JPH0377326A - バンプ電極形半導体装置 - Google Patents
バンプ電極形半導体装置Info
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- JPH0377326A JPH0377326A JP1213264A JP21326489A JPH0377326A JP H0377326 A JPH0377326 A JP H0377326A JP 1213264 A JP1213264 A JP 1213264A JP 21326489 A JP21326489 A JP 21326489A JP H0377326 A JPH0377326 A JP H0377326A
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- bump electrode
- metal film
- insulating film
- semiconductor device
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- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
- H10W72/221—Structures or relative sizes
-
- 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
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- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
- H10W72/231—Shapes
- H10W72/234—Cross-sectional shape, i.e. in side view
-
- 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
- H10W72/90—Bond pads, in general
- H10W72/941—Dispositions of bond pads
- H10W72/9415—Dispositions of bond pads relative to the surface, e.g. recessed, protruding
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
〔概要〕
バンプ電極の構造に関し、
バンプ電極形半導体装置を高信頼化することを目的とし
、 平坦な金属膜上に絶縁膜を被覆し、該絶縁膜の開口部を
通して前記金属膜と接続するバンプ電極を設けた半導体
装置において、 前記金属膜および該金属膜上の絶縁膜に接する1f1記
バンプ電極の接触部の寸法が前記金属膜のバタン寸法よ
りも大きく、且つ、前記金属膜および該金属膜上の絶縁
膜が011記バンプ電極下に包含されていることを特徴
とすゐ。
、 平坦な金属膜上に絶縁膜を被覆し、該絶縁膜の開口部を
通して前記金属膜と接続するバンプ電極を設けた半導体
装置において、 前記金属膜および該金属膜上の絶縁膜に接する1f1記
バンプ電極の接触部の寸法が前記金属膜のバタン寸法よ
りも大きく、且つ、前記金属膜および該金属膜上の絶縁
膜が011記バンプ電極下に包含されていることを特徴
とすゐ。
(産業上の利用分野〕
本発明はバンプ電極形半導体装置の構造に関する。
バンプ(buB)電極形半導体装置は、ワイヤをボンデ
ィングする必要がなく、’T” A B (Tape
Auton+ated Bondirig)によって実
装できるために、半導体容器の厚みを薄くでき、また、
多ビンICを高集積化できる利点をもった構造である。
ィングする必要がなく、’T” A B (Tape
Auton+ated Bondirig)によって実
装できるために、半導体容器の厚みを薄くでき、また、
多ビンICを高集積化できる利点をもった構造である。
比つ、複数の半導体チップを回路基板に配置して複合デ
バイスに作成できるため、電子回路を高密度実装できる
利点がある。
バイスに作成できるため、電子回路を高密度実装できる
利点がある。
このようなバンプ電極形半導体装置は、最近、その高密
度化の点から見直されて再検討されつつあり、その高信
頼化が望まれている。
度化の点から見直されて再検討されつつあり、その高信
頼化が望まれている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題]第5図(
a)、 (b)は従来のバンプ電極とその問題点を示す
図で、図中の記号1は半導体基板、2はアルミニウム膜
(パッド部)、3は燐シリケートガラス(PSG)膜(
カバー絶縁膜)、5はマツシュルーム型のバンプ電極(
例えば、金(Au)からなるバンプ電極)で、バンプ電
極5はバリヤメタル膜を含んだ構成である。なお、aX
はアルミニウム膜2のX方向の寸法+CXはアルミニウ
ム膜2上のPSG膜3の開口部のX方向の寸法、bXは
バンプ電極と金属膜およびPSG膜との接触部AのX方
向の寸法で、且つ、通常、接続電極は正方形や矩形など
の方形が多く、従って、X方向の寸法もほぼ同一になる
。従って、以下の説明にはX方向の寸法のみでおこなう
こととする。
a)、 (b)は従来のバンプ電極とその問題点を示す
図で、図中の記号1は半導体基板、2はアルミニウム膜
(パッド部)、3は燐シリケートガラス(PSG)膜(
カバー絶縁膜)、5はマツシュルーム型のバンプ電極(
例えば、金(Au)からなるバンプ電極)で、バンプ電
極5はバリヤメタル膜を含んだ構成である。なお、aX
はアルミニウム膜2のX方向の寸法+CXはアルミニウ
ム膜2上のPSG膜3の開口部のX方向の寸法、bXは
バンプ電極と金属膜およびPSG膜との接触部AのX方
向の寸法で、且つ、通常、接続電極は正方形や矩形など
の方形が多く、従って、X方向の寸法もほぼ同一になる
。従って、以下の説明にはX方向の寸法のみでおこなう
こととする。
さて、このようなバンプ電極の形成方法は、まず、半導
体基板1上にアルミニウム膜2のパターンくバッド部)
を形成し、その上にPSG膜3を成長して、それに開口
部を形成する。次いで、その開口部を含むPSG膜3上
にバリヤメタル膜を被着し、その上にレジスト膜マスク
を設け、前記のバリヤメタル膜をメツキ電極としてレジ
スト膜マスクの開口部に金(Au)などのバンプ電極5
を鍍金法でメツキする。その時、レジスト膜マスクで被
覆された部分はメツキされず、開口部ではマツシュルー
ム型にバンプ電極5が大きく膨張して成長する。最後に
、余分のバリヤメタル膜をエツチング除去して完成させ
る。なお、バリヤメタル膜は例えば、TiとPdの複合
膜からなるバリヤメタル膜で、第5図にはこのバリヤメ
タル膜を含んだバンプ電極5を図示しているものである
。
体基板1上にアルミニウム膜2のパターンくバッド部)
を形成し、その上にPSG膜3を成長して、それに開口
部を形成する。次いで、その開口部を含むPSG膜3上
にバリヤメタル膜を被着し、その上にレジスト膜マスク
を設け、前記のバリヤメタル膜をメツキ電極としてレジ
スト膜マスクの開口部に金(Au)などのバンプ電極5
を鍍金法でメツキする。その時、レジスト膜マスクで被
覆された部分はメツキされず、開口部ではマツシュルー
ム型にバンプ電極5が大きく膨張して成長する。最後に
、余分のバリヤメタル膜をエツチング除去して完成させ
る。なお、バリヤメタル膜は例えば、TiとPdの複合
膜からなるバリヤメタル膜で、第5図にはこのバリヤメ
タル膜を含んだバンプ電極5を図示しているものである
。
ところで、バンプ電極はTAB工程でバンプを配線に押
し付けて圧着する方式であるから、第5図中に矢印で示
しているように、大きな押圧力が加わって、固いPSG
膜3にクラックが入り易いという問題がある。特に、第
5図(b)に第5図(alの破線部分を拡大図示してい
るが、図のように、バンプ電極5の接触部の外周部と内
周部では矢印で示すように、応力が逆に加わって剪断応
ツノが働き、そのためにPSG膜3にクランクが入る。
し付けて圧着する方式であるから、第5図中に矢印で示
しているように、大きな押圧力が加わって、固いPSG
膜3にクラックが入り易いという問題がある。特に、第
5図(b)に第5図(alの破線部分を拡大図示してい
るが、図のように、バンプ電極5の接触部の外周部と内
周部では矢印で示すように、応力が逆に加わって剪断応
ツノが働き、そのためにPSG膜3にクランクが入る。
図中の横方向への破線矢印は柔らかいアルミニウム膜2
が変形して移動する方向を示すものである。
が変形して移動する方向を示すものである。
そのようにPSG膜にクランクが人って破壊すると、ア
ル砧ニウム膜2が水分等に侵され、配線が酸化して高抵
抗になり、やがては断線することになる。
ル砧ニウム膜2が水分等に侵され、配線が酸化して高抵
抗になり、やがては断線することになる。
本発明はこのような問題点を軽減させて、バンプ電極形
半導体装置を高信頼化させることを目的とした金属バン
プ電極形半導体装置の構造を提案するものである。
半導体装置を高信頼化させることを目的とした金属バン
プ電極形半導体装置の構造を提案するものである。
[課題を解決するための手段]
その課題は、第1図の実施例に示すように、平坦な金属
膜2上に絶縁膜3を被覆し、該絶縁膜の開口部を通して
前記金属膜と接続するバンプ電極5を設けた半導体装置
において、 前記金属膜2および該金属膜上の絶縁膜3に接する前記
バンプ電極5の接触部Aの寸法bつが前記金属膜のパタ
ーン寸法aXよりも大きく、且つ、前記金属膜および該
金属膜上の絶縁膜が前記バンプ重積下に包含されている
バンプ電極形半導体装置によって解決される。
膜2上に絶縁膜3を被覆し、該絶縁膜の開口部を通して
前記金属膜と接続するバンプ電極5を設けた半導体装置
において、 前記金属膜2および該金属膜上の絶縁膜3に接する前記
バンプ電極5の接触部Aの寸法bつが前記金属膜のパタ
ーン寸法aXよりも大きく、且つ、前記金属膜および該
金属膜上の絶縁膜が前記バンプ重積下に包含されている
バンプ電極形半導体装置によって解決される。
[作用]
即ち、本発明は、金属膜(アルミニウム膜)のX方向の
寸法aXよりバンプ電極と金属膜およびPSG膜との接
触部のX方向の寸法bXを大きくする。且つ、X方向も
同様にする。
寸法aXよりバンプ電極と金属膜およびPSG膜との接
触部のX方向の寸法bXを大きくする。且つ、X方向も
同様にする。
そのように構成すれば、柔らかいアルミニウム膜が接触
部A周囲に存在せず、剪断応力が発生しない。そのため
、絶縁膜のクラックが減少して半導体装置の信頼性を向
上させることができる。
部A周囲に存在せず、剪断応力が発生しない。そのため
、絶縁膜のクラックが減少して半導体装置の信頼性を向
上させることができる。
[実施例]
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかるバンプ電極(1)の断面図を示
しており、アルミニウム膜2のパターンおよびその上の
絶縁膜が完全に接触部Aの内部↓こ含まれている。記号
1ば半導体基板、2はアルくニウム膜(バッド部〉、3
はPSG膜(カバー絶縁膜)、5はバンプ電極で、バン
プ電極5はバリヤメタル膜を含んだ構成ごある。なお、
aXはアルミニウム膜2のX方向の寸法(金属膜のX方
向のパターン寸法)、CXはアルミニウム膜2上のP
S G膜3の開口部のX方向の・手法、b8はバンプ電
極5とアルミニウム膜2およびPSG膜3との接触部A
のX方向の寸法(金属膜および金属膜上の絶縁膜に接す
るバンプ電極の接触部AのX方向の寸法)で、X方向の
寸法もほぼ同シ′、であり、a、<b、となっているた
めにLからの圧縮j心力のみ加わって、水平方向に応力
が働かず、そのためにPSG膜のクラックが減少する。
しており、アルミニウム膜2のパターンおよびその上の
絶縁膜が完全に接触部Aの内部↓こ含まれている。記号
1ば半導体基板、2はアルくニウム膜(バッド部〉、3
はPSG膜(カバー絶縁膜)、5はバンプ電極で、バン
プ電極5はバリヤメタル膜を含んだ構成ごある。なお、
aXはアルミニウム膜2のX方向の寸法(金属膜のX方
向のパターン寸法)、CXはアルミニウム膜2上のP
S G膜3の開口部のX方向の・手法、b8はバンプ電
極5とアルミニウム膜2およびPSG膜3との接触部A
のX方向の寸法(金属膜および金属膜上の絶縁膜に接す
るバンプ電極の接触部AのX方向の寸法)で、X方向の
寸法もほぼ同シ′、であり、a、<b、となっているた
めにLからの圧縮j心力のみ加わって、水平方向に応力
が働かず、そのためにPSG膜のクラックが減少する。
次に、第2図は本発明にかかるバンプ電極(■)の断面
図を示しており、本例は)’ S G膜がアルミニウム
膜から離れている構成のバンプ電極を設けた例である。
図を示しており、本例は)’ S G膜がアルミニウム
膜から離れている構成のバンプ電極を設けた例である。
記号は第1図と間一部位に同・・記号が付けてあり、且
つ、寸法記号も同しである。
つ、寸法記号も同しである。
4土つ、aX<bXであり、)) S G膜力くアルξ
二つム1漠を波頂し−こいないため段差がなく、水平方
向にPSG膜のクラックが拡がりにくい構造である。
二つム1漠を波頂し−こいないため段差がなく、水平方
向にPSG膜のクラックが拡がりにくい構造である。
次に、第3図は本発明にかかるバンプ電極(In)の断
面図を示しており、本例は接触部への下にPSG膜が存
在せず、従って、押圧によってPSG膜(絶縁膜)のク
ラックが発生しない構造である。図中の記号は第1図と
同一部位に同一記号が付けであり、且つ、寸法記号も同
一である。
面図を示しており、本例は接触部への下にPSG膜が存
在せず、従って、押圧によってPSG膜(絶縁膜)のク
ラックが発生しない構造である。図中の記号は第1図と
同一部位に同一記号が付けであり、且つ、寸法記号も同
一である。
次に、第4図は本発明にかかるバンプ電極(■)の断面
図を示しており、本例は2層のアルミニウム膜(パッド
部)を介してバンプ電極を設けた例である。記号は第1
図と同一部位に同一記号が付けであるが、その他の21
はIMIJのアルミニウム膜、22は2層[Iのアルミ
ニウム膜、31はSiO2膜(絶縁11’り 、 32
はPSG膜を示L/でいる。11つ、1層目のアルミニ
ウム膜21のX力゛向の・十ン去はalX、2層目のア
ルミニウム膜22のX方向の手法はa2X、その七のP
SG膜3膜中2口部のX方向の寸法はCX+ バンプ電
極5どアルミニウム膜22およびPSG膜3膜中2接触
部AのX方+iiiの寸法はb8であって、X方向の・
4゛法もほぼ同様である。
図を示しており、本例は2層のアルミニウム膜(パッド
部)を介してバンプ電極を設けた例である。記号は第1
図と同一部位に同一記号が付けであるが、その他の21
はIMIJのアルミニウム膜、22は2層[Iのアルミ
ニウム膜、31はSiO2膜(絶縁11’り 、 32
はPSG膜を示L/でいる。11つ、1層目のアルミニ
ウム膜21のX力゛向の・十ン去はalX、2層目のア
ルミニウム膜22のX方向の手法はa2X、その七のP
SG膜3膜中2口部のX方向の寸法はCX+ バンプ電
極5どアルミニウム膜22およびPSG膜3膜中2接触
部AのX方+iiiの寸法はb8であって、X方向の・
4゛法もほぼ同様である。
1土つ、bX>cX、bX >a、X、l)X>a2x
に構成してあり、アルミニウム膜21.22およびその
Lに段差となるPSG膜3膜中2iOz膜31が完全に
接触部への内部に包含されているためにPSG膜のクラ
ックが残少する。
に構成してあり、アルミニウム膜21.22およびその
Lに段差となるPSG膜3膜中2iOz膜31が完全に
接触部への内部に包含されているためにPSG膜のクラ
ックが残少する。
に記は本発明にかかる4つの実施例を図示しているが、
いずれも絶縁膜のクラックを大幅に減少させて、バンプ
電極形半導体装置を高信頼化させるものである。
いずれも絶縁膜のクラックを大幅に減少させて、バンプ
電極形半導体装置を高信頼化させるものである。
1発明の効果]
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるバンプ
電極形半導体装置は’I’ A B工程でバンプ電極の
押圧時に発生1゛る絶縁膜のクラックが大幅に減少して
、バンプ電極形半導体装置の信頼性向上に大きく寄与す
るものである。
電極形半導体装置は’I’ A B工程でバンプ電極の
押圧時に発生1゛る絶縁膜のクラックが大幅に減少して
、バンプ電極形半導体装置の信頼性向上に大きく寄与す
るものである。
第1図は本発明にかかるバンプ電極(【)の断面図、
第2図は本発明にかかるバンプ電極(II )の断面[
メ1、 第3図は本発明にかかるバンプ電極(In)の断面図、 第4図は本発明にかかるバンプ電極(IV)の断面図、 第5図(al、 tb)は従来のバンプ電極とその問題
点を示す図である。 図において、 1は半導体基板、 2はアルミニウム膜(金属膜)、 3.32はPSG膜(絶縁Hり)、 5はバンプ電極、 Aは接触部、 31はSiO2膜0色縁膜)、 21は1層目のアルミニウム膜、 22は2R目のアルミニウム膜 aXはアルごニウム膜2のX方向の寸法(金属膜のX方
向のパターン寸法)、 bxはバンプ電極5とアル瑞ニウム膜2およびPSC膜
3.32との接触部AのX方向の寸法(金属膜および金
属膜上の絶縁膜に接するバンプ電極の接触部AのX方向
の寸法)、clはアルミニウム膜2.22の開口部のX
方向の寸法 を示している。 K−m−りメーーーー嘴 不iとg万l;か9番へ゛〉70電り麩(π)硝新ポH
酊第2図 )1%4 t= l・i3 If >7’ ta (T
)n 跡jaJ a第3rlJ /T′梠’It:かびシl(・〉7σ電鮨(χ)の折面
□jI 4 図
メ1、 第3図は本発明にかかるバンプ電極(In)の断面図、 第4図は本発明にかかるバンプ電極(IV)の断面図、 第5図(al、 tb)は従来のバンプ電極とその問題
点を示す図である。 図において、 1は半導体基板、 2はアルミニウム膜(金属膜)、 3.32はPSG膜(絶縁Hり)、 5はバンプ電極、 Aは接触部、 31はSiO2膜0色縁膜)、 21は1層目のアルミニウム膜、 22は2R目のアルミニウム膜 aXはアルごニウム膜2のX方向の寸法(金属膜のX方
向のパターン寸法)、 bxはバンプ電極5とアル瑞ニウム膜2およびPSC膜
3.32との接触部AのX方向の寸法(金属膜および金
属膜上の絶縁膜に接するバンプ電極の接触部AのX方向
の寸法)、clはアルミニウム膜2.22の開口部のX
方向の寸法 を示している。 K−m−りメーーーー嘴 不iとg万l;か9番へ゛〉70電り麩(π)硝新ポH
酊第2図 )1%4 t= l・i3 If >7’ ta (T
)n 跡jaJ a第3rlJ /T′梠’It:かびシl(・〉7σ電鮨(χ)の折面
□jI 4 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 平坦な金属膜上に絶縁膜を被覆し、該絶縁膜の開口部を
通して前記金属膜と接続するバンプ電極を設けた半導体
装置において、 前記金属膜および該金属膜上の絶縁膜に接する前記バン
プ電極の接触部の寸法が前記金属膜のパターン寸法より
も大きく、且つ、前記金属膜および該金属膜上の絶縁膜
が前記バンプ電極下に包含されていることを特徴とする
バンプ電極形半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213264A JPH0377326A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | バンプ電極形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213264A JPH0377326A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | バンプ電極形半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377326A true JPH0377326A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16636220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213264A Pending JPH0377326A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | バンプ電極形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0377326A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000188304A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-07-04 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| JP2008060142A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| JP2015097244A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体集積回路 |
-
1989
- 1989-08-19 JP JP1213264A patent/JPH0377326A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000188304A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-07-04 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| JP2008060142A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| JP2015097244A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体集積回路 |
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