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JP2002280407A - Semiconductor chip and semiconductor device, circuit board, and electronic equipment - Google Patents

Semiconductor chip and semiconductor device, circuit board, and electronic equipment

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Publication number
JP2002280407A
JP2002280407A JP2001080705A JP2001080705A JP2002280407A JP 2002280407 A JP2002280407 A JP 2002280407A JP 2001080705 A JP2001080705 A JP 2001080705A JP 2001080705 A JP2001080705 A JP 2001080705A JP 2002280407 A JP2002280407 A JP 2002280407A
Authority
JP
Japan
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metal layer
bump
semiconductor chip
metal
semiconductor device
Prior art date
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Application number
JP2001080705A
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Japanese (ja)
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JP3700598B2 (en
Inventor
Hideo Imai
英生 今井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H10W74/15
    • H10W90/724
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor chip and semiconductor device that can prevent an alloy layer from being formed excessively largely at the time of performing brazing and soldering, and to provide a circuit board and electronic equipment. SOLUTION: The semiconductor device includes a semiconductor chip 30 having bumps 24 formed on pads 12 and a substrate 40 having a wiring pattern 42 to which the surface of the chip 30 with the bumps 24 is faced and the bumps 24 are brazed and soldered with a tin-containing brazing material 50. The bumps 24 are formed of a nickel-containing metal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ及び
半導体装置、回路基板並びに電子機器に関する。
The present invention relates to a semiconductor chip, a semiconductor device, a circuit board, and an electronic device.

【0002】[0002]

【発明の背景】半導体チップを基板に対してフェースダ
ウン実装する場合に、半導体チップのバンプと、基板の
配線パターンと、をハンダ接合する形態が知られてい
る。その場合、バンプは金で形成されることが多かっ
た。
2. Description of the Related Art When a semiconductor chip is mounted face-down on a substrate, a form in which a bump of the semiconductor chip and a wiring pattern of the substrate are soldered is known. In that case, the bump was often formed of gold.

【0003】ところで、近年、鉛を含まないハンダ(鉛
フリーハンダ)を使用することが望まれている。鉛を含
まないハンダは、従来のハンダよりも、スズを高い比率
で含むものが多い。そのため、金バンプとスズとの間
で、従来にも増して拡散が促され、両者間に厚い合金層
が形成されることがあった。合金層は機械的性質が脆い
ため、これによって、半導体チップと基板の配線パター
ンとの電気的な接続不良を起こす可能性があった。
In recent years, it has been desired to use lead-free solder (lead-free solder). Lead-free solders often contain a higher proportion of tin than conventional solders. For this reason, diffusion between the gold bump and tin is promoted more than ever, and a thick alloy layer may be formed between the two. Since the mechanical properties of the alloy layer are fragile, there is a possibility of causing an electrical connection failure between the semiconductor chip and the wiring pattern of the substrate.

【0004】本発明は、この問題点を解決するためのも
のであり、その目的は、ロウ接合するときに合金層が過
剰に形成されるのを防ぐ半導体チップ及び半導体装置、
回路基板並びに電子機器を提供することにある。
An object of the present invention is to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor chip and a semiconductor device which prevent an alloy layer from being excessively formed at the time of brazing.
It is to provide a circuit board and an electronic device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(1)本発明に係る半導
体チップは、パッドに形成されたバンプを含み、前記バ
ンプは、ニッケルを除く金属で形成された第1の金属層
と、前記第1の金属層の表面に形成されニッケルを含む
第2の金属層と、を有する。
(1) A semiconductor chip according to the present invention includes a bump formed on a pad, wherein the bump includes a first metal layer formed of a metal other than nickel, A second metal layer formed on the surface of the first metal layer and containing nickel.

【0006】本発明によれば、第2の金属層は、ニッケ
ルを含む金属で形成されており、ロウ材に含まれるスズ
に対して拡散しにくい性質を有する。そのため、例え
ば、半導体チップを基板の配線パターンにロウ接合した
場合に、バンプ及びロウ材の界面に形成される合金層が
過剰に形成されるのを防ぐことができる。したがって、
機械的性質が脆い合金層の形成を抑えて、バンプ及び配
線パターンの間の電気的接続の信頼性を高めることがで
きる。
According to the present invention, the second metal layer is formed of a metal containing nickel, and has a property of hardly diffusing into tin contained in the brazing material. Therefore, for example, when the semiconductor chip is solder-bonded to the wiring pattern of the substrate, it is possible to prevent the alloy layer formed at the interface between the bump and the brazing material from being excessively formed. Therefore,
It is possible to suppress the formation of a brittle alloy layer having mechanical properties and to increase the reliability of the electrical connection between the bump and the wiring pattern.

【0007】(2)この半導体チップにおいて、前記第
1の金属層は、前記第2の金属層よりも軟らかい金属で
形成されてもよい。
(2) In this semiconductor chip, the first metal layer may be formed of a metal softer than the second metal layer.

【0008】これによれば、第1の金属層は、第2の金
属層よりも軟らかいので、半導体チップのバンプに集中
する応力を効果的に緩和することができる。
According to this, since the first metal layer is softer than the second metal layer, it is possible to effectively reduce the stress concentrated on the bumps of the semiconductor chip.

【0009】(3)この半導体チップにおいて、前記バ
ンプは、前記第2の金属層の表面に、前記第2の金属層
よりも薄く形成された第3の金属層をさらに有してもよ
い。
(3) In this semiconductor chip, the bump may further include a third metal layer formed thinner than the second metal layer on a surface of the second metal layer.

【0010】これによれば、例えば、第3の金属層によ
って、第2の金属層が酸化することを防止することがで
きる。
According to this, for example, the third metal layer can prevent the second metal layer from being oxidized.

【0011】(4)この半導体チップにおいて、前記第
1の金属層は、銅を含む金属で形成されてもよい。
(4) In this semiconductor chip, the first metal layer may be formed of a metal containing copper.

【0012】これによれば、銅は、ニッケルよりも柔軟
性を有する。
According to this, copper has more flexibility than nickel.

【0013】(5)この半導体チップにおいて、前記第
3の金属層は、金を含む金属で形成されてもよい。
(5) In this semiconductor chip, the third metal layer may be formed of a metal containing gold.

【0014】これによれば、金はニッケルよりも酸化し
にくい。
According to this, gold is less likely to be oxidized than nickel.

【0015】(6)本発明に係る半導体装置は、上記半
導体チップと、前記半導体チップの前記バンプを有する
面が対向され、前記バンプが、スズを含むロウ材によっ
て接合された配線パターンを有する基板と、を含む。
(6) In the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor chip and the surface of the semiconductor chip having the bump are opposed to each other, and the bump has a wiring pattern joined by a brazing material containing tin. And

【0016】本発明によれば、第2の金属層は、ニッケ
ルを含む金属で形成されており、ロウ材に含まれるスズ
に対して拡散しにくい性質を有する。そのため、バンプ
及びロウ材の界面に形成される合金層が過剰に形成され
るのを防ぐことができる。したがって、機械的性質が脆
い合金層の形成を抑えて、バンプ及び配線パターンの間
の電気的接続の信頼性を高めることができる。
According to the present invention, the second metal layer is formed of a metal containing nickel, and has a property of hardly diffusing into tin contained in the brazing material. Therefore, it is possible to prevent the alloy layer formed at the interface between the bump and the brazing material from being excessively formed. Therefore, the formation of an alloy layer having weak mechanical properties can be suppressed, and the reliability of electrical connection between the bump and the wiring pattern can be increased.

【0017】(7)本発明に係る半導体装置は、パッド
に形成されたバンプを有する半導体チップと、前記半導
体チップの前記バンプを有する面が対向され、前記バン
プが、スズを含むロウ材によって接合された配線パター
ンを有する基板と、を含み、前記バンプは、ニッケルを
含む金属で形成されている。
(7) In the semiconductor device according to the present invention, a semiconductor chip having a bump formed on a pad is opposed to a surface of the semiconductor chip having the bump, and the bump is joined by a brazing material containing tin. Wherein the bumps are formed of a metal including nickel.

【0018】本発明によれば、バンプは、ニッケルを含
む金属で形成されており、ロウ材に含まれるスズに対し
て拡散しにくい性質を有する。そのため、バンプ及びロ
ウ材の界面に形成される合金層が過剰に形成されるのを
防ぐことができる。したがって、機械的性質が脆い合金
層の形成を抑えて、バンプ及び配線パターンの間の電気
的接続の信頼性を高めることができる。
According to the present invention, the bump is formed of a metal containing nickel, and has a property of hardly diffusing into tin contained in the brazing material. Therefore, it is possible to prevent the alloy layer formed at the interface between the bump and the brazing material from being excessively formed. Therefore, the formation of an alloy layer having weak mechanical properties can be suppressed, and the reliability of electrical connection between the bump and the wiring pattern can be increased.

【0019】(8)この半導体装置において、前記バン
プは、ニッケルを含む第1の金属層と、前記第1の金属
層の表面に前記第1の金属層よりも薄く形成された第2
の金属層と、を有してもよい。
(8) In this semiconductor device, the bump is formed of a first metal layer containing nickel and a second metal layer formed on the surface of the first metal layer so as to be thinner than the first metal layer.
And a metal layer.

【0020】これによれば、例えば、第2の金属層によ
って、第1の金属層が酸化することを防止することがで
きる。
According to this, for example, the first metal layer can be prevented from being oxidized by the second metal layer.

【0021】(9)この半導体装置において、前記第2
の金属層は、金を含む金属で形成されてもよい。
(9) In this semiconductor device, the second
May be formed of a metal containing gold.

【0022】これによれば、金はニッケルよりも酸化し
にくい。
According to this, gold is less likely to be oxidized than nickel.

【0023】(10)この半導体装置において、前記バ
ンプは、無電解メッキによって形成されてもよい。
(10) In this semiconductor device, the bump may be formed by electroless plating.

【0024】無電解メッキを使用すれば、ニッケルを含
む金属で形成されたバンプを簡単に形成できる。
If electroless plating is used, a bump made of a metal containing nickel can be easily formed.

【0025】(11)この半導体装置において、前記ロ
ウ材は、鉛を含まないロウ材であってもよい。
(11) In this semiconductor device, the brazing material may be a brazing material containing no lead.

【0026】これによれば、鉛を含むロウ材に比べて、
合金層が形成されやすい特徴を有する鉛を含まないロウ
材を使用しても、合金層の形成を抑えることができる。
したがって、バンプ及び配線パターンの間の電気的接続
の信頼性を高めることができる。
According to this, compared to the brazing material containing lead,
The formation of the alloy layer can be suppressed even when a lead-free brazing material having a characteristic that the alloy layer is easily formed is used.
Therefore, the reliability of the electrical connection between the bump and the wiring pattern can be improved.

【0027】(12)本発明に係る回路基板は、上記半
導体装置を有する。
(12) A circuit board according to the present invention has the semiconductor device described above.

【0028】(13)本発明に係る電子機器は、上記半
導体装置を有する。
(13) An electronic apparatus according to the present invention includes the above semiconductor device.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、
以下の実施の形態に限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention
The present invention is not limited to the following embodiment.

【0030】(第1の実施の形態)図1〜図2(C)
は、本実施の形態に係るバンプの形成方法を示す図であ
り、図3及び図4は、本実施の形態に係る半導体装置を
示す図である。
(First Embodiment) FIGS. 1-2 (C)
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of forming a bump according to the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating a semiconductor device according to the present embodiment.

【0031】図1に示すように、半導体ウェーハ10を
用意する。本実施の形態では、バンプ形成プロセスをウ
ェーハ状態で一括処理する。あるいは、バンプ形成プロ
セスをチップ状態で処理してもよい。
As shown in FIG. 1, a semiconductor wafer 10 is prepared. In the present embodiment, the bump formation process is collectively processed in a wafer state. Alternatively, the bump formation process may be processed in a chip state.

【0032】半導体ウェーハ10は、複数のパッド12
を有する。パッド12は、半導体ウェーハ10の内部に
形成された集積回路の電極となる。パッド12は、切断
されて形成される半導体チップの端部又は中央部に配置
されてもよく、あるいはエリアアレイ状に複数行複数列
に配置されてもよい。パッド12は、集積回路が形成さ
れた領域の内側又は外側、あるいはその両方に形成され
てもよい。パッド12は、アルミニウム又は銅などで形
成される。
The semiconductor wafer 10 has a plurality of pads 12
Having. The pad 12 becomes an electrode of an integrated circuit formed inside the semiconductor wafer 10. The pads 12 may be arranged at the end or the center of the semiconductor chip formed by cutting, or may be arranged in a plurality of rows and a plurality of columns in an area array. Pads 12 may be formed inside and / or outside the area where the integrated circuit is formed. The pad 12 is formed of aluminum, copper, or the like.

【0033】半導体ウェーハ10のパッド12を有する
面には、絶縁膜14が形成されている。絶縁膜14は、
単一層又は複数層からなり、一般的なパッシベーション
膜であってもよい。絶縁膜14は、例えば、SiO2
SiN又はポリイミド樹脂などで形成される。
An insulating film 14 is formed on the surface of the semiconductor wafer 10 having the pads 12. The insulating film 14
It may be a single layer or a plurality of layers, and may be a general passivation film. The insulating film 14 is made of, for example, SiO 2 ,
It is formed of SiN or polyimide resin.

【0034】絶縁膜14には、パッド12の少なくとも
一部を開口させる開口部16が形成されている。開口部
16は、パッド12の中央部を開口していることが好ま
しい。その場合、パッド12の端部に、絶縁膜14の一
部が載っている。すなわち、半導体ウェーハ10のパッ
ド12を有する面には、各パッド12の少なくとも一部
を露出して、それ以外の部分に絶縁膜14が設けられて
いる。
An opening 16 for opening at least a part of the pad 12 is formed in the insulating film 14. The opening 16 preferably opens the center of the pad 12. In that case, a part of the insulating film 14 is placed on the end of the pad 12. That is, at least a part of each pad 12 is exposed on the surface of the semiconductor wafer 10 having the pad 12, and the insulating film 14 is provided on the other part.

【0035】図2(A)〜図2(C)に示すように、各
パッド12に電気的に接続するバンプ24を形成する。
バンプ24は、ニッケルを含む金属層(第1の金属層2
0)を有する。例えば、無電解メッキによってバンプ2
4を形成してもよい。無電解メッキを使用すれば、ニッ
ケルを含む金属層を簡単に形成できる。
As shown in FIGS. 2A to 2C, bumps 24 electrically connected to the respective pads 12 are formed.
The bump 24 is formed of a metal layer containing nickel (the first metal layer 2).
0). For example, bump 2 is formed by electroless plating.
4 may be formed. If electroless plating is used, a metal layer containing nickel can be easily formed.

【0036】図2(A)に示すように、パッド12上
に、金属皮膜18を形成する。例えば、パッド12がア
ルミニウムからなる場合には、パッド12上にジンケー
ト処理を施して、アルミニウム上の表面を亜鉛に置換析
出させる。こうして、亜鉛からなる金属皮膜16を形成
する。あるいは、金属皮膜18は、クロムで形成しても
よい。
As shown in FIG. 2A, a metal film 18 is formed on the pad 12. For example, when the pad 12 is made of aluminum, zincate treatment is performed on the pad 12 to replace and deposit zinc on the surface on aluminum. Thus, the metal film 16 made of zinc is formed. Alternatively, the metal film 18 may be formed of chromium.

【0037】図2(B)に示すように、第1の金属層2
0をパッド12上に形成する。第1の金属層20は、ニ
ッケルを含む。例えば、無電解ニッケルメッキ液中に、
ジンケート処理が施されたパッド12を浸し、亜鉛から
なる金属皮膜16とニッケルの置換反応を経てニッケル
を堆積させる。第1の金属層20は、単一層であっても
よく、複数層であってもよい。また、第1の金属層20
は、ニッケルの他に、他の金属(例えばリン)を含むも
のであってもよい。なお、本実施の形態では、マスクを
使用しないで形成するマッシュルーム型のバンプの例を
示すが、後述するように、マスク(レジスト層)を使用
して形成するストレートウォール型のバンプを適用して
もよい。マスクを使用しないで形成する場合には、マス
ク形成の工程が不要であるため、工程を簡略化できる。
また、マスクを使用した場合は、バンプの形状が制御で
きるため、隣接するパッド12間の距離が狭い場合(狭
ピッチの場合)に特に有効である。
As shown in FIG. 2B, the first metal layer 2
0 is formed on the pad 12. The first metal layer 20 contains nickel. For example, in an electroless nickel plating solution,
The pad 12 subjected to the zincate treatment is immersed, and nickel is deposited through a substitution reaction between the metal film 16 made of zinc and nickel. The first metal layer 20 may be a single layer or a plurality of layers. Also, the first metal layer 20
May contain another metal (for example, phosphorus) in addition to nickel. In this embodiment, an example of a mushroom type bump formed without using a mask is shown. However, as described later, a straight wall type bump formed using a mask (resist layer) is applied. Is also good. In the case of forming without using a mask, the step of forming a mask is unnecessary, and thus the step can be simplified.
Also, when a mask is used, the shape of the bumps can be controlled, which is particularly effective when the distance between adjacent pads 12 is small (at a narrow pitch).

【0038】図2(C)に示すように、必要があれば、
第1の金属層20の表面に、第2の金属層22を形成す
る。第2の金属層22は、第1の金属層20の全面に形
成してもよく、あるいは一部に形成してもよい。第2の
金属層22は、第1の金属層20よりも薄く形成する。
As shown in FIG. 2C, if necessary,
On the surface of the first metal layer 20, a second metal layer 22 is formed. The second metal layer 22 may be formed on the entire surface of the first metal layer 20, or may be formed on a part thereof. The second metal layer 22 is formed thinner than the first metal layer 20.

【0039】第2の金属層22は、金を含むものであっ
てもよい。金はニッケルよりも酸化しにくいので、バン
プの酸化を防止することができる。また、バンプ24を
ロウ接合した場合に、第2の金属層(金層)22をロウ
材に積極的に拡散させて、第1の金属層20とロウ材と
において適切な量の合金層を形成させることができる。
The second metal layer 22 may include gold. Since gold is harder to oxidize than nickel, oxidation of the bumps can be prevented. When the bumps 24 are joined by brazing, the second metal layer (gold layer) 22 is positively diffused into the brazing material, and an appropriate amount of the alloy layer is formed between the first metal layer 20 and the brazing material. Can be formed.

【0040】こうして、第1及び第2の金属層20、2
2を含むバンプ24が形成される。半導体ウェーハ10
は、その後、所定の形状で切断されて、複数の半導体チ
ップに個片化される。この半導体チップ30(図4参
照)は、バンプ24を含む。
Thus, the first and second metal layers 20, 2
2 are formed. Semiconductor wafer 10
Is then cut into a predetermined shape and singulated into a plurality of semiconductor chips. The semiconductor chip 30 (see FIG. 4) includes the bump 24.

【0041】上述した例とは別に、バンプ24は、電解
メッキで形成してもよく、電解メッキ及び無電解メッキ
の組合わせで形成してもよい。あるいは、湿式法(メッ
キ)に換えて乾式法(スパッタなど)を用いた方法でバ
ンプ24を形成してもよく、それらを組み合わせた方法
を適用してもよい。
Apart from the above-described example, the bumps 24 may be formed by electrolytic plating, or may be formed by a combination of electrolytic plating and electroless plating. Alternatively, the bumps 24 may be formed by a method using a dry method (such as sputtering) instead of the wet method (plating), or a method combining them may be applied.

【0042】図3に示すように、本実施の形態に係る半
導体装置は、半導体チップ30と、基板40と、を含
む。半導体チップ30は、基板40に対してフェースダ
ウン実装されており、両者間は、ロウ材50によって電
気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the semiconductor device according to the present embodiment includes a semiconductor chip 30 and a substrate 40. The semiconductor chip 30 is mounted face-down on the substrate 40, and both are electrically connected by a brazing material 50.

【0043】基板40は、ポリイミド樹脂などで形成さ
れるフレキシブル基板であってもよく、ガラスエポキシ
基板などのリジッド基板であってもよい。基板40は、
半導体チップ30と電気的に接続される配線パターン4
2を有する。配線パターン42は、ランドを有してもよ
い。その場合、半導体チップ30のバンプ24は、ラン
ドに接合される。
The substrate 40 may be a flexible substrate made of a polyimide resin or the like, or may be a rigid substrate such as a glass epoxy substrate. The substrate 40
Wiring pattern 4 electrically connected to semiconductor chip 30
2 The wiring pattern 42 may have a land. In that case, the bump 24 of the semiconductor chip 30 is joined to the land.

【0044】基板40の配線パターン42を有する面に
は、絶縁膜44が形成されることが多い。絶縁膜44
は、ランドなどのバンプ24との接合部を避けて、配線
パターン42を覆って設けられる。言い換えると、絶縁
膜44には、バンプ24との接合部(例えばランド)を
露出する開口部46が形成されている。開口部46の壁
面には、接合部から開口方向に開口幅が広くなるような
テーパが付されてもよい。こうすることで、バンプ24
のセルフアライメント効果を向上させることができる。
なお、絶縁膜44は、一般的なソルダレジストであって
もよい。
An insulating film 44 is often formed on the surface of the substrate 40 having the wiring pattern 42. Insulating film 44
Is provided so as to cover the wiring pattern 42 so as to avoid a joint portion with the bump 24 such as a land. In other words, the opening 46 that exposes the joint (for example, land) with the bump 24 is formed in the insulating film 44. The wall surface of the opening 46 may be tapered so that the opening width increases in the opening direction from the joint. By doing so, the bump 24
Can improve the self-alignment effect.
Note that the insulating film 44 may be a general solder resist.

【0045】ロウ材50は、硬ロウであってもよいが、
低融点で溶融できるハンダなどの軟ロウであることが好
ましい。ロウ材50は、スズ(Sn)を含む。また、ス
ズに加えて、銅(Cu)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、
ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)な
どからなるグループより選択された少なくとも1つの材
料を含んでもよい。ロウ材50は、基板40側に設けて
もよく、あるいは半導体チップ30側に設けてもよい。
なお、必要に応じて、フラックスを塗布してもよい。
The brazing material 50 may be a hard brazing material,
It is preferably a soft wax such as solder that can be melted at a low melting point. The brazing material 50 contains tin (Sn). In addition, in addition to tin, copper (Cu), silver (Ag), zinc (Zn),
It may include at least one material selected from the group consisting of bismuth (Bi), indium (In), lead (Pb), and the like. The brazing material 50 may be provided on the substrate 40 side, or may be provided on the semiconductor chip 30 side.
In addition, you may apply a flux as needed.

【0046】ロウ材50は、鉛を含まないロウ材、例え
ば鉛フリーハンダであってもよい。鉛を含まないハンダ
は、スズを高い比率で含むものが多く、また、最も一般
的に使用されている鉛とスズの共晶ハンダに比べて融点
が高いという特徴を有する。
The brazing material 50 may be a brazing material containing no lead, for example, a lead-free solder. Lead-free solders often contain a high proportion of tin and have the feature of a higher melting point than the most commonly used eutectic solders of lead and tin.

【0047】図3に示すように、バンプ24は、ロウ材
50に直接的に接する。そのため、バンプ24とロウ材
50との間に合金化反応が起こる。すなわち、バンプ2
4とロウ材50との間に、図示しない金属間化合物(合
金層)が形成される。合金層は、ロウ材50に含まれる
スズの比率や、拡散時の温度(ロウ接合部にかかる温
度)が高く、その時間が長いほど厚く形成される。これ
によると、スズを高い比率で含み、比較的融点が高い性
質を有する鉛を含まないロウ材50を使用した場合に
は、合金層は厚く形成されやすい。合金層は機械的性質
が脆いため、仮に合金層がバンプ24とロウ材50との
間に厚く形成されると、両者間の電気的な接続不良を起
こす可能性がある。電気的な接続不良の発生は、近年の
パッド間の狭ピッチ化に伴い、ロウ付け部分が小さくな
ればなるほど顕著である。そのため、バンプ24とロウ
材50との間に形成される合金層は、可能な限り薄いほ
うが好ましい。
As shown in FIG. 3, the bump 24 is in direct contact with the brazing material 50. Therefore, an alloying reaction occurs between the bump 24 and the brazing material 50. That is, bump 2
An unillustrated intermetallic compound (alloy layer) is formed between 4 and brazing material 50. The alloy layer is formed thicker as the ratio of tin contained in the brazing material 50 and the temperature at the time of diffusion (the temperature applied to the brazing joint) are higher, and the time is longer. According to this, when the brazing material 50 containing tin at a high ratio and having a relatively high melting point and not containing lead is used, the alloy layer is easily formed thick. Since the mechanical properties of the alloy layer are brittle, if the alloy layer is formed thick between the bump 24 and the brazing material 50, there is a possibility that electrical connection failure between the two may occur. The occurrence of electrical connection failures becomes more remarkable as the brazed portion becomes smaller with the recent reduction in the pitch between pads. Therefore, it is preferable that the alloy layer formed between the bump 24 and the brazing material 50 be as thin as possible.

【0048】ここで、合金層は、バンプ24とロウ材5
0との両者で拡散が起こることによって形成される。詳
しくは、バンプ24の金属がロウ材50のスズ中に拡散
したり、ロウ材50のスズがバンプ24の金属中に拡散
したりして、両者間に合金層が形成される。そして、合
金層の厚さは拡散係数の平方根に比例するので、拡散係
数が小さいほど、合金層を薄くすることができる。言い
換えれば、バンプ24とロウ材50との間で拡散が起こ
りにくいほど、両者間に形成される合金層を薄くするこ
とができる。
Here, the alloy layer is composed of the bump 24 and the brazing material 5.
It is formed by diffusion occurring at both 0 and 0. More specifically, the metal of the bump 24 diffuses into the tin of the brazing material 50, or the tin of the brazing material 50 diffuses into the metal of the bump 24, and an alloy layer is formed between the two. Since the thickness of the alloy layer is proportional to the square root of the diffusion coefficient, the smaller the diffusion coefficient, the thinner the alloy layer. In other words, the less the diffusion between the bump 24 and the brazing material 50 occurs, the thinner the alloy layer formed between them can be.

【0049】本実施の形態では、バンプ24として、ニ
ッケルを含む金属を使用することによって、バンプ24
とロウ材50との間に形成される合金層を薄くする。
In this embodiment, a metal containing nickel is used as the bump
The alloy layer formed between the solder and the brazing material 50 is thinned.

【0050】一般に、拡散係数Dは、振動数項D0(m2
/s)、拡散される金属に対する活性化エネルギーQ
(J/mol)、気体定数R=8.31451(J/
(K・mol))、拡散時の温度T(K)、の値から算
出される。詳しくは、アレニウスの式より、 D=D0×exp(−Q/RT) で示される。
Generally, the diffusion coefficient D is represented by a frequency term D 0 (m 2
/ S), activation energy Q for the diffused metal
(J / mol), gas constant R = 8.31451 (J /
(K · mol)) and the temperature at the time of diffusion T (K). Specifically, from the Arrhenius equation, D = D 0 × exp (−Q / RT).

【0051】ここで、スズの金に対する拡散係数D1
スズの銅に対する拡散係数D2、スズのニッケルに対す
る拡散係数D3、とすると、アレニウスの式より以下の
値が算出される。
Here, the diffusion coefficient D 1 of tin with respect to gold,
Assuming that the diffusion coefficient of tin to copper is D 2 and the diffusion coefficient of tin to nickel is D 3 , the following values are calculated from the Arrhenius equation.

【0052】拡散係数D1において、D0=4.1×10
-6、Q=189×103の値から、例えばT=423.
15とすると、 D1=1.91763×10-29 拡散係数D2において、D0=11×10-6、Q=188
×103の値から、例えばT=423.15とすると、 D2=6.83161×10-29 拡散係数D3において、D0=3×10-3、Q=274×
103の値から、例えばT=423.15とすると、 D3=4.51611×10-37 そして、それぞれの拡散係数を比較すると、 D2>D1>D3 の関係が成立する。すなわち、金又は銅を含むバンプよ
りも、ニッケルを含むバンプ24を使用するほうが、ロ
ウ材50からバンプ24への拡散が起こりにくい。した
がって、バンプ24として、ニッケルを含む金属を使用
すると、金バンプや銅バンプに比べて、ロウ材50との
間に形成される合金層を薄くすることができる。
For the diffusion coefficient D 1 , D 0 = 4.1 × 10
-6 , Q = 189 × 10 3 , for example, T = 423.
Assuming that D 1 = 1.91763 × 10 −29 diffusion coefficient D 2 , D 0 = 11 × 10 −6 and Q = 188
Assuming that T = 423.15 from the value of × 10 3 , for a diffusion coefficient D 3 of D 2 = 6.831 × 10 −29 , D 0 = 3 × 10 −3 , and Q = 274 ×.
Assuming that T = 423.15 from the value of 10 3 , for example, D 3 = 4.51611 × 10 −37, and comparing the respective diffusion coefficients, the relationship of D 2 > D 1 > D 3 is established. That is, the diffusion from the brazing material 50 to the bumps 24 is less likely to occur when the bumps 24 including nickel are used than when the bumps 24 include gold or copper. Therefore, when a metal containing nickel is used for the bump 24, the alloy layer formed between the bump 24 and the brazing material 50 can be made thinner than a gold bump or a copper bump.

【0053】また、同様にアレニウスの式より値を算出
すると、ニッケルのスズに対する拡散係数は、金のスズ
に対する拡散係数、又は銅のスズに対する拡散係数より
も小さい。すなわち、金又は銅を含むバンプよりも、ニ
ッケルを含むバンプ24を使用するほうが、バンプ24
からロウ材50への拡散が起こりにくい。したがって、
バンプ24として、ニッケルを含む金属を使用すると、
金バンプや銅バンプに比べて、ロウ材50との間に形成
される合金層を薄くすることができる。
Similarly, when the value is calculated from the Arrhenius equation, the diffusion coefficient of nickel for tin is smaller than the diffusion coefficient of gold for tin or the diffusion coefficient of copper for tin. That is, the use of the bump 24 containing nickel is more effective than the bump 24 containing gold or copper.
Diffusion into the brazing material 50 hardly occurs. Therefore,
When a metal containing nickel is used as the bump 24,
The alloy layer formed between the brazing material 50 and the gold bump or the copper bump can be made thinner.

【0054】さらに、ニッケルは、自己拡散(同種類の
金属原子の拡散)の拡散係数の値が、金や銅にくらべて
小さいという特徴を有する。詳しくは、金の自己拡散係
数X 1、銅の自己拡散係数X2、ニッケルの自己拡散係数
3、とすると、アレニウスの式より以下の値が算出さ
れる。
Further, nickel is self-diffusion (same type of
The diffusion coefficient of metal (diffusion of metal atoms) is larger than that of gold or copper.
It has the characteristic of being small. For details, see Gold Self-Proliferation
Number X 1, Copper self-diffusion coefficient XTwo, Nickel self-diffusion coefficient
XThree, The following value is calculated from the Arrhenius equation.
It is.

【0055】自己拡散係数X1において、D0=91×1
-6、Q=175×103の値から、例えばT=42
3.15とすると、 X1=2.27599×10-26 自己拡散係数X2において、D0=20×10-6、Q=1
97×103の値から、例えばT=423.15とする
と、 X2=9.62711×10-30 自己拡散係数X3において、D0=34×10-6、Q=2
92×103の値から、例えばT=423.15とする
と、 X3=3.07054×10-41 そして、それぞれの自己拡散係数を比較すると、 X1>X2>X3 の関係が成立する。すなわち、金や銅よりも、ニッケル
は拡散しにくい特徴を有する。このことからも、バンプ
24として、ニッケルを含む金属を使用すると、金バン
プや銅バンプに比べて、ロウ材50との間に形成される
合金層を薄くできることが分かる。
In the self-diffusion coefficient X 1 , D 0 = 91 × 1
From the values of 0 −6 and Q = 175 × 10 3 , for example, T = 42
Assuming that 3.15, X 1 = 2.2599 × 10 −26 and self-diffusion coefficient X 2 , D 0 = 20 × 10 −6 and Q = 1
From the value of 97 × 10 3 , for example, assuming that T = 423.15, when X 2 = 9.62711 × 10 -30 self diffusion coefficient X 3 , D 0 = 34 × 10 -6 and Q = 2
Assuming that T = 423.15 from the value of 92 × 10 3 , for example, X 3 = 3.07054 × 10 −41, and comparing the respective self-diffusion coefficients, the relationship X 1 > X 2 > X 3 is established. I do. That is, nickel has a characteristic that it is harder to diffuse than gold and copper. This also indicates that the use of a metal containing nickel as the bump 24 enables the alloy layer formed between the bump 24 and the brazing material 50 to be thinner than that of a gold bump or a copper bump.

【0056】なお、金を含む第2の金属層22を第1の
金属層20の表面に形成した場合には、金とロウ材50
のスズとの間で拡散が起こるが、本実施の形態では、第
2の金属層22は極めて薄く形成するので合金層の厚さ
に影響を及ぼすことはない。
When the second metal layer 22 containing gold is formed on the surface of the first metal layer 20, gold and brazing material 50 are used.
However, in the present embodiment, the second metal layer 22 is formed to be extremely thin, and does not affect the thickness of the alloy layer.

【0057】図4に示すように、半導体チップ30と基
板40との間には、樹脂48が充填されていてもよい。
こうすることで、両者間を隙間なく封止できるので、耐
湿性などが向上する。また、樹脂48は、アンダーフィ
ル材として使用してもよく、これによって、各バンプ2
4(配線パターンとの接合部)に集中する応力を緩和す
ることができる。
As shown in FIG. 4, a resin 48 may be filled between the semiconductor chip 30 and the substrate 40.
By doing so, the two can be sealed without gaps, so that the moisture resistance and the like are improved. Further, the resin 48 may be used as an underfill material.
The stress concentrated on 4 (joint portion with the wiring pattern) can be reduced.

【0058】基板40には、外部端子52が設けられて
もよい。外部端子52は、図示しないスルーホールなど
を介して配線パターン42に電気的に接続される。外部
端子52は、ハンダボールであることが多い。また、積
極的に外部端子52を形成せずに、回路基板(マザーボ
ード)実装時に回路基板側に塗布されるハンダクリーム
を使用し、その溶融時の表面張力で結果的に外部端子を
形成してもよい。その場合には、基板40の半導体チッ
プ30とは反対の面に、配線パターン42と接続された
ランドが露出する。なお、半導体装置のパッケージ形態
は、限定されず、例えばCSP型、BGA型などが挙げ
られる。
An external terminal 52 may be provided on the substrate 40. The external terminal 52 is electrically connected to the wiring pattern 42 via a through hole (not shown) or the like. The external terminals 52 are often solder balls. Also, instead of actively forming the external terminals 52, a solder cream applied to the circuit board side when mounting the circuit board (motherboard) is used, and the external terminals are eventually formed by the surface tension at the time of melting. Is also good. In that case, the lands connected to the wiring patterns 42 are exposed on the surface of the substrate 40 opposite to the semiconductor chip 30. Note that the package form of the semiconductor device is not limited, and examples thereof include a CSP type and a BGA type.

【0059】また、本実施の形態に係る半導体装置は、
半導体チップ30が回路基板(マザーボード)にベアチ
ップ実装されるものであってもよい。
Further, the semiconductor device according to the present embodiment
The semiconductor chip 30 may be a bare chip mounted on a circuit board (mother board).

【0060】本実施の形態に係る半導体装置によれば、
バンプ24は、ニッケルを含む金属で形成されており、
ロウ材50に含まれるスズに対して拡散しにくい性質を
有する。そのため、バンプ24及びロウ材50の界面に
形成される合金層を薄くすることができる。したがっ
て、機械的性質が脆い合金層の形成を抑えて、バンプ2
4及び配線パターン42の間の電気的接続の信頼性を高
めることができる。
According to the semiconductor device of this embodiment,
The bump 24 is formed of a metal including nickel,
It has the property of not easily diffusing into tin contained in the brazing material 50. Therefore, the alloy layer formed at the interface between the bump 24 and the brazing material 50 can be made thin. Therefore, the formation of an alloy layer having a brittle mechanical property is suppressed, and the bump 2
4 and the reliability of the electrical connection between the wiring pattern 42 can be improved.

【0061】(第2の実施の形態)図5(A)〜図5
(C)は、本実施の形態に係るバンプの形成方法を示す
図である。図6は、本実施の形態に係る半導体チップを
示す図であり、図7は、本実施の形態に係る半導体装置
を示す図である。
(Second Embodiment) FIGS. 5A to 5
(C) is a diagram showing a bump forming method according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor chip according to the present embodiment, and FIG. 7 is a diagram illustrating a semiconductor device according to the present embodiment.

【0062】本実施の形態に係るバンプ66は、ニッケ
ルを除く金属で形成された第1の金属層60と、ニッケ
ルを含む第2の金属層62と、を含む。各金属層は、無
電解メッキで形成してもよい。
The bump 66 according to the present embodiment includes a first metal layer 60 made of a metal other than nickel and a second metal layer 62 containing nickel. Each metal layer may be formed by electroless plating.

【0063】図5(A)に示すように、パッド12上
に、第1の金属層60を形成する。第1の金属層60
は、第2の金属層62(ニッケル)よりも軟らかい金属
であることが好ましい。このような第1の金属層60を
バンプ66の一部とすることによって、半導体装置に加
えられてバンプに集中する応力を緩和し、バンプ66の
破壊を防ぐことができる。
As shown in FIG. 5A, a first metal layer 60 is formed on the pad 12. First metal layer 60
Is preferably a metal softer than the second metal layer 62 (nickel). By using such a first metal layer 60 as a part of the bump 66, stress applied to the semiconductor device and concentrated on the bump can be reduced, and the bump 66 can be prevented from being broken.

【0064】第1の金属層60は、銅(Cu)であって
もよい。その場合、例えば、銅メッキ液を使用し、触媒
であるパラジウムを核として溶液中の銅イオンを還元
し、銅(第1の金属層60)を析出してもよい。
The first metal layer 60 may be copper (Cu). In this case, for example, a copper plating solution may be used to reduce copper ions in the solution using palladium as a catalyst as a nucleus to deposit copper (first metal layer 60).

【0065】図5(B)に示すように、第1の金属層2
0の表面にニッケルを含む第2の金属層62を形成す
る。例えば、触媒活性するために、パラジウムによる触
媒化処理を行い、ニッケル(第2の金属層62)を析出
してもよい。
As shown in FIG. 5B, the first metal layer 2
A second metal layer 62 containing nickel is formed on the surface of the "0". For example, in order to activate the catalyst, a catalytic treatment with palladium may be performed to deposit nickel (the second metal layer 62).

【0066】図5(C)に示すように、必要があれば、
第2の金属層62の表面に、第3の金属層64を形成す
る。第3の金属層64は、第2の金属層62の全面に形
成してもよく、あるいは一部に形成してもよい。第3の
金属層64は、第2の金属層62よりも薄く形成する。
第3の金属層64は、金を含むものであってもよく、こ
れによって、バンプの酸化を防止することができる。ま
た、バンプ66をロウ接合した場合に、第3の金属層
(金層)64をロウ材に積極的に拡散させて、第2の金
属層62とロウ材とにおいて適切な量の合金層を形成さ
せることができる。
As shown in FIG. 5C, if necessary,
A third metal layer 64 is formed on the surface of the second metal layer 62. The third metal layer 64 may be formed on the entire surface of the second metal layer 62 or may be formed on a part thereof. The third metal layer 64 is formed thinner than the second metal layer 62.
The third metal layer 64 may include gold, which can prevent oxidation of the bump. Further, when the bumps 66 are brazed, the third metal layer (gold layer) 64 is actively diffused into the brazing material, so that an appropriate amount of the alloy layer is formed between the second metal layer 62 and the brazing material. Can be formed.

【0067】こうして、図6に示すように、第1から第
3の金属層60、62、64からなるバンプ66が形成
される。この半導体チップ130は、バンプ66を含
む。また、図7に示すように、本実施の形態に係る半導
体装置は、半導体チップ130と、基板40と、を含
む。なお、本実施の形態の効果としては、上述の実施の
形態で説明した内容が挙げられる。
Thus, as shown in FIG. 6, a bump 66 including the first to third metal layers 60, 62, 64 is formed. This semiconductor chip 130 includes the bump 66. Further, as shown in FIG. 7, the semiconductor device according to the present embodiment includes a semiconductor chip 130 and a substrate 40. The effects of the present embodiment include the contents described in the above embodiment.

【0068】(第3の実施の形態)図8(A)〜図8
(C)は、本実施の形態に係るバンプの形成方法を示す
図である。本実施の形態では、マスク(レジスト層7
0)を使用して、ストレートウォール型のバンプ124
を形成する。その他の形態は、第1の実施の形態で説明
した内容を適用することができる。
(Third Embodiment) FIGS. 8A to 8
(C) is a diagram showing a bump forming method according to the present embodiment. In the present embodiment, the mask (the resist layer 7
0) using a straight wall type bump 124
To form In other forms, the contents described in the first embodiment can be applied.

【0069】図8(A)に示すように、半導体ウェーハ
10のパッド12を有する面にレジスト層70を設け
る。レジスト層70は、パッド12の上方に、貫通穴7
2を有する。例えば、レジスト層70を半導体ウェーハ
10の全面に設けた後に、フォトリソグラフィ技術を適
用して貫通穴72を形成してもよい。貫通穴72の壁面
は、半導体ウェーハ10の面に対して、垂直に立ち上が
ることが好ましい。こうすることで、垂直に立ち上がる
バンプ124を形成することができる。
As shown in FIG. 8A, a resist layer 70 is provided on the surface of the semiconductor wafer 10 having the pads 12. The resist layer 70 has a through hole 7 above the pad 12.
2 For example, after providing the resist layer 70 on the entire surface of the semiconductor wafer 10, the through hole 72 may be formed by applying photolithography technology. It is preferable that the wall surface of the through hole 72 rises perpendicularly to the surface of the semiconductor wafer 10. By doing so, the bumps 124 that rise vertically can be formed.

【0070】図8(B)に示すように、パッド12上
に、ニッケルを含む第1の金属層120を形成する。パ
ッド12上には、貫通穴72が形成されているので、第
1の金属層120を貫通穴72の平面形状に合わせて形
成することができる。したがって、各パッド12間が極
めて狭ピッチであっても、バンプ124同士が接触する
ことを防いで、パッド12間の短絡を防ぐことができ
る。
As shown in FIG. 8B, a first metal layer 120 containing nickel is formed on the pad 12. Since the through hole 72 is formed on the pad 12, the first metal layer 120 can be formed according to the planar shape of the through hole 72. Therefore, even if the pitch between the pads 12 is extremely narrow, it is possible to prevent the bumps 124 from contacting each other, and to prevent a short circuit between the pads 12.

【0071】図8(C)に示すように、必要があれば、
第1の金属層120の表面に、第2の金属層122を形
成する。第2の金属層122は、レジスト層70を除去
した後に形成してもよく、あるいは除去前に形成しても
よい。図示する例とは別に、レジスト層70を残したま
ま第2の金属層122を形成すると、第2の金属層12
2は、第1の金属層120の上面に形成される。なお、
第2の金属層122は、金を含むものであってもよい。
As shown in FIG. 8C, if necessary,
On the surface of the first metal layer 120, a second metal layer 122 is formed. The second metal layer 122 may be formed after removing the resist layer 70, or may be formed before removing. Apart from the example shown, if the second metal layer 122 is formed with the resist layer 70 left, the second metal layer 12
2 is formed on the upper surface of the first metal layer 120. In addition,
The second metal layer 122 may include gold.

【0072】こうして、第1及び第2の金属層120、
122を含むバンプ124が形成される。これによれ
ば、上述の効果に加えて、所望の幅及び高さのバンプ1
24を有する半導体装置を提供することができる。
Thus, the first and second metal layers 120,
A bump 124 including 122 is formed. According to this, in addition to the above-described effects, the bump 1 having a desired width and height is provided.
24 can be provided.

【0073】なお、第2の実施の形態で説明したバンプ
66を、第3の実施の形態で説明したレジスト層70を
使用する方法で形成してもよい。
The bump 66 described in the second embodiment may be formed by a method using the resist layer 70 described in the third embodiment.

【0074】図9には、本実施の形態に係る半導体装置
1を実装した回路基板1000が示されている。回路基
板1000には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基
板を用いることが一般的である。回路基板1000には
例えば銅などからなる配線パターンが所望の回路となる
ように形成されていて、それらの配線パターンと半導体
装置1の外部端子52とを機械的に接続することでそれ
らの電気的導通を図る。
FIG. 9 shows a circuit board 1000 on which the semiconductor device 1 according to the present embodiment is mounted. Generally, an organic substrate such as a glass epoxy substrate is used for the circuit board 1000. Wiring patterns made of, for example, copper or the like are formed on the circuit board 1000 so as to form a desired circuit, and the electrical connection between the wiring patterns and the external terminals 52 of the semiconductor device 1 is made by mechanical connection. Conduct continuity.

【0075】そして、本発明を適用した半導体装置1を
有する電子機器として、図10にはノート型パーソナル
コンピュータ1100、図11には携帯電話1200が
示されている。
As an electronic apparatus having the semiconductor device 1 to which the present invention is applied, FIG. 10 shows a notebook personal computer 1100, and FIG. 11 shows a mobile phone 1200.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係るバン
プの形成方法を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a method for forming a bump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(A)〜図2(C)は、本発明の第1の実
施の形態に係るバンプの形成方法を示す図である。
FIGS. 2A to 2C are views showing a bump forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第1の実施の形態に係る半導
体装置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の第1の実施の形態に係る半導
体装置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図5(A)〜図5(C)は、本発明の第2の実
施の形態に係るバンプの形成方法を示す図である。
FIGS. 5A to 5C are diagrams illustrating a bump forming method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図6は、本発明の第2の実施の形態に係る半導
体チップを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor chip according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図7は、本発明の第2の実施の形態に係る半導
体装置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図8(A)〜図8(C)は、本発明の第3の実
施の形態に係るバンプの形成方法を示す図である。
FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a bump forming method according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図9は、本発明の実施の形態に係る半導体装置
を有する回路基板を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a circuit board having a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図10】図10は、本発明の実施の形態に係る半導体
装置を有する電子機器を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an electronic apparatus including the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;

【図11】図11は、本発明の実施の形態に係る半導体
装置を有する電子機器を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an electronic apparatus including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 パッド 20 第1の金属層 22 第2の金属層 24 バンプ 30 半導体チップ 40 基板 42 配線パターン 50 ロウ材 60 第1の金属層 62 第2の金属層 64 第3の金属層 66 バンプ 120 第1の金属層 122 第2の金属層 124 バンプ 130 半導体チップ 12 pad 20 first metal layer 22 second metal layer 24 bump 30 semiconductor chip 40 substrate 42 wiring pattern 50 brazing material 60 first metal layer 62 second metal layer 64 third metal layer 66 bump 120 first Metal layer 122 Second metal layer 124 Bump 130 Semiconductor chip

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パッドに形成されたバンプを含み、 前記バンプは、ニッケルを除く金属で形成された第1の
金属層と、前記第1の金属層の表面に形成されニッケル
を含む第2の金属層と、を有する半導体チップ。
A first metal layer formed of a metal other than nickel, and a second metal layer formed on a surface of the first metal layer and including nickel. And a metal layer.
【請求項2】 請求項1記載の半導体チップにおいて、 前記第1の金属層は、前記第2の金属層よりも軟らかい
金属で形成されてなる半導体チップ。
2. The semiconductor chip according to claim 1, wherein said first metal layer is formed of a metal softer than said second metal layer.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の半導体チ
ップにおいて、 前記バンプは、前記第2の金属層の表面に、前記第2の
金属層よりも薄く形成された第3の金属層をさらに有す
る半導体チップ。
3. The semiconductor chip according to claim 1, wherein the bump is formed on a surface of the second metal layer to be thinner than the second metal layer. A semiconductor chip further comprising:
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の半導体チップにおいて、 前記第1の金属層は、銅を含む金属で形成されてなる半
導体チップ。
4. The semiconductor chip according to claim 1, wherein the first metal layer is formed of a metal containing copper.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
の半導体チップにおいて、 前記第3の金属層は、金を含む金属で形成されてなる半
導体チップ。
5. The semiconductor chip according to claim 1, wherein the third metal layer is formed of a metal containing gold.
【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかに記載
の半導体チップと、 前記半導体チップの前記バンプを有する面が対向され、
前記バンプが、スズを含むロウ材によって接合された配
線パターンを有する基板と、 を含む半導体装置。
6. The semiconductor chip according to claim 1, wherein a surface of the semiconductor chip having the bump is opposed to the semiconductor chip.
A substrate having a wiring pattern in which the bumps are joined by a brazing material containing tin.
【請求項7】 パッドに形成されたバンプを有する半導
体チップと、 前記半導体チップの前記バンプを有する面が対向され、
前記バンプが、スズを含むロウ材によって接合された配
線パターンを有する基板と、 を含み、 前記バンプは、ニッケルを含む金属で形成されてなる半
導体装置。
7. A semiconductor chip having a bump formed on a pad, and a surface of the semiconductor chip having the bump is opposed to the semiconductor chip.
A substrate having a wiring pattern joined by a brazing material containing tin, wherein the bump is formed of a metal containing nickel.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、 前記バンプは、ニッケルを含む第1の金属層と、前記第
1の金属層の表面に前記第1の金属層よりも薄く形成さ
れた第2の金属層と、を有する半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the bump is formed of a first metal layer containing nickel and a second metal layer formed on a surface of the first metal layer to be thinner than the first metal layer. A semiconductor device comprising: a second metal layer;
【請求項9】 請求項8記載の半導体装置において、 前記第2の金属層は、金を含む金属で形成されてなる半
導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the second metal layer is formed of a metal containing gold.
【請求項10】 請求項6から請求項9のいずれかに記
載の半導体装置において、 前記バンプは、無電解メッキによって形成されてなる半
導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 6, wherein the bump is formed by electroless plating.
【請求項11】 請求項6から請求項10のいずれかに
記載の半導体装置において、 前記ロウ材は、鉛を含まないロウ材である半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 6, wherein said brazing material is a brazing material containing no lead.
【請求項12】 請求項6から請求項11のいずれかに
記載の半導体装置を有する回路基板。
12. A circuit board having the semiconductor device according to claim 6.
【請求項13】 請求項6から請求項11のいずれかに
記載の半導体装置を有する電子機器。
13. An electronic apparatus having the semiconductor device according to claim 6. Description:
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