JP2004228375A - バンプの形成方法、デバイス、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低く抑えることができ、また産業廃棄物も最少限に抑えることのできるバンプの形成方法、さらにこのような方法によって得られるバンプを有したデバイス、及び電子機器を提供する。
【解決手段】基体上に半導体装置を実装する際に用いるバンプの形成方法である。基体又は半導体装置１のバンプ形成部に、金属微粒子を分散させてなる金属分散液４を液滴吐出法によって設け、次いで、バンプ形成部に設けられた金属分散液４を熱処理して金属製のバンプ６ａを形成する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種のデバイス等に用いられるバンプの形成方法、このような方法によって得られるバンプを有したデバイス、及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種のデバイスにおいては、これを構成する半導体装置の実装を、リードフレームを利用して行ったり、またはんだバンプ等の外部接続端子を利用して行っている。外部接続端子を利用するものとしては、例えばＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ またはＣｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）が知られており、このＣＳＰでは、半導体ベアチップ表面のパッドに外部接続端子（バンプ）を直接形成し、基板にフリップチップ実装を行うようにしている。したがってＣＳＰは、実装面積が最小限に抑えられ、実装面の限られた製品、あるいは携帯機器等、小型化が要求される各種デバイスに使用されている。
【０００３】
ところで、従来のＩＣチップ等を備えたデバイスにおけるバンプは、例えばスパッタ法で導電材料を成膜し、続いて得られた導電膜をフォトリソグラフィー法（フォトレジスト塗布、露光、現像）でパターニングし、さらにパターニング後の導電膜（シード）上にめっき法でバンプ材料を設けるなどの一連の処理工程により、金属等のバンプ材料が外部接続用の電極パッド上に設けられバンプ形状に形成されて得られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２０６１４１号公報（従来技術）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したバンプの形成方法では、工程数が多くそれぞれの工程で専用装置が必要となることなどから、コストが高く、また、フォトリソ工程やめっき工程では大量の廃液が発生することから、これら廃液等の廃棄物が多く出てしまうといった課題がある。
【０００６】
すなわち、前述したバンプの形成方法では、スパッタ装置、スピンコート、露光装置、現像装置、めっき装置、エッチング装置などが必要となり、特にスパッタ装置や露光装置はその装置コストが高いことから、装置コスト（イニシャルコスト）が高くなってしまう。
また、スパッタ工程ではスパッタ装置の高真空維持のため真空ポンプを常時稼働させておく必要があり、さらにフォトリソ工程では露光用のフォトマスクが必要となるなど、ランニングコストも高くなってしまう。特に、露光用のフォトマスクは製品毎に専用のものが必要であり、コスト上昇、長納期の要因となっている。
また、フォトリソ工程やめっき工程では、レジスト塗布、現像、電解めっき、エッチング等により、それぞれにレジスト廃液、現像廃液、めっき廃液などの産業廃棄物が生じてしまい、その量も少なくないことから、結果として多量の廃棄物が出てしまっている。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コストを低く抑えることができ、また産業廃棄物も最少限に抑えることのできるバンプの形成方法、さらにこのような方法によって得られるバンプを有したデバイス、及び電子機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のバンプの形成方法は、基体又は半導体装置のバンプ形成部に、金属微粒子を分散させてなる金属分散液を液滴吐出法によって設け、次いで、前記バンプ形成部に設けられた金属分散液を熱処理して金属製のバンプを形成することを特徴としている。
このバンプの形成方法によれば、液滴吐出法によって金属分散液をバンプ形成部に吐出し、さらに熱処理してバンプを形成するので、装置として特に高価なものが必要とならず、また工程数も少ないことから装置の種類も少なくてすみ、さらにフォトマスクなどの消耗品も必要としないことなどから、従来に比べコストが格段に低減される。また、液滴吐出法により金属分散液を所望箇所に必要量のみ吐出することができるので、材料が無駄になることがほとんどなく、さらに、廃液等の産業廃棄物もほとんど生じないことから産業廃棄物が最少限に抑えられる。
【０００９】
また、前記バンプの形成方法においては、前記金属分散液として金属の種類が異なる複数種のものを用い、異なる金属が積層されてなるバンプを形成するのが好ましい。
このようにすれば、特に接合部となるバンプ表層部に例えば低抵抗で接合性に優れた金を用い、その下層には比較的安価な金属を用いることで、全体のコストを安くし、しかも接合性等に優れたバンプを形成することができる。
【００１０】
また、前記バンプの形成方法においては、前記金属分散液を液滴吐出法によって設けるに先立ち、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部に、導電性のバンプ台を形成し、その後、前記金属分散液を液滴吐出法によって前記バンプ台上に設けるのが好ましい。
このようにすれば、例えばバンプ台を従来と同様にして形成しておき、その上に液滴吐出法で金属分散液を吐出し熱処理することにより、バンプ表層部に例えば低抵抗で接合性に優れた金の接合部を容易に形成することができる。
【００１１】
また、前記バンプの形成方法においては、前記金属分散液を液滴吐出法によって設けるに先立ち、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部に、樹脂製のバンプコアを形成し、その後、前記金属分散液を液滴吐出法によって前記バンプコアを覆いかつ前記バンプ形成部に導通した状態に設けるのが好ましい。
このようにすれば、樹脂製のバンプコアの表層部にのみ金属分散液を設けるので、樹脂に比べ高価な金属分散液の使用量を少なくすることができ、したがってバンプの形成に要する材料コストを低減することができる。
【００１２】
なお、このバンプの形成方法においては、前記バンプ形成部を、その中央部に凸部を形成した状態に形成しておき、その後、該バンプ形成部の凸部上に前記樹脂製のバンプコアを形成するのが好ましい。
このようにすれば、前記凸部によってバンプ形成部のバンプ形成面とバンプコアの底部との間に隙間が形成されるので、バンプコアを覆って設ける金属分散液が前記隙間内に入り込むようになり、したがってこの金属分散液からなる金属膜とバンプ形成部とがより良好に接触し導通するようになる。
【００１３】
また、前記バンプの形成方法においては、前記金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の液滴吐出回数を複数回とし、一の回の液滴吐出量と他の回の液滴吐出量とを異ならせることにより、少なくとも下部と上部とで外径の異なるバンプを形成することを特徴としている。
例えばこのバンプを異方性導電膜に接合させる場合に、特に下部に比べ上部の外径を小さくしておけば、この上部が異方性導電膜をより強固に押圧するようになり、したがって異方性導電膜との機械的、電気的結合が向上するようになる。
【００１４】
また、前記バンプの形成方法においては、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部が複数あり、それぞれのバンプ形成部にバンプを形成する場合に、金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の液滴吐出回数を、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とで異ならせることにより、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とでそれぞれ形成するバンプの高さを異ならせるのが好ましい。
このようにすれば、バンプと接合する側のバンプ接合部の高さ位置がこれらバンプ接合部間で異なる場合に、その高さ位置に合わせてそれぞれ高さの異なるバンプを形成することができ、したがってバンプと接合する側となる基体又は半導体装置の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを形成することができる。
【００１５】
また、前記バンプの形成方法においては、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部が複数あり、それぞれのバンプ形成部にバンプを形成する場合に、金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の一回の液滴吐出量を、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とで異ならせることにより、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とでそれぞれ形成するバンプの外径を異ならせるのが好ましい。
このようにすれば、バンプと接合する側のバンプ接合部の大きさ（面積）がこれらバンプ接合部間で異なる場合に、その大きさに合わせてそれぞれ外径の異なるバンプを形成することができ、したがってバンプと接合する側となる基体又は半導体装置の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを形成することができる。
【００１６】
本発明のデバイスは、基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、前記バンプが、樹脂製のバンプコアの表面に金属膜が設けられてなることを特徴としている。
このデバイスによれば、そのバンプが高価な金属の少ない構造となっているので、バンプの材料コストが低減し、したがって全体のコスト低減化が図られたものとなる。
【００１７】
本発明の別のデバイスは、基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、前記バンプが複数設けられてなり、これらバンプのうちの一つが少なくとも他の一つと異なる高さに形成されてなることを特徴としている。
このデバイスによれば、例えばバンプと接合する側のバンプ接合部の高さ位置がこれらバンプ接合部間で異なる場合に、その高さ位置に合わせてそれぞれ高さが異なるバンプが形成されているので、バンプと接合する側となる基体又は半導体装置の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを有するものとなり、したがってデバイス自体が高い設計自由度を有するものとなる。
【００１８】
本発明の別のデバイスは、基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、前記バンプが複数設けられてなり、これらバンプのうちの一つが少なくとも他の一つと異なる外径に形成されてなることを特徴としている。
このデバイスによれば、例えばバンプと接合する側のバンプ接合部の大きさ（面積）がこれらバンプ接合部間で異なる場合に、その大きさに合わせてそれぞれ外径が異なるバンプが形成されているので、バンプと接合する側となる基体又は半導体装置の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを有するものとなり、したがってデバイス自体が高い設計自由度を有するものとなる。
【００１９】
本発明の別のデバイスは、基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、前記バンプが、前記のバンプの形成方法によって得られたものであることを特徴としている。
このデバイスによれば、前述したように従来に比べ格段にコストが低減された方法によってバンプが形成されているので、デバイス自体のコスト低減化が可能になる。また、廃液等の産業廃棄物もほとんど生じない方法でバンプが形成されているので、デバイス自体も環境的に有利な方法で得られるものとなる。
【００２０】
本発明の電子機器では、前記デバイスを備えてなることを特徴としている。
この電子機器によれば、デバイス自体がコスト低減化されていることにより、電子機器もコストが低減化されたものとなる。また、デバイス自体が環境的に有利な方法で得られているので、電子機器も環境的に有利な方法で得られるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、回路基板などからなる基体上に、ＩＣチップ等の半導体装置を実装する際に用いるバンプの形成方法に係るもので、特に、インクジェット法などの液滴吐出法によってバンプ材料を吐出し、バンプ形成部上にバンプを形成するようにした方法である。
【００２２】
液滴吐出法に用いられる液滴吐出装置は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示す液滴吐出ヘッド３４を備えたものである。すなわち、液滴吐出ヘッド３４は、図１（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５から液状材料を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状材料を供給するための孔１９が形成されている。
【００２３】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図１（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板に向けて液状材料の液滴２２が吐出される。
【００２４】
このような液滴吐出ヘッド３４によるバンプの形成方法の具体例を実施形態として説明する。
（実施形態１）
まず、図２（ａ）に示すように切断前の多数のＩＣチップ（半導体装置）１を形成したウエハ（図示せず）を用意する。ＩＣチップ１には、予めパッド（バンプ形成部）２が複数形成されている。これらパッド２は、例えば５０μｍ×５０μｍの大きさのアルミニウム電極２ａ上に、無電解めっき法によってＮｉ層とＡｕ層との積層膜２ｂが形成されてなるもので、絶縁体膜３によってそれぞれ独立した状態に形成されたものである。なお、積層膜２ｂにおけるＮｉ層はバリア層として機能するものであり、Ａｕ層は接続層として機能するものである。
【００２５】
このようなＩＣチップ１のパッド２上にバンプを形成するには、前記ウエハを液滴吐出装置のワーク台上に載せ、さらに前記ウエハに記録された位置決めマークによって位置決めを行った後、図２（ｂ）に示すように、前記の液滴吐出ヘッド３４から登録された位置情報にしたがって金属分散液４を各パッド２上に吐出する。ここで、吐出する金属分散液４は、金属微粒子を分散媒に分散させてなるもので、具体的には金微粒子や銀微粒子を分散媒としてのα−テルピネオールやトルエンに分散させてなるものである。
なお、本実施形態では金微粒子をα−テルピネオールに分散させた分散液を用いるものとする。
【００２６】
このような金属分散液４を、各パッド２毎に所定量ずつ、本実施形態では図２（ｂ）に示したように一滴ずつ吐出する。なお、ここでは吐出した一滴の量を約１０ｎｇとした。すると、パッド２上に吐出された金属分散液４は、外径約４０μｍ、高さ約３μｍのものとなった。このようにして各パッド２毎に金属分散液４を一滴ずつ吐出したら、一旦乾燥して金属分散液４の表面を固化する。ここでの乾燥方法としては、約１００℃の熱風を１５秒程度あてるといった方法を採用したが、これに限定されることなく、乾燥常温空気等による送風乾燥やランプ、オーブンによる乾燥等も採用可能である。このような乾燥を行うことにより、この後さらに金属分散液４を重ね塗りした際、重ね塗りした金属分散液４が下層の金属分散液４に混ざり合ってしまい、パッド２上の金属分散液４の外径が大きくなり過ぎたり、甚だしい場合にはパッド２上から外に流れ出てしまうのを防止し、かつ所望するバンプ高さを得るためである。
【００２７】
そして、液滴吐出ヘッド３４による所定量の吐出、乾燥を予め決めた回数繰り返すことにより、図２（ｃ）に示すように金属分散液４とその固形分、すなわち金属分５をパッド２上に所定量設ける。
次いで、常温大気中での送風により乾燥し、金属分散液４および金属分５中の分散媒を揮散させる。その後、熱処理として熱風乾燥炉により２９０〜３１０℃で１時間焼成することにより、図２（ｄ）に示すように金製のバンプ６ａを形成し、さらにウエハを切断することにより、図３（ａ）に示すようにバンプ６ａを形成したＩＣチップ１を得る。
本実施形態では、前記の金属分散液４の吐出・乾燥を１５回繰り返すことにより、得られたバンプ６ａは、その外径が３５μｍ、高さが２５μｍとなり、バンプとして良好な大きさ・形状となった。また、その電気抵抗は３〜５μΩ・ｃｍ程度となり、バンプとして良好な導電性を有していることが確認された。
【００２８】
また、バンプ６ａを形成したＩＣチップ１を基板上に実装してデバイスを得るには、まず、図３（ａ）に示したように、基板９上にＩＣチップ１を持ち上げ、さらにＩＣチップ１のバンプ６ａを基板９上の表面電極１０にそれぞれ対向するよう位置合わせし、次いで、図３（ｂ）に示すようにＩＣチップ１を基板９上に載せて加圧・加熱することにより、バンプ６ａを表面電極１０に接合・溶着する。その後、バンプ６ａを冷却固化してＩＣチップ１を基板上に実装し、これにより本発明のデバイス１１を得る。
【００２９】
このようなバンプの形成方法にあっては、装置として例えばスパッタ装置や露光装置のような高価なものを必要とせず、また工程数も少なく、さらにフォトマスクなどの消耗品も必要としないことなどから、従来に比べコストを格段に低減することができる。また、金属分散液４を所望箇所に必要量のみ吐出することができるので、材料が無駄になることがほとんどなく、さらに、廃液等の産業廃棄物もほとんど生じないことから生じる産業廃棄物を最少限に抑えることができる。また、特に液滴吐出ヘッド３４からの金属分散液４の吐出と乾燥との繰り返し回数を適宜に設定することにより、得られるバンプ６ａの高さを任意に形成することができ、したがって実装を行うための基体やＩＣチップ１の構造等に応じてより良好な高さのバンプ６ａを容易に形成することができる。
【００３０】
また、このようにして得られたデバイス１１にあっては、従来に比べ格段にコストが低減された方法によってバンプ６ａが形成されているので、デバイス１１自体もコスト低減化がなされたものとなる。また、廃液等の産業廃棄物もほとんど生じない方法でバンプ６ｂが形成されているので、デバイス１１自体も環境的に有利な方法で得られるものとなる。
【００３１】
（実施形態２）
この実施形態２が前記の実施形態１と異なるところは、液滴吐出ヘッド３４から吐出する金属分散液４として、金属の種類が異なる複数種のものを用いる点にある。
すなわち、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、前記実施形態１と同様にしてパッド２上に第１の金属分散液４ａを吐出し続いて乾燥し、さらにこの吐出・乾燥を予め設定した所定回数行うことにより、バンプとしての必要なサイズ（必要な高さと外径）のバンプ台７を形成する。ここでは、実施形態１と同様の条件で第１の金属分散液４ａを吐出・乾燥し、これを１５回繰り返した。なお、第１の金属分散液４ａとしては、安価なものを用いるのが好ましく、例えば前記の銀微粒子を分散媒（例えばα−テルピネオール）に分散させた分散液が用いられる。
【００３２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド３４から前記バンプ台７上に第２の金属分散液４ｂを吐出し、乾燥する。この第２の金属分散液４ｂとしては、金属接合に有利な金属、例えば前記の金分散液が好適に用いられる。そして、この第２の金属分散液４ｂの吐出・乾燥を２回繰り返し、その後、実施形態１と同様の条件で焼成し、図４（ｃ）に示すようにバンプ６ｂを形成した。このようにして得られたバンプ６ｂにおいて、第１の金属分散液４ａからなるバンプ台７は、実施形態１と同様に外径が３５μｍ、高さが２５μｍとなった。また、このバンプ台７の上には、第２の金属分散液４ｂからなる金製の接合部８が厚さ３μｍ程度に形成されていた。
【００３３】
このようなバンプの形成方法にあっては、特にバンプ６ｂの表層部に低抵抗で接合性に優れた金を用いて接合部８を形成し、その下層のバンプ台７として金に比べ安価な銀を用いたことにより、全体のコストを安くし、しかも金−金接合や金−錫接合を可能にする接合性等に優れたバンプ６ｂを形成することができる。
なお、本実施形態ではバンプ台７、接合部８の金属材料として、それぞれ銀、金を用いたが、液滴吐出法で吐出が可能な金属分散液であり、かつ電気抵抗等の特性に問題がない金属であればこれら以外の金属からなる分散液を用いてもよく、例えば錫微粒子を分散してなる分散液なども使用可能である。
また、本実施形態では第１の金属分散液４ａからなる層と第２の金属分散液４ｂからなる層を同時に焼成し、バンプ台７、接合部８を同時に形成してバンプ６ｂとしたが、第１の金属分散液４ａからなる層の焼成と第２の金属分散液４ｂからなる層の焼成とをそれぞれ別に行い、バンプ台７、接合部８をそれぞれ別に形成するようにしてもよい。
【００３４】
（実施形態３）
この実施形態３が前記の実施形態２と異なるところは、従来法で導電性のバンプ台を形成し、その後、液滴吐出ヘッド３４から金属分散液４を吐出して接合部を形成する点にある。
すなわち、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、パッド２上に従来法によってＮｉやＣｕ等からなるバンプ台５０を形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、前記実施形態２と同様にして金属分散液４ｂを吐出・乾燥する。その後、前記実施形態２と同様にして焼成することにより、図５（ｃ）に示すようにバンプ台５０上に例えば金からなる接合部８を形成し、これによってバンプ６ｃを形成する。
【００３５】
このようなバンプの形成方法にあっては、バンプ台５０を従来と同様にして形成しておき、その上部にのみ例えば低抵抗で接合性に優れた金の接合部８を形成するので、バンプ台５０の形成については既存のプロセスをそのまま用いることができ、しかも接合性に優れた金の接合部８を液滴吐出法で容易に形成することができる。
【００３６】
（実施形態４）
この実施形態４が前記の実施形態１と異なるところは、パッド２上に樹脂製のバンプコアを形成し、その後、このバンプコアを覆った状態に前記金属分散液を液滴吐出法で吐出塗布する点にある。
すなわち、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド３４よりパッド２上に樹脂液５１を吐出する。この樹脂液５１としては、例えばポリイミドなどの光硬化性（紫外線照射硬化性）の樹脂を溶媒に溶解し、あるいは分散媒に分散させたものが用いられる。なお、この樹脂液５１の吐出にあたっても、前記実施形態と同様に吐出・乾燥を所定回数繰り返し、所望の高さに形成する。
【００３７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、樹脂液５１からなる樹脂５１ａに紫外線照射ランプ５２より紫外線を照射し、樹脂５１ａを硬化させてバンプコア５３とする。その後、図６（ｃ）に示すように、前記バンプコア５３を覆いかつ前記パッド２に導通した状態となるように金属分散液４ｂを吐出し、乾燥する。そして、これを所定回数繰り返した後、焼成することにより、バンプコア５３の表面を覆いかつパッド２に導通した状態の金属膜５４を形成し、バンプ６ｄを形成する。
なお、このようにして金属膜５４を形成した後、特に接合部となる金属膜５４の上端部を厚くするべく、再度金属膜５４上に金属分散液４ｂを吐出・乾燥し、さらに焼成することにより、図６（ｄ）に示すように金属膜５４上に接合部５５を形成してもよい。
【００３８】
このようなバンプの形成方法にあっては、樹脂製のバンプコア５３の表層部にのみ金属膜５４を形成するので、樹脂に比べ高価な金属分散液４ｂの使用量を少なくすることができ、したがってバンプ６ｄの形成に要する材料コストを低減することができる。また、金属膜５４形成後に接合部５５を形成すれば、接合部としての膜厚が厚くなることにより、接合の信頼性を高めることができる。
また、このようにして得られたバンプ６ｄを有してなるデバイスにあっては、バンプ６ｄが高価な金属の少ない構造となっているので、バンプ６ｄの材料コストが低減し、したがって全体のコスト低減化が図られたものとなる。
【００３９】
（実施形態５）
この実施形態５が前記の実施形態４と異なるところは、パッド２上に樹脂製のバンプコアを形成するに先立ち、パッド２をその中央部に凸部がある状態に形成しておき、この凸部上に前記樹脂製のバンプコアを形成する点である。
すなわち、本実施形態では、図７（ａ）に示すようにパッド２の中央部に積層膜２ｂを形成する際、その中央部を上に凸に形成して凸部５６を形成する。この凸部５６の形成法としては特に限定されることなく従来周知の方法が採用可能であり、例えば積層膜２ｂを厚く形成した後、周辺部をエッチング除去することによって中央部に凸部５６を残すような方法が採用可能である。
【００４０】
次いで、前記実施形態４と同様にして図７（ｂ）に示すように凸部５６上にバンプコア５３を形成し、続いてこのバンプコア５３を覆いかつ前記パッド２に導通した状態となるように金属分散液４ｂを吐出・乾燥し、さらに焼成してバンプ６ｅを形成する。
なお、この実施形態においても、前記実施形態４と同様にして金属膜５４上に接合部５５を形成してもよい。
【００４１】
このようなバンプの形成方法にあっては、前記凸部５６によってパッド２のバンプ形成面とバンプコア５３の底部との間に隙間が形成されるので、バンプコア５３を覆って設ける金属分散液４ｂを前記隙間内に容易に入り込ませることができ、したがってこの金属分散液４ｂからなる金属膜５４とパッド２とをより良好に接触させることができ、これにより電気的導通の信頼性を高めることができる。
【００４２】
（実施形態６）
この実施形態６が前記の実施形態１と異なるところは、特に焼成条件を変えることにより、得られるバンプの粗密、すなわちその密度を変化させるようにした点である。
すなわち、本実施形態では、前記実施形態１と同様にして図２（ｃ）に示したようにパッド２上に金属分５を所定量設けた後、熱処理として、熱風乾燥炉により２００〜２２０℃で２時間焼成することにより、図２（ｄ）に示したように金製のバンプ６ａを形成した。このようにして得られたバンプ６ａの高さを測定したところ、実施形態１のバンプ６ａに比べ５μｍ高くなっていた。
【００４３】
これより、焼成温度を高くすればバンプを密に、すなわちその密度を高く形成することができ、逆に焼成温度を低くしてその分焼成時間を長くすればバンプを粗に、すなわちその密度を低く形成することができることが分かった。そして、このように焼成温度を変えることによってバンプの密度を制御することができることから、例えばバンプの密度を高くすることによってその圧縮方向の変形量を少なくすることができ、また密度を低くすることによってその圧縮方向の変形量を大きくすることができる。
【００４４】
ところで、ＩＣチップ１を接続する基板９側が例えばフィルム状の基板であり、バンプをそのリードなどに接合する場合、ＩＣチップのバンプ高さとリードとの間で接合の均一性を保つのが困難である。
そのような場合に、例えばバンプを低密度に形成し、その圧縮方向での変形量を大きくしておくことにより、全てのバンプを対象のリード等と確実に接続できるよう、その押し付けを可能にすることができる。
なお、焼成温度を２００℃未満にするのは、金属分５の金属化が不十分となり、比抵抗が１０^−４Ω・ｃｍ以上になって配線抵抗が高くなることから好ましくない。
【００４５】
（実施形態７）
この実施形態７が前記の実施形態１と異なるところは、バンプを複数形成する場合に、液滴吐出法による金属分散液の吐出回数を変えてバンプ間でその高さを変えた点にある。
すなわち、本実施形態では、前述したように金属分散液４の吐出と乾燥との繰り返し回数を変えることにより、得られるバンプ６ａの高さを任意に形成することができることを利用し、図８（ａ）に示すように同一のＩＣチップ１内（すなわち切断前の多数のＩＣチップを形成したウエハ内）に、高さの異なるバンプ６ａ、６ｆを形成する。
【００４６】
図９に、金属分散液４の吐出回数と得られるバンプの高さとの関係の一例を示す。なお、金属分散液４の一回の吐出量は１０ｎｇとし、得られるバンプについてはその外径が約３５μｍとなるようにした。
図９に示すように、金属分散液の吐出回数を変えることにより、得られるバンプの高さを１μｍ〜２μｍ程度の範囲で制御することができた。
【００４７】
このようなバンプの形成方法にあっては、同一のＩＣチップ１内でバンプ高さを容易に変えることができることから、例えばバンプと接合する基板９側の表面電極（バンプ接合部）１０の高さ位置がこれら表面電極間で異なる場合に、その高さ位置に合わせてそれぞれ高さの異なるバンプを形成することができ、したがってバンプと接合する側となる基板の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを形成することができる。すなわち、基板側の形状的あるいは材質的制約を大きく緩和し、新たな基板構造にも適用することができる。
また、このような高さの異なるバンプ６ａ、６ｆを有したデバイスにあっては、バンプと接合する側の形状的あるいは材質的な制約が大きく緩和されていることから、高い設計自由度を有するものとなる。
【００４８】
図８（ｂ）は、新たな基板構造の一例を説明するための図であり、図８（ｂ）中符号６０はＴＡＢ等のフィルム状の基板である。この基板６０にはその表面に電極６１が、裏面に電極６２がそれぞれ形成されている。また、この基板６０には、裏面側の電極６２を形成した位置に貫通孔６０ａが形成されており、これによってこの電極６２の内面が貫通孔６０ａ内に臨むようになっている。
このような基板６０に対し、図８（ａ）に示したＩＣチップ１を、その高いバンプ６ａが前記貫通孔６０ａ内に対向し、低いバンプ６ｆが前記電極６１に対向するように位置合わせする。そして、この状態から基板６０に対してＩＣチップ１を突き合わせ、加圧・加熱することにより、図８（ｃ）に示すように高いバンプ６ａが基板６０裏面側にて電極６２に接合し、低いバンプ６ｆが表面側にて電極６１に接合する新たな基板構造のデバイスが得られる。
このようなデバイスにあっては、配線を引き回すことなく基板６０の表裏両面にＩＣチップ１の各バンプを接合することができることから、集積化や生産性などの点でより有利になる。
【００４９】
（実施形態８）
この実施形態８が前記の実施形態７と異なるところは、バンプを複数形成する場合に、液滴吐出法による金属分散液の吐出回数を変えるのでなく、一回の液滴吐出量を変えるようにし、これによってバンプ間でその高さでなく外径を変えた点にある。
すなわち、本実施形態では、液滴吐出ヘッド３４における圧電素子２０への印可電圧を適宜に変化させることにより、金属分散液の一回の吐出量を変化させ、これにより滴下された金属分散液の液滴サイズ、すなわちその外径を変化させることができるのを利用し、図１０に示すように同一のＩＣチップ１内（すなわち切断前の多数のＩＣチップを形成したウエハ内）に、外径の異なるバンプ６ａ、６ｇを形成する。
【００５０】
前記実施形態１では、液滴吐出ヘッド３４の圧電素子２０に１９Ｖの電圧を印可し、これにより着弾サイズが外径３５μｍとなる液滴の吐出を行ったが、印可電圧を２１Ｖに変えたところ、着弾サイズが外径４１μｍとなり、印可電圧を２３Ｖに変えたところ、着弾サイズが外径５０μｍとなり、印可電圧を２５Ｖに変えたところ、着弾サイズが外径６５μｍとなった。
【００５１】
このようなバンプの形成方法にあっては、同一のＩＣチップ１内でバンプの外径を容易に変えることができることから、例えばバンプと接合する基板９側の表面電極（バンプ接合部）１０の大きさがこれら表面電極間で異なる場合に、その大きさに合わせてそれぞれ外径の異なるバンプを形成することができ、したがってバンプと接合する側となる基板の形状や構造に応じた高い自由度のバンプを形成することができる。すなわち、実施形態７の場合と同様、基板側の形状的あるいは材質的制約を大きく緩和し、新たな基板構造にも適用することができる。
また、このような外径の異なるバンプ６ａ、６ｇを有したデバイスにあっては、バンプと接合する側の形状的あるいは材質的な制約が大きく緩和されていることから、高い設計自由度を有するものとなる。
【００５２】
（実施形態９）
この実施形態９が前記の実施形態１と異なるところは、実施形態８で示したように一回の液滴吐出量を変えることでバンプの外径を変えることができるのを利用し、下部と上部とで外径の異なるバンプを形成するようにした点である。
すなわち、本実施形態ではまず、液滴吐出ヘッド３４における圧電素子２０への印可電圧を例えば２５Ｖとして、図１１（ａ）に示すように液滴吐出ヘッド３４からパッド２上に金属分散液４を吐出し、乾燥する。そして、これを所定回数繰り返した後、液滴吐出ヘッド３４における圧電素子２０への印可電圧を例えば１９Ｖに下げ、金属分散液４の一回の吐出量を少なくして再度吐出する。すると、滴下された液滴は、吐出量が小さいことによって図１１（ｂ）に示すようにそのサイズ（外径）が先に吐出された液滴のサイズより小さくなる。続いて、滴下した液滴を乾燥した後、これら吐出・乾燥を所定回数繰り返す。その後、実施形態１と同様にして焼成することにより、図１１（ｃ）に示すように下部の外径が約６５μｍと大きく、上部の外径が約３５μｍと小さいバンプ６ｈを形成する。
【００５３】
このようなバンプの形成方法にあっては、例えばこのバンプを異方性導電膜に接合させる場合に、特に下部に比べ上部の外径が小さいことから、この上部が異方性導電膜をより強固に押圧するようになり、したがって異方性導電膜との機械的、電気的結合がより確実になる。
【００５４】
（実施形態１０）
この実施形態１０が前記の実施形態１と異なるところは、ＩＣチップ（半導体装置）１側にバンプを形成するのでなく、基板（基体）側にバンプを形成するようにした点である。
すなわち、本実施形態では、図１２（ａ）に示すように基板９の表面電極（バンプ形成部）１０上に、前記実施形態１〜９に示したいずれかの方法でバンプ６を形成する。そして、この基板９上にＩＣチップ１を持ち上げ、さらにＩＣチップ１のパッド２を基板９上のバンプ６にそれぞれ対向するよう位置合わせし、次いで、図１２（ｂ）に示すようにＩＣチップ１を基板９上に載せて加圧・加熱することにより、バンプ６をパッド２に接合・溶着する。その後、バンプ６を冷却固化してＩＣチップ１を基板上に実装し、これにより本発明のデバイス１１を得る。
【００５５】
このようなバンプの形成方法にあっては、前述したように装置として特に高価なものが必要とならず、また工程数も少ないことから装置の種類も少なくてすみ、さらにフォトマスクなどの消耗品も必要としないことなどから、従来に比べコストを格段に低減することができる。また、液滴吐出法により金属分散液を所望箇所に必要量のみ吐出することができるので、材料が無駄になることがほとんどなく、さらに、廃液等の産業廃棄物もほとんど生じないことから産業廃棄物を最少限に抑えることができる。
また、得られたデバイスにあっても、コスト低減化がなされたものとなり、また、環境的に有利な方法で得られるものとなる。
なお、本実施形態では基板（基体）側にのみバンプを形成するようにしたが、ＩＣチップ（半導体装置）１側にバンプを形成し、かつ基板（基体）側にもバンプを形成するようにしてもよいのはもちろんである。
【００５６】
次に、本発明の電子機器を説明する。本発明の電子機器は、前記のデバイスを備えたものである。
図１３は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１３において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。これらは、いずれも本発明のバンプが形成されていることにより、本発明のデバイスとなっている。
図１３に示した電子機器は、前記デバイスを備えているので、
また、得られたデバイスにあっても、コスト的にも環境的にも有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は液滴吐出ヘッドを示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１を説明するための図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は実施形態２を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は実施形態３を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施形態４を説明するための図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は実施形態５を説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は実施形態６を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は実施形態７を説明するための図である。
【図９】吐出回数とバンプの高さとの関係を示すグラフである。
【図１０】実施形態８を説明するための図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は実施形態９を説明するための図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１０を説明するための図である。
【図１３】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ＩＣチップ（半導体装置）、２…パッド（バンプ形成部）、
４、４ａ、４ｂ…金属分散液、６、６ａ〜６ｈ…バンプ、７…バンプ台、
８…接合部、９…基板（基体）、１０…表面電極（バンプ形成部）、
１１…デバイス、５１…樹脂液、５３…バンプコア、５４…金属膜、
５５…接合部、５６…凸部

Claims (13)

1. 基体上に半導体装置を実装する際に用いるバンプの形成方法であって、
   前記基体又は半導体装置のバンプ形成部に、金属微粒子を分散させてなる金属分散液を液滴吐出法によって設け、
   次いで、前記バンプ形成部に設けられた金属分散液を熱処理して金属製のバンプを形成することを特徴とするバンプの形成方法。
2. 前記金属分散液として金属の種類が異なる複数種のものを用い、異なる金属が積層されてなるバンプを形成することを特徴とする請求項１記載のバンプの形成方法。
3. 前記金属分散液を液滴吐出法によって設けるに先立ち、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部に、導電性のバンプ台を形成し、
   その後、前記金属分散液を液滴吐出法によって前記バンプ台上に設けることを特徴とする請求項１記載のバンプの形成方法。
4. 前記金属分散液を液滴吐出法によって設けるに先立ち、前記基体又は半導体装置のバンプ形成部に、樹脂製のバンプコアを形成し、
   その後、前記金属分散液を液滴吐出法によって前記バンプコアを覆いかつ前記バンプ形成部に導通した状態に設けることを特徴とする請求項１記載のバンプの形成方法。
5. 前記バンプ形成部を、その中央部に凸部を形成した状態に形成しておき、その後、該バンプ形成部の凸部上に前記樹脂製のバンプコアを形成することを特徴とする請求項４記載のバンプの形成方法。
6. 前記金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の液滴吐出回数を複数回とし、一の回の液滴吐出量と他の回の液滴吐出量とを異ならせることにより、少なくとも下部と上部とで外径の異なるバンプを形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のバンプの形成方法。
7. 前記基体又は半導体装置のバンプ形成部が複数あり、それぞれのバンプ形成部にバンプを形成する場合に、
   金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の液滴吐出回数を、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とで異ならせることにより、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とでそれぞれ形成するバンプの高さを異ならせることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のバンプの形成方法。
8. 前記基体又は半導体装置のバンプ形成部が複数あり、それぞれのバンプ形成部にバンプを形成する場合に、
   金属分散液を液滴吐出法によって設ける際の一回の液滴吐出量を、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とで異ならせることにより、一のバンプ形成部と他のバンプ形成部とでそれぞれ形成するバンプの外径を異ならせることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のバンプの形成方法。
9. 基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、
   前記バンプが、樹脂製のバンプコアの表面に金属膜が設けられてなることを特徴とするデバイス。
10. 基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、
    前記バンプが複数設けられてなり、これらバンプのうちの一つが少なくとも他の一つと異なる高さに形成されてなることを特徴とするデバイス。
11. 基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、
    前記バンプが複数設けられてなり、これらバンプのうちの一つが少なくとも他の一つと異なる外径に形成されてなることを特徴とするデバイス。
12. 基体上にバンプを介して半導体装置が実装されてなるデバイスであって、
    前記バンプが、請求項１記載のバンプの形成方法によって得られたものであることを特徴とするデバイス。
13. 請求項９〜１２のいずれかに記載のデバイスを備えてなることを特徴とする電子機器。

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