[发明专利]电子部件安装方法和电子电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子部件安装方法，用于通过焊接将诸如半导体元件和贴片电阻器之类的电子部件一批地安装到配线衬底上，以及根据所述方法产生的电路装置。

背景技术

在通过将诸如半导体元件和贴片电阻器之类的电子部件安装到配线衬底上来生产电子电路的情况下，所述部件一般通过焊接相连。

例如，当对诸如贴片电阻器和贴片电容器之类的无源部件进行固定时，通过丝网印刷将预定量的焊剂印刷到配线衬底的连接端子上，并且利用焊剂的粘附强度来固定无源部件。在固定了多个无源部件之后，将它们放置在回流炉中并且一批地焊接相连。

然而前述连接方法具有以下问题：随着诸如贴片电阻器和贴片电容器之类的无源部件尺寸持续减小时，当将部件极性焊料连接时，在相邻连接端子之间可能会出现焊料短路；并且通过丝网印刷涂敷焊剂更加困难，并且使用部件供应者将无源部件精确地安装到配线衬底上的预定位置处更加困难。

作为生产电子电路装置的方法，不但将无源部件而且将半导体元件一批地安装到配线衬底上。例如，在半导体元件包括诸如QFP之类的引腿(lead pin)和诸如贴片电阻器之类的芯片部件情况下，按照与前述情况类似的方式将焊剂预先涂敷到配线衬底的连接端子上，并且利用焊剂的粘附强度固定半导体元件和芯片部件。随后，将它们放置在回流炉中以一批地焊接连接。

在半导体元件具有BGA结构的情况下，提供焊料球，并且通过焊料球将半导体元件和配线衬底彼此相连。另外，在一些情况下将具有裸芯片结构的半导体元件直接安装在配线衬底上。在所述直接安装方法中，在半导体元件的电极端子的表面上形成材料是焊料、金(Au)等的凸块(bump)，以便经由凸块实现连接。可以广泛地采用其中使用这种凸块的倒装芯片安装方法，因为可以实现这样的连接：其中可以实现具有精细间距和小尺寸高功能型的电子电路装置。

图8A至图8B是用于描述传统电子电路装置生产方法示例的过程的剖面图。如图8A所示，首先通过丝网印刷方法等将焊剂层53形成于配置有导电配线(未示出)的配线衬底51的连接端子52的表面上，并且将焊料凸块56形成于半导体元件54的电极端子55上。接下来，将配线衬底51的连接端子52和半导体元件54的电极端子55的位置对齐，并且另外将芯片部件57和配线衬底51的连接端子52的位置对齐。然后，将配线衬底51和半导体衬底52临时地彼此固定，并且按照将配线衬底51和半导体衬底52放置在回流炉中的方式对配线衬底51和半导体衬底52加热，使得焊料熔化。因此，电极端子55和58与配线衬底51的连接端子52电连接。因此获得的连接状态如图8B所示。

可以将已封装的半导体元件按照与处理芯片部件相同的方式进行处理并且在相同工艺中受到回流工艺。然而，裸芯片半导体元件经常要求与精细间距的连接，这使得半导体元件难以按照与芯片部件的焊接连接相同的工艺进行回流。

为了克服这种困难，提出了一种传统的方法，其中将诸如贴片电阻器和贴片电容器之类的芯片部件在第一回流工艺中进行安装，并且随后使用超声波将配置有凸块的半导体元件的电极端子安装到配线衬底的连接端子上(例如，参见专利文献1)。

为了实现倒装芯片安装方法，需要在半导体元件的电极端子的表面上形成凸块。然而，随着端子数目的增加，凸块的形成变得更加昂贵。

用于形成凸块的传统方法的示例包括镀敷方法、丝网印刷方法等。镀敷方法能够形成具有精细间距的凸块，然而镀敷工艺复杂。另外，镀敷方法在其生产率和废料处置方面是不利的。丝网印刷方法在生产率方面是出众的，然而要求使用印刷掩模，使得难以形成具有精细间距的凸块。

例如，以下方法可用于通过焊料形成具有精细间距的凸块的方法。将其主要成分是有机酸铅盐和金属锡的糊状合成物(通过化学反应沉积的焊料)完全地散布在配置有连接端子的配线衬底上，并且加热配线衬底，使得在铅(Pb)和锡(Sn)之间产生替代反应，然后将Pb/Sn合金选择性地沉积到配线衬底的连接端子上(例如，参见专利文献2)。

专利文献1：日本专利特许公开2003-60339

专利文献2：日本专利特许公开H01-157796

发明内容

本发明将要解决的问题

如上所述，在传统采用的半导体元件倒装芯片安装方法中，不管是对半导体元件和诸如芯片部件之类的其他元件一批进行回流焊接的方法、还是在不同的工艺中使用上述超声波只连接半导体元件的方法，需要在半导体元件中提供凸块。