JP2017216299A - 回路部材の接続構造および接続方法 - Google Patents

回路部材の接続構造および接続方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017216299A
JP2017216299A JP2016107854A JP2016107854A JP2017216299A JP 2017216299 A JP2017216299 A JP 2017216299A JP 2016107854 A JP2016107854 A JP 2016107854A JP 2016107854 A JP2016107854 A JP 2016107854A JP 2017216299 A JP2017216299 A JP 2017216299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
circuit member
bismuth
solder material
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016107854A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6685014B2 (ja
Inventor
新 岸
Arata Kishi
新 岸
弘樹 圓尾
Hiroki Maruo
弘樹 圓尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2016107854A priority Critical patent/JP6685014B2/ja
Priority to US15/582,801 priority patent/US10037960B2/en
Priority to CN201710361409.XA priority patent/CN107452706B/zh
Publication of JP2017216299A publication Critical patent/JP2017216299A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6685014B2 publication Critical patent/JP6685014B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/264—Bi as the principal constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • H01L24/92—Specific sequence of method steps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/811—Interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/0401—Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/05609—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/05611—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/05613—Bismuth [Bi] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05664—Palladium [Pd] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05669—Platinum [Pt] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/05686—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/1302—Disposition
    • H01L2224/13023—Disposition the whole bump connector protruding from the surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13109—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13113—Bismuth [Bi] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/1605—Shape
    • H01L2224/16057—Shape in side view
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16238—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81191—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/81201—Compression bonding
    • H01L2224/81203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8138—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/81399—Material
    • H01L2224/81486—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83104—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus by applying pressure, e.g. by injection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83193—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/9202—Forming additional connectors after the connecting process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9212—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
    • H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92222—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
    • H01L2224/92225—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/053—Oxides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/0543—13th Group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/053—Oxides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/0544—14th Group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/053—Oxides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/0549—Oxides composed of metals from groups of the periodic table being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/0531 - H01L2924/0546
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • H01L2924/3512—Cracking
    • H01L2924/35121—Peeling or delaminating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/032—Materials
    • H05K2201/0326—Inorganic, non-metallic conductor, e.g. indium-tin oxide [ITO]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】第１回路部材が有する第１電極と、第２回路部材が有する第２電極との電気的接続の信頼性を高めることが可能な接続方法を提供する。
【解決手段】第１電極を有する第１回路部材と、第２電極を有する第２回路部材とを接続する、回路部材の接続方法に関する。第２電極がバンプを有し、第１電極の表面にはんだ材料を有し、またはバンプの少なくとも先端部が、はんだ材料を含む。この接続方法は、（i）はんだ材料を介して、第１電極と第２電極とが対向するように、第１回路部材と第２回路部材とを配置する工程と、（ii）第２回路部材を第１回路部材に対して押圧しながら加熱して、はんだ材料を溶融させた後、溶融したはんだ材料を固化することにより、第１電極と第２電極とを電気的に接続するはんだ部を形成する工程と、を含む。はんだ材料は、ビスマス含有量が２０質量％超かつ８０質量％以下であるビスマス−インジウム合金を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路部材の接続構造および接続方法に関する。
第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、バンプを有する第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材とを接続する方法では、まず、はんだ材料を介して、第１電極と第２電極とが対向するように、第１回路部材と第２回路部材とを配置する。次に、第２回路部材を第１回路部材に対して押圧しながら加熱して、はんだ材料を溶融させた後、加熱を停止して、溶融したはんだ材料を固化することにより、第１電極と第２電極とを電気的に接続するはんだ部を形成する。
上記接続方法では、バンプがはんだ材料で構成されているか（特許文献１参照）、または、第１電極の表面にはんだ材料を含む被覆層が形成されている。
特開２０１４−１３０９５６号公報
一般に、蒸着などにより形成された、表面が比較的粗い電極（特に、透明電極のような金属酸化物を含む電極）は、溶融したはんだ材料に濡れにくいため、良好な接続状態を達成することが困難である。よって、このような電極に対しても、溶融時に電極の表面に十分に追従して、電極と強固に密着するはんだ部を形成可能なはんだ材料が求められている。
上記に鑑み、本発明の一局面は、第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材と、前記第１主面と前記第２主面との間に介在する接合部と、を備え、前記接合部は、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続するはんだ部を有し、前記はんだ部は、少なくとも前記第１電極の近傍にビスマス−インジウム合金を含み、前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２０質量％超かつ８０質量％以下である、回路部材の接続構造に関する。
本発明の別の一局面は、第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材とを接続する、回路部材の接続方法であって、前記第２電極がバンプを有し、前記第１電極の表面にビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料を有し、または前記バンプの少なくとも先端部が、ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料を含み、（i）前記はんだ材料を介して、前記第１電極と前記第２電極とが対向するように、前記第１回路部材と前記第２回路部材とを配置する工程と、（ii）前記第２回路部材を前記第１回路部材に対して押圧しながら加熱して、前記はんだ材料を溶融させた後、前記溶融したはんだ材料を固化することにより、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続するはんだ部を形成する工程と、を含み、前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２０質量％超かつ８０質量％以下である、回路部材の接続方法に関する。
本発明によれば、第１回路部材が有する第１電極と第２回路部材が有する第２電極との電気的接続の信頼性を高めることができる。
本発明の実施形態に係る回路部材の接続方法において、第１回路部材に第２回路部材を搭載した状態の要部（ａ）および形成されたはんだ部（ｂ）の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る実施例および比較例における、接続構造の接続強度と、はんだ材料の合金組成との関係を示す図である。
［回路部材の接続方法］
まず、第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、バンプを有する第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材とを接続する、回路部材の接続方法について説明する。はんだ材料は、第１電極の表面に付与もしくは塗布されているか、またはバンプの少なくとも先端部に含まれる。
（工程（i）および（ii））
回路部材の接続方法は、（i）はんだ材料を介して、第１電極と第２電極とが対向するように、第１回路部材と第２回路部材とを配置する工程と、（ii）第２回路部材を第１回路部材に対して押圧しながら加熱して、はんだ材料を溶融させた後、溶融したはんだ材料を固化することにより、第１電極と第２電極とを電気的に接続するはんだ部を形成する工程とを含む。
上記接続方法で用いられるはんだ材料は、ビスマス−インジウム合金を含む。はんだ材料に含まれるビスマスは溶融状態から固化するときに体積が膨張する異常液体であるため、工程（ii）で、溶融したはんだ材料が固化する過程において、はんだ材料が膨張し、はんだ材料と第１電極および第２電極との界面における圧力が高められる。よって、はんだ材料は電極の表面に追従しやすく、はんだ材料の固化により形成されるはんだ部は、第１電極および第２電極に、強固に密着することができる。
一方、はんだ材料に含まれるインジウムは、展性に優れるため、はんだ材料と第１電極および第２電極との濡れ面積を大きくすることができる。
上記ビスマスおよびインジウムによる効果を十分かつバランス良く得るためには、ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２０質量％超かつ８０質量％以下である必要がある。ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が２０質量％超であると、上記のビスマスによる効果が十分に得られ、はんだ部と電極（特に透明電極）とを強固に密着させ、接合することができる。ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が８０質量％以下であると、上記のインジウムによる効果が十分に得られる。ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が８０質量％を超えると、はんだ材料の融点が高くなり、電極間の接続に必要な加熱温度が高くなることで、回路部材の反りなどの不具合が生じる場合がある。
ビスマスの異常液体による電極間の接合性向上の観点から、ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量は、好ましくは２５質量％〜８０質量％、より好ましくは４０質量％〜８０質量％、更に好ましくは５５質量％〜８０質量％である。
ここで、図１に、工程（ii）における回路部材の接続状態の要部を模式的に示す。図１（ａ）は、第１回路部材に第２回路部材を搭載した状態の要部を示す。図１（ｂ）は、はんだ材料の固化により形成されたはんだ部を介して第１電極と第２電極とが接続された状態の要部を示す。
工程（i）では、第１電極１を有する第１回路部材２の上に、第２電極４を有する第２回路部材５が搭載される。第２電極４は、その表面にはんだ材料３で構成されたはんだバンプを有する。はんだ材料３は、ビスマス含有量が２０質量％超かつ８０質量％以下であるビスマス−インジウム合金を含む。このようにして、はんだ材料３（はんだバンプ）を介して、第１電極１と第２電極４とが対向するように、第１回路部材２と第２回路部材５とが配置される。
次に、工程（ii）では、第２回路部材５を第１回路部材２に対して押圧しながら加熱して、はんだ材料３を溶融させた後、加熱を停止して、溶融したはんだ材料３を固化する。加熱を停止し、はんだ材料３が溶融状態から固化する過程において、はんだ材料３は、ビスマスを含むため膨張し、第１電極の表面に十分に追従する。また、溶融したはんだ材料３はインジウムを含むため、第１電極１および第２電極４に適度に濡れ広がる。その結果、図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）の状態よりもはんだ材料３の体積が膨張し、はんだ材料３の固化により形成されたはんだ部６は、第１電極１および第２電極４と強固に接続される。
上記ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料は、蒸着などにより形成された、表面が比較的粗い電極（特に、透明電極のような金属酸化物を含む電極）の接続に対して有効である。一般に、このような電極は、溶融はんだ材料に濡れにくいため、良好な接続状態を達成することが困難である。また、金属酸化物を含む電極は、高温では、はんだと反応して部分的に消失することがある。一方、上記ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料は、このような電極の表面にも十分に追従して、濡れ広がることができるため、良好な接続状態を達成することができる。また、ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料は、低温で溶融するため、金属酸化物を含む電極をほとんど損傷させない。
透明電極は、算術平均粗さＲａが５ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましく、最大高さＲｚが７０ｎｍ以下であることが好ましい。蒸着などで形成される上記範囲の表面が比較的粗い透明電極を用いる場合でも、上記ビスマス−インジウム合金を用いることにより、良好な接続状態を達成することができる。なお、算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠する測定方法により求められる。
工程（ii）の加熱を低温（例えば１３０℃以下）で行うためには、ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量は、２７質量％〜６８質量％であることが好ましい。ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が２７質量％〜６８質量％である場合、ビスマス−インジウム合金の融点は７２℃〜１０９℃である。工程（ii）の加熱を低温で行うことができるため、回路部材にかかる熱的ストレスを低減することができ、ガラス基板のような熱的ストレスに弱い回路部材を接続する場合でも、回路部材の反りなどの不具合の発生を十分に抑制することができる。
工程（ii）の加熱をより低温（例えば１１０℃以下）で行うためには、ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量は、２７質量％〜５５質量％であることがより好ましい。この場合、ビスマス−インジウム合金の融点は１００℃以下である。
工程(ii)の加熱を更に低温（例えば１００℃以下）で行うためには、ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量は、３５質量％〜５５質量％であることが更に好ましい。この場合、ビスマス−インジウム合金の融点は９０℃以下である。
融点７２℃〜１０９℃のビスマス−インジウム合金としては、例えば３５Ｂｉ−６５Ｉｎ（ｍｐ：７２℃）、５１Ｂｉ−４９Ｉｎ（ｍｐ：８５℃）、５５Ｂｉ−４５Ｉｎ（ｍｐ：８９℃）、２７Ｂｉ−７３Ｉｎ（ｍｐ：１００℃）、６８Ｂｉ−３２Ｉｎ（ｍｐ：１０９℃）などが挙げられる。ただし、ＸＢｉ−ＹＩｎは、Ｘ質量％のビスマスとＹ質量％のインジウムとを含む合金を意味する。
ビスマス−インジウム合金におけるビスマス以外の残部は、ほとんど（例えば残部の９９質量％以上）がインジウムであることが好ましい。このようなビスマス−インジウム合金は、電極間の接続信頼性が高く、かつ低融点である。ビスマス−インジウム合金は、例えば、ＢｉＩｎ２、Ｂｉ３Ｉｎ５およびＢｉＩｎよりなる群から選択される少なくとも１種を含む。
ビスマス−インジウム合金は、ビスマスおよびインジウム以外の第３成分を僅かに含んでもよい。ビスマス−インジウム合金に含まれる第３成分の量は、例えば０．０１質量％以下である。第３成分としては、例えばニッケルやコバルトが挙げられる。このような第３成分の存在により、例えば、はんだ材料の固化により形成されるはんだ部の機械的強度を高めることができる。
また、はんだ材料の電極への濡れ性および電極間の電気的接続の信頼性を高める観点から、はんだ材料に含まれるビスマス−インジウム合金において、ビスマス−インジウム合金に含まれるインジウムの量は、２０質量％以上かつ８０質量％未満が好ましく、２０質量％〜７５質量％がより好ましく、２０質量％〜６０質量％が更に好ましく、２０質量％〜４５質量％が特に好ましい。
はんだ材料の電極への濡れ性改善のために、はんだ材料の表面にフラックスを塗布してもよい。フラックスには公知の材料を用いればよい。ただし、上記ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料を用いる場合、フラックスを用いなくても、電極間を強固に接続することができ、第１電極と第２電極との電気的接続に対する信頼性を高めることができる。すなわち、工程（i）では、第１電極とはんだ材料との間にフラックスを介在させなくてもよい。この場合、フラックスを塗布する工程、およびはんだ部を形成した後のフラックスの残渣を除去する工程が不要であり、工程数を減らすことができる。
はんだ材料を介して電極間の接続を行うため、回路部材に印加する圧力は低くてよい。よって、薄く、強度の低い回路部材を接続する場合でも、不具合が発生しにくく、第１電極と第２電極との電気的接続に対する高い信頼性を確保することができる。
（第１回路部材）
第１回路部材は、例えば、所定のピッチで配列している複数の第１電極を備えた第１主面を有する。第１回路部材は、特に限定されないが、例えば、テレビ、タブレット、スマートフォン、ウェアラブルデバイスなどが具備する表示パネルに用いられる透明基板であり得る。透明基板は、半透明であってもよい。透明基板としては、ガラス基板およびフィルム状基板が挙げられる。フィルム状基板は、透明性を有する樹脂フィルムで形成されている。透明性を有する樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのフィルムであり得る。第１主面は、第１回路部材の任意の主面であり得る。
第１回路部材が透明基板である場合には、第１電極に透明電極が用いられる。透明電極は、インジウムとスズとを含む酸化物であればよく、インジウムおよびスズ以外の微量の第三の金属元素を含んでもよい。透明電極の代表例は、いわゆる酸化インジウムスズもしくはスズドープ酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ））電極である。
第１電極はパッド電極であってもよい。パッド電極の表面にはんだ材料を有する場合、はんだ材料は、パッド電極の表面の少なくとも押圧時にバンプが着地する部分に存在していればよい。パッド電極の表面にはんだ材料を含む被覆層を形成してもよい。第１電極の表面にはんだ材料を付与する方法としては、公知の手法を用いればよい。
（第２回路部材）
第２回路部材は、例えば、所定のピッチで配列している複数の第２電極を備えた第２主面を有する。第２回路部材は、特に限定されないが、例えば半導体チップ、電子部品パッケージ、フィルム基板、コネクタなどであり得る。第２主面は、第２回路部材の任意の主面であり得る。
第２電極は、特に限定されないが、例えば、金、白金、銅、ニッケル、パラジウム、各種はんだなどを含む金属電極であり得る。金属電極を形成するはんだは、例えば、錫、銀、ビスマス、インジウム、ニッケル、銅などを含むはんだであり得る。
（バンプ）
第２電極の表面に存在するバンプは、第１電極と第２電極とを短い距離で確実に接続するために設けられる。バンプを用いた電極間の電気的接続は、ワイヤ・ボンディングに比べて実装面積を小さくすることができ、電子部品の小型化に有利である。また、電極間の接続距離を短くすることができるため、優れた電気的特性が要求される電子部品の接続に有利である。
バンプをはんだ材料で構成する場合、バンプの少なくとも先端部がはんだ材料を含んでいればよい。バンプの先端部は、押圧時に、第１電極に着地する部分である。バンプ全体がはんだ材料で構成されていてもよい。また、バンプが、はんだ材料以外の金属材料で構成される部分を含む場合、その部分は第２電極の一部を兼ねてもよい。はんだ材料でバンプを形成する方法としては、公知の手法を用いればよい。
ビスマスの異常液体によるはんだ材料の膨張効果を十分に得る観点から、バンプの最大径は２０μｍ以上であることが好ましい。
バンプのうち、はんだ材料で構成される部分が占める体積割合は３０体積％以上であることが好ましい。これにより、ビスマスの異常液体によるはんだ材料の膨張効果が十分に得られる。
工程(ii)では、第２回路部材を第１回路部材に対して押圧すると、第１回路部材も第２回路部材に対して押圧されることになる。つまり、どちらの回路部材に押圧のためのツールを押し当ててもよい。はんだ材料の加熱は、例えば、加熱のためのツールを用いて、第１回路部材および／または第２回路部材を加熱することで行われる。押圧のためのツールは加熱のためのツールを兼ねていてもよい。
（工程（iii）および（iv））
更に、上記の接続方法は、（iii）第１主面と第２主面との間に接着剤を介在させる工程と、（iv）接着剤から第１主面と第２主面とを接着する樹脂部を形成する工程とを含むことが好ましい。これにより、回路部材の接続強度が向上する。
樹脂部は、はんだ部の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。これにより、はんだ部が補強され、接続構造の強度がより向上する。また、回路部材が、所定のピッチで配列している複数の電極を有する場合には、電極間のピッチが狭い場合でも、隣接する電極間の絶縁を確保しやすくなる。例えば、樹脂部は、複数の第１電極と、複数の第２電極と、を接続する複数のはんだ部の隙間を埋めるように形成されることが望ましい。
工程（iii）は、工程（i）において実施するか、または、工程（ii）の後に実施すればよい。工程（iii）を工程（i）において実施する場合には、第１主面または第２主面に、接着剤を塗布すればよい。工程（iii）を工程（ii）の後に実施する場合には、第１主面と第２主面との間に、接着剤（アンダーフィル材）を充填すればよい。
（接着剤）
接着剤は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であればよい。樹脂組成物は、更に熱硬化性樹脂の硬化剤を含んでもよい。硬化剤としては、アミン、フェノール樹脂、酸無水物などが挙げられる。樹脂組成物は、更に、種々の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、はんだ材料や電極表面の酸化被膜を除去する活性剤、フィラー、硬化促進剤などが挙げられる。
樹脂部は、熱硬化性樹脂の硬化反応により得られた硬化物を含む。工程(ii)の加熱温度は、熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する温度よりも高いことが好ましい。工程(iii)を工程(i)において実施する場合、はんだ部の形成とともに樹脂部の形成を行うことができる。
熱硬化性樹脂の硬化反応が進行する温度は、はんだ材料の融点より高いことが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂の硬化反応の殆どが、はんだ材料が溶融し、はんだ材料により第１電極および第２電極が濡れた後で進行する。よって、第１電極と第２電極との電気的接続に対する信頼性を高めることができる。
［回路部材の接続構造］
本発明に係る回路部材の接続構造は、上記接続方法により得られる。この接続構造は、第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材と、第１主面と第２主面との間に介在する接合部と、を備える。接合部は、上記接続方法で形成されるはんだ部を有する。接合部は、更に、上記接続方法で形成される樹脂部を有してもよい。
はんだ部は、少なくとも第１電極の近傍に、ビスマス含有量が２０質量％超かつ８０質量％以下であるビスマス−インジウム合金を含む。第１電極の近傍とは、はんだ部における当該はんだ部と第１電極との間に合金層が形成される場合には、その合金層よりも内側（はんだ部側）の部分を指す。合金層は、第１電極に含まれる金属とはんだ材料に含まれる金属とを含む。
上記接続方法において、バンプがはんだ材料で構成される場合は、はんだ材料の固化により形成されるはんだ部は、少なくとも第１電極と第２電極との間にビスマス−インジウム合金を含む。上記接続方法において、第１電極の表面にはんだ材料を含む被覆層を形成する場合は、はんだ材料の固化により形成されるはんだ部は、少なくとも第１電極とバンプとの間にビスマス−インジウム合金を含む。
次に、本発明を実施例に基づいて、更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（第１回路部材の作製）
厚さ０．３ｍｍで矩形（３０ｍｍ×３０ｍｍサイズ）のガラス基板の一方の表面（第１主面）に、透明電極として、幅５０μｍの複数のＩＴＯ電極（厚さ１５００Å）をストライプ状に形成した。ＩＴＯ電極のピッチは０．１ｍｍとした。
なお、ＩＴＯ電極の形成には、蒸着法を用いた。ＩＴＯ電極の表面状態に関しては、算術平均粗さＲａは７．８ｎｍであり、最大高さＲｚは６６．６ｎｍであった。算術平均粗さＲａおよび最大高Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠する測定方法により求めた。
（評価用板状部材の作製）
電極間の接続状態を評価するために、第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材の代わりに、便宜上、厚み１．６ｍｍである矩形（３．２ｍｍ×１．６ｍｍサイズ）の、表面がＡｕめっきされたＣｕ製板状部材（Ａｕめっき層の厚み０．１〜０．５μｍ）を用いた。
電解めっき法により、バンプの代わりとして、板状部材の一方の表面（３．２ｍｍ×１．６ｍｍサイズ）に、はんだ材料を含む被覆層（厚み３〜１０μｍ）を形成した。
（回路部材の接続）
はんだ材料を含む被覆層を有する板状部材を、透明電極を有するガラス基板の上に搭載した。このようにして、はんだ材料を介して、透明電極とＡｕめっき層とが対向するように、ガラス基板と板状部材とを配置した（工程（i））。
評価用板状部材の自らの重みを利用して、板状部材をガラス基板に対して押圧しながら、ガラス基板の下よりホットプレートで加熱して、はんだ材料を溶融させた。このとき、はんだ材料の融点よりも約１０℃高い温度で１０秒間はんだ材料を加熱した。その後、加熱を停止して、溶融したはんだ材料を固化することにより、透明電極とＡｕめっき層とを接続するはんだ部を形成した（工程（ii））。このようにして、回路部材の接続構造（評価用接続構造体）を得た。
上記評価用接続構造体の作製において、はんだ材料には、Ｉｎ単体（融点：約１５６℃）、１０Ｂｉ−９０Ｉｎ（融点：１４０℃）、２０Ｂｉ−８０Ｉｎ（融点：１１０℃）、４０Ｂｉ−６０Ｉｎ（融点：８０℃）、５５Ｂｉ−４５Ｉｎ（融点：８９℃）、８０Ｂｉ−２０Ｉｎ（融点：１８０℃）、Ｂｉ単体（融点：約２７１℃）を用いた。なお、ＸＢｉ−ＹＩｎは、Ｘ質量％のビスマスとＹ質量％のインジウムとを含む合金を意味する。
各種はんだ材料を用いてそれぞれ評価用接続構造体を得た。
［評価］
ボンディングテスタ（（株）レスカ製、ＰＴＲ−１１０２）を用いて、評価用接続構造体の透明電極とＡｕめっき層との接続強度を測定した。具体的には、評価用接続構造体を固定した後、荷重センサが取り付けられたツールで評価用板状部材の側面（１．６ｍｍ×１．６ｍｍサイズ）を押し、透明電極とＡｕめっき層との接続が破壊された際の荷重を測定した。測定時には、ツールをガラス基板面から０．３ｍｍの高さまで下降させた。ツールの送り速度は０．５ｍｍ／秒とした。
その評価結果を図２に示す。なお、図２中の１００Ｉｎ、１０Ｂｉ、２０Ｂｉ、４０Ｂｉ、５５Ｂｉ、８０Ｂｉ、および１００Ｂｉは、それぞれＩｎ単体（比較例）、１０Ｂｉ−９０Ｉｎ（比較例）、２０Ｂｉ−８０Ｉｎ（比較例）、４０Ｂｉ−６０Ｉｎ、５５Ｂｉ−４５Ｉｎ、８０Ｂｉ−２０Ｉｎ、およびＢｉ単体（比較例）を示す。
はんだ材料に、４０Ｂｉ−６０Ｉｎ、５５Ｂｉ−４５Ｉｎ、８０Ｂｉ−２０Ｉｎを用いた場合（実施例）では、高い接続強度が得られた。
はんだ材料に、２０Ｂｉ−８０Ｉｎ、１０Ｂｉ−９０Ｉｎ、Ｉｎ単体を用いた場合（比較例）では、接続強度が低下した。はんだ材料にＢｉ単体を用いた場合（比較例）では、接続強度は高いが、はんだ材料の融点が非常に高いため、透明電極とＡｕめっき層との接続を低温下で行うことができなかった。
本発明に係る回路部材の接続構造および接続方法は、液晶などに用いられる透明電極を有するガラス基板のように、はんだ材料が濡れにくい電極を備える回路部材に対して、特に有用である。
１ 第１電極
２ 第１回路部材
３ はんだ材料
４ 第２電極
５ 第２回路部材
６ はんだ部

Claims (12)

  1. 第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、
    第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材と、
    前記第１主面と前記第２主面との間に介在する接合部と、を備え、
    前記接合部は、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続するはんだ部を有し、
    前記はんだ部は、少なくとも前記第１電極の近傍にビスマス−インジウム合金を含み、
    前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２０質量％超かつ８０質量％以下である、回路部材の接続構造。
  2. 前記接合部は、さらに、前記第１主面と前記第２主面とを接着する樹脂部を有する、請求項１に記載の回路部材の接続構造。
  3. 前記第１電極は、透明電極である、請求項１または２に記載の回路部材の接続構造。
  4. 前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２７質量％〜６８質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路部材の接続構造。
  5. 前記ビスマス−インジウム合金の融点は、７２℃〜１０９℃である、請求項４に記載の回路部材の接続構造。
  6. 第１電極を備えた第１主面を有する第１回路部材と、第２電極を備えた第２主面を有する第２回路部材とを接続する、回路部材の接続方法であって、
    前記第２電極がバンプを有し、
    前記第１電極の表面にビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料を有し、または前記バンプの少なくとも先端部が、ビスマス−インジウム合金を含むはんだ材料を含み、
    （i）前記はんだ材料を介して、前記第１電極と前記第２電極とが対向するように、前記第１回路部材と前記第２回路部材とを配置する工程と、
    （ii）前記第２回路部材を前記第１回路部材に対して押圧しながら加熱して、前記はんだ材料を溶融させた後、前記溶融したはんだ材料を固化することにより、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続するはんだ部を形成する工程と、
    を含み、
    前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２０質量％超かつ８０質量％以下である、回路部材の接続方法。
  7. さらに、（iii）前記第１主面と前記第２主面との間に接着剤を介在させる工程と、（iv）前記接着剤から前記第１主面と前記第２主面とを接着する樹脂部を形成する工程とを含む、請求項６に記載の回路部材の接続方法。
  8. 前記工程（iii）は、前記工程（i）において実施するか、または、前記工程（ii）の後に実施する、請求項７に記載の回路部材の接続方法。
  9. 前記第１電極は、透明電極である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の回路部材の接続方法。
  10. 前記ビスマス−インジウム合金に含まれるビスマスの量が、２７質量％〜６８質量％である請求項６〜９のいずれか１項に記載の回路部材の接続方法。
  11. 前記ビスマス−インジウム合金の融点は、７２℃〜１０９℃である、請求項１０に記載の回路部材の接続方法。
  12. 前記工程（i）において、前記第１電極と前記はんだ材料との間にフラックスを介在させない、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の回路部材の接続方法。


JP2016107854A 2016-05-30 2016-05-30 回路部材の接続構造および接続方法 Active JP6685014B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016107854A JP6685014B2 (ja) 2016-05-30 2016-05-30 回路部材の接続構造および接続方法
US15/582,801 US10037960B2 (en) 2016-05-30 2017-05-01 Connection structure and connecting method of circuit member
CN201710361409.XA CN107452706B (zh) 2016-05-30 2017-05-19 电路部件的连接构造以及连接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016107854A JP6685014B2 (ja) 2016-05-30 2016-05-30 回路部材の接続構造および接続方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017216299A true JP2017216299A (ja) 2017-12-07
JP6685014B2 JP6685014B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=60418992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016107854A Active JP6685014B2 (ja) 2016-05-30 2016-05-30 回路部材の接続構造および接続方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10037960B2 (ja)
JP (1) JP6685014B2 (ja)
CN (1) CN107452706B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020025961A (ja) * 2018-08-09 2020-02-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだ材料、実装基板、及び、はんだ部の形成方法
WO2024122217A1 (ja) * 2022-12-06 2024-06-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接合構造体及び該接合構造体の接合部を形成するための接合材料

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111757789A (zh) * 2018-03-05 2020-10-09 贺利氏德国有限两合公司 制造夹层布置的方法
TWI839955B (zh) * 2022-11-21 2024-04-21 遠東科技大學 銦鉍合金作為焊料之用途

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6453427A (en) * 1986-09-25 1989-03-01 Toshiba Corp Bonding process
JP2001198692A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光モジュールの接合材料およびこれを用いる光学ヘッド
JP2001308144A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Tamura Seisakusho Co Ltd フリップチップ実装方法
WO2007021006A1 (ja) * 2005-08-18 2007-02-22 Senju Metal Industry Co., Ltd. 鉛フリー低温はんだ
JP2013197110A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Panasonic Corp 電極接合方法および回路部材接合ライン

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1176639B1 (de) * 2000-07-28 2007-06-20 Infineon Technologies AG Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterbauelementes
JP3905100B2 (ja) * 2004-08-13 2007-04-18 株式会社東芝 半導体装置とその製造方法
CN103314652A (zh) * 2012-01-17 2013-09-18 松下电器产业株式会社 配线基板及其制造方法
WO2013157197A1 (ja) * 2012-04-19 2013-10-24 パナソニック株式会社 電子部品実装方法および電子部品実装ライン
JP6009350B2 (ja) 2012-12-28 2016-10-19 花王株式会社 電子部品が接合した回路基板の製造方法
JP6358535B2 (ja) * 2013-04-26 2018-07-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 配線板間接続構造、および配線板間接続方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6453427A (en) * 1986-09-25 1989-03-01 Toshiba Corp Bonding process
JP2001198692A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光モジュールの接合材料およびこれを用いる光学ヘッド
JP2001308144A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Tamura Seisakusho Co Ltd フリップチップ実装方法
WO2007021006A1 (ja) * 2005-08-18 2007-02-22 Senju Metal Industry Co., Ltd. 鉛フリー低温はんだ
JP2013197110A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Panasonic Corp 電極接合方法および回路部材接合ライン

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020025961A (ja) * 2018-08-09 2020-02-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだ材料、実装基板、及び、はんだ部の形成方法
JP7162240B2 (ja) 2018-08-09 2022-10-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだ材料、実装基板、及び、はんだ部の形成方法
WO2024122217A1 (ja) * 2022-12-06 2024-06-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接合構造体及び該接合構造体の接合部を形成するための接合材料

Also Published As

Publication number Publication date
JP6685014B2 (ja) 2020-04-22
US20170345782A1 (en) 2017-11-30
US10037960B2 (en) 2018-07-31
CN107452706B (zh) 2023-03-24
CN107452706A (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6802446B2 (en) Conductive adhesive material with metallurgically-bonded conductive particles
TWI640108B (zh) 發光裝置、異向性導電接著劑、發光裝置製造方法
JP6187918B2 (ja) 回路部材の接続構造、接続方法および接続材料
JP5967489B2 (ja) 実装構造体
JP6685014B2 (ja) 回路部材の接続構造および接続方法
KR20110111232A (ko) 반도체 칩 내장 배선 기판 및 그 제조 방법
US10080298B2 (en) Circuit board interconnection structure and circuit board interconnection method
JP6551794B2 (ja) 導電粒子、ならびに回路部材の接続材料、接続構造、および接続方法
JP2010283215A (ja) 電子装置および電子装置を製造する方法
JP4318886B2 (ja) 突起電極接合型半導体装置およびその製造方法
JP5065657B2 (ja) 電子装置およびその製造方法
JP5333220B2 (ja) 半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法
JP5168110B2 (ja) 電子装置の製造方法
JP2010140924A (ja) 電子部品実装構造および電子部品実装方法
JP6474008B2 (ja) 接続材料
JP6536968B2 (ja) 接続材料
JP6587107B2 (ja) 回路部材の接続方法
KR102038377B1 (ko) 전기 접속 테이프
KR102757662B1 (ko) 복합 배선 기판, 반도체 장치 및 복합 배선 기판 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180227

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190702

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20191015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191219

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20191227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200313

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6685014

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151