JPH1027803A - バンプ形成方法 - Google Patents
バンプ形成方法Info
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- JPH1027803A JPH1027803A JP19708696A JP19708696A JPH1027803A JP H1027803 A JPH1027803 A JP H1027803A JP 19708696 A JP19708696 A JP 19708696A JP 19708696 A JP19708696 A JP 19708696A JP H1027803 A JPH1027803 A JP H1027803A
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- 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
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属粒子の配列工程の負荷を軽減し、かつ、
接続歩留まりの向上を図る。 【解決手段】 電子部品１の電極２上に金属粒子３を配
列させた後、電極２と金属粒子３を一括して合金化させ
てバンプを形成する。金属粒子３を加圧板４によって押
圧して超音波振動をかけると、そのエネルギーによって
金属粒子３の表面及び電極２上の酸化膜が破壊され、新
生面同士の接触により合金化がおこり、バンプが形成さ
れる。１個１個形成しなくてはならないワイヤーバンピ
ングと異なり、複数の粒子を同時に一括して接合出来
る、また、超音波のエネルギーを使うので、金属粒子及
び電極材表面の酸化膜が容易に破壊でき、新生面同士の
接触により合金化が得られやすい。
接続歩留まりの向上を図る。 【解決手段】 電子部品１の電極２上に金属粒子３を配
列させた後、電極２と金属粒子３を一括して合金化させ
てバンプを形成する。金属粒子３を加圧板４によって押
圧して超音波振動をかけると、そのエネルギーによって
金属粒子３の表面及び電極２上の酸化膜が破壊され、新
生面同士の接触により合金化がおこり、バンプが形成さ
れる。１個１個形成しなくてはならないワイヤーバンピ
ングと異なり、複数の粒子を同時に一括して接合出来
る、また、超音波のエネルギーを使うので、金属粒子及
び電極材表面の酸化膜が容易に破壊でき、新生面同士の
接触により合金化が得られやすい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体部品等の製
造に際に、半導体チップの電極にバンプを形成する方法
に関する。
造に際に、半導体チップの電極にバンプを形成する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造に際し、半導体チップ
と外部リード部をバンプを介してボンディングすること
が行なわれている。このようなバンプは、半導体チップ
の電極、或いは、外部リード部に予め形成しておき、バ
ンプを有する半導体チップと外部電極とを重ね、或い
は、バンプを有する外部電極と半導体チップとを重ね、
一括接合によりボンディングするものである。
と外部リード部をバンプを介してボンディングすること
が行なわれている。このようなバンプは、半導体チップ
の電極、或いは、外部リード部に予め形成しておき、バ
ンプを有する半導体チップと外部電極とを重ね、或い
は、バンプを有する外部電極と半導体チップとを重ね、
一括接合によりボンディングするものである。
【０００３】バンプの形成に関して、ワイヤーボンダー
（ＷＢ）を利用したワイヤーバンピング法や金属ボール
を熱圧着により接合する方法がある。ワイヤーバンピン
グ法はバンプを一個一個作るため、時間がかかる。ま
た、特開昭６２−２５４３５号公報、特開平７−２８３
２２４号公報には、ボール金属を用いて一括接合するこ
とが記載されているが、これらの方法は、熱圧着による
方法であり、電極側および粒子（ボール金属）側の酸化
膜を破壊することが難しく、接合の確実性にかける。
（ＷＢ）を利用したワイヤーバンピング法や金属ボール
を熱圧着により接合する方法がある。ワイヤーバンピン
グ法はバンプを一個一個作るため、時間がかかる。ま
た、特開昭６２−２５４３５号公報、特開平７−２８３
２２４号公報には、ボール金属を用いて一括接合するこ
とが記載されているが、これらの方法は、熱圧着による
方法であり、電極側および粒子（ボール金属）側の酸化
膜を破壊することが難しく、接合の確実性にかける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、特開昭
６２−２５４３５号公報や特開平７−２８３２２４号公
報には、金属ボールを用い、熱圧着により一括接合する
ことが開示されているが、金属ボールが、錫鉛ハンダボ
ールのように柔らかい材質では、熱圧着では接続し難
い。
６２−２５４３５号公報や特開平７−２８３２２４号公
報には、金属ボールを用い、熱圧着により一括接合する
ことが開示されているが、金属ボールが、錫鉛ハンダボ
ールのように柔らかい材質では、熱圧着では接続し難
い。
【０００５】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、特に、金属ボールを用いたバンプにおい
て、一括で且つ確実に接続させるため、超音波を使った
バンプ形成法を提供することを目的としてなされたもの
である。また、その際に、加圧板と金属粒子との間で滑
りがあると、超音波のエネルギー伝達にロスが大きく、
酸化膜破壊が不充分となり接続不良の原因となる。更
に、金属粒子を電極上に配列するのはマスクなどで行う
が、電極ピッチが細かくなったり、電極サイズが小さく
なったりすると、非常に困難になり、プロセスに負荷が
かかる。従って、本発明の他の目的は、金属粒子の配列
工程の負荷を軽減し、かつ、接続歩留まりの向上を図る
ことにある。
れたもので、特に、金属ボールを用いたバンプにおい
て、一括で且つ確実に接続させるため、超音波を使った
バンプ形成法を提供することを目的としてなされたもの
である。また、その際に、加圧板と金属粒子との間で滑
りがあると、超音波のエネルギー伝達にロスが大きく、
酸化膜破壊が不充分となり接続不良の原因となる。更
に、金属粒子を電極上に配列するのはマスクなどで行う
が、電極ピッチが細かくなったり、電極サイズが小さく
なったりすると、非常に困難になり、プロセスに負荷が
かかる。従って、本発明の他の目的は、金属粒子の配列
工程の負荷を軽減し、かつ、接続歩留まりの向上を図る
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電子
部品の電極上にパンプを形成する際に、金属粒子を前記
電極上の所定の場所に配置した後、加圧板により押圧す
るとともに超音波を加えて合金化し、バンプを形成する
ことを特徴とし、これにより、金属粒子を使ったバンプ
が形成でき、メッキなどの方法に比ベ、廃液等が生じな
いので、クリーンな環境で行え、また、ＷＢを利用した
ワイヤーバンピング法に比べ、一括でバンプが形成でき
るようにしたものである。
部品の電極上にパンプを形成する際に、金属粒子を前記
電極上の所定の場所に配置した後、加圧板により押圧す
るとともに超音波を加えて合金化し、バンプを形成する
ことを特徴とし、これにより、金属粒子を使ったバンプ
が形成でき、メッキなどの方法に比ベ、廃液等が生じな
いので、クリーンな環境で行え、また、ＷＢを利用した
ワイヤーバンピング法に比べ、一括でバンプが形成でき
るようにしたものである。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記加圧板の表面を金属粒子を接続させる電極面よ
りも粗面化したことを特徴とし、これにより、超音波を
使って金属粒子をバンプ化する際に、効率良く電極材と
合金化が行えるようにしたものである。
て、前記加圧板の表面を金属粒子を接続させる電極面よ
りも粗面化したことを特徴とし、これにより、超音波を
使って金属粒子をバンプ化する際に、効率良く電極材と
合金化が行えるようにしたものである。
【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記粗面化された加圧板の表面を均一な凹凸とした
ことを特徴とし、これにより、多数個の金属粒子を一括
で接続する際、粒子毎の接続状態に差が生じにくくし、
接続歩留まりを向上させることができるようにしたもの
である。
て、前記粗面化された加圧板の表面を均一な凹凸とした
ことを特徴とし、これにより、多数個の金属粒子を一括
で接続する際、粒子毎の接続状態に差が生じにくくし、
接続歩留まりを向上させることができるようにしたもの
である。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記加圧板の、バンプを形成する位置に対応する場
所に、前記金属粒子の粒径と同等以上の大きさのロート
状のくぼみを有することを特徴とし、これにより、ロー
ト状のくぼみにより金属粒子の初期配置ズレを補正して
バンプ形成が行えるようにし、粒子配列工程の負荷を軽
減出来、また、バンプ精度を向上出来るようにしたもの
である。
て、前記加圧板の、バンプを形成する位置に対応する場
所に、前記金属粒子の粒径と同等以上の大きさのロート
状のくぼみを有することを特徴とし、これにより、ロー
ト状のくぼみにより金属粒子の初期配置ズレを補正して
バンプ形成が行えるようにし、粒子配列工程の負荷を軽
減出来、また、バンプ精度を向上出来るようにしたもの
である。
【００１０】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記加圧板をゆっくりと降下させながら金属粒子を
所定位置に押し出し、位置合わせを行なった後、バンプ
化させることを特徴とし、これにより、粒子の保持を確
実にできるようにしたものである。
て、前記加圧板をゆっくりと降下させながら金属粒子を
所定位置に押し出し、位置合わせを行なった後、バンプ
化させることを特徴とし、これにより、粒子の保持を確
実にできるようにしたものである。
【００１１】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、前記加圧板を降下させる途中から振動を加えて金属
粒子を移動し易くすることを特徴とし、これにより、加
圧板の降下時の粒子移動が容易に、かつ、確実に行え、
バンプ形成の歩留まりを向上させるようにしたものであ
る。
て、前記加圧板を降下させる途中から振動を加えて金属
粒子を移動し易くすることを特徴とし、これにより、加
圧板の降下時の粒子移動が容易に、かつ、確実に行え、
バンプ形成の歩留まりを向上させるようにしたものであ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるバンプ形成
方法の一実施例を説明するための構成図で、図中、１は
半導体チップ等の電子部品、２は電子部品１の電極、３
は金属粒子、４は加圧板で、図示のように、電子部品１
の電極２上に金属粒子３を配列させた後、電極と金属粒
子を合金化させ一括してバンプを形成する。金属粒子３
を所定位置に配置する方法としては、マスクを使った方
法などが前記公開公報においてすでに示されている。
方法の一実施例を説明するための構成図で、図中、１は
半導体チップ等の電子部品、２は電子部品１の電極、３
は金属粒子、４は加圧板で、図示のように、電子部品１
の電極２上に金属粒子３を配列させた後、電極と金属粒
子を合金化させ一括してバンプを形成する。金属粒子３
を所定位置に配置する方法としては、マスクを使った方
法などが前記公開公報においてすでに示されている。
【００１３】金属粒子３を加圧板４によって押圧して超
音波振動をかけると、そのエネルギーによって金属粒子
３の表面及び電極２上の酸化膜が破壊され、新生面同士
の接触により合金化がおこりバンプが形成される。１個
１個形成しなくてはならないワイヤーバンピングと異な
り、複数の粒子を同時に一括して接合出来る、また、超
音波のエネルギーを使うので、金属粒子及び電極材表面
の酸化膜が容易に破壊でき、新生面同士の接触により合
金化が得られやすい。
音波振動をかけると、そのエネルギーによって金属粒子
３の表面及び電極２上の酸化膜が破壊され、新生面同士
の接触により合金化がおこりバンプが形成される。１個
１個形成しなくてはならないワイヤーバンピングと異な
り、複数の粒子を同時に一括して接合出来る、また、超
音波のエネルギーを使うので、金属粒子及び電極材表面
の酸化膜が容易に破壊でき、新生面同士の接触により合
金化が得られやすい。
【００１４】しかも、図１に示した実施例によると、金
属粒子と加圧板との間で滑りが起こりやすく、超音波エ
ネルギーのロスが大きく、電極面との間で酸化膜破壊が
起こりにくくなる可能性がある。
属粒子と加圧板との間で滑りが起こりやすく、超音波エ
ネルギーのロスが大きく、電極面との間で酸化膜破壊が
起こりにくくなる可能性がある。
【００１５】図２は、上述のごとき、超音波エネルギー
のロスを小さくするようにした場合の実施例を示す要部
構成図で、加圧板４の金属粒子３と接触面４ａを、電極
面よりも粗面化（表面粗さの粗い）したもので、このよ
うな粗面化した加圧板を使えば、金属粒子の保持力が高
くなり、合金化が容易になる。しかし、図２（Ａ）に示
すように、不均一に粗面化したものは金属粒子毎に保持
力が異なる可能性があり、複数バンプの一括接続を考え
ると、条件の設定も難しく、接合状態に差がでて来る。
そこで、図２（Ｂ）に示すように、金属粒子一つ一つに
同じ保持力が働くように均一な凹凸をつけたもの、例え
ば、Ｓｉ基板の異方性エッチングにより均一な溝加工し
たものを使用すると、各金属粒子の保持力がばらつか
ず、多点接続を行う際に、接合状態に差が出てこない。
のロスを小さくするようにした場合の実施例を示す要部
構成図で、加圧板４の金属粒子３と接触面４ａを、電極
面よりも粗面化（表面粗さの粗い）したもので、このよ
うな粗面化した加圧板を使えば、金属粒子の保持力が高
くなり、合金化が容易になる。しかし、図２（Ａ）に示
すように、不均一に粗面化したものは金属粒子毎に保持
力が異なる可能性があり、複数バンプの一括接続を考え
ると、条件の設定も難しく、接合状態に差がでて来る。
そこで、図２（Ｂ）に示すように、金属粒子一つ一つに
同じ保持力が働くように均一な凹凸をつけたもの、例え
ば、Ｓｉ基板の異方性エッチングにより均一な溝加工し
たものを使用すると、各金属粒子の保持力がばらつか
ず、多点接続を行う際に、接合状態に差が出てこない。
【００１６】図３は、加圧板４にロート状の凹部４ｂを
設けて金属粒子３のプリアライメント機能を持たせるよ
うにしたもので、図３（Ａ）は、電極上に金属粒子３を
配置した後に加圧板４を降下させ、その際、振動を加え
ながら加圧板４を降下させて粒子の移動を容易としたも
のである。図３（Ｂ）は、上述のようにして凹部の中央
に移動した粒子が電極の中心位置で合金化される様子を
示し、このようにすると、バンプ位置の精度が向上す
る。このように、配列板（加圧板）４の、バンプを形成
する位置に対応して金属粒子の粒径と同等以上の大きさ
のロート状にくぼみ４ｂを設けると、加圧板４を降下さ
せてきた時に金属粒子がそのテーパ部に押されるように
して所定の位置に補正される効果が期待できる。そのプ
ロセス中に加圧板を振動させながら降下させると、振動
により粒子の移動が促進され、金属粒子の位置補正が容
易となる。
設けて金属粒子３のプリアライメント機能を持たせるよ
うにしたもので、図３（Ａ）は、電極上に金属粒子３を
配置した後に加圧板４を降下させ、その際、振動を加え
ながら加圧板４を降下させて粒子の移動を容易としたも
のである。図３（Ｂ）は、上述のようにして凹部の中央
に移動した粒子が電極の中心位置で合金化される様子を
示し、このようにすると、バンプ位置の精度が向上す
る。このように、配列板（加圧板）４の、バンプを形成
する位置に対応して金属粒子の粒径と同等以上の大きさ
のロート状にくぼみ４ｂを設けると、加圧板４を降下さ
せてきた時に金属粒子がそのテーパ部に押されるように
して所定の位置に補正される効果が期待できる。そのプ
ロセス中に加圧板を振動させながら降下させると、振動
により粒子の移動が促進され、金属粒子の位置補正が容
易となる。
【００１７】
請求項１の効果：電子部品の電極上にパンプを形成する
際に、金属粒子を前記電極上の所定の場所に配置した
後、加圧板により押圧するとともに、超音波を加えて合
金化し、バンプを形成するようにしたので、金属粒子を
使ったバンプが形成でき、メッキなどの方法に比べ、廃
液等が生じず、クリーンな環境で行える。また、ＷＢを
利用したワイヤーバンピング法に比べ、一括してバンプ
が形成でき、微細ピッチに有利である（ワイヤーバンピ
ング法はボールボンディングのメカニズムから、１個づ
すの形成で、かつ、あまり微細化は出来ない）。
際に、金属粒子を前記電極上の所定の場所に配置した
後、加圧板により押圧するとともに、超音波を加えて合
金化し、バンプを形成するようにしたので、金属粒子を
使ったバンプが形成でき、メッキなどの方法に比べ、廃
液等が生じず、クリーンな環境で行える。また、ＷＢを
利用したワイヤーバンピング法に比べ、一括してバンプ
が形成でき、微細ピッチに有利である（ワイヤーバンピ
ング法はボールボンディングのメカニズムから、１個づ
すの形成で、かつ、あまり微細化は出来ない）。
【００１８】請求項２の効果：請求項１の発明におい
て、前記加圧板の表面を金属粒子を接続させる電極面よ
りも粗面化したので、超音波を使って金属粒子をバンプ
化する際に、効率良く電極材と合金化が行える。
て、前記加圧板の表面を金属粒子を接続させる電極面よ
りも粗面化したので、超音波を使って金属粒子をバンプ
化する際に、効率良く電極材と合金化が行える。
【００１９】請求項３の効果：請求項２の発明におい
て、前記粗面化された加圧板の表面を均一な凹凸とした
ので、多数個の金属粒子を一括して接続する際、粒子毎
の接続状態に差が生じにくく、接続歩留まりを向上させ
ることができる。
て、前記粗面化された加圧板の表面を均一な凹凸とした
ので、多数個の金属粒子を一括して接続する際、粒子毎
の接続状態に差が生じにくく、接続歩留まりを向上させ
ることができる。
【００２０】請求項４の効果：請求項１の発明におい
て、前記加圧板の、バンプを形成する位置に対応する場
所に、前記金属粒子の粒径と同等以上の大きさのロート
状のくぼみを設けたので、このロート状のくぼみにより
金属粒子の初期配置ズレを補正してバンプの形成を行う
ことができ、粒子配列工程の負荷を軽減出来、また、バ
ンプ精度を向上出来る。
て、前記加圧板の、バンプを形成する位置に対応する場
所に、前記金属粒子の粒径と同等以上の大きさのロート
状のくぼみを設けたので、このロート状のくぼみにより
金属粒子の初期配置ズレを補正してバンプの形成を行う
ことができ、粒子配列工程の負荷を軽減出来、また、バ
ンプ精度を向上出来る。
【００２１】請求項５の効果：請求項４の発明におい
て、前記加圧板をゆっくりと降下させながら、金属粒子
を所定位置に押し出し、位置合わせを行なった後、バン
プ化させるようにしたので、粒子の保持を確実にでき
る。
て、前記加圧板をゆっくりと降下させながら、金属粒子
を所定位置に押し出し、位置合わせを行なった後、バン
プ化させるようにしたので、粒子の保持を確実にでき
る。
【００２２】請求項６の効果：請求項５の発明におい
て、前記加圧板を降下させる途中から振動を加えて金属
粒子を移動し易くしたので、加圧板の降下時の粒子移動
が容易に、かつ、確実に行え、バンプ形成の歩留まりを
向上させることができる。
て、前記加圧板を降下させる途中から振動を加えて金属
粒子を移動し易くしたので、加圧板の降下時の粒子移動
が容易に、かつ、確実に行え、バンプ形成の歩留まりを
向上させることができる。
【図１】 本発明によるバンプ形成方法の一実施例を説
明するための構成図である。
明するための構成図である。
【図２】 本発明の実施に使用して好適な加圧板の例を
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明の実施に使用して好適な加圧板の他の
例を示す図である。
例を示す図である。
【符号の説明】 １…電子部品、２…電極、３…金属粒子、４…加圧板、
４ａ…粗面化面、４ｂ…凹部。
４ａ…粗面化面、４ｂ…凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩渕 寿章 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 桑崎 聡 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内
Claims (6)
- 【請求項１】 電子部品の電極上にパンプを形成する際
に、金属粒子を前記電極上の所定の場所に配置した後、
加圧板により押圧するとともに超音波を加えて合金化
し、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】 前記加圧板の表面を、金属粒子を接続さ
せる電極面よりも粗面とした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】 前記粗面化された加圧板の表面を均一な
凹凸としたことを特徴とする請求項２に記載のバンプ形
成方法。 - 【請求項４】 前記加圧板の、バンプを形成する位置に
対応する場所に、前記金属粒子の粒径と同等以上の大き
さのロート状のくぼみを有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５】 前記加圧板をゆっくりと降下させながら
金属粒子を所定位置に押し出し、位置合わせを行なった
後、バンプを形成させることを特徴とする請求項４に記
載のバンプ形成方法。 - 【請求項６】 前記加圧板を降下させる途中から振動を
加えて金属粒子を移動し易くすることを特徴とする請求
項５に記載のバンプ形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708696A JPH1027803A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | バンプ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708696A JPH1027803A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | バンプ形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1027803A true JPH1027803A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16368498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19708696A Pending JPH1027803A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | バンプ形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1027803A (ja) |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP19708696A patent/JPH1027803A/ja active Pending
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