JPH10163247A - 集積回路用改良ボンド・パッドおよび方法 - Google Patents

集積回路用改良ボンド・パッドおよび方法

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JPH10163247A
JPH10163247A JP9323509A JP32350997A JPH10163247A JP H10163247 A JPH10163247 A JP H10163247A JP 9323509 A JP9323509 A JP 9323509A JP 32350997 A JP32350997 A JP 32350997A JP H10163247 A JPH10163247 A JP H10163247A
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JP
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bond
interconnect
base
bond pad
segment
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Application number
JP9323509A
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English (en)
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Taylor R Efland
アール．エフランド テイラー
Charles E Williams
イー．ウィリアムズ チャールズ
Buford H Carter
エィチ．カーター バフォード
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路と装置との間の、ボンドの抵抗を低
減する、ボンド・パッドおよび方法を提供する。 【解決手段】 ボンディング可能な材料のベース（２
０，６０）から、ボンド・パッド（１８，５８）を形成
する。そのベース（２０，６０）は、外縁（２６，６
６）を有する。インターコネクト（２４，６４）のセグ
メントを、外縁（２６，６６）の拡張された部分（２
８，６８）と接触させ、インターコネクト（２４，６
４）を、ボンド・パッド（１８，５８）に電気的に結合
させる。インターコネクト（２４，６４）は、前記ボン
ディング可能な材料よりも抵抗が低い材料からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、一般に、集積回路、更に
詳しくは、パッケージング集積回路用改良ボンド・パッ
ドおよび方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】集積回路チップは、しばしば、そのチッ
プと外部装置との間の電気的な接触を確立するために、
いくつかのボンド・パッドを含む。その装置とは、リー
ドフレーム、印刷回路基板、インターポーザーまたはそ
の種の他のものである。
【０００３】従来のボンド・パッドのレイアウト規則に
従うと、ボンド・パッドは、集積回路のインターコネク
トに間接的に接続される。典型的には、ボンド・パッド
は、絶縁層によって、インターコネクトから分離されて
いる。絶縁層中の通路によって、インターコネクトとボ
ンド・パッドとの間には電気的な接触点が提供される。
【０００４】ボンド・パッドは、一般に、相対的に高い
抵抗を有している。この抵抗が、集積回路の性能基準が
増大するにつれて、ますます問題をはらむものとなって
いる。
【０００５】
【発明の概要】したがって、当技術において、改良され
たボンド・パッドの必要が生じている。本発明は、集積
回路と装置との間の、ボンドの抵抗を低減する、ボンド
・パッドおよび方法を提供する。
【０００６】本発明によると、ボンド・パッドは、ボン
ディング可能な材料のベースからなる。そのベースは外
縁を有している。インターコネクトのセグメントが、そ
の外縁の拡張した部分と接触して、そのインターコネク
トを、そのボンド・パッドへと電気的に結び付けてい
る。インターコネクトは、そのボンディング可能な材料
よりも低抵抗の材料からなる。
【０００７】より詳しくは、本発明の一実施例による
と、ボンドは、コネクタをボンド・パッドのベースに取
り付ける。そのコネクタは、そのボンド・パッドを、リ
ードフレームのような装置に、電気的に結び付けるよう
に動作可能である。この実施例においては、ボンドは、
そのセグメントと接触する。
【０００８】本発明の重要な技術上の利点には、集積回
路用に改良されたボンド・パッドを提供することが含ま
れる。特に、インターコネクトのセグメントが、ボンド
・パッドのベースの外縁の拡張した部分と接触して、そ
のインターコネクトを、そのボンド・パッドおよびコネ
クタに、電気的に結び付ける。ベースおよびインターコ
ネクトの間の拡張したコンタクトにより、電流が、イン
ターコネクトからベースへと流れるための、より大きな
経路が形成される。したがって、電流は、電気的に並行
した形で、ベースの回りで再分布され、ボンド・パッド
の抵抗が、比例して低減される。この抵抗の低減によ
り、集積回路、特に、非常に小さなオーム・トランジス
タを含んでいるもの、の性能が高められる。
【０００９】本発明の別の技術的利点には、ボンド・パ
ッドにて、二面ボンドを提供することが含まれる。特
に、ボンドは、ボンド・パッドの、ベースおよびインタ
ーコネクト・セグメントの双方と接触する。したがっ
て、ボンド・パッドのベースを通る経路に加えて、イン
ターコネクトとボンドとの間に、直接、電気経路が作り
出される。
【００１０】本発明の、更にまた別の技術的な利点に
は、自己整合ボンド・パッドを提供することが含まれ
る。特に、ボンドは、ボンド・パッド・ベースの外縁に
接触するインターコネクトのセグメントによって、自己
整合される。
【００１１】他の技術的利点は、以下の図面、記述、お
よび特許請求の範囲から、当業者にとって、直ちに明確
なものとなる。
【００１２】
【実施例】本発明の好ましい実施例およびその利点は、
図面の図１〜図６を、ここで、より詳細に参照すること
によって最も良く理解されるが、それらの図面において
は、いくつかの図面の全体を通して、同様の番号は同様
の部分を参照する。以下に詳細に記述されるように、本
発明は、集積回路用の改良されたボンド・パッドを提供
する。そのボンド・パッドは、集積回路と、リードフレ
ームその他の種類の装置との間の、ボンドの抵抗を低減
する。抵抗の低減によって、集積回路、とりわけ、非常
に小さなオーム・トランジスタを含んでいるもの、の性
能が高められる。
【００１３】図１は、半導体層１６の上に形成された、
集積回路１４からなる集積回路チップ１２を示す。その
半導体層１６は、ウェーハのような基板である。その半
導体層１６は、また、基板の上に形成される、半導体材
料の層であっても良いということが理解される。例え
ば、半導体層１６は、ウェーハの上に成長されたエピタ
キシャル層であっても良い。
【００１４】集積回路１４は、集積回路１４を装置（図
示されていない）に、電気的に結合するために、一つま
たはそれ以上のボンド・パッド１８を含む。その装置と
は、リードフレーム、印刷回路基板、インターポーザー
またはその種の他のものである。
【００１５】ボンド・パッド１８は、ベース２０および
インターコネクト２４のセグメント２２からなる。図１
の実施例では、ベース２０は、実質的に長方形の形状で
ある。そのベース２０は、本発明の範囲内で、他の形状
および／または構成であって良いことが理解される。
【００１６】ベース２０は、電気コネクタが、電気的に
も、機械的にも、信頼してボンディングされる材料から
形成される。したがって、ボンディング性の良さが、ベ
ース２０の材料の選択を左右する。ある実施例において
は、ベース２０は、半導体プロセスと結合する、電気的
に相互接続する下層の積み重ねから形成されるアルミニ
ウムからなる。アルミニウム・ベース２０は、現在のウ
ェッジおよびボール・ボンディング方法で、電気的に
も、機械的にも、信頼できるボンドを提供する。アルミ
ニウム・コネクタとして、ベース２０は、薄いアルミニ
ウム金属からなる。この実施例においては、ベース２０
は、２〜７μｍの間の厚みを有する。ベース２０は、本
発明の範囲内で、異なる厚さを有していても、また、他
の材料からなっていても良いことが理解される。
【００１７】インターコネクト２４は、集積回路１４
を、ボンド・パッド１８に電気的に結び付ける。集積回
路１４とボンド・パッド１８との間に、低抵抗の電流路
を提供するために、インターコネクト２４は、厚いメッ
キ金属からなる。したがって、抵抗が、インターコネク
ト２４の材料の選択を左右する。一つの実施例において
は、インターコネクト２４は、厚いメッキ銅、または、
寄生金属抵抗を低減することのできる同様の材料からな
る。したがって、その厚いメッキ銅は、低抵抗経路を提
供する。この実施例においては、銅メッキは、６〜３０
μｍの間の厚さを有する。インターコネクト２４は、本
発明の範囲内で、積層のまたは合金の金属システムを含
めて、他の種類の材料からなっていても良いことが理解
される。
【００１８】インターコネクト２４のセグメント２２
は、ボンド・パッド・ベース２０の外縁２６に接触し
て、インターコネクト２４を、ボンド・パッド１８に電
気的に結び付ける。図１の実施例では、外縁２６は、実
質的に長方形の形状である。外縁２６は、本発明の範囲
内で、他の形状および／または構成であって良いことが
理解される。例えば、別の実施例では、外縁２６は、円
形である。
【００１９】本発明によると、セグメント２２は、外縁
２６の拡張した部分２８に接触する。拡張部２８は、局
部的な接点以上のものからなる。例えば、ある実施例に
おいては、拡張部２８は、ベース２０の、一つまたはそ
れ以上の辺の大半に沿って拡張する。別の実施例では、
図１に示されているように、セグメント２２は、ベース
２０の外縁２６全体に接触する。
【００２０】ベース２０とインターコネクト２４との間
の拡張された接触により、電流が、インターコネクト２
４から、ベース２０に流れるための、より大きな結合路
が提供される。したがって、電流は、ベース２０の回り
で、再分布され、そして、ベース２０および外縁２８に
接触するインターコネクト２４のセグメント２２からな
る、ボンド・パッド１８の有効電気抵抗が、比例して低
減される。
【００２１】図２を参照すると、コネクタ３０は、ボン
ド３２によって、ボンド・パッド１８に固着される。コ
ネクタ３０は、ボンド・パッド１８を、装置に電気的に
結び付ける。前述のように、その装置とは、リードフレ
ーム、印刷回路基板、インターポーザーまたはその種の
他のものである。
【００２２】一つの実施例においては、コネクタ３０
は、２および２０ミルの間の直径を有するアルミニウム
・ワイヤーである。アルミニウム・ワイヤーは、ボンド
・パッド１８のアルミニウム・ベース２０と良好なボン
ドを形成する。コネクタ３０は、本発明の範囲内におい
て、ボンド・パッド１８を、装置に電気的に結び付ける
ことができる他の材料からなっていても良いことが理解
される。
【００２３】図２の実施例では、ボンド３２はウェッジ
・ボンドである。ウェッジ・ボンドは、コネクタ３０
を、ベース２０に対して配置し、コネクタ３０を、ベー
ス２２に対して急速に振動させることによって、形成さ
れる。ウェッジ・ボンドは、ベース２０の外縁２６に接
触するインターコネクト２４のセグメント２２によっ
て、自己整合される。振動によって作り出されるエネル
ギーが、コネクタ３０とベース２０の接触する部分を液
化し、続いてそれは、ボンド３２として再度固化する。
ウェッジ・ボンドは、当技術において良く知られてお
り、ここでは更に詳しくは記述しない。
【００２４】本発明の別の目的によると、ボンド３２
は、インターコネクト２４のセグメント２２と接触す
る。図３に示されているように、インターコネクト２４
とボンド３２との間の接触によって、ボンド・パッド１
８とコネクタ３０との間に二面ボンドが作り出される。
したがって、電流分布が、ボンド・パッド１８において
増大し、抵抗は更に低減される。
【００２５】一つの実施例においては、ボンド３２の周
辺全体が、インターコネクト２４のセグメント２２に接
触する。ボンド３２の周辺の全体に満たないものが、イ
ンターコネクト２４のセグメント２２に接触していても
良いことが理解される。例えば、別の実施例において
は、ボンド３２は複数の辺を有しており、その二つまた
はそれ以上が、インターコネクト２４のセグメント２２
に接触する。
【００２６】図４〜図６には、本発明の別の実施例が図
示されており、そこでは、コネクタが、ボール・ボンド
でボンド・パッドに固着されている。図４において、集
積回路チップ５２は、半導体層５６上に形成された集積
回路５４からなる。半導体層５６は、ウェーハのような
基板である。半導体層５６は、また、基板上に形成され
る半導体材料の層であっても良いことが理解される。例
えば、半導体層５６は、ウェーハ上に成長されたエピタ
キシャル層であって良い。
【００２７】集積回路５４は、その集積回路５４を、装
置（図示されていない）に電気的に結合するための、一
つもしくはそれ以上のボンド・パッド５８を含む。前述
されたように、その装置とは、リードフレーム、印刷回
路基板、インターポーザーまたはその種の他のものであ
る。
【００２８】ボンド・パッド５８は、ベース６０および
インターコネクト６４のセグメント６２からなる。図４
の実施例では、ベース６０は、実質的に正方形の形状で
ある。ベース６０は、本発明の範囲内で、他の形状およ
び／または構成であっても良いことが理解される。
【００２９】ベース６０は、電気コネクタが、電気的に
も、機械的にも、信頼してボンドされる材料から形成さ
れる。したがって、ボンディング性の良さが、ベース６
０の材料の選択を左右する。ある実施例においては、ベ
ース６０は、半導体プロセスと結合する、相互接続材料
のいくつかの層の積み重ねから形成されるアルミニウム
からなる。ベース６０により、現在のウェッジおよびボ
ール・ボンディング方法で、電気的にも、機械的にも、
信頼されるボンドが提供される。アルミニウム・コネク
タとして、ベース６０は、薄いアルミニウム金属からな
る。この実施例においては、ベース６０は、２〜７μｍ
の間の厚さを有する。ベース６０は、本発明の範囲内
で、異なる厚さを有し、または、他の材料からなってい
ても良いことが理解される。
【００３０】インターコネクト６４は、集積回路５４
を、ボンド・パッド５８に電気的に結び付ける。集積回
路５４とボンド・パッド５８との間に、低抵抗の電流経
路を備えさせるために、インターコネクト６４は、厚い
メッキ金属からなる。したがって、抵抗が、インターコ
ネクト６４の材料の選択を左右する。一つの実施例にお
いては、インターコネクト６４は、厚いメッキ銅、また
は、寄生金属抵抗を低減することのできる同様の材料か
らなる。したがって、厚いメッキ銅は、低抵抗経路を提
供する。本実施例においては、銅メッキは、８〜３０μ
ｍの間の厚さを有する。インターコネクト６４は、本発
明の範囲内で、積層のまたは合金の金属系を含む、他の
種類の材料からなっていても良いことが理解される。
【００３１】インターコネクト６４のセグメント６２
は、ボンド・パッド・ベース６０の外縁６６と接触し
て、インターコネクト６４を、ボンド・パッド６８に電
気的に結び付ける。図４の実施例では、外縁６６は、実
質的に、長方形の形状である。本発明の範囲内で、外縁
６６は、他の形状および／または構成であって良いこと
が理解される。例えば、別の実施例においては、外縁６
６は、実質的に円形の形状である。
【００３２】本発明によると、セグメント６２は、外縁
６６の拡張された部分６８と接触する。拡張部６８は、
局部的な接点以上のものからなる。例えば、一つの実施
例においては、拡張部６８は、ベース６０の一つまたは
それ以上の辺の大半に沿って、拡張する。別の実施例に
おいては、図４によって示されているように、セグメン
ト６２は、ベース６０の外縁６６全体と接触する。
【００３３】ベース６０とインターコネクト６４との間
の拡張された接触により、電流が、インターコネクト６
４からベース６０に流れるための、より大きな結合経路
が提供される。したがって、電流は、ベース６０の回り
で再分布され、ベース６０および外縁６６に接するイン
ターコネクト６４のセグメント６２からなる、ボンド・
パッド５８の実効的な電気抵抗は、比例して低減され
る。
【００３４】図５を参照すると、コネクタ７０は、ボン
ド７２によって、ボンド・パッド５８に固着される。コ
ネクタ７０は、ボンド・パッド５８を、装置に電気的に
結び付ける。前述されたように、その装置は、リードフ
レーム、印刷回路基板、インターポーザーまたはその種
の他のものである。
【００３５】一つの実施例においては、コネクタ７０
は、２および２０ミルの間の直径を有する金ワイヤーで
ある。金ワイヤーは、ボンド・パッド５８のアルミニウ
ム・ベース６０と良好なボンドを形成する。コネクタ７
０は、本発明の範囲内で、ボンド・パッド５８を、装置
に電気的に結び付けることのできる他の材料からなって
いても良いことが理解される。
【００３６】図５の実施例では、ボンド７２はボール・
ボンドである。ボール・ボンドは、溶融金または他のボ
ンド・ワイヤー金属ボールを、コネクタ７０およびベー
ス６０の間に配置することによって形成される。ボール
・ボンドは、ベース６０の外縁６６に接するインターコ
ネクト６４のセグメント６２によって、自己整合され
る。溶融金または他のボンド・ワイヤー金属は、ボンド
７２として固化する。ボール・ボンドは、当技術で良く
知られており、ここでは、更に詳しく記述しない。
【００３７】本発明の別の目的によると、ボンド７２
は、インターコネクト６４のセグメント７２に接触す
る。図６によって示されているように、インターコネク
ト６４およびボンド７２の間の接触は、ボンド・パッド
５８およびコネクタ７０の間の二面ボンドを作り出す。
したがって、電流分布が、ボンド・パッド５８にて増大
し、抵抗は、更に低減される。
【００３８】一つの実施例においては、ボンド７２の周
辺全体が、インターコネクト６４のセグメント６２と接
触している。ボンド７２の周辺の全体に満たないもの
が、インターコネクト６４のセグメント６２に接触して
いても良いことが理解される。例えば、別の実施例にお
いては、ボンド７２は、複数の辺を有していて、その二
つまたはそれ以上が、インターコネクト６４のセグメン
ト６２に接触する。
【００３９】本発明は、いくつかの実施例で説明されて
いるが、当業者には、種々の変更または改良が示唆され
ている。本発明は、そのような変更および改良を、添付
の特許請求の範囲の範囲内に入るものとして、網羅する
ことを意図している。
【００４０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）ボンド・パッドであって：ボンディング可能な材
料のベース；そのベースが有している外縁；その外縁の
拡張された部分に接するインターコネクトのセグメント
であって、そのインターコネクトを、前記ボンド・パッ
ドに電気的に結び付けるセグメント；および前記ボンデ
ィング可能な材料より抵抗が低い材料からなる前記イン
ターコネクトからなるボンド・パッド。 （２）前記セグメントが、前記外縁の４分の１に接触す
ることを、更に含む、第１項に記載のボンド・パッド。 （３）前記セグメントが、前記外縁の半分に接触するこ
とを、更に含む、第１項に記載のボンド・パッド。 （４）前記セグメントが、前記外縁の４分の３に接触す
ることを、更に含む、第１項に記載のボンド・パッド。 （５）前記セグメントが、前記外縁の全体に接触するこ
とを、更に含む、第１項に記載のボンド・パッド。 （６）更に、前記ベースが、アルミニウムからなる、第
１項に記載のボンド・パッド。 （７）更に、前記インターコネクトが、メッキ銅からな
る、第１項に記載のボンド・パッド。
【００４１】（８）ボンド・パッドであって：ボンディ
ング可能な材料のベース；そのベースに接触するインタ
ーコネクトのセグメントであって、そのインターコネク
トを前記ボンド・パッドに電気的に結び付けるセグメン
ト；前記ボンディング可能な材料より抵抗の低い材料か
らなる前記インターコネクト；コネクタを前記ベースに
取り付けるボンドであって、そのコネクタは、前記ボン
ド・パッドを装置に電気的に結び付ける動作が可能であ
るボンド；および前記セグメントに接触する前記ボンド
からなるボンド・パッド。 （９）前記セグメントが、前記ボンドの周辺の４分の１
に接触することを、更に含む、第８項に記載のボンド・
パッド。 （１０）前記セグメントが、前記ボンドの周辺の半分に
接触することを、更に含む、第８項に記載のボンド・パ
ッド。 （１１）前記セグメントが、前記ボンドの周辺の４分の
３に接触することを、更に含む、第８項に記載のボンド
・パッド。 （１２）前記セグメントが、前記ボンドの周辺の全体に
接触することを、更に含む、第８項に記載のボンド・パ
ッド。 （１３）更に、前記装置が、リードフレームからなる、
第８項に記載のボンド・パッド。 （１４）前記ボンドが、複数の辺を有しており；かつ前
記セグメントが、その辺の二つに接触することを、更に
含む、第８項に記載のボンド・パッド。 （１５）前記インターコネクトが、前記ボンドの各辺に
接触することを、更に含む、第１４項に記載のボンド・
パッド。 （１６）更に、前記ベースが、アルミニウムからなる、
第８項に記載のボンド・パッド。 （１７）更に、前記インターコネクトが、メッキ銅から
なる、第８項に記載のボンド・パッド。 （１８）前記ボンドが、前記ベースの前記外縁に接触す
る前記インターコネクトの前記セグメントによって、自
己整合されていることを、更に含む、第８項に記載のボ
ンド・パッド。
【００４２】（１９）集積回路を電気的に結合する方法
であって：ボンディング可能な材料のベースを形成する
ステップ；そのベースの外縁の拡張された部分を、イン
ターコネクトのセグメントと接触させ、そのインターコ
ネクトを、ボンド・パッドに電気的に結び付けるステッ
プ、からなる方法。 （２０）前記ベースと、前記ボンド・パッドを装置に電
気的に結合させる動作が可能なコネクタとの間に、ボン
ドを形成するステップ；および前記インターコネクト
を、そのボンドと接触させるステップ、を更に含んでな
る、第１９項に記載の方法。 （２１）前記インターコネクトが銅からなる、第１９項
に記載の方法。 （２２）ボンド・パッド１８，５８は、ボンディング可
能な材料のベース２０，６０からなる。そのベース２
０，６０は、外縁２６，６６を有する。インターコネク
ト２４，６４のセグメントは、外縁２６，６６の拡張さ
れた部分２８，６８と接触し、インターコネクト２４，
６４をボンド・パッド１８，５８に電気的に結合させ
る。インターコネクト２４，６４は、前記ボンディング
可能な材料よりも抵抗が低い材料からなる。
【図面の簡単な説明】
本発明およびその利点を完全に理解するために、明細書
の説明に関連して、添付の図面が参照されるが、その図
面においては、同様の参照番号が、同様の部分を示して
いる。
【図１】図１は、本発明の一実施例にしたがって作られ
たボンド・パッドの斜視図を示す。
【図２】図２は、図１のボンド・パッドに、ボンディン
グされたコネクタ・ウェッジの斜視図を示す。
【図３】図３は、図２のウェッジ・ボンドの線３−３に
沿っての断面図を示す。
【図４】図４は、本発明の別の実施例にしたがって作ら
れたボンド・パッドの斜視図を示す。
【図５】図５は、図４のボンディング・パッドにボール
・ボンディングされたコネクタを図示する。
【図６】図６は、図５のボール・ボンドの線６−６に沿
っての断面図を示す。
【符号の説明】
１８，５８ ボンド・パッド ２０，６０ ベース ２２，６２ セグメント ２６，６６ 外縁 ２４，６４ インターコネクト ２８，６８ 拡張部 ３０，７０ コネクタ ３２，７２ ボンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バフォード エィチ．カーター アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン，パインクレスト ドライブ 902

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボンド・パッドであって：ボンディング
    可能な材料のベース；そのベースが有している外縁；そ
    の外縁の拡張された部分に接するインターコネクトのセ
    グメントであって、そのインターコネクトを、前記ボン
    ド・パッドに電気的に結び付けるセグメント；および前
    記ボンディング可能な材料より抵抗が低い材料からなる
    前記インターコネクトからなるボンド・パッド。
  2. 【請求項２】 集積回路を電気的に結合する方法であっ
    て：ボンディング可能な材料のベースを形成するステッ
    プ；およびそのベースの外縁の拡張された部分を、イン
    ターコネクトのセグメントと接触させ、そのインターコ
    ネクトを、ボンド・パッドに電気的に結び付けるステッ
    プからなる方法。
JP9323509A 1996-11-25 1997-11-25 集積回路用改良ボンド・パッドおよび方法 Pending JPH10163247A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3147496P 1996-11-25 1996-11-25
US031474 1996-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10163247A true JPH10163247A (ja) 1998-06-19

Family

ID=21859648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9323509A Pending JPH10163247A (ja) 1996-11-25 1997-11-25 集積回路用改良ボンド・パッドおよび方法

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US (1) US5905308A (ja)
EP (1) EP0844664A3 (ja)
JP (1) JPH10163247A (ja)

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EP0844664A2 (en) 1998-05-27
US5905308A (en) 1999-05-18
EP0844664A3 (en) 2000-05-10

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