JPH04258131A - 半田バンプ形成方法及び半田ボール - Google Patents
半田バンプ形成方法及び半田ボールInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半田バンプを用いて行
う半導体の実装基板への搭載、及び高密度実装基板上電
極部への予備半田、半田バンプの形成に関する。
う半導体の実装基板への搭載、及び高密度実装基板上電
極部への予備半田、半田バンプの形成に関する。
【０００２】近年の電子機器類の小型化の要求に伴い、
半導体部品の高密度実装の要求が強まっている。このた
め、ベアチップを直接実装基板上へ実装するＣＯＢ（チ
ップ−オン−ボード）技術などの方法の応用が推進され
ており、半導体チップ電極への半田バンプの安定且つ均
一な形成が求められている。
半導体部品の高密度実装の要求が強まっている。このた
め、ベアチップを直接実装基板上へ実装するＣＯＢ（チ
ップ−オン−ボード）技術などの方法の応用が推進され
ており、半導体チップ電極への半田バンプの安定且つ均
一な形成が求められている。
【０００３】
【従来の技術】従来の半導体ベアチップの高密度実装に
おいて一般に利用されている方法に、フェースダウンボ
ンディング法がある。フェースダウンボンディング法で
は、半導体ベアチップの電極上へ又は実装基板の配線用
電極上へ予め半田ボールを搭載し、双方の電極を対向さ
せて密着させることにより半田接合を行う。
おいて一般に利用されている方法に、フェースダウンボ
ンディング法がある。フェースダウンボンディング法で
は、半導体ベアチップの電極上へ又は実装基板の配線用
電極上へ予め半田ボールを搭載し、双方の電極を対向さ
せて密着させることにより半田接合を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フェースダウンボンデ
ィング法で半導体チップを実装基板上に搭載する際には
、半田ボールを安定且つ均一に電極パッドへ搭載するこ
とが従来難しかった。これは、半田ボールの表面の酸化
されやすい性質のために、使用前に半田ボールの表面に
酸化皮膜ができ、そのために酸化の程度がひどい場合に
は半田が電極を濡らさず、電極パッド上に広がらないと
いう事態に至ることがあるためであった。
ィング法で半導体チップを実装基板上に搭載する際には
、半田ボールを安定且つ均一に電極パッドへ搭載するこ
とが従来難しかった。これは、半田ボールの表面の酸化
されやすい性質のために、使用前に半田ボールの表面に
酸化皮膜ができ、そのために酸化の程度がひどい場合に
は半田が電極を濡らさず、電極パッド上に広がらないと
いう事態に至ることがあるためであった。
【０００５】半田ボール表面の酸化皮膜による支障を取
除くために従来とられていた対策は、フラックスとして
強いもの（塩素入りのもの等）を使用すること、購入す
る半田ボールの品質管理を厳しくすること、半田ボール
を窒素雰囲気下で貯蔵しておくこと等であった。ところ
が、強いフラックスを使用すると他の部品へ損傷を与え
かねず、そしてこれを避けるために弱目のフラックスを
使うと、表面の酸化の程度によって溶融しきらない半田
ボールが出現しがちであった。また、購入半田ボールの
品質管理を厳しくしそして窒素雰囲気下で貯蔵すること
は、煩わしいことであった。
除くために従来とられていた対策は、フラックスとして
強いもの（塩素入りのもの等）を使用すること、購入す
る半田ボールの品質管理を厳しくすること、半田ボール
を窒素雰囲気下で貯蔵しておくこと等であった。ところ
が、強いフラックスを使用すると他の部品へ損傷を与え
かねず、そしてこれを避けるために弱目のフラックスを
使うと、表面の酸化の程度によって溶融しきらない半田
ボールが出現しがちであった。また、購入半田ボールの
品質管理を厳しくしそして窒素雰囲気下で貯蔵すること
は、煩わしいことであった。
【０００６】本発明は、半田ボール表面の酸化皮膜に起
因する支障なしに半田ボールを電極パッドへ濡れ性よく
搭載することのできる半田バンプ形成方法を提供するこ
とを目的とする。そのために使用される半田ボールを提
供することも、本発明の目的である。
因する支障なしに半田ボールを電極パッドへ濡れ性よく
搭載することのできる半田バンプ形成方法を提供するこ
とを目的とする。そのために使用される半田ボールを提
供することも、本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半田バンプ形成
方法は、半導体チップを半田ボールを用いて高密度実装
基板へ搭載する方法において、半田表面の酸化を防止す
る層を表面に備えた半田ボールを使用することを特徴と
する半田バンプ形成方法である。
方法は、半導体チップを半田ボールを用いて高密度実装
基板へ搭載する方法において、半田表面の酸化を防止す
る層を表面に備えた半田ボールを使用することを特徴と
する半田バンプ形成方法である。
【０００８】また本発明の半田ボールは、表面にその酸
化を防止する層を有することを特徴とする、半導体チッ
プを高密度実装基板へ搭載するための半田ボールである
。
化を防止する層を有することを特徴とする、半導体チッ
プを高密度実装基板へ搭載するための半田ボールである
。
【０００９】図１に、本発明の方法で使用するための半
田ボールの断面図を模式的に示す。この図から明らかな
ように、本発明の半田ボール１は球状の半田２の表面に
酸化防止層３を有する。
田ボールの断面図を模式的に示す。この図から明らかな
ように、本発明の半田ボール１は球状の半田２の表面に
酸化防止層３を有する。
【００１０】半田２は、半導体チップの高密度実装のた
めに従来から使われている半田ボールと実質的に同じも
のでよい。その直径は、通常０．１〜１．０ｍｍ程度で
ある。 本発明において使用するためには、半田２の表面に既に
形成されている酸化皮膜を予めなくしてから、次に説明
する酸化防止層３をその表面に形成しなくてはならない
。
めに従来から使われている半田ボールと実質的に同じも
のでよい。その直径は、通常０．１〜１．０ｍｍ程度で
ある。 本発明において使用するためには、半田２の表面に既に
形成されている酸化皮膜を予めなくしてから、次に説明
する酸化防止層３をその表面に形成しなくてはならない
。
【００１１】酸化防止層３は、半田ボール１を接合され
るべき電極パッド上へ搭載するまでに表面が酸化される
のを効果的に防止することができる薄い表層である。こ
の層を構成する材料は、半田の電極パッドへの濡れ性を
劣化させてはならない。この条件を満足する好適な材料
は、金、銀、白金等である。これらの材料は、無電解め
っきや蒸着等により半田表面上に薄い皮膜を容易に形成
することができる。無電解めっきは、その前処理の酸処
理工程において半田表面にそれ以前から形成されている
酸化皮膜を効果的に除去することができるため、好まし
い酸化防止層形成方法である。
るべき電極パッド上へ搭載するまでに表面が酸化される
のを効果的に防止することができる薄い表層である。こ
の層を構成する材料は、半田の電極パッドへの濡れ性を
劣化させてはならない。この条件を満足する好適な材料
は、金、銀、白金等である。これらの材料は、無電解め
っきや蒸着等により半田表面上に薄い皮膜を容易に形成
することができる。無電解めっきは、その前処理の酸処
理工程において半田表面にそれ以前から形成されている
酸化皮膜を効果的に除去することができるため、好まし
い酸化防止層形成方法である。
【００１２】酸化防止層３の厚さは、半田表面の酸化を
効果的に防止することができる限りは、可能な限り薄い
方が好ましい。例えば、酸化防止層の形成方法として金
の無電解めっき法を採用する場合には、酸化防止層の厚
さは０．１μｍ以下で十分である。
効果的に防止することができる限りは、可能な限り薄い
方が好ましい。例えば、酸化防止層の形成方法として金
の無電解めっき法を採用する場合には、酸化防止層の厚
さは０．１μｍ以下で十分である。
【００１３】本発明の方法を実施する際には、表面に酸
化防止層を備えた半田ボールを使用する以外は、従来か
ら利用されている、半田ボールを用いて半導体チップを
高密度実装する技術をそのまま適用することができる。
化防止層を備えた半田ボールを使用する以外は、従来か
ら利用されている、半田ボールを用いて半導体チップを
高密度実装する技術をそのまま適用することができる。
【００１４】
【作用】球状の半田の表面に形成された酸化防止層は、
半田ボールが電極パッド上へ搭載する前に酸化されて電
極パッドへの濡れ性が劣化するのを防止する。電極パッ
ド上に搭載された酸化防止層を有する半田ボールは、加
熱されて溶融し、電極パッドの上面を十分に濡らして広
がり、良好な半田バンプを形成する。酸化防止層として
用いられた材料は、半田の溶融時に半田中へ拡散し、形
成された半田バンプの性質及び性能に実質上影響を及ぼ
さない。
半田ボールが電極パッド上へ搭載する前に酸化されて電
極パッドへの濡れ性が劣化するのを防止する。電極パッ
ド上に搭載された酸化防止層を有する半田ボールは、加
熱されて溶融し、電極パッドの上面を十分に濡らして広
がり、良好な半田バンプを形成する。酸化防止層として
用いられた材料は、半田の溶融時に半田中へ拡散し、形
成された半田バンプの性質及び性能に実質上影響を及ぼ
さない。
【００１５】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する。
【００１６】実施例
図２（ａ）に示すように、半田２とその表面の酸化防止
層３とからなる半田ボール１を、実装基板４上の電極パ
ッド上にフラックス８を用いて搭載した。この電極パッ
ドは、銅電極５の上にニッケル層６及び金層７を有する
ものであった。また半田ボール１の酸化防止層３は、通
常の半田ボールの表面に無電解めっきにより形成した厚
さ０．１μｍ以下の薄い金の層であった。
層３とからなる半田ボール１を、実装基板４上の電極パ
ッド上にフラックス８を用いて搭載した。この電極パッ
ドは、銅電極５の上にニッケル層６及び金層７を有する
ものであった。また半田ボール１の酸化防止層３は、通
常の半田ボールの表面に無電解めっきにより形成した厚
さ０．１μｍ以下の薄い金の層であった。
【００１７】電極パッド上に搭載した半田ボールを、ホ
ットプレート法で溶融させて電極パッドへ接合させた。 接合後に観察すると、いずれの半田ボールも図２（ｂ）
に示すように電極パッドへ十分に結合して、良好な半田
バンプ９の形成されたことが認められた。
ットプレート法で溶融させて電極パッドへ接合させた。 接合後に観察すると、いずれの半田ボールも図２（ｂ）
に示すように電極パッドへ十分に結合して、良好な半田
バンプ９の形成されたことが認められた。
【００１８】このように本発明に従って形成された半田
バンプを使って実装基板上に半導体チップを搭載したと
ころ、接合も性能も共に良好であった。
バンプを使って実装基板上に半導体チップを搭載したと
ころ、接合も性能も共に良好であった。
【００１９】比較例
表面に金の酸化防止層のないことを除いて上記の実施例
で使用したのと同じ半田ボールを使って、やはり上記の
実施例と同じように電極パッド上に半田バンプを形成さ
せた。多数の実験を行った中で、形成された半田バンプ
のうちには半田表面の酸化が著しいため電極パッド上に
広がらず、図３に示すように球状のままの半田１１のあ
るのが認められた。
で使用したのと同じ半田ボールを使って、やはり上記の
実施例と同じように電極パッド上に半田バンプを形成さ
せた。多数の実験を行った中で、形成された半田バンプ
のうちには半田表面の酸化が著しいため電極パッド上に
広がらず、図３に示すように球状のままの半田１１のあ
るのが認められた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半田ボールを電極パッド上へ搭載し、加熱により半田を
溶融させて半田バンプを形成する際に、半田ボールの表
面酸化が酸化防止層で抑えられているため電極パッドへ
の濡れ性が劣化せず、良好な半田バンプを再現性よく形
成することができる。
半田ボールを電極パッド上へ搭載し、加熱により半田を
溶融させて半田バンプを形成する際に、半田ボールの表
面酸化が酸化防止層で抑えられているため電極パッドへ
の濡れ性が劣化せず、良好な半田バンプを再現性よく形
成することができる。
【図１】本発明の半田ボールを示す模式断面図である。
【図２】本発明による半田バンプの形成を例示する図で
あって、（ａ）は半田ボールを電極パッドへ搭載したと
ころを示す図であり、（ｂ）は形成された半田バンプを
示す図である。
あって、（ａ）は半田ボールを電極パッドへ搭載したと
ころを示す図であり、（ｂ）は形成された半田バンプを
示す図である。
【図３】従来技術により形成された半田バンプのうちの
不具合なものの例を示す図である。
不具合なものの例を示す図である。
１…半田ボール
２…半田
３…酸化防止層
４…実装基板
５…銅電極
６…ニッケル層
７…金層
９…半田バンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体チップを半田ボールを用いて高
密度実装基板へ搭載する方法において、半田（２）の表
面の酸化を防止する層（３）を表面に備えた半田ボール
（１）を使用することを特徴とする半田バンプ形成方法
。 - 【請求項２】 表面にその酸化を防止する層（３）を
有することを特徴とする、半導体チップを高密度実装基
板へ搭載するための半田ボール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985791A JPH04258131A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 半田バンプ形成方法及び半田ボール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985791A JPH04258131A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 半田バンプ形成方法及び半田ボール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04258131A true JPH04258131A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12010904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985791A Withdrawn JPH04258131A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 半田バンプ形成方法及び半田ボール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04258131A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142488A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Nec Corp | バンプ構造及びその製造方法並びにフリップチップ実装 構造 |
| WO1997018584A1 (fr) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de formation de bosse de contact sur un dispositif a semi-conducteurs |
| US6259159B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Reflowed solder ball with low melting point metal cap |
| JP2007103462A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 端子パッドと半田の接合構造、当該接合構造を有する半導体装置、およびその半導体装置の製造方法 |
| JP2011014565A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Fujitsu Ltd | マルチチップモジュールおよびプリント基板ユニット並びに電子機器 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP1985791A patent/JPH04258131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142488A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Nec Corp | バンプ構造及びその製造方法並びにフリップチップ実装 構造 |
| US6259159B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Reflowed solder ball with low melting point metal cap |
| WO1997018584A1 (fr) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de formation de bosse de contact sur un dispositif a semi-conducteurs |
| JPH09199506A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-07-31 | Citizen Watch Co Ltd | 半導体素子のバンプ形成方法 |
| US6066551A (en) * | 1995-11-15 | 2000-05-23 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method for forming bump of semiconductor device |
| JP2007103462A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 端子パッドと半田の接合構造、当該接合構造を有する半導体装置、およびその半導体装置の製造方法 |
| US7947593B2 (en) | 2005-09-30 | 2011-05-24 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device having an intermetallic terminal pad and solder junction structure |
| JP2011014565A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Fujitsu Ltd | マルチチップモジュールおよびプリント基板ユニット並びに電子機器 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |