JPH10107079A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10107079A
JPH10107079A JP8260472A JP26047296A JPH10107079A JP H10107079 A JPH10107079 A JP H10107079A JP 8260472 A JP8260472 A JP 8260472A JP 26047296 A JP26047296 A JP 26047296A JP H10107079 A JPH10107079 A JP H10107079A
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JP
Japan
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solder
wiring board
semiconductor chip
semiconductor device
semiconductor
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Pending
Application number
JP8260472A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Komura
敦 小村
Shuichi Ishiwata
修一 石綿
Tsutomu Ohara
務 大原
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
Priority to JP8260472A priority Critical patent/JPH10107079A/ja
Publication of JPH10107079A publication Critical patent/JPH10107079A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/072Connecting or disconnecting of bump connectors
    • H10W72/07251Connecting or disconnecting of bump connectors characterised by changes in properties of the bump connectors during connecting
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/20Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10W72/20Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • H10W72/281Auxiliary members
    • H10W72/287Flow barriers

Landscapes

  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基板上の導体パターンへのハンダの流れ
出しを抑制し、半導体装置をハンダの融点よりも高い温
度環境にさらされても、半導体チップと配線基板との接
続不良が発生しない半導体装置を提供すること。 【解決手段】 電極5上に配線基板との電気的な接続を
行うためのハンダバンプを有する半導体チップ4と、半
導体チップ4の電極の配置に対応する位置に配した実装
パッド2の周辺にソルダーレジストでソルダーダム3を
形成した配線基板1と、半導体チップ4と配線基板1と
の間に注入するための封止樹脂11とを有し、封止樹脂
11は半導体チップ4と配線基板1との間および配線基
板1上にソルダーレジストで形成したソルダーダム3を
覆うように注入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップと配線
基板との接続構造に係わり、とくに半導体チップと配線
基板との接続にハンダを使ったフリップチップ実装を用
いて半導体チップの電極と配線基板の実装パッドとの接
続を行う半導体装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップと配線基板との接続にハン
ダバンプを使ったフリップチップ実装の従来技術として
たとえば特開平5−74858号公報が挙げられる。
【0003】従来技術のハンダバンプを使ったフリップ
チップ実装を用いた半導体装置の構造について図7〜図
9を用いて説明する。図7は配線基板を半導体チップ搭
載側から見た平面図である。
【0004】配線基板12上に形成された実装パッド部
16は実装パッド13とこの実装パッド13につながる
導体パターン14とを有する。ここで導体パターン14
の一部には、他の導体パターン14よりもパターン幅を
細く形成したくびれ部15がある。このくびれ部15は
実装パッド13にハンダ接続されたハンダをこのくびれ
部15において導体パターン14への流れ出しを阻止す
ることを目的に作られている。
【0005】図8は半導体チップの断面図である。半導
体チップ17は電極18以外は窒化シリコン(SiN)
の絶縁膜19で覆われ、外部とは電気的に絶縁されてい
る。半導体チップ17の電極18上に蒸着法やスパッタ
リング法を用いてバリアメタル層20を形成し、バリア
メタル層20の上にハンダをメッキ法やマスク蒸着法を
用いてを堆積させ、その後ハンダの融点より高い温度で
加熱し、ハンダバンプ21を形成する。半導体チップ1
7には配線基板12の実装パッド13と対応する位置に
ハンダバンプ21を形成している。
【0006】図9は半導体装置の従来構造の断面図であ
る。半導体チップ17に形成したハンダバンプ21を溶
融して、配線基板12上の実装パッド13との接続を行
っている。接続の際、溶融したハンダは実装パッド部1
6上に濡れ広がる。封止樹脂24は半導体チップ17と
配線基板12との間に注入している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体装置はハンダを溶融して接続を行う際、ハンダ
が実装パッドから導体パターンへ流れ出してしまう。こ
れはくびれ部を形成してもハンダの流れ出しを抑えるこ
とはかなり難しい。それに加えて半導体装置に半導体チ
ップと他の部品とを混載したり、半導体チップ以外の部
品のリペアーを行う際、そのたびに半導体チップのハン
ダは融点以上の環境下に置かれるので、図12のように
溶融したハンダが導体パターンを伝わって封止樹脂で覆
った部分より外部に流れ出してしまう。そして最悪の場
合、接続していたハンダ内部に空洞部分を作ってしま
い、半導体チップと配線基板との接続不良が発生する。
【0008】本発明の目的は、上記の課題を解決して、
配線基板上の導体パターンへのハンダの流れ出しを抑制
し、半導体装置をハンダの融点よりも高い温度環境にさ
らされても、半導体チップと配線基板との接続不良が発
生しない半導体装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の半導体装置は、電極上に配線基板との
電気的な接続を行うためのハンダバンプを有する半導体
チップと、半導体チップの電極の配置に対応する位置に
配した実装パッドの周辺にソルダーレジストでソルダー
ダムを形成した配線基板と、半導体チップと配線基板と
の間に注入するための封止樹脂とを有し、封止樹脂は半
導体チップと配線基板との間および配線基板上にソルダ
ーレジストで形成したソルダーダムを覆うように注入す
ることを特徴とする。
【0010】本発明の半導体装置においては、配線基板
上に形成した実装パッドの周辺にソルダーレジストで形
成したソルダーダムを備えていることと、封止樹脂を半
導体チップと配線基板との間および配線基板上に形成し
たソルダーダムを覆うように注入することで、接続時の
ハンダの形状が維持できる。よって半導体装置完成後に
ハンダが溶融する環境下に置かれても、溶融したハンダ
を導電パターンへ濡れ出したことによる半導体チップと
配線基板との接続不良を防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の半導
体装置を実施するための最良の実施形態における半導体
装置の構成の説明を行う。図1は本発明の半導体装置を
示す断面図である。この半導体装置は半導体チップ4と
配線基板1および半導体チップ4と配線基板1との間に
注入する封止樹脂11で構成している。
【0012】図2は本発明に用いた配線基板を半導体チ
ップ搭載側から見た平面図、図3は配線基板の断面図で
ある。配線基板1は、サブトラクティブ法を用いて実装
パッド2と導体パターン(図中に記載無し)とを形成す
る。実装パッド2の位置は、半導体チップ4に形成され
ているの電極5の配置に対応するように形成する。
【0013】ソルダーダム3は紫外線硬化型液状フォト
ソルダーレジストを配線基板1全面にスクリーン印刷法
で塗布し、実装パッド2周辺部のみのパターンが露出す
るように作製したパターンマスクを配線基板1上にあ
て、紫外線露光し、現像を行い実装パターン2を露出
し、実装パッド2に隣接するように残した液状フォトソ
ルダーレジストでソルダーダム3を形成する。
【0014】ソルダーダム3の幅Lの寸法は半導体チッ
プ4に形成するハンダバンプ8の直径と同寸法から直径
の2倍の寸法以内の幅にする。実装パッド2の形状は図
1のような円形の他に正方形や長方形等でも良い。これ
は配線基板12上のパターンの引き回しによって使い分
ければ構わない。ただし、すべての実装パッド2の面積
は、同じ面積にする必要がある。
【0015】実装パッド2の表面は半導体チップ実装時
にハンダの濡れ性を良好にするために、無電解Ni/A
uメッキを施している。
【0016】図4は半導体チップの断面図である。半導
体チップ4は電極5以外を窒化シリコン(SiN)など
の絶縁性被膜である絶縁膜6で覆われ外部とは電気的に
絶縁されている。半導体チップ4の電極5上に蒸着法や
スパッタリング法等を用いてバリアメタル層7を形成
し、バリアメタル層7の上にハンダをメッキ法やマスク
真空蒸着法を用いて形成し、その後ハンダの融点より高
い温度で加熱し、ハンダバンプ8を形成する。このバン
プのハンダは共晶ハンダである。
【0017】半導体チップ4の電極5と配線基板1の実
装パッド2の電気的な接続は半導体チップ4に形成した
ハンダバンプ8を接続時に溶融し、実装パッド2との接
続を行う。配線基板1上に形成したソルダーダム3は導
体パターンへのハンダ10の流れ出しを抑制している。
【0018】封止樹脂11は半導体チップ4と配線基板
1との間および配線基板2上に形成したソルダーダム3
すべてを覆うように注入する。封止樹脂11は接続部の
接続信頼性、半導体チップ4や配線基板1に形成された
回路に対する耐湿性向上などを目的に使用している。
【0019】封止樹脂11にはエポキシ樹脂をベースに
アルミナやシリカなどのフィラーを混入して構成してい
る。フィラー量の割合は30重量%から60重量%で混
入している。
【0020】つぎに図1に示す本発明の半導体装置の構
造を形成するための製造方法を図1と図5と図6とを用
いて簡単に説明する。
【0021】図5のように半導体チップ4に形成したハ
ンダバンプ8の先端にハンダバンプ4表面の酸化膜を清
浄化とハンダ濡れ性を良くするためにフラックス9を転
写法を用いて供給する。
【0022】半導体チップ4に形成したハンダバンプ8
の配置と配線基板1の実装パッド2の配置との位置合わ
せ行い、位置を合わせた後に半導体チップ4を配線基板
1上に設置する。その後、窒素雰囲気リフロー炉を用い
て、ハンダバンプ10の融点(183℃)よりも高い温
度で加熱し、ハンダバンプ10を溶融する。この溶融し
たハンダ10で図6のように半導体チップ4の電極5と
配線基板1の実装パッド2との接続を行う。
【0023】接続したハンダ10の周囲や配線基板1と
半導体チップ4との間に残っているフラックス残渣を取
り除くために溶剤等を使用して洗浄を行う。
【0024】そして、配線基板1と半導体チップ4との
間と、実装パッド2上のハンダ10周りと、ソルダーダ
ム3を覆うように封止樹脂11を注入し、硬化させて図
1のような半導体装置を作製する。
【0025】
【発明の効果】フリップチップ実装の接続に使うハンダ
バンプが融点の低い共晶ハンダを用いた半導体装置にお
いて、配線基板に形成したソルダーダムと半導体チップ
と配線基板との間、実装パッドから導体パターンへの流
れ出しソルダーレジストで形成したソルダーダムで流れ
止まったハンダ周りおよびソルダーダムを封止樹脂で覆
うことで、半導体装置を他の部品と混載したり、半導体
チップ以外の部品のリペアーを行う際、そのたびに半導
体チップのハンダは融点以上の環境下に置かれても、接
続に使うハンダが溶融しても外部に流れ出すことがな
い。したがって、本発明の半導体装置においては、半導
体チップと配線基板との電気的接続が安定して得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における半導体装置を示す
断面図である。
【図2】本発明の実施の形態における半導体装置を構成
する配線基板を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態における半導体装置を構成
する配線基板を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における半導体装置を構成
する半導体チップを示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態における半導体装置を構成
する半導体チップにフラックスを供給した状態を示す断
面図である。
【図6】本発明の実施の形態における半導体装置を構成
する半導体チップが配線基板と接続した状態を示す断面
図である。
【図7】従来技術における半導体装置を構成する配線基
板を示す平面図である。
【図8】従来技術における半導体装置を構成する半導体
チップの断面図である。
【図9】従来技術における半導体装置を示す断面図であ
る。
【図10】従来技術における半導体装置の不良状態を説
明するために示す断面図である。
【符号の説明】 1 配線基板 2 実装パッド 3 ソルダーダム 4 半導体チップ 10 ハンダ 11 封止樹脂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極上に配線基板との電気的な接続を行
    うためのハンダバンプを有する半導体チップと、半導体
    チップの電極の配置に対応する位置に配した実装パッド
    の周辺にソルダーレジストでソルダーダムを形成した配
    線基板と、半導体チップと配線基板との間に注入するた
    めの封止樹脂とを有し、封止樹脂は半導体チップと配線
    基板との間および配線基板上にソルダーレジストで形成
    したソルダーダムを覆うように注入することを特徴とす
    る半導体装置。
JP8260472A 1996-10-01 1996-10-01 半導体装置 Pending JPH10107079A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8260472A JPH10107079A (ja) 1996-10-01 1996-10-01 半導体装置

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JPH10107079A true JPH10107079A (ja) 1998-04-24

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ID=17348430

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030084513A (ko) * 2002-04-27 2003-11-01 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드의 플립칩 공정방법
KR100908674B1 (ko) * 2006-06-15 2009-07-22 알프스 덴키 가부시키가이샤 회로기판의 제조방법 및 그 회로기판 및 그 회로기판을이용한 회로모듈
CN105112812A (zh) * 2014-12-02 2015-12-02 铜陵翔宇商贸有限公司 一种低铬耐磨球及其加工工艺

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