JPS60113934A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、半導体技術、特に、半導体ベレット（以下、
ベレットという。）を絶縁基板に電気的かつ機械的に接
続する技術に関する。

［背景技術］ ベレットを絶縁基板に電気的かつ機械的に接続する技術
として、ベレットのポンディングパッドにはんだバンプ
を形成しておき、このベレットを絶縁基板にフェイスダ
ウンに整合させはんだバンプを介してボンディングする
技術（以下、ＣＣＢという。）がある（Ｊ　Ｉ　Ｓ用語
辞典、■電気編、３２１〜３２２頁）。

かかるＣＣＢによって接続されたベレットを絶縁基板か
ら分離させたい場合、機械的外力によりベレットを絶縁
基板から強制的に剥離させる方法と、はんだバンプを溶
融させた後剥離させる方法とが考えられる。

しかし、機械的外力により剥離させる方法においては、
ベレットの電極に障害を与え、かつはんだハンプの破断
箇所が一定しないという問題点が、また、溶融後剥離す
る方法においては、はんだの残る量が一定しないという
問題点があることが、本発明者によって明らかにされた
。

［発明の目的］ 本発明の目的は、組立後のベレットの分離が可能な半導
体技術を提供することにある。

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
。

［発明の概要］ 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、次の通りである。

すなわち、バンプに比べて相対的に低融点の導体層をバ
ンブ表面に形成し、バンプを融解させることなく前記低
融点導体層を融解させ、ペレットと絶縁基板との脱着を
容易にするものである。

［実施例１］ 第１図は本発明の一実施例である半導体装置を示す組立
前の縦断面図、第２図はその組立後の一部切断正面図、
第３図は分離した状態の一部切断正面図である。

本実施例において、この半導体装置は集積回路（図示せ
ず）を形成されたペレット１を備えており、ペレット１
には集積回路の電極に相当するポンディングパッド２が
複数個形成されている。ポンディングパッド２には、す
ず（Ｓ　ｎ）の含有量が５％のはんだ材料からなるはん
だバンプ３がメタルマスク蒸着等の適当な手段によりほ
ぼ切頭円錐形状に形成されている。はんだバンプ３の表
面には、Ｓｎの含有量６０％のはんだ材料からなる相対
低融点層４がメタルマスク蒸着等の適当な手段により薄
く被着されており、この層４は、はんだバンプ３に比べ
１８０℃という低温度で溶融するようになっている（は
んだバンプ３は融解点３００℃）。

一方、アルミナセラミック基板等からなる絶縁基板５上
には導体からなるリード６がパターン形成されるととも
に、そのリード６にはポンディングパッド７がペレット
１のポンディングパッド２に対応するように複数形成さ
れている。このバンド７にもはんだバンプ８が前記のよ
うに形成され、このバンプ８の表面にも相対低融点層９
が前記のように被着されている。リード６の他端部には
、絶１ｉ基［５に立設されているアキシャルピン１゜が
それぞれ電気的に接続されている。

組立の際、ペレット１は絶縁基板５に、互いのはんだバ
ンプ３と８とを整合させて位置決めされ、この状態で、
１８０℃の比較的低温度で加熱される。この加熱により
、両はんだバンプ３と８との表面に被着された相対低融
点Ｎ４と９とが溶融して、第２図に示されるように一体
化し接続部１１を形成する。このとき、本体であるはん
だバンプ３と８とは３００℃という高融点を有するため
溶融一体化するに至らないでいる。したがって、ペレッ
ト１は絶縁基板５に低融点接続部１１により機械的に接
続され、かつこの接続部１１およびはんだバンプ３．８
を介して電気的に接続される。

この状態において、半導体装置についての特性テストが
実施され、故障が発見される等によりペレット１と絶縁
基板５とを分離したい場合が生ずる。

このような場合、１８０℃の低温度に加熱した後、ペレ
ット１を絶縁基板５から引き離す。このような低温度で
は、低融点接続部工１のみが溶融し、はんだバンプ３と
８とは溶融しないため、ペレット１と絶縁基板５とは、
第３図に示されるように、はんだバンプ３．８の表面に
相対低融点層４と９とを再度形成するような状態で、互
いに分離することになる。したがって、分離した後の状
態は、第１図に示されている組立前の状態と殆ど変わら
ず、再組立はペレット１、絶縁基板５のいずれも当初組
立と同様に行うことが可能である。

なお、分離が必要のない場合には、さらに高温加熱して
はんだバンプ３．８を溶融一体化してもよいが、第２図
に示されているような低融点接続部１１による機械的接
続状態のままでも機能上支障はない。第２図に示されて
いるように、接続部が鼓形状の柱体をなしていると、ペ
レットｌと絶縁基板５との熱膨張係数差による歪が吸収
できるため、強度上有利である。

［実施例２］ 第４図〜第６図は本発明の他の実施例を示すものである
。

本実施例が前記実施例と異なる点は、いわゆるマルチチ
ップタイプの半導体装置に適用され、複数のペレット１
が一枚の絶縁基板であるマザーボード５Ａに搭載されて
いる点、およびマザーボード５Ａには高融点はんだバン
プが形成されてなく、低融点のはんだのみが形成されて
いる点である。

本実施例において、一度組み立てたペレット１をマザー
ボード５Ａから分離させた場合、第６図に示されるよう
に、マザーボード５Ａのポンディングパッド７上にはん
だが殆ど残らないから、新規のペレット１を再度組み付
けるのに全く支障は生じない。

マルチデツプタイプの半導体装置において、複数個のう
ち１個のペレットの不良により、全体を不良として処理
してしまうことは甚大な損害になるため、不良のペレッ
トを交換することが要求される。そこで、本実施例を利
用すれば、ペレットのマザーボードからの分離が簡単で
あり、かつマザーボードのポンディングパッドが適正な
状態にあれば、ペレットの交換作業が簡単かつ正確に実
現できる。従って、障害が最小限に抑制できるとともに
、信頼性も確保できる。

［効果］ （ｌ）、バンプの表面に形成された相対低融点層のみを
絶縁基板上にバンプを融解させることなく、低温度で溶
着させることができるため、ペレットを絶縁基板から容
易に分離させることが可能である。

（２）、相対低融点層において分離させることにより、
バンプおよびポンディングパッドを組立前の状態にほぼ
維持できるため、再組立が容易かつ適正に行える。

（３）、再組立が可能であることにより、不良ペレット
が交換できるため、損害が最小限に抑制でき、かつ信頼
性も向上できる。

（４）、はんだバンプよりも低融点を有する導体材料と
してＳｎ含有量の多いはんだ材料を使用することにより
、はんだバンプに被着性のよい相対低融点層が形成でき
るとともに、ポンディングパッドによく親和させること
ができ、しかも、コスト増が抑制できる。

（５）、相対低融点層の溶着後、鼓形状の柱体を維持す
ることにより、ペレットと絶縁基板との熱膨張差による
歪が吸収できるため、強度が向上できる。

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
であることはいうまでもない。

たとえば、バンプは、はんだ材料で形成するに限らず、
銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等により形成してもよい
。

相対低融点層は、Ｓｎ含有量の多いはんだ材料により形
成するに限らず、要はバンプよりも低い温度で溶融する
ように設定すればよい。

また、実施例２のマザーボードに高融点はんだバンプが
形成されてなく、低融点のはんだのみを形成する方法は
、実施例１のシングルチップの場合にももちろん利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す組立前の縦断面図、 第２図はその組立後の一部切断正面図、第３図は分離し
た状態の一部切断正面図、第４図は本発明の他の実施例
を示す組立前の縦断面図、 第５図はその組立後の一部切断正面図、第６図は分離し
た状態の一部切断正面図である。 １・・・ペレット、２・・・ボンデイングパソド、３・
・・バンプ、４・・・相対低融点層、５・・・絶縁基板
、６・・・リード、７・・・ポンディングパッド、８・
・・バンプ、９・・・相対低融点層、１０・・・アキシ
ャルピン、１１・・・接続部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、ベレットのポンディングパッド上に形成されている
   バンプの表面にバンプよりも低融点を有する導体材料か
   らなる低融点層を被着し、このベレットが絶縁基板上に
   低融点層を介してボンディングされることを特徴とする
   半導体装置。 ２、低融点の導体材料が、バンプよりすず含有量の多い
   はんだ材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の半導体装置。 ３、バンプが、低融点層のすず含有量より少ないはんだ
   材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の半導体装置。