半導(dǎo)體器件的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種半導(dǎo)體器件的制造方法。提供一種可提高半導(dǎo)體器件可靠性的技術(shù)。在倒裝芯片的連接工序中，通過對預(yù)先裝載在突起電極(4)的頂端面的焊錫以及預(yù)先涂布在引腳(焊接引線)(11)上的焊錫進(jìn)行加熱，以使其一體化并電連接。其中，所述引腳(11)包括具有第一寬度(W1)的寬截面(第一部分)(11w)和具有第二寬度(W2)的窄截面(第二部分)(11n)。通過對焊錫進(jìn)行加熱，可使配置在窄截面(11n)上的焊錫的厚度比配置在寬截面(11w)上的焊錫的厚度薄。接著，在倒裝芯片的連接工序中，將突起電極(4)配置并接合在窄截面(11n)上。由此，可減少焊錫的滲出量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
半導(dǎo)體器件的制造方法
本專利技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)，尤其涉及一種通過焊錫將半導(dǎo)體芯片的凸起電極與襯底的引腳連接的半導(dǎo)體器件的有效的技術(shù)。
技術(shù)介紹
在日本特開2000-77471號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中公開了通過焊錫將設(shè)置在半導(dǎo)體芯片上的凸起電極(由金構(gòu)成)與布線基板的連接焊點(diǎn)進(jìn)行連接的安裝方法(倒裝芯片安裝方法)。專利文獻(xiàn)1日本特開2000-77471號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
倒裝芯片安裝方法是在半導(dǎo)體芯片的多個(gè)電極片上分別形成突起電極(凸起電極、突起)的方法。而且，通過焊錫將突起電極連接到布線基板側(cè)的引腳，就可將半導(dǎo)體芯片與布線基板進(jìn)行電連接。其中，所述突起電極例如可使用以金(Au)為主要成分的金屬材料(請參照專利文獻(xiàn)1)，并通過應(yīng)用了引線鍵合技術(shù)的球焊法來形成。本案專利技術(shù)人對于如何降低以倒裝芯片的連接方式制造的半導(dǎo)體器件的制造成本進(jìn)行了研究，并于其中的環(huán)節(jié)之一如使用比金(Au)更廉價(jià)的銅(Cu)作為突起電極的主要成分的技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下的問題。在使用了焊錫的倒裝芯片安裝方法中，先是在布線基板側(cè)的引腳上涂布焊錫后，再使突起電極與焊錫接觸，并通過回流處理(加熱處理)使突起電極與焊錫接合。此時(shí)，突起電極為銅(Cu)時(shí)，比為金(Au)時(shí)更容易在突起電極的表面形成氧化膜。因此，在僅是通過事先在布線基板側(cè)的引腳上涂布焊錫的連接方式中，以銅為主成分時(shí)的接合強(qiáng)度比以金為主成分時(shí)的接合強(qiáng)度低。由此，本案專利技術(shù)人對于事先在布線基板側(cè)的引腳上及突起電極的表面上分別預(yù)先涂布焊錫的連接方法進(jìn)行了如下探討。在突起電極的表面預(yù)先涂布焊錫的連接方法中，由于焊錫可防止或抑制突起電極(如由銅(Cu)構(gòu)成)的表面發(fā)生氧化，所以可抑制焊錫和突起電極的接合強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。但是，如果在布線基板側(cè)的引腳上及突起電極的表面上分別預(yù)先涂布焊錫，因突起電極與引腳之間的焊錫量過多而可能導(dǎo)致焊錫滲到突起電極與引腳的接合區(qū)域的外圍。如上所述，如果焊錫滲到接合區(qū)域的外圍，根據(jù)相臨的引腳間(或相臨的突起電極之間)的距離，有可能因滲出的焊錫而使相臨的引腳(或突起電極)被電連接，從而導(dǎo)致短路。即，這是造成半導(dǎo)體器件可靠性降低的原因。換言之，為了避免因焊錫滲出而導(dǎo)致相臨引腳(或者突起電極間)間發(fā)生短路，阻礙了縮短多個(gè)引腳之間距離從而影響了半導(dǎo)體器件集成度的提高。即，阻礙了提高半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)高性能化(或小型化)。鑒于上述問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種可提高半導(dǎo)體器件可靠性的技術(shù)。本專利技術(shù)的另一目的在于提供可降低半導(dǎo)體器件制造成本的技術(shù)。本專利技術(shù)的所述內(nèi)容及所述內(nèi)容以外的目的和新特征在本說明書的描述及附圖說明中寫明。下面簡要說明關(guān)于本專利申請書所公開的專利技術(shù)中具有代表性的實(shí)施方式的概要。本專利技術(shù)的實(shí)施方式之一即半導(dǎo)體器件的制造方法包括倒裝芯片的連接工序，即通過焊錫將形成于半導(dǎo)體芯片的表面上且頂端部裝載有第一焊錫的多個(gè)突起電極和布線基板的多條焊接引線進(jìn)行電連接的工序。此時(shí)，所述多條焊接引線分別具有在俯視觀察時(shí)由第一寬度構(gòu)成的第一部分以及與所述第一部分一體形成、且在俯視觀察時(shí)由比所述第一寬度窄的第二寬度構(gòu)成的第二部分。另外，所述布線基板的所述多條焊接引線上預(yù)先涂布有多處第二焊錫。接著，在所述倒裝芯片的連接工序中，以所述多個(gè)突起電極與所述多條焊接引線的所述第二部分重合的方式將所述半導(dǎo)體芯片配置在所述布線基板上。另外，在所述倒裝芯片的連接工序中，通過對所述第二焊錫進(jìn)行加熱而使所述第二焊錫熔化。下面簡要說明關(guān)于本專利申請書中所公開的專利技術(shù)中根據(jù)具有代表性的實(shí)施方式所獲得的效果。即，通過本專利技術(shù)的實(shí)施方式，可提高半導(dǎo)體器件的可靠性。附圖說明圖1所示的是本專利技術(shù)一實(shí)施方式中半導(dǎo)體器件的芯片安裝面?zhèn)鹊恼w結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2所示的是沿著圖1的A-A線剖開的剖面圖。圖3所示的是圖1中的半導(dǎo)體芯片的表面(面向布線基板的面)側(cè)的平面圖。圖4所示的是去掉圖1中的半導(dǎo)體芯片后的布線基板的芯片安裝面?zhèn)鹊钠矫鎴D。圖5所示的是圖1中半導(dǎo)體器件的背面(安裝面)側(cè)的平面圖。圖6所示的是圖4的B部中引腳與突起電極的平面位置關(guān)系的擴(kuò)大平面圖。圖7所示的是沿著圖6的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖8所示的是沿著圖6的D-D線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖9所示的是將突起電極連接到圖7所示的布線基板上之前，對突起電極預(yù)先涂布了焊錫的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖10所示的是本專利技術(shù)一實(shí)施方式中半導(dǎo)體器件制造工序的概要的說明圖。圖11所示的是在圖10的基板準(zhǔn)備工序中所準(zhǔn)備的布線基板的整體結(jié)構(gòu)的平面圖。圖12所示的是沿著圖11的E-E線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖13所示的是形成圖12所示的焊錫的方法之一例的模式說明圖。圖14所示的是以不同于圖13所示的方法來形成圖12所示的焊錫的方法之一例的模式說明圖。圖15所示的是在圖10所示的晶片準(zhǔn)備工序中所準(zhǔn)備的半導(dǎo)體晶片的平面圖。圖16所示的是在圖15的半導(dǎo)體晶片的一個(gè)芯片區(qū)域中形成的焊墊外圍的擴(kuò)大剖面圖。圖17所示的是在圖16中的多個(gè)焊墊上形成了突起電極的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖18所示的是在圖17的突起電極的頂端面上裝了焊錫的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖19所示的是除去圖18中的掩膜后的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖20所示的是對圖19中的焊錫進(jìn)行加熱，并使其變形為半球狀的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖21所示的是在圖12中的布線基板上安裝有半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖22所示的是在布線基板上配置了半導(dǎo)體芯片時(shí)突起電極和引腳的平面位置關(guān)系的擴(kuò)大平面圖。圖23所示的是沿著圖22的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖24所示的是沿著圖22的D-D線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖25所示的是使圖23中面對面相向配置的焊錫接觸的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖26所示的是使圖24中面對面相向配置的焊錫接觸的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖27所示的是使圖25中已相互接觸的焊錫一體化后的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖28所示的是使圖26中已相互接觸的焊錫一體化后的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖29所示的是向圖21中的半導(dǎo)體芯片和布線基板之間供給底部填充樹脂后的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖30所示的是將圖29中的布線基板進(jìn)行上下面翻轉(zhuǎn)后，在多個(gè)連接盤上接合了焊錫球的狀態(tài)的擴(kuò)大剖面圖。圖31所示的是將圖29中的多個(gè)可斷開的布線基板進(jìn)行劃片后的狀態(tài)的平面圖(底視圖)。圖32所示的是圖22的變形例即布線基板的擴(kuò)大平面圖。圖33所示的是沿著圖32的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖34所示的是圖3的變形例即半導(dǎo)體芯片的平面圖。圖35所示的是將圖34中的半導(dǎo)體芯片安裝到圖32中的布線基板上的狀態(tài)的擴(kuò)大平面圖。圖36所示的是沿著圖35的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖37所示的是在圖22的其他變形例即布線基板上安裝圖34所示的半導(dǎo)體芯片后的狀態(tài)的擴(kuò)大平面圖。圖38所示的是沿著圖37的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖39所示的是圖37的變形例的擴(kuò)大平面圖。圖40所示的是沿著圖39的C-C線剖開的擴(kuò)大剖面圖。圖41所示的是圖39所示的布線基板的變形例的擴(kuò)大平面圖。圖42所示的是圖39的其他變形例的擴(kuò)大平面圖。符號說明1半導(dǎo)體器件2半導(dǎo)體芯片2a表面2b背面2c側(cè)面2d焊墊(電極片、焊盤、芯片電極)2d1第一列焊墊2d2第二列焊墊2e布線2f絕緣膜2g絕緣膜2h開口部3布線基板(基材、轉(zhuǎn)接板)3a上表面3b下表面3c側(cè)面4突起電極(凸起電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：工序a，準(zhǔn)備布線基板，其中，所述布線基板具有形成有多條焊接引線的上表面，在俯視觀察時(shí)，所述上表面包括第一部分及第二部分，所述第一部分由第一寬度構(gòu)成，所述第二部分與所述第一部分一體形成且在俯視觀察時(shí)由比所述第一寬度小的第二寬度構(gòu)成；工序b，以半導(dǎo)體芯片的表面面向所述布線基板的所述上表面的方式將該半導(dǎo)體芯片配置到所述布線基板上，且將所述多條焊接引線和多個(gè)焊盤進(jìn)行電連接的工序，其中，所述半導(dǎo)體芯片具有所述表面、形成于所述表面的所述多個(gè)焊盤、與所述多個(gè)焊盤接合的多個(gè)突起電極以及裝載在所述多個(gè)突起電極的頂端面的多處第一焊錫；其中，所述工序a中所準(zhǔn)備的布線基板的所述多條焊接引線上預(yù)先形成有多處第二焊錫，所述工序b中，以所述多個(gè)突起電極分別與所述多條焊接引線的所述第二部分重合的方式將所述半導(dǎo)體芯片配置到所述布線基板上，而且，所述工序b中，通過對所述第二焊錫進(jìn)行加熱以熔化所述第二焊錫。

【技術(shù)特征摘要】
2011.06.30 JP 2011-1454311.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：工序a，準(zhǔn)備布線基板，其中，所述布線基板具有形成有多條焊接引線的上表面，所述焊接引線包括第一部分及第二部分，所述第一部分在俯視觀察時(shí)由第一寬度構(gòu)成，所述第二部分與所述第一部分一體形成且在俯視觀察時(shí)由比所述第一寬度小的第二寬度構(gòu)成；工序b，以半導(dǎo)體芯片的表面面向所述布線基板的所述上表面的方式將該半導(dǎo)體芯片配置到所述布線基板上，且將所述多條焊接引線和多個(gè)焊盤進(jìn)行電連接的工序，其中，所述半導(dǎo)體芯片具有所述表面、形成于所述表面的所述多個(gè)焊盤、與所述多個(gè)焊盤接合的多個(gè)突起電極以及裝載在所述多個(gè)突起電極的頂端面的多處第一焊錫；其中，所述工序a中所準(zhǔn)備的布線基板的所述多條焊接引線上預(yù)先形成有多處第二焊錫，所述工序b中，以所述多個(gè)突起電極分別與所述多條焊接引線的所述第二部分重合的方式將所述半導(dǎo)體芯片配置到所述布線基板上，而且，所述工序b中，通過對所述第二焊錫進(jìn)行加熱以熔化所述第二焊錫，所述工序a中，配置在所述多條焊接引線中的所述第二部分上的所述多處第二焊錫的厚度，比配置在所述多條焊接引線中的所述第一部分上的所述多處第二焊錫的厚度薄。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述工序a還包括以下工序，即：將焊錫涂布在所述多條焊接引線上后，對所述焊錫進(jìn)行加熱從而形成所述第二焊錫的工序。3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在俯視觀察時(shí)，所述突起電極的頂端面不與所述第一部分重合。4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)突起電極通過將金屬膜堆積在所述多個(gè)焊盤上而形成。5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)突起電極以銅為主要成分。6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述多處第一焊錫通過將錫膜堆積在所述多個(gè)突起電極的所述頂端面而形成。7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述第二部分的所述第二寬度比所述多個(gè)突起電極的每一個(gè)的寬度小。8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述第一部分的延伸方向的長度為所述第一寬度以上。9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：紺野順平，西田隆文，木下順弘，長谷川和功，杉山道昭，
申請(專利權(quán))人：瑞薩電子株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：