JP2735038B2 - バンプ形成方法 - Google Patents
バンプ形成方法Info
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- silicon
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
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- 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
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップの実装
方法に関し、特にベアチップ又はパッケージと基板との
フェイスダウン接続における導電ボールを用いたバンプ
の形成方法に関する。
方法に関し、特にベアチップ又はパッケージと基板との
フェイスダウン接続における導電ボールを用いたバンプ
の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の、導電性を有するボールを用いた
バンプの形成方法は図４に示すように、まず集積回路チ
ップ又は基板１上に設けられている電極パッド２に、フ
ラックス又は半田ペースト１２等を印刷法，ディスペン
サー等により盛り上げて形成する。次に集積回路チップ
又は基板１の電極パッド２のパターンと同一パターンに
開孔してある半田ボールマスク１３を位置合わせし、半
田ボールマスク１３の開孔を通して半田ボール５を電極
パッド２上に配置させる。このとき半田ボール５は、フ
ラックス又は半田ペースト１２の粘着力により仮固定さ
れる。その後、半田ボールマスク１３を取り去り、半田
ボール５を加熱，溶融させることにより、半田バンプを
形成していた。
バンプの形成方法は図４に示すように、まず集積回路チ
ップ又は基板１上に設けられている電極パッド２に、フ
ラックス又は半田ペースト１２等を印刷法，ディスペン
サー等により盛り上げて形成する。次に集積回路チップ
又は基板１の電極パッド２のパターンと同一パターンに
開孔してある半田ボールマスク１３を位置合わせし、半
田ボールマスク１３の開孔を通して半田ボール５を電極
パッド２上に配置させる。このとき半田ボール５は、フ
ラックス又は半田ペースト１２の粘着力により仮固定さ
れる。その後、半田ボールマスク１３を取り去り、半田
ボール５を加熱，溶融させることにより、半田バンプを
形成していた。
【０００３】他の従来技術として特開平５−１２９３７
４号公報に開示されたバンプの形成方法は図５に示すよ
うに、半田ボール５を真空吸着する半田ボール吸着ヘッ
ド１４の下面には半田ボールマスク１３を設け、半田ボ
ール５を半田ボールマスク１３の開孔部１５に真空吸着
してこれらを電極パッド２に位置合わせし、半田ボール
５の真空吸着を解除して半田ボールマスク１３から半田
ボール５を電極パッド２のフラックス１６上に配置し、
さらにホットプレート等を利用して、半田ボール５を溶
融して半田バンプを形成していた。
４号公報に開示されたバンプの形成方法は図５に示すよ
うに、半田ボール５を真空吸着する半田ボール吸着ヘッ
ド１４の下面には半田ボールマスク１３を設け、半田ボ
ール５を半田ボールマスク１３の開孔部１５に真空吸着
してこれらを電極パッド２に位置合わせし、半田ボール
５の真空吸着を解除して半田ボールマスク１３から半田
ボール５を電極パッド２のフラックス１６上に配置し、
さらにホットプレート等を利用して、半田ボール５を溶
融して半田バンプを形成していた。
【０００４】さらに他の従来技術として特開平４−２４
２９４３号公報に開示されたバンプの形成方法は、図６
に示すように非半田濡れ性で良好な熱伝導性および剛性
を有するアルミニウムやセラミック材料等からなるテン
プレート１７に配設した円錐状凹部１８内に所定の形状
の半田ボール５をセットし、この状態でリフロソルダリ
ング法により半田ボール５を円錐状凹部１８中で溶融さ
せ、これを半導体装置１９に設けられているバンプ電極
２０に転写し、バンプ電極を形成していた。
２９４３号公報に開示されたバンプの形成方法は、図６
に示すように非半田濡れ性で良好な熱伝導性および剛性
を有するアルミニウムやセラミック材料等からなるテン
プレート１７に配設した円錐状凹部１８内に所定の形状
の半田ボール５をセットし、この状態でリフロソルダリ
ング法により半田ボール５を円錐状凹部１８中で溶融さ
せ、これを半導体装置１９に設けられているバンプ電極
２０に転写し、バンプ電極を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図示した従来のバンプ
形成方法では、半田ボールマスク１３の貫通孔，テンプ
レート１７の円錐状凹部１８を機械加工やレーザー等で
形成する必要があるが、このような方法では、例えば貫
通孔や円錐状凹部を１００μｍ程度あるいはそれ以下の
ファインピッチで加工する場合、或いは１０００個或い
はそれ以上の貫通孔，凹部を形成する場合、ドリル等の
治具の寸法精度，加工精度，加工制御技術等が十分でな
いため、均一形状の貫通孔や凹部を形成するのは困難で
あった。
形成方法では、半田ボールマスク１３の貫通孔，テンプ
レート１７の円錐状凹部１８を機械加工やレーザー等で
形成する必要があるが、このような方法では、例えば貫
通孔や円錐状凹部を１００μｍ程度あるいはそれ以下の
ファインピッチで加工する場合、或いは１０００個或い
はそれ以上の貫通孔，凹部を形成する場合、ドリル等の
治具の寸法精度，加工精度，加工制御技術等が十分でな
いため、均一形状の貫通孔や凹部を形成するのは困難で
あった。
【０００６】ピッチが狭くなり、使用する半田ボールの
サイズが小さくなるほど、また貫通孔や凹部の数が増え
るほど、形状の均一性が重要となる。形状の均一性が悪
いと、バンプ形成時に、位置ずれ，未転写等の不良が発
生する確率が高くなる。また貫通孔，凹部を１個ずつ形
成するため、時間とコストがかかるという問題があっ
た。
サイズが小さくなるほど、また貫通孔や凹部の数が増え
るほど、形状の均一性が重要となる。形状の均一性が悪
いと、バンプ形成時に、位置ずれ，未転写等の不良が発
生する確率が高くなる。また貫通孔，凹部を１個ずつ形
成するため、時間とコストがかかるという問題があっ
た。
【０００７】本発明の目的は、ファインピッチで微小な
バンプを、半田ボールを用いた簡単なプロセスにより歩
留りよく形成するバンプ形成方法を提供することにあ
る。
バンプを、半田ボールを用いた簡単なプロセスにより歩
留りよく形成するバンプ形成方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るバンプ形成方法は、テンプレート上に
形成されたピットに半田ボールを載置してピットにより
半田ボールを整列させ、テンプレート上に整列された半
田ボールをボードの電極パッドに転写してリフローによ
って半田バンプを形成する方法において、 前記テンプレ
ートとして異方性エッチング技術によりファインピッチ
の微小なピットを形成したシリコン製テンプレートを用
いるものである。
め、本発明に係るバンプ形成方法は、テンプレート上に
形成されたピットに半田ボールを載置してピットにより
半田ボールを整列させ、テンプレート上に整列された半
田ボールをボードの電極パッドに転写してリフローによ
って半田バンプを形成する方法において、 前記テンプレ
ートとして異方性エッチング技術によりファインピッチ
の微小なピットを形成したシリコン製テンプレートを用
いるものである。
【０００９】また、本発明に係るバンプ形成方法は、テ
ンプレート上に形成されたピットに半田ボールを載置し
てピットにより半田ボールを整列させ、テンプレート上
に整列された半田ボールを粘着テープに転写した後にボ
ードの電極パッドに転写してリフローによって半田バン
プを形成する方法において、 前記テンプレートとして異
方性エッチング技術によりファインピッチの微小なピッ
トを形成したシリコン製テンプレートを用いるものであ
る。
ンプレート上に形成されたピットに半田ボールを載置し
てピットにより半田ボールを整列させ、テンプレート上
に整列された半田ボールを粘着テープに転写した後にボ
ードの電極パッドに転写してリフローによって半田バン
プを形成する方法において、 前記テンプレートとして異
方性エッチング技術によりファインピッチの微小なピッ
トを形成したシリコン製テンプレートを用いるものであ
る。
【００１０】またエッチング面は、シリコン製テンプレ
ートの（１００）面である。
ートの（１００）面である。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【作用】テンプレート上に半田ボールを整列させ、この
半田ボールを電極パッド上に転写し、熱を加えて半田バ
ンプを形成する。
半田ボールを電極パッド上に転写し、熱を加えて半田バ
ンプを形成する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
【００１５】（実施例１）図１は本発明の実施例１を製
造工程順に示す断面図である。
造工程順に示す断面図である。
【００１６】図において本発明に係るバンプ形成方法は
基本的構成方法として、テンプレート４上に形成された
ピット３に半田ボール５，５……を載置して半田ボール
５をテンプレート４上に整列させ、テンプレート４上に
整列された半田ボール５を集積回路チップ或いは基板等
（以下、ボードという）１の電極パッド２に転写してリ
フローにより半田バンプ７を形成するものである。
基本的構成方法として、テンプレート４上に形成された
ピット３に半田ボール５，５……を載置して半田ボール
５をテンプレート４上に整列させ、テンプレート４上に
整列された半田ボール５を集積回路チップ或いは基板等
（以下、ボードという）１の電極パッド２に転写してリ
フローにより半田バンプ７を形成するものである。
【００１７】次に本発明を具体例を用いて説明する。テ
ンプレート４としてシリコン製の板を用い、シリコン製
テンプレート４に異方性エッチングの技術を用いて、ボ
ード１上の電極パッド２のパターンに対応するパターン
でピット３を形成する。
ンプレート４としてシリコン製の板を用い、シリコン製
テンプレート４に異方性エッチングの技術を用いて、ボ
ード１上の電極パッド２のパターンに対応するパターン
でピット３を形成する。
【００１８】ここで、異方性エッチング技術によるピッ
ト形成について図２に示す異方性エッチング技術による
ピット形成方法を参照して説明する。まず図２（ａ）に
示すようにシリコンウェーハ９にシリコン酸化膜１０を
形成し、（ｂ）に示すようにシリコン酸化膜１０上にレ
ジスト１１を塗布した後、フォトリソグラフィー（以
下、ＰＲという）技術により所望のパターンに開口部１
１ａを形成する。次に（ｃ）に示すように弗酸等を用
い、開口部１１ａ真下のシリコン酸化膜１０をエッチン
グ除去し、レジスト１１を剥離する。次に（ｄ）に示す
ように水酸化カリウム等を用い、シリコン酸化膜１０の
開口部１０ａ真下のシリコンをエッチングし、ピット３
を形成する。このとき、結晶面の（１１１）面が現れる
ようにエッチングが進行する。特に表面が（１００）面
であるシリコンウェーハを用いた場合、上記の異方性エ
ッチングを施すと、頂角が７０．６度である正四角錐形
状のピットが形成される。または、途中でエッチングを
止めることにより、ピット３の深さを制御することがで
きる。ＰＲ技術を用いているため、この方法で形成した
ピット３の形状は、サイズのばらつきがほとんど無く、
非常に均一になる。
ト形成について図２に示す異方性エッチング技術による
ピット形成方法を参照して説明する。まず図２（ａ）に
示すようにシリコンウェーハ９にシリコン酸化膜１０を
形成し、（ｂ）に示すようにシリコン酸化膜１０上にレ
ジスト１１を塗布した後、フォトリソグラフィー（以
下、ＰＲという）技術により所望のパターンに開口部１
１ａを形成する。次に（ｃ）に示すように弗酸等を用
い、開口部１１ａ真下のシリコン酸化膜１０をエッチン
グ除去し、レジスト１１を剥離する。次に（ｄ）に示す
ように水酸化カリウム等を用い、シリコン酸化膜１０の
開口部１０ａ真下のシリコンをエッチングし、ピット３
を形成する。このとき、結晶面の（１１１）面が現れる
ようにエッチングが進行する。特に表面が（１００）面
であるシリコンウェーハを用いた場合、上記の異方性エ
ッチングを施すと、頂角が７０．６度である正四角錐形
状のピットが形成される。または、途中でエッチングを
止めることにより、ピット３の深さを制御することがで
きる。ＰＲ技術を用いているため、この方法で形成した
ピット３の形状は、サイズのばらつきがほとんど無く、
非常に均一になる。
【００１９】図１（ａ）に示すように、図２に示したシ
リコン製テンプレート４のピット３に半田ボール５を配
置して半田ボール５をテンプレート４上に整列させる。
半田ボール５の組成は例えばＰｂ／Ｓｎ＝３７／６３ｗ
ｔ．％等である。また半田ボール５の内部に金属や樹脂
からなる核があっても良い。またテンプレート４を振動
機等を用いて振動させることにより、テンプレート４上
に半田ボール５を効率良く配列させることができる。
リコン製テンプレート４のピット３に半田ボール５を配
置して半田ボール５をテンプレート４上に整列させる。
半田ボール５の組成は例えばＰｂ／Ｓｎ＝３７／６３ｗ
ｔ．％等である。また半田ボール５の内部に金属や樹脂
からなる核があっても良い。またテンプレート４を振動
機等を用いて振動させることにより、テンプレート４上
に半田ボール５を効率良く配列させることができる。
【００２０】次に図１（ｂ）に示すように高耐熱性の粘
着テープ６でテンプレート４の表面を覆い、粘着テープ
６の粘着面に半田ボール５を転写する。
着テープ６でテンプレート４の表面を覆い、粘着テープ
６の粘着面に半田ボール５を転写する。
【００２１】次に図１（ｃ）に示すようにパターン状に
粘着テープ６に接着配置された半田ボール５と、集積回
路チップ又は基板１上の電極パッド２とを位置合わせ
し、半田ボール５を電極パッド２に転写する。このとき
電極パッド２にあらかじめフラックスを塗布しておき、
半田の融点以上まで加熱し、溶融することにより、半田
ボール５を転写すると同時に、（ｄ）に示すように電極
パッド２上に半田ボール５からなる半田バンプ７を一括
して形成する。その後粘着テープ６を剥離する。
粘着テープ６に接着配置された半田ボール５と、集積回
路チップ又は基板１上の電極パッド２とを位置合わせ
し、半田ボール５を電極パッド２に転写する。このとき
電極パッド２にあらかじめフラックスを塗布しておき、
半田の融点以上まで加熱し、溶融することにより、半田
ボール５を転写すると同時に、（ｄ）に示すように電極
パッド２上に半田ボール５からなる半田バンプ７を一括
して形成する。その後粘着テープ６を剥離する。
【００２２】以上のように異方性エッチングにより形成
したシリコン製テンプレートを用い、粘着テープを介し
て転写を行っているため、多ピン，ファインピッチのバ
ンプを一括して簡単なプロセスで形成することができ、
それに伴ってコストの低減が図れる。
したシリコン製テンプレートを用い、粘着テープを介し
て転写を行っているため、多ピン，ファインピッチのバ
ンプを一括して簡単なプロセスで形成することができ、
それに伴ってコストの低減が図れる。
【００２３】（実施例２）図３は本発明の実施例２を製
造工程順に示す断面図である。実施例１と同様にシリコ
ン製テンプレート４に半田ボール５を配列させ、あらか
じめフラックスを塗布したボード１の電極パッド２と、
シリコン製テンプレート４上の半田ボール５とを位置合
わせし（図３（ａ））、半田の融点以上に加熱，溶融し
ながら電極パッド２に半田ボール５を転写すると同時
に、半田ボール５からなる半田バンプ７を一括に形成す
る。
造工程順に示す断面図である。実施例１と同様にシリコ
ン製テンプレート４に半田ボール５を配列させ、あらか
じめフラックスを塗布したボード１の電極パッド２と、
シリコン製テンプレート４上の半田ボール５とを位置合
わせし（図３（ａ））、半田の融点以上に加熱，溶融し
ながら電極パッド２に半田ボール５を転写すると同時
に、半田ボール５からなる半田バンプ７を一括に形成す
る。
【００２４】以上のように異方性エッチングにより形成
したシリコン製テンプレート４を用いて、ボード１に半
田ボール５を直接転写しているため、多ピン，ファイン
ピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成するこ
とができる。特に集積回路チップ又は基板１がシリコン
製である場合は、その熱膨張係数が一致するため、ファ
インパターンやサイズが大きい場合でも、加熱，膨張に
よる部分的な位置ずれが生じることなく、歩留りの高い
バンプ形成を行うことができ、それに伴いコスト低減が
図れる。
したシリコン製テンプレート４を用いて、ボード１に半
田ボール５を直接転写しているため、多ピン，ファイン
ピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成するこ
とができる。特に集積回路チップ又は基板１がシリコン
製である場合は、その熱膨張係数が一致するため、ファ
インパターンやサイズが大きい場合でも、加熱，膨張に
よる部分的な位置ずれが生じることなく、歩留りの高い
バンプ形成を行うことができ、それに伴いコスト低減が
図れる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、異方性エ
ッチング技術により形成したシリコン製テンプレートを
用いて、集積回路チップ又は基板に、粘着テープを介
し、又は直接半田ボールを転写し、それと同時に半田を
溶融して半田バンプを形成しているため、多ピン，ファ
インピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成す
ることができ、それに伴ってコストの低減を図ることが
できる。
ッチング技術により形成したシリコン製テンプレートを
用いて、集積回路チップ又は基板に、粘着テープを介
し、又は直接半田ボールを転写し、それと同時に半田を
溶融して半田バンプを形成しているため、多ピン，ファ
インピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成す
ることができ、それに伴ってコストの低減を図ることが
できる。
【００２６】また異方性エッチング技術によりシリコン
ウェーハにピットを形成すると、１００μｍ以下のファ
インピッチで、１０００ピン以上の多ピンにおいても、
均一形状のピットパターンを形成することができる。
ウェーハにピットを形成すると、１００μｍ以下のファ
インピッチで、１０００ピン以上の多ピンにおいても、
均一形状のピットパターンを形成することができる。
【００２７】特にシリコン製テンプレートと同材料であ
るシリコン製集積回路チップ又は基板に、直接半田ボー
ルを転写し、溶融して半田バンプを形成する場合、熱膨
張係数が完全に一致するため、位置ずれ等が発生せず歩
留りの良いバンプ形成を行うことができ、コスト低減を
図ることができる。
るシリコン製集積回路チップ又は基板に、直接半田ボー
ルを転写し、溶融して半田バンプを形成する場合、熱膨
張係数が完全に一致するため、位置ずれ等が発生せず歩
留りの良いバンプ形成を行うことができ、コスト低減を
図ることができる。
【図１】本発明の実施例１を製造工程順に示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明において異方性エッチング技術によるピ
ットの形成方法を製造工程順に示す断面図である。
ットの形成方法を製造工程順に示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２を製造工程順に示す断面図で
ある。
ある。
【図４】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
である。
【図５】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
である。
【図６】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
である。
１ 集積回路チップまたは基板（ボード） ２ 電極パッド ３ ピット ４ シリコン製テンプレート ５ 半田ボール ６ 粘着テープ ７ 半田バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｈ (72)発明者 嶋田 勇三 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−263434（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242943（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−54932（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 テンプレート上に形成されたピットに半
田ボールを載置してピットにより半田ボールを整列さ
せ、テンプレート上に整列された半田ボールをボードの
電極パッドに転写してリフローによって半田バンプを形
成する方法において、 前記テンプレートとして異方性エッチング技術によりフ
ァインピッチの微小なピットを形成したシリコン製テン
プレートを用いる ことを特徴とする半田バンプ形成方
法。 - 【請求項２】 テンプレート上に形成されたピットに半
田ボールを載置してピットにより半田ボールを整列さ
せ、テンプレート上に整列された半田ボールを粘着テー
プに転写した後にボードの電極パッドに転写してリフロ
ーによって半田バンプを形成する方法において、 前記テンプレートとして異方性エッチング技術によりフ
ァインピッチの微小なピットを形成したシリコン製テン
プレートを用いる ことを特徴とする半田バンプ形成方
法。 - 【請求項３】 エッチング面は、シリコン製テンプレー
トの（１００）面であることを特徴とする請求項１又は
２に記載のバンプ形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165562A JP2735038B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | バンプ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165562A JP2735038B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | バンプ形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917794A JPH0917794A (ja) | 1997-01-17 |
| JP2735038B2 true JP2735038B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15814726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7165562A Expired - Lifetime JP2735038B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | バンプ形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735038B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3276539B2 (ja) * | 1995-07-24 | 2002-04-22 | 富士通株式会社 | 半導体装置製造方法及び半導体装置 |
| JP2933024B2 (ja) * | 1996-09-09 | 1999-08-09 | 日本電気株式会社 | 樹脂モールドリード部品 |
| CN1151547C (zh) * | 1997-07-15 | 2004-05-26 | 株式会社日立制作所 | 半导体装置制造方法 |
| JP3303849B2 (ja) | 1999-06-10 | 2002-07-22 | 日本電気株式会社 | バンプ転写基板の製造方法、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
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1995
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