JPH03209831A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03209831A JPH03209831A JP2004856A JP485690A JPH03209831A JP H03209831 A JPH03209831 A JP H03209831A JP 2004856 A JP2004856 A JP 2004856A JP 485690 A JP485690 A JP 485690A JP H03209831 A JPH03209831 A JP H03209831A
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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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置、特に多端子、挟ピッチのＩＣ
，、ＬＳＩのパッケージング構造に関するものである。
，、ＬＳＩのパッケージング構造に関するものである。
従来例を第３図に基づいて説明する。まず、第３図（ａ
）に示すように、回路基板５０の導体配線５１例の面に
絶縁性樹脂５２を塗布する。絶縁性樹脂５２ば熱硬化型
または紫外線硬化型のエポキシ、シリコーン、アクリル
等の樹脂である。つぎに、第３図（＋））に示すように
、半導体素子５３の突起電極５４を回路基板５０の導体
配線５１と一致させ、半導体素子５３を加圧治具６０に
より加圧し、回路基板５０に押し当てる。このとき、突
起電極５４と導体配線５１の間にある絶縁性樹脂５２が
周囲に押し出され、半導体素子５３の突起電極５４と回
路基板５０の導体配線５１は電気的に接続する。
）に示すように、回路基板５０の導体配線５１例の面に
絶縁性樹脂５２を塗布する。絶縁性樹脂５２ば熱硬化型
または紫外線硬化型のエポキシ、シリコーン、アクリル
等の樹脂である。つぎに、第３図（＋））に示すように
、半導体素子５３の突起電極５４を回路基板５０の導体
配線５１と一致させ、半導体素子５３を加圧治具６０に
より加圧し、回路基板５０に押し当てる。このとき、突
起電極５４と導体配線５１の間にある絶縁性樹脂５２が
周囲に押し出され、半導体素子５３の突起電極５４と回
路基板５０の導体配線５１は電気的に接続する。
半導体素子５３の突起電極５４は電解メツキ法等により
形成したものでＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等である。
形成したものでＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等である。
つぎに、半導体素子５３を加圧した状態で絶縁性樹脂５
２を熱または紫外線で硬化させた後、加圧を解除して半
導体素子５３を回路基板５０に固着する。このとき、半
導体素子５３の突起電極５４と回路基板５０の導体配線
５１は、絶縁性樹脂の収縮力により電気的に接続する。
２を熱または紫外線で硬化させた後、加圧を解除して半
導体素子５３を回路基板５０に固着する。このとき、半
導体素子５３の突起電極５４と回路基板５０の導体配線
５１は、絶縁性樹脂の収縮力により電気的に接続する。
以上のように、半導体素子５３と回路基板５０の間には
、熱硬化型あるいは紫外線硬化型の絶縁性樹脂５２が介
在されているため、半導体装置の温度が上昇すると絶縁
性樹脂５２が膨張し、この膨張量が、硬化時の絶縁性樹
脂５２の収縮量を上まわると、突起電極５４と導体配線
５１の接続は外れ、電気的な接続を取れないという問題
点があった。
、熱硬化型あるいは紫外線硬化型の絶縁性樹脂５２が介
在されているため、半導体装置の温度が上昇すると絶縁
性樹脂５２が膨張し、この膨張量が、硬化時の絶縁性樹
脂５２の収縮量を上まわると、突起電極５４と導体配線
５１の接続は外れ、電気的な接続を取れないという問題
点があった。
この問題点は、絶縁性樹脂５２の膨張係数を小さくする
ことにより解決できるが、この場合はつぎのような問題
が発生する。即ち、絶縁性樹脂５２の膨張係数を小さく
すると、絶縁性樹脂５２のヤング率が大きくなるため、
半導体素子５３および回路基板５０に大きなストレスが
加わり、最悪の場合は半導体素子５３および回路基板５
０の破壊が起こるという問題がある。
ことにより解決できるが、この場合はつぎのような問題
が発生する。即ち、絶縁性樹脂５２の膨張係数を小さく
すると、絶縁性樹脂５２のヤング率が大きくなるため、
半導体素子５３および回路基板５０に大きなストレスが
加わり、最悪の場合は半導体素子５３および回路基板５
０の破壊が起こるという問題がある。
したがって、この発明の目的は、絶縁性樹脂が熱膨張し
ても、半導体素子の突起電極と回路基板の導体配線の接
続が外れない半導体装置を提供することである。
ても、半導体素子の突起電極と回路基板の導体配線の接
続が外れない半導体装置を提供することである。
この発明の半導体装置は、半導体素子と回路基板の間に
介在させた絶縁性樹脂の収縮力によって前記回路基板の
導体配線と前記半導体素子の突起電極を接続させる半導
体装置において、前記半導体素子の突起電極として弾性
限度における圧縮ひずみが前記絶縁性樹脂の許容温度に
おける膨張率よりも大きい材料を用い、この突起電極を
弾性圧縮した状態で前記回路基板の導体配線に接続する
と共に、この弾性圧縮状態の圧縮ひずみを、前記絶縁性
樹脂の許容温度における膨張率よりも大きく、かつ前記
突起電極の弾性限度における圧縮ひずみ以下に設定した
ものである。
介在させた絶縁性樹脂の収縮力によって前記回路基板の
導体配線と前記半導体素子の突起電極を接続させる半導
体装置において、前記半導体素子の突起電極として弾性
限度における圧縮ひずみが前記絶縁性樹脂の許容温度に
おける膨張率よりも大きい材料を用い、この突起電極を
弾性圧縮した状態で前記回路基板の導体配線に接続する
と共に、この弾性圧縮状態の圧縮ひずみを、前記絶縁性
樹脂の許容温度における膨張率よりも大きく、かつ前記
突起電極の弾性限度における圧縮ひずみ以下に設定した
ものである。
〔作用］
この発明の半導体装置によれば、半導体素子の突起電極
の弾性回復量が樹脂の膨張量よりも大きくなるため、高
温時においても半導体素子の突起電極と回路基板の導体
配線の接続が保たれる。
の弾性回復量が樹脂の膨張量よりも大きくなるため、高
温時においても半導体素子の突起電極と回路基板の導体
配線の接続が保たれる。
［実施例〕
この発明の一実施例を第１図に示した工程図に基づいて
説明する。第１図（ａ）に示すように、回路基板１はベ
ースとなる絶縁性基板２と導体配線３とからなる。絶縁
性基板２はセラミック、ガラス、ガラスエポキシ等より
、導体配線３はＣｒ −Ａ ｕ。
説明する。第１図（ａ）に示すように、回路基板１はベ
ースとなる絶縁性基板２と導体配線３とからなる。絶縁
性基板２はセラミック、ガラス、ガラスエポキシ等より
、導体配線３はＣｒ −Ａ ｕ。
Ａ１、Ｃｕ、タングステン、ｉＴｏ、、Ａｇ／Ｐｄ等で
形成され、その厚みは０．１〜５０μｍ程度である。そ
して、この回路基板１の、後に半導体素子が固着される
領域に、接着剤となる絶縁性樹脂４を塗布する。絶縁性
樹脂４は熱硬化型または紫外線硬化型のエポキシ、シリ
コーン、アクリル等の線膨張係数が約２ Ｘ １０−’
／’Ｃの樹脂である。
形成され、その厚みは０．１〜５０μｍ程度である。そ
して、この回路基板１の、後に半導体素子が固着される
領域に、接着剤となる絶縁性樹脂４を塗布する。絶縁性
樹脂４は熱硬化型または紫外線硬化型のエポキシ、シリ
コーン、アクリル等の線膨張係数が約２ Ｘ １０−’
／’Ｃの樹脂である。
絶縁性樹脂４の塗布にはデイスペンサ等を用いる。
つぎに、第１図（ｂ）に示すように、半導体素子５に設
けた突起電極６を、回路基板１の導体配線３に一致する
ように固定する。この突起電極６は、Ｔｉ−Ｎｉ、、Ｃ
ｕ−Ｍｎ−ＡＥ、、Ｃｒ−Ａｌ！−Ｎｉ等の合金であり
、絶縁性樹脂４の許容温度での膨張率（許容温度Ｘ線膨
張係数）よりも大きなひずみを加えても弾性変形を行う
ものである。そして、この状態で半導体素子５を、加圧
治具７にて回路基板１に押圧する。このとき、突起電極
６は弾性変形して圧縮されるが、この圧縮ひずみは、絶
縁性樹脂４の許容温度における膨張率よりも大きく、か
つ突起電極６の弾性限度における圧縮ひずみ以下になる
ように、加圧治具７により加える荷重を調節する。そし
て、絶縁性樹脂４が、熱硬化型ならば加熱し、また、紫
外線硬化型ならば紫外線を加えて硬化完了を待ち、加圧
治具７を解除する（第１図（Ｃ）参照）。このとき、半
導体素子５の突起電極６は、絶縁性樹脂４の接着力と半
導体素子５の突起電極６の弾性応力により、回路基板１
の導体配線３に接触した状態で保持され、電気的な接続
を得る。
けた突起電極６を、回路基板１の導体配線３に一致する
ように固定する。この突起電極６は、Ｔｉ−Ｎｉ、、Ｃ
ｕ−Ｍｎ−ＡＥ、、Ｃｒ−Ａｌ！−Ｎｉ等の合金であり
、絶縁性樹脂４の許容温度での膨張率（許容温度Ｘ線膨
張係数）よりも大きなひずみを加えても弾性変形を行う
ものである。そして、この状態で半導体素子５を、加圧
治具７にて回路基板１に押圧する。このとき、突起電極
６は弾性変形して圧縮されるが、この圧縮ひずみは、絶
縁性樹脂４の許容温度における膨張率よりも大きく、か
つ突起電極６の弾性限度における圧縮ひずみ以下になる
ように、加圧治具７により加える荷重を調節する。そし
て、絶縁性樹脂４が、熱硬化型ならば加熱し、また、紫
外線硬化型ならば紫外線を加えて硬化完了を待ち、加圧
治具７を解除する（第１図（Ｃ）参照）。このとき、半
導体素子５の突起電極６は、絶縁性樹脂４の接着力と半
導体素子５の突起電極６の弾性応力により、回路基板１
の導体配線３に接触した状態で保持され、電気的な接続
を得る。
第２図は半導体装置の温度変化による電極の接続状態を
示したものである。この図では、半導体素子５の突起電
極６がアルミ電極８を介して絶縁性基板２に設けられて
いる。第２図（ａ）は常温状態であり、このとき、アル
ミ電極８の厚さ！、は約０．５μｍ、突起電極６の厚さ
１２は約５μｍ、導体配線３の厚さ１３は約０．５μｍ
である。絶縁性樹脂４の厚さはＥ＋ ＋Ｉ！、ｚ ＋ｆ
ｆ１ａとなり、約６μｍとなる。第２図（ｂ）は高温状
態であり、絶縁性樹脂６は膨張し、その膨張量Δ！□は
、２００°Ｃのとき約３％であるから、（ｆｆｉｌ ＋
（！、２＋Ｌ ） Ｘ３％で約０，１８μｍとなり、電
極の接続を外す様に働く。しかしながら、突起電極６の
弾性回復量へ！おは、Ｔｉ−Ｎ＋合金の場合、弾性変形
を行うひずみの限界が約４％であるので、１２×４％で
約０．２μｍとなるため次のような関係式をみたす。
示したものである。この図では、半導体素子５の突起電
極６がアルミ電極８を介して絶縁性基板２に設けられて
いる。第２図（ａ）は常温状態であり、このとき、アル
ミ電極８の厚さ！、は約０．５μｍ、突起電極６の厚さ
１２は約５μｍ、導体配線３の厚さ１３は約０．５μｍ
である。絶縁性樹脂４の厚さはＥ＋ ＋Ｉ！、ｚ ＋ｆ
ｆ１ａとなり、約６μｍとなる。第２図（ｂ）は高温状
態であり、絶縁性樹脂６は膨張し、その膨張量Δ！□は
、２００°Ｃのとき約３％であるから、（ｆｆｉｌ ＋
（！、２＋Ｌ ） Ｘ３％で約０，１８μｍとなり、電
極の接続を外す様に働く。しかしながら、突起電極６の
弾性回復量へ！おは、Ｔｉ−Ｎ＋合金の場合、弾性変形
を行うひずみの限界が約４％であるので、１２×４％で
約０．２μｍとなるため次のような関係式をみたす。
八！６ 〉Δｆ！、Ｒ
このことは、絶縁性樹脂４の膨張が、突起電極６の弾性
回復域で生じているということであるため、高温状態で
の電極の接続が保持される。なお、高温状態では突起電
極６もわずかに膨張するが、絶縁性樹脂４に比べて非常
に小さいものであるため無視する。
回復域で生じているということであるため、高温状態で
の電極の接続が保持される。なお、高温状態では突起電
極６もわずかに膨張するが、絶縁性樹脂４に比べて非常
に小さいものであるため無視する。
以上のように、この発明では、半導体素子の突起電極に
、絶縁性樹脂の許容温度における膨張率よりも大きなひ
ずみを加えても弾性変形を行う金属を使用したので、多
端子、挾ピッチの半導体素子を高温状態で使用する場合
に非常に有効であり、絶縁性樹脂の収縮力によって回路
基板上の導体配線と半導体素子の突起電極とを接続する
半導体装置の歩留りならびに信頼性の向上に大きく寄与
するものである。
、絶縁性樹脂の許容温度における膨張率よりも大きなひ
ずみを加えても弾性変形を行う金属を使用したので、多
端子、挾ピッチの半導体素子を高温状態で使用する場合
に非常に有効であり、絶縁性樹脂の収縮力によって回路
基板上の導体配線と半導体素子の突起電極とを接続する
半導体装置の歩留りならびに信頼性の向上に大きく寄与
するものである。
第１図はこの発明の一実施例の半導体装置の製造工程図
、第２図は突起電極の変位状態図、第３図は従来例の製
造工程図である。
、第２図は突起電極の変位状態図、第３図は従来例の製
造工程図である。
Claims (1)
- 半導体素子と回路基板の間に介在させた絶縁性樹脂の収
縮力によって前記回路基板の導体配線と前記半導体素子
の突起電極を接続させる半導体装置において、前記半導
体素子の突起電極として弾性限度における圧縮ひずみが
前記絶縁性樹脂の許容温度における膨張率よりも大きい
材料を用い、この突起電極を弾性圧縮した状態で前記回
路基板の導体配線に接続すると共に、この弾性圧縮状態
の圧縮ひずみを、前記絶縁性樹脂の許容温度における膨
張率よりも大きく、かつ前記突起電極の弾性限度におけ
る圧縮ひずみ以下に設定したことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004856A JPH03209831A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004856A JPH03209831A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209831A true JPH03209831A (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=11595322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004856A Pending JPH03209831A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03209831A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19525388A1 (de) * | 1994-07-12 | 1996-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | Elektronikbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US5846853A (en) * | 1991-12-11 | 1998-12-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for bonding circuit substrates using conductive particles and back side exposure |
| EP0951063A4 (ja) * | 1996-03-06 | 1999-10-20 | ||
| US5981313A (en) * | 1996-10-02 | 1999-11-09 | Nec Corporation | Structure and method for packaging a semiconductor device |
| US6103551A (en) * | 1996-03-06 | 2000-08-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor unit and method for manufacturing the same |
| US6310395B1 (en) | 1994-07-12 | 2001-10-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component with anodically bonded contact |
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| JPH01233741A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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-
1990
- 1990-01-12 JP JP2004856A patent/JPH03209831A/ja active Pending
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