JPH08321505A - バンプの構造とその形成方法 - Google Patents
バンプの構造とその形成方法Info
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- JPH08321505A JPH08321505A JP7127948A JP12794895A JPH08321505A JP H08321505 A JPH08321505 A JP H08321505A JP 7127948 A JP7127948 A JP 7127948A JP 12794895 A JP12794895 A JP 12794895A JP H08321505 A JPH08321505 A JP H08321505A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H—ELECTRICITY
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- 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
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 挟ピッチで均一形状かつ低コストなバンプの
構造、及びその構造を得るための簡略化されたプロセス
を提供する。 【構成】 集積回路チップまたは基板１に設けられた電
極パッド２上に、印刷法、ディスペンサー法等によっ
て、導電性を有しかつ数μm 〜１０μm の厚さの接着樹
脂パッド３を設け、この接着樹脂パッド３上に半田ボー
ルが固着され、この半田ボールを溶融して半田バンプ４
とする。ここで接着樹脂パッド３として導電性及び感光
性を有する樹脂を用いる場合は、接着樹脂パッド３をフ
ォトリソグラフィー法を用いて形成してもよい。
構造、及びその構造を得るための簡略化されたプロセス
を提供する。 【構成】 集積回路チップまたは基板１に設けられた電
極パッド２上に、印刷法、ディスペンサー法等によっ
て、導電性を有しかつ数μm 〜１０μm の厚さの接着樹
脂パッド３を設け、この接着樹脂パッド３上に半田ボー
ルが固着され、この半田ボールを溶融して半田バンプ４
とする。ここで接着樹脂パッド３として導電性及び感光
性を有する樹脂を用いる場合は、接着樹脂パッド３をフ
ォトリソグラフィー法を用いて形成してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップ、配線
基板または集積回路チップキャリアの実装方法に関し、
特にフェイスダウン接続法におけるバンプの構造及びそ
の形成方法に関する。
基板または集積回路チップキャリアの実装方法に関し、
特にフェイスダウン接続法におけるバンプの構造及びそ
の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、フェイスダウン接続等に用いられ
ているバンプは、図４に示すように、集積回路チップま
たは配線基板１上のＡｌ等からなる電極パッド２に、ま
ずバリアメタル層Ａ８として密着性の良い金属、例えば
Ｔｉ，Ｐｄ等をスパッタ法、蒸着法によって形成する。
その上に半田とのぬれ性がよいＮｉ，Ｃｕ等のバリアメ
タル層Ｂ９を、やはりスパッタ法、蒸着法、もしくはメ
ッキ法等で形成する。さらに、バリアメタルの酸化を防
止し、半田が確実にぬれるようにするため、１μm 程度
の薄いＡｕ層１０をメッキ法、蒸着法等により形成す
る。この後、半田を電解メッキ法、半田テープを用いた
打ち抜き法、半田ペーストの印刷法、半田ボール法等に
より形成し、半田の融点以上まで加熱し溶融するウェッ
トバック工程により、半田を半球状化して半田バンプ４
とする。半田バンプ４の組成は、例えばＰｂ／Ｓｎ＝３
７／６３ｗｔ％（共晶半田：融点１８３℃）またはＰｂ
／Ｓｎ＝９５／５ｗｔ％（高融点半田：融点３１０℃）
等が用いられる。
ているバンプは、図４に示すように、集積回路チップま
たは配線基板１上のＡｌ等からなる電極パッド２に、ま
ずバリアメタル層Ａ８として密着性の良い金属、例えば
Ｔｉ，Ｐｄ等をスパッタ法、蒸着法によって形成する。
その上に半田とのぬれ性がよいＮｉ，Ｃｕ等のバリアメ
タル層Ｂ９を、やはりスパッタ法、蒸着法、もしくはメ
ッキ法等で形成する。さらに、バリアメタルの酸化を防
止し、半田が確実にぬれるようにするため、１μm 程度
の薄いＡｕ層１０をメッキ法、蒸着法等により形成す
る。この後、半田を電解メッキ法、半田テープを用いた
打ち抜き法、半田ペーストの印刷法、半田ボール法等に
より形成し、半田の融点以上まで加熱し溶融するウェッ
トバック工程により、半田を半球状化して半田バンプ４
とする。半田バンプ４の組成は、例えばＰｂ／Ｓｎ＝３
７／６３ｗｔ％（共晶半田：融点１８３℃）またはＰｂ
／Ｓｎ＝９５／５ｗｔ％（高融点半田：融点３１０℃）
等が用いられる。
【０００３】この従来のバンプの構造は、バリアメタル
Ａ，Ｂを設けることにより、半田バンプ４と電極パッド
２が直接接触してぬれ性が低下し、接続不良になること
を防止している。
Ａ，Ｂを設けることにより、半田バンプ４と電極パッド
２が直接接触してぬれ性が低下し、接続不良になること
を防止している。
【０００４】また図５は、特開平５−６７６１７号公報
に記載されている他の従来技術を示している。集積回路
チップまたは配線基板１上にアルミニウム等よりなる電
極パッド２を設け（図５（ａ））、チップ１の全面に導
電性樹脂３′を塗布後（図５（ｂ））、フォトマスク１
１を用いて導電性樹脂３′に光を照射し、電極パッド２
の上だけ導電性樹脂３′が残るようにパターニングし
（図５（ｃ））、電極パッド２上にバンプ１２が形成さ
れる（図５（ｄ））。バンプの高さを考慮すれば、導電
性樹脂の膜厚は厚く（約３０μm 以上）する必要があ
る。
に記載されている他の従来技術を示している。集積回路
チップまたは配線基板１上にアルミニウム等よりなる電
極パッド２を設け（図５（ａ））、チップ１の全面に導
電性樹脂３′を塗布後（図５（ｂ））、フォトマスク１
１を用いて導電性樹脂３′に光を照射し、電極パッド２
の上だけ導電性樹脂３′が残るようにパターニングし
（図５（ｃ））、電極パッド２上にバンプ１２が形成さ
れる（図５（ｄ））。バンプの高さを考慮すれば、導電
性樹脂の膜厚は厚く（約３０μm 以上）する必要があ
る。
【０００５】この従来技術はバンプが導電性樹脂ででき
ているために弾力性を有し、高さのばらつきを吸収する
ことができ、かつ挟ピッチパターンが可能となる、プロ
セスが簡単になりコストの低減が可能になるという利点
もある。
ているために弾力性を有し、高さのばらつきを吸収する
ことができ、かつ挟ピッチパターンが可能となる、プロ
セスが簡単になりコストの低減が可能になるという利点
もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の技
術では、半田バンプを電解メッキで形成する場合、その
高さは±１０μm 程度、組成は目標組成によっては±１
０％以上ばらつくことが多く、このばらつきを制御する
ことが非常に困難であるという問題があった。半田テー
プを用いた打ち抜き法の場合は、１バンプずつ形成しな
ければならないために時間とコストがかかってしまい、
半田ペーストの印刷による場合はピッチ限界は３００μ
m 程度であるため挟ピッチで均一量のペーストを印刷す
るのが困難である。半田ボールを用いる場合は、例えば
ボール径の精度が±５μm であれば高さのばらつきも±
５μm 程度に押さえることが可能であるという利点はあ
るが、その仮固定のため、半田ペーストの予備半田印
刷、フラックスの塗布あるいは印刷の工程が必要とな
り、加えて挟ピッチ、多ピンのパターンに効率的に半田
ボールを供給することが困難であるという問題があっ
た。
術では、半田バンプを電解メッキで形成する場合、その
高さは±１０μm 程度、組成は目標組成によっては±１
０％以上ばらつくことが多く、このばらつきを制御する
ことが非常に困難であるという問題があった。半田テー
プを用いた打ち抜き法の場合は、１バンプずつ形成しな
ければならないために時間とコストがかかってしまい、
半田ペーストの印刷による場合はピッチ限界は３００μ
m 程度であるため挟ピッチで均一量のペーストを印刷す
るのが困難である。半田ボールを用いる場合は、例えば
ボール径の精度が±５μm であれば高さのばらつきも±
５μm 程度に押さえることが可能であるという利点はあ
るが、その仮固定のため、半田ペーストの予備半田印
刷、フラックスの塗布あるいは印刷の工程が必要とな
り、加えて挟ピッチ、多ピンのパターンに効率的に半田
ボールを供給することが困難であるという問題があっ
た。
【０００７】さらにいずれの半田を用いた場合でも、バ
リアメタルが必要不可欠となり、プロセスが複雑で高コ
ストであるという問題もある。
リアメタルが必要不可欠となり、プロセスが複雑で高コ
ストであるという問題もある。
【０００８】図５に示した従来の技術では、樹脂層の膜
厚が厚くなると樹脂中の導電粒子の量が多くなりすぎ、
導電性樹脂に光を当てても光が樹脂中に十分届かずに露
光不足となり、パターニングができなくなることがあ
る。露光を十分に行えるようにするために樹脂中の導電
粒子の量を少なくすると、パターニングは改良されても
導電性が悪くなってしまうという問題がある。導電性、
パターニングを共に満足させるためには樹脂層の高さを
数μm 〜１０μm 程度にしなければならないが、この膜
厚ではバンプとしては高さが不足してしまうため望まし
くない。
厚が厚くなると樹脂中の導電粒子の量が多くなりすぎ、
導電性樹脂に光を当てても光が樹脂中に十分届かずに露
光不足となり、パターニングができなくなることがあ
る。露光を十分に行えるようにするために樹脂中の導電
粒子の量を少なくすると、パターニングは改良されても
導電性が悪くなってしまうという問題がある。導電性、
パターニングを共に満足させるためには樹脂層の高さを
数μm 〜１０μm 程度にしなければならないが、この膜
厚ではバンプとしては高さが不足してしまうため望まし
くない。
【０００９】本発明の目的は、挟ピッチで均一形状かつ
低コストなバンプの構造、及びその構造を得るための簡
略化されたプロセスを提供することにある。
低コストなバンプの構造、及びその構造を得るための簡
略化されたプロセスを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプの構造
は、集積回路チップと配線基板、配線基板とプリント基
板等のフェイスダウン接続に用いられるバンプの構造で
あって、集積回路チップまたは基板上に設けられた電極
パッドと、前記電極パッド上に設けられた導電性を有
し、数μm 〜１０μm の厚さの接着樹脂パッドと、前記
接着樹脂パッド上に半田ボールが固着されてなる半田バ
ンプを有することを特徴とする。
は、集積回路チップと配線基板、配線基板とプリント基
板等のフェイスダウン接続に用いられるバンプの構造で
あって、集積回路チップまたは基板上に設けられた電極
パッドと、前記電極パッド上に設けられた導電性を有
し、数μm 〜１０μm の厚さの接着樹脂パッドと、前記
接着樹脂パッド上に半田ボールが固着されてなる半田バ
ンプを有することを特徴とする。
【００１１】またその製造方法は、集積回路チップもし
くは基板に設けられた電極パッド上に導電性を有する接
着樹脂層を印刷法もしくはディスペンサー法によって形
成する工程と、パターニングされた接着樹脂層上に半田
ボールを接着する工程と、半田ボールを溶融する工程と
からなることを特徴とする。ここで接着樹脂層として導
電性及び感光性を有する樹脂を用いる場合は、接着樹脂
層をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングして
電極パッド上にパターニングされた接着樹脂層を形成し
てもよい。
くは基板に設けられた電極パッド上に導電性を有する接
着樹脂層を印刷法もしくはディスペンサー法によって形
成する工程と、パターニングされた接着樹脂層上に半田
ボールを接着する工程と、半田ボールを溶融する工程と
からなることを特徴とする。ここで接着樹脂層として導
電性及び感光性を有する樹脂を用いる場合は、接着樹脂
層をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングして
電極パッド上にパターニングされた接着樹脂層を形成し
てもよい。
【００１２】この方法によれば、導電性の感光性樹脂の
接着力を利用して、半田ボールを配置、仮接着した後こ
れを溶融することによってプロセスを増加することなし
に半田バンプを形成することが可能となる。
接着力を利用して、半田ボールを配置、仮接着した後こ
れを溶融することによってプロセスを増加することなし
に半田バンプを形成することが可能となる。
【００１３】
（実施例１）図１は、本発明のバンプの構造の一例を示
す断面図である。Ａｌ等よりなる電極パッド２が形成さ
れた集積回路チップまたは配線基板１の全面に、スピン
コート等により高導電性感光性接着樹脂層を約１０μm
程度の均一な厚さに塗布し、これをフォトリソグラフィ
ー（ＰＲ）によりパターニングし、半硬化状態として高
導電性感光性接着樹脂パッド３を形成する。ＰＲによっ
てパターニングを行うため、１００μm ピッチ以下の挟
ピッチパターンも容易に形成が可能である。また、厚さ
も１０μm 程度であるのでパターニングが容易であり、
かつ導電性に優れ、大電流用途に応用することも可能で
ある。この接着樹脂パッド３上に半田バンプを形成す
る。
す断面図である。Ａｌ等よりなる電極パッド２が形成さ
れた集積回路チップまたは配線基板１の全面に、スピン
コート等により高導電性感光性接着樹脂層を約１０μm
程度の均一な厚さに塗布し、これをフォトリソグラフィ
ー（ＰＲ）によりパターニングし、半硬化状態として高
導電性感光性接着樹脂パッド３を形成する。ＰＲによっ
てパターニングを行うため、１００μm ピッチ以下の挟
ピッチパターンも容易に形成が可能である。また、厚さ
も１０μm 程度であるのでパターニングが容易であり、
かつ導電性に優れ、大電流用途に応用することも可能で
ある。この接着樹脂パッド３上に半田バンプを形成す
る。
【００１４】図２は、半田バンプ４の形成方法を示した
図である。接着樹脂パッド３は半硬化状態において温度
を上昇させると、５０℃付近から接着力が発現し、１０
０℃付近で高い接着力が得られるようになる。集積回路
チップまたは配線基板１を１００℃付近まで過熱した状
態で、半田ボール５を上部から落としこみ、接着樹脂パ
ッド３に接着させる。この時、振動や揺動を加えること
で、樹脂パッド３上に移動した半田ボール５だけを接着
することができる。また、接着力は十分に強いため、一
度接着した半田ボールが再びパッドから離れることもな
い。多ピンパターンでも、使用する半田ボール５の数を
多くすれば、ほぼ一括に樹脂パッド３に半田ボールを供
給することができる。余分な半田ボール５は回収して使
用することもできる。なお、振動及び揺動は、部品配列
用に使用されるように、揺動機能付き振動器を用いれば
よい。
図である。接着樹脂パッド３は半硬化状態において温度
を上昇させると、５０℃付近から接着力が発現し、１０
０℃付近で高い接着力が得られるようになる。集積回路
チップまたは配線基板１を１００℃付近まで過熱した状
態で、半田ボール５を上部から落としこみ、接着樹脂パ
ッド３に接着させる。この時、振動や揺動を加えること
で、樹脂パッド３上に移動した半田ボール５だけを接着
することができる。また、接着力は十分に強いため、一
度接着した半田ボールが再びパッドから離れることもな
い。多ピンパターンでも、使用する半田ボール５の数を
多くすれば、ほぼ一括に樹脂パッド３に半田ボールを供
給することができる。余分な半田ボール５は回収して使
用することもできる。なお、振動及び揺動は、部品配列
用に使用されるように、揺動機能付き振動器を用いれば
よい。
【００１５】この後、半田ボール５をその融点以上まで
加熱し、溶融すると同時に、接着樹脂パッドを完全に硬
化させ、図１に示したようなバンプの構造を得る。
加熱し、溶融すると同時に、接着樹脂パッドを完全に硬
化させ、図１に示したようなバンプの構造を得る。
【００１６】半田ボール５は組成にばらつきが無く、大
きさの均一性が高いため、半田バンプ４としての高さば
らつきも小さくでき、適切なサイズのボールを用いるこ
とで容易にバンプとして必要な高さを得ることができ
る。
きさの均一性が高いため、半田バンプ４としての高さば
らつきも小さくでき、適切なサイズのボールを用いるこ
とで容易にバンプとして必要な高さを得ることができ
る。
【００１７】以上のように、従来不可欠だったバリアメ
タルの形成も必要なくなり、従来バンプ形成に費やされ
た時間・コストを削減することが可能となる。
タルの形成も必要なくなり、従来バンプ形成に費やされ
た時間・コストを削減することが可能となる。
【００１８】（実施例２）図３は、本発明の形成方法を
示す一例を示した図である。この方法では、半田ボール
５をケース６内に予め敷き詰めておき、接着樹脂パッド
３が形成された集積回路チップまたは配線基板１を加熱
ツール７に真空吸着等によって固定し、フェイスダウン
によりケース６内の半田ボール５を接着させる。
示す一例を示した図である。この方法では、半田ボール
５をケース６内に予め敷き詰めておき、接着樹脂パッド
３が形成された集積回路チップまたは配線基板１を加熱
ツール７に真空吸着等によって固定し、フェイスダウン
によりケース６内の半田ボール５を接着させる。
【００１９】ケース６の代わりに所望のパターンの構図
を設けたボール形を用意しておけば、パターンどおりの
半田ボールの接着をより効果的に行うことが可能であ
る。
を設けたボール形を用意しておけば、パターンどおりの
半田ボールの接着をより効果的に行うことが可能であ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のバンプの構
造及びその形成方法によれば、従来不可欠だったバリア
メタルの形成等の複雑なプロセスを要さない、非常に簡
単なプロセスで挟ピッチパターンの半田バンプを低コス
トで形成することができる。
造及びその形成方法によれば、従来不可欠だったバリア
メタルの形成等の複雑なプロセスを要さない、非常に簡
単なプロセスで挟ピッチパターンの半田バンプを低コス
トで形成することができる。
【図１】本発明の実施例１において説明したバンプの構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１において説明したバンプの形
成方法を示す図である。
成方法を示す図である。
【図３】本発明の実施例２において説明したバンプの形
成方法を示す図である。
成方法を示す図である。
【図４】従来の技術を説明するための断面図である。
【図５】従来の第２の技術を説明するための工程図であ
る。
る。
１ 集積回路チップまたは配線基板 ２ 電極パッド ３ 接着樹脂パッド ３′ 導電性樹脂 ４ 半田バンプ ５ 半田ボール ６ ケース ７ 加熱ツール ８ バリアメタルＡ ９ バリアメタルＢ １０ Ａｕ層 １１ フォトマスク １２ バンプ
Claims (5)
- 【請求項１】集積回路チップと配線基板、配線基板とプ
リント基板等のフェイスダウン接続に用いられるバンプ
の構造であって、集積回路チップまたは基板上に設けら
れた電極パッドと、前記電極パッド上に設けられた導電
性を有し、数μm 〜１０μmの厚さの接着樹脂パッド
と、前記接着樹脂パッド上に半田ボールが固着されてな
る半田バンプを有することを特徴とするバンプの構造。 - 【請求項２】集積回路チップもしくは基板に設けられた
電極パッド上に導電性を有する接着樹脂層を印刷法もし
くはディスペンサー法によって形成する工程と、パター
ニングされた接着樹脂層上に半田ボールを接着する工程
と、半田ボールを溶融する工程とからなることを特徴と
するバンプの形成方法。 - 【請求項３】電極パッドが設けられた集積回路チップも
しくは基板上に導電性かつ感光性を有する接着樹脂層を
形成する工程と、前記接着樹脂層をフォトリソグラフィ
ー法を用いてパターニングして電極パッド上にパターニ
ングされた接着樹脂層を形成する工程と、パターニング
された接着樹脂層上に半田ボールを接着する工程と、半
田ボールを溶融する工程とからなることを特徴とするバ
ンプの形成方法。 - 【請求項４】パターニングされた接着樹脂層上に半田ボ
ールを接着する工程において、半田ボールを別のケース
内に予め敷き詰めた後、パターニングされた接着樹脂層
が形成された集積回路チップまたは配線基板を加熱ツー
ルに固定し、フェイスダウンにより前記ケース内の前記
半田ボールを接着させることを特徴とする請求項２ない
し３記載のバンプの形成方法。 - 【請求項５】パターニングされた接着樹脂層に対応した
型に半田ボールを敷き詰めることを特徴とする請求項４
記載のバンプの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7127948A JP2762958B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | バンプの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7127948A JP2762958B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | バンプの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0254932A (ja) * | 1988-08-20 | 1990-02-23 | Fujitsu Ltd | はんだバンプの形成方法 |
| JPH0677635A (ja) * | 1992-08-26 | 1994-03-18 | Ace Denshi Kogyo Kk | プリント回路基板の半田付けパッド部製造方法 |
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-
1995
- 1995-05-26 JP JP7127948A patent/JP2762958B2/ja not_active Expired - Fee Related
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