JPH02273929A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は大規模集積回路製造に用いられるＩＣチップと
リードフレームの間の結線技術に関し。

特に、ＩＣチップ上のバンプ電極の改良により。

強固な結線を図った電極形成法である。

３、発明の詳細な説明 〔概要〕 本発明は大規模集積回路の製造に用いられるＩＣチップ
とリードフレームとの間の結線技術に関し。

ＩＣチップ上のバンプとリードフレーム接点の〔従来の
技術〕 第３図は従来例のバンプ電極形状である。

図において、１５はシリコン（Ｓｔ）基板、１６は二酸
化シリコン（Ｓｉｎｇ）膜、１７はアルミニウム（＾２
）パッド、１８は燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜、１９はバ
リアメタル、２０はｗ４（Ｃｕ）バンプ、２１は金（Ａ
ｕ）めっき、２２はリードフレームである。

バンプによる結線技術に関して、従来のバンプの形状は
大別して、下記の２種類となる。

第１は第３図（ａ）に示されるような、マツシュルーム
バンプである。

マツシュルームバンプは、そのバンプの巾Ｗ＋ａを小さ
くすることが困難で、バンプ間の距離をできるだけ小さ
くすることが要求される近年の高集積回路の結線技術上
の大きな問題となっている。

この問題を解決するために、第３図（ｂ）に示されるよ
うな、ストレートバンプが考案されている。

ストレートバンプは、その電極の巾Ｗ−が、マツシュル
ームバンプの巾Ｗ−に比べて小さくすることが可能であ
るが９反面、製造プロセス上、バンプの上部とリードフ
レームの端子との間に第３図（ｂ）に示すような空隙を
生じてしまい、リードフレームとのボンディング効率が
悪くなるという新たな問題を生じている。

即ち、ストレートバンプは、第４図（ａ）に示すように
、レジストに開けられたストレートホール内にＣｕめっ
きにより形成される。

この−際、　Ｃｕめっきは下地のバリアメタルの表面形
状を反映した形で成長し始め、メツキが成長するにつれ
て＋　Ｃｕバンプの上部の窪みが顕著になってくる。

例えば、レジストにあけられたストレートホールの径が
小さく作られる場合、めっき成長を続けると第４図（ｂ
）のようなバンプ形状となる。

銅めっきの部分が第４図（ｂ）に示した形状に至るまで
のめっき部分の途中形状のｔｌからｔ、迄の時間経過を
示したものが第５図である。

このように、めっき部分の凹凸が成長とともに激しくな
っていくのは、凸状の部分にめっき電解液中での電界集
中が生じて、その部分のめっきレートが平坦部分に比べ
て大きくなるからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、ＩＣチップをリードフレームに接続するときに
、バンプとリードフレームの接点の接着が不完全となり
、リード剥がれや、チップ脱落。

接触不良を起こしていた。このため９本発明は。

バンプとリードフレームの確実且つ強固な結線が達成さ
れることを目的として、提供されるものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図において、１は基板、２はバンプ、３は端子である。

本発明、は、前述しためっきの特徴的な性質であるとこ
ろの、めっき液の電界集中による突起部のめっきが厚く
なることを逆に利用する。

即ち、第１図に示すような、基板１上のストレートバン
プ２の上面中央が凹部となった形状のめっき部分を、Ｉ
Ｃチップをリードフレーム等の端子３に接続する時の台
座として利用する。

即ち、バンプ２の上面中央の凹部に対応して。

リードフレーム等の端子３の先端に半球状の接点を有し
たものを９本発明では使用する。

〔作用〕

本発明によれば、従来技術によるマツシュルームバンプ
の短所、即ちバンプの巾が大きくなってしまうことをス
トレートバンプの採用により改善するとともに、ストレ
ートバンプで生じたリードフレームとパン１間で生じた
空隙によりボンディングの信韻性が低下する問題も、第
１図に示したバンプ上面の凹部とリードフレーム等の端
子上に対応して設けられた半球状の接点との間の面接触
により解消できる。

又１本発明では、半球状の凸と凹の形状を有する部分の
間の接続であるため、広い面積に亙る面接触が可能とな
ると同時に、バンプとリードフレーム等の接点との間の
オートアライン効果も加わり、座りの良い接着が確実か
つ容易に行えるとい、う長所を有する。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例である。

図において、４はＳｉＯ□膜、５はＡＮバッド、６はＰ
ＳＧ膜、７はチタン（Ｔｉ）膜、８はレジスト、９はバ
ンプ、１０はＡｕめっき、１１はリードフレーム。

１２は八Ｕめっき、１３はＳｎめっき、１４はＡｕ−５
ｎ共晶合金である。

第２図（ａ）に示すように、ＩＣチップ上に被覆したＳ
ｉＯ□膜４の上にＡ２パッド５を形成したのち、　ＣＶ
Ｏ法で、　ＰＳＧ膜６を１μの厚さに全面被覆し、　Ａ
ｉパッド上面をバターニングして開口する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、バリアメタルとして
、　Ｔｉを３．０００人の厚さに、　ＰＳＧ膜６及び＾
２パッド５上全面に被覆する。

更に、２５μの厚さにレジストを厚く被覆し、ストレー
トバンプ形成領域にストレートホールを開口する。

このストレートホール内に、第２図（Ｃ）に示すように
、めっき法により＋　Ｃｕを１００μの径で２５μの厚
さにめっきする。この場合、下地のＰＳＧ膜６及びＴｉ
膜７の影響により、　Ｃｕのバンプ９はバンプ中央部が
半球状の凹部となる。

続いて、第２図（ｄ）に示すように、　Ｃｕのバンプ９
の上面にＡｕめっき１０を１μの厚さにめっきする。そ
してレジストをレジスト剥離液により除去する。

バンプに接続するリードフレームは、第２図（ｅ）に示
すように、　Ｃｕ製のリードフレーム１１の端子先端の
接続部に半球状のＡｕめっき１２を形成し。

端子先端全面に錫（Ｓｎ）めっき１３をしたものを使用
する。

ＩＣチップはバンプ９をマスクとして、バンプ下地のＴ
ｉ膜７を除いて、チップ上のＴｉを希塩酸でエツチング
除去する。

そして、バンプ９の凹部にリードフレーム１１の接点を
軽く圧力を掛けて、加熱接着する。

第２図（ｆ）に示すように、加熱接着された。

リードフレーム１１とバンプ９は接点表面のＳｎと。

バンプ上面のＡｕがＡｕ−５ｎの共晶合金となり、接着
する。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、従来技術におけ
る問題点、即ち、マツシュルームバンプにおける。バン
プの横方向の寸法が大きく、バンプ間隔が小さくできな
いので、集積効率が上がらないことや、ストレートバン
プにおける下地のバリアメタルによる凹凸を反映したバ
ンプ表面の中央部に窪みが生じて、接続面の強度の確保
が困難な点が解消される。

また、リードフレーム等の端子接点とバンプの間に、相
互に半球状の広い面接触による自動整合性があるために
、ボンディングが容易に、速やかに且つ確実に行なえる
利点がある。

である。

図において。

１は基板。

３は端子。

５はＡ２パッド。

７はＴｉ膜。

９はバンプ。

１１はリードフレーム。

１３はＳｎめっき。

１４はＡｕ−５ｎ共晶合金 ２はバンプ。

４は５ｉ（ｈ膜。

６はＰＳＧ膜。

８はレジスト。

１０は八Ｕめっき。

１２はＡｕめっき。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図である。 第２図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。 第３図はバンプとリードフレームの接続断面図。 第４図はパッドのめっき時の断面図。 第５図はバンドのめっき厚さの時間経過本発明−滑（里
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板（１）上の電極接続部分に、上面に凹部を有するバ
   ンプ（２）を形成する工程と、 該バンプ（２）と電気的に接続すべき端子（３）の接続
   部分を、半球状の凹部に形成する工程と、 該バンプ（２）の凹部と該端子（３）の凸部を当接して
   接続する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
   製造方法。