JPH05136201A - 半導体装置用電極と実装体 - Google Patents

半導体装置用電極と実装体

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JPH05136201A
JPH05136201A JP3300121A JP30012191A JPH05136201A JP H05136201 A JPH05136201 A JP H05136201A JP 3300121 A JP3300121 A JP 3300121A JP 30012191 A JP30012191 A JP 30012191A JP H05136201 A JPH05136201 A JP H05136201A
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JP
Japan
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semiconductor device
electrode
circuit board
bump
mounting body
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JP3300121A
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English (en)
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Yoshihiro Bessho
芳宏 別所
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体装置と回路基板とを容易に、
かつ、信頼性良く接続することのできる半導体装置用電
極と実装体を提供することを目的とする。 【構成】 半導体装置のIC基板1のアルミ電極パッド
2部上に台座部と頂上部の2段突起状のバンプ電極3を
備え、バンプ電極3の頂上部にのみInフィラーを含む
導電性接着剤4を形成した電極を有し、かつ、導電性接
着剤4を介して半導体装置を回路基板6上のCuからな
る端子電極7に直接接合する実装体を有するもの。 【効果】 2段突起形状のバンプ電極3により、導電性
接着剤の広がりの規制が可能となり、微細ピッチでの接
合が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を回路基板
に実装する際の電極構造に関するものであり、特にフェ
ースダウンで実装してなる半導体装置用電極と実装体に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置の回路基板上への実装
には半田付けがよく利用されていたが、近年、半導体装
置のパッケージの小型化と接続端子数の増加により、接
続端子間隔が狭くなり、従来の半田付け技術で対処する
ことが次第に困難になってきた。
【0003】そこで、最近では裸の半導体装置を回路基
板上に直付けして実装面積の小型化と効率的使用を図ろ
うとする方法が考案されてきた。
【0004】なかでも、半導体装置を回路基板に接続す
るに際し、あらかじめ半導体装置のアルミ電極パッド上
に密着金属や拡散防止金属の蒸着膜とこの上にメッキに
より形成した半田層とからなる電極構造を有する半導体
装置を下向き(フェースダウン)にして、高温に加熱し
て半田を回路基板の端子電極に融着する実装構造が、接
続後の機械的強度が強く、接続が一括にできることなど
から有効な方法であるとされている。(例えば、工業調
査会、1980年1月15日発行、日本マイクロエレク
トロニクス協会編、『IC化実装技術』)以下図面を参
照しながら、上述した従来の半導体装置用電極と実装体
の一例について説明する。
【0005】図3は従来の半田バンプ電極を有する半導
体装置用電極の概略説明図であり、図4は上記半導体装
置の実装体の概略説明図である。
【0006】図3において、8は半導体装置のIC基板
であり、9はアルミ電極パッドである。10は密着金属
膜であり、11は拡散防止金属膜である。12は半田突
起であり、13はパッシベーション膜である。図4にお
いて、14は回路基板であり、15は端子電極である。
【0007】以上のように構成された従来の半田バンプ
電極を有する半導体装置用電極と実装体について、以下
その概略を説明する。
【0008】まず、半導体装置のIC基板8のアルミ電
極パッド9上にCuなどの密着金属膜10およびCrな
どの拡散防止金属膜11を蒸着により形成する。その
後、電極部以外をフォトレジストで覆い、メッキ法によ
り半田を拡散防止金属膜11上に析出させて半田リフロ
ーを行うことにより、半田突起12を形成して図3の半
田バンプ電極を得る。
【0009】さらに、以上のようにして得た半田バンプ
電極を有する半導体装置を、回路基板14の所定の位置
に位置合わせを行ってフェースダウンで積載した後、2
00〜300℃の高温に加熱して半田突起12を溶融
し、端子電極15に融着することによって半導体装置の
実装を行うものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな半田バンプ電極を有する半導体装置用電極や実装体
においては、 1.半導体装置のアルミ電極パッド上に密着金属膜や拡
散防止金属膜が必要で、電極構造が複雑となり、汎用性
に欠ける。
【0011】2.半田を溶融する最に高温に加熱する必
要があり、熱応力の影響を受ける。 3.高温に加熱して半田を溶融して端子電極と接続する
際に、IC基板と回路基板とのギャップを維持すること
が出来ないため、半田が広がって隣接とショートする危
険がある。
【0012】4.熱膨張の異なるIC基板と回路基板と
を半田で接続しているため、熱応力に対して脆い。など
といった課題を有していた。
【0013】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、半導体装置と回路基
板とを容易に信頼性良く接続することのできる半導体装
置用電極と実装体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、フェースダウンで回路基板に実装する半導
体装置において、半導体装置のアルミ電極パッド部上に
台座部と頂上部の2段突起状のバンプ電極を備え、上記
2段突起状のバンプ電極の頂上部にのみ少なくともIn
を含む接合層を形成した電極を有し、かつ、半導体装置
のアルミ電極パッド部上の2段突起状のバンプ電極を少
なくともInを含む接合層を介して回路基板上の端子電
極に電気的に接続する実装体を得ることを特徴として、
信頼性の高い半導体装置の回路基板への実装を実現しよ
うとするものである。
【0015】
【作用】本発明は、半導体装置のアルミ電極パッド部上
に直接形成した2段突起形状のバンプ電極の頂上部にの
みInを含む接合層を形成した電極を有することによ
り、半導体装置を回路基板の端子電極に接合する際に接
合層が隣接とショートすることなく微細ピッチでの接合
が可能となり、かつ、回路基板のCu端子電極に直接接
合可能で信頼性の高い半導体装置の実装体が実現でき
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例の半導体装置用電極
と実装体について、図面を参照しながら説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例における半導体
装置用電極の概略説明図であり、図2は、上記実施例の
電極を有する半導体装置の実装体の概略説明図である。
【0018】図1において、1は半導体装置のIC基板
であり、2はアルミ電極パッドである。3は台座部と頂
上部からなる2段突起状のバンプ電極であり、4は2段
突起形状のバンプ電極の頂上部にのみ形成したInフィ
ラーを含む導電性接着剤である。5はパッシベーション
膜である。図2において、6は回路基板であり、7はC
uからなる端子電極である。
【0019】以上のように構成された半導体装置用電極
と実装体について、以下図面を用いて説明する。
【0020】まず、半導体装置のIC基板1のアルミ電
極パッド2上に通常のワイヤボンディング技術と同様に
Auワイヤの先端のAuボールを固着した後、Auワイ
ヤを切断することにより台座部と頂上部を有する2段突
起状のバンプ電極3を形成する。
【0021】その後、2段突起状のバンプ電極3の頂上
部にのみ、Inフィラーを含む導電性接着剤4を転写法
や印刷法によって形成する。
【0022】上記により、汎用の半導体装置のアルミ電
極パッド2上に2段突起状のバンプ電極3とInフィラ
ーを含む導電性接着剤4からなる半導体装置用電極が容
易に得られる。
【0023】本発明の半導体装置用電極は、上記した方
法により、通常のワイヤボンディング装置で2段突起形
状のバンプ電極を得ることが出来るため、通常のアルミ
電極パッドを有する汎用の半導体装置を用いることが可
能となり、極めて汎用性が高い。
【0024】さらに、以上のようにして得た電極を有す
る半導体装置を、回路基板6の所定の位置に位置合わせ
を行ってフェースダウンで積載した後、160℃以上に
加熱してInフィラーを含む導電性接着剤4を硬化して
2段突起状のバンプ電極3をCuからなる端子電極7に
接着すると同時に、Inフィラーを含む導電性接着剤4
とCuからなる端子電極7の接着界面において導電性接
着剤中のInと端子電極のCuを合金化することによっ
て半導体装置の実装体を得る。
【0025】この半導体装置用電極を回路基板6の端子
電極7と接続する際に、IC基板1と回路基板6とのギ
ャップを2段突起状のバンプ電極3により維持すること
ができ、かつ、頂上部にのみInフィラーを含む導電性
接着剤4を形成しているため、導電性接着剤の広がりを
規制することが可能となって隣接とショートする危険が
なく、微細ピッチでの接続が可能な半導体装置の実装体
が得られる。
【0026】本発明の半導体装置の実装体は、上記した
方法により、従来の半田バンプ電極による実装体では不
可能であった半田の広がりの規制が2段突起状のバンプ
電極を用いることで可能となり、極めて安定で信頼性良
く、かつ、高密度に半導体装置を実装できる。
【0027】なお、本実施例では2段突起状のバンプ電
極をワイヤボンディング装置を用いて形成するとした
が、その形状が2段突起状であればメッキなど他の方法
で形成しても良い。
【0028】また、バンプ電極をAuからなるものとし
たが、その材質はAuに限られる物でなく、例えば、C
uなど他の金属から形成しても良い。
【0029】さらに、Inフィラーを含む導電性接着剤
は少なくともInフィラーを含んでいればよく、例えば
Agフィラーとの混合系でも良い。
【0030】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の半導体
装置用電極と実装体によれば、通常のワイヤボンディン
グ装置で半導体装置のアルミ電極パッド部上に直接形成
することができるため、汎用の半導体装置を用いること
が可能となり、極めて汎用性が高い。
【0031】さらに、2段突起形状のバンプ電極の頂上
部にのみ導電性接着剤を形成した電極を有することによ
り、半導体装置を回路基板の端子電極に接合する際に導
電性接着剤の広がりの規制が可能となり、導電性接着剤
が隣接とショートすることなく微細ピッチでの接合が可
能な実装体となり、極めて安定で信頼性良く、かつ、高
密度に半導体装置を実装できる。
【0032】また、Inフィラーを含む導電性接着剤を
用いるため、導電性接着剤と端子電極の接着界面におい
て導電性接着剤中のInと端子電極のCuを合金化する
ことができ、半導体装置を回路基板のCu端子電極に直
接接合可能な実装体が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における半導体装置用電極の
概略説明図
【図2】本発明の一実施例の電極を有する半導体装置の
実装体の概略説明図
【図3】従来の半田バンプ電極を有する半導体装置用電
極の概略説明図
【図4】従来の半田バンプ電極を有する半導体装置の実
装体の概略説明図
【符号の説明】
1 半導体装置のIC基板 2 アルミ電極パッド 3 2段突起状のバンプ電極 4 Inフィラーを含む導電性接着剤 5 パッシベーション膜 6 回路基板 7 Cuからなる端子電極 8 半導体装置のIC基板 9 アルミ電極パッド 10 密着金属膜 11 拡散防止金属膜 12 半田突起 13 パッシベーション膜 14 回路基板 15 端子電極

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェースダウンで回路基板に実装する半
    導体装置の電極において、半導体装置のアルミ電極パッ
    ド部上に台座部と頂上部の2段突起状のバンプ電極を備
    え、上記2段突起状のバンプ電極の頂上部にのみ少なく
    ともInを含む接合層を形成したことを特徴とする半導
    体装置用電極。
  2. 【請求項2】 2段突起状のバンプ電極がAuからなる
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置用電極。
  3. 【請求項3】 2段突起状のバンプ電極がワイヤボンデ
    ィング装置でAuワイヤにより形成されることを特徴と
    する請求項1項記載の半導体装置用電極。
  4. 【請求項4】 少なくともInを含む接合層がInフィ
    ラーを含む導電性接着剤からなることを特徴とする請求
    項1記載の半導体装置用電極。
  5. 【請求項5】 フェースダウンで回路基板に実装する半
    導体装置の実装体において、半導体装置のアルミ電極パ
    ッド部上の2段突起状のバンプ電極を少なくともInを
    含む接合層を介して回路基板上の端子電極に電気的に接
    続することを特徴とする半導体装置の実装体。
  6. 【請求項6】 2段突起状のバンプ電極がAuからなる
    ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の実装体。
  7. 【請求項7】 2段突起状のバンプ電極がワイヤボンデ
    ィング装置でAuワイヤにより形成されることを特徴と
    する請求項5項記載の半導体装置の実装体。
  8. 【請求項8】 少なくともInを含む接合層がInフィ
    ラーを含む導電性接着剤からなることを特徴とする請求
    項5記載の半導体装置の実装体。
  9. 【請求項9】 回路基板上の端子電極がCuからなるこ
    とを特徴とする請求項5記載の半導体装置の実装体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6482676B2 (en) 1997-01-09 2002-11-19 Fujitsu Limited Method of mounting semiconductor chip part on substrate
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