[发明专利]半导体元件的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过凸块将多个半导体元件安装在基板或成为底层的半导体元件上的半导体元件的安装方法。

背景技术

为了响应半导体装置的高功能化、小型化的要求，使用将多个半导体元件进行排列安装而进行一体化封装的SiP(System in Package：系统级封装)等的半导体装置。半导体元件的安装通过凸块将电极端子间焊接接合进行，但是因为焊锡熔融时的加热，半导体元件会有翘曲、发生电极端子间连接不良的情况，难以以高产率进行半导体元件的安装。翘曲的原因是，由在半导体元件表面形成的电路所使用的Al及Cu，或者SiN、聚酰亚胺等的绝缘膜材料与半导体背面材料之间的线膨胀系数差引起的。特别是为了实现半导体装置的小型化，将半导体元件制得越薄，发生翘曲越明显。

因此，在现有的半导体元件的安装方法中，要对半导体元件进行加压以在将焊锡熔融后直到焊锡凝固而完成电极端子间接合为止的期间内，限制半导体元件翘曲。

上述加压是每安装一个半导体元件，使用加压构件对一个半导体元件施加载荷来进行的。

还有，为了缩短半导体元件的安装工序，有时也使用一个加压构件对多个半导体元件进行加压而安装。

以下，参照图9对现有的半导体元件的安装方法进行说明。

图9是说明现有的半导体元件的安装方法的简要剖视图。

首先，通过凸块4以使电极端子彼此连接的方式将多个半导体元件1载放在基板2上。

接着，在对半导体元件1上表面进行加压的状态下将凸块加热、冷却，从而通过凸块将电极端子间接合。这里，使用与半导体元件1上表面平行且具有覆盖全部的半导体元件1的尺寸的板状加压装置20，例如与基板2同等程度的尺寸的板状加压装置20，以与在基板上搭载的多个或者全部半导体元件1的上表面全面接触的方式将加压装置20按压在半导体元件1的上表面，从而进行半导体元件1的加压。

这样，通过在自凸块4的熔融时开始到凝固为止的期间内进行加压，可防止在安装半导体元件1时发生半导体元件1的翘曲。

这里，在凸块4和电极端子接合时，如果在凸块4表面形成氧化膜，则构成凸块4的焊锡的润湿性降低，在凸块4和电极端子之间产生间隙，发生接合强度降低的问题。因此，在现有的半导体元件的安装方法中，一边向凸块导入甲酸，一边进行加热、加压，在将氧化膜还原并除去的同时进行安装。

发明内容

可是，现有的半导体元件的安装方法中，将甲酸导入凸块4时，由于在半导体元件1上载放有加压装置20，因此甲酸围绕着加压装置20，供给凸块4。为此，无法将甲酸充分地导入至凸块4，凸块4表面的氧化膜除去不充分，而产生不能充分确保凸块4的接合强度的问题。

本发明的目的在于抑制在凸块和电极端子之间产生间隙，同时抑制凸块接合时的翘曲。

为了达到上述目的，本发明的半导体元件的安装方法是通过凸块将第二半导体元件接合在基板或者第一半导体元件的表面的半导体元件的安装方法，其具有加压加热工序和加压冷却工序，上述加压加热工序为：在还原气体气氛中，利用加压装置对在基板或者多个第一半导体元件的表面的凸块上临时接合的多个第二半导体元件沿上述基板或者多个第一半导体元件和上述多个第二半导体元件相互接近的方向进行加压，并加热上述凸块；上述加压冷却工序为：一边持续进行上述加压装置的上述加压，一边冷却上述凸块；在上述加压装置中设置有能够供上述还原气体通过的还原气体流入通路；通过上述加压加热工序和上述加压冷却工序，将与上述基板或者多个第一半导体元件临时接合的上述第二半导体元件正式接合，以进行安装。

此外，上述加压构件可以分别载放在一个上述第二半导体元件或上述第三半导体元件上。

此外，较好是通过上述正式接合来抑制上述临时接合的多个第二半导体元件的翘曲。

此外，在上述临时接合的上述第二半导体元件的至少一部分上，可以进一步临时接合其他的半导体元件或者上述第二半导体元件而进行层叠。

此外，上述加压装置较好是对多个上述第二半导体元件分别进行加压。

此外，上述加压装置可以由多个加压构件和将上述多个加压构件彼此连接的连接部构成。

此外，上述连接部可以是网眼形状或格子形状。

此外，上述连接部可以具有能够根据上述加压构件的变位而变形的弹性。

此外，上述加压装置由具有磁性的多个加压构件构成，使用电磁铁来控制多个上述加压构件的载放和提起。