JPH03236241A - 導電突起の形成方法 - Google Patents

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〕 本発明は、マイクロエレクトロニクス分野における電気
回路部品同士を接続する際の接続材として用いられる導
電突起の形成方法に関し、特にＩＣチップの電極へ導電
突起を精度良く形成できる導電突起の形成方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

半導体製品の実装技術において対応する部品間の接続方
法としては、ワイヤボンディング法、フィルムキャリア
法（ＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄ
ｉｎｇ）法）、フリップチップ法等が知られている。こ
れらの各接続法について、ＩＣチップの電極と基板側の
リードとの接続を例にして簡単に説明する。

第１０図はワイヤボンディング法の実装方式を示す模式
図であり、ＴＣチップ４１の各電極４２と、プリント配
線基板４３の対応する各リード４４の接続部とがＡｕま
たはＡＩからなるワイヤ４５にて、−組ずつ接続されて
いる。このような方式では、電極４２とリート４４とを
一組ずつ順に接合していくので生産能率が低く、また隣
合うワイヤ間において接合時の干渉があるので、最小の
接続ピンチには限界があり高密度な実装技術には適応で
きないことがある。

接続ピッチが短い高密度な実装を実現するための接続方
式がフィルムキャリア法である。第１１図はフィルムキ
ャリア法の実装方式を示す模式図であって、この方法は
テープキャリア方式による自動ボンディング方法であり
、予め導電突起４７が形成されたＩＣチップ４１の各電
極４２と各フィルムリード４６とを位置決めした後、熱
圧着により一括に接続し、その後、各フィルムリード４
６とプリント配線基板４３の各リード４４とを位置決め
した後、−括に接続する。また、第１２図はフリップチ
ップ法の実装方式を示す模式図であり、その各電極４２
に予め導電突起４７が設けられたＩＣチップ４１をプリ
ント配線基板４３上に位置決めして搭載させた後、導電
突起４７を加熱融解させることによってＩＣチップ４１
の電極４２とプリント配線基板４３の対応するリード４
４とを接続する。

上述した２方法（フィルムキャリア法及びフリップチッ
プ法）にあっては、接続部材としての導電突起が必要で
あり、接続作業に先立って導電突起をＩＣチップ４１の
電極４２に形成しておく必要がある。導電突起の形成方
法としては、メツキ法を用いて電極４２へ直接に導電突
起を形成する方法が公知である。

第１３図は、このような従来の導電突起の形成方法の工
程の１つの例を示す断面図であり、第１３図に基づき簡
単にその工程を説明する。

まず、ＩＣチップ４１の電極４２及びパッシベーション
膜５０上に、Ｃｒ層ＳＬ　Ｃｕ層５２．　Ａｕ層５３を
この順にスパッタリングにて蒸着形成しく第１３図（ａ
））、導電突起を形成する以外の領域に、フォトリソグ
ラフィ法によりレジスト５４を形成する（第１３図（ｂ
））次に、レジスト５４の開口部にメツキ法により金５
５を充填した後（第１３図（Ｃ））、レジスト５４を除
去する（第１３図（ｄ））。最後に、露出した多層金属
膜（Ｃｒ層ＳＬ　Ｃｕ層５２．　Ａｕ層５３）をエツチ
ング除去し、窒素雰囲気にて熱処理を行い、多層金属膜
及び金５５からなる導電突起４７を電極４２に形成する
（第１３図（ｅ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したような従来の導電突起形成方法では、ＩＣチッ
プの電極上に多層金属膜（バリヤメタル）を介して導電
突起を形成するので、複雑な工程。

設備が必要であり、高コストである。また、完成された
ＩＣチップに化学処理を施して導電突起を形成するので
、導電突起の形成に伴ってＩＣチップの歩留りが低下す
るという難点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、電気
的接続部材からなる保持体中に複数の導電体を散在させ
た導電体保持材を使用し、この導電体を導電突起として
ＩＣチップの電極に転写することにより、ＩＣチップの
電極への導電突起の形成を容易に行えて、基板側のリー
ドとの高密度な接続においても信頼性が高い接続を達成
できるＩＣチップの電極への導電突起の形成方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本願に係る第１発明の導電突起の形成方法は、接続用の
導電突起をＩＣチップの電極に形成する方法において、
電気的絶縁材からなる保持体中に両端部を前記保持体か
ら露出させて複数の導電体を散在せしめた導電体保持材
の導電体を、前記ＩＣチップの電極に転写して導電突起
を形成することを特徴とする。

本願に係る第２発明の導電突起の形成方法は、第１発明
を行った後、前記導電体保持材の保持体を除去すること
を特徴とする。

本願に係る第３発明の導電突起の形成方法は、第１発明
において、前記ＩＣチップの電極は複数であり、前記導
電体保持材の前記導電体を前記ＩＣチップの電極に転写
する際に、すべての前記電極に対して一括に転写する方
式、前記電極のうちの複数ずつに対して一括に転写する
方式、または１個の電極に対して個別に順次転写する方
式のうちの何れかの方式を採用することを特徴とする。

〔作用〕

第１発明では、両端部を保持体（絶縁材）から露出して
複数の導電体が保持体内に散在された構成をなす導電体
保持材の導電体をＩＣチップの電極に位置合せした後、
導電体く導電突起）を電極に転写して導電突起を形成す
る。そうすると、各電極に導電突起が容易に形成される
。第２発明では、この後必要に応じて保持体を除去する
。そうすると、導電突起のみの形成が可能である。ここ
で、導電体を転写して導電突起を形成する際に、すべて
の電極について一括して導電突起を形成しても良く、ま
た１個の電極について順次個別に導電突起を形成しても
良く、更に電極を複数ずつの群に分けて各群については
一括して導電突起を形成することとしても良い。すべて
の電極について一括して導電突起を形成する場合には、
作業効率に優れ、１個の電極について個別に導電突起を
形成する場合には、接合精度に優れる。

（実施例〕 第１図は本発明の導電突起の形成方法に使用する導電体
保持材１の平面図、第２図は第１図の■■線における断
面図である。導電体保持材１は、例えば金からなる複数
の導電体２を、夫々の導電体２同士が電気的絶縁状態に
なるようにポリイミド樹脂からなる保持体３　（厚さ１
０μｍ程度）中に備えて構成されており、導電体２の両
端面は保持体３から露出されている。導電体２の露出す
る一方の端部２ａは、その径（２５μｍ程度）が保持体
３内に埋設される部分の径（１５μｍ程度）よりも大き
くなっており、所謂出張り形状（突出高さ４〜８μｍ程
度）をなしている。一方導電体２の露出する他方の端部
２ｂは、保持体３から僅かに露出しているだけであり、
その径は保持体３内に埋設される部分の径に略等しい。

なお、導電体２の形成ピンチは後述するＩＣチップの電
極のピッチに合せている。

次に、このような構成をなす導電体保持材の製造方法の
一例について、その工程を示す第３図に基づき説明する
。

まず、準備した銅板１１上にスピンナにより接着補助剤
を塗布した後、保持体となるネガ型のポリイミド樹脂１
２をスピンナにより塗布する（第３図（ａ））。ここで
硬化に伴う膜厚の減少を考慮して塗布するポリイミド樹
脂１２の膜厚は、製造される導電体保持材における保持
体の所望の膜厚よりも厚くする。次いで、所定パターン
をなしたフォトマスク（図示せず）を介して光をポリイ
ミド樹脂１２に照射したく露光した）後、現像を行う。

本例では、露光された部分にはポリイミド樹脂１２が残
存し、露光されない部分は現・像処理によりポリイミド
樹脂１２が除去されて穴１３が形成される。その後温度
を上げてポリイミド樹脂１２の硬化を行う（第３図（ｂ
））。次に、このような処理がなされた銅板１１をエツ
チング液中に浸漬させてエツチングを行う。穴１３の近
傍の銅板１１の一部がエツチング除去され、穴１３に連
通ずる凹部１４が銅板１１に形成される（第３図（Ｃ）
）。銅板１工を共通電極として金１５の電気メツキを行
い、ポリイミド樹脂１２の上面より僅かに金１５が露出
するまで金メツキを施し、穴１３゜凹部１４に金１５を
充填する（第３図（ｄ））。最後に、金属エツチングに
より銅板１１を除去して、第１゜２図に示すような導電
体保持材１　（上下関係は逆）を製造する。

本実施例にあっては、製造された導電体保持材１におい
て、導電体２．保持体３は夫々、金１５ポリイミド樹脂
１２から構成され、しかも、導電体２の露出する一方の
端部２ａのみが出張り形状をなしている。

第４図は、本発明の導電体保持材を製造する別の工程を
示す断面図である。前述の実施例と同様に、銅板１１上
にポリイミド樹脂１２を塗布した後（第４図（ａｌ）、
ポリイミド樹脂１２を所定パターンにて露光、現像して
穴１３を形成し、温度を上げてポリイミド樹脂１２の硬
化を行う（第４図（ｂ））。このような処理がなされた
銅板１１をエツチング液にて、前述の実施例と同様にエ
ツチングを行って凹部１４を形成するのであるが、この
実施例では前述の実施例に比べてこのエツチング時間を
短くする。

そうすると前述の実施例に比べて浅い凹部１４が銅板１
１に形成される（第４図（Ｃ））。その後、銅板１１を
共通電極として金１５の電気メツキを施し、穴１３゜凹
部１４に金１５を充填するのであるが、本実施例ではポ
リイミド樹脂１２の上面より所定高さに金１５が突出す
るまで金メツキを続ける（第４図（ｄ））。最後に、金
属エツチングにより銅板１１を除去して、第１，２図に
示すような導電体保持材１を製造する。

なお、本発明で用いる導電体保持材１は、実質的に導電
体２の一方の端部のみが突出していれば良いので、第４
図に示した製造工程にあっては、必ずしも四部１４を形
成しなくても良い。

次に、このような導電体保持材を用いる本発明の導電突
起の形成方法について具体的に説明する。

第５図はＩＣチップの電極形成面の平面図、第６図は第
５図のＶｌ−ｖｔ線における断面図である。図において
２１は電極形成面に屓からなる電極２２が形成されたＩ
Ｃチップであり、電極２２が形成されていないｔＣチッ
プ２１の表面にはパッシベーション［３０が形成されて
いる。このようなＩＣチップ２１の各電極２２に、第１
，２図に示すような導電体保持材１の各導電体２（端部
２ａ）を位置合わせした後、ボンディング治具２８を白
抜矢符方向に移動させて、熱圧着法により、導電突起た
る導電体２をすべての電極２２に対して一括に転写、接
合する（第７図（ａ））。圧着、転写された導電突起２
　（Ａｕ）と電極２２（ＡＩ）とは金属結合されて、強
い接合がなされる。

次に、保持体３を機械的に剥離して、導電突起２のみを
電極２２に形成する（第７図（ｂ））。ここで、電極２
２に接しない側の導電体２の端部２ｂの径は、保持体３
中の部分の径と略同じであるので、この保持体３の除去
は容易である。なお、機械的な剥離（引き剥がし）とは
異なり、化学的な溶解処理により保持体３を除去するこ
ととしても良い。

第８図は、導電突起の転写、形成の別の例を示す断面図
であり、この例では、複数個ずつの電極２２に対して、
ボンディング治具２８を移動させて熱圧着法により導電
突起２を形成している。また第９図は、導電突起の転写
、形成の更に別の例を示す断面図であり、この例では、
１個の電極２２に対して、ボンディング治具２８を移動
させて個別に導電突起２を形成している。なお、この方
式では熱圧着法に加えて、超音波を併用した熱圧着法に
よっても導電突起の形成は可能である。

上述したような３方弐〔すべでの電極に対して一括に導
電突起を形成する方式（第７図：以下−柄形成方式とい
う）、複数個ずつの電極に対して一括に導電突起を形成
する方式（第８ｍ：以下部分形成方式という）、１個ず
つの電極に対して個別に導電突起を形成する方式（第９
図：以下個別形成方式という）〕における利点、欠点に
ついて説明する。

一括形成方弐では、同時にすべての電極について導電突
起を形成できるので作業時間は短いが、使用する導電体
保持材における各導電体の突出高さにバラツキがある場
合には接合不良が起こり易い。一方、個別形成方式では
、１個毎に確実に電極に導電突起を形成するので、接合
の信頼性は極めて高いが、作業時間に長時間を要すると
いう難点がある。また、部分形成方式は、両者の中間に
あたる特性を有している。

各形成方式は以上のような特性を夫々有しているので、
使用する導電体保持材の形状、転写される側のＩＣチッ
プの電極の形状等の条件を鑑みて、これらの３方式から
最適な方式を選択して採用すれば良い。例えば、導電体
保持材における導電体の突出高さのバラツキの程度によ
り、以下のように３方式を選択すれば良い。

バラツキが小さい場合ニー括形成方式 バラツキが中程度の場合：部分形成方式バラツキが大き
い場合：個別形成方式 また上述の実施例では、導電体２を転写した後保持体３
を除去することとしたが、この保持体３を残存させてお
いても良い。保持体３を除去するか、残存させるかにつ
いては一長一短がある。絶縁性の樹脂からなる保持体３
を除去する際の長所は、高吸湿性という保持体３の特性
が作製されるＩＣパンケージに及ぼす悪影響を防止でき
る点であり、保持体３を残存する際の長所は、保持体３
は絶縁材であるので隣合う導電体同士の短絡を防止でき
る点である。そして、保持体３を除去するか、残存させ
るかについては、ＩＣチップの電極の形成パターンに合
せて任意に選択すれば良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明の導電突起の形成方法を用い
ることにより、容易に低コストにてしかも信鯨性が高く
、接続用の導電突起をＩＣチップの電極に形成すること
ができ、高密度な実装においてもＩＣチップの電極と基
板側のリードとの高精度の接続を実現できる。また、従
来法のように完成されたＩｃチップの電極に化学処理を
施すことがないので、形成処理に伴うＩＣチップの歩留
り低下の虞はない。また、導電体を電極に転写した後に
、保持体を除去する場合には、導電突起のみをＴＣチッ
プの電極に形成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電突起の形成方法に使用する導電体
保持材の平面図、第２図は第１図のｎ　−■線における
断面図、第３図はこの導電体保持材の製造工程の一例を
示す断面図、第４図はこの導電体保持材の製造工程の別
の例を示す断面図、第５図はＩＣチップの電極形成面の
平面図、第６図は第５図のｖｒ−ｖｒ線における断面図
、第７図は本発明の導電突起の形成方法の実施例を示す
断面図、第８図、第９図は本発明の導電突起の形成方法
の別の実施例を示す断面図、第１０〜第１２図は実装方
式を示す模式図、第１３図は従来の導電突起の形成方法
を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接続用の導電突起をＩＣチップの電極に形成する方
   法において、 電気的絶縁材からなる保持体中に両端部を 前記保持体から露出させて複数の導電体を散在せしめた
   導電体保持材の導電体を、前記ＩＣチップの電極に転写
   して導電突起を形成することを特徴とする導電突起の形
   成方法。 ２、前記導電体保持材の導電体を前記ＩＣチップの電極
   に転写した後、前記導電体保持材の保持体を除去する請
   求項１記載の導電突起の形成方法。 ３、前記ＩＣチップの電極は複数であり、前記導電体保
   持材の前記導電体を前記ＩＣチップの電極に転写する際
   に、すべての前記電極に対して一括に転写する方式、前
   記電極のうちの複数ずつに対して一括に転写する方式、
   または１個の電極に対して個別に順次転写する方式のう
   ちの何れかの方式を採用する請求項１記載の導電突起の
   形成方法。