JP2978973B2 - はんだバンプの形成方法 - Google Patents
はんだバンプの形成方法Info
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、はんだバンプの形成方
法、更に詳しくいえば、フリップチップ接合などに用い
るはんだバンプの形成方法に関する。
法、更に詳しくいえば、フリップチップ接合などに用い
るはんだバンプの形成方法に関する。
【０００２】コンピュータの高速動作を図るためには総
配線長を低減する必要があり、ワイヤを使用せずにはん
だ等のバンプを用いた直接接合方式が有効となる。さら
に、バンプを用いた場合、その接合強度がワイヤに比べ
て強いこと、電気抵抗が小さいことから、耐振動性、安
定性に優れているという特色をもつ。
配線長を低減する必要があり、ワイヤを使用せずにはん
だ等のバンプを用いた直接接合方式が有効となる。さら
に、バンプを用いた場合、その接合強度がワイヤに比べ
て強いこと、電気抵抗が小さいことから、耐振動性、安
定性に優れているという特色をもつ。
【０００３】バンプを用いた代表的な接合方式として、
フリップチップ接合がある。このような接合では、素子
或いは回路基板上に多くの微細なバンプを形成する必要
がある。これらのバンプが一括して形成することができ
れば、製造プロセス時間の短縮が図れる。
フリップチップ接合がある。このような接合では、素子
或いは回路基板上に多くの微細なバンプを形成する必要
がある。これらのバンプが一括して形成することができ
れば、製造プロセス時間の短縮が図れる。
【０００４】
【従来の技術】従来、回路配線が形成された基板（以
下、回路基板という）や半導体基板の上に、一括して多
くの微細なはんだバンプを形成する手段として、蒸着法
が用いられている。蒸着法とは、はんだバンプを形成す
る部分に孔があるメタルマスクを使用して、その孔を通
してはんだを半導体基板の上に蒸着してはんだバンプを
形成する方法である。
下、回路基板という）や半導体基板の上に、一括して多
くの微細なはんだバンプを形成する手段として、蒸着法
が用いられている。蒸着法とは、はんだバンプを形成す
る部分に孔があるメタルマスクを使用して、その孔を通
してはんだを半導体基板の上に蒸着してはんだバンプを
形成する方法である。
【０００５】この方法によれば、はんだをドライプロセ
スで形成するため、不純物の混入が少なく、また短時間
で高さの高いはんだバンプを形成することができるが、
蒸着に用いたメタルマスクを回路基板から取り外す際に
基板表面を傷つけるおそれがある。
スで形成するため、不純物の混入が少なく、また短時間
で高さの高いはんだバンプを形成することができるが、
蒸着に用いたメタルマスクを回路基板から取り外す際に
基板表面を傷つけるおそれがある。
【０００６】他のはんだバンプを形成する方法として、
転写法がある。転写法は、支持基板の上にはんだバンプ
を形成した後に、そのはんだバンプを回路基板の上に載
せて加熱し、はんだバンプを回路基板側に転写してはん
だバンプを形成する方法である。
転写法がある。転写法は、支持基板の上にはんだバンプ
を形成した後に、そのはんだバンプを回路基板の上に載
せて加熱し、はんだバンプを回路基板側に転写してはん
だバンプを形成する方法である。
【０００７】例えば、図７(a) に示すように、ガラス基
板１の表面にIn（インジウム）はんだ２を形成した後
に、図７(b) に示すように、そのInはんだ２を回路基板
３の電極４に接触させ、ついで、Inはんだ２の融点１８
０℃以上の温度で加熱する。
板１の表面にIn（インジウム）はんだ２を形成した後
に、図７(b) に示すように、そのInはんだ２を回路基板
３の電極４に接触させ、ついで、Inはんだ２の融点１８
０℃以上の温度で加熱する。
【０００８】これにより、Inはんだ２が溶解して電極４
に接着するので、ガラス基板１を剥離すれば、はんだバ
ンプ２Ａが電極４上に形成される（図７(c))。この後
に、はんだバンプ２の表面の化合物を取り除き、酸化を
防止するためにフラックスを塗布する。
に接着するので、ガラス基板１を剥離すれば、はんだバ
ンプ２Ａが電極４上に形成される（図７(c))。この後
に、はんだバンプ２の表面の化合物を取り除き、酸化を
防止するためにフラックスを塗布する。
【０００９】以上の方法によれば、大きな回路基板上に
均一なはんだバンプを形成でき、また、回路基板表面を
傷つけることもない。
均一なはんだバンプを形成でき、また、回路基板表面を
傷つけることもない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガラス基板
１は、Inはんだバンプ２に対して濡れない物質であるの
で、ガラス基板１を剥がす際に、回路基板３上の電極４
に一旦接着したInはんだ２が電極４から剥離することが
あり、これによって歩留りが低下するといった不都合が
ある。
１は、Inはんだバンプ２に対して濡れない物質であるの
で、ガラス基板１を剥がす際に、回路基板３上の電極４
に一旦接着したInはんだ２が電極４から剥離することが
あり、これによって歩留りが低下するといった不都合が
ある。
【００１１】これに対して、はんだバンプの融点よりも
かなり高い温度ではんだ２を転写してガラス基板１の取
り外しを容易にし、歩留りを良くすることも可能である
が、その高い温度によって半導体基板上の素子が損傷を
受けることがあるといった不都合がある。
かなり高い温度ではんだ２を転写してガラス基板１の取
り外しを容易にし、歩留りを良くすることも可能である
が、その高い温度によって半導体基板上の素子が損傷を
受けることがあるといった不都合がある。
【００１２】また、はんだの融点よりもかなり高温に加
熱して転写を行うと、電極４の構成金属、例えば銅がそ
の熱によってはんだバンプへと拡散し、その接合部分に
金属化合物が析出することになる。そして、その金属化
合物は固くて脆く、はんだバンプ内の結晶状態に欠陥を
生じさせるため、はんだ接合部の疲労寿命を低下させる
といった問題が生じる。
熱して転写を行うと、電極４の構成金属、例えば銅がそ
の熱によってはんだバンプへと拡散し、その接合部分に
金属化合物が析出することになる。そして、その金属化
合物は固くて脆く、はんだバンプ内の結晶状態に欠陥を
生じさせるため、はんだ接合部の疲労寿命を低下させる
といった問題が生じる。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、低温でのバンプの転写が可能で、歩留りの良
いはんだバンプの形成方法を目的とする。
のであり、低温でのバンプの転写が可能で、歩留りの良
いはんだバンプの形成方法を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、図１〜図４
に例示するように、はんだと電極との接着に要する温度
以下で軟化、溶融、蒸発又は昇華する材料で且つフラッ
クス作用のある材料により形成された支持膜１５、１１
Ｂの上に、該はんだよりなるバンプ１２を形成する工程
と、前記支持膜１５、１１Ｂ上の前記バンプ１２を、半
導体基板又は回路配線基板１３に形成された電極１４の
上に位置合わせして接触させる工程と、加熱処理或いは
加熱加圧処理により、前記バンプ１２を前記電極１４に
転写するとともに、前記支持膜１５、１１Ｂを軟化、溶
融、蒸発又は昇華させて前記半導体基板１３又は前記回
路配線基板の上から除去する工程とを有することを特徴
とするはんだバンプの形成方法により達成される。
に例示するように、はんだと電極との接着に要する温度
以下で軟化、溶融、蒸発又は昇華する材料で且つフラッ
クス作用のある材料により形成された支持膜１５、１１
Ｂの上に、該はんだよりなるバンプ１２を形成する工程
と、前記支持膜１５、１１Ｂ上の前記バンプ１２を、半
導体基板又は回路配線基板１３に形成された電極１４の
上に位置合わせして接触させる工程と、加熱処理或いは
加熱加圧処理により、前記バンプ１２を前記電極１４に
転写するとともに、前記支持膜１５、１１Ｂを軟化、溶
融、蒸発又は昇華させて前記半導体基板１３又は前記回
路配線基板の上から除去する工程とを有することを特徴
とするはんだバンプの形成方法により達成される。
【００１５】または、前記支持膜１５は、基板１１Ａの
上に形成されていることを特徴とするはんだバンプの形
成方法に達成する。
上に形成されていることを特徴とするはんだバンプの形
成方法に達成する。
【００１６】または、前記支持膜１５、１１Ｂは、ロジ
ンを含む膜であることを特徴とするはんだバンプの形成
方法により達成する。または、上記目的は、図５，６に
例示するように、はんだと濡れず、かつ、溶剤によって
溶ける物質により形成されたはんだ支持基板１１Ｃの上
に、該はんだよりなるバンプ１２を形成する工程と、前
記はんだ支持基板１１Ｃ上の前記バンプ１２を、半導体
基板１３又は回路配線基板に形成された電極１４の上に
位置合わせして接触させる工程と、加熱処理或いは加熱
加圧処理により前記バンプ１２を前記電極１４に転写す
る工程と、前記はんだ支持基板１１Ｃを前記溶剤によっ
て除去する工程とを有し、前記溶剤によって溶ける前記
物質は塩で、前記溶剤は水であることを特徴とするはん
だバンプの形成方法によって達成される。
ンを含む膜であることを特徴とするはんだバンプの形成
方法により達成する。または、上記目的は、図５，６に
例示するように、はんだと濡れず、かつ、溶剤によって
溶ける物質により形成されたはんだ支持基板１１Ｃの上
に、該はんだよりなるバンプ１２を形成する工程と、前
記はんだ支持基板１１Ｃ上の前記バンプ１２を、半導体
基板１３又は回路配線基板に形成された電極１４の上に
位置合わせして接触させる工程と、加熱処理或いは加熱
加圧処理により前記バンプ１２を前記電極１４に転写す
る工程と、前記はんだ支持基板１１Ｃを前記溶剤によっ
て除去する工程とを有し、前記溶剤によって溶ける前記
物質は塩で、前記溶剤は水であることを特徴とするはん
だバンプの形成方法によって達成される。
【００１７】または、図５，６に例示するように、はん
だと濡れず、かつ、溶剤によって溶ける物質により形成
されたはんだ支持基板１１Ｃの上に、該はんだよりなる
バンプ１２を形成する工程と、前記はんだ支持基板１１
Ｃ上の前記バンプ１２を、半導体基板１３又は回路配線
基板に形成された電極１４の上に位置合わせして接触さ
せる工程と、加熱処理或いは加熱加圧処理により前記バ
ンプ１２を前記電極１４に転写する工程と、前記はんだ
支持基板１１Ｃを前記溶剤によって除去する工程とを有
し、前記はんだのバンプ１２は多層構造であって、前記
はんだ支持基板１１Ｃの表面側に融点の高いはんだ層１
２αがあり、その上方には融点の低いはんだ層１２βが
形成されていることを特徴とするはんだバンプの形成方
法によって達成される。
だと濡れず、かつ、溶剤によって溶ける物質により形成
されたはんだ支持基板１１Ｃの上に、該はんだよりなる
バンプ１２を形成する工程と、前記はんだ支持基板１１
Ｃ上の前記バンプ１２を、半導体基板１３又は回路配線
基板に形成された電極１４の上に位置合わせして接触さ
せる工程と、加熱処理或いは加熱加圧処理により前記バ
ンプ１２を前記電極１４に転写する工程と、前記はんだ
支持基板１１Ｃを前記溶剤によって除去する工程とを有
し、前記はんだのバンプ１２は多層構造であって、前記
はんだ支持基板１１Ｃの表面側に融点の高いはんだ層１
２αがあり、その上方には融点の低いはんだ層１２βが
形成されていることを特徴とするはんだバンプの形成方
法によって達成される。
【００１８】
【作 用】本発明によれば、第１に、はんだの接着温度
以下で軟化、溶融、蒸発又は昇華する材料によりはんだ
の支持膜１５を形成し、その上に、はんだのバンプ１２
を形成した後に、そのバンプ１２を半導体基板１３等の
電極１４に転写し、そして、支持膜１５をその接着温度
以下で除去するようにしている。
以下で軟化、溶融、蒸発又は昇華する材料によりはんだ
の支持膜１５を形成し、その上に、はんだのバンプ１２
を形成した後に、そのバンプ１２を半導体基板１３等の
電極１４に転写し、そして、支持膜１５をその接着温度
以下で除去するようにしている。
【００１９】このため、バンプ１２を一時的に支持して
いる支持膜１５をバンプ１２から剥離する際に、電極１
４に接続したバンプ１２が剥離し難くなり、歩留りが向
上する。しかも、バンプ１２を支持膜１５から剥離し易
くするために、はんだの融点よりもさらに高い温度で加
熱する必要がなくなる。
いる支持膜１５をバンプ１２から剥離する際に、電極１
４に接続したバンプ１２が剥離し難くなり、歩留りが向
上する。しかも、バンプ１２を支持膜１５から剥離し易
くするために、はんだの融点よりもさらに高い温度で加
熱する必要がなくなる。
【００２０】この場合、ロジン等のフラックス作用のあ
る材料により支持膜１５を形成すれば、はんだバンプ１
２を転写する際のフラック塗布が不要となり、工程が短
縮される。
る材料により支持膜１５を形成すれば、はんだバンプ１
２を転写する際のフラック塗布が不要となり、工程が短
縮される。
【００２１】また、本発明によれば、第２に、はんだと
濡れない材料によりはんだ支持基板１１Ｃを形成する場
合に、その材料を溶剤により容易に溶ける物質によって
形成すれば、転写後のはんだ支持基板１１Ｃの剥離が容
易になり、はんだの融点よりもさらに高い温度をかけて
支持基板１１Ｃを剥離する必要がなくなる。
濡れない材料によりはんだ支持基板１１Ｃを形成する場
合に、その材料を溶剤により容易に溶ける物質によって
形成すれば、転写後のはんだ支持基板１１Ｃの剥離が容
易になり、はんだの融点よりもさらに高い温度をかけて
支持基板１１Ｃを剥離する必要がなくなる。
【００２２】とくに、高融点はんだ層１２αと低融点は
んだ層１２βの多層構造のはんだバンプ１２を形成する
場合に、高融点のはんだ層１２αを支持基板１１Ｃ側に
し、かつ、低融点のはんだ層１２βをその上側に配置す
る場合であっても、その低融点前後の加熱温度で転写が
行える。
んだ層１２βの多層構造のはんだバンプ１２を形成する
場合に、高融点のはんだ層１２αを支持基板１１Ｃ側に
し、かつ、低融点のはんだ層１２βをその上側に配置す
る場合であっても、その低融点前後の加熱温度で転写が
行える。
【００２３】そのような支持基板１１Ｃの材料として
は、塩があり、これは水によって容易に溶ける。なお、
以上のように、バンプ１２を低い温度で転写できるよう
になれば、電極１４を構成する金属とはんだとの反応に
よる固くて脆い金属間化合物が生じ難くなり、はんだ接
合部の疲労寿命の低下が防止される。
は、塩があり、これは水によって容易に溶ける。なお、
以上のように、バンプ１２を低い温度で転写できるよう
になれば、電極１４を構成する金属とはんだとの反応に
よる固くて脆い金属間化合物が生じ難くなり、はんだ接
合部の疲労寿命の低下が防止される。
【００２４】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１の実施例の説明 図１、図２は本発明の第１の実施例に係るはんだバンプ
の形成方法を説明する断面図である。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１の実施例の説明 図１、図２は本発明の第１の実施例に係るはんだバンプ
の形成方法を説明する断面図である。
【００２５】まずロジンをＩＰＡ（イソプロピルアルコ
ール）に溶解させてなる溶液を、例えば４インチの大き
さのガラス基板１１Ａ上にスピンコートしてロジン含有
膜１５を形成する。
ール）に溶解させてなる溶液を、例えば４インチの大き
さのガラス基板１１Ａ上にスピンコートしてロジン含有
膜１５を形成する。
【００２６】ついで、バンプ形成領域に空孔ｈが設けら
れた厚さ２００μｍのメタルマスク１０をロジン含有膜
１５上に載置した状態で、その上に、膜厚１２０μｍの
Inはんだ１２を蒸着法によって形成すると、Inはんだバ
ンプが空孔ｈの中に分離して形成される（図１(a))。
れた厚さ２００μｍのメタルマスク１０をロジン含有膜
１５上に載置した状態で、その上に、膜厚１２０μｍの
Inはんだ１２を蒸着法によって形成すると、Inはんだバ
ンプが空孔ｈの中に分離して形成される（図１(a))。
【００２７】次に、メタルマスク１０をガラス基板１１
Ａから除去してから（図１(b))、シリコン基板１３上に
設けられて金に覆われた電極１４と、ガラス基板１１Ａ
上のInはんだ１２とを位置合わせして接触させた後に、
Inはんだ１２の融点約１５７℃直下で熱圧着を行うか図
１(c) 、融点以上の温度に加熱する。
Ａから除去してから（図１(b))、シリコン基板１３上に
設けられて金に覆われた電極１４と、ガラス基板１１Ａ
上のInはんだ１２とを位置合わせして接触させた後に、
Inはんだ１２の融点約１５７℃直下で熱圧着を行うか図
１(c) 、融点以上の温度に加熱する。
【００２８】これにより、融点６０〜８０℃のロジン含
有膜１５が軟化してガラス基板１１Ａからシリコン基板
１３上に落下し、遍く行き渡ると同時に、Inはんだ１２
が熱圧着されるか、熔解して電極１４に接着する（図２
(a))。
有膜１５が軟化してガラス基板１１Ａからシリコン基板
１３上に落下し、遍く行き渡ると同時に、Inはんだ１２
が熱圧着されるか、熔解して電極１４に接着する（図２
(a))。
【００２９】なお、Inはんだ１２が加熱により熔解して
接着する場合には、その露出部分は図２(c) に示すよう
に丸くなる（以下の実施例でも同様であり、その形状の
説明は省略する）。
接着する場合には、その露出部分は図２(c) に示すよう
に丸くなる（以下の実施例でも同様であり、その形状の
説明は省略する）。
【００３０】この後に、ロジン膜１５をトリクレンなど
の溶剤で洗浄して除去し、ガラス基板１１Ａを剥がして
みると、ロジン含有膜１５の軟化によって容易に退去で
き、Inはんだ１２が電極１４から剥離することもなかっ
た。なお、電極１４上に残るInはんだ１２が、はんだバ
ンプ１２Ａとなる（図２(b))。
の溶剤で洗浄して除去し、ガラス基板１１Ａを剥がして
みると、ロジン含有膜１５の軟化によって容易に退去で
き、Inはんだ１２が電極１４から剥離することもなかっ
た。なお、電極１４上に残るInはんだ１２が、はんだバ
ンプ１２Ａとなる（図２(b))。
【００３１】以上のように本実施例によれば、加熱処理
の際に、はんだが熔融して電極１４に接着するとともに
ロジン膜１５が軟化し、ガラス基板１１Ａから容易に除
去できるので、従来のように、はんだを電極１４に接着
したのちにガラス基板１１Ａから強く引き離して剥離す
る必要はない。
の際に、はんだが熔融して電極１４に接着するとともに
ロジン膜１５が軟化し、ガラス基板１１Ａから容易に除
去できるので、従来のように、はんだを電極１４に接着
したのちにガラス基板１１Ａから強く引き離して剥離す
る必要はない。
【００３２】これにより、ガラス基板１１ＡからInはん
だ１２を引き離して剥離するときに該Inはんだ１２が電
極１４から剥離することを防止することが可能になる。
しかも、ガラス基板１１ＡからInはんだ１２を完全に剥
離する際に、融点よりもさらに大きな温度で加熱する必
要がないので、電極１４とInはんだ１２との金属化合物
が生じ難くなる。
だ１２を引き離して剥離するときに該Inはんだ１２が電
極１４から剥離することを防止することが可能になる。
しかも、ガラス基板１１ＡからInはんだ１２を完全に剥
離する際に、融点よりもさらに大きな温度で加熱する必
要がないので、電極１４とInはんだ１２との金属化合物
が生じ難くなる。
【００３３】なお、本実施例によれば、はんだのフラッ
クス剤として用いられるロジンを、はんだバンプの支持
膜として用いているので、ロジン含有膜１５が熱で軟化
して、シリコン基板１３上に落下することによりフラッ
クスを塗布したのと同様の効果を奏する。
クス剤として用いられるロジンを、はんだバンプの支持
膜として用いているので、ロジン含有膜１５が熱で軟化
して、シリコン基板１３上に落下することによりフラッ
クスを塗布したのと同様の効果を奏する。
【００３４】これにより、はんだバンプ形成の際にフラ
ックスを塗布する工程が省略されることになる。なお、
はんだ支持基板となるガラス基板１１Ａ上に、はんだバ
ンプを形成する方法としては、上記したような蒸着法だ
けでなく、メッキ法、ハンダペースト等を用いて行う方
法がある（以下の実施例でも同じ）。
ックスを塗布する工程が省略されることになる。なお、
はんだ支持基板となるガラス基板１１Ａ上に、はんだバ
ンプを形成する方法としては、上記したような蒸着法だ
けでなく、メッキ法、ハンダペースト等を用いて行う方
法がある（以下の実施例でも同じ）。
【００３５】また、上記した実施例では、熱により軟化
するロジンを用いているが、その他に熱により溶融、蒸
発、昇華するような材料を用いてもよい。さらに、はん
だバンプ転写の際には、加熱及び加圧を行ってもよい。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図３，図４は、本発明の第２の実施例に係るはんだバン
プの形成方法を説明する断面図である。
するロジンを用いているが、その他に熱により溶融、蒸
発、昇華するような材料を用いてもよい。さらに、はん
だバンプ転写の際には、加熱及び加圧を行ってもよい。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図３，図４は、本発明の第２の実施例に係るはんだバン
プの形成方法を説明する断面図である。
【００３６】まず、はんだバンプを形成する領域に空孔
ｈが設けられた膜厚２００μｍのメタルマスク１０をロ
ジン基板１１Ｂの上に載置し、その上に、Inはんだ１２
を蒸着法により１２０μｍの厚さに堆積すると、空孔ｈ
の中にInはんだ１２が分離されて充填される（図３
(a))。
ｈが設けられた膜厚２００μｍのメタルマスク１０をロ
ジン基板１１Ｂの上に載置し、その上に、Inはんだ１２
を蒸着法により１２０μｍの厚さに堆積すると、空孔ｈ
の中にInはんだ１２が分離されて充填される（図３
(a))。
【００３７】次に、メタルマスク１０をロジン基板１１
Ｂから剥がした後に（図３(b))、シリコン基板１３上で
金に覆われた電極１４の上にロジン基板１１Ｂ上のInは
んだ１２を載せ、ついでInはんだ１２を融点１５７℃直
下で熱圧着を行うか、或いは融点以上の温度で加熱する
（図３(c))。
Ｂから剥がした後に（図３(b))、シリコン基板１３上で
金に覆われた電極１４の上にロジン基板１１Ｂ上のInは
んだ１２を載せ、ついでInはんだ１２を融点１５７℃直
下で熱圧着を行うか、或いは融点以上の温度で加熱する
（図３(c))。
【００３８】これにより、ロジン基板１１Ｂが軟化し
て、シリコン基板１３上に乗り上げると同時に、Inはん
だ１２が電極１４に接着する（図４(a))。次いで、軟化
したロジン基板１１Ｂをトリクレン等の溶剤で洗浄して
除去すると、シリコン基板１３の電極１４の上に、はん
だバンプ１２Ａが形成される（図４(b))。
て、シリコン基板１３上に乗り上げると同時に、Inはん
だ１２が電極１４に接着する（図４(a))。次いで、軟化
したロジン基板１１Ｂをトリクレン等の溶剤で洗浄して
除去すると、シリコン基板１３の電極１４の上に、はん
だバンプ１２Ａが形成される（図４(b))。
【００３９】以上のように、本実施例によれば、Inはん
だが熱圧着或いは熔融されて電極１４に接着するととも
に、Inはんだの支持基板であるロジン基板１１Ｂが溶剤
により軟化して容易に除去されるので、従来のように、
Inはんだが支持基板から剥がれないといった事故が未然
に防止される。
だが熱圧着或いは熔融されて電極１４に接着するととも
に、Inはんだの支持基板であるロジン基板１１Ｂが溶剤
により軟化して容易に除去されるので、従来のように、
Inはんだが支持基板から剥がれないといった事故が未然
に防止される。
【００４０】しかも、電極１４とはんだバンプ１２Ａと
の金属化合物による金属化合物の析出が抑制される。な
お、本実施例において、フラックスとして用いられるロ
ジン基板１１Ｂをはんだ支持基板としているので、第１
の実施例と同様に、はんだバンプ形成の際に、低融点の
フラックスを塗布したと同様の効果を奏するので、フラ
ックスの塗布の手間を省くことが可能になる。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 図５は、本発明の第３の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
の金属化合物による金属化合物の析出が抑制される。な
お、本実施例において、フラックスとして用いられるロ
ジン基板１１Ｂをはんだ支持基板としているので、第１
の実施例と同様に、はんだバンプ形成の際に、低融点の
フラックスを塗布したと同様の効果を奏するので、フラ
ックスの塗布の手間を省くことが可能になる。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 図５は、本発明の第３の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
【００４１】まず、はんだバンプを形成する領域に空孔
ｈが設けられた膜厚２００μｍのメタルマスク１０を岩
塩よりなるはんだ支持基板１１Ｃの上に載置し、その上
に、蒸着法によりInはんだ１２を１２０μｍの厚さに堆
積すると、空孔ｈの中にInはんだ１２が分離されて充填
される（図５(a))。なお、岩塩のはんだ支持基板１１Ｃ
は、Inはんだ１２とは濡れない物質である。
ｈが設けられた膜厚２００μｍのメタルマスク１０を岩
塩よりなるはんだ支持基板１１Ｃの上に載置し、その上
に、蒸着法によりInはんだ１２を１２０μｍの厚さに堆
積すると、空孔ｈの中にInはんだ１２が分離されて充填
される（図５(a))。なお、岩塩のはんだ支持基板１１Ｃ
は、Inはんだ１２とは濡れない物質である。
【００４２】次に、メタルマスク１０をはんだ支持基板
１１Ｃから剥離した後に（図５(b))、シリコン基板１３
に設けられて金に覆われた電極１４の上にInはんだ１２
を接触させる。そして、Inはんだ１２の融点１５７℃直
下で熱圧着を行い、Inはんだ１２を電極１４に接着させ
る（図５(c))。また、別の手法として、融点以上に加熱
してInはんだ１２を熔融し、電極１４に接着させてもよ
い。
１１Ｃから剥離した後に（図５(b))、シリコン基板１３
に設けられて金に覆われた電極１４の上にInはんだ１２
を接触させる。そして、Inはんだ１２の融点１５７℃直
下で熱圧着を行い、Inはんだ１２を電極１４に接着させ
る（図５(c))。また、別の手法として、融点以上に加熱
してInはんだ１２を熔融し、電極１４に接着させてもよ
い。
【００４３】次いで、岩塩よりなるはんだ支持基板１１
Ｃに水をかけて溶かし、これを除去すると、Inはんだ１
２が電極１４の上に残った状態となり、これがはんだバ
ンプ１２Ａとなる（図５(d))。
Ｃに水をかけて溶かし、これを除去すると、Inはんだ１
２が電極１４の上に残った状態となり、これがはんだバ
ンプ１２Ａとなる（図５(d))。
【００４４】以上のように本実施例によれば、Inはんだ
１２を加熱して電極１４に接着させた後に、水で岩塩板
１１Ｃを溶解させてしまうので、Inはんだ１２を加熱す
ることなく、岩塩板１１Ｃから分離することが可能にな
る。
１２を加熱して電極１４に接着させた後に、水で岩塩板
１１Ｃを溶解させてしまうので、Inはんだ１２を加熱す
ることなく、岩塩板１１Ｃから分離することが可能にな
る。
【００４５】これにより、加熱工程を１５５℃まで加熱
温度を減らしつつ、はんだバンプ１２Ａを形成すること
が可能になる。この結果、電極１４とはんだバンプ１２
Ａとの金属化合物の析出を抑制するとともに、シリコン
基板に形成される素子を保護することができる。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 図６は、本発明の第４の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
温度を減らしつつ、はんだバンプ１２Ａを形成すること
が可能になる。この結果、電極１４とはんだバンプ１２
Ａとの金属化合物の析出を抑制するとともに、シリコン
基板に形成される素子を保護することができる。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 図６は、本発明の第４の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
【００４６】まず、第３実施例と同様に、岩塩からなる
はんだ支持基板１１の上にメタルマスク１０を載置した
後に、融点３２７℃のPbはんだ層１２αと融点１５７℃
のInはんだ層１２βを蒸着法によりそれぞれ５０μｍず
つ順に堆積する（図６(a))。なお、Pbはんだ層１２α
は、岩塩製のはんだ支持基板１１とは濡れない物質であ
る。
はんだ支持基板１１の上にメタルマスク１０を載置した
後に、融点３２７℃のPbはんだ層１２αと融点１５７℃
のInはんだ層１２βを蒸着法によりそれぞれ５０μｍず
つ順に堆積する（図６(a))。なお、Pbはんだ層１２α
は、岩塩製のはんだ支持基板１１とは濡れない物質であ
る。
【００４７】この場合、Pbはんだ層１２αとInはんだ層
１２βが合金化して２５０前後の温度の融点となるが、
その最上層には合金化されないInはんだ層１２βが残
り、最下層にはPbはんだ層１２αが残ることになる。
１２βが合金化して２５０前後の温度の融点となるが、
その最上層には合金化されないInはんだ層１２βが残
り、最下層にはPbはんだ層１２αが残ることになる。
【００４８】次に、第３実施例と同様に、メタルマスク
１０をはんだ支持基板１１Ｃから剥離した後に（図６
(b))、シリコン基板１３に設けられた表面金の電極１４
の上にInはんだ層１２βを接触させる。そして、Inはん
だ層１２βの融点１５７℃直下で熱圧着し、Inはんだ１
２βと電極１４を接着する（図６(c))。或いは、融点以
上で加熱してInはんだ層１２βを熔融し、電極１４に接
着させる。
１０をはんだ支持基板１１Ｃから剥離した後に（図６
(b))、シリコン基板１３に設けられた表面金の電極１４
の上にInはんだ層１２βを接触させる。そして、Inはん
だ層１２βの融点１５７℃直下で熱圧着し、Inはんだ１
２βと電極１４を接着する（図６(c))。或いは、融点以
上で加熱してInはんだ層１２βを熔融し、電極１４に接
着させる。
【００４９】次いで、岩塩よりなるはんだ支持基板１１
Ｃに水をかけて溶かし、これを除去すると、Pbはんだ層
１２α、Inはんだ層１２β及びそれらの合金が電極１４
の上に残った状態となり、これがはんだバンプ１２Ａと
なる（図６(d))。
Ｃに水をかけて溶かし、これを除去すると、Pbはんだ層
１２α、Inはんだ層１２β及びそれらの合金が電極１４
の上に残った状態となり、これがはんだバンプ１２Ａと
なる（図６(d))。
【００５０】以上のように本実施例によれば、融点の異
なる２層以上のはんだ層を形成する場合でも、低融点の
Inはんだ１２βの融点近傍の温度（１５７℃前後）で加
熱して該Inはんだ１２βを電極１４に接着させたのち
に、水によってはんだ支持基板１１Ｃを除去しているた
めに、濡れない基板からPbはんだ１２αを剥がす際に３
２７℃の高温加熱が不要となる。
なる２層以上のはんだ層を形成する場合でも、低融点の
Inはんだ１２βの融点近傍の温度（１５７℃前後）で加
熱して該Inはんだ１２βを電極１４に接着させたのち
に、水によってはんだ支持基板１１Ｃを除去しているた
めに、濡れない基板からPbはんだ１２αを剥がす際に３
２７℃の高温加熱が不要となる。
【００５１】これにより、熱による電極１４からはんだ
バンプ１２Ａへの金属拡散を抑止でき、しかも、シリコ
ン基板に１３に形成される素子を加熱することもない。
バンプ１２Ａへの金属拡散を抑止でき、しかも、シリコ
ン基板に１３に形成される素子を加熱することもない。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１に、はんだの接着温度以下で軟化、溶融、蒸発又は昇
華する材料によりはんだ支持膜を形成し、その上に、は
んだバンプを形成した後に、そのバンプを半導体基板等
の電極に転写するようにしているので、バンプを一時的
に支持している支持膜をバンプから剥離する際に、一旦
電極の上に接続したバンプが剥離し難くなり、歩留りを
向上することができるとともに、剥離のためにはんだの
融点よりもさらに高い温度の加熱を不要とすることがで
きる。
１に、はんだの接着温度以下で軟化、溶融、蒸発又は昇
華する材料によりはんだ支持膜を形成し、その上に、は
んだバンプを形成した後に、そのバンプを半導体基板等
の電極に転写するようにしているので、バンプを一時的
に支持している支持膜をバンプから剥離する際に、一旦
電極の上に接続したバンプが剥離し難くなり、歩留りを
向上することができるとともに、剥離のためにはんだの
融点よりもさらに高い温度の加熱を不要とすることがで
きる。
【００５３】この場合、ロジン等のフラックス作用のあ
る材料により支持膜を形成すれば、はんだバンプを転写
する際のフラック塗布が不要となり、工程を短縮でき
る。また、本発明によれば、第２に、はんだと濡れない
材料によりはんだ支持基板を形成する場合に、その材料
を溶剤により容易に溶ける物質によって形成したので、
転写後のはんだ支持基板の剥離が容易になり、融点より
もさらに高い温度を加えて支持基板を剥離する必要がな
くなる。
る材料により支持膜を形成すれば、はんだバンプを転写
する際のフラック塗布が不要となり、工程を短縮でき
る。また、本発明によれば、第２に、はんだと濡れない
材料によりはんだ支持基板を形成する場合に、その材料
を溶剤により容易に溶ける物質によって形成したので、
転写後のはんだ支持基板の剥離が容易になり、融点より
もさらに高い温度を加えて支持基板を剥離する必要がな
くなる。
【００５４】とくに、低融点はんだ層と高融点はんだ層
よりなる多層構造のはんだバンプを形成する場合に、高
融点のはんだ層を支持基板側にし、かつ、低融点のはん
だ層をその上に形成する場合であっても、低融点前後の
加熱温度で転写を行うことができる。
よりなる多層構造のはんだバンプを形成する場合に、高
融点のはんだ層を支持基板側にし、かつ、低融点のはん
だ層をその上に形成する場合であっても、低融点前後の
加熱温度で転写を行うことができる。
【００５５】なお、以上のように、バンプを低融点で転
写できるようになれば、電極を構成する金属とはんだと
の反応による固くて脆い金属間化合物が生じ難くなり、
はんだ接合部の疲労寿命の低下を防止できる。
写できるようになれば、電極を構成する金属とはんだと
の反応による固くて脆い金属間化合物が生じ難くなり、
はんだ接合部の疲労寿命の低下を防止できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図（その１）である。
成方法を説明する断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図（その２）である。
成方法を説明する断面図（その２）である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図（その１）である。
成方法を説明する断面図（その１）である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図（その２）である。
成方法を説明する断面図（その２）である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
成方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係るはんだバンプの形
成方法を説明する断面図である。
成方法を説明する断面図である。
【図７】従来例に係るはんだバンプの形成方法を説明す
る断面図である。
る断面図である。
１ ガラス基板、 ２ Inはんだ、 ２Ａ はんだバンプ、 ３ 基板、 ４ 電極、 １０ メタルマスク、 １１Ａ ガラス基板（支持基板） １１Ｂ ロジン基板（支持膜） １１Ｃ 岩塩板（支持基板）、 １１α 溶解したロジン基板、 １２ Inはんだ １２Ａ はんだバンプ、 １２α Pbはんだ（高融点はんだ層）、 １２β Inはんだ（低融点はんだ層）、 １３ シリコン基板（半導体基板）、 １４ 電極、 １５ ロジン膜（支持膜）、 １５α 溶解したロジン膜。
Claims (5)
- 【請求項１】はんだと電極との接着に要する温度以下で
軟化、溶融、蒸発又は昇華する材料で且つフラックス作
用のある材料により形成された支持膜の上に、該はんだ
よりなるバンプを形成する工程と、 前記支持膜上の前記バンプを、半導体基板又は回路配線
基板に形成された電極の上に位置合わせして接触させる
工程と、 加熱処理或いは加熱加圧処理により、前記バンプを前記
電極に転写するとともに、前記支持膜を軟化、溶融、蒸
発又は昇華させて前記半導体基板又は前記回路配線基板
の上から除去する工程とを有することを特徴とするはん
だバンプの形成方法。 - 【請求項２】前記支持膜は、基板の上に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のはんだバンプの形成方
法。 - 【請求項３】前記支持膜は、ロジンを含む膜であること
を特徴とする請求項１記載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項４】はんだと濡れず、かつ、溶剤によって溶け
る物質により形成されたはんだ支持基板の上に、該はん
だよりなるバンプを形成する工程と、 前記はんだ支持基板上の前記バンプを、半導体基板又は
回路配線基板に形成された電極の上に位置合わせして接
触させる工程と、 加熱処理或いは加熱加圧処理により前記バンプを前記電
極に転写する工程と、 前記はんだ支持基板を前記溶剤によって除去する工程と
を有し、 前記溶剤によって溶ける前記物質は塩で、前記溶剤は水
であることを特徴とするはんだバンプの形勢方法。 - 【請求項５】はんだと濡れず、かつ、溶剤によって溶け
る物質により形成されたはんだ支持基板の上に、該はん
だよりなるバンプを形成する工程と、 前記はんだ支持基板上の前記バンプを、半導体基板又は
回路配線基板に形成された電極の上に位置合わせして接
触させる工程と、 加熱処理或いは加熱加圧処理により前記バンプを前記電
極に転写する工程と、 前記はんだ支持基板を前記溶剤によって除去する工程と
を有し、 前記はんだのバンプは多層構造であって、前記はんだ支
持基板の表面側に融点の高いはんだ層があり、その上方
には融点の低いはんだ層が形成されていることを特徴と
するはんだバンプの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244691A JP2978973B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | はんだバンプの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244691A JP2978973B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | はんだバンプの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697176A JPH0697176A (ja) | 1994-04-08 |
| JP2978973B2 true JP2978973B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=17122507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244691A Expired - Lifetime JP2978973B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | はんだバンプの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978973B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244691A patent/JP2978973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0697176A (ja) | 1994-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990330 |