JP4086771B2 - Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure - Google Patents
Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP4086771B2 JP4086771B2 JP2003417852A JP2003417852A JP4086771B2 JP 4086771 B2 JP4086771 B2 JP 4086771B2 JP 2003417852 A JP2003417852 A JP 2003417852A JP 2003417852 A JP2003417852 A JP 2003417852A JP 4086771 B2 JP4086771 B2 JP 4086771B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bump electrode
- substrate
- bump
- electrode
- connection layer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01L2224/1301—Shape
- H01L2224/13016—Shape in side view
- H01L2224/13017—Shape in side view being non uniform along the bump connector
Description
本発明は、半導体デバイス等をフリップチップ実装する方法に関し、特にバンプ電極とその製造方法及びバンプ電極接続構造に関する。 The present invention relates to a method of flip-chip mounting a semiconductor device or the like, and more particularly to a bump electrode, a manufacturing method thereof, and a bump electrode connection structure.
LSIチップ等の半導体デバイスは、小型化、高集積化、高速化の要求から、数百〜数千個のバンプ電極を、チップ表面に微細ピッチで配列して形成し、このバンプ電極を介して配線基板に搭載するフリップチップ接続方式が開発されている。このとき、多数のバンプ電極をチップ表面に形成する方法として、チップ表面に直接形成する方法や、他の基板上にバンプ電極を予め製造しておきこのバンプ電極を所望のチップ上に転写して形成する方法などが用いられる。 A semiconductor device such as an LSI chip is formed by arranging hundreds to thousands of bump electrodes on a chip surface at a fine pitch in response to demands for miniaturization, high integration, and high speed. A flip chip connection method for mounting on a wiring board has been developed. At this time, as a method of forming a large number of bump electrodes on the chip surface, a method of directly forming on the chip surface or a bump electrode manufactured in advance on another substrate and transferring the bump electrode onto a desired chip A forming method or the like is used.
特許文献1は、角錐形状の突起電極を半導体チップ上に配列されたパッド電極上に接合して構成した半導体デバイスの従来例を開示している。図7は、特許文献1に開示された四角錐等の角錐形状の突起電極(本明細書のバンプ電極に相当)の製造方法の概要を説明するための図である。以下、図7を参照して、特許文献1に開示された突起電極の製造方法の概要を説明する。
まず、<100>面の結晶配向を有するシリコン基材132の両面に熱酸化により二酸化シリコン膜131を0.5μm程度形成して、二酸化シリコン酸化膜131を表面に施された特定の結晶配向面を有したシリコンウエハ基板を得る。次に、図7(a)に示すように、シリコン基板に対して、熱酸化膜131をフォトリソエッチングにより半導体チップ102のパッド電極103と反転したパタ−ンに加工する。次に、図7(b)に示すように、シリコン基板上の熱酸化膜131をマスクとしてシリコン基板をアルカリ性のエッチング液を用いて異方性エッチングし、<111>面に囲まれた四角錐のエッチング穴(四角錐形状)136をシリコン基板上に形成する。即ち、シリコン基板上には、異方性エッチングにより、<111>面に囲まれた四角錐のエッチング穴(四角錐形状)136が形成される。次に、該シリコン基板の熱酸化膜を除去し、新たにシリコン基板の<111>面を、ウェット酸素中での熱酸化により、二酸化シリコン膜を、0.5μm程度形成する。そして、図7(c)に示すように、シリコン基板面に、めっき給電膜(Cr膜)135、およびめっき給電膜(Ni膜)134からなる多層金属膜を形成し、更に、四角錐を有する凹状パタ−ンの先端部金属となるめっき膜を形成するための有機材料からなるパタ−ン133を形成する。次に、図7(d)に示すように、有機材料からなるパタ−ン33の開口部に電気めっきにより硬質のNi又は、軟質のCu等のめっき膜6を充填形成する。続けて、上記各工程を終えた基板を洗浄し、その後図7(e)に示すように、硬質のNi等のめっき膜106のみにSnめっき膜111を施す。その後、図7(f)に示すように、レジスト剥離液を用いて有機材料からなるパタ−ン133を剥離する。以上により、四角錐等の角錐形状を有する突起電極105が形成される。
First, a specific crystal orientation surface in which a
次に、半導体チップ102のパッド電極103とシリコンウエハ基材面に形成された四角錐形状の突起電極105とを接続する方法について説明する。即ち、半導体チップ側のコンタクト孔(半導体チップ102のパッド電極103)の表面は、一般的に合金アルミニウムでできている。そこで、図7(g)に示すように、コンタクト孔(パッド電極103)の表面に、めっき技術により無電解ニッケルめっき膜113を施す。続けて、金めっき膜114を施す。つまり、半導体チップ102のパッド電極103の表面を、ニッケル/金からなる表面に改質してやる。その後、図7(h)に示すように、良品の半導体チップ102の多数のパッド電極103とシリコン基材面に形成された多数の四角錐等の角錐形状の突起電極105とを、電極同士を位置合わせした後、熱圧着し、温度を230℃以上にするとスズめっき膜111が溶融し、金めっき膜114と反応して金とスズとの合金を形成して金属結合し、接合される。その後、四角錐を有する凹状パターンを形成したシリコン基材面にめっき給電膜である多層金属膜135、134のうちシリコン基材面に接する最下層膜のクロム膜135を、他の金属を侵さない選択性のあるエッチング液により溶解除去させ、シリコン基材面より角錐形状の突起電極5を半導体チップに分離転写する。続けて、洗浄後、分離された角錐形状の突起電極(凸パターン)105の表面に図7(i)に示すように、金めっき膜108を形成する。
Next, a method of connecting the
シリコン基板等に予めバンプ電極を形成して、所望の例えば半導体チップのパッド電極等へ接続・転写する従来技術では、上述した特許文献1の突起電極のように、バンプ電極の先端が尖った例えば角錐形状に形成されるの一般的である。しかし、バンプ電極の先端が角錐形状のような尖った形状の場合、次のような問題が生じる可能性がある。
(1)このようなバンプ電極を有する電子デバイス、例えば半導体チップを、配線基板やパッケージ等に搭載する際に、配線基板やパッケージ等の搭載用電極とバンプ電極との熱圧着により接続する場合、接合強度を得るために、バンプ電極と搭載用電極との接合面積をできるだけ広くする必要があるが、バンプ電極の先端が尖っているとその潰し量を多くとらなければならず、潰れ方が不均一であると、接合後のバンプ電極形状が不均一になり、信頼性に悪影響を及ぼす。
(2)潰し量を多くとるためには、例えば特許文献1の例では金めっき膜8を厚くするために使用するAuの量を増やさなければならず、高コストの原因になる。
(3)配線基板やパッケージ等の搭載用電極とバンプ電極とを、導電性接着材で接合する場合、バンプ電極の先端に導電性接着材を転写する必要があるが、尖っていると、先端に転写される導電性接着材量を制御することが難しくなり、且つ接合強度を確保するには導電性接着材量を増やす必要がある。尚、上述の導電性接着材としては、例えば粒径が数nm〜100nm程度の微細粒子を含有する導電性接着材(以下、微粒子ペーストとする)を用いるのが好ましい。
In the prior art in which a bump electrode is formed in advance on a silicon substrate or the like and connected / transferred to a desired pad electrode or the like of a semiconductor chip, for example, the bump electrode has a sharp tip like the protruding electrode of
(1) When mounting an electronic device having such a bump electrode, such as a semiconductor chip, on a wiring board or package, etc., by connecting the mounting electrode such as the wiring board or package and the bump electrode by thermocompression bonding, In order to obtain bonding strength, it is necessary to make the bonding area between the bump electrode and the mounting electrode as large as possible. However, if the tip of the bump electrode is sharp, the amount of crushing must be increased, and the method of crushing is inefficient. If it is uniform, the bump electrode shape after bonding becomes non-uniform, which adversely affects reliability.
(2) In order to increase the amount of crushing, for example, in the example of
(3) When bonding a mounting electrode such as a wiring board or package and a bump electrode with a conductive adhesive, it is necessary to transfer the conductive adhesive to the tip of the bump electrode. It is difficult to control the amount of the conductive adhesive transferred to the film, and it is necessary to increase the amount of the conductive adhesive to ensure the bonding strength. As the above-mentioned conductive adhesive, it is preferable to use a conductive adhesive (hereinafter referred to as a fine particle paste) containing fine particles having a particle diameter of about several nm to 100 nm, for example.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、バンプ電極を備えた電子デバイスの配線基板やパッケージ等への搭載をバンプ電極と搭載用電極とのフリップチップ接続により行う際に、このフリップチップ接続を低加重、低ストレスで行えるようにし、更に接続後のバンプ電極形状の適正化、電子デバイスと配線基板やパッケージ等とのギャップの適正化を図り、フリップチップ接続の歩留まり、信頼性を向上させることができるバンプ電極、その製造方法及びバンプ電極接続構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when mounting an electronic device including a bump electrode on a wiring board, a package, or the like by performing flip chip connection between the bump electrode and the mounting electrode, The flip chip connection can be performed with low load and stress, and the bump electrode shape after connection is optimized, the gap between the electronic device and the wiring board, package, etc. is optimized, the yield and reliability of the flip chip connection It is an object of the present invention to provide a bump electrode, a manufacturing method thereof, and a bump electrode connection structure that can improve the performance.
上記課題を解決するために本発明のバンプ電極は、第1の面と第2の面を有し且つ前記第2の面が所定の第1の基板の導電層に接続され、
第1の導電材料からなる第1接続層と、この第1接続層に少なくとも一部が被覆され第2の導電材料からなるコア部を備え、
前記第1の面は前記第1接続層に形成されると共に平坦部を有し、且つこの平坦部が前記第1の基板から最も離隔した位置にあることを特徴とする。言い換えると、本発明のバンプ電極は、互いに対向する第1の面と第2の面を有し且つ前記第2の面が所定の第1の基板の導電層に接続され、
第1の導電材料からなる第1接続層と、第2の導電材料からなるコア部を備え且つこのコア部は前記第1接続層に被覆された部分を有し、
前記第1の面は前記第1接続層に形成されると共に平坦部を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the bump electrode of the present invention has a first surface and a second surface, and the second surface is connected to a conductive layer of a predetermined first substrate,
A first connection layer made of a first conductive material, and a core portion made of a second conductive material, the first connection layer being at least partially covered;
The first surface is formed in the first connection layer and has a flat portion, and the flat portion is at a position farthest from the first substrate. In other words, the bump electrode of the present invention has a first surface and a second surface facing each other, and the second surface is connected to a conductive layer of a predetermined first substrate,
A first connection layer made of a first conductive material, and a core portion made of a second conductive material, the core portion having a portion covered with the first connection layer;
The first surface is formed in the first connection layer and has a flat portion.
このとき、前記第1の導電材料の硬度よりも前記第2の導電材料の硬度が高い方が好ましく、また、前記第2の面に接する面と前記第1の面が互いに平行であるのが望ましい。 At this time, the hardness of the second conductive material is preferably higher than the hardness of the first conductive material, and the surface in contact with the second surface and the first surface are parallel to each other. desirable.
また、本発明のバンプ電極の製造方法は、シリコン基板に開口部面積よりも小さい底面面積を有する逆台形状のピットを設けるピット形成工程と、
前記ピット内に第1の導電材料を堆積して第1接続層を形成する工程と、この第1接続層の上に第2の導電材料を堆積してコア部を形成する工程と、このコア部の上に第3の導電材料を堆積して第2接続層を形成する工程と、を含み、前記第1接続層は前記シリコン基板に直接接して形成されていることを特徴とする。
The bump electrode manufacturing method of the present invention includes a pit forming step of providing a reverse trapezoidal pit having a bottom area smaller than an opening area on a silicon substrate,
Depositing a first conductive material in the pit to form a first connection layer; depositing a second conductive material on the first connection layer to form a core; and Depositing a third conductive material on the portion to form a second connection layer, wherein the first connection layer is formed in direct contact with the silicon substrate.
このとき、前記底面面積は前記開口部面積の10%以上且つ60%以下とすることができる。また、前記シリコン基板は、比抵抗が1Ω・cm以下であるのが好ましく、また、第1の導電材料の硬度よりも前記第2の導電材料の硬度が高い方が好ましい。 At this time, the bottom surface area may be 10% or more and 60% or less of the opening area. Further, the silicon substrate preferably has a specific resistance of 1 Ω · cm or less, and the hardness of the second conductive material is preferably higher than the hardness of the first conductive material.
また、本発明のバンプ接続構造は、上述した本発明によるバンプ電極を複数個備えた第1の基板を前記バンプ電極を介して第2の基板に搭載するバンプ電極接続構造であって、前記第2の基板は前記バンプ電極のそれぞれの位置に対応して搭載用電極を有し、この搭載用電極と対応する前記バンプ電極とを導電性接着剤若しくは低融点金属ロウ材を用いて接続、又は熱圧着により接続、したことを特徴とする。 The bump connection structure of the present invention is a bump electrode connection structure in which a first substrate having a plurality of bump electrodes according to the present invention described above is mounted on a second substrate via the bump electrodes, The substrate of 2 has mounting electrodes corresponding to the respective positions of the bump electrodes, and the mounting electrodes and the corresponding bump electrodes are connected using a conductive adhesive or a low melting point metal brazing material, or The connection is made by thermocompression bonding.
本発明によれば、第1の基板の導電層に接続されたバンプ電極の先端である第1の面が第1の基板の表面と略平行な平坦部を備えており、その平坦部の面積を適切に設計しておけば、バンプ電極の潰し量を抑制しながら第2の基板である配線基板やパッケージ等の搭載用電極との接合面積を広くして接合強度を確保することができる。また、バンプ電極の潰し量を抑制できるので、接合後のバンプ電極形状のバラツキも低減され、更に、使用するAuの量を減らすことができる。 According to the present invention, the first surface, which is the tip of the bump electrode connected to the conductive layer of the first substrate, includes the flat portion substantially parallel to the surface of the first substrate, and the area of the flat portion. If it is designed appropriately, the bonding area with the mounting electrodes such as the wiring substrate and the package as the second substrate can be widened and the bonding strength can be ensured while suppressing the crushing amount of the bump electrode. Moreover, since the amount of bump electrode crushing can be suppressed, variations in the shape of the bump electrode after bonding can be reduced, and the amount of Au to be used can be further reduced.
また、配線基板やパッケージ等の搭載用電極とバンプ電極とを、微粒子ペースト等の導電性接着材で接合する場合も、第1の面に平坦部を備えているので、その平坦部の面積を適切に設計しておけば、導電性接着材の表面張力を利用して、平坦部のみに精度良く導電性接着材を転写して各バンプ電極の導電性接着材量を均一に制御することが可能となり、接合を歩留まり良く行うことができる。 In addition, when the mounting electrode such as the wiring board or the package and the bump electrode are joined with a conductive adhesive such as a fine particle paste, since the first surface has a flat portion, the area of the flat portion is reduced. If properly designed, the surface tension of the conductive adhesive can be used to accurately transfer the conductive adhesive only to the flat part to uniformly control the conductive adhesive amount of each bump electrode. Therefore, bonding can be performed with a high yield.
また、バンプ電極を製造するSiテンプレートにめっき用の給電膜の成膜・除去処理が一切不要であり、且つ簡単な洗浄処理のみでSiテンプレートを繰り返し使用できるので、製造コストを低減できるという効果も得られる。 In addition, there is no need to deposit or remove the power supply film for plating on the Si template for manufacturing the bump electrode, and the Si template can be used repeatedly with only a simple cleaning process. can get.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
尚、以下では第1の基板及びその導電層の例として、半導体チップ(以下、LSIチップとする)20及びこのLSIチップ20上に形成されたパッド電極21を用い、第2の基板及びその搭載用電極の例として、前述のLSIチップ20が搭載される配線基板30及びこの配線基板30上に形成された搭載用電極31を用いて説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, as an example of the first substrate and its conductive layer, a semiconductor chip (hereinafter referred to as an LSI chip) 20 and a
図1は、本発明のバンプ電極の一実施形態を説明するための図で、(a)はバンプ電極1の模式的な斜視図、(b)は(a)のA−A’線に沿った断面図、(c)はこのバンプ電極1の第2の面3をLSIチップ20のパッド電極21に接合した状態の模式的な断面図であり、(d)は更に第1の面2を配線基板30の搭載用電極31に接合した状態の模式的な断面図である。図1を参照すると、本実施形態のバンプ電極1は、第1の導電材料である例えば金をめっきにより堆積させて形成した第1接続層4と、第2の導電材料である例えば銅をめっきにより堆積させて形成したコア部5と、第3の導電材料である例えば金をめっきにより堆積させて形成した第2接続層6を備えている。そして、第2接続層6の表面の第2の面3がLSIチップ20のパッド電極21に接続されたときに当該バンプ電極1の中でLSIチップ20の表面から最も離隔した部位、即ち先端部7の第1接続層4の表面形状が平坦な第1の面2を有している。また、第1の面2は、LSIチップ20の表面と実質的に平行になっている。また、第1の面2と第2の面3との間のバンプ電極1の側面領域は第1接続層4と同時に形成された金のめっき膜により実質的に被覆されている。
1A and 1B are diagrams for explaining an embodiment of a bump electrode of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic perspective view of the
尚、本実施形態では、バンプ電極1とパッド電極21との接続は熱圧着により行われている。また、バンプ電極1の第1の面2と配線基板30上に形成された搭載用電極31との接続は、微粒子ペースト等の導電接着材40を用いている。
In the present embodiment, the
上述のとおり、本実施形態のバンプ電極1は、第1接続層4及び第2接続層6を金で形成し、中間のコア部5を硬質の銅で形成した構成を備えている。また、金で形成された第1接続層4の表面である第1の面2が平坦部となっており、第2の面3をLSIチップ20のパッド電極21に接続したとき、LSIチップ20の表面と第1の面2の平坦部が実質的に平行になっているので、予めパッド電極21にバンプ電極1が接続されたLSIチップ20を配線基板30に搭載する際に、熱圧着技術等を用いてバンプ電極1に加重が加わっても第1接続層4の金よりも硬質の銅で形成されたコア部5が潰れにくいためLSIチップ20と配線基板30の間のギャップが適正に保たれる。また、第1の面2と搭載用電極31とを微粒子ペースト等の導電性接着材40を用いて接続する場合も、第1の面2が平坦部となっているので、その平坦部の面積を適切に設計しておけば、導電性接着材40の表面張力を利用して、平坦部のみに精度良く導電性接着材40を転写して各バンプ電極1の導電性接着材40の塗布量を均一に制御することが可能となり、接続を歩留まり良く行うことができる。
As described above, the
次に、上記実施形態のバンプ電極1の製造方法の概要を説明する。
上記実施形態のバンプ電極1は、低抵抗Si基板(導電型は、p,nどちらでもよい)に所望の逆角錐台形状のピットを形成し、このピット内に所定の導電材料を例えばめっき法により堆積させて形成する。図2及び図3は、バンプ電極1の製造方法を説明するための図で、図2(a)は低抵抗Si基板51に表面開口部53と底部54を有するピットが形成された状態の平面図、図2(b)乃至(e)並びに図3(a)及び(b)は主要工程における図2(a)のP−P’線に沿った位置の断面を示す工程毎断面図である。
Next, an outline of a method for manufacturing the
In the
まず、例えば面方位<100>のSi単結晶からなり比抵抗が1Ω・cm以下の低抵抗Si基板51を準備し、低抵抗Si基板51の表面を酸化して酸化膜52を形成した後、酸化膜52を、例えば一辺の長さがWaの正方形に開口して表面開口部53を形成し、更に酸化膜52をエッチングマスクとしてこの表面開口部53から水酸化カリウム(KOH)で低抵抗Si基板51を異方性エッチングする(図2(b))。このとき、低抵抗Si基板51のエッチング深さDが、0.163≦(D/Wa)≦0.48を満足するようにエッチング時間を調整する。これにより、ピットの底部54が一辺の長さWbの正方形状の平坦部となり、0.32≦(Wb/Wa)≦0.77となる。従って、開口部53の面積S1に対する底部54の面積S2の比R=(S1/S2))が、0.1≦R≦0.6を満足する。また、低抵抗Si基板51上におけるピットの形成位置は、LSIチップ20のパッド電極21に対応するように定められる。具体的には、例えば保護絶縁膜23を開口してパッド電極21を露出させるパッド開口用マスク或いはより好ましくはパッド開口用マスクの開口部を若干縮小したマスク等を用いてパターンニングすればよい。尚、所望のピットが形成された低抵抗Si基板51を、以後は“Siテンプレート50”と称する。
First, for example, a low-
次に、Siテンプレート50にフォトレジスト(以後、PRとする)60を塗布後、ピット部を開口し、まず金を電解めっきにより2〜3μm程度の厚さになるように形成して第1接続層4とする(図2(c))。
Next, after applying a photoresist (hereinafter referred to as PR) 60 to the
次に、第1接続層4の上に金よりも硬度の高い例えば銅を電解めっきによりピットがほぼ埋まる程度に堆積させてコア部5を形成する(図2(d))。
Next, the
次に、コア部5の上に、金を電解めっきにより2〜3μmの厚さに堆積させて第2接続層6を形成した後(図2(e))、PR60を除去する。
Next, after depositing gold on the
以上までの工程で、Siテンプレート50の所定の位置のピット内にバンプ電極1が形成される。第1接続層4の底部54に接している部分が平坦な第1の面2となる。また、その断面形状は、図示されているとおり、略台形となっている。
The
上述のとおり、本実施形態のバンプ電極1の製造には、低抵抗Si基板51の所定の位置に所望のピットを形成したSiテンプレート50を用いているので、第1接続層4、コア部5及び第2接続層6の形成のための電解めっきにおいて、めっき電流は低抵抗Si基板51から給電することができ、例えば特許文献1におけるCr膜のようなめっき給電膜等の成膜処理は一切不要である。また、バンプ電極1をLSIチップ20に転写した後のSiテンプレート50は初期状態に戻っているで、簡易的な洗浄処理のみで、何度でも使用することができ、コスト低減を図ることができる。
As described above, since the
次に、LSIチップ20のパッド電極21をSiテンプレート50のピット内に形成されたバンプ電極1と位置合わせして(図3(a))、対応するパッド電極21に例えば熱圧着し、バンプ電極1をLSIチップ20に転写することで、各パッド電極21上にバンプ電極1を備えたLSIチップ20が完成する。パッド電極21は、通常、アルミニウム(Al)、Alに銅シリコンを添加したAl系合金、銅系合金、或いはこれらに表面処理を施して金等を堆積したものが用いられる。
Next, the
尚、本実施形態の説明では、分かり易くするためバンプ電極1の第2の面3を平坦に図示しているが、通常は、例えば図4に示すように、第2の面3側には中央部に凹部6cが生じる場合が多い。このような場合は、第2接続層6の表面に接する接平面を第2の面3とすればよい。
In the description of the present embodiment, the
本実施形態のバンプ電極1は、上述のとおり、Siテンプレート50のピット内に直接形成されているので、金とシリコンが合金化しない300℃以下で転写を行えば、第1接続層4とピット内面のシリコン面とは容易に剥離し、バンプ電極1はLSIチップ20に確実に転写される。この結果、バンプ電極1の先端部7に平坦な第1の面2が得られる。
Since the
このように、各パッド電極21上にバンプ電極1がそれぞれ接着されたLSIチップ20を、所望の配線基板30に搭載するには、例えば各バンプ電極1の先端部7の平坦な第1の面2に微粒子ペースト等の導電性接着材40を転写等により塗布し(図5(a))、配線基板30の各搭載電極31と位置合わせし、導電性接着材40を加熱し硬化させることによって、LSIチップ20と配線基板30を接続する(図5(b))。
Thus, in order to mount the
パッド電極21にバンプ電極1が接着されたLSIチップ20を配線基板30に搭載する際に、バンプ電極1の第1の面2と搭載用電極31とを微粒子ペースト等の導電性接着材40を用いて接続する場合も、第1の面2が平坦部となっているので、その平坦部の面積を適切に設計しておけば、導電性接着材40の表面張力を利用して、平坦部のみに精度良く導電性接着材40を転写して各バンプ電極1の導電性接着材40の塗布量を均一に制御することが可能となり、接続を歩留まり良く行うことができる。
When the
尚、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものでなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上実施形態において、コア部5を形成する硬質の材料として銅を用いたが、第1接続層4を形成する材料よりも硬度の高い材料でであれば他のニッケル(Ni)やNi合金、銅合金等を用いることもできる。また、これらの層は、電解めっきの他、無電解めっきや蒸着法でもよく、特に方法は問わない。また、LSIチップ20を配線基板30に搭載する際に、バンプ電極1の第1の面2と搭載用電極31とを導電性接着材40により接続する例で説明したが、パッド電極21側に表面処理を施して、金、銅、錫(Sn)等を形成しておけば、熱圧着接続、金−錫合金による接続、半田等の低融点ろう剤による接続等を用いてもよい。バンプ電極1に加重が加わっても第1接続層4を形成する材料よりも硬質の材料で形成されたコア部5が潰れにくいためLSIチップ20と配線基板30の間のギャップが適正に保たれる。
In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various change is possible within the range of the summary. For example, in the above embodiment, copper is used as the hard material for forming the
更に、上記実施形態では、コア部5に第1接続層4を形成する材料よりも硬質の材料を用いる例で説明したが、LSIチップ20を配線基板30に搭載する際に、微粒子ペースト等の導電性接着材40を用い、バンプ電極1に加わる加重を十分低く抑えられる場合は、コア部5を形成する材料に金等の第1接続層4を形成する材料と同じ硬度の材料を用いても、LSIチップ20と配線基板30との間隔は均一に保たれる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which a material harder than the material for forming the
また、上記実施形態では、バンプ電極1の形状が角錐台状の例で説明したが、第2の面側に表面開口部53と同じ形状の角柱が更に付け加えられた形状にすることもできる。図6はこの変形例のバンプ電極の製造方法を説明するための工程毎断面図である。尚、この変形例のバンプ電極を製造するためのSiテンプレート50aのピットの平面形状は図2(a)と同様になり、図6の断面図も図2(a)のP−P’線に沿った位置の断面を示す。この変形例のバンプ電極を製造するためのSiテンプレート50aは、酸化膜52に表面開口部53を開口した後、更に低抵抗Si基板51を所定の深さdだけドライエッチング技術等によりエッチングして、表面開口部53のサイズままの開孔53aを低抵抗Si基板51中に形成する点が、Siテンプレート50の場合と異なっている。以後は、Siテンプレート50を用いるバンプ電極1と全く同様にして変形例のバンプ電極を製造できる。この変形例のバンプ電極の高さは、(d+D)となるのでdを調整することで容易に制御でき、第1の面2の面積(=底部54の面積S2)を確保しながら、第2の面3の面積(=表面開口部53の面積S1)を縮小する或いはバンプ電極を高くする場合等に、効果的である。
In the above-described embodiment, the
更に、第1の基板及び第2の基板の例としてそれぞれLSIチップ20及び配線基板30により説明したが、第1の基板が例えばBGAパッケージのチップ搭載用基板やプリント配線基板、或いはセラミック基板等であってよく、また第2の基板がセラミック基板やプリント配線基板やフィルム基板、或いはリードフレーム、更には半導体チップであってもよい。即ち、複数の半導体チップを積層する場合には、第1の基板及び第2の基板がいずれも半導体チップとなる。
Furthermore, although the
1 バンプ電極
2 第1の面
3 第2の面
4 第1接続層
5 コア部
6 第2接続層
6c 凹部
7 先端部
20 LSIチップ
21 パッド電極
23 保護絶縁膜
30 配線基板
31 搭載用電極
40 導電性接着材
50,50a Siテンプレート
51 低抵抗Si基板
52 酸化膜
53 表面開口部
53a 開孔
54 底部
60 PR
DESCRIPTION OF
Claims (19)
第1の導電材料からなる第1接続層と、この第1接続層に少なくとも一部が被覆され第2の導電材料からなるコア部を備え、
前記第1の面は前記第1接続層に形成されると共に平坦部を有し、且つこの平坦部が前記第1の基板から最も離隔した位置にあることを特徴とするバンプ電極。 A bump electrode having a first surface and a second surface, wherein the second surface is connected to a conductive layer of a predetermined first substrate,
A first connection layer made of a first conductive material, and a core portion made of a second conductive material, the first connection layer being at least partially covered;
The bump electrode, wherein the first surface is formed on the first connection layer and has a flat portion, and the flat portion is located at a position farthest from the first substrate.
前記ピット内に第1の導電材料を堆積して第1接続層を形成する工程と、この第1接続層の上に第2の導電材料を堆積してコア部を形成する工程と、このコア部の上に第3の導電材料を堆積して第2接続層を形成する工程と、を含み、前記第1接続層は前記シリコン基板に直接接して形成されていることを特徴とするバンプ電極製造方法。 A pit forming step of providing a reverse trapezoidal pit having a bottom surface area smaller than an opening area on a silicon substrate;
Depositing a first conductive material in the pit to form a first connection layer; depositing a second conductive material on the first connection layer to form a core; and And depositing a third conductive material on the portion to form a second connection layer, wherein the first connection layer is formed in direct contact with the silicon substrate. Production method.
The bump electrode connection structure according to claim 13, wherein the second substrate is a part of a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417852A JP4086771B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417852A JP4086771B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005183439A JP2005183439A (en) | 2005-07-07 |
JP4086771B2 true JP4086771B2 (en) | 2008-05-14 |
Family
ID=34780224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003417852A Expired - Fee Related JP4086771B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4086771B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013153578A1 (en) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | 株式会社Leap | Manufacturing method of electroformed parts |
-
2003
- 2003-12-16 JP JP2003417852A patent/JP4086771B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005183439A (en) | 2005-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3561934B2 (en) | Method for manufacturing interconnect posts | |
USRE46618E1 (en) | Method for fabricating low resistance, low inductance interconnections in high current semiconductor devices | |
TWI437668B (en) | Wiring board, semiconductor device, method of fabricating wiring board and method of fabricating semiconductor device | |
US6940169B2 (en) | Torch bump | |
US20100132998A1 (en) | Substrate having metal post and method of manufacturing the same | |
TWI331797B (en) | Surface structure of a packaging substrate and a fabricating method thereof | |
EP1424731A2 (en) | Electronic parts packaging structure and method of manufacturing the same | |
JP5378585B2 (en) | Semiconductor device | |
US20080036079A1 (en) | Conductive connection structure formed on the surface of circuit board and manufacturing method thereof | |
US6936927B2 (en) | Circuit device having a multi-layer conductive path | |
US7390732B1 (en) | Method for producing a semiconductor device with pyramidal bump electrodes bonded onto pad electrodes arranged on a semiconductor chip | |
JP3458715B2 (en) | Semiconductor device, mounting structure thereof, and method of manufacturing the same | |
JP2005057264A (en) | Packaged electric structure and its manufacturing method | |
TW200826267A (en) | Wafer level chip package and a method of fabricating thereof | |
JP3788343B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP4086771B2 (en) | Bump electrode, bump electrode manufacturing method, and bump electrode connection structure | |
KR100455678B1 (en) | Structure and method for manufacturing solder bump of flip chip package | |
JP3813497B2 (en) | Bump forming method and semiconductor device mounting structure | |
JP3800298B2 (en) | Bump forming method and semiconductor device manufacturing method | |
JP3982360B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
TWI279887B (en) | Manufacturing method of flip chip electronic device | |
JP3994923B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2002009099A (en) | Transfer bump substrate and method of transferring bump | |
JPH11312758A (en) | Manufacture of solder bump sheet and ic package component | |
JP2023006332A (en) | Wiring substrate and method for manufacturing wiring substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061102 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070205 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20070704 |
|
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: 20080129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080219 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120229 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130228 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140228 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |