电子零件的制造方法及电子零件的制造装置与流程

文档序号:11289595阅读:112来源:国知局
电子零件的制造方法及电子零件的制造装置与流程

[相关申请]

本申请享有以日本专利申请2016-49686号(申请日:2016年3月14日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

本发明的实施方式涉及一种电子零件的制造方法及电子零件的制造装置。



背景技术:

电子零件中,例如通过倒装芯片连接等使零件连接在衬底等。期望更低电阻的连接。



技术实现要素:

本发明的实施方式提供一种能够实现低电阻连接的电子零件的制造方法及电子零件的制造装置。

根据本发明的实施方式,电子零件的制造方法包含如下操作:使具有设置着第1焊垫的第1面的第1零件的所述第1面与具有设置着第2焊垫的第2面的第2零件的所述第2面,以在所述第1焊垫及所述第2焊垫中的至少任一个设置着个体状的金属部件的第1状态下相互对向。本制造方法包含如下操作:使所述金属部件熔融,且使所述第1零件与所述第2零件接近,直至所述已熔融的所述金属部件与所述第1焊垫及所述第2焊垫相接为止。本制造方法包含如下操作:在使所述第1零件与所述第2零件接近之后,在所述已熔融的所述金属部件与所述第1焊垫及所述第2焊垫相接的状态下,使所述第1零件及所述第2零件中的至少任一个沿所述第1面移动。本制造方法包含如下操作:在使所述第1零件及所述第2零件中的所述至少任一个移动之后使所述金属部件成为固体状,形成所述第1焊垫及所述第2焊垫通过所述固体状的所述金属部件而相互电连接的第2状态。所述第1状态下的所述第1焊垫的平面形状的第1几何学重心与所述第1状态下的所述第2焊垫的平面形状的第2几何学重心之间的沿所述第1面的方向上的第1距离,比所述第2状态下的所述第1几何学重心与所述第2状态下的所述第2几何学重心之间的沿所述第1面的方向上的第2距离长。

附图说明

图1(a)~图1(g)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图2是例示实施方式的电子零件的制造装置的示意图。

图3(a)~图3(d)是表示实施方式的电子零件的制造方法中所使用的零件的示意性剖视图。

图4(a)~图4(d)是表示实施方式的电子零件的制造方法中所使用的零件的示意性俯视图。

图5是表示实施方式的电子零件的制造方法的曲线图。

图6(a)~图6(c)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图7(a)~图7(c)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图8(a)及图8(b)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图9是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边说明本发明的各实施方式。

附图是示意性或概念性图,且各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与实物相同。即便在表示相同部分的情况下,也有根据附图而差别表示相互的尺寸或比率的情况。

在本案说明书及各图中,对与关于已出现的图在上文已叙述过的要素相同的要素附上相同的符号并适当省略详细的说明。

图1(a)~图1(g)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图2是例示实施方式的电子零件的制造装置的示意图。

如图2所示,实施方式的电子零件的制造装置110包含平台50、头部60及控制部70。制造装置110例如为倒装接合机。

在平台50载置第1零件10。第1零件10具有第1面10a。在第1面10a设置着第1焊垫11。例如,在第1零件10设置第1衬底10s,在第1衬底10s的1个面(第1面10a)设置第1焊垫11。该例中,在平台50设置孔52。孔52的内部能够减压。通过孔52来吸附并固定第1零件10。

该例中,平台50包含第1温度控制部51。第1温度控制部51例如包含陶瓷加热器等。例如,通过第1温度控制部51来控制第1零件10的温度。

头部60能够保持第2零件20。第2零件20具有第2面20a。在第2面20a设置着第2焊垫21。例如,在第2零件20设置第2衬底20s,在第2衬底20s的1个面(第2面20a)设置第2焊垫21。

在头部60例如设置孔62,孔62的内部能够减压。通过孔62来吸附第2零件20,并保持第2零件20。

该例中,头部60包含第2温度控制部61。第2温度控制部61例如包含陶瓷加热器等。例如,通过第2温度控制部61来控制第2零件20的温度。

使被保持在头部60的第2零件20的第2面20a与第1零件10的第1面10a对向。

头部60例如被支撑部65支撑。支撑部65能够移动,由此,能够变更头部60的位置。

将相对于平台50的上表面垂直的方向设为z轴方向。将相对于z轴方向垂直的1个方向设为x轴方向。将相对于z轴方向及x轴方向垂直的方向设为y轴方向。

控制部70控制平台50及头部60的相对位置。相对位置包含z轴方向的位置。相对位置包含x-y平面内的至少1个方向。相对位置也可包含例如x轴方向的位置及y轴方向的位置。

控制部70进而控制平台50及头部60中的至少任一个的温度。例如,控制部70控制所述第1温度控制部51及第2温度控制部61。由此,平台50的温度及头部60的温度得以控制。由此,第1零件10的温度及第2零件20的温度进而得以控制。

第1零件10及第2零件20中的至少任一个具有金属部件30。金属部件30例如包含焊料。通过控制第1零件10及第2零件20中的至少任一个的温度,而金属部件30从固体状变化为液体状。通过进行温度控制,而金属部件30从液体状变化为固体状。例如,如果金属部件30的温度超过金属部件30的熔点,那么金属部件30熔解(熔融),金属部件30为液相。当金属部件30的温度未达金属部件30的熔点时,金属部件30为固相。

该例中,制造装置110还包含摄像部55(例如相机)。例如利用摄像部55检测第1零件10与第2零件20之间的相对位置,来进行对准。

在对准之后,使第1零件10与第2零件20介隔金属部件30而接近。金属部件30熔解,之后,金属部件30成为固相。由此,使得第1零件10与第2零件20相互接合。第1焊垫11与第2焊垫21通过金属部件30而电连接。

以下,参照图1(a)~图1(g)对使用制造装置110的电子零件的制造方法的例子进行说明。

如图1(a)所示,准备第2零件20。第2零件20具有设置着第2焊垫21的第2面20a。该例中,在第2面20a还设置着另一焊垫22。

该例中,如图1(b)所示,在第2焊垫21(及另一焊垫22)设置着个体状的金属部件30(第2金属部件32)。如下所述,金属部件30也可设置在第1焊垫11及第2焊垫21中的至少任一个。

金属部件30例如为凸块(例如焊料凸块)。金属部件30包含焊料。焊料例如包含锡。金属部件30也可包含锡与其他金属的合金。关于金属部件30的例子将在下文进行叙述。

另一方面,如图1(c)所示,准备第1零件10。第1零件10具有设置着第1焊垫11的第1面10a,该例中,在第1面10a还设置着另一焊垫12。

如图1(d)所示,在载置在平台50(图1(d)中未图示)之上的第1零件10之上,配置由头部60保持的第2零件20。使第1面10a与第2面20a相互对向。此时,在第1焊垫11及第2焊垫21中的至少任一个设置着个体状的金属部件30。该例中,在第2焊垫21设置着个体状的金属部件30(第2金属部件32)。

例如,在图1(d)的状态(平台50与头部60之间的距离远的状态)下,利用摄像部55检测第1零件10与第2零件20之间的相对位置。基于摄像部55的检测结果(与相对位置相关的信息),进行第1零件10与第2零件20之间的对准。对准是通过控制平台50及头部60中的至少任一个的位置(控制x-y平面内的位置)来进行。

如图1(e)所示,使摄像部55从第1零件10与第2零件20之间的空间移动。然后,使第1零件10与第2零件20介隔金属部件30而接近。例如,从图1(d)的状态变更z轴方向的位置。该位置的变更是通过控制平台50及头部60中的至少任一个来进行。将图1(e)所示的状态设为第1状态st1。在第1状态st1下,在第1焊垫11及第2焊垫21中的至少任一个设置着个体状的金属部件30。在当从图1(d)的状态转变为图1(e)的状态时,x-y方向的位置实质上未变更的情况下,也可将图1(d)的状态设为第1状态st1。

这样,在实施方式中,使第1零件10的第1面10a与第2零件20的第2面20a在第1状态st1(在第1焊垫11及第2焊垫21中的至少任一个设置着个体状的金属部件30的状态)下相互对向(第1步骤,第1动作)。

第1状态st1时的金属部件30的温度低于熔点。例如,在金属部件30的熔点为200℃的情况下,第1状态st1时的金属部件30的温度为50℃。

如图1(e)所示,实施方式中,将该第1状态st1下的第1焊垫11的平面形状的第1几何学重心11c与第1状态st1下的第2焊垫21的平面形状的第2几何学重心21c之间的距离设为第1距离d1。第1距离d1比较大。也就是说,使2个焊垫偏移。关于几何学重心将在下文进行叙述。

如图1(f)所示,在所述第1步骤(第1动作)之后,使金属部件30熔融。然后,使第1零件10的第1面10a与第2零件20的第2面20a相互接近,直至成为已熔融的金属部件30与第1焊垫11及第2焊垫21这两个相接的状态为止。在已熔融的金属部件30与第1焊垫11及第2焊垫21相接的状态下,使第1零件10及第2零件20中的至少任一个沿第1面10a移动(第2步骤,第2动作)。在该第2步骤(第2动作)中,例如,利用头部60保持第1零件10,使第1零件10沿第1面10a移动。例如,在金属部件30的熔点为200℃的情况下,第2步骤中的金属部件30的温度为250℃。

所述熔融是通过利用控制部70控制平台50及头部60中的至少任一个来进行。例如,移动是沿x-y平面内的方向进行。所述移动是沿具有x轴方向及y轴方向中的至少任一个的成分的方向进行。该移动是通过利用控制部70控制平台50及头部60中的至少任一个而进行。

由此,第1零件10与第2零件20之间的相对位置关系成为与第1状态st1不同的状态。

如图1(g)所示,在第2步骤(第2动作)之后,使金属部件30成为固体状。形成第1焊垫11及第2焊垫21通过固体状的金属部件30而相互电连接的第2状态st2(第3步骤,第3动作)。在第3步骤中,实质上维持例如通过第2步骤而移动的第1零件10及第2零件20的相对位置关系。例如,在金属部件30的熔点为200℃的情况下,第3步骤中的金属部件30的温度为100℃。

如图1(g)所示,第2状态st2下的2个焊垫的相对距离与第1状态st1相比缩小。将第2状态st2下的第1几何学重心11c与第2状态下的第2几何学重心21c之间的沿第1面10a的方向上的距离设为第2距离d2。第2距离d2比第1距离d1短。换句话来说,第1距离d1比第2距离d2长。

也就是说,实施方式中,在金属部件30熔融之前的第1状态st1下,例如使第1焊垫11及第2焊垫12从特定位置偏移。进行偏移后的对准。而且,在金属部件30熔融的状态下,使2个零件在x-y面内相对移动。之后,使金属部件30成为固相。通过从偏移后进行的对准的位置变更位置,例如使第1焊垫11与第2焊垫21的位置关系接近特定的关系(设计位置)。

如图1(f)所示,可知有在金属部件30熔解的状态下产生孔隙35的情况。如果在残留有该孔隙35的状态下金属部件30成为固相,那么第1焊垫11与第2焊垫21之间的电连接时的电流路径变窄。由此,连接的电阻变高。可知例如在焊垫为凹状的情况下(下文叙述)特别容易产生这种孔隙35。

根据发明者等人的实验,可知如果在金属部件30熔解的状态下使第1零件10及第2零件20相对移动,那么可抑制电阻值上升。认为通过相对移动,孔隙35消失或孔隙35的数量减少。

此时,如果在使金属部件30熔解之前的状态(第1状态st1)下进行最终的目标位置(设计位置)的对准,那么当之后在金属部件30熔解的状态下使零件相对地移动时,最终的位置会从目标位置设计位置偏移。

相对于此,实施方式中,例如,在使金属部件30熔解之前的状态(第1状态st1)下,从特定位置偏移并进行对准。由此,在之后金属部件30熔解时的零件的移动之后,位置接近特定位置。由此,例如,在设计位置上进行连接。

实施方式中,能够抑制在电连接后产生孔隙35。由此,能够提供能实现低电阻连接的电子零件的制造方法及电子零件的制造装置。

有在接合时施加例如振动(超声波等)的参考例。参考例中,对液相的金属部件30施加振动。这种参考例中,第1距离d1与第2距离d2实质上相同。在施加了振动的情况下,孔隙35的抑制不充分。实施方式中,在第1状态st1下第1零件10与第2零件20之间的第1距离d1能够大于通过振动等获得的距离。由此,得以有效地抑制孔隙35。

实施方式中,图1(f)所例示的第2步骤中的移动(金属部件30熔解的状态下的第1零件10及第2零件20的相对移动)例如也可基于有关第1状态st1下的第1零件10与第2零件20之间的相对位置的信息来实施。第2步骤(第2动作)中的移动例如也可基于利用获取有关第1零件10及第2零件20的位置的信息的摄像部55所获取的信息来实施。

以下,对第1零件10及第2零件20的例子进行说明。

图3(a)~图3(d)是表示实施方式的电子零件的制造方法中所使用的零件的示意性剖视图。

如图3(a)所示,第1零件10中,例如,在第1衬底10s之上设置配线11e及配线12e。在这些配线的一部分之上设置具有开口部13o的绝缘层13。例如,于在开口部13o露出的配线11e之上及绝缘层13的一部分之上,设置第1焊垫11。于在开口部13o露出的配线12e之上及绝缘层13的另一部分之上,设置另一焊垫12。

在图3(a)的例子中,第1焊垫11为凹状。例如,第1焊垫11包含第1中侧区域11i及第1外缘区域11o。第1中侧区域11i包含第1焊垫11的平面形状的第1几何学重心11c。第1外缘区域11o设置在第1中侧区域11i的周围。第1中侧区域11i相对于第1外缘区域11o后退。在这种凹状的焊垫中容易产生孔隙35。尤其是,在使用助焊剂的情况下,孔隙35的产生变得更明显。

如图3(b)所示,在第1零件10中,例如,在第1衬底10s之上设置分别成为第1焊垫11及另一焊垫12的导电层。在这些导电层的一部分之上设置具有开口部14o的绝缘层14。该情况下,第1焊垫11的平面形状对应于从绝缘层14的开口部14o露出的导电层的平面形状。也就是说,第1焊垫11的平面形状成为设置在第1焊垫11的一部分之上的绝缘层14的开口部14o的平面形状。对于另一焊垫12也相同。

如图3(c)所示,在第2零件20中,例如,在第2衬底20s之上设置配线21e及配线22e。在这些配线的一部分之上,设置具有开口部23o的绝缘层23。例如,于在开口部23o露出的配线21e之上及绝缘层23的一部分之上,设置第2焊垫21。于在开口部23o露出的配线22e之上及绝缘层23的另一部分之上设置另一焊垫22。

在图3(c)的例子中,第2焊垫21为凹状。例如,第2焊垫21包含第2中侧区域21i及第2外缘区域21o。第2中侧区域21i包含第2焊垫21的平面形状的第2几何学重心21c。第2外缘区域21o设置在第2中侧区域21i的周围。第2中侧区域21i相对于第2外缘区域21o后退。在这种凹状的焊垫中,容易产生孔隙35。

如图3(d)所示,在第2零件20中,例如,在第2衬底20s之上设置分别成为第2焊垫21及另一焊垫22的导电层。在这些导电层的一部分之上设置具有开口部24o的绝缘层24。该情况下,第2焊垫21的平面形状对应于从绝缘层24的开口部24o露出的导电层的平面形状。也就是说,第2焊垫21的平面形状成为设置在第2焊垫21的一部分之上的绝缘层24的开口部24o的平面形状。对于另一焊垫22也相同。

图4(a)~图4(d)是表示实施方式的电子零件的制造方法中所使用的零件的示意性俯视图。

这些图例示焊垫的平面形状。

如图4(a)及图4(b)所示,第1焊垫11的平面形状是例如沿z轴方向观察到的形状。如图4(c)及图4(d)所示,第2焊垫21的平面形状是例如沿z轴方向观察到的形状。平面形状例如包含圆形(扁平圆形)。平面形状例如包含大致四边形(正方形及长方形等)。角部也可为曲线状。

这些平面形状的几何学重心成为第1几何学重心11c及第2几何学重心21c。

例如,第2步骤(第2动作)中的移动是沿相对于z轴方向垂直的方向(沿x-y平面的移动方向d1)进行。将第1焊垫11的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值设为第1长度l1。将第2焊垫21的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值设为第2长度l2。

以下,对图1(f)所例示的第2步骤(第2动作)中的移动的距离的例子进行说明。

图5是表示实施方式的电子零件的制造方法的曲线图。

图5的横轴为第2步骤(第2动作)中的移动的距离ds(相对值)。移动是沿着沿x-y平面的移动方向d1进行。距离ds是以第1长度l1(第1焊垫11的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值)与第2长度l2(第2焊垫21的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值)的平均值而标准化。平均值为(l1+l2)/2。也就是说,距离ds(相对值)为(“移动的距离(绝对值)”/“平均值”)。该例中,第1焊垫11及第2焊垫21的平面形状为圆形,各个圆的大小相互相同。

如图5所示,如果距离ds变大,那么孔隙35的数量vb减少。距离ds为0.6以上时,实质上未产生孔隙35。距离ds为0.1以上时,孔隙35的数量vb有效地减少。通过减少数量vb,能够获得低电阻。

另一方面,当距离ds接近1时,例如金属部件30与焊垫的连接容易变难。例如,距离ds为0.9以下时,容易获得良好的连接。进而,距离ds为0.8以下时,进而容易获得良好的连接。

实施方式中,第2步骤(第2动作)中的移动的距离优选为例如第1长度l1(第1焊垫11的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值)与第2长度l2(第2焊垫21的平面形状的沿移动方向d1的长度的最大值)的平均值(算术平均)的10%以上且90%以下。例如,移动的距离进而优选为所述平均值的25%以上且75%以下。能够获得低电阻及良好的连接。例如,移动的距离进而优选为所述平均值的40%以上且60%以下。

实施方式中,第1焊垫11的尺寸也可与第2焊垫21的尺寸不同。

实施方式中,孔隙35的产生得以抑制。由此,例如能够提高可靠性。通过抑制孔隙35的产生,例如能够抑制发热,容易获得良好的动作特性。

图6(a)~图6(c)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

如图6(a)所示,该例中,金属部件30(第1金属部件31)设置在第1零件10的第1焊垫11。如图6(a)所示,使第1零件10的第1面10a与第2零件20的第2面20a在第1状态st1(在第1焊垫11设置着个体状的金属部件30的状态)下相互对向(第1步骤,第1动作)。

该第1状态st1下的第1焊垫11的平面形状的第1几何学重心11c与第1状态st1下的第2焊垫21的平面形状的第2几何学重心21c之间的距离(第1距离d1)比较大。

如图6(b)所示,在所述第1步骤(第1动作)之后使金属部件30熔融。在已熔融的金属部件30与第1焊垫11及第2焊垫21相接的状态下,使第1零件10及第2零件20中的至少任一个沿着第1面10a移动(第2步骤,第2动作)。

如图6(c)所示,在第2步骤(第2动作)之后使金属部件30成为固体状。形成第1焊垫11及第2焊垫21通过固体状的金属部件30而相互电连接的第2状态st2(第3步骤,第3动作)。

如图6(c)所示,第2状态st2下的第1几何学重心11c与第2状态下的第2几何学重心21c之间的沿第1面10a的方向上的第2距离d2比第1距离d1短。换句话来说,第1距离d1比第2距离d2长。由此,得以抑制孔隙35。由此,能够实现低电阻连接。

图7(a)~图7(c)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

如图7(a)所示,该例中,成为金属部件30的一部分的第1金属部件31设置在第1零件10的第1焊垫11。成为金属部件30的另一部分的第2金属部件32设置在第2零件20的第2焊垫21。该情况下,也实施与图6(a)~图6(c)相同的第1~第3步骤(第1~第3动作)。孔隙35得以抑制。由此,能够实现低电阻连接。

这样,实施方式中,在第1状态st1下,金属部件30包含设置在第1焊垫11的面上及第2焊垫12的面上的任一面上的凸块(第1金属部件31或第2金属部件32)(参照图1(e)及图6(a))。

实施方式中,在第1状态st1下,金属部件30也可包含设置在第1焊垫11的面上的第1凸块(第1金属部件31)、及设置在第2焊垫21的面上的第2凸块(第2金属部件32)(参照图7(a))。

以下,再次参照图1(a)~图1(g),进一步说明第1零件10及第2零件20的例子。

例如,准备成为第2衬底20s的12英寸的半导体晶片。在半导体晶片形成焊垫(第2焊垫21等)。例如,在半导体晶片的半导体芯片(例如第2衬底20s)的表面,例如通过溅镀等而形成ti/cu等籽晶层(金属膜)。ti膜的厚度例如为0.03μm以上且0.5μm以下。cu膜的厚度例如为0.1μm以上且1.0μm。籽晶层也可包含ti、cu、ni、cr、au及pd中的至少任一个。籽晶层也可包括包含这些金属的2对状的合金。焊垫也可包含包括这些金属的多层膜的复合膜。在成为焊垫的金属膜之上,形成抗蚀剂(厚度为约80μm),并加工成特定的形状。例如,在与半导体芯片上所设置的al焊垫(未图示)对应的位置,形成开口(例如100μm的直径)。在开口部分,例如通过电镀而形成cu膜(厚度为1μm以上且10μm以下,例如5μm)。例如,cu膜成为第2焊垫21。

例如,通过电镀而在cu膜之上形成焊料层(例如厚度为约50μm)。例如,将抗蚀剂剥离,对籽晶层(ti/cu)进行蚀刻。cu的蚀刻液例如包含硫酸及h2o2。在ti的蚀刻液中,例如在hf或h2o2中添加koh。在对通过电镀而形成的焊料涂布助焊剂之后,进行回流焊。由此,能够获得金属部件30(第2金属部件32)(图1(b))。

金属部件30例如包含焊料。焊料例如包含sn、pb、ag、cu、ni、au、bi、in、sb、ge及zn中的至少任一个。金属部件30也可包含包括2种以上这些金属的合金。金属部件30也可包含2种以上这些金属的复合膜。

实施方式中,第2焊垫21也可通过无电镀而形成在半导体芯片的al焊垫上。例如,通过无电镀而形成ni/pd/au的金属膜。ni膜的厚度例如为1μm以上且5μm以下。pd膜的厚度例如为0.01μm以上且1μm以下。au膜的厚度例如为0.01μm以上且3μm以下。

也可通过在焊垫(例如第2焊垫21)搭载焊球而形成金属部件30(凸块)。也可通过在焊垫(例如第2焊垫21)印刷焊膏而形成金属部件30(凸块)。对于形成在半导体芯片的al焊垫上的焊垫(第2焊垫21)的形成,可使用例如电镀法、蒸镀法及溅镀法中的至少任一方法。

如图1(c)所示,准备形成着第1焊垫11的第1衬底10s(第1零件10)。第1焊垫11例如包含cu、ni、au、pd及ag中的至少任一个。第1焊垫11也可包含包括2种以上这些金属的合金。第1焊垫11也可包含包括2种这些金属的复合膜。第1焊垫11也可包含包括2种以上这些金属的积层膜。

第1衬底10s(第1零件10)也可包含例如硅衬底、树脂衬底及陶瓷衬底中的至少任一个。第1衬底10s(第1零件10)也可包含半导体芯片。

如图1(d)~图1(g)所示,第2零件20是例如通过倒装接合机(制造装置110)而倒装芯片安装在第1零件10上。也可在安装前,在金属部件30、第1焊垫11及第2焊垫21中的至少任一个涂布助焊剂。

例如,使第2零件20(例如半导体芯片)的焊料凸块(第2金属部件32)与第1零件10的第1焊垫11对位。之后,使第1零件10及第2零件20中的至少任一个移动(偏移)特定量。也可在搭载时施加荷重。在该状态(图1(d)及图1(e))下,金属部件30为固体状。

之后,提高头部60及平台50中的至少任一个的温度。由此,金属部件30的温度变得高于金属部件30的熔点。由此,金属部件30熔融。此时,亦可控制z轴方向的位置,使第1零件10与第2零件20之间的距离实质上固定。

使头部60及平台50中的至少任一个相对地移动。在金属部件30熔融的状态下,使头部60及平台50的相对位置关系变化。也就是说,使头部60及平台50移动(参照图1(f))。通过使头部60及平台50在金属部件30熔融的状态下移动,焊料凸块的形状稳定。

之后,使头部60及平台50中的至少任一个的温度降低。由此,利用金属部件30将第1焊垫11与第2焊垫21电连接(参照图1(g))。

利用这种方法制作的电子零件中,能够抑制孔隙35的产生。例如利用x射线检查装置来观察电子零件的电连接部。例如实质上未观察到孔隙35。

考虑以从特定位置偏移的方式将第2零件20搭载在第1零件10上,并通过之后的移动,去除焊垫的凹部等中所包含的空气或助焊剂成分等的至少一部分。由此,认为孔隙35的产生得以抑制。

实施方式中,也可在图1(g)所例示的状态之后,在第2零件20与第1零件10之间填充树脂。例如,填充底部填充树脂。例如填充模具树脂。也可在底部填充之后,进而利用模具树脂覆盖芯片整体。

由所述步骤制作的电子零件(例如半导体装置)能够获得高可靠性。例如,在温度循环试验中,将-55℃(30min)~25℃(5min)~125℃(30min)的温度变化设为1循环。对于电子零件,在循环3000次后,在连接部位未观察到产生断裂。

在图1(a)~图1(g)的例子中,例如在半导体芯片侧设置焊料凸块,在衬底侧设置焊垫,并进行倒装芯片连接。

在图6(a)~图6(c)的例子中,例如在半导体芯片侧设置焊垫,在衬底侧设置焊料凸块,并进行相同的处理。

在图7(a)~图7(c)的例子中,在半导体芯片侧及衬底侧这两侧设置着焊料凸块,并进行相同的工艺。

如已作说明般,例如,第1零件10的第1焊垫11及第2零件20的第2焊垫21中的至少任一个也可为凹状。在为凹状的情况下,即便当金属部件30(例如焊料)的数量变动时,也容易获得良好的连接。另一方面,在为凹状的情况下,容易产生孔隙35。实施方式中,在焊垫为凹状的情况下,也能够抑制孔隙35的产生。

在焊垫为凹状的情况下,凹状部的深度例如为0.5μm以上且50μm以下。深度为0.5μm以上时,能够使金属部件30(例如焊料)的数量上的变动的容许范围大。当深度超过50μm时,难以获得稳定的连接。

图8(a)及图8(b)是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

如图8(a)所示,该例中,第2零件20包含所积层的多个半导体芯片(半导体芯片26a~26d)。例如,在衬底25的表面积层半导体芯片26a~26d。半导体芯片26a~26d是通过导线20w而电连接。也可在半导体芯片26a~26d彼此之间设置树脂膜26f等。也可使用在半导体芯片26a~26d彼此之间设置液状树脂并使其硬化所得者。例如,在最上层的半导体芯片(该例中为半导体芯片26d)形成焊料凸块(金属部件30)。

该例中,也进行与关于图1(d)~图1(g)进行说明的步骤相同的步骤。

如图8(b)所示,该例中,第2衬底20s包含所积层的多个半导体芯片(半导体芯片26a~26d)。第2零件20包含设置在第2衬底20s中的通孔导电部21v(及通孔导电部22v)。通孔导电部21v与第2焊垫21电连接。通孔导电部22v与另一焊垫22电连接。

例如,在衬底25的表面,设置具备贯通电极(通孔导电部21v及22v等)的半导体芯片(半导体芯片26a~26d)。也可在多个半导体芯片之间设置树脂。贯通电极(通孔导电部21v及22v等)也可包含例如cu、ni、au、ag及焊料中的至少任一个。贯通电极也可只贯通半导体部分(例如硅)。该例中,也可利用凸块将多个半导体芯片相互连接。

图8(a)及图8(b)的例子中,半导体芯片也可包含例如存储芯片、控制芯片、系统lsi(largescaleintegration,大规模集成电路)、模拟ic(integratedcircuit,集成电路)、数字ic、分立半导体及光半导体中的至少任一个。

这些例子中,在所述温度循环试验中,循环3000次后,在连接部位未观察到产生断裂。

图9是例示实施方式的电子零件的制造方法的示意性剖视图。

图9所示的例子中,第2零件20为半导体封装。在半导体封装的面(第2面20a)设置第2焊垫21。第2零件20(半导体封装)为例如扇入型的晶片级csp(waferlevelchipsizepackage,晶片级芯片尺寸封装)。第2零件20(半导体封装)也可为例如扇出型的晶片级csp。

该例子中,也进行与关于图1(d)~图1(g)加以说明的步骤相同的步骤。在所述温度循环试验中,循环3000次后,在连接部位未观察到产生断裂。

所述内容中,也可将第1零件10与第2零件20相互调换。

如上所述,第1零件10及第2零件20中的至少任一个也可包含硅衬底、树脂衬底及陶瓷衬底中的至少任一个。第1零件10及第2零件20中的至少任一个也可包含所积层的多个半导体芯片。第1零件10及第2零件20中的至少任一个也可包含衬底(第1衬底10s及第2衬底20s等)、及设置在衬底中的通孔导电部(通孔导电部21v及22v等)。第1零件10及第2零件20中的至少任一个也可包含半导体封装。第1零件10及第2零件20中的至少任一个也可为如电阻元件、滤波器元件、电容器元件或线圈元件那样的非主动零件。

例如,在将半导体芯片的焊料凸块与衬底的焊垫连接时,有在焊料凸块内产生孔隙35的情况。尤其是,在使用助焊剂的情况下,孔隙35的产生变得明显。实施方式中,例如将焊料凸块与焊垫以偏移的状态搭载,之后,在平面内进行移动。例如,使它们在焊料熔融的状态下,朝特定的搭载位置移动。由此,孔隙35的产生得以抑制。凸块形状稳定。例如,温度循环试验中的可靠性提高。

根据实施方式,能够提供能实现低电阻连接的电子零件的制造方法及电子零件的制造装置。

此外,在本案说明书中,“垂直”及“平行”并非严格的垂直及严格的平行,例如包含制造步骤中的偏差等,只要实质上垂直及实质上平行便可。

以上,一边参照具体例,一边对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限定于这些具体例。例如,关于电子零件的制造装置中所包含的平台、头部及控制部、以及电子零件的制造方法中所使用的第1零件、第2零件及金属部件等各要素的具体构成,只要业者能够通过从公知的范围适当选择而以相同的方式实施本发明,并获得相同的效果,便包含在本发明的范围内。

另外,将各具体例的任意2个以上的要素在技术上可实现的范围内组合所得者只要包含本发明的主旨,便也包含在本发明的范围内。

此外,以作为本发明的实施方式于上文叙述的电子零件的制造方法及电子零件的制造装置为基准,业者能适当进行设计变更并实施的全部电子零件的制造方法及电子零件的制造装置只要包含本发明的主旨,便也属于本发明的范围。

此外,可知只要为业者,便能在本发明的思想范畴内想到各种变更例及修正例,这些变更例及修正例也属于本发明的范围。

虽对本发明的若干个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为示例而提出的,并非意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种方式实施,且能够在不脱离发明主旨的范围内,进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨内,并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

[符号的说明]

10第1零件

10a第1面

10s第1衬底

11第1焊垫

11c第1几何学重心

11e配线

11i第1中侧区域

11o第1外缘区域

12焊垫

12e配线

13绝缘层

13o开口部

14绝缘层

14o开口部

20第2零件

20a第2面

20s第2衬底

20w导线

21第2焊垫

21c第2几何学重心

21e配线

21i第2中侧区域

21o第2外缘区域

21v通孔导电部

22焊垫

22e配线

22v通孔导电部

23绝缘层

23o开口部

24绝缘层

24o开口部

25衬底

26a~26d半导体芯片

26f树脂膜

30金属部件

31、32第1、第2金属部件

35孔隙

50平台

51第1温度控制部

52孔

55摄像部

60头部

61第2温度控制部

62孔

65支撑部

70控制部

110制造装置

ds距离

l最大值

st1、st2第1、第2状态

vb孔隙的数量(相对值)

d1、d2第1、第2距离

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1