TWI232717B - Solder supply method, solder bump using said method, formation method and device for said solder-coating film - Google Patents

Description

1232717 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種例如在半導體基板或是承載基板 上形成半球狀之焊料凸塊、而在製造FC ( flip chip ;覆晶） 或是B G A ( b a 11 g r i d a r r a y ;球柵陣列）時所採用的焊料 供給方法，使用該方法之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成 方法和裝置。 【先前技術】 近年來，伴隨於電子機器之小型化以及薄型化，電子 構件之高密度安裝技術係急速的有所進展。作爲實現此種 高密度安裝技術的半導體裝置，爲使用具有半球狀之焊料 凸塊的FC或BGA。 作爲將焊料凸塊形成在電極底座上之方法，一般爲具 有使電極底座連接在熔融焊料上之方法（熔融焊料法）、 將焊漿以網目印刷至電極底座上而進行回焊的方法（網目 印刷法）、將焊球載置於電極底座上而進行回焊的方法（焊 球法）、將焊料電鍍實施在電極底座上之方法（電鍍法）。 除此以外，已知例、如有揭示在日本專利特公平7 - 1 1 4 2 0 5 號公報（第1圖等）之焊料凸塊之形成方法。 依據第1 〇圖，說明記載於前述專利文獻之形成方法。 在該種形成方法中，首先，將晶圓8 2浸漬在被加熱至 焊料融點以上之惰性溶劑8 0中。該晶圓8 2係將其銅電極 81朝向下方設置。此外’將噴出裝置90配置在較前述晶 圓8 2更下方，將其噴嘴9 1朝向上方設置。 1232717 在此，加熱槽8 5內之熔融焊料8 3與惰性溶劑8 〇係使 其溫度控制成略筒於焊料熔點的高溫，例如爲被溫度控制 成 200〇C。 焊料微粒化裝置87係爲，由液體導入管88吸引熔融 焊料8 3與惰性溶劑8 〇，混合攪拌該等兩種液體而將熔融 焊料8 3破碎、形成已微粒子化之焊料微粒子8 4。並且， 焊料微粒化裝置8 7係爲，將已包含有焊料微粒子8 4之惰 性溶劑由混合液導出管8 9以液體傳送至噴出裝置9 0。噴 出裝置9 0係爲，在惰性溶劑8 〇中，將焊料微粒子8 4由 噴嘴9 1朝向晶圓8 2之銅電極8 1而朝上方進行噴射。藉 此’焊料微粒子84係接觸至晶圓82之銅電極81。 惰性溶劑80中之焊料微粒子84係爲，由於其表面爲 形成以惰性溶劑8 0所被覆之狀態，故而未與外氣進行接 觸。因此，焊料微粒子84之表面係保有金屬表面、且爲 活性狀態。 惰性溶劑80中之焊料微粒子84係爲，在接觸已被浸 漬之晶圓8 2之表面後，與銅電極8 1之間形成焊料合金層， 且藉由附著在銅電極81之表面而形成已熔融在銅電極81 表面上之焊料皮膜（未圖示）。由前述噴嘴91所噴出之焊 料微粒子84係爲，吸附前述焊料皮膜、增厚前述焊料皮 膜之膜厚，而形成半球狀之焊料凸塊。 另一方面，未附著在銅電極81上之焊料微粒子84係 藉由與惰性溶劑8 0之間的比重差而緩緩下降，堆積在加 熱槽8 5之底部。並且，被回收至加熱槽8 5之底部的焊料 1232717 微粒子係被再利用。 然而，於第1 0圖所示之焊料凸塊之形成方法係由於 焊料微粒子84由噴嘴9 1而朝向上方進行噴射，因此， 料微粒子84之供給軌跡爲形成被擴散成漏斗狀。並且 焊料微粒子84係在惰性溶劑80內被噴射，因此所噴射 焊料微粒子84爲具有未均勻的接觸至晶圓82之銅電極 的情況。此種事件係意味著以在晶圓82內之焊料凸塊 形成位置所形成之焊料凸塊的尺寸爲形成不均勻狀。 此，作爲焊料凸塊之形成方法係爲不適當之方法。 取代於此，亦可使用熔融焊料法。然而，前述之熔 焊料法係爲一種具有適於電極底座之細緻間距化的特徵 而具有焊料凸塊之焊料量較少、且其差異度亦爲較大的 點。此外，網目印刷法係爲一種具有可容易地槪括形成 料凸塊之特徵的方法，不過在使用細緻間距化之遮罩後 由於容易產生堆積或是焊料量之不均勻狀，故而具有不 於細緻間距化之缺點。此外，焊球法在近年來的傾向中 使用在一個半導體裝置之焊球數目係極爲增多，此外焊 之大小亦極爲的縮小，因此，爲具有製造成本提高之缺點 電鍍法係對於在近年來逐漸普及之無鉛焊料爲具有無適 的電鍍液的缺點。 本發明之目的係爲提供一種將供給至基板內之不同 置上的焊料微粒子之供給量均勻化的焊料供給方法，以 使用該方法之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法及 置。 將 焊 之 84 之 因 融 ， 缺 焊 適 球 〇 當 位 及 裝 1232717 【發明內容】

爲了達成前述目的，有關本發明之焊料供給方法係具 有：設置程序，爲在已加熱至焊料熔點以上之液體中，浸 漬在表面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板之金屬 膜朝上而將前述基板設置在前述液體中；焊料微粒子群形 成程序，係在浸漬於前述液體中之前述基板之上方位置 上，形成粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群；堆積程序， 爲使前述焊料微粒子群之焊料微粒子沉降，將該焊料微粒 子接觸、堆積至前述基板之金屬膜上。 在本發明中，在被加熱至焊料熔點以上的液體中，浸 漬在表面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板之金屬 膜朝上而將前述基板設置在前述液體中。 其次，在浸漬於前述液體中之前述基板之上方位置上， 形成粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群。並且，使焊料微 粒子群之焊料微粒子沉降，將該焊料微粒子接觸、堆積至 前述基板之金屬膜上。

若藉由本發明，係在液體中形成粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，且使該種焊料微粒子群之焊料微粒子沉降 於基板的金屬膜上，故而可將金屬膜上之中的焊料微粒子 之粒子密度均勻化。 此外，在本發明中，前述焊料微粒子群形成程序係爲 將已被粉碎之焊料微粒子均勻的分散、供給至前述基板之 上方位置，一面使該焊料微粒子沉降、一面爲可進行形成 粒子密度爲均勻狀之焊料微粒子群的處理。 -9 - 1232717 若藉由此種構造，用以形成粒子密度爲均勻狀之焊料 微粒子群而可在必要的能源中利用焊料微粒子之重量以及 液體的黏性，因此，係可實現省能源化之目的。再者，由 於係利用在液體中之焊料微粒子之沉降，故而在焊料微粒 子中無須強制施加其他外力，便可迴避在焊料微粒子之沉 降時所產生的障礙。此係爲有利於提昇在金屬膜上之焊料 微粒子之粒子密度的目的。 此外，在本發明中，前述焊料微粒子群形成程序係爲， 預先在平板之板面上將焊料微粒子之粒子密度設爲均勻 狀、形成焊料微粒子群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於 液體中、且設置在基板之上方位置，藉由液體之熱度而亦 可將前述焊料微粒子群進行由前述平板剝離之處理。此 外，在靠近基板的高度位置上，較佳爲使前述焊料微粒子 群由前述平板剝離。 若藉由此種構造，係可極爲降低對於金屬膜之焊料微 粒子群之高度位置，而在焊料微粒子之沉降過程中，係可 極力的減小、抑制外力的影響。此係爲有利於提昇在金屬 膜上之焊料微粒子之粒子密度的目的。 將前述平板由多孔質材料所形成，該種多孔質材料較 佳爲包含有以小於焊料微粒子之粒徑的小徑而在上下面上 開口的貫通孔。 當焊料微粒子群被消費之後，爲必須交換平板，不過， 藉由將此種平板以多孔質材料所形成，係可抑制在交換時 由於拉起平板而在液體中產生液流之事件，且可極力的抑 -10- 1232717 制由金屬膜將焊料微粒子分離的外力。 此外，藉由利用有關於本發明之焊料供給方法，在金 屬膜上係可形成焊料凸塊以及焊料塗層膜。亦即，有關於 本發明之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法係具有：設 置程序，爲在被加熱至焊料熔點以上之液體中，浸漬於表 面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板之金屬膜朝上 而將前述基板設置在前述液體中；焊料微粒子群形成程 序，爲在浸漬於前述液體中之前述基板的上方位置上，形 成粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群；堆積程序，爲使前 述焊料微粒子群之焊料微粒子沉降，將該焊料微粒子接 觸、堆積至前述基板之金屬膜上；皮膜形成程序，爲在前 述焊料微粒子與前述基板之金屬膜間之界面上，確保形成 金屬合金層的期間。 在本發明中，首先，在被加熱至焊料熔點以上的液體 中，浸漬在表面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板 之金屬膜朝上而將前述基板設置在前述液體中。其次，在 浸漬於前述液體中之前述基板之上方位置上，形成粒子密 度爲均勻狀的焊料微粒子群。並且，使焊料微粒子群之焊 料微粒子沉降，將該焊料微粒子接觸、堆積至前述基板之 金屬膜上。在前述焊料微粒子與前述基板之金屬膜間之界 面上，確保形成金屬合金層的期間，形成該金屬合金層。 若藉由本發明，係在液體中形成粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，且使該種焊料微粒子群之焊料微粒子沉降 於基板的金屬膜上，故而可將金屬膜上之中的焊料微粒子 -11- 1232717 之粒子密度均勻化，從而，可將形成在金屬膜上之焊料凸 塊形成爲具有充分的焊料量。 此外’在本發明中，較佳爲在前述皮膜形成程序之過 程中’使金屬合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板之 金屬膜間之界面，並且藉由結合各個焊料微粒子，而形成 已隆起的焊料凸塊。 若藉由此種構造，爲可將焊料微粒子以均勻的粒子密 度堆積在金屬膜上，並且，係可將具有充分焊料量之金屬 合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板之金屬膜間之界 面上。藉此，藉由金屬合金層，爲可確實的結合前述焊料 微粒子與前述基板之金屬膜間之界面。 此外，將前述基板之鄰接的金屬膜之相互之間進行隔 離，促進在金屬膜上之中的焊料微粒子之結合。 已沉降在金屬膜間之部分上的焊料微粒子係爲，於其 下方並未存在有金屬膜，在連接至鄰接之金屬膜上的焊料 微粒子後，藉由其表面張力而使得金屬膜上之焊料微粒子 受到吸附（拉伸），使焊料微粒子之粒擴大成長，而形成 爲可獲得具有充分的焊料量之焊料凸塊。 在著眼於上述焊料微粒子之表面張力後，藉由使前述 金屬膜相互靠近，爲可形成細緻間距之焊料凸塊以及焊料 塗層膜。 如此，藉由積極的利用焊料微粒子之表面張力，即使 是金屬膜間之間距爲成狹窄狀，仍可具有充分的焊料量、 且容易地形成細緻間距之焊料凸塊以及焊料塗層膜。 -12- 1232717 此外’前述焊料微粒子群形成程序係爲，較佳爲將已 粉碎之焊料微粒子均勻的分散、供給至前述基板之上方位 置上，一面使該焊料微粒子沉降、一面爲可進行形成粒子 密度爲均勻狀之焊料微粒子群的處理。 若藉由本發明，係在液體中形成粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，且使該種焊料微粒子群之焊料微粒子沉降 於基板的金屬膜上，故而可將金屬膜上之中的焊料微粒子 之粒子密度均勻化。 此外，前述焊料微粒子群形成程序係爲預先在平板之 板面上將焊料微粒子之粒子密度均勻化而形成焊料微粒子 群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於液體中、且設置在基 板之上方位置，且藉由液體之熱而進行將前述焊料微粒子 群由前述平板剝離之處理者爲佳。此外，在靠近於基板之 高度位置上，較佳爲將前述焊料微粒子群由前述平板剝 離。 若藉由此種構造，係可極力的降低對於金屬膜之焊料 微粒子群之高度位置，在焊料微粒子之沉降過程中’係可 極力的將外力之影響抑制到最小。此係爲有利於提昇在金 屬膜上之焊料微粒子之粒子密度的目的。將前述平板由多 孔質材料所形成，該種多孔質材料較佳爲包含有以小於焊 料微粒子之粒徑的小徑而在上下面上開口的貫通孔。 此外，在前述液體方面，較佳爲包含有助焊劑（flux) 之液體。此外，前述液體較佳爲具有去除焊料微粒子以及 金屬膜之表面之氧化物的還原作用之液體。 -13- 1232717 若藉由此種構造，即使使焊料微粒子在液體中沉降， 亦可迴避將不良的影響付與至焊料微粒子。 此外，較佳爲將前述焊料微粒子之粒徑設定爲較鄰接 之金屬膜相互間的最短距離還小。藉此，利用焊料微粒子 之表面張力而可確保必要的焊料量。 用以實施有關於本發明之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成方法的焊料凸塊以及焊料塗層膜形成裝置係爲具有·· 設置裝置，爲在液體槽內充塡有被加熱至焊料熔點以上之 液體中，爲將表面具有金屬膜之基板使前述金屬膜朝上而 進行設置；.焊料微粒子群形成裝置，爲在浸漬於前述液體 中之前述基板的上方位置上，形成粒子密度爲均勻狀的焊 料微粒子群；堆積裝置，爲使前述焊料微粒子群之焊料微 粒子沉降，將該焊料微粒子接觸、堆積至前述基板之金屬 膜上；在將前述基板設置在前述平板上之期間中，爲包含 有使金屬合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板之金屬 膜間之界面中的期間。 在本發明中’首先，爲使用設置裝置，在被加熱至焊 料熔點以上的液體中，浸漬在表面上爲具有金屬膜之基 板’並且將前述基板之金屬膜朝上而將前述基板設置在前 述液體中。其次，使用焊料微粒子形成裝置，在浸漬於前 述液體中之前述基板之上方位置上，形成粒子密度爲均勻 狀的焊料微粒子群。並且，使用堆積裝置而使焊料微粒子 群之焊料微粒子沉降，將該焊料微粒子接觸、堆積至前述 基板之金屬膜上。在前述焊料微粒子與前述基板之金屬膜 -14- 1232717 間之界面上，確保形成金屬合金層的期間，形成該金屬合 金層。 若藉由本發明，係在液體中形成粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，且使該種焊料微粒子群之焊料微粒子沉降 於基板的金屬膜上，故而可將金屬膜上之中的焊料微粒子 之粒子密度均勻化。從而，係可將形成具有充分之焊料量 的焊料凸塊形成在金屬膜上。 此外，在本發明中，爲在前述皮膜形成程序之過程中， 較佳爲使金屬合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板之 金屬膜間之界面之間，並且藉由結合各個焊料微粒而形成 已隆起之焊料凸塊。 若藉由此種構造，係可將焊料微粒子以粒子密度均勻 狀的堆積在金屬膜上，並且在前述焊料微粒子與前述基板 之金屬膜間之界面中，可將金屬合金群形成爲具有充分的 焊料量。藉此，藉由金屬合金層爲可確實的將前述焊料微 粒子與前述基板之金屬膜間之界面進行結合。 此外，較佳爲將前述基板之鄰接的金屬膜相互之間進 行隔離，以促進在金屬膜上中之焊料微粒子之結合。此外， 藉由使前述金屬膜相互靠近，而可形成細緻間距之焊料凸 塊以及焊料塗層膜。 此外，前述焊料微粒子群形成裝置係爲將已粉碎之焊 料微粒子供給至前述基板之上方位置，一面將該焊料微粒 子藉由本身之重量而沉降、一面進行形成粒子密度爲均勻 狀之焊料微粒子群的處理者爲佳。 -15- 1232717 若藉由本發明，係在液體中形成粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，且使該種焊料微粒子群之焊料微粒子沉降 於基板的金屬膜上，故而可將金屬膜上之中的焊料微粒子 之粒子密度均勻化。 此外，前述焊料微粒子群形成裝置係爲，預先在平板 之板面上將焊料微粒子之粒子密度設爲均勻狀、形成焊料 微粒子群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於液體中、且設 置在基板之上方位置，藉由液體之熱度而亦可將前述焊料 微粒子群進行由前述平板剝離之處理者爲佳。 若藉由此種構造，係可極爲降低對於金屬膜之焊料微 粒子群之高度位置，而在焊料微粒子之沉降過程中，係可 極力的減小、抑制外力的影響。此係爲有利於提昇在金屬 膜上之焊料微粒子之粒子密度的目的。將前述平板由多孔 質材料所形成，該種多孔質材料較佳爲包含有以小於焊料 微粒子之粒徑的小徑而在上下面上開口的貫通孔。 此外，前述焊料微粒子群形成裝置係爲，藉由使前述 平板移動至下方、浸漬於前述液體中，而將平板設置在靠 近基板之高度位置上，此外，藉由將前述平板進行對於基 板爲由上方移動、而由液體之中拉起的處理，爲可進行平 板之交換者爲佳。在此種情況下，將前述平板由多孔質材 料所形成，該種多孔質材料較佳爲包含有以小於焊料微粒 子之粒徑的小徑而在上下面上開口的貫通孔。 若藉由此種構造，係可使金屬膜與焊料微粒子群之間 的距離極爲靠近、形成焊料微粒子群。從而，使用極少的 -16- 1232717 液體便可使焊料微粒子充分的沉降。藉此，不單僅可 的抑制液體之使用量，更可抑制對於裝置之上下方向 度尺寸。 此外，前述液體槽較佳係爲具有：第一區隔區域 爲朝向基板而用以確保使焊料微粒子沉降的空間；第 隔區域，係不至堆積在基板之金屬膜上而回收已沉降 料微粒子。在此種情況下，前述液體槽係於上下配置 第一區隔區域與前述第二區隔區域。或是，前述液體 以內外雙重狀的配置前述第一區隔區域與前述第二區 域。 因此，係可回收焊料微粒子以進行再利用，而可 省資源化。 【實施方式】 以下，參照圖面，一面針對於本發明之實施例進 明。 如第1圖所示，有關於本發明之焊料供給方法係 作爲其基本構造，其特徵爲具有下述程序：設置程序 在被加熱至焊料熔點以上之液體（1 3 )中，浸漬在表 爲具有金屬膜（22)之基板（20)，並且將前述基板 之金屬膜（22)朝上而將前述基板（20)設置在前述 (1 3 )中；焊料微粒子群形成程序，係在浸漬於前述 (13)中之前述基板（20)之上方位置上，形成粒子 爲均勻狀的焊料微粒子群（1 4 );堆積程序，爲使前 料微粒子群（14 )之焊料微粒子（14a )沉降，將該 極力 的高 ，係 二區 的焊 前述 槽爲 隔區 實現 行說 爲， ，爲 面上 〔20 ) 液體 液體 密度 述焊 焊料 -17- 1232717 微粒子（14a)接觸、堆積至前述基板（20)之金屬膜（22) 上。 在本發明之焊料供給方法中，在被加熱至焊料熔點以 上的液體（13)中，浸漬在表面（21)上爲具有金屬膜（22) 之基板（20 )，並且將前述基板（22 )之金屬膜（22 )朝 上而將前述基板（2〇)設置在前述液體（13)中（第1圖 (a)) 〇

其次，在浸漬於前述液體（13 )中之前述基板（20 ) 之上方位置上，形成粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群 (14)(第1圖（b))。並且，使焊料微粒子群（14)之焊 料微粒子（14a)沉降，將該焊料微粒子（14a)接觸、堆 積至前述基板（2〇)之金屬膜（22)上（第1圖（c))。

此外，藉由利用有關本發明之焊料供給方法，爲可將 焊料凸塊以及焊料塗層膜形成在金屬膜上。亦即，有關於 本發明之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法係爲，其特 徵在於具有下列程序：設置程序，爲在被加熱至焊料熔點 以上之液體（13)中，浸漬在表面上爲具有金屬膜（22) 之基板（20 )，並且將前述基板（20 )之金屬膜（22 )朝 上而將前述基板（2〇 )設置在前述液體（1 3 )中；焊料微 粒子群形成程序，爲在浸漬於前述液體（1 3 )中之前述基 板（20 )的上方位置上，形成粒子密度爲均勻狀的焊料微 粒子群（1 4 );堆積程序，爲使前述焊料微粒子群（1 4 ) 之焊料微粒子（14a)沉降，將該焊料微粒子（14a)接觸、 堆積至前述基板（20)之金屬膜（22)上；皮膜形成程序， -18- 1232717 爲在前述焊料微粒子（l4a)與前述基板（20)之金屬膜 (22 )間之界面上，確保形成金屬合金層（23a)的期間。 在本發明中，首先，在被加熱至焊料熔點以上的液體 (13)中，浸漬在表面上爲具有金屬膜（22)之基板（20), 並且將前述基板（20)之金屬膜（22)朝上而將前述基板 (20)設置在前述液體（13)中（第2圖（a))。其次， 在浸漬於前述液體（1 3 )中之前述基板（2 0 )之上方位置 上’形成粒子幣度爲均勻狀的焊料微粒子群（1 4 )(第1 圖（b ))。並且，使焊料微粒子群（1 4 )之焊料微粒子（1 4a ) 沉降，將該焊料微粒子（14a)接觸、堆積至前述基板（20) 之金屬膜（22)上（第2圖（b))。在前述焊料微粒子（14a) 與前述基板（20)之金屬膜（22)間之界面上，確保形成 金屬合金層（23a)的期間，形成該金屬合金層（23a)(第 2 圖（c ) ) 〇 利用上述有關於本發明之焊料供給方法，在構築有關 本發明之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法方面，係考 慮有下述兩種方法。 亦即，首先，第一方法係爲，在前述焊料微粒子群形 成程序中，爲將已粉碎之焊料微粒子均等的分散、供給至 前述基板之上方位置上，一面使該焊料微粒子沉降、一面 爲可進行形成粒子密度爲均勻狀之焊料微粒子群的處理。 第二方法係爲，在前述焊料微粒子群形成程序中，預 先在平板之板面上形成焊料微粒子之粒子密度爲均勻狀的 焊料微粒子群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於液體中、 -19- 1232717 且設置在基板之上方位置上，藉由液體之熱而進行將前述 焊料微粒子群由前述平板剝離的處理之方法。 〔第一實施例〕 依據第1圖以及第2圖，針對於以前述第一方法所達 成之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法、其焊料凸塊以 及焊料塗層膜形成裝置進行說明。 如第1圖所示，有關於本發明之第一實施例的焊料凸 塊以及焊料塗層膜形成裝置係具有設置裝置1、焊料微粒 子群形成裝置2、堆積裝置3，其特徵在於，當藉由前述 設置裝置1而將基板20設置在液體13中之期間中，在焊 料微粒子l4a與基板20之金屬膜22間之界面中爲包含有 形成金屬合金層23a的期間。 前述設置裝置1係爲，在充塡至液體槽11內、且已加 熱至焊料熔點以上之液體1 3中，用以將在表面上具有金 屬膜22之基板20設置成使前述金屬膜22朝向上方之裝 置。揭示於第1圖之設置裝置1係爲，於液體槽1 1之底 部上設有載置台17，以該種載置台17而支撐基板20，將 表面21爲具有金屬膜22之基板20設置成使前述金屬膜 22朝向上方。 此外，前述液體槽1 1內之液體1 3係藉由未圖示之加 熱機器而被加熱至焊料熔點以上。此外，在前述液體13 中’所包含的有機酸爲具有去除助焊劑、或是形成在焊料 微粒子14a以及金屬膜22之表面上之氧化物的還原作用。 前述焊料微粒子群形成裝置2係爲一種將粒子密度爲 -20- 1232717 均勻狀之焊料微粒子群i 4形成在被浸漬於液體1 3中之基 板20的上方位置，且具備有焊料微粒子形成單元1 5、以 及供給管1 6。

焊料微粒子形成單元1 5係爲，在液體1 3內爲將焊料 粉碎成微粒子、形成焊料微粒子14a。並且，焊料微粒子 形成單元1 5係爲將該種已微粒子化之焊料微粒子丨4a通 過供給管1 6而使其混入至液體槽1 1內的液體1 3中。該 種供給管1 6係爲，使下面爲被形成對應於基板20的圓形， 由開口於與基板2 0對面之前述下面的多數孔而均勻地將 焊料微粒子1 4a進行分散、供給。 堆積裝置3係爲，使焊料微粒子群1 4之焊料微粒子1 4a 沉降，而使焊料微粒子14a接觸、堆積至基板20之金屬 膜2 2上，且利用焊料微粒子1 4 a之本身的重量、液體1 3 之黏性以及產生在液體1 3的熱對流。

具體說明堆積裝置3，通過供給管16而均勻地進行分 散、供給的焊料微粒子1 4a係爲，在液體！ 3中朝向基板 20而進行沉降。在此種情況下，焊料微粒子i 4a係爲一 種微粒子，此外，爲了在液體1 3中沉降，藉由其黏性而 承受抵抗、使得沉降速度受到抑制，在液體1 3中浮游之 狀態下，藉由焊料微粒子1 4 a之本身的重量以及產生於液 體1 3之熱對流而朝向基板20進行沉降。 來自供給管16之焊料微粒子14a係將粒子密度均与的 分散至對應於圓形之供給管1 6之下面的液體1 3之面內。 再者’僅以該種所分散之次數，而在液體槽1 1之深度方 -21- 1232717 向上跨越多段、使焊料微粒子群1 4形成在上下方向，跨 越多段之焊料微粒子群14之焊料微粒子14a係具有時差 (timelag)、朝向基板20而逐次沉降。 並且，當焊料微粒子14a沉降至基板20後，由於基板 20之金屬膜22係爲朝向上方、且被設置成略微水平狀態， 因此，焊料微粒子14a係接觸至基板20之金屬膜22、且 堆積至金屬膜21上。 本發明係著眼於使焊料微粒子14a接觸、堆積在基板20 之金屬膜21上，當將前述基板20設置在前述載置台17 上之期間中，爲包含有使金屬合金層形成在前述焊料微粒 子14a與前述基板20之金屬膜21間之界面上的期間。 從而，藉由確保將基板20設置在載置台1 7上之期間， 在形成焊料微粒子14a與基板20之金屬膜22間之界面中 的金屬合金層23a後，藉由促進各個焊料微粒子14a之結 合而形成已隆起的焊料凸塊23。 將前述基板20之鄰接的金屬膜22之相互間進行隔離， 促進在金屬膜21上之焊料微粒子14a的結合。亦即，焊 料微粒子1 4a係在沉降液體1 3中之間進行熔融，藉由其 表面張力而維持其粒狀之形狀而沉降、接觸至基板20之 金屬膜22。在將基板20鄰接之金屬膜22之相互之間進 行隔離後，在基板20上之中，沉降至不存在有金屬膜22 之焊料微粒子1 4a係承受液體1 3之熱對流等之影響，接 觸至鄰接之金屬膜22上的焊料微粒子14a，藉由其表面 張力而吸附金屬膜21上之焊料微粒子Ma，成爲形成具 -22- 1232717 有充分之焊料量的焊料凸塊2 3。此外，利用上述之焊料 微粒子之結合促進作用，藉由使前述金屬膜22相互的靠 近，而可形成細緻間距之焊料凸塊23。在焊料凸塊23中， 係不限於膜狀之物，亦包含有半球狀或是突起狀之物。 於第1圖所示之液體槽1 1係具有：第一區隔區域Π a， 係爲朝向基板20，確保使焊料微粒子14a沉降之空間； 第二區隔區域1 lb，係爲回收不致堆積在基板20之金屬 膜2 1上而沉降的焊料微粒子1 4a。在揭示於第1圖之實 施例中，液體槽1 1係將第一區隔區域1 1 a與第二區隔區 域1 1 b配置於上下。 用以形成焊料微粒子14a之焊料，係例如爲使用Sn-Pb (熔點 183°C)、Sn-Ag-Cu (熔點 218°C)、Sn-Ag (熔點 22 1°C )、Sn-Cu (熔點227°C )等。此外，在焊料方面，並 非僅限於焊料凸塊形成用之焊料，除了亦包含有半導體晶 片之晶粒接著用之焊料、或是例如被稱之爲使用在銅管之 接合用的「軟蠟」之物，同時，當然亦包含有無鉛焊料。 作爲液體1 3，較佳係爲使用不與焊料反應之惰性液體、 或具有去除焊料表面之氧化膜之作用的液體（例如，後述 之有機酸等）。液體1 3係爲，在具有焊料之熔點以上之沸. 點’同時，若是不與焊料反應之液體時，亦可使用任何種 類之溶劑。作爲該種液體1 3，係可使用例如氟系高沸點 溶劑或是氟系油等。 液體槽1 1係爲，例如在由不銹鋼或耐熱性樹脂等所形 成之容器中，設置有用以將液體1 3維持在焊料之熔點以 -23- 1232717 上（例如爲熔點+ 5 0 °C )之未圖示的電熱器或是冷卻水配 管等。 焊料微粒子形成單元1 5係爲，例如爲將熔融焊料在液 體1 3中破碎，藉此而形成焊料微粒子1 4a。在此種情況 下，亦可將用以導入沉入至液體槽1 1之底部的焊料微粒 子1 4a (熔融焊料）以及液體槽1 1內之液體1 3的配管， 設置在液體槽Π之間。 第2圖係爲第1圖之局部放大斷面圖，第2圖（a)至 第2圖（c )係分別對應於第1圖（a )至第1圖（c )。以 下，針對於藉由有關於本發明之第一實施例的焊料凸塊之 形成裝置，而在基板20之金屬膜22上形成有焊料凸塊23 以及焊料塗層膜之情況下進行說明。 首先，針對於在本實施例中使用之基板20進行說明。 在第1圖以及第2圖所示之基板係爲使用矽晶圓。在基板 20之表面21上爲形成有作爲金屬膜22之電極底座。在 電極底座22上係藉由本實施例之形成方法而形成有焊料 凸塊23。被形成在基板20上之未圖示的電氣電路等，係 經由焊料凸塊23，而電氣性以及機械性地連接至其他之 半導體晶片或是配線板上。電極底座22係爲，形狀係例 如爲圓形、直徑c係例如爲40//m。鄰接之電極底座22 之中心間的距離d係例如爲80 // m。焊料微粒子1 4a之直 徑b係例如爲3至1 5 /z m。 電極底座22係由形成在基板20上之鋁電極24、形成 在鋁電極24上之鎳群24、以及形成在鎳群25上之金群26 -24- 1232717 所形成。鎳群25以及金群26係爲UBM( under barrier metal 或是under bump metallurgy)群。基板20上之電極底座 22以外的部分，係以保護膜（絕緣膜）27所被覆。 其次，針對於電極底座22之形成方法進行說明。首先， 爲將鋁電極24形成在基板20上，藉由聚亞醯胺樹脂而將 保護膜27形成在鋁電極24以外之部分上。此係例如使用 微影技術以及蝕刻技術所形成。接著，在鋁電極24表面 上實施著鋅處理後，使用無電解電鍍法而在鋁電極24上 形成鎳群25以及金群26。設置此種UBM群之理由係將 焊料濕潤性付與在鋁電極24上。 由於焊料濕潤（形成金屬合金層之故）而必須要有前 述之「某時間」（以下，稱之爲「焊料濕潤時間」）。在前 述專利文獻之技術中，由於對於朝向下方之電極底座爲使 焊料微粒子噴起、接觸，因此焊料微粒子在接觸至電極底 座之時間爲僅有一瞬之間，而判斷焊料濕潤性爲屬惡劣。 本案發明者們係判斷出，在液體中即使各個焊料微粒 子接觸，亦難以有合體、形成較大之焊料微粒子之情況。 從而，即使是對於細緻間距之金屬膜亦難以產生焊料橋接 等情況。再者，焊料皮膜之焊料量係可藉由改變焊料微粒 子之供給量而可更容易地進行調整。此外，焊料微粒子係 以極小狀而大量的進行供給，因此爲均勻的分散至液體 中。從而，亦減少焊料皮膜之焊料量的不均。 焊料微粒子係在液體中沉降，並且焊料微粒子之表面 爲藉由液體而以油膜來覆蓋。因此，焊料微粒子係在沉降 -25- 1232717 期間中不會合倂。不過，接觸附著在金屬膜上之整體性的 焊料微粒子係爲沉降、而形成爲吸附各個前來之焊料微粒 子。 在本發明之焊料供給方法中，係爲將沉降、且接觸至 金屬膜上或是焊料皮膜上之焊料微粒子，維持在於該種狀 態下引起焊料濕潤之一定時間以上者。所謂的引起焊料濕 潤之一定時間係指前述之焊料濕潤時間者。從而，藉由將 接觸至金屬膜或是焊料皮膜上之焊料微粒子以此種狀態而 維持焊料濕潤時間以上，而可確實的引起焊料濕潤。在此 所稱之「焊料濕潤」係爲，不僅僅是限定於將已到達金屬 膜上之焊料微粒子遍布於金屬膜表面、且形成焊料皮膜， 亦包含有將已到達金屬膜上之焊料微粒子遍布於焊料皮膜 上、且增厚焊料皮膜。 本發明之焊料供給方法係爲，將被沉降於基板上之焊 料微粒子，使其沉降速度限定在一定範圍內者。液體中之 焊料微粒子係爲，越大者其沉降速度越大、越小者其沉降 速度越小。另一方面，當焊料微粒子越大則越容易產生焊 料橋接，而焊料微粒子越小則越容易使其表面產生氧化。 從而，藉由選擇沉降速度爲在一定範圍內之焊料微粒子， 而可抑制焊料橋接之產生、並且使得因氧化膜所造成之焊 料濕潤性之降低受到抑制。具體而言，爲使大量之焊料微 粒子一起沉降，當較大之焊料微粒子沉降於基板附近之時 間點、以及較小之焊料微粒子沉降至基板附近之時間點 下，亦可藉由閘（shutter)來覆蓋基板，以避開基板而用 -26- 1232717 以使該等焊料微粒子不致到達基板上。由於局部之焊料微 粒子係爲具有承受產生在液體1 3之熱對流之影響而進行 上升的情況，故而較佳亦具有使基板退避、或是以閘 (shutter )來覆蓋基板等情況。 在液體中，基板係爲設在電極底座側上而被浸漬。此 時，當將焊料微粒子供給至基板上之液體中時，焊料微粒 子係藉由重力而自然的沉降、到達基板上。已到達基板之 電極底座上之焊料微粒子係藉由重力而積存在該處，當經 過焊料濕潤時間後便遍布在電極底座表面上而形成焊料皮 膜。接著，已到達其焊料皮膜上之焊料微粒子係藉由其重 力而積存在該處，同樣的，當經過焊料濕潤時間後便遍布 在電極底座表面上而增厚焊料皮膜。重複該種動作之後， 焊料皮膜便成長而形成焊料凸塊。 如前所述，本案發明者們係發現到，即使在液體中爲 沉降狀態中之各個焊料微粒子相互接觸，係少有該等爲進 行合體、而形成較大之焊料微粒子之情況。從而，即使是 對於細緻間距之電極底座，亦不會產生有焊料橋接等情 況。再者，焊料凸塊之焊料量係可藉由改變焊料微粒子之 供給量而可更加容易地進行調整。此外，焊料微粒子係以 較電極底座爲更小狀的成大量供給，故而可均勻的分散至 液體中。從而，亦減少焊料凸塊之焊料量的不均。 其次，針對於有關本發明之實施例的焊料凸塊以及焊 料塗層膜之形成方法進行說明。 首先，如第1圖（a)以及第2圖（a)所示，在液體 -27- 1232717 槽11內之液體13中，爲將基板20定位成使其表面21向 上。在基板20之表面21上，係形成有電極底座22。液 體1 3係被加熱至焊料之熔點以上。 接著，如第1圖（b)以及第2圖（b)所示，由焊料 微粒子形成單元15將包含有焊料微粒子14a之液體13朝 液體槽1 1傳送，在液體1 3中，爲將粒子密度形成均勻狀 之焊料微粒子群14形成在基板20之上方位置。使在該種 焊料微粒子群14所包含之焊料微粒子14a朝向基板20沉 降。 在液體1 3中，基板2 0係設置在電極底座2 2側上而被 浸漬。此時，當將焊料微粒子14a供給至基板20上之液 體13中之後，焊料微粒子14a係沉降而到達基板20上。 已到達基板20之電極底座22上的焊料微粒子14a係藉由 重力而積存於該處，在焊料濕潤時間之期間中，使金屬合 金層23a形成在焊料微粒子14a與電極底座22間之界面 上，該種金屬合金層2 3 a係爲，分別在焊料微粒子1 4a與 電極底座22接觸而在電極底座22之整面上擴展形成。並 且，藉由金屬合金層23a而使結合至電極底座22之焊料 微粒子14a依序沉降、反覆進行與焊料微粒子14a間之結 合而作爲焊料凸塊2 3而進行成長（第1圖（c )以及第2 圖（c ))。 所g胃了焊料濕潤時間係指用以在焊料微粒子1 4 a與電 極底座22間之金屬合金層23a形成的必要時間，其中， 在經驗上’在焊料濕潤時間中爲例如需要數秒鐘至數十秒 -28- 1232717 鐘。 此外’本案發明者們係發現到，在沉降液體1 3中之過 程之中，爲如上所述，即使接觸各個焊料微粒子1 4a，亦 少有與其合體、而形成較大之焊料微粒子的情況。從而， 即使是對於細緻間距之電極底座22，亦不會產生焊料橋 接等情況。特別是將焊料微粒子1 4a之直徑b減小至小於 鄰接之各個電極底座22之周端間的最短距離a。在此種 情況下，分別到達鄰接之兩個電極底座22上的各個焊料 微粒子14a係不會接觸，故而不會合體、形成焊料橋接。 再者，焊料凸塊23之焊料量係可藉由焊料微粒子形成 單元1 5，藉由改變焊料微粒子1 4a之供給量而可更加容 易地進行調整。此外，係供給有較電極底座22爲更小之 大量的焊料微粒子1 4a，因此，爲均勻的分散在液體13 中。從而，亦減少焊料凸塊23之焊料量之不均。 〔第二實施例〕 第3圖所示係爲有關本發明之焊料凸塊以及焊料塗層 膜之形成方法以及裝置的第二實施例之槪略構成圖。以 下，依據該種圖面進行說明。不過，與第1圖以及第2圖 相同之部分係付與相同之符號。 有關本實施例之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成裝置 30係爲在與第1圖以及第2圖所示之實施例進行比較之 後，構成液體槽3 1、焊料微粒子群形成裝置2的焊料微 粒子供給裝置3 2係爲不同。液體槽3 1係爲具有：第一區 隔區域1 1 a，係爲確保朝向基板20、且用以使焊料微粒子 -29- 1232717 1 4a沉降的空間；第二區隔區域i i b ,係爲回收不致堆積 至基板2 0之金屬膜2 2上的焊料微粒子1 4 a ;以內外雙重 配置第一區隔區域1 1 a與第二區隔區域1 1 b。 具體說明後，液體槽1 1係以內外雙重配置有：液體槽 (相當於弟一區隔區域1 1 a ) 3 4，係爲收容基板2 0、液體 1 3以及沉入在液體1 3中之熔融焊料3 3 ;液體槽（相當於 第二區隔區域lib) 35、36，係爲收容液體13以及沉入 在液體13中之熔融焊料33。並且，液體槽35與液體槽35、 36係連通各個上部37以及各個底部38。 構成焊料微粒子群形成裝置2之焊料微粒子供給裝置 32，係由被設置在液體槽35、36中之攪拌器32A、32B 所形成。並且，焊料微粒子供給裝置3 2係爲藉由破碎液 體槽3 4至3 6內之熔融焊料3 3，藉此而形成焊料微粒子1 4a 的同時，將焊料微粒子14a由液體槽35、36之上部37朝 液體槽34供給，將已沉入液體槽34之底部38之焊料微 粒子1 4a作爲熔融焊料3 3而進行再利用。 其次，使用有關本發明之第二實施例之焊料凸塊以及 焊料塗層膜形成裝置3 0而針對形成焊料凸塊以及焊料塗 層膜之形成方法進行說明。此外，兩個攪拌器32A、32B 係具有相同構造，因此爲僅針對一方之攪拌器3 2 A來說 明。此外，同樣的，亦可形成焊料塗層膜以取代焊料凸塊。 攪拌器32A係被設置在液體槽35，爲具備有馬達40、 迴轉軸41、羽片輪4 2等。當旋轉馬達4 0後，羽片輪4 2 亦經由旋轉軸41而旋轉。如此’羽片輪42係用以產生循 -30- 1232717 環液體槽3 4、3 5內之液體1 3的流動。並且，液體 內之熔融焊料3 3係被捲繞至該種流動之中，而藉由 輪42破碎、形成焊料微粒子1 4a，而由上部3 7朝液 供給。 藉由焊料微粒子1 4a而形成焊料凸塊（未圖示） 程，係與第一實施例之情況相同。 另一方面，未形成焊料凸塊之焊料微粒子1 4a係 至液體槽34內之底部38。並且，由於液體槽34與 槽3 5在各個底部3 8均爲連通，因此沉澱之焊料微粒3 係作爲熔融焊料3 3而被破碎、作爲焊料微粒子1 4a 利用。從而，係可達到焊料之有效利用的目的。 此外，亦可堵塞液體槽3 4與液體槽3 5之間，以 部3 8不致連通。在此種情況下，由於係未再利用焊 粒子14a，故而爲提昇焊料微粒子14a之品質，同時 將焊料微粒子1 4a之大小形成爲均勻狀。 此外’本發明係當然未被限定在上述第一以及第 施例中。在上述之實施例中，雖利用矽晶圓（FC ) 爲基板2 0 ’不過，亦可使用配線板（b G A )來作爲基板 此外’作爲液體1 3，係爲採用在液體中爲含有助焊 是上述之具有有機酸作用之物，不過，液體13亦 用具有助焊劑或上述有機酸作用之物。再者，作爲金 22之電極的材料，並非僅限於鋁，亦可使用 Al-Si Si-Cu、Al-Cu、Cu等。再者，以例如鹽酸來去除焊 粒子之氧化膜之後，亦可將該種焊料微粒子投入至液 槽35 羽片 體34 之過 沉入 液體 乙1 4 a 而被 使底 料微 ，亦 二實 來作 20 〇 劑或 可使 屬膜 、A1- 料微 體槽 •31- 1232717 Π之液體13中。 〔第三實施例〕 依據第4圖至第9圖，說明本發明之第三實施例 一以及第二實施例係爲採用下述方法，即，在焊料微 群形成程序中，將被粉碎在基板上方位置之焊料微粒 勻的分散、供給，一面使該焊料微粒子沉降、一面進 成粒子密度爲均勻之焊料微粒子群的處理。 相對於此，於第4圖至第9圖所示之本實施例係 用下述方法，即，在焊料微粒子群形成程序中，爲將 微粒子1 4 a之粒子密度均勻化之焊料微粒子群1 4預 成在平板40之板面上，將該平板之焊料微粒子群i 4 在液體13中、而設置在基板20之上方位置，藉由液< 之熱以進行將前述焊料微粒子群1 4由前述平板4 0進 離的處理。 依據第4圖至第9圖，針對於以前述之第二方法 成之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法、該種焊料 以及焊料塗層膜形成裝置而進行說明。 如圖所示，有關本發明之第三實施例的焊料凸塊 焊料塗層膜形成裝置係爲具有設置裝置1、焊料微粒 形成裝置2、堆積裝置3，在藉由前述設置裝置1而 板20設置在液體1 3之期間中，係包含有使金屬合金 形成在焊料微粒子1 4a與晶圓2 0之金屬膜2 1間之 上。 前述設置裝置1係爲，在充塡至液體槽11內、且 /τΛ； 。弟 粒子 子均 行形 爲採 焊料 先形 浸漬 1 13 行剝 所達 凸塊 以及 子群 將基 層22 界面 被加 -32- 1232717 熱至焊料熔點以上之液體13中，爲將表面上具有金屬膜 21之基板20設置成將前述金屬膜22朝向上方者。於第4 圖所示之設置裝置1係爲藉由液體槽11之內底部lie而 支撐基板20，將表面21上具有金屬膜22之基板20設置 成將前述金屬膜21朝向上方者。 前述焊料微粒子群形成裝置2係爲，將粒子密度爲均 勻狀之焊料微粒子群1 4形成在浸漬於液體！ 3中之基板20 的上方位置，有關本實施例之前述焊料微粒子群形成裝置 2係爲，預先將焊料微粒子1 4a之粒子密度均勻化的焊料 微粒子群14形成在平板4 0之板面上，將平板4 0之焊料 微粒子群14a浸漬於液體中、且設置在基板20之上方位 置，藉由液體13之熱而構成爲將焊料微粒子14a由平板 40進行剝離。 有關本實施例之前述焊料微粒子群形成裝置2係如第6 圖所示，爲具有上下動治具42、以及壓板治具43，而利 用液體1 3之熱。 上下動治具42係如第4圖所示，爲將已維持平板40 之壓板治具43朝向液體槽11內之基板20而下降，使平 板4 0靠近基板20而設置在高度位置上（第5圖（c ))。 並且，將平板40浸漬在液體槽1 1內之液體1 3中，將液 體1 3所保有之熱附加至平板40而將焊料微粒子群1 4由 平板40來剝離。 有關本實施例之液體槽Π之尺寸設定如下，係爲將液 體槽11之底邊長度設爲la、將基板20之直徑設爲lwf、 -33- 1232717 將平板40之直徑設爲L之情況下，爲成立la> L> lwf之 關係。此外，充塡在液體槽1內之液體1 3之液面高度g 係設定成對應於液體1 3之活力性。在此情況下，本實施 例係爲將焊料微粒子群1 4形成在平板40上，將該種平板 40之焊料微粒子群14由靠近於基板20之高度位置而進 行剝離，因此，液體1 3之液面高度g在相較於第一實施 例之情況下係可設定成較低。此係可極端的減少液體1 3 之使用量。 作爲有關本實施例之焊料微粒子群形成裝置2之上下 動治具42，爲使平板40移動至下方、浸漬在液體13中， 藉此而將平板40設置在靠近於基板之高度位置上（第5 圖（c ))，此外，爲設成使平板4 0對於基板2 0而移動至 上方、且由液體13中拉起的構造。 上下動治具4 2係爲，使壓板治具4 3急速的下降（第6 圖）而用以使平板40接觸至液體槽1 1之液體13爲止， 由將平板4 0即將接觸至液體層1 3之液體1 3前之位置開 始，緩慢地、具體而言係在將平板40浸漬於液體1 3中之 過程中，以不致在液體1 3中產生液流之程度的緩慢速度 而使壓板治具43下降，實施用以將平板40設置在靠近基 板20之高度位置上的速度控制。 此外，上下動治具42係爲在將平板40於液體層1 3之 液體1 3中進行上升之過程、以及由液體丨3拉開時，將壓 板治具43緩慢地、具體而言係將平板40以上升以及拉起 過程中不致在液體1 3中產生液流狀的緩慢速度，使壓板 -34- 1232717 治具4 3上升，由使平板4 0自液體1 3拉起之時間點開始， 實施用以使壓板治具43急速上升的速度控制。 當使平板40浸漬在液體槽1 1內之液體1 3中、或是由 液體1 3拉起之際，由於在液體1 3中難以產生液流’故而 較佳爲將平板4〇由包含有以小於焊料微粒子1 4a之粒徑 爲更小徑之在上下面進行開口的貫通孔4〇a的多孔質材料 所形成。 藉由使用該種多孔質之平板40，如第9圖（a )所示， 當使平板40浸漬在液體1 3中之際，在將平板40按壓至 液體1 3之液面附近之空氣44時爲確保通氣性’以防止在 液體1 3中產生液流。此外，如第9圖（b )所示，當使平 板4 0由液體1 3拉起之際，確保對於在液體1 3之液面與 平板40之下面之間所產生的真空45之通氣性’防止在液 體1 3中產生液流。 堆積裝置3係爲使焊料微粒子群1 4之焊料微粒子1 4a 沉降，而爲使焊料微粒子14a接觸、堆積在基板20之金 屬膜2 1上者，爲利用焊料微粒子1 4 a之本身的重量、液 體1 3之黏性以及產生在液體1 3之熱對流。 本發明係著眼於使焊料微粒子14a接觸、堆積至基板20 之金屬膜21上，當將前述基板20設置在液體槽Π之內 底部1 1 c上的期間中，係包含有使金屬合金層形成在前述 焊料微粒子14a與前述基板20之金屬膜21間之界面中的 期間。 從而，藉由確保將基板20設置在載置台1 7上之期間’ -35- 1232717 當焊料微粒子14a與基板20之金屬膜21間之界面中的金 屬合金層之形成後，藉由進行各個焊料微粒子1 4a之結 合，而成爲形成已隆起之焊料凸塊23。 其次，針對使用有關於本發明之第三實施例之焊料凸 塊以及焊料塗層膜之形成裝置、在基板之金屬膜上形成焊 料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法進行說明。 首先，如第6圖所示，藉由上下動治具42而將壓板治 具43設置在使平板40由液體槽11內之液體13拉起的高 度位置上，而將平板40設置在該種壓板治具43。在該種 平板40中，係形成將焊料微粒子14a之粒子密度均勻化 的焊料微粒子群1 4。並且，將平板40之焊料微粒子群1 4 朝向下方而將平板40設置在壓板治具43。 另一方面，如第5圖之（a)所示，在液體槽11內之 液體1 3中，係定位成將基板20之表面2 1形成爲上方。 在基板20之表面21上係形成有電極底座22。液體13係 被加熱至焊料之熔點以上。 其次，如第5圖之（b )以及第6圖所示，使上下動治 具42作動，且使壓板治具43急速下降至使平板40接觸 至液體槽1 1之液體，如第5圖之（c )所示，由使平板40 即將接觸到液體槽1 1之液體1 3之前的位置開始，緩慢地、 具體而言係在將平板40浸漬於液體1 3中之過程中，以不 致在液體1 3中產生液流之程度的緩慢速度而使壓板治具 43下降，將平板40設置在靠近基板20之高度位置上。 如第.5圖之（c )所示，將使平板40浸漬在液體槽1 1 -36- 1232717 內之液體1 3中後，將焊料微粒子群14接著至平板々ο之 接著劑係承受液體i 3所保有之熱而被溶解。藉此，如第 5圖之（d )以及第5圖之（e )所示，使焊料微粒子群i 4 自平板40剝離，將焊料微粒子群1 4之焊料微粒子1 4a朝 向基板2 0而進行沉降。

如第5圖（e )所示，已到達基板20之電極底座22的 焊料微粒子1 4a係藉由重力而駐留在該處。並且，如第2 圖之（b )以及（c )所示，在焊料濕潤時間之期間中，使 金屬合金層23a形成在焊料微粒子14a與電極底座22間 之界面’該種金屬合金層23a係被形成爲當每次使焊料微 粒子14a與電極底座22接觸時，爲擴大電極底座22之整 面。並且，以金屬合金層23a而接合至電極底座22之焊 料微粒子14a係反覆進行與依序沉降之焊料微粒子14a間 的結合，作爲焊料凸塊23而成長。所謂的焊料濕潤時間， 係爲用以在焊料微粒子14a與電極底座22之間形成金屬 合金層2 3 a的必要時間，其中，在經驗上於焊料濕潤時間 中爲需要例如數秒至數十秒。 其他之構造係與在第1圖以及第2圖所示之實施例相 同。 〔產業上之可利用性〕 如以上說明所述，若藉由本發明時，係可朝向基板之 金屬膜而將焊料微粒子一面維持粒子密度成爲均勻狀且一 面進行供給，而可將被供給至基板之金屬膜的焊料量維持 成均勻狀。此外，係可將基板之金屬膜與焊料微粒子間之 -37- 1232717 接觸時間確保在用以形成金屬合金層所必要的時間，爲可 在金屬膜上形成具有正規之焊料量的焊料凸塊以及焊料塗 層膜。 【圖式簡單說明】 第1圖之（a)(b)(c)係以程序順序來表示有關本發 明之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法的斷面圖，同 時，係爲用以實施有關本發明之焊料凸塊以及焊料塗層膜 之形成方法的焊料凸塊以及焊料塗層膜形成裝置的槪略構 成圖。 第2圖之（a)(b)(c)係爲擴大斷面圖，爲在本發明 之中，以程序順序來擴大形成焊料凸塊以及焊料塗層膜的 圖示。 第3圖所示係爲有關本發明之第二實施例之焊料凸塊 以及焊料塗層膜之形成方法以及裝置的槪略構成圖。 第4圖所示係爲本發明之第三實施例的斷面圖。 第5圖之（a)至（e)所示係爲在本發明之第三實施 例中，以程序順序來表示焊料凸塊以及焊料塗層膜形成方 法的斷面圖。 第6圖以及第7圖所示係爲在本發明之第三實施例中 2焊料微粒子群形成裝置的構造圖。 第8圖之（a)所示係爲平板之底面的示意圖，第8圖 之（b)所示係爲形成在基板上之金屬膜的示意圖。 第9圖之（a )、（ b )係爲說明使用多孔質平板之情況 下之優點的斷面圖。 -38- 1232717 第1 0圖所示係爲習知之焊料凸塊之形成方法的槪略斷 面圖。 【主要部分之代表符號說明】 g:液面高度 1 :設置裝置 2 :焊料微粒子形成裝置 3 :堆積裝置 1 1 :液體槽

1 1 a :第一區隔區域 1 1 b :第二區隔區域 1 1 c :內底部 1 3 :液體 14a :焊料微粒子 1 4 :焊料微粒子群 1 5 :焊料微粒子形成單元 1 6 :供給管

20 :基板 21 :表面 22:金屬膜（電極底座） 23a :金屬合金層 24 :絕電極 25 :鎳群 26 :金群 -39 1232717 3 1 :液體槽 3 2 :焊料微粒子供給裝置 32A :攪拌器 32B :攪拌器 3 3 :熔融焊料 3 4 :液體槽 3 5 :液體槽 36 :液體槽

3 7 :上部 3 8 :底部 40 :馬達 40 :平板 41 :迴轉軸 42 :羽片輪 42 :上下動治具

43 :壓板治具 44 :空氣 80 :惰性溶劑 8 1 :銅電極 82 :晶圓 83 :熔融焊料 84 :焊料微粒子 8 5 :加熱槽 87 :焊料微粒化裝置 -40- 1232717 8 8 :液體導入管 89 :混合液導出管 90 :噴出裝置 9 1 :噴嘴

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Claims (1)

1232717 拾、申請專利範圍： 1 · 一種焊料供給方法，其特徵在於具有： 設置程序，爲在已加熱至焊料熔點以上之液體中， 浸漬在表面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板之 金屬膜朝上而將前述基板設置在前述液體中； 堆積程序，爲使所供給之焊料微粒子群的焊料微粒 子沉降，使該焊料微粒子接觸、堆積至前述基板之金屬 膜上。 2 ·如申請專利範圍第1項之焊料供給方法，其中在前述設 置程序與前述堆積程序之間，爲具有焊料微粒子群形成 程序，係在浸漬於前述液體中之前述基板之上方位置 上’形成、供給有粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群。 3 ·如申請專利範圍第2項之焊料供給方法，其中前述焊料 微粒子群形成程序係爲，將已被粉碎之焊料微粒子均勻 的分散、供給至前述基板之上方位置，一面使該焊料微 粒子沉降、一面爲可進行形成粒子密度爲均勻狀之焊料 微粒子群的處理。 4. 如申請專利範圍第2項之焊料供給方法，其中前述焊料 微粒子群形成程序係爲，預先在平板之板面上將焊料微 粒子之粒子密度設爲均勻狀、形成焊料微粒子群，將該 平板之焊料微粒子群浸漬於液體中、且設置在基板之上 方位置，藉由液體之熱度而亦可將前述焊料微粒子群進 行由前述平板剝離之處理。 5. 如申請專利範圍第4項之焊料供給方法，其中在靠近基 -42- 1232717 板的高度位置上’爲使前述焊料微粒子群由前述平板剝 離。 6·如申請專利範圍第4項之焊料供給方法，其中將前述平 板由多孔質材料所形成，該種多孔質材料爲包含有以小 於焊料微粒子之粒徑的小徑而在上下面上開口的貫通 孔。 7 · —種焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成方法，其特徵在於 具備有： 設置程序，爲在已加熱至焊料熔點以上之液體中， 浸漬在表面上爲具有金屬膜之基板，並且將前述基板之 金屬膜朝上而將前述基板設置在前述液體中； 堆積程序，爲使所供給之焊料微粒子群的焊料微粒 子沉降，使該焊料微粒子接觸、堆積至前述基板之金屬 膜上； 皮膜形成程序，爲在前述焊料微粒子與前述基板之 金屬膜間之界面上，確保形成金屬合金層的期間。 8 ·如申請專利範圍第7項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中在前述皮膜形成程序之過程中，爲使金屬 合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板之金屬膜界面 中，並且藉由結合各個焊料微粒子而形成已隆起之焊料 凸塊。 9.如申請專利範圍第7項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中在前述設置程序與前述堆積程序之間，爲 具有焊料微粒子群形成程序，係在浸漬於前述液體中之 -43- 1232717 前述基板之上方位置上，形成、供給有粒子密度爲均勻 狀的焊料微粒子群。 I 〇 ·如申請專利範圍第8項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中將前述基板之鄰接的金屬膜之相互之間進 行隔離，促進在金屬膜上之中的焊料微粒子之結合。 II ·如申請專利範圍第10項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成方法，其中使前述金屬膜相互靠近，藉此以形成細 緻間距之焊料凸塊以及焊料塗層膜。 1 2.如申請專利範圍第9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中前述焊料微粒子群形成程序係爲，將已被 粉碎之焊料微粒子均勻的分散、供給至前述基板之上方 位置，一面使該焊料微粒子沉降、一面爲可進行形成粒 子密度爲均勻狀之焊料微粒子群的處理。 1 3 ·如申請專利範圍第9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中前述焊料微粒子群形成程序係爲，預先在 平板之板面上將焊料微粒子之粒子密度設爲均勻狀、形 成焊料微粒子群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於液體 中、且設置在基板之上方位置，藉由液體之熱度而亦可 將前述焊料微粒子群進行由前述平板剝離之處理。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成方法，其中在接近於基板之高度位置中，將前述焊 料微粒子群由前述平板進行剝離。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成方法，其中將前述平板由多孔質材料所形成，該種 -44- 1232717 多孔質材料爲包含有以小於焊料微粒子之粒徑的小徑而 在上下面上開口的貫通孔。 1 6.如申請專利範圍第7項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中前述液體爲包含有助焊劑。 1 7.如申請專利範圍第7項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中前述液體爲具有去除焊料微粒子以及金屬 膜之表面之氧化物的還原作用之液體。 1 8 .如申請專利範圍第7項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之形 成方法，其中將前述焊料微粒子之粒徑設定爲較鄰接之 金屬膜相互間的最短距離還小。 19· 一種焊料凸塊以及焊料塗層膜之形成裝置，其特徵在於 具備有： 設置裝置，爲在液體槽內充塡有被加熱至焊料熔點 以上之液體中，爲將表面具有金屬膜之基板使前述金屬 膜朝上而進行設置； 堆積裝置，爲使前述焊料微粒子群之焊料微粒子沉 降’將該焊料微粒子接觸、堆積至前述基板之金屬膜上； 在將前述基板設置在前述設置裝置上之期間中，爲 包含有使金屬合金層形成在前述焊料微粒子與前述基板 之金屬膜間之界面中的期間。 2 0 ·如申請專利範圍第i 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中在前述設置裝置上，於設置有前述晶圓 的期間中，在形成前述焊料微粒子與前述基板之金屬膜 間之界面中的金屬合金層之形成後，藉由進行各個焊料 -45- 1232717 微粒子之結合，而形成已隆起之焊料凸塊。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中將前述基板之鄰接的金屬膜之相互之間 進行隔離，促進在金屬膜上之中的焊料微粒子之結合。 2 2 ·如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中使前述金屬膜相互靠近，藉此以形成細 緻間距之焊料凸塊。 2 3 .如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中在浸漬於前述液體中之前述基板之上方 位置上，形成粒子密度爲均勻狀的焊料微粒子群。 24. 如申請專利範圍第23項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述焊料微粒子群形成裝置係爲，將已 被粉碎之焊料微粒子均勻的分散、供給至前述基板之上 方位置，一面使該焊料微粒子沉降、一面形成粒子密度 爲均勻狀之焊料微粒子群。 25. 如申請專利範圍第23項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述焊料微粒子群形成裝置係爲，預先 在平板之板面上將焊料微粒子之粒子密度設爲均勻狀、 形成焊料微粒子群，將該平板之焊料微粒子群浸漬於液 體中、且設置在基板之上方位置，藉由液體之熱度而將 前述焊料微粒子群由前述平板剝離。 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述焊料微粒子群形成裝置係爲，在靠 近基板的高度位置上，爲使前述焊料微粒子群由前述平 -46- 1232717 板剝離。 27·如申請專利範圍第25項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述焊料微粒子群形成裝置係爲，藉由 使前述平板移動至下方、浸漬於前述液體中，而將平板 設置在靠近基板之高度位置上，此外，藉由將前述平板 進行對於基板爲由上方移動、而由液體之中拉起。

2 8 .如申請專利範圍第2 5項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中將前述平板由多孔質材料所形成，該種 多孔質材料爲包含有以小於焊料微粒子之粒徑的小徑而 在上下面上開口的貫通孔。 2 9·如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述液體槽爲具有：第一區隔區域，係 爲朝向基板而用以確保使焊料微粒子沉降的空間；第二 區隔區域，係不至堆積在基板之金屬膜上而回收已沉降 的焊料微粒子。 3 0.如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之

形成裝置，其中前述液體槽爲以上下狀的配置前述第一 區隔區域與前述第二區隔區域。 3 1 ·如申請專利範圍第1 9項之焊料凸塊以及焊料塗層膜之 形成裝置，其中前述液體槽爲以內外雙重狀的配置前述 第一區隔區域與前述第二區隔區域。 -47-