JPH07240420A - バンプ電極付き半導体装置およびその形成方法 - Google Patents
バンプ電極付き半導体装置およびその形成方法Info
- Publication number
- JPH07240420A JPH07240420A JP5666194A JP5666194A JPH07240420A JP H07240420 A JPH07240420 A JP H07240420A JP 5666194 A JP5666194 A JP 5666194A JP 5666194 A JP5666194 A JP 5666194A JP H07240420 A JPH07240420 A JP H07240420A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- gold
- bump
- copper foil
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バンプの形成プロセスが簡単化するととも
に、外部の配線基板などとも十分な強度の接合が得られ
るバンプ電極付き半導体装置およびその形成方法を提供
する。 【構成】 半導体装置７のチップ電極８上にバンプ電極
を設けたバンプ電極付き半導体装置において、バンプ電
極は、チップ電極８側から金バンプ６、ニッケル層３、
銅層１、ニッケル層３、金層４の順に積層されて構成さ
れている。
に、外部の配線基板などとも十分な強度の接合が得られ
るバンプ電極付き半導体装置およびその形成方法を提供
する。 【構成】 半導体装置７のチップ電極８上にバンプ電極
を設けたバンプ電極付き半導体装置において、バンプ電
極は、チップ電極８側から金バンプ６、ニッケル層３、
銅層１、ニッケル層３、金層４の順に積層されて構成さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路装置などの半
導体装置のチップを電気的に外部と接続するために、チ
ップ電極上にバンプ電極を形成したバンプ電極付き半導
体装置およびその形成方法に関する。
導体装置のチップを電気的に外部と接続するために、チ
ップ電極上にバンプ電極を形成したバンプ電極付き半導
体装置およびその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路装置などの半導体装置を
高密度で配線基板などに実装する方法として、ベアチッ
プを直接基板上に実装するベアチップ実装法の開発が進
められている。ベアチップ実装法としては、ＷＢ（ワイ
ヤーボンディング）法、ＴＡＢ（テープ・オートメーテ
ッド・ボンディング）法、ＦＣ（フリップチップ）法が
用いられている。ベアチップ電極と基板パッドを金線を
用いて一本一本接続するＷＢ法を除いて、ＴＡＢ法およ
びＦＣ法では、チップ電極上にバンプを形成する必要が
ある。従来のチップ電極上のバンプ形成方法には、以下
に示す方法がある。即ち、１）半導体製造プロセスの一
環として、チップ上にバリアメタルを形成した後、電解
メッキにてバンプを形成する方法である。しかし、この
バンプ形成方法は、バンプ形成のために複雑なプロセス
や高額な設備を必要とするうえ、チップの製造歩留りが
低く、バンプ形成のコストが高くなる。２）転写バンプ
方式がある。この方法は、メッキ用マスクをもった基板
上に電解メッキでバンプを形成し、このバンプをチップ
電極上に転写するものである。バンプ材としては金を用
いる。この方法では、転写の際に金バンプがチップのア
ルミ電極表面の酸化膜を破壊し、露出した新鮮なアルミ
と金がＡｕ・Ａｌ合金を形成して、バンプとチップ電極
の接合がなされる。
高密度で配線基板などに実装する方法として、ベアチッ
プを直接基板上に実装するベアチップ実装法の開発が進
められている。ベアチップ実装法としては、ＷＢ（ワイ
ヤーボンディング）法、ＴＡＢ（テープ・オートメーテ
ッド・ボンディング）法、ＦＣ（フリップチップ）法が
用いられている。ベアチップ電極と基板パッドを金線を
用いて一本一本接続するＷＢ法を除いて、ＴＡＢ法およ
びＦＣ法では、チップ電極上にバンプを形成する必要が
ある。従来のチップ電極上のバンプ形成方法には、以下
に示す方法がある。即ち、１）半導体製造プロセスの一
環として、チップ上にバリアメタルを形成した後、電解
メッキにてバンプを形成する方法である。しかし、この
バンプ形成方法は、バンプ形成のために複雑なプロセス
や高額な設備を必要とするうえ、チップの製造歩留りが
低く、バンプ形成のコストが高くなる。２）転写バンプ
方式がある。この方法は、メッキ用マスクをもった基板
上に電解メッキでバンプを形成し、このバンプをチップ
電極上に転写するものである。バンプ材としては金を用
いる。この方法では、転写の際に金バンプがチップのア
ルミ電極表面の酸化膜を破壊し、露出した新鮮なアルミ
と金がＡｕ・Ａｌ合金を形成して、バンプとチップ電極
の接合がなされる。
【０００３】ＦＣ実装の場合、半田を介してチップと基
板の接続を行う。この場合のバンプ材として金を用いる
と、半田の中に金が拡散し、脆いＡｕ・Ｓｎ合金を形成
するため、金を使用することはできない。また、チップ
電極上に直接半田バンプを形成すると、チップ電極材料
のＡｌが半田に拡散し、十分な接合強度が得られない。
そこで、１）に記した方法で、チップ電極上にバリアメ
タルを形成し高融点半田によるバンプを形成する。
板の接続を行う。この場合のバンプ材として金を用いる
と、半田の中に金が拡散し、脆いＡｕ・Ｓｎ合金を形成
するため、金を使用することはできない。また、チップ
電極上に直接半田バンプを形成すると、チップ電極材料
のＡｌが半田に拡散し、十分な接合強度が得られない。
そこで、１）に記した方法で、チップ電極上にバリアメ
タルを形成し高融点半田によるバンプを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバンプ電極付き
半導体装置は、上述のＦＣ実装におけるバンプの形成プ
ロセスを使用するので、バリアメタルの形成を必要と
し、プロセスが複雑でコストが高くなるという問題があ
った。
半導体装置は、上述のＦＣ実装におけるバンプの形成プ
ロセスを使用するので、バリアメタルの形成を必要と
し、プロセスが複雑でコストが高くなるという問題があ
った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決したバンプ電極付き半導体装置およびその形成方法を
提供するもので、半導体装置のチップ電極上にバンプ電
極を設けたバンプ電極付き半導体装置において、バンプ
電極は、チップ電極側から金バンプ、ニッケル層、銅
層、ニッケル層、金層の順に積層されていることを特徴
とするバンプ電極付き半導体装置を第１発明とし、前記
発明において、半導体装置のバンプ電極が設けられた側
の表面および金バンプの側面が樹脂で被覆されているこ
とを第２発明とする。また、メッキレジストを形成した
銅箔にニッケル下地メッキ、金フラッシュメッキを施
し、次いで、銅箔の一方の面にマスクを施して金メッキ
により金バンプを形成し、次いで、銅箔上の前記メッキ
レジストと前記マスクを除去した後、チップ電極と銅箔
上の金バンプを接合し、次いで、銅箔と半導体装置の間
隙を樹脂で埋め込み、次いで銅箔の露出部分をエッチン
グで除去する工程を有する第２発明のバンプ電極付き半
導体装置の形成方法を第３発明とする。
決したバンプ電極付き半導体装置およびその形成方法を
提供するもので、半導体装置のチップ電極上にバンプ電
極を設けたバンプ電極付き半導体装置において、バンプ
電極は、チップ電極側から金バンプ、ニッケル層、銅
層、ニッケル層、金層の順に積層されていることを特徴
とするバンプ電極付き半導体装置を第１発明とし、前記
発明において、半導体装置のバンプ電極が設けられた側
の表面および金バンプの側面が樹脂で被覆されているこ
とを第２発明とする。また、メッキレジストを形成した
銅箔にニッケル下地メッキ、金フラッシュメッキを施
し、次いで、銅箔の一方の面にマスクを施して金メッキ
により金バンプを形成し、次いで、銅箔上の前記メッキ
レジストと前記マスクを除去した後、チップ電極と銅箔
上の金バンプを接合し、次いで、銅箔と半導体装置の間
隙を樹脂で埋め込み、次いで銅箔の露出部分をエッチン
グで除去する工程を有する第２発明のバンプ電極付き半
導体装置の形成方法を第３発明とする。
【０００６】
【作用】第１発明におけるバンプ電極は、チップ電極
（通常、アルミで構成されている）と金バンプで接続し
ているので、接合部分でＡｌ・Ａｕ合金が形成され、良
好な接合部が形成される。従って、従来のように、チッ
プ電極のＡｌが半田バンプに拡散するのを防ぐバリアメ
タルを、チップ電極上に形成する必要がなくなる。ま
た、バンプ電極の配線基板などに接続する部分は、ニッ
ケル下地層の金層で構成されているので、半田付け性が
よく、配線基板などの半田部分とは十分な強度の接合が
得られる。ここで、この部分の金層の厚さを十分に薄く
しておくと、金が配線基板の半田に拡散して脆いＡｕ・
Ｓｎ合金を形成することはない。なお、Ｎｉ下地層は、
金と銅の間の相互拡散を防止するバリア層となってい
る。
（通常、アルミで構成されている）と金バンプで接続し
ているので、接合部分でＡｌ・Ａｕ合金が形成され、良
好な接合部が形成される。従って、従来のように、チッ
プ電極のＡｌが半田バンプに拡散するのを防ぐバリアメ
タルを、チップ電極上に形成する必要がなくなる。ま
た、バンプ電極の配線基板などに接続する部分は、ニッ
ケル下地層の金層で構成されているので、半田付け性が
よく、配線基板などの半田部分とは十分な強度の接合が
得られる。ここで、この部分の金層の厚さを十分に薄く
しておくと、金が配線基板の半田に拡散して脆いＡｕ・
Ｓｎ合金を形成することはない。なお、Ｎｉ下地層は、
金と銅の間の相互拡散を防止するバリア層となってい
る。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明にか
かるバンプ電極付き半導体装置の一実施例の形成工程の
断面説明図である。その工程は以下の通りである。即
ち、 １）先ず、銅箔１の両面にフォトリソグラフィ工程によ
りメッキレジスト層２を形成する。Ａ面を金ダンプ形成
面とし、Ｂ面を基板などの半田に接続する面とする（図
１（ａ））。 ２）次いで、銅箔１を電極として、ニッケル下地メッキ
層３およびフラッシュ金メッキ層４を形成する（図１
（ｂ））。 ３）次いで、Ｂ面にメッキがなされないようにマスク５
を施し、所望のバンプ高さが得られるまでＡ面の開口部
に金メッキを行い、金バンプ６を形成する（図１
（ｃ））。 ４）次いで、マスク５を除去した後、メッキレジスト層
２を剥離する（図１（ｄ））。 ５）次いで、半導体装置７のチップ電極８と金バンプ６
を位置合わせした後、加熱加圧し、チップ電極８と金バ
ンプ６を接続する（図１（ｅ））。 ６）次いで、半導体装置７と銅箔１の隙間に封止樹脂９
を流し込み、樹脂を硬化させる（図１（ｆ））。 ７）次いで、銅箔１をエッチングで除去し、各金バンプ
６を電気的に分離する（図１（ｇ））。
を詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明にか
かるバンプ電極付き半導体装置の一実施例の形成工程の
断面説明図である。その工程は以下の通りである。即
ち、 １）先ず、銅箔１の両面にフォトリソグラフィ工程によ
りメッキレジスト層２を形成する。Ａ面を金ダンプ形成
面とし、Ｂ面を基板などの半田に接続する面とする（図
１（ａ））。 ２）次いで、銅箔１を電極として、ニッケル下地メッキ
層３およびフラッシュ金メッキ層４を形成する（図１
（ｂ））。 ３）次いで、Ｂ面にメッキがなされないようにマスク５
を施し、所望のバンプ高さが得られるまでＡ面の開口部
に金メッキを行い、金バンプ６を形成する（図１
（ｃ））。 ４）次いで、マスク５を除去した後、メッキレジスト層
２を剥離する（図１（ｄ））。 ５）次いで、半導体装置７のチップ電極８と金バンプ６
を位置合わせした後、加熱加圧し、チップ電極８と金バ
ンプ６を接続する（図１（ｅ））。 ６）次いで、半導体装置７と銅箔１の隙間に封止樹脂９
を流し込み、樹脂を硬化させる（図１（ｆ））。 ７）次いで、銅箔１をエッチングで除去し、各金バンプ
６を電気的に分離する（図１（ｇ））。
【０００８】上記実施例において、半導体装置７のチッ
プ電極８は通常、アルミで構成されているので、チップ
電極８と金バンプ６は接合面にＡｌ・Ａｕ合金を形成し
て強固に接合する。従って、本実施例では、従来のよう
にチップ電極上にバリアメタルを形成する必要はなくな
る。また、バンプ電極は外部基板の半田に、銅箔１上に
ニッケル下地メッキ層３にフラッシュ金メッキ層４を施
した部分で接合するので、良好な半田付け性が得られ
る。なお、金バンプ６を接続した後の半導体装置７の表
面と金バンプ６側面は樹脂で覆われているので、銅箔１
のエッチングと外部基板の接続を、半導体装置７の表面
に損傷を与えることなく行うことができる。
プ電極８は通常、アルミで構成されているので、チップ
電極８と金バンプ６は接合面にＡｌ・Ａｕ合金を形成し
て強固に接合する。従って、本実施例では、従来のよう
にチップ電極上にバリアメタルを形成する必要はなくな
る。また、バンプ電極は外部基板の半田に、銅箔１上に
ニッケル下地メッキ層３にフラッシュ金メッキ層４を施
した部分で接合するので、良好な半田付け性が得られ
る。なお、金バンプ６を接続した後の半導体装置７の表
面と金バンプ６側面は樹脂で覆われているので、銅箔１
のエッチングと外部基板の接続を、半導体装置７の表面
に損傷を与えることなく行うことができる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
装置のチップ電極上にバンプ電極を設けたバンプ電極付
き半導体装置において、バンプ電極は、チップ電極側か
ら金バンプ、ニッケル層、銅層、ニッケル層、金層の順
に積層されているため、チップ電極上にバリアメタルを
形成する必要がなく、バンプの形成プロセスが簡単化す
るとともに、外部の配線基板などとも十分な強度の接合
が得られるという優れた効果がある。また、金バンプを
接続した後の半導体装置の表面と金バンプ側面を樹脂で
覆うと、半導体装置の表面に損傷を与えることなく、バ
ンプ電極の形成および外部基板との接続を行うことがで
きるという効果がある。
装置のチップ電極上にバンプ電極を設けたバンプ電極付
き半導体装置において、バンプ電極は、チップ電極側か
ら金バンプ、ニッケル層、銅層、ニッケル層、金層の順
に積層されているため、チップ電極上にバリアメタルを
形成する必要がなく、バンプの形成プロセスが簡単化す
るとともに、外部の配線基板などとも十分な強度の接合
が得られるという優れた効果がある。また、金バンプを
接続した後の半導体装置の表面と金バンプ側面を樹脂で
覆うと、半導体装置の表面に損傷を与えることなく、バ
ンプ電極の形成および外部基板との接続を行うことがで
きるという効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、本発明にかかるバンプ電極
付き半導体装置の一実施例の形成工程の断面説明図であ
る。
付き半導体装置の一実施例の形成工程の断面説明図であ
る。
１ 銅箔 ２ メッキレジスト層 ３ ニッケル下地メッキ層 ４ フラッシュ金メッキ層 ５ マスク ６ 金バンプ ７ 半導体装置 ８ チップ電極 ９ 樹脂
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体装置のチップ電極上にバンプ電極
を設けたバンプ電極付き半導体装置において、バンプ電
極は、チップ電極側から金バンプ、ニッケル層、銅層、
ニッケル層、金層の順に積層されていることを特徴とす
るバンプ電極付き半導体装置。 - 【請求項２】 半導体装置のバンプ電極が設けられた側
の表面および金バンプの側面が樹脂で被覆されているこ
とを特徴とする請求項１記載のバンプ電極付き半導体装
置。 - 【請求項３】 メッキレジストを形成した銅箔にニッケ
ル下地メッキ、金フラッシュメッキを施し、次いで、銅
箔の一方の面にマスクを施して金メッキにより金バンプ
を形成し、次いで、銅箔上の前記メッキレジストと前記
マスクを除去した後、チップ電極と銅箔上の金バンプを
接合し、次いで、銅箔と半導体装置の間隙を樹脂で埋め
込み、次いで銅箔の露出部分をエッチングで除去する工
程を有することを特徴とする請求項２記載のバンプ電極
付き半導体装置の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5666194A JPH07240420A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | バンプ電極付き半導体装置およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5666194A JPH07240420A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | バンプ電極付き半導体装置およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240420A true JPH07240420A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=13033582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5666194A Pending JPH07240420A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | バンプ電極付き半導体装置およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240420A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100290914B1 (ko) * | 1999-03-05 | 2001-05-15 | 김영환 | 반도체 패키지용 필름의 구조 및 그 제조방법 |
-
1994
- 1994-03-01 JP JP5666194A patent/JPH07240420A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100290914B1 (ko) * | 1999-03-05 | 2001-05-15 | 김영환 | 반도체 패키지용 필름의 구조 및 그 제조방법 |
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