JPH06252150A - 複合フィルムおよびそれを用いた転写バンプ形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に高精度で、しかも容易に接続や接点として用いるバン
プを形成でき、再利用が可能な複合フィルム、およびこ
のフィルムを用いた転写バンプ形成方法を提供する。 【構成】 ポリイミド樹脂などからなる絶縁性フィルム
１の表裏面に貫通し、かつ一方の表面から突出するよう
に半田や錫、鉛、インジウムなどの融点４５０℃以下の
低融点金属体３が溶融離脱可能な状態でメッキ充填にて
保持されており、他面には導電層２が形成されている。
導電層２には微小孔が形成されている。

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やプリンタ
ー、記録装置、表示装置、電気部品、電気回路などの各
種部品の接続や実装に用いられるバンプを容易に形成す
ることができる複合フィルム、および該フィルムを用い
た転写バンプ形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体産業の発展に伴っ
て、電子機器の薄型化や小型軽量化が進み、半導体装置
を多く用いるデバイスや機器には半導体素子を一定面積
の基板上に高密度に実装することが望まれている。半導
体実装の技術分野では半導体素子に金属突起物（バン
プ）を直接もしくは転写にて形成して接続端子とし、こ
れを用いて実装を行っている。このようなバンプを形成
する方法は、半導体素子以外の各種電気・電子部品にも
応用することによって電子機器への実装密度の向上につ
ながる。

【０００３】しかしながら、一般に半導体素子やその他
の多くの電子部品にバンプを直接形成することは、製造
技術（形成技術）の面から難しく、製造時の歩留り低下
の原因となるものである。一方、バンプを転写法によっ
て形成する、所謂転写バンプ形成方法も提案されている
が、現在行われているＩＴＯガラス上にバンプを形成す
る方法では、製造コストや製造方法、バンプの転写方法
などに種々の制約があり、実用化の点で未だ満足できる
ものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のバ
ンプ形成技術における種々の問題に鑑みてなされたもの
であって、半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に高精度で、しかも容易に接続や接点に用いるバンプを
形成することができるフィルムの提供、およびこのフィ
ルムを用いた転写バンプ形成方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、バンプ
用の低融点金属体を離脱可能な状態で保持する特定形状
の絶縁性フィルムと導電層との複合フィルムを用いるこ
とによって、転写バンプを容易に形成できると共に、転
写後の複合フィルムは低融点金属体を再充填することが
できるので再利用可能となることを見い出し、本発明を
完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は絶縁性フィルムの表裏面に
貫通し、かつ絶縁性フィルムの一方の表面から突出する
ように融点が４５０℃以下の低融点金属体が保持され、
絶縁性フィルムの他方の表面には微小孔を有する導電層
が形成されていることを特徴とする複合フィルム、およ
びこの複合フィルムを被着体としての半導体素子または
電気回路、もしくは電気回路部品上に低融点金属体の突
出部を接触させ、加熱することによって該金属体を被転
写部へ溶融転写することを特徴とする転写バンプ形成方
法を提供するものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の複合フィルムおよびこれを用
いた転写バンプ形成方法の実施例を図面を用いて説明す
る。

【０００８】図１は本発明の複合フィルムを被着体とし
ての外部基板上の電極部に接触させた状態を示す拡大断
面図である。

【０００９】図１から明らかなように、本発明の複合フ
ィルムには絶縁性フィルム１の表裏面に貫通して半田、
鉛、錫、インジウム、またはこれらの合金などからなる
融点が４５０℃以下の低融点金属体３が保持されてお
り、この金属体３は一方の表面（図中、下側）に突出し
ている。また、金属体３は転写時の溶融離脱性の点から
は図示するようにテーパーを有していることが好まし
く、通常、テーパーの程度は絶縁性フィルム１の厚み方
向と金属体３のテーパー方向との角度が２０度以下、望
ましくは５〜１５度程度とする。低融点金属体３は絶縁
性フィルム１の表面から突出していれば、その突出形状
は特に限定されないが、被着体としての電気回路や電気
回路部品への確実な接合、転写のためには図示するよう
なマッシュルーム形状とすることが好ましい。また、突
出高さは通常、５〜２００μｍ程度である。

【００１０】さらに、本発明の複合フィルムは上記絶縁
性フィルム１の他面側に微小孔を有する導電層２が形成
されている。微小孔は図示するように、少なくとも低融
点金属体３が接する部分に形成されておく必要があり、
この部分の微小孔にも低融点金属体３が充填されている
ことが低融点金属体３の保持性の点から好ましい。導電
層２は後述するような製造工程での電気メッキにおいて
電極（陰極）となるように導電性を有するものであれば
特に限定されず、銅やニッケル、鉄などの金属から厚み
５〜５０μｍ程度の層状に形成される。

【００１１】導電層２内の微小孔の大きさは絶縁性フィ
ルム１内に充填する低融点金属体３の底面径よりも小さ
ければよいが、導電層２への金属体の充填性などの点か
らは２〜５０μｍ程度の大きさで穿孔処理を施せばよ
い。また、微小孔の形状は円形や矩形など任意形状で形
成され、図示省略しているが、テーパーを有するように
形成しておくことが好ましい。この場合のテーパー方向
は絶縁性フィルム１内のテーパー方向と逆方向に形成し
ておくことが、充填する金属体３が使用前に脱落するこ
とを防止できて望ましいものである。なお、テーパー角
は前記と同様である。

【００１２】絶縁性フィルム１は電気絶縁性を有し、か
つ保持する低融点金属体３が溶融する温度以上の耐熱性
を有するものであり、適度な可撓性を有するものであれ
ばよい。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系
樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチ
レン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹脂、
フッ素系樹脂など熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を問わず
用いることができる。これらの樹脂のうち、転写バンプ
形成の際の位置合わせの容易性の点からは透明性を有す
る樹脂が好ましい。また、優れた耐熱性や機械的強度を
発揮するポリイミド系樹脂を用いることが好ましい。さ
らに、絶縁性フィルム１の厚みは転写形成する金属量
（体積）に応じて任意に選択することができるが、可撓
性の点からは通常、５〜５００μｍ程度とすることが望
ましい。

【００１３】図２は図１に示すように、外部回路５上の
電極部４に本発明の複合フィルムの低融点金属体３の突
出部を接触させ、これを加熱して保持されていた低融点
金属体３を電極部４上に溶融離脱させて転写バンプ１３
を形成した状態を示す拡大断面図である。

【００１４】図示するように電極部４上に低融点金属体
３の突出部を接触させる場合には位置合わせを正確に行
うために、アライメント孔や治具孔を本発明の複合フィ
ルムに設けておくことが好ましい。さらに、被着体とな
る電極部４の表面には低融点金属体３に対して濡れ性が
良好な金などの金属層を形成しておくと、高精度に転写
バンプを形成しておくことができるので好ましい。

【００１５】このようにして被着体としての電極部４に
低融点金属体３を接触させたのち、ホットプレートや加
熱炉などによって本発明の複合フィルムを加熱して、絶
縁性フィルム１内に保持されている金属体３を溶融し、
図２に示すように略球状の転写バンプが被着体（電極部
４）上に形成されるのである。なお、被着体として外部
回路５の代わりに半導体素子を用いても同様である。

【００１６】本発明の複合フィルムは上記のようにして
転写バンプを被着体上に形成することができるので、絶
縁性フィルム１と導電層２との積層体である転写後の複
合フィルムは、再度孔部に低融点金属体を電気メッキな
どの手段によって充填することができ、再利用が可能な
ものである。

【００１７】図３は本発明の複合フィルムを得るための
各製造工程を示す断面図である。

【００１８】まず、図３（Ａ）のような銅箔や銅板など
からなる導電層２の上に絶縁性フィルム１を設けた積層
フィルムの導電層２表面に任意のフォトレジスト層６を
形成する。

【００１９】次に、図３（Ｂ）に示すように、フォトレ
ジスト層６に所望の孔パターンを有するフォトマスクを
介してレジスト層を露光し、レジスト層６に孔パターン
を形成する。形成された孔パターンの底部に露出する導
電層２を化学エッチングなどの方法によってパターニン
グして導電層２に微小孔を形成する。

【００２０】次いで、レジスト層６を剥離したのち絶縁
性フィルム１側から絶縁性フィルム１に、機械的加工や
レーザー加工、光加工、化学エッチングなどによって図
３（Ｃ）に示すような導電層２に達する孔部を形成す
る。この孔部が低融点金属体の保持部となるのである。
孔部の形成方法としては、微細加工性や加工形状の自由
度、加工精度などの点からエキシマレーザーの如き紫外
線レーザーを用いることが好ましいものである。

【００２１】上記のようにして孔部を形成したのち、図
３（Ｄ）に示すように、導電層２側の表面にメッキレジ
スト層１６を形成し、導電層２を陰極として電解メッキ
を施すことによって、図３（Ｅ）に示すように孔部に低
融点金属体３をメッキ充填するのである。このときのメ
ッキ処理は充填される金属体３が絶縁性フィルム１の表
面から突出するまでメッキ時間を調整して行う。金属体
３の突出形状や大きさには転写形成するバンプ形状や被
着体の電極部の大きさによって適宜設定することができ
るが、突出高さは孔部形状が円形の場合は、製造精度な
どの点から孔部半径の約５倍までとすることが好まし
い。

【００２２】最後にメッキレジスト層１６を除去して図
１に示す本発明の複合フィルムを得ることができる。こ
ののち、前記したアライメント孔や治具孔を機械加工や
レーザー加工、光加工、化学エッチング加工などによっ
て設けてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の複合フィルムは、
所望の大きさでバンプ用の低融点金属体を離脱可能に保
持しているので、高密度な電気部品や電気回路などに精
度よく、しかも容易にバンプを転写形成することができ
る。従って、従来の半導体装置自体にバンプ電極を形成
して接続を行うようなバンプコネクター方式と比べて、
半導体装置などの製造効率がよく、製品の歩留りや生産
性が向上するものである。

【００２４】また、保持する低融点金属体に接する導電
層には微小孔を形成しているので、被着体への溶融転写
時に該微小孔が所謂、空気抜き的な作用をするので、離
脱が容易となり、離脱後の複合フィルムは導電層を有す
るので電解メッキによって金属体を再充填できるので再
利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の複合フィルムを被着体としての外部
基板上の電極部に接触させた状態を示す拡大断面図であ
る。

【図２】 図１に示す複合フィルムを用いて被着体に転
写バンプを形成した状態を示す拡大断面図である。

【図３】 本発明の複合フィルムを得るための各製造工
程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性フィルム ２ 導電層 ３ 低融点金属体 ４ 電極部 ５ 外部回路 ６ レジスト

フロントページの続き (72)発明者 杉本 正和 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルムの表裏面に貫通し、かつ
   絶縁性フィルムの一方の表面から突出するように融点が
   ４５０℃以下の低融点金属体が保持され、絶縁性フィル
   ムの他方の表面には微小孔を有する導電層が形成されて
   いることを特徴とする複合フィルム。
2. 【請求項２】 導電層内の微小孔に低融点金属体が充填
   されている請求項１記載の複合フィルム。
3. 【請求項３】 半導体素子または電気回路、もしくは電
   気回路部品上に請求項１記載の複合フィルムにおける低
   融点金属体の突出部を接触させ、加熱することによって
   該金属体を被転写部へ溶融転写することを特徴とする転
   写バンプ形成方法。