JPH04101426A - 金属突起物の形成方法 - Google Patents

金属突起物の形成方法

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JPH04101426A
JPH04101426A JP2219162A JP21916290A JPH04101426A JP H04101426 A JPH04101426 A JP H04101426A JP 2219162 A JP2219162 A JP 2219162A JP 21916290 A JP21916290 A JP 21916290A JP H04101426 A JPH04101426 A JP H04101426A
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electrode
protrusion
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芳正 加藤
Kiichi Yoshino
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    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属突起物の形成方法に関し、特に半導体素
子実装用の金属突起物の形成方法に関する。
〔従来の技術〕
近年、L S Iなどの半導体製品は各種の民生用機器
、産業用機器なとその応用分野はますまず拡大してきた
。これらの機器は、その利用分野拡大のため低価格化と
ともにボークフル化か進められている。従って、半導体
製品においてもこれらの要求に対応するため、パッケー
ジングや機器へ組み込み工程の低価格化や軽量化、薄型
化、小型化といった高密度実装が要求されている。
一般に、半導体素子の高密度実装に適した方法としては
TAB方式が知られており、実用化の拡大がはかられて
きた。TAB方式の半導体素子と実装用配線基板間の接
続には、半導体素子の電極配置に合わせてパターン化さ
れたAuまたはSnメツキをしたCuからなる金属リー
ドと金属リード保持用ポリイミド膜とを貼り合わせした
構成のフィルムキャリヤを用いる。ここで、半導体素子
のA1電極と金属リード間の接合を行うには接合部を凸
にする必要があり、AI電極部または金属リード上にバ
ンプと呼ばれる金属突起物が設けられる。この金属突起
物を介したAl電極と金属リー1〜との接合には通常熱
圧着法か用いられている。
従来の金属突起物の形成方法としては、いわゆるメツキ
バンプ法が広く用いられてきた。第7図は、一般的なメ
ツキバンプの形成工程を示す。ます、半導体素子30上
にTi、Crなとの接着層40、Cu、Ptなどの拡散
防止層41をスパッタで積層形成する(第7図(a))
。図中、35はA1層、36は保護層、37はシリコン
基板を示す。次いで、A1電極部31以外を被うレジス
ト層42をリソクラフィ形成した後、電極部31にAu
メツキ層43を約30μm形成する(第7図(b))。
その後、レジスタ層42を除去した後、AI電極部31
を覆うレジスト層で保護してAt電極部31以外の拡散
防止層41、接着層40をエツチング除去する(第7図
(C))。以」二のような工程を踏みA1電極上にメツ
キにより金属突起物か形成される。
メツキバンプ法以外では、第8図の工程図に示すAuワ
イヤのホールボンディングの技術を用いるボールバンプ
法が注目され、開発が進んでいる。ます、キャピラリ5
0下に出たAuワイヤ51の先端を電気トーチ52を用
いて放電溶融、させAuボール53を形成する(第8図
(a))。
次いで、Auボール53をAI電8i31にキャピラリ
50で超音波接合した後(第8図(b))、キャピラリ
50.Auワイヤ51を引き上げてAU氷ボール54の
ネック部からAuワイヤ51を引きちぎりボール部54
のみをAI電極31上に残す(第8図(C))。この方
法は、湿式1程がなく工程が簡略で、電極上に1点ずつ
形成するため少量多品種に適している。
他に、TABフィルム側に金属突起物を形成できるとし
て転写バンプ法も有力視されている。この方法は、A1
電極に対応した導体開口部を持つメツキ用基板に電気メ
ツキによりAuの突起物を形成した後、TABの金属リ
ードと重ね合わせて加熱加圧してAu突起物をメツキ用
基板からTABの金属リード上に転写するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の金属突起物の形成方法は、下記のような
欠点をもっている。すなわち、メツキバンプ法は、工程
が複雑であり厚いメツキ膜を付けるため資材費や工数が
かかること、大きい設備投資が必要であること、素子歩
留の低下の原因となることなと形成コストが高いという
欠点がある。
ボールハンプ法の場合は、湿式1程がないという利点が
あるものの、Auボールの大きさのバラツキやワイヤを
引きちぎったあとの高さのバラツキがあり、またAuボ
ールを用いるため電極ピッチは100μm程度が限界で
ありそれ以下の微細接合は困難であるとされている。さ
らに、TABフィルム接合時だけでなく、バンプ形成時
にも電極部に機械的ストレスをかけるので接合部の信頼
性が問題となっている。転写バンプ法は、メツキ用基板
へメツキを行うのでメツキバンプ法に比へチップ歩留へ
の影響がないが、工程の複雑さは解消出来ない上に、A
u突起物を不具合なくTABフィルム上に転写するには
メツキ用基板の形成、メツキ工程などの高度の管理とノ
ウハウが必要である。
〔課題を解決するための手段〕 本発明の金属突起物の形成方法は、多層構造を有する板
状金属材料をポンチとダイスを用いたプレス加工法によ
り打ち抜いて金属小片を形成する打ち抜き工程と、前記
金属小片を金属リードまたは基板上電極に接合する工程
とを有する。金属小片の金属リードオたは基板上電極へ
の圧着は、多層構造を有する板状金属材料を打ち抜いた
ポンチの移動を続けてポンチを用いて行うことができる
。ポンチの先端に四部を設けて金属リードまたは基板」
二電極に圧着し金属小片の表面に凸部を形成することが
有効である。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
第1図は、本発明の一実施例の工程を示す断面図である
。ます、TABフィルム5の金属リード6を加熱ステー
ジ4上に設置し、リボン状の多層構造を有する金属材料
3を送り込んだポンチ1、ダイス2を有するプレス加工
治具をポンチ軸が金属リード6の先端に来るように位置
合わせする(第1図(a))。次に、ボンデ1に矢印方
向の所定の圧力を加えて下降させ金属材料3を打ち抜い
て金属小片を形成すると共に、連続してボンデ1を下降
させ金属小片を金属リード6上に圧着する(第1図(b
))。プレス治具を取り除けば1個目の金属突起物8の
形成工程が完了する(第1図(C))。このようにして
、順次TABのリード上に複数の金属小片を圧着してい
き半導体素子の一連のA1電極に対応した金属突起物形
成を行うことができる。ここで、金属突起物8は金属材
料3を打ち抜きそのままリードに圧着しただけであるの
で、金属材料の構造に対応した多層構造となる。なお、
ダイス2の加工穴は精密放電加工で形成できる。ポンチ
1の外形は研削加工により作ることができる。ダイス2
、ポンチ1の材料にはハイス鋼、超硬合金、ダイス鋼な
どが適している。
上述の方法で形成した金属突起物の形状、高さは金属材
料の厚さとポンチ先端形状て制御てきるので精度が良好
であり、その後の半導体素子電極との接合の信頼性も高
い。本発明は、Auホールを作るボールバンプ法と異な
り、ポンチ径を小さくすることにより100μm以下の
挟ピッチリードを持つTABにも対応できる。上述の実
施例では、金属小片のリードへの接合は、加工用ポンチ
を用いて行ったが、金属小片の形成後、ガイド機構を用
いて金属小片を送り専用治具でリードへ圧着してもよい
第2.3図は、半導体素子のA1電極のTABフィルム
の金属リードと接合に適した多層構造の金属突起物形成
の実施例を説明する断面図である。第2図は、第1図を
用いて説明した方法で3層構造の板状金属材料を打ち抜
いて金属リード6上に圧着し3層構造の金属突起物8d
を形成した例である。半導体素子30のA1電極31に
TABのA uメツキリード6を接合する場合、リード
との接合層32とA1電極との接合層33には接合実績
のあるAuを用い、中間層34には低価格なCuを用い
ると良い。40μm高さ金属突起物のとき、両面のAu
層31.33は5μmの厚さで良好な接合性が得られる
。このような3層材料は、圧延法やメツキて容易に形成
でき、単層のAu材料を使用したときに比へて材料費を
節減できる。上記と同様であるが金属リード6との接合
層32をハンダ合金とすることも有効である。この場合
、リードへの圧接は低圧力で軽く行い、ハンダの熱溶融
により接合強度を得ることがてきる。また、金属突起物
材料であるAuとの接合性からTABの金属リードのメ
ツキ材料には従来AUが広く用いられてきたが、Pb 
−Sn系ハンタ゛のような低コストの材料を用いること
もできるという利点もある。このように、本発明は多様
な電極や金属リードに対して金属突起物構成を選択てき
るのて、低コスト化、接合の高信頼化に対する効果も大
きい。
第3図は、2層構造の金属突起物8eを半導体素子30
のA1電極31上に形成し、その後金属リード6を接合
する例を示す。この場合の金属突起物8eの形成方法も
金属リードに先に付けるときに同様にすれば良い。ただ
し、ボールバンプ法と同様に金属突起物形成時に半導体
素子30のAI電極部31に機構的ストレスがかかる。
金属リード6との接合の際に再度の機械的ストレスをか
けなくない場合は、下記のような金属突起物8eの構成
とするとよい。この実施例では、A1電極側の層39を
Au、金属リード側の層38をAu−8iハンダの2層
構造とした。金属リード6の熱圧着に際してはハンダの
熱溶融性を利用できるので小さい加圧力で行うことがで
き、接合部の信頼性を確保できる。このように本発明は
、各種実装方式に適用できる。
なお、打ち抜いた金属小片の形状は、ポンチ・ダイス間
のクリアランス、軸すれがそれぞれ8%以下、2μm以
下では良好であった。第4.5および6図はポンチの先
端形状と金属リード上に形成した金属突起物の形状を説
明する断面図である。第2図は先端か平坦面のボンデ1
を用いた場きである。金属突起物上面の外周部には、金
属リード6への圧着時にポンチ下か押しつぶされるため
生じたパリ13が残り、形成した金属突起物の上面は凹
状になる。金属小片のリード6との接合を予め強固して
おく必要があるとき、ポンチ]の加圧力を大きくするこ
とになるので、このパリ13が大きくなる。このとき、
突起物形成後の半導体素子のA1電極との圧着の際に、
電極中央部に圧力がかかりにくくA1電極との接合強度
か低下する。
一方、第5図はポンチ先端が凹状のとき、第6図はポン
チ先端にメツシュ状の溝がはいっているときである。金
属突起物の外周部には上記と同様な理由てパリ13か生
しるものの中央部はポンチ先端15の形状に対応した凸
部16か形成される。この場合、外周部にはパリがあっ
ても中央部が凸部があるため半導体素子のA1電極との
圧着の際には電極中央部に圧力かかかり易いので接合の
信頼性が高くなる。リードとの接合強度は、その後の半
導体素子のA1電極と圧着を通常の熱圧着工程で行うと
きは、この圧着工程て金属リード・金属突起物間の接合
も強化されるので取扱中に外れない程度であれば良い。
ポンチ圧力は、打ち抜き後小さくて低加圧てリードに押
し付けるようにすれば、圧着時の金属小片のつぶれ量が
小さく、パリの大きさや中央部の高さのバラツキを小さ
くできる。
〔発明の効果〕
本発明の金属突起物の形成方法は、湿式1程がなく、1
つのプレス機で金属小片の形成とリードまたは基板電極
上への接合を行うことが出来るので工程が簡略であり、
資材費や設備投資が少なくて済むなどの低コストの金属
突起物の形成ができる利点がある。また、金属突起物の
形状や高さは金属材料の厚みとポンチ先端形状で制御で
きるので、精度の高い金属突起物の形成ができ、接合を
高信頼化できるとともに挟ピッチ接合にも対応できる利
点がある。更に、実装の構成に応して金属突起物の構造
の選択をし、低コス1〜化、高信頼化できるという利点
もある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は本発明の実施例を工程順に示す
断面図、第2.3図は本発明の実施例の金属突起物の多
層構造を説明する断面図、第4〜6図は、本発明の実施
例のポンチの先端形状と形成された金属突起物の形状を
説明する断面図であり、第4図はポンチの先端が平坦な
場合、第5図はポンチの先端面か凹状の場合、第6図は
ポンチの先端面に溝か入っている場合、第7図は従来の
金属突起物の形成方法のメツキバンプ法を工程順に示す
断面図、第8図は従来の他の金属突起物の形成方法のボ
ールバンプ法を工程順に示す断面図である。 1.1b、IC・・・ポンチ、2・・・ダイス、3・・
・金属材料、4・・・ステージ、5・・・TABフィル
ム、6・・金属リード、7・・・ポリイミド膜、8.8
b、8C18d、8e・・・金属突起物、9・・打ち抜
き残り部、10・・・ダイス穴部、13・・・パリ、1
4・・・ポンチ動作、15・・・ポンチ先端面、16・
・・金属突起物上面、30・・・半導体素子、31・・
・AI電極部、32.33.34.38.39・・・金
属突起物内の層、35・・・A1層、36・・・保護層
、37・・・シリコン基板、40・・・接着層、41・
・・拡散防止層、42・・・レジスト層、43・・・A
uメツキ層、50・・・キャピラリ、5]・・Auワイ
ヤ、52・・電気トーチ、3・・ Auボール、 ・Auボール部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多層構造を有する板状金属材料をポンチとダイスを
    用いたプレス加工法により打ち抜いて金属小片を形成す
    る打ち抜き工程と、前記金属小片を金属リードまたは基
    板上電極に接合する工程とを含むことを特徴とする金属
    突起物の形成方法。 2、ダイスと協働して多層構造を有する板状金属材料を
    打ち抜いたポンチの移動を続けて前記金属小片を前記ダ
    イスの下に位置決めされた金属リードまたは基板上電極
    に圧着する請求項1記載の金属突起物の形成方法。 3、多層構造の少なくとも1層は金、銅、ハンダ合金の
    中から選ばれた1つである請求項1または2記載の金属
    突起物の形成方法。 4、ポンチの先端に凹部を設けて金属リードまたは基板
    上電極に圧着した金属小片の表面に凸部を形成する請求
    項1、2または3記載の金属突起物の形成方法。 5、凹部が複数の溝であり凸部が複数の凸条である請求
    項4記載の金属突起物の形成方法。 6、金属リードまたは基板上電極TAB方式のフィルム
    キャリヤの金属リードまたは半導体素子の電極である請
    求項1、2、3、4または5記載の金属突起物の形成方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817835A (ja) * 1994-06-27 1996-01-19 Nec Corp バンプ形成方法
US5954262A (en) * 1996-02-09 1999-09-21 Yamaha Corporation Soldering apparatus for providing a fixed quantity of solder piece onto target plate and method of soldering circuit component

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817835A (ja) * 1994-06-27 1996-01-19 Nec Corp バンプ形成方法
US5954262A (en) * 1996-02-09 1999-09-21 Yamaha Corporation Soldering apparatus for providing a fixed quantity of solder piece onto target plate and method of soldering circuit component

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