JPH0360036A - バンプの形成方法 - 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、半導体装置の製造方法において、ＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ　　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　　Ｂｏｎｄｉｎｇ）等
に用いられるバンプの形成方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば（Ａ）特
開昭５０−６８０５３号公報、（Ｂ）特開昭５９−１４
３３５１号公報、（Ｃ）特開昭６１−２４２０５５号公
報、及び（Ｄ＞特開昭６３−６８５０号公報に記載され
るものがあった。以下、その構成を図を用いて説明する
。

第２図（ａ）〜（ｃ）は、前記文献（Ａ＞に記載された
従来のバンプの形成方法を示す工程図である。この方法
は、半導体素子上に形成されるバンプについて示すもの
である。

先ず第２図（ａ）において、半導体素子１の外部引出し
用電極パッド２上に漏斗状の容器３を配置する。容器３
には押出し棒４が設けられており、その容器３内には導
体ペースト５が収容されている。次いで第２図（ｂ）に
示すように、押出し棒４を降下させると、漏斗状の先端
部にあった導体ペースト５が外部に押出される。

次に第２図（ｃ）のように、押出し棒４を急速に引込ま
せると、導体ペースト５は運動の慣性が残っているため
に押出し棒４のみが引込み、取り残された導体ペースト
５は自重が加わり、電極パッド２上に滴下する。その後
、滴下した導体ペースト５を焼成すれば、所望のバンプ
が形成される。

このようなバンプの形成方法では、従来より一般に行な
われているはんだの蒸着又はめつき法等による形成方法
に比べ、バンプを簡単かつ安価に製造できるという利点
がある。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、前記文献（Ｃ）に記載された
従来の他のバンプの形成方法を示す工程図である。この
方法は、フィルムキャリアのリード内方端部に形成され
るバンプについて示すものである。

先ず第３図（ａ＞に示すように、ガラス等から戒る絶縁
基板６の表面の端部周辺６ａを除く全面に、導電膜７を
蒸着等によって形成する。次いで、導電膜７を完全に被
覆するように絶縁膜８を形成した後、その絶縁膜８の一
部に開口部９を設ける。

次に第３図（ｂ）のように、開口部９に電気めっきによ
りバンプ１０を形成した後、第３図（ｃ）の如く絶縁膜
８を除去する。次いで第３図（ｄ）のように、フィルム
キャリア１１に設けられたリード１２の内方端部１２ａ
に、バンプエ○を熱圧着によって転写する。これにより
、第３図（ｅ）に示すようにリード１２の内方端部１２
ａにバンプ１０が形成される。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記構成のバンプの形成方法においては
次のような問題点があり、その解決が困難であった。

（１）　　第２図（ａ）〜（ｃ）の半導体素子１に対す
る形成方法は、基本的には導体ペースト５を滴下させる
ものであり、常に安定した滴下量を維持することが困難
であった。即ち、この滴下法は、外部温度の変化や上下
動を繰り返す押出し棒４の影響等により、導体ペースト
５の粘度変化が大きく、不慮の液垂れを生じたり、定量
滴下が難しいという問題があった。

また、押出し棒４の機械的な運動により導体ペースト５
を滴下するため、バンプの形成速度が遅いという不具合
もあった。一般に、バンプ形成のメリットを十分に反映
する高機能化された半導体装置は、３００〜５００個程
度の電極パッド２を有しており、これらの半導体装置に
対する形成速度としては、十分に満足できるものではな
かった。

（２〉　第３図（ａ）〜（ｅ）のフィルムキャリア１１
に対する形成方法は、絶縁基板６上に導電膜７、絶縁膜
８、開口部９及びバンプ１０を順次形成した後、フィル
ムキャリア１１のリード内方端部１２ａにバンプ１０を
然転写するので、多くの複雑な工程を経なければならな
い。それ故、多大な工数を有すると共に歩留りも低下し
、コスト及び信頼性の面で不満足であった。

本発明は、前記従来技術がもっていた課題として、半導
体素子に対しては導体ペーストの安定した滴下やバンブ
形成速度の向上が困難な点、及びフィルムキャリアに対
しては多くの複雑な工程を必要とする点について解決し
たバンプの形成方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、第１の発明では、電気的制
御に基づく塗布体の噴射によりその塗布体を媒体上に付
着させるインクジェット方式を利用し、導電性を有する
導体ペーストを前記噴射により一定量吐出して、その導
体ペーストを電気的接続部の上に付着させることにより
、バンプを形成するようにしたものである。

第２の発明では、前記電気的接続部として半導体素子の
外部引出し用電極パッドを用い、これにインクジェット
方式によりバンプを形成するようにしたものである。

第３の発明では、前記電気的接続部としてフィルムキャ
リアのリード内方端部を用い、これにインクジェット方
式によりバンプを形成するようにしたものである。

第４の発明では、前記電気的接続部の上に導体ペースト
を付着させた後、その導体ペーストを加熱・溶融して整
形することによりバンプを形戒するようにしたものであ
る。

（作用） 第１の発明によれば、以上のようにバンプの形成方法を
構成したので、インジェット方式により導体ペーストを
噴射して電気的接続部の上に付着させることは、他の介
在物を必要とせずに、直接バンブを形成せしめるように
働く。また、精細な電気的制御に基づき、導体ペースト
の吐出量を高精度に調整せしめると共に、バンプの形成
速度を高める働きもする。

第２の発明において、半導体素子の外部引出し用電極パ
ッドにインクジェット方式によりバンプを形戒すること
は、従来のはんだ蒸着又はめっき法等に比べて工程を簡
略化せしめると共に、滴下法における導体ペーストの液
垂れをなくし、吐出量を常に一定に保つ働きをする。

第３の発明において、フィルムキャリアのリード内方端
部にインクジェット方式によりバンプを形成することは
、リード内方端部上に直接バンプを形成せしめ、従来の
複雑な工程を不要ならしめる働きをする。

第４の発明において、電気的接続部上に付着した導体ペ
ーストに加熱・溶融を施して整形することは、−様な円
転状のバンプを形成せしめ、その高さをより均一化する
ように働く。

従って、前記課題を解決することができる。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例におけるバンプの形成方
法を示す断面図である。この形成方法は、半導体素子上
に形成されるバンプについて示すものである。

この方法はインクジェット方式によりバンプを形成する
ものであり、例えばオン・デマンド形のインクジェット
プリンタ２１を用いる。このインクジェットプリンタ２
１は導体ペースト２２を噴射するヘッド２３を有し、ヘ
ッド２３内にはペースト室２４と空気室２５が設けられ
ている。

ペース゛ト室２４及び空気室２５には、それぞれ複数の
内側ノズル２６と外側ノズル２７が対応す位置に設けら
れている。内側ノズル２６付近には制御電極２８が設け
られ、外側ノズル２７付近には共通電極２９が設けられ
ている。各電極２８゜２つは例えば鉄等の導体から成り
、その表面はエポキシ、アクリル、ガラス又はアルミナ
等の図示しない絶縁膜で被覆されている。

このように構成されたインクジェットプリンタ２１を用
いてバンプを形戒するには、半導体素子３０をヘッド２
３に対向させて配置する。半導体素子３０には、電気的
接続部として複数の外部引出し用電極パッド３１が形成
されており、これらの電極パッド３１が外測ノズル２７
に対向するように半導体素子３０を配置する。

次に、空気室２５に矢印Ｘの如く圧縮空気を供給する。

空気圧は例えば０．５ｋｇ／ｃｍ２から数ｋｇ／ｃｍ２
程度とし、ペースト室２４の導体ペースト２２とほぼバ
ランスするように設定され、導体ペースト２２はペース
ト室２４内に保持されている。空気室２５内に充填され
た圧縮空気は、空気流Ｙを成して外側ノズル２７から外
部に流出している。

次いで、制御電極２８と共通電極２９間に、マイナス数
１００Ｖ程度の電圧を印加する。ここに本例の場合には
、各電極２８．２９間の電圧印加を個々に制御できるよ
うになっている。この電圧印加によって発生する静電力
により、ペースト室２４内の導体ペースト２２は、その
一定量が内側ノズル２６、空気室２５及び外側ノズル２
７を経て外部に引き出される。このとき、空気流Ｙは導
体ペースト２２を外側ノズル２７に導き、導体ペースト
２２を速やかに外部に引き出す役割をなす。

外部に吐出された導体ペースト２２は、例えば直径１０
μｍから数工○μｍ程度の細い糸状となって飛び、半導
体素子３０の電極パッド３１上に付着する。図には、吐
出され始めた導体ペースト２２ａ、吐出された導体ペー
スト２２ｂ及び付着し始めた導体ペースト２２ｃが順次
示され、最終的には電極パッド３１上にバンプ３２が形
成される。

このようにしてバンプ３２が形成されるが、これに用い
られる導体ペースト２２は、金属粉末、バインダー及び
粘着剤等から戒るものである。金属粉末は形成すべきバ
ンプ３２及び電極パッド３工の材質等を考慮して決定し
、例えばはんだ、錫又は鉛等の粉末を用いる。バインダ
ーは溶剤として用いるものであり、揮発性を有するメチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール又はメチルエチ
ルケトン等を用いるとよい。また、粘着剤はフラックス
作用を有するものが好適である。

上記のように半導体素子３０にバンプ３２を形成しｆＳ
後、導体ペースト２２の金属粉末の溶融温度にてバンプ
３２を加熱・溶融することにより、これに整形を施し、
円丘状のバンプ３２を形成する。その際、加熱・溶融は
不活性ガス雰囲気中で行なうのが好ましい。

また、前記整形を施さずに、半導体素子３０上のバンプ
３２に直接外部接続リード又は電極を当接した後、これ
らに加熱を施してバンプ３２を溶融させることにより、
双方を接続することも可能である。

以上のように、本実施例では、半導体素子３０の電極パ
ッド３１上にインクジェット方式を利用してバンプ３２
を形成するようにしたので、従来のはんだの蒸着又はめ
つき法等に比べて簡単かつ安価にバンプ３２を形成でき
る。また、滴下法における導体ペーストの液垂れや不安
定な滴下のおそれがなく、均一な高さのバンプ３２の形
成が容易に可能となる。加えて、電気的な制御によって
バンプを形成するので、その形成速度が著しく高められ
るという利点もある。

第４図は本発明の第２の実施例におけるバンプの形成方
法を示す断面図、及び第５図は第４図のフィルムキャリ
アの平面図である。これらは、フィルムキャリアに対す
るバンプの形成方法を示すものである。

第４図及び第５図において、フィルムキャリア４１は一
般的に、ポリイミド樹脂等から戒る絶縁性テープ４２、
及び絶縁性テープ４２上に形成された複数のり−ド４３
によって構成されている。

絶縁性テープ４２のほぼ中央には開口部４４が形成され
、この開口部４４に突出するように銅箔等から成るリー
ド４３が設けられている。リード４３の内方端側は、支
持枠４５によって支持されている。

このように構成されたフィルムキャリア４１のリード４
３にバンプを形成するに際し、第４図に示すようなイン
クジェットプリンタ４６を使用する。このインクジェッ
トプリンタ４６は第１図のインクジェットプリンタ２１
とほぼ同様の構成を有するものであり、第１図中の要素
と共通の要素には同一の符号が付されている。但し、第
Ｔ図のインクジェットプリンタ２１が複数組のノズル２
６．２７を有するのに対し、第４図のものは１対のノズ
ル２’６．２７のみを有する構成となっている。

このようなインクジェットプリンタ４６を用いてリード
４３にバンプを形成するに際し、先ずフィルムキャリア
４１とインクジェットプリンタ４６の位置合わせを行な
い、リード４３の内方端部４３ａと外側ノズル２７との
位置を対応させる。

次いで空気室２５内に空気流Ｙが存在する状態において
、制御電極２８と共通電極２９間に電圧を印加し、導体
ペースト２２を一定量吐出させてリード内方端部４３ａ
に付着させ、バンプ４７を形成する。その後、インクジ
ェットプリンタ４６のヘッド２３を移動させるか、もし
くはフィルムキャリア４１を移動させることにより、次
のリード内方端部４３ａ上に、同様にしてバンプ４７を
形成する。

上記バンプ４７の形成方法においても、導体ペースト２
２の組成、空気室２５内の空気圧および印加電圧等は、
第１の実施例とほぼ同様の要領で設定すればよい。また
、バンプ４７の形成後に加熱・溶融を施し、バンプ４７
を円丘状に整形するとよいが、敢えて整形を施さなくて
もよい。

このようにしてバンプ４７を形成した後、図示しない半
導体素子の各電極パッドをそれぞれ各バンプ４７に当接
させ、バンプ４７を溶融させることにより、半導体素子
とリード４３の接続を行なつ。

以上の第２の実施例では、インクジェット方式によりフ
ィルムキャリア４１のリード内方端部４３ａに直接バン
プ４７を形成するようにしたので、従来のように絶縁基
板上に多くの工程を経てバンプを形成した後、さらに熱
転写するという煩雑な手間を省くことができる。それ故
、大幅な工数削減と歩留り向上を図れるという利点があ
る。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能であり、例えは次のような変形例が挙げられる。

（イ〉　第１図及び第４図のインクジェットプリンタ２
１．４６は、オン・デマンド形のインクジェット方式か
ら戒るものとしたが、例えば帯電制御形や電界制御形等
の他のインクジェット方式から戒るインクジェットプリ
ンタを用いてもよい。

（口〉　インクジェットプリンタ２１．４６は、それぞ
れ複数組のノズル２６．２７又は一対のノズル２６．２
７を有するものとしたが、これらは状況に応じて適宜選
択することができる。例えば、複数の電極パッド３１又
はリード４３のピッチに合わせて複数組のノズル２６．
２７が形成されたインクジェットプリンタ２１を用い、
各電極２８゜２９を同時制御すれば、複数のバンプ３２
．４７を同時形成できる。また、電極パッド３１やり−
ド４３のピッチが一定でない場合には、一対のノズル２
６．２７のみを有するインクジェットプリンタ４６を用
いてもよい。

（ハ）　インクジェットプリンタ２１．４６の構成や使
用方法は、状況に応じて適宜変えることができる。例え
ば内側ノズル２６と外側ノズルの間隔、口径及び断面形
状等は、導体ペースト２２の粘度、吐出量及びバンプ３
２．４７の大きさ等に応じて最適なものを選択するとよ
い。同様に、圧縮空気の圧力や印加電圧も最適な値に設
定するとよい。また、圧縮空気に代えて窒素ガスや不活
性ガス等を用いてもよい。

（ニ）　導体ペースト２２は従来一般に使用されている
ものを用いてもよいが、使用するインクジェットプリン
タ２１．４６の特性に合わせて、材質や組成等を変える
とよい。

（発明の効果〉 以上詳細に説明したように、第１の発明では、インクジ
ェット方式により導体ペーストを噴射し、その導体ペー
ストを電気的接続部の上に付着させることにより、バン
プを形成するようにしたので、極めて単純かつ容易な工
程によって、低コストのバンプ形成が可能となる。また
、電気的制御によりバンプを形成できるので、均一な高
さを有する高信頼性のバンプが得られると共に、その形
成速度を著しく高めることができる。

第２の発明では、インクジェット方式により半導体素子
の外部引出し用電極パッドの上にバンプを形成するよう
にしたので、従来のはんだ蒸着又はめっき法に比べ、簡
単かつ低コストでバンプを形成することができる。また
、滴下法における液垂れや不安定な滴下のおそれがなく
なり、均一な高さのバンプ形成が容易に可能となる。

第３の発明では、インクジェット方式によりフィルムキ
ャリアのリード内方端部にバンプを形成するようにした
ので、従来極めて煩雑であったバンプ付きフィルムキャ
リアの製造を大幅に簡略化することができる。それ故、
著しい工数削減と歩留まり向上を図れる。

第４図の発明では、電気的接続部上に付着した導体ペー
ストに加熱・溶融を施すようにしたので、−様な円丘状
に整形されたバンプが得られる。従って、その高さがよ
り均一化され、信頼性がさらに高められる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の第１の実施例におけるバンプの形成方
法を示す断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は従来のバンプ
の形成方法を示す工程図、第３図（ａ）〜（ｅ）は従来
の他のバンプ形成方法を示す工程図、第４図は本発明の
第２の実施例におけるバンプの形成方法を示す断面図、
及び第５図は第４図のフィルムキャリアの平面図である
。 ２１．４６・・・・・・インクジェットプリンタ、２２
・・・・・・導体ペースト、２３・・・・・・ヘッド、
３０・・・・・・半導体素子、３１・・・・・・電極パ
ッド、３２．４７・・・・・・バンプ、４１・・・・・
・フィルムキャリア、４３・・・・・・リード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気的制御に基づく塗布体の噴射によりその塗布体
   を媒体上に付着させるインクジェット方式を利用し、導
   電性を有する導体ペーストを前記噴射により一定量吐出
   して、その導体ペーストを電気的接続部の上に付着させ
   ることを特徴とするバンプの形成方法。 ２、請求項１記載のバンプの形成方法において、前記電
   気的接続部は、半導体素子の外部引出し用電極パッドで
   あるバンプの形成方法。 ３、請求項１記載のバンプの形成方法において、前記電
   気的接続部は、フィルムキャリアのリード内方端部であ
   るバンプの形成方法。 ４、請求項１、２又は３記載のバンプの形成方法におい
   て、 前記電気的接続部の上に前記導体ペーストを付着させた
   後、その導体ペーストを加熱・溶融して整形するバンプ
   の形成方法。