JPH04313283A - 半導体デバイスとｉｃチップの実装方法 - Google Patents
半導体デバイスとｉｃチップの実装方法Info
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- JPH04313283A JPH04313283A JP3079088A JP7908891A JPH04313283A JP H04313283 A JPH04313283 A JP H04313283A JP 3079088 A JP3079088 A JP 3079088A JP 7908891 A JP7908891 A JP 7908891A JP H04313283 A JPH04313283 A JP H04313283A
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- Japan
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- chip
- led array
- semiconductor device
- driving
- array chip
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/20—Configurations of stacked chips
- H10W90/28—Configurations of stacked chips the stacked chips having different sizes, e.g. chip stacks having a pyramidal shape
-
- H—ELECTRICITY
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/5473—Dispositions of multiple bond wires multiple bond wires connected to a common bond pad
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- Led Devices (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Led Device Packages (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスとＩＣの
実装方法、特にハイブリッド型モジュールの高密度化を
図る改良された接続方法に関する。
実装方法、特にハイブリッド型モジュールの高密度化を
図る改良された接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光プリンタヘッド等にはＬＥ
Ｄ駆動用シリコンＩＣとＬＥＤアレイチップをボード上
に表面実装し、ワイヤーボンディングにより電気的に接
続されたヘッドが用いられている。図９には従来の光プ
リンタ用ＬＥＤアレイチップとＬＥＤ駆動用シリコンＩ
Ｃとの表面実装の説明図が示されている。光プリンタ用
ＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２上に形成さ
れた駆動用ＩＣ６とは平坦なボード１３上に銀エポキシ
等の接着剤を用いてそれぞれ一直線上に実装される。そ
して、光プリンタ用ＬＥＤアレイチップ１側のボンディ
ングパッド３と駆動用ＩＣ側のボンディングパッド４を
直径数十μｍの金ワイヤ１２でワイヤーボンディングす
ることにより接続し、駆動用ＩＣ６で発光素子部５を駆
動して発光させるのである。
Ｄ駆動用シリコンＩＣとＬＥＤアレイチップをボード上
に表面実装し、ワイヤーボンディングにより電気的に接
続されたヘッドが用いられている。図９には従来の光プ
リンタ用ＬＥＤアレイチップとＬＥＤ駆動用シリコンＩ
Ｃとの表面実装の説明図が示されている。光プリンタ用
ＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２上に形成さ
れた駆動用ＩＣ６とは平坦なボード１３上に銀エポキシ
等の接着剤を用いてそれぞれ一直線上に実装される。そ
して、光プリンタ用ＬＥＤアレイチップ１側のボンディ
ングパッド３と駆動用ＩＣ側のボンディングパッド４を
直径数十μｍの金ワイヤ１２でワイヤーボンディングす
ることにより接続し、駆動用ＩＣ６で発光素子部５を駆
動して発光させるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の接続方法においては、ワイヤーボンディング工程で
金ワイヤ１２をボンディングパッド３，４に押し当てて
接続するために金ワイヤ１２とＬＥＤアレイチップ１、
あるいは駆動用ＩＣチップ２との接触点にワイヤのつぶ
れ幅が生じることとなる。そして、このつぶれ幅はボー
ルボンダーを用いた場合で約１００μｍ、ウエッジボン
ダーを用いた場合で５０μｍもあるため、たとえボンデ
ィングパッドを千鳥状に配列させ、更にＬＥＤアレイチ
ップ１の両側に駆動用ＩＣチップ２を配置した場合でも
光プリンタ用ＬＥＤアレイヘッドとしては約１２００ｄ
ｐｉまでしか集積度を上げることができない問題があっ
た。また、従来においては発光素子部５の両側に長さ１
００μｍ以上の大きなボンディングパッドを配置してい
るためＬＥＤアレイチップ１の幅は６００μｍ以上とな
り、一個のＬＥＤアレイチップの面積が増大して一枚の
ウエーハから形成されるチップ数が減少して生産効率が
低いという問題があった。
来の接続方法においては、ワイヤーボンディング工程で
金ワイヤ１２をボンディングパッド３，４に押し当てて
接続するために金ワイヤ１２とＬＥＤアレイチップ１、
あるいは駆動用ＩＣチップ２との接触点にワイヤのつぶ
れ幅が生じることとなる。そして、このつぶれ幅はボー
ルボンダーを用いた場合で約１００μｍ、ウエッジボン
ダーを用いた場合で５０μｍもあるため、たとえボンデ
ィングパッドを千鳥状に配列させ、更にＬＥＤアレイチ
ップ１の両側に駆動用ＩＣチップ２を配置した場合でも
光プリンタ用ＬＥＤアレイヘッドとしては約１２００ｄ
ｐｉまでしか集積度を上げることができない問題があっ
た。また、従来においては発光素子部５の両側に長さ１
００μｍ以上の大きなボンディングパッドを配置してい
るためＬＥＤアレイチップ１の幅は６００μｍ以上とな
り、一個のＬＥＤアレイチップの面積が増大して一枚の
ウエーハから形成されるチップ数が減少して生産効率が
低いという問題があった。
【０００４】更に、ワイヤーボンディング工程において
は、例えば４００ｄｐｉの密度でＡ４サイズの光プリン
タ用ＬＥＤアレイヘッドを作製する場合、約４０００回
のワイヤーボンディングが行われるため僅かな不良発生
率でも歩留まりが下がり、コスト増を招く問題があった
。
は、例えば４００ｄｐｉの密度でＡ４サイズの光プリン
タ用ＬＥＤアレイヘッドを作製する場合、約４０００回
のワイヤーボンディングが行われるため僅かな不良発生
率でも歩留まりが下がり、コスト増を招く問題があった
。
【０００５】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的はハイブリッド型モジュ
ールにおいて従来のワイヤーボンディング工程では不可
能な高密度実装を低コストで行う方法を提供することに
ある。
なされたものであり、その目的はハイブリッド型モジュ
ールにおいて従来のワイヤーボンディング工程では不可
能な高密度実装を低コストで行う方法を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体デバイスとＩＣチップの実装方法は
ＩＣチップに半導体デバイスとほぼ同一サイズの溝を形
成するエッチングステップと、前記溝に前記半導体デバ
イスを嵌入し前記ＩＣチップと前記半導体デバイス間の
断差を除去するマウントステップと、前記半導体デバイ
スと前記ＩＣチップとを金属蒸着により接続する接続ス
テップとを有することを特徴とする。
に、本発明の半導体デバイスとＩＣチップの実装方法は
ＩＣチップに半導体デバイスとほぼ同一サイズの溝を形
成するエッチングステップと、前記溝に前記半導体デバ
イスを嵌入し前記ＩＣチップと前記半導体デバイス間の
断差を除去するマウントステップと、前記半導体デバイ
スと前記ＩＣチップとを金属蒸着により接続する接続ス
テップとを有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】このように、本発明の実装方法においては従来
のようなワイヤーボンディング工程を行わず、金属蒸着
により半導体デバイスとＩＣチップとを接続し高密度化
を達成するものである。
のようなワイヤーボンディング工程を行わず、金属蒸着
により半導体デバイスとＩＣチップとを接続し高密度化
を達成するものである。
【０００８】ここで、金属蒸着により接続するには半導
体デバイスとＩＣチップを平坦化する必要があるが、半
導体デバイスとほぼ同一サイズの溝をエッチングステッ
プでＩＣチップに形成し、さらにこの溝に半導体デバイ
スを嵌入して断差を除去した後、ＩＣチップと半導体デ
バイスとの間にできる隙間を樹脂等でうめることにより
達成される。
体デバイスとＩＣチップを平坦化する必要があるが、半
導体デバイスとほぼ同一サイズの溝をエッチングステッ
プでＩＣチップに形成し、さらにこの溝に半導体デバイ
スを嵌入して断差を除去した後、ＩＣチップと半導体デ
バイスとの間にできる隙間を樹脂等でうめることにより
達成される。
【０００９】以下、図面を用いながら本発明にかかる半
導体デバイスとＩＣチップの実装方法の好適な実施例を
説明する。
導体デバイスとＩＣチップの実装方法の好適な実施例を
説明する。
【００１０】図１には本実施例により実装された光プリ
ンタ用ＬＥＤアレイヘッドの平面図が示されている。半
導体デバイスであるＬＥＤアレイチップ１のボンディン
グパッド３とＩＣチップである駆動用ＩＣチップ２のボ
ンディングパッド４は蒸着金属７により接続され、高密
度化が図られている。
ンタ用ＬＥＤアレイヘッドの平面図が示されている。半
導体デバイスであるＬＥＤアレイチップ１のボンディン
グパッド３とＩＣチップである駆動用ＩＣチップ２のボ
ンディングパッド４は蒸着金属７により接続され、高密
度化が図られている。
【００１１】図２より図６を用いて本実施例の実装方法
を詳細に説明する。まず、図２の斜視図に示されるよう
に集積回路形成プロセスが終了したＬＥＤ駆動用シリコ
ンＩＣチップ２をダイシング等により切り離す前に、フ
ォトリソグラフィー及びエッチングによりＬＥＤアレイ
チップ１が嵌入するようにほぼ同一サイズの溝９を形成
する。そして、エッチングにより形成された溝９に金属
を蒸着し、ＬＥＤアレイチップ１裏面に形成された電極
と駆動用ＩＣ６との間を導通可能とする。
を詳細に説明する。まず、図２の斜視図に示されるよう
に集積回路形成プロセスが終了したＬＥＤ駆動用シリコ
ンＩＣチップ２をダイシング等により切り離す前に、フ
ォトリソグラフィー及びエッチングによりＬＥＤアレイ
チップ１が嵌入するようにほぼ同一サイズの溝９を形成
する。そして、エッチングにより形成された溝９に金属
を蒸着し、ＬＥＤアレイチップ１裏面に形成された電極
と駆動用ＩＣ６との間を導通可能とする。
【００１２】溝９が形成された後、図３に示されるよう
にこの溝９の中に銀エポキシ等の接着剤１０を塗り、Ｌ
ＥＤアレイチップ１を駆動用ＩＣチップ２に嵌入して固
定する。以上の工程を一枚のウエーハ内で行うことによ
り、図４に示されるごとく一枚のウエーハ８内に複数の
ＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２とのハイブ
リッド型モジュールを形成する。
にこの溝９の中に銀エポキシ等の接着剤１０を塗り、Ｌ
ＥＤアレイチップ１を駆動用ＩＣチップ２に嵌入して固
定する。以上の工程を一枚のウエーハ内で行うことによ
り、図４に示されるごとく一枚のウエーハ８内に複数の
ＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２とのハイブ
リッド型モジュールを形成する。
【００１３】この段階ではウエーハ８表面にはＬＥＤア
レイチップ１と駆動用ＩＣチップ２との間の断差及び溝
が存在するため、直ちにフォトリソグラフィーや金属蒸
着等の後工程を行うことは困難である。
レイチップ１と駆動用ＩＣチップ２との間の断差及び溝
が存在するため、直ちにフォトリソグラフィーや金属蒸
着等の後工程を行うことは困難である。
【００１４】そこで、ウエーハ表面を平坦化すべく、ポ
リイミド等の絶縁膜１１を数μｍ程度の厚みになるよう
にスピンコートして図５に示されるように表面を平坦化
する。なお、絶縁膜の材料としてはウエーハ表面に対し
て垂直方向に存在するＬＥＤアレイチップ１と駆動用Ｉ
Ｃチップ２とのすきまを充分にうめることができる材料
であればよい。なお、図中３，４はそれぞれＬＥＤアレ
イチップ１側及び駆動用ＩＣチップ２側のボンディング
パッドである。
リイミド等の絶縁膜１１を数μｍ程度の厚みになるよう
にスピンコートして図５に示されるように表面を平坦化
する。なお、絶縁膜の材料としてはウエーハ表面に対し
て垂直方向に存在するＬＥＤアレイチップ１と駆動用Ｉ
Ｃチップ２とのすきまを充分にうめることができる材料
であればよい。なお、図中３，４はそれぞれＬＥＤアレ
イチップ１側及び駆動用ＩＣチップ２側のボンディング
パッドである。
【００１５】このように、ＬＥＤアレイチップ１を駆動
用ＩＣチップ２に嵌入し、絶縁膜を塗布して平坦化する
ことによりＬＥＤアレイチップ１のマウントステップが
完了する。
用ＩＣチップ２に嵌入し、絶縁膜を塗布して平坦化する
ことによりＬＥＤアレイチップ１のマウントステップが
完了する。
【００１６】次に、このウエーハ８表面に形成されたＬ
ＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２のそれぞれの
ボンディングパッド３，４上に図６に示されるような接
続用窓をエッチングにより形成する。また、ＬＥＤアレ
イチップの発光部５上の絶縁膜も同時にエッチングによ
り除去しておく。この時、ウエーハ８表面に塗布したポ
リイミド等の絶縁膜１１に感光性を有する材料を用いれ
ばフォトリソグラフィーにより容易に窓１８を形成する
ことができる。
ＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチップ２のそれぞれの
ボンディングパッド３，４上に図６に示されるような接
続用窓をエッチングにより形成する。また、ＬＥＤアレ
イチップの発光部５上の絶縁膜も同時にエッチングによ
り除去しておく。この時、ウエーハ８表面に塗布したポ
リイミド等の絶縁膜１１に感光性を有する材料を用いれ
ばフォトリソグラフィーにより容易に窓１８を形成する
ことができる。
【００１７】そして、窓１８が形成された後、フォトリ
ソグラフィー、金属蒸着、リフトオフ工程を経て、図６
に示されるようにＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチ
ップ２のそれぞれのボンディングパッド３，４が蒸着金
属７により接続される。なお、隣合う素子間の最小間隔
は理論的にはフォトリソグラフィーの最小解像線幅まで
縮小することが可能であるが、リフトオフ工程を行なう
ことを考慮して３μｍとしても光プリンタ用ＬＥＤアレ
イヘッドとしては約４０００ｄｐｉ程度の密度まで集積
度を向上させることが可能となる。
ソグラフィー、金属蒸着、リフトオフ工程を経て、図６
に示されるようにＬＥＤアレイチップ１と駆動用ＩＣチ
ップ２のそれぞれのボンディングパッド３，４が蒸着金
属７により接続される。なお、隣合う素子間の最小間隔
は理論的にはフォトリソグラフィーの最小解像線幅まで
縮小することが可能であるが、リフトオフ工程を行なう
ことを考慮して３μｍとしても光プリンタ用ＬＥＤアレ
イヘッドとしては約４０００ｄｐｉ程度の密度まで集積
度を向上させることが可能となる。
【００１８】接続ステップが完了した後、ダイシングに
より各チップ単位で分離し、更にボードの上に一直線上
に配列させることにより前述した図１に示される高密度
ＬＥＤアレイヘッドが製造される。
より各チップ単位で分離し、更にボードの上に一直線上
に配列させることにより前述した図１に示される高密度
ＬＥＤアレイヘッドが製造される。
【００１９】このように、本実施例においては駆動用Ｉ
Ｃチップに溝をエッチング形成し、この溝にＬＥＤアレ
イチップを嵌入して平坦化し、さらに金属蒸着によりＬ
ＥＤアレイチップと駆動用ＩＣチップとを接続するので
あり、ワイヤーボンディング工程を不要として高密度化
を図ることが可能となる。
Ｃチップに溝をエッチング形成し、この溝にＬＥＤアレ
イチップを嵌入して平坦化し、さらに金属蒸着によりＬ
ＥＤアレイチップと駆動用ＩＣチップとを接続するので
あり、ワイヤーボンディング工程を不要として高密度化
を図ることが可能となる。
【００２０】図７には本発明の他の実施例の斜視図が示
されており、本実施例においては駆動用ＩＣチップ２に
形成した溝９の中にボンディングパッドのないＬＥＤア
レイチップ１を嵌入して配列し、ポリイミド等の絶縁膜
を用いて平坦化する。そして、絶縁膜上に接続用の窓を
形成する。この時、ＬＥＤアレイチップ１上に形成され
た発光素子部５上の絶縁膜はすべて除去する。
されており、本実施例においては駆動用ＩＣチップ２に
形成した溝９の中にボンディングパッドのないＬＥＤア
レイチップ１を嵌入して配列し、ポリイミド等の絶縁膜
を用いて平坦化する。そして、絶縁膜上に接続用の窓を
形成する。この時、ＬＥＤアレイチップ１上に形成され
た発光素子部５上の絶縁膜はすべて除去する。
【００２１】更に、金属蒸着により各発光素子部５と対
応する駆動用ＩＣのボンディングパッド４とを接続しメ
タルアロイを行う。
応する駆動用ＩＣのボンディングパッド４とを接続しメ
タルアロイを行う。
【００２２】このように本実施例ではＬＥＤアレイチッ
プ１上にボンディングパッドがなくても発光素子部５と
駆動用ＩＣとを接続することができ、従ってＬＥＤアレ
イチップ１上にボンディングパッドを配置させる必要が
ないのでＬＥＤアレイチップ１の幅を従来に比べ格段に
狭めることができ、生産コストを下げることができる。 なお、上記各実施例は半導体デバイスとしてＬＥＤ
アレイチップ、ＩＣチップとしてＬＥＤ駆動用ＩＣチッ
プを例にとり説明したが、本発明はもちろんこれに限定
されることはない。例えば図８には半導体デバイスとし
て発光素子１４と受光素子１５を用い、発光素子側ボン
ディングパッド１６と受光素子側ボンディングパッド１
７をそれぞれ駆動用ＩＣ６に接続して相互に通信を行う
モジュールにも適用することができる。
プ１上にボンディングパッドがなくても発光素子部５と
駆動用ＩＣとを接続することができ、従ってＬＥＤアレ
イチップ１上にボンディングパッドを配置させる必要が
ないのでＬＥＤアレイチップ１の幅を従来に比べ格段に
狭めることができ、生産コストを下げることができる。 なお、上記各実施例は半導体デバイスとしてＬＥＤ
アレイチップ、ＩＣチップとしてＬＥＤ駆動用ＩＣチッ
プを例にとり説明したが、本発明はもちろんこれに限定
されることはない。例えば図８には半導体デバイスとし
て発光素子１４と受光素子１５を用い、発光素子側ボン
ディングパッド１６と受光素子側ボンディングパッド１
７をそれぞれ駆動用ＩＣ６に接続して相互に通信を行う
モジュールにも適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体デ
バイスとＩＣチップの実装方法によれば、ワイヤボンデ
ィング工程を不要とし高密度のモジュールを得ることが
できる効果がある。
バイスとＩＣチップの実装方法によれば、ワイヤボンデ
ィング工程を不要とし高密度のモジュールを得ることが
できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の平面図である。
【図２】同実施例の溝形成説明図である。
【図３】同実施例のＬＥＤアレイチップの嵌入説明図で
ある。
ある。
【図４】同実施例のウエーハ説明図である。
【図５】同実施例の平坦化説明図である。
【図６】同実施例の窓形成説明図である。
【図７】本発明の他の実施例の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例の平面図である。
【図９】従来の実装方法による光プリンタ用ＬＥＤアレ
イヘッドの平面図である。
イヘッドの平面図である。
１ ＬＥＤアレイチップ
２ 駆動用ＩＣチップ
６ 駆動用ＩＣ
７ 蒸着金属
８ シリコンウエーハ
９ 溝
１８ 接続用窓
Claims (1)
- 【請求項１】ハイブリッド型モジュールにおける半導体
デバイスとＩＣチップの実装方法において、前記ＩＣチ
ップに前記半導体デバイスとほぼ同一サイズの溝を形成
するエッチングステップと、前記溝に前記半導体デバイ
スを嵌入し前記ＩＣチップと前記半導体デバイス間の断
差を除去するマウントステップと、前記半導体デバイス
と前記ＩＣチップとを金属蒸着により接続する接続ステ
ップと、を有することを特徴とする半導体デバイスとＩ
Ｃチップの実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079088A JPH04313283A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 半導体デバイスとｉｃチップの実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079088A JPH04313283A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 半導体デバイスとｉｃチップの実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04313283A true JPH04313283A (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=13680128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079088A Pending JPH04313283A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 半導体デバイスとｉｃチップの実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04313283A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004112136A1 (en) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic device |
| JP2006054309A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| TWI423488B (zh) * | 2010-07-12 | 2014-01-11 | Optromax Electronics Co Ltd | 發光二極體封裝結構 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP3079088A patent/JPH04313283A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004112136A1 (en) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic device |
| JP2006054309A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| TWI423488B (zh) * | 2010-07-12 | 2014-01-11 | Optromax Electronics Co Ltd | 發光二極體封裝結構 |
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