JPH05283479A - 集積回路チップのボンディング方法 - Google Patents
集積回路チップのボンディング方法Info
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- JPH05283479A JPH05283479A JP4079793A JP7979392A JPH05283479A JP H05283479 A JPH05283479 A JP H05283479A JP 4079793 A JP4079793 A JP 4079793A JP 7979392 A JP7979392 A JP 7979392A JP H05283479 A JPH05283479 A JP H05283479A
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- JP
- Japan
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- integrated circuit
- circuit chip
- connection
- solder bumps
- wet back
- Prior art date
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- 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
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウェットバック工程の省略、集積回路チップ
への熱ストレス低減、装置の小型化、温度及び雰囲気管
理の容易化、並びに、ウェットバックと接続の一工程化
を図る。 【構成】 集積回路チップ１上に形成されたウェットバ
ック前の半田バンプ６と、配線導体９及びパッドメタル
８が形成された回路基板７のパッドメタル８を接続する
のに、シリコン中を透過するＹＡＧレーザー光（波長
１．０６μm ）１０，１１，１２を用いて直接半田バン
プ１５を溶融させる。この時、ＹＡＧレーザー光１０，
１１，１２の焦点は、半田バンプ１５近傍のレーザー焦
点１３に合わせる。
への熱ストレス低減、装置の小型化、温度及び雰囲気管
理の容易化、並びに、ウェットバックと接続の一工程化
を図る。 【構成】 集積回路チップ１上に形成されたウェットバ
ック前の半田バンプ６と、配線導体９及びパッドメタル
８が形成された回路基板７のパッドメタル８を接続する
のに、シリコン中を透過するＹＡＧレーザー光（波長
１．０６μm ）１０，１１，１２を用いて直接半田バン
プ１５を溶融させる。この時、ＹＡＧレーザー光１０，
１１，１２の焦点は、半田バンプ１５近傍のレーザー焦
点１３に合わせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップのボン
ディング方法に関し、特にバンプ接続方法に関する。
ディング方法に関し、特にバンプ接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の集積回路チップのボンディング方
法は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように集積回
路チップ１′上に酸化膜２′を形成し、その上にアルミ
電極４′を設けている。更に半田バンプ１６を設けるた
めにポリイミド膜５′、バリヤーメタル３′等を形成さ
せている。このように半田バンプ１６が形成された集積
回路チップ１′とパッドメタル８′、配線導体９′が形
成された回路基板７′とを接続する際には一般的に良く
使用されているボンディング方法は、２００〜４００℃
程度の雰囲気中で半田を加熱溶融させるリフロー方式で
ある。リフローは、熱板上をシート状のベルトを摺動さ
せて加熱する型式のもの、上部から赤外線加熱する型式
のベルト炉、エヤーにより加熱するエヤーリフロー型式
のもの、ベーパーによるリフロー型式のもの等、各種の
リフロー炉により行なわれている。更に最近ではレーザ
ー光によるリフローも検討されはじめている。（例えば
特願平１−６９２１９、集積回路チップのボンディング
方法）前記発明は、図２（Ｂ）に示すように半田バンプ
付集積回路チップ１′を回路基板７′に載置し、レーザ
ー光を集積回路チップ裏面１４′の全面に照射し、集積
回路チップ１′の全体を加熱（約２００℃〜４００℃）
することによって半田バンプ１５′を溶融させ、回路基
板７′と接続する方法である。
法は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように集積回
路チップ１′上に酸化膜２′を形成し、その上にアルミ
電極４′を設けている。更に半田バンプ１６を設けるた
めにポリイミド膜５′、バリヤーメタル３′等を形成さ
せている。このように半田バンプ１６が形成された集積
回路チップ１′とパッドメタル８′、配線導体９′が形
成された回路基板７′とを接続する際には一般的に良く
使用されているボンディング方法は、２００〜４００℃
程度の雰囲気中で半田を加熱溶融させるリフロー方式で
ある。リフローは、熱板上をシート状のベルトを摺動さ
せて加熱する型式のもの、上部から赤外線加熱する型式
のベルト炉、エヤーにより加熱するエヤーリフロー型式
のもの、ベーパーによるリフロー型式のもの等、各種の
リフロー炉により行なわれている。更に最近ではレーザ
ー光によるリフローも検討されはじめている。（例えば
特願平１−６９２１９、集積回路チップのボンディング
方法）前記発明は、図２（Ｂ）に示すように半田バンプ
付集積回路チップ１′を回路基板７′に載置し、レーザ
ー光を集積回路チップ裏面１４′の全面に照射し、集積
回路チップ１′の全体を加熱（約２００℃〜４００℃）
することによって半田バンプ１５′を溶融させ、回路基
板７′と接続する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の集積回路チ
ップのボンディング方法は、半田バンプ（ウェットバッ
ク済）形成済の集積回路チップを使用しているため、ウ
エハースへの半田供給〜ウェットバック完了までに多数
の工程がある。そのため工期が長く、歩留、品質等に問
題があり、特にフラックス塗布〜ウェットバック〜フラ
ックス洗浄工程についてはフラックス残渣、環境保護等
の問題点を含んでいる。また、リフロー炉による接続方
法を取っているため半田を溶融するのに時間がかかり生
産性が悪く、しかも温度管理が難しく、歩留りが悪いと
いう問題がある。更に装置も大型（例えば幅１〜２ｍ×
長さ３〜５ｍ）となり、集積回路チップと回路基板との
位置合わせ装置とは、各々個別装置となってしまう。最
近検討が進められているレーザー光による集積回路チッ
プのボンディング方法に於いては、集積回路チップ全体
を急加熱するため、歪みが残り、電気特性の変動やクラ
ック等の問題点を多く含んでいる。
ップのボンディング方法は、半田バンプ（ウェットバッ
ク済）形成済の集積回路チップを使用しているため、ウ
エハースへの半田供給〜ウェットバック完了までに多数
の工程がある。そのため工期が長く、歩留、品質等に問
題があり、特にフラックス塗布〜ウェットバック〜フラ
ックス洗浄工程についてはフラックス残渣、環境保護等
の問題点を含んでいる。また、リフロー炉による接続方
法を取っているため半田を溶融するのに時間がかかり生
産性が悪く、しかも温度管理が難しく、歩留りが悪いと
いう問題がある。更に装置も大型（例えば幅１〜２ｍ×
長さ３〜５ｍ）となり、集積回路チップと回路基板との
位置合わせ装置とは、各々個別装置となってしまう。最
近検討が進められているレーザー光による集積回路チッ
プのボンディング方法に於いては、集積回路チップ全体
を急加熱するため、歪みが残り、電気特性の変動やクラ
ック等の問題点を多く含んでいる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路チップ
のボンディング方法は、集積回路チップの外部接続用バ
ンプがウェットバック未了のものを使用し、バンプのウ
ェットバック工程と回路基板との接続を１回のレーザー
光による溶融で接続しているため、ウエハースへの半田
供給〜ウェットバック完了までの多数工程が不要とな
る。また、ＹＡＧレーザーによって集積回路チップのシ
リコン中を透過させ、バンプ近傍に焦点を合わせて、バ
ンプのみ加熱溶融させ、接続しているため、集積回路チ
ップへ与えるストレスが小さくなり、歪みが残らない。
従って電気特性の変動や、クラック等の問題がなくな
る。更にリフロー炉に比べ、装置の小型化が可能となる
ため、温度、雰囲気等の管理が容易となる。尚、ＹＡＧ
レーザーは、波長１．０６μm近傍のものが適当であ
る。
のボンディング方法は、集積回路チップの外部接続用バ
ンプがウェットバック未了のものを使用し、バンプのウ
ェットバック工程と回路基板との接続を１回のレーザー
光による溶融で接続しているため、ウエハースへの半田
供給〜ウェットバック完了までの多数工程が不要とな
る。また、ＹＡＧレーザーによって集積回路チップのシ
リコン中を透過させ、バンプ近傍に焦点を合わせて、バ
ンプのみ加熱溶融させ、接続しているため、集積回路チ
ップへ与えるストレスが小さくなり、歪みが残らない。
従って電気特性の変動や、クラック等の問題がなくな
る。更にリフロー炉に比べ、装置の小型化が可能となる
ため、温度、雰囲気等の管理が容易となる。尚、ＹＡＧ
レーザーは、波長１．０６μm近傍のものが適当であ
る。
【０００５】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１（Ａ）は、本発明の一実施例を示す断面図であ
り、集積回路チップと回路基板との接続前の状態を示
す。図１（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す断面図であ
り、集積回路チップと回路基板との接続後の状態を示
す。集積回路チップ１には酸化膜２、アルミ電極４、バ
リヤーメタル３、ポリイミド膜５等が順次形成され、バ
リヤーメタル３形成後、半田バンプ（ウェットバック
前）６を設けている。本発明ではウェットバック工程を
省略した半田バンプ（ウェットバック前）６を使用して
いる。半田バンプ（ウェットバック前）６が設けられて
いる集積回路チップ１を、配線導体９とパッドメタル８
が形成されている回路基板７のパッドメタル８に載置す
る。この時、集積回路チップ１の半田バンプ（ウェット
バック前）６の位置と回路基板７のパッドメタル８との
位置は、精度良く合わせる必要がある。位置合わせ完了
後図１（Ｂ）に示すように集積回路チップ裏面１４側か
ら、ＹＡＧレーザー光（例えば波長：１．０６μm ）１
０，１１，１２を照射させる。
る。図１（Ａ）は、本発明の一実施例を示す断面図であ
り、集積回路チップと回路基板との接続前の状態を示
す。図１（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す断面図であ
り、集積回路チップと回路基板との接続後の状態を示
す。集積回路チップ１には酸化膜２、アルミ電極４、バ
リヤーメタル３、ポリイミド膜５等が順次形成され、バ
リヤーメタル３形成後、半田バンプ（ウェットバック
前）６を設けている。本発明ではウェットバック工程を
省略した半田バンプ（ウェットバック前）６を使用して
いる。半田バンプ（ウェットバック前）６が設けられて
いる集積回路チップ１を、配線導体９とパッドメタル８
が形成されている回路基板７のパッドメタル８に載置す
る。この時、集積回路チップ１の半田バンプ（ウェット
バック前）６の位置と回路基板７のパッドメタル８との
位置は、精度良く合わせる必要がある。位置合わせ完了
後図１（Ｂ）に示すように集積回路チップ裏面１４側か
ら、ＹＡＧレーザー光（例えば波長：１．０６μm ）１
０，１１，１２を照射させる。
【０００６】この時、レーザー光１０，１１，１２の焦
点は、図１（Ｂ）に示すように集積回路チップ１′中で
はなく、半田バンプ（接続後）１５近傍に合わせる。レ
ーザー光１０，１１，１２の照射方法としては、図１
（Ｂ）に示すように半田バンプ（接続後）１５毎にパル
ス的に行なっても良いし、連続照射してもどちらでも良
い。焦点深度は、集積回路チップ１′の厚さによって変
更する必要があるが、集積回路チップ裏面から１２０μ
〜６００μ位になる。
点は、図１（Ｂ）に示すように集積回路チップ１′中で
はなく、半田バンプ（接続後）１５近傍に合わせる。レ
ーザー光１０，１１，１２の照射方法としては、図１
（Ｂ）に示すように半田バンプ（接続後）１５毎にパル
ス的に行なっても良いし、連続照射してもどちらでも良
い。焦点深度は、集積回路チップ１′の厚さによって変
更する必要があるが、集積回路チップ裏面から１２０μ
〜６００μ位になる。
【０００７】従って本発明では、集積回路チップ１′の
シリコン中を透過したＹＡＧレーザー光（波長１．０６
μm ）によって半田バンプ（ウェットバック前）６を溶
融させ、回路基板７′と接続させている。尚ＹＡＧレー
ザーのパワー値としては装置、製品にもよるが１０Ｗ〜
５０Ｗ位が適当である。
シリコン中を透過したＹＡＧレーザー光（波長１．０６
μm ）によって半田バンプ（ウェットバック前）６を溶
融させ、回路基板７′と接続させている。尚ＹＡＧレー
ザーのパワー値としては装置、製品にもよるが１０Ｗ〜
５０Ｗ位が適当である。
【０００８】本発明の他の実施例を説明すると、回路基
板７に、シリコン、ガラス等のレーザー光を透過する材
料が使用されている場合は、図１（Ｂ）のレーザー光
１，２、および３は、回路基板７の裏面から照射するこ
とでも実施できる。この方法によれば、あらかじめ集積
回路チップ１の裏面にＡｌ製、あるいはＣｕ製のヒート
スプレッダーを取り付けた後に、ボンディングを行なう
ことができる。
板７に、シリコン、ガラス等のレーザー光を透過する材
料が使用されている場合は、図１（Ｂ）のレーザー光
１，２、および３は、回路基板７の裏面から照射するこ
とでも実施できる。この方法によれば、あらかじめ集積
回路チップ１の裏面にＡｌ製、あるいはＣｕ製のヒート
スプレッダーを取り付けた後に、ボンディングを行なう
ことができる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ウェッ
トバック未了の半田バンプ付集積回路チップを使用し、
回路基板とレーザー光による一括接続をしているため、
ウェットバック工程が省略できる。また集積回路チップ
のシリコン中を透過したＹＡＧレーザー光によって半田
バンプを直接溶融させ接続するため、集積回路チップへ
のストレスが低減できる。リフロー炉による方法に比
べ、レーザー光による方法は、装置の小型化が可能であ
るため、集積回路チップと回路基板との位置合わせ装置
と一体化することもできる。従って位置合わせ〜接続ま
で一台の装置で可能となる。これは、バンプ間ピッチが
狭いほど位置ずれに対して有利となる。また一台の装置
となるため、位置合わせ、接続条件等の管理が容易とな
る。本発明の実施により、総合的な効果として、従来比
で不良率が３分の１に、加工工程数が２０％削減が得ら
れた。
トバック未了の半田バンプ付集積回路チップを使用し、
回路基板とレーザー光による一括接続をしているため、
ウェットバック工程が省略できる。また集積回路チップ
のシリコン中を透過したＹＡＧレーザー光によって半田
バンプを直接溶融させ接続するため、集積回路チップへ
のストレスが低減できる。リフロー炉による方法に比
べ、レーザー光による方法は、装置の小型化が可能であ
るため、集積回路チップと回路基板との位置合わせ装置
と一体化することもできる。従って位置合わせ〜接続ま
で一台の装置で可能となる。これは、バンプ間ピッチが
狭いほど位置ずれに対して有利となる。また一台の装置
となるため、位置合わせ、接続条件等の管理が容易とな
る。本発明の実施により、総合的な効果として、従来比
で不良率が３分の１に、加工工程数が２０％削減が得ら
れた。
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例を示す断面図で接
続前を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す断面図
で接続後を示す。
続前を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す断面図
で接続後を示す。
【図２】（Ａ）は、従来技術を示す断面図で接続前を示
す。（Ｂ）は、従来技術を示す断面図で接続後を示す。
す。（Ｂ）は、従来技術を示す断面図で接続後を示す。
１，１′ 集積回路チップ ２，２′ 酸化膜 ３，３′ バリヤーメタル ４，４′ アルミ電極 ５，５′ ポリイミド膜 ６ 半田バンプ（ウェットバック前） ７，７′ 回路基板 ８，８′ パッドメタル ９，９′ 配線導体 １０ レーザー光−１ １１ レーザー光−２ １２ レーザー光−３ １３ レーザー光焦点 １４ 集積回路チップ裏面 １５，１５′ 半田バンプ（接続後） １６ 半田バンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の外部接続用バンプが一面に形成さ
れている集積回路チップと、外部接続用バンプと対応し
た位置に接続端子が設けられている回路基板とを、接続
するボンディング方法に於いて、ウェットバック未了の
外部接続用バンプを使用することを特徴とする集積回路
チップのボンディング方法。 - 【請求項２】 集積回路チップを透過したレーザー光に
より接続することを特徴とする請求項１記載の集積回路
チップのボンディング方法。 - 【請求項３】 ＹＡＧレーザー光により接続することを
特徴とする請求項１記載の集積回路チップのボンディン
グ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4079793A JP2707909B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 集積回路チップのボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4079793A JP2707909B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 集積回路チップのボンディング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283479A true JPH05283479A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2707909B2 JP2707909B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=13700100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4079793A Expired - Fee Related JP2707909B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 集積回路チップのボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707909B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220106045A (ko) | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 가부시기가이샤 디스코 | 전극 용착 방법 및 전극 용착 장치 |
-
1992
- 1992-04-01 JP JP4079793A patent/JP2707909B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220106045A (ko) | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 가부시기가이샤 디스코 | 전극 용착 방법 및 전극 용착 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2707909B2 (ja) | 1998-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970916 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |