(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
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。
【請求項２】
前記ワイヤボンドパッド部は、厚さ１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体実装基板。
【請求項３】
前記結晶化されたアルミニウムは、Ｓｉを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体実装基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００１−３２０１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる半導体モジュールの平面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は、ワイヤボンドパッド部の厚さと、ワイヤボンドパッド部と金ワイヤとの接合強度の関係を示すグラフである。
【図４】図４（a）〜（ｈ）は、実施形態にかかる半導体モジュールの製造工程を順に示す
【符号の説明】
【００３０】
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。
【図１】
2005064187.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005064187.tif 000005
【図４】
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