(57)【要約】【課題】信頼性の向上を図ることができるようにする。【解決手段】電極２を有するＳｉ等のウェハ１に電極２に接続される配線４を樹脂層３を介して形成し、配線４上に高融点の半田バンプ５を形成し、さらに半田バンプ５上に低融点の半田層５ａを形成するようにし、２次実装時には半田層５ａのみを溶融させて、例えばフレキシブル基板１０の配線パターン１１に半田バンプ５が半田層５ａを介して接続されるようにする。２次実装時には半田バンプ５が溶融しないので、半田バンプ５におけるボイドの発生を防止することができ、吸湿あるいは応力クラック等による接続不良等が発生しない。また、半田バンプ５上に半田層５ａを形成するようにしたので、半田体積のバラツキを解消することができるとともに、形成高さの安定性も確保することができる。【選択図】　　図２
2004014719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する基板上に前記電極に接続される配線を樹脂層を介して形成する工程と、
前記配線上に高融点の半田バンプを形成する工程と、
前記半田バンプ上に低融点の半田層を形成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】
前記低融点の半田層は、鉛フリー半田であ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】
回路基板の配線パターンに対し前記低融点の半田層を接合するとともに、前記低融点の半田層のみが溶融する熱を与える工程と、
冷却によって前記低融点の半田層を硬化させる工程とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
電極を有する基板上に絶縁層を介し前記電極に接続される配線と、
前記配線上に形成される高融点の半田バンプと、
前記半田バンプ上に形成される低融点の半田層とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記低融点の半田層は、鉛フリー半田であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
回路基板の配線パターンに対し前記低融点の半田層が接合され、前記低融点の半田層のみが熱によって溶融し、冷却によって前記半田層が硬化されることにより、前記配線パターンに前記半田バンプが前記低融点の半田層を介して接続されている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項４〜６の何れかに記載の半導体装置が搭載されていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次実装時の半田バンプ形成を安定させる半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の高密度実装を追求すると、ベアチップ実装が理想的である。ところが、ベアチップは、品質保証及び取扱いが難しい。そこで、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）が適用された半導体装置が開発されている。
【０００３】
このようなＣＳＰが適用された半導体装置として、たとえば図４に示すようなものがある。すなわち、Ｓｉ等のウェハ１に電極２、樹脂層３、配線４が形成されている。配線４上には、半田バンプ５がたとえば半田ペースト印刷によって形成されるとともに、絶縁層６が形成されている。また、２次実装時においては、フレキシブル基板１０の配線パターン１１に半田バンプ５がリフロー処理等によって接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の半導体装置では、半田バンプ５のハンダ材に３０〜７０％程度のフラックスが混入されているため、半田バンプ形成および２次実装時におけるリフロー処理にて半田バンプ５に半田中に気空が含まれるいわゆるボイドが発生する場合がある。このように、半田バンプ５にボイドが発生すると、吸湿あるいは応力クラック等による接続不良等が発生するため、信頼性の低下を招いてしまう。
【０００５】
また、半田バンプ５は、たとえば半田ペースト印刷によって形成されることにより、半田体積にバラツキを生じたり、形成高さの安定性に難があったりする。このように、半田体積のバラツキが生じたり、形成高さの安定性に難がある場合も同様に、信頼性の低下を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、信頼性の向上を図ることができる半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに電子機器を提供することができるようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、電極を有する基板上に電極に接続される配線を樹脂層を介して形成する工程と、配線上に高融点の半田バンプを形成する工程と、半田バンプ上に低融点の半田層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、低融点の半田層は、鉛フリー半田であるようにすることができる。
【０００９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、回路基板の配線パターンに対し低融点の半田層を接合するとともに、低融点の半田層のみが溶融する熱を与える工程と、冷却によって低融点の半田層を硬化させる工程とを有するようにすることができる。
【００１０】
本発明の半導体装置は、電極を有する基板上に絶縁層を介し電極に接続される配線と、配線上に形成される高融点の半田バンプと、半田バンプ上に形成される低融点の半田層とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の半導体装置は、低融点の半田層は、鉛フリー半田であるようにすることができる。また、本発明の半導体装置の高融点半田層は、樹脂ペースト半田にすることができる。
【００１２】
また、本発明の半導体装置は、回路基板の配線パターンに対し低融点の半田層が接合され、低融点の半田層のみが熱によって溶融し、冷却によって半田層が硬化されることにより、配線パターンに半田バンプが低融点の半田層を介して接続されているようにすることができる。
【００１３】
本発明の電子機器は、請求項４〜６の何れかに記載の半導体装置が搭載されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに電子機器は、電極を有する基板上に電極に接続される配線を樹脂層を介して形成し、配線上に高融点の半田バンプを形成し、半田バンプ上に低融点の半田層を形成するようにし、２次実装時には低融点の半田層のみが溶融されるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の半導体装置の一実施の形態を示す図、図２及び図３は、図１の半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、以下に説明する図において、図４と共通する部分には同一符号を付すものとする。
【００１７】
図１に示す半導体装置は、Ｓｉ等のウェハ１に電極２、樹脂層３、配線４が形成されている。配線４上には、半田バンプ５と絶縁層６とが形成されている。半田バンプ５上には、半田層５ａが形成されている。ここで、半田バンプ５は、高融点半田であり、たとえば融点２４０℃以上のハンダペーストを用いることができる。ハンダペーストとしては、Ｓｎ９５／Ｓｂ５等を用いることができる。半田層５ａは、低融点半田であり、たとえば融点２１８℃程度の鉛フリー半田を用いることができる。この場合、錫−銀−銅系の鉛フリー半田を用いることができる。
【００１８】
次に、このような半導体装置の製造方法について説明する。
【００１９】
まず、基板であるＳｉ等のウェハ１上に電極２を形成した後、樹脂層３を形成する。樹脂層３は、応力緩和機能を有していてもよい。次いで、配線４を形成する。配線４は、スパッタ、電解メッキ等により形成される。
【００２０】
次いで配線４上に絶縁層６を形成し、配線４上に半田バンプ５を半田ペースト印刷によって形成する。半田バンプ５は、上述したように、高融点半田である。半田バンプ５を形成した後、樹脂層６を１５μｍの厚さに形成し、その後、半田バンプ５上に低融点半田である半田層５ａを形成する。半田層５ａの形成に際しては、インクジェット吐出等を用いることができる。
【００２１】
次いで、図２に示すように、２次実装時においては、回路基板であるフレキシブル基板１０の配線パターン１１に半田バンプ５がリフロー処理等によって接続される。この場合、リフロー処理におけるピーク熱は低融点の半田層５ａが溶融する２１８℃程度である。これにより、半田層５ａのみが溶融し、フレキシブル基板１０の配線パターン１１に半田バンプ５が半田層５ａを介して接続される。このとき、半田バンプ５の融点がたとえば２４０℃以上であるため、半田バンプ５の溶融は生じない。
【００２２】
そして、半田層５ａを冷却によって硬化させた後、図３に示すように、半田バンプ５を埋込むように補強樹脂７を形成する。補強樹脂７は、応力緩和させるために低弾性ポリイミドを用いることができる。補強樹脂７の形成により、半田バンプ５と配線パターン１１との接続部分の強度を高めることができる。
【００２３】
このように、本実施の形態では、電極２を有するＳｉ等のウェハ１に電極２に接続される配線４を樹脂層３を介して形成し、配線４上に高融点の半田バンプ５を形成し、さらに半田バンプ５上に低融点の半田層５ａを形成するようにし、２次実装時には半田層５ａのみを溶融させて、例えばフレキシブル基板１０の配線パターン１１に半田バンプ５が半田層５ａを介して接続されるようにした。
【００２４】
これにより、２次実装時には半田バンプ５が溶融しないので、半田バンプ５におけるボイドの発生を防止することができ、吸湿あるいは応力クラック等による接続不良等が発生しないことから、信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、半田ペースト印刷によって形成された半田バンプ５上に半田層５ａを形成するようにしたので、半田体積のバラツキを解消することができるとともに、形成高さの安定性も確保することができる。
【００２６】
また、２次実装時には半田層５ａのみを溶融させるようにしているので、仮に配線パターン１１と半田バンプ５との間に接続不良が生じた場合でも、再度、半田バンプ５上に半田層５ａを形成して２次実装することができるため、リワークを無駄なく行うことができる。
【００２７】
また、このように半田バンプ５上に半田層５ａを形成する方法は、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）に限らず、ＢＧＡ（ｂａｌｌ　ｇｒｉｄ　ａｒｒａｙ）等におけるボールマウント時においてもその半田体積のバラツキを解消することができるとともに、形成高さの安定性も確保することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、Ｓｉ等のウェハ１を用いた場合について説明したが、ウェハ１に限らずガラス基板を用いることもできる。また、本実施の形態では、回路基板をフレキシブル基板１０とした場合について説明したが、この例に限らず、リジットな基板であってもよい。また、本実施の形態での半導体装置を携帯電話、ＰＤＡ等の電子機器に搭載することで、その電子機器の信頼性を向上させることが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く本発明に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに電子機器によれば、電極を有する基板上に電極に接続される配線を樹脂層を介して形成し、配線上に高融点の半田バンプを形成し、半田バンプ上に低融点の半田層を形成するようにし、２次実装時には低融点の半田層のみが溶融されるようにしたので、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】図１の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】従来の半導体装置の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１　ウェハ
２　電極
３　樹脂層
４　配線
５　半田バンプ
５ａ　半田層
６　絶縁層
１０　フレキシブル基板
１１　配線パターン
【図１】
2004014719.tif 000003
【図２】
2004014719.tif 000004
【図３】
2004014719.tif 000005
【図４】
2004014719.tif 000006