JPH0212936A - Formation of bump electrode for tab lead type semiconductor device - Google Patents
Formation of bump electrode for tab lead type semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＴＡＢリード型半型半導体装置用バンプへの
形成方法に関し、詳しくは、ＴＡＢリード型半導体装置
の構成部材として使用される半導体ベレットの表面にバ
ンプ電極を形成する方法に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of forming a bump for a TAB lead type semi-conductor device, and more specifically, a semiconductor pellet used as a component of a TAB lead type semiconductor device. The present invention relates to a method of forming bump electrodes on the surface of.
第２図は、ＴＡＢリード型半導体装置の部分縦断面であ
る。ＴＡＢＡＢリード導体装１（１）は、絶縁性樹脂フ
ィルム（２）に設けられた窓（２ａ）内に、表面にＡｕ
等の高導電性金属材料製のバンプ電極（３）（３）−・
を形成してなる半導体ペレット（４）を収納し、バンプ
電極（３）（３）・−と前記絶縁性樹脂フィルム（２）
のリード線（５）（５）、−とを接続することによって
形成されている。図中、（６）（６）−は、バンプ電極
（３）（３）−・−・の接合面として半導体ペレット（
４）の表面に形成されたＴｉ−Ｐｔ等からなる電極を示
し、２点鎖線で示す（７ａ）および（７ｂ）は、バンプ
電極（３）（３）−・−とリード線（５）（５）−の接
合手段として使用されるヒータブロックおよびヒータチ
ップである。FIG. 2 is a partial longitudinal section of the TAB lead type semiconductor device. The TABAB lead conductor package 1 (1) has Au on the surface inside the window (2a) provided in the insulating resin film (2).
Bump electrodes (3) (3) made of highly conductive metal materials such as
The semiconductor pellet (4) formed by forming the bump electrodes (3) (3) - and the insulating resin film (2) is housed.
It is formed by connecting the lead wires (5), (5), and -. In the figure, (6) (6) - indicates the semiconductor pellet (
4) shows electrodes made of Ti-Pt etc. formed on the surface, and (7a) and (7b) shown with two-dot chain lines are the bump electrodes (3) (3) --- and the lead wires (5) ( 5) A heater block and a heater chip used as a joining means.
上記バンプ電極（３）（３）−は、従来、半導体ウェー
ハ状態で、噴流式メツキ装置等を使用して電極（６）（
６Ｌ−・上に形成されている。Conventionally, the bump electrodes (3) (3)- are formed on a semiconductor wafer using a jet plating device or the like.
6L-・It is formed on.
メツキによるバンプ電極（３）（３）−・−の形成は、
電極（６）（６）・・−とじて高価なＴｔ −Ｐｔ等を
必要とし、しかも、半導体ウェーハ上の半導体ペレット
位置により、電極（６）（６）−上へのバンプ電極（３
）（３）−・−の析出高さにバラツキが生じ易いという
別命的な問題点を内在せしめている。このため、ハンプ
電極（３）（３） −の形状と寸法の不良によって、Ｔ
ＡＢリード型半導体装置の製品歩留まりが低下してしま
う場合が少なくない。Formation of bump electrodes (3) (3) -・- by plating is as follows:
Electrodes (6) (6) - require expensive Tt-Pt, etc., and furthermore, depending on the position of the semiconductor pellet on the semiconductor wafer, bump electrodes (3) on the electrodes (6) (6) -
) and (3) -.- This has the additional problem that variations tend to occur in the precipitation height. Therefore, due to defects in the shape and dimensions of the hump electrodes (3) (3) -, T
There are many cases where the product yield of AB lead type semiconductor devices decreases.
また、噴流式メツキ装置は、設備費が高い割に生産性が
低く、コスト的にも不利である。In addition, the jet plating device has low productivity despite high equipment costs, and is disadvantageous in terms of cost.
本発明の主要な目的は、従来のメツキによるハンプ電極
の形成方法に認められた上記問題点の解決手段を提供す
ることにある。The main object of the present invention is to provide a means for solving the above-mentioned problems observed in the conventional method of forming hump electrodes by plating.
上記目的の達成手段として本発明は、ＴＡＢリード型半
導体装置用バンプ電極の形成手段を、（ａ）真空吸引ツ
ールの下端に形成された凹部内にＴＡＢリード型半導体
装置のバンプ電極用の金属ボールを吸引保持して半導体
ペレ・７ト上に移送する工程と、
（ｂ）前記真空吸引ツールに付設された超音波振動発生
装置から発振された超音波振動を付与しながら、真空吸
引ツールで押圧して前記金属ボールを半導体ペレットの
バンプ電極形成面上に１次整形しながらボンディングす
る工程と、
（ｃ）半導体ペレットの表面に圧着された前記金属ボー
ルからなるバンプ電極を整形体の押し付けもしくはレー
ザビームの照射等によって２次整形する工程から構成し
たことを特徴とするＴＡＢリード型半導体装置用バンプ
電極の形成方法である。As a means for achieving the above object, the present invention provides means for forming a bump electrode for a TAB lead type semiconductor device. (b) pressing with a vacuum suction tool while applying ultrasonic vibrations generated from an ultrasonic vibration generator attached to the vacuum suction tool; (c) bonding the metal ball onto the bump electrode formation surface of the semiconductor pellet while primarily shaping it; This is a method for forming a bump electrode for a TAB lead type semiconductor device, characterized by comprising a step of secondary shaping by beam irradiation or the like.
半導体ペレットの表面に供給された金属ボールに、超音
波振動を付与する真空吸引ツールの押し付けによる１次
整形を施しバンプ電極を形成した後、整形体の押し付け
もしくはレーザビームの照射等によってバンプ電極に２
次整形を施す。The metal ball supplied to the surface of the semiconductor pellet is subjected to primary shaping by pressing with a vacuum suction tool that applies ultrasonic vibration to form a bump electrode, and then the bump electrode is formed by pressing with a shaping body or by irradiation with a laser beam, etc. 2
Next, perform plastic surgery.
第１図（イ）ないしくホ）は、本発明の一具体例を説明
する工程図である。これらの図面において、（８）は金
属ボール、例えばＡｕボール（９ａ）の収納器体、（１
０）は吸気口（１０ａ）を系外の真空ポンプ（図示省略
）に接続した真空吸引ツール（以下単にツールと称す）
を示す。FIG. 1 (A) to (E) are process diagrams illustrating a specific example of the present invention. In these drawings, (8) is a housing body for metal balls, for example, Au balls (9a), (1
0) is a vacuum suction tool (hereinafter simply referred to as the tool) whose intake port (10a) is connected to an external vacuum pump (not shown).
shows.
ツール（１０）の下端面には前記吸気口（１０ａ）が開
口しており、吸気口（１０ａ）の周囲には、バンプ電極
（９ｂ）の１次整形用の半球状の凹部（１０ｂ ）が形
成されている。また、このツール（１０）には、金属ボ
ール（９ａ）のサーマルボンディング手段として、超音
波振動発生装置（図示省略）が付設されている。なお、
（１））は半導体ペレンｈ （１２）の表面にバンプ電
極（９ｂ）の接合面として形成されたアルミニウム電極
、（１３）は２次整形手段として用意された整形体（１
４）はレーザ発生装置を示す。The suction port (10a) is opened at the lower end surface of the tool (10), and a hemispherical recess (10b) for primary shaping of the bump electrode (9b) is provided around the suction port (10a). It is formed. Further, this tool (10) is provided with an ultrasonic vibration generator (not shown) as a means for thermal bonding of the metal ball (9a). In addition,
(1)) is an aluminum electrode formed on the surface of the semiconductor Peren h (12) as a bonding surface of the bump electrode (9b), (13) is a shaped body (1) prepared as a secondary shaping means.
4) shows a laser generator.
先ず、第１図（イ）および（ロ）に示すように、真空ポ
ンプを駆動し、吸気口（１０ａ）による真空吸引を利用
して、収納器体（８）内から吸上げたＡロボール（９ａ
）を、ツール（１ｏ）の下端に形成された凹部（１０ｂ
）内に吸引保持する、この状態でツール（１０）を半
導体ペレット（１２）の上方に移動させ、アルミニウム
電極（１））の上方にＡｕボール（９ａ）を位置決め配
置する。First, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the vacuum pump is driven and the A-roball ( 9a
) formed in the lower end of the tool (1o).
), and in this state move the tool (10) above the semiconductor pellet (12) to position and arrange the Au ball (9a) above the aluminum electrode (1)).
次いで第１図（ハ）に示すように、超音波振動発生装置
を起動し、５０〜７０ＫＨ２の超音波振動の付与下にツ
ール（１０）を下降させ、その下端面に形成された凹部
（１０ｂ ）を１次整形用の金型として機能させながら
下地加熱されたアルミニウムｆｆ１ｉ （１））上の所
定位置にＡｕボール（９ａ）をサーマルボンディングす
る。このようにして、アルミニウム電極（１））上に、
四部（１０ｂ）によって１次整形されたバンプ電極（９
ｂ）が形成される。Next, as shown in FIG. 1(C), the ultrasonic vibration generator is started, and the tool (10) is lowered while applying ultrasonic vibrations of 50 to 70 KH2, and the recess (10b) formed on the lower end surface is lowered. ) is used as a mold for primary shaping, and an Au ball (9a) is thermally bonded to a predetermined position on the heated aluminum ff1i (1)). In this way, on the aluminum electrode (1)),
The bump electrode (9) is primarily shaped by the fourth part (10b).
b) is formed.
最後に、バンプ電極（９ｂ）上の作動位置からツール（
ｌＯ）を収納器体（８）上のＡｕボール受取り位置迄移
動させ、第１図（ニ）に示すように第２の整形手段とし
て用意された整形体（１３）の押し付けによってバンプ
電極（９ｂ）に整形加工を施す。バンプ電極（９ａ）と
対向する整形体（１３）の下面は、バンプ電極（９ｂ）
の表面の平滑化と、高さ寸法の調整手段として機能する
ため、鏡面加工された半球状の押圧面（１３ａ）に形成
されている。本発明の実施に際し、前記整形体（１３）
の代りに、あるいは整形体（１３）の押し付けによる整
形動作の終了後に、第１図（ホ）に示すようにレーザ発
生装置（１４）から照射されるレーザビームによってバ
ンプ電極（９ｂ）の少なくとも表面を溶融させて、表面
張力を利用して２次整形することも可能である。Finally, the tool (
The bump electrode (9b) is moved to the Au ball receiving position on the container body (8), and the bump electrode (9b) is pressed by the shaping body (13) prepared as the second shaping means, as shown in FIG. ) is subjected to shaping processing. The lower surface of the shaped body (13) facing the bump electrode (9a) has a bump electrode (9b).
In order to function as a means for smoothing the surface and adjusting the height dimension, the pressing surface (13a) is formed into a mirror-finished hemispherical shape. When implementing the present invention, the orthopedic body (13)
Alternatively, after the shaping operation by pressing the shaping body (13), at least the surface of the bump electrode (9b) is irradiated with a laser beam from the laser generator (14) as shown in FIG. It is also possible to melt the material and perform secondary shaping using surface tension.
レーザ発生装置（１４）としては、ＹＡＧ レーザの連
続発振器もしくはＱスイッチ発振器等の固体レーザ発生
装置や、ＣＯ＝ガスレーザもしくはＣＯガスレーザ等の
ガスレーザ発生装置を使用することができる。As the laser generator (14), a solid laser generator such as a YAG laser continuous oscillator or a Q-switch oscillator, or a gas laser generator such as a CO= gas laser or a CO gas laser can be used.
本実施例では、平均出力５ＷのＹＡＧ レーザの連続発
振器から発振されたレーザビームを、数秒間、整形体（
１３）による２次整形終了後のバンプ電＋Ｓ （９ｂ）
の表面に照射することによって、バンプ電極（９ｂ）
（９ｂ）−の表面の平滑度の向上と、アルミニウム電
極（１））の表面からの高さ寸法の均一化を達成してい
る。In this example, a laser beam emitted from a continuous oscillator of a YAG laser with an average output of 5 W was applied to a shaped body (
13) Bump electric +S after secondary shaping (9b)
By irradiating the surface of the bump electrode (9b)
(9b) - The improvement in surface smoothness and the uniformity of the height dimension from the surface of the aluminum electrode (1)) have been achieved.
本実施例においては、整形体（１３）と、レーザ発生袋
？２ （１４）との併用によって、アルミニウム電極（
１））上に圧着された１００ ｉ［１ｔｌのバンプ電極
（９ｂ） （９ｂ） −の最大高さと最小高ざの差が
５μｍ以下に減少し、バンプ電極（９ｂ）（９ｂ）・−
の表面の平滑性も大幅に改善された。尚、上記整形体（
１３）とレーザ発生装置（１４）をいずれか一方だけ単
独使用することも可能である。In this embodiment, the orthopedic body (13) and the laser generating bag? 2 (14), aluminum electrode (
1)) The difference between the maximum height and minimum height of the 100 i[1tl bump electrode (9b) (9b) - crimped on the top of the bump electrode (9b) (9b) - is reduced to 5 μm or less, and the bump electrode (9b) (9b) -
The surface smoothness was also significantly improved. In addition, the above-mentioned orthopedic body (
It is also possible to use only one of the laser generator (13) and the laser generator (14).
本発明によ、って従来のメツキによるバンプ電極の形成
に認められた問題点が効果的に解消された。即ち、本発
明方法の採用によってバンプ電極の形状の均一性と寸法
精度が顕著に向上した。また、Ｔ Ａ Ｂ リード型半
導体装置の製造に際し、半導体ウェーハ状態時もしくは
半導体ペレットに切断骨ｍ後を問わずバンプ電極の形成
が可能であるから工程上の制約が少なく、メツキによる
バンプ電極の形成工程で問題になっていたガスの巻込み
に起因する剥離や変色も防止することができる。更に、
メツキの下地層として高価なＴｉ−Ｐｔコーテイシグ層
を形成する必要がないから、生産性の向上のみならずコ
ストの低減に対しても注目すべき効果を発揮することが
できる。According to the present invention, the problems observed in the conventional formation of bump electrodes by plating have been effectively solved. That is, by employing the method of the present invention, the uniformity and dimensional accuracy of the bump electrode shape were significantly improved. In addition, when manufacturing T A B lead type semiconductor devices, bump electrodes can be formed either in the semiconductor wafer state or after cutting the semiconductor pellet, so there are fewer restrictions on the process, and bump electrodes can be formed by plating. It also prevents peeling and discoloration caused by gas entrainment, which has been a problem during the process. Furthermore,
Since it is not necessary to form an expensive Ti--Pt coating layer as a base layer for plating, remarkable effects can be exhibited not only in improving productivity but also in reducing costs.
これに加うるに１６本発明方法においては、バンプ電極
を予め所定のボール径に整形された金属ポールのボンデ
ィングと整形によって形成しているため、電極形状のバ
ラツキが殆どなく、バンプ電極の特性に応じて金属ボー
ルの材質を変更する場合にも極めて迅速に切換作業を実
行することができる。In addition to this, in the method of the present invention, the bump electrode is formed by bonding and shaping a metal pole that has been shaped in advance to a predetermined ball diameter, so there is almost no variation in the electrode shape, and the characteristics of the bump electrode are Even when changing the material of the metal ball accordingly, the switching operation can be performed extremely quickly.
第１図（イ）ないしくホ）は本発明の一興体例を説明す
る工程図であり、第２図はＴＡＢリード型半導体装置の
部分縦断面図である。
（９ａ） −金属ボール、 （９ｂ） −バンプ電極
、（１０） −真空吸引ツール、
（１０ｂ ） −・凹部、 （１２）−・・半導
体ペレット、（１３）−・−整形体、 （１４）
−・レーザ発生装面。FIGS. 1(A) to 1(E) are process diagrams illustrating an example of an integrated circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a partial vertical sectional view of a TAB lead type semiconductor device. (9a) - Metal ball, (9b) - Bump electrode, (10) - Vacuum suction tool, (10b) - Recess, (12) - Semiconductor pellet, (13) - Shaped body, (14)
-・Laser generator surface.
Claims (1)
ＡＢリード型半導体装置のバンプ電極用の金属ボールを
吸引保持して、半導体ペレット上に移送する工程と、 前記真空吸引ツールに付設された超音波振動発生装置か
ら発振された超音波振動を付与し乍ら真空吸引ツールで
押圧して前記金属ボールを半導体ペレットのバンプ電極
形成面上にボンディングする工程と、 半導体ペレットの表面に圧着された前記金属ボールから
なるバンプ電極を整形する工程とを含むことを特徴とす
るＴＡＢリード型半導体装置用バンプ電極の形成方法。(1) In the recess formed at the lower end of the vacuum suction tool,
A step of sucking and holding a metal ball for a bump electrode of an AB lead type semiconductor device and transferring it onto a semiconductor pellet, and applying ultrasonic vibrations generated from an ultrasonic vibration generator attached to the vacuum suction tool. The method also includes the steps of bonding the metal ball onto the bump electrode formation surface of the semiconductor pellet by pressing with a vacuum suction tool, and shaping the bump electrode made of the metal ball crimped onto the surface of the semiconductor pellet. A method for forming a bump electrode for a TAB lead type semiconductor device, characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164565A JPH0212936A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Formation of bump electrode for tab lead type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP63164565A JPH0212936A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Formation of bump electrode for tab lead type semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212936A true JPH0212936A (en) | 1990-01-17 |
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ID=15795580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164565A Pending JPH0212936A (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Formation of bump electrode for tab lead type semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212936A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5275970A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Nec Corporation | Method of forming bonding bumps by punching a metal ribbon |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63164565A patent/JPH0212936A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5275970A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Nec Corporation | Method of forming bonding bumps by punching a metal ribbon |
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