JPH0671033B2 - 金属突起物の形成方法および治具 - Google Patents
金属突起物の形成方法および治具Info
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- JPH0671033B2 JPH0671033B2 JP2178853A JP17885390A JPH0671033B2 JP H0671033 B2 JPH0671033 B2 JP H0671033B2 JP 2178853 A JP2178853 A JP 2178853A JP 17885390 A JP17885390 A JP 17885390A JP H0671033 B2 JPH0671033 B2 JP H0671033B2
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- H01L2224/11—Manufacturing methods
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属突起物の形成方法に関し、特に半導体素
子実装用の金属突起物の形成方法に関する。
子実装用の金属突起物の形成方法に関する。
近年、LSIなどの半導体製品は各種の民生用機器、産業
用機器などその応用分野はますます拡大してきた。これ
らの機器は、その利用拡大のため低価格化とともにポー
タブル化が進められている。従って、半導体製品におい
てもこれらの要求に対応するため、パッケージングや機
器への組み込み工程の低価格化や軽量化、薄型化、小型
化といった高密度実装が要求されている。
用機器などその応用分野はますます拡大してきた。これ
らの機器は、その利用拡大のため低価格化とともにポー
タブル化が進められている。従って、半導体製品におい
てもこれらの要求に対応するため、パッケージングや機
器への組み込み工程の低価格化や軽量化、薄型化、小型
化といった高密度実装が要求されている。
一般に、半導体素子の高密度実装に適した方法としては
TAB方式が知られており、実用化の拡大がはかられてき
た。TAB方式の半導体素子と実装用配線基板間の接続に
は、半導体素子の電極配置に合わせてパターン化された
AuまたはSnメッキをしたCuからなる金属リードと金属リ
ード保持用ポリイミド膜とを貼り合わせした構成のフィ
ルムキャリヤを用いる。ここで、半導体素子のAl電極と
金属リード間の接合を行うには接合部を凸にする必要が
あり、Al電極部または金属リード上にバンプと呼ばれる
金属突起物が設けられる。この金属突起物を介したAl電
極と金属リードとの接合には通常熱圧着法が用いられて
いる。
TAB方式が知られており、実用化の拡大がはかられてき
た。TAB方式の半導体素子と実装用配線基板間の接続に
は、半導体素子の電極配置に合わせてパターン化された
AuまたはSnメッキをしたCuからなる金属リードと金属リ
ード保持用ポリイミド膜とを貼り合わせした構成のフィ
ルムキャリヤを用いる。ここで、半導体素子のAl電極と
金属リード間の接合を行うには接合部を凸にする必要が
あり、Al電極部または金属リード上にバンプと呼ばれる
金属突起物が設けられる。この金属突起物を介したAl電
極と金属リードとの接合には通常熱圧着法が用いられて
いる。
従来の金属突起物の形成方法としては、いわゆるメッキ
バンプ法が広く用いられてきた。第８図は、一般的なメ
ッキバンプの形成工程を示す。まず、半導体素子30上に
Ti、Crなどの接着層40,Cu、Ptなどの拡散防止層41をス
パッタで積層形成する（第８図（ａ））。図中、35はAl
層、36は保護層、37はシリコン基板を示す。次いで、Al
電極部31以外を被うレジスト層42をリソグラフィ形成し
た後、電極部31にAuメッキ層43を約30μｍ形成する（第
８図（ｂ））。その後、レジスト層42を除去した後、Al
電極部31を覆うレジスト層で保護してAl電極部31以外の
拡散防止層41、接着層40をエッチング除去する（第８図
（ｃ））。以上のような工程を踏みAl電極上にメッキに
より金属突起物が形成される。
バンプ法が広く用いられてきた。第８図は、一般的なメ
ッキバンプの形成工程を示す。まず、半導体素子30上に
Ti、Crなどの接着層40,Cu、Ptなどの拡散防止層41をス
パッタで積層形成する（第８図（ａ））。図中、35はAl
層、36は保護層、37はシリコン基板を示す。次いで、Al
電極部31以外を被うレジスト層42をリソグラフィ形成し
た後、電極部31にAuメッキ層43を約30μｍ形成する（第
８図（ｂ））。その後、レジスト層42を除去した後、Al
電極部31を覆うレジスト層で保護してAl電極部31以外の
拡散防止層41、接着層40をエッチング除去する（第８図
（ｃ））。以上のような工程を踏みAl電極上にメッキに
より金属突起物が形成される。
メッキバンプ法以外では、第９図の工程図に示すAuワイ
ヤのボールボンディングの技術を用いるボールバンプ法
が注目され、開発が進んでいる。まず、キャピラリ50下
に出たAuワイヤ51の先端を電気トーチ52を用いて放電溶
融させAuボール53を形成する（第９図（ａ））。次い
で、Auボール53をAl電極31にキャピラリ50で超音波接合
した後（第９図（ｂ））、キャピラリ50、Auワイヤ51を
引き上げてAuボール54のネック部からAuワイヤ51を引き
ちぎりボール部54のみをAl電極31上に残す（第９図
（ｃ））。この方法は、湿式工法がなく工程が簡略で、
電極上に１点ずつ形成するため少量多品種に適してい
る。
ヤのボールボンディングの技術を用いるボールバンプ法
が注目され、開発が進んでいる。まず、キャピラリ50下
に出たAuワイヤ51の先端を電気トーチ52を用いて放電溶
融させAuボール53を形成する（第９図（ａ））。次い
で、Auボール53をAl電極31にキャピラリ50で超音波接合
した後（第９図（ｂ））、キャピラリ50、Auワイヤ51を
引き上げてAuボール54のネック部からAuワイヤ51を引き
ちぎりボール部54のみをAl電極31上に残す（第９図
（ｃ））。この方法は、湿式工法がなく工程が簡略で、
電極上に１点ずつ形成するため少量多品種に適してい
る。
他に、TABフィルム側に金属突起物を形成できるとして
転写バンプ法も有力視されている。この方法は、Al電極
に対応した導体開口部を持つメッキ用基板に電気メッキ
によるAuの突起物を形成した後、TABの金属リードと重
ね合わせて加熱加圧してAu突起物をメッキ用基板からTA
Bの金属リード上に転写するものである。
転写バンプ法も有力視されている。この方法は、Al電極
に対応した導体開口部を持つメッキ用基板に電気メッキ
によるAuの突起物を形成した後、TABの金属リードと重
ね合わせて加熱加圧してAu突起物をメッキ用基板からTA
Bの金属リード上に転写するものである。
上述した従来の金属突起物の形成方法は、下記のような
欠点をもっている。すなわち、メッキバンプ法は、工程
が複雑であり厚いメッキ膜を付けるため資材費や工数が
かかること、大きい設備投資が必要であること、素子歩
留の低下の原因となることなど形成コストが高いという
欠点がある。ボールバンプ法の場合は、湿式工程がない
という利点があるものの、Auボールの大きさのバラツキ
やワイヤを引きちぎったあとの高さのバラツキがあり、
また、Auボールを用いるため電極ピッチは100μｍ程度
が限界でありそれ以下の微細接合は困難であるとされて
いる。さらに、TABフィルム接合時だけでなく、バンプ
形成時にも電極部に機械的ストレスをかけるので接合部
の信頼性が問題となっている。転写バンプ法は、メッキ
用基板へメッキを行うのでメッキバンプ法に比べチップ
歩留への影響がないが、工程の複雑さは解消出来ない上
に、Au突起部を不具合なくTABフィルム上に転写するに
はメッキ用基板の形成、メッキ工程などの高度の管理と
ノウハウが必要である。
欠点をもっている。すなわち、メッキバンプ法は、工程
が複雑であり厚いメッキ膜を付けるため資材費や工数が
かかること、大きい設備投資が必要であること、素子歩
留の低下の原因となることなど形成コストが高いという
欠点がある。ボールバンプ法の場合は、湿式工程がない
という利点があるものの、Auボールの大きさのバラツキ
やワイヤを引きちぎったあとの高さのバラツキがあり、
また、Auボールを用いるため電極ピッチは100μｍ程度
が限界でありそれ以下の微細接合は困難であるとされて
いる。さらに、TABフィルム接合時だけでなく、バンプ
形成時にも電極部に機械的ストレスをかけるので接合部
の信頼性が問題となっている。転写バンプ法は、メッキ
用基板へメッキを行うのでメッキバンプ法に比べチップ
歩留への影響がないが、工程の複雑さは解消出来ない上
に、Au突起部を不具合なくTABフィルム上に転写するに
はメッキ用基板の形成、メッキ工程などの高度の管理と
ノウハウが必要である。
本発明の金属突起物の形成方法は、プレス加工法を用い
て金属リードまたは基板上電極に金属突起物を形成する
方法であって、線状の金属材料をプレス加工治具のポン
チ・ダイス間に配置した後、ポンチを作動させ金属材料
をプレス加工して所定形状の金属小片を形成する工程
と、形成した金属小片を金属リードまたは基板上電極に
接合する工程とを含んで構成される。ここで、金属小片
の金属リードまたは基板上電極への接合はプレス加工用
のポンチを用いて行うことができる。
て金属リードまたは基板上電極に金属突起物を形成する
方法であって、線状の金属材料をプレス加工治具のポン
チ・ダイス間に配置した後、ポンチを作動させ金属材料
をプレス加工して所定形状の金属小片を形成する工程
と、形成した金属小片を金属リードまたは基板上電極に
接合する工程とを含んで構成される。ここで、金属小片
の金属リードまたは基板上電極への接合はプレス加工用
のポンチを用いて行うことができる。
本発明の金属突起物の形成方法は、プレス加工法を用い
て金属リードまたは基板上電極に金属突起物を形成する
方法であって、線状の金属材料をプレス加工治具により
所定長さの金属小片に切断する共に引き続きプレス加工
治具のポンチを用いて金属小片をポンチ軸と予じめ位置
合わせされた金属リードまたは基板上電極に圧着する構
成よりなる。まお、ポンチは、先端面に凹部を有してい
るものを使用することが有効である。金属材料は、金属
リードや基板上の電極の構成に合わせて材料組成の選
択、多層化を行うことができる。
て金属リードまたは基板上電極に金属突起物を形成する
方法であって、線状の金属材料をプレス加工治具により
所定長さの金属小片に切断する共に引き続きプレス加工
治具のポンチを用いて金属小片をポンチ軸と予じめ位置
合わせされた金属リードまたは基板上電極に圧着する構
成よりなる。まお、ポンチは、先端面に凹部を有してい
るものを使用することが有効である。金属材料は、金属
リードや基板上の電極の構成に合わせて材料組成の選
択、多層化を行うことができる。
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。まず、TABフィルム５の金属リード部６を加熱ステ
ージ４上に設置し、ポンチ１、ダイス２を有するプレス
加工治具をポンチ軸が金属リード６の先端部に来るよう
に位置合わせする（第１図（ａ））。プレス加工治具本
体20はダイス２、金属材料送りガイド部21、ダイス２の
加工穴の下方に続くポンチガイド部22を含む一体型であ
る。線条、すなわちワイヤ状またはリボン状の金属材料
３が金属材料送りガイド部21を通して送り込まれ、先端
をダイス２の加工穴の金属材料送りガイド部21とは反対
側の内壁を上に延長した部分のストッパ部分24に当接さ
せて位置決めされる。ポンチ１の断面形状は矩形であ
り、ポンチ１が圧力を加えられてダイス２の加工穴に嵌
入することにより加工穴の送りガイド部21側の辺23上で
金属材料３を切断して金属小片（第１図（ｂ））を形成
する。このようにすると金属小片８の成形ごとに金属小
片８の長さと同じ長さだけ金属材料３を送ることになる
ので、金属材料３の無駄が発生せず資材費の節約効果が
ある。
る。まず、TABフィルム５の金属リード部６を加熱ステ
ージ４上に設置し、ポンチ１、ダイス２を有するプレス
加工治具をポンチ軸が金属リード６の先端部に来るよう
に位置合わせする（第１図（ａ））。プレス加工治具本
体20はダイス２、金属材料送りガイド部21、ダイス２の
加工穴の下方に続くポンチガイド部22を含む一体型であ
る。線条、すなわちワイヤ状またはリボン状の金属材料
３が金属材料送りガイド部21を通して送り込まれ、先端
をダイス２の加工穴の金属材料送りガイド部21とは反対
側の内壁を上に延長した部分のストッパ部分24に当接さ
せて位置決めされる。ポンチ１の断面形状は矩形であ
り、ポンチ１が圧力を加えられてダイス２の加工穴に嵌
入することにより加工穴の送りガイド部21側の辺23上で
金属材料３を切断して金属小片（第１図（ｂ））を形成
する。このようにすると金属小片８の成形ごとに金属小
片８の長さと同じ長さだけ金属材料３を送ることになる
ので、金属材料３の無駄が発生せず資材費の節約効果が
ある。
金属材料３から金属小片８を切断してから、さらに、連
続してポンチ１を圧力に加えて下降させ金属小片を金属
リード６上に圧着し、金属リード６の金属突起物８を形
成する（第１図（ｂ））。プレス治具を取り除けば１個
目の金属突起物８の形成工程が完了する（第１図
（ｃ））。このようにして、金属材料３を先端から順次
に切断してTABの複数のリード６上に金属小片８を圧着
していき半導体素子の一連のAl電極に対応した金属突起
物形成を行うことができる。なお、ダイス２の加工穴は
精密放電加工で形成できる。ポンチ１は研削加工により
作ることが出来る。ポンチの先端部分の小さい部分の長
さ11は、曲げ応力に耐えるよう径12の10倍までにするほ
うがよい。ダイス２、ポンチ１の材料にはハイス鋼、超
硬合金、ダイス鋼などが適している。
続してポンチ１を圧力に加えて下降させ金属小片を金属
リード６上に圧着し、金属リード６の金属突起物８を形
成する（第１図（ｂ））。プレス治具を取り除けば１個
目の金属突起物８の形成工程が完了する（第１図
（ｃ））。このようにして、金属材料３を先端から順次
に切断してTABの複数のリード６上に金属小片８を圧着
していき半導体素子の一連のAl電極に対応した金属突起
物形成を行うことができる。なお、ダイス２の加工穴は
精密放電加工で形成できる。ポンチ１は研削加工により
作ることが出来る。ポンチの先端部分の小さい部分の長
さ11は、曲げ応力に耐えるよう径12の10倍までにするほ
うがよい。ダイス２、ポンチ１の材料にはハイス鋼、超
硬合金、ダイス鋼などが適している。
本実施例の方法で、金属材料を厚さ40μｍのAuリボンと
し、一辺50μｍの正方形断面で先端面が平坦なポンチを
用いて、リードピッチ100μｍのTABフィルムのAuメッキ
リードへ圧着を行った。このとき、Auリボンの切断は13
0g以上のポンチ加圧で行うことができた。
し、一辺50μｍの正方形断面で先端面が平坦なポンチを
用いて、リードピッチ100μｍのTABフィルムのAuメッキ
リードへ圧着を行った。このとき、Auリボンの切断は13
0g以上のポンチ加圧で行うことができた。
Auは柔らかく伸び易い性質があるので、ポンチ・ダイス
間の軸ずれやクリアランスが大きいとき、打ち抜いたAu
小片は形状の歪やポンチ側外周部のバリが特に大きくな
るので好ましくない。
間の軸ずれやクリアランスが大きいとき、打ち抜いたAu
小片は形状の歪やポンチ側外周部のバリが特に大きくな
るので好ましくない。
クリアランス８％以下、軸ずれ２μｍ以下では良好な形
状のAu小片が形成できた。ステージ４の加熱温度の170
℃のとき、リードへの圧着は、ポンチ圧力40gでも強度
は小さいながら可能であった。一方、十分な接合強度を
得るには120g以上のポンチの加圧力が必要であった。リ
ードとの接合強度は、その後の半導体素子のAl電極と熱
圧着工程で強化されるので取扱中に外れない程度であれ
ば良い。ポンチ１の加圧力は、打ち抜き後小さくし低加
圧でAu小片をリードに押し付けるのが望ましい。接合圧
力を40gとし、第１図（ａ）、（ｂ）のようにダイス下
面をリード面に接触させて形成したAu突起物は、第２図
の断面図に示すように、数μｍ高さの薄いバリ13がある
ものの、全体としては直方体の良好な形で形成できた。
このときの形状はバラツキがなく、中央部高さは30〜35
μｍと安定していた。第２図中、14はポンチ１の動作を
示す。なお予めAu突起物の接合力を大きくしたいとき
は、一定圧力で打ち抜き、リードへの接合を行えば良
い。ただしこの場合、プレス時にAuがポンチ、ダイス間
に押し出されるのでバリは多少高くなる。ダイス２の下
面とリード６の面との間隔が大きいときは、第３図のよ
うにAu突起物8aは押しつぶされ上面16aが凹形になる。
この場合、半導体素子のAl電極との圧着の際に電極中央
部に圧力がかかりにくく接合強度が低下する。ダイス２
・リード６間は接触させるか、打ち抜き小片の高さより
低めに設定する必要がある。本実施例により良好な形状
のAu突起物が形成されたリードと半導体素子のAl電極と
熱圧着接合したところ良好な接合性を確認できた。
状のAu小片が形成できた。ステージ４の加熱温度の170
℃のとき、リードへの圧着は、ポンチ圧力40gでも強度
は小さいながら可能であった。一方、十分な接合強度を
得るには120g以上のポンチの加圧力が必要であった。リ
ードとの接合強度は、その後の半導体素子のAl電極と熱
圧着工程で強化されるので取扱中に外れない程度であれ
ば良い。ポンチ１の加圧力は、打ち抜き後小さくし低加
圧でAu小片をリードに押し付けるのが望ましい。接合圧
力を40gとし、第１図（ａ）、（ｂ）のようにダイス下
面をリード面に接触させて形成したAu突起物は、第２図
の断面図に示すように、数μｍ高さの薄いバリ13がある
ものの、全体としては直方体の良好な形で形成できた。
このときの形状はバラツキがなく、中央部高さは30〜35
μｍと安定していた。第２図中、14はポンチ１の動作を
示す。なお予めAu突起物の接合力を大きくしたいとき
は、一定圧力で打ち抜き、リードへの接合を行えば良
い。ただしこの場合、プレス時にAuがポンチ、ダイス間
に押し出されるのでバリは多少高くなる。ダイス２の下
面とリード６の面との間隔が大きいときは、第３図のよ
うにAu突起物8aは押しつぶされ上面16aが凹形になる。
この場合、半導体素子のAl電極との圧着の際に電極中央
部に圧力がかかりにくく接合強度が低下する。ダイス２
・リード６間は接触させるか、打ち抜き小片の高さより
低めに設定する必要がある。本実施例により良好な形状
のAu突起物が形成されたリードと半導体素子のAl電極と
熱圧着接合したところ良好な接合性を確認できた。
第４図及び第５図は、ポンチの先端形状を変えて切断を
行い、金属リードへの圧着をしたときの金属突起物断面
形状を示す。第４図はポンチ1bの先端面15が凹状の場
合、第５図はポンチ1Cの先端面15にメッシュ状などの溝
が入っている場合である。形成された金属突起物8b,8c
の上面16b,16cは、ポンチ先端15の形状に対応して凸面
が形成される。このようにすれば、半導体素子のAl電極
との圧着の際に、電極中央部表面との接触性が良くな
り、金属突起物周囲のバリ13の影響を完全に無くすこと
ができ、接合の信頼性が更に向上する。
行い、金属リードへの圧着をしたときの金属突起物断面
形状を示す。第４図はポンチ1bの先端面15が凹状の場
合、第５図はポンチ1Cの先端面15にメッシュ状などの溝
が入っている場合である。形成された金属突起物8b,8c
の上面16b,16cは、ポンチ先端15の形状に対応して凸面
が形成される。このようにすれば、半導体素子のAl電極
との圧着の際に、電極中央部表面との接触性が良くな
り、金属突起物周囲のバリ13の影響を完全に無くすこと
ができ、接合の信頼性が更に向上する。
金属材料３として円形断面を持つワイヤを使い、先端が
平坦なポンチを用いるときは、金属小片は元の形状から
大きく変形するため金属突起物の高さの制御が難かしい
ので、ポンチ先端面をAl電極のパターン形状に対応した
凹状にしておくのが望ましい。
平坦なポンチを用いるときは、金属小片は元の形状から
大きく変形するため金属突起物の高さの制御が難かしい
ので、ポンチ先端面をAl電極のパターン形状に対応した
凹状にしておくのが望ましい。
以上の様に、本発明の方法で形成した金属突起物の形
状、高さは金属材料の厚さととポンチ先端形状で制御で
きるので精度が良好であり、その後の半導体素子電極と
の接合の信頼性も高い。本発明は、Auボールを作るボー
ルバンプ法と異なり、ポンチ径を小さくすることにより
100μｍ以下の狭ピッチリードを持つTABにも対応でき
る。上述の実施例では、金属小片のリードへの接合は、
加工用ポンチを用いて行ったが、金属小片の成形後ガイ
ド機構を用いて金属小片を送り、専用治具でリードへ圧
着してもよい。
状、高さは金属材料の厚さととポンチ先端形状で制御で
きるので精度が良好であり、その後の半導体素子電極と
の接合の信頼性も高い。本発明は、Auボールを作るボー
ルバンプ法と異なり、ポンチ径を小さくすることにより
100μｍ以下の狭ピッチリードを持つTABにも対応でき
る。上述の実施例では、金属小片のリードへの接合は、
加工用ポンチを用いて行ったが、金属小片の成形後ガイ
ド機構を用いて金属小片を送り、専用治具でリードへ圧
着してもよい。
本発明の金属突起物の材料としては、プレス加工法を用
いるので種々の材料選択が可能である。半導体素子の電
極と金属リードとの接続に適用するときは、主成分がA
u、Ag、Al、Cu、In、各種ハンダ合金などを用いること
ができる。安価な材料を使うことにより低コスト化をは
かることができる。
いるので種々の材料選択が可能である。半導体素子の電
極と金属リードとの接続に適用するときは、主成分がA
u、Ag、Al、Cu、In、各種ハンダ合金などを用いること
ができる。安価な材料を使うことにより低コスト化をは
かることができる。
更に、本発明の金属突起物は予め多層化した金属材料を
用いることにより多層化も可能である。第６図は、第１
または第２の実施例と同様な方法でTABフィルムの金属
リード６上に多層化された金属突起物8dを形成した場合
を説明する断面図である。図は３層構成の板状金属材料
を小片状に加工し金属リード６に圧着し金属突起物8dを
形成したところである。例えば、半導体素子30のAl電極
31にTABのAuメッキリード６を接続する場合、リードと
の接合層32のAl電極との接合層33には接合実績のあるAu
を用い、中間層34には低価格なCuを用いると良い。この
ような３層材料は、圧延法やメッキで容易に形成できる
ので単層のAu材料を使用したときに比べて材料費を節減
できる。
用いることにより多層化も可能である。第６図は、第１
または第２の実施例と同様な方法でTABフィルムの金属
リード６上に多層化された金属突起物8dを形成した場合
を説明する断面図である。図は３層構成の板状金属材料
を小片状に加工し金属リード６に圧着し金属突起物8dを
形成したところである。例えば、半導体素子30のAl電極
31にTABのAuメッキリード６を接続する場合、リードと
の接合層32のAl電極との接合層33には接合実績のあるAu
を用い、中間層34には低価格なCuを用いると良い。この
ような３層材料は、圧延法やメッキで容易に形成できる
ので単層のAu材料を使用したときに比べて材料費を節減
できる。
また、上記と同様であるが金属リードとの接合層をPb,S
n系ハンダ合金とすることも有効である。この場合、リ
ードへの圧接は低圧力で軽く行い、ハンダの熱溶融によ
り接合強度を得ることができる。また、金属突起物材料
でありAuとの接合性からTABの金属リードのメッキ材料
には従来Auが広く用いられできたが、ハンダのような低
コストの材料を用いることもできるという利点もある。
このように、本発明は多様な電極や金属リードに対して
各種の金属突起物材料、構成を選択できるので、低コス
ト化、接合の高信頼化に対する効果も大きい。
n系ハンダ合金とすることも有効である。この場合、リ
ードへの圧接は低圧力で軽く行い、ハンダの熱溶融によ
り接合強度を得ることができる。また、金属突起物材料
でありAuとの接合性からTABの金属リードのメッキ材料
には従来Auが広く用いられできたが、ハンダのような低
コストの材料を用いることもできるという利点もある。
このように、本発明は多様な電極や金属リードに対して
各種の金属突起物材料、構成を選択できるので、低コス
ト化、接合の高信頼化に対する効果も大きい。
ここまで金属突起物をTABフィルムの金属リード状に形
成する場合を例にとってきたが、本発明の方法は、他の
金属リード、半導体素子のAl電極、配線基板の電極など
への金属突起物の形成にも適用できる。第７図は、金属
突起物を半導体素子のAl電極上に形成し、その後金属リ
ードを接合する場合を示す断面図である。この場合の金
属突起物8eの形成方法も金属リードに先に付けるときと
同様にすれば良い。ただし、ボールバンプ法と同様に金
属突起物形成時に半導体素子30のAl電極部31に機械的ス
トレスがかかる。金属リード６との接合の際に再度の機
械的ストレスをかけたくない場合は、上述したような金
属突起物8eを多層構成するとよい。第７図は２層構成と
した例で、Al電極側の層39をAu、金属リード側の層38を
AU・Siハンダの２層構造とすれば、金属リード６の熱圧
着に際してはハンダの熱溶融性を利用できるので小さい
加圧力で行うことができ、接合部の信頼性を確保でき
る。このように本発明は、各種実装方式に適用できる。
成する場合を例にとってきたが、本発明の方法は、他の
金属リード、半導体素子のAl電極、配線基板の電極など
への金属突起物の形成にも適用できる。第７図は、金属
突起物を半導体素子のAl電極上に形成し、その後金属リ
ードを接合する場合を示す断面図である。この場合の金
属突起物8eの形成方法も金属リードに先に付けるときと
同様にすれば良い。ただし、ボールバンプ法と同様に金
属突起物形成時に半導体素子30のAl電極部31に機械的ス
トレスがかかる。金属リード６との接合の際に再度の機
械的ストレスをかけたくない場合は、上述したような金
属突起物8eを多層構成するとよい。第７図は２層構成と
した例で、Al電極側の層39をAu、金属リード側の層38を
AU・Siハンダの２層構造とすれば、金属リード６の熱圧
着に際してはハンダの熱溶融性を利用できるので小さい
加圧力で行うことができ、接合部の信頼性を確保でき
る。このように本発明は、各種実装方式に適用できる。
本発明の金属突起物の形成方法は、湿式工程がなく、１
つのプレス機で金属小片の形成とリードまたは基板電極
上への接合を行うことが出来るので工程が簡略であり、
資材費や設備投資が少なくて済むなどの低コストの金属
突起物の形成ができる利点がある。また、金属突起物の
形状や高さは金属材料の厚みとポンチ先端形状で制御で
きるので、精度の高い金属突起物の形成ができ、接合を
高信頼化できるとともに狭ピッチ接合にも対応できる利
点がある。更に、実装の構成に応じて金属材料、構成の
選択をし、低コスト化、高信頼化構造を実現できるとい
う利点もある。
つのプレス機で金属小片の形成とリードまたは基板電極
上への接合を行うことが出来るので工程が簡略であり、
資材費や設備投資が少なくて済むなどの低コストの金属
突起物の形成ができる利点がある。また、金属突起物の
形状や高さは金属材料の厚みとポンチ先端形状で制御で
きるので、精度の高い金属突起物の形成ができ、接合を
高信頼化できるとともに狭ピッチ接合にも対応できる利
点がある。更に、実装の構成に応じて金属材料、構成の
選択をし、低コスト化、高信頼化構造を実現できるとい
う利点もある。
本発明は線状の金属材料を先端から順次に一定長さずつ
切断して金属小片を形成していくので金属材料の無駄が
発生せず、資材費の節約効果がある。
切断して金属小片を形成していくので金属材料の無駄が
発生せず、資材費の節約効果がある。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例を工程順に
示す断面図、第２図〜５図は第１図に示す実施例を用い
て形成した金属突起物の断面形状を説明する断面図で、
第２図はポンチの先端面が平坦な場合、第３図はポンチ
の先端面が平坦であるが金属リードへの接合条件が悪い
場合、第４図はポンチの先端面が凹状の場合、第５図は
ポンチの先端面に溝が入っている場合、第６図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第７図は本発明のさらに他
の実施例を示す断面図、第８図は従来の金属突起物の形
成方法であるメッキバンプ法を工程順に示す断面図、第
９図は従来の他の金属突起物の形成方法のボールバンプ
法を工程順に示す断面図である。 1,1b,1c…ポンチ、２…ダイス、３…金属材料、４…ス
テージ、５…TABフィルム、６…金属リード、７…ポリ
イミド膜、8,8a〜8e…金属突起物、９…打ち抜き残り
部、10…ダイス穴部、11…ポンチ長さ、12…ポンチ径、
13…バリ、14…ポンチ動作、15…ポンチ先端面、16a〜1
6c…金属突起物上面、20…プレス加工治具本体、21…金
属材料送りガイド部、22…ポンチガイド部、25…送り長
さ、30…半導体素子、31…Al電極部、32,33,34,38,39…
金属突起物内の層、35…Al層、36…保護層、37…シリコ
ン基板、40…接着層、41…拡散防止層、42…レジスト
層、43…Auメッキ層、50…キャピラリ、51…Auワイヤ、
52…電気トーチ、53…Auボール、54…Auボール部。
示す断面図、第２図〜５図は第１図に示す実施例を用い
て形成した金属突起物の断面形状を説明する断面図で、
第２図はポンチの先端面が平坦な場合、第３図はポンチ
の先端面が平坦であるが金属リードへの接合条件が悪い
場合、第４図はポンチの先端面が凹状の場合、第５図は
ポンチの先端面に溝が入っている場合、第６図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第７図は本発明のさらに他
の実施例を示す断面図、第８図は従来の金属突起物の形
成方法であるメッキバンプ法を工程順に示す断面図、第
９図は従来の他の金属突起物の形成方法のボールバンプ
法を工程順に示す断面図である。 1,1b,1c…ポンチ、２…ダイス、３…金属材料、４…ス
テージ、５…TABフィルム、６…金属リード、７…ポリ
イミド膜、8,8a〜8e…金属突起物、９…打ち抜き残り
部、10…ダイス穴部、11…ポンチ長さ、12…ポンチ径、
13…バリ、14…ポンチ動作、15…ポンチ先端面、16a〜1
6c…金属突起物上面、20…プレス加工治具本体、21…金
属材料送りガイド部、22…ポンチガイド部、25…送り長
さ、30…半導体素子、31…Al電極部、32,33,34,38,39…
金属突起物内の層、35…Al層、36…保護層、37…シリコ
ン基板、40…接着層、41…拡散防止層、42…レジスト
層、43…Auメッキ層、50…キャピラリ、51…Auワイヤ、
52…電気トーチ、53…Auボール、54…Auボール部。
Claims (12)
- 【請求項１】線状の金属材料をポンチとダイスを用いた
プレス加工法により先端から一定の長さで切断して金属
小片を形成する工程と、前記金属小片を金属リードまた
は基板上電極に接合する工程とを含むことを特徴とする
金属突起物の形成方法。 - 【請求項２】ダイスと協働して線状の金属材料を先端か
ら一定の長さで切断して金属小片を形成したポンチの移
動を続けて前記金属小片を金属リードまたは基板上電極
に圧着する請求項１記載の金属突起物の形成方法。 - 【請求項３】ポンチの先端に凹部を設けて金属リードま
たは基板上電極に圧着した金属小片の表面に凸部を形成
する請求項２記載の金属突起物の形成方法。 - 【請求項４】凹部が複数の溝であり凸部が複数の凸条で
ある請求項３記載の金属突起物の形成方法。 - 【請求項５】金属材料は主成分が金、銀、アルミニウ
ム、銅、インシジウム、ハンダ合金の中から選ばれた１
つである請求項1,2,3または４記載の金属突起物の形成
方法。 - 【請求項６】金属材料が多層構造を有している請求項1,
2,3,4または５記載の金属突起物の形成方法。 - 【請求項７】多層構造の少なくとも１層は金、銅、ハン
ダ合金の中から選ばれた１つである請求項６記載の金属
突起物の形成方法。 - 【請求項８】金属リードまたは基板上電極はTAB方式の
フィルムキャリヤの金属リードまたは半導体素子の電極
である請求項1,2,3,4,5,6または７記載の金属突起物の
形成方法。 - 【請求項９】ステージと、このステージの上側に設けら
れたダイスと、このダイスの加工穴上に線状の金属材料
を導入する金属材料送りガイド部と、前記ダイスの加工
穴の前記金属材料送りガイド部とは反対側の内壁を延長
したストッパ部分と、前記ダイス穴の加工穴に嵌入し前
記金属材料送りガイド部に案内され先端を前記ストッパ
部に当接させた前記線状の金属材料を前記ダイスの加工
穴の前記金属材料送りガイド部側の辺上で切断して金属
小片を形成した後にこの金属小片を前記ステージ上に載
置された金属リードまたは基板上電極に圧着するポンチ
とを含むことを特徴とする金属突起物の形成治具。 - 【請求項１０】ポンチの先端に凹部を設けた請求項９記
載の金属突起物の形成治具。 - 【請求項１１】凹部が複数の溝である請求項10記載の金
属突起物の形成治具。 - 【請求項１２】ダイスの下面と金属リードまたは基板上
電極との間隔を金属小片の厚さより小さくした請求項9,
10または11記載の金属突起物の形成治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178853A JPH0671033B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 金属突起物の形成方法および治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178853A JPH0671033B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 金属突起物の形成方法および治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465846A JPH0465846A (ja) | 1992-03-02 |
| JPH0671033B2 true JPH0671033B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=16055822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178853A Expired - Lifetime JPH0671033B2 (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 金属突起物の形成方法および治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671033B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2511263Y2 (ja) * | 1991-04-05 | 1996-09-25 | 関西日本電気株式会社 | バンプ電極形成装置 |
| JP4661657B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-03-30 | 株式会社デンソー | バンプ接合体の製造方法 |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP2178853A patent/JPH0671033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465846A (ja) | 1992-03-02 |
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