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組裝結(jié)構(gòu)體及組裝結(jié)構(gòu)體的制造方法與流程

文檔序號(hào):12274815閱讀:291來源:國知局
組裝結(jié)構(gòu)體及組裝結(jié)構(gòu)體的制造方法與流程

本發(fā)明涉及在電路基板等被組裝部件的兩面組裝有具有焊料凸塊的半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體封裝體、具有焊料凸塊的電子部件等組裝部件的組裝結(jié)構(gòu)體。



背景技術(shù):

近年來,手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant)等便攜式設(shè)備的小型化、高功能化不斷發(fā)展。作為能夠與之對(duì)應(yīng)的組裝技術(shù),大多使用BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Scale Package)等組裝結(jié)構(gòu)。便攜式設(shè)備容易受到落下沖擊等機(jī)械負(fù)荷。QFP(Quad Flat Package)以其導(dǎo)線部分吸收沖擊。但是,在不具有緩和沖擊的導(dǎo)線的BGA、CSP等中,確保耐沖擊可靠性變得較為重要。

以往的代表性焊料即Pb共晶焊料的熔點(diǎn)為183℃,但是就近來的無鉛焊料的熔點(diǎn)而言,代表的Ag-Sn-Cu系焊料比Pb共晶焊料高30℃左右?;亓鳡t的分布曲線的最高溫度高達(dá)220~260℃。

因此,在將高溫耐性弱的部件組裝于配線基板的情況下,僅該部件要利用另外工序進(jìn)行點(diǎn)焊接合,因此生產(chǎn)率顯著降低。

為此,開始使用沒有Sn-Ag-Cu系焊料的熔點(diǎn)高這樣的缺點(diǎn)的Sn-Zn系、Sn-Ag-In系、Sn-Bi系等低熔點(diǎn)無Pb焊料。但是,對(duì)于使用了Sn-Zn系、Sn-Ag-In系、Sn-Bi系焊料的BGA連接而言,該焊料連接部的連接可靠性還尚不明確。

作為其對(duì)策,提出為了提高連接部的耐沖擊可靠性而使用焊劑采用了熱固化性樹脂的焊料膏劑的制造方法(專利文獻(xiàn)1)。

在該方法中,在焊接連接部時(shí)焊料膏劑中的樹脂與焊料分離,覆蓋焊料的邊緣。結(jié)果通過樹脂增強(qiáng)了焊料的強(qiáng)度。

圖1(a)~圖1(d)表示在電路基板的雙面組裝組裝部件的工序。

在圖1(a)中,在涂布于電路基板8的一次組裝面101的焊料膏劑P上載置半導(dǎo)體元件1。焊料膏劑P為混有低熔點(diǎn)的焊料和熱固化性樹脂的組成。如圖1(b)那樣利用加熱爐16對(duì)載置有半導(dǎo)體元件1的電路基板8進(jìn)行加熱。結(jié)果將半導(dǎo)體元件1與電路基板8進(jìn)行金屬接合。這是第一連接工序。接著,在圖1(c)中,將電路基板8的上下進(jìn)行翻轉(zhuǎn),在電路基板8的二次組裝面102上涂布焊料膏劑P,載置半導(dǎo)體元件9。將其如圖1(d)那樣利用加熱爐16進(jìn)行回流加熱,使焊料膏劑P中的焊料成分熔融。結(jié)果將半導(dǎo)體元件9與電路基板8進(jìn)行金屬接合。這是第二連接工序。這樣,制作成在電路基板8的兩面組裝有半導(dǎo)體元件1、9的組裝結(jié)構(gòu)體。

圖2(a)中示出電路基板8與半導(dǎo)體元件1、9的連接部分的放大剖視圖。

將半導(dǎo)體元件1的電極3與一次組裝面101的電極7a之間通過凸塊4和從焊料膏劑P分離出的焊料5進(jìn)行電連接。將半導(dǎo)體元件9的電極11與二次組裝面102的電極7b之間通過凸塊12和從焊料膏劑P分離出的焊料1進(jìn)行電連接。進(jìn)而,從焊料膏劑P分離并固化的樹脂成分即增強(qiáng)樹脂6覆蓋電路基板8的一次組裝面101與半導(dǎo)體元件1的基板2之間的焊料5的整面。另外,從焊料膏劑P分離并固化的樹脂成分即增強(qiáng)樹脂14覆蓋電路基板8的二次組裝面102與半導(dǎo)體元件9的基板10之間的焊料13的整面。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利第5204241號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

在該結(jié)構(gòu)中,實(shí)行將半導(dǎo)體元件1焊接于電路基板8的一次組裝面的第1次熱處理,之后,在電路基板8的二次組裝面實(shí)行將半導(dǎo)體元件9釬焊的第2次熱處理。

在第2次熱處理時(shí)是通過第1次組裝完成連接的焊料5再熔融。此時(shí),焊料5的邊緣用增強(qiáng)樹脂6覆蓋,因此有時(shí)會(huì)引起焊料溢料。焊料溢料為:如圖2(b)所示,在實(shí)行第2次熱處理時(shí)于再熔融的焊料5的內(nèi)部產(chǎn)生孔隙18,熔融后的焊料5的一部分飛出的焊料19從電路基板8與增強(qiáng)樹脂6的連接部的破裂的間隙飛出的現(xiàn)象。

若發(fā)生此種焊料溢料,則由于飛出的焊料19而引起電路的短路,成為組裝結(jié)構(gòu)體的工作不良的原因。因此,需要不引起焊料溢料的對(duì)策。

在此,若增大焊料5與焊料13的熔點(diǎn)差,則利用第二次組裝時(shí)的熱處理不會(huì)使第一次的焊料5熔化,從而能夠解決上述技術(shù)問題。但是,僅限于低熔點(diǎn)的無鉛焊料材料,無法增大熔點(diǎn)差。另外,若使用不同的焊料膏劑,則工藝上變得復(fù)雜,故不良。

另外,還考慮臨時(shí)固定第一次(暫且僅固定在熔點(diǎn)以下)而在第二次時(shí)使上下兩方的焊料熔化。但是,在臨時(shí)固定中,中間狀態(tài)存在偏差,工藝變得復(fù)雜,若在電路基板8的下表面使焊料5整體熔化,則不能發(fā)揮自對(duì)準(zhǔn)的作用等,因此不良。

本發(fā)明的目的在于即使在電路基板等被組裝部件的兩面組裝組裝部件的情況下也不易引起焊料溢料的組裝結(jié)構(gòu)體及其制造方法。

用于解決問題的技術(shù)手段

本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)體包含具有第一凸塊的第一組裝部件、具有第二凸塊的第二組裝部件、具有一次組裝面和二次組裝面的被組裝部件、將上述一次組裝面的電極和上述第一凸塊連接的第一焊料、將上述二次組裝面的電極和上述第二凸塊連接的第二焊料、和覆蓋上述第一焊料的一部分且不與上述第一凸塊接觸的增強(qiáng)樹脂。

另外,本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)體包含具有第一凸塊的第一組裝部件、具有第二凸塊的第二組裝部件、在一次組裝面組裝有上述第一組裝部件且在二次組裝面組裝有上述第二組裝部件的被組裝部件、位于上述被組裝部件的一次組裝面的電極與上述第一凸塊之間的第一焊料、位于上述被組裝部件的電極與上述第二凸塊之間的上述第二焊料、覆蓋上述第二凸塊和第二焊料的側(cè)面的全部的第二增強(qiáng)樹脂、和基端與上述被組裝部件的一次組裝面連接且前端不與上述第一凸塊接觸的第一增強(qiáng)樹脂,其中,上述第一焊料的一部分在形成于上述第一增強(qiáng)樹脂的前端與上述第一組裝部件的基板之間的露出部露出。

另外,本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)體包含具有第一凸塊的第一組裝部件、具有第二凸塊的第二組裝部件、在一次組裝面組裝有上述第一組裝部件且在二次組裝面組裝有上述第二組裝部件的被組裝部件、位于上述被組裝部件的一次組裝面的電極與上述第一凸塊之間的第一焊料、位于上述被組裝部件的電極與上述第二凸塊之間的第二焊料、基端與上述被組裝部件的二次組裝面連接且前端不與上述第二凸塊接觸的第二增強(qiáng)樹脂、和基端與上述被組裝部件的一次組裝面連接且前端不與上述第一凸塊接觸的第一增強(qiáng)樹脂,上述第一焊料的一部分在形成于上述第一增強(qiáng)樹脂的前端與上述第一組裝部件的基板之間的露出部露出,上述第二焊料的一部分在形成于上述第二增強(qiáng)樹脂的前端與上述第二組裝部件的基板之間的露出部露出。

本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)體的制造方法包括對(duì)第一焊料膏劑進(jìn)行一次回流而利用第一焊料將設(shè)置于第一組裝部件的第一凸塊與被組裝部件的一次組裝面的電極連接的第一連接工序、和對(duì)第二焊料膏劑進(jìn)行二次回流而利用第二焊料將設(shè)置于第二組裝部件的第二凸塊與上述被組裝部件的二次組裝面的電極連接的第二連接工序,在上述第一連接工序中,通過上述回流使包含焊料成分和熱固化性樹脂成分的上述第一焊料膏劑分離為上述第一焊料和上述熱固化性樹脂成分,上述熱固化性樹脂成分的基端與上述被組裝部件接觸,上述熱固化性樹脂成分覆蓋上述第一焊料的一部分,上述熱固化性樹脂成分的前端不與上述第一凸塊接觸。

發(fā)明效果

根據(jù)該構(gòu)成,覆蓋將第一組裝部件與被組裝部件的一次組裝面的電極接合的第一焊料的一部分的增強(qiáng)樹脂為不與第一凸塊接觸、且未被樹脂覆蓋第一焊料的周圍整體的結(jié)構(gòu)。結(jié)果:在將第二組裝部件組裝到被組裝部件的二次組裝面時(shí),即使對(duì)第一焊料進(jìn)行再回流,再熔融的第一焊料也會(huì)從露出部向外側(cè)擴(kuò)展,并利用之后的冷卻使第一焊料返回到原來的位置,因此不會(huì)產(chǎn)生焊料溢料。

附圖說明

圖1(a)~(d)為以往的釬焊方法的工序圖。

圖2(a)為以往的釬焊方法的連接部分的放大剖視圖,(b)為產(chǎn)生焊料溢料時(shí)的放大剖視圖。

圖3為實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

圖4為實(shí)施方式2的組裝結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

圖5為實(shí)施方式3的組裝結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

圖6為實(shí)施方式4的組裝結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

圖7為實(shí)施方式5的組裝結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施方式1)

實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體如圖3所示。

在該組裝結(jié)構(gòu)體中,選定所使用的焊料膏劑的成分等。由此僅通過實(shí)施圖1(a)~圖1(d)中說明的相同工序即可制作良好的組裝結(jié)構(gòu)體。

予以說明,對(duì)與表示現(xiàn)有例的圖1(a)~圖1(d)、圖2(a)、圖2(b)同樣的部分標(biāo)記同一符號(hào)進(jìn)行說明。

該組裝結(jié)構(gòu)體通過在作為被組裝部件的電路基板8的一次組裝面101焊料組裝作為第一組裝部件的半導(dǎo)體元件1、并且在電路基板8的二次組裝面102焊料組裝作為第二組裝部件的半導(dǎo)體元件9而構(gòu)成。

在形成于半導(dǎo)體元件1的基板2的電極3上形成半圓球狀的凸塊4。通過焊料5將該凸塊4與位于電路基板8的一次組裝面101的電極7a接合。焊料5為將圖1(a)中使用的焊料膏劑P進(jìn)行回流而分離得到的焊料成分。

在形成于半導(dǎo)體元件9的基板10的電極11上形成半圓球狀的凸塊12。通過焊料13將凸塊12與位于電路基板8的二次組裝面102的電極7b接合。焊料13為將圖1(c)中使用的焊料膏劑P回流而分離得到的焊料成分。

在凸塊4、12中使用Sn-Ag-Cu系的焊料。在焊料5、13中使用Sn-Bi系焊料。凸塊4、12的強(qiáng)度比焊料5、13更強(qiáng)。

二次組裝面102與半導(dǎo)體元件9的基板10之間的焊料13的整體被增強(qiáng)樹脂14覆蓋。增強(qiáng)樹脂14的高度B同電路基板8與基板10的間隙寬度D為相同高度。凸塊12和焊料13形成以增強(qiáng)樹脂14被覆整個(gè)周圍而使其增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。增強(qiáng)樹脂14為將圖1(c)中使用的焊料膏劑P進(jìn)行回流而分離得到的樹脂成分。在該例中,增強(qiáng)樹脂14的高度B比凸塊12的高度F還大。半圓球狀的凸塊12的頂點(diǎn)不與電路基板8的電極7b接觸。

在電路基板8的一次組裝面101與半導(dǎo)體元件1的基板2之間的焊料5的周圍,從一次組裝面101至高度A的區(qū)間被增強(qiáng)樹脂6覆蓋。增強(qiáng)樹脂6為將圖1(a)中使用的焊料膏劑P進(jìn)行回流而分離得到的樹脂成分。在該例中,增強(qiáng)樹脂6的高度A比電路基板8與基板2的間隙寬度C還低。因此,在焊料5與基板2之間形成使焊料5的一部分露出的露出部Oa。另外,凸塊4的高度E比間隙寬度C還低。因此,半圓球狀的凸塊4的頂點(diǎn)成為不與電路基板8的電極7接觸的結(jié)構(gòu)。

增強(qiáng)樹脂6、14以使基端與電路基板8接觸、底邊(日文原文:裾)擴(kuò)展到電路基板8側(cè)的方式形成倒角。凸塊4與焊料5的連接部的一部分被增強(qiáng)樹脂6覆蓋。詳細(xì)而言,增強(qiáng)樹脂6覆蓋第一焊料5的一部分且不與第一凸塊4接觸。進(jìn)而,增強(qiáng)樹脂6的前端不與半導(dǎo)體元件1的基板2及電極3接觸。另外,凸塊12與焊料13的連接部被增強(qiáng)樹脂14覆蓋。詳細(xì)而言,增強(qiáng)樹脂14覆蓋第二焊料13的全部,增強(qiáng)樹脂14的前端與半導(dǎo)體元件9的基板10及電極3接觸。

因此,在受到熱沖擊或機(jī)械沖擊的情況下,可以抑制電路基板8的變形,并且可以使耐沖擊性提高。但是,與二次組裝側(cè)的增強(qiáng)樹脂14相比,一次組裝側(cè)的增強(qiáng)樹脂6所覆蓋的面積狹小,因此耐沖擊性的效果存在變小的傾向。

予以說明,增強(qiáng)樹脂6、14大致均勻地覆蓋凸塊4、12的周圍的一周。這是由于焊料膏劑P熔化而使焊料和樹脂分離并移動(dòng)。根據(jù)漿料涂布位置,還產(chǎn)生不覆蓋整體的情況。增強(qiáng)樹脂6、14未必需要覆蓋凸塊4、12的周圍的一周,只要覆蓋至少一部分即可。

這樣,將焊料5的一部分用增強(qiáng)樹脂6覆蓋而形成焊料5的一部分露出的露出部Oa。因此,即使通過二次組裝時(shí)的回流而使焊料5再熔融,也能夠確保熔融而膨脹后的焊料5的擴(kuò)展空間,因此若在二次組裝后進(jìn)行冷卻,則焊料5返回到原來的形態(tài)。因此,不產(chǎn)生焊料溢料。

予以說明,組裝條件和所使用的焊料膏劑P的成分的具體例、以及凸塊4、12的形狀和大小、電路基板8與基板2的間隙寬度C、電路基板8與基板10的間隙寬度D的具體例等將在后面的實(shí)施例1、2、5中進(jìn)行敘述。

(實(shí)施方式2)

圖4表示實(shí)施方式2的組裝結(jié)構(gòu)體。

在圖3所示的實(shí)施方式1中,半導(dǎo)體元件1的凸塊4的頂點(diǎn)不直接與電路基板8的一次組裝面101的電極7a抵接。另外,在凸塊4的頂點(diǎn)與電極7a之間夾雜固化后的焊料5。另一方面,在該實(shí)施方式2中,半導(dǎo)體元件1的凸塊4的頂點(diǎn)直接與電路基板8的一次組裝面101的電極7a抵接。除此以外均與實(shí)施方式1相同。

即,與圖3的情況同樣,焊料5與一半凸塊4的整面并未被增強(qiáng)樹脂6被覆。形成露出了焊料5的一部分的露出部Oa。與實(shí)施方式1的圖3的不同點(diǎn)為:凸塊4的頂點(diǎn)與電路基板8上的電極7a接觸,電路基板8與基板2的間隙寬度C變得狹小。

因此,與二次組裝側(cè)的增強(qiáng)樹脂14相比,一次組裝側(cè)的增強(qiáng)樹脂6所覆蓋的體積小。但是,強(qiáng)度比焊料5優(yōu)異的凸塊4到達(dá)電路基板8上的電極7a。因此,該組裝結(jié)構(gòu)體的耐沖擊性比實(shí)施方式1的圖3的實(shí)施結(jié)構(gòu)體高。

予以說明,組裝條件和所使用的焊料膏劑P的成分的具體例、以及凸塊4、12的形狀和大小、電路基板8與基板2的間隙寬度C、電路基板8與基板10的間隙寬度D的具體例等將在后面的實(shí)施例3中進(jìn)行敘述。

(實(shí)施方式3)

圖5表示實(shí)施方式3的組裝結(jié)構(gòu)體。

在圖3所示的實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體中,在半導(dǎo)體元件1的電極3上形成半圓球狀的凸塊4。但是,在圖5的組裝結(jié)構(gòu)體中,在半導(dǎo)體元件1的電極3上使用球狀的凸塊41,僅這一點(diǎn)與圖3不同。除此以外均與實(shí)施方式1相同。即,增強(qiáng)樹脂6的頂點(diǎn)不與凸塊41接觸,露出了焊料5的一部分的露出部Oa與圖3的情況同樣地形成。凸塊41的組成與凸塊4相同。

因此,電路基板8與基板2的間隙寬度C比圖3情況的間隙大很多。因此,強(qiáng)度比實(shí)施方式1弱。

予以說明,組裝條件和所使用的焊料膏劑P的成分的具體例、以及凸塊4、12的形狀和大小、電路基板8與基板2的間隙寬度C、電路基板8與基板10的間隙寬度D的具體例等將在后面的實(shí)施例6中進(jìn)行敘述。

(實(shí)施方式4)

圖6表示實(shí)施方式4的組裝結(jié)構(gòu)體。

與圖3所示的實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體的焊料5的體積相比,圖6的組裝結(jié)構(gòu)體中的焊料5的體積非常小。焊料5的擴(kuò)展寬度G比圖3的組裝結(jié)構(gòu)體的焊料5的寬度小。除此以外均與實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體相同,增強(qiáng)樹脂6的前端不與凸塊4接觸。露出了焊料5的一部分的露出部Oa與圖3的組裝結(jié)構(gòu)體的情況同樣地形成。優(yōu)選以增強(qiáng)樹脂6覆蓋至焊料5的高度E的一半的組裝結(jié)構(gòu)體。

因此,在實(shí)施方式4的組裝結(jié)構(gòu)體中,增強(qiáng)樹脂6的增強(qiáng)效果變小,接合可靠性比圖3的組裝結(jié)構(gòu)體差。

予以說明,組裝條件和所使用的焊料膏劑P的成分的具體例、以及凸塊4、12的形狀和大小、電路基板8與基板2的間隙寬度C、電路基板8與基板10的間隙寬度D的具體例等將在后面的實(shí)施例7中進(jìn)行敘述。

(實(shí)施方式5)

圖7表示實(shí)施方式5的組裝結(jié)構(gòu)體。

在圖3所示的實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體中,處于電路基板8與基板10之間的焊料13的全部被增強(qiáng)樹脂14覆蓋,僅處于電路基板8與基板2之間的焊料5的一部分被增強(qiáng)樹脂6覆蓋,焊料5的剩余部分以露出部Oa露出。但是,在圖7的組裝結(jié)構(gòu)體中,焊料5的一部分露出的露出部Oa和使焊料13的一部分露出的露出部Ob形成在增強(qiáng)樹脂14的前端與基板10之間。

即,就焊料13而言,僅一部分被基端與電路基板8接觸的增強(qiáng)樹脂14覆蓋,增強(qiáng)樹脂14的前端不與凸塊12接觸。進(jìn)而,在圖3中,凸塊4、12的頂點(diǎn)不與電極7a、7b抵接,但是在圖7的組裝結(jié)構(gòu)體中,凸塊4、12的頂點(diǎn)與電極7a、7b抵接。除此以外均與實(shí)施方式1的組裝結(jié)構(gòu)體相同。

這樣,在該實(shí)施方式的組裝結(jié)構(gòu)體中,在一次組裝面101的側(cè)形成露出部Oa,并且在二次組裝面102上也形成露出部Ob,因此作為整體的厚度較薄。

另外,強(qiáng)度比焊料5、13優(yōu)異的凸塊4、12達(dá)到電路基板8的電極7a、7b為止。因此耐沖擊性提高,并且補(bǔ)充增強(qiáng)樹脂6、14的面積減少的量,能夠維持優(yōu)異的可靠性。

予以說明,組裝條件和所使用的焊料膏劑P的成分的具體例、以及凸塊4、12的形狀和大小、電路基板8與基板2的間隙寬度C、電路基板8與基板10的間隙寬度D的具體例等將在后面的實(shí)施例4中進(jìn)行敘述。

上述的各實(shí)施方式的具體例即實(shí)施例1~7的內(nèi)容和綜合判定等如表2所示。將圖2(a)所示的以往的構(gòu)成設(shè)為比較例1。焊料膏劑P使用表1所示的成分不同的6種焊料膏劑P-1~P-6。

【表1】

【表2】

首先,對(duì)比較例1及實(shí)施例1~7中共通的具體構(gòu)成進(jìn)行說明。

<半導(dǎo)體元件1、9>

作為組裝部件的半導(dǎo)體元件1、9使用具有菊鏈(Daisy-chain)電路的相同的元件。其大小為11mm×11mm×0.5mm的大小。所搭載的基板2、10的厚度為0.2mm。

另外,電路基板8為30mm×70mm×1.0mm,電極7a、7b的材質(zhì)為銅,電路基板8的材質(zhì)為玻璃環(huán)氧材料。

<凸塊4、12>

凸塊4、12為具有包含Sn-Ag-Cu系的選自Bi、In、Ag、Zn及Cu中的1種以上的元素和Sn的組合的合金組成的元件,因此優(yōu)選熔點(diǎn)比Sn-Bi系焊料高的凸塊。凸塊4、12的間距為0.4mm,凸塊數(shù)為441個(gè)。將Sn3.0Ag0.5Cu焊料(熔點(diǎn)219℃/商品名“M705-GRN360-L60C”、千住金屬工業(yè)株式會(huì)社制)的焊料膏使用金屬掩模印刷到基板2、10的電極7a、7b上,通過加熱熔融形成凸塊4、12。

<焊料5、13>

從焊料膏劑分離后形成焊料5、13的焊料成分為Sn-Bi系焊料,例如單獨(dú)的錫系合金或這些合金的混合物,例如可以使用選自Sn-Bi系、Sn-In系、Sn-Bi-In系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-In系、Sn-Cu-In系、Sn-Ag-Cu-In系、及Sn-Ag-Cu-Bi-In系中的合金組成。

<增強(qiáng)樹脂6、14>

從焊料膏劑分離后形成增強(qiáng)樹脂6、14的樹脂成分為熱固化性樹脂,可以包含環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、雙馬來酰亞胺、酚醛樹脂、聚酯樹脂、硅酮樹脂、氧雜環(huán)丁烷樹脂等各種樹脂。這些樹脂可以單獨(dú)使用,也可以組合使用2種以上。其中,如后述那樣,特別優(yōu)選環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂使用在室溫為液體的環(huán)氧樹脂。例如適合為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂等。也可以使將這些樹脂改性后的環(huán)氧樹脂。這些液狀環(huán)氧樹脂可以單獨(dú)使用,也可以組合使用2種以上。

<固化劑>

作為與上述的熱固化性樹脂組合使用的固化劑,可以使用選自硫醇系化合物、改性胺系化合物、多官能酚系化合物、咪唑系化合物及酸酐系化合物中的化合物。這些化合物可以單獨(dú)使用,也可以組合使用2種以上。另外,作為根據(jù)需要使用的用于除去焊料粒子的表面的氧化膜的還原劑,可以添加有機(jī)酸、鹵素化合物。

作為該有機(jī)酸,使用具有1個(gè)羧基的化合物或具有多個(gè)羧基的化合物,低分子量的有機(jī)酸對(duì)于表現(xiàn)低溫下的還原反應(yīng)是有效的,在需要顯著的還原反應(yīng)的情況下,具有多個(gè)羧基的化合物是有效的。作為具有1個(gè)羧基的化合物,可例示乙酰丙酸、苯基丁酸、松香酸等。另外,作為具有2個(gè)羧基的化合物,可列舉琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、庚二酸、檸檬酸等多種化合物。

<增強(qiáng)樹脂6、14的硬度的控制>

由于采取在一次組裝側(cè)形成有露出部Oa的結(jié)構(gòu),因此可以防止在二次組裝工序的一次組裝側(cè)的Sn-Bi系焊料5的溢料。為了形成該效果的結(jié)構(gòu),將一次組裝時(shí)的樹脂的擴(kuò)展控制得較小是非常重要的。即,通常,在一次組裝時(shí),Sn-Bi系的焊料5被加熱而熔化,其熔融擴(kuò)散到Sn-Ag-Cu系的凸塊4時(shí),還未固化的樹脂也會(huì)追隨焊料5而向焊料5一方流平,逐漸形成倒角結(jié)構(gòu),但是需要在其擴(kuò)展的途中停止。

即,需要使在樹脂粘合劑中包含Sn-Bi系焊料的低熔點(diǎn)的焊料膏劑的樹脂具有流動(dòng)性控制特性的功能。為此發(fā)現(xiàn):作為為了調(diào)整增強(qiáng)樹脂6、14的硬度而抑制焊料熔融時(shí)的環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性的手段之一,環(huán)氧樹脂的高粘度化是有效的。尤其判明軟化點(diǎn)70~110℃、環(huán)氧當(dāng)量250~1000的環(huán)氧樹脂是有效的。作為用于該高粘度化的環(huán)氧樹脂,具體而言,選自多官能環(huán)氧樹脂、溴化環(huán)氧樹脂、縮水甘油基酯型環(huán)氧樹脂、高分子型環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧樹脂是有效的。例如優(yōu)選使用高分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂、高分子量的雙酚F型環(huán)氧樹脂、高分子量的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂等。也可以使用將這些樹脂改性而成的環(huán)氧樹脂。這些樹脂可以單獨(dú)使用,也可以組合使用2種以上。

進(jìn)而,就實(shí)施方式而言,發(fā)現(xiàn):作為抑制一次組裝面的低熔點(diǎn)的焊料膏劑的、焊料熔融時(shí)的環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性的方法,添加觸變性賦予劑的是有效的。

觸變性賦予劑可以使用有機(jī)系或無機(jī)系的觸變性賦予劑。作為觸變性賦予劑,低分子量的酰胺、聚酯系、蓖麻油的有機(jī)衍生物等是有效的。另外,作為無機(jī)系的觸變性賦予劑,一次粒徑為7nm~40nm的疏水化煅制氧化硅(fumed silica)等是有效的。通過適當(dāng)配合這些觸變性賦予劑,可以抑制焊料熔融時(shí)的環(huán)氧樹脂的擴(kuò)展。

予以說明,若在焊劑成分中添加高熔點(diǎn)的環(huán)氧樹脂或觸變性賦予劑,則變成高粘度的油灰狀態(tài),因此印刷操作性變差。因此,可以添加溶劑。作為溶劑的種類,優(yōu)選與環(huán)氧樹脂的溶解性良好、而且在加熱固化時(shí)揮發(fā)而不會(huì)以孔隙(void)的形式殘留的溶劑,但是并非限定于此。具體而言,可列舉異丙醇、異丁醇、甲苯、正己烷、甲乙酮、1,2—丁二醇等。

分別使用表1所示的焊料膏劑P-1~P-6的焊料膏劑,實(shí)現(xiàn)圖3~圖7及比較例的圖2所示的結(jié)構(gòu)。

<焊料膏劑P-1>

焊料膏劑P-1為標(biāo)準(zhǔn)類型的加入有樹脂的低熔點(diǎn)焊料膏劑,其粘度低、觸變性低,并且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也大。結(jié)果:擴(kuò)展到焊料的邊緣,增強(qiáng)樹脂6、14覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<焊料膏劑P-2>

就焊料膏劑P-2而言,通過與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂并用,從而使觸變性略高,且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也較小。由于焊料膏劑并未擴(kuò)展,因此并未覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<焊料膏劑P-3>

就焊料膏劑P-3而言,焊料比率高,粘度略高,且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也很小。由于焊料膏劑并未擴(kuò)展,因此并未覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<焊料膏劑P-4>

就焊料膏劑P-4而言,通過使用無機(jī)系的觸變劑,從而焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也小。由于焊料膏劑并未擴(kuò)展,因此并未覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<焊料膏劑P-5>

就焊料膏劑P-5而言,若與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂并用,則因觸變劑的量增加而使得觸變性高、粘度高,且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也小。由于焊料膏劑并未擴(kuò)展,因此并未覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<焊料膏劑P-6>

就焊料膏劑P-6而言,通過與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂并用,從而使得粘度高、焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也較小。由于焊料膏劑并未擴(kuò)展,因此并未覆蓋焊料和凸塊的側(cè)面的全部。

<熱固化性樹脂>

使用作為熱固化性樹脂的環(huán)氧樹脂。作為低粘度環(huán)氧樹脂,使用雙酚F型環(huán)氧樹脂(商品名“806”、三菱化學(xué)公司制),另外,作為高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂,使用高分子量雙酚F型環(huán)氧樹脂(商品名“4004P”、軟化點(diǎn)85℃、環(huán)氧當(dāng)量907,三菱化學(xué)公司制)和聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂(商品名“YX4000”、熔點(diǎn)105℃、環(huán)氧當(dāng)量186、三菱化學(xué)公司制)。

<固化劑>

固化劑使用咪唑系固化劑(商品名“Curezol 2P4MZ”、四國化成制)、活性劑使用戊二酸(和光純藥工業(yè)公司制)。

<觸變性賦予劑>

有機(jī)系觸變性賦予劑使用蓖麻油系觸變性賦予劑(商品名“THIXCINR”、ELEMENTIS JAPAN制)。無機(jī)系觸變性賦予劑使用疎水化煅制氧化硅(商品名“RY200”、日本AEROSIL公司制)。

<焊料成分>

在焊料膏劑P-1~P-6的焊料成分中通用的是Sn-58Bi焊料(直徑15-25μm、三井金屬公司制)。

<焊料膏劑P-1~P-6的評(píng)價(jià)方法>

使用東京計(jì)器制E型粘度計(jì),測(cè)定各漿料的粘度和觸變指數(shù)。測(cè)定條件如下。

粘度轉(zhuǎn)速:5rpm,測(cè)定開始后1分鐘后的粘度值

觸變指數(shù)0.5rpm 2分鐘后的粘度值/5rpm 1分鐘后的粘度值

(樹脂擴(kuò)展量)

使用開設(shè)有厚2.5mm、直徑6mm的孔的金屬掩模,在50×50×0.5mm的銅板上涂布加入有樹脂的低熔點(diǎn)焊料膏劑,利用160℃熱板使其加熱熔融后,測(cè)量擴(kuò)展到焊料周圍的環(huán)氧樹脂的擴(kuò)展寬度。

(實(shí)施例1~7和比較例1的組裝工序)

將具有凸塊4的半導(dǎo)體元件1組裝到在電路基板8的一次組裝面101涂布了選自焊料膏劑P-1~P-7中的焊料膏劑而成的電極7a上。然后,利用加熱爐16使其熔融而連接。之后,將電路基板8翻轉(zhuǎn)。

接著,在將選自焊料膏劑P-1或P-5中的任一焊料膏劑涂布于電路基板8的二次組裝面102而成的電極7b上組裝具有凸塊12的半導(dǎo)體元件9。之后,再度利用加熱爐16使其熔融而連接,完成在兩個(gè)面進(jìn)行的組裝。

凸塊12(SnAgCu球)的熔點(diǎn)為219℃,焊料膏劑(Sn58Bi焊料膏劑)的熔點(diǎn)為138℃。Sn58Bi焊料膏劑的回流加熱溫度(回流最高到達(dá)溫度)為Sn58Bi焊料的熔點(diǎn)以上且不足焊料凸塊的熔點(diǎn)的溫度是必要條件,在實(shí)施例1~7及比較例1中是通用的,并且進(jìn)行加熱至155℃再進(jìn)行組裝。

在半導(dǎo)體元件的連接工序中,將混雜有Sn-58Bi低熔點(diǎn)的焊料和熱固化性樹脂的組成的低熔點(diǎn)的焊料膏劑涂布于電路基板8上,進(jìn)行回流加熱,使Sn-58Bi焊料熔融。

通過使焊料膏劑P-2中的焊料成分熔融,從而使熔融的焊料成為與Sn-Ag-Cu系的凸塊4及電極3的表面融合的狀態(tài)(金屬擴(kuò)散狀態(tài))。基于該金屬擴(kuò)散狀態(tài)的形成,在焊料膏劑中焊料成分處于凝聚狀態(tài),熱固化性樹脂被擠出,從而使2個(gè)成分分離。分離出的熱固化性樹脂配置于焊料的周圍,之后,熱固化性樹脂熱固化而成為增強(qiáng)樹脂6,并且熔融的焊料成分固化而成為焊料5,將凸塊4與電極3電連接。另外,增強(qiáng)樹脂6覆蓋焊料5與凸塊4的接合部分、以及焊料5而起到增強(qiáng)的作用。

(實(shí)施例1)

如表2所示,在一次組裝面101中使用焊料膏劑P-2,在二次組裝面102使用焊料膏劑P―1,如圖3那樣在兩個(gè)面上進(jìn)行組裝,制成評(píng)價(jià)元件。

二次組裝面102的焊料膏劑P―1為標(biāo)準(zhǔn)類型的加入有樹脂的焊料膏劑,其具有低粘度、低觸變性。結(jié)果焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也大。因此,在二次組裝面102中采取增強(qiáng)樹脂14覆蓋焊料13與凸塊12的接合部分、以及焊料13的整個(gè)周圍、且增強(qiáng)樹脂14從電路基板8達(dá)到半導(dǎo)體元件9的基板10的結(jié)構(gòu)。

就在一次組裝面101上的焊料膏劑P-2而言,通過與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂(YX4000)并用,從而使觸變性略高,焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也較小。因此,即使增強(qiáng)樹脂6覆蓋焊料5與凸塊4的接合部分、以及焊料5,也會(huì)抑制其流動(dòng)性,因此不會(huì)從電路基板8達(dá)到半導(dǎo)體元件1的基板2,成為一部分的焊料5以露出部Oa大致均等地露出的結(jié)構(gòu)。

在實(shí)施例1中,由于一次組裝側(cè)并未采取增強(qiáng)樹脂6覆蓋焊料5的整個(gè)周圍的結(jié)構(gòu),因此熔融的焊料5膨脹并擴(kuò)展到樹脂未覆蓋到的部分的露出部Oa,從而不會(huì)引起內(nèi)壓上升,之后,在冷卻時(shí)會(huì)回到原來的位置,因此不會(huì)產(chǎn)生溢料不良。

另外,由于為在一次組裝面101上的凸塊4的頂點(diǎn)未到達(dá)電路基板8的接合,因而間隙寬度C較大,因此,將一次二次的各間隙之間加和而得的總間隙略大,為260μm。

另外,完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為90次。

予以說明,表2的組裝結(jié)構(gòu)體的評(píng)價(jià)按照以下方式進(jìn)行。

(有無溢料產(chǎn)生)

制作組裝結(jié)構(gòu)體,并利用X射線照射裝置目視觀察從焊料5、13的部分的焊料飛出,判斷有無溢料產(chǎn)生。

(耐落下性)

使一次組裝面101朝下而從30cm的高度落下,若在半導(dǎo)體元件1所制成的菊鏈電路的電阻值上升到20%以上,則判斷為不良,測(cè)量直到不良產(chǎn)生為止的次數(shù),將50次以上設(shè)為耐落下性合格。

(總間隙寬度)

表示一次組裝面101的半導(dǎo)體元件1的基板2與電路基板8的間隙寬度C、和二次組裝面102的半導(dǎo)體元件9的基板10與電路基板8的間隙寬度D的總和。將200μm以下設(shè)為◎,將200~300μm設(shè)為○,將300μm以上設(shè)為×。

(綜合判定)

在結(jié)構(gòu)及可靠性評(píng)價(jià)中,將只要有一者為×的情況設(shè)為綜合判定×,將還有1個(gè)△的情況設(shè)為○,將無○×的情況設(shè)為◎。

該組裝結(jié)構(gòu)體的評(píng)價(jià)方法在以下說明的實(shí)施例2~實(shí)施例7、比較例1中也同樣。

(實(shí)施例2)

如表2所示,在二次組裝面102中使用焊料膏劑P-1,在一次組裝面101使用焊料膏劑P-3,并且按照成為圖3的結(jié)構(gòu)的方式在兩個(gè)面上進(jìn)行組裝,制成評(píng)價(jià)元件。

就焊料膏劑P-3而言,焊料比率高達(dá)90wt%,并且粘度高,因此焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也小。予以說明,為了調(diào)整粘度,添加相對(duì)于焊料膏劑P-3的總量為10wt%的溶劑(甲苯:異丙醇=1:1)。

結(jié)果:由于并未采取一次組裝面101的增強(qiáng)樹脂6覆蓋與凸塊4的接合部分及焊料5的整個(gè)周圍的結(jié)構(gòu),因此即使進(jìn)行二次組裝的加熱,也不會(huì)引起內(nèi)壓上升,不會(huì)產(chǎn)生焊料溢料不良。

另外,一次組裝面101的半導(dǎo)體元件1的凸塊4的頂點(diǎn)為與實(shí)施例1同樣的結(jié)構(gòu),因此間隙大,從而將一次二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙略大,為250μm。

另外,完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為74次。認(rèn)為這是由于:就一次組裝中所使用的焊料膏劑P―3而言,由于焊料比率高達(dá)90wt%,因此樹脂成分變少,為10wt%,樹脂的增強(qiáng)效果變小。

(實(shí)施例3)

與實(shí)施例1,2同樣,在一次組裝面101中使用焊料膏劑P-4,按照成為圖4的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。焊料膏劑P-4使用無機(jī)系的觸變性賦予劑(疏水化煅制氧化硅),焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也小。尤其,無機(jī)系的觸變劑即使在焊料熔融溫度也不會(huì)熔解,因此可以可靠地抑制環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性。結(jié)果:一次組裝面101設(shè)有露出部Oa,因此即使進(jìn)行二次組裝時(shí)的加熱,也不會(huì)引起內(nèi)壓上升,不會(huì)產(chǎn)生焊料溢料不良。

另外,一次組裝面101的半導(dǎo)體元件1的凸塊4的頂點(diǎn)未到達(dá)電路基板8,因此將一次二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙略小,為230μm。

另外,完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為高達(dá)112次的結(jié)果。推測(cè)這是由于:高強(qiáng)度的凸塊4的頂點(diǎn)到達(dá)電路基板8,由此使結(jié)構(gòu)變得牢固。

(實(shí)施例4)

一次組裝面101、二次組裝面102的焊料膏劑使用焊料膏劑P-5,按照成為圖7的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。就焊料膏劑P-5而言,若與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂(4004P)并用,則通過增加有機(jī)系觸變性賦予劑的量,從而使觸變性高、粘度高,并且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也小。因此,在增強(qiáng)樹脂6、14設(shè)有露出部Oa、Ob,從而與其他的實(shí)施例同樣,即使進(jìn)行二次組裝的加熱,也不會(huì)引起內(nèi)壓上升,不會(huì)產(chǎn)生焊料溢料不良。

另外,在兩面的半導(dǎo)體元件1、9的凸塊4、12的頂點(diǎn)均到達(dá)電路基板8,因此將一次組裝面101和二次組裝面102的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙變小,為200μm。

另外,完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為71次。推測(cè)這是由于:高強(qiáng)度的凸塊4、12的頂點(diǎn)到達(dá)電路基板8,由此使結(jié)構(gòu)變得牢固,但是由于沒有增強(qiáng)樹脂14覆蓋二次組裝面102的焊料的整個(gè)周圍的結(jié)構(gòu),因此略微變?nèi)酢?/p>

(實(shí)施例5)

與實(shí)施例1~3同樣,在二次組裝面102中使用焊料膏劑P-1,在一次組裝面101使用焊料膏劑P-6,按照成為圖3的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。予以說明,就焊料膏劑P-6而言,通過與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂(YX4000、4004P)并用,從而使得粘度高,且焊料熔融時(shí)的樹脂的擴(kuò)展也較小。

通過與高熔點(diǎn)環(huán)氧樹脂并用,從而在焊料熔融溫度下的樹脂粘度也變高,可以抑制環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性。與其他的實(shí)施例同樣,在一次組裝面101設(shè)有露出部Oa,因此即使進(jìn)行二次組裝時(shí)的加熱,也不會(huì)引起內(nèi)壓上升,不會(huì)產(chǎn)生焊料溢料不良。

另外,由于為一次組裝面101的半導(dǎo)體元件1的凸塊4的頂點(diǎn)未到達(dá)電路基板8的接合,因而間隙寬度C大,從而將一次二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙略大,為260μm。

另外,完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為98次。推測(cè):與實(shí)施例1相比,由于在環(huán)氧樹脂中并用了高熔點(diǎn)的樹脂,因此樹脂強(qiáng)度提高,耐落下可靠性出現(xiàn)些許上升。

(實(shí)施例6)

在一次、二次組裝中均使用焊料膏劑P-1,按照成為圖5的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。在一次組裝中使用通常的球狀的凸塊41,因此環(huán)氧樹脂的增強(qiáng)部變小。因此,不會(huì)引起二次組裝時(shí)的焊料溢料不良,但是將一次、二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙非常大,為360μm,與薄型組裝的趨勢(shì)呈相反的結(jié)果。另外,耐落下可靠性為101次。

(實(shí)施例7)

在一次、二次組裝中均使用焊料膏劑P-1,按照成為圖6的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。一次組裝面101中的每個(gè)連接部位的焊料膏劑P-1的分量比二次組裝面102中的每個(gè)連接部位的焊料膏劑P-1的分量少,因此在將焊料膏劑涂布于一次組裝面101時(shí)所使用的印刷掩模的厚度比在將焊料膏劑涂布于二次組裝面102時(shí)所使用的印刷掩模的厚度薄,印刷掩模的開口徑也小。

推測(cè):由于一次組裝面101中所使用的焊料膏劑P-1的量少,因此不會(huì)覆蓋凸塊4的整個(gè)周圍,不會(huì)產(chǎn)生Sn-Bi焊料飛出的焊料溢料不良,但是,焊料5少,并且增強(qiáng)樹脂6也少,因此連接強(qiáng)度變小。落下可靠性為25次,是非常低的值。但是,將一次二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙略小,為240μm。

(比較例1)

如表2所示,在一次、二次組裝中均使用焊料膏劑P-1,按照成為圖2的結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行兩面組裝,制成評(píng)價(jià)元件。

在一次、二次組裝面上,環(huán)氧樹脂的增強(qiáng)樹脂6、14均覆蓋焊料5、13的整個(gè)周圍,因此如前所述,產(chǎn)生再熔融的Sn-Bi系焊料飛出的焊料溢料不良。

另外,將一次二次的各間隙之間加和的合計(jì)的總間隙為260μm,與實(shí)施例1相同。另外,由于兩面被增強(qiáng)樹脂6、14覆蓋整個(gè)周圍,因此完成了一次、二次組裝的兩面組裝封裝體的耐落下可靠性為高達(dá)120次的值。

<實(shí)施例1~7和比較例1的比較>

就一次組裝面101而言,在實(shí)施例1~實(shí)施例6中所使用的焊料膏劑P-2~P-6以抑制該低熔點(diǎn)的焊料熔融時(shí)的增強(qiáng)樹脂的流動(dòng)的方式來設(shè)計(jì)樹脂。因此,即使采取低熔點(diǎn)的焊料熔融、并且增強(qiáng)樹脂覆蓋低熔點(diǎn)的焊料與凸塊的接合部分以及焊料而起到增強(qiáng)的作用的結(jié)構(gòu),也會(huì)抑制流動(dòng)性,因此并未到達(dá)設(shè)置于半導(dǎo)體元件的電極。即,若將增強(qiáng)樹脂的增強(qiáng)高度A和半導(dǎo)體元件1的基板2與電路基板8的間隙寬度C進(jìn)行比較,則A<C。

相反,就二次組裝面102而言,焊料膏劑P-1設(shè)計(jì)成使該低熔點(diǎn)的焊料熔融時(shí)的增強(qiáng)樹脂的流動(dòng)良好的樹脂。因此,采取成為覆蓋焊料5與凸塊4的接合部分及焊料5的整個(gè)周圍而起到增強(qiáng)作用的結(jié)構(gòu)、且到達(dá)設(shè)置于半導(dǎo)體元件9的基板10的結(jié)構(gòu)。即,二次組裝面102的增強(qiáng)樹脂14的高度B和半導(dǎo)體元件9的基板10與電路基板8的二次組裝面102的間隙寬度D的關(guān)系為B≤D。

將實(shí)施例1~7和比較例1進(jìn)行比較。

在實(shí)施例1~7中,采用在電路基板8的兩面使半導(dǎo)體元件1、9與凸塊4,14和焊料5、13進(jìn)行電連接、并且將焊料周圍用增強(qiáng)樹脂6、14覆蓋的組裝結(jié)構(gòu)體。在該組裝結(jié)構(gòu)體中,一次組裝面101的增強(qiáng)樹脂6并未覆蓋焊料5的整面,以露出部Oa大致均等地露出焊料5的一部分的整體。因此,可以防止在二次組裝時(shí)的一次組裝面101一側(cè)的焊料溢料的產(chǎn)生。而且,若進(jìn)行薄型組裝,則可以制作具有優(yōu)異的耐落下性的組裝結(jié)構(gòu)體。

在實(shí)施例1的圖3的組裝結(jié)構(gòu)體中,凸塊4被焊料5完全覆蓋。另一方面,在實(shí)施例7的圖6的組裝結(jié)構(gòu)體中,凸塊51僅一部分被焊料5覆蓋。根據(jù)該差異,使實(shí)施例7比實(shí)施例1耐落下性差。結(jié)果:優(yōu)選使凸塊4用焊料5完全覆蓋。

<樹脂高度A>

由表2可知:樹脂高度A為間隙寬度C的25%~50%時(shí)較佳。若樹脂高度A為間隙寬度C的100%,則焊料5被關(guān)在里面,為不良。若樹脂高度A為間隙寬度C的25%以下,則不會(huì)出現(xiàn)由樹脂所獲得的增強(qiáng)。

<樹脂的寬度>

在焊料膏劑P中的樹脂濃度低的焊料膏劑為焊料膏劑P-3、P-5。使用這些焊料膏劑的例子為實(shí)施例2、4。與其他實(shí)施例相比,耐落下性差。根據(jù)表1,只要至少使樹脂相對(duì)于焊料的比例為8重量%以上即可。

予以說明,電極11,7a、7b的凸塊的大小為50~100μm,對(duì)上述數(shù)值不產(chǎn)生影響。

予以說明,可以將實(shí)施方式進(jìn)行組合。

另外,以作為組裝部件的半導(dǎo)體元件1、9為由BGA型半導(dǎo)體形成的BGA半導(dǎo)體元件的情況為代表,就一個(gè)例子進(jìn)行說明。但是,并不限定于此。不僅可以應(yīng)用于半導(dǎo)體元件的組裝,還可以應(yīng)用于非封裝體的半導(dǎo)體元件、其他電子部件的組裝。不僅可以應(yīng)用于在兩面各組裝1個(gè)半導(dǎo)體元件的情況,還可以應(yīng)用于在電路基板8的兩面組裝多個(gè)半導(dǎo)體元件的組裝結(jié)構(gòu)體中。若為具有焊料凸塊的半導(dǎo)體、電子部件,則可以應(yīng)用該發(fā)明。作為被組裝部件的例子,可列舉例如電路基板8,但是也可以將在內(nèi)部設(shè)置有半導(dǎo)體、電路部件的多層配線基板、半導(dǎo)體集成電路等作為被組裝部件來構(gòu)成。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)體可以在電氣/電子電路形成技術(shù)的領(lǐng)域中使用于廣泛的用途。例如可以使用在CCD元件、全息(hologram)元件、芯片部件等電子部件的連接用途及將這些電子部件與被組裝部件接合的用途中,可以使用內(nèi)置有這些元件、部件或基板的制品例如便攜式設(shè)備、手機(jī)、便攜式AV設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)等中。

符號(hào)說明

1 半導(dǎo)體元件(第一組裝部件)

2 半導(dǎo)體元件1的基板

3 半導(dǎo)體元件1的電極

4 凸塊

5 焊料

6 增強(qiáng)樹脂

7a、7b 電極

8 電路基板(被組裝部件)

9 半導(dǎo)體元件(第二組裝部件)

10 半導(dǎo)體元件9的基板

11 半導(dǎo)體元件2的電極

12 凸塊

13 焊料

14 增強(qiáng)樹脂

101 電路基板8的一次組裝面

102 電路基板8的二次組裝面

A 增強(qiáng)樹脂6的高度

B 增強(qiáng)樹脂14的高度

C 電路基板8與基板2的間隙寬度

D 電路基板8與基板10的間隙寬度

E 凸塊4、41的高度

F 凸塊12的高度

G 焊料5的擴(kuò)展寬度

Oa、Ob 露出部

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