JPH03206633A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH03206633A JPH03206633A JP2001074A JP107490A JPH03206633A JP H03206633 A JPH03206633 A JP H03206633A JP 2001074 A JP2001074 A JP 2001074A JP 107490 A JP107490 A JP 107490A JP H03206633 A JPH03206633 A JP H03206633A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- semiconductor chip
- layer
- semiconductor device
- connection
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- Pending
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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
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、Ｔ Ａ Ｂ （Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅ
ｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法によって実装される半導体装置
に関し、特にテープキャリアのインナーリードと半導体
チップの新規な接続構造に関するものである。
ｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法によって実装される半導体装置
に関し、特にテープキャリアのインナーリードと半導体
チップの新規な接続構造に関するものである。
［従来の技術］
従来、半導体チップのパッケージングはリードフレーム
を用いて行なわれており、半導体チップのダイパッドと
リードフレームのインナーリードとをＡｕ又はＡｌの極
細ワイヤを用いて電気的に接続した後、全体を樹脂でモ
ールドし、アクターリードをＳｎ又は半田で被覆した後
、所定の形状に加工してプリント配線板等への実装に供
されている。
を用いて行なわれており、半導体チップのダイパッドと
リードフレームのインナーリードとをＡｕ又はＡｌの極
細ワイヤを用いて電気的に接続した後、全体を樹脂でモ
ールドし、アクターリードをＳｎ又は半田で被覆した後
、所定の形状に加工してプリント配線板等への実装に供
されている。
また、近年、半導体チップの高機能化に伴って多ビン化
が進み、従来のワイヤボンディングによる接続が幾何学
的に困難となり、新しいパッケージング法としてＴＡＢ
法が注目されている。
が進み、従来のワイヤボンディングによる接続が幾何学
的に困難となり、新しいパッケージング法としてＴＡＢ
法が注目されている。
このＴＡＢ法は、インナーリードを含む導体パターンが
一定の間隔で形成されたテープキャリアを用い、半導体
チップの接続パッドとインナーリードを接続してテープ
キャリアに半導体チップを支持させ、テープキャリアの
アクターリード部を外部端子に接続することにより実装
する方法である。
一定の間隔で形成されたテープキャリアを用い、半導体
チップの接続パッドとインナーリードを接続してテープ
キャリアに半導体チップを支持させ、テープキャリアの
アクターリード部を外部端子に接続することにより実装
する方法である。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上記のＴＡＢ法は、これまで各インナーリー
ドと半導体チップの接続パッドを一括してボンディング
するギャングボンディング法として見られており、接続
信頼性等の点からボンディング部にバンプと称する突起
状金属を介在させることが必要不可欠であるとされてき
た。
ドと半導体チップの接続パッドを一括してボンディング
するギャングボンディング法として見られており、接続
信頼性等の点からボンディング部にバンプと称する突起
状金属を介在させることが必要不可欠であるとされてき
た。
このバンプは、一般にＡｕ等の貴金属で構成され、形成
方法としては、半導体チップの接続パッド上にメッキに
よって形成する方法、インナーリードの先端部をエッチ
ングによって突起状に加工する方法（特開昭５４−６９
３８３号公報）、半導体チップの接続パッドと同配列の
バンプを別の基板上に形成しておき、これをインナーリ
ードに転写する方法（転写バンプ法；特開昭５７−１５
２１４７号公報）等が提案されており、それぞれ実用化
されている。
方法としては、半導体チップの接続パッド上にメッキに
よって形成する方法、インナーリードの先端部をエッチ
ングによって突起状に加工する方法（特開昭５４−６９
３８３号公報）、半導体チップの接続パッドと同配列の
バンプを別の基板上に形成しておき、これをインナーリ
ードに転写する方法（転写バンプ法；特開昭５７−１５
２１４７号公報）等が提案されており、それぞれ実用化
されている。
しかし、上記の何れの方法によっても、バンプを設ける
ことによる工程の複雑化とそれに伴う収率の低下を免れ
ることができず、バンプの形成が実装コストを引き下げ
る上で大きな障害となっていた。
ことによる工程の複雑化とそれに伴う収率の低下を免れ
ることができず、バンプの形成が実装コストを引き下げ
る上で大きな障害となっていた。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡
易な工程で安価に製造でき、接続信頼性も高い半導体装
置を提供することを目的とするものである。
易な工程で安価に製造でき、接続信頼性も高い半導体装
置を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための千段］
本発明では、半導体チップと、この半導体チップの接続
パッドに対応するインナーリートを含む導体パターンが
形成されたテープキャリアとを有してなる半導体装置に
おいて、前記インナーリ−ドと前記半導体チップの接続
パッドとを、バンプを介することなく直接に接合するこ
とによって、上記の課題を達成している。
パッドに対応するインナーリートを含む導体パターンが
形成されたテープキャリアとを有してなる半導体装置に
おいて、前記インナーリ−ドと前記半導体チップの接続
パッドとを、バンプを介することなく直接に接合するこ
とによって、上記の課題を達成している。
本発明による半導体装置のインナーリードは、具体的に
はＣｕ又はＡｌで構戒することが好ましく、従来と同等
以上の接続信頼性が確保される。
はＣｕ又はＡｌで構戒することが好ましく、従来と同等
以上の接続信頼性が確保される。
また、ボンディング条件によっては、インナーリードの
接続面に、Ａ Ｉ （０．５ μｍ以上）， Ｎｉ（０
．３μｍ以上） ／ Ａ Ｉ （０．３μｍ以上）のメ
ッキ層を設けて素地金属の酸化を防止することが好まし
い。
接続面に、Ａ Ｉ （０．５ μｍ以上）， Ｎｉ（０
．３μｍ以上） ／ Ａ Ｉ （０．３μｍ以上）のメ
ッキ層を設けて素地金属の酸化を防止することが好まし
い。
［作用］
本発明者らは、これまで一括（ギャング）ボンディング
法として見られていたＴＡＢ法を従来とは異なる視点か
らとらえ、１）テープキャリアのインナーリードをワイ
ヤと見なせること。２）半導体チップ表面は一般に接続
パッドを除いてバツシベーション処理（絶縁皮膜の形成
）がなされていること。に着眼することにより、本発明
を威すに至った。
法として見られていたＴＡＢ法を従来とは異なる視点か
らとらえ、１）テープキャリアのインナーリードをワイ
ヤと見なせること。２）半導体チップ表面は一般に接続
パッドを除いてバツシベーション処理（絶縁皮膜の形成
）がなされていること。に着眼することにより、本発明
を威すに至った。
本発明の半導体装置のボンディングは、ワイヤボンディ
ングと同様にして行なうことができ、常温での超音波圧
接法でも熱圧着法でも良く、両者を併用する方法で行な
っても良い。但し、インナーリードがＣｕで構成されて
おり、Ｃｕ面を直接半導体チップの接続パッドに接合す
る場合には、Ｎ２やＡｒ等の非酸化性雰囲気中でボンデ
ィングを行なうことが好ましい。
ングと同様にして行なうことができ、常温での超音波圧
接法でも熱圧着法でも良く、両者を併用する方法で行な
っても良い。但し、インナーリードがＣｕで構成されて
おり、Ｃｕ面を直接半導体チップの接続パッドに接合す
る場合には、Ｎ２やＡｒ等の非酸化性雰囲気中でボンデ
ィングを行なうことが好ましい。
また、インナーリードの接続面に０．５μｍ以上のＡｌ
層を設ければ、インナーリードを構成する素地金属の酸
化を防止することができるので、大気中の加熱ボンディ
ングでも対応できる。Ａｌ層が薄い場合には、素地金属
が拡散露出して酸化してしまうので、素地金属の拡散防
止のためにＮｉやｃｏ等の下地メッキを施すと良い。
層を設ければ、インナーリードを構成する素地金属の酸
化を防止することができるので、大気中の加熱ボンディ
ングでも対応できる。Ａｌ層が薄い場合には、素地金属
が拡散露出して酸化してしまうので、素地金属の拡散防
止のためにＮｉやｃｏ等の下地メッキを施すと良い。
なお、インナーリードに金メッキを施すと、初期の接合
強度は比較的高くなるが、Ａｌで構成される接合パッド
との間に金属間化合物が生成して接合強度の劣化（パー
プルブレーグ）が生しるので、接続面に設ける皮膜とし
ては、長期接続信頼性の点からも、高価なＡｕメッキよ
り前述したＡｌメッキ，Ｎｉ／Ａｌメッキの方が好まし
い。
強度は比較的高くなるが、Ａｌで構成される接合パッド
との間に金属間化合物が生成して接合強度の劣化（パー
プルブレーグ）が生しるので、接続面に設ける皮膜とし
ては、長期接続信頼性の点からも、高価なＡｕメッキよ
り前述したＡｌメッキ，Ｎｉ／Ａｌメッキの方が好まし
い。
［実施例］
第１図，第２図を参照して、本発明の実施例及び比較例
を説明する。
を説明する。
実施例：１
厚さ１．２ μｍのＡ１接続バッド４を有し、パッシベ
ーション処理（絶縁皮膜５）が施された４４ピンの半導
体チップ１を用意し、この半導体チップ１に見合う二層
及び三層ＴＡＢテープ（テープキャリア）を作製した。
ーション処理（絶縁皮膜５）が施された４４ピンの半導
体チップ１を用意し、この半導体チップ１に見合う二層
及び三層ＴＡＢテープ（テープキャリア）を作製した。
本実施例て用いた二層ＴＡＢテープ（第１図（ａ））は
、１００μｍの長尺のポリイミドフィルム３（商品名カ
ブトン，デュポン社製）の一方の面に接着剤を介するこ
となく直接１５μｍのＣｕ層を設け、このＣｕ層をエッ
チングすることによりインナーリード幅８０μｍ，リー
トビッチ１６０ μｍのＣｕパターンを形成するととも
に、ケミカルエツングによりボリイミトフィルムに開口
部（デバイスホール）を設けることにより作製した。
、１００μｍの長尺のポリイミドフィルム３（商品名カ
ブトン，デュポン社製）の一方の面に接着剤を介するこ
となく直接１５μｍのＣｕ層を設け、このＣｕ層をエッ
チングすることによりインナーリード幅８０μｍ，リー
トビッチ１６０ μｍのＣｕパターンを形成するととも
に、ケミカルエツングによりボリイミトフィルムに開口
部（デバイスホール）を設けることにより作製した。
また、三層ＴＡＢテープ（図示せず）は、１００μｍの
長尺のポリイミドフィルム３（商品名カブトン，デュポ
ン社製）の一方の面に接着剤層を介して１５μｍのＡ１
層を設け、このＡ１層をエッチングすることにより二層
ＴＡＢテープと同様な寸法のＡｌパターンを形成すると
ともに、ポリイミドフィルムに開口部（デバイスホール
）を設けることにより作製した。
長尺のポリイミドフィルム３（商品名カブトン，デュポ
ン社製）の一方の面に接着剤層を介して１５μｍのＡ１
層を設け、このＡ１層をエッチングすることにより二層
ＴＡＢテープと同様な寸法のＡｌパターンを形成すると
ともに、ポリイミドフィルムに開口部（デバイスホール
）を設けることにより作製した。
次に、新川株式会社製のオートボンダー（ ＳＷＢＦＡ
−ＣＵＢ− １０）を用いて下記の条件でテープキャリ
アのインナーリード２と半導体チップ１のＡ１接続バッ
ド４のボンディングを行なった。なお、オートボンダー
のキャピラリについては、セラミック製の２５μｍφワ
イヤ用のものを、底面が約５０μｍφとなるまで研磨し
て使用した。
−ＣＵＢ− １０）を用いて下記の条件でテープキャリ
アのインナーリード２と半導体チップ１のＡ１接続バッ
ド４のボンディングを行なった。なお、オートボンダー
のキャピラリについては、セラミック製の２５μｍφワ
イヤ用のものを、底面が約５０μｍφとなるまで研磨し
て使用した。
本実施例では、ボンディングの評価を接続強度リード破
断率によって行なった。リード破断率は、試験数に対す
るリード破断した（ボンディング強度がリード強度より
大きい）試料数の割合として求めた。
断率によって行なった。リード破断率は、試験数に対す
るリード破断した（ボンディング強度がリード強度より
大きい）試料数の割合として求めた。
また、比較のため、二層ＴＡＢテープのＣｕインナーリ
ード２表面にＡｕメッキを施したものについて、Ａｌ接
続パッドに直接ボンディングするとともに、第２図に示
される如く、Ｃｕインナーリード１０２表面にＳｎメッ
キ１０２ａを施したものについて、従来と同様にＡｕバ
ンプ１０６を介してボンディングを行ない（半導体チッ
プ１０１）、同様なボンディング性の評価を行なった。
ード２表面にＡｕメッキを施したものについて、Ａｌ接
続パッドに直接ボンディングするとともに、第２図に示
される如く、Ｃｕインナーリード１０２表面にＳｎメッ
キ１０２ａを施したものについて、従来と同様にＡｕバ
ンプ１０６を介してボンディングを行ない（半導体チッ
プ１０１）、同様なボンディング性の評価を行なった。
上記の評価結果を第１表に示す。
実施例：２
実施例１で作製した二層ＴＡＢテープ（インナリードは
Ｃｕ）について、第１図（ｂ） に示されるようにイ
ンナーリード２表面にＡｌメッキ層２ａを設け、実施例
１と同様にしてボンディング性の評価を行なった。また
、同じく実施例１で作製した二層ＴＡＢテープについて
、インナーリード２表面にＮｉＴ地メッキ層２ｂ／Ａｌ
メッキ層２ａを設けたもの（第１図（Ｃ））についても
同様にボンディング性の評価を行なった。これらの結果
を第２表に示す。
Ｃｕ）について、第１図（ｂ） に示されるようにイ
ンナーリード２表面にＡｌメッキ層２ａを設け、実施例
１と同様にしてボンディング性の評価を行なった。また
、同じく実施例１で作製した二層ＴＡＢテープについて
、インナーリード２表面にＮｉＴ地メッキ層２ｂ／Ａｌ
メッキ層２ａを設けたもの（第１図（Ｃ））についても
同様にボンディング性の評価を行なった。これらの結果
を第２表に示す。
なお、Ａ１メッキは次の条件で行なった。
浴組成 ， Ａｌ Ｃ １ ３６０ｍｏ１％；ブチルビ
リジニウムクロライド（ＢＰＣ） ４０ｍｏｌ！
ｋ温 度 ＝
４５℃電流密度： １ ．５
Ａ／ｄｍ２第 １ 表 冫主）各ｎ＝８８ 第２表 注）各ｎ＝８８ ＾１．Ｎｉ厚の単位は（μｍｌ 第１表の結果から、ＣｕやＡ１のインナーリードを直接
半導体チップの接続パッドにボンディングしても、Ａｕ
パンブを用いた場合やＡｕをメッキを施した場合と同様
な接続強度が得られることが判る。
リジニウムクロライド（ＢＰＣ） ４０ｍｏｌ！
ｋ温 度 ＝
４５℃電流密度： １ ．５
Ａ／ｄｍ２第 １ 表 冫主）各ｎ＝８８ 第２表 注）各ｎ＝８８ ＾１．Ｎｉ厚の単位は（μｍｌ 第１表の結果から、ＣｕやＡ１のインナーリードを直接
半導体チップの接続パッドにボンディングしても、Ａｕ
パンブを用いた場合やＡｕをメッキを施した場合と同様
な接続強度が得られることが判る。
また、第２表の結果に示されるように、０．５μｍ以上
のＡｌメッキ層を設けた場合には、常温は勿論、高温条
件でボンディングを行なっても十分な接合強度を得るこ
とができる。高温でのボンディングの場合、Ａｌメッキ
層の厚さが０．５μｍ以下（ＮＯ．ｌ５，１６）では接
合強度の劣化が認められるが、還元性雰囲気中（ ＮＯ
．ｌ３）では高温でも良好なボンディング性が得られて
いることから（ＮＯ．１３）、拡散露出したＣｕの酸化
Ｃよるものと考えられる。Ｃｕの拡散露出は下地メッキ
として０．３ μｍ以上のＮｉメッキを施すことで防止
でき（ＮＯ．１４ とＮＯ．１５〜ｌ８の比較）、この
場合はＡ１メッキ層が０．５μｍ以下でも良好なボンデ
ィング性が得られる。
のＡｌメッキ層を設けた場合には、常温は勿論、高温条
件でボンディングを行なっても十分な接合強度を得るこ
とができる。高温でのボンディングの場合、Ａｌメッキ
層の厚さが０．５μｍ以下（ＮＯ．ｌ５，１６）では接
合強度の劣化が認められるが、還元性雰囲気中（ ＮＯ
．ｌ３）では高温でも良好なボンディング性が得られて
いることから（ＮＯ．１３）、拡散露出したＣｕの酸化
Ｃよるものと考えられる。Ｃｕの拡散露出は下地メッキ
として０．３ μｍ以上のＮｉメッキを施すことで防止
でき（ＮＯ．１４ とＮＯ．１５〜ｌ８の比較）、この
場合はＡ１メッキ層が０．５μｍ以下でも良好なボンデ
ィング性が得られる。
［発明の効果］
以上のように、本発明の半導体装置は、テープキャリア
のインナーリードと半導体チップの接続パッドとが直接
に接合されており、従来必要不可欠とされてきたＡｕ等
からなるバンプを形成する必要がないので、簡易な製造
工程で歩留り良く安価に製造することができる。
のインナーリードと半導体チップの接続パッドとが直接
に接合されており、従来必要不可欠とされてきたＡｕ等
からなるバンプを形成する必要がないので、簡易な製造
工程で歩留り良く安価に製造することができる。
また、ボンディング条件を適切に選択するとともに、必
要に応じてインナーリードにＡｌ．Ｎｉ／Ａｔメッキ等
を施すことにより、従来と同等以上の接続信頼性を確保
することが可能である。更に、本発明においては、半導
体チップに何等特別な加工を施す必要がなく、従来の仕
様で対応できるとともに、一般的なワイヤボンディング
用のボンディング装置を用いることができ、従来設備を
利用して製造できるという利点もある。
要に応じてインナーリードにＡｌ．Ｎｉ／Ａｔメッキ等
を施すことにより、従来と同等以上の接続信頼性を確保
することが可能である。更に、本発明においては、半導
体チップに何等特別な加工を施す必要がなく、従来の仕
様で対応できるとともに、一般的なワイヤボンディング
用のボンディング装置を用いることができ、従来設備を
利用して製造できるという利点もある。
第１図（ａ） ． （ｂ） ， （ｃ）はそれぞれ本発
明実施例にかかる半導体装置の模式的な断面図、第２図
は比較例の半導体装置の模式的な断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ ｌ・・・・・・半導体チップ ２・・・・・・インナーリード ２ａ・・・Ａｌメッキ層 ２ｂ・・・Ｎｉメッキ層 ３・・・・・・ポリイミドフィルム ４・・・・・・Ａｌ接続パッド ５・・・・・・絶縁皮膜
明実施例にかかる半導体装置の模式的な断面図、第２図
は比較例の半導体装置の模式的な断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ ｌ・・・・・・半導体チップ ２・・・・・・インナーリード ２ａ・・・Ａｌメッキ層 ２ｂ・・・Ｎｉメッキ層 ３・・・・・・ポリイミドフィルム ４・・・・・・Ａｌ接続パッド ５・・・・・・絶縁皮膜
Claims (4)
- （１）半導体チップと、この半導体チップの接続パッド
に対応するインナーリードを含む導体パターンが形成さ
れたテープキャリアとを有してなる半導体装置において
、 前記インナーリードと前記半導体チップの接続パッドと
が、バンプを介することなく直接に接合されたことを特
徴とする半導体装置。 - （２）前記インナーソートが、Ｃｕ又はＡｌからなり、
前記接続パッドとの接続面が他の金属層で被覆されてい
ないことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - （３）前記インナーリードの少なくとも前記接続パッド
との接続面に、０．５μｍ以上のＡｌ層が設けられたこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - （４）前記インナーリードの少なくとも前記接続パッド
との接続面に、０．３μｍ以上のＮｉ層を介して０．３
μｍ以上のＡｌ層が設けられたことを特徴とする請求項
１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001074A JPH03206633A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001074A JPH03206633A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206633A true JPH03206633A (ja) | 1991-09-10 |
Family
ID=11491364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001074A Pending JPH03206633A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03206633A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6060771A (en) * | 1998-03-09 | 2000-05-09 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Connecting lead for semiconductor devices and method for fabricating the lead |
| KR100487463B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2005-08-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체칩과리드프레임이직접전기적으로접속되는반도체칩패키지소자 |
| JP2014112581A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Nippon Micrometal Corp | ボンディングワイヤ及びボンディングリボン |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP2001074A patent/JPH03206633A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487463B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2005-08-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체칩과리드프레임이직접전기적으로접속되는반도체칩패키지소자 |
| US6060771A (en) * | 1998-03-09 | 2000-05-09 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Connecting lead for semiconductor devices and method for fabricating the lead |
| JP2014112581A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Nippon Micrometal Corp | ボンディングワイヤ及びボンディングリボン |
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