JPH069785U - 複合半田 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半田を用いた電子部品用接続材料において、加
熱，溶融時においてその厚さ（高さ）を一定に保持でき
るようにして、温度変化による半導体チップの剥離や導
通不良が生じる虞れのない半導体装置の製造に極めて有
用な接続材料を提供する。 【構成】半田よりも高融点の材質（Cu，Ni，Mo，Ｗ，セ
ラミック，アルミナ，ガラス，BN等）からなる板状物１
に多数の通孔４を開設する。該板状物１の上下面にPbS
n，PbAgSn等の半田を添接せしめた状態でこれを圧延処
理等するをもって、上下の半田層２，３を形成する。夫
々の半田層２，３は、通孔４を介して接合する。板状物
１が、半田層２，３の溶融時における厚さ（高さ）を一
定に保持し、固化後における熱サイクル強度の低下を防
止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパワートランジスタ等における電子部品の接続に用いる接続材料、詳 しくは、半導体チップの基板への固定等に用いる半田の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、半導体チップを基板上に接続する際等に用いるものとして、半田を 0.1mm 厚程度のテープ状（若しくはリボン状），ペレット状等に成形した接続材 料が知られている。この接続材料Ｆは、チップ状に切断したものを基板Ｃ上に載 せ、その上に半導体チップＢをセットした後に加熱，溶融させることで、半導体 チップＢを基板Ｃ上に固着せしめるものである（図３参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし乍ら、上記従来の接続材料Ｆは半田のみからなる単層構造であるため、 図３に示すように、溶融時にその形状が崩れて固化後の厚さ（高さ）が不均一に なることがあり、厚みの薄い部分では所定の熱サイクル強度が得られず、温度変 化による半導体チップＢの剥離や導通不良を生じさせる虞れがあった。

【０００４】 本考案はこのような従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とすると ころは、半田を用いて電子部品の接続を行うに際し、加熱，溶融時においてその 接続材料の厚さ（高さ）を一定に保持できるようにして、接続後において所定の 熱サイクル強度を得られるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前述の目的を達成するために、本考案に係る複合半田は、半田よりも高融点の 材質からなる板状物に少なくとも一つの通孔を開設し、該板状物の上下に半田層 を形成すると共に、前記通孔を介して上下の半田層を接合せしめてなることを特 徴とする。

【０００６】

【作用】

本考案の複合半田によれば、接続しようとする二部材間に半田層と板状物が介 在し、半田溶融時において板状物の上下面が各部材に接することで夫々の部材が 互いに平行に支持されるをもって、溶融時における半田層の厚さ（高さ）を一定 に保持し得、固化後の厚さを均一にできる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案複合半田の一実施例を、半導体チップＢを基板Ｃ上に固定するた めの接合材料として使用するものを例にとり、図面を参照して説明する。 本実施例の複合半田Ａは図１に示すように、薄肉帯状の板状物１の上下面に半 田層２，３を形成してなるほぼテープ状（若しくはリボン状）に作製する。

【０００８】 板状物１は、半田層２，３を構成する半田よりも高融点（少なくとも５０℃以 上）な材料、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，セラミック，アルミナ，ガラス， ＢＮ等を用いて、薄肉（本実施例では0.05mm程度）、且つ半導体チップＢよりや や小幅な帯状に作製すると共に、その長さ方向に亙って多数の通孔４を貫通開設 してなる。 上記板状物１は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属膜を表面に形成したり、フ ラックスで表面処理するなどして、半田との馴染みを良くすることが好ましい。

【０００９】 半田層２，３は、PbSn，PbAgSn等の周知な半田材料を用いて上記板状物１より やや小幅な薄肉帯状の半田を作製し、これを板状物１の上下面に添接せしめて常 温で圧延するをもって、板状物１と同幅で且つ板状物１より薄肉（本実施例では 0.025mm 程度）に成形する。

【００１０】 また、上下の半田層２，３は、前記圧延処理によって各通孔４内に圧入し、通 孔４を介して接合する。これにより、板状物１の上下に半田層２，３を形成する と共に、これら上下の半田層２，３を一体に接合せしめてなるほぼテープ状若し くはリボン状の接続材料、即ち、厚さ約0.1mm の本実施例の複合半田Ａが形成さ れる。

【００１１】 この複合半田Ａの使用方法を説明すれば、まず、前述の如くテープ状に作製し た複合半田Ａの先端部分を、半導体チップＢより一回り小さな方形片状（チップ 状）に切断し、これを基板Ｃ上に載承し、その上に半導体チップＢをセットする （図２(a) 参照）。

【００１２】 この状態でチップ状の複合半田Ａを加熱すれば、半田層２，３が溶融すると共 に、板状物１の上，下面が半導体チップＢ，基板Ｃに接することで、半導体チッ プＢを基板Ｃに対して平行に支持し、これにより溶融する半田の厚さが均一に保 たれ、固化後の半田層５の厚さを一定に保持する（図２(b) 参照）。

【００１３】 従って、半導体チップＢと基板Ｃとを接続した状態において、その接続部分、 即ち、固化後の複合半田Ａ’に部分的に薄肉な箇所が形成されず、該接続部分全 域で所定の熱サイクル強度を得られる。よって、温度変化による半導体チップＢ の剥離や導通不良が生じる虞れのない、信頼性の高い半導体装置Ｄが提供される 。

【００１４】 尚、本考案の複合半田は図１に示すテープ状（若しくはリボン状）のものに限 定されず、例えば、板状物の上下面に半田層を備えたシート状に作製して、使用 時に所望寸法のチップ状に切断したり、若しくは予めチップ状に成形するなど、 その外観形状については任意である。

【００１５】 また、板状物１に開設する通孔４の形状や大きさ，開設する数等は図示のもの に限定されず、例えば、板状物１の幅方向に対して一つの通孔を長さ方向へ等間 隔ごとに開穿したり、或いはより多数の通孔を千鳥状に開設する等、上下の半田 層２，３を接合可能であれば各種の変更が考えられる。

【００１６】 さらに、本実施例では半導体チップＢを基板Ｃ上に固定するための接合材料に ついて説明したが、本考案はこれに限定されず、各種電子部品の接続に使用可能 であり、接続しようとする二部材の大きさに合わせて板状物や半田層の大きさ， 形状，通孔の数，間隔等を適宜に変更することはいうまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

本考案に係る複合半田は以上説明したように構成したことから、上下の半田層 の間に介在せる板状物によって半田溶融後の厚さ（高さ）を均一に保持して、接 続後における熱サイクル強度の低下を防止し得る。よって、温度変化による半導 体チップの剥離や導通不良が生じる虞れのない、信頼性の高い半導体装置の製造 に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る複合半田の一実施例を示す斜視図
で、一部切欠して表す。

【図２】本考案複合半田を用いて半導体チップを基板に
接続する状態の断面図で、(a）は半田の溶融前を、(b）
は半田の溶融後を、夫々表す。

【図３】従来の接続材料を用いて半導体チップを基板に
接続する状態の断面図で、半田溶融前を仮想線で、溶融
後を実線で、夫々表す。

【符号の説明】

Ａ：複合半田 １：板状物
２，３：半田層 ４：通孔 Ｂ：半導体チップ
Ｃ：基板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半田よりも高融点の材質からなる板状物
   に少なくとも一つの通孔を開設し、該板状物の上下に半
   田層を形成すると共に、前記通孔を介して上下の半田層
   を接合せしめてなることを特徴とする複合半田。