專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。
技術(shù)背景像移動(dòng)電話或數(shù)碼相機(jī)這樣的電子器件功能性強(qiáng)、體積小，因此要求設(shè) 置在這些電子器件中的半導(dǎo)體器件有更強(qiáng)的功能和更高的集成度。因此近年 來提出，將半導(dǎo)體元件例如集成電路芯片直接安裝在布線板上，以縮小安裝 面積、實(shí)現(xiàn)高效使用。具體而言，在半導(dǎo)體器件中，用稱為導(dǎo)線凸點(diǎn)的突起(突出)外側(cè)連接端 子，將半導(dǎo)體集成電路元件(以下稱為"半導(dǎo)體元件")安裝在布線板上。將 絕緣樹脂(例如玻璃環(huán)氧樹脂)用于布線板的基底部分。在布線板的主表面上選擇性地設(shè)置由銅(Cu)等材料制成的導(dǎo)電層。將設(shè)置在半導(dǎo)體元件主表面上 的突起(突出)外側(cè)連接端子連接到布線板的導(dǎo)電層。在布線板的另一主表面 上選擇性形成的電極表面設(shè)置外側(cè)連接端子(例如球形電極端子)。在上述半 導(dǎo)體器件中，以所謂的倒裝芯片(面朝下，face-down)方式將半導(dǎo)體元件安裝 在布線板上。上述倒裝芯片安裝結(jié)構(gòu)通過以下方法形成。在第一方法中，將半導(dǎo)體元件安裝在布線板上時(shí)，預(yù)先在布線板的主表 面上提供底部填充材料(underfill material)，例如熱固性粘合劑。當(dāng)通過施加 高負(fù)荷將半導(dǎo)體元件隔著底部填充材料安裝在布線板上以使底部填充材料 展開時(shí)，通過毛細(xì)管作用使底部填充材料流過半導(dǎo)體元件的整個(gè)表面區(qū)域。 同時(shí)，通過在安裝半導(dǎo)體元件時(shí)施加的熱將底部填充材料固化。在第一方法中，因?yàn)樵诠袒撞刻畛洳牧系耐瑫r(shí)向半導(dǎo)體元件施加高負(fù) 荷，所以半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極相互擠壓而相互 連接。在這種壓力連接式的第一方法中，利用通過熱固化底部填充材料的收縮 力和擠壓半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子時(shí)的排斥力，來維持半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極之間的連接，從而在半導(dǎo)體元件的突 起形外側(cè)連接端子與布線板的電極之間電連接。在第二方法中，將例如由銀(Ag)膏制成的導(dǎo)電粘合劑傳送到突起形外側(cè) 辻:r安乂而j 口'jJjAi^tuo巡u寸4i不口 口 nu^nr卞寸K"P乂urr口:j7c/t^/。:/nj^j^i:伎^nj j力，巾線板的電極相互連接。然后，在布線板上半導(dǎo)體元件的外周附近涂上底部填 充材料。通過毛細(xì)管作用使底部填充材料流過半導(dǎo)體元件的整個(gè)表面區(qū)域， 并通過加熱將底部填充材料固化。通常使用銀(Ag)、主要成分為銀(Ag)的混合物或者合金作為上述導(dǎo)電粘 合劑。銀(Ag)的體積電阻率低，與形成半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子的 金(Au)之間的接觸電阻低。日本專利No. 3409957描述了將兩種導(dǎo)電粘合劑用于布線板的電極與半 導(dǎo)體元件的電極的連接部分的實(shí)例。具體而言，在日本專利No. 3409957中 提出以面朝下的方式將IC芯片的突出電極安裝在布線板上的結(jié)構(gòu)。將由銀 鈀(AgPd)導(dǎo)電填充物制成的第一導(dǎo)電粘合劑傳送到突出電極上，將由銀(Ag) 導(dǎo)電填充物制成的第二導(dǎo)電粘合劑傳送到第一導(dǎo)電粘合劑的外側(cè)。通過使用 這種方法的倒裝芯片安裝方式能夠容易地形成具有良好電特性的薄半導(dǎo)體 器件。但是，由于半導(dǎo)體器件具有高級(jí)功能，因此突起形外側(cè)連接端子的間距 變窄，使得突起形外側(cè)連接端子的尺寸變小。在這種壓力連接式的第一方法中，當(dāng)固化底部填充材料時(shí)向半導(dǎo)體元件 施加高負(fù)荷，使得半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子受擠壓。但是，因?yàn)榘?導(dǎo)體元件比布線板更堅(jiān)固，所以在布線板上以倒裝芯片方式安裝了半導(dǎo)體元 件的地方會(huì)形成頂部基本上位于布線板中央的曲面。結(jié)果，在除了通過電極 與突起形外側(cè)連接端子變窄而形成半導(dǎo)體元件與布線板的電連接的區(qū)域之 外的區(qū)域中，半導(dǎo)體元件與布線板之間的垂直方向上的間隙變窄。因此，在半導(dǎo)體器件制造工藝中產(chǎn)生的顆粒進(jìn)入位于半導(dǎo)體元件與布線 板之間垂直方向上的間隙中的底部填充材料中，從而使半導(dǎo)體元件的電路受 到破壞。如果當(dāng)半導(dǎo)體元件與布線板相互連接時(shí)施加的負(fù)荷使得在半導(dǎo)體元件 與布線板之間的垂直方向上的間隙變寬，則用于連接半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極的力會(huì)減弱，從而使半導(dǎo)體元件與布線板之間產(chǎn) 生短路。換而言之，如果將壓力連接式的第一方法應(yīng)用于在布線板上以窄間 距形成突起形外側(cè)連接端子的半導(dǎo)體元件的倒裝芯片式安裝，則在半導(dǎo)體元 件與布線板之間的連接松開的地方會(huì)產(chǎn)生連接限制。此外，當(dāng)進(jìn)行包括加熱歷程(heat history)的測試(例如回流測試或者溫度 循環(huán)測試)時(shí)，因?yàn)榛诎雽?dǎo)體元件、布線板、底部填充材料、導(dǎo)電粘合劑以 及其它部分的熱膨脹系數(shù)的差異而使熱膨脹引起的應(yīng)力，所以半導(dǎo)體元件與 布線板之間的連接會(huì)松動(dòng)，在半導(dǎo)體元件與布線板之間會(huì)產(chǎn)生短路。在上述第二方法中，將半導(dǎo)體元件安裝在布線板上，在該半導(dǎo)體元件中 將由銀(Ag)膏制成的導(dǎo)電粘合劑傳送到半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子的 頂端，使得半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極相互連接。因 此，半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極相互連接的連接部分 為低彈性體。因此，當(dāng)進(jìn)行包括加熱歷程的測試(例如回流測試或者溫度循環(huán)測試)時(shí)， 雖然半導(dǎo)體元件與布線板之間的連接沒有松動(dòng)，但是也容易產(chǎn)生離子遷移， 即導(dǎo)電粘合劑中包含的銀(Ag)由于電場或環(huán)境而被電離，并在外部被洗提 (elute)。特別地，如果突起形外側(cè)連接端子的間距變窄，并且在半導(dǎo)體元 件的突起形外側(cè)連接端子與布線板的電極相互連接的連接部分中存在大量 的銀(Ag)，則由于半導(dǎo)體元件與布線板之間的離子遷移而容易產(chǎn)生短路。此外，在日本專利No. 3409957所討論的實(shí)例中，因?yàn)槭窃谕怀鲭姌O的 最外周部分形成由銀(Ag)導(dǎo)電填充物制成的第二導(dǎo)電粘合劑，所以難以避免 上述銀離子遷移的產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)方案可提供一種半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子與布線板的電極通過導(dǎo)電粘合劑互相連接，所述導(dǎo)電粘合劑包括第一 導(dǎo)電粘合劑；以及第二導(dǎo)電粘合劑，覆蓋所述第一導(dǎo)電粘合劑；其中，所述 第一導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括銀(Ag);以及所述第 二導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括從錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷 (Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鉑(Pt)組成的群組中選擇的金屬。本發(fā)明的另一方案可提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述半導(dǎo)體器件 包括半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子和布線板的電極，它們通過導(dǎo)電粘合劑互相 連接，所述制造方法包括步驟在半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子上形成包含導(dǎo) 電填充物的第一導(dǎo)電粘合劑，所述導(dǎo)電填充物包括銀(Ag);在所述第一導(dǎo)電 粘合劑的表面上形成第二導(dǎo)電粘合劑，所述第二導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括從錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鈾(Pt)組成的群組中選擇的金屬；以及將所述半導(dǎo)體元件的所述外側(cè)連接端子連接 到在布線板上形成的電極。本發(fā)明能夠保證半導(dǎo)體器件的高可靠性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖；圖2為圖1中虛線A所包圍的部分的放大示意圖；圖3為從接合電極的上表面?zhèn)扔^察時(shí)導(dǎo)電粘合劑(圖2所示)的示意圖；圖4A至圖4C為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第一制造方法的第一示意圖；圖5D至圖5F為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第一制造方法的第二示意圖；圖6G至圖61為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第一制造方法的第三示意圖；圖7J至圖7K為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第一制造方法的第四示意圖；圖8A至圖8C為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第二制造方法的第一示意圖；圖9D至圖9F為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第二制造方法的第二示意 圖；以及圖IOG至圖IOI為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第二制造方法的第三示 意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)D1至圖io描述本發(fā)明的實(shí)施例。為方便起見，首先討論本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，然后討論半 導(dǎo)體器件的制造方法。 半導(dǎo)體器件圖1為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。參照?qǐng)Dl，在半導(dǎo)體器件10中，以所謂的倒裝芯片(面朝下)方式將半導(dǎo)體集成電路元件(以下稱為"半導(dǎo)體元件")12安裝、固定在布線板11的一 個(gè)主表面上。布線板11由例如玻璃環(huán)氧樹脂、玻璃-BT(雙馬來酰亞胺三嗪)、聚酰亞 胺的有機(jī)樹脂材料或者例如陶瓷、玻璃的無機(jī)材料制成。在布線板11上選 擇性地設(shè)置由銅(Cu)等材料制成的布線圖案(圖1中未示出)。布線板11可稱 為插線板或支撐板。在布線板11安裝半導(dǎo)體元件12的主表面上形成接合電極14，安裝在布 線板11上的半導(dǎo)體元件12的突起(突出)形外側(cè)連接端子13連接接合電極 14。接合電極14例如由銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)制成。在布線板11的另一主表面(位于與安裝了半導(dǎo)體元件12的表面相對(duì)的一 側(cè))上設(shè)置導(dǎo)電層(圖1中未示出)。在導(dǎo)電層上以柵格圖案的形式設(shè)置多個(gè)外 側(cè)連接端子15(例如由焊料等材料制成的球形電極端子)。半導(dǎo)體元件12包括硅(Si)半導(dǎo)體襯底，通過已知的半導(dǎo)體制造工藝形成。 本發(fā)明可應(yīng)用于具有由化學(xué)半導(dǎo)體(例如砷化鎵(GaAs))制成的半導(dǎo)體元件的 半導(dǎo)體器件。在半導(dǎo)體元件12的主表面上以直線形式選擇性地設(shè)置外側(cè)連接端子焊 盤16。例如，沿著半導(dǎo)體襯底12主表面的四條邊附近的四條邊設(shè)置外側(cè)連 接端子焊盤16，或者沿著半導(dǎo)體襯底12主表面的相對(duì)的兩條邊附近的兩條 邊設(shè)置外側(cè)連接端子焊盤16。在外側(cè)連接端子焊盤16上設(shè)置稱為導(dǎo)線凸點(diǎn) 的突起(突出)形外側(cè)連接端子13。外側(cè)連接端子焊盤16由鋁(A1)、銅(Cu)或者這些金屬的合金制成?？赏?過電鍍法、氣相沉積法等方法在外側(cè)連接端子焊盤16的暴露表面(頂層)上形 成金(Au)層。此外，例如通過使用導(dǎo)線接合技術(shù)的所謂球焊方法，形成設(shè)置在各個(gè)外側(cè)連接端子焊盤16上的突起(突出)形外側(cè)連接端子13。具體而言，通過壓力固定或連接一個(gè)金(Au)球來形成底座部分，從底座部分突出來一個(gè)突出部 分，從而形成突起(突出)形外側(cè)連接端子13。夭超(夭ffi)形外w迕伎順丁不艱丁工述頭例。納卯，夭旭(夭m)形外側(cè)連接端子13可由銅(Cu)、銅(Cu)與金(Au)的合金、焊料等材料制成。如上所述，在將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11 對(duì)應(yīng)的接合電極14連接時(shí),在突起形外側(cè)連接端子13上設(shè)置導(dǎo)電粘合劑20。 至少將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的突出部分和與之對(duì)應(yīng)的接 合電極14都覆蓋上導(dǎo)電粘合劑20，從而使突起形外側(cè)連接端子13與接合電 極14相互機(jī)械連接并電連接。這里，參照?qǐng)D2討論導(dǎo)電粘合劑20的配置結(jié)構(gòu)。圖2為圖1中虛線A 所包圍的部分的放大示意圖。如圖2所示，導(dǎo)電粘合劑20包括由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo)電粘 合劑20-2形成的雙層結(jié)構(gòu)。具體而言，在位于突起形外側(cè)連接端子13底座 部分13-a上的突出部分13-b周圍設(shè)置由第一導(dǎo)電粘合劑20-l制成的層。在 第一導(dǎo)電粘合劑20-1外側(cè)形成第二導(dǎo)電粘合劑20-2以覆蓋第一導(dǎo)電粘合劑 20-1的外表面。第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2是含有作為分散在粘合劑 樹脂(binder resin)和有機(jī)溶劑中的導(dǎo)電填充物的金屬顆粒的粘合劑。粘合 劑樹脂的實(shí)例包括環(huán)氧化合物(epoxy composition)、丙烯酸化合物、乙 烯基化合物、熱固性化合物(例如末端為羥氫氧基的化合物)、可溶于溶劑的 樹脂化合物、上述物質(zhì)的混合物等等。在作為粘合劑樹脂的環(huán)氧樹脂中，基 本成分是作為環(huán)氧固化劑的環(huán)氧基化合物，還可采用表面活性劑或者助熔劑 (flux)。作為第一導(dǎo)電粘合劑20-1，可使用將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在上述粘合劑樹脂中的粘合 劑。銀(Ag)的體積電阻率低，與形成半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子 13的金(Au)之間的接觸電阻低。例如可使用銀鈀(AgPd)作為主要成分為銀 (Ag)的混合物(金屬互化物)或合金。例如可使用將、重量百分比在30%以上 的具有1^7以下平均顆粒直徑的銀(Ag)顆粒分散在粘合劑樹脂中的粘合劑作為第一導(dǎo)電粘合劑20-l。作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2，可使用將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在上述粘合劑樹脂中的粘合 劑。例如可使用將重量百分比在30%以上的具有0.1 ;/w以下平均顆粒直徑的 錫(Sn)顆粒分散在粘合劑樹脂中的粘合劑作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2。由于在第二導(dǎo)電粘合劑20-2中，即在將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的 混合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在上述粘合劑樹脂中的粘合 劑中，因?yàn)樵趯雽?dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13連接到布線板11 的接合電極14時(shí)施加的熱，使第二導(dǎo)電粘合劑20-2從環(huán)境中吸收氧氣(02)， 從而在第二導(dǎo)電粘合劑20-2的外表面上形成薄氧化物膜。換而言之，配置為將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板 11的接合電極14連接的導(dǎo)電粘合劑20包括由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二 導(dǎo)電粘合劑20-2形成的雙層結(jié)構(gòu)。因此，即使銀(Ag)或者包含在主要成分為 銀(Ag)的混合物(金屬互化物)或合金中的銀作為離子被洗提，通過第二導(dǎo)電 粘合劑20-2外表面上形成的薄氧化物膜，也能防止布線板11或底部填充材 料17提供的氫氧根離子(OH—)被大量吸收到第一導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，在本實(shí)例中，例如與日本專利No. 3409957中所討論的在半導(dǎo)體 元件的突起形外側(cè)連接端子的最外周部分形成銀(Ag)的情況相比，能降低銀 離子(Ag+)與氫氧根離子(OH—灘結(jié)合的情況的比率。因此，能防止由于枝狀 晶體(dendrite)的形成造成離子遷移，并防止由于銀(Ag)的離子遷移造成半 導(dǎo)體元件12與布線板11之間的短路。在上述實(shí)例中，將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混合物(金屬互化物) 或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑用作第二導(dǎo)電粘合劑 20-2。但是本發(fā)明不限于此。例如不用錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混合物(金屬互化物)或合金，而 是可將重量百分比在30。/。以上的鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鉬(Pt)或 者包括這些金屬的合金分散在粘合劑樹脂中的粘合劑用作第二導(dǎo)電粘合劑 20-2。在這種情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)例所描述的同樣的效果。同時(shí)，在包括由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成的雙 層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑20中，第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成在第一導(dǎo)電粘合劑20-1外側(cè)以覆蓋第一導(dǎo)電粘合劑20-l的外周表面。第一導(dǎo)電粘合劑20-l在導(dǎo)電 粘合劑20連接布線板11的接合電極14的表面上暴露。參照?qǐng)D3說明該結(jié)構(gòu)。這里，圖3為從接合電極14的上表面?zhèn)?，即?接合電極14連接導(dǎo)電粘合劑20的表面一側(cè)觀察時(shí)導(dǎo)電粘合劑20(圖2所示) 的示意圖。如圖3所示，在第一導(dǎo)電粘合劑20-1被第二導(dǎo)電粘合劑20-2包圍的狀 態(tài)下，將第一導(dǎo)電粘合劑20-1基本上暴露在導(dǎo)電粘合劑20連接布線板11 的接合電極14的表面的中央。通過這種結(jié)構(gòu)，即使將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混合物(金屬互化 物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的第二導(dǎo)電粘合劑20-2的體 積電阻率高，由于第一導(dǎo)電粘合劑20-1基本上暴露在連接布線板11的接合 電極14的表面的中央，所以也能可靠地實(shí)現(xiàn)布線板11的接合電極14與半 導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13之間的傳導(dǎo)性。這里，在第一導(dǎo)電粘 合劑20-l中，將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合物(金屬互化物)或合金 作為導(dǎo)電填充物分散在上述粘合劑樹脂中。銀(Ag)的體積電阻率低，與形成 半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金(Au)之間的接觸電阻低。再參照?qǐng)D1，通過分配(dispensing)方法、印刷(printing)方法、傳送 方法等方法，在半導(dǎo)體元件12與布線板11的上表面之間提供底部填充材料 17，例如由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、硅樹脂或者其它熱固性 絕緣樹脂制成的粘合劑。在底部填充材料17中可包括銀(Ag)、焊料或鎳(Ni) 的導(dǎo)電顆粒。如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件10具有參照?qǐng)D2和圖3所示的 導(dǎo)電粘合劑20的配置結(jié)構(gòu)。此外，在半導(dǎo)體器件10中，半導(dǎo)體元件12以 倒裝芯片(面朝下)的方式安裝并固定在布線板11的主表面上。此外，本實(shí)例中的導(dǎo)電粘合劑20包括由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo) 電粘合劑20-2形成的雙層結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電粘合劑20將半導(dǎo)體元件12的突起形外 側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極14相互連接。第二導(dǎo)電粘合劑20-2 形成在第一導(dǎo)電粘合劑20-1外側(cè)以覆蓋第一導(dǎo)電粘合劑20-1的外周表面。 第一導(dǎo)電粘合劑20-1暴露在導(dǎo)電粘合劑20連接布線板11的接合電極14的 表面。在第一導(dǎo)電粘合劑20-1中，將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合物(金 屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中。銀(Ag)與形成半導(dǎo)體 元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金(Au)之間的接觸電阻低。這樣的第一 導(dǎo)電粘合劑20-1基本上暴露在與布線板11的接合電極14連接的表面的中 央。因此，能可靠地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板 11的接合電極14之間的傳導(dǎo)性。此外，通過在第二導(dǎo)電粘合劑20-2的外表面形成的錫(Sn)的氧化物膜， 能防止布線板11或底部填充材料17提供的氫氧根離子(OH—)被大量吸收到 第一導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，即使不能避免半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的窄間距 連接這樣的情況，也能保證半導(dǎo)體器件的高可靠性。因此，本發(fā)明實(shí)施例有 助于安裝了半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的高功能性。半導(dǎo)體器件的制造方法接著討論本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。這里討論了兩種方法。1、半導(dǎo)體器件的第一制造方法圖4A至圖7K為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體器件的第一制造方法的第一至第 四示意圖。在本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體器件的第一制造方法中，使用圖4A所示的倒裝 芯片接合器(flipchipbonder)30。倒裝芯片接合器30包括接合臺(tái)31、吸附器 (absorbing tool)32、傳送臺(tái)33(33-1、 33-2)、調(diào)整臺(tái)(leveling stage)34等。將 布線板11安裝在接合臺(tái)31上。吸附器32通過施加吸引力將半導(dǎo)體元件12 吸住，并在圖4A中箭頭所示方向運(yùn)送半導(dǎo)體元件12。調(diào)整臺(tái)34例如由涂 覆了氟樹脂的玻璃制成。本發(fā)明的發(fā)明人用Panasonic Factory Engineering制造的FCB2M作為倒 裝芯片接合器30對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行了測試。圖4B是被吸附器32吸住的半導(dǎo)體元件12的放大示意圖。半導(dǎo)體元件 12包括用已知的半導(dǎo)體制造工藝形成的硅(Si)半導(dǎo)體襯底。在半導(dǎo)體元件12 的外側(cè)連接端子焊盤16上形成突起形外側(cè)連接端子13。例如通過使用導(dǎo)線接合技術(shù)的所謂球焊方法，形成突起形外側(cè)連接端子 13。具體而言，通過壓力固定或連接一個(gè)金(AU)球來形成底座部分，從底座部分突出來一個(gè)突出部分，從而形成突起(突出)形外側(cè)連接端子13。必要的 話，對(duì)突起形外側(cè)連接端子13的突出部分的頂部采用整平工藝。本發(fā)明的發(fā)明人用具有6.5 mmX6.5 mm矩形平面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件對(duì) 本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行了測試，其中在半導(dǎo)體元件12 上以的間距形成了 360個(gè)用金(Au)制成的30;/m高的突起形外側(cè)連接端 子13。半導(dǎo)體元件12被吸附器32吸住，從而使半導(dǎo)體元件12的形成有突起 形外側(cè)連接端子13的表面朝下，并在第一傳送臺(tái)33-1的上方移動(dòng)，如圖4C 所示。將第一導(dǎo)電粘合劑20-1涂覆在第一傳送臺(tái)33-1上。用橡膠掃帚 (squeegee)(葉片)35-l調(diào)節(jié)第一導(dǎo)電粘合劑20-1的厚度，橡膠掃帚35-1能 夠在圖4C中白色箭頭所示的方向上移動(dòng)，以獲得指定的厚度，例如大約 10 //附。作為第一導(dǎo)電粘合劑20-1，使用將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合 物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。銀(Ag) 的體積電阻率低，并且與形成半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金 (Au)之間的接觸電阻低。例如可使用銀鈀(AgPd)作為主要成分為銀(Ag)的混 合物(金屬互化物)或合金。作為粘合劑樹脂，可使用環(huán)氧化合物、丙烯酸化 合物、乙烯基化合物、熱固性化合物(例如末端為羥氫氧基的化合物)、可溶 于溶劑的樹脂化合物、上述物質(zhì)的混合物等等。在作為粘合劑樹脂的環(huán)氧樹 脂中，基本成分是作為環(huán)氧固化劑的環(huán)氧基化合物，還可采用表面活性劑或 者助熔劑。本發(fā)明的發(fā)明人使用將平均顆粒直徑為100 nm的銀(Ag)顆粒分散在環(huán) 氧樹脂(例如ADEKA制造的ADEKA HARDNER EH系列)中的粘合劑作為第 一導(dǎo)電粘合劑20-1。本發(fā)明的發(fā)明人將第一導(dǎo)電粘合劑20-1涂覆在第一傳 送臺(tái)33-1上，并使用橡膠掃帚(葉片)35-l調(diào)節(jié)第一導(dǎo)電粘合劑20-l的厚度， 使得第一導(dǎo)電粘合劑20-l的厚度大約為10pm。在此階段，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32，以大約4.9 N的負(fù)荷(力)將半導(dǎo)體元件12推向第一傳送臺(tái)33-1，使半導(dǎo)體元件12浸入第一導(dǎo)電粘合 劑20-1。結(jié)果，將第一導(dǎo)電粘合劑20-1傳送到半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè) 連接端子13。在將第一導(dǎo)電粘合劑20-1傳送到半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子 13之后，用吸附器32吸住半導(dǎo)體元件12，以大約70到24(TC的溫度加熱第 一導(dǎo)電粘合劑20-l，將其暫時(shí)固化。本發(fā)明的發(fā)明人在此步驟使用吸附器32,以180'C的溫度將第一導(dǎo)電粘 合劑20-l加熱90秒。在將第一導(dǎo)電粘合劑20-1短時(shí)間地暫時(shí)固化后，為了提高產(chǎn)量，如圖 5D所示，將包括突起形外側(cè)連接端子13(設(shè)置了暫時(shí)固化的第一導(dǎo)電粘合劑 20-1)的半導(dǎo)體元件12取下，而放入氮?dú)?N2)環(huán)境下的爐子36中。在爐子36 中，以大約20(TC的溫度將半導(dǎo)體元件12加熱60分鐘，從而將第一導(dǎo)電粘 合劑20-l固化。本發(fā)明的發(fā)明人使用Yamato Scientific Co.， Ltd制造的惰性氣體爐子 (inert oven)，在氮?dú)?N。環(huán)境下的爐子36中進(jìn)行該加熱工藝60分鐘。例如， 在使用導(dǎo)電粘合劑84-lLMISRS作為第一導(dǎo)電粘合劑20-l的情況下，經(jīng)固化 后彈性模量(elastic modulus)為大約4GPa。為方便起見，在圖5D中以放大的方式示出上述半導(dǎo)體元件12。 接著，用吸附器32吸住包括突起形外側(cè)連接端子13(設(shè)置了固化的第一 導(dǎo)電粘合劑20-l)的半導(dǎo)體元件12，以半導(dǎo)體元件12的形成有突起形外側(cè)連 接端子13的表面朝下的方式在第二傳送臺(tái)33-2上方移動(dòng)。如圖5E所示。 為方便起見，圖5E中未示出形成在突起形外側(cè)連接端子13上的第一導(dǎo)電粘 合劑20-l。將第二導(dǎo)電粘合劑20-2涂覆在第二傳送臺(tái)33-2上。用橡膠掃帚(葉 片)35-2調(diào)節(jié)第二導(dǎo)電粘合劑20-2的厚度，橡膠掃帚35-2能夠在圖5E中白 色箭頭所示的方向上移動(dòng)，以獲得指定的厚度，例如大約15/^。作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2，可使用將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。作 為粘合劑樹脂，可使用環(huán)氧化合物、丙烯酸化合物、乙烯基化合物、熱固性 化合物(例如末端為羥氫氧基的化合物)、可溶于溶劑的樹脂化合物、上述物質(zhì)的混合物等等。在作為粘合劑樹脂的環(huán)氧樹脂中，基本成分是作為環(huán)氧固 化劑的環(huán)氧基化合物，還可采用表面活性劑或者助熔劑。例如不用錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混合物(金屬互化物)或合金，而 是可將重量百分比在30。/。以上的鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鉑(Pt)或 者包括這些金屬的合金分散在粘合劑樹脂中的粘合劑用作第二導(dǎo)電粘合劑 20-2。本發(fā)明的發(fā)明人使用將30%以上重量百分比的平均顆粒直徑在0.1戶以 下的錫(Sn)顆粒分散在粘合劑樹脂中的粘合劑作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2。在此階段，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32，以大約4.9 N的負(fù)荷(力) 將半導(dǎo)體元件12推向第二傳送臺(tái)33-2，使半導(dǎo)體元件12浸入第二導(dǎo)電粘合 劑20-2。結(jié)果，將第二導(dǎo)電粘合劑20-2傳送到半導(dǎo)體元件12的覆蓋有第一 導(dǎo)電粘合劑20-1的突起形外側(cè)連接端子13。如圖5F所示。此時(shí)，當(dāng)通過圖5D所示的步驟將第一導(dǎo)電粘合劑20-1 固化時(shí)，第二導(dǎo)電粘合劑20-2沒有固化，保持膏狀。為方便起見，在圖5F 中以放大的方式示出上述半導(dǎo)體元件12。接著，用吸附器32吸住包括突起形外側(cè)連接端子13(設(shè)置了固化的第一 導(dǎo)電粘合劑20-1)的半導(dǎo)體元件12，在調(diào)整臺(tái)34上方移動(dòng)，使半導(dǎo)體元件 12的形成了突起形外側(cè)連接端子13的表面朝下。降低吸附器32，從而以大 約4.9N或者每個(gè)突起形外側(cè)連接端子13大約0.01 gf至10 gf的負(fù)荷將半導(dǎo) 體元件12推向調(diào)整臺(tái)。如圖6G所示。為方便起見，圖6G中未示出形成在 突起形外側(cè)連接端子13上的第二導(dǎo)電粘合劑20-2和第一導(dǎo)電粘合劑20-1。用吸附器32吸住半導(dǎo)體元件12，以例如50至18(TC的指定溫度加熱半 導(dǎo)體元件12。對(duì)傳送到覆蓋有第一導(dǎo)電粘合劑20-l的突起形外側(cè)連接端子 13上的第二導(dǎo)電粘合劑20-2進(jìn)行調(diào)整工藝(leveling process),使包含在第二 導(dǎo)電粘合劑20-2中的有機(jī)溶劑蒸發(fā)，因此第二導(dǎo)電粘合劑20-2的流動(dòng)性下 降。如圖6H所示。為方便起見，在圖6H中以放大的方式示出半導(dǎo)體元件 12。本發(fā)明的發(fā)明人利用吸附器32，以12(TC的溫度加熱30秒來進(jìn)行該調(diào) 整工藝。如圖6H所示，通過此步驟，導(dǎo)電粘合劑20具有了由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成的雙層結(jié)構(gòu)。具體而言，第一導(dǎo)電粘合劑 20-1形成的層位于突起形外側(cè)連接端子13的底座部分13-a上的突出部分 13-b周圍。第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成在第一導(dǎo)電粘合劑20-1外側(cè)以覆蓋第 一導(dǎo)電粘合劑20-l的外周表面。因?yàn)榇藭r(shí)第二導(dǎo)電粘合劑20-2沒有固化，所以當(dāng)在調(diào)整工藝中施加調(diào)整 負(fù)荷時(shí)，第二導(dǎo)電粘合劑20-2的下側(cè)部分(突起形外側(cè)連接端子13的頂端一 側(cè))向外移動(dòng)。如圖6I所示，如果施加的負(fù)荷超過指定的力，則第一導(dǎo)電粘 合劑20-l的下表面(也就是在后續(xù)步驟中將連接到布線板11的接合電極14 的表面)被暴露，使得第一導(dǎo)電粘合劑20-1被第二導(dǎo)電粘合劑20-2包圍。這 里，圖6I為從圖6H中的箭頭A所不的方向觀察時(shí)應(yīng)用了調(diào)整丄藝的導(dǎo)電粘 合劑20的示意圖。因此，在第二導(dǎo)電粘合劑20-2中，將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中。此外，作為 第一導(dǎo)電粘合劑20-1,使用將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合物(金屬互 化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。銀(Ag)的體積電 阻率低，與形成半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金(Au)之間的接 觸電阻低。即使第二導(dǎo)電粘合劑20-2的體積電阻率高，第一導(dǎo)電粘合劑20-l 也基本上暴露在連接布線板ll的接合電極14的表面的中央。因此，在將半 導(dǎo)體元件12連接到布線板11的后續(xù)步驟中，能可靠地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件12 的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極14之間的電傳導(dǎo)性。接著，將包括由第一導(dǎo)電粘合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成的雙 層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極 14連接，從而將半導(dǎo)體元件12與布線板11相互連接。如圖7J所示，將膏狀底部填充材料17涂敷在安裝并固定于接合臺(tái)31 上的布線板ll上。作為底部填充材料17，可使用環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、 丙烯酸樹脂、硅樹脂或者其它熱固性絕緣樹脂?？赏ㄟ^分配方法、印刷方法、 傳送方法等方法設(shè)置底部填充材料17。由銀(Ag)、焊料或者鎳(Ni)制成的導(dǎo) 電顆粒可被用于底部填充材料17。此時(shí)，可通過加熱上述接合臺(tái)32，以指定的溫度加熱布線板ll。結(jié)果， 降低了涂敷在布線板11上的底部填充材料17的粘性，從而提高了底部填充材料17的流動(dòng)性。本發(fā)明的發(fā)明人使用Emerson & Cuming制造的E-1206作為底部填充材 料17來進(jìn)行本制造方法的測試。接著，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32(圖7J未示出)，使布線板11 的涂敷有底部填充材料17的主表面與半導(dǎo)體12的主表面平行。當(dāng)通過吸附 器32進(jìn)行的加熱繼續(xù)時(shí)，施加負(fù)荷以將半導(dǎo)體元件12隔著底部填充材料17 固定到布線板上。如圖7K所示。為方便起見，在圖7K中以放大的方式示 出上述半導(dǎo)體元件12。為了進(jìn)行本制造方法的測試，本發(fā)明的發(fā)明人向涂敷有底部填充材料17 的布線板ll的接合電極施加25.5N的負(fù)荷，并以22(TC的溫度加熱60秒。如上所述，在第二導(dǎo)電粘合劑20-2中，將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn) 的混合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中。由于在將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13連接到布線板11的 接合電極14時(shí)施加的熱，第二導(dǎo)電粘合劑20-2從環(huán)境中吸收氧氣(02)，從 而在第二導(dǎo)電粘合劑20-2的外表面上形成薄氧化物膜。因此，即使銀(Ag)或者包含在主要成分為銀(Ag)的混合物(金屬互化物) 或合金中的銀作為離子被洗提，通過第二導(dǎo)電粘合劑20-2外表面上形成的錫 (Sn)氧化物膜，也能防止布線板11或底部填充材料17提供的氫氧根離子 (OH—)被大量吸收到第一導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，在本實(shí)例中，與例如日本專利No. 3409957中所討論的在半導(dǎo)體 元件的突起形外側(cè)連接端子的最外周部分形成銀(Ag)的情況相比，能降低銀 離子(Ag+)與氫氧根離子(OH—灘結(jié)合的情況的比率。因此，能防止由于枝狀 晶體的形成造成的離子遷移，并防止由于銀(Ag)的離子遷移造成半導(dǎo)體元件 12與布線板11之間的短路。這樣，通過倒裝芯片(面朝下)的方法將半導(dǎo)體元件12安裝并固定在布線 板11的主表面上。此外，至少將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13 的突出部分和與之相對(duì)應(yīng)的布線板上的接合電極14都覆蓋上具有上述雙層 結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑20。這樣，至少突起形外側(cè)連接端子13的突出部分與接 合電極14相互機(jī)械連接并電連接。之后，通過吸附器32松開半導(dǎo)體元件12，吸附器32升高。然后，在布線板ll的后表面，即與安裝了多個(gè)半導(dǎo)體元件12的表面相 對(duì)的表面，以柵格的方式設(shè)置外側(cè)連接電極15，例如由錫(Sn)-銀(Ag)焊料或 者錫(Sn)-銀(Ag)-銅(Cu)制成的焊料球。之后，用切割刀片等工具將布線板11切割成多個(gè)安裝有半導(dǎo)體元件12 的部分。結(jié)果，形成以倒裝芯片方式將半導(dǎo)體元件12安裝在布線板11上的 半導(dǎo)體器件10。如果半導(dǎo)體元件12必須采用密封工藝(例如在將布線板11切割成片之 前)，則在布線板11的安裝有半導(dǎo)體元件12的表面上進(jìn)行樹脂密封工藝。在 樹脂密封工藝之后，在厚度方向上將布線板11和密封樹脂部分切割成多個(gè) 部分，每一部分上安裝有一個(gè)半導(dǎo)體元件12。這樣就能形成經(jīng)樹脂密封并切 割后的半導(dǎo)體器件。這樣，在通過上述制造方法形成的半導(dǎo)體器件10中設(shè)置粘合劑20。在 粘合劑20的雙層結(jié)構(gòu)中，第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成在第一導(dǎo)電粘合劑20-1 外側(cè)以覆蓋第一導(dǎo)電粘合劑20-l的外周表面。第一導(dǎo)電粘合劑20-l暴露在 導(dǎo)電粘合劑20連接布線板11的接合電極14的表面。因此，能可靠地實(shí)現(xiàn) 半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極14之間的 傳導(dǎo)性。此外，通過第二導(dǎo)電粘合劑20-2外表面上形成的錫(Sn)氧化物膜，能防 止布線板11或底部填充材料17提供的氫氧根離子(OH—)被大量吸收到第一 導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，能防止由于枝狀晶體的形成造成的離子遷移，并 防止由于銀(Ag)的離子遷移造成半導(dǎo)體元件12與布線板11之間的短路。因此，即使不能避免半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子的窄間距連接這 樣的情況，也能保證半導(dǎo)體器件的高可靠性。因此，本發(fā)明實(shí)施例有助于安 裝有半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的高功能性。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人所進(jìn)行的測試，在通過本發(fā)明實(shí)施例的制造方法制 造的半導(dǎo)體器件中，已確認(rèn)在經(jīng)過1000個(gè)小時(shí)后，絕緣電阻等于或大于1X101Q Q，防止了銀(Ag)的離子遷移，并保證了半導(dǎo)體器件的高可靠性。本發(fā)明中的加熱條件(例如加熱溫度)不限于上述實(shí)例。根據(jù)第一導(dǎo)電粘 合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2的材料來適當(dāng)?shù)卮_定加熱條件(例如加熱溫 度)。2、半導(dǎo)體器件的第二制造方法圖8A至圖101為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體器件的第二制造方法的第一至第 三示意圖。在本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體器件的第二制造方法中，仍采用在上述第一制造 方法中使用的倒裝芯片接合器30(參見圖4A)。第二制造方法與第一制造方法 不同的是，未采用調(diào)整臺(tái)34。本發(fā)明的發(fā)明人用Panasonic Factory Engineering制造的FCB2M作為倒 裝芯片接合器30對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第二制造方法進(jìn)行了測試。圖8A是被吸附器32吸住的半導(dǎo)體元件12的放大示意圖。半導(dǎo)體元件 12包括用已知的半導(dǎo)體制造工藝形成的硅(Si)半導(dǎo)體襯底。在半導(dǎo)體元件12 的外側(cè)連接端子焊盤16上形成突起形外側(cè)連接端子13。例如通過使用導(dǎo)線接合技術(shù)的所謂球焊方法形成突起形外側(cè)連接端子 13。具體而言，通過壓力固定或連接一個(gè)金(Au)球來形成底座部分，并從底 座部分突出來一個(gè)突出部分，從而形成突起(突出)形外側(cè)連接端子13。必要 的話，對(duì)突起形外側(cè)連接端子13的突出部分的頂部采用整平工藝。本發(fā)明的發(fā)明人用具有6.5 mmX6.5 mm矩形平面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件作 為半導(dǎo)體元件12對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行了測試，其 中以50戶的間距形成了 360個(gè)用金(Au)制成的30戶高的突起形外側(cè)連接端 子13。半導(dǎo)體元件12被吸附器32吸住，因此半導(dǎo)體元件12的形成有突起形 外側(cè)連接端子13的表面朝下，并在第一傳送臺(tái)33-1的上方移動(dòng)，如圖8B 所示。將第一導(dǎo)電粘合劑20-1涂覆在第一傳送臺(tái)33-1上。用橡膠掃帚(葉 片)35-l調(diào)節(jié)第一導(dǎo)電粘合劑20-1的厚度，該橡膠掃帚35-1能夠在圖4C中 白色箭頭所示的方向上移動(dòng)，以獲得指定的厚度，例如大約10/^。作為第一導(dǎo)電粘合劑20-1，使用將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合 物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。銀(Ag) 的體積電阻率低，與形成半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金(Au) 之間的接觸電阻低。例如可使用銀鈀(AgPd)作為主要成分為銀(Ag)的混合物 (金屬互化物)或合金。作為粘合劑樹脂，可使用環(huán)氧化合物、丙烯酸化合物、乙烯基化合物、熱固性化合物(例如末端為羥氫氧基的化合物)、可溶于溶劑 的樹脂化合物、上述物質(zhì)的混合物等等。在作為粘合劑樹脂的環(huán)氧樹脂中， 基本成分是作為環(huán)氧固化劑的環(huán)氧基化合物，還可采用表面活性劑或者助熔 劑。本發(fā)明的發(fā)明人使用將平均顆粒直徑為100 nm的銀(Ag)顆粒分散在環(huán) 氧樹脂(例如ADEKA制造的ADEKA HARDNER EH系列)中的粘合劑作為第 一導(dǎo)電粘合劑20-1。本發(fā)明的發(fā)明人將第一導(dǎo)電粘合劑20-1涂覆在第一傳 送臺(tái)33-1上，并使用橡膠掃帚(葉片)35-l調(diào)節(jié)第一導(dǎo)電粘合劑20-l的厚度， 使得第一導(dǎo)電粘合劑20-1的厚度大約為IO戶。在此階段，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32，以大約4.9 N的負(fù)荷(力) 將半導(dǎo)體元件12推向第一傳送臺(tái)33-1，并使半導(dǎo)體元件12浸入第一導(dǎo)電粘 合劑20-l。結(jié)果，將第一導(dǎo)電粘合劑20-l傳送到半導(dǎo)體元件12的突起形外 側(cè)連接端子13。在將第一導(dǎo)電粘合劑20-1傳送到半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子 13之后，用吸附器32吸住半導(dǎo)體元件12，以大約7(TC到24(TC的溫度加熱 第一導(dǎo)電粘合劑20-l，將其暫時(shí)固化。本發(fā)明的發(fā)明人在此步驟使用吸附器 32，以180。C的溫度將第一導(dǎo)電粘合劑20-1加熱90秒。在將第一導(dǎo)電粘合劑20-1短時(shí)間地暫時(shí)固化后，為了提高產(chǎn)量，如圖 8C所示，將包括突起形外側(cè)連接端子13(設(shè)置了暫時(shí)固化的第一導(dǎo)電粘合劑 20-l)的半導(dǎo)體元件12取下，放入氮?dú)?N2)環(huán)境下的爐子36中。在爐子36 中，以大約20(TC的溫度將半導(dǎo)體元件12加熱60分鐘，從而將第一導(dǎo)電粘 合劑20-l固化。本發(fā)明的發(fā)明人使用Yamato Scientific Co.， Ltd制造的惰性氣體爐子，在 氮?dú)?N2)環(huán)境下的爐子36中進(jìn)行該加熱工藝60分鐘。例如，在使用導(dǎo)電粘 合劑84-lLMISRS作為第一導(dǎo)電粘合劑20-l的情況下，經(jīng)固化后彈性模量為 大約4 GPa。為方便起見，在圖8C中以放大的方式示出上述半導(dǎo)體元件12。 接著，用吸附器32吸住包括突起形外側(cè)連接端子13(設(shè)置了固化的第一 導(dǎo)電粘合劑20-1)的半導(dǎo)體元件12，以在第二傳送臺(tái)33-2上方移動(dòng)，使半導(dǎo) 體元件12的形成有突起形外側(cè)連接端子13的表面朝下。如圖9D所示。為方便起見，圖9D中未示出形成在突起形外側(cè)連接端子13上的第一導(dǎo)電粘合 劑20-l。將第二導(dǎo)電粘合劑20-2涂覆在第二傳送臺(tái)33-2上。用橡膠掃帚(葉 片)35-2調(diào)節(jié)第二導(dǎo)電粘合劑20-2的厚度，橡膠掃帚35-2能夠在圖5D中白 色箭頭所示的方向上移動(dòng)，以獲得指定的厚度，例如大約15;^。作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2，可使用將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。作 為粘合劑樹脂，可使用環(huán)氧化合物、丙烯酸化合物、乙烯基化合物、熱固性 化合物(例如末端為羥氫氧基的化合物)、可溶于溶劑的樹脂化合物、上述物 質(zhì)的混合物等等。在作為粘合劑樹脂的環(huán)氧樹脂中，基本成分是作為環(huán)氧固 化劑的環(huán)氧基化合物，還可采用表面活性劑或者助熔劑。例如不用錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混合物(金屬互化物)或合金，而 是可將重量百分比在30。/。以上的鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鉑(Pt)或 者包括這些金屬的合金分散在粘合劑樹脂中的粘合劑用作第二導(dǎo)電粘合劑 20-2。本發(fā)明的發(fā)明人使用將重量百分比在30%以上的平均顆粒直徑在0.1 //附 以下的錫(Sn)顆粒分散在粘合劑樹脂中的粘合劑作為第二導(dǎo)電粘合劑20-2。在此階段，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32，以大約4.9 N的負(fù)荷(力) 將半導(dǎo)體元件12推向第二傳送臺(tái)33-2，并使半導(dǎo)體元件12浸入第二導(dǎo)電粘 合劑20-2。結(jié)果，將第二導(dǎo)電粘合劑20-2傳送到半導(dǎo)體元件12的覆蓋有第 一導(dǎo)電粘合劑20-l的突起形外側(cè)連接端子13。如圖9E所示。此時(shí)，當(dāng)通過圖8C所示的步驟將第一導(dǎo)電粘合劑20-1 固化時(shí)，第二導(dǎo)電粘合劑20-2沒有固化而保持膏狀。為方便起見，在圖9E 中以放大的方式示出上述半導(dǎo)體元件12。接著，將半導(dǎo)體元件12的被第一導(dǎo)電粘合劑20-1覆蓋的、并被傳送了 第二導(dǎo)電粘合劑20-2的突起形外側(cè)連接端子13連接到布線板11的接合電極 14，從而將半導(dǎo)體元件12連接到布線板11。具體而言，降低吸住半導(dǎo)體元件12的吸附器32，使安裝在接合臺(tái)31上 的布線板11的主表面與半導(dǎo)體12的主表面平行。當(dāng)通過吸附器32進(jìn)行的加熱繼續(xù)時(shí)，施加負(fù)荷將半導(dǎo)體元件12安裝在布線板11上。如圖9F所示。為方便起見，在圖9F中以放大的方式示出上 述半導(dǎo)體元件12。此時(shí)，可通過加熱上述接合臺(tái)32，以指定的溫度加熱布線板ll。結(jié)果， 降低了涂敷在布線板11上的底部填充材料17在后續(xù)步驟中的粘性，從而提 高了底部填充材料17的流動(dòng)性。為了對(duì)本制造方法進(jìn)行測試，本發(fā)明的發(fā)明人將吸附器32的加熱溫度 設(shè)定為32至40°C ，并向布線板11的接合電極14施加4.9 N的負(fù)荷10秒鐘。 然后，本發(fā)明的發(fā)明人施加24.5N的負(fù)荷，并以22(TC的溫度加熱60秒鐘。如上所述，在第二導(dǎo)電粘合劑20-2中，將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn) 的混合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中。因?yàn)樵趯雽?dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13連接到布線板11的 接合電極14時(shí)施加的熱，第二導(dǎo)電粘合劑20-2從環(huán)境中吸收氧氣(02)，從 而在第二導(dǎo)電粘合劑20-2的外表面上形成薄氧化物膜。因此，即使銀(Ag)或者包含在主要成分為銀(Ag)的混合物(金屬互化物) 或合金中的銀作為離子被洗提，通過第二導(dǎo)電粘合劑20-2外表面上形成的錫 (Sn)氧化物膜，也能防止布線板11或底部填充材料17提供的氫氧根離子 (OH—)被大量吸收到第一導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，在本實(shí)例中，與例如日本專利No. 3409957中所討論的在半導(dǎo)體 元件的突起形外側(cè)連接端子的最外周部分形成銀(Ag)的情況相比，能降低銀 離子(Ag+)與氫氧根離子(OH—)相結(jié)合的情況的比率。因此，能防止由于枝狀 晶體的形成造成的離子遷移，并防止由于銀(Ag)的離子遷移造成半導(dǎo)體元件 12與布線板11之間的短路。對(duì)于布線板11的接合電極14和被第一導(dǎo)電粘合劑20-1覆蓋的、并被傳 送了第二導(dǎo)電粘合劑20-2的突起形外側(cè)連接端子13，第二導(dǎo)電粘合劑20-2 并沒有固化。因此，當(dāng)從吸附器32施加負(fù)荷用于連接時(shí)，第二導(dǎo)電粘合劑 20-2的下側(cè)部分(位于突起形外側(cè)連接端子13的頂端)向外移動(dòng)。如圖10G 所示，如果施加的負(fù)荷超過指定負(fù)荷，則第一導(dǎo)電粘合劑20-1的下表面(也 就是在后續(xù)步驟中連接布線板11的接合電極14的表面)以第一導(dǎo)電粘合劑 20-1被第二導(dǎo)電粘合劑20-2包圍的方式暴露。這里，圖10G為從接合電極 的上表面(即接合電極14連接導(dǎo)電粘合劑20的表面)側(cè)觀察時(shí)圖9F所示導(dǎo)電粘合劑20的示意圖。這樣，在第二導(dǎo)電粘合劑20-2中，將錫(Sn)或者主要成分為錫(Sn)的混 合物(金屬互化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中。此外，作為 第一導(dǎo)電粘合劑20-1，使用將銀(Ag)或者主要成分為銀(Ag)的混合物(金屬互 化物)或合金作為導(dǎo)電填充物分散在粘合劑樹脂中的粘合劑。銀(Ag)的體積電 阻率低，并且與形成半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13的金(Au)之間 的接觸電阻低。即使第二導(dǎo)電粘合劑20-2的體積電阻率高，第一導(dǎo)電粘合劑 20-1也基本上暴露在連接布線板11的接合電極14的表面的中央。因此，在 將半導(dǎo)體元件12連接到布線板11的后續(xù)步驟中，能可靠地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件 12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極14之間的電傳導(dǎo)性。之后，如圖10H所示，通過分配器37將膏狀底部填充材料17涂在半導(dǎo) 體元件12與安裝并固定在接合臺(tái)31上的布線板11之間。作為底部填充材 料17，可使用環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、硅樹脂或者其它熱固 性絕緣樹脂。在底部填充材料17中可包括由銀(Ag)、焊料或鎳(Ni)制成的導(dǎo) 電顆粒。本發(fā)明的發(fā)明人提供Emerson & Cuming制造的E-1206作為布線板11 與半導(dǎo)體元件12之間的底部填充材料17，在氮?dú)?N2)環(huán)境下的爐子中以150 'C的溫度將其加熱1小時(shí)，以使底部填充材料17固化。這樣，通過倒裝芯片(朝下)的方法，將半導(dǎo)體元件12安裝并固定在布線 板11的主表面上。此外，至少將半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13 的突出部分和布線板上的與突出部分對(duì)應(yīng)的接合電極14都覆蓋上具有上述 雙層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘合劑20。這樣，至少將突起形外側(cè)連接端子13的突出部 分與接合電極14相互機(jī)械連接并電連接。之后，通過吸附器32松開半導(dǎo)體 元件12，吸附器32升高。然后，在布線板11的后表面，即與安裝了多個(gè)半導(dǎo)體元件12的表面相 對(duì)的表面，以柵格的方式設(shè)置外側(cè)連接端子15,例如由錫(Sn)-銀(Ag)焊料或 者錫(Sn)-銀(Ag)-銅(Cu)制成的焊料球。之后，用切割刀片等工具將布線板11切割成多個(gè)安裝有半導(dǎo)體—元件12 的部分。結(jié)果，形成以倒裝芯片方式將半導(dǎo)體元件12安裝在布線板11上的 半導(dǎo)體器件10。如果半導(dǎo)體元件12必須采用密封工藝，例如在將布線板11切割成片之前，則在布線板11的安裝了半導(dǎo)體元件12的表面上進(jìn)行樹脂密封工藝。在進(jìn)行樹脂密封工藝之后，在厚度方向上將布線板11和密封樹脂部分切割成安裝有半導(dǎo)體元件12的多個(gè)部分。這樣就能形成經(jīng)樹脂密封并切割后的半 導(dǎo)體器件。這樣，在通過上述制造方法形成的半導(dǎo)體器件10中設(shè)置粘合劑20。粘 合劑20具有雙層結(jié)構(gòu)，其中第二導(dǎo)電粘合劑20-2形成在第一導(dǎo)電粘合劑20-1 外側(cè)以覆蓋第一導(dǎo)電粘合劑20-l的外周表面。第一導(dǎo)電粘合劑20-l暴露在 導(dǎo)電粘合劑20連接布線板11的接合電極14的表面上。因此，能可靠地實(shí) 現(xiàn)半導(dǎo)體元件12的突起形外側(cè)連接端子13與布線板11的接合電極14之間 的傳導(dǎo)性。此外，通過第二導(dǎo)電粘合劑20-2外表面上形成的錫(Sn)氧化物膜，能防 止布線板11或底部填充材料17提供的氫氧根離子(OH—)被大量吸收到第一 導(dǎo)電粘合劑20-l中。因此，能防止由于枝狀晶體的形成造成離子遷移，并防 止由于銀(Ag)的離子遷移造成半導(dǎo)體元件12與布線板11之間的短路。因此，即使不能避免半導(dǎo)體元件的突起形外側(cè)連接端子的窄間距連接這 樣的情況，也能保證半導(dǎo)體器件的高可靠性。因此，本發(fā)明實(shí)施例有助于安 裝了半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的高功能性。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的測試，在通過本發(fā)明實(shí)施例的制造方法制造 的半導(dǎo)體器件中，已確認(rèn)在經(jīng)過1000個(gè)小時(shí)后，絕緣電阻等于或大于1X1(TQ，防止了銀(Ag)的離子遷移，并保證了半導(dǎo)體器件的高可靠性。本發(fā)明中的加熱條件(例如加熱溫度)不限于上述實(shí)例。根據(jù)第一導(dǎo)電粘 合劑20-1和第二導(dǎo)電粘合劑20-2的材料來適當(dāng)?shù)卮_定加熱條件(例如加熱溫 度)。雖然為了完整、清楚地公開而針對(duì)具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是所附 權(quán)利要求書不因此受限，而是應(yīng)解釋為包含實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的、 適當(dāng)落入這里提出的基本教導(dǎo)的所有變型和替代結(jié)構(gòu)。本專利申請(qǐng)基于2007年3月2日提出的日本在先專利申請(qǐng)No. 2007-52788，在此通過參考將該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容并入。 '
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子與布線板的電極通過導(dǎo)電粘合劑互相連接，所述導(dǎo)電粘合劑包括第一導(dǎo)電粘合劑；以及第二導(dǎo)電粘合劑，覆蓋所述第一導(dǎo)電粘合劑；其中，所述第一導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括銀；以及所述第二導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括從錫、鋅、鈷、鐵、鈀和鉑組成的群組中選擇的金屬。
2、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述第二導(dǎo)電粘合劑還包括樹脂。
3、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一導(dǎo)電粘合劑直接連接到所述布線板的所述電極。
4、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一導(dǎo)電粘合劑的所述導(dǎo)電填充物為銀或者含銀的混合物或 n五o
5、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第二導(dǎo)電粘合劑的所述導(dǎo)電填充物為錫或者含錫的混合物或A會(huì)
6、 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述樹脂由從環(huán)氧化合物、丙烯酸化合物、乙烯基化合物和熱固 性化合物組成的群組中選擇的材料制成。
7、 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括 底部填充材料，位于所述半導(dǎo)體元件與所述布線板之間的間隙內(nèi)。
8、 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述底部填充材料由從環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、 硅樹脂組成的群組中選擇的材料制成。
9、 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子上形成包含導(dǎo)電填充物的第一導(dǎo)電粘合 劑，所述導(dǎo)電填充物包括銀；在所述第一導(dǎo)電粘合劑的表面上形成第二導(dǎo)電粘合劑，所述第二導(dǎo)電粘 合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括從錫、鋅、鈷、鐵、鈀、鉑組成的群組中選擇的金屬；以及通過由所述第一導(dǎo)電粘合劑和所述第二導(dǎo)電粘合劑組成的導(dǎo)電粘合劑， 將所述半導(dǎo)體元件的所述外側(cè)連接端子連接到在布線板上形成的電極。
10、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述第一導(dǎo)電粘合劑之后，將所述第一導(dǎo)電粘合劑固化。
11、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述第二導(dǎo)電粘合劑之后，將所述第二導(dǎo)電粘合劑固化。
12、 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，當(dāng)通過調(diào)整工藝施加力時(shí)，將所述第二導(dǎo)電粘合劑固化。
13、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在將所述半導(dǎo)體元件的所述外側(cè)連接端子連接到在所述布線板上形成 的所述電極之前，在所述布線板上提供底部填充材料。
14、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在將所述半導(dǎo)體元件的所述外側(cè)連接端子連接到在所述布線板上形成 的所述電極之后，向所述半導(dǎo)體元件與所述布線板之間的間隙提供底部填充 材料。
15、 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，通過加熱來將所述半導(dǎo)體元件的所述外側(cè)連接端子連接到在所述布線板上形成的所述電極；在所述加熱的過程中，在所述第二導(dǎo)電粘合劑的外表面上形成包含在所 述第二導(dǎo)電粘合劑中的金屬的氧化物膜。
16、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第一導(dǎo)電粘合劑的所述導(dǎo)電填充物為銀或者含銀的混合物或合全 口龍。
17、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電粘合劑的所述導(dǎo)電填充物為錫或者含錫的混合物或A會(huì) 1=1五o
18、 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第二導(dǎo)電粘合劑還包括樹脂。
19、 如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述樹脂是由從環(huán)氧化合物、丙烯酸化合物、乙烯基化合物和熱 固性化合物組成的群組中選擇的材料制成。
20、 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述底部填充材料由從環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、 硅樹脂組成的群組中選擇的材料制成。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，在該半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體元件的外側(cè)連接端子與布線板的電極通過導(dǎo)電粘合劑互相連接，所述導(dǎo)電粘合劑包括第一導(dǎo)電粘合劑；以及第二導(dǎo)電粘合劑，覆蓋所述第一導(dǎo)電粘合劑；其中，所述第一導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括銀(Ag)；以及所述第二導(dǎo)電粘合劑包含導(dǎo)電填充物，所述導(dǎo)電填充物包括從錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、鉑(Pt)組成的群組中選擇的金屬。本發(fā)明能夠保證半導(dǎo)體器件的高可靠性。
文檔編號(hào)C09J9/02GK101256996SQ20081008236
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者西沢元亨 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社