JPH08330308A

JPH08330308A - バンプの形成方法

Info

Publication number: JPH08330308A
Application number: JP13341695A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nagafuku; 秀喜永福; Tadahiko Sakai; 忠彦境
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークの電極の表面に生じた酸化膜によるバ
ンプと電極の接着不良や導通不良を解消でき、またコス
トダウンを図れるバンプの形成方法を提供することを目
的とする。【構成】チップ１２の電極１３上にスクリーンマスク
２３やスキージ２５ａにより銀ペースト１４を塗布す
る。次にチップ１２を超音波振動させて、電極１３の表
面の酸化膜を破壊し、電極１３の新鮮面を露出させる。
続いてキュアを行ってバンプ１４ａ完成させる。バンプ
１４ａは電極１３の新鮮面に接触しており、導通性を十
分に確保できる。またスクリーン印刷手段を用いて作業
性よくバンプ１４ａを形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェハやチップなどの
ワークの電極上にバンプを形成するバンプの形成方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウェハやチップなどのワークの電極にバ
ンプ（突出電極）を形成する方法として、従来より様々
な方法が提案されている。以下、従来のバンプの形成方
法の一例について説明する。

【０００３】図９は従来のフリップチップの部分断面図
である。フリップチップ１は、チップ２の表面に設けら
れた電極３上にバンプ４が形成されている。電極３はア
ルミニウムであって、空気に触れるとその表面に酸化膜
が生じやすい。酸化膜はバンプ４の接着性を阻害し、電
極３とバンプ４の間で導通不良を生じやすいことから、
電極３の表面には酸化防止のためのバリヤメタルとして
チタン膜５とニッケル膜６が薄く形成されている。チタ
ン膜５やニッケル膜６は蒸着手段により形成される。ま
たバンプ４の素材は金であって、メッキ手段によりニッ
ケル膜６上に積層形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法は、蒸着手段やメッキ手段により電極３上にチタン
膜５、ニッケル膜６、バンプ４を順次形成していくた
め、工程数が多く、しかもバンプの素材として高価な金
を用いることもあって、コストアップになりやすく、更
には歩留りも低いという問題点があった。

【０００５】したがって本発明は、ワークの電極の表面
に生じた酸化膜による接着不良や導通不良を解消できる
ワークの形成方法を提供することを目的とする。また低
コストでバンプを形成できるバンプの形成方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、ワ
ークの電極上にバンプの素材を設ける工程と、この電極
の表面の酸化膜を破壊する工程とからバンプの形成方法
を構成した。

【０００７】また酸化膜を破壊する工程を、前記ワーク
に超音波振動を付与して破壊する工程とした。また前記
酸化膜を破壊する工程を、前記電極の表面にエッチング
を施して破壊する工程とした。また前記ワークの電極上
にバンプの素材を設ける工程を、スクリーン印刷手段に
より導電ペーストを塗布する工程とした。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、電極の表面の酸化膜を超音
波振動やエッチングによって破壊することにより電極の
新鮮面を露出させ、電極とバンプの接着性と導通性を十
分に確保できる。またスクリーン印刷手段により導電ペ
ーストを塗布することにより、作業性よくバンプを形成
できる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の第一実施例のフリップチップ
の斜視図である。このフリップチップ１１は、チップ１
２の表面に設けられた電極１３上に、バンプ１４ａが形
成されている。次にこのフリップチップ１１のバンプ１
４ａの形成方法を説明する。

【００１０】図２は本発明の第一実施例のバンプの形成
方法の説明図であって、工程順に示している。図３は図
２（ａ）のＡ部分の電極の部分拡大図、図４は図２
（ｃ）のＢ部分の電極の部分拡大図である。また図５は
本発明の第一実施例のスクリーン印刷装置の側面図であ
る。

【００１１】図２（ａ）において、チップ１２の表面に
は、保護膜１５が形成されている。電極１３の素材はア
ルミニウムであり、図３に示すように空気に触れること
により、その表面には酸化膜１３ａが生じている。図２
（ｂ）に示すように、この電極１３上にバンプの素材と
なる銀ペースト１４などの導電ペーストを塗布する。図
５は銀ペースト１４を電極１３上に塗布するためのスク
リーン印刷装置を示している。図中、２０はケースであ
って、その内部に以下に述べる要素が設けられている。
２１は可動テーブルであり、その上面にＺテーブル２２
が設けられている。Ｚテーブル２上にはチップ１２（ま
たはウェハ）が位置決めされている。可動テーブル２１
が作動すると、チップ１２は水平方向へ移動し、またＺ
テーブル２２が作動すると、チップ１２は上下動する。
チップ１２を水平移動および上下動させることにより、
スクリーンマスク２３に対するチップ１２の位置合わせ
を行う。

【００１２】Ｚテーブル２２の内部には、振動子２４が
設けられている。この振動子２４はチップ１２を超音波
振動させる。２５ａ、２５ｂはスキージであって、ヘッ
ド部２６に上下動自在に結合されている。スキージ２５
ａとスキージ２５ｂの間には銀ペースト１４が投入され
ている。ヘッド部２６には送りねじ２７が螺合してい
る。したがってモータ２８が駆動して送りねじ２７が回
転すると、スキージ２５ａ、２５ｂは水平方向へ摺動す
る。ここで、右方へ摺動するときは、左方のスキージ２
５ａがスクリーンマスク２３に接地し、また左方へ摺動
するときは右方のスキージ２５ｂがスクリーンマスク２
３に接地する。

【００１３】スクリーンマスク２３の電極１３に対応す
る箇所にはパターン孔２３ａが開孔されており（図２
（ｂ）参照）、スキージ２５ａまたは２５ｂがスクリー
ンマスク２３上を摺動することにより、電極１３上にパ
ターン孔２３ａを通して銀ペースト１４が塗布される。
ケース２０はパイプ２８を通して真空ポンプ２９に接続
されている。真空ポンプ２９が作動することにより、真
空ケース２０の内部は真空引きされ、低酸素濃度状態と
なる。このように低酸素濃度状態とすることにより、チ
ップ１２の電極１３の表面が酸化されるのを防止してい
る。なお低酸素濃度状態にする方法としては、真空ポン
プ２９により真空引きする上記方法以外にも、ケース２
０の内部にチッソガスなどを供給する方法もある。３０
はゲートバルブであって、コンベア（図示せず）により
ここからチップ１２を出し入れする。

【００１４】さて、図２（ｂ）は、図５に示すスクリー
ン印刷装置により電極１３上に銀ペースト１４を塗布し
ている状態を示している。このようにスキージ２５ａ、
２５ｂを摺動させて銀ペースト１４を電極１３上に塗布
したならば、Ｚテーブル２２を作動させてチップ１２を
下降させ、チップ１２をスクリーンマスク２３から分離
する。次に振動子２４を駆動してチップ１２を超音波振
動させる（図２（ｃ）参照）。すると電極１３の表面の
酸化膜１３ａは破壊される。図４は破壊された酸化膜１
３ａを示している。超音波振動によれば、酸化膜１３ａ
は細かく破壊され、電極１３の新鮮面が露出するので、
銀ペースト１４は新鮮な電極１３の表面に接着し、電気
的導通状態が確保される。

【００１５】以上のように電極１３上に銀ペースト１４
を設けたならば、チップ１２をケース２０から取り出
し、キュア炉（図示せず）へ送ってキュアを行い銀ペー
スト１４を硬化させる（図２（ｄ）参照）。このキュア
は１５０°Ｃ程度の高温雰囲気中において行う。以上に
より、電極１３上に銀ペースト１４が硬化してバンプ１
４ａが形成される（図２（ｅ）を参照）。なおこの実施
例では、図２（ｃ）に示す段階で超音波振動により酸化
膜１３ａを破壊しているが、超音波振動を付与するタイ
ミングはこれに限定されないのであって、図２（ｂ）に
示すスクリーン印刷の段階や、図２（ｄ）に示すキュア
の初期段階で行ってもよい。

【００１６】また図２（ｃ）〜（ｅ）においては、チッ
プ１２をスクリーンマスク２３から分離させて、超音波
振動の付与を行っているが、分離させないでこの工程を
行ってもよい。図２（ｃ’）〜（ｅ’）はこの場合の方
法を示している。すなわち図２（ｃ’）において、チッ
プ１２はスクリーンマスク２３の下面に接合したままで
あり、この状態で振動子２４を振動させて超音波を付与
する。すると酸化膜１３ａは破壊されるが、電極１３上
の銀ペースト１４はスクリーンマスクのパターン孔２３
ａの内部に充填された状態を維持しているので、超音波
振動が付与されても形崩れすることはない。続いてチッ
プ１２をケース２０から取り出してキュア炉へ送ってキ
ュアを行い（図２（ｄ’）参照）、バンプ１４ａが完成
する（図２（ｅ’）参照）。

【００１７】図６は本発明の第二実施例のバンプの形成
方法の説明図である。図６（ａ）は図２（ａ）と同じで
ある。さて、本実施例では図６（ｂ）に示すようにエッ
チングを行って酸化膜を除去する。図７は本発明の第二
実施例のエッチング装置の側面図である。３１はケース
であり、その内部にテーブル３２が設けられている。テ
ーブル３２はアース線４０で接地されており、その上面
にチップ１２が位置決めされている。テーブル３２の上
方には電極板３３が設けられており、電源３４から高周
波の電圧が印加される。ケース３１の内部には、パイプ
３５を通してアルゴンガスなどのエッチング用ガスが送
られる。またケース３１の内部はパイプ３６を通して真
空ポンプ３７により真空引きされる。３８はゲートバル
ブである。

【００１８】したがって電極板３３に高電圧を印加する
と、電極板３３とテーブル３２の間にプラスイオンやマ
イナスイオンなどのイオンが発生し、これらのイオンが
電極１３の表面に衝突してエッチングし、酸化膜１３ａ
を破壊・除去する。この場合、イオンがチップ１２の電
極１３以外の部分を痛めないように、チップ１２をマス
ク３９で覆い（図６（ｂ）参照）、電極１３のみを露呈
させておくことが望ましい。図８は図６（ｂ）のＣ部分
の電極の部分拡大図であって、エッチングにより電極１
３の表面の酸化膜は除去され、電極１３の表面には新鮮
面が露出している。なおエッチングの結果、図示するよ
うに電極１３の表面は粗面になる。

【００１９】以下の工程は、図２（ｃ）〜（ｅ）もしく
は（ｃ’）〜（ｅ’）と同じであって、電極１３上に銀
ペースト１４を塗布し（図６（ｃ））、続いてキュアを
行ってバンプ１４ａが完成する（図６（ｄ））。なおこ
の場合も、第一実施例と同様に、振動子２４によりチッ
プ１２を超音波振動させることが望ましく、このように
することにより、上記エッチングにより除去されずに電
極１３上に残存する酸化膜１３ａをより確実に破壊する
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
ークの電極表面に生じた酸化膜を破壊することにより、
バンプと接着性と電極の導通性を確保できる。またスク
リーン印刷手段により銀ペーストなどの導電ペーストを
電極上に塗布することにより、作業性よくバンプを形成
できる。また従来例のように電極上にバリヤメタルとし
てのチタン膜やニッケル膜を形成する必要がなく、また
工程を削減でき、また高価な金を不要にできるので、大
巾なコストダウンを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のフリップチップの斜視図

【図２】本発明の第一実施例のバンプの形成方法の説明
図

【図３】本発明の第一実施例の電極の部分拡大図

【図４】本発明の第一実施例の電極の部分拡大図

【図５】本発明の第一実施例のスクリーン印刷装置の側
面図

【図６】本発明の第二実施例のバンプの形成方法の説明
図

【図７】本発明の第二実施例のエッチング装置の側面図

【図８】本発明の第二実施例の電極の部分拡大図

【図９】従来のフリップチップの部分断面図

【符号の説明】

１１フリップチップ（ワーク）１２チップ１３電極１３ａ酸化膜１４銀ペースト１４ａバンプ２３スクリーンマスク２４振動子２５ａ、２５ｂスキージ３２テーブル３３電極板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークの電極上にバンプの素材を設ける工
程と、この電極の表面の酸化膜を破壊する工程と、を含
むことを特徴とするバンプの形成方法。
【請求項２】前記酸化膜を破壊する工程が、前記ワーク
に超音波振動を付与して破壊する工程であることを特徴
とする請求項１記載のバンプの形成方法。
【請求項３】前記酸化膜を破壊する工程が、前記電極の
表面にエッチングを施して破壊する工程であることを特
徴とする請求項１記載のバンプの形成方法。
【請求項４】前記ワークの電極上にバンプの素材を設け
る工程が、スクリーン印刷手段により導電ペーストを塗
布する工程であることを特徴とする請求項１から３つの
いずれかに記載のバンプの形成方法。