，图3中也省略了形成于焊盘电极2表面的UBM的图示，但UBM设置于焊盘电极2 之上的情况当然也包含于本申请发明的范围。
[0068] 以下，关于本申请发明所涉及的有芯结构焊料凸点及其制造方法，利用实施例进 行说明。
[0069] [实施例1]
[0070] 表1中，作为在本实施例1中为了形成焊料凸点而使用的焊料金属，示出5种合金粉 末的成分组成。
[0071 ]另外，该焊料金属用合金粉末的粒径为2~12μηι，平均粒径为7μηι。
[0072]并且，表2中示出在本实施例1中为了形成烧结芯而使用的芯用浆料A~M中所含有 的粉末的种类、组合、配合比例、以及助焊剂的种类及其含有比例。
[0073]另外，关于芯用浆料中所含有的粉末，其粒径为1~5μπι，平均粒径为2.5μπι。
[0074]首先，作为第1工序，如图2的(a)~(d)所示，在形成有焊盘电极(直径:85μπι)2的半 导体基板1的表面上载置设置有直径小于焊盘电极的直径的开口（开口直径:43μπι，开口间 距：150μπι)且厚度为20μπι的金属掩模33,通过橡胶滚轴31来将表2所示的芯用浆料32(芯用 浆料的类别记号:A~Μ)印刷涂布于焊盘电极表面（印刷填充(SI))，卸下金属掩模33之后， 将印刷涂布的芯用浆料32在氮气气氛的带式炉中以表3所示的温度进行烧结（S2)，从而在 焊盘电极2的中央部形成具有与金属掩模33的厚度大致相当的高度的烧结芯3。
[0075]接着，作为第2工序，如图2的（e)~(h)所示，载置金属掩模35,该金属掩模35具有 比烧结芯3形成于大致中央部的焊盘电极2的直径更大的开口且具有烧结芯的高度以上的 厚度(开口直径：I IOym，开口间距：150μπι，厚度:30μπι)，并从金属掩模35的开口起，以覆盖焊 盘电极2的露出部分及烧结芯整体的方式利用橡胶滚轴36来印刷涂布含有表1所示的焊料 金属用粉末的焊膏34(印刷填充(S3))，卸下金属掩模35之后，在氮气气氛的带式炉中根据 焊膏34的种类，以表3所示的温度进行回流处理(S4)。
[0076]通过所述的第1工序及第2工序，在焊盘电极2的表面上制作将烧结芯封入于其内 部的表3所示的有芯结构焊料凸点1~17(以下，称作"本发明凸点1~17"）。
[0077]图4中，作为烧结芯的一例，示出使用由Cu粉及Sn粉的混合物构成的芯用浆料E并 以240 °C的烧结温度形成的9个烧结芯的SEM图像。在表3所示的本发明凸点5的内部封入该 烧结芯而构成有芯结构的凸点。（是与删除了图4中的图像下的文字后的图像相对应的修 正）
[0078]对于上述制作出的本发明凸点1~17,为了评价凸点高度而进行了凸点的高度测 定。
[0079] 测定使用NEXIV VMR-3030(Nikon Corporation制），并通过光学图像分析来测定 从凸点的顶点部至基板为止的高度，以此来进行，并且对于200个凸点的测定值进行平均， 将其设为凸点高度。另外，本实施例中，焊盘电极的直径及金属掩模的开口直径恒定，因此 凸点高度越高则纵横比越高。
[0080] 表3中示出对于本发明凸点1~17求出的凸点高度。
[0081] [比较例]
[0082] 为进行比较，在形成有焊盘电极(直径:85μπι)的半导体基板的表面上载置与在实 施例1的第2工序中使用的金属掩模相同尺寸的金属掩模(开口直径：ΙΙΟμπι，开口间距：150μ m，厚度:30μπι)，并从金属掩模的开口起，利用橡胶滚轴来印刷涂布表1所示的焊膏，卸下金 属掩模之后，在氮气气氛的带式炉中根据焊膏的种类，以表4所示的温度进行回流处理，从 而在焊盘电极的表面上制作表4所示的比较例的焊料凸点1~5(以下，称作"比较例凸点1~ 5，，）。
[0083] 即，比较例凸点1~5不进行使用了芯用浆料的烧结芯的形成，这一点与本发明凸 点1~17相比，焊料凸点的结构及制造法大不相同。
[0084] 对于比较例凸点1~5，与本发明凸点1~17同样地求出凸点高度。另外，在本比较 例中，焊盘电极的直径及金属掩模的开口直径恒定，因此凸点高度越高则纵横比越高。 [0085] 表4中示出对于比较例凸点1~5求出的凸点高度。
[0086][表1]
[0088][表2]
[0090](注)第1群成分是指选自〇11、48、411、？1:、？(1、1';[、附、？6和(]〇中的一种或两种以上的 粉末。第2群成分是指选自Sn、In、Bi和Ga中的一种或两种以上的粉末。
[0091][表 3]
[0093][表 4]
[0095] [实施例2]
[0096] 作为实施例2,使用将第一群粉末或第二群粉末中的至少任一方设为合金粉末的 表5所示的本发明芯用浆料N~R，与实施例1同样地制作表6所示的有芯结构焊料凸点18~ 22 (以下，称作"本发明凸点18~22"）。
[0097]另外，该焊料金属用合金粉末的粒径为2~12μπι，平均粒径为7μπι，关于芯用浆料中 所含有的金属粉末、合金粉末，其粒径为1~5μπι，平均粒径为2.5μπι。
[0098] 表6中示出对于本发明凸点18~22求出的凸点高度。
[0099] [表 5]
[0101][表 6]
[0103] 从表3、表4、表6所示的结果可知，比较例凸点1~5因自重而产生扁平化，其结果， 不仅凸点高度为30μπι左右而较低，且易引起因与其他凸点接触而导致的短路，相对于此，本 申请发明的有芯结构焊料凸点1~22的凸点高度为40μπι以上而较高，具有高纵横比，并且由 于在凸点内部形成有烧结芯，因此烧结芯与焊料金属的粘附性、以及焊料凸点与焊盘电极 的粘附性优异，并且，不会降低导电性，因此用于实现半导体的高密度安装的细距化成为可 能。
[0104] 产业上的可利用性
[0105] 通过本申请发明所带来的有芯结构焊料凸点及其制造方法，能够以更低的成本来 高效地实现半导体的高密度安装化。
[0106] 符号说明
[0107] I、11-半导体基板，2-焊盘电极，3、17-烧结芯，4-焊料金属，5-高纵横比凸点，12-介质层，13-导体焊盘，14-阻挡金属层，15-支柱金属，16-凸点下金属层，31、36_橡胶滚轴， 32-芯用浆料，33、35-金属掩模，34-焊膏，D-凸点直径，H-凸点高度，Sl-印刷填充，S2-烧结， S3-印刷填充，S4-回流。
【主权项】
1. 一种有芯结构焊料凸点，其形成于半导体基板上，所述有芯结构焊料凸点的特征在 于， 所述焊料凸点由烧结芯及被覆于所述烧结芯周围的焊料金属的有芯结构构成，所述烧 结芯形成于焊料凸点的内部且沿与半导体基板垂直的方向延伸，所述烧结芯由以焊膏的回 流处理温度附近或其以下的温度烧结而成的烧结体构成。2. 根据权利要求1所述的有芯结构焊料凸点，其特征在于， 所述烧结芯由第一群粉末和第二群粉末的粉末烧结体、合金烧结体或它们的混合烧结 体构成，所述第一群粉末含有第一 A群粉末及第一 B群粉末中的至少任一个，所述第一 A群粉 末由选自<^11、48、411、？1:、？(1、11、附、？6和(：〇中的一种或两种以上的金属粉末构成，并且所述 第一 B群粉末由选自液相线温度为450°C以上的钎焊合金粉末及液相线温度为280°C以上的 高温焊料合金粉末中的一种或两种以上的合金粉末构成。3. 根据权利要求1所述的有芯结构焊料凸点，其特征在于， 所述烧结芯由第一群粉末和第二群粉末的粉末烧结体、合金烧结体或它们的混合烧结 体构成，所述第二群粉末含有第二A群粉末及第二B群粉末中的至少任一个，所述第二A群粉 末由选自Sn、In、Bi和Ga中的一种或两种以上的金属粉末构成，并且，所述第二B群粉末由液 相线温度为240°C以下的焊料合金的合金粉末构成。4. 一种有芯结构焊料凸点的制造方法，所述有芯结构焊料凸点形成于半导体基板上， 所述制造方法的特征在于， 对形成于半导体基板上的焊盘电极或者凸点下金属的表面印刷涂布芯用浆料，并以焊 膏的回流处理温度附近或其以下的温度对芯用浆料进行烧结，从而在焊盘电极或者凸点下 金属的表面的大致中央部形成烧结芯，接着，以覆盖在焊盘电极或者凸点下金属的大致中 央部形成的烧结芯整体的方式印刷涂布焊膏，并以焊膏的回流处理温度进行回流处理，从 而在焊盘电极表面上或者凸点下金属的表面上形成有芯结构焊料凸点。
【专利摘要】本发明提供一种有芯结构焊料凸点及其制造方法。在制造焊料凸点时，预先在凸点的中心部分印刷涂布芯用浆料，并以焊料金属的回流处理温度附近或其以下的温度对芯用浆料进行烧结，由此形成烧结芯，接着以印刷法在该烧结芯周围涂布焊料金属，并对该焊料金属进行回流处理，从而得到在焊料凸点的内部形成有沿垂直方向延伸的烧结芯的有芯结构焊料凸点。
【IPC分类】H01L21/60
【公开号】CN105593980
【申请号】CN201480053701
【发明人】中川将, 石川雅之, 八十岛司
【申请人】三菱综合材料株式会社
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年12月4日
【公告号】WO2015098460A1