JPH10107084A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH10107084A
JPH10107084A JP8273948A JP27394896A JPH10107084A JP H10107084 A JPH10107084 A JP H10107084A JP 8273948 A JP8273948 A JP 8273948A JP 27394896 A JP27394896 A JP 27394896A JP H10107084 A JPH10107084 A JP H10107084A
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JP
Japan
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gold
circuit board
sub
semiconductor chip
bump
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Application number
JP8273948A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayasu Kizaki
正康 木崎
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10107084A publication Critical patent/JPH10107084A/en
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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
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or 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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/551Materials of bond wires
    • H10W72/552Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5522Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
    • 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
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/10Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
    • H10W74/15Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition on active surfaces of flip-chip devices, e.g. underfills

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップを回路基板上に金−金拡散接合
により搭載してなる半導体装置において、金−金拡散接
合のための金バンプの実質的な高さを容易に高くするこ
とができ、また金−金拡散接合のための熱圧着を比較的
小さい圧力で行うことができるようにする。 【解決手段】 サブ回路基板1の第1の接続パッド2上
の金バンプ10は金ワイヤにより形成されている。一
方、半導体チップ11の金バンプ16も金ワイヤにより
形成されている。そして、半導体チップ11は、その金
バンプ16をサブ回路基板1の金バンプ10に金−金拡
散接合されていることにより、サブ回路基板1上に搭載
されている。この場合、接合後の両金バンプ10、16
の合計高さを50μm程度以上とすることができる。ま
た、金純度の高い金ワイヤにより形成された金バンプ1
0、16の硬度は比較的低いので、金−金拡散接合のた
めの熱圧着を比較的小さい圧力で行うことができる。
(57) Abstract: In a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board by gold-gold diffusion bonding, the substantial height of gold bumps for gold-gold diffusion bonding is easily increased. And thermocompression bonding for gold-gold diffusion bonding can be performed at relatively low pressure. SOLUTION: A gold bump 10 on a first connection pad 2 of a sub circuit board 1 is formed by a gold wire. On the other hand, the gold bumps 16 of the semiconductor chip 11 are also formed by gold wires. The semiconductor chip 11 is mounted on the sub-circuit board 1 by gold-gold diffusion bonding of the gold bump 16 to the gold bump 10 of the sub-circuit board 1. In this case, the two gold bumps 10 and 16 after the bonding are used.
Can be about 50 μm or more. Further, a gold bump 1 formed by a gold wire having a high gold purity is used.
Since the hardnesses 0 and 16 are relatively low, thermocompression bonding for gold-gold diffusion bonding can be performed with a relatively small pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップを
回路基板上に金−金での金属拡散接合により搭載してな
る半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a semiconductor chip mounted on a circuit board by gold-gold diffusion bonding and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばCSP(chip size package)と呼
ばれるLSI等からなる半導体チップの実装技術では、
半導体チップを回路基板(メイン回路基板)上に直接実
装するのではなく、サブ回路基板を介して実装してい
る。この場合、サブ回路基板の平面サイズは半導体チッ
プの平面サイズとほぼ同じとなっている。
2. Description of the Related Art For example, in a mounting technology of a semiconductor chip such as an LSI called a CSP (chip size package),
Semiconductor chips are not mounted directly on a circuit board (main circuit board), but are mounted via a sub-circuit board. In this case, the plane size of the sub-circuit board is substantially the same as the plane size of the semiconductor chip.

【0003】図6は従来のこのような半導体装置の一例
を示したものである。サブ回路基板1は複数枚(例えば
3枚)のセラミック基板1aを積層したものからなって
いる。このサブ回路基板1の上面周辺部には、導電性ペ
ースト(例えば銀とパラジウムの混合ペースト、以下同
じ)を焼成硬化してなる複数個の第1の接続パッド2が
配列形成されている。サブ回路基板1の下面全体には、
導電性ペーストを焼成硬化してなる複数個の第2の接続
パッド3が格子状に配列形成されている。第1の接続パ
ッド2と第2の接続パッド3の相対応するもの同士は、
それぞれ、サブ回路基板1内に形成された、導電性ペー
ストを焼成硬化してなる内部導通部4を介して接続され
ている。第1の接続パッド2の上面には無電解メッキに
よりニッケルメッキ層5及び金メッキ層6がこの順で形
成されている。第2の接続パッド3の下面にはニッケル
メッキ層7、金メッキ層8及びハンダバンプ9がこの順
で形成されている。
FIG. 6 shows an example of such a conventional semiconductor device. The sub-circuit board 1 is formed by laminating a plurality of (for example, three) ceramic substrates 1a. A plurality of first connection pads 2 formed by baking and hardening a conductive paste (for example, a mixed paste of silver and palladium, the same applies hereinafter) are formed in the periphery of the upper surface of the sub-circuit board 1. On the entire lower surface of the sub-circuit board 1,
A plurality of second connection pads 3 formed by firing and curing the conductive paste are arranged in a grid. The corresponding ones of the first connection pad 2 and the second connection pad 3 are:
Each is connected via an internal conduction portion 4 formed by firing and curing a conductive paste formed in the sub-circuit board 1. On the upper surface of the first connection pad 2, a nickel plating layer 5 and a gold plating layer 6 are formed in this order by electroless plating. On the lower surface of the second connection pad 3, a nickel plating layer 7, a gold plating layer 8, and a solder bump 9 are formed in this order.

【0004】半導体チップ11は、チップ本体12の下
面周辺部に複数個の接続パッド13が配列形成され、接
続パッド13の中央部を除くチップ本体12の下面全体
に保護膜(パッシベーション膜)14が形成され、接続
パッド13の露出面下に下地金属層15を介して電解メ
ッキにより金バンプ16が形成された構造となってい
る。そして、半導体チップ11は、その金バンプ16を
サブ回路基板1の第1の接続パッド2上の金メッキ層6
に金−金での金属拡散接合がされていることにより、サ
ブ回路基板1上に搭載されている。この場合、半導体チ
ップ11とサブ回路基板1との間にはエポキシ樹脂等か
らなる樹脂封止材17が設けられている。
In the semiconductor chip 11, a plurality of connection pads 13 are arrayed and formed around the lower surface of the chip body 12, and a protective film (passivation film) 14 is formed on the entire lower surface of the chip body 12 except for the center of the connection pads 13. It has a structure in which a gold bump 16 is formed by electroplating under an exposed surface of the connection pad 13 via a base metal layer 15. Then, the gold bump 16 is formed on the gold plating layer 6 on the first connection pad 2 of the sub-circuit board 1.
Are mounted on the sub-circuit board 1 by gold-to-metal diffusion bonding. In this case, a resin sealing material 17 made of epoxy resin or the like is provided between the semiconductor chip 11 and the sub-circuit board 1.

【0005】メイン回路基板21は複数枚(例えば3
枚)のガラスエポキシ基板21aを積層したものからな
っている。このメイン回路基板21の上面の所定の箇所
には銅箔をエッチングしてなる複数個の接続パッド22
が格子状に配列形成されている。メイン回路基板21の
下面には銅箔をエッチングしてなる所定の配線パターン
23が形成されている。接続パッド22と配線パターン
23とは、メイン回路基板21内に形成されたメッキ等
からなる内部導通部24を介して接続されている。そし
て、サブ回路基板1は、そのハンダバンプ9をメイン回
路基板21の接続パッド22に接合されていることによ
り、メイン回路基板21上に搭載されている。これによ
り、半導体チップ11はサブ回路基板1を介してメイン
回路基板21上に実装されている。
A plurality of main circuit boards 21 (for example, three
) Of glass epoxy substrates 21a. A plurality of connection pads 22 formed by etching copper foil are provided at predetermined positions on the upper surface of the main circuit board 21.
Are arranged in a grid pattern. On the lower surface of the main circuit board 21, a predetermined wiring pattern 23 formed by etching a copper foil is formed. The connection pad 22 and the wiring pattern 23 are connected via an internal conduction portion 24 formed in the main circuit board 21 and made of plating or the like. The sub circuit board 1 is mounted on the main circuit board 21 by joining the solder bumps 9 to the connection pads 22 of the main circuit board 21. Thus, the semiconductor chip 11 is mounted on the main circuit board 21 via the sub circuit board 1.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような半導体装置では、半導体チップ11の電解メ
ッキによる金バンプ16をサブ回路基板1の第1の接続
パッド2上の金メッキ層6に金−金での金属拡散接合し
ている関係から、次のような問題があった。1つは、半
導体チップ11の金バンプ16の高さは、サブ回路基板
1の反り等を吸収するために、例えば50μm程度以上
となるべく高い方が望ましいが、電解メッキによる金バ
ンプの形成では高さに限界がある上、形成時間が長くな
るという問題があった。もう1つは、電解メッキにより
形成した金バンプ16及び無電解メッキにより形成した
金メッキ層6の硬度は比較的高いので、金−金での金属
拡散接合のために熱圧着するとき比較的大きな圧力を加
える必要があり、この結果金バンプ16上の保護膜14
(窒化シリコン等の脆い材料からなる場合が多い。)や
接続パッド13にクラックが発生することがあるという
問題があった。この発明の課題は、金バンプの実質的な
高さを容易に高くすることができ、また金−金での金属
拡散接合のための熱圧着を比較的小さい圧力で行うこと
ができるようにすることである。
However, in such a conventional semiconductor device, the gold bump 16 formed by electrolytic plating of the semiconductor chip 11 is applied to the gold plating layer 6 on the first connection pad 2 of the sub-circuit board 1. Due to the metal diffusion bonding with gold, there are the following problems. One is that it is desirable that the height of the gold bump 16 of the semiconductor chip 11 be as high as, for example, about 50 μm or more in order to absorb the warpage of the sub-circuit board 1. In addition, there is a problem that the formation time is long in addition to the limitation in the length. Second, since the hardness of the gold bumps 16 formed by electrolytic plating and the gold plating layer 6 formed by electroless plating are relatively high, a relatively large pressure is applied when thermocompression bonding is performed for gold-gold metal diffusion bonding. It is necessary to add the protective film 14 on the gold bump 16
(Often made of a brittle material such as silicon nitride) and the connection pad 13 may be cracked. An object of the present invention is to make it possible to easily increase the substantial height of a gold bump and to perform thermocompression bonding for gold-gold metal diffusion bonding at a relatively small pressure. That is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体チッ
プの接続パッド上に金ワイヤにより形成された金バンプ
を、回路基板の接続パッド上に金ワイヤにより形成され
た金バンプに接合するようにしたものである。
According to the present invention, a gold bump formed by a gold wire on a connection pad of a semiconductor chip is joined to a gold bump formed by a gold wire on a connection pad of a circuit board. It was done.

【0008】この発明によれば、金ワイヤにより形成さ
れた両金バンプの合計高さが金バンプの実質的な高さと
なるので、両金バンプを金ワイヤにより形成することと
相俟って、金バンプの実質的な高さを容易に高くするこ
とができる。例えば、両金バンプの接合後における各高
さが25μm程度以上となるようにすると、金バンプの
実質的な高さを50μm程度以上とすることができる。
また、金純度の高い金ワイヤにより形成された金バンプ
の硬度は比較的低いので、接合のための熱圧着を比較的
小さい圧力で行うことができる。
According to the present invention, the total height of the two gold bumps formed by the gold wires is substantially equal to the height of the gold bumps. The substantial height of the gold bump can be easily increased. For example, when the height of each of the two gold bumps after bonding is about 25 μm or more, the substantial height of the gold bumps can be about 50 μm or more.
In addition, since the hardness of the gold bump formed by the gold wire with high gold purity is relatively low, thermocompression bonding for bonding can be performed with a relatively small pressure.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態にお
ける半導体装置を示したものである。この図において、
図6と同一名称部分には同一の符号を付し、その説明を
適宜省略する。この実施形態では、サブ回路基板1の第
1の接続パッド2の上面にニッケルメッキ層5、金メッ
キ層6及び金バンプ10がこの順で形成されている。こ
の場合、ニッケルメッキ層5は無電解メッキにより形成
され、その膜厚は2〜3μm程度となっている。金メッ
キ層6も無電解メッキにより形成され、その膜厚は0.
2〜1μm程度となっている。金バンプ10は、後で説
明するように、金ワイヤを用いたワイヤボンディング技
術を利用して形成され、その接合後の高さが25μm程
度以上となるようになっている。一方、半導体チップ1
1の金バンプ16も、後で説明するように、金ワイヤを
用いたワイヤボンディング技術を利用して形成され、そ
の接合後の高さが25μm程度以上となるようになって
いる。そして、半導体チップ11は、その金バンプ16
をサブ回路基板1の金バンプ10に金−金での金属拡散
接合がされていることにより、サブ回路基板1上に搭載
されている。
FIG. 1 shows a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In this figure,
The same reference numerals are given to the same components as those in FIG. In this embodiment, a nickel plating layer 5, a gold plating layer 6, and a gold bump 10 are formed in this order on the upper surface of the first connection pad 2 of the sub-circuit board 1. In this case, the nickel plating layer 5 is formed by electroless plating, and has a thickness of about 2 to 3 μm. The gold plating layer 6 is also formed by electroless plating.
It is about 2 to 1 μm. As will be described later, the gold bump 10 is formed using a wire bonding technique using a gold wire, and the height after bonding is about 25 μm or more. On the other hand, the semiconductor chip 1
As will be described later, the one gold bump 16 is also formed by using a wire bonding technique using a gold wire, and the height after bonding is about 25 μm or more. Then, the semiconductor chip 11 has its gold bump 16
Are mounted on the sub-circuit board 1 by gold-gold diffusion bonding to the gold bumps 10 of the sub-circuit board 1.

【0010】次に、金バンプ10、16の形成方法及び
その接合状態について説明する。ワイヤボンディング装
置を用いて金バンプを形成する方法は周知であり、いく
つかの方法がある。例えば、まず、図2(A)に示すよ
うに、キャピラリ31の孔32に金ワイヤ33を通し、
この金ワイヤ33の先端部に放電等により熱エネルギー
を与えることにより、金ワイヤ33の先端部に金ボール
34を形成する。次に、図2(B)に示すように、キャ
ピラリ31を下降させて金ボール34を金バンプ形成面
35(具体的には、サブ回路基板1の金メッキ層6及び
半導体チップ11の下地金属層15)に押し付けて固着
させる。次に、キャピラリ31を上昇させる等の方法に
より金ワイヤ33を切断すると、図2(C)に示すよう
に、金バンプ36が形成される。
Next, a method of forming the gold bumps 10 and 16 and a bonding state thereof will be described. A method of forming a gold bump using a wire bonding apparatus is well known, and there are several methods. For example, first, as shown in FIG. 2A, a gold wire 33 is passed through a hole 32 of a capillary 31,
By applying thermal energy to the tip of the gold wire 33 by electric discharge or the like, a gold ball 34 is formed at the tip of the gold wire 33. Next, as shown in FIG. 2B, the capillary 31 is moved down so that the gold ball 34 is formed on the gold bump forming surface 35 (specifically, the gold plating layer 6 of the sub-circuit board 1 and the base metal layer of the semiconductor chip 11). 15) and fix it. Next, when the gold wire 33 is cut by a method such as raising the capillary 31, a gold bump 36 is formed as shown in FIG. 2C.

【0011】このようにして形成された金バンプ36で
は、キャピラリ31の孔32の形状等にもよるが、図2
(C)に示す場合には、大径部36aの上面中央部に中
径部36bが形成され、中径部36bの上面中央部に金
ワイヤ切断残部からなる小径部36cが形成された構造
となっている。この場合、大径部36a及び中径部36
bの合計高さは、金ワイヤ33の直径が25μm程度で
あると、35〜45μm程度とすることができる。以
下、両金バンプ10、16の接合後の高さを説明する場
合、当初の高さをここでいう35〜45μm程度である
とする。
The gold bump 36 formed in this manner depends on the shape of the hole 32 of the capillary 31 and the like.
In the case shown in (C), the middle diameter portion 36b is formed at the center of the upper surface of the large diameter portion 36a, and the small diameter portion 36c formed of the remaining gold wire is formed at the center of the upper surface of the middle diameter portion 36b. Has become. In this case, the large diameter portion 36a and the medium diameter portion 36
The total height of b can be about 35 to 45 μm when the diameter of the gold wire 33 is about 25 μm. Hereinafter, when the height after bonding of the two gold bumps 10 and 16 is described, the initial height is assumed to be about 35 to 45 μm here.

【0012】このようにして、図3(A)に示すよう
に、サブ回路基板1の金メッキ層6上に金バンプ10を
形成するとともに、半導体チップ11の下地金属層15
上に金バンプ16を形成する。次に、図3(B)に示す
ように、熱圧着により両金バンプ10、16を接合する
と、半導体チップ11がサブ回路基板1上に搭載される
ことになる。この場合の熱圧着条件は、半導体チップ1
1のチップ本体12の温度を320〜330℃程度と
し、サブ回路基板1のセラミック基板1aの温度を20
0〜210℃程度とし、1バンプ当りの加重を40〜5
0g程度とする。この場合、接合後の各金バンプ10、
16の高さは30〜40μm程度となる。したがって、
接合後の両金バンプ10、16の合計高さは60〜80
μm程度となる。
In this way, as shown in FIG. 3A, the gold bumps 10 are formed on the gold plating layer 6 of the sub-circuit board 1 and the base metal layer 15 of the semiconductor chip 11 is formed.
A gold bump 16 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 3B, when the two gold bumps 10 and 16 are joined by thermocompression bonding, the semiconductor chip 11 is mounted on the sub-circuit board 1. The thermocompression bonding conditions in this case are as follows.
The temperature of the ceramic substrate 1a of the sub-circuit board 1 is set to 20
0 to 210 ° C and the load per bump is 40 to 5
Approximately 0 g. In this case, each gold bump 10 after bonding,
The height of 16 is about 30 to 40 μm. Therefore,
The total height of the two gold bumps 10 and 16 after bonding is 60 to 80.
It is about μm.

【0013】このように、接合後の両金バンプ10、1
6の合計高さを60〜80μm程度とすることができ
る。したがって、両金バンプ10、16を金ワイヤによ
り形成することと相俟って、金バンプの実質的な高さを
容易に高くすることができる。また、金ワイヤにより形
成された金バンプ10、16の金純度はメッキ法により
形成されたものよりも高い。したがって、金純度の高い
金ワイヤにより形成された金バンプ10、16の硬度は
比較的低く、金−金での金属拡散接合のための熱圧着を
比較的小さい圧力で行うことができる。この結果、金バ
ンプ16上の保護膜14や接続パッド13にクラックが
発生しにくいようにすることができ、接合信頼性の向上
を図ることができる。
Thus, the two gold bumps 10 and 1 after bonding are
6 can be about 60-80 μm. Therefore, the substantial height of the gold bumps can be easily increased in combination with the formation of the gold bumps 10 and 16 by the gold wires. In addition, the gold purity of the gold bumps 10 and 16 formed by the gold wire is higher than that formed by the plating method. Therefore, the hardness of the gold bumps 10 and 16 formed by the gold wire with high gold purity is relatively low, and thermocompression bonding for metal-diffusion bonding with gold-gold can be performed with a relatively small pressure. As a result, it is possible to make it difficult for cracks to occur in the protective film 14 and the connection pads 13 on the gold bumps 16, and to improve the bonding reliability.

【0014】なお、図3に示す場合には、小径部10
c、16cを有する金バンプ10、16を接合する場合
について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、まず同様に図3(A)に示すように、小径部1
0c、16cを有する金バンプ10、16を形成し、次
いで図4(A)に示すように、サブ回路基板1の金バン
プ10を平面度の高いガラス板(図示せず)等に用いて
加圧することにより、同金バンプ10の突出面を平坦と
し、この後図4(B)に示すように、両金バンプ10、
16を接合するようにしてもよい。この場合、図4
(A)に示す状態における金バンプ10の高さが25〜
35μm程度となるようにすると、図4(B)に示す状
態における接合後の両金バンプ10、16の合計高さを
55〜75μm程度とすることができる。
Note that, in the case shown in FIG.
Although the case where the gold bumps 10 and 16 having c and 16c are joined has been described, the present invention is not limited to this.
For example, first, as shown in FIG.
Then, as shown in FIG. 4A, the gold bumps 10 of the sub-circuit board 1 are applied to a glass plate (not shown) having a high flatness or the like, as shown in FIG. By pressing, the protruding surface of the gold bump 10 is flattened, and thereafter, as shown in FIG.
16 may be joined. In this case, FIG.
The height of the gold bump 10 in the state shown in FIG.
When the thickness is about 35 μm, the total height of the two gold bumps 10 and 16 after bonding in the state shown in FIG. 4B can be about 55 to 75 μm.

【0015】なお、サブ回路基板1の金バンプ10を加
圧してその突出面を平坦とするのではなく、半導体チッ
プ11の金バンプ16を加圧してその突出面を平坦とす
るようにしてもよい。また、図5(A)及び(B)に示
すように、両金バンプ10、16を共に加圧してその突
出面を共に平坦とするようにしてもよい。この場合、図
5(A)に示す状態における金バンプ10、16の各高
さが25〜35μm程度となるようにすると、図5
(B)に示す状態における接合後の両金バンプ10、1
6の合計高さを50〜70μm程度とすることができ
る。
Note that, instead of pressing the gold bumps 10 of the sub-circuit board 1 to flatten the protruding surfaces thereof, the gold bumps 16 of the semiconductor chip 11 may be pressed to flatten the protruding surfaces. Good. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, both the gold bumps 10 and 16 may be pressed together to make the protruding surfaces thereof flat. In this case, if the height of each of the gold bumps 10 and 16 in the state shown in FIG.
The two gold bumps 10, 1 after bonding in the state shown in FIG.
6 can be about 50-70 μm.

【0016】ここで、金バンプ10、16の少なくとも
一方を加圧してその突出面を平坦とする理由について説
明する。図3(A)に示すように、両金バンプ10、1
6が共に小径部10c、16cを有している場合には、
第1に、これらの小径部10c、16cが常に各金バン
プ10、16の中央部に形成されるとは限らず、また一
定の態様(切断時の傾斜方向や長さ等)で形成されると
は限らず、第2に、接合する際に、サブ回路基板1と半
導体チップ11との位置合わせが常に確実に行われると
は限らず、微小なずれが生じる場合もある。このような
場合には、接合する際に、両金バンプ10、16の小径
部10c、16cが互いに図3(A)において左右方向
に押し合い、この結果特に両金バンプ10、16の中径
部の形がくずれ、ひいては接合強度が低下することにな
る。そこで、このような接合強度の低下を回避すること
が1つの理由である。もう1つの理由は、サブ回路基板
1に反りやうねりが生じ、金メッキ層6が水平面に対し
て傾斜していても、金バンプ10の突出面を水平面と平
行とすることにより、半導体チップ11の金バンプ16
との接合を良好とするためである。
Here, the reason why at least one of the gold bumps 10 and 16 is pressed to flatten its protruding surface will be described. As shown in FIG. 3A, both gold bumps 10, 1
When both 6 have the small diameter parts 10c and 16c,
First, these small diameter portions 10c and 16c are not always formed at the center of each of the gold bumps 10 and 16, and are formed in a fixed manner (such as the inclination direction and length at the time of cutting). Second, when joining, the position of the sub-circuit board 1 and the semiconductor chip 11 is not always surely ensured, and a slight shift may occur. In such a case, the small-diameter portions 10c and 16c of the two gold bumps 10 and 16 are pressed against each other in the left-right direction in FIG. Will be distorted and the joining strength will be reduced. Thus, one reason is to avoid such a decrease in bonding strength. Another reason is that even if the sub-circuit board 1 is warped or undulated and the gold plating layer 6 is inclined with respect to a horizontal plane, the projecting surface of the gold bump 10 is made parallel to the horizontal plane, so that the semiconductor chip 11 Gold bump 16
This is to improve the bonding with the metal.

【0017】なお、サブ回路基板1は、セラミック基板
に限らず、ガラスエポキシ基板等を用いてもよく、また
ポリイミド基板等のフレキシブル基板を用いてもよい。
また、半導体チップ11とサブ回路基板1との組合わせ
は、CSPに限らず、BGA(ball grid array)やLG
A(land grid array)等としてもよい。
The sub-circuit board 1 is not limited to a ceramic board, but may be a glass epoxy board or a flexible board such as a polyimide board.
The combination of the semiconductor chip 11 and the sub-circuit board 1 is not limited to the CSP, but may be a BGA (ball grid array) or an LG.
A (land grid array) or the like may be used.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体チップ及び回路基板の双方に金ワイヤにより
形成された両金バンプの合計高さが金バンプの実質的な
高さとなるので、両金バンプを金ワイヤにより形成する
ことと相俟って、金バンプの実質的な高さを容易に高く
することができる。また、金純度の高い金ワイヤにより
形成された両金バンプの硬度は比較的低いので、接合の
ための熱圧着を比較的小さい圧力で行うことができ、こ
の結果金バンプ上の保護膜や接続パッドにクラックが発
生しにくいようにすることができ、接合信頼性の向上を
図ることができる。
As described above, according to the present invention, the total height of the gold bumps formed by the gold wires on both the semiconductor chip and the circuit board is substantially equal to the height of the gold bumps. In combination with forming both gold bumps with gold wires, the substantial height of the gold bumps can be easily increased. In addition, since the hardness of both gold bumps formed by gold wires having high gold purity is relatively low, thermocompression bonding for bonding can be performed with a relatively small pressure. It is possible to prevent cracks from being generated in the pad, and it is possible to improve the bonding reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態における半導体装置の断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A)〜(C)はそれぞれ金ワイヤによる金バ
ンプの形成方法の一例を説明するために示す断面図。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating an example of a method of forming a gold bump using a gold wire.

【図3】金バンプによる接合の第1の例を説明するため
に示すもので、(A)は接合前の状態の断面図、(B)
は接合後の状態の断面図。
FIGS. 3A and 3B are views for explaining a first example of bonding by gold bumps, in which FIG.
Is a cross-sectional view of the state after joining.

【図4】金バンプによる接合の第2の例を説明するため
に示すもので、(A)は接合前の状態の断面図、(B)
は接合後の状態の断面図。
FIGS. 4A and 4B are views for explaining a second example of bonding by gold bumps, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of a state before bonding, and FIG.
Is a cross-sectional view of the state after joining.

【図5】金バンプによる接合の第3の例を説明するため
に示すもので、(A)は接合前の状態の断面図、(B)
は接合後の状態の断面図。
5A and 5B are views for explaining a third example of bonding using gold bumps, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a state before bonding, and FIG.
Is a cross-sectional view of the state after joining.

【図6】従来の半導体装置の一例の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サブ回路基板 2 第1の接続パッド 3 第2の接続パッド 9 ハンダバンプ 10 金バンプ 11 半導体チップ 16 金バンプ 21 メイン回路基板21 22 接続パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sub-circuit board 2 1st connection pad 3 2nd connection pad 9 Solder bump 10 Gold bump 11 Semiconductor chip 16 Gold bump 21 Main circuit board 21 22 Connection pad

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップの接続パッド上に金ワイヤ
により形成された金バンプを、回路基板の接続パッド上
に金ワイヤにより形成された金バンプに接合したことを
特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device wherein a gold bump formed by a gold wire on a connection pad of a semiconductor chip is joined to a gold bump formed by a gold wire on a connection pad of a circuit board.
【請求項2】 半導体チップをサブ回路基板を介してメ
イン回路基板上に実装してなる半導体装置において、前
記半導体チップの接続パッド上に金ワイヤにより形成さ
れた金バンプを、前記サブ回路基板の接続パッド上に金
ワイヤにより形成された金バンプに接合したことを特徴
とする半導体装置。
2. A semiconductor device comprising a semiconductor chip mounted on a main circuit board via a sub-circuit board, wherein a gold bump formed by a gold wire on a connection pad of the semiconductor chip is provided on the sub-circuit board. A semiconductor device which is bonded to a gold bump formed by a gold wire on a connection pad.
【請求項3】 請求項2記載の発明において、前記サブ
回路基板の平面サイズは前記半導体チップの平面サイズ
とほぼ同じであることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a plane size of the sub-circuit board is substantially the same as a plane size of the semiconductor chip.
【請求項4】 金ワイヤにより半導体チップの接続パッ
ド上に金バンプを形成するとともに、金ワイヤにより回
路基板の接続パッド上に金バンプを形成し、前記半導体
チップの金バンプを前記回路基板の金バンプに接合する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A gold bump is formed on a connection pad of a semiconductor chip by a gold wire, and a gold bump is formed on a connection pad of a circuit board by a gold wire. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising joining to a bump.
【請求項5】 半導体チップをサブ回路基板を介してメ
イン回路基板上に実装するに際し、金ワイヤにより前記
半導体チップの接続パッド上に金バンプを形成するとと
もに、金ワイヤにより前記サブ回路基板の接続パッド上
に金バンプを形成し、前記半導体チップの金バンプを前
記サブ回路基板の金バンプに接合することにより、前記
半導体チップを前記サブ回路基板上に搭載し、次いで前
記サブ回路基板を前記メイン回路基板上に搭載すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
5. When mounting a semiconductor chip on a main circuit board via a sub circuit board, a gold bump is formed on a connection pad of the semiconductor chip by a gold wire, and the sub circuit board is connected by a gold wire. A gold bump is formed on a pad and the semiconductor chip is mounted on the sub-circuit board by bonding the gold bump of the semiconductor chip to the gold bump of the sub-circuit board. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is mounted on a circuit board.
【請求項6】 請求項5記載の発明において、前記サブ
回路基板の平面サイズは前記半導体チップの平面サイズ
とほぼ同じであることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
6. The method according to claim 5, wherein a plane size of the sub-circuit board is substantially the same as a plane size of the semiconductor chip.
【請求項7】 請求項4〜6のいずれかに記載の発明に
おいて、前記両金バンプのうち少なくとも一方の金バン
プを金ワイヤにより形成した後に加圧してその突出面を
平坦とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. The invention according to claim 4, wherein at least one of the two gold bumps is formed by a gold wire and then pressed to flatten a protruding surface thereof. Manufacturing method of a semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001127102A (en) * 1999-10-25 2001-05-11 Sony Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2007103735A (en) * 2005-10-05 2007-04-19 Nec Electronics Corp Semiconductor device

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