JPH0666314B2 - バンプ形成方法及び装置 - Google Patents
バンプ形成方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0666314B2 JPH0666314B2 JP3156122A JP15612291A JPH0666314B2 JP H0666314 B2 JPH0666314 B2 JP H0666314B2 JP 3156122 A JP3156122 A JP 3156122A JP 15612291 A JP15612291 A JP 15612291A JP H0666314 B2 JPH0666314 B2 JP H0666314B2
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- JP
- Japan
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- bump
- chamber
- pad
- molten metal
- pressure
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/002—Soldering by means of induction heating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体チップを基板上
に固着させるバンプを形成する方法及び装置に関する。
に固着させるバンプを形成する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップをダウンフェイスの状態で
基板に取り付け、これと同時に、半導体チップと基板と
の間の電気的接続をも行うフリップチップ方式が、量産
性が高く、接続信頼性が高い方式として知られている。
このようなフリップチップ方式を採用するときには、半
導体チップ及び基板のパッド上に組成及び形状が均一な
多数のハンダバンプを形成する必要があり、このような
ハンダバンプを低コストで能率良く形成する方法が要求
されている。
基板に取り付け、これと同時に、半導体チップと基板と
の間の電気的接続をも行うフリップチップ方式が、量産
性が高く、接続信頼性が高い方式として知られている。
このようなフリップチップ方式を採用するときには、半
導体チップ及び基板のパッド上に組成及び形状が均一な
多数のハンダバンプを形成する必要があり、このような
ハンダバンプを低コストで能率良く形成する方法が要求
されている。
【０００３】ハンダバンプを形成する方法として、電気
鍍金の原理により電解液中にてハンダの成分イオンをパ
ッド上に付着させるプレイテイング法、真空中にてハン
ダの成分原子を蒸発させてパッド上に付着させる蒸着
法、ワイヤボンデイングに類似した方法を用いてハンダ
線をパッドに融着せた後にこれを切断する融着法、等が
知られているが、上記要求を満足させるものではなかっ
た。
鍍金の原理により電解液中にてハンダの成分イオンをパ
ッド上に付着させるプレイテイング法、真空中にてハン
ダの成分原子を蒸発させてパッド上に付着させる蒸着
法、ワイヤボンデイングに類似した方法を用いてハンダ
線をパッドに融着せた後にこれを切断する融着法、等が
知られているが、上記要求を満足させるものではなかっ
た。
【０００４】ここに、溶融ハンダを用いることにより組
成が均一なバンプを低コストで能率良く形成できる方法
として滴下法が知られている（特開昭６０−２４０１４
２号公報）。この滴下法は、図６に示すように、ヒータ
６１を備えた容器６２内でハンダ６３を溶融させ、この
溶融ハンダをピエゾ素子６４による制御の下に容器の底
に設けたノズル６６から滴下させ、配線基板６８上にハ
ンダバンプ６９を形成するものである。
成が均一なバンプを低コストで能率良く形成できる方法
として滴下法が知られている（特開昭６０−２４０１４
２号公報）。この滴下法は、図６に示すように、ヒータ
６１を備えた容器６２内でハンダ６３を溶融させ、この
溶融ハンダをピエゾ素子６４による制御の下に容器の底
に設けたノズル６６から滴下させ、配線基板６８上にハ
ンダバンプ６９を形成するものである。
【０００５】しかしながら、滴下法にあっては、溶融ハ
ンダ滴をノズルから基板上へ落下させるため、この溶融
ハンダ滴に加速度が付与され、基板上に形成されるバン
プが比較的面積の大きい平たい形状のものとなってしま
う。高密度化が図られて接続するパッド数が多くなる
と、バンプは接続に必要な体積を確保しつつ微小な面積
で（すなわち、バンプが比較的高さを持った形状）基板
上に形成すること、あるいは、パッドからはみ出すこと
なく形成することが、バンプによる接続固着を確実に行
うために要求されるが、上記滴下法にあってはこの要求
を満足させることが困難であった。
ンダ滴をノズルから基板上へ落下させるため、この溶融
ハンダ滴に加速度が付与され、基板上に形成されるバン
プが比較的面積の大きい平たい形状のものとなってしま
う。高密度化が図られて接続するパッド数が多くなる
と、バンプは接続に必要な体積を確保しつつ微小な面積
で（すなわち、バンプが比較的高さを持った形状）基板
上に形成すること、あるいは、パッドからはみ出すこと
なく形成することが、バンプによる接続固着を確実に行
うために要求されるが、上記滴下法にあってはこの要求
を満足させることが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したいずれの従来
の方法にあっても、フリップチップ方式における要求を
十分に満たすバンプを低コストで能率良く形成すること
ができなかった。
の方法にあっても、フリップチップ方式における要求を
十分に満たすバンプを低コストで能率良く形成すること
ができなかった。
【０００７】この発明は、上記従来の事情に鑑みなされ
たなされたもので、組成及び形状が均一なバンプを形成
する必要があり、また、半導体チップの高密度化に伴っ
てバンプを十分な体積を有しつつ微小化する必要があ
り、のようなバンプを低コストで能率良く形成する方法
及び装置を提供し、上記課題を解決することを目的とす
る。
たなされたもので、組成及び形状が均一なバンプを形成
する必要があり、また、半導体チップの高密度化に伴っ
てバンプを十分な体積を有しつつ微小化する必要があ
り、のようなバンプを低コストで能率良く形成する方法
及び装置を提供し、上記課題を解決することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係るバンプ形成方法では、微小孔をバン
プを設ける対象物上のパッドに接近させて設置し、溶融
した金属を加圧することにより前記微小孔から押し出し
て前記パッド上に付着させた後、前記加圧力を除去する
ことにより前記微小孔から押し出されて前記パッド上に
付着した溶融金属を自らの表面張力で分断させてバンプ
を形成する。尚、前記加圧力の除去とともに、積極的に
負圧を加えて溶融金属を微小孔内に吸引させるようにし
てもよい。また、負圧はこのように積極的に溶融金属を
吸引する程に大きなものではなく、通常状態（バンプ形
成作動時でない状態）において溶融金属が微小孔からた
れ落ちるのを防止できる程度のものであってもよい。よ
り具体的には、形成するバンプに対応した大きさの微小
開孔を底部に有するチャンバを、該微小開孔がバンプを
設ける対象物上のパッドに所定の隙間をもって対向する
ように設置し、 前記チャンバ内に収容したハンダ等の
金属を加熱して溶融させ、前記チャンバ内の溶融した金
属を加圧することにより前記微小開孔から押し出して前
記パッド上に付着させた後、前記チャンバ内に加えた圧
力を除去することにより前記微小開孔から押し出されて
前記パッド上に付着した溶融金属を自らの表面張力で前
記チャンバ内の溶融金属から分断させてバンプを形成す
る。
め、この発明に係るバンプ形成方法では、微小孔をバン
プを設ける対象物上のパッドに接近させて設置し、溶融
した金属を加圧することにより前記微小孔から押し出し
て前記パッド上に付着させた後、前記加圧力を除去する
ことにより前記微小孔から押し出されて前記パッド上に
付着した溶融金属を自らの表面張力で分断させてバンプ
を形成する。尚、前記加圧力の除去とともに、積極的に
負圧を加えて溶融金属を微小孔内に吸引させるようにし
てもよい。また、負圧はこのように積極的に溶融金属を
吸引する程に大きなものではなく、通常状態（バンプ形
成作動時でない状態）において溶融金属が微小孔からた
れ落ちるのを防止できる程度のものであってもよい。よ
り具体的には、形成するバンプに対応した大きさの微小
開孔を底部に有するチャンバを、該微小開孔がバンプを
設ける対象物上のパッドに所定の隙間をもって対向する
ように設置し、 前記チャンバ内に収容したハンダ等の
金属を加熱して溶融させ、前記チャンバ内の溶融した金
属を加圧することにより前記微小開孔から押し出して前
記パッド上に付着させた後、前記チャンバ内に加えた圧
力を除去することにより前記微小開孔から押し出されて
前記パッド上に付着した溶融金属を自らの表面張力で前
記チャンバ内の溶融金属から分断させてバンプを形成す
る。
【０００９】この発明では、溶融金属（溶融ハンダ）を
用いることにより組成が均一なバンプを低コストで能率
良く形成し、微小開孔から押し出した溶融金属をパッド
に付着させてから自らの表面張力で分断させることによ
り、比較的高さをもった形状に形成している。
用いることにより組成が均一なバンプを低コストで能率
良く形成し、微小開孔から押し出した溶融金属をパッド
に付着させてから自らの表面張力で分断させることによ
り、比較的高さをもった形状に形成している。
【００１０】ここで、この発明を実施するに際して前記
微小開孔から溶融した金属を押し出すために加える圧力
Ｐは、溶融金属の表面張力をＴ、前記微小開孔の直径を
Ｄ1、前記チャンバの外側の底面と前記対象物との間隔
をＨ2、とすると、 ４Ｔ／Ｄ1 ＜ Ｐ ＜ ２Ｔ（１／Ｈ2 ＋ １／(Ｄ1＋Ｈ2)） の範囲であることが好ましく、この条件を満たす限り
はバンプはパッド上からはみ出すことなく形成される。
微小開孔から溶融した金属を押し出すために加える圧力
Ｐは、溶融金属の表面張力をＴ、前記微小開孔の直径を
Ｄ1、前記チャンバの外側の底面と前記対象物との間隔
をＨ2、とすると、 ４Ｔ／Ｄ1 ＜ Ｐ ＜ ２Ｔ（１／Ｈ2 ＋ １／(Ｄ1＋Ｈ2)） の範囲であることが好ましく、この条件を満たす限り
はバンプはパッド上からはみ出すことなく形成される。
【００１１】また、バンプ形成装置を、形成するバンプ
に対応した大きさの微小開孔を底部に有し、該微小開孔
がバンプを設ける対象物上のパッドに所定の隙間をもっ
て対向するように設置されるチャンバと、前記チャンバ
内に収容した金属を加熱して溶融させる加熱手段と、前
記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧
力調整手段を制御して、前記チャンバ内の溶融した金属
を加圧することにより前記微小開孔から押し出して前記
パッド上に付着させ、前記チャンバ内に加えた圧力を除
去することにより前記微小開孔から押し出されて前記パ
ッド上に付着した溶融金属を自らの表面張力で前記チャ
ンバ内の溶融金属から分断させる制御手段と、を有する
構成として、上記形成方法を実現する。
に対応した大きさの微小開孔を底部に有し、該微小開孔
がバンプを設ける対象物上のパッドに所定の隙間をもっ
て対向するように設置されるチャンバと、前記チャンバ
内に収容した金属を加熱して溶融させる加熱手段と、前
記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧
力調整手段を制御して、前記チャンバ内の溶融した金属
を加圧することにより前記微小開孔から押し出して前記
パッド上に付着させ、前記チャンバ内に加えた圧力を除
去することにより前記微小開孔から押し出されて前記パ
ッド上に付着した溶融金属を自らの表面張力で前記チャ
ンバ内の溶融金属から分断させる制御手段と、を有する
構成として、上記形成方法を実現する。
【００１２】
【実施例】この発明を、添付図面に示した実施例に基づ
いて具体的に説明する。図１にはハンダバンプを形成す
る装置の一例を示し、図２〜図５には図１中のＡ部を拡
大してバンプが形成される過程を順次示してある。
いて具体的に説明する。図１にはハンダバンプを形成す
る装置の一例を示し、図２〜図５には図１中のＡ部を拡
大してバンプが形成される過程を順次示してある。
【００１３】まず、バンプ形成装置を説明する。チャン
バ１はハンダの融点温度以上に耐えられる耐熱材料から
成り、上部には圧力通路２を、底部には微小開孔３が穿
設されたマスク板４を有している。
バ１はハンダの融点温度以上に耐えられる耐熱材料から
成り、上部には圧力通路２を、底部には微小開孔３が穿
設されたマスク板４を有している。
【００１４】圧力通路２には導管５を介して圧力調整手
段６が接続されている。この圧力調整手段６は圧力源と
切換弁とを有しており、切換弁の操作によりチャンバ１
内の圧力を圧力源によって加圧しあるいは大気に開放す
ることができる。
段６が接続されている。この圧力調整手段６は圧力源と
切換弁とを有しており、切換弁の操作によりチャンバ１
内の圧力を圧力源によって加圧しあるいは大気に開放す
ることができる。
【００１５】上記微小開孔３は形成するハンダバンプに
対応した大きさを有している。尚、微小開孔３の個数は
任意であるが、バンプを形成する基板１１上のパッド１
２の個数と同じ数の微小開孔３をこれらパッドに対応し
た位置関係で設けておけば、必要な全てのバンプを一度
に形成することができてより能率的である。
対応した大きさを有している。尚、微小開孔３の個数は
任意であるが、バンプを形成する基板１１上のパッド１
２の個数と同じ数の微小開孔３をこれらパッドに対応し
た位置関係で設けておけば、必要な全てのバンプを一度
に形成することができてより能率的である。
【００１６】チャンバ１の周囲には加熱手段としてのヒ
ータ７が付設されており、チャンバ１の中に収容したハ
ンダ８を加熱して溶融させることができる。尚、チャン
バ１内には測温体９が挿入されており、この測温体９で
溶融したハンダ８の温度を測定している。
ータ７が付設されており、チャンバ１の中に収容したハ
ンダ８を加熱して溶融させることができる。尚、チャン
バ１内には測温体９が挿入されており、この測温体９で
溶融したハンダ８の温度を測定している。
【００１７】上記した圧力調整手段６、加熱ヒータ７及
び測温体９は制御装置１０に接続されており、この制御
装置１０によってチャンバ１内の圧力及びハンダ８の溶
融温度が制御される。
び測温体９は制御装置１０に接続されており、この制御
装置１０によってチャンバ１内の圧力及びハンダ８の溶
融温度が制御される。
【００１８】尚、図１中の１３は基板１１とマスク板４
との間隔を規定するスペーサであり、この実施例ではマ
スク板４に取り付けてあるが、バンプ形成作業時に別途
用意したスペーサ１３を両者の間に介装するようにして
もよい。また、図１中の１４はフラックスであり、必要
に応じて基板１１上に塗布される。
との間隔を規定するスペーサであり、この実施例ではマ
スク板４に取り付けてあるが、バンプ形成作業時に別途
用意したスペーサ１３を両者の間に介装するようにして
もよい。また、図１中の１４はフラックスであり、必要
に応じて基板１１上に塗布される。
【００１９】次いで、パッド１２上へのハンダバンプ１
８の形成を図２〜図５を参照して説明する。まず、ヒー
タ７で加熱することにより、チャンバ１内に収容したハ
ンダ８を溶融させる。ここに、加熱により生ずるチャン
バ１内の圧力を圧力通路２から逃がすように、圧力調整
手段６の弁を開けることによって圧力通路２は大気へ開
放した状態としておく。また、図中では微小開孔３は誇
張して示してあるが、この微小開孔３は溶融したハンダ
８が通常の状態では流れ出ないような大きさの開孔であ
り、図２に示すように溶融ハンダ８はチャンバ１内に保
持される。
８の形成を図２〜図５を参照して説明する。まず、ヒー
タ７で加熱することにより、チャンバ１内に収容したハ
ンダ８を溶融させる。ここに、加熱により生ずるチャン
バ１内の圧力を圧力通路２から逃がすように、圧力調整
手段６の弁を開けることによって圧力通路２は大気へ開
放した状態としておく。また、図中では微小開孔３は誇
張して示してあるが、この微小開孔３は溶融したハンダ
８が通常の状態では流れ出ないような大きさの開孔であ
り、図２に示すように溶融ハンダ８はチャンバ１内に保
持される。
【００２０】一方、チャンバ１をスペーサ１３により規
定される所定の隙間をもって基板１１上に載せ、微小開
孔３をパッド１２に位置合わせして対向させる。また、
このときに、必要とされるフラックス１４も塗布してお
く。このようにフラックスを塗布しておけば、後にフリ
ップチップ方式により半導体チップをボンデイングする
ときに作業工程を簡略にすることができる。
定される所定の隙間をもって基板１１上に載せ、微小開
孔３をパッド１２に位置合わせして対向させる。また、
このときに、必要とされるフラックス１４も塗布してお
く。このようにフラックスを塗布しておけば、後にフリ
ップチップ方式により半導体チップをボンデイングする
ときに作業工程を簡略にすることができる。
【００２１】次いで、圧力調整手段６の弁を閉めてチャ
ンバ１内を気密にした状態で、所定の圧力Ｐを圧力調整
手段６から圧力通路２を通してチャンバ１内に供給す
る。この圧力の供給によって、チャンバ１内の溶融ハン
ダ８は微小開孔３から押し出されてパッド１２に付着す
る。このとき、押し出し圧力Ｐと溶融ハンダ８の表面張
力との釣り合いにより、図３に示すように、押し出され
た溶融ハンダ８は側方へ膨らんだ状態でパッド１２上に
付着する。ここに、ハンダに対して濡れ性をもつパッド
（例えば、銅、ニッケル、金等）に対してバンプを形成
する場合、圧力Ｐは、溶融ハンダ８の表面張力をＴ、微
小開孔３を直径Ｄ1の円孔、チャンバ１の外側の底面と
基板１１との間隔をＨ2、とすると、ラプラスの式によ
る近似から、 ４Ｔ／Ｄ1 ＜ Ｐ ＜ ２Ｔ（１／Ｈ2 ＋ １／(Ｄ1＋Ｈ2)） の範囲、すなわち、表面張力に打ち勝って微小開孔から
溶融ハンダを押し出すために必要な圧力（左項）と溶融
ハンダが表面張力により球状を保つ圧力（右項）との間
に設定すればよい。
ンバ１内を気密にした状態で、所定の圧力Ｐを圧力調整
手段６から圧力通路２を通してチャンバ１内に供給す
る。この圧力の供給によって、チャンバ１内の溶融ハン
ダ８は微小開孔３から押し出されてパッド１２に付着す
る。このとき、押し出し圧力Ｐと溶融ハンダ８の表面張
力との釣り合いにより、図３に示すように、押し出され
た溶融ハンダ８は側方へ膨らんだ状態でパッド１２上に
付着する。ここに、ハンダに対して濡れ性をもつパッド
（例えば、銅、ニッケル、金等）に対してバンプを形成
する場合、圧力Ｐは、溶融ハンダ８の表面張力をＴ、微
小開孔３を直径Ｄ1の円孔、チャンバ１の外側の底面と
基板１１との間隔をＨ2、とすると、ラプラスの式によ
る近似から、 ４Ｔ／Ｄ1 ＜ Ｐ ＜ ２Ｔ（１／Ｈ2 ＋ １／(Ｄ1＋Ｈ2)） の範囲、すなわち、表面張力に打ち勝って微小開孔から
溶融ハンダを押し出すために必要な圧力（左項）と溶融
ハンダが表面張力により球状を保つ圧力（右項）との間
に設定すればよい。
【００２２】次いで、圧力調整手段６により、上記圧力
Ｐの供給を停止するとともに弁を開けて圧力Ｐを除去
し、チャンバ１内の圧力を減圧させて大気圧とする。こ
の結果、パッド１２に付着した溶融ハンダ８は、図４に
示すように、自らの表面張力によりチャンバ１内へ戻る
とともに形状が絞られ、遂には、図５に示すように、分
断されてパッド１２上に半球状のハンダバンプ１８を形
作る。ここに、形成されるバンプ１８の体積Ｖは、チャ
ンバ１の内側の底面とパッド１２との間隔をＨ1、微小
開孔３を直径Ｄ1の円孔、パッド１２を直径Ｄ2の円形、
Ｋ(Ｄ1、Ｄ2)をＤ1、Ｄ2による補正定数とすると、 Ｖ＝Ｋ(Ｄ1、Ｄ2)｛π／１２ × Ｈ1Ｄ23/Ｄ1＋Ｄ2)｝ で近似され、これらＨ1、Ｄ1、Ｄ2でコントロールでき
る。また、溶融したハンダ８をパッド１２上に付着させ
て、帯条の溶融ハンダを分断させることによりバンプを
形成しているため、微小開孔３に対向したパッド１２上
に精度よく位置決めされ、滴下させる場合に比べて溶融
ハンダに過剰に側方へ広がる力がかからず、形成される
バンプ１８はプリップチップ方式によるボンデイングに
適した形状となる。
Ｐの供給を停止するとともに弁を開けて圧力Ｐを除去
し、チャンバ１内の圧力を減圧させて大気圧とする。こ
の結果、パッド１２に付着した溶融ハンダ８は、図４に
示すように、自らの表面張力によりチャンバ１内へ戻る
とともに形状が絞られ、遂には、図５に示すように、分
断されてパッド１２上に半球状のハンダバンプ１８を形
作る。ここに、形成されるバンプ１８の体積Ｖは、チャ
ンバ１の内側の底面とパッド１２との間隔をＨ1、微小
開孔３を直径Ｄ1の円孔、パッド１２を直径Ｄ2の円形、
Ｋ(Ｄ1、Ｄ2)をＤ1、Ｄ2による補正定数とすると、 Ｖ＝Ｋ(Ｄ1、Ｄ2)｛π／１２ × Ｈ1Ｄ23/Ｄ1＋Ｄ2)｝ で近似され、これらＨ1、Ｄ1、Ｄ2でコントロールでき
る。また、溶融したハンダ８をパッド１２上に付着させ
て、帯条の溶融ハンダを分断させることによりバンプを
形成しているため、微小開孔３に対向したパッド１２上
に精度よく位置決めされ、滴下させる場合に比べて溶融
ハンダに過剰に側方へ広がる力がかからず、形成される
バンプ１８はプリップチップ方式によるボンデイングに
適した形状となる。
【００２３】尚、重量比で６３:３７の鉛と錫とで組成
されたハンダ８を２００℃〜２３０℃で溶融させた条件
下で、この発明によるバンプ形成で重要なパラメータと
なる、微小開孔３の直径Ｄ1、パッド１２の直径Ｄ2、チ
ャンバ１の内側の底面とパッド１２との間隔Ｈ1、チャ
ンバ１の外側の底面と基板１１との間隔Ｈ2、溶融ハン
ダ８を微小開孔３から押し出すのに加える圧力Ｐの実用
上好ましい範囲は、Ｄ1が０．０６mm〜０．２mm、Ｄ2が
０．１mm〜０．２mm 、Ｈ1が０．０５mm〜０．２mm、Ｈ
２が０．０１５mm〜０．０２５mm、Ｐが大気圧との差で
０．２４kgf/cm2〜０．３kgf/cm2である。
されたハンダ８を２００℃〜２３０℃で溶融させた条件
下で、この発明によるバンプ形成で重要なパラメータと
なる、微小開孔３の直径Ｄ1、パッド１２の直径Ｄ2、チ
ャンバ１の内側の底面とパッド１２との間隔Ｈ1、チャ
ンバ１の外側の底面と基板１１との間隔Ｈ2、溶融ハン
ダ８を微小開孔３から押し出すのに加える圧力Ｐの実用
上好ましい範囲は、Ｄ1が０．０６mm〜０．２mm、Ｄ2が
０．１mm〜０．２mm 、Ｈ1が０．０５mm〜０．２mm、Ｈ
２が０．０１５mm〜０．０２５mm、Ｐが大気圧との差で
０．２４kgf/cm2〜０．３kgf/cm2である。
【００２４】上記実施例では、バンプをハンダで形成し
たが、他の金属でバンプを形成する場合にも本発明は応
用することができる。また、対象物としては半導体チッ
プ側のパッドにバンプを形成する場合にも本発明を用い
ることができる。また、溶融した金属を分断させる際に
は、加圧力を除去して大気圧状態とするばかりではな
く、チャンバ内を積極的に負圧状態として微小開孔３内
に溶融金属８を吸引するようにしてもよく、このように
すれば上記した間隔Ｈ１等をあまり厳密に設定せずとも
溶融金属の確実な分断を期待することができる。更に、
この負圧を上記のような作用を奏する程に大きなものと
しなくてもよく、このような負圧をチャンバ１内に加え
るだけでも、微小開孔３の直径を比較的大きく設定した
ような場合に、通常状態（バンプ形成作動時でない状
態）において溶融金属が微小開孔からたれ落ちるのを防
止できる。
たが、他の金属でバンプを形成する場合にも本発明は応
用することができる。また、対象物としては半導体チッ
プ側のパッドにバンプを形成する場合にも本発明を用い
ることができる。また、溶融した金属を分断させる際に
は、加圧力を除去して大気圧状態とするばかりではな
く、チャンバ内を積極的に負圧状態として微小開孔３内
に溶融金属８を吸引するようにしてもよく、このように
すれば上記した間隔Ｈ１等をあまり厳密に設定せずとも
溶融金属の確実な分断を期待することができる。更に、
この負圧を上記のような作用を奏する程に大きなものと
しなくてもよく、このような負圧をチャンバ１内に加え
るだけでも、微小開孔３の直径を比較的大きく設定した
ような場合に、通常状態（バンプ形成作動時でない状
態）において溶融金属が微小開孔からたれ落ちるのを防
止できる。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、パッド上に組成が均
一で十分な体積を有し、しかもパッド上に極めて精度よ
く位置決めされた微小なバンプを低コストにして能率的
に形成することができる。そして、このように形成され
たバンプは、フリップチップ方式のボンデイングに適し
た形状であり、半導体チップと基板とのボンデイングの
信頼性を向上することができる。
一で十分な体積を有し、しかもパッド上に極めて精度よ
く位置決めされた微小なバンプを低コストにして能率的
に形成することができる。そして、このように形成され
たバンプは、フリップチップ方式のボンデイングに適し
た形状であり、半導体チップと基板とのボンデイングの
信頼性を向上することができる。
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係るバンプ形成装置の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例に係るバンプ形成方法を説明
する図１中のＡ部の拡大図である。
する図１中のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の一実施例に係るバンプ形成方法を説明
する図１中のＡ部の拡大図である。
する図１中のＡ部の拡大図である。
【図４】本発明の一実施例に係るバンプ形成方法を説明
する図１中のＡ部の拡大図である。
する図１中のＡ部の拡大図である。
【図５】本発明の一実施例に係るバンプ形成方法を説明
する図１中のＡ部の拡大図である。
する図１中のＡ部の拡大図である。
【図６】従来のバンプ形成装置の断面図である。
１ チャンバ ３ 微小開孔 ６ 圧力調整手段 ７ 加熱ヒータ ８ 溶融ハンダ １０ 制御装置 １１ 基板 １２ パッド １３ スペーサ
Claims (5)
- 【請求項１】半導体チップを基板上に固着させるバンプ
を形成する方法であって、微小孔をバンプを設ける対象
物上のパッドに接近させて設置し、溶融した金属を加圧
することにより前記微小孔から押し出して前記パッド上
に付着させた後、前記加圧力を除去することにより前記
微小孔から押し出されて前記パッド上に付着した溶融金
属を自らの表面張力で分断させてバンプを形成すること
を特徴とするバンプ形成方法。 - 【請求項２】前記溶融した金属を加圧することにより前
記微小孔から押し出して前記パッド上に付着させた後、
前記加圧力を除去するとともに負圧を加えることにより
前記溶融金属を前記微小孔内に吸引し、前記微小孔から
押し出されて前記パッド上に付着した溶融金属を自らの
表面張力で分断させてバンプを形成することを特徴とす
る請求項１に記載のバンプ形成方法。 - 【請求項３】半導体チップを基板上に固着させるバンプ
を形成する方法であって、形成するバンプに対応した大
きさの微小開孔を底部に有するチャンバを、該微小開孔
がバンプを設ける対象物上のパッドに所定の隙間をもっ
て対向するように設置し、前記チャンバ内に収容した金
属を加熱して溶融させ、前記チャンバ内の溶融した金属
を加圧することにより前記微小開孔から押し出して前記
パッド上に付着させた後、前記チャンバ内に加えた圧力
を除去することにより前記微小開孔から押し出されて前
記パッド上に付着した溶融金属を自らの表面張力で前記
チャンバ内の溶融金属から分断させてバンプを形成する
ことを特徴とするバンプ形成方法。 - 【請求項４】前記微小開孔から溶融した金属を押し出す
ために加える圧力Ｐは、溶融金属の表面張力をＴ、前記
微小開孔の直径をＤ1、前記チャンバの外側の底面と前
記対象物との間隔をＨ2、とすると、 ４Ｔ／Ｄ1 ＜ Ｐ ＜ ２Ｔ（１／Ｈ2 ＋ １／(Ｄ1＋Ｈ2)） の範囲であることを特徴とする請求項３に記載のバン
プ形成方法。 - 【請求項５】半導体チップを基板上に固着させるバンプ
を形成する装置であって、形成するバンプに対応した大
きさの微小開孔を底部に有し、該微小開孔がバンプを設
ける対象物上のパッドに所定の隙間をもって対向するよ
うに設置されるチャンバと、前記チャンバ内に収容した
金属を加熱して溶融させる加熱手段と、前記チャンバ内
の圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧力調整手段を
制御して、前記チャンバ内の溶融した金属を加圧するこ
とにより前記微小開孔から押し出して前記パッド上に付
着させ、前記チャンバ内に加えた圧力を除去することに
より前記微小開孔から押し出されて前記パッド上に付着
した溶融金属を自らの表面張力で前記チャンバ内の溶融
金属から分断させる制御手段と、を有することを特徴と
するバンプ形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156122A JPH0666314B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | バンプ形成方法及び装置 |
| US07/840,433 US5238176A (en) | 1991-05-31 | 1992-02-24 | Method and apparatus for forming bump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156122A JPH0666314B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | バンプ形成方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354135A JPH04354135A (ja) | 1992-12-08 |
| JPH0666314B2 true JPH0666314B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=15620806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156122A Expired - Lifetime JPH0666314B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | バンプ形成方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5238176A (ja) |
| JP (1) | JPH0666314B2 (ja) |
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| JP3583462B2 (ja) * | 1993-04-05 | 2004-11-04 | フォード モーター カンパニー | 電子成分のための微小はんだ付け装置および方法 |
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| JP3307777B2 (ja) * | 1994-07-07 | 2002-07-24 | 栄修 永田 | ハンダ付け方法および装置 |
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| US5746368A (en) * | 1996-05-15 | 1998-05-05 | Ford Motor Company | Molten solder dispensing system |
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| US5808853A (en) * | 1996-10-31 | 1998-09-15 | International Business Machines Corporation | Capacitor with multi-level interconnection technology |
| US5729896A (en) * | 1996-10-31 | 1998-03-24 | International Business Machines Corporation | Method for attaching a flip chip on flexible circuit carrier using chip with metallic cap on solder |
| JP4255161B2 (ja) * | 1998-04-10 | 2009-04-15 | 株式会社野田スクリーン | 半田バンプ形成装置 |
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| KR100923249B1 (ko) * | 2007-12-21 | 2009-10-27 | 세크론 주식회사 | 템플릿의 캐버티들에 용융된 솔더를 주입하는 방법 및 이를수행하기 위한 장치 |
| US20100021622A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | National Chiao Tung University | Apparatus and method for forming multilayer polymer thin film |
| KR20130059761A (ko) * | 2011-11-29 | 2013-06-07 | 삼성전기주식회사 | 솔더범프 형성장치 및 이를 구비하는 솔더링 설비 |
| KR20130059760A (ko) * | 2011-11-29 | 2013-06-07 | 삼성전기주식회사 | 솔더범프 형성장치 및 이를 구비하는 솔더링 설비 |
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|---|---|---|---|---|
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| US3810779A (en) * | 1971-06-07 | 1974-05-14 | Bio Medical Sciences Inc | Method and apparatus for depositing precisely metered quantities of liquid on a surface |
| JPH0471293A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Cmk Corp | プリント配線板におけるスルーホール等への導電性物質等の充填方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3156122A patent/JPH0666314B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-24 US US07/840,433 patent/US5238176A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5238176A (en) | 1993-08-24 |
| JPH04354135A (ja) | 1992-12-08 |
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