JP3150602B2 - 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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- 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
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- H—ELECTRICITY
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- H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバンプ接続に必要な
はんだバンプの形成方法に関する。
はんだバンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化を目的にＢ
ＧＡ（Bump Grid Array)パッケージや、フリップチップ
接合を用いた半導体装置の高密度実装が開発されてい
る。ＢＧＡパッケージを用いると、QFP(Quad Flat Pack
age)と比較してリード部に相当するスペースを省略でき
ることから、より高密度実装が可能となる。また、フリ
ップチップ実装では、回路基板上に複数のシリコンチッ
プを配置でき、ほぼ理想的な高密度実装が可能となる。
ＧＡ（Bump Grid Array)パッケージや、フリップチップ
接合を用いた半導体装置の高密度実装が開発されてい
る。ＢＧＡパッケージを用いると、QFP(Quad Flat Pack
age)と比較してリード部に相当するスペースを省略でき
ることから、より高密度実装が可能となる。また、フリ
ップチップ実装では、回路基板上に複数のシリコンチッ
プを配置でき、ほぼ理想的な高密度実装が可能となる。
【０００３】ＢＧＡパッケージやフリップチップでは、
一般にはんだバンプを用いて電気的な接続を行っている
が、確実なはんだ接合を行うためには、はんだバンプの
金属組成や大きさが一定で、内部に異物や気泡を含まな
い均一性に優れたはんだバンプを形成する必要がある。
一般にはんだバンプを用いて電気的な接続を行っている
が、確実なはんだ接合を行うためには、はんだバンプの
金属組成や大きさが一定で、内部に異物や気泡を含まな
い均一性に優れたはんだバンプを形成する必要がある。
【０００４】はんだバンプを形成する方法としては、メ
ッキ法やはんだ合金の転写法がある。メッキ法は、主に
フリップチップに適用されている方法で、ウエハプロセ
スの最終工程で、電極となるアルミパッド上にバリアメ
タルを介してはんだを厚くメッキし、これをリフローし
てはんだバンプを形成する工程からなる。
ッキ法やはんだ合金の転写法がある。メッキ法は、主に
フリップチップに適用されている方法で、ウエハプロセ
スの最終工程で、電極となるアルミパッド上にバリアメ
タルを介してはんだを厚くメッキし、これをリフローし
てはんだバンプを形成する工程からなる。
【０００５】転写法は、はんだ薄板から打ち抜いた小片
や切断したワイヤを加熱してはんだボールを形成し、転
写道具を使用してハンダボールを半導体装置の電極パッ
ド上に転写する。また、転写法の他の例は特開平４─２
６３４３３号公報に記載されている。この方法では、半
導体装置の電極パッドに対応した位置に穴を形成した平
板を用いる。平板の穴にスキージングによってはんだペ
ーストを充填し、平板を加熱して穴内のはんだペースト
をはんだボールに形成する。
や切断したワイヤを加熱してはんだボールを形成し、転
写道具を使用してハンダボールを半導体装置の電極パッ
ド上に転写する。また、転写法の他の例は特開平４─２
６３４３３号公報に記載されている。この方法では、半
導体装置の電極パッドに対応した位置に穴を形成した平
板を用いる。平板の穴にスキージングによってはんだペ
ーストを充填し、平板を加熱して穴内のはんだペースト
をはんだボールに形成する。
【０００６】はんだペーストは微小なはんだ粉末をフラ
ックスや溶剤と混練したものである。はんだペーストを
加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金属が表面張力
により丸くなり、はんだボールとなる。それから、はん
だボールが穴内に位置した状態で、半導体装置を平板に
近づけて、半導体装置の電極パッドと平板の穴を位置合
わせして穴内のハンダボールを半導体装置の電極パッド
に転写する。
ックスや溶剤と混練したものである。はんだペーストを
加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金属が表面張力
により丸くなり、はんだボールとなる。それから、はん
だボールが穴内に位置した状態で、半導体装置を平板に
近づけて、半導体装置の電極パッドと平板の穴を位置合
わせして穴内のハンダボールを半導体装置の電極パッド
に転写する。
【０００７】また、転写法の他の例は特開平６─１２４
９５３号公報に記載されている。この方法でも、半導体
装置の電極パッドに対応した位置に穴を形成した平板を
用い、スキージングによってこの穴にはんだペーストを
充填する。この方法では、半導体装置の電極パッドに金
のスタッドからなる突起電極を設けてあり、この突起電
極を平板の穴のはんだペーストと位置合わせし、加熱す
ることにより溶融したはんだが突起電極を包み込むよう
に付着するようになっている。はんだペーストを突起電
極に転写するためには、半導体装置を平板の上に配置
し、半導体装置の突起電極を下向きにして半導体装置を
下降させながら平板に近づけ、突起電極を平板の穴と位
置合わせする。
９５３号公報に記載されている。この方法でも、半導体
装置の電極パッドに対応した位置に穴を形成した平板を
用い、スキージングによってこの穴にはんだペーストを
充填する。この方法では、半導体装置の電極パッドに金
のスタッドからなる突起電極を設けてあり、この突起電
極を平板の穴のはんだペーストと位置合わせし、加熱す
ることにより溶融したはんだが突起電極を包み込むよう
に付着するようになっている。はんだペーストを突起電
極に転写するためには、半導体装置を平板の上に配置
し、半導体装置の突起電極を下向きにして半導体装置を
下降させながら平板に近づけ、突起電極を平板の穴と位
置合わせする。
【０００８】このように、半導体装置の電極パッドに対
応した位置に穴を形成した平板を用いると、平板の全て
の穴の体積を一定とすることにより、穴に充填されたは
んだペーストの体積が全て等しくなり、よって形成され
る全てのハンダボール（はんだバンプ）が同じ大きさに
なる。そして、多くの微小なはんだバンプを半導体装置
又は回路基板に一度に形成することができる。
応した位置に穴を形成した平板を用いると、平板の全て
の穴の体積を一定とすることにより、穴に充填されたは
んだペーストの体積が全て等しくなり、よって形成され
る全てのハンダボール（はんだバンプ）が同じ大きさに
なる。そして、多くの微小なはんだバンプを半導体装置
又は回路基板に一度に形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、途中の工程で
はんだボールを形成する方法では、一旦形成されたはん
だボールの外面にフラックス残滓等が付着し、はんだボ
ールを電極パッドに転写するときにフラックス残滓がは
んだボールと電極パッドとの間に入ってはんだの溶着作
用が妨げたられ、はんだボールの電極パッドに対する付
着力が弱くなり、はんだボールが電極パッドから脱落し
やすくなる。また、フラックス残滓が電極パッドに転写
されたはんだボール（はんだバンプ）中に入り込み、そ
の後で半導体装置を回路基板にフリップチップ接合した
りするために再加熱するときに、はんだバンプ中のフラ
ックス残滓が気泡を発生してはんだバンプのボイドとな
ったりする。従って、平板の穴ではんだボールを形成し
た後で転写を行う前に、はんだボールを洗浄して付着し
た残滓等を取り除くことが望ましいが、はんだボールを
洗浄するときにはんだボールが平板の穴から脱落し、所
定の位置を維持できなくなる可能性がある。
はんだボールを形成する方法では、一旦形成されたはん
だボールの外面にフラックス残滓等が付着し、はんだボ
ールを電極パッドに転写するときにフラックス残滓がは
んだボールと電極パッドとの間に入ってはんだの溶着作
用が妨げたられ、はんだボールの電極パッドに対する付
着力が弱くなり、はんだボールが電極パッドから脱落し
やすくなる。また、フラックス残滓が電極パッドに転写
されたはんだボール（はんだバンプ）中に入り込み、そ
の後で半導体装置を回路基板にフリップチップ接合した
りするために再加熱するときに、はんだバンプ中のフラ
ックス残滓が気泡を発生してはんだバンプのボイドとな
ったりする。従って、平板の穴ではんだボールを形成し
た後で転写を行う前に、はんだボールを洗浄して付着し
た残滓等を取り除くことが望ましいが、はんだボールを
洗浄するときにはんだボールが平板の穴から脱落し、所
定の位置を維持できなくなる可能性がある。
【００１０】また、半導体装置の電極パッドに突起電極
を設ける方法では、突起電極となる金のスタッドの形成
は電極パッドにワイヤボンディングにより行われる。し
かし、ワイヤボンディングは１個ずつ行われるので、多
数のワイヤボンディングを行うと時間がかかり、且つ微
小なピッチでワイヤボンディングを行うのが難しい。さ
らに、溶融したはんだが突起電極を包み込むように付着
するようにした構成では、はんだバンプの大きさは突起
電極の大きさよりも大きくなり、微小なはんだバンプを
小さなピッチで形成するのは難しい。また、転写時に、
半導体装置は平板の上に配置されており、はんだペース
トが突起電極に向かって重力に逆らって移動しなければ
ならない。
を設ける方法では、突起電極となる金のスタッドの形成
は電極パッドにワイヤボンディングにより行われる。し
かし、ワイヤボンディングは１個ずつ行われるので、多
数のワイヤボンディングを行うと時間がかかり、且つ微
小なピッチでワイヤボンディングを行うのが難しい。さ
らに、溶融したはんだが突起電極を包み込むように付着
するようにした構成では、はんだバンプの大きさは突起
電極の大きさよりも大きくなり、微小なはんだバンプを
小さなピッチで形成するのは難しい。また、転写時に、
半導体装置は平板の上に配置されており、はんだペース
トが突起電極に向かって重力に逆らって移動しなければ
ならない。
【００１１】本発明の目的は、はんだバンプの大きさが
一定で、微小なはんだバンプが小さなピッチで配置され
ることができ、内部に異物や気泡を含まない均一性に優
れたはんだバンプの形成方法を提供することである。
一定で、微小なはんだバンプが小さなピッチで配置され
ることができ、内部に異物や気泡を含まない均一性に優
れたはんだバンプの形成方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるはんだバン
プの形成方法は、電極パッドを有する第１の部材と、第
１の表面の該電極パッドに対応する位置に穴を有する平
板とを準備し、該平板の穴にスキージングによりはんだ
ペーストを充填し、該電極パッドと該はんだペーストを
充填した穴とを位置合わせした状態で該平板を該第１の
部材に重ね、該平板と該第１の部材とを重ね合わせた状
態で該平板と該第１の部材を該はんだペーストのはんだ
の融点以上の温度に加熱する工程を含む。この構成にお
いて、次の特徴を含む。 前記平板がシリコンからなり、
前記平板の穴がアルカリ性エッチャントを用いた異方性
エッチングによって形成される。これによって、平板
に、微小で、一定の大きさの穴を形成することができ
る。 また、前記平板が感光性ガラスからなり、前記平板
の穴が該平板にパターン露光を行った後選択エッチング
を行って形成される。 また、前記穴を有する前記平板と
同じ形状の型を形成し、該型を使用して前記平板を成形
する。
プの形成方法は、電極パッドを有する第１の部材と、第
１の表面の該電極パッドに対応する位置に穴を有する平
板とを準備し、該平板の穴にスキージングによりはんだ
ペーストを充填し、該電極パッドと該はんだペーストを
充填した穴とを位置合わせした状態で該平板を該第１の
部材に重ね、該平板と該第１の部材とを重ね合わせた状
態で該平板と該第１の部材を該はんだペーストのはんだ
の融点以上の温度に加熱する工程を含む。この構成にお
いて、次の特徴を含む。 前記平板がシリコンからなり、
前記平板の穴がアルカリ性エッチャントを用いた異方性
エッチングによって形成される。これによって、平板
に、微小で、一定の大きさの穴を形成することができ
る。 また、前記平板が感光性ガラスからなり、前記平板
の穴が該平板にパターン露光を行った後選択エッチング
を行って形成される。 また、前記穴を有する前記平板と
同じ形状の型を形成し、該型を使用して前記平板を成形
する。
【００１３】平板の穴にスキージングによりはんだペー
ストを充填することにより、全ての穴のはんだペースト
の量が一定になる。それから、はんだペーストを充填し
た平板を第１の部材に重ね、加熱することにより、平板
の穴に充填されたはんだペースト中のはんだ金属を第１
の部材に直接に転写する。好ましくは、第１の部材が半
導体チップ、半導体装置及び回路基板ののうちの一つか
らなる。はんだペーストは微小なはんだ粉末をフラック
スや溶剤と混練したものであり、加熱すると、溶剤が蒸
発し、溶融はんだ金属が第１の部材の電極パッドに付着
する。フラックスはまだ活性状態にあり、溶融はんだ金
属が電極パッドに付着するのを助ける。従って、途中の
工程ではんだボールを形成する場合の問題点がなくな
り、しかも、製造プロセスを短縮することができる。
ストを充填することにより、全ての穴のはんだペースト
の量が一定になる。それから、はんだペーストを充填し
た平板を第１の部材に重ね、加熱することにより、平板
の穴に充填されたはんだペースト中のはんだ金属を第１
の部材に直接に転写する。好ましくは、第１の部材が半
導体チップ、半導体装置及び回路基板ののうちの一つか
らなる。はんだペーストは微小なはんだ粉末をフラック
スや溶剤と混練したものであり、加熱すると、溶剤が蒸
発し、溶融はんだ金属が第１の部材の電極パッドに付着
する。フラックスはまだ活性状態にあり、溶融はんだ金
属が電極パッドに付着するのを助ける。従って、途中の
工程ではんだボールを形成する場合の問題点がなくな
り、しかも、製造プロセスを短縮することができる。
【００１４】上記構成において、好ましくは、前記電極
パッドが前記第１の部材の表面に形成されたほぼ平坦な
層からなる。また、好ましくは、前記平板を上側にし前
記第１の部材を下側にして前記加熱を行う。これによっ
て、平板の穴に充填されたはんだペースト及びその成分
であるはんだ金属は柔らかくなるにつれて重力により平
板の穴から下に流れその下の電極パッドに付着しやすく
なる。
パッドが前記第１の部材の表面に形成されたほぼ平坦な
層からなる。また、好ましくは、前記平板を上側にし前
記第１の部材を下側にして前記加熱を行う。これによっ
て、平板の穴に充填されたはんだペースト及びその成分
であるはんだ金属は柔らかくなるにつれて重力により平
板の穴から下に流れその下の電極パッドに付着しやすく
なる。
【００１５】好ましくは、前記平板が第１の表面の反対
側に第２の表面を有し、前記穴が第１の表面に開口し且
つ第２の表面に開口していない。つまり、穴は盲穴であ
る。これに対して、前記平板が第１の表面の反対側に第
２の表面を有し、前記が穴が第１の表面に開口し且つ第
２の表面に開口している構成とすることもできる。この
場合、穴は貫通穴であり、加熱時にガス抜き穴としても
作用する。
側に第２の表面を有し、前記穴が第１の表面に開口し且
つ第２の表面に開口していない。つまり、穴は盲穴であ
る。これに対して、前記平板が第１の表面の反対側に第
２の表面を有し、前記が穴が第１の表面に開口し且つ第
２の表面に開口している構成とすることもできる。この
場合、穴は貫通穴であり、加熱時にガス抜き穴としても
作用する。
【００１６】貫通穴の場合、前記平板の第２の表面に補
助平板を重ねた状態ではんだペーストを充填し、該平板
と該第１の部材とを重ね合わせ、かつ、該補助平板を該
平板から取り外した状態で該はんだペーストのはんだの
融点以上の温度に加熱する。この構成では、はんだペー
ストの充填時には平板の第２の表面側の開口を閉じては
んだペーストが洩れるのを防止し、転写時には第２の表
面側の開口を開いてガス抜き穴として作用する。
助平板を重ねた状態ではんだペーストを充填し、該平板
と該第１の部材とを重ね合わせ、かつ、該補助平板を該
平板から取り外した状態で該はんだペーストのはんだの
融点以上の温度に加熱する。この構成では、はんだペー
ストの充填時には平板の第２の表面側の開口を閉じては
んだペーストが洩れるのを防止し、転写時には第２の表
面側の開口を開いてガス抜き穴として作用する。
【００１７】好ましくは、はんだペーストがはんだ粉末
とフラックスを含むその他の部分とからなり、該その他
の部分は、該その他の部分の常温時の重量を１００とし
た場合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減
少が１０以下であるものからなる。その他の部分の中に
はフラックスビークル等の有機成分が含まれ、これは加
熱時にガスを発生する。平板と第１の部材を重ねて急激
に加熱すると、フラックスビークルの蒸発ガス圧が大き
くなり、平板と第１の部材とを離れさせようとし、位置
ずれの生じる可能性がある。また、有機成分がはんだバ
ンプ中に入り込む可能性がある。従って、フラックスビ
ークルの蒸発ガスによる位置ずれをできるだけ生じない
ようにすることが必要である。そこで、上記構成では、
フラックスビークルが揮発しにくいものとなっており、
よってフラックスビークルの蒸発ガスによる位置ずれを
生じないようになっている。
とフラックスを含むその他の部分とからなり、該その他
の部分は、該その他の部分の常温時の重量を１００とし
た場合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減
少が１０以下であるものからなる。その他の部分の中に
はフラックスビークル等の有機成分が含まれ、これは加
熱時にガスを発生する。平板と第１の部材を重ねて急激
に加熱すると、フラックスビークルの蒸発ガス圧が大き
くなり、平板と第１の部材とを離れさせようとし、位置
ずれの生じる可能性がある。また、有機成分がはんだバ
ンプ中に入り込む可能性がある。従って、フラックスビ
ークルの蒸発ガスによる位置ずれをできるだけ生じない
ようにすることが必要である。そこで、上記構成では、
フラックスビークルが揮発しにくいものとなっており、
よってフラックスビークルの蒸発ガスによる位置ずれを
生じないようになっている。
【００１８】同様に、はんだペーストがはんだ粉末とフ
ラックスを含むその他の部分とからなり、該その他の部
分は、該その他の部分の常温時の重量を１００とした場
合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が
１０〜９５であるものからなり、且つ、前記加熱工程に
おいてはんだ金属の融点より１０〜３０℃低い温度で１
分以上保持した後で前記融点以上に加熱するようにする
ことができる。この場合には、フラックスビークルが揮
発しにくいものではないが、加熱をゆっくり行うことに
より、フラックスビークルが急激に蒸発するのを防止す
る。
ラックスを含むその他の部分とからなり、該その他の部
分は、該その他の部分の常温時の重量を１００とした場
合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が
１０〜９５であるものからなり、且つ、前記加熱工程に
おいてはんだ金属の融点より１０〜３０℃低い温度で１
分以上保持した後で前記融点以上に加熱するようにする
ことができる。この場合には、フラックスビークルが揮
発しにくいものではないが、加熱をゆっくり行うことに
より、フラックスビークルが急激に蒸発するのを防止す
る。
【００１９】好ましくは、前記電極パッドが銅の膜及び
ニッケルの膜の一方からなり、該電極パッドの厚さが１
μｍ以上である。これによって、はんだペーストから直
接にはんだバンプを形成するときに、電極パッドがはん
だ金属によく濡れ、溶着が確実に行われることが分かっ
た。この場合、前記電極パッド上に金、はんだ金属の主
要構成金属、及びはんだ合金のうちの一つの膜を有する
ことができる。
ニッケルの膜の一方からなり、該電極パッドの厚さが１
μｍ以上である。これによって、はんだペーストから直
接にはんだバンプを形成するときに、電極パッドがはん
だ金属によく濡れ、溶着が確実に行われることが分かっ
た。この場合、前記電極パッド上に金、はんだ金属の主
要構成金属、及びはんだ合金のうちの一つの膜を有する
ことができる。
【００２０】好ましくは、前記平板が、前記第１の部材
と熱膨張の近い材料で作られている。これによって、転
写時に、位置ずれが生じるのを防止する。この場合、前
記平板及び前記第１の部材が半導体で作られていると、
平板と第１の部材が熱膨張の差が小さい。
と熱膨張の近い材料で作られている。これによって、転
写時に、位置ずれが生じるのを防止する。この場合、前
記平板及び前記第１の部材が半導体で作られていると、
平板と第１の部材が熱膨張の差が小さい。
【００２１】また、前記穴を有する前記平板と同じ形状
の型を形成し、該型を使用して前記平板を成形すること
ができる。
の型を形成し、該型を使用して前記平板を成形すること
ができる。
【００２２】本発明のもう１つの特徴は、電極パッドを
有する第１の部材と、第１の表面の該電極パッドに対応
する位置に貫通穴を有する平板とを準備し、該電極パッ
ドと該貫通穴とを位置合わせした状態で該平板を該第１
の部材に重ね、該平板の穴にスキージングによりはんだ
ペーストを充填し、該平板と該第１の部材とを重ね合わ
せた状態で該平板と該第１の部材を該はんだペーストの
はんだの融点以上の温度に加熱する工程を含むことを特
徴とするはんだバンプの形成方法である。
有する第１の部材と、第１の表面の該電極パッドに対応
する位置に貫通穴を有する平板とを準備し、該電極パッ
ドと該貫通穴とを位置合わせした状態で該平板を該第１
の部材に重ね、該平板の穴にスキージングによりはんだ
ペーストを充填し、該平板と該第１の部材とを重ね合わ
せた状態で該平板と該第１の部材を該はんだペーストの
はんだの融点以上の温度に加熱する工程を含むことを特
徴とするはんだバンプの形成方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例の金属
バンプの形成方法を示す図である。（Ａ）に示されるよ
うに、平坦な表面１０ａに複数の等しい形状の穴１２を
有する平板１０を準備する。この例では、穴１２は表面
１０ａに開口する４角錐形状の穴であり、他方の表面１
０ｂには開口していない。穴１２は例えば数百μｍのピ
ッチでマトリクス状に設けてある。
バンプの形成方法を示す図である。（Ａ）に示されるよ
うに、平坦な表面１０ａに複数の等しい形状の穴１２を
有する平板１０を準備する。この例では、穴１２は表面
１０ａに開口する４角錐形状の穴であり、他方の表面１
０ｂには開口していない。穴１２は例えば数百μｍのピ
ッチでマトリクス状に設けてある。
【００２４】はんだペースト１４がスキージ１６を使用
して平板１０の穴１２に充填される。全ての穴１２の体
積が同じであれば、充填されるはんだペースト１４の量
は一定である。はんだペースト１４は微小なはんだ粉末
をフラックスや溶剤と混練したものである。はんだ粉末
は、例えばＳｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ
−Ａｇ系の合金からなる。
して平板１０の穴１２に充填される。全ての穴１２の体
積が同じであれば、充填されるはんだペースト１４の量
は一定である。はんだペースト１４は微小なはんだ粉末
をフラックスや溶剤と混練したものである。はんだ粉末
は、例えばＳｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ
−Ａｇ系の合金からなる。
【００２５】また、（Ｂ）に示されるように、電極パッ
ド２０を有する第１の部材１８を準備する。第１の部材
１８は、フリップチップ接合やＢＧＡの形成のためには
んだバンプを備える必要のある電子部品であり、例え
ば、半導体チップや、半導体装置や、回路基板等からな
る。平板１０の穴１２は、第１の部材１８の電極パッド
２０に対応して設けてある。
ド２０を有する第１の部材１８を準備する。第１の部材
１８は、フリップチップ接合やＢＧＡの形成のためには
んだバンプを備える必要のある電子部品であり、例え
ば、半導体チップや、半導体装置や、回路基板等からな
る。平板１０の穴１２は、第１の部材１８の電極パッド
２０に対応して設けてある。
【００２６】（Ａ）において、スキージングによっては
んだペースト１４を平板１０の穴１２に充填したら、
（Ｂ）に示されるように、平板１０の穴１２と第１の部
材１８の電極パッド２０とを位置合わせし、位置合わせ
した状態で平板１０を第１の部材１８に重ねる。好まし
くは、平板１０を第１の部材１８の上に配置する。
んだペースト１４を平板１０の穴１２に充填したら、
（Ｂ）に示されるように、平板１０の穴１２と第１の部
材１８の電極パッド２０とを位置合わせし、位置合わせ
した状態で平板１０を第１の部材１８に重ねる。好まし
くは、平板１０を第１の部材１８の上に配置する。
【００２７】それから、（Ｃ）に示されるように、平板
１０及び第１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉
において、平板１０及び第１の部材１８をはんだペース
ト１４のはんだの融点以上の温度に加熱する。はんだペ
ースト１４を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金
属が一塊のはんだバンプ２２となりながら第１の部材１
８の電極パッド２０に付着する。フラックスはまだ活性
状態にあり、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着す
るのを確実にする。このようにして、簡単且つ確実に、
はんだペースト１４のはんだ成分を第１の部材１８に転
写することができる。それから、平板１０を第１の部材
１８から取り外す。
１０及び第１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉
において、平板１０及び第１の部材１８をはんだペース
ト１４のはんだの融点以上の温度に加熱する。はんだペ
ースト１４を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金
属が一塊のはんだバンプ２２となりながら第１の部材１
８の電極パッド２０に付着する。フラックスはまだ活性
状態にあり、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着す
るのを確実にする。このようにして、簡単且つ確実に、
はんだペースト１４のはんだ成分を第１の部材１８に転
写することができる。それから、平板１０を第１の部材
１８から取り外す。
【００２８】図２は電極パッド２０の一例を示してい
る。電極パッド２０が第１の部材１８の表面に形成され
たほぼ平坦な層からなる。第１の部材１８の表面にはア
ルミニウムの配線２４が延び、この配線２４の上に銅又
はニッケルの電極層２６が設けられる。電極パッド２０
を厚さが１μｍ以上の銅又はニッケルの電極層２６から
作ることにより、はんだと電極パッド２０との濡れを確
保して、はんだペースト１４から直接に電極パッド２０
上にはんだバンプ２２を形成することができることが分
かった。この場合、濡れを改良するために、電極パッド
２０上に金、はんだ金属の主要構成金属（例えばＳ
ｎ）、及びはんだ合金（例えばＳｎ−Ｐｂ）のうちの一
つの膜を有することができる。
る。電極パッド２０が第１の部材１８の表面に形成され
たほぼ平坦な層からなる。第１の部材１８の表面にはア
ルミニウムの配線２４が延び、この配線２４の上に銅又
はニッケルの電極層２６が設けられる。電極パッド２０
を厚さが１μｍ以上の銅又はニッケルの電極層２６から
作ることにより、はんだと電極パッド２０との濡れを確
保して、はんだペースト１４から直接に電極パッド２０
上にはんだバンプ２２を形成することができることが分
かった。この場合、濡れを改良するために、電極パッド
２０上に金、はんだ金属の主要構成金属（例えばＳ
ｎ）、及びはんだ合金（例えばＳｎ−Ｐｂ）のうちの一
つの膜を有することができる。
【００２９】図１（Ｃ）に示されるように、平板１０を
上側にし第１の部材１８を下側にして加熱を行うと、平
板１０の穴１２に充填されたはんだペースト１４及びそ
の成分であるはんだ金属は柔らかくなるにつれて重力に
より平板１０の穴１２から下に流れその下の電極パッド
２０に付着しやすくなる。
上側にし第１の部材１８を下側にして加熱を行うと、平
板１０の穴１２に充填されたはんだペースト１４及びそ
の成分であるはんだ金属は柔らかくなるにつれて重力に
より平板１０の穴１２から下に流れその下の電極パッド
２０に付着しやすくなる。
【００３０】はんだペースト１４は上記したようにはん
だ粉末とフラックスを含むその他の部分からなる。その
他の部分にはフラックスビークル等の有機成分が含ま
れ、これは加熱時にガスを発生する。平板１０と第１の
部材１８を重ねて急激に加熱すると、フラックスビーク
ルの蒸発ガス圧が大きくなり、平板１０と第１の部材１
８とを離れさせようとし、形成されるはんだバンプ２２
の位置ずれの生じる可能性がある。また、有機成分がは
んだバンプ２２中に入り込む可能性がある。従って、フ
ラックスビークルの蒸発ガスによる位置ずれをできるだ
け生じないようにすることが必要である。
だ粉末とフラックスを含むその他の部分からなる。その
他の部分にはフラックスビークル等の有機成分が含ま
れ、これは加熱時にガスを発生する。平板１０と第１の
部材１８を重ねて急激に加熱すると、フラックスビーク
ルの蒸発ガス圧が大きくなり、平板１０と第１の部材１
８とを離れさせようとし、形成されるはんだバンプ２２
の位置ずれの生じる可能性がある。また、有機成分がは
んだバンプ２２中に入り込む可能性がある。従って、フ
ラックスビークルの蒸発ガスによる位置ずれをできるだ
け生じないようにすることが必要である。
【００３１】そこで、フラックスビークルが揮発しにく
いものとなっていると、蒸発ガス圧による平板１０の移
動がないので、フラックスビークルの蒸発ガスによる位
置ずれを生じないようにできる。これを達成するために
は、はんだペースト１４のはんだ粉末以外の部分が、該
はんだ粉末以外の部分の常温時の重量を１００とした場
合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が
１０以下であるものからなるようにすることである。例
えば、ｓｎ−ｐｂ共晶はんだの場合、樹脂として重合ロ
ジンを、溶媒に安息香酸ベンジル（沸点３２３℃）を用
いることで、不揮発性のフラックスビークルを構成する
ことができる。市販の重合ロジンを２５０℃程度の高温
で蒸留し、不揮発分を回収して使用すると、不揮発性を
より確実にすることができる。
いものとなっていると、蒸発ガス圧による平板１０の移
動がないので、フラックスビークルの蒸発ガスによる位
置ずれを生じないようにできる。これを達成するために
は、はんだペースト１４のはんだ粉末以外の部分が、該
はんだ粉末以外の部分の常温時の重量を１００とした場
合、はんだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が
１０以下であるものからなるようにすることである。例
えば、ｓｎ−ｐｂ共晶はんだの場合、樹脂として重合ロ
ジンを、溶媒に安息香酸ベンジル（沸点３２３℃）を用
いることで、不揮発性のフラックスビークルを構成する
ことができる。市販の重合ロジンを２５０℃程度の高温
で蒸留し、不揮発分を回収して使用すると、不揮発性を
より確実にすることができる。
【００３２】フリップチップ実装用には、融点が３００
℃近くのＳｎ−５ＰｂやＳｎ−１０Ｐｂが使用されるこ
とが多く、バンプ形成は３２０〜３５０℃の高温で行わ
れるため、上記のように重量減少が１０以下となるよう
な不揮発性にすることは難しい。従って、この場合に
は、加熱をゆっくり行うことにより、フラックスビーク
ルが急激に蒸発するのを防止するようにするとよい。具
体的には、はんだペースト１４がはんだ粉末とフラック
スを含むその他の部分（はんだ粉末以外の部分）とから
なり、はんだ粉末以外の部分は、該はんだ粉末以外の部
分の常温時の重量を１００とした場合、はんだ金属の融
点で５分間放置した際の重量減少が１０〜９５であるも
のからなり、且つ、加熱工程においてはんだ金属の融点
より１０〜３０℃低い温度で１分以上保持した後で前記
融点以上に加熱するようにする。保持温度は融点の直前
が望ましいが、炉内の温度むらや再現性を考慮すると、
はんだ金属の融点より１０〜３０℃低い温度に設定する
のが実用的である。保持時間は、加熱プロファイルやフ
ラックスビークルの沸点により異なるが、はんだ金属の
融点より１０〜３０℃低い温度で１分以上、好ましくは
３分以上保持することが好ましい。ここで、ビークルの
蒸発により、はんだペースト１４の体積が減少するの
で、平板１０を上側にし第１の部材１８を下側にするの
が、はんだペースト１４と電極パッド２０との接触を維
持する上で好ましい。
℃近くのＳｎ−５ＰｂやＳｎ−１０Ｐｂが使用されるこ
とが多く、バンプ形成は３２０〜３５０℃の高温で行わ
れるため、上記のように重量減少が１０以下となるよう
な不揮発性にすることは難しい。従って、この場合に
は、加熱をゆっくり行うことにより、フラックスビーク
ルが急激に蒸発するのを防止するようにするとよい。具
体的には、はんだペースト１４がはんだ粉末とフラック
スを含むその他の部分（はんだ粉末以外の部分）とから
なり、はんだ粉末以外の部分は、該はんだ粉末以外の部
分の常温時の重量を１００とした場合、はんだ金属の融
点で５分間放置した際の重量減少が１０〜９５であるも
のからなり、且つ、加熱工程においてはんだ金属の融点
より１０〜３０℃低い温度で１分以上保持した後で前記
融点以上に加熱するようにする。保持温度は融点の直前
が望ましいが、炉内の温度むらや再現性を考慮すると、
はんだ金属の融点より１０〜３０℃低い温度に設定する
のが実用的である。保持時間は、加熱プロファイルやフ
ラックスビークルの沸点により異なるが、はんだ金属の
融点より１０〜３０℃低い温度で１分以上、好ましくは
３分以上保持することが好ましい。ここで、ビークルの
蒸発により、はんだペースト１４の体積が減少するの
で、平板１０を上側にし第１の部材１８を下側にするの
が、はんだペースト１４と電極パッド２０との接触を維
持する上で好ましい。
【００３３】なお、融点温度に５分間放置した際のフラ
ックスビークルの残量が５％以下（前記重量減少が９５
％以上）では、はんだ粉末が凝集しにくくなり、はんだ
バンプ２２の形成が阻害される。例えば、１５ｍｍを越
すような大きなシリコンベアチップに０．２ｍｍ以下の
微細ピッチではんだバンプ２２を形成する場合、平板１
０と第１の部材１８との熱膨張の差が大きいと位置ずれ
の生じる可能性がある。このような場合には、平板１０
が、第１の部材１８と熱膨張の近い材料で作られている
構成にするとよい。これによって、転写時に、位置ずれ
が生じるのを防止する。例えば、平板１０及び第１の部
材１８がともに半導体（シリコン）で作られていると、
平板１０と第１の部材１８が熱膨張の差が小さい。
ックスビークルの残量が５％以下（前記重量減少が９５
％以上）では、はんだ粉末が凝集しにくくなり、はんだ
バンプ２２の形成が阻害される。例えば、１５ｍｍを越
すような大きなシリコンベアチップに０．２ｍｍ以下の
微細ピッチではんだバンプ２２を形成する場合、平板１
０と第１の部材１８との熱膨張の差が大きいと位置ずれ
の生じる可能性がある。このような場合には、平板１０
が、第１の部材１８と熱膨張の近い材料で作られている
構成にするとよい。これによって、転写時に、位置ずれ
が生じるのを防止する。例えば、平板１０及び第１の部
材１８がともに半導体（シリコン）で作られていると、
平板１０と第１の部材１８が熱膨張の差が小さい。
【００３４】平板１０に、微小で、一定の大きさの穴１
２を確実に形成するためには、平板１０にパターン露光
を行った後科学的にエッチングする方法と、平板１０に
機械的に穴１２を形成する方法とがある。一般に、エッ
チングによる方が低コストである。エッチング方法とし
ては、ガラス板や金属板への等方性エッチング、シリコ
ン板への異方性エッチング、感光性ガラス板に露光部の
みに選択エッチングを行う方法がある。また、機械的な
方法としては、ドリル加工や、金属板への放電加工があ
る。
２を確実に形成するためには、平板１０にパターン露光
を行った後科学的にエッチングする方法と、平板１０に
機械的に穴１２を形成する方法とがある。一般に、エッ
チングによる方が低コストである。エッチング方法とし
ては、ガラス板や金属板への等方性エッチング、シリコ
ン板への異方性エッチング、感光性ガラス板に露光部の
みに選択エッチングを行う方法がある。また、機械的な
方法としては、ドリル加工や、金属板への放電加工があ
る。
【００３５】図３は本発明の第２実施例の金属バンプの
形成方法を示す図である。図１の実施例と同様に、
（Ａ）に示されるように、平坦な表面１０ａに複数の等
しい形状の穴１２を有する平板１０を準備する。この例
では、穴１２は表面１０ａに開口する４角錐形状の穴で
あり、他方の表面１０ｂにも開口している。つまり、穴
１２は貫通品である。図３では、他方の表面１０ｂの開
口を閉じるように、補助平板３０が平板１０に重ねられ
ており、この状態で、はんだペースト１４がスキージ１
６を使用して平板１０の穴１２に充填される。補助平板
３０は、はんだペースト１４の充填時にはんだペースト
１４が穴１２の他方の表面１０ｂ側の開口から洩れるの
を防止する。
形成方法を示す図である。図１の実施例と同様に、
（Ａ）に示されるように、平坦な表面１０ａに複数の等
しい形状の穴１２を有する平板１０を準備する。この例
では、穴１２は表面１０ａに開口する４角錐形状の穴で
あり、他方の表面１０ｂにも開口している。つまり、穴
１２は貫通品である。図３では、他方の表面１０ｂの開
口を閉じるように、補助平板３０が平板１０に重ねられ
ており、この状態で、はんだペースト１４がスキージ１
６を使用して平板１０の穴１２に充填される。補助平板
３０は、はんだペースト１４の充填時にはんだペースト
１４が穴１２の他方の表面１０ｂ側の開口から洩れるの
を防止する。
【００３６】（Ｂ）に示されるように、電極パッド２０
を有する第１の部材１８を準備する。第１の部材１８
は、フリップチップ接合やＢＧＡの形成のためにはんだ
バンプを備える必要のある電子部品であり、例えば、半
導体チップや、半導体装置や、回路基板等からなる。平
板１０の穴１２は、第１の部材１８の電極パッド２０に
対応して設けてある。
を有する第１の部材１８を準備する。第１の部材１８
は、フリップチップ接合やＢＧＡの形成のためにはんだ
バンプを備える必要のある電子部品であり、例えば、半
導体チップや、半導体装置や、回路基板等からなる。平
板１０の穴１２は、第１の部材１８の電極パッド２０に
対応して設けてある。
【００３７】それから、補助平板３０は平板１０に重ね
られたまま、平板１０の穴１２と第１の部材１８の電極
パッド２０とを位置合わせし、位置合わせした状態で平
板１０を第１の部材１８に重ねる。それから、（Ｃ）に
示されるように、補助平板３０を平板１０から取り外
す。すると、平板１０の穴１２の他方の表面１０ｂ側の
開口が解放される。平板１０は角錐形の断面形状をして
いるので、一方の表面１０ａ側の穴１２の開口面積は大
きく、他方の表面１０ｂ側の穴１２の開口面積は小さ
い。
られたまま、平板１０の穴１２と第１の部材１８の電極
パッド２０とを位置合わせし、位置合わせした状態で平
板１０を第１の部材１８に重ねる。それから、（Ｃ）に
示されるように、補助平板３０を平板１０から取り外
す。すると、平板１０の穴１２の他方の表面１０ｂ側の
開口が解放される。平板１０は角錐形の断面形状をして
いるので、一方の表面１０ａ側の穴１２の開口面積は大
きく、他方の表面１０ｂ側の穴１２の開口面積は小さ
い。
【００３８】それから、（Ｄ）に示されるように、平板
１０及び第１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉
において、平板１０及び第１の部材１８をはんだペース
ト１４のはんだの融点以上の温度に加熱する。はんだペ
ースト１４を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金
属が一塊のはんだバンプ２２となりながら第１の部材１
８の電極パッド２０に付着する。フラックスはまだ活性
状態にあり、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着す
るのを確実にする。このようにして、簡単且つ確実に、
はんだペースト１４のはんだ成分を第１の部材１８に転
写することができる。それから、平板１０を第１の部材
１２から取り外す。
１０及び第１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉
において、平板１０及び第１の部材１８をはんだペース
ト１４のはんだの融点以上の温度に加熱する。はんだペ
ースト１４を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金
属が一塊のはんだバンプ２２となりながら第１の部材１
８の電極パッド２０に付着する。フラックスはまだ活性
状態にあり、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着す
るのを確実にする。このようにして、簡単且つ確実に、
はんだペースト１４のはんだ成分を第１の部材１８に転
写することができる。それから、平板１０を第１の部材
１２から取り外す。
【００３９】はんだペースト１４は上記したようにはん
だ粉末とフラックスを含むその他の部分からなる。その
他の部分にはフラックスビークル等の有機成分が含ま
れ、これは加熱時にガスを発生する。この実施例におい
ては、穴１２が貫通品となっているので、平板１０と第
１の部材１８を重ねて急激に加熱しても、フラックスビ
ークルの蒸発ガスは穴１２から逃げるので、ガス圧によ
る上記したような問題点はない。
だ粉末とフラックスを含むその他の部分からなる。その
他の部分にはフラックスビークル等の有機成分が含ま
れ、これは加熱時にガスを発生する。この実施例におい
ては、穴１２が貫通品となっているので、平板１０と第
１の部材１８を重ねて急激に加熱しても、フラックスビ
ークルの蒸発ガスは穴１２から逃げるので、ガス圧によ
る上記したような問題点はない。
【００４０】図４は本発明の第３実施例の金属バンプの
形成方法を示す図である。この場合にも、（Ａ）に示さ
れるように、平坦な表面１０ａに複数の等しい形状の穴
１２を有する平板１０を準備する。この例では、穴１２
は一定の断面の貫通穴である。（Ｂ）に示されるよう
に、電極パッド２０を有する第１の部材１８を準備す
る。第１の部材１８は、フリップチップ接合やＢＧＡの
形成のためにはんだバンプを備える必要のある電子部品
であり、例えば、半導体チップや、半導体装置や、回路
基板等からなる。平板１０の穴１２は、第１の部材１８
の電極パッド２０に対応して設けてある。
形成方法を示す図である。この場合にも、（Ａ）に示さ
れるように、平坦な表面１０ａに複数の等しい形状の穴
１２を有する平板１０を準備する。この例では、穴１２
は一定の断面の貫通穴である。（Ｂ）に示されるよう
に、電極パッド２０を有する第１の部材１８を準備す
る。第１の部材１８は、フリップチップ接合やＢＧＡの
形成のためにはんだバンプを備える必要のある電子部品
であり、例えば、半導体チップや、半導体装置や、回路
基板等からなる。平板１０の穴１２は、第１の部材１８
の電極パッド２０に対応して設けてある。
【００４１】それから、平板１０の穴１２と第１の部材
１８の電極パッド２０とを位置合わせし、位置合わせし
た状態で平板１０を第１の部材１８に重ねる。それか
ら、はんだペースト１４がスキージ１６を使用して平板
１０の穴１２に充填される。この場合、貫通穴１２の下
端部は第１の部材１８で閉じられているので、はんだペ
ースト１４が貫通穴１２の下側ににじみ出すことはな
く、スキージングによって全ての貫通穴１２のはんだペ
ースト１４の体積は一定になる。
１８の電極パッド２０とを位置合わせし、位置合わせし
た状態で平板１０を第１の部材１８に重ねる。それか
ら、はんだペースト１４がスキージ１６を使用して平板
１０の穴１２に充填される。この場合、貫通穴１２の下
端部は第１の部材１８で閉じられているので、はんだペ
ースト１４が貫通穴１２の下側ににじみ出すことはな
く、スキージングによって全ての貫通穴１２のはんだペ
ースト１４の体積は一定になる。
【００４２】（Ｃ）に示されるように、平板１０及び第
１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉において、
平板１０及び第１の部材１８をはんだペースト１４のは
んだの融点以上の温度に加熱する。はんだペースト１４
を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金属が一塊の
はんだバンプ２２となりながら第１の部材１８の電極パ
ッド２０に付着する。フラックスはまだ活性状態にあ
り、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着するのを確
実にする。フラックスビークルの蒸発ガスは貫通穴１２
から逃げるので、ガス圧による上記したような問題点は
ない。
１の部材１８を重ね合わせた状態で、加熱炉において、
平板１０及び第１の部材１８をはんだペースト１４のは
んだの融点以上の温度に加熱する。はんだペースト１４
を加熱すると、溶剤が蒸発し、溶融はんだ金属が一塊の
はんだバンプ２２となりながら第１の部材１８の電極パ
ッド２０に付着する。フラックスはまだ活性状態にあ
り、溶融はんだ金属が電極パッド２０に付着するのを確
実にする。フラックスビークルの蒸発ガスは貫通穴１２
から逃げるので、ガス圧による上記したような問題点は
ない。
【００４３】好ましくは、平板１０がシリコンからな
り、平板１０の穴１２がアルカリ性エッチャントを用い
た異方性エッチングによって形成される。これによっ
て、平板１０に、微小で、一定の大きさの穴１２を確実
に形成することができる。また、平板１０が感光性ガラ
スからなり、平板１０の穴１２が平板１０にパターン露
光を行った後選択エッチングを行って形成されることが
できる。また、機械的な方法としては、穴１２を有する
平板１０と同じ形状の型を形成し、この型を使用して平
板１０を成形することができる。その他、ニッケル等の
電鋳による方法や、はんだの融点が低い場合には熱硬化
型樹脂で注型して複製する方法がある。いずれの方法で
作られた平板を使用する場合にも、平板表面とはんだが
濡れを生じてはならない。はんだと濡れを生じやすい平
板を用いる場合には、表面にはんだに濡れにくいクロム
等をコーティングするのがよい。
り、平板１０の穴１２がアルカリ性エッチャントを用い
た異方性エッチングによって形成される。これによっ
て、平板１０に、微小で、一定の大きさの穴１２を確実
に形成することができる。また、平板１０が感光性ガラ
スからなり、平板１０の穴１２が平板１０にパターン露
光を行った後選択エッチングを行って形成されることが
できる。また、機械的な方法としては、穴１２を有する
平板１０と同じ形状の型を形成し、この型を使用して平
板１０を成形することができる。その他、ニッケル等の
電鋳による方法や、はんだの融点が低い場合には熱硬化
型樹脂で注型して複製する方法がある。いずれの方法で
作られた平板を使用する場合にも、平板表面とはんだが
濡れを生じてはならない。はんだと濡れを生じやすい平
板を用いる場合には、表面にはんだに濡れにくいクロム
等をコーティングするのがよい。
【００４４】さらに、具体例について説明する。 （例１）ＢＧＡパッケージへのはんだバンプ形成 パッケージ（第１の部材１８）の電極パッド２０は、２
５６ピン、ピッチ１．２７ｍｍ、パッド径φ６４０μ
ｍ、パッド材質銅であった。平板は５０×５０×２ｍｍ
のステンレス板で、穴１２は電極パッドの位置に対応し
た位置にあり、開口部φ１．１５ｍｍ、深さ５００μ
ｍ、をウエットエッチングで形成し、表面にクロムメッ
キした。はんだペースト１４のはんだ粉末は市販のＳｎ
−Ｐｂ共晶はんだであり、はんだ粉末以外の部分は、
（ａ）重合度８０％の重合ロジンを窒素中で２５０℃で
蒸留した不揮発分６０重量部、（ｂ）安息香酸ベンジル
３９重量部、（ｃ）シクロヘキシルアミン・塩酸塩１重
量部を混練したものであった。このフラックスビークル
の１８３℃（はんだ融点）で５分放置後の重量減少は３
パーセント以下であった。フラックスビークル１０００
重量部とＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ粉末９００重量部と混練
してはんだペーストとした。はんだペーストをスキージ
ング後、温風リフロー炉を用い、４０℃／分で２３０℃
まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッド２０
にはんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外した
後、はんだバンプ２２にロジンフラックスを塗布し、窒
素雰囲気中で再リフローを行い、バンプ形状を修正し
た。洗浄液（日東化学、パークリーンＡ０１１）でフラ
ックス残滓を洗浄した。この方法により、高さ６００μ
ｍ、高さバラツキ（標準偏差）１５μｍのはんだバンプ
を欠損なく作製することができた。
５６ピン、ピッチ１．２７ｍｍ、パッド径φ６４０μ
ｍ、パッド材質銅であった。平板は５０×５０×２ｍｍ
のステンレス板で、穴１２は電極パッドの位置に対応し
た位置にあり、開口部φ１．１５ｍｍ、深さ５００μ
ｍ、をウエットエッチングで形成し、表面にクロムメッ
キした。はんだペースト１４のはんだ粉末は市販のＳｎ
−Ｐｂ共晶はんだであり、はんだ粉末以外の部分は、
（ａ）重合度８０％の重合ロジンを窒素中で２５０℃で
蒸留した不揮発分６０重量部、（ｂ）安息香酸ベンジル
３９重量部、（ｃ）シクロヘキシルアミン・塩酸塩１重
量部を混練したものであった。このフラックスビークル
の１８３℃（はんだ融点）で５分放置後の重量減少は３
パーセント以下であった。フラックスビークル１０００
重量部とＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ粉末９００重量部と混練
してはんだペーストとした。はんだペーストをスキージ
ング後、温風リフロー炉を用い、４０℃／分で２３０℃
まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッド２０
にはんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外した
後、はんだバンプ２２にロジンフラックスを塗布し、窒
素雰囲気中で再リフローを行い、バンプ形状を修正し
た。洗浄液（日東化学、パークリーンＡ０１１）でフラ
ックス残滓を洗浄した。この方法により、高さ６００μ
ｍ、高さバラツキ（標準偏差）１５μｍのはんだバンプ
を欠損なく作製することができた。
【００４５】（例２）シリコンチップへのはんだバンプ
形成 シリコンチップ（第１の部材１８）の電極パッド２０
は、２５×２５ピン、ピッチ２１０μｍ、パッド径φ８
０μｍ、パッド材質ニッケル（厚さ４μｍ）であった。
平板は３０×３０×３ｍｍの感光性ガラス（ＨＯＹＡ
（株）、ＰＥＧ３）で、穴１２は電極パッドの位置に対
応した位置にあり、開口部１６６μｍ□、深さ７１μ
ｍ、を露光、エッチングで形成した。はんだペースト１
４のはんだ粉末はＳｎ−５Ｓｂ（粒径１０〜３２μｍ）
であり、はんだ粉末以外の部分は、（ａ）重合度８０％
の重合ロジンを４５重量部、（ｂ）安息香酸ベンジル５
３重量部、（ｃ）無水コハク酸２重量部を混練したもの
であった。このフラックスビークルの３００℃（はんだ
融点）５分放置後の重量減少は約７０パーセントであっ
た。フラックスビークル１０００重量部とＰｂ−Ｓｎは
んだ粉末９００重量部と混練してはんだペーストとし
た。はんだペーストを赤外線リフロー炉に入れ、３０℃
／分で２８０℃まで温度を上げて３分間保持した後、３
５０℃まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッ
ド２０にはんたバンプ２２を形成した。融点以上になる
時間は２分間。平板１０を取り外した後、はんだバンプ
２２にロジンフラックスを塗布し、窒素雰囲気中で再リ
フローを行い、バンプ形状を修正し、洗浄液でフラック
ス残滓を洗浄した。この方法により、高さ９２μｍ、高
さバラツキ（標準偏差）３．５μｍのはんだバンプを欠
損なく作製することができた。Ｘ線透過カメラを用い
て、バンプ内にボイドがないことを確認した。
形成 シリコンチップ（第１の部材１８）の電極パッド２０
は、２５×２５ピン、ピッチ２１０μｍ、パッド径φ８
０μｍ、パッド材質ニッケル（厚さ４μｍ）であった。
平板は３０×３０×３ｍｍの感光性ガラス（ＨＯＹＡ
（株）、ＰＥＧ３）で、穴１２は電極パッドの位置に対
応した位置にあり、開口部１６６μｍ□、深さ７１μ
ｍ、を露光、エッチングで形成した。はんだペースト１
４のはんだ粉末はＳｎ−５Ｓｂ（粒径１０〜３２μｍ）
であり、はんだ粉末以外の部分は、（ａ）重合度８０％
の重合ロジンを４５重量部、（ｂ）安息香酸ベンジル５
３重量部、（ｃ）無水コハク酸２重量部を混練したもの
であった。このフラックスビークルの３００℃（はんだ
融点）５分放置後の重量減少は約７０パーセントであっ
た。フラックスビークル１０００重量部とＰｂ−Ｓｎは
んだ粉末９００重量部と混練してはんだペーストとし
た。はんだペーストを赤外線リフロー炉に入れ、３０℃
／分で２８０℃まで温度を上げて３分間保持した後、３
５０℃まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッ
ド２０にはんたバンプ２２を形成した。融点以上になる
時間は２分間。平板１０を取り外した後、はんだバンプ
２２にロジンフラックスを塗布し、窒素雰囲気中で再リ
フローを行い、バンプ形状を修正し、洗浄液でフラック
ス残滓を洗浄した。この方法により、高さ９２μｍ、高
さバラツキ（標準偏差）３．５μｍのはんだバンプを欠
損なく作製することができた。Ｘ線透過カメラを用い
て、バンプ内にボイドがないことを確認した。
【００４６】（例３）シリコンチップへのはんだバンプ
形成 シリコンチップ（第１の部材１８）は例２と同様であ
り、パッドはニッケルの上に金を０．０５μｍメッキし
た。平板は３０×３０×０．３４ｍｍのシリコン〈１０
０〉板（熱酸化膜形成済）で、電極パッドの位置に対応
した位置に開口部１９５μｍ□のレジストパターンを形
成後、レジスト被覆部以外の酸化膜をフッ酸で除去（裏
面も）した。次いで、ＫＯＨ水溶液で上表からシリコン
板をエッチングし、先端を切り落とした四角錐状の貫通
穴１２を有する、厚さ１２０μｍの平板１０を作製し
た。はんだペースト１４のはんだ粉末はＳｎ−５Ｓｂ
（粒径１０〜２０μｍ）９０重量部をロジン系フラック
スビークル１０重量部に分散し、はんだペースト１４と
した。この平板をフッ素系樹脂の板（補助平板３０）に
重ね、スキージングによってはんだペースト１４を平板
の貫通穴１２に充填した。補助平板３０を取り外しし、
平板とシリコンチップを合わせた後、はんだペーストを
赤外線リフロー炉に入れ、１００℃／分で３５０℃まで
温度を上げて、はんだ粉末を溶融して電極パッド２０に
はんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外した
後、はんだバンプ２２にロジンフラックスを塗布し、窒
素雰囲気中で再リフローを行い、バンプ形状を修正し、
洗浄液でフラックス残滓を洗浄した。この方法により、
高さ９０μｍ、高さバラツキ（標準偏差）２．３μｍの
はんだバンプを欠損なく作製することができた。Ｘ線透
過カメラを用いて、バンプ内にボイドがないことを確認
した。
形成 シリコンチップ（第１の部材１８）は例２と同様であ
り、パッドはニッケルの上に金を０．０５μｍメッキし
た。平板は３０×３０×０．３４ｍｍのシリコン〈１０
０〉板（熱酸化膜形成済）で、電極パッドの位置に対応
した位置に開口部１９５μｍ□のレジストパターンを形
成後、レジスト被覆部以外の酸化膜をフッ酸で除去（裏
面も）した。次いで、ＫＯＨ水溶液で上表からシリコン
板をエッチングし、先端を切り落とした四角錐状の貫通
穴１２を有する、厚さ１２０μｍの平板１０を作製し
た。はんだペースト１４のはんだ粉末はＳｎ−５Ｓｂ
（粒径１０〜２０μｍ）９０重量部をロジン系フラック
スビークル１０重量部に分散し、はんだペースト１４と
した。この平板をフッ素系樹脂の板（補助平板３０）に
重ね、スキージングによってはんだペースト１４を平板
の貫通穴１２に充填した。補助平板３０を取り外しし、
平板とシリコンチップを合わせた後、はんだペーストを
赤外線リフロー炉に入れ、１００℃／分で３５０℃まで
温度を上げて、はんだ粉末を溶融して電極パッド２０に
はんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外した
後、はんだバンプ２２にロジンフラックスを塗布し、窒
素雰囲気中で再リフローを行い、バンプ形状を修正し、
洗浄液でフラックス残滓を洗浄した。この方法により、
高さ９０μｍ、高さバラツキ（標準偏差）２．３μｍの
はんだバンプを欠損なく作製することができた。Ｘ線透
過カメラを用いて、バンプ内にボイドがないことを確認
した。
【００４７】（例４）ＢＧＡパッケージへのはんだバン
プ形成 パッケージ（第１の部材１８）は例１と同様である。平
板は５０×５０×０．４５ｍｍのステンレス板で、穴１
２は電極パッドの位置に対応した位置に０．８ｍｍφの
貫通孔をドリルで形成し、表面にクロムメッキした。は
んだペースト１４の市販のＳｎ−Ｐｂはんだペースト
（ニホンハンダ、ＲＸ３６３−９９ＭＧＯ）で、スキー
ジング後、温風リフロー炉を用い、７０℃／分で２３０
℃まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッド２
０にはんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外し
た後、洗浄液（日東化学、パークリーンＡ０１１）でフ
ラックス残滓を洗浄した。この方法により、高さ５６０
μｍ、高さバラツキ（標準偏差）１０μｍのはんだバン
プを欠損なく作製することができた。
プ形成 パッケージ（第１の部材１８）は例１と同様である。平
板は５０×５０×０．４５ｍｍのステンレス板で、穴１
２は電極パッドの位置に対応した位置に０．８ｍｍφの
貫通孔をドリルで形成し、表面にクロムメッキした。は
んだペースト１４の市販のＳｎ−Ｐｂはんだペースト
（ニホンハンダ、ＲＸ３６３−９９ＭＧＯ）で、スキー
ジング後、温風リフロー炉を用い、７０℃／分で２３０
℃まで温度を上げ、はんだ粉末を溶融して電極パッド２
０にはんたバンプ２２を形成した。平板１０を取り外し
た後、洗浄液（日東化学、パークリーンＡ０１１）でフ
ラックス残滓を洗浄した。この方法により、高さ５６０
μｍ、高さバラツキ（標準偏差）１０μｍのはんだバン
プを欠損なく作製することができた。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大きさが一定で、内部に異物や気泡を含まない均一性に
優れたはんだバンプを形成することができる。
大きさが一定で、内部に異物や気泡を含まない均一性に
優れたはんだバンプを形成することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】電極パッドを示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す図である。
１０…平板 １２…穴 １４…はんだペースト １６…スキージ １８…第１の部材 ２０…電極パッド ２２…はんだバンプ ３０…補助平板
フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼川 政廣 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 大竹 幸喜 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−26030（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−342139（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−307341（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−264932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60
Claims (16)
- 【請求項１】 電極パッド（２０）を有する第１の部材
（１８）と、第１の表面の該電極パッドに対応する位置
に穴（１２）を有する平板（１０）とを準備し、前記平
板がシリコンからなり、前記平板の穴がアルカリ性エッ
チャントを用いた異方性エッチングによって形成され、 該平板（１０）の穴（１２）にスキージングによりはん
だペースト（１４）を充填し、 該電極パッド（２０）と該はんだペーストを充填した穴
（１２）とを位置合わせした状態で該平板（１０）を該
第１の部材（１８）に重ね、 該平板と該第１の部材とを重ね合わせた状態で該平板と
該第１の部材を該はんだペースト（１４）のはんだの融
点以上の温度に加熱する工程を含むことを特徴とするは
んだバンプの形成方法。 - 【請求項２】 前記第１の部材が半導体チップ、半導体
装置及び回路基板ののうちの一つからなることを特徴と
する請求項１に記載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項３】 前記電極パッドが前記第１の部材の表面
に形成されたほぼ平坦な層からなることを特徴とする請
求項１に記載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項４】 前記平板を上側にし前記第１の部材を下
側にして前記加熱を行うことを特徴とする請求項１に記
載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項５】 前記平板が第１の表面の反対側に第２の
表面を有し、前記穴が第１の表面に開口し且つ第２の表
面に開口していないことを特徴とする請求項１に記載の
はんだバンプの形成方法。 - 【請求項６】 前記平板が第１の表面の反対側に第２の
表面を有し、前記穴が第１の表面に開口し且つ第２の表
面に開口していることを特徴とする請求項１に記載のは
んだバンプの形成方法。 - 【請求項７】 前記平板の第２の表面に補助平板を重ね
た状態ではんだペーストを充填し、該平板と該第１の部
材とを重ね合わせ、かつ、該補助平板を該平板から取り
外した状態で該はんだペーストのはんだの融点以上の温
度に加熱することを特徴とする請求項６に記載のはんだ
バンプの形成方法。 - 【請求項８】 はんだペーストがはんだ粉末とフラック
スを含むその他の部分とからなり、該その他の部分は、
該その他の部分の常温時の重量を１００とした場合、は
んだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が１０以
下であるものからなることを特徴とする請求項１に記載
のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項９】 はんだペーストがはんだ粉末とフラック
スを含むその他の部分とからなり、該その他の部分は、
該その他の部分の常温時の重量を１００とした場合、は
んだ金属の融点で５分間放置した際の重量減少が１０〜
９５であるものからなり、且つ、前記加熱工程において
はんだ金属の融点より１０〜３０℃低い温度で１分以上
保持した後で前記融点以上に加熱することを特徴とする
請求項１に記載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項１０】 前記電極パッドが銅の膜及びニッケル
の膜の一方からなり、該電極パッドの厚さが１μｍ以上
であることを特徴とする請求項１に記載のはんだバンプ
の形成方法。 - 【請求項１１】 前記電極パッド上に金、はんだ金属の
主要構成金属、及びはんだ合金のうちの一つの膜を有す
ることを特徴とする請求項９に記載のはんだバンプの形
成方法。 - 【請求項１２】 前記平板が、前記第１の部材と熱膨張
の近い材料で作られていることを特徴とする請求項１に
記載のはんだバンプの形成方法。 - 【請求項１３】 前記平板及び前記第１の部材が半導体
で作られていることを特徴とする請求項１２に記載のは
んだバンプの形成方法。 - 【請求項１４】 該平板の穴の深さが、該はんだペース
トから形成されるはんだボールの直径よりも小さいこと
を特徴とする請求項１に記載のはんだバンプの形成方
法。 - 【請求項１５】 電極パッド（２０）を有する第１の部
材（１８）と、第１の表面の該電極パッドに対応する位
置に穴（１２）を有する平板（１０）とを準備し、 該平板（１０）の穴（１２）にスキージングによりはん
だペースト（１４）を充填し、 前記平板が感光性ガラス
からなり、前記平板の穴が該平板にパターン露光を行っ
た後選択エッチングを行って形成され、該電極パッド（２０）と該はんだペーストを充填した穴
（１２）とを位置合わせした状態で該平板（１０）を該
第１の部材（１８）に重ね、 該平板と該第１の部材とを重ね合わせた状態で該平板と
該第１の部材を該はんだペースト（１４）のはんだの融
点以上の温度に加熱する工程を含む ことを特徴とするは
んだバンプの形成方法。 - 【請求項１６】 電極パッド（２０）を有する第１の部
材（１８）と、第１の表面の該電極パッドに対応する位
置に穴（１２）を有する平板（１０）とを準備し、 前記穴を有する前記平板と同じ形状の型を形成し、該型
を使用して前記平板を成形し、該平板（１０）の穴（１２）にスキージングによりはん
だペースト（１４）を充填し、 該電極パッド（２０）と該はんだペーストを充填した穴
（１２）とを位置合わせした状態で該平板（１０）を該
第１の部材（１８）に重ね、 該平板と該第１の部材とを重ね合わせた状態で該平板と
該第１の部材を該はんだペースト（１４）のはんだの融
点以上の温度に加熱する工程を含む ことを特徴とするは
んだバンプの形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03056796A JP3150602B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | はんだバンプの形成方法 |
| US08/659,356 US6319810B1 (en) | 1994-01-20 | 1996-06-06 | Method for forming solder bumps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03056796A JP3150602B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | はんだバンプの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223697A JPH09223697A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3150602B2 true JP3150602B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=12307417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03056796A Expired - Fee Related JP3150602B2 (ja) | 1994-01-20 | 1996-02-19 | はんだバンプの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150602B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7310044B1 (ja) | 2022-11-02 | 2023-07-18 | ヤマザキマザック株式会社 | タレット旋盤、および、工具準備方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1074844A3 (en) * | 1999-08-03 | 2003-08-06 | Lucent Technologies Inc. | Testing integrated circuits |
| KR100723532B1 (ko) | 2006-06-19 | 2007-05-30 | 삼성전자주식회사 | 도전성 범프 형성용 몰드, 그 몰드 제조방법, 및 그몰드를 이용한 웨이퍼에 범프 형성방법 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP03056796A patent/JP3150602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7310044B1 (ja) | 2022-11-02 | 2023-07-18 | ヤマザキマザック株式会社 | タレット旋盤、および、工具準備方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09223697A (ja) | 1997-08-26 |
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