JP2001053106A

JP2001053106A - フリップチップ接続構造と電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2001053106A
Application number: JP11229020A
Authority: JP
Inventors: Naoharu Senba; 直治仙波; Koji Soejima; 康志副島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】バンプを用いたフリップチップ接続構造におい
て、弾性配線基板を用いなくても、簡単な構造で材料の
熱膨張差による応力を吸収することができ、パッケージ
コストが低く、かつ、高消費電力用半導体デバイスの場
合でも熱抵抗を小さくすることができるフリップチップ
接続構造の提供。【解決手段】半導体デバイス（図１の１）の接続電極
に、該接続電極に固定される支柱（図１の７）と、対向
する回路基板（図１の３）の接続パッドに接触するコン
タクト部（図１の５）と、これらを弾性的に接続する板
状の金属からなる弾性体（図１の６）とから構成される
弾性体バンプが接合され、半導体デバイス又は回路基板
の熱膨張により発生した応力が弾性体バンプに加わった
場合でも、弾性体が応力を吸収することによって、コン
タクト部と回路基板の接続パッドとの接続が保持され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
続構造及び電子部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフリップチップ接続構造は、例え
ば、特開平5-160198号公報に示されているように、柱状
又は球状の金属からなるバンプで基板同士を強固に固定
するものであるため、基板やパッケージングの際に使用
される材料の熱膨張差によって生じる応力が接続バンプ
に集中することを防止するために複雑な構造をとる必要
がある。

【０００３】その詳細を図１４によって説明する。この
フリップチップ接続構造は、図１４に示すように、搭載
基板６３上に有機多層基板６２を接着し、有機多層基板
６２の電極６１上にバンプ電極６０を形成している。次
に、両面に半導体デバイス側電極５４が形成された弾性
配線基板５５を接続し、この弾性配線基板５５に半導体
デバイス５１の電極５２にバンプ電極５３を形成した半
導体デバイス５１を接続する。

【０００４】最後に、放熱板を兼ねたキャビティー構造
のキャップ６４と半導体デバイス５１の裏面とを接着す
るための絶縁性の弾性材５６と、同じく放熱板を兼ねた
キャビティー構造のキャップ６４と搭載基板６３とを接
着するための接着層６５を形成した後、各々を接着した
構造となっている。

【０００５】このような構造をとることによって、搭載
基板６３とキャップ６４の間に搭載された半導体デバイ
ス５１と搭載基板６３との電気的機械的な接続手段であ
る電極５２とバンプ電極６０に対して応力が集中しない
構造となっている。その理由は、キャップ６４と搭載基
板６３の熱膨張差が、絶縁性の弾性材５６、バンプ電極
５２とバンプ電極６０が上下千鳥配置になった弾性配線
基板５５、有機多層配線基板６２及び接着層６５によっ
て吸収される構造となっているためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フリップチップ接続構造では、バンプ接続したバンプへ
の応力集中を吸収するための構造が非常に複雑になる結
果、部品構造が複雑になるという問題がある。また、応
力を緩和するためにはバンプの配置に制約が生じたり、
弾性配線基板に対して半導体デバイスと有機多層基板の
双方を位置合わせしなければならないために位置合わせ
の誤差が生じやすく、プロセスが複雑で且つ長くなるた
めにパッケージコストが高くなるという問題がある。更
に、ヒートシンク付きの高消費電力半導体デバイスのパ
ッケージでは、半導体デバイスをメタルによって直接ヒ
ートシンクに接続することができない構造となるため、
熱抵抗が高くなるという問題も生じていた。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、バンプを用いたフリッ
プチップ接続構造において、弾性配線基板を用いなくて
も、簡単な構造で材料の熱膨張差による応力を吸収する
ことができ、パッケージコストが低く、かつ、高消費電
力用半導体デバイスの場合でも熱抵抗を小さくすること
ができるフリップチップ接続構造を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１の視点によれば、対向する複数の基
板をバンプにより電気的に接続するフリップチップ接続
構造において、前記バンプがその一部に弾性体を含み、
該弾性体により前記フリップチップを構成する部材の熱
膨張によって生じる応力を吸収するものである。

【０００９】また、本発明は、第２の視点によれば、半
導体デバイスの接続電極と、該接続電極に対応する位置
に設けた回路基板の接続パッドと、が電気的及び機械的
に接続されるフリップチップの接続構造において、前記
半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前記接
続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプによ
って接続されているものである。

【００１０】また、本発明は、第３の視点によれば、半
導体デバイスの接続電極と、該接続電極に対応する位置
に設けた回路基板の接続パッドと、が電気的及び機械的
に接続されるフリップチップの接続構造において、前記
半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前記接
続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプによ
って接続され、前記弾性体バンプが配設されない所定の
領域、Ｂステージ特性を有する樹脂が配置されているも
のである。

【００１１】更に、本発明は、第４の視点によれば、半
導体デバイスの接続電極と、該接続電極に対応する位置
に設けた回路基板の接続パッドと、が電気的及び機械的
に接続されるフリップチップの接続構造において、前記
半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前記接
続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプによ
って接続され、前記半導体デバイス又は前記回路基板の
一方の基板がヒートシンクに接合され、前記ヒートシン
クと他方の基板とが応力吸収体を介在することなく固着
されているものである。

【００１２】本発明においては、前記弾性体バンプが、
金属からなる支柱と弾性体とコンタクト部とにより構成
され、また、前記弾性体バンプが、電解メッキ又は無電
解メッキにより形成されていることが好ましい。

【００１３】また、本発明は、第５の視点において、電
子部品の製造方法を提供する。該方法は、シリコン基板
に、所定の形状の凹部を形成し、該凹部に電解メッキ法
又は無電解メッキ法により、その一部に弾性構造を含む
弾性体バンプを形成する工程と、該弾性体バンプの一端
を基板に設けた電極に圧着する工程と、を少なくとも有
するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係るフリップチップの接
続構造は、その好ましい一実施の形態において、半導体
デバイス（図１の１）の接続電極に、該接続電極に固定
される支柱（図１の７）と、対向する回路基板（図１の
３）の接続パッドに接触するコンタクト部（図１の５）
と、これらを弾性的に接続する板状の金属からなる弾性
体（図１の６）とから構成される弾性体バンプが接合さ
れ、半導体デバイス又は回路基板の熱膨張により発生し
た応力が弾性体バンプに加わった場合でも、弾性体が応
力を吸収することによって、コンタクト部と回路基板の
接続パッドとの接続が保持される。

【００１５】

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。

【００１６】［実施例１］まず、図１乃至図４及び図１
１及び図１２を参照して、本発明の第１の実施例に係る
フリップチップ接続構造について説明する。図１は、本
発明の第１の実施例に係るフリップチップ接続構造の断
面図であり、図２及び図３は、弾性体バンプの拡大断面
図であり、図２は、弾性体バンプを回路基板側に形成し
たものであり、図３は、弾性体バンプを半導体デバイス
側に形成したものである。また、図５は、弾性体バンプ
のコンタクト部を拡大した平面図及び側面図である。図
１１は、弾性体バンプを形成する手順を示すフロー図で
あり、図１２は、弾性体バンプを基板に接合する手順を
示すフロー図である。

【００１７】図１乃至図４に示すように、本発明の第１
の実施例に係るフリップチップ接続構造は、対向する基
板のうち一側の基板（図１では半導体デバイス）の電極
に設けられた支柱７と、他側の基板（図１では回路基
板）の電極と接するコンタクト部５と、これらを弾性的
に繋ぎ合わせる弾性体６とから構成される弾性体バンプ
によって、対向する基板を電気的及び機械的に接続する
ものである。

【００１８】すなわち、従来は、円柱状又は球状の金属
からなるバンプで対向する基板を強固に固定するのに対
し、本実施例の弾性体バンプは、バンプの一部に弾性特
性を有する弾性体６を有し、対向する基板を柔軟かつ確
実に接続するものである。この弾性体の形状としては種
々の形状、構造が考えられるが、本実施例に用いられる
バンプは微細に形成しなければならないため、製造の容
易性を考慮して板状の金属を弾性体として用いている。

【００１９】図１１を参照して、本実施例の弾性体バン
プの製造方法について説明する。まず、シリコン基板上
に、公知のリソグラフィー技術、エッチング技術を用い
て、コンタクト部５、弾性体６及び支柱７の各種形状に
合致した形状のシリコンテンプレートを作成する（Ｓ１
０１）。次に、このシリコンテンプレートにメッキ膜形
成用の電気を流すための導電体薄膜をスパッタ、蒸着等
によって形成する（Ｓ１０２）。

【００２０】その後、所望のメッキ膜を電解メッキ法或
いは無電解メッキ法によって形成し、コンタクト部５、
弾性体６、支柱７を製造する（Ｓ１０３）。そして、レ
ジスト塗布、露光、現像等のリソグラフィー技術によっ
て、コンタクト部５、弾性体６、支柱７を所望の形状に
加工する（Ｓ１０４）。次に、コンタクト部５と弾性体
６とを熱圧着により接合し（Ｓ１０５）、コンタクト部
５及び弾性体６の形成が完了する（Ｓ１０６）。

【００２１】このように形成した弾性体バンプを半導体
デバイス１又は回路基板３に接合する手順を、図１２を
参照して説明する。まず、この弾性体バンプを形成する
基板に支柱７と接合するための接続電極を形成する（Ｓ
２０１）。そして、弾性体バンプの支柱７を、半導体デ
バイス１の接続電極部４または回路基板３の接続電極部
４に位置合わせして（Ｓ２０２）、約２００〜４００℃
の温度により熱圧着、スクラブ付加熱圧着、又は、超音
波付加熱圧着すると同時に弾性体バンプをシリコンテン
プレートより剥離させる（Ｓ２０３）。このようにし
て、コンタクト部５、弾性体６、支柱７等が一体構造と
なった弾性体バンプが形成された半導体デバイス１また
は回路基板３が完成する。

【００２２】このように、半導体デバイス１又は回路基
板３のいずれか一方に弾性体バンプを形成し、弾性体バ
ンプのコンタクト部５と他側の基板の電極とを対向させ
て接触させることにより対向する基板を電気的に接続す
る。ここで、本実施例の弾性体バンプは、基板に固定さ
れる支柱７と、対向する基板の電極に接触するコンタク
ト部５との間を、可撓性を有する弾性体（例えば、所定
の厚さの板状体）で接続しているために、半導体基板
１、回路基板３や他の構成部材のそり、熱膨張により応
力が発生した場合でも、弾性体６がたわむことによって
その応力を吸収することができ、対向する基板の電気的
接続を確保することが可能である。

【００２３】また、本実施例の弾性体バンプで対向する
基板を接合する場合には、有機系無機系の絶縁材料等か
らなる支持体２を、半導体デバイス１側または回路基板
３側のどちらか一方に形成しておくことが好ましい。こ
のような支柱７を設けることにより、半導体基板１と回
路基板３との機械的な接合を得ることができる。なお、
支持体２の熱膨張により発生する応力も弾性体６によっ
て吸収することができるため、支持体２の材料選定が容
易となる。

【００２４】このように、本実施例の弾性体バンプは、
シリコンテンプレートを用いて、メッキ等の方法により
簡単に形成することができ、また、熱圧着等の方法で基
板に容易に結合することができるため、従来の方法に比
べて安価な接続構造を実現することができる。また、弾
性体バンプに設けた弾性体６により、半導体基板１と回
路基板３の熱膨張差による応力を確実に吸収することが
できるため、従来の球状又は円柱状のバンプのように、
マトリックス状に配列されたバンプの一部分がはがれて
しまったり、半導体デバイスに応力を与えてその特性が
劣化する等の問題を回避することができる。

【００２５】なお、コンタクト部５の形状は、対向する
基板の電極に確実に接触する形状であれば任意の形状に
することができ、例えば、図４（ａ）に示す四角錐型
や、（ｂ）に示す半円球型や、（ｃ）に示す円錐型等の
形状が好ましい。これらの形状は、シリコンテンプレー
トを任意に加工することによって容易に製造可能であ
る。また、弾性体バンプは、対向する基板のどちら側に
形成しても良く、例えば、図２に示すように、回路基板
３側に形成したり、図３に示すように、半導体デバイス
１側に形成しても良い。どちら側に形成するかは、基板
の材質、耐熱性、基板の強度、支柱を形成するスペース
等の要素から総合的に判断することができる。

【００２６】更に、この弾性体バンプは、支柱７と弾性
体６とコンタクト部５を一体として形成することも、各
々別個に形成して後で熱圧着等の方法によって結合する
こともできる。また、本実施例の弾性体バンプは、支柱
７から弾性体６を通してコンタクト部５に電気が流れ、
弾性体６が適度な可撓性を有し、コンタクト部５の先端
が対向する基板の接続電極との間で確実な接触が得られ
る材料であれば良く、これらを同一の金属で形成するこ
とも、各々別個の材料で形成することも可能である。

【００２７】［実施例２］次に、図５及び図６を参照し
て、本発明の第２の実施例に係るフリップチップ接続構
造について説明する。図５及び図６は、弾性体にたわみ
を持たせて対向する基板を接続した状態を示す断面図で
あり、図５（ａ）は、半導体デバイス側に弾性体バンプ
を設けた例を、図５（ｂ）は、回路基板側に弾性体バン
プを設けた例を、図６は、半導体デバイスと回路基板の
双方に弾性体バンプを設けた例を示す。なお、弾性体バ
ンプの形成方法や基板への接合方法等は、前記した第１
の実施例と同様である。

【００２８】図５（ａ）に示すように、半導体デバイス
側に接合した弾性体バンプの支柱７の高さＡと、回路基
板の表面に形成した電極パッド４ｂと弾性体バンプのコ
ンタクト部５の高さＢの合計よりもやや小さく支持体２
の長さを設定することによって、フリップチップ接続時
に弾性体６にたわみを持たせることができる。このよう
に弾性体６の弾性特性内のたわみを与えることによっ
て、半導体デバイス１、回路基板３や支持体２が反りや
熱膨張によって変形した場合であっても、対向する基板
の電気的接続を確保することができ、信頼性の高いフリ
ップチップ接続構造が得られる。図５（ｂ）は、回路基
板側に弾性体バンプを形成して接続した例を示すもので
あり、この場合も図５（ａ）と同様の効果が得られる。

【００２９】また、図６は、半導体デバイス１と回路基
板３の双方に弾性体バンプを形成したものであるが、こ
の場合は、半導体デバイス１表面に形成した接続電極４
ａの厚さと、回路基板３に形成した接続パッド４ｂの厚
さと、弾性体バンプの支柱７の底部から負荷がかかって
いない状態でのコンタクト部５先端までの高さの合計よ
りもやや小さい高さに支持体２を設定すれば、図５と同
様の効果が得られる。このような構造にすることによっ
て、半導体デバイス１側と回路基板３側に弾性体バンプ
を交互に形成することができるので、より多ピン狭ピッ
チのフリップチップ接続に容易に対応することができ
る。

【００３０】［実施例３］次に、図７を参照して、本発
明の第３の実施例に係るフリップチップ接続構造につい
て説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、弾性体バンプのコ
ンタクト部を拡大した平面図と側断面図である。前記し
た第１及び第２の実施例では、コンタクト部は単一の部
材から構成された例について説明したが、本実施例で
は、コンタクト部の表面にコンタクト部本体と異なる金
属を被覆したものである。

【００３１】図７（ａ）は、四角錐型のコンタクト部５
表面に、メタル８が被覆されているものである。メタル
８としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｒｄ、Ｐｄ、Ｓ
ｎ／Ｐｂなどの金属、又は、これらの組み合わせによる
金属が、メッキ、蒸着、ディップ法等によって形成され
ている。メタル８の膜厚は、０．２〜５０μｍ程度が好
ましい。

【００３２】このように、コンタクト部５本体とは異な
る金属を表面に被覆するのは、コンタクト部５と弾性体
６とを同一金属で形成する場合、弾性体６には本発明の
特徴である可撓性を持たせる必要があり、可撓性という
観点から選択された金属は、硬度、表面の酸化、基板側
に形成する接続電極との相性において、好ましくない場
合もあるからである。

【００３３】例えば、コンタクト部５表面の酸化によっ
て接続電極４ａとの電気的接触が不十分な場合には、コ
ンタクト部５表面にＡｕ等のメタル８を被覆することに
よって電気的接触を改善することが可能である。また、
コンタクト部５の硬度が高く、接続電極４ａ損傷を与え
る場合には、コンタクト部５表面に、Ａｕ、Ｐｂ、Ｓｎ
／Ｐｂ等の柔らかいメタル８を被覆することによって、
接続電極４ａの損傷を防ぐことが可能となる。このよう
な構造により、安定した電気的な接続を得ることが可能
となり、また、弾性体６に適した材料と電気的接続に適
した材料を各々選択することによって、バンプによる応
力の吸収をより確実に行うことができる。

【００３４】なお、図７（ｂ）は、半円球型のコンタク
ト部５にメタル８を形成したものであり、図７（ｃ）
は、円球型のコンタクト部５にメタル８を形成したもの
であるが、その効果は（ａ）の場合と同様である。

【００３５】［実施例４］次に、図８及び図１３を参照
して、本発明の第４の実施例に係るフリップチップ接続
構造について説明する。図８は、弾性体バンプで接続し
た半導体基板と回路基板とを樹脂で封止した状態を示す
平面図及び断面図である。また、図１３は、基板に選択
的に樹脂層を形成する手順を示すフロー図である。

【００３６】本実施例では、半導体デバイス１に弾性体
バンプが接続されており、この弾性体バンプを除く所定
の領域に、半導体デバイス１と回路基板３との機械的接
続と機密封止のための樹脂９ａ、９ｂを設けたフリップ
チップ接続構造を示している。例えば、図８に示すよう
に、弾性体バンプの外周部に樹脂９ａ、内部に樹脂９ｂ
を設けることもでき、必要に応じ任意の箇所に形成可能
である。樹脂面積が増加すればするほど機械的強度と機
密封止性は向上させることができる。

【００３７】半導体デバイス１または回路基板３に選択
的に樹脂９ａ、９ｂを形成する例として、感光性樹脂を
用いた場合の製造フローを図１３を参照して説明する。
まず、コンタクト部５、弾性体６、支柱７等が一体構造
となった弾性体バンプを半導体デバイス１または回路基
板３に接合し（Ｓ３０１）、この半導体デバイス１また
は回路基板３に感光性樹脂を塗布した後（Ｓ３０２）、
所定の領域に露光を行い（Ｓ３０３）、現像等のリソグ
ラフィー技術によって選択的に樹脂を形成した半導体デ
バイス１或いは回路基板３が完成する（Ｓ３０４）。

【００３８】このような樹脂の熱膨張率は、通常、金属
とは大きく異なるために、従来の球状又は円柱状の金属
バンプでは、マトリックス状に配置されたバンプの一部
が剥離してしまう等の問題があったが、本実施例の弾性
体バンプの場合は、前述したように弾性体６で応力を吸
収することができるために、樹脂との組み合わせによっ
て容易に気密封止構造を実現することができるという効
果がある。

【００３９】［実施例５］次に、図９及び図１０を参照
して、本発明の第５の実施例に係るフリップチップ接続
構造について説明する。図９及び図１０は、ヒートシン
ク１０を有するフリップチップ接続構造を示す断面図で
あり、図９は、半導体デバイス１の接続電極４ａに弾性
体バンプを設けたもので、図１０は、半導体デバイス１
の接続電極４ａと回路基板３の接続パッド４ｂの双方に
弾性体バンプを設けた構造である。

【００４０】図９に示すように、半導体デバイス１に支
柱７、弾性体６、コンタクト部５で構成されている弾性
体バンプを接続し、次に、半導体デバイス１の裏面にヒ
ートシンク１０をハンダ、Ａｕ−Ｓｉ等の共晶合金作用
等を使用した高熱伝導性のメタル接合によって接合す
る。そして、半導体デバイス１を接合したヒートシンク
１０を回路基板３に接着剤１１を用いて接着することに
より、本実施例の構造が完成する。なお、ヒートシンク
１９と回路基板３によって封止された領域は、不活性ガ
スによって充満されている。

【００４１】なお、この時に用いる接着材としては、低
熱膨張或いはバンプ接続材料の熱膨張係数に合わせる必
要はなく、任意の特性のものを用いることができる。す
なわち、本実施例の構造によれば、ヒートシンク１０と
回路基板３との接続構造に於いて、各材料の熱膨張差に
よる応力が弾性体６によつて吸収されるため、ヒートシ
ンク１０と半導体デバイス１、半導体デバイス１と回路
基板３、ヒートシンク１０と回路基板３の各々の応力に
ついて考慮する必要がないからである。従って、半導体
デバイス１、回路基板３、ヒートシンク１０等の構造、
実装方法に制約されることなく容易に行うことができ、
低熱抵抗とパッケージ構造の簡略化を図ることができ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフリップ
チップ接続構造によれば、下記記載の効果を奏する。

【００４３】本発明の第１の効果は、従来技術で大きな
問題となっていたバンプへの応力集中を、弾性体バンプ
で吸収することができ、接続信頼性の高いフリップチッ
プ接続構造を提供することができるということである。
その理由は、半導体デバイスと回路基板を電気的、機械
的に接続する手段として、その一部に可撓性を有する弾
性体バンプを用いているからである。

【００４４】本発明の第２の効果は、バンプへの応力集
中を考慮した構造、プロセス、材料を設計する必要性が
なくなり、構造、プロセスが簡単で、パッケージコスト
が低く、かつ、高信頼性のフリップ接続構造を得ること
ができるということである。その理由は、本発明の弾性
体バンプは、シリコンテンプレートにメッキ法等によっ
て金属を成長させることによって容易に形成することが
でき、弾性配線基板等の部品を新たに設ける必要がない
からである。

【００４５】本発明の第３の効果は、高消費電力用半導
体デバイスに於いても、直接メタルによってヒートシン
クに接続する構造が取れるようになるため、最高レベル
の低熱抵抗に対応出来るフリップチップ接続構造を得る
ことができるということである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るフリップチップ接
続構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係るフリップチップの
弾性体バンプ構成を示す拡大断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係るフリップチップの
弾性体バンプ構成を示す拡大断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る弾性体バンプのコ
ンタクト部を拡大した断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係るフリップチップ接
続構造を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係るフリップチップ接
続構造を示す断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係る弾性体バンプのコ
ンタクト部を拡大した断面図である。

【図８】本発明の第４の実施例に係るフリップチップ接
続構造を示す断面図である。

【図９】本発明の第５の実施例に係るフリップチップ接
続構造を示す断面図である。

【図１０】本発明の第５の実施例に係るフリップチップ
接続構造を示す断面図である。

【図１１】本発明の弾性体バンプの製造手順を示すフロ
ー図である。

【図１２】本発明の弾性体バンプを基板に形成する手順
を示すフロー図である。

【図１３】樹脂層を基板に形成する手順を示すフロー図
である。

【図１４】従来のフリップチップ接続構造の断面図であ
る。

【符号の説明】

１半導体デバイス２支持体３回路基板４ａ接続電極４ｂ接続パッド５コンタクト部５ａ四角錐型５ｂ半円球型５ｃ円錐型６弾性体７支柱８メタル９ａ、９ｂ樹脂１０ヒートシンク１１接着剤５１半導体デバイス５２電極５３バンプ電極５４半導体デバイス側電極５５弾性配線基板５６絶縁性の弾性材５７配線５８配線５９基板側電極６０バンプ電極６１電極６２有機多層基板６３搭載基板６４キャップ６６キャビティー

フロントページの続きＦターム(参考） 5E336 AA04 AA16 BB01 BC28 BC34 CC32 CC44 EE01 GG01 5F044 GG10 KK01 KK17 KK18 KK19 QQ03 QQ04 RR16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する複数の基板をバンプにより電気的
に接続するフリップチップ接続構造において、前記バンプがその一部に弾性体を含み、該弾性体により
前記フリップチップを構成する部材の熱膨張によって生
じる応力を吸収する、ことを特徴とするフリップチップ
の接続構造。
【請求項２】前記弾性体が可撓性を有する板状金属から
なる、ことを特徴とする請求項１記載のフリップチップ
の接続構造。
【請求項３】請求項１又は２記載の弾性体を含むバンプ
が、前記対向する基板の少なくとも一方或いは双方に形
成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項４】半導体デバイスの接続電極と、該接続電極
に対応する位置に設けた回路基板の接続パッドと、が電
気的及び機械的に接続されるフリップチップの接続構造
において、前記半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前
記接続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプ
によって接続されていることを特徴とするフリップチッ
プの接続構造。
【請求項５】半導体デバイスの接続電極と、該接続電極
に対応する位置に設けた回路基板の接続パッドと、が電
気的及び機械的に接続されるフリップチップの接続構造
において、前記半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前
記接続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプ
によって接続され、前記弾性体バンプが配設されない所
定の領域、Ｂステージ特性を有する樹脂が配置されてい
ることを特徴とするフリップチップの接続構造。
【請求項６】前記樹脂が、感光性、リソグラフィー加工
性、封止性、接着性、熱硬化性を備えていることを特徴
とする請求項５記載の電子部品。
【請求項７】半導体デバイスの接続電極と、該接続電極
に対応する位置に設けた回路基板の接続パッドと、が電
気的及び機械的に接続されるフリップチップの接続構造
において、前記半導体デバイスの前記接続電極と前記回路基板の前
記接続パッドとがその一部に弾性体を含む弾性体バンプ
によって接続され、前記半導体デバイス又は前記回路基
板の一方の基板がヒートシンクに接合され、前記ヒート
シンクと他方の基板とが応力吸収体を介在することなく
固着されていることを特徴とするフリップチップの接続
構造。
【請求項８】前記ヒートシンクが前記半導体デバイスに
直接メタル接合されていることを特徴とする請求項７記
載のフリップチップの接続構造。
【請求項９】前記弾性体バンプが、金属からなる支柱と
弾性体とコンタクト部とにより構成されていることを特
徴とする請求項４乃至８のいずれか一に記載のフリップ
チップの接続構造。
【請求項１０】前記弾性体バンプが、電解メッキ又は無
電解メッキにより形成されていることを特徴とする請求
項９のフリップチップの接続構造。
【請求項１１】前記弾性体バンプが、ポリイミド、Ａ
ｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｒｄ、又は、Ｐｄのいずれかの
材料を含むことを特徴とする請求項１０のフリップチッ
プの接続構造。
【請求項１２】前記弾性体バンプのコンタクト部の形状
が、四角錐型、半円球型、円錐型のいずれかであること
を特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一に記載のフ
リップチップの接続構造。
【請求項１３】前記弾性体バンプのコンタクト部の表面
に、該コンタクト部と異なる金属が被覆されていること
を特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の電
子部品。
【請求項１４】前記コンタクト部を被覆する金属が、Ａ
ｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｐｂ／Ｓｎ、又は導電ペーストのいず
れかを含むことを特徴とする請求項１３記載のフリップ
チップの接続構造。
【請求項１５】前記コンタクト部を被覆する金属が、メ
ッキ、印刷、又はディップのいずれか、或いはその組み
合わせによって形成されていることを特徴とする請求項
１４記載のフリップチップの接続構造。
【請求項１６】前記弾性体バンプが、前記半導体デバイ
ス又は前記回路基板の少なくとも一方或いは双方に形成
されていることを特徴とする請求項４乃至１５のいずれ
か一に記載のフリップチップの接続構造。
【請求項１７】前記弾性体バンプにたわみが生じる状態
でフリップチップ接続されていることを特徴とする請求
項１６記載のフリップチップの接続構造。
【請求項１８】前記半導体デバイスと前記回路基板との
隙間が、空気または不活性ガスで封止されていることを
特徴とする請求項１６又は１７記載のフリップチップの
接続構造。
【請求項１９】シリコン基板に、所定の形状の凹部を形
成し、該凹部に電解メッキ法又は無電解メッキ法によ
り、その一部に弾性構造を含む弾性体バンプを形成する
工程と、該弾性体バンプの一端を基板に設けた電極に圧
着する工程と、を少なくとも有することを特徴とする電
子部品の製造方法。
【請求項２０】シリコン基板に、所定の形状の凹部を形
成し、該凹部に電解メッキ法又は無電解メッキ法によ
り、その一部に弾性構造を含む弾性体バンプを形成する
工程と、該弾性体バンプの一端を基板に設けた電極に圧
着する工程と、対向する基板の少なくとも一側の基板の
所定の領域に選択的に樹脂層を配設する工程と、前記弾
性体バンプ及び前記樹脂層により前記対向する基板を接
合する工程と、を少なくとも有することを特徴とする電
子部品の製造方法。
【請求項２１】シリコン基板に、所定の形状の凹部を形
成し、該凹部に電解メッキ法又は無電解メッキ法によ
り、その一部に弾性構造を含む弾性体バンプを形成する
工程と、該弾性体バンプを基板に設けた電極に圧着する
工程と、対向する基板のうち一側の基板をメタルまたは
高熱伝導性樹脂を用いてヒートシンクに固着する工程
と、前記一側の基板を固着したヒートシンクと対向する
他側の基板とを接着剤で接合する工程と、を少なくとも
有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２２】前記弾性体バンプが、基板の電極と圧着
される支柱と、対向する基板の電極と接触するコンタク
ト部と、前記支柱と前記コンタクト部とを弾性的に接続
する板状の弾性体とから構成されることを特徴とする請
求項１９乃至２１のいずれか一に記載の電子部品の製造
方法。
【請求項２３】前記弾性体バンプが、ポリイミド、Ａ
ｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｒｄ、又は、Ｐｄのいずれかの
材料を含むことを特徴とする請求項２２記載の電子部品
の製造方法。