JPH06283623A - 半導体パッケージ - Google Patents

半導体パッケージ

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Publication number
JPH06283623A
JPH06283623A JP5068657A JP6865793A JPH06283623A JP H06283623 A JPH06283623 A JP H06283623A JP 5068657 A JP5068657 A JP 5068657A JP 6865793 A JP6865793 A JP 6865793A JP H06283623 A JPH06283623 A JP H06283623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating layer
semiconductor package
layer
ceramic substrate
alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP5068657A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunimitsu Yoshikawa
国光 吉川
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP5068657A priority Critical patent/JPH06283623A/ja
Publication of JPH06283623A publication Critical patent/JPH06283623A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/015Manufacture or treatment of bond wires
    • H10W72/01515Forming coatings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/884Die-attach connectors and bond wires

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Auめっき層の厚さを厚くすることなく高温
での熱処理にも耐える導体パターンを有する半導体パッ
ケージを提供する。 【構成】 セラミック基板1上に設けた導体パターンの
膜構成を、前記セラミック基板1上に設けたWまたはM
oからなるメタライズ層2と、このメタライズ層2上に
設けたNi−W合金またはNi−Pd合金からなるNi
めっき層3と、このNiめっき層3上に設けたAuめっ
き層4とから構成して半導体パッケージを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを搭載す
るためのセラミック基板上に導体パターンを設けてなる
半導体パッケージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体チップを搭載するため
のセラミック基板上に、ワイヤーボンディング用やシー
ルリング接合用の導体パターンを設けてなる半導体パッ
ケージは種々のものが知られている。図2は従来から知
られている半導体パッケージの一例の構成を示す図であ
る。図2に示す例において、11はセラミック基板、1
2は外部との電気的接続をとるためのピン、13はセラ
ミック基板11のキャビティ14内に設けられた例えば
Siからなる半導体チップ15を搭載するのに使用され
るダイパターン、16は半導体チップ15とのワイヤー
ボンディングに使用されるセラミック基板11を介して
ピン12と電気的に接続されているワイヤーボンディン
グパターン、17は図示しない封止用キャップを接合す
るためのシールパターンである。
【0003】上述した従来の半導体パッケージの構成の
うち、ダイパターン13、ワイヤーボンディングパター
ン16およびシールパターン17の導体パターンの材料
としては、電気的特性の良好なAuを使用することが好
ましいが、全体をAuだけで構成するとコストが高くな
る問題があった。この問題を解決するため、例えば図3
に示す導体パターンの膜構成が特公昭60−13078
号公報において開示されている。
【0004】図3に示す導体パターンは、セラミック基
板11上に設けたWまたはMoからなるメタライズ層2
1と、このメタライズ層21の上に設けたNi−Co合
金からなるNiめっき層22と、このNiめっき層22
の上に設けたAuめっき層23とからなる構成を有して
おり、Auの良好な電気的特性を保ちつつ高価なAuの
使用量を減少することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年になって、半導体
チップ15のセラミック基板11に設けたキャビティ1
4内への固定を、上述したAuを使用したダイパターン
13を使用せずに、Agガラスを使用して半導体チップ
15を直接キャビティ14内へ固定することが行われて
いる。図4はこのような半導体パッケージの一例の構成
を示す図であり、24がダイパターンの代わりに使用さ
れるAgガラス接着層、25が樹脂によるダイコート層
である。
【0006】このようなAgガラスを使用して半導体チ
ップを固定した半導体パッケージを製造するには、まず
キャビティ14内にAgガラス接着層24を介して半導
体チップ15をセットし、乾燥空気中で450℃×20
分の熱処理を行いチップ付けをして、ワイヤーボンディ
ングを行った後、樹脂を窒素雰囲気中で450℃×60
分の熱処理することによりダイコート層25を設け、さ
らにキャップシールを行う必要があった。
【0007】そのため、従来のダイパターン13による
半導体チップの固定の場合と比較して、導体パターンが
高温に曝され、ワイヤーボンディングパターン16およ
びシールパターン17等の導体パターンの表面のAuめ
っき層が酸化により変色し、ボンディング性やシール性
が劣化する問題があった。この問題を解決するため、従
来2μmであったAuめっき層23の厚さを3.5μm
にすることが考えられるが、高価なAuを多量に使用し
なければならないため、コストが上昇してしまう問題が
あった。
【0008】本発明の目的は上述した課題を解消して、
Auめっき層の厚さを厚くすることなく高温での熱処理
にも耐える導体パターンを有する半導体パッケージを提
供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体パッケー
ジは、セラミック基板上に設けた導体パターンの膜構成
が、前記セラミック基板上に設けたWまたはMoからな
るメタライズ層と、このメタライズ層上に設けたNi−
W合金からなるNiめっき層と、このNiめっき層上に
設けたAuめっき層とからなることを特徴とするもので
ある。
【0010】また、本発明の半導体パッケージは、セラ
ミック基板上に設けた導体パターンの膜構成が、前記セ
ラミック基板上に設けたWまたはMoからなるメタライ
ズ層と、このメタライズ層上に設けたNi−Pd合金か
らなるNiめっき層と、このNiめっき層上に設けたA
uめっき層とからなることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】上述した構成において、セラミック基板と接す
るWまたはMoからなるメタライズ層と最上層のAuめ
っき層との間に設けたNi−W合金またはNi−Pd合
金からなるNiめっき層が、NiめっきのAuめっき表
層への熱拡散を防止して、Auめっき層の変色を防止
し、Auめっき層の厚さを厚くすることなく高温での熱
処理にも耐えることができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の半導体パッケージにおける導
体パターンの膜構成の一例を示す図であり、図4に示す
半導体パッケージのワイヤバンディングパターン16お
よびシールパターン17を図1に示す膜構成とした以外
は、本発明の半導体パッケージの構成は図4に示す例と
同様である。図1に示す例において、本発明の半導体パ
ッケージにおける導体パターンは、セラミック基板1上
に設けたWまたはMoからなるメタライズ層2と、この
メタライズ層2の上に設けたNi−W合金またはNi−
Pd合金からなるNiめっき層3と、このNiめっき層
3の上に設けたAuめっき層4とからなる構成を有して
いる。
【0013】上述した本発明の膜構成では、Niめっき
層3中のWまたはPdがNiめっき層3中のNiのAu
めっき層2中への熱拡散を防止するため、これらの組成
がNiめっき層3中に存在すれば本発明を達成できる
が、Ni−W合金の場合は、W:5〜90wt%、Ni
の合金:残部の組成が好ましく、W:10〜70wt
%、Niの合金:残部の組成が更に好ましく、Ni−P
d合金の場合は、Pd:40〜90wt%、Niの合
金:残部の組成が好ましく、Pd:60〜80wt%、
Ni:の合金残部の組成が更に好ましい。残部の組成に
はFe,Co等の不純物元素等を含むNiの合金を含
む。
【0014】ここで、Ni−W合金の場合にW:5〜9
0wt%が好ましいのは、Wが5wt%未満であると耐
熱性が不良でNiのAu中への拡散防止効果が小となる
場合があるとともに、Wが90wt%を超えると耐食性
が劣化するためである。また、Ni−Pd合金の場合に
Pd:40〜90wt%が好ましいのは、Pdが40w
t%未満であると耐熱性が不良でNiのAu中への拡散
防止効果が小となる場合があるとともに、Pdが90w
t%を超えるとPdが高価なためやはりコスト増となる
ためである。
【0015】以下、実際の例について説明する。 実施例1 半導体パッケージの耐熱性を評価するため、図4に示す
構造の256ピンピングリッドアレイタイプのアルミナ
セラミック基板からなる半導体パッケージを準備した。
ワイヤーボンディングパターンおよびシールパターンの
導体パターンの構成は、セラミック基板上にタングステ
ンメタライズ層を施し、このタングステンメタライズ層
上に以下の表1に示す組成の本発明例および比較例のN
iめっき層を2.0μm 施し、水素雰囲気中で熱処理し
た。次に、熱処理後のNiめっき層上に表1に示す厚さ
のAuめっき層を施して半導体パッケージを得た。
【0016】その後、得られた半導体パッケージに対し
て耐熱性を評価した。耐熱性の評価は、得られた半導体
パッケージに対し、第1ステップとして乾燥空気中で4
50℃×20分の熱処理を行い、第2ステップとして窒
素雰囲気中で450℃×60分の熱処理を行い、その後
Auめっき層表面のNi拡散量(wt%)をX線マイク
ロアナライザー(XMA)にて分析して求めた。結果を
表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1の結果から、本発明例のWを含むNi
めっき層を使用したものは、比較例のWを含まないNi
めっき層を使用したものと比較して、ワイヤーボンディ
ングパターンおよびシールパターンの両者とも耐熱性が
良好で、高温の熱処理にも耐えることがわかった。ま
た、本発明例のなかでも、Wを5〜90wt%含むNi
めっき層がそれ以外のW量のNiめっき層と比べて、耐
熱性がさらに良好であることがわかった。
【0019】実施例2 Niめっき層としてNi−Pd合金を使用した以外は実
施例1と同様にして半導体パッケージを作製し、得られ
た半導体パッケージに対して実施例1と同様にして耐熱
性を評価した。結果を表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】表2の結果からも、本発明例のPdを含む
Niめっき層を使用したものは、ワイヤーボンディング
パターンおよびシールパターンの両者とも耐熱性が良好
で、高温の熱処理にも耐えることがわかった。また、本
発明例のなかでも、Pdを40〜90wt%含むNiめ
っき層がそれ以外のPd量のNiめっき層と比べて、耐
熱性がさらに良好であることがわかった。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、セラミック基板と接するWまたはMoからな
るメタライズ層と最上層のAuめっき層との間にNi−
W合金またはNi−Pd合金からなるNiめっき層を設
けたため、NiめっきのAuめっき表層への熱拡散を防
止して、Auめっき層の変色を防止し、Auめっき層の
厚さを厚くすることなく高温での熱処理にも耐えること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体パッケージにおける導体パター
ンの膜構造の一例の構成を示す図である。
【図2】従来の半導体パッケージの一例の構成を示す図
である。
【図3】従来の半導体パッケージにおける導体パターン
の膜構造の一例の構成を示す図である。
【図4】従来の半導体パッケージの他の例の構成を示す
図である。
【符号の説明】
1 セラミック基板 2 メタライズ層 3 Niめっき層 4 Auめっき層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基板上に設けた導体パターン
    の膜構成が、前記セラミック基板上に設けたWまたはM
    oからなるメタライズ層と、このメタライズ層上に設け
    たNi−W合金からなるNiめっき層と、このNiめっ
    き層上に設けたAuめっき層とからなることを特徴とす
    る半導体パッケージ。
  2. 【請求項2】 セラミック基板上に設けた導体パターン
    の膜構成が、前記セラミック基板上に設けたWまたはM
    oからなるメタライズ層と、このメタライズ層上に設け
    たNi−Pd合金からなるNiめっき層と、このNiめ
    っき層上に設けたAuめっき層とからなることを特徴と
    する半導体パッケージ。
JP5068657A 1993-03-26 1993-03-26 半導体パッケージ Pending JPH06283623A (ja)

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