JPH07273119A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07273119A
JPH07273119A JP5932794A JP5932794A JPH07273119A JP H07273119 A JPH07273119 A JP H07273119A JP 5932794 A JP5932794 A JP 5932794A JP 5932794 A JP5932794 A JP 5932794A JP H07273119 A JPH07273119 A JP H07273119A
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JP
Japan
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bump
semiconductor device
bump electrodes
bump electrode
electrodes
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Application number
JP5932794A
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English (en)
Inventor
Yasushi Shibazaki
崎 康 司 柴
Tomoaki Takubo
窪 知 章 田
Hiroshi Tazawa
沢 浩 田
Hidekazu Hosomi
美 英 一 細
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極パッドのピッチの縮小に伴い従来増加し
ていた短絡の発生を防止する。 【構成】 半導体チップ11の表面にバンプ電極14、
15が千鳥状に配置され、このバンプ電極14、15に
インナリード12、13が接続された半導体装置であっ
て、このバンプ電極14、15は、半導体チップ11の
内側に配置されたもの(14)の方が外側に配置された
もの(15)よりも面積が大きくなるように設けられて
いる。

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に関し、特に
バンプ電極とインナリードとが接合された装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】TAB(tape automated bonding)等の
実装技術を用いた半導体装置において、微細化が進むに
つれて半導体チップ表面の電極のピッチが狭くなってき
ている。
【0003】図9に、従来の半導体装置21におけるバ
ンプ電極24、25とインナリード22、23との接続
状態を示す。狭いピッチにも対応できるように、バンプ
電極24、25が千鳥状に配置されている。ここで、バ
ンプ電極24、25には通常金(Au)が用いられてお
り、インナリード22、23には銅(Cu)が用いられ
その表面は通常錫(Sn)でメッキされている。
【0004】図10に、従来のバンプ電極とインナリー
ドとを接続するボンディング工程を示す。図10(a)
に示されたように、半導体チップ31の表面に設けられ
たバンプ電極32とインナリード33との位置決めが行
われた後、図10(b)のよにバンプ電極32とインナ
リード33とが接触した状態でボンディングツール34
により熱及び圧力が加えられる。
【0005】図10(c)のように、インナリード33
の表面にメッキされていた錫が溶けて、バンプ電極32
から溶融した金との間で金−錫合金35が生成され接合
される。
【0006】しかし、電極パッドのピッチが80μm以
下になるまで微細化が進むと、バンプ電極32の面積が
小さくなり、バンプ電極32から溶融する金の量が減少
する。この結果、インナリード33から溶融する錫が金
よりも量が相対的に多すぎて余り、図11のように錫だ
れ36が生じる。
【0007】この錫だれ36は、バンプ電極が千鳥状に
配置されている場合には特に次のような問題を引き起こ
す。図12及び図13に、千鳥状に配置されたバンプ電
極24及び25と、インナリード22及び23とを接続
するボンディング工程を示す。ボンディングツール41
は、複数のバンプ電極24及び25を包括する領域分の
面積を有している。このようなボンディングツール41
を用いて、半導体チップ21の内側に配置されたバンプ
電極24と長尺のインナリード23とのボンディング
と、半導体チップ21の外側に配置されたバンプ電極2
5と短尺のインナリード22とのボンディングとを同時
に行う。
【0008】この場合、長尺のインナリード23がボン
ディングツール41に接触する面積は、短尺のインナリ
ード22がボンディングツール41に接触する面積より
も大きい。よって、長尺のインナリード23に生じる錫
だれの量は、短尺のインナリード22よりも多くなる。
この結果、図14に示されるように、長尺のインナリー
ド23から生じた錫だれ36が短尺のインナリード22
に接合されたバンプ電極25と接触し、隣接するバンプ
電極22及び23の間で短絡が発生していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
半導体装置には微細化に伴い電極間で短絡が生じるとい
う問題があった。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、微細化が進み電極パッドのピッチが縮小されても、
短絡を有効に防止し得る半導体装置を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体チップの表面にバンプ電極が千鳥状に配置されて
おり、このバンプ電極は半導体チップの内側に配置され
たもののの方が外側に配置されたものよりも面積が大き
くなるように設けられていることを特徴としている。
【0012】ここで、バンプ電極は多角形形状を有して
いてもよい。
【0013】また、バンプ電極に接合されたインナリー
ドをさらに含み、このインナリードは先端がバンプ電極
から突き出ない長さに設定されていてもよい。
【0014】さらに、本発明の他の半導体装置は、半導
体チップ表面上の周縁付近にバンプ電極が1列に配置さ
れ、前記バンプ電極にインナリードが接合されており、
インナリードは先端がバンプ電極から突き出ない長さに
設定されていることを特徴としている。
【0015】
【作用】千鳥状に配置されたバンプ電極は、半導体チッ
プの内側に配置されたものの面積が外側に配置されたも
のの面積よりも大きいため、半導体チップの内側に配置
されたバンプ電極からはボンディング時に溶融する金属
の量が多い。このためバンプ電極にインナリードを接合
する時に、半導体チップの内側に配置されたバンプ電極
に接合されるインナリードは、外側に配置されたバンプ
電極に接合されるインナリードよりもボンディング時に
ボンディングツールと接触する面積が大きく溶融する金
属の量も多いが、この金属と合金を形成するバンプ電極
からの金属の量も多いため余ることがなく、隣接する電
極間で短絡するのが防止される。
【0016】バンプ電極が多角形形状を有しているとき
は、隣接する電極間の距離を広げることができるため、
より短絡を確実に防止することができる。
【0017】また、インナリードの先端がバンプ電極か
ら突き出ない長さに設定されているときは、ボンディン
グ時にインナリードから溶融する金属の量を減少させる
ことができ、バンプ金属から溶融する金属と合金を形成
する時に余った金属により短絡が生じるのが抑制され
る。バンプ電極が千鳥状でなく1列に配置されている場
合にも、インナリードの先端をバンプ電極から突き出な
い長さに設定することで短絡が防止される。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1に、本発明の第1の実施例による半
導体装置の構成を示す。半導体チップ11の外縁部にバ
ンプ電極14及び15が千鳥状に交互に配置されてい
る。そして、半導体チップ11の内側に配置されたバン
プ電極14は外側に配置されたバンプ電極15よりも面
積が大きくなるように形成されている。
【0019】このようなバンプ電極14及び15にイン
ナリード13及び12をそれぞれボンディングした場合
の接合状態を図2に示す。本実施例では、長尺のインナ
リード13と接合するバンプ電極14の面積が、短尺の
インナリード12と接合するバンプ電極15の面積より
も大きく設定されている。このため、ボンディング時に
バンプ電極14から溶融する金の量がバンプ電極15か
らの金よりも多くなる。この結果、長尺のインナリード
13から錫が多く溶融しても、バンプ電極14から多く
溶融する金との間で金−錫合金16を生成する上で錫が
余らず、錫だれの発生が防止される。バンプ電極15か
ら溶融する金の量は少ないが、このバンプ電極15と接
合されるインナリード12は短尺であり錫の量も少ない
ので、錫だれは同様に生じない。この結果、隣接するバ
ンプ電極14及び15の間で短絡が生じるのが防止され
る。
【0020】図3に、具体的な電極パッドのピッチX3
と、バンプ電極14及び15の寸法を示す。ピッチX3
が例えば50μmである場合、半導体チップ11の内側
に設けられたバンプ電極14の寸法を、X1=Y1=7
0μmとし、外側に設けられたバンプ電極15の寸法
を、X2=45μm、Y2=70μmとしてもよい。
【0021】第1の実施例では、バンプ電極14及び1
5はいずれも四角形の形状を有しているがこれには限定
されず、多角形あるいは三角形であってもよい。例え
ば、図4に示された第2の実施例では、半導体チップ1
1aに形成されたバンプ電極のうち、チップ11aの内
側に形成されたバンプ電極14aは8角形である。この
ように形成することで、バンプ電極14aとバンプ電極
15との間の距離が確保され錫だれが生じた場合にも短
絡が発生しにくくなる。また、ボンディング工程ではボ
ンディングツールによる加圧でバンプ電極に潰れが生じ
る場合がある。このような場合にも、バンプ電極の形状
を多角形にすることで、隣接するもの同志の間で接触が
生じるのを抑制する効果が得られる。
【0022】第2の実施例では、隣接するバンプ電極1
4a及び15のうち、半導体チップ11aの内側のバン
プ電極14aのみ多角形に形成されている。しかし、図
5に示された第3の実施例のように、両方のバンプ電極
54及び55の形状を多角形にしてもよい。本実施例で
は、隣接するバンプ電極54及び55において、相互に
近接した部分を除去したような形状となっており、より
短絡防止の効果が高い。
【0023】上述した第1〜第3の実施例では、いずれ
もバンプ電極の面積や形状に特徴があった。これに対
し、本発明の第5の実施例ではバンプ電極側のみなら
ず、インナリードの先端とバンプ電極との相対的な位置
関係にもさらに特徴がある。図6に示されたように、イ
ンナリード56及び57の先端部がいずれもバンプ電極
55及び54の内側に収まっており突き出てはいない。
これにより、ボンディング時にインナリード56及び5
7から溶融する錫の量が少なくなり、錫だれの発生を防
止することができる。
【0024】また、図8に示された本発明の第4の実施
例のように、バンプ電極74及び75が三角形の形状を
有していてもよい。この場合にも、隣接するバンプ電極
74及び75同志の間で一定の距離が確保され、短絡防
止の効果を高めることができる。
【0025】本発明の第1〜第5の実施例は、いずれも
バンプ電極が千鳥状に配置されている。上述したよう
に、電極パッドのピッチが80μm以下の場合には千鳥
状に配置するのが望ましいが、必ずしも千鳥状である必
要はない。図7に示された第6の実施例では、半導体チ
ップ61の周縁部にバンプ電極63が一列に配置されて
いる。この実施例における特徴は、インナリード62の
先端部がバンプ電極63内に収まり突き出していない点
にある。微細化によりバンプ電極63の面積が小さくな
りバンプ電極63から溶融する金の量が少ない場合に
も、インナリード62とボンディングツールと接触する
面積を小さくすることで、インナリード62から溶融す
る錫の量を少なくすることができるため、錫だれの発生
を抑制し短絡を防ぐことができる。
【0026】また、半導体チップによっては同一チップ
であっても異なるピッチで電極が配置されている場合が
ある。このような場合には、ピッチの狭い部分にのみ本
発明を適用してもよい。即ち、ピッチの狭い部分にのみ
上述した第1〜第6の実施例のいずれかを適用すること
で錫だれの発生を防止してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
は、千鳥状に配置されたバンプ電極のうち、半導体チッ
プの内側に配置されたものは外側に配置されたものより
も面積が大きくボンディング時に溶融する金属の量が多
いため、このバンプ電極に接続される長尺のインナリー
ドからの溶融金属の量が多くとも合金を形成する上で余
らないため、隣接する電極間で短絡が発生するのが防止
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置の構成
を示した平面図。
【図2】同半導体装置においてバンプ電極とインナリー
ドとが接合された状態を示した平面図。
【図3】同半導体装置におけるバンプ電極のピッチと寸
法とを示した平面図。
【図4】本発明の第2の実施例による半導体装置におけ
るバンプ電極の形状を示した平面図。
【図5】本発明の第3の実施例による半導体装置の構成
を示した平面図。
【図6】本発明の第5の実施例による半導体装置の構成
を示した平面図。
【図7】本発明の第6の実施例による半導体装置の構成
を示した平面図。
【図8】本発明の第4の実施例による半導体装置の構成
を示した平面図。
【図9】従来の半導体装置の構成を示した平面図。
【図10】同半導体装置におけるボンディング工程を示
した縦断面図。
【図11】同半導体装置において錫だれが生じた状態を
示した縦断面図。
【図12】同半導体装置における千鳥状に配置されたバ
ンプ電極とインナリードとをボンディングする工程を示
した縦断面図。
【図13】同半導体装置における千鳥状に配置されたバ
ンプ電極とインナリードとをボンディングときにボンデ
ィングツールが接触する領域を示した平面図。
【図14】同半導体装置において錫だれにより短絡が発
生した状態を示した平面図。
【符号の説明】
11、11a、21、31、51、61、71 半導体
チップ 12、13、22、23、33、52、53、56、5
7、62、72、73インナリード 14、14a、15、24、25、32、33、54、
55、63、74、75バンプ電極 16、35 金−錫合金 34、41 ボンディングツール 36 錫だれ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田 沢 浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 細 美 英 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チップの表面にバンプ電極が千鳥状
    に配置された半導体装置において、 前記バンプ電極は、前記半導体チップの内側に配置され
    たものの方が前記半導体チップの外側に配置されたもの
    よりも面積が大きくなるように設けられていることを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記バンプ電極は、多角形形状を有してい
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記バンプ電極に接合されるインナリード
    をさらに含み、このインナリードは先端が前記バンプ電
    極から突き出ない長さに設定されていることを特徴とす
    る請求項2又は3記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】半導体チップ表面上の周縁付近にバンプ電
    極が1列に配置され、前記バンプ電極にインナリードが
    接合された半導体装置において、 前記インナリードは先端が前記バンプ電極から突き出な
    い長さに設定されていることを特徴とする半導体装置。
JP5932794A 1994-03-29 1994-03-29 半導体装置 Pending JPH07273119A (ja)

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