JPH05182971A - チップと基板の電極構造およびマルチチップモジュール - Google Patents

チップと基板の電極構造およびマルチチップモジュール

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JPH05182971A
JPH05182971A JP17792A JP17792A JPH05182971A JP H05182971 A JPH05182971 A JP H05182971A JP 17792 A JP17792 A JP 17792A JP 17792 A JP17792 A JP 17792A JP H05182971 A JPH05182971 A JP H05182971A
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chip
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cross
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bump
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Tomotoshi Satou
知稔 佐藤
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components

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  • Details Of Resistors (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリップチップ方式でチップを基板に実装す
る際に、歩留を高めることができるチップと基板の電極
構造およびマルチチップモジュールを提供する。 【構成】 図1(a)に示すように、チップ1の表面に、
断面が長円をなす柱状のバンプ電極101を、上記断面
の長手方向をそろえた状態で所定の間隔で複数並べて設
ける。一方、図1(b)に示すように、基板(図示せず)の
表面に、バンプ電極101が当接する箇所に、一方向に
長い閉領域をなすパッド201を、バンプ電極101の
断面の長手方向と直交する向きに設ける。上記基板はチ
ップ1とは別のチップであっても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フリップチップ方式
で接続されるチップと基板の電極構造およびマルチチッ
プモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体チップは急速に高集積化、
高機能化されている。これに伴って、チップの端子数が
増加し、実装に要する面積が増大する傾向にある。そこ
で、チップ1つ当たりの実装面積を極力低減するため
に、チップに柱状のバンプ電極を設けて、基板に直接フ
ェイスダウンでボンディングするフリップチップ方式が
採用されている。
【0003】フリップチップ方式を採用する場合、図6
に示すように、従来のチップ300と基板400の電極
構造は、チップ300に断面が円形または長方形をなす
柱状のバンプ電極310を設ける一方、上記バンプ電極
310の断面形状に対応して、基板面に円形または長方
形の面状のパッド420を設けたものである。また、形
状を対応させるだけではなく、無駄な面積を省くため
に、上記バンプ電極310の断面寸法と上記パッド42
0の寸法とは略同一に設定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、チップを基
板に実装する場合、一般に自動装置が用いられるが、チ
ップと基板との間に幾らかの位置ずれが生ずる。チップ
端子数が多い状況下では、電極やパッドの寸法を大きく
できないため、位置ずれに対する精度が厳しく要求され
る。このため、位置ずれによって歩留が低下するという
問題がある。1つの基板に搭載するチップ数が多くなれ
ばなるほど、この問題は深刻になる。なお、基板全体を
チップ並みの高い寸法精度で作製することは、技術的に
は可能であるが、コストが極めて高くつくという問題が
ある。
【0005】この位置ずれの問題を解消するために、い
わゆるマルチチップモジュール方式が考えだされた。マ
ルチチップモジュール方式は、図5に示すように、1つ
の基板に搭載べきチップ500,510,…を機能別に幾
つかまとめてモジュール600を構成し、このモジュー
ル単位で基板に搭載を行う実装方式である。この方式に
よれば、モジュールを搭載すべき全体の基板にはそれほ
どの精度が要求されなくなる。しかし、モジュールを構
成する基板610には、依然としてチップ並みの寸法精
度が要求され、工夫した割にはなかなか歩留を上げるこ
とができない。
【0006】そこで、この発明の目的は、フリップチッ
プ方式でチップを基板に実装する際に歩留を高めること
ができるチップと基板の電極構造およびマルチチップモ
ジュールを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明のチップと基板の電極構造は、フリップ
チップ方式で接続されるチップと基板の電極構造であっ
て、上記チップの表面には、断面が長円をなす柱状のバ
ンプ電極が、上記断面の長手方向をそろえた状態で所定
の間隔で複数並べて設けられる一方、上記基板の表面に
は、上記バンプ電極が当接する箇所に、一方向に長い閉
領域をなすパッドが、上記バンプ電極の断面の長手方向
と直交する向きに設けられていることを特徴としてい
る。
【0008】また、第2の発明のチップと基板の電極構
造は、フリップチップ方式で接続されるチップと基板の
電極構造であって、上記チップの表面には、所定の断面
寸法を有する柱状のバンプ電極と上記バンプ電極の断面
よりも寸法が大きい面状のパッドとが所定の間隔で交互
に並べて設けられる一方、上記基板の表面には、上記チ
ップのバンプ電極が当接する箇所に、上記チップのパッ
ドと略同一寸法のパッドが設けられ、かつ、上記チップ
のパッドが面する箇所に、上記チップのバンプ電極と略
同一寸法のバンプ電極が設けられていることを特徴とし
ている。
【0009】また、第3の発明のマルチチップモジュー
ルは、基板に搭載した第1のチップにフリップチップ方
式で第2のチップを接続して構成されるマルチチップモ
ジュールであって、上記第2のチップの表面には、断面
が長円をなす柱状のバンプ電極が、上記断面の長手方向
をそろえた状態で所定の間隔で複数並べて設けられる一
方、上記第1のチップの表面には、上記バンプ電極が当
接する箇所に、一方向に長い閉領域をなすパッドが、上
記バンプ電極の断面の長手方向と直交する向きに設けら
れていることを特徴としている。
【0010】また、第4の発明のマルチチップモジュー
ルは、基板に搭載した第1のチップにフリップチップ方
式で第2のチップを接続して構成されるマルチチップモ
ジュールであって、上記第2のチップの表面には、所定
の断面寸法を有する柱状のバンプ電極と上記バンプ電極
の断面よりも寸法が大きい面状のパッドとが所定の間隔
で交互に並べて設けられる一方、上記第1のチップの表
面には、上記第2のチップのバンプ電極が当接する箇所
に、上記第2のチップのパッドと略同一寸法のパッドが
設けられ、かつ、上記第2のチップのパッドが面する箇
所に、上記第2のチップのバンプ電極と略同一寸法のバ
ンプ電極が設けられていることを特徴としている。
【0011】
【作用】第1の発明(または第3の発明)では、チップ
(または第2のチップ)側に設けられた断面が長円をなす
柱状のバンプ電極と、基板(または第1のチップ)側に設
けられた一方向に長い閉領域をなすパッドとが、長手方
向が互いに直交する向きに設けられているので、実装の
際に、互いの長さ分だけ位置ずれが許容される。すなわ
ち、チップ側,基板側がそれぞれが長手方向に位置ずれ
したとしても、互いの長さに収まる位置ずれ量であれ
ば、バンプ電極とパッドとの接触が保たれる。ここで、
上記バンプ電極の断面とパッドの長手方向の寸法は、い
ずれも従来の電極やパッドの寸法(最大寸法)よりも大き
く設計される。一方向に長い形状となっているので、チ
ップ端子数が多い場合にも電極間隔を容易に確保できる
からである。したがって、実装の際の歩留が高まる。
【0012】また、第2の発明(または第4の発明)で
は、チップ(または第2のチップ)の表面にバンプ電極と
パッドとが交互に設けられる一方、基板(または第1の
チップ)の表面にバンプ電極とパッドとが交互に設けら
れ、これらが組み合わされる。したがって、実装の際、
チップ側と基板側とが相対的に位置ずれしたとしても、
上記パッドの寸法に収まる位置ずれ量であれば、バンプ
電極とパッドとの接触が保たれる。ここで、上記パッド
は、断面寸法が小さいバンプ電極と交互に設けられてい
るので、従来のパッドよりも大きく設計される。したが
って、実装の際の歩留が高まる。
【0013】
【実施例】以下、この発明のチップと基板の電極構造を
実施例により詳細に説明する。
【0014】図1は、この発明の第1実施例のチップと
基板の電極構造を示している。同図(a)に示すように、
チップ1の表面周縁には、断面が長円をなす柱状(紙面
に垂直に延びている)のバンプ電極101が、所定の間
隔で複数並べて設けらている。上記断面の長手方向はチ
ップ周縁に対して斜め45°にそろえられている。一
方、図示しない基板の表面には、上記バンプ電極101
が当接すべき箇所に、一方向に長い閉領域をなすパッド
が、上記バンプ電極101の断面の長手方向と直交する
向きに設けられている。そして、フリップチップ方式に
よって、上記チップ1を上記基板に直接フェイスダウン
でボンディングした場合、同図(b)に示す状態となる。
同図(b)は、簡単のため、基板側はパッド201のみを
示している。
【0015】このように、バンプ電極101と、基板側
に設けられた一方向に長い閉領域をなすパッド201と
が、長手方向が互いに直交するので、実装の際に、互い
の長さ分だけ位置ずれが許容される。すなわち、バンプ
電極101側,パッド201側がそれぞれが長手方向A,
Bに位置ずれしたとしても、互いの長さに収まる位置ず
れ量であれば、バンプ電極101とパッド201との接
触が保たれる。ここで、上記バンプ電極101の断面と
パッド201の長手方向の寸法は、いずれも従来の電極
やパッドの寸法(最大寸法)よりも大きく設計される。一
方向に長い形状となっているので、チップ端子数が多い
場合にも電極間隔を容易に確保できるからである。した
がって、この電極構造によって、実装の際の歩留を高め
ることができる。
【0016】図2は、この発明の第2実施例のチップと
基板の電極構造を示している。同図(b)に示すように、
チップ10の表面には、所定の径寸法を有する円柱状の
バンプ電極102と正方形のパッド112とが所定の間
隔で交互に並べて設けられている。上記パッド112
は、上記バンプ電極102の断面よりも大きい寸法に設
定されている。一方、基板の表面には、上記チップ10
のバンプ電極102が当接すべき箇所に、上記チップ1
0のパッド112と略同一寸法のパッドが設けられ、か
つ、上記チップ10のパッド112が面する箇所に、上
記チップ10のバンプ電極102と略同一寸法のバンプ
電極が設けられている。そして、フリップチップ方式に
よって、上記チップ10を上記基板20に直接フェイス
ダウンでボンディングした場合、図2(b)および図3に
示す状態となる。図2(b)は、簡単のため、基板側はパ
ッド202,バンプ電極212のみを示している。図3
は、実装状態を側方から見たところを示している。
【0017】このように、チップ10の表面にバンプ電
極102とパッド112とが交互に設けられる一方、基
板20の表面にバンプ電極212とパッド202とが交
互に設けられ、これらが組み合わされる。したがって、
実装の際、チップ10側と基板20側とが相対的に位置
ずれしたとしても、上記パッド112,202の寸法に
収まる位置ずれであれば、バンプ電極102,212と
パッド112,202との接触がいずれも保たれる。こ
こで、上記パッド112,202は、それぞれ断面寸法
が小さいバンプ電極102,212と交互に設けられて
いるので、従来のパッドよりも大きく設計される。した
がって、実装の際の歩留を高めることができる。なお、
図2(b)では、パッド112,202が重なっているが、
これらは高さが異なっているので、互いに接触すること
はない。
【0018】図4は、この発明の第3実施例のマルチチ
ップモジュールを示している。この例では、モジュール
用の基板30にワイヤボンディングやTAB(テープ・
オートメイテッド・ボンディング)、フリップチップ・
ボンディングなどの手段でチップ40,50を搭載・接
続し、さらに、フリップチップ方式によって、チップ4
0,50上にチップ60をブリッジ状に搭載・接続して
いる。上記チップ40,50とチップ60との間は、第
1実施例または第2実施例において、基板をチップ60
に置き換えた構成となっている。すなわち、図1(b)に
示すように、バンプ電極101とパッド201との長手
方向が互いに直交する状態、または、図3に示すよう
に、チップ10の表面にバンプ電極102とパッド11
2とが交互に設けられる一方、基板20の表面にバンプ
電極212とパッド202とが交互に設けられ、これら
が組み合わされた状態となっている。この場合も、第1
実施例,第2実施例と同様に、実装の際の歩留を高める
ことができる。
【0019】
【発明の効果】以上より明らかなように、第1の発明ま
たは第3の発明によれば、チップ(または第2のチップ)
側に設けられた断面が長円をなす柱状のバンプ電極と、
基板(または第1のチップ)側に設けられた一方向に長い
閉領域をなすパッドとが、長手方向が互いに直交する向
きに設けられているので、実装の際に、互いの長さ分だ
け位置ずれを許容でき、この結果、実装の際の歩留を高
めることができる。
【0020】また、第2の発明または第4の発明によれ
ば、チップ(または第2のチップ)の表面にバンプ電極と
パッドとが交互に設けられる一方、基板(または第1の
チップ)の表面にバンプ電極とパッドとが交互に設けら
れ、これらが組み合わされるので、実装の際、チップ側
と基板側とが相対的に位置ずれしたとしても、上記パッ
ドの寸法に収まる位置ずれ量であれば、バンプ電極とパ
ッドとの接触を保つことができる。したがって、実装の
際の歩留を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施例のチップと基板の電極
構造を示す平面図である。
【図2】 この発明の第2実施例のチップと基板の電極
構造を示す平面図である。
【図3】 上記第2実施例のチップと基板の実装状態を
側方から見たところを示す図である。
【図4】 この発明の第3実施例のマルチチップモジュ
ールを示す斜視図である。
【図5】 従来のマルチチップモジュールを示す斜視図
である。
【図6】 従来のフリップチップ方式によるチップと基
板の実装状態を側方から見たところを示す図である。
【符号の説明】
1,10 チップ 20 基板 30 モジュール用基板 31 電極ピン 40,50 第1のチップ 60 第2のチップ 101,102,212 バンプ電極 112,201,202 パッド
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 25/065 25/07 25/18 H01R 4/04 9057−5E 7220−4M H01L 25/08 B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フリップチップ方式で接続されるチップ
    と基板の電極構造であって、 上記チップの表面には、断面が長円をなす柱状のバンプ
    電極が、上記断面の長手方向をそろえた状態で所定の間
    隔で複数並べて設けられる一方、 上記基板の表面には、上記バンプ電極が当接する箇所
    に、一方向に長い閉領域をなすパッドが、上記バンプ電
    極の断面の長手方向と直交する向きに設けられているこ
    とを特徴とするチップと基板の電極構造。
  2. 【請求項2】 フリップチップ方式で接続されるチップ
    と基板の電極構造であって、 上記チップの表面には、所定の断面寸法を有する柱状の
    バンプ電極と上記バンプ電極の断面よりも寸法が大きい
    面状のパッドとが所定の間隔で交互に並べて設けられる
    一方、 上記基板の表面には、上記チップのバンプ電極が当接す
    る箇所に、上記チップのパッドと略同一寸法のパッドが
    設けられ、かつ、上記チップのパッドが面する箇所に、
    上記チップのバンプ電極と略同一寸法のバンプ電極が設
    けられていることを特徴とするチップと基板の電極構
    造。
  3. 【請求項3】 基板に搭載した第1のチップにフリップ
    チップ方式で第2のチップを接続して構成されるマルチ
    チップモジュールであって、 上記第2のチップの表面には、断面が長円をなす柱状の
    バンプ電極が、上記断面の長手方向をそろえた状態で所
    定の間隔で複数並べて設けられる一方、 上記第1のチップの表面には、上記バンプ電極が当接す
    る箇所に、一方向に長い閉領域をなすパッドが、上記バ
    ンプ電極の断面の長手方向と直交する向きに設けられて
    いることを特徴とするマルチチップモジュール。
  4. 【請求項4】 基板に搭載した第1のチップにフリップ
    チップ方式で第2のチップを接続して構成されるマルチ
    チップモジュールであって、 上記第2のチップの表面には、所定の断面寸法を有する
    柱状のバンプ電極と上記バンプ電極の断面よりも寸法が
    大きい面状のパッドとが所定の間隔で交互に並べて設け
    られる一方、 上記第1のチップの表面には、上記第2のチップのバン
    プ電極が当接する箇所に、上記第2のチップのパッドと
    略同一寸法のパッドが設けられ、かつ、上記第2のチッ
    プのパッドが面する箇所に、上記第2のチップのバンプ
    電極と略同一寸法のバンプ電極が設けられていることを
    特徴とするマルチチップモジュール。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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