專利名稱：倒裝片安裝方法以及凸起形成方法
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(shí)，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(huì)在LSI芯片的電極端子上形成焊錫凸起，通過(guò) 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(guò)5000的第二代LSI，需要 形成與lOO(im以下的窄間距對(duì)應(yīng)的凸起，但以當(dāng)前的焊錫凸起形成技術(shù) 難以對(duì)應(yīng)該要求。另外，由于需要形成與電極端子數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)凸起，因 此為了實(shí)現(xiàn)低成本化，還要求由每個(gè)芯片的搭載間歇(tact)縮短帶來(lái)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(jì)因高密度化、高集成化的 要求而半導(dǎo)體工藝會(huì)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(wèn)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(guò)絕緣層材料的多孔質(zhì)化(porous化)來(lái)實(shí) 現(xiàn)，因此機(jī)械強(qiáng)度弱，會(huì)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(shí)，由于Low-K化而使得多孔質(zhì)膜上的強(qiáng)度存 在問(wèn)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(duì)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(kāi)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(wèn)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(kāi)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(duì)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(kāi)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(guò)加熱基板，使焊錫粉 熔融，從而在潤(rùn)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(kāi)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(guò)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)l以及專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的技術(shù)均通過(guò)涂敷 來(lái)向基板上供給膏狀組成物，因此會(huì)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(guò)涂敷來(lái)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(wú)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(underfill)的樹(shù)脂的 工序。因此，作為使半導(dǎo)體芯片與電路基板對(duì)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(shí)進(jìn)行的方法，開(kāi)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(shù)脂，在對(duì)半導(dǎo)體
芯片進(jìn)行加壓的同時(shí)，對(duì)熱固性樹(shù)脂進(jìn)行加熱，從而同時(shí)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(kāi)2000-94179號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平1-157796號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2000-332055號(hào)公報(bào)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(guò)經(jīng) 導(dǎo)電粒子的機(jī)械接觸來(lái)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(duì)置電極夾持的導(dǎo)電粒子，通過(guò)樹(shù)脂的熱固化所帶來(lái)的聚合 力而維持，因此，需要使熱固性樹(shù)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(wèn)題。艮P，利用了各向異性導(dǎo)電材料的倒裝片安裝，為了應(yīng)用到連接端子數(shù) 超過(guò)5000的第二代LSI芯片中，在生產(chǎn)率和可靠性方面還存在很多要解 決的課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述情況而實(shí)現(xiàn)，目的在于提供一種可應(yīng)用于第二代LSI 的倒裝片安裝中的、生產(chǎn)率以及可靠性高的倒裝片安裝方法。另外，本發(fā) 明的另一個(gè)目的在于提供將本發(fā)明的倒裝片安裝方法的技術(shù)應(yīng)用到凸起 形成中的凸起形成方法。在本發(fā)明的倒裝片安裝方法中，與具有多個(gè)連接端子的電路基板對(duì)置 地配置具有多個(gè)電極端子的半導(dǎo)體芯片，使電路基板的連接端子與半導(dǎo)體 芯片的電極端子電連接，該倒裝片安裝方法包括保持半導(dǎo)體芯片，使其 相對(duì)于電路基板具有一定間隙地對(duì)置的工序；和將具有一定間隙地被保持 的半導(dǎo)體芯片以及電路基板，在放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸 泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；在浸泡工序中，熔融焊錫粉在電路基板的連 接端子與半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而在該端子間形成連接 體。優(yōu)選上述浸泡工序在使具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電 路基板在浸泡槽內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)而進(jìn)行。另外，優(yōu)選浸泡工序在使浸泡槽內(nèi)
的熔融樹(shù)脂流動(dòng)的同時(shí)而進(jìn)行。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括在浸泡工序之后，從浸泡槽中取出 半導(dǎo)體芯片以及電路基板，使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片與電路基板之間的間隙內(nèi) 的熔融樹(shù)脂固化的工序。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，保持上述半導(dǎo)體芯片的工序是通過(guò)將半導(dǎo) 體芯片以及電路基板保持于固定夾具，從而保持半導(dǎo)體芯片使其相對(duì)于電 路基板具有一定間隙地對(duì)置。另外，保持上述半導(dǎo)體芯片的工序還包括通過(guò)將多個(gè)半導(dǎo)體芯片以 及多個(gè)電路基板保持于固定夾具，從而按照相對(duì)于各電路基板具有一定間 隙地對(duì)置的方式保持各半導(dǎo)體芯片的工序，浸泡工序通過(guò)將多個(gè)半導(dǎo)體芯 片以及多個(gè)電路基板同時(shí)浸泡到浸泡槽內(nèi)的批處理來(lái)進(jìn)行。優(yōu)選上述浸泡工序在對(duì)浸泡槽進(jìn)行減壓的同時(shí)而進(jìn)行。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，上述浸泡工序在對(duì)熔融樹(shù)脂設(shè)置了溫度斜率的 浸泡槽內(nèi)進(jìn)行，熔融樹(shù)脂在該熔融樹(shù)脂中含有的焊錫粉處在低溫側(cè)區(qū)域時(shí) 而被維持在未熔融狀態(tài)，處在高溫側(cè)區(qū)域時(shí)而被維持在熔融狀態(tài)，具有一 定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板在浸泡槽內(nèi)的低溫側(cè)區(qū)域浸 泡規(guī)定時(shí)間之后，在高溫側(cè)區(qū)域浸泡規(guī)定時(shí)間。本發(fā)明的凸起形成方法，在具有多個(gè)電極的基板的該電極上形成凸 起，該凸起形成方法包括將平板保持在相對(duì)于基板具有一定間隙地對(duì)置 的位置的工序；和將具有一定間隙地被保持的基板以及平板，在放入了含 有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；在浸泡工序 中，熔融焊錫粉在基板的電極上自聚合，從而在電極上形成凸起。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括在浸泡工序之后，從浸泡槽中取出基 板以及平板，將滲透到基板與平板的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂以及平板除去的工 序。優(yōu)選上述平板在與基板上形成的多個(gè)電極對(duì)置的位置上形成有與電極大致相同形狀的多個(gè)金屬圖案。另外，上述基板是電路基板、半導(dǎo)體芯片、或半導(dǎo)體晶片。 本發(fā)明的安裝裝置將半導(dǎo)體芯片倒裝片安裝到電路基板上，其中包括固定夾具，其保持半導(dǎo)體芯片以及電路基板，使二者具有一定間隙地 相互對(duì)置；浸泡槽，放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂；和搬送裝置， 其將固定夾具搬送到所述浸泡槽內(nèi)；通過(guò)搬送裝置，將保持半導(dǎo)體芯片以 及電路基板的固定夾具浸泡到浸泡槽內(nèi)，使熔融焊錫粉在電路基板的連接 端子與半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而在該端子之間形成連接 體。本發(fā)明的另一安裝裝置在具有多個(gè)電極的基板的該電極上形成凸起， 其中包括固定夾具，其將平板保持在相對(duì)于基板具有一定間隙地相互對(duì) 置的位置；浸泡槽，其中放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂；和搬送裝 置，其將固定夾具搬送到浸泡槽內(nèi)；通過(guò)搬送裝置，將保持基板以及平板 的固定夾具浸泡到浸泡槽內(nèi)，使熔融焊錫粉在基板的電極上自聚合，從而 在電極上形成凸起。優(yōu)選上述搬送裝置具備在浸泡槽內(nèi)進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。另外，優(yōu)選 上述浸泡槽具備使該浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂流動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述安裝裝置還具備加熱單元，將保持半導(dǎo) 體芯片以及電路基板、或基板以及平板的固定夾具從浸泡槽中取出，并移 送到加熱單元，從而使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片以及電路基板之間的間隙、或基 板以及平板之間的間隙的熔融樹(shù)脂熱固化。上述固定夾具可分別保持多組半導(dǎo)體芯片以及電路基板、或基板以及 平板。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述安裝裝置還具備粒子計(jì)數(shù)器，通過(guò)該粒 子計(jì)數(shù)器對(duì)熔融樹(shù)脂中含有的熔融焊錫粉的數(shù)量或粒徑進(jìn)行測(cè)量，由此進(jìn) 行所述浸泡槽的品質(zhì)管理。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述浸泡槽與循環(huán)裝置連結(jié)，該循環(huán)裝置使 含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂循環(huán)，通過(guò)使含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂 在浸泡槽以及循環(huán)裝置之間循環(huán)，從而將浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂所含有的熔 融焊錫粉維持在一定的比例。在本發(fā)明的另一倒裝片安裝方法中，與具有多個(gè)連接端子的電路基板 對(duì)置地配置具有多個(gè)電極端子的半導(dǎo)體芯片，使電路基板的連接端子與所 述半導(dǎo)體芯片的電極端子電連接，該倒裝片安裝方法包括保持半導(dǎo)體芯 片，使其相對(duì)于電路基板具有一定間隙地對(duì)置的工序；將具有一定間隙地
被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板，在放入了含有焊錫粉以及對(duì)流添加劑的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；和從浸泡槽中取出半導(dǎo)體芯片以及電路基板，對(duì)滲透到半導(dǎo)體芯片與電路基板之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂進(jìn)行加熱的工序；在加熱工序中，焊錫粉熔融，并且對(duì)流添加劑沸騰而 在熔融樹(shù)脂中對(duì)流，從而熔融的焊錫粉在電路基板的連接端子與半導(dǎo)體芯 片的電極端子之間自聚合，在該端子之間形成連接體。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括在上述加熱工序之后，使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片與電路基板之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂固化，將半導(dǎo)體芯片固定到 電路基板上的工序。本發(fā)明的另一凸起形成方法，在具有多個(gè)電極的基板的電極上形成凸起，該凸起形成方法包括將平板保持在相對(duì)于基板具有一定間隙地對(duì)置 的位置的工序；和將具有一定間隙地被保持的基板以及平板，在放入了含 有悍錫粉以及對(duì)流添加劑的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；和 從浸泡槽中取出基板以及平板，對(duì)滲透到基板與平板之間的間隙內(nèi)的熔融 樹(shù)脂進(jìn)行加熱的工序；在加熱工序中，焊錫粉熔融，并且對(duì)流添加劑沸騰 而在熔融樹(shù)脂中對(duì)流，從而熔融的焊錫粉在基板的電極上自聚合，在該電 極上形成凸起。 (發(fā)明效果)本發(fā)明的倒裝片安裝方法通過(guò)將具有一定間隙(gap)地被保持的半導(dǎo) 體芯片與電路基板浸泡到浸泡槽內(nèi)，在該浸泡槽內(nèi)放入了含有熔融的焊錫 粉的熔融樹(shù)脂，由此，熔融樹(shù)脂中分散的熔融焊錫粉可不斷地供給到半導(dǎo) 體芯片與電路基板之間的間隙內(nèi)，因此，熔融焊錫粉彼此的結(jié)合可在間隙 中均勻地進(jìn)行。結(jié)果，均勻生長(zhǎng)的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的電路基板的連 接端子與半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而能均勻地形成使電極端 子與連接端子電連接的連接體。另外，通過(guò)使具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板在浸 泡槽內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)而進(jìn)行浸泡，或者在使浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂流動(dòng)的同時(shí) 進(jìn)行浸泡，從而能將熔融樹(shù)脂中分散的熔融焊錫粉更強(qiáng)制地供給到半導(dǎo)體 芯片與電路基板之間的間隙內(nèi)，因此熔融焊錫粉彼此的接合可無(wú)偏差地均 勻地進(jìn)行。結(jié)果，在電極端子與連接端子之間可形成更均勻的連接體。而
且，可將熔融樹(shù)脂中分散的熔融悍錫粉高效地取入到間隙內(nèi)，因此，可將 熔融樹(shù)脂中含有的熔融焊錫粉的比例設(shè)定得較少，從而浸泡槽的管理變得 容易。進(jìn)而，在浸泡槽中，在電路基板與半導(dǎo)體芯片的端子之間形成連接體 之后，從浸泡槽中取出電路基板以及半導(dǎo)體芯片，使?jié)B透到電路基板與半 導(dǎo)體芯片之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂固化，由此，可通過(guò)一系列工序進(jìn)行半 導(dǎo)體芯片與電路基板的端子之間的電連接、以及將半導(dǎo)體芯片固定到電路 基板上，因此可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率高的倒裝片安裝。


圖1 (a) (c)是表示利用了含有對(duì)流添加劑的樹(shù)脂的倒裝片安裝 方法的工序剖視圖；圖2 (a) (d)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法 的工序剖視圖；圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的固定夾具的構(gòu)成的剖視圖； 圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的浸泡槽的一個(gè)形態(tài)的剖視圖； 圖5 (a)、 (b)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的浸泡槽的一個(gè)形態(tài) 的剖視圖；圖6 (a) (d)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的凸起形成方法的 工序剖視圖；圖7是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的安裝裝置的構(gòu)成的圖； 圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的浸泡槽的構(gòu)成的圖； 圖9 (a) (d)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法 的工序剖視圖；圖10 (a) (e)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的凸起形成方法的 工序剖視圖。圖中10—電路基板；ll一連接端子；12—電極端子；13、 14一樹(shù)脂; 15 —對(duì)流添加劑；20 —半導(dǎo)體芯片；21 —電路基板；22 —連接體；25 —基板；26—平板；27—電極；28_凸起；30、 31 —固定夾具；40、 40a、 40b 一浸泡槽；50 —安裝裝置；60 —搬送裝置；70 —加熱單元；80 —粒子計(jì)數(shù) 器；90 —循環(huán)裝置；91、 92 —連結(jié)管。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)的申請(qǐng)人對(duì)可對(duì)應(yīng)第二代LSI芯片的倒裝片安裝進(jìn)行了研究， 在特愿2004-267919號(hào)公報(bào)中提出了均勻性良好且可形成微細(xì)凸起的新的 倒裝片安裝方法。圖1 (a) (c)是表示本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在上述專利申請(qǐng)說(shuō)明書中公 開(kāi)的倒裝片安裝方法的基本工序的圖。首先，如圖1 (a)所示，向形成有多個(gè)連接端子11的電路基板21上 供給含有焊錫粉(未圖示)以及添加劑15的樹(shù)脂13。然后，如圖l (b)所示，用半導(dǎo)體芯片20抵接供給到電路基板21上 的樹(shù)脂13的表面。此時(shí)，具有多個(gè)電極端子12的半導(dǎo)體芯片20與具有 多個(gè)連接端子11的電路基板21對(duì)置配置。并且，在該狀態(tài)下加熱樹(shù)脂13， 使分散到樹(shù)脂13中的焊錫粉熔融。熔融后的焊錫粉如圖1 (c)所示，在樹(shù)脂13中相互結(jié)合，通過(guò)在潤(rùn) 濕性高的連接端子11與電極端子12之間自聚合，來(lái)形成連接體22。最后， 使樹(shù)脂13固化，將半導(dǎo)體芯片20固定到電路基板21上，從而完成倒裝 片安裝體。該方法的特征在于，在含有焊錫粉的樹(shù)脂13中，還含有在焊錫粉熔 融的溫度下沸騰的添加劑15。即，在焊錫粉熔融的溫度下，樹(shù)脂13中含 有的添加劑15 (以下稱為對(duì)流添加劑)沸騰，該沸騰的對(duì)流添加劑15在 樹(shù)脂13中對(duì)流，從而促進(jìn)樹(shù)脂13中分散的熔融焊錫粉的移動(dòng)，進(jìn)行熔融 焊錫粉的均勻結(jié)合。結(jié)果，均勻生長(zhǎng)的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的電路基板 21的連接端子11與半導(dǎo)體芯片20的電極端子12之間自聚合，從而能在 連接端子11與電極端子12之間形成均勻性高的連接體22?？烧J(rèn)為含有焊錫粉的樹(shù)脂13還起到使熔融的悍錫粉能自由浮游、移 動(dòng)的"海"的作用。然而，由于熔融焊錫粉的結(jié)合過(guò)程在極短的時(shí)間內(nèi)結(jié)束， 因此無(wú)論設(shè)置多少使熔融焊錫粉可移動(dòng)的"海"，也只進(jìn)行局部的結(jié)合，難 以獲得均勻的熔融焊錫粉的結(jié)合。艮P，上述方法的意圖在于，通過(guò)使含有焊錫粉的樹(shù)脂13中還含有對(duì)
流添加劑15，從而增加了使熔融的焊錫粉強(qiáng)制移動(dòng)的手段。此外，對(duì)流添加劑15只要是在將樹(shù)脂13加熱到焊錫粉熔融的溫度時(shí) 沸騰的物質(zhì)即可，取決于所使用的焊錫粉的熔點(diǎn)，例如可使用異丙醇、醋 酸丁酯、丁基卡必醇、乙二醇等。本發(fā)明站在與上述方法同樣的技術(shù)視點(diǎn)上，提出了通過(guò)與上述方法不 同的方法使熔融后的焊錫粉高效地在端子間自聚合，由此可形成均勻的連 接體的新的倒裝片安裝方法。下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下的附圖中， 為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，對(duì)實(shí)質(zhì)上具有相同功能的構(gòu)成要素用相同參照標(biāo)記表示。 此外，本發(fā)明并不限定在以下實(shí)施方式。 (第一實(shí)施方式)圖2 (a) (d)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法的基板工序的工序剖視圖。首先，如圖2 (a)所示，用固定夾具30保持具有多個(gè)電極端子12的半導(dǎo)體芯片20，使其相對(duì)于具有多個(gè)連接端子11的電路基板21具有一定 間隙(例如10 100inm)地對(duì)置。此時(shí)，半導(dǎo)體芯片20的電極端子12與 電路基板10的連接端子11按照相互對(duì)置的方式對(duì)位。在此，固定夾具30只要是能使半導(dǎo)體芯片20與電路基板21保持一 定間隙地將二者固定的物體即可，為了保持一定間隙，也可在半導(dǎo)體芯片 20與電路基板21之間插入隔離物。然后，如圖2 (b)所示，將具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20 以及電路基板21，在放入了含有熔融的焊錫粉(例如，Sn-Ag系焊錫等) 的熔融樹(shù)脂(例如，環(huán)氧樹(shù)脂等)14后的浸泡槽40內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間。此 時(shí)，熔融樹(shù)脂14滲透到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙內(nèi)，該 間隙被熔融樹(shù)脂14填滿。此外，浸泡槽40保持在焊錫粉熔融的溫度(例 如，150 250°C)。在該浸泡工序中，熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的連 接端子11與電極端子12之間自聚合，從而如圖2 (c)所示，在該端子之 間形成連接體22。此外，浸泡時(shí)間還取決于熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊 錫粉的量，但典型值優(yōu)選在5 60秒左右。 在此，由于浸泡槽40內(nèi)浸泡的半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的 間隙內(nèi)，能自由滲透入熔融樹(shù)脂14，因此，結(jié)果，熔融樹(shù)脂14中分散的 熔融焊錫粉可不斷地供給到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙內(nèi)， 熔融焊錫粉彼此的結(jié)合可在間隙中均勻地進(jìn)行。此外，通過(guò)使具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20以及電路基板 21沿如圖2 (b)、 (c)所示的箭頭的方向在浸泡槽40內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行 浸泡，從而能進(jìn)一步將熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉強(qiáng)制地供給到半 導(dǎo)體芯片與電路基板間的間隙內(nèi)，結(jié)果，能進(jìn)一步均勻地進(jìn)行熔融焊錫粉 彼此的結(jié)合。另外，通過(guò)在使浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行浸泡， 也可獲得同樣的效果。接著，在形成連接體22之后，如圖2 (d)所示，從浸泡槽40中取出 半導(dǎo)體芯片20以及電路基板21 ，通過(guò)使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片20與電路基板 21之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂14固化，從而將半導(dǎo)體芯片20固定到電路基 板21上，完成倒裝片安裝體。此外，半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙只是可確保形成連接 體22的程度的間隙(典型值為10 80pm)，因此在從浸泡槽40取出半導(dǎo) 體芯片20以及電路基板21之后，滲透到該間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂14也具有 一定的粘度，所以會(huì)留在間隙內(nèi)而不會(huì)向外面流出。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20與電路 基板21浸泡到放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂14的浸泡槽40內(nèi)， 由此，熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉可不斷地供給到半導(dǎo)體芯片20與 電路基板21之間的間隙內(nèi)，因此，熔融悍錫粉彼此的結(jié)合可在該間隙中 均勻地進(jìn)行。由此，均勻生長(zhǎng)的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的電路基板的連接 端子與半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而能均勻地形成使端子間電連接的連接體。另外，通過(guò)使具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20以及電路基板 21在浸泡槽40內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)浸泡，或者在使浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14 流動(dòng)的同時(shí)浸泡，從而能進(jìn)一步將熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉強(qiáng)制 地供給到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21間的間隙內(nèi)，因此，熔融焊錫粉彼 此的結(jié)合更均勻地進(jìn)行。結(jié)果，可在半導(dǎo)體芯片20與電路基板21的端子
之間形成更均勻的連接體。浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14以一定比例含有熔融焊錫粉，該熔融焊錫 粉供于形成連接半導(dǎo)體芯片20與電路基板21的端子之間的連接體22，因 此熔融樹(shù)脂14中至少要含有形成連接體22所需量的焊錫粉。若按照如圖1 (a)所示的方法將含有焊錫粉的熔融樹(shù)脂14供給到電 路基板21 (或半導(dǎo)體芯片20)的表面的有限區(qū)域內(nèi)，則熔融樹(shù)脂14內(nèi)含 有的最低量的焊錫粉需要是與所有連接端子11 (或電極端子12)相對(duì)于 電路基板21 (或半導(dǎo)體芯片20)的表面所占的比例相同程度的量。該量 因連接端子11的配置而異，但例如在設(shè)定了面陣(area army)時(shí)，需要 使熔融樹(shù)脂14中含有15 30體積％的焊錫粉。對(duì)此，在本發(fā)明的將半導(dǎo)體芯片20和電路基板21浸泡到放入了熔融 樹(shù)脂14的浸泡槽40內(nèi)的方法中，能夠?qū)⑷廴跇?shù)脂14中分散的熔融焊錫 粉隨時(shí)取入到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙內(nèi)，因此，與圖l (a)所示的方法相比，熔融樹(shù)脂14中含有的熔融焊錫粉可以為非常少的 比例。尤其是，在浸泡工序中，通過(guò)使半導(dǎo)體芯片20以及電路基板21在浸 泡槽40內(nèi)搖動(dòng)，或者使浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14流動(dòng)，從而可更順利 地向間隙內(nèi)取入熔融焊錫粉，因此能進(jìn)一步發(fā)揮上述效果。此外，在浸泡工序中，也可一邊對(duì)浸泡槽減壓一邊進(jìn)行浸泡工序。通 過(guò)減壓，可抑制熔融樹(shù)脂內(nèi)產(chǎn)生氣泡，能更順利地向間隙內(nèi)取入熔融焊錫 粉，因此可進(jìn)一步發(fā)揮上述效果。本發(fā)明中的熔融樹(shù)脂14中含有的熔融焊錫粉的比例還根據(jù)浸泡槽40 的大小而變化，與所述的面陣的例子比較，3 6體積％的量足夠，與圖l (a)所示的方法相比，大致可以為1/5以下。這在本發(fā)明中，在對(duì)浸泡槽40進(jìn)行品質(zhì)管理方面具有重要意義。艮卩， 在熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉彼此若相互靠近，則焊錫粉彼此結(jié)合， 若反復(fù)進(jìn)行該結(jié)合，則也會(huì)生長(zhǎng)成大焊錫球。并且，在生長(zhǎng)成的焊錫球達(dá) 到與半導(dǎo)體芯片20和電路基板21之間的間隙相同程度的大小時(shí)，該熔融 樹(shù)脂14已經(jīng)變?yōu)椴荒苁褂玫臓顟B(tài)。因此，通過(guò)將熔融樹(shù)脂14中含有的熔 融焊錫粉的比例盡可能設(shè)定得小，可使浸泡槽40長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定的狀態(tài)。
進(jìn)而，在浸泡槽40中，在電路基板21與半導(dǎo)體芯片20的端子之間 形成連接體22之后，將電路基板21以及半導(dǎo)體芯片20從浸泡槽40中取 出，使?jié)B透到電路基板21與半導(dǎo)體芯片20之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂14 固化，從而通過(guò)一系列工序連續(xù)進(jìn)行半導(dǎo)體芯片20與電路基板21的端子 間的電連接、和向電路基板21固定半導(dǎo)體芯片20，因此可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率高 的倒裝片安裝。本發(fā)明的倒裝片安裝方法中應(yīng)用的材料并未特別限定，但作為典型的 例子可舉出以下材料。首先，作為熔融樹(shù)脂14，優(yōu)選在焊錫粉熔融的溫度下為液狀或粘度降 低的樹(shù)脂。例如，作為在焊錫粉熔融的溫度下為液狀的熱固性樹(shù)脂，可使 用環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚亞苯基醚樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、氟樹(shù)脂、異氰 酸酯樹(shù)脂等。另外，作為在熔融的溫度下粘度降低的熱可塑性樹(shù)脂，可使 用全芳香族聚酯、氟樹(shù)脂、聚苯醚樹(shù)脂、間規(guī)聚苯乙烯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù) 脂、聚酰胺樹(shù)脂、芳族聚酰胺樹(shù)脂、聚苯硫醚樹(shù)脂等。作為焊錫粉，可使用Sn-Ag系、Sn-Zn系、Sn-Bi系的焊錫等。另外， 熔融前的焊錫粉的粒徑優(yōu)選為2 3(Him左右的大小。另外，半導(dǎo)體芯片20并不限定于硅半導(dǎo)體，還可應(yīng)用硅-鍺半導(dǎo)體或 砷化鎵半導(dǎo)體等化合物半導(dǎo)體。尤其是，若對(duì)薄型硅半導(dǎo)體、機(jī)械強(qiáng)度弱 的硅鍺半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體，應(yīng)用對(duì)半導(dǎo)體芯片的負(fù)荷小的本發(fā)明的方 法，則可實(shí)現(xiàn)可靠性高的倒裝片安裝體。另外，在取代向電路基板21直接倒裝片安裝半導(dǎo)體芯片20，而在半 導(dǎo)體芯片20搭載于內(nèi)插器(interposer)的狀態(tài)下向電路基板21倒裝片安 裝的情況下，也可應(yīng)用本發(fā)明的方法。此外，本發(fā)明的倒裝片安裝方法還適宜用在批處理中。例如，如圖3 所示，用固定夾具31保持多個(gè)半導(dǎo)體芯片20以及電路基板21，使它們分 別具有一定間隙地對(duì)置，在該狀態(tài)下，將多個(gè)半導(dǎo)體芯片20以及電路基 板21同時(shí)浸泡到浸泡槽40內(nèi)，從而可對(duì)浸泡工序進(jìn)行批處理。為了進(jìn)行批處理，必須準(zhǔn)備一定程度的大型的浸泡槽40，但反而能進(jìn) 一步減少熔融樹(shù)脂14中的熔融焊錫粉的含量，因此浸泡槽40的管理更加 容易。另外，由于進(jìn)行批處理，生產(chǎn)量提高，在量產(chǎn)工序中還可期待降低成本。另外，為了實(shí)現(xiàn)浸泡槽40的更穩(wěn)定的使用，也可對(duì)浸泡槽40采用圖 4或圖5所示的構(gòu)成。圖4所示的浸泡槽40由第一浸泡槽40a和第二浸泡槽40b兩個(gè)槽構(gòu)成。 對(duì)位于第一浸泡槽40a內(nèi)的熔融樹(shù)脂14中含有的焊錫粉在未熔融的狀態(tài) 下進(jìn)行管理，對(duì)位于第二浸泡槽40b內(nèi)的熔融樹(shù)脂14中含有的焊錫粉在 熔融的狀態(tài)下進(jìn)行管理。例如，在使用Sn-Ag3.0-Cu0.5 (熔點(diǎn)221°C) 作為焊錫粉時(shí)，對(duì)第一浸泡槽40a在室溫 20(TC下進(jìn)行管理，對(duì)第二浸 泡槽40b在230 25(TC下進(jìn)行管理。浸泡工序如下進(jìn)行首先，將由固定夾具固定的半導(dǎo)體芯片20以及 電路基板21浸泡到第一浸泡槽40a內(nèi)，在經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后從第一浸泡槽 40a中取出，然后，在第二浸泡槽40b內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間。在此，第二浸泡槽40b內(nèi)的浸泡工序相當(dāng)于圖2 (b)、 (c)所示的浸 泡工序，而第一浸泡槽40a內(nèi)的浸泡工序作為其預(yù)備工序。g卩，為了防止 熔融焊錫粉彼此的凝聚等而使其穩(wěn)定，并且為了減小保持熔融狀態(tài)用的能 量消耗量，優(yōu)選含有熔融后的焊錫粉的浸泡槽40(或40b)的容量不過(guò)大。 另一方面，在浸泡槽40的容量小的情況下，當(dāng)熔融焊錫粉在形成連接體 22而被消耗時(shí)的熔融樹(shù)脂14中的焊錫粉的比率變化增大，難以使浸泡槽 40保持穩(wěn)定。因此，為了在防止熔融后的焊錫彼此凝聚的同時(shí)減小熔融樹(shù) 脂中的焊錫粉的比率變化，優(yōu)選在含有未熔融的焊錫粉的浸泡槽40a中進(jìn) 行預(yù)浸泡。接著，對(duì)圖5 (a)所示的浸泡槽40在浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14具 有如圖5 (b)所示的溫度斜率的狀態(tài)下進(jìn)行管理。在此，熔融樹(shù)脂14中 含有的焊錫粉在低溫側(cè)區(qū)域被維持在未熔融狀態(tài)，在高溫側(cè)區(qū)域被維持在 熔融狀態(tài)。例如，在使用Sn-Ag3.0-Cu0.5 (熔點(diǎn)221")作為悍錫粉時(shí)， 對(duì)浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14在具有室溫 25(TC的溫度范圍的溫度斜率 的狀態(tài)下進(jìn)行管理。如圖5 (a)所示，將具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20以及電 路基板21在浸泡槽40的低溫側(cè)區(qū)域浸泡規(guī)定時(shí)間之后，將其移動(dòng)到高溫 側(cè)區(qū)域，繼續(xù)浸泡規(guī)定時(shí)間，由此執(zhí)行浸泡工序。在低溫側(cè)區(qū)域的浸泡工 序相當(dāng)于圖4所示的預(yù)備工序，在高溫側(cè)區(qū)域的浸泡工序相當(dāng)于如圖2 (b)、 (c)所示的浸泡工序。 (第二實(shí)施方式)在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的倒裝片安裝方法的特征在于，將電路基板以 及半導(dǎo)體芯片放入浸泡槽中，該浸泡槽中放入了含有熔融焊錫粉的熔融樹(shù) 脂，通過(guò)浸泡規(guī)定時(shí)間，使熔融焊錫粉在電路基板以及半導(dǎo)體芯片的端子 之間自聚合來(lái)形成接合體，該技術(shù)還可應(yīng)用于凸起形成方法中。圖6 (a) (d)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的凸起形成方法的 基本工序的工序剖視圖。其中，對(duì)于與圖2 (a) (d)所示的倒裝片安 裝方法公共的工序，省略詳細(xì)說(shuō)明。首先，如圖6 (a)所示，用固定夾具30保持具有多個(gè)電極27的基板 25，使其相對(duì)于平板26具有一定間隙(例如10 10(Him)地對(duì)置。然后，如圖6 (b)所示，將具有一定間隙地被保持的基板25以及平 板26,在放入了含有熔融的焊錫粉(例如，Sn-Ag系焊錫等)的熔融樹(shù)脂 (例如，環(huán)氧樹(shù)脂等)14后的浸泡槽40內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間。此時(shí)，熔融樹(shù) 脂14滲透到基板25與平板26之間的間隙內(nèi)，該間隙被熔融樹(shù)脂14填滿。 在該浸泡工序中，熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的電極27 上自聚合，從而如圖6 (c)所示，在電極27上形成凸起28。此外，浸泡 時(shí)間還取決于熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉的量，但典型值優(yōu)選在5 60秒左右。在此，由于浸泡槽40內(nèi)浸泡的基板25與平板26之間的間隙內(nèi)，能 自由滲透入熔融樹(shù)脂14，因此，熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉可不斷 地供給到基板25與平板26之間的間隙內(nèi)，熔融焊錫粉彼此的結(jié)合可在間 隙中均勻地進(jìn)行。此外，通過(guò)使具有一定間隙地被保持的基板25以及平板26沿如圖6 (b)、 (c)所示的箭頭的方向在浸泡槽40內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)浸泡，從而能將 熔融樹(shù)脂14中分散的熔融焊錫粉更強(qiáng)制地供給到基板25與平板26之間 的間隙內(nèi)，結(jié)果，能進(jìn)一步均勻地進(jìn)行熔融焊錫粉彼此的結(jié)合。另外，通 過(guò)在使浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行浸泡，也可獲得同樣的效果。接著，在形成凸起28之后，如圖6 (d)所示，從浸泡槽40中取出基
板25以及平板26，通過(guò)將滲透到基板25與平板26之間的間隙內(nèi)的熔融 樹(shù)脂14、以及平板除去，來(lái)完成在電極27上形成有凸起的基板25。其中， 熔融樹(shù)脂14例如可通過(guò)異丙醇等的有機(jī)溶劑除去。在此，平板26可以在與基板25上形成的多個(gè)電極27對(duì)置的位置上 預(yù)先形成與電極27大致相同形狀的多個(gè)金屬圖案。在該情況下，圖6(a) (c)所示的工序?qū)嶋H上與圖2 (a) (c)所示的倒裝片安裝工序相同。 金屬圖案相對(duì)于熔融焊錫粉而言潤(rùn)濕性高，因此與利用了未形成金屬圖案 的平板26的情況相比，可使得熔融焊錫粉向電極27上的自聚合更均勻地 進(jìn)行。此外，基板25的材料并未特別限定，適宜在電路基板、半導(dǎo)體芯片、 或半導(dǎo)體晶片中應(yīng)用。另外，在應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片中時(shí)，由本發(fā)明的凸起形成方法形成的帶凸起的半導(dǎo)體芯片可供在通常的倒裝片安裝工序中倒 裝片安裝在電路基板上。 (第三實(shí)施方式)圖7以及圖8是表示執(zhí)行本發(fā)明的倒裝片安裝方法的安裝裝置50的圖。圖7所示的安裝裝置50具備固定夾具30，其保持半導(dǎo)體芯片(未 圖示)以及電路基板(未圖示)，使二者具有一定間隙地相互對(duì)置；浸泡 槽40，其中放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂14;以及搬送裝置60， 其將固定夾具30搬送到浸泡槽40內(nèi)；根據(jù)需要還可包括加熱單元70。在該安裝裝置50中，通過(guò)搬送裝置60，將保持半導(dǎo)體芯片以及電路 基板的固定夾具30浸漬到浸泡槽40內(nèi)，從而浸泡槽40內(nèi)的熔融焊錫粉 在電路基板的連接端子與半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而在該端 子之間進(jìn)行連接體的形成。通過(guò)搬送裝置60，將形成有連接體的半導(dǎo)體芯片以及電路基板與固定 夾具30—起從浸泡槽40中取出，進(jìn)而，通過(guò)移送到加熱單元70，使?jié)B透 到半導(dǎo)體芯片以及電路基板之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂14熱固化，從而完 成倒裝片安裝體。此外，搬送裝置60具備在將固定夾具30浸漬到浸泡槽40內(nèi)的狀態(tài) 下，使固定夾具30在浸泡槽40內(nèi)進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過(guò)使該機(jī)構(gòu)動(dòng)
作，可使保持半導(dǎo)體芯片以及電路基板的固定夾具30在浸泡槽40內(nèi)搖動(dòng)。 其中，"搖動(dòng)"包括垂直運(yùn)動(dòng)、水平運(yùn)動(dòng)、或這些運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)，而且 包括周期運(yùn)動(dòng)和非周期運(yùn)動(dòng)。另外，浸泡槽40具備使浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14流動(dòng)的機(jī)構(gòu)。通 過(guò)該機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的熔融樹(shù)脂14的"流動(dòng)"例如是波運(yùn)動(dòng)等，包括周期流動(dòng) 和非周期流動(dòng)。加熱單元70可使用加熱臺(tái)(熱板)、通過(guò)熱風(fēng)或紫外線加熱的加熱箱 (爐)等。固定夾具30若使用可保持多組半導(dǎo)體芯片以及電路基板的機(jī)構(gòu)，則 可對(duì)應(yīng)于批處理。圖8是為了使浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14維持一定的狀態(tài)而設(shè)置的機(jī)構(gòu)。如圖8所示，粒子計(jì)數(shù)器80設(shè)置在浸泡槽40內(nèi)的旁邊。通過(guò)該粒子 計(jì)數(shù)器80，可測(cè)量浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14所含有的熔融焊錫粉(未圖 示)的數(shù)量或粒徑。熔融樹(shù)脂14中含有的熔融焊錫粉隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而相互結(jié)合后生長(zhǎng)成 大的焊錫球，因此對(duì)浸泡槽40中的瑢融焊錫粉的粒徑及其分布進(jìn)行監(jiān)視， 這在執(zhí)行本發(fā)明中的倒裝片安裝方面是重要的管理項(xiàng)目。通過(guò)使用粒子計(jì) 數(shù)器80來(lái)定期測(cè)量熔融焊錫粉的粒徑分布，從而可執(zhí)行穩(wěn)定的倒裝片安 裝。另外，若在浸泡槽40內(nèi)進(jìn)行浸泡工序，則每次形成連接體時(shí)都消耗 熔融焊錫粉，因此熔融樹(shù)脂14中含有的熔融焊錫粉的量逐漸減少。所以， 通過(guò)使用粒子計(jì)數(shù)器80來(lái)定期測(cè)量熔融悍錫粉的數(shù)量，可執(zhí)行穩(wěn)定的倒 裝片安裝。此外，通過(guò)對(duì)熔融焊錫粉的粒徑以及數(shù)量進(jìn)行定期測(cè)量，在超過(guò)了一 定的管理基準(zhǔn)的情況下，需要進(jìn)行更換浸泡槽40中的含有熔融焊錫粉的 熔融樹(shù)脂14等維護(hù)。浸泡槽40也可與循環(huán)裝置90連結(jié)，該循環(huán)裝置90使含有熔融焊錫 粉的熔融樹(shù)脂14循環(huán)。循環(huán)裝置90通過(guò)連結(jié)管91、 92與浸泡槽40連結(jié)， 浸泡槽40內(nèi)的含有熔融焊錫粉的熔融樹(shù)脂14通過(guò)連結(jié)管91而流入循環(huán)
裝置90，進(jìn)而通過(guò)連結(jié)管92從循環(huán)裝置90返回到浸泡槽40內(nèi)。循環(huán)裝置90比浸泡槽40容量大，因此通過(guò)使含有熔融焊錫粉的熔融 樹(shù)脂14的狀態(tài)維持一定，從而可使浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂14保持在穩(wěn) 定的狀態(tài)。此外，圖7所示的安裝裝置50也可用作執(zhí)行本發(fā)明的凸起形成方法 的安裝裝置。(第四實(shí)施方式)本發(fā)明的倒裝片安裝方法的特征在于，將具有一定間隙地被保持的半 導(dǎo)體芯片以及電路基板，浸泡到放入了含有熔融焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸泡 槽內(nèi)，從而使熔融焊錫粉在半導(dǎo)體芯片與電路基板的端子之間自聚合來(lái)形 成連接體。即，熔融樹(shù)脂中含有的焊錫粉需要在樹(shù)脂中為熔融狀態(tài)。但是，如上所述，熔融樹(shù)脂中含有的焊錫粉隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)必然會(huì)相互 結(jié)合而生長(zhǎng)成更大的焊錫球，因此為了維持穩(wěn)定的工序，不可缺少對(duì)含有 熔融焊錫粉的熔融樹(shù)脂的管理。如上所述，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人提出了圖1 (a) (c)所示的倒裝片安 裝方法。該倒裝片安裝方法的特征在于，含有焊錫粉(未熔融)的樹(shù)脂13 中還含有對(duì)流添加劑15，在加熱樹(shù)脂13使焊錫粉熔融時(shí)，通過(guò)與此同時(shí) 沸騰的對(duì)流添加劑15，強(qiáng)制使熔融焊錫粉移動(dòng)，結(jié)果，在端子之間可獲得 均勻的連接體22。在此，如圖1 (a)所示，含有未熔融的焊錫粉的樹(shù)脂13通過(guò)通常的 方法例如涂敷等方法被供給到電路基板10上。但是，由于供給到電路基 板10上的樹(shù)脂13的量少，因此還認(rèn)為樹(shù)脂13中含有的焊錫粉的量會(huì)產(chǎn) 生離散偏差。若焊錫粉的量產(chǎn)生離散偏差，則在應(yīng)用于量產(chǎn)工序中時(shí)，在 各批之間等，端子間形成的連接體22會(huì)產(chǎn)生離散偏差，這將導(dǎo)致品質(zhì)上 的離散偏差。該第四實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法基于圖1 (a) (c)所示的倒 裝片安裝方法，其中，應(yīng)用第一 三實(shí)施方式中采用的浸泡方法作為向電 路基板10上供給含有未熔融的焊錫粉的樹(shù)脂13的方法。圖9 (a) (d)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法 的基本工序的工序剖視圖。此外，對(duì)于與圖2 (a) (d)所示的倒裝片
安裝方法公共的工序省略詳細(xì)說(shuō)明。首先，如圖9 (a)所示，用固定夾具30保持具有多個(gè)電極端子12的 半導(dǎo)體芯片20，使其相對(duì)于具有多個(gè)連接端子11的電路基板21具有一定 間隙(例如10 100pm)地對(duì)置。然后，如圖9 (b)所示，將具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片20 以及電路基板21，在放入了熔融樹(shù)脂(例如，環(huán)氧樹(shù)脂等)13后的浸泡 槽40內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間，所述熔融樹(shù)脂13含有未烙融焊錫粉(例如，Sn-Ag 系焊錫等)以及對(duì)流添加劑。此時(shí)，熔融樹(shù)脂13滲透到半導(dǎo)體芯片20與 電路基板21之間的間隙內(nèi)，該間隙被熔融樹(shù)脂13填滿。接著，如圖9 (c)所示，從浸泡槽40中取出半導(dǎo)體芯片20以及電路 基板21，對(duì)滲透到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂 13進(jìn)行加熱。在該加熱工序中，焊錫粉熔融，并且對(duì)流添加劑沸騰而在樹(shù) 脂13中對(duì)流，由此熔融后的焊錫粉在電路基板21的連接端子11與半導(dǎo) 體芯片20的電極端子12之間自聚合，在該端子之間形成連接體22。然后， 通過(guò)使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂13 固化，從而將半導(dǎo)體芯片20固定到電路基板21上，完成倒裝片安裝體。對(duì)流添加劑可采用在將樹(shù)脂13加熱到焊錫粉熔融的溫度時(shí)沸騰的物 質(zhì)，例如異丙醇、醋酸丁酯、丁基卡必醇、乙二醇等。另外，也可采用在 樹(shù)脂13的加熱溫度下分解而產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，例如氫氧化鋁、片鈉鋁石、 偏硼酸銨、偏硼酸鋇、偶氮甲酰胺(azodicarbonamide)、碳酸氫鈉等。根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式，由于位于浸泡槽40內(nèi)的熔融樹(shù)脂13的 量遠(yuǎn)比圖1 (a)所示的供給到電路基板IO上的樹(shù)脂13多，因此通過(guò)在其 中浸泡，可將供給到半導(dǎo)體芯片20與電路基板21的間隙的樹(shù)脂13所含 有的焊錫粉的量的離散偏差抑制得較小。因此，即使在將本發(fā)明應(yīng)用到量 產(chǎn)工序的情況下，也能抑制端子間形成的連接體22的離散偏差，從而提 供更穩(wěn)定品質(zhì)的倒裝片安裝體。'此外，本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的倒裝片安裝方法也可直接應(yīng)用到凸 起形成方法中。圖10 (a) (e)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的凸起形成方法的 基本工序的工序剖視圖?；竟ば蚺c圖9 (a) (d)所示的倒裝片安裝
方法共通，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。
首先，如圖IO (a)所示，用固定夾具30保持平板26，使其位于相對(duì) 于具有多個(gè)電極27的基板25具有一定間隙地對(duì)置的位置。
然后，如圖10 (b)所示，將具有一定間隙地保持的基板25以及平板 26，在放入了含有焊錫粉以及對(duì)流添加劑的熔融樹(shù)脂13的浸泡槽40內(nèi)浸 泡規(guī)定時(shí)間。此時(shí)，熔融樹(shù)脂13滲透到基板25與平板26之間的間隙內(nèi)， 該間隙被熔融樹(shù)脂13填滿。
接著，如圖10 (c)所示，從浸泡槽40中取出基板25以及平板26， 對(duì)滲透到基板25與平板26之間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂13進(jìn)行加熱。在該 加熱工序中，焊錫粉熔融，并且對(duì)流添加劑沸騰而在樹(shù)脂13中對(duì)流，由 此，如圖10 (d)所示，熔融后的焊錫粉在基板25的電極27上自聚合， 形成凸起28。
然后，如圖10 (e)所示，通過(guò)除去滲透到基板25與平板26之間的 間隙的熔融樹(shù)脂13以及平板26，可完成在電極27上形成有凸起的基板 25。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的倒裝片安裝方法以及凸起形成方法，通過(guò)將 具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片與電路基板(基板以及平板)浸泡到 添加了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)，由此，熔融樹(shù)脂中分散 的熔融焊錫粉可不斷地供給到半導(dǎo)體芯片與電路基板之間(基板與平板之 間)的間隙內(nèi)，因此，熔融焊錫粉彼此的結(jié)合可在間隙中均勻地進(jìn)行。結(jié) 果，均勻生長(zhǎng)的熔融焊錫粉在潤(rùn)濕性高的電路基板的連接端子與半導(dǎo)體芯 片的電極端子之間(基板的電極上)自聚合，從而能均勻地形成使電極端 子與連接端子電連接的連接體(電極上的凸起)。
另外，通過(guò)使具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板(基 板以及平板)在浸泡槽內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)浸泡，或者在使浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂 流動(dòng)的同時(shí)浸泡，從而能將熔融樹(shù)脂中分散的熔融焊錫粉更強(qiáng)制地供給到 半導(dǎo)體芯片與電路基板之間(基板與平板之間)的間隙內(nèi)，因此，熔融焊 錫粉彼此的結(jié)合更均勻。其結(jié)果，能在電極端子和連接端子之間(基板的 電極上)形成更均勻的連接體(凸起)。此外，由于能將熔融樹(shù)脂中分散 的熔融焊錫粉更高效地取入到間隙內(nèi)，因此，可將熔融樹(shù)脂中含有的熔融
焊錫粉的比例設(shè)定得較少，從而浸泡槽的管理變得容易。以往，在向印刷電路基板安裝IC等部件時(shí)，使用流動(dòng)(flow)焊錫槽， 但在該焊錫槽中僅裝入熔融狀態(tài)的焊錫，與本發(fā)明中的含有熔融的焊錫粉 的熔融樹(shù)脂是完全不同的材料。另外，流動(dòng)焊錫槽用于進(jìn)行插入安裝到印 刷電路基板的部件的焊接，因此可以說(shuō)與本發(fā)明的倒裝片安裝或凸起形成 在目的以及構(gòu)成上完全不同。以上，通過(guò)最佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但這些描述并非限定 事項(xiàng)，當(dāng)然可進(jìn)行各種變形。 (工業(yè)上的可利用性)根據(jù)本發(fā)明，可提供能應(yīng)用在第二代LSI的倒裝片安裝中的、生產(chǎn)率以及可靠性高的倒裝片安裝方法以及凸起形成方法。
權(quán)利要求
1.一種倒裝片安裝方法，與具有多個(gè)連接端子的電路基板對(duì)置地配置具有多個(gè)電極端子的半導(dǎo)體芯片，使所述電路基板的連接端子與所述半導(dǎo)體芯片的電極端子電連接，該倒裝片安裝方法包括保持所述半導(dǎo)體芯片，使其相對(duì)于所述電路基板具有一定間隙地對(duì)置的工序；和將所述具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板，在放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；在所述浸泡工序中，所述熔融焊錫粉在所述電路基板的連接端子與所述半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而在該端子間形成連接體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 所述浸泡工序在使所述具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板在所述浸泡槽內(nèi)搖動(dòng)的同時(shí)而進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 所述浸泡工序在使所述浸泡槽內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂流動(dòng)的同時(shí)而進(jìn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于，還包括在所述浸泡工序之后，從所述浸泡槽中取出所述半導(dǎo)體芯片 以及電路基板，使?jié)B透到所述半導(dǎo)體芯片與所述電路基板之間的間隙內(nèi)的 所述熔融樹(shù)脂固化的工序。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 保持所述半導(dǎo)體芯片的工序是通過(guò)將所述半導(dǎo)體芯片以及所述電路基板保持于固定夾具，從而保持所述半導(dǎo)體芯片使其相對(duì)于所述電路基板 具有一定間隙地對(duì)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的倒裝片安裝方法，其特征在于，保持所述半導(dǎo)體芯片的工序還包括通過(guò)將多個(gè)半導(dǎo)體芯片以及多個(gè)電路基板保持于所述固定夾具，從而按照相對(duì)于所述各電路基板具有一定 間隙地對(duì)置的方式保持所述各半導(dǎo)體芯片的工序，所述浸泡工序通過(guò)將所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片以及所述多個(gè)電路基板同 時(shí)浸泡到所述浸泡槽內(nèi)的批處理來(lái)進(jìn)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 所述浸泡工序在對(duì)所述浸泡槽進(jìn)行減壓的同時(shí)而進(jìn)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 所述浸泡工序在對(duì)所述熔融樹(shù)脂設(shè)置了溫度斜率的浸泡槽內(nèi)而進(jìn)行， 所述熔融樹(shù)脂在該熔融樹(shù)脂中含有的悍錫粉處于低溫側(cè)區(qū)域時(shí)而被維持在未熔融狀態(tài)，處于高溫側(cè)區(qū)域時(shí)而被維持在熔融狀態(tài)，所述具有一 定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板在所述浸泡槽內(nèi)的低溫側(cè)區(qū) 域浸泡規(guī)定時(shí)間之后，在高溫側(cè)區(qū)域浸泡規(guī)定時(shí)間。
9. 一種凸起形成方法，在具有多個(gè)電極的基板的該電極上形成凸起， 該凸起形成方法包括將平板保持在相對(duì)于所述基板具有一定間隙地對(duì)置的位置的工序；和 將所述具有一定間隙地被保持的基板以及平板，在放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；在所述浸泡工序中，所述熔融焊錫粉在所述基板的電極上自聚合，從 而在所述電極上形成凸起。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的凸起形成方法，其特征在于，還包括在所述浸泡工序之后，從所述浸泡槽中取出所述基板以及平 板，將滲透到所述基板與所述平板的間隙內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂以及所述平板 除去的工序。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的凸起形成方法，其特征在于， 所述平板在與所述基板上形成的多個(gè)電極對(duì)置的位置上形成有與所述電極大致相同形狀的多個(gè)金屬圖案。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的凸起形成方法，其特征在于， 所述基板是電路基板、半導(dǎo)體芯片、或半導(dǎo)體晶片。
13. —種安裝裝置，將半導(dǎo)體芯片倒裝安裝到電路基板上，其中包括: 固定夾具，其保持所述半導(dǎo)體芯片以及所述電路基板，使二者具有一定間隙地相互對(duì)置；浸泡槽，其中放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂；和 搬送裝置，其將所述固定夾具搬送到所述浸泡槽內(nèi)；通過(guò)所述搬送裝置，將保持所述半導(dǎo)體芯片以及所述電路基板的固定 夾具浸泡到所述浸泡槽內(nèi)，使所述熔融焊錫粉在所述電路基板的連接端子 與所述半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，從而在該端子間形成連接體。
14. 一種安裝裝置，在具有多個(gè)電極的基板的該電極上形成凸起，其 中包括固定夾具，其將平板保持在相對(duì)于所述基板具有一定間隙地相互對(duì)置 的位置；浸泡槽，其中放入了含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂；和 搬送裝置，其將所述固定夾具搬送到所述浸泡槽內(nèi)； 通過(guò)所述搬送裝置，將保持所述基板以及平板的固定夾具浸泡到所述浸泡槽內(nèi)，使所述熔融焊錫粉在所述基板的電極上自聚合，從而在所述電極上形成凸起。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述搬送裝置具備在所述浸泡槽內(nèi)進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述浸泡槽具備使該浸泡槽內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂流動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述安裝裝置還具備加熱單元，將保持所述半導(dǎo)體芯片以及電路基板、或所述基板以及平板的固定夾 具從所述浸泡槽中取出，并移送到所述加熱單元，從而使?jié)B透到所述半導(dǎo) 體芯片以及電路基板之間的間隙、或所述基板以及平板之間的間隙的所述 熔融樹(shù)脂熱固化。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述固定夾具可分別保持多組所述半導(dǎo)體芯片以及電路基板、或所述基板以及平板。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述安裝裝置還具備粒子計(jì)數(shù)器，通過(guò)所述粒子計(jì)數(shù)器對(duì)所述熔融樹(shù)脂中含有的熔融焊錫粉的數(shù)量或 粒徑進(jìn)行測(cè)量，由此進(jìn)行所述浸泡槽的品質(zhì)管理。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的安裝裝置，其特征在于， 所述浸泡槽與循環(huán)裝置連結(jié)，該循環(huán)裝置使含有熔融的焊錫粉的熔融 樹(shù)脂循環(huán)，通過(guò)使所述含有熔融的焊錫粉的熔融樹(shù)脂在所述浸泡槽以及所述循 環(huán)裝置之間循環(huán)，從而將所述浸泡槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂所含有的熔融焊錫粉維 持在一定的比例。
21. —種倒裝片安裝方法，與具有多個(gè)連接端子的電路基板對(duì)置地配 置具有多個(gè)電極端子的半導(dǎo)體芯片，使所述電路基板的連接端子與所述半導(dǎo)體芯片的電極端子電連接，該倒裝片安裝方法包括保持所述半導(dǎo)體芯片，使其相對(duì)于所述電路基板具有一定間隙地對(duì)置 的工序；將所述具有一定間隙地被保持的半導(dǎo)體芯片以及電路基板，在放入了 含有焊錫粉以及對(duì)流添加劑的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序； 和從所述浸泡槽中取出所述半導(dǎo)體芯片以及電路基板，對(duì)滲透到所述半 導(dǎo)體芯片與所述電路基板之間的間隙內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂進(jìn)行加熱的工序；在所述加熱工序中，所述焊錫粉熔融，并且所述對(duì)流添加劑沸騰而在 所述熔融樹(shù)脂中對(duì)流，從而所述熔融的焊錫粉在所述電路基板的連接端子 與所述半導(dǎo)體芯片的電極端子之間自聚合，在該端子之間形成連接體。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的倒裝片安裝方法，其特征在于， 還包括在所述加熱工序之后，使?jié)B透到所述半導(dǎo)體芯片與所述電路基板之間的間隙內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂固化，將所述半導(dǎo)體芯片固定到所述電 路基板上的工序。
23. —種凸起形成方法，在具有多個(gè)電極的基板的該電極上形成凸起，該凸起形成方法包括將平板保持在相對(duì)于所述基板具有一定間隙地對(duì)置的位置的工序；和將所述具有一定間隙地被保持的基板以及平板，在放入了含有焊錫粉 以及對(duì)流添加劑的熔融樹(shù)脂的浸泡槽內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間的工序；和從所述浸泡槽中取出所述基板以及平板，對(duì)滲透到所述基板與所述平 板之間的間隙內(nèi)的所述熔融樹(shù)脂進(jìn)行加熱的工序；在所述加熱工序中，所述焊錫粉熔融，并且所述對(duì)流添加劑沸騰而在 所述熔融樹(shù)脂中對(duì)流，從而所述熔融的焊錫粉在所述基板的電極上自聚 合，在該電極上形成凸起。
全文摘要
一種可應(yīng)用于第二代LSI的倒裝片安裝中的、生產(chǎn)率及可靠性高的倒裝片安裝方法和凸起形成方法。在將具有多個(gè)電極端子(12)的半導(dǎo)體芯片(20)，相對(duì)于具有多個(gè)連接端子(11)的電路基板(21)具有一定間隙地對(duì)置地保持的狀態(tài)下，將半導(dǎo)體芯片(20)及電路基板(21)在放入了含有熔融焊錫粉的熔融樹(shù)脂(14)的浸泡槽(40)內(nèi)浸泡規(guī)定時(shí)間。在該浸泡工序中，熔融焊錫粉在電路基板(21)的連接端子(11)與半導(dǎo)體芯片(20)的電極端子(12)間自聚合，從而在該端子間形成連接體(22)，然后，從浸泡槽(40)中取出半導(dǎo)體芯片(20)及電路基板(21)，使?jié)B透到半導(dǎo)體芯片(20)與電路基板(21)間的間隙內(nèi)的熔融樹(shù)脂(14)固化，完成倒裝片安裝體。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101128924SQ20068000576
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者一柳貴志, 中谷誠(chéng)一, 富田佳宏, 平野浩一, 辛島靖治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社