JP2586811B2 - はんだバンプ形成方法 - Google Patents
はんだバンプ形成方法Info
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明ははんだバンプ形成方法、
特に、半導体素子のフリップチップ実装用のはんだバン
プ形成方法に関する。
特に、半導体素子のフリップチップ実装用のはんだバン
プ形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、フリップチップ用のはんだバンプ
を形成するはんだの供給方法は、メッキ、蒸着、または
スパッタリング等による方法、はんだボールを使用する
方法、はんだワイヤを用いたボールボンディング法、ポ
ンチ、ダイスを用いた打ち抜きによってはんだを所定形
状に成形して供給する方法、クリームはんだ印刷による
方法などが挙げられる。
を形成するはんだの供給方法は、メッキ、蒸着、または
スパッタリング等による方法、はんだボールを使用する
方法、はんだワイヤを用いたボールボンディング法、ポ
ンチ、ダイスを用いた打ち抜きによってはんだを所定形
状に成形して供給する方法、クリームはんだ印刷による
方法などが挙げられる。
【０００３】はんだボールを用いたバンプ形成する方法
が特開昭６２−１６６５４８号公報に示されている。図
２に示す技術は、ツール端発熱部２２と、吸引用孔２
３、ツール固定用ホーン２４、吸引装置２５、ツール２
６と吸引装置２５を接続するチューブ２８、発熱用電源
に接続するリード線２９より構成され、吸引装置２５に
よりはんだボール３０を吸着し、半導体素子４の電極６
にはんだボール３０を運び、その後ツール端発熱部２２
に所定電流を流して、発熱させはんだボール３０を電極
６に溶融接続させる。溶融接続が完了したら電流を停止
し、ツール先端温度をはんだ融点以下にしてツール２６
を取り除いてはんだバンプ１０を形成する。
が特開昭６２−１６６５４８号公報に示されている。図
２に示す技術は、ツール端発熱部２２と、吸引用孔２
３、ツール固定用ホーン２４、吸引装置２５、ツール２
６と吸引装置２５を接続するチューブ２８、発熱用電源
に接続するリード線２９より構成され、吸引装置２５に
よりはんだボール３０を吸着し、半導体素子４の電極６
にはんだボール３０を運び、その後ツール端発熱部２２
に所定電流を流して、発熱させはんだボール３０を電極
６に溶融接続させる。溶融接続が完了したら電流を停止
し、ツール先端温度をはんだ融点以下にしてツール２６
を取り除いてはんだバンプ１０を形成する。
【０００４】図３（ａ）〜（ｃ）は、はんだボールを一
括供給することによりバンプを形成する方法を示す。は
んだ濡れ性の良好なＡｕ７を表層に形成した半導体素子
４電極６上に、半導体素子電極と同じ配置にスルーホー
ルを形成したはんだボール振込治具３１を位置合わせ
後、固定し、球直径が均一であるはんだボール３０を供
給（図３（ａ））した後、リフローする事により半球状
のはんだバンプ１０を形成する（図３（ｂ））。
括供給することによりバンプを形成する方法を示す。は
んだ濡れ性の良好なＡｕ７を表層に形成した半導体素子
４電極６上に、半導体素子電極と同じ配置にスルーホー
ルを形成したはんだボール振込治具３１を位置合わせ
後、固定し、球直径が均一であるはんだボール３０を供
給（図３（ａ））した後、リフローする事により半球状
のはんだバンプ１０を形成する（図３（ｂ））。
【０００５】その他にはんだをワイヤ状に加工し、ワイ
ヤボンディング装置を用いてはんだを供給する図４
（ａ）〜（ｄ）に示すような方法もある。キャピラリ３
２下に出たはんだワイヤ３４の先端を電気トーチ３３を
用いて放電溶融させはんだボール３５を形成する（図４
（ａ））。次いではんだボールはんだ濡れ性の良好なＡ
ｕ７を表層に形成した半導体素子４の電極６上にキャピ
ラリ３２で超音波を併用した熱圧着し（図４（ｂ））、
その後、キャピラリ３２、はんだワイヤ３４を引き上げ
てはんだボール３５のネック部からはんだワイヤ３４を
引きちぎり、ボール部３５のみを電極６上に残す（図４
（ｃ））。全ての電極にはんだを供給した後リフロー
し、半球状のはんだバンプ形成１０にする（図４
（ｄ））。
ヤボンディング装置を用いてはんだを供給する図４
（ａ）〜（ｄ）に示すような方法もある。キャピラリ３
２下に出たはんだワイヤ３４の先端を電気トーチ３３を
用いて放電溶融させはんだボール３５を形成する（図４
（ａ））。次いではんだボールはんだ濡れ性の良好なＡ
ｕ７を表層に形成した半導体素子４の電極６上にキャピ
ラリ３２で超音波を併用した熱圧着し（図４（ｂ））、
その後、キャピラリ３２、はんだワイヤ３４を引き上げ
てはんだボール３５のネック部からはんだワイヤ３４を
引きちぎり、ボール部３５のみを電極６上に残す（図４
（ｃ））。全ての電極にはんだを供給した後リフロー
し、半球状のはんだバンプ形成１０にする（図４
（ｄ））。
【０００６】その他、例えば、特開昭６３−７８５４１
号公報に示される技術がある。
号公報に示される技術がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術は
下記のような欠点を持っている。メッキ、蒸着、スパッ
タ等を用いる方法は工程が複雑であり、設備費が大きく
必要となる。またはんだバンプとして必要十分なはんだ
の量を電極上に堆積させるには処理時間が長くなり資材
費や、工数がかかる。はんだボールを供給する方法はは
んだボールの球径の均一性が得られにくいため、振込や
吸着供給時の歩留りが低くなる上、溶融時のはんだバン
プ高さが不均一になる。またはんだボールをツールによ
り吸着、溶融する方法はボール吸着工程と半導体素子電
極への位置合わせの工程があるため高速化に適さない。
振込による供給では治具の加工が困難であり高価にな
る。またワイヤボンディング装置を用いたはんだ供給方
法ではキャピラリ中で形成したボール径が不均一になり
供給量がばらつくため半球状としたときバンプ高さが均
一にならない。またこの方法ではキャピラリ中にて形成
したはんだボールは超音波を併用した熱圧着により電極
に仮止めするため半導体素子へのダメージが大きい。打
ち抜きによるはんだ供給も電極への圧着が難しく加圧力
を高くする必要があり半導体素子へのダメージが大き
い。
下記のような欠点を持っている。メッキ、蒸着、スパッ
タ等を用いる方法は工程が複雑であり、設備費が大きく
必要となる。またはんだバンプとして必要十分なはんだ
の量を電極上に堆積させるには処理時間が長くなり資材
費や、工数がかかる。はんだボールを供給する方法はは
んだボールの球径の均一性が得られにくいため、振込や
吸着供給時の歩留りが低くなる上、溶融時のはんだバン
プ高さが不均一になる。またはんだボールをツールによ
り吸着、溶融する方法はボール吸着工程と半導体素子電
極への位置合わせの工程があるため高速化に適さない。
振込による供給では治具の加工が困難であり高価にな
る。またワイヤボンディング装置を用いたはんだ供給方
法ではキャピラリ中で形成したボール径が不均一になり
供給量がばらつくため半球状としたときバンプ高さが均
一にならない。またこの方法ではキャピラリ中にて形成
したはんだボールは超音波を併用した熱圧着により電極
に仮止めするため半導体素子へのダメージが大きい。打
ち抜きによるはんだ供給も電極への圧着が難しく加圧力
を高くする必要があり半導体素子へのダメージが大き
い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のはんだバンプ形
成方法は、半導体素子電極上へポンチとダイを位置決め
する工程と、箔状に加工したはんだを前記ポンチと前記
ダイにより打ち抜く工程と、前記ポンチ先端に位置する
打ち抜いたはんだ片にレーザ光を照射し加熱、溶融する
工程と、前記ポンチ先端にある溶融したはんだを前記半
導体素子電極へ接触させる工程と、前記ポンチを引き上
げる工程とを含むものである。
成方法は、半導体素子電極上へポンチとダイを位置決め
する工程と、箔状に加工したはんだを前記ポンチと前記
ダイにより打ち抜く工程と、前記ポンチ先端に位置する
打ち抜いたはんだ片にレーザ光を照射し加熱、溶融する
工程と、前記ポンチ先端にある溶融したはんだを前記半
導体素子電極へ接触させる工程と、前記ポンチを引き上
げる工程とを含むものである。
【０００９】
【実施例】本発明について図面を参照して説明する。
【００１０】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を
工程順に示した断面図である。半導体素子４の電極６上
へダイス２を位置決めし、箔状に加工したはんだ３をダ
イス２上に配置し、ポンチ１によりはんだ３を打ち抜く
（図１（ａ））。ポンチ１は打ち抜き後も下降を続け、
ポンチ１先端にあるはんだ３の打ち抜き片が電極６に接
触する前にポンチ１の下降を一端停止させ、はんだ３片
が溶融するまでレーザ光８を照射し、加熱する（図１
（ｂ））。レーザは最大１．２Ｗの出力が得られる半導
体レーザを５００μｍのファイバにより照射した。１．
２Ｗの出力によりはんだを溶融させる場合、ポンチを停
止させる時間ははんだの融点によって異なるが、０．２
〜０．８秒必要である。はんだが溶融したところでポン
チ１を更に下降させ、溶融はんだ９と電極６を接触させ
る（図１（ｃ））。溶融はんだ９が電極６にぬれ広がっ
たところでポンチ１を上昇させ、レーザ光８の照射を停
止する。溶融はんだ９と電極６の付着力は溶融はんだ９
とポンチ１の付着力より強いため、溶融はんだ９は電極
６上に残り、冷却すると半球状のはんだバンプ１０とな
る（図１（ｄ））。
工程順に示した断面図である。半導体素子４の電極６上
へダイス２を位置決めし、箔状に加工したはんだ３をダ
イス２上に配置し、ポンチ１によりはんだ３を打ち抜く
（図１（ａ））。ポンチ１は打ち抜き後も下降を続け、
ポンチ１先端にあるはんだ３の打ち抜き片が電極６に接
触する前にポンチ１の下降を一端停止させ、はんだ３片
が溶融するまでレーザ光８を照射し、加熱する（図１
（ｂ））。レーザは最大１．２Ｗの出力が得られる半導
体レーザを５００μｍのファイバにより照射した。１．
２Ｗの出力によりはんだを溶融させる場合、ポンチを停
止させる時間ははんだの融点によって異なるが、０．２
〜０．８秒必要である。はんだが溶融したところでポン
チ１を更に下降させ、溶融はんだ９と電極６を接触させ
る（図１（ｃ））。溶融はんだ９が電極６にぬれ広がっ
たところでポンチ１を上昇させ、レーザ光８の照射を停
止する。溶融はんだ９と電極６の付着力は溶融はんだ９
とポンチ１の付着力より強いため、溶融はんだ９は電極
６上に残り、冷却すると半球状のはんだバンプ１０とな
る（図１（ｄ））。
【００１１】本実施例では、ポンチ１を上昇させてから
レーザ光８の照射を停止させたが、溶融はんだ９が電極
６にぬれ広がったところでレーザ光８の照射を停止し、
はんだ９が凝固したことろでポンチ１を引き上げ、所定
の電極全てにはんだを供給してから半導体素子４を加熱
し、半球状のバンプ形状１０に整えることも出来る。ま
たポンチを停止させる事なくポンチ下降の途中でレーザ
光を照射する事で工程が高速化される。さらに打ち抜い
たはんだ片を半導体素子電極上にソフトに加圧、接触さ
せてからレーザ光を照射し、はんだを溶融させても良
い。本実施例においてポンチ先端で溶融したはんだ酸化
膜が形成され、半導体素子電極との接合が困難な場合に
はポンチまたは半導体素子に超音波を印加する。
レーザ光８の照射を停止させたが、溶融はんだ９が電極
６にぬれ広がったところでレーザ光８の照射を停止し、
はんだ９が凝固したことろでポンチ１を引き上げ、所定
の電極全てにはんだを供給してから半導体素子４を加熱
し、半球状のバンプ形状１０に整えることも出来る。ま
たポンチを停止させる事なくポンチ下降の途中でレーザ
光を照射する事で工程が高速化される。さらに打ち抜い
たはんだ片を半導体素子電極上にソフトに加圧、接触さ
せてからレーザ光を照射し、はんだを溶融させても良
い。本実施例においてポンチ先端で溶融したはんだ酸化
膜が形成され、半導体素子電極との接合が困難な場合に
はポンチまたは半導体素子に超音波を印加する。
【００１２】
【発明の効果】本発明のはんだバンプ形成方法は、メッ
キ、蒸着、スパッタ等を用いる方法より簡略化でき、特
に、マスク等を必要とせず、簡単な構造かつ処理能力の
ある装置で済むので、多品種少量生産に適し、資材費や
設備投資が少なくて済むなど、低コストにバンプを形成
できる。また、ポンチとダイスを用いた打ち抜き片の供
給によるのでバンプとして必要十分なはんだの量を均一
に精度良く供給する事ができるためはんだボールに比べ
歩留まりが高く、そしてワイヤボンディング装置を用い
た供給方法やはんだボールを使用する供給方法より、形
成されたはんだバンプは均一な高さになる。また、はん
だ打ち抜きは工程が簡略であるため高速化に適する。さ
らにはんだ供給時にははんだは溶融しているので半導体
素子への機械的衝撃がない。またレーザ光ははんだのみ
に照射するため熱的衝撃も少ない。
キ、蒸着、スパッタ等を用いる方法より簡略化でき、特
に、マスク等を必要とせず、簡単な構造かつ処理能力の
ある装置で済むので、多品種少量生産に適し、資材費や
設備投資が少なくて済むなど、低コストにバンプを形成
できる。また、ポンチとダイスを用いた打ち抜き片の供
給によるのでバンプとして必要十分なはんだの量を均一
に精度良く供給する事ができるためはんだボールに比べ
歩留まりが高く、そしてワイヤボンディング装置を用い
た供給方法やはんだボールを使用する供給方法より、形
成されたはんだバンプは均一な高さになる。また、はん
だ打ち抜きは工程が簡略であるため高速化に適する。さ
らにはんだ供給時にははんだは溶融しているので半導体
素子への機械的衝撃がない。またレーザ光ははんだのみ
に照射するため熱的衝撃も少ない。
【００１３】
【図１】（ａ）〜（ｄ）本発明のはんだバンプ形成方法
を工程順に示す断面図である。
を工程順に示す断面図である。
【図２】従来の第一例を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は従来技術の第二例を示す工程
断面図である。
断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は従来技術の第三例を示す工程
断面図である。
断面図である。
１ ポンチ ２ ダイス ３ はんだ ４ 半導体素子 ５ 絶縁層 ６ 電極 ７ Ａｕ層 ８ レーザ光 ９ 溶融はんだ １０ はんだバンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体素子電極上へポンチとダイを位置
決めする工程と、 箔状に加工したはんだを前記ポンチと前記ダイにより打
ち抜く工程と、 前記ポンチ先端に位置する打ち抜いたはんだ片にレーザ
光を照射し加熱、溶融する工程と、 前記ポンチ先端にある溶融したはんだを前記半導体素子
電極へ接触させる工程と、 前記ポンチを引き上げる工程と を含むことを特徴とする
はんだバンプ形成方法。 - 【請求項２】 半導体素子電極上へポンチとダイを位置
決めする工程と、 箔状に加工したはんだを前記ポンチと前記ダイにより打
ち抜く工程と、 打ち抜かれた前記はんだ片を前記半導体素子電極へ接触
させる工程と、 前記半導体素子電極上に接触した前記はんだ片にレーザ
光を照射して溶融し、前記半導体素子電極上に該はんだ
を供給する 工程と、 前記ポンチを引き上げる工程とを含むことを特徴とする
はんだバンプ形成方法。 - 【請求項３】 ポンチ先端に溶融させたはんだを前記半
導体素子電極へ接触させた後、前記ポンチより超音波を
印加することを特徴とする前記請求項１に記載のはんだ
パンプ形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297904A JP2586811B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | はんだバンプ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297904A JP2586811B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | はんだバンプ形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153764A JPH07153764A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2586811B2 true JP2586811B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=17852605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5297904A Expired - Lifetime JP2586811B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | はんだバンプ形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586811B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10130290A1 (de) | 2001-06-26 | 2003-01-09 | Pac Tech Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Substratanordnung |
| US7279409B2 (en) | 2005-10-31 | 2007-10-09 | Freescale Semiconductor, Inc | Method for forming multi-layer bumps on a substrate |
| US7422973B2 (en) | 2006-01-27 | 2008-09-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for forming multi-layer bumps on a substrate |
| JP6233137B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-11-22 | 日本電気株式会社 | バンプ形成装置、およびバンプ付部品の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2725501B2 (ja) * | 1991-10-31 | 1998-03-11 | 日本電気株式会社 | ハンダバンプ構造および形成方法 |
| JPH05291260A (ja) * | 1992-04-09 | 1993-11-05 | Toshiba Corp | バンプ形成方法 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP5297904A patent/JP2586811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07153764A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961015 |