倒装片安装体及倒装片安装方法技术

倒装片安装体及该安装体的安装方法是：使衬垫等单元，介于具有多个连接端子的电路基板和具有与连接端子相对配置的多个电极端子的电子部件（半导体芯片）之间，以便使两者的间隔均匀；或者在具有两个以上的凸起部的板状体的内部，设置电子部件（半导体芯片），使其隔着由焊料粉、树脂、对流添加剂构成的树脂组成物相对，对流添加剂沸腾后，使焊料粉移动，自我集合，形成焊料层，将连接端子和电极端子电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在电路基板上搭载半导体芯片、电子部件的倒装片安装方 法，特别涉及还能够与窄间距化的半导体芯片、电子部件对应的、生产率 高而且连接的可靠性优异的。
技术介绍
近几年来，由于电子机器使用的半导体集成电路(以下称作半导体 或LSI)芯片的高密度、高集成化，电子机器的高功能/多功能化迅猛发 展，与此同时，半导体芯片的电极端子的多脚、窄间距化正在突飞猛进。 将这些半导体芯片安装到电路基板上时，为了减少布线延迟，而广泛采用 倒装片安装。作为将LSI芯片安装到电路基板上的方法，大致可以分为将LSI芯片 直接安装到电路基板上的倒装片安装的方法，和先组装到半导体封装中后 再安装的方法。一般来说，作为具有多脚的LSI芯片的安装方法，在倒装片安装工艺 中，用在区域阵列状排列的LSI芯片的突台电极端子(pad electrode terminal) 上形成的焊料突起(solderbump)，与电路基板上的电极接合的安装方式， 和在封装(package)安装中，在封装背面区域阵列状地排列了电极的区域 阵列型封装，通过焊料球做媒介，安装到电路基板上的方式，作为可靠性 高的优秀的技术，在生产中广泛采用(例如专利文献l或专利文献2)。 可是，在LSI芯片多脚化的基础上，伴随着布线工艺规程的细微化， LSI芯片尺寸的縮小化，脚间隔的窄间距化正在加速。在现有技术的利用LSI芯片电极形成的焊料突起以及区域阵列型半导体封装的背面电极形成的焊料球进行的接合的安装方式中，伴随着窄间距化，电极尺寸越来越小， 需要缩小焊料突起以及焊料球的尺寸。这是因为焊料突起以及焊料球的尺 寸较大时，熔化的焊料就会溢到电极突台上，使邻接的脚彼此短路的缘故。 可是，均匀地形成微小尺寸的焊料突起以及焊料球，进而稳定地在电路基 板上接合，却非常困难。另外，在倒装片安装中，通常是在半导体芯片的电极端子上形成焊料 突起，再统一接合该焊料突起与电路基板上形成的连接端子。但是为了将 电极端子数量超过5000的那种下一代的半导体芯片安装到电路基板上，需 要形成与lOOum以下的窄间距对应的焊料突起。可是，现在的焊料突起形 成技术，却难以适应这种要求。另外，因为需要形成与电极端子数量对应的焊料突起，所以为了实现 低成本化，还要求通过縮短每个芯片的搭载节拍来提高生产效率。 目前，为了与电极端子的增大对应，半导体芯片的电极端子正在从周 围配置向区域配置移行。 另外，根据高密度、高集成化的要求，可以预料半导体工艺将从90nm 向65nm、 45nm发展。为了与此对应，迫切需要具有低介电率的绝缘材料， 而为了实现这一愿望，正在引进多孔的绝缘材料。可是，使用多孔的绝缘材料后，为了减少对绝缘材料及有源电路的损 伤，需要用低载荷进行安装。进而，由于半导体芯片的薄型化，为了防止 操作时出现的损伤，也希望用低载荷进行安装。特别是区域配置时，需要 在有源电路上构成电极，所以要求用更低的载荷进行安装的方法。因此，要求能够适用于今后的半导体工艺的进展出现的薄型、高密度 化的倒装片安装方法。现有技术中，作为焊料突起的形成技术，开发出电镀法及网版印刷法 等。可是电镀法尽管适合于窄间距，但由于工序复杂等，存在着生产效率 低的问题。另外，网版印刷法虽然生产效率高，但是在使用掩模这一点上， 却不适合于窄间距。在这种状况下，最近开发出若干个在半导体芯片及电路基板上有选择 地形成焊料突起的技术。这些技术，由于不仅适合于形成细微的焊料突起， 而且能够统一形成焊料突起，所以生产效率优异，被作为可能适合于将下 一代的半导体芯片安装到电路基板上的技术，引人注目。其中之一是采用将焊料粉和助熔剂的混合物构成的焊料糊，浓密涂 敷到表面形成电极端子的电路基板上，再将电路基板加热后，使焊料粉熔 化，在润湿性高的电极端子上，有选择地形成焊料突起的技术(例如专利 文献3)。另外，还有一个被称作超级焊料糊法的技术。该技术将以有机酸 铅盐和金属锡作为主要成分的膏状组成物(化学反应析出型焊料)，浓密涂 敷到形成电极端子的电路基板上，再将电路基板加热后，使其产生Pb和Sn 的置换反应，在电路基板的电极端子上，有选择地析出Pb和Sn的合金的 技术(例如专利文献4)。另外，在现有技术的倒装片安装中，在将半导体芯片搭载到形成焊料 突起的电路基板上后，为了将半导体芯片固定到电路基板上，进而需要将 被称作充填材料的树脂注入半导体芯片和电路基板之间的工序。因此， 存在着工序数量增加、成品率下降的课题。因此，作为使相对的半导体芯片的电极端子和电路基板的连接端子电连接与将半导体芯片固定到电路基板上同时进行的方法，开发出使用各向 异性导电材料的倒装片安装技术。这是将含有导电粒子的热硬化性树脂供 给电路基板和半导体芯片之间，在向半导体芯片加压的同时，将热硬化性 树脂加热，从而同时实现半导体芯片与电路基板的电连接和固定的方法(例 如专利文献5)。专利文献l:日本国特开平11一163510号公报专利文献2:日本国特开平11一067829号公报专利文献3:日本国特开2000 — 94179号公报专利文献4:日本国特开平1一157796号公报专利文献5:日本国特开2000 —332055号公报 可是，在专利文献3所示的那种焊料突起形成方法及专利文献4所示 的那种超级焊料糊法中，单纯地在电路基板上涂敷膏状组成物后，由于产 生局部性的厚度及浓度的离差，焊料析出量在各连接端子中互不不同，所 以不能获得高度均匀的焊料突起。另外，由于这些方法是在表面形成连接 端子的、有凹凸的电路基板上涂敷膏状组成物，所以不能向成为凸部的连 接端子上供给足够量的焊料，在倒装片安装中，难以获得所需高度的焊料 突起°另外，在专利文献5所示的那种倒装片安装方法中，在生产性能及可 靠性的方面，存在着以下所示的急待解决的许多课题。 就是说，第l，由于利用介有导电粒子的机械性的接触，获得电极端子 之间的电气性的导通，所以难以实现稳定的导通状态。第2，由于间隔随着 半导体芯片和电路基板各端子之间存在的导电粒子的量的不同而不同，所 以电气性的接合不稳定。第3，使热硬化树脂硬化的热工艺，使导电粒子飞 散，引起短路，导致成品率下降。第4，由于成为半导体芯片在电路基板上 露出的结构，所以将电路基板安装到机器上时的摩擦、冲击等，导致半导 体芯片的连接不良，成为故障的原因。第5，为了实现稳定的电连接，需要 用很高的压力(载荷)加压压接，所以容易产生半导体芯片受到破坏等问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而研制的，其目的在于提供能够将电极 端子数量超过5000的那种下一代的半导体芯片安装到上的、生产性能及可 靠性都优异的。 就是说，本专利技术提供的电子部件安装件(第l专利技术)，其特征在于是 具备电子部件、安装所述电子部件的电路基板部件的电子部件安装体，所 述电子部件，在面向所述电路基板的电子部件的表面，形成多个电极端子； 所述电路基板，与所述多个电极端子的一一对应地形成电极端子；采用在 所述连接的电路基板的电极端子和电子部件的电极端子部以外的区域，配 置多个衬垫(spacer)部件的结构；所述电路基板的电极端子和所述电子部 件的电极端子，被自我集合(self-aggregating manner)地形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子部件安装体，具备电子部件、和安装有所述电子部件的电路基板，所述电子部件上，在面向所述电路基板的电子部件的表面，形成有多个电极端子；所述电路基板上，与所述多个电极端子一一对应地形成电极端子；在所述连接的电路基板 的电极端子与电子部件的电极端子部以外的区域，配置多个衬垫部件；所述电路基板的电极端子与所述电子部件的电极端子，被自我集合地形成的焊料突起电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-5-17 143745/2005;JP 2005-5-18 144887/20051、一种电子部件安装体，具备电子部件、和安装有所述电子部件的电路基板，所述电子部件上，在面向所述电路基板的电子部件的表面，形成有多个电极端子；所述电路基板上，与所述多个电极端子一一对应地形成电极端子；在所述连接的电路基板的电极端子与电子部件的电极端子部以外的区域，配置多个衬垫部件；所述电路基板的电极端子与所述电子部件的电极端子，被自我集合地形成的焊料突起电连接。2、 如权利要求1所述的电子部件安装体，其特征在于所述多个衬 垫部件的高度，设定成为所述焊料突起的高度，在所述电子部件的电极端子中最短的边的长度的一半加上所述电路 基板的电极端子中最短的边的长度的一半之和的高度以下。3、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，是焊料。4、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，是热硬化型树脂材料。5、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，是光硬化型树脂材料。6、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，是热可塑性树脂材料。7、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，是热熔化型树脂材料。8、 如权利要求1或2所述的电子部件安装体，其特征在于所述多 个衬垫部件，具有以树脂材料覆盖芯材料的结构。9、 一种电子机器，其特征在于具备权利要求1 8任一项所述的 电子部件安装体。10、 一种电子部件安装体的制造方法，安装权利要求1 8任一项所 述的电子部件安装体，所述制造方法包含准备具有排列了电极端子的表面的电子部件的工序a;准备具有与所述电子部件的电极端子对应地排列了电极端子的表面 的电路基板的工序b;在所述电子部件或电路基板中的至少一方，在具有所述电极端子的面 上的所述电极端子部以外，形成多个衬垫的工序C;将在树脂中含有焊料粉和当该树脂被加热时沸腾的对流添加剂的焊 料树脂膏，给予所述电子部件或所述电路基板中的至少一方的面上的工序 d;隔着所述焊料树脂膏，将所述电子部件配置在所述电路基板之上的工 序e;以及加热所述焊料树脂膏，使所述对流添加剂沸腾，利用所述树脂，使在 所述树脂中熔化的所述焊料粉在所述树脂中流动，使所述焊料粉自我集合 及生长，从而将所述电子部件具有的电极端子与相应所述电极端子而在所 述电路基板上形成的电极端子电连接的工序f，通过用所述工序准备的多个衬垫，在所述电子部件上排列的电极端子 和与之对应地在电路基板面上排列的电极端子之间，形成一定的间隙。11、 一种电子部件安装体的制造方法，安装权利要求1 8任一项所述的电子部件安装体，所述制造方法包含准备具有排列了电极端子的表面的电子部件的工序a; 准备具有与所述电子部件的电极端子对应地排列了电极端子的表面的电路基板的工序b,在所述电子部件或电路基板中的至少一方，在具有所述电极端子的面上的所述电极端子部以外，形成多个衬垫的工序C;将所述电子部件配置在所述电路基板上的工序山将在树脂中含有焊料粉和当该树脂被加热时沸腾的对流添加剂的焊 料树脂膏，充填到所述电子部件与电路基板之间形成的空间的工序e;以 及加热所述焊料树脂膏，使所述对流添加剂沸腾，利用所述树脂，使在所述树脂中熔化的所述焊料粉在所述树脂中流动，使所述悍料粉自我集合 及生长，从而将所述电子部件具有的电极端子与相应所述电极端子而在所 述电路基板上形成的电极端子电连接的工序f，通过用所述工序准备的多个衬垫，在所述电子部件上排列的电极端子 和与之对应地在电路基板面上排列的电极端子之间，形成一定的间隙。12、 如权利要求10或11所述的电子部件安装体的制造方法，其特征 在于在将所述电子部件配置在所述电路基板之上的工序中，利用所述多 个衬垫，进行电子部件与电路基板之间的附着和保持。13、 一种倒装片安装体，具有 电路基板，该电路基板具有多个连接端子；半导体芯片，该半导体芯片具有与所述连接端子相对配置的多个电极 端子；以及板状体，该板状体至少在端部具有2个凸起部，并且其内侧对位粘接所述半导体芯片，用焊料层电连接所述电路基板的所述连接端子与所述半导体芯片的 所述电极端子，同时，至少用树脂固定所述电路基板和所述半导体芯片。14、 如权利要求13所述的倒装片安装体，其特征在于包围所述电路基板的所述电极端子地设置电极，在所述电极上形成伪突起。15、 如权利要求14所述的倒装片安装体，其特征在于离散地形成所述电极。16、 如权利要求13或14所述的倒装片安装体，其特征在于至少所述板状体的所述凸起部的前端，由金属或披覆金属的树脂构成，对焊料具 有润湿性。17、 如权利要求13或14所述的倒装片安装体，其特征在于所述电路基板与所述板状体的所述凸起部，通过压接或超声波接合，被接合在一起O18...

【专利技术属性】
技术研发人员：白石司，中谷诚一，辛岛靖治，平野浩一，北江孝史，山下嘉久，一柳贵志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]