(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の導体パターンと半導体素子の突起電極の少なくとも一方に、第１の金属の粉体を付着させる工程と、
前記粉体を付着させる工程の後、前記粉体の少なくとも一部を、めっきにより前記第１の金属よりも融点の低い第２の金属に置換する工程と、
前記置換の後、加熱により前記粉体を溶融して接続媒体にし、該接続媒体により前記導体パターンと前記突起電極とを接続する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記粉体を付着させる工程は、前記導体パターンの一部領域に選択的に前記粉体を付着させることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記粉体を付着させる工程は、前記導体パターンに前記粉体を塗し、前記一部領域上の前記粉体に超音波を印加することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記粉体を前記第２の金属に置換する工程において、前記一部領域の外側の前記導体パターンの表層も前記第２の金属に置換することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記粉体を付着させる工程は、超音波により前記粉体を前記突起電極に擦接させることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステム等の電子機器においては、回路基板に半導体素子を実装する形態としてフリップチップ実装が用いられている。フリップチップ実装は、金バンプを用いて回路基板と半導体素子とを電気的かつ機械的に接続するものであって、実装面積が小さく配線の引き回し距離も短いので、電子機器の高速化や大集積化に有利である。
【０００３】
図１は、フリップチップ実装に使用される回路基板の拡大平面図である。
【０００４】
この回路基板１は、樹脂基材２の上に銅からなる複数の導体パターン４を備え、ソルダレジスト層３の窓３ａからこれらの導体パターン４が露出する。
【０００５】
そして、導体パターン４には、後述のはんだ溜を形成するための幅広部４ａが設けられる。
【０００６】
図２（ａ）、（ｂ）は、この回路基板１を使用したフリップチップ実装について説明するための断面図である。
【０００７】
実装に際しては、まず、図２（ａ）に示すように、導体パターン４の表面にはんだペーストを印刷することによりはんだ層７を形成する。
【０００８】
次いで、そのはんだ層７をリフローして溶融すると、溶融したはんだが自身の表面張力によって導体パターン４の幅広部４ａに凝集し、当該幅広部４ａにはんだ溜７ａが形成される。
【０００９】
次に、図２（ｂ）に示すように、不図示のボンディング加熱ヘッドにより半導体素子８を加熱しながら、半導体素子８の金バンプ９をはんだ溜７ａに当接させる。これにより、金バンプ９を介してはんだ層７が加熱されて溶融し、はんだ溜７ａにある十分な量のはんだが金バンプ９の側面に這い上がる。
【００１０】
その後、はんだ層７が冷却して凝固すると、はんだ層７を介して半導体素子８と回路基板１とが電気的かつ機械的に接続され、金バンプ９を用いたフリップチップ実装構造が得られる。
【００１１】
これによれば、金バンプ９の熱によりはんだ層７を溶融して軟化させるので、実装時に金バンプ７に加える荷重を少なくできる。そのため、導体パターン４の表面上を金バンプ７が横滑りする危険性を低減でき、導体パターン４と金バンプ７とを良好な精度で位置合わせすることができる。
【００１２】
更に、はんだ溜７ａを形成したことで、金バンプ９の側面に十分な量のはんだが集まり、金バンプ９と導体パターン４との接続信頼性を高めることができる。
【００１３】
但し、はんだ溜７ａを形成するには、図１に示したように導体パターン４に幅広部４ａを形成する必要があり、その幅広部４ａによって隣接する導体パターン４同士の間隔Wが狭まってしまうので、この方法は導体パターン４の狭ピッチ化には不向きである。
【００１４】
なお、幅広部４ａを形成せずに、導体パターン４上に多量のはんだを供給することにより、はんだ層７を厚くして導体パターン４と金バンプ９との接続信頼性を高めることも考えられる。しかし、これでは、溶融したはんだ層７が樹脂基材２上を濡れ広がり、隣接する導体パターン４同士がはんだによって電気的にショートするという別の問題を引き起こしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−０７７４７１号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０９４３号公報
【特許文献３】特開平４−１９２５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
半導体装置の製造方法において、導体パターンの狭ピッチ化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下の開示の一観点によれば、回路基板の導体パターンと半導体素子の突起電極の少なくとも一方に、第１の金属の粉体を付着させる工程と、前記粉体を付着させる工程の後、前記粉体の少なくとも一部を、めっきにより前記第１の金属よりも融点の低い第２の金属に置換する工程と、前記置換の後、加熱により前記粉体を溶融して接続媒体にし、該接続媒体により前記導体パターンと前記突起電極とを接続する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
以下の開示によれば、粉体の少なくとも一部を第１の金属よりも融点の低い第２の金属に置換して、置換後の粉体を接続媒体にし、その接続媒体によって導体パターンと突起電極とを接続する。粉体ははんだ溜のように機能するので、はんだ溜を形成するための幅広部を導体パターンに形成する必要がなく、導体パターンの狭ピッチ化を図ることが可能となる。
【００２０】
また、このように第１の金属よりも融点が低い第２の金属に置換することで、置換後の粉体を加熱により容易に溶融することができ、粉体を溶融してなる接続媒体によって突起電極３１と導体パターンとを簡単に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、従来例に係るフリップチップ実装に使用される回路基板の拡大平面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、従来例に係るフリップチップ実装について説明するための断面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その１）であり、図３（ｂ）はその断面図（その１）である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その２）であり、図４（ｂ）はその断面図（その２）である。
【図５】図５（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その３）であり、図５（ｂ）はその断面図（その３）である。
【図６】図６（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その４）であり、図６（ｂ）はその断面図（その４）である。
【図７】図７（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その５）であり、図７（ｂ）はその断面図（その４）である。
【図８】図８（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その６）であり、図８（ｂ）はその断面図（その５）である。
【図９】図９（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その７）であり、９（ｂ）はその断面図（その６）である。
【図１０】図１０（ａ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その８）であり、図１０（ｂ）はその断面図（その７）である。
【図１１】図１１は、第１実施形態において、導体パターンの長手方向に沿った半導体装置の断面図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態に係る半導体装置の断面写真を基にして描いた図である。
【図１３】図１３（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その１）であり、図１３（ｂ）はその断面図（その１）である。
【図１４】図１４（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その２）であり、図１４（ｂ）はその断面図（その２）である。
【図１５】図１５（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その３）であり、図１５（ｂ）はその断面図（その３）である。
【図１６】図１６（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その４）であり、図１６（ｂ）はその断面図（その４）である。
【図１７】図１７（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その５）であり、図１７（ｂ）はその断面図（その５）である。
【図１８】図１８（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その６）であり、図１８（ｂ）はその断面図（その６）である。
【図１９】図１９（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その７）であり、図１９（ｂ）はその断面図（その７）である。
【図２０】図２０（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その８）であり、図２０（ｂ）はその断面図（その８）である。
【図２１】図２１（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図（その９）であり、図２１（ｂ）はその断面図（その９）である。
【図２２】図２２は、第２実施形態に係る半導体装置の断面写真を基にして描いた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図３〜図１０は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図と断面図である。
【００２４】
この半導体装置を製造するには、まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すような回路基板２０を用意する。
【００２５】
この回路基板２０は、その表面に銅膜等をパターニングしてなる複数の導体パターン２２を備え、ソルダレジスト層２１の窓２１ａからこれらの導体パターン２２が露出する。
【００２６】
各導体パターン２２の間隔は特に限定されないが、本実施形態では５０μmとする。また、導体パターン２２の総本数は例えば４００個である。
【００２７】
更に、回路基板２０の厚さは約０．３５mmであって、その材料としてはBTレジンを使用し得る。
【００２８】
なお、図３（ｂ）に示す断面図は、図３（ａ）の斜視図のI−I線を通る断面のうち、隣接する二つの導体パターン２２の拡大断面図である。これについては、後述の各断面図でも同様である。
【００２９】
次いで、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体素子の搭載エリアである窓２１ａ内に粉体２３として平均粒径が７μmの銅粉を塗す。粉体２３は、球状、異形形状、麟片状等の任意の立体形状とし得る。
【００３０】
更に、粉体２３は銅粉に限定されない。粉体２３の金属材料としては、銅、銅合金、インジウム、ニッケル、鉄、マンガン、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、クロム、及び亜鉛のいずれかを採用し得る。
【００３１】
続いて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、粉体２３に超音波ヘッド２５を押し当てる。そして、回路基板２０の主面に平行な方向Dを振動方向とする超音波を発生させ、その超音波をヘッド２５に印加する。その超音波の周波数は約１００kHzであり、超音波の印加時間は約０．５秒である。
【００３２】
これにより、粉体２３が各導体パターン２２に擦接し、ヘッド２５の当接面に相当する一部領域Rにおいては、粉体２３と各導体パターン２２の表面の酸化皮膜が破れてこれらが金属接合するようになる。
【００３３】
このとき、良好な金属接合を得るには、粉体２３の金属材料として、各導体パターン２２が含有する金属と同じ材料を採用するのが好ましい。例えば、導体パターン２２が銅を含むときは、粉体２３の金属材料として銅を採用するのが好ましい。
【００３４】
また、超音波の振動の方向Dを回路基板２０の主面に平行にすることで、粉体２３が導体パターン２２の表面上を擦るように振動し、粉体２３と導体パターン２２とを金属接合させ易くすることができるようになる。
【００３５】
なお、導体パターン２２が形成されていない部分の回路基板２０の表面は、導体パターン２２の表面との間で高低差があるので、粉体２３が強く付着することはない。
【００３６】
その後、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、IPA（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤を用いて、回路基板２０の不要な部分に付着した粉体２３を除去する。これにより、各導体パターン２２との間で金属接合が形成された粉体２３のみが当該導体パターン２２上にのみ残るようになり、各導体パターン２２の一部領域Rにのみ選択的に粉体２３を付着させることが可能となる。
【００３７】
このように、本実施形態では、回路基板２０と導体パターン２２の高低差を利用することで、超音波ヘッド２５の当接面の下方の一部領域にのみ粉体２３を残すことができ、微細化が困難な印刷法等により粉体２３を印刷する必要がない。
【００３８】
次に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、置換型無電解錫めっき用のめっき液内に回路基板２０を浸すことにより、粉体２３中の銅をそれよりも低融点の錫に置換する。
【００３９】
このめっきの条件は特に限定されないが、めっき液としては例えば石原薬品製の580MJが使用され、液温は約６０℃、処理時間は約３０分とされる。この条件を採用することで、一個の粉体２３の全ての部分を錫に置換することができる。
【００４０】
但し、このように粉体２３を完全に錫に置換する必要はなく、粉体２３の中心付近に錫に置換されない銅が残存していてもよい。
【００４１】
また、このめっきにおいては、一部領域Rの外側の導体パターン２２もめっき液に曝されるので、導体パターン２２の表層の銅も錫に置換され、錫を含む金属層２７が形成される。
【００４２】
更に、置換後の金属も単体の錫に限定されず、錫に銀又はビスマスを添加してなるはんだに粉体２３を置換してもよい。
【００４３】
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、回路形成面に複数の金バンプ等の突起電極３１を備えた半導体素子３０を用意し、不図示のフリップチップボンダでこの半導体素子３０を把持しながら、各突起電極３１と各導体パターン２２との位置合わせを行う。半導体素子３０の外形は、例えば、一辺の長さが約８．５mmの正方形である。
【００４４】
また、各突起電極３１の形成方法としては、例えば、不図示のボールボンダのステージ温度を２００℃に維持しながら、半導体素子３０の回路形成面に金ワイヤの端部を接合し、その金ワイヤを引きちぎる方法がある。半導体素子３０には、このような突起電極３１が導体パターン２２の本数に合わせて４００個形成される。
【００４５】
次いで、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、フリップチップボンダの熱を利用して、突起電極３１を介して粉体２３を加熱して溶融し、溶融した粉体２３からなる接続媒体３５により各突起電極３１と各導体パターン２２とを接続する。このときの加熱温度は約３００℃であり、加熱時間は約３秒である。また、フリップチップボンダによる押圧力は、一つの突起電極３１あたり約３gである。
【００４６】
このとき、各導体パターン２２上に予め選択的に付着した粉体２３がはんだ溜のように機能するので、突起電極３１の側面に、粉体２３を溶融してなる十分な量の接続媒体３５が這い上がる。そのため、冷却により接続媒体３５が凝固すると、接続媒体３５により導体パターン２２と突起電極３１とが確実に接続されることになる。
【００４７】
また、図７（ａ）、（ｂ）の工程において、粉体２３だけでなく一部領域Rの横の導体パターン２２の表層も錫に置換して金属層２７を形成したので、錫を含む溶融した接続媒体３５が導体パターン２２全体に無駄に濡れ広がるのを防止できる。これにより、接続媒体３５の大部分を突起電極３１の側面に這い上がらすことができ、厚い接続媒体３５により導体パターン２２と突起電極３１との接続を確実に行うことが可能となる。
【００４８】
更に、溶融した錫は、濡れ性のよい導体パターン２２上にのみ留まり、隣接する導体パターン２２間に広がらないので、各導体パターン２２同士が接続媒体３５によって電気的にショートする危険性を低減できる。
【００４９】
その後、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、回路基板２０と半導体素子３０との間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂３７を充填した後、温度が約１５０℃に維持された不図示の恒温槽内でそのアンダーフィル樹脂３７を約２時間加熱して熱硬化させる。
【００５０】
以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。
【００５１】
図１１は、導体パターン２２の長手方向に沿った半導体装置の断面図である。
【００５２】
図１１に示されるように、この半導体装置では、一部領域Rにおける導体パターン２２の厚さT1が、一部領域Rの外側における厚さT2よりも厚くなる。
【００５３】
これは、図７（ａ）に示したように、一部領域Rにおいては、導体パターン２２に粉体２３が選択的に付着されており、置換型無電解めっき時にその粉体２３がマスクとなって導体パターン２２中の銅が錫に置換され難くなり、未置換の銅が残り易いためである。
【００５４】
上記した本実施形態によれば、図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、置換型無電解錫めっきを利用して、導体パターン２２の一部領域Rに選択的に付着した粉体２３を、それよりも融点が低い錫に置換した。
【００５５】
置換後の粉体２３は、導体パターン２２と突起電極３１との接続信頼性を高めるはんだ溜のように機能するので、導体パターン２２にはんだ溜を形成するための幅広部を形成する必要がなく、幅広部によって導体パターン２２の狭ピッチ化が阻害されることがない。
【００５６】
これにより、突起電極３１と導体パターン２２との接続強度を確保しながら、突起電極３１の多ピン化や狭ピッチ化に合わせて、導体パターン２２の狭ピッチ化を図ることが可能となる。
【００５７】
また、粉体２３中の銅よりも融点が低い錫に当該粉体２３を置換するので、置換後の粉体２３を加熱により容易に溶融することができ、粉体２３を溶融してなる接続媒体３５によって突起電極３１と導体パターン２２とを簡単に接続することができる。
【００５８】
なお、粉体２３と導体パターン２２に対して置換型無電解錫めっきを行わず、粉体２３として当初から錫粉を使用することも考えられる。しかし、これでは、粉体２３を溶融してなる接続媒体３５（図９（ａ）、（ｂ）参照）が、表面に銅が露出した導体パターン２２上に濡れ広がるので、突起電極３１を覆う接続媒体３５が薄くなり、突起電極３１と導体パターン２２との接続信頼性が低下する恐れがある。
【００５９】
よって、接続信頼性の向上という観点からすると、本実施形態のように粉体２３として銅粉を使用し、その粉体２３と導体パターン２２に対して電解錫めっきを行うのが好ましい。
【００６０】
更に、本実施形態では、従来例とは異なり、はんだ溜を形成するに際して溶融したはんだの表面張力を利用しないので、任意の平面形状の導体パターン２２に粉体２３を付着することができる。
【００６１】
しかも、導体パターン２２に粉体２３を付着させる工程（図６（ａ）、（ｂ））や、その粉体２３を錫に置換する工程（図７（ａ）、（ｂ））では、回路基板２０を加熱する必要がない。そのため、従来例のようにはんだをリフローしてはんだ溜を形成する場合のように回路基板２０が熱によって反るのを防止でき、反りが原因で導体パターン２２と突起電極３１とが位置ずれするのを防止できる。
【００６２】
図１２は、本実施形態に係る半導体装置の断面写真を基にして描いた図である。
【００６３】
図１２に示されるように、この半導体装置では、突起電極３１の側面が十分な量の接続媒体３５で覆われている。そして、接続媒体３５にはクラックが発生しておらず、突起電極３１と導体パターン２２とが接続媒体３５によって確実に接続されている。このことから、粉体２３を利用することで、突起電極３１と導体パターン２２との接続信頼性が向上することが確かめられた。
【００６４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、粉体２３を導体パターン２２に付着させた。
【００６５】
これに対し、本実施形態では、以下のようにして粉体２３を半導体素子の突起電極に付着させる。
【００６６】
図１３〜図２１は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の斜視図と断面図である。
【００６７】
なお、これらの図において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００６８】
この半導体装置を製造するには、まず、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、及びポリカーボネイト等のエンジニアリングプラスチックよりなる板４０の上に粉体２３として銅粉を塗すと共に、板４０の上方に第１実施形態で説明した半導体素子３０を用意する。
【００６９】
粉体２３の金属材料は銅に限定されず、銅、銅合金、インジウム、ニッケル、鉄、マンガン、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、クロム、及び亜鉛のいずれかを粉体２３の材料として採用し得る。
【００７０】
次いで、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、不図示のフリップチップボンダで半導体素子３０を板４０に向けて下ろし、粉体２３に突起電極３１を当接させる。
【００７１】
そして、この状態でフリップチップボンダから突起電極３１に超音波を印加することにより、超音波により粉体２３を突起電極３１に擦接させる。これにより、粉体２３と突起電極３１のそれぞれの表面の酸化皮膜が破れ、粉体２３と突起電極３１とが金属接合するようになる。
【００７２】
その超音波の印加条件は特に限定されないが、本実施形態では超音波の周波数を約１００kHzとし、印加時間を約０．５秒とする。
【００７３】
ここで、超音波の振動方向が半導体素子３０の主面に垂直な方向だと、超音波によって突起電極３１が半導体素子３０の回路形成面を強く刺激し、回路を破壊してしまうおそれがある。そのため、半導体素子３０の主面に平行な方向に超音波の振動方向Dを採り、半導体素子３０内の回路が超音波によりダメージを受け難くするようにするのが好ましい。
【００７４】
この後に、板４０から半導体素子３０を離すと、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、突起電極３１にのみ選択的に粉体２３を付着させることができる。
【００７５】
続いて、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、置換型無電解錫めっき用のめっき液内に半導体素子３０を浸すことにより、粉体２３中の銅をそれよりも低融点の錫に置換する。
【００７６】
このときのめっき液としては、例えば、石原薬品製の580MJが使用される。また、めっき条件としては、液温約６０℃、処理時間約３０分が採用される。この条件により、粉体２３中の全ての部分が錫に置換される。
【００７７】
但し、第１実施形態でも説明したように、粉体２３を完全に錫に置換せずに、粉体２３の中心付近に錫に置換されない銅が残存していてもよい。
【００７８】
また、置換後の金属も単体の錫に限定されず、錫に銀又はビスマスを添加してなるはんだに粉体２３を置換してもよい。
【００７９】
なお、本工程では、粉体２３のみが錫に選択的に置換され、金を含む突起電極３１は錫に置換されない。これは、置換型無電解錫めっきにおいては、錫の標準電極電位である−０．１３６Vよりも低い標準電極電位を有する金属のみが錫に置換され、標準電極電位が１．５０Vである金は錫に置換されないからである。
【００８０】
次に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態で説明したのと同じ回路基板２０を用意する。その回路基板２０はソルダレジスト層２１を備えており、ソルダレジスト層２１の窓２１ａから複数の導体パターン２２が露出する。
【００８１】
続いて、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、置換型無電解錫めっき用のめっき液内に回路基板２０を浸して、窓２１ａから露出する導体パターン２２の表層を錫に置換することにより、錫を含む金属層２７を形成する。
【００８２】
このときのめっき条件としては、図１６（ａ）、（ｂ）の工程で粉体２３を錫に置換したときにおけるのと同様の条件を採用することができ、石原薬品製の580MJをめっき液に使用することができる。また、液温は約６０℃、処理時間は約３０分とされる。
【００８３】
なお、このような置換型無電解めっきに代えて、電解錫めっきによって金属層２７を形成するようにしてもよい。
【００８４】
次に、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、不図示のフリップチップボンダにより半導体素子３０を把持し、各突起電極３１と各導体パターン２２との位置合わせを行う。その後、回路基板２０に向けて半導体素子３０を下ろし、導体パターン２２の表層の金属層２７に粉体２３を当接させる。
【００８５】
そして、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、フリップチップボンダの熱を利用して、突起電極３１を介して粉体２３を加熱して溶融し、溶融した粉体２３からなる接続媒体３５により各突起電極３１と各導体パターン２２とを接続する。このときの加熱温度は約３００℃であり、加熱時間は約３秒である。また、フリップチップボンダによる押圧力は、一つの突起電極３１あたり約３gである。
【００８６】
本工程では、各突起電極３１に予め付着しておいた粉体２３がはんだ溜のように機能し、粉体２３を溶融してなる十分な量の接続媒体３５によって突起電極３１を覆うことができる。そのため、冷却により接続媒体３５が凝固すると、接続媒体３５により導体パターン２２と突起電極３１とを確実に接続することが可能となる。
【００８７】
更に、図１８（ａ）、（ｂ）に示したように、予め導体パターン２２の表層に錫を含む金属層２７を形成しておいたので、錫を含む溶融した接続媒体３５が導体パターン２２上に無駄に濡れ広がるのを防止できる。その結果、十分な量の接続媒体３５によって導体パターン２２と突起電極３１とを接続することができ、これらの接続信頼性を向上させることができるようになる。
【００８８】
その後、図２１に示すように、回路基板２０と半導体素子３０との間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂３７を充填した後、温度が約１５０℃に維持された不図示の恒温槽内でそのアンダーフィル樹脂３７を約２時間加熱して熱硬化させる。
【００８９】
以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。
【００９０】
上記した本実施形態によれば、図１６（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、無電解錫めっきを利用して、突起電極３１に付着した粉体２３を錫に置換した。
【００９１】
置換後の粉体２３ははんだ溜のように機能するので、導体パターン２２にはんだ溜を形成するための幅広部を形成する必要がなく、幅広部によって導体パターン２３の微細化と高集積化が阻害されることがない。これにより、導体パターン２３の微細化と高集積化とを通じて半導体装置の小型化を促すことができるようになる。
【００９２】
更に、粉体２３中の銅よりも融点が低い錫に当該粉体２３を置換するので、置換後の粉体２３を加熱により容易に溶融することができ、粉体２３を溶融してなる接続媒体３５によって突起電極３１と導体パターン２２とを簡単に接続することができる。
【００９３】
図２２は、本実施形態に係る半導体装置の断面写真を基にして描いた図である。
【００９４】
図２２に示されるように、この半導体装置においても、第１実施形態と同様に突起電極３１の側面が十分な量の接続媒体３５で覆われており、その接続媒体３５にはクラックが発生していない。よって、本実施形態においても、粉体２３によって突起電極３１と導体パターン２２との接続信頼性が向上することが確かめられた。
【００９５】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９６】
（付記１）  回路基板の導体パターンと半導体素子の突起電極の少なくとも一方に、第１の金属の粉体を付着させる工程と、
前記粉体の少なくとも一部を、前記第１の金属よりも融点の低い第２の金属に置換する工程と、
前記置換の後、加熱により前記粉体を溶融して接続媒体にし、該接続媒体により前記導体パターンと前記突起電極とを接続する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９７】
（付記２）  前記粉体を付着させる工程は、前記導体パターンの一部領域に選択的に前記粉体を付着させることにより行われることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００９８】
（付記３）  前記粉体を付着させる工程は、前記導体パターンに前記粉体を塗し、前記一部領域上の前記粉体に超音波を印加することにより行われることを特徴とする付記２に記載の半導体装置の製造方法。
【００９９】
（付記４）  前記第１の金属として、前記導体パターンが含有する金属を採用することを特徴とする付記３に記載の半導体装置の製造方法。
【０１００】
（付記５）  前記粉体を前記第２の金属に置換する工程において、前記一部領域の外側の前記導体パターンの表層も前記第２の金属に置換することを特徴とする付記２に記載の半導体装置の製造方法。
【０１０１】
（付記６）  前記粉体を付着させる工程は、超音波により前記粉体を前記突起電極に擦接させることにより行われることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【０１０２】
（付記７）  前記導体パターンと前記突起電極とを接続する前に、前記導体パターンの表層に、前記第２の金属を含む金属層を形成することを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。
【０１０３】
（付記８）  前記粉体を前記第２の金属に置換する工程は、置換型無電解めっきにより行われることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【０１０４】
（付記９）  前記第１の金属として、銅、銅合金、インジウム、ニッケル、鉄、マンガン、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、クロム、及び亜鉛のいずれかを使用し、
前記第２の金属として錫又ははんだを使用することを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【０１０５】
（付記１０）  表面に導体パターンが形成された回路基板と、
前記導体パターンの一部領域の上方に突起電極を備えた半導体素子と、
前記導体パターン上に形成され、前記突起電極と前記導体パターンとを接続する接続媒体とを有し、
前記一部領域における前記導体パターンの厚さが、該一部領域の外側における該導体パターンの厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置。
【符号の説明】
【０１０６】
１、２０…回路基板、２…樹脂基材、３、２１…ソルダレジスト、４、２２…導体パターン、４ａ…幅広部、７…はんだ層、７ａ…はんだ溜、８、３０…半導体素子、９…金バンプ、２１ａ…窓、２３…粉体、２５…超音波ヘッド、２７…金属層、３１…突起電極、３５…接続媒体、３７…アンダーフィル樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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