[發明專利]半導體元件的安裝方法

無效

• 申請號: 201180004736.0
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102822955A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 小鹽哲平;松森正史;境忠彥;石川隆稔
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L21/607
• 分類號: H01L21/607;H01L21/60;H01L33/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及通過將半導體元件的第二電極超聲波接合于基板的第一電極來安裝半導體元件的方法。

背景技術

在現有技術中，作為使用這樣的超聲波接合的半導體元件的安裝方法，已知各種方法。在這樣的現有的半導體元件的安裝方法中，在將形成在半導體元件上的Au凸塊(第二電極)按壓在與基板的布線連接而形成的Au電極(第一電極)的狀態下，對接觸界面給予超聲波振動，對Au凸塊和Au電極進行金屬接合(即，Au-Au接合)，通過上述這樣的步驟，將半導體元件安裝在基板上(例如，參照專利文獻1或2)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2000-68327號公報

專利文獻2：JP特開2001-237270號公報

發明要解決的課題

近年來，針對內置有這樣的將半導體元件安裝在基板上而制造的元件安裝完成基板的各種電子設備，成本削減的需求較高，在半導體元件的安裝中，需要尋找用于成本削減的各種辦法。

從材料成本的觀點來看，基板中使用的Au電極的成本較高，如果能將該Au電極置換為價格更低的Cu電極，則能夠實現成本削減。例如，在作為半導體元件將發光元件(LED芯片)的Au凸塊與基板的Au電極進行超聲波接合的方式中，將基板的Au電極置換為Cu電極，Au-Cu間的金屬接合，能夠保證與Au-Au間的金屬接合同等的可靠性，能夠保持接合可靠性而大幅削減成本。

本發明的發明者們，在進行在基板的Cu電極的表面形成的氧化膜的去除處理之后，在大氣中進行去除了氧化膜后的狀態的基板的Cu電極和半導體元件的Au凸塊的超聲波接合，并測定了接合后的抗切強度(shear?strength)。但是，雖然在事前去除了Cu電極的氧化膜但還是沒能得到足夠的抗切強度。

發明內容

本發明的目的在于，解決上述問題，在將半導體元件的第二電極超聲波接合于基板的第一電極的半導體元件的安裝方法中，提供一種確保要求的接合強度，并作為至少包含銅在內的金屬間的接合來實現第一電極和第二電極之間的金屬接合的半導體元件的安裝方法。

用于解決課題的方法

為了達成上述目的，本發明如以下構成。

根據本發明的第一方式，提供一種將半導體元件的第二電極超聲波接合于載置在基板臺上的基板的第一電極的半導體元件的安裝方法，包括：接合輔助劑供給工序，向至少任意一方由銅形成的第一電極或第二電極上供給接合輔助劑；以及超聲波接合工序，通過在將第二電極按壓于第一電極的狀態下給予超聲波振動，來對第一電極和第二電極進行金屬接合；在超聲波接合工序中，至少在第一電極和第二電極進行金屬接合為止的期間，至少在第一電極和第二電極之間的接合界面的周圍存在接合輔助劑。

根據本發明的第二方式，提供一種第一方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，接合輔助劑具有還原性，在超聲波接合工序中，在第一電極和第二電極進行金屬接合時，第一電極和第二電極之間的接合界面局部被加熱，利用該熱，接合輔助劑引起還原反應。

根據本發明的第三方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，基板的第一電極由銅形成，在接合輔助劑供給工序中，向基板的第一電極上供給接合輔助劑。

根據本發明的第四方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，基板的第一電極由銅形成，半導體元件的第二電極由金形成，在超聲波接合工序中，在由銅形成的第一電極和由金形成的第二電極之間的接合界面的周圍存在接合輔助劑的狀態下，進行第一電極和第二電極的金屬接合。

根據本發明的第五方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，還包括接合輔助劑去除工序，該接合輔助劑去除工序，在超聲波接合工序后去除殘存在基板和半導體元件之間的接合輔助劑。

根據本發明的第六方式，提供一種第五方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，在接合輔助劑去除工序中，通過對殘存在基板和半導體元件之間的接合輔助劑進行加熱使其蒸發，來進行接合輔助劑的去除。

根據本發明的第七方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，還包括氧化膜去除工序，該氧化膜去除工序，在接合輔助劑供給工序前去除由銅形成的至少第一電極或第二電極中的任意一方的電極上的氧化膜。

根據本發明的第八方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，接合輔助劑具有OH基。

根據本發明的第九方式，提供一種第二方式記載的半導體元件的安裝方法，其中，接合輔助劑的沸點為200℃以上。