JPS6225435A

JPS6225435A - ボンデイング用バンプの形成方法

Info

Publication number: JPS6225435A
Application number: JP60164867A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ikeda; 誠池田
Original assignee: IKEDA JIDO KIKI KK
Current assignee: IKEDA JIDO KIKI KK
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1985-07-25
Publication date: 1987-02-03

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】「産業上の利用分野」本発明はシリコンウェハや配線基板などの被接続用板材
の所定個所にボンディング用バンプ（接続用突起）とし
て金属ボールを溶着する方法に関するものである。

「従来の技術」一般に、シリコンウェハや配線基板などの被接続用板材
にボンディング用バンプを形成する方法には、蒸着法、
メッキ法、金属ボール法等が知られているが、近年、大
規模な設備を必要としない簡便な方法という点で金属ボ
ール法が注目されている。従来の金属ボール法には、第
１０図に示すように、所定個所に複数の穴（１）・・・
を穿設したマスり（２）をシリコンウェハ（３）上に載
置固定し、このマスク（２）の穴（１）・・・に金属ボ
ール（４）・・・を振込んだ後、リフロー炉（再溶融炉
）で金属ボール（４）・・・をシリコンウェハ（３）上
の接続部（５）・・・に溶着固定してボンディング用バ
ンプを形成した後マスク（２）を取り除く方法と、Ｕ　
Ｓ　Ｐ　Ｎａ４３３２３４１で開示されたもので第１１
図（ａ）　（ｂ）に示すように、ラムヘッド（６）のポ
ート（７）を介して吸気することによって半球状の吸着
部（８）・・・に金属ボール（４）・・・を吸着し、こ
れをチップ（９）上の接続部（１０）・・・に加圧、加
熱で溶着固定することによってボンディング用バンプ（
４ａ）・・・を形成する方法とがあった。なお、第１２
図はボンディング用バンプ（４ａ）・・・を形成したチ
ップ（９）を配線基板（１１）の配線導体（１２）（１
２）に接続固定した一般的な状態を示し、第１３図はボ
ンディング用バンプ（４ａ）・・・を形成したチップ（
９）にリード線（１３）　（１３）を接続固定する一般
的な状態を示し、（１４）　（１４）は長尺ポリイミド
テープで、鎖線（１５）（１５）は切断線である。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら、第１０図に示す従来例では、シリコンウ
ニ、ハ（３）が不透明であるため、直径５０〜３５０μ
φの極小の金属ボール（４）・・・がマスク（２）の穴
（１）・・・に全部入ったか否かを確認することが回流
であり、高精度、高密度のボンディング用バンプをシリ
コンウェハ（３）上に形成することが困難であるという
問題点があった。また、第１１図（ａ）　（ｂ）に示す
従来例では、ラムヘッド（６）の半球状の吸着部（８）
・・・に金属ボール（４）・・・を吸着し、これをチッ
プ（９）上に加圧、加熱で溶着固定するものなので、方
法および使用する機器の構造が複雑になるとともに、直
径が５０〜３５０μφの極小の金属ボールに使用するこ
とが困難であり、高精度、高密度のボンディング用バン
プをチップ上に形成することが困難であるという問題点
があった。ちなみに、ＵＳ　Ｐ　Ｎａ４３３２３４１に
おいては、実施例（３欄３行目）で示された金属ボール
は直径が３６ミル（約９００μφ）である。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、簡単な方
法で、しがち高精度、高密度なボンディング用バンプを
シリコンウェハや配線基板上の所定個所に形成すること
を目的とするものである・「問題点を解決するための手
段」本発明はシリコンウェハや配線基板などの被接続用板材
の所定個所にボンディング用バンプとして金属ボールを
固着する方法において、前記金属ボールが融解したとき
に濡れの少ない材質の部材で形成された透明板上の所定
個所に、前記金属ボールを配置する第１工程と、前記金
属ボールの上に前記被接続用板材を載置し、前記金属ボ
ールに熱処理を施こすことにより前記金属ボールを前記
被接続用板材上の所定個所に溶着する第２工程とを具備
してなることを特徴とするものである。

「実施例」第１図から第５図までは本発明の一実施例を示すもので
、これらの図において、第１０図、第１１図（ａ）（ｂ
）と同一部分は同二符号とする。

ボンディング用バンプとして用いる金属ボール（４）・
・・は、金、銀またはそれらの合金若しくは半田を材料
として直径５０〜４００μの球状のものを用いる。また
・、被接続用板材としては、第５図に示すように、内部
にトランジスタＩＣやモノリシックＩＣを形成し、その
接続部（５）・・・を外面に形成ψたシリコンウェハ（
３）を用いる。

（イ）まず、金属ボール（４）・・・が融解したときに
、濡れの少ない材質の部材で形成された透明板（１６）
（例えば硬質ガラス）の表面の所定個所に、第１図に示
すように、エツチングまたは機械加工などによって半球
状の凹部（１７）・・・を゛形成する。

（ロ）ついで、第２図に示すように、前記透明板（１６
）上の凹部（１７）・・・に、汎用の振込み方法によっ
て金属ボール（４）・・・を振込む。なお、前記透明板
（１６）に、凹部（１７）・・・の底に連通ずる吸引孔
（２１）を形成し、この吸引孔（２１）を介した吸気に
より、金属ボール（４）・・・を凹部（１７）・・・に
吸引し、収納するようにしてもよい０以上で第１工程が
終了する。

このとき、透明板（１６）が透明なので、透過光または
反射光を用いた汎用の画像処理方法又は目視を利用して
、透明板（１６）上の凹部（１７）・・・の全てに金属
ボール（４）・・・が振込まれているが否かを検査する
ことか極めて容易である。したがって、透明板（１６）
上の凹部（１７）・・・を高精度に形成しても、これら
の凹部（１７）・・・の全てに高精度で金属ボール（４
）・・・を振込むことができる。

（ハ）ついで、第５図に示すシリコンウェハ（３）を、
その接続部（５）・・・を下方へ向けて、第３図に示す
ように金属ボール（４）・・・上に載置し、ついで、シ
リコンウェハ（３）上にウェイト板（２２）を載置して
一定圧力を荷し、この状態において汎用のりフロー炉（
再溶融炉）で所定の熱処理を施こす。なお、ウェイト板
（２２）の代りに、透明板（１６）の下面に磁石を配置
するとともに、この磁石に吸引される鉄板のような被吸
引体をシリコンウェハ（３）上に載置し、磁気力によっ
てシリコンウェハ（３）に下方向の一定圧力を荷するよ
うにしてもよい。前記熱処理により、金属ボール（４）
・・・の一部分が融解してシリコンウェハ（３）の接触
部（５）・・・に溶着し、ボンディング用バンプが形成
される。ついで、透明板（１６）およびウェイト板（２
２）を分離すると、第４図に示すように、シリコンウェ
ハ（３）の接続部（５）・・・には、略半球状のボンデ
ィング用バンプ（４ａ）・・・が形成される。三のとき
、透明板（１６）は金属ボール（４）・・・の融解液に
対して濡れが悪い（少ない）ため、金属ボール（４）・
・・が透明板（１６）に溶着することがない。

前記実施例では、第１工程は、透明板上の所定個所に金
属ボールを収納するための凹部を形成し。

この凹部に金属ボールを振込むようにしたが１本発明は
これに限るものでなく、透明板上の所定個所に金属ボー
ルを配置するものであればよい。例えば第６図から第９
図までに示すようにしてもよい、すなわち、上面を平滑
面とした透明板（１６ａ）と略同質の板状部材で形成さ
れ、かつ金属ボール（４）・・・の直径より小さい板厚
（例えば直径の＋）のマスク（例えば硬質ガラス）（１
８）の所定個所に金属ボール（４）・・・を収納するた
めの穴（１９）・・・を穿設し、このマスク（１８）を
、第６図に示すように、透明な接着剤（２０）で透明板
（１６ａ）上に固着する。ついで、第７図に示すように
、マスク（１８）の穴（１９）・・・に。

汎用の振込み方法によって金属ボール（４）・・・を振
込む。なお、前記実施例と同様にして、吸引孔（２１）
を介した吸気により金属ボール（４）・・・を穴（１９
）・・・に吸引し、収納するようにしてもよい１以上で
第１工程が終了する。以下、前記実施例と同様にして、
第８図に示すように、金属ボール（４）・・・上にシリ
コンウェハ（３）を載置し、ついでウェイト板（２２）
を載置するなどして一定圧力を荷し、汎用のりフロー炉
で熱処理を施し、ついで、透明板（１６ａ）およびウェ
イト板（２２）を分離すると、第９図に示すように、シ
リコンウェハ（３）の接続部（５）・・・には略半球状
のボンディング用バンプ（４ａ）・・・が形成される。

前記実施例では被接続用板材はシリコン基板にトランジ
スタＩＣなどを形成したシリコンウェハとしたが、本発
明はこれに限るものでなく、セラミックやアルミナの基
板にＩＣ回路を形成したチップまたはエポキシ樹脂やガ
ラスの基板に配線導体を形成した配線基板であってもよ
い。

「発明の効果」本発明によるボンディング用バンプの形成方法は、上記
のように、金属ボール法であって、しかも、金属ボール
が融解したときに濡れの少ない材質の部材で形成された
透明板上の所定個所に、金属ボールを配置する第１工程
と、金属ボールの上に被接続用板材を載置し、金属ボー
ルに処理を施すことにより金属ボールを被接続用板材の
所定個所に溶着する第２工程とを具備するように構成し
たのでつぎのような効果を有する。

（ａ）金属ボールを透明板の所定個所に配置するように
したので、透過光または反射光を用いた汎用の画像処理
方法または目視を利用することによって、金属ボールの
全てが透明板の所定個所に配置されているか否かを検査
することが極めて容易となる。

したがって、透明板に金属ボールを高密度に配置するこ
とができ、しかも高精度の配置が可能となる。このため
、シリコンウェハや配線基板などの被接続用板材に、高
密度かつ高精度のボンディング用バンプを形成すること
ができる。

（ｂ）透明板は金属ボールが融解したときに濡れの少な
い材質の部材で形成されているので、熱処理を施したと
きに全屈ボールが透明板にくっつきにくい、したがって
、熱処理後、透明板を分離することが容易となり作業性
がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明によるボンディング用バ
ンプの形成方法の一実施例を示すもので。第１図と第２図は第１工程を示す断面図、第３図は第２
工程を示す断面図、第４図はボンディング用バンプ形成
状態を示す断面図、第５図はシリコンウェハ（被接続用
板材の一例）の平面図、第６図から第９図までは他の実
施例を示すもので、第６図と第７図は第１工程を示す断
面図、第８図は第２工程を示す断面図、第９図はボンデ
ィング用バンプ形成状態を示す断面図、第１０図は従来
例を示す断面図、第１１図（ａ）　（ｂ）は他の従来例
を示す断面図、第１２図はチップをボンディング用バン
プを介して配線基板に接続した状態を示す断面図、第１
３図はチップにボンディング用バンプを介してリード線
を接続した状態を示す断面図である。（３）・・・シリコンウェハ（被接続用板材）、（４）
・・・全屈ボール、（４ａ）・・・ボンディング用バン
プ、（１６）　（１６ａ）・・・透明板。出願人　　池田自動機器株式会社第　　１０　　図（ｂ）１０　　　　　　１０　　　旦第１２図第　　１３　　　図１４　４ａ　　９　４ａ　１４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリコンウェハや配線基板などの被接続用板材の
所定個所にボンディング用バンプとして金属ボールを固
着する方法において、前記金属ボールが融解したときに濡れの少ない材質の部
材で形成された透明板上の所定個所に、前記金属ボール
を配置する第１工程と、前記金属ボールの上に前記被接
続用板材を載置し、前記金属ボールに熱処理を施こすこ
とにより前記金属ボールを前記被接続用板材上の所定個
所に溶着する第２工程とを具備してなることを特徴とす
るボンディング用バンプの形成方法。
（２）第１工程は、透明板上の所定個所に金属ボールの
一部を収納するための凹部を形成する工程と、この凹部
に前記金属ボールを振込む工程とからなる特許請求の範
囲第１項記載のボンディング用バンプの形成方法。
（３）第１工程は、透明板上に、所定個所に金属ボール
の一部を収納するための穴が穿設され、かつ透明板と略
同質の板状部材からなるマスクを固着する工程と、この
マスクの穴に前記金属ボールを振込む工程とからからな
る特許請求の範囲第１項記載のボンディング用バンプの
形成方法。