专利名称：电子部件和热传导部件的制造方法以及电子部件用热传导部件的安装方法
技术领域：
本发明涉及电子部件用热传导部件的安装方法。
技术背景例如，在LSI封装中，在小型的基板上安装LSI芯片。LSI芯片在基 板的表面上被增强板包围。增强板可以提高基板的刚性。在LSI芯片的表 面上固定有热传导部件即散热片。增强板夹持在散热片与基板之间。在制造LSI封装时，首先，将固态的焊锡材料配置在LSI芯片上。散 热片与接合材料的表面重合。此时，在散热片与基板之间夹入增强板。在 散热片与增强板或基板与增强板之间夹入热硬化性粘接剂。之后，对焊锡 材料和热硬化性粘接剂加热。焊锡材料和热硬化性粘接剂在熔融后重新硬 化。这样一来，散热片被固定在LSI芯片的表面上。同时，增强板被固定 在散热片与基板之间。专利文献1:日本专利文献特开平8—78837号公报； 专利文献2:日本专利文献特开2002—190560号公报； 专利文献3:日本专利文献特开昭54—108273号公报。发明内容在加热时，LSI芯片或基板被放入到加热炉中。在加热炉中，设定超 过焊锡材料的熔点和热硬化性粘接剂的硬化温度的温度。在LSI芯片上焊 锡材料熔融，同时在增强板的上下热硬化性粘接剂熔融。结果，散热片向 基板下降。根据散热片的重量和按压力的大小使焊锡材料的厚度增减。当 焊锡材料过厚时，会降低热传导效率。当焊锡材料过薄时，散热片会从 LSI芯片上剥离。本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种在电子部件与热传导部件之间能够可靠地控制接合材料的厚度的电子部件用热传导 部件的安装方法。为了达到上述目的，第一发明提供一种电子部件的制造方法，其特征 在于，包括以下工序将接合材料配置在电子部件上；使热传导部件与接 合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入热硬化性粘接剂；以低 于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化 后，使接合材料熔解。通过接合材料的表面支承热传导部件。可以在维持热传导部件与基板 之间的距离的情况下使热硬化性粘接剂硬化。当在热硬化性粘接剂硬化后 使接合材料熔融时，通过硬化后的热硬化性粘接剂支承热传导部件。从而 不管接合材料是否发生熔融均能够可靠地阻止热传导部件的下降。这样一 来，可以维持热传导部件与电子部件的间隔。能够可靠地避免凝固后的接 合材料厚度縮小。这样一来，可以通过接合材料的厚度准确地控制凝固后 的接合材料的厚度。在该制造方法中，使用固态的接合材料和流动性的热 硬化性粘接剂即可。也可以采用如下方式当在热传导部件与基板之间夹入热硬化性粘接剂时，还将支承部件夹持在热传导部件与基板之间。此时，在夹持热硬化 性粘接剂时，热硬化性粘接剂夹持在支承部件的全周上即可。第二发明提供一种电子部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序将接合材料配置在电子部件上；在电子部件的周围，在基板上将热硬化性粘接剂和热传导部件重合起来，使热传导部件与接合材料的表面相对；对热硬化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融；以低于接合材 料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，使接 合材料熔解。即使热硬化性粘接剂发生熔融也可以由接合材料的表面支承热传导部 件。可以在维持热传导部件与基板之间的距离的情况下使热硬化性粘接剂 硬化。当在热硬化性粘接剂硬化后使接合材料熔融时，通过硬化后的热硬 化性粘接剂支承热传导部件。从而不管接合材料是否发生熔融均能够可靠 地阻止热传导部件的下降。这样一来，可以维持热传导部件与电子部件的间隔。能够可靠地避免凝固后的接合材料的厚度縮小。这样一来，可以通 过接合材料的厚度准确地控制凝固后的接合材料的厚度。第三发明提供一种热传导部件的制造方法，其特征在于，包括以下工 序将接合材料配置在部件上；使热传导部件与接合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入热硬化性粘接剂；以低于接合材料的熔点的温 度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔解。通过接合材料的表面支承热传导部件。可以在维持热传导部件与基板 之间的距离的情况下使热硬化性粘接剂硬化。当在热硬化性粘接剂硬化后 使接合材料熔融时，通过硬化后的热硬化性粘接剂支承热传导部件。从而 不管接合材料是否发生熔融均能够可靠地阻止热传导部件的下降。这样一 来，可以维持热传导部件与部件的间隔。能够可靠地避免凝固后的接合材 料的厚度縮小。这样一来，可以通过接合材料的厚度准确地控制凝固后的 接合材料的厚度。第四发明提供一种热传导部件的制造方法，其特征在于，包括以下工 序将接合材料配置在部件上；在部件的周围，在基板上将热硬化性粘接 剂和热传导部件重合起来，使热传导部件与接合材料的表面相对；对热硬 化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融；以低于接合材料的熔点的 温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔 解。即使热硬化性粘接剂发生熔融也可以由接合材料的表面支承热传导部 件。可以在维持热传导部件与基板之间的距离的情况下使热硬化性粘接剂 硬化。当在热硬化性粘接剂硬化后使接合材料熔融时，通过硬化后的热硬 化性粘接剂支承热传导部件。从而不管接合材料是否发生熔融均能够可靠 地阻止热传导部件的下降。这样一来，可以维持热传导部件与部件的间 隔。能够可靠地避免凝固后的接合材料的厚度縮小。这样一来，可以通过 接合材料的厚度准确地控制凝固后的接合材料的厚度。第五发明提供一种电子部件用热传导部件的安装方法，其特征在于， 包括以下工序将固态的接合材料配置在安装于基板上的电子部件上；使 热传导部件与接合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入支承部6件和流动性的热硬化性粘接剂；维持热硬化性粘接剂的硬化温度以上的、 且低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂 硬化后，以接合材料的熔点以上的温度使接合材料熔解。即使将流动性的热硬化性粘接剂夹持在热传导部件与基板之间，也可 以由固态的接合材料的表面支承热传导部件。从而能够维持接合材料的厚 度。当在热硬化性粘接剂硬化后使接合材料熔融时，通过硬化后的热硬化 性粘接剂支承热传导部件。从而不管接合材料是否发生熔融均能够可靠地 阻止热传导部件的下降。这样一来，可以维持热传导部件与电子部件的间 隔。由于接合材料的流动体持续充满热传导部件与电子部件之间，因此能 够可靠地避免凝固后的接合材料的厚度縮小。这样一来，可以通过固态的 接合材料的厚度准确地控制凝固后的接合材料的厚度。第六发明提供一种电子部件用热传导部件的安装方法，其特征在于， 包括以下工序将固态的接合材料配置在安装于基板上的电子部件上；在 电子部件的周围，在基板上，将支承部件、固态的热硬化性粘接剂以及热 传导部件重合起来，使热传导部件与接合材料的表面相对；对固态的热硬 化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融；维持热硬化性粘接剂的硬 化温度以上的、且低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在 热硬化性粘接剂硬化后，以接合材料的熔点以上的温度使接合材料熔解。即使固态的热硬化性粘接剂在热传导部件与基板之间发生熔融，也可 以由固态的接合材料的表面支承热传导部件。从而能够维持接合材料的厚 度。当在热硬化性粘接剂硬化后使接合材料烙融时，通过硬化后的热硬化 性粘接剂支承热传导部件。从而不管接合材料是否发生熔融均能够可靠地 阻止热传导部件的下降。这样一来，可以维持热传导部件与电子部件的间 隔。由于接合材料的流动体持续充满热传导部件与电子部件之间，因此能 够可靠地避免凝固后的接合材料厚度縮小。这样一来，可以通过固态的接 合材料的厚度准确地控制凝固后的接合材料的厚度。
图1是简要表示印制电路板单元的构造；图2是封装基板的平面图；图3是表示配置在LSI芯片上的固态的接合材料的封装基板的侧视图；图4是表示与封装基板重合的固态的热硬化性粘接剂和增强板的封装 基板的侧视图；图5是表示熔融时的热硬化性粘接剂的封装基板的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。图1是简要示出了印制电路板单元11的构造。印制电路板单元11包 括树脂制的印制电路板12。在印制电路板12的表面上安装有电子部件封 装即LSI封装13。 LSI封装13通过多个端子凸块14固定在印制电路板12 上。端子凸块14例如由称为焊锡的导电材料构成即可。LSI封装13包括安装在印制电路板12的表面上的树脂制基板即封装 基板15。在封装基板15的表面上安装有一个电子部件即LSI芯片16。 LSI芯片16通过多个端子凸块17固定在封装基板15上。端子凸块17例 如由称为焊锡的导电材料构成即可。端子凸块17在封装基板15上被密 封。在进行该密封时，通过树脂材料18填满LSI芯片16与封装基板15之 间。除此之外，也可以在上述的封装基板15上使用例如陶瓷基板。LSI封装13包括热传导部件即散热片21 。散热片21被LSI芯片16的 向上平坦面托住。散热片21形成为向比LSI芯片16的向上平坦面靠近外 侧的位置处扩大的平板即可。这样，通过散热片21覆盖了 LSI芯片16的 向上平坦面。散热片21例如由铜、铝、碳化铝、碳化硅、铝碳化硅 (AlSiC)等热传导性材料构成即可。热传导性的接合材料22夹持在LSI芯片16与散热片21之间。接合材 料22为均匀的厚度，在LSI芯片16的向上平坦面上扩展。散热片21通过 接合材料22与LSI芯片16的向上平坦面结合。接合材料22例如可以使用 低温焊锡材料。接合材料22通过熔融后的凝固而与LSI芯片16的向上平 坦面无缝接触。同样地，接合材料22通过熔融后的凝固而与散热片21的向下面无缝接触。在散热片21上保持有散热部件即散热器23。在散热器23上形成有平 板状的主体即受热部23a和从该受热部23a沿垂直方向立起的多个翅片 23b。受热部23a通过平坦的向下面与散热片21的向上平坦面相对。相邻 的翅片23b之间分隔成沿相同方向延伸的通气路径。散热器23例如由铝 或铜等金属材料成形即可。在散热片21的向上平坦面与散热器23的向下面之间夹持有热传导性 的流动体即热脂24。热脂24例如包括硅脂和分散在该硅脂中的热传导性 微小粒子即热传导性填料。热传导性填料例如使用陶瓷粒子或金属粒子即 可。另外，也可以在散热片21的向上平坦面与散热器23的向下面之间夹 入例如热传导片或热传导凝胶。在LSI芯片16工作当中，LSI芯片16会发热。LSI芯片的热从接合材 料22向散热片21传递。散热片21将LSI芯片16的热向广大的范围扩 散。这样一来，扩散开的热从热脂24向散热器23传递。散热器23从较大 的表面积的表面向大气中散热。这样一来可以有效地抑制LSI芯片16的 温度上升。并且，如后面所述，由于接合材料22的厚度设定为最小许可 值，因此可以在LSI芯片16与散热片21之间有效地传递热。这样，如果 接合材22的厚度可以确保最小许可值，则能够可靠地避免散热片21与 LSI芯片16剥离。在封装基板15上，在LSI芯片16的周围固定有支承部件即增强板 26。在增强板26与封装基板15之间夹持有热硬化性粘接剂27。增强板 26由于热硬化性粘接剂27的作用而被固定在封装基板15的向上面。增强 板21的热膨胀率例如与封装基板15的热膨胀率一致即可。在这样的情况 下，增强板26例如由铜或不锈钢形成即可。增强板26可以提高封装基板 15的刚性。同样，在增强板26与散热片21之间夹持有热硬化性粘接剂28。通过 该热硬化性粘接剂28使散热片21固定在增强板26上。这样，由增强板 26支承散热器23的重量。从而可以减轻散热器23作用在LSI芯片16上 的负载。这样可以阻止LSI芯片16被损坏。如后面所述，热硬化粘接剂27、 28的硬化温度被设定得比接合材料22的熔点低。热硬化粘接剂27、 28的熔点设定得比其硬化温度低即可。优选接合材料22的熔点设定得比 常温(例如，室温)高得足够多。优选端子凸块14、 17的熔点设定得比 接合材料22的熔点高。由图2可知，增强板26在封装基板15上包围LSI芯片16的外周。增 强板26的全周被夹持在散热片21与封装基板15之间。此时，在增强板 26与封装基板15之间热硬化树脂材27、 28夹持在增强板26的全周上即 可。下面，详细说明LSI封装13的制造方法。例如，如图3所示，准备封 装基板15。在封装基板15上安装LSI芯片16。在LSI芯片16的向上平坦 面上配置固态的接合材料22。接合材料22使用预先规定的厚度的低温焊 锡板即可。低温焊锡板的外形与LSI芯片16的向上平坦面一致即可。如图4所示，在封装基板15上，在LSI芯片16的周围依次重合固态 的热硬化性粘接剂27、增强板26和固态的热硬化性粘接剂28。热硬化性 粘接剂27、 28使用热硬化性粘接剂片即可。这里，上侧热硬化性粘接剂 28的顶上面设定得比接合材料22的向上面高。但是，上侧热硬化性粘接 剂28的顶上面也可以设定为与接合材料22的向上面高度相同。之后，使 散热片21重合在上侧热硬化性粘接剂28的顶上面。从而热硬化性粘接剂 27、增强板26以及热硬化性粘接剂28夹持在散热片21与封装基板15之 间。散热片21的向下面以规定的间隔与接合材料22的向上面相对。之后，封装基板15被放入到加热炉中。加热炉的温度被设定为热硬 化性粘接剂27、 28的硬化温度以上的第一温度。但是，该第一温度被设 定得比接合材料22的熔点低。由于热硬化性粘接剂27、 28的熔融温度比 其硬化温度低，因此在加热炉达到热硬化性粘接剂27、 28的硬化温度之 前，热硬化性粘接剂27、 28会发生熔融。由于对热硬化性粘接剂27、 28 的流动体施加规定的粘性和表面张力，因此热硬化性粘接剂27、 28的流 动体保持在封装基板15与增强板26之间和增强板26与散热片21之间。 如图5所示，随着热硬化性粘接剂27、 28的熔融，散热片21向封装基板 15下降。这样一来，散热片21的向下面被接合材料22的向上面托住。散热片21的重量由接合材料22、 LSI芯片16、端子凸块17以及树脂材料18 支承。之后，维持散热片21的高度。此时，接合材料22继续维持上述的 厚度。在加热炉中，在规定的持续时间内维持第一温度。当经过该持续时间 后，热硬化性粘接剂27、 28完全硬化。在该持续时间的经过过程中，能 够可靠地阻止接合材料22的熔融。持续时间被设定为例如1 2小时左 右。但是，持续时间是独有指定给热硬化性粘接剂27、 28的。在热硬化性粘接剂27、 28硬化后，在加热炉中设定比第一温度高的 第二温度。该第二温度被设定为接合材料22的熔点以上。这样一来，接 合材料22发生熔融。由于对接合材料22的流动体施加规定的粘性和表面 张力，因此接合材料22的流动体继续充满散热片21与LSI芯片16之间。 此时，散热片21的重量由硬化后的热硬化性粘接剂27、 28以及增强板26 支承。因此，能够可靠地阻止散热片21的下降。不管接合材料22是否熔 融，均可以维持散热片21的高度。之后，封装基板15从加热炉中被取出。接合材料22被冷却。伴随着 冷却，接合材料22发生凝固。如前所述，由于在凝固之前散热片21的高 度被维持恒定，因此凝固后的接合材料22能够确保最初的厚度。这样一 来，能够通过固态的接合材料22的厚度可靠地控制凝固后的接合材料22 的厚度。如果固态的接合材料22被设定最小许可值，则凝固后的接合材 料22也可以确定最小许可值的厚度。当接合材料22的厚度低于最小许可 值时，散热片21的向下面容易与LSI芯片16的向上平坦面剥离。另外，在以上的LSI封装13的制造方法中，也可以代替固态的热硬 化性粘接剂而使流动性的热硬化性粘接剂夹持在封装基板15与增强板26 之间和增强板26与散热片21之间。此时，散热片21的向下面预先被接合 材料22的向上面托住即可。
权利要求
1.一种电子部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序将接合材料配置在电子部件上；使热传导部件与接合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入热硬化性粘接剂；以低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔解。
2. 如权利要求1所述的电子部件的制造方法，其特征在于，所述接合 材料为固态。
3. 如权利要求1所述的电子部件的制造方法，其特征在于，所述热硬 化性粘接剂具有流动性。
4. 如权利要求1所述的电子部件的制造方法，其特征在于， 当在所述热传导部件与所述基板之间夹入所述热硬化性粘接剂时，还夹入支承部件。
5. 如权利要求4所述的电子部件的制造方法，其特征在于， 在将所述热硬化性粘接剂夹入到所述热传导部件与所述基板之间时，在所述支承部件的全周上夹入所述热硬化性粘接剂。
6. —种电子部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序 将接合材料配置在电子部件上；在电子部件的周围，在基板上将热硬化性粘接剂和热传导部件重合起 来，使热传导部件与接合材料的表面相对；对热硬化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融； 以低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化； 在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔解。
7. —种热传导部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序 将接合材料配置在部件上；使热传导部件与接合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入 热硬化性粘接剂；以低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化； 在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔解。
8. —种热传导部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序将接合材料配置在部件上；在部件的周围，在基板上将热硬化性粘接剂和热传导部件重合起来， 使热传导部件与接合材料的表面相对；对热硬化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融； 以低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化； 在热硬化性粘接剂硬化后，使接合材料熔解。
9. 一种电子部件用热传导部件的安装方法，其特征在于，包括以下工序将固态的接合材料配置在安装于基板上的电子部件上；使热传导部件与接合材料的表面重合，在热传导部件与基板之间夹入 支承部件和流动性的热硬化性粘接剂；维持热硬化性粘接剂的硬化温度以上的、且低于接合材料的熔点的温 度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，以接合材料的熔点以上的温度使接合材料 熔解。
10. —种电子部件用热传导部件的安装方法，其特征在于，包括以下 工序将固态的接合材料配置在安装于基板上的电子部件上； 在电子部件的周围，在基板上将支承部件、固态的热硬化性粘接剂以及热传导部件重合起来，使热传导部件与接合材料的表面相对； 对固态的热硬化性粘接剂进行加热，使热硬化性粘接剂熔融； 维持热硬化性粘接剂的硬化温度以上的、且低于接合材料的熔点的温度使热硬化性粘接剂硬化；在热硬化性粘接剂硬化后，以接合材料的熔点以上的温度使接合材料熔解。
全文摘要
在电子部件(16)上配置有固态的接合材料(22)。使热传导部件(21)与接合材料(22)的表面重合。即使将流动性的热硬化性粘接剂(27、28)夹持在热传导部件(21)与基板(15)之间，也可以由固态的接合材料(22)的表面支承热传导部件(21)。从而能够维持接合材料(22)的厚度。当在热硬化性粘接剂(27、28)硬化后使接合材料(22)熔融时，通过硬化后的热硬化性粘接剂(27、28)支承热传导部件(21)。从而不管接合材料(22)是否发生熔融均能够可靠地阻止热传导部件(21)的下降。这样一来，能够可靠地避免凝固后的接合材料(22)的厚度缩小。从而可以通过固态的接合材料(22)的厚度准确地控制凝固后的接合材料(22)的厚度。
文档编号H01L23/36GK101326637SQ20058005226
公开日2008年12月17日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者宗毅志 申请人:富士通株式会社