JP3252759B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバンプ電極を有する
半導体ペレットとパッド電極を形成した配線基板とを各
電極を重合させ加圧した状態で半導体ペレットとパッド
電極とを接着した構造の半導体装置及びその製造方法に
関する。
半導体ペレットとパッド電極を形成した配線基板とを各
電極を重合させ加圧した状態で半導体ペレットとパッド
電極とを接着した構造の半導体装置及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品は高機能化、高集積化を図りつ
つ小型化され電子機器の小型化に寄与している。例えば
半導体装置は一般的に樹脂外装したものが用いられる
が、外装なしのベアチップを用い、これを直接配線基板
に組み込むことにより一層の小型化を図っている。この
種半導体装置の一例が特開昭６０−２６２４３０号公報
（先行技術１）に開示されている。これを図５から説明
する。図において、１は半導体ペレットで、半導体基板
２に図示省略するが内部素子と抵抗接続された下地電極
３にバンプ電極４を形成したものである。バンプ電極４
は金、銀、銅、半田などの材料で、３〜３０μｍの厚さ
に構成される。５は配線基板で、ガラス、セラミック、
樹脂もしくは金属酸化物などの絶縁基板６に銅等を母体
に導電パターン７を形成し、半導体ペレット１のバンプ
電極４に対応して導電パターンの一部を金、錫、半田な
どをめっきしてパッド電極８を形成している。９は半導
体ペレット１と配線基板５を接着した接着用樹脂を示
す。この樹脂９は液状もしくはシート状であって、光も
しくは熱で硬化する。この半導体装置は図６に示すよう
に配線基板５上のパッド電極８を含む領域に接着用樹脂
９の層を形成し、図示省略するが吸着コレットで吸着し
た半導体ペレット１をそのバンプ電極４を接着用樹脂９
に挿入して、パッド電極８に押し付け、配線基板５を光
照射もしくは加熱して接着用樹脂９を硬化させ半導体装
置を完成する。また特開昭６３−２４１９５５号公報
（先行技術２）には半導体ペレットと配線基板とをそれ
ぞれの電極を接合し、半導体ペレットと配線基板の間か
ら液状樹脂を供給して、この接着物を密閉空間に供給し
て減圧し、さらに不活性ガスで徐々に加圧して常圧に戻
すようにした半導体装置の製造方法が開示されている。
図示例では単一の半導体ペレットを示したがこの種半導
体装置は高集積度の半導体ペレットを多数マウントする
ことにより高密度実装できる。
つ小型化され電子機器の小型化に寄与している。例えば
半導体装置は一般的に樹脂外装したものが用いられる
が、外装なしのベアチップを用い、これを直接配線基板
に組み込むことにより一層の小型化を図っている。この
種半導体装置の一例が特開昭６０−２６２４３０号公報
（先行技術１）に開示されている。これを図５から説明
する。図において、１は半導体ペレットで、半導体基板
２に図示省略するが内部素子と抵抗接続された下地電極
３にバンプ電極４を形成したものである。バンプ電極４
は金、銀、銅、半田などの材料で、３〜３０μｍの厚さ
に構成される。５は配線基板で、ガラス、セラミック、
樹脂もしくは金属酸化物などの絶縁基板６に銅等を母体
に導電パターン７を形成し、半導体ペレット１のバンプ
電極４に対応して導電パターンの一部を金、錫、半田な
どをめっきしてパッド電極８を形成している。９は半導
体ペレット１と配線基板５を接着した接着用樹脂を示
す。この樹脂９は液状もしくはシート状であって、光も
しくは熱で硬化する。この半導体装置は図６に示すよう
に配線基板５上のパッド電極８を含む領域に接着用樹脂
９の層を形成し、図示省略するが吸着コレットで吸着し
た半導体ペレット１をそのバンプ電極４を接着用樹脂９
に挿入して、パッド電極８に押し付け、配線基板５を光
照射もしくは加熱して接着用樹脂９を硬化させ半導体装
置を完成する。また特開昭６３−２４１９５５号公報
（先行技術２）には半導体ペレットと配線基板とをそれ
ぞれの電極を接合し、半導体ペレットと配線基板の間か
ら液状樹脂を供給して、この接着物を密閉空間に供給し
て減圧し、さらに不活性ガスで徐々に加圧して常圧に戻
すようにした半導体装置の製造方法が開示されている。
図示例では単一の半導体ペレットを示したがこの種半導
体装置は高集積度の半導体ペレットを多数マウントする
ことにより高密度実装できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで先行技術１に
開示された半導体装置のバンプ電極４はめっきにより形
成されているため、電極端面が平坦で高さも十分にとれ
ない。特に電極数を多くするために電極面積、電極間隔
をともに小さくすると電極高さも低く設定される。その
ため、接着用樹脂９が被覆されたパッド電極８に半導体
ペレット１のバンプ電極４を挿入して重合させ重合部を
加圧して電気的接続をする際に平坦な電極重合面間に樹
脂が介在し電気的接続が不安定となる。半導体ペレット
１と配線基板５とを完全に平行に保って重合加圧しよう
としても、バンプ電極４の高さにばらつきがあると、隙
間を生じた電極間には圧力がかからずこの隙間に樹脂が
残留し、衝合した電極は互いに面接触しているため圧縮
変形しにくく、加圧力を高めて電極を圧縮変形させ、隙
間を生じた電極間の間隔を短縮しても、この電極間の圧
接力は低く電気的接続が不完全となる。一方、半導体装
置を動作させると半導体ペレット１が発熱して半導体ペ
レット１と配線基板５の間に熱膨張率の差による応力を
生じる。このとき電極高さが十分であれば上記応力を受
けても電極４、８全体が変形して応力を吸収することが
出来るが、電極高さが不十分であると応力が電極重合部
に集中して剥離させ電気的接続を損なう虞があり、電極
間に樹脂の薄膜が介在していると剥離が顕著になるとい
う問題があった。また先行技術２ではバンプ電極とパッ
ド電極とを予め接続して、半導体ペレットと配線基板と
を液状樹脂で接続するため先行技術１での問題はない。
しかしながら、半導体ペレットと配線基板の間隔はバン
プ電極とパッド電極の高さで決定され、０．１ｍｍ程度
の微小間隔であるため、液状樹脂の注入が煩雑である。
また、半導体ペレットと配線基板との間に気泡を巻き込
みこれが樹脂中に閉じ込められると、温度上昇により気
泡が膨張して半導体ペレットにストレスを与え、これを
繰り返すことにより半導体ペレットや電極接続部を損傷
するため、脱泡する必要があり、大掛かりな設備と煩雑
な作業が必要であった。
開示された半導体装置のバンプ電極４はめっきにより形
成されているため、電極端面が平坦で高さも十分にとれ
ない。特に電極数を多くするために電極面積、電極間隔
をともに小さくすると電極高さも低く設定される。その
ため、接着用樹脂９が被覆されたパッド電極８に半導体
ペレット１のバンプ電極４を挿入して重合させ重合部を
加圧して電気的接続をする際に平坦な電極重合面間に樹
脂が介在し電気的接続が不安定となる。半導体ペレット
１と配線基板５とを完全に平行に保って重合加圧しよう
としても、バンプ電極４の高さにばらつきがあると、隙
間を生じた電極間には圧力がかからずこの隙間に樹脂が
残留し、衝合した電極は互いに面接触しているため圧縮
変形しにくく、加圧力を高めて電極を圧縮変形させ、隙
間を生じた電極間の間隔を短縮しても、この電極間の圧
接力は低く電気的接続が不完全となる。一方、半導体装
置を動作させると半導体ペレット１が発熱して半導体ペ
レット１と配線基板５の間に熱膨張率の差による応力を
生じる。このとき電極高さが十分であれば上記応力を受
けても電極４、８全体が変形して応力を吸収することが
出来るが、電極高さが不十分であると応力が電極重合部
に集中して剥離させ電気的接続を損なう虞があり、電極
間に樹脂の薄膜が介在していると剥離が顕著になるとい
う問題があった。また先行技術２ではバンプ電極とパッ
ド電極とを予め接続して、半導体ペレットと配線基板と
を液状樹脂で接続するため先行技術１での問題はない。
しかしながら、半導体ペレットと配線基板の間隔はバン
プ電極とパッド電極の高さで決定され、０．１ｍｍ程度
の微小間隔であるため、液状樹脂の注入が煩雑である。
また、半導体ペレットと配線基板との間に気泡を巻き込
みこれが樹脂中に閉じ込められると、温度上昇により気
泡が膨張して半導体ペレットにストレスを与え、これを
繰り返すことにより半導体ペレットや電極接続部を損傷
するため、脱泡する必要があり、大掛かりな設備と煩雑
な作業が必要であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、半導体基板上の所定位
置に基部が径大で先端側が径小の異径バンプ電極を形成
した半導体ペレットと、絶縁基板上に半導体ペレットの
バンプ電極と対応してパッド電極を形成しこのパッド電
極で囲まれる領域に接着用樹脂を供給した配線基板と
を、バンプ電極の先端とパッド電極とを衝合させて対向
させ、バンプ電極の径小部を圧潰して膨出させかつ接着
用樹脂を半導体ペレットの外周まではみ出させて半導体
ペレットと配線基板とを接着したことを特徴とする半導
体装置を提供する。また本発明は、半導体基板上の所定
位置に基部が径大で先端側が径小の異径バンプ電極を形
成した半導体ペレットと、絶縁基板上に半導体ペレット
のバンプ電極と対応してパッド電極を形成しこのパッド
電極で囲まれる領域に接着用樹脂を供給した配線基板と
を、バンプ電極の先端とパッド電極とを衝合させて対向
させ、バンプ電極の径小部を圧潰して膨出させつつ押し
拡げられて流動する接着用樹脂を半導体ペレットの外周
まではみ出させ、各電極を圧接するとともに半導体ペレ
ットと配線基板とを接着することを特徴とする半導体装
置の製造方法をも提供する。
を目的として提案されたもので、半導体基板上の所定位
置に基部が径大で先端側が径小の異径バンプ電極を形成
した半導体ペレットと、絶縁基板上に半導体ペレットの
バンプ電極と対応してパッド電極を形成しこのパッド電
極で囲まれる領域に接着用樹脂を供給した配線基板と
を、バンプ電極の先端とパッド電極とを衝合させて対向
させ、バンプ電極の径小部を圧潰して膨出させかつ接着
用樹脂を半導体ペレットの外周まではみ出させて半導体
ペレットと配線基板とを接着したことを特徴とする半導
体装置を提供する。また本発明は、半導体基板上の所定
位置に基部が径大で先端側が径小の異径バンプ電極を形
成した半導体ペレットと、絶縁基板上に半導体ペレット
のバンプ電極と対応してパッド電極を形成しこのパッド
電極で囲まれる領域に接着用樹脂を供給した配線基板と
を、バンプ電極の先端とパッド電極とを衝合させて対向
させ、バンプ電極の径小部を圧潰して膨出させつつ押し
拡げられて流動する接着用樹脂を半導体ペレットの外周
まではみ出させ、各電極を圧接するとともに半導体ペレ
ットと配線基板とを接着することを特徴とする半導体装
置の製造方法をも提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による半導体装置は、異径
バンプ電極を形成した半導体ペレットと絶縁基板上にパ
ッド電極を形成しこのパッド電極で囲まれる領域に接着
用樹脂を供給した配線基板とを対向させて、バンプ電極
の先端とパッド電極とを衝合加圧して一体化したもので
あるが、金属ワイヤの先端に形成した溶融金属ボールを
半導体ペレットに圧着しさらに金属ワイヤを一部が圧着
部に残留するように引き切って異径バンプ電極を形成す
ることが出来る。また半導体基板に金属めっきにより径
大部を形成し、金属ワイヤの先端に形成した溶融金属ボ
ールを径大部に圧着して径小部を形成して異径バンプ電
極を形成することが出来る。。また本発明による半導体
装置の製造方法は、異径バンプ電極を形成した半導体ペ
レットと、パッド電極で囲まれる領域に接着用樹脂を供
給した配線基板とを対向させ、バンプ電極の先端とパッ
ド電極とを衝合させ、この衝合位置からさらにバンプ電
極の径小部を圧潰して半導体ペレットと配線基板の対向
間隔を狭めて接着用樹脂を半導体ペレットの外周までは
み出させ、各電極を圧接するとともに半導体ペレットと
配線基板とを接着することを特徴とするが、接着用樹脂
の量はバンプ電極の先端をパッド電極に当接させた時
に、半導体ペレットと配線基板の間で押し拡げられても
各電極間位置まで進入しないように設定する。
バンプ電極を形成した半導体ペレットと絶縁基板上にパ
ッド電極を形成しこのパッド電極で囲まれる領域に接着
用樹脂を供給した配線基板とを対向させて、バンプ電極
の先端とパッド電極とを衝合加圧して一体化したもので
あるが、金属ワイヤの先端に形成した溶融金属ボールを
半導体ペレットに圧着しさらに金属ワイヤを一部が圧着
部に残留するように引き切って異径バンプ電極を形成す
ることが出来る。また半導体基板に金属めっきにより径
大部を形成し、金属ワイヤの先端に形成した溶融金属ボ
ールを径大部に圧着して径小部を形成して異径バンプ電
極を形成することが出来る。。また本発明による半導体
装置の製造方法は、異径バンプ電極を形成した半導体ペ
レットと、パッド電極で囲まれる領域に接着用樹脂を供
給した配線基板とを対向させ、バンプ電極の先端とパッ
ド電極とを衝合させ、この衝合位置からさらにバンプ電
極の径小部を圧潰して半導体ペレットと配線基板の対向
間隔を狭めて接着用樹脂を半導体ペレットの外周までは
み出させ、各電極を圧接するとともに半導体ペレットと
配線基板とを接着することを特徴とするが、接着用樹脂
の量はバンプ電極の先端をパッド電極に当接させた時
に、半導体ペレットと配線基板の間で押し拡げられても
各電極間位置まで進入しないように設定する。
【０００６】
【実施例】以下に本発明による半導体装置の実施例を図
１から説明する。図において、図５と同一物には同一符
号を付し重複する説明を省略する。この半導体装置が図
５半導体装置と大きく相異するのは半導体ペレット１０
に形成したバンプ電極１１で、この半導体装置の詳細を
図２〜図Ｘを参照し、その製造方法とともに説明する。
先ず、図２に示すように半導体基板２の下地電極３に異
径バンプ電極１１を形成した半導体ペレット１０を用意
する。この異径バンプ電極１１は次のようにして形成さ
れる。即ち、キャピラリ（図示せず）に挿通した金属ワ
イヤの先端部を放電または水素還元炎で溶融させて金属
ボールを形成し、この金属ボールをキャピラリ下端で押
圧して径大の基部１１ａを形成し、さらにこの径大基部
１１ａよりわずかにワイヤを残して引き切ることにより
ワイヤ残り部分で径小部１１ｂを形成する。この結果、
線径２５μｍの金ワイヤの場合、直径が７５〜８０μ
ｍ、高さが約２５μｍの径大基部１１ａに直径が２５μ
ｍ、高さが約５０μｍの径小部１１ｂを接続した異径バ
ンプ電極１１が形成される。この半導体ペレット１０を
図３に示すように、吸着コレット１２で吸着し、支持テ
ーブル１３上で位置決めされた配線基板５上に配置す
る。吸着コレット１２及び支持テーブル１３は加熱手段
が設けられ、半導体ペレット１０及び配線基板５をそれ
ぞれ加圧することができる。この配線基板５はバンプ電
極１１と対応する位置にパッド電極８が形成され、パッ
ド電極８で囲まれる領域に液状の接着用樹脂９が塗布さ
れている。この配線基板５と半導体ペレット１０とは図
示省略するが画像認識手段によりそれぞれの位置が正確
に認識され吸着コレット１２又は支持テーブル１３が移
動制御され、互いに近接してパッド電極８とバンプ電極
１１とが重合される。そして、図４に示すようにバンプ
電極１１の先端がパッド電極８に衝合した時、配線基板
５上に供給された接着用樹脂９が半導体ペレット１０に
押されて図示点線状態から実線状態に押し拡げられる
が、拡がった樹脂９がバンプ電極１１とパッド電極８の
衝合部間に入り込まないように樹脂の量が設定される。
この状態から、半導体ペレット１０を加圧すると、バン
プ電極１１の径小部１１ｂがその周壁を外部に膨出させ
対向間隔が狭められる。これにより半導体ペレット１０
は配線基板５に近接し、接着用樹脂９が押し拡げられ、
各電極８、１１の重合部を横切って、ペレット１０の外
周まで食み出す。この状態で一定時間保持して接着用樹
脂９を硬化させ図１に示す半導体装置が得られる。バン
プ電極１１は製造のばらつきにより±５μｍ程度の凹凸
を生じるが、突出した小径部を加圧して圧縮し、窪んだ
小径部の先端をパッド電極８に衝合させ全てのバンプ電
極１１をパッド電極８に接触させることができ、その
後、各電極８、１１の衝合部に接着用樹脂９を流入させ
ることができるため、バンプ電極１１とパッド電極８を
確実に電気的接続することが出来る。具体的に、半導体
ペレット１０の外形寸法を１５ｍｍとし、樹脂の半導体
ペレット外周からの食み出し長さを０．５ｍｍとする
と、樹脂の最大広がり径は１６ｍｍとなる。またバンプ
電極１１の先端とパッド電極８とを衝合させた時の半導
体ペレット１０と配線基板５の対向間隔を１０５μｍ
（バンプ電極１１の径大部高さ２５μｍ、径小部高さ５
０μｍ、パッド電極８の厚み３０μｍ）とし、半導体ペ
レット１０の加圧が完了した時の半導体ペレット１０と
配線基板５の対向間隔を５５μｍ（パッド電極小径部の
圧縮後の高さ５μｍ、パンプ電極１１のパッド電極８へ
の沈み込み量５μｍ）とする。また計算を簡略化するた
めに各電極の全体積を無視し、接着用樹脂９は矩形状に
供給されその形状を保って拡大し、半導体ペレットから
食み出した部分の側断面形状も実際には概略三角形状で
あるが矩形状であるものとする。最大広がり状態での接
着用樹脂９の量は（１６＾２＊０．０５５）より約１
４．１立方ｍｍで、配線基板５上に供給される接着用樹
脂９の必要量が決定される。一方、配線基板５上のパッ
ド電極８で囲まれる領域内で、一辺の長さをＲ、厚さを
Ｈとすれば、（Ｒ＾２＊Ｈ）＝１４．１となる。バンプ
電極１１とパッド電極８を衝合させた時に接着用樹脂９
が半導体ペレット１０の下面に付着するように設定する
には、厚さＨ＝０．１０５ｍｍとし長さＲが約１１．６
ｍｍとなる。従って、長さＲを１１．６ｍｍより小さく
設定すれば、バンプ電極１１がパッド電極８に接触する
前に接着用樹脂９が半導体ペレット１０に付着して押し
広げられ、逆に長さＲを１１．６ｍｍより大きく設定す
れば、バンプ電極１１が圧縮される途中から接着用樹脂
９が半導体ペレット１０に接着する。接着用樹脂９はス
クリーン印刷法やシリンジを用いて滴下供給する方法が
あるが、押し広げられる間に空気を巻き込まないように
するには、接着用樹脂９を凸湾曲させて接触界面から空
気を追い出すようにすることが望ましい。上記数値例で
は、（Ｒ＾２＊Ｈ）＝１４．１の関係が成立するから、
バンプ電極１１をペレット外周から１ｍｍの位置に形成
すると、Ｒ＝１３ｍｍとなり、厚さＨは０．０８３ｍｍ
（８３μｍ）となる。従って、バンプ電極１１の径小部
１１ｂが約４４％圧縮された時点で接着用樹脂９がバン
プ電極位置に到達しするが、この時には圧縮された小径
部１１ｂは膨出して直径が約３３μｍに拡大し、パッド
電極８との電気的接続が確実に行われる。接着用樹脂９
がパッド電極８上を横切ると、パッド電極８は樹脂９で
覆われるが、バンプ電極１１は圧縮されて膨出するた
め、パンプ電極１１先端の膨出部は樹脂９を押し除けて
パッド電極８と接続し、樹脂が被覆した後も接続部を拡
大することが出来る。このように、図２乃至図４に示す
製造方法により製造された図１半導体装置はバンプ電極
１１とパッド電極８の重合部に接着用樹脂９の巻き込み
がなく、電気的接続を確実に出来る。またこの半導体装
置を動作させることにより半導体ペレット１が発熱して
半導体ペレット１０と配線基板５の間に熱膨張率の差に
よる応力を生じても、電極高さが十分であるため電極
８、１１全体が変形して応力を吸収でき、電極間に樹脂
の薄膜が介在しないため電極の剥離も防止できる。また
接着用樹脂９は半導体ペレット１０の供給に先立って配
線基板５に供給することが出来、半導体ペレットと配線
基板との間に気泡を巻き込まないように供給で出来るた
め、脱泡などの補助作業も不要で、大掛かりな設備が不
要で比較的簡単な作業で製造できる。尚、上記実施例で
は、バンプ電極１１として径大部と径小部とを金属ボー
ルを形成した金属ワイヤにより形成したもので説明した
が、金属めっきにより径大基部を形成し、この径大基部
に金属ボールを圧着して径小部を形成した異径バンプ電
極でもよい。また接着用樹脂９の量は半導体ペレット１
０の配線基板５と対向する面を完全に被覆しペレット外
周から食み出すだけの量を供給すればよく、樹脂被覆領
域に凸壁や凹溝を形成することにより、接着用樹脂の供
給量を調整出来る。
１から説明する。図において、図５と同一物には同一符
号を付し重複する説明を省略する。この半導体装置が図
５半導体装置と大きく相異するのは半導体ペレット１０
に形成したバンプ電極１１で、この半導体装置の詳細を
図２〜図Ｘを参照し、その製造方法とともに説明する。
先ず、図２に示すように半導体基板２の下地電極３に異
径バンプ電極１１を形成した半導体ペレット１０を用意
する。この異径バンプ電極１１は次のようにして形成さ
れる。即ち、キャピラリ（図示せず）に挿通した金属ワ
イヤの先端部を放電または水素還元炎で溶融させて金属
ボールを形成し、この金属ボールをキャピラリ下端で押
圧して径大の基部１１ａを形成し、さらにこの径大基部
１１ａよりわずかにワイヤを残して引き切ることにより
ワイヤ残り部分で径小部１１ｂを形成する。この結果、
線径２５μｍの金ワイヤの場合、直径が７５〜８０μ
ｍ、高さが約２５μｍの径大基部１１ａに直径が２５μ
ｍ、高さが約５０μｍの径小部１１ｂを接続した異径バ
ンプ電極１１が形成される。この半導体ペレット１０を
図３に示すように、吸着コレット１２で吸着し、支持テ
ーブル１３上で位置決めされた配線基板５上に配置す
る。吸着コレット１２及び支持テーブル１３は加熱手段
が設けられ、半導体ペレット１０及び配線基板５をそれ
ぞれ加圧することができる。この配線基板５はバンプ電
極１１と対応する位置にパッド電極８が形成され、パッ
ド電極８で囲まれる領域に液状の接着用樹脂９が塗布さ
れている。この配線基板５と半導体ペレット１０とは図
示省略するが画像認識手段によりそれぞれの位置が正確
に認識され吸着コレット１２又は支持テーブル１３が移
動制御され、互いに近接してパッド電極８とバンプ電極
１１とが重合される。そして、図４に示すようにバンプ
電極１１の先端がパッド電極８に衝合した時、配線基板
５上に供給された接着用樹脂９が半導体ペレット１０に
押されて図示点線状態から実線状態に押し拡げられる
が、拡がった樹脂９がバンプ電極１１とパッド電極８の
衝合部間に入り込まないように樹脂の量が設定される。
この状態から、半導体ペレット１０を加圧すると、バン
プ電極１１の径小部１１ｂがその周壁を外部に膨出させ
対向間隔が狭められる。これにより半導体ペレット１０
は配線基板５に近接し、接着用樹脂９が押し拡げられ、
各電極８、１１の重合部を横切って、ペレット１０の外
周まで食み出す。この状態で一定時間保持して接着用樹
脂９を硬化させ図１に示す半導体装置が得られる。バン
プ電極１１は製造のばらつきにより±５μｍ程度の凹凸
を生じるが、突出した小径部を加圧して圧縮し、窪んだ
小径部の先端をパッド電極８に衝合させ全てのバンプ電
極１１をパッド電極８に接触させることができ、その
後、各電極８、１１の衝合部に接着用樹脂９を流入させ
ることができるため、バンプ電極１１とパッド電極８を
確実に電気的接続することが出来る。具体的に、半導体
ペレット１０の外形寸法を１５ｍｍとし、樹脂の半導体
ペレット外周からの食み出し長さを０．５ｍｍとする
と、樹脂の最大広がり径は１６ｍｍとなる。またバンプ
電極１１の先端とパッド電極８とを衝合させた時の半導
体ペレット１０と配線基板５の対向間隔を１０５μｍ
（バンプ電極１１の径大部高さ２５μｍ、径小部高さ５
０μｍ、パッド電極８の厚み３０μｍ）とし、半導体ペ
レット１０の加圧が完了した時の半導体ペレット１０と
配線基板５の対向間隔を５５μｍ（パッド電極小径部の
圧縮後の高さ５μｍ、パンプ電極１１のパッド電極８へ
の沈み込み量５μｍ）とする。また計算を簡略化するた
めに各電極の全体積を無視し、接着用樹脂９は矩形状に
供給されその形状を保って拡大し、半導体ペレットから
食み出した部分の側断面形状も実際には概略三角形状で
あるが矩形状であるものとする。最大広がり状態での接
着用樹脂９の量は（１６＾２＊０．０５５）より約１
４．１立方ｍｍで、配線基板５上に供給される接着用樹
脂９の必要量が決定される。一方、配線基板５上のパッ
ド電極８で囲まれる領域内で、一辺の長さをＲ、厚さを
Ｈとすれば、（Ｒ＾２＊Ｈ）＝１４．１となる。バンプ
電極１１とパッド電極８を衝合させた時に接着用樹脂９
が半導体ペレット１０の下面に付着するように設定する
には、厚さＨ＝０．１０５ｍｍとし長さＲが約１１．６
ｍｍとなる。従って、長さＲを１１．６ｍｍより小さく
設定すれば、バンプ電極１１がパッド電極８に接触する
前に接着用樹脂９が半導体ペレット１０に付着して押し
広げられ、逆に長さＲを１１．６ｍｍより大きく設定す
れば、バンプ電極１１が圧縮される途中から接着用樹脂
９が半導体ペレット１０に接着する。接着用樹脂９はス
クリーン印刷法やシリンジを用いて滴下供給する方法が
あるが、押し広げられる間に空気を巻き込まないように
するには、接着用樹脂９を凸湾曲させて接触界面から空
気を追い出すようにすることが望ましい。上記数値例で
は、（Ｒ＾２＊Ｈ）＝１４．１の関係が成立するから、
バンプ電極１１をペレット外周から１ｍｍの位置に形成
すると、Ｒ＝１３ｍｍとなり、厚さＨは０．０８３ｍｍ
（８３μｍ）となる。従って、バンプ電極１１の径小部
１１ｂが約４４％圧縮された時点で接着用樹脂９がバン
プ電極位置に到達しするが、この時には圧縮された小径
部１１ｂは膨出して直径が約３３μｍに拡大し、パッド
電極８との電気的接続が確実に行われる。接着用樹脂９
がパッド電極８上を横切ると、パッド電極８は樹脂９で
覆われるが、バンプ電極１１は圧縮されて膨出するた
め、パンプ電極１１先端の膨出部は樹脂９を押し除けて
パッド電極８と接続し、樹脂が被覆した後も接続部を拡
大することが出来る。このように、図２乃至図４に示す
製造方法により製造された図１半導体装置はバンプ電極
１１とパッド電極８の重合部に接着用樹脂９の巻き込み
がなく、電気的接続を確実に出来る。またこの半導体装
置を動作させることにより半導体ペレット１が発熱して
半導体ペレット１０と配線基板５の間に熱膨張率の差に
よる応力を生じても、電極高さが十分であるため電極
８、１１全体が変形して応力を吸収でき、電極間に樹脂
の薄膜が介在しないため電極の剥離も防止できる。また
接着用樹脂９は半導体ペレット１０の供給に先立って配
線基板５に供給することが出来、半導体ペレットと配線
基板との間に気泡を巻き込まないように供給で出来るた
め、脱泡などの補助作業も不要で、大掛かりな設備が不
要で比較的簡単な作業で製造できる。尚、上記実施例で
は、バンプ電極１１として径大部と径小部とを金属ボー
ルを形成した金属ワイヤにより形成したもので説明した
が、金属めっきにより径大基部を形成し、この径大基部
に金属ボールを圧着して径小部を形成した異径バンプ電
極でもよい。また接着用樹脂９の量は半導体ペレット１
０の配線基板５と対向する面を完全に被覆しペレット外
周から食み出すだけの量を供給すればよく、樹脂被覆領
域に凸壁や凹溝を形成することにより、接着用樹脂の供
給量を調整出来る。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体ペ
レットと配線基板の接続を確実に出来、動作時の温度上
昇、停止時の温度低下による熱膨張収縮によっても電気
的接続が損なわれず、接着用樹脂に空気の巻き込みのな
い半導体装置とその製造方法を提供できる。
レットと配線基板の接続を確実に出来、動作時の温度上
昇、停止時の温度低下による熱膨張収縮によっても電気
的接続が損なわれず、接着用樹脂に空気の巻き込みのな
い半導体装置とその製造方法を提供できる。
【図１】 本発明の実施例を示す半導体装置の側断面図
【図２】 図１半導体装置用半導体ペレットの側断面図
【図３】 図１半導体装置の製造方法を説明する側断面
図
図
【図４】 図１半導体装置の製造方法を説明する側断面
図
図
【図５】 半導体装置の一例を示す側断面図
【図６】 図５半導体装置の製造方法を説明する側断面
図
図
２ 半導体基板 ５ 配線基板 ６ 絶縁基板 ８ パッド電極 ９ 接着用樹脂 １０ 半導体ペレット １１ａ 径大部（基部） １１ｂ 径小部（先端側） １１ 異径バンプ電極
Claims (5)
- 【請求項１】半導体基板上の所定位置に基部が径大で先
端側が径小の異径バンプ電極を形成した半導体ペレット
と、絶縁基板上に半導体ペレットのバンプ電極と対応し
てパッド電極を形成しこのパッド電極で囲まれる領域に
接着用樹脂を供給した配線基板とを、バンプ電極の先端
とパッド電極とを衝合させて対向させ、バンプ電極の径
小部を圧潰して膨出させかつ接着用樹脂を半導体ペレッ
トの外周まではみ出させて半導体ペレットと配線基板と
を接着したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】半導体ペレットのバンプ電極が、金属ワイ
ヤの先端に形成した溶融金属ボールを圧着して形成され
た径大部と金属ワイヤの切断残り部分からなる径小部と
からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。 - 【請求項３】半導体ペレットのバンプ電極が、金属めっ
きにより形成された径大部と金属ワイヤの先端に形成し
た溶融金属ボールを圧着して形成した径小部とからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項４】半導体基板上の所定位置に基部が径大で先
端側が径小の異径バンプ電極を形成した半導体ペレット
と、絶縁基板上に半導体ペレットのバンプ電極と対応し
てパッド電極を形成しこのパッド電極で囲まれる領域に
接着用樹脂を供給した配線基板とを、バンプ電極の先端
とパッド電極とを衝合させて対向させ、バンプ電極の径
小部を圧潰して膨出させつつ押し拡げられて流動する接
着用樹脂を半導体ペレットの外周まではみ出させ、各電
極を圧接するとともに半導体ペレットと配線基板とを接
着することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】バンプ電極の先端をパッド電極に当接させ
た時に、 半導体ペレットと配線基板の間で押し拡げられた接着用
樹脂が各電極間に進入しないように、配線基板上に供給
する接着用樹脂の量を設定したことを特徴とする請求項
４に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17337497A JP3252759B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17337497A JP3252759B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126506A JPH1126506A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3252759B2 true JP3252759B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=15959215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17337497A Expired - Lifetime JP3252759B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252759B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3919926A1 (de) * | 1989-06-19 | 1990-12-20 | Vdo Schindling | Verfahren zum bestimmen der absoluten position eines zeigers in einer anzeigeeinrichtung und anzeigeeinrichtung |
| JP3405288B2 (ja) * | 1999-11-01 | 2003-05-12 | ソニーケミカル株式会社 | 異方性導電接続体、製造方法およびペースト状接続材料 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17337497A patent/JP3252759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1126506A (ja) | 1999-01-29 |
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