JPH0823011A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0823011A
JPH0823011A JP15502994A JP15502994A JPH0823011A JP H0823011 A JPH0823011 A JP H0823011A JP 15502994 A JP15502994 A JP 15502994A JP 15502994 A JP15502994 A JP 15502994A JP H0823011 A JPH0823011 A JP H0823011A
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JP
Japan
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integrated circuit
bump
dummy
bumps
circuit device
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Withdrawn
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JP15502994A
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English (en)
Inventor
Masahiko Nishiuma
雅彦 西馬
Motohiro Suwa
元大 諏訪
Hiroyuki Takahashi
裕之 高橋
Chiyoshi Kamata
千代士 鎌田
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0823011A publication Critical patent/JPH0823011A/ja
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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
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路装置の金属バンプの接続異常
を容易に検出し、高信頼度のフリップチップボンディン
グを実現する。 【構成】 実装配線基板2上に電極接続用金バンプ4が
形成され、電極接続用金バンプ4を用いたフリップチッ
プボンディングにより実装配線基板2上に半導体チップ
6が実装され、半導体チップ6の近傍の実装配線基板2
上に電極接続用金バンプ4と同一高さのダミー金バンプ
7を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、集積回路を有する半導体チップの電極と、
実装配線基板上の電極とがフリップチップボンディング
により一括接続された半導体集積回路装置に適用して有
効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、多くの入出力端子を備えたゲー
トアレイやマイクロコンピュータに用いられる半導体チ
ップの電極接続技術として、Auボールを用いたフリッ
プチップボンディングが知られており、例えば特開平5
−275491号公報に開示されるものがある。
【0003】前記フリップチップボンディングは、実装
配線基板の配線上および集積回路を有する半導体チップ
の電極上に、超音波ネイルヘッドボンディングにより金
バンプを形成し、実装配線基板の金バンプを平坦化した
後、実装配線基板および半導体チップの金バンプを熱圧
着して電極接続を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したフ
リップチップボンディングにおいては、実装配線基板の
そり、うねりおよび配線メタライズの厚さばらつき等に
より、実装配線基板の金バンプと半導体チップの金バン
プとの接続不良を生じることがある。
【0005】しかしながら、従来のフリップチップボン
ディングでは、実装配線基板および半導体チップの金バ
ンプ間での接続不良が充分に確認できないため、信頼性
の高いフリップチップボンディングが実現できないとい
う問題点があることを本発明者は見出した。
【0006】本発明の目的は、金属バンプの接続異常が
容易に検出でき、高信頼性のフリップチップボンディン
グが実現できる半導体集積回路装置を提供することにあ
る。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0009】(1)本発明の半導体集積回路装置は、実
装配線基板上に電極接続用の金属バンプが形成され、前
記金属バンプを用いたフリップチップボンディングによ
り前記実装配線基板上に半導体チップが実装され、前記
半導体チップの近傍の前記実装配線基板上に前記金属バ
ンプと同一高さのダミーバンプを形成したものである。
【0010】(2)本発明の半導体集積回路装置は、ダ
ミーバンプおよび電極接続用の金属バンプを室温あるい
は加熱状態にし、表面が平滑な治具を用いて一括加重し
て平坦化したものである。
【0011】(3)本発明の半導体集積回路装置は、ダ
ミーバンプを半導体チップの各辺の近傍に形成したもの
である。
【0012】(4)本発明の半導体集積回路装置は、ダ
ミーバンプを半導体チップの各コーナーの近傍に形成し
たものである。
【0013】(5)本発明の半導体集積回路装置は、ダ
ミーバンプと電極接続用の金属バンプとを同種の金属に
より形成したものである。
【0014】
【作用】前述した手段によれば、ダミーバンプを、半導
体チップの各辺または各コーナーの近傍の実装配線基板
上に、電極接続用の金属バンプと同一高さに平坦化して
形成したので、フリップチップボンディング実装後に、
ダミーバンプの上面を基準面として、半導体チップ裏面
までの高さが測定され、フリップチップボンディング実
装時の半導体チップの傾き異常が容易に検出される。
【0015】また、ダミーバンプと電極接続用の金属バ
ンプとを同種の金属により形成することにより、ダミー
バンプおよび電極接続用の金属バンプの同一工程内での
形成が可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図7に基づ
いて詳細に説明する。ここで、図1はダミーバンプを有
する半導体集積回路装置の要部斜視図、図2〜図7は半
導体集積回路装置の製造工程断面図である。なお、実施
例を説明するための全図において同一の機能を有するも
のは同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
【0017】図1において、アルミナセラミック等から
成る実装配線基板2の下面には、金属ベース1が接合さ
れている。実装配線基板2上の所定領域には、表面配線
3が形成され、表面配線3上には、多数の電極接続用金
バンプ4が形成されている。
【0018】また、多数の電極接続用金バンプ4上に
は、電極接続用金バンプ4と同数の金バンプ5が個別に
接着されている。金バンプ5は、矩形状の半導体チップ
6の集積回路形成面にある電極パッド8上に形成され、
半導体チップ6が電極接続用金バンプ4および金バンプ
5を介して実装配線基板2の表面配線3上に実装されて
いる。
【0019】さらに、実装配線基板2上には、半導体チ
ップ6の各辺に隣接し電極接続に寄与しないダミー金バ
ンプ7が複数配設されている。
【0020】次に、かかる構成を有する半導体集積回路
装置の製造方法を述べる。
【0021】まず、半導体チップ6の電極パッド8上に
金線ワイヤボンディング、すなわち、加熱、超音波また
は両者のエネルギーを用いたネイルヘッドボンディング
により、例えばバンプ径120μm,バンプ高さ80μ
m×2段の金バンプ5を多数圧着形成する(図2参
照)。
【0022】また、アルミナセラミック等から成る実装
配線基板2には、同じくアルミナセラミック等から成る
リング状の封止用ダム枠9を積層焼結して一体化してい
る。
【0023】さらに、実装配線基板2上および封止用ダ
ム枠9上には、前記積層焼結前に、例えばタングステン
(W)インクを印刷して、各々表面配線3と封止用メタ
ライズ10を形成している。
【0024】表面配線3および封止用メタライズ10
は、表面にニッケル(Ni)メッキを施し、この段階に
て封止用ダム枠9の下面にはアウターリード11を、ま
た実装配線基板2の下面には金属ベース1を、共に例え
ば銀ろう(Ag−Cu合金)を各部材間に載置し、これ
を加熱溶融させて接合する。
【0025】そして、表面配線3および封止用メタライ
ズ10は、表面に金(Au)メッキを施す。
【0026】その後、表面配線3上に、金線ワイヤボン
ディングにより、例えばバンプ径120μm,バンプ高
さ80μm×2段の電極接続用金バンプ4を形成すると
共に、実装配線基板2上の電極接続用金バンプ4の周囲
にダミー金バンプ7を複数圧着形成する(図3参照)。
【0027】次に、電極接続用金バンプ4およびダミー
金バンプ7を平坦化治具、例えば先端に研磨したセラミ
ックチップ12aを有する治具12を用いて、室温また
は加熱状態で、一括加重(例えば、400gf/個)す
ることにより、電極接続用金バンプ4およびダミー金バ
ンプ7を圧縮平坦化して高さの揃った、例えばバンプ径
180μmでバンプ高さ80μmの電極接続用金バンプ
4およびダミー金バンプ7を形成する。
【0028】このように、電極接続用金バンプ4および
ダミー金バンプ7を圧縮平坦化することで、実装配線基
板2のそりやうねりおよび傾きを吸収した電極接続用金
バンプ4とダミー金バンプ7とが形成される(図4参
照)。
【0029】その後、表面配線3上に形成した電極接続
用金バンプ4と半導体チップ6の電極パッド8上に形成
した金バンプ5とを位置合わせする(図5参照)。
【0030】続いて、電極接続用金バンプ4と金バンプ
5とを、互いに加熱および半導体チップ6上より加重す
ることにより熱圧着接合する(図6参照)。
【0031】しかる後、封止用ダム枠9上の封止用メタ
ライズ10上に、例えばAu−20Sn合金から成るリ
ング状の封止用ろう材13を載置した後、これを加熱溶
融させることにより封止用メタライズ10と、例えば金
メッキされた42アロイのキャップ14とを接合し、半
導体チップ6を封止する。かくして、工程を終了する
(図7参照)。
【0032】従って、かかる半導体集積回路装置によれ
ば、フリップチップボンディング実装後に、実装配線基
板2のそり、うねりおよび傾きを吸収して電極接続用金
バンプ4と同一高さに平坦化されたダミー金バンプ7の
上面から半導体チップ6の裏面までの高さを測定するこ
とにより、半導体チップ6の金バンプ5の高さが容易に
確認される。
【0033】よって、フリップチップボンディング実装
時の半導体チップ6の傾き異常が検出され、半導体チッ
プ6の金バンプ5と実装配線基板2の電極接続用金バン
プ4との未接続が検出される。
【0034】さらに、半導体チップ6の金バンプ5と実
装配線基板2の電極接続用金バンプ4とのアライメント
異常が検出されると共に、荷重異常による半導体チップ
6のダメージが検出される。
【0035】従って、これらの異常検出によりバンプの
接続不良が防止でき、高信頼度のフリップチップボンデ
ィングが実現できる。
【0036】また、電極接続用金バンプ4およびダミー
金バンプ7は同一プロセスで形成されるので、高信頼度
のフリップチップボンディングが簡便かつ安価に実現で
きる。
【0037】なお、本実施例は、ダミー金バンプ7を半
導体チップ6の各辺の近傍に形成したが、半導体チップ
6の各コーナーの近傍に形成することにより、半導体チ
ップ6の傾き異常がより確実に検出されるようになる。
【0038】以上、本発明者によってなされた発明を、
実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0039】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0040】本発明によれば、電極接続用の金属バンプ
と同一高さに平坦化したダミーバンプを、半導体チップ
の各辺または各コーナーの近傍に設けたので、金属バン
プの接続不良が容易に検出でき、高信頼性のフリップチ
ップボンディングが実現できる。
【0041】また、ダミーバンプおよび電極接続用の金
属バンプを同一の金属で形成することにより、ダミーバ
ンプと電極接続用の金属バンプとが同一のプロセスで形
成可能となり、高信頼性のフリップチップボンディング
が簡便かつ安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の要部斜視図である。
【図2】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第1工程断面
図である。
【図3】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第2工程断面
図である。
【図4】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第3工程断面
図である。
【図5】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第4工程断面
図である。
【図6】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第5工程断面
図である。
【図7】本発明の一実施例であるダミーバンプを備えた
半導体集積回路装置の製造方法を説明する第6工程断面
図である。
【符号の説明】
1 金属ベース 2 実装配線基板 3 表面配線 4 電極接続用金バンプ 5 金バンプ 6 半導体チップ 7 ダミー金バンプ 8 電極パッド 9 封止用ダム枠 10 封止用メタライズ 11 アウターリード 12 治具 12a セラミックチップ 13 封止用ろう材 14 キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諏訪 元大 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 高橋 裕之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 鎌田 千代士 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実装配線基板上に電極接続用の金属バン
    プが形成され、前記金属バンプを用いたフリップチップ
    ボンディングにより前記実装配線基板上に半導体チップ
    が実装され、前記半導体チップの近傍の前記実装配線基
    板上に前記金属バンプと同一高さのダミーバンプを形成
    したことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記ダミーバンプおよび電極接続用の金
    属バンプを室温あるいは加熱状態にし、表面が平滑な治
    具を用いて一括加重して平坦化したことを特徴とする請
    求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記ダミーバンプを半導体チップの各辺
    の近傍に形成したことを特徴とする請求項1記載の半導
    体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記ダミーバンプを半導体チップの各コ
    ーナーの近傍に形成したことを特徴とする請求項1記載
    の半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 前記ダミーバンプと電極接続用の金属バ
    ンプとを同種の金属により形成したことを特徴とする請
    求項1記載の半導体集積回路装置。
JP15502994A 1994-07-06 1994-07-06 半導体集積回路装置 Withdrawn JPH0823011A (ja)

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JP15502994A JPH0823011A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 半導体集積回路装置

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JPH0823011A true JPH0823011A (ja) 1996-01-23

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270630A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 平坦化装置及びヘッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270630A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 平坦化装置及びヘッド

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Effective date: 20011002