JPH04296031A - Metallic lead with bump and manufacture thereof - Google Patents

Metallic lead with bump and manufacture thereof

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JPH04296031A
JPH04296031A JP3061409A JP6140991A JPH04296031A JP H04296031 A JPH04296031 A JP H04296031A JP 3061409 A JP3061409 A JP 3061409A JP 6140991 A JP6140991 A JP 6140991A JP H04296031 A JPH04296031 A JP H04296031A
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film layer
pure copper
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寛隆 小林
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Abstract

PURPOSE:To provide the title metallic lead with bumps fit for mass production causing no damage to a semiconductor chip. CONSTITUTION:The bumps 11 comprising pure copper are cladjunctioned to the ends of leads 12 comprising high hardness copper. In order to manufacture said leads, the masks 4 for the leads 12 and the other masks 7 for bumps are fitted to both surfaces of a clad plate 1 composed of a thin film comprising low hardness pure copper formed on a high hardness copper thin film while the copper parts having no masks at all are etched away. At this time, the bumps comprising pure copper are so easily junctioned to the electrode of a semiconductor chip having no unfavorable effect on the semiconductor chip during the junction step. Furthermore, said leads can be manufactured by etching step fit for the mass production using no specific manufacturing devices resultantly at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、半導体チップの電極
に接合させるバンプ付金属リード及びその製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal lead with bumps that is bonded to an electrode of a semiconductor chip and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】従来技術の一例として、特開昭63ー1
88948「ボンディング用バンプの形成方法」を挙げ
ることができる。この公開公報に開示されたバンプの形
成方法を図21を用いて簡単に説明すると、先ず図21
Aに示すように、キャピラリチップ100を用いて銅ワ
イヤ101の先端を球状にし、この球状部分を銅リード
103上にボールボンディングする。次に、図21Bに
示すように銅ワイヤ101を引っ張り、ボール104上
部で切断する。この時、塑性変形によりボール104上
部には突起105が残る。この突起105はテープキャ
リアボンディング時に半導体チップを損傷させるなど、
接合性を極度に低下させ、好ましくないので、図21C
に示したように、凹面を有する加工ツール106で、表
面形状が球形又はなだらかな凸面となるように加工成形
し、ボンディングに適した形状のバンプ107を得るよ
うにしている。
[Prior art] As an example of the prior art, JP-A-63-1
88948 "Method for forming bonding bumps". The bump forming method disclosed in this publication will be briefly explained using FIG. 21.
As shown in A, the tip of the copper wire 101 is made spherical using a capillary chip 100, and this spherical portion is ball-bonded onto the copper lead 103. Next, as shown in FIG. 21B, the copper wire 101 is pulled and cut above the ball 104. At this time, a protrusion 105 remains on the upper part of the ball 104 due to plastic deformation. This protrusion 105 may damage the semiconductor chip during tape carrier bonding.
Fig. 21C
As shown in FIG. 2, a processing tool 106 having a concave surface is used to process and form the surface into a spherical or gently convex surface to obtain a bump 107 having a shape suitable for bonding.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】前記のリード103及
びバンプ107の素材に銅が用いられているが、それら
の純度や硬度については触れられておらず不明であるが
、通常高硬度の銅が用いられており、前記の発明のよう
に、たとえバンプの表面形状を球面又はなだらかな凸面
に構成しても、図22に示したように、半導体チップ1
08の表面に形成したアルミの電極109上から、この
ような構成の銅バンプ付銅リード103を接合すると、
半導体チップ108の内部にクラック110が入る場合
がしばしば見受けられ、半導体チップ108が不良にな
ってしまうという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Copper is used as the material for the leads 103 and bumps 107, but their purity and hardness are not mentioned and are unknown; As shown in FIG.
When the copper lead 103 with copper bumps having such a configuration is bonded from above the aluminum electrode 109 formed on the surface of 08,
Cracks 110 often appear inside the semiconductor chip 108, resulting in a defective semiconductor chip 108.

【0004】また、前記の様な構成の銅バンプ付銅リー
ド103の製造方法では、 1.銅のボール104と銅リード103の接合を十分に
保ためには300°Cの熱を加える必要がある2.銅の
ボール104及び銅リード103の熱による酸化を防止
するためには、接合部の周辺を窒素ガス又は窒素ガス及
び水素ガスの雰囲気にする必要がある3.高温で作業を
行うと、その熱でリード103が軟化し、リード103
が変形しやすくなる 4.銅のボール104と銅リード103との接合強度に
ムラが生じやすい 5.銅のボール104によるバンプ107の形状がにム
ラができ易い 6.バンプ107を一箇所接合するのに0.1〜0.2
秒掛かり、生産性が極度に悪い。たとえば、100ピン
程度のリードを製作するには、10〜20秒程度掛かる
ので量産には向かない 7.相当な設備が必要であるにもかかわらず、製造する
のに時間を要するため、製造コストが膨大なものになる
等の欠点がある。従って、この発明は前記のような問題
点を解決しようとするものである。
[0004] Furthermore, in the method of manufacturing the copper lead 103 with copper bumps having the above-mentioned configuration, 1. 2. In order to maintain sufficient bonding between the copper ball 104 and the copper lead 103, it is necessary to apply heat of 300°C. In order to prevent the copper ball 104 and the copper lead 103 from being oxidized by heat, it is necessary to create an atmosphere of nitrogen gas or nitrogen gas and hydrogen gas around the joint.3. When working at high temperatures, the lead 103 softens due to the heat, and the lead 103
4. becomes easier to deform. 5. The bonding strength between the copper ball 104 and the copper lead 103 tends to be uneven.5. 6. The shape of the bump 107 caused by the copper ball 104 tends to be uneven.6. 0.1 to 0.2 to bond one bump 107
It takes seconds and productivity is extremely low. For example, it takes about 10 to 20 seconds to make a lead with about 100 pins, so it is not suitable for mass production7. Although it requires a considerable amount of equipment, it takes time to manufacture, so it has drawbacks such as an enormous manufacturing cost. Therefore, the present invention aims to solve the above-mentioned problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そのためこの発明は、高
硬度の銅からなるリードの先端部に純銅からなるバンプ
をクラッド接合するようにした。そして、このようなバ
ンプ付金属リードを製造するに当たっては、高硬度の銅
の薄膜に純銅の薄膜を形成したクラッド板の、その高硬
度の銅薄膜面にリード用マスクを施し、そのマスクと対
応して、前記純銅の薄膜面にバンプ用マスクを施し、そ
の後前記両マスクで覆われていない部分の高硬度銅及び
純銅をエッチングで除去及び一部除去し、そしてその後
前記両マスクを除去して、前記のようなバンプ付金属リ
ードを得るようにしている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, in the present invention, a bump made of pure copper is clad-bonded to the tip of a lead made of high hardness copper. In manufacturing such bumped metal leads, a lead mask is applied to the surface of the high hardness copper thin film of a clad plate made of a pure copper thin film formed on a high hardness copper thin film, and a lead mask is applied to the surface of the high hardness copper thin film. Then, a bump mask is applied to the thin film surface of the pure copper, and then the high hardness copper and pure copper in the areas not covered by the two masks are removed by etching and a portion thereof is removed, and then both the masks are removed. , a metal lead with bumps as described above is obtained.

【0006】[0006]

【作用】従って、この発明のバンプ付金属リードは、そ
のバンプの純銅のビッカース硬度が40〜80であり、
一方半導体チップの電極のアルミのそれは20〜50で
あるので、両者は非常に接合し易く、それ故、接合時に
半導体チップに悪影響を与えない。また、製造過程で加
熱することがないので、金属リードを酸化させたり、変
形させることがなく、更にまた、マスキングによりバン
プの形状を自由に変えることができるので、小さい程良
い接合が得られることから、微細化ボンディングに対応
することができる。更にまた、製造設備にそれほど費用
を掛けることなく、しかも量産化できるので、製造コス
トを下げることができる。
[Function] Therefore, in the bumped metal lead of the present invention, the pure copper of the bump has a Vickers hardness of 40 to 80,
On the other hand, since the aluminum of the electrode of the semiconductor chip has a molecular weight of 20 to 50, the two are very easy to bond, and therefore the semiconductor chip is not adversely affected during bonding. In addition, since there is no heating during the manufacturing process, the metal lead will not be oxidized or deformed, and the shape of the bump can be changed freely by masking, so the smaller the bump, the better the bond. Therefore, it is possible to correspond to miniaturized bonding. Furthermore, since mass production is possible without spending much on manufacturing equipment, manufacturing costs can be reduced.

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に詳述す
る。図1乃至図5はこの発明の実施例であるバンプ付金
属リードの第1の製造方法を示す工程図で、図1はこの
発明のバンプ付金属リードの製造方法に用いられるクラ
ッド板の斜視図であり、図2は第2の工程を示し、同図
Aはクラッド板の上面図、同図Bは同下面図、同図Cは
同図AのX1 ーX2 線上の断面図であり、図3は第
3の工程を示す一部断面図、図4は第4の工程を示す一
部断面図、そして図5は第5の工程を示す一部断面図で
ある。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 are process diagrams showing a first method of manufacturing a metal lead with bumps, which is an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view of a clad plate used in the method of manufacturing a metal lead with bumps of the present invention. FIG. 2 shows the second step; FIG. 2A is a top view of the clad plate, FIG. 2B is a bottom view, and FIG. 3 is a partial sectional view showing the third step, FIG. 4 is a partial sectional view showing the fourth step, and FIG. 5 is a partial sectional view showing the fifth step.

【0008】先ず、図1を用いてこの発明のバンプ付金
属リードの製造方法の第1の工程を説明する。符号1は
全体としてクラッド板を示す。このクラッド板1は、厚
さ約30μmの、Fe、Cr、P等の不純物が混入され
た高硬度銅薄膜層2と、厚さ約30μmの、不純物の混
入が極めて低い純銅薄膜層3とを熱圧着したものである
が、高硬度銅薄膜層2に純銅をメッキ等の薄膜技術を用
いて純銅薄膜層3を形成してもよい。高硬度銅のビッカ
ース硬度は100以上であるが、純銅のビッカース硬度
は40〜80程度である。
First, the first step of the method for manufacturing a metal lead with bumps according to the present invention will be explained with reference to FIG. Reference numeral 1 indicates a clad plate as a whole. This clad plate 1 has a high hardness copper thin film layer 2 with a thickness of about 30 μm mixed with impurities such as Fe, Cr, P, etc., and a pure copper thin film layer 3 with a thickness of about 30 μm with extremely low impurities mixed therein. Although it is bonded by thermocompression, the pure copper thin film layer 3 may be formed using a thin film technique such as plating pure copper on the high hardness copper thin film layer 2. Although the Vickers hardness of high-hardness copper is 100 or more, the Vickers hardness of pure copper is about 40 to 80.

【0009】図2の第2の工程では、図1のクラッド板
1の高硬度銅薄膜層2の表面に、同図Aに示したような
リード用マスク4、タイバー用マスク5及びフレーム用
マスク6をフォトレジスト技法等で連結して形成する。 中央の配列された各リード用マスク4の先端部4a、4
bはそれぞれ等間隔に配列され、また4aと4bとの相
対向する間隔も等間隔の配列するることが好ましい。ま
たクラッド板1の純銅薄膜層3の表面には、同図Bに示
したようなバンプ用マスク7、リード基部用マスク8、
タイバー用マスク9及びフレーム用マスク10をフォト
レジスト技法等で形成する。前記マスク8、9及び10
は連結して形成する。同図Cに示したように、バンプ用
マスク7の位置はリード用マスク4の先端部4a及び4
bに、リード基部用マスク8はリード用マスク4の基部
に、タイバー用マスク9はタイバー用マスク5に、そし
てフレーム用マスク10はフレーム用マスク6に表裏位
置合わせされて形成することが肝要である。なお、実際
には、長尺のクラッド板1には、この図2で示したよう
な単位リードフレームのマスクを複数個、等間隔に形成
、配列するが、この実施例では、説明を簡単にするため
に1単位リードフレームのマスク構成のみを示し、それ
を以て以後の処理工程を説明するようにした。
In the second step shown in FIG. 2, a lead mask 4, a tie bar mask 5, and a frame mask as shown in FIG. 6 are connected using a photoresist technique or the like. Tips 4a, 4 of each lead mask 4 arranged in the center
It is preferable that 4a and 4b are arranged at equal intervals, and the opposing distances between 4a and 4b are also arranged at equal intervals. Further, on the surface of the pure copper thin film layer 3 of the clad plate 1, a bump mask 7, a lead base mask 8, as shown in FIG.
A tie bar mask 9 and a frame mask 10 are formed using a photoresist technique or the like. The masks 8, 9 and 10
are connected to form. As shown in FIG.
In b, it is important to form the lead base mask 8 on the base of the lead mask 4, the tie bar mask 9 on the tie bar mask 5, and the frame mask 10 on the frame mask 6 with front and back alignment aligned. be. In reality, a plurality of unit lead frame masks as shown in FIG. 2 are formed and arranged at equal intervals on the long clad plate 1, but in this embodiment, the explanation will be simplified. In order to do this, only the mask structure of one unit lead frame is shown and the subsequent processing steps will be explained using it.

【0010】このようにマスクされたクラッド板1を、
次の工程で、例えば、化学エッチングするためにエッチ
ング液に浸す。図3は図2Cで示した断面図で、エッチ
ングが進んだ状態を表した所であるが、クラッド板1の
両面がマスクされていない面部分Aは、そうでない面部
分Bに比べて約2倍の速さでエッチングが進む。
The thus masked clad plate 1 is
In the next step, for example, it is immersed in an etching solution for chemical etching. FIG. 3 is a cross-sectional view shown in FIG. 2C, showing a state in which etching has progressed, and the surface portion A where both sides of the cladding plate 1 are not masked is about 2 times larger than the surface portion B where both sides are not masked. Etching progresses twice as fast.

【0011】そして、制御された或る一定の時間経過後
、図4に示したように、前記面部分Aは、高硬度銅薄膜
層2も純銅薄膜層3も、完全にエッチングされて分離す
る。面部分Bの純銅薄膜層3は或る程度エッチングされ
るが、僅かの厚みを残した。無論、この純銅薄膜層3も
エッチングして取り去ってもよいが、このように僅かな
厚みを残したのは、この残部の純銅薄膜層3で高硬度銅
薄膜層2を補強させるためである。
After a certain controlled period of time has elapsed, as shown in FIG. 4, both the high-hardness copper thin film layer 2 and the pure copper thin film layer 3 are completely etched and separated from the surface portion A. . The pure copper thin film layer 3 on the surface portion B was etched to some extent, but a slight thickness remained. Of course, this pure copper thin film layer 3 may also be removed by etching, but the reason why a slight thickness is left in this way is to reinforce the high hardness copper thin film layer 2 with this remaining pure copper thin film layer 3.

【0012】次に、前記全てのマスク4、5、6、7、
8、9及び10を取り去る(図5)。そして全体の表面
のみを更にエッチングして、表面性状を整えることによ
り、所望の純銅のバンプ11が先端部に付いた銅製のリ
ード12を得ることができる。このリード12の基部に
は、バンプ11の厚さ、即ち純銅薄膜層3の元の厚さと
略々同一の厚さの純銅薄膜層3が残されたことになり、
前記残部の純銅薄膜層と相まって、リード12を一層補
強する役割をはたす。これらのバンプ付金属リード12
はタイバー用マスク5で覆われてエッチングされなかっ
た純銅薄膜層3及び高硬度銅薄膜層2からなるタイバー
で連結されている。
Next, all the masks 4, 5, 6, 7,
Remove 8, 9 and 10 (Figure 5). By further etching only the entire surface and adjusting the surface quality, a copper lead 12 having a desired pure copper bump 11 at the tip can be obtained. At the base of this lead 12, a pure copper thin film layer 3 of approximately the same thickness as the bump 11, that is, the original thickness of the pure copper thin film layer 3, is left.
Together with the remaining pure copper thin film layer, it serves to further strengthen the lead 12. These bumped metal leads 12
are connected by a tie bar consisting of a pure copper thin film layer 3 and a high hardness copper thin film layer 2, which are covered with a tie bar mask 5 and not etched.

【0013】次に、この発明のバンプ付金属リードの第
2の製造方法の実施例を説明する。図6乃至図13はこ
の発明の実施例であるバンプ付金属リード12の第2の
製造方法を示す工程図で、図6はこの発明のバンプ付金
属リードの製造方法に用いられるポリイミドフィルム製
のキャリアテープを示す図で、同図Aはそのテープの平
面図、同図Bは同図AのX1 ーX2 線上の一部拡大
断面図であり、図7は第2の工程を示す一部断面図、図
8は第3の工程を示す図で、同図Aは平面図、同図Bは
図AのX1 ーX2 線上の断面図、図9は第4の工程
を示す断面図、図10は第5の工程を示す断面図、図1
1は第6の工程を示す断面図、図12は第7の工程を示
す断面図、図13は完成したこの発明のバンプ付金属リ
ードの平面図である。
Next, an embodiment of a second method for manufacturing a metal lead with bumps according to the present invention will be described. 6 to 13 are process diagrams showing a second manufacturing method of the bumped metal lead 12 according to the embodiment of the present invention, and FIG. Figure 7 is a plan view of the carrier tape, Figure B is a partially enlarged sectional view taken along the line 8 are diagrams showing the third step, FIG. 8A is a plan view, FIG. is a cross-sectional view showing the fifth step, FIG.
1 is a sectional view showing the sixth step, FIG. 12 is a sectional view showing the seventh step, and FIG. 13 is a plan view of the completed metal lead with bumps of the present invention.

【0014】これらの図を用いて、この発明のバンプ付
金属リードの第2の製造方法の実施例を説明する。なお
、図1乃至図5と同一部分には同一の符号を付した。 図6において、13は厚さ約30〜70μmのポリイミ
ドフィルム製のキャリアテープであって、このキャリア
テープ13には、中央部に四辺形、この実施例では長方
形の穴14と、この穴14の四辺を囲むように、その各
辺と平行に梯形状の穴15とを金型で打ち抜いて開けて
構成した単位リードキャリア16が複数、その長手方向
に形成されている。以後の説明には、この単位リードキ
ャリア16一個のみを図示して説明する。
An embodiment of the second method for manufacturing a metal lead with bumps according to the present invention will be described with reference to these figures. Note that the same parts as in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals. In FIG. 6, reference numeral 13 denotes a carrier tape made of polyimide film with a thickness of approximately 30 to 70 μm. A plurality of unit lead carriers 16 are formed in the longitudinal direction so as to surround the four sides and are formed by punching ladder-shaped holes 15 with a die in parallel to each side. In the following description, only one unit lead carrier 16 will be illustrated and explained.

【0015】図7に示した第2の工程では、前記の単位
リードキャリア16を、図1に示めしたクラッド板1の
高硬度銅薄膜層2の面に接着する。
In the second step shown in FIG. 7, the unit lead carrier 16 is adhered to the surface of the high hardness copper thin film layer 2 of the clad plate 1 shown in FIG.

【0016】次に、第3の工程では、図8Aに示したよ
うな所望数のリード用マスク4を、クラッド板1の純銅
薄膜層3の面上にフォトレジスト技法で形成する。この
場合、リード用マスク4の先端部4a及び4bは、高硬
度銅薄膜層2の面上に接着した単位リードキャリア16
(点線で示した)の穴14に十分に臨むように延長し、
またリード用マスク4の中央部は穴15を跨ぐように形
成する。リード用マスク4の幅は100〜200μm程
度、ピッチは200μm程度、そしてマスクの厚さは7
00ナノメータ程度である。図8Bは図AのX1 ーX
2 線上の断面図であるが、単位リードキャリア16の
前面にもフォトレジスト技法でマスク17を形成する。
Next, in the third step, a desired number of lead masks 4 as shown in FIG. 8A are formed on the surface of the pure copper thin film layer 3 of the cladding plate 1 using a photoresist technique. In this case, the tips 4a and 4b of the lead mask 4 are connected to the unit lead carrier 16 bonded on the surface of the high-hardness copper thin film layer 2.
(indicated by a dotted line) so as to fully face the hole 14,
Further, the center portion of the lead mask 4 is formed so as to straddle the hole 15. The lead mask 4 has a width of about 100 to 200 μm, a pitch of about 200 μm, and a thickness of 7 μm.
00 nanometers. Figure 8B is X1 -X in Figure A.
2, a mask 17 is also formed on the front surface of the unit lead carrier 16 using a photoresist technique.

【0017】このようにマスク4及び17を形成した後
、次の第4の工程では、図9に示したように、マスク4
で覆われていない部分の純銅薄膜層3をエッチングする
。そうすると、エッチングされた窪み18が穴14上に
形成される。
After forming the masks 4 and 17 in this way, in the next fourth step, as shown in FIG.
The portions of the pure copper thin film layer 3 that are not covered by the etching process are etched. An etched depression 18 is then formed over the hole 14.

【0018】次に、図10に示すように、第5の工程と
して、リード用マスク4を除去し、リード用マスク4の
先端部4a及び4bに相当する完全なリード12になる
前の純銅薄膜層3上にバンプ用マスク7を、やはりフォ
トレジスト技法で形成する。
Next, as shown in FIG. 10, in the fifth step, the lead mask 4 is removed, and the pure copper thin film corresponding to the tips 4a and 4b of the lead mask 4 before becoming a complete lead 12 is removed. A bump mask 7 is formed on layer 3, again using photoresist techniques.

【0019】そして、第6の工程として、図11に示す
ように、エッチングを施し、窪み18の部分を高硬度銅
薄膜層2に達するまで一層エッチングして、リード12
の先端部を形成し、他のリード12の部分は純銅薄膜層
3が僅かに残る程度迄エッチングする。そうすると、図
示のようにバンプ11が形成される。
Then, as a sixth step, as shown in FIG. 11, etching is performed, and the recess 18 is further etched until the high hardness copper thin film layer 2 is reached, and the lead 12 is etched.
The other leads 12 are etched until only a small amount of the pure copper thin film layer 3 remains. Then, bumps 11 are formed as shown.

【0020】その後、第7の工程として、図12に示す
ように、バンプ用マスク7を除去し、単位リードキャリ
ア16に付いたこの発明のバンプ付金属リード12が得
られる。図13はこの単位リードキャリア16で保持さ
れたバンプ付金属リード12の、単位リードキャリア1
6の面から見た平面図である。実際には、このような単
位リードキャリア16がキャリアテープ13の長手方向
に等間隔で形成、配列されるものである。なお、この第
2の製造方法でも、リード用マスク4の形成法、形状に
より、前記第1の製造方法で形成したリード12の基部
を補強するように構成することができる。
Thereafter, in a seventh step, as shown in FIG. 12, the bump mask 7 is removed to obtain the bumped metal lead 12 of the present invention attached to the unit lead carrier 16. FIG. 13 shows the unit lead carrier 1 of the bumped metal lead 12 held by this unit lead carrier 16.
6 is a plan view seen from the side of FIG. In reality, such unit lead carriers 16 are formed and arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the carrier tape 13. Note that even in this second manufacturing method, the base portions of the leads 12 formed in the first manufacturing method can be reinforced depending on the formation method and shape of the lead mask 4.

【0021】更に次に、この発明のバンプ付金属リード
の第3の製造方法の実施例を説明する。図14乃至図2
0はこの発明の実施例であるバンプ付金属リード12の
第3の製造方法を示す工程図で、図14は図7と同一で
あって、第1の工程を示す断面図、図15は第2の工程
を示す一部断面図、図16は第3の工程を示す図、図1
7は第4の工程を示す断面図、図18は第5の工程を示
す断面図、図19は第6の工程を示す断面図、図20は
第7の工程を示す断面図である。
Next, an embodiment of the third method for manufacturing a metal lead with bumps according to the present invention will be described. Figures 14 to 2
0 is a process diagram showing a third manufacturing method of a bumped metal lead 12 according to an embodiment of the present invention, FIG. 14 is the same as FIG. 7 and is a sectional view showing the first step, and FIG. A partial cross-sectional view showing the second step, FIG. 16 is a diagram showing the third step, FIG.
7 is a sectional view showing the fourth step, FIG. 18 is a sectional view showing the fifth step, FIG. 19 is a sectional view showing the sixth step, and FIG. 20 is a sectional view showing the seventh step.

【0022】これらの図を用いて、以下この発明のバン
プ付金属リードの第3の製造方法の実施例を説明する。 図14は図7と同一で、工程の説明上再掲したが、構成
は同一であるのでその説明は省略する。図15は第2の
工程を示すもので、第1のマスキングとして、純銅薄膜
層3の面上の所定の場所に、やはりフォトレジスト技法
でバンプ用マスク7と、単位リードキャリア16の全面
にマスク17を形成する。
An embodiment of the third method for manufacturing a metal lead with bumps according to the present invention will be described below with reference to these figures. Although FIG. 14 is the same as FIG. 7 and is shown again for the purpose of explaining the process, since the configuration is the same, the explanation thereof will be omitted. FIG. 15 shows the second step. As the first masking, a bump mask 7 is applied to a predetermined location on the surface of the pure copper thin film layer 3 using a photoresist technique, and a mask is applied to the entire surface of the unit lead carrier 16. form 17.

【0023】次に、第3の工程として、図16に示すよ
うに、第2のマスキングとして、バンプ用マスク7を覆
うように、やはりフォトレジスト技法によりリード用マ
スク4を形成する。
Next, as a third step, as shown in FIG. 16, as a second masking, a lead mask 4 is formed by photoresist technique so as to cover the bump mask 7.

【0024】このようにマスキングをした後、第1の工
程として、図17に示すように、純銅薄膜層3のマスク
されていない部分をエッチングし、窪み18を形成する
After masking in this manner, as a first step, as shown in FIG. 17, the unmasked portion of the pure copper thin film layer 3 is etched to form a recess 18.

【0025】次に、第4の工程として、図18に示すよ
うに、第2のマスキングを除去し、第5の工程として、
図19に示すように、更に前記窪み18のエッチングを
行って、高硬度銅薄膜層2を削り、また純銅薄膜層3を
僅かに残るようにエッチングして、バンプ用マスク7で
覆われた先端部4a、4bにバンプ11を形成する。
Next, as a fourth step, as shown in FIG. 18, the second masking is removed, and as a fifth step,
As shown in FIG. 19, the recess 18 is further etched, the high-hardness copper thin film layer 2 is shaved off, and the pure copper thin film layer 3 is etched so as to leave a small amount of the pure copper thin film layer 3 at the tip covered with the bump mask 7. Bumps 11 are formed on portions 4a and 4b.

【0026】そして最後に、第6の工程として、図20
に示すように、第1のマスキングであるバンプ用マスク
7及びマスク17を除去することにより、この発明のバ
ンプ付金属リード12が単位リードキャリア16に保持
された状態で得ることができる。この出来上がったバン
プ付金属リード12の平面図は図13と同一であるので
省略する。
Finally, as the sixth step, FIG.
As shown in FIG. 3, by removing the bump mask 7 and the mask 17, which are the first masking, the bumped metal lead 12 of the present invention can be obtained while being held by the unit lead carrier 16. The plan view of the finished metal lead 12 with bumps is the same as that in FIG. 13, so it will be omitted.

【0027】このような3通りの製造方法で製造したこ
の発明のバンプ付金属リード12は、いずれも半導体チ
ップに形成されているアルミニューム製のパッドに、純
銅のバンプ11が接合するように、加圧、加熱或いは超
音波振動を加えながらボンディングすることができる。 ボンディングされた半導体チップとリードの先端部4a
、4b付近は、例えば、樹脂でモールド成形され、図2
においては、タイバーとフレームを切り落とし、図13
においては、穴15の長辺に沿って切り落として、リー
ド12の前記先端部4a、4bとは反対側の先端部を自
由端とし、その後これらの自由端のリードを折り曲げて
ICパッケージを完成させることができる。また、図1
3で図示したようなテープ状のキャリアに保持されたリ
ード12はテープオートメイテッドボンディング(TA
B)法で半導体チップをプリント配線基板面に直接取り
付けることもできる。
The bumped metal leads 12 of the present invention manufactured by the three manufacturing methods described above are all made in such a way that pure copper bumps 11 are bonded to aluminum pads formed on a semiconductor chip. Bonding can be performed while applying pressure, heat, or ultrasonic vibration. Bonded semiconductor chip and lead tip 4a
, 4b and its vicinity are, for example, molded with resin, as shown in FIG.
In Figure 13, cut off the tie bar and frame.
In this step, the holes 15 are cut off along the long sides, and the tips of the leads 12 opposite to the tips 4a and 4b are made free ends, and then these free ends of the leads are bent to complete the IC package. be able to. Also, Figure 1
The leads 12 held in a tape-shaped carrier as shown in 3 are tape automated bonding (TA
It is also possible to attach the semiconductor chip directly to the printed wiring board surface using method B).

【0028】前記エッチングは、通常、化学的なエッチ
ング法を用いるものであるが、粒径が1μm程度の砥粒
の微粉体を含む固気2相混合流をビーム状にして噴射し
、被加工物をエッチングする、所謂パウダー・ビーム・
エッチング法を用いると、良好な加工面の表面性状、表
面構造が得られる。特に、本出願人が平成2年12月5
日に出願した特願平2ー400410「物体の表面加工
方法」に記載したパウダー・ビーム・エッチング法は、
この発明のバンプ付金属リード12の製造に好適である
[0028] The above-mentioned etching usually uses a chemical etching method, but a solid-gas two-phase mixed flow containing fine powder of abrasive grains with a particle size of about 1 μm is injected in the form of a beam to form a beam on the workpiece. A so-called powder beam that etches objects.
When the etching method is used, good surface texture and structure of the processed surface can be obtained. In particular, on December 5, 1990, the applicant
The powder beam etching method described in Japanese Patent Application No. 2-400410 “Method for surface processing of objects” filed on
This is suitable for manufacturing the bumped metal lead 12 of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明のバンプ付金属リードは、そのバンプの純銅のビッカ
ース硬度が40〜80であり、一方半導体チップの電極
のアルミのそれは20〜50であるので、両者は非常に
接合し易く、それ故、接合時に半導体チップに悪影響を
与えない。また、同一のクラッド材から製造したので、
リードが反らない。更にまた、リードの基部等を所望の
強度を以て構成さすことができる。また、この発明の製
造方法についても、製造過程で加熱することがないので
、金属リードを酸化させたり、変形させることがなく、
更にまた、同一のクラッド材を使用するので、エッチン
グ液、エッチング速度等エッチング処理に神経を過度に
使わずに済む。そして更にまた、マスキングによりバン
プの形状を自由に変えることができるので、小さい程良
い接合が得られることから、微細化ボンディングに対応
することができる。そして更にまた、製造設備にそれほ
ど費用を掛けることなく、しかも量産化できるので、製
造コストを下げることができる等数々の効果がある。
As is clear from the above description, in the metal lead with bumps of the present invention, the Vickers hardness of the pure copper of the bumps is 40 to 80, while that of the aluminum of the semiconductor chip electrode is 20 to 50. Therefore, the two are very easy to bond, and therefore, there is no adverse effect on the semiconductor chip during bonding. In addition, since it was manufactured from the same clad material,
The lead does not warp. Furthermore, the base of the lead, etc. can be constructed with desired strength. Furthermore, since the manufacturing method of the present invention does not require heating during the manufacturing process, the metal lead will not be oxidized or deformed.
Furthermore, since the same cladding material is used, there is no need to worry too much about the etching process, such as the etching solution and etching speed. Furthermore, since the shape of the bump can be freely changed by masking, the smaller the bump, the better the bonding can be obtained, making it possible to respond to miniaturized bonding. Furthermore, since it can be mass-produced without spending much on manufacturing equipment, it has many effects such as being able to lower manufacturing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】この発明のバンプ付金属リードの第1の製造方
法に用いられるクラッド板の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a clad plate used in a first method of manufacturing a bumped metal lead of the present invention.

【図2】第2の工程を示し、同図Aはクラッド板の上面
図、同図Bは同下面図、同図Cは同図AのX1 ーX2
 線上の断面図である。
[Fig. 2] Showing the second process, Fig. 2A is a top view of the clad plate, Fig. 2B is a bottom view, and Fig. C is the X1 - X2 of Fig. A.
It is a sectional view on a line.

【図3】第3の工程を示す一部断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a third step.

【図4】第4の工程を示す一部断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a fourth step.

【図5】第5の工程を示す一部断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a fifth step.

【図6】この発明のバンプ付金属リードの第2の製造方
法に用いられるポリイミドフィルム製のキャリアテープ
を示す図で、同図Aはそのテープの平面図、同図Bは同
図AのX1 ーX2 線上の一部拡大断面図である。
FIG. 6 is a diagram showing a carrier tape made of polyimide film used in the second manufacturing method of a metal lead with bumps according to the present invention, in which FIG. 6A is a plan view of the tape, and FIG. -X2 line is a partially enlarged sectional view.

【図7】第2の工程を示す一部断面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a second step.

【図8】第3の工程を示す図で、同図Aは平面図、同図
Bは図AのX1 ーX2 線上の断面図である。
8A and 8B are diagrams showing a third step; FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a sectional view taken along the line X1-X2 of FIG.

【図9】第4の工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fourth step.

【図10】第5の工程を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a fifth step.

【図11】第6の工程を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a sixth step.

【図12】第7の工程を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a seventh step.

【図13】完成したこの発明のバンプ付金属リードの平
面図である。
FIG. 13 is a plan view of the completed bumped metal lead of the present invention.

【図14】この発明のバンプ付金属リードの第3の製造
方法に用いられるキャリアテープをクラッド板に接着し
た図7と同一であって、第1の工程を示す断面図である
14 is a sectional view showing the first step, which is the same as FIG. 7, in which the carrier tape used in the third manufacturing method of the bumped metal lead of the present invention is adhered to the clad plate; FIG.

【図15】第2の工程を示す一部断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a second step.

【図16】第3の工程を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the third step.

【図17】第4の工程を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a fourth step.

【図18】第5の工程を示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a fifth step.

【図19】第6の工程を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a sixth step.

【図20】第7の工程を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a seventh step.

【図21】従来の銅バンプ付金属リードの製造方法を示
す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a metal lead with copper bumps.

【図22】従来の銅バンプ付金属リードを半導体チップ
に接合した場合の側面図である。
FIG. 22 is a side view of a conventional metal lead with copper bumps bonded to a semiconductor chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    クラッド板 2    高硬度銅薄膜層 3    純銅薄膜層 4    リード用マスク 4a    先端部 4b    先端部 5    タイバー用マスク 6    フレーム用マスク 7    バンプ用マスク 8    リード基部用マスク 9    タイバー用マスク 10    フレーム用マスク 11    バンプ 12    リード 13    キャリアテープ 14    穴 15    穴 16    単位リードキャリア 17    マスク 18    窪み 1 Clad plate 2 High hardness copper thin film layer 3 Pure copper thin film layer 4 Lead mask 4a Tip 4b Tip 5 Tie bar mask 6 Frame mask 7 Bump mask 8 Lead base mask 9 Tie bar mask 10 Frame mask 11 Bump 12 Lead 13 Carrier tape 14 Hole 15 Hole 16 Unit lead carrier 17 Mask 18 Hollow

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高硬度の銅からなるリードの先端部に純銅
からなるバンプをクラッド接合したことを特徴とするバ
ンプ付金属リード。
1. A metal lead with bumps, characterized in that a bump made of pure copper is clad-bonded to the tip of a lead made of high hardness copper.
【請求項2】リードの中央部にも、前記純銅のバンプの
厚みより薄い純銅層を残存させて、前記リードを補強し
たことを特徴とする請求項1に記載のバンプ付金属リー
ド。
2. The bumped metal lead according to claim 1, wherein the lead is reinforced by leaving a pure copper layer thinner than the pure copper bump in the center of the lead.
【請求項3】リードの基部に、前記バンプの純銅と同一
の純銅層を残存させて、前記リードを補強したことを特
徴とする請求項1に記載のバンプ付金属リード。
3. The bumped metal lead according to claim 1, wherein the lead is reinforced by leaving a pure copper layer same as that of the bump at the base of the lead.
【請求項4】高硬度の銅の薄膜に硬度が低い純銅の薄膜
を形成したクラッド板にリード用マスクと該マスクと対
応してバンプ用マスクを施し、その後前記両マスクで覆
われていない部分の高硬度銅及び純銅をエッチングで除
去及び一部除去し、そしてその後前記両マスクを除去す
ることからなるバンプ付金属リードの製造方法。
4. A lead mask and a bump mask corresponding to the mask are applied to a clad plate in which a thin film of pure copper with low hardness is formed on a thin film of copper with high hardness, and then the portions not covered by both of the masks are applied. A method for manufacturing a metal lead with bumps, which comprises removing and partially removing high-hardness copper and pure copper by etching, and then removing both of the masks.
【請求項5】前記クラッド板の、前記高硬度銅薄膜層の
面にはリード用マスクを施し、該マスクと対応して、前
記純銅薄膜層面にはバンプ用マスクを施し、その後前記
両マスクで覆われていない部分の高硬度銅及び純銅をエ
ッチングで除去及び一部除去し、そしてその後前記両マ
スクを除去することからなる請求項4に記載のバンプ付
金属リードの製造方法。
5. A lead mask is applied to the surface of the high-hardness copper thin film layer of the clad plate, a bump mask is applied to the pure copper thin film layer corresponding to the mask, and then both the masks are applied. 5. The method of manufacturing a metal lead with bumps according to claim 4, comprising removing and partially removing the high hardness copper and pure copper in the uncovered portions by etching, and then removing both the masks.
【請求項6】前記クラッド板の、前記高硬度銅薄膜層面
には複数の単位リードキャリアが形成されたキャリアテ
ープを接着して全面にマスクを施し、該単位リードキャ
リアに対応して、前記純銅薄膜層の面にはリード用マス
クを施して前記純銅薄膜層をエッチングし、その後該リ
ード用マスクを除去して、該リード用マスクによって残
った前記純銅薄膜層の先端部にバンプ用マスクを施し、
その後再度該バンプ用マスクで覆われていない純銅薄膜
層及び前記高硬度銅薄膜層をエッチングし、その後全て
のマスクを除去することを特徴とする請求項4に記載の
バンプ付金属リードの製造方法。
6. A carrier tape on which a plurality of unit lead carriers are formed is adhered to the surface of the high-hardness copper thin film layer of the clad plate, and a mask is applied to the entire surface, and the pure copper A lead mask is applied to the surface of the thin film layer and the pure copper thin film layer is etched, and then the lead mask is removed and a bump mask is applied to the tip of the pure copper thin film layer left by the lead mask. ,
5. The method for manufacturing a metal lead with bumps according to claim 4, wherein the pure copper thin film layer and the high-hardness copper thin film layer not covered with the bump mask are etched again, and then all the masks are removed. .
【請求項7】クラッド板の、前記該高硬度銅薄膜層面に
は複数の単位リードキャリアが形成されたキャリアテー
プを接着して全面にマスクを施し、該単位リードキャリ
アに対応して、前記純銅薄膜層の面にはバンプ用マスク
を施し、更に該バンプ用マスクを覆い、前記純銅薄膜層
面にも延長するようにリード用マスクを施して前記純銅
薄膜層をエッチングし、その後該リード用マスクを除去
して更にエッチングを行い、前記リード用マスクによっ
て残った前記純銅薄膜層及び前記高硬度銅薄膜層をエッ
チングし、その後全てのマスクを除去することを特徴と
する請求項4に記載のバンプ付金属リードの製造方法。
7. A carrier tape on which a plurality of unit lead carriers are formed is adhered to the surface of the high-hardness copper thin film layer of the clad plate, and a mask is applied to the entire surface, and the pure copper A bump mask is applied to the surface of the thin film layer, and a lead mask is applied to cover the bump mask and extend to the surface of the pure copper thin film layer, and the pure copper thin film layer is etched, and then the lead mask is applied. 5. The bumped bump according to claim 4, further comprising removing and further etching, etching the pure copper thin film layer and the high hardness copper thin film layer left by the lead mask, and then removing all the masks. Method of manufacturing metal leads.
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