JPS5988860A - 金属リ−ドへの金属突起物形成方法 - 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上の電極と外部リー　ドとを接合す
る場合の金属リードへの金属突起物形成力法に１９１す
るものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子−し１、各（Φの家
庭電化製品、産業用機器の分＠ｆ、、＼導入されている
。

これら家庭電化製品、産業用機器は省ａ源化、？７電力
化のためにあるいは利用範囲を拡大させる／ζめに、小
型化、薄型化のいわゆるポータプル化が促進されてきて
いる。

半導体素子においてもポータプル化に７・１応するため
に、パノゲージンダの小型化、薄型化が要求されてきて
いる。拡散Ｔ程、電極配線上（“♂の終ｊ′し〕こシリ
コンスライスは半導体素子単位のチップに切断され、チ
ップの周辺に設けられツコアルミ電極端子から外部端子
・＼電４＠１川−ドを取出して取扱いやずくし１だ機械
的保護の“ｌこめにパック−ジンクされる。通常、これ
ら崖勇体素了のパック゛−ン／グにはＤＩＬ、チップギ
ヤリヤ、デープキ〜、リヤ方式等が用いられている。こ
の中で接続箇所の信頼性が高く、小型化、薄型化の・筬
？り一／ングを提供できるものとして、テ　ゾギ＊・’
Ｊ　Ａ’力、、ｌ（、があるのテープキャリヤ方式にｆ
る）１′導体素−ｒの・；７ケージングは半導体素子上
の電極端子上にバリヤメタルと呼ばれる多層金属膜を設
け、さらに、この多層金属膜上に電気メツキ法によりｉ
属突起を設ける。そして、一定幅の長尺のポリイミドテ
ープ」二に金属リード端子を設け、半導体素子の電極；
ｌ：Ｍ子上の金属突起とリード端子とを、電極端子数に
無関係に同時に一括接続するものである。

しかしながら従来のテープキャリヤ方式も種々の問題を
含んでいる。そこで本発明者らは特願昭６６−３７４９
９号においてテープキャリヤ方式を基本にした新規なる
接合方法（以下転写バンプ方式と呼称する）を提案した
。

この発明の主な特徴は半導体素子上に金属突起を形成す
る必要がないとともに、さらに金属突起を転写方式によ
り金属リード側に形成することにある。

第１図をもとにして本発明者らが先に提案した上記発明
の一実施例の方法をのべる。

寸ず長尺のポリイミイド樹脂テープ２１上に電極リード
２２が形成される。電極リード２２は例えば３５／Ｚｍ
厚さのＧｕ箔に０．２〜１　、０７Ｂｎ　４！、ｊ度の
Ｓｎ　メッキを施こしたもので、通常のフィルｌ、キャ
リヤ方式に用いる構成と同一のものである。

次に基板２３上に金属リード２２の間隔と同一寸法に金
属突起２４が電解メッキ法で形成さハる（第１図ａ）。

金属突起２４と金属リード２２とを位置合せし、ツール
２６で矢印２７のごとく加熱、加圧す７１．ば（第１図
ｂ）、仮に金属突起２４がＡｕで構成さ７１゜ておれば
、金属リード２２に形成されているＳｎと共晶を起こし
、完全な接合を得ることができる。

加圧２７を取り去れば、金属突起２４は基板２３側から
剥離され、金属リード２２に接合された状態となる（第
１図Ｃ）。第１図Ｃの状態は基板２３の金属突起２４を
、金属リード２２側に転写しそことになる。

次に半導体素子２６上のアルミニウム電極２８に金属突
起２４を位置合せし、ツール２６′で２７′のごとく加
熱、加圧する（第１図ｄ）。この動作により、金属突起
２４のＡｕと半導体素子２５−）６、＼− のアルミニウム電極２８とは合金化し、完全な接合を得
ることができる。この状態を第１図ｅに示した。

この第１図の方法において、金属リード２２の間隔、基
板２３上に形成し欠金属突起２４の間隔さらに半導体素
子２５上のアルミニウム電極２８の間隔は同一値である
。

以上のべた本発明者らが先に提案した方法は通常用いら
れているフィルムキャリヤのリードに、別の基板上に形
成した金属突起とを接合せしめ、この段階でリードに金
属突起を転写するものである。そしてリードに形成され
た金属突起は半導体素子上のアルミニウム電極と容易に
接合される。

この方式は、基本的にはネイルヘッドのワイヤボンディ
ングの金ボールを一括して多数個、同時に接合せんとす
る思想である。本発明者らは、この方式において半導体
側と接する金属突起の形状が平均であると、半導体側の
アルミニウム電極上の酸化物の除去が不充分となり、接
合が不完全になり信頼性が問題となりやすいという欠点
があることを見い出しだ。又、前記金属リードと接する
側の金属突起の面は平担である方が加圧時に前記金属リ
ードと金属突起の滑りが少なく、確実な接合が得られる
ことを見い出した。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題に鑑み、金属リードへ転
写される金属突起の形状を接合に適し１ζ形状にして、
金属突起と半導体素子上の電極との接合をより確実に実
施し、接合の信頼性をより高めた金属リードへの金属突
起物形成方法を持供することを目的とする。

発明の構成 金属リードへの金属突起物形成方法において、金属突起
を形成する基板に凹部を設けた構成であって、前記四部
上に前記金属突起を形成することを特徴とするものであ
る。この方法により、金属突起の半導体素子上の電極と
接すべき面は平用とならず、その形状は四部の形状に応
じて半球形等にすることができるものである。

実施例の説明 第２図（ａ）、　ｆｂ）ｔｒｉ：本発明の実施例の金属
リー　ドへの金属突起物形成ブＪ　ｄ”：で用いる基板
の形状を示している。これらの図において基板３１．３
１′−にの金属突起を形成する位置にそれぞれ四部３２
．３２’を形成する。第２図（ａ）はＶ形の溝、（ｂ）
は半球形の溝を有しており、四部の溝は、光蝕刻法や、
機械加工法によって形成し、溝の深さは、例えば２０〜
４０μｍ程度に設けるものである。

次に第２図（至））の基板に関ｊ〜で説明すると、第３
図（ａ）に示す」：うに、全面にＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ
（１゜ｐｔ等の金属膜３２を形成し、電解メッキ法、ス
クリーン印刷法等により金属突起３４を前記凹部３２十
に形成さぜる。

この様にして形成された金属突起の形状は第２図ｉａ）
の如くのＶ溝をもつ基板を用いれば第４図（２Ｌ）の様
に三角卸゛状部４ｏをもつ金属突起３４を得ることがで
きる。斗だ第２図（ｂ）の如くの半球形の溝を有する基
板を用いれば、第４図＋ｂ）の様に半球状４０′の金属
突起３４′を得ることができる。一方、基板と接１〜で
いない金属突起の反対面は、平らな形状４１．４１’に
形成するものである。

なお、第３図（ｂ）に示すように四部３１を形成した基
板３１と金属膜３３との間に樹脂層３５を設けた構成が
他の実施例として考えられ、この様な構成にすると、前
記金属突起３４を金属リードに接合（転写）する際の熱
が基板３１側に流出し、接合温度を急激に減少せしめる
のを防いだり、あるいは、前記樹脂層３５が緩衡剤とな
り加圧に。１゜って基板が損傷するのを防ぐことができ
る。し／こかって、安定で、かつ確実なる金属突起の金
属リードへの接合（転写）を得ることができる。

更に本発明の金属突起物形成力法で用いる基板において
、第２図ｉａ）、　ｉｂ）に示す四部３２．３２’が設
けられ仮基板３１　、３１’に１：、金属突起が電解メ
ッキ法で形成されるものならば導電性部材を用い、直接
、前記四部３２．３２’上に金属突起を形成１７ても良
いし、スクリーン印刷法等で前記金属突起を形成するも
のであるならば、絶縁部（」、力電部材のいずれも用い
ることができる。この様にＸ　Ａｈと接する側の金属突
起は半球形状となり、反対面の金属突起は平らに形成さ
れる。

いずれにせよ前述した方法であれば、工数が短縮される
ので著しる（〜く安い基板を提供できるものである。

発明の効果 以上の様に本発明の金属リードへの金属突起物形成方法
は、基板に四部を設けることにより、半導体素子の電極
に接合するのに好適な半球状等の金属突起を得ることが
できる。

すなわち、転写バンプ方式により金属リードの先端に接
合した本発明で用いる基板により形成されプこ金属突起
は、半導体素子上の電極に接し、加圧、加熱された際、
半球等の金属突起の先端は突かっ′／こ形状をしている
ために、前記電極−１−の表面に形成されている薄い酸
化物層を容易に除去できる。この７こめに安定で、確実
な、信頼性の高い一括接合を得ることができる。

父、基板と接してい身い反対面の金属突起が平］１１に
形成されているから、前記平担な金属突起側に金属リー
ドを位置合せ加圧しても、金属リードが、前記金属突起
よ’）’／’＋”ｋす、位＋？′↑づれを発１＋、ｌ−
ｔ。

めｔす、これによる不充分な接合を発生さ、１１−る中
がない、すなわち、加圧時に前記金属リードし１−金属
突起の平らな部分を充分に、確実に圧することができる
。］ヅρか−）で、著しるしぐ信頼＋′１の高い接合を
得ることができるものである。

このＪ：うに本発明の方法における基板を用いて、形成
した金属突起は、一方が半円１３１Ｓ状舌の形状イ１し
、他方が平らな而を有ｌ〜でいるから、Ｊ−庶、１ノイ
Ｖボンデイングのネイルヘッドの金ボールの熱圧着接合
を一括して接合するに理想的な金属り：ノ１弓の形状と
加圧の状態を得ることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明者らがすでに提案し′／
こし、写バンプ方式を示す製造上程断面図、第２図（ａ
）。 （ｂ）は本発明の金属突起物形成力法で用いる基板の実
施例を示す断面図、第３図（ａ）ｌｂ）はそれぞれ本発
明の実施例の方法により基板１−に金属突起を形成しノ
こ状態を示す断面図、第４図（ｉｌ）　、　（ｂ）　ｉ
ｔ：木発明１１゜ の実施例の方法で用いる金属突起の断面図である。 ３１．３１’・・・・・・基板、３２．３２’・・・・
・凹部、３３・・・・金属膜、３４．３４’・・・・・
・金属突起、３６・・・・・・樹脂層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名器　
　　　　　〜　　　　　　　− ＼ノ　　　　　　　　　　　　　　　　　（）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　＼ノ第３図 Ｊ４ ．７’／ ＝２５９− 第４図 ４０′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された金属突起を金属リ−１・に接
   合し、前記基板より前記金属突起を外囲１１〜ゾこ後、
   前記金属リードに接合し／こ金属突起と半導体素子上の
   電極とを加圧、加熱して接合する方法において前記基板
   の主面に複数の四部が設けられ前記四部に前記金属突起
   が形成されることを特徴とする金属リードへの金属突起
   物形成力法。
2. （２）四部の内面が半球形状の空間部を形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の６属リードへの
   金属突起物形成方法。