專利名稱：電子器件的制造方法及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如芯片尺寸封裝的電子器件的制造方法及其制造裝置。
背景技術(shù)：
以往，為了實(shí)現(xiàn)包括半導(dǎo)體裸芯片等芯片狀電子功能元件的封裝的小型化 及輕薄化，正進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)的芯片尺寸封裝(CSP， chip size package)的開(kāi) 發(fā)。
作為以這樣的目的進(jìn)行樹(shù)脂封固封裝的技術(shù)在專利文獻(xiàn)1中有所披露。 圖1是專利文獻(xiàn)1所披露的電子器件制造時(shí)的各工序圖。 首先，在安裝工序中，如圖l (A)所示，在安裝集合基板ll上通過(guò)突起 狀電極3安裝元件；在配置工序中，在各元件2上配置樹(shù)脂薄膜12。在接下來(lái) 的真空包裝工序中，如圖1 (B)所示，將安裝集合基板11與安裝的各元件2 與樹(shù)脂薄膜12的層疊體裝入真空包裝用的袋13，對(duì)該袋13的內(nèi)部減壓，袋 13的開(kāi)口部的附近從兩側(cè)被熱粘接用加熱器粘接，將開(kāi)口部封閉。
之后，如圖1 (C)所示，將每個(gè)袋13的溫度加熱至不到樹(shù)脂薄膜12的 固化溫度。
據(jù)此，在被袋13真空包裝的安裝集合基板11上安裝的各元件2之間，會(huì) 浸入軟化的樹(shù)脂薄膜12，被來(lái)自樹(shù)脂薄膜12的封固樹(shù)脂先質(zhì)4a封固。
在下面的固化工序中，各元件2與安裝集合基板11被進(jìn)一步加熱至來(lái)自 樹(shù)脂薄膜12的封固樹(shù)脂先質(zhì)4a的固化溫度，使封固樹(shù)脂先質(zhì)4a固化。結(jié)果 如圖l (D)所示，各元件2分別被封固樹(shù)脂部4覆蓋。
之后，在分割工序中如圖l (E)所示，將安裝集合基板ll按照每個(gè)元件 2沿虛擬分割線9進(jìn)行分割。
專利文獻(xiàn)1:再公表專利W02005 / 071731號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
由于伴隨著上述的減壓及加熱的樹(shù)脂封固，除加熱工序之外的工序一般是 在室溫下的工藝，所以可使用的樹(shù)脂的粘度物理參數(shù)被限定。假設(shè)在使用脫離 該物理參數(shù)的樹(shù)脂材料時(shí)，存在的問(wèn)題是會(huì)給已安裝的元件或接合部造成損 壞；或者由于粘度高，流動(dòng)性不夠，不能確保所需的填充性。
另外，有的樹(shù)脂包含揮發(fā)性的溶劑成分，但在正式固化時(shí)在該成分揮發(fā)的 過(guò)程中有可能產(chǎn)生空隙(void,未填充樹(shù)脂而留下的氣泡)，導(dǎo)致填充不良或 外觀品質(zhì)下降。因此，存在的問(wèn)題是需要嚴(yán)格限制揮發(fā)性溶劑成分的含有量; 或者可使用的樹(shù)脂材料限于無(wú)溶劑類材料。
并且，若芯片狀電子功能元件大于某種程度以上，則樹(shù)脂向該芯片狀電子 功能元件與安裝集合基板之間的填充不夠，即不完全形成底部填充(under
fill)。因此，接合強(qiáng)度有可能不夠。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述問(wèn)題的電子器件的制造方法及 其制造裝置，以提高樹(shù)脂的填充性，抑制對(duì)于已安裝的元件的接合部的損壞， 防止產(chǎn)生空隙，擴(kuò)展可用作為封固樹(shù)脂的樹(shù)脂的物理參數(shù)的范圍。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明如下進(jìn)行電子器件的制造。 (1)制造電子器件，具有
將多個(gè)芯片狀電子功能元件分別安裝在安裝集合基板上的電子功能元件
安裝工序；
在安裝有上述電子功能元件的上述安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂，構(gòu)成上 述安裝集合基板與上述片材樹(shù)脂的層疊體的片材樹(shù)脂層疊工序；
將上述層疊體裝入具有阻氣(gas barrier)性的袋，在減壓下將溫度加 熱至不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度而使上述片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的溶劑揮 發(fā)工序；
密封上述袋，對(duì)上述層疊體施加大氣壓或者超過(guò)大氣壓的壓力，并且通過(guò) 將上述層疊體加熱到上述片材樹(shù)脂的固化溫度，在上述多個(gè)芯片狀電子功能元 件與上述安裝集合基板之間填充上述片材樹(shù)脂后，使上述片材樹(shù)脂固化，將上 述各電子功能元件在上述安裝集合基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的樹(shù)脂填充封固工序； 以及將包括上述被樹(shù)脂封固的各電子功能元件的上述安裝集合基板按照每個(gè) 電子功能元件進(jìn)行分割的分割工序。
根據(jù)該制造方法，通過(guò)在溶劑揮發(fā)工序中在減壓時(shí)對(duì)片材樹(shù)脂加熱，使其 粘度與室溫時(shí)相比下降，不僅會(huì)降低樹(shù)脂流動(dòng)壓力導(dǎo)致對(duì)器件或接合部的損 壞，防止封固時(shí)的接合部毀壞，而且空隙或在樹(shù)脂填充時(shí)混入樹(shù)脂內(nèi)的氣泡(以 下稱作"空氣混入"。)也會(huì)消失，樹(shù)脂向空隙的浸入性、填充性也會(huì)提高。
另外，通過(guò)在溶劑揮發(fā)工序中將片材樹(shù)脂在減壓下加熱(邊減壓邊加熱， 或者邊加熱邊減壓)，可以使與以往加工方法的固化過(guò)程中產(chǎn)生的相同量的溶 劑成分揮發(fā)蒸騰，在之后迸行的樹(shù)脂填充封固工序(正式固化過(guò)程)中，由于 溶劑成分殘留量已經(jīng)減少，所以不會(huì)產(chǎn)生因溶劑的揮發(fā)所導(dǎo)致的空隙，也不會(huì) 對(duì)元件產(chǎn)生損壞。因此，由于在樹(shù)脂填充封固工序(正式固化過(guò)程)中也不需 要進(jìn)行例如將升溫速度變慢這樣的溫度分布的控制，僅通過(guò)加熱至片材樹(shù)脂的 固化溫度以上就可以使上述片材樹(shù)脂正式固化，所以也可以縮短固化時(shí)間(工 藝時(shí)間)。另外，由于不用嚴(yán)格管理片材樹(shù)脂中的溶劑量就可以進(jìn)行無(wú)空隙的 封固，所以可以降低管理成本。
(2) 在上述樹(shù)脂填充封固工序中，在密封上述袋的狀態(tài)下，在返回大氣
壓環(huán)境的狀態(tài)下對(duì)上述層疊體加熱。
根據(jù)該制造方法，不需要用于滿足加壓+加熱+真空功能的大型壓床或因 此所需的大型真空室和泵等，用廉價(jià)的裝置就可以得到同樣的效果，能以低成 本的工藝進(jìn)行制造。另外，在樹(shù)脂填充封固工序中，由于在大氣壓環(huán)境下僅通 過(guò)加熱至片材樹(shù)脂的固化溫度以上就可以使上述片材樹(shù)脂正式固化，所以也可 以縮短固化時(shí)間(工藝時(shí)間)，不必嚴(yán)格管理片材樹(shù)脂中的溶劑量，可以降低 管理成本。
(3) 在上述樹(shù)脂填充封固工序中，在密封上述袋的狀態(tài)下，在利用加壓 裝置施加大氣壓以上的壓力的狀態(tài)下對(duì)上述層疊體加熱。
根據(jù)該制造方法，在溶劑揮發(fā)工序中，在出現(xiàn)因未從片材樹(shù)脂跑掉的溶劑 等而產(chǎn)生的空隙、或空氣混入時(shí)，之后該氣體揮發(fā)、膨脹，可能產(chǎn)生較大的空 隙或者空氣混入而形成的空間，但通過(guò)利用加壓裝置施加壓力并提高至固化溫 度，可以使空隙或空氣混入消失。(4) 在上述樹(shù)脂填充封固工序中，對(duì)于上述層疊體，暫時(shí)將溫度加熱至
不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度，之后將溫度加熱至上述片材樹(shù)脂的固化溫度以上。
根據(jù)該制造方法，由于在溫度不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度下，在樹(shù)脂的 粘性下降的狀態(tài)下加壓，所以樹(shù)脂的流動(dòng)性非常好。因此，即使對(duì)于更大的芯 片狀電子功能元件，樹(shù)脂也能填充至其下表面與安裝集合基板之間。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的電子器件的制造裝置構(gòu)成如下。
(5) 包括
將在安裝有多個(gè)芯片狀電子功能元件的安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂而 成的層疊體，裝入具有阻氣性的袋的狀態(tài)下進(jìn)行減壓的室；
對(duì)上述室內(nèi)減壓并且將溫度加熱至不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度，使上述 片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的減壓下加熱單元；以及
密封上述袋，在返回大氣壓環(huán)境后，通過(guò)將上述層疊體加熱到上述片材樹(shù) 脂的固化溫度，使上述片材樹(shù)脂固化，將上述各電子功能元件在上述安裝集合 基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的加壓加熱固化單元。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要用于滿足加壓+加熱+真空功能的大型壓床或因此所 需的大型真空室和泵等，用廉價(jià)的裝置可以得到同樣的效果，能以低成本的工 藝進(jìn)行制造。
(6) 包括
將在安裝有多個(gè)芯片狀電子功能元件的安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂而 成的層疊體，裝入具有阻氣性的袋的狀態(tài)下減壓的室；
對(duì)上述室內(nèi)減壓并且將溫度加熱至不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度，使上述 片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的減壓下加熱單元；以及
密封上述袋，對(duì)上述層疊體施加大氣壓以上的壓力，并且將上述層疊體的 溫度加熱至不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度，之后通過(guò)將上述層疊體加熱至上述 片材樹(shù)脂的固化溫度以上，使上述片材樹(shù)脂固化，將上述各電子功能元件在上 述安裝集合基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的加壓加熱固化單元。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因在減壓下加熱單元中未從片材樹(shù)脂跑掉的溶劑等而產(chǎn)生的 空隙或由于空氣的混入產(chǎn)生的空氣混入，會(huì)利用加壓加熱固化單元而消失。另
7外，由于在溫度不到上述片材樹(shù)脂的固化溫度下，在樹(shù)脂的粘性下降的狀態(tài)下 加壓，所以即使對(duì)于更大的芯片狀電子功能元件，樹(shù)脂也能填充至其下表面與 安裝集合基板之間。
根據(jù)本發(fā)明，降低樹(shù)脂流動(dòng)壓力所引起的對(duì)器件或接合部造成的損壞，可 以防止封固時(shí)的接合部毀壞。另外，空隙或空氣混入消失，提高樹(shù)脂向空隙的 浸入性、填充性。另外，不會(huì)產(chǎn)生因溶劑的揮發(fā)而導(dǎo)致的空隙，不會(huì)對(duì)元件產(chǎn) 生損壞。并且，即使對(duì)于以往難以處理的較大的芯片狀電子功能元件，樹(shù)脂也 能填充至其下表面與安裝集合基板之間。


圖1是專利文獻(xiàn)1所披露的電子器件制造時(shí)的各工序圖。
圖2是表示第一實(shí)施方式的片材樹(shù)脂層疊工序的狀態(tài)和樹(shù)脂填充封固工 序的狀態(tài)的剖視圖。
圖3是進(jìn)行第一實(shí)施方式的溶劑揮發(fā)工序和樹(shù)脂填充封固工序的處理的 裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示使用圖3所示的加熱層壓裝置及真空室，制造電子器件的電子 器件的制造方法的各工序的圖。
圖5是表示對(duì)于以往使用的封固用樹(shù)脂及在本發(fā)明中可應(yīng)用的樹(shù)脂的、樹(shù) 脂對(duì)于溫度的粘度以及來(lái)自樹(shù)脂的溶劑揮發(fā)量的特性。
圖6是由本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的制造方法制造的電子器件和由 以往的制造方法制造的電子器件的放大外觀圖(照片)及放大剖視圖(照片)。
圖7是表示第二實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法的各工序的圖。
圖8是表示第二實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法的樹(shù)脂填充封固 工序的后半部工序的圖。
圖9是由圖8所示的溫?zé)犰o液壓加壓法進(jìn)行的加熱、加壓分布圖的例子。
圖IO是表示在第三實(shí)施方式所涉及的樹(shù)脂填充封固工序中，對(duì)裝有基板 的包裝加熱加壓的狀態(tài)的圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
21…底板22、25…隔離物23.，，安裝基板(安裝集合基板)
24'-片材樹(shù)脂30."包裝40.-芯片狀電子功能元件41.-連接端子42.-金屬納米粒子凸點(diǎn)50.-裝有基板的包裝51.-加熱臺(tái)
52'-密封加熱器
53'-密封用抵板54.，，吸入導(dǎo)管55.**蓋板60.-加壓容器61.-加熱加壓水71.-單軸壓床裝置的臺(tái)72.-單軸壓床裝置的可動(dòng)部
S…密封部
v…空隙
具體實(shí)施例方式
《第一實(shí)施方式》
參照?qǐng)D2 圖6說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法 及其制造裝置。
圖2是表示在片材樹(shù)脂層疊工序中的狀態(tài)和在樹(shù)脂填充封固工序中的狀 態(tài)的剖視圖。
之后會(huì)詳細(xì)說(shuō)明各工序，在片材樹(shù)脂層疊工序中，如圖2 (A)所示，與 相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的"安裝集合基板"的安裝基板23層疊片材樹(shù)脂24,并 將其夾入隔離物22、 25之間，進(jìn)一步在將這些層疊體配置在底板21的上部的狀態(tài)下，裝入具有阻氣性的袋(以下稱作"包裝"。)30,構(gòu)成裝有基板的包 裝50。
圖2 (B)是表示安裝在此時(shí)的安裝基板23上的、芯片狀電子功能元件(例 如半導(dǎo)體元件)40的安裝狀態(tài)的局部放大剖視圖。在安裝基板23的上表面形 成金屬納米粒子等形成的凸點(diǎn)42，芯片狀電子功能元件40的電路圖案形成面 的連接端子41利用凸點(diǎn)42進(jìn)行連接。
在樹(shù)脂填充封固工序中，如圖2 (C)所示，包裝30被密封部S密封，返 回大氣壓環(huán)境，從而上述層疊體在包裝30內(nèi)部被大氣壓加壓，進(jìn)行樹(shù)脂封固。
圖2 (D)是表示芯片狀電子功能元件40周圍的樹(shù)脂封固的形態(tài)的局部放 大剖視圖。這樣安裝在安裝基板23的表面的芯片狀電子功能元件40的周圍以 及在芯片狀電子功能元件40與安裝基板23的間隙部也填充片材樹(shù)脂24。
圖3是進(jìn)行溶劑揮發(fā)工序和樹(shù)脂填充封固工序的處理的裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖 3 (B)是主要部分的剖視圖；圖3 (A)是主要部分的俯視圖。該裝置是加熱層 壓裝置，包括配置圖中的裝有基板的包裝50 (圖2 (A)所示的狀態(tài))的加 熱臺(tái)(減壓下加熱單元)51;將裝有基板的包裝50的包裝30的密封部S進(jìn)行 密封的密封加熱器52;密封用抵板53;吸入導(dǎo)管54;以及覆蓋這些的蓋板55。 關(guān)閉該蓋板55，在到達(dá)規(guī)定的真空度后維持該狀態(tài)規(guī)定的時(shí)間后，密封加熱器 52和密封用抵板53動(dòng)作，使得從上下夾住成為包裝30的密封部S的部位，對(duì) 包裝30的該部位進(jìn)行加壓、加熱，形成密封部S，將裝有基板的包裝50進(jìn)行 密封。加熱臺(tái)51利用筒形加熱板或感應(yīng)加熱等，對(duì)裝有基板的包裝50加熱。
該加熱層壓裝置裝入未圖示的真空室內(nèi)，利用真空泵在減壓時(shí)對(duì)真空室內(nèi) 減壓。
圖4用圖表示使用圖3所示的加熱層壓裝置及未圖示的真空室來(lái)制造電子 器件的電子器件的制造方法的各工序。
首先，在"電子功能元件安裝工序"中，在氧化鋁等陶瓷基板、玻璃環(huán)氧 等樹(shù)脂基板的安裝基板23的上表面形成金屬納米粒子等形成的凸點(diǎn)42，使用 該凸點(diǎn)，以面朝下(facedown)方式在安裝基板23上分別安裝多個(gè)芯片狀電 子功能元件40 (參照?qǐng)D2)。
接下來(lái)，在"片材樹(shù)脂層疊工序"中，如圖4 (A)所示，在金屬制的底
10板21上依次層疊隔離物22、安裝基板23以及片材樹(shù)脂24，如圖4 (B)所示， 通過(guò)在其上部進(jìn)一步配置隔離物25并裝入包裝30內(nèi)，形成裝有基板的包裝50。
另外，上述隔離物22、 25是用于使具有粘性的片材樹(shù)脂24不會(huì)粘貼在包 裝30的內(nèi)表面，只要能達(dá)到這樣的目的，對(duì)其材質(zhì)沒(méi)有特別限制。另外在包 裝的內(nèi)表面本身具有脫模功能時(shí)，也可以不用隔離物22、 25將安裝基板23和 片材樹(shù)脂24夾入。例如可以利用涂覆脫模劑等方法而賦予這樣的脫模功能。
作為包裝30，使用具有柔軟性和阻氣性、在內(nèi)層具有密封層的層壓包裝。 上述底板21防止包裝收縮時(shí)安裝基板的翹曲或外部損壞。
另外，在安裝基板23具有足夠的剛性、在包裝收縮時(shí)的翹曲是可以忽略 的程度時(shí)，也可以不配置底板21而形成裝有基板的包裝50。
上述片材樹(shù)脂是將封固樹(shù)脂形成為片材狀，搭載在安裝基板的元件搭載 面。該片材樹(shù)脂具有完全覆蓋安裝元件的搭載區(qū)域的尺寸，使用厚度比搭載元 件高度要厚(例如相對(duì)于元件高度約180um，其厚度為230ym左右)的樹(shù)脂。 該厚度可以根據(jù)搭載元件在安裝基板內(nèi)的集成度而適當(dāng)決定。
之后，在"溶劑揮發(fā)工序"中，如圖4 (C)及圖3所示，將裝有基板的 包裝50放置在加熱層壓裝置的加熱臺(tái)上，減壓并將溫度加熱至不到片材樹(shù)脂 24的固化溫度。據(jù)此可以使片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)。
具體而言，放置在加熱臺(tái)51上之后，進(jìn)行70 12(TC的加熱，之后關(guān)閉 真空室開(kāi)始減壓，使其到達(dá)規(guī)定的真空度(120Pa左右)。
上述加熱和減壓的時(shí)刻，只要在期望的真空度到達(dá)時(shí)刻能到達(dá)期望的溫度 (樹(shù)脂溫度)，就可以任意變更。與到達(dá)期望的溫度時(shí)的真空度相比，最終到 達(dá)的真空度更高也沒(méi)關(guān)系。另外，到達(dá)溫度是在基于片材樹(shù)脂的溫度一粘度特 性、安裝基板的空隙的狀態(tài)和樹(shù)脂的浸入量、以及片材樹(shù)脂的溶劑成分的揮發(fā) 量在正式固化后不產(chǎn)生空隙的范圍內(nèi)決定的。
在真空度及溫度到達(dá)規(guī)定值后進(jìn)行時(shí)間管理。例如等待經(jīng)過(guò)30s左右的時(shí)間。
接下來(lái)，在"樹(shù)脂填充封固工序"中，如圖4 (D)所示，將包裝30進(jìn)行 密封，將層壓包裝進(jìn)行密封，打開(kāi)真空室，返回大氣壓下。之后，如圖4 (E) 所示，在保持包裝的狀態(tài)下進(jìn)行大氣壓下的固化條件即175°C /小時(shí)的加熱處理，使樹(shù)脂正式固化。
在上述加熱處理中，也可以首先在溫度不到片材樹(shù)脂的固化溫度下保持規(guī) 定時(shí)間，之后加熱至片材樹(shù)脂的固化溫度以上的溫度，以這樣的兩個(gè)階段進(jìn)行 加熱。
進(jìn)而，之后，在"分割工序"中，將包裝開(kāi)封，去掉底板21、和隔離物
22、 25，通過(guò)將安裝基板23進(jìn)行切割或者劃線分割，成為多個(gè)子基板。
圖5是表示對(duì)于以往使用的封固用樹(shù)脂及在本發(fā)明中可應(yīng)用的片材樹(shù)脂 的、片材樹(shù)脂對(duì)于溫度的粘度、以及從片材樹(shù)脂的溶劑揮發(fā)量的特性。
在該圖5中，特性曲線VI表示以往的封固用樹(shù)脂的對(duì)于溫度變化的樹(shù)脂 的粘度的特性。另外，特性曲線Sl表示該以往的封固用樹(shù)脂的對(duì)于溫度變化 的溶劑揮發(fā)量的特性。
以往的封固溫度是室溫，在該以往的封固用樹(shù)脂進(jìn)行樹(shù)脂封固后加熱至樹(shù) 脂固化設(shè)定溫度的階段，如特性曲線Sl所示從樹(shù)脂僅揮發(fā)一點(diǎn)點(diǎn)溶劑。
另一方面，特性曲線V2表示利用本發(fā)明可以首次應(yīng)用的某種樹(shù)脂的對(duì)于 溫度變化的樹(shù)脂的粘度的特性。另外，特性曲線S2表示由本發(fā)明的電子器件 的制造方法而產(chǎn)生的、因溫度變化所引起的溶劑揮發(fā)量的變化。
由于在本發(fā)明中，將在溶劑揮發(fā)工序中的設(shè)定溫度設(shè)定得高于該樹(shù)脂的溶 劑揮發(fā)溫度(特性曲線S的最高溫度)，所以隨著減壓下的溫度上升，溶劑會(huì) 揮發(fā)。所以，在之后，如圖4 (D) 、 (E)所示，在對(duì)包裝進(jìn)行密封并返回大 氣壓環(huán)境時(shí)，溶劑已經(jīng)從樹(shù)脂中揮發(fā)。因此，即使使用與這樣以往的封固用樹(shù) 脂相比溶劑揮發(fā)量更多的樹(shù)脂，也可以制造沒(méi)有空隙的電子器件。例如即使含 有O. lwt^以上的溶劑成分，也可以應(yīng)用。
順便提及，若使用如特性曲線V2、 S2所示的本發(fā)明可應(yīng)用的樹(shù)脂，通過(guò) 以往的制造方法進(jìn)行樹(shù)脂封固，則在為了正式固化的溫度上升過(guò)程中，如圖5 的特性曲線S3所示，會(huì)有大量的溶劑揮發(fā)。由于該揮發(fā)的溶劑被封在包裝內(nèi)， 所以這會(huì)成為空隙出現(xiàn)。
圖6是由本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法制造的電子器 件和由以往的制造方法制造的電子器件的放大外觀圖(照片)及放大剖視圖(照 片)。
12根據(jù)本發(fā)明，如圖6 (B)所示，可知在芯片狀電子功能元件40的周圍和 與安裝基板23之間也不會(huì)產(chǎn)生空隙等，片材樹(shù)脂24完全填充。另外，其外觀 如圖6 (A)所示，也比較好。
與之相反，在使用相同的片材樹(shù)脂由以往的制造方法制造時(shí)，如圖6(D) 所示，可知在芯片狀電子功能元件40的周圍以及芯片狀電子功能元件40與安 裝基板23之間會(huì)產(chǎn)生空隙V。另外，其外觀也如圖6 (C)所示，其品質(zhì)顯著 下降。
另外，芯片狀電子功能元件的連接端子的接合材料不限于金屬納米粒子， 可以使用導(dǎo)電性粘接劑、焊錫等各種材料。另外，還可以應(yīng)用Au凸點(diǎn)接合形 成的接合、引線鍵合、以及它們的組合形成的接合。
利用以上所示的方法，可以取得如下效果。
在將包裝30進(jìn)行密封之后，返回大氣壓下時(shí)，在包裝內(nèi)的壓力(由真空 度和密封時(shí)的內(nèi)容積決定)與大氣壓之間產(chǎn)生差強(qiáng)壓，包裝30按壓內(nèi)容物。 此時(shí)由于片材樹(shù)脂24變形而對(duì)芯片狀電子功能元件40會(huì)施加應(yīng)力，但一般而 言，由于通過(guò)對(duì)封固樹(shù)脂加熱會(huì)使其低粘度化，所以可以降低對(duì)芯片狀電子功 能元件40的損壞，可以防止芯片狀電子功能元件40及其接合部的毀壞。
同樣，防止由于片材樹(shù)脂與室溫時(shí)相比低粘度化而產(chǎn)生的空隙或空氣混 入，提高樹(shù)脂向空隙的浸入性、填充性。
由于在減壓下對(duì)片材樹(shù)脂加熱，所以與在大氣壓下加熱時(shí)比較，會(huì)在更低 溫下有大量的溶劑成分從片材樹(shù)脂揮發(fā)蒸騰，在包裝后進(jìn)行的正式固化加熱過(guò) 程中，成為空隙產(chǎn)生原因的溶劑成分不會(huì)殘留，或者減少得非常少。所以不會(huì) 產(chǎn)生空隙。其結(jié)果是，不受樹(shù)脂材料有無(wú)溶劑帶來(lái)的限制，可以使用很多樹(shù)脂 作為封固樹(shù)脂，實(shí)現(xiàn)高可靠性及低成本化。 《第二實(shí)施方式》
參照?qǐng)D7 圖9說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法 及其制造裝置。
圖7、圖8用圖表示電子器件的制造方法的各工序。圖7 (A) 、 (B)是 表示在片材樹(shù)脂層疊工序中的狀態(tài)的剖視圖，圖7 (C)是表示溶劑揮發(fā)工序中 的狀態(tài)的剖視圖。另外，圖7 (D)是樹(shù)脂填充封固工序的前半部工序。
13在第二實(shí)施方式中，以搭載有較大的芯片狀電子功能元件的電子器件作為 對(duì)象。
首先，在片材樹(shù)脂層疊工序中，如圖7 (A)所示，例如與安裝有IC這樣 的較大的芯片狀電子功能元件40的安裝基板(安裝集合基板)23層疊片材樹(shù) 脂24，并且在其上部層疊隔離物25，從而構(gòu)成層疊體。
接下來(lái)，如圖7 (B)所示，將上述層疊體裝入包裝30，構(gòu)成裝有基板的 包裝50。
之后，在"溶劑揮發(fā)工序"中，如圖7 (C)所示，將裝有基板的包裝50 放置在加熱層壓裝置的加熱臺(tái)上，減壓并將溫度加熱至不到片材樹(shù)脂24的固 化溫度。據(jù)此使片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)。
接下來(lái)，在"樹(shù)脂填充封固工序"中，如圖7 (D)所示，將包裝30進(jìn)行
密封，將層壓包裝進(jìn)行密封，打開(kāi)真空室，返回大氣壓下。
圖7的(A) (D)的各工序與第一實(shí)施方式的圖4 (A) (D)所示的
各工序基本相同。在第二實(shí)施方式中與第一實(shí)施方式不同的是，在樹(shù)脂填充封 固工序的后半部，對(duì)裝有基板的包裝50施加超過(guò)大氣壓的壓力。
圖8是表示接著圖7 (D)所示的樹(shù)脂填充封固工序的前半部工序的后半 部工序的圖。如圖7 (D)所示，將包裝30進(jìn)行密封，將層壓包裝進(jìn)行密封， 打開(kāi)真空室，返回大氣壓下后，利用圖8所示的溫?zé)犰o液壓加壓法(WIP法)， 對(duì)裝有基板的包裝50加熱加壓。
如圖8所示，將裝有基板的包裝50裝入加壓容器60內(nèi)，通過(guò)加熱加壓液 體61進(jìn)行加熱及加壓(加壓加熱固化單元)。
圖9是利用圖8所示的溫?zé)犰o液壓加壓法的加熱、加壓分布圖的例子。
首先，加熱至第一恒定溫度Ta，另外，加壓至規(guī)定壓力P。該第一恒定溫 度Ta是不到片材樹(shù)脂24的固化溫度的溫度，且是樹(shù)脂粘性下降至片材樹(shù)脂24 的樹(shù)脂流入芯片狀電子功能元件的下表面與安裝基板的表面之間所需的粘度 的溫度。使該第一恒定溫度Ta持續(xù)規(guī)定時(shí)間Tl。該時(shí)間T1是片材樹(shù)脂24的 樹(shù)脂完全流入芯片狀電子功能元件的下表面與安裝基板的表面之間所需的時(shí) 間。據(jù)此，使樹(shù)脂浸入芯片狀電子功能元件的下表面與安裝基板的上表面之間。
之后，保持壓力P為恒定，將溫度提高至片材樹(shù)脂24的固化溫度以上的第二恒定溫度Tb。使該狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間T2。該時(shí)間T2是芯片狀電子功能元 件周圍以及芯片狀電子功能元件的下表面與安裝基板的表面之間的樹(shù)脂熱固 化所需的充分的時(shí)間。
接下來(lái)，使加熱溫度、加壓壓力緩緩下降，結(jié)束樹(shù)脂填充封固工序的后半
部工序。
另外，上述的實(shí)施方式是利用溫?zé)犰o液壓加壓法進(jìn)行加熱、加壓的例子， 但也可以使用水之外的惰性液體等，另外，也可以同樣應(yīng)用將氣體加熱、加壓 的壓蒸(autoclave)法。
最后在分割工序中，將包裝開(kāi)封，去掉隔離物25，通過(guò)將安裝基板23進(jìn) 行切割或者劃線分割，成為多個(gè)子基板。
另外，在圖9所示的例子中，分為保持不到片材樹(shù)脂24的固化溫度的溫 度Ta的時(shí)間、以及保持片材樹(shù)脂24的固化溫度以上的溫度的時(shí)間，但也可以 通過(guò)使加熱溫度緩緩上升，在加熱溫度不到片材樹(shù)脂24的固化溫度的時(shí)間內(nèi) 利用片材樹(shù)脂的流動(dòng)進(jìn)行填充，在加熱溫度為片材樹(shù)脂24的固化溫度以上的 時(shí)間內(nèi)使片材樹(shù)脂固化。 《第三實(shí)施方式》
參照?qǐng)D10說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的電子器件的制造方法及其 制造裝置。
圖10是表示在樹(shù)脂填充封固工序中、對(duì)裝有基板的包裝加熱加壓的狀態(tài) 的圖。在第二實(shí)施方式中，是利用溫?zé)犰o液壓加壓法對(duì)裝有基板的包裝50加 熱加壓，但在圖10所示的例子中，是在單軸壓床裝置的臺(tái)71上放置裝有基板 的包裝50，利用單軸壓床裝置的可動(dòng)部7，邊加熱邊以規(guī)定按壓力按壓裝有基 板的包裝50。
裝有基板的包裝50的構(gòu)成由與圖7 (A) (D)所示的工序相同的工序 構(gòu)成。
加壓時(shí)的加熱溫度是不到片材樹(shù)脂24的固化溫度的溫度，且是粘性下降 至片材樹(shù)脂24的樹(shù)脂流入芯片狀電子功能元件的下表面與安裝基板的表面之 間所需的粘度的溫度。據(jù)此，使樹(shù)脂浸入芯片電子功能元件的下表面與安裝基 板的上表面之間。之后，保持壓力P為恒定，將溫度提高至片材樹(shù)脂24的固化溫度以上的 溫度。據(jù)此，芯片狀電子功能元件周圍以及芯片狀電子功能元件的下表面與安 裝基板的表面之間的樹(shù)脂熱固化。
之后的工序與第一、第二實(shí)施方式的情況一樣。
這樣，若使用單軸壓床裝置，則由于以平坦性較高的剛體(臺(tái)71及可動(dòng) 部72)對(duì)裝有基板的包裝加熱和加壓，所以因片材樹(shù)脂流動(dòng)而產(chǎn)生的樹(shù)脂面的 平面度提高。
另外，如安裝基板是陶瓷基板時(shí)所示，由于該基板的凹凸或突起等有可能 導(dǎo)致基板斷裂時(shí)，也可以在裝有基板的包裝50和單軸壓床裝置的臺(tái)71及可動(dòng) 部72之間夾有橡膠片材等、比陶瓷或樹(shù)脂柔軟的彈性體或柔軟體。
權(quán)利要求
1.一種電子器件的制造方法，其特征在于，具有將多個(gè)芯片狀電子功能元件分別安裝在安裝集合基板上的電子功能元件安裝工序；在安裝有所述芯片狀電子功能元件的所述安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂，構(gòu)成所述安裝集合基板與所述片材樹(shù)脂的層疊體的片材樹(shù)脂層疊工序；將所述層疊體裝入具有阻氣性的袋，在減壓下將溫度加熱至不到所述片材樹(shù)脂的固化溫度以使所述片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的溶劑揮發(fā)工序；密封所述袋，對(duì)所述層疊體施加大氣壓或者超過(guò)大氣壓的壓力，并且通過(guò)將所述層疊體加熱到所述片材樹(shù)脂的固化溫度，在所述芯片狀電子功能元件與所述安裝集合基板之間填充所述片材樹(shù)脂后，使所述片材樹(shù)脂固化，將所述芯片狀電子功能元件在所述安裝集合基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的樹(shù)脂填充封固工序；以及將包括所述被樹(shù)脂封固的電子功能元件的所述安裝集合基板按照每個(gè)電子功能元件進(jìn)行分割的分割工序。
2. 如權(quán)利要求l所述的電子器件的制造方法，其特征在于， 所述樹(shù)脂填充封固工序中，在密封所述袋的狀態(tài)下，在返回大氣壓環(huán)境的狀態(tài)下對(duì)所述層疊體加熱。
3. 如權(quán)利要求l所述的電子器件的制造方法，其特征在于， 所述樹(shù)脂填充封固工序中，在密封所述袋的狀態(tài)下，在利用加壓裝置施加大氣壓以上的壓力的狀態(tài)下 對(duì)所述層疊體加熱。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的電子器件的制造方法，其特征在于，所述樹(shù)脂填充封固工序中，暫時(shí)將所述層疊體加熱至不到所述片材樹(shù)脂的固化溫度之后，將其加熱至 所述片材樹(shù)脂的固化溫度以上的溫度。
5. —種電子器件的制造裝置，其特征在于，包括將安裝有多個(gè)芯片狀電子功能元件的安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂而得到的層疊體、在裝入具有阻氣性的袋的狀態(tài)下進(jìn)行減壓的室；對(duì)所述室內(nèi)減壓并且將溫度加熱至不到所述片材樹(shù)脂的固化溫度、以使所述片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的減壓下加熱單元；以及密封所述袋，在返回大氣壓環(huán)境后，通過(guò)將所述層疊體加熱到所述片材樹(shù)脂的固化溫度，使所述片材樹(shù)脂固化，將所述芯片狀電子功能元件在所述安裝集合基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的加壓加熱固化單元。
6. —種電子器件的制造裝置，其特征在于，包括將安裝有多個(gè)芯片狀電子功能元件的安裝集合基板上配置片材樹(shù)脂而得 到的層疊體、在裝入具有阻氣性的袋的狀態(tài)下減壓的室；對(duì)所述室內(nèi)減壓并且將溫度加熱至不到所述片材樹(shù)脂的固化溫度、以使所 述片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)的減壓下加熱單元；以及密封所述袋，對(duì)所述層疊體施加大氣壓以上的壓力，并且將所述層疊體的 溫度加熱至不到所述片材樹(shù)脂的固化溫度之后，通過(guò)將所述層疊體加熱至所述 片材樹(shù)脂的固化溫度以上，使所述片材樹(shù)脂固化，將所述芯片狀電子功能元件 在所述安裝集合基板上進(jìn)行樹(shù)脂封固的加壓加熱固化單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子器件的制造方法及其制造裝置，該電子器件的制造方法及其制造裝置即使使用溶劑揮發(fā)量較多的片材樹(shù)脂，也可以得到較高的樹(shù)脂填充性，抑制對(duì)已安裝的元件的接合部的損壞，不產(chǎn)生空隙。在“片材樹(shù)脂層疊工序”中，在金屬制的底板(21)上依次層疊隔離物(22)、安裝基板(23)以及片材樹(shù)脂(24)，在其上部進(jìn)一步配置隔離物(25)，裝入包裝(30)內(nèi)，形成裝有基板的包裝(50)。之后，在“溶劑揮發(fā)工序”中，將裝有基板的包裝(50)放置在加熱層壓裝置的加熱臺(tái)上，減壓并將溫度加熱至不到片材樹(shù)脂(24)的固化溫度。據(jù)此使片材樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)。在“樹(shù)脂填充封固工序”中，將包裝(30)進(jìn)行密封，將層壓包裝進(jìn)行密封，打開(kāi)真空室，返回大氣壓下。之后，在保持包裝的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，使片材樹(shù)脂正式固化。
文檔編號(hào)H01L21/58GK101562141SQ200910132839
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者久米宗一, 田中啟, 勝部彰夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所