JPH08279535A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08279535A
JPH08279535A JP7082679A JP8267995A JPH08279535A JP H08279535 A JPH08279535 A JP H08279535A JP 7082679 A JP7082679 A JP 7082679A JP 8267995 A JP8267995 A JP 8267995A JP H08279535 A JPH08279535 A JP H08279535A
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JP
Japan
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substrate
sealing resin
integrated circuit
solder bump
circuit device
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JP7082679A
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Tsutomu Ohara
務 大原
Yoshio Iinuma
芳夫 飯沼
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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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
    • 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
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 集積回路装置11の素子形成面上に形成した
接続電極パッド上に半田突起電極17を有する集積回路
装置11を、配線と接続電極とを有する基板にフェイス
ダウンによって接続し、集積回路装置11と基板とのす
き間を封止樹脂によって封止をする半導体装置であっ
て、前記集積回路装置11の素子形成面の中央から放射
状に伸びる直線に沿って形成した接続電極パッド上に半
田突起電極17を有することを特徴とする半導体装置。 【効果】 封止樹脂は半田突起電極に沿って流れ込むた
め、半田突起電極を集積回路装置の中央から放射状に伸
びる配置とすることで、集積回路装置と基板とのすき間
に封止樹脂の未充填部分を生じることがない。また、本
発明の半田突起電極配置とすることで、基板の設計ルー
ルや集積回路装置の大きさを変更することなく、半田突
起電極の数を格段に増やすことができる。

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の構成に関
し、とくに半田突起電極(以下半田バンプと記載する)
を有する集積回路装置(以下ICと記載する)をフリッ
プチップ実装によってフェイスダウンで基板に接続し、
封止樹脂によって封止を行う半導体装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来技術における半導体装置の製造方法
の一例を、以下で図面を用いて説明する。
【0003】図2に示すように、IC11の素子形成面
に設けたアルミニウムからなる接続電極パッド13を開
口露出するように保護膜15を形成する。
【0004】開口露出した接続電極パッド13上に、公
知の方法によって半田バンプ17を形成する。
【0005】半田バンプ17にディップ法や印刷法など
によって、半田バンプ17表面の酸化皮膜除去や半田の
再酸化防止などの作用を有するフラックス(図示せず)
を塗布する。
【0006】半田バンプ17に対応する位置にある基板
19上の接続電極21(以下ランドと記載する)と半田
バンプとを位置合わせ後、フラックスもしくは半田バン
プ17とランドとを接触させる。
【0007】フラックスは、半田バンプ17でなく、印
刷法などによって基板19上のランド21へ塗布しても
良い。
【0008】半田バンプ17に対応する位置にある基板
19上のランド21とフラックスもしくは半田バンプ1
7とを接触させた状態で、240度の温度でリフローす
ると、半田バンプ17が溶けて、IC11にある接続電
極パッド13と、基板19上にあるランド21とが接続
される。
【0009】その後、基板19を50度から150度の
範囲で加熱しながら、封止樹脂23をIC11と基板1
9とのすき間に注入し、熱処理もしくは紫外線照射など
によって封止樹脂23を硬化させる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】封止樹脂23は、IC
11と基板19とのすき間をIC11の半田バンプ17
に沿って流れていく。そのため、接続電極パッド13が
IC11の外周に沿ってのみ配置されている場合は、封
止樹脂23を注入すると図6に示すようにIC11と基
板19との間で未充填部分25が生じてしまう。
【0011】IC11と基板19との間に未充填部分2
5が生じると、未充填部分25内の空気が、熱的なスト
レスを加えられたときに収縮または膨張する。この時に
発生する応力はIC11と半田バンプ17の接合部にか
かり、半田バンプ17の断線もしくはクラックなどが生
じてしまい、接合信頼性が低下する。
【0012】また、未充填部分25があると、未充填部
分25ではIC11と基板19とが封止樹脂23によっ
て接着固定されていない。そのため、熱的ストレスが加
えられたときに未充填部分25内の空気や封止樹脂2
3、基板19などの熱膨張係数の差から、未充填部分2
5の付近から封止樹脂23がIC11もしくは基板19
から剥離していき、やはり接合信頼性は低下してしま
う。
【0013】さらに、多層基板が使えなかったり、基板
19の配線27の最小幅や隣り合う配線との最小間隔に
制限があったりというように基板の設計ルールに制限が
ある場合や、ICのサイズに制限があったりする場合に
は、得られるランドの数には限界がある。
【0014】本発明の目的は、上記課題を解決して、封
止樹脂の未充填部分をなくして接合信頼性を高めた、か
つ設計ルールに制限がある場合に、得られるランドの数
をより多くすることのできる半導体装置を提供すること
である。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、下記記載の構成を採用す
る。
【0016】集積回路装置の素子形成面上に形成した接
続電極パッド上に半田突起電極を有する集積回路装置
を、配線と接続電極とを有する基板にフェイスダウンに
よって接続し、集積回路装置と基板とのすき間を封止樹
脂によって封止をする半導体装置であって、前記集積回
路装置の素子形成面のある一点から放射状に伸びるよう
に形成した接続電極パッド上に、半田突起電極を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【0017】
【作用】本発明では半田バンプをIC上のある一点から
放射状にのびる配置としており、半田バンプの密度は上
記IC上のある一点で大きくなっている。封止樹脂はI
Cと基板とのすき間を半田バンプに沿って流れ込んでい
くため、本発明のようなランドの配置とすることで封止
樹脂の未充填部分は生じることはない。このため接合信
頼性の高い半導体装置が可能となる。
【0018】また、基板の設計ルールやICサイズに制
限がある場合、その制限の範囲内でより多くのランドを
得ることができる。
【0019】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例における半
導体装置の構成を説明する。図1は本発明の第一の実施
例における半導体装置のICの素子形成面の平面図であ
り、図2は従来技術における半導体装置の半田バンプ付
近の断面図であり、図3は従来技術における基板上に形
成した配線およびランドを示す平面図であり、図4は本
発明の第一の実施例における基板の配線の、ICを接続
する部分周辺の8分の1の平面図であり、図5は従来技
術における基板の配線の、ICを接続する部分周辺の8
分の1の平面図であり、図6は従来技術において封止樹
脂の未充填部分が生じた時の断面図であり、図7は本発
明の第二の実施例における半導体装置のICの素子形成
面の平面図であり、図8は本発明の第三の実施例におけ
る半導体装置のICの素子形成面の平面図である。以下
図1と図2と図3と図4と図5と図6と図7と図8とを
交互に参照して説明する。
【0020】まずはじめに、本発明の第一の実施例の基
板のランドの配置について、図1と図4とを用いて説明
する。
【0021】本発明の第一の実施例の基板の設計ルール
を、基板19の配線27の最小幅を50μm、配線と配
線との最小間隔を50μmとする。基板のランド21は
直径150μmの円形とし、ランドとランドとの最小間
隔を300μmとする。
【0022】また、一辺が10mmの正方形のICに、
接続電極パッドの中心はICの外周から150μm以上
離れた場所に配置するするものとする。
【0023】上記のような設計ルールにしたがって設計
した基板の配線の、ICが接続される部分周辺の8分の
1の平面図を図4に示す。
【0024】本発明の第一の実施例では、ICが接続さ
れる部分の中央で交差し、隣り合う直線とのなす角が4
5度となるような4本の直線をはさむように、半田バン
プ17を配置している。
【0025】本発明の第一の実施例のランドの配置を用
いると、可能なランドの数は図4に示すように、ICの
8分の1の面積で32個となり、IC全体では256個
となる。図5に示す従来例ではIC全体で124個であ
るので、本発明の第一の実施例のランド配置を用いる
と、基板の設計ルールやICサイズを変更することな
く、従来例に比べて2倍以上のランドを得ることができ
る。
【0026】次に、本発明における半田バンプの形成方
法および基板への接続方法を図2を用いて説明する。
【0027】IC11の素子形成面に設けたアルミニウ
ムからなる接続電極パッド13を開口露出するように保
護膜15を形成する。
【0028】開口露出した接続電極パッド13上に、公
知の方法によって半田バンプ17を形成する。
【0029】半田バンプ17にディップ法や印刷法など
によって、半田バンプ17表面の酸化皮膜除去や半田の
再酸化防止などの作用を有するフラックス(図示せず)
を塗布し、半田バンプ17に対応する位置にある基板1
9上のランド21とフラックスもしくは半田バンプ17
とを接触させる。
【0030】フラックスは、半田バンプ17でなく、印
刷法などによって基板19上のランド21へ塗布しても
良い。
【0031】半田バンプ17に対応する位置にある基板
19上のランド21とフラックスもしくは半田バンプ1
7とを接触させた状態で、240度の温度でリフローす
ると、半田バンプ17が溶けて、IC11にある接続電
極パッド13と、基板19上にあるランド21とが接続
される。
【0032】その後、基板19を50度から150度の
範囲で加熱しながら、封止樹脂23をIC11と基板1
9とのすき間に注入し、熱処理や紫外線硬化などによっ
て封止樹脂23を硬化させる。
【0033】封止樹脂23はIC11と基板19とのす
き間を半田バンプ17に沿って流れ込む。よって本発明
のランド配置を用いれば、封止樹脂23はIC11の外
周部から半田バンプ17に沿って、IC11と基板19
とのすき間の、IC11中央部分の下側まで流れ込むた
め、IC11と基板19とのすき間に封止樹脂の未充填
部分25を生じることはない。
【0034】次に、本発明の第二の実施例を図7を用い
て説明する。
【0035】本発明の第二の実施例では、基板上のラン
ドに対応する位置にある、IC11の素子形成面上に形
成した半田バンプ17を、図7のようにIC11の2本
の対角線をはさむように形成している。
【0036】第二の実施例においても、第一の実施例と
同様の設計ルールで基板の設計を行うと、図7に示すよ
うなランド配置では、半田バンプの数はIC11の8分
の1の面積で24個となり、IC11全体では192個
となる。
【0037】図5のような従来例の半田バンプ配置では
IC11全体で124個であるので、得られるランドの
数を1.5倍以上に増やすことができる。
【0038】本発明の第二の実施例の半田バンプ形成方
法および基板への接続方法は、本発明の第一の実施例と
同様である。
【0039】また、第一の実施例と同様に封止樹脂23
はIC11の外周部から半田バンプ17に沿って、IC
11と基板19とのすき間の、IC11中央部分の下側
まで流れ込むため、IC11と基板19とのすき間に封
止樹脂の未充填部分25を生じることはない。
【0040】次に、本発明の第三の実施例を図8を用い
て説明する。
【0041】第三の実施例では、第一の実施例のように
ICの素子形成面の中央で交差し、隣り合う直線とのな
す角が45度となるような4本の直線をはさむように半
田バンプを形成しているが、前記4本の直線の左右で半
田バンプ17はジグザグになるように形成している。
【0042】図8のように直線をはさんでジグザグにな
るように半田バンプを形成していても、第一の実施例お
よび第二の実施例と同様に、封止樹脂23はIC11の
外周部から半田バンプ17に沿って、IC11と基板1
9とのすき間の、IC11中央部分の下側まで流れ込
む。よって第三の実施例の場合でもIC11と基板19
とのすき間に封止樹脂の未充填部分25を生じることは
ない。
【0043】本発明の第三の実施例の半田バンプ形成方
法および基板への接続方法は、本発明の第一の実施例お
よび第二の実施例と同様である。
【0044】
【発明の効果】本発明の実施例ではICの素子形成面の
中央から放射状にのびるように半田バンプを形成してい
るが、ICの素子形成面の中央以外の場所から放射状に
のびるように半田バンプを形成しても、本発明の実施例
と同様に封止樹脂の未充填部分が生じることはない。
【0045】また、本発明の実施例ではICの素子形成
面の中央から放射状にのびる直線に沿って半田バンプを
形成しているが、ICの素子形成面の中央以外の場所か
ら放射状にのびる曲線に沿って半田バンプを形成して
も、本発明の実施例と同様に封止樹脂の未充填部分が生
じることはない。
【0046】以上の説明から明らかなように、本発明の
ランド配置を用いると封止樹脂を注入した際にICと基
板とのすき間に封止樹脂の未充填部分を生じることがな
く、接合信頼性の高い半導体装置が可能となる。さら
に、多層基板を用いたり、ICの大きさを大きくしたり
することなく、従来技術に比べてランドの数を格段に増
やすことができ、より高密度な接続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例におけるICの素子形成
面を示す平面図である。
【図2】従来技術における半導体装置のICと基板との
接続部分付近を示す断面図である。
【図3】従来技術における基板の配線およびランドを示
す平面図である。
【図4】本発明の第一の実施例における基板の、ICを
接続する部分周辺の8分の1の配線を示す平面図であ
る。
【図5】従来技術における基板の、ICを接続する部分
周辺の8分の1の配線を示す平面図である。
【図6】従来技術において封止樹脂の未充填部分が生じ
たときの断面図を示す。
【図7】本発明の第二の実施例におけるICの素子形成
面を示す平面図である。
【図8】本発明の第三の実施例におけるICの素子形成
面を示す平面図である。
【符号の説明】
11 集積回路装置 13 接続電極パッド 17 半田突起電極 19 基板 21 接続電極 23 封止樹脂 27 配線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集積回路装置の素子形成面上に形成した接
    続電極パッド上に半田突起電極を有する集積回路装置
    を、配線と接続電極とを有する基板にフェイスダウンに
    よって接続し、集積回路装置と基板とのすき間を封止樹
    脂によって封止をする半導体装置であって、前記集積回
    路装置の素子形成面のある一点から放射状に伸びるよう
    に形成した接続電極パッド上に、半田突起電極を有する
    ことを特徴とする半導体装置。
JP7082679A 1995-04-07 1995-04-07 半導体装置 Pending JPH08279535A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7082679A JPH08279535A (ja) 1995-04-07 1995-04-07 半導体装置

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JP7082679A JPH08279535A (ja) 1995-04-07 1995-04-07 半導体装置

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