[发明专利]用于制造半导体器件的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体器件的方法和设备，所述半导体器件具有倒装芯片结构。

背景技术

随着近年来半导体器件价格竞争的增强，强烈要求削减成本。为了满足该要求，开发了其中移除盖18和加强肋17(此后被称为“无盖结构”)的具有倒装芯片结构的半导体器件，而传统的具有倒装芯片结构的半导体器件配置有所述盖18和加强肋17。图1是示出传统的具有倒装芯片结构的半导体器件的示意图；以及图2是示出具有无盖结构的半导体器件的示意图。

下面将说明与传统的倒装芯片安装有关的文献。日本专利申请特开No.2000-1888362公开了一种安装结构的示例，其中，在诸如封装的布线基板上安装半导体元件的部分中，在倒装芯片安装时填充了填料。利用该方法，填料对布线基板的粘附强度通过在位于半导体元件周围形成的嵌边(fillet)部分的下部上的布线基板中形成沟槽来增强。

日本专利申请特开No.2000-277566公开了下述示例，在该示例中，裸IC芯片通过混合在各向异性的导电粘合剂的绝缘树脂中的导电颗粒而被连接至布线基板。该方法提出，通过在裸IC芯片上流动的各向异性的导电粘合剂的嵌边的外表面上形成大量突出物(不规则物)，在布线基板与电子部件之间的低机械接合强度或不良电连接在发生之前得以防止。

日本专利申请特开No.2005-217005公开了一种用于在基板与面朝下安装的半导体元件之间施加底部填充树脂的树脂施加设备。该设备配置有喷嘴和喷嘴移动单元，所述喷嘴用于注入底部填充树脂，所述喷嘴移动单元被设置成使得喷嘴沿着半导体元件与基板之间的边界附近移动；并且该设备其特征在于：用于固定基板的整个固定台与喷嘴的移动同步摆动。该构造的目的是在短时间内在半导体芯片的整个表面上均匀地施加树脂。

日本专利申请特开No.2007-194403公开了一种用于制造电子器件的设备，其中，在半导体芯片与安装基板之间的空间填充有底部填充剂。该设备包括测定单元和控制单元，所述测定单元用于测定在半导体芯片的侧面上的底部填充剂中形成的嵌边部分，所述控制单元用于当测定到的嵌边部分的宽度比合适的嵌边宽度窄时附加排出底部填充剂。

日本专利申请特开No.10-098075公开了一种用于安装半导体器件的方法，该方法用于将半导体芯片面朝下连接到布线基板。在该方法中，通过不将阻焊剂施加到半导体芯片安装位置以便扩大在半导体芯片与布线基板之间的空间，以及通过使用其外周覆盖有阻焊剂的布线基板，绝缘树脂容易渗入到所述空间中，以改善绝缘树脂的注入特性。

发明内容

在成本方面，无盖结构比传统结构更有利。另一方面，由于没有盖18和负责加固的加强肋17，所以无盖结构相对来说更易于物理变形等。因此，在某些条件下，会出现其中半导体芯片11或焊料块12破碎的现象而引起故障。需要抑制由这样的原因所引起的故障，并且需要提高半导体器件的可靠性。

将进一步详细说明与本发明有关的问题。在具有倒装芯片结构的半导体器件中，带有面朝下的电子电路表面的半导体芯片11被布置在布线结构13上。图3是示出具有无盖结构的半导体器件的示意图。半导体芯片11由焊料块12电连接至布线基板13。半导体芯片11与布线基板13之间的间隙填充有底部填充树脂14。底部填充树脂14被分成填充半导体芯片11与布线基板13之间的间隙的部分(此后被称为“芯片下树脂14a”)以及粘附到半导体芯片11的侧面的部分(此后被称为“嵌边14b”)。

当半导体器件的温度变化时，由于布线基板13与半导体芯片11之间的热膨胀系数差异而产生如图4所示的应变和应力。底部填充树脂14是具有调节的热膨胀系数的热固性有机树脂，并且利用树脂的弹性减少所产生的应变和应力，以保护焊料块12。

在下列步骤中将底部填充树脂14注入到在半导体芯片11与布线基板13之间的间隙中。使用具有以恒定速率排出树脂的能力的设备，并且排出树脂的针16沿着半导体芯片11的任意侧移动以注入树脂(此后该步骤被称为“I路径”)。通过如图6所示的毛细现象将注入的底部填充树脂14填充在半导体芯片11与布线基板13之间的间隙中。在已完全注入底部填充树脂14之后，如图7所示，使针16沿着半导体芯片11的全部侧面连续移动以注入树脂(此后该步骤被称为“O路径”)。通过这些步骤，能确保注入芯片下树脂14a，并且能在半导体芯片11的全部侧面上形成一致的嵌边14b。