JPH06204230A - バンプ形成法およびバンプ製造装置 - Google Patents

バンプ形成法およびバンプ製造装置

Info

Publication number
JPH06204230A
JPH06204230A JP4349056A JP34905692A JPH06204230A JP H06204230 A JPH06204230 A JP H06204230A JP 4349056 A JP4349056 A JP 4349056A JP 34905692 A JP34905692 A JP 34905692A JP H06204230 A JPH06204230 A JP H06204230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
bump
bumps
metal paste
paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4349056A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3121464B2 (ja
Inventor
Katsumi Samejima
克己 鮫島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP04349056A priority Critical patent/JP3121464B2/ja
Publication of JPH06204230A publication Critical patent/JPH06204230A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3121464B2 publication Critical patent/JP3121464B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • HELECTRICITY
    • 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

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部に溶剤やガスが残留しないように完全に
追い出して、緻密で電気抵抗の小さい微細な形状のバン
プを簡単に形成する方法を提供する。 【構成】 基板1の表面の電極パッド2上に金属ペース
ト成形体14を形成し、基板1の下側からの加熱により金
属ペースト成形体14を乾燥させ、そののち基板1をハロ
ゲンランプなどの光などの照射によるRTA装置を用い
て金属ペースト成形体14を焼成することによりバンプ14
aを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップなどの基
板の周縁部に設けられた電極パッド上に、外部リードと
の接続用に設けられた金属突起物であるバンプを形成す
るバンプ形成法およびバンプ製造装置に関する。さらに
詳しくは、スクリーン印刷を用いたバンプ形成法および
バンプ製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、電子機器の小形化に伴い、集積回
路(IC)などを組み込んだ半導体装置も、樹脂でモー
ルドしてリード線を導出したものでなく、COB、CO
GまたはTABなどのように、半導体チップの電極パッ
ド上に直接、外部接続用の金属突起物であるバンプが形
成された半導体チップ(いわゆるベアチップ)が用いら
れるようになっている。この種の半導体チップは、直接
プリント基板などの配線リードに接続(いわゆるワイヤ
レスボンディング)して使用するので電子機器の小形化
に都合よく貢献している。
【0003】このような半導体チップのバンプ部を図4
に示された断面図により説明する。半導体基板1の半導
体回路の外部接続用電極端子はアルミニウム配線など
で、半導体チップの周縁部に導出され、電極パッド11が
形成される。この電極パッド11の上に金属バンプ14bが
形成される。しかし、多くのばあい、電極パッド11を構
成するアルミニウムとバンプ14bを構成するハンダなど
はなじまず接着しないので、通常複数層のバリアメタル
12を介在させて、その上にバンプ14bが形成され、バン
プを形成しない部分はシリコン酸化膜、シリコンチッ化
膜などからなるパッシベーション膜13で覆われている。
【0004】このようなバンプ14bは、従来、一般に電
解メッキ法により形成される。その他、スクリーン印
刷、転写や蒸着といった方法も研究されている。スクリ
ーン印刷の方法によってバンプを形成するばあい、印刷
された金属ペースト成形体を乾燥させ、焼成させる必要
があり、通常、オーブンなどで乾燥、焼成が行われてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バンプをオー
ブンで乾燥させたばあい、バンプの表面から乾燥が開始
されるので、内部の溶剤やガスが放出されずにバンプ内
に残留してしまい、脆く、電気抵抗が大きくなってバン
プの機能を果さないという問題がある。
【0006】本発明では、かかる問題を解消し、バンプ
中に空隙を生ぜず、スクリーン印刷により簡単にバンプ
を形成できるバンプ形成法およびバンプ製造装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプ形成法
は、基板に設けられた電極パッドに対応する孔を有する
マスクを前記基板上に配設し、該マスク上からスクリー
ン印刷により金属ペーストを印刷し、前記基板の下側か
ら加熱して、前記金属ペーストを乾燥させ、ついで前記
金属ペーストを焼成することを特徴とするものである。
【0008】さらに、本発明のバンプ製造装置は、スク
リーン印刷により金属ペーストが印刷された基板を下側
から加熱処理する乾燥器と、該乾燥器によって乾燥が施
された前記基板を焼成する焼成器と、前記基板を搬送す
る搬送装置とからなり、該搬送装置で前記基板を搬送さ
せながら乾燥、焼成を連続して行うものである。
【0009】
【作用】本発明のバンプ形成法によれば、スクリーン印
刷によって短時間で簡単にバンプを形成でき、基板の下
側から加熱して乾燥させることによってバンプ内のガス
を完全に除去して、強度が高く、電気抵抗が小さいバン
プを形成することができる。また、本発明のバンプ製造
装置によれば、スクリーン印刷からバンプの乾燥および
焼成まで連続して処理することができ、自動化すること
もできる。
【0010】
【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明について説
明する。図1は本発明のバンプ形成法を順をおって説明
するためのバンプ部分の断面説明図であり、1は半導体
基板や回路基板などの基板、2は電極パッド、5はメタ
ルマスク、6は孔を示し、電極パッド2は基板1の周縁
部に露出しており、孔6はメタルマスク5における電極
パッド2に対応する位置に開けられている。
【0011】ここで、メタルマスク5はステンレス、ニ
ッケルやタングステンなどの薄膜からなり、バンプを形
成すべき基板1に設けられた電極パッド2に対応して孔
6が形成されている。このメタルマスク5は通常50〜30
0 μmの厚さで形成されている。あまり厚すぎると孔6
が垂直に形成されなくなり、薄すぎるとバンプの形成高
さが低くなり、他の膜などから突出させることができな
くなるからである。
【0012】図1(a)に示されるように、まず、基板
1を固定治具3の上に載置し、位置合わせしてから、固
定治具3の上表面に開口する吸着孔4より真空に引き、
基板1を固定治具3上にしっかりと配設する。
【0013】つぎに、図1(b)に示されるように、ス
クリーン印刷機により金属ペースト9を印刷する。金属
ペースト9としては、形成すべきバンプの目的に応じて
材料が選択されるが、たとえば銀ペースト、ハンダペー
スト、金ペースト、銅ペーストなどが用いられる。銀ペ
ーストは銀粉末とガラス粉末を溶剤ブチルカルビトール
アセテート(BCA)に混ぜてペースト状にしたもの
で、ハンダペーストは共晶ハンダの粉末がフラックスと
混ぜられてペースト状にしたものが使用される。具体例
として、メタルマスク5の孔6が電極パッド2の上にく
るようにしっかりと位置合わせしたのち、固定具7で三
方から固定して、スキージ8で金属ペースト9を孔6に
埋め込み、金属ペースト成形体14とする。この際、メタ
ルマスク5上に金属ペースト9が残らないようにする。
乾燥、焼成をするときメタルマスク5を除去して行うば
あいは金属ペースト9がメタルマスク5上に残存してい
てもよい。
【0014】つぎに、図1(c)に示すように、基板1
およびメタルマスク5をスクリーン印刷機より取り外
し、ホットプレートなどのヒーター10で下側から加熱す
る。すると、金属ペースト成形体14は基板1に面してい
る下側から乾燥を始め、金属ペースト成形体14内の溶剤
は蒸発して開放している上側から抜け下側から順次乾燥
する。そののち、メタルマスク5を取り外して図1
(d)に示すように、基板1の電極パッド2上にバンプ
14aが形成される。
【0015】なお、図1(c)において、メタルマスク
5は金属ペースト成形体14のダレを防ぐためのものであ
るので、ある程度の粘度を有する金属ペースト成形体14
を用いるばあいにはメタルマスク5を取り外して乾燥を
行ってもよい。
【0016】前述のように乾燥を行ったあと、たとえば
図2に示されるようなRTA(RapidThermal Anneal)装
置15などを用いて金属ペースト成形体14の焼成を行って
バンプ14aを生成することが好ましい。ここにRTA装
置とは、たとえばハロゲンランプ、キセノンランプ、ア
ークランプもしくは放電灯などの光ランプ、レーザ光、
電子ビーム(EB)またはカーボンヒータなどの熱源で
ある光や熱線、ビームなどを照射することにより照射さ
れた表面から短時間(通常は10ns〜数分以内)で加熱処
理できる装置を意味する。このRTA装置によれば光や
ビームが照射される表面側から加熱され、温度が上昇す
る。また、光などが照射される材料により、透過性と吸
収性の差があるときは吸収性のよい材料が受けた光を熱
に変換してとくに温度が上昇する。
【0017】この焼成は金属ペースト成形体の金属粉末
間の接触をよくして電気伝導性を向上させるためのもの
である。そのため、共晶ハンダバンプではたとえば210
〜220 ℃程度で約1〜60秒間程度加熱することにより焼
成され、完全に溶融状態(共晶ハンダの融点183 ℃)に
なり、そののち冷却されて固化することにより、ハンダ
の塊となって電気伝導を良好にしている。一方、銀バン
プではたとえば350 〜450 ℃程度で約5〜120 秒間程度
加熱することにより焼成され、この温度では銀粉末は溶
融状態には至らないが、ペーストにした溶剤は蒸発し、
粉末間の表面を連結状態にしてバンプ14aの電気伝導を
良好にしている。
【0018】RTA装置15は、蓋16aを有する密閉可能
な箱状体であるSUSチャンバー16と、SUSチャンバ
ー16の内部に設けられるハロゲンランプ21と、ハロゲン
ランプ21のさらに内側に、蓋16aに向かって開放するよ
うに設けられる筒状体である石英サセプタ17とからな
り、蓋16aに第一供給管18、石英サセプタ17の下方に基
板裏面の温度測定用開口管19、開放端と反対側に排気管
20が設けられている。この装置で、蓋16aを開けて石英
ウェハサセプタ22の上に基板1を載せ、基板1が石英サ
セプタ17の内部に位置するようにして、蓋16aを閉じ
る。そののち、ハロゲンランプ21を点灯して、金属ペー
スト成形体14の温度をその金属材料に適する焼成温度に
して焼成を行うことによりバンプが形成される。
【0019】具体例として前述の金属ペースト9に銀ペ
ーストを用い、たとえば約150 ℃のホットプレート上
に、1〜3分ほど載置させて乾燥し、そののち、RTA
装置によりたとえば約350 ℃で約1〜60秒間程度焼成し
た。
【0020】つぎに図3より、前述のバンプの形成を行
うバンプ製造装置を説明する。図3において、30はたと
えば、エンドレスベルトなどよりなる耐熱性の搬送装
置、31はスクリーン印刷機、32はヒーター10よりなる乾
燥器、33は基板1を搬送装置30から石英ウェハサセプタ
22に積載し、蓋16aを閉めることによって焼成を行う焼
成器である。
【0021】スクリーン印刷機31によって金属ペースト
9が印刷され、金属ペースト成形体14が形成された基板
1は、搬送装置30によって乾燥器32に送られる。乾燥器
32ではヒータ10によって基板1を下側から加熱処理し、
バンプ14a内の溶剤やガスを外部に充分放出させて乾燥
させる。このとき、金属ペースト9が流出する惧れのあ
るものであれば、図1(c)に示すようなメタルマスク
5を被せたまま乾燥を行い、適宜排除するようにすれば
よい。
【0022】さらに、搬送装置30で基板1を焼成器33ま
で搬送し、図示されない送り装置で基板1を図面奥方向
に位置する蓋16aの突起状板、石英ウェハサセプタ22上
に移載し、蓋16aを閉めて、前述のように焼成を行う。
そのあと、蓋16aを開けて、図示されない送り装置で基
板1を図面手前方向の搬送装置上に戻し、完成品として
搬出する。
【0023】また、金属ペースト9が流出する惧れのあ
るものであれば、図1(c)に示すようなメタルマスク
5を被せたまま乾燥および焼成を行い、適宜排除するよ
うにすればよい。
【0024】前記実施例では半導体チップに形成される
バンプを半導体ウェハの状態で形成したが、バンプは半
導体チップに限られず、リードレスで回路基板などに接
続されるリードレスの抵抗、コンデンサー、配線などの
他の電子部品にも形成され、本発明を適用することがで
きる。さらに、バンプは電子部品以外にも回路基板など
の接続部などにも形成されるばあいがあり、いずれのバ
ンプの形成のばあいにも本発明を適用することができ
る。
【0025】
【発明の効果】本発明のバンプ形成法によれば、金属ペ
ースト成形体を基板の下側から加熱して乾燥させるの
で、金属ペーストは基板との接触部分である底部より乾
燥を始め、金属ペースト成形体内の溶剤を非接触の開放
部分から完全に外部に除去して、バンプ中に空隙として
残留させない。そのため、バンプの強度は甚大で、しか
も、電気抵抗が低くなり、良好なバンプをうることがで
きる。また、スクリーン印刷を用いることによって短時
間で簡単に大量の金属ペーストの焼結体を形成できる。
さらに、本発明のバンプ製造装置によれば、スクリーン
印刷からバンプの乾燥および焼成までを自動化により連
続して処理することができる。その結果、製造コストが
低減され、電子部品のコストダウンに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバンプ形成法を順をおって説明するた
めのバンプ部分の断面説明図である。
【図2】本発明のバンプ形成法の焼成工程に使用するR
TA装置の一例の断面説明図である。
【図3】本発明のバンプ製造装置の構成図である。
【図4】基板に形成されるバンプ部分の断面説明図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 電極パッド 5 メタルマスク 6 孔 9 金属ペースト 14 金属ペースト成形体 14a バンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に設けられた電極パッドに対応する
    孔を有するマスクを前記基板上に配設し、該マスク上か
    らスクリーン印刷により金属ペーストを印刷し、前記基
    板の下側から加熱して、前記金属ペーストを乾燥させ、
    ついで前記金属ペーストを焼成することを特徴とするバ
    ンプ形成法。
  2. 【請求項2】 スクリーン印刷により金属ペーストが印
    刷された基板を下側から加熱処理する乾燥器と、該乾燥
    器によって乾燥が施された前記基板を焼成する焼成器
    と、前記基板を搬送する搬送装置とからなり、該搬送装
    置で前記基板を搬送させながら乾燥、焼成を連続して行
    うバンプ製造装置。
JP04349056A 1992-12-28 1992-12-28 バンプ形成法およびバンプ製造装置 Expired - Fee Related JP3121464B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04349056A JP3121464B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 バンプ形成法およびバンプ製造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04349056A JP3121464B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 バンプ形成法およびバンプ製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06204230A true JPH06204230A (ja) 1994-07-22
JP3121464B2 JP3121464B2 (ja) 2000-12-25

Family

ID=18401198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04349056A Expired - Fee Related JP3121464B2 (ja) 1992-12-28 1992-12-28 バンプ形成法およびバンプ製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3121464B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256307A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Ngk Spark Plug Co Ltd 半導体素子付き配線基板、配線基板及びその製造方法
JP2007073948A (ja) * 2005-08-12 2007-03-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
KR100807478B1 (ko) * 2007-03-06 2008-02-25 삼성전기주식회사 솔더 형성 방법 및 솔더 형성용 캡
WO2020245100A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung eines verbindungs-bereichs auf einem substrat für eine elektrische baugruppe und substrat dazu

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256307A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Ngk Spark Plug Co Ltd 半導体素子付き配線基板、配線基板及びその製造方法
JP2007073948A (ja) * 2005-08-12 2007-03-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
KR100807478B1 (ko) * 2007-03-06 2008-02-25 삼성전기주식회사 솔더 형성 방법 및 솔더 형성용 캡
WO2020245100A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung eines verbindungs-bereichs auf einem substrat für eine elektrische baugruppe und substrat dazu

Also Published As

Publication number Publication date
JP3121464B2 (ja) 2000-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6992001B1 (en) Screen print under-bump metalization (UBM) to produce low cost flip chip substrate
CN100455394C (zh) 焊接方法
JPH11163036A (ja) バンプ形成方法、はんだ接合用前処理方法、はんだ接合方法、バンプ形成装置、はんだ接合用前処理装置およびはんだ接合装置
US7279409B2 (en) Method for forming multi-layer bumps on a substrate
JP3121464B2 (ja) バンプ形成法およびバンプ製造装置
US6239013B1 (en) Method for transferring particles from an adhesive sheet to a substrate
WO2006049874A1 (en) Ultrasonic agitation of solder during reflow
TW200536646A (en) Vertical removal of excess solder from a circuit substrate
JPH0738420B2 (ja) 金属被覆方法
JP3677301B2 (ja) セラミック回路基板及びセラミック回路基板の製造方法
JPH06204229A (ja) バンプ形成法および半導体装置
US6375060B1 (en) Fluxless solder attachment of a microelectronic chip to a substrate
JP3205301B2 (ja) 赤外線ヒータおよびそれを用いたはんだ付け装置
JPH06204227A (ja) バンプの形成法
JPH01118369A (ja) ハンダ付けリフロー炉
JPH06204228A (ja) バンプの形成法
CN121693204A (zh) 用于形成电子器件的方法和设备
JPH05152733A (ja) 表面実装用プリント配線基板
JPH06196851A (ja) 回路基板に金属部材を取り付けるはんだ付け方法
Sergent Hybrid microelectronics technology
JP2001118759A (ja) 半導体製造・検査装置用セラミック基板
JP3853900B2 (ja) セラミック配線基板の封着方法
JP3322961B2 (ja) 半導体モジュールの製造方法
JPH03207573A (ja) 接合体の製造方法及びその装置
JPH11186707A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees