JP3204082B2 - 金属バンプの製造方法 - Google Patents
金属バンプの製造方法Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- 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
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3465—Application of solder
- H05K3/3478—Application of solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
P(Chip Scale Package)、BGA(Ball GridArray
)パッケージ、およびTCP(Tape Carrier Packag
e)等への金属バンプの製造方法に関する。
い、IC,LSI等の電子デバイスは、高集積化されて
その入出力端子(電極端子)数は、数百にも及ぶ。この
ような多端子の電子デバイスを回路基板に高密度に搭載
する方法として、チップの表面に金属バンプを形成し、
その金属バンプを電子デバイスのパッドに転写して電子
デバイスを回路基板に実装することが行われている。
る金属バンプの形成方法として、特開平7−24963
1号(はんだバンプ及びはんだボールの製造方法及び半
導体装置の製造方法)に開示されている方法がある。こ
の特開平7−249631号には、「Si ウェハを異方
性エッチングして、電子部品の電極パッドに対応する位
置に凹部を形成し、この凹部にはんだペーストを充填し
て加熱することによって該凹部の中に金属ボールを成形
する。次に金属ボールと電極パッドを位置合わせした
後、加熱リフローすることによって、電極パッドに金属
ボールを転写して金属バンプを形成する。」という技術
が開示されている。
プの製造方法を説明する。なお、これら図2と図3に開
示されている技術は、上記特開平7−249631に開
示されている技術と類似の技術である。
(e) に開示されている技術について説明する。なお、図
2において、(a) と(c) は模式的要部平面図であり、
(b) と(d) と(e) は模式的要部側断面図である。
ウェハからなる金属ボール形成部材10Aの(100)面
を異方性エッチングして形成された四角錐形状の凹部11
Aの中にはんだペースト1を充填する工程、充填された
はんだペースト1を加熱して凹部11A内に金属ボール2
を生成する工程、この金属ボール2を電子部品50の電極
パッド51に転写する工程、をシーケンス的に実行して電
子部品50の電極パッド51上に金属バンプ3を形成す
る。」というものである。図中、1ははんだ粒子と粘稠
性フラックスから成るはんだペースト、2ははんだペー
スト1中のはんだ粒子が溶融して生成された金属ボー
ル、3は金属ボール2が電極パッド51に融着してできた
金属バンプ、10Aは所定数の凹部11Aが所定位置に形成
されたSi ウェハからなる金属ボール形成部材、をそれ
ぞれ示す。
属ボール2は、金属ボール形成部材10Aの(100)面
からの突出量が、金属ボール2の直径dの約10%(0.1
d)と少ない。このため、この方法を用いて製造した金
属ボール2は、電子部品50の電極パッド51に転写される
ときに欠損(転写洩れ)が生じる危険性がある。
(f) と(g) 及び(h) に開示されている技術について説明
する。なお、図3において、(a) と(d) と(e) は模式的
要部平面図であり、(b) と(c) と(f) と(g) と(h) は模
式的要部側断面図である。
ウェハからなる金属ボール形成部材10Bの(110)面
を異方性エッチングして形成された開口の夾角が70.53
°の菱形形状の凹部11Bの中にはんだペースト1を充填
する工程、このはんだペースト1を加熱することによっ
て凹部11B内に金属ボール2を形成する工程、該金属ボ
ール2を電子部品50の電極パッド51に転写する工程〔前
記図2(e) 参照〕、をシーケンス的に実行して金属バン
プ3を形成する。」というものである。
0)面を異方性エッチングした場合、開口が70.53 °の
菱形であると、短対角線直下に対角線長さの1/2の深
さを有する凹部11Bを得ることができる〔図3(b) 参
照〕。従ってこの凹部11Bにはんだペースト1を充填し
て加熱したときには金属ボール形成部材10Bからの金属
ボール2の突出量は直径dの20%と(100)面のとき
と比較して2倍になる。しかし、この方法によって形成
される凹部11Bは、底面を構成している2面の交線が
(110)面と平行,即ち水平になっていることから、
金属ボール2の移動可能範囲は短対角線の両側の壁面で
規制される範囲内まで拡大されてしまう。このように金
属ボール2の移動範囲が拡大されてしまうと、金属ボー
ル2の形成位置は図3(d) と(e) 或いは(f) と(h) に開
示されているように安定しない。
トラ級のLSI)では、金属バンプ3の間隔が150 μm
前後になると共に、バンプの数が数千にも及ぶことが予
想される。このとき、凹部内に形成されるはんだボール
(金属ボール2)の大きさは80〜90μmとなる。
凹部11Aでは、金属ボール形成部材10Aからの金属ボー
ル2の平均突出量が前記の理由から10μm以下(80〜90
μmの約10%)となり、凹部へのはんだペースト1の充
填が不充分であるときには、この突出量がさらに減少す
ることも考えられる。従って、(100)面で形成され
る凹部11A内の全ての金属ボール2を電子部品50の電極
パッド51に欠損無く転写することは極めて困難となる。
においては、金属ボール形成部材10Bからの金属ボール
2の突出量は金属ボール2の直径の約20%(金属ボー
ル2の直径が90μm の場合は約18μm)となる。こ
のため、金属ボール2を電子部品50の電極パッド51に欠
損無く転写することは比較的容易である。しかしなが
ら、この凹部11Bの場合は、前記図3で説明したように
金属ボール2の位置が不揃いとなる可能性があるため、
(110)面の凹部に形成した数千にも及ぶ金属ボール
2を電子部品50の電極パッド51(図1,図2参照)上に
位置ズレを生じないように正確に転写して金属バンプ3
を形成することは極めて困難である。
千にも及ぶULSIの電極パッド51上に金属バンプを欠
損なく形成するためには、金属ボール形成部材からの金
属ボール2の突出量が大きく、しかもこれら金属ボール
2の位置が揃っていることが重要である。
の製造方法は、図1(a) 〜(f) に示すように、面方位が
(110)面に対して或る角度傾斜した(X1 Y1 0)
〔X1 ≠Y1 ,X1 ≠0,Y1 ≠0〕で表されるSi ウ
ェハからなる金属ボール形成部材10を異方性エッチング
して凹部11を形成し、この凹部11に充填されたはんだペ
ースト1を加熱して生成された金属ボール2を電子部品
50の電極パッド51に転写することで上記課題を解決して
いる。この技術は、前記特開平7−249631に開示
されている技術とは異なる新しい発想に基づく技術であ
る。
(f) は本発明の原理説明図を兼ねた実施例図である。図
中、10は(110)面からθ傾斜した(X1 Y1 0)面
を有するSi ウェハからなる金属ボール形成部材であ
り、11は異方性エッチングによって形成された凹部であ
る。
の菱形形状に異方性エッチングして凹部11を形成した場
合、この凹部11は、(110)面に垂直な4側面、及び
Si結晶のX−Y面との夾角が54.74 °である2つの底
面によって形成された凹部となる。そしてこれら6面
は、いずれも原子密度の点で(111)面と等価な面で
ある。
傾斜したSi ウェハからなる金属ボール形成部材10(X
1 Y1 0)〔X1 ≠Y1 ,X1 ≠0,Y1 ≠0〕面を異
方性エッチングした場合には、従来底面を構成していた
2面もSi ウェハ(金属ボール形成部材10)に対してθ
傾斜し、この2面と(110)面に垂直な2面の計4面
によって最深部αが形成されることになる。
方位が(110)面に対してθ傾斜した面方位(X1 Y
1 0)〔X1 ≠Y1 ,X1 ≠0,Y1 ≠0〕で表される
金属ボール形成部材10を異方性エッチングすることによ
って底面を構成している2面を(X1 Y1 0)面に対し
てθ傾斜させ、この2面と(110)面に垂直な2面の
計4面によって最深部αを一箇所だけ有する凹部11が形
成されるようにしたものである。
成された金属ボール形成部材10を用いることで、該凹部
11内で成形される金属ボール2の位置を揃えることがで
きるとともに、金属ボール2を転写する上で重要な金属
ボール2の凹部11からの突出量を確保することができ
る。
詳細に説明する。図1(a) と(b) と(c) と(d) と(e) お
よび(f) は本発明の原理説明図を兼ねた実施例図であ
る。図中、1ははんだペースト、2は金属ボール、10は
金属ボール形成部材、11は凹部、をそれぞれ示す。
「面方位が(110)面に対してθ傾斜した(X1 Y1
0)〔X1 ≠Y1 ,X1 ≠0,Y1 ≠0〕面で表される
Si ウェハからなる金属ボール形成部材10を異方性エッ
チングして凹部11を形成し、この凹部11に充填されたは
んだペースト1を加熱して生成された金属ボール2を電
子部品50の電極パッド51に転写して金属バンプ3を形成
する。」ようにしたことを特徴とする。
=10 Y1 =12 Z1 =0)のSiウェハからなる金属
ボール形成部材10〔(110)面との夾角θ=11.31
°〕を異方性エッチングして、一箇所の最深部αを備え
た凹部11を150 μmピッチ(図示せず)で形成し、この
凹部11に充填したはんだペースト1を加熱することによ
って生成された金属ボール2を電子部品50の電極パッド
51に転写して金属バンプ3を形成する。」というもので
ある。
1からも明らかなように、底面を形成する2面の交線が
(X1 Y1 0)面に対してθ=11.31 °傾斜しているこ
とから最深部αが一箇所にのみ形成される。従って、こ
の方法を適用すると金属ボール2を電極パッド51に転写
して金属バンプ3を形成するときの信頼性が著しく向上
する。
ル形成部材10を作るのは大変だから電鋳法等を用いてこ
の金属ボール形成部材10の複製品を作ることも考えられ
る。但し、この金属ボール形成部材10の複製品は、はん
だを撥かなければならないので、はんだが付着しない材
料(例えばアルミニウム,クロム,合成樹脂等)で構成
される。
る金属バンプの製造方法は、面方位が(110)面に対
して或る角度傾斜した(X1 Y1 0)〔X1 ≠Y1 ,X
1 ≠0,Y1 ≠0〕面を有するSi ウェハを異方性エッ
チングして一か所にのみ最深部αを有する凹部11を形成
し、この凹部11の中にはんだペースト1を充填して金属
ボール2を生成する方法を採用している。このため、生
成された金属ボール2の位置がよく揃うので金属バンプ
3の位置ズレ現象が生じない。また、本方法を適用する
と金属バンプ3の金属ボール形成部材10からの突出量が
大きくなるので金属バンプ3の欠損現象が発生し難い。
によれば、ベアチップ、CSP、およびBGAパッケー
ジ等への金属バンプ形成を欠損なく、且つ安定的に行う
ことができる。
明するための図、
明するための図、
Claims (1)
- 【請求項1】 異方性エッチングによって凹部の形成が
可能なシリコン板の凹部に形成された金属ボールを電子
部品の電極パッドに転写する金属バンプの製造方法であ
って、 面方位が(110)面に対して或る角度傾斜した(a
b 0)〔a≠b,a≠0,b≠0〕で表される前記結
晶板を異方性エッチングして底面が一定方向に傾斜した
凹部を形成し、 この凹部に充填されたはんだ粒子含有ペーストを加熱し
て生成された金属ボールを前記電子部品の電極パッドに
転写して該電極パッド上に金属バンプを形成するように
したことを特徴とする金属バンプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09652596A JP3204082B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属バンプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09652596A JP3204082B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属バンプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283565A JPH09283565A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3204082B2 true JP3204082B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=14167564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09652596A Expired - Fee Related JP3204082B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属バンプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204082B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3276539B2 (ja) * | 1995-07-24 | 2002-04-22 | 富士通株式会社 | 半導体装置製造方法及び半導体装置 |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP09652596A patent/JP3204082B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09283565A (ja) | 1997-10-31 |
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