JPH04329694A - はんだ接続部の防食構造 - Google Patents
はんだ接続部の防食構造Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置などのはんだ
付け部を防食する技術、特に、リードやバンプのはんだ
接続部あるいは封止部の腐食防止に用いて効果のある技
術に関するものである。
付け部を防食する技術、特に、リードやバンプのはんだ
接続部あるいは封止部の腐食防止に用いて効果のある技
術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば表面実装型の半導体装置を
基板などへ実装する場合、基板の配線パターン上に半導
体装置のリードを位置合わせして載置し、はんだ付けに
より電気的接続及び機械的固定を行っている。
基板などへ実装する場合、基板の配線パターン上に半導
体装置のリードを位置合わせして載置し、はんだ付けに
より電気的接続及び機械的固定を行っている。
【０００３】なお、この種の技術については、例えば、
応用技術出版株式会社発行「表面実装型ＬＳＩパッケー
ジの実装技術とその信頼性向上」３３３〜３４３頁に記
載がある。また、フリップチップ技術に関しては、総研
出版株式会社、１９８５年発行「超ＬＳＩテクノロジー
」６０５〜６１０頁に記載がある。
応用技術出版株式会社発行「表面実装型ＬＳＩパッケー
ジの実装技術とその信頼性向上」３３３〜３４３頁に記
載がある。また、フリップチップ技術に関しては、総研
出版株式会社、１９８５年発行「超ＬＳＩテクノロジー
」６０５〜６１０頁に記載がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載された従来技術には、以下の問題のあることを本発
明者は見い出した。
記載された従来技術には、以下の問題のあることを本発
明者は見い出した。
【０００５】すなわち、錫（Ｓｎ ）を含まないはんだ
材を用い、かつリード間隔を狭くした場合、はんだ量が
少なくなる（リード幅が小さく、接触面積が少なくなる
ため）ために、はんだ付け部が環境ストレスによって腐
食の影響を受け易くなる。この腐食によってはんだ付け
部が劣化し、これが破断に到り、電極部での電気的な導
通不良、封止部での気密不良などを招くという問題があ
る。また、電極間への導電性腐食生成物の析出によって
、電流リークを生じ、信頼性を低下させるという問題も
あった。
材を用い、かつリード間隔を狭くした場合、はんだ量が
少なくなる（リード幅が小さく、接触面積が少なくなる
ため）ために、はんだ付け部が環境ストレスによって腐
食の影響を受け易くなる。この腐食によってはんだ付け
部が劣化し、これが破断に到り、電極部での電気的な導
通不良、封止部での気密不良などを招くという問題があ
る。また、電極間への導電性腐食生成物の析出によって
、電流リークを生じ、信頼性を低下させるという問題も
あった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、はんだ付け部に
腐食を生じないようにし、はんだ付け部の信頼性を向上
させることのできる技術を提供することにある。
腐食を生じないようにし、はんだ付け部の信頼性を向上
させることのできる技術を提供することにある。
【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【０００９】すなわち、表面実装型の半導体装置のリー
ドと基板などのプリント部とが接続されるはんだ接続部
であって、該はんだ接続部のはんだの組成金属に対し、
卑金属を電気的に接触させるようにしている。
ドと基板などのプリント部とが接続されるはんだ接続部
であって、該はんだ接続部のはんだの組成金属に対し、
卑金属を電気的に接触させるようにしている。
【００１０】
【作用】上記した手段によれば、はんだ接続部に電気的
に接触している卑金属は、ガルバノ電池作用によって犠
牲陽極として機能し、はんだ接続部のはんだ又ははんだ
バンプが陰極防食され、はんだ又ははんだバンプの腐食
を防止する。したがって、はんだ接続部が防食され、は
んだ接続部の高信頼化を図ることができる。
に接触している卑金属は、ガルバノ電池作用によって犠
牲陽極として機能し、はんだ接続部のはんだ又ははんだ
バンプが陰極防食され、はんだ又ははんだバンプの腐食
を防止する。したがって、はんだ接続部が防食され、は
んだ接続部の高信頼化を図ることができる。
【００１１】
【実施例１】図１は本発明によるはんだ接続部の防食構
造の一実施例を示す断面図である。
造の一実施例を示す断面図である。
【００１２】ここでは、例えば、ＱＦＰ，ＳＯＰ等のＦ
ＰＰ型の半導体装置を配線基板に実装する場合を示して
いる。
ＰＰ型の半導体装置を配線基板に実装する場合を示して
いる。
【００１３】半導体装置１は、ダイパッド２上に配設さ
れた半導体チップ３のパッドとリード４のインナーリー
ド部、及びパッドとインナーリード部とを接続するボン
ディングワイヤ５の各々がレジン６によってモールドさ
れた構成を有している。レジン６の側面より突出してい
るリード４のアウターリード部は、Ｌ字形に曲げ加工が
施され、その端部はレジン６の底面に平行になるように
されている。リード４の端部は、配線基板７の表面に形
成されたフットプリント８に、はんだ９を介して接続さ
れている。以上は従来構成に相当する部分であるが、こ
れに対し本発明は、はんだ接続部の防食のために、はん
だ９の周囲（又は少なくともその一部）のフットプリン
ト８上に保護膜１０を電気的に接続している。
れた半導体チップ３のパッドとリード４のインナーリー
ド部、及びパッドとインナーリード部とを接続するボン
ディングワイヤ５の各々がレジン６によってモールドさ
れた構成を有している。レジン６の側面より突出してい
るリード４のアウターリード部は、Ｌ字形に曲げ加工が
施され、その端部はレジン６の底面に平行になるように
されている。リード４の端部は、配線基板７の表面に形
成されたフットプリント８に、はんだ９を介して接続さ
れている。以上は従来構成に相当する部分であるが、こ
れに対し本発明は、はんだ接続部の防食のために、はん
だ９の周囲（又は少なくともその一部）のフットプリン
ト８上に保護膜１０を電気的に接続している。
【００１４】この保護膜１０は、はんだ９の組成金属よ
りも卑金属な金属が用いられる。例えば、常温水中にお
ける金属の卑金属と貴金属は次のような関係にある。
りも卑金属な金属が用いられる。例えば、常温水中にお
ける金属の卑金属と貴金属は次のような関係にある。
【００１５】
卑金属←
→貴
金属 Ｋ Ｃａ Ｎａ Ｍｇ Ａｌ
Ｚｎ Ｆｅ Ｎｉ Ｓｎ Ｐｂ Ｈ Ｃ
ｕ Ｈｇ Ａｇ Ｐｔ Ａｕ （陽極
）
（陰極
）卑金属と貴金属は離れるほど効果は顕著になるが、例
えばはんだ９にＰｂや銀Ａｇを含む場合、保護膜１０に
はＮｉ、Ｚｎなどを用いることが生産性の点からも好ま
しい。このような組み合わせにより、ガルバノ電池作用
によって卑金属側であるＮｉ、Ｚｎが陽極として機能し
、はんだ９が陰極として機能し、陰極を防食する。
→貴
金属 Ｋ Ｃａ Ｎａ Ｍｇ Ａｌ
Ｚｎ Ｆｅ Ｎｉ Ｓｎ Ｐｂ Ｈ Ｃ
ｕ Ｈｇ Ａｇ Ｐｔ Ａｕ （陽極
）
（陰極
）卑金属と貴金属は離れるほど効果は顕著になるが、例
えばはんだ９にＰｂや銀Ａｇを含む場合、保護膜１０に
はＮｉ、Ｚｎなどを用いることが生産性の点からも好ま
しい。このような組み合わせにより、ガルバノ電池作用
によって卑金属側であるＮｉ、Ｚｎが陽極として機能し
、はんだ９が陰極として機能し、陰極を防食する。
【００１６】なお、図１の構成では、保護膜１０をはん
だ９の周辺にのみ設けるものとしたが、図２に示す如く
、はんだ９の接続面の下面を覆うように形成することも
できる。この構成では保護膜１０の形成は、図１の実施
例に比べて容易であるので、量産性は向上する。
だ９の周辺にのみ設けるものとしたが、図２に示す如く
、はんだ９の接続面の下面を覆うように形成することも
できる。この構成では保護膜１０の形成は、図１の実施
例に比べて容易であるので、量産性は向上する。
【００１７】
【実施例２】図３は本発明の実施例２を示す断面図であ
る。本実施例においては、前記実施例とは同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては重複
する説明を省略する。
る。本実施例においては、前記実施例とは同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては重複
する説明を省略する。
【００１８】本実施例は、接続部以外のリード４の外表
面に保護膜１０を設けるようにしたところに特徴がある
。このように、はんだ９と保護膜１０が直接的に接して
いなくとも、電気的な導通の得られる金属（この場合、
リード４の先端部）であれば間接的であっても問題はな
い。この実施例では、保護膜１０が半導体装置側に設け
られることから、半導体メーカ側で加工できる利点があ
る。
面に保護膜１０を設けるようにしたところに特徴がある
。このように、はんだ９と保護膜１０が直接的に接して
いなくとも、電気的な導通の得られる金属（この場合、
リード４の先端部）であれば間接的であっても問題はな
い。この実施例では、保護膜１０が半導体装置側に設け
られることから、半導体メーカ側で加工できる利点があ
る。
【００１９】
【実施例３】図４は本発明の実施例３を示す断面図であ
る。本実施例においても、前記各実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては重複
する説明を省略する。
る。本実施例においても、前記各実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては重複
する説明を省略する。
【００２０】本実施例は、接続部の全表面（リード先端
及びはんだ９の各露出面）に保護膜１０を設けるように
したものである。この構成では、はんだ９の露出面が保
護膜１０によって直接に覆われるので、ガルバノ電池作
用による防食効果に対し、更に防食効果は高くなる。
及びはんだ９の各露出面）に保護膜１０を設けるように
したものである。この構成では、はんだ９の露出面が保
護膜１０によって直接に覆われるので、ガルバノ電池作
用による防食効果に対し、更に防食効果は高くなる。
【００２１】
【実施例４】図５は本発明の実施例４を示す断面図であ
る。本実施例においても、前記各実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いている。
る。本実施例においても、前記各実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いている。
【００２２】ここでは、半導体装置としてフリップチッ
プ型を示している。この半導体装置は、半導体ペレット
１１にはんだバンプ１２を設けて構成されている。はん
だバンプ１２は、下地金属層１３を介して半導体ペレッ
ト１１に接続されている。このような半導体装置は、配
線基板７上の形成された下地金属層１４にはんだ接続さ
れる。この下地金属層１４の露出面に対し、保護膜１０
が設けられる。はんだバンプ１２がＰｂ−Ｓｎ系の場合
、保護膜１０にＮｉ、Ｚｎなどを用いれば、ガルバノ電
池作用により保護膜１０自身が陽極となり、はんだバン
プ１２を陰極防食する。以上により、はんだバンプ１２
の腐食を防止できるので、マイクロ接続部の高信頼化を
図ることが可能になる。
プ型を示している。この半導体装置は、半導体ペレット
１１にはんだバンプ１２を設けて構成されている。はん
だバンプ１２は、下地金属層１３を介して半導体ペレッ
ト１１に接続されている。このような半導体装置は、配
線基板７上の形成された下地金属層１４にはんだ接続さ
れる。この下地金属層１４の露出面に対し、保護膜１０
が設けられる。はんだバンプ１２がＰｂ−Ｓｎ系の場合
、保護膜１０にＮｉ、Ｚｎなどを用いれば、ガルバノ電
池作用により保護膜１０自身が陽極となり、はんだバン
プ１２を陰極防食する。以上により、はんだバンプ１２
の腐食を防止できるので、マイクロ接続部の高信頼化を
図ることが可能になる。
【００２３】
【実施例５】図６は本発明の実施例５を示す断面図であ
る。本実施例においては、図５の実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いているので、ここでは説明を
省略する。
る。本実施例においては、図５の実施例と同一であるも
のには同一引用数字を用いているので、ここでは説明を
省略する。
【００２４】本実施例は、前記実施例が保護膜１０を下
地金属層１４上に設けていたのに対し、はんだバンプ１
２の露出面に保護膜１０を設けたところに特徴がある。 このようにすれば、配線基板７側及び半導体ペレット１
１側に設ける必要がなくなり、高密度実装化に対応する
ことができる。
地金属層１４上に設けていたのに対し、はんだバンプ１
２の露出面に保護膜１０を設けたところに特徴がある。 このようにすれば、配線基板７側及び半導体ペレット１
１側に設ける必要がなくなり、高密度実装化に対応する
ことができる。
【００２５】
【実施例６】図７は本発明の実施例６を示す断面図であ
る。
る。
【００２６】本実施例はハーメチック型のＭＣＣ（マイ
クロ・チップ・キャリア）半導体装置の例である。
クロ・チップ・キャリア）半導体装置の例である。
【００２７】図５に示した構造の半導体ペレット１１は
、その上面（放熱面）が“コ”の字形断面形状を有する
キャップ１５の内面のメタライズ１８ａに熱伝導はんだ
１６によって接続され、はんだバンプ１２はベース１７
（絶縁材が用いられると共に内部に上下方向に配線パタ
ーンが形成されている）上のパターン電極に接続されて
いる。キャップ１５及びベース１７の周縁部の各対向面
にはメタライズ１８ｂが施され、対向する周縁部のメタ
ライズ１８ｂ間は半導体ペレット１１を密封するために
封止はんだ１９によって接続されている。
、その上面（放熱面）が“コ”の字形断面形状を有する
キャップ１５の内面のメタライズ１８ａに熱伝導はんだ
１６によって接続され、はんだバンプ１２はベース１７
（絶縁材が用いられると共に内部に上下方向に配線パタ
ーンが形成されている）上のパターン電極に接続されて
いる。キャップ１５及びベース１７の周縁部の各対向面
にはメタライズ１８ｂが施され、対向する周縁部のメタ
ライズ１８ｂ間は半導体ペレット１１を密封するために
封止はんだ１９によって接続されている。
【００２８】このような構造の半導体装置にあって、保
護膜１０は封止部の上下又は一方の外側面に施される。 例えば、封止はんだ１９がＰｂ−Ａｇ系である場合、保
護膜１０にはＳｎ、Ｎｉ、Ｚｎなどを用いることで、ガ
ルバノ電池作用により、保護膜１０自身を陽極とし、封
止はんだ１９を陰極防食とすることができる。
護膜１０は封止部の上下又は一方の外側面に施される。 例えば、封止はんだ１９がＰｂ−Ａｇ系である場合、保
護膜１０にはＳｎ、Ｎｉ、Ｚｎなどを用いることで、ガ
ルバノ電池作用により、保護膜１０自身を陽極とし、封
止はんだ１９を陰極防食とすることができる。
【００２９】
【実施例７】図８は本発明の実施例７を示す断面図であ
る。
る。
【００３０】本実施例は、図７の実施例と対象を同じに
するものであるが、保護膜１０の設置部分を異ならせた
ところに特徴がある。すなわち、封止部を覆うように保
護膜１０を設け、図６の実施例と同様に、封止はんだ１
９の防食効果に加え、キャップ１５及びベース１７の外
側面に保護膜１０のための領域を確保する必要が無くな
るので、パッケージの薄型化が可能になる。
するものであるが、保護膜１０の設置部分を異ならせた
ところに特徴がある。すなわち、封止部を覆うように保
護膜１０を設け、図６の実施例と同様に、封止はんだ１
９の防食効果に加え、キャップ１５及びベース１７の外
側面に保護膜１０のための領域を確保する必要が無くな
るので、パッケージの薄型化が可能になる。
【００３１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３２】例えば、上記実施例の内の複数の組み合わ
せとすることも可能である。
せとすることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００３４】すなわち、表面実装型の半導体装置のリー
ドと基板などのプリント部とが接続されるはんだ接続部
であって、該はんだ接続部のはんだの組成金属に対し、
卑金属を電気的に接触させるようにしたので、はんだ接
続部が防食され、はんだ接続部の高信頼化を図ることが
できる。
ドと基板などのプリント部とが接続されるはんだ接続部
であって、該はんだ接続部のはんだの組成金属に対し、
卑金属を電気的に接触させるようにしたので、はんだ接
続部が防食され、はんだ接続部の高信頼化を図ることが
できる。
【図１】本発明によるはんだ接続部の防食構造の一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】図１の実施例の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例７を示す断面図である。
１ 半導体装置
２ ダイパッド
３ 半導体チップ
４ リード
５ ボンディングワイヤ
６ レジン
７ 配線基板
８ フットプリント
９ はんだ
１０ 保護膜
１１ 半導体ペレット
１２ はんだバンプ
１３ 下地金属層
１４ 下地金属層
１５ キャップ
１６ 熱伝導はんだ
１７ ベース
１８ａ メタライズ
１８ｂ メタライズ
１９ 封止はんだ
Claims (6)
- 【請求項１】 表面実装型の半導体装置のリードと基
板などのプリント部とが接続されるはんだ接続部であっ
て、該はんだ接続部のはんだの組成金属に対し、卑金属
を電気的に接触させることを特徴とするはんだ接続部の
防食構造。 - 【請求項２】 前記卑金属を少なくとも前記リードの
表面又は前記プリント部の表面に設けたことを特徴とす
る請求項１記載のはんだ接続部の防食構造。 - 【請求項３】 前記卑金属を前記はんだ接続部を覆う
ように設けることを特徴とする請求項１記載のはんだ接
続部の防食構造。 - 【請求項４】 マイクロ・チップ・キャリア型の半導
体装置のはんだバンプとベースの下地金属層とが接続さ
れるはんだ接続部であって、該はんだ接続部のはんだの
組成金属に対し、卑金属を電気的に接触させることを特
徴とするはんだ接続部の防食構造。 - 【請求項５】 前記卑金属を前記はんだバンプの表面
又は前記下地金属層の表面に設けたことを特徴とする請
求項４記載のはんだ接続部の防食構造。 - 【請求項６】 前記半導体装置がハーメチック型であ
り、その封止部のはんだの組成金属に対し、卑金属を電
気的に接触させることを特徴とする請求項４記載のはん
だ接続部の防食構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099920A JPH04329694A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | はんだ接続部の防食構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099920A JPH04329694A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | はんだ接続部の防食構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329694A true JPH04329694A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14260211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3099920A Pending JPH04329694A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | はんだ接続部の防食構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329694A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590047A (en) * | 1993-08-05 | 1996-12-31 | Clarion Co., Ltd. | Information processing apparatus |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3099920A patent/JPH04329694A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590047A (en) * | 1993-08-05 | 1996-12-31 | Clarion Co., Ltd. | Information processing apparatus |
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