[发明专利]电子元件装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由各个电极相互接合起来的多个电子元件构成的电子元件装置的制造方法，特别是涉及为了电极间的接合而使用含有金属纳米粒子的金属纳米粒子浆的电子元件装置的制造方法。

背景技术

近年来，随着电子机器的小型化，对半导体封装件的高集成化的要求越发强烈起来。把半导体封装件安装并固定到布线基板上实现电气导通的安装技术中，更需要高集成度且高密度的产品。

因此，在半导体封装件的整个背面上把锡珠排列成栅格状的所谓按照BGA(Ball Grid Array)的接合方式受到关注，并且付诸实用。如上所述，由于该BGA方式的半导体封装件把电极配置在整个里面，所以能够容易地增加半导体封装件的单位面积的电极数，结果，对高密度安装或安装面积的缩小能够发挥很好的效果。

但是，在采用BGA方式的情况下，随着锡珠的排列节距的窄小化，搪锡时容易产生所谓锡桥，从而容易发生电极间的短路。可以说，在把焊锡加热暂时熔融并液化后再经冷凝的过程而进行接合的微焊中，这是不可避免的现象。

在把多个必要的电子元件接合起来制造一个电子元件装置时，每次重复进行电子元件的接合，都要顺次使用熔点更低的焊锡，也就是进行所谓分步焊接，在进行这种分步焊接的情况下，第一步焊接时必须用高温焊锡。作为这种高温焊锡的实用材料例如有Pb-5Sn系焊锡，但是随着当今环保的要求，对Pb使用的限制越来越严格，迫切需要开发替代材料。

为解决上述课题，例如在特开平9-326416号公报(专利文献1)和特开2004-128357号公报(专利文献2)中就提出了一种方案，使用图10示意性地示出了组分的金属纳米粒子浆来作为接合材料，以取代上述的焊锡。

参照图10，金属纳米粒子浆1包含平均粒径1～100nm的金属纳米粒子2、分散剂3和分散媒质4。更具体地说，金属纳米粒子2例如由Au、Ag、Cu之类的导电性金属构成；分散剂3是可与构成金属纳米粒子2的金属元素配位的材料，覆盖金属纳米粒子2，例如可以用胺类、醇类、硫醇类材料作为分散剂3；分散媒质4稳定地分散由分散剂3覆盖的金属纳米粒子2，例如可以采用甲苯、二甲苯、松油醇、矿质松节油、癸醇、十四烷等有机溶剂。虽未图示，但是金属纳米粒子浆1也可以包含特开2002-299833号公报(专利文献3)中记载的那种粘结剂成分或还原剂等添加物。

如果采用上述的金属纳米粒子浆，由于不是像使用焊锡的情况那样把焊锡暂时熔融后再凝固来进行焊接，所以不易再出现前述的随着锡珠的排列节距的窄小化而在搪锡时容易产生锡桥以及发生电极间短路的问题；如果采用金属纳米粒子浆，就不必使用不符合环保要求的Pb；如果采用金属纳米粒子浆，能够在100～300℃这样较低的温度下来烧结金属纳米粒子而形成接合部，在达到构成金属纳米粒子的金属的熔点之前，暂时烧结好的金属纳米粒子的烧结体一直保持其形态。

因此，如果使用金属纳米粒子浆，能够减轻环境负担，同时仅仅用一种金属纳米粒子浆就能够无放心地反复实施相当于所谓分步锡焊的电子元件的接合。

下面说明使用上述的金属纳米粒子浆实施倒装式接合所得到的电子元件的制造方法之一例。

首先，如图11(1)所示，准备布线基板11；在布线基板11上形成几个基板侧电极12和保护膜13。保护膜13的一部分搭在基板侧电极12的周缘部上，这样，就在基板侧电极12的周围形成围堰14。在基板侧电极12上施加金属纳米粒子浆1。

另一方面，如图11(2)所示，准备要倒装式接合在布线基板11上的芯片元件15。芯片元件15具有分别电气连接至前述的基板侧电极12上的几个芯片侧电极16，在芯片元件15的形成芯片侧电极16的面上形成钝化膜17。钝化膜17的一部分搭在芯片侧电极16的周缘部上，由此，在芯片侧电极16的周围形成围堰18。

然后，如图11(2)所示，在将金属纳米粒子浆1置入布线基板11与芯片元件15之间的状态下，使布线基板11与芯片元件15相互对好位置，从而使基板侧电极12和相关联的芯片侧电极16相互面对。

然后，如图11(3)所示，例如从芯片元件15侧施加负荷19。由此使金属纳米粒子浆1压缩变形。

接下来，实施加热工序。由此，把含在金属纳米粒子浆1内的分散剂3和分散媒质4等除掉，同时，烧结金属纳米粒子2(参照图10)。结果，如图11(4)所示，形成来自金属纳米粒子浆1的接合烧结体6，用该接合烧结体6把基板侧电极12与芯片侧电极16相互接合起来。

这样，就得到了要制造的电子元件装置20。

但是，在上述的电子元件装置20的制造方法中，存在如下要解决的课题。