JPH07235578A - 応力評価用半導体装置 - Google Patents
応力評価用半導体装置Info
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- JPH07235578A JPH07235578A JP2792994A JP2792994A JPH07235578A JP H07235578 A JPH07235578 A JP H07235578A JP 2792994 A JP2792994 A JP 2792994A JP 2792994 A JP2792994 A JP 2792994A JP H07235578 A JPH07235578 A JP H07235578A
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- Japan
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- semiconductor device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂封止型半導体装置の半導体チップに発生
する応力を簡便に評価するための応力評価用半導体装置
を提供する。 【構成】 配線１，配線２を半導体チップ３上の周辺部
に層間絶縁膜７を介して多層に構成することにより、封
止樹脂５の応力により層間絶縁膜７にクラック９が発生
した際、１層目の配線１ａと２層目の配線１ｂとが層間
絶縁膜７のクラック９を通し短絡するので、外部より電
気的に配線の移動が確認でき、その結果、封止樹脂５に
よる応力の発生を外部より電気的に確認することができ
る。
する応力を簡便に評価するための応力評価用半導体装置
を提供する。 【構成】 配線１，配線２を半導体チップ３上の周辺部
に層間絶縁膜７を介して多層に構成することにより、封
止樹脂５の応力により層間絶縁膜７にクラック９が発生
した際、１層目の配線１ａと２層目の配線１ｂとが層間
絶縁膜７のクラック９を通し短絡するので、外部より電
気的に配線の移動が確認でき、その結果、封止樹脂５に
よる応力の発生を外部より電気的に確認することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】樹脂封止型半導体装置の半導体チ
ップに加わる応力を評価するための応力評価用半導体装
置に関するものである。
ップに加わる応力を評価するための応力評価用半導体装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の高機能化に伴い、半導
体装置のチップは大型化するものがあり、そのために樹
脂封止型半導体装置のチップに加わる応力は増大し、応
力による半導体装置の特性変動等が問題となる。樹脂封
止型半導体装置のチップに加わる応力評価用半導体装置
に関しては簡便な方法がなく問題であった。以下、従来
の応力評価用半導体装置について図４，図５を参照しな
がら説明する。図４，図５は従来の応力評価用半導体装
置の構造である。
体装置のチップは大型化するものがあり、そのために樹
脂封止型半導体装置のチップに加わる応力は増大し、応
力による半導体装置の特性変動等が問題となる。樹脂封
止型半導体装置のチップに加わる応力評価用半導体装置
に関しては簡便な方法がなく問題であった。以下、従来
の応力評価用半導体装置について図４，図５を参照しな
がら説明する。図４，図５は従来の応力評価用半導体装
置の構造である。
【０００３】図４に示すように、半導体装置の応力評価
用半導体装置は、配線１と配線２とが半導体チップ３上
のコーナー部に形成されていた。
用半導体装置は、配線１と配線２とが半導体チップ３上
のコーナー部に形成されていた。
【０００４】図５（ａ）は第１の従来例を示し、図４に
おけるＡ−Ａ’箇所の断面構造を示している。図示して
いるように第１の従来例では、ダイパッド４上の半導体
チップ３上に配線１、配線２が１層で形成され、まわり
は封止樹脂５で被覆されていた。また同様に図５（ｂ）
には第２の従来例を示す。図示しているように第２の従
来例では、ダイパッド４上の半導体チップ３上に１層で
配線１、配線２および保護膜６が形成され、前記第１の
従来例と同様にまわりは封止樹脂５で被覆されていた。
おけるＡ−Ａ’箇所の断面構造を示している。図示して
いるように第１の従来例では、ダイパッド４上の半導体
チップ３上に配線１、配線２が１層で形成され、まわり
は封止樹脂５で被覆されていた。また同様に図５（ｂ）
には第２の従来例を示す。図示しているように第２の従
来例では、ダイパッド４上の半導体チップ３上に１層で
配線１、配線２および保護膜６が形成され、前記第１の
従来例と同様にまわりは封止樹脂５で被覆されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構造では、以下のような課題があった。まず第１の従
来例の構造では、封止樹脂５と半導体チップ３の熱膨張
係数および弾性率の違いにより、半導体チップ３上に形
成された配線１は図５（ａ）に示す矢印Ｘ方向に強い応
力を受け、配線１は矢印Ｘ方向に移動し、配線２と短絡
する。半導体チップ３上に働く応力は半導体装置を樹脂
封止する温度ではゼロであるが、冷却されると、前記封
止樹脂５と半導体チップ３の熱膨張係数および弾性率の
違いによって樹脂封止を行なった温度との差が大きいほ
ど強い応力が発生するため、配線１の移動も大きく、配
線２と短絡しやすい。配線１と配線２が短絡すれば外部
より電気的な短絡の有無の確認によって、応力による配
線の移動が確認でき、結果的に応力の強さが評価できる
ことになる。しかし第１の従来例では封止樹脂５が配線
１と配線２との間に存在するため、半導体チップ３に応
力が発生しても、封止樹脂５が配線１の応力による移動
を妨げるため、配線１と配線２とは短絡は難しく、その
結果、外部からの電気的な短絡の有無による応力発生の
有無を確認することは困難で、封止樹脂５を除去し、目
視で配線１の短絡の確認を行なわなければならないとい
う課題がある。
の構造では、以下のような課題があった。まず第１の従
来例の構造では、封止樹脂５と半導体チップ３の熱膨張
係数および弾性率の違いにより、半導体チップ３上に形
成された配線１は図５（ａ）に示す矢印Ｘ方向に強い応
力を受け、配線１は矢印Ｘ方向に移動し、配線２と短絡
する。半導体チップ３上に働く応力は半導体装置を樹脂
封止する温度ではゼロであるが、冷却されると、前記封
止樹脂５と半導体チップ３の熱膨張係数および弾性率の
違いによって樹脂封止を行なった温度との差が大きいほ
ど強い応力が発生するため、配線１の移動も大きく、配
線２と短絡しやすい。配線１と配線２が短絡すれば外部
より電気的な短絡の有無の確認によって、応力による配
線の移動が確認でき、結果的に応力の強さが評価できる
ことになる。しかし第１の従来例では封止樹脂５が配線
１と配線２との間に存在するため、半導体チップ３に応
力が発生しても、封止樹脂５が配線１の応力による移動
を妨げるため、配線１と配線２とは短絡は難しく、その
結果、外部からの電気的な短絡の有無による応力発生の
有無を確認することは困難で、封止樹脂５を除去し、目
視で配線１の短絡の確認を行なわなければならないとい
う課題がある。
【０００６】また第２の従来例の構造では、前記第１の
従来例の場合と同様に、半導体チップ３上に応力が発生
しても、封止樹脂５、保護膜６が配線１の応力による移
動を妨げるため、配線１と配線２との短絡は難しく、そ
の結果、外部からの電気的な短絡の有無を確認すること
は困難で、封止樹脂５を除去し、目視で配線１の短絡の
確認を行ない、応力の評価を実施しなければならないと
いう課題があった。
従来例の場合と同様に、半導体チップ３上に応力が発生
しても、封止樹脂５、保護膜６が配線１の応力による移
動を妨げるため、配線１と配線２との短絡は難しく、そ
の結果、外部からの電気的な短絡の有無を確認すること
は困難で、封止樹脂５を除去し、目視で配線１の短絡の
確認を行ない、応力の評価を実施しなければならないと
いう課題があった。
【０００７】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、封止樹脂の除去を行なうことなく、また目視での確
認を必要とせず、外部からの電気的な短絡の有無を確認
し、半導体チップに働く応力を簡便に敏感に評価する樹
脂封止型半導体装置の応力評価用半導体装置とその応力
評価用半導体装置を適用した樹脂封止型半導体装置を提
供するものである。
で、封止樹脂の除去を行なうことなく、また目視での確
認を必要とせず、外部からの電気的な短絡の有無を確認
し、半導体チップに働く応力を簡便に敏感に評価する樹
脂封止型半導体装置の応力評価用半導体装置とその応力
評価用半導体装置を適用した樹脂封止型半導体装置を提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の配線を第１配線膜とその上に層間絶縁膜を介して第２
配線膜を設けた２層構造とするものであり、またその２
層配線において層間絶縁膜下に位置する第１配線膜を柔
らかい金属であるＡｌで構成するものである。また樹脂
封止型半導体装置に適用する場合は樹脂封止されている
半導体チップ上の周辺部に前記応力評価用半導体装置を
設けるものである。
成するために、樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の配線を第１配線膜とその上に層間絶縁膜を介して第２
配線膜を設けた２層構造とするものであり、またその２
層配線において層間絶縁膜下に位置する第１配線膜を柔
らかい金属であるＡｌで構成するものである。また樹脂
封止型半導体装置に適用する場合は樹脂封止されている
半導体チップ上の周辺部に前記応力評価用半導体装置を
設けるものである。
【０００９】
【作用】前記構成により、半導体チップ上に形成された
配線が２層配線構造であるため、層間膜にクラックが発
生、そして配線の移動が起きた際、上下の異層間の配線
の応力移動による短絡が発生し、外部からの電気的な短
絡の有無を確認することができ、簡便にしかも敏感に応
力評価することができる。また配線の応力による移動に
おいて、配線自体が柔らかいＡｌなどの金属より構成さ
れているので、移動による短絡が起こりやすく、短絡を
より確実なものとし、外部からの電気的な短絡の有無を
容易にする。
配線が２層配線構造であるため、層間膜にクラックが発
生、そして配線の移動が起きた際、上下の異層間の配線
の応力移動による短絡が発生し、外部からの電気的な短
絡の有無を確認することができ、簡便にしかも敏感に応
力評価することができる。また配線の応力による移動に
おいて、配線自体が柔らかいＡｌなどの金属より構成さ
れているので、移動による短絡が起こりやすく、短絡を
より確実なものとし、外部からの電気的な短絡の有無を
容易にする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による応力評価用半導体装置の
一実施例を図１，図２および図３を参照しながら説明す
る。
一実施例を図１，図２および図３を参照しながら説明す
る。
【００１１】図１は本実施例にかかる応力評価用半導体
装置の配線部分を示す平面図であり、図示しているよう
に、応力評価用半導体装置を平面的にみると、配線１、
配線２が半導体チップ３上の周辺部に形成されている。
装置の配線部分を示す平面図であり、図示しているよう
に、応力評価用半導体装置を平面的にみると、配線１、
配線２が半導体チップ３上の周辺部に形成されている。
【００１２】図２は前記図１におけるＡ−Ａ’箇所の断
面構造を示す部分断面図である。図２に示すように配線
１，配線２は半導体チップ３上の周辺部に多層構造にな
るように形成されており、半導体チップ３上にまず第１
配線膜として、配線１ａ，配線２ａが形成され、層間絶
縁膜７を介して前記配線１ａ，配線２ａ上の同じ位置に
第２配線膜として、配線１ｂ，配線２ｂが形成されてい
る。本実施例では図２に示すように、配線１，配線２と
を２層構造としているが、３層以上にすることも可能で
あり、各配線層には層間絶縁膜を設ける。図２では、第
２配線膜である配線１ｂ，配線２ｂ上に保護膜６を形成
している。また層間絶縁膜７下に位置する第１配線膜で
ある配線１ａ，配線２ａの材料としてはＡｌ等の柔らか
い金属を用いている。
面構造を示す部分断面図である。図２に示すように配線
１，配線２は半導体チップ３上の周辺部に多層構造にな
るように形成されており、半導体チップ３上にまず第１
配線膜として、配線１ａ，配線２ａが形成され、層間絶
縁膜７を介して前記配線１ａ，配線２ａ上の同じ位置に
第２配線膜として、配線１ｂ，配線２ｂが形成されてい
る。本実施例では図２に示すように、配線１，配線２と
を２層構造としているが、３層以上にすることも可能で
あり、各配線層には層間絶縁膜を設ける。図２では、第
２配線膜である配線１ｂ，配線２ｂ上に保護膜６を形成
している。また層間絶縁膜７下に位置する第１配線膜で
ある配線１ａ，配線２ａの材料としてはＡｌ等の柔らか
い金属を用いている。
【００１３】次に図３を参照しながら、前記図２に示す
構造を樹脂封止型半導体装置の半導体チップに加わる応
力評価に適用した場合の応力評価について説明する。図
３は本実施例の構造を樹脂封止型半導体装置に適用した
場合の部分断面図であり、前記図１におけるＡ−Ａ’箇
所に相当する断面構造を示すものである。
構造を樹脂封止型半導体装置の半導体チップに加わる応
力評価に適用した場合の応力評価について説明する。図
３は本実施例の構造を樹脂封止型半導体装置に適用した
場合の部分断面図であり、前記図１におけるＡ−Ａ’箇
所に相当する断面構造を示すものである。
【００１４】本実施例の応力評価用半導体装置は、半導
体チップ３がダイパッド４上にダイスボンディングさ
れ、封止樹脂５によって樹脂封止されている。第１配線
膜である配線１ａ，配線１ｂ、第２配線膜である配線２
ａ，配線２ｂはすべて電気的に独立で、通常の半導体装
置のようにボンディングパッド、ワイヤー、リードフレ
ームを介して電気的に外部と接続する。樹脂封止する際
の封止温度は通常１００［℃］以上となるため、封止樹
脂５にて封止後に室温まで冷却すると、封止樹脂５と半
導体チップ３との熱膨張係数の差および弾性率の差によ
って配線１ａ，配線１ｂ、配線２ａ，配線２ｂには図３
に示す矢印Ｘ方向に応力が発生する。ここで強い応力が
発生すると保護膜クラック８、層間膜クラック９が発生
し、さらに配線１ａ，配線１ｂ、配線２ａ，配線２ｂは
矢印Ｘ方向に押されて移動しようとする。しかしながら
２層目に形成された第２配線膜である配線１ｂの場合、
保護膜６、封止樹脂５に妨げられ配線２ｂと短絡するこ
とはできない。しかし層間絶縁膜７に発生した層間膜ク
ラック９の場合、配線１ａ，配線２ａの材料としてＡｌ
等の柔らかい金属を用いることにより、封止樹脂５、保
護膜６に妨げられることなく、応力により層間膜クラッ
ク９中を移動し、図３に示すように１層目の配線１ａと
２層目の配線１ｂ同士が短絡するので外部からの電気的
試験によって、配線１の応力による移動が確認できるの
で、従来のように封止樹脂５を除去することなく、配線
の応力による移動を簡単に確認することが可能となる。
体チップ３がダイパッド４上にダイスボンディングさ
れ、封止樹脂５によって樹脂封止されている。第１配線
膜である配線１ａ，配線１ｂ、第２配線膜である配線２
ａ，配線２ｂはすべて電気的に独立で、通常の半導体装
置のようにボンディングパッド、ワイヤー、リードフレ
ームを介して電気的に外部と接続する。樹脂封止する際
の封止温度は通常１００［℃］以上となるため、封止樹
脂５にて封止後に室温まで冷却すると、封止樹脂５と半
導体チップ３との熱膨張係数の差および弾性率の差によ
って配線１ａ，配線１ｂ、配線２ａ，配線２ｂには図３
に示す矢印Ｘ方向に応力が発生する。ここで強い応力が
発生すると保護膜クラック８、層間膜クラック９が発生
し、さらに配線１ａ，配線１ｂ、配線２ａ，配線２ｂは
矢印Ｘ方向に押されて移動しようとする。しかしながら
２層目に形成された第２配線膜である配線１ｂの場合、
保護膜６、封止樹脂５に妨げられ配線２ｂと短絡するこ
とはできない。しかし層間絶縁膜７に発生した層間膜ク
ラック９の場合、配線１ａ，配線２ａの材料としてＡｌ
等の柔らかい金属を用いることにより、封止樹脂５、保
護膜６に妨げられることなく、応力により層間膜クラッ
ク９中を移動し、図３に示すように１層目の配線１ａと
２層目の配線１ｂ同士が短絡するので外部からの電気的
試験によって、配線１の応力による移動が確認できるの
で、従来のように封止樹脂５を除去することなく、配線
の応力による移動を簡単に確認することが可能となる。
【００１５】また実製品の樹脂封止型半導体装置の樹脂
封止された半導体チップ上の周辺部の余分領域に本実施
例の応力評価用半導体装置を適用し、応力評価すること
も可能である。
封止された半導体チップ上の周辺部の余分領域に本実施
例の応力評価用半導体装置を適用し、応力評価すること
も可能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明の応力評価用半導体装置によれ
ば、樹脂封止型半導体装置の半導体チップに発生する応
力を封止樹脂の除去なしで外部から電気的に簡便に評価
することができ、樹脂封止型半導体装置を構成する封止
樹脂材料、構造等による半導体チップへの応力の影響を
簡便に効率的に評価することができるものである。
ば、樹脂封止型半導体装置の半導体チップに発生する応
力を封止樹脂の除去なしで外部から電気的に簡便に評価
することができ、樹脂封止型半導体装置を構成する封止
樹脂材料、構造等による半導体チップへの応力の影響を
簡便に効率的に評価することができるものである。
【図１】本発明の一実施例にかかる応力評価用半導体装
置の配線部分を示す平面図
置の配線部分を示す平面図
【図２】本発明の一実施例にかかる応力評価用半導体装
置の部分断面図
置の部分断面図
【図３】本発明の一実施例にかかる応力評価用半導体装
置の応力評価を示す部分断面図
置の応力評価を示す部分断面図
【図４】従来の応力評価用半導体装置の配線部分を示す
平面図
平面図
【図５】従来の応力評価用半導体装置の部分断面図
１ 配線 ２ 配線 ３ 半導体チップ ４ ダイパッド ５ 封止樹脂 ６ 保護膜 ７ 層間絶縁膜 ８ 保護膜クラック ９ 層間膜クラック
Claims (4)
- 【請求項１】 樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の配線を上下に複数層構造とし、前記複数層構造の配線
間に層間絶縁膜を設けることを特徴とする応力評価用半
導体装置。 - 【請求項２】 樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の配線を第１配線膜と第２配線膜との上下２層構造と
し、前記第１配線膜と第２配線膜との間に層間絶縁膜を
設けることを特徴とする請求項１記載の応力評価用半導
体装置。 - 【請求項３】 樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の配線を第１配線膜と第２配線膜との上下２層構造と
し、前記第１配線膜と第２配線膜との間に層間絶縁膜を
設け、前記層間膜下に位置する第１配線膜をＡｌで構成
することを特徴とする請求項１記載の応力評価用半導体
装置。 - 【請求項４】 樹脂封止型半導体装置の応力評価用半導
体装置において、封止している樹脂内の半導体チップ上
の周辺部に配線を第１配線膜と第２配線膜との上下２層
構造とし、前記第１配線膜と第２配線膜との間に層間絶
縁膜を設け、前記層間膜下に位置する第１配線膜をＡｌ
で構成することを特徴とする請求項１記載の応力評価用
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792994A JPH07235578A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 応力評価用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792994A JPH07235578A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 応力評価用半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235578A true JPH07235578A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12234587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2792994A Pending JPH07235578A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 応力評価用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07235578A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7735375B2 (en) | 2007-09-07 | 2010-06-15 | Ricoh Company, Ltd. | Stress-distribution detecting semiconductor package group and detection method of stress distribution in semiconductor package using the same |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP2792994A patent/JPH07235578A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7735375B2 (en) | 2007-09-07 | 2010-06-15 | Ricoh Company, Ltd. | Stress-distribution detecting semiconductor package group and detection method of stress distribution in semiconductor package using the same |
| US7934429B2 (en) | 2007-09-07 | 2011-05-03 | Ricoh Company, Ltd. | Stress-distribution detecting semiconductor package group and detection method of stress distribution in semiconductor package using the same |
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