(57)【要約】【課題】半導体素子と電気的に接続するワイヤ等と短絡するおそれを解消でき半導体装置用電極の製造方法を提供する。【解決手段】半導体素子１２が搭載された基板１０に設けられ、半導体素子１２の電極に一端が接続されたワイヤ１８の他端が接続される半導体装置用電極１６を製造する際に、該半導体装置用電極１６を形成する本体部としてのシリコン片を、無電解ニッケルめっき浴中に浸漬して、前記シリコン片の全面に無電解めっきによってニッケル層を形成した後、前記ニッケル層を覆うように、無電解金めっきによって金層を形成することを特徴とする。【選択図】        図１
2004335965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載された基板に設けられ、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続される半導体装置用電極であって、
該半導体装置用電極が、シリコン片から成る本体部の全周面を覆うように、無電解ニッケルめっきによって形成されたニッケル層が、無電解金めっきによって形成された金層で覆われていることを特徴とする半導体装置用電極。
【請求項２】
シリコン片から成る本体部が、直方体である請求項１記載の半導体装置用電極。
【請求項３】
金層が、厚さ０．１〜０．５μｍのニッケル層よりも薄い請求項１又は請求項２記載の半導体装置用電極。
【請求項４】
ニッケル層が、燐含有量が６〜８重量％の無電解ニッケルめっき浴中での無電解ニッケルめっきによって形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置用電極。
【請求項５】
半導体素子が搭載された基板に設けられ、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続される半導体装置用電極を製造する際に、
該半導体装置用電極を形成する本体部としてのシリコン片を、無電解ニッケルめっき浴中に浸漬して、前記シリコン片の全面に無電解めっきによってニッケル層を形成した後、
前記ニッケル層を覆うように、無電解金めっきによって金層を形成することを特徴とする半導体装置用電極の製造方法。
【請求項６】
無電解ニッケルめっき浴として、燐含有量が６〜８重量％の無電解ニッケルめっき浴を用いる請求項５記載の半導体装置用電極の製造方法。
【請求項７】
シリコン片から成る本体部として、直方体の本体部を用いる請求項５又は請求項６記載の半導体装置用電極の製造方法。
【請求項８】
無電解金めっきによって形成する金層を、無電解ニッケルめっきによって形成する厚さ０．１〜０．５μｍのニッケル層よりも薄くする請求項５〜７のいずれか一項記載の半導体装置用電極の製造方法。
【請求項９】
半導体素子が搭載された基板に設けられた、請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置用電極に、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置用電極及びその製造方法並びに半導体装置に関し、更に詳細には半導体素子が搭載された基板に設けられ、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続される半導体装置用電極及びその製造方法、並びに前記半導体装置用電極を用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示す様に、一枚の基板１０の基板面に複数個の半導体素子１２，１２・・が搭載された半導体装置では、半導体素子１２の端子電極は、基板１０に形成された配線１４や基板１０の基板面に立設された電極１００の上端面とワイヤ１０２によって電気的に接続されている。
かかる電極１００としては、下記の特許文献１に、図５に示す電極１００が提案されている。この電極１００は、直方体のシリコン片１０４の四面に金層１０６を蒸着によって形成し、シリコン片１０４に金層１０６が鉢巻状に形成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２８９５８号公報
（第２頁右上欄下から第４行目〜同頁左下欄第６行目、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す電極１００によれば、基板１０の基板面に設けた半導体装置用電極１００（以下、単に電極１００と称することがある）の上端面に、複数個の半導体素子１２，１２・・の電極端子、例えば接地電極に一端が接続されたワイヤ１０２の他端を確実に接続できる。このため、半導体素子１２，１２・・を基板１０に固着するはんだ等の金属ろう材や接着材によって粗れた基板１０の基板面に、ワイヤ１０２の他端を直接接続する場合の如く、その接続不良の懸念を解消できる。
しかし、図５に示す電極１００では、直方体のシリコン片１０４の二面に、金層１０６が形成されておらず、基板１０の基板面に電極１００を載置する際に、必ず金層１０６が形成された面が、ワイヤ１０２の他端が接続される接続面となるように、電極１００を配設することを必要とする。
【０００５】
また、図５に示す電極１００は、シリコン片１０４の四面の各々に金層１０６を蒸着によって形成している。
しかし、シリコン片１０４に蒸着で金層１０６を形成する際に、１回の蒸着操作では、蒸着装置に載置されたシリコン片１０４の露出面のうち、その正面に位置する面には、所定厚さの金層１０６が形成されるものの、その裏面には勿論のこと、シリコン片１０４の側面にも、所定厚さの金層１０６が形成されない。このため、シリコン片１０４の四面の各面に、所定厚さの金層１０６を形成するには、シリコン片１０４の金層蒸着面が正面となるように、蒸着装置にシリコン片１０４を載置して４回の蒸着を施すことが必要である。
しかも、シリコン片１０４は、極めて小さく、複数枚のシリコン片１０４に蒸着を施す際に、各シリコン片１０４の金層形成面が正面になるように、シリコン片１０４の各々を蒸着装置内に載置することは極めて煩雑である。このため、図６（ａ）に示す様に、短冊状のシリコン片１１０を用い、図６（ｂ）に示す様に、シリコン片１１０の四面の各面に蒸着によって所定厚さの金層１１２を形成した後、ダイシングして個片として電極１００，１００・・を形成する。
【０００６】
しかしながら、金層１１２が形成されたシリコン片１１０にダイシングを施して個片に切断した電極１００では、その切断面の角部等の金層１０６からケバが形成され易い。かかるケバは、基板１０の基板面に配設された電極１００と半導体素子１２とを電気的に接続するワイヤ１０２等と短絡するおそれがある。このため、電極１００を用いた半導体装置は、充分な信頼性が得られない。
そこで、本発明の課題は、半導体素子と電気的に接続するワイヤ等と短絡するおそれを解消でき且つ容易に製造できる半導体装置用電極及びその製造方法、並びに半導体装置用電極を信頼性が向上された半導体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するには、予め個片にしたシリコン片１０４の全面に、無電解金めっきによって金層１０６を形成することが有効であると考えた。
しかし、無電解金めっきによって個片にしたシリコン片に直接に耐久性を有する金層を形成することは極めて困難であった。
このため、本発明者等は、予め個片にしたシリコン片の全面に耐久性を有する金層を無電解めっきによって形成すべく検討を重ねた結果、シリコン片の全面に無電解ニッケルめっきによってニッケル層を形成した後、このニッケル層の表面に無電解金めっきによって金層を形成することによって、耐久性を有する金層をシリコン片の全面に形成できることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、半導体素子が搭載された基板に設けられ、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続される半導体装置用電極であって、該半導体装置用電極が、シリコン片から成る本体部の全周面を覆うように、無電解ニッケルめっきによって形成されたニッケル層が、無電解金めっきによって形成された金層で覆われていることを特徴とする半導体装置用電極にある。
更に、本発明は、半導体素子が搭載された基板に設けられ、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続される半導体装置用電極を製造する際に、該半導体装置用電極を形成する本体部としてのシリコン片を、無電解ニッケルめっき浴中に浸漬して、前記シリコン片の全面に無電解めっきによってニッケル層を形成した後、前記ニッケル層を覆うように、無電解金めっきによって金層を形成することを特徴とする半導体装置用電極の製造方法にある。
また、本発明は、半導体素子が搭載された基板に設けられた、前述の半導体装置用電極に、前記半導体素子の電極に一端が接続されたワイヤの他端が接続されている半導体装置でもある。
【０００９】
これらの本発明において、無電解ニッケルめっき浴として、燐含有量が６〜８重量％の無電解ニッケルめっき浴を用いることによって、無電解金めっきで形成した金層の耐久性を更に向上できる。
更に、シリコン片から成る本体部として、直方体の本体部を用いることによって、半導体装置用電極を基板の基板面に容易に配設できる。
また、無電解金めっきによって形成する金層を、無電解ニッケルめっきによって形成する厚さ０．１〜０．５μｍのニッケル層よりも薄くすることが好適である。
【００１０】
従来の図５に示す電極１００は、図６に示す如く、金層１１２が形成された短冊状のシリコン片１１０をダイシングして形成するため、切断された金層１０６の角部等からケバが発生し易い。
しかも、電極１００の切断面には、金層１０６が形成されておらず、基板１０の基板面に電極１００を配設する際には、電極１００の切断面がワイヤ１０２の他端との接続面とならないように、電極１００の切断面を考慮しなければならず、電極１００の配設作業が複雑化する。
更に、短冊状のシリコン片１１０の各金層形成面ごとに、金層１１２を形成する蒸着を施すことを要するため、複数回の蒸着をシリコン片１１０に施す必要があり、電極１００の製造工程が複雑化する。
この点、本発明では、個片のシリコン片に金層を含む金属層を無電解めっきによって形成し、半導体装置用電極（以下、単に電極と称することがある）を製造しているため、シリコン片の全面に容易に金属層を形成でき、その製造工程の簡略化を図ることができる。
しかも、得られた電極は、個片にしたシリコン片の全面に金層が形成されているため、金層が形成された短冊状のシリコン片をダイシングすることに因るケバの発生を解消でき、半導体素子と電気的に接続するワイヤ等と短絡するおそれを解消できる。
更に、得られた電極を基板の基板面に配設する際に、電極のいずれの面をワイヤとの接続面にしてもよく、電極の配設操作を容易化できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る半導体装置の一例を図１に示す。図１に示す半導体装置は、図４に示す基板１０と同一であって、その基板面に半導体素子１２，１２・・が搭載されている。この半導体素子１２，１２・・の電極端子は、基板１０に形成された配線１４や基板１０の基板面に立設された半導体装置用電極１６（以下、電極１６と称することがある）の上端面とワイヤ１８よって電気的に接続されている。
かかる電極１６は、図２に示す様に、直方体のシリコン片２０の全面を覆う、無電解ニッケルめっきによって形成したニッケル層２２が、無電解金めっきによって形成された金層２４によって覆われている。
この様に、かかる電極１６を基板１０の基板面に載置したとき、電極１６のいずれの面が上端面になっても、その上端面は金層２４で覆われているため、ワイヤ１８の一端と電気的に接続できる。
更に、基板１０の基板面に載置された電極１６は、その金層２４が基板面に当接するため、はんだ等の金属ろう材を用いて容易に基板面に固着でき、半導体素子１２の接地電極とワイヤ１８によって電気的に接続する接地用の電極１６として好適に用いることができる。
尚、電極１６を、接地用として用いないならば、絶縁性の接着材によって基板１０の基板面に固着できる。
【００１２】
図２に示す電極１６は、シリコンウェーハをダイシングして所定サイズのシリコン片２０を形成した後、シリコン片２０に無電解ニッケルめっきを施し、シリコン片２０の全面に金層２４を形成する。
かかる無電解ニッケルめっきを施す際に、前処理として、シリコン片２０の表面を粗面化する粗面化処理を施すことによって、形成されるニッケル層２２の剥離強度を向上できる。この粗面化処理には、酸処理、強アルカリエッチング処理、サンドプラスト処理、プラズマエッチング処理を採用できる。
次いで、シリコン片２０を無電解ニッケルめっき浴中に浸漬して、シリコン片２０の全面にニッケル層２２を形成する。かかるニッケル層２２は、その厚さが０．１〜０．５μｍ（特に、０．１５〜０．３μｍ）となるように、無電解ニッケルめっきの条件を調整することが好ましい。
この無電解ニッケルめっきにおいては、無電解ニッケルめっき浴を、燐含有量が６〜８重量％の無電解ニッケルめっき浴（以下、中含リン無電解めっき浴と称することがある）を用いることによって、燐含有量が３〜５重量％の無電解ニッケルめっき浴金層（以下、低含リン無電解めっき浴と称することがある）や燐含有量が１０重量％以上の無電解ニッケルめっき浴金層（以下、高含リン無電解めっき浴と称することがある）よりも、無電解金めっきによって形成した金層２４の剥離強度を向上できるニッケル層２２を形成できる。
【００１３】
また、無電解金めっきは、従来から公知の無電解金めっき浴を用いて施すことができ、形成する金層２４は、ニッケル層２２よりも薄く、０．０５μｍ程度とすることが好ましい。
この様に、形成した金層２４の耐久性の指標である剥離強度を図３（ａ）に示す方法で測定した。この剥離強度の測定方法は、シリコン基板３０上に、無電解ニッケルめっきによって厚さ０．２μｍのニッケル層を形成した後、公知の無電解金めっき浴を用いて厚さ０．０５μｍの金層を形成した。更に、金層の表面に、共晶はんだから成る直径０．７６ｍｍのボール３２を接合した。
次いで、金層に接合したはんだボール３２に、金属部材３４によってはんだボール３２の横方向から力を加え、はんだボール３２が剥離する際の力を測定した。剥離したはんだボール３２の底面には、剥離した金層の一部も付着しており、はんだボール３２が剥離した際の力は金層の剥離強度でもある。
【００１４】
かかる金層の剥離強度について、下記表１に示す低含リン無電解めっき浴（低含リン）、中含リン無電解めっき浴（中含リン）及び高含リン無電解めっき浴（高含リン）の各種無電解ニッケルめっき浴を用いて形成したニッケル層との関係を調査した。その結果を図３（ｂ）に示す。
【表１】
2004335965.tif 000003
図３（ｂ）から明らかな様に、中含リン無電解めっき浴を用いて形成したニッケル層２２上に、無電解金めっきによって形成した金層２４の剥離力は、低含リン無電解めっき浴又は高含リン無電解めっき浴を用いて形成したニッケル層２２上に形成した金層２４の剥離力よりも大きく、耐久性に優れていることが判る。
【００１５】
この様な、電極１６は、基板１０の基板面に、はんだ等のろう材や接着剤等によって容易に接合できる。基板１０の基板面に接合された電極１６は、全面が金層２４によって覆われているため、いずれの面が上端面となっても、ワイヤ１８を接合する接続面として用いることができる。
更に、かかる金層２４の耐久性が良好であるため、ワイヤの一端部が接合された金層２４が剥離されることを防止でき、半導体装置の信頼性を向上できる。
尚、図１には、複数個の半導体素子１２，１２・・が搭載された半導体装置を形成する基板１０の基板面に電極１６，１６・・が配設されているが、１個の半導体素子が基板の基板面に搭載された半導体装置にも、その基板の基板面に１個又は複数個の電極１６を配設してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に係る半導体装置用電極によれば、半導体素子と電気的に接続するワイヤ等と短絡するおそれを解消でき、その製造も容易である。その結果、半導体装置用電極の製造コストを低減でき、最終的に得られた半導体装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の一例を説明する断面図である。
【図２】図１に示す電極１６の横断面図である。
【図３】金層の剥離強度を測定する測定方法を説明する説明図及びその結果を示すグラフである。
【図４】従来の半導体装置の正面図である。
【図５】図４に示す半導体装置に使用されている電極の横断面図である。
【図６】図５に示す電極の形成方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０  基板
１２  半導体素子
１４  配線
１６  半導体装置用電極
１８  ワイヤ
２０  シリコン片
２２  ニッケル層
２２  金層
２４  金層
３０  シリコン基板
３２  ボール
３４  金属部材
【図１】
2004335965.tif 000004
【図２】
2004335965.tif 000005
【図３】
2004335965.tif 000006
【図４】
2004335965.tif 000007
【図５】
2004335965.tif 000008
【図６】
2004335965.tif 000009