JP2005136035A

JP2005136035A - バンプ電極構造およびバンプ形成方法

Info

Publication number: JP2005136035A
Application number: JP2003368679A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 健松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】ＢＯＦテープ側のバンプと、半導体チップ側における電極との接触不良の発生を防ぐ。
【解決手段】リード電極２の形状を櫛状１２にすることにより、前記リード電極２上に形成するバンプ３の表面に細かな凹凸３ｂを形成する。バンプ３における前記凹凸３ｂ部分は全体としてフラットな部分となる。このフラットな部分により、バンプ３と半導体チップ４における半導体電極５との接触面積が広くなり、したがって、両者の接触が良好になり、電気的に安定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置を構成する基板上のリード電極上に形成されるバンプ電極構造、およびバンプ形成方法に関するものである。

従来の半導体基板にバンプ電極（突起電極）を形成するための方法の一例として、特許文献１に記載された技術を例示することができる。

また、従来の半導体装置のパッケージ形成方法、特にＢＯＦ（Bump On Film）のパッケージ形成方法について、図４〜図６を参照して説明する。

図４は従来のＢＯＦパッケージの構成とその組立を説明するための断面図、図５は図４におけるＢＯＦパッケージ用テープにおけるリード電極の形状を示した平面図であって、１はＢＯＦテープ、２はリード電極、３はバンプ、４は半導体チップ、５は半導体電極、６は表面保護膜である。

図６−１と図６−２は前記ＢＯＦテープ１の形成方法を工程順に示す断面図であって、各図において、１はＢＯＦテープ、２はリード電極、２ａは電極層、２ｂは電極エッチングレジスト、３はバンプ、３ａはバンプレジストである。

以下、従来のＢＯＦテープの形成方法を具体的に説明する。

まず、拡散工程において、ウェハ状態で半導体装置を形成し、その際、外部出力と接続する部分について、図４の下側に示す半導体電極５をアルミなどで形成する。その後、半導体電極５以外の部分を表面保護膜６で覆う。通常、表面保護膜６は、窒化膜などを使用する。その後、ダイシング等で半導体チップ４を切り出す。

また一方で、図４の上側に示すＢＯＦパッケージ用テープの形成を行う。まず、ポリイミド製のＢＯＦテープ１と電極層２ａの２層構造になっているベースのテープを形成し（図６−１（ａ））、その後、このテープ上の全面に感光性の電極エッチングレジスト２ｂの形成を行う（図６−１（ｂ））。さらにマスクおよび現像工程を経ることで、リード電極２を形成する部分以外のレジストの除去を行い（図６−１（ｃ））、その後、エッチング工程で電極層２ａのエッチングを行った後（図６−１（ｄ））、電極エッチングレジスト２ｂの除去を行う（図６−１（ｅ））。

その後、このテープ全面のバンプレジスト３ａの形成を行い（図６−２（ｆ））、その後、マスクおよび現像工程を経ることで、バンプ３を形成する部分以外のバンプレジスト３ａの除去を行う（図６−２（ｇ））。その後、めっき工程でバンプ３の形成を行う（図６−１（ｈ））。通常、このめっきはＡｕあるいはＣｕめっきであり、電解めっきを用いるのが一般的である。その後、バンプレジスト３ａの除去を行い（図６−２（ｉ））、ＢＯＦパッケージ用テープが完成する。

その後、この半導体チップ４とＢＯＦテープ１との組立を行う。その方法としてはまず、半導体チップ４とＢＯＦテープ１との位置合わせを行い、その後、接合させる半導体電極５とバンプ３との位置合わせを行い、両者の接合を行う。

その後、図４に示すように、半導体チップ４とＢＯＦテープ１とをツールなどを用いて熱圧着させる。このようにすることにより、バンプ３が半導体チップ４上で潰れ、両者の導通が可能となる。またその際、封止樹脂を半導体チップ４およびＢＯＦテープ１の間に注入する。その後、ツールなどを外し、硬化させることによりＢＯＦパッケージが完成する。
特開平７−２２１１０２号公報

しかしながら、図４，図５，図６−１，図６−２に示すような従来のＢＯＦパッケージ形成方法では、バンプ３自体の形状が先の丸まった突起状であるため、半導体チップ４とＢＯＦテープ１との組立を行った場合、バンプ３と半導体電極５が点接触になってしまい、両者の接触不良が生じやすくなるという課題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決し、半導体電極との接触不良を生じないバンプ電極構造、およびバンプ形成方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、リード電極の形状を櫛状にすることによって、リード電極上に形成するバンプ表面に略平坦なフラット部分を設け、このバンプ表面のフラット部分により、バンプと半導体装置の外部電極との接触を良好にすることを可能にするものである。

本発明によれば、バンプ表面がフラットなため、バンプと半導体装置の外部電極の接触面積が広くなり、このことにより両者の接触が良好になり、電気的に安定した半導体装置パッケージを実現することに寄与する。

本発明に係るバンプ電極構造、およびバンプ形成方法の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態のＢＯＦパッケージの構成とその組立を説明するための断面図、図２は図１におけるＢＯＦパッケージ用テープにおけるリード電極の形状を示した平面図であって、１はＢＯＦテープ、２はリード電極、３はバンプ、４は半導体装置の半導体チップ、５は半導体電極、６は表面保護膜、１２は櫛状のリード電極である。

図３−１と図３−２は本実施形態におけるＢＯＦテープの形成方法を工程順に示す断面図であって、各図において、１はＢＯＦテープ、２ａは電極層、２ｂは電極エッチングレジスト、３はバンプ、３ａはバンプレジスト、１２は櫛状のリード電極である。

以下、本実施例のＢＯＦテープの形成方法を具体的に説明する。

まず、拡散工程において図１の下側に示す半導体装置の内部回路を形成するとともに、外部電極パッドである半導体電極５を形成する。通常、半導体電極５はＡｌで形成される。また、マイグレーション対策のため、Ｃｕなどを混ぜる場合もある。その後、表面保護膜６で、半導体電極５の全体を覆い、その後、エッチング等で、開口部分を形成する。表面保護膜６の材料としては、Ｐｌ−ＳｉＮが用いられる。その後、半導体チップ４上をポリイミドなどで被う場合もある。その後、ダイシングなどで半導体チップ１を切り出す。

また一方で、図１の上側に示すＢＯＦパッケージ用テープの形成を行う。まず、ポリイミド製のＢＯＦテープ１と電極層２ａの２層構造になっているベースのテープを形成する。電極層２ａは通常、Ｃｕが用いられる（図３−１（ａ））。その後、このテープ上の全面に感光性の電極エッチングレジスト２ｂの形成を行う。通常、この形成には印刷方法などが用いられる（図３−１（ｂ））。その後、マスクおよび現像工程を経ることで、櫛形状のリード電極１２を形成する部分以外のレジストの除去を行い（図３−１（ｃ））、エッチング工程で電極層２ａのエッチングを行った後（図３−１（ｄ））、レジストの除去を行って櫛形状のリード電極１２にする（図３−１（ｅ））。

その後、このテープ全面のバンプレジスト３ａの形成を行い（図３−１（ｆ））、マスクおよび現像工程を経ることで、バンプ３を形成する部分以外のレジストの除去を行う（図３−１（ｇ））。その後、めっき工程でバンプ３の形成を行う（図３−１（ｈ））。通常、このめっきはＡｕあるいはＣｕめっきであり、電解めっきを用いるのが一般的である。その後、このバンプレジスト３ａの除去を行う（図３−１（ｉ））。

本実施形態においてリード電極１２を櫛状にする理由としては、後工程のめっき工程において、このリード電極１２上にバンプ３を形成したときに、バンプ３の表面において細かい凹凸３ｂを発生させるためである。

すなわち、リード電極１２を櫛状にすることにより、この部位に電界が加わる部分と加わらない部分が存在することになり、電界が加わる部分にめっきが形成され、また、電界が加わらない部分にはめっきが形成されないことになり、このため、リード電極１２がない部分にはめっきが形成されずに、その部分が凹になる。したがって、櫛状のリード電極１２に対向するバンプ３の部位全体として細かな凹凸３ｂが発生することになり、バンプ３の上面に比較的フラットな部分が形成される。

その後、この半導体チップ４とＢＯＦテープ１との組立を行う（図１）。その方法としては、まず半導体チップ４とＢＯＦテープ１との位置を合わせ、接合させる半導体電極５とバンプ３との位置合わせを行い、両者の接合を行う。その後、半導体チップ４とＢＯＦテープ１とをツールなどで熱圧着させる。

また、その際、封止樹脂を半導体チップ４およびＢＯＦテープ１の間に注入する。これにより、半導体電極５とバンプ３が接合し、電気的に導通する。また、封止樹脂を注入することにより、半導体チップ４とＢＯＦテープ１の間が埋められ、半導体電極５あるいはバンプ３に水分などが触れることにより腐食することを防ぐことができる。

本実施形態では、前記のようにバンプ３表面が比較的フラットになるようにＢＯＦパッケージ用テープを作製しているため、バンプ３と半導体電極５との接触面積を広くとることが可能となり、このことにより、バンプ３と半導体電極５とが電気的にオープンすることのない接合が可能となり、より良好なＢＯＦパッケージの製造が実現する。

本発明は、バンプと半導体チップの外部電極との接触を良好にして電気的に安定させるようにするバンプ電極、およびそのバンプ形成方法に適用され、特にＢＯＦ（Bump On Film）のパッケージ形成において有効である。

本発明の実施形態のＢＯＦパッケージの構成とその組立を説明するための断面図図１におけるＢＯＦパッケージ用テープにおけるリード電極の形状を示した平面図本実施形態におけるＢＯＦテープの形成方法を工程順に示す断面図本実施形態におけるＢＯＦテープの形成方法を工程順に示す断面図従来のＢＯＦパッケージの構成とその組立を説明するための断面図図４におけるＢＯＦパッケージ用テープにおけるリード電極の形状を示した平面図従来のＢＯＦテープの形成方法を工程順に示す断面図従来のＢＯＦテープの形成方法を工程順に示す断面図

符号の説明

１ＢＯＦテープ
２リード電極
２ａ電極層
２ｂ電極エッチングレジスト
３バンプ
３ａバンプレジスト
３ｂバンプの細かな凹凸
４半導体チップ
５半導体電極
６表面保護膜
１２櫛状のリード電極

Claims

櫛状に形成されたリード電極と、前記リード電極上に設けられて該リード電極に対向する外表面が略平坦面をなすバンプとからなり、前記バンプにおける前記略平坦面を半導体装置の外部電極と接触する接触面としたことを特徴とするバンプ電極構造。
請求項１記載のバンプ電極構造を形成するバンプ形成方法であって、リード電極をエッチングにより櫛状に形成する工程と、前記リード電極上にバンプを形成し、前記バンプの前記リード電極に対向する外表面に略平坦な部分を形成する工程とを備えたことを特徴とするバンプ形成方法。