JPH0362525A - バンプ構造およびその形成方法 - Google Patents
バンプ構造およびその形成方法Info
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- JPH0362525A JPH0362525A JP19755189A JP19755189A JPH0362525A JP H0362525 A JPH0362525 A JP H0362525A JP 19755189 A JP19755189 A JP 19755189A JP 19755189 A JP19755189 A JP 19755189A JP H0362525 A JPH0362525 A JP H0362525A
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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、パッド上へのインナーリードポンディング時
に発生するパッド下クラック対策に関し、特にパッドに
加わる力を低減するバンプ構造及びその形成方法に関す
る。
に発生するパッド下クラック対策に関し、特にパッドに
加わる力を低減するバンプ構造及びその形成方法に関す
る。
従来は、第３図に示すように、ボールポンディング方法
を用いて、ワイヤ先端に形成されたボールのみをシリコ
ンチップｌ上の電極パッド３に接続してバンプ４を形成
していた。ここで表面保護膜２は電極バンプ３の周辺部
上まで位置しているが、ボールバンプ４と接していない
。そしてフィルムキャリアのインナーリードとＩＣチッ
プ上のバンプをインナーリードポンディング（ＩＬＢ）
技術を使って接合していた。
を用いて、ワイヤ先端に形成されたボールのみをシリコ
ンチップｌ上の電極パッド３に接続してバンプ４を形成
していた。ここで表面保護膜２は電極バンプ３の周辺部
上まで位置しているが、ボールバンプ４と接していない
。そしてフィルムキャリアのインナーリードとＩＣチッ
プ上のバンプをインナーリードポンディング（ＩＬＢ）
技術を使って接合していた。
上述した従来のボールバンプでは、ＩＬＢ時に必要なポ
ンディング荷重をポンディングツールにより、バンプに
位置合わせされたリード表面に加えていたが、その荷重
によりバンプが変形し電極パッドとバンプ接合位置に応
力が集中してパッドの金属膜面下の絶縁層を破壊すると
いう問題があった。シュミレーション実験によるボール
中心からの距離とそこでの応力の関係を第４図、第５図
に表わす。クランク発生のメカニズムとしてはボール外
周部は変形によるボール周辺部の膨張による剪断応力と
ポンディング荷重による圧縮応力の合力がボール最外径
の位置で最大となり、その結果ボール最外径よりパッド
下クラックが発生するということが分かった。
ンディング荷重をポンディングツールにより、バンプに
位置合わせされたリード表面に加えていたが、その荷重
によりバンプが変形し電極パッドとバンプ接合位置に応
力が集中してパッドの金属膜面下の絶縁層を破壊すると
いう問題があった。シュミレーション実験によるボール
中心からの距離とそこでの応力の関係を第４図、第５図
に表わす。クランク発生のメカニズムとしてはボール外
周部は変形によるボール周辺部の膨張による剪断応力と
ポンディング荷重による圧縮応力の合力がボール最外径
の位置で最大となり、その結果ボール最外径よりパッド
下クラックが発生するということが分かった。
上述した従来のボールバンプ形成方法では、ＩＬＢ時の
荷重及び加熱によりバンプが変形してその際に生じるバ
ンプの周辺の応力集中によりパッド下クラックが発生し
ていたのに対し、本発明はバンプの側面のポリイミドの
膜によりボールバンプの外側への変形をおさえその結果
集中応力を低減してパッド下クラックの発生を防ぐこと
が出来るという特徴を有する。
荷重及び加熱によりバンプが変形してその際に生じるバ
ンプの周辺の応力集中によりパッド下クラックが発生し
ていたのに対し、本発明はバンプの側面のポリイミドの
膜によりボールバンプの外側への変形をおさえその結果
集中応力を低減してパッド下クラックの発生を防ぐこと
が出来るという特徴を有する。
本発明のボールバンプ形成の方法は、荷重によってボー
ルバンプが外側へ広がろうとする剪断応力を分散して、
電極パッドに加わる応力を低減する絶縁膜を有する。
ルバンプが外側へ広がろうとする剪断応力を分散して、
電極パッドに加わる応力を低減する絶縁膜を有する。
次に、本発明について図面を用いて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例のチップの縦断面図であ
る。第１図に示すボールバンプ及び絶縁膜材としてポリ
イミド膜は以下の手順によって形成される。シリコンチ
ップ上の電極パッド（第１図（Ａ））にボールワイヤポ
ンディング技術を用いたボールバンプ技術を用いて金の
ボールバンプを付ける（第１図（Ｂ））。次に絶縁膜と
してポリイミド膜を塗布しく第１図（Ｃ））、さらにレ
ジストを塗布しマスクを用いてバンプ部分のみレジスト
を除去しく第１図（Ｄ））、ポリイミド膜をエツチング
しさらにレジストを除去して第１図（Ｅ）のようなボー
ルバンプの側面をポリイミド膜にて囲む構造とする。第
１図（Ｅ）がバンプ構造としての完成したところを示す
図である。この構造において、ポリイミド膜を付けるこ
とにより、ＩＬＢ時におけるボールバンプへの上方から
の荷重によりボールバンプは横方向へ膨張しようとする
がポリイミド磨でおさえることによりその膨張を阻止す
ること力出来、電極パッドに加わる応力成分は剪断応力
カ従来より低減される為、合成応力は圧縮応力或全にの
みとなり結果的にはＩＬＢ時の応力値を低決することに
なり、パッド下クラックの発生を防くことが出来る。
る。第１図に示すボールバンプ及び絶縁膜材としてポリ
イミド膜は以下の手順によって形成される。シリコンチ
ップ上の電極パッド（第１図（Ａ））にボールワイヤポ
ンディング技術を用いたボールバンプ技術を用いて金の
ボールバンプを付ける（第１図（Ｂ））。次に絶縁膜と
してポリイミド膜を塗布しく第１図（Ｃ））、さらにレ
ジストを塗布しマスクを用いてバンプ部分のみレジスト
を除去しく第１図（Ｄ））、ポリイミド膜をエツチング
しさらにレジストを除去して第１図（Ｅ）のようなボー
ルバンプの側面をポリイミド膜にて囲む構造とする。第
１図（Ｅ）がバンプ構造としての完成したところを示す
図である。この構造において、ポリイミド膜を付けるこ
とにより、ＩＬＢ時におけるボールバンプへの上方から
の荷重によりボールバンプは横方向へ膨張しようとする
がポリイミド磨でおさえることによりその膨張を阻止す
ること力出来、電極パッドに加わる応力成分は剪断応力
カ従来より低減される為、合成応力は圧縮応力或全にの
みとなり結果的にはＩＬＢ時の応力値を低決することに
なり、パッド下クラックの発生を防くことが出来る。
尚、本明細書２図面で“シリコンチップ”とじ製造工程
中はシリコンウェハーであり、各チップに分割した後に
シリコンチップ基板となるもの２称す。
中はシリコンウェハーであり、各チップに分割した後に
シリコンチップ基板となるもの２称す。
第２図によって、前述の第１の実施例とポー／１バンブ
及びポリイミド膜の形成手順が異なる第２の実施例を示
す。
及びポリイミド膜の形成手順が異なる第２の実施例を示
す。
以下にその手順を示す。シリコンチップ１上ンコまずポ
リイミド膜５を塗布しく第２図（Ａ））、し〕ストを塗
布してエツチング技術により（第２しくＢ））、パッド
部分のポリイミドを除去する（第；図（Ｃ））。そして
パッドにボールバンプを形成する。（第２図（Ｄ））。
リイミド膜５を塗布しく第２図（Ａ））、し〕ストを塗
布してエツチング技術により（第２しくＢ））、パッド
部分のポリイミドを除去する（第；図（Ｃ））。そして
パッドにボールバンプを形成する。（第２図（Ｄ））。
この結果ＩＬＢ時においてボールバンプは横方向に膨張
しようとするがバンプにポリイミド膜が当たり横方向へ
のバンプ変形を防ぎパッドへの剪断応力成分が低減され
る為、第１の実施例と同じ結果を得る。この第２の実施
例は前述の実施例と異なり、組立工程から拡散工程へも
どす必要がなく工程の単純化が計れる効果がある。
しようとするがバンプにポリイミド膜が当たり横方向へ
のバンプ変形を防ぎパッドへの剪断応力成分が低減され
る為、第１の実施例と同じ結果を得る。この第２の実施
例は前述の実施例と異なり、組立工程から拡散工程へも
どす必要がなく工程の単純化が計れる効果がある。
以上説明したように本発明は、ボールバンプの側面に、
ポリイミドの膜を形成することにより、ＩＬＢ時におけ
るボールバンプの外側方向へ膨張を押えることにより、
電極パッドへの剪断応力を低減することが出来、パッド
に対しては圧縮応力のみを負荷する様になる為、結果的
には応力の低減を果すことになり従来ＩＬＢ時の応力に
より発生していたパッド下クラックを防ぐ効果があった
。
ポリイミドの膜を形成することにより、ＩＬＢ時におけ
るボールバンプの外側方向へ膨張を押えることにより、
電極パッドへの剪断応力を低減することが出来、パッド
に対しては圧縮応力のみを負荷する様になる為、結果的
には応力の低減を果すことになり従来ＩＬＢ時の応力に
より発生していたパッド下クラックを防ぐ効果があった
。
４、
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）乃至第１図（Ｅ）は本発明の第１の実流側
の製法を工程順に示した断面図であり、このうち第１図
（Ｅ）がボールバンプ及びポリイミド膜形成後の縦断面
図である。第２図（Ａ）乃至第２図（Ｄ）は本発明の第
２の実施例の製法を工程順に示した断面図であり、この
うち第２図（Ｄ）がボールバンプ及びポリイミド膜形成
後の縦断面図である。 第３図は従来のボールバンプ形成時のチップの縦断面図
である。第４図及び第５図はＩＬＢ時におけるボールバ
ンプ中心からの距離とその応力の関係を示す図である。 ｌ・・・・・・シリコンチップ、２・・・・・・表面保
護膜、３・・・・・・電極パッド、４・・・・・・ボー
ルバンプ、５・・・・・・ポリイミド膜、６・・・・・
・レジスト、７・・・・・・リード、８・・・・・・荷
重方向、１０・・・・・・絶縁膜のない場合の応力曲線
、１１・・・・・・絶縁膜のある場合の応力曲線、１２
・・・・・・絶縁膜のある場合の圧縮応力、１３・・・
・・・絶縁膜のある場合のボール膨張による剪断応力、
１４・・・・・・絶縁膜のある場合の合成応力、１５・
・・・・・絶縁膜のない場合の圧縮応力、１６・・・・
・・絶縁膜のない場合のボール膨張による剪断応力、１
７・・・・・・絶縁膜のない場合の合成応力。
の製法を工程順に示した断面図であり、このうち第１図
（Ｅ）がボールバンプ及びポリイミド膜形成後の縦断面
図である。第２図（Ａ）乃至第２図（Ｄ）は本発明の第
２の実施例の製法を工程順に示した断面図であり、この
うち第２図（Ｄ）がボールバンプ及びポリイミド膜形成
後の縦断面図である。 第３図は従来のボールバンプ形成時のチップの縦断面図
である。第４図及び第５図はＩＬＢ時におけるボールバ
ンプ中心からの距離とその応力の関係を示す図である。 ｌ・・・・・・シリコンチップ、２・・・・・・表面保
護膜、３・・・・・・電極パッド、４・・・・・・ボー
ルバンプ、５・・・・・・ポリイミド膜、６・・・・・
・レジスト、７・・・・・・リード、８・・・・・・荷
重方向、１０・・・・・・絶縁膜のない場合の応力曲線
、１１・・・・・・絶縁膜のある場合の応力曲線、１２
・・・・・・絶縁膜のある場合の圧縮応力、１３・・・
・・・絶縁膜のある場合のボール膨張による剪断応力、
１４・・・・・・絶縁膜のある場合の合成応力、１５・
・・・・・絶縁膜のない場合の圧縮応力、１６・・・・
・・絶縁膜のない場合のボール膨張による剪断応力、１
７・・・・・・絶縁膜のない場合の合成応力。
Claims (2)
- （１）ボールワイヤボンディング技術を用いて、ボール
をＩＣチップ電極上に接続してバンプの形成を行なうボ
ールバンプにおいて、バンプの側面に接触する様に絶縁
膜をチップ上に設けたことを特徴としたバンプ構造。 - （２）表面保護膜に囲まれ電極パッド上にボールバンプ
を形成する工程と、前記ボールバンプ上を含む全面に絶
縁膜を形成する工程と、前記ボールバンプ上の前記絶縁
膜を選択的に除去して、前記ボールバンプの側面を取り
囲んで該側面に接するバンプ形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19755189A JPH0362525A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | バンプ構造およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19755189A JPH0362525A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | バンプ構造およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0362525A true JPH0362525A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16376370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19755189A Pending JPH0362525A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | バンプ構造およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0362525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501006A (en) * | 1993-09-22 | 1996-03-26 | Motorola, Inc. | Method for connection of signals to an integrated circuit |
| US6404051B1 (en) | 1992-08-27 | 2002-06-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having a protruding bump electrode |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP19755189A patent/JPH0362525A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6404051B1 (en) | 1992-08-27 | 2002-06-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having a protruding bump electrode |
| US6605522B1 (en) | 1992-08-27 | 2003-08-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device having a protruding bump electrode |
| US5501006A (en) * | 1993-09-22 | 1996-03-26 | Motorola, Inc. | Method for connection of signals to an integrated circuit |
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