JPS63211732A - バンプ付きリ−ドの製法 - Google Patents
バンプ付きリ−ドの製法Info
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- JPS63211732A JPS63211732A JP4497887A JP4497887A JPS63211732A JP S63211732 A JPS63211732 A JP S63211732A JP 4497887 A JP4497887 A JP 4497887A JP 4497887 A JP4497887 A JP 4497887A JP S63211732 A JPS63211732 A JP S63211732A
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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。
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〕
本発明は半導体素子などの外部接続用電極（パッド）と
外部回路を接続するテープ状リードの製法に関し、特に
高密度で信頼性の高い接続を可能にするものである。
外部回路を接続するテープ状リードの製法に関し、特に
高密度で信頼性の高い接続を可能にするものである。
ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子は、Ｓｉなどのチップ表面
にＡ２配線を形成したパッドを除いてパッシベーション
層により保護され、パッドと外部回路との接続には、Ａ
ｕや、１１細線を用いたワイヤーボンドが利用されてい
る。しかるにＬＳＩやＶＳＬＩなどの高集積素子では、
チップ当りのパッド数が１０〜１００以上となり、隣接
するワイヤー間で接触混戦等の障害が起り易い。このた
め最近ではテープ自動ボンディング（Ｔａｐｅ Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ ： Ｔ Ａ Ｂ ）を
用い、テープ状リードを一括接続する方式が採用される
方向にある。
にＡ２配線を形成したパッドを除いてパッシベーション
層により保護され、パッドと外部回路との接続には、Ａ
ｕや、１１細線を用いたワイヤーボンドが利用されてい
る。しかるにＬＳＩやＶＳＬＩなどの高集積素子では、
チップ当りのパッド数が１０〜１００以上となり、隣接
するワイヤー間で接触混戦等の障害が起り易い。このた
め最近ではテープ自動ボンディング（Ｔａｐｅ Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ ： Ｔ Ａ Ｂ ）を
用い、テープ状リードを一括接続する方式が採用される
方向にある。
テープ状リードやＴＡＢテープについては、例えばソリ
ッドステイトテクノロジイ（Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＴ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） １９７８年３月号ｐ、５３〜５
８に詳しく説明されている。すなわちテープ状リードは
厚さ７０μ、３５ａまたはこれ以下のタフピッチ銅（Ｃ
１１０）、無酸素ｍ （Ｃ１０１） 、Ｃｕ −２，４
％Ｆ ｅ −０，１２％Ｚ ｎ−０，０３％Ｐ合金（Ｃ
ｕ １９４） 、電解銅等の箔状体からエツチングなど
により形成される。チップ外周近くに配列するパッドは
通常５０〜１００μ角で、ＩＯθ〜３００μピッチに形
成されており、リード先端もこれに正確に重なるパター
ンに形成され、２層または３層のテープ状リードはリー
ド先端部を除き、それぞれ片面または両面がポリイミド
膜で処理される。
ッドステイトテクノロジイ（Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＴ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） １９７８年３月号ｐ、５３〜５
８に詳しく説明されている。すなわちテープ状リードは
厚さ７０μ、３５ａまたはこれ以下のタフピッチ銅（Ｃ
１１０）、無酸素ｍ （Ｃ１０１） 、Ｃｕ −２，４
％Ｆ ｅ −０，１２％Ｚ ｎ−０，０３％Ｐ合金（Ｃ
ｕ １９４） 、電解銅等の箔状体からエツチングなど
により形成される。チップ外周近くに配列するパッドは
通常５０〜１００μ角で、ＩＯθ〜３００μピッチに形
成されており、リード先端もこれに正確に重なるパター
ンに形成され、２層または３層のテープ状リードはリー
ド先端部を除き、それぞれ片面または両面がポリイミド
膜で処理される。
素子のパッド上に形成されたＡｕバンプ（凸起）とＡｕ
メッキされたリード先端は熱ブロツク上で圧着して接続
しているが、より新しい方法としてリード側にバンプを
形成している。この方法によればチップにバンプを形成
することによるコストや品質上の難問が回避できる。こ
の製法はＡｕメッキ法などにより予めバンプパターンの
基板に形成して熱圧着などで転写する方法が一触的であ
るが複雑な工程を要しかつ高価なＡｕの使用は避けられ
なかった。Ｃｕリードの一部を凸状に残して他の部分を
エツチング処理しバンプを形成することも一部で行なわ
れているが、リード部のＣｕは一般的に硬質で、素子の
Ａｊ２パッドを熱圧着するには高温、高圧力を必要とし
、このため素子への熱的、機械的ストレスとなり性能の
低下をまねき易い。
メッキされたリード先端は熱ブロツク上で圧着して接続
しているが、より新しい方法としてリード側にバンプを
形成している。この方法によればチップにバンプを形成
することによるコストや品質上の難問が回避できる。こ
の製法はＡｕメッキ法などにより予めバンプパターンの
基板に形成して熱圧着などで転写する方法が一触的であ
るが複雑な工程を要しかつ高価なＡｕの使用は避けられ
なかった。Ｃｕリードの一部を凸状に残して他の部分を
エツチング処理しバンプを形成することも一部で行なわ
れているが、リード部のＣｕは一般的に硬質で、素子の
Ａｊ２パッドを熱圧着するには高温、高圧力を必要とし
、このため素子への熱的、機械的ストレスとなり性能の
低下をまねき易い。
上記の問題は、ＬＳＩ、ＶＬＳ Ｉなどのように高集積
化、微細化され、かつパッド部が多層化されるにつれ、
より重大となる。すなわち可及的にボンディングし易く
、しかも実用期間中に劣化せず、経済的なバンプ構造が
強く求められている。
化、微細化され、かつパッド部が多層化されるにつれ、
より重大となる。すなわち可及的にボンディングし易く
、しかも実用期間中に劣化せず、経済的なバンプ構造が
強く求められている。
さらにハンドリング的にリード変形を起すことな（微細
形状を保つことのできる充分な強度と熱伝導性を要する
ため前記のバンプ要求特性と相反するところがあり、こ
れらを総合して満すことが必要である。またリードの製
造においても可及的に単純工程で能率的に製造できるこ
とが求められている０本発明はこれらの諸問題を総て解
決した新規なバンプ付きリードの製法を開発したもので
ある。
形状を保つことのできる充分な強度と熱伝導性を要する
ため前記のバンプ要求特性と相反するところがあり、こ
れらを総合して満すことが必要である。またリードの製
造においても可及的に単純工程で能率的に製造できるこ
とが求められている０本発明はこれらの諸問題を総て解
決した新規なバンプ付きリードの製法を開発したもので
ある。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものでバンプ用とリ
ード用とが少なくとも２種以上の金属を層状に固着した
金属テープまたは金属テープと絶縁体とからなり、リー
ド部の一部にバンプ用金属を突起状に設けたことを特徴
とするバンプ付きリードの製法であ、る。
ード用とが少なくとも２種以上の金属を層状に固着した
金属テープまたは金属テープと絶縁体とからなり、リー
ド部の一部にバンプ用金属を突起状に設けたことを特徴
とするバンプ付きリードの製法であ、る。
以下に本発明の態様について図面により具体的に説明す
る。
る。
第１図（ａ）に示すように金属箔状体はリード用金属（
１）とバンプ用金属（２）を固着して複合したもので所
定の中にスリットされ第２図に示すようにパイロットホ
ール（３）がパンチされている。この両面にホトレジス
ト処理してリードパターンにエツチングされている６次
にレジスト剥離してから、再びバンプ部のみをレジスト
処理して第１図（ハ）に示すバンプ（４）を形成する。
１）とバンプ用金属（２）を固着して複合したもので所
定の中にスリットされ第２図に示すようにパイロットホ
ール（３）がパンチされている。この両面にホトレジス
ト処理してリードパターンにエツチングされている６次
にレジスト剥離してから、再びバンプ部のみをレジスト
処理して第１図（ハ）に示すバンプ（４）を形成する。
同図は第２図のリード（５）の先端を拡大したものであ
る。上記においてリードの形成をプレスで行ないバンプ
のみをレジストエツチング法とすることもできる。また
最初にバンプを形成してからエツチングすることもでき
る。
る。上記においてリードの形成をプレスで行ないバンプ
のみをレジストエツチング法とすることもできる。また
最初にバンプを形成してからエツチングすることもでき
る。
さらに本発明においては上記のリード用金属とバンプ用
金属との間に第３図（ａ）に示すように中間に中間層（
ハ）となる金属層を設けることができる。この場合はエ
ツチング処理後に同図ら）のようにリード部として残存
する。この中間層はＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉなど
の拡散バリヤー作用やＡｇ。
金属との間に第３図（ａ）に示すように中間に中間層（
ハ）となる金属層を設けることができる。この場合はエ
ツチング処理後に同図ら）のようにリード部として残存
する。この中間層はＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉなど
の拡散バリヤー作用やＡｇ。
Ｓｎ、５ｎ−Ｐｂなどの接着性の作用をなすものである
。この他、中間または表裏に金属層を設けて多層にする
ことも可能である。
。この他、中間または表裏に金属層を設けて多層にする
ことも可能である。
次に本発明の別の態様について説明する。
第４図に示すようにリード用金属の下面にポリイミド、
ポリエステル、エポキシレジンなどからなる絶縁体（７
）により補強されている。これは前記第２図のパイロッ
トホール（３）、第５図（ａ）のダイホール（８）など
をパンチした絶縁フィルム（９）に同図０）のように金
属箔（］）をラミネートしてから前記と同様にエツチン
グ法などにより、リードおよびバンプを形成するもので
ある。
ポリエステル、エポキシレジンなどからなる絶縁体（７
）により補強されている。これは前記第２図のパイロッ
トホール（３）、第５図（ａ）のダイホール（８）など
をパンチした絶縁フィルム（９）に同図０）のように金
属箔（］）をラミネートしてから前記と同様にエツチン
グ法などにより、リードおよびバンプを形成するもので
ある。
さらに別の態様としては第６図（ａ）に示すようにリー
ド金属（１）の両面にバンプ金属（２）、（２′）を配
した箔状体を用い、これを前記した如くエツチング処理
してバンプ（４）、（４′）を形成するものである。
ド金属（１）の両面にバンプ金属（２）、（２′）を配
した箔状体を用い、これを前記した如くエツチング処理
してバンプ（４）、（４′）を形成するものである。
（ｂ）は同一リードに２個のバンプが形成されており、
（Ｃ）は別個のリードの表裏にバンプを形成したもので
、これらは２個の素子を接合できる。
（Ｃ）は別個のリードの表裏にバンプを形成したもので
、これらは２個の素子を接合できる。
本発明においてリード金属としては、ＣｕおよびＣｕ合
金としては例えばＣｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−５ｎ系、Ｃｕ−
Ａｊ２系、Ｃｕ−Ａｇ系、Ｃｕ−Ｎｉ−３ｎ系、Ｃｕ−
Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｍｇ系、Ｃｕ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ｂ
ｅ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｎｉ系などの他、Ｆｅ系、
Ｎｉ系、例えば純Ｆｅ、純Ｎｉ、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、／ｌおよびＡ２合金などが使用で
きる。
金としては例えばＣｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−５ｎ系、Ｃｕ−
Ａｊ２系、Ｃｕ−Ａｇ系、Ｃｕ−Ｎｉ−３ｎ系、Ｃｕ−
Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｍｇ系、Ｃｕ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ｂ
ｅ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｎｉ系などの他、Ｆｅ系、
Ｎｉ系、例えば純Ｆｅ、純Ｎｉ、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、／ｌおよびＡ２合金などが使用で
きる。
またバンプ金属としては、／ｌ、Ａｇ、Ｐｂ。
Ｉｎ、Ｐｄなどおよびこれらの合金または純Ｃｕ特に純
度９９．９９５％以上の高純度Ｃｕ、さらにこれに少量
のＭｇ、レア・アース、Ｂｅ、Ｃａ、ＴＩ。
度９９．９９５％以上の高純度Ｃｕ、さらにこれに少量
のＭｇ、レア・アース、Ｂｅ、Ｃａ、ＴＩ。
Ｚｒ、ＶＳＮｂ、Ｔａ、、ＨＥＳＣｒなどを含む合金が
好適である。そして中間金属としてはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ
、Ｃｒなどのバリアー性金属やＳｎ。
好適である。そして中間金属としてはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ
、Ｃｒなどのバリアー性金属やＳｎ。
５ｎ−Ｐｂ、Ａｇなどの接着性金属および合金などであ
る。前記のリード金属は厚さ１０〜１ｏＯ−１特に１０
〜５０−がよく、巾０．０５〜０．２ｍでピッチ０．１
〜０．５鵬である。またバンプ用金属としては厚さ１０
〜５０−で巾は３０〜１００ｎのものが一般的である。
る。前記のリード金属は厚さ１０〜１ｏＯ−１特に１０
〜５０−がよく、巾０．０５〜０．２ｍでピッチ０．１
〜０．５鵬である。またバンプ用金属としては厚さ１０
〜５０−で巾は３０〜１００ｎのものが一般的である。
本発明においてはリードの強度や導電性とバンプの接合
性を両立させ、かつ容易で能率的に製造できるものであ
る。すなわちバンプとしては素子のパッド金属（通常は
Ａ２またはＡｎ−Ｓｔ。
性を両立させ、かつ容易で能率的に製造できるものであ
る。すなわちバンプとしては素子のパッド金属（通常は
Ａ２またはＡｎ−Ｓｔ。
Ａｌ−Ｃｕなどの、１１合金）と熱圧着法などにより接
合し易い比較的低融点金属を使用するので有利である。
合し易い比較的低融点金属を使用するので有利である。
特に同一の金属であるＡｌはＡｕバンプとＡｆパッドで
起る拡散劣化減少であるｐｕｒｐｌｅｐｌａｎｇｕｅを
起さないので、高温の長期の実用に亘り信転性に勝り、
電食の点においても理想的であまた高純度Ｃｕも通常の
Ｃｕに比べ軟質でボンディングし易く、かつＡｕよりも
安価でかつｐｕｒｐｌｅ ｐｌａｎｇｕｅも起し難い。
起る拡散劣化減少であるｐｕｒｐｌｅｐｌａｎｇｕｅを
起さないので、高温の長期の実用に亘り信転性に勝り、
電食の点においても理想的であまた高純度Ｃｕも通常の
Ｃｕに比べ軟質でボンディングし易く、かつＡｕよりも
安価でかつｐｕｒｐｌｅ ｐｌａｎｇｕｅも起し難い。
リードとしてはＣｕ、Ｃｕ合金が特に好適であり、熱お
よび電気伝導度に優れかつ広範囲の機械的強度のものが
選択できる。さらにＣｕリードは半田付は性、メッキ性
に優れているので外部回路と接続されるリードの必要条
件を有利に満すことができる。しかして本発明において
はエツチング法によりバンプを形成するので生産性に優
れている他、第７図に示すようにサイドエッチにより頂
部がせまい台形状または角錐状のバンプとなるためボン
ディング時にツールの荷重が接合部に有効に集中してボ
ンディングを容易に確実に行なうことができる。
よび電気伝導度に優れかつ広範囲の機械的強度のものが
選択できる。さらにＣｕリードは半田付は性、メッキ性
に優れているので外部回路と接続されるリードの必要条
件を有利に満すことができる。しかして本発明において
はエツチング法によりバンプを形成するので生産性に優
れている他、第７図に示すようにサイドエッチにより頂
部がせまい台形状または角錐状のバンプとなるためボン
ディング時にツールの荷重が接合部に有効に集中してボ
ンディングを容易に確実に行なうことができる。
以下に本発明の一実施例について説明する。
３５−のＣｕ−０，１％Ｚｒ合金と３０ｔｔｖａＡ ｌ
−１％Ｓｉ１または９９．９９９％Ｃｕ ＋０．００
０４％Ｔｉからなる合金の合わせ箔をＦｅＣｊ！ｓを用
いてエツチングによりリードを形成し、５０〜５０−の
バンプを有する第２図と第７図に示すリードパターンを
作成した０本品を１ｎのＡＮを蒸着したＳｔウェハーと
４００℃で７０ｇ／リードの荷重で１秒間加熱して熱圧
着した。これの剥離試験を行なった結果、剥離強度は前
者が３２ｇｒ、後者が３５ｇｒであり、これを１５０℃
で５００時間エージング後も３０ｇｒと２９ｇｒで劣化
は非常に少ない。
−１％Ｓｉ１または９９．９９９％Ｃｕ ＋０．００
０４％Ｔｉからなる合金の合わせ箔をＦｅＣｊ！ｓを用
いてエツチングによりリードを形成し、５０〜５０−の
バンプを有する第２図と第７図に示すリードパターンを
作成した０本品を１ｎのＡＮを蒸着したＳｔウェハーと
４００℃で７０ｇ／リードの荷重で１秒間加熱して熱圧
着した。これの剥離試験を行なった結果、剥離強度は前
者が３２ｇｒ、後者が３５ｇｒであり、これを１５０℃
で５００時間エージング後も３０ｇｒと２９ｇｒで劣化
は非常に少ない。
比較のためＣｕ−０，ＩＺｒ合金の１体の６５−の箔か
ら形成したリードについて同様な試験を行なったところ
剥離強度１０ｇｒ以下で不安定であった。
ら形成したリードについて同様な試験を行なったところ
剥離強度１０ｇｒ以下で不安定であった。
これは本発明品と同じ３０ｇｒ程度の剥離強度を安定し
て得るためには５００°Ｃにおいて２倍の熱圧着荷重を
要した。
て得るためには５００°Ｃにおいて２倍の熱圧着荷重を
要した。
以上説明したように本発明によれば任意の組合せでバン
プ部とリードを能率的に凸状バンプを製造することがで
きるものであり、半導体の小型化、高集積化に対応し得
る微細で良好な導電性と信幀性の高い接続が可能である
など工業上顕著な効果を奏するものである。なお本発明
は半導体の他、同様の電子部品、機器にも応用できるも
のであり、ＴＡＢテープに留まらずＪ本発明リード部を
含むプリント回路板にも同様に適用し得るものである。
プ部とリードを能率的に凸状バンプを製造することがで
きるものであり、半導体の小型化、高集積化に対応し得
る微細で良好な導電性と信幀性の高い接続が可能である
など工業上顕著な効果を奏するものである。なお本発明
は半導体の他、同様の電子部品、機器にも応用できるも
のであり、ＴＡＢテープに留まらずＪ本発明リード部を
含むプリント回路板にも同様に適用し得るものである。
第１図乃至第７図は本発明の一実施例を示す図であり、
第１図、第３図、第４図および第６図は本発明によるリ
ードの側面図、第２図および第５図は本発明によるリー
ドの平面図、第７図は本発明によるリードのバンプ部の
拡大図で（ａ）は側面図、（ロ）は平面図である。 １・・・リード金属、 ２・・・バンプ金属、 ３・・
・パイロットホール、 ４・・・バンプ、 ５・・・
リード、６・・・中間層、 ７・・・絶縁体、 ８・・
・グイホール、９・・・絶縁フィルム。 特許出願人 古河電気工業株式会社 第２図
第１図、第３図、第４図および第６図は本発明によるリ
ードの側面図、第２図および第５図は本発明によるリー
ドの平面図、第７図は本発明によるリードのバンプ部の
拡大図で（ａ）は側面図、（ロ）は平面図である。 １・・・リード金属、 ２・・・バンプ金属、 ３・・
・パイロットホール、 ４・・・バンプ、 ５・・・
リード、６・・・中間層、 ７・・・絶縁体、 ８・・
・グイホール、９・・・絶縁フィルム。 特許出願人 古河電気工業株式会社 第２図
Claims (3)
- （１）バンプ用とリード用とが少なくとも２種以上の金
属を層状に固着した金属箔体または金属箔体と絶縁体と
の箔状体を用いてエッチング法によりリード部の一部に
バンプ用金属を突起状に設けたことを特徴とするバンプ
付きリードの製法。 - （２）バンプ用金属がＡｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｉｎ、Ｐｄ
およびこれらの合金または高純度Ｃｕおよびこれに少量
のＭｇ、レア・アース、Ｂｅ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｈｆ、を含む金属または合金であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のバンプ付きリードの製
法。 - （３）リード用金属がＣｕおよびＣｕ合金、Ａｌおよび
Ａｌ合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
系などの金属または合金であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のバンプ付きリードの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4497887A JPS63211732A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | バンプ付きリ−ドの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4497887A JPS63211732A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | バンプ付きリ−ドの製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63211732A true JPS63211732A (ja) | 1988-09-02 |
Family
ID=12706556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4497887A Pending JPS63211732A (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | バンプ付きリ−ドの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63211732A (ja) |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP4497887A patent/JPS63211732A/ja active Pending
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