(57)【要約】【課題】集合基板状態のチップにはんだバンプを形成する場合に、チップのコーナ部に高さの高いバンプを形成できるはんだバンプ付きチップの製造方法を提供する。【解決手段】集合基板上に電極をチップの各辺に沿って方形状に配列されるよう形成し、電極上に、各電極に対応した位置に開口部を有する印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷し、はんだペーストが印刷された集合基板を加熱処理することにより電極上にはんだバンプを形成した後、集合基板を縦横に切断してはんだバンプ付きチップを製造する。チップのコーナ部を除く電極に対応する印刷用マスクの開口部は、電極に比べて電極配列方向と略直交方向に幅広で、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されており、チップのコーナ部に隣接する電極と対応する開口部の中心位置が、対応する電極の中心に対して電極配列方向と略直交方向にオフセットし、オフセットの方向が各チップにおいて周回方向に同一の向きに設定されている。【選択図】                図４
2004349621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合基板上に電極をチップの各辺に沿って方形状に配列されるよう形成し、上記電極上に、各電極に対応した位置に開口部を有する印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷し、はんだペーストが印刷された集合基板を加熱処理することにより電極上にはんだバンプを形成した後、上記集合基板を縦横に切断してはんだバンプ付きチップを製造する方法において、
上記チップのコーナ部を除く電極に対応する印刷用マスクの開口部は、電極に比べて電極配列方向と略直交方向に幅広で、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されており、
チップのコーナ部に隣接する電極と対応する上記開口部の中心位置が、対応する電極の中心に対して電極配列方向と略直交方向にオフセットしており、
上記オフセットの方向が、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定されていることを特徴とするはんだバンプ付きチップの製造方法。
【請求項２】
上記チップのコーナ部に隣接する一方の電極に対応する開口部の中心位置は、対応する電極の中心位置に対してチップの外方向にオフセットしており、
コーナ部に隣接する他方の電極に対応する開口部の中心位置は、対応する電極の中心位置に対してチップの内方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載のはんだバンプ付きチップの製造方法。
【請求項３】
上記チップのコーナ部に電極が存在しており、
この電極に対応する印刷用マスクの開口部は、他の開口部と異なる形状でかつ略同一面積に形成されており、
上記開口部の中心位置は対応する電極の中心位置に対してチップのコーナ方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだバンプ付きチップの製造方法。
【請求項４】
上記チップのコーナ部に電極が存在しており、
この電極に対応する印刷用マスクの開口部は、他の開口部と同じく、電極配列方向と略直交方向に幅広で、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されており、
上記コーナ部の電極と対応する開口部の中心位置は、対応する電極の中心位置に対して、コーナ部に隣接するいずれかの電極と対応する開口部の中心位置と同一方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだバンプ付きチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明ははんだバンプ付きチップの製造方法、特に集合基板状態のチップにはんだペーストを印刷する際に使用する印刷用マスクの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−１６８９４９号公報
【特許文献２】特開平３−１３６２５９号公報
近年、携帯電話やパソコンなどの高性能化、小型化、低背化のため、バンプを用いたフリップチップ実装方法の採用が増えている。バンプは基板側またはチップ（電子部品）側のいずれかに設けられる。バンプにははんだバンプが広く用いられ、はんだバンプの形成方法として印刷マスクを用いた印刷法が安価な方法として採用されている。
【０００３】
このような印刷法を用いてはんだバンプ付きチップを製造する方法として、次のような方法が用いられる。まず、集合基板上に電極をチップの各辺に沿って方形状に配列されるよう形成し、上記電極上に、各電極に対応した位置に開口部を有する印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷する。はんだペーストが印刷された集合基板を加熱処理することにより、電極上にはんだバンプを形成した後、上記集合基板を縦横に切断する方法である。
この方法では、集合基板にはんだバンプを形成した後、チップに切断するので、量産性に優れ、かつ寸法精度が良好なチップを製造できる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１には、電極より広い面積の開口部を有するスクリーンを使用して、電極上にはんだペーストを印刷し、これを加熱処理することにより、はんだ電極上に高いはんだバンプを形成する方法が提案されている。特に、スクリーンの開口部を電極の配列方向に対して略直交方向に拡張された形状とすることで、隣接する電極上ではんだが融合するのを防止することができる。
しかし、この方法では、はんだバンプを高密度に形成する場合、電極ピッチが狭くなるので、チップのコーナ部においてスクリーンの隣接する開口部同士が干渉するか、あるいは開口部同士の隙間が極端に狭くなり、コーナ部には開口部を配置することができない。つまり、チップのコーナ部には高さの高いはんだバンプを形成できないという問題が発生する。
図８，図９は特許文献１に記載の方法を用いて集合基板上にスクリーンを配置した状態を示し、１０は集合基板上に設けられた電極、１１はスクリーンの開口部、斜線部１２は集合基板の分割線（ダイシングストリート）である。チップのコーナ部において、開口部１１同士が干渉している。
【０００５】
特許文献２には、印刷用マスクに形成された開口部の形状を非円形とし、隣合う開口部の形状を対応するはんだバンプの中心に対してずらして設けたものが提案されている。
この方法は、加熱処理時における隣合う電極間でのはんだの融合を防止するものであるが、この場合も、はんだバンプを高密度に形成したとき、チップのコーナ部において隣接するチップとの間で開口部同士が干渉してしまい、はんだバンプを高密度に形成できないという欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、集合基板状態のチップにはんだバンプを形成する場合に、チップのコーナ部に高さの高いバンプを形成できるはんだバンプ付きチップの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、集合基板上に電極をチップの各辺に沿って方形状に配列されるよう形成し、上記電極上に、各電極に対応した位置に開口部を有する印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷し、はんだペーストが印刷された集合基板を加熱処理することにより電極上にはんだバンプを形成した後、上記集合基板を縦横に切断してはんだバンプ付きチップを製造する方法において、上記チップのコーナ部を除く電極に対応する印刷用マスクの開口部は、電極に比べて電極配列方向と略直交方向に幅広で、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されており、チップのコーナ部に隣接する電極と対応する上記開口部の中心位置が、対応する電極の中心に対して電極配列方向と略直交方向にオフセットしており、上記オフセットの方向が、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定されていることを特徴とするはんだバンプ付きチップの製造方法を提供する。
【０００８】
集合基板上に、電極に対応した開口部を有する印刷用マスクを配置し、はんだペーストを印刷する。はんだペーストは集合基板の電極上に印刷用マスクの開口部を介して塗布される。開口部は電極に比べて電極配列方向と略直交方向に幅広で、かつ電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されているので、開口部の面積が電極面積より大きく、開口部を介して塗布されるはんだペーストの量が多くなるので、高さの高いはんだバンプを形成できる。しかも、隣接する開口部の間隔が電極の間隔とほぼ同一にできるので、隣接するバンプ間での融合を防止できる。
一方、チップのコーナ部に隣接する電極と対応する開口部の中心位置は対応する電極の中心に対して電極配列方向と略直交方向にオフセットしており、このオフセットの方向は、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定されている。例えば、請求項２のように、コーナ部の一方の辺に沿った開口部が電極に対してチップの外側へオフセットしている場合、コーナ部の他方の辺に沿った開口部は電極に対してチップの内側へオフセットしている。このように配列すれば、集合基板に高密度にはんだバンプを形成する場合であっても、隣接するチップのコーナ部での開口部が相互に干渉せず、ほぼ均等な間隔で開口部を配列することができる。そのため、このマスクを用いてはんだペーストを印刷し、これを加熱処理した際、はんだ同士が融合することがなく、高さの高いはんだバンプをコーナ部にも形成することができる。
【０００９】
請求項３のように、チップのコーナ部に電極が存在しており、この電極に対応する印刷用マスクの開口部は、他の開口部と異なる形状でかつ略同一面積に形成されており、開口部の中心位置を対応する電極の中心位置に対してチップのコーナ方向にオフセットさせてもよい。
電極は、チップのコーナ部に設ける場合と、コーナ部には設けない場合とがある。
チップのコーナ部に電極を設ける場合には、この電極に対応する開口部の形状を他の開口部と同一形状とすると、隣合うチップのコーナ部の電極に対応する開口部と干渉する可能性がある。
そこで、コーナ部の電極に対応する印刷用マスクの開口部を、他の開口部と異なる形状でかつ略同一面積に形成する。例えば、正方形状や円形状とする。これにより、はんだペーストを溶融させたとき、他のバンプと同一高さのバンプを形成できる。
また、開口部の中心位置を対応する電極の中心位置に対してチップのコーナ方向にオフセットさせることで、隣合うチップのコーナ部に対応する開口部との干渉を防止できる。換言すれば、隣合うチップのはんだバンプとの融合を防止できる。
【００１０】
請求項４のように、チップのコーナ部に電極が存在している場合に、この電極に対応する印刷用マスクの開口部は、他の開口部と同じく、電極配列方向と略直交方向に幅広で、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成されており、コーナ部の電極と対応する開口部の中心位置を、対応する電極の中心位置に対して、コーナ部に隣接するいずれかの電極と対応する開口部の中心位置と同一方向にオフセットさせてもよい。
請求項３のように、コーナ部に対応する開口部を正方形状などの形状とし、コーナ方向にオフセットさせてもよいが、コーナ部の開口部だけが他の開口部と形状が異なるため、はんだバンプの形状も他のバンプと同一にならない場合がある。そこで、コーナ部に対応する開口部を他の開口部と同一形状とし、コーナ部に隣接するいずれかの電極と対応する開口部の中心位置と同一方向にオフセットさせることで、他の開口部と干渉させずに、高さの高いバンプを形成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかるはんだバンプ付きチップの製造方法の概略工程図であり、図２は電極部分の拡大断面図である。
図１において、（ａ）は印刷工程であり、集合基板１の上に印刷用マスク（例えばメタルマスク）２が配置され、スキージ３によってはんだペースト４が集合基板１に印刷される。印刷用マスク２には、集合基板１の電極５に対応した開口部６が形成されている。開口部６は、後述するように、電極５に比べて電極配列方向と略直交方向に幅広に形成されている。この例の電極５は、図２に示すように配線電極５１  とその上に形成されたバンプ用電極５２  とからなり、集合基板１の表面にはんだ濡れ性を持たない絶縁膜７を形成することにより、配線電極５１  の一部を露出させ、この露出部の上にバンプ用電極５２  を形成したものである。なお、基板１の表面がはんだ濡れ性を持たない場合には、絶縁膜７を省略してもよい。
図１の（ｂ）はマスクを外した状態であり、集合基板１の電極５上にはんだペースト４がそれぞれ塗布されている。図２の（ａ）に示すように、電極５上に、はんだペースト４が電極５より幅広に塗布されている。
図１の（ｃ）はリフローはんだ処理（加熱処理）後を示し、はんだペースト４内のはんだ粒子が溶融し、幅広に印刷されたはんだペースト４は電極５上に集まり、球状のバンプ４ａを形成している。図２の（ｂ）に示すように、絶縁膜７ははんだ濡れ性を持たないので、溶融したはんだは電極５に集まり、高さの高いはんだバンプ４ａが形成される。その後、洗浄され、フラックスが除去される。
図１の（ｄ）はダイシング工程であり、カットラインＣＬに沿って集合基板１は切断され、個片状のチップに分離される。
図１の（ｅ）は、完成したはんだバンプ付きチップＡを示す。
【００１２】
図３は集合基板１および印刷用マスク２の具体例を示し、図４は図３の集合基板１と印刷用マスク２とを重ねた図を示し、図５は図４の一部の拡大図を示す。
電極５は８０μｍ□の正方形状に形成され、１６０μｍピッチでチップの各辺に沿って方形状に配列されている。この電極５は、例えば厚膜焼成電極上に電解メッキ法または無電解メッキ法でＮｉ、Ａｕめっき膜を形成したり、蒸着法でＮｉ、Ａｕの順番で成膜することで形成できる。
印刷用マスク２は厚み５０μｍのメタルマスクであり、開口部６は上記電極５に対応して配置されている。開口部６には正方形状のものと、長方形状のものとがあるが、その面積は電極５より大きく、互いにほぼ等しく設定されている。ここでは、０．０２３〜０．０２２５ｍｍ２  とされている。上記マスク２を用いてはんだペーストを印刷した場合、電極５上に高さ７５μｍのはんだバンプを形成することができる。
なお、図３，図４において、斜線部８は集合基板１の分割線（ダイシングストリート）であり、図３の破線８’は分割線８に対応する印刷用マスク２の領域である。
【００１３】
上記開口部６のうち、チップのコーナ部の電極５ａと対応する開口部６ａ、コーナ部から２番目の電極５ｂと対応する開口部６ｂ（６ｂ１  ，６ｂ２  ）、それ以外の電極５ｃと対応する開口部６ｃは、その形状または配列方向が異なっている。コーナ部の電極５ａと対応する開口部６ａは、１５０μｍ□の正方形状であり、その内側のコーナが電極５ａの内側のコーナと合致するように、チップのコーナ方向（対角方向外側）にオフセットされて配置されている。
【００１４】
チップのコーナ部から２番目の電極５ｂと対応する開口部６ｂ１  ，６ｂ２  は、短辺１００μｍ、長辺２３０μｍの略長方形に形成されており、電極５ｂに対して電極配列方向に対して直交方向にオフセットし、かつコーナ部を間にして一方の開口部６ｂ１  と他方の開口部６ｂ２  とは逆向きにオフセットしている。すなわち、図５に示すように、コーナ部の一方の辺に沿った開口部６ｂ１  が電極５ｂに対してチップの外側へオフセットしている場合、コーナ部の他方の辺に沿った開口部６ｂ２  は電極５ｂに対してチップの内側へオフセットしている。そのため、外側へオフセットした開口部６ｂ１  と、隣接するチップの開口部６ｂ２  とは所定の隙間（ここでは約７０μｍ）を設けることができる。したがって、１つのチップ内における開口部６ａ〜６ｃ間には、所定の隙間（例えば約７０μｍ）を常に設けることができると同時に、隣合うチップ間の開口部６ａ〜６ｃにおいても、同様な隙間（例えば７０μｍ）を設けることができ、開口部同士の干渉を防止することができる。
【００１５】
チップの各辺の中央部に位置する電極５ｃに対応する開口部６ｃも、開口部６ｂ１  ，６ｂ２  と同様に、短辺１００μｍ、長辺２３０μｍの略長方形に形成されており、電極５ｃの配列方向に対して直交方向に幅広となる向きに配列されている。この例では、開口部６ｃの中心と電極５ｃの中心とがほぼ一致しているが、開口部６ｃを電極５ｃに対して電極配列方向と直交方向にオフセットさせてもよい。ただし、隣接するチップとの間で、開口部同士が一定の隙間（例えば７０μｍ）を保つようにオフセットさせる必要がある。
【００１６】
上記のように、コーナ部から２番目の開口部６ｂのオフセット方向は、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定されている。そのため、集合基板１にはんだペーストを印刷するための印刷用マスク２に開口部６を形成する場合に、開口部６の面積を電極５の面積より大きくしても、チップのコーナ部における開口部同士が干渉せず、常に所定（例えば７０μｍ以上）の隙間を設けることができる。
その結果、上記マスク２を用いてはんだペーストを印刷し、はんだバンプを形成すれば、チップのコーナ部であっても、高さが高い（例えば７５μｍ）バンプを、確実に分離して形成することができる。
【００１７】
図５では、開口部６ｂ，６ｃの短辺を電極５の一辺よりやや幅広な略長方形としたが、短辺を電極５の一辺と同寸あるいはやや幅狭としてもよい。電極５の形状が円形の場合には、開口部６ｂ，６ｃを長円形としてもよい。
また、コーナ部の開口部６ａを正方形状とし、コーナ方向（対角線外側）にオフセットさせたが、これに限るものではなく、電極５ａより大面積で、かつ隣接する開口部６ａ，６ｂと所定の隙間を確保できる形状およびオフセット方向であれば、任意の形状を選択できる。例えば、図６のように、開口部６ａを長方形とし、コーナ部を間にしていずれか一方の開口部６ｂ１  または６ｂ２  と同一方向にオフセットさせてもよい。図６は開口部６ａを開口部６ｂ１  と同一方向にオフセットさせた例である。
【００１８】
図７は本発明にかかる印刷用マスクの第２実施例を示す。
図３〜図５の実施例では、チップのコーナ部に電極５ａが設けられていたが、この実施例はチップのコーナ部に電極が設けられていない例である。
この場合には、図３，図４において、コーナ部の電極５ａおよび開口部６ａを除き、他の電極および開口部６ｂ１  ，６ｂ２  、６ｃの配列および形状は、ほぼ同様である。ここでは、開口部６ｂ１  ，６ｂ２  、６ｃを長円形としたが、長方形としてもよい。
【００１９】
この場合もコーナ部に隣接する電極５ｂに対応する開口部６ｂ１  ，６ｂ２  は、電極５ｂに対して電極配列方向に対して直交方向にオフセットし、かつコーナ部を間にして一方の開口部６ｂ１  と他方の開口部６ｂ２  とは逆向きにオフセットしている。すなわち、コーナ部の一方の辺に沿った開口部６ｂ１  が電極５ｂに対してチップの外側へオフセットしている場合、コーナ部の他方の辺に沿った開口部６ｂ２  は電極５ｂに対してチップの内側へオフセットしている。
チップの各辺の中央部に位置する電極５ｃに対応する開口部６ｃも、開口部６ｂ１  ，６ｂ２  と同様に、電極５ｃの配列方向に対して直交方向に幅広となる向きに配列され、開口部６ｃの中心と電極５ｃの中心とがほぼ一致している。
そのため、１つのチップ内における開口部６ｂ，６ｃ間には、所定の隙間を設けることができると同時に、隣合うチップ間の開口部６ｂ，６ｃにおいても、同様な隙間を設けることができ、開口部同士の干渉を防止することができる。
この実施例は、チップが正方形状であり、各辺に沿って配列された電極５の個数（ここでは４個）は等しい。図７では、コーナ部に隣接する開口部６ｂのオフセット方向は、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定されているが、図３〜図５の実施例とは逆方向である。
【００２０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
本発明における印刷用マスクは、メタルマスクに限るものではなく、スクリーンなどの可撓性を有するマスクであってもよい。
上記実施例では、コーナ部を除く電極に対応する開口部の形状を、長方形あるいは長円形とし、電極配列方向にほぼ同一寸法に形成したが、ここで言うほぼ同一寸法とは、実施例（図５参照）のように電極幅より左右に僅か（例えば１０μｍ）ずつ広くしてもよいし、電極と完全に同一寸法としてもよいし、若干狭くしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、集合基板上に印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷する際に、マスクの開口部が隣接するチップのコーナ部において、チップのコーナ部に隣接する電極と対応する開口部の中心位置を電極の中心に対して電極配列方向と略直交方向にオフセットさせ、このオフセットの方向を、各チップにおいて、周回方向に同一の向きに設定したので、集合基板に高密度にはんだバンプを形成する場合であっても、隣接するチップのコーナ部での開口部が相互に干渉せず、ほぼ均等な間隔で開口部を配列することができる。そのため、従来では不可能であった、チップのコーナ部に高さの高いはんだバンプを形成できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なはんだバンプ付きチップの製造工程を示す図である。
【図２】図１における電極部分の拡大断面図である。
【図３】本発明にかかる印刷用マスクと集合基板との第１実施例の分解斜視図である。
【図４】図３における印刷用マスクを集合基板上に配置した状態の平面図である。
【図５】図４の一部拡大図である。
【図６】図４の実施例の変形例の平面図である。
【図７】本発明にかかる印刷用マスクを集合基板上に配置した第２実施例の平面図である。
【図８】特許文献１に記載の方法を用いて集合基板上にスクリーンを配置した状態の平面図である。
【図９】図８の一部拡大図である。
【符号の説明】
１          集合基板
２          印刷用マスク
４          はんだペースト
４ａ        はんだバンプ
５，５ａ，５ｂ，５ｃ                        電極
６，６ａ，６ｂ１  ，６ｂ２  ，６ｃ        開口部
【図１】
2004349621.tif 000003
【図２】
2004349621.tif 000004
【図３】
2004349621.tif 000005
【図４】
2004349621.tif 000006
【図５】
2004349621.tif 000007
【図６】
2004349621.tif 000008
【図７】
2004349621.tif 000009
【図８】
2004349621.tif 000010
【図９】
2004349621.tif 000011