JPH06252149A - バンプ形成用複合フィルムおよびそれを用いた転写バンプ形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に高精度で、しかも容易に接続や接点として用いるバン
プを形成でき、再利用が可能なバンプ形成用複合フィル
ム、およびこのフィルムを用いた転写バンプ形成方法を
提供する。 【構成】 ポリイミド樹脂などからなる絶縁性フィルム
１の表裏面に貫通し、かつ一方の表面から突出するよう
にバンプ用金属体３が離脱可能な状態でメッキ充填にて
保持されており、他面には熱可塑性樹脂層２が形成され
ている。金属体３の離脱後のフィルムは導電層６を熱可
塑性樹脂層２の上に形成することによって金属体をメッ
キ充填することができ、リサイクル可能となる。

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やプリンタ
ー、記録装置、表示装置、電気部品、電気回路などの各
種部品の接続や実装に用いられるバンプを容易に形成す
ることができるバンプ形成用複合フィルム、および該フ
ィルムを用いた転写バンプ形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体産業の発展に伴っ
て、電子機器の薄型化や小型軽量化が進み、半導体装置
を多く用いるデバイスや機器には半導体素子を一定面積
の基板上に高密度に実装することが望まれている。半導
体実装の技術分野では半導体素子に金属突起物（バン
プ）を直接もしくは転写にて形成して接続端子とし、こ
れを用いて実装を行っている。このようなバンプを形成
する方法は、半導体素子以外の各種電気・電子部品にも
応用することによって電子機器への実装密度の向上につ
ながる。

【０００３】しかしながら、一般に半導体素子やその他
の多くの電子部品にバンプを直接形成することは、製造
技術（形成技術）の面から難しく、製造時の歩留り低下
の原因となるものである。一方、バンプを転写法によっ
て形成する、所謂転写バンプ形成方法も提案されている
が、現在行われているＩＴＯガラス上にバンプを形成す
る方法では、製造コストや製造方法、バンプの転写方法
などに種々の制約があり、実用化の点で未だ満足できる
ものではない。

【０００４】そこで、本発明者らは実用的な転写バンプ
形成方法について、特願平４−８７９４２号にバンプ用
金属体を離脱可能な状態で絶縁性フィルム内に保持して
なる複合フィルムを提案したが、絶縁性フィルムを特殊
形状に加工する必要があり、量産化の点からは未だ充分
なものとは云えないものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のバ
ンプ形成技術における種々の問題に鑑みてなされたもの
であって、半導体素子や電気・電子部品、電気回路など
に高精度で、しかも容易に接続や接点に用いるバンプを
形成でき、しかも使用後のフィルムの再利用が可能なフ
ィルムの提供、およびこのフィルムを用いた転写バンプ
形成方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、バンプ
用金属体を離脱可能な状態で絶縁性フィルム内の厚み方
向に貫通して保持させると共に、片面にはバンプ転写後
のフィルム内に金属体を再充填できるように熱可塑性樹
脂層を形成することによって再利用が可能となり、上記
目的を達成できることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

【０００７】即ち、本発明は絶縁性フィルムの表裏面に
貫通し、かつ絶縁性フィルムの少なくとも一方の表面か
ら突出するようにバンプ用金属体が離脱可能な状態で保
持され、絶縁性フィルムの他方の表面には熱可塑性樹脂
層が形成されていることを特徴とするバンプ形成用複合
フィルムを提供するものである。

【０００８】また、本発明は半導体素子または電気回
路、もしくは電気回路部品上に上記バンプ形成用複合フ
ィルムにおける金属体の突出部を接合したのち、接合部
に金属体を転写した状態で絶縁性フィルムおよび熱可塑
性樹脂層からなる複合フィルムを除去することを特徴と
する転写バンプ形成方法を提供するものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のバンプ形成用複合フィルムお
よびこれを用いた転写バンプ形成方法の実施例を図面を
用いて説明する。

【００１０】図１は本発明のバンプ形成用複合フィルム
を被着体としての外部基板上の電極部に接触させた状態
を示す拡大断面図であり、図２はバンプ用金属体を溶融
させることによって外部回路上の電極部に転写してバン
プを形成した状態を示す拡大断面図である。

【００１１】図１から明らかなように、本発明のバンプ
形成用複合フィルムには絶縁性フィルム１の表裏面に貫
通して半田、金、銀、銅、ニッケル、錫、鉛、インジウ
ム、またはこれらの合金などからなるバンプ用金属体３
が保持されており、金属体３は一方の表面（図中、下
側）に突出している。また、金属体３は離脱可能な状態
で保持されている必要があるので、好ましくは図示する
ようにテーパーを有していることが好ましく、通常、テ
ーパーの程度は絶縁性フィルム１の厚み方向と金属体３
のテーパー方向との角度が２０度以下、望ましくは５〜
１５度程度とする。バンプ用金属体３の突出形状は特に
限定されないが、使用前に金属体３が脱落することを防
止し、被着体としての電気回路や電気回路部品、半導体
素子への確実な接合、転写を行うためには図示するよう
なマッシュルーム形状とすることが好ましく、通常、１
０００μｍ程度以下の高さとなるように形成する。

【００１２】また、図２ではバンプ用金属体３が熱溶融
によって絶縁性フィルム１から離脱して転写された状態
を示しているが、このような熱溶融可能な金属体として
は半田や錫、鉛、インジウムなどの融点が４５０℃以下
の金属を用いることが好ましい。なお、本発明において
は、金属体３は図２に示すような熱溶融によって略球状
のバンプ１３を形成するものに限らず、絶縁性フィルム
１内の保持形状のままで転写されるような高融点金属体
を用いてもよい。この場合には電極部４の表面に加熱溶
融しやすい半田のような金属層を形成しておき、電極部
４とバンプ用金属体３とを加熱接合する。そののち、熱
膨張係数の差を利用して強制的に絶縁性フィルム１を剥
離し、金属体３を離脱、転写することによってバンプ１
３を形成することができるのである。

【００１３】本発明においては上記絶縁性フィルム１の
他面、即ち、バンプ用金属体３の突出側と反対側に熱可
塑性樹脂層２が形成されている。該樹脂層２は本発明の
複合フィルムから金属体３を離脱、転写させたのち、該
樹脂層２が有する熱接着性を利用して金属箔などの導電
層と熱接着を行い、電解メッキによって再度金属体を絶
縁性フィルム内に充填することができ、再利用性の点で
重要な役割を果たすものである。

【００１４】本発明に用いる絶縁性フィルム１は電気絶
縁性を有するものであり、しかも適度な可撓性を有する
ものであればよい。具体的には、ポリエステル系樹脂、
エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミ
ド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコ
ーン系樹脂、フッ素系樹脂など熱硬化性樹脂や熱可塑性
樹脂を問わず用いることができる。これらの樹脂のう
ち、転写バンプ形成の際の位置合わせの容易性の点から
は透明性を有する樹脂が好ましく、また、その中でも優
れた耐熱性や機械的強度を発揮するポリイミド系樹脂を
用いることが好ましい。さらに、絶縁性フィルム１の厚
みは転写形成する金属量（体積）に応じて任意に選択す
ることができるが、機械的強度と可撓性のバランスから
は通常、５〜５００μｍ程度とすることが望ましい。

【００１５】一方、上記絶縁性フィルム１の他面に形成
する熱可塑性樹脂層２は電気絶縁性を有すると共に、前
記したように加熱によって可塑性を呈して熱接着性を発
揮するものであり、前記絶縁性フィルム１よりも溶融温
度が低いものが採用される。具体的には、ポリエステル
系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエ
チレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、
ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹
脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂のう
ち上記絶縁性フィルム１と同様、透明性や耐熱性、機械
的強度などの点からポリイミド系の熱可塑性樹脂を用い
ることが好ましい。また、これらの熱可塑性樹脂層２の
厚みは熱接着性の発現と可撓性とのバランスから絶縁性
フィルム１内に保持するバンプ用金属体３の径の１／２
〜１／１０００、好ましくは１／１０〜１／２０程度の
範囲とする。

【００１６】図３は本発明のバンプ形成用複合フィルム
の他の実施例を示す拡大断面図である。

【００１７】図３においてバンプ用金属体３は絶縁性フ
ィルム１と熱可塑性樹脂層２との積層フィルムを２枚熱
接着した複合フィルム内に保持されている。このよう
に、本発明の複合フィルムは熱可塑性樹脂層２を片面に
形成しているので、該樹脂層２を介して複数枚のフィル
ムを重ね合わすことができる。従って、保持する金属体
３の量（体積）や転写形成するバンプ１３の高さを調整
することができる。

【００１８】図４は本発明のバンプ形成用複合フィルム
を得るための各製造工程を示す断面図である。

【００１９】まず、図４（Ａ）に示すように、絶縁性フ
ィルム１と熱可塑性樹脂層２からなる積層フィルムを用
意する。積層方法は特に限定されず、加熱圧着法や塗布
積層法、溶融押し出し法などの任意の方法を用いること
ができる。

【００２０】次いで、機械的加工やレーザー加工、光加
工、化学エッチングなどによって図４（Ｂ）に示すよう
に所定の位置に所望する大きさの貫通孔を形成する。貫
通孔を形成する方法の選択は孔形状や大きさなどによっ
て任意であるが、単なる貫通孔形成であるので、一般的
に用いられている比較的安価な加工方法であるＮＣドリ
ル（数値制御ドリル）加工などの機械的加工方法も利用
できて有利である。

【００２１】そののち、図４（Ｃ）に示すように熱可塑
性樹脂層２側に銅箔や銅板などの導電層６を加熱圧着接
着によって形成し、該導電層６を陰極として電解メッキ
を施して、形成した貫通孔内に所望の金属をメッキ充填
し、バンプ用金属体３を形成する。電解メッキ処理は充
填される金属が絶縁性フィルム１の表面から突出するま
で行う。充填する金属体３の横断面が円形状の場合は、
複数個の金属体を充填した場合の突出高さのバラツキを
なくすために、突出高さを横断面面積の約５倍程度まで
の高さにすることが好ましい。なお、導電層６は次工程
でエッチング除去するので、エッチング液に対する溶解
性が充填する金属体の種類と異なる金属を用いることが
好ましい。

【００２２】最後に導電層６を公知のエッチング処理に
よって除去して図４（Ｄ）に示すような本発明のバンプ
形成用複合フィルムを得ることができる。こののち、位
置合わせ用のアライメント孔や治具孔などを機械的加工
やレーザー加工、光加工、化学エッチング加工などによ
って設けることができる。

【００２３】本発明のバンプ形成用複合フィルムは以上
のような構成からなり、図１に示すように被着体にバン
プ用金属体３の突出部を接合したのち、図２のように金
属体３を被着体に転写してバンプ１３が形成される。バ
ンプ１３を転写したのちの複合フィルムは図４（Ｂ）に
示す状態となるので、このフィルムを図４（Ｃ）〜
（Ｄ）に示す工程にリサイクルすることによって、金属
体３を絶縁性フィルム１および熱可塑性樹脂層２内に再
度充填、保持することができるので、再利用することが
可能となるのである。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明のバンプ形成用複合
フィルムは、所望の大きさでバンプ用金属体を離脱可能
に保持しているので、高密度な電気部品や電気回路など
に精度よく、しかも容易にバンプを転写形成することが
できる。従って、従来の半導体装置自体にバンプ電極を
形成して接続を行うようなバンプコネクター方式と比べ
て、半導体装置などの製造効率がよく、製品の歩留りや
生産性が向上するものである。

【００２５】また、熱可塑性樹脂層を片面に形成してい
るので、バンプ用金属体を被着体に転写後もフィルムに
銅箔などの導電層を熱接着して金属体を電解メッキなど
の手段にて再充填することができる。従って、フィルム
のリサイクルが可能で経済的であり、量産化も可能なも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のバンプ形成用複合フィルムを被着体
としての外部基板上の電極部に接触させた状態を示す拡
大断面図である。

【図２】 図１に示す複合フィルムを用いて被着体に転
写バンプを形成した状態を示す拡大断面図である。

【図３】 本発明のバンプ形成用複合フィルムの他の実
施例を示す拡大断面図である。

【図４】 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明のバンプ形成用複合
フィルムを得るための各製造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性フィルム ２ 熱可塑性樹脂層 ３ バンプ用金属体 ４ 電極部 ５ 外部回路 ６ 導電層 １３ バンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルムの表裏面に貫通し、かつ
   絶縁性フィルムの少なくとも一方の表面から突出するよ
   うにバンプ用金属体が離脱可能な状態で保持され、絶縁
   性フィルムの他方の表面には熱可塑性樹脂層が形成され
   ていることを特徴とするバンプ形成用複合フィルム。
2. 【請求項２】 半導体素子または電気回路、もしくは電
   気回路部品上に請求項１記載のバンプ形成用複合フィル
   ムにおける金属体の突出部を接合したのち、接合部に金
   属体を転写した状態で絶縁性フィルムおよび熱可塑性樹
   脂層からなる複合フィルムを除去することを特徴とする
   転写バンプ形成方法。