JPH04318935A - 電極およびその製造方法およびその接続方法 - Google Patents
電極およびその製造方法およびその接続方法Info
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- JPH04318935A JPH04318935A JP3085259A JP8525991A JPH04318935A JP H04318935 A JPH04318935 A JP H04318935A JP 3085259 A JP3085259 A JP 3085259A JP 8525991 A JP8525991 A JP 8525991A JP H04318935 A JPH04318935 A JP H04318935A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
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、電子素子を回路基板へ
接続するために用いる突起形状の電極およびその電極の
製造方法および電極の接続方法に関する。
接続するために用いる突起形状の電極およびその電極の
製造方法および電極の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体または絶縁体を使った素子を外部
回路に接続する方法は、ＴＡＢ（テープ・オートメイテ
ッド・ボンディング）に代表される薄膜実装法やパッケ
ージで広く使われているワイヤーボンディング法がある
。中でもＴＡＢは、小型軽量実装の流れに乗り利用分野
が拡大している。
回路に接続する方法は、ＴＡＢ（テープ・オートメイテ
ッド・ボンディング）に代表される薄膜実装法やパッケ
ージで広く使われているワイヤーボンディング法がある
。中でもＴＡＢは、小型軽量実装の流れに乗り利用分野
が拡大している。
【０００３】このＴＡＢで必要となる半導体素子側への
バンプは、従来乾式めっき法と湿式めっき法とフォトリ
ソグラフィー法を使い製造されていた。そのため製造工
程が長くなり、コストや製造歩留まりに課題があった。 そこでこれらの課題を解決するため、特開昭６３−３０
５５３２のように無電解めっき法によりニッケルバンプ
を形成する方法が知られていた。さらに電子情報通信学
会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ７２−Ｃ−ＩＩ，Ｎｏ．２，ｐｐ
．１１８−１２６のように、ニッケルめっきバンプへ超
音波を用いてはんだを形成する方法も知られていた。
バンプは、従来乾式めっき法と湿式めっき法とフォトリ
ソグラフィー法を使い製造されていた。そのため製造工
程が長くなり、コストや製造歩留まりに課題があった。 そこでこれらの課題を解決するため、特開昭６３−３０
５５３２のように無電解めっき法によりニッケルバンプ
を形成する方法が知られていた。さらに電子情報通信学
会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ７２−Ｃ−ＩＩ，Ｎｏ．２，ｐｐ
．１１８−１２６のように、ニッケルめっきバンプへ超
音波を用いてはんだを形成する方法も知られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術は、ニッケル合金が高硬度で、はんだを厚く積層する
ことが困難なため高荷重でＴＡＢ接続したとき、シリコ
ンにひびが入るという課題を有する。
術は、ニッケル合金が高硬度で、はんだを厚く積層する
ことが困難なため高荷重でＴＡＢ接続したとき、シリコ
ンにひびが入るという課題を有する。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するもので
その目的は、ニッケル突起電極に低硬度の金属層を挟ん
で、シリコンへひびが入ることを防ぐ電極および製造方
法およびその電極の接続方法を提供するものである。
その目的は、ニッケル突起電極に低硬度の金属層を挟ん
で、シリコンへひびが入ることを防ぐ電極および製造方
法およびその電極の接続方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電極は、半導体
、絶縁体または導体もしくはそれらの組合せでつくられ
た電子素子上にアルミニウムの導電層を積層し、該導電
層上に電気的接続を可能とする接続金属層を積層した突
起形状の電極において、前記接続金属層がニッケル合金
と銅を順に積層した構造から成ることを特徴とする。
、絶縁体または導体もしくはそれらの組合せでつくられ
た電子素子上にアルミニウムの導電層を積層し、該導電
層上に電気的接続を可能とする接続金属層を積層した突
起形状の電極において、前記接続金属層がニッケル合金
と銅を順に積層した構造から成ることを特徴とする。
【０００７】また本発明の電極は、接続金属層をニッケ
ル合金と銅と低融点金属を順に積層した構造から成るこ
とを特徴とする。
ル合金と銅と低融点金属を順に積層した構造から成るこ
とを特徴とする。
【０００８】また本発明の電極の製造方法は、接続金属
層のニッケル合金は、無電解めっき法により形成するこ
とを特徴とし、銅は、８−キノリノールを含む無電解銅
めっき液に浸漬して形成することを特徴とする。低融点
金属は、無電解めっき法または溶融浸漬法により形成す
ることを特徴とする。
層のニッケル合金は、無電解めっき法により形成するこ
とを特徴とし、銅は、８−キノリノールを含む無電解銅
めっき液に浸漬して形成することを特徴とする。低融点
金属は、無電解めっき法または溶融浸漬法により形成す
ることを特徴とする。
【０００９】さらに本発明の電極の接続方法は、上記電
極を用いて回路基板へ接続することを特徴とする。
極を用いて回路基板へ接続することを特徴とする。
【００１０】本発明の８−キノリノールは、アルミニウ
ムと分子錯体を形成して、耐アルカリ性を高める働きが
ある。そのためこの働きをする材料であれば、本発明に
用いることができる。
ムと分子錯体を形成して、耐アルカリ性を高める働きが
ある。そのためこの働きをする材料であれば、本発明に
用いることができる。
【００１１】
【作用】本発明の銅は、ニッケル・リンに比べ硬度が低
いので、ＴＡＢ接続する際シリコンへのダメージを低減
することができる。またニッケルめっき膜に欠陥がある
場合、無電解銅めっき液に８−キノリノールを加えるこ
とにより、アルミニウムが８−キノリノールとキレート
をつくり、強アルカリ性のめっき液へ半導体素子を浸漬
してもアルミニウムの腐食が防げ、銅の積層が可能とな
る。
いので、ＴＡＢ接続する際シリコンへのダメージを低減
することができる。またニッケルめっき膜に欠陥がある
場合、無電解銅めっき液に８−キノリノールを加えるこ
とにより、アルミニウムが８−キノリノールとキレート
をつくり、強アルカリ性のめっき液へ半導体素子を浸漬
してもアルミニウムの腐食が防げ、銅の積層が可能とな
る。
【００１２】
【実施例】本発明の効果を、以下の実施例に基づいて説
明する。
明する。
【００１３】（実施例１）図１は、本実施例の電極の断
面図である。
面図である。
【００１４】この図のようにシリコン基板１へアルミニ
ウム層２を約１ミクロン蒸着法またはスッパッタ法また
はＣＶＤ法を用いて成膜する。次に絶縁膜３をスピンコ
ート法により約１ミクロン成膜し、フォトリソグラフィ
ー法によりアルミニウム層２の露出した１００ミクロン
角の電極予定部分を形成した。次に公知のジンケート法
やパラジウム活性化法を用い次の組成のニッケル・リン
無電解めっき液により、アルミニウム層２へニッケル・
リン層４を約１０ミクロン積層した。
ウム層２を約１ミクロン蒸着法またはスッパッタ法また
はＣＶＤ法を用いて成膜する。次に絶縁膜３をスピンコ
ート法により約１ミクロン成膜し、フォトリソグラフィ
ー法によりアルミニウム層２の露出した１００ミクロン
角の電極予定部分を形成した。次に公知のジンケート法
やパラジウム活性化法を用い次の組成のニッケル・リン
無電解めっき液により、アルミニウム層２へニッケル・
リン層４を約１０ミクロン積層した。
【００１５】
＜めっき組成＞
硫酸ニッケル・６水和物
３０ｇ／ｌ くえん酸
三ナトリウム・２水和物
１０ｇ／ｌ 次亜りん酸ナトリウム・２水和物
１０ｇ／ｌ 硫酸ア
ンモニウム
６６ｇ／ｌ チオ尿素
０．５ｐｐｍ＜めっき条件＞ ｐＨ
５
温度
８０度（摂
氏）そして次に示す無電解銅めっき液に８−キノリノー
ルを１００ｐｐｍ添加しためっき液でニッケル・リン層
４上に銅層５を約２ミクロン積層し、電極を完成させた
。
３０ｇ／ｌ くえん酸
三ナトリウム・２水和物
１０ｇ／ｌ 次亜りん酸ナトリウム・２水和物
１０ｇ／ｌ 硫酸ア
ンモニウム
６６ｇ／ｌ チオ尿素
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５
温度
８０度（摂
氏）そして次に示す無電解銅めっき液に８−キノリノー
ルを１００ｐｐｍ添加しためっき液でニッケル・リン層
４上に銅層５を約２ミクロン積層し、電極を完成させた
。
【００１６】
＜めっき組成＞
硫酸銅・５水和物
５ｇ／ｌ
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
５ｇ／ｌ ホルムアルデヒド液
５
ｍｌ／ｌ シアン化カリウム
１０ｐｐｍ＜
めっき条件＞ ｐＨ（水酸化ナトリウムによる）
１２．５ 温度
６０度（摂氏）（実施例２）実施例１
の銅層５まで形成した電極へ、はんだ層を溶融したはん
だ槽へ浸漬することより約１０ミクロン積層して電極を
完成させた。
５ｇ／ｌ
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
５ｇ／ｌ ホルムアルデヒド液
５
ｍｌ／ｌ シアン化カリウム
１０ｐｐｍ＜
めっき条件＞ ｐＨ（水酸化ナトリウムによる）
１２．５ 温度
６０度（摂氏）（実施例２）実施例１
の銅層５まで形成した電極へ、はんだ層を溶融したはん
だ槽へ浸漬することより約１０ミクロン積層して電極を
完成させた。
【００１７】（実施例３）実施例１の銅層５まで形成し
た電極へ、はんだまたは錫層を公知の無電解めっき法に
より約５ミクロン積層して電極を完成させた。
た電極へ、はんだまたは錫層を公知の無電解めっき法に
より約５ミクロン積層して電極を完成させた。
【００１８】（実施例４）実施例１のニッケル・リン層
４まで形成した電極を、８−キノリノールを１００ｐｐ
ｍ含む水溶液に浸漬した後、実施例１の無電解銅めっき
液を用いて銅層５を約２ミクロンめっきし電極を完成さ
せた。
４まで形成した電極を、８−キノリノールを１００ｐｐ
ｍ含む水溶液に浸漬した後、実施例１の無電解銅めっき
液を用いて銅層５を約２ミクロンめっきし電極を完成さ
せた。
【００１９】（実施例５）実施例４の銅層５まで形成し
た電極へ、はんだ層を溶融したはんだ槽へ浸漬すること
により約１０ミクロン積層して電極を完成させた。
た電極へ、はんだ層を溶融したはんだ槽へ浸漬すること
により約１０ミクロン積層して電極を完成させた。
【００２０】（実施例６）実施例４の銅層５まで形成し
たバンプ電極へ、はんだまたは錫層を公知の無電解めっ
き液により約５ミクロン積層して電極を完成させた。
たバンプ電極へ、はんだまたは錫層を公知の無電解めっ
き液により約５ミクロン積層して電極を完成させた。
【００２１】（比較例１）実施例１の無電解銅めっき液
の中に８−キノリノールを添加しないで、ニッケル・リ
ン層と銅層を順に積層し、電極を完成させた。
の中に８−キノリノールを添加しないで、ニッケル・リ
ン層と銅層を順に積層し、電極を完成させた。
【００２２】（比較例２）比較例１の銅層まで形成した
電極へ、はんだ層を溶融したはんだ槽へ浸漬法すること
により約１０ミクロン積層して電極を完成させた。
電極へ、はんだ層を溶融したはんだ槽へ浸漬法すること
により約１０ミクロン積層して電極を完成させた。
【００２３】（比較例３）比較例１の銅層まで形成した
電極へ、はんだまたは錫を公知の無電解めっき液により
約５ミクロン積層して電極を完成させた。
電極へ、はんだまたは錫を公知の無電解めっき液により
約５ミクロン積層して電極を完成させた。
【００２４】（比較例４）実施例１のニッケル・リン層
４まで積層して電極を完成させた。
４まで積層して電極を完成させた。
【００２５】以上実施例１から６と比較例１から４の電
極は、錫めっきしたテープへＴＡＢ接続し、電極とテー
プ間の接続強度とシリコンへのダメージをひび割れの有
無を評価した。表１にその結果を示す。
極は、錫めっきしたテープへＴＡＢ接続し、電極とテー
プ間の接続強度とシリコンへのダメージをひび割れの有
無を評価した。表１にその結果を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】このように実施例１から６は比較例に比べ
、接続強度が高かった。さらに比較例４のように銅層が
ないとシリコンへのひび割れが認められた。
、接続強度が高かった。さらに比較例４のように銅層が
ないとシリコンへのひび割れが認められた。
【００２８】またこの電極を用いてフリップチップ接続
した結果、実施例の電極は良好な接続状態を達成できた
。
した結果、実施例の電極は良好な接続状態を達成できた
。
【００２９】尚、本実施例に示したニッケル・リン層や
銅層の膜厚やめっき液の違いや８−キノリノール濃度が
条件以外でも効果に変わりがなかった。またニッケル・
リン以外にニッケル・ほう素、コバルト・リン、ニッケ
ル・コバルト・リン、パラジウム・リンなど無電解めっ
き法で形成できる膜であれば、効果に変わりがない。
銅層の膜厚やめっき液の違いや８−キノリノール濃度が
条件以外でも効果に変わりがなかった。またニッケル・
リン以外にニッケル・ほう素、コバルト・リン、ニッケ
ル・コバルト・リン、パラジウム・リンなど無電解めっ
き法で形成できる膜であれば、効果に変わりがない。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、接続金属層にニッケル
・リンと銅またはニッケル・リンと銅と低融点金属を順
に積層した電極を用いることにより、ＴＡＢ接続しても
ニッケル・リン以下の層にダメージを与えないという効
果を有する。
・リンと銅またはニッケル・リンと銅と低融点金属を順
に積層した電極を用いることにより、ＴＡＢ接続しても
ニッケル・リン以下の層にダメージを与えないという効
果を有する。
【００３１】また無電解銅めっき液へ８−キノリノール
を添加することにより、アルミニウム層の腐食が防げ、
アルミニウムと突起電極間の接続強度の低下が防止でき
る。さらにこれらの電極を用いて接続した製品は、半導
体デバイスとしての信頼性を満足するという効果を有す
る。
を添加することにより、アルミニウム層の腐食が防げ、
アルミニウムと突起電極間の接続強度の低下が防止でき
る。さらにこれらの電極を用いて接続した製品は、半導
体デバイスとしての信頼性を満足するという効果を有す
る。
【図１】本発明実施例の電極の断面図。
１ シリコン基板
２ アルミニウム層
３ 絶縁膜
４ ニッケル・リン層
５ 銅層
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体、絶縁体または導体もしくはそ
れらの組合せでつくられた電子素子上にアルミニウムの
導電層を積層し、該導電層上に電気的接続を可能とする
接続金属層を積層した突起形状の電極において、前記接
続金属層がニッケル合金と銅を順に積層した構造から成
ることを特徴とする電極。 - 【請求項２】 半導体、絶縁体または導体もしくはそ
れらの組合せでつくられた電子素子上にアルミニウムの
導電層を積層し、該導電層上に電気的接続を可能とする
接続金属層を積層した突起形状の電極において、前記接
続金属層がニッケル合金と銅と低融点金属を順に積層し
た構造から成ることを特徴とする電極。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電極の
ニッケル合金を無電解めっき法により形成することを特
徴とする電極の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の電極の
銅を８−キノリノールを含む無電解銅めっき液に浸漬し
て形成することを特徴とする電極の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の電極の
銅を積層する前に８−キノリノールを含む水溶液に浸漬
することを特徴とする電極の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２記載の電極の
低融点金属を無電解めっき法により形成することを特徴
とする電極の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１または請求項２記載の電極の
低融点金属を溶融浸漬法により形成することを特徴とす
る電極の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１または請求項２記載の電極を
用いて回路基板へ接続することを特徴とする電極の接続
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085259A JPH04318935A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 電極およびその製造方法およびその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085259A JPH04318935A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 電極およびその製造方法およびその接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318935A true JPH04318935A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13853577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085259A Pending JPH04318935A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 電極およびその製造方法およびその接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318935A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100392498B1 (ko) * | 1999-08-30 | 2003-07-22 | 한국과학기술원 | 무전해도금법을 이용한 전도성 폴리머 플립칩 접속용 범프 형성방법 |
| US7528487B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-05-05 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device having insulating material dispersed with conductive particles which establish electrical connection by penetrating to both copper conductive layer and land of wiring board |
| JP2018204066A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 公益財団法人福岡県産業・科学技術振興財団 | 電極形成方法及び半導体素子電極構造 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3085259A patent/JPH04318935A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100392498B1 (ko) * | 1999-08-30 | 2003-07-22 | 한국과학기술원 | 무전해도금법을 이용한 전도성 폴리머 플립칩 접속용 범프 형성방법 |
| US7528487B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-05-05 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device having insulating material dispersed with conductive particles which establish electrical connection by penetrating to both copper conductive layer and land of wiring board |
| JP2018204066A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 公益財団法人福岡県産業・科学技術振興財団 | 電極形成方法及び半導体素子電極構造 |
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