JP3042468B2 - Semiconductor device bonding method - Google Patents
Semiconductor device bonding methodInfo
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- H10W72/701—Tape-automated bond [TAB] connectors
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のボン
ディング方法に関し、特に、半導体チップと同様の大き
さのチップサイズパッケージ(CSP:Chip Size Pack
ege)の製造工程において好適に用いられ、半導体チッ
プと、その実装に用いられるTAB(TapeAutomated Bo
nding)用テープとを電気的に接続するための半導体装
置のボンディング方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding method for a semiconductor device, and more particularly, to a chip size package (CSP) having the same size as a semiconductor chip.
ege) is preferably used in the manufacturing process, and a semiconductor chip and a TAB (Tape Automated Bo
The present invention relates to a bonding method of a semiconductor device for electrically connecting a tape for nding).
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置は、小型軽量化、高速
化、高機能化という電子機器の要求に対応する為に、新
しい形態のものが次々に開発されてきている。また、半
導体チップの高集積化による多ピン化や、半導体装置の
小型・薄型化の要求も一層厳しくなってきている。これ
らを両立させるためには、半導体チップのAl電極の狭
パッドピッチ化を避けることができない。2. Description of the Related Art In recent years, new types of semiconductor devices have been developed one after another in order to respond to the demands of electronic devices that are smaller, lighter, faster and more sophisticated. In addition, the demand for more pins due to higher integration of semiconductor chips and for smaller and thinner semiconductor devices are becoming more stringent. In order to make these both compatible, it is inevitable to reduce the pad pitch of the Al electrodes of the semiconductor chip.
【0003】現在、半導体チップとリードとの電気的接
続、いわゆるインナーリード接続には、主にワイヤーボ
ンディング方式が用いられているが、半導体チップの多
ピン化に伴いパッドピッチが狭くなり、接続が困難にな
ってきたことから、狭いパッドピッチに対応可能なTA
B方式が注目されている。このTAB接続方式は、絶縁
性のポリイミドフィルム上に金層箔のインナーリードを
エッチングにより形成し、このインナーリードを半導体
チップのアルミニウム(Al)電極パッドとボンディン
グすることから、薄型・小型実装化に対してもメリット
がある方式である。At present, wire bonding is mainly used for electrical connection between a semiconductor chip and leads, that is, so-called inner lead connection. TA that can respond to narrow pad pitch
The B method is receiving attention. In this TAB connection method, an inner lead of a gold layer foil is formed on an insulating polyimide film by etching, and this inner lead is bonded to an aluminum (Al) electrode pad of a semiconductor chip. This is a system that has advantages.
【0004】さらに、最近では、小型化・高密度化を実
現させたものとして、例えば、特開平7−321157
号公報(特願平6−110857号)に開示されている
半導体装置がある。この半導体装置は、小型のBGAと
して、表面にAl電極パッドを有する半導体チップと、
表面に配線層が形成され、裏面に導電性の突起物(イン
ナーバンプ)が形成され、配線層と突起物とが絶縁性の
ポリイミドフィルムに形成されたスルーホールを介して
電極に接続されているTABテープとを有し、該TAB
テープの突起物が前記半導体チップのAl電極に電気的
に接続されている構成である。[0004] Further, recently, miniaturization and high density have been realized, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-32157.
There is a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-110857. This semiconductor device includes a semiconductor chip having an Al electrode pad on its surface as a small BGA,
A wiring layer is formed on the front surface, conductive protrusions (inner bumps) are formed on the back surface, and the wiring layer and the protrusions are connected to the electrodes via through holes formed in the insulating polyimide film. A TAB tape;
The projection of the tape is electrically connected to the Al electrode of the semiconductor chip.
【0005】一般に、このようなパッケージは、実装さ
れる半導体チップと実質的に略同じ大きさのチップサイ
ズパッケージである。ここで、従来の一般的なボンディ
ング方法である、TABテープのインナーリードと半導
体チップのAl電極パッドとを逐次接合するシングルポ
イントボンディング方法(inner lead bonding)につい
て説明する。Generally, such a package is a chip size package having substantially the same size as a semiconductor chip to be mounted. Here, a single point bonding method (inner lead bonding) of sequentially bonding inner leads of a TAB tape and Al electrode pads of a semiconductor chip, which is a conventional general bonding method, will be described.
【0006】図3は、従来のシングルポイントボンディ
ング方法を示す過程図、図4は図3のA領域の拡大断面
図であり、図において、1は半導体チップ、2は半導体
チップ1と電気的に接続されるTABテープ、3は図示
しないヒーターを内蔵し載置した半導体チップ1を所定
の温度に加熱するボンディングステージ、4は超音波併
用熱加重印加接合方式のボンディングツールである。半
導体チップ1は、上面の所定位置にAl電極パッド11
が形成され、この上面のAl電極パッド11を除く面全
体にポリイミドからなるチップカバー12が形成されて
いる。FIG. 3 is a process diagram showing a conventional single point bonding method, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of a region A in FIG. 3, where 1 is a semiconductor chip and 2 is electrically connected to the semiconductor chip 1. The connected TAB tape 3 is a bonding stage which incorporates a heater (not shown) and heats the mounted semiconductor chip 1 to a predetermined temperature, and 4 is a bonding tool of an ultrasonic combined heat weight application bonding method. The semiconductor chip 1 has an Al electrode pad 11 at a predetermined position on the upper surface.
Is formed, and a chip cover 12 made of polyimide is formed on the entire surface except for the Al electrode pads 11 on the upper surface.
【0007】TABテープ2は、絶縁性のポリイミドテ
ープ13の所定位置にデバイスホール14があけられて
おり、前記ポリイミドテープ13の上面には銅(Cu)
箔配線パターン15がエッチングにより形成されてお
り、Cu箔配線パターン15の一部であるインナーリー
ド15aがデバイスホール14の中央部に向かって突き
出している。また、Cu箔配線パターン15上にはカバ
ーコート16が塗布されている。The TAB tape 2 has device holes 14 formed at predetermined positions on an insulating polyimide tape 13, and copper (Cu) is formed on the upper surface of the polyimide tape 13.
The foil wiring pattern 15 is formed by etching, and the inner lead 15a, which is a part of the Cu foil wiring pattern 15, protrudes toward the center of the device hole. Further, a cover coat 16 is applied on the Cu foil wiring pattern 15.
【0008】次に、このシングルポイントボンディング
方法について説明する。まず、半導体チップ1のそれぞ
れのAl電極パッド11と、これらのAl電極パッド1
1各々に対応するTABテープ2の各インナーリード1
5aとを、上下方向に一定の間隔(以下ボンディング高
さと称す)を保ちながら位置決めする(図3(a))。
次に、ボンディングツール4によりTABテープ2のイ
ンナーリード15aと半導体チップ1のAl電極パッド
11とを遂次接合する(図3(b))。Next, the single point bonding method will be described. First, each of the Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1 and these Al electrode pads 1
1 each inner lead 1 of TAB tape 2 corresponding to each
5a is positioned while maintaining a constant interval (hereinafter referred to as bonding height) in the vertical direction (FIG. 3A).
Next, the inner lead 15a of the TAB tape 2 and the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1 are successively joined by the bonding tool 4 (FIG. 3B).
【0009】ここでは、ボンディングツール4は、Al
電極パッド11とインナーリード15aとの接触が十分
となるようにAl電極パッド11の寸法に比べ細い径の
ものが使用される。また、ボンディングステージ3は約
280℃に加熱されている。この時、ボンディングステ
ージ3が高温(280℃)になっているので、図4に示
すように、ポリイミドテープ13及びカバーコート16
が図4中矢印Eの方向へ熱膨張を起こし、インナーリー
ド15aはデバイスホール14中央へ延びた状態でボン
ディングされているが、ボンディング終了後ボンディン
グステージ3が離れると逆に冷却され図4中矢印Sの方
向へ収縮する。Here, the bonding tool 4 is made of Al
An electrode pad having a diameter smaller than that of the Al electrode pad 11 is used so that the contact between the electrode pad 11 and the inner lead 15a is sufficient. The bonding stage 3 is heated to about 280 ° C. At this time, since the bonding stage 3 is at a high temperature (280 ° C.), as shown in FIG.
Are thermally expanded in the direction of arrow E in FIG. 4, and the inner leads 15a are bonded in a state of extending to the center of the device hole 14. However, when the bonding stage 3 is separated after bonding is completed, the inner leads 15a are cooled in the opposite direction and are cooled in the direction indicated by the arrow in FIG. It contracts in the direction of S.
【0010】図5は、従来の配線層とインナーバンプを
スルーホールでつないだ構造を有するTABテープを用
いたCSPのシングルポイントボイディング方法(inne
rbamp bonding)を示す過程図、図6は図5のB領域の
拡大断面図であり、図において、21は半導体チップ1
と電気的に接続されるTABテープ、22は超音波併用
熱加重印加接合方式のボンディングツールである。FIG. 5 shows a conventional CSP single-point bonding method using a TAB tape having a structure in which a wiring layer and inner bumps are connected by through holes (inne bonding method).
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a region B in FIG. 5, in which 21 is a semiconductor chip 1.
The TAB tape 22 electrically connected to the bonding tool 22 is a bonding tool of an ultrasonic combined heat weight application type.
【0011】TABテープ21は、絶縁性のポリイミド
テープ13の上面にCu箔配線パターン15がエッチン
グにより形成され、Cu箔配線パターン15上にカバー
コート16が塗布されている。また、ポリイミドテープ
13の下面に半導体チップ1の上面との封止を目的とし
た接着剤テープ23が貼り合わされている。そして、ポ
リイミドテープ13及び接着剤テープ23に、半導体チ
ップ1のAl電極パッド11の位置に対応してスルーホ
ール24が形成されている。The TAB tape 21 has a Cu foil wiring pattern 15 formed on the upper surface of the insulating polyimide tape 13 by etching, and a cover coat 16 is applied on the Cu foil wiring pattern 15. An adhesive tape 23 for sealing with the upper surface of the semiconductor chip 1 is attached to the lower surface of the polyimide tape 13. Then, through holes 24 are formed in the polyimide tape 13 and the adhesive tape 23 at positions corresponding to the Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1.
【0012】このスルーホール24には、配線パターン
15と接続するために電解メッキ等により金属物質を成
長・充填させたインナーバンプ(突起)25が形成され
ている。一方、カバーコート16には、インナーバンプ
25の位置に対応して該インナーバンプ25より大径の
ホール26が形成されている。An inner bump (projection) 25 formed by growing and filling a metal material by electrolytic plating or the like is formed in the through hole 24 to connect to the wiring pattern 15. On the other hand, holes 26 having a larger diameter than the inner bumps 25 are formed in the cover coat 16 at positions corresponding to the inner bumps 25.
【0013】次に、このCSPのシングルポイントボン
ディング方法について説明する。まず、半導体チップ1
のそれぞれのAl電極パッド11と、これらのAl電極
パッド11各々に対応するTABテープ21の各インナ
ーバンプ25とを、上下方向にボンディング高さを保ち
ながら位置決めする(図5(a))。次に、ボンディン
グステージ3を上昇させて、半導体チップ1のそれぞれ
のAl電極パッド11とTABテープ21の各インナー
バンプ25とを接触させ、ボンディングツール22によ
りTABテープ21のインナーバンプ25と半導体チッ
プ1のAl電極パッド11とを遂次接合する(図5
(b))。Next, the single point bonding method of the CSP will be described. First, the semiconductor chip 1
The respective Al electrode pads 11 and the inner bumps 25 of the TAB tape 21 corresponding to the respective Al electrode pads 11 are positioned while maintaining the bonding height in the vertical direction (FIG. 5A). Next, the bonding stage 3 is raised to bring the respective Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1 into contact with the respective inner bumps 25 of the TAB tape 21, and the inner bumps 25 of the TAB tape 21 and the semiconductor chip 1 are bonded by the bonding tool 22. (FIG. 5)
(B)).
【0014】接合する際のボンディング高さは、接着剤
テープ23の下面と半導体チップ1の上面のチップカバ
ー12の上面とが接する状態である。また、ボンディン
グツール22は、Al電極パッド11とインナーバンプ
25との接触が十分となるように、その先端部がインナ
ーバンプ25と略同径またはより細い径のものが使用さ
れる。また、ボンディングステージ3は約300℃に加
熱されている。The bonding height at the time of bonding is such that the lower surface of the adhesive tape 23 and the upper surface of the chip cover 12 on the upper surface of the semiconductor chip 1 are in contact with each other. The bonding tool 22 has a tip that has a diameter substantially equal to or smaller than that of the inner bump 25 so that the contact between the Al electrode pad 11 and the inner bump 25 is sufficient. The bonding stage 3 is heated to about 300 ° C.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】従来のインナーリード
と電極パッドとを逐次接合するシングルポイントボンデ
ィング方法では、ボンディング中の高温雰囲気によるポ
リイミドテープ13の熱膨張及びボンディング後の冷却
による収縮量に比べ圧倒的に長いインナーリード15a
が、接合部である半導体チップ1のAl電極パッド11
とポリイミドテープ13との間に存在するため、半導体
チップ1とポリイミドテープ13の膨張率の差による応
力はインナーリード15aが撓むことで分散・吸収して
いる。In the conventional single-point bonding method for sequentially bonding inner leads and electrode pads, the single-point bonding method is overwhelming in comparison with the thermal expansion of the polyimide tape 13 due to the high temperature atmosphere during bonding and the shrinkage due to cooling after bonding. Long inner lead 15a
Are the Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1 which is the bonding portion.
The stress between the semiconductor chip 1 and the polyimide tape 13 due to the difference in expansion coefficient between the semiconductor chip 1 and the polyimide tape 13 is dispersed and absorbed by the inner lead 15a being bent.
【0016】ところが、CSPのシングルポイントボイ
ディング方法では、図6及び図7に示すように、ポリイ
ミドテープ13と接合部である半導体チップ1のAl電
極パッド11との間はインナーバンプ25のみで接合し
ているために、接合領域Cはインナーバンプ25が接合
する金属接合領域Mと等しく、膨張率の差を吸収・分散
できず接合部であるA1電極11に直接応力が加わるこ
とになる。However, in the single point bonding method of the CSP, as shown in FIGS. 6 and 7, the polyimide tape 13 and the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1 which is the bonding portion are bonded only by the inner bump 25. Therefore, the bonding region C is equal to the metal bonding region M to which the inner bump 25 is bonded, and the difference in the expansion coefficient cannot be absorbed and dispersed, so that the stress is directly applied to the A1 electrode 11 as the bonding portion.
【0017】また、一般的に、接着剤テープ23の熱膨
張率はポリイミドテープ13の熱膨張率と比べて高くな
っている。したがって、図8に示すように、半導体チッ
プ1のAl電極パッド11と該Al電極パッド11下部
の層間膜28との単位面積当たりの密着強度σ1よりポ
リイミドテープ13の熱膨張・冷却収縮による単位面積
当たりの応力ρが大きい(ρ>σ1)場合、ポリイミド
テープ13の熱膨張・冷却収縮によりAl電極パッド1
1が層間膜28より剥がれてしまう等の不具合を引き起
こすという問題点があった。In general, the coefficient of thermal expansion of the adhesive tape 23 is higher than the coefficient of thermal expansion of the polyimide tape 13. Therefore, as shown in FIG. 8, the unit area due to the thermal expansion / cooling shrinkage of the polyimide tape 13 is determined from the adhesion strength σ1 per unit area between the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1 and the interlayer film 28 below the Al electrode pad 11. When the stress ρ per contact is large (ρ> σ1), the thermal expansion and cooling contraction of the polyimide tape 13 causes the Al electrode pad 1
There is a problem in that a problem such as 1 being peeled off from the interlayer film 28 is caused.
【0018】また、半導体チップ1の主材料であるシリ
コン(Si)結晶の単位面積当たりの結合力σ2よりポ
リイミドテープ13の熱膨張・冷却収縮による応カρが
大きい(ρ>σ2)場合、Si結晶自体が破壊される不
具合となってしまうという問題点もあった。When the response ρ due to thermal expansion and cooling contraction of the polyimide tape 13 is larger than the bonding force σ 2 per unit area of silicon (Si) crystal, which is the main material of the semiconductor chip 1 (ρ> σ 2), Si There is also a problem that the crystal itself is destroyed.
【0019】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、柔軟性を有する配線板に、その熱膨張・冷
却収縮による応力が生じた場合であっても、半導体チッ
プに設けられたパッドの剥離や半導体チップの主材料で
あるSi結晶の破壊を防止することが可能なボンディン
グ方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is provided on a semiconductor chip even when a flexible wiring board is subjected to stress due to its thermal expansion and cooling contraction. It is an object of the present invention to provide a bonding method capable of preventing peeling of a pad and destruction of a Si crystal which is a main material of a semiconductor chip.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体装置のボンディング方法を
提供する。すなわち、半導体チップの電極と柔軟性を有
する配線板のスルーホールに形成されたバンプとをボン
ディングにより接合する方法で、前記半導体チップの電
極と前記配線板のバンプとを接合すると同時に、前記電
極の周囲と前記バンプの周囲とを接合する方法である。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following semiconductor device bonding method. That is, by bonding the electrodes of the semiconductor chip and the bumps formed in the through holes of the flexible wiring board by bonding, the electrodes of the semiconductor chip and the bumps of the wiring board are simultaneously bonded, This is a method of joining the periphery and the periphery of the bump.
【0021】前記半導体チップの電極の周囲を第1の樹
脂により被覆し、前記配線板のバンプの周囲を第2の樹
脂により被覆し、前記第1の樹脂と第2の樹脂とを接合
してもよい。また、前記配線板をTABテープとし、前
記第2の樹脂を接着剤テープとしてもよい。The periphery of the electrode of the semiconductor chip is covered with a first resin, the periphery of the bump of the wiring board is covered with a second resin, and the first resin and the second resin are joined. Is also good. Further, the wiring board may be a TAB tape, and the second resin may be an adhesive tape.
【0022】また、前記半導体チップの電極と前記配線
板のバンプとの接合、及び前記電極の周囲と前記バンプ
の周囲との接合を、超音波併用熱加重印加接合方式のボ
ンディングツールを用いて行ってもよい。このボンディ
ングツールの先端部の前記配線板に接触する面積を、前
記半導体チップの電極の面積より広くしてもよい。Further, the bonding between the electrodes of the semiconductor chip and the bumps of the wiring board and the bonding between the periphery of the electrodes and the periphery of the bumps are performed by using a bonding tool of an ultrasonic combined heat weight application bonding system. You may. The area of the tip of the bonding tool that contacts the wiring board may be larger than the area of the electrodes of the semiconductor chip.
【0023】本発明の半導体装置のボンディング方法で
は、半導体チップの電極と配線板のバンプとを接合する
と同時に、前記電極の周囲と前記バンプの周囲とを接合
することにより、半導体チップと配線板との接合面積
は、半導体チップの電極と配線板のバンプとの接合面積
に、これらの周囲の接合面積を加えたものとなり、接合
面積が大きく広がる。これにより、前記配線板の熱膨張
・冷却収縮による応力は、半導体チップの電極と配線板
のバンプとの接合面積と、これらの周囲の接合面積の両
方に加わることとなり、応力が接合面積全体に広く分散
されて単位面積当たりの応力ρが小さくなり、半導体チ
ップのパッドの剥離や半導体チップの主材料であるSi
結晶の破壊を防止する。In the method for bonding a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor chip and the wiring board are joined together by joining the electrodes of the semiconductor chip and the bumps of the wiring board and simultaneously joining the periphery of the electrodes and the periphery of the bumps. Is the sum of the bonding area between the electrode of the semiconductor chip and the bump of the wiring board plus the surrounding bonding area, and the bonding area is greatly increased. As a result, the stress due to the thermal expansion / cooling shrinkage of the wiring board is applied to both the bonding area between the electrode of the semiconductor chip and the bump of the wiring board and the bonding area around them, and the stress is applied to the entire bonding area. Widely dispersed, the stress ρ per unit area is reduced, and the separation of the pads of the semiconductor chip and the Si which is the main material of the semiconductor chip
Prevents crystal destruction.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置のボンディン
グ方法の一実施形態について図面に基づき説明する。図
1は本発明の一実施形態のボンディング方法を示す断面
図、図2はボンディング領域を示す平面図であり、図に
おいて、31は超音波併用熱加重印加接合方式のボンデ
ィングツールである。半導体チップ1は、上面の所定位
置にAl電極パッド11が形成され、この上面のAl電
極パッド11を除く面全体にポリイミドからなるチップ
カバー(第1の樹脂)12が形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a bonding method for a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a bonding method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating a bonding region. In the drawing, reference numeral 31 denotes a bonding tool of a heat weight application bonding method using ultrasonic waves. The semiconductor chip 1 has an Al electrode pad 11 formed at a predetermined position on the upper surface, and a chip cover (first resin) 12 made of polyimide is formed on the entire surface of the upper surface except for the Al electrode pad 11.
【0025】TABテープ(柔軟性を有する配線板)2
1は、スルーホール構造を有するCSP用TABテープ
で、絶縁性のポリイミドテープ13上面にエッチングに
よりCu箔配線パターン15が形成され、Cu箔配線パ
ターン15上にカバーコート16が形成されている。ま
た、ポリイミドテープ13の下面に半導体チップ1の上
面との封止を目的とした接着剤テープ23が貼り合わさ
れている。そして、ポリイミドテープ13及び接着剤テ
ープ23に、半導体チップ1のAl電極パッド11の位
置に対応してスルーホール24が形成されている。TAB tape (flexible wiring board) 2
Numeral 1 denotes a CSP TAB tape having a through-hole structure. A Cu foil wiring pattern 15 is formed on the upper surface of an insulating polyimide tape 13 by etching, and a cover coat 16 is formed on the Cu foil wiring pattern 15. An adhesive tape 23 for sealing with the upper surface of the semiconductor chip 1 is attached to the lower surface of the polyimide tape 13. Then, through holes 24 are formed in the polyimide tape 13 and the adhesive tape 23 at positions corresponding to the Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1.
【0026】このスルーホール24には、配線パターン
15と接続するために電解メッキ等により金属物質を成
長・充填させたインナーバンプ25が形成されている。
一方、カバーコート16には、インナーバンプ25の位
置に対応して該インナーバンプ25より大径のホール2
6が形成されている。また、ボンディングツール31の
先端部31aのCu箔配線パターン15に接触する面積
は、半導体チップ1のAl電極パッド11の面積より広
くなっている。In the through hole 24, an inner bump 25 formed by growing and filling a metal substance by electrolytic plating or the like is formed for connection with the wiring pattern 15.
On the other hand, the cover coat 16 has a hole 2 having a diameter larger than that of the inner bump 25 corresponding to the position of the inner bump 25.
6 are formed. The area of the tip 31 a of the bonding tool 31 that contacts the Cu foil wiring pattern 15 is larger than the area of the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1.
【0027】次に、このボンディング方法について説明
する。まず、半導体チップ1のAl電極パッド11と、
このAl電極パッド11に対応するTABテープ21の
インナーバンプ25とを、上下方向にボンディング高さ
を保ちながら位置決めし、ボンディングステージ3を上
昇させて、半導体チップ1のAl電極パッド11とTA
Bテープ21のインナーバンプ25とを接触させる。Next, this bonding method will be described. First, the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1
The inner bumps 25 of the TAB tape 21 corresponding to the Al electrode pads 11 are positioned while maintaining the bonding height in the vertical direction, and the bonding stage 3 is raised so that the Al electrode pads 11 of the semiconductor chip 1 are
The inner bump 25 of the B tape 21 is brought into contact.
【0028】次に、ボンディングツール31により、半
導体チップ1のAl電極パッド11と、TABテープ2
1のインナーバンプ25とを接合すると同時に、Al電
極パッド11周囲のチップカバー12aと、インナーバ
ンプ25周囲の接着剤テープ23aとを接合する。この
場合、ボンディング時の超音波、加重、熱のエネルギー
はインナーバンプ25の周囲にも印加されることにな
り、ポリイミドテープ13下面の接着剤テープ23aと
半導体チップ1上面のチップカバー12aが接着接合す
る。Then, the Al electrode pad 11 of the semiconductor chip 1 and the TAB tape 2 are
At the same time as bonding the first inner bump 25, the chip cover 12a around the Al electrode pad 11 and the adhesive tape 23a around the inner bump 25 are bonded. In this case, the energy of ultrasonic waves, weight, and heat during bonding is also applied to the periphery of the inner bump 25, and the adhesive tape 23a on the lower surface of the polyimide tape 13 and the chip cover 12a on the upper surface of the semiconductor chip 1 are bonded and bonded. I do.
【0029】このため、TABテープ21の熱膨張・冷
却収縮による応力ρが、金属接合領域Mと接着剤接合領
域Rを合わせた全体の接合領域C’に加わることとな
る。よって、この応力ρが全体の接合領域C’に加わる
ことにより、応力ρが分散されて単位面積当たりの応力
ρ′はAl電極パッド11と層間膜28との間の密着強
度σ1や半導体チップ1の主材料であるSi結晶の結合
力σ2より小さくすることが可能となり(ρ′<σ1、
ρ′<σ2)、Al電極パッド11が剥離したり、Si
結晶が破壊したり等の不具合がなくなる。For this reason, the stress ρ due to the thermal expansion / cooling shrinkage of the TAB tape 21 is applied to the entire bonding region C ′ including the metal bonding region M and the adhesive bonding region R. Therefore, when the stress ρ is applied to the entire bonding region C ′, the stress ρ is dispersed, and the stress ρ ′ per unit area is increased by the adhesion strength σ1 between the Al electrode pad 11 and the interlayer film 28 and the semiconductor chip 1. Can be made smaller than the bonding force σ2 of the Si crystal which is the main material of (ρ ′ <σ1,
ρ ′ <σ2), the Al electrode pad 11 peels off,
Problems such as breakage of crystals are eliminated.
【0030】本実施形態のボンディング方法によれば、
ボンディングツール31により、半導体チップ1のAl
電極パッド11と、TABテープ21のインナーバンプ
25とを接合すると同時に、Al電極パッド11周囲の
チップカバー12aと、インナーバンプ25周囲の接着
剤テープ23aとを接合するので、半導体チップ1のA
l電極パッド11が剥離したり、半導体チップ1の主材
料であるSi結晶が破壊したり等の不具合を防止するこ
とができる。したがって、信頼性の高い電気的接合を有
する半導体装置を得ることができる。According to the bonding method of this embodiment,
The bonding tool 31 allows the Al of the semiconductor chip 1
Since the electrode pads 11 and the inner bumps 25 of the TAB tape 21 are joined together, the chip cover 12a around the Al electrode pads 11 and the adhesive tape 23a around the inner bumps 25 are joined together.
Problems such as peeling of the electrode pad 11 and destruction of the Si crystal as the main material of the semiconductor chip 1 can be prevented. Therefore, a semiconductor device having a highly reliable electrical junction can be obtained.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の半導体装置
のボンディング方法によれば、半導体チップの電極と配
線板のバンプとを接合すると同時に、前記電極の周囲と
前記バンプの周囲とを接合するので、半導体チップと配
線板との接合面積を大きく広げることができ、前記配線
板の熱膨張・冷却収縮による応力を接合面積全体に広く
分散させて単位面積当たりの応力を小さくすることがで
きる。したがって、半導体チップのパッドの剥離や半導
体チップの主材料であるSi結晶の破壊を防止すること
ができ、信頼性の高い電気的接合を有する半導体装置を
得ることができる。As described above, according to the method of bonding a semiconductor device of the present invention, an electrode of a semiconductor chip is bonded to a bump of a wiring board, and simultaneously, a periphery of the electrode is bonded to a periphery of the bump. Therefore, the bonding area between the semiconductor chip and the wiring board can be greatly increased, and the stress due to thermal expansion / cooling contraction of the wiring board can be widely distributed over the entire bonding area to reduce the stress per unit area. . Therefore, peeling of the pads of the semiconductor chip and destruction of the Si crystal, which is the main material of the semiconductor chip, can be prevented, and a semiconductor device having highly reliable electrical bonding can be obtained.
【図1】 本発明の一実施形態のボンディング方法を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a bonding method according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の一実施形態のボンディング方法のボ
ンディング領域を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a bonding region of a bonding method according to one embodiment of the present invention.
【図3】 従来のシングルポイントボンディング方法を
示す過程図である。FIG. 3 is a process diagram showing a conventional single point bonding method.
【図4】 図3のA領域の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a region A in FIG. 3;
【図5】 従来のCSPのシングルポイントボイディン
グ方法を示す過程図である。FIG. 5 is a process diagram illustrating a conventional CSP single-point voiding method.
【図6】 図5のB領域の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a region B in FIG. 5;
【図7】 従来のCSPのシングルポイントボンディン
グ方法のボンディング領域を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a bonding region in a conventional CSP single point bonding method.
【図8】 従来のCSPのシングルポイントボンディン
グ方法の不具合を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a problem of a conventional CSP single point bonding method.
1 半導体チップ 2 TABテープ 3 ボンディングステージ 4 ボンディングツール 11 Al電極パッド 12 チップカバー(第1の樹脂) 13 ポリイミドテープ 14 デバイスホール 15 Cu箔配線パターン 15a インナーリード 16 カバーコート 21 TABテープ(柔軟性を有する配線板) 22 ボンディングツール 23 接着剤テープ 24 スルーホール 25 インナーバンプ(突起) 26 ホール 31 ボンディングツール 31a 先端部 C 接合領域 C’ 接合領域 E 熱膨張の方向 M 金属接合領域 R 接着剤接合領域 S 収縮の方向 Reference Signs List 1 semiconductor chip 2 TAB tape 3 bonding stage 4 bonding tool 11 Al electrode pad 12 chip cover (first resin) 13 polyimide tape 14 device hole 15 Cu foil wiring pattern 15a inner lead 16 cover coat 21 TAB tape (has flexibility) 22 Wiring board 22 Bonding tool 23 Adhesive tape 24 Through hole 25 Inner bump (protrusion) 26 Hole 31 Bonding tool 31a Tip C Bonding area C 'Bonding area E Direction of thermal expansion M Metal bonding area R Adhesive bonding area S Shrinkage Direction
Claims (5)
配線板のスルーホールに形成されたバンプとを、ボンデ
ィングにより接合する半導体装置のボンディング方法に
おいて、 前記半導体チップの電極と前記配線板のバンプとを接合
すると同時に、前記電極の周囲と前記バンプの周囲とを
接合することを特徴とする半導体装置のボンディング方
法。1. A bonding method for a semiconductor device, wherein an electrode of a semiconductor chip is bonded to a bump formed in a through hole of a flexible wiring board by bonding, wherein the electrode of the semiconductor chip and the bump of the wiring board are bonded. And bonding the periphery of the electrode and the periphery of the bump at the same time.
樹脂により被覆し、前記配線板のバンプの周囲を第2の
樹脂により被覆し、前記第1の樹脂と第2の樹脂とを接
合することを特徴とする請求項1記載の半導体装置のボ
ンディング方法。2. A method according to claim 1, wherein a periphery of the electrode of the semiconductor chip is covered with a first resin, a periphery of a bump of the wiring board is covered with a second resin, and the first resin and the second resin are joined. 2. The bonding method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the bonding is performed.
2の樹脂をテープ接着剤としたことを特徴とする請求項
2記載の半導体装置のボンディング方法。3. A bonding method for a semiconductor device according to claim 2, wherein said wiring board is a TAB tape, and said second resin is a tape adhesive.
バンプとの接合、及び前記電極の周囲と前記バンプの周
囲との接合は、超音波併用熱加重印加接合方式のボンデ
ィングツールを用いて行なうことを特徴とする請求項1
記載の半導体装置のボンディング方法。4. The bonding between the electrodes of the semiconductor chip and the bumps of the wiring board and the bonding between the periphery of the electrodes and the periphery of the bumps are performed using a bonding tool of an ultrasonic combined heat weight application bonding system. 2. The method according to claim 1, wherein
The bonding method of the semiconductor device according to the above.
配線板に接触する面積は、前記半導体チップの電極の面
積より広いことを特徴とする請求項4記載の半導体装置
のボンディング方法。5. The bonding method for a semiconductor device according to claim 4, wherein an area of a tip portion of said bonding tool in contact with said wiring board is larger than an area of an electrode of said semiconductor chip.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287363A JP3042468B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Semiconductor device bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287363A JP3042468B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Semiconductor device bonding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121511A JPH11121511A (en) | 1999-04-30 |
| JP3042468B2 true JP3042468B2 (en) | 2000-05-15 |
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ID=17716400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9287363A Expired - Fee Related JP3042468B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Semiconductor device bonding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042468B2 (en) |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP9287363A patent/JP3042468B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH11121511A (en) | 1999-04-30 |
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