JPH0394438A - 半導体チップモジュール - 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） 本発明は回路基板に実装して用いる半導体チップモジュ
ールに関する． （従来技術） 半導体チップを回路基板に実装する搭載方法には、パッ
ケージ方式とペアチップ方式があり、半導体チップの接
続方法にはワイヤボンディング方式とバンプ方式がある
。

前記のパッケージ方式は、半導体チップをパッケージに
収納してパッケージごと回路基板に実装するもので、ペ
アチップ方式は，回路基板にペアチップを搭載し，ワイ
ヤボンディング方式により接続するかあるいはバンプ方
式によって接続搭載するものである。

バンプ方式では、半導体チップにあらかじめ接続用のバ
ンプを形戊しておき、半導体チップを加圧、加熱して回
路基板に接続する（フリップチップ法）。半導体チップ
を搭載した後は、接続部分、露出部分を樹脂によって封
止する． このフリップチップ法の場合は、半導体チップの面積内
で接続できるから、パッケージ方式とくらべてかなり実
装密度を高めることができ、また接続する際ボンディン
グワイヤを用いないから、ボンディングワイヤが交錯し
たりすることがない等の利点を有する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のフリップチップ法による場合は半
導体チップ上に接続用のバンプをつくる必要があり、半
導体チップの製造コストが高くなること、実装用の基板
に接続する際に半導体チップを加圧、加熱するため熱応
力疲労によって半導体チップのパッド等の接続部が劣化
しやすいこと、ペアチップの状態で接続するため耐環境
性に劣り半導体装置の信頼性が劣ること、熱放散性能が
劣ること等の問題点がある。

そこで，本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは，回路基板に対して上
記フリップチップ法と同程度の高密度実装ができると共
に、耐環境性に優れ，取り扱いが容易な半導体チップモ
ジュールを提供しようとするものである． （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構或をそなえる。

すなわち、少なくともワイヤボンディング用のパッドが
形成された半導体チップの面が樹脂封止され、該パッド
に一端がボンディングされたボンディングワイヤの他端
側か、前記パッドが形成された半導体チップの面を封止
する封止樹脂の外面に引き出され，外部接続用の端子部
として形或されたことを特徴とする。また、前記端子部
に外部接続用のバンプが形成されたことを特徴とする。

（作用） 半導体チップモジュールは、封止樹脂の外面に設けられ
る端子部を介して、回路基板等に実装される．端子部は
半導体チップのパッドに接続しているから、これによっ
て半導体チップと回路基板とが電気的に接続される。端
子部にバンプを形成した場合は、バンプを介して回路基
板等に接続する。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する． 〔第１実施例〕 第１図は本発明に係る半導体チップモジュールの第１の
実施例を示す断面図である。図で１０は半導体チップ、
１２は半導体チップを封止する封止樹脂、１４は半導体
チップ１０に設けたパッドである。

１６はワイヤボンデイング法によってバッドｌ４上に立
ち上がり形状に形成した導体部で，１８は導体部１６の
上端面に形或したバンプである。

導体部１６の上端面は封止樹脂１２の外面に露出し、バ
ンプ１８は導体部１６の端面から盛り上がる。

第２図（ａ）〜（ｄ）は上記実施例の半導体チップモジ
ュールの製造方法例を示す。

第２図（ａ）は半導体チップ１０上に導体部１６を形成
する状態を示す。図で２０はボンディングワイヤ，２２
はワイヤボンデイングで用いるキャピラリである．導体
部ｌ６はポールボンデイング法によって形戒するもので
，半導体チップｌ２のパッドｌ４にボンディングワイヤ
２０を溶着してボール付けした後，わずか上方に引き上
げて切断する．この切断の際は、ボンディングワイヤを
そのまま切断してもよいし，ボンディングワイヤ２０を
ボール状にして溶断してもよい．第２図（ｂ）はボール
状にして導体部１６を形成した実施例である６次いで、
第２図（Ｃ）に示すように、半導体チップ１０および導
体部１６全体を樹脂封止する。導体部ｌ６は封止樹脂ｌ
２によってその上端まで被覆する． 次に、封止樹脂１２の外面で導体部１６が設けられた側
の表面を研磨して、導体部１６の上部を封止樹脂１２内
から露出させる．第３図（ａ）は研磨によって導体部１
６の球状部分を露出させた状態を示す．導体部１６は上
部の球状部分をいくぶん研削し、ある程度の露出面積を
とるようにする。

第３図（′ｂ）は研磨後の導体部１６の平面図である．
導体部１６は円形状に封止樹脂１２上に露出する。

次に、導体部ｌ６の露出面にバンプ１８を形或する．パ
ンプ１Ｂははんだめっきによる方法、導電ペーストを印
刷、塗布する方法、導電性接着剤を塗布する方法等によ
って形成することができる．こうして，第１図に示す半
導体チップモジュールが得られる。

なお、ポールボンディングによってパッドのボール付け
部分がある程度大きく形或できる場合はこのボール付け
部分のみを形成するだけでもよい．第４図は、上記と同
様にパッド１４に立ち上がり形状に導体部１６を形成し
た他の例を示す。この例では、上記例よりもボンディン
グワイヤ２０を長く引き出して切断し、封止樹脂１２か
らボンディングワイヤ２０の先端を突出させるようにす
る。外部接続用の端子部はこのように封止樹脂１２から
突出させて設けてもよい．ボンディングワイヤ２０を突
出させた場合は、突出したボンデイングワイヤ端を回路
基板に接続して実装する。

なお、ワイヤボンディング法はポールボンデイング法に
限るものでなく、アルミニウムワイヤ等をボンデイング
する際の超音波ボンデイング法等も利用できる。以下の
実施例においても同様である。

上述した実施例では半導体チップ１０全体を樹脂封止し
たが、第５図および第６図に示すように、基材２４に半
導体チップ１０の下面を接合して樹脂封止してもよい。

基材２４としては放熱性の高い金属板を用いたり、セラ
ミックを用いることができ，さらに放熱フィンを取り付
けることにより熱放散性を高めることができる。

〔第２実施例〕 第７図は半導体チップモジュールの他の実施例の製造方
法を示す説明図である． この実施例においてもワイヤボンディング法によって製
造するが、第７図（ａ）はワイヤボンディングする前の
半導体チップ１０を示す平面図である．ｌ４は半導体チ
ップ１０上に設けたパッド、１４ａはダミーパッドであ
る。ここでパッド１４は信号線路としての接続部である
が、ダミーパッド１４ａはバッド１４との間でワイヤボ
ンディングするためのボンディング支持部として用いる
ものである。図のように、パッド１４とダミーパッド１
４ａとは所定間隔をおいて向かい合わせに配置する。

次いで、第７図（ｂ）に示すように，向かい合ったパッ
ド１４とダミーパッド１４ａとの間をボンディングワイ
ヤ２０で接続する。バッドｌ４とパッド１４ａとを接続
する際は通常のワイヤボンデイング法によればよい。た
だし，この場合ボンディングワイヤ２０の円弧状の高さ
を均等に揃えるようにワイヤボンデイングする。

次に、半導体チップ１０およびボンデイングワイヤ２０
全体を樹脂封止する（第７図（Ｃ〉）。

次いで、封止摺脂１２を研磨して、封止樹脂Ｉ２の外面
にボンディングワイヤ２０を一部分露出させる。第８図
（ａ）に示すようにこの研磨工程は、封止樹脂１２とと
もにボンディングワイヤ２０を部分的に研削することに
よってボンディングワイヤ２０の円弧状部の一部を外部
に露出させるものである。第８図（ｂ）は研削によって
ボンディングワイヤ２０が露出した状態を示す平面図で
ある。

次に，ボンディングワイヤ２０の露出部分に前述した第
１実施例と同様な方法によってバンプｌ８を形成する（
第７図（ｄ））。

こうして、半導体チップ１０のパッド１４と導通をとっ
た外部接続用の端子部が封止樹脂外面に形成された半導
体チップモジュールが得られる。

なお，上記製造工程においてはボンディングワイヤ２０
を研削するから、研削しやすいようにやや大径のボンデ
ィングワイヤを用いるのがよい。

また、パンプ１８を形成する際には、封止樹脂１２の表
面にレジストパターンを形成してバンプ↓８の位置を正
確に位置決めするようにしてもよい。

〔第３実施例〕 第９図は半導体チップモジュールのさらに他の実施例の
製造方法を示す説明図である。

この実施例においても、上記例と同様にワイヤボンディ
ング法を利用して製造する． 第９図で、３０は半導体チップ１０を接合するダイボン
ディング部であり、３０ａはダイボンディング部３０の
周囲に配置されダイボンディング部３０と一体に形成さ
れたダミーの支持体である。

このダミーの支持休３０ａのボンディング部には，ボン
ディングワイヤのボンディング性を確実にするため、あ
らかじめ平滑処理や金めつき等の表面処理を施しておく
とよい。

第９図（ａ＞は半導体チップ１０を支持体３０上に接合
した後、半導体チップ１０のパッド１４とダミーの支持
体３０ａ間をワイヤボンディングし、樹脂封止した状態
を示す。

第９図（ｂ）は上記のようにして樹脂封止したものに対
して、半導体チップ１０の搭載部分を残してＣ−Ｃ線、
Ｄ−Ｄ線から外側部分を除去した後、封止摺脂１２を研
磨して上記例と同様にボンディングワイヤ２０を露出さ
せバンプｌ８を設けたものである。

この実施例ではダミーの支持体３０ａを利用することに
よって上記第２実施例とは異なり、半導体チップ１０上
にダミーのバッド１４ａを設けることなく製造すること
ができる．また、この実施例の方法では従来と同様のワ
イヤボンデイング法が適用できるという利点がある。な
お、支持体３０、ダミーの支持体３０ａとしては金属板
、金属箔を接合したフィルム等が利用できる。

以上各実施例について説明したが、上記各実施例の半導
体チップモジュールは以下のような顕著な特徴を有する
。すなわち ■　上記半導体チップモジュールのサイズは半導体チッ
プよりも若干大きいのみであり、また外部接続用の端子
部を外面に有しているからフリップチチップ法によって
容易に実装でき、高密度実装が可能である。

■　半導体チップが樹脂封止されることによってプラス
チックパッケージと同等の耐環境性が得られ、装置とし
ての信頼性を向上させることができる． ■　端子部と半導体チップとの間に封止樹脂が介在し、
またバンプとパッド間に導体部が介在することによって
、これらが緩衝材として作用し実装した際にパッド部へ
応力が集中することを緩和することができる。これによ
って、長寿命化が図れる． ■　半導体チップ上の全範囲がパッド等の信号接続部と
して使用できるから、リードフレーム等を用いた場合と
くらべて多ピン化が可能となる。

■　高い技術的完成度にあるワイヤボンディング法が有
効に利用でき，確実に製造できるとともに製造コストを
抑えることができる． ■　半導体チップに放熱体を付設することが容易にでき
，半導体チップの熱放散性を容易に向上させることがで
きる。

なお，外部接続用の端子部はかならずしも封止樹脂１２
の外面から突出させる必要はなく，第１０図に示すよう
にソケッ１一等を介して実装することもできる。図で、
３２は実装用の回路基板、３４はコネクタ，３６はコネ
クタの接点部である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが，本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
神々のタイプの半導体チップモジュールに同様に適用で
きるものであって、発明の精神を逸脱しない範囲内で多
くの改変を施し得るのはもちろんのことである。

（発明の効果） 上述したように、本発明に係る半導体チップモジュール
は，、半導体チップが樹脂封止されて提供されるから耐
環境性に優れると井に、取り扱いがきわめて容易となり
、かつ外部接続用の端子部がモジュール本体に形成され
て提供されるから，回路基板等にそのまま接続して実装
でき、高密度実装を可能とすることができる。また、封
止樹脂やバンブとパッド間の導体部が緩衝材となって実
装した際の応力集中を緩和することができ、接続部を長
寿命化させることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体チップモジュールの第１の
実施例を示す断面図、第２図、第３図はその製造方法を
示す説明図、第４図〜第６図は第１実施例の変形例を示
す断面図，第７図及び第８図は第２実施例の製造方法を
示す説明図、第９図は第３実施例の製造方法を示す説明
図、第１０図は実装例を示す説明図である。 １０・・・半導体チップ、　１２・・・封止樹脂，　　
１４・・・パッド，　　１４ａ・・・ダミーパッド、　
　１６・・・導体部，　１８・・・バンプ、　２０・・
・ボンディングワイヤ、　　２２・・・キャビラリ、　
２４・・・基材、　３０・・・ダイボンディング部、　
　３０ａ・・・ダミーの支持体、　３２・・・回路基板
、　３４・・・コネクタ、３６・・・接点部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともワイヤボンディング用のパッドが形成さ
   れた半導体チップの面が樹脂封止され、 該パッドに一端がボンディングされたボン ディングワイヤの他端側が、前記パッドが形成された半
   導体チップの面を封止する封止樹脂の外面に引き出され
   、外部接続用の端子部として形成されたことを特徴とす
   る半導体チップモジュール。 ２、端子部に外部接続用のバンプが形成された請求項１
   記載の半導体チップモジュール。