JPS5877238A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5877238A
JPS5877238A JP56174644A JP17464481A JPS5877238A JP S5877238 A JPS5877238 A JP S5877238A JP 56174644 A JP56174644 A JP 56174644A JP 17464481 A JP17464481 A JP 17464481A JP S5877238 A JPS5877238 A JP S5877238A
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小泉　正博
Hitoshi Onuki
仁 大貫
Tateo Tamamura
玉村　建雄
Tomio Iizuka
飯塚　富雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置に係シ、特にアルミニウムワイヤに
て半導体素子上の電極とＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金リード
とを導電接続した半導体装置に関する。
従来のＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置における半導体素子
上の電極とリードとの接続は、ＡｕまたはＡ７（合金）
のワイヤボンディングによってなされている。Ａｕワイ
ヤボンディングの場合にはリードの表面にＡｕめつき膜
が設けら五、巳方、Ａｔ（合金）ワイヤボンディングの
場合には化学的にめっきしたＮｉめつき膜がリードの表
面に設けられている。ＡｕワイヤとＡｕめっき膜との導
電接続は性能の面では極めて優れているが、Ａｕを用い
ているためコストが高いという欠点がある。
一方、Ａｔワイヤと化学的にＮｉめっき膜を施したリー
ドとの接続は、（１）ＩＪ−ドのＮｉ膜のめっき　　　
　“速度が遅いため長時間を要することがらコストが高
いことと、（２）Ｎｉめつき膜の表面が比較的粗いため
、ボンディング時にＡｔワイヤと接合しにくいこと、（
３）また、接合したとしても剥離し易いため良好で信頼
性のある接続が得られないなどの欠点がある。また、Ａ
ｔワイヤは直径３０μｍの細線が普通に使用されておシ
、このためポンディング後プラスチックパッケージする
時などにリード側でワイヤ切れや、接合部の剥離を生ず
るという問題がある。
それゆえ本発明の目的はＡ４ワイヤ′とリードとの接合
部の強度を高め、好適な接続を簡単に実現し得る信頼性
の高い半導体装置を提供することにある。
本発明の特徴はＡＡワイヤによる半導体素子上の電極と
ｐｅ−Ｎｉ系合金リードとの接続に際し、上記リード表
面にＮｉめっき膜を設け、かつその厚さを０．２μｍ以
上にしたことにある。
本発明は、つぎのような新規な事象の確認に基づいてな
されたものである。
（１）　　Ｆｅ−Ｎｉ系合金リードの表面へのＮｉ膜形
成は電気的な方法でも可能であること。この場合のＮｉ
膜の生成時間は、化学的方法に比べて１１５に短縮され
ること。これによって、リードの製造能率を上げること
ができること。
（２）表面に電気的Ｎｉめっき膜を有するリードに対す
るＡＡワイヤの接合強度は、Ｎｉめっき膜の厚さと関係
があシ、その厚さが０．２μｍ以上で十分な接合強度、
が得られること。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示しており、図中１はＡ４
ワイヤ、２はＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金のリードフレーム
から切断して得たリードの表面に電気めっきにより設け
たＮｌめっき膜、３はシリコンペレット、４はモールド
レジン、５はシリコンペレット３上に設けられた電極膜
、６はシリコンペレット３とリード７を接着する半田で
ある。
Ｎｉめつき膜２は０，２μｍ以上の厚さを有しており、
０．２μｍ以上とした理由を以下説明する。
第２図は直径３０μｍのＡｔワイヤ１を、厚さの異なる
Ｎｉめつき膜２のリード７にそのつぶれ幅を同一（５０
〜５５μｍ）にしてボンディングした後の接合部のせん
断強度を測定した結果である。これより、Ｎｉめつき膜
２の厚さが０．２μｍ以下ではせん断強度は低いが、０
．２μｍ以上になるとせん断強度が２３ｇのほぼ一定値
を示すことが知られる。
第２図の測定結果から、Ａ４ワイヤボンディングにおい
てｔＮｉめうき膜２との強固な接合強度が得られるＮｉ
めつき膜２の厚さは０．２μｍ以上が適していることが
確認された。
第３図ＦＣＮｉめつき膜２の厚さと、１ワイヤポンディ
ング時のＡｔワイヤｌのめつき膜への接合率との関係を
示す。ここでいう接合とは、ボンディング後のＡｔワイ
ヤ１が、はぼ零の力で引剥がされない状態を云う。この
測定結果から、Ｎｉめつき膜２の厚さが０．２μｍ以下
、例えば０．１μｍのＮｉめつき膜２に対する接合率は
４０％という低い率を示すが、Ｎｉめつき膜２の厚さが
０．２μｍ以上になると、その接合率は１００％を示す
ことが確認できた。
第２及び第３図に示されるように、Ａｔワイヤ１とＮｉ
めつき膜２の厚さに対する接合強度並びに接合率は０．
２μｍ以上のめつき膜があれば１００％接合し十分な強
度が得られる。これは、Ｎｉめつき膜２が０，２μｍの
厚さで下地であるリード７を十分に覆うことができて、
Ａｔワイヤ１との接合部に下地が現われないためである
。（第３図に示すようにＡｔワイヤ１はＮｉめつき膜２
の厚さが零の場合、すなわち下地とは接合しない。）し
かし、Ｎｉめつき膜２の厚さが０．２μｍ以下になると
、十分に下地を覆うことができず、一部、下地が現われ
るため接合強度が低下する。
一方、リード７の表面は、シリコンペレット３を半田６
によりろう付けする時に１５０〜２５０Ｃで数分間大気
中で加熱されるため酸化される。
そのため、酸化されたＮｉめつき膜２に対してＡｔワイ
ヤ１をボンディングした場合の接合部のせん断強度を検
討した。
第４図は厚さの異なるＮｉめつき膜２を有するリード７
を２５０Ｃの大気中で１時間加熱した後、その表面にＡ
７ワイヤ１をボンディングして接合部のせん断強度を求
めた結果である。この結果から、Ｎｉめつき膜２の厚さ
が０．２μｍ以下では、せん断強度は約３ｇの低い値を
示すが、０．２μｍ以上の厚さにすると加熱しない前と
同値の２３ｇのせん断強度を示すことが知られた。これ
により熱酸化したＮｉめつき膜２でも、ワイヤボンディ
ングにおいてＮｉめつき膜２の厚さが０．２μｍ以上あ
れば強固に接合することが確認された。これは、Ｎｉめ
つき膜の厚さが０．２μｍ以上あれば十分に下地を覆う
ことができ（Ｎｉめつき膜は酸化されにくい）、下地の
酸化を防止するためである。
次に半導体装置は、製品として稼動中に室温以上の温度
に長時間加熱され、Ａｔワイヤとの接合部が劣化し剥離
し易くなる。そこで、接合部の経時劣化を厚さ０．１，
０．２及び４μｍのＮｉめつき膜２について、試験温度
２００Ｃで検討した結果を第５図に示す。
同図において、四角、白丸、黒丸の各印は、それぞれＮ
ｉめつき膜２の厚さが０．１μｍ、０．２μｍ。
４μｍの場合の測定値を示している。第５図の曲線Ａで
示すように、Ｎｉめつき膜２の厚さが０．１μｍの場合
は、５００時間でせん断強度が約４ｇ（試験前は５ｇ）
に低下し、さらに時間の経過と共に低下し、２０００ｈ
でせん断強度は２ｇを示す。
一方、曲線Ｂの白丸で示されるように、Ｎｉめつき膜２
の厚さが０．２μｍの劣化は、黒丸の４μｍの厚さと同
様に″１０００時間を過ぎても試験前と同値の２３ｇの
せん断強度を示し、劣化しにくいことが確認された。以
上の結果から、Ａ／１．ワイヤポンディングにおけるＮ
ｉめつき膜２の厚さに対する接合部の経時劣化について
も、０．２μｍ以上の厚さがあれば強固な接合が得られ
ることが確認された。
以上述べたように１本発明によればＮｉめっき膜を介し
て、リードとＡｔワイヤを強固に高信頼性を持って簡単
に接合した各種の半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すレジンモールド型半導
体装置の断面図、第２図はＮｉめつき膜の厚さととのＮ
ｉめつき膜にＡｔワイヤを接合させた時のせん断強度と
の関係を示す図、第３図はＮｉめつき膜の厚さとＡｔワ
イヤの接合率との関係を示す図、第４図は熱酸化したＮ
ｉめっき膜の厚さとこのＮｉめつき膜に接合されたＡ４
ワイヤの接合部のせん断強度との関係を示す図、第５図
はＡ／、ワイヤをボンディングした後の、Ｎｉめつき膜
の厚さと接合部の経時劣化との関係を示す図である。 １・・・Ａ／１．ワ、イヤ、２・・・Ｎｉめつき膜、３
・・・シリコンペレット、４・・・モールドレジン、５
・・・ｔＥＬ　　６早　　ｌ　　囚 羊　２　記 Ｎｉめりき網【のｆさく／″す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子上の電極とＦｅ−Ｎｉ系合金リードとが
    Ａｔワイヤにて接続された半導体装置において、上記リ
    ードはＮｉめつき膜でおおわれており、前記Ｎｉめつき
    膜の厚さが０．２μｍ以上であることを特徴とする半導
    体装置。 ２、　Ｎｉめつき膜は、電気的めっき膜であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
JP56174644A 1981-11-02 1981-11-02 半導体装置 Granted JPS5877238A (ja)

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JP56174644A JPS5877238A (ja) 1981-11-02 1981-11-02 半導体装置

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JP56174644A JPS5877238A (ja) 1981-11-02 1981-11-02 半導体装置

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JPS5877238A true JPS5877238A (ja) 1983-05-10
JPS6249731B2 JPS6249731B2 (ja) 1987-10-21

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111041A (en) * 1980-12-26 1982-07-10 Toshiba Corp Semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111041A (en) * 1980-12-26 1982-07-10 Toshiba Corp Semiconductor device

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JPS6249731B2 (ja) 1987-10-21

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