JPS6143438A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6143438A
JPS6143438A JP59164973A JP16497384A JPS6143438A JP S6143438 A JPS6143438 A JP S6143438A JP 59164973 A JP59164973 A JP 59164973A JP 16497384 A JP16497384 A JP 16497384A JP S6143438 A JPS6143438 A JP S6143438A
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JP
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pellet
electrode
semiconductor device
bump electrode
wiring
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Hideki Kosaka
小坂 秀樹
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Hitachi Ltd
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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、ペレットの電気的接続に関し、半導体装置の
信頼性向上に適用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
パッケージ等の基板に形成されている電極とペレットと
の電気的接続の方法に、いわゆるフリップテップ方式が
ある。これはワイヤレスポンディングの1つであって、
通常ペレットの表面に内部配線と導通する状態で形成さ
れているバンプ電極を、直接該電極を爆着するか、また
は他の平田等の接合材を用いるかして、前記基板の電極
に取り付けることにより、電気的接続とペレット取付と
を同時に達成するものである。
前記の如(取り付けられたペレットは、バンプ電極を介
して、基板の電極と直結されているため自由度が極めて
小さく、それ故に半導体装置製造時等で温度サイクルを
受けた場合でも電極部に剥れや割れを発生させないため
に、ベレット取付用基板をペレットとほぼ同一の熱膨張
率の材料で形成しなければならないという問題がある。
また、通常バンプ電極は、ペレットのファイナルパッシ
ベーション膜の一部にアルミニウムカラなる内部配線の
一部を露出させた穿孔部を形成し、露出配線上には下地
金属層を形成し、該下地金属層上にめっき等の方法で金
または半田等を被着することにより形成される。したが
って工程が複雑であるため製造コストが高くなるという
問題がある。
さらに、前記配線露出部に、単に金等を熱圧着するだけ
では、該露出部を完全に覆うことができないので内部配
線等に腐食が発生し易く、半導体装置の信頼性の上で問
題があることが本発明者により見い出された。
なお、7リツプチツプ方式に関し又は、1980年1月
15日、工業調査会発行のl’−IC化実装技術」 (
日本マイクロエレクトロニクス協会m)p81に説明さ
れている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ペレットの電気的接続に関し、半導体
装置の信頼性向上に適用して有効な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、ペレットを、ほぼ亜鈴形状のバンプ電極で基
板上の電極に電気的に接続することにより、基板の熱膨
張率がペレットのそれと異なっている場合であっても、
温度サイクルに伴なう歪を前記電極のくびれ部が曲がる
ことで吸収することより、該電極とペレットまたは基板
の電極の接合面等に剥れや割れ等が発生することを防止
゛できる。
また、ペレットの前記バンプ電極形成面に該電極の一部
を埋設する程度の厚さで保護膜を被着することにより、
複着面の耐湿性を向上させることができることより、露
出配線上に直接熱圧着して形成する簡易な構造であって
も信頼性の高いノ(ンブ電極を形成することができる。
〔実施例1〕 第1図は、本発明による実施例1である半導体装置にお
けるペレットの接合状態を、その拡大部分断面図で示す
ものである。
第2図は、本実施例10半導体装置の概略を、そのほぼ
中心を切る面における断面図で示したも、  のである
前記半導体装置は、いわゆるリードレステップキャリア
(LCC)型であって、基板1がアルミナ、又は、ガラ
スエポキシで形成され、該基板1上面にはタングステン
メタライズ又は銅からなる配線2が、裏面電極3と基板
1側面の配線を介し″′C電気的に接続された状態で形
成され、該配線20所定位置にはペレット4がバンプ電
極5を介して取り付けられ、さらに該ペレット4と配線
2の一部とがシリコーン等の保護樹脂6で封止されてな
るものマある。
本実施例10半導体装置は、前記第1図に示す如く、ペ
レット4が該ペレットの金からなる亜鈴形状のバンプ電
極5を半田7で取り付けて電気的に接続されているとこ
ろにその特徴がある。本図忙おいてバンプ電極5はペレ
ット4のファイナルパッシベーション膜8の穿孔部10
に露出されている内部配線9に、熱圧着されてなるもの
である。
前記の如き亜鈴形状のパンツ電極5は、そのくびれ部5
aが構造上白がり易く、また材料が金であるため展延性
に優れており、割れ等を伴なうことなく容易に変形する
性質を有している。
したがって、本実施例1の半導体装置は、基板1が搭載
されているシリコンからなるペレット4と熱膨張率が異
なるアルミナで形成されているが、温度サイクルに伴な
い熱膨張の差に起因する応力を前記バンプ電極5のくび
れ部5aで完全に吸収せしめることができるので、バン
プ電極5とペレット4の接合面または該バンプ電極50
基板1上の配線2への取付部(半田7と配92との界面
等)に剥れや割れ等が発生することを有効に防止できる
ものである。
なお、前記バンプ電極5は、第3図1alおよびtbl
に、その概略を断面図で示すように通常用いられるワイ
ヤボンディング技術を利用することにより容易に形成す
ることができるものである。
すなわち、ワイヤボンダ(図示せず。)のキャピラリ1
1に挿通され工いる金ワイヤ12の下端部に電気トーチ
13で熔融形成されてなるボール14を、穿孔部10K
jl?!出されているアルミニウムからなる内部配線9
上に熱圧着した後、第3図1alに示す如くキャピラリ
11を上方に移動せしめ、ワイヤ120所定位置を電気
トーチ13で熔融切断することにより、同図1blK示
すような、はぼ亜鈴形状のバンプ電極5が容易に形成す
ることができるものである。また、同時にワイヤ12下
端部には他の熔融ボール14aが形成されるため、他の
バンプ電極の形成が連続的に行なうことができる。
〔実施例2〕 第4図は、本発明罠よる実施例2である半導体装置の特
徴を、その概略部分断面図で示すものである。
本実施例20半導体装f!lは、概ね前記実施例1と同
一のものであるが、ペレット4の電極形成面にバンプ電
極5の一部を埋設する状態で、比較的厚い保護膜15が
被着されている点で相違するものである。この保護膜1
5はポリイミド樹脂で形成されて、いる。
前記の如く保護膜15を形成することにより。
バンプ電極5が配線9上面に熱圧着されてなる簡単な構
造で、かつ穿孔部10のバヴペーシヲン膜8の端部とバ
ンプ電極5の間に隙間がある状態で形成されているもの
であっても、該バンプ電極5の接合面周囲を外部から完
全に遮断することができるので、耐食性の高い電極5を
形成することができる。
したがって、本実施例20半導体装置は、前記実施例1
と同様の効果に加えて、さらに耐食性が備わっているも
のである。
なお、保護膜15は前記実施例1と同様の方法でバンプ
電極5が形成されてなるペレットに、ボッティング等の
方法でポリイミド樹脂を所定厚さに被着することにより
容易に形成することができるものである。なお、バンプ
電極5の先端部のポールに前記樹脂が被着した場合は、
エツチング液で容易に除去することができる。
さらに、前記保護膜15は、特に厚く被着する場合は、
バンプ電極5の補強機としても機能する。
〔効 果〕
(1)ペレットを、ほぼ亜鈴形状のバンプ電極で基板上
の電極ic電気的に接続することにより、基板の熱膨張
率がペレットのそれと異なっている場合でありても、温
度サイクルに伴なう歪を前記電極のくびれ部に吸収させ
ることができるので、該電極とペレットまたは基板との
接合部等に剥れや割れが発生することを有効に防止する
ことができる。
12)ペレットのバンプ電極形成面に、該電極の一部を
埋設する厚さで保護膜を被着形成することにより、パッ
シベーション膜の穿孔部の内部配線上面に熱圧着して形
成してなる簡易な構造のバンプ電極であって、かつ一部
配線が露出しているものであっても、バンプ電極の接合
部周囲を完全に覆うことができることより、前記バンプ
電極の耐湿性を向上させることができる。
(31前記(1)および121により、前記ペレットを
搭載してなる極めて信頼性の高い半導体装置を提供する
ことができる。
(41前記(11または121に記載するパンツ電極を
、ワイヤボンダを用いて形成することができ、かつ容易
に連続形成することができるので、前記バンプ電極を備
えたペレットを搭載してなる半導体装置を安価に提供す
ることができる。
+51  バンプ電極を全で形成することにより、極め
て信頼性の高い半導体装置を容易に製造することができ
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
体的忙説明したが、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、バンプ電極の材料は金に限るものでなく、銅
またはアルミニウム等の通常電極材料として使用され工
いるものであれば如何なるものであっても良い。また、
バンプ電極形成方法はワイヤポンダを用いるものに限る
ものでなく、他の方法を用いて形成するものでありても
良い。
さらに、バンプ電極は内部配線に直接接合するものに限
るものでなく、たとえば配線の上面にクロム、その上に
銅を被着して形成してなる大地金属層上に接合するもの
であっても良いことは言うまでもない。
前記実施例2に示した保護膜はポリイミド便脂に限るも
のでなく、同様の目的で使用できる樹脂材料であれば如
何なるものであっ又も良く、さらに有機材料に限るもの
でなく、無機材料で形成するものであっても良い。
なお、実施例2では前記保護膜が、バンプ電極の(びれ
部がほとんど表面から出る厚さで形成されているが、こ
れに限るものでなく、くびれ部全部が埋まる程度の厚さ
で形成するものであっても良い。
この場合のバンプ電極の形成方法としては、たとえば、
パッシベーション膜の穿孔部に金ポールを熱圧着した後
、第2のポールを形成せずにピッグティル状にワイヤを
残し、ビイグチイルの先端部が表面上に出る程度にポリ
イミド樹脂を所定厚に被着した後、該先端部に金または
銅等をめっきで被着して所定大のポールを形成すること
によっても形成できる。さらに、前記金または銅等の代
りに半田を用いてめっきすることも可能で、この場合は
熱処理のみで該半田からなるポールでペレット取り付け
が達成されるものである。
なお、前記の(びれ部のほとんどが保護膜で埋設されて
いるペレットの場合は、フリップチップ用の電極として
だけでなく、ワイヤボンディング用のポンチインクバン
ドとして利用しても有効な電極である。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるリードレステップキ
ャリア型半導体装置に適用した場合について説明したが
、それに限定されるものではなく、たとえば、パンダ電
極で電気的接続が達成されてなる半導体装置であれば、
たとえばテープキャリア等の種々のものに適用して有効
な技術である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による実施例1である半導体装置の特
徴を示す拡大部分断面図、 第2図は1本実施例10半導体装置を示す、概略断面図
、 第3図1allb)は、不実施例IK適用されているバ
ンプ1α極の形成工程の概略を示す断面図、第4図は、
本発明による実施例2である半導体装置の特徴を示す拡
大部分断面図である。 1・・・基板、2・・・配線、3・・・裏面電極、4・
・・ペレット、5・・・バンプ電極、5a・・・くびれ
剖、6・・・保Ml 84 脂、7・・・半田、8・・
・パッシベーション膜、9・・・内部配線、10・・・
穿孔部、11・・・キャピラリ、12・・・ワイヤ、1
3・・・電気的トーチ、14゜14a・・・ポール、1
5・・・保護膜。 代理人  弁理士  高 橋  明 夫(。 第  2  図 J 第   3  図 第  4  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ペレットが、ほぼ亜鈴形状のバンプ電極で電気的に
    接続されてなる半導体装置。 2 バンプ電極が、金、銅またはアルミニウムで形成さ
    れてい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、バンプ電極が、ワイヤボンダを用いて形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の半導体装置。 4、ペレットが、被着されている保護膜に一部が埋設さ
    れているほぼ亜鈴形状のバンプ電極で電気的に接続され
    てなる半導体装置。 5、バンプ電極が、少なくとも一部が金、銅またはアル
    ミニウムで形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第4項記載の半導体装置。 6、保護膜がポリイミド樹脂で形成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載の半導体装置。 7、バンプ電極が、ワイヤボンダを用いて形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項または第5項
    記載の半導体装置。
JP59164973A 1984-08-08 1984-08-08 半導体装置 Pending JPS6143438A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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