JPH0817498A

JPH0817498A - 複合バンプ接合

Info

Publication number: JPH0817498A
Application number: JP6149562A
Authority: JP
Inventors: Shyh-Ming Chang; 世明張; Jou Juoofuei; ジュオ−フエイ・ジョウ; Yu-Chi Lee; 育奇李; Tekigun Ko; 迪群胡; Shikyo Shu; 枝強朱
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【構成】集積回路素子と基板との間の物理的且つ電気
的な接続部に、ヤング率の低い単一のポリマー体とそれ
を覆う導電性被膜とからなる複合バンプを利用した接合
構造物。熱圧着、超音波接着、熱又は光の印加によって
接合でき、また、集積回路素子と基板との間の非導電性
接着剤を用いてもできるし、複合バンプ上に導電性接着
剤被膜を施してもできる。また、該導電性被膜を覆うは
んだ金属被膜を更に含む複合バンプを利用した接合構造
物。この接合部は導電性接着剤として機能するはんだ金
属からなる。【効果】接合構造物を形成するときに複合バンプは変
形されるがヤング率の低いポリマー体は非常に小さいボ
ンディング力しか必要としないので、構造物の接続部を
分離することは殆どなく、非常に信頼性のある構造物と
する。また、はんだ接合部は構造物の形成後に殆ど破断
することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、次のレベルの集積化へ
の集積回路素子の接合又は以下のレベルへの集積化への
集積回路素子の接合に関する。より詳細には、本発明
は、集積回路素子と次のレベルの集積化との間の物理的
且つ電気的な接続を含む接合構造物の形成に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度集積回路を製造するに際しては、
集積回路素子と基板との間の、廉価で且つ信頼性の高い
機械的接合及び電気的相互接続の形成はキーとなる重要
性を有すると長い間認識されていた。数年前、このニー
ズに対するＬ．Ｆ．Ｍｉｌｌｅｒらによる１つの解決法
が米国で特許された（米国特許番号３，４０１，１２６
号）。この方法は多年にわたって良好な結果をもたらし
ていた。しかしながら、集積化のレベルが増大し回路密
度が増大するにつれてピッチが微細となり、それ故、そ
の上で相互接続させることが必要となってきた。

【０００３】また、フリップチップ接合は、幾つかのタ
イプのバンプを使用してなされてきた。１つのタイプ
は、単純に、集積回路チップを基板に接合するバンプと
して鉛−錫はんだ又はインジウム合金はんだを使用して
いる。このタイプの接合を行うと、はんだリフローの間
にバンプ間のショート（ｓｈｏｒｔｉｎｇ）が生ずる場
合がある。別のタイプの場合は、鉛−錫又はインジウム
合金はんだ内部に銅ボールを使用する。該銅ボールはは
んだリフロー間には溶融せず、従ってショートも生じな
い。しかしながら、銅ボールは剛性なので、接合部の亀
裂に関する問題が起こり得る。更に別のタイプの構造物
は、リフローの間には容易にはショートせず、亀裂の問
題も生じない。しかしながら、この方法を用いた場合に
は、スタックの不整合問題のため、微細なピッチのはん
だのリフロー接合を達成することが困難である。

【０００４】相互接続密度を増大させる方法は、Ｋ．Ｈ
ａｔａｄａらの米国特許第４，７４９，１２０号明細書
に開示されている。この方法は、集積回路チップと基板
との間の電気的相互接続として金属バンプを採用してい
る。この方法には、金属のヤング率が比較的高いという
欠点がある。ヤング率が高いと、非常に大きいボンディ
ング力が集積回路チップと基板との間に、樹脂が硬化サ
イクルに供されるミクロ−バンプ接合プロセスの際に、
必要とされる。接合プロセス後、銀のミクロバンプはそ
の元々の形状に戻ろうとする傾向があり、かかるリコイ
ル（ｒｅｃｏｉｌ）力はミクロバンプの幾つかを基板上
の電極から離脱させうる。タグサら米国特許第４，９６
３，００２号明細書に開示された、別の方法は、電気接
続を達成するためにニッケルメッキしたプラスチックビ
ーズや銀粒子を採用している。しかしながら、前者のプ
ラスチックビーズを使用した場合には接点の表面積が小
さく、また、後者銀粒子を使用した場合には銀のヤング
率が比較的高いという欠点を伴っている。

【０００５】Ｓｏｋｏｌｏｖｓｋｙらの米国特許第４，
９１６，５２３号明細書には、集積回路チップを基板に
接合させることが示されている。Ｂｒａｄｙらの米国特
許第５，１３４，４６０号明細書には、金層を被膜され
た導電性金属バンプが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、集積回路素子と対応する基板との間の電気的且つ物
理的な接続を含む接合構造物であって、非常に稠密な配
線パターンを経済的に見合う形で適応させることがで
き、結果として得られた接続が非常に信頼性が高い接合
構造物を提供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、集積回路素子と対応
する基板との間の電気的且つ物理的な接続を含む接合構
造物であって、非常に稠密な配線パターンを経済的に見
合う形で適応させることができ、結果として得られた接
続が非常に信頼性が高い接合構造物の製造方法を提供す
ることである。

【０００８】本発明の更に別の目的は、はんだリフロー
の間には容易にはショートせず、はんだリフローの後に
は容易に亀裂を生じさせず且つ微細なピッチのはんだリ
フローを達成することができるはんだリフロー接合構造
物を提供することである。

【０００９】本発明の更なる目的は、はんだリフローの
間には容易にはショートせず、はんだリフローの後には
容易に亀裂を生じさせず且つ微細なピッチのはんだリフ
ローを達成することができるはんだリフロー接合構造物
の形成方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、集積回路
素子のインプット／アウトプットパッドと、金属に比べ
てヤング率が低い単一のポリマー体と該ポリマー体を覆
う導電性金属被膜とからなる複合バンプと、基板のイン
プットパッドとアウトプットパッドと、を含む接合構造
物を用いて達成できる。該ポリマー体を覆う導電性金属
被膜は、該ポリマー体に良好に密着するようなものを選
択しなければならない。また、該被膜は、導電体層に加
えて、密着層とバイアー層を含んでもよい。該ポリマー
のヤング率は約０．４×１０⁶〜０．５×１０⁶ｐｓｉで
あり、接合が非常に低い接合力でなされ、該接合力が除
かれた後に、接続を分離する力を非常に低減又は除去す
る。これによって、集積回路素子と基板との間には非常
に信頼性のある物理的且つ電気的接続が達成される。

【００１１】接合構造物は、集積回路素子にインプット
／アウトプットパッドを備えさせ、基板にインプット／
アウトプットパッドを備えさせ、ポリマー体をそれを覆
う導電性金属被膜からなる複合バンプを前記基板のイン
プット／アウトプットパッド又は前記集積回路素子のイ
ンプット／アウトプットパッド及び両方の上に形成し、
前記集積回路素子と前記基板とを合わせて、前記集積回
路素子のインプット／アウトプットパッド又は複合バン
プを前記基板のインプット／アウトプットパッド又は複
合バンプと接触させ、且つその接触の間に複合バンプを
変形させ、そして、前記集積回路素子を前記基板に接合
させて形成する。

【００１２】また、上記の目的を達成するはんだ接合構
造物は、はんだ接合部に複合バンプを含ませることによ
って達成される。この複合バンプは、金属に比べてヤン
グ率の低い単一のポリマー体と、該ポリマー体を覆う導
電性金属被膜とを含む。接合構造物は、インプット／ア
ウトプットパッドを備えた集積回路素子と、インプッド
／アウトプットパッドを備えた基板と、集積回路素子の
インプッド／アウトプットパッドと基板のインプッド／
アウトプットパッドとを接合する複合バンプと、はんだ
接合部を形成するはんだ金属とを含む。該接合構造物
は、はんだリフロー接合プロセスの間には容易にはショ
ートせず、容易に非常に微細なピッチのはんだリフロー
を達成し、はんだリフローが完了した後に容易に亀裂を
生じない。本発明の接合構造物は、集積回路素子と対応
する基板の間に電気的且つ物理的な接続部であって、配
線パターン経済的に適用できるよう非常に微細であって
且つ結果として得られた接続部が非常に信頼性の高い接
続部を形成する。

【００１３】上記の接続構造物は、集積回路素子又は基
板のインプッド／アウトプットパッド上に複合バンプを
形成し、集積回路素子と基板とを合わせ、はんだをリフ
ロー温度まで加熱することによって得られる。それとは
別に、上記の接続構造物は、集積回路素子又は基板のイ
ンプッド／アウトプットパッド上に複合バンプを形成
し、複合バンプを含まないインプッド／アウトプットパ
ッド上にはんだ金属の層を形成し、集積回路素子と基板
とを合わせ、該はんだをリフロー温度まで加熱すること
によって得られる。

【００１４】

【実施例】図１と図２は、本発明の接合構造物の１つの
実施例を示している。複合バンプを集積回路素子３０の
インプット／アウトプットパッド２６上に形成する。イ
ンプット／アウトプットパッドは、アルミニウムような
金属からなり直径が約９０ミクロンのものから形成す
る。それぞれの複合バンプは単一のポリマー体３２と該
ポリマー体を覆う導電性金属被膜３６を含む。該ポリマ
ー体は接合の際に遭遇する温度に耐えなければならな
い。材料としては、ＯＣＧＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｔｅｍｐｅ，
ＡＺによって製造されているＰＲＯＢＩＭＩＤＥ７０１
０又はＰＲＯＢＩＭＩＤＥ５１４のようなポリアミド酸
ポリイミドを使用できる。該ポリマー体の厚さは約５〜
２５ミクロンである。インプット／アウトプットパッド
２４はアルミニウムのような金属を使用して基板２０上
に形成する。

【００１５】導電性金属被膜３６は該ポリマー体に接着
しなかればならない。材料としては、アルミニウム若し
くはニッケル、又は、ニッケル／金、クロム／金、クロ
ム／銀又はチタン／白金のような合金を使用することが
できる。導電性金属被膜は、接着層、バリアー層、導電
体層、例えば、クロム／銅／金、クロム／ニッケル／
金、クロム／銀／金、チタン／白金／金、チタン／パラ
ジウム／金、又は、チタン／タングステン／銀のような
もの、を含む複合体でもよい。

【００１６】接合構造体を形成したときに、図２に示さ
れているように、複合バンプは基板のインプット／アウ
トプットパッドに接触し且つ変形し、それぞれの複合バ
ンプは基板のインプット／アウトプットプットパッドと
接触する。ポリマー体のヤング率は低いために（伝統的
な金パッドの約１０分の１）、この変形には非常に小さ
い力しか必要とせず、接合構造物が形成された後にはそ
れを分離するよな傾向は示さない。

【００１７】図３と図４は、本発明の接合構造物の別の
実施例を示している。この実施例においては、複合バン
プは基板のインプット／アウトプットパッド２４上に形
成する。該複合バンプと接合後の構造物は既述のように
形成する。

【００１８】図５と図６は、更に別の実施例を示してい
る。この実施例においては、複合バンプを集積回路素子
のインプット／アウトプットパッド２６及び基板のイン
プットパッド／アウトプットパッド２４の両方の上に形
成する。接合構造物を形成するとき、基板の複合バンプ
は集積回路素子の複合バンプと接合する。複合バンプの
ポリマー体のヤング率が低いため、この変形には非常に
小さな力しか必要とせず、接合構造物が形成された後に
該接合構造物が分離することは殆どない。

【００１９】集積回路素子３０は基板２０と接合し、結
果として、それぞれの複合バンプ上の導電性金属被膜３
６は、図２に示されているように、基板のインプット／
アウトプットパッド２４と接触するか、図４に示されて
いるように、集積回路素子のインプット／アウトプット
パッド２６と接触するか、又は、図６に示されているよ
うに、対応する複合バンプに接触する。接合は、その
後、熱圧着、超音波接合、テープオートメ化（ｔａｐｅ
ａｕｔｏｍａｔｅｄ）接合、熱エネルギーの印加又は
光エネルギーの印加のような接合方法を利用して形成す
る。

【００２０】図７、図８及び図９に示されているよう
に、接合は、それぞれの複合バンプの導電性金属被膜と
図７に示されているように対応する基板のインプット／
アウトプットパッド２４との間に、それぞれの複合バン
プの導電性金属被膜と図８に示されているように対応す
る集積回路素子のインプット／アウトプットパッド２６
との間に、又は、それぞれの複合バンプの導電性金属被
膜と図９に示されているように対応する複合バンプとの
間に、導電性接着剤３８を使用してなすこともできる。
図１０に示されているように、接合は、集積回路素子３
０と基板２０との間に非導電性の接着剤２２を使用する
ことによってなすこともできる。導電性接着剤及び非導
電性接着剤は、熱エネルギー又は光エネルギーの印加を
必要とする。接合プロセスの間に、電気的接続が形成さ
れるにつれて、それぞれの複合バンプのポリマー体は変
形する。この変形は良好な電気的接触を形成する点にお
いて重要である。ポリマー体のヤング率が低いために、
この変形には非常に小さな力しか必要とせず、接続が完
成した後には該接続を分離することは殆どない。

【００２１】図１１と図１２は、上記とは別の本発明の
はんだを含む接合構造物の１つの実施例を示している。
図１に示されているように、複合バンプを集積回路素子
３０のインプット／アウトプットパッド２６上に形成す
る。インプット／アウトプットパッドは、アルミニウム
ような金属からなり直径が約９０ミクロンのものから形
成する。それぞれの複合バンプはポリアミド酸ポリイミ
ドのような単一のポリマー体３２であって直径が５〜２
５ミクロンのものと、該ポリマー体を覆う導電性金属被
膜３６と、該導電性金属被膜を覆うはんだ金属被膜３８
とからなる。該導電性金属被膜は該ポリマー体に接着し
なければならない。材料としては、クロム／銅／金、ク
ロム／ニッケル／金、クロム／銀／金、チタン／タング
ステン／金、チタン／白金／金、又は、チタン／パラジ
ウム／金が使用できる。クロム／銅／金に関しては、厚
さは約５００オングストロームのクロム／５００オング
ストロームの銅／２０００オングストロームの金であ
る。はんだ金属層は、鉛−錫、インジウム−ガリウム又
はインジウム−錫のような金属合金でよい。鉛−錫に関
しては、はんだ金属層は、９５％の鉛と５％の錫からな
り厚さが約１〜２０ミクロンのものを使用できる。基板
のインプット／アウトプットパッド２４は基板２０上
に、金属から形成する。該金属は、例えば、クロム／銅
／金又はその外の複合バンプのポリマー体上の導電性金
属被膜に使用できるものであって、はんだによって濡ら
されるものである。図１２は、はんだ付け後の接合構造
物を示している。はんだ金属３８は複合バンプ構造物を
基板のインプット／アウトプットパッド２４に接合す
る。

【００２２】図１３と図１４は、本発明の接合構造物の
別の実施例を示している。図３に示されているように、
複合バンプは、直径が約９０ミクロンの、アルミニウム
のような金属の基板２０のインプット／アウトプットパ
ッド２４上に形成する。それぞれの複合バンプは、厚さ
が約５〜２５ミクロンの、ポリアミド酸ポリイミドのよ
うなポリマー体３２と、該ポリマー体を覆う導電性金属
被膜３６と、該導電性金属被膜を覆うはんだ金属被膜３
８とからなる。導電性金属被膜３６はポリマー体に接着
しなければならない。材料としては、クロム／銅／金、
クロム／ニッケル／金、クロム／銀／金、チタン／タン
グステン／金、チタン／白金／金、又は、チタン／パラ
ジウム／金のような複合材料を使用できる。クロム／銅
／金に関しては、厚さは約５００オングストロームのク
ロム／５００オングストロームの銅／２０００オングス
トロームの金である。はんだ金属被膜は、鉛−錫、イン
ジウム−ガリウム又はインジウム−錫のような金属合金
でよい。鉛−錫に関しては、はんだ金属層は、９５％の
鉛と５％の錫からなり厚さが約１〜２０ミクロンのもの
を使用できる。集積回路素子のインプット／アウトプッ
トパッド２６は集積回路素子３０上に、金属から形成す
る。該金属は、該金属は、例えば、クロム／銅／金又は
その外の複合バンプのポリマー体上の導電性金属被膜に
使用できるものであって、はんだによって濡らされるも
のである。図１４は、はんだ付け後の接合構造物を示し
ている。はんだ金属３８は複合バンプ構造物を集積回路
素子のインプット／アウトプットパッド２６に接合す
る。

【００２３】図１５と図１６は、更に別の実施例を示し
ている。図１５において示されているように、複合バン
プを集積回路素子のインプット／アウトプットパッド２
６上に形成する。該パッドは直径が約９０ミクロンのア
ルミニウムのような金属である。それぞれの複合バンプ
は、ポリアミド酸ポリイミドのような単一のポリマー体
３２であって直径が５〜２５ミクロンのものと、該ポリ
マー体を覆う導電性金属被膜３６とからなる。該導電性
金属被膜は該ポリマー体に接着しなければならない。材
料としては、クロム／銅／金、クロム／ニッケル／金、
クロム／銀／金、チタン／タングステン／金、チタン／
白金／金、又は、チタン／パラジウム／金が使用でき
る。クロム／銅／金に関しては、厚さは約５００オング
ストロームのクロム／５００オングストロームの銅／２
０００オングストロームの金である。はんだ金属層３８
は、基板２０のインプット／アウトプットパッド２４上
に形成する。該パッドは、例えば、銅、クロム／銅／金
のような、はんだに濡れるものでなければならない。は
んだ金属として、９５％鉛−５％錫、その外の鉛−錫合
金、インジウム−ガリウム合金、インジウム−錫合金を
使用できる。図１６は、はんだ付け後の、接合構造物を
示している。はんだ金属３８は複合バンプ構造物を基板
のインプット／アウトプットパッド２４に接合する。

【００２４】図１７と図１８には、接合構造物の更に別
の実施例が示されている。図７において示されているよ
うに、複合バンプを基板２０のインプット／アウトプッ
トパッド２４上に形成する。該パッドは直径が約９０ミ
クロンのアルミニウムのような金属である。それぞれの
複合バンプは、ポリアミド酸ポリイミドのような単一の
ポリマー体３２であって直径が５〜２５ミクロンのもの
と、該ポリマー体を覆う導電性金属被膜３６とからな
る。該導電性金属被膜は該ポリマー体に接着しなければ
ならない。材料としては、クロム／銅／金、クロム／ニ
ッケル／金、クロム／銀／金、チタン／タングステン／
金、チタン／白金／金、又は、チタン／パラジウム／金
が使用できる。クロム／銅／金に関しては、厚さは約５
００オングストロームのクロム／５００オングストロー
ムの銅／２０００オングストロームの金である。はんだ
金属層３８は、集積回路素子３０のインプット／アウト
プットパッド２６上に形成する。該パッドは、例えば、
銅、クロム／銅／金又はその外のポリマー体を覆う導電
性金属被膜として使用できる、はんだに濡れるものでな
ければならない。はんだ金属として、９５％鉛−５％
錫、その外の鉛−錫合金、インジウム−ガリウム合金、
インジウム−錫合金を使用できる。図１８は、はんだ付
け後の、接合構造物を示している。はんだ金属３８は複
合バンプ構造物を基板のインプット／アウトプットパッ
ド２６に接合する。

【００２５】図１１と図１２は、上記の接合構造物の形
成方法を示している。図１に示されているように、複合
バンプを、アルミニウムのような金属からなる、集積回
路素子のインプット／アウトプットパッド２６上に形成
する。それぞれの複合バンプは、ポリアミド酸ポリイミ
ドのようなポリマー体３２と、該ポリマー体を覆う導電
性金属被膜３６と、該導電性被膜を覆うはんだ金属被膜
３８とからなる。該導電性金属被膜は該ポリマー体に接
着しなければならない。材料としては、クロム／銅／
金、クロム／ニッケル／金、クロム／銀／金、チタン／
タングステン／金、チタン／白金／金、又は、チタン／
パラジウム／金が使用できる。クロム／銅／金に関して
は、厚さは約５００オングストロームのクロム／５００
オングストロームの銅／２０００オングストロームの金
である。はんだ金属層３８は、鉛−錫、インジウム−ガ
リウム又はインジウム−錫を使用できる。鉛−錫に関し
ては、はんだ金属層は９５％の鉛と５％の錫からなり厚
さが約１〜２０ミクロンのものを使用できる。基板のイ
ンプット／アウトプットパッド２４を基板２０上に金属
から形成する。図１８は、はんだ付け後の、接合構造物
を示している。この金属は、クロム／銅／金又は複合バ
ンプのポリマー体上の導電性金属被膜に使用できるその
外の金属複合物であり、はんだが濡れることができるも
のである。

【００２６】集積回路素子３０と基板２０とを合わせ
て、その結果として、複合バンプと基板のインプット／
アウトプットパッド２４とを合わせる。熱をはんだ金属
３８に加えて、そのはんだ金属の融点より約３０℃高い
温度までその温度を上げる。９８％鉛５％錫のはんだ合
金に関しては、該合金は約３５０℃まで上げられる。は
んだ金属の熔融物は基板のインプット／アウトプットパ
ッド２４を濡らす。熱を除去した後に、はんだがその融
点未満に冷却されると、接合構造物が形成される。ポリ
マー体のヤング率が低いため、はんだ付けの際にも後に
も、はんだの接合部を破断するような応力は非常に小さ
い。

【００２７】図１３と図１４には、接合構造物を形成す
る別の方法が示されている。図３において示されている
ように、複合バンプを基板２０のインプット／アウトプ
ットパッド２４上に、接合前に、形成する。複合バンプ
は、ポリマー体３２、導電性金属被膜３６、及び、鉛−
錫、インジウム−ガリウム又はインジウム−錫の合金な
どのからなるはんだ金属被膜３８とを含む。集積回路素
子３０のインプット／アウトプットパッド２６は使用す
るはんだに濡れる金属から形成する。

【００２８】集積回路素子３０と基板２０とをその後合
わせ、結果として、複合バンプと、集積回路素子３０の
インプット／アウトプットパッド２６とを合わせる。熱
をはんだ金属３８に加えて、そのはんだ金属の融点より
約３０℃高い温度までその温度を上げる。９８％鉛５％
錫のはんだ合金に関しては、該合金は約３５０℃まで上
げられる。はんだ金属の熔融物は集積回路素子のインプ
ット／アウトプットパッド２６を濡らす。熱を除去した
後に、はんだがその融点未満に冷却されると、接合構造
物が形成される。ポリマー体のヤング率が低いため、は
んだ付けの際にも後にも、はんだの接合部を破断するよ
うな応力は非常に小さい。

【００２９】図１５と図１６には、接合構造物を形成す
る更に別の方法が示されている。図１５において示され
ているように、複合バンプを集積回路素子３０のインプ
ット／アウトプットパッド２６上に、接合前に、形成す
る。複合バンプは、ポリマー体３２と導電性金属被膜３
６を含む。鉛−錫、インジウム−ガリウム又はインジウ
ム−錫の合金のようなものからなるはんだ金属被膜３８
を基板２０のインプット／アウトプットパッド２４上に
形成する。基板２０のインプット／アウトプットパッド
２４は、使用するはんだによって濡れるものから形成す
る。集積回路素子３０と基板２０とを、その後合わせ
る。結果として、複合バンプと基板のインプット／アウ
トプットパッド２４とが合わさる。その後、既述のよう
にはんだ付け処理を続行する。

【００３０】図１７と図１８は、はんだを含む接合構造
物を形成する上とは別の方法が示されている。図１７に
おいて示されているように、複合バンプを基板２０のイ
ンプット／アウトプットパッド２４上に、接合前に、形
成する。該複合バンプは、ポリマー体３２と導電性金属
被膜３６を含む。鉛−錫、インジウム−ガリウム又はイ
ンジウム−錫の合金などからなるはんだ金属被膜３８を
集積回路素子３０のインプット／アウトプットパッド２
６上に形成する。集積回路素子３０のインプット／アウ
トプットパッド２６は、使用するはんだによって濡れる
ものから形成する。集積回路素子３０と基板２０とを、
その後合わせる。結果として、複合バンプと集積回路素
子のインプット／アウトプットパッド２６とが合わさ
る。その後、既述のようにはんだ付け処理を続行する。

【００３１】

【発明の効果】本発明の接合構成物は、集積回路素子と
対応する基板との間の電気的且つ物理的な接続を含む接
合構造物であって、非常に稠密な配線パターンを経済的
に見合う形で適応させることができ、結果として得られ
た接続が非常に信頼性が高い接合構造物である。

【図面の簡単な説明】

【図１】集積回路素子上に形成された、ポリマーの内
部と導電性金属被膜とからなる複合バンプの断面図であ
る。

【図２】接合の前の、集積回路素子上に形成された複
合バンプを含む接合構造物の断面図である。

【図３】基板上に形成された、ポリマーの内部と導電
性金属被膜とからなる複合バンプの断面図である。

【図４】接合前の、基板上に形成された複合バンプを
接合構造物の断面図である。

【図５】集積回路素子上と基板上の両方の上に形成さ
れた、ポリマーの内部と導電性金属被膜とからなる複合
バンプの断面図である。

【図６】接合前の、集積回路素子上と基板上の両方の
上に形成された、複合バンプを含む接合構造物の断面図
である。

【図７】導電性接着剤が複合バンプの導電性金属被膜
を基板のインプットパッドとアウトプットパッドに接合
させている接合構造物の断面図である。

【図８】導電性接着剤が複合バンプの導電性金属被膜
を集積回路素子のインプットパッドとアウトプットパッ
ドに接合させている接合構造物の断面図である。

【図９】導電性接着剤が集積回路素子の導電性金属被
膜を基板の複合バンプに接合させている接合構造物の断
面図である。

【図１０】非導電性接着剤が集積回路素子を基板に接
合させている接合構造物の断面図である。

【図１１】はんだ付けの前の、集積回路素子のインプ
ット／アウトプットパッド上に形成されたはんだ層を含
む複合バンプの断面図である。

【図１２】集積回路素子のインプット／アウトプット
パッド上にはんだ付け前に形成された複合パッドとはん
だ層とを含む構造物のはんだ付け後の断面図である。

【図１３】はんだ付けの前の、基板のインプット／ア
ウトプットパッド上に形成されたはんだ層を含む複合バ
ンプの断面図である。

【図１４】はんだ付け前に基板のインプット／アウト
プットパッド上に複合パッドとはんだ層とが形成された
構造物のはんだ付け後の断面図である。

【図１５】はんだ付け前に基板のインプット／アウト
プットパッド上に形成されたはんだ層と集積回路素子の
インプット／アウトプットパッド上に形成された複合バ
ンプの断面図である。

【図１６】はんだ付け前にはんだは基板のインプット
／アウトプットパッド上に形成され且つ複合バンプは集
積回路素子のインプット／アウトプットパッド上に形成
された構造物の、はんだ付け後の断面図である。

【図１７】はんだ付け前に集積回路素子のインプット
／アウトプットパッド上に形成されたはんだ層と基板の
インプット／アウトプットパッド上に形成された複合バ
ンプの断面図である。

【図１８】はんだ付け前にはんだは集積回路素子のイ
ンプット／アウトプットパッド上に形成され且つ複合バ
ンプは基板のインプット／アウトプットパッド上に形成
された構造物の、はんだ付け後の断面図である。

【符号の説明】

２０基板、２２接着剤２４基板のインプット／アウトプットパッド、２６
集積回路素子のインプット／アウトプットパッド、３０
集積回路素子、３２ポリマー体、３６導電性
金属被膜、３８はんだ金属被膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インプット／アウトプットパッドを備え
た集積回路素子と、インプット／アウトプットパッドを
備えた基板と、前記集積回路素子のインプット／アウト
プットパッドと前記の基板のインプット／アウトプット
パッドとの間の、複数の物理的且つ電気的な接続部であ
って、それぞれの前記接続部は、ポリマー体と前記ポリ
マー体を覆う導電性金属被膜とからなる複合バンプを含
み、前記複合バンプは前記接続部が形成されるときに変形さ
れたものである、接合構造物。
【請求項２】前記ポリマーはポリアミド酸ポリイミド
である請求項１に記載の接合構造物。
【請求項３】前記導電性金属被膜は接着層、バリアー
層及び導電体層からなるものである請求項１に記載の接
合構造物。
【請求項４】前記複合バンプは、前記接続の前に、前
記集積回路素子のインプット／アウトプットパッド上に
形成されたものである請求項１に記載の接合構造物。
【請求項５】前記複合バンプは、前記接続の前に、前
記基板のインプット／アウトプットパッド上に形成され
たものである請求項１に記載の接合構造物。
【請求項６】前記複合バンプは、前記接続の前に、前
記集積回路素子のインプット／アウトプットパッド及び
前記基板のインプット／アウトプットパッドの両方の上
に形成されたものである請求項１に記載の接合構造物。
【請求項７】接合構造物を形成するに際し、集積回路素子にインプット／アウトプットパッドを備え
させ、基板にインプット／アウトプットパッドを備えさせ、ポリマー体をそれを覆う導電性金属被膜からなる複合バ
ンプを前記集積回路素子のインプット／アウトプットパ
ッド上に形成し、前記集積回路素子と前記基板とを合わせて、前記複合バ
ンプを前記基板のインプット／アウトプットパッドと接
触させ、且つその接触の間に該複合バンプを変形させ、
そして、前記複合バンプを前記基板のインプット／アウトプット
パッドに接合させる、ことを含む接合構造物の形成方
法。
【請求項８】接合構造物を形成するに際し、集積回路素子にインプット／アウトプットパッドを備え
させ、基板にインプット／アウトプットパッドを備えさせ、ポリマー体をそれを覆う導電性金属被膜からなる複合バ
ンプを前記基板のインプット／アウトプットパッド上に
形成し、前記集積回路素子と前記基板とを合わせて、前記複合バ
ンプを前記集積回路素子のインプット／アウトプットパ
ッドと接触させ、且つその接触の間に該複合バンプを変
形させ、そして、前記複合バンプを前記集積回路素子のインプット／アウ
トプットパッドに接合させる、ことを含む接合構造物の
形成方法。
【請求項９】接合構造物を形成するに際し、集積回路素子にインプット／アウトプットパッドを備え
させ、基板にインプット／アウトプットパッドを備えさせ、ポリマー体をそれを覆う導電性金属被膜からなる複合バ
ンプを前記基板のインプット／アウトプットパッド上と
前記集積回路素子のインプット／アウトプットパッド上
とに形成し、前記集積回路素子と前記基板とを合わせて、前記集積回
路素子の複合バンプを前記基板の複合バンプと接触さ
せ、且つその接触の間に前記集積回路素子の複合バンプ
と前記基板の複合バンプとを変形させ、そして、前記集積回路素子の複合バンプを前記基板の複合バンプ
に接合させる、ことを含む接合構造物の形成方法。
【請求項１０】前記ポリマーはポリアミド酸ポリイミ
ドである請求項７、８又は９に記載の方法。
【請求項１１】前記導電性金属被膜は接着層、バリア
ー層及び導電体層からなるものである請求項７、８又は
９に記載の方法。
【請求項１２】前記接合は、前記複合バンプと前記基
板のインプット／アウトプットパッドとの間に導電性接
着剤与えてなす請求項７に記載の方法。
【請求項１３】前記接合は、前記複合バンプと前記集
積回路素子のインプット／アウトプットパッドとの間に
導電性接着剤を与えてなす請求項８に記載の方法。
【請求項１４】前記接合は、前記基板の複合バンプと
前記集積回路素子の複合バンプとの間に導電性接着剤を
与えてなす請求項９に記載の方法。
【請求項１５】前記接合は、前記集積回路素子と前記
基板との間の非導電性接着剤によってなす請求項７，８
又は９に記載の方法。
【請求項１６】前記接合は、熱圧着によってなす請求
項７，８又は９に記載の方法。
【請求項１７】前記接合は、熱エネルギーの印加によ
ってなす請求項７，８又は９に記載の方法。
【請求項１８】前記接合は、光エネルギーの印加によ
ってなす請求項７，８又は９に記載の方法。
【請求項１９】前記接合は、超音波接合によってなす
請求項７，８又は９に記載の方法。
【請求項２０】前記接合は、テープオートメ化接合に
よってなす請求項７，８又は９に記載の方法。
【請求項２１】インプット／アウトプットパッドを備
えた集積回路素子と、インプット／アウトプットパッドを備えた基板と、前記集積回路素子のインプット／アウトプットパッドと
前記の基板のインプット／アウトプットパッドとの間
の、複数の物理的且つ電気的な接続部であって、それぞ
れの前記接続部は、はんだ金属と、単一のポリマー体と
前記ポリマー体を覆う導電性金属被膜とからなる複合バ
ンプとを含み、前記接続部ははんだ付けによって形成されたものであ
る、接合構造物。
【請求項２２】前記ポリマーはポリアミド酸ポリイミ
ドである請求項２１に記載の接合構造物。
【請求項２３】前記導電性金属被膜は５００オングス
トロームのクロム／５００オングストロームの銅／２０
００オングストロームの金である請求項１に記載の接合
構造物。
【請求項２４】前記はんだ金属は９５％が鉛で５％が
錫である請求項２１に記載の接合構造物。
【請求項２５】前記複合バンプは、はんだ付けの前
に、前記集積回路素子のインプット／アウトプットパッ
ド上に形成されたものである請求項２１に記載の接合構
造物。
【請求項２６】前記はんだ金属は、はんだ付けの前
に、前記複合バンプ上に形成されたものである請求項２
５に記載の接合構造物。
【請求項２７】前記はんだ金属は、はんだ付けの前
に、前記基板のインプット／アウトプットパッド上に形
成されたものである請求項２５に記載の接合構造物。
【請求項２８】前記複合バンプは、はんだ付けの前
に、前記基板のインプット／アウトプットパッド上に形
成されたものである請求項２１に記載の接合構造物。
【請求項２９】前記はんだ金属は、はんだ付けの前
に、前記複合バンプ上に形成されたものである請求項２
８に記載の接合構造物。
【請求項３０】前記はんだ金属は、はんだ付けの前
に、前記集積回路素子のインプット／アウトプットパッ
ド上に形成されたものである請求項２８に記載の接合構
造物。
【請求項３１】接合構造物を形成するに際し、集積回路素子にインプット／アウトプットパッドを備え
させ、前記集積回路のインプット／アウトプットパッド
上に単一のポリマー体と前記ポリマー体を覆う導電性金
属被膜とからなる複合バンプを形成し、基板にインプット／アウトプットパッドを備えさせ、はんだ金属を与え、前記集積回路素子のインプット／アウトプットパッド上
に形成された前記複合バンプと、前記基板のインプット
／アウトプットパッドと前記はんだ金属とを合わせ、前記はんだ金属を前記はんだ金属の融点より約３０℃高
い温度まで加熱し、そして、前記はんだ金属を前記はんだ金属の融点未満まで冷却す
る、ことを含む接合構造物の形成方法。
【請求項３２】前記ポリマーはポリアミド酸ポリイミ
ドである請求項３１に記載の接合構造物。
【請求項３３】前記導電性金属被膜は５００オングス
トロームのクロム／５００オングストロームの銅／２０
００オングストロームの金である請求項３１に記載の接
合構造物。
【請求項３４】前記はんだ金属は９５％が鉛で５％が
錫である請求項３１に記載の接合構造物。
【請求項３５】前記はんだ金属は、前記はんだ金属を
加熱する前に、前記複合バンプ上に形成されたものであ
る請求項３１に記載の接合構造物。
【請求項３６】前記はんだ金属は、前記はんだ金属を
加熱する前に、前記基板のインプット／アウトプットパ
ッド上に形成されたものである請求項３５に記載の接合
構造物。
【請求項３７】接合構造物を形成するに際し、基板インプット／アウトプットパッドを備えさせ、前記
基板のインプット／アウトプットパッド上に単一のポリ
マー体と前記ポリマー体を覆う導電性金属被膜とからな
る複合バンプを形成し、集積回路素子にインプット／アウトプットパッドを備え
させ、はんだ金属を与え、前記基板のインプット／アウトプットパッド上に形成さ
れた前記複合バンプと、前記集積回路素子のインプット
／アウトプットパッドと、前記はんだ金属とを合わせ、前記はんだ金属を前記はんだ金属の融点より約３０℃高
い温度まで加熱し、そして、前記はんだ金属を前記はんだ金属の融点未満まで冷却す
る、ことを含む接合構造物の形成方法。
【請求項３８】前記ポリマーはポリアミド酸ポリイミ
ドである請求項３７に記載の接合構造物。
【請求項３９】前記導電性金属被膜は５００オングス
トロームのクロム／５００オングストロームの銅／２０
００オングストロームの金である請求項３７に記載の接
合構造物。
【請求項４０】前記はんだ金属は９５％が鉛で５％が
錫である請求項３７に記載の接合構造物。
【請求項４１】前記はんだ金属は、前記はんだ金属を
加熱する前に、前記複合バンプ上に形成されたものであ
る請求項３７に記載の接合構造物。
【請求項４２】前記はんだ金属は、前記はんだ金属を
加熱する前に、前記集積回路素子のインプット／アウト
プットパッド上に形成されたものである請求項３７に記
載の接合構造物。