JPH0465534B2 - - Google Patents
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- JPH0465534B2 JPH0465534B2 JP62130595A JP13059587A JPH0465534B2 JP H0465534 B2 JPH0465534 B2 JP H0465534B2 JP 62130595 A JP62130595 A JP 62130595A JP 13059587 A JP13059587 A JP 13059587A JP H0465534 B2 JPH0465534 B2 JP H0465534B2
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- wiring
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
- H10W72/01221—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition
- H10W72/01225—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition in solid form, e.g. by using a powder or by stud bumping
-
- H—ELECTRICITY
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
- H10W72/251—Materials
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は半導体材料の接続方法、詳しくはワイ
ヤレスボンデイング法、特にフリツプチツプボン
デイング法またはテープキヤリアボンデイング法
により半導体チツプを基板にボンデイングする際
の接続方法及びそれに用いる接続材料に関する。 （従来技術とその問題点） 従来、ワイヤボンダを用いてバンプ電極を形成
する方法には特開昭61−43438号公報があるが、
この方法では亜鈴形状のバンプ電極をボンデイン
グした後に、ワイヤーを切断するために電気トー
チ等で切断する工程を必要としている。 又、現在バンプ電極材料としては、
PbSn5wt%，PbSn40wt%などを用いているが、通
常の鋳造法により作製した前記合金をダイス引き
によによりワイヤー化した合金ワイヤーを、ワイ
ヤーボンダを用いて接続したところ、ワイヤーが
ボールの根本部ではなくワイヤー部の途中で切断
することが多く、また長さのバラツキも大きくバ
ンプ電極としての使用に不適であることが判明し
た。 上記合金ワイヤーがワイヤー部で切断するの
は、ボール根本部の引張り強度がワイヤー部の引
張り強度に較べて十分小さくないことが原因して
いる。 （発明が解決しようとする技術的課題） 本発明は叙上従来問題点を解決して、ワイヤー
ボンダを用いたバンプ電極の形成を可能にし、作
業性の高い半導体の接続方法を提供するとともに
該方法に用いる接続材料を提供することを目的と
する。 （技術的課題を達成するための技術的手段） 斯る本発明の技術的手段は、Pb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素として、かつ急冷凝固法によ
り作製された細い合金ワイヤーの先端を加熱して
ボールを形成し該ボールを配線上面又は半導体材
料上面に接着させた状態で合金ワイヤーを引張る
ことにより、ボールがその根本部から切断されて
配線上面又は半導体材料上面にバンプ電極を形成
せしめ、そのバンプ電極を介して半導体材料を接
続する半導体材料の接続方法に係り、また本発明
の接続材料は、Pb，Sn，Inの何れか１つを主要
元素とし、それに添加元素を配合した合金を急冷
凝固法により細いワイヤー状に作製してなること
を特徴とする。 （作用） 本発明によれば、急冷凝固法により作製された
合金ワイヤーは、多くの格子欠陥の導入，結晶粒
の微細化，非平衡相の生成，元素相互間の強制固
溶を有する組織状態となつて引張り強度を著しく
高める。 そして、上記合金ワイヤーの先端を加熱してボ
ールを形成したこときに、該ボールの根本部にお
いて、非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶
が解放し、格子欠陥が解放し、さらに結晶粒が粗
大化するなどの現象が生じてボール根本部の引張
り強度を減少せしめ、該部分の降伏，破断が起り
易い状態ならしめる。 従つて、上記ワイヤーを引張ることによつてボ
ールがその根本部から切断され、半導体材料上面
又は配線上面にワイヤーから切離してなるボール
によりバンプ電極を形成する。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。 〔実施例 〕 本実施例で使用する半導体装置Ａは第１１図に
示す如く、所謂フリツプチツプボンデイング型で
あり、基板１がアルミナ又はガラスエポキシ樹脂
等絶縁性樹脂で形成され、該基板１の上面には
Cu又はCr・Cu又はPt又はPd又はAg又はPd・Ag
又はAu又はAl又はNi等の導電性材料からなる配
線２が配線されると共に基板１中央部には半導体
材料としてのチツプ３が搭載されてバンプ電極７
ａを介して前記配線２と電気的に接続されてい
る。 さらに、前記半導体チツプ３と配線２の一部と
がシリコン等の保護樹脂で封止して形成されてい
る。 また、第１図〜第５図は前記半導体装置Ａにお
いて、本発明の半導体材料の接続方法を示した断
面図である。 第１図はワイヤボンダのキヤピラリ４に挿通さ
れている接続材料としての合金ワイヤー５を示
し、この合金ワイヤーの先端を電気トーチ６で加
熱することによつてボール７を形成する。合金ワ
イヤー５は半田材料、すなわちPb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素とし、それに添加元素を配合
せしめた合金であり、かつ急冷凝固法により作製
された細線である。すなわち急冷凝固法として、
従来知られた液中紡糸法により直接にワイヤーを
成形するか、あるいは単ロール法により得られた
合金材料を冷間プレスし、さらに押出し成形して
ワイヤーを成形するなどの方法による。そして、
得られたワイヤーに線引き加工を施して所定の細
線径とし前記合金ワイヤー５を作製する。 合金ワイヤー５の添加元素としては、Be，Ｂ，
Ｃ，Mg，Al，Si，Ｐ，Ca，Ti，Ｖ，Cr，Mn，
Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，Se，Zr，Nb，
Mo，Pd，Ag，Cd，Sb，Te，Ir，Pt，Au，Tl，
Bi中の１種又は２種以上を配合せしめ、また主
要元素Pb，Sn，Inをそれを含まない主要元素中
に添加することもよい。 上記合金ワイヤー５は前記急冷処理によつて、
多くの格子欠陥が導入され、結晶粒が微細化し、
非平衡相が生成し、元素相互間に強制固溶に生じ
た組織状態にあり、さらに線引き加工によつて、
加工硬化に伴う格子欠陥が導入され、添加元素に
よつて固溶硬化した組織状態にある。 次に第２図及び第３図に示す如く、キヤピラリ
４を下降させて合金ワイヤー５先端に形成された
ボール７を配線２に付着させた状態でキヤピラリ
４を引き上げることにより、ボール７の根本部で
合金ワイヤー５から切断され配線２上にボール７
が供給されてバンプ電極７ａが形成される。 そして、この様な方法により基板１上面の配線
２全線にバンプ電極７ａが連続的に形成される。 上記合金ワイヤー５の切断は、ボール７を加熱
形成した際に、ボール７の根本部において、前記
非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶が解放
し、格子欠陥が解放し、結晶粒が粗大化した組織
状態となつているため、その部分の引張り強度が
減少し、キヤピラリ４により合金ワイヤー５を引
き上げるだけでボール７がその根本部で降伏，破
断することによつて起こる。 次に、第４図に示す如くこれら配線２上面に供
給し付着されたバンプ電極７ａを半導体チツプ３
表面に配設された電極３ａに接着させることによ
り、該配線２と電極３ａとが電気的に接続される
と共に該半導体チツプ３が取り付けられる。 又、第５図に示す如く、前記配線２とバンプ電
極７ａまたはバンプ電極７ａと半導体チツプ表面
の電極３ａとを電気的に低抵抗で、機械的には強
固に接合する為には、それらの材料と合金を形成
し易い下地金属層３ｂ，３ｃが蒸着法又はスパツ
タリング法又はメツキ法等により形成される。例
えば、半導体チツプの電極３ａの材料がAlなら
ば下地金属層３ｂにはCr又はTi又はCu又はNi又
はPd又はAg又はPt又はAu等を用いた単層又は
積層界面を形成する。又、実施例ではバンプ電極
７ａを配線２上に形成する為にボール７を配線２
上に付着させたが、一方バンプ電極７ａを半導体
チツプ３の電極３ａ上に形成する為にボール７を
電極３ａ上に付着させることも可能である。 〔実施例 〕 本実施例で使用する半導体装置Ｂは、第１２図
に示す如く、所謂テープキヤリアボンデイング型
であり、半導体材料としてのチツプ３の電極３ａ
上にバンプ電極７ａを形成し、これにフイルムリ
ード１０を接合せしめ、基板９上の配線８と前記
フイルムリード１０とを接合したものである。 又、第６図〜第１０図は前記半導体装置Ｂにお
いて、本発明の半導体材料の接続方法を示した断
面図である。 第６図はワイヤボンダのキヤピラリ４に挿通さ
れている接続材料としての合金ワイヤー５を示
し、この合金ワイヤーの先端を電気トーチ６で加
熱することによつてボール７を形成する。合金ワ
イヤー５は半田材料、すなわちPb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素とし、それに添加元素を配合
せしめた合金であり、かつ急冷凝固法により作製
された細線である。すなわち急冷凝固法として
は、従来知られた液中紡糸法により直接にワイヤ
ーを成形するか、あるいは単ロール法により得ら
れた合金材料を冷間プレスし、さらに押出し成形
してワイヤーを成形するなどの方法による。そし
て、得られたワイヤーに線引き加工を施して所定
の細線径とし前記合金ワイヤー５を作製する。 合金ワイヤー５の添加元素としては、Be，Ｂ，
Ｃ，Mg，Al，Si，Ｐ，Ca，Ti，Ｖ，Cr，Mn，
Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，Se，Zr，Nb，
Mo，Pd，Ag，Cd，Sb，Te，Ir，Pt，Au，Tl，
Bi中の１種又は２種以上を配合せしめ、また主
要元素Pb，Sn，Inをそれを含まない主要元素中
に添加することもよい。 上記合金ワイヤー５は前記急冷処理によつて、
多くの格子欠陥が導入され、結晶粒が微細化し、
非平衡相が生成し、元素相互間に強制固溶が生じ
た組織状態にあり、さらに線引き加工によつて、
加工硬化に伴う格子欠陥が導入され、添加元素に
よつて固溶硬化した組織状態にある。 次に第７図及び第８図に示す如く、キヤピラリ
４を下降させて合金ワイヤー５先端に形成された
ボール７をフイルムリード１０に付着させた状態
でキヤピラリ４を引き上げることにより、ボール
７の根本部で合金ワイヤー５から切断されフイル
ムリード１０上にボール７が供給されてバンプ電
極７ａが形成される。 そして、この様な方法によりフイルムリード１
０全線にバンプ電極７ａが連続的に形成される。 上記合金ワイヤー５の切断は、ボール７を加熱
形成した際に、ボール７の根本部において、前記
非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶が解放
し、格子欠陥が解放し、結晶粒が粗大化した組織
状態となつているため、その部分の引張り強度が
減少し、キヤピラリ４により合金ワイヤー５を引
き上げるだけでボール７がその根本部で降伏，破
断することによつて起こる。 次に、第９図に示す如くこれらフイルムリード
１０上面に供給し付着されたバンプ電極７ａを半
導体チツプ３表面に配設された電極３ａに接着さ
せることにより、該フイルムリード１０と電極３
ａとが電気的に接続されると共に該半導体チツプ
３が取り付けられる。 又、第１０図に示す如く、前記フイルムリード
１０とバンプ電極７ａまたはバンプ電極７ａと半
導体チツプ表面の電極３ａとを電気的に低抵抗
で、機械的には強固に接合する為には、それらの
材料と合金を形成し易い下地金属層３ｂ，３ｃが
蒸着法又はスパツタリング法又はメツキ法等によ
り形成される。例えば、半導体チツプの電極３ａ
の材料がAlならば下地金属層３ｂにはCr又はTi
又はCu又はNi又はPd又はAg又はPt又はAu等を
用いた単層又は積層界面を形成する。又、実施例
ではバンプ電極７ａをフイルムリード１０上に形
成する為にボール７をフイルムリード１０上に付
着させたが、一方バンプ電極７ａを半導体チツプ
３の電極３ａ上に形成する為にボール７を電極３
ａ上に付着させることも可能である。 以下に、本発明の合金ワイヤー５の種類、加工
性，ボール形成能，引張り強度，伸び，ボール硬
さ及びボール根本部における切断の可・不可を、
従来鋳造法により作製された比較品の場合と共に
示す。 尚、本発明合金ワイヤーにおける急冷凝固時の
冷却速度は103〜105℃／secであり、本発明実施
品及び比較品のワイヤーは何れも線径60um〓に作
製したものを試料とした。 上記試料の特性中、加工性とは、60um〓まで熱
処理無しで伸線加工が可能か否かを次の２段階で
評価したものである。すなわち評価が○印は加工
が可能であり、評価が×印は断線が多い等加工性
に難点があつたものである。 又、ボール形成能とは、各試料をセラミツクス
製のキヤピラリに通し、アルゴンガスに5vol％水
素ガスを加えたガス噴出下で、試料の先端近くに
設けた電極と試料との間のアーク放電によりボー
ルを形成させ、そのボールの形成状況を次の２段
階で評価したものである。すなわち評価○印は真
球度が良く、表面形伏の滑らかなボールが形成で
きたもの、評価×印は真球度が悪く、ばらつきが
大きく、表面形状が優れなかつたものである。
ヤレスボンデイング法、特にフリツプチツプボン
デイング法またはテープキヤリアボンデイング法
により半導体チツプを基板にボンデイングする際
の接続方法及びそれに用いる接続材料に関する。 （従来技術とその問題点） 従来、ワイヤボンダを用いてバンプ電極を形成
する方法には特開昭61−43438号公報があるが、
この方法では亜鈴形状のバンプ電極をボンデイン
グした後に、ワイヤーを切断するために電気トー
チ等で切断する工程を必要としている。 又、現在バンプ電極材料としては、
PbSn5wt%，PbSn40wt%などを用いているが、通
常の鋳造法により作製した前記合金をダイス引き
によによりワイヤー化した合金ワイヤーを、ワイ
ヤーボンダを用いて接続したところ、ワイヤーが
ボールの根本部ではなくワイヤー部の途中で切断
することが多く、また長さのバラツキも大きくバ
ンプ電極としての使用に不適であることが判明し
た。 上記合金ワイヤーがワイヤー部で切断するの
は、ボール根本部の引張り強度がワイヤー部の引
張り強度に較べて十分小さくないことが原因して
いる。 （発明が解決しようとする技術的課題） 本発明は叙上従来問題点を解決して、ワイヤー
ボンダを用いたバンプ電極の形成を可能にし、作
業性の高い半導体の接続方法を提供するとともに
該方法に用いる接続材料を提供することを目的と
する。 （技術的課題を達成するための技術的手段） 斯る本発明の技術的手段は、Pb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素として、かつ急冷凝固法によ
り作製された細い合金ワイヤーの先端を加熱して
ボールを形成し該ボールを配線上面又は半導体材
料上面に接着させた状態で合金ワイヤーを引張る
ことにより、ボールがその根本部から切断されて
配線上面又は半導体材料上面にバンプ電極を形成
せしめ、そのバンプ電極を介して半導体材料を接
続する半導体材料の接続方法に係り、また本発明
の接続材料は、Pb，Sn，Inの何れか１つを主要
元素とし、それに添加元素を配合した合金を急冷
凝固法により細いワイヤー状に作製してなること
を特徴とする。 （作用） 本発明によれば、急冷凝固法により作製された
合金ワイヤーは、多くの格子欠陥の導入，結晶粒
の微細化，非平衡相の生成，元素相互間の強制固
溶を有する組織状態となつて引張り強度を著しく
高める。 そして、上記合金ワイヤーの先端を加熱してボ
ールを形成したこときに、該ボールの根本部にお
いて、非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶
が解放し、格子欠陥が解放し、さらに結晶粒が粗
大化するなどの現象が生じてボール根本部の引張
り強度を減少せしめ、該部分の降伏，破断が起り
易い状態ならしめる。 従つて、上記ワイヤーを引張ることによつてボ
ールがその根本部から切断され、半導体材料上面
又は配線上面にワイヤーから切離してなるボール
によりバンプ電極を形成する。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。 〔実施例 〕 本実施例で使用する半導体装置Ａは第１１図に
示す如く、所謂フリツプチツプボンデイング型で
あり、基板１がアルミナ又はガラスエポキシ樹脂
等絶縁性樹脂で形成され、該基板１の上面には
Cu又はCr・Cu又はPt又はPd又はAg又はPd・Ag
又はAu又はAl又はNi等の導電性材料からなる配
線２が配線されると共に基板１中央部には半導体
材料としてのチツプ３が搭載されてバンプ電極７
ａを介して前記配線２と電気的に接続されてい
る。 さらに、前記半導体チツプ３と配線２の一部と
がシリコン等の保護樹脂で封止して形成されてい
る。 また、第１図〜第５図は前記半導体装置Ａにお
いて、本発明の半導体材料の接続方法を示した断
面図である。 第１図はワイヤボンダのキヤピラリ４に挿通さ
れている接続材料としての合金ワイヤー５を示
し、この合金ワイヤーの先端を電気トーチ６で加
熱することによつてボール７を形成する。合金ワ
イヤー５は半田材料、すなわちPb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素とし、それに添加元素を配合
せしめた合金であり、かつ急冷凝固法により作製
された細線である。すなわち急冷凝固法として、
従来知られた液中紡糸法により直接にワイヤーを
成形するか、あるいは単ロール法により得られた
合金材料を冷間プレスし、さらに押出し成形して
ワイヤーを成形するなどの方法による。そして、
得られたワイヤーに線引き加工を施して所定の細
線径とし前記合金ワイヤー５を作製する。 合金ワイヤー５の添加元素としては、Be，Ｂ，
Ｃ，Mg，Al，Si，Ｐ，Ca，Ti，Ｖ，Cr，Mn，
Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，Se，Zr，Nb，
Mo，Pd，Ag，Cd，Sb，Te，Ir，Pt，Au，Tl，
Bi中の１種又は２種以上を配合せしめ、また主
要元素Pb，Sn，Inをそれを含まない主要元素中
に添加することもよい。 上記合金ワイヤー５は前記急冷処理によつて、
多くの格子欠陥が導入され、結晶粒が微細化し、
非平衡相が生成し、元素相互間に強制固溶に生じ
た組織状態にあり、さらに線引き加工によつて、
加工硬化に伴う格子欠陥が導入され、添加元素に
よつて固溶硬化した組織状態にある。 次に第２図及び第３図に示す如く、キヤピラリ
４を下降させて合金ワイヤー５先端に形成された
ボール７を配線２に付着させた状態でキヤピラリ
４を引き上げることにより、ボール７の根本部で
合金ワイヤー５から切断され配線２上にボール７
が供給されてバンプ電極７ａが形成される。 そして、この様な方法により基板１上面の配線
２全線にバンプ電極７ａが連続的に形成される。 上記合金ワイヤー５の切断は、ボール７を加熱
形成した際に、ボール７の根本部において、前記
非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶が解放
し、格子欠陥が解放し、結晶粒が粗大化した組織
状態となつているため、その部分の引張り強度が
減少し、キヤピラリ４により合金ワイヤー５を引
き上げるだけでボール７がその根本部で降伏，破
断することによつて起こる。 次に、第４図に示す如くこれら配線２上面に供
給し付着されたバンプ電極７ａを半導体チツプ３
表面に配設された電極３ａに接着させることによ
り、該配線２と電極３ａとが電気的に接続される
と共に該半導体チツプ３が取り付けられる。 又、第５図に示す如く、前記配線２とバンプ電
極７ａまたはバンプ電極７ａと半導体チツプ表面
の電極３ａとを電気的に低抵抗で、機械的には強
固に接合する為には、それらの材料と合金を形成
し易い下地金属層３ｂ，３ｃが蒸着法又はスパツ
タリング法又はメツキ法等により形成される。例
えば、半導体チツプの電極３ａの材料がAlなら
ば下地金属層３ｂにはCr又はTi又はCu又はNi又
はPd又はAg又はPt又はAu等を用いた単層又は
積層界面を形成する。又、実施例ではバンプ電極
７ａを配線２上に形成する為にボール７を配線２
上に付着させたが、一方バンプ電極７ａを半導体
チツプ３の電極３ａ上に形成する為にボール７を
電極３ａ上に付着させることも可能である。 〔実施例 〕 本実施例で使用する半導体装置Ｂは、第１２図
に示す如く、所謂テープキヤリアボンデイング型
であり、半導体材料としてのチツプ３の電極３ａ
上にバンプ電極７ａを形成し、これにフイルムリ
ード１０を接合せしめ、基板９上の配線８と前記
フイルムリード１０とを接合したものである。 又、第６図〜第１０図は前記半導体装置Ｂにお
いて、本発明の半導体材料の接続方法を示した断
面図である。 第６図はワイヤボンダのキヤピラリ４に挿通さ
れている接続材料としての合金ワイヤー５を示
し、この合金ワイヤーの先端を電気トーチ６で加
熱することによつてボール７を形成する。合金ワ
イヤー５は半田材料、すなわちPb，Sn，Inの何
れか１つを主要元素とし、それに添加元素を配合
せしめた合金であり、かつ急冷凝固法により作製
された細線である。すなわち急冷凝固法として
は、従来知られた液中紡糸法により直接にワイヤ
ーを成形するか、あるいは単ロール法により得ら
れた合金材料を冷間プレスし、さらに押出し成形
してワイヤーを成形するなどの方法による。そし
て、得られたワイヤーに線引き加工を施して所定
の細線径とし前記合金ワイヤー５を作製する。 合金ワイヤー５の添加元素としては、Be，Ｂ，
Ｃ，Mg，Al，Si，Ｐ，Ca，Ti，Ｖ，Cr，Mn，
Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，Se，Zr，Nb，
Mo，Pd，Ag，Cd，Sb，Te，Ir，Pt，Au，Tl，
Bi中の１種又は２種以上を配合せしめ、また主
要元素Pb，Sn，Inをそれを含まない主要元素中
に添加することもよい。 上記合金ワイヤー５は前記急冷処理によつて、
多くの格子欠陥が導入され、結晶粒が微細化し、
非平衡相が生成し、元素相互間に強制固溶が生じ
た組織状態にあり、さらに線引き加工によつて、
加工硬化に伴う格子欠陥が導入され、添加元素に
よつて固溶硬化した組織状態にある。 次に第７図及び第８図に示す如く、キヤピラリ
４を下降させて合金ワイヤー５先端に形成された
ボール７をフイルムリード１０に付着させた状態
でキヤピラリ４を引き上げることにより、ボール
７の根本部で合金ワイヤー５から切断されフイル
ムリード１０上にボール７が供給されてバンプ電
極７ａが形成される。 そして、この様な方法によりフイルムリード１
０全線にバンプ電極７ａが連続的に形成される。 上記合金ワイヤー５の切断は、ボール７を加熱
形成した際に、ボール７の根本部において、前記
非平衡相が消失し、元素相互間の強制固溶が解放
し、格子欠陥が解放し、結晶粒が粗大化した組織
状態となつているため、その部分の引張り強度が
減少し、キヤピラリ４により合金ワイヤー５を引
き上げるだけでボール７がその根本部で降伏，破
断することによつて起こる。 次に、第９図に示す如くこれらフイルムリード
１０上面に供給し付着されたバンプ電極７ａを半
導体チツプ３表面に配設された電極３ａに接着さ
せることにより、該フイルムリード１０と電極３
ａとが電気的に接続されると共に該半導体チツプ
３が取り付けられる。 又、第１０図に示す如く、前記フイルムリード
１０とバンプ電極７ａまたはバンプ電極７ａと半
導体チツプ表面の電極３ａとを電気的に低抵抗
で、機械的には強固に接合する為には、それらの
材料と合金を形成し易い下地金属層３ｂ，３ｃが
蒸着法又はスパツタリング法又はメツキ法等によ
り形成される。例えば、半導体チツプの電極３ａ
の材料がAlならば下地金属層３ｂにはCr又はTi
又はCu又はNi又はPd又はAg又はPt又はAu等を
用いた単層又は積層界面を形成する。又、実施例
ではバンプ電極７ａをフイルムリード１０上に形
成する為にボール７をフイルムリード１０上に付
着させたが、一方バンプ電極７ａを半導体チツプ
３の電極３ａ上に形成する為にボール７を電極３
ａ上に付着させることも可能である。 以下に、本発明の合金ワイヤー５の種類、加工
性，ボール形成能，引張り強度，伸び，ボール硬
さ及びボール根本部における切断の可・不可を、
従来鋳造法により作製された比較品の場合と共に
示す。 尚、本発明合金ワイヤーにおける急冷凝固時の
冷却速度は103〜105℃／secであり、本発明実施
品及び比較品のワイヤーは何れも線径60um〓に作
製したものを試料とした。 上記試料の特性中、加工性とは、60um〓まで熱
処理無しで伸線加工が可能か否かを次の２段階で
評価したものである。すなわち評価が○印は加工
が可能であり、評価が×印は断線が多い等加工性
に難点があつたものである。 又、ボール形成能とは、各試料をセラミツクス
製のキヤピラリに通し、アルゴンガスに5vol％水
素ガスを加えたガス噴出下で、試料の先端近くに
設けた電極と試料との間のアーク放電によりボー
ルを形成させ、そのボールの形成状況を次の２段
階で評価したものである。すなわち評価○印は真
球度が良く、表面形伏の滑らかなボールが形成で
きたもの、評価×印は真球度が悪く、ばらつきが
大きく、表面形状が優れなかつたものである。
【表】
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（発明の効果）
本発明によれば、ワイヤーボンダを用いて合金
ワイヤーからボールを供給し、バンプ電極を形成
することができるので、電気トーチなどを用いた
ワイヤーとボールとの切断工程を不要にして作業
工程を簡素化するとともにボールの切断位置が一
定しているため供給量がバラつかず、またワイヤ
ーボンダによるる供給のためバンプ供給位置精度
を高めることができ、しかも合金ワイヤーがPb，
Sn，Inを主要元素する半田材料からなるので、
他に接続材料を用いる必要がなく、作業性及びコ
ストを安価ならしめる。
ワイヤーからボールを供給し、バンプ電極を形成
することができるので、電気トーチなどを用いた
ワイヤーとボールとの切断工程を不要にして作業
工程を簡素化するとともにボールの切断位置が一
定しているため供給量がバラつかず、またワイヤ
ーボンダによるる供給のためバンプ供給位置精度
を高めることができ、しかも合金ワイヤーがPb，
Sn，Inを主要元素する半田材料からなるので、
他に接続材料を用いる必要がなく、作業性及びコ
ストを安価ならしめる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図〜第５図
はフリツプチツプボンテイング法（実施例）に
よる半導体材料の接続方法及びそれに用いる接続
材料を示す断面図、第６図〜第１０図はテープキ
ヤリアボンデイング法（実施例）による半導体
材料の接続方法及びそれに用いる接続材料を示す
断面図、第１１図は実施例の半導体装置の断面
図、第１２図は実施例の半導体装置の断面図で
ある。 尚図中、３……半導体チツプ、５……合金ワイ
ヤー、７……ボール、７ａ……バンプ電極。
はフリツプチツプボンテイング法（実施例）に
よる半導体材料の接続方法及びそれに用いる接続
材料を示す断面図、第６図〜第１０図はテープキ
ヤリアボンデイング法（実施例）による半導体
材料の接続方法及びそれに用いる接続材料を示す
断面図、第１１図は実施例の半導体装置の断面
図、第１２図は実施例の半導体装置の断面図で
ある。 尚図中、３……半導体チツプ、５……合金ワイ
ヤー、７……ボール、７ａ……バンプ電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Pb，Sn，Inの何れか１つを主要元素として、
かつ急冷凝固法により作製された細い合金ワイヤ
ーの先端を加熱してボールを形成し該ボールを配
線上面又は半導体材料上面に接着させた状態で合
金ワイヤーを引張ることにより、ボールがその根
本部から切断されて配線上面又は半導体材料上面
にバンプ電極を形成せしめ、そのバンプ電極を介
して半導体材料を接続する半導体材料の接続方
法。 ２ Pb，Sn，Inの何れか１つを主要元素とし、
それに添加元素を配合した合金を急冷凝固法によ
り細いワイヤー状に作製してなる半導体材料の接
続材料。 ３ 上記添加元素がBe，Ｂ，Ｃ，Mg，Al，Si，
Ｐ，Ca，Ti，Ｖ，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，
Zn，Ga，Ge，Se，Zr，Nb，Mo，Pd，Ag，
Cd，In，Sn，Pb，Sb，Te，Ir，Pt，Au，Tl，
Bi中の１種又は２種以上である特許請求の範囲
第２項記載の半導体材料の接続材料。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130595A JPS63301535A (ja) | 1987-01-30 | 1987-05-27 | 半導体材料の接続方法及びそれに用いる接続材料 |
| GB8800518A GB2201545B (en) | 1987-01-30 | 1988-01-11 | Method for connecting semiconductor material |
| US07/970,232 US5384090A (en) | 1987-01-30 | 1992-10-30 | Fine wire for forming bump electrodes using a wire bonder |
| US08/315,577 US5514912A (en) | 1987-01-30 | 1994-09-30 | Method for connecting semiconductor material and semiconductor device used in connecting method |
| US08/315,575 US5514334A (en) | 1987-01-30 | 1994-09-30 | Fine lead alloy wire for forming bump electrodes |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-21202 | 1987-01-30 | ||
| JP2120287 | 1987-01-30 | ||
| JP62130595A JPS63301535A (ja) | 1987-01-30 | 1987-05-27 | 半導体材料の接続方法及びそれに用いる接続材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63301535A JPS63301535A (ja) | 1988-12-08 |
| JPH0465534B2 true JPH0465534B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=26358236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62130595A Granted JPS63301535A (ja) | 1987-01-30 | 1987-05-27 | 半導体材料の接続方法及びそれに用いる接続材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63301535A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2891432B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1999-05-17 | 田中電子工業株式会社 | 半導体材料の接続方法，それに用いる接続材料及び半導体装置 |
| JPH04299544A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Nec Corp | フィルムキャリヤ半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130595A patent/JPS63301535A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63301535A (ja) | 1988-12-08 |
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