JPH01295433A

JPH01295433A - バンプの製法

Info

Publication number: JPH01295433A
Application number: JP63126264A
Authority: JP
Inventors: Shigenari Takami; 茂成高見; Tatsuhiko Irie; 達彦入江; Jiro Hashizume; 二郎橋爪; Yoshimasa Himura; 檜村　芳正
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体素子の実装に用いられるバンプを作
る方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の電極と基板表面の電路とをバンプ（「突起
電極」ともいう）を介して接続する方法が種々提案され
、実用化されている。このような接続方法は、半導体素
子の多数の電極と電路を一括して接合すること、いわゆ
る、ギヤングボンディングが可能なため、作業時間が半
導体素子の電極数に影響されなくなるという利点があり
、半導体素子の高集積化に対応するのに有用である。

前記バンプは、半導体素子側に設けられたり、あるいは
、基板側に設けられたりする。従来のワイヤボンディン
グを行っていた半導体素子をそのまま利用できるなどと
いう点から、バンプを基板側に設ける方が好ましい。

従来、たとえば、次に示す製法により基板側にバンプを
設けている。基板表面全面に導体層を形成する。所望の
回路パターンの電路が残るように、その導体層をエツチ
ングする。そして、導体層表面のバンプ形成部分のみが
露出するように、基板にレジスト膜を形成し、導体層の
露出した部分にメツキなどによりバンプを形成する。そ
の後、レジスト膜を取り除くことにより、バンプを得て
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した製法では、バンブ形成のためのメツキ電流が偏
在したり、その他の要因により、バンプ高さがばらつく
ことがある。第３図にみるように、この高さのばらつい
たバンプ５０・・・を有する基板１をバンプ側を上にし
てステージ３に載せ、加圧し、加熱することにより半導
体素子６の電極（図示されず）とバンプ５０・・・とを
接合する。この場合、バンプ５０・・・に、圧力が均一
に加わらないという問題点が生じる。また、熱の伝導も
不均一になり、接合後の接合部の信頼性が低下するとい
う問題点も生じる。

そこで、この発明は、高さの均一なバンプを作ることが
できるバンプの製法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明にかかるバンプの
製法は、バンプを加圧により高さの揃ったものとするよ
うにしている。

〔作　　　用〕

高さの不均一な多数のバンプを加圧することにより、高
さの高いバンプは横に膨らむなどして高さが低くなり、
高さの低いものと高さが揃うようになる。

〔実　施　例〕

第１図（ａ）、　（ｂ）は、この発明にかかるバンプの
製法の１実施例を表す。たとえば、上述の従来の製法に
したがって、基板１表面の電路２０の上にバンプ５０・
・・を形成する。これらのバンプ５０・・・は、上記の
ように高さのばらついたものである。第１図（ａ）にみ
るように、その基板１をバンプ５０・・・が上を向くよ
うにして、半導体素子を接合するための装置のステージ
３に載せる。そして、半導体素子を接合する前に、平坦
化用ツール４でバンプ５０・・・を加圧する。このとき
、平坦化用ツール４および／またはステージ３を加熱す
るようにしてもよい。加圧により、高さの高いバンプが
横に膨らむなどして低くなり、高さの低いバンプと高さ
が揃うようになり、高さの均一なバンプ５・・・が得ら
れる。加圧は、たとえば、一番高さの低いバンプに平坦
化用ツール４が接触するまで、あるいは、所望の高さに
なるまで行う。したがって、加圧の圧力は適宜設定すれ
ばよい。

平坦化用ツール４は、ステージ３上で加熱されているバ
ンプと直接接触するため、バンプ金属が拡散してツール
４に溶着したり、ツール４そのものが溶融したりしない
ような材質であることが好ましい。たとえば、ダイヤモ
ンド、表面を研磨したセラミックなどの無機材料が好ま
しい。また、平坦化用ツール４のバンプを加圧する面は
、できるだけ平坦になっていることが好ましい。同加圧
面は、たとえば、基板表面と平行となるように制御され
る。

この発明の製法によれば、高さの揃ったバンプが得られ
る。第２図にみるように、このようなバンプ５・・・を
介して半導体素子６の電極と接合を行うと、接合時に、
加圧が均一に加わり、熱伝導も均一になる。したがって
、全面にわたって均一な接合を得ることができる。接合
時には、半導体素子吸着用ツールおよび／またはステー
ジを加熱することにより、半導体素子および／または基
板を加熱するようにしてもよい。

なお、加圧により高さを揃える前のバンプは、上述した
方法以外の方法に製造してもよく、その製法に限定はな
い。

前記基板としては、たとえば、セラミック基板が用いら
れるが、合成樹脂を用いた基板などを用いるようにして
もよい。

なお、基板は、その製造方法によっては、周縁に電路形
成のための給電パターンが残存していて、同給電パター
ンから静電気が印加されて半導体素子や電路に悪影響を
与えることがある。このようなことを防ぐため、基板の
電路形成側表面の周縁が基板最外周縁よりも内側になる
よう、基板の周縁を断面階段状に削り、給電パターンを
除去するのが好ましい。このようにしておくと、階段状
の部分で基板を取り扱えば電路に触れず°にすみ、静電
気が印加されることがなくなり、事故を防ぐことができ
る。また、基板は、基板ブロックごとに電路形成および
バンプ形成した大きな元基板を多数個の基板に分割する
ことにより得られるようであってもよい。

前記電路は、上記のように、基板表面に形成された導体
層をエツチングしてパターン形成することにより形成す
るようにするのが好ましい。このようにすると、電路同
士の間隔を極めて小さくすることができ、その上に形成
されるバンプ同士のピッチを小さくすることが可能とな
る。この導体層のエツチングは、バンプの高さを揃えた
後に行ってもよい。

電路形成のためのエツチング方法、または、バンプ形成
のためのエツチング方法も、それぞれ、特に限定されず
、たとえば、フォトリソグラフィー等の微細なパターン
を形成できる方法が好ましく使用される。なお、エツチ
ングに際しては、エツチングしようとする層の下にある
層をエツチングしない手段、方法を採用することが好ま
しい。

前記導体層は、不導体表面に導体薄膜を形成する方法、
たとえば、無電解メツキ、真空蒸着、スパッタリング等
の方法により形成される。また、これらの方法に電解メ
ツキを組み合わせることもできる。所望の回路パターン
の電路となるように導体層を形成してもよい。

導体層の材料も、特に限定されず、たとえば、Ｃｕなど
が使用される。

第４図は、バンプ５・・・がこの発明の製法により形成
されたＰＧＡ用基板の１例を表す。基板１の表面に多数
の電路２０・・・が形成されていて、その一端部２１・
・・が基板１表面中央に四角い空所８を作るように臨み
、他端部２２・・・が基板１周辺部に枠状に配列された
スルーホール９・・・の縁となっている。電路一端部２
１・・・にはそれぞれバンプ５・・・が形成されており
、これらのバンプ５・・・は、半導体素子搭載部分の周
縁部となっている。バンプ５・・・を介して半導体素子
６の電極７・・・と電路２・・・とが電気的に接続され
るのである。スルーホール９・・・にはリードピン１０
が電気的に接続されているところで、基板表面の半導体
素子搭載部分よりも外側に位置決め用のバンプをも設け
ると、半導体素子を接合する時に高い精度で位置決めし
やすくなる。このような位置決め用のバンプも、この発
明にかかる製法により設けるようにしてもよい。また、
接合しようとする半導体素子の傾き具合を調節するため
に、基板表面の半導体素子搭載部分よりも外側に角度調
節用のバンプを設けることもある。このような角度調節
用のバンプをも、この発明にかかる製法により設けるよ
うにしてもよい。

この発明の製法は、半導体素子を基板の電路と接合する
工程の直前に組み込むことができる。接合装置のステー
ジに基板を載せ、半導体素子吸着用ツールで半導体素子
を保持して接合する前に、平坦化用ツールなどで加圧し
て高さの揃ったバンプを得ることができる。

なお、この発明は、上記実施例に限定されない。たとえ
ば、バンプ金属が電路側に拡散するのを防ぐ拡散防止層
、拡散防止層の表面酸化を防ぐ酸化防止層などは、バン
プの材質に応じて適宜のものを形成してもよいし、ある
いは、全く形成しなくてもよい。バンプは、Ａｕ、　Ａ
Ｉ、ハンダなどからなっていてもよく、その材質に特に
限定はない。

基板は、ＰＧＡ用のものである必要はない。

〔発明の効果〕

この発明にかかるバンプの製法は、以上のように、高さ
の揃ったバンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はこの発明にかかるバンプの製
法の１実施例を順に表す一部分の断面図、第２図は同実
施例により得られたバンプを使用して半導体素子を接合
するときの様子を表す一部分の断面図、第３図は従来の
バンプの製法の１例により得られたバンプを使用して半
導体素子を接合するときの様子を表す一部分の断面図、
第４図はバンプを形成したＰＧＡ用基板を表す斜視図で
ある。１・・・基板　４・・・平坦化用ツール　５・・・バン
プ代理人　弁理士　　松　本　武　彦第２回第３図竺４　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、基板表面に形成された多数の電路の上に半導体素子
の電極との接合に用いるバンプを形成する方法であって
、前記バンプが加圧により高さの揃ったものとされてい
ることを特徴とするバンプの製法。