安装结构体及安装方法技术

本发明专利技术的安装结构体具有半导体元件１０１、包括与该半导体元件１０１的电极１０２相对配置的电极３０２在内的电路基板３０１、及导电性的两层凸块２１３。将与电路基板３０１的电极３０２接合的第二凸块２１０、形成得比与半导体元件１０１的电极１０２接合的第一凸块２０９要大。第一凸块２０９的中心轴和第二凸块２１０的中心轴不一致。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将半导体元件安装在印刷基板等电路基板上的安装结构体及 安装方法，特别是涉及设置在半导体元件的电极上的凸块的结构及其形成方法。
技术介绍
图17示出现有的凸块形成方法(例如，参照松下技术期刊(Matsushita Technical Journal),Vol.47，No.3，2001年6月,松下电器产业株式会社发行)。该凸 块形成方法是利用引线接合技术。如图17(a)所示，使用火花放电在通过毛细 管203的Au线201的前端形成Au球202。如图17(b)所示，使Au球202与 利用加热台(未示出)加热后的半导体元件101的电极102接触，通过施加压力 和超声波使其接合。如图17(c)所示，在拉出一定量的Au线201的同时使毛细 管203上升，从而拉断Au线201。由此，形成柱形凸块208。图18(a)(b)示出日本国专利第3150347号公报所记载的倒装芯片安装结构 体的整体结构及连接部分的截面。使如上所述形成于半导体元件101的电极 102上的柱形凸块208与印刷基板301的电极302连接。图19及图20示出日本国专利特开平8 — 264540号公报所记载的凸块形成 方法。该凸块形成方法也利用引线接合技术。如图19(a)所示，在通过毛细管 203的引线204的前端形成金属球205，如图19(b)所示， 一边用毛细管203的 前端将金属球205按压在半导体元件101的电极102上， 一边施加超声波，从 而进行接合。如图19(c)及图19(d)所示，使毛细管203的前端横向移动后，一 边按压金属球205的接合物， 一边施加超声波，从而如图19(e)所示，切断引 线204。由此形成第一凸块206。此后，同样地形成金属球205，如图19(f)所示，使其与第一凸块206的上 方接合，如图20(a)及图20(b)所示，使毛细管203的前端横向移动后， 一边按压金属球205的接合物， 一边施加超声波，从而切断引线204。由此，形成第 二凸块207，完成两层凸块218。该两层凸块218中，第一凸块206和第二凸块207为大致相同的形状，或 者第二凸块207为第一凸块206的縮小形状。图21中示出使用了两层凸块218 的倒装芯片安装结构体的连接部分的截面。由于上述的柱形凸块208和两层凸块218都形成于半导体元件101的电极 102上，因此随着电极102的高密度化、微小化的发展，凸块直径也变小。若 凸块直径变小，则安装倒装芯片时，柱形凸块208或两层凸块218与电路基板 电极302之间的接触面积变小，存在连接可靠性变差的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题，其目的在于提供即使半导体元件的电极微小也能充 分确保对电路基板电极的接触面积、由此能确保连接可靠性的安装结构体及安装方法。为了实现上述目的，本专利技术的安装结构体的特征为，具有半导体元件、包 括与所述半导体元件的电极相对配置的电极在内的电路基板、及由与所述半导 体元件的电极接合的第一凸块和与所述电路基板的电极接合的第二凸块构成 的导电性的两层凸块，所述第二凸块比所述第一凸块要大，所述第一凸块的中 心轴和所述第二凸块的中心轴不一致。如上所述通过将两层凸块内的第二凸块做得更大，从而即使半导体元件的 电极微小，也能充分确保凸块与电路基板电极之间的接触面积，能确保连接可 靠性。另外通过使第一凸块的中心轴与所述第二凸块的中心轴不一致，从而能 减小冷热冲击试验等中产生的热应力。所述安装结构体的特征为，电路基板的电极比半导体元件的电极要大，第 二凸块与所述电路基板的电极大小相同或比它要小，第一凸块与所述半导体元 件的电极大小相同或比它要小。所述安装结构体的特征为，通过第二凸块的重心的假想线通过第一凸块。 所述安装结构体的特征为，第一凸块的直径为第二凸块的直径的二分之一以上。所述安装结构体的特征为，半导体元件上形成有沿第一凸块的侧面的弹性 体，第二凸块位于所述第一凸块及所述弹性体的上方。所述安装结构体的特征为，第一凸块偏向半导体元件的电极的任一端部一 侧配置。所述安装结构体的特征为，第二凸块比第一凸块还要偏向半导体元件 的电极的端部一侧配置。本专利技术的安装方法的特征为，包括在通过毛细管的引线的前端形成第一 金属球的工序； 一边用所述毛细管将所述第一金属球按压在半导体元件的电极 上、 一边施加超声波从而形成第一凸块的工序；在通过毛细管的引线的前端形 成比所述第一金属球要大的第二金属球的工序； 一边用所述毛细管将所述第二 金属球配置并按压在所述第一凸块上使得彼此的中心轴不一致、 一边施加超声 波从而形成第二凸块的工序；及在所述第二凸块上将形成有由所述第一凸块和 第二凸块构成的两层凸块的半导体元件与电路基板的电极连接的工序。所述安装方法的特征为，形成第一金属球的毛细管和形成第二金属球的毛 细管不同。所述安装方法的特征为，形成第一金属球的引线和形成第二金属球 的引线不同。根据上述本专利技术的，即使半导体元件的电极微小， 也能充分确保凸块与电路基板电极之间的接触面积，能确保连接可靠性及高质附图说明图1是本专利技术的实施方式之一的安装结构体的剖视图。 图2是构成图1的安装结构体的半导体元件的电极部分的剖视图。 图3是按照工序顺序示出图2的半导体元件中的两层凸块的形成方法的剖 视图。图4是按照工序顺序示出将图2的半导体元件进行倒装芯片安装的方法的 剖视图。 ^图5是放大示出图1的安装结构体中的半导体元件与电路基板电极之间的 接合部分的图。图6是示出半导体元件的电极部分的其它例子的剖视图。图7是示出半导体元件上的多个电极的配置的俯视图。图8是示出图7的电极上形成的两层凸块的配置例的俯视放大图。 图9是示出图7的电极上形成的两层凸块的其它配置例的俯视放大图。 图IO是示出半导体元件上的多个电极的其它配置的俯视图。 图11是示出图10的电极上形成的两层凸块的配置例的俯视放大图。 图12是示出半导体元件的电极部分的又一其它例子的剖视图。 图13是示出半导体元件的电极部分的又一其它例子的剖视图。 图14是示出半导体元件的电极部分的又一其它例子的剖视图。 图15是示出半导体元件的电极部分的又一其它例子的剖视图。 图16是示出半导体元件的电极部分的又一其它例子的剖视图。 图17是按照工序顺序示出以往某一柱形凸块的形成方法的剖视图。 图18是使用了图17的柱形凸块的安装结构体的整体结构及连接部分的剖 视图。图19是按照工序顺序示出以往某一两层凸块的形成方法的前半工序的剖 视图。图20是按照工序顺序示出图19的两层凸块的形成方法的后半工序的剖视图。图21是使用了图19及图20的两层凸块的安装结构体的连接部分的剖视图。具体实施例方式下面，参照附图，说明本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术的安装结构体具有半导体元件101、包括与该半导体 元件101的电极102相对配置的电极302在内的电路基板301、及将半导体元 件101的电极102与电路基板301的电极302接合的导电性的两层凸块213。两层凸块213中，与电路基板301的电极302接合的第二凸块210、比与 半导体元件101的电极102接合的第一凸块209要大。图2(a)(b)从各相差卯度的两个方向示出图1的安装结构体中使用的半导 体元件101的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装结构体，其特征在于，　具有：半导体元件；包括与所述半导体元件的电极相对配置的电极的电路基板；及由与所述半导体元件的电极接合的第一凸块和与所述电路基板的电极接合的第二凸块构成的导电性的两层凸块，所述第二凸块比所述第一凸块要大，所 述第一凸块的中心轴和所述第二凸块的中心轴不一致。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村浩二郎，户村善广，熊泽谦太郎，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]