JPH0574857A

JPH0574857A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0574857A
Application number: JP25983691A
Authority: JP
Inventors: Toshio Miyamoto; 俊夫宮本; Shigeru Ishii; 滋石井; Tomio Yamada; 富男山田; Mayumi Kaneko; 真弓金子; Takashi Oba; 高志大馬; Tadaki Sakuraba; 忠基桜庭
Original assignee: Hitachi Ltd; Akita Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Akita Electronics Systems Co Ltd
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】熱膨張係数差に伴う応力による接続端子にお
けるクラックや剥離の発生を防止する。【構成】基板２１にシリコンペレット１１がＣＣＢさ
れた半導体装置において、接続端子３４を軟質のシリコ
ーンゴムから成るバンプ本体１７を基礎にして構築す
る。【効果】アルミナセラミックとシリコンとの熱膨張係
数差に基づく熱的変動時における基板２１とペレット１
１との変形量の差を、軟質バンプ本体１７の弾性変形に
よって吸収することができるため、その変形量差によっ
て接続端子３４に作用する応力を抑止ないしは抑制する
ことができる。その結果、ＣＣＢによって形成された接
続端子３４における剥離やクラックの発生を未然に防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特に、半
導体ペレット（以下、ペレットまたはチップという。）
がフリップチップ方式により絶縁基板（以下、単に基板
という。）にボンディングされている半導体装置に関
し、例えば、集積回路が作り込まれたペレットが基板上
にコントロールド・コラップス・リフロー・ボンディン
グ（以下、ＣＣＢという。）により機械的かつ電気的に
接続されている半導体装置に利用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フリップチップ法とは、チップを裏返し
にしてその表面または基板に形成された接続端子を用い
てボンディングする、いわゆるフェイスダウンボンディ
ングすることから与えられた呼称である。フリップチッ
プ法には形成するその接続端子の形態によって、チップ
に金属ボールをつけるボール方式、アルミニウムあるい
は銀合金により突起電極をつけるバンプ方式、あるいは
基板にペデスタルをつけるペデスタル方式等がある。

【０００３】ボール方式によるフリップチップの構造の
特徴は、相当厚い低融点ガラスをチップの保護膜として
いることと、電極接続用のバンプ（突起電極、Ｂｕｍ
ｐ）がＮｉとＡｕメッキされたＣｕボールの表面を被覆
したはんだ（Ｐｂ−Ｓｎ）から形成されていることにあ
る。製法はまず、Ａｌ電極を形成した従来のプレーナ素
子の表面を保護用ガラスで被覆する。次いで、電極部の
ガラス膜を除去し、Ｃｒ−Ｃｕ−Ａｕの多層金属で電極
下地を形成し、この上にＮｉとＡｕのメッキしたＣｕボ
ールをおいてはんだにて溶着したバンプを形成する。こ
の方法は、Ｃｕボールを介して接続するので、電極数の
多いチップに対しては不向きである。

【０００４】そこで、この方式の改良形に、同じくコン
トロールド・コラップス・リフローチップがある。これ
は、前記方式のＣｕボールに代えて、Ｓｎ−Ｐｂを用い
て半球状のバンプを形成したものである。バンプはバリ
ヤ金属（Ｃｒ−Ｃｕ−Ａｕ）を介してＡｌパッド上に形
成されている。ボンディングにあたってはんだの流れす
ぎを防止するため、内部配線と接続しないパッドを持っ
たチップも考え出されている。

【０００５】ＡｌあるいはＡｇ−Ｓｎバンプによるフリ
ップチップは、Ａｌ、Ａｇ合金は加工がし易いことや、
ボンディング条件が得やすいことなどの点から用いられ
ている。製法は内部配線を形成したウエハにガラス膜あ
るいはＳｉＯ₂膜を被覆し、ホトレジスト技術で電極用
窓をあけるまでは前記ボール方式と同様である。次に、
ＣｒあるいはＴｉを接着用金属として薄く蒸着した後、
バンプ金属を付着し、バンプ部分を残してエッチング除
去して形成する。バンプ金属の付着厚は、エッチング歩
留りとボンディング性とのかねあいで決められ、一般に
は２５μｍ程度である。また、バンプの大きさはチップ
寸法で制限される。Ａｌ、Ａｇ−Ｓｎの代わりにはんだ
を用いたフリップチップもある。

【０００６】なお、フリップチップ技術を述べてある例
としては、株式会社工業調査会発行「ＩＣ化実装技術」
昭和５５年１月１５日発行Ｐ８１、Ｐ１０３〜Ｐ１０
５、がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフリッ
プチップ方式による半導体装置においては、ペレットと
基板との熱膨張係数の差により接続端子部分に繰り返し
の応力が作用するため、ペレットの基板へのボンディン
グ時や、半導体装置の稼働時における温度サイクルによ
って、接続端子部分に剥離やクラックが発生するという
問題点がある。

【０００８】そこで、熱膨張係数差による熱応力を緩和
するために、基板の熱膨張係数をペレットの熱膨張係数
に可及的に合わせる工夫がなされている。この解決手段
による場合には、基板の選定条件が熱膨張係数によって
確定されるため、熱伝導率や絶縁性能、誘電率、配線と
の密着性、吸湿性等々の熱膨張係数以外の他の物性が優
れている材料を基板形成材料として使用することができ
ないという問題点がある。

【０００９】本発明の目的は、熱膨張係数についての基
板に対する制限を回避しつつ、熱膨張係数差に伴う応力
による接続端子におけるクラックや剥離の発生を防止す
ることができる半導体装置を提供することにある。

【００１０】なお、バンプを有するペレットを実装基板
に実装する実装技術として、実装基板に異方導電性フイ
ルムを接合し、この異方導電性フイルム上のにペレット
をバンプ群を当接させて載せるとともに、光硬化形の接
着材の収縮により各バンプを異方導電性フイルムに押接
させることにより、ペレットを実装基板に各バンプおよ
び異方導電性フイルムによる電気経路を通じて電気的に
接続する技術が、提案されている。

【００１１】しかし、この異方導電性フイルムが使用さ
れた半導体装置においては、ペレットと基板との電気的
接続は各バンプと異方導電性フイルムとの接触により確
保されることになるため、接続の信頼性が低く、しか
も、電極間ピッチは異方導電性フイルムの性能に制約さ
れるという問題点がある。

【００１２】本発明の第２の目的は、ペレットと基板と
を確実に電気的に接続することができるとともに、電極
間ピッチを小さく設定することができる半導体装置を提
供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１５】すなわち、電子回路が作り込まれた半導体
ペレットが、絶縁基板に接続端子を介して機械的かつ電
気的に接続されている半導体装置において、前記接続端
子は、前記半導体ペレットの電極パッドにバンプ本体が
軟質材料が用いられて突設されているとともに、この本
体の表面に導体被膜が電極パッドに電気的に接続するよ
うに被着されて成るバンプが絶縁基板のパッドにはんだ
付けされることにより形成されていることを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】前記した手段によれば、バンプ本体が軟質材料
により形成されているため、半導体ペレットと基板との
熱膨張係数差によって発生する機械的応力は、バンプ本
体における変形によって吸収される。このバンプ本体に
よる変形吸収作用によって、半導体ペレットと基板との
熱膨張係数差に基づいて発生した応力が接続端子へ集中
するのを防止することができるため、接続端子に剥離や
クラックが発生するのを未然に防止することができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体装置を
示す拡大部分断面図、図２はそれに使用されている半導
体ペレットを示す斜視図、図３はその拡大部分断面図、
図４、図５および図６はバンプ形成工程を示す拡大部分
平面図および各拡大部分縦断面図、図７は図１の半導体
装置に使用されている基板を示す一部切断斜視図、図８
はその拡大部分断面図、図９および図１０は応力発生防
止作用を説明するための各説明図である。

【００１８】本実施例において、本発明に係る半導体装
置は、集積回路が作り込まれた半導体ペレットとしての
シリコンペレット（以下、ペレットという。）１１が、
コンピュータモジュール基板（以下、基板という。）２
１にＣＣＢによって形成された複数個の接続端子３４に
より機械的かつ電気的に接続されているものとして構成
されている。この半導体装置の最大の特徴は、前記接続
端子３４は、前記半導体ペレット１１の電極パッド１４
にバンプ本体１７が軟質材料が用いられて突設されてい
るとともに、このバンプ本体１７の表面に導体被膜１９
が電極パッド１６Ａに電気的に接続するように被着され
て成るバンプ１２が絶縁基板２１のパッド３２にはんだ
付けされることにより形成されている点にある。

【００１９】そして、この半導体装置は、次のような製
造方法により製造されている。以下、この半導体装置の
製造方法を説明する。この説明により、前記半導体装置
についての構成の詳細が明らかにされる。

【００２０】本実施例においては、図２に示されている
ペレット１１が使用され、ペレット１１の接続側主面に
は接続端子３４を形成するためのバンプ１２が複数個、
所定の間隔を置いて配列されて形成されている。ペレッ
トおよびバンプの製造作業は、半導体装置の製造工程に
おける所謂前工程において、ウエハの形態で実施され
る。以下、バンプ１２の形成工程を主体にして、ペレッ
トの製造工程を簡単に説明する。

【００２１】所謂、半導体装置の製造工程における前工
程においては、ウエハの形態で、所望の集積回路（図示
せず）が各ペレット１１に対応するように作り込まれ
る。次いで、電気配線形成工程において、集積回路の絶
縁膜１３上には電気配線１４が形成される。この電気配
線１４の形成作業はアルミニウムが用いられて、スパッ
タリングや蒸着等の適当な薄膜形成処理およびリソグラ
フィー処理により実施される。電気配線１４上にはパッ
シベーション膜１５が被着される。通例、このパッシベ
ーション膜１５はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の
硬質の絶縁膜により構成されている。

【００２２】このパッシベーション膜１５にはスルーホ
ール１６が複数個（本実施例においては、９個）が、互
いに間隔を置かれた所定の箇所に配列されてそれぞれ開
設される。本実施例において、図４に示されているよう
に、各スルーホール１６は外周直径が２００μｍで、内
周直径が１５０μｍの円形リング形状に形成されてい
る。開設された各スルーホール１６の底面には所定の電
気配線１４が露出されており、したがって、スルーホー
ル１６により電極パッド１６Ａが実質的に構成されてい
る。このスルーホール１６の開設作業は、リソグラフィ
ー処理により選択的に実施される。

【００２３】その後、バンプ形成工程において、薄膜形
成処理およびリソグラフィー処理等が用いられて、ペレ
ット１１の各スルーホール１６にはバンプ１２が各電極
パッド１６Ａ、すなわち、電気配線１４に電気的に接続
するようにそれぞれ形成される。本実施例において、図
３に示されているように、バンプ１２は絶縁性を有する
軟質材料が用いられて半球形状に突設されているバンプ
本体１７と、バンプ本体１７からリング形状のスルーホ
ール１６の外側にわたって形成されている下地層１８
と、下地層１８を介してバンプ本体１７からスルーホー
ル１６の外側にわたって被着され、電極パッド１６Ａ、
すなわち、電気配線１４に電気的に接続されている導体
被膜１９と、導体被膜１９の表面に被着された予備はん
だ層２０とから構成されている。

【００２４】バンプ本体１７は絶縁性を有する軟質材料
としてシリコーンゴムが用いられてポッティング成形法
により、図４および図５に示されているように、スルー
ホール１６の内側円板形状部分の上に半球形状に形成さ
れている。すなわち、液状のシリコーンゴムがスルーホ
ール１６の内側円板形状部にポッティングされると、そ
の表面張力によりスルーホール１６の円板形状を半径と
する半球状のバンプ本体１７が形成されることになる。

【００２５】このようにしてバンプ本体１７が形成され
た後、図５に示されているように、半球体のバンプ本体
１７から円形リング形状のスルーホール１６の外側にわ
たって、下地層１８が構成材料としてクロム（Ｃｒ）を
用いられて、各スルーホール１６の外方がマスキングさ
れた状態で蒸着方法により、厚さが、約５０ｎｍになる
ように被着される。

【００２６】続いて、図６に示されているように、クロ
ム下地層１８上に導体被膜１９が、構成材料として銅
（Ｃｕ）を用いられて同様な蒸着方法により、厚さが、
約２０μｍになるように被着される。

【００２７】次いで、図３に示されているように、予備
はんだ層２０が、後述するＣＣＢを効果的に実行し得る
融点を有するはんだ材料を構成材料として用いられて、
同様な蒸着方法により、厚さが、約２μｍになるように
被着される。

【００２８】以上のようにして、ペレット１１およびバ
ンプ１２が形成されたウエハは、ダイシング工程におい
て各ペレット１１にそれぞれ分割される。ダイシングさ
れた後のペレット１１は、後記する基板２１上のペレッ
ト搭載領域に対応する微小な平板形状に形成されてい
る。

【００２９】他方、本実施例においては、図７および図
８に示されているような基板２１が使用されている。次
に、基板２１の構成について説明する。

【００３０】基板２１はアルミナセラミックが用いられ
て形成されたベース２２を備えており、ベース２２はコ
ンピュータモジュール基板として供され得るように適当
な強度および大きさを有する四角形のボード形状に形成
されている。本実施例において、ベース２２の構成材料
としてはアルミナセラミックを用いたが、これに限ら
ず、炭化シリコンや、ムライト、窒化アルミニウム等の
セラミック、さらには、エポキシ樹脂等々の絶縁材料を
用いることができる。

【００３１】ベース２２上には第１絶縁層２３が積層さ
れており、この第１絶縁層２３はポリイミド樹脂が用い
られてフィルム状に形成されている。この第１絶縁層２
３上には第１電気配線（以下、第１配線という。）２４
が所望の形状にパターニングされて配線されている。本
実施例において、第１配線２４は、第１絶縁層２３上に
銅箔が密着金属としてチタンが用いられて接合され、リ
ソグラフィー処理により選択的にパターニングされるこ
とにより形成されている。

【００３２】また、第１絶縁層２３上には第２絶縁層２
５が積層されており、この第２絶縁層２５は第１絶縁層
２３と同様、ポリイミド樹脂が用いられてフィルム状に
形成されている。この第２絶縁層２５上には第２電気配
線（以下、第２配線という。）２６が所望の形状にパタ
ーニングされて配線されている。この第２配線２６は、
第１配線２４と同様に形成されている。

【００３３】さらに、第２絶縁層２５にはスルーホール
２７が複数本、リソグラフィー処理により開設されてお
り、各スルーホール２７は第１配線２４の所定の電極部
分をそれぞれ露出するようになっている。各スルーホー
ル２７にはスルーホール導体２８が第１配線２４と同種
の導電材料が用いられて、蒸着法やスパッタリング法、
めっき法等の適当な手段によりそれぞれ充填されてい
る。そして、各スルーホール導体２８は一端（以下、下
端とする。）が第１配線２４の各電極部に電気的に接続
された状態になっているとともに、上端が第２絶縁層２
５上に露出した状態になっている。

【００３４】図７および図８に示されているように、第
２絶縁層２５上には保護絶縁層２９が積層されており、
この保護絶縁層２９は横弾性率の小さい絶縁材料の一例
であるポリイミド樹脂が用いられて、比較的厚く形成さ
れている。ちなみに、本実施例において、保護絶縁層２
９は、厚さが約２００μｍ、に逐次積層によって形成さ
れている。

【００３５】保護絶縁層２９には第２のスルーホール３
０が複数本、リソグラフィー処理により開設されてお
り、各第２スルーホール３０は、第１配線２４の各スル
ーホール導体２８、および、第２配線２６の所定の電極
部分をそれぞれ露出するようになっている。各第２スル
ーホール３０には第２のスルーホール導体３１が各配線
２４、２６と同種の材料が用いられて、蒸着法やスパッ
タリング法、めっき法等の適当な手段により充填されて
いる。そして、各スルーホール導体３１は、下端が各第
１スルーホール導体２８および第２配線２６の各電極に
電気的にそれぞれ接続された状態になっているととも
に、上端が保護絶縁層２９上に露出した状態になってい
る。

【００３６】各第２スルーホール導体３１の上端部には
ＣＣＢ用のパッド３２がそれぞれ形成されている。この
パッド３２上には前記バンプ１２における予備はんだ層
２０との濡れ性が良好になるように予備はんだ層３３が
形成されている。そして、各パッド３２は前記ペレット
１１における各バンプ１２と対応するように配列されて
いるとともに、この配列群が基板２１に搭載されるペレ
ット１１の個数分、配置されている。本実施例におい
て、パッド３２群は、バンプ１２間距離で１０ｍｍ角の
ペレット１１を、ペレット１１の配置ピッチが、１２ｍ
ｍになるように配置されている。

【００３７】以上のようにして製造された基板２１に
は、ＣＣＢ工程において、各パッド３２群列毎に前記構
成に係るペレット１１がギャングボンディングされる。
すなわち、予備はんだ処理が施された各パッド３２にバ
ンプ１２が適合するフェイスダウンの状態で、各ペレッ
ト１１が基板２１の各パッド３２群列に位置合わせされ
るとともに、仮接着される。

【００３８】この後、適当なリフロー処理により、各バ
ンプ１２およびパッド３２の予備はんだ層２０および３
３がそれぞれ溶融されることにより、各接続端子３４が
図１に示されているようにそれぞれ同時に形成される。
この接続端子３４群により、各ペレット１１は基板２１
に機械的に接続された状態になるとともに、その集積回
路が接続端子３４およびスルーホール導体３１、２８を
介して第１配線２４および第２配線２６に電気的に接続
された状態になる。このようにして、図１に示されてい
る半導体装置が製造されたことになる。

【００３９】次に作用を説明する。シリコンとアルミナ
セラミックとは熱膨張係数が異なる。すなわち、シリコ
ンの熱膨張係数は、約３．５〜４．０×１０^-6（１／°
Ｋ）、アルミナセラミックの熱膨張係数は、約７．２×
１０^-6（１／°Ｋ）である。また、低熱膨張のポリイミ
ド絶縁層の熱膨張係数は３．０〜５．０×１０^-6（１／
°Ｋ）、銅配線の熱膨張係数は、１７×１０^-6（１／°
Ｋ）である。そして、本実施例における基板２１の熱膨
張係数は、これらの合成値になり、アルミナセラミック
ベース２２の熱膨張係数と略等しくなる。

【００４０】このため、ペレット１１と基板２１とが接
続端子３４により剛構造的に結合されていると、ＣＣＢ
時、さらには、半導体装置の稼働時等において、大きな
熱的変動が作用した際、ペレット１１と基板２１との間
の膨張変形量および収縮変形量に大きな差が発生するこ
とにより、接続端子３４に応力が加わり、接続端子３４
に剥離や亀裂が発生するという問題点があることが、本
発明者によって明らかにされた。特に、ペレットサイズ
が１０ｍｍ□以上と大きくなった場合に、剥離や亀裂の
発生が顕著になる傾向がある。

【００４１】図９はこの剥離や亀裂発生のメカニズムを
説明するための説明図であり、ペレット１１が基板２１
にはんだバンプが用いられて形成された接続端子３５に
より剛構造的に結合されている従来例の状態が示されて
いる。

【００４２】図９に示されているように、例えば、ＣＣ
Ｂ時におけるペレット１１の膨張位置と、基板２１の膨
張位置とは、常温まで下がると、熱膨張係数の違いから
それぞれの収縮位置になろうとする。この時、ペレット
１１と基板２１との収縮差分が互いに影響し合って、歪
が発生し、応力がはんだバンプによる従来の接続端子３
５に作用する。

【００４３】今、ペレット１１が変形せず、基板２１が
変形した場合を考える。基板２１だけに変形が発生する
ということは、変形に対応（比例）する応力が発生す
る。その応力は不正な機械力として接続端子３５に加わ
り、それに相当する歪が接続端子３５に発生する。

【００４４】図９に接続端子３４における応力発生状況
が示されている。分かり易くするために、ペレット１１
は変形しないものとする。図９からも分かるように、ペ
レット１１の周辺部に位置する各接続端子３５において
大きな応力が発生する。

【００４５】ところが、従来のはんだバンプによる接続
端子３５はペレット１１の剛性の影響により基板２１の
変形に追従しきれないため、各接続端子３５は応力が接
続端子３５自体の強度や弾性変形、およびパッド３２と
の接着限界を越えると、クラックや剥離が生ずる。

【００４６】以上の原理に対して、本実施例において
は、図１０に示されているように、接続端子３４はシリ
コーンゴムを用いられて形成されたバンプ本体１７が基
礎になっているため、熱的変動時における熱膨張係数差
によるペレット１１と基板２１との変形量の差がバンプ
本体１７における弾性変形によって吸収される。その結
果、各接続端子３４の剥離やクラックの発生が防止され
る。

【００４７】すなわち、ＣＣＢ時、ペレット１１と基板
２１との熱膨張係数差から基板２１は図１０に示されて
いる状態に変形するが、本実施例においては、接続端子
３４が軟質のシリコーンゴムから成るバンプ本体１７の
上に構築されているため、図１０に示されているよう
に、接続端子３４全体が軟質のシリコーンゴムから成る
バンプ本体１７の弾性変形によって変形することによ
り、ペレット１１と基板２１との間の変形の相違を吸収
することになる。

【００４８】このようにして接続端子３４自体がペレッ
ト１１と基板２１との変形の相違を吸収するように弾性
変形するため、ペレット１１と基板２１との間に形成さ
れた接続端子３４には、接続端子３４の強度や弾性変形
限界、接着限界を越える応力が作用することはない。そ
の結果、接続端子３４に剥離やクラックが発生する現象
は未然に防止されたことになる。

【００４９】なお、本実施例に係る半導体装置につい
て、温度サイクル周期が、１サイクル／時間、温度範囲
が、−５０℃〜１００℃の温度サイクル試験を実施した
ところ、１０００サイクル後においても、シリコーンゴ
ムから成るバンプ本体１７を基礎にした接続端子３４に
おける熱疲労による断線は発生していなかった。

【００５０】前記実施例によれば次の効果が得られる。
基板にペレットがＣＣＢされた半導体装置におい
て、接続端子を軟質材料から成るバンプ本体を基礎にし
て構築することにより、アルミナセラミックとシリコン
との熱膨張係数差に基づく熱的変動時における基板とペ
レットとの変形量の差を、軟質バンプ本体の弾性変形に
よって吸収することができるため、その変形量差によっ
て接続端子に作用する応力を抑止ないしは抑制すること
ができ、その結果、ＣＣＢによって形成された接続端子
における剥離やクラックの発生を未然に防止することが
できる。

【００５１】ＣＣＢによる接続端子における剥離や
クラックの発生を防止することにより、ＣＣＢによる半
導体装置の歩留りを高めることができるとともに、その
品質および信頼性を高めることができる。

【００５２】軟質のバンプ本体をシリコーンゴムを
使用してポッティング成形法により形成することによ
り、コストアップを小さく抑制することができるととも
に、弾性限界がきわめて大きい軟質バンプ本体を構成す
ることができる。

【００５３】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５４】例えば、軟質バンプ本体を形成するための
軟質材料としては、シリコーンゴムを使用するに限ら
ず、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等、さらには、鉛等
の軟質金属等々を使用してもよい。

【００５５】軟質バンプ本体はポッティング成形法によ
り成形するに限らず、スクリーン印刷法やスプレー印刷
法、さらには、無電解めっき法や蒸着法等により形成し
てもよい。

【００５６】軟質バンプ本体の表面に被着する導体被膜
を形成するための材料としては、銅を用いるに限らず、
アルミニウム、金、パラジウム、白金およびその合金等
を用いてもよいし、接着用下地層を形成するための材料
としては、クロムを用いるに限らず、チタン等を用いて
もよい。

【００５７】電気配線層は、２層に形成するに限らず、
１層に形成してもよいし、３層以上に形成してもよい。

【００５８】ペレットを基板にフリップチップボンディ
ングする方法としては、ＣＣＢ法を使用するに限らず、
他のフリップチップ法を使用してもよい。

【００５９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるコンピ
ュータのモジュールに使用される半導体装置に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、ペレットが基板にフリップチップ法によりボンディ
ングされる半導体装置全般に適用することができる。特
に、本発明は、ペレットと基板との熱膨張係数の差が大
きく、しかも、ペレットサイズが大きい場合に適用し
て、優れた効果が得られる。

【００６０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００６１】基板にペレットがＣＣＢされた半導体装置
において、接続端子を軟質材料から成るバンプ本体を基
礎にして構築することにより、基板の構成材料とペレッ
トの構成材料との膨張係数差に基づく熱的変動時におけ
る基板とペレットとの変形量の差を、軟質バンプ本体の
弾性変形によって吸収することができるため、その変形
量差によって接続端子に作用する応力を抑止ないしは抑
制することができ、その結果、フリップチップ法によっ
て形成された接続端子における剥離やクラックの発生を
未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である半導体装置を示す拡大
部分断面図である。

【図２】それに使用されている半導体ペレットを示す斜
視図である。

【図３】その拡大部分断面図である。

【図４】バンプ形成工程のバンプ本体形成後を示す拡大
部分平面図である。

【図５】バンプ形成工程の下地層形成後を示す拡大部分
縦断面図である。

【図６】バンプ形成工程の導体被膜被着後を示す拡大部
分縦断面図である。

【図７】図１の半導体装置に使用されている基板を示す
一部切断斜視図である。

【図８】その拡大部分断面図である。

【図９】応力発生防止の作用を説明するための説明図で
ある。

【図１０】応力発生防止の作用を説明するための説明図
である。

【符合の説明】

１１…ペレット、１２…バンプ、１３…絶縁膜、１４…
電気配線、１５…パッシベーション膜、１６…スルーホ
ール、１６Ａ…電極パッド、１７…軟質バンプ本体、１
８…下地層、１９…導体被膜、２０…予備はんだ層、２
１…基板、２２…ベース、２３…第１絶縁層、２４…第
１電気配線（第１配線）、２５…第２絶縁層、２６…第
２電気配線（第２配線）、２７…スルーホール、２８…
スルーホール導体、２９…保護絶縁層、３０…第２のス
ルーホール、３１…スルーホール導体、３２…パッド、
３３…予備はんだ層、３４…接続端子、３５…従来のは
んだバンプによる接続端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田富男群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日立製作所高崎工場内 (72)発明者金子真弓群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日立製作所高崎工場内 (72)発明者大馬高志秋田県南秋田郡天王町字長沼64 アキタ電子株式会社内 (72)発明者桜庭忠基秋田県南秋田郡天王町字長沼64 アキタ電子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路が作り込まれた半導体ペレット
が、絶縁基板に接続端子を介して機械的かつ電気的に接
続されている半導体装置において、前記接続端子は、前記半導体ペレットの電極パッドにバ
ンプ本体が軟質材料が用いられて突設されているととも
に、この本体の表面に導体被膜が電極パッドに電気的に
接続するように被着されて成るバンプが絶縁基板のパッ
ドにはんだ付けされることにより形成されていることを
特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記電極パッドが環状に形成されている
とともに、前記バンプ本体がこの環状電極パッドの内側
に絶縁性を有する軟質材料が用いられて突設されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】前記バンプ本体が、絶縁性を有する軟質
の樹脂が用いられてポッティング成形法により形成され
ていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。