[发明专利]包括半导体芯片的组装体及其制造方法

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种包括半导体芯片的组装体及其制造方法。特别涉及生产性较高的使用了倒装芯片式组装的组装体。

背景技术

[0002]近年来，随着用在电子机器中的半导体集成电路(LSI)的高密度化及高集成化，LSI芯片的连接端子的多插针(pin)化及狭窄间距化正在急速发展。当将这些LSI芯片组装到布线基板上时，为了减少布线延迟，而在很多情况下使用倒装芯片式组装。在该倒装芯片式组装中，一般是在LSI芯片的连接端子上形成焊剂凸块，再通过该焊剂凸块，将该连接端子与形成在布线基板上的电极端子同时接合在一起的。

[0003]但是，为了将连接端子数超过5000那样的下世代LSI组装在布线基板上，必须要形成对应于100μm以下的狭窄间距的凸块，而通过现有焊剂凸块形成技术，却难以进行对应。并且，由于还必须形成对应于连接端子数的多个凸块，因此为了谋求低成本化，就要求在缩短每个芯片的装载节拍的情况下的较高生产性。

[0004]至今为止，开发有电镀法和丝网印刷法等作为凸块的形成技术。电镀法虽然适于狭窄间距，但工序较复杂，在生产性方面存在问题，而丝网印刷法虽然具有较高的生产性，但需要掩模，不适于狭窄间距化。

[0005]在这种情况下，最近开发了一些在LSI芯片和布线基板的电极上选择性地形成焊剂凸块的技术。由于这些技术不仅适合于形成微小凸块，而且能够统一形成，因此具有较高的生产性，作为能够适于将下世代LSI组装到布线基板上的技术而备受瞩目。

[0006]作为其中之一的技术，例如，存在有在专利文献1中所公开的技术。在该技术中，通过将由焊剂粉和熔剂(flux)的混合物而成的焊膏(solder paste)全面涂敷在表面形成有电极的基板上，对基板进行加热，来让焊剂粉溶化，在耐湿性较强的电极上选择性地形成焊剂凸块。

[0007]并且，例如，在专利文献2中所公开的技术中，通过将以有机酸铅盐和金属锡为主要成分的膏状组成物(化学反应析出型焊剂)全面涂敷在形成有电极的基板上，再对基板进行加热，来让Pb和Sn进行置换反应，在基板的电极上选择性地析出Pb/Sn的合金。

[0008]专利文献1中所公开的焊剂形成技术的目的在于：通过控制焊剂粉的表面氧化，来提高焊剂粉对于金属的耐湿性，同时，使邻接的端子之间难以产生短路。但是却难以仅仅通过氧化量、氧化方法来控制本来相反的特性。并且，由于专利文献2中所用的化学反应析出型焊剂的材料利用了特定的化学反应，因此可以选择的焊剂组成的自由度较低，且在无Pb(Pb-free)的对应方面也存在有课题。

[0009]但是，在使用了现有凸块形成技术的倒装芯片式组装中，为了在将半导体芯片装载在形成有凸块的布线基板之后，再将半导体芯片固定在布线基板上，必须具有将称为底部填充的树脂注入到半导体芯片与布线基板之间的工序。

[0010]于是，开发出了使用各向异性导电材料的倒装芯片式组装技术(例如，参照专利文献3)作为同时进行在半导体芯片和布线基板中的对着的电极端子之间的电连接、和将半导体芯片固定到布线基板上的方法。这是通过将含有导电粒子的热硬化性树脂提供到布线基板与半导体芯片之间，一边对半导体芯片进行加压，一边对热硬化性树脂进行加热，来同时实现半导体芯片与布线基板的电极端子之间的电连接、和将半导体芯片固定到布线基板上的。

专利文献1：特开2000-94179号公报

专利文献2：特开平1-157796号公报

专利文献3：特开2000-332055号公报

[0011]虽然在使用了上述各向异性导电材料的倒装芯片式组装中，通过导电粒子的机械接触得到了电极之间的电导通，但却难以获得稳定的导通状态。

[0012]并且，由于被对峙电极夹着的导电粒子是通过树脂的热硬化所产生的凝聚力而维持着的，因此必须具备热硬化性树脂的弹性率和热膨胀率等特性、及导电粒子的晶粒尺寸分布等特性，存在有难以对过程进行控制的课题。

[0013]即，为了让使用各向异性导电材料的倒装芯片式组装适用于连接端子数超过5000那样的下世代LSI芯片，在生产性和可靠性方面还存在有许多应该解决的课题。

发明内容

[0014]如上所鉴，本发明的主要目的在于：提供一种在生产性和可靠性方面较高的组装体(倒装芯片式组装体)及其制造方法。