JPH10189846A - 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 - Google Patents
半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置Info
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- JPH10189846A JPH10189846A JP8347785A JP34778596A JPH10189846A JP H10189846 A JPH10189846 A JP H10189846A JP 8347785 A JP8347785 A JP 8347785A JP 34778596 A JP34778596 A JP 34778596A JP H10189846 A JPH10189846 A JP H10189846A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面抵抗値が低く且つ半導体素子等を接着す
る接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用ヒートスラ
グを提供する。 【解決手段】 搭載される半導体素子12の放熱板とし
て使用される半導体装置用ヒートスラグ10において、
該ヒートスラグ10の表面に、ニッケルめっき層26が
形成されていると共に、ニッケルめっき層26上に、厚
さ300Å以下の金めっき層30が形成されていること
を特徴とする。
る接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用ヒートスラ
グを提供する。 【解決手段】 搭載される半導体素子12の放熱板とし
て使用される半導体装置用ヒートスラグ10において、
該ヒートスラグ10の表面に、ニッケルめっき層26が
形成されていると共に、ニッケルめっき層26上に、厚
さ300Å以下の金めっき層30が形成されていること
を特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用ヒート
スラグ及び半導体装置に関し、更に詳細には搭載される
半導体素子等の放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ、及び放熱板として使用される半導体装置用
ヒートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導
体装置に関する。
スラグ及び半導体装置に関し、更に詳細には搭載される
半導体素子等の放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ、及び放熱板として使用される半導体装置用
ヒートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導
体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置には、図6に示す様に、放熱
板としてのヒートスラグHに搭載された半導体素子12
と、ヒートスラグHの周縁部に接着樹脂14を介して接
着された樹脂配線基板等の配線基板16の導体パターン
(図示せず)とが、ボンディングワイヤ20、20・・
によって電気的に接続されているものがある。この図6
に示す半導体装置においては、半導体素子12の接地電
極とボンディングワイヤ22によって接続されているヒ
ートスラグHは、接地プレートとしても使用されてい
る。尚、ヒートスラグHの周面端部には、ヒートスラグ
Hと配線基板16との密着性を向上すべく、はんだ18
が接合されている。
板としてのヒートスラグHに搭載された半導体素子12
と、ヒートスラグHの周縁部に接着樹脂14を介して接
着された樹脂配線基板等の配線基板16の導体パターン
(図示せず)とが、ボンディングワイヤ20、20・・
によって電気的に接続されているものがある。この図6
に示す半導体装置においては、半導体素子12の接地電
極とボンディングワイヤ22によって接続されているヒ
ートスラグHは、接地プレートとしても使用されてい
る。尚、ヒートスラグHの周面端部には、ヒートスラグ
Hと配線基板16との密着性を向上すべく、はんだ18
が接合されている。
【0003】かかるヒートスラグHとしては、従来、図
7に示す如く、銅等の熱伝導性が良好な金属から成るヒ
ートスラグ本体24の表面にニッケルめっき層26が形
成されて成るヒートスラグ10′が使用されている。こ
のヒートスラグ10′の表層部を形成するニッケルめっ
き層26は、ヒートスラグ本体24の耐腐食性の向上を
図ると共に、半導体素子12や配線基板16をヒートス
ラグ10′に接着する銀ペースト層28や接着樹脂14
との密着性の向上を図るためである。かかるニッケルめ
っき層26のうち、ヒートスラグ10′の背面側(半導
体素子12の搭載面に対して反対面側)のニッケルめっ
き層26には、半導体装置の名称等をレーザーによって
刻印される。
7に示す如く、銅等の熱伝導性が良好な金属から成るヒ
ートスラグ本体24の表面にニッケルめっき層26が形
成されて成るヒートスラグ10′が使用されている。こ
のヒートスラグ10′の表層部を形成するニッケルめっ
き層26は、ヒートスラグ本体24の耐腐食性の向上を
図ると共に、半導体素子12や配線基板16をヒートス
ラグ10′に接着する銀ペースト層28や接着樹脂14
との密着性の向上を図るためである。かかるニッケルめ
っき層26のうち、ヒートスラグ10′の背面側(半導
体素子12の搭載面に対して反対面側)のニッケルめっ
き層26には、半導体装置の名称等をレーザーによって
刻印される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示すヒートスラ
グ10′によれば、ヒートスラグ10′の耐腐食性を良
好とすることができ、且つ半導体素子12及び配線基板
16を接着する接着樹脂との密着性も良好であった。し
かし、図7に示すヒートスラグ10′を用いた半導体装
置においては、ヒートスラグ10′の背面抵抗値(Back
Side Resistance)〔以下、単にBSRと称することがあ
る)が高く、ヒートスラグ10′に搭載する半導体素子
12のスイッチング速度が高速となる高周波信号を使用
すると、ノイズが発生し易いことが判明した。このた
め、本発明者等は、ヒートスラグ10′のBSRの低下
を図るべく、ヒートスラグ10′のニッケルめっき層2
6上に厚さ1μmの金めっき層を形成したところ、表層
部に金めっき層が形成されたヒートスラグは、図7に示
すヒートスラグ10′よりもBSRの低下を図ることが
できたものの、半導体素子12及び配線基板16を接着
する接着樹脂との密着性が低下することが判った。そこ
で、本発明の課題は、背面抵抗値が低く且つ半導体素子
等を接着する接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用
ヒートスラグ、及び前記半導体装置用ヒートスラグを放
熱板として使用した半導体装置を提供することにある。
グ10′によれば、ヒートスラグ10′の耐腐食性を良
好とすることができ、且つ半導体素子12及び配線基板
16を接着する接着樹脂との密着性も良好であった。し
かし、図7に示すヒートスラグ10′を用いた半導体装
置においては、ヒートスラグ10′の背面抵抗値(Back
Side Resistance)〔以下、単にBSRと称することがあ
る)が高く、ヒートスラグ10′に搭載する半導体素子
12のスイッチング速度が高速となる高周波信号を使用
すると、ノイズが発生し易いことが判明した。このた
め、本発明者等は、ヒートスラグ10′のBSRの低下
を図るべく、ヒートスラグ10′のニッケルめっき層2
6上に厚さ1μmの金めっき層を形成したところ、表層
部に金めっき層が形成されたヒートスラグは、図7に示
すヒートスラグ10′よりもBSRの低下を図ることが
できたものの、半導体素子12及び配線基板16を接着
する接着樹脂との密着性が低下することが判った。そこ
で、本発明の課題は、背面抵抗値が低く且つ半導体素子
等を接着する接着樹脂との密着性が良好な半導体装置用
ヒートスラグ、及び前記半導体装置用ヒートスラグを放
熱板として使用した半導体装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ヒートスラグの表
層部を形成するニッケルめっき層上に、金めっき層を形
成して得たヒートスラグは、背面抵抗値が低く且つ接着
樹脂との密着性が良好であることを見出し、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、搭載される半導体素子の
放熱板として使用される半導体装置用ヒートスラグにお
いて、該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体
素子搭載部の表層部に、金よりも接着樹脂に対する密着
性が良好な金属から成る金属めっき層が形成されている
と共に、前記金属めっき層上に、厚さ300Å以下の金
めっき層が形成されていることを特徴とする半導体装置
用ヒートスラグにある。また、本発明は、放熱板として
使用される半導体装置用ヒートスラグ上に、半導体素子
等が搭載されて成る半導体装置において、該半導体素子
が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭載部の表層部
に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から
成る金属めっき層が形成されていると共に、前記金属め
っき層上に、厚さ300Å以下の金めっき層とが形成さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ヒートスラグの表
層部を形成するニッケルめっき層上に、金めっき層を形
成して得たヒートスラグは、背面抵抗値が低く且つ接着
樹脂との密着性が良好であることを見出し、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、搭載される半導体素子の
放熱板として使用される半導体装置用ヒートスラグにお
いて、該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体
素子搭載部の表層部に、金よりも接着樹脂に対する密着
性が良好な金属から成る金属めっき層が形成されている
と共に、前記金属めっき層上に、厚さ300Å以下の金
めっき層が形成されていることを特徴とする半導体装置
用ヒートスラグにある。また、本発明は、放熱板として
使用される半導体装置用ヒートスラグ上に、半導体素子
等が搭載されて成る半導体装置において、該半導体素子
が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭載部の表層部
に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から
成る金属めっき層が形成されていると共に、前記金属め
っき層上に、厚さ300Å以下の金めっき層とが形成さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
【0006】この様な本発明において、ヒートスラグの
全表面を、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金
属から成る金属めっき層上に、金めっき層を形成して構
成することによって、配線基板もヒートスラグ上に接着
樹脂によって容易に接合できる。この金属めっき層をニ
ッケルめっき層とすることにより、本発明に係るヒート
スラグを容易に製造できる。また、ヒートスラグの表面
を形成するニッケルめっき層と金めっき層との間に、パ
ラジウムめっき層を形成することによって、ヒートスラ
グの耐熱性を向上できる。更に、金めっき層の厚さを1
00Å以下とすると、ヒートスラグの裏面側にレーザー
による刻印を容易に行うことができる。尚、金めっき層
は、無電解めっきによって容易に形成できる。
全表面を、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金
属から成る金属めっき層上に、金めっき層を形成して構
成することによって、配線基板もヒートスラグ上に接着
樹脂によって容易に接合できる。この金属めっき層をニ
ッケルめっき層とすることにより、本発明に係るヒート
スラグを容易に製造できる。また、ヒートスラグの表面
を形成するニッケルめっき層と金めっき層との間に、パ
ラジウムめっき層を形成することによって、ヒートスラ
グの耐熱性を向上できる。更に、金めっき層の厚さを1
00Å以下とすると、ヒートスラグの裏面側にレーザー
による刻印を容易に行うことができる。尚、金めっき層
は、無電解めっきによって容易に形成できる。
【0007】本発明に係るヒートスラグの表層部には、
金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から成る
金属めっき層上に厚さ300Å以下の金めっき層が形成
されている。この様に、厚さが300Å(0.03μ
m)以下の金めっき層では、金原子の格子間隔が4Åで
あることからも、金めっき層によって接着樹脂との密着
性が良好な金属めっき層が完全に覆われておらず、所々
に金属めっき層が露出しているものと考えられる。この
ため、本発明に係るヒートスラグと接着樹脂との密着性
を向上できる。また、金属めっき層よりも低電気抵抗値
の金めっき層が表面に存在すること、及び金めっき層で
覆われた金属めっき層表面部分には酸化膜が形成されず
低電気抵抗値の状態で保存されるため、表層部が金属め
っき層のみで形成された従来のヒートスラグに比較して
BSRを低下できる。この様に、本発明に係るヒートス
ラグは、BSRが低く且つ接着樹脂との密着性が良好な
ものであるため、このヒートスラグにスイッチング速度
が高速の半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズの
少ない信頼性の高い半導体装置とすることができる。
金よりも接着樹脂に対する密着性が良好な金属から成る
金属めっき層上に厚さ300Å以下の金めっき層が形成
されている。この様に、厚さが300Å(0.03μ
m)以下の金めっき層では、金原子の格子間隔が4Åで
あることからも、金めっき層によって接着樹脂との密着
性が良好な金属めっき層が完全に覆われておらず、所々
に金属めっき層が露出しているものと考えられる。この
ため、本発明に係るヒートスラグと接着樹脂との密着性
を向上できる。また、金属めっき層よりも低電気抵抗値
の金めっき層が表面に存在すること、及び金めっき層で
覆われた金属めっき層表面部分には酸化膜が形成されず
低電気抵抗値の状態で保存されるため、表層部が金属め
っき層のみで形成された従来のヒートスラグに比較して
BSRを低下できる。この様に、本発明に係るヒートス
ラグは、BSRが低く且つ接着樹脂との密着性が良好な
ものであるため、このヒートスラグにスイッチング速度
が高速の半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズの
少ない信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係るヒートスラグは、図
1に示す様に、熱伝導性が良好な金属である銅から成る
ヒートスラグ本体24の表面に、接着樹脂に対する密着
性が良好な金属であるニッケルから成るニッケルめっき
層26上に、金めっき層30が形成されている。かかる
図1に示すヒートスラグ10の表面層を構成するニッケ
ルめっき層26は、厚さが3.5μm程度であるが、金
めっき層30の厚さは300Å以下(好ましくは100
Å以下、更に好ましくは60Å以下)である。この様
に、ニッケルめっき層26上に金めっき層30が形成さ
れた表面層の微細構造について、オージェ電子分光法に
よる分析を試みた。かかるオージェ電子分光法によって
得られた結果を図2に示す。図2に示すグラフは、横軸
がヒートスラグ10の表面からの深さであり、縦軸は表
面層を形成する原子についての分光強度を示す。かかる
図2において、図2(a)は熱処理前のヒートスラグ1
0の表面層についての分析結果であり、図2(b)は熱
処理(350℃、5分間)後のヒートスラグ10の表面
層についての分析結果である。
1に示す様に、熱伝導性が良好な金属である銅から成る
ヒートスラグ本体24の表面に、接着樹脂に対する密着
性が良好な金属であるニッケルから成るニッケルめっき
層26上に、金めっき層30が形成されている。かかる
図1に示すヒートスラグ10の表面層を構成するニッケ
ルめっき層26は、厚さが3.5μm程度であるが、金
めっき層30の厚さは300Å以下(好ましくは100
Å以下、更に好ましくは60Å以下)である。この様
に、ニッケルめっき層26上に金めっき層30が形成さ
れた表面層の微細構造について、オージェ電子分光法に
よる分析を試みた。かかるオージェ電子分光法によって
得られた結果を図2に示す。図2に示すグラフは、横軸
がヒートスラグ10の表面からの深さであり、縦軸は表
面層を形成する原子についての分光強度を示す。かかる
図2において、図2(a)は熱処理前のヒートスラグ1
0の表面層についての分析結果であり、図2(b)は熱
処理(350℃、5分間)後のヒートスラグ10の表面
層についての分析結果である。
【0009】図2(a)のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ10の表面には、ニッケル原子と金原子とが
混在していること、及び図2(b)からは、熱処理後の
ヒートスラグ10の表面には、ニッケル原子、金原子、
及び酸素原子が混在していること、すなわちヒートスラ
グ10の表面にニッケル酸化物と金原子とが混在してい
ることが判る。かかる図2に示すオージェ電子分光法に
よる分析結果によれば、熱処理後のヒートスラグ10の
表面層は、図4(a)に示す様に、ニッケルめっき層2
6上に、ニッケル酸化物から成る酸化物部分27と金め
っき部分31とが混在して成る金めっき層30が形成さ
れて成るモデルが考えられる。尚、図4(a)におい
て、半導体素子12と銀ペースト層28を介して接合さ
れている部分は、ニッケルめっき層26と空気中の酸素
とが接触し難いため、銀ペースト層28によって覆われ
ていない部分に比較して酸化物部分27が形成されるこ
とが少ないものと考えられ、酸化物部分27を薄く描い
た。
ートスラグ10の表面には、ニッケル原子と金原子とが
混在していること、及び図2(b)からは、熱処理後の
ヒートスラグ10の表面には、ニッケル原子、金原子、
及び酸素原子が混在していること、すなわちヒートスラ
グ10の表面にニッケル酸化物と金原子とが混在してい
ることが判る。かかる図2に示すオージェ電子分光法に
よる分析結果によれば、熱処理後のヒートスラグ10の
表面層は、図4(a)に示す様に、ニッケルめっき層2
6上に、ニッケル酸化物から成る酸化物部分27と金め
っき部分31とが混在して成る金めっき層30が形成さ
れて成るモデルが考えられる。尚、図4(a)におい
て、半導体素子12と銀ペースト層28を介して接合さ
れている部分は、ニッケルめっき層26と空気中の酸素
とが接触し難いため、銀ペースト層28によって覆われ
ていない部分に比較して酸化物部分27が形成されるこ
とが少ないものと考えられ、酸化物部分27を薄く描い
た。
【0010】他方、図7に示す如く、銅等の熱伝導性が
良好な金属から成るヒートスラグ本体24の表面にニッ
ケルめっき層26のみが形成されて成る従来のヒートス
ラグ10′の表面層についても、同様に、オージェ電子
分光法による分析を行い、その結果を図3に示す。図3
に示すグラフにおいても、横軸がヒートスラグ10′の
表面からの深さであり、縦軸は表面層を形成する原子の
分光強度を示す。かかる図3でも、図3(a)は熱処理
前のヒートスラグ10′の表面層についての分析結果で
あり、図3(b)は熱処理(350℃、5分間)後のヒ
ートスラグ10′の表面層についての分析結果である。
かかる図3(a)(b)のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ10′の表面層を形成するニッケルが酸化し
てニッケル酸化物になっていることが判る。この図3に
示すオージェ電子分光法による分析結果によれば、熱処
理後のヒートスラグ10′の表面層は、図4(b)に示
す如く、ニッケルめっき層26がニッケル酸化物から成
る酸化膜29によって覆われて成るモデルが考えられ
る。尚、図4(b)においても、半導体素子12と銀ペ
ースト層28を介して接合されている部分の酸化膜29
は、銀ペースト層28によって覆われていない部分の酸
化膜29よりも薄く描いた。
良好な金属から成るヒートスラグ本体24の表面にニッ
ケルめっき層26のみが形成されて成る従来のヒートス
ラグ10′の表面層についても、同様に、オージェ電子
分光法による分析を行い、その結果を図3に示す。図3
に示すグラフにおいても、横軸がヒートスラグ10′の
表面からの深さであり、縦軸は表面層を形成する原子の
分光強度を示す。かかる図3でも、図3(a)は熱処理
前のヒートスラグ10′の表面層についての分析結果で
あり、図3(b)は熱処理(350℃、5分間)後のヒ
ートスラグ10′の表面層についての分析結果である。
かかる図3(a)(b)のグラフからは、熱処理前のヒ
ートスラグ10′の表面層を形成するニッケルが酸化し
てニッケル酸化物になっていることが判る。この図3に
示すオージェ電子分光法による分析結果によれば、熱処
理後のヒートスラグ10′の表面層は、図4(b)に示
す如く、ニッケルめっき層26がニッケル酸化物から成
る酸化膜29によって覆われて成るモデルが考えられ
る。尚、図4(b)においても、半導体素子12と銀ペ
ースト層28を介して接合されている部分の酸化膜29
は、銀ペースト層28によって覆われていない部分の酸
化膜29よりも薄く描いた。
【0011】図4(b)に示す如く、ニッケルめっき層
26がニッケル酸化物から成る酸化膜29によって覆わ
れているヒートスラグ10′は、ニッケル酸化物の電気
抵抗値が純ニッケルよりも高いため、そのBSRは高く
なる。この点、図4(a)に示す表面層が形成されてい
るヒートスラグ10は、その表面層にニッケルの酸化物
から成る酸化物部分27よりも低電気抵抗値の金めっき
部分31が存在し、且つニッケルめっき層26の金めっ
き部分31で覆われた部分は、酸化されないため、ニッ
ケル酸化物よりも低電気抵抗値の状態が保存される。こ
のため、図4(a)に示す表面層が形成されたヒートス
ラグ10のBSRは、図4(b)に示す如く、ニッケル
めっき層26がニッケル酸化物から成る酸化膜29で覆
われているヒートスラグ10′に比較して低下される。
26がニッケル酸化物から成る酸化膜29によって覆わ
れているヒートスラグ10′は、ニッケル酸化物の電気
抵抗値が純ニッケルよりも高いため、そのBSRは高く
なる。この点、図4(a)に示す表面層が形成されてい
るヒートスラグ10は、その表面層にニッケルの酸化物
から成る酸化物部分27よりも低電気抵抗値の金めっき
部分31が存在し、且つニッケルめっき層26の金めっ
き部分31で覆われた部分は、酸化されないため、ニッ
ケル酸化物よりも低電気抵抗値の状態が保存される。こ
のため、図4(a)に示す表面層が形成されたヒートス
ラグ10のBSRは、図4(b)に示す如く、ニッケル
めっき層26がニッケル酸化物から成る酸化膜29で覆
われているヒートスラグ10′に比較して低下される。
【0012】また、図4(a)に示す表面層の金めっき
層30を形成する、ニッケル酸化物から成る酸化物部分
27と接着樹脂との密着性が良好であり、且つ金めっき
部分31と銀等の金属との密着性が良好である。このた
め、接着樹脂との密着性が良好な部分と銀等の金属との
密着性が良好である部分とが混在する表面層が形成され
たヒートスラグ10上に、図1に示す様に、半導体素子
12を銀ペースト層28を介して接合すると、ヒートス
ラグ10の表面層と銀ペースト層28との密着性を良好
とすることができる。つまり、銀ペースト層28中の接
着樹脂との密着性を酸化物部分27によって保持できる
共に、銀ペースト層28中の銀との密着性を金めっき部
分31によって保持できるからである。更に、ヒートス
ラグ10の全表面を、ニッケルめっき層26と金めっき
層30とによって形成することによって、図6に示す様
に、ヒートスラグ10の周縁部に接着樹脂14を介して
配線基板16を接合でき、半導体装置の製造を容易とす
ることができる。
層30を形成する、ニッケル酸化物から成る酸化物部分
27と接着樹脂との密着性が良好であり、且つ金めっき
部分31と銀等の金属との密着性が良好である。このた
め、接着樹脂との密着性が良好な部分と銀等の金属との
密着性が良好である部分とが混在する表面層が形成され
たヒートスラグ10上に、図1に示す様に、半導体素子
12を銀ペースト層28を介して接合すると、ヒートス
ラグ10の表面層と銀ペースト層28との密着性を良好
とすることができる。つまり、銀ペースト層28中の接
着樹脂との密着性を酸化物部分27によって保持できる
共に、銀ペースト層28中の銀との密着性を金めっき部
分31によって保持できるからである。更に、ヒートス
ラグ10の全表面を、ニッケルめっき層26と金めっき
層30とによって形成することによって、図6に示す様
に、ヒートスラグ10の周縁部に接着樹脂14を介して
配線基板16を接合でき、半導体装置の製造を容易とす
ることができる。
【0013】ここで、ヒートスラグ10の全表面を、ニ
ッケルめっき層26と金めっき層30とによって形成す
る場合、金めっき層30の厚さを100Å以下、特に6
0Å以下とすることが好ましい。この様に、金めっき層
30の厚さを薄くすると、ヒートスラグ10に刻印する
レーザ条件を、図7に示す従来の表面層構造のヒートス
ラグ10′と実質的に同一条件を採用でき、且つヒート
スラグ10の光沢もヒートスラグ10′と実質的に同一
とすることができる。
ッケルめっき層26と金めっき層30とによって形成す
る場合、金めっき層30の厚さを100Å以下、特に6
0Å以下とすることが好ましい。この様に、金めっき層
30の厚さを薄くすると、ヒートスラグ10に刻印する
レーザ条件を、図7に示す従来の表面層構造のヒートス
ラグ10′と実質的に同一条件を採用でき、且つヒート
スラグ10の光沢もヒートスラグ10′と実質的に同一
とすることができる。
【0014】図1に示すヒートスラグ10の製造は、先
ず、銅から成るヒートスラグ本体24に前処理を施す。
この前処理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ
脱脂した後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウ
ム活性処理を施す。かかる前処理が終了したヒートスラ
グ本体24には、無電解ニッケルめっきを施して所定厚
さのニッケルめっき層26を形成した後、無電解めっき
(置換タイプ)によって所定厚さの金めっき層30を形
成する。この様にして形成されたヒートスラグ10で
は、ヒートスラグ本体24の全表面を覆うニッケルめっ
き層26において、半導体素子12が搭載される部分の
みに金めっき層30を形成してもよい。この場合には、
半導体素子12が搭載される部分のニッケルめっき層2
6のみに金めっき溶液が接触するように、半導体素子1
2が搭載される部分のみが開放されたマスクをヒートス
ラグ10に被着して無電解金めっきを施す。尚、ここで
は、ニッケルめっき層26及び金めっき層30を共に無
電解めっきで形成する例を説明したが、両層を共に電解
めっきで形成してもよく、電解めっきと無電解めっきと
を併用して両層を形成してもよい。
ず、銅から成るヒートスラグ本体24に前処理を施す。
この前処理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ
脱脂した後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウ
ム活性処理を施す。かかる前処理が終了したヒートスラ
グ本体24には、無電解ニッケルめっきを施して所定厚
さのニッケルめっき層26を形成した後、無電解めっき
(置換タイプ)によって所定厚さの金めっき層30を形
成する。この様にして形成されたヒートスラグ10で
は、ヒートスラグ本体24の全表面を覆うニッケルめっ
き層26において、半導体素子12が搭載される部分の
みに金めっき層30を形成してもよい。この場合には、
半導体素子12が搭載される部分のニッケルめっき層2
6のみに金めっき溶液が接触するように、半導体素子1
2が搭載される部分のみが開放されたマスクをヒートス
ラグ10に被着して無電解金めっきを施す。尚、ここで
は、ニッケルめっき層26及び金めっき層30を共に無
電解めっきで形成する例を説明したが、両層を共に電解
めっきで形成してもよく、電解めっきと無電解めっきと
を併用して両層を形成してもよい。
【0015】以上、述べてきた図1〜図5に示すヒート
スラグ10は、ヒートスラグ本体24に形成したニッケ
ルめっき層26に接して金めっき層30を形成している
が、図5に示す様に、ヒートスラグ10の表層部を形成
するニッケルめっき層26と金めっき層30との間に、
パラジウムめっき層32を形成してもよい。この様に、
パラジウムめっき層32を形成することによって、ヒー
トスラグ10の表層部の耐熱性も向上することができ
る。
スラグ10は、ヒートスラグ本体24に形成したニッケ
ルめっき層26に接して金めっき層30を形成している
が、図5に示す様に、ヒートスラグ10の表層部を形成
するニッケルめっき層26と金めっき層30との間に、
パラジウムめっき層32を形成してもよい。この様に、
パラジウムめっき層32を形成することによって、ヒー
トスラグ10の表層部の耐熱性も向上することができ
る。
【0016】
実施例1 銅製のヒートスラグ本体24に前処理を施す。この前処
理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
24に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ3.5μm
のニッケルめっき層26を形成した後、無電解めっき
(置換タイプ)によって厚さ100Åの金めっき層30
を形成した。かかるニッケルめっき層26と金めっき層
30とから成る表面層が形成されたヒースラグ10のB
SRを測定したところ、5.1m・Ωであった。また、
このヒースラグ10を350℃で5分間の加熱処理をし
た後、BSRを測定したところ、16.4m・Ωであっ
た。
理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
24に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ3.5μm
のニッケルめっき層26を形成した後、無電解めっき
(置換タイプ)によって厚さ100Åの金めっき層30
を形成した。かかるニッケルめっき層26と金めっき層
30とから成る表面層が形成されたヒースラグ10のB
SRを測定したところ、5.1m・Ωであった。また、
このヒースラグ10を350℃で5分間の加熱処理をし
た後、BSRを測定したところ、16.4m・Ωであっ
た。
【0017】比較例1 銅製のヒートスラグ本体24に前処理を施す。この前処
理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
24に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ3.5μm
のニッケルめっき層26を形成した。かかるニッケルめ
っき層26のみから成る表面層が形成されたヒートスラ
グ10′のBSRを測定したところ、19.6m・Ωで
あった。また、このヒートスラグ10′を350℃で5
分間の加熱処理をした後、BSRを測定したところ、3
7.4m・Ωであった。この様に、ニッケルめっき層2
6上に金めっき層30を形成しないヒートスラグ10′
のBSRは、ニッケルめっき層26上に金めっき層30
を形成したヒートスラグ10よりも高くなる。
理としては、ヒートスラグ本体24をアルカリ脱脂した
後、化学研磨してから酸処理し、更にパラジウム活性処
理を施した。かかる前処理が終了したヒートスラグ本体
24に、無電解ニッケルめっきを施し、厚さ3.5μm
のニッケルめっき層26を形成した。かかるニッケルめ
っき層26のみから成る表面層が形成されたヒートスラ
グ10′のBSRを測定したところ、19.6m・Ωで
あった。また、このヒートスラグ10′を350℃で5
分間の加熱処理をした後、BSRを測定したところ、3
7.4m・Ωであった。この様に、ニッケルめっき層2
6上に金めっき層30を形成しないヒートスラグ10′
のBSRは、ニッケルめっき層26上に金めっき層30
を形成したヒートスラグ10よりも高くなる。
【0018】実施例2 実施例1において、金めっき層30の厚さを60Åとし
た他は、実施例1と同様してヒートスラグ10を得た。
また、比較として、金めっき層30の厚さを1μmとし
た他は、実施例1と同様してヒートスラグ10″を得
た。かかるヒートスラグ10とヒートスラグ10″とを
用いて、BSR、エポキシ系接着剤との密着性、レーザ
マーク性、半導体素子12のダイ付け強度、及びはんだ
濡れ性を評価した。この際に、比較例1で得たヒートス
ラグ10′についても同様な評価を行った。評価結果
は、下記の表1に良好(○)、やや良好(△)、不良
(×)で示した。
た他は、実施例1と同様してヒートスラグ10を得た。
また、比較として、金めっき層30の厚さを1μmとし
た他は、実施例1と同様してヒートスラグ10″を得
た。かかるヒートスラグ10とヒートスラグ10″とを
用いて、BSR、エポキシ系接着剤との密着性、レーザ
マーク性、半導体素子12のダイ付け強度、及びはんだ
濡れ性を評価した。この際に、比較例1で得たヒートス
ラグ10′についても同様な評価を行った。評価結果
は、下記の表1に良好(○)、やや良好(△)、不良
(×)で示した。
【表1】 表1の結果から明らかな様に、ヒートスラグ10は全評
価項目について良好である。これに対し、ヒートスラグ
10′では、BSRが他のヒートスラグよりも高く且つ
はんだ濡れ性も他のヒートスラグよりも悪く、ヒートス
ラグ10″では、BSRはヒートスラグ10と同様に良
好であるものの、接着樹脂としてのエポキシ系接着剤と
の密着性及びレーザマーク性が他のヒートスラグよりも
劣る結果となった。
価項目について良好である。これに対し、ヒートスラグ
10′では、BSRが他のヒートスラグよりも高く且つ
はんだ濡れ性も他のヒートスラグよりも悪く、ヒートス
ラグ10″では、BSRはヒートスラグ10と同様に良
好であるものの、接着樹脂としてのエポキシ系接着剤と
の密着性及びレーザマーク性が他のヒートスラグよりも
劣る結果となった。
【0019】
【発明の効果】本発明に係るヒートスラグは、低BSR
で且つ接着樹脂との密着性も良好であるため、スイッチ
ング速度が高速となる高周波信号が使用される高周波用
半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズが少なく信
頼性の高い半導体装置とすることができる。このため、
MPUの高速化を図ることが可能である。
で且つ接着樹脂との密着性も良好であるため、スイッチ
ング速度が高速となる高周波信号が使用される高周波用
半導体素子を搭載した半導体装置は、ノイズが少なく信
頼性の高い半導体装置とすることができる。このため、
MPUの高速化を図ることが可能である。
【図1】本発明に係るヒートスラグの一例を説明するた
めの半導体装置の部分断面図である。
めの半導体装置の部分断面図である。
【図2】本発明に係るヒートスラグの表面層についてオ
ージェ電子分光法による測定結果を示すグラフである。
ージェ電子分光法による測定結果を示すグラフである。
【図3】従来のヒートスラグの表面層についてオージェ
電子分光法による測定結果を示すグラフである。
電子分光法による測定結果を示すグラフである。
【図4】オージェ電子分光法による測定結果を基にして
推定したヒートスラグの表面層の微細構造を説明する説
明図である。
推定したヒートスラグの表面層の微細構造を説明する説
明図である。
【図5】本発明に係るヒートスラグに係る他の例を説明
するための半導体装置の部分断面図である。
するための半導体装置の部分断面図である。
【図6】ヒートスラグに半導体素子を搭載した半導体装
置を説明するための半導体装置の断面図である。
置を説明するための半導体装置の断面図である。
【図7】従来のヒートスラグを説明するための半導体装
置の部分断面図である。
置の部分断面図である。
10 ヒートスラグ 12 半導体素子 14 接着樹脂 16 配線基板 18 はんだ 24 ヒートスラグ本体 26 ニッケルめっき層(金属めっき層) 27 酸化物部分 28 銀ペースト 29 酸化膜 30 金めっき層 31 金めっき部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 健司 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項1】 搭載される半導体素子の放熱板として使
用される半導体装置用ヒートスラグにおいて、 該半導体素子が搭載されるヒートスラグの半導体素子搭
載部の表面に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好
な金属から成る金属めっき層が形成されていると共に、 前記金属めっき層上に、厚さ300Å以下の金めっき層
が形成されていることを特徴とする半導体装置用ヒート
スラグ。 - 【請求項2】 ヒートスラグの全表面が、金よりも接着
樹脂に対する密着性が良好な金属から成る金属めっき層
上に金めっき層が形成されて成る請求項1記載の半導体
装置用ヒートスラグ。 - 【請求項3】 金属めっき層がニッケルめっき層である
請求項1又は請求項2記載の半導体装置用ヒートスラ
グ。 - 【請求項4】 金属めっき層がニッケルめっき層であ
り、前記ニッケルめっき層と金めっき層との間に、パラ
ジウムめっき層が形成されている請求項1又は請求項2
記載の半導体装置用ヒートスラグ。 - 【請求項5】 金めっき層の厚さが100Å以下である
請求項1〜4記載のいずれか一項記載の半導体装置用ヒ
ートスラグ。 - 【請求項6】 金めっき層が無電解金めっきにより形成
されて成る請求項1〜5のいずれか一項記載の半導体装
置用ヒートスラグ。 - 【請求項7】 放熱板として使用される半導体装置用ヒ
ートスラグ上に、半導体素子等が搭載されて成る半導体
装置において、 該半導体素子が搭載されたヒートスラグの半導体素子搭
載部の表面に、金よりも接着樹脂に対する密着性が良好
な金属から成る金属めっき層が形成されていると共に、 前記金属めっき層上に、厚さ300Å以下の金めっき層
が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】 ヒートスラグの全表面が、金よりも接着
樹脂に対する密着性が良好な金属から成る金属めっき層
上に金めっき層が形成されて成る請求7記載の半導体装
置。 - 【請求項9】 金属めっき層がニッケルめっき層である
請求項7又は請求項8記載の半導体装置。 - 【請求項10】 金属めっき層がニッケルめっき層であ
り、前記ニッケルめっき層と金めっき層との間に、パラ
ジウムめっき層が形成されている請求項7又は請求項8
記載の半導体装置。 - 【請求項11】 金めっき層の厚さが100Å以下であ
る請求項7〜10記載のいずれか一項記載の半導体装
置。 - 【請求項12】 金めっき層が無電解金めっきにより形
成されて成る請求項7〜11のいずれか一項記載の半導
体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8347785A JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
KR1019970066925A KR19980063922A (ko) | 1996-12-26 | 1997-12-09 | 반도체 장치용 히트 슬래그 및 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8347785A JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10189846A true JPH10189846A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18392564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8347785A Pending JPH10189846A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置用ヒートスラグ及び半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10189846A (ja) |
KR (1) | KR19980063922A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000064084A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-02-29 | Kobe Steel Ltd | 電子部品の放熱板用めっき材 |
CN115767938A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8347785A patent/JPH10189846A/ja active Pending
-
1997
- 1997-12-09 KR KR1019970066925A patent/KR19980063922A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000064084A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-02-29 | Kobe Steel Ltd | 電子部品の放熱板用めっき材 |
CN115767938A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
CN115767938B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-28 | 福莱盈电子股份有限公司 | 一种应用于补强钢片的选镀金方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980063922A (ko) | 1998-10-07 |
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