專利名稱：將半導體封裝連接到印刷線路板上的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉將半導體封裝連接到印刷線路板上的方法。
背景技術(shù)：
區(qū)域凸起陣列封裝例如具有半導體芯片的輸入/輸出端子作為以
二維方式排列的金屬凸起的球形網(wǎng)格陣列(BGA)或者芯片刻度封裝 (CSP)或者凸狀晶片，在降低半導體裝置的尺寸方面非常有效并且現(xiàn) 在己經(jīng)在許多半導體封裝中使用。
當區(qū)域凸起陣列封裝與印刷線路板連接時，在凸起連接部分上因 為印刷線路板和封裝之間的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生熱應力效果。熱應 力經(jīng)常破壞電連接，因此損壞連接的可靠性。為了避免這個問題，在 半導體封裝和印刷線路板之間的凸起連接部分上形成的間隙中填滿未 充滿材料(under-filling material)。迄今為止，在金屬凸起(例如焊球) 連接到線路板上之后，在半導體封裝和基板之間使用利用毛細現(xiàn)象注 入液體樹脂型未注滿材料(該方法稱為"后注入")。
半導體封裝已經(jīng)實現(xiàn)了非常小的尺寸來滿足高密度制造電子設(shè)備 的需要，并且提供了增大數(shù)量的輸入/輸出端子來滿足功能的增加。結(jié) 果，凸起之間的距離必須減小，并且凸起的直徑已經(jīng)相應地減小了。 因此，半導體封裝和線路板之間的間隙變得很窄，因此變得難以注入 液體型樹脂。從高度集成的觀點出發(fā)，因此，變得有必要在安裝在印 刷線路板上的半導體封裝附近安裝其他部件，這導致更加難以注入液 體樹脂。
在這種情況下，己經(jīng)設(shè)計出先注入未充滿技術(shù)在連接凸起之前導
入密封樹脂。專利文獻1 (美國專利No. 6624216)和專利文獻2 (美 國專利No. 5128746)提出包含助熔劑組分的未充滿粘結(jié)劑。然而在這 種情況下，難以保持助熔劑所需要的性質(zhì)和密封材料所需要的性質(zhì)， 并且認為與液體樹脂的后注入得到的性質(zhì)相比，先注入未充滿粘結(jié)劑 的性質(zhì)受到破壞。先注入未充滿粘結(jié)劑通常包括強酸例如酸酐。酸組 分的殘余物導致固化材料的電絕緣性質(zhì)惡化。例如，作為酸殘余物惡 化電絕緣性質(zhì)的結(jié)果，可以發(fā)生離子遷移。
專利文獻3 (美國專利No. 6297560)和專利文獻4 (美國專利No. 6228678)提出了如下方法，其中在形成焊球之前涂覆密封樹脂，通過 蝕刻或者激光加工除去半導體芯片的輸入/輸出端子部分來對樹脂進行 穿孔，然后將漿料導入孔中并且在回流步驟中熔化使得作為焊球連接 在線路板上。這種方法適于在晶片級上加工成芯片，但是不能應用于 包含單個芯片的封裝。
專利文獻5 (美國專利No. 6265776)公開另一種方法，其中將助 烙劑用到焊球中，然后在其上涂覆未充滿粘結(jié)劑使其連接到線路板上。 由于具有低表面能的助熔劑存在于焊球末端，所以驅(qū)散了未充滿粘結(jié) 劑。也就是說，未充滿劑存在于焊球的末端，并且僅其周邊被粘結(jié)劑 樹脂密封。根據(jù)這種技術(shù)，為了使未充滿粘結(jié)劑沒有粘附到焊球的末 端，未充滿劑必須作為溶解在溶劑中的樹脂溶液使用并且必須干燥， 這使得工藝復雜。而且，焊球的末端被升高并且在連接時在線路板與 封裝上的焊球末端接觸時，可能在線路板和封裝之間產(chǎn)生間隙，這難 以將未充滿粘結(jié)劑填充到足夠多的程度。
專利文獻6 (日本公開(Kokai) No.2003 — 243447)公開了一種通 過將尖銳凸起的電極經(jīng)由熱固粘結(jié)劑層壓入到線路板上然后熱固，使 半導體元件電連接到線路板上的方法。根據(jù)這種方法，電極必須是具 有尖銳末端的凸起，以在壓制時維持半導體元件側(cè)面上的電極和線路 板側(cè)面上的焊盤之間的可靠電連接。在這種情況下，在連接的時候在
將線路板和半導體元件上的凸起電極接觸時，也可能在線路板和半導 體元件之間產(chǎn)生間隙，這難以將未充滿粘結(jié)劑填充到足夠多的程度。


圖1是說明本發(fā)明的方法的步驟視圖2是凸起陣列封裝的底視圖3是實施例中使用的電路的視圖。
具體實施例方式
因此本發(fā)明的目的是提供一種將半導體封裝連接到印刷線路板上 的方法，在連接方面保持可靠性并且需要簡易的操作。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有熱固粘結(jié)膜的半導體封裝， 可以在上述電連接方法中使用。
根據(jù)本方面的一個方面，提供一種將凸起封裝連接到線路板上的 方法，包括如下步驟
將熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜布置在具有多個金屬凸起的凸起陣列 封裝的表面上；形成凸起陣列封裝，該凸起陣列封裝具有包括所述金 屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，以及
通過將包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面布置在線路板上， 并且在高到足以完成所述粘結(jié)膜的凝固并且高于所述固體的熔點溫度 的溫度下，加熱該粘結(jié)膜，從而將該凸起陣列連接到線路板上。
根據(jù)這種方法的更加具體的實施方案，如上所述提供一種將半導 體封裝連接到線路板上的方法，該凸起陣列封裝在平面上具有多個金 屬凸起作為半導體芯片的輸入/輸出端子，包括如下步驟
將熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜排列在具有多個金屬凸起的凸起陣列 封裝的表面上；形成凸起陣列封裝，該凸起陣列封裝具有包括所述金 屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，其中在溫度高到足以使所述粘結(jié)膜流態(tài) 化但是沒有高到完成所述粘結(jié)膜的凝固并且低于所述金屬凸起的烙化 溫度的溫度下，用具有扁平表面的板壓制所述粘結(jié)膜，使所述金屬凸 起的末端部分地變平并且在表面上暴露出來；以及
通過將包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面布置在線路板上， 并且在高到足以完成所述粘結(jié)膜的凝固并且高于所述金屬凸起的熔點 溫度的溫度下，加熱該粘結(jié)膜，從而將該凸起陣列連接到線路板上。
根據(jù)本方面的另一個方面，提供一種具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝， 其中金屬凸起的末端被部分地壓平并且暴露在表面上，由此具有包括 所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面。
根據(jù)更具體的實施方案，提供一種如上所述的具有粘結(jié)膜的凸起 陣列封裝，其中金屬凸起的末端被部分地壓平并且暴露在表面上，由 此具有包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，該平面通過制備在平 面上具有多個金屬凸起作為半導體芯片輸入/輸出端子的凸起陣列封 裝，在具有金屬凸起的所述凸起陣列封裝的表面上布置熱流態(tài)化、熱 固化粘結(jié)膜，并且在溫度高到足以使所述粘結(jié)膜流態(tài)化但是沒有高到 完成所述粘結(jié)膜的凝固并且該溫度低于所述金屬凸起的熔化溫度的溫 度下，用具有扁平表面的板壓制所述粘結(jié)膜而獲得。其中金屬凸起包
括焊料凸起、金凸起、銅凸起。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供一種金凸起半導體芯片。
與利用毛細現(xiàn)象使用液體樹脂的方法不同，本發(fā)明的方法可以有 效且有效率地將高密度集成的凸起陣列封裝電連接到線路板上。
本發(fā)明的方法是干法而不使用溶劑。因此，不需要用于除去溶劑 的步驟并且不存在封裝受到溶劑污染的問題。
此外，由于粘結(jié)膜中不包含助熔劑，所以可以在將常規(guī)的助熔劑 涂覆到線路板上之后進行連接步驟。
本發(fā)明的方法不需要精細加工例如激光加工，并且甚至可以容易 地用于包括單個芯片的封裝。
此外，在本發(fā)明的方法中，將粘結(jié)膜布置在凸起陣列封裝的金屬 凸起表面上，然后對粘結(jié)膜進行加熱并且壓制使其流態(tài)化，從而得到 使金屬凸起暴露出來的平面。由于得到的表面是平的，所以可以實現(xiàn) 與線路板的接觸沒有間隙。因此，在連接的下一個步驟中，在粘結(jié)膜 的樹脂被充分地填充的狀態(tài)下實現(xiàn)安裝以及熔化焊料。
現(xiàn)在對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行說明，但是這決不是限制本發(fā)明。
首先，結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明。圖1是說明將凸起陣列封裝 電連接到線路板上的方法的步驟視圖。"凸起陣列封裝"是在平面上 具有多個金屬凸起作為半導體芯片的輸入/輸出端子的半導體封裝。準 確地說，可以列舉的有區(qū)域凸起陣列封裝，例如球形網(wǎng)格陣列(BGA)、
芯片刻度封裝(CSP)和晶片級CSP、凸狀晶片。這些凸起可以通過回
流法或者電鍍法或者引線結(jié)合法形成。凸起陣列封裝1在其表面上具
有金屬凸起2，金屬凸起2通常具有球形曲面。將熱流態(tài)化、熱固化粘 結(jié)膜3布置在封裝1的金屬凸起2的側(cè)面(圖l (a))，并且此后通 過具有平面的加熱板4加熱以及壓制，使其流態(tài)化并且在金屬凸起2 的周圍流動，使得金屬凸起2的末端以扁平的狀態(tài)暴露。由此得到具 有粘結(jié)膜3的封裝1，并且封裝1具有包括粘結(jié)膜3和金屬凸起2暴露 出來的表面的平面(圖1 (b))。上述過程可以通過下述步驟實現(xiàn)。通常地，粘結(jié)膜設(shè)置在凸起陣列封裝的金屬凸起上，粘結(jié)膜由可剝離 膜例如聚四氟乙烯(PTFE)膜或者經(jīng)過硅酮處理的聚酯膜覆蓋，然后 對該膜施加升高的溫度和壓力。
加熱板4加熱的溫度高到足以使粘結(jié)膜4流態(tài)化但是沒有高到足 以完成粘結(jié)膜3的凝固，而且低于金屬凸起的熔化溫度。
壓制的壓力大到足以使平金屬凸起2的末端扁平并且暴露在表面 上。上述溫度和壓力由所選擇的粘結(jié)膜3的樹脂組分和金屬凸起的熔 點確定，并且不限制。在本發(fā)明的方法中，通常，希望使用包含流態(tài) 化溫度為60到170'C并且凝固溫度為170到26(TC的樹脂組分的粘結(jié) 膜，并且希望使用熔點為180到30(TC的焊料。優(yōu)選地在這種情況下， 加熱溫度在大約100到大約180°C，加熱時間在1到10秒，并且壓制 壓力為5到100N/cm2。
"流態(tài)化溫度"是聚合物樹脂的粘度變成小于10000 Pa， S的溫
度，并且粘度可以使用平板型粘度計(塑度計)或者粘度測量機測量， 以及"凝固溫度"是在60分鐘內(nèi)熱固聚合物的熱固反應進行大于50% 的溫度，并且可以通過使用粘度測量機或者差示掃描量熱儀(DSC)測 量。這里，詞語"溫度不足以完成凝固"， 一般是指溫度低于凝固溫 度。即使在溫度高于凝固溫度的時候，如果僅僅加熱短時間也僅僅部 分地發(fā)生凝固。因此，上述定義的溫度包括在高于凝固溫度的溫度下 短時間加熱。
接下來，將具有粘結(jié)膜3的封裝1中包括金屬凸起2和粘結(jié)膜3 的平面布置在線路板上(圖1 (c))，并且在高到足以完成粘結(jié)膜3 的凝固并且高于金屬凸起的熔化溫度的溫度下加熱，從而將凸起陣列 封裝連接到線路板上(圖1 (d))。線路板通常是印刷線路板，并且 具有通常在樹脂基板例如玻璃環(huán)氧樹脂基板上形成的銅線。還可以使 用雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(BT樹脂)的樹脂板、聚酰亞胺芳族聚酰胺
基樹脂基板作為基板。用于將凸起陣列封裝連接到線路板上的溫度取 決于所選擇的粘結(jié)膜的樹脂組分和焊料熔點，并且不限制。在本發(fā)明
的方法中使用上述粘結(jié)膜和焊料時，加熱溫度在大約180到28(TC并且 加熱時間在30到300秒以順利完成連接。在該步驟中，粘結(jié)膜中的樹 脂組分延展開并且焊料熔化，由此熔融的焊料因粘結(jié)劑的熱膨脹而被 擠壓出來并且連接在線路板上的布線上。在將具有粘結(jié)膜3的封裝1 布置在線路板5上之前，為了通過焊接促進連接，希望在要與線路板5 連接到部分上涂覆助熔劑。迄今為止助熔劑在本技術(shù)領(lǐng)域中被廣泛使 用。在將具有粘結(jié)膜3的封裝1布置在線路板5上之后，線路板5通 過回流爐在上述溫度下加熱，從而完成連接步驟。
當在本發(fā)明的方法中使用上述粘結(jié)膜和金凸起時，凸起芯片優(yōu)選 熱壓在印刷電路板上，從而在凸起和PCB上的電路之間獲得冶金接合 或者物理接觸。在連接點上實施超聲波振動有益于加強內(nèi)部連接。
本發(fā)明的方法使用加熱到一定溫度時流態(tài)化并且進一步加熱到一 定溫度時固化的包含熱流態(tài)化、熱固化樹脂(此后也稱作"熱固化樹 脂")的粘結(jié)膜(此后也稱作"熱固化粘結(jié)膜"或者"粘結(jié)膜")。 上述熱固化樹脂包括熱塑性組分和熱固化組分。熱塑性組分和熱固化 組分可以存在于同一種聚合物化合物中或者可以是熱塑化樹脂和熱固 化樹脂的混合物。作為這種情況的例子，在熱塑性組分和熱固化組分 存在于同一種聚合物化合物中的情況下，可以列舉被熱塑性組分改性 的環(huán)氧樹脂，例如聚己酸內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂、橡膠改性環(huán)氧樹脂。其 他例子包括在熱塑性樹脂的基本結(jié)構(gòu)上具有熱固化基團的共聚物樹 脂。作為上述共聚物樹脂，可以列舉例如乙烯和(甲基)丙烯酸縮水
甘油酯的共聚物。包含熱塑性組分和熱固化組分的樹脂可以單獨使用， 也可以與其他熱塑性組分和/或熱固化組分混合使用。例如，在己內(nèi)酯
改性環(huán)氧樹脂的情況下，如果己內(nèi)酯的分子量大，則不需要與其他熱 塑性樹脂一起使用而單獨使用，因為能夠獲得足夠的流動性。另一方 面，如果己內(nèi)酯的分子量小，則將該樹脂與其他熱塑性樹脂一起使用
是有益的。樹脂的組分應當由本領(lǐng)域技術(shù)人員適當?shù)卮_定。
對于用于粘結(jié)膜來說是特別有利的粘性組分是包含己內(nèi)酯改性環(huán) 氧樹脂的熱固化粘性組分。
上述熱固化粘性組分通常具有晶相。特別地，晶相包含己內(nèi)酯改 性環(huán)氧樹脂(此后也稱作"改性環(huán)氧樹脂")作為主要成分。改性環(huán) 氧樹脂賦予熱固化粘性組分適當程度的柔韌性，以提高熱固化粘結(jié)劑 的黏彈性質(zhì)。結(jié)果，熱固化粘結(jié)劑甚至在固化之前就顯示出了粘結(jié)力， 并且受熱顯示出粘附力。此外，與普通環(huán)氧樹脂一樣，在加熱賦予熱 固化粘結(jié)劑粘附力的時候，改性環(huán)氧樹脂形成固化具有三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 的主體。
從提高初始粘附力的觀點來看，改性環(huán)氧樹脂通常具有大約100
到大約9000的環(huán)氧當量，優(yōu)選大約200到大約5000，并且更優(yōu)選大約 500到3000。具有上述環(huán)氧當量的改性環(huán)氧樹脂已經(jīng)由Daicel Chemical Co., Ltd以商品標識PLUXCEL G series投放到市場中了。
熱固化粘性組分優(yōu)選包含三聚氰胺/異氰尿酸加合物(此后也稱作 "三聚氰胺/異氰尿酸絡(luò)合物")和上述改性環(huán)氧樹脂?？墒褂玫娜?氰胺/異氰尿酸絡(luò)合物己經(jīng)由例如Nissan Kagaku Kogyo Co.，以商品名 MC-600投放市場，并且在使熱固化粘性組分變堅韌方面、在熱固化之 前降低熱固化粘性組分的縫隙方面以及在抑制熱固化粘性組分的吸濕 性質(zhì)和流動性方面是有效的。可替換的，在焊接工藝中，這種組分對 于調(diào)整粘結(jié)劑的粘度是有效的，在焊接工藝中對增大粘結(jié)劑的粘度特 別有效。如果粘結(jié)劑的粘度太小，粘結(jié)劑會從芯片區(qū)域中展開。另一 方面，如果粘結(jié)劑的粘度太大，它會破壞焊接工藝。因此，應當嚴格 控制粘結(jié)劑的粘度并且上述組分用作粘度控制劑。為了阻止熱固后的 脆性而不削弱上述效果，熱固化粘結(jié)組分可以每100重量份的改性環(huán) 氧樹脂包含通常1到200重量份的三聚氰胺/異氰尿酸絡(luò)合物，優(yōu)選2
至100重量份，更優(yōu)選3到50重量份。
熱固化粘性組分還可以包括與苯氧基樹脂相結(jié)合或與其獨立的第 二環(huán)氧樹脂(此后也簡稱為"環(huán)氧樹脂")。不特別限制第二氧化樹
脂，只要它不脫離本發(fā)明的范圍就可以，并且可以是使用的雙酚A環(huán) 氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、雙酚A縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清 漆環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂、芴環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺樹脂 (glycidylamine resin)、脂肪族環(huán)氧樹脂、溴化環(huán)氧樹脂和氟化環(huán)氧 樹脂。與改性環(huán)氧樹脂一樣，上述環(huán)氧樹脂與苯氧基樹脂相容，并且 很少從熱固化粘性組分中滲出。特別地，在熱固化組分在每100重量 份的改性環(huán)氧樹脂中優(yōu)選包含50到200重量份的第二環(huán)氧樹脂，更優(yōu) 選60到140重量份時，有利地改善了耐熱性。
在本發(fā)明的實施方案中，特別地，雙酚A縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(此 后也稱作"縮水甘油醚環(huán)氧樹脂")可以優(yōu)選用作第二環(huán)氧樹脂?？s 水甘油醚環(huán)氧樹脂是液體并且用于改善熱固化粘性組分的高溫性質(zhì)。 例如，縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的使用可以改善依賴于高溫固化的耐化學 藥品性，以及改善玻璃轉(zhuǎn)化溫度。此外，凝固(固化)劑可以廣泛地 選擇并且凝固條件變得相對適度。上述縮水甘油醚環(huán)氧樹脂已經(jīng)由 DOW Chemical (Japan)Co.,以商品名D.E.R.332投放市場了 。另一個優(yōu) 選的第二環(huán)氧樹脂是可以從市場上購買到的來自Tohto Chemical Ltd. 的YD128。
如果需要，將凝固劑添加到熱固化粘性組分中，使得改性環(huán)氧樹 脂和第二環(huán)氧樹脂參與凝固反應。不特別限制凝固劑的數(shù)量和種類， 只要它顯示出所需要的效果即可。然而，從改善耐熱性的觀點出發(fā)， 凝固劑的含量為每100重量份的改性環(huán)氧樹脂和所需要的第二環(huán)氧樹 脂中包含1到50重量份，優(yōu)選2到40重量份，更優(yōu)選5到30重量份。 雖然不局限于下面列出的那些，但是可以使用的凝固劑的例子包括胺 凝固劑、酸酐、雙氰胺、陽離子聚合催化劑、咪唑化合物、聯(lián)氨化合 物、苯酚等。特別地，雙氰胺是所期望的在室溫下具有熱穩(wěn)定性的凝 固劑。還希望使用脂環(huán)族聚胺或者聚酰胺、酰胺胺或其改性產(chǎn)物用于 縮水甘油醚環(huán)氧樹脂。
基于粘結(jié)膜的總量，通過添加35到100%的有機顆粒，包括上述 熱固化粘結(jié)組分的粘結(jié)膜顯示出下述效果。在添加有機顆粒時該樹脂 顯示出塑料流動性。當金屬凸起被相對高的壓力推壓時，具有上述性 質(zhì)的樹脂流態(tài)化，能夠使金屬凸起穿透過以致于暴露在表面中。另一 方面，有機顆粒抑制了熱固化粘性組分的過度流動性，并且防止了熱 固化粘性組分在使用加熱板使金屬凸起暴露出來的步驟中流出來。此 外，在連接到線路板上的步驟中，在加熱過程可以使附著在線路板上 的水蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽壓。在這種情況下，樹脂太流態(tài)化以致于不能 夾住氣泡。
此外，添加的有機顆粒是丙烯酸樹脂、苯乙烯/丁二烯樹脂、苯乙 烯/丁二烯/丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、三聚氰胺/異氰尿酸酯加合物、 聚酰亞胺、硅酮樹脂、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚酯、聚碳酸酯、聚醚 醚酮、聚苯并咪唑、液晶聚合物、烯烴樹脂或者乙烯/丙烯酸共聚物，
并且它們的尺寸不大于10y m，優(yōu)選不大于5um。
粘結(jié)膜可以包括無機填充物例如硅、氧化鋁和玻璃珠。無機填充 物抑制了凝固后粘結(jié)膜的熱膨脹系數(shù)，這可以避免切線部分中的熱應 力。
希望粘結(jié)膜的厚度小于金屬凸起的高度。這是因為如果粘結(jié)膜和 凸起陣列封裝被熱壓粘附在一起，金屬凸起穿透過粘結(jié)膜，并且得到 處于如下狀態(tài)的具有粘結(jié)膜的封裝焊球的末端以扁平的方式暴露出 來。雖然這不是強加任何限制，但是希望金屬凸起的高度一般為50到 1000tim并且粘結(jié)膜的厚度為25到500li m與其相應。粘結(jié)膜的厚度 和金屬凸起的高度的比率優(yōu)選為0.3到0.8。
如上所述，金屬凸起通常為高度為50到1000 wm的球形或者高 度為50到1000 U m的圓錐形。希望將凸起壓扁到原始高度的50到90% 以部分地壓平凸起的末端，即，凸起在平行于凸起高度的方向上變形 10到50%。在這些范圍內(nèi)，熔融焊料在連接步驟中因粘結(jié)膜的膨脹而 被擠壓出來，并且順利地完成連接。
現(xiàn)在通過實施例對本發(fā)明的方法進行說明。 凸起陣列封裝和線路板
使用從T叩丄ine Co.購買的球形網(wǎng)格陣列(BGA)作為凸起陣列封 裝。圖2為其底視圖。BGA為包括聚酰亞胺(PI)內(nèi)插物的半導體封 裝，測得尺寸為SXSmm，排列的焊球保持0.5mm的間距并且球高為 0.31mm (錫/鉛焊料)，焊球沿著外周邊排列成14X14并且沿著內(nèi)周 邊排列成12X12。
使用其上具有導電圖案的玻璃環(huán)氧樹脂基板(厚度0.5mm)作 為線路板，其中該玻璃環(huán)氧樹脂基板上具有與凸起陣列封裝上的焊球 間距相對應的間距。
粘結(jié)膜
制備表1中所示組分的粘結(jié)樹脂溶液，通過刮刀涂覆施加到經(jīng)過 硅酮處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上，然后在烘箱中IO(TC 加熱干燥20分鐘得到厚度為25ixm的薄膜。再將同樣的操作重復五次。 在120'C將六片得到的薄膜疊壓形成厚度為50iim的粘結(jié)膜。
表1
組分重量份
YP50S30
YD12834
G40230
BAFL16.4
MC60020
EXL231480
THF600
苯氧基樹脂YP50S， Tohto Chemical,平均分子量11800 環(huán)氧樹脂:YD128, Tohto Chemical,環(huán)氧當量=184—194 聚己內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂G402， Daicel Chemical Co. Ltd.環(huán)氧當 量1350
雙苯胺芴BAFL， Nippon Steel Chemical Co., Ltd 丙烯酸顆粒EXL2314， KUREHA PARALOID EXL Kureha Chemical, Co., Ltd
三聚氰胺異氰尿酸絡(luò)合物MC-600 Nissan Chemical Industries, Ltd THF:四氫呋喃
使具有焊球的凸起陣列封裝的表面朝上，將上述粘結(jié)膜布置在焊 球上，并且通過負載為50N的脈沖熱量接合器(由Nihon Abionics Co. 制造的TCW-215/NA-66 (商品名))的感熱頭經(jīng)由硅酮處理的厚度為 50U m的PET壓制上述粘結(jié)膜將其熱壓粘結(jié)到焊球。使感熱頭的溫度 在兩秒鐘內(nèi)從室溫升高到130°C，并且在該溫度保持一秒鐘。此后，在 一秒鐘之內(nèi)將溫度升高到160°C，在該溫度保持三秒鐘。結(jié)果，得到具 有如圖1 (b)中所示的橫截面并且具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝，圖1 (b)中焊球完全穿透過粘結(jié)膜并且具有扁平的末端。
將助熔劑(Deltalus 523H (商品名)，由Senju Kinzoku Kogyo Co.
制造)涂覆在線路板的連接部分上，該線路板具有與焊球間距相對應 的導電圖案，并且具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝以如下方式重疊在其上 粘結(jié)膜與線路板的導電圖案的連接部分一致。該組件在總計180秒鐘
內(nèi)通過焊接回流爐(在預熱區(qū)域中150°C，最大溫度為240"C)，從而
實現(xiàn)焊接。
在圖3中示出的四個位置A到D上實現(xiàn)與電路Tl和T2連接的電 連接。因此，在上述實施例中形成了24個連接T1和T2的電路。在焊 接回流之后，測量線路板上的端子T1和T2之間的電阻，并且確認24 個電路都已經(jīng)連接。將該樣品在-40和8(TC之間進行熱循環(huán)(每個溫度 30分鐘)1000次，發(fā)現(xiàn)電阻的增大不大于5%。
權(quán)利要求
1.一種將凸起陣列封裝電連接到線路板上的方法，包括如下步驟將熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜布置在具有金屬凸起的凸起陣列封裝的表面上；形成凸起陣列封裝，該凸起陣列封裝具有包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，以及通過將包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面布置在線路板上，并且在高到足以完成所述粘結(jié)膜的凝固并且高于所述焊料的熔點溫度的溫度下加熱該粘結(jié)膜，從而將該凸起陣列封裝連接到線路板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述將凸起陣列封裝電連接到線路板上的方 法，該凸起陣列封裝在平面上具有多個金屬凸起作為半導體芯片的輸 入/輸出端子，包括如下步驟將熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜布置在具有多個金屬凸起的所述凸起 陣列封裝的表面上；形成凸起陣列封裝，該凸起陣列封裝具有包括所 述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，其中在溫度高到足以使所述粘結(jié)膜 流態(tài)化但是沒有高到完成所述粘結(jié)膜的凝固并且低于所述金屬凸起的 熔化溫度的溫度下，用具有扁平表面的板壓制所述粘結(jié)膜，使所述金 屬凸起的末端部分地壓平并且在表面上暴露出來，以及通過將包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面布置在線路板上， 并且在高到足以完成所述粘結(jié)膜的凝固并且高于所述金屬凸起的熔點 溫度的溫度下加熱該粘結(jié)膜，從而將該凸起陣列封裝連接到線路板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2的所述方法，其中所述熱流態(tài)化、熱固化 粘結(jié)膜包括熱塑性組分和熱固化組分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項的所述方法，其中所述熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜包括包含己內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂的熱固化粘結(jié)組分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l到4中任意一項的所述方法，其中基于所述粘結(jié)膜的總量，所述熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜包含35到100%的有機顆粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項的所述方法，進一步包括如下步驟在將包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面布置到線路板上之前，在要與所述線路板連接的部分上涂覆助熔劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項的所述方法，其中在焊接回流 爐中進行將凸起陣列封裝連接到線路板上的步驟。
8. —種具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝，其中金屬凸起的末端被部分 地壓平并且暴露在表面上，由此具有包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜 的平面
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的所述具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝，其中金屬 凸起被壓扁到金屬凸起原始高度的50到卯％，由此金屬凸起的末端被 部分地壓平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的所述具有粘結(jié)膜的凸起陣列封裝，其 中金屬凸起的末端被部分地壓平并且暴露在表面上，由此具有包括所 述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，該平面是通過制備在平面上具有多 個金屬凸起作為半導體芯片的輸入/輸出端子的凸起封裝陣列，將熱流 態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜布置在具有金屬凸起的所述凸起陣列封裝的表面 上，并且在溫度高到足以使所述粘結(jié)膜流態(tài)化但是沒有高到完成所述 粘結(jié)膜的凝固并且低于所述金屬凸起的熔化溫度的溫度下，用具有平 面的板子壓制所述粘結(jié)膜而得到的。
全文摘要
一種將凸起陣列封裝電連接到線路板上的方法，包括如下步驟將熱流態(tài)化、熱固化粘結(jié)膜布置在具有多個金屬凸起的凸起陣列封裝的表面上；形成凸起陣列封裝，該凸起陣列封裝具有包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，并且通過在線路板上布置包括所述金屬凸起和所述粘結(jié)膜的平面，然后在高到足以完成所述粘結(jié)膜的凝固并且高于所述焊料的熔點溫度的溫度下加熱該粘結(jié)膜，從而將該凸起陣列封裝連接到線路板上。
文檔編號H05K3/32GK101103449SQ200580038209
公開日2008年1月9日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者佐藤義明, 川手恒一郎, 川手良尚, 門間美和 申請人:3M創(chuàng)新有限公司