JP2011176011A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フリップチップ構造を有する半導体集積回路装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a flip chip structure.
近年の半導体製造技術の微細化に伴い、LSIを構成するトランジスタ数は増加の一途を辿っている。また、LSIの構成要素が増加するに連れて、チップ面積の増加が懸念されており、チップ面積を抑制することがコスト面から見て最も重要な課題の1つとなっている。一方、LSIとパッケージとの接続方式として、ワイヤーボンディング方式が一般的に用いられてきた。この実装形態を用いた場合、LSIの構造はIOセルをチップ周辺に配置した構造となる。この構造を用いた場合の課題として、IOセル数に依存してチップ面積が増大することが挙げられる。さらに、前述のようなワイヤーボンディング方式を用いた場合、IOセルに対してワイヤーを圧着する必要があると共に、この圧着によってIOセルが破壊されないように、IOセルを一定の大きさ以上にして強度を保つ必要がある。また、圧着にはある程度の面積が必要であるため、物理的にもIOセルを小さくできないという制限がある。これらの原因により、微細プロセスにおいては、チップのIOセル数が多くなるとIOセルによってチップ面積が決まってしまう。このため、内部ロジックの配置合成手法などを用いて面積削減に取り組んだとしても、全体としてチップ面積の削減に結びつかなくなる。 With the recent miniaturization of semiconductor manufacturing technology, the number of transistors constituting an LSI is steadily increasing. In addition, as the number of LSI components increases, there is a concern about an increase in chip area, and suppressing the chip area is one of the most important issues from a cost standpoint. On the other hand, a wire bonding method has been generally used as a connection method between an LSI and a package. When this mounting form is used, the LSI has a structure in which IO cells are arranged around the chip. A problem when this structure is used is that the chip area increases depending on the number of IO cells. Furthermore, when the wire bonding method as described above is used, it is necessary to crimp the wire to the IO cell, and the IO cell is made to have a certain size or more so that the IO cell is not destroyed by this crimping. Need to keep. Moreover, since a certain area is required for crimping, there is a limitation that the IO cell cannot be physically reduced. For these reasons, in a fine process, if the number of IO cells in a chip increases, the chip area is determined by the IO cells. For this reason, even if an area reduction method using an internal logic arrangement / synthesis method is used, the chip area as a whole cannot be reduced.
以上に述べた課題の解決策としてフリップチップ構造が用いられている。 A flip chip structure is used as a solution to the problems described above.
図18に示すように、フリップチップ接続に用いるチップ(LSI)21の平面構造によると、チップ21の全面に複数のパッド12が配置されていると共に、チップ21の周縁部にIOセル11が配置されている。IOセル11とパッド12とが再配線と呼ばれる配線13を介して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 18, according to the planar structure of a chip (LSI) 21 used for flip chip connection, a plurality of
図19に示すように、図18に示したチップ21をパッケージ22とフリップチップ接続を行った断面構造によると、チップ21は、パッケージ22の表面にフェースダウンで搭載されると共にパッド12を通じてパッケージ22と電気的に接続される。また、パッケージ22の表面においてチップ21は樹脂23によって被覆されており、パッケージ22の裏面には外部電極24が設けられている。このように、フリップチップ構造を用いることにより、IOセルに対してワイヤリングを行う必要が無くなるため、IOセルを従来構造と比較して小さく形成することができる。また、IOセル自体をチップ21の周縁部、つまりLSIの周辺に配置する必要がなくなる。このため、ワイヤーボンディング方式での課題、つまり、IOセルがLSIの面積を決定してしまうという課題を解決することが可能となる。尚、以下の説明においては、フリップチップ方式でチップ全面に配置したパッドを特にエリアパッドと称する。
As shown in FIG. 19, according to the cross-sectional structure in which the
ところで、フリップチップ方式を用いる上で対応すべき課題として、LSI(チップ)表面に配置したエリアパッドからLSI内部素子へ加わる応力の影響が挙げられる。具体的には、エリアパッドを通じてLSIに外部応力が加わるため、LSI上にはエリアパッドの配置に対応して応力の加わる部分と加わらない部分とが混在することになる。また、チップ面内の応力分布について、チップとインターポーザの温度依存による伸縮量の差が存在することにより、チップの外周部により強い応力がかかる傾向がある。ここで、LSIに応力が加わることに起因する影響として、エリアパッド直下に存在するトランジスタの特性が変化することが懸念されている。すなわち、この影響によりLSIのトランジスタの動作速度が不均一となるので、この影響を考慮しなければ、LSIの動作タイミングが影響を受けるため、LSI機能動作不良及び歩留り等について大きな問題が生じてしまう。 By the way, as a problem to be dealt with when using the flip chip method, there is an influence of stress applied to an LSI internal element from an area pad arranged on an LSI (chip) surface. Specifically, since external stress is applied to the LSI through the area pad, a portion where stress is applied and a portion where stress is not applied are mixed on the LSI corresponding to the arrangement of the area pad. Further, with respect to the stress distribution in the chip surface, there is a tendency that a stronger stress is applied to the outer peripheral portion of the chip due to the difference in the amount of expansion and contraction due to the temperature dependence of the chip and the interposer. Here, as an influence caused by the stress applied to the LSI, there is a concern that the characteristics of the transistor directly under the area pad change. That is, the operation speed of the LSI transistors becomes non-uniform due to this influence. If this influence is not taken into consideration, the operation timing of the LSI is affected, which causes a serious problem with respect to the malfunction of the LSI function and the yield. .
この課題を解決する方法として、例えば、半導体チップ及びインターポーザの四隅部又は対角線上に設けられたダミー端子を備える手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、例えば、アライメントマークとして機能するマーク開口を用いてダミーバンプ電極を備える手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 As a method for solving this problem, for example, a technique including dummy terminals provided on the four corners or diagonal lines of a semiconductor chip and an interposer has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, for example, a method of providing a dummy bump electrode using a mark opening that functions as an alignment mark has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1の方法は、チップの四隅部及び対角線上に対する応力緩和の手法であって、チップの外周部全体の応力に対する対策は講じられていない。 However, the method disclosed in Patent Document 1 is a method of stress relaxation on the four corners and diagonal lines of the chip, and no countermeasure is taken against the stress on the entire outer periphery of the chip.
また、特許文献2の方法は、チップの四隅部に配置されることが多いアライメントマークをダミーバンプ電極として用いる方法であるが、その個数が少ないため、チップの外周部の応力を抑制する大きな効果は期待できない。 The method of Patent Document 2 is a method of using alignment marks, which are often arranged at the four corners of a chip, as dummy bump electrodes. However, since the number thereof is small, a great effect of suppressing the stress at the outer periphery of the chip is I can't expect it.
前記に鑑み、本発明の目的は、フリップチップ構造を有する半導体集積回路装置において、コストを抑制しながら、半導体チップの表面に配置したパッドから半導体チップの内部素子へ加わる応力の影響について、特に応力値の大きなチップの外周部の応力の影響を低減し、それにより、トランジスタの動作速度のばらつき等に起因するタイミング性能の劣化及び機能誤動作を防止することである。 In view of the above, an object of the present invention is to reduce the cost of a semiconductor integrated circuit device having a flip-chip structure, and particularly to the influence of stress applied to internal elements of the semiconductor chip from pads arranged on the surface of the semiconductor chip. It is to reduce the influence of stress on the outer peripheral portion of a chip having a large value, thereby preventing deterioration in timing performance and malfunction due to variations in transistor operation speed.
前記の目的を達成するために、本願発明者は、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を行うことによって当該応力の影響を受けにくくする方策について、鋭意検討を重ねた。その結果、応力の影響を受ける半導体チップの外周列のパッド配置位置、パッド下側のセルの配置位置、又はパッドの開口形状等について、応力の影響に起因するLSIの動作不具合が発生しにくいように予めレイアウトしておくという技術的思想を見出した。 In order to achieve the above-mentioned object, the inventor of the present application has made extensive studies on a measure that makes it less susceptible to the stress by performing a treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design. As a result, it is unlikely that LSI malfunctions due to the influence of stress on the pad placement position of the outer peripheral row of the semiconductor chip affected by the stress, the placement position of the cell below the pad, or the opening shape of the pad, etc. The technical idea of laying out in advance was found.
具体的には、本発明の第1の半導体集積回路装置は、複数の入出力セルを有する半導体チップと、半導体チップの表面上に形成された複数のパッドと、半導体チップの表面上に形成され、且つ複数の入出力セルの少なくとも一部と複数のパッドの少なくとも一部とを電気的に接続する配線とを備え、複数のパッドは、半導体チップの外周列に形成されたパッドと、半導体チップの内周列に形成されたパッドとからなり、複数のパッドの各々の上には、樹脂保護膜が形成されており、外周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜の形状は、内周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜の形状と異なることを特徴とする。 Specifically, a first semiconductor integrated circuit device of the present invention is formed on a semiconductor chip having a plurality of input / output cells, a plurality of pads formed on the surface of the semiconductor chip, and a surface of the semiconductor chip. And a wiring for electrically connecting at least a part of the plurality of input / output cells and at least a part of the plurality of pads, wherein the plurality of pads are pads formed in an outer peripheral row of the semiconductor chip, and the semiconductor chip The pad is formed on the inner peripheral row, and a resin protective film is formed on each of the plurality of pads. The shape of the resin protective film on the pad formed on the outer peripheral row is the inner peripheral row. It differs from the shape of the resin protective film on the pad formed in the row.
具体的には、本発明の第2の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、樹脂保護膜には、複数のパッドの各々の上に開口部が形成されており、外周列に形成されたパッド上の開口部の開口径は、内周列に形成されたパッド上の開口部の開口径と異なることを特徴とする。 Specifically, according to the second semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the resin protective film has openings formed on each of the plurality of pads, The opening diameters of the openings on the pads formed in the above are different from the opening diameters of the openings on the pads formed in the inner circumferential row.
具体的には、本発明の第3の半導体集積回路装置は、第2の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の開口部の開口径は、内周列に形成されたパッド上の開口部の開口径よりも小さいことを特徴とする。 Specifically, the third semiconductor integrated circuit device of the present invention is the second semiconductor integrated circuit device, wherein the opening diameter of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is the pad formed in the inner circumferential row. It is characterized by being smaller than the opening diameter of the upper opening.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響を受ける範囲を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By reducing the opening diameter of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the range affected by the stress due to flip chip bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第4の半導体集積回路装置は、第3の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の開口部の開口径は、内周列に形成されたパッド上の開口部の開口径よりも大きいことを特徴とする。 Specifically, in the fourth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the third semiconductor integrated circuit device, the opening diameter of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is formed in the inner circumferential row. It is characterized by being larger than the opening diameter of the opening on the pad.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力そのものを縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By increasing the opening diameter of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, the stress itself due to flip chip bonding can be reduced. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第5の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッドの上面は、樹脂保護膜に覆われていることを特徴とする。 Specifically, the fifth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is characterized in that, in the first semiconductor integrated circuit device, the upper surface of the pad formed in the outer peripheral row is covered with a resin protective film. To do.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜を開口しないことにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By not opening the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the effect of stress due to flip chip bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第6の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜には、開口部が形成されており、外周列に形成されたパッド上の開口部の開口形状は、リング型形状であることを特徴とする。 Specifically, in a sixth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, an opening is formed in the resin protective film on the pad formed in the outer peripheral row, The opening shape of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is a ring shape.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口形状がリング型形状とすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。ここで、リング型形状は、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策として可能である。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 Since the opening shape of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress is a ring shape, it is possible to reduce the influence range of the stress due to flip chip bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. Here, the ring shape is not limited to a circular shape, but can be used as a countermeasure to relieve stress in the same manner even when various shapes such as an octagonal shape and a rectangular shape are used as appropriate. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明の第7の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜には、開口部が形成されており、外周列に形成されたパッド上の開口部の開口形状は、アレイ状に並んだ複数個の開口が形成された形状であることを特徴とする。 Specifically, in the seventh semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, an opening is formed in the resin protective film on the pad formed in the outer peripheral row, and the outer periphery is formed. The opening shape of the opening on the pad formed in a row is a shape in which a plurality of openings arranged in an array are formed.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口形状を、アレイ状に並んだ複数個の開口が形成された形状にすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。また、半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The effect of stress due to flip chip bonding is achieved by making the opening shape of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip more susceptible to stress into a shape in which multiple openings arranged in an array are formed. The range can be reduced. In addition, the outer peripheral row of the semiconductor chip may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral row 2 and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明の第8の半導体集積回路装置は、第6の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜には、リング型形状の内側にアレイ状に並んだ複数個の開口がさらに形成されていることを特徴とする。 Specifically, an eighth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the sixth semiconductor integrated circuit device, wherein the resin protective film on the pad formed in the outer peripheral row is arranged in an array inside the ring shape. A plurality of aligned openings are further formed.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口形状がリング型形状及びそのリング型形状の内側にアレイ状に並んだ複数個の開口がさらに形成されていることにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能とする。パッド上の樹脂保護膜の開口部をリング型形状とする際は、外周一列のみでなく、2列、3列と、適宜複数のリング形状とすることにより、応力を緩和する対策としてもよい。パッド上の樹脂保護膜においてアレイ状に並んだ複数個の開口を形成する際は、その開口を、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The opening shape of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip which is more susceptible to stress is a ring shape, and a plurality of openings arranged in an array inside the ring shape are further formed. Thus, it is possible to reduce the influence of stress caused by flip chip bonding. When the opening of the resin protective film on the pad has a ring shape, the stress may be relieved by appropriately forming a plurality of ring shapes such as two rows and three rows as well as one row on the outer periphery. When forming a plurality of openings arranged in an array in the resin protective film on the pad, the openings are not limited to a circle, but may be appropriately formed in various shapes such as an octagon and a rectangle. It may be a measure to relieve stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第9の半導体集積回路装置は、第6の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上の樹脂保護膜には、リング型形状の外側に複数個の開口がさらに形成されていることを特徴とする。 Specifically, the ninth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the sixth semiconductor integrated circuit device, wherein a plurality of resin protective films on the pads formed in the outer circumferential row are arranged outside the ring shape. The opening is further formed.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッド上の樹脂保護膜の開口形状がリング型形状であって、そのリング型形状の外側に複数個の開口がさらに形成されていることにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能とする。パッド上の樹脂保護膜の開口部をリング型形状とする際は、外周一列のみでなく、2列、3列と、適宜複数のリング形状とすることにより、応力を緩和する対策としてもよい。リング型形状の外側に複数個の開口をさらに形成する際は、その開口を、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The opening shape of the resin protective film on the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress is a ring shape, and a plurality of openings are further formed outside the ring shape shape, It is possible to reduce the influence of stress caused by flip chip bonding. When the opening of the resin protective film on the pad has a ring shape, the stress may be relieved by appropriately forming a plurality of ring shapes such as two rows and three rows as well as one row on the outer periphery. When further forming a plurality of openings on the outside of the ring shape, the stress is similarly relieved even if the openings are not only circular but also various shapes such as octagons and squares. It may be a countermeasure. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第10の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッドの径は、内周列に形成されたパッドの径よりも大きいことを特徴とする。 Specifically, in a tenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the diameter of the pad formed in the outer circumferential row is larger than the diameter of the pad formed in the inner circumferential row. It is large.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッドの径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By increasing the diameter of the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, the stress due to flip chip bonding can be reduced. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第11の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッドの径は、内周列に形成されたパッドの径よりも小さいことを特徴とする。 Specifically, in an eleventh semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the diameter of the pad formed in the outer circumferential row is larger than the diameter of the pad formed in the inner circumferential row. It is small.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッドの径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By reducing the diameter of the pad in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to the influence of stress, it is possible to reduce the range of influence of stress due to flip chip bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第12の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上に配置されるバンプの径は、内周列に形成されたパッド上に配置されるバンプの径よりも大きいことを特徴とする。 Specifically, in a twelfth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the diameter of the bump arranged on the pad formed in the outer peripheral row is formed in the inner peripheral row. It is characterized by being larger than the diameter of the bump arranged on the pad.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のバンプの径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By increasing the diameter of the bumps in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, the stress due to flip chip bonding can be reduced. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第13の半導体集積回路装置は、外周列に形成されたパッド上に配置されるバンプの径は、内周列に形成されたパッド上に配置されるバンプの径よりも小さいことを特徴とする。 Specifically, in the thirteenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the diameter of the bumps arranged on the pads formed in the outer circumferential row is the same as that of the bumps arranged on the pads formed in the inner circumferential row. It is smaller than the diameter.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のバンプの径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By reducing the diameter of the bumps in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the stress-affected range by flip-chip bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第14の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッドの配置密度は、内周列に形成されたパッドの配置密度よりも高いことを特徴とする。 Specifically, in the fourteenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the arrangement density of the pads formed in the outer circumferential row is the arrangement density of the pads formed in the inner circumferential row. It is characterized by being higher than.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のパッドの配置密度を密にすることにより、フリップチップ接合応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 It is possible to reduce the influence of the flip chip bonding stress by increasing the arrangement density of the pads in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to the influence of the stress. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第15の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッドが電源端子として使用されることを特徴とする。 Specifically, the fifteenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is characterized in that, in the first semiconductor integrated circuit device, pads formed in the outer peripheral row are used as power supply terminals.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列は、半導体チップ及びインターポーザの配線が混雑しがちな場所であり、接続されたパッドを電源端子として使用することにより、配線混雑を引き起こすことなくフリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The outer peripheral rows of semiconductor chips that are more susceptible to stress are places where the wiring of semiconductor chips and interposers tends to be crowded, and flip chips without causing wiring congestion by using the connected pads as power supply terminals It becomes possible to reduce the influence of stress due to bonding. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明の第16の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、複数のパッドのうち半導体チップの四隅部に形成されたパッドの配置密度は、複数のパッドのうち半導体チップの四隅部以外に形成されたパッドの配置密度よりも高いことを特徴とする。 Specifically, according to the sixteenth semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the first semiconductor integrated circuit device, the arrangement density of the pads formed at the four corners of the semiconductor chip among the plurality of pads is equal to that of the plurality of pads. Of these, the arrangement density of pads formed at portions other than the four corners of the semiconductor chip is higher.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列且つ半導体チップの四隅部について、パッドの配置密度を密にすることにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。半導体チップの四隅部の範囲は、半導体チップの四隅端から四角形の領域であっても三角形の領域に対してであっても対応可能である。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 It is possible to reduce the influence of the stress due to the flip chip bonding by making the pad arrangement density dense at the outer peripheral row of the semiconductor chip and the four corners of the semiconductor chip that are more susceptible to the influence of the stress. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. The range of the four corners of the semiconductor chip can correspond to a rectangular region or a triangular region from the four corner ends of the semiconductor chip. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第17の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、複数のパッドのうち半導体チップの四隅部に形成されたパッドが電源端子として使用されることを特徴とする。 Specifically, in the seventeenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the pads formed at the four corners of the semiconductor chip among the plurality of pads are used as power supply terminals in the first semiconductor integrated circuit device. It is characterized by.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列且つ半導体チップの四隅部は、半導体チップ及びインターポーザの配線が混雑しがちな場所であり、パッド接続を電源端子として使用することにより、配線混雑を引き起こすことなくフリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The outer peripheral row of the semiconductor chip and the four corners of the semiconductor chip that are more susceptible to stress are places where the wiring of the semiconductor chip and the interposer tends to be crowded, and using the pad connection as a power supply terminal causes wiring congestion. It is possible to reduce the influence of stress caused by flip chip bonding without any problem. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第18の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、複数の入出力セルは、タイミングばらつきが生じても半導体チップに誤動作を引き起こさない第1種別のセルと、半導体チップの内部に形成され、且つタイミングばらつきが生じると半導体チップに誤動作を引き起こす第2種別のセルとからなり、外周列に形成されたパッドの下側に位置する半導体チップの内部領域において、第1種別のセルの配置密度は第2種別のセルの配置密度よりも高いことを特徴とする。 Specifically, the eighteenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the first semiconductor integrated circuit device, wherein the plurality of input / output cells are a first type that does not cause a malfunction in the semiconductor chip even if timing variation occurs. And a second type of cell that causes a malfunction in the semiconductor chip when timing variations occur, and the interior of the semiconductor chip located below the pad formed in the outer peripheral row. In the region, the arrangement density of the first type cells is higher than the arrangement density of the second type cells.
ここで、「第1種別のセル」、つまり「タイミングばらつきが生じても半導体チップに誤動作を引き起こさないセル」とは、例えばクロック同期して動作していないセルが該当し、「第2種別のセル」、つまり「タイミングばらつきが生じると半導体チップに誤動作を引き起こすセル」とは、例えば高速クロック同期によってシビアなタイミングで動作しているセルが該当する。 Here, the “first type cell”, that is, the “cell that does not cause a malfunction in the semiconductor chip even if timing variation occurs” corresponds to, for example, a cell that does not operate in synchronization with the clock. The “cell”, that is, the “cell that causes malfunction in the semiconductor chip when timing variation occurs” corresponds to a cell that operates at a severe timing by high-speed clock synchronization, for example.
この第18の半導体集積回路装置によると、半導体チップの外周列のパッドの下側の半導体チップの内部領域において、タイミングばらつきが生じても半導体チップに誤動作を引き起こさない第1種別のセルの配置密度は、タイミングばらつきが生じると半導体チップに誤動作を引き起こす第2種別のセルの配置密度よりも高い。このため、半導体チップの表面に配置したパッドから半導体チップ内部へ加わる応力の影響に起因するLSIの動作不具合が発生しにくくなるので、コストを抑制しつつ、タイミング信頼性の劣化を防止することができる。また、このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置をすることにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 According to the eighteenth semiconductor integrated circuit device, in the internal region of the semiconductor chip below the pads in the outer peripheral row of the semiconductor chip, the arrangement density of the first type cells that does not cause malfunction in the semiconductor chip even if timing variation occurs Is higher than the arrangement density of the second type cells that cause malfunction in the semiconductor chip when timing variation occurs. This makes it difficult for LSI malfunctions due to the effect of stress applied to the inside of the semiconductor chip from the pads arranged on the surface of the semiconductor chip, thereby preventing cost reliability and preventing timing reliability from deteriorating. it can. In addition, in this way, the above-mentioned effects can be obtained while suppressing costs by performing a treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design.
具体的には、本発明に係る第19の半導体集積回路装置は、第1の半導体集積回路装置において、半導体チップとフリップ接合するためのインターポーザをさらに備えることを特徴とする。 Specifically, a nineteenth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is characterized in that the first semiconductor integrated circuit device further includes an interposer for flip-joining with a semiconductor chip.
具体的には、本発明に係る第20の半導体集積回路装置は、第18の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上に配置されるバンプと接合されるインターポーザ接合部の開口径は、内周列に形成されたパッド上に配置されるバンプと接合されるインターポーザ接合部の開口径よりも大きいことを特徴とする。 Specifically, the twentieth semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the eighteenth semiconductor integrated circuit device according to the eighteenth semiconductor integrated circuit device, wherein the opening diameter of the interposer bonding portion bonded to the bump disposed on the pad formed in the outer peripheral row is provided. Is larger than the opening diameter of the interposer joint portion to be joined to the bump arranged on the pad formed in the inner circumferential row.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のインターポーザ接合部の開口径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力を縮小することが可能である。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By increasing the opening diameter of the interposer joint in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the stress due to flip chip joining. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
具体的には、本発明に係る第21の半導体集積回路装置は、第18の半導体集積回路装置において、外周列に形成されたパッド上に配置されるバンプと接合されるインターポーザ接合部の開口径は、内周列に形成されたパッド上に配置されるバンプと接合されるインターポーザ接合部の開口径よりも小さいことを特徴とする。 Specifically, the twenty-first semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the eighteenth semiconductor integrated circuit device, wherein an opening diameter of an interposer joint portion to be joined to a bump disposed on a pad formed in the outer peripheral row. Is smaller than the opening diameter of the interposer joint portion to be joined to the bump arranged on the pad formed in the inner circumferential row.
より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列のはんだインターポーザ接合部の開口径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。半導体チップの外周列は、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 By reducing the opening diameter of the solder interposer joint in the outer peripheral row of the semiconductor chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the range of influence of the stress due to flip chip joining. The outer peripheral rows of the semiconductor chips may be appropriately treated not only for the outer peripheral row but also for the outer peripheral rows and the third row, and the region that is more strongly affected by the stress. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
本発明の第22の半導体集積回路装置は、第18の半導体集積回路装置において、半導体チップとフリップ接続したインターポーザ上の半導体チップの外周列において、半導体チップとインターポーザとを接合する樹脂材は、半導体チップの周囲及び半導体チップの外周列上部に塗布されていることを特徴とする。 According to a twenty-second semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the eighteenth semiconductor integrated circuit device, the resin material for joining the semiconductor chip and the interposer in the outer peripheral row of the semiconductor chips on the interposer flip-connected to the semiconductor chip is a semiconductor It is applied to the periphery of the chip and the upper peripheral row of the semiconductor chip.
より応力の影響を受けやすい外周列の半導体チップとインターポーザを接合する樹脂材が、半導体チップの周囲及び半導体チップの外周列上部に塗布された形状とすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能となる。このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 The range of influence of stress due to flip chip bonding by forming a resin material that joins the semiconductor chip and interposer in the outer peripheral row that is more susceptible to stress to the periphery of the semiconductor chip and the upper part of the outer peripheral row of the semiconductor chip. Can be reduced. As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
以上説明したように、本発明によると、フリップチップ構造における半導体チップの外周列のパッドからの応力の影響を考慮したLSI設計及び半導体集積回路装置の構造を実現することが可能となる。このため、当該応力を原因とする半導体集積回路装置の不具合をコストを増加させることなく防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize the LSI design and the structure of the semiconductor integrated circuit device in consideration of the influence of the stress from the pad on the outer peripheral row of the semiconductor chip in the flip chip structure. For this reason, the malfunction of the semiconductor integrated circuit device caused by the stress can be prevented without increasing the cost.
以下、本発明の例示的な各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、図面及び詳細な説明をもって本発明の技術的思想を明確に説明するものであり、当該技術分野におけるいずれの当業者であれば、本発明の好ましい実施例を理解した後に、本発明が開示する技術により、変更及び付加を加えることが可能であり、これは本発明の技術的思想及び範囲を逸脱するものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the technical idea of the present invention will be clearly described with reference to the drawings and detailed description. Any person skilled in the art will understand the preferred embodiment of the present invention, and Modifications and additions can be made by the technology disclosed in the invention, and this does not depart from the technical idea and scope of the present invention.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周列におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列においてパッド(パッドメタル)102上の樹脂保護膜103の開口径が半導体チップの内周列においてパッド102上の樹脂保護膜103の開口径よりも小開口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In this embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of the stress from the area pad in the outer peripheral row of the chip, the opening diameter of the resin
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
図1における半導体チップ101上に、図2の断面図に示すようなパッド102がアレイ状に配置され、エリアパッド構造となっている。なお、特に図1は、半導体チップ101上に配置されたパッド102の形状を示しており、説明の便宜上、該パッド102上に形成されている樹脂保護膜103の部分を取り出して併せて示している。また、パッド102は、図示しないが半導体チップ101の周縁部に形成された入出力セル(図18参照)の少なくとも一部と半導体チップ101に形成された配線を通じて電気的に接続されている。
図2に示すように、半導体チップ101の表面は、パッド102上に開口部103hs又は103hrを有する樹脂保護膜103によって覆われており、パッド102の上には当該開口部103hs又は103hrを埋めるようにバリアメタル106が形成されており、バリアメタル106上にはんだバンプ107が形成されている。はんだバンプ107を介して、インターポーザ基板110のインターポーザ接合部となる電極メタル109と電気的及び物理的に接合する構造が形成されている。半導体チップ101とインターポーザ基板110とは、インターポーザ樹脂材保護膜108、樹脂保護膜103及び窒化保護膜を介して、接合樹脂111によって物理的に接合された構造が形成されている。
As shown in FIG. 2, the surface of the
ここで、図1に示すように、半導体チップ101の表面上に形成されたパッド102について、半導体チップ101の外周列に配置されるパッド102上に位置する樹脂保護膜103に設けられた開口部103hsの開口径103sが、半導体チップ101の内部列に配置されるパッド102上に位置する樹脂保護膜103に設けられた開口部103hrの開口径103rよりも小さくなっている。
Here, as shown in FIG. 1, for the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列のパッド102上の樹脂保護膜103に設けられた開口部103hsの開口径103sを小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響を受ける範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図1に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By reducing the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周列におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列においてパッド102上の樹脂保護膜103の開口径が半導体チップ101の内周列においてパッド102上の樹脂保護膜103の開口径よりも大開口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In this embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of stress from an area pad in the outer peripheral row of the chip, the opening diameter of the resin
図3は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図であり、上記図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図でもある。 FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. It is also a sectional view.
図3に示すように、半導体チップ101の表面上に形成されたパッド102について、半導体チップ101の外周列に配置されるパッド102上に位置する樹脂保護膜103に設けられた開口部103hrの開口径103rが、半導体チップ101の内部列に配置されるパッド102上に位置する樹脂保護膜103に設けられた開口部103hsの開口径103sよりも大きくなっている。
As shown in FIG. 3, for the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列のパッド102上の樹脂保護膜103に設けられた開口部103hrの開口径103rを大きくすることにより、フリップチップ接合による応力そのものを縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図3に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By increasing the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周列におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列に形成されたパッド102の上面は、樹脂保護膜103に覆われていることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, the upper surface of the
図4は、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図であり、図5は、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図である。 FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. FIG.
図4に示すように、複数の入出力セルを有する半導体チップ101の表面上に形成されたパッド102について、半導体チップ101の外周列においてパッド102上の樹脂保護膜103aには開口部が形成されていない。すなわち、図5に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102上には、窒化保護膜105を介して、開口部が形成されていない樹脂保護膜103aと、バリアメタル106とが順に形成されている。このように、本実施形態において、外周列に形成されたバンプ102は、入出力セルと電気的に接合しないダミーバンプとなっている。なお、半導体チップ101の内周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103には、例えば第2の実施形態で説明したような開口径103sを有する開口部103hsが形成されているが、開口径及び開口部の大きさはこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 4, with respect to the
より応力の影響を受けやすいチップの外周列のパッド102上の樹脂保護膜103aには開口部を形成しないことにより、フリップチップ接合による応力そのものの影響を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図4に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By not forming an opening in the resin
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、エリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101のパッド102上の樹脂保護膜103bの開口形状がリング型形状であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In this embodiment, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of stress from an area pad, the semiconductor integrated circuit device is characterized in that the opening shape of the resin
図6は、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置のパッドの構成を示す平面図であり、図7は、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図であって、図6の中央部付近に対応する断面図である。 FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a pad of a semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown, Comprising: It is sectional drawing corresponding to center part vicinity of FIG.
図6及び図7に示すように、複数の入出力セルを有する半導体チップ101の表面上に形成されたパッド102について、半導体チップ101の外周列においてパッド102は、パッド102上の樹脂保護膜103bに設けられた開口部103bhの開口形状が、リング径103bhtのリング型形状となっている。なお、半導体チップ101の内周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103には、例えば第2の実施形態で説明したような開口径103sを有する開口部103hsが形成されてもよいし、その他、開口径及び開口部の大きさ及び形状はこれに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図6に示すパッド102上の樹脂保護膜103bに設けられた開口部103bhの開口形状をリング型形状とし、より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列に配置することにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。そのリング型形状は、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。
The opening 103bh provided in the resin
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップ外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102上の樹脂保護膜103cには、小径の開口径103chtを有する開口部103chがアレイ状に並んで形成された形状であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of the stress from the area pad on the outer periphery of the chip, openings 103ch having a small opening diameter 103cht are arranged in an array in the resin
図8は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置のパッドの構成を示す平面図であり、図9は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図であって、図8の中央部付近に対応する断面図である。 FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a pad of a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown, Comprising: It is sectional drawing corresponding to the center part vicinity of FIG.
図8及び図9に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103cには、小径の開口径103chtを有する開口部103chがアレイ状に並んで形成されている。なお、半導体チップ101の内周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103には、例えば第2の実施形態で説明したような開口径103sを有する開口部103hsを形成してもよいし、その他、開口径及び開口部の大きさ及び形状はこれに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 8 and 9, the resin
図8に示す小径の開口径103chtを有する開口部103chがアレイ状に並んで形成された形状を有するパッド102を、より応力の影響を受けやすい半導体チップの外周列に配置することにより、フリップチップ接合応力の影響範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。また、小径の開口部103chの開口形状は、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。
By arranging the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102上の樹脂保護膜103dに設けられた開口部103bhの開口形状がリング型形状であって、且つ、リング型形状の内側に、小径の開口径103chtを有する開口部103chがアレイ状に並んで形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。すなわち、本実施形態は、上述した第4及び第5の実施形態の組み合わせを特徴とする。
In the present embodiment, the opening shape of the opening 103bh provided in the resin
図10は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置のパッドの構成を示す平面図であり、図11は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図であって、図10の中央部付近に対応する断面図である。 FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a pad of a semiconductor integrated circuit device according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 11 shows a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the sixth embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown, Comprising: It is sectional drawing corresponding to center part vicinity of FIG.
図10及び図11に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103dには、リング径103bhtのリング型形状の開口部103bhが形成されていると共に、そのリング型形状の内部には、小径の開口径103chtを有する開口部103chがアレイ状に並んで形成されている。なお、半導体チップ101の内周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103には、例えば第2の実施形態で説明したような開口径103sを有する開口部103hsが形成されてもよいし、その他、開口径及び開口部の大きさ及び形状はこれに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 10 and 11, the resin
図10及び図11に示すパッド102上の樹脂保護膜103dに設けられた開口部103bhの開口形状がリング型形状であって、そのリング型形状の内側に複数の開口部103chがアレイ状に並んでいるパッド102を、半導体チップ101の外周列に配置することにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。パッド102上の樹脂保護膜103dに設ける開口部103bhの開口形状をリング型形状とする際は、外周一列のみでなく、2列、3列と、複数のリング形状を適宜設けることにより、応力を緩和する対策としてもよい。そのリング型形状、及び小径の開口部103chの開口形状は、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。
The opening shape of the opening 103bh provided in the resin
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップ外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102上の樹脂保護膜103eに設けられた開口部103bhの開口形状がリング型形状であって、且つ、リング型形状の外側に、小径の開口径103chtを有する開口部103chが形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, the opening shape of the opening 103bh provided in the resin
図12は、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置のパッドの構成を示す平面図である。なお、図12の中央部付近に対応する断面図は省略するが、上述の図7、図9、図11などから容易に想起できるものである。 FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the pads of the semiconductor integrated circuit device according to the seventh embodiment of the present invention. Although a cross-sectional view corresponding to the vicinity of the central portion in FIG. 12 is omitted, it can be easily recalled from the above-described FIG. 7, FIG. 9, FIG.
図12に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103eには、リング径103bhtのリング型形状の開口部103bhが形成されていると共に、そのリング型形状の外側には、小径の開口径103chtを有する開口部103chが形成されている。なお、半導体チップ101の内周列におけるパッド102上の樹脂保護膜103には、例えば第2の実施形態で説明したような開口径103sを有する開口部103hsが形成されてもよいし、その他、開口径及び開口部の大きさ及び形状はこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 12, in the resin
図12に示すパッド102上の樹脂保護膜103eに設けられた開口部103bhの開口形状がリング型形状であって、そのリング型形状の外側に小径の複数の開口部103chを有するパッド102を、半導体チップ101の外周列に配置することにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。パッド102上の樹脂保護膜103eに設ける開口部103bhの開口形状をリング型形状とする際は、外周一列のみでなく、2列、3列と、複数のリング形状を適宜設けることにより、応力を緩和する対策としてもよい。そのリング型形状、及び小径の開口部103chの開口形状は、円形のみでなく、適宜、八角形、四角形等の各種形状とする場合であっても、同様に応力を緩和する対策としてもよい。
The opening 103bh provided in the resin
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第8の実施形態)
以下、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to an eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周列におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列におけるパッド102rの径がチップの内周列におけるパッド102sの径よりも大口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of stress from area pads in the outer peripheral row of the chip, the diameter of the pad 102r in the outer peripheral row of the
図13は、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図である。 FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the eighth embodiment of the present invention.
図13に示すように、半導体チップ101の表面上に形成された複数のパッドのうち外周列におけるパッド102rの径は、半導体チップ101の内周列におけるパッド102sの径よりも大きい。
As shown in FIG. 13, the diameter of the pad 102 r in the outer circumferential row among the plurality of pads formed on the surface of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列におけるパッド102rの径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力そのものを縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図13に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By increasing the diameter of the pad 102r in the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第9の実施形態)
以下、本発明の第9の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Ninth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a ninth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周列におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列におけるパッド102sの径が、半導体チップ101の内周列におけるパッド102rの径よりも小口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device in consideration of stress from area pads in the outer peripheral row of the chip, the diameter of the pad 102s in the outer peripheral row of the
図14は、本発明の第9の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図である。 FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the ninth embodiment of the present invention.
図14に示すように、半導体チップ101の表面上に形成された複数のパッドのうち外周列におけるパッド102sの径は、半導体チップ101の内周列におけるパッド102rの径よりも小さい。
As shown in FIG. 14, the diameter of the pad 102 s in the outer peripheral row among the plurality of pads formed on the surface of the
より応力の影響を受けやすいチップの外周列におけるパッド102sの径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図14に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By reducing the diameter of the pad 102s in the outer peripheral row of the chip that is more susceptible to stress, it is possible to reduce the stress-affected range due to flip-chip bonding. As the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第10の実施形態)
以下、本発明の第10の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Tenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a tenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102上に配置されるはんだバンプ107r、107sの径について、半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107rの径が、半導体チップ101の内周列におけるはんだバンプ107sの径よりも大口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, the solder bumps 107r and 107s arranged on the
上記図13は、本発明の第10の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 13 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the tenth embodiment of the present invention.
図13に示すように、半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107rの径は、半導体チップ101の内周列におけるはんだバンプ107sの径よりも大きい。
As shown in FIG. 13, the diameter of the solder bump 107 r in the outer peripheral row of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107rの径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力そのものを縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図13に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By increasing the diameter of the solder bump 107r in the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第11の実施形態)
以下、本発明の第11の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Eleventh embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to an eleventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102上に配置されるはんだバンプ107r、107sの径について、半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107sの径が、半導体チップ101の内周列におけるはんだバンプ107rの径よりも小口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, the solder bumps 107r and 107s arranged on the
上記図14は、本発明の第11の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 14 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the eleventh embodiment of the present invention.
図14に示すように、半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107sの径は、半導体チップ101の内周列におけるはんだバンプ107rの径よりも小さい。
As shown in FIG. 14, the diameter of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列におけるはんだバンプ107sの径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図14に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By reducing the diameter of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第12の実施形態)
以下、本発明の第12の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Twelfth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a twelfth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列におけるパッド102の配置密度が、半導体チップ101の内周列におけるパッド102の配置密度に対して密であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device that takes into account the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip, the arrangement density of the
図15は、本発明の第12の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図である。 FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the twelfth embodiment of the present invention.
図15に示すように、半導体チップ101における外周列の領域として例えば領域140Rに配置されたパッド102の配置密度が、半導体チップ101における内周列、例えば領域140Rの内側の領域に配置されたパッド102の配置密度に対して密となっている。
As shown in FIG. 15, the arrangement density of
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周部のパッド102の配置密度を密にすることにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図15に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By increasing the arrangement density of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第13の実施形態)
以下、本発明の第13の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(13th Embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、上述した第12の実施形態の半導体集積回路装置において、その外周列に配置されたパッド102が電源端子として使用されることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, as a semiconductor integrated circuit device taking into account stress from area pads in the outer peripheral portion of the chip in particular, in the semiconductor integrated circuit device of the twelfth embodiment described above, the
上記図15は、本発明の第13の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 15 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the thirteenth embodiment of the present invention.
図15に示すように、本実施形態の半導体集積回路装置は、上述した第12の半導体集積回路装置において、その外周列の領域140Rに配置されたパッド102の接続が電源端子として使用される。
As shown in FIG. 15, in the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, in the twelfth semiconductor integrated circuit device described above, the connection of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列は、半導体チップ101及びインターポーザの配線が混雑しがちな場所であり、パッド102の接続を電源端子として使用することにより、配線混雑を引き起こすことなくフリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図15に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
The outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第14の実施形態)
以下、本発明の第14の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Fourteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の四隅部(コーナー部)におけるパッド102の配置密度が、半導体チップ101の内部におけるパッド102の配置密度に対して密であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, in particular, as a semiconductor integrated circuit device considering the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip, the arrangement density of the
図16は、本発明の第14の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図である。 FIG. 16 is a plan view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the fourteenth embodiment of the present invention.
図16に示すように、半導体チップ101の四隅部として例えば領域150Rにおけるパッド102の配置密度が、半導体チップ101の内部として例えば領域150R以外の領域におけるパッド102の配置密度に対して密となっている。
As shown in FIG. 16, for example, the arrangement density of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列における四隅部に配置されたパッド102の配置密度を密にすることにより、フリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図16に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。また、半導体チップ101の四隅部の範囲は、半導体チップ101の四隅の端部から四角形の領域や三角形の領域であっても構わない。
By making the arrangement density of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第15の実施形態)
以下、本発明の第15の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Fifteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a fifteenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、上述した第15の半導体集積回路装置において、その四隅部に配置されたパッド102が電源端子として使用されることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, as the semiconductor integrated circuit device taking into account the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip, in the fifteenth semiconductor integrated circuit device described above, the
上記図16は、本発明の第15の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 16 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the fifteenth embodiment of the present invention.
図16に示すように、本実施形態の半導体集積回路装置は、上述した第14の半導体集積回路装置において、その四隅部である領域150Rに配置されたパッド102の接続が電源端子として使用される。
As shown in FIG. 16, in the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the connection of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列における四隅部は、半導体チップ101及びインターポーザの配線が混雑しがちな場所であり、パッド102の接続を電源端子として使用することにより、配線混雑を引き起こすことなくフリップチップ接合による応力の影響を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図16に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
The four corners of the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第16の実施形態)
以下、本発明の第16の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Sixteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a sixteenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101の外周列におけるパッド102の下側に位置する半導体チップ101の内部領域において、第1種別のセルの配置密度は第2種別のセルの配置密度よりも高いことを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, as a semiconductor integrated circuit device that takes into account the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip, in the inner region of the
上記図15は本発明の第16の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 15 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the sixteenth embodiment of the present invention.
図15に示すように、半導体チップ101の外周列として例えば領域140Rにおけるパッド102の下側に位置する半導体チップ101の内部領域において、第1種別のセルの配置密度は第2種別のセルの配置密度よりも高くなっている。
As shown in FIG. 15, for example, in the inner region of the
ここで、「第1種別のセル」とは、つまり「タイミングばらつきが生じても半導体チップに誤動作を引き起こさないセル」を意味し、例えばクロック同期して動作していないセルが該当し、「第2種別のセル」とは、つまり「タイミングばらつきが生じると半導体チップに誤動作を引き起こすセル」を意味し、例えば高速クロック同期によってシビアなタイミングで動作しているセルが該当する。 Here, the “first type cell” means “a cell that does not cause a malfunction in the semiconductor chip even if timing variation occurs”. For example, a cell that does not operate in synchronization with the clock corresponds to the “first type cell”. The “two types of cells” means “cells that cause malfunctions in the semiconductor chip when timing variations occur”, for example, cells that operate at severe timing by high-speed clock synchronization.
本発明に係る第16の半導体集積回路装置によると、半導体チップ101の外周列として例えば領域140Rにおけるパッド102の下側に位置する半導体チップ101の内部領域において、タイミングばらつきが生じても半導体チップ101に誤動作を引き起こさない第1種別のセルの配置密度は、タイミングばらつきが生じると半導体チップ101に誤動作を引き起こす第2種別のセルの配置密度よりも高くなっている。これにより、半導体チップ101の表面に配置したパッド102から半導体チップ101の内部へ加わる応力の影響に起因するLSIの動作不具合が発生しにくくなる。その結果、コストを抑制しながら、タイミング信頼性の劣化を防止することができる。また、このように、LSI設計の段階でパッド102からの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。
According to the sixteenth semiconductor integrated circuit device of the present invention, even if timing variation occurs in the inner region of the
(第17の実施形態)
以下、本発明の第17の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Seventeenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to a seventeenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102r、102s上に配置されたはんだバンプ107r、107sと接合されるインターポーザ接合部となる開口径について、半導体チップ101の外周列におけるその開口径は半導体チップ101の内周列におけるその開口径よりも大口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, an opening diameter serving as an interposer joint portion to be joined to the solder bumps 107r and 107s disposed on the pads 102r and 102s as a semiconductor integrated circuit device particularly considering the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip. In the semiconductor integrated circuit device, the opening diameter in the outer peripheral row of the
上記図13は、本発明の第17の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 13 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the seventeenth embodiment of the present invention.
図13に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102r上のはんだバンプ107rが、インターボーザ基板110における電極メタル109と接合する領域(図2参照)、つまりインターポーザ接合部の開口径は、半導体チップ101の内周列におけるパッド102s上のはんだバンプ107sの対応するインターポーザ接合部の開口径に対して大口径となっている。
As shown in FIG. 13, the region where the solder bump 107r on the pad 102r in the outer peripheral row of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列におけるインターポーザ接合部の開口径を大きくすることにより、フリップチップ接合による応力そのものを縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図13に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By increasing the opening diameter of the interposer bonding portion in the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第18の実施形態)
以下、本発明の第18の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Eighteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device according to an eighteenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、パッド102r、102s上に配置されたはんだバンプ107r、107sと接合されるインターポーザ接合部となる開口径について、半導体チップ101の外周列におけるその開口径は半導体チップ101の内周列におけるその開口径よりも小口径であることを特徴とする半導体集積回路装置について説明する。
In the present embodiment, an opening diameter serving as an interposer joint portion to be joined to the solder bumps 107r and 107s disposed on the pads 102r and 102s as a semiconductor integrated circuit device particularly considering the stress from the area pad in the outer peripheral portion of the chip. In the semiconductor integrated circuit device, the opening diameter in the outer peripheral row of the
上記図14は、本発明の第18の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す平面図でもある。 FIG. 14 is also a plan view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the eighteenth embodiment of the present invention.
図14に示すように、半導体チップ101の外周列におけるパッド102s上のはんだバンプ107sが、インターボーザ基板110における電極メタル109と接合する領域(図2参照)、つまりインターポーザ接合部の開口径は、半導体チップ101の内周列におけるパッド102r上のはんだバンプ107rの対応するインターポーザ接合部の開口径に対して小口径となっている。
As shown in FIG. 14, the region (see FIG. 2) where the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周部におけるインターポーザ接合部の開口径を小さくすることにより、フリップチップ接合による応力の影響範囲を縮小することが可能である。半導体チップ101の外周列としては、図14に示す外周1列のみでなく、外周2列、3列と、応力の影響をより強く受ける領域に対して適宜対策してもよい。
By reducing the opening diameter of the interposer joint at the outer periphery of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
(第19の実施形態)
以下、本発明の第19の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Nineteenth embodiment)
The following is a detailed description of a semiconductor integrated circuit device according to a nineteenth embodiment of the present invention, with reference to the drawings.
本実施形態では、特にチップの外周部におけるエリアパッドからの応力を考慮した半導体集積回路装置として、半導体チップ101とフリップ接続したパッケージ122(裏面に外部電極124を有する)内のインターポーザ上における半導体チップ101の外周領域において、半導体チップ101とインターポーザとを接合する樹脂材123が、半導体チップ101の周囲及び半導体チップ101の外周列上部に塗布されていることを特徴とする。
In this embodiment, the semiconductor chip on the interposer in the package 122 (having the
図17は、本発明の第19の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す断面図である。 FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
図17に示すように、半導体チップ21とフリップチップ接続したインターポーザ上における半導体チップ101の外周列(外周領域)において、半導体チップ101とインターポーザとを接合する樹脂材123が、半導体チップ101の周囲及び半導体チップ101の外周列上部に塗布されている。
As shown in FIG. 17, in the outer peripheral row (outer peripheral region) of the
より応力の影響を受けやすい半導体チップ101の外周列において、半導体チップ101とインターポーザとを接合する樹脂材123が、半導体チップ101の周囲及び半導体チップ101の外周列上部に塗布されている。
In the outer peripheral row of the
このように、LSI設計の段階でパッドからの応力に対応した処置を施すことにより、コストを抑制しながら、前述の効果を得ることができる。 As described above, by performing the treatment corresponding to the stress from the pad at the stage of LSI design, the above-described effects can be obtained while suppressing the cost.
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以上に述べた第1〜第19の実施形態(変形例を含む)における各構成要素を任意に組み合わせることも可能である。 It should be noted that the constituent elements in the first to nineteenth embodiments (including modifications) described above can be arbitrarily combined without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、半導体集積回路装置、特にパッドの下側にトランジスタ等から構成される半導体回路が形成されている半導体集積回路装置及びその設計方法に好適なものである。 The present invention is suitable for a semiconductor integrated circuit device, in particular, a semiconductor integrated circuit device in which a semiconductor circuit composed of a transistor or the like is formed below a pad, and a design method thereof.
101 半導体チップ
102、102r、102s パッド(パッドメタル)
102t パッド幅
103、103a、103b、 樹脂材保護膜
105 窒化保護膜
106 バリアメタル
107 はんだバンプ
108 (インターポーザ)樹脂材保護膜
109 (インターポーザ接合部)電極メタル
110 インターポーザ基板
103s、103r、103bht、103cht 開口径
103hs、103rs、103bh、103ch 開口部
122 パッケージ
123 樹脂材
124 外部電極
140R 四隅部(コーナー部)
150R 外周部
101
150R outer periphery
Claims (22)
前記半導体チップの表面上に形成された複数のパッドと、
前記半導体チップの表面上に形成され、且つ前記複数の入出力セルの少なくとも一部と前記複数のパッドの少なくとも一部とを電気的に接続する配線とを備え、
前記複数のパッドは、前記半導体チップの外周列に形成されたパッドと、前記半導体チップの内周列に形成されたパッドとからなり、
前記複数のパッドの各々の上には、樹脂保護膜が形成されており、
前記外周列に形成されたパッド上の前記樹脂保護膜の形状は、前記内周列に形成されたパッド上の前記樹脂保護膜の形状と異なることを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor chip having a plurality of input / output cells;
A plurality of pads formed on the surface of the semiconductor chip;
A wiring formed on a surface of the semiconductor chip and electrically connecting at least a part of the plurality of input / output cells and at least a part of the plurality of pads;
The plurality of pads are composed of pads formed in an outer peripheral row of the semiconductor chip and pads formed in an inner peripheral row of the semiconductor chip,
A resin protective film is formed on each of the plurality of pads,
The shape of the resin protective film on the pad formed in the outer peripheral row is different from the shape of the resin protective film on the pad formed in the inner peripheral row.
前記外周列に形成されたパッド上の前記開口部の開口径は、前記内周列に形成されたパッド上の前記開口部の開口径と異なることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 In the resin protective film, an opening is formed on each of the plurality of pads,
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein an opening diameter of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is different from an opening diameter of the opening on the pad formed in the inner circumferential row. Circuit device.
前記外周列に形成されたパッド上の前記開口部の開口形状は、リング型形状であることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 An opening is formed in the resin protective film on the pad formed in the outer circumferential row,
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an opening shape of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is a ring shape.
前記外周列に形成されたパッド上の前記開口部の開口形状は、アレイ状に並んだ複数個の開口が形成された形状であることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 An opening is formed in the resin protective film on the pad formed in the outer circumferential row,
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the opening shape of the opening on the pad formed in the outer circumferential row is a shape in which a plurality of openings arranged in an array are formed.
前記外周列に形成されたパッドの下側に位置する前記半導体チップの内部領域において、前記第1種別のセルの配置密度は前記第2種別のセルの配置密度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 The plurality of input / output cells are formed in the semiconductor chip and the first type cell that does not cause malfunction in the semiconductor chip even if timing variation occurs, and the semiconductor chip malfunctions if timing variation occurs. A second type of cell that triggers,
The arrangement density of the first type cells is higher than the arrangement density of the second type cells in an internal region of the semiconductor chip located below the pads formed in the outer circumferential row. Item 14. The semiconductor integrated circuit device according to Item 1.
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