JPH11274203A - はんだバンプ一括形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のはんだバンプを一括して形成でき、操
作が簡単で、簡便な手法を開発する。 【解決手段】 バンプサイズに打ち抜いたはんだ箔を粘
着シート上に所定のエリア内に並べること、はんだバン
プを形成すべき基板を、所定位置に並べられた前記はん
だ箔に押し付けて該基板上にはんだ箔を移転させるこ
と、はんだ箔が所定位置に移転された基板にリフロー処
理を行うこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、はんだバンプ一括
形成法、特にフリップチップ実装用のパッケージの場合
のように多数のバンプを一括して形成する場合に特に効
果的なはんだバンプ一括形成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】はんだバンプは、半導体チップ、特にフ
リップチップの電極パッド上に形成されるはんだ付け用
の凸起部であって、Au製のバンプもあるが、これをはん
だで形成する場合をはんだバンプという。

【０００３】従来、はんだバンプを形成する方法として
は次のものがあった。 (1) 印刷法 (2) 真空蒸着法 (3) はんだボール法 これらの従来法にはボイドの発生、コプラナリティが悪
い、設備費用が高い、及び位置合わせに時間を要するな
ど、いずれかの不具合があった。

【０００４】しかも、最近は、半導体装置の高集積化に
ともないチップの小型化が求められるとともに１つのチ
ップに設けるはんだバンプの数もますます多くなってき
ているのが現状である。

【０００５】このような状況下では、従来のような技術
で対処することは困難であって、新しい視点からの技術
開発が求められている。特に、最近は、生産性の向上に
よる製造コストの低下が強く求められてきており、従来
法とは全く異なったアプローチによるバンプ形成技術の
開発が要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、これまでの手法とは全く異なった手法ではんだバン
プを形成する技術を開発することである。つまり、多数
のはんだバンプを一括して形成できる、操作が簡単で、
簡便な手法によるはんだバンプの形成法を提供すること
である。

【０００７】より具体的には、本発明の目的は、ボイド
が発生する、コプラナリティが悪い、設備費用が高い、
及び位置合わせに時間を要するなどの従来技術の不具合
がいずれも解消されたはんだバンプ形成法、特に一括形
成法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するための手段として、一定厚さのはんだ箔(
リボン状) を所定サイズにプレス等で打ち抜き、それを
例えばチップに設けるはんだバンプの配置に対応する所
定のピッチにて、例えば穴明きマスク等による振込み方
式にて、粘着テープに貼付する。次いで、この貼付した
はんだ箔面上に移転用の接着剤、例えば接着性のあるは
んだフラックスを塗布し、あるいは、より強い接着性を
求める場合は、はんだフラックスにさらに接着性樹脂を
含有させた接着剤入りはんだフラックスを塗布すること
で、上述のような課題を効果的に解消できることを知
り、本発明を完成した。

【０００９】ここに、本発明は、次の通りである。 (1) フリップチップ実装用のはんだバンプ形成法におい
て、バンプサイズに打ち抜いたはんだ箔をバンプ配置に
相当する配置にて粘着シート上に並べること、はんだバ
ンプを形成すべき対象を、所定位置に並べられた前記は
んだ箔に押し付けて該対象上にはんだ箔を移転させるこ
と、はんだ箔が所定位置に移転された対象にリフロー処
理を行うことを特徴とするはんだバンプ一括形成法。

【００１０】(2) 粘着シートに並べてからはんだ箔に接
着剤を塗布する上記(1) 記載のはんだバンプ形成方法。 (3) 前記接着剤がはんだフラックスまたは接着剤入りは
んだフラックスである上記(2) 記載の方法。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明において採用する上
述のような各工程についてさらに具体的に説明する。

【００１２】本発明は、はんだバンプ、特にフリップチ
ップ実装用のはんだバンプの形成法に関する。フリップ
チップは電極パッド上に予め形成したはんだバンプを利
用して回路基板などにワイヤレス方式で接合するが、そ
の場合、フリップチップ上の電極の数が多くなると、そ
れに対応して同じ数の電極パッドおよびはんだバンプを
形成しなければならず、しかも機器の小型化に伴ってチ
ップ自体も小さくなっており、本発明はそのような小型
化されたチップに設けられた多数の電極に接続するはん
だバンプを形成するのに特に効果的である。

【００１３】ここに、本発明によれば、はんだ箔の打抜
き工程→粘着シート上への整列工程→例えばチップのよ
うな対象の電極パッド上への移転工程→リフロー工程の
各工程を経て、多数のはんだバンプが一括同時に形成さ
れる。

【００１４】打抜き工程 はんだ箔を用意し、これをバンプの大きさに打抜く。こ
のような工程自体は、はんだ付け技術にみられる成形は
んだの形成法として、すでに公知であることから、その
ような公知の手段でもって本発明においても打ち抜きを
行えばよい。

【００１５】バンプのサイズは、本発明の場合、特に制
限はないが、一般には、直径0.1 〜0.7 mm程度であれば
十分である。もちろん、バンプのサイズはチップの大き
さ、所用バンプ数によって決まるものであって、これ以
上でも、以下でもよい。

【００１６】整列工程 このようにして用意された打ち抜きはんだ箔は、例えば
穴明きマスク等を用いることで容易に粘着シート上に所
定の配置で整列させることができる。粘着シートとして
は、例えばドラフティングテープ (Scotch社製) や、タ
ックタイトル等にすでに用いられている粘着テープをそ
のまま利用すればよい。

【００１７】このように、バンプサイズに打ち抜いたは
んだ箔を粘着シート上に所定の配置で並べてから、はん
だ箔にはあらたに接着剤を塗布する。このときの接着剤
は、例えばはんだフラックス、あるいは接着性樹脂を含
有させた接着剤入りフラックスなどが用いられる。

【００１８】通常は、かかる接着剤はスプレー等の手段
でもって塗布すればよいが、出発材としてのはんだ箔の
段階ですでに接着剤を表面に塗布しておいてもよい。た
だし、その場合には、箔表面に接着剤が塗布されている
から、打ち抜き等の工程での取扱に注意する必要があ
る。

【００１９】むしろ、そのような接着剤を塗布したはん
だ箔を用いる場合には、接着剤の塗布面を上下面のいず
れかに決め、打ち抜きと整列とを同時に行うことが好ま
しい。

【００２０】移転工程 上記整列工程で粘着シートの上に配列されたはんだ箔の
表面には対象であるフリップチップやパッケージのフリ
ップチップボンドパッド等に移転させる接着剤が付着し
ている。その接着剤は粘着シートの粘着力より接着力は
強く、さらにリフロー時にはんだ流れ性を良好にするた
めはんだ用フラックスを兼ねるものであればさらに好ま
しい。

【００２１】したがって、このように整列したはんだ箔
に対して、はんだバンプを形成する必要のある対象、つ
まりフリップチップ、あるいは場合によりフリップチッ
プボンドパッドを有するパッケージや配線基板を、例え
ば、押し付けると前記のはんだ箔は対象側の接着剤の接
着力が粘着テープの粘着力より大きいから、はんだ箔は
対象の方に移転することになる。

【００２２】このように予め位置合わせを正確に行うこ
とで、多数のはんだバンプを移転側の所定の位置に一括
して移転でき、そのために操作も従来技術のそれと比較
しても一層容易に行うことができる。しかも、バンプを
形成するのは、一定の厚さのはんだ箔であるため、良好
なコプラナリテイを得ることができる。

【００２３】リフロー工程 このようにはんだ箔が移転された対象は、次いで、リフ
ロー炉を使って、所定温度に加熱することによってリフ
ロー処理を行う。したがって、本発明によれば、従来の
はんだペースト印刷方式で問題となるボイド発生を防止
できる。しかも、本発明で必要とするのは、粘着シート
に貼付したはんだ箔を移転するだけの装置であり、設備
投資の金額を大幅に抑制できる。

【００２４】さらに、低残渣または無洗浄タイプのはん
だフラックスを移転用接着剤として用いる場合、リフロ
ー処理後の洗浄は不用となり、大幅なコストダウンが可
能となる。

【００２５】

【実施例】本例では、はんだ箔の打抜き工程→穴明きマ
スクを使った振分け法による粘着シート上への整列工程
→粘着シートにチップを押付けるチップ上への移転工程
→はんだ箔が移転したチップをリフロー炉で加熱するリ
フロー工程の各工程を経て、１個のチップ上に3000個の
はんだバンプを形成した。

【００２６】すなわち、本例における上述の整列工程お
よび移転工程における各操作を図１(a) ないし(f) に示
すが、まず、はんだ箔の打抜き工程(図示せず) によっ
て打ち抜き箔を用意する。次に、図１(a) に示すよう
に、穴明きマスク１を用意し、マスク１の上に所要数の
打ち抜き箔をのせ、マスク穴に振り込む。打ち抜き箔が
全部のマスク穴に入ったら、マスク上に残った余分の打
ち抜き箔を取り除く。これに粘着シート２を張り合わせ
る。図１(b) および図１(c) 参照。このようにして接合
された穴明きマスク１と粘着シート２の組立体３を反転
して穴明きマスク１を上側に持ち来たしてから (図１
(d) 、該穴明きマスク１の各穴に振り分けた前述の打ち
抜き箔を、粘着シート２の所定位置に整列させる。この
とき、図１(d) の下部の粘着シート２を剥がすと、整列
した打ち抜きはんだ箔が粘着シートに付着しているが、
それらの表面にはんだフラックスをスプレー塗布してか
ら、図１(e) に示すように、チップ５にゴバン目状に設
けられた電極部６ (図中、白丸で示す) に位置合わせを
して、張り合わせる。図中、粘着シート２は、整列した
打ち抜きはんだ箔の設けられた面を上にしているが、こ
れは説明を容易にするためで、チップ５への張り合わせ
の際には反転させて、張り合わせる。図１(f) は、チッ
プ５の上に粘着シート２を張り合わせた状態を示すが、
この場合にも、便宜上、説明のために、整列した打ち抜
きはんだ箔の設けられた面を上にしているが、実際に
は、この面とチップ５の電極６を設けた面とが接合す
る。

【００２７】図示例の最終操作では、チップ５から粘着
シート２を剥離し、粘着シート２上に整列された打ち抜
きはんだ箔をチップ５上に移転させる。その後に、チッ
プ５をリフロー炉で加熱してはんだ箔をリフローさせ
る。

【００２８】図２は、粘着シート２ (地の部分) 上に整
列させた打ち抜きはんだ箔８の説明図である。これは打
抜きによるはんだ箔 (直径0.16mm×厚さ0.1mm)20をピッ
チ0.24mmで、粘着シート10上の一辺が14mmないし21mmの
矩形領域に約3000個整列させた場合である。

【００２９】本例における条件は次の通りであった。 はんだ組成：63％Sn−Pb合金 粘着シート：ドラフティングテープ (スコッチ社製) はんだフラックス：TACK-D (水溶性)(千住金属工業社
製) リフロー温度：240 ℃ 本例では3000個のはんだバンプの形成をほぼ20分で一括
して行うことができた。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、はんだペースト印刷方式で問題となるボイド発生を
防止できる。また、本発明の実施に際して新らたに必要
とする設備は、粘着シートに貼付したはんだ箔を移転す
るだけの装置となり、設備投資の金額を大幅に抑制でき
る。

【００３１】低残渣または無洗浄タイプのはんだフラッ
クスを移転用接着剤として用いた場合、リフロー処理後
の洗浄は不用となり、大幅なコストダウンが可能とな
る。

【００３２】したがって、本発明の実用上の意義は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) 〜(f) は、本発明の実施例の各処理操
作の説明図である。

【図２】図２は、本発明の実施例のおける打ち抜きはん
だ箔の配列の様子の説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フリップチップ実装用のはんだバンプ形
   成法において、 バンプサイズに打ち抜いたはんだ箔をバンブ配置に相当
   する配置にて粘着シート上に並べること、 はんだバンプを形成すべき対象を、所定位置に並べられ
   た前記はんだ箔に押し付けて該対象上にはんだ箔を移転
   させること、 はんだ箔が所定位置に移転された対象にリフロー処理を
   行うことを特徴とするはんだバンプ一括形成法。
2. 【請求項２】 粘着シートに並べてからはんだ箔に接着
   剤を塗布する請求項１記載のはんだバンプ形成方法。
3. 【請求項３】 前記接着剤がはんだフラックスまたは接
   着剤入りはんだフラックスである請求項２記載の方法。