JP2004079559A - 半導体チップ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型にしてフリップチップ方式による実装が可能であり、かつ端子数の多い半導体チップを提供する。
【解決手段】主面1の一辺1aに沿う方向には、ピッチp1で8個又は7個のボンディングパッド3を配列する。また、これと直交する辺1bに沿う方向には、ピッチp1より小さなピッチp2で5個又は4個のボンディングパッド3を配列する。さらに、辺1bに沿う方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列は、前記一辺1aに沿う方向に半ピッチずらして配列する。最も好ましくは、隣接する3つのボンディングパッド3を正三角形の頂角の位置に配列し、主面1上に配置された1つのボンディングパッド3からその周辺に配置される他のボンディングパッド3までの距離を全て一定にする。
【選択図】 図1
【解決手段】主面1の一辺1aに沿う方向には、ピッチp1で8個又は7個のボンディングパッド3を配列する。また、これと直交する辺1bに沿う方向には、ピッチp1より小さなピッチp2で5個又は4個のボンディングパッド3を配列する。さらに、辺1bに沿う方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列は、前記一辺1aに沿う方向に半ピッチずらして配列する。最も好ましくは、隣接する3つのボンディングパッド3を正三角形の頂角の位置に配列し、主面1上に配置された1つのボンディングパッド3からその周辺に配置される他のボンディングパッド3までの距離を全て一定にする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの構造に係り、特にCSP(チップスケールパッケージ)と呼称される半導体チップやBGA(ボールグリッドアレイ)と呼称される半導体チップなど、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップにおける外部接続端子の多端子化手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン又はPDA等の電子機器の小型化と多機能化とに対応するため、これらの電子機器に搭載される半導体チップとしてCSPやBGAなどを用い、これらの半導体チップを回路基板にフリップチップ方式で実装する技術が提案されている。
【0003】
CSP及びBGAは、半導体素子領域内を含む主面上に複数個のボンディングパッドを分散配置し、各ボンディングパッドごとに外部接続用の金属ボールや金属バンプを設けた半導体チップであって、半導体素子領域内を含む主面上にボンディングパッドを分散配置するので、半導体素子領域の周辺部分にのみ複数個のボンディングパッドを配置する場合に比べて、より小型の半導体チップにより多数のボンディングパッドを配置することができ、電子機器の小型化と多機能化とに対応することができる。また、半導体素子領域の周辺部分にのみ複数個のボンディングパッドを配置する場合に比べて、ボンディングパッドの配列ピッチを大きくすることができるので、回路基板に対する半導体チップの実装をより容易かつ確実に行うことができる。
【0004】
図8に、従来より知られているこの種の半導体チップにおけるボンディングパッドの配列例を示す。この図から明らかなように、本例の半導体チップ100においては、主面101の平面形状が正方形に形成されており、主面101の一辺101a及びこれと直交する辺101bに沿って、合計64個のボンディングパッド102がそれぞれ等しいピッチp1で配列されている。この場合には、図8に示すように、1つのボンディングパッド102とその周囲に隣接して配置されるボンディングパッド102との距離が全て等間隔にならず、辺101a,101bに沿う方向よりも辺101a,101bに対して傾斜する方向の方が大きくなる。
【0005】
本例の半導体チップ100は、主面101上にボンディングパッド102が均等に配列されているので、外部接続用の金属ボールや金属バンプを介して回路基板上に実装したとき、実装に伴う外部ひずみが金属ボールや金属バンプそれに主面101に作用しにくく、実装時の接続安定性及び耐久性に優れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前例のような電子装置は、ますます小型化されかつ多機能化される傾向にあるので、これに伴い、これらの電子装置に実装される半導体チップにも、より一層の小型化と多端子化とが要求されている。
【0007】
前記のように、主面101の一辺101a及びこれと直交する辺101bに沿って複数個のボンディングパッド102をそれぞれ等ピッチで配列するボンディングパッドの配列方法は、半導体チップのサイズ及び形成されるボンディングパッドの数によっても異なるが、必ずしもボンディングパッドの最密配列方法ではなく、同一サイズの半導体チップにより多くのボンディングパッドを形成できる余地がある。
【0008】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その目的は、小型にしてフリップチップ方式による実装が可能であり、かつ端子数の多い半導体チップを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、第1の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3≧p1、p4≧p1の関係にあるという構成にした。
【0010】
ボンディングパッドをこのような関係で配列すると、ボンディングパッドの配列密度が、隣接して配置される2つのボンディングパッドの最小ピッチを一定としたときに、主面上の一方向及びこれと直交する方向にボンディングパッドをそれぞれ等ピッチで配列した場合よりも高密度になるので、半導体チップを大型化したり回路基板に対する半導体チップの実装容易性を害することなく半導体チップの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、ボンディングパッドの配列を高密度化できる結果、完成ウエハをダイシングして個々の半導体チップを切り出す際に、ダイシングエリアとボンディングパッドとの間のスペース的な余裕を大きくすることができ、良品の歩留まりを高めることができる。
【0011】
本発明は、前記の目的を達成するため、第2の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3=p4=p1の関係にあるという構成にした。
【0012】
このように、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置される複数個のボンディングパッドとの距離が等間隔になるように各ボンディングパッドを配列すると、ボンディングパッドの配列に無駄がなく、一定のスペース内にボンディングパッドを最も高密度に配置することができる。よって、最も効率的にフリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0013】
本発明は、前記の目的を達成するため、第3の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置されるボンディングパッドとの距離が等間隔になる領域を有するという構成にした。
【0014】
このように、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置されるボンディングパッドとの距離が等間隔になるように各ボンディングパッドを配置すると、ボンディングパッドの配列に無駄がなく、一定のスペース内にボンディングパッドを最も高密度に配置することができる。よって、最も効率的にフリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0015】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記主面の平面形状が長方形であり、前記主面の短辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチよりも、前記主面の長辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くするという構成にした。
【0016】
このように、主面の平面形状が長方形である場合において、主面の短辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチよりも主面の長辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くすると、主面の長辺方向により高密度にボンディングパッドを配列することができるので、逆の配列、即ち、主面の長辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチよりも主面の短辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くした場合に比べて、より多数のボンディングパッドを主面上に設けることができる。
【0017】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドに外部接続用の金属ボール又は金属バンプを設けるという構成にした。
【0018】
このように、ボンディングパッド上に外部接続用の金属ボール又は金属バンプを設けると、フリップチップ方式による実装が可能になるので、回路基板に対する半導体チップの実装を容易化することができる。
【0019】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが前記主面上の1層にのみ形成されているという構成にした。
【0020】
このように、ボンディングパッドを主面上の1層にのみ形成すると、所要のボンディングパッドを半導体チップの製造プロセスで形成することができるので、完成ウエハ製造後における再配線等を省略することができ、半導体チップの製造をより容易化することができる。
【0021】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが、前記主面上の1層に形成された第1のボンディングパッドと、当該第1のボンディングパッドと電気的に接続され、前記1層上に絶縁層を介して配置された第2のボンディングパッドとからなるという構成にした。
【0022】
このように、ボンディングパッドを、主面上の1層に形成された第1のボンディングパッドと、当該第1のボンディングパッドと電気的に接続され、前記1層上に絶縁層を介して配置された第2のボンディングパッドとから構成すると、第1のボンディングパッドが形成された完成ウエハに絶縁層の形成と第2のボンディングパッドの再配線とを行うことによって、第1のボンディングパッドの配列に関係なく第2のボンディングパッドを配列することができるので、第2のボンディングパッドの配列の高密度化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0023】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分にのみ配置されているという構成にした。
【0024】
現在のところ、最も多く使用されている半導体チップは、ワイヤボンディング用の半導体チップであって、ボンディングパッドが半導体素子領域の周辺部分にのみ配置されている。したがって、この種の半導体チップの基になる完成ウエハを利用して第2のボンディングパッドを有する半導体チップを製造すると、特殊な導体チップの基になる完成ウエハを利用して同種の半導体チップを製造する場合に比べて、所望の半導体チップの製造コストを低減することができる。
【0025】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分及び内周部分に分散して配置されているという構成にした。
【0026】
このように、第1のボンディングパッドが半導体素子領域の周辺部分及び内周部分に分散して配置されている半導体チップの基になる完成ウエハを利用すると、第1のボンディングパッドと第2のボンディングパッドとをつなぐ再配線の配線長を短くすることができるので、再配線による信号の干渉や浮遊容量の増加を防止することができて、第2のボンディングパッドを有する半導体チップの動特性を改善することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体チップの実施形態例を、図1乃至図4に基づいて説明する。図1は実施形態例に係る半導体チップ1Aのボンディングパッド形成面側から見た平面図、図2は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第1例を示す断面図、図3は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第2例を示す断面図、図4は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第3例を示す断面図である。
【0028】
本例の半導体チップ1Aは、図1に示すように、主面1の平面形状が正方形に形成されており、当該主面1に例えば電源回路、演算増幅器、比較増幅器、RF送受信部及び論理部などの図示しない各回路ブロックからなる半導体素子領域2が形成されている。この半導体素子領域2内を含む主面1上には、主面1の一辺1aに沿う方向にピッチp1で8個又は7個のボンディングパッド3が配列されると共に、これと直交する辺1bに沿う方向にピッチp1より小さなピッチp2で5個又は4個のボンディングパッド3が配列されていて、前記直交する辺1bに沿う方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列は、前記一辺1aに沿う方向に半ピッチずれて配列されている。また、本例の半導体チップ1Aにおいては、隣接する3つのボンディングパッド3が、それぞれ一辺の長さがp1である正三角形の頂角の位置に配列されていて、前記一辺1a及びこれと直交する辺1bに対して傾斜する方向に配列されたボンディングパッド3の配列ピッチをp3,p4としたとき、ピッチp1,p2,p3,p4は、p1>p2、p3=p4=p1の関係になっている。したがって、本例の半導体チップ1Aにおいては、主面1上に配置された1つのボンディングパッド3からその周辺に配置される他のボンディングパッド3までの距離が全てp1で等間隔になる。
【0029】
実施形態例に係る半導体チップ1Aは、ボンディングパッド3を最も高密度な配列方法で配置したものであり、図8に示した従来技術との比較より明らかなように、隣接して配置される2つのボンディングパッド3の最小ピッチを共にp1としたとき、合計68個のボンディングパッド3を配列することができる。これらのボンディングパッド3上には、外部接続用の金属バンプ4や金属ボール5が設けられる。
【0030】
前記ボンディングパッド3は、図2に示すように、半導体チップ1Aの製造プロセスで前記主面1上に形成されたボンディングパッド3aをそのまま利用することもできるし、図3及び図4に示すように、半導体チップ1Aの製造プロセスが完了して完成ウエハを得た後の再配線プロセスで、前記主面1上に絶縁層6を介して再配線され、半導体チップ1Aの製造プロセスで前記主面1上に形成されたボンディングパッド3aと電気的に接続されたものを利用することもできる。図3は、半導体チップ1Aの製造プロセスでボンディングパッド3aが前記半導体素子領域2内に図1の配列で予め形成された半導体チップを利用した場合の例を示しており、図4は、半導体チップ1Aの製造プロセスでボンディングパッド3aが前記半導体素子領域2の周囲にのみ形成された半導体チップを利用した場合の例を示している。
【0031】
かように、実施形態例に係る半導体チップ1Aは、ボンディングパッド3を最も高密度な配列方法で配置したので、半導体チップ1Aを大型化したり回路基板に対する半導体チップ1Aの実装容易性を害することなく半導体チップ1Aの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、本例に係る半導体チップ1Aは、主面1上にボンディングパッド3が均等に配列されているので、外部接続用の金属ボールや金属バンプを介して回路基板上に実装したとき、実装に伴う外部ひずみが金属ボールや金属バンプそれに主面1に作用しにくく、実装時の接続安定性及び耐久性に優れる。
【0032】
なお、前記実施形態例においては、主面1の一辺1aに沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp1、これと直交する辺1bに沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp2、一辺1a及びこれと直交する辺1bに対して傾斜する方向に沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp3,p4としたとき、ピッチp1,p2,p3,p4がp1>p2、p3=p4=p1の関係になるようにボンディングパッド3を配列したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、p1>p2、p3≧p1、p4≧p1の関係でボンディングパッド3を配列すれば、図8に示した従来技術よりも、ボンディングパッド3の配列密度を高密度にすることができる。
【0033】
また、前記実施形態例においては、主面1の全面についてボンディングパッド3を均等に配列したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、主面1の少なくとも一部に図8に示した従来技術よりもボンディングパッド3の配列密度が高密度になる領域を有すれば足りる。
【0034】
さらに、前記実施形態例においては、主面1の平面形状が正方形に形成された半導体チップを例に挙げて説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図5に示すように、主面1の平面形状が長方形に形成された半導体チップについても同様に実施することができる。この場合には、主面1上により多数のボンディングパッド3を配列できるようにするため、主面1の短辺方向におけるボンディングパッド3の配列ピッチp1よりも、主面1の長辺方向におけるボンディングパッド3の配列ピッチp2の方が狭くされる。
【0035】
図6及び図7に、本発明に係る半導体チップの他の例を示す。図6の半導体チップ1Aは、正方形の主面1を有する半導体チップに本発明を適用した場合の実施例であって、3個のボンディングパッド3が正三角形の各頂角の位置に配置されている。また、図6の半導体チップ1Aは、長方形の主面1を有する半導体チップに本発明を適用した場合の実施例であって、5個のボンディングパッド3が長方形の中心と各頂角の位置とに配置されている。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体チップは、隣接して配置される2つのボンディングパッドの最小ピッチを一定としたときに、主面上の一方向及びこれと直交する方向にボンディングパッドをそれぞれ等ピッチで配列した場合よりも高密度になるようにボンディングパッドを配列したので、半導体チップを大型化したり回路基板に対する半導体チップの実装容易性を害することなく半導体チップの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、ボンディングパッドの配列を高密度化できる結果、完成ウエハをダイシングして個々の半導体チップを切り出す際に、ダイシングエリアとボンディングパッドとの間のスペース的な余裕を大きくすることができ、良品の歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例に係る半導体チップ1Aのボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図2】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第1例を示す断面図である。
【図3】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第2例を示す断面図である。
【図4】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第3例を示す断面図である。
【図5】実施形態例に係る半導体チップ1Aの他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図6】実施形態例に係る半導体チップ1Aのさらに他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図7】実施形態例に係る半導体チップ1Aのさらに他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図8】従来例に係る半導体チップのボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【符号の説明】
1 主面
2 半導体素子領域
3 ボンディングパッド
4 金属バンプ
5 金属ボール
6 絶縁層
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの構造に係り、特にCSP(チップスケールパッケージ)と呼称される半導体チップやBGA(ボールグリッドアレイ)と呼称される半導体チップなど、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップにおける外部接続端子の多端子化手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン又はPDA等の電子機器の小型化と多機能化とに対応するため、これらの電子機器に搭載される半導体チップとしてCSPやBGAなどを用い、これらの半導体チップを回路基板にフリップチップ方式で実装する技術が提案されている。
【0003】
CSP及びBGAは、半導体素子領域内を含む主面上に複数個のボンディングパッドを分散配置し、各ボンディングパッドごとに外部接続用の金属ボールや金属バンプを設けた半導体チップであって、半導体素子領域内を含む主面上にボンディングパッドを分散配置するので、半導体素子領域の周辺部分にのみ複数個のボンディングパッドを配置する場合に比べて、より小型の半導体チップにより多数のボンディングパッドを配置することができ、電子機器の小型化と多機能化とに対応することができる。また、半導体素子領域の周辺部分にのみ複数個のボンディングパッドを配置する場合に比べて、ボンディングパッドの配列ピッチを大きくすることができるので、回路基板に対する半導体チップの実装をより容易かつ確実に行うことができる。
【0004】
図8に、従来より知られているこの種の半導体チップにおけるボンディングパッドの配列例を示す。この図から明らかなように、本例の半導体チップ100においては、主面101の平面形状が正方形に形成されており、主面101の一辺101a及びこれと直交する辺101bに沿って、合計64個のボンディングパッド102がそれぞれ等しいピッチp1で配列されている。この場合には、図8に示すように、1つのボンディングパッド102とその周囲に隣接して配置されるボンディングパッド102との距離が全て等間隔にならず、辺101a,101bに沿う方向よりも辺101a,101bに対して傾斜する方向の方が大きくなる。
【0005】
本例の半導体チップ100は、主面101上にボンディングパッド102が均等に配列されているので、外部接続用の金属ボールや金属バンプを介して回路基板上に実装したとき、実装に伴う外部ひずみが金属ボールや金属バンプそれに主面101に作用しにくく、実装時の接続安定性及び耐久性に優れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前例のような電子装置は、ますます小型化されかつ多機能化される傾向にあるので、これに伴い、これらの電子装置に実装される半導体チップにも、より一層の小型化と多端子化とが要求されている。
【0007】
前記のように、主面101の一辺101a及びこれと直交する辺101bに沿って複数個のボンディングパッド102をそれぞれ等ピッチで配列するボンディングパッドの配列方法は、半導体チップのサイズ及び形成されるボンディングパッドの数によっても異なるが、必ずしもボンディングパッドの最密配列方法ではなく、同一サイズの半導体チップにより多くのボンディングパッドを形成できる余地がある。
【0008】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その目的は、小型にしてフリップチップ方式による実装が可能であり、かつ端子数の多い半導体チップを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、第1の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3≧p1、p4≧p1の関係にあるという構成にした。
【0010】
ボンディングパッドをこのような関係で配列すると、ボンディングパッドの配列密度が、隣接して配置される2つのボンディングパッドの最小ピッチを一定としたときに、主面上の一方向及びこれと直交する方向にボンディングパッドをそれぞれ等ピッチで配列した場合よりも高密度になるので、半導体チップを大型化したり回路基板に対する半導体チップの実装容易性を害することなく半導体チップの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、ボンディングパッドの配列を高密度化できる結果、完成ウエハをダイシングして個々の半導体チップを切り出す際に、ダイシングエリアとボンディングパッドとの間のスペース的な余裕を大きくすることができ、良品の歩留まりを高めることができる。
【0011】
本発明は、前記の目的を達成するため、第2の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3=p4=p1の関係にあるという構成にした。
【0012】
このように、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置される複数個のボンディングパッドとの距離が等間隔になるように各ボンディングパッドを配列すると、ボンディングパッドの配列に無駄がなく、一定のスペース内にボンディングパッドを最も高密度に配置することができる。よって、最も効率的にフリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0013】
本発明は、前記の目的を達成するため、第3の手段として、主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置されるボンディングパッドとの距離が等間隔になる領域を有するという構成にした。
【0014】
このように、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置されるボンディングパッドとの距離が等間隔になるように各ボンディングパッドを配置すると、ボンディングパッドの配列に無駄がなく、一定のスペース内にボンディングパッドを最も高密度に配置することができる。よって、最も効率的にフリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0015】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記主面の平面形状が長方形であり、前記主面の短辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチよりも、前記主面の長辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くするという構成にした。
【0016】
このように、主面の平面形状が長方形である場合において、主面の短辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチよりも主面の長辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くすると、主面の長辺方向により高密度にボンディングパッドを配列することができるので、逆の配列、即ち、主面の長辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチよりも主面の短辺方向におけるボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くした場合に比べて、より多数のボンディングパッドを主面上に設けることができる。
【0017】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドに外部接続用の金属ボール又は金属バンプを設けるという構成にした。
【0018】
このように、ボンディングパッド上に外部接続用の金属ボール又は金属バンプを設けると、フリップチップ方式による実装が可能になるので、回路基板に対する半導体チップの実装を容易化することができる。
【0019】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが前記主面上の1層にのみ形成されているという構成にした。
【0020】
このように、ボンディングパッドを主面上の1層にのみ形成すると、所要のボンディングパッドを半導体チップの製造プロセスで形成することができるので、完成ウエハ製造後における再配線等を省略することができ、半導体チップの製造をより容易化することができる。
【0021】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが、前記主面上の1層に形成された第1のボンディングパッドと、当該第1のボンディングパッドと電気的に接続され、前記1層上に絶縁層を介して配置された第2のボンディングパッドとからなるという構成にした。
【0022】
このように、ボンディングパッドを、主面上の1層に形成された第1のボンディングパッドと、当該第1のボンディングパッドと電気的に接続され、前記1層上に絶縁層を介して配置された第2のボンディングパッドとから構成すると、第1のボンディングパッドが形成された完成ウエハに絶縁層の形成と第2のボンディングパッドの再配線とを行うことによって、第1のボンディングパッドの配列に関係なく第2のボンディングパッドを配列することができるので、第2のボンディングパッドの配列の高密度化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。
【0023】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分にのみ配置されているという構成にした。
【0024】
現在のところ、最も多く使用されている半導体チップは、ワイヤボンディング用の半導体チップであって、ボンディングパッドが半導体素子領域の周辺部分にのみ配置されている。したがって、この種の半導体チップの基になる完成ウエハを利用して第2のボンディングパッドを有する半導体チップを製造すると、特殊な導体チップの基になる完成ウエハを利用して同種の半導体チップを製造する場合に比べて、所望の半導体チップの製造コストを低減することができる。
【0025】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、前記各構成の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分及び内周部分に分散して配置されているという構成にした。
【0026】
このように、第1のボンディングパッドが半導体素子領域の周辺部分及び内周部分に分散して配置されている半導体チップの基になる完成ウエハを利用すると、第1のボンディングパッドと第2のボンディングパッドとをつなぐ再配線の配線長を短くすることができるので、再配線による信号の干渉や浮遊容量の増加を防止することができて、第2のボンディングパッドを有する半導体チップの動特性を改善することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体チップの実施形態例を、図1乃至図4に基づいて説明する。図1は実施形態例に係る半導体チップ1Aのボンディングパッド形成面側から見た平面図、図2は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第1例を示す断面図、図3は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第2例を示す断面図、図4は実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第3例を示す断面図である。
【0028】
本例の半導体チップ1Aは、図1に示すように、主面1の平面形状が正方形に形成されており、当該主面1に例えば電源回路、演算増幅器、比較増幅器、RF送受信部及び論理部などの図示しない各回路ブロックからなる半導体素子領域2が形成されている。この半導体素子領域2内を含む主面1上には、主面1の一辺1aに沿う方向にピッチp1で8個又は7個のボンディングパッド3が配列されると共に、これと直交する辺1bに沿う方向にピッチp1より小さなピッチp2で5個又は4個のボンディングパッド3が配列されていて、前記直交する辺1bに沿う方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列は、前記一辺1aに沿う方向に半ピッチずれて配列されている。また、本例の半導体チップ1Aにおいては、隣接する3つのボンディングパッド3が、それぞれ一辺の長さがp1である正三角形の頂角の位置に配列されていて、前記一辺1a及びこれと直交する辺1bに対して傾斜する方向に配列されたボンディングパッド3の配列ピッチをp3,p4としたとき、ピッチp1,p2,p3,p4は、p1>p2、p3=p4=p1の関係になっている。したがって、本例の半導体チップ1Aにおいては、主面1上に配置された1つのボンディングパッド3からその周辺に配置される他のボンディングパッド3までの距離が全てp1で等間隔になる。
【0029】
実施形態例に係る半導体チップ1Aは、ボンディングパッド3を最も高密度な配列方法で配置したものであり、図8に示した従来技術との比較より明らかなように、隣接して配置される2つのボンディングパッド3の最小ピッチを共にp1としたとき、合計68個のボンディングパッド3を配列することができる。これらのボンディングパッド3上には、外部接続用の金属バンプ4や金属ボール5が設けられる。
【0030】
前記ボンディングパッド3は、図2に示すように、半導体チップ1Aの製造プロセスで前記主面1上に形成されたボンディングパッド3aをそのまま利用することもできるし、図3及び図4に示すように、半導体チップ1Aの製造プロセスが完了して完成ウエハを得た後の再配線プロセスで、前記主面1上に絶縁層6を介して再配線され、半導体チップ1Aの製造プロセスで前記主面1上に形成されたボンディングパッド3aと電気的に接続されたものを利用することもできる。図3は、半導体チップ1Aの製造プロセスでボンディングパッド3aが前記半導体素子領域2内に図1の配列で予め形成された半導体チップを利用した場合の例を示しており、図4は、半導体チップ1Aの製造プロセスでボンディングパッド3aが前記半導体素子領域2の周囲にのみ形成された半導体チップを利用した場合の例を示している。
【0031】
かように、実施形態例に係る半導体チップ1Aは、ボンディングパッド3を最も高密度な配列方法で配置したので、半導体チップ1Aを大型化したり回路基板に対する半導体チップ1Aの実装容易性を害することなく半導体チップ1Aの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、本例に係る半導体チップ1Aは、主面1上にボンディングパッド3が均等に配列されているので、外部接続用の金属ボールや金属バンプを介して回路基板上に実装したとき、実装に伴う外部ひずみが金属ボールや金属バンプそれに主面1に作用しにくく、実装時の接続安定性及び耐久性に優れる。
【0032】
なお、前記実施形態例においては、主面1の一辺1aに沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp1、これと直交する辺1bに沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp2、一辺1a及びこれと直交する辺1bに対して傾斜する方向に沿うボンディングパッド3の配列ピッチをp3,p4としたとき、ピッチp1,p2,p3,p4がp1>p2、p3=p4=p1の関係になるようにボンディングパッド3を配列したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、p1>p2、p3≧p1、p4≧p1の関係でボンディングパッド3を配列すれば、図8に示した従来技術よりも、ボンディングパッド3の配列密度を高密度にすることができる。
【0033】
また、前記実施形態例においては、主面1の全面についてボンディングパッド3を均等に配列したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、主面1の少なくとも一部に図8に示した従来技術よりもボンディングパッド3の配列密度が高密度になる領域を有すれば足りる。
【0034】
さらに、前記実施形態例においては、主面1の平面形状が正方形に形成された半導体チップを例に挙げて説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図5に示すように、主面1の平面形状が長方形に形成された半導体チップについても同様に実施することができる。この場合には、主面1上により多数のボンディングパッド3を配列できるようにするため、主面1の短辺方向におけるボンディングパッド3の配列ピッチp1よりも、主面1の長辺方向におけるボンディングパッド3の配列ピッチp2の方が狭くされる。
【0035】
図6及び図7に、本発明に係る半導体チップの他の例を示す。図6の半導体チップ1Aは、正方形の主面1を有する半導体チップに本発明を適用した場合の実施例であって、3個のボンディングパッド3が正三角形の各頂角の位置に配置されている。また、図6の半導体チップ1Aは、長方形の主面1を有する半導体チップに本発明を適用した場合の実施例であって、5個のボンディングパッド3が長方形の中心と各頂角の位置とに配置されている。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体チップは、隣接して配置される2つのボンディングパッドの最小ピッチを一定としたときに、主面上の一方向及びこれと直交する方向にボンディングパッドをそれぞれ等ピッチで配列した場合よりも高密度になるようにボンディングパッドを配列したので、半導体チップを大型化したり回路基板に対する半導体チップの実装容易性を害することなく半導体チップの多端子化を図ることができ、フリップチップ方式による実装が可能な半導体チップの小型化及び/又は多端子化を図ることができる。また、ボンディングパッドの配列を高密度化できる結果、完成ウエハをダイシングして個々の半導体チップを切り出す際に、ダイシングエリアとボンディングパッドとの間のスペース的な余裕を大きくすることができ、良品の歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例に係る半導体チップ1Aのボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図2】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第1例を示す断面図である。
【図3】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第2例を示す断面図である。
【図4】実施形態例に係る半導体チップ1Aの断面構造の第3例を示す断面図である。
【図5】実施形態例に係る半導体チップ1Aの他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図6】実施形態例に係る半導体チップ1Aのさらに他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図7】実施形態例に係る半導体チップ1Aのさらに他の例を示すボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【図8】従来例に係る半導体チップのボンディングパッド形成面側から見た平面図である。
【符号の説明】
1 主面
2 半導体素子領域
3 ボンディングパッド
4 金属バンプ
5 金属ボール
6 絶縁層
Claims (9)
- 主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3≧p1、p4≧p1の関係にあることを特徴とする半導体チップ。
- 主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、前記主面上の一方向及びこれと直交する方向に前記ボンディングパッドがそれぞれ所定の等ピッチで配列され、かつ、前記直交する方向に隣接して配置される2つのボンディングパッド列が前記一方向に関して1ピッチ以下の範囲で相互にずれた領域を有し、当該領域内における前記ボンディングパッドの配列が、前記主面上の一方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp1、これと直交する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp2、前記一方向及びこれと直交する方向に対して傾斜する方向に配列された前記ボンディングパッドの配列ピッチをp3,p4としたとき、p1>p2、p3=p4=p1の関係にあることを特徴とする半導体チップ。
- 主面に半導体素子領域が形成され、前記半導体素子領域内を含む前記主面上に複数個のボンディングパッドが分散配置された半導体チップにおいて、前記主面上の少なくとも一部に、1つのボンディングパッドとその周囲に隣接して配置されるボンディングパッドとの距離が等間隔になる領域を有することを特徴とする半導体チップ。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体チップにおいて、前記主面の平面形状が長方形であり、前記主面の短辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチよりも、前記主面の長辺方向における前記ボンディングパッドの配列ピッチの方を狭くしたことを特徴とする半導体チップ。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドに外部接続用の金属ボール又は金属バンプを設けたことを特徴とする半導体チップ。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが前記主面上の1層にのみ形成されていることを特徴とする半導体チップ。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体チップにおいて、前記ボンディングパッドが、前記主面上の1層に形成された第1のボンディングパッドと、当該第1のボンディングパッドと電気的に接続され、前記1層上に絶縁層を介して配置された第2のボンディングパッドとからなることを特徴とする半導体チップ。
- 請求項7に記載の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分にのみ配置されていることを特徴とする半導体チップ。
- 請求項7に記載の半導体チップにおいて、前記第1のボンディングパッドが、前記半導体素子領域の周辺部分及び内周部分に分散して配置されていることを特徴とする半導体チップ。
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2002
- 2002-08-09 JP JP2002233445A patent/JP2004079559A/ja not_active Withdrawn
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