JP2011238669A - Solder ball mounting flux and solder bump forming method using thereof - Google Patents
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Description
本発明は半田ボール搭載用フラックス及びこれを用いた半田バンプ形成方法に関するものである。 The present invention relates to a solder ball mounting flux and a solder bump forming method using the same.
半田ボール搭載方式によるシリコンウエハの電極上に半田バンプを形成する工程は、一般的には次の通りである。先ず、シリコンウエハの端子上に、無電解ニッケルメッキと無電解金メッキを行ってアンダーバリアメタル膜（ＵＢＭ）を形成する。これは、多くの場合に端子がアルミニウム又はアルミニウム合金からなっており、そしてこの場合には半田との濡れ性が悪く、半田を強固に接合させることができないということによるものである。 The process of forming solder bumps on the electrodes of a silicon wafer by the solder ball mounting method is generally as follows. First, an under barrier metal film (UBM) is formed on a terminal of a silicon wafer by performing electroless nickel plating and electroless gold plating. This is because the terminal is often made of aluminum or an aluminum alloy, and in this case, the wettability with the solder is poor and the solder cannot be firmly bonded.
次に、前記アンダーバリアメタル膜（ＵＢＭ）上に半田ボール搭載用フラックスを塗布する。そしてその粘着力によって半田ボールを搭載する。尚、該半田ボールはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕからなるものであり、そして該鉛フリー半田は、Ａｇの含有量を少なくしている。例えば、Ｓｎ（９６〜９６．５％）、Ａｇ（３．０〜０．５％）、Ｃｕ（０．５％）の混合比率である。それは、Ａｇの含有量が多いと、融点がＳｎ、Ｐｂからなるものに比べて約４０℃高くなり、シリコンウエハ上にチップを実装するとき、高温の加熱によってシリコンウエハそのものにダメージを与えるという問題があるからである。 Next, a solder ball mounting flux is applied on the under barrier metal film (UBM). The solder ball is mounted by the adhesive force. The solder balls are made of Sn, Ag, and Cu, and the lead-free solder has a low Ag content. For example, it is a mixing ratio of Sn (96 to 96.5%), Ag (3.0 to 0.5%), and Cu (0.5%). That is, when the Ag content is large, the melting point is about 40 ° C. higher than that of Sn and Pb, and when the chip is mounted on the silicon wafer, the silicon wafer itself is damaged by high-temperature heating. Because there is.
次に、加熱（リフロー）により半田ボールを溶融して電極と接合させ、端子上にバンプを形成する。そして、その後冷却することによって全工程が終了するものである。 Next, the solder balls are melted by heating (reflow) and bonded to the electrodes, and bumps are formed on the terminals. Then, the whole process is completed by cooling thereafter.
斯かる工程において用いる半田ボール搭載用フラックスは、従来一般的なフラックス材料のみからなるものである。そしてこの場合には、加熱したときにその一部が残留し、溶融した半田ボールと端子、厳密にはアンダーバリアメタル膜（ＵＢＭ）との界面での接合性に悪影響を及ぼすという問題点があった。そして、これにより多くの接合不良品が出て、無駄な手間とコストを要していた。 The solder ball mounting flux used in such a process consists of a conventional general flux material. In this case, there is a problem that a part thereof remains when heated and adversely affects the bondability at the interface between the molten solder ball and the terminal, strictly speaking, the under barrier metal film (UBM). It was. As a result, many defective joints are produced, and wasteful labor and cost are required.
本発明者は上記の問題点を解決すべく鋭意研究した結果、フラックス中に少量の微細な半田粒子粉末を所定の比率で含有させることにより接合性が大幅に向上することを見出し、本発明の完成をみるに至ったものである。そしてまた、斯かるフラックスを用いた半田バンプを形成することにより、半田バンプが端子から簡単には脱落することがなく、接合不良品の発生率を大幅に減少させることができることも知見した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has found that the joining property is greatly improved by containing a small amount of fine solder particle powder in a predetermined ratio in the flux. It came to see completion. It has also been found that by forming solder bumps using such a flux, the solder bumps are not easily detached from the terminals, and the incidence of defective bonding can be greatly reduced.
而して、本発明は上記半田ボール搭載用フラックス及びこれを用いた半田バンプ形成方法を提供しようとするものである。 Thus, the present invention is intended to provide a solder ball mounting flux and a solder bump forming method using the same.
上記問題点を解決するための本発明に係る半田ボール搭載用フラックスは、半田ボールと同一の成分及び混合比率の微細な半田粒子粉末を体積比８〜１５％の範囲内で含有させてなることを特徴とするものである。尚、前記微細な半田粒子粉末は、２〜５μｍ又は５〜１２μｍのものが好ましい。 In order to solve the above problems, the solder ball mounting flux according to the present invention contains fine solder particle powder having the same components and mixing ratio as the solder ball within a volume ratio of 8 to 15%. It is characterized by. The fine solder particle powder is preferably 2-5 μm or 5-12 μm.
また、本発明に係る上記半田ボール搭載用フラックスを用いた半田バンプ形成方法は、シリコンウエハの端子上に上記半田ボール搭載用フラックスを塗布し、該フラックスの粘着力をもってシリコンウエハの端子上に半田ボールを搭載し、その後加熱により半田ボールを電極に接合させてバンプを形成することを特徴とするものである。 In the solder bump forming method using the solder ball mounting flux according to the present invention, the solder ball mounting flux is applied onto a terminal of a silicon wafer, and the solder is applied to the terminal of the silicon wafer with the adhesive force of the flux. A ball is mounted, and then a solder ball is bonded to an electrode by heating to form a bump.
本発明に係る半田ボール搭載用フラックスによれば、加熱したときにフラックス中に含有する微細な半田粒子粉末と半田ボールとが溶融により一体化し、而もフラックス中に含有する微細な半田粒子粉末と半田ボールとは同一の成分及び混合比率であることからより強力に一体化する。そして、この状態において半田ボールはシリコンウエハの端子に接合するから、半田ボールと端子とは従来のフラックスのみの場合に比してはるかに強固に接合するものである。したがって、接合不良品の発生率を大幅に減少させることができるものである。 According to the solder ball mounting flux according to the present invention, when heated, the fine solder particle powder and the solder ball contained in the flux are integrated by melting, and the fine solder particle powder contained in the flux and Since the solder balls have the same components and mixing ratio, they are more strongly integrated. In this state, since the solder ball is bonded to the terminal of the silicon wafer, the solder ball and the terminal are bonded much more firmly than in the case of the conventional flux alone. Therefore, it is possible to greatly reduce the incidence of defective bonding.
また、本発明に係る半田バンプ形成方法によれば、半田バンプが端子から簡単には脱落することがなく、接合不良品の発生率を大幅に減少させることができるものである。 Further, according to the solder bump forming method of the present invention, the solder bumps are not easily detached from the terminals, and the occurrence rate of defective bonding can be greatly reduced.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図中、１はシリコンウエハ、２は該シリコンウエハ１のアルミニウム端子である。３は前記アルミニウム端子２上に行った無電解ニッケルメッキ（図示せず。）及び該無電解ニッケルメッキ上に行った無電解金メッキ（図示せず。）からなるアンダーバリアメタル膜である。
In the figure, 1 is a silicon wafer and 2 is an aluminum terminal of the
４は前記アンダーバリアメタル膜３上に塗布した半田ボール搭載用フラックスである。また、５は前記アルミニウム端子２、厳密にはアンダーバリアメタル膜３上に搭載する半田ボールである。尚、該半田ボール５は、従来と同様の成分からなるものである。また、６は絶縁膜である。
A solder ball mounting flux 4 is applied on the under
而して、上記半田ボール搭載用フラックス４は、半田ボール５と同一の成分及び混合比率の微細な半田粒子粉末（図示せず。）を体積比８〜１５％の範囲内で含有させてなるものである。尚、その他の成分は従来と同様であり、また微細な半田粒子粉末との体積比は８５〜９２％である。また、微細な半田粒子粉末は、２〜５μｍ又は５〜１２μｍのものを用いることが好ましい。
Thus, the solder ball mounting flux 4 contains fine solder particle powder (not shown) having the same components and mixing ratio as the
斯かる半田ボール搭載用フラックス４によれば、加熱したときにフラックス４中に含有する微細な半田粒子粉末と半田ボール５とが溶融により一体化し、而もフラックス４中に含有する微細な半田粒子粉末と半田ボール５とは同一の成分及び混合比率であることからより強力に一体化する。そして、この状態において半田ボール５はシリコンウエハ１、アルミニウム端子２、厳密にはアンダーバリアメタル膜３に接合するから、半田ボール５とアルミニウム端子２とは従来のフラックスのみの場合に比してはるかに強固に接合するものである。したがって、接合不良品の発生率を大幅に減少させることができるものである。
According to the solder ball mounting flux 4, when heated, the fine solder particle powder and the
また、上記半田ボール搭載用フラックス４を用いた半田バンプの形成方法は、シリコンウエハ１のアルミニウム端子２上に無電解ニッケルメッキと無電解金メッキとからなるアンダーバリアメタル膜３を形成した後上記半田ボール搭載用フラックス４を塗布し、該フラックス４の粘着力をもってアンダーバリアメタル膜３上に半田ボール５を搭載し、その後加熱により半田ボール５をアンダーバリアメタル膜３に接合させてバンプを形成するものである。
The solder bump forming method using the solder ball mounting flux 4 is performed by forming the under
斯かる半田バンプの形成方法によれば、半田バンプがアルミニウム端子２から簡単には脱落することがなく、接合不良品の発生率を大幅に減少させることができるものである。
According to such a method for forming solder bumps, the solder bumps are not easily detached from the
１ シリコンウエハ
２ アルミニウム端子
３ アンダーバリアメタル膜（ＵＢＭ）
４ 半田ボール搭載用フラックス
５ 半田ボール
６ 絶縁膜
1
4 Solder
Claims (3)
The solder ball mounting flux according to claim 1 is applied onto a terminal of a silicon wafer, the solder ball is mounted on the terminal of the silicon wafer with the adhesive force of the flux, and then the solder ball is bonded to the terminal by heating to bump. Forming a solder bump.
Priority Applications (1)
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| JP2010106909A JP2011238669A (en) | 2010-05-07 | 2010-05-07 | Solder ball mounting flux and solder bump forming method using thereof |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013095670A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Intel Corporation | Hybrid low metal loading flux |
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2010
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| WO2013095670A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Intel Corporation | Hybrid low metal loading flux |
| US20130341379A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-12-26 | Rajen S. Sidhu | Hybrid low metal loading flux |
| US9950393B2 (en) | 2011-12-23 | 2018-04-24 | Intel Corporation | Hybrid low metal loading flux |
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