JP2005093774A - Semiconductor device and micro power converting device, and their manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は,半導体チップをバンプ電極を介して超音波接合で導電パターン付き絶縁基板と固着した半導体装置や半導体チップとバンプ電極を介して超音波振動で薄膜磁気誘導素子とを固着した超小型電力変換装置およびそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is fixed to an insulating substrate with a conductive pattern by ultrasonic bonding via a bump electrode, or a micro power having a thin film magnetic induction element fixed by ultrasonic vibration via a semiconductor chip and a bump electrode. The present invention relates to conversion devices and methods for manufacturing them.
近年、携帯電話などの携帯機器やパソコンなどのOA機器の小型、軽量化を一層促進するために、これらの機器に搭載する半導体装置の超小型化と低背化やスイッチング電源として用いられるDC−DCコンバータなどの電力変換装置の超小型化と低背化が求められている。 In recent years, in order to further promote the reduction in size and weight of portable devices such as mobile phones and OA devices such as personal computers, the size of semiconductor devices mounted on these devices is reduced in size and height, and DC- used as a switching power source. There is a demand for ultra-miniaturization and low-profile power conversion devices such as DC converters.
図17は、DC−DCコンバータの回路図である。このDC−DCコンバータは、直流の入力電圧を任意の出力電圧に変換する降圧型の電力変換装置である。図中のViは入力電圧、Ci、CT、Coはコンデンサ、Lは薄膜磁気誘導素子であるインダクタ、Voは出力電圧である。LとCoは出力電圧電流を平滑化するフィルタである。 FIG. 17 is a circuit diagram of a DC-DC converter. This DC-DC converter is a step-down power converter that converts a DC input voltage into an arbitrary output voltage. In the figure, Vi is an input voltage, Ci, CT and Co are capacitors, L is an inductor which is a thin film magnetic induction element, and Vo is an output voltage. L and Co are filters that smooth the output voltage current.
図18は、超小型化と低背化された従来の半導体装置の要部断面図である。セラミック基板5に形成された金属端子6(導電パターン)と半導体チップ1に形成されたスタッドバンプ3が超音波接合で直接固着している。このセラミック基板5の金属端子6が点線で示すプリント基板31の導電パターン32とはんだ33などで面実装される。また、このセラミック基板5はガラスエポキシのプリント基板の場合もある。また、このセラミック基板5に固着した半導体チップ1が単体で樹脂ケース(モールド)や樹脂パッケージに収納されて半導体装置となる場合もある。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor device that is ultra-small and low-profile. The metal terminals 6 (conductive pattern) formed on the
図19は、薄膜磁気誘導素子と半導体チップを一体化したDC−DCコンバータなどを超小型化と低背化した従来の超小型電力変換装置の要部断面図である。これは図17の電源用ICとインダクタとCi、CT、Coなどのコンデンサ(セラミックコンデンサアレイ35)を固着した図である。 FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part of a conventional micro power converter in which a DC-DC converter or the like in which a thin film magnetic induction element and a semiconductor chip are integrated is miniaturized and reduced in height. This is a diagram in which the power supply IC, inductor, and capacitor (ceramic capacitor array 35) such as Ci, CT, and Co are fixedly attached.
フェライト基板11上にコイル導体12が形成された薄膜磁気誘導素子10の金属端子6と半導体チップ1に形成されたスタッドバンプ3が超音波接合で直接固着されている。このフェライト基板11の金属端子6に、点線で示したセラミックコンデンサアレイ35などが接続されて超小型半導体装置となる。
The
この超音波接合により直接固着する接合構造は、フリップチップボンディング(以下FCBと略す)構造と呼ばれ、この構造を用いた半導体装置(例えば、特許文献1、特許文献2)および超小型電力変換装置(例えば、特許文献3)が報告されている。
This bonding structure directly fixed by ultrasonic bonding is called a flip chip bonding (hereinafter abbreviated as FCB) structure, and a semiconductor device (for example,
また、バンプと半導体チップを異方性導電膜を介して圧接するとき、押圧で半導体チップにダメージが導入されるのを防止し、その接合強度を増すために樹脂層でバンプを補強した例がある(例えば、特許文献4)。
これらの半導体装置および超小型電力変換装置においては,絶縁基板5やフェライト基板11への半導体チップ1のFCBが、超音波振動と圧着させるための加圧でのみで行われるため生産性が良いという利点がある。しかしその反面、はんだ接合に比べると接合の強度が弱く、ヒートサイクル等の熱ストレスに対する信頼性が低いという問題点があった。
In these semiconductor devices and micro power converters, productivity is good because the FCB of the
図20は、半導体チップを超音波によるFCBを行っている様子を示す概念図である。半導体チップ1のAlパット2に形成したAuのスタッドバンプ3をセラミック基板5の金属端子6に超音波でFCBして直接固着する場合、まず、半導体チップ1をボンディングツール51に真空吸着させ、このボンディングツール51でセラミック基板5の金属端子6にスタッドバンプ3を押圧し、超音波発振器52で発生させた超音波振動を超音波伝達部53を介してボンディングスール51に伝達し、この超音波振動が半導体チップ1に伝達し、半導体チップ1が横方向に強制的に揺すられて、スタッドバンプ3とセラミック基板5の金属端子6との接合が進行する。超音波接合が終了するとセラミック基板5を移動させてこの動作を繰り返す。
FIG. 20 is a conceptual diagram showing a state in which the semiconductor chip is subjected to FCB using ultrasonic waves. When the
この超音波接合の進行を早めるために、セラミック基板5が乗っているステージ54をヒータ55で加熱する。セラミック基板5の金属端子6とスタッドバンプ3の接合強度を一定の限界値以上に無理に高めようとすると、超音波振動によるストレスが、半導体チップ1上のAlパッド2とAuのスタッドバンプ3の接合部付近に集中し、超音波振動の横方向に働く力(半導体チップの表面と平行する力)により半導体チップ1からスタッドバンプ3がむしり取られる力が作用して、その近傍のAlパッド2やその下の半導体チップ1(母材)に金属疲労やクラック等のダメージが発生するという問題がある。
In order to accelerate the progress of this ultrasonic bonding, the stage 54 on which the
尚、前記の特許文献4では異方性導電膜を圧接する力(半導体チップに対して縦方向の力)で半導体チップのバンプと導電パターンを固着しており、この縦方向の力で半導体チップにダメージが発生することに対する対策は示されているが、本発明では、超音波接合で半導体チップのバンプと導電パターン(または金属端子)を固着しており、この超音波接合での横方向に働く力(超音波振動)でダメージが発生することに対する対策は特許文献4では示されていない。
In
この発明の目的は、前記の課題を解決して、超音波接合での接合強度および接合の信頼性が高い半導体装置と超小型電力変換装置およびそれらの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a semiconductor device and a micro power converter having high bonding strength and bonding reliability in ultrasonic bonding, and methods for manufacturing the same.
前記の目的を達成するために、半導体チップと、該半導体チップを該半導体チップに形成されたバンプ電極を介して超音波接合で固着させた導電パターン付き絶縁基板とを有する半導体装置において、半導体チップ上にバンプ電極の先端が露出するように形成した該バンプ電極の剥離強度を補強すると共に超音波振動による応力を和らげる働きをする絶縁性支持薄膜を有する構成とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor chip having a semiconductor chip and an insulating substrate with a conductive pattern in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via bump electrodes formed on the semiconductor chip. An insulating support thin film that reinforces the peel strength of the bump electrode formed so that the tip of the bump electrode is exposed and functions to relieve stress due to ultrasonic vibration is provided.
また、前記絶縁性支持薄膜の厚さが、バンプ電極高さの半分以下であるとよい。 Further, the thickness of the insulating support thin film is preferably not more than half the height of the bump electrode.
また、前記バンプ電極が,Auのスタッドバンプであるとよい。 The bump electrode may be an Au stud bump.
また、前記絶縁基板が、ガラスエポキシ基板もしくはセラミック基板であるとよい。 The insulating substrate may be a glass epoxy substrate or a ceramic substrate.
また、半導体チップと、該半導体チップを該半導体チップに形成されたバンプ電極を介して超音波接合で固着させた導電パターン付き絶縁基板とを有する半導体装置の製造方法において、半導体チップ上にバンプが埋没する厚さでバンプ電極の剥離強度を補強する絶縁性支持薄膜を形成し、該絶縁性支持薄膜をエッチバックによりバンプ電極先端が露出するまで薄くする製造方法とする。 Further, in a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor chip and an insulating substrate with a conductive pattern in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip, bumps are formed on the semiconductor chip. An insulating support thin film that reinforces the peeling strength of the bump electrode with the thickness to be buried is formed, and the insulating support thin film is thinned by etch back until the bump electrode tip is exposed.
また、前記絶縁性支持薄膜が、絶縁性レジスト、ポリイミドおよびエポキシの有機系絶縁物もしくはCVD法により450℃以下の温度で低温形成されたSiO2 、SiN、PSG等およびSOG(スピンオングラス)の無機系絶縁物もしくは蒸着またはスパッタ法で堆積させたAl膜を陽極酸化により形成したAl2 O3 であるとよい。 Further, the insulating support thin film is made of an insulating resist, an organic insulator of polyimide and epoxy, or SiO 2 , SiN, PSG, etc. formed at a low temperature by a CVD method at a temperature of 450 ° C. or less, and SOG (spin-on-glass) inorganic. It is preferable to use Al 2 O 3 formed by anodic oxidation of a system insulator or an Al film deposited by vapor deposition or sputtering.
また、半導体チップと、該半導体チップを該半導体チップに形成されたバンプ電極を介して超音波接合で固着させた薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置において、半導体チップ上にバンプ電極の先端が露出するように形成した該バンプ電極の剥離強度を補強すると共に超音波振動による応力を和らげる働きをする絶縁性支持薄膜を有する構成とする。 Further, in a micro power converter having a semiconductor chip and a thin film magnetic induction element in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip, a bump electrode is formed on the semiconductor chip. The insulating film is provided with an insulating support thin film that reinforces the peel strength of the bump electrode formed so that the tip is exposed, and that reduces the stress caused by ultrasonic vibration.
また、前記絶縁性支持薄膜の厚さが、バンプ電極高さの半分以下であるとよい。 Further, the thickness of the insulating support thin film is preferably not more than half the height of the bump electrode.
また、前記バンプ電極が、Auのスタッドバンプであるとよい。 The bump electrode may be an Au stud bump.
また、前記薄膜磁気誘導素子の基板が、フェライト基板であるとよい。 The substrate of the thin film magnetic induction element may be a ferrite substrate.
また、半導体チップと、該半導体チップを該半導体チップに形成されたバンプ電極を介して超音波接合で固着させた薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置の製造方法において、半導体チップ上にバンプが埋没する厚さでバンプ電極の剥離強度を補強する絶縁性支持薄膜を形成し、該絶縁性支持薄膜をエッチバックによりバンプ電極先端が露出するまで薄くする製造方法とする。 Further, in a method of manufacturing a micro power converter having a semiconductor chip and a thin film magnetic induction element in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip, An insulating support thin film that reinforces the peeling strength of the bump electrode with a thickness at which the bump is buried is formed, and the insulating support thin film is thinned by etching back until the bump electrode tip is exposed.
また、前記絶縁性支持薄膜が、絶縁性レジスト、ポリイミドおよびエポキシの有機系絶縁物もしくはCVD法により450℃以下の温度で低温形成されたSiO2 、SiN、PSG等およびSOG(スピンオングラス)の無機系絶縁物もしくは蒸着またはスパッタ法で堆積させたAl膜を陽極酸化により形成したAl2 O3 であるとよい。
〔作用〕
バンプ電極を支える絶縁性支持薄膜を、半導体チップの金属パッドおよびバンプ電極下部を被覆するように厚く形成することで、FCB時の超音波振動によるバンプ電極の揺れを低減し、パッドや半導体チップに金属疲労やクラック等のダメージが発生することを防止する。
Further, the insulating support thin film is made of an insulating resist, an organic insulator of polyimide and epoxy, or SiO 2 , SiN, PSG, etc. formed at a low temperature by a CVD method at a temperature of 450 ° C. or less, and SOG (spin-on-glass) inorganic. It is preferable to use Al 2 O 3 formed by anodic oxidation of a system insulator or an Al film deposited by vapor deposition or sputtering.
[Action]
The insulating support thin film that supports the bump electrode is formed thick so as to cover the metal pad of the semiconductor chip and the lower part of the bump electrode, thereby reducing the vibration of the bump electrode due to ultrasonic vibration during FCB, and to the pad and the semiconductor chip. Prevents damage such as metal fatigue and cracks.
この発明によれば、バンプ電極を絶縁性支持薄膜で固定補強し、超音波接合時のバンプ電極の横揺れを防止することで、半導体チップにダメージを発生させることなく、バンプ電極と導電パターン(金属端子)との接合強度を従来の1.5倍程度に高めることができる。 According to the present invention, the bump electrode is fixed and reinforced with the insulating support thin film, and the bump electrode is prevented from rolling during the ultrasonic bonding, so that the bump electrode and the conductive pattern ( The bonding strength with the metal terminal can be increased to about 1.5 times the conventional strength.
超音波接合での接合強度を高めることで、接合信頼性の高い半導体装置および超小型電力変換装置を実現することができる。 By increasing the bonding strength in ultrasonic bonding, it is possible to realize a semiconductor device and an ultra-small power conversion device with high bonding reliability.
この発明の実施の形態は、半導体チップに形成されたバンプ電極を導電パターン(金属端子)付き絶縁基板やフェライト基板に超音波接合で固着するときに、超音波振動でバンプ電極が横揺れするのを防止するために、バンプ電極の固定補強と超音波振動による応力緩和を目的に絶縁性支持薄膜を半導体チップ上にバンプ電極を取り囲むように形成したことである。 In the embodiment of the present invention, when a bump electrode formed on a semiconductor chip is fixed to an insulating substrate with a conductive pattern (metal terminal) or a ferrite substrate by ultrasonic bonding, the bump electrode rolls by ultrasonic vibration. In order to prevent this, an insulating support thin film is formed on the semiconductor chip so as to surround the bump electrode in order to fix and reinforce the bump electrode and relieve stress by ultrasonic vibration.
図1は、この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図である。図18と同一部位には同一の符号を付した。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals.
この半導体装置は、半導体チップ1と、半導体チップ1に形成されたスタッドバンプ3と、このスタッドバンプ3を取り囲むように、半導体チップ1上に形成した絶縁性支持薄膜である絶縁性レジスト膜4と、スタットバンプ3を介して半導体チップ1と超音波接合で固着された金属端子6付きセラミック基板5と、これらを収納する図示しないパッケージで構成される。
This semiconductor device includes a
絶縁性レジスト膜4の膜厚はスタッドパンプ3の高さの1/2から1/3程度にする。この絶縁性レジスト膜6の厚さが厚すぎて絶縁性レジスト膜4とセラミック基板15の隙間が10μm程度となると、アンダーフィル充填が良好に行われない。また、絶縁性レジスト膜4の厚さが薄くなり過ぎるとスタッドパンブ3の固定補強が不十分になり、接合強度が低下する。
The thickness of the insulating resist
この絶縁性レジスト膜4の代わりに、ポリイミド、エポキシ等の有機系絶縁膜、SiO2 (酸化シリコン)、SiN(窒化シリコン)、PSG(リンガラス)およびSOG(スピンオングラス)などの無機系絶縁膜およびAl2 O3 (アルミナ)などを絶縁性支持薄膜として用いてもよい。また、セラミック基板5の代わりにガラスエポキシ基板を絶縁基板として用いてもよい。
Instead of the insulating resist
セラミック基板5など半導体チップ1との熱膨張係数の違いが大きい絶縁基板を用いる場合には、スタッドバンプ3とセラミック基板5の隙間にアンダーフィル7を充填して、熱膨張による応力を緩和するとよい。
When an insulating substrate having a large difference in thermal expansion coefficient from the
このように絶縁性レジスト膜6などの絶縁性支持薄膜を半導体チップ1上に形成することで、スタッドバンプ3が超音波接合で揺さぶられることが抑制され、スタッドバンプ3と金属端子6との接合強度を従来の1.5倍程度に高めることができる。接合強度が高まることで接合信頼性の高い半導体装置とすることができる。
By forming an insulating support thin film such as the insulating resist
尚、金属端子6は、端子パターン金属膜6aと表面側、裏面側の最表面金属膜6b、6cで形成される。また、半導体チップ1は集積回路を形成したICチップなどである。
The
図2から図8は、この発明の第2実施例の半導体装置の製造方法であり、工程順に示した要部製造工程断面図である。この半導体装置は図1に示したものである。 FIGS. 2 to 8 are cross-sectional views of the main part manufacturing process shown in the order of steps in the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. This semiconductor device is shown in FIG.
半導体チップ1の外周部にAl(アルミニウム)パッド2を形成する(図2)。つぎに、このAlパッド2上にAuワイヤのボールボンディングにより高さ70μmのスタッドバンプ3を形成する(図3)。つぎに、絶縁性支持薄膜となる液状の保護レジスト剤をコーティングし熱硬化して絶縁性レジスト膜4を形成する(図4)。この場合、絶縁性レジスト膜4の厚さは100μm程度が望ましい。この絶縁性レジスト膜4は、フイルム状のレジストをラミネータで貼付け、熱硬化させて形成してもよい。つぎに、酸素プラズマエッチングによりエッチバックして、スタッドバンプ3を露出させる(図5)。この場合、前記したように残す絶縁性レジスト膜4の厚さは、スタッドバンプ3の高さの1/2から1/3程度が望ましい。
An Al (aluminum)
つぎに、セラミック基板5に形成した金属端子6の位置と半導体チップ1に形成したスタッドバンプ3の位置を合わせ、セラミック基板5と半導体チップ1を配置する(図6)。つぎに、半導体チップ1を超音波FCBにより、スタットバンプ3をセラミック基板5に形成した金属端子6に直接固着する。この固着した後、セラミック基板5を移動させ、再び半導体チップ1を超音波FCBにより固着する(図7)。このとき、金属端子6として、端子パターン金属膜6aは厚み5μmのNiが、また表面側、裏面側の最表面金属膜6b、6cは厚み1μmのAuがそれぞれめっきにより形成されていることが望ましい。つぎに、アンダーフィル7を半導体チップ1とセラミック基板5の間に充填し、Y−Y線で切断して、セラミック基板5と半導体チップ1がスタットバンプ3で固着したチップ型の半導体素子となる(図8)。つぎに、図示しない樹脂やキャンパッケージに収納するして半導体装置が完成する。
Next, the position of the
絶縁性支持薄膜として絶縁性レジスト膜7の代わりに用いられるSiO2 、SiN、PSGおよびSOGなどの無機系絶縁膜は、CVD法により450℃以下の温度で低温形成する。また、Al2 O3 は、蒸着またはスパッタ法で堆積させたAl膜を陽極酸化して形成する。
An inorganic insulating film such as SiO 2 , SiN, PSG, and SOG used as the insulating support thin film instead of the insulating resist
図9は、この発明の第3実施例の超小型電力変換装置の要部断面図である。図19と同一部位には同一の符号を付した。 FIG. 9 is a cross-sectional view of an essential part of a micro power converter according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
この超小型電力変換装置は、半導体チップ1と、半導体チップ1に形成されたスタッドバンプ3と、このスタッドバンプ3を取り囲むように、半導体チップ1上に形成した絶縁性支持膜である絶縁性レジスト膜4と、スタットバンプ3を介して半導体チップ1と超音波接合で固着された金属端子6付きフェライト基板11(薄膜磁気誘導素子10)とで構成される。
This micro power conversion device includes a
絶縁性レジスト膜4の膜厚はスタッドパンプ3の高さの1/2から1/3にすることが望ましい。この絶縁性レジスト膜4の厚さが厚すぎて、絶縁性レジスト膜4とフェライト基板11との隙間が10μm程度となるとアンダーフィル7の充填が良好に行われない。また絶縁性レジスト膜4の厚さが薄くなり過ぎるとスタッドパンブ3の固定補強が不十分になり、接合強度が低下する。
The film thickness of the insulating resist
この絶縁性レジスト膜4の代わりに、ポリイミド、エポキシ等の有機系絶縁膜、SiO2 、SiN、PSGおよびSOGなどの無機系絶縁膜およびAl2 O3 などを用いてもよい。
Instead of the insulating resist
このように絶縁性レジスト膜4などの絶縁性支持薄膜を半導体チップ上に形成することで、スタッドバンプが超音波接合で揺さぶられることが抑制され、スタッドバンプと金属端子との接合強度を従来の1.5倍程度に高めることができる。接合強度が高まることで接合信頼性の高い超小型電力変換装置とすることができる。
By forming an insulating support thin film such as the insulating resist
前記のアンダーフィル7の充填は、半導体チップ1とフィライト基板11との密着性を増大される働きと、半導体チップ1とフィライト基板11の線熱膨張係数の違いにより発生する応力を緩和する働きがある。そのため、半導体チップ1が大きい場合は特に有効であり、小さい場合は不要とすることができる。
The filling of the
図10から図16は、この発明の第4実施例の超小型電力変換装置の製造方法であり、工程順に示した要部製造工程断面図である。この超小型電力変換装置は図9に示したものである。 FIGS. 10 to 16 are cross-sectional views of the main part manufacturing process shown in the order of steps in the method for manufacturing the micro power converter according to the fourth embodiment of the present invention. This micro power converter is shown in FIG.
半導体チップ1の外周部にAl(アルミニウム)パッド2を形成する(図10)。つぎに、このAlパッド2上にAuワイヤのボールボンディングにより高さ70μmのスタッドバンプ3を形成する(図11)。つぎに、絶縁性支持薄膜となる液状の保護レジスト剤をコーティングし熱硬化して絶縁性レジスト膜4を形成する(図12)。この場合、絶縁性レジスト膜4の厚さは100μm程度が望ましい。この絶縁性レジスト膜4は、フイルム状のレジストをラミネータで貼付け、熱硬化させて形成してもよい。つぎに、酸素プラズマエッチングによりエッチバックして、スタッドバンプ3を露出させる(図13)。この場合、前記したように残す絶縁性レジスト膜4の厚さは、スタッドバンプ3の高さの1/2から1/3程度が望ましい。ここまでは、図2から図5と同じである。
Al (aluminum)
つぎに、フェライト基板5にコイル導体12を形成し、その表面を表面保護膜13で被覆した薄膜磁気誘導素子10を複数個形成する。このフェライト基板11に形成した金属端子6の位置と半導体チップ1に形成したスタッドバンプ3の位置を合わせ、フェライト基板11と半導体チップ1を配置する(図14)。つぎに、半導体チップ1を超音波FCBにより、スタットバンプ3をフェライト基板11に形成した金属端子6に直接固着する。この固着した後、フェライト基板11を移動させ、再び半導体チップ1を超音波FCBにより固着する(図15)。このとき、金属端子6として、端子パターン金属膜6aの表面にはは厚み5μmのNiが、また表面側、裏面側の最表面金属膜6b、6cは厚み1μmのAuがそれぞれめっきにより形成されていることが望ましい。つぎに、アンダーフィル7を半導体チップ1とフェライト基板11の間に充填し、Y−Y線で切断して、フェライト基板11と半導体チップ1がスタットバンプ3で固着したチップ型の超小型電力変換装置となる(図16)。
Next, the
尚、図15の工程で複数個の半導体チップ1とそれに対応する数の薄膜磁気誘導素子10を含むように切断すると、多出力の超小型電力変換装置とすることができる。
In addition, if it cut | disconnects so that the some
また、絶縁性支持薄膜として絶縁性レジスト膜7の代わりに用いられるSiO2 、SiN、PSGおよびSOGなどの無機系絶縁膜は、CVD法により450℃以下の温度で低温形成する。また、Al2 O3 は、蒸着またはスパッタ法で堆積させたAl膜を陽極酸化して形成する。
Further, an inorganic insulating film such as SiO 2 , SiN, PSG and SOG used as an insulating support thin film instead of the insulating resist
この発明は、半導体チップに形成したバンプと導電パターン(金属端子)付き絶縁基板(セラミック基板やフェライト基板)を超音波接合で直接固着する場合に、バンプの固定を補強するために絶縁性支持薄膜を半導体チップ上にバンプ電極を取り囲むように形成するものであり、半導体装置や超小型電力変換装置に限らず半導体チップとそれを支持する基板とをバンプ電極を介して超音波接合する場合に有効に利用できる。 The present invention provides an insulating support thin film for reinforcing the fixing of bumps when directly bonding a bump formed on a semiconductor chip and an insulating substrate (ceramic substrate or ferrite substrate) with a conductive pattern (metal terminal) by ultrasonic bonding. Is formed so as to surround the bump electrode on the semiconductor chip, and is effective not only for semiconductor devices and ultra-small power converters, but also for ultrasonic bonding of the semiconductor chip and the substrate supporting it via the bump electrode. Available to:
1 半導体チップ
2 Alパッド
3 スタッドバンプ
4 絶縁性支持基板
5 セラミック基板
6 金属端子
6a 端子パターン金属膜
6b 表面側の最表面金属膜
6c 裏面側の最表面金属膜
7 アンダーフィル
10 薄膜磁気誘導素子
11 フェライト基板
12 コイル導体
13 絶縁保護膜
DESCRIPTION OF
Claims (12)
半導体チップ上にバンプ電極が露出するように形成した絶縁性支持薄膜を有することを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a semiconductor chip and an insulating substrate with a conductive pattern in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip.
A semiconductor device comprising: an insulating support thin film formed on a semiconductor chip so that bump electrodes are exposed.
半導体チップ上にバンプ電極が埋没する厚さで絶縁性支持薄膜を形成する工程と、該絶縁性支持薄膜をエッチバックによりバンプ電極が露出するまで薄くする工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor chip and an insulating substrate with a conductive pattern in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip.
A semiconductor device comprising: a step of forming an insulating support thin film with a thickness at which a bump electrode is buried on a semiconductor chip; and a step of thinning the insulating support thin film until the bump electrode is exposed by etch back. Production method.
半導体チップ上にバンプ電極が露出するように形成した絶縁性支持薄膜を有することを特徴とする超小型電力変換装置。 In a micro power converter having a semiconductor chip and a thin film magnetic induction element in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip,
An ultra-compact power conversion device comprising an insulating support thin film formed so that a bump electrode is exposed on a semiconductor chip.
半導体チップ上にバンプが埋没する厚さで絶縁性支持薄膜を形成する工程と、該絶縁性支持薄膜をエッチバックによりバンプ電極が露出するまで薄くする工程を有することを特徴とする超小型電力変換装置の製造方法。 In a method for manufacturing a microminiature power conversion device having a semiconductor chip and a thin film magnetic induction element in which the semiconductor chip is fixed by ultrasonic bonding via a bump electrode formed on the semiconductor chip,
An ultra-compact power conversion comprising: forming an insulating support thin film with a thickness at which a bump is buried on a semiconductor chip; and thinning the insulating support thin film until the bump electrode is exposed by etch back. Device manufacturing method.
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