[发明专利]凸块形成方法及凸块形成装置

说明书

技术领域

本发明关于一种在布线衬底的电极上形成凸块的方法。本发明还涉及一种凸块形成装置。 

背景技术

近年来，随着电子设备中所使用的半导体集成电路(LSI)的高密度、高集成化，LSI芯片的电极端子的多销(pin)、窄间距化得以快速发展。在将这些LSI芯片向布线衬底组装时，为了减少布线延迟，而广泛使用了倒装片组装(flip chip mounting)。并且，在该倒装片组装中，一般的做法是在LSI芯片的电极端子上形成焊锡凸块，通过该焊锡凸块，而与形成在布线衬底上的电极同时接合。 

以往，作为凸块的形成技术，开发出电镀法(plating method)及丝网印刷法(screen printing method)等。电镀法虽然适用于窄间距，不过由于工序复杂而存在生产率低的问题，还有丝网印刷法虽然具有较高的生产率，但由于使用掩模而并不适合窄间距化。 

在这其中，最近开发出了几种在LSI芯片和布线衬底的电极上选择性地形成焊锡凸块的技术。这些技术不仅适用于微细凸块的形成，而且还因为能够同时形成凸块而具有生产率高的优点，作为能够应用于将新一代LSI组装到布线衬底上的技术而受到注目。 

其中之一是一种被称作焊膏法(solder paste method)的技术(例如，参照专利文献1)。该技术是将由焊锡粉和助焊剂的混合物制得的焊膏全面涂在表面形成有电极的衬底上，通过加热衬底，使焊锡粉熔化，从而在可湿性(wettability)高的电极上有选择地形成焊锡凸块。 

还有，被称作超级焊锡法(super solder method)的技术(例如，参 照专利文献2)指的是将以有机酸铅盐和金属锡作为主要成份的膏状组成物(化学反应析出型焊锡)全面涂在形成有电极的衬底上，通过加热衬底，而产生Pb(铅)和Sn(锡)的置换反应，从而有选择地在衬底的电极上析出Pb/Sn的合金。 

还有，被称作超级涂层法(super juffit method)的技术(例如，参照专利文献3)指的是将表面形成有电极的衬底浸泡于药剂中，当仅在电极表面形成粘性膜后，使焊锡粉与该粘性膜接触而使焊锡粉附着在电极上，其后通过加热衬底，从而使已熔化的焊锡有选择地形成在电极上。 

专利文献1：日本专利公开2000-94179号公报 

专利文献2：日本专利公开平1-157796号公报 

专利文献3：日本专利公开平7-74459号公报 

(发明所要解决的课题) 

所述焊膏法最初是作为一种在形成于衬底的电极上有选择地预涂层(pre-coating)焊锡的技术而开发的，当应用于倒装片组装所必需的凸块形成时，存在下述课题。 

焊膏法都是通过涂敷来将膏状组成物供到衬底上的，所以存在局部厚度和浓度的偏差，由此每个电极的焊锡析出量不同，因而难于获得均匀的凸块。还有，这些方法由于是利用涂敷来将膏状组成物供到在表面形成有电极的凹凸不平的布线衬底上，所以还存在难于向成为凸部的电极上稳定供给足够量焊锡的问题。 

还有，在超级焊锡法中所使用的化学反应析出型焊锡的材料由于利用特定的化学反应，所以焊锡组成的选择自由度低，从而在适应无铅(Pb-free)化发展上也存在课题。 

另一方面，超级涂层法具有下述优点，即：由于焊锡粉均匀附着在电极上，因而能够获得均一的焊锡凸块，还有因为焊锡组成的选择自由度高，所以还容易适应无铅化发展。然而，在超级涂层法中，必须具备在电极表面有选择地形成粘性膜的工序，而在该工序中有必要利用化学反应进行特殊的药剂处理，所以工序变得复杂，同时导致成本提高，从而在应用于量产加工时存在课题。

因此，就凸块形成技术而言，不仅在像电镀法和丝网印刷法那样普及的技术中，即使在新开发的技术中也存在问题。本案发明人认为不受限于既有的凸块形成技术而对一种新凸块形成方法进行开发的结果最终将会获得具有高潜力的技术，因而进行了反复的研究开发。发明内容 

发明内容

本发明是鉴于所述问题的发明，其主要目的在于：提供一种生产率高的凸块形成方法及凸块形成装置。(解决课题的方法)