【手続補正書】
【提出日】平成16年3月10日(2004.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子電極上に回路基板との接続のためのバンプが形成された半導体素子を前記回路基板の実装位置に配設し、半導体素子を回路基板に実装する半導体素子の実装方法において、加熱した前記バンプと加熱した前記基板電極とを当接させた接合部を所定温度に飽和させるプリヒート工程と、前記接合部を金属融着させる仮接合工程と、金属融着状態にある前記接合部を所定温度に加熱して金属拡散を促進させて接合する本接合工程と、を行って回路基板に半導体素子を実装することを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項２】
仮接合工程が、前記接合部に超音波加振を加えて前記接合部を金属融着させる仮接合工程であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子の実装方法。
【請求項３】
プリヒート工程における加熱温度が、半導体素子側が３００〜４００℃、回路基板側が１５０〜２５０℃であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項４】
プリヒート工程における加熱時間が、１〜５秒であることを特徴とする請求項３記載の半導体素子の実装方法。
【請求項５】
仮接合工程における超音波の加振出力が、１バンプ当たり３０〜８０ｍＷであることを特徴とする請求項２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項６】
仮接合工程における超音波の加振時間が、１０〜１００ｍ秒であることを特徴とする請求項２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項７】
仮接合工程における超音波加振を、回路基板側から行うことを特徴とする請求項２、５または６記載の半導体素子の実装方法。
【請求項８】
仮接合工程における接合部の加熱温度が、半導体素子側が３００〜４００℃、回路基板側が１５０〜２５０℃であることを特徴とする請求項１、２、５、６または７記載の半導体素子の実装方法。
【請求項９】
本接合工程における加熱温度が、２００〜４００℃であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１０】
本接合工程における加熱時間が、６０〜１２０秒であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１１】
素子電極上に回路基板との接続のためのバンプが形成された半導体素子を前記回路基板の実装位置に配設し、前記バンプと回路基板上に形成された基板電極とを接合した後、前記バンプが所定金属材料の積層構造により形成され、前記基板電極上に所定金属材料からなる接合パッドが形成されてなり、加熱した前記バンプと加熱した前記接合パッドとを当接させた接合部を所定温度に飽和させるプリヒート工程と、前記接合部を金属融着させる仮接合工程と、金属融着状態にある前記接合部を所定温度に加熱して金属拡散により前記接合部を接合する本接合工程と、この各工程により回路基板に接合された半導体素子を密閉封止するキャップを取り付ける封止工程とを行うことにより回路基板に半導体素子を実装することを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項１２】
仮接合工程が前記接合部に超音波加振を加えて前記接合部を金属融着させる仮接合工程であることを特徴とする請求項１１記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１３】
バンプが、素子電極上にＴｉ層を設け、このＴｉ層の上にＮｉ層を形成させ、露出する表面全体にＡｕ層を形成してなることを特徴とする請求項１１または１２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１４】
バンプを形成するＴｉ層の厚さが０．１〜０．５μｍ、Ｎｉ層の厚さが５〜１５μｍ、Ａｕ層の厚さが１〜３μｍであることを特徴とする請求項１３記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１５】
接合パッドが、基板電極上にＳｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｂのいずれか１種類以上の金属により形成されてなることを特徴とする請求項１１または１２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１６】
接合パッドの周囲に接合パッドの溶出を防止する溶出防止壁を形成したことを特徴とする請求項１１または１５記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１７】
溶出防止壁が、２〜５μｍの高さに形成されてなることを特徴とする請求項１６記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１８】
溶出防止壁が、接合パッドが溶融した溶融金属との濡れ性の悪い絶縁材料により形成されてなることを特徴とする請求項１６または１７記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１９】
キャップを絶縁材料により形成し、その内面または外面に導体層を形成し、この導体層を回路基板上の接地電位部位に接続させてなることを特徴とする請求項１１記載の半導体素子の実装方法。
【請求項２０】
キャップを金属材料で形成し、このキャップを回路基板上の接地電位部位に接続させてなることを特徴とする請求項１２記載の半導体素子の実装方法。
【請求項２１】
キャップの表面上にフィン状の凹凸が形成されてなることを特徴とする請求項１１、１２、１９または２０記載の半導体素子の実装方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明は、上記目的を達成するため、素子電極上に回路基板との接続のためのバンプが形成された半導体素子を前記回路基板の実装位置に配設し、半導体素子を回路基板に実装する半導体素子の実装方法において、加熱した前記バンプと加熱した前記基板電極とを当接させた接合部を所定温度に飽和させるプリヒート工程と、前記接合部を金属融着させる仮接合工程と、金属融着状態にある前記接合部を所定温度に加熱して金属拡散を促進させて接合する本接合工程と、を行って回路基板に半導体素子を実装することを特徴とする。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この実装方法におけるプリヒート工程は次の仮接合工程における金属融着を容易になさせる作用をなす。接合部に金属融着が生じた状態で加熱することにより金属拡散が促進され、バンプと基板電極とが接合する本接合工程がなされる。以上の工程により半導体素子は回路基板に取り付けられるので、半導体素子の実装が完了する。この実装方法では従来方法におけるフラックスの使用がないので、腐食やフラックス洗浄の設備やコストを削減することができる。
上記仮接合工程が、前記接合部に超音波加振を加えて前記接合部を金属融着させる仮接合工程であると好適である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本願の第２発明は、上記目的を達成するため、素子電極上に回路基板との接続のためのバンプが形成された半導体素子を前記回路基板の実装位置に配設し、前記バンプと回路基板上に形成された基板電極とを接合した後、前記バンプが所定金属材料の積層構造により形成され、前記基板電極上に所定金属材料からなる接合パッドが形成されてなり、加熱した前記バンプと加熱した前記接合パッドとを当接させた接合部を所定温度に飽和させるプリヒート工程と、前記接合部を金属融着させる仮接合工程と、金属融着状態にある前記接合部を所定温度に加熱して金属拡散により前記接合部を接合する本接合工程と、この各工程により回路基板に接合された半導体素子を密閉封止するキャップを取り付ける封止工程とを行うことにより回路基板に半導体素子を実装することを特徴とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この実装方法では、バンプの構造が従来構造のような比較的柔らかな材質で形成されていないので、半導体素子の電気的検査時に検査プローブを当接させてもプローブ汚染を生じさせない。また、基板電極上に接合パッドが形成されるので、上記実装方法を用いたときの接合が容易になされる。
上記仮接合工程が前記接合部に超音波加振を加えて前記接合部を金属融着させる仮接合工程であると好適である。