JPH0145976B2 - - Google Patents
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Description
〔本発明の技術的分野〕
本発明は、LSIチツプのパツケージングに係
り、更に具体的に云えば、はんだボンデイング及
びワイヤ・ボンデイングのための導体路及び接続
パツドの金属化領域を有するパツケージ基板に係
る。 〔従来技術〕 多層セラミツクのチツプ支持体の上面には、
各々C―4はんだボール・パツドの配列体を有す
るチツプ領域が配置されており、それらのC―4
はんだボール・パツドは、上記チツプ支持体にボ
ンデイングされるべきチツプの下面に支持されて
いるPb/Snはんだボールを、該はんだボールの
ボンデイング温度よりも高い温度に加熱してそれ
らのはんだボールを上記チツプ支持体上のはんだ
ボール・パツドにはんだボンデイングさせること
により、上記チツプに接続が設けられる様に適合
されている。それらのはんだボール・パツド位置
及びチツプ支持体上又はチツプ支持体中の他の位
置の間には、絶縁層の下でチツプ支持体の上面に
沿つて延びる、謂ゆるフアン・アウト金属化領域
が接続されている。チツプ支持体の表面の或る位
置に於ては、フアン・アウト金属領域に接続され
るべき技術変更(EC)用の配線にも用いられ得
るパツドを形成することが必要である。しかしな
がら、EC配線は、超音波振動技術又は熱圧着技
術のいずれかによるワイヤ・ボンデイングの方法
によつてパツドに接続される。はんだボンデイン
グのための金属化領域の条件と、ワイヤ・ボンデ
イング技術のための金属化領域の条件とは異な
る。その結果、導体路接続のための金属構造体
と、チツプを接続するための構造体と、EC接続
又はボンデイングのために適合された構造体とが
存在する。従つて、上部表面金属化領域が複雑化
されてきており、用いられる材料は多数の選択的
金属付着工程を必要としている。例えば、チツプ
のパツケージングに於ける1つの系に於ては、は
んだパツドはMo―Ni―Au層のサイドイツチ体
より成り、ECパツド及び導体路は、Auの厚い被
膜で被覆されたMo―Ni層より成る。その様な金
属層の配列体が、多層のフアン・アウト金属化領
域上に付着される。その様な状況の下では、はん
だパツドとECパツド及び導体路との両方には、
全く異なる多工程の方法を用いる必要がある。 米国特許第3607379号の明細書は、シリコンと
共融混合物を形成する金の如き第二の層を基板に
ボンデイングさせるために、例えばクロムの第一
金属層を支持している、絶縁性アルミナ・セラミ
ツクのウエハより成る相互接続基板を開示してい
る。上記金層上には、溶接可能な又は錫鉛ではん
だ付け可能なニツケル被膜の如き第三の層が付着
される。それらの被膜は、超小型素子の相互接続
に適した多数の金及びニツケルのパツドを形成す
るために、フオトリソグラフイ技術により食刻さ
れる。ダイオードからのリード線は、クロム層の
上方のニツケル・パツドへ、溶接により接続され
る。金のワイヤは、金層上の露出されたパツドへ
熱的にボンデイングされる。金の被膜又はパツド
は、抵抗素子、半導体素子及び他の構成素子が、
金―シリコン共融混合物を形成することによつて
又は金のワイヤが熱圧着又は超音波ボンデイング
により取付けられることによつて、相互接続され
得る、表面を与える。ニツケル・パツドは、超小
型素子又は外部リード線が錫−鉛はんだ付け又は
溶接される表面を与える。又は、付着層を形成す
る第一層は、Cr、Ti又はAlより成る。第二層は、
Au又はAgの如き金属より成る。熱圧着ボンデイ
ング又は超音波ボンデイングによりボンデイング
される第三層は、Rh、Ag、Cu、Ni又は同種の
ものより成るが、好ましくは、はんだ付け可能で
あり、溶接可能であり、そして金―ニツケル層へ
の物理的に安定な電気的接続を可能にするNi及
びCuより成る。一方本発明に於てははんだボン
デイングはAu、Cu又はNiより成る群から選択さ
れた金属に施されるべきであり、超音波又は熱圧
着によるはんだを用いないボンデイングはAu、
Cr、Ti、Al又はCoより成る群から選択された金
属に施されるべきである。前述の米国特許第
3607379号の明細書は、Au又はAgに対する超音
波又は熱圧着ボンデイングについて開示してい
る。従つて、はんだパツドにAuを用いた場合に
は、はんだボンデイング用の金属に於て或る程度
の類似が存在するが、はんだボンデイング用の他
の金属並びに熱圧着及び超音波ボンデイング用の
金属は極めて異なつている。前述の米国特許第
3607379号の明細書の技術を用いた場合には、熱
サイクルが反復的に加えられたとき、銅の導体と
はんだ中の錫との間に厚い金属間化合物が形成さ
れて導体路が破壊される可能性が大きい。 米国特許第3843911号の明細書は、基板上に銅
と、Ni、Cr及びMoから選択された中間のめつき
層と、Auより成る上層とより成る接点パツドに
ついて開示している。上記パツドの上部の金層に
金のワイヤがオーミツク・ボンデイングによりボ
ンデイングされる。 米国特許第4231154号の明細書は、はんだボン
デイングにより装着されたチツプを支持するポリ
イミド上のプリント回路用のCr―Cu―Cr金属化
領域の形成について開示しており、Cr―Cu―Cr
の積重ねに於ける一部のCrを剥離させることに
より形成されるCuより成るパツドを示している。
C―4はんだボールが、露出された上記Cu層に
ボンデイングされる。はんだボンデイングと異な
る形のボンデイングを上面に用いることについて
は何ら提案されていない。ピンも、異なる位置に
於て、はんだボンデイングにより金属化領域にボ
ンデイングされる。 本発明の概要 本発明の目的は、高性能のチツプ・パツケージ
ング・モジユールの上部表面のための簡単化され
た金属薄膜構造体を提供することである。 本発明の他の目的は、接続パツド又は端子に接
続されるワイヤに超音波又は熱圧着ボンデイング
が行われ得る、金を含む又は金を含まない、薄膜
構造体を提供することである。 本発明の他の目的は、製造中、或は修理中のは
んだ再溶融又は回路動作中に生じる熱による熱サ
イクルによつて生じた熱的疲労による応力のため
に、電気抵抗を増加させがちでありそしてもろく
破壊され易い弱い金属間合金を生じがちである、
金属間の合金化を除くために、フアン・アウト金
属化領域をはんだパツド金属化領域から分離させ
る、障壁層を有する薄膜構造体を提供することで
ある。換言すれば、本発明は、はんだ付けされる
領域に於て多くの熱サイクルが用いられた後も導
電性及び構造の一体性が維持され得る、はんだボ
ンデイングが行われる多層薄膜構造体を提供す
る。 本発明の更に他の目的は、パツケージング・モ
ジユールに取付けられるべきワイヤが圧着され
る、ワイヤ・ボンデイング用薄膜構造体を提供す
ることである。 本発明の実施例 第1図は、LSIチツプを支持するために用いら
れる基板を示す断面図である。ガラス、ポリイミ
ド又はセラミツクより成る基板10が、Cr、Ti、
又はTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo及びW
より成る群から選択された他の第IVB、VB又は
VIB族の金属の如き材料より成る、約80nmの薄
い付着層11で被覆されている。次の層12は、
約7000nm(約5000乃至10000nmの範囲)の、Cu
の如き導体金属の層であり、該導体金属層12
は、上述の金属の群から選択された、Cr、Ti等
の如き金属の薄い層13で被覆されている。層1
1,12及び13は、チツプ・パツケージの上部
表面内を横方向に接続するチツプのフアン・アウ
ト金属化領域の導体サンドイツチ体を構成してい
る。導体サンドイツチ体上の上部表面金属化領域
は層14,15及び16より成り、それらは、フ
アン・アウト金属化領域上に配置された、チツプ
接続パツド位置18及び技術変更(EC)パツド
位置17の如き、端子パツド位置(C―4はんだ
ボール接続用)に於て接続される。層14は、
CrからCuへ段階的に変化する、40nmのCr及び
40nmのCuより成る。層15は210nm(100乃至
400nmの範囲)のCuより成り、層16は80nmの
Auより成る。その構造体は、標準的薄膜技術を
用いることによつて形成される。層11乃至16
は、蒸着又はスパツタリングの如き真空付着技術
により付着され得る。小さなパターンの場合に
は、金属が、フオトレジストの被膜で被覆された
ポリスルホンの如きリフト・オフ・マスク中に付
着される。従来の手段により、上記マスクが露光
され、開孔が該マスク中に形成されて、所望の金
属化領域パターンが設けられる。第1図の場合に
は、上部表面金属化領域の金属14,15及び1
6が、フアン・アウト金属化領域の金属層11,
12及び13の全体の上に付着されている。これ
は、製造方法を簡単にする。上記金属層11乃至
16のすべてが付着された後、ポリスルホンがn
―メチル・ピロリドンの溶剤より溶解され、レジ
スト、残されているポリスルホン及び該レジスト
上の金属層がすべて基板10からリフト・オフさ
れて、所望の金属化領域が残される。又は、マス
ク開孔の寸法が約0.0254nm以上の場合には、Mo
の金属マスクが用いられる。その場合には、金属
層11乃至16が上記マスクを経て基板上に所望
のパターンに付着される。それから、構造体の他
の部分の表面全体及び基板の露出面が金属層16
を覆う、ポリイミド、SiO2又はSi3N4の如き誘電
体被膜19で被覆される。次に、C―4はんだボ
ール接続のためのチツプ接続パツド位置18及び
超音波又は熱圧着によるワイヤ・ボンデイング技
術によりパツドに接続されねばならないワイヤを
接続するためのECパツド位置17に接続を設け
るために、層16の上面に達する迄、ポリイミド
層19中に開孔が形成される。上層16が金(又
は、Pd、Pt、Rh或はAgの如き、同等の貴金属)
より成るので、はんだボールのためのはんだボン
デイング技術及びECワイヤのためのワイヤ・ボ
ンデイング技術の両方が同一の層16の表面に用
いられ得る。 第2図は、第1図の構造体の1変形を示してい
る。この場合にも、フアン・アウト金属化領域を
形成する下方の3つの層21,22及び23は
各々、第1図の層11,12及び13の場合の好
ましい値及び材料と全く同様に、80nmのCr、
7000nmのCu及び100nmのCrより成ることが好ま
しい。 次の層24及び25も、第1図の層14及び1
5の場合と同様である。しかしながら、上層26
は、厚さ約80nmのCrより成る。Cr金属は、C―
4はんだボール接続を用いるはんだボンデイング
には不適当なので、C―4はんだボール・パツド
位置28に於てCrが除去されている。この場合
にも、層21,23及び26は、Ti又は他の第
IVB、VB或はVIB族の金属の如きCrと同様な他
の金属より成り得る。C―4はんだボールのため
のパツド位置28に於ける層26は、C―4パツ
ドから上部Cr層を選択的に除去する、62g/
の過マンガン酸カリウム(KMnO4)及び20g/
のHaOH溶液を用いた食刻の如き技術によつ
て除去されることが好ましい。 フアン・アウト金属化領域の各層及び上部表面
金属化領域の各層を付着するために用いられる方
法は、1工程によるリフト・オフ方法又は1工程
による蒸着方法である。それから、構造体全体が
ポリイミドの如き重合体の被膜より成る層29で
被覆され、そして上記ポリイミド層29がC―4
パツド位置28及びECパツド位置27に於て反
応性イオン食刻により除去される。C―4パツド
位置28に於けるCrは、層26に於けるCr又は
他の金属を食刻する食刻剤によつて除去される。
Crのための食刻剤からECパツド位置27を保護
するためには、何らCrを食刻したくない位置に
通常のフオトレジスト被膜が選択的に付着され
る。 第3.1図は第2図の構造体の他の変形を示し
ている。基板30上の下方の4つの層31乃至3
4は、第2図に於ける基板20上の下方の4つの
層21乃至24と同様であり、上層35が第2図
の層25と同様に同一の厚さのCu又は他の同等
の金属より成る。第2図の場合と異なる点は、層
35がECパツド位置37に於て食刻されそして
C―4はんだボール・パツド位置38に於て食刻
されていないことである。この場合には、銅の食
刻が、1の脱イオン水中に於ける0.35gの
FeCl3の溶液によつて行われる。 この場合の素子の製造方法は、始めに1工程の
金属層の蒸着を用い、次に1工程のフオトレジス
ト及び余分の金属のリフト・オフを用いる。リフ
ト・オフ工程により得られた構造体がポリイミド
層で被覆される。C―4パツド位置38及びEC
パツド位置37に於て、開孔が、窒化シリコンの
如き適当なマスクを経て、反応性イオン食刻によ
り形成される。 C―4パツド位置38がフオトレジストにより
マスクされ、それら層34及び35に於ける銅が
ECパツド位置37に於て食刻されて、層34に
於けるCr又は同等の金属が露出される。 第3.2図は、第3.1図の構造体の変形を示
している。この場合には、第3.1図の層33及
び34が除かれており、層32′及び35′が第
3.1図の層32及び35とは異なる金属より成
つている。層32′は好ましくはAlより成る、層
35′は好ましくはNiより成り、該層35′が第
31図の場合と同様にECパツド位置37に於て
除去されている。 第3.3図も、第3.1図の構造体の他の変形
を示している。この場合には、第3.1図の層3
4が除かれており、層32はCu及びAuの如き
種々の金属より成り、層35′はNi又はCuより成
る。次の表Iは、用いられ得る種々の層の組合せ
を示す。
り、更に具体的に云えば、はんだボンデイング及
びワイヤ・ボンデイングのための導体路及び接続
パツドの金属化領域を有するパツケージ基板に係
る。 〔従来技術〕 多層セラミツクのチツプ支持体の上面には、
各々C―4はんだボール・パツドの配列体を有す
るチツプ領域が配置されており、それらのC―4
はんだボール・パツドは、上記チツプ支持体にボ
ンデイングされるべきチツプの下面に支持されて
いるPb/Snはんだボールを、該はんだボールの
ボンデイング温度よりも高い温度に加熱してそれ
らのはんだボールを上記チツプ支持体上のはんだ
ボール・パツドにはんだボンデイングさせること
により、上記チツプに接続が設けられる様に適合
されている。それらのはんだボール・パツド位置
及びチツプ支持体上又はチツプ支持体中の他の位
置の間には、絶縁層の下でチツプ支持体の上面に
沿つて延びる、謂ゆるフアン・アウト金属化領域
が接続されている。チツプ支持体の表面の或る位
置に於ては、フアン・アウト金属領域に接続され
るべき技術変更(EC)用の配線にも用いられ得
るパツドを形成することが必要である。しかしな
がら、EC配線は、超音波振動技術又は熱圧着技
術のいずれかによるワイヤ・ボンデイングの方法
によつてパツドに接続される。はんだボンデイン
グのための金属化領域の条件と、ワイヤ・ボンデ
イング技術のための金属化領域の条件とは異な
る。その結果、導体路接続のための金属構造体
と、チツプを接続するための構造体と、EC接続
又はボンデイングのために適合された構造体とが
存在する。従つて、上部表面金属化領域が複雑化
されてきており、用いられる材料は多数の選択的
金属付着工程を必要としている。例えば、チツプ
のパツケージングに於ける1つの系に於ては、は
んだパツドはMo―Ni―Au層のサイドイツチ体
より成り、ECパツド及び導体路は、Auの厚い被
膜で被覆されたMo―Ni層より成る。その様な金
属層の配列体が、多層のフアン・アウト金属化領
域上に付着される。その様な状況の下では、はん
だパツドとECパツド及び導体路との両方には、
全く異なる多工程の方法を用いる必要がある。 米国特許第3607379号の明細書は、シリコンと
共融混合物を形成する金の如き第二の層を基板に
ボンデイングさせるために、例えばクロムの第一
金属層を支持している、絶縁性アルミナ・セラミ
ツクのウエハより成る相互接続基板を開示してい
る。上記金層上には、溶接可能な又は錫鉛ではん
だ付け可能なニツケル被膜の如き第三の層が付着
される。それらの被膜は、超小型素子の相互接続
に適した多数の金及びニツケルのパツドを形成す
るために、フオトリソグラフイ技術により食刻さ
れる。ダイオードからのリード線は、クロム層の
上方のニツケル・パツドへ、溶接により接続され
る。金のワイヤは、金層上の露出されたパツドへ
熱的にボンデイングされる。金の被膜又はパツド
は、抵抗素子、半導体素子及び他の構成素子が、
金―シリコン共融混合物を形成することによつて
又は金のワイヤが熱圧着又は超音波ボンデイング
により取付けられることによつて、相互接続され
得る、表面を与える。ニツケル・パツドは、超小
型素子又は外部リード線が錫−鉛はんだ付け又は
溶接される表面を与える。又は、付着層を形成す
る第一層は、Cr、Ti又はAlより成る。第二層は、
Au又はAgの如き金属より成る。熱圧着ボンデイ
ング又は超音波ボンデイングによりボンデイング
される第三層は、Rh、Ag、Cu、Ni又は同種の
ものより成るが、好ましくは、はんだ付け可能で
あり、溶接可能であり、そして金―ニツケル層へ
の物理的に安定な電気的接続を可能にするNi及
びCuより成る。一方本発明に於てははんだボン
デイングはAu、Cu又はNiより成る群から選択さ
れた金属に施されるべきであり、超音波又は熱圧
着によるはんだを用いないボンデイングはAu、
Cr、Ti、Al又はCoより成る群から選択された金
属に施されるべきである。前述の米国特許第
3607379号の明細書は、Au又はAgに対する超音
波又は熱圧着ボンデイングについて開示してい
る。従つて、はんだパツドにAuを用いた場合に
は、はんだボンデイング用の金属に於て或る程度
の類似が存在するが、はんだボンデイング用の他
の金属並びに熱圧着及び超音波ボンデイング用の
金属は極めて異なつている。前述の米国特許第
3607379号の明細書の技術を用いた場合には、熱
サイクルが反復的に加えられたとき、銅の導体と
はんだ中の錫との間に厚い金属間化合物が形成さ
れて導体路が破壊される可能性が大きい。 米国特許第3843911号の明細書は、基板上に銅
と、Ni、Cr及びMoから選択された中間のめつき
層と、Auより成る上層とより成る接点パツドに
ついて開示している。上記パツドの上部の金層に
金のワイヤがオーミツク・ボンデイングによりボ
ンデイングされる。 米国特許第4231154号の明細書は、はんだボン
デイングにより装着されたチツプを支持するポリ
イミド上のプリント回路用のCr―Cu―Cr金属化
領域の形成について開示しており、Cr―Cu―Cr
の積重ねに於ける一部のCrを剥離させることに
より形成されるCuより成るパツドを示している。
C―4はんだボールが、露出された上記Cu層に
ボンデイングされる。はんだボンデイングと異な
る形のボンデイングを上面に用いることについて
は何ら提案されていない。ピンも、異なる位置に
於て、はんだボンデイングにより金属化領域にボ
ンデイングされる。 本発明の概要 本発明の目的は、高性能のチツプ・パツケージ
ング・モジユールの上部表面のための簡単化され
た金属薄膜構造体を提供することである。 本発明の他の目的は、接続パツド又は端子に接
続されるワイヤに超音波又は熱圧着ボンデイング
が行われ得る、金を含む又は金を含まない、薄膜
構造体を提供することである。 本発明の他の目的は、製造中、或は修理中のは
んだ再溶融又は回路動作中に生じる熱による熱サ
イクルによつて生じた熱的疲労による応力のため
に、電気抵抗を増加させがちでありそしてもろく
破壊され易い弱い金属間合金を生じがちである、
金属間の合金化を除くために、フアン・アウト金
属化領域をはんだパツド金属化領域から分離させ
る、障壁層を有する薄膜構造体を提供することで
ある。換言すれば、本発明は、はんだ付けされる
領域に於て多くの熱サイクルが用いられた後も導
電性及び構造の一体性が維持され得る、はんだボ
ンデイングが行われる多層薄膜構造体を提供す
る。 本発明の更に他の目的は、パツケージング・モ
ジユールに取付けられるべきワイヤが圧着され
る、ワイヤ・ボンデイング用薄膜構造体を提供す
ることである。 本発明の実施例 第1図は、LSIチツプを支持するために用いら
れる基板を示す断面図である。ガラス、ポリイミ
ド又はセラミツクより成る基板10が、Cr、Ti、
又はTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo及びW
より成る群から選択された他の第IVB、VB又は
VIB族の金属の如き材料より成る、約80nmの薄
い付着層11で被覆されている。次の層12は、
約7000nm(約5000乃至10000nmの範囲)の、Cu
の如き導体金属の層であり、該導体金属層12
は、上述の金属の群から選択された、Cr、Ti等
の如き金属の薄い層13で被覆されている。層1
1,12及び13は、チツプ・パツケージの上部
表面内を横方向に接続するチツプのフアン・アウ
ト金属化領域の導体サンドイツチ体を構成してい
る。導体サンドイツチ体上の上部表面金属化領域
は層14,15及び16より成り、それらは、フ
アン・アウト金属化領域上に配置された、チツプ
接続パツド位置18及び技術変更(EC)パツド
位置17の如き、端子パツド位置(C―4はんだ
ボール接続用)に於て接続される。層14は、
CrからCuへ段階的に変化する、40nmのCr及び
40nmのCuより成る。層15は210nm(100乃至
400nmの範囲)のCuより成り、層16は80nmの
Auより成る。その構造体は、標準的薄膜技術を
用いることによつて形成される。層11乃至16
は、蒸着又はスパツタリングの如き真空付着技術
により付着され得る。小さなパターンの場合に
は、金属が、フオトレジストの被膜で被覆された
ポリスルホンの如きリフト・オフ・マスク中に付
着される。従来の手段により、上記マスクが露光
され、開孔が該マスク中に形成されて、所望の金
属化領域パターンが設けられる。第1図の場合に
は、上部表面金属化領域の金属14,15及び1
6が、フアン・アウト金属化領域の金属層11,
12及び13の全体の上に付着されている。これ
は、製造方法を簡単にする。上記金属層11乃至
16のすべてが付着された後、ポリスルホンがn
―メチル・ピロリドンの溶剤より溶解され、レジ
スト、残されているポリスルホン及び該レジスト
上の金属層がすべて基板10からリフト・オフさ
れて、所望の金属化領域が残される。又は、マス
ク開孔の寸法が約0.0254nm以上の場合には、Mo
の金属マスクが用いられる。その場合には、金属
層11乃至16が上記マスクを経て基板上に所望
のパターンに付着される。それから、構造体の他
の部分の表面全体及び基板の露出面が金属層16
を覆う、ポリイミド、SiO2又はSi3N4の如き誘電
体被膜19で被覆される。次に、C―4はんだボ
ール接続のためのチツプ接続パツド位置18及び
超音波又は熱圧着によるワイヤ・ボンデイング技
術によりパツドに接続されねばならないワイヤを
接続するためのECパツド位置17に接続を設け
るために、層16の上面に達する迄、ポリイミド
層19中に開孔が形成される。上層16が金(又
は、Pd、Pt、Rh或はAgの如き、同等の貴金属)
より成るので、はんだボールのためのはんだボン
デイング技術及びECワイヤのためのワイヤ・ボ
ンデイング技術の両方が同一の層16の表面に用
いられ得る。 第2図は、第1図の構造体の1変形を示してい
る。この場合にも、フアン・アウト金属化領域を
形成する下方の3つの層21,22及び23は
各々、第1図の層11,12及び13の場合の好
ましい値及び材料と全く同様に、80nmのCr、
7000nmのCu及び100nmのCrより成ることが好ま
しい。 次の層24及び25も、第1図の層14及び1
5の場合と同様である。しかしながら、上層26
は、厚さ約80nmのCrより成る。Cr金属は、C―
4はんだボール接続を用いるはんだボンデイング
には不適当なので、C―4はんだボール・パツド
位置28に於てCrが除去されている。この場合
にも、層21,23及び26は、Ti又は他の第
IVB、VB或はVIB族の金属の如きCrと同様な他
の金属より成り得る。C―4はんだボールのため
のパツド位置28に於ける層26は、C―4パツ
ドから上部Cr層を選択的に除去する、62g/
の過マンガン酸カリウム(KMnO4)及び20g/
のHaOH溶液を用いた食刻の如き技術によつ
て除去されることが好ましい。 フアン・アウト金属化領域の各層及び上部表面
金属化領域の各層を付着するために用いられる方
法は、1工程によるリフト・オフ方法又は1工程
による蒸着方法である。それから、構造体全体が
ポリイミドの如き重合体の被膜より成る層29で
被覆され、そして上記ポリイミド層29がC―4
パツド位置28及びECパツド位置27に於て反
応性イオン食刻により除去される。C―4パツド
位置28に於けるCrは、層26に於けるCr又は
他の金属を食刻する食刻剤によつて除去される。
Crのための食刻剤からECパツド位置27を保護
するためには、何らCrを食刻したくない位置に
通常のフオトレジスト被膜が選択的に付着され
る。 第3.1図は第2図の構造体の他の変形を示し
ている。基板30上の下方の4つの層31乃至3
4は、第2図に於ける基板20上の下方の4つの
層21乃至24と同様であり、上層35が第2図
の層25と同様に同一の厚さのCu又は他の同等
の金属より成る。第2図の場合と異なる点は、層
35がECパツド位置37に於て食刻されそして
C―4はんだボール・パツド位置38に於て食刻
されていないことである。この場合には、銅の食
刻が、1の脱イオン水中に於ける0.35gの
FeCl3の溶液によつて行われる。 この場合の素子の製造方法は、始めに1工程の
金属層の蒸着を用い、次に1工程のフオトレジス
ト及び余分の金属のリフト・オフを用いる。リフ
ト・オフ工程により得られた構造体がポリイミド
層で被覆される。C―4パツド位置38及びEC
パツド位置37に於て、開孔が、窒化シリコンの
如き適当なマスクを経て、反応性イオン食刻によ
り形成される。 C―4パツド位置38がフオトレジストにより
マスクされ、それら層34及び35に於ける銅が
ECパツド位置37に於て食刻されて、層34に
於けるCr又は同等の金属が露出される。 第3.2図は、第3.1図の構造体の変形を示
している。この場合には、第3.1図の層33及
び34が除かれており、層32′及び35′が第
3.1図の層32及び35とは異なる金属より成
つている。層32′は好ましくはAlより成る、層
35′は好ましくはNiより成り、該層35′が第
31図の場合と同様にECパツド位置37に於て
除去されている。 第3.3図も、第3.1図の構造体の他の変形
を示している。この場合には、第3.1図の層3
4が除かれており、層32はCu及びAuの如き
種々の金属より成り、層35′はNi又はCuより成
る。次の表Iは、用いられ得る種々の層の組合せ
を示す。
【表】
組合せBに於ては、AuとNiとの間の拡散障壁
として、Crの代りにCoが用いられている。更に、
層35′は、ECパツド位置37に於ける部分の
Ni又はCuが食刻により除去されることを明確に
示すために、カツコで示されている。組合せCの
場合には、食刻は、第3.1図の場合と同様に
FeCl3溶液を用いて行われる。Niを食刻する場合
に用いられる食刻剤は、硝酸溶液である。その他
の基本的製造方法は第31図の場合と同様であ
る。 第4.1図は第1図の構造体の更に他の変形を
示している。下方の層41,42及び43は、第
1図等の場合と同様に、通常のフアン・アウト金
属化領域に於ける80nmのCr、7000nmのCu及び
80nmのCrより成り、C―4金属化領域の層44
及び45がC―4パツド位置48のための開孔中
及びその端部上に付着されている。層44はCr
からCuへ段階的に変化する各々40nmのCr及び
Cuより成る。更に、上記開孔中の上層45は、
C―4はんだボール接続に適合された、約210nm
のCuより成る。 第4.2図は第4.1図の構造体の変形を示し
ている。この場合には、層43が除かれており、
層42′はAl又はAl合金等のAlと同等の金属又は
Auの如き金属より成る。Alは、超音波ボンデイ
ングの如きワイヤ・ボンデイング処理中に容易に
分散される薄い酸化物の保護層を形成するので、
ECパツド位置47に於て露出される材料として
用いられ得る。層41は、Cr又は前述のTi等の
如きCrと同等の金属より成る。C―4はんだボ
ール・パツド位置48上の層45′は、Ni、又は
Cu、Pd、Pt等のNiと同等の如き金属より成る。 第4.3図は第4.1図の構造体の異なる変形
を示している。この場合には、第4.1図のC―
4パツド位置48に於ける層44の代りに、Ni
又はCuの如き異なる金属の層45″が設けられて
おり層45″上には第4.1図の金属層45は設
けられていない。次の表は、第4.3図の構造
体に於て用いられ得る種々の層の組合せを示す。
として、Crの代りにCoが用いられている。更に、
層35′は、ECパツド位置37に於ける部分の
Ni又はCuが食刻により除去されることを明確に
示すために、カツコで示されている。組合せCの
場合には、食刻は、第3.1図の場合と同様に
FeCl3溶液を用いて行われる。Niを食刻する場合
に用いられる食刻剤は、硝酸溶液である。その他
の基本的製造方法は第31図の場合と同様であ
る。 第4.1図は第1図の構造体の更に他の変形を
示している。下方の層41,42及び43は、第
1図等の場合と同様に、通常のフアン・アウト金
属化領域に於ける80nmのCr、7000nmのCu及び
80nmのCrより成り、C―4金属化領域の層44
及び45がC―4パツド位置48のための開孔中
及びその端部上に付着されている。層44はCr
からCuへ段階的に変化する各々40nmのCr及び
Cuより成る。更に、上記開孔中の上層45は、
C―4はんだボール接続に適合された、約210nm
のCuより成る。 第4.2図は第4.1図の構造体の変形を示し
ている。この場合には、層43が除かれており、
層42′はAl又はAl合金等のAlと同等の金属又は
Auの如き金属より成る。Alは、超音波ボンデイ
ングの如きワイヤ・ボンデイング処理中に容易に
分散される薄い酸化物の保護層を形成するので、
ECパツド位置47に於て露出される材料として
用いられ得る。層41は、Cr又は前述のTi等の
如きCrと同等の金属より成る。C―4はんだボ
ール・パツド位置48上の層45′は、Ni、又は
Cu、Pd、Pt等のNiと同等の如き金属より成る。 第4.3図は第4.1図の構造体の異なる変形
を示している。この場合には、第4.1図のC―
4パツド位置48に於ける層44の代りに、Ni
又はCuの如き異なる金属の層45″が設けられて
おり層45″上には第4.1図の金属層45は設
けられていない。次の表は、第4.3図の構造
体に於て用いられ得る種々の層の組合せを示す。
第1図はフアン・アウト金属化領域並びに該領
域上のはんだパツド及び他のボンデイング・パツ
ドを含む上部表面金属化領域を有する、LSIチツ
プを支持するために適している、本発明による基
板の一部を示す断面図、第2図は第1図の構造体
の1変形を示す断面図、第3.1図は第1図の構
造体の他の変形を示す断面図、第3.2図及び第
3.3図は第3.1図の構造体の変形を示す断面
図、第4.1図は第1図の構造体の更に他の変形
を示す断面図、第4.2図及び第4.3図は各々
第4.1図の構造体の変形を示す断面図である。 10……基板、11,12,13……フアン・
アウト金属化領域、14,15,16……上部表
面金属化領域、17……ECパツド位置、18…
…チツプ接続パツド位置(C―4はんだボール・
パツド位置)、19……誘電体被膜(ポリイミド
層)。
域上のはんだパツド及び他のボンデイング・パツ
ドを含む上部表面金属化領域を有する、LSIチツ
プを支持するために適している、本発明による基
板の一部を示す断面図、第2図は第1図の構造体
の1変形を示す断面図、第3.1図は第1図の構
造体の他の変形を示す断面図、第3.2図及び第
3.3図は第3.1図の構造体の変形を示す断面
図、第4.1図は第1図の構造体の更に他の変形
を示す断面図、第4.2図及び第4.3図は各々
第4.1図の構造体の変形を示す断面図である。 10……基板、11,12,13……フアン・
アウト金属化領域、14,15,16……上部表
面金属化領域、17……ECパツド位置、18…
…チツプ接続パツド位置(C―4はんだボール・
パツド位置)、19……誘電体被膜(ポリイミド
層)。
Claims (1)
- 1 パツド表面間の接続のために基板の表面の近
傍に形成されたフアン・アウト金属化領域を含む
集積回路用パツケージ基板であつて、上記パツド
表面は、はんだボンデイング及びはんだを用いな
いボンデイングによる上記基板への接続に適合さ
れており、はんだを用いないボンデイングのため
の上記パツド表面がAu、Cr、Ti、Al及びCoよ
り成る群から選択された金属から成り、はんだボ
ンデイングのための上記パツド表面がAu、Cu及
びNiより成る群から選択された金属より成る、
パツケージング基板。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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