JP2000260811A - 半導体装置 - Google Patents
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップを回路基板及びガラス基板上に
フェースダウンボンディングし、電気的、機械的に接続
を行う。最近においては、フリップチップ実装では、大
型化且つ高密度化になっており、ＣＯＧペースト実装に
おいては、液晶表示装置の狭額縁化に伴い半導体チップ
は細長くなってきているため、半田バンプ溶融後の半田
及び、導電性接着剤には、回路基板、ガラス基板と半導
体チップの熱膨張係数の違いにより、熱応力が半田バン
プ溶融後の半田及び導電性接着剤に集中し、回路基板と
半田、ガラス基板と導電性接着剤間で剥離を起こす 【解決手段】 本発明の半導体チップの構造は、半導体
チップの裏面に、スリットを多数設けることで、回路基
板、ガラス基板の反りに半導体チップが習うことになる
ため、回路基板と半田バンプ溶融後の半田、ガラス基板
と導電性接着剤に発生する熱膨張差により生じる内在応
力を緩和することができる。
フェースダウンボンディングし、電気的、機械的に接続
を行う。最近においては、フリップチップ実装では、大
型化且つ高密度化になっており、ＣＯＧペースト実装に
おいては、液晶表示装置の狭額縁化に伴い半導体チップ
は細長くなってきているため、半田バンプ溶融後の半田
及び、導電性接着剤には、回路基板、ガラス基板と半導
体チップの熱膨張係数の違いにより、熱応力が半田バン
プ溶融後の半田及び導電性接着剤に集中し、回路基板と
半田、ガラス基板と導電性接着剤間で剥離を起こす 【解決手段】 本発明の半導体チップの構造は、半導体
チップの裏面に、スリットを多数設けることで、回路基
板、ガラス基板の反りに半導体チップが習うことになる
ため、回路基板と半田バンプ溶融後の半田、ガラス基板
と導電性接着剤に発生する熱膨張差により生じる内在応
力を緩和することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップのフ
ェイスダウンボンディング実装構造に関し、フェースダ
ウンボンディングした後の基板の反りが起因した接続部
の剥離を防止するための半導体チップの構造に関する。
ェイスダウンボンディング実装構造に関し、フェースダ
ウンボンディングした後の基板の反りが起因した接続部
の剥離を防止するための半導体チップの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体チップ高密度実装の多様化
にともない、半導体チップサイズの大型化、あるいは、
チップの外形寸法縦横比の多様化が行われている。その
代表的なものとして、第１の従来技術をフリップチップ
実装で、また、第２の従来技術としてＣＯＧペースト実
装の従来技術を例にとり説明する。
にともない、半導体チップサイズの大型化、あるいは、
チップの外形寸法縦横比の多様化が行われている。その
代表的なものとして、第１の従来技術をフリップチップ
実装で、また、第２の従来技術としてＣＯＧペースト実
装の従来技術を例にとり説明する。
【０００３】第１の従来技術フリップチップを図６から
図９を使用し説明する。図６は、半導体チップの電極に
半田バンプを形成した半導体チップの構造を示す。半導
体チップ２は電極１２以外は窒化シリコン膜などの絶縁
膜６で覆われ外部とは電気的に絶縁されている。半導体
チップ２の電極１２に上に真空蒸着法やスパッタリング
法等を用いてバリヤメタル層でもある共通電極膜１４を
形成し、共通電極膜１４上に銅などの突起電極１８をメ
ッキ法で形成し、その後、半田をメッキ法やマスクを用
いた真空蒸着法等を用いて堆積させ、その後半田の融点
温度２２０℃程度よりも高い温度で加熱し、球状の銅コ
ア半田バンプ２０を形成する。
図９を使用し説明する。図６は、半導体チップの電極に
半田バンプを形成した半導体チップの構造を示す。半導
体チップ２は電極１２以外は窒化シリコン膜などの絶縁
膜６で覆われ外部とは電気的に絶縁されている。半導体
チップ２の電極１２に上に真空蒸着法やスパッタリング
法等を用いてバリヤメタル層でもある共通電極膜１４を
形成し、共通電極膜１４上に銅などの突起電極１８をメ
ッキ法で形成し、その後、半田をメッキ法やマスクを用
いた真空蒸着法等を用いて堆積させ、その後半田の融点
温度２２０℃程度よりも高い温度で加熱し、球状の銅コ
ア半田バンプ２０を形成する。
【０００４】その後、図７のように、半導体チップ２に
形成した銅コア半田バンプ２０の先端に銅コア半田バン
プ２０表面の酸化膜の清浄化をするためのフラックス２
２を転写法等を用いて供給する。
形成した銅コア半田バンプ２０の先端に銅コア半田バン
プ２０表面の酸化膜の清浄化をするためのフラックス２
２を転写法等を用いて供給する。
【０００５】一方、図８の回路基板１０には、配線パタ
ーンを配し、半導体チップ２に形成した銅コア半田バン
プ２０の配置に対応する位置に実装パッド８を形成す
る。この回路基板１０に形成した実装パッド８の配置と
の位置合わせを行い、位置を合わせた後半導体チップ２
を回路基板１０上に仮固定する。
ーンを配し、半導体チップ２に形成した銅コア半田バン
プ２０の配置に対応する位置に実装パッド８を形成す
る。この回路基板１０に形成した実装パッド８の配置と
の位置合わせを行い、位置を合わせた後半導体チップ２
を回路基板１０上に仮固定する。
【０００６】その後、図９のようにリフロー炉等の加熱
装置を用いて銅コア半田バンプ２０の融点温度２２０℃
程度よりも高い温度で加熱し、銅コア半田バンプ２０を
溶融する。この溶融した半田バンプ２０で半導体チップ
２の突起電極１８と回路基板１０の実装パッド８との接
続を行う。
装置を用いて銅コア半田バンプ２０の融点温度２２０℃
程度よりも高い温度で加熱し、銅コア半田バンプ２０を
溶融する。この溶融した半田バンプ２０で半導体チップ
２の突起電極１８と回路基板１０の実装パッド８との接
続を行う。
【０００７】そして、溶融接続した半田バンプ２０の周
囲領域や回路基板１０と半導体チップ２との間に残って
いるフラックス残渣を取り除くために溶剤等を使用して
半導体チップ２を実装した回路基板１０を洗浄し、封止
樹脂２６を半導体チップ２と回路基板１０との間に注入
し、硬化させて半導体装置を作成する。
囲領域や回路基板１０と半導体チップ２との間に残って
いるフラックス残渣を取り除くために溶剤等を使用して
半導体チップ２を実装した回路基板１０を洗浄し、封止
樹脂２６を半導体チップ２と回路基板１０との間に注入
し、硬化させて半導体装置を作成する。
【０００８】第２の従来技術を液晶表示装置の実装ＣＯ
Ｇペースト実装を図１０から図１３を用いて説明する。
Ｇペースト実装を図１０から図１３を用いて説明する。
【０００９】液晶表示装置を構成するガラスからなる基
板の周辺部を拡張し、この拡張した領域に、液晶表示装
置を駆動する複数の半導体チップを搭載した従来技術と
してチップオングラス（ＣＯＧ）ペースト実装がある。
板の周辺部を拡張し、この拡張した領域に、液晶表示装
置を駆動する複数の半導体チップを搭載した従来技術と
してチップオングラス（ＣＯＧ）ペースト実装がある。
【００１０】図１３に示すように、二枚のガラス基板２
８の空陵に液晶４２を封入し、印刷法等で形成するシー
ル材４０によって成る液晶表示装置３８のガラス基板２
８上に真空蒸着法もしくはスパッタ法を用いて形成され
た、酸化インジウムスズ（以下ＩＴＯと記載する）等の
透明電極４６によって画素パターンを形成すると同時
に、ガラス基板２８の周辺部を拡張し、この拡張した領
域にＩＴＯ等の透明電極４６を引き回し、半導体チップ
２上に突起電極と液晶表示装置３８を駆動する複数の半
導体チップ２を実装する。半導体チップ２は、図１０に
示すように、電極１２以外は、シリコン窒化膜（Ｓｉ
Ｎ）などの絶縁膜６で覆われ外部とは電気的に絶縁され
ている。半導体チップ２の電極１２に上に真空蒸着法や
スパッタリング法等を用いてバリヤメタル層でもある共
通電極膜１４を形成し、共通電極膜１４上に銅などの突
起電極をメッキ法で形成し、その後、金をメッキ法を用
いて堆積させ、マッシュルーム状や角柱状の突起電極４
を形成する。
８の空陵に液晶４２を封入し、印刷法等で形成するシー
ル材４０によって成る液晶表示装置３８のガラス基板２
８上に真空蒸着法もしくはスパッタ法を用いて形成され
た、酸化インジウムスズ（以下ＩＴＯと記載する）等の
透明電極４６によって画素パターンを形成すると同時
に、ガラス基板２８の周辺部を拡張し、この拡張した領
域にＩＴＯ等の透明電極４６を引き回し、半導体チップ
２上に突起電極と液晶表示装置３８を駆動する複数の半
導体チップ２を実装する。半導体チップ２は、図１０に
示すように、電極１２以外は、シリコン窒化膜（Ｓｉ
Ｎ）などの絶縁膜６で覆われ外部とは電気的に絶縁され
ている。半導体チップ２の電極１２に上に真空蒸着法や
スパッタリング法等を用いてバリヤメタル層でもある共
通電極膜１４を形成し、共通電極膜１４上に銅などの突
起電極をメッキ法で形成し、その後、金をメッキ法を用
いて堆積させ、マッシュルーム状や角柱状の突起電極４
を形成する。
【００１１】図１１に示すように、半導体チップ２上の
突起電極４にＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ等の導電性粒子を混入し
たエポキシ系の導電性接着剤４４を転写法等を用いて、
塗布し、その後、フェースダウンボンディングを行い、
電気的、機械的に接続する。最近では、液晶表示装置３
８の狭額縁化に伴い、シール部４０から半導体チップ実
装側のガラス基板２８の端部までの距離は、非常に狭く
なってきており、半導体チップ２は細長くなってきてい
る傾向にある。
突起電極４にＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ等の導電性粒子を混入し
たエポキシ系の導電性接着剤４４を転写法等を用いて、
塗布し、その後、フェースダウンボンディングを行い、
電気的、機械的に接続する。最近では、液晶表示装置３
８の狭額縁化に伴い、シール部４０から半導体チップ実
装側のガラス基板２８の端部までの距離は、非常に狭く
なってきており、半導体チップ２は細長くなってきてい
る傾向にある。
【００１２】図１２で示すように、導電性接着剤４４
は、通常エポキシ系接着剤を使用するため、硬化は８０
℃〜１２０℃程度で熱硬化を行い、ガラス基板２８上の
透明電極４６と半導体チップ２上の突起電極４を接着
し、電気的、機械的に接続する。
は、通常エポキシ系接着剤を使用するため、硬化は８０
℃〜１２０℃程度で熱硬化を行い、ガラス基板２８上の
透明電極４６と半導体チップ２上の突起電極４を接着
し、電気的、機械的に接続する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図９で示すように、第
１の従来技術では半導体チップ２の電極１２上に形成す
る銅等の突起電極１８は、より融点が高く半田の濡れ性
が良い金属が核となっており、接続時の溶融後の半田２
０の電気的接続、つぶれ量、回路基板と半導体チップの
隙間の調整を行っている。しかし、半田の方が柔軟なた
め、銅などの突起電極１８より溶融後の半田バンプ２０
に応力が集中しやすい。
１の従来技術では半導体チップ２の電極１２上に形成す
る銅等の突起電極１８は、より融点が高く半田の濡れ性
が良い金属が核となっており、接続時の溶融後の半田２
０の電気的接続、つぶれ量、回路基板と半導体チップの
隙間の調整を行っている。しかし、半田の方が柔軟なた
め、銅などの突起電極１８より溶融後の半田バンプ２０
に応力が集中しやすい。
【００１４】ここで半導体チップ２のチップサイズを縦
横ともに１５ｍｍと仮定すると、半導体チップの熱膨張
係数は２．４２×１０−６程度であり、回路基板１０の
熱膨張係数は、１．５×１０-5程度であるため、半導体
チップ２と回路基板１０とをフリップチップボンディン
グ接続した後、温度サイクル試験たとえば、−４５℃と
１２５℃を交互に行う熱サイクル試験に投入すると、回
路基板１０は１．５×１０-5×（１２５−（−４５））
×（１５÷２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ずる。
横ともに１５ｍｍと仮定すると、半導体チップの熱膨張
係数は２．４２×１０−６程度であり、回路基板１０の
熱膨張係数は、１．５×１０-5程度であるため、半導体
チップ２と回路基板１０とをフリップチップボンディン
グ接続した後、温度サイクル試験たとえば、−４５℃と
１２５℃を交互に行う熱サイクル試験に投入すると、回
路基板１０は１．５×１０-5×（１２５−（−４５））
×（１５÷２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ずる。
【００１５】またさらに、半導体チップ２の熱膨張係数
は、２．４２×１０−６×（１２５−（−４５））×
（１５÷２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路
基板１０と半導体チップ２にかかる最大の応力は、１９
μｍ−３μｍ＝１６μｍ程度発生する。この応力は、回
路基板１０と半導体チップ２の接続点である、溶融後の
半田バンプ２０に集中しやすい。
は、２．４２×１０−６×（１２５−（−４５））×
（１５÷２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路
基板１０と半導体チップ２にかかる最大の応力は、１９
μｍ−３μｍ＝１６μｍ程度発生する。この応力は、回
路基板１０と半導体チップ２の接続点である、溶融後の
半田バンプ２０に集中しやすい。
【００１６】回路基板１０と、半導体チップ２に発生し
た内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようと
するが、半導体チップの厚さがあると充分反ることがで
きないため、溶融後の半田バンプ２０に応力が集中す
る。この応力を、溶融後の半田バンプ２０で吸収しきれ
ない場合は、溶融後の半田バンプ２０には、クラックが
発生しやすく、接続信頼性に問題が生じる。
た内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようと
するが、半導体チップの厚さがあると充分反ることがで
きないため、溶融後の半田バンプ２０に応力が集中す
る。この応力を、溶融後の半田バンプ２０で吸収しきれ
ない場合は、溶融後の半田バンプ２０には、クラックが
発生しやすく、接続信頼性に問題が生じる。
【００１７】また、第２の従来技術ＣＯＧペースト実装
においても、半導体チップ２上の突起電極４とガラス基
板２８の接続点である導電性接着剤を熱硬化し、常温に
戻した際、半導体チップ２上の突起電極４とガラス基板
２８上の透明電極４６の熱収縮の応力を、導電性接着剤
４４が支えることになるため、導電性接着剤４４に応力
が集中する。半導体チップ２の熱膨張係数は、２．４２
×１０−６程度で、ガラス基板２８の熱膨張係数は、３
〜１０×１０−６程度である。ここでたとえば、導電性
接着剤４４を１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸
縮は、半導体チップ２を１５ｍｍとした場合、ガラス基
板２８においては、最大で１０×１０−６×（１１０−
２５）×（１５÷２）＝６．４μｍ程度膨張収縮が発生
する。また、半導体チップ２では、２．４２×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝１．５μｍ程度膨
張収縮が発生する。したがって、ガラス基板２８と半導
体チップ２では、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μｍ
程度分の内在応力が発生する。
においても、半導体チップ２上の突起電極４とガラス基
板２８の接続点である導電性接着剤を熱硬化し、常温に
戻した際、半導体チップ２上の突起電極４とガラス基板
２８上の透明電極４６の熱収縮の応力を、導電性接着剤
４４が支えることになるため、導電性接着剤４４に応力
が集中する。半導体チップ２の熱膨張係数は、２．４２
×１０−６程度で、ガラス基板２８の熱膨張係数は、３
〜１０×１０−６程度である。ここでたとえば、導電性
接着剤４４を１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸
縮は、半導体チップ２を１５ｍｍとした場合、ガラス基
板２８においては、最大で１０×１０−６×（１１０−
２５）×（１５÷２）＝６．４μｍ程度膨張収縮が発生
する。また、半導体チップ２では、２．４２×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝１．５μｍ程度膨
張収縮が発生する。したがって、ガラス基板２８と半導
体チップ２では、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μｍ
程度分の内在応力が発生する。
【００１８】ガラス基板２８と、半導体チップ２とに発
生した内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしよ
うとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反るこ
とができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２上
の突起電極の接続点である導電性接着剤４４に応力が集
中する。この応力を、導電性接着剤４４で吸収しきれな
い場合は、導電性接着剤には、クラックが発生しやす
く、接続信頼性に問題が生じる。
生した内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしよ
うとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反るこ
とができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２上
の突起電極の接続点である導電性接着剤４４に応力が集
中する。この応力を、導電性接着剤４４で吸収しきれな
い場合は、導電性接着剤には、クラックが発生しやす
く、接続信頼性に問題が生じる。
【００１９】また、液晶表示装置の狭額縁化にともな
い、半導体チップ２が、細長くなっている場合たとえ
ば、半導体チップ２の長辺が、２０ｍｍ程度の場合を想
定し説明する。半導体チップ２の熱膨張係数は、２．４
２×１０−６程度で、ガラス基板２８の熱膨張係数は、
３〜１０×１０−６程度である。導電性接着剤４４を１
１０℃で熱硬化後、常温に戻した際に、ガラス基板２８
においては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）
×（２０÷２）＝８．５μｍ程度膨張収縮が発生する。
また半導体チップ２では、２．４２×１０−６×（１１
０−２５）×（２０÷２）＝２μｍ程度膨張収縮が発生
する。したがって、ガラス基板２８と半導体チップ２で
は、８．５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の内在応力
が発生する。この内在応力は、半導体チップ２とガラス
基板２８の接続点である導電性接着剤４４に応力が集中
する。
い、半導体チップ２が、細長くなっている場合たとえ
ば、半導体チップ２の長辺が、２０ｍｍ程度の場合を想
定し説明する。半導体チップ２の熱膨張係数は、２．４
２×１０−６程度で、ガラス基板２８の熱膨張係数は、
３〜１０×１０−６程度である。導電性接着剤４４を１
１０℃で熱硬化後、常温に戻した際に、ガラス基板２８
においては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）
×（２０÷２）＝８．５μｍ程度膨張収縮が発生する。
また半導体チップ２では、２．４２×１０−６×（１１
０−２５）×（２０÷２）＝２μｍ程度膨張収縮が発生
する。したがって、ガラス基板２８と半導体チップ２で
は、８．５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の内在応力
が発生する。この内在応力は、半導体チップ２とガラス
基板２８の接続点である導電性接着剤４４に応力が集中
する。
【００２０】ガラス基板２８と、半導体チップ２とに発
生した内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしよ
うとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反るこ
とができないため、ガラス基板２８上の透明電極４６と
半導体チップ２上の突起電極４の接続点である導電性接
着剤４４に応力が集中する。この応力を、導電性接着剤
で吸収しきれない場合は、導電性接着剤には、クラック
が発生しやすく、接続信頼性に問題が生じる。
生した内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしよ
うとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反るこ
とができないため、ガラス基板２８上の透明電極４６と
半導体チップ２上の突起電極４の接続点である導電性接
着剤４４に応力が集中する。この応力を、導電性接着剤
で吸収しきれない場合は、導電性接着剤には、クラック
が発生しやすく、接続信頼性に問題が生じる。
【００２１】上記説明でも分かるように、導電性接着剤
４４を介して、半導体チップ２の長手方向の接続点とガ
ラス基板２８との内在応力がさらに大きくなることによ
り、ガラス基板２８の反りも同様大きくなるため、導電
性接着剤４４が透明電極４６と導電性接着剤４４の間で
剥離を起こして、半導体チップ２上の突起電極４とガラ
ス基板上２８の透明電極４６の接続が取れなくなり、接
続信頼性に問題が生じる。
４４を介して、半導体チップ２の長手方向の接続点とガ
ラス基板２８との内在応力がさらに大きくなることによ
り、ガラス基板２８の反りも同様大きくなるため、導電
性接着剤４４が透明電極４６と導電性接着剤４４の間で
剥離を起こして、半導体チップ２上の突起電極４とガラ
ス基板上２８の透明電極４６の接続が取れなくなり、接
続信頼性に問題が生じる。
【００２２】〔発明の目的〕本発明は、上記課題を解決
して、半導体チップと回路基板やガラス基板等をフェー
スダウン接続する際、回路基板やガラス基板の反りに習
い、半導体チップと回路基板やガラス基板詳しくは、フ
ェースダウンボンディング後に、応力が集中する接続点
である半田や導電性接着剤の応力が緩和される半導体チ
ップの構造を提供することである。
して、半導体チップと回路基板やガラス基板等をフェー
スダウン接続する際、回路基板やガラス基板の反りに習
い、半導体チップと回路基板やガラス基板詳しくは、フ
ェースダウンボンディング後に、応力が集中する接続点
である半田や導電性接着剤の応力が緩和される半導体チ
ップの構造を提供することである。
【００２３】
【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の実装構造は下記記載の構成を
採用する。
に、本発明の半導体装置の実装構造は下記記載の構成を
採用する。
【００２４】本発明の半導体チップ構造は、半導体チッ
プの裏面に、マトリクス状もしくは長辺方向に対し、垂
直方向にスリットを設ける。
プの裏面に、マトリクス状もしくは長辺方向に対し、垂
直方向にスリットを設ける。
【００２５】本発明におけるフリップチップ実装におい
ては、半導体チップと回路基板とをフェースダウンボン
ディング接続した後、温度サイクル試験たとえば、−４
５℃と１２５℃とを交互に行う熱サイクル試験に投入す
ると、回路基板は、１．５×１０-5×（１２５−（−４
５））×（１５÷２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ず
る。
ては、半導体チップと回路基板とをフェースダウンボン
ディング接続した後、温度サイクル試験たとえば、−４
５℃と１２５℃とを交互に行う熱サイクル試験に投入す
ると、回路基板は、１．５×１０-5×（１２５−（−４
５））×（１５÷２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ず
る。
【００２６】さらに半導体チップの熱膨張係数は、２．
４２×１０−６×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路基板と半
導体チップにかかる最大の応力は、１９μｍ−３μｍ＝
１６μｍ程度発生する。この応力は、回路基板と半導体
チップの接続点である溶融後の半田バンプに集中しやす
い。
４２×１０−６×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路基板と半
導体チップにかかる最大の応力は、１９μｍ−３μｍ＝
１６μｍ程度発生する。この応力は、回路基板と半導体
チップの接続点である溶融後の半田バンプに集中しやす
い。
【００２７】回路基板と、半導体チップに発生した内在
応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると、充分反ることができ
ないため、溶融後の半田バンプに応力が集中する。この
応力を、溶融後の半田バンプで吸収しきれない場合は、
溶融後の半田バンプには、クラックが発生しやすく、接
続信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ裏面にマ
トリクス状にスリットを設けることで、半導体チップ
が、回路基板の反りに追従することが可能になるため、
応力発散することができ、回路基板と半導体チップの接
続点である溶融後の半田バンプへの応力集中が軽減、緩
和される。
応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると、充分反ることができ
ないため、溶融後の半田バンプに応力が集中する。この
応力を、溶融後の半田バンプで吸収しきれない場合は、
溶融後の半田バンプには、クラックが発生しやすく、接
続信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ裏面にマ
トリクス状にスリットを設けることで、半導体チップ
が、回路基板の反りに追従することが可能になるため、
応力発散することができ、回路基板と半導体チップの接
続点である溶融後の半田バンプへの応力集中が軽減、緩
和される。
【００２８】第２の実施例ＣＯＧペースト実装において
は、半導体チップ上の突起電極とガラス基板の接続点で
ある導電性接着剤を熱硬化し、常温に戻した際、半導体
チップ上の突起電極とガラス基板上の透明電極の熱収縮
の応力を、導電性接着剤が支えることになるため、導電
性接着剤に応力が集中する。半導体チップの熱膨張係数
は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係
数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえば、導電
性接着剤の１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸縮
は、半導体チップを１５ｍｍとした場合、ガラス基板に
おいては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）×
（１５÷２）＝６．４μｍ程度である、また半導体チッ
プでは、２．４２×１０−６×（１１０−２５）×（１
５÷２）＝１．５μｍ程度。したがって、ガラス基板と
半導体チップでは、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μ
ｍ程度分の応力が発生する。
は、半導体チップ上の突起電極とガラス基板の接続点で
ある導電性接着剤を熱硬化し、常温に戻した際、半導体
チップ上の突起電極とガラス基板上の透明電極の熱収縮
の応力を、導電性接着剤が支えることになるため、導電
性接着剤に応力が集中する。半導体チップの熱膨張係数
は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係
数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえば、導電
性接着剤の１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸縮
は、半導体チップを１５ｍｍとした場合、ガラス基板に
おいては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）×
（１５÷２）＝６．４μｍ程度である、また半導体チッ
プでは、２．４２×１０−６×（１１０−２５）×（１
５÷２）＝１．５μｍ程度。したがって、ガラス基板と
半導体チップでは、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μ
ｍ程度分の応力が発生する。
【００２９】ガラス基板と、半導体チップに発生した内
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面にマトリクス状にスリ
ットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の反
りに追従することが可能になるため、応力発散すること
ができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和され
る。
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面にマトリクス状にスリ
ットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の反
りに追従することが可能になるため、応力発散すること
ができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和され
る。
【００３０】また、液晶表示装置の狭額縁化に伴い、半
導体チップが細長くなっている傾向にある。たとえば、
半導体チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程
度の場合、半導体チップの熱膨張係数は、２．４２×１
０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係数は、３〜１０×
１０−６程度である。導電性接着剤を１１０℃で熱硬化
後、常温に戻した際に、ガラス基板においては、最大で
１０×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝
８．５μｍ程度である、また半導体チップでは、２．４
２×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μ
ｍ程度。したがって、ガラス基板と半導体チップでは、
８．５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の応力が発生す
る。
導体チップが細長くなっている傾向にある。たとえば、
半導体チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程
度の場合、半導体チップの熱膨張係数は、２．４２×１
０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係数は、３〜１０×
１０−６程度である。導電性接着剤を１１０℃で熱硬化
後、常温に戻した際に、ガラス基板においては、最大で
１０×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝
８．５μｍ程度である、また半導体チップでは、２．４
２×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μ
ｍ程度。したがって、ガラス基板と半導体チップでは、
８．５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の応力が発生す
る。
【００３１】ガラス基板と、半導体チップに発生した内
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面に長辺に対し垂直にス
リットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の
反りに追従することが可能になるため、応力発散するこ
とができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接
続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和さ
れる。
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面に長辺に対し垂直にス
リットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の
反りに追従することが可能になるため、応力発散するこ
とができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接
続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和さ
れる。
【００３２】［作用］本発明の半導体チップ構造では、
半導体チップの裏面に、マトリクス状もしくは、長辺方
向に対し、垂直にスリットを設ける。
半導体チップの裏面に、マトリクス状もしくは、長辺方
向に対し、垂直にスリットを設ける。
【００３３】第１の従来技術においては、半導体チップ
と回路基板とをフェースダウンボンディング接続した
後、温度サイクル試験たとえば、−４５℃と１２５℃を
交互に行う熱サイクル試験に投入すると、回路基板は、
１．５×１０-5×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ずる。
と回路基板とをフェースダウンボンディング接続した
後、温度サイクル試験たとえば、−４５℃と１２５℃を
交互に行う熱サイクル試験に投入すると、回路基板は、
１．５×１０-5×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝１９μｍ程度膨張収縮が生ずる。
【００３４】さらに半導体チップの熱膨張係数は、２．
４２×１０−６×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路基板と半
導体チップにかかる最大の応力は、１９μｍ−３μｍ＝
１６μｍ程度発生する。この応力は、回路基板と半導体
チップの接続点である溶融後の半田バンプに集中しやす
い。
４２×１０−６×（１２５−（−４５））×（１５÷
２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じるため、回路基板と半
導体チップにかかる最大の応力は、１９μｍ−３μｍ＝
１６μｍ程度発生する。この応力は、回路基板と半導体
チップの接続点である溶融後の半田バンプに集中しやす
い。
【００３５】回路基板と、半導体チップとに発生した内
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、溶融後の半田バンプに応力が集中する。この応
力を、溶融後の半田バンプで吸収しきれない場合は、溶
融後の半田バンプには、クラックが発生しやすく、接続
信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ裏面にマト
リクス状にスリットを設けることで、半導体チップが、
回路基板の反りに追従することが可能になるため、応力
発散することができ、回路基板と半導体チップの接続点
である溶融後の半田バンプへの応力集中が軽減し、緩和
される。
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、溶融後の半田バンプに応力が集中する。この応
力を、溶融後の半田バンプで吸収しきれない場合は、溶
融後の半田バンプには、クラックが発生しやすく、接続
信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ裏面にマト
リクス状にスリットを設けることで、半導体チップが、
回路基板の反りに追従することが可能になるため、応力
発散することができ、回路基板と半導体チップの接続点
である溶融後の半田バンプへの応力集中が軽減し、緩和
される。
【００３６】第２の実施例ＣＯＧペースト実装において
は、半導体チップ上の突起電極とガラス基板の接続点で
ある導電性接着剤を熱硬化し、常温に戻した際、半導体
チップ上の突起電極とガラス基板上の透明電極の熱収縮
の応力を、導電性接着剤が支えることになるため、導電
性接着剤に応力が集中する。半導体チップの熱膨張係数
は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係
数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえば、導電
性接着剤の１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸縮
は、半導体チップを１５ｍｍとした場合、ガラス基板に
おいては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）×
（１５÷２）＝６．４μｍ程度である、また半導体チッ
プでは、２．４２×１０−６×（１１０−２５）×（１
５÷２）＝１．５μｍ程度。したがって、ガラス基板と
半導体チップでは、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μ
ｍ程度分の応力が発生する。
は、半導体チップ上の突起電極とガラス基板の接続点で
ある導電性接着剤を熱硬化し、常温に戻した際、半導体
チップ上の突起電極とガラス基板上の透明電極の熱収縮
の応力を、導電性接着剤が支えることになるため、導電
性接着剤に応力が集中する。半導体チップの熱膨張係数
は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板の熱膨張係
数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえば、導電
性接着剤の１１０℃で熱硬化し、常温に戻した際の伸縮
は、半導体チップを１５ｍｍとした場合、ガラス基板に
おいては、最大で１０×１０−６×（１１０−２５）×
（１５÷２）＝６．４μｍ程度である、また半導体チッ
プでは、２．４２×１０−６×（１１０−２５）×（１
５÷２）＝１．５μｍ程度。したがって、ガラス基板と
半導体チップでは、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μ
ｍ程度分の応力が発生する。
【００３７】ガラス基板と、半導体チップに発生した内
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面にマトリクス状にスリ
ットを設けることにより、半導体チップが、ガラス基板
の反りに追従することが可能になるため、応力発散する
ことができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の
接続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和
される。
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面にマトリクス状にスリ
ットを設けることにより、半導体チップが、ガラス基板
の反りに追従することが可能になるため、応力発散する
ことができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の
接続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和
される。
【００３８】また、液晶表示装置の狭額縁化に伴い、半
導体チップが、細長くなっている場合たとえば、半導体
チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程度の場
合、半導体チップの熱膨張係数は、２．４２×１０−６
程度で、ガラス基板の熱膨張係数は、３〜１０×１０−
６程度である。導電性接着剤を１１０℃で熱硬化後、常
温に戻した際に、ガラス基板においては、最大で１０×
１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝８．５μ
ｍ程度である、また、半導体チップでは、２．４２×１
０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μｍ程
度。したがって、ガラス基板と半導体チップでは、８．
５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の応力が発生する。
導体チップが、細長くなっている場合たとえば、半導体
チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程度の場
合、半導体チップの熱膨張係数は、２．４２×１０−６
程度で、ガラス基板の熱膨張係数は、３〜１０×１０−
６程度である。導電性接着剤を１１０℃で熱硬化後、常
温に戻した際に、ガラス基板においては、最大で１０×
１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝８．５μ
ｍ程度である、また、半導体チップでは、２．４２×１
０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μｍ程
度。したがって、ガラス基板と半導体チップでは、８．
５μｍ−２μｍ＝６．５μｍ程度分の応力が発生する。
【００３９】ガラス基板と、半導体チップに発生した内
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面に長辺に対し垂直にス
リットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の
反りに追従することが可能になるため、応力発散するこ
とができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接
続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和さ
れる。
在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようとする
が、半導体チップの厚さがあると充分反ることができな
いため、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接続
点である、導電性接着剤に応力が集中する。この応力
を、導電性接着剤で吸収しきれない場合は、導電性接着
剤には、クラックが発生しやすく、接続信頼性に問題が
生じていたが、半導体チップ裏面に長辺に対し垂直にス
リットを設けることで、半導体チップが、ガラス基板の
反りに追従することが可能になるため、応力発散するこ
とができ、ガラス基板と半導体チップ上の突起電極の接
続点である導電性接着剤への応力集中が軽減し、緩和さ
れる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下の図面を用いて本発明を実施
するための最良の形態における半導体チップの構成を説
明する。図２、図３は、本発明の実施形態における半導
体チップの構成を示す平面図であり、図１は、図２のＡ
−Ａ線における断面を示す断面図である。図４は本発明
の実施形態におけるフリップチップ実装の断面図であ
る。図５は本発明の実施形態におけるＣＯＧペースト実
装の断面図である。以下、図１〜図５、スリットの形成
方法については、図１４〜１７とを交互に参照して説明
する。
するための最良の形態における半導体チップの構成を説
明する。図２、図３は、本発明の実施形態における半導
体チップの構成を示す平面図であり、図１は、図２のＡ
−Ａ線における断面を示す断面図である。図４は本発明
の実施形態におけるフリップチップ実装の断面図であ
る。図５は本発明の実施形態におけるＣＯＧペースト実
装の断面図である。以下、図１〜図５、スリットの形成
方法については、図１４〜１７とを交互に参照して説明
する。
【００４１】本発明の第１の実施形態におけるフリップ
チップ実装の構造を図４を参照しながら説明する。
チップ実装の構造を図４を参照しながら説明する。
【００４２】図４の断面図に示すように、回路基板１０
と半導体チップ２をフリップチップ実装する。半導体チ
ップ２の外形寸法は、たとえば１５ｍｍ四方とすると半
導体チップ２の裏面に形成するスリット２４はマトリク
ス状に形成を行う。このようにすることにより、半導体
チップ２の中心から放射状にかかってくる溶融後の半田
２０にかかる応力は、半導体チップ２の裏面にマトリク
ス状に形成されたスリット２４を形成してあるため、回
路基板との反りの追従性が向上するため、溶融後の半田
２０への応力が緩和される。
と半導体チップ２をフリップチップ実装する。半導体チ
ップ２の外形寸法は、たとえば１５ｍｍ四方とすると半
導体チップ２の裏面に形成するスリット２４はマトリク
ス状に形成を行う。このようにすることにより、半導体
チップ２の中心から放射状にかかってくる溶融後の半田
２０にかかる応力は、半導体チップ２の裏面にマトリク
ス状に形成されたスリット２４を形成してあるため、回
路基板との反りの追従性が向上するため、溶融後の半田
２０への応力が緩和される。
【００４３】半導体チップ２の熱膨張係数は２．４２×
１０-6程度で、図３で示す回路基板の熱膨張係数は、
１．５×１０-5程度である。
１０-6程度で、図３で示す回路基板の熱膨張係数は、
１．５×１０-5程度である。
【００４４】たとえば、１５ｍｍ角の半導体チップを用
いた場合、半導体チップ２と回路基板１０とをフリップ
チップ実装し、電気的、機械的に接続した後、温度サイ
クル試験たとえば、−４５℃と１２５℃を交互に行う熱
サイクル試験に投入すると、回路基板は１．５×１０-5
×（１２５−（−４５））×（１５÷２）＝１９μｍ程
度膨張収縮が生ずる。
いた場合、半導体チップ２と回路基板１０とをフリップ
チップ実装し、電気的、機械的に接続した後、温度サイ
クル試験たとえば、−４５℃と１２５℃を交互に行う熱
サイクル試験に投入すると、回路基板は１．５×１０-5
×（１２５−（−４５））×（１５÷２）＝１９μｍ程
度膨張収縮が生ずる。
【００４５】また、半導体チップの熱膨張係数は２．４
２×１０−６で、２．４２×１０−６×（１２５−（−
４５））×（１５÷２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じる
ため、回路基板１０と半導体チップ２にかかる最大の応
力は１９μｍ−３μｍ＝１６μｍ程度発生する。この応
力は、回路基板１０と半導体チップ２の接続点である、
溶融後の半田バンプ２０に集中しやすい。
２×１０−６で、２．４２×１０−６×（１２５−（−
４５））×（１５÷２）＝３μｍ程度膨張収縮が生じる
ため、回路基板１０と半導体チップ２にかかる最大の応
力は１９μｍ−３μｍ＝１６μｍ程度発生する。この応
力は、回路基板１０と半導体チップ２の接続点である、
溶融後の半田バンプ２０に集中しやすい。
【００４６】回路基板１０と、半導体チップ２に発生し
た内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようと
するが、半導体チップ２の厚さがあると充分反ることが
できないため、溶融後の半田バンプ２０に応力が集中す
る。この応力を、溶融後の半田バンプ２０で吸収しきれ
ない場合は、溶融後の半田バンプ２０には、クラックが
発生しやすく、接続信頼性に問題が生じていた。しか
し、半導体チップ２の裏面にマトリクス状にスリット２
４を設けることによって、半導体チップ２が、回路基板
１０の反りに追従することが可能になるため、応力発散
することができ、回路基板１０と半導体チップ２の接続
点である溶融後の半田バンプ２０への応力集中が軽減、
緩和される。
た内在応力は、両者が反ることで、応力発散をしようと
するが、半導体チップ２の厚さがあると充分反ることが
できないため、溶融後の半田バンプ２０に応力が集中す
る。この応力を、溶融後の半田バンプ２０で吸収しきれ
ない場合は、溶融後の半田バンプ２０には、クラックが
発生しやすく、接続信頼性に問題が生じていた。しか
し、半導体チップ２の裏面にマトリクス状にスリット２
４を設けることによって、半導体チップ２が、回路基板
１０の反りに追従することが可能になるため、応力発散
することができ、回路基板１０と半導体チップ２の接続
点である溶融後の半田バンプ２０への応力集中が軽減、
緩和される。
【００４７】本発明の実施形態におけるにおけるＣＯＧ
ペースト実装において図４を用い説明する。
ペースト実装において図４を用い説明する。
【００４８】図５で示すように、ガラス基板２８と半導
体チップ２をＣＯＧペースト実装する場合、ガラス基板
２８上に形成された透明電極４６と半導体チップ２上に
形成された突起電極４を導電性接着剤４４を介して電気
的、機械的に接続を行っている。
体チップ２をＣＯＧペースト実装する場合、ガラス基板
２８上に形成された透明電極４６と半導体チップ２上に
形成された突起電極４を導電性接着剤４４を介して電気
的、機械的に接続を行っている。
【００４９】ガラス基板２８と半導体チップ２をＣＯＧ
ペースト実装する際、たとえば半導体チップ２の外形
は、縦と横の寸法の比率がほぼ同等の場合、ガラス基板
２８と半導体チップ２の接続点である、導電性ペースト
を熱硬化し常温に戻した場合、縦と横に同等の応力が発
生する。この場合、半導体チップ２の裏面へは、マトリ
クス状のスリットを形成する。このようにすることによ
り、ガラス基板２８上の透明電極４６と半導体チップ２
上突起電極４を電気的、機械的に接続するための導電性
接着剤４４を熱硬化し常温に戻した際に発生する応力
は、ガラス基板２８の反りに対し半導体チップの追従性
が向上するため導電接着剤４４への応力集中は、緩和さ
れる。
ペースト実装する際、たとえば半導体チップ２の外形
は、縦と横の寸法の比率がほぼ同等の場合、ガラス基板
２８と半導体チップ２の接続点である、導電性ペースト
を熱硬化し常温に戻した場合、縦と横に同等の応力が発
生する。この場合、半導体チップ２の裏面へは、マトリ
クス状のスリットを形成する。このようにすることによ
り、ガラス基板２８上の透明電極４６と半導体チップ２
上突起電極４を電気的、機械的に接続するための導電性
接着剤４４を熱硬化し常温に戻した際に発生する応力
は、ガラス基板２８の反りに対し半導体チップの追従性
が向上するため導電接着剤４４への応力集中は、緩和さ
れる。
【００５０】最近では、液晶表示基板の狭額縁化が進め
られており、半導体チップの外形の縦横比率が大きくな
ってきている。たとえば、２０ｍｍ×１ｍｍとすると導
電性接着剤４４への応力は、長辺へ大きくかかってく
る。こうした場合、半導体チップ２の裏面へ形成するス
リット２４は、長辺に対し、垂直方向に行う。このよう
にすることにより、ガラス基板２８上の透明電極４６と
半導体チップ２上突起電極４を電気的、機械的に接続す
るための導電性接着剤４４を熱硬化し常温に戻した際に
発生する応力は、ガラス基板２８の反りに対し半導体チ
ップの追従性が向上するため導電接着剤４４応力集中
は、緩和される。
られており、半導体チップの外形の縦横比率が大きくな
ってきている。たとえば、２０ｍｍ×１ｍｍとすると導
電性接着剤４４への応力は、長辺へ大きくかかってく
る。こうした場合、半導体チップ２の裏面へ形成するス
リット２４は、長辺に対し、垂直方向に行う。このよう
にすることにより、ガラス基板２８上の透明電極４６と
半導体チップ２上突起電極４を電気的、機械的に接続す
るための導電性接着剤４４を熱硬化し常温に戻した際に
発生する応力は、ガラス基板２８の反りに対し半導体チ
ップの追従性が向上するため導電接着剤４４応力集中
は、緩和される。
【００５１】半導体チップ２上の突起電極４とガラス基
板２８上の透明電極４６を電気的、機械的に接続してい
る熱硬化性の導電性接着剤４４は、接続対象点に常温で
はペースト状の接着剤を塗布する１１０℃程度で熱硬化
し、常温に戻した際、半導体チップ２上の突起電極４と
ガラス基板２８上の透明電極４６の熱収縮の応力を、半
導体チップ２とガラス基板２８の接続点である、導電性
接着剤４４が支えることになるため、導電性接着剤４４
に応力が集中することになる。半導体チップ２の熱膨張
係数は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板２８の
熱膨張係数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえ
ば導電性接着剤４４を温度１１０℃で熱硬化し、常温に
戻した際の伸縮は、半導体チップ２を１５ｍｍとした場
合、ガラス基板２８においては、最大で１０×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝６．４μｍ程度発
生する。また半導体チップ２では、２．４２×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝１．５μｍ程度発
生する。したがって、ガラス基板２８と半導体チップ２
では、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μｍ程度分の内
在応力が発生する。
板２８上の透明電極４６を電気的、機械的に接続してい
る熱硬化性の導電性接着剤４４は、接続対象点に常温で
はペースト状の接着剤を塗布する１１０℃程度で熱硬化
し、常温に戻した際、半導体チップ２上の突起電極４と
ガラス基板２８上の透明電極４６の熱収縮の応力を、半
導体チップ２とガラス基板２８の接続点である、導電性
接着剤４４が支えることになるため、導電性接着剤４４
に応力が集中することになる。半導体チップ２の熱膨張
係数は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板２８の
熱膨張係数は、３〜１０×１０−６程度である。たとえ
ば導電性接着剤４４を温度１１０℃で熱硬化し、常温に
戻した際の伸縮は、半導体チップ２を１５ｍｍとした場
合、ガラス基板２８においては、最大で１０×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝６．４μｍ程度発
生する。また半導体チップ２では、２．４２×１０−６
×（１１０−２５）×（１５÷２）＝１．５μｍ程度発
生する。したがって、ガラス基板２８と半導体チップ２
では、６．４μｍ−１．５μｍ＝４．９μｍ程度分の内
在応力が発生する。
【００５２】ガラス基板２８と、半導体チップ２に発生
した内在応力は、両者が反ることにより、応力発散をし
ようとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反る
ことができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２
上の突起電極４の接続点である導電性接着剤４４に応力
が集中する。この応力を、導電性接着剤４４で吸収しき
れない場合は、導電性接着剤４４には、クラックが発生
しやすく、接続信頼性に問題が生じていたが、半導体チ
ップ２の裏面にマトリクス状にスリット２４を設けるこ
とで、半導体チップ２が、ガラス基板２８の反りに追従
することが可能になるため、内在応力を発散することが
でき、ガラス基板２８と半導体チップ２上の突起電極４
の接続点である導電性接着剤４４への応力集中が軽減、
緩和される。
した内在応力は、両者が反ることにより、応力発散をし
ようとするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反る
ことができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２
上の突起電極４の接続点である導電性接着剤４４に応力
が集中する。この応力を、導電性接着剤４４で吸収しき
れない場合は、導電性接着剤４４には、クラックが発生
しやすく、接続信頼性に問題が生じていたが、半導体チ
ップ２の裏面にマトリクス状にスリット２４を設けるこ
とで、半導体チップ２が、ガラス基板２８の反りに追従
することが可能になるため、内在応力を発散することが
でき、ガラス基板２８と半導体チップ２上の突起電極４
の接続点である導電性接着剤４４への応力集中が軽減、
緩和される。
【００５３】近年、液晶表示装置の狭額縁化にともな
い、半導体チップ２が、細長くなっている。たとえば、
半導体チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程
度の場合を図５を用い説明する。半導体チップ２の熱膨
張係数は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板２８
の熱膨張係数は、３〜１０×１０−６程度である。半導
体チップ２とガラス基板２８上の透明電極４６を導電性
接着剤４４で、電気的、機械的に接続する場合、たとえ
ば導電性接着剤４４を１１０℃で熱硬化後、常温に戻し
たときガラス基板２８においては、最大で１０×１０−
６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝８．５μｍ程度
膨張収縮が発生する。また半導体チップ２では、２．４
２×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μ
ｍ程度膨張収縮が発生する。したがって、ガラス基板２
８と半導体チップ２とでは、８．５μｍ−２μｍ＝６．
５μｍ程度分の内在応力が発生する。
い、半導体チップ２が、細長くなっている。たとえば、
半導体チップの長辺が、２０ｍｍ程度、短辺が１ｍｍ程
度の場合を図５を用い説明する。半導体チップ２の熱膨
張係数は、２．４２×１０−６程度で、ガラス基板２８
の熱膨張係数は、３〜１０×１０−６程度である。半導
体チップ２とガラス基板２８上の透明電極４６を導電性
接着剤４４で、電気的、機械的に接続する場合、たとえ
ば導電性接着剤４４を１１０℃で熱硬化後、常温に戻し
たときガラス基板２８においては、最大で１０×１０−
６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝８．５μｍ程度
膨張収縮が発生する。また半導体チップ２では、２．４
２×１０−６×（１１０−２５）×（２０÷２）＝２μ
ｍ程度膨張収縮が発生する。したがって、ガラス基板２
８と半導体チップ２とでは、８．５μｍ−２μｍ＝６．
５μｍ程度分の内在応力が発生する。
【００５４】ガラス基板２８と、半導体チップ２に発生
した内在応力は、両者が反ることにより力発散をしよう
とするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反ること
ができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２上の
突起電極４の接続点である導電性接着剤４４に応力が集
中する。この応力を導電性接着剤４４で吸収しきれい場
合は、導電性接着剤４４には、クラックが発生しやす
く、接続信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ２
の裏面に長辺に対し垂直にスリット２４を設けること
で、半導体チップ２が、ガラス基板２８の反りに追従す
ることが可能になるため、応力発散することができ、ガ
ラス基板２８と半導体チップ２上の突起電極４との接続
点である導電性接着剤４４への応力集中が軽減、緩和さ
れる。
した内在応力は、両者が反ることにより力発散をしよう
とするが、半導体チップ２の厚さがあると充分反ること
ができないため、ガラス基板２８と半導体チップ２上の
突起電極４の接続点である導電性接着剤４４に応力が集
中する。この応力を導電性接着剤４４で吸収しきれい場
合は、導電性接着剤４４には、クラックが発生しやす
く、接続信頼性に問題が生じていたが、半導体チップ２
の裏面に長辺に対し垂直にスリット２４を設けること
で、半導体チップ２が、ガラス基板２８の反りに追従す
ることが可能になるため、応力発散することができ、ガ
ラス基板２８と半導体チップ２上の突起電極４との接続
点である導電性接着剤４４への応力集中が軽減、緩和さ
れる。
【００５５】続いてスリットの形成方法を記述する。た
とえば、図１４で示した、５インチウエハー３６の厚さ
は、６４０μｍ程度である。
とえば、図１４で示した、５インチウエハー３６の厚さ
は、６４０μｍ程度である。
【００５６】図１４で示すようにウエハー３６上に突起
電極４が覆われる程度の膜厚でレジスト膜３２をスピン
ナーなどで形成し、１４５℃２０分程度で硬化し、ウエ
ハー３６の突起電極側を保護する。
電極４が覆われる程度の膜厚でレジスト膜３２をスピン
ナーなどで形成し、１４５℃２０分程度で硬化し、ウエ
ハー３６の突起電極側を保護する。
【００５７】図１５で示すようにウエハー３６裏面にウ
エハーを切削する要領で、ダイシングソーにてスリット
２４を形成する
エハーを切削する要領で、ダイシングソーにてスリット
２４を形成する
【００５８】スリット２４はダイシングソーのブレード
を使用するため、スリット幅は、使用するブレードの幅
（２０μｍ〜３０μｍ程度）で決めることができる。ウ
エハー裏面切削時の残渣厚はウエハー厚の半分程度で行
う。
を使用するため、スリット幅は、使用するブレードの幅
（２０μｍ〜３０μｍ程度）で決めることができる。ウ
エハー裏面切削時の残渣厚はウエハー厚の半分程度で行
う。
【００５９】つぎに、図１６に示すように、ウエハー３
６の素子及び突起電極上に形成したレジスト膜３２をレ
ジスト剥離液を用い１００℃１０分程度で剥離し、純水
などでウエハー３６の洗浄を充分行い乾燥する。
６の素子及び突起電極上に形成したレジスト膜３２をレ
ジスト剥離液を用い１００℃１０分程度で剥離し、純水
などでウエハー３６の洗浄を充分行い乾燥する。
【００６０】最後に図１７で示すように、ウエハー３６
の表面である突起電極側のダイシングラインにそってダ
イシングを行い、半導体チップ２に分割する。
の表面である突起電極側のダイシングラインにそってダ
イシングを行い、半導体チップ２に分割する。
【００６１】上記工程を行い、半導体チップ２の裏面に
マトリクス状または、半導体チップの縦横比が大きい場
合は半導体チップの長辺に垂直にスリットを形成するこ
とにより、半導体チップ２と図４で示す回路基板１０や
図５で示すガラス基板２８等にフェースダウン接続する
際、回路基板１０やガラス基板２８の反りに習い、半導
体チップ２と回路基板１０やガラス基板２８、詳しく
は、フェースダウンボンディング後に、応力が集中する
接続点である半田バンプ２０溶融後の半田や導電性接着
剤４４の応力の緩和ができる。
マトリクス状または、半導体チップの縦横比が大きい場
合は半導体チップの長辺に垂直にスリットを形成するこ
とにより、半導体チップ２と図４で示す回路基板１０や
図５で示すガラス基板２８等にフェースダウン接続する
際、回路基板１０やガラス基板２８の反りに習い、半導
体チップ２と回路基板１０やガラス基板２８、詳しく
は、フェースダウンボンディング後に、応力が集中する
接続点である半田バンプ２０溶融後の半田や導電性接着
剤４４の応力の緩和ができる。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体チップ２の構造は、回路基板１０やガラス基板
２８の反り状況に半導体チップ２が追従するため、半導
体チップ２の大型化もしくは、狭額縁化で半導体チップ
２が細長くなっても、半田バンプ２０溶融後の半田、及
び導電性接着剤４４の剥離がなく、接続不良を起こすこ
となく、品質を安定化することができる。
の半導体チップ２の構造は、回路基板１０やガラス基板
２８の反り状況に半導体チップ２が追従するため、半導
体チップ２の大型化もしくは、狭額縁化で半導体チップ
２が細長くなっても、半田バンプ２０溶融後の半田、及
び導電性接着剤４４の剥離がなく、接続不良を起こすこ
となく、品質を安定化することができる。
【図１】本発明の実施形態における半導体チップを示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の実施形態における半導体チップの裏面
にマトリクス状にスリット形成した平面図である。
にマトリクス状にスリット形成した平面図である。
【図３】本発明の実施形態における半導体チップの裏面
に長辺に対し垂直方向にスリットを形成した平面図であ
る。
に長辺に対し垂直方向にスリットを形成した平面図であ
る。
【図４】本発明の実施形態におけるフリップチップ実装
後の断面図である。
後の断面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるＣＯＧペースト実装
後の断面図である。
後の断面図である。
【図６】本発明の第１の従来技術における半導体チップ
の断面図である。
の断面図である。
【図７】本発明の第１の従来技術における半導体チップ
にフラックスを供給した状態の断面図である。
にフラックスを供給した状態の断面図である。
【図８】本発明の第１の従来技術における配線基板上に
半導体チップを設置した状態の断面図である。
半導体チップを設置した状態の断面図である。
【図９】本発明の第１の従来技術における半導体チップ
を配線基板と接続した状態の断面図である。
を配線基板と接続した状態の断面図である。
【図１０】本発明の第２の従来技術における半導体チッ
プの断面図である。
プの断面図である。
【図１１】本発明の第２の従来技術における半導体チッ
プに導電性接着剤を供給した状態の断面図である。
プに導電性接着剤を供給した状態の断面図である。
【図１２】本発明の第２の従来技術におけるガラス基板
と半導体チップを接続した状態の断面図である。
と半導体チップを接続した状態の断面図である。
【図１３】本発明の第２の従来技術における液晶表示装
置と半導体チップを接続した状態の断面図である。
置と半導体チップを接続した状態の断面図である。
【図１４】本発明の実施形態における半導体ウエハーに
レジストを形成した状態の断面図である。
レジストを形成した状態の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態における半導体ウエハーに
スリットを形成した状態の断面図である。
スリットを形成した状態の断面図である。
【図１６】本発明の実施形態における半導体ウエハーの
レジストを除去した状態の断面図である。
レジストを除去した状態の断面図である。
【図１７】本発明の実施形態における半導体ウエハーを
半導体チップ化した状態の断面図である。
半導体チップ化した状態の断面図である。
２：半導体チップ ４：突起電極
６：絶縁膜 ８：実装パッド １０：回路基板
１２：電極 １４：共通電極膜 １８：銅などの突起電極 ２０：半田バンプ ２２：フラックス
２４：スリット ２６：封止樹脂 ２８：ガラス基板
３０：突起電極 ３２：レジスト膜 ３６：ウエハー ３８：液晶表示装置 ４０：シール材
４２：液晶 ４４：導電性ペースト ４６：透明電極
６：絶縁膜 ８：実装パッド １０：回路基板
１２：電極 １４：共通電極膜 １８：銅などの突起電極 ２０：半田バンプ ２２：フラックス
２４：スリット ２６：封止樹脂 ２８：ガラス基板
３０：突起電極 ３２：レジスト膜 ３６：ウエハー ３８：液晶表示装置 ４０：シール材
４２：液晶 ４４：導電性ペースト ４６：透明電極
Claims (5)
- 【請求項１】 回路基板と、回路基板上に設ける電極パ
ッドと、半導体チップと半導体チップ上に設けた突起電
極とをフェイスダウンボンディング接続した回路であっ
て、 半導体チップの裏面には、基板の反りによるフェイスダ
ウンボンディング接続された半導体チップの応力緩和の
ためのスリットを設けることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 回路基板と、回路基板上に設ける電極
と、半導体チップと半導体チップ上に設けた半田で形成
された突起電極とをフェイスダウンボンディング接続し
た回路であって、 半導体チップの裏面には、基板の反りによるフェイスダ
ウンボンディング接続された半導体チップの応力緩和の
ためのスリットを設けることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 ガラス基板と、ガラス基板上に設ける透
明電極と、半導体チップと半導体チップ上に設けた突起
電極とを導電性接着剤でフェイスダウンボンディング接
続した液晶表示装置であって、 半導体チップの裏面には、ガラス基板の反りによるフェ
イスダウンボンディング接続された半導体チップの応力
緩和のためのスリットを設けることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項４】 スリットは、 半導体チップ厚のおよそ半分の深さとすることを特徴と
する請求項１、２、または３に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 半導体装置の外形寸法の縦横比が同等程
度である半導体装置裏面に形成するスリットにおいて
は、 縦横マトリクス状に形成することを特徴とし、半導体チ
ップの縦横比が十倍程度と大きい場合は、半導体装置の
裏面の長手方向と垂直にスリットを形成することを特徴
とする請求項１、２、または３に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059813A JP2000260811A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059813A JP2000260811A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000260811A true JP2000260811A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13124060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11059813A Pending JP2000260811A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000260811A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006179559A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Nippon Inter Electronics Corp | ショットキーバリアダイオードおよびそれを具備する半導体装置 |
| US7317254B2 (en) | 2004-09-03 | 2008-01-08 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device mounting structure for reducing thermal stress and warpage |
| JP2011102947A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-05-26 | Seiko Epson Corp | 表示装置用パネルおよび表示装置 |
| WO2013183132A1 (ja) | 2012-06-06 | 2013-12-12 | 株式会社日本マイクロニクス | 固体型二次電池の電極構造 |
| CN105430901A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-03-23 | 迪睿合株式会社 | 电子部件及其连接方法、连接体及其制造方法、缓冲材料 |
| JP2016174101A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-03-08 JP JP11059813A patent/JP2000260811A/ja active Pending
Cited By (10)
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| CN105430901A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-03-23 | 迪睿合株式会社 | 电子部件及其连接方法、连接体及其制造方法、缓冲材料 |
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| CN105990308A (zh) * | 2015-03-17 | 2016-10-05 | 株式会社东芝 | 半导体装置及其制造方法 |
| US10026715B2 (en) | 2015-03-17 | 2018-07-17 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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