[发明专利]电子元件安装体、具有焊料凸点的电子元件、焊料树脂混合材料、电子元件安装方法以及电子元件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件安装体，其包含配置有焊料凸点的电子元件，以及用于电子元件安装体的焊料树脂混合材料。

背景技术

为了响应对用于电子设备的半导体集成电路(LSI)更高密度和更高集成度的最新要求，正在快速开发各具有大量引脚和更窄间距的LSI中的电极。当在电路基板上安装LSI芯片时，常采用芯片倒装的方法以减少布线延时。倒装芯片安装的常规方法是在LSI芯片上的电极上形成焊料凸点，然后通过焊料凸点使LSI芯片的电极与形成在电路基板上的电极粘结在一起，好像单一的部件。

但是，为了在电路基板上安装具有超过5000个电极的新一代LSI，就需要形成与窄到最多100μm的间距相应的凸点，使用目前可用的焊料凸点形成工艺很难满足这种要求。而且，需要形成与电极数目相应的大量凸点，就有必要减少每芯片的安装节拍以降低成本。

凸点形式工艺的常见的例子是镀敷法、丝网印刷法等等。镀敷法适用于窄的间距，但缺点是步骤复杂和生产率低。丝网印刷法生产率高，但因为要使用掩模不适合窄的间距。

为了克服这些缺点，近来提出了一些在LSI或电路基板的电极上有选择地形成焊料凸点的工艺。这些工艺不仅适合于形成微细的凸点，而且由于能一次操作形成凸点，所以在生产率方面也是优越的；这些工艺正引起注意，期望它们适用于在电路基板上安装新一代LSI。

这些工艺之一叫做焊料涂敷法(例如见专利文件1)。根据这些工艺，混有金属颗粒和助焊剂的膏状焊料被密实地涂敷在形成有电极的基板表面上，基板被加热以致金属颗粒熔化，然后焊料凸点就有选择地在可浸润性高的电极上形成。

根据另一种叫超焊料法的工艺(例如见专利文件2)，包含有机酸铅盐并以金属锡为其主要成分的膏状合成物(化学反应淀积焊料)被密实地涂敷在形成有电极的基板表面上，基板被加热从而在Pb和Sn之间产生置换反应，然后Pb/Sn合金就有选择地淀积在电极上。

但是，其中将膏状合成物涂敷在基板上的焊料涂敷法和超焊料法中，会局部发生厚度和浓度的变化。结果，在每一电极上附着的焊料量有所不同，这就不可能获得高度均匀的凸点。此外，根据这些方法，其中将膏状合成物涂敷在因其上形成有电极而不平坦的电路基板上，构成凸起部的电极不能被提供足够的焊料量，因而难以获得具有合乎倒装芯片安装需要的高度的料堆(dump)。

此外，采用常规凸点形成工艺的倒装芯片安装还要求一个步骤，即将称为下填料的树脂注入半导体芯片与电路基板之间，以便在半导体芯片安装在其上提供有凸点的电路基板上以后，使半导体芯片固定在电路基板上。

因此，开发了使用各向异性导电材料的倒装芯片安装工艺(例如见专利文件3)，作为同时实现两种操作的方法：相互面对的半导体芯片和电路基板两者的电极之间的电气连接；以及半导体芯片与电路基板的固定。根据这种工艺，将包含导电颗粒的热固性树脂涂敷在半导体芯片与电路基板之间，对半导体芯片加压并同时对热固性树脂加热。这样，半导体芯片和电路基板两者的电极能相互电气连接，同时半导体芯片能与电路基板固定。使用各向异性导电材料的倒装芯片安装工艺不仅适用于半导体芯片与电路基板之间的电气连接，也适用于两个电路基板之间的连接。

专利文件1：日本专利申请特许公开2000-94179

专利文件2：日本专利申请特许公开H1-157796

专利文件3：日本专利申请特许公开2000-332055

专利文件4：日本专利申请特许公开2004-260131

非专利文件1：10th Symposium on＂Micro joining and

Assembly Technology in Electronics＂(第10届“电子学中的微连接和组装工艺”学术会议论文集)，February 5-6，2004，pp.183-188

非专利文件2：9h Symposium on＂Micro joining and

Assembly Technology in Electronics＂(第9届“电子学中的微连接和组装工艺”学术会议论文集)，February 6-7，2003，pp.115-120

发明内容

本发明要解决的问题

但是，在如前所述使用各向异性导电材料的芯片倒装及基板互连中，电极之间的导电是通过导电颗粒的机械接触获得的，这难以使导电稳定。

此外，被相互面对的电极夹在中间的导电颗粒通过热固化时产生的树脂的粘结力而保持。因此，必须控制热固性树脂的弹性系数和热膨胀系数以及导电颗粒的颗粒直径分布。