JPH05259167A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05259167A
JPH05259167A JP4055661A JP5566192A JPH05259167A JP H05259167 A JPH05259167 A JP H05259167A JP 4055661 A JP4055661 A JP 4055661A JP 5566192 A JP5566192 A JP 5566192A JP H05259167 A JPH05259167 A JP H05259167A
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正栄 南澤
Hidetoshi Inoue
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置に関し、半導体素子の
バンプ電極を加熱再溶融して配線基板から半導体素子を
引き剥がす際、バンプ材を配線基板側に残存し難くして
バンプ材の除去を容易にすることができ、半導体素子の
リペア作業を容易にすることができる半導体装置を提供
することを目的とする。 【構成】 半導体素子1上に高融点PbSn層2aが形
成され、更に該高融点PbSn層2a上に低融点PbS
n層2bがコートされてなるバンプ電極2を有し、該半
導体素子1の該バンプ電極2と配線基板3の電極4とが
接合されてなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、特
に半導体素子のバンプ電極を加熱再溶融して配線基板か
ら半導体素子を引き剥がす際、バンプ材を配線基板側に
残存し難くしてバンプ材の除去を容易にすることができ
る半導体装置に関する。近年、システムの高集積化、高
速化に伴いCOB(Chip On Boad) 化が進められてお
り、半導体素子をマルチチップ化したCOBが増加する
傾向にある。特に、フリップチップでは高集積化するこ
とが期待されており、フリップチップの中でもリペアが
容易なフリップチップは広範囲に利用することができ、
期待されている。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の半導体装置の構造を示す断
面図である。図3において、31はPbSn等の単層から
なるバンプ電極32が形成された半導体素子であり、33は
電極34が形成された配線基板である。従来、半導体素子
31と配線基板33の接続方法にはフリップチップ方法が用
いられており、これは半導体素子31を配線基板33に対し
てフェースダウンし、半導体素子31に形成されたバンプ
電極32を加熱溶融して半導体素子31のバンプ電極32と配
線基板33の電極34を接合することにより半導体素子31と
配線基板33を接続していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体装置では、半導体素子31と配線基板33の
接続を同一材質の単層からなるバンプ電極32を加熱溶融
して行っており、半導体素子31をリペアするのを半導体
素子31上に形成されたバンプ電極32を加熱再溶融するこ
とにより配線基板33より引き剥がして行っていたため、
バンプ材が配線基板33の電極34上に多量に残存し易く、
バンプ材の除去が困難であった。このため、半導体素子
のリペア作業が面倒であるという問題があった。
【0004】そこで本発明は、半導体素子のバンプ電極
を加熱再溶融して配線基板から半導体素子を引き剥がす
際、バンプ材を配線基板側に残存し難くしてバンプ材の
除去を容易にすることができ、半導体素子のリペア作業
を容易にすることができる半導体装置を提供することを
目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は上記目的達成のため、半導体素子上に高融点PbSn
層が形成され、更に該高融点PbSn層上に低融点Pb
Sn層がコートされてなるバンプ電極を有し、該半導体
素子の該バンプ電極と配線基板の電極とが接合されてな
るものである。
【0006】本発明による半導体装置は上記目的達成の
ため、半導体素子上に高融点PbSn層が形成され、更
に該高融点PbSn層上にPb層がコートされてなるバ
ンプ電極を有し、配線基板の電極上にSn鍍金されたS
n鍍金層を有し、該半導体素子の該バンプ電極と該配線
基板のSn鍍金層とが接合されてなるものである。本発
明においては、前記Pb層中のPbと前記Sn鍍金層中
のSnとの最も好ましい重量比は4:6である場合であ
り、この場合、加熱溶融してPbとSnを合金化する
と、低融点PbSn層を効率よく形成することができ
る。
【0007】
【作用】本発明では、後述する図1に示す如く、半導体
素子1のバンプ電極2を厚膜の高融点PbSn層2aと
薄膜の低融点PbSn層2bで構成し、まず低融点Pb
Sn層2bが溶融される温度で低融点PbSn層2bを
溶融して半導体素子1を配線基板3に仮止め接合し、こ
の状態で半導体素子1が正常であるか否かを試験した結
果、半導体素子1が不良の場合には、薄膜の低融点Pb
Sn層2bが溶融される温度で低融点PbSn層2bを
溶融して半導体素子1を配線基板3から取り外すように
している。このように、半導体素子1を配線基板3から
取り外す際、厚膜の高融点PbSn層2aは溶融されず
薄膜の低融点PbSn層2b部分のみ溶融することがで
きるため、従来の単層のバンプ電極全てを溶融して半導
体素子を配線基板から取り外す場合よりも配線基板3側
に残存するバンプ材を極端に減らすことができる。従っ
て、半導体素子1のリペア(再ボンディング)作業を容
易にすることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)図1は本発明の第1実施例に則した半導
体装置の構造を示す断面図である。図1において、1は
半導体素子であり、この半導体素子1上には膜厚 100μ
程度の高融点PbSn層2a(Pb>90%)が形成さ
れ、更にこの高融点PbSn層2a上に膜厚数μ〜5μ
程度の低融点PbSn層2b(Pb=40%)がコートさ
れてなるバンプ電極2が形成されている。そして、3は
電極4が形成された配線基板である。
【0009】次に、フリップチップの接合工程について
説明する。まず、半導体素子1を配線基板3に対しフェ
ースダウンし、半導体素子1のバンプ電極2と配線基板
3の電極4を位置合わせして接触させた後、バンプ電極
2を構成する低融点PbSn層2bを190 ℃程度で加熱
溶融し、半導体素子1の低融点Pb5n層2bを配線基
板3の電極4に接合することにより、半導体素子1を配
線基板3に仮止め接合する。この時、バンプ本体の高融
点PbSn層2aは熱による変形は受けない。
【0010】次に、半導体素子1と配線基板3が仮止め
接合された状態で電気的試験及びスクーニングを実施し
た結果、半導体素子1が不良の場合には、200 ℃程度で
低融点PbSn層2bを再加熱し溶融することにより配
線基板3より半導体素子1を取り外す。この時、バンプ
電極2を構成する厚膜の高融点PbSn層2aは溶融せ
ず、薄膜の低融点PbSn層2bのみが溶融して、低融
点PbSn層2b中のバンプ材(PbSn)が配線基板
3側に残存するが、量的に微小で有るため再ボンディン
グ時に問題とはならない。
【0011】そして、上記試験により半導体素子1が良
品となった場合には、高融点PbSn層2aが溶融する
温度(300 ℃〜350 ℃)に加熱してバンプ本体の高融点
PbSn層2aを加熱溶融することにより半導体素子1
を配線基板3に本止め接合する。このように、本実施例
では、半導体素子1のバンプ電極2を高融点PbSn層
2aと低融点PbSn層2bで構成し、まず低融点Pb
Sn層2bが溶融される温度で低融点PbSn層2bを
溶融して半導体素子1を配線基板3に仮止め接合し、こ
の状態で半導体素子1が正常であるか否かを試験した結
果、半導体素子1が不良の場合には、低融点PbSn層
2bを溶融される温度で低融点PbSn層2bを溶融し
て半導体素子1を配線基板3から取り外すようにしてい
る。このように、半導体素子1を配線基板3から取り外
す際、高融点PbSn層2aは溶融されず低融点PbS
n層2b部分のみ溶融することができるため、従来の単
層のバンプ電極全てを溶融して半導体素子を配線基板か
ら取り外す場合よりも配線基板3側に残存するバンプ材
(PbSn)を極端に減らすことができる。従って、半
導体素子1のリペア(再ボンディング)作業を容易にす
ることができる。
【0012】そして、半導体素子1が良品の場合は、高
融点PbSn層2aが溶融される温度で高融点PbSn
層2aを溶融して半導体素子1を配線基板3に本止め接
合しているため、半導体素子1を配線基板3に確実に接
続することができる。 (第2実施例)図2は本発明の第2実施例に則した半導
体装置の構造を示す断面図である。図2において、図1
と同一符号は同一または相当部分を示し、11aは半導体
素子1上に形成された膜厚数 10〜100μ程度の高融点P
bSn層であり、11bはこの高融点PbSn層11a上に
コートされ形成された膜厚数μ程度のPb層であり、こ
の高融点PbSn層11aとPb層11bからバンプ電極11
が形成されている。そして、12は配線基板3の電極4上
にSn鍍金され形成された膜厚数μ程度のSn鍍金層で
ある。なお、Pb層11b中のPbとSn鍍金層12中のS
nとの重量比は4:6である。
【0013】次に、フリップチップの接合工程について
説明する。まず、半導体素子1を配線基板3に対してフ
ェースダウンし、半導体素子1のバンプ電極11と配線基
板3の電極4を位置合わせして接触させた後、バンプ電
極11を構成するPb層11bとSn鍍金層12を190℃程度
(PbとSnの共晶点付近)で加熱溶融し、PbとSn
を合金化して半導体素子1を配線基板3に仮止め接合す
る。この時、PbとSnの重量比を4:6にしているた
め、PbとSnが合金化されて低融点PbSn層が形成
される。なお、バンプ本体の高融点PbSn層11は熱に
よる変形は受けない。次に、半導体素子1と配線基板3
が仮止め接合された状態で電気的試験及びスクーニング
を実施した結果、半導体素子1が不良の場合には、200
℃程度でPbSnが合金化された低融点PbSn層を再
加熱し溶融することにより配線基板3より半導体素子1
を取り外す。この時、バンプ電極2を構成する高融点P
bSn層11aは溶融せず、薄膜部分のPbとSnが合金
化されたPbSn層のみが溶融して、この低融点PbS
n層中のバンプ材(PbSn)が配線基板3側に残存す
るが、量的に微小で有るため再ボンディング時に問題と
はならない。
【0014】そして、上記試験により半導体素子1が良
品となった場合は、高融点PbSn層11aが溶融する温
度(300 ℃〜350 ℃)に加熱してバンプ本体の高融点P
bSn層11aを加熱溶融することにより半導体素子1を
配線基板3に本止め接合する。このように、本実施例で
は半導体素子1のバンプ電極2を高融点PbSn層11a
とPb層11bで構成するとともに、配線基板3の電極4
上にSn鍍金層12を形成し、まずPb層11bとSn鍍金
層12が溶融される温度でPb層11bとSn鍍金層12を溶
融しPbとSnを合金化して半導体素子1を配線基板3
に仮止め接合し、この状態で半導体素子1が正常である
か否かを試験した結果、半導体素子1が不良の場合に
は、薄膜のPbとSnが合金化された低融点PbSn層
が溶融される温度で低融点PbSn層を溶融して半導体
素子1を配線基板3から取り外すようにしている。この
ように、半導体素子1を配線基板3から取り外す際、高
融点PbSn層11aは溶融されず薄膜の低融点のPbS
n層部分のみを溶融することができるため、従来の単層
のバンプ電極全てを溶融して半導体素子を配線基板から
取り外す場合よりも、配線基板3側に残存するバンプ材
(PnSn)を極端に減らすことができる。従って、半
導体素子1のリペア(再ボンディング)を容易にするこ
とができる。
【0015】そして、半導体素子1が良品の場合には、
厚膜の高融点PbSn層11aが溶融される温度で高融点
PbSn層11aを溶融して半導体素子1を配線基板3に
本止め接合しているため、半導体素子1を配線基板3に
確実に接合することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素子のバンプ電
極を加熱再溶融して配線基板から半導体素子を引き剥が
す際、バンプ材を配線基板側に残存し難くしてバンプ材
の除去を容易にすることができ、半導体素子のリペア作
業を容易にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に則した半導体装置の構造
を示す断面図である。
【図2】本発明の第2実施例に則した半導体装置の構造
を示す断面図である。
【図3】従来例の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体素子 2 バンプ電極 2a 高融点PbSn層 2b 低融点PbSn層 3 配線基板 4 電極 11 バンプ電極 11a 高融点PbSn層 11b Pb層 12 Sn鍍金層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子(1)上に高融点PbSn層
    (2a)が形成され、更に該高融点PbSn層(2a)
    上に低融点PbSn層(2b)がコートされてなるバン
    プ電極(2)を有し、該半導体素子(1)の該バンプ電
    極(2)と配線基板(3)の電極(4)とが接合されて
    なることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体素子(1)上に高融点PbSn層
    (11a)が形成され、更に該高融点PbSn層(11a)
    上にPb層(11b)がコートされてなるバンプ電極(1
    1)を有し、配線基板(3)の電極(4)上にSn鍍金
    されたSn鍍金層(12)を有し、該半導体素子(1)の
    該バンプ電極(11)と該配線基板(3)のSn鍍金層
    (12)とが接合されてなることを特徴とする半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記Pb層(11a)中のPbと前記Sn
    鍍金層(12)中のSnとの重量比はおよそ4:6である
    ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
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