JPH08316366A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
半導体素子収納用パッケージInfo
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- JPH08316366A JPH08316366A JP7121734A JP12173495A JPH08316366A JP H08316366 A JPH08316366 A JP H08316366A JP 7121734 A JP7121734 A JP 7121734A JP 12173495 A JP12173495 A JP 12173495A JP H08316366 A JPH08316366 A JP H08316366A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
- H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
- H10W70/68—Shapes or dispositions thereof
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- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
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- H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
に取着させ、内部に収容する半導体集積回路素子の各電
極を長期間にわたり所定の外部電気回路に確実に電気的
接続することができる半導体素子収納用パッケージを提
供することにある。 【構成】セラミックス焼結体から成り、上面に半導体素
子が載置される載置部1aを有する絶縁基体1と、該絶
縁基体1の半導体素子3が載置される載置部1a周辺か
ら下面にかけて導出されるタングステンもしくはモリブ
デンから成る複数個のメタライズ配線層5と、前記絶縁
基体1の下面に形成され、前記メタライズ配線層5が電
気的に接続される複数個の接続パッド6と、半田から成
り、前記接続パッド6に取着されるボール状端子7とか
ら成る半導体素子収納用パッケージであって、前記ボー
ル状端子7の取着される接続パッド6表面にタングステ
ンーニッケルもしくはモリブデンーニッケルの合金層9
を被着させた。
Description
めの半導体素子収納用パッケージに関するものである。
集積回路素子)等の半導体集積回路素子を収容するため
の半導体素子収納用パッケージは、一般にアルミナセラ
ミックス等の電気絶縁材料から成り、その上面の略中央
部に半導体集積回路素子を収容するための凹部を有する
絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から下面にかけて
導出されるタングステン、モリブデン等の高融点金属粉
末から成る複数個のメタライズ配線層と、前記絶縁基体
の下面に形成され、メタライズ配線層が電気的に接続さ
れる複数個の接続パッドと、前記接続パッドに取着され
る半田から成るボール状端子と、蓋体とから構成されて
おり、絶縁基体の凹部底面に半導体集積回路素子をガラ
ス、樹脂等から成る接着剤を介して接着固定させ、半導
体集積回路素子の各電極とメタライズ配線層とをボンデ
ィングワイヤを介して電気的に接続させるとともに絶縁
基体上面に蓋体をガラス、樹脂等の封止材を介して接合
させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半導体集積
回路素子を気密に収容することによって製品としての半
導体装置となる。
ッドに取着されている半田から成るボール状端子を外部
電気回路基板の配線導体上に載置当接させ、しかる後、
前記ボール状端子を約200〜250℃の温度で加熱溶
融し、ボール状端子を配線導体に接合させることによっ
て外部電気回路基板上に実装され、同時に半導体素子収
納用パッケージの内部に収容されている半導体集積回路
素子はその各電極がメタライズ配線層及びボール状端子
を介して外部電気回路に接続されることとなる。
続パッドに半田から成るボール状端子を強固に取着する
ための接続パッド表面には通常、厚さ2μm乃至8μm
程度のニッケルがメッキ法により層着されている。
来の半導体素子収納用パッケージにおいては、接続パッ
ドの表面へのニッケルメッキ層の層着が平面的であるこ
と及びアルミナセラミックス等から成る絶縁基体の熱膨
張係数が約6.5×10-6/℃であるのに対し、外部電
気回路基板は一般にガラスエポキシ樹脂から成り、その
熱膨張係数が2×10-5/℃〜4×10-5/℃で両者大
きく相違することから半導体素子収納用パッケージの内
部に半導体集積回路素子を収容し、しかる後、外部電気
回路基板に実装した場合、半導体集積回路素子の作動時
に発する熱が絶縁基体と外部電気回路基板の両方に繰り
返し印加されると前記半導体素子収納用パッケージの絶
縁基体と外部電気回路基板との間に両者の熱膨張係数の
相違に起因する大きな熱応力が発生するとともにこれが
絶縁基体下面の接続パッドとボール状端子との間に作用
してボール状端子を接続パッド表面に層着されているニ
ッケルメッキ層とともに剥離させてしまい、その結果、
半導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体集
積回路素子の各電極を長期間にわたり所定の外部電気回
路に電気的に接続させることができないという欠点を有
していた。
で、その目的は半田からなるボール状端子を接続パッド
に強固に取着させ、内部に収容する半導体集積回路素子
の各電極を長期間にわたり所定の外部電気回路に確実に
電気的接続することができる半導体素子収納用パッケー
ジを提供することにある。
結体から成り、上面に半導体素子が載置される載置部を
有する絶縁基体と、該絶縁基体の半導体素子が載置され
る載置部周辺から下面にかけて導出されるタングステン
もしくはモリブデンから成る複数個のメタライズ配線層
と、前記絶縁基体の下面に形成され、前記メタライズ配
線層が電気的に接続される複数個の接続パッドと、半田
から成り、前記接続パッドに取着されるボール状端子と
から成る半導体素子収納用パッケージであって、前記ボ
ール状端子の取着される接続パッド表面にタングステン
ーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合金層
を被着させたことを特徴とするのである。
ステンーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル
合金層の厚みを0.5μm乃至3μmとすることを特徴
とするものである。
ば、ボール状端子が取着される接続パッド表面にタング
ステンーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル
合金層を被着させたことから接続パッドとタングステン
ーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合金
層、及びタングステンーニッケル合金層もしくはモリブ
デンーニッケル合金層とボール状端子の接合強度が強固
となり、接続パッド及びボール状端子に半導体素子収納
用パッケージの絶縁基体と外部電気回路基板の熱膨張係
数の相違に起因する大きな熱応力が作用してボール状端
子が接続パッドより剥離することはなく、その結果、半
導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体集積
回路素子の各電極を長期間にわたり所定の外部電気回路
に正確に電気的接続させることが可能となる。
によれば接続パッド表面のタングステンーニッケル合金
層もしくはモリブデンーニッケル合金層の厚みを0.5
μm乃至3μmとすると接続パッドとタングステンーニ
ッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合金層、及
びタングステンーニッケル合金層もしくはモリブデンー
ニッケル合金層とボール状端子の接合がより強固とな
り、半導体集積回路素子の外部電気回路への接続がより
高信頼性のものとなる。
る。図1及び図2は本発明にかかる半導体素子収納用パ
ッケージの一実施例を示し、1は絶縁基体、2は蓋体で
ある。この絶縁基体1と蓋体2とで半導体集積回路素子
3を収容する容器4が構成される。
集積回路素子3が載置収容される凹状の載置部1aが設
けてあり、該凹状の載置部1aには半導体集積回路素子
3がガラス、樹脂等の接着剤を介して接着固定される。
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネ
シウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バイ
ンダー、溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともにこ
れを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール
法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシー
ト(セラミック生シート)を得、しかる後、前記セラミ
ックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すととも
にこれを複数枚積層し、高温(約1600℃)で焼成す
ることによって製作される。
3が載置収容される凹状の載置部1a周辺から下面にか
けて複数個のメタライズ配線層5が、更に絶縁基体1の
下面には前記メタライズ配線層5が電気的に接続される
複数個の接続パッド6が各々被着形成されている。
はタングステン、モリブデン等の高融点金属粉末から成
り、タングステン等の高融点金属粉末に適当な有機バイ
ンダー、可塑剤、溶剤を添加混合して得た金属ペースト
を絶縁基体1となるセラミックグリーンシートに予め従
来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗
布しておくことによって絶縁基体1の所定位置に所定パ
ターンに被着形成される。
素子3の各電極を後述する接続パッド6に取着されるボ
ール状端子7に電気的に接続させる作用を為し、絶縁基
体1の凹状の載置部1a周辺に位置する領域には半導体
集積回路素子3の各電極がボンディングワイヤ8を介し
て電気的に接続される。
続されている接続パッド6は絶縁基体1にボール状端子
7を取着する際の下地金属層として作用し、接続パッド
6の表面には半田から成るボール状端子7が取着され
る。
ド6はまたその表面に図2に示す如くタングステンーニ
ッケルもしくはモリブデンーニッケルから成る合金層9
が被着されており、該合金層9は接続パッド6の表面に
ニッケルをメッキ法より層着させ、しかる後、これを8
50〜1000℃の温度に加熱することによって接続パ
ッド6の表面に所定厚みに被着形成される。この場合、
タングステンーニッケルもしくはモリブデンーニッケル
から成る合金層9は接続パッド6とニッケル層とを加熱
により合金化させることによって形成されることから接
続パッド6に極めて強固に被着し、例えば絶縁基体1と
外部電気回路基板10との熱膨張係数の相違に起因する
熱応力等が作用しても接続パッド6より剥離することは
ない。またこのタングステンーニッケルもしくはモリブ
デンーニッケルから成る合金層9は半田に対する濡れ性
(反応性)が極めて良く、これによって半田から成るボ
ール状端子7は合金層9を介して接続パッド6に強固に
取着される。
ングステンーニッケルもしくはモリブデンーニッケルか
ら成る合金層9はその厚みが0.5μm未満であると接
続ッド6との被着強度が弱くなって熱応力等により剥離
し易くなり、また3μmを越えるとタングステンーニッ
ケルもしくはモリブデンーニッケルから成る合金層9は
脆弱であることから外力印加よって破損し接続パッド6
より剥離し易くなる傾向にある。従って、前記接続パッ
ド6表面に被着されるタングステンーニッケルもしくは
モリブデンーニッケルから成る合金層9はその厚みを
0.5μm乃至3μmの範囲としておくことが好まし
い。
田から成るボール状端子7は接続パッド6を外部電気回
路基板10の配線導体11に容易、且つ確実に接続させ
る作用を為し、接続パッド6の表面にボール状の半田を
載置させ、しかる後、その一部を加熱溶融させることに
よって接続パッド6の表面に取着される。
ージによれば、絶縁基体1の凹状の載置部1a底面に半
導体集積回路素子3を接着剤を介して接着固定するとと
もに半導体集積回路素子3の各電極をメタライズ配線層
5にボンディングワイヤ8を介して電気的に接続し、し
かる後、絶縁基体1の上面に蓋体2をガラス、樹脂等か
ら成る封止材により接合させ、絶縁基体1と蓋体2とか
ら成る容器4内部に半導体集積回路素子3を気密に収容
することによって製品としての半導体装置となる。
導体集積回路素子3を収容して形成される半導体装置は
絶縁基体1下面のボール状端子7を外部電気回路基板1
0の配線導体11に接合させることよって外部電気回路
基板10上に実装され、同時に容器4の内部に収容され
ている半導体集積回路素子3はその電極がボンディング
ワイヤ8、メタライズ配線層5、接続パッド6及びボー
ル状端子7を介して外部電気回路基板10の配線導体1
1に電気的に接続される。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。
よれば、ボール状端子が取着される接続パッド表面にタ
ングステンーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッ
ケル合金層を被着させたことから接続パッドとタングス
テンーニッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合
金層、及びタングステンーニッケル合金層もしくはモリ
ブデンーニッケル合金層とボール状端子の接合強度が強
固となり、接続パッド及びボール状端子に半導体素子収
納用パッケージの絶縁基体と外部電気回路基板の熱膨張
係数の相違に起因する大きな熱応力が作用してボール状
端子が接続パッドより剥離することはなく、その結果、
半導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体集
積回路素子の各電極を長期間にわたり所定の外部電気回
路に正確に電気的接続させることが可能となる。
によれば接続パッド表面のタングステンーニッケル合金
層もしくはモリブデンーニッケル合金層の厚みを0.5
μm乃至3μmとすると接続パッドとタングステンーニ
ッケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合金層、及
びタングステンーニッケル合金層もしくはモリブデンー
ニッケル合金層とボール状端子の接合がより強固とな
り、半導体集積回路素子の外部電気回路への接続がより
高信頼性のものとなる。
例を示す断面図である。
拡大断面図である。
載置部 2・・・・・・蓋体 3・・・・・・半導体集積回路素子 4・・・・・・容器 5・・・・・・メタライズ配線層 6・・・・・・接続パッド 7・・・・・・ボール状端子 9・・・・・・タングステンーニッケルもしくはモリブ
デンーニッケル合金層
Claims (2)
- 【請求項1】セラミックス焼結体から成り、上面に半導
体素子が載置される載置部を有する絶縁基体と、該絶縁
基体の半導体素子が載置される載置部周辺から下面にか
けて導出されるタングステンもしくはモリブデンから成
る複数個のメタライズ配線層と、前記絶縁基体の下面に
形成され、前記メタライズ配線層が電気的に接続される
複数個の接続パッドと、半田から成り、前記接続パッド
に取着されるボール状端子とから成る半導体素子収納用
パッケージであって、前記ボール状端子の取着される接
続パッド表面にタングステンーニッケル合金層もしくは
モリブデンーニッケル合金層を被着させたことを特徴と
する半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項2】前記接続パッド表面のタングステンーニッ
ケル合金層もしくはモリブデンーニッケル合金層の厚み
が0.5μm乃至3μmであることを特徴とする請求項
1に記載の半導体素子収納用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12173495A JP3176251B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12173495A JP3176251B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体素子収納用パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316366A true JPH08316366A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3176251B2 JP3176251B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=14818568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12173495A Expired - Fee Related JP3176251B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176251B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1148440A4 (en) * | 1998-12-17 | 2004-12-29 | Hitachi Ltd | SEMICONDUCTOR DEVICE AND PROCESS FOR PRODUCING SAID DEVICE |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-05-19 JP JP12173495A patent/JP3176251B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1148440A4 (en) * | 1998-12-17 | 2004-12-29 | Hitachi Ltd | SEMICONDUCTOR DEVICE AND PROCESS FOR PRODUCING SAID DEVICE |
| US7061083B1 (en) | 1998-12-17 | 2006-06-13 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor devices |
| US7298029B2 (en) | 1998-12-17 | 2007-11-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor devices and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3176251B2 (ja) | 2001-06-11 |
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