[发明专利]安装结构体及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及将半导体元件安装在印刷基板等电路基板上的安装结构体及安装方法，特别是涉及设置在半导体元件的电极上的凸块的结构及其形成方法。

背景技术

图17示出现有的凸块形成方法(例如，参照松下技术期刊(MatsushitaTechnical Journal)，Vol.47，No.3，2001年6月，松下电器产业株式会社发行)。该凸块形成方法是利用引线接合技术。如图17(a)所示，使用火花放电在通过毛细管203的Au线201的前端形成Au球202。如图17(b)所示，使Au球202与利用加热台(未示出)加热后的半导体元件101的电极102接触，通过施加压力和超声波使其接合。如图17(c)所示，在拉出一定量的Au线201的同时使毛细管203上升，从而拉断Au线201。由此，形成柱形凸块208。

图18(a)(b)示出日本国专利第3150347号公报所记载的倒装芯片安装结构体的整体结构及连接部分的截面。使如上所述形成于半导体元件101的电极102上的柱形凸块208与印刷基板301的电极302连接。

图19及图20示出日本国专利特开平8-264540号公报所记载的凸块形成方法。该凸块形成方法也利用引线接合技术。如图19(a)所示，在通过毛细管203的引线204的前端形成金属球205，如图19(b)所示，一边用毛细管203的前端将金属球205按压在半导体元件101的电极102上，一边施加超声波，从而进行接合。如图19(c)及图19(d)所示，使毛细管203的前端横向移动后，一边按压金属球205的接合物，一边施加超声波，从而如图19(e)所示，切断引线204。由此形成第一凸块206。

此后，同样地形成金属球205，如图19(f)所示，使其与第一凸块206的上方接合，如图20(a)及图20(b)所示，使毛细管203的前端横向移动后，一边按压金属球205的接合物，一边施加超声波，从而切断引线204。由此，形成第二凸块207，完成两层凸块218。

该两层凸块218中，第一凸块206和第二凸块207为大致相同的形状，或者第二凸块207为第一凸块206的缩小形状。图21中示出使用了两层凸块218的倒装芯片安装结构体的连接部分的截面。

由于上述的柱形凸块208和两层凸块218都形成于半导体元件101的电极102上，因此随着电极102的高密度化、微小化的发展，凸块直径也变小。若凸块直径变小，则安装倒装芯片时，柱形凸块208或两层凸块218与电路基板电极302之间的接触面积变小，存在连接可靠性变差的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供即使半导体元件的电极微小也能充分确保对电路基板电极的接触面积、由此能确保连接可靠性的安装结构体及安装方法。

为了实现上述目的，本发明的安装结构体的特征为，具有半导体元件、包括与所述半导体元件的电极相对配置的电极在内的电路基板、及由与所述半导体元件的电极接合的第一凸块和与所述电路基板的电极接合的第二凸块构成的导电性的两层凸块，所述第二凸块比所述第一凸块要大，所述第一凸块的中心轴和所述第二凸块的中心轴不一致。

如上所述通过将两层凸块内的第二凸块做得更大，从而即使半导体元件的电极微小，也能充分确保凸块与电路基板电极之间的接触面积，能确保连接可靠性。另外通过使第一凸块的中心轴与所述第二凸块的中心轴不一致，从而能减小冷热冲击试验等中产生的热应力。

所述安装结构体的特征为，电路基板的电极比半导体元件的电极要大，第二凸块与所述电路基板的电极大小相同或比它要小，第一凸块与所述半导体元件的电极大小相同或比它要小。

所述安装结构体的特征为，通过第二凸块的重心的假想线通过第一凸块。所述安装结构体的特征为，第一凸块的直径为第二凸块的直径的二分之一以上。所述安装结构体的特征为，半导体元件上形成有沿第一凸块的侧面的弹性体，第二凸块位于所述第一凸块及所述弹性体的上方。

所述安装结构体的特征为，第一凸块偏向半导体元件的电极的任一端部一侧配置。所述安装结构体的特征为，第二凸块比第一凸块还要偏向半导体元件的电极的端部一侧配置。