JPH05144870A - バンプ転写方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体チップ等にバンプを転写する方法に関
し、転写後のバンプ高さを揃えることを目的とする。 【構成】 バンプ転写試料３を加熱加圧ヘッド５の下面
に固定する。多数のバンプ２を上面に形成した転写バン
プ形成用透明ガラス基板１の下面を透明耐熱性ガラス板
11を介して固定する。ガラス板11の下方には転写試料３
およびガラス基板１の位置検出用撮像装置９を配設す
る。ガラス板11と撮像装置９との間には撮像装置９に対
向する貫通孔を有する加熱ヒーターブロック13を配設す
る。加熱加圧ヘッド５が転写試料３を加熱し、ガラス板
11をヒーターブロック13に近接せしめてヒーターブロッ
ク13がガラス板11を介してガラス基板１を加熱し、転写
試料３に形成された端子電極４をガラス基板１のバンプ
２に押圧することによって、端子電極４にバンプ２を転
写させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス基板に形成したバ
ンプを、半導体チップ等のバンプ転写試料に転写せしめ
る方法に関する。

【０００２】半導体チップ等の電子部品の実装に際し、
電子部品に形成した端子電極と外部電極とを接続する方
法として、金属ワイヤを用いたワイヤボンディング法が
広く採用されていた。

【０００３】しかし、最近は電子部品の実装密度が高く
なり、かつ、低コスト化が強く望まれるようになり、フ
ィルムキャリアを使用するＴＡＢ(Tape Autmated Bondi
ng)実装、フリップチップに代表されるフェイスダウン
ボンディング実装等のワイヤレス実装が開発され、実用
されるようになった。

【０００４】このようなワイヤレス実装では、電子部品
の端子電極または電子部品接続用外部電極の少なくとも
一方に、バンプ電極を形成させる必要がある。

【０００５】

【従来の技術】例えば、半導体チップに直接に金バンプ
を形成するには、アルミニウム等にてなる端子電極の上
にバリアメタル層を形成し、その上に電解めっきで金バ
ンプを形成させる方法であった。しかし、ウエハ単位で
処理するこの方法は、不良チップにもバンプが形成され
る，ピッチの微細化に追従できない等の欠点があった。

【０００６】そこで、半導体チップに対し光学的に位置
決めができるようにするため、ガラスにてなる転写バン
プめっき形成用基板にバンプを電解めっきで形成し、そ
のバンプを半導体チップに転写する方法が開発された。

【０００７】図４は従来のバンプ転写方法の説明図であ
り、上面に多数のバンプ２が形成された透明ガラス基板
１は、ヒーターを内蔵する熱板６の上面に固定し、バン
プ２を転写すべき複数の端子電極４を下面に形成した半
導体チップ（バンプ転写試料）３は、上下動する加熱加
圧ヘッド５の下面に固定する。

【０００８】ガラス基板１を 100〜 200℃程度に加熱す
る熱板６の下方には、熱板６に設けた透孔７を通して転
写すべきバンプ２の位置を検出する撮像装置９を配設
し、撮像装置９によりバンプ２と端子電極４との位置合
わせをしたのち、チップ３を 300〜 400℃程度に加熱し
たヘッド５が降下し、端子電極４をバンプ２に押圧し接
合させるようになる。

【０００９】半導体チップ３に転写したバンプ２は、所
定の回路基板に形成した電極等と、例えば異方導電性樹
脂を用いて接続 (接触状態で固着) させるとき、半導体
チップ３に転写した複数のバンプ２の高さは、0.５μm
程度以下の高精度に揃える必要がある。

【００１０】なお、半導体チップ３に形成した複数の端
子電極４には、バンプ２を転写することになる。そのた
め、基板１に形成した多数のバンプ２は、同一チップ３
に転写する複数個単位の複数群に形成され、基板１を真
空吸着する熱板６の所定部には１組のバンプ群に対応す
る透孔７があけられており、基板１の移動により基板１
に形成された複数のバンプ群は、順次複数の半導体チッ
プ３に転写されるようになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来のバンプ転写方法では、ヒーターを内蔵しガラス基板
１を固定する熱板６の上面の加工精度, 加熱によって発
生する熱板６の歪によって、ガラス基板１にそりが発生
し、転写したバンプ２の高さを0.５μm 程度以下の高精
度に揃えることが困難であり、特に、樹脂を用いた電気
的接続の信頼性が損なわれるという問題点があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】転写したバンプの高さを
揃える本発明方法は図１によれば、バンプ転写試料３を
加熱加圧ヘッド５の下面に固定し、多数のバンプ２を上
面に形成した転写バンプ形成用透明ガラス基板１の下面
を透明耐熱性ガラス板11を介して固定し、ガラス板11の
下方には転写試料３およびガラス基板１の位置検出用撮
像装置９を配設し、ガラス板11と撮像装置９との間には
撮像装置９に対向する貫通孔を有する加熱ヒーターブロ
ック13を配設し、加熱加圧ヘッド５が転写試料３を加熱
し、ガラス板11をヒーターブロック13に近接せしめてヒ
ーターブロック13がガラス板11を介してガラス基板１を
加熱し、転写試料３に形成された端子電極４をガラス基
板１のバンプ２に押圧することによって、端子電極４に
バンプ２を転写させることを特徴としたバンプ転写方法
である。

【００１３】

【作用】上記手段によれば、ガラス板11を介してガラス
基板１を固定し、ガラス基板１の加熱はガラス板11から
分離したヒーターブロック13を使用する。従って、ガラ
ス板11に当接するヒーターブロック13の加熱面は、試料
３と同程度の大きさとし、かつ、バンプ転写時以外にガ
ラス板11から離すようにすることが可能となり、バンプ
転写時におけるガラス基板１の歪量が抑制されるように
なる。

【００１４】その結果、同一試料３に転写したバンプ２
の高さのばらつきは、0.５μm 程度以下にできる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明方法に係わる装置の要部を示す
概略図、図２は図１に示す装置要部の動作説明図、図３
は本発明方法を採用したバンプ転写装置の概略正面図で
ある。

【００１６】図１において、半導体チップ３は加熱加圧
ヘッド５の下面に固定（真空吸着）し、前後方向, 左右
方向への移動および適当量（例えば数mm程度）だけ上下
動可能なホルダ12が耐熱透明ガラス板11を支持し、多数
のバンプ２を形成したガラス基板１はガラス板11の上面
に固定（真空吸着）する。

【００１７】ヒーターを内蔵した加熱ブロック13の上面
（加熱面）の面積は、半導体チップ３の大きさと同程度
であり、加熱ブロック13と加熱加圧ヘッド５とは、ガラ
ス基板２, ガラス板11を挟んで上下方向に対向し、加熱
ブロック13の下方に配設した撮像装置９は、加熱ブロッ
ク13の中心部を上下方向に貫通する貫通孔を通して、接
続すべきバンプ２と半導体チップ３に形成した端子電極
４とを撮像し、その位置合わせを行う。

【００１８】かかるバンプ転写装置においてガラス板11
の上面と下面とは、パラレルオプチカルフラットで知ら
れる如く高精度の平行平面に加工されており、バンプ２
と端子電極４の位置合わせが終ると、図２(イ) に示す如
くホルダ12が降下し、ガラス板11の下面が加熱ブロック
13の上面に接触（または近接）すると、図２(ロ) に示す
如くヘッド５が降下し、端子電極４が対向するバンプ２
に接合する。

【００１９】次いで、図２(ハ) に示す如く加熱ブロック
13とホルダ12が上昇復帰したのち、図２(ニ) に示す如
く、ホルダ12が移動して加熱ブロック13には複数のバン
プ２にてなるバンプ群が対向し、バンプ２を接合し終わ
ったチップ３に代わって加熱ブロック13には新規半導体
チップ３a が固定される。

【００２０】以上の動作の繰り返しにより、基板１に形
成されたバンプ２は、群単位で複数の半導体チップ３に
転写されるようになる。図３に示すバンプ転写装置21に
おいて、チップハンドリングユニット22は前後方向に移
動し、チップトレイユニット23から半導体チップ(3)
を、ユニット23の後方に位置するチップキャリア24に搭
載する。

【００２１】チップキャリア24は左右方向に移動可能で
あり、半導体チップ(3) を加熱加圧ヘッドユニット25に
供給する。加熱加圧ヘッド５を具えたユニット25は、ヘ
ッド５に固着した半導体チップの姿態修正のため、垂直
軸廻りに回動可能である。

【００２２】ステージユニット26は前後方向に移動可能
であり、その前方位置でガラス基板１を搭載したユニッ
ト26は、ガラス基板１の所定部がヘッド５と対向するよ
うになるため、前後方向に移動するステージ27の上に前
後方向へ調整移動するステージ28を搭載し、ステージ28
の上に左右方向へ調整移動するステージ29を搭載する。
ガラス板(11)を固着したホルダ(12)を搭載したステージ
29は、ガラス基板１の姿態調整のため垂直軸廻りに回動
可能であり、かつ、ガラス板(11)を加熱ブロック13の上
面に接触させるため上下動可能である。

【００２３】加熱ブロック13は、破線で示す如く加熱加
圧ヘッド５と撮像装置９との中間に配設されており、チ
ップ取り出しユニット30は、バンプ転写済み半導体チッ
プ(3) を装置外に搬出する。

【００２４】なお、図３において、31はユニット25等を
搭載する基台、32は撮像装置９の撮像を表示する表示パ
ネルであり、装置21の動作を制御する制御装置および、
撮像装置９からの信号に基づいてチップ３およびガラス
基板１の位置調整を行う制御装置は省略してある。

【００２５】かかる装置21において、加熱ブロック13を
使用しガラス基板１を例えば 100〜200 ℃に加熱すると
き、ステージ27または28または29にヒーターを収容せし
め、ステージ29を50〜100 ℃程度に予備加熱してもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ンプ転写時におけるガラス基板１の歪量が従来方法より
少なくなり、同一チップ３に転写したバンプ２の高さの
ばらつきは、0.５μm 程度以下の高精度が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法に係わる装置の要部を示す概略図
である。

【図２】 図１に示す装置要部の動作説明図である。

【図３】 本発明方法を採用したバンプ転写装置の正面
図である。

【図４】 従来のバンプ転写方法の説明図である。

【符号の説明】

１は転写バンプ形成用透明ガラス基板 ２はガラス基板に形成した転写用バンプ ３は半導体チップ（バンプ転写試料） ４は半導体チップに形成した電極端子 ５は加熱加圧ヘッド ９は撮像装置 11は透明耐熱性ガラス板 13は加熱ヒーターブロック

フロントページの続き (72)発明者 北澤 安敏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 清水 登 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプ転写試料(3) を加熱加圧ヘッド
   (5) の下面に固定し、多数のバンプ(2) を上面に形成し
   た転写バンプ形成用透明ガラス基板(1) の下面を透明耐
   熱性ガラス板(11)を介して固定し、該ガラス板(11)の下
   方には該転写試料(3) および該ガラス基板(1) の位置検
   出用撮像装置(9) を配設し、該ガラス板(11)と該撮像装
   置(9) との間には該撮像装置(9) に対向する貫通孔を有
   する加熱ヒーターブロック(13)を配設し、該加熱加圧ヘ
   ッド(5) が該転写試料(3) を加熱し、該ガラス板(11)を
   該ヒーターブロック(13)に近接せしめて該ヒーターブロ
   ック(13)が該ガラス板(11)を介して該ガラス基板(1) を
   加熱し、該転写試料(3) に形成された端子電極(4) を該
   ガラス基板(1) のバンプ(2) に押圧することによって、
   該端子電極(4) に該バンプ(2) を転写させることを特徴
   としたバンプ転写方法。