JPH01191452A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01191452A JPH01191452A JP63014450A JP1445088A JPH01191452A JP H01191452 A JPH01191452 A JP H01191452A JP 63014450 A JP63014450 A JP 63014450A JP 1445088 A JP1445088 A JP 1445088A JP H01191452 A JPH01191452 A JP H01191452A
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- porous
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- gold
- bonding
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ワイヤレスボンディング方式による半導体装
置の信頼性向上に適用して有効な技術に関するものであ
る。
置の信頼性向上に適用して有効な技術に関するものであ
る。
ワイヤレスボンディング方式による半導体装置の代表例
であるフィルムキャリア（ＴＡＢ）の構成については、
例えば、１９８３年、マグロウヒ／ｌ／ （ＭｃＧｒａ
ｗ−Ｈｉｌｌ）社発行、ｒＶＬＳＩテクノロジーＪＰ５
６２〜Ｐ５６３に記載がある。
であるフィルムキャリア（ＴＡＢ）の構成については、
例えば、１９８３年、マグロウヒ／ｌ／ （ＭｃＧｒａ
ｗ−Ｈｉｌｌ）社発行、ｒＶＬＳＩテクノロジーＪＰ５
６２〜Ｐ５６３に記載がある。
上記文献にはフィルムキャリアの各種構成が記載されて
いるが、通常、半導体ペレット（以下、ペレットという
）の電極上に金（Ａｕ）などからなるバンプ（突起電極
）を形成し、このバンプにポリイミド樹脂／銅（Ｃｕ）
などからなる多層フィルムのインナリードをボンディン
グした後、ペレットを樹脂で封止した構成が一般的であ
る。
いるが、通常、半導体ペレット（以下、ペレットという
）の電極上に金（Ａｕ）などからなるバンプ（突起電極
）を形成し、このバンプにポリイミド樹脂／銅（Ｃｕ）
などからなる多層フィルムのインナリードをボンディン
グした後、ペレットを樹脂で封止した構成が一般的であ
る。
また、バンプにインナリードをボンディングするには、
通常、ペレットのバンプ上にインナリードを重ね合わせ
、ボンディングツールを高温で圧接することによって、
バンプとインナリードとを接合する方法が用いられてい
る。
通常、ペレットのバンプ上にインナリードを重ね合わせ
、ボンディングツールを高温で圧接することによって、
バンプとインナリードとを接合する方法が用いられてい
る。
しかしながら、上記した構成からなるフィルムキャリア
には、下記のような問題がある。
には、下記のような問題がある。
すなわち、ペレットの電極上に形成されたバンプは、金
（ΔＵ）や銅（Ｃｕ）などのような硬度の高い材料によ
って構成されているため、バンブとインナリードとを確
実に接合するためには、バンプに高い荷重を加える必要
がある。
（ΔＵ）や銅（Ｃｕ）などのような硬度の高い材料によ
って構成されているため、バンブとインナリードとを確
実に接合するためには、バンプに高い荷重を加える必要
がある。
ところが、バンプに高荷重が加わると、バンブ下の電極
が押し潰されて変形するため、電極の周囲のパッシベー
ション膜やその下層のシリコン基板に過剰の応力が加わ
り、クラッタなどの欠陥が発生するという問題が生ずる
。
が押し潰されて変形するため、電極の周囲のパッシベー
ション膜やその下層のシリコン基板に過剰の応力が加わ
り、クラッタなどの欠陥が発生するという問題が生ずる
。
本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、インナリードボンディングを行う際、
電極の周囲のパッシベーション膜やその下層のシリコン
基板にクラッタなどの欠陥が発生するのを防止すること
ができる技術を提供することにある。
り、その目的は、インナリードボンディングを行う際、
電極の周囲のパッシベーション膜やその下層のシリコン
基板にクラッタなどの欠陥が発生するのを防止すること
ができる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、インナリードがボンディングされるバンプの
少なくとも一部を多孔質状にした半導体装置である。
少なくとも一部を多孔質状にした半導体装置である。
上記した手段によれば、インナリードボンディングを行
う際にバンプに荷重が加わると、多孔質状の部分が変形
することによって応力を吸収するため、バンプ下の電極
の変形が確実に防止される。
う際にバンプに荷重が加わると、多孔質状の部分が変形
することによって応力を吸収するため、バンプ下の電極
の変形が確実に防止される。
また、多孔質形状を超微粒子により形成することにより
、インナーリードボンディング温度を下げられるためボ
ンディング時の熱ストレスによりダメージも防止される
。
、インナーリードボンディング温度を下げられるためボ
ンディング時の熱ストレスによりダメージも防止される
。
第１図は本発明の一実施例である半導体装置のペレット
を示す要部拡大断面図、第２図はバンプにインナリード
がボンディングされたペレットを示す要部拡大断面図、
第３図はこの半導体装置の要部断面図である。
を示す要部拡大断面図、第２図はバンプにインナリード
がボンディングされたペレットを示す要部拡大断面図、
第３図はこの半導体装置の要部断面図である。
本実施例の半導体装置は、第３図に示すように、モジュ
ール基板１と、このモジュール基板１に実装された半導
体ペレット２とから構成されている。
ール基板１と、このモジュール基板１に実装された半導
体ペレット２とから構成されている。
ペレット２は、その周囲がエポキシ樹脂などの封止樹脂
３によって封止され、上面には所定数のバンプ４が形成
されている。
３によって封止され、上面には所定数のバンプ４が形成
されている。
モジュール基板１の電極パッド５とバンプ４とを電気的
に接続するリード６は、銅（Ｃｕ）からなり、その一端
をなすインナリード６ａがバンプ４に接合されている。
に接続するリード６は、銅（Ｃｕ）からなり、その一端
をなすインナリード６ａがバンプ４に接合されている。
リード６の他端をなすアウタリード６ｂは、ペレット２
の側面から下方に折り曲げ形成され、その下端がモジニ
ール基板１の電極パッド５に半田付けされている。
の側面から下方に折り曲げ形成され、その下端がモジニ
ール基板１の電極パッド５に半田付けされている。
次に、上記ペレット２に形成されたバンプ４の構造を第
１図により説明する。
１図により説明する。
ペレット２の絶縁膜７の上には、アルミ（Ａ、ｅ）電極
８が形成され、その周囲には、シリコンナイトライド（
ＳＩ３Ｎ４）などからなるパッシベーーション膜９が被
着形成されている。
８が形成され、その周囲には、シリコンナイトライド（
ＳＩ３Ｎ４）などからなるパッシベーーション膜９が被
着形成されている。
ＡＩ電極８０表面には、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ
）などからなる第一のバリヤ金ＲｆｆｌｌＯａ１次いで
、パラジウム（Ｐｄ）−クロム（Ｃｒ）合金やニッケル
（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）合金などからなる第二のバリ
ヤ金属層１０ｂが順次形成され、第二のバリヤ金属層１
０ｂの表面にバンプ４が形成されている。
）などからなる第一のバリヤ金ＲｆｆｌｌＯａ１次いで
、パラジウム（Ｐｄ）−クロム（Ｃｒ）合金やニッケル
（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）合金などからなる第二のバリ
ヤ金属層１０ｂが順次形成され、第二のバリヤ金属層１
０ｂの表面にバンプ４が形成されている。
このバンプ４は、金（Ａｕ）からなり、その上部には、
同じく金（Ａｕ）からなる多孔質状バンブ４ａが一体形
成されている。
同じく金（Ａｕ）からなる多孔質状バンブ４ａが一体形
成されている。
この多孔質状バンプ４ａは、バリヤ金属層１０ｂの表面
にメツキ法によってバンプ４を形成した後、スクリーン
印刷法などによってバンプ４の上部に金ペーストを被着
し、これを１００℃程度の低温で加熱することにより得
られたものである。
にメツキ法によってバンプ４を形成した後、スクリーン
印刷法などによってバンプ４の上部に金ペーストを被着
し、これを１００℃程度の低温で加熱することにより得
られたものである。
すなわち、バンプ４の上部に被着された金ペーストを低
温で加熱すると、金ペースト中の有機溶媒が揮発すると
ともに、金の粒子が部分的に焼結し、内部に多数の微孔
を有する軟質の多孔質状バンブ４ａが形成される。
温で加熱すると、金ペースト中の有機溶媒が揮発すると
ともに、金の粒子が部分的に焼結し、内部に多数の微孔
を有する軟質の多孔質状バンブ４ａが形成される。
なお、その際、金ペースト中に含有される金粒子の粒径
が小さい程、その焼結温度が低下し、バンプ形成工程を
短縮化することができる。
が小さい程、その焼結温度が低下し、バンプ形成工程を
短縮化することができる。
次に、上記のようにして形成された多孔質状バンブ４ａ
にインナリード６ａをボンディングするには、第２図に
示すように、金（Ａｕ）やスズ（Ｓｎ）などのメツキを
施したインナリード６ａを多孔質状バンプ４ａに重ね合
わせ、５００℃程度に加熱したボンディングツール１１
を上方から押圧して荷重を加える。
にインナリード６ａをボンディングするには、第２図に
示すように、金（Ａｕ）やスズ（Ｓｎ）などのメツキを
施したインナリード６ａを多孔質状バンプ４ａに重ね合
わせ、５００℃程度に加熱したボンディングツール１１
を上方から押圧して荷重を加える。
すると、ボンディングツール１ｊからの熱によって、多
孔質状バンブ４ａを構成する金粒子の焼結反応が進行し
、インナリード６ａと多孔質状バンブ４ａとの接合が達
成される。
孔質状バンブ４ａを構成する金粒子の焼結反応が進行し
、インナリード６ａと多孔質状バンブ４ａとの接合が達
成される。
その際、軟質の多孔質状バンブ４ａが容易に変形するこ
とによって、この多孔質状バンブ４ａに加えられた応力
が吸収されるため、バンプ４やその下方のＡ、 ｌ電極
８に過剰の応力が加わることはない。
とによって、この多孔質状バンブ４ａに加えられた応力
が吸収されるため、バンプ４やその下方のＡ、 ｌ電極
８に過剰の応力が加わることはない。
また、多孔質状バンブ４ａを超微粒子により形成した場
合には、通常の粒子により形成されたパバンプより低温
で溶融するため、ボンディングツール温度を下げること
ができ、熱ストレスにより応力も減少する。
合には、通常の粒子により形成されたパバンプより低温
で溶融するため、ボンディングツール温度を下げること
ができ、熱ストレスにより応力も減少する。
従って、本実施例によれば、次のような効果が得られる
。
。
（１）、バンプ４の上部に軟質の多孔質状バンブ４ａを
一体形成したことにより、インナリード６ａをボンディ
ングする際、この多孔質バンプ４ａが変形することによ
ってボンディングツール１１から加えられた応力が吸収
されるため、Ａｊ２電極８の変形が確実に防止される。
一体形成したことにより、インナリード６ａをボンディ
ングする際、この多孔質バンプ４ａが変形することによ
ってボンディングツール１１から加えられた応力が吸収
されるため、Ａｊ２電極８の変形が確実に防止される。
また、超微粒子を用いた多孔質状バンブ４ａとすること
により、より低温でのボンディングが可能となり、イン
ナーボンディング時の熱ストレスも低減される。
により、より低温でのボンディングが可能となり、イン
ナーボンディング時の熱ストレスも低減される。
従って、Ａｌ電極８の周囲のパッシベーション膜９やそ
の下層の絶縁膜７などにクラックなどの欠陥が発生する
のを防止することができる。
の下層の絶縁膜７などにクラックなどの欠陥が発生する
のを防止することができる。
（２）、上記（１）により、インナリードボンディング
工程の歩留りが向上し、信頼性の高い半導体装置が得ら
れる。
工程の歩留りが向上し、信頼性の高い半導体装置が得ら
れる。
（３）、インナーリードボンディングが低温化できるこ
とにより、ポリイミドよりも安価なポリエステルテープ
の使用も可能となる。
とにより、ポリイミドよりも安価なポリエステルテープ
の使用も可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
例えば、バンプの上部に多孔質状バンブを一体形成する
手段に代えて、バンプ全体を多孔質状にしてもよい。
手段に代えて、バンプ全体を多孔質状にしてもよい。
また、金のバンプに代えて、銅の表面に金メツキを施し
たバンプを形成し、その一部に多孔質状バンブを一体形
成してもよい。
たバンプを形成し、その一部に多孔質状バンブを一体形
成してもよい。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。
すなわち、少なくとも一部が多孔質状になったバンプに
インナリードがボンディングされた半導体装置とするこ
とにより、インナリードボンディングを行う際にバンプ
に荷重が加えられると、バンプの多孔質状の部分が変形
することによって応力が吸収されるため、バンプ下の電
極の変形が確実に防止される。
インナリードがボンディングされた半導体装置とするこ
とにより、インナリードボンディングを行う際にバンプ
に荷重が加えられると、バンプの多孔質状の部分が変形
することによって応力が吸収されるため、バンプ下の電
極の変形が確実に防止される。
これにより、ペレットの電極周辺におけるクラックなど
の欠陥発生が防止され、半導体装置の信頼性が向上する
。
の欠陥発生が防止され、半導体装置の信頼性が向上する
。
第１図は本発明の一実施例である半導体装置のペレット
を示す要部拡大断面図、 第２図はバンプにインナリードがボンディングされたペ
レットを示す要部拡大断面図、第３図はこの半導体装置
の要部断面図である。 １・・・モジュール基板、２・・・半導体ペレット、３
・・・封止樹脂、４・・・バンプ、４ａ・・・多孔質状
バンブ、５・・・電極パッド、６・ ・ ・リード、６
ａ・ ・ ・インナリード、６ｂ・・・アウタリード、
７・・・絶縁膜、８・・・ＡＪ’Ｉ極、９・・・パッシ
ベーションＩＩＷ、１０ａ。 １０ｂ・・・バリヤ金属層、１１・・・ボンディングツ
ール。 第１図
を示す要部拡大断面図、 第２図はバンプにインナリードがボンディングされたペ
レットを示す要部拡大断面図、第３図はこの半導体装置
の要部断面図である。 １・・・モジュール基板、２・・・半導体ペレット、３
・・・封止樹脂、４・・・バンプ、４ａ・・・多孔質状
バンブ、５・・・電極パッド、６・ ・ ・リード、６
ａ・ ・ ・インナリード、６ｂ・・・アウタリード、
７・・・絶縁膜、８・・・ＡＪ’Ｉ極、９・・・パッシ
ベーションＩＩＷ、１０ａ。 １０ｂ・・・バリヤ金属層、１１・・・ボンディングツ
ール。 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットの電極上に形成されたバンプにイン
ナリードをボンディングしてなる半導体装置であって、
前記バンプの少なくとも一部を多孔質状にしたことを特
徴とする半導体装置。 ２、前記多孔質状のバンプが金ペーストの焼結体からな
ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014450A JPH01191452A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014450A JPH01191452A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01191452A true JPH01191452A (ja) | 1989-08-01 |
Family
ID=11861371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014450A Pending JPH01191452A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01191452A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302511A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-12-24 | Tanaka Holdings Kk | バンプ及び該バンプの形成方法並びに該バンプが形成された基板の実装方法 |
| WO2011114751A1 (ja) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | 古河電気工業株式会社 | 導電接続部材、及び導電接続部材の作製方法 |
| WO2014129626A1 (ja) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 古河電気工業株式会社 | 接続構造体、及び半導体装置 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63014450A patent/JPH01191452A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302511A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-12-24 | Tanaka Holdings Kk | バンプ及び該バンプの形成方法並びに該バンプが形成された基板の実装方法 |
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