JP2830824B2 - バンプ付きワークの実装方法および実装構造 - Google Patents
バンプ付きワークの実装方法および実装構造Info
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- 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
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Description
クのバンプを基板のパッド上に搭載するバンプ付きワー
クの実装方法および実装構造に関するものである。
クは、基板にコンパクトに実装できることから、基板の
小型化・高集積化に有利であり、近年はワークの実装構
造として多用されるようになってきている。以下、従来
のバンプ付きワークの実装方法について説明する。
造図である。基板1の上面には回路パターンのパッド2
が形成されている。ワークとしてのチップ3の下面には
バンプ(突出電極)4が突設されている。次に実装方法
を説明する。まず、パッド2上に低融点の半田5を塗布
し、半田5上にバンプ4を接地させてチップ3を基板1
上に搭載する。バンプ4は半田よりも高融点の半田で造
られている。次に基板1を加熱炉で加熱し、低融点の半
田5のみを溶融・固化させ、高融点のバンプ4は溶融・
固化させない。
6を注入し、ボンド6を加熱するなどして硬化させれ
ば、チップ3は基板1にボンド6で固着され、チップ3
の基板1に対する実装は終了する。
方法では、半田5を溶融させるためのフラックスをパッ
ド2上やバンプ4の表面に塗布せねばならず、また半田
5による半田付け後にフラックスを洗浄して除去せねば
ならないため、工程数が多く、また作業が面倒であると
いう問題点があった。特にこの場合、基板1とチップ3
のギャップGはきわめて小さいため(一般には30〜5
0ミクロン程度)、洗浄液を基板1とチップ3の間に通
しにくく、フラックスを完全に洗浄除去しにくいもので
あった。
とチップ3の間にボンド6を注入するが、両者のギャッ
プGはきわめて小さいため、ボンド6を完全に充てんす
るのは難しく、空隙Tを生じやすいという問題点があっ
た。この空隙Tは、チップ3と基板1の接着力を減殺
し、また空隙T中の空気がバンプ4に接触することによ
りバンプ4は酸化されて導通性が低下するなどの問題を
生じる。特に、基板1やチップ3に電流を流してチップ
3を駆動する場合には、チップ3の回路パターンの内部
抵抗により発熱してパッド4や空隙T中の空気は高温度
となるため、パッド4はきわめて酸化されやすいもので
あった。
のボンドを塗布し、このボンドでチップ3のバンプ4を
基板1のパッド2に接着する方法も知られているが、こ
の方法では導電性のボンドの電気抵抗は大きいため、高
周波信号のアクセスを行いにくく、また接着力は弱いた
め、バンプ4がパッド2から剥離しやすいという問題点
があった。
バンプを基板のパッドに接続できるバンプ付きワークの
実装方法および実装構造を提供することを目的とする。
ドが塗布された一方のワークのパッド上に他方のワーク
に突設されたバンプを接地させて強く押し付けることに
より、バンプの表面の酸化膜を物理的に破壊し、また加
熱することによりパッドとバンプの合金層を生じさせ、
かつボンドを硬化させてワークを基板に固着するように
した。
に酸化膜が生じたワークのバンプを搭載するバンプ付き
ワークの実装構造であって、バンプとパッドの接合部に
加圧・加熱による酸化膜の破片を含む合金層が形成さ
れ、また基板とワークの間にワークを搭載する前に塗布
されたボンドが充てんされ、このボンドが硬化すること
によりワークを基板に固着するようにした。
方のワークのパッド上の低融点金属から成るプリコート
部上に他方のワークに突設されたバンプを接地させて強
く押し付けることによりプリコート部の表面の酸化膜を
物理的に破壊し、また加熱することによりパッドとプリ
コート部の接合部に低融点金属とバンプの合金層を生じ
させ、かつボンドを硬化させてワークを基板に固着する
ようにした。
に酸化膜が生じた低融点金属から成るプリコート部上に
ワークのバンプを搭載するバンプ付きワークの実装構造
であって、バンプとプリコート部の接合部に加圧・加熱
による酸化膜の破片を含む合金層が形成され、また基板
とワークの間にワークを搭載する前に塗布されたボンド
が介在し、このボンドが硬化することによりワークを基
板に固着するようにした。
や低融点金属から成るプリコート部の表面に押し付ける
ことにより、バンプの表面やプリコート部の表面に生じ
た酸化膜を破壊して接合部の導通性を確保し、かつ接合
部に合金層を生じさせることによりより一層の導通性と
固着力を確保して、ワークを基板にしっかり実装でき
る。
形態1のバンプ付きワークの実装工程図、図2は同バン
プ付きワークの実装構造図である。図1(a)におい
て、基板11の上面にはパッド12が形成されている。
パッド12は金や銅などの良導体から成っている。13
はチップであり、その下面にはバンプ14が突設されて
いる。バンプ14の表面は、空気に触れることにより酸
化膜15が生じている。酸化膜15は、パッド12とバ
ンプ14の間の導通性を阻害する。バンプ14は半田か
ら成っている。なお図1において、基板11とチップ1
3はそれぞれ部分断面を示しているが、パッド12は基
板11の上面に多数個形成されており、またチップ13
の下面にはパッド12に対応してバンプ14は多数個形
成されている。
板11の上面にはボンド16が均一な厚さで塗布され
る。この塗布は、スクリーン印刷、ディスペンサ、スタ
ンピングなどにより行われる。ボンド16の厚さdは、
バンプ14の突出長Dとほぼ同じか、若しくはこれより
もやや厚くしてある。
をパッド12に位置合わせして、バンプ14をパッド1
2上に接地させ、チップ13を基板11に押圧力Fで強
く押し付ける。するとこの押圧力Fのためにバンプ14
は変形してその表面の酸化膜15は物理的に破壊され、
バンプ14の新鮮面が露出してこの新鮮面がパッド12
にしっかり接地する。この場合、望ましくはチップ13
を基板11に対して水平方向へ相対的にスクラブ動作さ
せれば、より確実に酸化膜15を破壊して新鮮面をパッ
ド12に押し付けることができる。スクラブ動作の手段
としては、たとえば機械的往復動手段や超音波振動手段
などが適用できる。またボンド16の厚さdは上述のよ
うに設定しているので、基板11とチップ13の間には
ボンド16が十分に充てんされ、基板11とチップ13
の間に空隙を生じない。
加えながら、熱Hを加えて加熱する。するとバンプ14
とパッド12の接合部には、バンプ14の材料である半
田とパッド12の材料である金や銅などとの合金層17
が生じる。次に図1(d)に示すように押圧と加熱を中
止したうえで、ボンド16を硬化させれば、チップ13
は基板11にしっかり固着され、チップ13の基板11
への実装は終了する。なお図1(d)の状態で、加熱は
いましばらく継続してもよい。また、ボンド16の種類
は種々あるが、たとえば熱硬化性ボンドの場合は硬化温
度まで加熱することにより硬化させ、また光硬化ボンド
の場合は紫外線などの光を照射することにより硬化され
る。
いる。図示するようにパッド12とバンプ14の接合部
には合金層17が生成されており、これによりバンプ1
4はパッド12にしっかり固着されている。また合金層
17の内部には破壊されて粉々になった酸化膜15の破
片15aが含まれている。このように酸化膜15を破壊
したことにより、パッド12とバンプ14の間の導通性
は十分に確保される。またチップ13と基板11の間に
はボンド16が空隙なく十分に充てんされているので、
ボンド16による十分な接着力を確保でき、またボンド
16の内部に空隙が生じることによるバンプ14の酸化
を防止できる。
形態2のバンプ付きワークの実装工程図、図4は同バン
プ付きワークの実装構造図である。なお実施の形態1と
同一要素には同一符号を付している。以下、チップ13
の実装方法を説明する。
は半田やスズ、インジウムなどから成る低融点金属のプ
リコート部18が予め形成されている。またパッド12
は銅で造られており、バンプ21は金で造られている。
バンプ21の素材は無錆性の金であるから酸化膜は生じ
ない。基板11の上面に厚さdでボンド16を塗布した
後、図3(b)に示すようにバンプ21をプリコート部
18上に搭載し、押圧力Fで押し付けて、プリコート部
18の表面の酸化膜19を破壊する。勿論この場合も、
望ましくはスクラブ動作を行う。
えながら熱Hで加熱すれば、バンプ21とプリコート部
18の合金層20が形成される。なおこの場合、プリコ
ート部18が溶融するまで加熱してもよいが、加熱しす
ぎるとチップ13に熱ダメージを与えるおそれがある。
したがってプリコート部18はバンプ21と融合して合
金層20が形成される程度の比較的低温度で加熱するこ
とが望ましい。次に図3(c)に示すように押圧と加熱
を解除したうえで、ボンド16を硬化させる。なおこの
場合、押圧を解除した後も、加熱はいましばらく継続し
てもよい。
いる。図示するように、バンプ21と硬化した半田プリ
コート部18’の接合部には合金層20が形成されてお
り、また合金層20の内部には粉々に破壊された酸化膜
15、19の酸化膜片15a、19aが含まれている。
したがって実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
ップを例にとって説明したが、ワークとしては、チップ
以外のパッケージなどの電子部品でもよい。
プリコート部の表面に押し付けることにより、バンプの
表面や半田プリコート部の表面に生じた酸化膜を破壊し
て接合部の導通性を確保し、かつ接合部に合金層を生じ
させることによりより一層の導通性と固着力を確保し
て、ワークを基板にしっかり実装できる。またボンドは
ワークを基板に搭載する前に基板に塗布するので、ボン
ドの内部に空隙を生じにくく、またチップと基板の間に
ボンドを十分に充てんして、ワークの固着力と空隙が生
じることによるバンプの酸化を確実に防止できる。
装工程図
装構造図
装工程図
装構造図
Claims (4)
- 【請求項1】ボンドが塗布された一方のワークのパッド
上に他方のワークに突設されたバンプを接地させて強く
押し付けることにより、バンプの表面の酸化膜を物理的
に破壊し、また加熱することによりパッドとバンプの合
金層を生じさせ、かつボンドを硬化させてワークを基板
に固着することを特徴とするバンプ付きワークの実装方
法。 - 【請求項2】基板のパッド上に表面に酸化膜が生じたワ
ークのバンプを搭載するバンプ付きワークの実装構造で
あって、バンプとパッドの接合部に加圧・加熱による酸
化膜の破片を含む合金層が形成され、また基板とワーク
の間にワークを搭載する前に塗布されたボンドが充てん
され、このボンドが硬化することによりワークを基板に
固着することを特徴とするバンプ付きワークの実装構
造。 - 【請求項3】ボンドが塗布された一方のワークのパッド
上の低融点金属から成るプリコート部上に他方のワーク
に突設されたバンプを接地させて強く押し付けることに
よりプリコート部の表面の酸化膜を物理的に破壊し、ま
た加熱することによりパッドとプリコート部の接合部に
低融点金属とバンプの合金層を生じさせ、かつボンドを
硬化させてワークを基板に固着することを特徴とするバ
ンプ付きワークの実装方法。 - 【請求項4】基板のパッド上の表面に酸化膜が生じた低
融点金属から成るプリコート部上にワークのバンプを搭
載するバンプ付きワークの実装構造であって、バンプと
プリコート部の接合部に加圧・加熱による酸化膜の破片
を含む合金層が形成され、また基板とワークの間にワー
クを搭載する前に塗布されたボンドが介在し、このボン
ドが硬化することによりワークを基板に固着することを
特徴とするバンプ付きワークの実装構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6234896A JP2830824B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | バンプ付きワークの実装方法および実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6234896A JP2830824B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | バンプ付きワークの実装方法および実装構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09260421A JPH09260421A (ja) | 1997-10-03 |
JP2830824B2 true JP2830824B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=13197538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6234896A Expired - Lifetime JP2830824B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | バンプ付きワークの実装方法および実装構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2830824B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003179099A (ja) | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008219039A (ja) * | 2008-04-21 | 2008-09-18 | Nec Electronics Corp | 半導体パッケージ及び製造方法 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP6234896A patent/JP2830824B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH09260421A (ja) | 1997-10-03 |
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