JPH0437138A - Formation of bump by wire bump - Google Patents
Formation of bump by wire bumpInfo
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- JPH0437138A JPH0437138A JP14374290A JP14374290A JPH0437138A JP H0437138 A JPH0437138 A JP H0437138A JP 14374290 A JP14374290 A JP 14374290A JP 14374290 A JP14374290 A JP 14374290A JP H0437138 A JPH0437138 A JP H0437138A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、ワイヤレスボンディングにおいて、半導体
素子に形成された電極と、インナーリードとの間に設け
られて両者を接続するバンプを形成するワイヤーバンブ
によるバンプ形成方法に関する。Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to a wire bump that is provided between an electrode formed on a semiconductor element and an inner lead to form a bump that connects the two in wireless bonding. The present invention relates to a bump forming method according to the present invention.
「従来の技術」
近年、ICチップの多極化に伴い、ICチップをリード
フレームに接続する方法として、経済性および接続の信
頼性の要請からこれまで用いられていたワイヤボンディ
ング方式に代えて、金属細線を使用しないワイヤレスボ
ンディング方式が採用されつつある。"Conventional Technology" In recent years, with the increasing number of IC chips, thin metal wires have been used as a method for connecting IC chips to lead frames, replacing the wire bonding method that had been used up until now due to economic efficiency and connection reliability requirements. Wireless bonding methods that do not use
このワイヤレスボンディング方式においては、チップ(
半導体素子)の電極またはインナーリードにバンブ(金
属突起)を形成する必要があるが、このバンブの形成方
法として、従来、め、フき、エツチングを用いる方法が
知られている。In this wireless bonding method, the chip (
It is necessary to form bumps (metal protrusions) on the electrodes or inner leads of semiconductor devices (semiconductor elements), and conventionally known methods for forming these bumps include drilling, cleaning, and etching.
これは、チップの電極上にバリアメタルとしての金属膜
の被着を行い、この被着の後、フォトレジストによるめ
っき用パターンを形成し、金属膜を一方の電極として、
電解めっき法によりパターン内にバンブを形成させる。This involves depositing a metal film as a barrier metal on the electrodes of the chip, forming a plating pattern using photoresist after this deposition, and using the metal film as one electrode.
Bumps are formed within the pattern by electrolytic plating.
そして、不要となったフォトレジストを除去し、新たに
ハンプ上からフォトレジストを塗布し、バリアメタルを
エツチングするためのパターンを形成する。そして、こ
のレノストパターンをマスクとして、チップ上の露出し
ている全てのバリアメタルをエツチング除去し、最後に
レジストパターンを除去することにより、バンブを形成
するものである。Then, the unnecessary photoresist is removed and a new photoresist is applied over the hump to form a pattern for etching the barrier metal. Then, using this renost pattern as a mask, all exposed barrier metal on the chip is removed by etching, and finally the resist pattern is removed to form bumps.
ところが、上記の方法においては、めっき、エツチング
といった処理工程が複雑であるので、歩留まりが低いと
と6に、これらの処理を行う設備が高額であり、結果と
してバンブ形成コストが高いという問題があった。However, in the above method, the processing steps such as plating and etching are complicated, so there are problems such as low yields and expensive equipment for these processings, resulting in high bump formation costs. Ta.
そこで、上記問題を解消するバンブ形成方法として、転
写バンブ方式と称される方法が提供されている。これは
、バンブ形成基板上のバンブとリードとを位置合わせし
て、加熱、加圧し、リード側にバンブを転写させ、次い
で、転写したり−ト上のバンブとチップ上のへρ電極と
を位置合わせして、加圧、加熱して、バンブとA(電極
とを接合するものである。この方法では、めっき、エツ
チングといった複雑な処理工程を要しないので、バンプ
形成コストをある程度抑えることができるが、チップが
さらに多極化して、電極間の距離が狭くなると、上記の
ような位置合わせが困難になるとともに、歩留まりが低
下するという問題があった。Therefore, as a bump forming method that solves the above problem, a method called a transfer bump method has been proposed. This involves aligning the bumps on the bump-forming substrate and the leads, applying heat and pressure to transfer the bumps to the lead side, and then transferring the bumps on the board and the ρ electrodes on the chip. The bump and the electrode A (electrode) are bonded together by aligning, applying pressure, and heating. This method does not require complicated processing steps such as plating and etching, so it is possible to reduce the bump formation cost to some extent. However, as chips become more multipolar and the distance between the electrodes becomes narrower, there are problems in that the above alignment becomes difficult and the yield decreases.
そこで、さらに、上記問題を解消するバンブ形成方法と
して、ポールバンブ方式と称される方法が提供されてい
る。この方法は、AuまたはAu合金からなる細線(ワ
イヤ)の先端部に、電気トーチによりポールを形成して
、このポールを加熱したチップの、l電極に超音波を負
荷しつつ圧着した後、ワイヤ部分をクランパで把持して
上記ポールから引きちぎることによりバンブを形成する
ものである。このような方法においては、上記転写バン
ブ方式に比べて製造時間がかかるが、バンブ形成基板上
のバンブとリードとの位置合わせ、転写したリード上の
バンブとチップ上のAQ電極との位置合わせ等を行う必
要がなく、歩留まりがよいという利点がある。Therefore, a method called a pole bump method has been proposed as a bump forming method that solves the above problem. In this method, a pole is formed at the tip of a thin wire made of Au or Au alloy using an electric torch, and the pole is crimped to the l electrode of the heated chip while applying ultrasonic waves. The bump is formed by gripping the portion with a clamper and tearing it off from the pole. This method takes more time to manufacture than the transfer bump method described above, but it does not require much time, such as alignment of the bumps on the bump forming substrate and the leads, alignment of the bumps on the transferred leads and the AQ electrodes on the chip, etc. There is no need to carry out this process, which has the advantage of high yield.
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、上記ポールバンブ方式においては次のよ
うな問題がある。"Problems to be Solved by the Invention" However, the pole bump method has the following problems.
すなわち、
■ワイヤの先端に形成されたポールを電極に圧着した後
、ワイヤ部分を引きちぎることにより、バンブを形成し
ているので、ポールの大きさ、圧着の際の圧力等により
バンブの高さにバラツキが生しるとともに、バンブの切
断部に、接続不良の主たる原因となるテールが残ってし
まう。In other words, ■The bump is formed by crimping the pole formed at the tip of the wire to the electrode and then tearing off the wire, so the height of the bump may vary depending on the size of the pole, the pressure during crimping, etc. In addition to this, a tail remains at the cut portion of the bump, which is the main cause of poor connection.
■ポールを電極に圧着することによりバンブを形成して
いるので、バンブがポール圧着の際の圧力により横方向
に延びて電極からはみ出してしまうことかあり、特に電
極間が狭くなると、このはみ出しにより隣接する電極ど
うしがンヨートシてしまう。■Since the bump is formed by crimping the pole to the electrode, the bump may extend laterally and protrude from the electrode due to the pressure when the pole is crimped. Especially when the distance between the electrodes becomes narrow, this protrusion may cause Adjacent electrodes may interfere with each other.
■へρ電極上にバンブを形成する際に、チップが250
〜300°Cの高温で数10秒間放置されるので、Au
パップとAρ電極の間で金属間化合物が過剰に生成され
fニリ、カーケンドールボイドが発生し易いので、接合
部の信頼性に問題がある。When forming a bump on the ρ electrode, the tip is
Au
Intermetallic compounds are excessively produced between the pap and the Aρ electrodes, and Kirkendall voids are likely to occur, which poses a problem in the reliability of the joint.
この発明は上記問題を解決することを目的としている。This invention aims to solve the above problems.
[課題を解決するための手段」
上記目的を達成するために、この発明の請求項1のワイ
ヤーバンプによるバンプ形成方法は、半導体素子の電極
またはインナーリードに、金属製の細線の先端部におけ
る該細線の長手方向に沿う部分を超音波を負荷しつつ押
し付けることにより、上記細線の先端部を上記電極また
はインナーリードに接合し、次いで、この接合部と上記
細線とを切断することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the method for forming bumps using wire bumps according to claim 1 of the present invention provides a method for forming bumps using wire bumps in accordance with claim 1 of the present invention. The tip of the thin wire is joined to the electrode or inner lead by pressing the longitudinal portion of the thin wire while applying ultrasonic waves, and then this joined portion and the thin wire are cut. .
請求項2のバンプ形成方法は、半導体素子の電極または
インナーリードに、金属製の細線の先端部における該細
線の長手方向に沿う部分を超音波を負荷しつつ押し付け
る1ことにより、上記細線の先端部を上記電極またはイ
ンナーリードに接合し、さらに、この第1接合部から上
記細線の基端側に所定距離離間した離間部分を上記電極
またはインナーリードに超音波を負荷しつつ押し付ける
ことにより該離間部分をインナーリードに接合し、次い
で、この第2接合部と上記細線とを切断することを特徴
としている。In the bump forming method according to claim 2, the tip of the thin metal wire is pressed against the electrode or inner lead of the semiconductor element by applying ultrasonic waves to the tip of the thin wire along the longitudinal direction of the thin wire. The part is joined to the electrode or inner lead, and further, the separation is performed by pressing a part separated from the first joint part to the proximal end of the thin wire by a predetermined distance to the electrode or inner lead while applying ultrasonic waves. The method is characterized in that the second joint portion is joined to the inner lead, and then this second joint portion and the thin wire are cut.
請求項3のバンプ形成方法は、請求項1または2のバン
プ形成方法において細線の素材を、AQl、1合金、C
u、Cu合金、AuqAu合金のいずれかにしたもので
ある。In the bump forming method according to claim 3, in the bump forming method according to claim 1 or 2, the thin wire material is AQl, 1 alloy, C
It is made of one of u, Cu alloy, and AuqAu alloy.
「作用 」
この発明の請求項1のワイヤバンプによるバンプ形成方
法にあっては、電極またはインナーリードに、金属製の
細線の先端部における該細線の長手方向に沿う部分を超
音波を負荷しつつ押し付けて接合し、この接合部と細線
とを切断することによりバンプを形成するようにしたの
で、バンプの高さにバラツキが生じたり、バンプの切断
部に、接続不良の主たる原因となるテールが残ることが
殆どなく、しかも小型で形状の安定したバンプが形成さ
れる。"Function" In the bump forming method using a wire bump according to claim 1 of the present invention, a portion of the tip of a thin metal wire along the longitudinal direction is pressed onto the electrode or the inner lead while applying ultrasonic waves. Since the bumps are formed by cutting this joint and the thin wire, the height of the bumps may vary, and tails remain at the cut portions of the bumps, which is the main cause of connection failures. In addition, bumps that are small and stable in shape are formed.
また、請求項2のワイヤバンプによるバンプ形成方法に
あっては、請求項1の作用に加えて、第1接合部と第2
接合部との距離を適宜調整することにより、バンプの長
さを自在に調整することかできる。Further, in the bump forming method using wire bumps according to claim 2, in addition to the effect of claim 1, the first joint portion and the second joint portion
By appropriately adjusting the distance to the joint, the length of the bump can be freely adjusted.
さらに、上記請求項1または2の方法において、細線の
材質をAffまたはAρ金合金すれば、バンプと電極と
の間で金属間化合物が生成されたり、カーケンドールボ
イドが発生することがない。Furthermore, in the method of claim 1 or 2, if the material of the thin wire is Aff or Aρ gold alloy, no intermetallic compound will be formed between the bump and the electrode, and Kirkendall voids will not occur.
「実施例」
以下この発明のワイヤバンプによるバンプ形成方法の実
施例を説明する。"Example" Hereinafter, an example of the bump forming method using wire bumps of the present invention will be described.
(請求項1に相当する実施例)
第1図において符号lはSiチップ(半導体素子)を示
す。この半導体素子1の上面周縁部には多数の電極2・
・が形成されている。これら電極2はACまたはAQに
1重量%程度のSiが含有されたAI2合金等から形成
されたものであり、各電極2はそれぞれインナーリード
(図示せず)にバンプを介して接続されるようになって
いる。(Embodiment corresponding to claim 1) In FIG. 1, the symbol l indicates a Si chip (semiconductor element). A large number of electrodes 2 and
・is formed. These electrodes 2 are made of an AI2 alloy containing about 1% by weight of Si in AC or AQ, and each electrode 2 is connected to an inner lead (not shown) via a bump. It has become.
そして、上記電極2にはインナーリードとの接続用のバ
ンプが以下のようにして形成される。Bumps for connection with inner leads are formed on the electrode 2 in the following manner.
すなわち、A、(1%’AQ合金、CuSCu合金、A
u、Au合金等の金属製の細線(直径=30μπ程度)
3をウェッジボンダのツール4に斜めから挿入して、細
線の先端部をツール4の下面に形成された押圧面5に位
置させる。That is, A, (1%'AQ alloy, CuSCu alloy, A
Thin wire made of metal such as u, Au alloy (diameter = about 30μπ)
3 is inserted obliquely into the tool 4 of the wedge bonder, and the tip of the thin wire is positioned on the pressing surface 5 formed on the lower surface of the tool 4.
次に、このツール4を下降させて、第2図に示すように
、押圧面5により細線の先端部3aにおける長手方向に
沿う部分を電極2の上面に室温で押し付けつつツール4
に設けられた図示しない超音波振動源によりツール4を
介して細線3に超音波を負荷することにより、細線3の
先端部3aを電極2に接合する。Next, the tool 4 is lowered, and as shown in FIG.
The tip portion 3a of the thin wire 3 is joined to the electrode 2 by applying ultrasonic waves to the thin wire 3 via the tool 4 using an ultrasonic vibration source (not shown) provided in the thin wire 3.
その後、第3図に示すように、ツール4を上昇させて、
細線3を図示しないクラッパで挾持して引っ張ることに
より、細線3と接合部(先端部)3aとを切断する。こ
れにより、電極2にバンプ6を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 3, the tool 4 is raised and
By holding and pulling the thin wire 3 with a clapper (not shown), the thin wire 3 and the joint portion (tip portion) 3a are cut. As a result, bumps 6 are formed on the electrodes 2.
そして、上記工程を次々に電極2に順次繰り返して行う
ことにより、全ての電極2にバンプ6を形成する。Then, the bumps 6 are formed on all the electrodes 2 by repeating the above steps on the electrodes 2 one after another.
このようなバンプ6は、細線3の先端部3aの長手方向
に沿う部分を電極2に押し付けて形成されるので、従来
のボールバンプ方式のように、バンブの高さにバラツキ
が生じたり、バンプの切断部に、接続不良の主たる原因
となるテールが残ることが殆どない。Such a bump 6 is formed by pressing the longitudinal portion of the tip 3a of the thin wire 3 against the electrode 2, so unlike the conventional ball bump method, there may be variations in the height of the bump or There is almost no tail left at the cut end, which is the main cause of connection failure.
また、従来のボールバンプ方式より小さく、しかも形状
の安定したバンプを形成することができるので、バンプ
6が電極からはみ出して隣接する電極6とショートした
りすることがなく、特に、隣接する電極6.6間が狭い
(50μl程度)半導体素子において有効である。In addition, since it is possible to form a bump that is smaller than the conventional ball bump method and has a stable shape, the bump 6 does not protrude from the electrode and short-circuit with the adjacent electrode 6. This is effective for semiconductor devices where the space between .6 and 6 is narrow (about 50 μl).
さらに、バンプ6を室温で形成することができるので、
高温保持したときの接合部の信頼性が高い。Furthermore, since the bumps 6 can be formed at room temperature,
High reliability of joints when held at high temperatures.
加えて、バンプ6を形成するための細線としてAQ細線
を使用した場合、バンプ6とAQ電極の間で金属間化合
物が生成されたり、カーケンドールボイドが発生するこ
とかないので、接合部の信頼性がさらに高い。In addition, when AQ thin wire is used as the thin wire for forming the bump 6, intermetallic compounds are not generated between the bump 6 and the AQ electrode, and Kirkendall voids are not generated, so the reliability of the joint is improved. is even higher.
なお、上記実施例ではバンプ6を電極2に形成したが、
上記と同様な方法を用いてインナーリードに形成しても
よい。In addition, in the above embodiment, the bump 6 was formed on the electrode 2, but
The inner lead may be formed using a method similar to that described above.
(請求項2に相当する実施例)
第4図において、符号8はインナーリードを示す。これ
らインナーリード8・・・は、ACに1重量%のSiが
含有された1合金製のものであり、各インナーリード8
はそれぞれ半導体素子に形成された電極にバンプを介し
て接続されるようになっている。(Embodiment corresponding to claim 2) In FIG. 4, reference numeral 8 indicates an inner lead. These inner leads 8 are made of an alloy containing 1% by weight of Si in AC.
are connected to electrodes formed on the semiconductor element via bumps, respectively.
そして、上記インナーリード8には電極との接続用のバ
ンプが以下のようにして形成される。Bumps for connection with electrodes are formed on the inner lead 8 in the following manner.
すなわち、第5図に示すように、AC、AQ金合金Cu
;Cu合金、Au、Au合金等の金属製の細線(直径:
30μ夏程度)3をウェッジボンダのツール4に斜めか
ら挿入して、細線の先端部をツール4の下面に形成され
た押圧面5に位置させる。That is, as shown in FIG. 5, AC, AQ gold alloy Cu
; Thin wire made of metal such as Cu alloy, Au, Au alloy (diameter:
(approximately 30 μm) 3 is inserted obliquely into the tool 4 of the wedge bonder, and the tip of the thin wire is positioned on the pressing surface 5 formed on the lower surface of the tool 4.
次に、第6図に示すように、このツール4を下降させて
、押圧面5により細線3の先端部3aにおける長手方向
に沿う部分をインナーリード8の先端部上面に室温で押
し付けつつツール4に設けられた図示しない超音波振動
源によりツール4を介して細線3に超音波を負荷するこ
とにより、細線3の先端部3aをインナーリード8に接
合する。Next, as shown in FIG. 6, the tool 4 is lowered and the pressing surface 5 presses the longitudinal portion of the tip 3a of the thin wire 3 against the upper surface of the tip of the inner lead 8 at room temperature. The tip portion 3a of the thin wire 3 is joined to the inner lead 8 by applying ultrasonic waves to the thin wire 3 via the tool 4 using an ultrasonic vibration source (not shown) provided in the thin wire 3.
この部分を第1接合部9とする。This portion will be referred to as a first joint portion 9.
次いで、ツール4を一旦上昇させて、このツール4をイ
ンナーリード8の基端側に所定距離だけ移動させた後、
第7図に示すように、上記第1接合部9から上記細線3
の基端側に所定距離離間した離間部分3bを上記インナ
ーリード8に上記と同様にして超音波を負荷しつつ押し
付けることにより該離間部分3bを上記インナーリード
8に接合する。この部分を第2接合部IOとする。Next, the tool 4 is once raised and moved to the proximal end side of the inner lead 8 by a predetermined distance, and then
As shown in FIG. 7, from the first joint portion 9 to the thin wire 3
The spaced apart portion 3b is joined to the inner lead 8 by pressing the spaced apart portion 3b spaced a predetermined distance away from the base end side of the inner lead 8 while applying ultrasonic waves in the same manner as described above. This portion will be referred to as the second joint portion IO.
その後、第8図に示すように、ツール4を再び上昇させ
て、細線3を図示しないクランパで挾持して引っ張るこ
とにより、細線3と第2接合部lOとを切断する。これ
により、電極2にバンプ11を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 8, the tool 4 is raised again, and the thin wire 3 is clamped and pulled by a clamper (not shown), thereby cutting the thin wire 3 and the second joint lO. As a result, bumps 11 are formed on the electrode 2.
そして、上記工程を次々にインナーリード8に順次繰り
返して行うことにより、第9図に示すように、全てのイ
ンナーリードにバンプ11を形成する。By repeating the above steps one after another on the inner leads 8, bumps 11 are formed on all the inner leads as shown in FIG.
このようなバンプ11は、細線3の先端部の長手方向に
沿う部分をインナーリード8に押し付けて形成されるの
で、従来のポールバンブ方式のように、バンプの高さに
バラツキが生じたり、バンプの切断部に、接続不良の主
たる原因となるテールが残ることが殆どない。Such a bump 11 is formed by pressing the longitudinal portion of the tip of the thin wire 3 against the inner lead 8, so unlike the conventional pole bump method, there may be variations in the height of the bump or There is almost no tail remaining at the cut portion, which is the main cause of connection failure.
また、インナーリード8にその長手方向に沿ってバンプ
11を形成したので、バンプ11がインナーリード11
からはみ出すことがなく、しかも、第1接合部9と第2
接合部lOとの距離を適宜調整することにより、バンプ
IIの長さを自在に調整することができる。Further, since the bumps 11 are formed on the inner leads 8 along the longitudinal direction, the bumps 11 are formed on the inner leads 11.
It does not protrude from the first joint part 9 and the second joint part 9.
The length of the bump II can be freely adjusted by appropriately adjusting the distance to the junction lO.
さらに、バンプI+を室温で形成することかできるので
、バンプ11形成の際に、インナーリード8に熱歪によ
る影響か生じてインナーリード8に位置ずれが生じるこ
とがないので、インナーリード8を半導体素子の電極に
バンプ11を介して確実に接続することができる。Furthermore, since the bumps I+ can be formed at room temperature, when forming the bumps 11, the inner leads 8 will not be affected by thermal strain and will not be misaligned. It is possible to reliably connect to the electrodes of the element via the bumps 11.
加えて、バンプ11を形成するための細線として、+1
またはAQ合金製の細線を使用した場合、ハンプ】1と
インナーリート8、またはバンプ11とAff電極の間
で金属間化合物が生成されたり、カーケンドールボイド
が発生することがないので、接合部の信頼性がさらに高
い。In addition, as a thin wire for forming the bump 11, +1
Or, when using AQ alloy thin wire, intermetallic compounds will not be generated between hump 1 and inner lead 8, or bump 11 and Aff electrode, and Kirkendall voids will not occur at the joint. Even more reliable.
なお、上記実施例ではバンプ6をインナーリード8に形
成したが、上記と同様な方法を用いて半導体素子の電極
に形成してもよい。In the above embodiment, the bumps 6 are formed on the inner leads 8, but they may be formed on the electrodes of the semiconductor element using a method similar to that described above.
(実験例) 次に実験例を挙げてこの発明の効果をより明確にする。(Experiment example) Next, an experimental example will be given to clarify the effects of this invention.
半導体素子の電極またはインナーリードに、上記請求項
1または2の方法を用いてバンプを形成した。半導体素
子の電極の大きさ、材質、隣接する電極間のピッチ、イ
ンナーリードの材質、大きさ、バンプを形成する際に用
いるワイヤ(細線)の直径をそれぞれ第1表に示す。な
お、第1表に示す一点法とは請求項1の方法を示し、二
点法とは請求項2の方法を示す。Bumps were formed on electrodes or inner leads of a semiconductor element using the method of claim 1 or 2 above. Table 1 shows the size and material of the electrodes of the semiconductor element, the pitch between adjacent electrodes, the material and size of the inner lead, and the diameter of the wire (thin wire) used to form the bump. Note that the one-point method shown in Table 1 refers to the method of claim 1, and the two-point method refers to the method of claim 2.
また、第2表に、ワイヤの材質、バンプを形成する際の
形成条件として、超音波の出力、超音波の発振時間、ワ
イヤを電極またはインナーリードに押し付ける際の荷重
、さらに、電極とインナーリードとをバンプを介して接
続するインナーリードボンディングの条件として、超音
波の出力、超音波の発振時間、バンプを電極またはイン
ナーリードに押し付ける際の荷重を示す。なお、電極と
インナーリードのバンブ形成条件は同じにした。Table 2 also shows the material of the wire, the formation conditions when forming bumps, the output of the ultrasonic wave, the oscillation time of the ultrasonic wave, the load when pressing the wire against the electrode or inner lead, and the electrode and inner lead. The conditions for inner lead bonding, which connects these through bumps, include the output of ultrasonic waves, the oscillation time of ultrasonic waves, and the load when pressing the bumps against the electrodes or inner leads. Note that the bump formation conditions for the electrode and inner lead were the same.
さらに、比較例として、従来のボールバンプ方式により
Aρ電極にバンプを形成した。バンプ形成条件は下記の
通り。Furthermore, as a comparative example, bumps were formed on the Aρ electrode by a conventional ball bump method. The bump formation conditions are as follows.
ワイヤ:Au−1%Pd、20 μmφ、ボール直径
二60 μ11
超音波出力+701W。Wire: Au-1% Pd, 20 μmφ, ball diameter 260 μ11, ultrasonic output +701W.
超音波発振時間:15m5ec、
荷重:609、
温度:250℃、
半導体素子の大きさ:10ix101xxlO,4ix
(t)、へρ電極の大きさ:110(C)XIIO(w
)Xl−1,5(t) μm。Ultrasonic oscillation time: 15m5ec, load: 609, temperature: 250℃, semiconductor element size: 10ix101xxlO, 4ix
(t), ρ electrode size: 110 (C) XIIO (w
)Xl-1,5(t) μm.
AQ電極のピッチ=140μ尻、
A12電極の材質:Al2−1重量%Sisそして、こ
の発明の方法によって形成されたバンブNo、1〜24
および上記比較例の方法によって形成されたバンブNo
、25について評価を行った。その結果を第3表に示す
。この表において、バンブをそれぞれ各No毎に100
0個数ずつ形成し、各No毎のバンブ高さの平均値およ
びこの平均値から最も外れたバンブの高さの値と平均値
との差の絶対値を示す。Pitch of AQ electrode = 140 μm, material of A12 electrode: Al2-1 wt% Sis, and bump Nos. 1 to 24 formed by the method of this invention.
and Bump No. formed by the method of the above comparative example.
, 25 were evaluated. The results are shown in Table 3. In this table, each bump is 100 for each number.
The average value of the bump height for each No. and the absolute value of the difference between the height of the bump that deviates most from this average value and the average value are shown.
また、リード引張試験の評価については、第1θ図に示
すように、小型のテンンヨンゲージ15の先に釣針状の
フック16を設け、このフック16でインナーリード8
を引っ張り上げて、剪断モードと剪断力を測定する。そ
して、剪断モードが適切な場合で、かつ剪断力が所定の
設定値以上の場合を合格とし、その他を不合格とした。Regarding the evaluation of the lead tension test, as shown in Fig. 1θ, a fishhook-shaped hook 16 is provided at the tip of a small tension gauge 15, and this hook 16 is used to connect the inner lead 8.
and measure the shear mode and shear force. Then, when the shearing mode is appropriate and the shearing force is equal to or higher than a predetermined set value, the test is judged as a pass, and in other cases, the test is judged as a fail.
ここで、剪断モードが適切なものは、リード間の途中て
破断が生じるキードであり、例えば第11図ないし第】
3図に示すようなモードである。一方、不適切な剪断モ
ートは、第】4図および第15図に示すモードであり、
第14図は接合条件が不適当か、バンブもしくはリード
が汚染されていた場合に発生し易く、また、第15図は
バンブ6 (11)と電極2との接合不良でバンブ形成
に原因がある場合に生しる。なお、上記測定を行う場合
、半導体素子lを両面接着テープ17でガラス板I8上
に固定して行う。Here, the appropriate shearing mode is a key in which breakage occurs midway between the leads, for example, in Figures 11 to 11]
This is the mode shown in Figure 3. On the other hand, inappropriate shearing modes are the modes shown in Figures 4 and 15,
Figure 14 is likely to occur when the bonding conditions are inappropriate or the bump or lead is contaminated, and Figure 15 shows the cause of bump formation due to poor bonding between bump 6 (11) and electrode 2. Occurs in some cases. In addition, when performing the above-mentioned measurement, the semiconductor element 1 is fixed on the glass plate I8 with the double-sided adhesive tape 17.
さらに、高温保存の評価については、電極とリードとが
バンブを介して接合されたものを、温度250℃で50
0時間保存した後、接合強度を測定してその合格率を調
べた。Furthermore, regarding high-temperature storage evaluation, electrodes and leads were bonded via bumps for 50 minutes at a temperature of 250°C.
After being stored for 0 hours, the bonding strength was measured and the pass rate was examined.
また、ノヨートの評価については、形成されたバンブの
うち、半導体素子の電極から隣接する電極にはみ出した
ものの個数を全体のバンブの個数(1000個)に対す
る割合として示した。Regarding the evaluation of noyotes, the number of bumps that protruded from the electrode of the semiconductor element to the adjacent electrode among the formed bumps was expressed as a ratio to the total number of bumps (1000).
以下余白
第3表から明らかなように、この発明の方法により形成
されたバンプは、従来のボールバンプ方式により形成さ
れたバンプより、全ての評価項目において優れているこ
とが判る。As is clear from Table 3 below, the bumps formed by the method of the present invention are superior to the bumps formed by the conventional ball bump method in all evaluation items.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明の請求項!記載のワイヤ
ーバンプによるバンプ形成方法によれば次のような効果
を奏する。“Effects of the Invention” As explained above, the claims of this invention! The method for forming bumps using wire bumps described above provides the following effects.
■電極またはインナーリードに、金属製の細線の先端部
における該細線の長手方向に沿う部分を超音波を負荷し
つつ押し付けて接合し、この接合部と細線とを切断する
ことによりバンプを形成したので、従来のボールバンプ
方式のように、バンプの高さにバラツキが生じたり、バ
ンプの切断部に、接続不良の主たる原因となるテールが
残ることが殆どない。■A bump is formed by pressing the tip of a thin metal wire along the length of the thin wire onto the electrode or inner lead while applying ultrasonic waves, and cutting the bonded portion and the thin wire. Therefore, unlike the conventional ball bump method, there is almost no variation in the height of the bumps, and there is almost no tail left at the cut portion of the bumps, which is the main cause of connection failures.
■また、従来のボールバンプ方式より小さいバンプを形
成することができるので、バンプが電極からはみ出して
隣接する電極とショートしたりすることがなく、特に、
隣接する電極間が狭い(50μ肩程度)半導体素子にお
いて有効である。■Also, since it is possible to form smaller bumps than the conventional ball bump method, the bumps do not protrude from the electrodes and short-circuit with adjacent electrodes.
This is effective in semiconductor devices where the distance between adjacent electrodes is narrow (approximately 50 μm).
■さらに、バンプを室温で形成することができるので、
高温保持したときの接合部の信頼性が高い。■Furthermore, since bumps can be formed at room temperature,
High reliability of joints when held at high temperatures.
■加えて、バンプを室温で形成することができるので、
バンプをインナーリードに形成する場合において、イン
ナーリードに熱歪による影響か生じてインナーリードに
位置ずれが生じることかないので、インナーリードを半
導体素子の電極にバンプを介して確実に接続することか
できる。■In addition, bumps can be formed at room temperature, so
When forming bumps on the inner leads, the inner leads are not misaligned due to thermal strain, so the inner leads can be reliably connected to the electrodes of the semiconductor element via the bumps. .
■加えて、バンプを形成するための細線として八ρまた
はAQ合金製の細線を使用した場合、バンプとAffl
K極の間で金属間化合物が生成されたり、カーケンドー
ルボイドが発生することがないので、接合部の信頼性が
さらに高い。■In addition, if a thin wire made of Hachirō or AQ alloy is used to form the bump, the bump and Affl
Since intermetallic compounds and Kirkendall voids do not occur between the K electrodes, the reliability of the joint is even higher.
また、請求項2記載のワイヤーバンプによるバンプ形成
方法によれば上記請求項1記載の方法の効果に加えて次
のような効果を奏する。Further, according to the bump forming method using wire bumps according to the second aspect, the following effects are achieved in addition to the effects of the method according to the first aspect.
電極またはインナーリードに、金属製の細線の先端部に
おける該細線の長芋方向に沿う部分を超音波を負荷しつ
つ押し付けて接合し、さらに、この第1接合部から上記
細線の基端側に所定距離離間した離間部分を上記電極ま
たはインナーリードに超音波を負荷しつつ押し付けるこ
とにより接合し、次いで、この第2接合部と上記細線と
を切断することによりバンブを形成したので、第1接合
部と第2接合部との距離を適宜調整することにより、バ
ンブの長さを自在に調整することができ、種々の半導体
素子に適用することができる。A portion of the tip of a thin metal wire along the length of the thin wire is pressed onto the electrode or inner lead while applying ultrasonic waves to the electrode or the inner lead, and then a predetermined portion is attached to the proximal end of the thin wire from this first bonded portion. The separated parts separated by a distance were joined by pressing the electrode or inner lead while applying ultrasonic waves, and then the second joint part and the thin wire were cut to form a bump, so that the first joint part By appropriately adjusting the distance between the bump and the second bonding portion, the length of the bump can be freely adjusted, and the bump can be applied to various semiconductor devices.
第1図ないし第9図はこの発明のワイヤーバンブによる
バンブ形成方法を説明するためのものである。
第1図ないし第3図は請求項1の方法を説明するための
もので、第1図は半導体素子の要部の側面図、第2図は
電極に細線を接合している状態を示す要部の側面図、第
3図は電極にバンブが形成された半導体素子の要部の側
面図、
第4図ないし第9図は請求項2の方法を説明するための
もので、第4図はインナーリードの要部の平面図、第5
図は同側面図、第6図はインナーリードに第1接合部を
接合した状態を示す側面図、第7図はインナーリードに
第2接合部を接合した状態を示す側面図、第8図はバン
ブが形成されたインナーリードの要部を示す側面図、第
9図は同平面図である。
第1O図ないし第15図は実験例におけるり一ド引張試
験を説明するためのもので、第1O図は引張試験方法を
説明する側面図、第11図ないし第13図はそれぞれ適
切な剪断モードを示す側面図、第14図および第15図
はそれぞれ不適切な剪断モードを示す側面図である。
1・・・・・・半導体素子、2・・・・・・電極、3・
・・・細線、6,11・・・・・・バンブ、8・・・・
・・インナーリード、9・・・・・・第1接合部、10
・・・・第2接合部。FIGS. 1 to 9 are for explaining the method of forming a bump using a wire bump according to the present invention. 1 to 3 are for explaining the method of claim 1, in which FIG. 1 is a side view of the main part of a semiconductor element, and FIG. 2 is a main part showing a state in which thin wires are bonded to electrodes. FIG. 3 is a side view of a main part of a semiconductor device in which bumps are formed on electrodes, FIGS. 4 to 9 are for explaining the method of claim 2, and FIG. Plan view of main parts of inner lead, 5th
Figure 6 is a side view showing the state in which the first joint part is joined to the inner lead, Figure 7 is a side view showing the state in which the second joint part is joined to the inner lead, and Figure 8 is a side view showing the state in which the second joint part is joined to the inner lead. FIG. 9 is a side view showing a main part of the inner lead on which bumps are formed, and FIG. 9 is a plan view thereof. Figures 10 to 15 are for explaining the strained tensile test in the experimental example, Figure 10 is a side view for explaining the tensile test method, and Figures 11 to 13 are for explaining appropriate shear modes, respectively. FIGS. 14 and 15 are side views showing inappropriate shear modes, respectively. 1... Semiconductor element, 2... Electrode, 3...
・・・Thin line, 6, 11... Bump, 8...
...Inner lead, 9...First joint part, 10
...Second joint.
Claims (3)
との間に設けられて両者を接続するバンプを形成する方
法であって、 上記電極またはインナーリードに、金属製の細線の先端
部における該細線の長手方向に沿う部分を超音波を負荷
しつつ押し付けることにより、上記細線の先端部を上記
電極またはインナーリードに接合し、次いで、この接合
部と上記細線とを切断することを特徴とするワイヤーバ
ンプによるバンプ形成方法。(1) A method of forming a bump that is provided between an electrode formed on a semiconductor element and an inner lead to connect the two, the bump being provided at the tip of a thin metal wire on the electrode or inner lead. The tip of the thin wire is joined to the electrode or the inner lead by pressing the longitudinal portion of the thin wire while applying ultrasonic waves, and then the joined portion and the thin wire are cut. Bump formation method using wire bumps.
との間に設けられて両者を接続するバンプを形成する方
法であって、 上記電極またはインナーリードに、金属製の細線の先端
部における該細線の長手方向に沿う部分を超音波を負荷
しつつ押し付けることにより、上記細線の先端部を上記
電極またはインナーリードに接合し、さらに、この第1
接合部から上記細線の基端側に所定距離離間した離間部
分を上記電極またはインナーリードに超音波を負荷しつ
つ押し付けることにより該離間部分を上記電極またはイ
ンナーリードに接合し、次いで、この第2接合部と上記
細線とを切断することを特徴とするワイヤーバンプによ
るバンプ形成方法。(2) A method of forming a bump that is provided between an electrode formed on a semiconductor element and an inner lead to connect the two, the bump being provided at the tip of a thin metal wire on the electrode or inner lead. By pressing the longitudinal portion of the thin wire while applying ultrasonic waves, the tip of the thin wire is joined to the electrode or inner lead, and further, the first
A spaced part spaced a predetermined distance from the joint part to the base end side of the thin wire is pressed against the electrode or inner lead while applying ultrasonic waves to join the spaced part to the electrode or inner lead, and then the second A method for forming a bump using a wire bump, the method comprising cutting the joint and the thin wire.
Au、Au合金のいずれかであることを特徴とする請求
項1または2記載のワイヤーバンプによるバンプ形成方
法。(3) The material of the thin wire is Al, Al alloy, Cu, Cu alloy,
3. The method for forming a bump using a wire bump according to claim 1, wherein the wire bump is made of either Au or an Au alloy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14374290A JPH0437138A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Formation of bump by wire bump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14374290A JPH0437138A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Formation of bump by wire bump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0437138A true JPH0437138A (en) | 1992-02-07 |
Family
ID=15345963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14374290A Pending JPH0437138A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Formation of bump by wire bump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0437138A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994018699A1 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-18 | National Semiconductor Corporation | Method of bonding semiconductor chips to a substrate |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14374290A patent/JPH0437138A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994018699A1 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-18 | National Semiconductor Corporation | Method of bonding semiconductor chips to a substrate |
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