JP2880817B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
係り、特にエアブリッジ配線構造を有する半導体集積回
路を用いた半導体集積回路装置に関する。
係り、特にエアブリッジ配線構造を有する半導体集積回
路を用いた半導体集積回路装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の分野では、集積
化が進められており、入出力信号や電源電圧を供給する
ためのパッド数は益々増大し、動作速度の高速化は進む
一方である。
化が進められており、入出力信号や電源電圧を供給する
ためのパッド数は益々増大し、動作速度の高速化は進む
一方である。
【０００４】例えば、ガリウム砒素（GaAs）基板を用い
た電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を集積化して形成さ
れ、１００ピコ秒程度のスイッチング速度で高速論理動
作をおこなうような半導体集積回路もある。
た電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を集積化して形成さ
れ、１００ピコ秒程度のスイッチング速度で高速論理動
作をおこなうような半導体集積回路もある。
【０００５】ところで、このような半導体集積回路を超
高速で動作させるためには、その配線間寄生容量を小さ
くする必要がある。
高速で動作させるためには、その配線間寄生容量を小さ
くする必要がある。
【０００６】そこで、この配線間寄生容量を低減すべ
く、従来から、基板上配線において配線間が交差する部
分に空間をもたせたエアブリッジ配線構造が提案されて
いる。このエアブリッジ配線構造をもつ半導体集積回路
を、樹脂パッケージ６内に実装する場合、図１０に示す
ように、基板１内に形成された電界効果トランジスタ２
ａ，２ｂ，２ｃ……間を接続する配線３ａ，３ｂ，３ｃ
……間に空間４を設けたエアブリッジ配線構造の空間内
に樹脂６が侵入し、空間が潰れてしまい、寄生容量が増
大し、エアブリッジ配線構造とした効果が低減されてし
まう。
く、従来から、基板上配線において配線間が交差する部
分に空間をもたせたエアブリッジ配線構造が提案されて
いる。このエアブリッジ配線構造をもつ半導体集積回路
を、樹脂パッケージ６内に実装する場合、図１０に示す
ように、基板１内に形成された電界効果トランジスタ２
ａ，２ｂ，２ｃ……間を接続する配線３ａ，３ｂ，３ｃ
……間に空間４を設けたエアブリッジ配線構造の空間内
に樹脂６が侵入し、空間が潰れてしまい、寄生容量が増
大し、エアブリッジ配線構造とした効果が低減されてし
まう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようにエアブリッ
ジ配線構造をもつ半導体集積回路を、樹脂パッケージ内
に実装する場合、エアブリッジ配線構造の空間内に樹脂
が侵入し、空間が潰れてしまい、寄生容量が増大し、エ
アブリッジ配線構造とした効果が低減されてしまうとい
う問題があった。
ジ配線構造をもつ半導体集積回路を、樹脂パッケージ内
に実装する場合、エアブリッジ配線構造の空間内に樹脂
が侵入し、空間が潰れてしまい、寄生容量が増大し、エ
アブリッジ配線構造とした効果が低減されてしまうとい
う問題があった。
【０００８】このため、エアブリッジ配線構造をもつ半
導体集積回路は、樹脂モールドに比べて大幅にコストの
高いセラミックパッケージを用いており、これがコスト
の低減を阻む原因となっていた。
導体集積回路は、樹脂モールドに比べて大幅にコストの
高いセラミックパッケージを用いており、これがコスト
の低減を阻む原因となっていた。
【０００９】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、エアブリッジ配線構造をもつ半導体集積回路を低コ
ストで実装することを目的とする。
で、エアブリッジ配線構造をもつ半導体集積回路を低コ
ストで実装することを目的とする。
【００１０】［発明の構成］
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、可撓性フィルム基板上に形成された金属箔配線と、
半導体集積回路チップのパッドとをエアブリッジ配線の
高さよりも十分に大きい接続用の突起電極を介して接続
するとともに、外側を樹脂封止するようにしている。
は、可撓性フィルム基板上に形成された金属箔配線と、
半導体集積回路チップのパッドとをエアブリッジ配線の
高さよりも十分に大きい接続用の突起電極を介して接続
するとともに、外側を樹脂封止するようにしている。
【００１２】望ましくは、この金属箔配線側が半導体集
積回路チップのパッドと向かい合うようにしている。
積回路チップのパッドと向かい合うようにしている。
【００１３】望ましくは、金属箔配線上全体が絶縁性樹
脂膜で被覆されるようにしている。また、本発明の第２
では、エアブリッジ配線構造の半導体集積回路チップ
と、接続用の電極を介して半導体集積回路チップのパッ
ドに接続される金属箔配線を備えた可撓性フィルム基板
と、相対向する位置にそれぞれ凹部を有し、両者によっ
て形成される空間内に、不活性ガスと共に前記半導体集
積回路チップを封止するように固着された第１および第
２の基板とを具備している。
脂膜で被覆されるようにしている。また、本発明の第２
では、エアブリッジ配線構造の半導体集積回路チップ
と、接続用の電極を介して半導体集積回路チップのパッ
ドに接続される金属箔配線を備えた可撓性フィルム基板
と、相対向する位置にそれぞれ凹部を有し、両者によっ
て形成される空間内に、不活性ガスと共に前記半導体集
積回路チップを封止するように固着された第１および第
２の基板とを具備している。
【００１４】また、本発明の第３では、エアブリッジ配
線構造の半導体集積回路チップと、接続用の突起電極を
介して半導体集積回路チップのパッドに接続される金属
箔配線を備えた可撓性フィルム基板と、半導体集積回路
チップに対応する位置に凹部を有し、この凹部によって
形成される空間内に、不活性ガスと共に前記半導体集積
回路チップを封止するように固着された絶縁性基板とを
具備している。
線構造の半導体集積回路チップと、接続用の突起電極を
介して半導体集積回路チップのパッドに接続される金属
箔配線を備えた可撓性フィルム基板と、半導体集積回路
チップに対応する位置に凹部を有し、この凹部によって
形成される空間内に、不活性ガスと共に前記半導体集積
回路チップを封止するように固着された絶縁性基板とを
具備している。
【００１５】
【作用】上記第１の構成によれば、半導体集積回路チッ
プのパッドとをエアブリッジ配線の高さよりも十分に大
きい接続用の突起電極を介して接続するようにしている
ため、突起電極によって半導体集積回路チップと可撓性
フィルム基板との間に形成される空間によってエアブリ
ッジ配線は良好に保護され、モールド樹脂が入り込むよ
うなこともない。
プのパッドとをエアブリッジ配線の高さよりも十分に大
きい接続用の突起電極を介して接続するようにしている
ため、突起電極によって半導体集積回路チップと可撓性
フィルム基板との間に形成される空間によってエアブリ
ッジ配線は良好に保護され、モールド樹脂が入り込むよ
うなこともない。
【００１６】また、金属箔配線に突起電極を形成し、こ
の突起電極側が半導体集積回路チップのパッドと向かい
合うように形成すれば、装着が容易である上、樹脂に接
触するのは可撓性フィルム基板の裏面であるため、モー
ルド時における配線の劣化を防止することができる。
の突起電極側が半導体集積回路チップのパッドと向かい
合うように形成すれば、装着が容易である上、樹脂に接
触するのは可撓性フィルム基板の裏面であるため、モー
ルド時における配線の劣化を防止することができる。
【００１７】また、本発明の第２の構成によれば、第１
および第２の基板との間に形成される凹部内にエアブリ
ッジ配線構造の半導体集積回路チップがくるようにする
とともに、接続用の電極を介して半導体集積回路チップ
のパッドに金属箔配線が接続するように可撓性フィルム
基板を実装し、不活性ガスと共に封止するようにしてい
るため、この凹部によってエアブリッジ配線は保護さ
れ、不活性ガスによって配線を保護することができる。
なお、この構造においても、接続用の電極としてエアブ
リッジ配線の高さよりも十分に大きく構成した突起電極
を用いることにより、エアブリッジ配線はより良好に保
護される。
および第２の基板との間に形成される凹部内にエアブリ
ッジ配線構造の半導体集積回路チップがくるようにする
とともに、接続用の電極を介して半導体集積回路チップ
のパッドに金属箔配線が接続するように可撓性フィルム
基板を実装し、不活性ガスと共に封止するようにしてい
るため、この凹部によってエアブリッジ配線は保護さ
れ、不活性ガスによって配線を保護することができる。
なお、この構造においても、接続用の電極としてエアブ
リッジ配線の高さよりも十分に大きく構成した突起電極
を用いることにより、エアブリッジ配線はより良好に保
護される。
【００１８】本発明の第３の構成によれば、半導体集積
回路チップに対応する位置に凹部を有する絶縁性基板を
用い、この凹部によって形成される空間内で接続用の突
起電極を介して半導体集積回路チップのパッドに金属箔
配線が接続するように可撓性フィルム基板を実装し、不
活性ガスと共に前記半導体集積回路チップおよび前記可
撓性フィルム基板の一部を封止するようにしているた
め、より簡単な封止構造を得ることができコストの低減
をはかることができる。また、この凹部によってエアブ
リッジ配線は保護され、不活性ガスによって配線を保護
することができる。また、この構造においても、突起電
極をエアブリッジ配線の高さよりも十分に大きくするこ
とにより、エアブリッジ配線はより良好に保護される。
さらにまた、金属箔配線（ここでは信号線等を構成する
配線をさすものとする）を内側すなわち半導体集積回路
チップ側に配置するようにすれば、装着が容易である
上、フィルム基板の裏面側を保護する必要がない。ま
た、配線の劣化を防止することができる。また、コプレ
ナ構造配線等の場合は、裏面全体を樹脂膜で被覆するよ
うにすればよい。
回路チップに対応する位置に凹部を有する絶縁性基板を
用い、この凹部によって形成される空間内で接続用の突
起電極を介して半導体集積回路チップのパッドに金属箔
配線が接続するように可撓性フィルム基板を実装し、不
活性ガスと共に前記半導体集積回路チップおよび前記可
撓性フィルム基板の一部を封止するようにしているた
め、より簡単な封止構造を得ることができコストの低減
をはかることができる。また、この凹部によってエアブ
リッジ配線は保護され、不活性ガスによって配線を保護
することができる。また、この構造においても、突起電
極をエアブリッジ配線の高さよりも十分に大きくするこ
とにより、エアブリッジ配線はより良好に保護される。
さらにまた、金属箔配線（ここでは信号線等を構成する
配線をさすものとする）を内側すなわち半導体集積回路
チップ側に配置するようにすれば、装着が容易である
上、フィルム基板の裏面側を保護する必要がない。ま
た、配線の劣化を防止することができる。また、コプレ
ナ構造配線等の場合は、裏面全体を樹脂膜で被覆するよ
うにすればよい。
【００１９】一方、金属箔配線を外側すなわち半導体集
積回路チップの反対側に配置する場合には、金属箔配線
側を樹脂膜等で被覆し保護するようにすればよい。
積回路チップの反対側に配置する場合には、金属箔配線
側を樹脂膜等で被覆し保護するようにすればよい。
【００２０】さらに、本発明によれば、従来は高価なセ
ラミックパッケージを用いていたエアブリッジ配線構造
の半導体集積回路の実装に、樹脂やアルミニウム等の金
属等、セラミック以外の安価なパッケージを用いること
ができるため、コストの大幅な低減をはかることができ
る。
ラミックパッケージを用いていたエアブリッジ配線構造
の半導体集積回路の実装に、樹脂やアルミニウム等の金
属等、セラミック以外の安価なパッケージを用いること
ができるため、コストの大幅な低減をはかることができ
る。
【００２１】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
つつ詳細に説明する。
つつ詳細に説明する。
【００２２】 実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例の半導体装置を示す図で
ある。
ある。
【００２３】この半導体装置は、相対向する領域に凹部
を有するアルミニウム製の下部基板１０１および上部基
板１０２からなる容器に、可撓性絶縁フィルムとしての
ポリイミドフィルム１１上にマイクロストリップ構造の
伝送線路を形成した実装基板１０（ＴＡＢ基板）にGaAs
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ集積回路チップ２０
を搭載し、該凹部に不活性ガスＧを封入しつつ実装した
ことを特徴とするものである。
を有するアルミニウム製の下部基板１０１および上部基
板１０２からなる容器に、可撓性絶縁フィルムとしての
ポリイミドフィルム１１上にマイクロストリップ構造の
伝送線路を形成した実装基板１０（ＴＡＢ基板）にGaAs
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ集積回路チップ２０
を搭載し、該凹部に不活性ガスＧを封入しつつ実装した
ことを特徴とするものである。
【００２４】この実装基板は、比誘電率３．２、厚さ
（Ｈ）７５μｍのポリイミドフィルムからなり、中央部
に穴を有する可撓性基板１０の表面に、集積回路チップ
２０の周縁部に形成されたパッド（図示せず）と直接電
気的に接続されるように形成され先端にバンプ２１ａを
有した厚さ１８μｍの舌片状の銅箔からなる内部リード
２１と、この内部リード２１のそれぞれに対応して該ポ
リイミドフィルムの外方に伸長する厚さ１８μｍの舌片
状の銅箔からなる外部リード１２と、これら内部リード
と外部リードとをそれぞれ接続する厚さ１８μm の銅箔
パターンからなる伝送線路部１３とから構成されてい
る。
（Ｈ）７５μｍのポリイミドフィルムからなり、中央部
に穴を有する可撓性基板１０の表面に、集積回路チップ
２０の周縁部に形成されたパッド（図示せず）と直接電
気的に接続されるように形成され先端にバンプ２１ａを
有した厚さ１８μｍの舌片状の銅箔からなる内部リード
２１と、この内部リード２１のそれぞれに対応して該ポ
リイミドフィルムの外方に伸長する厚さ１８μｍの舌片
状の銅箔からなる外部リード１２と、これら内部リード
と外部リードとをそれぞれ接続する厚さ１８μm の銅箔
パターンからなる伝送線路部１３とから構成されてい
る。
【００２５】そして、この伝送線路部１３は、可撓性基
板１の裏面に貼着された厚さ（Ｍ）１８μｍの圧延銅か
らなる裏面グランド層と、表面に貼着された厚さ（Ｍ）
１８μｍの圧延銅パターンからなる信号線とからなり、
この信号線は内部リード２１および外部リード１２に接
続され、表面はソルダレジストと呼ばれる絶縁性樹脂膜
３４で被覆されている。このときの信号線は、圧延銅箔
を貼着後、フォトリソ法によってパターニングすること
により形成されたもので、信号線のピッチは８０μｍで
あった。
板１の裏面に貼着された厚さ（Ｍ）１８μｍの圧延銅か
らなる裏面グランド層と、表面に貼着された厚さ（Ｍ）
１８μｍの圧延銅パターンからなる信号線とからなり、
この信号線は内部リード２１および外部リード１２に接
続され、表面はソルダレジストと呼ばれる絶縁性樹脂膜
３４で被覆されている。このときの信号線は、圧延銅箔
を貼着後、フォトリソ法によってパターニングすること
により形成されたもので、信号線のピッチは８０μｍで
あった。
【００２６】この実装基板１の穴に突出する舌片状の銅
箔からなる内部リード２１のバンプ２１ａを介して半導
体チップ２０と実装基板とが直接接合（ダイレクトボン
ディング）されており、この半導体チップおよびその周
辺領域に相当する実装基板の一部が、下部基板および上
部基板で形成された深さ１０００μm 程度の凹部内に不
活性ガスＧと共に封止されている。
箔からなる内部リード２１のバンプ２１ａを介して半導
体チップ２０と実装基板とが直接接合（ダイレクトボン
ディング）されており、この半導体チップおよびその周
辺領域に相当する実装基板の一部が、下部基板および上
部基板で形成された深さ１０００μm 程度の凹部内に不
活性ガスＧと共に封止されている。
【００２７】組み立てに際しては、まず、下部基板１０
１の凹部に半田ダイボンディングによりAu-Si 層等の導
電性接着剤３１を介してチップ２０を固定し、チップ２
０の入出力パッドとが接続されるように位置合わせを
し、下部基板１０１とフィルムキャリア１０とを絶縁性
接着剤３２を介して固着する。
１の凹部に半田ダイボンディングによりAu-Si 層等の導
電性接着剤３１を介してチップ２０を固定し、チップ２
０の入出力パッドとが接続されるように位置合わせを
し、下部基板１０１とフィルムキャリア１０とを絶縁性
接着剤３２を介して固着する。
【００２８】この後、チップ２０のパッドと内部リード
２１とをバンプ２１ａを介して直接接合する。
２１とをバンプ２１ａを介して直接接合する。
【００２９】そして最後に不活性ガス雰囲気中で、上部
基板１０２とフィルムキャリア１０とを絶縁性接着剤３
２を介して固着する。
基板１０２とフィルムキャリア１０とを絶縁性接着剤３
２を介して固着する。
【００３０】かかる構成によれば、下部基板と上部基板
とで形成される凹部内に半導体チップが空間を形成して
不活性ガスと共に封入されており、エアブリッジ配線構
造を良好に維持することができる。
とで形成される凹部内に半導体チップが空間を形成して
不活性ガスと共に封入されており、エアブリッジ配線構
造を良好に維持することができる。
【００３１】また、アルミニウムからなる基板で容器が
形成されており、極めて安価である。 なお、上記実施
例で説明したそれぞれ伝送回路の構造は、それぞれの伝
送回路構造に限定されることなく、相互にマイクロスト
リップ構造やコプレナ構造、グランド付きコプレナ構造
などにも適用可能であることはいうまでもない。
形成されており、極めて安価である。 なお、上記実施
例で説明したそれぞれ伝送回路の構造は、それぞれの伝
送回路構造に限定されることなく、相互にマイクロスト
リップ構造やコプレナ構造、グランド付きコプレナ構造
などにも適用可能であることはいうまでもない。
【００３２】また、基板や、絶縁膜あるいは圧延銅箔パ
ターンについては実施例に限定されるものではない。
ターンについては実施例に限定されるものではない。
【００３３】 実施例２ 次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３４】前記実施例ではフィルムキャリアを用いた
エアブリッジ配線構造基板の実装について説明したが、
ここではワイヤボンディングを用いた場合について説明
する。 この例では、図３に示すように、実施例１と同
様に形状加工のなされた、セラミック性の下部基板２０
１と上部基板２０２とによって形成された凹部内に、不
活性ガスＧと共に半導体チップ２０を設置し、ボンディ
ングワイヤ３５を介してリードフレームの内部リード２
１に接続するとともに、このリードフレームを下部基板
２０１と上部基板２０２とによって挟むように構成した
ものである。
エアブリッジ配線構造基板の実装について説明したが、
ここではワイヤボンディングを用いた場合について説明
する。 この例では、図３に示すように、実施例１と同
様に形状加工のなされた、セラミック性の下部基板２０
１と上部基板２０２とによって形成された凹部内に、不
活性ガスＧと共に半導体チップ２０を設置し、ボンディ
ングワイヤ３５を介してリードフレームの内部リード２
１に接続するとともに、このリードフレームを下部基板
２０１と上部基板２０２とによって挟むように構成した
ものである。
【００３５】この構造によれば、実施例１と同様、エア
ブリッジ配線構造を良好に維持することができる。
ブリッジ配線構造を良好に維持することができる。
【００３６】なお、この例では下部基板および上部基板
をセラミックで構成したが、アルミニウム等の金属で構
成しても良く、その場合はリードフレーム表面をポリイ
ミド樹脂等絶縁性被膜で被覆しておくようにするとよ
い。
をセラミックで構成したが、アルミニウム等の金属で構
成しても良く、その場合はリードフレーム表面をポリイ
ミド樹脂等絶縁性被膜で被覆しておくようにするとよ
い。
【００３７】 実施例３ 次に本発明の第３の実施例として、樹脂パッケージを用
いた半導体装置について説明する。
いた半導体装置について説明する。
【００３８】この半導体装置は、図４に示すように、集
積回路チップ載置部の周縁に配設され、先端にエアブリ
ッジ配線の高さよりも高いバンプ２１ａを有する複数の
内部リ−ド２１と、これら複数の内部リ−ドのそれぞれ
に対応して外方に突出する外部リ−ド１２とを具備し裏
面全体に可撓性絶縁フィルムとしてのポリイミドフィル
ム１１を貼着したダイレクトボンディング用の実装基板
３０（ＴＡＢ基板）を、放熱板４０上に固着されたエア
ギャップ配線を有するGaAsヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ集積回路チップ２０のボンディングパッドに、バ
ンプ側を下にして（フエイスダウン構造で）直接接続
し、外側をモールド樹脂５０で被覆してなるものであ
る。
積回路チップ載置部の周縁に配設され、先端にエアブリ
ッジ配線の高さよりも高いバンプ２１ａを有する複数の
内部リ−ド２１と、これら複数の内部リ−ドのそれぞれ
に対応して外方に突出する外部リ−ド１２とを具備し裏
面全体に可撓性絶縁フィルムとしてのポリイミドフィル
ム１１を貼着したダイレクトボンディング用の実装基板
３０（ＴＡＢ基板）を、放熱板４０上に固着されたエア
ギャップ配線を有するGaAsヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ集積回路チップ２０のボンディングパッドに、バ
ンプ側を下にして（フエイスダウン構造で）直接接続
し、外側をモールド樹脂５０で被覆してなるものであ
る。
【００３９】この構造では、内部リード２１のバンプ２
１ａを介して半導体チップ２０と実装基板とが直接接合
（ダイレクトボンディング）されており、この半導体チ
ップおよびその周辺領域に相当する実装基板の一部が、
モールド樹脂５０で封止されているが、エアギャップ配
線の高さよりもバンプ２１ａが高く形成されているた
め、このバンプによって実装基板３０とチップ表面の間
に十分な空間が形成され、この間にはモールド樹脂の回
り込みはないため、エアギャップ配線が本来の特性を良
好に維持することができる。
１ａを介して半導体チップ２０と実装基板とが直接接合
（ダイレクトボンディング）されており、この半導体チ
ップおよびその周辺領域に相当する実装基板の一部が、
モールド樹脂５０で封止されているが、エアギャップ配
線の高さよりもバンプ２１ａが高く形成されているた
め、このバンプによって実装基板３０とチップ表面の間
に十分な空間が形成され、この間にはモールド樹脂の回
り込みはないため、エアギャップ配線が本来の特性を良
好に維持することができる。
【００４０】ここで、エアギャップ配線の高さは、基板
表面から２〜３μm 程度とし、バンプの高さは２０〜３
０μm とする。このバンプはめっきを複数回繰り返すか
あるいは半田を厚膜スクリーン印刷によって形成するか
あるいはボールバンプ法を用いて半田ボールを付着せし
める等の方法で高く形成するとよい。
表面から２〜３μm 程度とし、バンプの高さは２０〜３
０μm とする。このバンプはめっきを複数回繰り返すか
あるいは半田を厚膜スクリーン印刷によって形成するか
あるいはボールバンプ法を用いて半田ボールを付着せし
める等の方法で高く形成するとよい。
【００４１】なお、この例では、リードフレームの裏面
に樹脂フィルムを貼着したものを用いたが、実施例１と
同様にフィルムキャリアを用いてもよく、この場合は中
央に穴を形成しないものを用いる。
に樹脂フィルムを貼着したものを用いたが、実施例１と
同様にフィルムキャリアを用いてもよく、この場合は中
央に穴を形成しないものを用いる。
【００４２】 実施例４ また、ここでは、配線形成側が半導体チップ側にくるよ
うにすなわちフェイスウダウン構造で設置したが、図５
に実施例４として変形例を示すように接合部に相当する
領域の基板に孔ｈをあけこの穴にバンプを挿通せしめる
ことにより、チップとの電気的接続を達成するように
し、配線形成側の裏面が半導体チップ側にくるように実
装しても良い。
うにすなわちフェイスウダウン構造で設置したが、図５
に実施例４として変形例を示すように接合部に相当する
領域の基板に孔ｈをあけこの穴にバンプを挿通せしめる
ことにより、チップとの電気的接続を達成するように
し、配線形成側の裏面が半導体チップ側にくるように実
装しても良い。
【００４３】さらにいずれの場合もバンプは実装基板側
に形成しても良いし、チップ側に形成しても良いことは
いうまでもない。。
に形成しても良いし、チップ側に形成しても良いことは
いうまでもない。。
【００４４】 実施例５ 実施例１では相対向する領域に凹部を有するアルミニウ
ム製の下部基板１０１および上部基板１０２からなる容
器を用いた実装について説明したが、次に、本発明の第
５の実施例として、半導体集積回路チップに対応する位
置に凹部を有する絶縁性容器３０１を用いて実装する例
について説明する。
ム製の下部基板１０１および上部基板１０２からなる容
器を用いた実装について説明したが、次に、本発明の第
５の実施例として、半導体集積回路チップに対応する位
置に凹部を有する絶縁性容器３０１を用いて実装する例
について説明する。
【００４５】図６(a) はこの例を示す断面図、図６(b)
はこの半導体集積回路チップの平面図である。この半導
体装置は、半導体集積回路チップ７０に対応する位置に
凹部を有する樹脂製の絶縁性容器３０１を用い、この凹
部によって形成される空間内で接続用のバンプ６１ａ
（突起電極）を介して半導体集積回路チップ７０のパッ
ドに金属箔配線６３が接続するようにポリイミドフィル
ム基板３０２を実装し、不活性ガスと共に前記半導体集
積回路チップ７０および前記フィルム基板３０２の一部
を封止し、より簡単で低コストの封止構造を得るように
したものである。この半導体装置は、凹部を有する樹脂
製の基板３０１からなる容器に、可撓性絶縁フィルムと
してのポリイミドフィルム６０上にマイクロストリップ
構造の伝送線路を形成した実装基板にGaAsヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ集積回路チップ７０を搭載し、該
凹部に不活性ガスＧを封入しつつ実装したことを特徴と
するものである。
はこの半導体集積回路チップの平面図である。この半導
体装置は、半導体集積回路チップ７０に対応する位置に
凹部を有する樹脂製の絶縁性容器３０１を用い、この凹
部によって形成される空間内で接続用のバンプ６１ａ
（突起電極）を介して半導体集積回路チップ７０のパッ
ドに金属箔配線６３が接続するようにポリイミドフィル
ム基板３０２を実装し、不活性ガスと共に前記半導体集
積回路チップ７０および前記フィルム基板３０２の一部
を封止し、より簡単で低コストの封止構造を得るように
したものである。この半導体装置は、凹部を有する樹脂
製の基板３０１からなる容器に、可撓性絶縁フィルムと
してのポリイミドフィルム６０上にマイクロストリップ
構造の伝送線路を形成した実装基板にGaAsヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ集積回路チップ７０を搭載し、該
凹部に不活性ガスＧを封入しつつ実装したことを特徴と
するものである。
【００４６】この実装基板は、比誘電率３．２、厚さ
（Ｈ）７７μｍのポリイミドフィルム６０からなり、可
撓性基板６０の表面に、集積回路チップ７０の周縁部お
よび中央部に形成されたパッド（図示せず）と直接電気
的に接続されるように形成され先端にバンプ６１ａを有
した厚さ１８μｍの銅箔パターンからなる内部リード部
６３ａと、この内部リード６３ａのそれぞれに連続的に
形成され、外方に伸長する外部リード６３ｂとからなる
伝送線路部６３とから構成されている。
（Ｈ）７７μｍのポリイミドフィルム６０からなり、可
撓性基板６０の表面に、集積回路チップ７０の周縁部お
よび中央部に形成されたパッド（図示せず）と直接電気
的に接続されるように形成され先端にバンプ６１ａを有
した厚さ１８μｍの銅箔パターンからなる内部リード部
６３ａと、この内部リード６３ａのそれぞれに連続的に
形成され、外方に伸長する外部リード６３ｂとからなる
伝送線路部６３とから構成されている。
【００４７】そして、この伝送線路部６３は、樹脂製の
基板３０１すなわち容器の外側ではバンプ６１ａ形成領
域以外の表面はソルダレジストと呼ばれる絶縁性樹脂膜
３４で被覆されている。またこの信号線は、圧延銅箔を
貼着後、フォトリソ法によってパターニングすることに
より形成されたもので、信号線のピッチは８０μｍであ
った。
基板３０１すなわち容器の外側ではバンプ６１ａ形成領
域以外の表面はソルダレジストと呼ばれる絶縁性樹脂膜
３４で被覆されている。またこの信号線は、圧延銅箔を
貼着後、フォトリソ法によってパターニングすることに
より形成されたもので、信号線のピッチは８０μｍであ
った。
【００４８】この実装基板３０２の内部リード６３ａの
バンプ６１ａを介して半導体集積回路チップ７０と実装
基板とが直接接合（ダイレクトボンディング）されてお
り、実装基板の一部が蓋体を構成し、これと樹脂製の基
板３０１の凹部とで形成された凹部内にこの半導体集積
回路チップ７０が不活性ガスＧと共に封止されている。
なお、ここでこの半導体集積回路チップ７０のボンディ
ングパッド７０Ｐは図６(b) に示すように、周縁部のみ
ならず表面全体にわたって形成されている。また３０４
は空間、３０５はエアブリッジ配線である。
バンプ６１ａを介して半導体集積回路チップ７０と実装
基板とが直接接合（ダイレクトボンディング）されてお
り、実装基板の一部が蓋体を構成し、これと樹脂製の基
板３０１の凹部とで形成された凹部内にこの半導体集積
回路チップ７０が不活性ガスＧと共に封止されている。
なお、ここでこの半導体集積回路チップ７０のボンディ
ングパッド７０Ｐは図６(b) に示すように、周縁部のみ
ならず表面全体にわたって形成されている。また３０４
は空間、３０５はエアブリッジ配線である。
【００４９】組み立てに際しては、まず、図７に示すよ
うに、加熱台Ｈ上に載置されたフィルム基板３０２上の
所定のバンプ６１ａの位置に対応するパッドが接続され
るように、コレットＣを用いてチップ７０の位置合わせ
をおこない、加熱台ＨとコレットＣとで３００℃程度に
加熱しながら挟むことにより、チップ７０のパッドと内
部リード６３ａとをバンプ６１ａを介して直接接合す
る。なおここでは実装基板を加熱台上で間欠的に所定の
ピッチで送ることにより順次実装するようにしている。
うに、加熱台Ｈ上に載置されたフィルム基板３０２上の
所定のバンプ６１ａの位置に対応するパッドが接続され
るように、コレットＣを用いてチップ７０の位置合わせ
をおこない、加熱台ＨとコレットＣとで３００℃程度に
加熱しながら挟むことにより、チップ７０のパッドと内
部リード６３ａとをバンプ６１ａを介して直接接合す
る。なおここでは実装基板を加熱台上で間欠的に所定の
ピッチで送ることにより順次実装するようにしている。
【００５０】そして不活性ガス雰囲気中で、図８に示す
ように、上部から容器３０１をチップ毎にかぶせ絶縁性
着剤３２を介して固着する。ここでは上方および下方か
ら供給台を介して１５０℃程度の熱を供給することによ
り固着するようにしている。最後に容器３０１から露出
している領域をスプレー法などによりソルダレジスト膜
でコーティングすることにより絶縁性樹脂膜３４で保護
する。
ように、上部から容器３０１をチップ毎にかぶせ絶縁性
着剤３２を介して固着する。ここでは上方および下方か
ら供給台を介して１５０℃程度の熱を供給することによ
り固着するようにしている。最後に容器３０１から露出
している領域をスプレー法などによりソルダレジスト膜
でコーティングすることにより絶縁性樹脂膜３４で保護
する。
【００５１】かかる構成によれば、基板と上部容器とで
形成される凹部内に半導体チップが空間を形成して不活
性ガスと共に封入されており、エアブリッジ配線構造を
良好に維持することができる。
形成される凹部内に半導体チップが空間を形成して不活
性ガスと共に封入されており、エアブリッジ配線構造を
良好に維持することができる。
【００５２】また、フィルム基板上に樹脂容器で蓋をし
ただけであるため、極めて安価である。
ただけであるため、極めて安価である。
【００５３】さらに、エアブリッジ配線構造よりも高い
バンプ６１ａを用いているため、エアブリッジ配線構造
を良好に保護することができる。またチップの中央部の
パッドにも容易にボンディングすることができるため、
チップ内配線の引き回しを低減することができ、素子領
域の直上で接合することができるため、内部抵抗が大幅
に低減される。さらに、また、チップのボンディングパ
ッドをチップ周縁部に集中させなくてもよいため、回路
設計も極めて容易となり、パッド間隔も大きくとること
ができるため、実装も容易である。
バンプ６１ａを用いているため、エアブリッジ配線構造
を良好に保護することができる。またチップの中央部の
パッドにも容易にボンディングすることができるため、
チップ内配線の引き回しを低減することができ、素子領
域の直上で接合することができるため、内部抵抗が大幅
に低減される。さらに、また、チップのボンディングパ
ッドをチップ周縁部に集中させなくてもよいため、回路
設計も極めて容易となり、パッド間隔も大きくとること
ができるため、実装も容易である。
【００５４】なお、この変形例として、フィルム基板を
多層構造とし、エアブリッジ配線構造３０５を有する領
域および中央部は、チップ側のフィルムに穴をあけ、こ
れによって凹部を形成するようにした構造を図９に示
す。この構造では、チップ周縁部では通常のダイレクト
ボンディングによる接合を行う一方、チップ中央部では
高いバンプ６１ａを用いるようにしている。３０２ａは
下側フィルム基板、３０２ｂは上側フィルム基板を示
し、前記実施例と同一箇所には同一符号を付した。な
お、上記実施例で説明したそれぞれ伝送回路の構造は、
それぞれの伝送回路構造に限定されることなく、相互に
マイクロストリップ構造やコプレナ構造、グランド付き
コプレナ構造などにも適用可能であることはいうまでも
ない。
多層構造とし、エアブリッジ配線構造３０５を有する領
域および中央部は、チップ側のフィルムに穴をあけ、こ
れによって凹部を形成するようにした構造を図９に示
す。この構造では、チップ周縁部では通常のダイレクト
ボンディングによる接合を行う一方、チップ中央部では
高いバンプ６１ａを用いるようにしている。３０２ａは
下側フィルム基板、３０２ｂは上側フィルム基板を示
し、前記実施例と同一箇所には同一符号を付した。な
お、上記実施例で説明したそれぞれ伝送回路の構造は、
それぞれの伝送回路構造に限定されることなく、相互に
マイクロストリップ構造やコプレナ構造、グランド付き
コプレナ構造などにも適用可能であることはいうまでも
ない。
【００５５】また、基板や、絶縁膜あるいは圧延銅箔パ
ターンについては実施例に限定されるものではない。
ターンについては実施例に限定されるものではない。
【００５６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の第１
の構成によれば、半導体集積回路チップのパッドとをエ
アブリッジ配線の高さよりも十分に大きい接続用の突起
電極を介して接続するようにしているため、突起電極に
よって半導体集積回路チップと可撓性フィルム基板との
間に形成される空間によってエアブリッジ配線は良好に
保護され、モールド樹脂が入り込むようなこともなく、
エアギャップ配線構造の特性を良好に維持することがで
きる。
の構成によれば、半導体集積回路チップのパッドとをエ
アブリッジ配線の高さよりも十分に大きい接続用の突起
電極を介して接続するようにしているため、突起電極に
よって半導体集積回路チップと可撓性フィルム基板との
間に形成される空間によってエアブリッジ配線は良好に
保護され、モールド樹脂が入り込むようなこともなく、
エアギャップ配線構造の特性を良好に維持することがで
きる。
【００５７】また、本発明の第２の構成によれば、第１
および第２の基板との間に形成される凹部内にエアブリ
ッジ配線構造の半導体集積回路チップがくるように、接
続用の電極を介して半導体集積回路チップのパッドに金
属箔配線が接続するように可撓性フィルム基板を実装し
た組み立て構体を、不活性ガスと共に封止するようにし
ているため、この凹部によってエアブリッジ配線は保護
され、不活性ガスによって配線を保護することができ
る。
および第２の基板との間に形成される凹部内にエアブリ
ッジ配線構造の半導体集積回路チップがくるように、接
続用の電極を介して半導体集積回路チップのパッドに金
属箔配線が接続するように可撓性フィルム基板を実装し
た組み立て構体を、不活性ガスと共に封止するようにし
ているため、この凹部によってエアブリッジ配線は保護
され、不活性ガスによって配線を保護することができ
る。
【００５８】さらに、本発明の第３の構成によれば、半
導体集積回路チップに対応する位置に凹部を有する絶縁
性基板を用い、この凹部によって形成される空間内で接
続用の突起電極を介して半導体集積回路チップのパッド
に金属箔配線が接続するように可撓性フィルム基板を実
装し、不活性ガスと共に前記半導体集積回路チップおよ
び前記可撓性フィルム基板の一部を封止しているため、
より簡単な封止構造を得ることができコストの低減をは
かることができる。
導体集積回路チップに対応する位置に凹部を有する絶縁
性基板を用い、この凹部によって形成される空間内で接
続用の突起電極を介して半導体集積回路チップのパッド
に金属箔配線が接続するように可撓性フィルム基板を実
装し、不活性ガスと共に前記半導体集積回路チップおよ
び前記可撓性フィルム基板の一部を封止しているため、
より簡単な封止構造を得ることができコストの低減をは
かることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図２】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図３】本発明の第２の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図４】本発明の第３の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図５】本発明の第４の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図６】本発明の第５の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図７】本発明の第５の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図８】本発明の第５の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図９】本発明の第６の実施例の半導体集積回路装置の
実装例を示す図
実装例を示す図
【図１０】従来例のエアギャップ配線構造の半導体装置
を示す図である。
を示す図である。
１ 基板、 ２ａ，２ｂ，２ｃ 電界効果トランジスタ ４ 空間 ６ 樹脂パッケージ ８ エアブリッジ内部配線 １０１ 下部基板、 １０２ 上部基板 １０ 実装基板（ＴＡＢ基板） １１ ポリイミドフィルム １２ 外部リード １３ 信号伝送線路（金属箔配線） ２０ 集積回路チップ ２１ 内部リード ２１ａ バンプ Ｇ 不活性ガス ３１ 導電性接着剤 ３２ 絶縁性接着剤 ３５ ボンディングワイヤ ２０１ 下部基板 ２０２ 上部基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 311 H01L 21/60 301 H01L 23/28 H01L 21/60 321 H01L 21/56 H01L 29/812
Claims (4)
- 【請求項１】 エアブリッジ配線構造を有する半導体集
積回路チップと前記半導体集積回路チップのエアブリッ
ジ配線の高さよりも十分に大きい接続用の突起電極を介
して、前記半導体集積回路チップのパッドに直接接続せ
しめられた金属箔配線を備えた可撓性フィルム基板と、
半導体集積回路チップの回りを覆う樹脂パッケージとを
具備したことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項２】 前記可撓性フィルム基板は金属箔配線側
が半導体集積回路チップのパッドと向かい合うように設
置されていることを特徴とする請求項(1) に記載の半導
体集積回路装置。 - 【請求項３】 エアブリッジ配線構造の半導体集積回路
チップと、接続用の電極を介して半導体集積回路チップ
のパッドに接続される金属箔配線を備えた可撓性フィル
ム基板と、相対向する位置にそれぞれ凹部を有し、両者
によって形成される空間内に、不活性ガスと共に前記半
導体集積回路チップを封止するように固着された第１お
よび第２の基板とからなる容器とを具備したことを特徴
とする半導体集積回路装置。 - 【請求項４】 エアブリッジ配線構造の半導体集積回路
チップと、接続用の突起電極を介して半導体集積回路チ
ップのパッドに接続される金属箔配線を備えた可撓性フ
ィルム基板と、前記半導体集積回路チップに対応する位
置に凹部を有し、この凹部によって形成される空間内
に、不活性ガスと共に前記半導体集積回路チップを封止
するように固着された絶縁性基板とを具備したことを特
徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6494491A JP2880817B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-28 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33425390 | 1990-11-30 | ||
| JP2-334253 | 1990-11-30 | ||
| JP6494491A JP2880817B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-28 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04213847A JPH04213847A (ja) | 1992-08-04 |
| JP2880817B2 true JP2880817B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=26406087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6494491A Expired - Fee Related JP2880817B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-28 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880817B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6494491A patent/JP2880817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04213847A (ja) | 1992-08-04 |
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