JPH06232134A - 電子部品におけるバンプ電極の形成方法 - Google Patents
電子部品におけるバンプ電極の形成方法Info
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- JPH06232134A JPH06232134A JP50A JP1569993A JPH06232134A JP H06232134 A JPH06232134 A JP H06232134A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 1569993 A JP1569993 A JP 1569993A JP H06232134 A JPH06232134 A JP H06232134A
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- particles
- melting temperature
- silver
- bump electrode
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/3465—Application of solder
- H05K3/3485—Application of solder paste, slurry or powder
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- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
- H10W72/01221—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition
- H10W72/01223—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition in liquid form, e.g. by dispensing droplets or by screen printing
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- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
- H10W72/251—Materials
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板１における電極パッド２に対し
て、半田をベースとするバンプ電極８を、当該バンプ電
極８における溶融温度を高くした状態で、低コストで形
成する。 【構成】 半導体基板１における電極パッド２に対し
て、半田粒子を主成分とする半田ペーストに銀粒子を混
合するか銀粒子を主成分とする銀ペーストを混合した銀
混合の半田ペースト６を、スクリーンマスク４を使用し
たスクリーン印刷にて塗着したのち、半田の溶融温度で
加熱・焼成する。
て、半田をベースとするバンプ電極８を、当該バンプ電
極８における溶融温度を高くした状態で、低コストで形
成する。 【構成】 半導体基板１における電極パッド２に対し
て、半田粒子を主成分とする半田ペーストに銀粒子を混
合するか銀粒子を主成分とする銀ペーストを混合した銀
混合の半田ペースト６を、スクリーンマスク４を使用し
たスクリーン印刷にて塗着したのち、半田の溶融温度で
加熱・焼成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を備えた半
導体チップ等の半導体基板を、回路基板又はリードフレ
ーム等に対して、金属製のバンプ電極を介して接続する
場合において、その接続部の一方側における電極パッド
に対して、前記バンプ電極を形成する方法に関するもの
である。
導体チップ等の半導体基板を、回路基板又はリードフレ
ーム等に対して、金属製のバンプ電極を介して接続する
場合において、その接続部の一方側における電極パッド
に対して、前記バンプ電極を形成する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のバンプ電極は、金又は銀
等の金属メッキによって形成するのが一般的であった
が、この方法には、多数の工程を必要とすることによ
り、コストが大幅にアップするばかりか、メッキ液の処
理等の公害上の問題があった。そこで、先行技術として
の特開昭５９−４８９４１号公報及び特開平１−２５１
６４３号公報は、バンプ電極の形成に、前記金属メッキ
による方法に代えて、当該バンプ電極を、電極パッドに
対して、半田ペーストをスクリーン印刷にて塗着したの
ち、適宜温度に加熱・焼成することによって形成すると
言う方法を提案している。
等の金属メッキによって形成するのが一般的であった
が、この方法には、多数の工程を必要とすることによ
り、コストが大幅にアップするばかりか、メッキ液の処
理等の公害上の問題があった。そこで、先行技術として
の特開昭５９−４８９４１号公報及び特開平１−２５１
６４３号公報は、バンプ電極の形成に、前記金属メッキ
による方法に代えて、当該バンプ電極を、電極パッドに
対して、半田ペーストをスクリーン印刷にて塗着したの
ち、適宜温度に加熱・焼成することによって形成すると
言う方法を提案している。
【０００３】この先行技術の方法は、半導体基板及び回
路基板等のうち一方側に、その電極パッドの部分に抜き
窓を穿設したスクリーンマスクを重ね合わせ、このスク
リーンマスクの上面に供給した半田ペーストを、当該ス
クリーンマスクの上面に沿ってスキージを往復動するこ
とによって、スクリーンマスクにおける抜き窓内に充填
したのち、前記スクリーンマスクを取り除いたのち、前
記半田の溶融温度か、これよりも高い温度で加熱・焼成
することによって、半田によるバンプ電極を形成するも
のであるから、前記した従来の金属メッキによる方法に
比べて、コストを大幅に低減できる利点を有する。
路基板等のうち一方側に、その電極パッドの部分に抜き
窓を穿設したスクリーンマスクを重ね合わせ、このスク
リーンマスクの上面に供給した半田ペーストを、当該ス
クリーンマスクの上面に沿ってスキージを往復動するこ
とによって、スクリーンマスクにおける抜き窓内に充填
したのち、前記スクリーンマスクを取り除いたのち、前
記半田の溶融温度か、これよりも高い温度で加熱・焼成
することによって、半田によるバンプ電極を形成するも
のであるから、前記した従来の金属メッキによる方法に
比べて、コストを大幅に低減できる利点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その反面、前
記半田によるバンプ電極は、半田の溶融温度で溶けるの
で、半導体基板を、回路基板等に対して、前記半田製の
バンプ電極にて接合したあとにおいて、回路基板等に対
して、別のトランジスター又は抵抗器等の部品を半田付
けにて取り付ける場合において、半田の溶融温度にした
とき、前記半田製のバンプ電極が溶けることになるか
ら、前記半導体基板の回路基板等に対する接合が外れる
ことが多発すると言う問題があった。
記半田によるバンプ電極は、半田の溶融温度で溶けるの
で、半導体基板を、回路基板等に対して、前記半田製の
バンプ電極にて接合したあとにおいて、回路基板等に対
して、別のトランジスター又は抵抗器等の部品を半田付
けにて取り付ける場合において、半田の溶融温度にした
とき、前記半田製のバンプ電極が溶けることになるか
ら、前記半導体基板の回路基板等に対する接合が外れる
ことが多発すると言う問題があった。
【０００５】本発明は、半田製のバンプ電極を半田ペス
ートのスクリーン印刷によって形成する場合において、
前記のよう問題を招来することがないようにしたバンプ
電極の形成方法を提供することを技術的課題とするもの
である。
ートのスクリーン印刷によって形成する場合において、
前記のよう問題を招来することがないようにしたバンプ
電極の形成方法を提供することを技術的課題とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、半導体基板又は回路基板等における電
極パッドに、半田粒子を主成分とする半田ペーストに銀
又は銅等のように半田の溶融温度をアップすることがで
きる金属の粒子を混合して成る混合ペーストを、前記電
極パッドの部分に抜き窓を備えたスクリーンマスクを使
用したスクリーン印刷にて塗着したのち、前記半田の溶
融温度か、これより高い温度で加熱・焼成することにし
た。
るため本発明は、半導体基板又は回路基板等における電
極パッドに、半田粒子を主成分とする半田ペーストに銀
又は銅等のように半田の溶融温度をアップすることがで
きる金属の粒子を混合して成る混合ペーストを、前記電
極パッドの部分に抜き窓を備えたスクリーンマスクを使
用したスクリーン印刷にて塗着したのち、前記半田の溶
融温度か、これより高い温度で加熱・焼成することにし
た。
【０００７】
【作 用】電極パッドに対してスクリーン印刷によっ
て塗着する半田ペーストに、前記のように、銀又は銅等
のように半田の溶融温度をアップすることができる金属
の粒子を混合することにより、その後における半田の溶
融温度か、これよりも高い温度での加熱・焼成に際し
て、半田粒子は互いに一体的に溶融結合すると共に、電
極パッドに対して溶着する一方、金属粒子の一部分が半
田に対して拡散して合金化することになるから、加熱・
焼成した後のバンプ電極における溶融温度は、半田にお
ける溶融温度よりも高くなるのである。
て塗着する半田ペーストに、前記のように、銀又は銅等
のように半田の溶融温度をアップすることができる金属
の粒子を混合することにより、その後における半田の溶
融温度か、これよりも高い温度での加熱・焼成に際し
て、半田粒子は互いに一体的に溶融結合すると共に、電
極パッドに対して溶着する一方、金属粒子の一部分が半
田に対して拡散して合金化することになるから、加熱・
焼成した後のバンプ電極における溶融温度は、半田にお
ける溶融温度よりも高くなるのである。
【０００８】すなわち、半田をベースとするバンプ電極
を、従来のように、金属メッキによることなく、スクリ
ーン印刷によって低コストで形成することができるもの
でありながら、当該バンプ電極における溶融温度を、半
田における溶融温度よりも高くすることができるのであ
る。
を、従来のように、金属メッキによることなく、スクリ
ーン印刷によって低コストで形成することができるもの
でありながら、当該バンプ電極における溶融温度を、半
田における溶融温度よりも高くすることができるのであ
る。
【０００９】
【発明の効果】従って、本発明によると、半導体基板を
回路基板等に対して、前記バンプ電極にて接合したあと
において、回路基板等に対して、別のトランジスター又
は抵抗器等の部品を半田付けにて取り付ける場合におい
て、前記バンプ電極による接合が外れるを確実に防止で
きる効果を有する。
回路基板等に対して、前記バンプ電極にて接合したあと
において、回路基板等に対して、別のトランジスター又
は抵抗器等の部品を半田付けにて取り付ける場合におい
て、前記バンプ電極による接合が外れるを確実に防止で
きる効果を有する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、半導体基板１を示し、この半導体基板１
の上面には、各種半導体素子（図示せず）に対する複数
個のアルミ製電極パッド２とパシベーション膜３とが形
成されており、更に、前記電極パッド２の表面には、従
来の場合と同様に、チタン層及び銅層等から成るバリヤ
皮膜（図示せず）が形成されている。
する。図１は、半導体基板１を示し、この半導体基板１
の上面には、各種半導体素子（図示せず）に対する複数
個のアルミ製電極パッド２とパシベーション膜３とが形
成されており、更に、前記電極パッド２の表面には、従
来の場合と同様に、チタン層及び銅層等から成るバリヤ
皮膜（図示せず）が形成されている。
【００１１】そして、前記半導体基板１の上面に、図２
に示すように、前記各電極パッド２の部分に抜き窓５を
穿設して成る板厚さ５０ミクロンのスクリーンマスク４
を重ね合わせ、このスクリーンマスク４の上面に対し
て、粒径２０ミクロン以下の共晶半田粒子を主成分とす
る従来公知の半田ペーストに、粒径１ミクロン以下の銀
粒子を適宜比率で混合して成る銀混合の半田ペースト６
を供給する。
に示すように、前記各電極パッド２の部分に抜き窓５を
穿設して成る板厚さ５０ミクロンのスクリーンマスク４
を重ね合わせ、このスクリーンマスク４の上面に対し
て、粒径２０ミクロン以下の共晶半田粒子を主成分とす
る従来公知の半田ペーストに、粒径１ミクロン以下の銀
粒子を適宜比率で混合して成る銀混合の半田ペースト６
を供給する。
【００１２】なお、この場合において、共晶半田粒子を
主成分とする従来公知の金ペーストに対して、銀粒子を
主成分とする従来公知の銀ペーストを適宜比率で混合す
るようにしても良いのである。次いで、前記スクリーン
マスク４の上面に沿ってスキージ７を移動することによ
り、前記銀混合の半田ペースト６を、前記抜き窓５内に
充填する。
主成分とする従来公知の金ペーストに対して、銀粒子を
主成分とする従来公知の銀ペーストを適宜比率で混合す
るようにしても良いのである。次いで、前記スクリーン
マスク４の上面に沿ってスキージ７を移動することによ
り、前記銀混合の半田ペースト６を、前記抜き窓５内に
充填する。
【００１３】そして、前記スクリーンマスク４を、図３
に示すように、取り除き、銀混合の半田ペースト６の乾
燥を行ったのち、半導体基板１の全体を、加熱炉に入れ
て、共晶半田の溶融温度である１８３℃よりも少し高い
約１９０℃の温度で約３０秒間にわたって加熱すると言
う焼成を行う。この加熱・焼成により、前記共晶半田粒
子が互いに一体的に溶融結合すると共に、電極パッドに
対して溶着するから、図４に示すように、半導体基板１
における各電極パッド２に対して、半田をベースとする
高さ約２０ミクロンのバンプ電極８を形成することがで
きるのである。
に示すように、取り除き、銀混合の半田ペースト６の乾
燥を行ったのち、半導体基板１の全体を、加熱炉に入れ
て、共晶半田の溶融温度である１８３℃よりも少し高い
約１９０℃の温度で約３０秒間にわたって加熱すると言
う焼成を行う。この加熱・焼成により、前記共晶半田粒
子が互いに一体的に溶融結合すると共に、電極パッドに
対して溶着するから、図４に示すように、半導体基板１
における各電極パッド２に対して、半田をベースとする
高さ約２０ミクロンのバンプ電極８を形成することがで
きるのである。
【００１４】しかも、前記加熱・焼成により、銀粒子の
一部分が半田に対して拡散して合金化することになるか
ら、加熱・焼成した後のバンプ電極８における溶融温度
が、共晶半田における溶融温度よりも高くなるのであ
る。すなわち、本発明者の実験によると、共晶半田粒子
に対する銀粒子の混合比率を１ｗｔ％にしたとき、バン
プ電極８の溶融温度は、共晶半田の溶融温度（１８３
℃）よりも７℃程度だけ高くなり、また、銀粒子の混合
比率を２ｗｔ％にしたとき、バンプ電極８の溶融温度
は、共晶半田の溶融温度よりも１５℃程度だけ高くな
り、更にまた、銀粒子の混合比率を３ｗｔ％にしたと
き、バンプ電極８の溶融温度は、共晶半田の溶融温度よ
りも２３℃程度だけ高くなるのであった。
一部分が半田に対して拡散して合金化することになるか
ら、加熱・焼成した後のバンプ電極８における溶融温度
が、共晶半田における溶融温度よりも高くなるのであ
る。すなわち、本発明者の実験によると、共晶半田粒子
に対する銀粒子の混合比率を１ｗｔ％にしたとき、バン
プ電極８の溶融温度は、共晶半田の溶融温度（１８３
℃）よりも７℃程度だけ高くなり、また、銀粒子の混合
比率を２ｗｔ％にしたとき、バンプ電極８の溶融温度
は、共晶半田の溶融温度よりも１５℃程度だけ高くな
り、更にまた、銀粒子の混合比率を３ｗｔ％にしたと
き、バンプ電極８の溶融温度は、共晶半田の溶融温度よ
りも２３℃程度だけ高くなるのであった。
【００１５】このことから、共晶半田粒子に対する銀粒
子の混合比率は、２ｗｔ％以上にすべきであることが判
った。なお、銀粒子の混合比率を多くすることにより、
バンプ電極８の溶融温度を更に高くすることができる
が、銀粒子の混合比率を多くすれば、コストのアップの
招来することになるから、銀粒子の混合比率は、５ｗｔ
％以下にとどめるべきである。
子の混合比率は、２ｗｔ％以上にすべきであることが判
った。なお、銀粒子の混合比率を多くすることにより、
バンプ電極８の溶融温度を更に高くすることができる
が、銀粒子の混合比率を多くすれば、コストのアップの
招来することになるから、銀粒子の混合比率は、５ｗｔ
％以下にとどめるべきである。
【００１６】一方、前記した共晶半田粒子を主成分とす
る半田ペーストに、銅の粒子を混合した場合、加熱・焼
成後におけるバンプ電極８の溶融温度を、銅粒子の混合
比率を１ｗｔ％にしたとき共晶半田の溶融温度よりも２
０℃程度、銅粒子の混合比率を２ｗｔ％にしたとき共晶
半田の溶融温度よりも５０℃程度、銅粒子の混合比率を
１ｗｔ％にしたとき共晶半田の溶融温度よりも８０℃程
度だけアップすることができるのであった。
る半田ペーストに、銅の粒子を混合した場合、加熱・焼
成後におけるバンプ電極８の溶融温度を、銅粒子の混合
比率を１ｗｔ％にしたとき共晶半田の溶融温度よりも２
０℃程度、銅粒子の混合比率を２ｗｔ％にしたとき共晶
半田の溶融温度よりも５０℃程度、銅粒子の混合比率を
１ｗｔ％にしたとき共晶半田の溶融温度よりも８０℃程
度だけアップすることができるのであった。
【００１７】なお、前記した共晶半田粒子を主成分とす
る半田ペーストに混合する金属粒子としては、前記した
銀粒子及び銅粒子に限らず、ニッケル粒子又は鉄粒子等
のように、半田の溶融温度をアップすることができるそ
の他の金属粒子を適用しても良いことは勿論である。
る半田ペーストに混合する金属粒子としては、前記した
銀粒子及び銅粒子に限らず、ニッケル粒子又は鉄粒子等
のように、半田の溶融温度をアップすることができるそ
の他の金属粒子を適用しても良いことは勿論である。
【図１】本発明の実施例において、半導体基板の縦断正
面図である。
面図である。
【図２】半導体基板の上面における各電極パッドに対し
てスクリーンマスクを使用してペーストを塗着している
状態の縦断正面図である。
てスクリーンマスクを使用してペーストを塗着している
状態の縦断正面図である。
【図３】ペーストを塗着したあとにおいて前記スクリー
ンマスクを取り除いた状態の縦断正面図である。
ンマスクを取り除いた状態の縦断正面図である。
【図４】加熱・焼成にて、前記各電極パッドにバンプ電
極を形成した状態の縦断正面図である。
極を形成した状態の縦断正面図である。
１ 半導体基板 ２ 電極パッド ３ パシベーション膜 ４ スクリーンマスク ５ 抜き孔 ６ 銀混合の半田ペースト ７ スキージ ８ バンプ電極
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板又は回路基板等における電極パ
ッドに、半田粒子を主成分とする半田ペーストに銀又は
銅等のように半田の溶融温度をアップすることができる
金属の粒子を混合して成る混合ペーストを、前記電極パ
ッドの部分に抜き窓を備えたスクリーンマスクを使用し
たスクリーン印刷にて塗着したのち、前記半田の溶融温
度か、これよりも高い温度で加熱・焼成することを特徴
とする電子部品におけるバンプ電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232134A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 電子部品におけるバンプ電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232134A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 電子部品におけるバンプ電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232134A true JPH06232134A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11896024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06232134A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 電子部品におけるバンプ電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232134A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009321A1 (de) * | 1996-08-27 | 1998-03-05 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Verfahren zur selektiven belotung |
| US5762259A (en) * | 1995-07-13 | 1998-06-09 | Motorola Inc. | Method for forming bumps on a substrate |
| EP0818811B1 (en) * | 1996-07-05 | 1999-12-15 | Hewlett-Packard Company | Method of making solder bumps |
| DE19832706C2 (de) * | 1998-07-14 | 2000-08-03 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement im Chip-Format und Verfahren zu seiner Herstellung |
| KR100485590B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2005-04-27 | 동부아남반도체 주식회사 | 솔더 페이스트 프린트를 이용한 웨이퍼 범핑 방법 |
| CN112378716A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-19 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种cbga器件的可焊性试验制样方法 |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP50A patent/JPH06232134A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5762259A (en) * | 1995-07-13 | 1998-06-09 | Motorola Inc. | Method for forming bumps on a substrate |
| EP0818811B1 (en) * | 1996-07-05 | 1999-12-15 | Hewlett-Packard Company | Method of making solder bumps |
| WO1998009321A1 (de) * | 1996-08-27 | 1998-03-05 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Verfahren zur selektiven belotung |
| DE19832706C2 (de) * | 1998-07-14 | 2000-08-03 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement im Chip-Format und Verfahren zu seiner Herstellung |
| WO2000004584A3 (de) * | 1998-07-14 | 2000-11-16 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement im chip-format und verfahren zu seiner herstellung |
| EP1324389A3 (de) * | 1998-07-14 | 2004-02-18 | Infineon Technologies AG | Halbleiterbauelement im Chip-Format und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6818090B2 (en) | 1998-07-14 | 2004-11-16 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device in chip format and method for producing it |
| US6973717B2 (en) | 1998-07-14 | 2005-12-13 | Infineon Technologies Ag | Method for producing a semiconductor device in chip format |
| KR100485590B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2005-04-27 | 동부아남반도체 주식회사 | 솔더 페이스트 프린트를 이용한 웨이퍼 범핑 방법 |
| CN112378716A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-19 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种cbga器件的可焊性试验制样方法 |
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