JPS5988861A - 金属リ−ドと電極との接合方法 - Google Patents
金属リ−ドと電極との接合方法Info
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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。
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′＃得体累集子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方法に関するも
のである。
る場合の金属リードへの金属突起物形成方法に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
近年、ＩＣ，ＬＳＩ等の、′Ｉ４導体素子は各種の家庭
電化製品、産業用・機器の分野へ導入されている。
電化製品、産業用・機器の分野へ導入されている。
これら家庭電化製品、産業用機器は省資源化、省電力化
のためにあるいは利用範囲を拡大させるために、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
。
のためにあるいは利用範囲を拡大させるために、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
。
゛１４導体素子においてもポータプル化に対応するため
に、パッケージングの小型化、薄型化が要求されてきて
いる。拡散−［程、電極配線工程の終了したシリコンス
ライスは半導体素子単位のチップに切断され、チップの
周辺に設けられたアルミ電極端子から外部端子へ電極リ
ードを取出して取扱いやすくシ寸だ機械的１呆護のため
にパッケージングされる。通常、これら半導体素子のパ
ッケージングにはＤＩＬ 、チップキャリヤ、テープキ
ャ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、薄型化のバッケージングを提供で
きるものとして、テープキャリヤ方式がある。テープキ
ャリヤ方式による半導体素子のパッ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υ金属突起を設ける。そして、一定幅の長尺のポリイ
ミドテープ土に金Ｍ１１−ド端子を設け、半導体素子の
電極端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。
に、パッケージングの小型化、薄型化が要求されてきて
いる。拡散−［程、電極配線工程の終了したシリコンス
ライスは半導体素子単位のチップに切断され、チップの
周辺に設けられたアルミ電極端子から外部端子へ電極リ
ードを取出して取扱いやすくシ寸だ機械的１呆護のため
にパッケージングされる。通常、これら半導体素子のパ
ッケージングにはＤＩＬ 、チップキャリヤ、テープキ
ャ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、薄型化のバッケージングを提供で
きるものとして、テープキャリヤ方式がある。テープキ
ャリヤ方式による半導体素子のパッ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υ金属突起を設ける。そして、一定幅の長尺のポリイ
ミドテープ土に金Ｍ１１−ド端子を設け、半導体素子の
電極端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５６−３７４９
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
。
含んでいる。そこで本発明者らは特願昭５６−３７４９
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。
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図で本発明者らの先に提案した上記発明の一実施例
の方法をのべる。
の方法をのべる。
捷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３６μｍ厚
さのＣｕ箔に０．２〜１．０μｍ程度のＳｎ メッキ
を施こしたもので、通常のフィルムキャリヤ方式に用い
る構成と同一のものである。
２２が形成される。電極リード２２は例えば３６μｍ厚
さのＣｕ箔に０．２〜１．０μｍ程度のＳｎ メッキ
を施こしたもので、通常のフィルム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土に金属リード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扛る（第１図＆）。
属突起２４が電解メッキ法で形成さ扛る（第１図＆）。
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、加圧すれば（第１図ｂ）
、仮に金属突起２４がＡｕで構成されておれば、金属リ
ード２２に形成さ扛ている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
たことになる。
２６で矢印２７のごとく加熱、加圧すれば（第１図ｂ）
、仮に金属突起２４がＡｕで構成されておれば、金属リ
ード２２に形成さ扛ている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
たことになる。
次に半導体素子２６土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
どとく加熱、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上のアルミニ
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。
に金属突起２４を位置合せし、ツール２６′で２７′の
どとく加熱、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上のアルミニ
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２２０間隔、基
板２３上に形成した金属突起２４の間隔さらに半導体素
子２６上のアルミニウム電極２８の間隔は同一値である
。
板２３上に形成した金属突起２４の間隔さらに半導体素
子２６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。
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。
前記転写バンプ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。したがってアルミニウム電極上の
酸化物をいかに瞬時に除去し、アルミニウムとＡｕ と
の接合を得るかが重要であ６ページ・ る。本発明者らは、多数個の金属突起と半導体素子のア
ルミニウム電極とを同時に熱圧着法で接合する転写バン
プ方式の場合、前記接合強度が高く、信頼性の高い接合
を得るためには、前記金属＋７−ドと金属突起間におい
て、お互いの材料の性質、投影平面寸法におけるお互い
の巾９寸法の関係が著しるしく重要である新しい事実を
見い出した。
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。したがってアルミニウム電極上の
酸化物をいかに瞬時に除去し、アルミニウムとＡｕ と
の接合を得るかが重要であ６ページ・ る。本発明者らは、多数個の金属突起と半導体素子のア
ルミニウム電極とを同時に熱圧着法で接合する転写バン
プ方式の場合、前記接合強度が高く、信頼性の高い接合
を得るためには、前記金属＋７−ドと金属突起間におい
て、お互いの材料の性質、投影平面寸法におけるお互い
の巾９寸法の関係が著しるしく重要である新しい事実を
見い出した。
発明の目的
本発明は、このような前記問題に鑑み、金属リードと金
属突起の相互の材料の性質および位置寸法関係をより適
切にせしめる事によって、接合強度が高く、信頼性のよ
り高い接合方法を提供せんとするものである。
属突起の相互の材料の性質および位置寸法関係をより適
切にせしめる事によって、接合強度が高く、信頼性のよ
り高い接合方法を提供せんとするものである。
発明の構成
本発明の方法を第２図で例示しつつ説明する。
多数個の金属リード３ｏは前記金属リードに転写される
金属突起３１よりも加圧、加熱時において、材料の塑性
変形度合が小さい材料で構成されている。捷た、この場
合の実施態様として前記金属リード３０の巾寸法は加圧
、加熱３２する側の巾寸法Ａよりも金属突起３１と接す
る側のｒｌ＋寸法Ｂが小さい構成である。又、ＡｊＪ記
金属リードの中寸法Ａよりも金属突起の［１］寸法Ｃの
方がより大きい寸法に形成するものであって、この様な
構成により確実に半導体素子上のアルミニウム電極上の
酸化物を除去し、加圧、加熱の均一性を高め、強固な接
合を得る事ができるものである。
金属突起３１よりも加圧、加熱時において、材料の塑性
変形度合が小さい材料で構成されている。捷た、この場
合の実施態様として前記金属リード３０の巾寸法は加圧
、加熱３２する側の巾寸法Ａよりも金属突起３１と接す
る側のｒｌ＋寸法Ｂが小さい構成である。又、ＡｊＪ記
金属リードの中寸法Ａよりも金属突起の［１］寸法Ｃの
方がより大きい寸法に形成するものであって、この様な
構成により確実に半導体素子上のアルミニウム電極上の
酸化物を除去し、加圧、加熱の均一性を高め、強固な接
合を得る事ができるものである。
実施例の説明
第２図、第３図で本発明の詳細な説明する。
金属突起３１はＡｕで、金属リード３ｏは０．４μｍ程
度のＳｎメッキを施こしたＣｕで構成される。この実施
例の構成において、Ａｕ Ｏ方が塑性変形を起こしやす
いから加圧、加熱時３２には、殆んとＡｕのみが塑性変
形を起こし、金属リード３０は前記転写した金属突起３
１を押しつぶず状態を得る（第３図ｂ）。すなわち実施
例においては、Ａｕの金属突起に対し、金属リードはＣ
ｕであるから、加圧、加熱時においてＡｕＯ方がより塑
性変形を起こしやすい材質である。金属突起がＡｕ、生
田、Ｓｎ、Ａβ等で構成さ扛るならば、金属リードは、
Ｃｕ 、 Ｆｅ 、Ｎｉ 、 ＳｕＳ 等の４，４′
ｆ１が適する。
度のＳｎメッキを施こしたＣｕで構成される。この実施
例の構成において、Ａｕ Ｏ方が塑性変形を起こしやす
いから加圧、加熱時３２には、殆んとＡｕのみが塑性変
形を起こし、金属リード３０は前記転写した金属突起３
１を押しつぶず状態を得る（第３図ｂ）。すなわち実施
例においては、Ａｕの金属突起に対し、金属リードはＣ
ｕであるから、加圧、加熱時においてＡｕＯ方がより塑
性変形を起こしやすい材質である。金属突起がＡｕ、生
田、Ｓｎ、Ａβ等で構成さ扛るならば、金属リードは、
Ｃｕ 、 Ｆｅ 、Ｎｉ 、 ＳｕＳ 等の４，４′
ｆ１が適する。
又、第２図の様に金属突起３１に接する側の１ワさ３５
μｍの金属リード３０のｒｊＪ寸法Ｂを４０μｍ加圧、
加熱する側の金属リード３ｏの巾寸法Ａを５０〜６０μ
ｍとする。すなわち、金属リード巾寸法ＡとＢの関係は
Ａ）Ｂと設定するものである。
μｍの金属リード３０のｒｊＪ寸法Ｂを４０μｍ加圧、
加熱する側の金属リード３ｏの巾寸法Ａを５０〜６０μ
ｍとする。すなわち、金属リード巾寸法ＡとＢの関係は
Ａ）Ｂと設定するものである。
この様な構成にあっては、前記金属リード３０が金属突
起３１に対（７てくさび状の形となるため、より確実に
金属リード３０が金属突起３１を押しつぶす状態（第３
図ｂ）を得るものである。
起３１に対（７てくさび状の形となるため、より確実に
金属リード３０が金属突起３１を押しつぶす状態（第３
図ｂ）を得るものである。
更に、前記金属リード３０の１１］寸法人に対し、金属
突起３１の中寸法Ｃは犬きく設定（Ｃ＞Ａ）される。こ
の構成により、金属突起３１を金属リード３０へ転写す
る際の６Ｚ置合せ、および、転写した金属突起３１を半
導体素子上のアルミニウム電極３４への位置合ぜが著じ
ろＬ＜容易になる。
突起３１の中寸法Ｃは犬きく設定（Ｃ＞Ａ）される。こ
の構成により、金属突起３１を金属リード３０へ転写す
る際の６Ｚ置合せ、および、転写した金属突起３１を半
導体素子上のアルミニウム電極３４への位置合ぜが著じ
ろＬ＜容易になる。
すなわち、前記金属リードと金属突起を位置合ぜする際
、位置合ぜの為の観察は、前記金属リード上から行なう
から、前記金属リードの［１］よりも、金属突起の巾が
太きいｌζめに、前記金属突起が金属リードにかくれろ
事なく、確実に位置合ぜが実施できるものである。
、位置合ぜの為の観察は、前記金属リード上から行なう
から、前記金属リードの［１］よりも、金属突起の巾が
太きいｌζめに、前記金属突起が金属リードにかくれろ
事なく、確実に位置合ぜが実施できるものである。
この様に本実施例は、金属突起を半導体素子上のアルミ
ニウム電極に接合する際の、加１１−１加熱時に金属リ
ードにより金属突起に光分に塑性変形を起させ、前記半
導体素子上のアルミニウム電極上に形成されている酸化
膜を、前記金属突起の塑性変形に従って除去させつつ、
金属突起の材質と前記アルミニウム電極表面に露出した
新鮮なアルミニウム材質と熱圧着を行なわしめるもので
ある。
ニウム電極に接合する際の、加１１−１加熱時に金属リ
ードにより金属突起に光分に塑性変形を起させ、前記半
導体素子上のアルミニウム電極上に形成されている酸化
膜を、前記金属突起の塑性変形に従って除去させつつ、
金属突起の材質と前記アルミニウム電極表面に露出した
新鮮なアルミニウム材質と熱圧着を行なわしめるもので
ある。
すなわち本発明の実施例の構成は加圧、加熱時に前記金
属突起を充分に塑性変形させろために、金属リードの方
が金属突起よりも塑性変形量が小さい材質であり、又、
前記金属リードの断面形状は金属突起方向に対しくさび
状を有し、更に前記金属突起と金属リードとの位置合せ
および半導体素子上のアルミニウム電極との位置合せを
容易ならしめるために、前記金属突起の寸法１１］が金
属リードの寸法中よりも大きい；」−法に形成さ扛ろも
のである。
属突起を充分に塑性変形させろために、金属リードの方
が金属突起よりも塑性変形量が小さい材質であり、又、
前記金属リードの断面形状は金属突起方向に対しくさび
状を有し、更に前記金属突起と金属リードとの位置合せ
および半導体素子上のアルミニウム電極との位置合せを
容易ならしめるために、前記金属突起の寸法１１］が金
属リードの寸法中よりも大きい；」−法に形成さ扛ろも
のである。
０５
発明の効果
この様な本発明により、転写バンプ方式における金属突
起は生導体素イ土のアルミニウム電極ト確実に強固に接
合でき、イ古頼性の高い裏合を得る効用を七゛するもの
である。
起は生導体素イ土のアルミニウム電極ト確実に強固に接
合でき、イ古頼性の高い裏合を得る効用を七゛するもの
である。
方式の製造−Ｌ程断面図、第２図は本発明の実施例によ
る方法を示す断面図、第３図（す、（ｂ）は本発明の実
施例における転写バンブ方式による金属突起の塑性変形
状態を示す図である。
る方法を示す断面図、第３図（す、（ｂ）は本発明の実
施例における転写バンブ方式による金属突起の塑性変形
状態を示す図である。
３ｏ・・・・・・金属リード、３１・・・・・・金属突
起、３４・・・・・・アルミニウム電極。
起、３４・・・・・・アルミニウム電極。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 ３ ４ Ｊ３
図 第３図 ３ ４ Ｊ３
Claims (2)
- （１）基板にに形成された金属突起を金属リードに接合
するに際し、前記接合時の加圧、加熱時の前記金４リー
ドと金属突起の厚さ方向の塑性変形度合が、前記金属リ
ードＪ： 、！７も、前記金属突起が犬なるようにする
ことをＩ待機とする金属リードへの金属突起物形成方法
。 - （２）金属突起と接する金属リードの一方の面の巾が、
他方の面の巾よりも小さいことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の金属リードへの金属突起物形成方法
。 （３１金属突１１℃の巾が金属リードの巾よジも大きい
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金属リ
ードへの金属突起物形成）５法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199204A JPS5988861A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 金属リ−ドと電極との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199204A JPS5988861A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 金属リ−ドと電極との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988861A true JPS5988861A (ja) | 1984-05-22 |
| JPS6234143B2 JPS6234143B2 (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=16403867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57199204A Granted JPS5988861A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 金属リ−ドと電極との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5988861A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0320244A2 (en) * | 1987-12-08 | 1989-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrical contact bump and a package provided with the same |
| EP0327996A2 (en) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | National Semiconductor Corporation | Tape automated bonding of bumped tape on bumped die |
| EP0821407A3 (en) * | 1996-02-23 | 1998-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor devices having protruding contacts and method for making the same |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57199204A patent/JPS5988861A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0320244A2 (en) * | 1987-12-08 | 1989-06-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrical contact bump and a package provided with the same |
| US5014111A (en) * | 1987-12-08 | 1991-05-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrical contact bump and a package provided with the same |
| US5090119A (en) * | 1987-12-08 | 1992-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming an electrical contact bump |
| EP0327996A2 (en) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | National Semiconductor Corporation | Tape automated bonding of bumped tape on bumped die |
| EP0821407A3 (en) * | 1996-02-23 | 1998-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor devices having protruding contacts and method for making the same |
| US5952718A (en) * | 1996-02-23 | 1999-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor devices having protruding contacts |
| US6107120A (en) * | 1996-02-23 | 2000-08-22 | Matsushita Electric Indsutrial Co., Ltd. | Method of making semiconductor devices having protruding contacts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6234143B2 (ja) | 1987-07-24 |
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