JP5002583B2 - バンプ形成方法 - Google Patents

バンプ形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5002583B2
JP5002583B2 JP2008506209A JP2008506209A JP5002583B2 JP 5002583 B2 JP5002583 B2 JP 5002583B2 JP 2008506209 A JP2008506209 A JP 2008506209A JP 2008506209 A JP2008506209 A JP 2008506209A JP 5002583 B2 JP5002583 B2 JP 5002583B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
substrate
electrode
conductive particles
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008506209A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2007108290A1 (ja
Inventor
泰士 谷口
誠一 中谷
靖治 辛島
孝史 北江
進 松岡
雅義 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2008506209A priority Critical patent/JP5002583B2/ja
Publication of JPWO2007108290A1 publication Critical patent/JPWO2007108290A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5002583B2 publication Critical patent/JP5002583B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L24/742Apparatus for manufacturing bump connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/11001Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
    • H01L2224/11003Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for holding or transferring the bump preform
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/11001Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
    • H01L2224/11005Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for aligning the bump connector, e.g. marks, spacers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/115Manufacturing methods by chemical or physical modification of a pre-existing or pre-deposited material
    • H01L2224/1152Self-assembly, e.g. self-agglomeration of the bump material in a fluid
    • H01L2224/11522Auxiliary means therefor, e.g. for self-assembly activation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818Bonding techniques
    • H01L2224/81801Soldering or alloying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838Bonding techniques
    • H01L2224/83886Involving a self-assembly process, e.g. self-agglomeration of a material dispersed in a fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01004Beryllium [Be]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01009Fluorine [F]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01015Phosphorus [P]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0105Tin [Sn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01051Antimony [Sb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01075Rhenium [Re]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01087Francium [Fr]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15788Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0278Flat pressure, e.g. for connecting terminals with anisotropic conductive adhesive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/043Reflowing of solder coated conductors, not during connection of components, e.g. reflowing solder paste
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/07Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
    • H05K2203/0756Uses of liquids, e.g. rinsing, coating, dissolving
    • H05K2203/0776Uses of liquids not otherwise provided for in H05K2203/0759 - H05K2203/0773
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/08Treatments involving gases
    • H05K2203/087Using a reactive gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49147Assembling terminal to base
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49147Assembling terminal to base
    • Y10T29/49149Assembling terminal to base by metal fusion bonding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155Manufacturing circuit on or in base
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/532Conductor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/532Conductor
    • Y10T29/53204Electrode

Description

本発明は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法に関する
近年、電子機器に使用される半導体集積回路(LSI)の高密度、高集積化に伴い、LSIチップの電極端子の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらLSIチップの配線基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、このフリップチップ実装においては、LSIチップの電極端子上にはんだバンプを形成し、当該はんだバンプを介して、配線基板上に形成された電極に一括接合されるのが一般である。
従来、バンプの形成技術としては、メッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点、生産性に問題があり、また、スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、マスクを用いる点で、狭ピッチ化には適していない。
こうした中、最近では、LSIチップや配線基板の電極上に、はんだバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は、微細バンプの形成に適しているだけでなく、バンプの一括形成ができるので、生産性にも優れており、次世代LSIの配線基板への実装に適応可能な技術として注目されている。
その一つに、ソルダーペースト法と呼ばれる技術(例えば、特許文献1)がある。この技術は、はんだ粉とフラックスの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、はんだ粉を溶融させ、濡れ性の高い電極上に選択的にはんだバンプを形成させるものである。
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術(例えば、特許文献2)は、有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物(化学反応析出型はんだ)を、電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、PbとSnの置換反応を起こさせ、Pb/Snの合金を基板の電極上に選択的に析出させるものである。
また、スーパージャフィット法と呼ばれる技術(例えば、特許文献3参照)は、表面に電極が形成された基板を薬剤に浸して、電極の表面のみに粘着性皮膜を形成した後、当該粘着性皮膜にはんだ粉を接触させて電極上にはんだ粉を付着させ、その後、基板を加熱することにより、溶融したはんだを電極上に選択的に形成させるものである。
特開2000−94179号公報 特開平1−157796号公報 特開平7−74459号公報
上述したソルダーペースト法は、もともと、基板に形成された電極上にはんだを選択的にプリコートする技術として開発されたもので、フリップチップ実装に必要なバンプ形成に適用するためには、以下のような課題がある。
ソルダーペースト法は、ともに、ペースト状組成物を基板上に塗布により供給するので、局所的な厚みや濃度のバラツキが生じ、そのため、電極ごとのはんだ析出量が異なり、均一なバンプを得ることが困難である。また、これらの方法は、表面に電極の形成された凹凸のある配線基板上に、ペースト状組成物を塗布により供給するので、凸部となる電極上には、十分なはんだ量を安定して供給すること難しいという問題もある。
また、スーパーソルダー法で使用される化学反応析出型はんだの材料は、特定な化学反応を利用しているので、はんだ組成の選択の自由度が低く、Pbフリー化への対応にも課題を残している。
一方、スーパージャフィット法は、はんだ粉が均一に電極上に付着されるので、均一なはんだバンプを得ることができ、また、はんだ組成の選択の自由度が大きいので、Pbフリー化への対応も容易である点で優れている。しかしながら、スーパージャフィット法では、電極表面に粘着性皮膜を選択的に形成する工程が必須であるが、この工程においては化学反応を利用した特殊な薬剤処理を行なう必要があるので、工程が複雑になると共に、コストアップにもつながり、量産工程への適用には課題を残している。
したがって、バンプの形成技術は、メッキ法やスクリ−ン印刷法のような普及した技術だけでなく、新たに開発された技術も課題を抱えている。本願発明者は、既存のバンプの形成技術にとらわれずに、新規なバンプ形成方法を開発することが、最終的には、ポテンシャルの高い技術に繋がると考え、研究開発を重ねていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたバンプ形成方法およびバンプ形成装置を提供することにある。
本発明のバンプ形成方法は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、配線基板のうち電極を含む第1領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程(a)と、主面上に突起面が形成された基板を、当該突起面が配線基板の第1領域に対向するように配置する工程(b)と、配線基板上に形成された電極と基板の突起面との間に設けられた隙間の大きさを変動させながら、流動体を加熱して、該流動体中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程(c)と、流動体を加熱して、該流動体中に含有する導電性粒子を溶融する工程(d)とを含み、工程(c)において、流動体は、気泡発生剤から発生した気泡によって電極上に自己集合し、工程(d)において、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプを形成することを特徴とする。
本発明の他のバンプ形成方法は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、配線基板の一部のうち電極を含む第1領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程(a)と、主面上に凹部が形成され基板を、当該凹部が配線基板の第1領域の周囲を囲むように配置する工程(b)と、配線基板上に形成された電極と基板の凹部との間に設けられた隙間の大きさを変動させながら、流動体を加熱して、該流動体中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程(c)と、流動体を加熱して、該流動体中に含有する導電性粒子を溶融する工程(d)とを含み、工程(c)において、流動体は、気泡発生剤から発生した気泡によって電極上に自己集合し、工程(d)において、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプを形成することを特徴とする
本発明のバンプ形成方法によれば、配線基板のうち電極を含む第1領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給し、その後、突起面が形成された基板を、当該突起面が配線基板の第1領域に対向するように配置し、次いで、流動体を加熱して、気泡発生剤から気泡を発生させるので、第1領域内に選択的にバンプを形成することが可能となる。特に、流動体を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させることにより、導電性粒子を電極上に自己集合させることができる。その結果、生産性に優れたバンプ形成方法を提供することができる。
本願出願人は、配線基板や半導体チップ等の電極上に、導電性粒子(例えば、はんだ粉)を自己集合させて、バンプを形成する方法、あるいは、配線基板と半導体チップの電極間に導電性粒子を自己集合させて、電極間に接続体を形成し、フリップチップ実装する方法について、種々検討を行ない、従来にない新規なバンプ形成方法、フリップチップ実装方法を提案している(特願2004−257206号、特願2004−365684号、特願2005−094232号)。なお、これらの特許出願を本願明細書に参考のため援用する。
図1(a)〜(d)、及び図2(a)〜(d)は、本願出願人が上記特許出願明細書で開示したバンプ形成方法の基本工程を示した図である。
まず、図1(a)に示すように、複数の電極32を有する配線基板31上に、はんだ粉16と気泡発生剤(不図示)を含有した樹脂14を供給する。次に、図1(b)に示すように、樹脂14表面に、基板40を配設する。
この状態で、樹脂14を加熱すると、図1(c)に示すように、樹脂14中に含有する気泡発生剤から気泡30が発生する。そして、図1(d)に示すように、樹脂14は、発生した気泡30が成長することで、この気泡30は外に押し出される。
押し出された樹脂14は、図2(a)に示すように、配線基板31の電極32との界面、及び基板40との界面に柱状に自己集合する。次に、樹脂14をさらに加熱すると、図2(b)に示すように、樹脂14中に含有するはんだ粉16が溶融し、電極32上に自己集合した樹脂14中に含有するはんだ粉16同士が溶融結合する。
電極32は、溶融結合したはんだ粉16に対して濡れ性が高いので、図2(c)に示すように、電極32上に溶融はんだ粉よりなるバンプ19を形成する。最後に、図2(d)に示すように、樹脂14と基板40を除去することにより、電極32上にバンプ19が形成された配線基板31が得られる。
この方法の特徴は、配線基板31と基板40の隙間に供給された樹脂14を加熱することによって、気泡発生剤から気泡30を発生させ、気泡30が成長することで樹脂14を気泡外に押し出すことにより、樹脂14を配線基板31の電極32と基板40との間に自己集合させる点にある。
樹脂14が電極32上に自己集合する現象は、図3(a)、(b)に示すようなメカニズムで起きているものと考えられる。
図3(a)は、樹脂14が、成長した気泡(不図示)によって、配線基板31の電極32上に押し出された状態を示した図である。電極32に接した樹脂14は、その界面における界面張力(いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力)Fsが、樹脂の粘度ηから発生する応力Fηよりも大きいので、電極32の全面に亙って広がり、最終的に、電極32の端部を境とした柱状樹脂が、電極32と基板40間に形成される。
なお、電極32上に自己集合して形成された柱状の樹脂14には、図3(b)に示すように、気泡30の成長(または移動)による応力Fbが加わるが、樹脂14の粘度ηによる応力Fηの作用により、その形状を維持することができ、一旦自己集合した樹脂14が消滅することはない。
ここで、自己集合した樹脂14が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力Fsの他に、電極32の面積S及び電極32と基板40との隙間の距離Lや、樹脂14の粘度ηにも依存する。樹脂14を一定形状に維持させる目安をTとすると、定性的には、以下のような関係が成り立つものと考えられる。
T=K・(S/L)・η・Fs (Kは定数)
上記の説明のように、この方法は、樹脂14の界面張力による自己集合を利用して、電極32上に樹脂14を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、配線基板31表面に形成された電極32が凸状に形成されているが故に、配線基板31と基板40間に形成されたギャップの中で狭くなっている電極32上にて起きる現象を利用したものと言える。
本願出願人が提案した上記の方法を用いると、樹脂中に分散したはんだ粉を効率良く電極上に自己集合させることができ、また、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。また、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、上記の方法は、樹脂が供給された配線基板上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に特に有用である。
本願出願人は、上記方法をさらに深く検討している際に、配線基板の一部の領域にバンプを形成する場合に或る現象を観察した。以下、その現象について説明する。
配線基板の構造によっては、配線基板のうちの一部の電極上だけにバンプを形成すればよいこともある。例えば、図4に示す配線基板31では、配線の先端部分である電極32上にバンプを形成するケースである。
図4に示した配線基板の場合、電極32を含む領域117に、はんだ粉と気泡発生剤(不図示)を含有した樹脂14を塗布する。その塗布した樹脂14を加熱すると、領域117内の電極32の上に自己集合的にバンプが形成されることになる。しかしながら、この場合において、同図に示すように、領域117以外の領域119にまで、樹脂14およびはんだ粉が移動して、電極32だけでなく配線32eの範囲にもはんだが濡れ広がったり、その配線32eにはんだ粉の集合ができたりする現象が見つかった。また、僅かなバランス差によってはんだ粉が偏移集合する例も見つかった。なお、図4中の寸法aは約1mmであり、寸法bは約1.25mmである。
さらに、図5に示すような配線パターンの中央の12個の電極(ランド)にバンプを形成しようとした場合について説明する。なお、図5における中央部分を有するような配線パターンの他の例として図6を示す。
この場合において、本願発明者は、次のような現象を観測した。まず、図7に示すように、はんだバンプがランド部位を越えて伸び広がった例があった。さらには、図8および図9に示すように、はんだ粉がランド部位とは関係ないところで集合した例も発見された。この関係ない箇所ではんだ粉が集合したのは、おそらく、図10に示すように、樹脂14が基板40をつたって、他の部分まで移動し(樹脂14a、14b、矢印50参照)、バンプ形成を想定してない電極33の上に、はんだ粉16が移動してしまったことに基づくと思われる。また、場合によっては、樹脂が配線間をつたって遠方まで流れ出てはんだ粉が移動する現象も観察された。
樹脂14の移動を所定領域内にとどめることができるようなバンプ形成条件をその都度実験等により見つけ出して、その条件を厳密に制御したり、あるいは、所定領域以外をマスキングしたりすることも可能であるが、いずれも、本バンプ形成方法の簡便性が損なわれてしまう。
そこで、本願発明者は、はんだ粉16と気泡発生剤を含有した流動体(流動体)14を、配線基板の全面に付与して用いる場合に限らずに、配線基板の一部の領域に付与してもはんだバンプを簡便に形成することができる手法を鋭意検討して、本発明に至った。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。本発明は以下の実施形態に限定されない。
図11(a)〜(c)は、本発明の実施形態におけるバンプ形成方法を説明するための工程断面図である。
まず、図11(a)に示すように、配線基板31のうち電極32を含む第1領域17の上に、導電性粒子16と気泡発生剤(不図示)を含有した流動体14を供給する。本実施形態における流動体14は、樹脂である。なお、導電性粒子16、気泡発生剤の具体例は後述する。
第1領域17は、配線基板31の一部の範囲内の領域であることが多いが、配線基板31の全部(又はほぼ全部)の領域であってもよい。なお、第1領域17は、典型的には、バンプが形成される領域と同じ又はそれよりも一回り広い領域となる。第1領域17は、典型的には、バンプが形成される領域に対応し、そこに流動体14が供給されるのであるから、第1領域17は、面積や形状等によって制約されず、配線パターンや電極(ランド)のレイアウトによって決定されるものである。図4に示した領域117が、本実施形態の第1領域17に対応する場合には、第1領域17は、寸法a×寸法bに対応した範囲となり、例えば1mm×1.25mm又はそれと同程度の面積の範囲となる。
次に、図11(b)に示すように、流動体14の上に、第1領域17と同等の面積を有する突起面13が主面18上に形成された基板(板状部材)40を配置する。具体的には、基板40の突起面13が、配線基板31の第1領域17に対向するように配置する。基板40の寸法および形状、ならびに、突起面13の寸法・高さ(13h)・形状は、バンプ形成条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。なお、本実施形態の一つの例では、基板40は、1cm×1cmの正方形で、突起面13は4mm×4mmの正方形で400μmの高さ(13h)である。ただし、この例は、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。
基板(板状部材)40は、例えば、ガラス基板である。また、ガラス基板に限らず、セラミック基板、半導体基板(シリコン基板など)を用いることである。基板40として、透光性基板を用いると、プロセスの進捗状況およびバンプ形成確認が容易となるメリットがある。また、基板40として平担性に優れ、加工が容易な基板(例えば、ガラス基板)を用いることも好ましい。もちろん、基板40が安価であれば、それだけ製造プロセス上のコストメリットも増える。
図11(b)に示した状態で流動体14を加熱すると、図11(c)に示すように、流動体14中に含有する気泡発生剤から気泡30が発生する。本実施形態では、流動体14は、基板40の突起面13で当接させながら加熱される。また、配線基板31上に形成された電極32と基板40の突起面13との間には、一定の隙間が設けられており、当該一定の隙間は、導電性粒子16の粒径よりも広い。また、ここでは、基板40は固定または保持されており、流動体は加熱されている。
図11(b)および(c)に示すように、基板40には突起面13が形成されているので、第1領域17に供給された流動体14を、突起面13との間の表面張力によって第1領域17に留めることができる。つまり、流動体14は第1領域17に保持されるので、流動体14が第1領域17を大きく超えて広がることが無く、その結果、局所的なバンプ形成を簡便に実行できる有効なプロセスとなる。
次に、図12(a)から(d)も参照して、気泡30発生後の過程について説明を続ける。
図12(a)に示すように、流動体14は、発生した気泡30が成長することで、この気泡30によって押し出される。なお、流動体14中の気泡発生剤から発生した気泡30は、基板40と配線基板31との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される。
押し出された流動体14は、図12(b)に示すように、配線基板31の電極32との界面、及び基板40の突起面13との界面に柱状に集合する。それとともに、流動体14中の導電性粒子16は、電極32上に集合する。
次に、流動体14をさらに加熱すると、図12(c)に示すように、流動体14中に含有する導電性粒子16が溶融し、その結果、導電性粒子16の自己集合が完了する。つまり、電極32上に溶融した導電性粒子よりなるバンプ19が形成される。
さらに、バンプ形成後、適切な量だけ、基板40を上下方向に移動させることにより、形成されたバンプにおける高さのばらつきを押さえることができる。これにより、バンプ形成後に実施される、例えばフリップチップ実装時における金属接合時に、平行度を高めることができ、接続信頼性を高めることができる。
最後に、図12(d)に示すように、基板40を外すと、電極32上にバンプ19が形成された配線基板31が得られる。基板40の除去とともに流動体14を除去してもよい。
なお、基板40を外した後、流動体(樹脂)14を残しておいても構わないが、バンプ形成後、微小な導電性粒子(はんだ粉)が流動体14上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、図12(d)に示すように、残渣と一緒に流動体14を除去することを採用することも好適である。
本実施形態のバンプ形成方法では、第1領域17上に供給された流動体14の表面に、第1領域17に対向するように突起面13を配置するので、流動体14を、表面張力によって第1領域17上に留めることができる。したがって、流動体14を加熱して気泡発生剤から気泡30を発生させた際に、流動体14が第1領域17を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができる。これにより、第1領域17内に選択的にバンプ19を形成したい場合において、第1領域17以外に移動したはんだ粉16を事後的に取り除いたり、予めマスキングを施すといった手間を省き、簡易な方法で確実に、選択的にバンプを形成することが可能となる。また、流動体14は表面張力によって積極的に第1領域17内に留めることができることにより、バンプ19を第1領域17内に選択的に形成するための条件も緩和され、プロセス条件の自由度も大きくなる。
さらに、本実施形態の方法では、気泡30が成長することで流動体14を気泡外に押し出し、その効果によって流動体14を第1領域17の電極32上に自己集合させることができ、続いて、電極32上に自己集合した流動体14中に含有する導電性粒子16を溶融させることによって、濡れ性の高い電極32上に、溶融した導電性粒子からなるバンプ19を自己整合的に形成することができる。これにより、流動体14中に分散した導電性粒子16を効率よく電極32上に自己集合させることができ、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプを電極上に形成することができる。
図11(b)に示した状態を、図4に示したものと同様の電極32を含む配線基板に適用すると、図13(a)および(b)に示すようになる。図13(a)は、図4と同様な上面図であり、図13(b)は、図11(b)と同様な断面(側面)図である。
図13(a)および(b)からもわかるように、本実施形態の構成においては、基板40の突起面13によって流動体14を第1領域17に留めることができるので、図4に示した例の場合と異なり、バンプ19は確実に電極(ランド)32上に自己集合的に形成する。つまり、本実施形態の構成では、突起面13による表面張力で流動体14は第1領域17内に保持されるので、配線32eの箇所や、または、第1領域17以外の他の電極パターンの一部に導電性粒子が集合しそれがショートの原因となったりすることを防止することができる。
なお、上述した実施形態では、配線基板31上に流動体14を供給した後、基板40を配置したが、それに限らず、先に、第1領域17と突起面13とを一定の隙間を設けて互いに対向させて配置し、然る後、導電性粒子16と気泡発生剤を含有した流動体14を、この隙間に供給するようにしてもよい。
上述したように、本実施形態の方法では、気泡30が成長することで、導電性粒子16を含有する流動体14を気泡外に押し出し、その作用によって、電極32上に柱状に集合した流動体14中に含有する導電性粒子16を溶融させて、電極32上に溶融した導電性粒子16からなるバンプ19を自己整合的に形成することができる。
したがって、単に濡れ性だけを利用して電極上に自己集合させようと試みても実現できなかった場合であっても、本実施形態の方法によれば、電極32上に溶融した導電性粒子16からなるバンプ19を自己集合的に形成することができる。また、効率良く導電性粒子16を電極32上に自己集合させることができるので、過剰の導電性粒子16を流動体14中に含有させることなく、適量の導電性粒子16でもって、電極32上に必要とするバンプ19を形成することが可能となる。なお、導電性粒子16の最適な含有量は、例えば、以下のように設定することができる。
配線基板31上に供給される流動体(例えば、樹脂)14の体積(VB)中に含有される導電性粒子16の全てが、配線基板31の電極32上のバンプ19の形成に寄与したとすると、バンプ19の総体積(VA)と、流動体14の体積(VB)とは以下のような関係式(1)が成り立つ。
VA:VB≒SA:SB・・・(1)
ここで、SAは配線基板31の電極32の総面積、SBは配線基板31の所定領域(具体的には、上述の第1領域17)の面積をそれぞれ表す。これにより、樹脂14中に含まれる導電性粒子16の含有量は、以下のような式(2)で表される。
(導電性粒子16の含有量)=SA/SB×100[体積%]・・・(2)
よって、樹脂14中に含まれる導電性粒子16の最適な含有量は、概ね、以下のような式(3)に基づいて設定することができる。
(導電性粒子16の含有量)=SA/SB×100±α[体積%]・・・(3)
なお、上記パラメータ(±α)は、導電性粒子16が配線基板31の電極32上に自己集合する際の過不足分を調整するためのもので、種々の条件により決めることができる。
配線基板31の電極32の配置は、様々な形態を取り得るが、図14、図15に示したような典型的な電極32の配置に対して、式(3)により最適な導電性粒子16の含有量を求めると、概ね以下のような値になる。
図14に示した配置(ペリフェラル配置)・・・0.5〜5体積%
図15に示した配置(エリアアレイ配置)・・・15〜30%体積%
このことから、電極32上に必要とするバンプ19を形成するには、樹脂14中に分散する導電性粒子16は、0.5〜30体積%の割合で樹脂14中に含有していれば足りることになる。
特に、本実施形態のバンプ形成方法によれば、突起面13が形成された基板40を用いて流動体14を表面張力によって第1領域17上に留めることができ、それゆえ、流動体14が第1領域17を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができるので、導電性粒子16をさらに効率的な量に抑えることができる。すなわち、第1領域17を超えて移動し損失してしまう分の(つまり、余分な)導電性粒子16を考慮しなくてよかったり、あるいは、それを考慮する割合を少なくすることができる。
なお、一般に、導電性粒子16と樹脂14との重量比は約7程度なので、上記0.5〜30体積%の割合は、概ね4〜75重量%の割合に相当する。
また、流動体を突起面と配線基板の電極間に自己集合させる工程において、突起面と配線基板とのギャップを変動させながら行なってもよい。このようにすることによって、流動体を突起面と電極間に効率よく自己集合させることができる
述した本実施形態のバンプ形成方法は、さらに、次のような改変を行うこともできる。上記実施形態では、基板40の突起面13はその表面が平らなものを使用したが、それに限定されない。例えば、図16に示すように、第1領域17上に形成された複数の電極32と対向する位置に、電極32と略同一形状の凸状パターンまたは電極パターン41を形成した突起面13を用いても良い。このように突起面13の所定箇所に凸状パターンや電極パターン41を設けると、はんだ粉の自己集合をより容易にできる場合がある。なお、第1領域17と突起面13との間隔(距離)は、各種の条件(例えば、樹脂の粘度、はんだ粉の粒径、電極の大きさなど)に基づいて決定することができる。なお、凸状パターンまたは電極パターン41の少なくとも表面に、金属を形成しておくのも好適である。金属からなる電極パターン41は、印刷等の方法により簡単に形成することができる。
本実施形態のバンプ形成方法と同様の効果は、基板40上に突起面13を形成するだけでなく、基板40のうち第1領域17に対向する領域15の周囲に凹部(または、溝)20を形成することによっても得ることができる。図17(a)〜(c)を参照しながら、簡単に説明する。
まず、図11(a)と同様に、図17(a)に示すように、配線基板31の一部のうち電極32を含む第1領域17の上に、導電性粒子16と気泡発生剤(不図示)を含有した流動体14を供給する。次いで、図17(b)に示すように、配線基板31の第1領域17に対向する領域15の周囲に凹部20が形成されている基板40を、配線基板31の第1領域17に対向するように配置し、基板40と配線基板31とで流動体14を挟む。ここでは、流動体14の周囲は、凹部20の底部20bによって囲い込まれている。この状態で、流動体14を加熱すると、図17(c)に示すように、流動体14中に含有する気泡発生剤から気泡30が発生する。
図11(b)および(c)に示した場合と同様に、図17(b)および(c)に示した場合でも、流動体14は、表面張力によって第1領域17上に留められる。以降は、図12(a)から(d)で説明した過程と同様に進行して、電極32上に自己集合的にバンプ19が形成されることになる。
なお、図17(b)および(c)で用いた基板40においても、図16に示した基板と同様に、基板40の表面(配線基板31に対向する面)に、凸状パターンまたは電極パターン41を形成することも可能である。
ここで、本実施形態に使用する流動体14、導電性粒子16、及び気泡発生剤は、特に限定されないが、それぞれ、以下のような材料を使用することができる。
流動体14としては、室温から導電性粒子16の溶融温度の範囲内において、流動可能な程度の粘度を有するものであればよく、また、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエラストマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光(紫外線)硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。樹脂以外にも、高沸点溶剤、オイル等も使用することができる。
また、導電性粒子16及び気泡発生剤としては、図18及び図19に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。なお、導電性粒子16の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体14を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体14を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。
また、気泡発生剤は、沸点の異なる2種類以上の材料からなるものであってもよい。沸点が異なれば、気泡の発生、及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体14の押し出しが、段階的に行なわれるので、流動体14の自己集合過程が均一化され、これにより、均一性のよい導電パターンを形成することができる。
なお、気泡発生剤としては、図19に挙げた材料以外に、流動体14が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図2に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物(水酸化アルミニウム)を使用した場合、流動体14が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。
次に、本実施形態のバンプ形成方法を実行するための好適なバンプ形成装置について、図2〜図3を参照しながら説明する。
図2は、本発明の実施形態におけるバンプ形成装置100を模式的に示している。本実施形態のバンプ形成装置100は、配線基板31上にバンプを形成する装置であり、配線基板31を載置するためのステージ50と、ステージ50に対向して配置されるヘッダー52とから構成されている。
ヘッダー52は、ステージ50の上方に配置される基板(板状部材)40を吸着可能な吸着機構53を備えており、そして、板状部材40を吸着した状態で上下動可能な機構(不図示)を持っている。さらに、ヘッダー52及びステージ50の少なくとも一方には、加熱機構が設けられており、図2に示した例では、ステージ50に加熱機構60が取り付けられてものを示している。本実施形態における加熱機構60は、配線基板31を加熱することができるヒータである。加熱機構は、ステージ50とともに、ヘッダー52にも取り付けて、上下両方から加熱させるようにすることも可能である。
本実施形態の構成においては、加熱機構60によって配線基板31を加熱することができ、その加熱の際に、ヘッダー52は、ステージ50を基準に所定間隔(第1の間隔)で板状部材40を保持することができる。
続いて、図2(a)から図26(b)を参照しながら、本実施形態のバンプ形成装置100の動作の一例について説明する。
まず、図2(a)に示すように、ヘッダー52の吸着機構53によって板状部材40を吸着し、その状態でヘッダー52を上方に移動させる(矢印55)。ヘッダー52の移動は、モータのような可動機構を用いればよい。
一方、ステージ50の上には、電極32が形成された配線基板31を載置しておく。ステージ50は、配線基板31を吸着して固定可能な機構を備えており、それにより配線基板31をステージ50上に固定することができる。配線基板31は、樹脂製の配線基板(例えば、FR−4基板)、セラミック基板などを用いることができる。また、リジッド基板に限らず、フレキシブル基板を用いることも可能である。なお、本実施形態における配線基板31は、BGA(ボール・グリッド・アレイ)に用いられるような中間基板(インターボーザ)であってもよい。
ヘッダー52を移動させると、図2(b)に示すようになる。その後、図2(c)に示すように、ディスペンサ70を用いて、配線基板31上の電極32を含む領域に流動体14を塗布する。ディスペンサ70内には流動体(例えば、樹脂ペースト)14が充填されている。
本実施形態の流動体14は、導電性粒子と気泡発生剤を含有している。本実施形態における流動体14は、樹脂である。なお、本実施形態において、流動体14をペーストと称することもある。
また、本実施形態では、図2(a)に示した状態から説明したが、もちろん、図2(b)に示した状態からプロセスを開始することが可能である。加えて、流動体(樹脂ペースト)14の付与方法は、ディスペンサ70による塗布に限らず、他の方法を用いることも可能である。
次に、図23(a)に示すように、ヘッダー52を下降させて(矢印56)、板状部材40をステージ50の方に近づけていく。次いで、図23(b)に示すように、板状部材40と、ステージ50上に配置された配線基板31とによってペースト14を挟み込む。言い換えると、ペースト14を介して配線基板31と板状部材40との間に所定の間隔(第1の間隔)ができるようにヘッダー52を移動させる。この所定の間隔(隙間)は、ペースト中に含まれている導電性粒子の粒径よりも広い。
次に、図24(a)に示すように、ヒータ60を用いてステージ50を加熱して(加熱時のステージを「50a」と表す)、配線基板31上に付与されたペースト14を加熱する。すると、図24(b)に示すように、ペースト14に含有する気泡発生剤から気泡30が発生する。
この加熱時においては、ヘッダー52は、ステージ50を基準に所定の間隔で板状部材40を保持している。板状部材40をヘッダー52によって固定していることにより、気泡発生剤から気泡30は、板状部材40と配線基板31との間の専ら隙間の広い所(例えば、配線基板31中の電極32が形成されていない箇所)を通り抜けて、板状部材40の外縁から吹き出して排出されていく。
加熱プロセスが進むと、図25(a)に示すように、電極32上にバンプ19が形成されていく。つまり、気泡発生剤の気泡30の作用に基づいた樹脂の自己集合およびそれに続くはんだの自己整合的な自己集合を通して、配線基板31の電極32上にバンプ19が形成される。
なお、ステージ50を基準にしたヘッダー52との所定の間隔(第1の間隔)は、加熱時においてカッチリと固定されるようにヘッダー52を制御してもよいし、樹脂の自己集合及びはんだの自己集合が形成しやすいように、加熱工程のプロファイルにあわせて、間隔を僅かに広げる微上昇動作(矢印56)を行うようにヘッダー52を制御してもよい。また、広げるだけでなく、その間隔を小刻みに変動させるようにヘッダー52を制御してもよい。このような間隔制御は、バンプ高さを高くさせたり、バンプ高さを均一にする効果を得る場合に行われ得る。加熱時に間隔の変動させる場合は、プロセスにも依存するが、例えば、第1の間隔に対して10%以下程度の変動距離をめどにすればよい。
また、ペースト14の加熱工程は、ステージ50からの加熱のみならず、ヘッダー52から板状部材40を通しての加熱を併用して行うことも可能である。その場合には、板状部材40は、熱伝導率の良いもの(例えば、セラミック材料)を用いるようにすることが好ましい。
気泡発生剤の気泡30の作用に基づいた樹脂の自己集合およびそれに続くはんだの自己整合的な自己集合を通して、配線基板31の電極32上にバンプ19が形成された後は、ヒータ60の加熱をストップして、図25(b)に示すように、ヘッダー52を上昇させる(矢印57)。この時、同図に示すように、板状部材40を残してヘッダー52を上昇させてもよいし、板状部材40を吸着したままヘッダー52を上昇させてもよい。
なお、バンプ形成を終えた後の板状部材40は、新しいものに交換されるか、あるいは、洗浄した後に再利用される。
なお、バンプ19の形成後に、適切な量だけ、板状部材40を上下方向に移動させることにより、形成されたバンプ19における高さのばらつきを押さえることができる。これにより、バンプ形成後に実施される、例えばフリップチップ実装時における金属接合時に、平行度を高めることができ、接続信頼性を高めることができる。
最後に、図26(a)に示すように、板状部材40を取り外し、さらに、図26(b)に示すように、配線基板31をステージ50から外して取り出せば、電極32上にバンプ19が形成された配線基板31を得ることができる。
なお、板状部材40を外した後、流動体(樹脂)14を残しておいても構わないが、バンプ形成後、微小な導電性粒子(はんだ粉)が流動体14上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、残渣と一緒に流動体14を除去することを採用することも好適である。
加えて、板状部材40として、例えば半導体チップを用いた場合には、本実施形態のバンプ形成方法を利用して、フリップチップ実装を行うこともできる。つまり、板状部材40を除去せずに、そのまま、配線基板31上にフリップチップ実装された半導体実装体(モジュール)を形成することもできる。その場合において、流動体14が硬化樹脂のときには、その流動体14を硬化させてアンダーフィルとして使用することもできる。なお、流動体14を除去して、その後、アンダーフィルを注入してもよい。
また、ステージ50を移動式にして、図2(a)から図26(b)に示した工程を流れ作業的に行うことも可能である。例えば、図25(a)(あるいは、図25(b))に示した状態から板状部材40を上方に移動させるとともに、バンプ形成後の配線基板31を取り除いて、図2(b)に示す状態にし、図2(b)に示す状態からステージ50を移動させてディスペンサ70の下方に持ってきて、さらに、ペースト付与後にステージ50を移動させて、図23(a)から図24(b)までの工程(あるいは、その後の図25(a)又は(b)までの工程)を実行させることもできる。
本発明の実施形態に係るバンプ形成装置100によれば、配線基板31を載置するためのステージ50と、板状部材40を吸着可能で上下動可能な機構を持ったヘッダー52との少なくとも一方に加熱機構(ヒータ)60が設けられ、加熱機構60による加熱の際に、ヘッダー52が板状部材40を保持することができるので、ステージ50の上に配線基板31を介して、導電性粒子と気泡発生剤とを含有した流動体(ペースト)14を供給した場合に、加熱機構(ヒータ)60の加熱によって気泡発生剤から気泡30を発生させ、その発生した気泡30によって導電性粒子を配線基板31の電極32上に自己集合させることができる。その結果、生産性に優れたバンプ形成を実施することができる。
上述の実施形態においては、流動体14となるペーストの供給にディスペンサ70を用いたが、ディスペンサは、エアパルス式、ジェット式、スクリュー式、メカニカル式などの各種のものを適宜使用することができる。また、ペースト14の供給は、ディスペンサを用いたものに限らず、他の手法を用いることができる。例えば、図27(a)および(b)に示すように、ペースト14をディッピング可能なニードル部材72を用いて、ペースト14を配線基板31上に付与することも可能である。
さらに説明すると、図27(a)に示すように、ニードル部材72を下降させて(矢印76)、ペースト14をストックしている箇所に突き刺して、ニードル部材72の表面張力を利用してペースト14の一部14aを取り出す(矢印77)。
次に、図27(b)に示すように、ペースト14の一部14を保持したニードル部材72を配線基板31上に付与して(矢印78)、その後、そのニードル部材72を引き上げる(矢印79)。
このようにして、ペースト14を配線基板31上に供給することができる。配線基板31上に必要なペースト14が少量な場合(または極少量な場合)、ディスペンサ70による供給では供給量の調整が困難なことがあり得るが、ニードル部材72を用いたペースト14の供給では少量の供給にも容易に対応することができる。また、ディスペンサ70を設置すると、コスト高なバンプ装置となってしまう可能性があるが、ニードル部材72は簡便な器具なので、ニードル部材72を用いればそのような問題を比較的容易に回避することができる。
また、ニードル部材72を用いたものに限らず、図28に示すように、マスク73とスキージ74を用いてペースト14を印刷により供給してもよいし、図29に示すように、ブレード装置75を用いてブレードによってペースト14を供給してもよい。
さらに、本実施形態のバンプ形成装置100において、板状部材40を回転させる機構を設けることも可能である。図3は、バンプ形成装置100を上方から見た構成を示している。図3に示した例では、バンプ形成装置100は、板状部材40を回転可能な機構を有しており、ヘッダー52とは異なる領域に、洗浄装置80が配置されている。図示されたバンプ形成装置100では、ヘッダー52の箇所でバンプ形成を行った後、板状部材40を回転して(矢印82)、洗浄装置80の箇所に持ってきて板状部材40を洗浄し、次いで、板状部材40を再び回転させて(矢印83)、再度、ヘッダー52の箇所でバンプ形成を行うことができる。この回転機構は、ヘッダー52に設けてもよいし、あるいは、ヘッダー52と異なる箇所に設けてもよい。
本願発明者が、狭ピッチのアレイタイプ(例えば、電極32ピッチが500μm程度またはそれ以下)のバンプ19を形成する実験をしたところ、配線基板31を板状部材40に対して鉛直上方および下方に配置するかによって違いがでる例が観察されることがわかった。狭ピッチのものでなければ、その差は無視できるものであるが、配線基板31を下方に配置した場合(すなわち、ステージ50側)には、下から加熱しても(ステージ50側からの加熱)、上から加熱しても(板状部材40側からの加熱)、ショート等の問題なくバンプ19を形成することができた。一方、配線基板31を上方に配置した場合(すなわち、ヘッダー52側)には、下から加熱しても(ステージ50側からの加熱)、上から加熱しても(板状部材40側からの加熱)、形成されるバンプ19間にショートが生じたケースが見られた。
これは、板状部材40の界面張力による流動体(樹脂)14の広がりと重力とが影響していると推測される。さらに説明すると、図3(a)に示すように、配線基板31を下方に配置した場合には、流動体14の広がりをある程度の範囲内に留めることができて、ショートの問題は生じにくいが、図3(b)に示すように、配線基板31を上方に配置した場合には、流動体14が予想以上に広がり、したがって、ショート35の問題が生じやすくなる傾向が強まると思われた。それゆえに、配線基板31は下方に配置することが、特に狭ピッチの場合(例えば、バンプ19が形成される電極となるランドの間隔が500μm以下の場合)に好ましい。
また、バンプ形成のための加熱時における加熱速度について実験を行ったところ、100℃/秒以上(好ましくは、150℃/秒以上)の昇温加熱を行うと、使用する材料にあわせてプロセス条件を厳密にコントロールせずにある程度緩和しても、バンプ19を形成できることがわかった。例えば、樹脂製の配線基板31を下側に配置して、310℃/秒、155℃/秒、103℃/秒の昇温速度を持った加熱プロセスを実行した時に(加熱時間は、30秒)、ショート等の問題なくバンプ19を形成することができた。加熱機構60は、例えば、セラミックヒータを用いることができる。
なお、昇温速度をプロセスの最適化のために特別に上昇させるということは、それだけ高価な加熱装置(ヒータ)60を用いるということになるため、できるだけその条件(昇温速度)を緩和させたい。その場合、配線基板31側と板状部材40側の両方から加熱を実行することが好ましい。例えば、配線基板31側の加熱は、略一定の温度での一定加熱を行い(言い換えると、補助加熱または予備加熱)、板状部材40側の加熱は、温度上昇を伴った昇温加熱を行うことができる。板状部材40側の加熱を行う場合には、ガラス基板よりも熱伝導率の高い基板(例えば、セラミック基板)を用いることが好ましい。また、配線基板31として、セラミック製の配線基板を用いると、下側の加熱(ステージ50側からの加熱)の効率を高めることができる。
上述したように、本実施形態の方法では、気泡30が成長することで、導電性粒子16を含有する流動体14を気泡外に押し出し、その作用によって、電極32上に柱状に集合した流動体14中に含有する導電性粒子を溶融させて、電極32上に溶融した導電性粒子16からなるバンプ19を自己整合的に形成することができる。
したがって、単に濡れ性だけを利用して電極上に自己集合させようと試みても実現できなかった場合であっても、本実施形態の方法によれば、電極32上に溶融した導電性粒子からなるバンプ19を自己集合的に形成することができる。また、効率良く導電性粒子を電極32上に自己集合させることができるので、過剰の導電性粒子を流動体14中に含有させることなく、適量の導電性粒子でもって、電極32上に必要とするバンプ19を形成することが可能となる。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
本発明によれば、簡易な方法により選択的にバンプを形成する方法を提供することができる。
(a)〜(d)は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。 (a)〜(d)は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。 (a)および(b)は、樹脂の自己集合のメカニズムを説明する図である。 バンプ形成における樹脂の移動機構を説明するための図である。 一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。 一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。 樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。 樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。 樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。 バンプ形成における樹脂の移動機構を説明するための図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。 (a)〜(d)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程上面図および工程断面図である。 電極のペリフェラルな配置を示す平面図である。 電極のエリアアレイの配置を示す平面図である。 本発明の実施形態の改変例の構成を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態の改変例を示す工程断面図である。 本発明の実施形態に係る導電性粒子の材料を示す図である。 本発明の実施形態に係る気泡発生剤の材料を示す図である。 本発明の実施形態に係る気泡発生剤粉の材料を示す図である。 本発明の実施形態に係るバンプ形成装置を模式的に示す断面図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の動作を説明するための工程断面図である。 (a)および(b)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の動作を説明するための工程断面図である。 (a)および(b)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の動作を説明するための工程断面図である。 (a)および(b)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の動作を説明するための工程断面図である。 (a)および(b)は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の動作を説明するための工程断面図である。 (a)および(b)は、ニードル部材を用いたペーストの供給方法を説明する図である。 ペーストの供給方法を説明するための断面図である。 ペーストの供給方法を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の改変例を模式的に示す上面図である。 (a)は、配線基板を下側に配置した構成を示す断面図、(b)は、配線基板を上側に配置した構成を示す断面図である。
13 突起面
14 流動体(樹脂)
16 導電性粒子(はんだ粉)
17 第1領域
18 主面
19 バンプ
20 凹部(溝)
30 気泡
31 配線基板
32 電極
40 基板(板状部材)
41 電極パターン
50 ステージ
52 ヘッダ
53 吸着機構
60 加熱機構(ヒータ)
70 ディスペンサ
72 ニードル部材
74 スキージ
75 ブレード装置
80 洗浄装置
100 バンプ形成装置

Claims (12)

  1. 配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、
    配線基板のうち電極を含む第1領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程(a)と、
    主面上に突起面が形成された基板を、当該突起面が前記配線基板の第1領域に対向するように配置する工程(b)と、
    前記配線基板上に形成された前記電極と前記基板の前記突起面との間に設けられた隙間の大きさを変動させながら、前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から気泡を発生させる工程(c)と、
    前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記導電性粒子を溶融する工程(d)と
    を含み、
    前記工程(c)において、前記流動体は、前記気泡発生剤から発生した気泡によって、前記電極上に自己集合し、
    前記工程(d)において、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプを形成する、バンプ形成方法。
  2. 前記工程(a)において、前記流動体が供給される前記第1領域は、前記配線基板の一部の領域である、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  3. 前記基板は、透光性基板である、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  4. 前記透光性基板は、ガラス基板である、請求項3に記載のバンプ形成方法。
  5. 前記基板の突起面には、前記電極に対向する位置に凸状パターン又は電極パターンが形成されている、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  6. 前記流動体に含有されている前記気泡発生剤は、前記工程(c)において、前記流動体が加熱されたときに沸騰する材料、または、熱分解することにより気体を発生する材料からなる、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  7. 前記隙間は、前記導電性粒子の粒径よりも広い、請求項に記載のバンプ形成方法。
  8. 前記工程(c)において、前記気泡発生剤から発生した気泡は、前記基板と前記配線基板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  9. 前記工程(d)の後、前記基板を除去する工程をさらに包含する、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  10. 前記基板は、前記配線基板の鉛直上方に配置される、請求項1に記載のバンプ形成方法。
  11. 配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、
    前記配線基板の一部のうち電極を含む第1領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程(a)と、
    主面上に凹部が形成され基板を、当該凹部が前記配線基板の第1領域の周囲を囲むように配置する工程(b)と、
    前記配線基板上に形成された前記電極と前記基板の前記凹部との間に設けられた隙間の大きさを変動させながら、前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から気泡を発生させる工程(c)と、
    前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記導電性粒子を溶融する工程(d)と
    を含み、
    前記工程(c)において、前記流動体は、前記気泡発生剤から発生した気泡によって、前記電極上に自己集合し、
    前記工程(d)において、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプを形成する、バンプ形成方法。
  12. 前記工程(a)において、前記流動体が供給される前記第1領域は、前記配線基板の一部の領域である、請求項11に記載のバンプ形成方法。
JP2008506209A 2006-03-16 2007-02-22 バンプ形成方法 Active JP5002583B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008506209A JP5002583B2 (ja) 2006-03-16 2007-02-22 バンプ形成方法

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006072316 2006-03-16
JP2006072316 2006-03-16
JP2006084569 2006-03-27
JP2006084569 2006-03-27
PCT/JP2007/053866 WO2007108290A1 (ja) 2006-03-16 2007-02-22 バンプ形成方法およびバンプ形成装置
JP2008506209A JP5002583B2 (ja) 2006-03-16 2007-02-22 バンプ形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007108290A1 JPWO2007108290A1 (ja) 2009-08-06
JP5002583B2 true JP5002583B2 (ja) 2012-08-15

Family

ID=38522325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008506209A Active JP5002583B2 (ja) 2006-03-16 2007-02-22 バンプ形成方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7905011B2 (ja)
EP (1) EP1996002B1 (ja)
JP (1) JP5002583B2 (ja)
KR (1) KR101257977B1 (ja)
CN (1) CN101401494B (ja)
WO (1) WO2007108290A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7640659B2 (en) * 2005-09-02 2010-01-05 Panasonic Corporation Method for forming conductive pattern and wiring board
KR101257977B1 (ko) * 2006-03-16 2013-04-24 파나소닉 주식회사 범프형성방법 및 범프형성장치
JP5159273B2 (ja) * 2007-11-28 2013-03-06 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置の製造方法
JP5106457B2 (ja) * 2009-03-24 2012-12-26 パナソニック株式会社 電子部品接合方法とバンプ形成方法およびその装置
US9627254B2 (en) * 2009-07-02 2017-04-18 Flipchip International, Llc Method for building vertical pillar interconnect
KR101940237B1 (ko) * 2012-06-14 2019-01-18 한국전자통신연구원 미세 피치 pcb 기판에 솔더 범프 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 플립 칩 본딩 방법
WO2020105206A1 (ja) * 2018-11-22 2020-05-28 株式会社村田製作所 伸縮性配線基板及び伸縮性配線基板の製造方法
US11812562B2 (en) * 2021-08-30 2023-11-07 International Business Machines Corporation Creating a standoff for a low-profile component without adding a process step

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11112133A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Nippon Avionics Co Ltd はんだバンプの平坦化方法
JP2002223065A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Ibiden Co Ltd プリント配線板の製造方法
JP2003218161A (ja) * 2002-01-25 2003-07-31 Kyocera Corp 半田バンプ平坦化用プレス治具およびこれを用いた配線基板の製造方法
JP2005217264A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法および製造装置
WO2005122237A1 (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 部品実装方法及び部品実装装置
WO2006025387A1 (ja) * 2004-09-03 2006-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. バンプ形成方法及びはんだバンプ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747233B2 (ja) 1987-09-14 1995-05-24 古河電気工業株式会社 半田析出用組成物および半田析出方法
JPH06125169A (ja) 1992-10-13 1994-05-06 Fujitsu Ltd 予備はんだ法
JP3537871B2 (ja) 1993-07-05 2004-06-14 昭和電工株式会社 はんだコートおよびその形成方法
US20030148024A1 (en) * 2001-10-05 2003-08-07 Kodas Toivo T. Low viscosity precursor compositons and methods for the depositon of conductive electronic features
JP3996276B2 (ja) 1998-09-22 2007-10-24 ハリマ化成株式会社 ソルダペースト及びその製造方法並びにはんだプリコート方法
JP2002026070A (ja) 2000-07-04 2002-01-25 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
JP3769688B2 (ja) 2003-02-05 2006-04-26 独立行政法人科学技術振興機構 端子間の接続方法及び半導体装置の実装方法
JP3698704B2 (ja) 2003-02-28 2005-09-21 株式会社加藤建設 地盤改良機械
JP4024194B2 (ja) 2003-09-16 2007-12-19 沖電気工業株式会社 遠隔試験システムおよびゲートウエイ装置
JP3955302B2 (ja) * 2004-09-15 2007-08-08 松下電器産業株式会社 フリップチップ実装体の製造方法
US20060163744A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-27 Cabot Corporation Printable electrical conductors
WO2006103948A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フリップチップ実装方法およびバンプ形成方法
CN101176200B (zh) * 2005-05-17 2010-11-03 松下电器产业株式会社 倒装片安装方法、倒装片安装装置及倒装片安装体
US7640659B2 (en) * 2005-09-02 2010-01-05 Panasonic Corporation Method for forming conductive pattern and wiring board
KR101257977B1 (ko) * 2006-03-16 2013-04-24 파나소닉 주식회사 범프형성방법 및 범프형성장치
WO2007122868A1 (ja) * 2006-03-28 2007-11-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. バンプ形成方法およびバンプ形成装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11112133A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Nippon Avionics Co Ltd はんだバンプの平坦化方法
JP2002223065A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Ibiden Co Ltd プリント配線板の製造方法
JP2003218161A (ja) * 2002-01-25 2003-07-31 Kyocera Corp 半田バンプ平坦化用プレス治具およびこれを用いた配線基板の製造方法
JP2005217264A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法および製造装置
WO2005122237A1 (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 部品実装方法及び部品実装装置
WO2006025387A1 (ja) * 2004-09-03 2006-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. バンプ形成方法及びはんだバンプ

Also Published As

Publication number Publication date
EP1996002A4 (en) 2011-06-15
US7905011B2 (en) 2011-03-15
JPWO2007108290A1 (ja) 2009-08-06
CN101401494B (zh) 2010-12-22
CN101401494A (zh) 2009-04-01
EP1996002B1 (en) 2017-07-05
WO2007108290A1 (ja) 2007-09-27
EP1996002A1 (en) 2008-11-26
KR20080112237A (ko) 2008-12-24
US20090229120A1 (en) 2009-09-17
KR101257977B1 (ko) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5002583B2 (ja) バンプ形成方法
JP4084834B2 (ja) フリップチップ実装方法およびバンプ形成方法
JP5002587B2 (ja) バンプ形成方法およびバンプ形成装置
JP4084835B2 (ja) フリップチップ実装方法および基板間接続方法
JP4227659B2 (ja) フリップチップ実装方法及びバンプ形成方法
KR101139050B1 (ko) 범프 형성 방법 및 땜납 범프
JP4294722B2 (ja) 接続構造体及びその製造方法
JPWO2006123478A1 (ja) フリップチップ実装方法とフリップチップ実装装置
JPWO2007099866A1 (ja) 電子部品実装体、ハンダバンプ付き電子部品、ハンダ樹脂混合物、電子部品の実装方法、および電子部品の製造方法
JP5368299B2 (ja) 電子部品実装体及びハンダバンプ付き電子部品の製造方法
JP5147723B2 (ja) 電極構造体
JP4710513B2 (ja) フリップチップ実装方法および基板間接続方法
JP2007150355A (ja) バンプ付き基板の製造方法
JP2008258397A (ja) ペーストおよびバンプ形成方法
JP4276550B2 (ja) はんだ供給方法並びにこれを用いたはんだバンプの形成方法及び装置
JP2004087756A (ja) 金属ボールの配列方法及びこれを用いた半導体装置の製造方法
JP2008258398A (ja) ペーストおよびバンプ形成方法、ならびに基板構造体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111122

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120424

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5002583

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525

Year of fee payment: 3