TW202320599A - 焊料凸塊形成方法 - Google Patents

Abstract

本發明之焊料凸塊形成方法包括：準備具有複數個凹部（3）且該凹部（3）的構成部分具有在焊料粒子（S1）的熔點下能夠變形之變形部（6）之焊料凸塊形成用構件（1）之步驟；將保持於該焊料凸塊形成用構件（1）的凹部（3）之焊料粒子（S1）與電極（22）對向配置之步驟；將電極（22）加熱至焊料粒子（S1）的熔點以上的溫度之步驟；及將電極（22）按壓於焊料凸塊形成用構件（1）之步驟，藉由使變形部（6）變形而將保持於凹部（3）之焊料粒子（S1）與電極（22）接觸，並且將焊料粒子（S1）轉印至電極（22）而形成焊料凸塊（S2）。

Description

焊料凸塊形成方法

本發明有關一種焊料凸塊形成方法。

近年來，作為以高密度安裝電子零件之方法之一，已知有倒裝晶片安裝。在倒裝晶片安裝中，例如，在設置於一個電路構件之電極上預先形成焊料凸塊，藉由焊料凸塊的熔融而將一個電路構件的電極與另一個電路構件的電極進行接合。藉此，形成電路構件彼此的連接結構體。

作為在電極上形成焊料凸塊之技術，例如有專利文獻1中記載之焊料凸塊形成方法。在該先前的焊料凸塊形成方法中，準備與基板的電極的相互間隔對應地形成有複數個凹部之定位板，在該定位板的各凹部內分別配置焊料粒子。接著，藉由在定位板的表面上滾動外周面為黏著面之轉印輥而將焊料粒子轉印至轉印輥的黏著面。然後，藉由在設置有黏著材料之基板的電極上滾動轉印輥而將焊料粒子從轉印輥轉印至基板的電極。

[專利文獻1]日本特開2017-157626號公報

在如上述專利文獻1中記載之焊料凸塊形成方法那樣的方法中，從確保焊料粒子向電極的轉印的可靠性的觀點考慮，從定位板的凹部突出之焊球的高度一致為較佳。然而，例如，在如使用用於微米級間隔下的電極之間的連接那樣的微小的焊料粒子之情況下，難以使焊料粒子的形狀一致，因此存在難以確保焊料粒子向電極轉印的可靠性的問題。

本發明係為了解決上述課題而完成者，其目的為提供一種即使不使焊料粒子的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子向電極轉印的可靠性之焊料凸塊形成方法。

本發明的一方面之焊料凸塊形成方法，其係在電路構件的電極上形成焊料凸塊，該焊料凸塊形成方法包括：準備具有複數個凹部且該凹部的構成部分具有在焊料粒子的熔點下能夠變形之變形部之焊料凸塊形成用構件之步驟；將保持於該焊料凸塊形成用構件的凹部之焊料粒子與電極對向配置之步驟；將電極加熱至焊料粒子的熔點以上的溫度之步驟；及將電極按壓於焊料凸塊形成用構件之步驟，藉由使凹部的構成部分變形而將保持於凹部之焊料粒子與電極接觸，並且將焊料粒子轉印至電極而形成焊料凸塊。

在該焊料凸塊形成方法中，藉由將焊料粒子保持於焊料凸塊形成用構件的複數個凹部，並且與成為轉印對象的電極一同施加熱和壓力而能夠在電極上形成焊料凸塊。在該焊料凸塊形成方法中，焊料凸塊形成用構件中的凹部的構成部分具有在焊料粒子的熔點下能夠變形之變形部。藉此，在按壓電極並加熱時，變形部變形，並且能夠使保持於凹部之焊料粒子向電極側露出。故，在該焊料凸塊形成方法中，即使不使焊料粒子的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子向電極轉印的可靠性。

可以在將電極按壓於焊料凸塊形成用構件之狀態下，加熱至焊料粒子的熔點以上的溫度。在該情況下，由於在由電極和焊料凸塊形成用構件來夾持焊料粒子之狀態下實施焊料粒子的熔融和變形部的變形，因此能夠抑制形成於電極之焊料凸塊的位置偏移。故，能夠在電極上的目標位置更高精度地形成焊料粒子。

可以在複數個凹部的每一個中，以單體配置焊料粒子。在該情況下，能夠將具有較大粒徑的焊料粒子以一定的可靠性轉印至電極。

可以在複數個凹部的每一個中配置複數個焊料粒子。在該情況下，變得容易調整保持於凹部內之焊料粒子的體積，並且變得容易將形成於電極上之焊料凸塊的大小和高度調節在一定範圍內。又，能夠提高電極與焊料粒子接觸之概率，並且能夠更可靠地實施在電極上形成焊料凸塊。

焊料粒子的C.V.值可以為20%以下。藉此，在使用了焊料凸塊之電路構件的連接中，能夠充分地確保導通可靠性及絕緣可靠性。

焊料粒子的平均粒徑可以為1μm～35μm。在使用該種範圍的微小的焊料粒子之情況下，通常難以使焊料粒子的形狀一致，但藉由應用上述方法而即使不使焊料粒子的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子向電極的轉印可靠性。 [發明效果]

依據本發明，即使不使焊料粒子的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子向電極的轉印的可靠性。

以下，一邊參照圖式，一邊對本發明的一方面之焊料凸塊形成方法的較佳實施形態進行詳細說明。

在本說明書中，使用「～」表示之數值範圍係將記載於「～」前後之數值分別作為最小值及最大值而包含。本說明書中階段性記載之數值範圍的上限值或下限值能夠替換為另一階段的數值範圍的上限值或下限值。 [焊料凸塊形成用構件的結構]

圖1係表示本發明的一實施形態之焊料凸塊形成用構件的結構之示意剖面圖。圖1中示出之焊料凸塊形成用構件1例如係在電路構件的電極上形成焊料凸塊時使用之構件。如圖1所示，焊料凸塊形成用構件1具備主體部2。在俯視觀察主體部2時，例如，呈矩形，具有第1面2a及與第1面2a相反側的第2面2b。

在主體部2的第1面2a側設置有保持焊料粒子S1之複數個凹部3。該等凹部3例如能夠使用壓印法、光刻法、機械加工、雷射加工等公知的方法來形成。尤其，在使用奈米壓印法之情況下，藉由按壓所希望的模具，能夠以較短的步驟精度良好地形成凹部3。

凹部3的尺寸（寬度、容積、深度等）依據焊料粒子S1的尺寸來適當設定。凹部3的平面形狀例如成為圓形。凹部3的平面形狀除了圓形以外，亦可以為橢圓形、三角形、四邊形、多邊形等各種形狀。在圖1的例子中凹部3的剖面形狀成為矩形。凹部3的剖面形狀可以呈開口面積從底面3b側朝向開口面側（第1面2a側）擴大之錐形。凹部3的底面3b並不限於平坦面，例如，可以為凹狀的彎曲面等。

又，主體部2的第1面2a側可以設置有對準標記4。對準標記4例如藉由設置於主體部2的第1面2a之凹凸形狀、基於油墨或顏料的印刷、基於鍍敷或濺射的無機物的印刷、基於雷射的燒結等來形成。對準標記4在俯視觀察時，例如，呈圓形、雙重圓形、多重圓形、三角形、矩形、多邊形、該等的多重多邊形等。對準標記4可以由磁性體、伴隨電磁波的吸收·反射·繞射之材料構成，此時的形狀並無特別限定。

藉由用相機等攝像裝置15A，15B檢測對準標記4，在形成焊料凸塊時，使成為形成對象的電極與凹部3內的焊料粒子S1的位置對準變得容易。藉此，能夠精度良好地實施焊料粒子S1向電極的轉印。對準標記4只要在第1面2a側設置1處以上即可，但藉由設置複數個，能夠進一步提高位置對準的精度。又，例如，主體部2為透明之情況下，對準標記4可以進一步設置於主體部2的第2面2b側。

主體部2可以構成為具備包含該第1面2a而構成之變形部6及構成第2面2b側之基體部7。變形部6係構成凹部3的至少第1面2a側之部分，可以從第1面2a沿凹部3的深度方向以該凹部3的深度D的1/3以上的厚度設置，亦可以以1/2以上的厚度設置，亦可以以2/3以上的厚度設置。在圖1的例子中，變形部6的厚度T與凹部3的深度D相等。藉此，相鄰的凹部3和隔開3的分隔壁部8的整體成為變形部6，凹部3的內壁面3a由變形部6構成，另一方面，凹部3的底面3b由基體部7構成。

分隔壁部8的寬度（相鄰的凹部3，3之間的相隔距離）並無特別限制，例如，能夠設為保持於凹部3之焊料粒子的平均粒徑的0.1倍以上。分隔壁部8的寬度可以為保持於凹部3之焊料粒子的平均粒徑的0.2倍以上，亦可以為0.3倍以上。凹部3，3之間的相隔距離例如由一個凹部3的開口邊緣與另一個凹部3的開口邊緣之間的最短距離規定。

變形部6例如由在保持於凹部3之焊料粒子S1的熔點下能夠變形之彈性體9形成。因此，變形部6在形成焊料凸塊時，藉由成為形成對象之電極被按壓而能夠沿壓縮方向彈性變形。其中的焊料粒子S1的熔點係指在使用DSC（示差掃描熱量儀）以升溫速度10℃/min進行He氣體流量中的DSC測量時，最初產生吸熱峰之溫度。從提高焊料粒子S1的轉印性之觀點考慮，焊料粒子S1的熔點下的彈性體9的體積彈性模數例如可以成為0.5GPa以上且5GPa以下。焊料粒子S1的熔點下的彈性體9的體積彈性模數例如可以為0.5GPa以上且3GPa以下，亦可以為0.8GPa以上且2GPa以下。

作為構成變形部6之彈性體9，例如，可以舉出光固化性物質、熱固性物質、熱塑性物質等。又，作為構成變形部6之彈性體9，例如，可以舉出樹脂、聚合物、橡膠、彈性體、該等混合物等。焊料粒子S1的構成材料為SnBi（熔點：139℃）之情況下，作為構成變形部6之彈性體9，例如，能夠使用聚對酞酸乙二酯（熔點下的體積彈性模數：0.6GPa）、丙烯酸（熔點下的體積彈性模數：1GPa）、PMMA（熔點下的體積彈性模數：1GPa）。焊料粒子S1的構成材料為SnAgCu（熔點：217℃）之情況下，作為構成變形部6之彈性體9，例如，能夠使用聚醯亞胺（熔點下的體積彈性模數：1GPa）。

基體部7係構成主體部2的第2面2b側之部分。基體部7由在焊料粒子S1的熔點下具有比變形部6高的體積彈性模數之材料形成。故，基體部7有助於形成焊料凸塊時的焊料凸塊形成用構件1的保形性。焊料粒子S1的熔點下的基體部7的體積彈性模數例如成為1GPa以上。焊料粒子S1的熔點下的基體部7的體積彈性模數例如可以為3GPa以上，亦可以為5GPa以上。

作為基體部7的構成材料，例如，可以舉出矽酮、各種陶瓷、玻璃、不銹鋼等無機材料、各種樹脂等有機材料。又，基體部7的構成材料可以係透光性高的材料。作為這種材料，例如，可以舉出聚對酞酸乙二酯、透明（無色）聚醯亞胺、聚醯胺等。基體部7的構成材料可以係在焊料粒子S1的熔點下不變質的具有耐熱性的材料。基體部7的構成材料可以係不會與構成焊料粒子S1之材料合金化或反應而變化之材料。

作為基體部7的構成材料，例如，只要係具有撓性之膜狀，則能夠使用聚對酞酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、氯乙烯樹脂、聚苯乙烯、聚乙烯聚苯硫醚、聚碳酸酯等。又，從提高基體部7的操作性之觀點考慮，能夠藉由增加先前例舉之材料的厚度來抑制變形。又，從提高在電極上轉印焊料粒子S1時之位置精度之觀點考慮，能夠使用工程塑膠、超級工程塑膠、將填料或纖維複合到先前例舉之通用塑膠之材料、無機材料。例如，能夠使用聚醯胺、聚縮醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚碸、聚醚醚酮等。

焊料粒子S1的構成材料係SnBi（熔點：139℃）之情況下，作為基體部7的構成材料，例如，能夠使用玻璃（熔點下的體積彈性模數：40GPa）、矽晶圓（熔點下的體積彈性模數：40GPa）、不鏽鋼（熔點下的體積彈性模數：165GPa）。焊料粒子S1的構成材料係SnAgCu（熔點：217℃）之情況下，作為基體部7的構成材料，例如，能夠使用玻璃（熔點下的體積彈性模數：40GPa）、矽晶圓（熔點下的體積彈性模數：40GPa）、不鏽鋼（熔點下的體積彈性模數：165GPa）、鋁（熔點下的體積彈性模數：75GPa）。

若基體部7具有比變形部6高的體積彈性模數，則變形部6與基體部7可以由相同的材料系統構成。例如，樹脂材料的情況下，能夠藉由交聯度的不同或填料或纖維等增強材料的添加、其他材料的揑合來調整體積彈性模數。例如，變形部6由熱固性環氧系樹脂構成，基體部7可以由將玻璃纖維添加到前述熱固性環氧系樹脂而增強了體積彈性模數者構成。

變形部6由光固化性丙烯酸系樹脂構成，基體部7可以由聚對酞酸乙二酯構成。在該情況下，在具有凸部形狀之壓模上塗佈未固化的光固化性丙烯酸樹脂，在一邊按壓聚對酞酸乙二酯一邊照射光之後，剝離壓模，藉此能夠在光固化性丙烯酸樹脂上形成凹部3。藉由該方法可獲得連續地具有輥狀的凹部3之主體部2。又，能夠藉由調整光照度、固化時間及光固化性丙烯酸樹脂的開始材料的量來調整交聯度，並且調整體積彈性模數。

基體部7可以係無機材料。例如，變形部6可以由光固化性丙烯酸系樹脂（體積彈性模數：0.1GPa）構成，基體部7可以由玻璃（體積彈性模數：40GPa）構成。在該情況下，能夠充分地確保基體部7的熔點下的體積彈性模數，並且能夠提高利用對準標記4而將焊料粒子S1轉印至電極時的位置精度。又，即使轉印到電極上時，將焊料粒子S1加熱至其熔點以上，基體部7亦不易變形，因此能夠抑制主體部2整體的變形和伸長。又，還能夠重複使用主體部2。

若基體部7由矽晶圓構成，並且在變形部6的形成中使用感光性材料，則凹部3的形成變得容易。在該情況下，作為感光性材料，例如，能夠使用丙烯酸系、環氧系、聚醯亞胺系、該等混合物。

若將材料的楊氏係數設為E、將帕松比設為ν，則能夠由K=E/3（1-2ν）求出變形部6及基體部7的體積彈性模數K。變形部6及基體部7的體積彈性模數K例如能夠藉由機械試驗法、共振法、超音波脈衝法來測量。在測量時，例如使用奈米壓痕儀、表面硬度計。例如，在表面硬度計（FISCHER INSTRUMENTS K.K.製造）上安裝加熱工作台，將變形部6及基體部7放置於加熱工作台並加熱工作台，將變形部6及基體部7升溫至既定的溫度。然後，藉由使壓頭與測量對向的表面接觸並獲得應力-應變（Stress-Strein）曲線，能夠計算體積彈性模數。

在圖1的例子中，在複數個凹部3的每一個中，以單體保持有焊料粒子S1。凹部3內的焊料粒子S1至少成為與凹部3的底面3b接觸之狀態。凹部3內的焊料粒子S1可以與凹部3的內壁面3a接觸。又，在圖1的例子中，所有的焊料粒子S1位於凹部3內，焊料粒子S1的頂部成為不比凹部3的開口面向外側突出之狀態。亦即，在將凹部3的深度設為D，將焊料粒子S1的高度（距底面3b的高度）設為H之情況下，滿足D＞H。

焊料粒子S1的高度相對於凹部3的深度D之比並無特別限制，但考慮到變形部6的壓縮方向的變形量，例如，可以為0.3～1.5。藉由將比設為0.3以上，在按壓電極時能夠使電極與焊料粒子S1更可靠地接觸。藉由將比設為1.5以下，能夠較佳地抑制焊料粒子S1從凹部3脫落。又，能夠抑制轉印時焊料粒子S1從凹部3漏出，並且能夠抑制在相鄰的凹部3，3之間焊料粒子S1彼此鍵結。焊料粒子S1的高度相對於凹部3的深度D之比可以為0.5～1.2，亦可以為0.6～1。

焊料粒子S1例如包含錫或錫合金來構成。作為錫合金，例如，可以舉出In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等。焊料粒子S1可以係包含銦或銦合金者。作為銦合金，例如，可以舉出In-Bi合金、In-Ag合金等。

焊料粒子S1可以包含選自Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、Sb、Ge、Mn、Co、Si、Al、P及B中的一種以上的元素。從獲得良好的導通可靠性之觀點考慮，焊料粒子S1在前述元素中，可以包含Ag或Cu。藉由焊料粒子S1包含Ag或Cu，能夠使焊料粒子S1的熔點降低至220℃左右，並且能夠提高與電極的接合強度。

焊料粒子S1的平均粒徑例如為35μm以下。焊料粒子S1的平均粒徑可以為30μm以下、25μm以下、20μm以下、15μm以下。焊料粒子S1的平均粒徑例如為1μm以上。焊料粒子S1的平均粒徑可以為2μm以上、3μm以上、5μm以上。

焊料粒子S1的平均粒徑能夠使用符合尺寸之各種方法來測量。作為測量方法，例如，可以舉出動態光散射法、雷射繞射法、離心沉降法、電檢測帶法、共振式質量測量法等。作為其他測量方法，可以舉出基於藉由光學顯微鏡或電子顯微鏡等而獲得之圖像來測量粒子尺寸之方法。作為具體裝置，可以舉出流式粒子圖像分析裝置、微軌、庫爾特計數器等。焊料粒子S1的平均粒徑能夠基於從相對於焊料凸塊形成用構件1的第1面2a垂直的方向觀察焊料粒子S1時的投影面積等效圓直徑（具有與粒子的投影面積相等的面積之圓直徑）來計算。在複數個凹部3的每一個中焊料粒子S1以單體配置之情況下，焊料粒子S1的大小（平均粒徑）可以一致。

焊料粒子S1的C.V.值係藉由將用前述方法測量之粒徑的標準偏差除以平均粒徑而得之值上乘以100來計算之值。在複數個凹部3的每一個中配置複數個焊料粒子S1之情況下，從能夠實現更優異的導電可靠性及絕緣可靠性之觀點考慮，焊料粒子S1的C.V.值可以成為20%以下。焊料粒子S1的C.V.值可以為10%以下，亦可以為7%以下。焊料粒子S1的C.V.值的下限並無特別限定。例如，焊料粒子S1的C.V.值可以為1%以上，亦可以為2%以上。

以上，對焊料凸塊形成用構件的一實施形態進行說明，但本發明的焊料凸塊形成用構件並不限定於上述實施形態。 [焊料凸塊形成裝置]

圖2（a）及圖2（b）係表示焊料凸塊形成裝置的結構的一例之示意圖。圖2（a）係側視圖，圖2（b）係俯視圖。同圖中示出之焊料凸塊形成裝置11係將保持於上述焊料凸塊形成用構件1的凹部3之焊料粒子S1轉印至電路構件21的電極22而形成附有焊料凸塊的電路構件21A（參閱圖9）之裝置。

如圖2（a）及圖2（b）所示，焊料凸塊形成裝置11具備：能夠沿水平方向應變之工作台12；供給焊料凸塊形成用構件1之第1供給部13；供給電路構件21之第2供給部14；攝像裝置15A，15B；及加熱加壓頭16。在本實施形態中，焊料凸塊形成裝置11作為形成焊料凸塊S2（參閱圖9）之步驟的後步驟而具有藉由將形成有焊料凸塊S2之電路構件21電連接至另一電路構件31而形成連接結構體41（參閱圖3]）之功能。焊料凸塊形成裝置11進一步具備供給另一電路構件31之第3供給部17。焊料凸塊形成裝置11的動作藉由未圖示的控制部控制。形成連接結構體41之功能不用必須與焊料凸塊形成裝置11成為一體，亦可以構成為獨立的裝置。

在工作台12中設置有載置有由第2供給部14供給之電路構件21之載置區域R1、實施焊料凸塊S2的形成之第1實施區域（實施區域）R2及實施連接結構體41的形成之第2實施區域R3。攝像裝置15A，15B係讀取焊料凸塊形成用構件1的對準標記4及電路構件21，31的對準標記（未圖示）的部分。攝像裝置15A配置於工作台12的表面側（第1實施區域R2，第2實施區域R3的設定面側），攝像裝置15B配置於工作台12的背面側。攝像裝置15B可以組裝於工作台12。工作台12依據基於攝像裝置15A，15B的對準標記的讀取結果來應變，並且實施焊料凸塊形成用構件1與電路構件21的位置對準及附有焊料凸塊的電路構件21A與電路構件31的位置對準。

加熱加壓頭16係進行第1實施區域R2及第2實施區域R3中的加熱加壓之部分。加熱加壓頭16具有吸附功能，實施將電路構件21從載置區域R1向第1實施區域R2的移送、及將附有焊料凸塊的電路構件21A從第1實施區域R2向第2實施區域R3的移送，所獲得之連接結構體41的移送。加熱加壓頭16構成為能夠相對於工作台12上下移動，藉由朝向工作台12下降而實施形成焊料凸塊S2時之加熱加壓及形成連接結構體41時之加熱加壓。

以上，對焊料凸塊形成裝置的一實施形態進行了說明，但本發明的焊料凸塊形成裝置並不限定於上述實施形態。 [連接結構體]

圖3係表示連接結構體的結構的一例之示意剖面圖。如圖3所示，連接結構體41藉由將一個電路構件21的電極22與另一個電路構件31的電極32經由焊料凸塊S2電連接而構成。在本實施形態中，在一個電路構件21與另一個電路構件21之間的空間中，例如，填充有以環氧樹脂作為主劑之底部填充材料42。底部填充材料42例如形成為覆蓋電極22，32及電極22，32之間的焊料凸塊S2。

作為連接結構體41的具體例，可以舉出半導體記憶體、半導體邏輯晶片等連接部、半導體封裝件的一次安裝及二次安裝的連接部、CMOS圖像元件、雷射元件、LED發光元件等接合體、使用該等的相機、感測器、液晶顯示器、個人電腦、行動電話、智慧型手機、平板電腦等裝置。

作為電路構件21，31的具體例，可以舉出IC晶片（半導體晶片）、電阻器晶片、電容器晶片、驅動器IC等晶片零件、剛性封裝基板等。該等電路構件具備電路電極，通常具備多個電路電極。作為在表面具有複數個電極之基板的其他例子，可以舉出具有金屬配線之撓性帶基板、撓性印刷配線板、蒸鍍有銦錫氧化物（ITO）之玻璃基板等配線基板。

作為電極22，32的具體例，可以舉出銅、銅/鎳、銅/鎳/金、銅/鎳/鈀、銅/鎳/鈀/金、銅/鎳/金、銅/鈀、銅/鈀/金、銅/錫、銅/銀、銦錫氧化物等電極。電極22，32例如能夠使用無電解鍍敷、電解鍍敷、濺射、金屬箔的蝕刻等方法來形成。

以上，對連接結構體的一實施形態進行了說明，但本發明的連接結構體並不限定於上述實施形態。 [焊料凸塊形成方法]

圖4係表示焊料凸塊形成方法的一例之流程圖。同圖中示出之流程圖係表示使用上述焊料凸塊形成裝置11來進行焊料凸塊S2的形成時的步驟者，關於還包括焊料凸塊S2的形成之後形成連接結構體41之步驟之各步驟的詳細內容，將適當參閱圖5～圖9進行說明。

在該焊料凸塊形成方法中，首先，向第1實施區域R2供給一個電路構件21及焊料凸塊形成用構件1（步驟S01）。在步驟S01中，以凹部3朝上的方式從第1供給部13向第1實施區域R2供給焊料凸塊形成用構件1。又，以電極22朝下的方式從第2供給部14向載置區域R1供給電路構件21。

接著，在第1實施區域R2中，將凹部3所保持之焊料粒子S1與電路構件21的電極22對向配置（步驟S02）。在步驟S02中，以將電路構件21吸附於加熱加壓頭16之狀態使工作台12應變，如圖5所示，將電路構件21從載置區域R1移送至第1實施區域R2上。此時，例如，藉由用攝像裝置15A確認焊料凸塊形成用構件1側的對準標記4的位置，並且用攝像裝置15B確認電路構件21側的對準標記的位置來實施保持於凹部3之焊料粒子S1與電路構件21的電極22之間的位置對準。

接著，進行電極22對焊料粒子S1的按壓及加熱（步驟S03）。在步驟S03中，如圖6所示，使吸附於加熱加壓頭16之電路構件21朝向工作台12上的焊料凸塊形成用構件1下降，進行電極22對焊料粒子S1的按壓及加熱。其中，在使電路構件21的電極22與焊料凸塊形成用構件1的第1面2a接觸之後，在將電極22按壓於焊料凸塊形成用構件1側的狀態下，可以將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度（例如，130℃～260℃左右），亦可以加熱至焊料粒子S1的熔點以下的溫度。又，可以將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度（例如，130℃～260℃左右）之後，將電極22按壓於焊料凸塊形成用構件1側。藉由使電極22與焊料凸塊形成用構件1的第1面2a密合而能夠僅在電極22上形成焊料凸塊S2，並且能夠抑制基於相鄰的電極22，22之間的焊料之橋接的形成。

基於加熱加壓頭16之電極22對焊料凸塊形成用構件1的按壓力例如為0.1MPa～600MPa。該按壓力可以為1MPa～300Mpa，亦可以為10MPa～100MPa。

在本實施形態中，在焊料凸塊形成用構件1的複數個凹部3的每一個中保持之焊料粒子S1可以成為不比凹部3的開口面向外側突出之狀態。因此，在使電極22與焊料凸塊形成用構件1的第1面2a接觸之時刻，電極22與不比凹部3的開口面向外側突出之凹部3內的焊料粒子S1不接觸。在該狀態下，若將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度，則如圖6所示，焊料凸塊形成用構件1的主體部2中，變形部6（凹部3，3之間的分隔壁部8）向壓縮方向變形。藉此，電極22進入到凹部3內而焊料粒子S1與電極22接觸，並且藉由焊料粒子S1的熔融而焊料凸塊S2被轉印至電極22上。

另外，在彈性體9的體積彈性模數小之情況下，或者在電極22的總面積小且推入壓力相對於加熱加壓頭16的推力變高之情況下等，即使在不加熱加熱加壓頭16之狀態下，彈性體9亦變形，並且亦能夠使電極22與焊料粒子S1接觸。在使電極22與焊料粒子S1接觸之後，藉由將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度，焊料凸塊S2藉由焊料粒子S1的熔融而轉印到電極22上。

在電極22上轉印焊料凸塊S2之後，停止基於加熱加壓頭16的加熱及加壓。然後，如圖7所示，使加熱加壓頭16與電路構件21一同上升，在使電路構件21與焊料凸塊形成用構件1分離之狀態下冷卻電路構件21的電極22及電極22上的焊料凸塊S2。藉此，電極22與焊料粒子S1熔融而形成之焊料凸塊S2黏著，兩者被電連接。藉由電極22與焊料凸塊S2的電連接而獲得附有焊料凸塊的電路構件21A。

如上所述，該焊料凸塊形成方法包括：準備具有複數個凹部且該凹部的構成部分具有在焊料粒子的熔點下能夠變形之變形部之焊料凸塊形成用構件之步驟；將保持於該焊料凸塊形成用構件的凹部之焊料粒子與電極對向配置之步驟；將電極加熱至焊料粒子的熔點以上的溫度之步驟；及將電極按壓於焊料凸塊形成用構件之步驟。在該焊料凸塊形成方法中，在按壓電極並加熱時，變形部變形，並且能夠使保持於凹部之焊料粒子向電極側露出。故，即使不使焊料粒子的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子向電極的轉印的可靠性。

認為焊料粒子S1在大氣中藉由加熱而急劇進行氧化，阻礙在電極22上的潤濕展開。故，步驟S03中的加熱加壓時的環境可以為脫氧環境。脫氧環境例如可以為使用了氮、氬等之非活性氣體環境、真空環境。作為爐，能夠利用焊料的接合步驟中通常使用之回流爐（氮環境下）、真空回流爐。又，能夠利用氮環境下的傳送式回流爐、間歇式（腔室式）回流爐等。使用該等回流爐時，若在焊料熔融之後實施設為真空之步驟，則能夠去除焊料凸塊S2內的氣泡（空隙）。

又，由於氧化被膜的影響，焊料粒子S1具有即使以熔點以上的溫度進行加熱亦不熔融之情況，或不發生潤濕展開之情況。故，在步驟S02之前或在步驟S02與步驟S03之間，可以進一步包括將焊料粒子S1及電極22中的至少一個暴露於還原環境之步驟。藉由還原焊料粒子S1的表面的氧化被膜或者電極22的表面的氧化被膜而能夠有效地進行在電極22上的焊料粒子S1的熔融及潤濕展開。可以設為在還原環境下實施步驟S03的步驟之態樣。在形成還原環境時，例如，能夠使用氫氣、氫自由基、甲酸氣體等。作為爐，能夠使用氫還原爐、氫回流爐、氫自由基爐、甲酸爐、該等真空爐、連續爐、傳送爐等。

在形成了附有焊料凸塊的電路構件21A之後，進行連接結構體41的形成。首先，向第2實施區域R3供給另一個電路構件31（步驟S04）。在步驟S04中，以電極32朝上的方式從第3供給部17向第2實施區域R3供給電路構件31。在供給到第2實施區域R3之電路構件31中，可以以覆蓋電極32之方式配置底部填充材料42。

接著，在第2實施區域R3中，將附有焊料凸塊的電路構件21A與電路構件31對向配置（步驟S05）。在步驟S05中，如圖8所示，以將附有焊料凸塊的電路構件21A吸附於加熱加壓頭16之狀態使工作台12應變，將附有焊料凸塊的電路構件21A配置於第2實施區域R3上。此時，例如，藉由用攝像裝置15A確認電路構件31側的對準標記的位置，並且用攝像裝置15B確認附有焊料凸塊的電路構件21A側的對準標記的位置，實施附有焊料凸塊的電路構件21A的電極22與電路構件31的電極32之間的位置對準。

接著，對夾住焊料凸塊S2之電路構件21及電路構件31進行加熱及加壓（步驟S06）。在步驟S06中，如圖9所示，可以藉由使吸附於加熱加壓頭16之附有焊料凸塊的電路構件21A朝向工作台12上的電路構件31下降，並且由附有焊料凸塊的電路構件21A的電極22與電路構件31的電極32夾持焊料凸塊S2，將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度（例如，130℃～260℃左右）而在電極22，32之間，使焊料凸塊S2熔融。又，可以在將加熱加壓頭16加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度（例如，130℃～260℃左右）之後，藉由由附有焊料凸塊的電路構件21A的電極22和電路構件31的電極32夾持焊料凸塊S2而在電極22，32之間使焊料凸塊S2熔融。基於加熱加壓頭16之對電路構件21及電路構件31的按壓力能夠設為與在步驟S03中使用之按壓力相等。

然後，停止基於加熱加壓頭16的加熱及加壓，不吸附電路構件21而使加熱加壓頭16上升。在該狀態下，冷卻電路構件21的電極22、電路構件31的電極32及電極22，32之間的焊料凸塊S2。藉此，電極22，32與焊料凸塊S2黏著，電路構件21，31彼此被電連接。藉由電路構件21，31彼此的電連接而獲得圖3中示出之連接結構體41。最後，將所獲得之連接結構體41吸附於加熱加壓頭16並移送至既定的載置區域，結束處理（步驟S07）。

在步驟S06中，可以進一步包括將焊料凸塊S2及電極22，32中的至少一個暴露於還原環境之步驟。在形成還原環境時，與步驟S03相同地，例如，能夠使用氫氣、氫自由基、甲酸氣體等。作為爐，與步驟S03相同地，能夠使用氫還原爐、氫回流爐、氫自由基爐、甲酸爐、該等真空爐、連續爐、傳送爐等。

作為形成還原環境之方法，還能夠利用具有還原作用之材料。例如，能夠將助熔劑材料或含有助熔劑成分之材料配置於焊料凸塊S2及電極22，32的附近。在助熔劑材料及含有助熔劑成分之材料中，能夠使用含有該等材料之糊劑、薄膜等。含有助熔劑成分之糊劑及薄膜可以含有熱固性材料。藉此，在焊料凸塊S2溶解的同時熱固性成分固化，能夠將電路構件21，31彼此固定。關於熱固性材料的固化，與焊料凸塊S2的溶解加熱無關地可以藉由在後步驟進行再次加熱來實施。 [本發明的作用效果]

如以上說明，在該焊料凸塊形成方法中，藉由將焊料粒子S1保持於焊料凸塊形成用構件1的複數個凹部3，並且與成為轉印對向的電極22一同施加熱和壓力而能夠在電極22上形成焊料凸塊S2。在該焊料凸塊形成方法中，焊料凸塊形成用構件1中的凹部3的構成部分由在焊料粒子S1的熔點下能夠變形之變形部6形成。藉此，在按壓電極22並加熱時，變形部6變形，並且能夠使保持於凹部3之焊料粒子S1在電極22側露出。故，在該焊料凸塊形成方法中，即使不使焊料粒子S1的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子S1向電極22的轉印的可靠性。

在本實施形態中，變形部6由焊料粒子S1的熔點下的體積彈性模數為0.5GPa以上且5GPa以下的彈性體9構成。藉由將變形部6的體積彈性模數設為5GPa以下，在將電極22按壓於第1面2a側並加熱時，變形部6充分地變形，能夠使保持於凹部3之焊料粒子S1更可靠地向電極側露出。另一方面，藉由將變形部6的體積彈性模數設為0.5GPa以上，能夠維持凹部3的保形性，並且能夠確保轉印中的焊料粒子S1的保持性能。藉此，能夠在電極22上的目標位置高精度地形成焊料粒子S1。又，在由彈性體9構成變形部6之情況下，將焊料粒子S1轉印至電極22之後，能夠使變形部6恢復到原來的形狀。藉此，能夠再利用焊料凸塊形成用構件1。

在本實施形態中，在將電極22按壓於焊料凸塊形成用構件1的第1面2a之狀態下加熱至焊料粒子S1的熔點以上的溫度。藉此，由於在由電極22和焊料凸塊形成用構件1夾持焊料粒子S1之狀態下實施焊料粒子S1的熔融和變形部6的變形，因此能夠抑制形成於電極22之焊料凸塊S2的位置偏移。故，能夠在電極22上的目標位置更高精度地形成焊料粒子S1。

在本實施形態中，在複數個凹部3的每一個中，以單體配置有焊料粒子S1。藉此，能夠以一定的可靠性將較大粒徑的焊料粒子S1轉印至電極22。

在本實施形態中，焊料粒子S1的平均粒徑成為1μm～35μm。在使用該種範圍的微小的焊料粒子S1之情況下，通常難以使焊料粒子S1的形狀一致，但藉由應用上述方法，即使不使焊料粒子S1的形狀一致，亦能夠確保焊料粒子S1向電極22轉印的可靠性。 [變形例]

本發明並不限於上述實施形態。例如，在圖1的例子中，變形部6從第1面2a朝向第2面2b側以與凹部3的深度對應之厚度設置，但變形部6的厚度並不限於此。例如，如圖10（a）中示出之焊料凸塊形成用構件1A，變形部6的厚度T可以小於凹部3的深度D。在該情況下，僅隔開相鄰的凹部3，3的分隔壁部8的第1面2a側由變形部6構成。故，凹部3的內壁面3a的第1面2a側由變形部6構成，另一方面，凹部3的內壁面3a的第2面2b側及凹部3的底面3b由基體部7構成。

如圖10（a）的例子那樣，將變形部6的厚度T設為小於凹部3的深度D之情況下，保持於凹部3之焊料粒子S1可以比變形部6與基體部7的界面更向第1面2a側突出。亦即，焊料粒子S1的高度H相對於凹部3的深度D及變形部6的厚度T，可以滿足H＞D-T。由此，能夠確保變形部6變形時的焊料粒子S1與電極22的可靠的接觸。

又，從充分地確保變形部6的變形量之觀點考慮，即使將變形部6的厚度T設為小於凹部3的深度D之情況下，變形部6亦可以從第1面2a向凹部3的深度方向以該凹部3的深度D的1/2以上的厚度設置。在該情況下，變形部6可以從第1面2a向凹部3的深度方向以該凹部3的深度D的3/5以上的厚度設置，亦可以以4/5以上的厚度設置。

又，例如，如圖10（b）中示出之焊料凸塊形成用構件1B，變形部6的厚度T可以大於凹部3的深度D。在該情況下，隔開相鄰的凹部3，3的分隔壁部8的整體成為變形部6，凹部3的內壁面3a及底面3b均由變形部6構成。變形部6與基體部7的界面能夠設定在凹部3的底面3b與第2面2b之間的任意位置。例如，如圖10（c）中示出之焊料凸塊形成用構件1C，可以不設置基體部7，由變形部6構成主體部2的整體。

在上述實施形態中，所有的焊料粒子S1成為不比凹部3的開口面向外側突出之狀態，但在本發明中，由於即使不使凹部3內的焊料粒子S1的高度一致，亦發揮焊料粒子S1向電極22轉印的可靠性，因此，可以成為一部分或全部的焊料粒子S1比凹部3的開口面向外側突出之狀態。亦即，如圖11（a）所示，一部分或全部的焊料粒子S1的高度H相對於凹部3的深度D，可以滿足H＞D。

在上述實施形態中，例示出在複數個凹部3的每一個中，以單體配置有焊料粒子S1之結構，但亦可以在複數個凹部3的每一個中配置複數個焊料粒子S1。在該情況下，例如，如圖11（b）所示，可以在凹部3內配置複數個平均粒徑比圖1的例子小的焊料粒子S1。在該情況下，變得容易調整保持於凹部3內之焊料粒子S1的體積，並且變得容易將形成於電極22之焊料凸塊S2的大小和高度調節在一定範圍內。又，能夠提高電極22與焊料粒子S1接觸之概率，並且能夠更可靠地實施在電極22上的焊料凸塊S2的形成。在凹部3配置複數個焊料粒子S1之情況下，如上所述，焊料粒子S1的C.V.值可以成為20%以下。藉此，在使用焊料凸塊S2連接電路構件21，31時，能夠充分地確保導通可靠性及絕緣可靠性。

在凹部3內配置複數個焊料粒子S1之情況下，亦認為在焊料粒子S1與分隔壁部8之間作用的力（例如，如範德華力的分子間力）比作用於焊料粒子S1的重力大。故，即使設為凹部3朝向下方的姿勢之情況下，焊料粒子S1亦能夠滯留在凹部3內。焊料粒子S1的外表面具有平坦部分，該平坦部分與凹部3的內壁面3a或者底面3b接觸之情況下，能夠更良好地防止焊料粒子S1從凹部3的脫落。

1,1A～1C:焊料凸塊形成用構件 3:凹部 6:變形部 9:彈性體 21:電路構件 22:電極 S1:焊料粒子 S2:焊料凸塊

圖1係表示本發明的一實施形態之焊料凸塊形成用構件的結構之示意剖面圖。 圖2中，圖2（a）及圖2（b）係示意性地表示焊料凸塊形成裝置的結構的一例之圖。 圖3係表示連接結構體的結構的一例之示意剖面圖。 圖4係表示焊料凸塊形成方法的一例之流程圖。 圖5係表示焊料凸塊形成的步驟之示意剖面圖。 圖6係表示圖5的後續步驟之示意剖面圖。 圖7係表示圖6的後續步驟之示意剖面圖。 圖8係表示圖7的後續步驟之示意剖面圖。 圖9係表示圖8的後續步驟之示意剖面圖。 圖10中，圖10（a）～圖10（c）係表示焊料凸塊形成用構件的變形例之示意剖面圖。 圖11中，圖11（a）及圖11（b）係表示焊料粒子的變形例之示意主要部分擴大剖面圖。

Claims (6)

1. 一種焊料凸塊形成方法，其在電路構件的電極形成焊料凸塊，前述焊料凸塊形成方法包括： 準備具有複數個凹部且該凹部的構成部分具有在焊料粒子的熔點下能夠變形之變形部之焊料凸塊形成用構件之步驟； 將保持於前述焊料凸塊形成用構件的前述凹部之焊料粒子與前述電極對向配置之步驟； 將前述電極加熱至前述焊料粒子的熔點以上的溫度之步驟；及 將前述電極按壓於前述焊料凸塊形成用構件之步驟， 藉由使前述變形部變形而使保持於前述凹部之前述焊料粒子與前述電極接觸，並且將前述焊料粒子轉印至前述電極而形成焊料凸塊。
2. 如請求項1所述之焊料凸塊形成方法，其中 在將前述電極按壓於前述焊料凸塊形成用構件之狀態下加熱至前述焊料粒子的熔點以上的溫度。
3. 如請求項1或請求項2所述之焊料凸塊形成方法，其中 在前述複數個凹部的每一個中以單體配置前述焊料粒子。
4. 如請求項1或請求項2所述之焊料凸塊形成方法，其中 在前述複數個凹部的每一個中配置複數個前述焊料粒子。
5. 如請求項4所述之焊料凸塊形成方法，其中 前述焊料粒子的C.V.值為20%以下。
6. 如請求項1至請求項5之任一項所述之焊料凸塊形成方法，其中 前述焊料粒子的平均粒徑為1μm～35μm。

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