JPH01217931A - フリップチップ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフリップチップに関し、特に、当該フリップチ
ップのグローブ検査時および組立（実装）時の位置決め
を容易にし、かつ、実装後のその信頼性をモニタする技
術に関する。

〔従来の技術〕

半導体チップの外部接続端子を接続する技術の一つにス
リップチップ方式がある。

スリップチップとは、当該チップを裏返しにしてその表
面または基板に形成された接続端子を用いてボンディン
グする、いわゆるフェイスダウンボンディングすること
から与えられた呼称である。

本発明でいうフリップチップとは上記のごときボンディ
ング方法がとられる半導体チップをいう。

上記接続端子の形態としては、コンドロールドコラップ
ス・す７０−ボンディング（ＣＣＢ）と称される、８　
ｎ　−Ｐ　ｂを用いて半球状のバンプ（突起電極）を形
成してなるものが良く知られている。

ところで、論理、機能の大規模化により、フリップチッ
プにおいて、必要となる電源および信号供給用の端子数
は増々増大している。上記問題を解決するため、半導体
チップの素子形成領域上に全面にわたってバンプを配置
する方式が用いられているが、かかる場合の半導体チッ
プ（スリップチップ）でのグローブ検査は、そのグロー
ブ針が交錯するために、上方向からの目視による、当該
チップとグローブ針の位置決め（アライメント）が不可
能に近い。

また、フリップチップをパッケージ基板上にフェイスダ
ウンボンディングにより実装する場合、一般に、ハーフ
ミラ一方式により顕微鏡を用いて位置決めするが、バン
プ数が多くなると、正確な位置決めが難しく、アライメ
ントに多大の時間を要したりする。

さらに、当該チップをこれと異なる熱膨張係数を持つ材
料から成るパッケージ基板上に実装した場合、チップ重
心からの距離が大きいバングはと、応力による疲労性不
良を招いてしまう。

なお、フリップチップのバングについて述べた文献の例
としては、ＭｅＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、　Ｉｎｃ　１９７
５年コピーライト「ＢＡＳＩＣＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤＣ
ＩＲＣＵＩＴ　　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（ベーシック
・インテグレーテッド・サーキット・エンジニアリング
）」第１０４〜１０７頁があげられる。

〔発明が解決しようとする線順〕

本発明はフリップチップの上記のごとき場合における位
置決めを容易にし、また、適当な位置決めがされている
かどうかを確認でき、さらに、実装後の不良発生の前兆
を予測して信頼性をモニアすることができる技術を提供
することを目的と１−たものである。

本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであ
ろう。

〔線順を解決するための手段〕

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、下記のとおりである。

本発明ではフリップチップにおいて、電源および信号用
バンプの周辺に、例えばチップの四隅に、例えば４個の
、位置合せ用のバングを設ける。

そして、好ましい実施態様として、当該位置合せ用のバ
ンプには、チップ内部に形成したダイオードや抵抗を接
続してお（。

〔作用〕

これにより、７リツグチツプをパッケージ基板に実装（
フェイスダウンボンディング）する際に、上記位置合せ
用のバングを基準として、アライメントすることにより
、これら位置合せ用のバングが適正なボンディング位置
にあれば、その内側の電源および信号用バングも略適正
なボンディング位置にあることになり、ハーフミラ一方
式による適正な７エイスダウンボンデイングを容易にス
ル。

グローブ検査に際しても、グローブ針が電源および信号
用バンク上で重なり合い、目視による、当該バンプとグ
ローブ針との７ライメントが不可能であっても、上記と
同様の原理に基づき、位置合せ用のバンプにより位置決
めすることによ一す、グローブ針と電源および信号用バ
ンプとの良好な接触をとることができる。

従って、フェイスダウンボンディングやグローブ検査を
適正に行うことができ、また、これらボンディングやグ
ローブ針の針合せの作業時間を大巾に短縮することがで
きる。

また、これら位置合せ用バンプにダイオードを接続し、
該ダイオードの電流特性などの特性を測定することによ
り、適正にブロー・ブ針が電源および信号用バングと接
触しているか否かは、位置合せ用バンクに接続したダイ
オードの電流特性に変化として表われてくるので、位置
合せが適当に行われているか否かを確認することができ
る。

抵抗を接続して同様に確認することもできる。

さらに、フリップチップ方式によりボンディングされた
バング接続部は、熱応力を受は易く、破断し易い。

上記ダイオードの特性をモニタし、すなわち、このダイ
オードの抵抗値が当初より増大している等その変化をモ
ニタすることにより、一般にバンプの破断に比例して抵
抗値が増大するので、位置合せ用のバングの破断程度か
ら電源信号供給用バンプの破断の進行程度を推測するこ
とができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示すフリップチノプの概念構
成を平面図で示したもので、第１図に示すように当該テ
ップ１には、一定の間隔を置いて縦横に外部接続用突起
電極２が配列されている。

該外部接続用突起電極２は、電源および信号供給用バン
プとして使用される。

当該バンプ２は外周部３を除いて配列されている。これ
らバンプ２をこの外周部３にも配列してもよいが、当該
チップをパッケージ基板に実装した場合、前述のごとく
チップ１の中心から遠く離れたバング程破断し易いので
、第１図に示すように、電源および信号供給用バンプ２
の周辺には、バンプを配列しない外周部３を設けるとよ
い。

本発明では、この外周部３０チツプ１の四隅に、同図に
示すように、これら電源および信号供給用バンプ２とは
別に、アライメント・信頼度モニタ用バンプ４ａｋ４ｂ
を設ける。

当該アライメント・信頼度モニタ用バンプ４ａ。

４ｂには各々ダイオード５を接続する。このダイオード
５はチップｌに半導体プロセスを用いて作りこんだもの
である。

の要部断面を示し、第３図にて、６はＡ！電極配線、７
はバリヤ金属、８はパッジページ、ン膜、９は基板であ
り、他第１図と共通する符号は同一の機能を示す。

第２図は当該チップ１を、アルミナセラミックス等から
なるパッケージ基板１０上にフェイスダウンボンディン
グした例を示す。

本発明では、これら実施例に示すように、チップ１にお
いて、電源および信号供給用バンプ２とは別に、外周部
３に、アライメントおよび信頼度モニタ用バンプ４ａ　
、４ｂを設けたので、電源および信号供給用バンプ２を
外部接続端子として、パッケージ基板１０上にフェイス
ダウンボンディングするに、このアライメントおよび信
頼度モニタ用バンプ４ａ１４ｂにより位置決めすること
により、正確なフェイスダウンボンディングが可能とな
った。

また、電源および信号供給用バンプ２にプローブ針（図
示せず）を当てグローブ検査を行うに、このバンプ２上
では、プローブ針が交錯し、目視での確認が不可能とな
り、しばしばプローブ針とこれらバンプ２との適正な接
触が得られず、適正なプローブテスト結果を得られない
ことがあるが、本発明では、外周部３におけるバング４
　ａ　ｔ　４　ｂにより位置決めすることにより、適正
なグローブテスト結果を得ることができた。

さらに、これらバンプ４ａ　、４ｂにはダイオード５が
接続されているので、これらバンプ４ａ。

４ｂを介して、チップ１内部のダイオード５の電流特性
などの特性を測定することにより、チップ１が正規の位
置にな（、回転し、ズレがある場合には、ダイオード５
における特性値にも変化が表われるので、その回転方向
のズレを修正して、良好なアライメントを得ることがで
きた。

さらに、第２図に示すように実装した後において、チッ
プ１とパッケージ基板１０との間の熱膨張係数が異なる
ために、これらを接続するバンプ２に応力がかかり、破
断を生じることがある。この場合、特に、チップ１０重
心（中心）より最も遠い距離忙配置した最外周バンプ２
′に最も大きな応力が生じる。そこで、チップｌ内部に
作り込まれたダイオード５を、パッケージ基板１０中に
埋設した外部電極用のパッケージピン１１に接続し、当
該ビン１１を介してダイオード５の特性をモニタするこ
とにより、上記不良発生の前兆を知ることが出来る。な
お、バンプ４ａ、４ｂＫ破断が生じ始めるとダイオード
５に大きな抵抗成分が見られるようになる。さらに、こ
のダイオード５の温度特性により、チップ１内の温度を
知ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上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災可
能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例で
は、チップの四隅にバング４ａ　ｌ　４ｂを設けた例を
示したが、バング４ｂを設けずにバンプ４ａ３個として
もよく、その場合、バンプ４ｂを削除することにより、
チップ１のベレット付の方向に対するインデックスとな
すことができる。

また、前記実施例では、ダイオード５のカソード側をＧ
ＮＤレベルとしているが、第１図で点線で示すように、
バンプ４Ｃを設げ、バンプ４ｂとこのバンプ４Ｃとの間
での接続を行ってもよい。

また、このダイオード５はバンプ４ａ（４ｂ）の下部に
設けているが、他の位置に設けてもよい。

さらに、電源および信用供給用バンプ２の中で、チップ
１の中心から最も遠い距離にあるバンプ２′にダイオー
ド５を接続してもよい。

さらに、本発明ではダイオード５に代えて抵抗を接続さ
せもよい。

〔発明の効果〕

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、下記のとうりであ
る。

本発明によれば、チップに設けた位置合せ用バングによ
り位置決めが出来るため、目視不可能なチップにおける
外部接続用バングに対しても正確な位置決めが可能とな
り、グローブ検査の時間短縮および組立工程での時間短
縮並びに歩留向上がはかられる。

また、位置合せ用バンプに、ダイオード等を接続し特性
をモニタする事により、バンプ接続部破断の不良の前兆
並びにチップの異常発熱を予知することが出来るため、
当該チップを実装したシステムの安全性向上、高信頼性
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例な示す平面図、第２図は本発明
の実施例を示す側面図、第３図は本発明の実施例を示す
要部断面図である。 １・・・フリラグチップ、２・・・外部接続用突起電極
、２′・・・最外周の外部接続用突起電極、３・・・外
周部、４ａ、４ｂ・・・位置合せ用バンプ、４Ｃ・・°
バンプ、５・・・ダーｆオード、６・・・Ａｌ電極配線
、７・・・バリヤ金ｉ、ｓ・・・バッシヘーション膜、
９・・・ｉ板、１０・・・パッケージ基板、１１・・・
ビン第　　１　図 第　　２　図 ／／ 第　　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外周部を除いて、一定の間隔を置いて縦横に多数配
   列された外部接続用突起電極を有するフリップチップに
   おいて、前記外周部に、当該フリップチップの検査時お
   よび（または）基板との実装時の位置合せ用の突起電極
   を設けて成ることを特徴とするフリップチップ。 ２、フリップチップが、その内部に形成したダイオード
   または抵抗を、位置合せ用の突起電極と接続して成る、
   特許請求の範囲第１項記載のフリップチップ。