JPS58207685A - 超伝導接続はんだバンプ及びその製造方法 - Google Patents
超伝導接続はんだバンプ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS58207685A JPS58207685A JP57089698A JP8969882A JPS58207685A JP S58207685 A JPS58207685 A JP S58207685A JP 57089698 A JP57089698 A JP 57089698A JP 8969882 A JP8969882 A JP 8969882A JP S58207685 A JPS58207685 A JP S58207685A
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- Japan
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- metal film
- intermediate metal
- electrode
- superconductive
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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。
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、ジョセフノンコンピュータ等の極低温で使用
されるデバイスの超伝導接続に関するものである。
されるデバイスの超伝導接続に関するものである。
従来、Ｓ１デバイスのフリソブチッズボンデイング法に
おいては、ＡＬ［Ｌ極上にＣｒ 、 Ｔｉ 、 Ｃｕ
＋ Ｐｄ ＋Ａｕ等の中間金属膜が蒸着され、この中間
金属膜を介してはんだ接続されていた。また、ジョセフ
ノン素子の実装法として、Ｎｂ電極上に中間金属膜とし
てＰｄを蒸着し、Ｉｎ−Ｂ１−８ｎ合金より成る低融点
はんだにより接続する方法が公知である（Ｋ、Ｒ。
おいては、ＡＬ［Ｌ極上にＣｒ 、 Ｔｉ 、 Ｃｕ
＋ Ｐｄ ＋Ａｕ等の中間金属膜が蒸着され、この中間
金属膜を介してはんだ接続されていた。また、ジョセフ
ノン素子の実装法として、Ｎｂ電極上に中間金属膜とし
てＰｄを蒸着し、Ｉｎ−Ｂ１−８ｎ合金より成る低融点
はんだにより接続する方法が公知である（Ｋ、Ｒ。
Ｇｒｅｂｅ 、 Ｃ，Ｙ、 Ｔｊｎｇ ａｎｄ Ｄ、
Ｐ、Ｗａ７ｄｍａｎ 、 ”Ｏｒｔｈｏｇｏ’ｎａｔ５
ｏｔｄｅｒ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆ
ｏｒ Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ”。
Ｐ、Ｗａ７ｄｍａｎ 、 ”Ｏｒｔｈｏｇｏ’ｎａｔ５
ｏｔｄｅｒ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆ
ｏｒ Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ”。
Ｅｔｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃｇ ５ｏｃｉｅｔｙ 、
Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎｇ 。
Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎｇ 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ８０ 、 ｐ２１０ 、１９８０
）。
）。
しかし、従来のフリップチップボンディングにおいては
、中間金属膜は液体ヘリウム温度では超伝導にならない
ため、接続部で信号の減衰と反射が生じ、将来の超高速
コンピュータの素子実装上解決すべき問題となっていた
。
、中間金属膜は液体ヘリウム温度では超伝導にならない
ため、接続部で信号の減衰と反射が生じ、将来の超高速
コンピュータの素子実装上解決すべき問題となっていた
。
また、中細金属膜を除去すると接続部の強度が著しく低
下するという欠点があった。
下するという欠点があった。
本発明は、これらの欠点を解決するため、超伝導接続部
の接続界面を内殻に１だ常伝導接続部の接続界面を外殻
とし、常伝導接続部で接着強度を得るとともに、超伝導
接続部の気密性を保持することにより、超伝導接続部の
信頼性を高めることのできる超伝導接続はんだバンプ及
びその製造方ｌ去を提供するものである。
の接続界面を内殻に１だ常伝導接続部の接続界面を外殻
とし、常伝導接続部で接着強度を得るとともに、超伝導
接続部の気密性を保持することにより、超伝導接続部の
信頼性を高めることのできる超伝導接続はんだバンプ及
びその製造方ｌ去を提供するものである。
、１′ □
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例であって、超伝導接続はんだバ
ンプが複数個並んだ基板の横断面を示す平面図である。
ンプが複数個並んだ基板の横断面を示す平面図である。
■は外径１５０μｍ、内径１００μｍ。
ｊワさ１００ＯＡのＰｄから成る中間金属膜、２は外径
１００、ｃａｍ 、高さ１０ ｐｍの５１％Ｉｎ−３３
％Ｂ１−１６％Ｓｎ合金から成る超伝導はんだである。
１００、ｃａｍ 、高さ１０ ｐｍの５１％Ｉｎ−３３
％Ｂ１−１６％Ｓｎ合金から成る超伝導はんだである。
第２図は本発明の製造方法の実施例を示す断面図である
。第２図に）が第１図のはんだバンプの縦断面図に相当
する。すなわち、第１図の横断面は第２図のＡ−Ａ面で
ある。第２図において、■は外径１５０μｍ、厚さ１ｏ
ｏｏ Ａの中間金属膜、２は外径７０μｍ、高さ２５μ
ｍの超伝導はんだ、３は厚さ０，３覇のＳｉ基板、４は
外径１５０μｍ、厚さ４０００ ＡのＮｂ電極、５は厚
さ３μｍのＳｉＯ絶縁膜、６は窓の穴径７０μｍ、厚さ
７０μｍのＭｏメタルマスクである。
。第２図に）が第１図のはんだバンプの縦断面図に相当
する。すなわち、第１図の横断面は第２図のＡ−Ａ面で
ある。第２図において、■は外径１５０μｍ、厚さ１ｏ
ｏｏ Ａの中間金属膜、２は外径７０μｍ、高さ２５μ
ｍの超伝導はんだ、３は厚さ０，３覇のＳｉ基板、４は
外径１５０μｍ、厚さ４０００ ＡのＮｂ電極、５は厚
さ３μｍのＳｉＯ絶縁膜、６は窓の穴径７０μｍ、厚さ
７０μｍのＭｏメタルマスクである。
本発明の製造方法の実施例の工程は以下に示すとおりで
ある。
ある。
（１）フォトリソグラフィ、法を用いて、中間金属膜１
を電極４上に臀空蒸着する（第２図（イ））。なお、こ
こで用いるマスクは図示されていない。
を電極４上に臀空蒸着する（第２図（イ））。なお、こ
こで用いるマスクは図示されていない。
（２）次に窓６ａを有するメタルマスク６をＳｉ基板３
に密着させ、真空中でにイオンエツチングにより窓６ａ
の位置の中間金属膜ｌを除去し、電極４の中心部を露出
させる（第２図（ロ））。
に密着させ、真空中でにイオンエツチングにより窓６ａ
の位置の中間金属膜ｌを除去し、電極４の中心部を露出
させる（第２図（ロ））。
（３）引き続き、超伝導はんだ２をメタルマスク６を用
いて真空蒸着する。
いて真空蒸着する。
（４）真空槽からＳｉ基板３を取り出し、メタルマスク
６を除去した後（第２図Ｈ）、アミン系水溶性フラック
スを中間金属膜１と超伝導はんだ２に塗布する。
６を除去した後（第２図Ｈ）、アミン系水溶性フラック
スを中間金属膜１と超伝導はんだ２に塗布する。
（５）恒温槽中で７０℃に２分間保持し、中間金属膜工
の表面をはんた２で被覆し、本発明の超伝導接続はんだ
バンプを得る（第２図に））。
の表面をはんた２で被覆し、本発明の超伝導接続はんだ
バンプを得る（第２図に））。
本発明のはんだバンプを超伝導素子の如き低温動作の素
子が搭載されたチップと前記の如き配線基板の両方に形
成し、フリップチップボンディングを行った結果、接着
強度はｌバンプ当り２０グ以」二あり、中間金属膜のな
い場合よりも約２０倍以上の接着強度を示した。室温と
液体ヘリウム温度の間のヒートサイクル試験を行ったと
ころ、公知の中間金柾膜を界面の全面に付着したはんだ
バンプと同等のヒートサイクル耐性（２００回以上）を
示した。
子が搭載されたチップと前記の如き配線基板の両方に形
成し、フリップチップボンディングを行った結果、接着
強度はｌバンプ当り２０グ以」二あり、中間金属膜のな
い場合よりも約２０倍以上の接着強度を示した。室温と
液体ヘリウム温度の間のヒートサイクル試験を行ったと
ころ、公知の中間金柾膜を界面の全面に付着したはんだ
バンプと同等のヒートサイクル耐性（２００回以上）を
示した。
一方、中間金属膜を使用しないはんだバンプの場合、チ
ップの四隅を接着剤で固め、上記ヒートサイクル試験を
行ったところ、数回程度の耐性しか得られなかった。
ップの四隅を接着剤で固め、上記ヒートサイクル試験を
行ったところ、数回程度の耐性しか得られなかった。
以上説明したように、本発明は常伝導体の中間金属膜を
超伝導電極と超伝導はんだとの接続界面の周囲に介在さ
せ、中間金属膜により接着強度を向上させるとともに超
伝導接続部の気密性を保持する構造となっているから、
室温と液体ヘリウム温度の間のヒートサイクル耐性は中
間金漢膜が接続界面の全面に介在する場合と同等となり
、かつ従来得られなかった超伝導接続が図られる利点が
ある。
超伝導電極と超伝導はんだとの接続界面の周囲に介在さ
せ、中間金属膜により接着強度を向上させるとともに超
伝導接続部の気密性を保持する構造となっているから、
室温と液体ヘリウム温度の間のヒートサイクル耐性は中
間金漢膜が接続界面の全面に介在する場合と同等となり
、かつ従来得られなかった超伝導接続が図られる利点が
ある。
また、本発明の製造方法と従来の方法との主な相違点は
、中間金属膜作成用のマスクの窓の口径よりもはんだバ
ング作用用のマスクの窓の口径を小さクシ、かつ、はん
だ付着前に中間金属膜の一部を除去する点にあり、マス
クの種類が１つ増加し、工程が１つ増加するのみである
から、経済性に優れた製Ｊ告方法である。
、中間金属膜作成用のマスクの窓の口径よりもはんだバ
ング作用用のマスクの窓の口径を小さクシ、かつ、はん
だ付着前に中間金属膜の一部を除去する点にあり、マス
クの種類が１つ増加し、工程が１つ増加するのみである
から、経済性に優れた製Ｊ告方法である。
以上は主として低ｄ１λ動作の素子−として超伝導床ｒ
−を搭載したチップを対象とする場合について説ＩＷＪ
Ｌだか’ｔ ＧａＡｓの如き化合物半導体土用いる素
子、／リコノＭＯ８素子又は／ヨセフノノ素ｆ−の如キ
低湿動作の素子については前記の超伝導素子と同様に本
発明を適用して有効である。
−を搭載したチップを対象とする場合について説ＩＷＪ
Ｌだか’ｔ ＧａＡｓの如き化合物半導体土用いる素
子、／リコノＭＯ８素子又は／ヨセフノノ素ｆ−の如キ
低湿動作の素子については前記の超伝導素子と同様に本
発明を適用して有効である。
第１図は超伝導接続バンブが複数個Ｓｌ基板上に並んだ
本発明の実施例を示す乎面図、第２図は本発明の製造方
法の実施例を示すチップあるいは配線基板の断面図であ
る。 １ 中間金属膜、２・・・、超伝導はんだ、３・・基板
、４・・・超伝導電極、５・・・絶縁膜、６・・・メタ
ルマスク。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 白 水 常 車外１名
本発明の実施例を示す乎面図、第２図は本発明の製造方
法の実施例を示すチップあるいは配線基板の断面図であ
る。 １ 中間金属膜、２・・・、超伝導はんだ、３・・基板
、４・・・超伝導電極、５・・・絶縁膜、６・・・メタ
ルマスク。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 白 水 常 車外１名
Claims (2)
- （１）低温動作の素子が搭載されたチップの電極と配線
基板の電極とをはんだにより接続するフリノグチノプボ
／ディング法による接続のために、前記電極の材料及び
前記はんだの材料に４に以上の超伝導臨界温度を有する
超伝導体が使用され、接続界面の中心部は該はんだのみ
から成り、かつ、該はんだと該電極の双方に密着性の高
い常伝導体より成る中間金属膜が前記接続界面の周囲部
における該はんだと該電極の間に介在することを特徴と
する超伝導接続はんだバング。 - （２）電極上に中間金属膜を一様に付着させた後、該電
極の形状よりも小さな穴径の窓を持つマスクを密着ある
いは塗布し、該マスクの前記窓を通して前記中間金属膜
の一部を除去した後、露出させた前記電極部にはんだを
付着させ、しかる後、前記マスクを取り去り、前記はん
だ及び前記中間金属膜の表面にフランクスを塗布した後
、前記はんだの融点以上まで加熱することにより前記中
間金属膜の表面を前記はんだで被覆することを特徴とす
る超伝導接続はんだ・くンプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57089698A JPS58207685A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 超伝導接続はんだバンプ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57089698A JPS58207685A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 超伝導接続はんだバンプ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207685A true JPS58207685A (ja) | 1983-12-03 |
Family
ID=13977982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57089698A Pending JPS58207685A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 超伝導接続はんだバンプ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207685A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0497183A2 (de) * | 1991-01-31 | 1992-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Lötbare, supraleitende Leitung und Verwendung der Leitung |
| US10937735B2 (en) | 2018-09-20 | 2021-03-02 | International Business Machines Corporation | Hybrid under-bump metallization component |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP57089698A patent/JPS58207685A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0497183A2 (de) * | 1991-01-31 | 1992-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Lötbare, supraleitende Leitung und Verwendung der Leitung |
| EP0497183A3 (en) * | 1991-01-31 | 1992-12-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Solderable superconducting wire and its application |
| US10937735B2 (en) | 2018-09-20 | 2021-03-02 | International Business Machines Corporation | Hybrid under-bump metallization component |
| US11749605B2 (en) | 2018-09-20 | 2023-09-05 | International Business Machines Corporation | Hybrid under-bump metallization component |
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