JPH03209736A - Ｔａｂインナーリードのバンプ形成方法 - 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〕 本発明は半導体素子の実装に用いられるＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ　Ａｕｔｏｎａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）用テープキ
ャリアのインナーリード先端部に、機械的なプレス加工
により複数のバンプを一括して形成するバンプの形成方
法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体素子をＴＡＢ用テープキャリアに実装す
るには、半導体素子の電極部またはテープキャリアのイ
ンナーリード先端部のいずれか一方に、バンプとなる突
起を形成する必要がある。半導体素子の電極部にバンプ
形成する方法には、例えば、「アイビーエムジャーナル
（ＩＢＭＪｏｕｒｎａｌ）　Ｊ第８巻（１９６４年）１
０２頁に記載のように電極部に直接バンプとなる突起を
メツキ法により形成する方法や、「エレクトロニック・
パッケージング・アンド・プロダクション（Ｅｌｅｃｔ
ｒ。

ｎｉｃ　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　＆　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏ
ｎ）　Ｊ　、１９８４年１２月号、３３〜３９頁に記載
のようにエツチング技術を用いたペデスタル法、すなわ
ちバンプを形成する部分をマスキングしておき、他のイ
ンナーリード部分をハーフエツチングすることにより、
３０〜４０μｍの高さの突起を形成する方法、あるいは
「昭和６０年度電子通信学会半導体・材料部門全国大会
論文集、講演番号２Ｊ（１９８５年１１月）に記載のよ
うにガラス基板にバンプを形成した後、！極部にバンプ
を移し換える方法の転写バンプ法などが行われている。

しかし、これらの方法でバンプを形成するには、高価な
露光装置やメツキ装置などの設備が必要であるばかりで
なく、材料コストが高く、高価な露光装置やメツキ装置
などの設備を用いてパターンニングのためのりソゲラフ
イエ程やエツチング工程を行う必要があるため、バンプ
形成工程が長くなるという課題がある。

このため、特公昭６４−１００９４号公報に記載のよう
に、金型を用いた機械的なプレス成形加工技術を用いて
インナーリード先端部にペデスタルを製作する方法が提
案されている。この方法は、下型へフィルムとインナー
リードが一体となったテープキャリアを装着し、上方か
らインナーリードの幅よりも大きな凸部を有する上型を
降下させてインナーリードの先端部に凸部をプレス加工
によって形成し、パン１となるペデスタルをインナーリ
ード先端部に形成する方法である。なお、上型の凸部に
より押圧されたインナーリードの凹部の材料の逃げのた
め、幅方向に切欠きが設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このようなプレス加工方法によりインナーリ
ード先端部に成形されたバンプは、インナーリードの外
形部分を金型を用いて成形した断面形状が中実構造のバ
ンプのため、半導体素子とバンプを熱圧着で接合する工
程において作用させる圧縮荷重に対して、はぼ剛体とし
て作用する。

このため、個々のバンプの高さにバラツキがあると、半
導体素子とバンプを接合するとき、すべてのバンプを均
一に接合することができず、電気的に接続不良が発生す
るという課題がある。接続不良を発生させないためには
、バンプの高さのバラツキを少なくとも０．５μｍ以下
とすることが必要であり、極めて高精度にバンプを形成
することが要求される。また、インナーリードの凹部に
は、事前に切欠きを設ける加工を行う必要がある等の課
題がある。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
バンプ形成工程が簡単で、バンプ高さのバラツキが存在
しても半導体素子との良好な接合を達成できる生産性に
優れたバンプ形成方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係るＴＡＢインナー
リードのバンプ形成方法においては、ＴＡＢ用テープキ
ャリアのインナーリード先端部近傍にバンプを形成する
方法であって、底面の幅が前記インナーリードの幅に等
し′＜、上面は底面よりも幅が広がったテーパ状断面の
配置溝を複数有するダイス上の前記配置溝に、前記イン
ナーリードを装着する第１の工程と、前記ダイス穴のピ
ッチに等しく該ダイス穴の直径より小さな複数の凸部を
有し、かつ該凸部の周囲が平坦であるポンチを前記凸部
の中心が前記ダイス穴の中心に一致するように配置する
第２の工程と、前記インナーリードを前記ポンチと前記
ダイスを用いてプレス加工する第３の工程とを含むもの
である。

〔作　用〕

ポンチとダイスを用いて第５図に示すような、インナー
リード１５の幅よりも小さなバンプを形成することによ
り、ドーム状の中空機構のパン１１８を形成することが
できる中空構造のパン１１８ではバンプ形成のための前
加工が不用となり、バンプ形成工程を大幅に簡略化でき
るという利点があり、しかも、中実構造に比べ圧縮力に
対して変形し易い性質を有するなめ、パン１１８の高さ
にバラツキが存在しても熱圧着時の圧縮荷重によりバン
プが塑性変形し、全てのバンプを均一な高さに矯正する
ことができる。このため、バンプ高さにバラツキが存在
しても、中空バンプを半導体素子の全ての電極部と均一
に密着させ、良好な接合を達成できる。

このような中空パン１１８は一般に第６図に示すように
、１組のダイス１１と棒状のポンチ１７を用いて形成さ
れる。この場合、１本のインナーリード１４に対してバ
ング１８を１ケづつ形成するため、多品種少量生産の用
途に対しては十分効果があるが、大量生産の用途に対し
てはバンプ形成に要する時間が長くなるため（１ケ当た
り１秒程度）、その生産性が低くなるという課題がある
。生産性を向上するためには、複数のダイス穴を有する
ダイスと複数の突起を有するポンチを用いて、−括して
複数のインナーリードをプレス加工し、同時に複数の中
空バンプを形成すれば良い。

上記のような方法で、同時に複数のバンプを高精度かつ
生産性良く形成するためには、各々のインナーリードと
ポンチおよびダイスの位置決めを高精度にかつ瞬時に行
うことが要求される。ところが、−括して形成するバン
プの数、すなわちインナーリードの本数が増加する程、
位置決めの累積誤差が増加するため、より高度な位置決
め技術が必要となり、しかも形成バンプ数が増加する程
、一般に位置決めに要する時間も長くなるなめ、生産性
の点でも問題が生じる。

そこで、本発明では第１図（ａ）に示すように、まず凹
状配置溝１２のテーパ状側面部１２ａにインナーリード
１４が接触するようにインナーリード１４を粗位置決め
して装着する。ここで、配置溝１２はインナーリード１
４と等ピッチで複数形成されており、しかも配置溝１２
の先端部近傍にはポンチ１７の凸部１５の外径よりも大
きな直径のダイス穴１３が形成されている。配置溝１２
は、底面１２ｂの幅Ｑ１がインナーリード１４の幅Ｑ２
に等しく、上面の幅Ｑ３がインナーリード１４の幅Ｑ２
よりも広いテーパ状の断面を有するなめ、粗位置決めを
瞬時に行うことができる。

次いで、ダイス穴１３のピッチに等しい複数の凸部１５
を有し、凸部１５の周囲が平坦である平坦部１６を有す
るポンチ１７を、凸部１５の中心がダイス穴１３の中心
に一致するように配置して、ポンチ１７によりインナー
リード１４を圧下する。インナーリード１４は、凸部１
５および平坦部１６により圧下され、インナーリード１
４の先端近傍は配置溝１２のテーパ状の側面部１２ａに
沿って弾性的に移動し、第１図（Ｃ）に示すようにイン
ナーリード１４のＩＮ！Ｑ２に等しい幅を有する配置溝
１２の底面１２ｂに挿入される。

以上のようにして、インナーリード１４とポンチ１７お
よびダイス１１の位置決めが行われる。なお第１図（ｂ
）　、　（ｃ）では、説明上ポンチを図示していない。

バンプ１８の形成は、さらにポンチ１７に作用させる荷
重を増加し、インナーリード１４にポンチ凸部１５を押
し込むことにより行われ、複数の中空パン１１８を一括
してインナーリード１４の中心位置に形成する。

以上のように本発明のバンプの形成方法では、幅の広い
ダイス配置溝のテーパ状の側面部にインナーリードを粗
位置決めさえすれば、インナーリード中心位置にバンプ
を高精度に形成できる。ダイス配置溝の幅を十分広くす
ることにより、インナーリードの本数が増加しても、高
精度にインナーリードとポンチおよびダイスの位置決め
を短時間で行うことができ、複数の中空構造のバンプを
高精度かつ容易に、しかも生産性良く形成することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインナーリードのバ
ンプ形成方法を工程順に説明する断面図ならびに平面図
である０図において、１１はダイス、１２はダイス上に
形成されたテーパ状断面を有する配置溝、１３は配置溝
１２の先端に形成されたダイス穴、１４はインナーリー
ド、１５はポンチ先端に形成した凸部、１６は平坦部、
１７はポンチを示す。

第２図は本発明で用いたバンプ形成用ポンチおよびダイ
スの製造方法を示す概略図である９図において、１５は
ポンチ１７に形成する凸部、１９は水酸化カリウム溶液
、２０はエッチャント容器、２１はレーザ光源、２２は
レーザ光、２３は集光レンズを示す。

以下、本発明の具体例について示す。実施例においては
、以下に示すようなレーザエツチング法を用いてポンチ
１７およびダイス１１の作成を行った例を示す。レーザ
エツチング法とは、熱化学反応性を有するエッチャント
中に被加工物を配置し、被加工物にレーザを照射し、被
加工物の加熱された領域のみを選択的にエツチング除去
する加工方法である。

第２図に示すように、水酸化カリウム溶液１９（ＫＯＨ
，５０ｗｔ％）をエッチャント容器２０に満たし、ポン
チ１７としての１０＋＋ｍ角のアルミナチタンカーバイ
ドと、ダイス１１としてのアルミナチタンカーバイドを
水酸化カリウム溶液１９中に配置した。

集光レンズ２３によりスポット径約３μｍに集光したＡ
ｒレーザ光２１をレーザパワー１．５Ｗで、ポンチ１７
およびダイス１１に照射した。なお、レーザの走査速度
は０．２ａｍ／ｓとし、所望とするポンチおよびダイス
形状が得られるように、ＸＹステージ２４を移動させて
レーザエツチング法を実行した。

形成したポンチ１７は第３図に示すように、ポンチ１７
の凸部１５が直径３０±２μｍ、ポンチ１７の周囲の平
坦部１６はＱ６７±１μｍ、長さ５００±５μｍの長方
形であり、各ポンチ１７の凸部１５のピッチは１４０±
２μｍとし、ポンチ１７の凸部１５を一列に３０ケ形成
した。形成したダイス１１は第３図に示すように、ダイ
ス穴１３が直径５０土１μｍ、深さが３０±１μｍであ
り、配置溝１２は底面の幅７０±１μｍ、長さ５００±
５μｍ、ストレート部の深さ２０±１μｍである。配置
溝１２の上面の幅は１００±５μｍであり、ピッチ１４
０土２μｍで一列に３０ケ形成した。

次いで第１図（ａ）に示すように、ポンチ１７の凸部１
５の中心がダイス１１のダイス穴１３の中心に一致する
ようにポンチ１７を固定した。さらに第４図に示すよう
な幅７０μｍ、厚さ３５μｍのインナーリード１４が一
辺に３０ケ、ピッチ１４０μｍで四辺に並んだフィルム
２５を、その−辺が第１図（ｂ）に示すようにダイス１
１の配置溝１２のテーパ状側面に接触するように粗位置
決めを行い固定した。最後に第１図（ｄ）に示すように
、ポンチ１７に押し込み荷重１２ｋｇ　ｆを作用させ、
インナーリード１４を圧下し、パン１１８を形成したと
ころ、第５図に示すような皿型の中空パン１１８を一括
して１２０ケ形成することができた。

インナーリード１４の先端に形成された第５図に示す中
空バンプ１８と、ＡＱ電極の付いた半導体素子とを低温
ボンディング法（素子加熱温度＝２７５℃、加圧用ツー
ル温度＝４５０℃、圧力６０ｇｆ／リード、加圧時Ｆｌ
１秒）により接合したところ、電気的にも機械的強度の
面でも良好な強度で接合を達成できた。

なお、本発明のプレス加工によるバンプ形成方法は、サ
イクルタイム１０秒以下でフィルム２５上の全てのイン
ナーリード１４上に１２０ケのバング形成が可能であっ
た。

本発明の一実施例では、３０ケ並んだインナーリードの
一辺に一括してバンプを形成し、同工程を連続して四辺
にあるインナーリードに対して４サイクル行うことによ
り、フィルム２５上の全てのインナーリード１４にバン
プ形成を行ったが、−括して四辺にある全てのインナー
リード１４にバンプ形成を行っても、あるいは数ケのイ
ンナーリード１４に対してパン１１８を一括形成する工
程を複数サイクル行い、全てのインナーリード上にバン
プを成形してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のＴＡＢインナーリードの
バンプ形成方法によれば、バンプ形成工程が簡単であり
、バンプ高さのバラツキが存在しても半導体素子との良
好な接合を達成できる生産性に優れたバンプ形成を実現
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明のバンプ形成方法を工程
順に示した図であり、第１図（ａ）はインナーリードと
ポンチおよびダイスを粗位置決めした状態の断面図、第
１図（ｂ）は同平面図、第１図（Ｃ）はインナーリード
が配置溝底面に挿入された状態を示す平面図、第１図（
ｄ）はバンプ形成の様子を示す断面図、第２図は本発明
の一実施例で用いたバンプ形成用ポンチとダイスを製造
する方法を示す概略図、第３図は本発明の一実施例によ
り製造されたポンチおよびダイスを示す断面図、第４図
は本発明の一実施例で用いたフィルムの平面図、第５図
は本発明の一実施例により形成されたバンブの側面図、
第６図は一組のポンチとダイスにより、１ケづつバンプ
を形成する方法を示す断面図である。 １１・・・ダイス　　　　　　１２・・・配置溝１３・
・・ダイス穴　　　　　１４・・・インナーリード１５
・・・凸部　　　　　　　１６・・・平坦部１７・・・
ポンチ　　　　　　１８・・・中空バンブ１９・・・水
酸化カリウム溶液 ２０・・・エッチャント容器　２１・・・レーザ光源２
２・・・レーザ光　　　　　２３・・・集光レンズ２４
・・・ＸＹ子テーブル　　２５・・・フィルム（α） 第１図 （ｄ） 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＴＡＢ用テープキャリアのインナーリード先端部
   近傍にバンプを形成する方法であって、底面の幅が前記
   インナーリードの幅に等しく、上面は底面よりも幅が広
   がったテーパ状断面の配置溝を複数有するダイス上の前
   記配置溝に、前記インナーリードを装着する第１の工程
   と、前記ダイス穴のピッチに等しく該ダイス穴の直径よ
   り小さな複数の凸部を有し、かつ該凸部の周囲が平坦で
   あるポンチを前記凸部の中心が前記ダイス穴の中心に一
   致するように配置する第２の工程と、前記インナーリー
   ドを前記ポンチと前記ダイスを用いてプレス加工する第
   ３の工程とを含むことを特徴とするＴＡＢインナーリー
   ドのバンプ形成方法。