半导体部件和使用其的半导体安装品、半导体安装品的制造方法_2

文档序号:9916722阅读:来源:国知局
物中以分 散状态存在,焊料粉170的分散状态在被覆部140中也得到维持。
[0058] 作为助焊剂成分而言,并无特别限定,能够使用松香酸所代表的松香成分材料、各 种胺及其盐、癸二酸盐、己二酸、戊二酸等的有机酸等。这些助焊剂成分既可以是一种成分, 也可以将二种以上的成分进行混合。
[0059] 助焊剂成分的含有量优选设为相对于助焊剂成分与第1粘合剂160的合计量而言 为1质量%以上且50质量%以下的范围。在该范围内,助焊剂成分能够发挥优异的助焊剂作 用,助焊剂成分使基于被覆部140的硬化物的机械接合性和电接合性进一步提高。
[0060] 第1粘合剂160在被覆部140中以未硬化状态或B阶段状态存在。第1粘合剂160在回 流焊时,形成如后述的图8所示包围焊料接合部270的侧面的树脂加强部290。因此,第1粘合 剂160只要是能够在回流焊时形成包围焊料接合部270的侧面的树脂加强部290的树脂,就 没有特别限制。作为第1粘合剂160而言,优选包含环氧树脂和硬化剂来作为主要成分的树 月旨。环氧树脂在比较低温下硬化并且具有高粘接性。作为第1粘合剂160,通过使用包含环氧 树脂和硬化剂来作为主要成分的树脂,从而即使在比现有的焊料回流焊温度更低的焊料回 流焊温度中,也能够得到充分的硬化性、部件安装所需要的足够的加强效果。
[0061] 作为环氧树脂,优选使用在常温下为液状的环氧树脂。若使用这样的环氧树脂,则 能够使焊料粉170等的其他成分容易分散在环氧树脂中。另外,所谓的"在常温下为液状"意 味着在大气压下的5~28°C的温度范围尤其是室温18°C前后具有流动性的情况。作为在该 常温下为液状的环氧树脂,只要是在1分子内具有2个以上的环氧基的环氧树脂,那么其分 子量、分子结构并无特别限定而能够使用各种环氧树脂。具体来说,例如能够使用缩水甘油 醚型、缩水甘油胺型、缩水甘油酯型、氧化烯烃型(脂环式)等的各种液状的环氧树脂。更具 体来说,例如,能够使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等的双酚型环氧树脂、氢化双 酸A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂等的氢化双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、含萘环 环氧树脂、脂环式环氧树脂、二聚环戊二烯型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚 醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、脂肪族系环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯 等。这些既可以1种单独使用,也可以同时使用2种以上。在这些当中,若考虑被覆部140的低 粘度化和硬化物的物性提高,则作为常温下为液状的环氧树脂,优选双酚型环氧树脂、氢化 双酚型环氧树脂。
[0062] 此外,作为环氧树脂,能够与前述的常温下为液状的环氧树脂一起同时使用常温 下为固态的环氧树脂。作为常温下为固态的环氧树脂而言,例如,能够使用联苯型环氧树 月旨、二聚环戊二烯型环氧树脂、三嗪骨架环氧树脂等。
[0063] 作为环氧树脂的硬化剂,能够使用酸酐、苯酚酚醛清漆、各种硫醇化合物、各种胺 类、双氰胺、咪唑类、金属配合物以及它们的加合化合物,例如多胺的加合改性物等。硬化剂 的使用量可适当设定,但较为理想的是,例如,设为相对于环氧树脂的1〇〇质量份而言为3质 量份以上、20质量份以下的范围内。此外更理想的是设为5质量份以上、15质量份以下的范 围内。此外较为理想的是,设为硬化剂相对于环氧树脂的环氧当量的化学计量上的当量比 为0.8以上且1.2以下的范围内。
[0064] 第1粘合剂160除了环氧树脂、硬化剂以外,还可以根据需要来混合硬化促进剂。作 为硬化促进剂,能够使用咪唑类、叔胺类、1,8-二氮杂双环[5.4.0 ] 十一碳-7、1,5-二氮杂双 环[4.3.0]壬-5等的环状胺类以及它们的四苯硼酸盐、三丁基膦等的三烷基膦类、三苯基膦 等的三芳基膦类、四苯基鱗四苯基硼酸盐、四(正丁基)鱗四苯基硼酸盐等的季鱗盐、乙酰丙 酮铁等的金属配合物以及它们的加合化合物等。这些硬化促进剂的配合量只要考虑凝胶化 时间、保存稳定性进行适当设定即可。
[0065] 第1组合物230除了上述成分以外,还可以含有通常用到的改质剂、添加剂等。此外 在第1组合物230中,基于调整粘度、流动性的目的,也可以加入低沸点的溶剂、塑化剂。此外 在第1组合物230中,也可以添加硬化蓖麻油、硬脂酸酰胺等作为用于保持印刷形状的触变 性赋予剂。
[0066]第1组合物230的调制方法并无特别限定,但例如能够按照下面的方法来调制。首 先将焊料粉170、环氧树脂的一部分或全部、以及助焊剂成分进行混合,制作混合物。然后向 该混合物中,添加硬化剂进行混合。此外在混合物的制作时先使用了环氧树脂的一部分的 情况下,向混合物中添加剩余的环氧树脂和硬化剂进行混合。
[0067]接着,更详细地说明基于被覆部140的凸点130的表面的被覆状态。
[0068]在图2A、图2B中,单点划线180表示凸点130的前端部的位置。辅助线190表示被覆 凸点130的表面的被覆部140的端部的位置。箭头200表示被覆凸点130的表面的被覆部140 的距凸点130的前端部的高度。如图2A、图2B所示,被覆部140从凸点130的前端部到其侧面 地覆盖了凸点130的表面。即,被覆部140优选连续地被覆凸点130的前端部和凸点130的侧 面的至少一部分。
[0069] 然后在将凸点130的前端部到半导体封装件120的安装面150规定为凸点130的高 度时,被覆部140优选为凸点130的高度的40 %以上。换言之,优选的是,凸点130的侧面上的 被覆部140的端部以凸点130的前端部为基准比凸点130的高度的40 %的位置更靠近安装面 150。进而,更理想的是,被覆部140的高度为凸点130的高度的60%以上。
[0070] 通过将被覆部140的高度设为凸点130的高度的40%以上,从而在后述的图4A等 中,使树脂加强部290更高或者更厚,能够呈壁状地加强焊料接合部270的周围。
[0071 ]另外所谓的被覆部140的高度为100 %指的是凸点130的整个面都由被覆部140被 覆的状态。换言之,该状态是凸点130从前端部到半导体封装件120的安装面150由被覆部 140连续地被覆的状态。
[0072]另外在被覆部140的高度成为100%的情况下,被覆部140中包含的焊料粉170有可 能在相邻的2个凸点130之间与半导体封装件120的安装面直接相接。在该情况下,对实施方 式2、3中说明的图14、图19A~图19C以及图17所示的处理进行实施是很有用的。
[0073]此外即使被覆部140的高度如图2A所示为凸点130的高度的40%,实施后述的图6、 图7所示的工序也是很有用的。通过实施图6、图7所示的工序,在回流焊工序之前能够将被 覆部140的高度提高至50%以上。另外,图2B示出了使被覆部140(7)高度成为比图2A更高的 状态。另外,为了使被覆部140的高度高达为凸点130的高度的50%以上并进一步高达为 60%以上,如图2B所示,由被覆部140中包含的第1粘合剂160构成被覆部140的上部是很有 用的。
[0074]较为理想的是,被覆部140中被覆凸点130的前端部的区域部分的厚度设为5μπι以 上。更理想的是,设为厚达1〇μπι以上且20μπι以上。但是在该情况下,较为理想的是,在相邻的 2个凸点130形成的被覆部140彼此间不接触。更理想的是,使被覆部140中被覆凸点130的前 端部的区域部分比被覆凸点130的侧面的区域部分厚。在被覆凸点130的凸点前端部的被覆 部140的厚度小于5μπι的情况下,有可能第1焊料区域340、树脂加强部290的形成会不充分。 在被覆部140中被覆凸点130的前端部的区域部分与被覆凸点130的侧面的区域部分相同或 者更薄的情况下,有可能对安装强度造成影响。
[0075]较为理想的是,被覆部140中包含的焊料粉170的平均粒径为3μπι以上且30μπι以下。 若平均粒径小于3μπι则焊料粉170价格高,有可能后述的图8等中的第2焊料区域350的形成 不充分。在焊料粉170的平均粒径超过了 30μπι的情况下,存在难以对凸点130的表面均匀地 形成被覆部140的情况。还有可能在后述的图8等中的第2焊料区域350的形状上产生偏差 等。
[0076]接着,参照图3Α、图3Β米说明半导体部件110的制造方法的一例。图3Α、图3Β是表示 半导体部件110的制造步骤的说明图。
[0077]如图3Α所示,用部件保持工具210来保持形成有凸点130的半导体封装件120。在转 印台220设置的凹状的料池(pool)预先用第1组合物230充满。
[0078]为了使注入到转印台220的料池中的第1组合物230的厚度(或者深度)恒定,使用 橡胶刮刀、不锈钢板等。使第1组合物230的表面平坦(至少3〇/x为ΙΟμπι以下、进而5μπι以下、3 μπι以下)是很有用的。也可以将转印台220中的第1组合物230的厚度(或者深度)设为比凸点 130的高度低。
[0079] 在该状态下,沿箭头200所示的方向移动,将由部件保持工具210保持的半导体封 装件120的凸点130浸渍到第1组合物230中。
[0080] 然后,沿图3Β的箭头200所示的方向,将凸点130从第1组合物230中提起来。如此从 凸点130的前端部到成为凸点130的高度的40%以上的位置连续地形成由第1组合物230形 成的被覆部140。
[0081] 如上所述,为了制造半导体部件110,准备在安装面150具有由第1焊料形成的凸点 130的半导体封装件120。另一方面,准备包含由第2焊料构成的焊料粉170、助焊剂成分以及 第1粘合剂160在内的第1组合物230。然后用第1组合物230的一部分被覆凸点130的前端部。 [0082]此外也可以根据需要,反复多次图3Α、图3Β的步骤。通过该作业,从而能够将被覆 部140的高度保持恒定不变,而被覆部140的厚度、附着量(或者供给量、体积)增加,能够减 小被覆部140的厚度、附着量的偏差。
[0083]接着,关于本实施方式1的具有焊料接合结构的半导体安装品,以将半导体部件 110安装在布线基板上的情况为例参照图4A、图4B来进行说明。图4A、图4B分别是将半导体 部件110安装在布线基板240上而构成的半导体安装品310的剖面图和立体图。
[0084]如图4A所示,半导体安装品310具有半导体封装件120、布线基板240、焊料接合部 270以及树脂加强部290。在布线基板240的表面形成有布线250。布线基板240安装有半导体 封装件120。焊料接合部270将半导体封装件120与布线250电连接。树脂加强部290形成于焊 料接合部270的侧面。半导体安装品310具有这样的焊料接合结构。
[0085]布线250设置于布线基板240的被安装面。作为布线基板24
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