JP2007150355A - Method of manufacturing substrate with bump - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a substrate with bumps in which a number of fine bumps can be formed with a high uniformity, and has high productivity. <P>SOLUTION: The method includes: a step of supplying a resin 13 comprising a solder powder and an additive 12 having a boiling point to a substrate 10 having a plurality of electrodes 11; a step of butting a plate 14 to the surface of the resin 13 supplied to the substrate 10 to maintain the distance between the substrate 10 and the plate 14 constant; a step of heating the resin 13 at a temperature more than not only a boiling point of the additive 12, but also a temperature at which the solder powder is molten to collect the solder powder on the electrode 11, thereby forming bumps; and a step of removing the plate 14. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、バンプ付き基板の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、基板に形成された電極上にバンプを形成する方法に関し、特に、狭ピッチに配列された電極上に、均一性の向上した微細バンプを形成する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with bumps. More particularly, the present invention relates to a method for forming bumps on electrodes formed on a substrate, and more particularly to a method for forming fine bumps with improved uniformity on electrodes arranged at a narrow pitch.

近年、電子機器に使用される半導体集積回路(LSI)の高密度、高集積化に伴い、LSIチップの電極端子の多ピン化、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらLSIチップの配線基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、このフリップチップ実装においては、LSIチップの電極端子上にはんだバンプを形成し、当該はんだバンプを介して、配線基板上に形成された電極に一括接合されるのが一般である。   In recent years, with the increase in density and integration of semiconductor integrated circuits (LSIs) used in electronic devices, the number of pins and the pitch of LSI chip electrode terminals are rapidly increasing. For mounting these LSI chips on a wiring board, flip chip mounting is widely used in order to reduce wiring delay. In this flip-chip mounting, solder bumps are generally formed on the electrode terminals of the LSI chip, and are generally joined to the electrodes formed on the wiring board via the solder bumps.

しかしながら、電極端子数が5000を超えるような次世代LSIを配線基板に実装するためには、100μm以下の狭ピッチに対応したバンプを配線基板上に形成する必要があるが、現在のはんだバンプ形成技術では、それに適応することが難しい。また、電極端子数に応じた多数のバンプを形成する必要があるので、低コスト化を図るためには、チップ当たりの搭載タクトの短縮による高い生産性も要求される。   However, in order to mount a next generation LSI with more than 5000 electrode terminals on a wiring board, it is necessary to form bumps corresponding to a narrow pitch of 100 μm or less on the wiring board. Technology is difficult to adapt. Further, since it is necessary to form a large number of bumps corresponding to the number of electrode terminals, high productivity is also required by shortening the mounting tact per chip in order to reduce the cost.

従来、バンプの形成技術としては、メッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点、生産性に問題があり、また、スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、マスクを用いる点で、狭ピッチ化には適していない。   Conventionally, as a bump forming technique, a plating method, a screen printing method, or the like has been developed. Although the plating method is suitable for narrow pitches, the process is complicated and there are problems in productivity. The screen printing method is excellent in productivity, but the mask is used to reduce the pitch. Is not suitable.

こうした中、最近では、LSIチップや配線基板の電極上に、はんだバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は、微細バンプの形成に適しているだけでなく、バンプの一括形成ができるので、生産性にも優れており、次世代LSIの配線基板への実装に適応可能な技術として注目されている。   Under these circumstances, recently, several techniques for selectively forming solder bumps on electrodes of an LSI chip or a wiring board have been developed. These technologies are not only suitable for the formation of fine bumps, but also allow for the formation of bumps at a time, so they are excellent in productivity and attract attention as technologies that can be applied to the mounting of next-generation LSIs on wiring boards. ing.

その一つに、はんだ粉とフラックスの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、はんだ粉を溶融させ、隣接電極間で短絡をおこさず、濡れ性の高い電極上に選択的にはんだバンプを形成させる技術がある(例えば特許文献1参照)。   For example, solder paste made of a mixture of solder powder and flux is applied onto a substrate with electrodes on the surface, and the substrate is heated to melt the solder powder and cause a short circuit between adjacent electrodes. There is a technique for selectively forming solder bumps on electrodes with high wettability (see, for example, Patent Document 1).

また、有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物(いわゆる化学反応析出型はんだ)を、電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、PbとSnの置換反応を起こさせ、Pb/Snの合金を基板の電極上に選択的に析出させる技術がある(例えば特許文献2および非特許文献1参照)。   In addition, a paste-like composition (so-called chemical reaction precipitation type solder) mainly composed of an organic acid lead salt and metallic tin is solid-coated on the substrate on which the electrodes are formed, and the substrate is heated, whereby Pb and Sn are heated. There is a technique in which a substitution reaction of Pb / Sn is caused to selectively deposit on an electrode of a substrate (see, for example, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1).

更に、表面に電極が形成された基板を薬剤に浸して、電極の表面のみに粘着性皮膜を形成した後、当該粘着性皮膜にはんだ粉を接触させて電極上にはんだ粉を付着させ、その後、基板を加熱することにより、溶融したはんだを電極上に選択的に形成させる技術がある(例えば特許文献3および非特許文献2参照)。   Furthermore, after immersing the substrate with the electrode formed on the surface in the drug to form an adhesive film only on the surface of the electrode, the solder powder is brought into contact with the adhesive film to adhere the solder powder onto the electrode, and then There is a technique for selectively forming molten solder on an electrode by heating the substrate (see, for example, Patent Document 3 and Non-Patent Document 2).

ところで、樹脂を含有するフラックスとはんだ粉とを混練させてはんだペーストとして用いる材料が特許文献4に開示されている。また、低融点金属フィラーを含有させた樹脂を用いて、基板上に半導体チップを実装する技術が提案されている(例えば特許文献5、非特許文献3および非特許文献4参照)。この技術は、樹脂中の金属フィラー(導電性粒子)を溶融させて、基板及び半導体チップの電極間に金属接合を自己整合的に形成するものであり、特に非特許文献3および非特許文献4では、主に金属接合の自己整合的形成のメカニズムが探求されている。   By the way, Patent Document 4 discloses a material that is used as a solder paste by kneading a flux containing resin and solder powder. In addition, a technique for mounting a semiconductor chip on a substrate using a resin containing a low-melting-point metal filler has been proposed (see, for example, Patent Document 5, Non-Patent Document 3, and Non-Patent Document 4). In this technique, a metal filler (conductive particles) in a resin is melted to form a metal bond between the substrate and the electrode of the semiconductor chip in a self-aligning manner. However, the mechanism of self-aligned formation of metal junctions is mainly explored.

尚、上記非特許文献3、非特許文献4および特許文献5には樹脂として還元性樹脂を用いることも開示されている。開示されている樹脂組成物は、いわゆるノーフロータイプのアンダーフィル材と呼ばれるものであり(例えば特許文献6参照)、樹脂組成物に酸無水物の硬化剤を添加し、この酸無水物を加水分解して生ずるカルボン酸によってフラックス活性を生じさせている。
特開2000−94179号公報 特開平1−157796号公報 特開平7−74459号公報 特開2001−219294号公報 特開2004−260131号公報 特開2001−329048号公報 エレクトロニクス実装技術,2000年9月号,pp. 38-45 信学技法EMD96−15 10th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 5- 6, 2004, pp.183-188 9th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 6- 7, 2003, pp.115-120
Note that Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4 and Patent Document 5 also disclose the use of a reducing resin as the resin. The disclosed resin composition is a so-called no-flow type underfill material (see, for example, Patent Document 6). An acid anhydride curing agent is added to the resin composition, and the acid anhydride is hydrolyzed. The flux activity is caused by the carboxylic acid generated by decomposition.
JP 2000-94179 A Japanese Patent Laid-Open No. 1-157796 JP-A-7-74459 JP 2001-219294 A JP 2004-260131 A JP 2001-329048 A Electronics Packaging Technology, September 2000, pp. 38-45 EMD 96-15 10th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 5- 6, 2004, pp.183-188 9th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 6- 7, 2003, pp.115-120

特許文献1および特許文献2の技術は、もともと、基板に形成された電極上にはんだを選択的にプリコートする技術として開発されたもので、フリップチップ実装に必要なバンプ形成に適用するためには、以下のような課題がある。   The techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 were originally developed as a technique for selectively pre-coating solder on electrodes formed on a substrate. In order to apply to bump formation necessary for flip chip mounting, There are the following problems.

特許文献1および特許文献2の技術は、ともに、局所的な厚みや濃度のバラツキが生じ、そのため、電極ごとのはんだ析出量が異なり、均一な高さのバンプが得られない。また、これらの方法では、表面に電極の形成された、凹凸のある配線基板上に、ペースト状組成物を塗布により供給するので、凸部となる電極に関しては、供給できるはんだ量に限界があり、十分なはんだ量とすることができず、フリップチップ実装において必要とされる所望のバンプ高さを得ることが難しい。   In both of the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, variations in local thickness and concentration occur. Therefore, the amount of solder deposited for each electrode differs, and bumps having a uniform height cannot be obtained. Moreover, in these methods, since the paste-like composition is supplied by coating on an uneven wiring board having an electrode formed on the surface, there is a limit to the amount of solder that can be supplied with respect to electrodes that become convex portions. It is difficult to obtain a sufficient amount of solder, and it is difficult to obtain a desired bump height required in flip chip mounting.

特許文献1の技術は、はんだ粉の表面酸化を制御することにより、金属に対する濡れ性をもちつつ、隣接端子間で短絡を起こしにくくすることを目的としている。しかしながら、酸化量、酸化方法を制御することによって、本来相反する濡れ性と短絡を起こしにくいことの双方を満足した状態で、所定のバンプ高さを得るのは難しい。   The technique of patent document 1 aims at making it hard to raise | generate a short circuit between adjacent terminals, having wettability with respect to a metal by controlling the surface oxidation of solder powder. However, by controlling the oxidation amount and the oxidation method, it is difficult to obtain a predetermined bump height while satisfying both the inherent wettability and the difficulty of causing a short circuit.

また、特許文献2で使用される化学反応析出型はんだ材料は、特定の化学反応を利用しているので、はんだ組成の選択の自由度が低く、Pbフリー化への対応にも課題を残しているといえる。   Moreover, since the chemical reaction precipitation type solder material used in Patent Document 2 uses a specific chemical reaction, the degree of freedom in selecting a solder composition is low, and there is still a problem in dealing with Pb-free. It can be said that.

一方、特許文献3では、はんだ粉を均一に電極上に付着させるので、均一なはんだバンプを得ることができ、また、はんだ組成の選択の自由度が大きいので、Pbフリー化への対応も容易である点で優れている。しかしながら、バンプの高さは、付着させるはんだ粉粒子の粒径で決まり、はんだ粉粒子の粒径を大きくすると、はんだ粉を電極上に均一に付着させることが難しくなる。従って、フリップチップ実装において必要とされるバンプ高さを得ようとすると、バンプ高さの均一性が低下してしまうという問題がある。   On the other hand, in Patent Document 3, since the solder powder is uniformly deposited on the electrode, uniform solder bumps can be obtained, and since the degree of freedom in selecting the solder composition is large, it is easy to cope with Pb-free. It is excellent in that. However, the height of the bump is determined by the particle size of the solder powder particles to be attached. When the particle size of the solder powder particles is increased, it becomes difficult to uniformly attach the solder powder on the electrode. Therefore, if the bump height required in flip chip mounting is obtained, there is a problem that the uniformity of the bump height is lowered.

また、特許文献3の技術にて必須の電極表面に粘着性皮膜を選択的に形成する工程は、化学反応を利用した特殊な薬剤処理を行なう必要があるので、工程が複雑になると共に、コストアップにもつながり、量産プロセスへの適用には課題を残している。   In addition, the process of selectively forming an adhesive film on the electrode surface essential by the technique of Patent Document 3 requires a special chemical treatment using a chemical reaction, which complicates the process and reduces the cost. It also leads to improvement, and there are still problems in application to the mass production process.

特許文献4に開示の技術によってはんだバンプを形成しようとした場合、一般的なメタルマスクを用いた印刷工法となるために、狭ピッチには適さないという課題を残している。   When solder bumps are to be formed by the technique disclosed in Patent Document 4, since the printing method uses a general metal mask, the problem remains that it is not suitable for narrow pitches.

更に、特許文献5、非特許文献3および非特許文献4に開示の技術では、電極間に存在するはんだ粉の移動距離(または単に「移動」)が少ないため、はんだ粉が残存してしまう可能性がある。   Furthermore, in the techniques disclosed in Patent Document 5, Non-Patent Document 3, and Non-Patent Document 4, since the moving distance (or simply “moving”) of the solder powder existing between the electrodes is small, the solder powder may remain. There is sex.

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、次世代LSIのフリップチップ実装に適用可能な、多数の微細バンプをより均一に形成でき、かつ、生産性の高いバンプ形成方法を提供することを目的としており、即ち、パンプ付き基板の製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a bump forming method that can be applied to next-generation LSI flip-chip mounting, can form a large number of fine bumps more uniformly, and has high productivity. The object is to provide a method of manufacturing a substrate with a pump.

本発明のパンプ付き基板の製造方法は、
複数の電極を有する基板上に、はんだ粉と沸点を有する添加剤とを含有する樹脂を供給する工程と、
基板上に供給された樹脂の表面に平板を当接させ、基板と平板との間の距離が一定となるように保持する工程と、
添加剤の沸点以上かつはんだ粉が溶融する温度以上で樹脂を加熱し、電極上にはんだ粉を集合させてバンプを形成する工程と、
平板を除去する工程と、
を含む。加熱に際しては、溶融したはんだ粉が基板の電極上に自己集合し、それによって、電極上にバンプが形成される。樹脂の加熱は、好ましくは基板を加熱することによって行う。
The method for manufacturing a substrate with a pump according to the present invention includes:
Supplying a resin containing solder powder and an additive having a boiling point on a substrate having a plurality of electrodes;
A step of bringing the flat plate into contact with the surface of the resin supplied on the substrate and holding the distance between the substrate and the flat plate constant;
Heating the resin above the boiling point of the additive and above the temperature at which the solder powder melts, and assembling the solder powder on the electrode to form bumps;
Removing the flat plate;
including. During heating, the molten solder powder self-assembles on the electrodes of the substrate, thereby forming bumps on the electrodes. The resin is preferably heated by heating the substrate.

本願発明の方法では、供給された樹脂の表面に平板を当接させており、そのように平板を樹脂表面に当接させた状態で、樹脂を加熱している。ちなみに、本願発明では、基板と平板との間の距離が一定となるように保持されているので、基板上に形成された電極と平板との間の距離も一定に保持されている。   In the method of the present invention, the flat plate is brought into contact with the surface of the supplied resin, and the resin is heated in such a state that the flat plate is brought into contact with the resin surface. Incidentally, in the present invention, since the distance between the substrate and the flat plate is held constant, the distance between the electrode formed on the substrate and the flat plate is also held constant.

尚、基板に供給する樹脂は、「はんだ粉」及び「沸点を有する添加剤」を含んで成る樹脂組成物であり、かかる樹脂組成物を基板上に塗布して樹脂組成物を薄膜の形態で基板上に供給するのが好ましい。   The resin supplied to the substrate is a resin composition containing “solder powder” and “additive having a boiling point”, and the resin composition is applied on the substrate to form the resin composition in the form of a thin film. It is preferable to supply on a substrate.

本発明の方法において、はんだ粉が溶融する程度にまで加熱されると、はんだ粉は樹脂組成物中を容易に移動することができ、その結果、はんだ粉が電極上に容易に自己集合できる。従って、樹脂の粘度が低下する温度で加熱を行うのが好ましい。   In the method of the present invention, when heated to such an extent that the solder powder melts, the solder powder can easily move through the resin composition, and as a result, the solder powder can easily self-assemble on the electrode. Therefore, it is preferable to perform heating at a temperature at which the viscosity of the resin decreases.

樹脂の加熱は、添加剤の沸点よりも高い温度で行なわれる。本発明の1つの実施形態では、沸騰した添加剤が樹脂中を対流することが好ましく、更に別の実施形態では、樹脂の加熱によりはんだ粉が樹脂中を対流するのが好ましい。これらの実施形態の特徴は、単独で用いてもよく、あるいはこれらの特徴をいずれかの組み合わせで用いてもよく、または全ての特徴を一緒に用いてもよい。   The resin is heated at a temperature higher than the boiling point of the additive. In one embodiment of the present invention, the boiling additive is preferably convective in the resin, and in yet another embodiment, the solder powder is preferably convected in the resin by heating the resin. The features of these embodiments may be used alone, or these features may be used in any combination, or all features may be used together.

上述の場合、加熱により沸騰した添加剤が、樹脂中を対流することによって、および/または樹脂中をはんだ粉が対流することによって、はんだ粉の移動がより促進されるので、溶融はんだ粉の結合を均一にすることができる。その結果、均一に成長したはんだ粉が電極上に自己集合し、均一性のより高い微細バンプを一括して形成することが可能となる。このように添加剤は樹脂中を対流するので、本発明では、添加剤を「対流添加剤」と呼ぶこともできる。   In the above-mentioned case, since the additive boiled by heating convects in the resin and / or by convection of the solder powder in the resin, the movement of the solder powder is further promoted. Can be made uniform. As a result, the uniformly grown solder powder is self-assembled on the electrode, and it becomes possible to collectively form finer bumps with higher uniformity. Thus, since the additive convects in the resin, in the present invention, the additive can also be referred to as a “convective additive”.

添加剤の沸点は、はんだ粉の融点よりも低いことが好ましい。しかしながら、はんだ粉が溶融すると同時にあるいはその直後で、添加剤が沸騰してもよく、この場合も、添加剤の上述の効果が現れる。要するに、はんだの溶融と添加剤の沸騰との現象はいずれが先に生じたとしてもよく、双方の現象が生じた状態において本発明の効果を利用することができる。   The boiling point of the additive is preferably lower than the melting point of the solder powder. However, the additive may boil at the same time or immediately after the solder powder is melted, and in this case, the above-described effects of the additive appear. In short, the phenomenon of melting of the solder and boiling of the additive may occur first, and the effects of the present invention can be used in a state where both phenomena have occurred.

ある好適な実施形態において、樹脂に含まれる添加剤は、溶剤、グリセリン、ワックス(例えばエレクトロンワックスのようなワックス)、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、ブチルカルビトールおよびエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種からなる。より好ましくは、添加剤は、グリセリン、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、ブチルカルビトールおよびエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種からなる。尚、本発明において、溶剤とは、フラックスを構成する液体成分(室温において液体である成分)である。尚、フラックスとは、はんだ付けに際して常套的に用いられるいわゆる「フラックス」である。例えば、イソプロピルアルコール等のアルコール、ブチルカルビトールアセテート等の有機溶剤等を溶剤として例示できる。
また、上記溶剤はフラックス中に含まれていても「対流添加剤」としての効果が得られる。還元性材料および溶剤を含むフラックス等を使用する場合は、溶剤からだけではなく、導体パターン、導電粒子等の金属の酸化物の還元反応によって酸素の気泡が発生することがある。この場合、その気泡も「対流添加剤」の効果を発揮できるのでより好ましい。また、基板に含まれている水分も「対流添加剤」として作用し得る。
尚、フラックスを用いる場合には、その中に一般的に含まれている樹脂、活性剤、艶消し剤等が、本発明の方法に用いる樹脂に含まれていてもよい。従って、本発明において、樹脂は、溶剤およびフラックスに含まれている溶剤以外の他の成分を含んでよい、即ち、樹脂はフラックスを含んでよい。
In a preferred embodiment, the additive contained in the resin is at least one selected from the group consisting of a solvent, glycerin, wax (for example, wax such as electron wax), isopropyl alcohol, butyl acetate, butyl carbitol and ethylene glycol. It consists of seeds. More preferably, the additive consists of at least one selected from the group consisting of glycerin, isopropyl alcohol, butyl acetate, butyl carbitol and ethylene glycol. In the present invention, the solvent is a liquid component constituting the flux (a component that is liquid at room temperature). The flux is a so-called “flux” that is conventionally used for soldering. Examples of the solvent include alcohols such as isopropyl alcohol and organic solvents such as butyl carbitol acetate.
Moreover, even if the solvent is contained in the flux, the effect as a “convection additive” can be obtained. When a flux containing a reducing material and a solvent is used, oxygen bubbles may be generated not only from the solvent but also due to a reduction reaction of a metal oxide such as a conductor pattern or conductive particles. In this case, the bubbles are more preferable because the effect of the “convection additive” can be exhibited. The moisture contained in the substrate can also act as a “convection additive”.
In addition, when using a flux, the resin, activator, matting agent etc. which are generally contained in it may be contained in resin used for the method of this invention. Accordingly, in the present invention, the resin may contain a component other than the solvent and the solvent contained in the flux, that is, the resin may contain the flux.

別の実施形態において、添加剤は、樹脂の加熱に際して沸騰できる成分を遊離または生成する材料であってもよい。即ち、熱環境下でそのような成分を新たにもたらす化合物を添加剤として使用できる。具体的には、そのような化合物として、加熱によって分解し、その結果、「対流添加剤」と同等の機能を有する成分をもたらすもの、例えば水和物、特に結晶水を含む化合物(例えば水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム)等を例示できる。   In another embodiment, the additive may be a material that liberates or produces components that can boil upon heating of the resin. That is, a compound that newly brings such a component under a thermal environment can be used as an additive. Specifically, as such a compound, a compound that decomposes by heating and results in a component having a function equivalent to that of a “convective additive”, for example, a hydrate, particularly a compound containing water of crystallization (for example, hydroxylation). Examples thereof include aluminum, dawsonite, ammonium metaborate, barium metaborate, azodicarbonamide, sodium bicarbonate).

ある好適な実施形態において、基板に供給する樹脂、即ち、バンプ形成用樹脂組成物を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂)、熱可塑性樹脂(例えばポリカーボネート樹脂)、または光硬化性(例えば紫外線硬化性)樹脂(例えば光硬化性エポキシ樹脂)のいずれか1種であり、本発明に悪影響を与えない限り、いずれか1種を主成分とし、他の樹脂(例えばフェノール樹脂)を含んでよいもよい。本明細書の内容から容易に理解できるように、硬化性樹脂の場合、加熱に際して硬化反応が完了してはならず、好ましくは硬化反応が始まるとしてもそれほど進行しないのが好ましく、実質的に硬化反応が始まらないのが好ましい。バンプが形成された後は、硬化反応が進行しても、あるいは完了してもよく、そのために、樹脂を更に加熱してよい。   In a preferred embodiment, the resin supplied to the substrate, that is, the resin constituting the bump-forming resin composition is a thermosetting resin (for example, epoxy resin), a thermoplastic resin (for example, polycarbonate resin), or a photocurable resin. Any one of (for example, UV curable) resin (for example, photo-curable epoxy resin), and unless it adversely affects the present invention, any one type is used as a main component, and other resin (for example, phenol resin) is used. It may be included. As can be easily understood from the contents of the present specification, in the case of a curable resin, the curing reaction must not be completed upon heating, and preferably does not proceed so much even if the curing reaction starts, and is substantially cured. It is preferred that the reaction does not start. After the bump is formed, the curing reaction may proceed or may be completed. For this purpose, the resin may be further heated.

ある好適な実施形態において、樹脂を加熱するに際して、平板に一定の圧力を加えることによって、供給された樹脂を押圧してよい。尚、上述のように、加熱に際して、電極と平板との間の距離が変動しないように実施する結果、加熱期間の少なくとも一部分の間にわたって、樹脂を押圧することになってもよい。平板は、はんだ粉を構成する材料に対して、ぬれ性の低い材料(例えばガラス)でできているか、あるいは、そのような材料の層を樹脂との接触面に有するものが好ましい。   In a preferred embodiment, when the resin is heated, the supplied resin may be pressed by applying a certain pressure to the flat plate. As described above, the heating may be performed so that the distance between the electrode and the flat plate does not fluctuate. As a result, the resin may be pressed over at least a part of the heating period. The flat plate is preferably made of a material having low wettability (for example, glass) with respect to the material constituting the solder powder or having a layer of such material on the contact surface with the resin.

はんだ粉は、その粒径分布がシャープであるものが好ましく、略同一の粒径を有していることが特に好ましい(即ち、はんだ粉同士は、相互に略同一の粒径を有している)。ある好適な実施形態において、基板上に形成された電極と平板との間に設けられた一定の隙間の幅(または厚さ)は、はんだ粉の粒径よりも広いのが好ましく、相当広いのが好ましい。例えば、はんだ粉の最大粒径は、隙間の100%以下であるのが好ましく、より好ましくは90%以下である。   The solder powder preferably has a sharp particle size distribution, and particularly preferably has substantially the same particle size (that is, the solder powders have substantially the same particle size. ). In a preferred embodiment, the width (or thickness) of the constant gap provided between the electrode formed on the substrate and the flat plate is preferably wider than the particle size of the solder powder, and is considerably wide. Is preferred. For example, the maximum particle size of the solder powder is preferably 100% or less of the gap, and more preferably 90% or less.

上述したように、平板と基板との間の距離が一定となるように保持されているので、平板と基板との間には一定の隙間が設けられている。ある好適な実施形態では、加熱に起因して、添加剤が沸騰することによって生じる気泡が、基板と平板との間に存在する隙間の周辺部から外部へと排出される。   As described above, since the distance between the flat plate and the substrate is held constant, a constant gap is provided between the flat plate and the substrate. In a preferred embodiment, bubbles generated by boiling of the additive due to heating are discharged to the outside from a peripheral portion of a gap existing between the substrate and the flat plate.

ある好適な実施形態において、平板の、基板に対向する平面上に、基板に形成された複数の電極と対向する位置に、電極と略同一形状の金属パタ−ンが形成されている。この場合、平板は、LSIチップであってよい。また、基板もLSIチップであってよい。   In a preferred embodiment, a metal pattern having substantially the same shape as the electrode is formed on a flat surface of the flat plate facing the substrate at a position facing the plurality of electrodes formed on the substrate. In this case, the flat plate may be an LSI chip. The substrate may also be an LSI chip.

ある好適な実施形態において、バンプが溶融した状態で、平板を樹脂表面から離間させて除去する。平板を樹脂表面から離間させたときに、電極と平板と間に設けられた隙間の間隔よりも高いバンプが電極上に形成されることになる。そのようなバンプが形成された後に、基板を冷却する。   In a preferred embodiment, the flat plate is removed away from the resin surface while the bump is melted. When the flat plate is separated from the resin surface, bumps higher than the gap between the electrode and the flat plate are formed on the electrode. After such bumps are formed, the substrate is cooled.

ある好適な実施形態では、バンプを形成する工程の後に基板を冷却する工程が含まれており、基板の冷却後、樹脂表面に当接されている平板を樹脂表面から離間させて除去する。   In a preferred embodiment, a step of cooling the substrate is included after the step of forming the bumps, and after the substrate is cooled, the flat plate in contact with the resin surface is removed away from the resin surface.

ある好適な実施形態では、平板を除去する工程の後に基板を冷却する工程が更に含まれており、基板の冷却後には樹脂を除去する工程が含まれる。例えば、形成されたバンプの周囲にはバンプを包囲するように樹脂が通常存在しているので、この樹脂を例えば溶剤にて超音波洗浄することによって除去することが好ましい。   In a preferred embodiment, a step of cooling the substrate is further included after the step of removing the flat plate, and a step of removing the resin is included after the cooling of the substrate. For example, since a resin is usually present around the formed bump so as to surround the bump, it is preferable to remove the resin by, for example, ultrasonic cleaning with a solvent.

ある好適な実施形態において、基板上への樹脂供給工程において、樹脂は、少なくとも基板に形成された複数の電極を覆うように供給され、加熱に際して溶融したはんだ粉が電極上に自己集合することによって、実質的に電極上のみにバンプを形成することができる。樹脂の供給はいずれの適当な方法で実施してもよく、例えばディスペンサ塗布のような方法で供給できる。   In a preferred embodiment, in the resin supplying step on the substrate, the resin is supplied so as to cover at least the plurality of electrodes formed on the substrate, and the solder powder melted upon heating is self-assembled on the electrodes. Bumps can be formed substantially only on the electrodes. The resin may be supplied by any appropriate method, for example, by a method such as dispenser application.

ある好適な実施形態において、基板の複数の電極の表面には、はんだ粉に対して、ぬれ性の大きい金属膜が形成されていることが好ましい。そのような金属膜は、Cu、Au等のような金属またはそのような金属を含む合金の薄膜であることが好ましい。そのような金属膜は、例えばスパッタリングによって形成できる。   In a preferred embodiment, a metal film having high wettability with respect to solder powder is preferably formed on the surface of the plurality of electrodes of the substrate. Such a metal film is preferably a thin film of a metal such as Cu, Au, or an alloy containing such a metal. Such a metal film can be formed by sputtering, for example.

複数の電極が形成されていない基板の表面は、はんだ粉に対して、ぬれ性の低い膜が形成されていてもよい。例えば、はんだレジストの膜を形成してよい。   On the surface of the substrate on which the plurality of electrodes are not formed, a film having low wettability with respect to the solder powder may be formed. For example, a solder resist film may be formed.

はんだ粉を構成するはんだは、いずれの適当なはんだ材料であってもよいが、ある好適な実施形態では、はんだ粉は、いわゆる鉛フリーはんだ材料からなる。   The solder constituting the solder powder may be any suitable solder material, but in certain preferred embodiments, the solder powder comprises a so-called lead-free solder material.

ある好適な実施形態において、基板に供給する樹脂(即ち、樹脂組成物)は、その全体基準で、はんだ粉を好ましくは0.5〜30体積%、より好ましくは0.5〜20体積%の割合で含有している。また、供給する樹脂(即ち、樹脂組成物)は、1つの実施形態において、その全体基準で、添加剤を、例えば0.1〜20体積%、好ましくは1〜10体積%の割合で含有している。尚、体積%は、室温(25℃)における体積を基準とする。尚、樹脂は、必要に応じて、他の成分、例えば上述のフラックスに含まれている成分等を必要量含んでよい。   In a preferred embodiment, the resin (that is, the resin composition) supplied to the substrate is preferably 0.5 to 30% by volume of solder powder, more preferably 0.5 to 20% by volume, based on the total basis. Contains in proportion. In addition, in one embodiment, the resin to be supplied (that is, the resin composition) contains an additive in a proportion of, for example, 0.1 to 20% by volume, preferably 1 to 10% by volume, based on the entire standard. ing. The volume% is based on the volume at room temperature (25 ° C.). The resin may contain a necessary amount of other components, for example, components contained in the above-described flux, if necessary.

本発明に関連して、上述のような種々の実施形態のバンプ付き基板の製造方法において使用される樹脂、即ち、はんだ粉および添加剤(対流添加剤)を含んで成る樹脂組成物が提供される。このバンプ形成用樹脂組成物は、基板上に半導体チップをフリップチップ実装する際に、基板または半導体チップの電極上へのバンプ形成に利用できる樹脂組成物である。   In connection with the present invention, there is provided a resin composition comprising a resin, that is, a solder powder and an additive (convective additive) used in the method of manufacturing a substrate with bumps of various embodiments as described above. The This resin composition for bump formation is a resin composition that can be used for bump formation on electrodes of a substrate or a semiconductor chip when a semiconductor chip is flip-chip mounted on a substrate.

本発明に係るバンプ付き基板の製造方法では、加熱に際して溶融したはんだ粉が樹脂中を移動すると共に、樹脂中に存在する添加剤が加熱により沸騰し、沸騰した添加剤が樹脂中を対流することになり、はんだ粉の樹脂中の移動が促進され、溶融はんだ粉同士の結合が樹脂中で均一に進行する。その結果、均一に成長した溶融はんだ粉結合物が、濡れ性の高い電極上に形成され、多数の電極上にバンプを均一性よく形成することができる。   In the method for manufacturing a substrate with bumps according to the present invention, the solder powder melted during heating moves in the resin, the additive present in the resin boils by heating, and the boiling additive convects in the resin. Thus, the movement of the solder powder in the resin is promoted, and the bonding between the molten solder powders proceeds uniformly in the resin. As a result, a uniformly grown molten solder powder combination is formed on the highly wettable electrode, and bumps can be formed on a large number of electrodes with good uniformity.

また、基板上に供給された樹脂の表面に平板を当接させているので、沸騰した添加剤が樹脂の露出表面(即ち、上側表面)から外部に排出されるのが防止され、樹脂中での添加剤の対流が有効に維持されることになるので、より均一性の高いバンプを形成することができる。   Further, since the flat plate is brought into contact with the surface of the resin supplied on the substrate, the boiling additive is prevented from being discharged to the outside from the exposed surface (that is, the upper surface) of the resin. Since the convection of the additive is effectively maintained, bumps with higher uniformity can be formed.

さらに、本発明の方法では、沸騰することによって対流する添加剤の運動エネルギーを、樹脂中に分散しているはんだ粉に与えることによって、効率よくはんだ粉を電極上に自己集合させることができるので、樹脂中に含ませるはんだ粉の量を少なくすることができる。   Furthermore, in the method of the present invention, since the kinetic energy of the additive that convects by boiling is given to the solder powder dispersed in the resin, the solder powder can be efficiently self-assembled on the electrode. The amount of solder powder contained in the resin can be reduced.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本願発明者は、プリント基板にはんだをプリコートする技術として実績のあるはんだレベラ法の優れた量産性に着目し、これをはんだバンプ形成に適用しようとした時に、バンプ高さのバラツキが生じる原因や、所望の高さのバンプが得られない理由について種々検討した結果、以下のような考えに到達した。尚、この考えは、あくまでも発明者らの推測であり、本発明はこの考えによって何ら拘束されるものではない。   The inventor of the present application pays attention to the excellent mass productivity of the solder leveler method, which has a proven track record as a technology for pre-coating solder on a printed circuit board, and causes bump height variations when trying to apply this to solder bump formation. As a result of various studies on the reason why a bump having a desired height cannot be obtained, the following idea has been reached. Note that this idea is only an estimation of the inventors, and the present invention is not limited by this idea.

はんだ粉とフラックスとから成るソルダーペーストを用いてバンプを形成するプロセスにおいて、溶融したはんだによってバンプが電極上に選択的に形成される過程を考えてみる。まず、基板上に塗布されたソルダーペーストが加熱されると、はんだ粉が溶融し、フラックス中を浮遊する。そして、溶融したはんだ粉は、近傍にある他の溶融はんだと接触すると、互いに結合してはんだ球の成長が起きる。成長したはんだ球は沈降して、電極に付着すると、はんだの濡れ性によって電極表面に拡がり、電極表面にはんだバンプが形成される。   Consider a process in which bumps are selectively formed on an electrode by molten solder in a process of forming bumps using a solder paste made of solder powder and flux. First, when the solder paste applied on the substrate is heated, the solder powder melts and floats in the flux. When the molten solder powder comes into contact with other molten solder in the vicinity, the molten solder powder is bonded to each other and solder balls grow. When the grown solder ball settles and adheres to the electrode, it spreads on the electrode surface due to the wettability of the solder, and a solder bump is formed on the electrode surface.

かかるバンプ形成過程は、極めて短時間(数秒から十数秒)に終了することから、上記バンプ形成プロセスが極めて局所的な領域で進行しているものと推測できる。ソルダーペーストは、はんだ粉とフラックスとの混合物であり、溶融したはんだ粉がフラックス中を浮遊するといっても、溶融はんだ粉が移動できる空間的スペースはもともと小さい。従って、電極上に付着するはんだ球は、そのほとんどが、その電極近傍に存在していたはんだ粉が溶融してそれが結合することによりできたものと考えられる。   Since the bump forming process is completed in a very short time (several seconds to several tens of seconds), it can be assumed that the bump forming process proceeds in a very local region. Solder paste is a mixture of solder powder and flux, and even if the molten solder powder floats in the flux, the space in which the molten solder powder can move is originally small. Therefore, it can be considered that most of the solder balls adhering to the electrode are formed by melting and bonding the solder powder existing in the vicinity of the electrode.

また、ソルダーペースト中において、はんだ粉の粒径の分布は必ずしも一様であるとは限らず、更には、はんだ粉表面に不可避的に形成された酸化膜の厚みも必ずしも一様であるとは限らないと考えられるので、局所的な領域で形成されるはんだ球の大きさは、バラツキを持ち易い。加えて、基板上に塗布によって供給されるソルダーペースト自身も、局所的な厚みやはんだ粉濃度のバラツキが生じ得るので、バンプを形成するはんだ球の大きさのバラツキは更に助長される可能性がある。   Further, in the solder paste, the distribution of the particle size of the solder powder is not necessarily uniform, and further, the thickness of the oxide film inevitably formed on the surface of the solder powder is not necessarily uniform. Since it is thought that it is not limited, the size of the solder ball formed in the local region tends to vary. In addition, since the solder paste itself supplied by coating on the substrate can also vary in local thickness and solder powder concentration, the variation in the size of the solder balls forming the bumps may be further promoted. is there.

一方、はんだバンプを高くするためには、ソルダーペーストを厚く塗布すればいいが、上記のとおり、はんだバンプの大きさのバラツキの一因として、ソルダーペースト中における溶融はんだ粉の結合プロセスが考えられる以上、たとえ所望の高さのバンプが得られたとしても、高さバラツキの問題は、依然解消されずに残されたままである。   On the other hand, in order to increase the solder bumps, it is sufficient to apply a thick solder paste, but as described above, the bonding process of the molten solder powder in the solder paste is considered as a cause of the variation in the size of the solder bumps. As described above, even if a bump having a desired height is obtained, the problem of height variation remains unresolved.

そこで、本願発明者は、上述した局所的なバンプ形成過程と比べて、より広範囲な領域でバンプ形成過程を進行させることができる方法について検討を重ね、本願発明を想到するに至った。   Therefore, the inventor of the present application has studied the method of allowing the bump forming process to proceed in a wider area than the above-described local bump forming process, and has come up with the present invention.

まず、はんだ粉を樹脂に含有させれば、はんだ粉が移動できる空間的スペースを十分に確保することができると考えた。ここで、樹脂として、はんだ粉が溶融する温度で、樹脂の粘性が低下するもの、好ましくは液体となるもの用いれば、樹脂中を溶融はんだ粉を浮遊させて移動させることが容易になる。   First, it was considered that if the solder powder is contained in the resin, a sufficient space for the solder powder to move can be secured. Here, if a resin whose viscosity is reduced at a temperature at which the solder powder melts, preferably a resin, is used as the resin, it is easy to float and move the molten solder powder in the resin.

しかしながら、上述したように、バンプ形成過程は、極めて短時間で終了するので、はんだ粉が移動できる空間的スペースを単に設けただけでは、必ずしも十分ではないとも考えられる。また、溶融したはんだ粉は、その濡れ性だけで電極上に自己集合する場合、局所的に結合したはんだ粉が、濡れ性の高い電極上へ自己集合する現象にバラツキが生じ、その結果、均一なバンプが得られないことも考えられる。そこで、溶融したはんだ粉を強制的に移動させる手段を付加することによって、より広範囲な領域において、バンプ形成過程をより確実に進行させることができるとの考えに到った。   However, as described above, the bump formation process is completed in a very short time, and it is considered that it is not always sufficient to simply provide a spatial space in which the solder powder can move. In addition, when the molten solder powder self-assembles on the electrode only by its wettability, the phenomenon that the locally bonded solder powder self-assembles on the electrode with high wettability varies, resulting in uniform It is conceivable that a large bump cannot be obtained. Therefore, the inventors have come to the idea that the bump forming process can be more reliably advanced in a wider area by adding means for forcibly moving the molten solder powder.

然して、はんだ粉を含有した樹脂に、はんだ粉が溶融状態にある温度で沸騰状態にある成分を添加剤として樹脂にさらに含有させておく考えに至った。すなわち、沸騰している添加剤は、樹脂中を対流するので、それによって、はんだ粉の樹脂中における移動が促進され、溶融はんだ粉同士の結合が樹脂中の広範囲な領域に亘って進行するものと考えた。そのような成分は、はんだ粉が溶融する温度またはそれより低い温度(好ましくは少し低い温度)で沸騰する成分であってもよく、あるいは、はんだ粉が溶融する温度より高い温度(好ましくは少し高い温度)で沸騰する成分であってもよいが、前者の方が好ましい。   However, the inventors have come up with the idea that a resin containing solder powder further contains a component in a boiling state at a temperature at which the solder powder is in a molten state as an additive. That is, the boiling additive convects in the resin, thereby promoting the movement of the solder powder in the resin, and the bonding of the molten solder powder proceeds over a wide area in the resin. I thought. Such a component may be a component boiling at a temperature at which the solder powder melts or lower (preferably a little lower temperature), or a temperature higher than the temperature at which the solder powder melts (preferably a little higher). The component boiling at the temperature) may be used, but the former is preferred.

そこで、本願発明者は、はんだ粉だけを含有させた樹脂と、はんだ粉に更に添加剤(例えばはんだ粉が溶融する温度またはそれより低い温度で沸騰する成分)を含有させた樹脂を用いて、バンプ形成の比較実験を行なった。円形電極がアレイ状に配置されたプリント基板上に、はんだ粉のみを含有した樹脂と、はんだ粉と添加剤とを含有した樹脂を塗布した後、その上に平板を当接させながら加熱した。   Therefore, the inventor of the present application uses a resin containing only solder powder and a resin further containing an additive (for example, a component boiling at a temperature at which the solder powder melts or lower). A comparative experiment of bump formation was performed. A resin containing only solder powder and a resin containing solder powder and an additive were applied on a printed circuit board on which circular electrodes were arranged in an array, and then heated while bringing a flat plate into contact therewith.

その結果、はんだ粉だけを含有させた樹脂を用いた場合には、図16に示すようにはんだ層が良好に形成されず、電極と電極との間の領域においてはんだ粉が分散した状態のままであったことに対し、はんだ粉と添加剤とを含有させた樹脂を用いた場合では、図17に示すように全ての電極上にはんだバンプが良好に形成され、かつ電極以外(即ち、電極と電極との間の領域)にはんだ粉が残存しておらず、明らかに、添加剤を含有させない場合との違いが確認できた。   As a result, when a resin containing only solder powder is used, the solder layer is not satisfactorily formed as shown in FIG. 16, and the solder powder remains dispersed in the region between the electrodes. On the other hand, when a resin containing solder powder and an additive is used, solder bumps are satisfactorily formed on all the electrodes as shown in FIG. Solder powder does not remain in the region between the electrode and the electrode), and clearly the difference from the case where no additive is contained can be confirmed.

尚、上述の比較実験に際して次の材料および条件を使用した:   The following materials and conditions were used in the comparative experiments described above:

図16の場合
樹脂:エポキシ樹脂
はんだ粉:SnAgCu(融点:220℃)
樹脂とはんだ粉との割合:50重量%:50重量%
プリント基板:松下電子部品(株)製ALIVH
(電極の直径およびピッチ:直径300μm、ピッチ500μm)
基板の加熱温度:250℃
In the case of FIG. 16 Resin: Epoxy resin Solder powder: SnAgCu (melting point: 220 ° C.)
Ratio of resin and solder powder: 50% by weight: 50% by weight
Printed circuit board: ALIVH manufactured by Matsushita Electronic Components Co., Ltd.
(Electrode diameter and pitch: diameter 300 μm, pitch 500 μm)
Substrate heating temperature: 250 ° C

図17の場合
添加剤(対流添加剤):フラックスとして添加(沸点:170℃)
樹脂とはんだ粉とフラックスとの割合:45重量%:50重量%:5重量%
他の条件は、図16の場合と同じ。
In the case of FIG. 17 Additive (convective additive): added as flux (boiling point: 170 ° C.)
Ratio of resin, solder powder and flux: 45% by weight: 50% by weight: 5% by weight
Other conditions are the same as in FIG.

図17の場合では、はんだ粉が溶融した温度において、樹脂中に含有させた添加剤が沸騰しており、沸騰した添加剤が樹脂中を対流するにつれて、電極上にバンプが良好に形成されていくことが観察されたことから、樹脂中に含まれる添加剤の対流が、溶融したはんだ粉の移動を促進する効果を有し、これによって、溶融はんだ粉の均一な結合が促進されるものと推測される。図16の場合では、そのように対流する添加剤が存在しないので、その効果を期待できず、はんだ粉が残存してしまうものと考えられる。   In the case of FIG. 17, the additive contained in the resin is boiling at the temperature at which the solder powder is melted, and as the boiling additive convects in the resin, the bumps are favorably formed on the electrodes. It has been observed that the convection of the additive contained in the resin has the effect of promoting the movement of the molten solder powder, which promotes the uniform bonding of the molten solder powder. Guessed. In the case of FIG. 16, since there is no additive that convects as such, the effect cannot be expected, and it is considered that the solder powder remains.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of simplicity. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

(実施形態1)
図1(a)〜(e)は、本発明の実施形態1におけるバンプ付き基板の製造方法の基本的な工程を示した図である。
(Embodiment 1)
FIGS. 1A to 1E are diagrams showing basic steps of a method for manufacturing a substrate with bumps in Embodiment 1 of the present invention.

まず、複数の電極11が形成された基板10を用意する(図1(a))。次に、図1(b)に示すように、基板10上に、はんだ粉(図示せず)及び添加剤12を含有する樹脂13を供給する。このような樹脂の製造は、これらの成分をいずれの適当な方法で混合して実施してもよく、また、樹脂の供給はいずれの適当な方法で実施してもよい。例えば樹脂の供給は、基板10上にそのような樹脂の薄層を形成することによって実施してよい。そして、図1(c)に示すように、基板10上に供給された樹脂13の表面に平板14を当接させ、その当接状態を維持しつつ基板10を加熱してはんだ粉が溶融する温度にまで樹脂13を加熱する。別の実施形態では、図1(c)の状態のものを加熱雰囲気(例えばオーブン)に入れて加熱してもよい。   First, a substrate 10 on which a plurality of electrodes 11 are formed is prepared (FIG. 1A). Next, as shown in FIG. 1B, a resin 13 containing solder powder (not shown) and the additive 12 is supplied onto the substrate 10. Such a resin may be produced by mixing these components by any appropriate method, and the resin may be supplied by any suitable method. For example, the resin may be supplied by forming a thin layer of such a resin on the substrate 10. Then, as shown in FIG. 1C, the flat plate 14 is brought into contact with the surface of the resin 13 supplied onto the substrate 10, and the solder powder is melted by heating the substrate 10 while maintaining the contact state. Resin 13 is heated to a temperature. In another embodiment, the thing of the state of FIG.1 (c) may be put into a heating atmosphere (for example, oven), and may be heated.

この加熱に際して、溶融したはんだ粉が自己集合し、かかる自己集合により成長したはんだ球15が、複数の電極11上に自己整合的に一括形成される(図1(d))。その後、図1(e)に示すように、平板14を樹脂13の表面から離間させて除去した後、樹脂13を除去することによって、複数の電極上にバンプ16が形成された基板10が得られる。尚、図1(e)に示す態様では、溶剤によって洗浄することによってバンプ16の周囲の樹脂を除去している。   During this heating, the melted solder powder self-assembles, and the solder balls 15 grown by the self-assembly are collectively formed on the plurality of electrodes 11 in a self-aligned manner (FIG. 1D). Thereafter, as shown in FIG. 1 (e), the flat plate 14 is removed away from the surface of the resin 13, and then the resin 13 is removed to obtain the substrate 10 on which the bumps 16 are formed on the plurality of electrodes. It is done. In the embodiment shown in FIG. 1 (e), the resin around the bumps 16 is removed by washing with a solvent.

図2(a)〜(c)は、バンプ16が形成された基板10(即ち、バンプ付き基板)を用いて、半導体チップ20を基板10にフリップチップ実装する工程を示した図である。   2A to 2C are views showing a process of flip-chip mounting the semiconductor chip 20 on the substrate 10 using the substrate 10 on which the bumps 16 are formed (that is, a substrate with bumps).

図1(a)〜(e)の工程で得られたバンプ16が形成された基板10(即ち、バンプ付き基板)を用意した後(図2(a))、図2(b)に示すように、基板10の電極11と半導体チップ20の電極21が、バンプ16を介して接触するように、半導体チップ20を基板10に実装する。この状態で、これらを加熱すると、バンプ16が溶融し、電極11と電極21との間が接合されることになる。そして、図2(c)に示すように、基板と半導体チップとの間にアンダーフィル材22を注入した後、基板10を加熱することによって、アンダーフィル材22を熱硬化させ、フリップリップ実装を完成させる。   After preparing the substrate 10 (that is, the substrate with bumps) on which the bumps 16 obtained in the steps of FIGS. 1A to 1E are formed (FIG. 2A), as shown in FIG. In addition, the semiconductor chip 20 is mounted on the substrate 10 such that the electrode 11 of the substrate 10 and the electrode 21 of the semiconductor chip 20 are in contact via the bumps 16. When these are heated in this state, the bumps 16 are melted and the electrodes 11 and 21 are joined. Then, as shown in FIG. 2C, after the underfill material 22 is injected between the substrate and the semiconductor chip, the substrate 10 is heated to thermally cure the underfill material 22 and perform flip lip mounting. Finalize.

ここで、図3(a)〜(c)を参照しながら、本発明において、均一なバンプが良好に形成されるメカニズムについて説明をする。   Here, with reference to FIGS. 3A to 3C, a mechanism for satisfactorily forming uniform bumps in the present invention will be described.

図3(a)は、基板10上に、はんだ粉及び添加剤を含有する樹脂13を供給した後、樹脂13の表面に平板14を当接させ、基板10をはんだ粉が溶融する温度まで加熱した状態を示す。なお、図面では、樹脂中に含有されているはんだ粉及び添加剤は省略している。   In FIG. 3A, after supplying the resin 13 containing solder powder and additives onto the substrate 10, the flat plate 14 is brought into contact with the surface of the resin 13, and the substrate 10 is heated to a temperature at which the solder powder melts. Shows the state. In the drawings, the solder powder and additives contained in the resin are omitted.

基板の加熱温度を、添加剤の沸点よりも高く設定しておくと、基板を加熱することによって、はんだ粉が溶融するとともに、添加剤も沸騰し、図3(a)中に示した矢印のように、沸騰した添加剤が気体となって樹脂13中を対流する。この沸騰した添加剤の対流により、溶融したはんだ粉が樹脂中を移動するのが促進され、はんだ粉同士の結合が均一に進行する。   When the heating temperature of the substrate is set higher than the boiling point of the additive, by heating the substrate, the solder powder melts and the additive also boils, and the arrow shown in FIG. Thus, the boiling additive becomes a gas and convects in the resin 13. The convection of the boiling additive promotes the movement of the molten solder powder through the resin, and the bonding between the solder powders proceeds uniformly.

図3(b)に示すように、溶融したはんだ粉同士は結合して、均一な大きさのはんだ球32に成長する。溶融したはんだ粉は、電極11に対しては濡れ性が高く、基板10の電極が存在しない部分に対しては濡れ性が低いので、成長したはんだ球32は、電極11上に選択的に自己集合することになる。その結果、自己集合が進むと、電極11上に形成されたはんだ球32が、図3(c)に示すように、平板14に接するまでの大きさに成長し、均一な大きさのはんだ球(バンプ)15が電極11上に形成される。   As shown in FIG. 3B, the melted solder powders are combined to grow into solder balls 32 having a uniform size. Since the melted solder powder has high wettability with respect to the electrode 11 and low wettability with respect to the portion of the substrate 10 where no electrode exists, the grown solder balls 32 are selectively self-adhered on the electrode 11. Will gather. As a result, when the self-assembly progresses, the solder balls 32 formed on the electrode 11 grow to a size up to contact with the flat plate 14 as shown in FIG. A (bump) 15 is formed on the electrode 11.

なお、図3(a)および図3(b)中の矢印で示した添加剤の対流の向きは、容易に理解するために模式的に示したもので、添加剤の実際の移動方向を示すものではない。図3(a)および図3(b)に示したように、添加剤が沸騰することによって生じる気泡(ガス)は、基板10と平板14の間に設けられた隙間を対流、即ち、移動して隙間の周辺部から、排出蒸気31となって外部に出ていくことが観察された。従って、添加剤の対流運動はより広範囲な領域で生じ、かかる添加剤の対流に起因して、溶融したはんだ粉が、ある程度の距離に亘って移動することが促進されるものと考えられる。   In addition, the direction of the convection of the additive indicated by the arrows in FIGS. 3A and 3B is schematically shown for easy understanding, and indicates the actual moving direction of the additive. It is not a thing. As shown in FIGS. 3A and 3B, bubbles (gas) generated by boiling the additive convect, that is, move through a gap provided between the substrate 10 and the flat plate 14. From the periphery of the gap, it was observed that the exhaust steam 31 exits to the outside. Therefore, it is considered that the convection movement of the additive occurs in a wider area, and the molten solder powder is promoted to move over a certain distance due to the convection of the additive.

上述の添加剤の説明から容易に理解できるように、本明細書において、添加剤に関して使用する「対流」とは、厳密な意味の対流のみを意味するものではなく、運動の形態としての添加剤の種々の移動を意味する。そのような移動の1つの形態として対流も含まれ得るので、便宜的に「対流」なる用語を使用している。従って、本発明において、樹脂13中で沸騰した添加剤が移動することによって、樹脂13中に分散するはんだ粉に運動エネルギーを与え、はんだ粉の移動を促進させる作用を与えるものである限り、そのような移動は、どのような形態であっても、本明細書において便宜上使用する「対流」に含まれる。   As can be easily understood from the description of the additive described above, the term “convection” used in relation to the additive in the present specification does not mean only strict convection but the additive as a form of motion. Of various movements. Since one form of such movement may include convection, the term “convection” is used for convenience. Therefore, in the present invention, as long as the additive that boiled in the resin 13 moves, the kinetic energy is given to the solder powder dispersed in the resin 13 and the movement of the solder powder is promoted. Such movement is included in “convection” used in this specification for convenience.

尚、はんだ粉に関して「対流」なる用語を使用する場合も、先と同様に、厳密な意味の対流のみを維持するものではなく、運動の形態としての種々の移動を意味する。そのような移動の1つの形態として対流も含まれ得るので、便宜的に「対流」なる用語を使用している。   Note that when the term “convection” is used with respect to the solder powder, as in the previous case, not only strictly convection is maintained but also various movements as movement forms are meant. Since one form of such movement may include convection, the term “convection” is used for convenience.

樹脂中に含有されるはんだ粉は、必ずしも一様に分散されているとは限らないので、本発明におけるようにはんだ粉の移動が促進されないと、近傍に存在するはんだ粉同士しか結合に寄与せず、その結果、成長したはんだ球の大きさにバラツキが生じてしまう。このような現象が生じると、基板に形成された多数の電極上にバンプを形成する場合、均一な高さのバンプを形成することは困難で、量産プロセスに適用することはできない。   Since the solder powder contained in the resin is not necessarily uniformly dispersed, if the movement of the solder powder is not promoted as in the present invention, only the solder powder existing in the vicinity contributes to the bonding. As a result, the size of the grown solder ball varies. When such a phenomenon occurs, when bumps are formed on a large number of electrodes formed on the substrate, it is difficult to form bumps having a uniform height and cannot be applied to a mass production process.

本発明においては、沸騰した添加剤の対流により、溶融したはんだ粉の移動が十分に促進されるので、溶融はんだ粉の局所的な成長が抑制されることになる。その結果、樹脂中でより広範囲な領域において溶融はんだ粉の成長が進行し、基板全体に亘って均一な高さのバンプを電極上に形成することが可能となる。   In the present invention, the movement of the molten solder powder is sufficiently promoted by the convection of the boiling additive, so that local growth of the molten solder powder is suppressed. As a result, the molten solder powder grows in a wider area in the resin, and bumps having a uniform height can be formed on the electrodes over the entire substrate.

また、樹脂中に含有される添加剤は、樹脂中に分散しているはんだ粉を強制的に移動させる作用を及ぼすことから、単に濡れ性だけを利用して電極上に自己集合させるのに比べて、より効率よくはんだ粉を電極上に自己集合させることができる。それ故、過剰のはんだ粉を樹脂中に含有させることなく、適量のはんだ粉でもって、電極上に必要とするバンプを形成することが可能となる。   In addition, the additive contained in the resin has the effect of forcibly moving the solder powder dispersed in the resin, so it is compared to using only wettability to self-assemble on the electrode. Thus, the solder powder can be self-assembled on the electrode more efficiently. Therefore, it is possible to form a necessary bump on the electrode with an appropriate amount of solder powder without containing excessive solder powder in the resin.

再度、図1(a)〜(e)を参照しながら、本発明の実施形態をより詳しく説明する。まず、図1(a)に示すように、表面に電極11が形成された基板10を用意する。ここで、基板10としては、回路基板として用いられる樹脂基板または半導体チップ等を使用できるが、表面に電極が形成されていれば、他の基板であってもよい。また、電極11のピッチに制限はないが、本発明の方法は、500μm以下のピッチの場合に好ましく、250μm以下のピッチにより好ましい。電極11の材料は、Cu、Au等が用いられる。   Again, the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1A, a substrate 10 having an electrode 11 formed on the surface is prepared. Here, as the substrate 10, a resin substrate or a semiconductor chip used as a circuit substrate can be used, but other substrates may be used as long as electrodes are formed on the surface. Moreover, although there is no restriction | limiting in the pitch of the electrode 11, the method of this invention is preferable in the case of a pitch of 500 micrometers or less, and a pitch of 250 micrometers or less is more preferable. The material of the electrode 11 is Cu, Au, or the like.

次に、図1(b)に示すように、電極11が形成された基板10の表面を溶剤などで十分に洗浄した後、基板10の表面に、はんだ粉(図示せず)と添加剤12とを含有させた樹脂13を塗布する。ここでは、はんだ粉としては、例えばSn−Ag系はんだ粉(Cu等を添加したものも含む)を用いることができるが、他のはんだ粉であっても構わない。例えば、他のはんだ粉として、溶融後、Sn−Zn系、Sn−Bi系合金となるPbフリーはんだ、Pb−Snはんだ、あるいは、溶融後、Cu−Ag系合金となる低融点はんだ材料の粉末を使用できる。また、はんだ粉は、100〜300℃の範囲に融点をもつのが好ましく、130〜280℃の範囲に融点をもつのがより好ましい。   Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the substrate 10 on which the electrode 11 is formed is sufficiently washed with a solvent or the like, and then solder powder (not shown) and an additive 12 are formed on the surface of the substrate 10. And a resin 13 containing. Here, as the solder powder, for example, Sn—Ag solder powder (including those added with Cu or the like) can be used, but other solder powder may be used. For example, as another solder powder, Pb-free solder, Pb-Sn solder that becomes Sn-Zn-based or Sn-Bi-based alloy after melting, or low melting point solder material powder that becomes Cu-Ag-based alloy after melting Can be used. The solder powder preferably has a melting point in the range of 100 to 300 ° C, more preferably in the range of 130 to 280 ° C.

また、添加剤12としては、基板10を加熱してはんだ粉を溶解させる温度、例えば100〜300℃またはそれより低い温度にて沸騰する材料であるのが好ましい。例えば、有機酸を活性成分とする樹脂系フラックスに使用する溶剤を添加剤として使用できる。これ以外に、例えば、ワックス(より具体的にはエレクトロンワックス等)、グリセリン、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、ブチルカルビトール、エチレングリコール等を用いてもよい。尚、添加剤は、はんだ粉の融点より少し低い温度、好ましくは10〜100℃低い温度、より好ましくは10〜60℃低い温度、あるいは添加剤の沸点とはんだ粉の融点とが実質的に同じであっても、あるいははんだ粉の融点より少し高い温度、好ましくは10〜100℃高い温度、より好ましくは10〜20℃高い温度、高い温度で沸騰してもよい。   The additive 12 is preferably a material that boils at a temperature at which the substrate 10 is heated to dissolve the solder powder, for example, at a temperature of 100 to 300 ° C. or lower. For example, a solvent used for a resin flux containing an organic acid as an active ingredient can be used as an additive. Other than this, for example, wax (more specifically, electron wax or the like), glycerin, isopropyl alcohol, butyl acetate, butyl carbitol, ethylene glycol, or the like may be used. The additive is a temperature slightly lower than the melting point of the solder powder, preferably 10 to 100 ° C., more preferably 10 to 60 ° C., or the boiling point of the additive and the melting point of the solder powder are substantially the same. Alternatively, it may boil at a temperature slightly higher than the melting point of the solder powder, preferably 10 to 100 ° C higher, more preferably 10 to 20 ° C higher and higher.

この添加剤の沸点がはんだ粉の融点より低い場合には、添加剤が先に沸騰して、その後に溶融するはんだの移動が促進される。逆に、添加剤の沸点がはんだ粉の融点より高い場合には、はんだが先に溶融して添加剤がその後沸騰して、溶融したはんだの移動が促進される。この場合、加熱工程における加熱温度は、はんだの融点より高い温度であるが、この場合でも、はんだが溶融する温度に加熱していることに違いない。   When the boiling point of the additive is lower than the melting point of the solder powder, the additive is boiled first, and the movement of the solder that melts thereafter is promoted. On the other hand, when the boiling point of the additive is higher than the melting point of the solder powder, the solder is first melted and then the additive is boiled, and the movement of the melted solder is promoted. In this case, the heating temperature in the heating step is higher than the melting point of the solder, but even in this case, the heating must be performed to a temperature at which the solder melts.

本発明において、樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を使用できるが、例えば、他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または、紫外線硬化型などの光硬化樹脂などであってもよい。本発明で実施する加熱に際して固体または溶融はんだ粉の移動が容易になるように、加熱温度にて粘度が低いものが好ましい。硬化性樹脂の場合、加熱に際して硬化が始まってもよいが、添加剤に起因する上述の効果が阻害されるほどに硬化が進行してはならない。加熱工程において硬化が実質的に進行しないのが好ましい。   In the present invention, as the resin, for example, an epoxy resin can be used. However, for example, other thermosetting resins, thermoplastic resins, or ultraviolet curable photocuring resins may be used. In order to facilitate the movement of the solid or molten solder powder during the heating performed in the present invention, those having a low viscosity at the heating temperature are preferred. In the case of a curable resin, curing may begin upon heating, but curing must not proceed to such an extent that the above-described effects resulting from the additive are hindered. It is preferable that curing does not proceed substantially in the heating step.

次に、図1(c)に示すように、基板10の表面に塗布した樹脂13の表面に平板14を当接させ、その当接状態を一定に保持しつつ(即ち、基板10と平板14との間の距離が一定となるように保持しつつ)、基板10を加熱してはんだ粉が溶融する温度(例えばSn−Ag系はんだ粉の場合、約220℃より高い温度)にまで樹脂13を加熱する。このとき、樹脂の粘性は室温時の通常1/2以下に減少し得るので、溶融したはんだ粉は樹脂中を浮遊している状態になる。   Next, as shown in FIG. 1 (c), the flat plate 14 is brought into contact with the surface of the resin 13 applied to the surface of the substrate 10, and the contact state is kept constant (that is, the substrate 10 and the flat plate 14). The resin 13 is heated to a temperature at which the substrate 10 is heated to melt the solder powder (for example, a temperature higher than about 220 ° C. in the case of Sn-Ag solder powder). Heat. At this time, since the viscosity of the resin can be reduced to ½ or less at room temperature, the molten solder powder is in a floating state in the resin.

この加熱に際して、樹脂に含有されている添加剤12が沸騰することになり、樹脂中を気泡として移動する。そして、溶融したはんだ粉は、この対流する添加剤12によって移動が促進され、溶融したはんだ粉同士の結合が均一に進み、図1(d)に示すように、均一に成長したはんだ球15が、電極11上に自己整合的に形成される。   During this heating, the additive 12 contained in the resin boils and moves in the resin as bubbles. The movement of the molten solder powder is promoted by the convective additive 12, and the bonding between the molten solder powders proceeds uniformly. As shown in FIG. , Formed on the electrode 11 in a self-aligning manner.

ここで、平板14を樹脂表面に当接させるのは、沸騰した添加剤12が樹脂の上側の表面から外部に出て行くのを抑えるためである。こうすることによって、沸騰した添加剤は、樹脂組成物中を基板に対して平行な方向に移動して基板の周辺部から出ることになるので、溶融したはんだ粉のより広範囲な移動が促進される。   Here, the reason why the flat plate 14 is brought into contact with the resin surface is to prevent the boiling additive 12 from going out from the upper surface of the resin. By doing so, the boiling additive moves in the resin composition in a direction parallel to the substrate and exits from the peripheral portion of the substrate, so that a wider range of movement of the molten solder powder is promoted. The

また、平板14としては、はんだ粉に対して濡れ性の低い材料でできたもの、例えば、ガラス板等を用いるのが好ましい。濡れ性が低いと、基板10の電極11上へのはんだ球成長の選択性が相対的に大きくなるからである。なお、平板14の表面に、はんだ粉に対して濡れ性の低い材料(例えばソルダーレジスト)の膜を形成しておいても同様の効果を得ることができる。   Further, as the flat plate 14, it is preferable to use a material made of a material having low wettability with respect to solder powder, such as a glass plate. This is because if the wettability is low, the selectivity of the solder ball growth on the electrode 11 of the substrate 10 becomes relatively large. The same effect can be obtained even if a film of a material having low wettability with respect to solder powder (for example, a solder resist) is formed on the surface of the flat plate 14.

溶融はんだ粉同士が結合して、均一な大きさのはんだ球15に成長するためには、樹脂中に分散するはんだ粉は、略同一な粒径を有していることが好ましい。また、沸騰した添加剤12が樹脂中をある程度広範囲にわたって移動するようになるために、あるいは、溶融したはんだ粉が樹脂中をある程度自由に移動できるようになるために、基板10上に形成された電極11と平板14との間に形成される隙間は、加熱に際して、一定の距離が維持される。このとき、一定の隙間は、はんだ粉の粒径よりも広くしておくことが好ましい。例えば、加熱に際して、電極11上に形成されたはんだ球15に形状歪を生じさせないために、平板14がずれないように平板14を固定しておくことが好ましい。   In order for the molten solder powders to bond and grow into solder balls 15 having a uniform size, it is preferable that the solder powders dispersed in the resin have substantially the same particle size. Further, the boiling additive 12 is formed on the substrate 10 so that the additive 12 moves in the resin over a wide range to some extent, or the molten solder powder can move freely in the resin to some extent. A gap formed between the electrode 11 and the flat plate 14 is maintained at a constant distance during heating. At this time, it is preferable that the certain gap be wider than the particle size of the solder powder. For example, it is preferable to fix the flat plate 14 so that the flat plate 14 is not displaced in order to prevent shape distortion in the solder ball 15 formed on the electrode 11 during heating.

別の実施形態では、例えば、平板14に一定の圧力を加えることによって、樹脂13を押圧しながら基板10を加熱すると、形状歪のない均一なはんだ球15を形成することができる。   In another embodiment, for example, by applying a certain pressure to the flat plate 14 and heating the substrate 10 while pressing the resin 13, uniform solder balls 15 without shape distortion can be formed.

最後に、図1(e)に示すように、平板14を外して、その後、樹脂13を除去すれば、複数の電極11上に均一な大きさのバンプ16が形成された基板10が得られる。ここで、平板14を外した後、樹脂13を残しておいても構わないが、バンプ形成後、微小なはんだ粉が樹脂13中に残渣として残る可能性も場合によっては考えられるので、接続信頼性の面を考慮すると、はんだ粉の残渣と一緒に樹脂13を除去することが好ましい。   Finally, as shown in FIG. 1E, if the flat plate 14 is removed and then the resin 13 is removed, the substrate 10 having the bumps 16 of uniform size formed on the plurality of electrodes 11 is obtained. . Here, after removing the flat plate 14, the resin 13 may be left. However, there is a possibility that minute solder powder may remain as a residue in the resin 13 after the bump formation. In view of the property, it is preferable to remove the resin 13 together with the solder powder residue.

上述したように、沸騰した添加剤は、樹脂13中に分散するはんだ粉を強制的に移動させる作用を有することから、単に濡れ性だけを利用して電極11上に自己集合させるのに比べて、より効率よくはんだ粉を電極11上に自己集合させることができ、それ故、過剰のはんだ粉を樹脂13中に含有させることなく、適量のはんだ粉でもって、電極11上に必要とするバンプ16を形成することが可能となる。尚、はんだ粉の最適な含有量は、例えば、以下に説明するように設定することができる。   As described above, the boiled additive has a function of forcibly moving the solder powder dispersed in the resin 13, so that the additive is self-assembled on the electrode 11 using only wettability. Therefore, the solder powder can be self-assembled on the electrode 11 more efficiently. Therefore, the necessary bump on the electrode 11 can be obtained with an appropriate amount of solder powder without containing excessive solder powder in the resin 13. 16 can be formed. The optimum content of the solder powder can be set as described below, for example.

基板10上に供給される樹脂組成物13(即ち、はんだ粉および添加剤を含む)の体積(V)中に含有されるはんだ粉の全てが、基板10の電極11上のバンプ16の形成に寄与すると考えると、バンプ16の総体積(V)と樹脂13の体積(V)との間には以下のような関係式(1)が成り立つと考えられる:
:V≒S:S ・・・(1)
式(1)中、Sは基板10上の電極11の総面積、Sは基板10の面積をそれぞれ表す。
All of the solder powder contained in the volume (V B ) of the resin composition 13 (including the solder powder and additives) supplied onto the substrate 10 forms the bumps 16 on the electrodes 11 of the substrate 10. It is considered that the following relational expression (1) is established between the total volume (V A ) of the bumps 16 and the volume (V B ) of the resin 13:
V A : V B ≈S A : S B (1)
In the formula (1), S A represents the total area of the electrode 11 on the substrate 10, and S B represents the area of the substrate 10.

これにより、樹脂組成物13中に含まれるはんだ粉の含有量は、以下のような式(2)で表される:
(はんだ粉の含有量、体積%)=V/V=S/S×100 ・・・(2)
Thereby, content of the solder powder contained in the resin composition 13 is represented by the following formula (2):
(The content of the solder powder, vol%) = V A / V B = S A / S B × 100 ··· (2)

よって、樹脂組成物13中に含まれるはんだ粉の含有量は、概ね、以下のような式(3)に基づいて設定することができる。
(はんだ粉の含有量、体積%)=(S/S×100)+α ・・・(3)
式(3)中、αは、はんだ粉が基板10の電極11上に自己集合する際の過不足分を調整するためのパラメータで、種々の条件により決めることができ、最適な場合、αはゼロである。
Therefore, the content of the solder powder contained in the resin composition 13 can be generally set based on the following equation (3).
(Solder powder content, volume%) = (S A / S B × 100) + α (3)
In the formula (3), α is a parameter for adjusting the excess and deficiency when the solder powder self-assembles on the electrode 11 of the substrate 10 and can be determined according to various conditions. Zero.

例えば、加熱に際して、使用する樹脂13の流動性が低い(粘度が高い)場合には、はんだ粉の樹脂13中での自由な移動が抑制されるので、はんだ粉の自己集合率(はんだ粉が電極上に自己集合する割合)が低下する。従って、この場合には、その不足分を補う量(αは正の値)を含めたはんだ粉を樹脂13中に含有させておくことが好ましい。なお、はんだ粉の自己集合率に影響を与えるものとしては、他に、添加剤による移動促進効果や、電極の濡れ性等が考えられる。容易に理解できるように、バンプ形成条件を決定した後に、例えば試行錯誤法によってαの値を実験的に求めることができる。このように、はんだ粉が端子間に自己集合する際の過不足分を調整するパラメータ(α)は、種々の条件により決められるが、バンプの絶縁耐圧の劣化等を防ぐ目的に沿うためには、αは、±10体積%の範囲、より好ましくは±5体積%の範囲に設定することが好ましい。   For example, when the fluidity of the resin 13 used is low (viscosity is high) during heating, the free movement of the solder powder in the resin 13 is suppressed. The rate of self-assembly on the electrode) decreases. Therefore, in this case, it is preferable that solder powder including an amount (α is a positive value) to compensate for the shortage is contained in the resin 13. As other factors that affect the self-assembly rate of the solder powder, the effect of promoting the movement by the additive, the wettability of the electrode, and the like can be considered. As can be easily understood, after determining the bump formation conditions, the value of α can be experimentally determined by, for example, trial and error. As described above, the parameter (α) for adjusting the excess and deficiency when the solder powder self-assembles between the terminals is determined by various conditions, but in order to meet the purpose of preventing the deterioration of the dielectric strength of the bump, etc. , Α is preferably set in the range of ± 10% by volume, more preferably in the range of ± 5% by volume.

基板10の電極11の配置は、様々な形態を取り得るが、例えば図4および図5に示したような典型的な電極11の配置に対して、式(3)により最適なはんだ粉の含有量を求めると、概ね以下のような値になる。   The arrangement of the electrodes 11 on the substrate 10 can take various forms. For example, for the typical arrangement of the electrodes 11 as shown in FIG. 4 and FIG. When the amount is obtained, the following values are obtained.

図4に示した配置(ペリフェラル配置)・・・0.5〜5体積%
図5に示した配置(エリアアレイ配置)・・・15〜30%体積%
Arrangement shown in FIG. 4 (peripheral arrangement): 0.5 to 5% by volume
Arrangement shown in FIG. 5 (area array arrangement) 15 to 30% by volume

このことから、電極11上に必要とするバンプを形成するには、樹脂13中に分散するはんだ粉は、通常0.5〜30体積%、好ましくは0.5〜20体積%の割合で組成物としての樹脂(即ち、はんだ粉および添加剤を含む樹脂組成物)13中に含有していれば足りることになる。
このように、はんだ粉の含有量を少ない量に押さえることができるのは、樹脂13中に分散する添加剤の樹脂13中での対流によって奏される作用効果によるものに他ならない。なお、一般に、はんだ粉と樹脂または添加剤との重量比は約7程度なので、上記0.5〜30体積%の割合は、概ね3〜75重量%の割合に相当する。
From this, in order to form the necessary bumps on the electrode 11, the solder powder dispersed in the resin 13 is usually composed of 0.5 to 30% by volume, preferably 0.5 to 20% by volume. If it is contained in the resin 13 (that is, a resin composition containing solder powder and additives) as a product, it is sufficient.
In this way, the content of the solder powder can be suppressed to a small amount due to the operational effect produced by the convection in the resin 13 of the additive dispersed in the resin 13. In general, the weight ratio between the solder powder and the resin or additive is about 7, so the ratio of 0.5 to 30% by volume corresponds to the ratio of approximately 3 to 75% by weight.

本発明の実施形態において、樹脂はフラックスを含んでよい。この場合、樹脂が含む添加剤12はフラックス用の溶剤である。フラックスを用いると、沸騰するフラックス用溶剤の対流によって、溶融はんだ粉の移動を促進させる効果とともに、フラックスの樹脂および/または活性化成分がはんだ粉表面に不可避的に形成された酸化膜の除去も行なう効果を同時に発揮させることができる。はんだ粉を樹脂13に含有させる前に、はんだ粉表面の酸化膜を予め除去しておくことが好ましいが、そのような管理ができない場合であっても、フラックスによる相乗効果によって、より均一性の高いバンプを形成することができる。   In an embodiment of the present invention, the resin may include a flux. In this case, the additive 12 contained in the resin is a flux solvent. When flux is used, convection of the boiling flux solvent promotes the movement of the molten solder powder, and the flux resin and / or the active component is unavoidably removed on the surface of the solder powder. The effect to be performed can be exhibited at the same time. Before the solder powder is contained in the resin 13, it is preferable to remove the oxide film on the surface of the solder powder in advance. However, even if such control is not possible, a more uniform effect can be obtained by the synergistic effect of the flux. High bumps can be formed.

本発明のバンプ形成方法は、上述のように、複数の電極上にバンプを均一性良く形成することができるだけでなく、非常に短時間で複数のバンプを一括形成することができるという優れた効果を有する。これは、沸騰した添加剤の対流速度が速いことがその理由と考えられるが、量産化に適用した場合、コスト面でのメリットは大きい。   As described above, the bump forming method of the present invention not only can form bumps on a plurality of electrodes with good uniformity, but also has an excellent effect that a plurality of bumps can be collectively formed in a very short time. Have The reason for this is thought to be that the convection velocity of the boiling additive is fast, but when applied to mass production, the cost advantage is great.

尚、上述のはんだ粉と添加剤とを含有する樹脂は、基板上に半導体チップをフリップチップ実装する際に、基板または半導体チップの電極上にバンプを形成するためのバンプ形成用樹脂組成物として利用することができる。このとき、添加剤の沸点は、はんだ粉の融点よりも低いことが好ましく、また、樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または、紫外線硬化など光硬化性樹脂を、その主成分にすることが好ましい。   The resin containing the above-described solder powder and additive is used as a bump-forming resin composition for forming bumps on the substrate or the electrodes of the semiconductor chip when the semiconductor chip is flip-chip mounted on the substrate. Can be used. At this time, the boiling point of the additive is preferably lower than the melting point of the solder powder, and as the resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a photocurable resin such as ultraviolet curing is used as a main component. It is preferable to do.

(実施形態2)
以下に、上述した実施形態1に対する種々の改変例に係る実施形態2について、図面を参照しながら説明をする。
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 according to various modifications to Embodiment 1 described above will be described with reference to the drawings.

図6(a)〜(d)は、樹脂に当接する平板として、その平板表面に金属パターンを形成したものを用いた場合のバンプ形成方法を示す図である。   FIGS. 6A to 6D are views showing a bump forming method in the case where a flat plate in contact with a resin having a metal pattern formed on the flat plate surface is used.

まず、図6(a)に示すように、表面に複数の電極11が形成された基板10の表面に、はんだ粉(図示せず)及び添加剤12を含有する樹脂13を塗布する。   First, as shown in FIG. 6A, a resin 13 containing solder powder (not shown) and an additive 12 is applied to the surface of the substrate 10 on which a plurality of electrodes 11 are formed.

次に、図6(b)に示すように、基板10の表面に塗布された樹脂13の表面に平板14を当接させ、その当接状態を一定に保持しつつ(即ち、基板10と平板14との間の距離が一定となるように保持しつつ)、基板10を加熱してはんだ粉が溶融する温度まで樹脂13を加熱する。このとき、平板14の平面上には、基板10上に形成された複数の電極11と対向する位置に、電極11と略同一形状の金属パタ−ン30が形成されている。   Next, as shown in FIG. 6B, the flat plate 14 is brought into contact with the surface of the resin 13 applied to the surface of the substrate 10 and the contact state is kept constant (that is, the substrate 10 and the flat plate). The resin 13 is heated to a temperature at which the solder powder is melted by heating the substrate 10, while maintaining the distance between them to be constant. At this time, a metal pattern 30 having substantially the same shape as the electrode 11 is formed on the flat surface of the flat plate 14 at a position facing the plurality of electrodes 11 formed on the substrate 10.

この加熱工程において、溶融したはんだ粉は、沸騰した添加剤12の対流により自己集合が促進され、図6(c)に示すように、成長したはんだ球15は、複数の電極11上に自己整合的に一括形成される。このとき、溶融したはんだ粉の濡れ性が、基板10の表面よりも電極11の表面の方が大きいので、成長したはんだ球15は、電極11上に自己整合的に形成される訳であるが、電極11に対向する位置にも、平板14に形成された金属パターン30があるので、成長したはんだ球15は、濡れ性の大きな金属パターン30に対しても自己整合的に形成され、電極11上へのバンプ形成の選択性をより高めることができる。   In this heating process, the melted solder powder is self-assembled by the convection of the boiling additive 12, and the grown solder balls 15 are self-aligned on the plurality of electrodes 11 as shown in FIG. Are collectively formed. At this time, since the wettability of the molten solder powder is greater on the surface of the electrode 11 than on the surface of the substrate 10, the grown solder balls 15 are formed on the electrode 11 in a self-aligned manner. Since the metal pattern 30 formed on the flat plate 14 is also present at a position facing the electrode 11, the grown solder ball 15 is formed in a self-aligned manner with respect to the metal pattern 30 having high wettability. The selectivity of bump formation on the top can be further increased.

最後に、図6(d)に示すように、平板14を外して、樹脂13を除去すれば、複数の電極11上にバンプ16が確実に形成された基板10が得られる。   Finally, as shown in FIG. 6D, if the flat plate 14 is removed and the resin 13 is removed, the substrate 10 in which the bumps 16 are reliably formed on the plurality of electrodes 11 is obtained.

次に、電極上に形成されるバンプ高さを制御する方法について、図7及び図8を参照しながら説明をする。   Next, a method for controlling the height of the bump formed on the electrode will be described with reference to FIGS.

本発明のバンプ付き基板の製造方法は、複数の電極上にバンプの高さをより均一に形成できることが特徴であるが、バンプが形成された基板に、他の基板(例えば、半導体チップ)を実装する際、電極間の接合を確実にするために、ある程度のバンプ高さを必要とする。しかしながら、電極の面積が小さくなると、電極上に十分な量のバンプを形成することが難しくなる。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to the present invention is characterized in that bump heights can be more uniformly formed on a plurality of electrodes, but another substrate (for example, a semiconductor chip) is attached to the substrate on which the bumps are formed. When mounting, a certain bump height is required to ensure the bonding between the electrodes. However, when the area of the electrode is reduced, it becomes difficult to form a sufficient amount of bumps on the electrode.

図7(a)および図7(b)に示すような方法は、このような問題に対処する方法として有効である。基板10を加熱して、電極11上にはんだ球15を形成したとき、図7(a)に示すように、はんだ球15は、高さdの歪状になっている。次に、はんだ球15が溶融している状態で、平板14を外すと、図7(b)に示すように、歪状のはんだ球15は、自己の表面張力により、高さd(d>d)の球状のバンプ16に変形する。こうして、十分な高さのバンプを形成することができる。なお、歪状のはんだ球15の容積は均一に形成されているので、バンプ16の高さdも均一に形成されることになる。 The method as shown in FIGS. 7A and 7B is effective as a method for dealing with such a problem. By heating the substrate 10, when forming the solder balls 15 on the electrode 11, as shown in FIG. 7 (a), the solder balls 15 is adapted to distortion-like height d 1. Next, when the flat plate 14 is removed while the solder ball 15 is melted, the distorted solder ball 15 has a height d 2 (d) due to its surface tension, as shown in FIG. 2 > d 1 ) to form a spherical bump 16. Thus, a sufficiently high bump can be formed. Since the volume of the distortion-shaped solder balls 15 are uniformly formed, the height d 2 of the bump 16 is also formed uniformly.

一方、バンプ高さをより均一にする方法としては、図8(a)および図8(b)に示すような方法が有効である。すなわち、図8(a)に示すように、基板10を加熱して、電極11上にはんだ球15を形成した後、基板10を冷却してから、平板14を外す。この時、はんだ球15は、高さdの歪状になっているが、すでに冷却状態になっているので、平板14を外しても、その形状は変化せず、高さdの歪状のバンプ16が電極11に形成されたことになる。この方法によれば、バンプ高さは、基板と平板の間隔で制御できるので、より均一な高さのバンプを形成することができる。 On the other hand, as a method for making the bump height more uniform, a method as shown in FIGS. 8A and 8B is effective. That is, as shown in FIG. 8A, the substrate 10 is heated to form the solder balls 15 on the electrodes 11, the substrate 10 is cooled, and then the flat plate 14 is removed. At this time, the solder balls 15, but becomes the height d 1 of the distortion-like, since already in a cooled state, even remove the flat plate 14, the shape is not changed, the distortion of the height d 1 A bump 16 is formed on the electrode 11. According to this method, since the bump height can be controlled by the distance between the substrate and the flat plate, bumps having a more uniform height can be formed.

次に、基板上に樹脂を供給する方法について、図9〜図12を参照しながら説明をする。   Next, a method for supplying the resin onto the substrate will be described with reference to FIGS.

まず、図9(a)および図9(b)は、電極11が形成された基板10上に、樹脂13が供給された状態を示す平面図、及びその断面図である。図9(a)において、電極11は本来見えないが、理解のため実線にて示している。電極11は、基板10上をアレイ状に形成されている。この状態で、本発明の方法により、基板10を加熱すると、電極11上に均一で良好なバンプが形成される。   First, FIG. 9A and FIG. 9B are a plan view and a cross-sectional view showing a state where the resin 13 is supplied onto the substrate 10 on which the electrode 11 is formed. In FIG. 9A, the electrode 11 is not originally visible, but is shown by a solid line for understanding. The electrodes 11 are formed in an array on the substrate 10. In this state, when the substrate 10 is heated by the method of the present invention, uniform and good bumps are formed on the electrode 11.

しかしながら、図10(a)および図10(b)に示すように、電極11が、基板10の周辺に沿って配列されて形成されている場合(即ち、ペリフェラル配置の場合)、基板10上に樹脂13を供給して、基板10を加熱し、電極11上にバンプを形成すると、図11に示すように、基板10の中央付近に、はんだボール40が残渣として残ってしまうことがある。   However, as shown in FIGS. 10A and 10B, when the electrodes 11 are arranged along the periphery of the substrate 10 (that is, in the case of a peripheral arrangement), the electrodes 11 are formed on the substrate 10. When the resin 13 is supplied, the substrate 10 is heated, and bumps are formed on the electrodes 11, the solder balls 40 may remain as residues in the vicinity of the center of the substrate 10 as shown in FIG. 11.

これは、基板10の周辺にしか電極11が形成されていないので、樹脂13中に分散されたはんだ粉が溶融してはんだ球に成長した場合、基板10の中央付近で成長したはんだ球は、基板10の周辺にある電極11にまで移動することができないためと考えられる。   This is because the electrodes 11 are formed only around the substrate 10, so when the solder powder dispersed in the resin 13 melts and grows into solder balls, the solder balls grown near the center of the substrate 10 are This is considered to be because it cannot move to the electrode 11 around the substrate 10.

この残渣は、バンプ形成後、樹脂13を基板から除去することにより、同時に除去することもできるが、樹脂13をそのまま残した状態で、基板実装プロセスに入る場合もあり、信頼性の面を考えた場合には、残渣を生じさせないことが好ましい。   This residue can be removed at the same time by removing the resin 13 from the substrate after the bump is formed. However, there are cases where the resin 13 is left as it is, and the substrate mounting process may be entered. In this case, it is preferable not to generate a residue.

そこで、図12に示すように、樹脂13を、基板10に形成された複数の電極11を覆うように供給し、電極11が形成されていない基板中央の領域50には、樹脂13を供給しないようにすることによって、上記のような残渣を生じさせなくすることができる。   Therefore, as shown in FIG. 12, the resin 13 is supplied so as to cover the plurality of electrodes 11 formed on the substrate 10, and the resin 13 is not supplied to the region 50 in the center of the substrate where the electrodes 11 are not formed. By doing so, the above-mentioned residue can be prevented from being generated.

次に、電極上へのバンプ形成の選択性を向上させる方法について、図13および図14を参照しながら説明をする。   Next, a method for improving the selectivity of bump formation on the electrode will be described with reference to FIGS.

樹脂13中に含有する溶融はんだ粉を、選択的に電極上に形成させる方法は、はんだ粉の濡れ性の違いを利用している。すなわち、電極に対しては濡れ性が大きく、基板に対しては濡れ性が小さい場合に、電極上に選択的にはんだバンプが形成される。   The method of selectively forming the molten solder powder contained in the resin 13 on the electrode utilizes the difference in wettability of the solder powder. That is, solder bumps are selectively formed on the electrodes when the wettability is large with respect to the electrodes and the wettability is small with respect to the substrate.

そこで、この濡れ性の相対的な差をより大きくできれば、電極上へのバンプ形成の選択性をより向上させることができ、結果的に、バンプの均一性をより向上させることができる。   Therefore, if the relative difference in wettability can be increased, the selectivity of bump formation on the electrode can be further improved, and as a result, the uniformity of the bump can be further improved.

図13は、基板10上に形成された電極11の表面に、はんだ粉に対して濡れ性の大きな金属膜60が形成されている例を示す。通常、電極材料には、CuやAuが使用されるが、他のはんだ粉に対する濡れ性が大きい(例えばSn系合金)金属膜60を形成することによって、電極上へのバンプ形成の選択性を向上させることができる。   FIG. 13 shows an example in which a metal film 60 having high wettability with respect to solder powder is formed on the surface of the electrode 11 formed on the substrate 10. Usually, Cu or Au is used as an electrode material. By forming a metal film 60 having high wettability (for example, Sn-based alloy) with respect to other solder powder, the selectivity of bump formation on the electrode can be increased. Can be improved.

また、図14は、基板10の表面に、はんだ粉に対して濡れ性の小さい膜61が形成さている例を示す。例えば、プリント基板などで用いられているソルダーレジストは、はんだ粉に対する濡れ性が小さいので、このような膜を形成することによって、電極上へのバンプ形成の選択性を向上させることができる。   FIG. 14 shows an example in which a film 61 having low wettability with respect to solder powder is formed on the surface of the substrate 10. For example, since a solder resist used in a printed circuit board or the like has low wettability with respect to solder powder, the selectivity of bump formation on the electrode can be improved by forming such a film.

次に、図15(a)〜(c)を参照しながら、配線基板上に半導体チップを載置するフリップチップ実装に対して本発明の方法を適用した例を説明する。   Next, an example in which the method of the present invention is applied to flip chip mounting in which a semiconductor chip is placed on a wiring board will be described with reference to FIGS.

まず、図15(a)に示すように、表面に電極11が形成された配線基板10上に、はんだ粉(図示せず)と添加剤12を含有する樹脂13を塗布する。ここでは、例えばフラックスを用いて添加剤12を含ませ、樹脂13には、例えば紫外線硬化型樹脂を用いている。   First, as shown in FIG. 15A, a resin 13 containing solder powder (not shown) and an additive 12 is applied onto a wiring board 10 having an electrode 11 formed on the surface thereof. Here, for example, the additive 12 is included using a flux, and the resin 13 is, for example, an ultraviolet curable resin.

次に、図15(b)に示すように、表面に電極端子71が形成された半導体チップ70を、配線基板10上に形成された樹脂13上に載置する。半導体チップ70の電極端子71は、配線基板10の電極11と対向する位置に配置される。なお、この半導体チップ70が、図1で説明した平板14と同じ役割を果たすことに留意されたい。   Next, as shown in FIG. 15B, the semiconductor chip 70 having the electrode terminals 71 formed on the surface is placed on the resin 13 formed on the wiring substrate 10. The electrode terminal 71 of the semiconductor chip 70 is disposed at a position facing the electrode 11 of the wiring substrate 10. It should be noted that the semiconductor chip 70 plays the same role as the flat plate 14 described in FIG.

次いで、配線基板10を加熱し樹脂13を加熱することによって、図15(c)に示すように、はんだ粉が溶融し、電極11と電極端子71との間にはんだ球72が自己集合的に形成される。これにより、半導体チップ70の電極端子71は、はんだ球72を介して、配線基板10の電極11と接続状態になる。この状態で、紫外線硬化型樹脂13に紫外線73を照射して、樹脂13を硬化させることによって、半導体チップ70のフリップチップ実装が完了する。この場合、樹脂13がアンダーフィルとしての機能を果たすため、アンダーフィルを供給することを省略できる。   Next, by heating the wiring board 10 and heating the resin 13, the solder powder is melted and the solder balls 72 are self-assembled between the electrode 11 and the electrode terminal 71 as shown in FIG. It is formed. As a result, the electrode terminals 71 of the semiconductor chip 70 are connected to the electrodes 11 of the wiring board 10 via the solder balls 72. In this state, the ultraviolet curable resin 13 is irradiated with ultraviolet rays 73 to cure the resin 13, thereby completing the flip chip mounting of the semiconductor chip 70. In this case, since the resin 13 functions as an underfill, supplying the underfill can be omitted.

通常の金属接合を用いるフリップチップ実装では、
1)配線基板の電極上にはんだバンプを形成する工程、
2)半導体チップを配線基板上に載置し、はんだリフローによりバンプを介して電極間の接合を行なう工程、
3)配線基板と半導体チップ間にアンダーフィル材を注入して、半導体チップを固定する工程、
の3つの異なる工程を要する。
In flip chip mounting using normal metal bonding,
1) forming solder bumps on the electrodes of the wiring board;
2) A process of placing a semiconductor chip on a wiring board and joining the electrodes through bumps by solder reflow;
3) A step of injecting an underfill material between the wiring board and the semiconductor chip to fix the semiconductor chip,
3 different steps are required.

これに対し、図15(a)〜(c)に示したフリップチップ実装では、はんだバンプの形成と同時に電極間の接続が行われ、また、樹脂13がアンダーフィルとして機能できるので、この3つの工程をはんだバンプの形成工程のみで実行することができるので、工程数を大幅に短縮でき、量産コストの低減に非常に有効である。   On the other hand, in the flip chip mounting shown in FIGS. 15A to 15C, the electrodes are connected simultaneously with the formation of the solder bumps, and the resin 13 can function as an underfill. Since the process can be executed only by the solder bump formation process, the number of processes can be greatly shortened, which is very effective for reducing the mass production cost.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course, various modifications are possible.

本発明によって、多数の微細バンプを均一性よく形成でき、かつ、生産性の高い「バンプ付き基板の製造方法」が提供される。   The present invention provides a “method of manufacturing a substrate with bumps” that can form a large number of fine bumps with high uniformity and has high productivity.

図1(a)〜(e)は、本発明の実施形態に係るバンプ付き基板の製造方法を示す工程断面図。1A to 1E are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a substrate with bumps according to an embodiment of the present invention. 図2(a)〜(c)は、本発明の製造方法で得られたバンプ付き基板を用いたフリップチップ実装の方法を示す工程断面図。2A to 2C are process sectional views showing a flip chip mounting method using a substrate with bumps obtained by the manufacturing method of the present invention. 図3(a)〜(c)は、バンプ形成のメカニズムを説明する図。FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining the mechanism of bump formation. 図4は、本発明における電極のペリフェラルな配置を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing a peripheral arrangement of electrodes in the present invention. 図5は、本発明における電極のエリアアレイの配置を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of an area array of electrodes in the present invention. 図6(a)〜(d)は、導電パターンが形成された平板を用いてバンプ付き基板の製造方法を実施する方法を示した工程断面図。6A to 6D are process cross-sectional views showing a method for carrying out a method for manufacturing a substrate with bumps using a flat plate on which a conductive pattern is formed. 図7(a)および図7(b)は、バンプ高さを制御する方法を示す図。FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams showing a method for controlling the bump height. 図8(a)および図8(b)は、バンプ高さを制御する他の方法を示す図。FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams showing another method for controlling the bump height. 図9(a)は、エリアアレイの電極配列をもつ基板に対して樹脂が供給された状態を示す基板の平面図、図9(b)は、その断面図。FIG. 9A is a plan view of the substrate showing a state where the resin is supplied to the substrate having the electrode arrangement of the area array, and FIG. 9B is a cross-sectional view thereof. 図10(a)は、周辺に電極配列をもつ基板に対して樹脂が供給された状態を示す基板の平面図、図10(b)は、その断面図。FIG. 10A is a plan view of a substrate showing a state in which resin is supplied to a substrate having an electrode array in the periphery, and FIG. 10B is a cross-sectional view thereof. 図11バンプ形成後、表面に残渣が生じた状態を示す基板の平面図。11 is a plan view of the substrate showing a state where a residue is generated on the surface after bump formation. 図12は、本発明の製造方法に際して行われる「基板上への樹脂の塗布」の態様を示す図。FIG. 12 is a view showing a mode of “application of resin on a substrate” performed in the manufacturing method of the present invention. 図13は、電極表面に金属膜が形成された状態を示す図。FIG. 13 is a view showing a state in which a metal film is formed on the electrode surface. 図14は、基板表面に膜が形成された状態を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a state in which a film is formed on the substrate surface. 図15(a)〜(c)は、本発明に関連するフリップチップ実装の方法を示す工程断面図。15A to 15C are process cross-sectional views showing a flip chip mounting method related to the present invention. 図16は、はんだ粉を含有する樹脂を円形電極上に塗布し加熱した後の様子を示す写真。FIG. 16 is a photograph showing a state after a resin containing solder powder is applied on a circular electrode and heated. 図17は、はんだ粉および添加剤を含有する樹脂を円形電極上に塗布し加熱した後の様子を示す写真。FIG. 17 is a photograph showing a state after a resin containing solder powder and an additive is applied on a circular electrode and heated.

符号の説明Explanation of symbols

10 基板
11、21 電極
12 添加剤(または対流添加剤)
13 樹脂
14 平板
15、32、71 はんだ球
16 バンプ
20、70 半導体チップ
21 電極
22 アンダーフィル材
30 金属パターン
31 蒸気
35 対流の様子
60 金属膜
61 膜
71 電極端子
10 Substrate 11, 21 Electrode 12 Additive (or Convection Additive)
13 Resin 14 Flat Plate 15, 32, 71 Solder Ball 16 Bump 20, 70 Semiconductor Chip 21 Electrode 22 Underfill Material 30 Metal Pattern 31 Vapor 35 Convection 60 Metal Film 61 Film 71 Electrode Terminal

Claims (15)

複数の電極を有する基板上に、はんだ粉と沸点を有する添加剤とを含有する樹脂を供給する工程と、
前記基板上に供給された前記樹脂の表面に平板を当接させ、前記基板と前記平板との間の距離が一定となるように保持する工程と、
前記添加剤の沸点以上かつ前記はんだ粉が溶融する温度以上で前記樹脂を加熱し、前記電極上に前記はんだ粉を集合させてバンプを形成する工程と、
前記平板を除去する工程と、
を含むバンプ付き基板の製造方法。
Supplying a resin containing solder powder and an additive having a boiling point on a substrate having a plurality of electrodes;
A step of bringing a flat plate into contact with the surface of the resin supplied on the substrate and holding the distance between the substrate and the flat plate constant;
Heating the resin at a temperature equal to or higher than the boiling point of the additive and a temperature at which the solder powder melts, and collecting the solder powder on the electrode to form bumps;
Removing the flat plate;
A method for manufacturing a substrate with bumps including:
前記はんだ粉は、溶融状態で前記樹脂中を対流することを特徴とする、請求項1に記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to claim 1, wherein the solder powder convects in the resin in a molten state. 前記添加剤は、グリセリン、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、ブチルカルビトールおよびエチレングリコールよりなる群から選ばれた1種もしくは2種以上からなることを特徴とする、請求項1または2に記載のバンプ付き基板の製造方法。   The said additive consists of 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of glycerin, isopropyl alcohol, butyl acetate, butyl carbitol, and ethylene glycol, With bumps of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a substrate. 前記はんだ粉は、略同一の粒径を有していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to claim 1, wherein the solder powder has substantially the same particle size. 前記基板上に形成された電極と前記平板との間に設けられた一定の隙間は、前記はんだ粉の粒径よりも広いことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The constant gap provided between the electrode formed on the substrate and the flat plate is wider than the particle size of the solder powder, according to any one of claims 1 to 4. Of manufacturing a substrate with bumps. 前記平板に一定の圧力を加えることによって、前記樹脂を押圧しながら、前記樹脂を加熱することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to claim 1, wherein the resin is heated while pressing the resin by applying a certain pressure to the flat plate. 前記添加剤が沸騰することによって生じる気泡が、前記基板と前記平板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に蒸発することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The bubble generated by boiling the additive evaporates to the outside from a peripheral portion of a gap provided between the substrate and the flat plate. The manufacturing method of the board | substrate with a bump as described in 2. 前記平板の前記基板に対向する平面上に、前記基板に形成された複数の電極と対向する位置に、前記電極と略同一形状の金属パタ−ンが形成されていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The metal pattern having substantially the same shape as that of the electrode is formed on the flat surface of the flat plate facing the substrate at a position facing the plurality of electrodes formed on the substrate. Item 8. A method for manufacturing a substrate with bumps according to any one of Items 1 to 7. 前記バンプが溶融した状態で、前記平板を除去し、前記電極上に、前記電極と前記平板との間に設けられた隙間の間隔よりも高いバンプを形成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   2. The bump is formed in a state where the bump is melted, and the bump is formed on the electrode so as to be higher than an interval of a gap provided between the electrode and the flat plate. The manufacturing method of the board | substrate with a bump as described in any one of -8. 前記バンプを形成する工程の後、前記基板を冷却し、前記基板の冷却後、前記樹脂表面に当接されている平板を、前記樹脂表面から離間させることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   9. The substrate is cooled after the step of forming the bumps, and after the substrate is cooled, a flat plate in contact with the resin surface is separated from the resin surface. The manufacturing method of the board | substrate with a bump as described in any one of these. 前記平板を除去する工程の後、前記基板を冷却する工程を更に含み、前記基板の冷却後、前記樹脂を除去する工程を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method according to claim 1, further comprising a step of cooling the substrate after the step of removing the flat plate, and a step of removing the resin after the cooling of the substrate. The manufacturing method of the board | substrate with a description bump. 前記はんだ粉は、鉛フリーはんだ材料からなることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to claim 1, wherein the solder powder is made of a lead-free solder material. 前記はんだ粉は、0.5〜30体積%の割合で、前記樹脂中に含有されていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to any one of claims 1 to 12, wherein the solder powder is contained in the resin at a ratio of 0.5 to 30% by volume. 前記基板が、配線基板または半導体チップであることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The method for manufacturing a substrate with bumps according to any one of claims 1 to 13, wherein the substrate is a wiring substrate or a semiconductor chip. 前記樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または光硬化性樹脂のいずれか一つを主成分とすることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一つに記載のバンプ付き基板の製造方法。   The substrate with bumps according to any one of claims 1 to 14, wherein the resin is mainly composed of any one of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a photo-curable resin. Manufacturing method.
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