JP2000049180A - 電子部品及び回路モジュールの製造方法、バンプ形成方法、並びに、平坦化チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性プリフォームを用い、安価かつ容易
に、信頼性の高い電子回路部品接続用バンプを形成す
る。 【解決手段】接続パッド５表面に、第１のフラックス層
７を形成し、これにはんだボール２を載置して、第１の
フラックスの粘着性により仮付けする。次に、はんだボ
ール２表面に、はんだボール２の溶融温度よりも低温で
沸騰する第２のフラックス層８を形成した後、接続パッ
ドと導電性プリフォームとを加熱して接合させ、バンプ
３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、はんだボールやは
んだメッキした樹脂ボールに代表される導電性プリフォ
ームで、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（C
hip Size Package）、ＦＣ（Flip Chip）などの電子部
品と実装基板とを接続するために、導電性プリフォーム
を実装基板又は電子部品に搭載し、バンプと呼ばれる接
続用突起を形成する方法及び設備と、これを用いた電子
部品、回路基板及びモジュールと、それらの製造方法と
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の入出力端子の多いＬＳＩに用いら
れる電子回路基板などでは、その下面に格子状又は千鳥
格子状に配置した複数の端子電極を設け、それらと、対
応する回路基板の回路電極とを、バンプにより接続する
という構造が採用されるようになっている。

【０００３】はんだバンプを形成する方法としては、米
国特許第５，２８４，２８７号公報に開示されたつぎの
ようなものがある。まず、真空吸引によりはんだボール
を吸着治具に吸着させて、はんだボールをフラックス液
槽に浸漬する。これにより、はんだボール表面がフラッ
クスに覆われる。次に、吸着治具に吸着させたまま、は
んだボールを電子回路基板に形成されたパッド（接続端
子）上に載置し、真空吸引を解除して、はんだボールを
パッド上に転写する。はんだボールは、フラックスの粘
着力により、パッド上に粘着保持（仮固定）される。こ
の状態で、はんだボールを保持したままの電子回路基板
を加熱（リフロー）することにより、パッド上にはんだ
バンプを形成することができる。

【０００４】また特開平８−２０４３１９号公報には、
薄く一様にフラックスを塗布したチップに、はんだボー
ルを押しつけ、リフローする方法が開示されている。こ
の方法では、フラックスを薄く塗布し、かつ、はんだボ
ールを押圧することにより、はんだボールの移動を防止
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸着治具を用
いる方法では、数万のバンプを一括で形成するウエハな
どの場合、吸着治具が非常に高価になる。また、吸着や
転写の信頼性が維持できず、歩留りが悪いため、この方
法の実用化は困難である。

【０００６】また、はんだボールを押し付ける方法で
は、当該公報に記載されているように、０．１％程度の
不良の発生が認められている。この率は、決して低い率
ではない。ウエハ単位など、数万のバンプを一括で形成
する場合、このような不良率では、数１０カ所の不良が
生じることになり、リペアに多大の手間がかかる。

【０００７】そこで本発明は、安価かつ容易に、信頼性
の高いバンプを形成することのできる方法及び設備と、
これを用いた電子部品及びモジュールの製造方法とを提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、つぎのａ〜ｃのバンプ形成方法と、そ
れらのうちのいずれかの方法を用いて被バンプ形成材
（例えば、半導体ウエハ）にバンプを形成する工程、及
び、このバンプを形成した被バンプ形成材を加工（例え
ばダイシング）する工程を備える電子部品の製造方法
と、該製造方法により製造された電子部品を回路基板に
搭載する工程を備える回路モジュールの製造方法とが提
供される。

【０００９】ａ．導電性プリフォーム表面にフラックス
層を形成するバンプ形成方法 本発明では、接続パッドを備える被バンプ形成材の、該
接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させること
によりバンプを形成する方法であって、つぎの（ａ−
１）〜（ａ−４）の工程を、この順に備える第１のバン
プ形成方法が提供される。

【００１０】（ａ−１）接続パッド表面に、導電性プリ
フォームの溶融温度よりも高温で沸騰する第１のフラッ
クスの層を形成する第１のフラックス層形成工程 （ａ−２）この第１のフラックス層に導電性プリフォー
ムを載置し、第１のフラックスの粘着性により該導電性
プリフォームを仮付けする第１の導電性プリフォーム仮
付け工程 （ａ−３）仮付けした導電性プリフォーム表面に、該導
電性プリフォームの溶融温度よりも低温で沸騰する第２
のフラックスの層を形成する工程 （ａ−４）接続パッド及び導電性プリフォームを加熱し
て接合させ、バンプとするリフロー工程 なお、第１のフラックスとしては、導電性プリフォーム
の固定が確実に行えるように、粘着性の高いものを用い
ることが望ましい。

【００１１】この第１のバンプ形成方法によれば、リフ
ロー工程における加熱の際、まず、まだ第１のフラック
スが流動化せず、導電性プリフォームが固定されている
うちに、第２のフラックスが導電性プリフォーム表面の
酸化膜を除去し、その後の温度上昇に伴って第１のフラ
ックス層が接続パッドとの接触面の酸化膜を除去する。
したがって、この第１のバンプ形成方法によれば、導電
性プリフォームがフラックスの上を流れて紛失又は合体
してしまったり、フラックスの残滓の上で溶融したりす
るといった不良の発生を回避することができる。

【００１２】ｂ．導電性プリフォーム担持用平板を用い
るバンプ形成方法 また、本発明では、接続パッドを備える被バンプ形成材
の、該接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させ
ることによりバンプを形成する方法であって、つぎの
（ｂ−１）〜（ｂ−４）の工程を備える第２のバンプ形
成方法が提供される。

【００１３】（ｂ−１）接続パッド表面に、第３のフラ
ックスの層を形成する第３のフラックス層形成工程と、
導電性プリフォームを担持するための平板の表面に、第
４のフラックスの層を形成する第４のフラックス層形成
工程 （ｂ−２）この第４のフラックス層に導電性プリフォー
ムを載置し、第４のフラックスの粘着性により、該導電
性プリフォームを平板に仮付けする第２の導電性プリフ
ォーム仮付け工程 （ｂ−３）接続パッドと、仮付けされた導電性プリフォ
ームとが接触するように、被バンプ形成材と平板とを、
該導電性プリフォームを介して合わせるサンドイッチ工
程 （ｂ−４）合わせられた被バンプ形成材及び平板を、リ
フロー加熱することにより、接続パッドと導電性プリフ
ォームとを接合させバンプとするリフロー工程 （ｂ−５）平板を取り除く平板除去工程 なお、工程（ｂ−１）と、工程（ｂ−２）とは、いずれ
が先であっても構わない。また、第３のフラックスとし
ては、導電性プリフォームの固定が確実に行えるよう
に、粘着性の高いものを用いることが望ましい。

【００１４】この第２のバンプ形成方法には、平板除去
工程の後に、形成されたバンプを再度加熱することによ
り、該バンプの形状を丸くする工程を、更に設けてもよ
い。

【００１５】また、この第２のバンプ形成方法で用いる
第３及び第４のフラックスのうち、いずれか一方は、導
電性プリフォームの溶融温度よりも低い温度で沸騰する
フラックスとすることが望ましく、他方は、導電性プリ
フォームの溶融温度よりも高温で沸騰するフラックスと
することが望ましい。

【００１６】この第２のバンプ形成方法によれば、平板
と被バンプ形成材との間に導電性プリフォームを挟持し
た状態でリフロー加熱が行われるため、フラックスが溶
融して流動化しても、導電性プリフォームが流されて移
動してしまうことがなく、また、導電性プリフォームが
溶融しても、平板表面との摩擦や表面張力により、隣接
するはんだの合体を回避することができる。

【００１７】ｃ．被バンプ形成材を平坦化するバンプ形
成方法 更に、本発明では、接続パッドを備える被バンプ形成材
の、該接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させ
ることによりバンプを形成する方法であって、平坦化チ
ャックにより被バンプ形成材を平坦化する工程を備える
第３のバンプ形成方法が提供される。被バンプ形成材を
平坦化することにより、接続パッド上への導電性プリフ
ォームの載置を位置精度よく行うことができる。

【００１８】この第３のバンプ形成方法では、坦化チャ
ックにより被バンプ形成材を平坦化したままの状態で、
該被バンプ形成材をリフロー加熱することが望ましい。
このようにすれば、被バンプ形成材の反りを解消した状
態でリフロー加熱することができるため、導電性プリフ
ォームの位置ずれや、リフロー中の移動などを回避する
ことができる。

【００１９】なお、上述した第１又は第２のバンプ形成
方法においても、平坦化チャックにより被バンプ形成材
を平坦化することが望ましく、平坦化したままの状態で
リフロー加熱することが更に望ましい。

【００２０】また、本発明では、この第３のバンプ形成
方法に供するため、平坦化する対象を搭載するための平
坦な搭載面を備え、内部に空洞を有する搭載体と、該空
洞内を減圧にするための外部の吸引装置及び当該空洞
を、連通可能かつ着脱可能に接続するための連通部と、
連通部内の気体の流動を制御するためのバルブとを備
え、搭載面に、空洞に貫通した貫通孔を複数備える平坦
化チャックが提供される。

【００２１】この平坦化チャックを用いれば、搭載面に
貫通孔を覆うように被バンプ形成材を載置し、空洞内を
減圧にすることにより、当該被バンプ形成材を平坦化す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。なお、本実施例では、導電性プリフォームの一
例として、はんだボールを使用してバンプを形成した
が、本発明のバンプ形成方法はこれに限られず、例え
ば、導電性プリフォームとしてはんだ以外のはんだメッ
キプラスチックボールなどの材料を用いてもよい。ま
た、その形状もボール状には限られず、樽状、鼓状など
の導電性プリフォームを使用してもよい。

【００２３】＜実施例１＞本実施例におけるはんだバン
プの形成工程を、図１に模式的に示す。本実施例では、
直径８インチのウエハ１に、直径０．３ｍｍのはんだボ
ール２を用いて、０．５〜０．７６ｍｍ間隔で、バンプ
３を形成した。

【００２４】Ａ．平坦化チャックの構成 本実施例では、ウエハ１を吸着した状態で搬送できる可
搬形平坦化チャック２０を用い、これにウエハ１を吸着
させて、ウエハ１を平坦に保ったままで、種々の工程を
実施したり、工程間の搬送を行ったりした。まず、本実
施例において、ウエハ１を平坦化するために用いた可搬
形平坦化チャック２０について説明する。

【００２５】本実施例の平坦化チャック２０は、図３に
示すように、円盤状の底板２３と、一方の底面２７を備
え、他方は開口している円筒状部材２１とを備える。底
板２３は、円筒状部材２１の側壁２８に、該側壁２８を
介して円筒状部材２１の底面２７と対向するように、ね
じ２４により取り付けられ、固定されており、円筒状部
材２１と底板２３とで、搭載体が構成されている。

【００２６】円筒状部材２１の底面２７（ウエハ１の搭
載面）には、ウエハ１搭載時にウエハ１に覆われる部分
に、吸着のための吸着孔２２が複数設けられており、そ
れぞれの吸着孔２２が円筒内部の空洞２５に貫通してい
る。なお、吸着孔２２は、ウエハ１搭載面に均等に多数
設けられていることが望ましい。

【００２７】また、円筒状部材２１の側壁２８外側に
は、コック１６を備えるバルブ１５が設けられており、
このバルブ１５を介して、連通部（吸引パイプ）２６が
円筒内部の空洞２５と連通可能に接続されている。

【００２８】吸引パイプ２６を外部の吸引ポンプ（図示
せず）に接続し、円筒状部材２１の底面（ウエハ搭載
面）２７にウエハ１を載置し、吸引ポンプを起動してバ
ルブ１５を開けば、空洞２５内が減圧になるため、吸着
孔２２にウエハ１が吸い付けられて平坦化する。この状
態でバルブ１５を閉じれば、パイプ２６を吸引ポンプか
ら取り外しても、再びバルブ１５を開いて空洞２５内部
の減圧状態を解消するまで、ウエハ１は円筒状部材２１
の底面に吸着されつづけるため、その平坦さも維持され
る。

【００２９】従来の真空チャックでは、吸引ポンプから
取り外すことができなかったが、本実施例の平坦化チャ
ック２０によれば、吸引ポンプから取り外すことができ
るため、ウエハ１を平坦に維持した状態のまま、平坦化
チャック２０ごと自由に移動させることができる。した
がって、ウエハ１と、高さを揃えて整列されたはんだボ
ール２２との密着性が良くなる。また、本実施例の平坦
化チャックは、ウエハ１を搭載したまま、リフロー炉に
入れることができるため、リフロー工程においてもウエ
ハ１を平坦に保持することができることから、形成され
るバンプ３の信頼性を更に高めることができる。

【００３０】Ｂ．バンプの形成 （１）はんだボール２の準備 まず、ウエハ１上のパッド５の配列に対応する位置にボ
ール保持用凹部６（縦、横ともボール２の直径より０．
０２〜０．０４ｍｍ大きく、深さは、最も深い位置で、
ボール半径より０．０５〜０．１ｍｍ大きい凹部）を備
える整列治具４を、振動式部品整列機（図示せず）にセ
ットし（ステップ１０１）、これにはんだボール２を供
給して（ステップ１０２）、整列治具４を振動させ、各
凹部６にはんだボール２を入れた（ステップ１０３）。
はんだボール２が整列したままの状態で、整列治具４を
振動式部品整列機から取り外した（ステップ１０４）。

【００３１】これにより、はんだボール２がウエハ１上
のパッド５配列に対応した配置で整列した。なお、凹部
６にはんだボール２を入れるために、本実施例では振動
式部品整列機を用いたが、手作業など、他の方法により
行ってもよい。

【００３２】また、図１（ａ）に示すように、整列治具
４のボール保持用凹部６の底にテーパを付けて、底部の
中心が最も深くなるようにしておけば、図１（ｂ）に示
すように、はんだボール２が凹部６の中心部に配置され
るため、ウエハ１上に転写する際に、はんだボール２を
ウエハ１のパッド５の中心近くに載置することができ、
好ましい。

【００３３】最後に、はんだボール２が整列したままの
状態で、整列治具４を振動式部品整列機から取り外した
（ステップ１０４）。

【００３４】（２）ウエハ１の準備 所定の位置に接続用パッド５を備えるウエハ１を、平坦
化チャック２０のウエハ搭載面２７にセットして（ステ
ップ１０５）、吸引ポンプ（図示せず）を稼動させ、平
坦化させた後（ステップ１０６）、ウエハ１のバンプを
形成する面全体に、スクリーン印刷法などで、リフロー
温度（共晶はんだでは２３０℃程度。通常、はんだの溶
融温度より５０℃程度高温にする）で沸騰する高沸点フ
ラックスを塗布し、厚さ数十μｍの薄いフラックス層７
を形成した（ステップ１０７）。

【００３５】（３）バンプ３の形成 まず、ウエハ１のパッド５の位置と、整列治具４のはん
だボール２の位置とを合わせて（ステップ１０８）、ウ
エハ１のフラックス層７が形成された面と、整列治具４
のはんだボール２がセットされた面とを内側にして、は
んだボール２とパッド５が接触するまで、又は、はんだ
ボール２がパッド５に押し付けられて若干つぶれる状態
まで、ウエハ１に整列治具４を加圧して押しつけた（ス
テップ１０９）。このときの圧力は、通常、はんだボー
ル１個当たり、１〜１０ｇとする。

【００３６】次いで、整列治具４とウエハ１とを離間さ
せ、ウエハ１側にすべてのはんだボール２が転写された
ことを確認した後（ステップ１１０）、はんだの溶融温
度（共晶はんだでは１８３℃）よりも低い温度で沸騰す
る低沸点フラックス８をスプレー９などで非接触塗布す
る（ステップ１１１）。

【００３７】なお、ステップ１０７で塗布したフラック
ス７の量を多くして、ステップ１１１におけるフラック
ス８の非接触塗布を省略することもできる。しかし、こ
のように高沸点フラックスと低沸点フラックスとを併用
することが望ましい。低沸点フラックス層の厚さと、高
沸点フラックス層の厚さとは、ほぼ等しいか、後者が若
干厚めであることが望ましいが、低沸点フラックスの量
を、はんだボール表面を極薄く覆う程度の少量にするこ
ともできる。低沸点フラックス層の厚さと、高沸点フラ
ックス層の厚さの合計は、３０〜１００μｍにすること
が望ましい。

【００３８】次に、はんだボール２が付着したウエハ１
を、平坦化チャックにセットしたままリフロー炉(図示
せず)に入れ、加熱してバンプ３を形成した（ステップ
１１２）。次いで、ウエハ１を洗浄してフラックスの残
滓を除去した後（ステップ１１３）、検査して、はんだ
バンプ３が正常に形成されていることを確認した（ステ
ップ１１４）。

【００３９】Ｃ．本実施例の効果 本実施例では、リフロー工程における加熱の際、まず、
はんだの溶融温度に達する前に（まだ高沸点フラックス
７が流動化されておらず、これによりはんだボール２が
固定されている）、低沸点フラックス８がはんだボール
２表面の酸化膜を除去し、新生面を露出させる。この時
点で低沸点フラックス８は消費されるため、はんだボー
ル２を移動させるような流動性はなくなる。

【００４０】次いで、温度の上昇に伴い、高沸点フラッ
クス層７により、はんだボール２のパッド５に接触した
面の酸化膜が除去され、はんだが溶融してバンプ３が確
実に形成される。このような高温では、高沸点フラック
ス７が流動化するが、本実施例では高沸点フラックス層
７を極めて薄くしているため、流動化してもはんだボー
ル２を移動させるだけの量はなく、はんだボール２がリ
フロー工程において移動することを回避できる。

【００４１】したがって、本実施例によれば、はんだボ
ール２がフラックスの上を流れて紛失又は合体してしま
ったり、はんだボール２がフラックス７の残滓の上で溶
融したりする（この場合、一見接合しているように見え
るが、実際にはパッド５と接合しておらず、洗浄すると
バンプ３が落ちてしまう）といった不良が発生しない。

【００４２】＜実施例２＞本実施例におけるはんだバン
プの形成工程を、図２に模式的に示す。本実施例におい
ても、実施例１と同様、直径８インチのウエハ１に、直
径０．３ｍｍのはんだボール２を用いて、０．５〜０．
７６ｍｍ間隔で、バンプ３を形成した。

【００４３】Ａ．バンプの形成 （１）はんだボール２の準備 実施例１と同様にして、はんだボール２を整列治具４の
凹部６に入れて整列させた（ステップ２０１〜２０
４）。また、平板として用いるガラス板１０を位置決め
し（ステップ２０５）、これに粘着性の高い高沸点フラ
ックス１１を塗布した（ステップ２０６）。

【００４４】次に、ソーダガラス製のガラス板１０のフ
ラックス１１を塗布した面を下にして（ステップ２０
７）、整列治具４の整列治具４のはんだボール２がセッ
トされた面に載せて押しつけ、はんだボール２をガラス
板１０に転写させた（ステップ２０８）。はんだボール
２は、フラックス１１の粘着性により、ガラス板１０上
に保持される。

【００４５】（２）ウエハ１の準備 実施例１と同様にして、ウエハ１を平坦化チャックにセ
ットして平坦化し、その表面に低沸点フラックス１３を
塗布した（ステップ２０９〜２１１）。

【００４６】（３）バンプ３の形成 まず、ウエハ１上に所望 の高さのスペーサ（図
示せず）を設けた後、ウエハ１のパッド５の位置と、ガ
ラス板１０のはんだボール２の位置とを合わせて（ステ
ップ２１２）、ウエハ１のフラックス層１３が形成され
た面上に、はんだボール２がセットされた面を下にし
て、はんだボール２とパッド５が接触するまで、ガラス
板１０を加圧して押しつけた（ステップ２１３）。な
お、スペーサの高さは、パッド５の厚さとはんだボール
２の直径との合計より若干低くする。本実施例では、ス
ペーサの高さをはんだボール２の直径と同じにした。

【００４７】次に、平坦化チャックにセットしたままの
ウエハ１とガラス板１０とを、間にはんだボール２を挟
持したまま、リフロー炉(図示せず)に入れ、所定のリフ
ロー温度（共晶はんだでは２３０℃程度）に加熱しては
んだボール２をウエハ１のパッド５に金属接合させ、バ
ンプ３を形成した（ステップ２１４）。なお、本実施例
では、加熱源としてハロゲンランプを用いた。本実施例
では、ガラス板１０が光を透過することから、はんだボ
ール２に直接加熱のための光を照射することができる。

【００４８】その後、温度を下げ、はんだボール２の溶
融温度より低く、固化したフラックス７残滓１２の軟化
温度以上の温度（共晶はんだの場合、１５０℃以上かつ
１８３℃未満）で、はんだバンプ３が形成されたウエハ
１とガラス板１０とを分離した（ステップ２１５）。形
成されたはんだバンプ３はフラックスの残滓１２に覆わ
れているが、この温度であればフラックスの残滓１２が
溶融状態にあるため、はんだボール２とガラス板１０と
が固着しておらず、これらを容易に分離できる。

【００４９】この状態では、図２（ａ）に示すように、
バンプ３の上部が平坦になっている。本実施例では、更
に、フラックス１４を塗布して再リフローして（ステッ
プ２１６）、バンプ３の上部を丸くした（図２
（ｂ））。このとき用いるフラックスの沸騰する温度は
特に限定されるものではなく、高沸点、低沸点いずれの
フラックスでもよい。なお、バンプ形状を球状にする必
要がなければ、このステップ２１６は省略することがで
きる。

【００５０】最後に、実施例１と同様にして、洗浄（ス
テップ２１７）及び検査（ステップ２１８）を行い、本
実施例においても、実施例１と同様、はんだバンプ３が
正常に形成されていることを確認した。

【００５１】Ｂ．本実施例の効果 本実施例では、ガラス板１０とウエハ１との間をスペー
サ(図示せず)によって一定に保ちながらリフローするこ
とで、形成されるバンプ３ａの高さを一定にすることが
できる。

【００５２】また、本実施例では、リフローの際にはん
だボール２がウエハ１上のパッド５とガラス板１０との
間に挟持されているため、フラックスが溶融して流動化
しても、ボール２が流されて移動してしまうことがな
く、はんだボール２の溶融時にも、ガラス面との摩擦や
表面張力により隣接するはんだが合体してしまうことが
ない。

【００５３】なお、本実施例では、はんだボール２の担
体としてガラス板１０を用いたが、本発明はこれには限
られない。はんだボール２の担体として、例えばセラミ
ックなどの、熱膨張係数がバンプ３を形成する基材（本
実施例ではウエハ１）に近い材料からなる平板を用いれ
ば、リフロー過程での熱膨張によるはんだボール２の移
動を防ぐことができるため、ウエハ１のように大きな基
材にもバンプ３を精度よく形成することができるため、
好ましい。

【００５４】また、本実施例では、ウエハ１に塗布する
フラックスとして低沸点フラックス１３を用い、ガラス
板１０に塗布するフラックスとして高沸点フラックス１
１を用いた。本発明では、このように、低沸点フラック
ス１３と高沸点フラックス１１とを併用すれば、加熱に
際してはんだボール２の位置がずれにくいため望まし
い。しかし、本発明では、ウエハ１に塗布するフラック
スを高沸点フラックスとたり、ガラス板１０に塗布する
フラックスを低沸点フラックスとすることもできる。

【００５５】本実施例では、再リフロー（ステップ２１
６）により、バンプ３表面を、滑らかな丸い形状にし
た。このように再加熱するか、又は、ステップ２１４に
おけるリフローの際、はんだが溶融状態にあるうちにガ
ラス板１０を分離すれば、ほぼ球冠状のバンプ３ｂを得
ることができる。このような上部の丸いバンプ３ｂは、
検査装置による高さの検査が容易であるため、好まし
い。

【００５６】一方、はんだが固化した状態（フラックス
７残滓が軟化している状態であることが望ましい）で、
ガラス板１０を分離し、再加熱しなければ、バンプ３上
部がガラス板１０の表面形状に倣うため、バンプ３の高
さがガラス板１０とウエハ１との間のスペーサによって
規定されて揃い、上部が平坦なバンプ３ａが得られる。
このようにすれば、プリント基板などの実装基板に搭載
する場合に、実装基板のパッドとはんだバンプ３ａとの
密着性が良く、接合の信頼性が高くなるため、好まし
い。

【００５７】特に、バンプ３が小さいＣＳＰやベアチッ
プを用いたモジュール基板の製造においては、バンプ３
の高さのばらつきが大きいと、基板の接続パッドにはん
だボール２が届かないものができるため、接合信頼性が
低下し、不良の原因となる。したがって、バンプ３の上
部を平坦にでき、高さを一定にできるこの方法は、微細
電子部品の搭載に極めて有利である。

【００５８】＜実施例３＞本実施例では、ステップ２１
６を省略した以外は、実施例２と同様にして、ウエハ１
に上部が平坦なバンプ３を形成し、これをダイシングし
て半導体チップ１７を作製した後、得られた半導体チッ
プ１７を、回路基板１８にフェースダウンボンディング
して、図４（ａ），（ｂ）に示すマルチチップモジュー
ル１９を作製した。なお、図４（ａ）は本実施例により
得られたマルチチップモジュール１９の平面図であり、
図４（ｂ）は、この図４（ａ）におけるＡ−Ａ’間の断
面図である。

【００５９】従来のはんだバンプでは、高さにばらつき
があるため、高さの足りないバンプと回路基板１８のパ
ッドとの間が接続されないことがあった。しかし、本実
施例では、上部を平坦化した、高さにばらつきのないバ
ンプ３ａを用いたことにより、回路基板１８のパッド
と、チップ１７のバンプ３との密着性が向上し、リフロ
ー時の接続不良の発生を防ぐことができた。

【００６０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、大面
積に極めて多数のバンプを形成する必要のあるウエハの
製造工程のような場合であっても、すべてのバンプを一
括で容易かつ安価に形成することができる。また、本発
明によれば、バンプ形成の際に導電性プリフォームがフ
ラックスで流されることがないため、被バンプ形成材の
パッドにバンプを確実に金属接合でき、短絡や断線など
の接続不良の発生を抑え、リペアする工数を大幅に削減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１におけるバンプの形成工程の流れを
示す説明図である。

【図２】 実施例２におけるバンプの形成工程の流れを
示す説明図である。

【図３】 平坦化チャックの構成例を示す断面図であ
る。

【図４】 図４（ａ）は、実施例３において作製した回
路モジュールを示す断面図である。図４（ｂ）は、実施
例３において作製した回路モジュールを示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…ウエハ、２…はんだボール、３…バンプ、３ａ…上
部が平坦なバンプ、３ｂ…上部が丸いバンプ、４…整列
治具、５…接続パッド、６…はんだボール整列用凹部、
７…高沸点フラックス、８…低沸点フラックス、９…ス
プレー、１０…ガラス板、１１…高沸点フラックス、１
２…フラックス残滓、１３…低沸点フラックス、１４…
再リフロー用フラックス、１５…バルブ、１６…コッ
ク、１７…半導体チップ、１８…回路基板、１９…マル
チチップモジュール、２０…平坦化チャック、２１…円
筒状部材、２２…吸着孔、２３…底板、２４…ねじ、２
５…空洞、２６…吸引パイプ、２７…円筒状部材底面
（ウエハ搭載面）、２８…円筒状部材側壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 康介 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 森島 雅行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 有馬 英夫 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 米田 達也 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 後藤 俊行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接続パッドを備える被バンプ形成材の、該
   接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させること
   によりバンプを形成する方法において、 上記接続パッド表面に、上記導電性プリフォームの溶融
   温度よりも高温で沸騰する第１のフラックスの層を形成
   する第１のフラックス層形成工程と、 上記第１のフラックス層に上記導電性プリフォームを載
   置し、上記第１のフラックスの粘着性により該導電性プ
   リフォームを仮付けする第１の導電性プリフォーム仮付
   け工程と、 上記導電性プリフォーム表面に、上記導電性プリフォー
   ムの溶融温度よりも低い温度で沸騰する第２のフラック
   スの層を形成する工程と、 上記接続パッドと上記導電性プリフォームとを加熱して
   接合させ、上記バンプとするリフロー工程とを、 この順に備えることを特徴とするバンプ形成方法。
2. 【請求項２】接続パッドを備える被バンプ形成材の、該
   接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させること
   によりバンプを形成する方法において、 上記接続パッド表面に、第３のフラックスの層を形成す
   る第３のフラックス層形成工程と、 上記導電性プリフォームを担持するための平板の表面
   に、第４のフラックスの層を形成する第４のフラックス
   層形成工程と、 上記第４のフラックス層に上記導電性プリフォームを載
   置し、上記第４のフラックスの粘着性により、該導電性
   プリフォームを上記平板に仮付けする第２の導電性プリ
   フォーム仮付け工程と、 上記接続パッドと、上記仮付けされた導電性プリフォー
   ムとが接触するように、上記被バンプ形成材と上記平板
   とを、該導電性プリフォームを介して合わせるサンドイ
   ッチ工程と、 上記合わせられた被バンプ形成材及び平板を、リフロー
   加熱することにより、上記接続パッドと上記導電性プリ
   フォームとを接合させ、上記バンプとするリフロー工程
   と、 上記平板を取り除く平板除去工程とを、 備えることを特徴とするバンプ形成方法。
3. 【請求項３】上記平板除去工程の後に、 形成されたバンプを再度加熱することにより、該バンプ
   の形状を丸くする工程を、さらに有することを特徴とす
   る請求項２記載のバンプ形成方法。
4. 【請求項４】上記第３及び第４のフラックスのうち、 いずれか一方は、上記導電性プリフォームの溶融温度よ
   りも低い温度で沸騰するフラックスであり、 他方は、上記導電性プリフォームの溶融温度よりも高温
   で沸騰するフラックスであることを特徴とする請求項３
   記載のバンプ形成方法。
5. 【請求項５】平坦化する対象を搭載するための平坦な搭
   載面を備え、内部に空洞を有する搭載体と、 上記空洞と、該空洞内を減圧にするための、外部の吸引
   装置とを、連通可能かつ着脱可能に接続するための連通
   部と、 上記連通部内の気体の流動を制御するためのバルブとを
   備え、 上記搭載面には、上記空洞に貫通した貫通孔を複数備え
   ることを特徴とする平坦化チャック。
6. 【請求項６】接続パッドを備える被バンプ形成材の、該
   接続パッド表面に導電性プリフォームを接合させること
   によりバンプを形成する方法において、 請求項５記載の平坦化チャックの上記搭載面に、上記貫
   通孔を覆うように上記被バンプ形成材を載置し、上記空
   洞内を減圧にすることにより、該被バンプ形成材を平坦
   化する工程を備えることを特徴とするバンプ形成方法。
7. 【請求項７】遅くとも上記第１の導電性プリフォーム仮
   付け工程より前に、 請求項５記載の平坦化チャックの上記搭載面に、上記貫
   通孔を覆うように上記被バンプ形成材を載置し、上記空
   洞内を減圧にすることにより、該被バンプ形成材を平坦
   化する工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載
   のバンプ形成方法。
8. 【請求項８】遅くとも上記サンドイッチ工程より前に、 請求項５記載の平坦化チャックの上記搭載面に、上記貫
   通孔を覆うように上記被バンプ形成材を載置し、上記空
   洞内を減圧にすることにより、該被バンプ形成材を平坦
   化する工程を更に備えることを特徴とする請求項２記載
   のバンプ形成方法。
9. 【請求項９】上記平坦化チャックにより上記被バンプ形
   成材を平坦化したままの状態で、該被バンプ形成材をリ
   フロー加熱する工程を更に備えることを特徴とする請求
   項６〜８のいずれかに記載のバンプ形成方法。
10. 【請求項１０】請求項１〜４，６〜９のいずれかに記載
    のバンプ形成方法により、上記被バンプ形成材にバンプ
    を形成する工程と、 上記バンプを形成した被バンプ形成材を加工する工程と
    を備えることを特徴とする電子部品の製造方法。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の電子部品の製造方法に
    より電子部品を製造する工程と、 上記製造された電子部品を回路基板に搭載する工程とを
    備えることを特徴とする回路モジュールの製造方法。