JPS60134444A - バンプ電極形成方法 - Google Patents
バンプ電極形成方法Info
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- JPS60134444A JPS60134444A JP58241967A JP24196783A JPS60134444A JP S60134444 A JPS60134444 A JP S60134444A JP 58241967 A JP58241967 A JP 58241967A JP 24196783 A JP24196783 A JP 24196783A JP S60134444 A JPS60134444 A JP S60134444A
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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】
〔技術分野〕
本発明は、電極形成技術さらにはフリップチップ方式の
フェースダウンボンディング用電極形成に適用して特に
有効な技術に関するもので、たとえば半導体装置におけ
る電極形成に利用して有効な技術に関するものである。
フェースダウンボンディング用電極形成に適用して特に
有効な技術に関するもので、たとえば半導体装置におけ
る電極形成に利用して有効な技術に関するものである。
ベレットのバンブ電極形成方法としては、該ベレットの
Ｓｉｎ、等のファイナルバッジベージ環ン膜の所定位置
に、該パッシベーション腰下に形成されているアルミニ
ウム等の内部配線と電気的に接続された、例えばアルミ
ニウム上にクロム、銅および金の３層で形成されている
バンプ電極形成部に、半田または金−錫等のろう材をめ
っきまたは蒸着等で被着するものが知られている（１９
８０年１月１５日発行１日本マイクロエレクトロニクス
協会編、［１Ｃ化実装技術１８１ページ以下に詳しい）
。
Ｓｉｎ、等のファイナルバッジベージ環ン膜の所定位置
に、該パッシベーション腰下に形成されているアルミニ
ウム等の内部配線と電気的に接続された、例えばアルミ
ニウム上にクロム、銅および金の３層で形成されている
バンプ電極形成部に、半田または金−錫等のろう材をめ
っきまたは蒸着等で被着するものが知られている（１９
８０年１月１５日発行１日本マイクロエレクトロニクス
協会編、［１Ｃ化実装技術１８１ページ以下に詳しい）
。
前記電極形成方法は、通常電極形成部以外をマスクして
電極形成部のみにろう材を被着させ、その後加熱溶融し
て目的を達成するものであるが、このような部分めっき
法９部分蒸着法で電極を形成する場合は、一般に電極間
のピッチを狭くすることが難かしく、その上、めっき法
ではめっき浴から不純物が混入することによるベレット
の信頼性低下を招くという問題も考えられ、更に蒸着法
ではコストが高く、特に金を成分とするろう材で電極を
形成する場合は大きな問題になると考えられる。
電極形成部のみにろう材を被着させ、その後加熱溶融し
て目的を達成するものであるが、このような部分めっき
法９部分蒸着法で電極を形成する場合は、一般に電極間
のピッチを狭くすることが難かしく、その上、めっき法
ではめっき浴から不純物が混入することによるベレット
の信頼性低下を招くという問題も考えられ、更に蒸着法
ではコストが高く、特に金を成分とするろう材で電極を
形成する場合は大きな問題になると考えられる。
また、バンプ電極は、出来るだけベレットの回路形成部
であるペレット中央部に形成することが好ましいと考え
られる。例数なら、（１１ベレツト内の回路と電極との
距離は出来るだけ短かい方が電気抵抗が小さい、（２）
回路の作動により発生した熱は主に電極を通って放散さ
れるが、放熱効果を高めるためにも電極は熱発生源であ
る回路に近い万がよい、（３）ベレットを搭載する基板
と該ベレットとの熱膨張率に差があるため、熱サイクル
によって該基板と前記電極との剥れが生じ電気的導通不
良等の信頼性低下をきたすことが考えられるが。
であるペレット中央部に形成することが好ましいと考え
られる。例数なら、（１１ベレツト内の回路と電極との
距離は出来るだけ短かい方が電気抵抗が小さい、（２）
回路の作動により発生した熱は主に電極を通って放散さ
れるが、放熱効果を高めるためにも電極は熱発生源であ
る回路に近い万がよい、（３）ベレットを搭載する基板
と該ベレットとの熱膨張率に差があるため、熱サイクル
によって該基板と前記電極との剥れが生じ電気的導通不
良等の信頼性低下をきたすことが考えられるが。
この場合も電極間の距離を短かくした万が熱膨張による
寸法ズレを小さくすることができる、等の理由による。
寸法ズレを小さくすることができる、等の理由による。
ところが、従来バンプ電極は、ベレットの回路形成部の
周囲であるベレットの外周部に形成されているのが一般
である。それは、バンプ電極を狭い間隔で高密度に形成
することが難しいことも大きな理由の一つであるが、コ
スト上の要請等から該電極を王に半田で形成していたこ
ともその理由である。
周囲であるベレットの外周部に形成されているのが一般
である。それは、バンプ電極を狭い間隔で高密度に形成
することが難しいことも大きな理由の一つであるが、コ
スト上の要請等から該電極を王に半田で形成していたこ
ともその理由である。
すなわち、半田は鉛を主成分とする合金であるが、鉛に
は半減期は長いものではあるが放射性同位元素が含まれ
ているため、α１ｍを放出する性質があり、それ故、半
田電極とする場合は回路形成部から出来るだけ離して形
成する必要があるということになる。
は半減期は長いものではあるが放射性同位元素が含まれ
ているため、α１ｍを放出する性質があり、それ故、半
田電極とする場合は回路形成部から出来るだけ離して形
成する必要があるということになる。
以上説明した事実より、信頼性の高いフリップチップ１
式のフェースダウンボンディング方式のベレットを搭載
した半導体装置を提供するためには、半田以外の金属で
あっても安価に、そして高密度に電極を形成することが
できるバンプ電極形成方法が、今後一段と必要になるこ
とが本発明者によって見い出された。
式のフェースダウンボンディング方式のベレットを搭載
した半導体装置を提供するためには、半田以外の金属で
あっても安価に、そして高密度に電極を形成することが
できるバンプ電極形成方法が、今後一段と必要になるこ
とが本発明者によって見い出された。
本発明の目的は、高密度で形成された信頼性の高いバン
プ電極を、安価に形成する技術を提供することにある。
プ電極を、安価に形成する技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、ワイヤボンディングの高度な技術を利用して
、種々の金属？狭いピッチで取り付け、その後該金属を
溶融することＫより、容易に前記目的Ｙ達成するもので
ある。
、種々の金属？狭いピッチで取り付け、その後該金属を
溶融することＫより、容易に前記目的Ｙ達成するもので
ある。
〔実施例１〕
第１図は、本発明による実施例１であるバンプ電極形成
方法を、その各工程におけるベレットの一部の断面図で
示したものである。
方法を、その各工程におけるベレットの一部の断面図で
示したものである。
第１図（ａｌは、ベレット１の所定位置に超音波ボンデ
ィング技術を利用して、電極材料である金−シリコン合
金（以下Ａｕ−８ｉと略−Ｔ＞ ２Ｙ取り付けている工
程を示すものである。すなわち、ワイヤポンダのウェッ
ジ３に装着されているワイヤ４ｔペレット所定位置に載
置した状態でウェッジ３の先端で押さえ付けて超音波振
動を与えることにより、ベレット１の電極形成部（図示
せず）に固着させ、その後、ワイヤ４ｖ上万に引き上げ
ることにより、ワイヤ４を切断して、該工程を終了する
ものである。
ィング技術を利用して、電極材料である金−シリコン合
金（以下Ａｕ−８ｉと略−Ｔ＞ ２Ｙ取り付けている工
程を示すものである。すなわち、ワイヤポンダのウェッ
ジ３に装着されているワイヤ４ｔペレット所定位置に載
置した状態でウェッジ３の先端で押さえ付けて超音波振
動を与えることにより、ベレット１の電極形成部（図示
せず）に固着させ、その後、ワイヤ４ｖ上万に引き上げ
ることにより、ワイヤ４を切断して、該工程を終了する
ものである。
前記ワイヤ３の固着は、超音波振動をガロえて行なうた
め、ベレット載置部Ｑワイヤ３は押し潰されて薄い形状
になっている。それ故、第１図（ａｌに示すように、ワ
イヤ３のペレット載置部の右端部が最も弱いので、ワイ
ヤ３を以き上げた場合は。
め、ベレット載置部Ｑワイヤ３は押し潰されて薄い形状
になっている。それ故、第１図（ａｌに示すように、ワ
イヤ３のペレット載置部の右端部が最も弱いので、ワイ
ヤ３を以き上げた場合は。
はぼ一定して右端部で切断することができ、常に一定量
の電極材料を取り付けることができるものである。
の電極材料を取り付けることができるものである。
第１図１１）ｌは、前記工程を完了した状態を、第１図
（ａｌと同一部位で示す部分断面図である。このように
、ワイヤボンディング技術を利用することにより、一定
量の電極材料を狭い間隔で正確に取り付けることができ
るものである。
（ａｌと同一部位で示す部分断面図である。このように
、ワイヤボンディング技術を利用することにより、一定
量の電極材料を狭い間隔で正確に取り付けることができ
るものである。
第１図（Ｃｌは、前記同図（ｂｌで電極材料の取付を完
了したものを、加熱溶融する工程を経て、はぼ半球状の
バンプ電極５ｖ形成した状態を示すものである。この加
熱溶融工程を経ることにより、ベレットの電極形成部と
の電気的導通を雁実にするとともに該電極の接着強度を
向上させることができ、さらに電極形状を一定の形状に
そろえることができるものである。
了したものを、加熱溶融する工程を経て、はぼ半球状の
バンプ電極５ｖ形成した状態を示すものである。この加
熱溶融工程を経ることにより、ベレットの電極形成部と
の電気的導通を雁実にするとともに該電極の接着強度を
向上させることができ、さらに電極形状を一定の形状に
そろえることができるものである。
〔実施例２〕
第２図は、本発明による実施例２であるバンプ電極形成
方法を、各工程におけるベレットの一部の断面図で示し
たものである。
方法を、各工程におけるベレットの一部の断面図で示し
たものである。
本実施例２のバンプ電極形成方法は、前記実施例１と＃
１ぼ同様にして行なわれるものであるが、電極材料のベ
レットの所定位置に取り付ける方法がポールボンディン
グの技術を利用する点で、実施例１と異なるものである
。
１ぼ同様にして行なわれるものであるが、電極材料のベ
レットの所定位置に取り付ける方法がポールボンディン
グの技術を利用する点で、実施例１と異なるものである
。
すなわち、第２図（ａ）はポールボンディングによりベ
レットの所定位置である電極形成部（図示せず）に電極
材料を取り付けている工程を示すものである。ここで、
ワイヤボンダのキャビラリ６内を通されているＡｕ−８
ｉ合金からなるワイヤ４をキャピラリ６の先端部より一
定長さだけ引き出し、この引出部を予め水素炎等で加熱
溶融し、ボール状に形成された溶融部をベレットの所定
位置に被着した後、切断治具（図示せず）でワイヤ４を
一定の長さで切断して、電極材料の取付を完了するもの
である。
レットの所定位置である電極形成部（図示せず）に電極
材料を取り付けている工程を示すものである。ここで、
ワイヤボンダのキャビラリ６内を通されているＡｕ−８
ｉ合金からなるワイヤ４をキャピラリ６の先端部より一
定長さだけ引き出し、この引出部を予め水素炎等で加熱
溶融し、ボール状に形成された溶融部をベレットの所定
位置に被着した後、切断治具（図示せず）でワイヤ４を
一定の長さで切断して、電極材料の取付を完了するもの
である。
前記工程によって電極材料の取付が完了した状態を示す
部分断面図が、第２図（ｂｌであり、前記実施例１と同
様に力Ｕ熱溶融工程を経て完成された電極を部分断面図
で示したものが第２図（ｃｌである。
部分断面図が、第２図（ｂｌであり、前記実施例１と同
様に力Ｕ熱溶融工程を経て完成された電極を部分断面図
で示したものが第２図（ｃｌである。
このように形成されたバンブ電極５は、前記実施例１の
方法で形成されたものとほぼ同様の特長を有するもので
ある。
方法で形成されたものとほぼ同様の特長を有するもので
ある。
（１）、電極形成部にワイヤボンダでワイヤ状の電極材
料を取り付け、その後加熱溶融することにより、高密度
に形成された信頼性の高いバンブ電極を形成することが
できる。
料を取り付け、その後加熱溶融することにより、高密度
に形成された信頼性の高いバンブ電極を形成することが
できる。
（２）、ワイヤボンディング技＊Ｖ利用して電極材料を
取り付けることにより、金を含有する合金であっても、
材料損失を大巾に低減できるので、廉価にバンブ電極を
形成することができる。
取り付けることにより、金を含有する合金であっても、
材料損失を大巾に低減できるので、廉価にバンブ電極を
形成することができる。
（３１，前記（１）により、ベレットの回路部近傍であ
るベレット中央部に鉛を含まない金属で高密度にバンブ
電極が取り付けられたフェースダウンボンディング方式
のベレットを搭載した半導体装置を形成することにより
、極めて信頼性の高い半導体装置を提供することができ
る。
るベレット中央部に鉛を含まない金属で高密度にバンブ
電極が取り付けられたフェースダウンボンディング方式
のベレットを搭載した半導体装置を形成することにより
、極めて信頼性の高い半導体装置を提供することができ
る。
（４）、超音波ボンディングで電極材料を取り付けるこ
とによ〜す、酸化を受け易いアルミニウム等の金属であ
ってもバンブ電極を形成することができる。
とによ〜す、酸化を受け易いアルミニウム等の金属であ
ってもバンブ電極を形成することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、電極材料のワイヤとしては金−シリコン合金
についてのみ説明したが、それ以外に金−錫または金−
ゲルマニウム等の同様の目的に使用し得る合金等の金属
であってもよいことは言うまでもなく、通常用いられて
いる半田等のろう材についても当然に適用できる技術で
ある。 ゛なお、アルミニウム等の酸化を受け易い金属
については、超音波ボンディングで電極材料を取り付け
た後の溶融工程ｔ、窒素ガス等の化学的に不活性な雰囲
気中で行なうことにより、更に信頼性を向上できるもの
である。
についてのみ説明したが、それ以外に金−錫または金−
ゲルマニウム等の同様の目的に使用し得る合金等の金属
であってもよいことは言うまでもなく、通常用いられて
いる半田等のろう材についても当然に適用できる技術で
ある。 ゛なお、アルミニウム等の酸化を受け易い金属
については、超音波ボンディングで電極材料を取り付け
た後の溶融工程ｔ、窒素ガス等の化学的に不活性な雰囲
気中で行なうことにより、更に信頼性を向上できるもの
である。
また、電極材料であるワイヤの固着に用いる装置は、ワ
イヤボンダに限らない。ワイヤボンダと類似の機能を持
つ他の装置であってもよい。この装置はその先端部分に
ワイヤの一端を保持できる手段と、ワイヤを電極部分に
接着するための手段（熱圧着、超音波圧着）とを持つ必
要がある。少なくとも前記先端部分はワイヤ押圧、引っ
張りによる切断等が可能な上下移動、平面内（Ｘ、Ｙま
たはθ方向）の移動可能な駆動源に接続される必要があ
る。さらに、一定量の電極材料を供給するために、ワイ
ヤの正碌な送り機構を持つことが望ましい。
イヤボンダに限らない。ワイヤボンダと類似の機能を持
つ他の装置であってもよい。この装置はその先端部分に
ワイヤの一端を保持できる手段と、ワイヤを電極部分に
接着するための手段（熱圧着、超音波圧着）とを持つ必
要がある。少なくとも前記先端部分はワイヤ押圧、引っ
張りによる切断等が可能な上下移動、平面内（Ｘ、Ｙま
たはθ方向）の移動可能な駆動源に接続される必要があ
る。さらに、一定量の電極材料を供給するために、ワイ
ヤの正碌な送り機構を持つことが望ましい。
また、ワイヤが固着される部分には、半導体基板の最終
保護膜上に露出した金属層を設けるのが望ましい。ワイ
ヤの固着を確実にし、他の領域への影響を避けるためで
ある。
保護膜上に露出した金属層を設けるのが望ましい。ワイ
ヤの固着を確実にし、他の領域への影響を避けるためで
ある。
以上の説明では王として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である７工−スダウン万式
のベレットに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、ベレット以外の面
付方式の装置、例えば面付実装用のパッケージ、その他
種々のバンプ電極形成に適用し工有効な技術である。
をその背景となった利用分野である７工−スダウン万式
のベレットに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、ベレット以外の面
付方式の装置、例えば面付実装用のパッケージ、その他
種々のバンプ電極形成に適用し工有効な技術である。
第１図ｔａｌ〜（Ｃ１は、本発明による実施例１である
バンプ電極形成方法の各工程を示す部分断面図、第２図
＋ａｌ〜（Ｃｌは、本発明による実施例２であるバンプ
電極形成方法の各工程を示す部分断面図である。 １・・・ベレット、２・・・Ａｕ−８ｉ合金、３・・・
ウェッジ、４・・・ワイヤ、５・・・バンプ電極、６・
・・キャピラリ。 第 １ 図 （の） ／ （ｂ） ／ （Ｃ） 第 ２ 図
バンプ電極形成方法の各工程を示す部分断面図、第２図
＋ａｌ〜（Ｃｌは、本発明による実施例２であるバンプ
電極形成方法の各工程を示す部分断面図である。 １・・・ベレット、２・・・Ａｕ−８ｉ合金、３・・・
ウェッジ、４・・・ワイヤ、５・・・バンプ電極、６・
・・キャピラリ。 第 １ 図 （の） ／ （ｂ） ／ （Ｃ） 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、／（ンプ電極の形成方法において、ワイヤを取付け
る装置を用いたワイヤ状の金属取付工程と該金属の溶融
工程とからなることを特徴とするバンブ電極形成方法。 ２、 ワイヤを取付ける装置がポールボンディング用ワ
イヤボンダであることｔ特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のバンブ電極形成方法。 ３、 ワイヤを取付ける装置が超音波ボンディング用ワ
イヤポンダであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のバンブ電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58241967A JPS60134444A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | バンプ電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58241967A JPS60134444A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | バンプ電極形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134444A true JPS60134444A (ja) | 1985-07-17 |
Family
ID=17082239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58241967A Pending JPS60134444A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | バンプ電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60134444A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4955523A (en) * | 1986-12-17 | 1990-09-11 | Raychem Corporation | Interconnection of electronic components |
| JPH02120836U (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-28 | ||
| US5112232A (en) * | 1987-05-21 | 1992-05-12 | Cray Computer Corporation | Twisted wire jumper electrical interconnector |
| EP0293459B1 (en) * | 1986-12-17 | 1992-07-22 | Raychem Corporation | Interconnection of electronic components |
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