JPS5817626A - 低温度ダイ取り付け方法 - Google Patents

低温度ダイ取り付け方法

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JPS5817626A
JPS5817626A JP57118708A JP11870882A JPS5817626A JP S5817626 A JPS5817626 A JP S5817626A JP 57118708 A JP57118708 A JP 57118708A JP 11870882 A JP11870882 A JP 11870882A JP S5817626 A JPS5817626 A JP S5817626A
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JP
Japan
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integrated circuit
substrate
gold
tin
silver
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JP57118708A
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English (en)
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ウイリアム・エス・フイ−
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Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路に関する物であって、更に詳細には、
集積回路をその下に存在する基板に取り付ける方法に関
するものである。
集積回路を製造する場合に、多数の別々の集積回路を有
するシリコンウェハを製造し、次いでこれをダイとして
知られる個々の回路に切断する。
次いで、機能を有する個々の回路を種々の公知の技術を
使用してパッケージ化する。
この様な従来技術の一つに於いては、冶金方法を使用し
て個々の集積回路グイをその下方に存在する基板に取り
付は乃至は接着させるものである。
この従来技術に於いては、先ず、金をシリコンウェハの
下面に付着させる。次いで、個々のダイを取り付けるべ
き基板を所望の物質、典型的には金。
銀、プラチナ、パラジウム、又はこれらの結合物によっ
てコーティングする。斯してコーティングされたウェハ
を切断してダイを形成し、次いで金を裏張された個々の
ダイを基板上のコーティングに接触して載置し、加熱す
る。ダイ上の金と基板上のコーティングとが合金を形成
し、該合金が集積回路ダイの下面を基板に電気的に且つ
機械的に接続させるべく機能する。
しかしながら、この様な従来方法に於いては極めて注意
深（制御を行なう事が必要である。何故ならば、金−シ
リコン界面に於ける合金化が過少である場合には接着が
行なわれず、一方合金化が過剰である場合には、ダイと
基板との物理的結合を可能とする濡れを起こさせない様
な表面を生成するからである。更に、例えばＮチャンネ
ルＭＯ８ｉｉ置の様な多くの集積回路の製造に於いて、
最終的に得られる装置は金の汚染に極めて敏感な物であ
る。又、この様な従来技術の方法は、ＣＯＤイメージセ
ンサやメモリ等の様な熱に影響を受けやすい装置を製造
する場合に使用する事はｍＩｌである。
本発明は、以上の点に鑑み成されたものであって、集積
回路を基板に取り付ける場合の新規な方法を提供する事
を目的とする。本発明によれば、集積回路を基板に取り
付ける方法を提供するものであって、集積回路の１表面
を銀を含有する組成物でコーティングし、基板の１表面
を金、銀、プラチナ、パラジウムで構成されるグループ
から選択した金属又は合金でコーティングし、前記集積
回路の前記表面を金と錫の溶融組成物で前記基板の前記
表面に付着させるものである。基板をコーティングする
ために金、プラチナ、プラチナ−パラジウムは特に好適
である事が判別した。好適には、金と錫の組成物は共晶
組成物であって、即ち、重量％に於いて門が８０％錫が
２０％である。更に、ダイをｍｓに結合させる場合の好
適実施形態に於いては、金・錫組成物を比較的短時開、
典型的には０．５乃至４分間の程度の時間の閤その溶融
点又はそれ以上の濃度に維持するものである。
本発明の方法によれば、比較的低温度で且つ高信頼性及
び熱伝導性でもって集積回路ダイをその下に存在する基
板に取り付ける事が可能なものである。ダイを基板に一
度取り付けると、そのダイを除去したり移動させたりす
る為の再溶融濃度は元の溶融温度よりもかなり高いもの
である事が判明したが、その理由は完全には解明されて
いない。
この様な現象により、本発明に基づいて構成したダイと
基板との組立体をダイと基板との藺の接続を弱める事無
しに爾後的な高温度処理を行なう事を可能とするもので
ある。
以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施のＩｌｍ
に付いて詳細に説明する。本発明の好適実施形態に於い
ては、複数個の集積回路を有するシリコンウェハの下面
をクロム及び銀でコーティングを行なう事によって本発
明ダイ取り付は方法の準備を行なう。この場合に、典型
的には段階的付着方法を使用する。即ち、最初に、シリ
コンウェハの下面上にクロムを付着させ、次いで前記付
着物中に銀を段階的に導入させると共にクロムを段階的
に除去させる。その結果シリコンとの接触面に於いて略
純粋なりロム状態から外側表面に於いて実質的に純粋な
銀へ変化する濃度勾配分布が得られる。クロムは銀をシ
リコンへ接着させる機能を有する。この様なウェハから
得られたコーティング１５を有するダイ１２を第１図に
示しである。
第２図に示した如く、実質的に共晶組成を有する金・錫
プレホーム１８をダイ１２と基板２０との間に位置させ
る。前記基板２０の表面２５は金。
銀、プラチナ、パラジウムの少くとも一つを含有する金
属でコーティングされている。尚、“プレホーム”と言
う用語は、それがその溶融温度以上に加熱された場合に
所望の溶融物質量となる適切な形状及び寸法を有する金
・錫の小片の事を意味している。好適実施例に於いては
、プレホーム１８は金と錫の共晶組成物、即ちｍｌｌｌ
％に於いて実質的に金が８０％で錫が２０％の組成物で
構成されている。この様な共晶組成物を使用する事は特
に好適である。何故な、らば、その溶融温度が低温（２
８８℃）であるので、全体のプロセスを比較的低温度で
実施する。事１．が可能だからである。
次いで、基板２０と、プレホーム１８と、更にクロム・
銀コーテイング１５を有するダイ１２とを少くともプレ
ホーム１８の溶融点に加熱する。
この工程を第３図に示しである。プレホーム１８が重量
％に於いて８０％の金と２０％の錫とを有する場合の好
適実施例に於いては、溶融濃度は略２８８℃である。信
頼性を持って且つ完全にプレホームを溶融する為には３
００℃の８１度に加熱する事で十分である事が判明した
。
溶融濃度に到達した後に、第３図に示した合成された構
成体をその濃度に１．５分乃至４分間の時開維持する。
本発明者の知得した所によれば、２００ミルｘ　２００
ミルの程度の集積回路ダイに対する最適な時間は約１．
５分であるが、前述した如く、最適時間はダイ１２の形
状及び寸法に依存するものである。この時間が比較的短
時間であると言うことは極めて重要である。この時間が
短かすぎるとプレホームは完全に溶融しない。一方、時
間が長すぎると過剰な合金化が行なわれてしまう。
この様な方法によって得られるコーティング１５とプレ
ホーム１８の合金（１５／１８で示しである）に付いて
は十分に解明されていないが、少くとも金・錫・銀の合
金を有しており、且つ多少のクロムを有するものと思わ
れる。現在の所、コーティング１５の全てが溶融するも
のでは無いと考えられており、従ってコーティング１５
の３１１１が合金１５／１８の上に示した如く存在する
と考えられる。しかしながら、実質的な利点としては、
結果として得られる合金が典型的に約４４０℃で溶融し
、合金が形成された濃度である約２８８℃で溶融しない
と言う事である。このように溶融温度が変化する事によ
って本発明のダイ取り付は方法を爾後的に熱処理を行な
うダイに使用する事が可能である。上述した方法に於い
てはウェハ上に金を設ける事を必要としないので極めて
有利である。
即ち、金の代りにクロムと銀とを使用している。
更に、本発明者の知得した所によれば、ダイ取り付けの
ウエツティング、即ち、濡れが３００℃で容易に発生し
、且つ基板２０上に金のコーティングを使用する事によ
って、ウエツティングを達成する為に基板２０に対して
ダイ１２を摺擦する事が不要であると言うことである。
しかしながら、基板２０のダイ取り付は領域２５を他の
金属を使用してコーティングした場合には、多少の摺擦
即ちスクライビングが必要とされる場合がある。摺擦即
ちスクライビングとは、基板２０に取り付けるべきダイ
表面の完全なウエツティングを可能とするためにダイ１
２を基板２０に対し相対的に移動させる事である。
上述した方法は、ＣＯＤイメージセンサやメモリ等の様
な熱に影響を受けやすい装置等に於いて特に有効である
。更に、一般的な利点としては、スクライビングの工程
を取除く事によって、歩留りが増加され、且つコンベア
型のヒーター等の様な自動化システムを使用してダイを
基板に取り付ける事が可能であると言う事である。
以上、本発明の具体的構成について詳細に説明したが、
本発明はこれら具体例に限定されるべきものでは無く、
本発明の技術的範囲を逸脱する事無しに種々の変形が可
能である事は勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は下面にコーティングを有する集積回路ダイを示
した説明図、第２図はプレホームを溶融する前の状態に
於けるダイとプレホームと基板とを示した説明図、第３
図はプレホームを溶融した後の状態を示した説明図、で
ある。 （符号の説明） １２：　ダイ １５：　コーティング １８：　プレホーム ２０：　基板 特許出願人　　　　フェアチフイルド　カメラアンド　
インストルメント コーポレーション 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、１ ＋絖禰止■ 昭和５７年　８月１１日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示　　　昭和５７年　特　許　願　第　１
１８７０８　　号２、発明の名称　　低濃度ダイ取り付
は方法３、補正をする者 事件上の関係　　　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　発 ６、補正により増加する発明の数　　な　　し７、補正
の対象　　　　委　任　状、　図　面８、補正の内容　
　　　別紙の通り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、集積回路を基板へ取り付ける方法に於いて、前記集
    積回路の表面を銀を含有する組成物でコーティングし、
    前記基板の表面を金、銀、プラチナ、パラジウムの少く
    とも１個を含有する金属でコーティングし、前記集積回
    路の前記表面を金と錫の溶融組成物で前記基板の前記表
    面に取り付ける事を特徴とする方法。 ２、上記第１項に於いて、前記金と錫の組成物が実質的
    に共晶組成物を有する事を特徴とする方法。 ３、上記第２項に於いて、前記組成物が、重量％に於い
    て、約８０％の金と２０％の錫を有する事を特徴とする
    方法。 ４、上記第１項に於いて、前記集積回路の表面をコーテ
    ィングする工程に於いて、前記集積回路の前記表面を銀
    とクロムの混合物でコーティングする事を特徴とする方
    法。 ５、上記第４項に於いて、前記コーティングを行なう工
    程に於いて、前記集積回路の前記表面上にクロムを付着
    させ、クロムを付着させながら銀を付着させ、銀の付着
    を継続しながらクロムの付着を停止し、次いで銀の付着
    を停止する事を特徴とする方法。 ６、上記第１項に於いて、前記取り付けを行なう工程に
    於いて、前記集積回路の前記表面と前記基板の前記表面
    との闇に溶融していない金・錫小片を位置させ、次いで
    前記金・錫小片を少くともその溶融点に加熱する事を特
    徴とする方法。 ７、上記第６項に於いて、前記加熱工程が溶融していな
    い金・錫小片の濃度を少くとも２８８℃に上昇させる事
    を特徴とする方法。 ８、上記第７項に於いて、１．５分乃至４分の間少（と
    も２８８℃の温度に維持する事を特徴とする方法。 ９、上記第１項に於いて、前記取り付けを行なう工程に
    於いて、金・錫の溶融領域を前記基板の前記表面又は前
    記集積回路の前記表面の一方に設け、前記基板又は前記
    集積回路の他方の前記表面を前記溶融領域に位置させる
    事を特徴とする方法。 １０、上記第１項に於いて、前記取り付けを行なう工程
    の後に前記基板及び前記集積回路を室温に冷却する事を
    特徴とする方法。 １１、集積回路を基板に取り付ける方法に於いて、前記
    集積回路の表面をクロムと銀の濃度勾配を有する組成物
    でコーティングし、尚前記組成物は前記集積回路の前記
    表面上に於いては実質的にクロムであり且つ前記組成物
    の外側表面に於いては実質的に銀であり、前記基板の表
    面を金、銀。 プラチナ、パラジウムの少くとも１個を含有する金属で
    コーティングし、重量％に於いて金を８０％錫を２０％
    含有する金・錫の小片を前記集積回路と前記基板との間
    に位置させ、前記集積回路と□ 前記基板と前記金・錫小片とを１．５分乃至４分間の閲
    少くとも２８８℃の温度に加熱して前記集積回路を前記
    基板に取り付け、前記集積回路と前記基板とを２８８℃
    以下の温度に冷却させる事を特徴とする方法。
JP57118708A 1981-07-13 1982-07-09 低温度ダイ取り付け方法 Pending JPS5817626A (ja)

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US28256881A 1981-07-13 1981-07-13
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EP0072273A3 (en) 1985-01-02
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