JP4279224B2 - Chip size package - Google Patents
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Description
本発明は、LSIのパッケージに係り、特に、LSIチップと略同じ大きさのチップサイズパッケージに関するものである。 The present invention relates to an LSI package, and more particularly to a chip size package that is approximately the same size as an LSI chip.
従来、このような分野の技術としては、例えば、非特許文献1,2に記載されるようなものがあった。 Conventionally, as a technique in such a field, for example, there are those described in Non-Patent Documents 1 and 2.
従来、この種のパッケージは、μ−BGA、チップサイズパッケージ、CSP等種々の名前で呼ばれ、また色々なタイプのチップサイズパッケージが開発されている。 Conventionally, this type of package is called by various names such as μ-BGA, chip size package, and CSP, and various types of chip size packages have been developed.
図8はかかる従来のチップサイズパッケージの一部破断斜視図である。 FIG. 8 is a partially broken perspective view of such a conventional chip size package.
この図に示すように、LSIチップ1に半田を蒸着し銅バンプを形成後、モールド樹脂2により樹脂封止し、外部端子用の半田バンプ3をつける。なお、4は配線パターン、5は電極パッドである。結果として、略LSIチップと同じ大きさのパッケージを得ることができる。 As shown in this figure, solder is vapor-deposited on the LSI chip 1 to form copper bumps, which are then sealed with a mold resin 2 to attach solder bumps 3 for external terminals. In addition, 4 is a wiring pattern and 5 is an electrode pad. As a result, a package having the same size as that of the LSI chip can be obtained.
また、図9は従来のチップサイズパッケージのうちテープキャリア方式を示すす断面図である。 FIG. 9 is a sectional view showing a tape carrier system in a conventional chip size package.
この図において、LSIチップの表面には弾性のある接着剤6をコートし、LSIの各パッドにはフレキシブル配線7を接続し、且つこのフレキシブル配線7には半田バンプ9が形成されている。この半田バンプ9の周囲には、ポリイミドフィルム8等が形成され、前記した弾性のある接着剤6でこのLSIチップに固定されている。10は保護枠である。結果として、略LSIチップと同じ大きさのパッケージを得ることができる。
In this figure, an
すなわち、このパッケージでは、LSIチップをバンプを有するポリイミド配線基板に実装し、次に、これを目的の配線基板に実装する形態をとっていた。 That is, in this package, an LSI chip is mounted on a polyimide wiring board having bumps, and then mounted on a target wiring board.
他の形態のパッケージにおいても、配線が施されたLSIチップを、配線基板に実装するようにしている。
しかしながら、上記したように、従来のチップサイズパッケージでは、LSIをウエハから切り出した後、各々のチップサイズパッケージを作製することになるので、専用の金型を必要とし、低価格化の障害となっていた。 However, as described above, in the conventional chip size package, after the LSI is cut out from the wafer, each chip size package is manufactured. Therefore, a dedicated die is required, which is an obstacle to cost reduction. It was.
また、従来のチップサイズパッケージでは、LSIを配線基板に実装するのに2回実装することとなるため、工程数が多くなり、結果として高価格になる。 Further, in the conventional chip size package, since the LSI is mounted twice for mounting on the wiring board, the number of processes increases, resulting in high cost.
更に、LSIをウエハから切り出した後、各々のチップサイズパッケージを作製することとなるので、その作製が煩雑であり、製造の信頼性上も問題である。 Furthermore, since each chip size package is manufactured after the LSI is cut out from the wafer, the manufacturing is complicated and the manufacturing reliability is also a problem.
また、従来エポキシ樹脂のモールドに関してはモールドに離型剤が添加されていた。これは金型と樹脂との接着を防ぐ目的のものであるが、LSI及びその周辺の金属との接着力も弱くなり、信頼性低下につながった。 Conventional epoxy resin molds have been added with a mold release agent. This is for the purpose of preventing the adhesion between the mold and the resin, but the adhesive strength between the LSI and the surrounding metal is weakened, leading to a decrease in reliability.
更に、今までにもLSIにバンプを直接作製し、これをフェースダウン方式で基板に実装する方法は提案され、実用化している。しかし、この方法ではLSIの保護が全くなされておらず、機械的にも弱いものであった。 Furthermore, a method for producing bumps directly on an LSI and mounting them on a substrate by a face-down method has been proposed and put into practical use. However, this method does not protect the LSI at all and is mechanically weak.
本発明は、上記問題点を除去し、パッケージは小さいままで、強度的にも、耐湿性を向上し、LSIの保護が十分なチップサイズパッケージを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a chip size package that eliminates the above-mentioned problems, improves the moisture resistance in terms of strength while maintaining a small package, and sufficiently protects an LSI.
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕チップサイズパッケージにおいて、表面に複数の電極が形成された半導体チップと、前記電極上に形成されたスタッド方式を用いて形成されたバンプと、前記半導体チップの表面上に、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプの上面を露出するように設けられた樹脂と、この樹脂上に設けられた、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプと電気的に接続する配線と、前記配線上に形成され、かつ対応する前記電極よりも前記半導体チップの中央側に設けられている半田ボールと、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] In a chip size package, a semiconductor chip having a plurality of electrodes formed on a surface thereof, a bump formed by using a stud system formed on the electrode, and the stud system on the surface of the semiconductor chip a resin provided so as to expose the top surface of the bump formed using a this provided on the resin, wiring electrically connecting said bump formed using the stud system, the And a solder ball provided on the center side of the semiconductor chip with respect to the corresponding electrode .
〔2〕上記〔1〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記半導体チップの裏面は露出していることを特徴とする。 [ 2 ] In the chip size package described in [ 1 ], the back surface of the semiconductor chip is exposed.
〔3〕上記〔1〕又は〔2〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記バンプの材質は金であることを特徴とする。 [ 3 ] The chip size package according to [1] or [2] , wherein the bump is made of gold.
〔4〕上記〔1〕又は〔2〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記バンプの材質は銅であることを特徴とする。 [ 4 ] The chip size package according to [1] or [2] , wherein the bump is made of copper.
〔5〕上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のチップサイズパッケージにおいて、前記バンプの高さは30μm〜60μmであることを特徴とする。 [ 5 ] The chip size package according to any one of [1] to [ 4 ], wherein the bump has a height of 30 μm to 60 μm.
〔6〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のチップサイズパッケージにおいて、前記半導体チップの表面と前記樹脂との間には保護膜が設けられていることを特徴とする。 [ 6 ] The chip size package according to any one of [1] to [ 5 ], wherein a protective film is provided between the surface of the semiconductor chip and the resin.
〔7〕上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のチップサイズパッケージにおいて、前記バンプの先端はくびれた形状となっていることを特徴とする。 [ 7 ] In the chip size package described in any one of [1] to [ 6 ], the tip of the bump has a constricted shape.
〔8〕上記〔1〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記半導体チップの側面は露出していることを特徴とする。 [ 8 ] In the chip size package described in [1], the side surface of the semiconductor chip is exposed.
〔9〕上記〔1〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記配線を覆う半田レジストが形成されていることを特徴とする。 [ 9 ] The chip size package according to [1], wherein a solder resist covering the wiring is formed.
〔10〕チップサイズパッケージにおいて、表面に複数の電極が形成された半導体チップと、一端と、この一端よりも幅の狭い他端とを有し、前記一端が前記電極上に接続されたスタッド方式を用いて形成された金バンプと、前記他端に接続された配線であって、対応する前記電極から前記半導体チップの中央側に延在する前記配線と、前記半導体チップの前記表面と前記配線との間に形成されている樹脂と、を含むことを特徴とする。 In [10] a chip size package, a semiconductor chip having a plurality of electrodes are formed on the surface, one end, and a narrow second end width than the one end, a stud system wherein one end is connected on the electrode A gold bump formed using the wiring, a wiring connected to the other end, the wiring extending from the corresponding electrode to the center side of the semiconductor chip, the surface of the semiconductor chip, and the wiring And a resin formed between the two.
〔11〕上記〔10〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記半導体チップの側面は露出していることを特徴とする。 [ 11 ] In the chip size package described in [ 10 ], the side surface of the semiconductor chip is exposed.
〔12〕上記〔10〕記載のチップサイズパッケージにおいて、前記配線を覆う半田レジストが形成されていることを特徴とする。 [ 12 ] The chip size package according to [ 10 ], wherein a solder resist covering the wiring is formed.
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。 According to the present invention, the following effects can be achieved.
(1)LSIチップと同じ面積のチップサイズパッケージを得ることができる。 (1) A chip size package having the same area as the LSI chip can be obtained.
また、樹脂をチップ表面に被着しているので、いわゆる樹脂モールドとほぼ同じ信頼性を保証できる。 Further, since the resin is applied to the chip surface, almost the same reliability as a so-called resin mold can be guaranteed.
すなわち、パッケージは小さいままで、強度的にも、耐湿性等においても、いわゆるモールドパッケージと同等の信頼性を確保することができる。 That is, the package remains small, and the reliability equivalent to that of a so-called mold package can be ensured in terms of strength and moisture resistance.
(2)上記(1)の効果に加え、LSIの表面の強度と接続の信頼性を高めることができる。 (2) In addition to the effect (1), the strength of the surface of the LSI and the reliability of connection can be improved.
(3)上記(1)の効果に加え、LSIのパッド電極と半田ボールとの位置を任意に変更でき、接続の自由度を高めることができる。 (3) In addition to the effect of (1), the positions of the LSI pad electrode and the solder ball can be arbitrarily changed, and the degree of freedom of connection can be increased.
(4)パッケージ化の作業を全てウエハ単位で行えるため、工数が少なくなり、低価格化を実現できる。 (4) Since all the packaging operations can be performed in units of wafers, man-hours can be reduced and the cost can be reduced.
このように、ウエハのカッティングを最後に行うので、各パッケージ当たりの工数が少なくなり、低価格化を実現できる。 In this way, since the wafer is cut last, the number of steps per package is reduced, and the cost can be reduced.
(5)上記(4)の効果に加え、LSIをウエハから切り出す前に、そのウエハ全面に補強板を接着するようにしたので、LSIを機械的に補強することができ、確実にウエハから切り出しを行うことができる。 (5) In addition to the effect of (4) above, since the reinforcing plate is bonded to the entire surface of the wafer before the LSI is cut out from the wafer, the LSI can be mechanically reinforced and reliably cut out from the wafer. It can be performed.
(6)金型を用いないので、エポキシ樹脂に離型剤を添加する必要はない。また、樹脂との接着を促進するシランカップリング剤等を有効に用いることができた。 (6) Since no mold is used, it is not necessary to add a release agent to the epoxy resin. Moreover, the silane coupling agent etc. which accelerate | stimulate adhesion | attachment with resin were able to be used effectively.
(7)上記(6)と同様な効果を奏するチップサイズパッケージを製造することができる。 (7) A chip size package having the same effect as the above (6) can be manufactured.
本発明のチップサイズパッケージは、表面に複数の電極が形成された半導体チップと、前記電極上に形成されたスタッド方式を用いて形成されたバンプと、前記半導体チップの表面上に、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプの上面を露出するように設けられた樹脂と、この樹脂上に設けられた、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプと電気的に接続する配線と、前記配線上に形成され、かつ対応する前記電極よりも前記半導体チップの中央側に設けられている半田ボールと、を含む。よって、パッケージは小さいままで、強度的にも、耐湿性を向上し、LSIの保護が十分なチップサイズパッケージを提供することができる。 The chip size package of the present invention includes a semiconductor chip having a plurality of electrodes formed on a surface thereof, a bump formed using a stud system formed on the electrodes, and the stud system on the surface of the semiconductor chip. a resin provided so as to expose the top surface of the bump formed using a this provided on the resin, wiring electrically connecting said bump formed using the stud system, the A solder ball formed on the wiring and provided closer to the center of the semiconductor chip than the corresponding electrode . Therefore, it is possible to provide a chip size package that has a small package size, improved moisture resistance and sufficient LSI protection.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例を示すウエハの平面図、図2は図1のA−A′線における半導体チップの製造工程断面図である。 FIG. 1 is a plan view of a wafer showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor chip manufacturing process taken along the line AA 'of FIG.
図1においては、1枚のウエハが示されており、前処理を終了し、更に各LSIの電極にバンプを形成した状態を示している。 In FIG. 1, one wafer is shown, showing a state in which the pre-processing is finished and bumps are formed on the electrodes of each LSI.
この図において、101,102,103,104…は各LSIであり、実線C1,C3,C5,C2,C4,C6,C8に沿ってウエハから切り取られる。
In this figure,
201,202,203,204,205,206,207,208は各LSIにおける電極であり、通常は1μm厚のアルミニウムが用いられる。301,302,303,…,308,…はバンプであり、この実施例では、いわゆるスタッド方式(ワイヤボンディングの技術を用い、ボンディング時のボールをバンプとする)を用いた。 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 are electrodes in each LSI, and aluminum of 1 μm thickness is usually used. 301, 302, 303,..., 308,... Are bumps. In this embodiment, a so-called stud method (wire bonding technique is used, and balls during bonding are used as bumps) is used.
また、電極201,202,203,204,205,207,208は、各々1辺が50〜100μmの長方形または正方形の形状をなしており、バンプ301,302,303…は通常各々最大直径が30〜60μmで高さもほぼ同じ値である。
The
以下、図1に示されるLSI104のA−A′線に沿ったウエハサイズチップの製造方法について図2を参照しながら説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a wafer size chip along the line AA ′ of the
(1)まず、図2(a)に示すように、100はLSI104を保護するためのPSG膜(酸化膜)であり、電極204,205上のバンプ304,305はワイヤボンディング技術で作製されるので先端がくびれた形状になっている。次工程前に1バンプ当たり6〜10gの加重をかけ、各バンプ204,205の高さを揃え、また各バンプ204,205の先端の表面を平坦にしておくと都合がよい。
(1) First, as shown in FIG. 2A,
バンプ204,205の材質としては金、または銅が望ましい。両者とも、通常の技術で作製することができる。特に、金のスタッド方式のバンプに関しては、製造装置も販売され、LSIの前工程を変更することなく作製することができる。
The material of the
また、銅バンプに関してはボンディング時、Arに水素を添加したガス雰囲気が必要であり、またボンディング圧力も若干大きめなため、LSIのアルミ電極 の厚さを2μm程度と通常より厚くする必要が生じたが、条件を最適化することにより良好な銅のスタッド方式のバンプを得ることが可能である。 In addition, for copper bumps, a gas atmosphere in which hydrogen is added to Ar is required during bonding, and the bonding pressure is slightly higher, so the thickness of the LSI aluminum electrode needs to be about 2 μm thicker than usual. However, it is possible to obtain a good copper stud bump by optimizing the conditions.
最近、錫−鉛を主成分にした半田ワイヤをボンディングして、半田のバンプをLSIのアルミ電極に形成する技術も実用化されている。この技術を用いると容易に半田バンプ304,305を形成することができ、更に続行する工程も容易になる。 Recently, a technique for bonding a solder wire mainly composed of tin-lead to form a solder bump on an aluminum electrode of an LSI has been put into practical use. If this technique is used, the solder bumps 304 and 305 can be easily formed, and the process to continue further becomes easier.
(2)全てのアルミ電極204,205にバンプ304,305を形成、加圧後、図2(b)に示すように、ウエハ全面にエポキシ樹脂200を被着し、ホットプレスにより押圧、加熱しつつ硬化させる。プレスによる圧力は、15〜20kg重/cm2 、温度は80〜100℃、硬化時間にほぼ1時間を要した。この押圧工程により、バンプ301,302,303,304,305…の平らな突起上面がエポキシ樹脂200の表面に露出する。樹脂はエコボンド(エマーソンアンドカミング社製の商品名)のように硬化前後における体積変化率の低いものを用いた。樹脂や押圧条件により、バンプ304,305の平らな突起上面にエポキシ樹脂200が薄く残存する場合がある。この時は表面をサンドペーパー、またはサンドブラスト等で若干研磨することで露出させることができた。
(2) After forming and
(3)次に、通常の工程により、図2(c)に示すように、バンプ304,305の平らな突起上面に半田ボール604,605を設置する。エポキシ樹脂200上に半田レジストが存在してもよい。これらの工程はウエハ全域にわたって行われる。半田ボール604,605を設置後、図1の実線C1,C3,C5,C2,C4,C6,C8に沿ってウエハをカッティングする。
(3) Next, as shown in FIG. 2C,
上記のようにして、カッティングを行ったチップサイズパッケージを以下に示す。 The chip size package that has been cut as described above is shown below.
図3は本発明の第1実施例を示すチップサイズパッケージの斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view of a chip size package showing the first embodiment of the present invention.
この図において、601,602,603,604,605,…は半田ボールである。また、この図の点線で示した50は、このチップサイズパッケージを補強するための補強板である。このチップサイズパッケージは、表面にエポキシ樹脂をコーティングしているので十分な強度を持つが、使用する前においては、更なる強度を必要とする場合がある。ウエハカッティング前、補強板50を貼り付けることにより、極少ない工程数で、補強板付きチップサイズパッケージを得ることができる。
In this figure, 601, 602, 603, 604, 605,... Are solder balls.
この様な構造になっているから、LSIチップと同じ面積のチップサイズパッケージを得ることができる。 Because of such a structure, a chip size package having the same area as the LSI chip can be obtained.
本発明によれば、この半導体パッケージは小さいままで、強度的にも、耐湿性等においてもいわゆるモールドパッケージと同等の信頼性を持つものである。 According to the present invention, this semiconductor package remains small and has the same reliability as a so-called mold package in terms of strength, moisture resistance and the like.
次に、本発明の第2実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図4は本発明の第2実施例を示すウエハのチップとなる部分の平面図、図5はそのウエハのチップの断面図(図4のB−B′線断面図)、図6は本発明の第2実施例を示すチップサイズパッケージの斜視図である。なお、第1実施例と同じ部分については、同じ符号を付してそれらの説明は省略する。 FIG. 4 is a plan view of a portion to be a chip of a wafer according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the chip of the wafer (cross-sectional view along the line BB 'in FIG. 4), and FIG. It is a perspective view of the chip size package which shows 2nd Example of this. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and their description is omitted.
これらの図において、401,402,403,404,405,407,…はエポキシ樹脂200上に形成された配線金属であり、特に、配線金属402,404,405,407は、半田ボール602,604,605,…の位置をアルミ電極202,204,205,207の真上の位置から移動させるためのものである。この配線金属401,402,403,404,405,407,…を形成する工程は、例えばアルミニウム蒸着、ホトリソ、エッチング工程で行えばよく、なんら新しい技術は使用しない。また、メッキ技術によって形成してもよい。半田ボール601,602,603,604,605,…を設置するため半田レジスト500を形成する。
In these drawings, 401, 402, 403, 404, 405, 407,... Are wiring metals formed on the
この実施例では、第1実施例のように、接続用の半田ボールをLSIのアルミ電極の真上に形成するのではなく、平面的に離れた場所に形成する。 In this embodiment, as in the first embodiment, the solder balls for connection are not formed directly above the aluminum electrodes of the LSI, but are formed in locations separated in a plane.
すなわち、図5に示すように、まず、第1実施例のように、LSI104の各アルミ電極204,205上に、スタッドバンプ304,305をたて、次に、エポキシ樹脂200を被着、押圧、加熱して、加工後、このエポキシ樹脂200の表面に配線金属404,405を形成し、更に半田レジスト500を塗布後、半田ボール604,605を設置する。
That is, as shown in FIG. 5, first, as in the first embodiment, the stud bumps 304 and 305 are formed on the
最後にウエハをカッティングしてLSIを切り出す。 Finally, the wafer is cut to cut out the LSI.
このように、半田ボール形成後、一枚のウエハをカッティングした一個のLSIに相当する部分を拡大すると、図6のようになる。 As described above, after forming the solder balls, a portion corresponding to one LSI obtained by cutting one wafer is enlarged as shown in FIG.
この実施例では、バンプ形成後、半田ボール移動のための配線金属の形成を行った。エポキシ樹脂形成前に半田ボール移動のための配線金属の形成を行うことも可能である。 In this embodiment, after forming the bumps, a wiring metal for moving the solder balls was formed. It is also possible to form a wiring metal for moving the solder balls before forming the epoxy resin.
図7はかかる本発明の第3実施例を示す配線金属の形成を先に行った場合のチップサイズパッケージの要部断面図である。図5と同じ部分については、同じ符号を付してそれらの説明は省略する。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of a chip size package when the formation of the wiring metal according to the third embodiment of the present invention is performed first. The same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この図において、704,705は半田ボール604,605の位置を移動するための配線金属、804,805はバンプである。
In this figure, 704 and 705 are wiring metals for moving the positions of the
上記実施例によれば、接続用の半田ボール604,605が所望の場所にあるチップサイズパッケージを容易に得ることが可能である。
According to the above embodiment, it is possible to easily obtain a chip size package in which the
特に、第1実施例と同様に、ウエハのカッティングを最後に行うようにしたので、各パッケージ当たりの工数が少なくなり、低価格化を実現できる。また、エポキシ樹脂のLSIへの接着力も十分なものが得られる。 In particular, as in the first embodiment, since the wafer is cut last, the number of steps per package is reduced, and the cost can be reduced. In addition, the adhesive strength of the epoxy resin to the LSI can be obtained.
第1実施例、第2実施例共にバンプはスタッドバンプとして説明した。しかし通常のメッキによるバンプを用いても、十分に本発明を実施することが可能である。 In both the first and second embodiments, the bump is described as a stud bump. However, the present invention can be sufficiently carried out even if bumps by normal plating are used.
また、第1実施例、第2実施例はバンプ形成後、樹脂封止する工程を用いている。しかし、樹脂を全面に被着後、この樹脂を部分的に必要箇所に応じてホトリソ技術等で除去し、除去箇所に無電解メッキなどでバンプを形成する手法も有効である。 In the first and second embodiments, a step of resin sealing after bump formation is used. However, after depositing the resin on the entire surface, it is also effective to remove the resin partly by a photolithography technique or the like according to a necessary part and to form a bump at the removed part by electroless plating or the like.
図10〜図12は本発明の第4実施例を示す図であり、図10は本発明の第4実施例を示すチップサイズパッケージの製造工程断面図(図11のC−C′線断面図)、図11はそのチップサイズパッケージの平面図、図12はそのチップサイズパッケージの斜視図である。 10 to 12 are views showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a sectional view of a manufacturing process of a chip size package showing the fourth embodiment of the present invention (cross-sectional view taken along the line CC 'in FIG. 11). 11 is a plan view of the chip size package, and FIG. 12 is a perspective view of the chip size package.
第1実施例と同じ部分については同じ符号を付してそれらの説明は省略する。 The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
以下、そのチップサイズパッケージの製造方法を図10を用いて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the chip size package will be described with reference to FIG.
(1)まず、図10(a)に示すように、LSI104を保護するためのPSG膜(酸化膜)100が形成される。アルミ電極204,205に接続されるバンプ304,305はワイヤボンディング技術で作製されるので先端がくびれた形状になっている。
(1) First, as shown in FIG. 10A, a PSG film (oxide film) 100 for protecting the
バンプの材質としては金、または銅が望ましい。両者とも、通常の技術で作製することができる。特に、金のスタッド方式のバンプに関しては、製造装置も販売され、LSIの前工程を変更することなく作製することができる。 The bump material is preferably gold or copper. Both can be made by conventional techniques. In particular, with respect to gold stud bumps, a manufacturing apparatus is also sold and can be manufactured without changing the previous process of LSI.
また、銅バンプに関してはボンディング時Arに水素を添加したガス雰囲気が必要であり、またボンディング圧力も若干大きめなため、LSIのアルミ電極の厚さを2μm程度と通常より厚くする必要が生じたが、条件を最適化することにより、良好な銅のスタッド方式のアルミニウムを得ることが可能である。 In addition, for the copper bump, a gas atmosphere in which hydrogen is added to Ar is required for bonding, and the bonding pressure is slightly higher, so the thickness of the aluminum electrode of the LSI needs to be about 2 μm thicker than usual. By optimizing the conditions, it is possible to obtain good copper stud type aluminum.
最近、錫−鉛を主成分にした半田ワイヤをボンディングして半田のバンプをLSIのアルミ電極に形成する技術も実用化されている。この技術を用いると容易に半田バンプ304,305を形成することができ、更に続行する工程も容易になる。 Recently, a technique for bonding a solder wire mainly composed of tin-lead to form a solder bump on an LSI aluminum electrode has been put into practical use. If this technique is used, the solder bumps 304 and 305 can be easily formed, and the process to continue further becomes easier.
(2)次に、図10(b)に示すように、全てのLSI104のアルミ電極204,205にバンプ304,305を形成し、加圧による先端平坦化後、このウエハ全面に銅箔1400(例えば、15μmの厚さ)を鑞付けする。この銅箔1400表面に、予め錫あるいは半田等を1μm程度の厚さにメッキしておき、このメッキ膜(図示なし)とバンプ304,305とを低温鑞付けする。
(2) Next, as shown in FIG. 10B,
次に、この銅箔1400とPSG膜100間にエポキシ樹脂1200を注入、加熱硬化させる。樹脂は、エコボンド(エマーソンアンドカミング社製の商品名)のように、硬化前後における体積変化率の低いものを用いた。LSI104と銅箔1400間の距離は40μm前後であるから、毛細管現象により効率よく、また、確実に樹脂1200を充填でき、また、LSI104表面、銅箔1400面との接着性も極めて良好であった。なお、バンプ材料が半田である場合は、銅箔に予め錫、半田等をメッキしなくても容易にバンプと銅箔を接続できる。
Next, an
(3)次いで、図10(c)に示すように、銅箔1400をエッチング加工し、所望の配線金属1404,1405をエポキシ樹脂1200上に形成した。銅箔1400のエッチング加工は、例えば、感光性のドライフィルムを銅箔1400にコーティング後、マスクを用いて露光、現像等の処理を行った後、塩化第二鉄の溶液による銅の選択エッチングにより行った。
(3) Next, as shown in FIG. 10C, the
(4)次に、配線金属1404,1405を形成後、半田ボール604,605を設置するため半田レジスト1500を塗布し、その後、半田ボール604,605を所定の場所に設置する。
(4) Next, after forming the
このようにして得られたチップサイズパッケージの平面を図11に示す。 FIG. 11 shows a plan view of the chip size package thus obtained.
この図において、1401,1402,1403,1404,1405…は樹脂1200上に形成された銅箔からなる配線金属であり、601,602,603,604,605,…は半田ボールである。
In this figure,
LSIのアルミ電極201,203,206,208についてはその真上に外部回路との接続点(半田ボール601,603,…)を設置するようにしてある。アルミ電極202,204,205,207については、バンプ302,304,305,307上に形成された配線金属1402,1404,1405,…を通して、外部回路との接続点(半田ボール602,604,605,…)を移動できるよう設計されている。
Connection points (
半田ボール601,602,603、604,605,…の設置後、図1のように、点線C1,C3,C5,C2,C4,C6,C8に沿ってウエハをカッティングする。カッティング後のLSI104が図12に示されている。
After installing the
図12に示した700は、このチップサイズパッケージを補強するための補強板である。このチップサイズパッケージは表面にエポキシ樹脂をコーティングしているので十分な強度を持つが、使用する前においては、さらなる強度を必要とする場合がある。ウエハカッティング前、補強板700を貼り付けることにより、極少ない工程で、補強板700付きチップサイズパッケージを得ることが可能である。
また、エポキシ樹脂を半導体チップ表面に被着しているので、いわゆる樹脂モールドと略同じ信頼性を保証できる。 Further, since the epoxy resin is applied to the surface of the semiconductor chip, it is possible to guarantee substantially the same reliability as a so-called resin mold.
非特許文献1,2に示されているように、従来のチップサイズパッケージはLSIのダイスカッティング後、パッケージを行っていた。しかし、本発明ではパッケージ化の作業を全てウエハ単位で行えるため、工数が少なく、低価格化を実現できる。 As shown in Non-Patent Documents 1 and 2, the conventional chip size package is packaged after LSI die-cutting. However, in the present invention, since all the packaging operations can be performed in units of wafers, man-hours can be reduced and the cost can be reduced.
従来のエポキシ樹脂のモールドに関してはモールドに離型剤が添加されていた。これは金型と樹脂との接着を防ぐ目的のものであるが、LSI及びその周辺の金属との接着力も弱くなり信頼性低下につながった。 With regard to a conventional epoxy resin mold, a release agent has been added to the mold. This is for the purpose of preventing adhesion between the mold and the resin, but the adhesion force between the LSI and the surrounding metal is weakened, leading to a decrease in reliability.
しかし、本発明の技術では金型を用いないので、エポキシ樹脂に離型剤を添加する必要はない。また、樹脂との接着を促進するシランカップリング剤等を有効に用いることができる。 However, since the mold of the present invention does not use a mold, it is not necessary to add a release agent to the epoxy resin. Also, a silane coupling agent that promotes adhesion with the resin can be used effectively.
本発明のパッケージは小さいままで、強度的にも、耐湿性等においてもいわゆるモールドパッケージと同等の信頼性を持つものである。 The package of the present invention remains small and has the same reliability as a so-called mold package in terms of strength and moisture resistance.
本発明においては、バンプはスタッド方式として説明した。しかし通常のメッキによるバンプを用いることも当然可能であり、他の手法でもよい。またバンプの材料も銅、金、錫−鉛半田のみでなく、他の材料の使用も可能である。 In the present invention, the bump has been described as a stud type. However, it is naturally possible to use bumps formed by ordinary plating, and other methods may be used. In addition, the material of the bump is not limited to copper, gold, tin-lead solder, and other materials can be used.
ウエハ全面のバンプに張り付ける箔を銅箔として説明したが、これ以外に金箔、コバール板等を用いても良好なチップサイズパッケージを得ることができる。 Although the foil attached to the bumps on the entire surface of the wafer has been described as a copper foil, a good chip size package can be obtained even using a gold foil, a Kovar plate, or the like.
また、各バンプとの接続は、低温鑞付けではなく、高温圧接、超音波接続等を用いても可能である。この場合、銅箔に半田メッキ、錫メッキ等は不要である。 Further, the connection to each bump can be made not by low-temperature brazing but by using high-temperature pressure welding, ultrasonic connection, or the like. In this case, solder plating, tin plating or the like is not required on the copper foil.
銅箔のパターニングはドライフィルムを用いる手法で説明したが、レジストをコーティングする手法等の方法でも十分対応しえるものである。 Although the patterning of the copper foil has been described by the method using a dry film, a method such as a method of coating a resist can sufficiently cope with the patterning.
銅箔とLSI間にエポキシ樹脂を毛細管現象で注入したが、例えばポリイミド樹脂等、他の系統の樹脂でも対応可能である。 Epoxy resin is injected between the copper foil and the LSI by capillary action, but other types of resins such as polyimide resin can be used.
外部回路との接続は半田ボールで行うとして説明したが、接続予定場所に金属片を溶接して接続端子とすることも可能である。あるいは導電性塗料を必要箇所に塗布してもよい。 Although it has been described that the connection with the external circuit is performed by the solder ball, it is also possible to weld the metal piece to the planned connection place to form the connection terminal. Or you may apply | coat a conductive paint to a required location.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said Example, Based on the meaning of this invention, a various deformation | transformation is possible and these are not excluded from the scope of the present invention.
本発明のチップサイズパッケージは、LSIのパッケージとして利用可能である。 The chip size package of the present invention can be used as an LSI package.
50,700 補強板
100 PSG膜(酸化膜)
101,102,103,104,… LSI(半導体チップ)
200,1200 エポキシ樹脂
201,202,203,204,205,206,207,208 電極(アルミニウム)
301,302,303,304,305,306,307,308,804,805,… バンプ(スタッドバンプ)
401,402,403,404,405,406,407,…,704,705,1401,1402,1403,1404,1405 配線金属
500,1500 半田レジスト
601,602,603,604,605,… 半田ボール
1400 銅箔
50,700
101, 102, 103, 104,... LSI (semiconductor chip)
200, 1200
301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 804, 805,... Bump (Stud Bump)
401, 402, 403, 404, 405, 406, 407,..., 704, 705, 1401, 1402, 1403, 1404, 1405
Claims (12)
前記電極上に形成されたスタッド方式を用いて形成されたバンプと、
前記半導体チップの表面上に、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプの上面を露出するように設けられた樹脂と、
該樹脂上に設けられた、前記スタッド方式を用いて形成された前記バンプと電気的に接続する配線と、
前記配線上に形成され、かつ対応する前記電極よりも前記半導体チップの中央側に設けられている半田ボールと、
を含むことを特徴とするチップサイズパッケージ。 A semiconductor chip having a plurality of electrodes formed on the surface;
A bump formed using a stud method formed on the electrode;
A resin provided on the surface of the semiconductor chip so as to expose the upper surface of the bump formed using the stud method;
A wiring provided on the resin and electrically connected to the bump formed using the stud method;
A solder ball formed on the wiring and provided closer to the center of the semiconductor chip than the corresponding electrode ;
A chip size package characterized by including.
一端と、該一端よりも幅の狭い他端とを有し、前記一端が前記電極上に接続されたスタッド方式を用いて形成された金バンプと、
前記他端に接続された配線であって、対応する前記電極から前記半導体チップの中央側に延在する前記配線と、
前記半導体チップの前記表面と前記配線との間に形成されている樹脂と、
を含むことを特徴とするチップサイズパッケージ。 A semiconductor chip having a plurality of electrodes formed on the surface;
One end, and a narrow second end width than said one end, and gold bumps formed using a stud system wherein one end is connected on the electrode,
A wiring connected to the other end, the wiring extending from the corresponding electrode to the center side of the semiconductor chip; and
A resin formed between the surface of the semiconductor chip and the wiring;
A chip size package characterized by including.
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