專利名稱：半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的安裝方法和安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有用于倒裝芯片安裝的金屬凸點(diǎn)的半導(dǎo)體器件、 半導(dǎo)體器件的安裝方法和安裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，半導(dǎo)體基板和電路基板之間的電連接通過引線鍵合 來實(shí)現(xiàn)。但是，在進(jìn)行引線鍵合時(shí)，需要在芯片的外側(cè)確保引線末端的 鍵合空間，這將導(dǎo)致安裝尺寸變大。另外，由于半導(dǎo)體基板和電路基板 之間的連接距離較長，而導(dǎo)致電感變大，難以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件處理速度 的高速化。為了解決上述問題，專利文獻(xiàn)1 (日本國專利申請(qǐng)公開特開2006-54311號(hào)公報(bào)，
公開日2006年2月23日)和專利文獻(xiàn)2 (日本 國專利申請(qǐng)公開特開平11-87391號(hào)公報(bào)，
公開日1999年3月30曰) 揭示了倒裝芯片安裝方式。"倒裝芯片安裝方式，，是指以下的安裝方法， 即，在半導(dǎo)體基板的功能面形成用于與電路基板進(jìn)行鍵合的凸點(diǎn)，之后， 使上述功能面與電路基板面對(duì)置，并對(duì)上述凸點(diǎn)和電路基板側(cè)的電極進(jìn) 行鍵合。圖12是表示專利文獻(xiàn)1所記載的半導(dǎo)體器件71的圖。半導(dǎo)體器件 71包括半導(dǎo)體基板72、在半導(dǎo)體基板72的電極721和表面保護(hù)膜722 上形成的金凸點(diǎn)73、由TiW形成的擴(kuò)散阻擋膜74、在擴(kuò)散阻擋膜74 上形成的鍵合膜(焊料)75。擴(kuò)散阻擋膜74的材料TiW在Au中的擴(kuò) 散系數(shù)較小，能夠防止金凸點(diǎn)73和鍵合膜75的材料Sn之間的相互擴(kuò) 散，所以，鍵合膜75保持為Sn單體狀態(tài)。另外，作為一種被廣泛使用的倒裝芯片安裝方法，可以舉出金凸點(diǎn) -焊料鍵合法。這種金凸點(diǎn)-焊料鍵合法具體為在半導(dǎo)體基板上形成金 凸點(diǎn)，對(duì)電路基板上的電極施加焊料，將上述金凸點(diǎn)和焊料鍵合在一起。 這種方法由于采用了 Au-Sn之間的金屬鍵合，因此，安裝的可靠性較高， 還能應(yīng)用于細(xì)間距的產(chǎn)品。進(jìn)而，為了便于實(shí)施倒裝芯片安裝，有人提出了其中設(shè)置有突起部分的金凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。圖13是表示在電路基板6上安裝半導(dǎo)體器件81的步 驟的剖面圖，(a)表示安裝前的狀態(tài)；(b)表示安裝后的狀態(tài)。半導(dǎo) 體器件81包括半導(dǎo)體基板82;在半導(dǎo)體基板82上形成的電極821; 在電極821上設(shè)置的金凸點(diǎn)83。該金凸點(diǎn)83具有突起83a。另外，對(duì) 電路基板6上的電極61施加焊料62。如圖13 (b)的安裝結(jié)構(gòu)所示，突起83a貫穿焊料62，因此，施加 較小的壓力就能夠安裝半導(dǎo)體器件81。但是，根據(jù)圖13所示的結(jié)構(gòu)，僅對(duì)電路基板6上的電極61施加焊 料62,因此，無法確保足量的焊料供給。另外，隨著半導(dǎo)體器件的高密 度化和高速化，要求半導(dǎo)體基板和電路基板上的用于進(jìn)行倒裝芯片安裝 的電極進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)細(xì)間距化。電極間距越小，所能施加的焊料量也就越 少。因此，圖13所示的結(jié)構(gòu)難以提高安裝的可靠性。另 一方面，專利文獻(xiàn)2揭示了 一種預(yù)先僅對(duì)金凸點(diǎn)施加焊料的結(jié)構(gòu)。 圖14是表示專利文獻(xiàn)2所述的半導(dǎo)體器件91的圖。半導(dǎo)體器件91 包括具有電極921的半導(dǎo)體基板92、設(shè)置于電極921上的金凸點(diǎn)93。 金凸點(diǎn)93具有圓錐狀的突起93a。另外，對(duì)金凸點(diǎn)93施加焊料94使其 覆蓋突起93a。但是，由于專利文獻(xiàn)2并沒有揭示對(duì)電路基板施加焊料 的結(jié)構(gòu)，圖14所示的結(jié)構(gòu)也無法確保在電路基板上安裝半導(dǎo)體基板所 需的足量的焊料。因此，圖14所示的結(jié)構(gòu)與圖13所示的結(jié)構(gòu)同樣不能 提高安裝的可靠性。如上所述，上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于難以確保安裝的可靠性。 具體來說，在上述專利文獻(xiàn)1所記載的半導(dǎo)體器件71中，鍵合膜 75僅沉積于金凸點(diǎn)73的頂面。因此，無法確保足量的焊料，從而降低 安裝的可靠性。如上所述，在圖13所示的半導(dǎo)體器件81中，由于僅對(duì)電路基板6 上的電極61施加焊料62,因此無法施加足量的焊料，難以提高安裝的 可靠性。另外，在圖13 (b)中，在焊料62浸潤擴(kuò)散至電極821時(shí)，如 果在該狀態(tài)下進(jìn)行高溫存放試驗(yàn)，焊料62就會(huì)流入金凸點(diǎn)83與電極831 之間的界面并形成Au與Sn的金屬間化合物，從而導(dǎo)致提前出現(xiàn)破損。根據(jù)專利文獻(xiàn)2所示的結(jié)構(gòu)，直接對(duì)金凸點(diǎn)93施加焊料94,因此， 在焊料94中的Au擴(kuò)散量增加，從而容易導(dǎo)致凸點(diǎn)溶解。尤其是，由于 金凸點(diǎn)93的突起93a較細(xì)，所以，如果發(fā)生上述凸點(diǎn)溶解，安裝的可靠性就會(huì)更加明顯地降低。并且，在上迷情況下，焊料已經(jīng)浸潤擴(kuò)散在金凸點(diǎn)93中，這更容易發(fā)生因焊料向電極浸潤擴(kuò)散所導(dǎo)致的破損現(xiàn)象。 在專利文獻(xiàn)2中，沒有揭示在對(duì)電路基板安裝半導(dǎo)體器件時(shí)，也對(duì) 電路基板上的電極施加焊料的結(jié)構(gòu)。即，當(dāng)對(duì)電路基板安裝半導(dǎo)體器件 91時(shí)，僅對(duì)金凸點(diǎn)93施加焊料，所以無法以足量的焊料進(jìn)行安裝。因 此，專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)無法提高安裝的可靠性。另外，在圖13所示的半導(dǎo)體器件81中，將金凸點(diǎn)83的尺寸設(shè)定 為較大的尺寸使其與保護(hù)膜822接觸從而完全覆蓋電極821,由此，能 夠防止焊料62流入金凸點(diǎn)83與電極821之間的界面。但是，在這種情 況下，在制成金凸點(diǎn)83時(shí)形成的鍵合壓力可能使表面保護(hù)膜822產(chǎn)生 裂紋。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題進(jìn)行開發(fā)的，其目的在于實(shí)現(xiàn)一種可易于安 裝在電路基板上并且能夠提高安裝可靠性的半導(dǎo)體器件。為了解決上述問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體基板和在該半 導(dǎo)體基板的電極上設(shè)置的金屬凸點(diǎn)，在該金屬凸點(diǎn)周圍的至少一部分形 成有焊料層，該半導(dǎo)體器件的特征在于上述金屬凸點(diǎn)具有突出部，該 突出部朝著要安裝上述半導(dǎo)體器件的電路基板面的方向突出；在上述金 屬凸點(diǎn)和上述焊料層之間形成有保護(hù)上述金屬凸點(diǎn)的金屬層。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在電路基板上安裝半導(dǎo)體器件時(shí)，由于在金屬凸點(diǎn) 上預(yù)先形成有焊料層，所以，即使對(duì)電路基板側(cè)施加的焊料量較少，也 能夠以足量的焊料將半導(dǎo)體器件和電路基板鍵合在一起。另外，由于金 屬凸點(diǎn)具有突出部，因此，能夠以較小的壓力很容易地安裝半導(dǎo)體器件。 并且，由于焊料層的鍵合面積增大，所以能夠提高安裝的可靠性。另外， 由于在金屬凸點(diǎn)和焊料層之間形成有保護(hù)金屬凸點(diǎn)的金屬層，所以能夠 防止凸點(diǎn)在焊料中溶解擴(kuò)散。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種可易于安裝在電路基 板上并且可提高安裝可靠性的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在以下的描述中會(huì)變得十分明了。 此外，以下參照附圖來明確本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


的剖面圖，其中，(a)表示安裝前的狀態(tài)，(b)表示安裝后的狀態(tài)。 圖2是表示上述半導(dǎo)體器件的剖面圖。圖3是表示在上述半導(dǎo)體器件的金凸點(diǎn)上形成鎳層的步驟的剖面圖。圖4是表示用超級(jí)預(yù)涂法對(duì)金凸點(diǎn)施加焊料的步驟的剖面圖。圖5是表示用電鍍法對(duì)上述金凸點(diǎn)施加鎳層和焊料的步驟的剖面圖。圖6是表示除去種子層(seed layer)的露出部分的步驟的剖面圖。 圖7是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的剖面圖。 圖8是表示在電路基板上安裝圖7所示的半導(dǎo)體器件的步驟的剖面 圖，其中，圖8 (a)表示安裝前的狀態(tài)，圖8 (b)表示安裝后的狀態(tài)。 圖9是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的變形例的剖面圖。圖10是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的其他變形例的 剖面圖。圖11是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的其他變形例的剖面圖。圖12是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的剖面圖。 圖13是表示在電路基板上安裝現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的步驟的剖 面圖，其中，圖13 (a)表示安裝前的狀態(tài)，圖13(b)表示安裝后的狀態(tài)。圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的另一半導(dǎo)體器件的剖面圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施方式1 )以下，根據(jù)圖1至圖6說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。 圖2是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1的剖面圖。半導(dǎo)體器件1包 括半導(dǎo)體基板2和金凸點(diǎn)(金屬凸點(diǎn))3,在半導(dǎo)體基板2的表面形成 有電極21和表面保護(hù)膜22。金凸點(diǎn)3設(shè)置于電極21上，并具有圓錐形 的突起(突出部)3a。由此，在進(jìn)行倒裝芯片安裝時(shí)，僅需施加較小的 壓力就能夠穿破焊料的表面氧化膜。并且，在金凸點(diǎn)3的表面沉積鎳層31,并在鎳層31上施加焊料(焊 料層)32。鎳層31的作用在于保護(hù)金凸點(diǎn)3以防止發(fā)生凸點(diǎn)溶解。另 外，鎳層31保護(hù)突起3a使其不會(huì)在進(jìn)行倒裝芯片安裝時(shí)在焊料32中 溶解。由此，金凸點(diǎn)3和焊料32之間的鍵合面積增大，能夠提高安裝 的可靠性，另外，即使焊料32產(chǎn)生了裂紋，也能夠防止裂紋進(jìn)一步擴(kuò) 大。另外，在半導(dǎo)體器件i中，電極21的一部分未被表面保護(hù)膜22覆 蓋而露出。在表面保護(hù)膜22的一部分和電極21的露出部分也沉積有鎳 層31。由此，能夠防止在進(jìn)行倒裝芯片安裝時(shí)焊料流入金凸點(diǎn)3和電極 21之間的界面。以下，說明半導(dǎo)體器件1的倒裝芯片安裝步驟。圖1是表示在電路基板6上安裝半導(dǎo)體器件1的步驟的剖面圖，其 中，(a)表示安裝前的狀態(tài)，(b)表示安裝后的狀態(tài)。根據(jù)圖1所示 的倒裝芯片安裝方法，對(duì)半導(dǎo)體基板2上的金凸點(diǎn)3和電路基板6上的 電極61均施加坪料。因此，較之于圖13 (b)所示的僅對(duì)電路基板上的 電極施加焊料的現(xiàn)有的安裝結(jié)構(gòu)，圖1的(b)所示的安裝結(jié)構(gòu)能夠確 保較多的焊料，減少對(duì)電路基板上的電極所施加的焊料。即，在對(duì)電路 基板6上的電極61施加焊料62時(shí)，電極間不容易發(fā)生短路，因此，即 使采用細(xì)間距基板，也能夠提高產(chǎn)品的成品率。另外，由于上述處理屬 于焊料-焊料之間的偽鍵合(pseudo bonding),因此，在鍵合時(shí)無需形 成合金層，從而能夠降低鍵合溫度。另外，在對(duì)電路基板6上的電極61施加焊料62時(shí)，可采用電鍍法 或者任意一種預(yù)涂法，預(yù)涂法包括"7 —，-々7 4少卜(注冊(cè)商標(biāo))" 法、焊膏法、超級(jí)焊料(super solder)法、防焊焊膏(solder-dam paste ) 法等，其中，上述"只一六一 弋7 4少卜，，法是日本昭和電工抹式會(huì) 社開發(fā)的新的預(yù)置技術(shù)，該技術(shù)又被稱之為"Super Precoating Technology:超級(jí)預(yù)涂法，，。以下，根據(jù)圖3和圖4說明在金凸點(diǎn)3上形成鎳層的步驟以及對(duì)金 凸點(diǎn)3施加焊料的步驟。圖3是表示在金凸點(diǎn)3上形成鎳層31的步驟的剖面圖。首先，在 半導(dǎo)體基板2的電極21上設(shè)置金凸點(diǎn)3 (圖3 (a)),利用'踐射法， 在金凸點(diǎn)3的整個(gè)表面、表面保護(hù)膜22和電極21的露出部分沉積鎳層31a (圖3 (b))。接著，對(duì)鎳層31a涂敷抗蝕劑4使其完全覆蓋鎳層 31a(圖3(c))，利用掩膜5，對(duì)需要除去的抗蝕劑41實(shí)施感光處理， 該抗蝕劑41被涂敷在鎳層31a (圖3 (d))上。接著，除去經(jīng)感光處 理后的抗蝕劑41,留下未經(jīng)感光處理的抗蝕劑42 (圖3 (e))。然后， 對(duì)鎳層31a的露出部分實(shí)施腐蝕處理(圖3 (f)),最后，除去剩余的 抗蝕劑42 (圖3 (g))。通過上述，在金凸點(diǎn)3的整個(gè)表面、表面保護(hù)膜22和電極21的露 出部分沉積鎳層31a。另外，為了更可靠地保護(hù)金凸點(diǎn)3，鎳層31a的層 厚優(yōu)選在20nm以上。圖4是表示用超級(jí)預(yù)涂法對(duì)金凸點(diǎn)3施加焊料32的步驟的剖面圖。 在圖3 (g)所示的狀態(tài)下，對(duì)鎳層31a進(jìn)行化學(xué)藥液處理，從而形成其 表面具有粘合性的鎳層31b (圖4 (a))。然后，使焊料粉末32a附著 于鎳層31b(圖4(b))。之后，熔融焊料粉末32a并進(jìn)行整平處理， 由此，在鎳層31的表面預(yù)置焊料32 (圖4 (c))。另外，在施加焊料32時(shí)，除上述超級(jí)預(yù)涂法之外，還可以采用電 鍍法。以下，根據(jù)圖5說明用電鍍法對(duì)金凸點(diǎn)施加鎳層和焊料的步驟。首先，在半導(dǎo)體基板2的電極21上設(shè)置有金凸點(diǎn)3的狀態(tài)(圖5 (a))下，利用濺射法在半導(dǎo)體基板2和金凸點(diǎn)3的整個(gè)表面沉積種 子層31c以在電鍍步驟進(jìn)行電導(dǎo)通，其中，所述種子層31c由金或鎳形 成(圖5 (b))。接著，在種子層31c上涂敷抗蝕劑43 (圖5 (c)), 利用掩膜51,對(duì)覆蓋在種子層31c的需要沉積鎳層的部分上的抗蝕劑 44進(jìn)行感光處理(圖5 (d))。接著，除去感光處理后的抗蝕劑44, 留下未經(jīng)感光處理的抗蝕劑45 (圖5 (e))。然后，利用電鍍法沉積 鎳層31d (圖5 ( f))。接著，利用電鍍法沉積焊料(焊料層)32b (圖 5(g))。之后，除去抗蝕劑45,由此，焊料32b覆蓋鎳層31d (圖5 (h))。進(jìn)而，利用圖6說明除去種子層31c的露出部分的步驟。 首先，重新在半導(dǎo)體基板2和金凸點(diǎn)3的整個(gè)表面涂敷抗蝕劑46 (圖6 (a))。接著，利用掩膜52，對(duì)覆蓋在種子層31c的露出部分上 的抗蝕劑47進(jìn)行感光處理(圖6 (b)),除去經(jīng)感光處理后的抗蝕劑 47 (圖6 (c))。然后，除去種子層31c的露出部分(圖6 (d)),除 去剩余的抗蝕劑47 (圖6 ( e ))。如上所述，在利用電鍍法的情況下，由于步驟的增加，所需的成本 和時(shí)間也增加，但是，所形成的鎳層要比利用濺射法所形成的鎳層厚。并且，不存在超級(jí)預(yù)涂法的缺陷，即可施加的焊料量因電極間距變化 而出現(xiàn)差異。另外，以上，說明了超級(jí)預(yù)涂法和電鍍法。但并不限于此，可采用 預(yù)涂法中的任意一種，包括焊膏法、超級(jí)焊料法、防焊焊膏法等。例如， 就焊料可施加量和焊膏施加精度而言，超級(jí)焊料法和超級(jí)預(yù)涂法具有相 同的效果；另一方面，前者的步驟數(shù)較多(具體來說，在超級(jí)焊料法中， 下述步驟均需要多執(zhí)行一次，即抗蝕劑涂敷步驟、抗蝕劑感光處理步 驟、感光處理后的抗蝕劑除去步驟、剩余抗蝕劑的除去步驟)，從而導(dǎo) 致成本增加。另外，在焊膏法中，焊料可施加量較少，焊膏施加精確度 也不高。綜合上述因素，超級(jí)預(yù)涂法最適于細(xì)間距產(chǎn)品。 (實(shí)施方式2)以下，通過圖7至圖11說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。 圖7是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件11的結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖1 所示的半導(dǎo)體器件1中，對(duì)金凸點(diǎn)3施加焊料32使其完全覆蓋金凸點(diǎn)3。 而在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件11中，僅對(duì)金凸點(diǎn)3的突起3a和底座頂 面上的鎳層31施加焊料(焊料層)34。根據(jù)本實(shí)施方式，雖然可確保 的焊料量較圖1所示的半導(dǎo)體器件l要少，但是，在施加焊料或進(jìn)行倒 裝芯片安裝時(shí)，能夠降低凸點(diǎn)之間發(fā)生短路的可能性。因此，細(xì)間距(50 mm以下)產(chǎn)品優(yōu)選使用圖7所示的半導(dǎo)體器件11。 以下，說明半導(dǎo)體器件11的倒裝芯片安裝步驟。 圖8是表示在電路基板6上安裝半導(dǎo)體器件11的步驟的剖面圖， 其中，(a)表示安裝前的狀態(tài)，(b)表示安裝后的狀態(tài)。如圖8(b) 中的安裝結(jié)構(gòu)所示，沿平行于半導(dǎo)體基板2及電路基板6的方向擴(kuò)散的 焊料35要比圖1 (b)所示的安裝結(jié)構(gòu)中的焊料33少。因此，在進(jìn)行倒 裝芯片安裝時(shí)，凸點(diǎn)之間不容易發(fā)生短路。另外，金凸點(diǎn)3被焊料35 可靠地覆蓋，因此，在安裝可靠性方面并不存在什么問題。 以下，說明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的變形例。 圖9是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件12的結(jié)構(gòu)的剖面圖。在半導(dǎo) 體器件12中，表面保護(hù)膜22沒有覆蓋半導(dǎo)體基板2上的電極21。所以， 為防止焊料流入金凸點(diǎn)3與電極21之間的界面，在金凸點(diǎn)3的整個(gè)表面和電極21的露出部分沉積鎳層31e,并在鎳層31e上沉積焊料32使 其完全覆蓋鎳層31e。另外，與圖7所示的半導(dǎo)體器件11同樣地，半導(dǎo)體器件12可以減 少所需施加的焊料量。圖IO是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件13的結(jié)構(gòu)的剖面圖。在上述 圖9所示的半導(dǎo)體器件12中，對(duì)金凸點(diǎn)3的整個(gè)面施加焊料32。而在 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件13中，僅對(duì)金凸點(diǎn)3的突起3a和底座頂面上 的鎳層31e施加焊料34。根據(jù)半導(dǎo)體器件13的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行倒裝芯片 安裝時(shí)，也能夠以足量的焊料鍵合半導(dǎo)體器件和電路基板。另外，以上，說明了金凸點(diǎn)具有突起的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，金凸 點(diǎn)的突出部分也可以形成為除突起形狀之外的其他形狀。例如，也可以 如圖11所示的半導(dǎo)體器件14那樣，金凸點(diǎn)(金屬凸點(diǎn))3b具有環(huán)狀的 突出部3c。在這種情況下，在金凸點(diǎn)3b的整個(gè)面上沉積鎳層31f,并在 鎳層31f上沉積焊料(焊料層)36，由此，也能夠以較小的壓力進(jìn)行安 裝，充分地確保安裝的可靠性。進(jìn)而，在上述說明中，作為用于防止金凸點(diǎn)溶解的金屬層采用了鎳 層，但并不限于此，也可以采用由Bi、 Cd、 Ge、 Zn、 Cr、 Ga、 TiW等 金屬形成的金屬層。另外，在用超級(jí)預(yù)涂法對(duì)金凸點(diǎn)施加焊料時(shí)，上述 金屬層優(yōu)選鎳層。作為用于安裝半導(dǎo)體器件的凸點(diǎn)，并不限于使用金凸 點(diǎn)，也可以-使用銅凸點(diǎn)。本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，可以在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方 案的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化。通過適當(dāng)組合不同實(shí)施方式所揭示的技術(shù)手 段得到的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。導(dǎo)體基板的電極上設(shè)置s金屬^凸點(diǎn)':在該2屬凸點(diǎn)周圍的i少一部;上形成有焊料層，其中，上述金屬凸點(diǎn)具有突出部，該突出部朝著要安裝 上述半導(dǎo)體器件的電路基板面的方向突出；在上述金屬凸點(diǎn)和上述焊料 層之間形成有用于保護(hù)上述金屬凸點(diǎn)的金屬層。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠較 容易地在電路基板安裝半導(dǎo)體器件，從而可實(shí)現(xiàn)安裝可靠性較高的半導(dǎo) 體器件。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，上述金屬層至少覆蓋上述 突出部。由于突出部較細(xì)，因此，如果凸點(diǎn)溶解，就可能顯著降低安裝的可 靠性。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于防止凸點(diǎn)溶解的金屬層至少覆蓋突出部，因 此，能夠確保較高的安裝可靠性。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，在設(shè)置上述金屬凸點(diǎn)的電 極存在露出部分時(shí)，形成上述金屬層使其覆蓋上述電極的露出部分。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于露出部分被金屬層所覆蓋，能夠防止因焊料流 入金屬凸點(diǎn)和電極之間的界面所引起的破損。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以構(gòu)成為上述金屬層還覆蓋上述 半導(dǎo)體基板的表面保護(hù)膜的一部分。在本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，上述金屬層可以為賊射膜或電鍍膜。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，形成上述焊料層使其覆蓋 上述金屬凸點(diǎn)的與上述電路基板對(duì)置的頂面和上述突出部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于焊料層覆蓋突出部，突出部朝電路基板面突出， 所以，在電路基板上安裝半導(dǎo)體器件時(shí)，金屬凸點(diǎn)的焊料層和電路基板 的焊料層能夠較容易地鍵合在一起。另外，由于焊料的量減少，因此， 在焊料層形成時(shí)或進(jìn)行安裝時(shí)，凸點(diǎn)之間短路的可能性降低，特別適合 細(xì)間距產(chǎn) 品。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，形成上述焊料層使其完全 覆蓋上述金屬層。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于能夠確保足量的焊料，所以能夠進(jìn)一步提高安 裝的可靠性。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，采用任意一種預(yù)涂法形成 上述焊料層，該預(yù)涂法包括超級(jí)預(yù)涂法、焊膏法、超級(jí)焊料法、防焊焊 膏法等。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，較之于電鍍法，采用預(yù)涂法能夠在短時(shí)間內(nèi)施加較 多量的焊料。超級(jí)預(yù)涂法和超級(jí)焊料法尤其適于細(xì)間距化產(chǎn)品。在本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，也可以通過電鍍法形成上述焊 料層。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，施加焊料較費(fèi)時(shí)間，但焊料可施加量不會(huì)因金屬凸 點(diǎn)之間的距離而發(fā)生變化。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，上述金屬層由鎳形成。根據(jù)上迷結(jié)構(gòu)，在通過超級(jí)預(yù)涂法形成焊料層時(shí)，可通過化學(xué)藥液 處理對(duì)鎳層賦予粘合性使得焊料粉末附著在鎳層上。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，上述金屬層由選自Bi、Cd、Ge、 Zn、 Cr、 Ga、 TiW中的至少一種金屬構(gòu)成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠防止凸點(diǎn)溶解，從而確保較高的安裝可靠性。 本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，上述金屬凸點(diǎn)為金凸點(diǎn)或銅凸點(diǎn)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠確保良好的導(dǎo)電性。本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件優(yōu)選的是，上述突出部為圓錐狀突起。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于突出部的頂端較為尖銳，因此能夠更容易地安 裝半導(dǎo)體器件。在本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，上述突出部也可以形成為環(huán)狀。導(dǎo)體器件的S法，、;特征在于，k括:在上述電路基板的t極上形成焊料層的步驟；以及將上述半導(dǎo)體器件的焊料層和在上述電路基板的電極上形成的焊料層熔融并鍵合在一起的步驟。焊料層熔融并鍵合在一起而形成上述安裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，預(yù)先對(duì)電路基板上的電極和半導(dǎo)體器件施加焊料， 由此，能夠以足量的焊料進(jìn)行鍵合。另外，如上所迷，半導(dǎo)體器件的金 屬凸點(diǎn)具有突出部，并且，在焊料層和金屬凸點(diǎn)之間設(shè)有金屬層，因此， 能夠確保較高的安裝可靠性。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的安裝方法，在上述電路基板 的電極上形成焊料層的步驟中，可釆用電鍍法或者任意一種預(yù)涂法形 成焊料層，該預(yù)涂法包括超級(jí)預(yù)涂法、焊膏法、超級(jí)焊料法、防焊焊 膏法等。本發(fā)明適于具有用于進(jìn)行倒裝芯片安裝的金屬凸點(diǎn)的半導(dǎo)體器件。 以上，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，上述具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├齼H 僅是揭示本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的示例，本發(fā)明并不限于上述具體示例，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行狹義的解釋，可在本發(fā)明的精神和本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技 術(shù)方案的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更來實(shí)施之。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體基板和在該半導(dǎo)體基板的電極上設(shè)置的金屬凸點(diǎn)，在該金屬凸點(diǎn)周圍的至少一部分形成有焊料層，該半導(dǎo)體器件的特征在于上述金屬凸點(diǎn)具有突出部，該突出部朝著要安裝上述半導(dǎo)體器件的電路基板面的方向突出；在上述金屬凸點(diǎn)和上述焊料層之間形成有保護(hù)上述金屬凸點(diǎn)的金屬層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 上述金屬層至少覆蓋上述突出部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 在設(shè)置上述金屬凸點(diǎn)的電極存在露出部分的情況下，形成上述金屬層使其覆蓋上述電極的露出部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 上述金屬層進(jìn)一步覆蓋上述半導(dǎo)體基板的表面保護(hù)膜的一部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征 在于上述金屬層為濺射膜或電鍍膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 形成上述焊料層使其覆蓋上述金屬凸點(diǎn)的與上述電路基板對(duì)置的頂面和上述突出部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所迷的半導(dǎo)體器件，其特征 在于形成上述焊料層使其完全覆蓋上述金屬層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4、 6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特 征在于通過任意一種預(yù)涂法形成上述焊料層，該預(yù)涂法包括超級(jí)預(yù)涂法、 焊膏法、超級(jí)焊料法、防焊焊膏法等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至4、 6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特 征在于通過電鍍法形成上述焊料層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于上迷金屬層采用了 Ni金屬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 上述金屬層采用了選自Bi、 Cd、 Ge、 Zn、 Cr、 Ga、 TiW中的至少一種金屬。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至4、 6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其 特征在于上述金屬凸點(diǎn)為金凸點(diǎn)或銅凸點(diǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至4、 6中的任意一項(xiàng)所迷的半導(dǎo)體器件，其 特征在于上述突出部形成為圓錐狀突起。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至4、 6中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其 特征在于上迷突出部形成為環(huán)狀。
15. —種半導(dǎo)體器件的安裝方法，在電路基板上安裝上述半導(dǎo)體器設(shè)置的金屬凸點(diǎn)在該:屬凸點(diǎn)周圍的1少 一部^形成有^料層，上述金屬凸點(diǎn)具有突出部，該突出部朝著要安裝上述半導(dǎo)體器件的電路基板面的方向突出，在上述金屬凸點(diǎn)和上述焊料層之間形成有保護(hù)上述金屬凸點(diǎn)的金屬層，該安裝方法的特征在于，包括在上述電路基板的電極上形成焊料層的步驟；以及 將上述半導(dǎo)體器件的焊料層和在上述電路基板的電極上形成的焊料層熔融并鍵合在一起的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件的安裝方法，其特征在于 在上述電路基板的電極上形成焊料層的步驟中，通過電鍍法或者任意一種預(yù)涂法形成焊料層，該預(yù)涂法包括超級(jí)預(yù)涂法、焊膏法、超級(jí)焊 料法、防焊焊膏法等。
17. —種半導(dǎo)體器件的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，是通過將上述半導(dǎo) 體器件的焊料層和在電路基板的電極上形成的焊料層熔融并鍵合在一 起來實(shí)現(xiàn)的，其中，上述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體基板和在該半導(dǎo)體基板 的電極上設(shè)置的金屬凸點(diǎn)，在該金屬凸點(diǎn)周圍的至少 一部分形成有上述 焊料層，上述金屬凸點(diǎn)具有突出部，該突出部朝著要安裝上述半導(dǎo)體器 件的電路基板面的方向突出，在上述金屬凸點(diǎn)和上述焊料層之間形成有保護(hù)上述金屬凸點(diǎn)的金屬層。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的安裝方法和安裝結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)一種可易于安裝在電路基板上并且能夠提高安裝可靠性的半導(dǎo)體器件，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件(1)包括半導(dǎo)體基板(2)和設(shè)置在電極(21)上的金凸點(diǎn)(3)。金凸點(diǎn)(3)具有突起(3a)，在金凸點(diǎn)(3)的周圍形成有焊料層(32)，金凸點(diǎn)(3)和焊料層(32)之間形成有鎳層(31)。借助于突起(3a)，能夠以較小的壓力很容易地安裝半導(dǎo)體器件(1)。另外，即使對(duì)電路基板(6)上的電極(61)施加的焊料(62)的量減少，在安裝后也能夠以足量的焊料(33)實(shí)現(xiàn)鍵合。并且，由于鎳層(31)可防止凸點(diǎn)溶解，所以能夠確保較高的安裝可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/488GK101404269SQ20081016873
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者大西雄也 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社