JPS62249435A - 半導体装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特に、そのテープキャリア
におけるリード部の錫（Ｓｎ）メッキのホイスカー現象
の発生を防止する技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の実装方式の一つに、テープキャリア方式と
かＴ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏ
ｎｄｉｎｇ　）方式とかフィルムキャリア方式と呼ばれ
ている方式がある。この方式はフィルムテープの縁に、
映画用フィルムと同様のスプロケットホールなあけ、こ
れをフィルムテープの送りと位置合せに用いて、半導体
素子（チップ）の自動組立や樹脂封止などを行なうもの
である。

その−例は、接着剤付きポリイミドフィルムを適宜幅に
形成し、それにスプロケットホールおよびデバイスホー
ルをパンチングし、銅箔をその上にラミネートし、ホト
レジスト技術、エツチング技術を用いて所望のリードパ
ターンを有するリードを形成し、デバイスホール内に突
出したフィンガー状のリード（フィンガーリード）の端
部に、半導体チップをフェイスアップで位置合せしてボ
ンディングし、このように、半導体チップを当該テープ
に連続して組み込んだ半導体組立品をボッティング樹脂
で封止、切断する主要工程を得る。

上記方式において、テープキャリア用チップには、一般
に突起電極（バンプ）を有しており、この突起電極を溶
融させて、リードフレームとの接続（インナーリードボ
ンディング）を行なう。この突起電極の構造の一例は、
半導体チップのアルミニウム（Ａ２）’ｌ極上に、クロ
ム／銅（Ｃｒ／Ｃｕ）などのバリヤ金属層を介して、金
（人Ｕ）バンプ金属層が形成されている。

一方、リードには、半導体チップとのポンディング性を
確保するために、一般にメッキによる表面処理が施され
ている。メッキは例えば、無電解錫（Ｓｎ）メッキや電
解Ａｕメッキが用いられているう半導体チップのＡｕバ
ンブ電極とこの無電解Ｓｎメッキ層はボンディングによ
ってＡｕ−Ｓｎ合金を形成する。

この場合、Ｓｎメッキ層を全体に薄く施すと、Ｓｎのホ
イスカー現象が生起されやすい。そして、このホイスカ
ーにより、リード間において短絡（ショート）が引き起
こされる。すなわち、Ｓｎメッキリードフレームは、長
時間の常温常湿での放置により、その表面に数ミクロン
太さのヒゲのような針状結晶であるホイスカー（Ｗｈｉ
ｓｋｅｒ）が成長してきて、−のリードに生じたホイス
カーが隣接するリードに接触し、リードショートを起こ
し、このホイスカーはメッキの際のＳｎ層に残留する応
力が駆動力となるためメッキ層が薄いと起り易い。そこ
で、Ｓｎメッキ層を、厚く形成すると、ボンディングに
よって形成されるＡｕ−Ｓｎ合金が過剰となり、隣接す
る電極間でショートを起しやす（なる。

なお、テープキャリアについて述べた文献の例として、
■工業調査会１９８０年１月１５日発行ｒＩＣ化実装技
術Ｊ　Ｐ１０７〜１１３、Ｐ１４３〜１４４およびＰ１
７５がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はテープキャリアにおけるホイスカーの発生を防
止し、リードショートやバンプとのショートを防止し、
信頼性を向上させることの技術を提供することを目的と
する。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点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、下記のとおりである。

すなわち、本発明においては部分的にメッキ層厚を変え
、例えば、バンプにボンディングする部分のリードのメ
ッキ層厚を薄くし、それ以外の部分のリードのメッキ層
厚をそれよりも厚（する段差を設けたものである。

〔作用〕

半導体素子の電極にボンディングされる部分のリードの
メッキ層厚を薄（したので、電他間のショートは防止で
き、一方、当該ボンディング部゛（接合部）以外のメッ
キ層を厚くすることにより、メッキ層表面での応力が緩
和され、ホイスカーは発生しない。Ａｕ−Ｓｎ合金が過
剰に生成したとしても、当該リード部ではリードショー
トは起こり難い。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図で、同図にて
、１は半導体チップ、２は突起電極、３はリードで、そ
の表面には表面処理金属層４が被覆され、突起電極２と
のボンディング部（接合部）には、薄い表面処理金属層
５が被覆され、当該接合部以外には厚手の表面処理金属
層６が被覆されている。

突起電極２は、例えばＡｕバンプ金属により構成されて
いる。

表面処理金属層４は、例えば、ＳｎやＳｎ系合金例えば
５ｎ−ＮｉＪＰＳｎ−Ｐｂ合金よりなるメッキ層により
形成されている。本発明は無電解Ｓｎメッキの場合に有
効であり、ｐｂの添加によりホイスカーの発生をより一
層抑制することができる。

Ｓｎメッキ層５の厚味は、例えば０．５〜１μｍが好ま
しい。この範囲を逸脱すると、Ａ　ｕ　−Ｓ　ｎ合金が
過剰となり、パンダショートなどを生起する。

一方、Ｓｎメッキ層６の厚味は、例えば８〜１０μｍが
好ましい。この範囲を逸脱するとメッキ表面での応力が
緩和され難く、ホイスカーを発生し易い。

半導体素子（チップ）１は、例えばシリコン単結晶基板
から成り、周知の技術によってこのチップ内には多数の
回路素子が形成され、１つの回路機能が与えられている
。回路素子の具体例は、例えばＭＯＳ）ランジスタから
成り、これらの回路素子によって、例えば論理回路およ
びメモリの回路機能が形成されている。

なお、第１図にて、７はテープ（フィルム）を示し、例
えばポリイミド系合成樹脂により構成されている。

第２図は、テープキャリアの一例平面図を示し、同図に
て、８はスプロケットホール（パー７オレーシＭノホー
ル）、９はデバイスホール、１０はテスト用パッドであ
る。

第１図や第２図に示すように、半導体チップ１の突起電
極２とリード３とを例えば熱圧着によりボンディングし
た後に、樹脂封止を行なう。この樹脂封止は、例えばエ
ポキシ樹脂組成物溶液をボッティングして形成すること
ができる。樹脂封止後に、第２図に示すような切断線１
１に沿い、適宜フィルム７からの切断を行なう。

リード３は、この樹脂封止の行われているところ、行わ
れていないところを境として、その封止樹脂部内部をイ
ンナーリード、その外部をアウターリードと称され、ま
た、同様に、チップボンディング用フィンガ、外部接続
用フィンガと称される。

第３図は、樹脂封止後のテープキャリアを示し、同図に
て、１２は封止樹脂部、１３はアウターリードである。

また、第４図は当該テープキャリア１４を、基板例えば
プリント配線基板１５の導体パターン１６に、そのアウ
ターリード１３の端部を、半田１７により実装してなる
断面図を゛示す。

なお、これら第３図および第４図にて、第１図および第
２図と共通する符号は同一の機能を示す。

本発明によれば、リード３の、突起電極２とボンディン
グする部分のＳｎメッキ層５の厚味を薄くしても、当該
突起電極２のＡｕバ／プ金属と、当該Ｓｎメッキ層５の
Ｓｎとの間で熱圧着によるボンディングが行われるので
、−ホイスカーの発生が阻止され、したがって、ホイス
カーの成長によるリードフレーム３のリード同志のシ１
−トが回避さ゛れ、また、その厚味を薄くしたので過剰
のＡｕ−Ｓｎ合金の生成が抑制され、したがって、バン
プ２との間の当該合金によるシ讐−トが防止された。一
方、Ｓｎメッキ層６の厚味を厚くすることにより、当該
メッキ層６表面での応力が緩和され、ホイスカーの発生
が防止され、同様にリードショートを防止することがで
き、信頼性の向上した半導体装置を得ることができた。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施例ではリード表面全体に表面処理金属
層を被覆する例を示したが、その片面のみとするなど適
宜変更可能である。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるテープキャリア使用
の半導体装置適用した場合について説明したが、Ｓｎホ
イスカー現象を防止することの必要な分野に本発明を適
用することもできる。

〔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、下記のとうりであ
る。

すなわち、本発明によればホイスカーの成長によるリー
ドショートを防止し、また、パップとのショートもなく
、高信頼度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図は本発明の実施例の一例を示す要部断面図、 第２図はテープキャリアの一例の平面図、第３図はテー
プキャリア使用の半導体装置の断面図、 第４図は半導体装置の実装説明断面図である。 １・・・半導体チップ、２・・・突起電極、３・・・リ
ード、４・表面処理金属層、５・・・薄い表面処理金属
層、６・・・厚い表面処理金属層、７・・・テープ（フ
ィルム）、８・・・スプロケットホール、９・・・デバ
イスホール、１０・・・テスト用パッド、１１・・・切
断線、１２・・・封止樹脂部、１３・・・アウターリー
ド、１４・・・テープキャリア、１５・・・基板、１６
・・・導体パターン、１７・・・半田。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男′、第　　２　　図 グ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テープキャリア接続用電極付半導体チップと、テー
   プキャリアにおける錫または錫系合金より成る表面処理
   金属層を有するリードとを接続して成る半導体装置にお
   いて、前記リードの前記電極と接合されるべき接合部の
   表面処理金属層厚を薄くし、当該接合部以外の当該表面
   処理金属層厚を厚くして成ることを特徴とする半導体体
   装置。 ２、表面処理金属層が、無電解錫メッキ層より成り、突
   起電極が金により構成されて成る、特許請求の範囲第１
   項記載の半導体装置。