半导体部件和使用其的半导体安装品、半导体安装品的制造方法
【技术领域】
[0001] 本技术领域涉及半导体部件和使用了该半导体部件的半导体安装品、以及半导体 安装品的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为将半导体部件安装于基板的方法，有如下方法:将在半导体部件的下表面以 焊料为成分而形成的凸点与布线基板的电极进行焊料接合来使其导通。但是若仅是凸点与 电极的焊料接合，那么使半导体部件保持于布线基板的保持力不足的情况很多。在该情况 下，使用环氧树脂等热硬化性树脂来加强半导体部件与基板的结合。
[0003] 作为树脂加强方法，已经提出了焊料填充、侧填充等方法(例如，专利文献1)。此外 还提出了使用包含焊料粉以及助焊剂成分的热硬化性树脂组合物所形成的树脂强化型焊 料膏剂的技术(例如，专利文献2)。此外还提出了使不包含焊料的树脂组合物附着于焊料球 的表面的技术(例如，专利文献3)。
[0004] 参照图20A~图20C来说明现有的树脂加强例。图20A~图20C是表示现有的使用了 树脂强化型焊料膏剂的表面安装的一例的剖面图。
[0005] 如图20A所示，预先，将热硬化性树脂组合物1印刷在形成于电路基板2的表面的电 极3上。然后，使用注射器4将密封材料5涂敷在热硬化性树脂组合物1或电路基板2的表面。
[0006] 接下来如图20B所示，在涂敷有密封材料5的电路基板2上，安装半导体装置6。即， 将在半导体装置6的一面处所形成的端子7朝向电路基板2，如箭头所示，使半导体装置6落 在电路基板3上。
[0007] 接下来如图20C所示，对电路基板2、半导体装置6进行加热，由焊料部8、树脂硬化 部9形成接合部10。图20C相当于半导体装置6的安装后的剖面图。
[0008] 在先技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:国际公开第2012/042809号 [0011] 专利文献2 :JP特开2011-176050号公报 [0012] 专利文献3: JP特开2012-84845号公报
【发明内容】
[0013] 本发明的半导体部件具有半导体封装件、凸点以及被覆部，半导体封装件具有安 装面。凸点由第1焊料构成，并形成于安装面。被覆部由包含由第2焊料构成的焊料粉、助焊 剂成分以及第1热硬化性树脂粘合剂在内的第1组合物构成，并被覆了凸点的前端部。
[0014] 通过该构成，半导体部件与布线基板之间的连接可靠性提高，使用了半导体部件 的半导体安装体的安装可靠性提高。
【附图说明】
[0015] 图1(a)是本发明的实施方式1的半导体部件的剖面图。
[0016] 图1(b)是图1(a)所示的半导体部件的立体图。
[0017]图2A是图1(a)所示的半导体部件的重要部分（凸点附近)的放大剖面图。
[0018] 图2B是图1(a)所示的半导体部件的其他构成的重要部分（凸点附近）的放大剖面 图。
[0019] 图3A是表示本发明的实施方式1的半导体部件的制造步骤的说明图。
[0020] 图3B是表不接在图3A之后的半导体部件的制造步骤的说明图。
[0021] 图4A是应用了本发明的实施方式1的半导体部件的半导体安装品的部分剖面图。 [0022]图4B是图4A所示的半导体安装品的立体图。
[0023] 图5是例示将图1(a)所示的半导体部件安装于布线基板的表面的步骤的说明图。
[0024] 图6是图5所示的步骤中的重要部分的放大图。
[0025]图7是表示以通过图5或图6所示的步骤在布线基板的表面搭载了半导体部件的状 态进行回流焊之前的状态的重要部分的放大剖面图。
[0026] 图8是图4A所示的半导体安装品的重要部分放大剖面图。
[0027] 图9是示意性地表示本发明的实施方式1的半导体安装品的安装面的俯视图。
[0028] 图10是说明作为一个比较例而示出的半导体部件的安装例的剖面图。
[0029] 图11是表示在图10所示的比较例所涉及的安装例中进行回流焊之前的状态的剖 面图。
[0030]图12是说明在图10所示的比较例所涉及的安装例中进行回流焊之后的安装状态 的剖面图。
[0031] 图13是本发明的实施方式2的半导体部件的重要部分剖面图。
[0032] 图14是图13所示的半导体部件的制造方法的说明图。
[0033] 图15A是说明图13所示的半导体部件的制造步骤的重要部分剖面图。
[0034] 图15B是说明图13所示的半导体部件的制造步骤的重要部分剖面图。
[0035] 图16A是本发明的实施方式2的另一半导体部件的重要部分剖面图。
[0036] 图16B是本发明的实施方式2的又一半导体部件的重要部分剖面图。
[0037] 图17是本发明的实施方式3的半导体部件的重要部分剖面图。
[0038] 图18是将本发明的实施方式3的半导体安装品的焊料接合结构进行放大来示意性 地说明的剖面图。
[0039] 图19A是说明本发明的实施方式3的半导体部件的制造步骤的重要部分剖面图。
[0040] 图19B是说明图19A所示的步骤的下一步骤的重要部分的剖面图。
[0041 ]图19C是说明图19B所示的步骤的下一步骤的重要部分的剖面图。
[0042]图20A是说明现有的使用了树脂强化型焊料膏剂的表面安装的步骤的剖面图。 [0043]图20B是表示接在图20A之后的步骤的剖面图。
[0044]图20C是表示接在图20B之后的步骤的剖面图。
【具体实施方式】
[0045] 在本实施方式的说明之前，说明图20A至图20C所示的现有的半导体装置中的问 题。对于现有的半导体装置而言，如图20B所示，密封材料5、热硬化性树脂组合物1有可能附 着在端子7的表面。这样附着于端子7的表面的密封材料5、热硬化性树脂组合物1在如图20C 所示形成接合部10时，有可能阻碍焊料部8与电极3之间的电连接。
[0046] 此外，向预先经印刷形成的热硬化性树脂组合物1上，按压凸状的端子7时，热硬化 性树脂组合物1向下侧被压开。因此，存在对焊料部8的周围进行加强的树脂硬化部9的高度 不足而导致由树脂硬化部9不能充分加强焊料部8的周围的情况。
[0047] 以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在各实施方式中，有时对于与前面的实 施方式同样的构成标注相同的标号，并省略详细说明。另外，本申请发明并不限定于以下的 实施方式1~3。在本申请发明的思想的范围内，能够对实施方式进行变更。也能够将实施方 式1~3的内容彼此组合起来应用。
[0048](实施方式1)
[0049]图1(a)是本发明的实施方式1的半导体部件110的剖面图。图1(b)是图1(a)所示的 半导体部件110的立体图。
[0050]半导体部件110包含具有安装面150的半导体封装件120、凸点130、以及被覆部 140。凸点130形成在安装面150。被覆部140被覆了凸点130的前端部。具体来说，在半导体封 装件120的安装面150，以给定间隔形成有多个凸点130。设置于各凸点130的表面的被覆部 140彼此相互隔开，相邻的凸点130之间的电绝缘性得到保持。
[0051 ]图2A、图2B是半导体部件110的重要部分（凸点130附近）的放大剖面图。图2A与图 2B的区别在于被覆部140的大小。
[0052]凸点130由第1焊料形成。另一方面，被覆部140由第1组合物形成，该第1组合物包 含由第2焊料构成的焊料粉170、助焊剂成分(未图示）、以及第1热硬化性树脂粘合剂（以下 称为第1粘合剂)160。
[0053]首先，对半导体部件110更详细地进行说明。作为半导体封装件120而言，只要是在 半导体封装件120的安装面形成由焊料球等构成的凸点130的形态，则并无特别限定。半导 体封装件120的一例是在有机基板的内插器（interposer)的下表面设置焊料球作为凸点 130,在上表面搭载半导体芯片，并由密封树脂密封的BGA(Ball Grid Array Package，球栅 阵列封装）、CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)等。
[0054] 接着，对构成凸点130的第1焊料进行说明。构成第1焊料的焊料材料并无特别限 制。作为第1焊料，例如能够使用以Sn为基底的焊料材料。作为第1焊料，优选比被覆部140中 所包含的焊料粉170 (第2焊料)更高熔点的焊料材料。作为第1焊料，使用Sn-Ag-Cu系的焊料 材料(例如被称为SAC305的焊料材料)是很有用的。通过使用高熔点的焊料材料作为第1焊 料，从而在回流焊时与焊料粉170相比，凸点130后熔融。为了在回流焊时使凸点130在与焊 料粉170接近的温度发生熔融，在第1焊料中使用包含Bi的合金是很有用的。通过使用包含 Bi的焊料合金作为第1焊料，从而能够降低凸点130的熔融温度。如上所述形成凸点130的第 1焊料能够根据用途来适当选择。
[0055] 接下来对构成被覆部140的第1组合物230的各材料进行说明。构成焊料粉170的第 2焊料虽然并无特别限定，但例如能够使用以Sn为基底的焊料合金等。作为第2焊料，优选的 是例如使用包含Sn以及六8、〇1、81、211、111等在内的焊料合金。作为第2焊料，尤其优选比凸点 130(第1焊料)更低熔点的焊料材料。使用比较低熔点的焊料材料作为第2焊料是很有用的。 若使用低熔点的焊料材料作为第2焊料，则在回流焊时与凸点130相比，焊料粉170先熔融， 半导体封装件120和布线基板适当进行焊料接合。
[0056]第2焊料的成为低熔点的具体例例如是以Bi为必要成分的Sn-Bi系焊料材料。例如 Sn-Bi系焊料的共晶点是139°C。作为第2焊料，选择包含Bi的焊料材料，由此能够在139°C至 232Γ之间设定第2焊料的熔点。此外使用包含Bi的焊料材料作为第2焊料，由此能够提高对 凸点130的润湿性、对布线基板上的布线的润湿性。此外，通过使用包含Bi的焊料材料作为 第2焊料，从而焊料粉170的熔融温度降低，能够使焊料粉170的熔融行为与第1粘合剂160的 热硬化行为相匹配。
[0057]第1组合物中的焊料粉170的含有量优选为40质量％以上、且95质量％以下的范 围。若设为该范围内，则除了电接合性以外，还能够使后述的树脂加强部所产生的加强效果 充分地发挥。若进一步设为70质量％以上、且95质量％以下的范围，则能够抑制第1组合物 高粘度化所引起的涂敷操作性的下降，故进一步优选。另外，焊料粉170在第1组合