(57)【要約】【課題】ＩＣチップの超音波による実装時に、バンプのクラックの発生を防止すること。【解決手段】バンプ６が形成されているＩＣチップ１の機能面２ａのバンプ６の周辺を樹脂製保護膜８により被覆し、超音波により回路基板１０の端子１２とＩＣチップ１のバンプ６とを接続するようにする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の端子に超音波によりＩＣチップのバンプを接続するＩＣチップの実装方法において、前記バンプが形成されている前記ＩＣチップの機能面の前記バンプの周辺を樹脂製保護膜により被覆し、超音波により前記回路基板の端子とＩＣチップのバンプとを接続するようにしたことを特徴とするＩＣチップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の端子にＩＣチップのバンプを実装するＩＣチップの実装方法に係り、特に、超音波により回路基板の端子にＩＣチップのバンプを実装するＩＣチップの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板の端子に、ＩＣ、ＬＳＩなどのＩＣチップのバンプを実装するＩＣチップの実装方法の１つとして、従来から、超音波によるＩＣチップの実装方法があった。この超音波によるＩＣチップの実装方法は、ＩＣチップにおける金などの金属製のバンプと、回路基板の回路における金属製の端子との接触部に超音波振動エネルギを付与し、金属製または金属めっきされた端子と、金属製のバンプ電極の各々が接する表面の酸化膜を除去し、新規の原子面同士を露出させることにより接続する方法である。このとき、超音波は、フレッシュな原子面を摩擦により露出させるとともに、摩擦熱を発生させることにより原子拡散を活性化させる作用を有している。
【０００３】
このような超音波によるＩＣチップの実装方法においては、ガスシールドが必要でないし、また、普通の半田のような実装方法においては困難な異種金属の接続も可能とされるので、ＩＣチップの実装に有効である。
【０００４】
図４は、従来のＩＣチップの構成を示した概略縦断面図である。
【０００５】
以下において、ＩＣチップの作成方法、およびスタッドウォールバンプの形成方法について説明する。
【０００６】
図４において、ＩＣチップ２１は、シリコンの単結晶を薄く輪切りにし、表面を機械的な研磨と化学薬品により鏡面に仕上げられたウエハ２２の回路が形成されている機能面２２ａに所望の方法により金属膜２３からなる回路を形成し、また、この金属膜２３上に、窒化珪素のような材料からなるパッシベーション膜２４を形成する。一方、このパッシベーション膜２４により被覆されていないバンプ形成部位には、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕなどのアンダーバリアメタル（以下、ＵＢＭと略称する）２５をスパッタ法により被覆する。
【０００７】
つぎに、前記機能面２２ａ側におけるＵＢＭ２５上にバンプ２６をめっき法により形成するため、レジスト（図示せず）を全域に塗布し、その後、めっきを施す部位のレジストのみを除去する。そして、前記ＵＢＭ２５と例えばＡｕなどの素材からなるめっきを施してバンプ２６を形成する。
【０００８】
前記バンプ２６のめっき処理が完了した後、前記レジストを除去し、さらに、不要な部分の前記ＵＢＭ２５をソフトエッチングにより除去する。
【０００９】
そして、前記回路面２２ａ上における回路部分のパッシベーション膜２４上にに、パッシベーション膜２４のクラックに水が浸入するのを防止するための保護膜２８をコーティングしていた。
【００１０】
最後に、前記ウエハ２２よりＩＣチップ２１を切り出し、１つのＩＣチップ２１が形成される。
【００１１】
このようなＩＣチップ２１をウエハ２２から切り出す方法には２種類ある。すなわち、１つの刃によりウエハ２２を１度に切断するシングルカットと、まず、低速の刃によりウエハ２２に溝を形成し、つぎに、高速の刃により前記溝からウエハ２２を切断するダブルカットという方法がある。
【００１２】
このうちシングルカットによれば、ウエハ２２を切断するタクトは速いが、アルミ配線がバリとなって残りやすく、このバリがＩＣチップの実装時に基板の導体と接触して電気的リーク不良を起こす問題があった。他方のダブルカットにおいては、シングルカットのようなバリは発生しないが、ウエハ２２を切断するタクトが長いという問題があった。
【００１３】
図５は、前述したようにして形成されたＩＣチップをガラス配線基板上に実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）　方式を超音波により行う従来のＩＣチップ実装方法を示す概略図である。
【００１４】
図５において、ガラス配線基板３０には、そのガラス基板本体３１の一面にＡｕ等がめっきされた電極の端子３２が形成されている。一方、ＩＣチップ２１のチップ本体２２における機能面２２ａには、バンプ２６が形成されている。そして、前記ＩＣチップ２１のバンプ２６とガラス配線基板３０の端子３２とを超音波により接続すると、超音波による振動によりバンプ２６にクラック２７が発生するおそれがあった。すなわち、この超音波により前記バンプ２６と前記ＩＣチップ２１の機能面２２ａとの界面付近に振動による荷重が負荷され、この荷重によるバンプ２６内の内部応力により前記バンプ２６にクラック２７が形成され、電気的接続不良を招来するという問題があった。
【００１５】
つぎに、図６は、ＩＣチップを樹脂フィルムなどからなる可撓配線基板上に実装するＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式を超音波により行う従来のＩＣチップ実装方法を示す概略図である。
【００１６】
図６において、可撓配線基板３３には、そのフィルム基板本体３４の一面にＡｕ等がめっきされた電極３５の端子３６が形成されている。なお、電極３５の主要部上は被覆樹脂層３７により被覆されている。
【００１７】
一方、ＩＣチップ２１のチップ本体２２における機能面２２ａには、バンプ２６が形成されている。そして、前記ＩＣチップ２１のバンプ２６と可撓配線基板３３の端子３６とを超音波により接続すると、前述したＣＯＧと同様に、超音波による振動によりバンプ２６にクラック２７が発生するおそれがあった。
【００１８】
また、前記ＩＣチップ２１の形状により最端部に位置するバンプ２６より外側のチップ本体２２の寸法が長くなると、ＩＣチップ２１の実装時の超音波振動の熱あるいはこれに加え積極的な加熱の熱が冷却される際に前記フィルム基板本体３４が反り上がり、前記チップ本体２２のエッジと前記電極３５とが接触して短絡し、機能不良となるおそれがあった。
【００１９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ＩＣチップの超音波による実装時に、バンプのクラックの発生を防止し、また、ＩＣチップと電極が接近、接触してリーク不良が発生することを防止することのできるＩＣチップの実装方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明のＩＣチップの実装方法の特徴は、バンプが形成されているＩＣチップの機能面のバンプの周辺を樹脂製保護膜により被覆し、超音波により回路基板の端子とＩＣチップのバンプとを接続するようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、保護膜によりバンプが保護されているので、超音波によりバンプに振動が生じようとしてもこの保護膜によりバンプの振動が拘束されるので、バンプにクラックの生じるおそれがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るＩＣチップの構成を示した概略図である。
【００２２】
以下において、ＩＣチップの作成方法、およびスタッドウォールバンプの形成方法について説明する。
【００２３】
図１において、シリコンの単結晶を薄く輪切りにし、表面を機械的な研磨と化学薬品により鏡面に仕上げられたウエハ２において、回路が形成されている機能面２ａには、所望の方法によりアルミニウムなどの金属膜３が形成されている。
【００２４】
また、この金属膜３上には、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）などからなるパッシベーション膜４がバンプの形成部位を除いて積層されている。一方、バンプ形成部位には、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕなどの導電性の良好な金属からなるアンダーバリアメタル（ＵＢＭ）５がスパッタ法により被覆されている。
【００２５】
つぎに、前記機能面２ａ側におけるＵＢＭ５上にバンプ６をめっき法により形成するため、レジスト（図示せず）を全域に塗布し、その後、めっきを施す部位のレジストのみを除去する。そして、前記ＵＢＭ５と例えばＡｕなどの同素材からなるめっきを施して複数のバンプ６を形成する。
【００２６】
前記バンプ６のめっき処理が完了した後、前記レジストを除去し、さらに、不要な部分の前記ＵＢＭ５をソフトエッチングにより除去する。
【００２７】
つぎに、例えば前記回路面２ａにおける金属膜３、パッシベーション膜４、ＵＢＭ５、バンプ６上の全域にポリマー系有機材料の１種であるポリイミド、あるいはシリコン系、エポキシ系、ウレタン系などの材料からなる保護材料を被覆する。
【００２８】
そして、前記保護材料をソフトエッチングし、前記バンプ６の頂部を２〜１０μｍ程度露出させるように保護膜８を形成する。
【００２９】
最後に、ウエハよりＩＣチップ１をシングルカットなどの方法により切り出し１つのＩＣチップ１を形成する。
【００３０】
このような本実施形態におけるＩＣチップ１は機能面２ａ全面が保護膜８により補強されており、この保護膜８は、バンプ６の外周に密着しているので、超音波によりＩＣチップ２の実装を行っても、超音波による振動でバンプ６にクラックが発生することを防止できる。
【００３１】
また、保護膜８が存在しているので、ＩＣチップ１のシングルカットを行ってもバリを発生させることはなく、ダブルカットのようにタクトが長くなるという問題も解消され、効率よくＩＣチップ１を製造することができる。
【００３２】
図２は、前述したようにして形成されたＩＣチップをガラス配線基板上に実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）　方式を超音波により行う本発明のＩＣチップ実装方法を示す概略図である。
【００３３】
図２において、ガラス配線基板１０には、そのガラス基板本体１１の一面にＡｕなどがめっきされた電極の端子１２が形成されている。一方、ＩＣチップ１のチップ本体２における機能面２ａには、バンプ６が形成されている。そして、このバンプ６の外周には保護膜８が密着している。
【００３４】
したがって、前記ＩＣチップ１のバンプ６とガラス配線基板１０の端子１２とを超音波により接続すると、超音波による振動がバンプ６に作用しても、バンプ６の外周は保護膜８により保護されているので、バンプ６には大きな振動が生じず、クラックが発生するおそれがない。すなわち、超音波振動による荷重の負荷の起点が、前記保護膜８により分散され、前記バンプ６と前記ＩＣチップ１の界面付近にクラックが入ることを防止することができる。
【００３５】
図３は、前述したようにして形成されたＩＣチップを可撓配線基板上に実装するＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式を超音波により行う本発明のＩＣチップ実装方法を示す概略図である。
【００３６】
図３において、可撓配線基板１３には、そのフィルム基板本体１４の一面にＡｕなどがめっきされた電極１５の端子１６が形成されている。なお、電極５の主要部上は被覆樹脂層１７により被覆されている。
【００３７】
一方、ＩＣチップ１のチップ本体２における機能面２ａには、バンプ６が形成されている。そして、このバンプ６の外周には保護膜８が密着している。
【００３８】
したがって、前記ＩＣチップ１のバンプ６と可撓配線基板１３の端子１６とを超音波により接続すると、超音波による振動がバンプ６に作用しても、バンプ６の外周は保護膜８により保護されているので、バンプ６には大きな振動が生じず、クラックが発生するおそれがない。すなわち、超音波振動による荷重の負荷の起点が、前記保護膜８により分散され、前記バンプ６と前記ＩＣチップ１の界面付近にクラックが入ることを防止することができる。
【００３９】
また、本発明に係るＩＣチップ１は機能面２ａのほぼ全域が保護膜８により補強されているため、前記ＩＣチップ１のチップ本体２のエッジと前記電極１５が接触あるいは接近しても、保護膜８の存在により、リーク不良を防止することができるし、また、前記ＩＣチップ１のエッジと前記電極１５が接近しても、機能不良を起こすことも防止できる。
【００４０】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＩＣチップの超音波による実装時に、バンプのクラックの発生を防止することができるし、また、ＩＣチップと電極が接近、接触してもリーク不良が発生することを防止することができる。
【００４２】
すなわち、バンプが形成されているＩＣチップの機能面のバンプの周辺を樹脂製保護膜により被覆し、超音波により回路基板の端子とＩＣチップのバンプとを接続するようにしたので、超音波によりバンプに振動が生じようとしてもこの保護膜によりバンプの振動が拘束されるので、バンプにクラック生じるおそれがない。また、保護膜の存在により、ＩＣチップと電極端子が接近、接触してもリーク不良が発生することを防止することができるし、ウエハよりＩＣチップを切り出す際、シングルカットにおいてもバリを発生させることなくカットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＩＣチップの実装方法を適用するＩＣチップの実施形態を示す概略縦断面図
【図２】図１のＩＣチップを使用した本発明に係る超音波によるＣＯＧの実装方法を示す概略縦断面図
【図３】図１のＩＣチップを使用した本発明に係る超音波によるＣＯＦの実装方法を示す概略縦断面図
【図４】従来のＩＣチップの実装方法を適用するＩＣチップの構成を示す概略縦断面図
【図５】図４のＩＣチップを使用した従来の超音波によるＣＯＧの実装方法を示す概略縦断面図
【図６】図４のＩＣチップを使用した従来の超音波によるＣＯＦの実装方法を示す概略縦断面図
【符号の説明】
１　ＩＣチップ
２　チップ本体
２ａ　機能面
３　金属膜
４　パッシベーション膜
５　アンダーバリアメタル（ＵＢＭ）
６　バンプ
８　保護膜
１０　ガラス配線基板
１１　ガラス基板本体
１２　電極
１３　可撓配線基板
１４　フィルム基板本体
１５　電極
１６　端子
１７　被覆樹脂層
２１　従来の実装方法に使用されるＩＣチップ
２２　チップ本体
２２ａ　機能面
２３　金属膜
２４　パッシベーション膜
２５　アンダーバリアメタル（ＵＢＭ）
２６　バンプ
２８　保護膜
３０　ガラス配線基板
３１　ガラス基板本体
３２　電極
３３　可撓配線基板
３４　フィルム基板本体
３５　電極
３６　端子
３７　被覆樹脂層
【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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