JPH02106943A - Mounting structure of semiconductor integrated circuit - Google Patents
Mounting structure of semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH02106943A JPH02106943A JP63261818A JP26181888A JPH02106943A JP H02106943 A JPH02106943 A JP H02106943A JP 63261818 A JP63261818 A JP 63261818A JP 26181888 A JP26181888 A JP 26181888A JP H02106943 A JPH02106943 A JP H02106943A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/701—Tape-automated bond [TAB] connectors
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路の実装に関し、特に、バイポー
ラデバイスを使用する超高速な例えば先端スーパーコン
ピュータあるいは大型汎用フンピユータ等システムハー
ド用途に有用な実装構造およびその製造方法に係わる。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to the implementation of semiconductor integrated circuits, and in particular to implementation useful for system hardware applications such as ultra-high-speed, cutting-edge supercomputers or large general-purpose computer computers that use bipolar devices. It concerns the structure and its manufacturing method.
従来、この種の実装方法としてはテープオートメイテッ
ドポンディング(以下TABと呼ぶ)法、およびフリッ
プチップ法が知られている。前者は、キャリアテープの
リードをチップの周辺部で接着して接続するものであり
、後者はソルダバンブによるソルダリングによってチッ
プの内部に接続を設けるものである。Conventionally, tape automated bonding (hereinafter referred to as TAB) method and flip chip method are known as this type of mounting method. The former method connects the leads of the carrier tape at the periphery of the chip by adhering them, and the latter method connects them inside the chip by soldering with solder bumps.
システムハードのニーズを満足させるため■LSIチッ
プをさらに高集積化、高速化することがVLSIテクノ
ロジーに求められている。VLSIチップは益々大型に
なり、他ビン化されてきている。今後もその動向は継続
すると予想される。In order to satisfy system hardware needs, VLSI technology is required to further increase the integration and speed of LSI chips. VLSI chips are becoming larger and larger and are being packaged in different bins. This trend is expected to continue in the future.
上述したTAB法およびフリップチップ法等従来の実装
方法は、今後の動向に下記に述べる通り、対応し切れな
い。Conventional mounting methods such as the above-mentioned TAB method and flip-chip method are unable to respond to future trends as described below.
先ず、TAB法はVLSIチップの周辺部のみに外部リ
ードとの接続を設けているために、大型なVLSIチッ
プの中央部への給電はVLS Iチップの配線を通して
実行しなければならない。First, since the TAB method provides connections with external leads only at the periphery of the VLSI chip, power must be supplied to the center of the large VLSI chip through the wiring of the VLSI chip.
そのような長い配線を通した給電は、配線抵抗による電
圧降下の大きなものとなる。それはハイスピード用途に
常用されているバイポーラ型のVLSIチップ(ECL
形回路を構成要素としている)にとっては極めて深刻な
問題である。なぜならば配線抵抗による電圧降下分がバ
イポーラトランジスタのエミッターベース間(E−B間
)バイアスを変動させ、電流に大きなバラツキを引き起
こすからである。現在実用化され広い範囲に使用されて
いるTAB法による実装は、今後の技術動向に対応する
点で1つの技術的バリアに直面しつつあると云われてい
る。Supplying power through such long wiring results in a large voltage drop due to wiring resistance. It is a bipolar VLSI chip (ECL) commonly used for high-speed applications.
This is an extremely serious problem for electronic devices (which have shaped circuits as their constituent elements). This is because the voltage drop caused by the wiring resistance changes the emitter-base (E-B) bias of the bipolar transistor, causing large variations in current. It is said that implementation using the TAB method, which is currently in practical use and is widely used, is facing a technological barrier in responding to future technological trends.
一方、フリップチップ法による実装は、実用化の面から
は従来から既に問題視されており、極く限られた特殊な
用途にしか使用されていないのが実情である。1部メー
カーを除いてほとんどが実用化に到っていない技術的な
障害の高さがVLS Iチップの大型化と多ビン化に今
後対応しようとするとき、より深刻な問題になるであろ
うと見なされている。すなわち、フリップチップポンデ
ィングは、フェースダウンで回路基板に接続するために
、VLSIチップ側回路基板側共に接続すべきパターン
が目視できず、十分な目合わせ精度が得られない。適当
なりフローを行なえば、ソルダーの表面張力によるセル
ファライン化が可能であると云われてはいるがVLSI
チップのようにソルダーバンブ数が増加し、バンブピッ
チが狭くなり、バンプの形成される面積が大型化された
状態では机上で予想する程スムーズには実行できない。On the other hand, mounting using the flip-chip method has long been viewed as problematic from a practical standpoint, and the reality is that it is only used for extremely limited special purposes. The high level of technical hurdles that have prevented most manufacturers, except for a few, from putting it into practical use, will become a more serious problem when trying to cope with the larger size and multi-bin size of VLS I chips. is considered. That is, in flip-chip bonding, since the connection is made face-down to the circuit board, the pattern to be connected on both the VLSI chip side and the circuit board side cannot be visually seen, and sufficient alignment accuracy cannot be obtained. It is said that self-alignment is possible due to the surface tension of the solder if an appropriate flow is performed, but VLSI
In a state where the number of solder bumps increases, the bump pitch becomes narrower, and the area where the bumps are formed becomes larger, as with chips, it is not possible to perform the process as smoothly as expected on paper.
VLS Iチップのフリップチップ法としては、これま
で鋭意開発努力が払われたにもかかわらず実用化される
までに到っていないことは量産という立場からの技術的
な難しさを十分に暗示していると云える。さらに、シス
テムハードの信頼性維持のためにVLSIチップは十分
な選別検査とバーインテストで初期故障を起こす不良の
除去が行なわれる必要があるが、フリップチップ法では
その点についての実行が多数の丸い形状のバンプへのブ
ロービングが実際上極めて難しく出来ない。The flip-chip method for VLS I chips has not yet been put into practical use despite intensive development efforts, which clearly indicates the technical difficulties involved in mass production. I can say that it is. Furthermore, in order to maintain the reliability of the system hardware, VLSI chips must be thoroughly screened and burn-in tested to eliminate defects that can cause early failures, but the flip-chip method requires a large number of steps in this regard. Blobbing onto shaped bumps is actually extremely difficult and impossible.
本発明の実装構造はVLSIチップの配線と回路基板の
実装配線を接続するにあたり、VLSIチップの周辺部
に金属突起に熱圧着法等で接着する金属リードによる接
続とVLSIチップの中央部に設けた金属突起(バンプ
)による接続とを有している。In the mounting structure of the present invention, when connecting the wiring of the VLSI chip and the mounting wiring of the circuit board, the connection is made using a metal lead attached to a metal protrusion at the periphery of the VLSI chip by thermocompression bonding, etc., and the connection is provided at the center of the VLSI chip. It has a connection using a metal protrusion (bump).
中央部に設けたバンプによる接続は、VLSIチップの
中央部、およびその近傍への給電用々途として使用され
、金属リードは信号用途および周辺部とその近傍への給
電用々途に使用される。製造工程中のバーインテストに
はVLSIチップの中央部のバンプに電気的接続を設け
なくても、すなわち、VLSIチップ周辺部の金属リー
ドだけで実行できるようにVLSIチップ上の配線が施
されている。なお、VLSIチップの選別検査のとぎに
は中央部のバンプにもブロービングして電気的接続を行
なう。The bump connection provided in the center is used to supply power to the center of the VLSI chip and its vicinity, while the metal lead is used for signal purposes and to supply power to the periphery and its vicinity. . The wiring on the VLSI chip is designed so that burn-in testing during the manufacturing process can be performed without the need to provide electrical connections to the bumps in the center of the VLSI chip, that is, using only the metal leads around the periphery of the VLSI chip. . Incidentally, after the selection and inspection of VLSI chips, the bumps in the center are also blown to make electrical connection.
また、VLSIチップの周辺部に形成した、給電用途の
金属リードをVLSIチップの中央部方向に延長し、延
長部分でもVLSIチップの配線と、単数側もしくは複
数個接続することもできる。Further, it is also possible to extend the metal lead for power supply purpose formed on the periphery of the VLSI chip toward the center of the VLSI chip, and connect one or more leads to the wiring of the VLSI chip at the extended portion.
VLSIチップの中央部に設けるバンプは金属リードを
接着するためにVLSIチップの周辺部に設ける金属突
起と同時に設けることができる。The bumps provided at the center of the VLSI chip can be provided at the same time as the metal protrusions provided at the periphery of the VLSI chip for bonding metal leads.
上記の実装構造は、VLSIチップ周辺部の金属突起と
中央部のバンプを形成する工程、周辺部の金属突起にテ
ープキャリア実装の金属リードを接着する工程、金属リ
ードに接続するキャリアテープ上の測定用パッドおよび
中央部のバンプにブロービング(測定用探針を接続する
こと)して、VLSIチップを検査選別する工程、VL
SIチップをバーインテストして初期故障を起こす不良
を除去する工程、金属リードを一括切断し、キャリアテ
ープから切り離す工程、VLSIチップの周辺部の金属
リードを回路基板の実装配線に接続する工程、および中
央部のバンプを回路基板の実装配線に接続する工程とを
有する方法によって製造できる。The above mounting structure consists of a process of forming metal protrusions on the periphery of the VLSI chip and a bump in the center, a process of bonding the metal leads of the tape carrier mounting to the metal protrusions on the periphery, and a measurement on the carrier tape connected to the metal leads. The process of inspecting and sorting VLSI chips by blowing (connecting a measurement probe) to the pads and bumps in the center, VL
A process of burn-in testing the SI chip to remove defects that cause early failures, a process of cutting the metal leads all at once and separating them from the carrier tape, a process of connecting the metal leads on the periphery of the VLSI chip to the mounting wiring of the circuit board, and It can be manufactured by a method that includes the step of connecting the central bump to the mounting wiring of the circuit board.
この製造方法において、VLSIチップの中央部のバン
プを回路基板の実装配線に接続するにあたり、その位置
合わせを周辺部の金属リードを利用して行なう、すなわ
ち、金属リードを回路基板上の所定の配線パターンに目
合わせすることで行なうことができる。この両者の位置
合わせは周辺部の所定の金属リードを回路基板上の所定
の配線パターンに目視で(顕微鏡は使用する)目合わせ
することで実行される。In this manufacturing method, when connecting the bumps at the center of the VLSI chip to the mounting wiring on the circuit board, alignment is performed using the metal leads at the periphery. This can be done by aligning your eyes with the pattern. These alignments are performed by visually (using a microscope) aligning predetermined metal leads on the periphery with predetermined wiring patterns on the circuit board.
以下、図面にもとづき本発明の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the present invention will be explained based on the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示す平面図である。第2
図は第1図のA−A’線の断面図である。第1図および
第2図は、次の諸点を示している。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention. Second
The figure is a sectional view taken along line AA' in FIG. 1. 1 and 2 illustrate the following points.
大まかに云って素子数がチップ当り106個以上が形成
され、そのサイズが10mm口を越えるものをここでは
VLSIチップとする。そのVLS Iチップ1がフェ
イスダウンで回路基板7に搭載されている。第1図およ
び第2図にはVLSIチップ1を1ケしか記載していな
いが、それは全体の1部分を抜き書きしただけのことで
、実際には複数個が回路基板7に搭載されている。Roughly speaking, a VLSI chip is one in which 106 or more elements are formed per chip and whose size exceeds 10 mm. The VLSI chip 1 is mounted face down on a circuit board 7. Although only one VLSI chip 1 is shown in FIGS. 1 and 2, this is just a portion of the whole, and in reality, multiple chips are mounted on the circuit board 7. .
VLSIチップ1の配線(図中記載なし)と回路基板7
の実装配線9との接続は、VLSIチップの周辺部に設
けられた金属突起2に熱圧着法等で接着した金属リード
4を回路基板7上に設けた金属突起6に接着する周辺部
の接続と、VLSIチップ1の中央部に設けたバンプ3
をソルダー5を介して回路基板7の金属突起6に結ぶ、
中央部の接続の二種類を有している。両方の接続は回路
基板70表面の実装配線9あるいは内部の実装配線10
を介して他のVLSIチップ1(図中記載なし)の所定
の配線あるいは所定の外部接続ピン8に接続されている
。Wiring of VLSI chip 1 (not shown in the diagram) and circuit board 7
The connection with the mounting wiring 9 is a peripheral connection in which a metal lead 4 is bonded to a metal protrusion 2 provided on the periphery of the VLSI chip by thermocompression bonding or the like, and is bonded to a metal protrusion 6 provided on the circuit board 7. and a bump 3 provided in the center of the VLSI chip 1.
to the metal protrusion 6 of the circuit board 7 via the solder 5,
The central part has two types of connections. Both connections are made via mounting wiring 9 on the surface of the circuit board 70 or internal mounting wiring 10.
It is connected to a predetermined wiring of another VLSI chip 1 (not shown in the figure) or a predetermined external connection pin 8 via the VLSI chip 1 .
本実施例における各部の具体的内容は、次のようになっ
ている。金属突起2とバンプ3は電気メツキ法で同時に
形成された高さ10〜20μm程度、サイズが80μm
×80μmで材料にAuを使用している。金属突起6も
電気メツキ法により高さ約50μm、サイズは100μ
mX100μmで材料にはAuを使用している。The specific contents of each part in this embodiment are as follows. The metal protrusions 2 and bumps 3 are formed simultaneously by electroplating and have a height of about 10 to 20 μm and a size of 80 μm.
The size is 80 μm and Au is used as the material. The metal protrusion 6 is also electroplated to a height of approximately 50 μm and a size of 100 μm.
The size is m×100 μm and Au is used as the material.
金属リード4は、材料がAu、幅が100μm1厚さが
3μm、長さが1〜30のリードである。The metal lead 4 is made of Au, has a width of 100 μm, a thickness of 3 μm, and a length of 1 to 30.
金属突起2と金属リード4および金属突起6と金属リー
ド4とはそれぞれ400℃以上で荷重を加える熱圧着に
より接着されている。The metal protrusion 2 and the metal lead 4 and the metal protrusion 6 and the metal lead 4 are each bonded by thermocompression bonding with a load applied at 400° C. or higher.
ソルダー5にはPb−8nソルダーを使用している。本
実施例では、予めs P b S nソルダーを金属
突起6に接着しておき、金属リード4の接着でVLSI
チップ1が固定された後、還元性の雰囲気(例えばH,
ガス)を充満したピーク温度が約350℃のりフロー炉
を通して中央部の接続を行った。本実施例においては、
フラックスは特に使用せず共、十分なソルダリングがで
きている。As the solder 5, Pb-8n solder is used. In this embodiment, the sPbSn solder is bonded to the metal protrusion 6 in advance, and the VLSI is bonded by bonding the metal lead 4.
After the chip 1 is fixed, a reducing atmosphere (e.g. H,
The central connection was made through a flow furnace with a peak temperature of about 350° C. filled with gas. In this example,
Even though no flux was used, sufficient soldering was achieved.
回路基板7はサイズが100mm口程度の多層セラミッ
ク基板で実装配線9およびlO1外部接続ビン8は従来
使用されているものと同様なものである。The circuit board 7 is a multilayer ceramic board with a size of about 100 mm, and the mounting wiring 9 and the IO1 external connection bin 8 are similar to those used conventionally.
第3図(a)〜(「)は本発明の製造方法の一実施例を
示す断面図である。第3図(a)はVLSIチップ1の
周辺部に金属突起2、中央部にバンプ3を形成したこと
を示している。金属突起2相当部分およびバンプ3相当
部分以外を膜厚的20μmの厚膜レジストで被覆した状
態でAuをTiあるいはPt−Ti等の下地メタルの上
に電気メツキ法で盛り上げ、金属突起2およびバンプ3
を本実施例においては形成したが、他の材料、他のプロ
セスで形成し得ることは勿論である。また、本実施例の
ように金属突起2とバンプ3を同時に形成することなく
、個々に以降の工程に好都合なように形成することも、
材料を相違させることも可能である。FIGS. 3(a) to 3(a) are cross-sectional views showing an embodiment of the manufacturing method of the present invention. FIG. 3(a) shows metal protrusions 2 on the periphery of a VLSI chip 1 and bumps 3 on the central part. This shows that Au is electroplated onto a base metal such as Ti or Pt-Ti with the parts other than the parts corresponding to metal protrusions 2 and bumps 3 covered with a thick film resist with a film thickness of 20 μm. raised by the method, metal protrusion 2 and bump 3
was formed in this embodiment, but it goes without saying that it can be formed using other materials and other processes. Furthermore, instead of forming the metal protrusions 2 and bumps 3 at the same time as in this embodiment, they may be formed individually in a manner convenient for subsequent steps.
It is also possible to use different materials.
第3図(b)は幅35mmないし70薗あるいはもっと
大きなキャリアテープ13上に形成された金属リードな
VLSIチップ1の金属突起2にポンディングツール1
6で荷重を加えながら熱圧着したことを示している。図
中記載していないがボンディングツール16の先端には
ヒータが埋め込まれており、熱圧着部を約400℃に加
熱するようになっている。その状態で、数10kg/a
ntの荷重を加えて熱圧着する。キャリアテープ13の
両端にはテープを走行させるためのスプロケットホール
15が設けられている。また、各金属リード4の先端に
は最終的には切り離されて、使用されなくなるが製造工
程の途中で使用される測定用パッド14が設けられてい
る。図中、破線の円で囲った部分はその点を説明するた
めに局部的に斜視図にして示したものである。FIG. 3(b) shows a bonding tool 1 on a metal protrusion 2 of a metal lead VLSI chip 1 formed on a carrier tape 13 with a width of 35 mm to 70 mm or larger.
6 indicates that thermocompression bonding was performed while applying a load. Although not shown in the figure, a heater is embedded in the tip of the bonding tool 16, and is designed to heat the thermocompression bonding portion to about 400°C. In that state, several 10 kg/a
Heat compression bonding is performed by applying a load of nt. Sprocket holes 15 for running the tape are provided at both ends of the carrier tape 13. Furthermore, a measurement pad 14 is provided at the tip of each metal lead 4, which is eventually cut off and no longer used, but is used during the manufacturing process. In the figure, a portion surrounded by a broken line circle is a local perspective view for explaining the point.
第3図(c)は、選別検査するためにプローブ17を上
述した測定用パッド14に接触させた、また、バンププ
ローブ18をバ、ンプ3に接触させたことを示している
。このような電気的接続で外部へ引き出し、テスターに
よりVLSIチップの選別検査を行なう。この工程では
、実際上フリップチップ法よりはるかに容易であるTA
B法のブロービングを享受できる。その為に適当な治工
具類を使用することにより、図には記載していないが、
高温バイアス印加(BT)試験、動作試験等のバーイン
テストが可能である。FIG. 3(c) shows that the probe 17 is brought into contact with the above-mentioned measurement pad 14 and the bump probe 18 is brought into contact with the bump 3 for screening inspection. The VLSI chips are extracted to the outside through such electrical connections, and the VLSI chips are selected and inspected using a tester. This process is actually much easier than the flip-chip method.
You can enjoy the blobbing of method B. For this purpose, by using appropriate jigs and tools, although not shown in the diagram,
Burn-in tests such as high temperature bias application (BT) tests and operation tests are possible.
第3図(d)は選別検査、バーインテストで良好だった
VLSIチップ1を打抜・成形ツール19によりキャリ
アテープ13から切断分離し、金属リード4を図に示し
たように成形したことを示す。FIG. 3(d) shows that the VLSI chip 1 that passed the screening inspection and burn-in test was cut and separated from the carrier tape 13 by the punching/forming tool 19, and the metal leads 4 were formed as shown in the figure. .
切断後の金属リード4の長さは1〜3閣程度である。金
属リード4を成形する理由は後述するように回路基板7
にフェイスダウンでVLSIチップlを搭載したときに
VLSIチップ1を浮き上がらせて、VLJIチ、プ1
の主表面が回路基板7の表面の実装配線に接触しないよ
うにすることと、VLSIチップ1の中央部のバンプ3
による接続を行なうためのスペースを形成するためであ
る。The length of the metal lead 4 after cutting is about 1 to 3 lengths. The reason why the metal leads 4 are formed is as described below.
When the VLSI chip 1 is mounted face down on the
The main surface of the VLSI chip 1 should not come into contact with the mounting wiring on the surface of the circuit board 7, and the bump 3 in the center of the VLSI chip 1 should be
This is to create a space for making connections.
第3図(e)は回路基板7の所定の位置に、第3図(d
)で述べたVLSIチップ1を位置合わせし、ボンディ
ングツール20で金属リード4を回路基板7上の金属突
起6に熱圧着したことを示している。VLSIチップ9
の位置合わせは、■LSIチップ1の裏面(図の上側)
から目視により所定の金属リード4と、所定の金属突起
6とを目合わせすることにより行なう。そのような位置
合わせにより、バンプ3と金属突起6との位置合わせが
自動的にかつ、高精度に行なうことができる。原理的に
は金属リード4の変形が位置合わせの精度低下させるこ
とになるが、フリップチップ法で行なわれていたチップ
のコーナーと回路基板のパターンとを目合わせる位置合
わせ方法よりも格段に精度がよい。−例を示すと、従来
の位置合わせ方法が±10μm程度の精度だったものが
この位置合わせ方法によれば±5μm、あるいはそれ以
下の精度が可能である。FIG. 3(e) shows the circuit board 7 at a predetermined position.
), the VLSI chip 1 described in section 1 is aligned, and the metal leads 4 are thermocompression bonded to the metal protrusions 6 on the circuit board 7 using the bonding tool 20. VLSI chip 9
For alignment, ■ Back side of LSI chip 1 (upper side of figure)
This is done by visually aligning a predetermined metal lead 4 and a predetermined metal protrusion 6. By such positioning, the bumps 3 and the metal protrusions 6 can be aligned automatically and with high precision. In principle, the deformation of the metal leads 4 will reduce the accuracy of alignment, but this alignment method is much more accurate than the alignment method used in the flip-chip method, which aligns the corner of the chip with the pattern on the circuit board. good. - To give an example, while the conventional alignment method had an accuracy of about ±10 μm, this alignment method can achieve an accuracy of ±5 μm or less.
中央部の接続のために、Pb、Snを組成成分とするソ
ルダー5がバンプ3と金属突起6との間に配置されてい
る。本実施例の場合には予め金属突起6にソルダー5を
接着した状態で、ボンディングツール20で金属リード
4を熱圧着した。なお、ソルダー5をバンプ3と金属突
起6との間に配置する方法は、上述した実施例に限る必
要はなく、例えばバンプ3側に電気メツキを追加して、
Pb、Snを盛り上げること(その際金属突起2は厚膜
レジストで被覆して、盛り上がらないようにしておく)
でも可能である。また、ソルダー5の材料も本実施例の
よりなPb−Sn系組成成分に限る必要はなく金属リー
ド4の接着を破壊しない温度、すなわち400℃程度以
下で金属突起3と金属突起6とを溶融接着できる材料で
あれば使用可能である。For connection at the center, a solder 5 whose composition is Pb and Sn is placed between the bump 3 and the metal protrusion 6. In the case of this example, the metal lead 4 was bonded by thermocompression using the bonding tool 20 with the solder 5 bonded to the metal protrusion 6 in advance. Note that the method of arranging the solder 5 between the bump 3 and the metal protrusion 6 is not limited to the above-mentioned embodiment; for example, by adding electroplating to the bump 3 side,
Build up Pb and Sn (at this time, cover the metal protrusions 2 with a thick film resist to prevent them from rising)
But it is possible. Furthermore, the material of the solder 5 does not have to be limited to the Pb-Sn composition of this embodiment, and the metal protrusion 3 and the metal protrusion 6 are melted at a temperature that does not destroy the adhesion of the metal lead 4, that is, about 400°C or less. Any material that can be bonded can be used.
第3図(「)はりフロー炉を通して金属突起3と金属突
起6とを、ソルダー5により溶融接着したことを示して
いる。本実施例においては、リフロー炉には還元性のH
2ガスが充満されており、ソルダリングのためのフラッ
クスは特に使用せずども良好な接着状態を得ることがで
きる。ここでフラックスを使用してソルダリングが可能
なことは勿論である。FIG. 3 (") shows that the metal protrusion 3 and the metal protrusion 6 are melted and bonded with the solder 5 through a flow furnace. In this embodiment, the reflow furnace contains reducing H
2 gas, and good adhesion can be obtained without using special flux for soldering. Of course, soldering is possible here using flux.
本実施例におけるリフロー炉のピーク温度は約350℃
であり、金属リード4は金属突起2および金属突起Gと
接着されたまtvリフロー炉通過し、上述のソルダリン
グ中、VLSIチップ1を所定の位置に固定する。その
ために、従来、フリップチップ法ではしばしば発生して
いた、ソルダリングにおけるチップ位置ズレ不良が防止
される。The peak temperature of the reflow oven in this example is approximately 350°C
The metal leads 4, while bonded to the metal protrusions 2 and G, pass through a TV reflow oven to fix the VLSI chip 1 in a predetermined position during the soldering described above. Therefore, the defective chip position shift during soldering, which has often occurred in the conventional flip-chip method, is prevented.
金属突起3と金属突起6とはソルダー5により機械的に
固く接続されているためVLSIチップ1と回路基板7
との間の熱膨張係数のミスマツチに起因する熱応力が発
生する。しかしながら、その接続はVLSIチップ1の
中央部の狭い領域のみにしか形成されておらず、その為
、発生する最大熱応力が小さく温度サイクル試験にも十
分な耐量を得ることができる。この点は、信号用の接続
も含めて全ての接続を機械的に固く固定された接続で形
成するフリップチップ法とは類似しているが本質的に異
なった本発明の優れた点の1つである。The metal protrusion 3 and the metal protrusion 6 are mechanically firmly connected by the solder 5, so that the VLSI chip 1 and the circuit board 7
Thermal stress occurs due to a mismatch in the coefficient of thermal expansion between the two. However, the connection is formed only in a narrow area at the center of the VLSI chip 1, and therefore, the maximum thermal stress generated is small, and sufficient resistance to temperature cycle tests can be obtained. This is one of the advantages of the present invention, which is similar but essentially different from the flip-chip method in which all connections, including signal connections, are mechanically fixed connections. It is.
第4図は本発明の他の実施例を示す断面図である。図中
に示した各部の番号で、上述した第2図と同一なものは
同じ内容である。説明の重複を避けるため省略する。FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. The numbers of the parts shown in the figure that are the same as those in FIG. 2 described above have the same contents. Omitted to avoid duplication of explanation.
第4図中、本実施例により特に設けられているのは、V
LSIチップ1の周辺部に設けた金属突起2と中央部に
設けたバンプ3との中間に単数側もしくは複数個設けら
れている金属突起11である。金属リード4の中で給電
用途のものをVLSIチップ1の内部へ延長し、金属突
起11に接着している。金属突起11を使用した給電を
追加することによりvLSIチップ上の給電用の配線が
短かくなり、その分電圧降下が低減される。電圧降下に
対してより厳しい回路設計を採用する際、あるいは、V
LSIチップ1がさらに大型化される際、この構造は、
極めて有用である。In FIG. 4, what is particularly provided in this embodiment is V.
One or more metal protrusions 11 are provided between the metal protrusions 2 provided on the periphery of the LSI chip 1 and the bumps 3 provided in the center. Among the metal leads 4, those for power supply are extended into the inside of the VLSI chip 1 and bonded to metal protrusions 11. By adding the power supply using the metal protrusion 11, the power supply wiring on the vLSI chip becomes shorter, and the voltage drop is reduced accordingly. When adopting a circuit design that is more sensitive to voltage drops, or
When the LSI chip 1 is further enlarged, this structure becomes
Extremely useful.
なお、図中には記載していないが、金属突起11を同電
位の金属突起2あるいはバンプ3もしくはその両方にチ
ップ上の配線で接続することも配線長が短かいチップレ
イアウトの場合は電圧降下の低減に幾分かの効果を得る
ことができる。Although not shown in the diagram, connecting the metal protrusion 11 to the metal protrusion 2 or bump 3, or both at the same potential, using wiring on the chip may also reduce the voltage drop in the case of a chip layout with short wiring lengths. Some effect can be obtained in reducing the
また、VLSIチップ1と外部接続ピン8とを結ぶ回路
基板7側の実装配線の抵抗分も可能なかぎり低減するこ
とが望ましい。その為に、回路基板7を貫通してVLS
Iチップ搭載面側と、外部接続ピン8形成面側とを接続
する実装配線で給電系を接続するとより大きな効果が得
られる。It is also desirable to reduce the resistance of the mounting wiring on the circuit board 7 side connecting the VLSI chip 1 and the external connection pins 8 as much as possible. For that purpose, the VLS
A greater effect can be obtained by connecting the power supply system with mounting wiring that connects the I-chip mounting surface side and the external connection pin 8 formation surface side.
以上説明したように本発明は、VLSIチップの周辺部
だけでなく中央部あるいは場合によっては周辺部と中央
部の中間部に給電用の接続を設けることにより、VLS
Iチップが大型化されても従来のTAB法による実装と
は異なり配線抵抗による電圧降下を低く押えることが可
能でハイスピード用途に極めて有用なバイポーラECL
系回路が使用できる効果がある。給電関係接続を内部に
移した分、周辺部の金属リードは信号用途に余計に使用
できることになり、実効的に多ビン化が図られる効果が
ある。As explained above, the present invention provides power supply connections not only at the periphery of the VLSI chip, but also at the center, or in some cases, at an intermediate location between the periphery and the center.
Bipolar ECL is extremely useful for high-speed applications as it is possible to keep the voltage drop due to wiring resistance low even when the I-chip becomes larger, unlike the conventional TAB mounting method.
This has the effect of allowing system circuits to be used. By moving the power supply connections internally, the metal leads on the periphery can be used for signal purposes, effectively increasing the number of bins.
また、製造工程途中で十分な選別検査、およびバーイン
テストが実施できるため、高信頼性なシステムハードを
得ることができる。このために、システムハードの検査
費用が大幅に低減され、フリップチップ法による実装に
比較してトータルコストが安価にできる効果がある。Furthermore, since sufficient selection inspection and burn-in testing can be performed during the manufacturing process, highly reliable system hardware can be obtained. For this reason, the cost of testing the system hardware is significantly reduced, and the total cost can be lowered compared to mounting using the flip-chip method.
さらに、VLSIチップの中央部のバンプを回路基板の
実装配線に接続する際に、周辺部の金属リードを利用し
て目視しながら位置合わせできるために高精度目金わせ
が可能となり、バンプ間ピッチを狭くすることが可能と
なり、その分多ビン化が図られる効果がある。Furthermore, when connecting the bumps in the center of the VLSI chip to the mounting wiring on the circuit board, the metal leads on the periphery can be used to visually align the bumps, making it possible to perform high-precision alignment, and the pitch between the bumps. This has the effect of making it possible to narrow the number of bins, thereby increasing the number of bins.
第1図は本発明の実装構造を示す平面図、第2図は第1
図のA−A’線断面図、第3図(a)〜(「)は本発明
の製造方法を示す断面図、第4図は本発明の他の実装構
造を示す断面図である。
1・・・・・・VLSIチップ、2・・・・・・金属突
起、3・・・・・・バンプ、4・・・・・・金属リード
、5・・・・・・ソルダー 6・・・・・・金属突起、
7・・・・・・回路基板、8・・・・・・外部接続ビン
、9・・・・・・実装配線(表面)、10・・・・・・
実装配線(内部)、11・・・・・・金属突起、12・
・・・・・実装配線、13・・・・・・キャリアテープ
、14・・・・・・測定用パッド、15・・・・・・ス
プロケットホール、16・・・・・・ポンディングツー
ル、17・旧・・プローブ、8・・・・・・バンププロ
ーブ、
9・・・・・・打抜&成形
ツール、
20・・・・・・ポンディングツール。Fig. 1 is a plan view showing the mounting structure of the present invention, and Fig. 2 is a plan view showing the mounting structure of the present invention.
3(a) to 3(a) are sectional views showing the manufacturing method of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view showing another mounting structure of the present invention.1 ... VLSI chip, 2 ... Metal protrusion, 3 ... Bump, 4 ... Metal lead, 5 ... Solder 6 ... ...metal protrusion,
7... Circuit board, 8... External connection bin, 9... Mounted wiring (surface), 10...
Mounting wiring (internal), 11...Metal protrusion, 12.
... Mounting wiring, 13 ... Carrier tape, 14 ... Measuring pad, 15 ... Sprocket hole, 16 ... Ponding tool, 17. Old probe, 8. Bump probe, 9. Punching & forming tool, 20. Ponding tool.
Claims (1)
路チップを搭載する半導体集積回路の実装構造において
、半導体集積回路チップの配線と、回路基板の実装配線
を接続するにあたり、半導体集積回路チップの周辺部に
形成した金属リードで接続することの他に半導体集積回
路チップの中央部に設けた金属突起でも接続することを
特徴とする半導体集積回路の実装構造In a semiconductor integrated circuit mounting structure in which a plurality of semiconductor integrated circuit chips are mounted on a circuit board equipped with mounting wiring, when connecting the wiring of the semiconductor integrated circuit chip and the mounting wiring of the circuit board, it is necessary to A mounting structure for a semiconductor integrated circuit characterized in that the connection is made not only by metal leads formed on the periphery but also by a metal protrusion provided in the center of the semiconductor integrated circuit chip.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261818A JPH02106943A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mounting structure of semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261818A JPH02106943A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mounting structure of semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106943A true JPH02106943A (en) | 1990-04-19 |
Family
ID=17367151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261818A Pending JPH02106943A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mounting structure of semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106943A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005583A1 (en) * | 1990-09-19 | 1992-04-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having many lead pins |
| JPH0697224A (en) * | 1992-09-12 | 1994-04-08 | Pfu Ltd | Tape carrier package and mounting pad |
| US5559372A (en) * | 1994-12-19 | 1996-09-24 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Thin soldered semiconductor package |
| US6060341A (en) * | 1998-01-12 | 2000-05-09 | International Business Machines Corporation | Method of making an electronic package |
| JP2010075766A (en) * | 2010-01-14 | 2010-04-08 | Fujishoji Co Ltd | Game machine |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63261818A patent/JPH02106943A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005583A1 (en) * | 1990-09-19 | 1992-04-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having many lead pins |
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