JPS5821432B2 - ハンドウタイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置詳しくは半導体素子の電極と外部電
極の接続に関するものである。

半導体素子と外部電極端子の接続は従来Ａｕ線あるいは
ＡＡ線を用いたワイヤボンディング法が主流であった。

この方法は仲々自動化が困難であり殆んど手作業に頼っ
ていたため、工数が犬であり半導体素子たとえばＩＣの
コスト高の主たる原因の一つであった。

ワイヤボンディングを用いない方法としてフリップチッ
プ法がある。

このフリップチップ法は主として半導体素子側に金属バ
ンブを形成しそれを外部端子と接続する構成を取ってい
た。

従来のフリップチップ法の難点は半導体素子上で種々の
金属を蒸着メッキ、あるいはエツチングなどの処理を行
なっているだめ、工数が多く複雑になり、半導体素子に
損傷を与えるケースがしばしばあシ、また金属バンブの
高さを多く得ることは困難であった。

本発明は、半導体素子上の電極と基板上の導体配線の接
続を容易でかつ信頼性の高いものとする半導体装置を提
供するもので、以上本発明の実施例にかかる半導体装置
を提供するもので、以上本発明の実施例にかかる半導体
装置を図面とともに詳細に説明する。

第１図において、１は半導体集積回路素子、２は酸化膜
、３はＡＡ，Ｃｏなどよりなり高さ１０μ、直径５０〜
１５０μ程度の金属突起物、４は導体配線、５はガラス
および樹脂フィルムなどよりなる耐熱性絶縁基板を示す
ものである。

この構造の装置の製造方法を説明すると、耐熱性基板５
の一生面には化学的エツチング、プラズマエッチラグあ
るいは機械的加工法などによ勺、絶縁基板５本体よシな
る高さ１０μ〜５０μ、直径５０〜１５０μ程度の突起
６を形成する。

なお絶縁基板５および突起物６の材料としては、アルミ
ナ、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂、ガラスなどを用
いる。

次に基板５上の突起６を有する亀にＡＡ、Ｃｕ、Ａｕな
どの蒸着を行ない突起６ｃ上面を含むように導体配線４
の形成を行なう。

次に絶縁基板５の本体で形成した突起６の上面の導体配
線４上のみに選択的にＡＡ、Ｃｕなどでメッキを行ない
高さ１０μで直径５０〜１５０μ程度の突起物３を形成
する。

ここで選択的にメッキを形成する方法としては配線全体
にメッキを流こし、その後選択エッチを行なう方法、あ
るいは無電界メッキを選択的にあらかじめ蒸着した部分
にのみ行なう方法などがある。

次に素子１の電極を有する面を導体配線４に面して設置
し、素子１の電極と金属突起物３を超音波あるいは熱圧
着などにより電気的に接続する。

こうして第１図の構造の素子が完成する。

なお、突起物３はボンディングの方法によっては必ずし
も必要とせず、直接突起６上の導体配線と素子上の電極
とを接続してもよい。

以上の装置によれば、金属突起を用いる場合に比べ突起
６と基板５が一体化されているため、強度的に安定でか
つ突起６の製作工程も比較的簡単となシ、突起６間の間
隔をいくら小さくしても突起６間の絶縁を保つことがで
き、ショートの恐れが全くなく、突起物３および突起６
上の導体配線をきわめて小さくでき高密度な組立が可能
となるとともに、素子１の表面の損傷、基板５と素子１
の接触をなくすことができる。

つぎに本発明の他の実施例の半導体装置を第２図ととも
に説明する。

第２図において、第１図と同様のものには同一番号を付
している。

１０は絶縁被膜であシ突起物６の一部および導体配線４
を被覆している。

この絶縁被膜１０はフッ素系の樹脂あるいはポリイミド
樹脂、ＣＶＤ法によるＳ ｒ ｏ２膜などが用いられる
。

この被膜１０を形成する工程は導体配線４を形成した後
に行なうがあるいは金属突起３を形成したる後に行なう
。

前者の場合は特に被膜１０が電気メッキの突起３の形成
時マスク効果の働らきを行なうので有利である。

この実施例の装置によれば、導体が配線４、絶縁被膜１
０で被覆されているため、導体配線４間どうしの短絡あ
るいはリーク現象が起りにくい。

また、工程で取扱う際、ピンセットなどの工具により導
体配線４に機械的に傷をつける事が著るしく減少する。

さらにこの構造によれば絶縁被膜１０上に更に第２の導
体配線を施こして多層配線構造を得ることが可能となる
。

デ さらに、本発明のさらに他の実施例の半導体装置
を第３図とともに説明する。

第３図において、第１，２図と同一のものには同一番号
を付している。

２０はガラス及び樹脂フィルムなどの耐熱性絶縁基板５
と膨張係数及び化学的、物理的エッチ０ングレートなど
の異なる高さ１０〜５０μ、直径５０〜１５０μ程度の
絶縁突起物を示すものである。

この装置の製造方法を説明すると、まず最初に耐熱性絶
縁基板５の一生面に、絶縁基板５と膨張５係数及び化学
的、物理的エツチングレートなどの異なる絶縁物を塗布
し、不要部分を化学的エツチングなどを行いこの絶縁物
で高さ１０〜５０μ及び直径５０〜１５０μ程度の上記
突起物２０を形成する。

ここで絶縁基板５上に膨張係数及び化学９的、物理的エ
ツチングレートの異なる絶縁物を塗布するのに３つの主
たる理由がある。

第１に化学的、物理的エツチングレートの違いから、絶
縁物で形成した突起物２０の高さを一定にすることがで
きるためである。

５ 第２に、例えば絶縁基板５をガラスとし突起物２０
をガラスとシリコンの中間的な膨張係数をもつ軟らかく
て可とり件のある材料ポリイシド樹脂、テフロン樹脂、
あるいはシリコーン樹脂などを用いれば多少の温度変化
が生じても、絶縁基板５とノ突起物２０が緩衝しガラス
のクラック及び損傷などを防ぎ信頼性を高めるためであ
る。

第３に、化学的、物理的エツチングレートが異なること
により、絶縁物で形成した突起物２０の高さを最初に塗
布する絶縁物の層の厚さによって１容易にきめることが
できるためである。

さて、次に絶縁基板５上の突起物２０を有する面にＡＡ
、Ｃｕなどで蒸着を行い突起物２０上面を含み導体配線
４を形成する。

次に突起物２０上面の導体配線４上のみに、シＡＡ、Ｃ
ｕなどでメッキを行い高さ１０μ、直径５０〜１５０μ
程度の金属突起物３を形成する。

この突起物３はボンディング方法によっては必らずしも
必要としない。

最後に、素子１の電極を有する面を導体配線４に面して
設置し、素子１の電極と金属突起物３を超音波あるいは
熱圧着などによシミ気的に接続する。

この第３図の装置は耐熱性絶縁基板５上に形成が容易な
絶縁突起物２０で必要な高さを形成しているため、金属
突起物３の高さはわずかでよい。

また、耐熱性絶縁基板５と絶縁突起物２０との膨張係数
及び化学的、物理的エツチングレート等が異なることに
よシ、前述したごとく絶縁突起物２０の高さを最初に塗
布する絶縁物の層の厚さによってきめることができ一定
にすることができるとともに、突起物２０の緩衝作用に
よシ温度変化による損傷を防ぎ信頼性を高めることがで
きる。

以上のような本発明の半導体装置は、半導体素子と基板
上の相互配線とを信頼性良く、容易に高密度に行うこと
ができ、半導体装置組立工程においてすぐれた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第し２，３図はそれぞれ本発明の実施例にかかる半導体
装置の構造断面図である。 １・・・・・・半導体集積回路素子、２・・・・・・酸
化膜、３・・・・・・金属突起物、４・・・・・・導体
配線、５・・・・・・耐熱性絶縁基板、６・・・・・・
突起、１０・・・・・・絶縁被膜、２０・・・・・・絶
縁突起物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱性絶縁基板の一方の主面にこの基板の一部よ勺
   なる突起と導体配線を形成し、さらに該絶縁上記突起上
   に設置された金属層により、上記導体配線と上記導体配
   線に面して設置された半導体素子電極とを電気的に接続
   したことを特徴とする半導体装置。 ２ 上記導体配線を絶縁性被膜で覆ったことを特徴とす
   る特許 体装置。 ３ 耐熱性絶縁基板上にこの絶縁基板とは異なる絶縁性
   突起物を形成し、上記絶縁基板上に形成された導体配線
   の一部を前記突起物の頂上部にまで延設し、かつ上記絶
   縁性突起物の頂上部の導体配線上に被着形成された金属
   層と上記絶縁基板に面して設置された半導体素子上の電
   極を接続したことを特徴とする半導体装置。