[发明专利]将半导体封装连接到印刷线路板上的方法

说明书

技术领域

本发明涉将半导体封装连接到印刷线路板上的方法。

背景技术

区域凸起阵列封装例如具有半导体芯片的输入/输出端子作为以二维方式排列的金属凸起的球形网格阵列(BGA)或者芯片刻度封装(CSP)或者凸状晶片，在降低半导体装置的尺寸方面非常有效并且现在已经在许多半导体封装中使用。

当区域凸起阵列封装与印刷线路板连接时，在凸起连接部分上因为印刷线路板和封装之间的热膨胀系数不同而产生热应力效果。热应力经常破坏电连接，因此损坏连接的可靠性。为了避免这个问题，在半导体封装和印刷线路板之间的凸起连接部分上形成的间隙中填满未充满材料(under-filling material)。迄今为止，在金属凸起(例如焊球)连接到线路板上之后，在半导体封装和基板之间使用利用毛细现象注入液体树脂型未注满材料(该方法称为“后注入”)。

半导体封装已经实现了非常小的尺寸来满足高密度制造电子设备的需要，并且提供了增大数量的输入/输出端子来满足功能的增加。结果，凸起之间的距离必须减小，并且凸起的直径已经相应地减小了。因此，半导体封装和线路板之间的间隙变得很窄，因此变得难以注入液体型树脂。从高度集成的观点出发，因此，变得有必要在安装在印刷线路板上的半导体封装附近安装其他部件，这导致更加难以注入液体树脂。

在这种情况下，已经设计出先注入未充满技术在连接凸起之前导入密封树脂。专利文献1(美国专利No.6624216)和专利文献2(美国专利No.5128746)提出包含助熔剂组分的未充满粘结剂。然而在这种情况下，难以保持助熔剂所需要的性质和密封材料所需要的性质，并且认为与液体树脂的后注入得到的性质相比，先注入未充满粘结剂的性质受到破坏。先注入未充满粘结剂通常包括强酸例如酸酐。酸组分的残余物导致固化材料的电绝缘性质恶化。例如，作为酸残余物恶化电绝缘性质的结果，可以发生离子迁移。

专利文献3(美国专利No.6297560)和专利文献4(美国专利No.6228678)提出了如下方法，其中在形成焊球之前涂覆密封树脂，通过蚀刻或者激光加工除去半导体芯片的输入/输出端子部分来对树脂进行穿孔，然后将浆料导入孔中并且在回流步骤中熔化使得作为焊球连接在线路板上。这种方法适于在晶片级上加工成芯片，但是不能应用于包含单个芯片的封装。

专利文献5(美国专利No.6265776)公开另一种方法，其中将助熔剂用到焊球中，然后在其上涂覆未充满粘结剂使其连接到线路板上。由于具有低表面能的助熔剂存在于焊球末端，所以驱散了未充满粘结剂。也就是说，未充满剂存在于焊球的末端，并且仅其周边被粘结剂树脂密封。根据这种技术，为了使未充满粘结剂没有粘附到焊球的末端，未充满剂必须作为溶解在溶剂中的树脂溶液使用并且必须干燥，这使得工艺复杂。而且，焊球的末端被升高并且在连接时在线路板与封装上的焊球末端接触时，可能在线路板和封装之间产生间隙，这难以将未充满粘结剂填充到足够多的程度。

专利文献6(日本公开(Kokai)No.2003-243447)公开了一种通过将尖锐凸起的电极经由热固粘结剂层压入到线路板上然后热固，使半导体元件电连接到线路板上的方法。根据这种方法，电极必须是具有尖锐末端的凸起，以在压制时维持半导体元件侧面上的电极和线路板侧面上的焊盘之间的可靠电连接。在这种情况下，在连接的时候在将线路板和半导体元件上的凸起电极接触时，也可能在线路板和半导体元件之间产生间隙，这难以将未充满粘结剂填充到足够多的程度。

附图说明

图1是说明本发明的方法的步骤视图；

图2是凸起阵列封装的底视图；

图3是实施例中使用的电路的视图。

具体实施方式

因此本发明的目的是提供一种将半导体封装连接到印刷线路板上的方法，在连接方面保持可靠性并且需要简易的操作。

本发明的另一个目的是提供一种具有热固粘结膜的半导体封装，可以在上述电连接方法中使用。

根据本方面的一个方面，提供一种将凸起封装连接到线路板上的方法，包括如下步骤：

将热流态化、热固化粘结膜布置在具有多个金属凸起的凸起阵列封装的表面上；形成凸起阵列封装，该凸起阵列封装具有包括所述金属凸起和所述粘结膜的平面，以及

通过将包括所述金属凸起和所述粘结膜的平面布置在线路板上，并且在高到足以完成所述粘结膜的凝固并且高于所述固体的熔点温度的温度下，加热该粘结膜，从而将该凸起阵列连接到线路板上。