JPH05206140A - 回路装置とその製造方法 - Google Patents

回路装置とその製造方法

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JPH05206140A
JPH05206140A JP1468692A JP1468692A JPH05206140A JP H05206140 A JPH05206140 A JP H05206140A JP 1468692 A JP1468692 A JP 1468692A JP 1468692 A JP1468692 A JP 1468692A JP H05206140 A JPH05206140 A JP H05206140A
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insulating film
conductive polymer
wiring layer
polymer material
circuit device
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Nobuo Sasaki
伸夫 佐々木
Yasutaka Ban
保隆 伴
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路チップあるいは配線基板の回路装置
とその製造方法に関し、弾性ないし可塑性を有する導電
性高分子材料のバンプを用いて集積回路チップを配線基
板上に熱圧着する際にチップに歪みが発生するのを防
ぐ。 【構成】 第1の絶縁膜と、この第1の絶縁膜の上に形
成された配線層6と、この配線層6の上に形成された開
口を有する第2の絶縁膜7と、この第2の絶縁膜7の開
口中に形成された導電性高分子材料のバンプ8を具える
構成を採用した。この導電性高分子材料のバンプ8の表
面に金,銀,白金等の耐蝕性金属の微粒子を被着するこ
とによって配線層との接触抵抗を低減することができ
る。この導電性高分子材料のバンプ8は、導電性高分子
モノマーを含む電界質溶液2中でメッキすることによっ
て形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置,電子回路
素子,配線基板等の回路装置およびその製造方法、特
に、それらのバンプの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置,電子回路素子,集積
回路装置等の接続用バンプは、それらの配線層の接続用
パッド上にメッキによって、Inハンダ,Pbハンダ,
Au等の金属ボールを形成し、これをフェースダウンで
プリント配線基板上の配線層に熱を加えつつ圧着するこ
とによって組み立てられていた。
【0003】図4は、従来の回路装置の一例の概略構成
説明図である。この図において、21は電子回路素子基
板、22は電子回路素子の配線層、23は絶縁膜、24
はバンプ、25は配線基板、26は配線基板の配線層で
ある。
【0004】この従来の回路装置においては、例えば集
積回路が形成されている電子回路素子基板21のAu等
の配線層22の接続用パッド上にメッキによって、絶縁
膜23の開口に、Inハンダ,Pbハンダ,Au等の金
属ボール24を形成し、これをフェースダウンで配線基
板25の配線層26に加熱しながら圧着して組み立てら
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、集積
回路装置の集積度が高くなるにつれて、集積回路装置内
部と外部回路とを接続するための信号端子の数が大きく
なってきており、この信号端子の数の増大に対応するた
め、集積回路チップの周辺部からだけでなく、集積回路
チップの内部にもバンプを形成して二次元配置したエリ
アバンプが多様されるようになってきた。一方、集積回
路装置の集積度が高くなるにつれて集積回路チップサイ
ズの大型化をもたらしている。
【0006】これらの理由により、集積回路チップをフ
ェースダウンで配線基板上に熱圧着する際のストレスに
より、集積回路チップに歪みを生じてチップ内のデバイ
スの特性が劣化したり、あるいはバンプに歪みや変形を
生じて接続状態が劣化したり、チップ自体にクラックが
発生することがあり、これを避けようとすると、圧着の
強度が不充分になることがあった。また、上記の問題は
配線層側にバンプを形成する場合にも生じていた。
【0007】本発明は、集積回路チップあるいは配線基
板のバンプを、弾性ないし可塑性を有する導電性高分子
材料によって形成することによって、集積回路チップを
配線基板上に熱圧着する際に集積回路チップに歪みが発
生するのを防止することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる回路装置
においては、前記の問題を解決するため、第1の絶縁膜
と、該第1の絶縁膜の上に形成された配線層と、該配線
層の上に形成された開口を有する第2の絶縁膜と、該第
2の絶縁膜の開口中に形成された導電性高分子材料のバ
ンプを具える構成を採用した。
【0009】この場合、導電性高分子材料を第2の絶縁
膜の開口の外表面に延在するまで成長させ、または、第
2の絶縁膜の表面を越えて突出するまで成長させること
ができる。
【0010】また、配線層の表面の少なくとも一部に
金,銀,白金等の耐蝕性金属を形成し、あるいは、導電
性高分子材料のバンプの表面に金,銀,白金等の耐蝕性
金属の微粒子を被着することができる。
【0011】本発明にかかる回路装置の製造方法におい
ては、第1の絶縁膜の上に配線層を形成する工程と、該
配線層の上に開口を有する第2の絶縁膜を形成する工程
と、該配線層を一方の電極とし、他方の電極との間に導
電性高分子モノマーを含む電解質溶液の中で電流を流
し、該絶縁膜の開口に露出する配線層の上に導電性高分
子材料を成長する工程を採用した。
【0012】
【作用】本発明のように、集積回路チップあるいは配線
基板のバンプを、弾性ないし可塑性を有する導電性高分
子材料によって形成すると、集積回路チップを配線基板
上に熱圧着する際の歪みをこのバンプに吸収させ、集積
回路チップに歪みが加わるのを防止することができる。
また、本発明のように、バンプを導電性高分子モノマー
を含む電解質溶液によるメッキによって形成すると、集
積回路チップあるいは配線基板のバンプを制御性よく効
率よく製造することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (第1実施例)図1は、第1実施例のバンプの形成方法
説明図である。この図において、1は絶縁性容器、2は
導電性高分子モノマーを含む電解質溶液、3は真空チャ
ック兼正電極、4は負電極、5は集積回路チップ、6は
配線層、7は絶縁膜、8は導電性高分子材料である。
【0014】この図によって本実施例の製造方法を説明
する。絶縁性容器1の中の導電性高分子モノマーを含む
電解質溶液2中に、配線層6のバンプ部に開口を有する
絶縁膜7を形成した集積回路チップ5を真空チャック兼
正電極3に装着して浸漬し、これと対向する電極として
Ptからなる負電極4を浸漬する。
【0015】そして、真空チャック兼正電極3に正の電
圧を、負電極4に負の電圧を印加して電流を流す。な
お、集積回路チップ5の配線層6は真空チャック兼正電
極3に電気的に接続されている。
【0016】このようにすると、負の電荷をもつ導電性
高分子モノマーが正電極側に泳動し、絶縁膜7の開口中
に露出しているAu配線層のパッド上に導電性高分子材
料8が成長する。この導電性高分子モノマーを含む電解
質溶液としては、アセトニトリル(CH 3 CN)にピロ
ールモノマー(C4 5 N)とパラトルエンスルホン酸
テトラメチルアンモニウム(C6 4 (CH3 )(SO
2 N)(CH3 4 )を溶解させたものを用いた。
【0017】この場合、2つの電極の間に電流を流すこ
とにより、パッド部の上に導電性高分子膜の一つである
ポリピロールが成長した。成長したポリピロールの厚さ
は例えば約8000Åであった。このポリピロールの成
長と同時に電解質溶液中のSO4 がポリピロールの中に
ドーピングされるため、ポリピロールは成長した状態で
導電性をもち、その電気伝導度は約100S/cmであ
った。
【0018】図2(A)〜(C)は、本発明の回路装置
の概略構成説明図である。この図において、11は集積
回路チップ、12は配線層、13は絶縁膜、14,1
5,16は導電性高分子材料、17は耐蝕性金属微粒子
である。この図によって本発明の態様を説明する。
【0019】第1態様(図2(A)参照) この態様においては、集積回路チップ11の上の配線層
12の上に形成された絶縁膜13の開口の中に、絶縁膜
13の厚さに満たない厚さの導電性高分子材料14を形
成した例である。この態様の集積回路装置を配線基板上
に組み立てる際には、絶縁膜13の開口を位置合わせに
利用することができる。
【0020】図3は、本発明の回路装置の組立法の一例
の説明図である。この図において、18が配線基板、1
9が配線層、20が絶縁膜、21がバンプであるほか
は、図1において同符号を付して説明したものと同様で
ある。
【0021】この例においては、図2(A)に示され
た、集積回路チップ11、配線層12、絶縁膜13、導
電性高分子材料14からなる集積回路装置を、その開口
に、配線基板18の配線層19の上に形成された絶縁膜
20の開口に形成されたバンプ21を係合することによ
って組み立てている。この実施例によると、位置合わせ
が容易であるほか、配線基板側18のバンプ21が弾性
ないし可塑性をもたない金属であっても熱圧着の際に集
積回路装置にかかる応力を緩和でき、かつ、機械的組立
強度を高める効果を有する。この場合、組立に際して、
従来から知られている導電性接着剤を用いることもでき
る。
【0022】第2態様(図2(B)参照) この態様においては、集積回路チップ11の上の配線層
12の上に形成された絶縁膜13の開口の中に、導電性
高分子材料15を絶縁膜13の開口の外表面まで延在し
た例である。この形状はポリチオフェンモノマーを用い
たときに生じやすいが、メッキの際の対向電極の構造に
よっても形成することができる。この例の構造は、バン
プの電流容量を大きくし、機械的強度を高める効果を有
している。
【0023】第3態様(図2(C)参照) この態様においては、集積回路チップ11の上の配線層
12の上に形成された絶縁膜13の開口の中に、導電性
高分子材料16を絶縁膜13の開口の表面を越えて突出
させて形成した例である。
【0024】この形状はポリピロールモノマーを用いた
ときに生じやすいが、メッキの際の対向電極の構造によ
っても形成することができる。この例の構造は、突出し
たバンプによって平坦な配線層を有する配線基板に組み
立てることができる効果を有している。なお、耐蝕性金
属微粒子17については、第4実施例において説明す
る。
【0025】(第3実施例)この実施例においては、こ
れまで説明した集積回路装置の配線層6(図1),12
(図2,図3)がAl等で形成されている場合に、その
表面の少なくとも一部を金,銀,白金等の耐蝕性金属に
よって形成している。
【0026】配線層としてAl等の酸化しやすい金属を
使用した場合、Al等の金属とバンプの間に大きな接触
抵抗が生じるが、この実施例によると、低抵抗のオーミ
ック接触を実現することができる効果を生じる。
【0027】(第4実施例)図2(C)によって第3実
施例を説明する。この実施例においては、集積回路チッ
プ11の上の配線層12の上に形成された絶縁膜13の
開口の中に、導電性高分子材料16を絶縁膜13の開口
の表面を越えて突出させて形成し、その先端近傍の表面
に金,銀,白金等の耐蝕性金属の微粒子を被着してい
る。
【0028】この実施例によると、ポリピロール等の導
電性高分子材料16からなるバンプを含む全表面に厚さ
約200Åの金,銀,白金等の耐蝕性金属を蒸着し、バ
ンプ以外の領域の耐蝕性金属の微粒子をリフトオフ法に
よって除去する。この蒸着によって、導電性高分子材料
のバンプの表面ないしその内部に金等の耐蝕性金属の微
粒子導入することができ、配線基板の配線層とポリピロ
ールのバンプの電気的接触を良好に保つことができる。
この集積回路装置を配線基板の配線層にフェースダウン
で組み立てる場合は、窒素雰囲気中で、250℃の温度
で行う。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
集積回路装置を配線基板上に組み立てるときに、集積回
路装置に生じる歪みの発生、ひいては、集積回路装置の
特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のバンプの形成方法説明図である。
【図2】(A)〜(C)は本発明の回路装置の概略構成
説明図である。
【図3】本発明の回路装置の組立法の一例の説明図であ
る。
【図4】従来の回路装置の一例の概略構成説明図であ
る。
【符号の説明】
1 絶縁性容器 2 導電性高分子モノマーを含む電解質溶液 3 真空チャック兼正電極 4 負電極 5 集積回路チップ 6 配線層 7 絶縁膜 8 導電性高分子材料

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の絶縁膜と、該第1の絶縁膜の上に
    形成された配線層と、該配線層の上に形成された開口を
    有する第2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜の該開口中に形
    成された導電性高分子材料のバンプを具えることを特徴
    とする回路装置。
  2. 【請求項2】 導電性高分子材料を第2の絶縁膜の開口
    の外表面に延在するまで成長させたことを特徴とする請
    求項1に記載の回路装置。
  3. 【請求項3】 導電性高分子材料を第2の絶縁膜の表面
    を越えて突出するまで成長させたことを特徴とする請求
    項1に記載の回路装置。
  4. 【請求項4】 配線層の表面の少なくとも一部に金,
    銀,白金等の耐蝕性金属が形成されていることを特徴と
    する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の回
    路装置。
  5. 【請求項5】 導電性高分子材料のバンプの表面に金,
    銀,白金等の耐蝕性金属の微粒子が被着されていること
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に
    記載の回路装置。
  6. 【請求項6】 第1の絶縁膜の上に配線層を形成する工
    程と、該配線層の上に開口を有する第2の絶縁膜を形成
    する工程と、該配線層を一方の電極とし、他方の電極と
    の間に導電性高分子モノマーを含む電解質溶液の中で電
    流を流し、該絶縁膜の開口に露出する配線層の上に導電
    性高分子材料を成長する工程を含むことを特徴とする回
    路装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 導電性高分子材料のバンプの表面に金,
    銀,白金等の耐蝕性金属の微粒子を蒸着することによっ
    て、該バンプの表面から内部にかけて該耐蝕性金属の微
    粒子を導入する工程を含むことを特徴とする請求項6に
    記載の回路装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10140666A1 (de) * 2001-08-24 2003-03-13 Univ Braunschweig Tech Verfahren und Anordnung zur Herstellung eines leitfähigen strukturierten Polymerfilms
JP2008187881A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Seiko Epson Corp アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナおよび画像形成装置

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