JPH10308415A

JPH10308415A - 電極、電子部品、電子装置および電子部品の実装方法

Info

Publication number: JPH10308415A
Application number: JP10046057A
Authority: JP
Inventors: Takashi Togasaki; 隆栂嵜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】半田突起と配線基板上の接続電極とをフラッ
クスを用いずに容易に接続する。【解決手段】第１の突起１５と第２の突起１６とから
なる２段構造の半田突起を、第１の突起１５の溶融温度
が第２の突起１６の溶融温度より高く、かつ第１の突起
１５の表面積が第２の突起１６の表面積の２倍以上とし
て形成して、配線基板上の接続用電極と突起を対向さ
せ、電子部品に加圧力を加えながら、第１の突起１５の
溶融温度以下かつ第２の突起１６の溶融温度以上の温度
に加熱する。半田付け温度では第２の突起１６のみ溶融
していることから、僅かな加圧力で、第２の突起１６は
第１の突起１５と配線基板上の接続電極に挟まれる形で
押し広げられ、第２の突起１６の半田表面酸化膜が破れ
て内部から真性層が露出して良好な接合が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半田などの導体から
なる電極構造に関する。また本発明は半田などの導体か
らなる突起状の電極を有する電子部品およびその製造方
法に関する。また本発明は半田などの導体からなる突起
電極により配線基板上に電子部品を実装した電子装置お
よびその配線基板への実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の入出力電極を有する電子部品に対
しても実装外形を大型化することなしに配線基板上に高
密度に電子部品を実装可能な方法として、電子部品上に
２次元的に面状配置された半田突起電極によって電子部
品と配線基板とを接続するフェースダウン実装方式（フ
リップチップ実装方式）が知られている。フェースダウ
ン実装法は、スーパーコンピュータや大型汎用コンピュ
ータの一部に使用されていたが、近年パーソナルコンピ
ューターや携帯機器等の民生機器にも使用されようとし
ている。

【０００３】フェースダウン実装技術では、通常、半導
体チップの入出力端子にバンプと呼ばれる突起上の電極
を形成した後、このバンプを配線基板上の電極に接続す
る工程をとる。また半導体素子の種類や実装プロセスに
よっては、配線基板上の電極にバンプを形成した後、半
導体素子上の入出力端子に接続する場合もある。

【０００４】フェースダウン実装法を用いれば、実装外
形はチップ自体の面積とほぼ同じになり、さらにモール
ド樹脂を必ずしも必要としないため、半導体パッケージ
の小型軽量化に適している。また半導体素子の入出力端
子が多くなった場合でも容易に実装できるといった利点
があるバンプの形成方法としては、例えば金などの金属
を例えばめっきやボールボンディングを用いて電極上に
形成したり、また例えば半田を真空蒸着や電気めっきを
用いて電極上に形成する方法がある。特にはんだバンプ
は、接続時に半田を溶融させて接続するために、半導体
素子の位置合わせを自己整合的に行われるため、いわゆ
るセルフアライン効果が得られる。これによって多数の
微細パッドを持つ半導体素子には一般的に半田バンプが
使用されている。

【０００５】フェースダウン実装技術では、突起電極を
溶融させて配線基板上の接続端子と半田付けする際に、
半田濡れ性を向上させるためのフラックスが用いられ
る。半田は酸化しやすく通常その表面は酸化膜に覆われ
ているため、ぬれ性が悪い。このため、フェースダウン
実装する際には半田酸化膜を除去しなければならない。
この除去方法として、これまで一般的に、液体状のフラ
ックスをバンプ部分に塗布し、酸化膜を還元反応により
除去していた。フラックス残渣は、腐食防止および電子
部品下部を樹脂封止するために、半田付け後に洗浄除去
される。フラックス残渣洗浄は、洗浄や乾燥といった工
程数の増加によるコストの上昇と、フロンなどの洗浄液
の処理に伴い周囲の地球環境への悪影響を及ぼすという
問題があり、フラックスを用いないフェースダウン実装
方式の開発が求められてきた。

【０００６】半田突起電極と接続端子を半田付けする場
合には、半田表面の酸化膜が溶融半田と接続端子の間に
存在して、溶融半田内部の酸化されていない半田の面で
ある真性面と接続端子とが接触するのを妨げる。フラッ
クスは半田表面酸化膜を除去して半田真性面と接続端子
とを接触させることにより半田と接続端子との濡れ性を
向上させるものである。したがって、フラックスを用い
ること無く半田付けを行うためには、溶融半田の真性面
すなわち半田のバルク層と接続端子とを接触させて合金
層を形成する必要がある。

【０００７】これに対して突起電極が形成された半導体
チップに超音波を印加しながら配線基板と圧着する方法
（特開昭６３−６６９４９、６３−２８８０３１）や突
起電極中央に小さな隆起を設けて接続端子と対向させて
加圧することにより突起電極を塑性変形させることによ
り圧着する方法（特開平２−１１２２５０）が提案され
ている。

【０００８】ところが、超音波を印加しながら配線基板
と圧着する方法においては、電子部品全体に超音波が印
加されるため、出力の大きな超音波振動子が必要であ
り、装置が大がかりとなり、ひいてはコストの増加につ
ながるという問題があり、また超音波により電子部品が
破損することがあるという問題があった。とくに電子部
品が半導体素子のように極めて微細な構造を有する場合
には超音波により破損が生じやすい。

【０００９】一方、突起電極中央に小さな隆起を設けて
圧着する方法は、突起電極が潰れることを防ぐために、
突起電極の溶融温度以下の温度で接続することから大き
な加圧力が必要であるため、加圧によって電子部品が破
損しやすいという問題と、加圧による素子特性の変動を
避けるために電子部品の能動素子部分上に突起電極を形
成することが出来ないことから、突起電極数が限定され
て多ピン化に対応できないという問題があった。

【００１０】また、レーザー光を照射することにより半
田バンプを急激に加熱して半田表面の酸化膜を破る方法
（例えばＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ２ｎｄＳｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ “Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｉｎｇａｎｄ
ＡｓｓｅｍｂｌｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＥｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（１９９６）”，ｐｐ４５−４８，
が提案されている。

【００１１】またレーザー光を照射する方法では、半田
バンプのみにレーザー光をあてることができず、半田バ
ンプの周辺部分がレーザー光により加熱されて熱変形す
るという問題がある。また熱変形を避けるため高耐熱性
を有する材料を配線基板に使うと、基板の加工可能な条
件の範囲が狭くなるという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
超音波を印加しなから電子部品と配線基板と圧着する方
法では、装置が大がかりとなりコストの増加につながる
という問題があり、また超音波により電子部品が破損す
る恐れがあるという問題があった。また、突起電極中央
に小さな隆起を設けて圧着する方法には、電子部品が破
損しやすいという問題があり、また突起電極の数が限定
されて多ピン化に対応できないという問題があった。さ
らに突起電極にレーザー光を照射すると、突起電極の周
囲がレーザー光により変形するという問題があった。

【００１３】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものである。すなわち本発明は、フラック
スを用いることなく、信頼性の高い接続を行うことがで
きる電極を提供することを目的とする。また本発明は、
半田付け用フラックスを用いることなく、かつ電子部品
に悪影響を与えることなく外部回路と接続できるような
電極を提供することを目的とする。

【００１４】また本発明は、フラックスを用いることな
く信頼性の高い接続を行うことができる電極を備えた電
子部品、配線基板を提供することを目的とする。

【００１５】また本発明は、フラックスの洗浄が不要
で、信頼性の高い電子装置を提供することを目的とす
る。また本発明は、半田付け用フラックスを用いること
なく、かつ電子部品に悪影響を与えることなく、配線基
板の接続端子と電子部品の電極とを接合した電子装置を
提供することを目的とする。

【００１６】また本発明は、半田電極と配線基板上の接
続端子とをフラックスを用いることなく容易に接続する
ことを目的とする。さらに本発明は、フラックスを用い
ることなく、かつ電子部品に悪影響を与えることなく、
配線基板の接続端子と電子部品の電極とを接合すること
ができる電子部品の実装方法を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本発明の電極、電子部品、電子装置および電子
部品の実装方法は以下のような構成を採用している。

【００１８】本発明の電極は、第１の面と第２の面とを
有し、第１の溶融温度を有する第１の導体金属からなる
第１の電極と、前記第１の電極の前記第２の面上に、そ
の表面積が前記第２の面の面積の約１／２より小さくな
るように形成され、第１の溶融温度よりも低い第２の溶
融温度を有する第２の導体金属からなる第２の電極とを
具備したことを特徴とする。また、第１の面を有する接
続端子と、前記接続端子の第１の面に形成され、第１の
溶融温度を有する第１の導体金属からなり、先端部に前
記第１の面と略平行な接合面を有する第１の突起電極
と、前記第１の電極の接合面上に、その表面積が前記接
合面の面積の約１／２より小さくなるように形成され、
第１の溶融温度よりも低い第２の溶融温度を有する第２
の導体からなる第２の突起電極とを具備するようにして
もよい。

【００１９】前記第１の電極と前記第２の電極の接合面
は、前記第１の導体金属の真性層と前記第２の導体金属
の真性層とが接合している部分を有するようにすればよ
い。また前記第１の電極の前記第２の面は、第１の領域
と、この第１の領域を取り囲む第２の領域とを有し、前
記第２の電極は前記第１の領域に形成するようにしても
よい。前記第１の領域と前記第２の領域とはドーナツ状
（同心円状）に形成するようにしてもよい。

【００２０】また、前記第１の電極の前記第２の面の前
記第１の領域は、前記第１の導体金属の真性層と前記第
２の導体金属の真性層とが接合している部分を有するよ
うにすればよい。

【００２１】また、前記第１の電極の前記第２の面の前
記第２の領域は、前記第１の電極の構成金属の酸化物に
覆われていてもよい。

【００２２】また、前記第２の電極は半球形状を有する
ようにしてもよい。このような半球形状は、例えば第２
の電極を第１の電極上に配設した後、第２の電極のみが
溶融するような温度でリフローさせることにより形成す
ることができる。この第２の金属の一時溶融を還元性雰
囲気で行うことにより第１の電極と第２の電極とを相互
に十分に濡れさせ、低抵抗な接合を行うことができる。

【００２３】第１の導体金属、第２の導体金属は例えば
融点の異なる金属、合金等から構成するようにすればよ
い。前記第１の電極は、例えばＰｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂ
ｉ、Ｃｕからなる金属のうち少なくとも１種を含むよう
にしてもよい。また前記第２の電極はＰｂ、Ｓｎ、Ｉ
ｎ、Ｓｂからなる金属のうち少なくとも１種を含むよう
にしてもよい。

【００２４】本発明の電子部品は上述のような電極を接
続電極上に備えた電子部品である。本発明の電子部品
は、接続電極と、前記接続電極上に配設され、第１の面
と第２の面とを有し、第１の溶融温度を有する第１の導
体金属からなる第１の電極と、前記第１の電極の前記第
２の面上に、その表面積が前記第２の面の面積の約１／
２より小さくなるように形成され、第１の溶融温度より
も低い第２の溶融温度を有する第２の導体金属からなる
第２の電極とを具備したことを特徴とする。電子部品と
しては例えば半導体素子などをあげることができるが、
半導体素子に限らず各種能動素子、受動素子など接続端
子を有する電子部品であれば適用することができる。ま
た電子部品側ではなく、配線基板上に上述のような本発
明の電極を配設するようにしてもよい。

【００２５】本発明の電子装置は、第１の面に第１の接
続端子が形成された電子部品と、前記電子部品の第１の
面と対向配置され、前記第１の接続端子と対応する位置
に第２の接続端子が形成された配線基板と、前記電子部
品の第１の接続端子上に形成された第１の溶融温度を有
する第１の導体金属からなる第１の電極と、前記第１の
電極と前記第２の接続端子とを接合するように形成され
た第１の溶融温度よりも低い第２の溶融温度を有する第
２の導体金属からなる第２の電極とを具備し、前記第１
の電極と前記第２の電極との接合界面の約１／２以上お
よび前記第１の接続端子と前記第２の電極の接合界面の
約１／２以上には、前記第２の導体金属の真性層が露出
していることを特徴とする。また、本発明の電子装置
は、第１の面に第１の接続端子が形成された電子部品
と、前記電子部品の第１の面と所定の間隔を保持して対
向配置され、前記第１の接続端子と対応する位置に第２
の接続端子が形成された配線基板と、前記電子部品の第
１の接続端子上に形成された第１の溶融温度を有する第
１の電極と、前記第１の電極と前記第２の接続端子とを
接合するように形成された第１の溶融温度よりも低い第
２の溶融温度を有する第２の導体層とを具備し、前記第
１の電極と前記第２の導体層との接合面の約１／２以上
および前記第１の接続端子と前記第２の導体層の接合面
の約１／２以上には、前記第２の導体層の真性面を露出
させるようにしてもよい。

【００２６】すなわち本発明の電子装置は、前述のよう
な本発明の電極を用いて例えば半導体素子などのような
電子部品を配線基板上に配設したものである。ここで配
線基板は、いわゆるマザーボードと呼ばれる大型のもの
に限ることなく、マルチチップモジュールの配線基板
や、半導体素子とほぼ同じサイズのＣＳＰの配線基板も
含んでいる。

【００２７】また、前記第１の電極と前記第２の電極と
の接合界面は第１の領域と、この第１の領域を取り囲む
第２の領域とを有し、前記第２の領域は前記第１の導体
金属の酸化物で覆われていてもよい。

【００２８】また、前記第１の電極と前記第２の電極と
の接合界面は、第１の領域と、この第１の領域を取り囲
む第２の領域とを有し、前記第１の領域では前記第１の
導体金属の真性層と、前記第２の導体金属の真性層とが
接合するようにすればよい。また前記第２の電極と前記
第１の接続端子との接合界面には、前記第２の導体金属
と、前記第２の導体金属の酸化物とがモザイク状に分布
しているようにしてもよい。このようなモザイク状の分
布は、第２の電極が溶融するような温度で第１の電極と
電子部品の第１の接続端子とを接合する際に形成され
る。本発明の電極構造では、第２の電極の表面積は、第
１の電極の第２の面の面積の半分よりも小さいために、
接合時には必ず第２の電極の構成金属の真性層と電子部
品の第１の接続電極とが接合することができる。

【００２９】前述のように、前記第１の電極はＰｂ、Ｓ
ｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕからなる金属のうち少なくとも１
種を含むようにしてもよい。また前記第２の電極はＰ
ｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｂからなる金属のうち少なくとも１
種を含むようにしてもよい。

【００３０】本発明の電子部品の実装方法は、前述のよ
うな本発明の電極を用いて、電子部品の電極と配線基板
の電極とを接続する方法である。すなわち本発明の電子
部品の実装方法は、（ａ）電子部品の第１の面に形成さ
れた第１の接続端子上に、第１の溶融温度を有する第１
の導体金属からなり、先端部が第１の平面と略平行な第
２の面を有する第１の電極を形成する工程と、（ｂ）前
記第１の電極の前記第２の面上に、前記第１の溶融温度
よりも低い第２の溶融温度を有する第２の導体金属から
なり、その表面積が前記第２の面の面積の半分よりも小
さい第２の電極を形成する工程と、（ｃ）前記第１の電
極の前記第２の面と、配線基板の第１の面の前記電子部
品の前記第１の接続端子と対応する位置に配設された第
２の接続端子とが、前記第２の電極を介して対向するよ
うに、前記電子部品の第１の面と前記配線基板の第１の
面とを対向する工程と、（ｄ）前記第１の電極および前
記第２の接続端子との接合面に前記第２の導体金属の真
性層が露出するように、前記第２の溶融温度よりも高く
第１の溶融温度よりも低い温度で前記第１の電極および
前記第２の電極を加熱しながら前記第２の電極を押圧す
る工程とを有することを特徴とする。

【００３１】また本発明の電子部品の実装方法は、電子
部品の第１の面に形成された第１の接続端子上に、第１
の溶融温度を有する第１の導体からなり、先端部が第１
の平面と略平行な接合面を有する第１の電極を形成する
工程と、前記第１の電極の接合面上に、前記第１の溶融
温度よりも低い第２の溶融温度を有する第２の導体から
なり、その表面積が前記接合面の面積の半分より小さい
第２の電極を形成する工程と、配線基板の第１の面の前
記電子部品の第１の電極と対応する位置に第２の接続端
子を形成する工程と、前記第１の電極の接合面と前記第
２の接続端子とが前記第２の電極を介して対向するよう
に、前記電子部品の第１の面と前記配線基板の第１の面
とを配置し、前記第１の電極および前記第２の接続端子
との接合面に前記第２の電極の真性面が露出するよう
に、前記第２の溶融温度よりも高く第１の溶融温度より
も低い温度で前記第１の電極および前記第２の電極を加
熱しながら前記電子部品の第２の面を加圧する工程とを
有するようにしてもよい。

【００３２】また（ｃ）の工程と（ｄ）の工程との間
に、前記第１の電極の溶融温度よりも低く、前記第２の
電極の溶融温度よりも高い温度で前記第２の導体金属を
リフローするリフロー工程をさらに有するようにしても
よい。また前記リフロー工程は、還元性雰囲気で行うよ
うにしてもよい。このようなリフローにより、第２の金
属が還元性雰囲気で一時溶融して、第１の電極と第２の
電極とを相互に十分に濡れさせ、低抵抗な接合を形成す
ることができる。

【００３３】本発明の電極を形成する対象としては各種
電子部品がある。電子部品としては例えば半導体素子、
弾性表面波素子などの機能性素子や、各種受動素子に形
成するようにしてもよい。さらに本発明の電極を配線基
板や、マルチチップモジュール、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳ
ｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）に用いるようにしてもよい。
すなわち本発明の電極は、電子部品等の接続端子と接
合した第１の電極と、第１の電極上に形成された第２の
電極とからなり、第１の電極の溶融温度が第２の電極の
溶融温度より高く、かつ第１の電極の接合面の表面積が
第２の電極の表面積の約１／２以下であるようなもので
ある。

【００３４】また、本発明の電子装置は、本発明の電極
を用いて配線基板上に電子部品を実装したものである。

【００３５】また本発明の電子部品の実装方法は、本発
明の電極により電子部品を配線基板上に実装する方法で
あある。

【００３６】すなわち本発明は、電子部品に形成する半
田バンプなどの電極を、第１の電極と第２の電極とから
なる２段構造として、第１の電極の溶融温度が第２の電
極の溶融温度より高く、第１の電極の接合面（第２の
面）の表面積が第２の電極の表面積の２倍以上になるよ
うに構成したものである。このような電極構造を有する
電子部品を例えば配線基板上に実装する場合、第１の電
極と配線基板の接続パッドとを第２の電極を介して対向
配置し、第１の電極の溶融温度よりも低い温度で第２の
電極を溶融させることにより、第２の電極は表面の酸化
被膜を破りながら塑性変形して第１の電極と接続パッド
とを接合する。このとき、第２の電極の表面積を第１の
電極の接合面の面積の半分以下に設定しておくことによ
り、第２の電極を構成する第２の導体層の真性面が、第
１の電極との接合面および接続パッドとの接合面に十分
に露出する。したがって、第１の電極と接続パッドとの
間には、第２の電極の酸化被膜に遮られることなく電子
が移動することのできる経路が形成されるのである。

【００３７】すなわち本発明においては、第２の電極を
溶融させる温度では第１の電極は溶融しておらず第２の
電極のみ溶融していることから、電子部品に僅かな加圧
力を加える。このとりき第２の電極は、第１の電極と配
線基板上の接続パッドに挟まれる形で押し広げられて、
第２の電極の表面酸化膜が破れて内部から真性面が露出
する。第１の電極の表面積が第２の電極の表面積の２倍
以上であることから、第２の電極は充分に押し広げられ
て、露出する真性面の表面積が第１の電極の接合面の面
積の５０％以上となり、配線基板上の接続パッドとの間
に充分な接触面積が確保されることにより、フラックス
を用いなくとも十分な接合を得ることができる。

【００３８】さらに本発明によれば、超音波を印加する
必要がないことと加圧力が小さいことから、電子部品が
破損することがなく、電子部品の能動素子部分上に突起
電極を形成することも可能である。また、半田付けなど
の接合工程中で第１の電極は溶融してないため、第１の
電極が潰れて隣接する第１の電極同志が電気的に短絡す
ることもない。とくに半導体素子などのように多数の端
子を接続する必要がある場合には、このような電気的短
絡を防止することにより大きく生産性が向上する。

【００３９】第１の電極を構成する第１の導体金属は、
第２の電極を構成する第２の導体金属よりも溶融温度が
高いものであればよい。例えば第１の電極をＰｂ：Ｓｎ
比が重量比で９５：５の半田合金により形成した場合、
その溶融温度は約３１４℃であるから、第２の電極はこ
れよりも低い温度を有する導体、例えばＰｂ：Ｓｎ比が
重量比で４０：６０の半田合金（溶融温度：約１８９
℃）により形成するようにしてもよい。第１の電極およ
び第２の電極を構成する第１の導体、第２の導体として
は鉛を含まない合金を用いるようにしてもよいし、また
例えばＩｎのような低融点金属を単体で用いるようにし
てもよい。

【００４０】また本発明の電子装置は、凹凸を有する第
１の面を有する第１の接続電極が配設された配線基板
と、配線基板と対向する第１の面に第２の接続電極が配
設された電子部品と、前記第１の接続電極と前記第２の
接続電極との間に挟持された半田バンプとを具備したこ
とを特徴とする。また例えば、配線基板と、この配線基
板上に形成された第１の接続電極と、この第１の接続電
極上に形成された半田からなるバンプ電極と、このバン
プ電極に第２の電極を介して接続された半導体素子とを
具備し、前記第１の電極と第２の電極のうち少なくとも
一方の電極の前記バンプ電極と接している面に、変位が
１ミクロン以上の凹凸を複数個形成するようにしてもよ
い。

【００４１】前記第１の接続電極の前記第１の面の前記
凹凸は、鋭利な角（エッジ）を有するようにすることが
好ましい。このようなエッジにより、半田バンプの表面
の酸化層が破られ、バルクの真性層との間に信頼性の高
い接続を形成することができる。例えばこのような電子
装置は以下のように形成される。まず半田バンプを形成
した半導体素子に弱い加重をかけて、半田バンプを複数
の凹凸を有する電極に押し当てる。このとき第１の接続
電極の凹凸形状の角部によつて、半田バンプが変形しそ
の表面の酸化被膜が破れる。この状態で半田をリフロー
して第１の接続電極と接続する。このような構成を採用
することによってもフラックスを用いることなく電子部
品の実装を行うことができる。

【００４２】また前記第１の接続電極の前記第１の面の
前記凹凸は、その変位が約１μｍより大きくなるように
することが好適である。これは、凹凸の段差が約１μｍ
より小さい場合、半田バンプの表面の酸化層を十分に破
れない場合があるからである。さらに前記第１の接続
電極の前記第１の面の前記凹凸は、その凹部の底部の少
なくとも一部領域に酸素吸収部材を配設するようにして
もよい。このような酸素吸収部材を配設することによ
り、半田バンプの酸化被膜の酸素を吸収し、酸化被膜を
効果的に除去することができる。

【００４３】酸素吸収部材としては例えばＴｉなどの酸
素を吸収する金属を用いるようにしてもよい。Ｔｉによ
り半田の表面酸化膜中の酸素がＴｉにゲッタリングされ
て結合し、酸化被膜を効果的に除去することができる。
さらに、Ｔｉ層の表面を例えばＡｒのプラズマなどによ
りエッチング処理するようにすれば、より一層酸素吸収
能を向上することができる。したがって、接続電極と半
田バンプとの接続信頼性を向上することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１、図２は本発明の電極を概略的に示
す斜視図である。図２（ａ）はこの電極の断面構造を概
略的に示しており、図２（ｂ）では第１の突起の第１の
面の構成を模式的に示している。ここでは例として、主
としてシリコンからなる半導体チップ上に電極を形成し
た例について示した。

【００４５】半導体チップ１１のターミナル上に形成さ
れた半田拡散防止電極（第１の接続端子）１２上にＰ
ｂ：Ｓｎが９５ｗｔ％：５ｗｔ％の第１の半田合金から
ななる第１の突起（第１の電極）１５が形成されてい
る。図２（ｂ）に例示したとおり、第１の突起１５の接
合面（第２の面）１５ａは、中心部の第１の領域１５ｍ
と、その周囲の第２の領域１５ｎとを有している。そし
て第１の突起１５の第１の領域１５ｍにＰｂ：Ｓｎが４
０ｗｔ％：６０ｗｔ％の第２の突起（第２の電極）１６
が形成されている。したがって第１の突起の溶融温度は
溶融温度は約３１４℃であり、第２の突起の溶融温度は
約１８９℃である。また第１の突起１５は、直径が約１
００μｍで高さが約６０μｍの円筒状であり、第２の突
起１６は直径が約４０μｍ〜約４３μｍ、高さが約２２
μｍ〜約２５μｍの半球状である。

【００４６】さらに、第１の突起の頭部の接合面の面積
は約７７００μｍ²から約８０００μｍ²であり、第２
の突起電極の表面積は約３１００μｍ²から約３５００
μｍ²である。第２の突起１６の露出した表面である第
２の領域は酸化被膜で覆われているが、第１の突起１５
４と第２の突起１６は、第１の領域で酸化層を介さずに
真性層どうしが接合している。

【００４７】半導体素子のチップサイズは約４．３ｍｍ
×約４．１ｍｍであり、四辺にそって約２５０μｍのピ
ッチで一列に６４個の突起が形成されている。

【００４８】また半田拡散防止電極１２はチタン／ニッ
ケル／金が厚さ０．１０μｍ／１．００μｍ／０．１０
μｍで順次積層されたものである。

【００４９】このような構造を有する本発明の電極は、
第１の突起１５が溶融せずに第２の突起１６のみが溶融
するような温度で接続先の電極（例えば配線基板の接続
電極）と接合することにより、半導体チップ１１背面
（第２の面）に僅かな加圧力を加えるだけで、第２の突
起１６は、第１の突起１５と接続先の電極との間に挟ま
れる形で押し広げられて、第２の突起１６の表面酸化膜
が破れて内部から真性層が露出する。本発明の電極構造
では、第１の突起１５の表面積が第２の突起１６の表面
積の２倍以上であることから、第２の突起１６は充分に
押し広げられて、露出する真性層の表面積が第１の突起
１５の接合面の面積の５０％以上となり、接続する電極
との間に充分な接触面積を確保することができる。した
がってフラックスを用いなくとも十分に低抵抗な、信頼
性の高い接合を得ることができる。また、超音波などを
半導体素子に印加する必要がないため、半導体素子が破
損する恐れもなく、生産性を向上することができる。

【００５０】（実施形態２）次に、本発明の電極を電子
部品上に形成する方法の例について説明する。図３は本
発明の電極の製造方法を説明するための図である。ここ
では図１に例示したように、半導体チップ１１上に本発
明の電極を形成する場合を例にとって説明する。

【００５１】１主面に半田拡散防止電極１２を形成した
シリコンからなる半導体チップ１１上に、開口部２１を
有する第１のレジスト１３を形成する（図３（ａ））。
第１のレジスト１３の開口部２１は、半導体チップ１１
の有する接続ターミナル上に形成されている。また半田
拡散防止電極１２はチタン／ニッケル／金が厚さ０．１
０μｍ／１．００μｍ／０．１０μｍで順次積層された
ものである。第１のレジスト１３はポジ型感光性レジス
トを露光・現像工程により形成したものであり、レジス
ト厚さは約６０μｍ、開口部２１は直径約１００μｍの
円筒状である。

【００５２】つぎに、錫イオンと鉛イオンとを含む電解
メッキ浴中で、半田拡散防止電極１を陰極として通電す
ることにより錫／鉛（５％／９５％重量比）からなる高
さ約６０μｍの第１の突起１５を形成する（図３
（ｂ））。

【００５３】ついで、第１の突起１５の上側に、開口部
２２を有する第２のレジスト１４を形成する工程を示す
（図３（ｃ））。第２のレジスト１４は第１のレジスト
１３と同一材料を用いており、厚さが約２０μｍ、開口
部２２は直径４０μｍの円筒状である。

【００５４】そして、錫イオンと鉛イオンとを含む電解
メッキ浴中で、半田拡散防止電極１２を陰極として通電
することにより錫／鉛（６０％／４０％重量比）からな
る高さ２０μｍの第２の突起１６を形成する（図３
（ｄ））。

【００５５】その後、は第１のレジスト１３と第２のレ
ジスト１４を剥離し、第１の突起１５をマスクとして半
田拡散防止電極１２をエッチング液を用いてエッチング
除去する（図３（ｅ））。

【００５６】さらに第１の突起１５の溶融温度以下かつ
第２の突起１６の溶融温度以上の温度で第２の突起のみ
をリフローする（図３（ｆ））。リフロー温度は２２０
℃から２４０℃であり、リフロー雰囲気は水素１００％
または水素と窒素の混合比が１：４からなる還元雰囲気
である。この温度では水素の還元反応は遅いため、第１
の突起１５の表面酸化膜を完全に還元することはなく、
第１の突起１５と第２の突起１６の界面は十分に濡れる
とともに、第２の突起１６は第１の突起１５の頭部全体
と濡れることはない（図２（ｂ）参照）。

【００５７】このような工程によって、本発明の電極を
形成することができる。

【００５８】（実施形態３）本発明の電極を電子部品上
に形成する方法の別の例について説明する。図４は本発
明の電極の製造方法の別の例を説明するための図であ
る。ここでは図１、図２に例示したように、半導体チッ
プ１１上に本発明の電極を形成する場合を例にとって説
明する。

【００５９】図４（ａ）はシリコンからなる半導体チッ
プ１１上に形成された第１の突起１５と離型性を有する
転写用基板２５上に形成された第２の突起１６とを対向
させて位置合わせする工程を示す。第１の突起１５は錫
／鉛（５％／９５％重量比）からなり、直径が１００μ
ｍ高さは６０μｍの円柱状であり、実施形態２と同様
に、チタン／ニッケル／金（０．１０μｍ／１．００μ
ｍ／０．１０μｍ）が順次積層された半田拡散防止電極
１２を介してメッキ法を用いて形成したものである。こ
こで用いた転写用基板２５は石英ガラスからなり、その
表面をチタン／銅／チタン／インジウム錫酸化物が厚さ
０．１０μｍ／１．００μｍ／０．１０μｍ／０．１０
μｍで順次積層されたメッキ通電用電極２６で被覆され
ている。また第２の突起１６は錫／鉛（６０％／４０％
重量比）からなる直径４０μｍ高さ２０μｍの円柱状で
あり、実施形態２と同様にメッキ法を用いて形成されて
いる。

【００６０】そして、このように形成した第１の突起１
５および第２の突起１６を対向配置し、加熱及び加圧に
より接合する（図４（ｂ））。接合条件は加圧力が突起
１個あたり約３ｇｆ〜１０ｇｆ程度、温度が約１４０℃
〜１７０℃程度である。このとき、図４（ａ）の位置合
わせ工程の直前に半導体チップ１１をアルゴンプラズマ
中に約３０秒から４分程度放置することにより第１の突
起１５の表面の酸化膜を除去することにより、接合状態
がより良好になり、また生産性も向上する。

【００６１】ついで、転写用基板２５を取り去ることに
より、第２の突起１６を第１の突起１５上に転写する
（図４（ｃ））。転与用基板２５上のメッキ通電用電極
２６の表面のインジウム錫酸化物は、第２の突起１６を
構成する半田と合金化しないので、第２の突起１６を容
易に剥離させることができ、高い転写歩留まりが得られ
る。

【００６２】この後、第１の突起１５の溶融温度以下か
つ第２の突起１６の溶融温度以上の温度で、第２の突起
１６のみを選択的にリフローする（図４（ｄ））。リフ
ローの条件は実施形態２と同様の条件を用いた。

【００６３】（実施形態４）つぎに、上述のように半導
体チップなどの電子部品上に形成した本発明の電極を用
いて、電子部品を基板上に実装する方法について説明す
る。図５は本発明の電極を形成した電子部品を配線基板
上に半田付けにより実装する様子を説明するための図で
ある。ここでは電子部品としてベアチップ状態の半導体
チップ１１を用い、この半導体チップ１１の接続ターミ
ナル上に上述したような第１の突起１５と第２の突起１
６とを有する本発明の電極を形成し、この半導体チップ
１１を接続電極２９を形成した配線基板２８上に実装す
る例について説明する。

【００６４】半導体チップ１１の接続端子上に上述した
ような半田拡散防止電極１２、第１の突起１５および第
２の突起１６とを形成した半導体チップ１１と、接続電
極２９を形成した配線基板２８とを、第２の突起１６と
接続電極２９とが対向するように、加熱ヘッド３１を用
いて位置合わせする（図５（ａ））。半導体チップ１１
は主としてシリコンからなり、寸法が４．３ｍｍ×４．
１ｍｍであり、その四辺に沿って約２５０μｍのピッチ
で一列に６４個の突起が形成されている。第２の突起１
６の表面は主にＳｎＯ₂からなる半田酸化膜で覆われて
いる。配線基板２８はガラスエポキシからなるが、ＢＴ
レジン・ポリフェニルエチレン・アルミナ・窒化アルミ
ニウムなどを絶縁層として用いるようにしてもよい。ま
た、接続電極２９は銅／ニッケル／金が積層されたもの
である。

【００６５】図５（ｂ）は半導体チップ１１と配線基板
２８を、突起あたり約１ｇｆから２ｇｆ程度の力で加圧
しながら加熱へッドを用いて加熱することにより、第１
の突起１５と配線基板上の接続電極２９とを第２の突起
１６により接合する様子を示している。第２の突起１６
周囲の温度が２２０℃から２４０℃となるように加熱す
ることにより、第１の突起１５は溶融せず、第２の突起
１６のみが溶融する。したがって、約１ｇｆから２ｇｆ
程度の極めて微弱な力で第２の突起１６のみが変形し、
内部の溶融半田（バルク層の真性層）が第２の突起１６
の半田酸化膜１６ｂを破って流れ出し、第２の突起１６
を構成する第２の導体である溶融半田の真性層１６ａ接
続電極２９とが接触して合金化する。したがって、配線
基板１８上の接続電極２９と第１の突起１５とが、第２
の突起１６を構成する第２の導体層３２により接合す
る。

【００６６】図５（ｃ）は加熱へッドを除去して接続工
程を終了した電子装置を示す。以上の工程により、半導
体チップ１１と配線基板２８上の接続電極２９がフラッ
クスを用いること無く半田付けされる。このような接続
によれば、第２の導体層３２と第１の突起１５との接合
界面のうち、第２の突起１６と第１の突起１５との接合
界面であった部分には酸化被膜１６ｂは存在しない。ま
た、第２の導体層３２と接続電極２９との接合界面に
も、第２の突起１６の表面積を接合面の面積よりも小さ
くすることにより、酸化被膜１６ｂに覆われていない領
域を多く形成することができる。図６は、第１の突起１
５と第２の導体層３２との接合界面を模式的に示す図で
あり、図７は第２の導体層３２と接続電極２９との接合
界面を模式的に示す図である。本発明のように第２の突
起１６の表面積を第１の突起１５の接合面の面積の約半
分以下に設定することにより、第２の突起１６が接合す
べき接合面の面積よりも、第２の突起１６の表面に形成
される酸化被膜１６ｂの面積を小さくなる。したがっ
て、第１の突起１５と接続電極２９との間に良好な電子
の移動経路を確保することができる。したがって、接続
信頼性が向上するとともに、生産性も向上することがで
きる。

【００６７】なお、配線基板２８の接続電極１９の表面
に微小な凹凸を形成しておくことにより、接続の信頼
性、生産性をさらに向上することができる。図８は本発
明の電極を形成した電子部品を配線基板上に半田付けに
より実装する別の例を説明するための図である。ここで
は配線基板２８上に、表面に微小な凹凸を有する接続電
極２９ｂを配設している。ここでは、段差が約５μｍの
凹凸を形成した。また凹凸は鋭いエッジを有するように
形成した。

【００６８】そして半導体チップ１１の接続端子上に上
述したような半田拡散防止電極１２、第１の突起１５お
よび第２の突起１６とを形成した半導体チップ１１と、
接続電極２９ｂを形成した配線基板２８とを、第２の突
起１６と接続電極２９ｂとが対向するように、加熱ヘッ
ド３１を用いて位置合わせする。このあと図５（ａ）〜
図５（ｃ）で説明したように、第２の突起１６を溶融さ
せて第１の突起１５と接続電極２９ｂとを接続する。

【００６９】このような接続電極２９ｂを用いるように
すれば、凹凸のエッジにより第２の突起１６の表面の酸
化層１６ｂを破ることができる。このため第１の突起１
５と接続電極２９ｂとの真性層どうしがより効果的に接
合することができる。さらに、凹凸により接続電極２９
ｂの接合面の面積が増大するので、第２の突起１６の真
性層１６ａが接続電極２９ｂへ露出する割合が大きくな
る。したがってより低抵抗で信頼性の高い接続を行うこ
とができる。

【００７０】（実施形態５）このように、第２の突起１
６が溶融して内部の真性層が接続電極２９と接触するこ
とにより接合がなされる。第２の突起１６表面の半田酸
化膜の面積が、第１の突起１５の頭部の接合面の面積に
比べて小さいほど、第２の突起１６を構成する導体の真
性層と接続電極２９との接触面積が大きくなるため、第
２の突起１６の表面積が小さいほど半田付け歩留りが向
上する。

【００７１】このことを確認するため、第２の突起１６
の表面積と接合歩留りとの関係を評価するための実験を
行った結果について以下に説明する。

【００７２】図９は第１の突起の先端部の接合面の表面
積と第２の突起の表面積との割合を変化させて形成した
電極試料を説明するための図である。図９に示すよう
に、第１の突起１５の先端部の接合面の表面積と、第２
の突起の表面積との割合を変化させて評価用の電極試料
を作成した。なお第１の突起１５の接合面の面積Ｓ₁は
第１の突起１５の第１の面１５ａ全面の面積である。

【００７３】図９（ａ）の電極では第１の突起１５の接
合面の面積Ｓ₁が第２の突起１６の表面積Ｓ₂の０．９
０倍であり、図９（ｂ）の電極では第１の突起１５の接
合面の面積Ｓ₁が第２の突起１６の表面積Ｓ₂の１．４
倍であり、また本発明の電極（図９（ｃ））では第１の
突起１５の接合面の面積Ｓ₁が第２の突起１６の表面積
Ｓ₂の２．６倍である。

【００７４】そして、実施形態４と同様の接続方法を用
いて配線基板上に接続し、電極試料の半田付け強度と半
田付け不良率を比較した。半田づけ部分の強度試験を行
った場合、接続部が完全に合金化している場合には破断
は半田層の内部で発生する。表１にその結果を示す。ま
た図１０はその結果を示すグラフである。

【００７５】

【表１】表１および図１０からわかるように、第２の突起１６の
表面積が小さいほど接続強度が大きくなり、半田付け不
良率が減少することがわかる。また第１の突起１５の頭
部の接合面の面積が第２の突起１６の表面積の２．６倍
になったときに半田付け不良率がなくなる（０％）こと
がわかる。

【００７６】（実施形態６）図１１は、本発明に係る電
子装置が備える電極の構造を概略的に示す図であり、図
１２はその断面構造の例を概略的に示す図である。配線
基板１０１上に複数の凹凸を有する電極１０２が形成さ
れている。配線基板１０１は、例えば絶縁層にプリプレ
グを用いた配線基板や、絶縁層にセラミックを用いたセ
ラミック基板、さらにフレキシブル基板を用いることが
できる。電極１０２の材料としては銅が一般的である
が、ニッケルや金もしくはそれらを多層化した構造でも
よい。また凹凸の凹部１０３ａの深さ（凹部１０３ａと
凸部１０３ｂとの段差）は、約１μｍ以上あれば、半田
バンプ１０６の表面の酸化膜１０６ｂを十分に破り真性
層１０６ａを露出させることができる。

【００７７】図１３は本発明の電子装置の電極構造の例
を概略的に示す図である。ここでは半導体素子１０５の
接続端子１０８上に形成された半田バンプ１０６を、配
線基板１０１上の電極１０２と接続している。

【００７８】半田バンプ１０６と電極１０２とを対向し
（図９参照）、半田バンプ１０６と電極１０２との間に
加重をかけると、図中１０７で囲って示した凹凸のエッ
ジ１０３ｅの部分が半田バンプに食い込み、半田バンプ
１０６の表面の酸化被膜１０６ｂが破れる。この食い込
み変形は、半田材料の降伏応力が銅よりも小さいためお
こる。たとえばＰｂ−Ｓｎ系の共晶半田は銅よりも降伏
応力が約１桁も小さく容易に変形させることができる。

【００７９】この後半田バンプ１０６をリフローさせる
ことにより、電極１０２と半田バンプ１０６とをより強
固に接合させることができる。

【００８０】図１４は本発明の電子装置が備える電極の
構造の別の例を概略的に示す図であり、電極１０２の凹
部１０３ａの底部にＴｉ膜１０４を形成した例である。
同一部には同一符号を付してある。

【００８１】Ｔｉ材料は酸素と結合しやすく、加重で変
形させた半田バンプ１０６の酸化膜１０６ｂの酸素を吸
収し、接合面に残る酸化膜１０６ｂを低減するという効
果が得られる。このような酸素吸収剤を配設することに
より生産性、信頼性の向上を図ることができる。

【００８２】（実施形態７）次に、この電極１０２に凹
凸を形成する方法の例について説明する。

【００８３】まず、配線基板１０１上にあらかじめ接着
されている銅箔を、フェースダウン実装が可能な電極１
０２の寸法にフォトリソグラフィ技術によりパタ−ニン
グする。このパターニングは配線層のパターニングと同
時に行うようにすればよい。次にこのパタ−ニングされ
た電極１０２上にレジストを形成し、露光・現像によっ
て凸部を形成したい部分にレジストパターンを残す。

【００８４】次にこのレジストをマスクとしてエッチン
グを行うことにより凹部１０３ａを形成する。このとき
凹部１０３ａと凸部１０３ｂと段差さは、エッチングレ
ートを管理することにより、自由に設定することができ
る。

【００８５】なお、Ｔｉ膜１０４などの酸素吸収層を凹
部１０３ａの底部に形成する場合は、スパッタ法などの
真空成膜プロセスにより、Ｔｉ膜１０４を凹凸が形成さ
れた電極１０２上全面に形成し、フォトリソグラフィに
よりパタ−ニングしてＴｉ薄膜を凹部底面に残すように
すればよい。またリフトオフ法により凸部１０３ｂ上の
Ｔｉ膜１０４を除去するようにしてもよい。

【００８６】また凹凸の形成方法としては以下に挙げる
方法がある。先ず配線基板としてセラミックなどの無機
基板１０１を用意し、この基板１０１上に電極１０２を
形成する領域が開口するようにレジストを形成する。次
に電気めっきによって所望厚さの電極１０２を形成す
る。次に電極１０２上の凸部が形成される部分が開口す
るようにレジストを形成する。さらに電気めっきによっ
て所望の高さの凸部を形成する。このような方法によっ
ても複数の凹凸が形成された電極１０２を形成すること
ができる。

【００８７】（実施形態８）発明者らは、電極１０２の
凹部１０３ａの深さ（凹凸の変位）を０．１μｍ、０．
５μｍ、１．０μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍにした
場合、酸化膜１０６ｂを十分に破って良好に接合したか
どうかを測定した。その実験結果を表２に示す。

【００８８】実験では、配線基板１０１上の銅箔（厚さ
３５μｍ）をエッチングすることで１５０μｍ×１５０
μｍの電極１０２を形成し、その後フォトリソグラフィ
法によって、電極１０２の表面に凹凸を形成した。この
とき凸部１０３ｂ、凹部１０３ａとも５０μｍ×５０μ
ｍになるようにパタ−ニングした。半導体素子１０５の
接続端子１０８上には、半田バンプ１０６をめっきによ
り作成した。

【００８９】そして半田バンプ１０６に１個あたり１０
ｇの加重をかけ、約１２０℃で仮付けしたあと、約２５
０℃でリフローした。ここでは半田材料としてＰｂ−Ｓ
ｎ系の共晶半田を用いた。

【００９０】

【表２】そして、上述のように配線基板１０１に実装した半導体
素子５を、剥離強度を測定するシェアテスターで剥離
し、半田バンプ１０６のどの部分が切断したのかにより
接合強度を評価した。合格（○）としたモードは、半田
バンプ１０６で破壊したものである。半田バンプ１０６
と電極１０２との界面で破壊したものは不合格（×）と
した。半田バンプ１０６と電極１０２との界面で破壊し
たものは、十分に酸化膜が破れず接続強度が低いもので
ある。また得られた接合強度は、合格したモードではバ
ンプ１個あたり５０ｇ以上であり、不合格モードでは５
ｇ以下であった。

【００９１】この実験結果から凹部の深さは、約１μｍ
以上あればよいことがわかる。

【００９２】なおこの実施形態では、配線基板１０１側
の電極１０２に凹凸を形成した例を説明したが、半導体
素子１０５側の電極１０８に凹凸を形成して、配線基板
１０１の電極１０２上に半田バンプ１０６を形成して実
装するようにしてもよい。

【００９３】以上説明したように、接続電極の表面にエ
ッジのするどい複数の凹凸を設けることによって、環境
に多大な影響を与えるフラックス洗浄用フロンを使用し
ないで信頼性の高いフェースダウン実装を行うことがで
きる。またフラックスを用いないため洗浄工程が不要と
なり、生産性が向上する。さらに、この方法は電極の表
面に凹凸を形成するだけなので、従来のような酸化膜除
去のためのレーザーや超音波印加装置も不要となる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の突起の接合面の面積が第２の突起の表面積の２倍
以上であることから、接合時に第２の突起は充分に押し
広げられて、露出する真性層の表面積が第１の突起の接
合面の面積の５０％以上となり、接続する電極との間に
充分な接触面積を確保することができる。したがってフ
ラックスを用いなくとも十分な接合を得ることができ
る。フラックスを用いずに接合することによりフラック
スの洗浄工程が不要となり、生産性が大幅に向上する。
さらにフラックスの洗浄廃液もでないので、洗浄廃液の
処理コストをゼロにでき、洗浄廃液による環境汚染の心
配もなくすることができる。また、超音波などを半導体
チップなどの電子部品に印加する必要がないため、実装
する電子部品を破損する恐れもなく、生産性を向上する
ことができる。

【００９５】本発明の実装方法および本発明の電子装置
によれば、第２の導体層と第１の突起との接合界面のう
ち、第２の突起と第１の突起との接合界面であった部分
には酸化被膜は存在せず、また第２の導体層と接続電極
との接合界面にも酸化被膜に覆われていない領域を多く
形成することができる。したがって、第１の突起と接続
電極との間に良好な電子の移動経路を確保することがで
き、接続信頼性が向上するとともに、生産性も向上する
ことができる。

【００９６】また本発明の電子装置では、接続電極の表
面にエッジのするどい複数の凹凸を設けることによっ
て、環境に多大な影響を与えるフラックス洗浄用フロン
を使用しないで信頼性の高いフェースダウン実装を行う
ことができる。またフラックスを用いないため洗浄工程
が不要となり、生産性が向上する。さらに、この方法は
電極の表面に凹凸を形成するだけなので、従来のような
酸化膜除去のためのレーザーや超音波印加装置も不要と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極を概略的に示す図。

【図２】本発明の電極を概略的に示す図。

【図３】本発明の電極を製造する方法を説明するための
図。

【図４】本発明の電極を製造する別の方法を説明するた
めの図。

【図５】本発明の電極を形成した電子部品を配線基板上
に半田付けにより実装する様子を説明するための図。

【図６】第１の突起と第２の導体層との接合界面を模式
的に示す図。

【図７】第２の導体層と接続電極との接合界面を模式的
に示す図。

【図８】本発明の電極を形成した電子部品を配線基板上
に半田付けにより実装する様子を説明するための図。

【図９】第１の突起の先端部の接合面の表面積と第２の
突起の表面積との割合を変化させて形成した電極試料を
示す図。

【図１０】第１の突起の接合面の面積と第２の突起の表
面積の比と、電極試料の半田付け強度および半田付け不
良率との関係を示すグラフ。

【図１１】本発明の電子装置が備える電極の構造を概略
的に示す図。

【図１２】図１２の電極の断面構造を概略的に示す図。

【図１３】本発明の電子装置の電極構造の例を概略的に
示す図。

【図１４】本発明の電子装置が備える電極の構造の別の
例を概略的に示す図。

【符号の説明】

１１…………電子部品（半導体チップ）１２…………半田拡散防止電極１３…………第１のレジスト１４…………第２のレジスト１５…………第１の突起（第１の電極）１５ａ………接合面（第１の面）１６…………第２の突起（第２の電極）１６ａ………真性層１６ｂ………酸化膜２１…………開口部２２…………開口部２５…………転写用基板２６…………メッキ通電用電極２７…………電子部品（半導体チップ）２８…………配線基板２９…………接続用電極３１…………加熱へッド３２…………第２の導体層１０１…………配線基板１０２…………電極１０３ａ………凹部１０３ｂ………凸部１０３ｅ………エッジ１０４…………Ｔｉ膜１０５…………半導体素子１０６…………半田バンプ１０６ａ………真性層１０６ｂ………酸化層１０８…………接続端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の面と第２の面とを有し、第１の溶
融温度を有する第１の導体金属からなる第１の電極と、前記第１の電極の前記第２の面上に、その表面積が前記
第２の面の面積の約１／２より小さくなるように形成さ
れ、第１の溶融温度よりも低い第２の溶融温度を有する
第２の導体金属からなる第２の電極とを具備したことを
特徴とする電極。
【請求項２】前記第１の電極はＰｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂ
ｉ、Ｃｕからなる金属のうち少なくとも１種を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】前記第２の電極はＰｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓ
ｂからなる金属のうち少なくとも１種を含むことを特徴
とする請求項１に記載の電極。
【請求項４】第１の面に第１の接続端子が形成された
電子部品と、前記電子部品の第１の面と対向配置され、前記第１の接
続端子と対応する位置に第２の接続端子が形成された配
線基板と、前記電子部品の第１の接続端子上に形成された第１の溶
融温度を有する第１の導体金属からなる第１の電極と、前記第１の電極と前記第２の接続端子とを接合するよう
に形成された第１の溶融温度よりも低い第２の溶融温度
を有する第２の導体金属からなる第２の電極とを具備
し、前記第１の電極と前記第２の電極との接合界面の約１／
２以上および前記第１の接続端子と前記第２の電極の接
合界面の約１／２以上には、前記第２の導体金属の真性
層が露出していることを特徴とする電子装置。
【請求項５】（ａ）電子部品の第１の面に形成された
第１の接続端子上に、第１の溶融温度を有する第１の導
体金属からなり、先端部が第１の平面と略平行な第２の
面を有する第１の電極を形成する工程と、（ｂ）前記第１の電極の前記第２の面上に、前記第１の
溶融温度よりも低い第２の溶融温度を有する第２の導体
金属からなり、その表面積が前記第２の面の面積の半分
よりも小さい第２の電極を形成する工程と、（ｃ）前記第１の電極の前記第２の面と、配線基板の第
１の面の前記電子部品の前記第１の接続端子と対応する
位置に配設された第２の接続端子とが、前記第２の電極
を介して対向するように、前記電子部品の第１の面と前
記配線基板の第１の面とを対向する工程と、（ｄ）前記第１の電極および前記第２の接続端子との接
合面に前記第２の導体金属の真性層が露出するように、
前記第２の溶融温度よりも高く第１の溶融温度よりも低
い温度で前記第１の電極および前記第２の電極を加熱し
ながら前記第２の電極を押圧する工程とを有することを
特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項６】凹凸を有する第１の面を有する第１の接
続電極が配設された配線基板と、前記配線基板と対向する第１の面に第２の接続電極が配
設された電子部品と、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極との間に挟持
された半田バンプとを具備したことを特徴とする電子装
置。
【請求項７】前記第１の接続電極の前記第１の面の前
記凹凸は、鋭利な角を有することを特徴とする請求項６
に記載の電子装置。
【請求項８】前記第１の接続電極の前記第１の面の前
記凹凸は、その変位が約１μｍより大きいことを特徴と
する請求項６乃至請求項７のいずれかに記載の電子装
置。
【請求項９】前記第１の接続電極の前記第１の面の前
記凹凸は、その凹部の底部の少なくとも一部領域に酸素
吸収部材が配設されていることを特徴とする請求項６乃
至９に記載の電子装置。
【請求項１０】前記酸素吸収部材はＴｉであることを
特徴とする請求項９に記載の電子装置。