TW471077B - Bump forming method, bump forming bonding tool, semiconductor wafer, semiconductor chip, semiconductor device, manufacture thereof, circuit board and electronic machine - Google Patents

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TW471077B
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Yugo Koyama
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Description

471077 A7 B7 五、發明說明（1 ) 本發明之領域 本發明係有關於突起電極形成方法及突起電極形成用 接合工具’半導體晶圓，半導體晶片及半導體裝置以及此 1之製造方法，電路基板以及電子機器。 相關技術之說明 應用線接合技術’在半導體元件的電極形成突起電極 的方法爲周知的。例如記載於日本開昭第5 7 -1 6 3 9 1 9號公報，使用毛細管’在電極接合金屬線， 拉斷金屬線，並在電極殘留下金屬線的殘片，將此作爲突 起電極的方法。按此方法，即可較堆積電鍍更快的形成突 起電極。 但拉斷金屬線所形成的突起電極，並無法保證會有平 1控.端..面..，因此當半導體元件被接合在基板時是不會有 問題的，但在突起電極接引線時，接合精度差就會有問、，題 ^-----------... 、 。亦即，突起電極的上端面爲山狀，或者即使有、、平坦的區 域也只是小面積，因此與引線的接合面積不夠，、丨線會從
V™ H 突起電極脫落開。 本發明係爲解決此問題點之發明，其目的在於提供一 能容易的形成保證有廣大接合區域的突起電極之突起電極 形成方法及突起電極形成用接合工具，半導體晶圓，半導 體晶片及半導體裝置以及此等之製造方法，電路基板以及 電子機器。 (1 )有關本發明之突起電極形成方法，係包括：將 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 寫士 訂---------線私 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 --- B7 五、發明說明（2 ) 具有形成球狀的前端部的導電線的前述前端部’利用第1 工具接合在電極的同時，在導出前述前端部的前述導電線 的中央部周圍，將避開外周端部的部分’利用前述第1工 ’具來推壓並塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極並切斷前述導電線之第 2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓並塑性變形之第3工程。 按本發明，使用前端部形成球狀的導電線，且令其前 端部接合在電極，並推壓那部分使之塑性變形。推壓的部 分係在球狀的前端部的中央部周圍，並避開外周端部的部 分。因而，塑性變形後的前端部，可在中央部周圍形成凹 部，但因外周端部不會被推壓，故不會被壓碎。然後，切 斷導電線，殘留塑性變形的前端部，且進一步的推壓前端 部的至少中央部，使之塑性變形。其結果，前端部的中央 部會被壓碎而擴大，多半情形爲平整的。按此所形成.的突 y 起電極，在第1工程，球狀的前端部的外周端部不會被壓 碎，所以外周端部的上面也能利用作爲接合區域。如此一 來，按本發明，即可簡單的形成保證有廣乏接合區域的突 起電極。 (2 )有關本發明之半導體晶圓之製造方法，係包括 :在形成集體電路與複數個電極之後，將具有形成球狀的 前端部的導電線之前述前端部，利用第1工具，接$在前 述複數個電極的任一電極之同時，在導出前述前端部的導 (請先閱讀背面之注意事項本頁) 訂/--------線； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 471077 A7 _ B7 五、發明說明（3 ) 電線的中央部周圍，並避開外周端部的部分，利用前述第 1工具來推壓，使之塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線之 •第2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓，使之塑性變形，形成突起電極之第3工程。 按本發明，使用前端部形成球狀的導電線，且令其前 端部接合在電極，並推壓那部分使之塑性變形。推壓的部 分係在球狀的前端部的中央部周圍，並避開外周端部的部 分。因而，塑性變形後的前端部，可在中央部周圍形成凹 部，但因外周端部不會被推壓，故不會被壓碎。然後，切 斷導電線，殘留塑性變形的前端部，且進一步的推壓前端 部的至少中央部，使之塑性變形。其結果，前端部的中央 .部會被壓碎而擴大，多半情形爲平整的。按此所形成的突 起電極，在第1工程，球狀的前端部的外周端部不會被壓 碎，所以外周端部的上面也能利用作爲接合區域。如此一 來，按本發明，即可簡單的形成保證有廣乏接合區域的突 起電極之半導體晶圓。 (3 )於此半導體晶圓之製造方法中， 在前述第3工程前，重覆前述第1工程及第2工程’ 並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部， 前述第3工程係同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極亦可。 (請先閱讀背面之注意事項 -------訂.'-----III 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 471077 Α7 Β7 五、發明說明（4 ) 按此，即可同時的形成複數個突起電極，因此能縮短 其工程。 (4 )有關本發明之半導體晶片之製造方法，將形成 .集體電路與複數個電極的半導體晶圓’一片片切斷成具有 前述複數個電極中的一群電極之後，將具有形成球狀的前 端部的導電線的前述前端部，利用第1工具，接合在前述 一群電極的任一電極之同時’在導出前述前端部的前述導 電線的中央部周圍，並避開外周端部的部分，利用前述第 1工具來推壓使之塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線之 第2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓，並使之塑性變形，形成突起電極之第3工程。‘ 按本發明，使用前端部形成球狀的導電線，且令其前 端部接合在電極，並推壓那部分使之塑性變形。推壓的部 分係在球狀的前端部的中央部周圍，並避開外周端部的部 分。因而，塑性變形後的前端部，可在中央部周圍形成凹 部，但因外周端部不會被推壓，故不會被壓碎。然後，切 斷導電線，殘留塑性變形的前端部，且進一步的推壓前端 部的至少中央部，使之塑性變形。其結果，前端部的中央 部會被壓碎而擴大，多半情形爲平整的。按此所形成的突 起電極，在第1工程，蜜ϋ的前端部的外周端部不會被壓 碎，所以！周端部的上面也能利用作爲接合區域。如此一 來，按本發明，即可簡單的形成保證有廣乏接合區域的突 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
—訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 B7 五、發明說明（5 ) 起電極之半導體晶片。 (5 )於此半導體晶片之製造方法中， 於前述第3工程前，重覆前述第1工程及第2工程， •並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部， 前述第3工程係同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極亦可。 按此，即可同時的形成複數個突起電極，因此能縮短 其工程。 (6 )有關本發明之半導體晶片之製造方法，將形成 集體電路與複數個電極的半導體晶圓，一片片切斷成具有 前述複數個電極中的一群電極之後，將具有形成球狀的^ 端部的導電線的前述前端部，利用第1工具，接合在前述 一群電極的任一電極之同時，在導出前述前端部的前述_ 電線的中央部周圍，並避開外周端部的部分，利用前述胃 1工具來推壓使之塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線2 第2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓，並使之塑性變形，形成突起電極之第3工程、和 接合前述突起電極與引線之第4工程。 按本發明，使用前端部形成球狀的導電線，且令其前 端部接合在電極，並推壓那部分使之塑性變形。推壓的音15 分係在球狀的前端部的中央部周圍，並避開外周端部的音15 (請^閱讀背面之注意事項 寫. I 1 丨丨·--訂----------, ，寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 B7 五、發明說明（6 ) 分。因而，塑性變形後的前端部，可在中央部周圍形成凹 部，但因外周端部不會被推壓，故不會被壓碎。然後，切 斷導電線，殘留塑性變形的前端部，且進一步的推壓前端 •部的至少中央部，使之塑性變形。其結果，前端部的中央 部會被壓碎而擴大，多半情形爲平整的。按此所形成的突 起電極，在第1工程，球狀的前端部的外周端部不會被壓 碎，所以外周端部的上面也能利用作爲接合區域。亦即， 可簡單的形成保證有廣乏接合區域的突起電極。並可在此 突起電極接合引線，並得到半導體裝置。 (7 )於此半導體晶片之製造方法中， 於前述第3工程前，重覆前述第1工程及第2工程， 並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部， 前述第3工程係同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極亦可° 按此’即可同時的形成複數個突起電極，因此能縮短 其工程。 (8)於此半導體裝置之製造方法中， 前述引線係突出的形成在形成於基板的開口部的內側 在前述第4工程，前述突起電極係被配置在前述開口 部內，在前述開口部內，將前述引線接合在前述突起電極 亦可。 (9 )於此半導體裝置之製造方法中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) β
----訂----------線I 471077 A7 ___ B7 五、發明說明（7 ) 前述引線係形成在基板上， 在前述第4工程，使前述引線的前述基板上的部分相 對於前述突起電極，並將前述半導體元件做面朝下接合亦 •可° (1 〇 )於此半導體裝置之製造方法中， 在前述第4工程，透過在接著劑分散導電粒子的各向 異性導電材料，來接合前述突起電極與前述引線亦可。 (1 1 )有關本發明之突起電極形成用接合工具，係 形成插通具有形成球狀的前端部的導電線的孔，在前述孔 的周圍具有推壓前述導電線的前端部的推壓部.，前述推壓 部係做成避開前述前端部的外周端部的形狀。 按本發明，將前端部形成球狀的導電線插通到孔，且 利用推壓部來推壓前端部。推壓的部分係在插通導電線的 孔之周圍，並避開導電線的前端部的部分。推壓此部分， 不壓碎球狀的前端部的外周端部，即可使之塑性變形。然 後，切斷導電線，殘留塑性變形的前端部，且進一步的推 壓前端部的至少中央部，使之塑性變形，並壓碎前端部的 中央部，外周端部的上面也能形成利用作爲接合區域的突 起電極。如此一來，按本發明，即可簡單的形成保證有廣 乏接合區域的突起電極。 (1 2 )有關本發明之半導體晶圓，係具有：集體電 路、和複數個電極、和形成在每個電極上之突起電極’ 於前述突起電極的上面，是在中央部與外周端部之間 形成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -1 〇 _ (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 寫士 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 B7 五、發明說明（8) 按本發明，在突起電極的中央部的外側形成溝，但溝 外側的外周端部則略與中央部等高。因而，突起電極的上 面的整體爲接合區域，以確保廣大的接合區域。 ， （1 3 )有關本發明之半導體晶片，係具有：集體電 路、和複數個電極、和形成在每個前述電極上之突起電極 於前述突起電極的上面，是在中央部與外周端部之間 形成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等。 按本發明，在突起電極的中央部的外側形成溝，但溝 外側的外周端部則略與中央部等高。因而，突起電極的上 面的整體爲接合區域，以確保廣大的接合區域。 (1 4 )有關本發明之半導體裝置，係包括：具有複 數電極之半導體元件、和 設在每個電極，且於上面的中央部與外周端部之間形 成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等之突起電極、 和 接合在前述突起電極之引線、和. 形成前述引線之基板。 按本發明，在突起電極的中央部的外側形成溝，但溝 外側的外周端部則略與中央部等高。因而，突起電極的上 面的整體爲接合區域，以確保廣大的接合區域，故可與引 線做良好的接合。 (15)於此半導體裝置中， 於前述基板形成開口部， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） _ 11 _ (請先閱讀背面之注意事項HI寫本頁) i n —i HI n n n n · 471077 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 前述引線係突出的形成在形成於前述基板的前述開口 部的內側， 前述突起電極與前述引線被接合在前述開口部內亦可 , 〇 (16) 於此半導體裝置中， 前述引線係形成在基板， 在前述第4工程，使前述引線的前述基板上的部分相 對於_述突起電極，並令前述半導體元件做面朝下接合亦 可。 (17) 於此半導體裝置中， 則述突起電極與即述引線係透過在接著劑分散導電粒 子的各向異性導電材料來接合亦可。 (1 8 )於有關本發明之電路基板，係實裝有上述半 導體裝置。 (1 9 )有關本發明之電子機器，係具有上述半導體 裝置。 〔最佳具體例之詳細說明〕 以下，參照圖面來說明本發明之實施形態。 (第1實施形態） 本實施形態係使用有關本發明之突起電極形成用接合 工具，在半導體元件（半導體晶片）形成突起電極，製造 有關本發明之半導體晶片，且用此半導體晶片來製造半導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- I I n I— n n^δ、 ϋ ϋ n n n (請先閱讀背面之注意事項ml寫本頁)
471077 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 體裝置。 有關本發明之半導體裝置之製造方法中，不顧引線與 突起電極的接合方法。作爲接合方法例如試舉包括T A B • ( Tape Automated Bonding ) '倒裝接合之面朝下接合、使 用各向異性導電材料之接合等。而有關本發明之半導體裝 置之封裝形態，也適用包括T — B G A ( Tape Ball Grid Array )之 B GA ( Ball GridArray )、包括 T — C S P ( Tape Chip Size/Scale Package )之 C S P ( Chip Size/Scale Package) ’ 或是包括 C〇F ( ChipOnFilm)及 COG ( Chip 〇n Glass )之 T C P ( Tape Carrier Package )等之任 —'手审 。 第1圖至第7圖係說明適用本發明之第1實施形態圖 。有關本實施形態之半導體裝置之製造方法，係適用 T A B技術。且製造適用T — B GA封裝之半導體裝置。 第1圖至第4圖係表示於半導體元件的電極形成突起 電極之工程圖。此工程係有關本發明之突起電極形成方法 之實施形態，有關本發明之半導體晶片之製造方法之實施 形態’有關本發明之半導體裝置之製造方法之一部分實施 形態。 首先，如第1圖所示’準備形成一個或複數個電極 1 2之半導體元件（半導體晶片）1 〇。各電極1 2例如 半多以鋁等在半導體元件1 0的能動元件之形成面形成薄 平狀，但只要做成突起電極的形狀，就不特別的加以限制 側面或縱斷面的形狀，可成爲與半導體元件1 〇的面等齊 (蝽先閱讀背面之注意事項 寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 Α7 __ Β7 五、發明說明（11 ) 。而電極1 2的平面形狀也不特別的加以限制’可爲圓形 或矩形。再者，半導體元件1 0可切斷而得到形成集體電 路及複數個電極1 2的半導體晶圓。 _ 於形成此種半導體元件1 0的電極1 2的面，配置第 1工具（突起電極形成用接合工具）2 0。工具2 0係具 有插通金屬線等的導電線1 6之孔2 2。孔2 2爲導管孔 ，可引導導電線1 6。導電線1 6多半爲金、銅或銘等戶斤 構成的，但只要是導電性材料就不特別加以限定。導電線 1 6的前端部1 4爲工具2 0的前端部的外側，並形成球 狀。球狀的前端部1 4只要是塊狀就不管其形狀。前端部 1 4係例如因電子火花而進行高電壓放電所形成的。 、ΐ具2 0係構成以孔2 2作爲開口的端部之推壓部 2 4，但爲推壓導電線1 6的前端部1 4。推壓部2 4爲 工具2 0的前端部。孔2 2也可在推壓部2 4的中央部做 開口。形成在推壓部2 4的孔2 2 ，其開口徑可較除此以 外的部分的直徑大。亦即，也可在推壓部2 4形成錐狀的 孔2 3。錐狀的孔2 3係向著導出前端部1 4的導電線 1 6的中央部1 3而做開口。因而，推壓部2 4是位於前 端部1 4中央部1 3的周圍部分的上方。而推壓部2 4的 外形例如可做成圓錐台形狀。此圓錐台的上面爲推壓部 2 4的前端面。推壓部2 4的前端面是以前端部1 4的中 央部1 3爲基準’避開並推壓前端部1 4的外周端部1 5 ，將前端部1 4做成塑性變形的形狀。例如推壓部2 4的 前端面寬度或直徑W 1 ，可較導電線1 6的前端部1 4的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- (請先閱讀背面之注意事項ml寫本頁)
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471077 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ___B7___五、發明說明（12) 寬度或直徑W 2小。或是，塑性變形的前端部1 4的外周 端部1 5只要較推壓部2 4外側寬大，推壓部2 4的前端 面的寬度或直徑W 1就可與導電線1 6的前端部1 4的寬 •度或直徑W2相同，或是超過此。 將工具2 0配置在任一個電極1 2的上方’並將前端 部1 4配置在任一個電極1 2的上方。打開夾具1 8 ，使 工具2 0下降，在電極1 2推壓前端部1 4。以一定的壓 力來推壓前端部1 4，對電極1 2進行壓固的期間，施加 超首波和熱％。 / 如此一來，如讀圖所示，導電線1 6的前端部1 4 就會接合在電極1 2。於同圖中，前端部1 4的中央部 1 3 ，係深入形成在工具2 0的推壓部2 4的孔2 3 ，並 對應此孔2 3的形狀做塑性變形。於孔2 3成爲錐狀時， 中央部1 3就會成爲圓錐台形狀。而前端部1 4的中央部 1 3與外周端部1 5之間，因用推壓部2 4推壓，而形成 溝1 7。接近溝1 7的外周端部1 5的側面，則是當推壓 部2 4成爲圓錐台的形狀時，即成爲錐狀。前端部1 4的 外周端部1 5則做塑性變形而位於溝1 7的外側。 其次，關上夾具1 8 ，來夾持導電線1 6 ，如每/β圖 所示，同時令工具2 0及夾具1 8上昇。如此一來，導電 線1 6就會被拉斷，而包括前端部1 4的部分就會殘留在 電極1 2上。在具有複數個需要形成突起電極的電極1 2 的場合，針對複數個極1 2重覆進行以上的工程即可。 其次，如第/4 A圖所示，令殘留有接合在電極1 2上 I VW I I ΗΗΗ ^ —r I tn n n n n n I ***55^、 唁 矣l (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 471077 A7 B7 五、發明說明（彳3) 的導電線1 6的一部分（包括前端部1 4 )的半導體元件 1 〇放置在台3 0上，如第4B圖所示，利用第2工具‘ 3 2來推壓前端部1 4的至少中央部1 3。第2工具3 2 •也可具有平坦面。此場合，平坦面是推壓前端部1 4的至 少中央部1 3而使之塑性變形的。而前端部1 4的外周端 部1 5也可推壓而使之塑性變形。再者，本實施形態，是 同時推壓殘留在複數個電極1 2上的導電線1 6的前端部 1 4，但也可推壓每一個電極1 2的導電線1 6的前端部 14。 如此一來，如放大第d B圖所示，在各電極1 2形成 突起電極4 0。在突起電極4 0，於上面的中央部4 2與 外周端部4 4之間形成溝4 6。突起電極4 0係由導電線 1 6的一部分（包括前端部1 4 )所構成的。前端部1 4 的中央部1 3是利用第2工具3 2來推壓的，因此可對應 此第2工具3 2的形狀來做塑性變形。第2工具3 2具有 平坦面，在此平坦面推壓前端部1 4的中央部1 3的場合 ，突起電極4 0的中央部4 2的上面爲平坦狀。在前端部 1 4的外周端部1 5也是利用第2工具3 2的平坦面來推 壓的場合，突起電極4 0的外周端部1 5的上面也爲平坦 狀。特別是同時以第2工具3 2的平坦面來推壓前端部 1 4的中央部1 3及外周端部1 5 ，即可使突起電極4 0 的中央部4 2及外周端部4 4的高度相同。 按突起電極4 0，不光是中央部4 2的上面，就連外 周端部4 4的上面也爲接合區域，因此能確保寬大的接合 (請先閱讀背面之注意事項HI寫本頁)
--------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 471077 A7 _______ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14) 區域。 其次，如第^A圖及第5 B圖所示，將引線5 2接合 在突起電極40。亦即，如第5A圖所示，在台6 0上載 •置丰導體兀件（半導體晶片）1 0，在其上方配置形成在 基板5 0的引線5 2 ，在其上配置推壓治具6 2。再者， 台6 0及推壓治具6 2係也可使用做推壓殘留在電極丄2 上的導電線1 6的前端部1 4時所使用的台3 0及第2工 具3 2。 基板5 0係可由有機系或無機系之任何材料所形成的 ’也可由此等複合構造所形成的。作爲由有機系材料所形 成的基板5 0 ，例如試舉由聚醯亞胺樹脂製成的可撓性基 板。作爲可撓性基板可也使用以T A B技術所使用的黏貼 w。而作爲由無機系材料所形成的基板5 0，例如試舉陶 瓷基板和玻璃基板。作爲有機系及無機系材料複合構造， 例如試舉玻璃環氧基板。 基板5 0形成配線圖案5 4。配線圖案5 4係形成在 基板5 0的其中一面。而在基板5 0形成開口部（設備窗 )5 6 ，在開口部5 6的內側突出一個或複數個引線5 2 。引線5 2則被導電連接在配線圖案5 4。 此種基板5 0 ，係如第5 A圖所示，向著與半導胃％ 件1 0相反側來配置引線5 2及配線圖案5 4。而_丰反 5 〇則以半導體元件1 〇的突起電極4 0位於開□ 5 6 的內側方式做配置。進而，形成在基板5 0的各個弓丨,線 5 2係位於任一個突起電極4 0上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 17 _ (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 寫士 —：—訂---------線一
471077 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（15) 且如第5\X圖所示’利用推壓治具6 2 ，將引線5 2 接合在突起電極4 0。詳細而言，則是利用推壓治具6 2 來彎曲引線5 2而壓固在突起電極4 〇 ，且施加超音波振 動和熱等來接合兩者。再者’若接合，利用振動和熱來溶 解構成引線5 2及突起電極4 0的材料。此例，突起電極 4 0是用金，在用銅形成引線5 2的表面塗鍚的場合，成 爲金-鍚的共晶。而本實施形態則是進行同時接合複數個 引線5 2的同步接合，但也可進行單點接合。 再者，於使用引線未突出開口部內側的構成之基板的 場合’則是透過基板讓引線被推壓至突起電極。 本實施形態則因引線5 2是位於與半導體元件1 〇相 反側，因此引線5 2會在開口部5 6的內側做彎曲。或者 ’將引線5 2配置在半導體元件1 〇這邊而進行接合時， 引線5 2可以不做彎曲。 引線5 2係如第6 p所示，在其前端爲從突起電極 4 0突出的狀態而接¥。如此一來，即使引線5 2與突起 電極4 0的位置有誤差，至少不光是突起電極4 0的中央 部4 2上面，就連引線5 2也會橫切過外周端部4 4的上 面，因此可確保寬大的引線5 2與突起電極4 0的接合面 積。 按本實施形態，將導電線1 6接合在電極1 2 ，將其 前端部1 4殘留在電極1 2並予以切斷’且推壓這裡，並 只要將上端面作爲平坦就可形成突起電極。此工程能使用 比利用電鍍來形成突起電極的工程短的時間來進行° (請先閱讀背面之注意事
寫本頁) -n n I n n n n 一 δ、1 n flu n n n n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -18- 471077 A7 ______ B7 五、發明說明（16 ) 其次，根據以往所進的工程，得到第7圖所示的半導 體裝置。第7零/fe示的半導體裝置，係爲適用B GA封裝 者。亦即，同圖所示的半導體裝置係具有：基扳5 〇、和 •形成在基板5 0之配線圖案5 4、和設在配線圖案5 4之 複數個外部電極7 0、和半導體元件1 〇 ，且能利用外部 電極7 0完成面實裝。 外部電極7 0係爲例如焊球，透過被導電連接在配線 圖案5 4的引線5 2 ’而被導電連接在半導體元件1 〇的 電極1 2。再者，外部電極7 0也可用焊鍚以外，例如用 銅等來形成的。而在基板5 0的配線圖案5 4的形成面， 則是避開外部電極7 0 ’來塗佈光蝕刻劑7 2。光蝕刻劑 7 2是特別以覆蓋配線圖案5 4的表面而予保護的。 在作爲基板5 0所使用可撓性基板的場合，則是在與 外部電極7 0相反側設置板狀的加強板7 4。加強板7 4 是用銅、不銹鋼和銅系合金等所形成的，並具有可維持平 面形狀的強度，且透過絕緣接著劑7 6而黏貼在基板5 0 上。再者，絕緣接著劑7 6係作成熱硬化性或熱可塑性的 薄膜而形成的。而加強板7 4，則是避開半導體元件1 〇 ，而黏貼在整個基板5 0。如此一來，基板5 0就不會有 應變、彎曲，外部電極7 0的高度成爲一定，而平面穩定 性會提升’且對電路基板的實裝良品率也提高。 進而’在與形成半導體元件1 〇的電極1 2的面之相 反面，透過銀糊等熱傳導接著劑7 8來黏固散熱板8〇。 藉此’即可提高半導體元件1 〇的散熱性。散熱板8 0係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 471077 Α7 ___ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（17) 形成較半導體元件1 〇大’亦被黏固在加強板7 4上。再 者’加強板7 4與散熱板8 0之間也以熱傳導接著劑7 8 來黏固而完成氣密狀。熱傳導接著劑7 8會根據半導體元 •件1 0的散熱量’而由通常的絕緣接著劑或是上述的絕緣 薄膜來取代。 半導體元件1 0與基板5 0之間，則是利用接合的環 氧樹脂等之樹脂8 2來予以密封。而樹脂8 2也會回流到 開口部5 6及半導體元件1 0的外周。 (第2實施形態） 圖係表示有關適用本發明之第2實施形態之半導 體裝置圖。連本實施形態也是使用形成電極1 2的半導體 元件1 0，在電極1 2上形成突起電極4 0。突起電極 4 0的構成及形成方法係如第1實施形態所做的說明。 在基板1 0 0形成引線1 0 2。基板1 〇 〇的材料， 可由作爲第1實施形態的基板5 0所使用的材料來選擇。 作爲基板1 0 0，也可使用透過接著1 0 4來黏貼引線 1 0 2的3層基板。或是，引線係利用濺射等在基板被覆 銅等導電性膜，且蝕刻這裡而形成的。此場合，係直接於 基板形成引線，成爲未透過接著劑的2層基板。或是，也 適用利用電鍍形成引線的加法。或者，也可使用在基板積 層絕緣樹脂與配線圖案所構成的合成多層構造的基板、和 積層複數個基板的多層基板。 半導體元件1 0係針對基板1 〇 0而被面朝下接合或 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 寫夫 —訂-----------線j
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 _ B7 五、發明說明（18) 倒裝接合。亦即，使突起電極4 0接觸到引線1 0 2上， 透過圖未表示的工具，對兩者間施加熱及壓力。如此一來 ’突起電極4 0與引線1 0 2就會被金屬接合。 ' 連本實施形態也與第1實施形態相同，包括突起電極 4〇，相關於此即可達成相同效果。 (第$實施形態） \ / v第9圖係表示有關適用本發明之第3實施形態之半導 體裝置圖。連本實施形態也是使用形成電極1 2的半導體 元件1 0，在電極1 2上形成突起電極4 0。突起電極 4 0的構成及形成方法，係如第1實施形態所做的說明。 有關基板1 0 0及引線1 0 2則如第2實施形態所做的說 明。 半導體元件1 〇係透過各向異性導電材料1 1 〇 ’而 被面朝下接合或倒裝接合在基板1 0 0。各向異性導電材 料1 1 0則是讓導電粒子（導電墊片）分散在接著劑（黏 合劑），也有添加分散劑的場合。各向異性導電材料 1 1 〇也可在預先成甜甜圈狀後貼在基板1 〇 〇或半導體 元件1 0的至少一方，或是仍可成爲液狀。再者’作爲各 向異性導電材料1 1 0的接著劑，可使用熱硬化性的接著 劑。各向異性導電材料1 1 〇，至少會被設在與引線 1 0 2的突起電極4 0的接合部上。或者，以覆蓋整個基 板1 0 0的方式，只要設有各向異性導電材料1 1 0 ’就 可簡單地進行其工程。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -21 - ---------訂----- ---- (請先閱讀背面之注意事項ns寫本頁) ft 寫太
471077 A7 ---- --B7___ 五、發明說明（19 ) 各向異性導電材料丨1 〇係在突起電極4 〇與引線 1 0 2之間被推壓的，利用導電粒子達到在兩者間的導電 連通。且使接著劑硬化，來保持導電連通。在接著劑爲熱 ‘硬化性樹脂的場合’則是加熱使之硬化。 連本實施f態也與第1實施形態相同，包括突起電極 4 0，相關於此即可達成相同效果。 (實施形態） 第1 0圖係表示有關適用本發明之第4實施形態之半 導體晶圓圖。同圖所示之半導體晶圓，係具有集體電路及 複數個電極，且在各電極上爲突起電極4 0。突起電極 4 0係如第1實施形態所做的說明，其形成方法也相同。 具有突起電極4 0的半導體晶圓則是在包括複數個電極中 的一群電極的區域而被切斷，取得複數個半導體晶片。 於第ll/圖 表示實裝有適用本發明之半導體裝置 1 1 0 0之電路基板1 0 0 0。一般是在電路基板例如使 用玻璃環氧基板等之有機系基板。於電路基板形成例如以 所期望的電路之方式形成由銅製成的配線圖案，將此等配 線圖案與半導體裝置的外部電極做機械連接，達到此等的 導電連接。 且作爲具備有此電路基板1 〇 〇 0的電子機器，則爲 第1 ^&7圖所示的筆記型電腦1 2 0 0。 再者，將上述本發明之構成要件「半導體元件」置換 爲「電子元件」，與半導體元件同樣的可在電子元件（能 本紙張尺度適用中國國i標準（CNS)A4規格(210 X 297 - 22- (請先閱讀背面之注意事項 C一 i 本頁 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471077 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（20) 動元件則不管受動元件）的電極形成突起電極。作爲由此 種電子元件所製造的電子零件，例如有電阻器、電容器、 線圈、振盪器、過濾器、溫度感應器、熱敏電阻、可變電 •阻、電位器或保險絲等。 〔圖面之簡單說明〕 1圖係說明本發明之第1實施形態之突起電極形成 工程圖。 / 2圖係說明本發明之第1實施形態之突起電極形成工 程圖。 /. 3圖係說明本發明之第1實施形態之突起電極形成 工程圖。 \第4 A圖及第4 B圖係說明本發明之第1實施形態之 突起電極形成工程圖。 ' / 5 A圖及第5 B圖係表示本發明之第1實施形態之 引線接合工程圖。 I第6圖係表示本發明之第1實施形態之引線與突起電 極之關係圖。 \第7圖係表示有關本發明之第1實施形態之半導體裝 置圖。 8圖係表示有關應用本發明之第2實施形態之半導 體裝置圖。 9圖係表示有關應用本發明之第3實施形態之半導 體裝置圖。 (請先閱讀背面之注意事項.¾寫本頁) I*裝 •HI寫士
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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 471077 A7 B7 五、發明說明（21) # 1 0圖係表示有關應用本發明之第4實施形態之半 導體晶圓圖。 1 1圖係表示有關本發明之實施形態之電路基板圖 f 〇 2圖係表示具備有應用有關本發明之方法所製造 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的半導體裝置之電子機器 〔符號之說明 ] 10 半導體元件 12 電極 13 中央部 14 前端部 15 外周_部 16 導電線 17 溝 2 0 第1工具 2 2 孔 2 4 推壓部 3 2 第2工具 4 0 突起電極 4 2 中央部 4 4 外周端部 4 6 溝 5〇 基板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項 II裝 寫丄 ^^1 flu HI i l n-1^ ft ^1· n n n _ 4口 寫本頁) -24- 471077 A7 _B7 五、發明說明（22 ) 5 2 引線 5 4 配線圖案 5 6 開口部 (請先閱讀背面之注意事項本頁) I. 訂r--------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25-

Claims (1)

  1. 471077 /、、申清專利範圍 第88H8161號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國90年6月修正 1 、一種突起電極形成方法，係包括：將具有形成球 狀的則端部的導電線的前述前端部，利用第1工具接合在 電極的同時’在導出前述前端部的前述導電線的中央部周 圍’並避開外周端部的部分，利用前述第1工具來推壓使 之塑性變形之第1工程、和 料前則端邰殘留在前述電極並切斷前述導電線之第 2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓使之塑性變形之第3工程。 2、 種-卜導體晶圓之製造方法，係包括：在形成集 體電路與複數個電極之後，將具有形成球狀的前端部的導 電線之前池时端部’利用第1工具，接合在前述複數個電 極的任一電極之同時，在導出前述前端部的導電線的中央 部周圍’並避開外周端部的部分，利用前述第1工具來推 壓’使之塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線之 第2工程、和 將則述前端部的至少前述中央部，利用第2工鸟來推 壓，使之塑性變形，形成突起電極之第3工程。 3、 如申請專利範圍第2項所述之半導體晶圓之製造 方法’其中’在前述第3工程前，重覆前述第]工程及第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 〇請先閱讀背面之注意事.¾填寫本頁) 裝
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 471077 Λ8 R8 C8 D8 六、申請專利範圍 2工程，並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部； 在前述第3工程同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極。 4、 一種半導體晶片之製造方法，係包括：將形成集 體電路與複數個電極的半導體晶圓，一片片切斷成具有前 述複數個電極中的一群電極之後，將具有形成球狀的前端 部的導電線的前述前端部，利用第1工具，接合在前述-一 群電極的任一電極之同時，在導出前述前端部的前述導電 線的中央部周圍，並避開外周端部的部分，利用前述第1 工具來推壓使之塑性變形之第1工程、和 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線之 第2工程、和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 壓，並使之塑性變形，形成突起電極之第3工程。 5、 如申請專利範圍第4項所述之半導體晶片之製造 方法，其中，於前述第3工程前，重覆前述第1工程及第 2工程，並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部； 在前述第3工程同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極。 6、 一種半導體裝置之製造方法，係包括：將具有形 成球狀的前端部的導電線的前述前端部，利用第1工具， 接合在前述一群電極的任一電極之同時，在導出前述前端 本E張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ΓΤΓ S丨裝 填寫本頁) 訂-------
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    六、申請專利範圍 部的則述導電線的中央部周圍，並避開外周端部的部分， 利用前述第1工具來推壓使之塑性變形之第1工程、和 (請先閱讀背面之注意事 填寫本頁) 將前述前端部殘留在前述電極，並切斷前述導電線之 第2工程 '和 將前述前端部的至少前述中央部，利用第2工具來推 Ιβ ’並使之塑性變形，形成突起電極之第3工程、和 接合前述突起電極與引線之第4工程。 了、如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置之製造 方法’其中，於前述第3工程前，重覆前述第1工程及第 2工程，並在每個複數電極殘留前述導電線的前端部； 在前述第3工程同時的推壓殘留在複數電極的前述導 電線的前端部，並同時的形成前述複數個電極上的突起電 極。
    8、如申請專利範圍第6項或第7項所述之半導體裝 ®之製造方法，其中，前述引線係突出的形成在形成於基 板的開口部的內側； 在前述第4工程，前述突起電極係被配置在前述開口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制私 部內，在前述開口部內，將前述引線接合在前述突起電極 0 .9、如申請專利範圍第6項或第7項所述之半導體裝 置之製造方法，其中，前述引線係形成在基板上； 在前述第4工程，使前述引線的前述基板上的部分相 對於前述突起電極，並將前述半導體元件做面朝下接合。 k 0、如申請專利範圍第9項所述之半導體裝置之製 適用中國國家標準（CNS)A4規格(_210: 297公釐) ~ 471077
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 造方法，其中，在前述第4工程，透過在接著劑分散導電 粒子的各向異性導電材料’來接合前述突起電極與前述引 線。 、1 1 、一種突起電極形成用接合工具，係形成插通具 有形成球狀的前端部的導電線的孔，在前述孔的周圍具有 推壓前述導電線的前端部的推壓部，前述推壓部係做成避 開前述前端部的外周端部的形狀。 .1 2、一種半導體晶圓，係具有：集體電路、和複數 個電極、和形成在每個電極上之突起電極； 於前述突起電極的上面，是在中央部與外周端部之間 形成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等。 、1 3、一種半導體晶片，係具有：集體電路、和複數 個電極、和形成在每個前述電極上之突起電極； 於前述突起電極的上面’是在中央部與外周端部之間 形成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等° 1 4、一種半導體裝置，係包括：具有複數電極之半 導體元件、和 設在每個電極，且於上面的中央部與外周端部之間形 成溝，前述中央部與外周端部的高度約相等之突起電極、 和 接合在前述突起電極之引線、和 形成前述引線之基板。 1 5、如申請專利範圍第1 4項所述之半導體裝置’ 其中，於前述基板形成開口部； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - —-------1 —裝·----^—tj"-------I (請先閱讀t-面之注音填寫本頁) 471077 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 前述引線係突出的形成在形成於前述基板的前述開口 部的內側， 前述突起電極與前述引線被接合在前述開口部內。 1 6、如申請專利範圍第1 4項或第1 5項之半導體 裝置，其中，前述引線係形成在基板； 在前述第4工程，使前述引線的前述基板上的部分相 對於前述突起電極，並令前述半導體元件做面朝下接合。 1 7、如申請專利範圍第1 6項之半導體裝置，其中 ，前述突起電極與前述引線係透過在接著劑分散導電粒子 的各向異性導電材料來接合。 8、 一種電路基板，其特徵係安裝包含 具有複數之電極的半導體元件， 和設於各電極，於上面之中央部和外周端部間形成溝 ’前述中央部和外周端部之高度幾近相等之突起電極， 和於前述突起電極加以接合之導線， 和形成前述導線之基板的半導體裝置者。 9、 一種電子機器，其特徵係具有包含 具有複數之電極的半導體元件， 和設於各電極，於上面之中央部和外周端部間形成溝 ’前述中央部和外周端部之高度幾近相等之突起電極， 和於前述突起電極加以接合之導線， 和形成前述導線之基板的半導體裝置者。 (請先閱讀背面之注意事TIP：填寫本頁) 裝 訂·
    本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5-
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