JPH07312400A - 半導体装置及びその製造方法並びに半導体装置製造用細線 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法並びに半導体装置製造用細線

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JPH07312400A JP6103943A JP10394394A JPH07312400A JP H07312400 A JPH07312400 A JP H07312400A JP 6103943 A JP6103943 A JP 6103943A JP 10394394 A JP10394394 A JP 10394394A JP H07312400 A JPH07312400 A JP H07312400A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 高融点はんだ、銅、ニッケル、セラミック又
は合成樹脂等の高融点材料からなる直径が例えば０．１
〜１．０ｍｍ程度の針金状の芯材１Ａと、この芯材１Ａ
を被膜する低融点はんだ等の低融点材料からなる被膜材
２Ａとから構成される細線を、キャピラリ７に装着し、
前記細線を基板４上のパッド３に位置を合わせ、前記細
線の被膜材２Ａのみを溶解して前記パッド３に接合す
る。その後、前記細線を所定の長さ、例えば０．５〜
３．０ｍｍ程度に切断してバンプを形成する。 【効果】 所望の長さ、例えば０．５〜３．０ｍｍ程度
に細線を切断することによって自由自在にバンプ高さを
制御でき、熱ストレス時の接合強度を向上できる。ま
た、細線の径を選ぶことにより、微細化が可能である。
さらに、この細線はボンディングによりパッド上に装着
されるため、いわゆるワイヤボンディング装置を応用し
て使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、製造容易かつ熱スト
レス時の接合強度があり、位置精度の良いバンプ電極を
成形することのできるＢＧＡ（Ｂall Ｇrid Ａrray）タ
イプ類似の半導体装置及びその製造方法並びに半導体装
置製造用細線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＢＧＡタイプの半導体装置につい
て図１１を参照しながら説明する。図１１は、例えば特
開昭６２−２６６８４２号公報に示された従来のＢＧＡ
タイプの半導体装置の部分断面を示す図である。
【０００３】図１１において、１は銅、ニッケル、鉄又
はセラミックからなる球状の芯材、２は錫、半田又はイ
ンジウム合金からなる低融点金属蒸着膜である。また、
３はパッケージ基板（プリント基板）４のパッド、５は
プリント基板６のパッドである。
【０００４】従来は、図１１に示すように、芯材１に球
状の材料、例えば銅、ニッケル、鉄又はセラミックを使
用して、この芯材１を低融点材料で被膜しリフローする
ことにより低融点材料のみを溶解してバンプを成形して
いた。
【０００５】しかし、球状の芯材１ではそのバンプ高さ
（接合高さ）は、ほぼその球径となる。熱ストレス時の
接合強度はバンプの高さ及び形状に大きく依存してお
り、特に接合高さについては高い方が熱ストレス時の接
合の信頼性が向上する特徴がある。すなわち、図上、横
方向の応力は、隣接するバンプ間の距離が同じ場合、バ
ンプの高さが変わると高い方が、バンプ自身がたわんで
くれるため、バンプの強度（耐力）が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ＢＧＡタイプの半導体装置では、バンプの接合強度を向
上するためにバンプを高くしようとすると芯材１の球径
を大きくしなければならないが、隣接するバンプ（接合
ボール）と電気的にショートする可能性が生じるためそ
の球径はパッドピッチ以下に制限されてしまい、ひいて
は総パッド数が制限されるという問題点があった。ま
た、球状の接合ボールはころがりやすくパッドから上記
ボールがこぼれ落ちるという問題点があった。
【０００７】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、総パッド数が制限されずに、バン
プの接合強度を向上することができるとともに、ころが
りにくいバンプを形成できる半導体装置及びその製造方
法並びに半導体装置製造用細線を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置は、高融点材料からなり非球形状に形成さ
れた芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜する被膜
材とから構成され、第１の基板と第２の基板を接合する
バンプ構造を備えたものである。
【０００９】この発明の請求項２に係る半導体装置は、
高融点材料からなり円柱状又は螺旋状に形成された芯材
と低融点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから
構成され、第１の基板と第２の基板を接合するバンプ構
造を備えたものである。
【００１０】この発明の請求項３に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる針金状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板上の
パッドの位置に合わせ、前記細線の被膜材のみを溶解し
て前記細線を前記第１の基板上のパッドに接合する工程
と、前記細線を所定の長さで切断してバンプを形成する
工程等とを含むものである。
【００１１】この発明の請求項４に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる針金状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板上の
パッドの位置に合わせ、前記細線を溶解して前記芯材の
融点と前記被膜材の融点の間の融点をもつ接合部を形成
し、前記接合部を前記第１の基板上のパッドに接合する
工程と、前記細線を所定の長さで切断してバンプを形成
する工程等とを含むものである。
【００１２】この発明の請求項５に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる針金状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線をウェッジボンドする工程、所定の長さで切断され
た細線の被膜材のみを溶解して前記所定の長さの細線を
前記第１の基板上のパッドに接合してバンプを形成する
工程等とを含むものである。
【００１３】この発明の請求項６に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる針金状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板の凹
部に差し込み、前記細線の被膜材のみを溶解して前記細
線を前記第１の基板の凹部に接合する工程と、前記細線
を所定の長さで切断してバンプを形成する工程等を含む
ものである。
【００１４】この発明の請求項７に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなり鍔を持つピン状の芯材を
第１の基板の凹部に差し込み、前記芯材に低融点材料を
被膜してバンプを形成する工程と、前記バンプを第２の
基板上のパッドの位置に合わせ、リフローにより前記バ
ンプと前記第２の基板上のパッドを接合する工程とを含
むものである。
【００１５】この発明の請求項８に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなり止め受けを持つ円柱形状
の芯材を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前記芯
材に低融点材料を被膜してバンプを形成する工程と、前
記バンプを第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフ
ローにより前記バンプと前記第２の基板上のパッドを接
合する工程とを含むものである。
【００１６】この発明の請求項９に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる螺旋状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線を所定の長さで切断し、この切断した細線を第１の
基板上のパッドの位置に合わせ、前記切断した細線の被
膜材のみを溶解してバンプを形成する工程と、前記バン
プを第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフローに
より前記バンプと前記第２の基板上のパッドを接合する
工程とを含むものである。
【００１７】この発明の請求項１０に係る半導体装置の
製造方法は、高融点材料からなり球形を圧縮した形状に
形成された芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜す
る被膜材とから構成されたバンプ用材料を第１の基板上
のパッドの位置に合わせ、前記バンプ用材料の被膜材の
みを溶解してバンプを形成する工程と、前記バンプを第
２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフローにより前
記バンプと前記第２の基板上のパッドを接合する工程と
を含むものである。
【００１８】この発明の請求項１１に係る半導体装置の
製造方法は、高融点材料からなる板状の芯材と低融点材
料からなり前記板状の芯材を両面からラミネートした板
状の被膜材とから構成されたバンプ用板をパンチングに
より打ち抜いてバンプ用材料を形成する工程と、前記バ
ンプ用材料を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前
記バンプ用材料の被膜材のみを溶解してバンプを形成す
る工程等とを含むものである。
【００１９】この発明の請求項１２に係る半導体装置製
造用細線は、高融点はんだ、銅、ニッケル、セラミック
又は合成樹脂からなり針金状に形成された芯材と、低融
点はんだからなり前記針金状の芯材を被膜する被膜材と
から構成されたものである。
【００２０】
【作用】この発明の請求項１に係る半導体装置におい
て、高融点材料からなり非球形状に形成された芯材と低
融点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成
されたバンプ構造なので、熱ストレス時の接合強度を向
上できる。
【００２１】この発明の請求項２に係る半導体装置にお
いて、高融点材料からなり円柱状又は螺旋状に形成され
た芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材
とから構成されたバンプ構造なので、熱ストレス時の接
合強度を向上できる。
【００２２】この発明の請求項３に係る半導体装置の製
造方法は、細線の被膜材のみを溶解してパッドに接合
し、前記細線を所定の長さで切断するので、所望の接合
高さを有したバンプ接合構造が得られ、熱ストレス時の
接合強度を向上できる。
【００２３】この発明の請求項４に係る半導体装置の製
造方法は、細線を溶解して芯材の融点と被膜材の融点の
間の融点をもつ接合部を形成し、前記接合部とパッドを
接合し前記細線を所定の長さで切断するので、所望の接
合高さを有したバンプ接合構造が得られ、熱ストレス時
の接合強度を向上できる。
【００２４】この発明の請求項５に係る半導体装置の製
造方法は、細線をウェッジボンドするので、芯材の線径
の選択により所望の接合高さを有したバンプ接合構造が
得られる。
【００２５】この発明の請求項６に係る半導体装置の製
造方法は、細線を基板の凹部に差し込み、前記細線の被
膜材のみを溶解して前記基板の凹部に接合するので、所
望の接合高さを有したバンプ接合構造が得られ、熱スト
レス時の接合強度を向上できる。
【００２６】この発明の請求項７に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなり鍔を持つピン状の芯材を
第１の基板の凹部に差し込み、前記芯材に低融点材料を
被膜してバンプを形成するので、所望の接合高さを有し
たバンプ接合構造が得られ、熱ストレス時の接合強度を
向上できる。
【００２７】この発明の請求項８に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなり止め受けを持つ円柱形状
の芯材を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前記芯
材に低融点材料を被膜してバンプを形成するので、所望
の接合高さを有したバンプ接合構造が得られ、熱ストレ
ス時の接合強度を向上できる。
【００２８】この発明の請求項９に係る半導体装置の製
造方法は、高融点材料からなる螺旋状の芯材と低融点材
料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成された
細線を所定の長さで切断し、この切断した細線を第１の
基板上のパッドの位置に合わせ、前記切断した細線の被
膜材のみを溶解してバンプを形成するので、細線の芯材
が直線形のものに比べ応力緩衝効果が高い。
【００２９】この発明の請求項１０に係る半導体装置の
製造方法は、高融点材料からなり球形を圧縮した形状に
形成された芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜す
る被膜材とから構成されたバンプ用材料を第１の基板上
のパッドの位置に合わせ、前記バンプ用材料の被膜材の
みを溶解してバンプを形成するので、ころがりにくく、
確実にバンプを構成できる。
【００３０】この発明の請求項１１に係る半導体装置の
製造方法は、高融点材料からなる板状の芯材と低融点材
料からなり前記板状の芯材を両面からラミネートした板
状の被膜材とから構成されたバンプ用板をパンチングに
より打ち抜いてバンプ用材料を形成し、前記バンプ用材
料を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前記バンプ
用材料の被膜材のみを溶解してバンプを形成するので、
板状の芯材の厚みを選択することにより、所望の接合高
さを有したバンプ接合構造が得られ、熱ストレス時の接
合強度を向上できる。
【００３１】この発明の請求項１２に係る半導体装置製
造用細線は、高融点はんだ、銅、ニッケル、セラミック
又は合成樹脂からなり針金状に形成された芯材と、低融
点はんだからなり前記針金状の芯材を被膜する被膜材と
から構成されるので、所望の長さに切断することによっ
て自由自在にバンプ高さを制御でき、熱ストレス時の接
合強度を向上できる。
【００３２】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の一実施例について図１を参
照しながら説明する。図１は、この発明の実施例１に係
る半導体装置製造用細線を示す斜視図である。
【００３３】図１において、１Ａは高融点材料からな
り、直径が例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の芯材、２Ａ
は高融点材料１Ａを被膜する低融点材料からなる被膜材
である。なお、高融点材料には高融点はんだ、銅、ニッ
ケル、セラミック等を使用し、低融点材料には低融点は
んだを使用する。このバンプ用芯材入り細線を所望の長
さ、例えば０．５〜３．０ｍｍ程度に切断しバンプとし
て使用する。細線全体の直径は例えば０．２〜１．５ｍ
ｍ程度である。
【００３４】この実施例１に係る半導体装置製造用細線
を半導体装置の製造に使用すると以下のような効果を奏
する。第１に、所望の長さ、例えば１〜３ｍｍ程度に細
線を切断することによって自由自在にバンプ高さを制御
でき、熱ストレス時の接合強度を向上できる。第２に、
細線の径を選ぶことにより、微細化が可能である。第３
に、この細線はボンディングによりパッド上に装着され
るため、いわゆるワイヤボンディング装置を応用して使
用できる。
【００３５】実施例２．この発明の実施例２について図
２を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施例
２に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００３６】図２において、７はバンプ用芯材入り細線
を通しバンプを構成するためのワイヤボンディング装置
のキャピラリである。なお、バンプを構成する台として
のボンディングパッド３、ＢＧＡ類似のバンプを成形す
るためのパッケージ基板（プリント基板）４、ボンディ
ングパッド５、及びプリント基板６は、図１１に示す従
来例のものと同一である。
【００３７】つぎに、図１に示す細線を用いてバンプを
成形する際のプロセスについて説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、バンプ用芯材入り細線をキャピラ
リ７の開口部内に通す。次に、同図（ｂ）に示すよう
に、細線を必要な長さだけキャピラリ７の開口端部より
出し、上記細線の先端をパッド３上に位置を合わせてス
パーク電圧を印加し溶解する。次に、プリント基板４上
のパッド３に最先部を押し付け、図１に示す半導体装置
製造用細線（バンプ用芯材入り細線）に超音波振動を与
えて圧着する。
【００３８】次に、同図（ｃ）に示すように、パッド３
上から所望の高さ、例えば１〜３ｍｍの高さでクランプ
により切断する。これにより同図（ｃ）に示すようなバ
ンプが構成される。次に、同図（ｄ）に示すように、同
図（ｃ）で構成されたバンプをプリント基板６のパッド
５に位置合わせを行い、リフローを施す。このリフロー
温度は、外皮の低融点材料２Ａのみが溶解する範囲とす
る。
【００３９】この実施例２に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ接合構造が得られ、ひいては熱ストレス
時の接合強度のあるバンプを成形することができる。第
２に、ワイヤボンダを改良したボンダを使用しパッド上
にバンプを成形するため、ワイヤボンダ並のバンプ位置
精度が得られる。第３に、その他の効果としてリフロー
工程がプリント基板６に実装するときのみでよく作業工
程を簡略化できる。
【００４０】実施例３．この発明の実施例３について図
３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施例
３に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００４１】図３において、８は中融点材料である。な
お、バンプを構成する台としてのボンディングパッド
３、ＢＧＡ類似のバンプを成形するためのパッケージ基
板（プリント基板）４、ボンディングパッド５、プリン
ト基板６、及びキャピラリ７は従来例及び実施例１のも
のと同一である。
【００４２】つぎに、図１に示す細線を用いてバンプを
成形する際のプロセスについて説明する。図３（ａ）に
示すように、バンプ用芯材入り細線をキャピラリ７の開
口部内に通し、細線にスパーク電圧を印加することによ
り細線の先端を溶解して高融点材料１Ａと低融点材料２
Ａとから構成される中融点材料８を成形する。これによ
り細線の先端に球状のボールができる。この球状のボー
ルは高融点材料１Ａの融点と低融点材料２Ａの融点の間
の融点をもつ。
【００４３】次に、同図（ｂ）に示すように、プリント
基板４上のパッド３に押しつけ、超音波圧着する。細線
の芯材１Ａのある部分をキャピラ７から所望の高さ、例
えば数ｍｍとりだした所で切断する。次に、同図（ｃ）
に示すように、バンプ付となった基板４をプリント基板
６のパッド５に位置合わせしリフローすることにより、
低融点はんだ２Ａのみが溶解し接続される。
【００４４】この実施例３に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ接合構造が得られ、ひいては熱ストレス
時の接合強度のあるバンプを成形することができる。第
２に、ワイヤボンダを改良したボンダを使用しパッド上
にバンプを成形するため、ワイヤボンダ並のバンプ位置
精度が得られる。第３に、その他の効果としてリフロー
工程がプリント基板６に実装するときのみでよく作業工
程を簡略化でき、かつリフロー工程時にプリント基板６
のパッド５に低融点はんだをめっき法や印刷法により施
すことなくリフローできる。
【００４５】実施例４．この発明の実施例４について図
４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施例
４に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００４６】図４において、１Ｂは高融点材料からな
り、直径が例えば１〜３ｍｍ程度の芯材、２Ｂは高融点
材料１Ｂを被膜する低融点材料からなる被膜材である。
また、高融点材料には高融点はんだ、銅、ニッケル、セ
ラミック又は合成樹脂等を使用し、低融点材料には低融
点はんだを使用する。このバンプ用芯材入り細線を所望
の長さに切断しバンプとして使用する。細線全体の直径
は例えば２〜６ｍｍ程度で、太めの細線である。なお、
バンプを構成する台としてのボンディングパッド３、Ｂ
ＧＡ類似のバンプを成形するためのパッケージ基板（プ
リント基板）４、ボンディングパッド５、及びプリント
基板６は従来例のものと同一である。
【００４７】つぎに、上記太めの細線を用いてバンプを
形成する際のプロセスについて説明する。上記細線をキ
ャピラリの開口部内に通し、図４（ａ）に示すように、
上記バンプ用芯材入り細線をプリント基板４上のパッド
３にウェッジボンドする。なお、同図（ｂ）は、同図
（ａ）のＡ−Ａ′における断面を示す。すなわち、上記
細線を例えばキャピラリに装着し、上記細線を基板４上
のパッド３に位置を合わせ、上記細線を所定の長さで切
断する。この時、上記細線をパッド３にこすり付けた状
態であり、上記細線とパッド３は多少は接合している。
次に、同図（ｃ）に示すように、これをプリント基板６
のパッド５に位置合わせしリフローすることにより低融
点はんだ２Ｂのみが溶解し接続される。
【００４８】この実施例４に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、芯入り細線の高
融点材料１Ｂの線径によりバンプ高さを制御できる。第
２に、ワイヤボンダを改良したボンダを使用しパッド上
にバンプを成形するため、ワイヤボンダ並のバンプの位
置精度が得られる。第３に、その他の効果としてリフロ
ー工程がプリント基板６に実装するときのみでよく作業
工程を簡略化でき、かつリフロー工程時にプリント基板
６のパッド５に低融点はんだをめっき法や印刷法により
施すことなくリフローできる。
【００４９】実施例５．この発明の実施例５について図
５を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施例
５に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００５０】図５において、４Ａは多層プリント基板で
ある。なお、ボンディングパッド５、及びプリント基板
６は従来例のものと同一である。
【００５１】つぎに、図１の細線を用いてバンプを形成
する際のプロセスについて説明する。図５（ａ）に示す
ように、バンプ用芯材入り細線を一定長さに切断したも
のを多層プリント基板４Ａのスルーホール又はビアホー
ルに差し込みリフローする。もちろん挿入圧着してから
一定の長さに切断しリフローしても良い。次に、同図
（ｂ）に示すように、プリント基板６のパッド５に位置
合わせしリフローすることにより低融点はんだ２Ａのみ
溶解し接続される。
【００５２】この実施例５に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ構造が得られ、ひいては熱ストレス時の
接合強度のあるバンプを成形することができる。第２
に、スルーホール、ビアホールに上記細線を直接差し込
むためバンプがころがることがなく確実にバンプを構成
できる。第３に、プリント基板６のパッド５に低融点は
んだをめっき法や印刷法により施すことなくリフローで
きる。
【００５３】 実施例６．この発明の実施例６について図６を参照しな
がら説明する。図６は、この発明の実施例６に係る半導
体装置の製造方法を説明するための図である。
【００５４】図６において、１Ｃは高融点材料からな
り、ピン状の部分の直径が例えば０．２〜０．５ｍｍ程
度の芯材、２Ｃは低融点材料である。また、９は低融点
材料２Ｃを吐き出すノズルである。高融点材料には高融
点はんだ、銅、ニッケル、セラミック又は合成樹脂等を
使用し、低融点材料には低融点はんだを使用する。な
お、ＢＧＡ類似のバンプを成形するためのパッケージ基
板（プリント基板）４、ボンディングパッド５、及びプ
リント基板６は従来例のものと同一である。
【００５５】バンプ用材料である芯材１Ｃは、図６
（ａ）に示すように、止め受けを有した円柱形であり、
穴部に差し込むことが可能なものである。つまり、大小
の２枚の鍔を有する針金（ピン）状の形状をしている。
なお、この芯材１Ｃは、例えば同図（ａ）に示す形状の
金型を作製し、それにより連続的に芯材１Ｃを製造す
る。
【００５６】つぎに、バンプを形成する際のプロセスに
ついて説明する。まず、図６（ａ）に示すように、高融
点材料からなる芯材１Ｃを取り出す。この芯材１Ｃをプ
リント基板４のビアホール又はスルーホールに差し込
む。もちろん超音波などにより挿入圧着しても良い。次
に、同図（ｂ）に示すように、この芯材１Ｃにノズル９
より、低融点材料２Ｃを適量噴出し塗布する。次に、同
図（ｃ）に示すように、これをリフローする。次に、同
図（ｄ）に示すように、このバンプ付きプリント基板４
をプリント基板６のパッド５上に位置合わせしリフロー
することにより低融点はんだのみ溶解し接続される。
【００５７】この実施例６に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ構造が得られ、ひいては熱ストレス時の
接合強度のあるバンプを成形することができる。第２
に、スルーホール、ビアホールに芯材１Ｃを直接差し込
むためバンプがころがることがなく確実にバンプを構成
できる。
【００５８】実施例７．この発明の実施例７について図
７を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施例
７に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００５９】図７において、１Ｄは高融点材料からな
り、ピン状の部分の直径が例えば０．２〜０．５ｍｍ程
度の芯材である。高融点材料には高融点はんだ、銅、ニ
ッケル、セラミック又は合成樹脂等を使用する。なお、
バンプを構成する台としてのボンディングパッド３、Ｂ
ＧＡ類似のバンプを成形するためのパッケージ基板（プ
リント基板）４、ボンディングパッド５、及びプリント
基板６は従来例のものと同一である。さらに、低融点材
料２Ｃ及びノズル９は実施例６のものと同一である。
【００６０】バンプ用材料である芯材１Ｄは、図７
（ａ）に示すように、止め受けを有した円柱形である。
つまり、大小の２枚の鍔を有する針金（ピン）状の形状
をしている。なお、この芯材１Ｄは、例えば同図（ａ）
に示す形状の金型を作製し、それにより連続的に芯材１
Ｄを製造する。
【００６１】つぎに、バンプを形成する際のプロセスに
ついて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、高融
点材料からなる芯材１Ｄを取り出す。プリント基板４の
パッド３上に低融点材料２Ｃを印刷法などにより塗布し
その上に芯材１Ｄを置く。次に、同図（ｂ）に示すよう
に、この芯材１Ｄにノズル９より低融点材料２Ｃを適量
噴出し塗布する。次に、同図（ｃ）に示すように、これ
をリフローする。次に、同図（ｄ）に示すように、この
バンプ付きプリント基板４をプリント基板６のパッド５
上に位置合わせしリフローすることにより低融点材料２
Ｃのみ溶解し接続される。
【００６２】この実施例７に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ構造が得られ、ひいては熱ストレス時の
接合強度のあるバンプを成形することができる。第２
に、球状の芯材に比べころがりにくく確実にバンプを構
成できる。
【００６３】実施例８．この発明の実施例８について図
８を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施例
８に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００６４】図８において、１Ｅは高融点材料からな
り、直径が例えば０．２〜０．５ｍｍ程度の螺旋状の芯
材、２Ｄは低融点材料からなる被膜材である。高融点材
料には高融点はんだ、銅、ニッケル、セラミック又は合
成樹脂等を使用し、低融点材料には低融点はんだを使用
する。なお、バンプを構成する台としてのボンディング
パッド３、ＢＧＡ類似のバンプを成形するためのパッケ
ージ基板（プリント基板）４、ボンディングパッド５、
及びプリント基板６は従来例のものと同一である。
【００６５】バンプ用材料である細線は、図８（ａ）に
示すように、螺旋状の芯材１Ｅと、それを被膜した被膜
材２Ｄからなる。なお、この細線は、例えば当初直線状
の芯材１Ｅと被膜材２Ｄをねじるようにからませ、被膜
材２Ｄのみ溶解して細線を製造する。
【００６６】つぎに、バンプを形成する際のプロセスに
ついて説明する。まず、図８（ａ）に示すように、螺旋
状の高融点材料からなる芯材１Ｅのまわりに低融点材料
２Ｄを塗布した芯材入り細線をキャピラリの開口部内に
通す。次に、同図（ｂ）に示すように、この細線を所望
の長さに切断し、プリント基板４の上のパッド３に超音
波などにより圧着する。次に、同図（ｃ）に示すよう
に、このバンプ付きプリント基板４をプリント基板６の
パッド５上に位置合わせしリフローすることにより低融
点材料２Ｄのみを溶解し接続される。
【００６７】この実施例８に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。第１に、所望の接合高さ
を有したバンプ接合構造が得られ、ひいては熱ストレス
時の接合強度のあるバンプを成形することができる。第
２に、球状の芯材に比べころがりにくく確実にバンプ成
形できる。第３に、リフロー工程がプリント基板６に実
装するときのみでよく作業工程を簡略化できる。第４
に、特有の効果として芯材が直線形のものに比べ応力緩
衝効果が高い。
【００６８】実施例９．この発明の実施例９について図
９を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施例
９に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であ
る。
【００６９】図９において、１Ｆは高融点材料からな
り、球形を圧縮した形状、つまり円盤状若しくは大福も
ち形状の芯材、２Ｅは低融点材料からなる被膜材であ
る。高融点材料には高融点はんだ、銅、ニッケル、セラ
ミック又は合成樹脂等を使用し、低融点材料には低融点
はんだを使用する。なお、バンプを構成する台としての
ボンディングパッド３、ＢＧＡ類似のバンプを成形する
ためのパッケージ基板（プリント基板）４、ボンディン
グパッド５、及びプリント基板６は従来例のものと同一
である。
【００７０】バンプ用材料は、例えば、球形の芯材をつ
ぶして円盤形状の芯材１Ｆを形成し、それにめっきを施
すことにより被膜材２Ｅを形成する。
【００７１】つぎに、バンプを形成する際のプロセスに
ついて説明する。まず、図９（ａ）に示すように、高融
点材料からなる芯材１Ｆを低融点材料２Ｅで被膜した偏
平な、例えば「円盤」のような形のバンプ用材料を用意
する。次に、同図（ｂ）に示すように、これをプリント
基板４のパッド３上に位置合わせしリフローする。次
に、同図（ｃ）に示すように、このバンプ付きプリント
基板４をプリント基板６のパッド５上に位置合わせしリ
フローすることにより低融点材料２Ｅのみ溶解し接続さ
れる。
【００７２】この実施例９に係る半導体装置の製造方法
は以下のような効果を奏する。つまり、球状の芯材に比
べころがりにくく、確実にバンプを構成できる。
【００７３】実施例１０．この発明の実施例１０につい
て図１０を参照しながら説明する。図１０は、この発明
の実施例１０に係る半導体装置の製造方法を説明するた
めの図である。
【００７４】図１０において、１Ｇは高融点材料からな
る板状の芯材、２Ｆは低融点材料からなる板状の被膜材
である。高融点材料には高融点はんだ、銅、ニッケル、
セラミック又は合成樹脂等を使用し、低融点材料には低
融点はんだを使用する。なお、バンプを構成する台とし
てのボンディングパッド３、ＢＧＡ類似のバンプを成形
するためのパッケージ基板（プリント基板）４、ボンデ
ィングパッド５、及びプリント基板６は従来例のものと
同一である。
【００７５】つぎに、バンプを形成する際のプロセスに
ついて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、高
融点材料１Ｇからなる板を低融点材料２Ｆで両面ラミネ
ートした平板のバンプ用板を用意する。次に、同図
（ｂ）に示すように、これを一括パンチングすることに
より、多数の円柱状のバンプ用材料が得られる。次に、
同図（ｃ）に示すように、これをプリント基板４のパッ
ド３上に位置合わせしリフローする。次に、同図（ｄ）
に示すように、このバンプ付きプリント基板４をプリン
ト基板６のパッド５に位置合わせしリフローすることに
より低融点材料２Ｆのみ溶解し接続される。
【００７６】この実施例１０に係る半導体装置の製造方
法は以下のような効果を奏する。第１に、板状の高融点
材料１Ｇの厚みを選択することにより所望の接合高さを
有したバンプ接合構造が得られ、ひいては熱ストレス時
の接合強度のあるバンプを成形することができる。第２
に、球状の芯材に比べころがりにくく、確実にバンプ成
形できる。第３に、パンチングにより容易に芯材入りバ
ンプ用材料を成形できる。なお、図１０（ｂ）では円柱
形のバンプ用材料を示したが他の形状、例えば角柱形等
でも良い。
【００７７】
【発明の効果】この発明の請求項１に係る半導体装置
は、以上説明したとおり、高融点材料からなり非球形状
に形成された芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜
する被膜材とから構成されたバンプ構造なので、熱スト
レス時の接合強度を向上できるという効果を奏する。
【００７８】この発明の請求項２に係る半導体装置は、
以上説明したとおり、高融点材料からなり円柱状又は螺
旋状に形成された芯材と低融点材料からなり前記芯材を
被膜する被膜材とから構成されたバンプ構造なので、熱
ストレス時の接合強度を向上できるという効果を奏す
る。
【００７９】この発明の請求項３に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、細線の被膜材のみを溶
解してパッドに接合し、前記細線を所定の長さで切断す
るので、所望の接合高さを有したバンプ接合構造が得ら
れ、熱ストレス時の接合強度を向上できるという効果を
奏する。
【００８０】この発明の請求項４に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、細線を溶解して芯材の
融点と被膜材の融点の間の融点をもつ接合部を形成し、
前記接合部とパッドを接合し前記細線を所定の長さで切
断するので、所望の接合高さを有したバンプ接合構造が
得られ、熱ストレス時の接合強度を向上できるという効
果を奏する。
【００８１】この発明の請求項５に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、細線をウェッジボンド
するので、芯材の線径の選択により所望の接合高さを有
したバンプ接合構造が得られるという効果を奏する。
【００８２】この発明の請求項６に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、細線を基板の凹部に差
し込み、前記細線の被膜材のみを溶解して前記基板の凹
部に接合するので、所望の接合高さを有したバンプ接合
構造が得られ、熱ストレス時の接合強度を向上できると
いう効果を奏する。
【００８３】この発明の請求項７に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、高融点材料からなり鍔
を持つピン状の芯材を第１の基板の凹部に差し込み、前
記芯材に低融点材料を被膜してバンプを形成するので、
所望の接合高さを有したバンプ接合構造が得られ、熱ス
トレス時の接合強度を向上できるという効果を奏する。
【００８４】この発明の請求項８に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、高融点材料からなり止
め受けを持つ円柱形状の芯材を第１の基板上のパッドの
位置に合わせ、前記芯材に低融点材料を被膜してバンプ
を形成するので、所望の接合高さを有したバンプ接合構
造が得られ、熱ストレス時の接合強度を向上できるとい
う効果を奏する。
【００８５】この発明の請求項９に係る半導体装置の製
造方法は、以上説明したとおり、高融点材料からなる螺
旋状の芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜する被
膜材とから構成された細線を所定の長さで切断し、この
切断した細線を第１の基板上のパッドに位置を合わせ、
前記切断した細線の被膜材のみを溶解してバンプを形成
するので、細線の芯材が直線形のものに比べ応力緩衝効
果が高いという効果を奏する。
【００８６】この発明の請求項１０に係る半導体装置の
製造方法は、以上説明したとおり、高融点材料からなり
球形を圧縮した形状に形成された芯材と低融点材料から
なり前記芯材を被膜する被膜材とから構成されたバンプ
用材料を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前記バ
ンプ用材料の被膜材のみを溶解してバンプを形成するの
で、ころがりにくく、確実にバンプを構成できるという
効果を奏する。
【００８７】この発明の請求項１１に係る半導体装置の
製造方法は、以上説明したとおり、高融点材料からなる
板状の芯材と低融点材料からなり前記板状の芯材を両面
からラミネートした板状の被膜材とから構成されたバン
プ用板をパンチングにより打ち抜いてバンプ用材料を形
成し、前記バンプ用材料を第１の基板上のパッドの位置
に合わせ、前記バンプ用材料の被膜材のみを溶解してバ
ンプを形成するので、板状の芯材の厚みを選択すること
により、所望の接合高さを有したバンプ接合構造が得ら
れ、熱ストレス時の接合強度を向上できるという効果を
奏する。
【００８８】この発明の請求項１２に係る半導体装置製
造用細線は、以上説明したとおり、高融点はんだ、銅、
ニッケル、セラミック又は合成樹脂からなり針金状に形
成された芯材と、低融点はんだからなり前記針金状の芯
材を被膜する被膜材とから構成されるので、所望の長さ
に切断することによって自由自在にバンプ高さを制御で
き、熱ストレス時の接合強度を向上できるという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１に係るバンプ用芯材入り
細線（半導体装置製造用細線）を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施例２に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施例３に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施例４に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施例５に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図６】 この発明の実施例６に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図７】 この発明の実施例７に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図８】 この発明の実施例８に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図９】 この発明の実施例９に係る半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図１０】 この発明の実施例１０に係る半導体装置の
製造方法を説明するための図である。
【図１１】 従来の半導体装置のバンプ構造の断面を示
す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 芯材、２
Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ 被膜材、３ パッ
ド、４、４Ａ プリント基板、５ パッド、６プリント
基板、７ キャピラリ、８ 中融点材料、９ ノズル。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高融点材料からなり非球形状に形成され
    た芯材と低融点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材
    とから構成され、第１の基板と第２の基板を接合するバ
    ンプ構造を備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記芯材は、円柱状又は螺旋状であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 高融点材料からなる針金状の芯材と低融
    点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成さ
    れた細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板
    上のパッドの位置に合わせ、前記細線の被膜材のみを溶
    解して前記細線を前記第１の基板上のパッドに接合する
    工程、前記細線を所定の長さで切断してバンプを形成す
    る工程、及び前記バンプを第２の基板上のパッドの位置
    に合わせ、リフローにより低融点材料のみ溶解し、前記
    バンプと前記第２の基板上のパッドを接合する工程を含
    むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 高融点材料からなる針金状の芯材と低融
    点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成さ
    れた細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板
    上のパッドの位置に合わせ、前記細線を溶解して前記芯
    材の融点と前記被膜材の融点の間の融点をもつ接合部を
    形成し、前記接合部を前記第１の基板上のパッドに接合
    する工程、前記細線を所定の長さで切断してバンプを形
    成する工程、及び前記バンプを第２の基板上のパッドの
    位置に合わせ、リフローにより前記バンプと前記第２の
    基板上のパッドを接合する工程を含むことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 高融点材料からなる針金状の芯材と低融
    点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成さ
    れた細線をウェッジボンドする工程、所定の長さで切断
    された細線の被膜材のみを溶解して前記所定の長さの細
    線を前記第１の基板上のパッドに接合してバンプを形成
    する工程、及び前記バンプを第２の基板上のパッドの位
    置に合わせ、リフローにより前記バンプと前記第２の基
    板上のパッドを接合する工程を含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 高融点材料からなる針金状の芯材と低融
    点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成さ
    れた細線をキャピラリに装着し、前記細線を第１の基板
    の凹部に差し込み、前記細線の被膜材のみを溶解して前
    記細線を前記第１の基板の凹部に接合する工程、前記細
    線を所定の長さで切断してバンプを形成する工程、及び
    前記バンプを第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リ
    フローにより前記バンプと前記第２の基板上のパッドを
    接合する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  7. 【請求項７】 高融点材料からなり鍔を持つピン状の芯
    材を第１の基板の凹部に差し込み、前記芯材に低融点材
    料を被膜してバンプを形成する工程、及び前記バンプを
    第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフローにより
    前記バンプと前記第２の基板上のパッドを接合する工程
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項８】 高融点材料からなり止め受けを持つ円柱
    形状の芯材を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、前
    記芯材に低融点材料を被膜してバンプを形成する工程、
    及び前記バンプを第２の基板上のパッドの位置に合わ
    せ、リフローにより前記バンプと前記第２の基板上のパ
    ッドを接合する工程を含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  9. 【請求項９】 高融点材料からなる螺旋状の芯材と低融
    点材料からなり前記芯材を被膜する被膜材とから構成さ
    れた細線を所定の長さで切断し、この切断した細線を第
    １の基板上のパッドの位置に合わせ、前記切断した細線
    の被膜材のみを溶解してバンプを形成する工程、及び前
    記バンプを第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフ
    ローにより前記バンプと前記第２の基板上のパッドを接
    合する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 高融点材料からなり球形を圧縮した形
    状に形成された芯材と低融点材料からなり前記芯材を被
    膜する被膜材とから構成されたバンプ用材料を第１の基
    板上のパッドの位置に合わせ、前記バンプ用材料の被膜
    材のみを溶解してバンプを形成する工程、及び前記バン
    プを第２の基板上のパッドの位置に合わせ、リフローに
    より前記バンプと前記第２の基板上のパッドを接合する
    工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】 高融点材料からなる板状の芯材と低融
    点材料からなり前記板状の芯材を両面からラミネートし
    た板状の被膜材とから構成されたバンプ用板をパンチン
    グにより打ち抜いてバンプ用材料を形成する工程、前記
    バンプ用材料を第１の基板上のパッドの位置に合わせ、
    前記バンプ用材料の被膜材のみを溶解してバンプを形成
    する工程、及び前記バンプを第２の基板上のパッドの位
    置に合わせ、リフローにより前記バンプと前記第２の基
    板上のパッドを接合する工程を含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  12. 【請求項１２】 高融点はんだ、銅、ニッケル、セラミ
    ック又は合成樹脂からなり針金状に形成された芯材と、
    低融点はんだからなり前記針金状の芯材を被膜する被膜
    材とから構成されたことを特徴とする半導体装置製造用
    細線。
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JP2015126159A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 三菱マテリアル株式会社 はんだバンプの焼結芯を形成するための芯用ペースト

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