(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板の片面側に、当該ＩＣチップの片面に形成した電極パッドを前記別のＩＣチップ又は回路基板の片面に形成した電極パッドに対面して配設し、
前記ＩＣチップの各電極パッド及び前記別のＩＣチップ又は回路基板の各電極パッドのうちいずれか一方の各電極パッドに、当該電極パッドより突出するバンプを設ける一方、
前記他方の各電極パッドを、当該他方の各電極パッドが設けられるＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面から突出するように構成して、この他方の各電極パッドのうち前記バンプに対応する部分に、前記バンプが嵌まる凹所を、当該凹所の深さを前記他方の電極パッドの突出高さよりも浅くして設け、
更に、前記ＩＣチップを、前記別のＩＣチップ又は回路基板に対して、その間に介挿した導電粒子混入の接着フィルムにて、前記各バンプが当該接着フィルムを前記凹所内に向かって圧縮変形するようにして接着し、
前記各バンプの先端を、前記他方の各電極パッドを形成したＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面に対して略平行な平面にする一方、
前記凹所の底面を、前記他方の各電極パッドを形成したＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面に対して略平行な平面に構成して、
これら両平面間にて前記接着フィルムを挟むように構成し、
更に、前記凹所の底面における周囲に、当該底面から立ち上がる内周面を設けたことを特徴とするＩＣチップのボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路素子の多数個を形成したＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板に対して、これらにおける各電極パッドの相互間を電気的に接続した状態で、ボンディング（接合）するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板に対して、これらにおける各電極パッドの相互間を電気的に接続した状態で、ボンディングするに際しては、前記ＩＣチップに形成した各電極パッドと、前記別のＩＣチップ又は回路基板に形成した各電極パッドのうちいずれか一方にバンプを設けて、このバンプを、他方の電極パッドに対して圧着するか、両方の電極パッドの各々にバンプを設けて、このバンプ同士を圧着すると言う方法を採用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法において、ＩＣチップの別のＩＣチップ又は回路基板へのボンディングを、ＩＣチップと別のＩＣチップ又は回路基板とのうちいずれか一方の電極パッドに設けたバンプの他方の電極パッドへの圧着、又は、一方の電極パッドに設けたバンプと他方の電極パッドに設けたバンプとの圧着のみに依存することができず、前記した圧着後において、ＩＣチップと別のＩＣチップ又は回路基板との間に、その両者を一体的に接着するための合成樹脂を充填するようにしなければならないから、ＩＣチップを別のＩＣチップ又は回路基板にボンディングすることに要するコストが大幅にアップするばかりか、そのバンプの圧着に大きい押圧力を必要とするから、ＩＣチップに欠け又は割れが発生するおそれが大きいと言う問題があった。
【０００４】
本発明は、これらの問題を解消することを技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板の片面側に、当該ＩＣチップの片面に形成した電極パッドを前記別のＩＣチップ又は回路基板の片面に形成した電極パッドに対面して配設し、前記ＩＣチップの各電極パッド及び前記別のＩＣチップ又は回路基板の各電極パッドのうちいずれか一方の各電極パッドに、当該電極パッドより突出するバンプを設ける一方、前記他方の各電極パッドを、当該他方の各電極パッドが設けられるＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面から突出するように構成して、この他方の各電極パッドのうち前記バンプに対応する部分に、前記バンプが嵌まる凹所を、当該凹所の深さを前記他方の電極パッドの突出高さよりも浅くして設け、更に、前記ＩＣチップを、前記別のＩＣチップ又は回路基板に対して、その間に介挿した導電粒子混入の接着フィルムにて、前記各バンプが当該接着フィルムを前記凹所内に向かって圧縮変形するようにして接着し、前記各バンプの先端を、前記他方の各電極パッドを形成したＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面に対して略平行な平面にする一方、前記凹所の底面を、前記他方の各電極パッドを形成したＩＣチップ又は別のＩＣチップ或いは回路基板の片面に対して略平行な平面に構成して、これら両平面間にて前記接着フィルムを挟むように構成し、更に、前記凹所の底面における周囲に、当該底面から立ち上がる内周面を設ける。」
と言う構成にした。
【０００６】
【発明の作用・効果】
このように構成することにより、ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板に対して接着フィルムにて強固にボンディングすることができる一方、前記接着フィルムを、バンプにて圧縮変形することにより、この接着フィルムに混入されている導電粒子が、バンプと電極パッドとの間に挟まれることになって、この導電粒子を介して前記バンプと電極パッドとが互いに電気的に導通することになる。
【０００７】
この場合において、前記バンプと電極パッドとの電気的な導通をより確実にするために、前記接着フィルムへの導電粒子の混入量を多くすると、前記ＩＣチップと、別のＩＣチップ又は回路基板とは、その各バンプ及び電極パッド以外の部分においても電気的に導通すると言うように、前記ＩＣチップと別のＩＣチップ又は回路基板との間における電気的絶縁性が低下することになる。また、この電気的絶縁性を向上するために、前記接着フィルムへの導電粒子の混入量を少なくすると、前記バンプによる接着フィルムの圧縮変形に際して、このバンプと電極パッドとの間に挟まれる導電粒子の頻度が小さくなるから、その間における電気的接続に不良が発生することになる。
【０００８】
これに対して、本発明は、電極パッドに凹所を設けることにしたのであり、このように構成したことにより、前記接着フィルムがバンプによって圧縮変形するときに、この接着フィルムに混入した導電粒子が前記バンプと電極パッドとの間から横方向に逃げるのを、電極パッドに設けた凹所にて阻止でき、換言すると、電極パッドにおける凹所内に、多くの導電粒子を確保することができる。
【０００９】
しかも、前記バンプが凹所に嵌まるように構成したことにより、前記凹所内に導電粒子を確保することを、当該導電粒子の粒径に関係なく確実に達成できるから、前記接着フィルムへの導電粒子の混入量を多くすることなく、電気的接続の確実性を向上できる。
【００１０】
従って、本発明によると、ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板に対して、その相互間における電気絶縁性を確保し、且つ、その電極パッド同士を確実に電気的に接続した状態のもとで、強固にボンディングすることができるものでありながら、前記ＩＣチップを、別のＩＣチップ又は回路基板に対して、その間に接着フィルムを介挿したのち押圧するだけで良いから、ボンディングの工程が簡単になり、これに要するコストを大幅に低減できるのであり、しかも、前記の押圧は、従来におけるバンプ接合の場合よりも遙かに軽いから、ＩＣチップに欠け又は割れが発生することを大幅に低減できると言う効果を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図６の図面について説明する。
【００１２】
この図において、符号１は、矩形状のチップマウント部１ａと、このチップマウント部１ａにおける四つの各辺から外向きに延びる複数本のリード端子１ｂとを備えたリードフレームを示す。
【００１３】
また、符号２は、前記リードフレーム１におけるチップマウント部１ａに対してダイボンディングされる第１ＩＣチップを示し、この第１ＩＣチップ２の上面には、図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素子の多数個が形成されている共に、その周囲にワイヤボンディングパッド２ａの多数個が形成されている。更に、前記第１ＩＣチップ２の上面のうち前記各ワイヤボンディングパッド２ａより内側には、後述する第２ＩＣチップ３に対する接続用の電極パッド２ｂの多数個が、第１ＩＣチップ２の上面から適宜寸法だけ突出するように形成されている。
【００１４】
更にまた、符号３は、前記第１ＩＣチップ２の上面にボンディングされる第２ＩＣチップを示し、この第２ＩＣチップ３における表裏両面のうち少なくとも片面には、前記第１ＩＣチップ２と同様に図示しない能動素子又は受動素子等のような回路素子の多数個が形成されていると共に、前記第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂの各々に対応する箇所ごとに接続用の電極パッド３ａが形成されている。
【００１５】
そして、前記第２ＩＣチップ３を、前記第１ＩＣチップ２に対して、これらにおける電極パッド２ｂ，３ａの相互間を電気的に接続した状態でボンディングするに際しては、前記第２ＩＣチップ３における各電極パッド３ａの各々に、当該電極パッド３ａから突出するバンプ３ｂを設ける一方、前記第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂの各々に、前記バンプ３ｂが嵌まる凹所２ｃを、当該凹所２ｃにおける深さ寸法を前記電極パッド２ｂの突出高さ寸法よりも浅くして設ける。
【００１６】
次いで、前記第２ＩＣチップ３を、その回路素子、電極パッド３ａ及びバンプ３ｂを形成した片面を下向きにして、前記第１ＩＣチップ２の上面側に配設し、その間に導電粒子を混入した接着フィルム４を介挿したのち、前記第２ＩＣチップ３を、第１ＩＣチップ２に向かって、その間における前記接着フィルム４を、各バンプ３ｂにより圧縮変形するように押圧し、この押圧を保持した状態で、加熱等にて前記接着フィルム４を乾燥・硬化することにより、前記第２ＩＣチップ３を、第１ＩＣチップ２に対して、その間に介挿した接着フィルム４により確実に且つ強固にボンディングできるのである。
【００１７】
また、前記第２ＩＣチップ３における各バンプ３ｂが、前記接着フィルム４を圧縮変形することにより、この接着フィルム４に混入されている導電粒子が、この各バンプ３ｂと、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂとの間に挟まれることにより、第２ＩＣチップ３における各電極パッド３ａと、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂの相互間を電気的に接続することができる。
【００１８】
しかし、この場合において、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂに、前記バンプ３ｂが嵌まる凹所２ｃが設けられていないときには、前記バンプ３ｂにて接着フィルム４が圧縮変形するとき、この接着フィルム４に混入されている導電粒子が、前記バンプ３ｂと電極パッド２ｂとの間の部分から横方向に逃げることになるから、前記接着フィルム４における導電粒子の混入量を多くしないと、確実な電気的接続を確保することができない。
【００１９】
これに対して、前記したように、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂに、前記バンプ３ｂが嵌まる凹所２ｃを設けた場合には、前記接着フィルム４がバンプ３ｂによって圧縮変形するときに、この接着フィルム４に混入した導電粒子が前記バンプ３ｂと電極パッド２ｂとの間から横方向に逃げるのを、電極パッド２ｂに設けた凹所２ｃにて阻止でき、換言すると、電極パッド２ｂにおける凹所２ｃ内に、多くの導電粒子を確保することができるから、前記接着フィルム４への導電粒子の混入量を多くすることなく、電気的接続の確実性を向上できるのである。
【００２０】
このようにして、第１ＩＣチップ２に対して第２ＩＣチップ３をボンディングすると、この第１ＩＣチップ２を、図６に示すように、前記リードフレーム１におけるチップマウント部１ａに対してダイボンディングし、次いで、この第１ＩＣチップ２における各ワイヤボンディングパッド２ａと、リードフレーム１における各リード端子１ｂとの間を、細い金属線５によるワイヤボンディングにて電気的に接続したのち、これらの全体を、合成樹脂製のパッケージ体６にて密封することにより、密封型の半導体装置とするのである。
【００２１】
なお、前記の説明は、バンプ３ｂを、第２ＩＣチップ３における各電極パッド３ａに、このバンプ３ｂが嵌まる凹所２ｃを、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂに各々設けた場合であったが、これに代えて、バンプ３ｂを、第１ＩＣチップ２における各電極パッド２ｂに、このバンプ３ｂが嵌まる凹所２ｃを、第２ＩＣチップ３における各電極パッド３ａに各々設けた構成にしても良く、また、本発明は、前記のように、ＩＣチップ３を、別のＩＣチップ２に対してボンディングする場合に限らず、ＩＣチップ３を、回路基板に対してボンディングする場合にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の縦断正面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】第２ＩＣチップを第１ＩＣチップに対してボンディングした状態を示す縦断正面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】密封型半導体装置の縦断正面図である。
【符号の説明】
１                    リードフレーム
１ａ                  チップマウント部
１ｂ                  リード端子
２                    第１ＩＣチップ
２ｂ                  第１ＩＣチップの電極パッド
２ｃ                  凹所
３                    第２ＩＣチップ
３ａ                  第２ＩＣチップの電極パッド
３ｂ                  バンプ
４                    接着フィルム
５                    金属線
６                    パッケージ体
【図１】
0003543251.tif 000002
【図２】
0003543251.tif 000003
【図３】
0003543251.tif 000004
【図４】
0003543251.tif 000005
【図５】
0003543251.tif 000006
【図６】
0003543251.tif 000007