JPH0779116B2 - ベアチップ型半導体装置の実装方法 - Google Patents

ベアチップ型半導体装置の実装方法

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JPH0779116B2
JPH0779116B2 JP5450293A JP5450293A JPH0779116B2 JP H0779116 B2 JPH0779116 B2 JP H0779116B2 JP 5450293 A JP5450293 A JP 5450293A JP 5450293 A JP5450293 A JP 5450293A JP H0779116 B2 JPH0779116 B2 JP H0779116B2
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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はベアチップ型半導体装置
の実装方法、特に、はんだバンプを用いて半導体装置を
基板に接続するベアチップ型半導体装置の実装方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】図4(a)〜(f)は従来の一例を説明
する工程断面図である。図4(a)〜(f)に示すベア
チップ型半導体装置の実装方法は、ベアチップ型半導体
装置1の電極パッド2上にメッキ法を用いてはんだバン
プ6aを形成し、その後フロー工程ではんだバンプ6a
を半球状にし図4(e)に示すように配線基板10上の
搭載パッド9上に位置合わせして搭載する。搭載後図4
(f)に示すようにはんだの溶融温度に加熱することに
より搭載パッド9とはんだバンプ6aとを接合する。ま
た、特開昭62−250647号公報に示されているよ
うに、はんだバンプ6aを半溶融状態になるまで加熱し
つつベアチップ型半導体装置1の動作検査を行う技術が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来のベアチップ
型半導体装置の実装方法は、搭載パッド5とはんだバン
プ7との位置ずれが発生した場合、または電気的検査に
より不良品と判定した場合には、はんだバンプ7を加熱
溶融してベアチップ型半導体装置1を基板から取り外し
再搭載しなければならない。従来のベアチップ型半導体
装置の実装方法では、ベアチップ型半導体装置1を配線
基板6から取り外す際に、搭載パッド5上にはんだが残
るとともにバンプ7の形状が破壊される。従って位置ず
れ修正の際には、はんだバンプの形状不良によるオープ
ン不良が発生する。また、良品ベアチップを再搭載する
際には搭載パッド5上のはんだ残りによる隣接間パッド
のショート不良が発生したり、他パッドと比較してはん
だ残りの少ないパッドでオープン不良が発生するという
問題があった。また、はんだバンプを半溶融温度に加熱
しつつベアチップ型半導体装置の動作検査を行う方法で
は高精度の温度コントロールが必要となり、製造工程を
安定に維持することが困難であるという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のベアチップ型半
導体装置の実装方法は、ベアチップ型半導体装置の電極
パッド上に高融点はんだとコア層と低融点はんだとを有
する3層バンプを形成し、あるいはベアチップ型半導体
装置の電極パッド上に高融点はんだとコア層とを有する
2層バンプを形成し低融点はんだを配線基板または電気
的選別治具の搭載パッド上に形成する。次いで低融点は
んだの溶融温度に加熱しベアチップ型半導体装置を仮実
装した状態で電気的検査および搭載位置検査を実施す
る。このとき電気的検査不合格または搭載位置不良の場
合は、再度低融点はんだの溶融温度に加熱して不良品ま
たは搭載不良のベアチップ型半導体装置を取り外し、良
品のベアチップ型半導体装置を搭載する。または搭載位
置を修正する。電気的検査と搭載位置が正常の場合に
は、高融点はんだの溶融温度に加熱するとともに加圧
し、コア層を高融点はんだで包み込み高融点はんだと配
線基板の搭載パッドとを接続する。
【0005】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0006】図1(a)〜(g)は、本発明の第1の実
施例を示す工程断面図である。図1(a)〜(d)はバ
ンプを形成する工程を示す。このバンプの製造に当たっ
ては、まず、ベアチップ型半導体装置1の電極パッド2
以外のところへ図1(b)のようにレジスト3を形成
し、次いで電極パッド2上に電解メッキ法を用いて図1
(c)のように高融点はんだ4(Pb−Sn5wt%S
n)、コア層5(Cu)、低融点はんだ6(Sn−Pb
37wt%Pb)を順次メッキする。その後図1(d)
のようにレジスト3を剥離する。
【0007】図1(e)〜(g)はベアチップ型半導体
装置を配線基板に実装する工程を示す。図1(e)のよ
うにベアチップ型半導体装置1上に形成した高融点はん
だ4とコア層5と低融点はんだ6とからなる3層バンプ
を配線基板10上の搭載パッド9へ位置を合わせ搭載す
る。図1(f)は低融点はんだの溶融温度に加熱し(本
実施例では高融点はんだの溶融温度以下の220℃とし
た)、低融点はんだ6と搭載パッド9とを接合した状態
の断面図である。この状態で搭載位置の検査および電気
的検査を実施する。搭載位置がずれている場合もしくは
電気的検査不合格の場合には低融点はんだ6の溶融温度
に再加熱しベアチップ型半導体装置1を取り外す。ベア
チップ型半導体装置1を取り外す際にコア層5がバリア
の役目をするので高融点はんだ4の一部が低融点はんだ
6へ溶け込むことがなく安定した温度で低融点はんだ6
を溶融することができる。また、ベアチップ型半導体装
置1を取り外した際に高融点はんだ4が破壊されないこ
とと、搭載パッド9上の残留はんだが微量であることに
より、搭載位置ずれを修正する際のバンプ形状不良によ
るオープン不良および良品のベアチップ型半導体装置を
再搭載する際に搭載パッド上のはんだ残留による隣接パ
ッド間のショート不良をなくすることができる。図1
(g)は搭載位置検査および電気的検査完了後、高融点
はんだの溶融温度(本実施例では324℃とした)に加
熱するとともにベアチップ型半導体装置1を加圧し、コ
ア層5を高融点はんだ4で包み込み、高融点はんだ4と
搭載パッド9とを接合した状態の断面図である。このよ
うにコア層5を包み込んで接合することにより、バンプ
の機械的強度が向上し、冷却モジュール等を装着した際
の荷重によるバンプ潰れを低減することができる。
【0008】図2(a)〜(b)は本発明の第2の実施
例を示す工程断面図である。ポンチ7とダイス8とを用
いて高融点はんだ4(Pb−Sn5wt%Sn)とコア
層5(Cu)と低融点はんだ6(Sn−Pb37wt%
Pb)とからなる三層箔材11を打ち抜いて、この際の
ポンチ7のストロークで打ち抜き片を加熱(本実施例で
は120℃とした)したベアチップ型半導体装置1の電
極パッド2上に熱圧着する。
【0009】図3(a)〜(c)は、本発明の第3の実
施例を示す工程断面図である。本実施例ではバンプ形成
は、図1(a)〜(d)で説明したようなメッキ法を用
いて、ベアチップ型半導体装置1の電極パッド2上に高
融点はんだ4とコア層5とを形成し、あるいは図2
(a)〜(b)で説明したような打ち抜き法を用いて、
ベアチップ型半導体装置1の電極パッド2上に高融点は
んだ4とコア層5とからなる二層材の打ち抜き片を熱圧
着する。これらの場合、配線基板10の搭載パッド9上
に低融点はんだ6をメッキ法を用いて形成する。搭載位
置検査および電気的検査は第1の実施例と同様に行うこ
とができる。また、ベアチップ型半導体装置を配線基板
上に本接続する際も第1の実施例と同様に行うことがで
きる。
【0010】電気的選別治具でベアチップ型半導体装置
を検査する場合は、ベアチップ型半導体装置を電気的選
別治具に搭載し、低融点はんだの溶融温度に加熱して仮
接続し、その状態で電気的検査を行い、その後低融点は
んだの溶融温度に再加熱してベアチップ型半導体装置を
電気的選別治具から取り外して配線基板に移載し、高融
点はんだの溶融温度に加熱しベアチップ型半導体装置を
配線基板に本接続する。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ベアチッ
プ型半導体装置に形成するバンプを高融点はんだとコア
層と低融点はんだとを有する三層構造とすることによ
り、またはベアチップ型半導体装置に形成するバンプを
高融点はんだとコア層とを有する二層構造とし配線基板
の搭載パッドもしくは電気的治具の搭載パッドに低融点
はんだ設けて等価的な三層構造とすることにより、基板
への実装を2段階の加熱溶融によって行うことができる
ので、低融点はんだ溶融接合段階で搭載位置の検査およ
び電気的検査が実施できる。すなわち、検査不良時に低
融点はんだの溶融温度にしてベアチップ型半導体装置を
取り外す際に高融点はんだバンプの形状が破壊されない
こと、また搭載パッド上の残留はんだが微量であること
により、搭載位置ずれを修正する際のバンプの形状不良
によるオープン不良および良品のベアチップ型半導体装
置を再搭載する際の搭載パッド上の残留はんだによる隣
接パッド間のショート不良や他のパッドに比べて残留は
んだが少ないパッドのオープン不良をなくすることがで
きる。また、不良のベアチップ型半導体装置を取り外す
際に、コア層がバリアの役目をするので高融点はんだの
一部が低融点はんだへ溶け込むことがなくなり安定した
温度で低融点はんだを溶融することができる。良品のベ
アチップ型半導体装置を配線基板上に実装する際に、加
熱するとともに加圧し、コア層を高融点はんだで包み込
んだ形状にすることにより、バンプの機械的強度が向上
し、冷却モジュール等を装着した際の荷重によるバンプ
潰れを低減することができるというような効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(g)は本発明の第1の実施例を示す
工程断面図である。
【図2】(a)〜(b)は本発明の第2の実施例を示す
工程断面図である。
【図3】(a)〜(c)は本発明の第3の実施例を示す
工程断面図である。
【図4】(a)〜(f)は従来の一例を示す工程断面図
である。
【符号の説明】 1 ベアチップ型半導体装置 2 電極パッド 3 レジスト 4 高融点はんだ 5 コア層 6 低融点はんだ 6a はんだバンプ 7 ポンチ 8 ダイス 9 搭載パッド 10 配線基板 11 三層箔材

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベアチップ型の半導体装置の電極部に高
    融点はんだ層とコア層と低融点はんだ層とを有する三層
    バンプを形成した後、前記ベアチップ型半導体装置を配
    線基板上に搭載し、次いで前記低融点はんだの溶融温度
    で前記低融点はんだを加熱溶融して前記配線基板上の搭
    載パッド上に仮接続し、この状態で前記ベアチップ型半
    導体装置の検査を行い不良品があった場合は良品と交換
    し、その後前記高融点はんだの溶融温度で前記高融点は
    んだを加熱溶融するとともに前記ベアチップ型半導体装
    置を加圧して前記ベアチップ型半導体装置を前記配線基
    板上の搭載パッドに本接続することを特徴とするベアチ
    ップ型半導体装置の実装方法。
  2. 【請求項2】 ベアチップ型の半導体装置の電極部に高
    融点はんだ層とコア層と低融点はんだ層とを有する三層
    バンプを形成した後、前記ベアチップ型半導体装置を電
    気的選別治具上に搭載し、次いで前記低融点はんだの溶
    融温度で前記低融点はんだを加熱溶融して前記電気的選
    別治具の搭載パッドに仮接続し、この状態で前記ベアチ
    ップ型半導体装置の検査を行い、その後前記低融点はん
    だの溶融温度で前記低融点はんだを再加熱溶融して前記
    ベアチップ型半導体装置を前記電気的選別治具から取り
    外し、良品として選別された前記ベアチップ型半導体装
    置のみを配線基板の搭載パッドに搭載して前記高融点は
    んだの溶融温度で前記高融点はんだを加熱溶融するとと
    もに前記ベアチップ型半導体装置を加圧して前記ベアチ
    ップ型半導体装置を前記配線基板の搭載パッドに本接続
    することを特徴とするベアチップ型半導体装置の実装方
    法。
  3. 【請求項3】 ベアチップ型半導体装置の電極部に高融
    点はんだ層とコア層とを有する二層バンプを形成すると
    ともに配線基板の搭載パッド上に低融点はんだ層を形成
    した後、前記ベアチップ型半導体装置を配線基板上に搭
    載し、次いで前記低融点はんだの溶融温度で前記低融点
    はんだを加熱溶融して前記配線基板上の搭載パッド上の
    前記低融点はんだ層に仮接続し、この状態で検査を行い
    不良品があった場合は良品と交換し、その後前記高融点
    はんだの溶融温度で加熱溶融するとともに前記ベアチッ
    プ型半導体装置を加圧し、前記ベアチップ型半導体装置
    を前記配線基板上の搭載パッドに本接続することを特徴
    とするベアチップ型半導体装置の実装方法。
  4. 【請求項4】 ベアチップ型半導体装置の電極部に高融
    点はんだ層とコア層とを有する二層バンプを形成すると
    ともに電気的選別治具の搭載パッドと配線基板の搭載パ
    ッド上に低融点はんだ層を形成した後、前記ベアチップ
    型半導体装置を前記電気的選別治具上に搭載し、次いで
    前記低融点はんだの溶融温度で低融点はんだを加熱溶融
    して前記電気的選別治具の搭載パッドに仮接続し、この
    状態で検査を行い、その後前記低融点はんだの溶融温度
    で加熱溶融して前記ベアチップ型半導体装置を前記電気
    的選別治具から取り外し、良品として選別された前記ベ
    アチップ型半導体装置のみを前記配線基板に搭載して前
    記高融点はんだの溶融温度で前記高融点はんだを加熱溶
    融するとともに前記ベアチップ型半導体装置を加圧して
    前記ベアチップ型半導体装置を前記配線基板の搭載パッ
    ドに本接続することを特徴とするベアチップ型半導体装
    置の実装方法。
  5. 【請求項5】 前記三層バンプが、高融点はんだ層,コ
    ア層,低融点はんだ層の順にメッキ法により形成される
    請求項1,2記載のベアチップ型半導体装置の実装方
    法。
  6. 【請求項6】 前記三層バンプが、高融点はんだ層,コ
    ア層,低融点はんだ層を有する3層箔材料を打ち抜いて
    形成される請求項1,2記載のベアチップ型半導体装置
    の実装方法。
  7. 【請求項7】 前記二層バンプが、高融点はんだ層とコ
    ア層の順にメッキ法により形成され、前記低融点はんだ
    層がメッキ法により前記配線基板の搭載パッドに形成さ
    れる請求項3,4記載のベアチップ型半導体装置の実装
    方法。
  8. 【請求項8】 前記二層バンプが、高融点はんだ層,コ
    ア層を有する2層箔材料を打ち抜いて形成され、前記低
    融点はんだ層がメッキ法により前記配線基板の搭載パッ
    ドに形成される請求項3,4記載のベアチップ型半導体
    装置の実装方法。
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