JPH03273638A - バンプ接続型半導体装置 - Google Patents
バンプ接続型半導体装置Info
- Publication number
- JPH03273638A JPH03273638A JP2073961A JP7396190A JPH03273638A JP H03273638 A JPH03273638 A JP H03273638A JP 2073961 A JP2073961 A JP 2073961A JP 7396190 A JP7396190 A JP 7396190A JP H03273638 A JPH03273638 A JP H03273638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- bump
- bonding
- ball
- semiconductor chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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、半導体装置、特にバンプ電極を介して半導体
チップをリードに電気的接続してなるバンプ接続型半導
体装置に関するものである。
チップをリードに電気的接続してなるバンプ接続型半導
体装置に関するものである。
［従来の技術］
ボンディングバット上に形成したバンプ電極を介して半
導体チップをチップキャリアのリードに電気的接続した
バンプ接続型半導体装置は、ワイヤボンディングしてな
る半導体装置と共に従来より知られている。
導体チップをチップキャリアのリードに電気的接続した
バンプ接続型半導体装置は、ワイヤボンディングしてな
る半導体装置と共に従来より知られている。
このようなバンプ接続型半導体装置は、第３図に示され
ているように、外部リード３２及び内部リード３３を備
えたチップキャリア３１に、バンプ電極３４を介して半
導体チップ３５が載置され、更に蓋３６が設けられた構
造を備えている。
ているように、外部リード３２及び内部リード３３を備
えたチップキャリア３１に、バンプ電極３４を介して半
導体チップ３５が載置され、更に蓋３６が設けられた構
造を備えている。
そしてボンディングバット上に形成された従来のバンプ
電極は、′ｓ４図に示される構造を有しており、次の工
程上より形成される。
電極は、′ｓ４図に示される構造を有しており、次の工
程上より形成される。
（１）基板１の５ｉ０２の表面１′上の表面像ｆｆ１１
１ｉ３の開口部にあるボンディングバット２の表面自然
酸化膜をスパッタエツチングまたは化学エツチングで除
去する工程、 （２） Ｔｉ−Ｗ＠ ４及びＡｕ１ｉ５を蒸着により形
成する工程、 （３）次いでホトリトグラフィー法によりホトレジスト
を塗布し、バンプメツキ形成部に被覆されたホトレジス
トを除去する工程、 （４）該ホトレジストの除去されたパンブメツキ形成部
に電気メツキ法によりＡｕバンプ電極６を形成する工程
、 （５）更にホトレジストを除去すると共にＡｕバンプ電
極６下部以外の前記蒸着膜を化学エツチングにより除く
工程、 （６）最後に、熱処理しメツキ形成されたＡｕバンプ電
極６の残留応力の緩和及び軟化を行う工程、［発明が解
決しようとする問題点］ しかしながら、このようなバンプ電極は、前述の如く多
くの複雑な工程を必要とし、形状、寸法の安定性、接着
強度等の点で必ずしも満足するものではなく、この点に
問題があり、更に一層の信頼性のあるバンプ電極が要望
されている。
１ｉ３の開口部にあるボンディングバット２の表面自然
酸化膜をスパッタエツチングまたは化学エツチングで除
去する工程、 （２） Ｔｉ−Ｗ＠ ４及びＡｕ１ｉ５を蒸着により形
成する工程、 （３）次いでホトリトグラフィー法によりホトレジスト
を塗布し、バンプメツキ形成部に被覆されたホトレジス
トを除去する工程、 （４）該ホトレジストの除去されたパンブメツキ形成部
に電気メツキ法によりＡｕバンプ電極６を形成する工程
、 （５）更にホトレジストを除去すると共にＡｕバンプ電
極６下部以外の前記蒸着膜を化学エツチングにより除く
工程、 （６）最後に、熱処理しメツキ形成されたＡｕバンプ電
極６の残留応力の緩和及び軟化を行う工程、［発明が解
決しようとする問題点］ しかしながら、このようなバンプ電極は、前述の如く多
くの複雑な工程を必要とし、形状、寸法の安定性、接着
強度等の点で必ずしも満足するものではなく、この点に
問題があり、更に一層の信頼性のあるバンプ電極が要望
されている。
そこで、本発明者は、前記の問題点を検討した結果、該
問題点である形状、寸法が安定し、接着強度にも優れ、
更に少量多品種生産に対応することができるバンプ接続
型半導体装置を提供することを目的とする。
問題点である形状、寸法が安定し、接着強度にも優れ、
更に少量多品種生産に対応することができるバンプ接続
型半導体装置を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明の前記目的は、バンプ電極を介して半導体チップ
をリードに電気的に接続してなるバンプ接続型半導体装
置において、半導体チップ上のバンプ電極がワイヤボン
ディング装置にワイヤを供給して形成されるワイヤの先
端のボールを熱圧着してなることを特徴とするバンプ接
続型半導体装置によって達成される。
をリードに電気的に接続してなるバンプ接続型半導体装
置において、半導体チップ上のバンプ電極がワイヤボン
ディング装置にワイヤを供給して形成されるワイヤの先
端のボールを熱圧着してなることを特徴とするバンプ接
続型半導体装置によって達成される。
次に、本発明を更に具体的に説明する。
本発明は、半導体チップ上のバンプ電極をワイヤボンデ
ィング装置にワイヤを供給して形成されるワイヤの先端
のボールを熱圧着してなることを特徴とするもので、形
状、寸法の安定性、接着強度等に優れ、かつバンプ接続
が簡単にできる効果を有する。
ィング装置にワイヤを供給して形成されるワイヤの先端
のボールを熱圧着してなることを特徴とするもので、形
状、寸法の安定性、接着強度等に優れ、かつバンプ接続
が簡単にできる効果を有する。
本発明に用いられるワイヤとしては、金、銀、銅、アル
ミニウム、鉛、ロウ材あるいはこれらの合金等からなる
ワイヤボンディング法において通常使用されているワイ
ヤが用いられるが、好ましくは全系合金、鉛系合金がよ
い。
ミニウム、鉛、ロウ材あるいはこれらの合金等からなる
ワイヤボンディング法において通常使用されているワイ
ヤが用いられるが、好ましくは全系合金、鉛系合金がよ
い。
全系合金では、＾ｕ−５Ｌ、＾ｕ−Ｇｅ、＾ｕ−５ｎ等
の合金が挙げられ、また鉛系合金では、Ｐｂ−Ａｇ、
ＰＰｂ−５ｎ−Ａ等の合金が挙げられる。これらのうち
信頼性等を考えると全系合金を使用するのが好ましい。
の合金が挙げられ、また鉛系合金では、Ｐｂ−Ａｇ、
ＰＰｂ−５ｎ−Ａ等の合金が挙げられる。これらのうち
信頼性等を考えると全系合金を使用するのが好ましい。
本発明に用いられるワイヤボンディング装置としては、
ボールボンディング法に通常用いられるキャピラリーを
備えた装置が使用できる。
ボールボンディング法に通常用いられるキャピラリーを
備えた装置が使用できる。
ワイヤボンディング装置のキャピラリーを通したワイヤ
の先端を溶融してボールを形成する手段は、ワイヤの先
端と可動電極との間で放電させる方法、酸水素炎による
方法等にみられるようにボールボンディング法における
通常のボールメーキング法が用いられる。
の先端を溶融してボールを形成する手段は、ワイヤの先
端と可動電極との間で放電させる方法、酸水素炎による
方法等にみられるようにボールボンディング法における
通常のボールメーキング法が用いられる。
このようにして形成されたボールは、半導体装置、混成
集積回路等のポンディングパッド又はリード上の設置し
たい所望の位置に熱圧着される。
集積回路等のポンディングパッド又はリード上の設置し
たい所望の位置に熱圧着される。
この場合、低温での熱圧着を必要とする場合には、キャ
ピラリーに超音波を印加するサーモソニック法を用いる
のが好ましい。
ピラリーに超音波を印加するサーモソニック法を用いる
のが好ましい。
ボールの形成条件は火花放電、水素トーチ等により形成
される。
される。
このようにして得られたボールを熱圧着した後、ワイヤ
を切断するにはワイヤを引き上げることにより行うこと
ができる。
を切断するにはワイヤを引き上げることにより行うこと
ができる。
なお、バンプ電極の形状、寸法等は、ワイヤの径、ボー
ルの形成条件等を制御することにより適宜変えることが
できる。
ルの形成条件等を制御することにより適宜変えることが
できる。
上記のようにバンプ電極の形成された半導体チップは、
チップキャリアのリードに熱圧着等によりバンプ電極を
介して電気的に接続される。
チップキャリアのリードに熱圧着等によりバンプ電極を
介して電気的に接続される。
［実施例］
次に本発明の実施例を′ｉＪ１図、第２図及び第３図を
用いて説明するが、本発明は、これに限定されるもので
はない。
用いて説明するが、本発明は、これに限定されるもので
はない。
第１図は、ワイヤボンディング装置のキャピラリーを通
したワイヤの先端に形成したボールの断面図であり、１
１はボール、１２はワイヤ、１３はキャピラリーである
。
したワイヤの先端に形成したボールの断面図であり、１
１はボール、１２はワイヤ、１３はキャピラリーである
。
第２図は、半導体チップのポンディングパッド上に設置
したバンプ電極の断面図であり、２１は半導体基板、２
２はポンディングパッド、２３は表面保護膜、２４はバ
ンプ電極である。
したバンプ電極の断面図であり、２１は半導体基板、２
２はポンディングパッド、２３は表面保護膜、２４はバ
ンプ電極である。
ワイヤ１２として＾ｕ−２Ｓｉ合金からなる直径０．０
１１ｎ＋の金細線を用い、この細線をワイヤボンディン
グ装置のキャピラリー１３に通す０次いで放電電極（図
示せず）と前記細線の先端との間には３０ｖ〜８０ｖ（
コンデンサー容量１０００〜５０００９Ｆ）、好ましく
は５０Ｖの放電電圧を印加して放電を発生させ、それに
より金細線の先端を加熱溶融し、ボール１１を形成する
０次にボール１１をＳｉからなる半導体基板２１のＳｉ
ｎ、表面上のポンディングパッド２２に熱圧着する。こ
のときのボンディング加重は５０ｇ〜１００ｇである。
１１ｎ＋の金細線を用い、この細線をワイヤボンディン
グ装置のキャピラリー１３に通す０次いで放電電極（図
示せず）と前記細線の先端との間には３０ｖ〜８０ｖ（
コンデンサー容量１０００〜５０００９Ｆ）、好ましく
は５０Ｖの放電電圧を印加して放電を発生させ、それに
より金細線の先端を加熱溶融し、ボール１１を形成する
０次にボール１１をＳｉからなる半導体基板２１のＳｉ
ｎ、表面上のポンディングパッド２２に熱圧着する。こ
のときのボンディング加重は５０ｇ〜１００ｇである。
またボンディング温度は１５０℃〜２５０℃であり、熱
圧着が完了した後、金細線を引き上げてボール１１から
金細線を切り離すとバンプ電極が形成される。
圧着が完了した後、金細線を引き上げてボール１１から
金細線を切り離すとバンプ電極が形成される。
このようにして得られたバンプ電極を有する半導体チッ
プをセラ主ツタからなるチップキャリア３１の内部リー
ド３３上に熱圧着する。最後に、セラミックまたは金属
から成る１３６でシールしてバンプ接続型半導体装置か
らなるセラミックパッケージとする。
プをセラ主ツタからなるチップキャリア３１の内部リー
ド３３上に熱圧着する。最後に、セラミックまたは金属
から成る１３６でシールしてバンプ接続型半導体装置か
らなるセラミックパッケージとする。
［発明の効果］
本発明においては、半導体チップ上のバンプ電極をワイ
ヤボンディング装置に供給されたワイヤのボールを熱圧
着してなるバンプ電極で構成したので、以下の如き信頼
性の高い半導体装置が得られるという優れた効果がある
。
ヤボンディング装置に供給されたワイヤのボールを熱圧
着してなるバンプ電極で構成したので、以下の如き信頼
性の高い半導体装置が得られるという優れた効果がある
。
（イ）通常のワイヤボンディング装置を用いて簡単な工
程でバンプ電極を形成することができ、少量多品種生産
に容易に対応することができる。
程でバンプ電極を形成することができ、少量多品種生産
に容易に対応することができる。
（ロ）熱圧着を用いるためバンプ電極とポンディングパ
ッドやリードとの接続強度を大きくすることができる。
ッドやリードとの接続強度を大きくすることができる。
（ハ）バンプ電極の形状、寸法等を自由に制御すること
ができ、かつ安定して形成できる。
ができ、かつ安定して形成できる。
第１図は、本発明に用いられるワイヤボンディング装置
のキャピラリーを通したワイヤの先端に形成したボール
を示す断面図であり、第２図は、本発明の半導体チップ
のボンディングバト上に設置したバンプ電極を示す断面
図である。 第３図は、ポンディングパッド上に形成されたバンプ電
極を示す断面図である。 第４図は、従来のポンディングパッド上に形成されたパ
ンツ電極を示す断面図である。 符号の説明 １・・基板 ２．２２・・ボンディングバット３．２３
・・表面保護膜 ４・・ｒｉ−ｗ膜５・・＾Ｕ膜
６・・Ａｕバンプ電極１１・・ボール １２・・ワ
イヤ １３・・キャピラリー ２１・・半導体基板２４．３４
・・バンプ電極 ３１・・チップキャリア ３２・・外部リード３３・・
内部リード ３５・・半導体チップ ３６・・蓋 第１図 第２図 第 ３ し１
のキャピラリーを通したワイヤの先端に形成したボール
を示す断面図であり、第２図は、本発明の半導体チップ
のボンディングバト上に設置したバンプ電極を示す断面
図である。 第３図は、ポンディングパッド上に形成されたバンプ電
極を示す断面図である。 第４図は、従来のポンディングパッド上に形成されたパ
ンツ電極を示す断面図である。 符号の説明 １・・基板 ２．２２・・ボンディングバット３．２３
・・表面保護膜 ４・・ｒｉ−ｗ膜５・・＾Ｕ膜
６・・Ａｕバンプ電極１１・・ボール １２・・ワ
イヤ １３・・キャピラリー ２１・・半導体基板２４．３４
・・バンプ電極 ３１・・チップキャリア ３２・・外部リード３３・・
内部リード ３５・・半導体チップ ３６・・蓋 第１図 第２図 第 ３ し１
Claims (1)
- バンプ電極を介して半導体チップをリードに電気的に
接続してなるバンプ接続型半導体装置において、半導体
チップ上のバンプ電極がワイヤボンディング装置にワイ
ヤを供給して形成されるワイヤの先端のボールを熱圧着
してなることを特徴とするバンプ接続型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2073961A JPH03273638A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | バンプ接続型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2073961A JPH03273638A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | バンプ接続型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03273638A true JPH03273638A (ja) | 1991-12-04 |
Family
ID=13533184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2073961A Pending JPH03273638A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | バンプ接続型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03273638A (ja) |
-
1990
- 1990-03-23 JP JP2073961A patent/JPH03273638A/ja active Pending
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