JP2005064187A - Semiconductor mounting board - Google Patents
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Abstract
【課題】 半田の濡れ性が悪く、金ワイヤとの接合強度が向上されたワイヤボンドパッド部を備える半導体実装基板を提供する
【解決手段】 金ワイヤ12を接合するために実装基板4に形成されたワイヤボンドパッド部4dは、結晶化されたアルミニウムによって構成されている。ワイヤボンドパッド部4dは、アルミニウムを含むので半田の濡れ性が悪く、チップ部品6を接合するための半田の飛散が防止されている。また、ワイヤボンドパッド部4dは、結晶化されたアルミニウムによって構成されているので、表面が平坦かつ、不純物の混入が少ない。さらに、ワイヤボンドパッド部4dはAuが拡散しやすいので、金ワイヤ12が強い強度で接合される。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor mounting substrate provided with a wire bond pad portion with poor solder wettability and improved bonding strength with a gold wire, formed on a mounting substrate 4 for bonding a gold wire 12. The wire bond pad portion 4d is made of crystallized aluminum. Since the wire bond pad portion 4d contains aluminum, the solder wettability is poor, and the solder for joining the chip component 6 is prevented from being scattered. Further, since the wire bond pad portion 4d is made of crystallized aluminum, the surface is flat and impurities are hardly mixed. Further, since the Au is easily diffused in the wire bond pad portion 4d, the gold wire 12 is bonded with high strength.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、半導体実装基板に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor mounting substrate.
セラミックス製の基板と、基板に形成されチップ部品が実装されるチップ部品搭載部と、基板に形成され半導体素子とワイヤによって電気的に接続されるワイヤボンドパッド部とを備える半導体実装基板がある。ここで、半導体素子の配線はAuによって構成されているので、上記のワイヤには金ワイヤが用いられている。また、上記の半導体実装基板では、チップ部品搭載部にチップ部品を接合するための半田がワイヤボンドパッド部に飛散し、ボンディング強度が低下することを防止するために、ワイヤボンドパッド部には半田の濡れ性が悪いアルミが用いられている。
しかしながら、上述した従来の半導体実装基板では、ワイヤボンドパッド部を構成するアルミは、アルミ箔を展開して形成されることが一般的であり、その表面の凹凸が大きく、ワイヤボンドパッド部への金ワイヤの接合強度が低いという問題点を有していた。 However, in the above-described conventional semiconductor mounting substrate, the aluminum constituting the wire bond pad portion is generally formed by developing an aluminum foil, and the surface has large unevenness, and the wire bond pad portion is There was a problem that the bonding strength of the gold wire was low.
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、半田の濡れ性が悪く、金ワイヤとの接合強度が向上されたワイヤボンドパッド部を備える半導体実装基板を提供することを課題としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor mounting substrate having a wire bond pad portion with poor solder wettability and improved bonding strength with a gold wire. .
上記課題を解決するため、本発明の半導体実装基板は、基板と、基板に形成され表層にAuを含みチップ部品が半田接合されるチップ部品搭載部と、基板に形成され金ワイヤと接合されるワイヤボンドパッド部とを備え、ワイヤボンドパッド部は結晶化されたアルミを含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a semiconductor mounting substrate according to the present invention includes a substrate, a chip component mounting portion formed on the substrate and including Au on the surface layer and soldered to the chip component, and formed on the substrate and bonded to the gold wire. A wire bond pad portion, and the wire bond pad portion includes crystallized aluminum.
この発明によれば、ワイヤボンドパッド部は結晶化されたアルミニウムを含むので、その表面がアルミ箔を用いて形成されたワイヤボンドパッド部よりも平坦化される。また、ワイヤボンドパッド部への不純物の混入が抑制される。さらに、かかるワイヤボンドパッド部にはAuが拡散し易い。 According to the present invention, since the wire bond pad portion contains crystallized aluminum, the surface thereof is planarized more than the wire bond pad portion formed using the aluminum foil. In addition, contamination of impurities into the wire bond pad portion is suppressed. Furthermore, Au is likely to diffuse into the wire bond pad portion.
本発明によれば、ワイヤボンドパッド部はアルミニウムを含むので、半田の濡れ性が悪い。また、このワイヤボンドパッド部は結晶化されたアルミニウムによって構成されているので、アルミ箔を用いて形成されたものに比して平坦な表面とされ、不純物の混入が抑制され、Auの拡散が生じやすくされている。したがって、金ワイヤとの接合強度が向上されたワイヤボンドパッド部を備える半導体実装基板が提供される。 According to the present invention, since the wire bond pad portion contains aluminum, the wettability of the solder is poor. In addition, since the wire bond pad portion is made of crystallized aluminum, it has a flat surface as compared with that formed using aluminum foil, the contamination of impurities is suppressed, and the diffusion of Au is suppressed. It is easy to occur. Therefore, a semiconductor mounting substrate provided with a wire bond pad portion with improved bonding strength with a gold wire is provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。図1は、本発明の実施形態にかかる半導体モジュール1の平面図である。また、図2は、図1のII−II線断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a plan view of a
図1及び図2に示すように、半導体モジュール1は、ベース基板2、実装基板4、チップ部品6、及び半導体素子8を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ベース基板2は、例えばCu,CuWといった金属製の材料からなる。ベース基板2には、実装基板4と半導体素子8とが搭載されている。本実施形態では、半導体素子8は、FETである。半導体素子8は、AuSnといった半田によってベース基板2に接合されている。
The
実装基板4は、例えばAl2O3といったセラミックスによって構成されている。実装基板4の主面4a上には、配線パターン4b、チップ部品搭載部4c、ワイヤボンドパッド部4dが形成されている。また、実装基板4には、ベース基板2に搭載された半導体素子8が収容される孔4eが設けられている。
The
本実施形態では、配線パターン4bは、主面4aに設けられた第1層4fと、第1層4f上に形成された第2層4gとを含んでいる。第1層4fは、例えば厚さ10μmのタングステン、或いはモリブデンといった高融点金属によって構成されている。第2層4gは、厚さ10μmのCuによって構成されている。
In the present embodiment, the
チップ部品搭載部4cは、配線パターン4bの端部に形成されている。チップ部品搭載部4cは、例えば、第2層4g上に形成された厚さ0.1μmのNi層4h、及びNi層4h上に形成された厚さ1μmのAu層4iから構成されている。
The chip
チップ部品搭載部4cには、チップ部品6が搭載されている。チップ部品6は、AgSnといった材料の半田10によってチップ部品搭載部4cに接合されている。
A
ワイヤボンドパッド部4dは、孔4eの周縁のうち対向する一対の縁に沿って設けられている。ワイヤボンドパッド部4dは、配線パターン4bの端部に電気的に接続されている。ワイヤボンドパッド部4dは、金ワイヤ12によって、半導体素子8と電気的に接続されている。
The wire
ワイヤボンドパッド部4dは、結晶化されたアルミニウムによって構成される。ワイヤボンドパッド部4dは、1%程度のSiを含んでも良い。
The wire
ワイヤボンドパッド部4dは、1〜2μmの厚さであることが好ましい。図3は、ワイヤボンドパッド部4dの厚さと、ワイヤボンドパッド部4dと金ワイヤ12の接合強度の関係を示す図である。図3において、横軸がワイヤボンドパッド部4dの厚さを示し、縦軸が金ワイヤ12のプル強度を示している。図3には、25μm径の金ワイヤ12をワイヤボンドパッド部4dに接合した場合の、金ワイヤ12のプル強度を計測した結果が示されている。
The wire
図3に示すように、ワイヤボンドパッド部4dに接合された金ワイヤ12のプル強度は、ワイヤボンドパッド部4dの厚さに伴って増加する。このプル強度は4〔g〕以上必要との観点から、ワイヤボンドパッド部4dの厚さは、1μm以上必要であることが導かれる。一方、ワイヤボンドパッド部4dの厚さに伴って製造コストは増加する。したがって、本実施形態では、製造コストの観点から、ワイヤボンドパッド部4dの厚さは、2.0μm以下とされている。
As shown in FIG. 3, the pull strength of the
図2に示すように、半導体モジュール1では、金ワイヤ12が接合されたワイヤボンドパッド部4dが樹脂14によって覆われ、この接合部分が保護されている。また、半導体モジュール1は、チップ部品搭載部4c及びワイヤボンドパッド部4dを除いて、ソルダーレジスト16によって、覆われている。
As shown in FIG. 2, in the
かかる構成を有する半導体モジュール1では、ワイヤボンドパッド部4dがアルミニウムを含むので、半田の濡れ性が悪く、飛散して当該箇所に付着した半田の除去が容易である。また、ワイヤボンドパッド部4dが結晶化されたアルミニウムによって構成されているので、アルミ箔により形成された場合に比べてワイヤボンドパッド部4dの表面が平坦とされ、かつ、それ故に不純物の混入が少ない。更に、ワイヤボンドパッド部4dは、金ワイヤ12のAuが拡散し易い。したがって、ワイヤボンドパッド部4dには、金ワイヤ12が強い強度で接合される。また、ワイヤボンドパッド部4dの厚さは、1μm〜2μmの範囲とされているので、金ワイヤ12がより強い強度で接合されると共に、製造コストが抑えられている。
In the
以下、半導体モジュール1の製造方法を説明する。図4(a)〜(h)は、半導体モジュール1の製造工程を順に示す図である。半導体モジュール1を製造するために、まず、実装基板4となるアルミナグリーンシートに、タングステンを含むペーストが印刷された後、1500℃以上で焼成されることによって、実装基板4に配線パターン4bの第1層4fが形成される。
Hereinafter, a method for manufacturing the
そして、Cu電解めっきによって第1層4f上に第2層4fが形成されることによって、図4(a)に示すように実装基板4に配線パターン4bが形成された中間生産物20が製造される。なお、実装基板4にCuペーストを印刷し、これを800℃で焼成することによって、配線パターン4bを形成しても良い。
Then, by forming the
次に、チップ部品搭載部4cに対応する位置が開口されたパターンのレジストマスク22が中間生産物20に設けられる。そして、Ni、Auの順に電解または無電解めっきが施されることによって、図4(b)に示すように実装基板4にチップ部品搭載部4cが形成された中間生産物24が製造される。
Next, a
次いで、上記のレジストマスク22が除去された後、ワイヤボンドパッド部4dに対応する位置が開口されたパターンのレジストマスク26が中間生産物24に設けられる。そして、スパッタによってアルミニウムまたは1%のSiを含んだアルミニウム合金が1〜2μmの厚さで成長されることによって、図4(c)に示す中間生産物28が製造される。
Next, after the resist
次いで、レジストマスク26が除去された中間生産物28が、窒素−水素(15%)の雰囲気中で440度に加熱されることによって、上記のアルミニウムまたはアルミニウム合金が結晶化される。さらに、チップ部品搭載部4cとワイヤボンドパッド部4d以外にソルダレジスト16を被せることによって、図4(d)に示すように、ワイヤボンドパッド部4d、及びソルダレジスト16が設けられた実装基板4が製造される。
Next, the
次いで、チップ部品搭載部4cにチップ部品6が搭載され、チップ部品6がチップ部品搭載部4cに半田(AgSn)によって接合されることによって、図4(e)に示す中間生産物30が製造される。
Next, the
次に、ベース基板2に半導体素子8がAuSnによって接合されることによって、図4(f)に示す中間生産物32が製造される。そして、中間生産物30及び32が接合され、半導体素子8とワイヤボンドパッド部4dがワイヤ12によって接続されることによって、図4(g)に示す中間生産物34が製造される。
Next, the
次いで、ワイヤボンドパッド部4dが樹脂14によって覆われることによって、図4(h)に示す本実施形態の半導体モジュール1が製造される。
Next, the wire
1…半導体モジュール、2…ベース基板、4…実装基板、4c…チップ部品搭載部、4d…ワイヤボンドパッド部、6…チップ部品、8…半導体素子、10…半田、12…金ワイヤ、14…樹脂、16…ソルダーレジスト。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基板に形成され、表層にAuを含み、チップ部品が半田接合されるチップ部品搭載部と、
前記基板に形成され金ワイヤと接合されるワイヤボンドパッド部と
を備え、
前記ワイヤボンドパッド部は、結晶化されたアルミニウムを含む半導体実装基板。 A substrate,
A chip component mounting portion formed on the substrate, including Au on a surface layer, and chip components are solder-bonded;
A wire bond pad portion formed on the substrate and bonded to a gold wire;
The wire bond pad portion is a semiconductor mounting substrate containing crystallized aluminum.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007088114A (en) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Sharp Corp | Manufacturing method of nitride semiconductor laser device |
-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003291542A patent/JP2005064187A/en active Pending
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