JPS6342407B2 - - Google Patents
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- JPS6342407B2 JPS6342407B2 JP53042131A JP4213178A JPS6342407B2 JP S6342407 B2 JPS6342407 B2 JP S6342407B2 JP 53042131 A JP53042131 A JP 53042131A JP 4213178 A JP4213178 A JP 4213178A JP S6342407 B2 JPS6342407 B2 JP S6342407B2
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- electrode
- protruding electrode
- opening
- metal film
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の利用分野
本発明は、テープキヤリヤ方式による半導体装
置の接続方法に関し、特に半導体チツプの電極と
テープ側インナーリード電極のボンデイング強度
の向上を目的としたものである。
置の接続方法に関し、特に半導体チツプの電極と
テープ側インナーリード電極のボンデイング強度
の向上を目的としたものである。
(2) 従来技術
テープキヤリヤ方式による半導体装置の組立に
おけるボンデイング工程は、次の如く行われてい
る。即ち第１図に例示する如く載物台１の主面に
半導体チツプ２を、その突起電極３を上面にして
置く。次に予め用意したフレーム、これはポリイ
ミド薄板４と銅５の如き金属との積層板をエツチ
ングなどの手段によつて前記金属のリード電極６
を突出して形成せしめたもので（インナーリード
と呼ぶ）、これを前記半導体チツプ上に該チツプ
の突起電極と前記リード部の所定部位とが当接す
る如く載置したのち位置合わせをおこなう。つい
でボンダの熱圧接子７で加熱すると同時に圧着し
てボンデイングを達成する。
おけるボンデイング工程は、次の如く行われてい
る。即ち第１図に例示する如く載物台１の主面に
半導体チツプ２を、その突起電極３を上面にして
置く。次に予め用意したフレーム、これはポリイ
ミド薄板４と銅５の如き金属との積層板をエツチ
ングなどの手段によつて前記金属のリード電極６
を突出して形成せしめたもので（インナーリード
と呼ぶ）、これを前記半導体チツプ上に該チツプ
の突起電極と前記リード部の所定部位とが当接す
る如く載置したのち位置合わせをおこなう。つい
でボンダの熱圧接子７で加熱すると同時に圧着し
てボンデイングを達成する。
上記従来の方法には次の如き欠点がある。前記
突起電極３は、半導体基板上２に形成され、かつ
上面が絶縁被膜８で覆われた金属配線９の一部
を、該絶縁被覆の開口窓によつて露出させた部位
（スルーホール）の上面に電気めつき法により形
成している。ところが形成された突起電極は第２
図に例示する如く絶縁膜の開口部の段差により、
絶縁膜の厚さの分だけ上面に凹みが生じ、いわゆ
る凹状（額縁状）になる。このような凹状突起電
極に、リード電極６を当接してボンデイングした
際、突起電極の中央では凹みのためボンデイング
未達成になる。一般にボンデイングの有効面積
は、突起電極面積（接合可能面積）の1/3以下で
ある。このためボンデイング強度が不足し、素子
の信頼性が低下するなどの問題があつた。さらに
テープキヤリヤボンデイング法の場合、ICチツ
プの周辺に形成された20〜100ケの突起電極と対
向したテープのリード電極とを一度に加熱圧着し
てボンデイングを達成している。前述の如き突起
電極の形状が凹状であると、各電極において面接
合を得るには、極めて高い温度と荷重が要求さ
れ、作業性にも極めて悪い。
突起電極３は、半導体基板上２に形成され、かつ
上面が絶縁被膜８で覆われた金属配線９の一部
を、該絶縁被覆の開口窓によつて露出させた部位
（スルーホール）の上面に電気めつき法により形
成している。ところが形成された突起電極は第２
図に例示する如く絶縁膜の開口部の段差により、
絶縁膜の厚さの分だけ上面に凹みが生じ、いわゆ
る凹状（額縁状）になる。このような凹状突起電
極に、リード電極６を当接してボンデイングした
際、突起電極の中央では凹みのためボンデイング
未達成になる。一般にボンデイングの有効面積
は、突起電極面積（接合可能面積）の1/3以下で
ある。このためボンデイング強度が不足し、素子
の信頼性が低下するなどの問題があつた。さらに
テープキヤリヤボンデイング法の場合、ICチツ
プの周辺に形成された20〜100ケの突起電極と対
向したテープのリード電極とを一度に加熱圧着し
てボンデイングを達成している。前述の如き突起
電極の形状が凹状であると、各電極において面接
合を得るには、極めて高い温度と荷重が要求さ
れ、作業性にも極めて悪い。
以上述べた如く、従来のプロセスで作製された
突起電極を有するICチツプをテープキヤリヤ方
式でボンデイングすることは多くの問題があつ
た。
突起電極を有するICチツプをテープキヤリヤ方
式でボンデイングすることは多くの問題があつ
た。
(3) 発明の目的
本発明の目的は、凹状突起電極の形状を凸状電
極とし、ボンデイング達成面積を拡大し、ボンデ
イング強度を高め、信頼性の向上をはかることに
ある。
極とし、ボンデイング達成面積を拡大し、ボンデ
イング強度を高め、信頼性の向上をはかることに
ある。
(4) 発明の総括説明
かかる目的を達成するための本発明の基本構成
は、従来のめつき法により作製したAuあるいは
Cuの突起電極の表面に、SnあるいはInなどの低
融点金属を１〜5μmの厚さに被着したのち、該被
着金属の融点以上の温度において１〜５秒間非酸
化性雰囲気においてフローメルト（表面溶融処
理）処理する。これにより被着金属の融液は、突
起電極の母材金属と相互にとけ合うと同時に表面
張力により突起電極の上部のみが球面状に変化す
る。このようにして突起電極の一部のみを溶融さ
せ、かつ被着金属、あるいは母材金属両者のボン
デイング性を損なうことなく改良された突起電極
を具備した半導体チツプを提供することにより突
起電極とリード電極のボンデイング強度の向上を
はかるものである。
は、従来のめつき法により作製したAuあるいは
Cuの突起電極の表面に、SnあるいはInなどの低
融点金属を１〜5μmの厚さに被着したのち、該被
着金属の融点以上の温度において１〜５秒間非酸
化性雰囲気においてフローメルト（表面溶融処
理）処理する。これにより被着金属の融液は、突
起電極の母材金属と相互にとけ合うと同時に表面
張力により突起電極の上部のみが球面状に変化す
る。このようにして突起電極の一部のみを溶融さ
せ、かつ被着金属、あるいは母材金属両者のボン
デイング性を損なうことなく改良された突起電極
を具備した半導体チツプを提供することにより突
起電極とリード電極のボンデイング強度の向上を
はかるものである。
なお被着金属の厚さは、1μm以下の場合融液が
不足し、球面にすることは不可能であつた。また
5μm以上にすると、融液が多量に発生し、リード
電極を圧着した際余分の融液が電極外にはみ出
し、電極間を短絡するなどの不良が発生し、好ま
しくない。
不足し、球面にすることは不可能であつた。また
5μm以上にすると、融液が多量に発生し、リード
電極を圧着した際余分の融液が電極外にはみ出
し、電極間を短絡するなどの不良が発生し、好ま
しくない。
(5) 実施例
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。第３図ａ，ｂは本発明による半導体素子の球
面状突起電極の製造過程を断面構造により示し
た。基板１１および配線材１２上には絶縁膜１３
が被着されている。配線材上の絶縁膜１３の一部
を除去して開口窓を設けたうえNiCr（1000Å）、
Pd（2000Å）の金属膜層１４を被着する。ついで
めつきレジスト膜１５を被着したうえ前記開口窓
上のレジスト膜を除去し、次いでAu16をめつき
する。この開口窓上のみにAuが堆積しやがて凹
状の突起電極１６が形成される。一般にAuの突
起電極は間口150μ□高さ20〜30μmである。引続
いてSn17を3μmめつきする。ついで非酸化性雰
囲気たとえばN2，H2，Arあるいは真空中におい
て、300℃，２秒間瞬時表面融処理を行なう。こ
れにより表面はAu80％―Su20％を主成分とした
球面状となり、下部はAuのみの突起電極１８が
形成される。ついでメツキレジスト膜１５を除去
し、さらに突起電極１８をマスクにして余分な
Pd，NiCr金属膜層１４をエツチング除去する。
以上のようにして作製した半導体素子の複数の突
起電極とキヤリヤテープのAuめつきしたCuリー
ド電極とを当接させ、ボンデイング温度は350℃、
荷重は１電極当り60g、時間0.5秒でボンデイング
を行なつた。その結果、各電極におけるボンデイ
ング強度は100g以上となり、しかも同一半導体
素子内の全電極は均一な接続が得られた。
る。第３図ａ，ｂは本発明による半導体素子の球
面状突起電極の製造過程を断面構造により示し
た。基板１１および配線材１２上には絶縁膜１３
が被着されている。配線材上の絶縁膜１３の一部
を除去して開口窓を設けたうえNiCr（1000Å）、
Pd（2000Å）の金属膜層１４を被着する。ついで
めつきレジスト膜１５を被着したうえ前記開口窓
上のレジスト膜を除去し、次いでAu16をめつき
する。この開口窓上のみにAuが堆積しやがて凹
状の突起電極１６が形成される。一般にAuの突
起電極は間口150μ□高さ20〜30μmである。引続
いてSn17を3μmめつきする。ついで非酸化性雰
囲気たとえばN2，H2，Arあるいは真空中におい
て、300℃，２秒間瞬時表面融処理を行なう。こ
れにより表面はAu80％―Su20％を主成分とした
球面状となり、下部はAuのみの突起電極１８が
形成される。ついでメツキレジスト膜１５を除去
し、さらに突起電極１８をマスクにして余分な
Pd，NiCr金属膜層１４をエツチング除去する。
以上のようにして作製した半導体素子の複数の突
起電極とキヤリヤテープのAuめつきしたCuリー
ド電極とを当接させ、ボンデイング温度は350℃、
荷重は１電極当り60g、時間0.5秒でボンデイング
を行なつた。その結果、各電極におけるボンデイ
ング強度は100g以上となり、しかも同一半導体
素子内の全電極は均一な接続が得られた。
また前述のAu電極上にInを2μmの厚さに被着
したのち250℃―５秒間非酸化性雰囲気でフロー
メルトすることにより改善された突起電極を作製
した。この場合もテープキヤリヤ法ボンデイング
によつても100g以上の強度が得られた。
したのち250℃―５秒間非酸化性雰囲気でフロー
メルトすることにより改善された突起電極を作製
した。この場合もテープキヤリヤ法ボンデイング
によつても100g以上の強度が得られた。
前記の実施例は突起電極の母材金属にAuを用
いた場合について述べたが、母材金属にCuを用
いた場合もまつたく同様な結果が得られた。
いた場合について述べたが、母材金属にCuを用
いた場合もまつたく同様な結果が得られた。
以上の方法によつて作製したテープキヤリヤ素
子は従来品と比べ接合性が著しく改善され、信頼
性の点で特に優れていることがわかつた。
子は従来品と比べ接合性が著しく改善され、信頼
性の点で特に優れていることがわかつた。
第１図はテープキヤリヤボンデイング法の概略
を示す断面図、第２図は従来のテープキヤリヤボ
ンデイング用半導体素子の突起電極の断面構造、
第３図、ａおよびｂは本発明による凸状突起電極
の製造過程を示す断面図である。 各図において、１は載物台、２は半導体チツ
プ、３は突起電極、４はポリイミド薄板、５は銅
薄板、６はリード電極、７は熱圧接子、８は絶縁
膜、９は金属配線、１１は基板、１２は配線材、
１３は絶縁膜、１４は金属膜層、１５はめつきレ
ジスト膜、１６は凹状の突起電極、１７はSn層、
１８は突起電極である。
を示す断面図、第２図は従来のテープキヤリヤボ
ンデイング用半導体素子の突起電極の断面構造、
第３図、ａおよびｂは本発明による凸状突起電極
の製造過程を示す断面図である。 各図において、１は載物台、２は半導体チツ
プ、３は突起電極、４はポリイミド薄板、５は銅
薄板、６はリード電極、７は熱圧接子、８は絶縁
膜、９は金属配線、１１は基板、１２は配線材、
１３は絶縁膜、１４は金属膜層、１５はめつきレ
ジスト膜、１６は凹状の突起電極、１７はSn層、
１８は突起電極である。
Claims (1)
- １ 半導体チツプの突起電極であつて、配線導体
のリード電極と対向して配置され、該リード電極
に加熱圧着される突起電極の形成方法において、
半導体チツプの配線材上に開口部を有する絶縁膜
を形成する工程、該開口部上に下地金属膜を形成
する工程、該下地金属膜上に前記開口部より大き
な開口部を有するめつきレジスト膜を形成する工
程、該大きな開口部にAu又はCuからなる電極材
料を電気めつき法により該開口部上の該電極材料
の表面が該レジスト膜面から突起するように堆積
し、凹状の突起電極を形成する工程、該突起電極
の上部表面上にAu又はCuよりも融点が低く、か
つ、該突起電極よりも膜厚が小さい低融点金属膜
を電気めつき法により被着する工程、該低融点金
属膜の融点以上において表面溶融処理することに
より該低融点金属膜表面を球面状化する工程、前
記めつきレジスト膜および余分な下地金属膜を除
去する工程を有することを特徴とする突起電極の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213178A JPS54134975A (en) | 1978-04-12 | 1978-04-12 | Connection method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213178A JPS54134975A (en) | 1978-04-12 | 1978-04-12 | Connection method of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54134975A JPS54134975A (en) | 1979-10-19 |
| JPS6342407B2 true JPS6342407B2 (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=12627371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213178A Granted JPS54134975A (en) | 1978-04-12 | 1978-04-12 | Connection method of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54134975A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04155835A (ja) * | 1990-10-18 | 1992-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 集積回路装置の製造方法 |
-
1978
- 1978-04-12 JP JP4213178A patent/JPS54134975A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54134975A (en) | 1979-10-19 |
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