JPS62143435A - 半導体ペレツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、バンプ電極を備えた半導体ペレットに適用し
て有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

半導体ベレットの配線基板への取付方法に、いわゆるフ
リップチップ方式がある。これは、配線基板の電極に対
し、半導体ペレットのバンプ電極を電気的に接続すると
同時にその固定をも行うものである。

上記方法において、バンプ電極の形成材料としては、た
とえば半田を使用することができる。この場合、半導体
ペレットのバンプ電極を配線基板の所定の電極に接触さ
せた状態で、全体を半田の融点以上に加熱することによ
り、その取付けが完了するものである。

このように、フリップチップ方式においては、電気的接
続を電極形成金属の溶着により行うため、一旦取付けた
後は、半導体ペレットの取り外しが極めて難しい。その
ため、バンプ電極を有する半導体ペレットは、配線基板
への取付は後に欠陥が発見された場合でも、その交換は
非常に面倒であり、またそれ故に、取付は前に事前の導
通試験を行うことが難しいという問題があることが本発
明者により見い出された。

なお、フリップチップ方式については、１９８０年１月
１５日、株式会社工業調査会発行、日本マイクロエレク
トロニクス協会［ｒｌＣ化実装技術ＪＰ１０３以下に説
明がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、バンプ電極を備えた半導体ぺレットに
ついて、配線基板等の電極に対し電気的に仮接続するこ
とができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、バンプ電極の表面に該電極本体より低い温度
で溶融させることができる導体材料を被着することによ
り、電極本体を溶融させることなく、電極表面のみを溶
融できるため、上記バンプ電極の電気的接続を極部溶着
で行うことができ上記目的が達成される。

〔実施例〕

第１図は本発明による一実施例である半導体ペレットの
拡大部分断面図であり、第２図は上記半導体ペレットの
概略平面図である。また、第３図は本実施例の半導体ペ
レットを配線基板に仮接続した状態を示す拡大部分断面
図である。

本実施例の半導体ペレット１は、いわゆるフリップチッ
プ方式のものであり、その−主面にバンプ電極２が形成
されているものである。

第２図および第３図において、上記バンプ電極２の構造
が明示されている。すなわち、シリコン（Ｓｉ）等から
なる半導体基板３の表面近傍には、該半導体基板３の内
部に形成されている回路素子（図示せず）の電気的導通
を行うためのアルミニウムからなる配ｍ４が形成されて
いる。この配線４は、基板全体に被着された二酸化ケイ
素（ＳｉＯ７）等からなる絶縁膜５により保護されてお
り、該配線４を被着する絶縁膜５の所定部においては、
電気的導通を引き出すため開口部５ａが形成されている
。この開口部５ａには、配線４の上に下地金属層６が被
着形成されており、さらにその上には半田からなるバン
プ電極２が接合されている。

上記下地金属層６は、配線４のアルミニウムとバンプ電
極２を構成する半田との安定した接続を可能にするため
、アルミニウム上に第１層とじてクロム（Ｃｒ）を、第
２層、第３Ｎとしてそれぞれ銅（Ｃｕ）および金（Ａ　
ｕ　）を用いた３層構造（図示せず）で形成されている
。

また、上記バンプ電極２は、その本体である鉛（Ｐｂ）
９５％、錫（Ｓｎ）５％の組成からなる半田７と、該本
体の表面を所定厚で被着する錫（Ｓｎ）８とで形成され
ている。

以上説明した如く、本実施例１の半導体ペレット１は、
半田７からなる本体の表面に錫８が被着されてなるバン
プ電極２を有するものである。そして、上記錫８は鉛と
の共晶を形成し、約１８３°Ｃで融解する性質を存して
いる。ちなみに、バンプ電極２の本体を構成する前記組
成からなる半田７の融点は約３１５℃である。

ところで、第３図に示すように、本実施例の半導体ベレ
ット１を配線基板９に取付ける場合、該基板９にペレッ
ト１のバンプ電極２に対応して形成される接続電極ｌＯ
をも前記組成の半田で形成することができる。このよう
にすると、配線基板９の接続電極１０に、上記半導体ペ
レット１のバンプ電極２を接触させた状態で、約１８３
℃を少し超える温度に加熱することにより、バンプ電極
２の本体の半田７とその表面に被着されている錫８と接
続電極１０の半田との間で共晶１１が形成される。その
結果、第３図のように、バンプ電極２と接続電極１０と
は、上記共晶１１を介してほぼ点状の電気的接続が達成
される。上記電気的接続は、極めて狭い面積で行われて
いるため、その機械的接続強度は小さい。それ故、電気
的導通試験を行った後、不良が発見された場合には、そ
の半導体ペレットｌを機械的力によって容易に取り外す
ことができ、その交換をＮ単に行うことができるもので
ある。

また、共晶形成温度より低い温度であれば、加熱状態で
通電を行う、いわゆるエージングも容易に行うことがで
きるものである。

本実施例の半導体ペレット１は、上記導ｉ１１試験等が
終了し、良品であることが確認できた後に、その接合状
態のままバンプ電極２の本体の半田７が溶融する約３１
５℃以上に加熱することにより、配線基板に対し確実な
強度をもって接合されるものである。したがって、製造
される半導体装置について、その大巾な歩留り向上が達
成されるものである。

なお、バンプ電極２の表面に被着された錫８は、電気め
っき等の方法で容易に被着できる。

〔効果〕

（１）、半導体ペレットのバンプ電極の表面に、該バン
プ電極本体より低い温度で熔融させることができる導電
材料を被着することにより、バンプ電極本体を溶融させ
ることなく該電極の表面部を溶融することができるので
、上記バンプ電極を配線基板等の電極に極部的に接続さ
せることができる。

（２）、前記（１）により、機械的に取り外し可能な状
態で電気的接続を行うことができるので、この状態で導
通試験を行い、電気的不良が発見された場合には、良品
の半導体ペレットとの交換を容易に行うことができる。

（３）、前記（２）により、製造される半導体装置の歩
留りを大巾に向上できる。

（４）、前記（１１により、半導体ペレットのエージン
グを行うことができるので、製造される半導体装ｌの信
頬性を向上することができる。

（５）、前記（２）により、良品の半導体ペレットのみ
を搭載できるので半導体装置のマルチチップ化が可能と
なる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例ではバンプ電極をその本体が鉛９
５％、錫５％の半田からなり、表面材が錫からなるもの
であって、低温の共晶点を利用して仮接続を行うものに
ついて示したが、これに限るものでなく、半田と錫基外
に同一の目的が達成できるものであれば如何なる材料で
形成されたものであってもよく、またその接合も共晶を
利用するものでなくともよい、また、低温の共晶点を利
用するものとしては、たとえば本体が金からなり、表面
材が錫からなるバンプ電極であってもよく、この場合は
金−錫共晶を利用するものである。

その他、バンプ電極以外の構造またはその形成材料につ
いても、実施例の内容に拘束されるものでないことはい
うまでもない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるフリップチップ方式
の半導体ベレットに適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、たとえば、いわゆるテ
ープキャリア方式の半導体ペレット等のバンプ電極を用
いて電気的接続を行う半導体ペレットであれば全てにつ
いて適用して有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例である半導体ペレットの拡
大部分断面図、 第２図は上記半導体ペレットの概略平面図、第３図は本
実施例の半導体ペレットを配線基板に仮接続した状態を
示す拡大部分断面図である。 ｌ・・・半導体ペレット、２・・・バンプ電極、３・・
・半導体基板、４・・・配線、５・・・絶縁膜、５ａ・
・・開口部、６・・・下地金属層、７・・・半田、８・
・・錫、９・・・配線基板、ｌＯ・・・接ｆｔ電極、１
１・・・共晶。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バンプ電極の表面に該バンプ電極形成材料より低い
   温度で溶融させることができる導体材料が被着されてな
   る半導体ペレット。 ２、バンプ電極が半田または金からなり、導体材料が錫
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   半導体ペレット。