JPH05206221A - Icチップの接続構造およびその方法 - Google Patents
Icチップの接続構造およびその方法Info
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Abstract
あっても、相隣接する半田バンプ間で短絡が発生しない
ようにする。 【構成】 ICチップ21は電極23下に低融点の半田
層29を備えている。配線基板31は接続パッド33上
に樽状半田部36aと円錐状半田部36bとからなる高
融点の半田バンプ36を備えている。そして、半田層2
9は溶融するが半田バンプ36は溶融しない加熱温度で
熱圧着すると、樽状半田部36aは横方向につぶれない
が、円錐状半田部36bが半田層29を介して金属バン
プ28によって適宜に押しつぶされる。したがって、半
田バンプ36が全体として横方向に広がることがなく、
このためICチップ21の電極23のピッチが100〜
150μm程度とより一層微細であっても、相隣接する
半田バンプ36間で短絡が発生しないようにすることが
できる。
Description
およびその方法に関する。
るICチップの実装技術では、例えば図9に示すよう
に、ICチップ1を配線基板11上に搭載している。す
なわち、ICチップ1は、チップ本体2の下面にアルミ
ニウム等からなる電極3がパターン形成され、電極3の
下面の所定の一部を除く全下面に保護膜4が設けられ、
電極3の露出面上に、チタンとタングステンとからなる
合金の下面にクロムを積層してなるもの等からなるアン
ダーバンプメタル5が設けられ、アンダーバンプメタル
5の下面に銅等からなる金属層6が設けられ、金属層6
の周囲に当初球状の半田バンプ7が設けられた構造とな
っている。配線基板11は、樹脂等からなる基板本体1
2の上面に銅等からなる接続パッド13がパターン形成
され、接続パッド13の上面の所定の一部を除く全上面
に保護膜14が設けられ、接続パッド13の露出面上
に、金、銀、スズ等の半田との密着性の良い金属からな
る金属層15が設けられた構造となっている。そして、
ICチップ1の半田バンプ7を配線基板11の金属層1
5に熱圧着すると、半田バンプ7が一旦溶融状態となっ
た後冷却されて固化することにより、半田バンプ7が金
属層15に固着されて接続され、これによりICチップ
1が配線基板11上に搭載される。
このようなICチップの接続構造では、熱圧着時におけ
る加圧により当初球状の半田バンプ7が横方向につぶれ
てICチップ1の電極3から大きく食み出し、このため
ICチップ1の電極3のピッチが小さすぎると相隣接す
る半田バンプ7間で短絡が発生してしまうので、ICチ
ップ1の電極3のピッチとして150〜200μm程度
が限界であり、それ以下のピッチのものには対応できな
いという問題があった。なお、当初球状の半田バンプ7
の直径を小さくすることが考えられるが、このようにす
ると、ICチップ1と配線基板11との接続強度が小さ
くなるばかりでなく、ICチップ1と配線基板11の各
熱膨張係数の相違から、ICチップ1と配線基板11と
の面方向の位置がずれると、断線が生じてしまうことが
ある。このようなことを回避するには、当初球状の半田
バンプ7の直径を大きくすればよいが、あまり大きくす
ると、上述したように半田バンプ7が横方向につぶれて
ICチップ1の電極3から大きく食み出すばかりでな
く、ICチップ1に球状の半田バンプ7を形成する時の
半田メッキ工程やウエットバック工程において相隣接す
る半田バンプ7間で短絡が発生してしまうことがある。
この発明の目的は、ICチップの電極のピッチがより一
層微細であっても、相隣接する半田バンプ間で短絡が発
生しないようにすることのできるICチップの接続構造
およびその方法を提供することにある。
上に半田層を有するICチップと、接続パッド上に前記
半田層より融点の高い半田バンプを有する配線基板とを
備え、ICチップの半田層を配線基板の半田バンプに熱
圧着して接続するようにしたものである。
に設けられた半田層を配線基板の接続パッド上に設けら
れた半田層より融点の高い半田バンプに、半田層は溶融
するが半田バンプは溶融しない加熱温度で熱圧着して接
続すると、半田バンプを横方向に広げることなく、半田
層を半田バンプに接続することができ、したがってIC
チップの電極のピッチがより一層微細であっても、相隣
接する半田バンプ間で短絡が発生しないようにすること
ができる。
プと配線基板の接続前の状態を示したものである。ま
ず、ICチップ21は、図2〜図7に示す工程を順次経
て製造されている。すなわち、まず図2に示すように、
チップ本体22の上面にアルミニウム等からなる電極2
3をパターン形成し、電極23の上面の所定の一部を除
く全上面に保護膜24を形成する。次に、図3に示すよ
うに、全上面に、チタンとタングステンとからなる合金
の上面にクロムを積層してなるものからなるアンダーバ
ンプメタル25を形成する。この場合、チタンとタング
ステンとからなる合金の厚さを2000〜5000Å程
度とし、クロムの厚さを1000〜2000Å程度とす
る。次に、図4に示すように、周知のフォトプロセスに
より、電極23の上面にほぼ対応する部分を除く全上面
にポジ型もしくはネガ型のフォトレジストからなるメッ
キレジスト26を10〜20μm程度の厚さに形成す
る。この状態では、電極23の上面にほぼ対応する部分
には開口部27が形成されている。次に、図5に示すよ
うに、周知の銅メッキ方法により、開口部27における
アンダーバンプメタル25の上面に銅からなる金属バン
プ28をメッキレジスト26の厚さと同程度の厚さに形
成する。次に、図6に示すように、金属バンプ28の上
面およびその周囲のメッキレジスト26の上面に、例え
ばスズと鉛との比が6:4の構成であって融点が183
℃程度の低融点の半田層29を5〜10μm程度の厚さ
に形成する。この後、周知の方法によりメッキレジスト
26を剥離し、次いでこの剥離により露出された不要な
部分のアンダーバンプメタル25を金属バンプ28をエ
ッチングマスクとしてエッチングして除去すると、図7
に示すように、金属バンプ28の下面のみにアンダーバ
ンプメタル25が残存する状態となる。そして、このよ
うにして製造されたICチップ21を裏返しにすると、
図1に示すような状態となる。
板本体32の上面に銅等からなる接続パッド33がパタ
ーン形成され、接続パッド33の上面の所定の一部を除
く全上面に保護膜34が設けられ、接続パッド33の露
出面上に、金、銀、スズ等の半田との密着性の良い金属
からなる金属層35が設けられ、ここまでは図9に示す
従来のものと同一の構造であるが、さらに金属層35の
上面に樽状半田部36aと円錐状半田部36bとからな
る半田バンプ36が設けられた構造となっている。この
場合、例えば鉛を95%以上含む構成であって融点が3
00℃以上の高融点の半田からなる直径が45μm程度
の半田ワイヤを用意し、ボールボンディング法等と呼ば
れる技術を利用することにより、すなわちキャピラリを
用いて半田ワイヤの先端部にボールを形成した後このボ
ールの部分を金属層35の上面に熱圧着し、次いでキャ
ピラリを持ち上げると、図1に示すように、金属層35
の上面に水平方向の最大直径が140μm程度で高さが
70〜80μm程度の樽状半田部36aが形成されると
共に、この樽状半田部36aの上面に高さが90〜11
0μm程度の円錐状半田部36bが形成される。
搭載する場合には、まず図1に示すように、ICチップ
21の半田層29の中心部と配線基板31の半田バンプ
36の円錐状半田部36bの頂点とが対向するように位
置合わせを行う。次に、190〜200℃程度の加熱温
度をICチップ21に加えて熱圧着すると、半田層29
は溶融するが、半田バンプ36は溶融せず、このため半
田バンプ36の樽状半田部36aは横方向につぶれない
が、半田バンプ36は鉛の組成割合が多くて比較的柔ら
かいので、その円錐状半田部36bがICチップ21の
半田層29を介して金属バンプ28によって適宜に押し
つぶされることになる。この結果、図8に示すように、
半田バンプ36の円錐状半田部36bの上面が半田層2
9の下面に沿うようにつぶれ、このつぶれた円錐状半田
部36bの上面に、一旦溶融した後冷却されて固化した
半田層29の下面が固着される。この場合、一旦溶融し
た後冷却されて固化した半田層29は、溶融した際の表
面張力により、金属バンプ28の下面とつぶれた円錐状
半田部36bの下面との間のみに介在される。かくし
て、ICチップ21が配線基板31上に搭載される。
バンプ36を溶融させないので、その樽状半田部36a
を横方向につぶすことなく、半田バンプ36の円錐状半
田部36bのみをICチップ21の溶融した低融点の半
田層29を介して金属バンプ28によって適宜に押しつ
ぶしているだけであるので、半田バンプ36が全体とし
て横方向に広がることがなく、このためICチップ21
の電極23のピッチが100〜150μm程度とより一
層微細であっても、相隣接する半田バンプ36間で短絡
が発生しないようにすることができる。
ば、ICチップの金属バンプ上に設けられた半田層を配
線基板の接続パッド上に設けられた半田層より融点の高
い半田バンプに、半田層は溶融するが半田バンプは溶融
しない加熱温度で熱圧着して接続しているので、半田バ
ンプを横方向に広げることなく、半田層を半田バンプに
接続することができ、したがってICチップの電極のピ
ッチがより一層微細であっても、相隣接する半田バンプ
間で短絡が発生しないようにすることができる。
基板の接続前の状態の断面図。
電極および保護膜を形成した状態の断面図。
ンプメタルを形成した状態の断面図。
成した状態の断面図。
た状態の断面図。
成した状態の断面図。
び不要な部分のアンダーバンプメタルを除去した状態の
断面図。
図。
の状態の断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 金属バンプ上に半田層を有するICチッ
プと、接続パッド上に前記半田層より融点の高い半田バ
ンプを有する配線基板とを備え、前記ICチップの前記
半田層を前記配線基板の前記半田バンプに熱圧着して接
続したことを特徴とするICチップの接続構造。 - 【請求項2】 ICチップの金属バンプ上に設けられた
半田層を配線基板の接続パッド上に設けられた前記半田
層より融点の高い半田バンプに、前記半田層は溶融する
が前記半田バンプは溶融しない加熱温度で熱圧着して接
続することを特徴とするICチップの接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3581392A JP2789910B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Icチップの接続構造およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3581392A JP2789910B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Icチップの接続構造およびその方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9076716A Division JP2893634B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 電子部品の接続構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05206221A true JPH05206221A (ja) | 1993-08-13 |
JP2789910B2 JP2789910B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=12452371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3581392A Expired - Lifetime JP2789910B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Icチップの接続構造およびその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2789910B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999004424A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-28 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device, mounting structure thereof and method of fabrication thereof |
KR100457029B1 (ko) * | 2001-04-19 | 2004-11-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 랜드 그리드 어레이형 반도체장치 및 그의 실장방법 |
WO2012113297A1 (zh) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用于三维封装的多层混合同步键合结构及方法 |
JP2014183100A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | 電子部品の接合方法および電子機器 |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP3581392A patent/JP2789910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999004424A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-28 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device, mounting structure thereof and method of fabrication thereof |
KR100457029B1 (ko) * | 2001-04-19 | 2004-11-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 랜드 그리드 어레이형 반도체장치 및 그의 실장방법 |
WO2012113297A1 (zh) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用于三维封装的多层混合同步键合结构及方法 |
JP2014183100A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | 電子部品の接合方法および電子機器 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2789910B2 (ja) | 1998-08-27 |
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