の表面の平均粗さが10μm以下である
    ことを特徴とする混成集積回路
JP3206151A 1991-07-24 1991-07-24 混成集積回路 Pending JPH0529371A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3206151A JPH0529371A (ja) 1991-07-24 1991-07-24 混成集積回路
EP01100741A EP1132961B1 (en) 1991-07-24 1992-07-23 Method for producing a circuit substrate having a mounted semiconductor element
DE69233801T DE69233801D1 (de) 1991-07-24 1992-07-23 Verfahren zur Herstellung eines Schaltungssubstrates mit einem montierten Halbleiterelement
SG1996000237A SG54988A1 (en) 1991-07-24 1992-07-23 Circuit substrate for mounting a semiconductor
EP92112599A EP0525644A1 (en) 1991-07-24 1992-07-23 Circuit substrate for mounting a semiconductor element
US07/917,971 US5362926A (en) 1991-07-24 1992-07-24 Circuit substrate for mounting a semiconductor element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3206151A JPH0529371A (ja) 1991-07-24 1991-07-24 混成集積回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0529371A true JPH0529371A (ja) 1993-02-05

Family

ID=16518644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3206151A Pending JPH0529371A (ja) 1991-07-24 1991-07-24 混成集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0529371A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017041514A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2020506297A (ja) * 2017-01-16 2020-02-27 イルジン マテリアルズ カンパニー リミテッドIljin Materials Co., Ltd. キャリア箔付き極薄銅箔

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017041514A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2020506297A (ja) * 2017-01-16 2020-02-27 イルジン マテリアルズ カンパニー リミテッドIljin Materials Co., Ltd. キャリア箔付き極薄銅箔

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4279893B2 (ja) 回路部品内蔵モジュールの製造方法
KR20080044174A (ko) 반도체 패키지 및 그 제조방법
JP4460341B2 (ja) 配線基板およびその製造方法
US10477692B2 (en) Printed board, light source device, semiconductor device, and methods of manufacturing same
JP3299679B2 (ja) 多層配線基板及びその製造方法
US7968803B2 (en) Wiring substrate, wiring material, copper-clad laminate, and method of manufacturing the wiring substrate
JP5010669B2 (ja) 配線基板及びその製造方法
JP4534575B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP3156798B2 (ja) 半導体搭載用回路基板
JPH0613723A (ja) 混成集積回路
JP3346216B2 (ja) プリント配線板
JP2004356219A (ja) 配線基板及びその製造方法
JPH0671144B2 (ja) 多層高密度実装モジュール
JP3257953B2 (ja) 混成集積回路用基板の製造方法
JPH08316641A (ja) 一括接続法による多層配線基板
JP2608980B2 (ja) 金属板ベース多層回路基板
JP2000236144A (ja) 配線基板およびその製造方法
JPH08274123A (ja) 混成集積回路基板用導体の製造方法
JP2000124567A (ja) 金属ベース回路基板とその製造方法
JPS60111489A (ja) 電子部品塔載用基板およびその製造方法
JPH11233917A (ja) 積層基板の製造方法
JP2006041299A (ja) 半導体装置用テープキャリアおよびその製造方法
JPH08124958A (ja) 混成集積回路基板用導体
JP2003152133A (ja) 半導体パッケージ用基板及びその製造方法
JPH10335769A (ja) 混成集積回路用基板