JPH0917794A - バンプ形成方法 - Google Patents

バンプ形成方法

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JPH0917794A
JPH0917794A JP7165562A JP16556295A JPH0917794A JP H0917794 A JPH0917794 A JP H0917794A JP 7165562 A JP7165562 A JP 7165562A JP 16556295 A JP16556295 A JP 16556295A JP H0917794 A JPH0917794 A JP H0917794A
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solder
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直治 仙波
Hiroshi Kobashi
広志 小橋
Yuzo Shimada
勇三 嶋田
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    • H10W72/01—Manufacture or treatment
    • H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファインピッチで微少なバンプを、半田ボー
ルを用いた簡単なプロセスで、一括で歩留りよく低コス
トに形成する。 【構成】 異方性エッチング技術により形成した、ピッ
ト3の形状の均一なシリコン製テンプレート4を用い
て、集積回路チップまたは基板1に電極パッド2に、粘
着テープ6を介して半田ボール5を転写し、リフローに
より半田バンプ7を形成する。このようなバンプの形成
方法とすることにより、多ピン,ファインピッチのバン
プを一括して簡単なプロセスで形成することができる。
また、それに伴い、コストの低減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップの実装
方法に関し、特にベアチップ又はパッケージと基板との
フェイスダウン接続における導電ボールを用いたバンプ
の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、導電性を有するボールを用いた
バンプの形成方法は図4に示すように、まず集積回路チ
ップ又は基板1上に設けられている電極パッド2に、フ
ラックス又は半田ペースト12等を印刷法,ディスペン
サー等により盛り上げて形成する。次に集積回路チップ
又は基板1の電極パッド2のパターンと同一パターンに
開孔してある半田ボールマスク13を位置合わせし、半
田ボールマスク13の開孔を通して半田ボール5を電極
パッド2上に配置させる。このとき半田ボール5は、フ
ラックス又は半田ペースト12の粘着力により仮固定さ
れる。その後、半田ボールマスク13を取り去り、半田
ボール5を加熱,溶融させることにより、半田バンプを
形成していた。
【0003】他の従来技術として特開平5−12937
4号公報に開示されたバンプの形成方法は図5に示すよ
うに、半田ボール5を真空吸着する半田ボール吸着ヘッ
ド14の下面には半田ボールマスク13を設け、半田ボ
ール5を半田ボールマスク13の開孔部15に真空吸着
してこれらを電極パッド2に位置合わせし、半田ボール
5の真空吸着を解除して半田ボールマスク13から半田
ボール5を電極パッド2のフラックス16上に配置し、
さらにホットプレート等を利用して、半田ボール5を溶
融して半田バンプを形成していた。
【0004】さらに他の従来技術として特開平4−24
2943号公報に開示されたバンプの形成方法は、図6
に示すように非半田濡れ性で良好な熱伝導性および剛性
を有するアルミニウムやセラミック材料等からなるテン
プレート17に配設した円錐状凹部18内に所定の形状
の半田ボール5をセットし、この状態でリフロソルダリ
ング法により半田ボール5を円錐状凹部18中で溶融さ
せ、これを半導体装置19に設けられているバンプ電極
20に転写し、バンプ電極を形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図示した従来のバンプ
形成方法では、半田ボールマスク13の貫通孔,テンプ
レート17の円錐状凹部18を機械加工やレーザー等で
形成する必要があるが、このような方法では、例えば貫
通孔や円錐状凹部を100μm程度あるいはそれ以下の
ファインピッチで加工する場合、或いは1000個或い
はそれ以上の貫通孔,凹部を形成する場合、ドリル等の
治具の寸法精度,加工精度,加工制御技術等が十分でな
いため、均一形状の貫通孔や凹部を形成するのは困難で
あった。
【0006】ピッチが狭くなり、使用する半田ボールの
サイズが小さくなるほど、また貫通孔や凹部の数が増え
るほど、形状の均一性が重要となる。形状の均一性が悪
いと、バンプ形成時に、位置ずれ,未転写等の不良が発
生する確率が高くなる。また貫通孔,凹部を1個ずつ形
成するため、時間とコストがかかるという問題があっ
た。
【0007】本発明の目的は、ファインピッチで微小な
バンプを、半田ボールを用いた簡単なプロセスにより歩
留りよく形成するバンプ形成方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るバンプ形成方法は、テンプレート上に
形成されたピットに半田ボールを載置してピットにより
半田ボールを整列させ、テンプレート上に整列された半
田ボールをボードの電極パッドに転写してリフローによ
り半田バンプを形成するものである。
【0009】また前記半田ボールは、粘着テープに転写
した後にボードの電極パッドに転写するものである。
【0010】また前記半田ボールは、ボードの電極パッ
ドを半田ボールに位置合わせして直接電極パッドに転写
するものである。
【0011】また前記テンプレートとしてシリコン製の
板を用い、シリコン製テンプレートに異方性エッチング
技術によりファインピッチの微少なピットを形成するも
のである。
【0012】またエッチング面は、シリコン製テンプレ
ートの(100)面である。
【0013】
【作用】テンプレート上に半田ボールを整列させ、この
半田ボールを電極パッド上に転写し、熱を加えて半田バ
ンプを形成する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
【0015】(実施例1)図1は本発明の実施例1を製
造工程順に示す断面図である。
【0016】図において本発明に係るバンプ形成方法は
基本的構成方法として、テンプレート4上に形成された
ピット3に半田ボール5,5……を載置して半田ボール
5をテンプレート4上に整列させ、テンプレート4上に
整列された半田ボール5を集積回路チップ或いは基板等
(以下、ボードという)1の電極パッド2に転写してリ
フローにより半田バンプ7を形成するものである。
【0017】次に本発明を具体例を用いて説明する。テ
ンプレート4としてシリコン製の板を用い、シリコン製
テンプレート4に異方性エッチングの技術を用いて、ボ
ード1上の電極パッド2のパターンに対応するパターン
でピット3を形成する。
【0018】ここで、異方性エッチング技術によるピッ
ト形成について図2に示す異方性エッチング技術による
ピット形成方法を参照して説明する。まず図2(a)に
示すようにシリコンウェーハ9にシリコン酸化膜10を
形成し、(b)に示すようにシリコン酸化膜10上にレ
ジスト11を塗布した後、フォトリソグラフィー(以
下、PRという)技術により所望のパターンに開口部1
1aを形成する。次に(c)に示すように弗酸等を用
い、開口部11a真下のシリコン酸化膜10をエッチン
グ除去し、レジスト11を剥離する。次に(d)に示す
ように水酸化カリウム等を用い、シリコン酸化膜10の
開口部10a真下のシリコンをエッチングし、ピット3
を形成する。このとき、結晶面の(111)面が現れる
ようにエッチングが進行する。特に表面が(100)面
であるシリコンウェーハを用いた場合、上記の異方性エ
ッチングを施すと、頂角が70.6度である正四角錐形
状のピットが形成される。または、途中でエッチングを
止めることにより、ピット3の深さを制御することがで
きる。PR技術を用いているため、この方法で形成した
ピット3の形状は、サイズのばらつきがほとんど無く、
非常に均一になる。
【0019】図1(a)に示すように、図2に示したシ
リコン製テンプレート4のピット3に半田ボール5を配
置して半田ボール5をテンプレート4上に整列させる。
半田ボール5の組成は例えばPb/Sn=37/63w
t.%等である。また半田ボール5の内部に金属や樹脂
からなる核があっても良い。またテンプレート4を振動
機等を用いて振動させることにより、テンプレート4上
に半田ボール5を効率良く配列させることができる。
【0020】次に図1(b)に示すように高耐熱性の粘
着テープ6でテンプレート4の表面を覆い、粘着テープ
6の粘着面に半田ボール5を転写する。
【0021】次に図1(c)に示すようにパターン状に
粘着テープ6に接着配置された半田ボール5と、集積回
路チップ又は基板1上の電極パッド2とを位置合わせ
し、半田ボール5を電極パッド2に転写する。このとき
電極パッド2にあらかじめフラックスを塗布しておき、
半田の融点以上まで加熱し、溶融することにより、半田
ボール5を転写すると同時に、(d)に示すように電極
パッド2上に半田ボール5からなる半田バンプ7を一括
して形成する。その後粘着テープ6を剥離する。
【0022】以上のように異方性エッチングにより形成
したシリコン製テンプレートを用い、粘着テープを介し
て転写を行っているため、多ピン,ファインピッチのバ
ンプを一括して簡単なプロセスで形成することができ、
それに伴ってコストの低減が図れる。
【0023】(実施例2)図3は本発明の実施例2を製
造工程順に示す断面図である。実施例1と同様にシリコ
ン製テンプレート4に半田ボール5を配列させ、あらか
じめフラックスを塗布したボード1の電極パッド2と、
シリコン製テンプレート4上の半田ボール5とを位置合
わせし(図3(a))、半田の融点以上に加熱,溶融し
ながら電極パッド2に半田ボール5を転写すると同時
に、半田ボール5からなる半田バンプ7を一括に形成す
る。
【0024】以上のように異方性エッチングにより形成
したシリコン製テンプレート4を用いて、ボード1に半
田ボール5を直接転写しているため、多ピン,ファイン
ピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成するこ
とができる。特に集積回路チップ又は基板1がシリコン
製である場合は、その熱膨張係数が一致するため、ファ
インパターンやサイズが大きい場合でも、加熱,膨張に
よる部分的な位置ずれが生じることなく、歩留りの高い
バンプ形成を行うことができ、それに伴いコスト低減が
図れる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、異方性エ
ッチング技術により形成したシリコン製テンプレートを
用いて、集積回路チップ又は基板に、粘着テープを介
し、又は直接半田ボールを転写し、それと同時に半田を
溶融して半田バンプを形成しているため、多ピン,ファ
インピッチのバンプを一括して簡単なプロセスで形成す
ることができ、それに伴ってコストの低減を図ることが
できる。
【0026】また異方性エッチング技術によりシリコン
ウェーハにピットを形成すると、100μm以下のファ
インピッチで、1000ピン以上の多ピンにおいても、
均一形状のピットパターンを形成することができる。
【0027】特にシリコン製テンプレートと同材料であ
るシリコン製集積回路チップ又は基板に、直接半田ボー
ルを転写し、溶融して半田バンプを形成する場合、熱膨
張係数が完全に一致するため、位置ずれ等が発生せず歩
留りの良いバンプ形成を行うことができ、コスト低減を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図2】本発明において異方性エッチング技術によるピ
ットの形成方法を製造工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の実施例2を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図4】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
【図5】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
【図6】従来技術に係るバンプの形成方法を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 集積回路チップまたは基板(ボード) 2 電極パッド 3 ピット 4 シリコン製テンプレート 5 半田ボール 6 粘着テープ 7 半田バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/92 604H (72)発明者 嶋田 勇三 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テンプレート上に形成されたピットに半
    田ボールを載置してピットにより半田ボールを整列さ
    せ、 テンプレート上に整列された半田ボールをボードの電極
    パッドに転写してリフローにより半田バンプを形成する
    ことを特徴とするバンプ形成方法。
  2. 【請求項2】 前記半田ボールは、粘着テープに転写し
    た後にボードの電極パッドに転写することを特徴とする
    請求項1に記載のバンプ形成方法。
  3. 【請求項3】 前記半田ボールは、ボードの電極パッド
    を半田ボールに位置合わせして直接電極パッドに転写す
    ることを特徴とする請求項1に記載のバンプ形成方法。
  4. 【請求項4】 前記テンプレートとしてシリコン製の板
    を用い、 シリコン製テンプレートに異方性エッチング技術により
    ファインピッチの微少なピットを形成することを特徴と
    する請求項1に記載のバンプ形成方法。
  5. 【請求項5】 エッチング面は、シリコン製テンプレー
    トの(100)面であることを特徴とする請求項4に記
    載のバンプ形成方法。
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