JPH1140568A - バンプの形成装置及び方法 - Google Patents
バンプの形成装置及び方法Info
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- JPH1140568A JPH1140568A JP21002397A JP21002397A JPH1140568A JP H1140568 A JPH1140568 A JP H1140568A JP 21002397 A JP21002397 A JP 21002397A JP 21002397 A JP21002397 A JP 21002397A JP H1140568 A JPH1140568 A JP H1140568A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細金属ボールを電極上に接合する際に、可
及的に低圧で接合できるようにすることを目的とする。 【解決手段】 ボールバンプ１０となる微細金属ボール
４を吸着して保持する配列基板１と、前記微細金属ボー
ル４に対して剥離性を有するボール押圧体７と、前記配
列基板１に保持されている微細金属ボール４を前記ボー
ル押圧体７に押し付けて、前記微細金属ボールの一端を
平坦化する平坦化手段とを設け、前記微細金属ボール４
の接触面を平坦化することにより、微細金属ボール４と
電極２１との接触面積を大きくして、低い圧力を印加し
て大きな接合強度が得られるようにする。
及的に低圧で接合できるようにすることを目的とする。 【解決手段】 ボールバンプ１０となる微細金属ボール
４を吸着して保持する配列基板１と、前記微細金属ボー
ル４に対して剥離性を有するボール押圧体７と、前記配
列基板１に保持されている微細金属ボール４を前記ボー
ル押圧体７に押し付けて、前記微細金属ボールの一端を
平坦化する平坦化手段とを設け、前記微細金属ボール４
の接触面を平坦化することにより、微細金属ボール４と
電極２１との接触面積を大きくして、低い圧力を印加し
て大きな接合強度が得られるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバンプの形成装置及
び方法に係わり、特に、フィルムキャリアのインナーリ
ード電極または半導体チップの電極パッド等にボール状
のバンプを接合するためのバンプの形成装置及び方法に
用いて関する。
び方法に係わり、特に、フィルムキャリアのインナーリ
ード電極または半導体チップの電極パッド等にボール状
のバンプを接合するためのバンプの形成装置及び方法に
用いて関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体チップ上の電極パッド
に形成されるバンプとして、ウエハバンプとスタッドバ
ンプとが用いられている。
に形成されるバンプとして、ウエハバンプとスタッドバ
ンプとが用いられている。
【０００３】前記ウエハバンプは、ウエハ段階の半導体
素子においてバンプを形成するものであり、ウエハプロ
セスとして複雑な工程を何回も行う必要がある。このた
め、歩留りが悪く、また、少量多品種製品にはコスト高
になる問題があった。
素子においてバンプを形成するものであり、ウエハプロ
セスとして複雑な工程を何回も行う必要がある。このた
め、歩留りが悪く、また、少量多品種製品にはコスト高
になる問題があった。
【０００４】また、スタッドバンプは、半導体チップの
電極パッドに１つずつワイヤボンディングの一次接合時
のボールボンディングを行い、接合後にワイヤのネック
部を切断することにより形成するものである。
電極パッドに１つずつワイヤボンディングの一次接合時
のボールボンディングを行い、接合後にワイヤのネック
部を切断することにより形成するものである。
【０００５】前述のようにして形成するので、切断時に
ワイヤの残りが凸形状となり、かつ不均一に残る問題が
あった。このため、このバンプを用いた場合には、接合
信頼性はかなり低くなり、また、１ピンずつバンピング
するために時間が多くかかる問題があった。また、ワイ
ヤのボールボンディングを用いるために、ボール径はワ
イヤ径の２〜３倍の大きさとなるので、微小なバンプを
形成することができない問題があった。
ワイヤの残りが凸形状となり、かつ不均一に残る問題が
あった。このため、このバンプを用いた場合には、接合
信頼性はかなり低くなり、また、１ピンずつバンピング
するために時間が多くかかる問題があった。また、ワイ
ヤのボールボンディングを用いるために、ボール径はワ
イヤ径の２〜３倍の大きさとなるので、微小なバンプを
形成することができない問題があった。
【０００６】これに対し、メッキでバンプ形成する方法
がある。しかし、この方法もウエハ単位で実行されるた
め、少量多品種製品には適用が困難であった。そこで、
均一でかつ微細なバンプを形成することができるように
する技術として、微小金属ボールを用いたバンプ形成技
術が、例えば、特開平７−１５３７６５号公報にて提案
されている。
がある。しかし、この方法もウエハ単位で実行されるた
め、少量多品種製品には適用が困難であった。そこで、
均一でかつ微細なバンプを形成することができるように
する技術として、微小金属ボールを用いたバンプ形成技
術が、例えば、特開平７−１５３７６５号公報にて提案
されている。
【０００７】前記公報にて提案されているバンプ形成方
法は、少なくとも半導体チップの１つ分の金属ボール群
を吸着保持するようにしている。そして、複数の金属ボ
ール群を吸着保持するために、半導体チップ上のバンプ
形成位置に対応した全ての位置に吸着孔が形成されてい
るボール配列基板を用い、前記ボール配列基板に微小金
属ボールを吸着保持した後、接合用ステージまで搬送し
て被接合部に接合するようにしている。
法は、少なくとも半導体チップの１つ分の金属ボール群
を吸着保持するようにしている。そして、複数の金属ボ
ール群を吸着保持するために、半導体チップ上のバンプ
形成位置に対応した全ての位置に吸着孔が形成されてい
るボール配列基板を用い、前記ボール配列基板に微小金
属ボールを吸着保持した後、接合用ステージまで搬送し
て被接合部に接合するようにしている。
【０００８】したがって、この場合は均一に形成された
微小金属ボールをバンプ形成位置に一括接合することが
できるので、高い信頼性が得られるボールバンプを容易
に、かつ効率的に形成することができる。
微小金属ボールをバンプ形成位置に一括接合することが
できるので、高い信頼性が得られるボールバンプを容易
に、かつ効率的に形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最近は、半導体装置の
微細化が益々進み、電極の配線ピッチは非常に小さくな
ってきている。そのため、前記電極上にボールバンプを
形成する場合に用いられる金属ボールは、電極の配線ピ
ッチの微細化に応じて益々微細になってきている。
微細化が益々進み、電極の配線ピッチは非常に小さくな
ってきている。そのため、前記電極上にボールバンプを
形成する場合に用いられる金属ボールは、電極の配線ピ
ッチの微細化に応じて益々微細になってきている。
【００１０】このため、微細化する電極の配線ピッチに
応じて、ボールバンプを形成するための金属ボールも非
常に微細化している。しかも、金属ボールと電極との接
触は点接触なので、金属ボールが微細化すると、金属ボ
ールと電極との接触面積はそれに応じて非常に小さくな
る。
応じて、ボールバンプを形成するための金属ボールも非
常に微細化している。しかも、金属ボールと電極との接
触は点接触なので、金属ボールが微細化すると、金属ボ
ールと電極との接触面積はそれに応じて非常に小さくな
る。
【００１１】ところで、小さな接触面積で大きな結合強
度を得るようにするためには、金属ボールと電極との接
合時に、強い力で加圧しなければならない。しかし、大
きな圧力を印加すると電極が形成されている半導体チッ
プ等を破損してしまう恐れがある。特に、多ピンチップ
の場合は、各ピンに加わる圧力が大きくなると、ボール
バンプを形成しようとする半導体チップには、全体とし
て非常に大きな圧力が加えられることになる。
度を得るようにするためには、金属ボールと電極との接
合時に、強い力で加圧しなければならない。しかし、大
きな圧力を印加すると電極が形成されている半導体チッ
プ等を破損してしまう恐れがある。特に、多ピンチップ
の場合は、各ピンに加わる圧力が大きくなると、ボール
バンプを形成しようとする半導体チップには、全体とし
て非常に大きな圧力が加えられることになる。
【００１２】このため、従来はボールバンプを形成する
各電極に大きな圧力が加えられると、例えば、半導体チ
ップにクラック等のダメージを与えてしまうことがあっ
た。クラック等のダメージが生じると、不良品となって
しまうので、これが歩留りを向上させる際の大きな妨げ
になっていた。
各電極に大きな圧力が加えられると、例えば、半導体チ
ップにクラック等のダメージを与えてしまうことがあっ
た。クラック等のダメージが生じると、不良品となって
しまうので、これが歩留りを向上させる際の大きな妨げ
になっていた。
【００１３】本発明は前述の問題点にかんがみ、微細金
属ボールを電極上に接合する際に、可及的に低圧で接合
できるようにすることを目的とする。
属ボールを電極上に接合する際に、可及的に低圧で接合
できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプの形成装
置は、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸着して保
持する配列基板と、前記微細金属ボールに対して剥離性
を有するボール押圧体と、前記配列基板に保持されてい
る微細金属ボールを前記ボール押圧体に押し付けて、前
記微細金属ボールの一端を平坦化する平坦化手段とを具
備することを特徴としている。
置は、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸着して保
持する配列基板と、前記微細金属ボールに対して剥離性
を有するボール押圧体と、前記配列基板に保持されてい
る微細金属ボールを前記ボール押圧体に押し付けて、前
記微細金属ボールの一端を平坦化する平坦化手段とを具
備することを特徴としている。
【００１５】また、本発明のバンプの形成装置の他の特
徴とするところは、ボールバンプとなる微細金属ボール
を吸着して保持する配列基板と、前記微細金属ボールに
対して剥離性を有するボール押圧体と、前記配列基板に
保持されている微細金属ボールを前記ボール押圧体に押
し付けて、前記微細金属ボールの一端を平坦化する平坦
化手段と、前記一端が平坦化された微細金属ボールを、
バンプを形成する電極上迄搬送して載置する搬送手段
と、前記バンプ形成位置上に載置された微細金属ボール
に所定の圧力を加えて、前記微細金属ボールと前記電極
とを接合する接合手段とを具備することを特徴としてい
る。
徴とするところは、ボールバンプとなる微細金属ボール
を吸着して保持する配列基板と、前記微細金属ボールに
対して剥離性を有するボール押圧体と、前記配列基板に
保持されている微細金属ボールを前記ボール押圧体に押
し付けて、前記微細金属ボールの一端を平坦化する平坦
化手段と、前記一端が平坦化された微細金属ボールを、
バンプを形成する電極上迄搬送して載置する搬送手段
と、前記バンプ形成位置上に載置された微細金属ボール
に所定の圧力を加えて、前記微細金属ボールと前記電極
とを接合する接合手段とを具備することを特徴としてい
る。
【００１６】また、本発明のバンプの形成装置のその他
の特徴とするところは、前記配列基板１は複数の微細金
属ボール４を一括して吸着保持することを特徴としてい
る。
の特徴とするところは、前記配列基板１は複数の微細金
属ボール４を一括して吸着保持することを特徴としてい
る。
【００１７】また、本発明のバンプの形成装置のその他
の特徴とするところは、前記接合手段により行われる接
合は固相拡散による接合であることを特徴としている。
の特徴とするところは、前記接合手段により行われる接
合は固相拡散による接合であることを特徴としている。
【００１８】また、本発明のバンプの形成方法の特徴と
するところは、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列工程と、前記配列基板に保持されて
いる微細金属ボールを、前記微細金属ボールに対して剥
離性を有するボール押圧体に押し付けて、前記微細金属
ボールの一端を平坦化する平坦化工程とを具備すること
を特徴としている。
するところは、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列工程と、前記配列基板に保持されて
いる微細金属ボールを、前記微細金属ボールに対して剥
離性を有するボール押圧体に押し付けて、前記微細金属
ボールの一端を平坦化する平坦化工程とを具備すること
を特徴としている。
【００１９】また、本発明のバンプの形成方法の他の特
徴とするところは、ボールバンプとなる微細金属ボール
を吸着して保持する配列工程と、前記配列基板に保持さ
れている微細金属ボールを、前記微細金属ボールに対し
て剥離性を有するボール押圧体に押し付けて、前記微細
金属ボールの一端を平坦化する平坦化工程と、前記一端
が平坦化された微細金属ボールを、バンプを形成する電
極上に載置する搬送工程と、前記バンプ形成位置上に載
置された微細金属ボールに所定の圧力を加えて、前記微
細金属ボールと前記電極とを接合する接合工程とを具備
することを特徴としている。
徴とするところは、ボールバンプとなる微細金属ボール
を吸着して保持する配列工程と、前記配列基板に保持さ
れている微細金属ボールを、前記微細金属ボールに対し
て剥離性を有するボール押圧体に押し付けて、前記微細
金属ボールの一端を平坦化する平坦化工程と、前記一端
が平坦化された微細金属ボールを、バンプを形成する電
極上に載置する搬送工程と、前記バンプ形成位置上に載
置された微細金属ボールに所定の圧力を加えて、前記微
細金属ボールと前記電極とを接合する接合工程とを具備
することを特徴としている。
【００２０】また、本発明のバンプの形成方法のその他
の特徴とするところは、前記配列工程は、複数の微細金
属ボールを一括して吸着保持することを特徴としてい
る。
の特徴とするところは、前記配列工程は、複数の微細金
属ボールを一括して吸着保持することを特徴としてい
る。
【００２１】また、本発明のバンプの形成方法のその他
の特徴とするところは、前記接合手段により行われる接
合は固相拡散による接合であることを特徴としている。
の特徴とするところは、前記接合手段により行われる接
合は固相拡散による接合であることを特徴としている。
【００２２】
【作用】本発明は前記技術手段を有するので、電極と接
触する微細金属ボールの面が予め平坦化されることによ
り、微細金属ボールと電極との接触面積を大幅に増大さ
せることができるようになるので、接合時に印加する圧
力を可及的に小さくすることが可能となる。
触する微細金属ボールの面が予め平坦化されることによ
り、微細金属ボールと電極との接触面積を大幅に増大さ
せることができるようになるので、接合時に印加する圧
力を可及的に小さくすることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のバンプの形成装置
及び方法の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の実施形態を示し、配列基板１に形成されて
いる複数のボール吸着孔３ａ〜３ｄのそれぞれに微細金
属ボール４を吸着している様子を示している。
及び方法の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の実施形態を示し、配列基板１に形成されて
いる複数のボール吸着孔３ａ〜３ｄのそれぞれに微細金
属ボール４を吸着している様子を示している。
【００２４】前記微細金属ボール４は、ボール収納容器
２内に入れられており、前記ボール収納容器２は、振動
発生機５上に載置されている。したがって、前記振動発
生機５を動作させて前記ボール収納容器２に超音波振動
を与えると、前記ボール収納容器２内に収納されている
微細金属ボール４は、ボール収納容器２の振動により空
中に跳躍する。
２内に入れられており、前記ボール収納容器２は、振動
発生機５上に載置されている。したがって、前記振動発
生機５を動作させて前記ボール収納容器２に超音波振動
を与えると、前記ボール収納容器２内に収納されている
微細金属ボール４は、ボール収納容器２の振動により空
中に跳躍する。
【００２５】なお、このときの振動周波数は、前記微細
金属ボール４、あるいはボール収納容器２の大きさや重
さに応じて、例えば０〜１ＫＨｚの範囲内で適当に可変
としている。また、前記ボール収納容器２は振動発生機
５から着脱可能となっている。したがって、使用する微
細金属ボール４の大きさを変更する場合には、微細金属
ボール４を収納しているボール収納容器２ごと交換すれ
ばよいので、ボール変更作業を簡素化することができ
る。なお、ボールを跳躍させる他の例としては、容器の
下方をメッシュ状に形成し、下から気体を流すようにし
てもよい。
金属ボール４、あるいはボール収納容器２の大きさや重
さに応じて、例えば０〜１ＫＨｚの範囲内で適当に可変
としている。また、前記ボール収納容器２は振動発生機
５から着脱可能となっている。したがって、使用する微
細金属ボール４の大きさを変更する場合には、微細金属
ボール４を収納しているボール収納容器２ごと交換すれ
ばよいので、ボール変更作業を簡素化することができ
る。なお、ボールを跳躍させる他の例としては、容器の
下方をメッシュ状に形成し、下から気体を流すようにし
てもよい。
【００２６】前記配列基板１は、ボールバンプを形成す
る半導体チップ上のバンプ形成位置に対応した全ての位
置に吸着孔３ａ〜３ｄが形成されているものであり、そ
れを保持する配列ヘッド（図示せず）の内部には真空室
が形成されている。前記真空室は、図示しない真空系を
介して真空装置に接続されており、前記真空装置によっ
てその内部が減圧される。
る半導体チップ上のバンプ形成位置に対応した全ての位
置に吸着孔３ａ〜３ｄが形成されているものであり、そ
れを保持する配列ヘッド（図示せず）の内部には真空室
が形成されている。前記真空室は、図示しない真空系を
介して真空装置に接続されており、前記真空装置によっ
てその内部が減圧される。
【００２７】次に、配列基板１に微細金属ボール４を吸
着させるために、配列基板１をボール収納容器２の近傍
まで下降させて振幅させ、跳躍している微細金属ボール
４を配列基板１のボール吸着孔に真空吸着させる。ここ
で、ボール配列ヘッドの下降距離及び振幅距離は、例え
ば０．１ｍｍ単位で制御可能とし、振幅回数の制御も可
能としている。
着させるために、配列基板１をボール収納容器２の近傍
まで下降させて振幅させ、跳躍している微細金属ボール
４を配列基板１のボール吸着孔に真空吸着させる。ここ
で、ボール配列ヘッドの下降距離及び振幅距離は、例え
ば０．１ｍｍ単位で制御可能とし、振幅回数の制御も可
能としている。
【００２８】また、このときに配列基板１を水平方向や
垂直方向へ微振動させると、余剰に吸着された微細金属
ボール４を振り落とすことができるので、前記ボール吸
着孔３ａ〜３ｄのみに微細金属ボール４を吸着すること
が可能となる。
垂直方向へ微振動させると、余剰に吸着された微細金属
ボール４を振り落とすことができるので、前記ボール吸
着孔３ａ〜３ｄのみに微細金属ボール４を吸着すること
が可能となる。
【００２９】このようにして、配列基板１に所定数の微
細金属ボール４を吸着したら、次に、配列基板１を上昇
させて、制御装置（図示せず）により超音波振動子６を
動作させると、配列基板１に付着している余分な微細金
属ボール４を瞬間的に離脱させることができる。なお、
超音波振動子６を動作させるタイミングは、微細金属ボ
ール４の吸着と同時に行うようにしてもよい。
細金属ボール４を吸着したら、次に、配列基板１を上昇
させて、制御装置（図示せず）により超音波振動子６を
動作させると、配列基板１に付着している余分な微細金
属ボール４を瞬間的に離脱させることができる。なお、
超音波振動子６を動作させるタイミングは、微細金属ボ
ール４の吸着と同時に行うようにしてもよい。
【００３０】次に、微細金属ボール４を吸着している配
列基板１を認識位置に移動させ、認識手段（図示せず）
により微細金属ボールの欠落及び余剰を検査する。この
ときに、不良が発生していた場合には、真空リーク及び
機械的除去により、配列基板１に吸着している微細金属
ボール４を全て回収し、微小球吸着を再度行う。
列基板１を認識位置に移動させ、認識手段（図示せず）
により微細金属ボールの欠落及び余剰を検査する。この
ときに、不良が発生していた場合には、真空リーク及び
機械的除去により、配列基板１に吸着している微細金属
ボール４を全て回収し、微小球吸着を再度行う。
【００３１】次に、基板搬送機構により配列基板１を接
合ステージ迄搬送する。この搬送時には、配列基板１に
吸着している微細金属ボール４が振動等により欠落する
ことがないようにする。
合ステージ迄搬送する。この搬送時には、配列基板１に
吸着している微細金属ボール４が振動等により欠落する
ことがないようにする。
【００３２】配列基板１を所定の位置迄搬送したら降下
させ、図２（ａ）に示すように、微細金属ボール４をボ
ール押圧体７に押し付け、図２（ａ）中において矢印１
１で簡略化して示している平坦化手段１１により所定の
圧力を加える。これにより、図２（ｂ）に示すように、
配列基板１に吸着されている微細金属ボール４の先端側
４ａ、すなわち、バンプの転写・接合を行う側を平坦化
する。
させ、図２（ａ）に示すように、微細金属ボール４をボ
ール押圧体７に押し付け、図２（ａ）中において矢印１
１で簡略化して示している平坦化手段１１により所定の
圧力を加える。これにより、図２（ｂ）に示すように、
配列基板１に吸着されている微細金属ボール４の先端側
４ａ、すなわち、バンプの転写・接合を行う側を平坦化
する。
【００３３】前記ボール押圧体７としては、微細金属ボ
ール４に対する剥離性を有する物質で構成されたもので
あればよく、例えば表面を平坦化したガラスを考慮する
ことができる。ここでいう剥離性とは、非接合性、非接
着性、非付着性等を意味している。また、表面にシリコ
ン酸化膜ＳｉＯ2 が形成されたウエハを用いることがで
きる。このようなウエハは半導体チップを製造するため
に広く用いられているので、ボール押圧体７として転用
することにより、わざわざ製作する手間を省くことがで
きる。また、アルミナ等のセラミックスもボール押圧体
７として良好に使用することができる。
ール４に対する剥離性を有する物質で構成されたもので
あればよく、例えば表面を平坦化したガラスを考慮する
ことができる。ここでいう剥離性とは、非接合性、非接
着性、非付着性等を意味している。また、表面にシリコ
ン酸化膜ＳｉＯ2 が形成されたウエハを用いることがで
きる。このようなウエハは半導体チップを製造するため
に広く用いられているので、ボール押圧体７として転用
することにより、わざわざ製作する手間を省くことがで
きる。また、アルミナ等のセラミックスもボール押圧体
７として良好に使用することができる。
【００３４】前述のようにして、微細金属ボール４の先
端部４ａを平坦化したら、配列基板１をバンプ形成位置
迄搬送する。そして、バンプ形成位置迄搬送したら、図
２（ｃ）中において矢印１２で簡略化して示している搬
送手段にする。そして、図２（ｃ）に示すように、吸着
している微細金属ボール４を、例えば半導体チップ２０
に形成されている電極２１上に載置する。前述したよう
に、本実施形態の微細金属ボール４は、その先端が平坦
化されているので、電極２１上の所定位置に簡単に、か
つ確実に載置することができる。
端部４ａを平坦化したら、配列基板１をバンプ形成位置
迄搬送する。そして、バンプ形成位置迄搬送したら、図
２（ｃ）中において矢印１２で簡略化して示している搬
送手段にする。そして、図２（ｃ）に示すように、吸着
している微細金属ボール４を、例えば半導体チップ２０
に形成されている電極２１上に載置する。前述したよう
に、本実施形態の微細金属ボール４は、その先端が平坦
化されているので、電極２１上の所定位置に簡単に、か
つ確実に載置することができる。
【００３５】前述のようにして、微細金属ボール４を電
極２１上に載置したら、次に、図２（ｄ）中において矢
印１３で簡略化して示している接合手段である加熱ツー
ルにより微細金属ボール４と電極２１に圧力及び熱を加
え、これらを接合して、図２（ｄ）に示すようにボール
バンプ１０を形成する。
極２１上に載置したら、次に、図２（ｄ）中において矢
印１３で簡略化して示している接合手段である加熱ツー
ルにより微細金属ボール４と電極２１に圧力及び熱を加
え、これらを接合して、図２（ｄ）に示すようにボール
バンプ１０を形成する。
【００３６】前記微細金属ボール４及び電極２１を接合
する場合、固相拡散のみで接合するのが望ましい。とこ
ろで、固相拡散で接合する場合には、その接合強度は圧
力と温度とに関係する。
する場合、固相拡散のみで接合するのが望ましい。とこ
ろで、固相拡散で接合する場合には、その接合強度は圧
力と温度とに関係する。
【００３７】本実施形態においては、前記微細金属ボー
ル４の接触面を平坦化しているので、微細金属ボール４
と電極２１との接触面積を大きくすることができる。こ
れにより、接合強度を向上させるために印加する圧力を
可及的に少なくしても、図３に示すように、固相拡散に
よる合金層１０ａを大きく形成することができる。
ル４の接触面を平坦化しているので、微細金属ボール４
と電極２１との接触面積を大きくすることができる。こ
れにより、接合強度を向上させるために印加する圧力を
可及的に少なくしても、図３に示すように、固相拡散に
よる合金層１０ａを大きく形成することができる。
【００３８】図４は、本実施形態の製造方法でボールバ
ンプ１０を形成した場合と比較するための図であり、微
細金属ボール４の接触面を平坦化しないでボールバンプ
３０を形成した場合を示し図である。
ンプ１０を形成した場合と比較するための図であり、微
細金属ボール４の接触面を平坦化しないでボールバンプ
３０を形成した場合を示し図である。
【００３９】図４に示したように、微細金属ボール４の
接触面を平坦化しない場合には、均一な厚みの合金層３
０ａが形成される部分が狭くなっているので、大きな接
合強度を得ることができないかった。
接触面を平坦化しない場合には、均一な厚みの合金層３
０ａが形成される部分が狭くなっているので、大きな接
合強度を得ることができないかった。
【００４０】したがって、微細金属ボール４の接触面を
平坦化しないで大きな接合強度を得るようにするために
は、接合時に、微細金属ボール４に大きな圧力を印加す
る必要がある。しかし、それぞれのバンプ形成位置にお
いて大きな圧力を印加すると、前述したように、半導体
チップ２０の全体においては非常に大きな圧力となって
しまうので、半導体チップにクラックが生じる恐れがあ
る。
平坦化しないで大きな接合強度を得るようにするために
は、接合時に、微細金属ボール４に大きな圧力を印加す
る必要がある。しかし、それぞれのバンプ形成位置にお
いて大きな圧力を印加すると、前述したように、半導体
チップ２０の全体においては非常に大きな圧力となって
しまうので、半導体チップにクラックが生じる恐れがあ
る。
【００４１】特に、多ピンチップの場合には、各ピンに
印加される圧力が大きくなると、全体として非常に大き
な圧力が半導体チップ等に加えられることになるので、
各電極にボールバンプを形成ために圧力を印加する場合
には、微細金属ボール４を電極２１に低圧で接合するの
が望まれている。
印加される圧力が大きくなると、全体として非常に大き
な圧力が半導体チップ等に加えられることになるので、
各電極にボールバンプを形成ために圧力を印加する場合
には、微細金属ボール４を電極２１に低圧で接合するの
が望まれている。
【００４２】本実施形態の微細金属ボール４の接合方法
のように、微細金属ボール４の接触面側を平坦化する方
法は、高密度化された半導体チップの電極にボールバン
プを形成する場合に特に有効である。また、接触面積が
大きいと低い温度でも大きな合金層を形成することがで
きるので、同じ圧力の場合には低温で接合することが可
能となる。
のように、微細金属ボール４の接触面側を平坦化する方
法は、高密度化された半導体チップの電極にボールバン
プを形成する場合に特に有効である。また、接触面積が
大きいと低い温度でも大きな合金層を形成することがで
きるので、同じ圧力の場合には低温で接合することが可
能となる。
【００４３】なお、前述した実施の形態においては、本
発明を金の微細ボールに適用した例について説明した
が、本発明は前述した実施の形態に限定されることがな
く、例えば、半田ボール等のような種々の微細ボールに
適用することができる。半田ボールを使用する際は、バ
ンプ形成対象（半導体チップ、プリント基板等）にあら
かじめフラックスを供給しておき、その付着力を用いて
電極に転写し、その後、リフローするようにしてもよ
い。
発明を金の微細ボールに適用した例について説明した
が、本発明は前述した実施の形態に限定されることがな
く、例えば、半田ボール等のような種々の微細ボールに
適用することができる。半田ボールを使用する際は、バ
ンプ形成対象（半導体チップ、プリント基板等）にあら
かじめフラックスを供給しておき、その付着力を用いて
電極に転写し、その後、リフローするようにしてもよ
い。
【００４４】その際は、ヘッドあるいは対象物を加熱す
る必要はなく、ボールの一部を平坦化することによりフ
ラックスを供給した電極への均一な付着を促進すること
で、転写圧力を低減することができる。
る必要はなく、ボールの一部を平坦化することによりフ
ラックスを供給した電極への均一な付着を促進すること
で、転写圧力を低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明は前述したように、本発明によれ
ば、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸着して保持
し、前記配列基板に保持されている微細金属ボールをボ
ール押圧体に押し付けることにより、前記微細金属ボー
ルの一端を平坦化してから電極上に載置するようにした
ので、ボールバンプを形成する電極と微細金属ボールと
の接触面積を大きくすることができ、小さな圧力を印加
するだけで大きな接合強度が得られるようにすることが
できる。これにより、接合強度の不足による不良品や、
大きな圧力を加えることにより半導体チップを破損した
りする不都合を防止することができ、歩留りの向上に寄
与することができる。
ば、ボールバンプとなる微細金属ボールを吸着して保持
し、前記配列基板に保持されている微細金属ボールをボ
ール押圧体に押し付けることにより、前記微細金属ボー
ルの一端を平坦化してから電極上に載置するようにした
ので、ボールバンプを形成する電極と微細金属ボールと
の接触面積を大きくすることができ、小さな圧力を印加
するだけで大きな接合強度が得られるようにすることが
できる。これにより、接合強度の不足による不良品や、
大きな圧力を加えることにより半導体チップを破損した
りする不都合を防止することができ、歩留りの向上に寄
与することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示し、微細金属ボールを
吸着する様子を説明する図である。
吸着する様子を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、ボールバンプを形
成する手順を説明する図である。
成する手順を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、ボールバンプにお
ける合金層を説明する図である。
ける合金層を説明する図である。
【図４】従来例を示し、従来のボールバンプにおける合
金層を説明する図である。
金層を説明する図である。
１ 配列基板 ２ ボール収納容器 ３ａ〜３ｄ ボール吸着孔 ４ 微細金属ボール ５ 振動発生機 ６ 超音波振動子 ７ ボール押圧体 １０ ボールバンプ １１ 平坦化手段 １２ 搬送手段 １３ 接合手段 ２０ 半導体チップ ２１ 電極
Claims (8)
- 【請求項１】 ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列基板と、 前記微細金属ボールに対して剥離性を有するボール押圧
体と、 前記配列基板に保持されている微細金属ボールを前記ボ
ール押圧体に押し付けて、前記微細金属ボールの一端を
平坦化する平坦化手段とを具備することを特徴とするバ
ンプの形成装置。 - 【請求項２】 ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列基板と、 前記微細金属ボールに対して剥離性を有するボール押圧
体と、 前記配列基板に保持されている微細金属ボールを前記ボ
ール押圧体に押し付けて、前記微細金属ボールの一端を
平坦化する平坦化手段と、 前記一端が平坦化された微細金属ボールを、バンプを形
成する電極上迄搬送して載置する搬送手段と、 前記バンプ形成位置上に載置された微細金属ボールに所
定の圧力を加えて、前記微細金属ボールと前記電極とを
接合する接合手段とを具備することを特徴とするバンプ
の形成装置。 - 【請求項３】 前記配列基板１は複数の微細金属ボール
４を一括して吸着保持することを特徴とする請求項１ま
たは２の何れか１項に記載のバンプの形成装置。 - 【請求項４】 前記接合手段により行われる接合は固相
拡散による接合であることを特徴とする請求項２に記載
のバンプの形成装置。 - 【請求項５】 ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列工程と、 前記配列基板に保持されている微細金属ボールを、前記
微細金属ボールに対して剥離性を有するボール押圧体に
押し付けて、前記微細金属ボールの一端を平坦化する平
坦化工程とを具備することを特徴とするバンプの形成方
法。 - 【請求項６】 ボールバンプとなる微細金属ボールを吸
着して保持する配列工程と、 前記配列基板に保持されている微細金属ボールを、前記
微細金属ボールに対して剥離性を有するボール押圧体に
押し付けて、前記微細金属ボールの一端を平坦化する平
坦化工程と、 前記一端が平坦化された微細金属ボールを、バンプを形
成する電極上に載置する搬送工程と、 前記バンプ形成位置上に載置された微細金属ボールに所
定の圧力を加えて、前記微細金属ボールと前記電極とを
接合する接合工程とを具備することを特徴とするバンプ
の形成方法。 - 【請求項７】 前記配列工程は、複数の微細金属ボール
を一括して吸着保持することを特徴とする請求項５また
は６の何れか１項に記載のバンプの形成方法。 - 【請求項８】 前記接合手段により行われる接合は固相
拡散による接合であることを特徴とする請求項６に記載
のバンプの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21002397A JPH1140568A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | バンプの形成装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21002397A JPH1140568A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | バンプの形成装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140568A true JPH1140568A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16582547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21002397A Pending JPH1140568A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | バンプの形成装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1140568A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012593A (ja) * | 1998-04-24 | 2000-01-14 | Nippon Steel Corp | ボ―ル転写方法および装置 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP21002397A patent/JPH1140568A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012593A (ja) * | 1998-04-24 | 2000-01-14 | Nippon Steel Corp | ボ―ル転写方法および装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040802 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20041008 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051018 |