[發(fā)明專利]倒裝片安裝方法以及凸起形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680005767.7
• 申請日: 2006-03-07
• 公開（公告）號: CN101128924A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 平野浩一;辛島靖治;一柳貴志;富田佳宏;中谷誠一
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在電路基板上搭載半導(dǎo)體芯片的倒裝片安裝方法、以及在基板的電極上形成凸起的方法。

背景技術(shù)

近年，隨著電子設(shè)備中使用的半導(dǎo)體集成電路(LSI)的高密度、高集成化，LSI芯片的電極端子的多管腳、窄間距化迅速發(fā)展。在向電路基板安裝這些LSI芯片時，為了減少布線延遲，廣泛采用倒裝片安裝。并且，在該倒裝片安裝中，一般會在LSI芯片的電極端子上形成焊錫凸起，通過該焊錫凸起，使LSI芯片的電極端子一并接合到電路基板上形成的連接端子。

然而，為了向電路基板安裝電極端子數(shù)超過5000的第二代LSI，需要形成與100μm以下的窄間距對應(yīng)的凸起，但以當(dāng)前的焊錫凸起形成技術(shù)難以對應(yīng)該要求。另外，由于需要形成與電極端子數(shù)對應(yīng)的多個凸起，因此為了實(shí)現(xiàn)低成本化，還要求由每個芯片的搭載間歇(tact)縮短帶來的高生產(chǎn)率。

同樣，在半導(dǎo)體集成電路中，因電極端子數(shù)的增大而從外圍配置的電極端子變化為區(qū)域配置的電極端子。另外，預(yù)計因高密度化、高集成化的要求而半導(dǎo)體工藝會從90nm向65nm、45nm發(fā)展。結(jié)果，布線的微細(xì)化進(jìn)一步發(fā)展，布線間的電容增大，由此高速化、耗電損耗的問題變得嚴(yán)重，布線層間的絕緣膜的低介電常數(shù)化(Low-K化)的要求進(jìn)一步提高。由于這樣的絕緣膜的Low-K化通過絕緣層材料的多孔質(zhì)化(porous化)來實(shí)現(xiàn)，因此機(jī)械強(qiáng)度弱，會成為半導(dǎo)體薄型化的障礙。另外，如上所述，在構(gòu)成區(qū)域配置的電極端子時，由于Low-K化而使得多孔質(zhì)膜上的強(qiáng)度存在問題，因此，在區(qū)域配置的電極端子上形成凸起以及倒裝片安裝本身變得困難。所以，要求與今后的半導(dǎo)體工藝的進(jìn)展所對應(yīng)的薄型、高密度半導(dǎo)體相適應(yīng)的低負(fù)荷倒裝片安裝法。

以往，作為凸起的形成技術(shù)，開發(fā)了鍍層法和絲網(wǎng)印刷法等。鍍層法雖然適合窄間距，但其工序復(fù)雜這一點(diǎn)在生產(chǎn)率上存在問題，另外，絲網(wǎng)印刷法雖然在生產(chǎn)率方面優(yōu)越，但在使用掩模這一點(diǎn)上不適合窄間距化。

因此，最近，開發(fā)了幾種在LSI芯片或電路基板的電極上選擇性形成焊錫凸起的技術(shù)。這些技術(shù)不僅適合形成微細(xì)凸起，而且可實(shí)現(xiàn)凸起的一并形成，因此在生產(chǎn)率方面優(yōu)越，作為可對應(yīng)向電路基板安裝第二代LSI的技術(shù)而被關(guān)注。

例如，專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)是：在表面形成有電極的基板上全部涂敷由焊錫粉和助焊劑的混合物構(gòu)成的焊料膏，通過加熱基板，使焊錫粉熔融，從而在潤濕性高的電極上選擇性地形成焊錫凸起。

另外，專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)是：在形成有電極的基板上全部涂敷以有機(jī)酸鉛鹽和金屬錫為主要成分的膏狀組成物(化學(xué)反應(yīng)析出型焊錫)，通過加熱基板，引起Pb和Sn的置換反應(yīng)，從而在基板的電極上選擇性地析出Pb/Sn的合金。

但是，由于上述專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)均通過涂敷來向基板上供給膏狀組成物，因此會產(chǎn)生局部的厚度或濃度的離散偏差，所以，在各電極的焊錫析出量不同，不能獲得均勻高度的凸起。另外，由于這些方法通過涂敷來向表面形成有電極的存在凹凸的電路基板上供給膏狀組成物，因此無法向成為凸部的電極上供給足夠的焊錫量，難以獲得倒裝片安裝中需要的所希望的凸起高度。

可是，利用了現(xiàn)有的凸起形成技術(shù)的倒裝片安裝，在形成有凸起的電路基板上搭載了半導(dǎo)體芯片之后，為了將半導(dǎo)體芯片固定在電路基板上，還需要向半導(dǎo)體芯片與電路基板之間注入稱作底膜(under?fill)的樹脂的工序。

因此，作為使半導(dǎo)體芯片與電路基板對置的電極端子間的電連接、以及向電路基板固定半導(dǎo)體芯片同時進(jìn)行的方法，開發(fā)了利用各向異性導(dǎo)電材料的倒裝片安裝技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。該技術(shù)為如下技術(shù)：向電路基板與半導(dǎo)體芯片之間供給含有導(dǎo)電粒子的熱固性樹脂，在對半導(dǎo)體芯片進(jìn)行加壓的同時，對熱固性樹脂進(jìn)行加熱，從而同時實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片與電路基板的電極端子間的電連接、和向電路基板固定半導(dǎo)體芯片。

專利文獻(xiàn)1：特開2000-94179號公報

專利文獻(xiàn)2：特開平1-157796號公報

專利文獻(xiàn)3：特開2000-332055號公報

但是，在利用了上述的各向異性導(dǎo)電材料的倒裝片安裝中，是通過經(jīng)導(dǎo)電粒子的機(jī)械接觸來獲得電極間的電導(dǎo)通，因此難以獲得穩(wěn)定的導(dǎo)通狀態(tài)。

另外，由對置電極夾持的導(dǎo)電粒子，通過樹脂的熱固化所帶來的聚合力而維持，因此，需要使熱固性樹脂的彈性模量或熱膨脹率等特性、導(dǎo)電粒子的粒徑分布等特性一致，存在工藝控制難的問題。