JPH07193068A - フリップチップバンプ及びその製造方法 - Google Patents
フリップチップバンプ及びその製造方法Info
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- JPH07193068A JPH07193068A JP5329370A JP32937093A JPH07193068A JP H07193068 A JPH07193068 A JP H07193068A JP 5329370 A JP5329370 A JP 5329370A JP 32937093 A JP32937093 A JP 32937093A JP H07193068 A JPH07193068 A JP H07193068A
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- bump
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- 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
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- 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
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】α線放射元素の発生や打ち抜き時のバンプの潰
れ等のないLSIチップの外部接続用のバンプを提供す
る。 【構成】ハンダメッキ層2によってコーティングされた
ベース基材1を、打ち抜きポンチ3にて打ち抜き、転写
用シート4上に多層バンプ5を形成する。これをフラッ
クス7等を用いてLSIチップ6に接着する。ここで、
ベース基材1はCu,Au等を用いることができ、又多
層金属のベース材を用いることも可能である。
れ等のないLSIチップの外部接続用のバンプを提供す
る。 【構成】ハンダメッキ層2によってコーティングされた
ベース基材1を、打ち抜きポンチ3にて打ち抜き、転写
用シート4上に多層バンプ5を形成する。これをフラッ
クス7等を用いてLSIチップ6に接着する。ここで、
ベース基材1はCu,Au等を用いることができ、又多
層金属のベース材を用いることも可能である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ,交換
機,家電製品等様々な分野のLSIチップが搭載される
システムにおけるLSIチップの外部接続用電極に関す
る。
機,家電製品等様々な分野のLSIチップが搭載される
システムにおけるLSIチップの外部接続用電極に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のLSI技術の急速な進歩より、コ
ンピュータや通信機等その性能が著しく向上している。
これらのシステムに利用されるLSIチップのロジック
系は非常に処理能力が優れいるものを使用し、また、メ
モリーも大容量のものが使用されている。このような高
性能のLSIチップの性能を如何なく発揮させるために
その接続方法が大きな重要課題となっている。LSIの
接続に要求されているトレンドとしては、高速信号伝送
を可能にするために接続長の短縮化、電子機器の軽薄短
小化よりLSIチップ搭載体積の縮小化等がある。これ
らの要求を満たすための接続法としては、図5に示すよ
うな構造で特開昭61−141155号公報に開示され
ているフリップチップ接続法がある。これはLSIチッ
プ6の電極部に、メッキや蒸着等を使用してハンダバン
プ11を形成して基板12に搭載する方法であり、LS
Iチップ6の電極上にハンダとの接合メタル層を形成す
る必要がある。又、ハンダシートをポンチで打ち抜き、
バンプを形成する方法も知られている。
ンピュータや通信機等その性能が著しく向上している。
これらのシステムに利用されるLSIチップのロジック
系は非常に処理能力が優れいるものを使用し、また、メ
モリーも大容量のものが使用されている。このような高
性能のLSIチップの性能を如何なく発揮させるために
その接続方法が大きな重要課題となっている。LSIの
接続に要求されているトレンドとしては、高速信号伝送
を可能にするために接続長の短縮化、電子機器の軽薄短
小化よりLSIチップ搭載体積の縮小化等がある。これ
らの要求を満たすための接続法としては、図5に示すよ
うな構造で特開昭61−141155号公報に開示され
ているフリップチップ接続法がある。これはLSIチッ
プ6の電極部に、メッキや蒸着等を使用してハンダバン
プ11を形成して基板12に搭載する方法であり、LS
Iチップ6の電極上にハンダとの接合メタル層を形成す
る必要がある。又、ハンダシートをポンチで打ち抜き、
バンプを形成する方法も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭61−
141155号公報に開示された構造体を形成するため
には、フォトリソグラフィー法や複数回のメタライズ工
程を行う必要があり、コストのアップや長時間の製造時
間が必要となる。従って最近ではハンダシートをポンチ
で打ち抜き、バンプを形成する方法が有力視されている
が、ハンダシート中のアルファ線元素がアルファ線を発
生してソフトエラーの誘発の原因となる問題や、ヒート
シンク等の重さによるバンプ潰れや、ハンダシート打ち
抜き時のバンプの変形、ハンダの拡散等による接合不良
等の問題が依然存在している。
141155号公報に開示された構造体を形成するため
には、フォトリソグラフィー法や複数回のメタライズ工
程を行う必要があり、コストのアップや長時間の製造時
間が必要となる。従って最近ではハンダシートをポンチ
で打ち抜き、バンプを形成する方法が有力視されている
が、ハンダシート中のアルファ線元素がアルファ線を発
生してソフトエラーの誘発の原因となる問題や、ヒート
シンク等の重さによるバンプ潰れや、ハンダシート打ち
抜き時のバンプの変形、ハンダの拡散等による接合不良
等の問題が依然存在している。
【0004】本発明は上記の従来法の欠点であるアルフ
ァ線元素混入の低減、バンプ潰れ,変形の低減等を達成
しつつ低コストなフリップチップバンプ及びその製造方
法を提供することにある。
ァ線元素混入の低減、バンプ潰れ,変形の低減等を達成
しつつ低コストなフリップチップバンプ及びその製造方
法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに研究を進めた結果、これらの問題は配線基板や、L
SIチップ等との接着面にハンダメッキ層を有する金属
ベース材よりなるフリップチップを用いることによって
解決されることが明らかになった。又、そのようなバン
プは打ち抜き用のシート材を多層化し、これを打ち抜い
てフリップチップ用バンプを形成できることも明かにな
った。
めに研究を進めた結果、これらの問題は配線基板や、L
SIチップ等との接着面にハンダメッキ層を有する金属
ベース材よりなるフリップチップを用いることによって
解決されることが明らかになった。又、そのようなバン
プは打ち抜き用のシート材を多層化し、これを打ち抜い
てフリップチップ用バンプを形成できることも明かにな
った。
【0006】従来のハンダシート打ち抜き法で得られる
フリップチップバンプは、バルクのハンダ材を使用する
ため、アルファ線放出元素であるウランやトリウムが1
00〜1000ppbレベルで含まれていた。しかし、
電気メッキ等の方法でハンダを析出させれば、アルファ
線放出元素の含有量を0.5ppbレベル程度まで低減
させることができる。よってメッキ析出基材としてC
u,Al,Au等を使用してメッキでハンダを析出させ
たシートを用いれば、アルファ線放出元素の少ないバン
プを形成することができる。しかもCu等のような硬い
金属を用いているのでヒートシンク等の重さでバンプの
潰れたり、又打ち抜き時の変形を防止できる。
フリップチップバンプは、バルクのハンダ材を使用する
ため、アルファ線放出元素であるウランやトリウムが1
00〜1000ppbレベルで含まれていた。しかし、
電気メッキ等の方法でハンダを析出させれば、アルファ
線放出元素の含有量を0.5ppbレベル程度まで低減
させることができる。よってメッキ析出基材としてC
u,Al,Au等を使用してメッキでハンダを析出させ
たシートを用いれば、アルファ線放出元素の少ないバン
プを形成することができる。しかもCu等のような硬い
金属を用いているのでヒートシンク等の重さでバンプの
潰れたり、又打ち抜き時の変形を防止できる。
【0007】さらに、金属ベース基材とハンダメッキ層
との間に接着層及びバリア層が形成されている金属シー
トを用いることもできる。つまり、Cu等の金属ベース
基材に予めNi,Cr,Mo,W,TiW,Au等のバ
リア層をスパッタやメッキ等で形成しておけばハンダの
拡散を防止することもできる。その際に用いる接着金属
材質としてはCr,Ti,Pd,TiW等を用いること
ができる。
との間に接着層及びバリア層が形成されている金属シー
トを用いることもできる。つまり、Cu等の金属ベース
基材に予めNi,Cr,Mo,W,TiW,Au等のバ
リア層をスパッタやメッキ等で形成しておけばハンダの
拡散を防止することもできる。その際に用いる接着金属
材質としてはCr,Ti,Pd,TiW等を用いること
ができる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明
する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 (実施例1)メッキ法を利用して、バンプ用シートを形
成するプロセスを図1に示す。まず、電気伝導性がよく
硬い材料であるCu等を基材1として使用する。この基
材1を電極としてハンダメッキを行うが、その前にCu
表面の酸化物を除去するために酸処理を行う。引き続い
てハンダメッキを行いハンダ層2を形成させる。このハ
ンダ析出量はバンプがLSI電極に接合するための最少
量でよい。これは、ハンダ析出ばらつきを抑えること
と、メッキ時間を短縮することが目的である。尚、この
場合ハンダメッキ析出向上を狙って予めCuメッキを行
っておいても良い。
する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 (実施例1)メッキ法を利用して、バンプ用シートを形
成するプロセスを図1に示す。まず、電気伝導性がよく
硬い材料であるCu等を基材1として使用する。この基
材1を電極としてハンダメッキを行うが、その前にCu
表面の酸化物を除去するために酸処理を行う。引き続い
てハンダメッキを行いハンダ層2を形成させる。このハ
ンダ析出量はバンプがLSI電極に接合するための最少
量でよい。これは、ハンダ析出ばらつきを抑えること
と、メッキ時間を短縮することが目的である。尚、この
場合ハンダメッキ析出向上を狙って予めCuメッキを行
っておいても良い。
【0009】このようにして形成した多層バンプシート
を、図2に示すように打ち抜きポンチ3を使用して転写
用シート4へ多層バンプ5として打ち抜く。従来はハン
ダシートのみであったので打ち抜く際にバンプの変形等
が起こっていたが、Cuのように硬い金属をベースにす
れば改善できる。尚、基材として使用するCu板等の厚
さは10〜1,000μmのものを用いる。引き続い
て、転写シート上の多層バンプ5をLSIチップ6へフ
ラックス7等を利用して、加熱することにより溶融転写
を行い、フリップチップ7を形成する。 (実施例2)図3に接合バリアメタルを加えたシートの
製造プロセスに関して示した。まず、基材1上にバリア
メタルと基材層の接着のために、Cr,Ti,Pd,T
iW等を接合層として10〜1000nm形成し、さら
にハンダのバリアメタル層9としてNi,Mo,W,T
iW,Auを10nm〜5,000nm形成する。最後
にハンダメッキを行いシートを完成させる。これらの中
間層の接着層やバリア金属層の成膜方法は、メッキや蒸
着やスパッタ法やCVD法等を用いる。さらに必要であ
れば裏側に同様に成膜を行う。この後は図2に示した工
程に従い多層バンプを打ち抜き、LSIチップに転写す
る。
を、図2に示すように打ち抜きポンチ3を使用して転写
用シート4へ多層バンプ5として打ち抜く。従来はハン
ダシートのみであったので打ち抜く際にバンプの変形等
が起こっていたが、Cuのように硬い金属をベースにす
れば改善できる。尚、基材として使用するCu板等の厚
さは10〜1,000μmのものを用いる。引き続い
て、転写シート上の多層バンプ5をLSIチップ6へフ
ラックス7等を利用して、加熱することにより溶融転写
を行い、フリップチップ7を形成する。 (実施例2)図3に接合バリアメタルを加えたシートの
製造プロセスに関して示した。まず、基材1上にバリア
メタルと基材層の接着のために、Cr,Ti,Pd,T
iW等を接合層として10〜1000nm形成し、さら
にハンダのバリアメタル層9としてNi,Mo,W,T
iW,Auを10nm〜5,000nm形成する。最後
にハンダメッキを行いシートを完成させる。これらの中
間層の接着層やバリア金属層の成膜方法は、メッキや蒸
着やスパッタ法やCVD法等を用いる。さらに必要であ
れば裏側に同様に成膜を行う。この後は図2に示した工
程に従い多層バンプを打ち抜き、LSIチップに転写す
る。
【0010】実施例1、2に示した工程で製造したバン
プは、アルファ線元素の含有量が少なく、しかもハンダ
のメッキ析出量を接合最少限に抑えることで、ハンダ厚
さのばらつきが小さくでき、バンプの高さの殆どが基材
の厚みのみに依存するため、均一高のバンプを大量に製
造することが可能である。
プは、アルファ線元素の含有量が少なく、しかもハンダ
のメッキ析出量を接合最少限に抑えることで、ハンダ厚
さのばらつきが小さくでき、バンプの高さの殆どが基材
の厚みのみに依存するため、均一高のバンプを大量に製
造することが可能である。
【0011】また図4に示すように、すでにメッキを用
いてハンダ層10がLSIチップ側に薄く形成している
ようなチップ6を用いると、多層バンプを転写シートよ
り確実に転写することができる。
いてハンダ層10がLSIチップ側に薄く形成している
ようなチップ6を用いると、多層バンプを転写シートよ
り確実に転写することができる。
【0012】なお、本実施例の基材としてはCu板を使
用したが、電気伝導性がよく硬い材料であればよく他の
材料としてはAlやAu等を用いることももちろん可能
である。
用したが、電気伝導性がよく硬い材料であればよく他の
材料としてはAlやAu等を用いることももちろん可能
である。
【0013】
【発明の効果】本発明によるバンプは、α線放射元素の
混入を低減することができ、しかもバンプの大半が硬い
金属からできているため、バンプの潰れや打ち抜き時に
変形も最少限に抑えることができる。又、従来のような
バリアメタルを形成する必要がないため工数が大幅に削
減され、かつ低コストでLSIチップに形成することが
できる。
混入を低減することができ、しかもバンプの大半が硬い
金属からできているため、バンプの潰れや打ち抜き時に
変形も最少限に抑えることができる。又、従来のような
バリアメタルを形成する必要がないため工数が大幅に削
減され、かつ低コストでLSIチップに形成することが
できる。
【図1】本発明に用いる金属シートの形成方法を示す図
である。
である。
【図2】バンプの打ち抜き・転写プロセスを示す図であ
る。
る。
【図3】本発明に用いる多層金属シートの形成方法を示
す図である。
す図である。
【図4】既にハンダ層が形成されているチップとバンプ
の接着プロセスを示す図である。
の接着プロセスを示す図である。
【図5】従来のハンダバンプを示す図である。
1 基材 2 ハンダメッキ層 3 打ち抜きポンチ 4 転写用シート 5 打ち抜き多層バンプ 6 LSIチップ 7 フラックス 8 接合層 9 バリアメタル層 10 ハンダ層 11 フリップチップバンプ 12 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31
Claims (6)
- 【請求項1】 LSIチップのフリップチップバンプに
おいて、チップもしくは基板との接着面にハンダメッキ
を有する金属ベース基材よりなることを特徴とするフリ
ップチップバンプ。 - 【請求項2】 金属ベース基材材質としてCu,Au,
Alを用いることを特徴とする請求項1記載のフリップ
チップバンプ。 - 【請求項3】 金属ベース基材とハンダメッキ層との間
に接着層及びバリア層を有することを特徴とする請求項
1記載のフリップチップバンプ。 - 【請求項4】 接着層としてCr,Ti,Pd,TiW
より選ばれた金属材質を用いることを特徴とする請求項
3記載のフリップチップバンプ。 - 【請求項5】 バリア層としてNi,Mo,W,Ti
W,Auより選ばれた金属材質を用いることを特徴とす
る請求項3記載のフリップチップバンプ。 - 【請求項6】 LSIチップのフリップチップバンプ
を、表面をハンダメッキされた金属ベース基材よりなる
金属シートを打ち抜いて形成することを特徴とするフリ
ップチップバンプの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329370A JP2734960B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | フリップチップバンプ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329370A JP2734960B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | フリップチップバンプ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07193068A true JPH07193068A (ja) | 1995-07-28 |
JP2734960B2 JP2734960B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=18220699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5329370A Expired - Lifetime JP2734960B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | フリップチップバンプ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2734960B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000349110A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Nec Corp | バンプシートとこれを用いたバンプ形成装置及びバンプ形成方法 |
US6483195B1 (en) | 1999-03-16 | 2002-11-19 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Transfer bump street, semiconductor flip chip and method of producing same |
KR100499336B1 (ko) * | 1998-07-13 | 2005-09-02 | 삼성전자주식회사 | 플립칩 패키지소자와 제조방법 |
US7045389B1 (en) | 1996-08-27 | 2006-05-16 | Nippon Steel Corporation | Method for fabricating a semiconductor devices provided with low melting point metal bumps |
JP2015050250A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 富士通株式会社 | 半導体装置、電子装置、及び半導体装置の製造方法 |
JP2021027662A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63174337A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Fujitsu Ltd | 半田バンプの形成方法 |
JPH05129303A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Nec Corp | ハンダバンプ構造および形成方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5329370A patent/JP2734960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63174337A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Fujitsu Ltd | 半田バンプの形成方法 |
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JP2021027662A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機用のコイルの製造方法およびステータの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2734960B2 (ja) | 1998-04-02 |
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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: 19971202 |