JPH0590354A

JPH0590354A - 電子部品の電極とリードとの接合方法

Info

Publication number: JPH0590354A
Application number: JP3247950A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Hatada; 賢造畑田; Nobuitsu Takehashi; 信逸竹橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】多品種の半導体チップへの容易な適用とボンダ
設備やバンブ材料及びバンブ形成コストの低減を可能と
し信頼性の高いＴＡＢパッケージを容易に実現する。【構成】フイルムリ−ドへのバンプ転写をリード７に対
して一本づつ熱圧着して行うと同時に、半導体チップの
電極と前記バンプ５を転写したフイルムリ−ドの接合を
リードに対し一本づつ超音波振動と加熱、加圧を加えて
リードを半導体チップの電極に接合する。また、その際
に用いるボンディングツール８の構造を加熱部と超音波
振動部および加圧部に分離、独立した構造にする。【効果】低温、低ストレスで信頼性の高い接合を容易に
得られる。基板上のバンプ形成の配列がチップ電極と相
対させる必要性がなくなり、バンプの配列を格子状に形
成でき、半導体チップの品種交換が短時間で容易に実施
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＴＡＢパッケージの製造
方法に関し、特にフィルムリードへのバンプの形成方法
ならびに、フィルムリードとＬＳＩチップの電極との接
合方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】チップ寸法の大型と多ピン化、そして微
小電極ピッチ化の動向に適した小型、薄型な半導体チッ
プのパッケージとして、最近ポリイミド等の可とう性樹
脂フィルム上にリードを形成し、リードと半導体チップ
の電極とをバンプを介して接続するＴＡＢ技術によるパ
ッケージが注目されている。なかでも特開昭６０−１３
０８３７に記述されているバンプ形成基板に形成したバ
ンプを一括でフィルムキャリアのリードに接合・転写さ
せ、リードと半導体チップの電極とを接合する転写バン
プ方式がある。この方式は半導体チップの電極へのバン
プ形成が不必要であり、そのため従来の複雑な工程プロ
セスおよび、設備を必要とせず、低コストで一般の半導
体チップがそのまま使用できるといったきわめて汎用性
の高いＴＡＢ技術である。

【０００３】転写バンプ方式による半導体チップの実装
方法を図面を用いて説明する。（図９）は同方式で使用
するバンプ形成用基板を示したものでバンプ形成用基板
５０上には複数のバンプ５４が形成されている。バンプ
形成用基板５０はガラスからなる基板上にＴｉ・Ｐｔ・
ＩＴＯ等の導電膜を導電層（図示せず）とその上層に電
解メッキ法でバンプを形成させるための開口部（図示せ
ず）を有したレジスト等の感光性樹脂や窒化シリコン
膜、酸化シリコン膜等の絶縁材料からなるメッキ用マス
ク（図示せず）が形成されている。バンプ５４の形成は
バンプ形成用基板５０をメッキ溶液に侵漬し、導電層に
電解を印可してメッキ用マスクの開口部にバンプ５４を
形成するものである。バンプ形成用基板５０のバンプ５
４の形成配置を（図１０）に示す。（同図）はバンプ形
成用基板上に形成されたバンプの配列とリードおよび、
半導体チップの電極配列を示したものである。バンプ５
４の間隔ピッチＰ１，Ｐ１’は半導体チップ５９の電極
間ピッチＰ２、Ｐ２’および、フィルムキャリア５６の
リード５５の間隔ピッチＰ３、Ｐ３’と同一寸法となっ
ており、リード５５とバンプ５４および、半導体チップ
５９の電極とは一対一に対応している。このようにして
バンプ５４がバンプ形成用基板上５０に形成されている
ため、リード５５とバンプ５４を位置合わせ後、半導体
チップ５９の外形寸法に近い圧接面を有するボンディン
グツール（図示せず）で加圧、加熱することによりリー
ド５５へのバンプ接合、転写が一括で行えるものであっ
た。

【０００４】転写バンプ方式の製造工程は（図１１）に
示すとおり、電界メッキ法によって基板５０の開口部５
３にバンプ５４を形成後（同図Ａ）、バンプ上５４に半
導体チップ５９の電極６０と相対したリード５５を有す
るフィルムキャリア５６を保持し、バンプ５４とリード
５６とを位置合わせを行ない（同図Ｂ）、位置合わせ
後、加熱したボンディングツール５７でリード５５を一
括で加圧し５８、バンプ５４をリード５５に接合、用基
板５０から剥離・転写させる（同図Ｃ）。その後、（図
１２）において、バンプ５４を転写・接合したリード５
５を加熱ステージ６１上の半導体チップ５９の電極６０
とを位置合わせを行い（同図Ａ）、加熱したボンディン
グツール５７で一括に加圧５８して（同図Ｂ）、多数の
リード５５と半導体チップ５９の多数の電極６０とを同
時に接合するものである（同図Ｃ）。

【０００５】このように転写バンプ方式は従来のウェハ
バンプ方式と比較して従来半導体ウェハ時半導体素子電
極上に必要であった複雑なバンプ形成プロセス、すなわ
ちＴｉ・Ｐｄ等のバリアメタルの形成工程（蒸着・フォ
トリソグラフィー）が不要で、これによってバンプ形成
工程での素子不良を皆無とし、バンプ形成コストも低減
でき、しかも一般の半導体チップを無処理で使用できる
などの特徴を有するものである。

【０００６】一方、近年転写バンプ方式やウェハバンプ
方式限らず、半導体チップの多機能、高性能化のため素
子の高集積化よってチップ寸法が大型化し、さらに電極
は多端子化の傾向にある。さらにマイクロプロセッサ、
ゲートアレーのような開発サイクルが短く、またユーザ
ー仕様で設計される少量多品種な半導体チップにおいて
のＴＡＢパッケージ化を容易にできる方式として（図１
３）に示すようなフィルムキャリア５６のリード５５と
半導体チップ５９の電極６０との接合をワイヤボンディ
ングと同様に一点々個々に、半導体チップの電極寸法に
近い圧接面を有したボンディングツール６１で加圧５８
して行なうシングルポイント法がある。（図１４）にシ
ングルポイント装置の概要を示す。

【０００７】（同図−Ａ）は従来のワイヤボンディング
と同様、リード５５を一点々個々に、半導体チップ５９
の電極６０の寸法に近い圧接面を有したにボンディング
ツール６１で加圧５８、接合を行うシングルポイントボ
ンディング方式のボンディング装置の主要構成部を示し
たものである。ボンディングヘッド６２はフィルムキャ
リア５６のリード５５と半導体チップ５９の電極６０と
を超音波で接合するための超音波ホーン６３と、それに
付随する超音波発振コイル６４からなり、前記超音波ホ
ーン６３の先端部にはボンディングツール６１が設けら
れている。ボンディングツール６１は（同図−Ｂ）に示
すとおり、必要に応じてボンディングツール先端部の圧
接面６５を２００℃〜５００℃に加熱するためのニクロ
ムヒーター等からなる加熱装置６６が設けられている。
（同図−Ａ）において、半導体チップ５９は加熱ステー
ジ６７で２００℃〜４００℃に加熱され、真空吸引等６
８で固定される構造となっている。その上部にはフィル
ムキャリア５６を保持し、リード５５と半導体チップ５
９の電極６０とを位置合わせする保持機構６９が設けら
れており、ボンディングは所定のリード位置にボンディ
ングヘッド６２をＸ−Ｙ方向に移動させフィルムキャリ
ア５６のリード５５を一点々個々にボンディングツール
６１を降下・圧接５８して、フィルムキャリア５６のリ
ード５５と半導体チップ５９の電極６０とが接合される
ものであった。

【０００８】（図１５）にシングルポイント法によるリ
ードと半導体チップの電極との接合方法を示す。（同図
−Ａ）は転写バンプ方式でリード５５にバンプ５４を形
成したフィルムキャリア５６と半導体チップ５９を示し
たもので、リード５５を半導体チップ５９の電極６０と
位置合わせが行なわれる。位置合わせ後、リード５５を
一本ずつボンディングツール６１でリード５５の上より
圧接５８、超音波を印加し、リード５５に形成されたバ
ンプ５４を塑性変形させ、リード５５と半導体チップ５
９の電極６０とを接合する（同図−Ｂ）。接合は半導体
チップの電極数分すなわち、リード５５の本数分上記工
程Ｂを繰り返し行なわれるものである（同図−Ｃ）。な
お、シングルポイント法は転写バンプ方式でもウェハバ
ンプ方式でも適用が可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
によれば、下記に示す問題点を多数有していた。

【００１０】転写バンプ方式におけるリードへの一括転
写においては、１）半導体チップの寸法が大型化し、電極数が多端子と
なった場合、バンプ形成用基板上のバンプ間ピッチは半
導体チップの電極間ピッチと同寸法のピッチで配列させ
なければならないため、特に大型のチップの場合、バン
プ形成用基板に形成できるバンプ数は著しく少なくな
り、多数のバンプ形成用基板と頻繁なバンプ形成用基板
の交換を必要とするものであった。これにより、バンプ
形成用基板の作製に長い時間を要し、バンプ形成コスト
が著しく高騰するものであった。２）品種交換の際、バンプ形成用基板は半導体チップの
電極間ピッチと対応させる必要があるため、個々の品種
の半導体チップの電極とバンプのピッチに対応した品種
ごとのバンプ形成用基板が必要となる。これによって、
半導体チップの品種が変わるごとに新規のバンプ形成用
基板を作製、バンプメッキ処理を行なう必要が生じた。
これによってバンプ形成コストの高騰とバンプ形成用基
板の交換調整作業頻度の増加によって生産効率が低下
し、少量多品種な半導体チップへの対応が著しく困難な
ものであった。

【００１１】一方、バンプ転写、電極へのリード接合を
行なうボンディングツールの構造が加熱装置とともに直
接超音波ホーンに取り付けられているため、接合時にお
けるボンディングツールを加熱した熱が超音波ホーン内
のトランスジューサ（超音波発振コイル）に伝わり、温
度変化で超音波発振周波数の変動と出力変動をきたし、
接合条件のばらつきを発生させる。これによりリードと
半導体チップの電極との接合強度が低くなり、信頼性が
著しく低下するものであった。

【００１２】また、安定な接合強度・信頼性を得るため
にはリードと電極間の接合部を加熱する必要があり、半
導体チップは加熱ステージ上で全体加熱される。しか
し、加熱によって半導体チップの電気特性に支障が生じ
るチップ、例えば、有機材料の光学フィルタを形成した
個体撮像素子やガリウム砒素を基板材料とした化合物半
導体チップに対してはボンディング時の加熱が半導体チ
ップの電気特性に大きな影響を及ぼし、素子不良を発生
させる。このためチップの信頼性を著しく低下させ、さ
らにはフィルムキャリアが熱変形し、特に多端子・狭ピ
ッチのフィルムキャリアではリードと半導体チップの電
極の位置合わせ精度が低下、ボンディングズレが発生し
て接合強度が著しく低下する。

【００１３】以上のように本発明は上記問題点に鑑
み、、半導体チップの多機能、高性能化のためのチップ
寸法の大型化と電極は多端子化に対処すべく、転写バン
プ方式における従来の問題点を一掃し、ＴＡＢ技術の汎
用性をさらに高め、低コストで信頼性の高いＴＡＢパッ
ケージを極めて容易に実現できることを提供するもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】複数の電極が形成された
電子部品と複数のリードとを突起電極を介して接合する
に際し、基板上に電子部品の複数の電極間ピッチと異な
るピッチで複数の突起電極を形成する工程と突起電極の
一個とリードとを一本ずつに対して、超音波印加領域と
加熱領域と加圧領域がそれぞれ分離、独立し、リードの
加圧工程時に加圧領域の加圧作用により加圧領域と超音
波印加領域と加熱領域が一体構造となる加圧治具で加
圧、加熱して前記突起電極を前記リードに接合し、前記
基板より前記突起電極を分離する工程と、前記突起電極
と電子部品上の電極とを位置合わせし、前記リードを加
圧、加熱して前記突起電極と電極とを接合する構成を備
えたものである。

【００１５】

【作用】本発明は上記した構造により、バンプ形成用基
板上のバンプ間ピッチを半導体チップの電極間ピッチよ
り小さいピッチで細かく形成したことで、半導体ウェハ
の素子電極の総数より著しく多くのバンプをバンプ形成
用基板上に形成できるため、またリードへのバンプ転写
を一つのバンプを一つのリードを個々に位置合わせし、
一本々ボンディングツールで加圧、加熱して行なうこと
で、チップ寸法が大型で多ピンの半導体チップにおいて
もひとつのバンプ形成用基板で数多くのリードへのバン
プ転写を行なうことが可能となる。また、電極間ピッチ
が異なる他品種への半導体チップおいてもひとつのバン
プ形成用基板で対応することができる。このことによっ
て、多数のバンプ形成用基板を必要とせず、品種交換に
伴うバンプ形成用基板の交換、調整頻度を著しく低減で
き、リードへのバンプ形成コストを激減できるものであ
る。そして、リードへのバンプ転写および、リードと半
導体チップの電極との接合するためのボンディングツー
ルの構造を超音波印加領域、加熱領域および加圧部を分
離、独立し、接合時の加圧の際のみにこれらが一体とな
って加熱領域からの熱をボンディングツール先端部に伝
えた構造によって、接合以外の時のボンディングツール
の加熱時の超音波ホーンへの熱影響を防止でき、さらに
は超音波領域と加熱領域および加圧部とが圧接時以外分
離、独立した構造のためボンディングツールの加熱温度
を従来より数１０％程度高く設定できる。これにより、
ボンディングツール圧接時、リードとバンプおよび半導
体チップの電極近傍のみを高温に維持できるため、半導
体チップの全体加熱温度すなわち加熱ステージの温度を
低く設定できる。従って、接合強度が高く、従来の熱的
な制約となった半導体チップもＴＡＢパッケージへ容易
に適用が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。（図１）は本発明の実施例におけるバンプ形成
基板を示すものである。バンプ形成基板１は、平面度が
５μｍ以下の高精度な耐熱性ガラス板で構成され、この
上には導電膜２が設けられ、さらに導電膜２の上層に
は、バンプ５を形成するための開口部３を有する耐熱性
の絶縁膜４が形成されている。導電膜２は、ＩＴＯ膜ま
たはＴｉ・Ｐｔ膜で構成され、電解メッキによってバン
プ５が付着しやすく、かつバンプ５がリードへの転写時
に導電膜２より剥がれやすい材料である。絶縁膜４は、
バンプ５を電解めっきで形成させるためのめっき用マス
クであって、膜厚約５０００オングストロームのシリコ
ン酸化膜もしくは、シリコン窒化膜で構成される。バン
プ形成用基板１には、（図２）に示されるように、少な
くとも格子状でかつ、バンプ間ピッチＰ１、Ｐ１’が半
導体チップ１１の電極間ピッチＰ２、Ｐ２’より小さな
ピッチで格子状でバンプ５が多数形成されている（図
２）。形成バンプピッチＰ１、Ｐ１’はメッキ用マスク
の開口部３のピッチで決まるが、開口部３はフォトリソ
グラフィーで形成されるため、たとえばバンプ寸法が８
０μｍの場合、バンプ間ピッチＰ１、Ｐ１’は１００μ
ｍ以下に設定できるものである。このように半導体チッ
プ１１の電極間ピッチＰ２、Ｐ２’より小さなピッチＰ
１、Ｐ１’でバンプが形成されるため、に示すとおり、
バンプ形成用基板上１にはきわめて多数のバンプ５が形
成されるものである（図３ーＡ、Ｂ）。

【００１７】なお、バンプ間ピッチは特に定められたも
のではなく半導体チップ１１および、半導体素子の電極
間ピッチより小さいすなわち、Ｐ１≠Ｐ２とＰ１’≠Ｐ
２’の関係であればよいことはいうまでもない。また、
バンプ形成用基板上１のバンプ形成配置においては上記
に記載した格子状に限られることはなく、（図４）に示
すように千鳥状に形成してもよい。

【００１８】このようにしてバンプ形成用基板上１に形
成したバンプのフィルムキャリアのリードへの接合、転
写は（図５）に示すとおり、。バンプ形成基板１上には
格子状で一定間隔にバンプ５が形成されている。バンプ
５Ａをフィルムキャリア６のリ−ド７Ａに転写・接合す
るためには、リ−ド７Ａとバンプ５Ａとを位置合わせ
し、ボンディングツ−ル８で加熱・加圧し、バンプ形成
基板１のバンプ５Ｂをリ−ド７Ｂを接合させる。次にリ
−ド７Ａと隣接しているリ−ド７Ｂバンプ５Ａと隣接し
たバンプ５Ｂとを位置合わせし、ボンディングツ−ル５
で加熱・加圧しリ−ド７Ｂにバンプ５Ｂを転写・接合さ
せる。このようにして、順次、各リ−ド毎に位置合わせ
と転写・接合をおこなって全リ−ド７にバンプ５を形成
させるものである。これら工程を（図６）で詳細に説明
する。（同図−Ａ）にはバンプ形成基板上１に多数の金
属突起電極（例えばＡｕバンプ）５が形成されており、
バンプ５の一つとフィルムキャリァ６に形成されたリー
ド７とを位置合わせし、ヒータ等の加熱装置９を有する
ボンディングツール８でリード７上から加熱・加圧１０
する（同図−Ａ）。リード７側にＡｕめっき処理（図示
せず）が施してあれば、バンプ５とリード７とはＡｕ・
Ａｕの熱圧着で接合されバンプ５はバンプ形成基板１か
ら剥離され、リード７側に転写・接合される（同図−
Ｂ）。ボンディングツール８の幅はリード７の幅と同一
かもしくは１０〜１００μｍほどで隣接するリードと干
渉しない大きめに形成されており、加熱、加圧１０はリ
ード一本づつに対して行われるものである。このように
して他のリード７及び、順次各リードにバンプ形成基板
１上のバンプ５を転写・接合させる（同図−Ｃ）。この
工程でのリード７とバンプ５との接合は、バンプ５がＡ
ｕで形成されているのでリード７がＳｎめっき処理の場
合はＡｕ・Ｓｎ共晶合金で行われまた、リード７がＡｕ
めっき処理の場合はＡｕ・Ａｕの熱圧着で行われるもの
である。このようにして次々にリード７へバンプ５を接
合、転写させ、のちにバンプ形成基板１にバンプ５がな
くなると、バンプ形成基板は再びメッキ処理され、複数
の開口部に新たにバンプ５が形成される。バンプ形成基
板１は、このように繰り返し再生使用できる構造を持っ
ている。また、バンプ５は、主にＡｕで構成されバンプ
形成基板１の導電膜（図示せず）を電極として、電解メ
ッキ法によって容易に繰り返し形成できるものである。

【００１９】次にバンプ形成基板１上のバンプ５がすべ
てリ−ド７側に転写・接合後、リードを半導体チップの
電極と接合方法について（図７）の工程図を用いて説明
する。バンプ５が接合、転写されたリ−ド７と半導体チ
ップ１１の電極１２とを位置合わせし（同図−Ａ）、前
記バンプ転写と同様にヒーター等の加熱装置９を有する
るボンディングツ−ル８により、リ−ド７の一本づつを
加熱・加圧１０するとともに、超音波ホ−ン１３により
超音波振動を前記ボンディングツ−ル８に加える。これ
により、バンプ５と半導体チップ１１の電極１２とは、
Ａｕ・Ａｌ合金で接合される（同図−Ｂ）。この工程
では、まず先に加熱・加圧のためのボンディングツ−ル
８がリ−ド７に低圧（５〜１５ｇ／バンプ）状態で０．
１〜３秒間接触し、次いで高圧（３０〜１００ｇ／バン
プ）が作用するように加圧のシ−ケンスを設定してあ
る。この動作では、まず低圧によりリード７に接触し
たボンディングツ−ル８は、その熱をリ−ド７および、
バンプ５とチップ１１に伝達し、接合領域近傍を予備加
熱する。そして、次に高圧を加えた状態のボンディング
ツール８にて超音波ホーン１３からボンディングツール
８を介して超音波振動も同時に付加させ、半導体チップ
１１の電極１２（アルミ電極上）でリ−ド７によってバ
ンプ５を押しつぶす。この動作により、バンプ５は、押
し広がりながらチップのアルミ表面に形成されている酸
化アルミの層を破壊し、新鮮なアルミ表面を露出させ強
固なＡｕ・Ａｌ合金による接合を形成させる。

【００２０】前記リードへのバンプ転写および、半導体
チップの電極との接合に使用するボンディングツール８
は（図８）に示す構造となっている。ボンディングツー
ル８は加熱部と加圧部および、超音波振動部が分離、独
立した構成である。加熱部１４は、リ−ドと直接、接触
するボンディングツ−ル８にヒ−タ等の加熱装置９を設
けた構成で上下方向に摺動する構造である。一方、加圧
・超音波振動部１５は、超音波ホ−ン１３に加圧用の加
圧ピン１６が取り付けられた構成であって、加圧力１０
は、ボンディングツ−ル８を介して上下方向に摺動・動
作し、発生した加圧力１０は、加熱部１４にあるボンデ
ィングツ−ル８に伝わる。更に、詳細に述べれば、ボン
ディングツ−ル８は、低圧でリ−ドに接触しリ−ドおよ
びチップを予備加熱し、しかるのち加圧・超音波振動部
１５の加圧ピン１６がボンディングツール８に高圧で接
触し、リ−ドに超音波振動と高い圧力を加え、前述した
Ａｕ・Ａｌ合金を形成させる。（同図−Ｂ）の構成で
は、加熱部１４と超音波振動部１５さらには、加圧部１
７の３つが其々、分離しており、独立した動作を行うも
のである。加熱部１４は、低圧が作動するボンディング
ツ−ル８にヒ−ター等の加熱装置９が設けられており、
（同図−Ａ）と同様に上下方向に摺動・動作するもので
ある。超音波振動部１５は、超音波ホ−ン１３の先端に
はボンディングツ−ル８が取り付けられ、これも同様に
上下方向に摺動・動作する構成であり、接合時に加圧シ
リンダ１８およびボンディングツール８と圧接するもの
である。接合時には、まず低圧状態でボンディングツ−
ル８がリ−ドに接し、これによりリ−ドおよびチップは
予備加熱された後に、加圧シリンダ１６が作動し高圧が
加圧ピン１６を介してボンディングツール８からリ−ド
に加わる。加圧シリンダ１８によつて高圧がリ−ドに作
用するまでは、加圧シリンダ１８、超音波振動部１５の
加圧ピン１６およびボンディングツ−ル８は、少なくと
もお互いに分離した状態になっている。このようにボン
ディングツールの構造を超音波印加領域、加熱領域およ
び加圧部を分離、独立させたことによって、ボンディン
グツールの加熱時の超音波ホーンへの伝熱がなくなり、
ボンディングツールの構成材料、加熱手段によっては千
数百℃まで加熱でき、ボンディングツール圧接時、リー
ドとバンプおよび半導体チップの電極近傍のみをきわめ
て高温に加熱できるため、半導体チップの全体加熱温度
すなわち加熱ステージの温度を低く設定できる。従っ
て、接合強度が高く、従来の熱的な制約となった半導体
チップもＴＡＢパッケージへ容易に適用が可能となるも
のである。また、（図７−Ｂ）において高圧がリ−ドに
作用してから超音波振動をリ−ドに印加してもよい。一
方、低圧による予備加熱を必要としない場合は、述べた
構成において、低圧の動作を設けなくてもよい。さらに
は、超音波振動は、接合時の加熱温度をさらに低く設定
することができるので超音波振動は加圧、加熱時に付加
してもよい。あるいは、加圧、加熱のみによって接合し
てもよい。加圧、加熱のみの接合条件は超音波振動を付
加した場合の接合条件より高めになる。

【００２１】なお、ボンディングツールの加熱手段とし
て本実施例ではヒ−タを取り付けた構成を説明している
が、加熱手段は、これに限定するものではなく、他の加
熱手段としてレ−ザ、光あるいは電磁誘導等を用いるこ
とができる。また、超音波振動を用いないで単に熱圧着
のみの接合も行うこともできることは言うまでもない。

【００２２】以上のように（図７−Ｃ）において、半導
体チップ１１の電極１２と接合すべきリード７をボンデ
ィングツール８を移動させて繰り返し接合する。なお、
本実施例では転写バンプ方式について説明したが、リー
ドと半導体チップの電極との接合方法においてはウェハ
バンプ方式でも同様に実施することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明はリードへのバンプ
転写を従来の一括で行う方式とは異なり、リードをワイ
ヤボンディングと同様に電極寸法に近似した圧接面を有
するボンディングツールで一本ずつに加圧、加熱してリ
ードにバンプを形成することと、ボンディングツールの
構造を超音波印加領域と加熱領域さらには、加圧部とに
分離、独立させた構造にすることで下記の優れた効果を
得ることができるものである。

【００２４】以上のように本発明はバンプ形成用基板上
のバンプ間ピッチを半導体チップの電極間ピッチより小
さいピッチで細かく形成したことで、半導体ウェハの素
子電極の総数より著しく多くのバンプをバンプ形成用基
板上に形成可能となり、またリードへのバンプ転写を一
つのバンプを一つのリードを個々に位置合わせし、一本
々ボンディングツールで加圧、加熱して行なうことで、
チップ寸法が大型で多ピンの半導体チップにおいてもひ
とつのバンプ形成用基板で数多くのリードへのバンプ転
写を行なうことが可能となる。また、電極間ピッチが異
なる他品種への半導体チップおいてもひとつのバンプ形
成用基板できわめて容易にかつ、迅速に対応することが
できる。このことによって、多数のバンプ形成用基板を
必要とせず、品種交換に伴うバンプ形成用基板の交換、
調整頻度を著しく低減でき、リードへのバンプ形成コス
トを激減できるものである。そして、リードへのバンプ
転写および、リードと半導体チップの電極との接合する
ためのボンディングツールの構造を超音波印加領域、加
熱領域および加圧部を分離、独立させ、接合時の加圧の
際のみにこれらが一体となって加熱領域からの熱をボン
ディングツール先端部に伝えた構造によって、接合以外
の時のボンディングツールの加熱時の超音波ホーンへの
熱影響を防止でき、さらには超音波領域と加熱領域およ
び加圧部とが圧接時以外分離、独立した構造でボンディ
ングツールの構成材料によってはボンディングツールの
加熱温度を数千℃に設定できる。これにより、ボンディ
ングツール圧接時、リードとバンプおよび半導体チップ
の電極近傍のみをきわめて高温できるため、半導体チッ
プの全体加熱温度すなわち加熱ステージの温度を著しく
低く設定できる。従って、従来、素子の電気特性への熱
影響のためフィルムキャリア実装によるＴＡＢパッケー
ジ化が困難であった有機材料の光学フィルタを形成した
個体撮像素子やガリウム砒素を基板材料とする化合物の
半導体チップにおいても容易に適用することが出来る。
また、加熱によるフィルムキャリアの熱収縮によるリー
ドとバンプおよび、半導体チップの接続電極との位置ず
れが発生じないため、ボンディングズレが皆無となって
接合強度低下がない。以上のように本発明は多端子、大
型半導体チップのＴＡＢパッケージ化に際して多大な効
果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における、バンプ形成基板の
断面図である。

【図２】本発明の一実施例における、格子状にバンプを
形成したバンプ形成基板の平面図である。

【図３】本発明の一実施例における、バンプ形成基板に
形成したバンプ間ピッチと半導体チップの電極間ピッチ
の関係を示した斜視図である。

【図４】本発明の一実施例における、千鳥状にバンプを
形成したバンプ形成基板の平面図である。

【図５】バンプを形成したバンプ形成基板からの転写バ
ンプ方式によるリードへのバンプ転写を示した斜視図で
ある。

【図６】本発明の一実施例における、転写バンプ方式に
よるリードへのバンプ転写の工程断面図である。

【図７】本発明の一実施例における、転写バンプ方式に
よるリードと半導体チップの電極との接合工程断面図で
ある。

【図８】本発明におけるボンディングツールの構造図で
ある。

【図９】従来の転写バンプ方式における、バンプを形成
したバンプ形成基板の平面図である。

【図１０】従来の転写バンプ方式における、バンプ形成
基板に形成したバンプ間ピッチと半導体チップの電極間
ピッチおよび、リード間ピッチの関係を示した斜視図で
ある。

【図１１】従来の転写バンプ方式による一括接合の工程
図である。

【図１２】従来の転写バンプ方式による一括接合の工程
図である。

【図１３】従来のシングルポイントボンディング方式を
示した斜視図である。

【図１４】従来のシングルポイントボンダ装置における
ボンディングヘッドの構成図である。

【図１５】従来のシングルポイントボンディング方式に
よるボンディングを示した工程断面図である。

【符号の説明】

１バンプ形成用基板５バンプ６フィルムキャリア７リード８ボンディングツール９加熱装置１１半導体チップ１２電極１３超音波ホーン１４加熱部１５加圧・超音波振動部１６加圧部１８加圧シリンダＰ１、Ｐ１’ バンプ間ピッチＰ２、Ｐ２’ 電極間ピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電極が形成された電子部品と複数
のリードとを突起電極を介して接合するに際し、基板上
に形成された複数の突起電極の一個とリードとを一本ず
つ加圧治具で加圧、加熱して前記突起電極を前記リード
に接合し、前記基板より前記突起電極を分離する工程
と、前記突起電極と電子部品上の電極とを位置合わせ
し、前記リードを加圧、加熱して前記突起電極と電極と
を接合することを特徴とする電子部品の電極とリードと
の接合方法。
【請求項２】前記基板上の金属突起間ピッチが前記電
子部品上の電極間ピッチと異なることを特徴とする請求
項１記載の電子部品の電極とリードとの接合方法。
【請求項３】半導体基板に複数個の半導体素子が形成
され、前記複数の半導体素子の電極の総数よりも基板上
に形成された突起電極の総数を多くしたことを特徴とす
る請求項１記載の電子部品の電極とリードとの接合方
法。
【請求項４】リードに接合した金属突起と電子部品上
の電極との接合を前記リードを一本ずつ加熱した加圧冶
具で接合することを特徴とする請求項１記載の電子部品
の電極とリードとの接合方法。
【請求項５】加圧冶具の超音波印加領域と加熱領域と
加圧領域がそれぞれ分離、独立し、前記リードの加圧工
程時に前記加圧領域の加圧作用により前記加圧領域と前
記超音波印加領域と前記加熱領域が一体構造となること
を特徴とする請求項１記載の電子部品の電極とリードと
の接合方法。