JPS59218744A - ボンデイング方法 - Google Patents

ボンデイング方法

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JPS59218744A
JPS59218744A JP9226383A JP9226383A JPS59218744A JP S59218744 A JPS59218744 A JP S59218744A JP 9226383 A JP9226383 A JP 9226383A JP 9226383 A JP9226383 A JP 9226383A JP S59218744 A JPS59218744 A JP S59218744A
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JP
Japan
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bump
bonding
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metal
temperature
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JP9226383A
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Ken Okuya
謙 奥谷
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
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    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はフェイスダウンボンディング技術、特に、金属
バンプを利用したフリップチップボンディングにより半
導体ペレットやパッケージのボンディングを行うボンデ
ィング技術に関するものである。
［背景技術］ 金属ハンプ（突起電極）を利用したフリップチップボン
ディング方式で半導体ペレッ１−やＩＣパッケージのボ
ンディングを行う場合、半田バンプを利用して相互に接
合することが知られている（たとえば特開昭５１−９０
２６８号など）。
ところが、この半田バンプ接合構造では、バンプ接合部
の融点が半田の融点とほぼ同様の温度、たとえば３００
℃程度になってしまう。
そのため、本発明者の検討によれば、バンプ接合後の工
程でこの融点以上の高温になると接合部の半田が再溶融
し、接合部が破壊されてしまうという問題点がある。
［発明の目的］ 本発明の目的は、バンプ接合後の接合部の再溶融温度を
接合時の溶融温度よりも高くすることのできるボンディ
ング方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、バンプを低融点金属と高融点金属との２層構
造にすることにより、バンプ接合部の接合後の再熔融温
度が接合時の熔融温度よりも高くなるようにするもので
ある。
［実施例１］ 第１図は本発明の方法に用いられるバンプ構造を示す部
分断面図、第２図（ａｌ、（ｂｌはそのバンプ構造を用
いてフリップチップボンディングを行う過程を順次示す
部分図である。
第１図のバンプ構造においては、シリコン（Ｓｉ）また
は絶縁性炭化ケイ素（ＳｉＣ）の基板、Ｓｔベレットあ
るいはセラミックのバフケージの如き基体ｌの一面に突
設されるバンプ２は、基体■側がニッケル（Ｎｉ）また
は銅（Ｃｕ）の如く比較的融点の高い高融点金属３より
なり、先端側はたとえば半田（Ｐｂ−３ｎ）等の比較的
融点の低い低融点金属４よりなる２層構造である。
このハンプ構造を用いてフリップチップボンディングを
行う場合、第２図（ａ）に示すように、まず、基体１ａ
、１ｂのそれぞれの側のバンプ部分である高融点金属３
ａ、３ｂたとえばＮｉまたはＣｕ等は最初ば固相である
。
一方、先端側の低融点金属４たとえばＰｂ−８ｎは液相
となって互いに拡散し合う。
次に、この多層金属バンプ接合構造を高温中に置くこと
とにより、バンプ構造は第２図（ｂｌに示すように、半
田中のｐｂやＳｎは拡散によってバンプ接合部の全体に
分散し、全体的なバンプ接合部５は高融点化する。
すなわら、多層構造のバンプが等温凝固法により接合さ
れた場合、接合時の温度よりも再溶融温度の方が高くな
るという現象が得られる。
したがって、本実施例においては、金属バンプを用いた
フリップチップボンディング以後の工程でフリップチッ
プボンディング時の温度よりも高い温度の処理が行われ
た場合でも、バンプ接合部が再熔融することを防止でき
、極めて多様な高温処理を所望通りに行うことが可能に
なる。
たとえば、半田バンプを利用したフリップチップボンデ
ィング方式の半導体装置は通常は温度上の制限によりガ
ラス封止ができなかったが、本実施例にしたがって再熔
融温度を高くした場合、このような半導体装置において
もパンケージのガラス封止が可能となる。
［実施例２コ 金属バンプによる接合を同一パッケージで複数回使用す
ることも可能となる。第３図はこのような例の１つを示
すものである。
すなわち、第３図の場合には、パッケージ基板６の上に
実施例１と同様の接合材７を介して固定された第１ペレ
ツト８は第１のバンプ接合部９により第２ベレツト１０
と接合されている。また、第２ペレツト１０の上に接合
材１１で固定された第３ベレツト１２は第２のバンプ接
合部１３により第４ペレツト１４と接合されている。
このように２回の金属バンプによる接合を同一パンケー
ジについて用いても、本実施例では第１のバンプ接合部
９は接合時の温度よりも再溶融温度の方が高くなってい
るので、第２のハンプ接合部１３の形成時にも第１のバ
ンプ接合部１３が再溶融することはなく、容易に複数回
の金属バンプを利用した接合を施すことができる。
［効果］ （１）、バンプの基体側を高い融点の金属、先端側を低
い融点の金属で形成し、２つの基体のバンプの先端側ど
うしを接合した後、高温中で接合部を高融点化すること
により、バンプ接合後の接合部の再熔融温度を接合時の
熔融温度よりも高くすることができる。それにより、バ
ンプ接合後の工程でバンプ接合時の温度以上の高温にお
ける処理を施すことが可能になる。
（２）、また、同じパフケージについて複数回のバンプ
を利用した接合を施して高密度実装を実現することも可
能となる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸税しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、ハンプの多層構造としては３層以上のものを
用いてもよく、またその材料も前記したもの以外のもの
を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明において使用されるバンプ構造の一例を
示す部分断面図、 第２図（ａｌ、（ｂｌはそれぞれ第１図のバンプ構造を
用いた接合過程を順次示す部分正面図、第３図は同一パ
ンケージについて２回のバンプ接合を施す例を示す部分
正面図である。 １、ｌａ、ｌｂ・・・基体、２・・・バンプ、３．３ａ
＋　　３ｂ・・・高融点金属、４・・・低融点金属、５
・・・バンブ接合部、６・・・パッケージ、７・・・接
合材、８・・・第１ベレツト、９・・・第１のバンプ接
合部、１０・・・第２ペレツト、１１・・・接合材、１
２・・・第３ベレツト、１３・・・第２のバンブ接合部
、１４・・・第４ベレツト。 代理人　弁理士　　高　橋　明　夫（パ）−ノ ゛□′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ハ゛ンプを利用したフリップチップボンディングに
    よるボンディング方法において、前記バンプの基体側の
    高い融点の金属、先端側を低い融点の金属で形成し、２
    つの基体のバンプの先端側どうしを接合した後、高温中
    で接合部を高融点化することを特徴とするボンディング
    方法。 ２、バンプを利用したフリップデツプボンディングを同
    一のボンディング対象に対して複数回行うことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載のボンディング方法。 ３、前記高い融点の金属はニッケルまたは銅であり、前
    記低い融点の金属は半田であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載のボンディング方法。
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