JP2001110832A - 回路基板の実装方法及び金めっき液並びに金めっき方法 - Google Patents
回路基板の実装方法及び金めっき液並びに金めっき方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【解決課題】フリップチップ実装法について、厳密なバ
ンプ性状の管理を行う必要のない回路基板の実装方法の
提供。 【解決手段】半導体素子１の端子２面又は基板４の電極
面のいずれかにめっき処理によりバンプ３を設けた後、
端子と電極５とが対向するように半導体素子を基板上に
載置し、端子と電極とを電気的に一括接続する回路基板
の実装方法において、表面に多数の針状突起が隆起する
ようにバンプを形成して端子と電極とを接続する回路基
板の実装方法である。このように表面に多数の針状突起
が隆起するようにバンプを形成するための金めっき液と
しては、３価の金イオン化合物、キレート剤、伝導塩、
緩衝剤、及び安定剤からなり、３価の金イオンを０．０
０５〜０．１２ｍｏｌ／ｌ、キレート剤としてエチレン
ジアミンを０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌ又はニトロトリ酢
酸を０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌのいずれか一方又は両
方を含有する金めっき液を用いる。
ンプ性状の管理を行う必要のない回路基板の実装方法の
提供。 【解決手段】半導体素子１の端子２面又は基板４の電極
面のいずれかにめっき処理によりバンプ３を設けた後、
端子と電極５とが対向するように半導体素子を基板上に
載置し、端子と電極とを電気的に一括接続する回路基板
の実装方法において、表面に多数の針状突起が隆起する
ようにバンプを形成して端子と電極とを接続する回路基
板の実装方法である。このように表面に多数の針状突起
が隆起するようにバンプを形成するための金めっき液と
しては、３価の金イオン化合物、キレート剤、伝導塩、
緩衝剤、及び安定剤からなり、３価の金イオンを０．０
０５〜０．１２ｍｏｌ／ｌ、キレート剤としてエチレン
ジアミンを０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌ又はニトロトリ酢
酸を０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌのいずれか一方又は両
方を含有する金めっき液を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の回路
基板への実装方法、及びその実装方法で用いるバンプを
製造するための金めっき液、並びにその金めっき液を用
いた金めっき方法に関する。
基板への実装方法、及びその実装方法で用いるバンプを
製造するための金めっき液、並びにその金めっき液を用
いた金めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のマルチメディア時代を反映した電
子機器の小型化、高性能化は目覚しく、半導体素子の回
路基板への実装技術についてもよりチップサイズに近い
実装が可能な手法の確立が求められている。
子機器の小型化、高性能化は目覚しく、半導体素子の回
路基板への実装技術についてもよりチップサイズに近い
実装が可能な手法の確立が求められている。
【０００３】このような中、近年注目されている回路基
板の実装技術として、フリップチップ実装法がある。こ
の方法は、半導体素子の入出力端子又は基板の電極の少
なくともいずれか一方に、はんだ、金等からなるバンプ
（突起電極）を形成し、端子と電極とが対向するように
半導体素子をフェイスダウンして基板上に載置し、端子
と電極とを電気的に一括接続する実装方法である。この
フリップチップ方法は、ワイヤボンディングを行うこと
なく半導体素子を基板に実装することができることか
ら、比較的簡易な方法であると共に、チップとほぼ同じ
サイズでのパッケージングを可能とし、回路基板の小型
化、薄型化を測るのに有効な実装方法である。
板の実装技術として、フリップチップ実装法がある。こ
の方法は、半導体素子の入出力端子又は基板の電極の少
なくともいずれか一方に、はんだ、金等からなるバンプ
（突起電極）を形成し、端子と電極とが対向するように
半導体素子をフェイスダウンして基板上に載置し、端子
と電極とを電気的に一括接続する実装方法である。この
フリップチップ方法は、ワイヤボンディングを行うこと
なく半導体素子を基板に実装することができることか
ら、比較的簡易な方法であると共に、チップとほぼ同じ
サイズでのパッケージングを可能とし、回路基板の小型
化、薄型化を測るのに有効な実装方法である。
【０００４】そして、このフリップチップ実装法につい
て今後主流になると考えられているのが、異方性導電膜
を適用したフリップチップ実装方法である。図６は、異
方性導電膜を用いたフリップチップ実装法を概略図示し
たものである。図６において、半導体素子１の表面には
複数の端子２が形成されており、更にその表面にはバン
プ３が形成されている。一方、基板４の表面には、前記
した半導体素子１上の端子２の対応位置に電極５が設け
られている。そして、半導体素子１を基板４に実装する
際には、異方性導電膜６を半導体素子１と基板４とで挟
持し、加熱・押圧することで異方性導電膜内に分散する
導電粒子７をバンプ３と電極５とに圧着させている。こ
のとき、バンプと電極とはこの導電粒子を介して電気的
接続されているが、他の部分については導電性粒子は分
散している状態であることから電気的に絶縁されている
ため、バンプ部分のみに導通が取れるようになってい
る。
て今後主流になると考えられているのが、異方性導電膜
を適用したフリップチップ実装方法である。図６は、異
方性導電膜を用いたフリップチップ実装法を概略図示し
たものである。図６において、半導体素子１の表面には
複数の端子２が形成されており、更にその表面にはバン
プ３が形成されている。一方、基板４の表面には、前記
した半導体素子１上の端子２の対応位置に電極５が設け
られている。そして、半導体素子１を基板４に実装する
際には、異方性導電膜６を半導体素子１と基板４とで挟
持し、加熱・押圧することで異方性導電膜内に分散する
導電粒子７をバンプ３と電極５とに圧着させている。こ
のとき、バンプと電極とはこの導電粒子を介して電気的
接続されているが、他の部分については導電性粒子は分
散している状態であることから電気的に絶縁されている
ため、バンプ部分のみに導通が取れるようになってい
る。
【０００５】しかしながら、図７（ａ）のように、バン
プ３の表面の平坦度が不足している場合、バンプ３と電
極５との接触面積に不足が生じることから、装置の安定
的駆動の障害となることがある。この場合、異方性導電
膜を用いても、導電粒子径以上の凹凸があれば、導電粒
子によるバンプ３と電極５との電気的接続は不可能であ
る。また、図７（ｂ）に示すように、バンプ３の高さ
（厚さ）が不均一で各バンプ毎に異なり、局所的に膜厚
が不足している場合にも、両者を電気的に接続すること
ができないという問題がある。
プ３の表面の平坦度が不足している場合、バンプ３と電
極５との接触面積に不足が生じることから、装置の安定
的駆動の障害となることがある。この場合、異方性導電
膜を用いても、導電粒子径以上の凹凸があれば、導電粒
子によるバンプ３と電極５との電気的接続は不可能であ
る。また、図７（ｂ）に示すように、バンプ３の高さ
（厚さ）が不均一で各バンプ毎に異なり、局所的に膜厚
が不足している場合にも、両者を電気的に接続すること
ができないという問題がある。
【０００６】このように、このフリップチップ実装方法
においては、接続信頼性を確保するためにバンプ表面の
平坦度及びバンプの高さの均一性について厳密に管理を
する必要があるが、ミクロンオーダーでそれらを管理す
るのは容易ではない。特に、半導体素子の端子は、今後
ますますファインピッチ化が図られることとなるもので
あり、より困難な膜厚管理が必要となると考えられるこ
とから接続信頼性の高い実装方法の開発が望まれる。
においては、接続信頼性を確保するためにバンプ表面の
平坦度及びバンプの高さの均一性について厳密に管理を
する必要があるが、ミクロンオーダーでそれらを管理す
るのは容易ではない。特に、半導体素子の端子は、今後
ますますファインピッチ化が図られることとなるもので
あり、より困難な膜厚管理が必要となると考えられるこ
とから接続信頼性の高い実装方法の開発が望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な背景のもとなされてものであり、フリップチップ実装
法について、厳密なバンプ性状の管理を行う必要のない
回路基板の実装方法を提供することを目的とする。
な背景のもとなされてものであり、フリップチップ実装
法について、厳密なバンプ性状の管理を行う必要のない
回路基板の実装方法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】かかる課題を解決すべく
本発明者らは鋭意研究を行い、フリップチップ実装法に
おいてバンプ形状に着目することで上記課題を解決する
に至った、即ち、請求項１記載の発明は、半導体素子の
端子面又は基板の電極面の少なくともいずれかにめっき
処理によりバンプを設けた後、前記端子と前記電極とが
対向するように前記半導体素子を前記基板上に載置し、
端子と電極とを電気的に一括接続する回路基板の実装方
法において、表面に多数の針状突起が隆起するように前
記バンプを形成して接続するものである。
本発明者らは鋭意研究を行い、フリップチップ実装法に
おいてバンプ形状に着目することで上記課題を解決する
に至った、即ち、請求項１記載の発明は、半導体素子の
端子面又は基板の電極面の少なくともいずれかにめっき
処理によりバンプを設けた後、前記端子と前記電極とが
対向するように前記半導体素子を前記基板上に載置し、
端子と電極とを電気的に一括接続する回路基板の実装方
法において、表面に多数の針状突起が隆起するように前
記バンプを形成して接続するものである。
【０００９】本発明の回路基板の実装方法で適用するバ
ンプにおいては、多数の針状突起先端が電極と接触する
こととなり、バンプ表面の平坦度の不足による点接触の
状態に比べて高い接続安定性を得ることができる。即
ち、図１に示すように、バンプ３の表面の突起の高さが
不揃いであっても、半導体素子１を基板４に載置する際
の半導体素子１の自重により、又は、半導体素子１を押
圧することで、高さの大きい突起は変形するため、バン
プ表面のほとんどの突起を電極と接触させて導通を確保
することができる。
ンプにおいては、多数の針状突起先端が電極と接触する
こととなり、バンプ表面の平坦度の不足による点接触の
状態に比べて高い接続安定性を得ることができる。即
ち、図１に示すように、バンプ３の表面の突起の高さが
不揃いであっても、半導体素子１を基板４に載置する際
の半導体素子１の自重により、又は、半導体素子１を押
圧することで、高さの大きい突起は変形するため、バン
プ表面のほとんどの突起を電極と接触させて導通を確保
することができる。
【００１０】また、図２のように、バンプ毎の厚さが多
少不均一であったとしても、本発明のように表面に細い
針状突起を隆起させることで、厚さの大きい（突起高さ
の大きい）一部のバンプは、その表面の針状突起全体が
変形するため、全ての針状バンプを電極面に接触させる
ことができる。
少不均一であったとしても、本発明のように表面に細い
針状突起を隆起させることで、厚さの大きい（突起高さ
の大きい）一部のバンプは、その表面の針状突起全体が
変形するため、全ての針状バンプを電極面に接触させる
ことができる。
【００１１】以上のような効果は、半導体素子と基板と
の間に充填される樹脂中に導電粒子が存在するか否かに
よらず発揮される。即ち、本発明におけるバンプ形状
は、異方性導電膜を用いる場合は勿論、導電粒子が分散
されていない熱硬化性樹脂を用いた場合にも有効であ
る。
の間に充填される樹脂中に導電粒子が存在するか否かに
よらず発揮される。即ち、本発明におけるバンプ形状
は、異方性導電膜を用いる場合は勿論、導電粒子が分散
されていない熱硬化性樹脂を用いた場合にも有効であ
る。
【００１２】ここで、この針状突起の高さについては、
請求項２に記載のように、１〜１０μｍとするのが好ま
しい。この突起の高さがあまりに低いとバンプ毎の厚さ
が不均一である場合、上記突起の変形による調整ができ
なくな、逆に突起の高さを高くしすぎるとバンプ表面が
粗くなりすぎた状態となり電極として不適合だからであ
る。また、異方性導電膜を用いた場合、導電粒子の直径
は２〜３μｍ程度であるので、突起高さが１〜１０μｍ
であれば、突起間に導電粒子を嵌入させつつバンプと電
極との導通を確保することができる。
請求項２に記載のように、１〜１０μｍとするのが好ま
しい。この突起の高さがあまりに低いとバンプ毎の厚さ
が不均一である場合、上記突起の変形による調整ができ
なくな、逆に突起の高さを高くしすぎるとバンプ表面が
粗くなりすぎた状態となり電極として不適合だからであ
る。また、異方性導電膜を用いた場合、導電粒子の直径
は２〜３μｍ程度であるので、突起高さが１〜１０μｍ
であれば、突起間に導電粒子を嵌入させつつバンプと電
極との導通を確保することができる。
【００１３】このように本発明の実装方法によれば、厳
密なバンプの性状の管理を行うことなく高い接続信頼性
の下、回路基板の実装を行うことができるが、そのため
には表面が針状突起を有するバンプを確実に形成する必
要がある。そこで、本発明者らは更なる研究を行い、適
当なめっき液を用いてめっき処理にを行うことでバンプ
形状を制御できることを見出した。
密なバンプの性状の管理を行うことなく高い接続信頼性
の下、回路基板の実装を行うことができるが、そのため
には表面が針状突起を有するバンプを確実に形成する必
要がある。そこで、本発明者らは更なる研究を行い、適
当なめっき液を用いてめっき処理にを行うことでバンプ
形状を制御できることを見出した。
【００１４】請求項３記載の発明は、３価の金イオン化
合物、キレート剤、伝導塩、緩衝剤、及び安定剤からな
り、３価の金イオンを０．００５〜０．１２ｍｏｌ／ｌ
含有し、キレート剤として０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌの
エチレンジアミン又は０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌのニ
トロトリ酢酸の少なくともいずれか一方を含有すること
を特徴とする金めっき液である。
合物、キレート剤、伝導塩、緩衝剤、及び安定剤からな
り、３価の金イオンを０．００５〜０．１２ｍｏｌ／ｌ
含有し、キレート剤として０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌの
エチレンジアミン又は０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌのニ
トロトリ酢酸の少なくともいずれか一方を含有すること
を特徴とする金めっき液である。
【００１５】このめっき液は、金バンプを製造するため
に、適当な濃度の金イオンと適当な種類のキレート剤を
含有することを特徴とする。つまり、金イオン濃度を
０．００５〜０．１２ｍｏｌ／ｌとし、キレート剤とし
てエチレンジアミン又はニトロトリ酢酸の少なくともい
ずれか一方を添加するものである。
に、適当な濃度の金イオンと適当な種類のキレート剤を
含有することを特徴とする。つまり、金イオン濃度を
０．００５〜０．１２ｍｏｌ／ｌとし、キレート剤とし
てエチレンジアミン又はニトロトリ酢酸の少なくともい
ずれか一方を添加するものである。
【００１６】ここで、金イオン濃度を０．００５〜０．
１２ｍｏｌ／ｌとしたのは、０．００５ｍｏｌ／ｌ以下
では、金の析出が生じ難くなり、また、０．１２ｍｏｌ
／ｌ以上では表面に針状突起が生じなくなるためであ
る。尚、このめっき液において添加する金化合物として
は、溶液中で３価の金イオンとなるものであれば特に限
定されるものではないが、例えば、塩化金酸（ＨＡｕＣ
ｌ４）、水酸化金カリウム（ＫＡｕ（ＯＨ）４）等の化
合物が適用できる。
１２ｍｏｌ／ｌとしたのは、０．００５ｍｏｌ／ｌ以下
では、金の析出が生じ難くなり、また、０．１２ｍｏｌ
／ｌ以上では表面に針状突起が生じなくなるためであ
る。尚、このめっき液において添加する金化合物として
は、溶液中で３価の金イオンとなるものであれば特に限
定されるものではないが、例えば、塩化金酸（ＨＡｕＣ
ｌ４）、水酸化金カリウム（ＫＡｕ（ＯＨ）４）等の化
合物が適用できる。
【００１７】また、本発明では、キレート剤としてエチ
レンジアミン又はニトロトリ酢酸を用いる。この２種の
化合物を用いることで表面に針状突起が隆起した金バン
プが形成される理由については、必ずしも明らかではな
いが、本発明者らの多くの試行の結果、この２種の化合
物を適当量めっき液中に添加することで確実に所望の形
状のバンプを形成することができる。そして、この添加
するキレート剤の濃度は、エチレンジアミンを添加する
場合は０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌ、ニトロトリ酢酸を添
加する場合は０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌ添加するのが
好ましい。尚、この２種のキレート剤については、いず
れか一方のみを添加しても、両方を同時に添加しても効
果がある。
レンジアミン又はニトロトリ酢酸を用いる。この２種の
化合物を用いることで表面に針状突起が隆起した金バン
プが形成される理由については、必ずしも明らかではな
いが、本発明者らの多くの試行の結果、この２種の化合
物を適当量めっき液中に添加することで確実に所望の形
状のバンプを形成することができる。そして、この添加
するキレート剤の濃度は、エチレンジアミンを添加する
場合は０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌ、ニトロトリ酢酸を添
加する場合は０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌ添加するのが
好ましい。尚、この２種のキレート剤については、いず
れか一方のみを添加しても、両方を同時に添加しても効
果がある。
【００１８】そして、このめっき液は、以下に説明する
伝導塩、緩衝剤、及び安定剤を添加することでめっき操
業を容易にし、効率的なバンプ形成を可能とする。
伝導塩、緩衝剤、及び安定剤を添加することでめっき操
業を容易にし、効率的なバンプ形成を可能とする。
【００１９】伝導塩とは、めっき液の電解液とするため
の導電性を確保するためのものであるが、この伝導塩と
しては、請求項４記載のように、硫酸、塩酸、臭素酸な
どの無機酸又はこれらの無機酸塩、若しくは、クエン
酸、リン酸、ホウ酸などの有機酸又はこれらの有機酸塩
を用いる。また、その添加量としては、０．２〜３．０
ｍｏｌ／ｌの範囲で添加するのが好ましい。０．２ｍｏ
ｌ／ｌ以下ではめっき液として十分な導電性を確保する
ことができず、また、３．０ｍｏｌ／ｌ以上ではめっき
液中に溶解しなくなるからである。
の導電性を確保するためのものであるが、この伝導塩と
しては、請求項４記載のように、硫酸、塩酸、臭素酸な
どの無機酸又はこれらの無機酸塩、若しくは、クエン
酸、リン酸、ホウ酸などの有機酸又はこれらの有機酸塩
を用いる。また、その添加量としては、０．２〜３．０
ｍｏｌ／ｌの範囲で添加するのが好ましい。０．２ｍｏ
ｌ／ｌ以下ではめっき液として十分な導電性を確保する
ことができず、また、３．０ｍｏｌ／ｌ以上ではめっき
液中に溶解しなくなるからである。
【００２０】また、緩衝剤とは、めっき液のｐＨの変動
を抑制するために添加されるものであるが、この緩衝剤
としては、請求項５記載のようにコハク酸、リン酸、ホ
ウ酸又はこれらの塩類を用いる。そして、その添加量と
しては、０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌの範囲で添加するの
が好ましい。０．１ｍｏｌ／ｌ以下の添加ではめっき液
に対して十分な作用を及ぼすことができず、また、１．
０ｍｏｌ／ｌ以上添加しても緩衝剤としての作用に変化
はなく薬剤の無駄となるからである。
を抑制するために添加されるものであるが、この緩衝剤
としては、請求項５記載のようにコハク酸、リン酸、ホ
ウ酸又はこれらの塩類を用いる。そして、その添加量と
しては、０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌの範囲で添加するの
が好ましい。０．１ｍｏｌ／ｌ以下の添加ではめっき液
に対して十分な作用を及ぼすことができず、また、１．
０ｍｏｌ／ｌ以上添加しても緩衝剤としての作用に変化
はなく薬剤の無駄となるからである。
【００２１】更に、安定剤とは、めっき処理中のめっき
液の安定性を確保するために添加するものであるが、こ
の安定剤としては、請求項６記載のように２，２−ビピ
ルジル、１，１０−フェナントロリン、ネオクプロイン
などのピリジン系化合物、又は、イミダゾール、トリア
ゾールの誘導体を用いる。そして、その添加量として
は、1ｐｐｍ〜２ｇ/ｌの範囲で添加するのが好ましい。
液の安定性を確保するために添加するものであるが、こ
の安定剤としては、請求項６記載のように２，２−ビピ
ルジル、１，１０−フェナントロリン、ネオクプロイン
などのピリジン系化合物、又は、イミダゾール、トリア
ゾールの誘導体を用いる。そして、その添加量として
は、1ｐｐｍ〜２ｇ/ｌの範囲で添加するのが好ましい。
【００２２】そして、これらのめっき液を用いて、金バ
ンプを形成する際には、請求項７記載のように、ｐＨ
３．０〜８．０、温度３０〜７０℃、カソード電流密度
０．３〜３．０Ａ／ｄｍ２の範囲でめっきを施すのが好
ましい。
ンプを形成する際には、請求項７記載のように、ｐＨ
３．０〜８．０、温度３０〜７０℃、カソード電流密度
０．３〜３．０Ａ／ｄｍ２の範囲でめっきを施すのが好
ましい。
【００２３】カソード電流密度を０．３〜３．０Ａ／ｄ
ｍ２の範囲としたのは、この範囲のカソード電流密度で
あれば、表面に振動突起が隆起しためっき膜を形成する
ことができるからであり、０．３Ａ／ｄｍ２以下では金
の析出が生じ難くなる一方、３．０Ａ／ｄｍ２以上では
水素発生に伴い電流効率及びめっき電着性が悪化し、所
望の形状のめっき膜が形成されないからである。
ｍ２の範囲としたのは、この範囲のカソード電流密度で
あれば、表面に振動突起が隆起しためっき膜を形成する
ことができるからであり、０．３Ａ／ｄｍ２以下では金
の析出が生じ難くなる一方、３．０Ａ／ｄｍ２以上では
水素発生に伴い電流効率及びめっき電着性が悪化し、所
望の形状のめっき膜が形成されないからである。
【００２４】また、温度を３０〜７０℃とするのは、３
０℃以下では析出速度が遅くなり実際の操業に適さず、
７０℃以上ではめっき液の寿命を低下させることとなる
からである。
０℃以下では析出速度が遅くなり実際の操業に適さず、
７０℃以上ではめっき液の寿命を低下させることとなる
からである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の最良と思われる実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２６】第１実施形態：本実施形態においては、ま
ず、金化合物として、塩化金酸、キレート剤としてエチ
レンジアミンを用い、更に伝導塩として硫酸塩、緩衝剤
として酢酸、そして安定剤として１，１０−フェナント
ロリンを添加し、以下の組成のめっき液を建浴した。
ず、金化合物として、塩化金酸、キレート剤としてエチ
レンジアミンを用い、更に伝導塩として硫酸塩、緩衝剤
として酢酸、そして安定剤として１，１０−フェナント
ロリンを添加し、以下の組成のめっき液を建浴した。
【００２７】 金属塩： ０．００５ｍｏｌ／ｌ（金イオンを基準とする） キレート剤： ０．２ｍｏｌ／ｌ 伝導塩： １．０ｍｏｌ／ｌ 緩衝剤： ０．２ｍｏｌ／ｌ 安定剤： １０ｐｐｍ
【００２８】そして、Ａｕ／Ｔｉ／Ｓｉ構造のＳｉウェ
ハーにフォトレジストにてめっきエリアを形成したテス
ト用基板上に、このめっき液を用いて以下のめっき条件
の下、金バンプを形成した。
ハーにフォトレジストにてめっきエリアを形成したテス
ト用基板上に、このめっき液を用いて以下のめっき条件
の下、金バンプを形成した。
【００２９】 温度：３０℃ ｐＨ：４．０ カソード電流密度：１．５Ａ／ｄｍ２
【００３０】以上の条件の下、形成した金バンプについ
て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてその形態を観
察したところ、図３のような形態のバンプが形成された
ことが確認された。この図３からわかるように、本実施
形態で形成したバンプには表面に針状突起が隆起してお
り、その形状も略等しいものであった。
て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてその形態を観
察したところ、図３のような形態のバンプが形成された
ことが確認された。この図３からわかるように、本実施
形態で形成したバンプには表面に針状突起が隆起してお
り、その形状も略等しいものであった。
【００３１】そして、このバンプについて、テスト用電
極と圧着して抵抗値を測定した所、１のバンプあたりで
約６×１０−３Ωの抵抗値が得られた、この値は、通常
の平坦なバンプと電極とを導電性粒子介在の下で接続し
た場合の値と同等のものであり、本実施形態にかかるバ
ンプは実際のフリップチップ実装工程に用いても十分な
接続信頼性が期待できることがわかった。
極と圧着して抵抗値を測定した所、１のバンプあたりで
約６×１０−３Ωの抵抗値が得られた、この値は、通常
の平坦なバンプと電極とを導電性粒子介在の下で接続し
た場合の値と同等のものであり、本実施形態にかかるバ
ンプは実際のフリップチップ実装工程に用いても十分な
接続信頼性が期待できることがわかった。
【００３２】第２実施形態：本実施形態ではめっき液の
組成及びめっき条件を変更し第１実施形態同様に金バン
プを形成した。本実施形態で用いためっき液の組成は、
以下の通りである。
組成及びめっき条件を変更し第１実施形態同様に金バン
プを形成した。本実施形態で用いためっき液の組成は、
以下の通りである。
【００３３】 金属塩： ０．０６ｍｏｌ／ｌ（金イオンを基準とする） キレート剤： １．２ｍｏｌ／ｌ 伝導塩： １．０ｍｏｌ／ｌ 緩衝剤： ０．２ｍｏｌ／ｌ 安定剤： １０ｐｐｍ
【００３４】そして、めっき条件は以下の通りである。
【００３５】 温度：５０℃ ｐＨ：５．５ カソード電流密度：１．５Ａ／ｄｍ２
【００３６】以上の条件の下で形成した金バンプについ
て、その形態を観察したところ、図４のような形態のバ
ンプが形成されたことが確認された。本実施形態で形成
されたバンプの針状突起のサイズは、第１実施形態のも
のと比べてやや小さかったが、第１実施形態と同様、略
等しい形状の針状突起が表面に隆起したバンプが形成さ
れていることが確認された。また、このバンプについて
も第１実施形態と同様に電極と接続した際の抵抗値の測
定を行ったが、第１実施形態ととほぼ等しい値であり、
十分な接続信頼性が期待できることがわかった。
て、その形態を観察したところ、図４のような形態のバ
ンプが形成されたことが確認された。本実施形態で形成
されたバンプの針状突起のサイズは、第１実施形態のも
のと比べてやや小さかったが、第１実施形態と同様、略
等しい形状の針状突起が表面に隆起したバンプが形成さ
れていることが確認された。また、このバンプについて
も第１実施形態と同様に電極と接続した際の抵抗値の測
定を行ったが、第１実施形態ととほぼ等しい値であり、
十分な接続信頼性が期待できることがわかった。
【００３７】第３実施形態：本実施形態で用いためっき
液の組成は、以下の通りである。
液の組成は、以下の通りである。
【００３８】 金属塩： ０．１２ｍｏｌ／ｌ（金イオンを基準とする） キレート剤： ２．０ｍｏｌ／ｌ 伝導塩： １．０ｍｏｌ／ｌ 緩衝剤： ０．２ｍｏｌ／ｌ 安定剤： １０ｐｐｍ
【００３９】そして、このめっき液を用いて、以下のめ
っき条件のもと金バンプを形成した。
っき条件のもと金バンプを形成した。
【００４０】 温度：７０℃ ｐＨ：７．５ カソード電流密度：１．５Ａ／ｄｍ２
【００４１】この条件の下で形成した金バンプについ
て、その形態を観察したところ、図５のような形態のバ
ンプが形成されたことが確認された。本実勢形態で形成
されたバンプの針状突起のサイズは第１及び第２実施形
態のものと比べて小さく、３つの実施形態の中では最も
小さかったが、やはり、略等しい形状の針状突起が表面
に隆起したバンプが形成されていることが確認された。
また、このバンプについても電極と接続した際の抵抗値
は十分な低い値であった。
て、その形態を観察したところ、図５のような形態のバ
ンプが形成されたことが確認された。本実勢形態で形成
されたバンプの針状突起のサイズは第１及び第２実施形
態のものと比べて小さく、３つの実施形態の中では最も
小さかったが、やはり、略等しい形状の針状突起が表面
に隆起したバンプが形成されていることが確認された。
また、このバンプについても電極と接続した際の抵抗値
は十分な低い値であった。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体素子の端子面又は基板の電極面の少なくともいずれ
かに形成するバンプを所定形状に形成することで、バン
プの性状を厳密に管理することなく高い接続信頼性の下
半導体素子を基板に実装することができる。また、この
バンプの形状を制御するためには、上記した所定組成の
めっき液を用いて適当なめっき条件で容易に製造可能で
ある。本発明は、今後一層ファインピッチ化が図られる
半導体業界において、簡易に高効率で回路基板の実装を
行うことのできる技術を提供するものである。
導体素子の端子面又は基板の電極面の少なくともいずれ
かに形成するバンプを所定形状に形成することで、バン
プの性状を厳密に管理することなく高い接続信頼性の下
半導体素子を基板に実装することができる。また、この
バンプの形状を制御するためには、上記した所定組成の
めっき液を用いて適当なめっき条件で容易に製造可能で
ある。本発明は、今後一層ファインピッチ化が図られる
半導体業界において、簡易に高効率で回路基板の実装を
行うことのできる技術を提供するものである。
【図１】バンプ表面に針状突起を隆起させて実装させた
ときの状態を表す模式図。
ときの状態を表す模式図。
【図２】バンプ表面に針状突起を隆起させて実装させた
ときの状態を表す模式図。
ときの状態を表す模式図。
【図３】第１実施形態で形成したバンプ表面のＳＥＭ
像。
像。
【図４】第２実施形態で形成したバンプ表面のＳＥＭ
像。
像。
【図５】第３実施形態で形成したバンプ表面のＳＥＭ
像。
像。
【図６】異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法の
実装工程を表す模式図。
実装工程を表す模式図。
【図７】フリップチップ実装法において、バンプ平坦度
及びバンプ高さが不適当な場合に生じる接続不良の状態
を表す模式図。
及びバンプ高さが不適当な場合に生じる接続不良の状態
を表す模式図。
１ 半導体素子 ２ 端子 ３ バンプ ４ 基板 ５ 電極 ６ 異方性導電膜 ７ 導電粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０２Ｇ Ｆターム(参考） 4K023 AA25 BA08 CA01 CA09 CB03 CB11 CB13 CB28 DA02 DA03 DA07 DA08 4K024 AA11 AB01 BA01 BB10 BC10 CA01 CA02 CA06 GA16 5E319 AC01 AC15 BB01 5F044 KK01 LL15 QQ02 QQ04
Claims (7)
- 【請求項１】半導体素子の端子面又は基板の電極面の少
なくともいずれかにめっき処理によりバンプを設けた
後、前記端子面と前記電極面とが対向するように前記半
導体素子を前記基板上に載置し、端子と電極とを電気的
に一括接続する回路基板の実装方法において、 表面に多数の針状突起が隆起するように前記バンプを形
成して端子と電極とを接続する回路基板の実装方法。 - 【請求項２】針状突起を１〜１０μｍの高さに形成して
端子と電極とを接続する請求項１記載の回路基板の実装
方法。 - 【請求項３】３価の金イオン化合物、キレート剤、伝導
塩、緩衝剤、及び安定剤からなり、 ３価の金イオンを０．００５〜０．１２ｍｏｌ／ｌ含有
し、キレート剤として０．２〜２．０ｍｏｌ／ｌのエチ
レンジアミン又は０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｌのニトロ
トリ酢酸の少なくともいずれか一方を含有することを特
徴とする金めっき液。 - 【請求項４】伝導塩は、硫酸、塩酸、臭素酸などの無機
酸又はこれらの無機酸塩、若しくは、クエン酸、リン
酸、ホウ酸などの有機酸又はこれらの有機酸塩である請
求項３記載の金めっき液。 - 【請求項５】緩衝剤は、コハク酸、リン酸、ホウ酸又は
これらの塩類である請求項３又は請求項４記載の金めっ
き液。 - 【請求項６】安定剤は、２，２ビピルジル、１，１０フ
ェナントロリン、ネオクプロインなどのピリジン系化合
物、又は、イミダゾール、トリアゾールの誘導体である
請求項３〜請求項５記載の金めっき液。 - 【請求項７】請求項３〜請求項６に記載の金めっき液を
用いて、カソード電流密度０．３〜３．０Ａ／ｄｍ２の
範囲でめっきを施す金めっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28381099A JP4256994B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 回路基板の実装方法及び金めっき液並びに金めっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28381099A JP4256994B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 回路基板の実装方法及び金めっき液並びに金めっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110832A true JP2001110832A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4256994B2 JP4256994B2 (ja) | 2009-04-22 |
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ID=17670450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28381099A Expired - Fee Related JP4256994B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 回路基板の実装方法及び金めっき液並びに金めっき方法 |
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| KR20170135953A (ko) * | 2015-06-16 | 2017-12-08 | 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 | 접속체, 접속체의 제조 방법, 검사 방법 |
-
1999
- 1999-10-05 JP JP28381099A patent/JP4256994B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20170135953A (ko) * | 2015-06-16 | 2017-12-08 | 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 | 접속체, 접속체의 제조 방법, 검사 방법 |
| CN108476591A (zh) * | 2015-06-16 | 2018-08-31 | 迪睿合株式会社 | 连接体、连接体的制造方法、检测方法 |
| US10368443B2 (en) | 2015-06-16 | 2019-07-30 | Dexerials Corporation | Connection body, method for manufacturing connection body, and method for inspecting same |
| KR102067957B1 (ko) * | 2015-06-16 | 2020-01-20 | 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 | 접속체, 접속체의 제조 방법, 검사 방법 |
| CN108476591B (zh) * | 2015-06-16 | 2021-01-01 | 迪睿合株式会社 | 连接体、连接体的制造方法、检测方法 |
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