JP6186884B2 - 電極、電子部品、電子装置および電極の接合方法 - Google Patents

電極、電子部品、電子装置および電極の接合方法 Download PDF

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Description

本願は、電極、電子部品、電子装置および電極の接合方法に関する。
近年、各種の電子部品は、処理能力の増大および小型化の一途を辿っている。このため、例えば、半導体装置等の電子部品は、他の電子部品と電気接続するための電極も微細化している。電子部品の電気接続に関する技術としては、例えば、回路面上に電極を配列した半導体チップを、回路面を基板側へ向けて基板に実装するフリップチップ接続がある(例えば、特許文献1を参照)。
特開2007−19360号公報
電極の微細化は、電極の電流密度の増加を引き起こす。電極の電流密度の増加は、例えば、接合部分を形成する金属を劣化させる。このため、微細な電極同士の接合部分を形成する金属は、接合部分を流れる電流に対して耐性のある安定的な構造を呈する状態にすることが望まれる。例えば、半田の熱処理によって形成される金属間化合物(IMC:intermetallic compound)は、接合部分を流れる電流に対して耐性のある安定的な構造を呈する。
ところで、半田の熱処理によるIMCの生成速度は、半田の量に応じて増減する。よって、微細な電極同士の接合部分を電流に対して耐性のある安定的な構造にしたい場合、接合部分の半田の量を削減することが望まれる。しかし、電子部品の表面に配列される電極には高さにばらつきがあるため、単なる半田量の削減は電極同士の接合不良を招く恐れがある。
そこで、本願は、電極を微細化しても、接合部分を流れる電流に対して耐性があり且つ電極の高さのばらつきによる接合不良を生じにくい電極、電子部品、電子装置および電極の接合方法を提供することを課題とする。
本願は、次のような電極を開示する。
第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、
前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備える、
電極。
また、本願は、次のような電子部品を開示する。
第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備える電極と、
前記電極を、他の電子部品に配列されている前記相手電極に各々対応する位置に複数配
列した部材と、を備える、
電子部品。
また、本願は、次のような電子装置を開示する。
少なくとも2つの電子部品と、
前記2つの電子部品のうち何れか一方の電子部品に配列される電極、及び、何れか他方の電子部品に配列される相手電極と、を備え、
前記何れか一方の電子部品に配列される各電極は、
第1の条件による熱処理によって前記相手電極の先端が半田を介して溶着している接合面と、
前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件による熱処理によって前記半田が濡れ広がっている堤部と、を各々有している、
電子装置。
また、本願は、次のような電極の接合方法を開示する。
電極の接合面のうち少なくとも相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に、前記相手電極の先端が半田を介して前記接合面に溶着する第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると、前記半田が濡れ広がる堤部を配置した前記電極に対して、前記相手電極の位置合わせを行い、
前記相手電極の位置合わせを行った前記電極に対して、前記第1の条件で熱処理を行い、
前記第1の条件で熱処理を行った前記電極に対して、前記第2の条件で熱処理を行う、
電極の接合方法。
上記端子、電極、電子部品、電子装置および電極の接合方法であれば、電極を微細化しても、接合部分を流れる電流に対して耐性があり且つ電極の高さのばらつきによる接合不良を生じにくくすることができる。
図1は、実施形態に係る電極を示した図の一例である。 図2は、堤部を形成する微粒子の内部構造を示した図の一例である。 図3は、電極を相手電極と接合する様子を示した図の一例である。 図4は、半導体装置の構成図の一例である。 図5は、半導体装置の電極部を接合する過程を示した図の一例である。 図6は、第2の条件による熱処理時の微粒子の状態を示した図の一例である。 図7は、変形例に係る電極を示した図の一例である。 図8は、変形例に係る電極を相手電極と接合する様子を示した図の一例である。 図9は、電極を形成する基板を示した図の一例である。 図10は、パターニングされたレジストを形成した基板を示した図の一例である。 図11は、堤部を形成した基板を示した図の一例である。 図12は、レジストが除去された基板を示した図の一例である。
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本願で開示するものの技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
図1は、実施形態に係る電極を示した図の一例である。電極1は、例えば、図1に示すように、接合面2と堤部3とを備えている。
接合面2は、相手電極に対向する面であり、相手電極の先端が半田を介して溶着される面である。溶着に適用可能な半田としては、融点の低い金属であればよく、例えば、錫(Sn)を主成分とする半田等を適用可能である。接合面2は、例えば、図1に示すように、円柱状の基部4が形成する面であり、基部4の表面のうち相手電極に対向する面である。しかし、接合面2は、図1に示すような円柱状の基部4が形成するものに限定されるものではない。接合面2は、例えば、角柱状の基部が形成するものであってもよいし、或いは、電極1が形成される電子部品の表面の一領域を画定しただけのものであってもよい。
堤部3は、接合面2のうち相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されている。堤部3は、例えば、図1に示すように、微粒子5によって形成されている。しかし、堤部3は、図1に示すような微粒子5によって形成されるものに限定されるものではない。堤部3は、例えば、粒子ではない個片等によって形成されるものであってもよいし、基部4を盛り上げることによって形成してもよい。
図2は、堤部3を形成する微粒子5の内部構造を示した図の一例である。堤部3を形成する微粒子5は、例えば、図2に示すように、微粒子5の中心部分を形成する核6と、核6の表面を覆う被膜7とを備える。堤部3は、このように、核6の表面を被膜7で覆った微粒子5で形成される。よって、堤部3は、実質的に表面が被膜7で覆われていることになる。なお、堤部3を、基部4を盛り上げて形成する場合、盛り上がっている部分を被膜で覆うことになる。
被膜7は、第1の条件による熱処理において半田が堤部3に濡れ広がるのを抑制し、第2の条件による熱処理において半田が堤部3に濡れ広がるのを許容する被膜である。ここで、第1の条件とは、電極1に接合する相手電極の先端を、半田を介して接合面2に接合する際の熱処理に関わる諸条件であり、例えば、電極1が置かれる雰囲気を構成するガスの組成を挙げることができる。また、第2の条件とは、接合面2と相手電極とを接合している半田を堤部3へ濡れ広げる際の熱処理に関わる諸条件であり、例えば、電極1が置かれる雰囲気を構成するガスの組成を挙げることができる。
例えば、酸化膜は半田の濡れ性を阻害する要因の一つとなる。そこで、微粒子5の表面を形成する被膜7を酸化被膜とした場合、酸化被膜を還元しないガス雰囲気で熱処理を行っても、半田が堤部3に濡れ広がりにくい。例えば、被膜7を酸化被膜とし、酸化被膜を還元しないガス雰囲気を第1の条件とした場合、被膜7は、第1の条件による熱処理において半田が堤部3に濡れ広がるのを抑制することができる。また、例えば、被膜7を酸化被膜とし、酸化被膜を還元するガス雰囲気を第2の条件とした場合、被膜7は、第2の条件による熱処理において還元除去され、半田が堤部3に濡れ広がるのを許容することができる。
上記電極1は、例えば、次のようにして相手電極と接合可能である。図3は、電極1を相手電極と接合する様子を示した図の一例である。電極1を相手電極9と接合する際は、例えば、先端に半田Sを付けた相手電極9の位置合わせを行う(図3(A)を参照)。位置合わせは、例えば、フリップチップボンダー等によって行うことが可能である。なお、半田Sは、図3に示したように、相手電極9の先端に予め付けてもよいが、電極1の接合面2に付けてもよいし、相手電極9の先端と電極1の接合面2の両方に付けてもよい。相手電極9の位置合わせが行われることにより、相手電極9の先端に付けられている半田Sは、堤部3に包囲された状態となる。
相手電極9の位置合わせを行った後は、第1の条件の下で電極1や相手電極9に対して熱処理を行い、相手電極9の先端を、半田Sを介して接合面2に溶着する(図3(B)を参照)。第1の条件による熱処理では半田Sが堤部3に濡れ広がらず、堤部3が半田Sを取り囲んだ状態を維持するため、例えば、半田Sが接合面2全体に濡れ広がる場合に比べると、接合部分である電極1と相手電極9との間のギャップを大きい状態で維持できる。よって、例えば、電子部品に多数配列されており、各電極1や各相手電極9の高さにばらつきがある場合であっても、高さのばらつきによる接合不良を抑制することができる。
相手電極9の先端を接合面2に溶着した後は、第2の条件の下で電極1や相手電極9に対して熱処理を行い、半田Sを堤部3に濡れ広げる(図3(C)を参照)。半田Sが堤部3に濡れ広がると、相手電極9が電極1の方へ引き寄せられて、接合部分である電極1と相手電極9との間のギャップが小さくなる。
なお、第1の条件の下で半田Sの濡れ広がりを堤部3で防止しつつ、半田Sを接合面2に溶着させるには、接合面2を形成する基部4が、第1の条件の下で電極1の中心部が半田と反応しやすい材質で形成されていることが好ましい。例えば、第1の条件を大気雰囲気とする場合、電極1の中心部が大気中で半田と反応しやすい基部4に好適な材質としては、例えば、銅(Cu)や金(Au)を挙げることができる。
また、第1の条件の下で半田Sの濡れ広がりを防止しつつ、第2の条件の下で半田Sの濡れ広がりを許容する堤部3は、例えば、銅(Cu)を核6とし、ニッケル(Ni)を被膜7とする微粒子5によって形成したものを挙げることができる。ニッケルは、大気との接触によって表面に酸化膜を形成する。酸化膜は、一般に、半田の濡れ性を低下させる。よって、被膜7をニッケルで形成すれば、被膜7は、半田Sの濡れ広がりを阻害する被膜として機能することになる。あるいは、銅からなる微粒子で、その表面に数nmから数十nmの厚さで強制的に酸化膜が形成されたものでも同様の機能を有する。
また、微粒子5の粒径は、特に限定されないが、接合面2や相手電極9の大きさを勘案して決定されることが望ましい。接合面2の径を数十μm程度とするならば、微粒子5の粒径は、例えば、0.05〜5μmの範囲で任意の粒径を選択することが好ましい。
また、相手電極9の先端を、半田Sを介して接合面2に溶着する際は、例えば、電極1と相手電極9とを相対的に横方向へ振幅させる動作(スクラブ動作と呼ばれる場合もある)を行えば、半田Sの表面の酸化膜を除去し、接合面2に対する濡れ性を向上させることができる。電極1と相手電極9とを相対的に横方向へ振幅させる際の動作量は、電極1或いは相手電極9の寸法等に応じて適宜決定される。半田Sの表面の酸化膜を除去する目的で行うスクラブ動作であれば、例えば、1乃至3μm程度の振幅で酸化膜を十分に除去できると見込まれる。また、電極1と相手電極9とを相対的に横方向へ振幅させる動作を行わなくとも、水溶性または無洗浄フラックスを用いて半田Sの表面の酸化膜を除去し、接合面2に対する濡れ性を向上させることもできる。なお、ニッケル(Ni)を被膜7とし、第1の条件を大気雰囲気とする場合であれば、フラックスを用いた場合であっても、大気中では堤部3を形成する微粒子5が半田Sで濡れることは無い。
また、ニッケル(Ni)を被膜7とし、ニッケルの表面が大気と触れることによって形成される酸化膜で半田Sの濡れを防ぐ場合、第2の条件としては、還元雰囲気を挙げることができる。還元雰囲気は、例えば、電極1を設けた電子部品を収容したチャンバーを真空引きした後、真空引きしたチャンバー内に、蟻酸溶液に窒素ガスをバブリングさせて生成した蟻酸ガスを導入することによって実現できる。堤部3を形成する多数の微粒子5を蟻酸に晒すには、例えば、チャンバー内を200乃至600Torr程度の減圧雰囲気に
することが好ましい。蟻酸の体積濃度は、酸化膜の性状にもよるが、例えば、ニッケル(Ni)を被膜7とする場合であれば3乃至10%程度の体積濃度で十分な還元作用が得られる。このような雰囲気を第2の条件とした状態でチャンバー内の温度を半田Sの融点以上に昇温して熱処理を行えば、半田Sが堤部3の微粒子5に濡れ広がり、相手電極9が電極1へ引き寄せられることになる。なお、還元雰囲気は、蟻酸のみならず、例えば、酢酸等のその他各種の有機酸を用いたり、或いは、水素(H2)と窒素(N2)との混合ガスを用いたりすることによって実現可能である。
上記電極1は、各種の電子部品同士の電気接続に適用可能である。すなわち、電極1は、例えば、半導体素子同士の接合部分や半導体素子と基板との接合部分等に適用可能である。
図4は、半導体装置の構成図の一例である。近年、電子機器の高速化や高機能化に伴い、半導体デバイス等の電子部品の更なる高集積化が求められている。高集積化の実現のため、電極の更なる微細化に対応するべく、例えば図4に示す半導体装置20の電極部21のように、電気特性が良好な銅(Cu)等でポスト(ピラーと呼ばれることもある)を形成し、ポストに付けた半田でボンディングすることが行われる。ポストを使ったボンディングであれば、半田バンプを用いる場合に比べて電極の更なる微細化を図ることができるため、例えば、LSI(Large Scale Integration)同士を3次元に積層した構造体も実
現し得る。ところが、電極の微細化は、電極の電流密度の増加を引き起こすため、接合部分を形成する半田等の低融点の金属が電流によって移動する現象(エレクトロマイグレーション)等の発生を招き、接合部分を破断に至らしめる可能性がある。このため、微細な電極同士を半田で接合する場合は、熱処理によって溶融金属をIMCへ変化させ、接合部分を電流に対して安定な構造にするIMCボンディングの採用が考えられる。
しかしながら、IMCボンディングの実現にはいくつかの問題がある。図5は、半導体装置20の電極部21を接合する過程を示した図の一例である。例えば、半導体素子と基板とをフリップチップ接合する場合、電極同士の高さのばらつきなどを緩衝させるために半田を厚くする。しかし、半田を厚くすると、半田と電極との界面の面積が半田の量に比較して小さくなるため、接合部分を十分にIMC化させるための熱処理が長時間化する。また、熱処理によるIMC化の過程で、拡散速度が速く半田がより多く消費される箇所にはボイドが発生し、逆に、拡散がほとんど進行しない箇所については未反応の錫(Sn)が残存する。ボイドや未反応の錫の存在は、接合強度の低下やエレクトロマイグレーションに対する寿命の低下を引き起こし、接続部分の信頼性を低下させることになる。
この点につき、上記実施形態に係る電極1であれば半田Sが堤部3に包囲されており、第1の条件による熱処理では半田Sが堤部3に濡れ広がらないため、電極1と相手電極9との接合に用いる半田Sの量そのものを少なくすることができる。よって、例えば、第1の条件による熱処理後に第2の条件による熱処理を更に行い、電極1と相手電極9との間のギャップを小さくすれば、半田Sの量に比較して、半田Sと電極1との界面の面積や半田Sと相手電極9との界面の面積を十分な大きさにすることができる。半田Sの量に比較して、半田Sと電極1との界面の面積や半田Sと相手電極9との界面の面積を十分に大きくすれば、接合部分のIMC化を短時間で実現できる。
図6は、第2の条件による熱処理時の微粒子5の状態を示した図の一例である。堤部3を形成する各微粒子5の核6の表面は、第2の条件による熱処理によって半田Sに直接晒される。また、各微粒子5は、第2の条件による熱処理によって半田S内に多数点在する状態となる。よって、堤部3を形成する微粒子5の核6を、例えば、電極1を形成する銅(Cu)等の材料と同じ材料にした場合、核6が半田S中に点在しない場合に比べて、接合部分のIMC化を更に短時間で実現できる。また、核6が半田S中に点在することによ
り、接合部分全体の強度の向上が図られ、クラック等の接合不良の低減が実現できる。
また、上記電極1であれば、半田Sの厚みを十分に確保しても、第2の条件による熱処理後には電極1と相手電極9との間のギャップが小さくなるため、半田Sを薄く均一にIMC化でき、接合部分の信頼性(耐マイグレーション性)を高めることができる。また、第1の条件による熱処理において、半田Sの厚みが厚ければ、フリップチップ接合時の緩衝効果が高く、歩留まりの向上が図れる。すなわち、上記電極1であれば、第1の条件による熱処理と第2の条件による熱処理の2段階で半田Sを溶融させることができる。よって、上記電極1であれば、最初の熱処理の際(組み立て時)には応力が緩和されるように電極間のギャップを確保し、その後の熱処理の際には電極間のギャップを狭くし、IMC化を短時間で処理できる。
<変形例>
なお、上記電極1は、次のように変形することも可能である。図7は、変形例に係る電極を示した図の一例である。電極1は、例えば、図7に示すように、堤部3が接合面2全体を覆う形態を呈するものであってもよい。すなわち、堤部3は、接合面2のうち相手電極9の先端が接合される部分を取り囲む領域のみならず、接合面2のうち相手電極9の先端が接合される部分の領域に形成されていてもよい。
本変形例に係る電極1は、例えば、次のようにして相手電極9と接合することが可能である。図8は、本変形例に係る電極1を相手電極9と接合する様子を示した図の一例である。本変形例に係る電極1を相手電極9と接合する際は、例えば、先端に半田Sを付けた相手電極9の位置合わせを行う(図8(A)を参照)。
相手電極9の位置合わせを行った後は、半田Sを溶かさない状態で相手電極9を電極1側へ加圧する。相手電極9を電極1側へ加圧すると、半田Sによって先端が丸く形成されている相手電極9が、堤部3を形成している微粒子5が接合面2の縁へ押し退けられる(図8(B)を参照)。堤部3を形成している微粒子5が接合面2の縁へ押し退けられることにより、相手電極9の先端に付けられている半田Sが堤部3に包囲された状態となる。
相手電極9を電極1側へ加圧した後は、第1の条件の下で電極1や相手電極9に対して熱処理を行い、相手電極9の先端を、半田Sを介して接合面2に溶着する(図8(C)を参照)。第1の条件による熱処理では半田Sが堤部3に濡れ広がらず、堤部3が半田Sを取り囲んだ状態を維持するため、上記実施形態の場合と同様、例えば、半田Sが接合面2全体に濡れ広がる場合に比べると、接合部分である電極1と相手電極9との間のギャップを大きい状態で維持できる。
相手電極9の先端を接合面2に溶着した後は、第2の条件の下で電極1や相手電極9に対して熱処理を行い、半田Sを堤部3に濡れ広げる(図8(D)を参照)。半田Sが堤部3に濡れ広がると、上記実施形態の場合と同様、相手電極9が電極1の方へ引き寄せられて、接合部分である電極1と相手電極9との間のギャップが小さくなる。
なお、相手電極9を電極1側へ加圧する際の力は、電極1或いは相手電極9が形成されている電子部品の強度や、電極1或いは相手電極9の形状、堤部3を形成している微粒子5の性状等に応じて適宜決定される。よって、相手電極9を電極1側へ加圧する際の力は一意に定まらないが、例えば、半導体チップを基板に接合する場合であれば、1チップあたり1乃至5kg程度の力で加圧すれば、半球状の形状を呈する半田Sが堤部3の微粒子5を押し退け、接合面2の中心部に半田Sが接合できると見込まれる。
また、相手電極9を電極1側へ加圧しても、半田Sによる堤部3の微粒子5の押し退け
量が十分でない場合は、例えば、電極1と相手電極9とを相対的に横方向へ振幅させる動作を更に行えば、接合面2を覆っていた微粒子5を十分に押し退け、接合面2に対する濡れ性を向上させることができる。電極1と相手電極9とを相対的に横方向へ振幅させる際の動作量は、電極1或いは相手電極9の寸法等に応じて適宜決定される。接合面2を覆っていた微粒子5を押し退ける目的で行う振幅動作であれば、例えば、2乃至10μm程度の振幅で微粒子5を十分に押し退けることができると見込まれる。
また、本変形例に係る電極1であれば、接合面2を覆っていた堤部3が半田Sを包囲し、第1の条件による熱処理では半田Sが堤部3に濡れ広がらないため、上記実施形態の場合と同様、電極1と相手電極9との接合に用いる半田Sの量そのものを少なくすることができる。よって、接合部分のIMC化を短時間で実現できる。また、堤部3を形成する微粒子5の核6を、例えば、電極1を形成する銅(Cu)等の材料と同じ材料にした場合、核6が半田S中に点在しない場合に比べて、接合部分のIMC化を更に短時間で実現できる。
<電極の形成方法>
上記電極1は、例えば、次のような方法で形成することができる。
図9は、電極1を形成する基板を示した図の一例である。上記電極1を形成したい場合、例えば、図9に示すように、基板8に基部4を形成する。基部4は、様々な方法で形成してもよく、例えば、電解メッキ法によって形成できる。基部4を電解メッキ法で形成する場合、例えば、約20〜30μm程度の高さの基部4を形成することができる。
図10は、パターニングされたレジストを形成した基板8を示した図の一例である。基板8の表面に基部4を形成した後は、レジストRを基板8の全面に塗布する。そして、レジストRを露光し、堤部3を形成したい部分が開口するようにパターニングを行う。例えば、上記実施形態のように、環状の堤部3を形成したい場合、図10に示したように、基部4の接合面2の縁の部分だけが開口し、接合面2の中央部にはレジストRが残るようにパターニングを行う。また、上記変形例のように、接合面2を覆う堤部3を形成したい場合、接合面2の全面が開口するようにパターニングを行う。
図11は、堤部3を形成した基板8を示した図の一例である。基板8の表面にパターニングしたレジストRを形成した後は、レジストRの開口箇所に微粒子5を塗布する。微粒子5は、様々な方法で塗布することが可能である。すなわち、微粒子5は、例えば、溶媒などに混合してペースト状またはインク状にしておき、印刷法あるいはインクジェット法によって塗布することが可能である。溶媒を使って微粒子5を塗布した場合、加熱等を行って溶媒を揮発させ、基部4の接合面2に固着させる。基部4の接合面2に固着した微粒子5は、堤部3を形成する。なお、溶媒を揮発させる際は、基板8や基部4、微粒子5を溶損させないことが肝要であるため、例えば、120℃程度の温度とするのが望ましい。また、溶剤の揮発を大気中における乾燥処理によって実現する場合、微粒子5の表面には自然酸化膜が数μmから数十μmの厚さで形成される。
図12は、レジストRが除去された基板8を示した図の一例である。堤部3を形成した後は、レジストRの除去を行う。これにより、基部4の接合面2に堤部3を形成した電極1が基板8上に出現する。
なお、上記変形例のように、接合面2を覆う堤部3を形成したい場合、基部4を形成した後に基部4上をエッチングすることで選択的に基部4上にのみ粘着性を持たせ、その後、基板8の全面に微粒子5を塗布する。これにより、基部4上にのみ微粒子5が残存し、レジストRを使わなくても接合面2を覆う堤部3を形成することができる。
なお、上記実施形態や変形例に係る電極1の製造方法は、上述した方法に限定されるものではない。上記実施形態や変形例に係る電極1は、その他の様々な方法で製造してもよい。
また、本願は、以下のような付記的事項を含む。
(付記1)
第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、
前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備える、
電極。
(付記2)
前記堤部は、微粒子によって形成されている、
付記1に記載の電極。
(付記3)
前記微粒子は、少なくとも表面がNiに覆われている、
付記2に記載の電極。
(付記4)
前記堤部は、前記第1の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを抑制し、前記第2の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを許容する被膜に覆われている、
付記1から3の何れか一項に記載の電極。
(付記5)
前記第1の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元しないガス雰囲気であり、
前記第2の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元するガス雰囲気である、
付記1から4の何れか一項に記載の電極。
(付記6)
前記接合面は、前記相手電極の先端面よりも小さい、
付記1から5の何れか一項に記載の電極。
(付記7)
第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備える電極と、
前記電極を、他の電子部品に配列されている前記相手電極に各々対応する位置に複数配列した部材と、を備える、
電子部品。
(付記8)
前記堤部は、微粒子によって形成されている、
付記7に記載の電子部品。
(付記9)
前記微粒子は、少なくとも表面がNiに覆われている、
付記8に記載の電子部品。
(付記10)
前記堤部は、前記第1の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを抑制し、前記第2の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを許容する被膜に覆われている、
付記7から9の何れか一項に記載の電子部品。
(付記11)
前記第1の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元しないガス雰囲気であり、
前記第2の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元するガス雰囲気である、
付記7から10の何れか一項に記載の電子部品。
(付記12)
前記接合面は、前記相手電極の先端面よりも小さい、
付記7から11の何れか一項に記載の電子部品。
(付記13)
少なくとも2つの電子部品と、
前記2つの電子部品のうち何れか一方の電子部品に配列される電極、及び、何れか他方の電子部品に配列される相手電極と、を備え、
前記何れか一方の電子部品に配列される各電極は、
第1の条件による熱処理によって前記相手電極の先端が半田を介して溶着している接合面と、
前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件による熱処理によって前記半田が濡れ広がっている堤部と、を各々有している、
電子装置。
(付記14)
前記堤部は、微粒子によって形成されている、
付記13に記載の電子装置。
(付記15)
前記微粒子は、少なくとも表面がNiに覆われている、
付記14に記載の電子装置。
(付記16)
前記第1の条件とは、前記堤部を覆っていた酸化被膜を還元しないガス雰囲気であり、
前記第2の条件とは、前記堤部を覆っていた酸化被膜を還元するガス雰囲気である、
付記13から15の何れか一項に記載の電子装置。
(付記17)
前記接合面は、前記相手電極の先端面よりも小さい、
付記13から16の何れか一項に記載の電子装置。
(付記18)
電極の接合面のうち少なくとも相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に、前記相手電極の先端が半田を介して前記接合面に溶着する第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると、前記半田が濡れ広がる堤部を配置した前記電極に対して、前記相手電極の位置合わせを行い、
前記相手電極の位置合わせを行った前記電極に対して、前記第1の条件で熱処理を行い、
前記第1の条件で熱処理を行った前記電極に対して、前記第2の条件で熱処理を行う、
電極の接合方法。
(付記19)
前記堤部は、微粒子によって形成されている、
付記18に記載の電極の接合方法。
(付記20)
前記微粒子は、少なくとも表面がNiに覆われている、
付記19に記載の電極の接合方法。
(付記21)
前記堤部は、前記第1の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを抑制し、前記第2の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを許容する被膜に覆われている、
付記18から20の何れか一項に記載の電極の接合方法。
(付記22)
前記第1の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元しないガス雰囲気であり、
前記第2の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元するガス雰囲気である、
付記18から21の何れか一項に記載の電極の接合方法。
(付記23)
前記接合面は、前記相手電極の先端面よりも小さい、
付記18から22の何れか一項に記載の電極の接合方法。
1・・電極;2・・接合面;3・・堤部;4・・基部;5・・微粒子;6・・核;7・・被膜;8・・基板;9・・相手電極;20・・半導体装置;21・・電極部;S・・半田;R・・めっきレジスト

Claims (8)

  1. 第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、
    前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備え
    前記堤部は、前記第2の条件で熱処理されると前記半田が染み込む、
    電極。
  2. 前記堤部は、微粒子によって形成されている、
    請求項1に記載の電極。
  3. 前記微粒子は、少なくとも表面がNiに覆われている、
    請求項2に記載の電極。
  4. 前記堤部は、前記第1の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを抑制し、前記第2の条件による熱処理において前記半田が前記堤部に濡れ広がるのを許容する被膜に覆われている、
    請求項1から3の何れか一項に記載の電極。
  5. 前記第1の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元しないガス雰囲気であり、
    前記第2の条件とは、前記堤部を覆う酸化被膜を還元するガス雰囲気である、
    請求項1から4の何れか一項に記載の電極。
  6. 第1の条件で熱処理されると相手電極の先端が半田を介して溶着する接合面と、前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると前記半田が濡れ広がる堤部と、を備える電極と、
    前記電極を、他の電子部品に配列されている前記相手電極に各々対応する位置に複数配列した部材と、を備え
    前記堤部は、前記第2の条件で熱処理されると前記半田が染み込む、
    電子部品。
  7. 少なくとも2つの電子部品と、
    前記2つの電子部品のうち何れか一方の電子部品に配列される電極、及び、何れか他方の電子部品に配列される相手電極と、を備え、
    前記何れか一方の電子部品に配列される各電極は、
    第1の条件による熱処理によって前記相手電極の先端が半田を介して溶着している接合面と、
    前記接合面のうち少なくとも前記相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に配置されており、前記第1の条件とは異なる第2の条件による熱処理によって前記半田が濡れ広がっている堤部と、を各々有し
    前記堤部は、前記第2の条件で熱処理されて前記半田が染み込んでいる、
    電子装置。
  8. 電極の接合面のうち少なくとも相手電極の先端が接合される部分を取り囲む領域に、前記相手電極の先端が半田を介して前記接合面に溶着する第1の条件とは異なる第2の条件で熱処理されると、前記半田が濡れ広がる堤部を配置した前記電極に対して、前記相手電極の位置合わせを行い、
    前記相手電極の位置合わせを行った前記電極に対して、前記第1の条件で熱処理を行い、
    前記第1の条件で熱処理を行った前記電極に対して、前記第2の条件で熱処理を行い、
    前記第2の条件で行われる熱処理では、前記堤部に前記半田が染み込む、
    電極の接合方法。
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JPH06310567A (ja) * 1993-04-23 1994-11-04 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置の実装方法およびその実装構造
JP2606110B2 (ja) * 1993-12-15 1997-04-30 日本電気株式会社 多層基板およびその製造方法
JPH07273146A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の実装方法
JP2002151551A (ja) * 2000-11-10 2002-05-24 Hitachi Ltd フリップチップ実装構造、その実装構造を有する半導体装置及び実装方法
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