[发明专利]倒装片安装方法及凸块形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及在电路基板上安装半导体芯片等的倒装片安装方法，还涉及在电路基板的连接端子上形成凸块的方法，特别涉及在具有以窄节距排列的连接端子的电路基板上能够可靠地形成微细凸块、安装半导体芯片的凸块形成方法。

背景技术

近年来，以快速扩大普及的手机或笔记本电脑、便携式信息终端(PDA)、数字摄像机等为代表的电子设备的小型化、薄型化、轻量化正在快速推进。另外，还强烈要求高性能化、多功能化。为适应这些要求，通过半导体器件、电路元件的超小型化或这些电子元件的安装技术等，电子电路的高密度化正在显著地进展。

该技术开发的中心是半导体集成电路(LSI)的高密度安装技术。例如，伴随LSI芯片的电极端子向多引脚化、窄节距化的快速发展，半导体封装技术等的利用裸片的倒装片安装的CSP(芯片尺寸封装)及在外部端子上的PPGA(Plastic Pin Grid Array；塑料针栅阵列)、BGA(BallGrid Array；球栅阵列)安装等正在普及。因此，进一步要求与搭载的IC的高速化、小型化及输入输出端子数的增加对应的新型安装技术。

在上述倒装片安装中，首先，在半导体芯片上形成多个电极端子，在该电极端子上形成由焊料或Au等构成的凸块。然后，使半导体芯片上的凸块与形成在电路基板上的连接端子相对置，将上述电极端子上的凸块和与其各自对应的连接端子电连接。另外，为了提高半导体芯片和电路基板的电连接、机械接合，进行在半导体芯片和电路基板之间充填(未充满)树脂材料的工序。

但是，为了在电路基板上安装电极端子数超过5000个的下一代LSI，需要形成与100μm以下的窄节距对应的凸块，但在目前的焊料凸块形成技术中，很难与之对应。

此外，由于需要形成与电极端子数对应的多个凸块，因此还要求低成本化，同时还要求通过缩短每个芯片的安装作业而具有高生产率。

以往，作为凸块形成技术，一直采用镀覆法或丝网印刷法等。但是，镀覆法虽适合窄节距，但工序复杂，生产率存在问题。此外，丝网印刷法生产率优异，但因采用掩模而难进行窄节距化。

在这样的状况下，近年来，提出了在LSI芯片或电路基板的连接端子上选择性地形成焊料凸块的技术。这些技术不仅适合微细凸块的形成，而且由于能够进行凸块的成批形成，所以生产率优异，作为在下一代LSI的电路基板上的安装技术而正在受到关注。

上述安装技术是，首先，在形成有进行了表面氧化的连接端子的电路基板上的整个表面上涂布由焊料粉末和树脂的混合物形成的焊膏。接着，通过加热电路基板以使焊料粉末熔融，在相邻的连接端子间不引起短路地且选择性地在连接端子上形成凸块(例如，参照专利文献1)。

此外，公开了首先在形成有连接端子的电路基板整个表面上涂布以有机酸铅盐和金属锡为主成分的膏状组合物(化学反应析出型焊料)，接着通过加热电路基板而引起Pb和Sn的置换反应，使Pb和Sn的合金选择性地在电路基板的连接端子上析出的例子(例如，参照专利文献2或非专利文献1)。

另外，公开了将表面上形成有连接端子的电路基板浸入药剂中而只在连接端子的表面上形成了粘合性皮膜后，使焊料粉末粘接在该粘合性皮膜上，从而选择性地在连接端子上形成凸块的例子(例如，参照专利文献3)。

上述专利文献1的目的在于，通过控制焊料粉的表面氧化，具有对金属的浸润性，并且不易在邻接端子间引起短路。但是，只通过氧化量、氧化方法来控制本来相反的特性是比较困难的。

此外，在专利文献2中使用的化学反应析出型焊料的材料由于利用特定的化学反应，所以焊料组成选择的自由度低，在应对无铅化方面还存在问题。

另一方面，在专利文献3中由于均匀地在电极上附着焊料粉，因此能够得到均匀的焊料凸块，此外，由于焊料组成选择的自由度大，所以在也容易应对无铅化这点上是优异的。但是，由于按照专利文献3的工艺，在必需的电极表面上选择性地形成粘合性皮膜的工序需要进行利用化学反应的特殊的药剂处理，因此工序复杂，同时也增加成本，适用于批量生产工序还存在问题。

为了解决上述问题，最近公开了通过在半导体芯片的突起状的电极端子和电路基板上的连接端子间夹着由含有导电性粒子的各向异性导电材料构成的薄膜，并加热、加压，从而只将规定的导通部分电连接的方法(例如，参照专利文献4)。