JP2011249599A - Semiconductor packaging substrate and package structure using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor packaging substrate and a package structure using the same, which allows a fine bump to be formed and achieves strong adhesiveness of a seal material.SOLUTION: The semiconductor packaging substrate includes an electrode having at least two regions having different surface roughness such as a peripheral part 2a with larger surface roughness and a central part 2b with smaller surface roughness, which allows fine bumps to be formed with high accuracy on the central part 2b with smaller surface roughness and obtains strong adhesiveness between the periphery part 2a with large surface roughness and a seal material.

Description

本発明は、半導体実装基板およびそれを用いた実装構造体に関する。   The present invention relates to a semiconductor mounting substrate and a mounting structure using the same.

半導体素子などの電子部品を、セラミックやポリイミド等の基板上に実装する方法として、金属ナノ粒子を接合材料として用いた方法が注目されている。金属ナノ粒子とはAu、Ag、Cu、Sn等の100nm未満のサイズの金属粒子である。この金属ナノ粒子は、微細化により、表面活性度が高く且つ融点が低くなっており、低温(例えば150〜350℃)での焼結が可能である。   As a method for mounting an electronic component such as a semiconductor element on a substrate such as ceramic or polyimide, a method using metal nanoparticles as a bonding material has attracted attention. Metal nanoparticles are metal particles having a size of less than 100 nm, such as Au, Ag, Cu, and Sn. The metal nanoparticles have high surface activity and low melting point due to miniaturization, and can be sintered at a low temperature (for example, 150 to 350 ° C.).

また、金属ナノ粒子は、互いに結合してサイズが大きくなると、厚みがミリメートル単位以上である通常サイズの金属材料と同等の高い融点を有する。このため、金属ナノ粒子を用いた接合は、電子部品の実装時の熱ストレスの低減および実装後の耐熱温度の向上が要求される幅広い製品への適用に好適である。また、樹脂製導電ペースト(例えば、エポキシ系導電性接着剤)を使用して接合する場合と比較して、金属ナノ粒子を使用しての接合は、樹脂ではなく金属を溶融して接合が行われる。したがって、抵抗率が低く、接合強度の大きい、より優れた接合が実現される。   In addition, when the metal nanoparticles are bonded to each other and have a large size, the metal nanoparticles have a high melting point equivalent to that of a metal material of a normal size having a thickness of millimeter units or more. For this reason, joining using metal nanoparticles is suitable for application to a wide range of products that require reduction of thermal stress during mounting of electronic components and improvement of heat-resistant temperature after mounting. Compared to bonding using resin conductive paste (for example, epoxy-based conductive adhesive), bonding using metal nanoparticles is performed by melting metal instead of resin. Is called. Therefore, a more excellent bonding with a low resistivity and a high bonding strength is realized.

金属ナノ粒子のペースト(以下「ナノ粒子ペースト」とも呼ぶ)を塗布する方法としてインクジェット法が挙げられる。インクジェット法は、スクリーン印刷等のように印刷に供されないペーストが生じてペーストを大量に消費するという問題がないため、ペーストの消費量が少ないという点で優れている。   As a method of applying a metal nanoparticle paste (hereinafter also referred to as “nanoparticle paste”), an inkjet method may be used. The ink jet method is excellent in that the amount of paste consumed is small because there is no problem that a paste that is not used for printing, such as screen printing, is generated and the paste is consumed in large quantities.

しかしながら、インクジェット法では、着弾したインクジェットの液滴が、射出されたインク粒子径よりも濡れ広がって大きくなるため、微細なパターンを高精度に形成することができないという問題があった。   However, the ink jet method has a problem in that a fine pattern cannot be formed with high accuracy because the landed ink jet droplets become larger than the ejected ink particle diameter.

このような問題を解決する、インクジェット法によるパターン形成方法も、既に提案されている(例えば、特許文献1参照)。図8(a)は、特許文献1に記載された従来の基板の平面図を示し、図8(b)は図8(a)のA−A断面図を示す。   A pattern forming method by an ink jet method that solves such a problem has already been proposed (see, for example, Patent Document 1). FIG. 8A shows a plan view of a conventional substrate described in Patent Document 1, and FIG. 8B shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

特許文献1に記載の方法では、インクジェット法によるペーストの塗布に先立って、基材上に表面粗さの大きい高濡れ性領域200aと、表面粗さの小さい低濡れ性領域200bを形成する。着弾したインクは、濡れ性の差によって高濡れ性領域に引き込まれ、低濡れ性領域への濡れ広がりが抑えられる。そのため、高精度でパターニングを行うことが可能となる。   In the method described in Patent Document 1, a high wettability region 200a having a large surface roughness and a low wettability region 200b having a small surface roughness are formed on a substrate prior to application of a paste by an inkjet method. The landed ink is drawn into the high wettability region due to the difference in wettability, and the wetting spread to the low wettability region is suppressed. Therefore, patterning can be performed with high accuracy.

特開2009−71037号公報JP 2009-71037 A

上記の従来の方法は、基板側で電極を形成しようとする部分の濡れ性を高めるとともに、電極を形成しない部分の濡れ性を低くし、必要な部分以外へのペーストの広がりを抑制しようとする技術思想による。   The conventional method described above increases the wettability of the portion where the electrode is to be formed on the substrate side, reduces the wettability of the portion where the electrode is not formed, and suppresses the spread of the paste to other than the necessary portion. According to technical thought.

しかしながら、この従来方法は、電極上に微細なバンプのパターンを形成して半導体素子を接合し、さらに封止材料で封止する場合には以下の課題を有する。つまり、電極上にバンプを形成する場合に前記従来の方法を適用すると、バンプを形成する部分の表面粗さを大きくし、バンプを形成しない部分の表面粗さを小さくすることとなる。すなわち、電極上でバンプを形成していない領域の表面粗さは小さい。   However, this conventional method has the following problems when a fine bump pattern is formed on an electrode to join a semiconductor element and further seal with a sealing material. In other words, when the conventional method is applied when bumps are formed on the electrodes, the surface roughness of the portions where the bumps are formed is increased, and the surface roughness of the portions where the bumps are not formed is decreased. That is, the surface roughness of the region where no bump is formed on the electrode is small.

このため、半導体素子の保護およびバンプの補強のために、半導体素子と電極基板を接合後に封止を行うと、封止材料と電極との間の接着性が低くなる。なぜなら、表面粗さの小さい領域と封止材料の濡れ性が低いからである。結果、電極と封止材料との間で十分な機械的締結力が得られないという課題を有している。   For this reason, if the sealing is performed after the semiconductor element and the electrode substrate are bonded together to protect the semiconductor element and reinforce the bump, the adhesion between the sealing material and the electrode is lowered. This is because the wettability of the region having a small surface roughness and the sealing material is low. As a result, there is a problem that a sufficient mechanical fastening force cannot be obtained between the electrode and the sealing material.

一方、電極上の表面粗さを大きくし、濡れ性を高めると、ペーストの濡れ広がりにより微細なバンプのパターンを形成するのが困難となるだけでなく、封止材料が半導体素子と基板の間に入り込む。封止材料も電極上に濡れ広がるからである。結果、熱による封止材料の膨張・収縮によって、電極と半導体素子の間の導電性の信頼性が低下するという課題を有する。   On the other hand, when the surface roughness on the electrode is increased and the wettability is increased, it becomes difficult not only to form a fine bump pattern due to the wet spread of the paste, but also the sealing material is formed between the semiconductor element and the substrate. Get in. This is because the sealing material also spreads on the electrode. As a result, there is a problem that the reliability of the conductivity between the electrode and the semiconductor element is lowered due to expansion / contraction of the sealing material due to heat.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、微細なバンプを形成でき、なおかつ封止材料の強固な接着性を達成することができる半導体実装基板およびそれを用いた実装構造体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a semiconductor mounting substrate that can form fine bumps and that can achieve strong adhesion of a sealing material, and a mounting structure using the same. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は、表面粗さが大きい周縁部と、表面粗さが小さい中央部の少なくとも二つの表面粗さの異なる領域を持つ電極を有した半導体実装基板を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor mounting substrate having an electrode having at least two regions having different surface roughnesses, a peripheral portion having a large surface roughness and a central portion having a small surface roughness. .

より具体的には、本発明の半導体実装基板は、
半導体素子が実装される中央部と、
前記中央部の周囲を囲む周縁部とからなる電極を有する半導体実装基板であって、
前記周縁部の表面粗さが、前記中央部より大きい半導体実装基板を提供する。
More specifically, the semiconductor mounting substrate of the present invention is
A central portion where the semiconductor element is mounted;
A semiconductor mounting substrate having an electrode composed of a peripheral portion surrounding the periphery of the central portion,
Provided is a semiconductor mounting substrate in which the peripheral portion has a surface roughness larger than that of the central portion.

本発明の好ましい形態の半導体実装基板においては、同一の前記電極面で、最も表面粗さの大きい領域の算術平均粗さ(Ra)が、最も表面粗さの小さい領域の算術平均粗さ(Ra)よりも50nm以上大きい。   In the semiconductor mounting substrate according to a preferred embodiment of the present invention, the arithmetic average roughness (Ra) of the region having the largest surface roughness is the arithmetic average roughness (Ra) of the region having the smallest surface roughness on the same electrode surface. ) Larger than 50 nm.

本発明の別の好ましい形態の半導体実装基板においては、前記中央部は半導体素子が実装される領域であり、前記周縁部は中央部の周囲を囲む領域である。   In another preferred embodiment of the semiconductor mounting substrate of the present invention, the central portion is a region where a semiconductor element is mounted, and the peripheral portion is a region surrounding the periphery of the central portion.

本発明の別の好ましい形態の半導体実装基板においては、前記電極がAu、またはAu合金、或いはAg、またはAg合金、或いはCu、またはCu合金から構成されている。   In another preferred embodiment of the semiconductor mounting substrate of the present invention, the electrode is made of Au, Au alloy, Ag, Ag alloy, Cu, or Cu alloy.

本発明の別の好ましい形態の半導体実装基板においては、基材がアルミナまたは窒化アルミニウムから構成されている。   In another preferred embodiment of the semiconductor mounting substrate of the present invention, the base material is made of alumina or aluminum nitride.

また、本発明は、表面粗さが大きい周縁部と、表面粗さが小さい中央部の少なくとも二つの表面粗さの異なる領域を持つ電極を有した半導体実装基板を用いた実装構造体を提供する。   The present invention also provides a mounting structure using a semiconductor mounting substrate having electrodes having at least two regions having different surface roughnesses, a peripheral portion having a large surface roughness and a central portion having a small surface roughness. .

本発明の好ましい形態の実装構造体においては、前記半導体実装基板の電極と前記半導体素子とを電気的に接合するバンプがペーストで形成され、前記半導体素子が封止材料により封止されている。   In a mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention, bumps for electrically joining the electrodes of the semiconductor mounting substrate and the semiconductor elements are formed of paste, and the semiconductor elements are sealed with a sealing material.

本発明の別の好ましい形態の実装構造体においては、前記半導体実装基板の電極の中央部と前記半導体素子との間に、前記封止材料が存在しない領域を持つ。   In another preferred embodiment of the mounting structure of the present invention, a region where the sealing material does not exist is provided between the central portion of the electrode of the semiconductor mounting substrate and the semiconductor element.

本発明の別の好ましい形態の実装構造体においては、前記半導体実装基板の電極の周縁部の略全面が前記封止材料に覆われている。   In another preferred embodiment of the mounting structure of the present invention, substantially the entire periphery of the electrode of the semiconductor mounting substrate is covered with the sealing material.

本発明の好ましい形態の実装構造体においては、前記ペーストがAu、またはAu合金、或いはAg、またはAg合金、或いはCu、またはCu合金の金属粒子を含む。   In a mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention, the paste includes metal particles of Au, Au alloy, Ag, Ag alloy, Cu, or Cu alloy.

本発明の別の好ましい形態の実装構造体においては、前記ペーストが金属ナノ粒子のペーストである。   In another preferred embodiment of the mounting structure of the present invention, the paste is a metal nanoparticle paste.

本発明の別の好ましい形態の実装構造体においては、前記半導体素子はLED素子である。   In another preferred embodiment of the mounting structure of the present invention, the semiconductor element is an LED element.

本発明の半導体実装基板によれば、基板電極中のバンプを形成する領域の表面粗さが小さいため、ペーストが電極に着弾した際の濡れ広がりを抑えられるので、微細なバンプを高精度で形成できる。また、基板電極と封止材料が接する領域の表面粗さは大きいため、基板電極と封止材料との間で強固な機械的締結力、すなわち接着性を達成することができる。   According to the semiconductor mounting substrate of the present invention, since the surface roughness of the bump forming region in the substrate electrode is small, the spread of wetting when the paste lands on the electrode can be suppressed, so that fine bumps can be formed with high accuracy. it can. Moreover, since the surface roughness of the area | region where a board | substrate electrode and a sealing material contact | connect is large, the strong mechanical fastening force, ie, adhesiveness, can be achieved between a board | substrate electrode and a sealing material.

また、封止の際に、封止材料は表面粗さの大きい領域には濡れ広がりやすく、バンプが形成された表面粗さの小さい領域には濡れ広がりにくい。これにより、半導体素子と基板との間への封止材料の入り込みを抑制することができ、封止材料の膨張収縮に伴うバンプの変形による電気的接続の信頼性低下を防ぐことができる。   Further, at the time of sealing, the sealing material easily spreads in a region having a large surface roughness, and hardly spreads in a region having a small surface roughness on which bumps are formed. As a result, the sealing material can be prevented from entering between the semiconductor element and the substrate, and the reliability of the electrical connection due to the deformation of the bump accompanying the expansion and contraction of the sealing material can be prevented.

本発明の実施の形態に係る半導体実装基板の概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the semiconductor mounting substrate which concerns on embodiment of this invention. 上記実施の形態のより好ましい形態に係る半導体実装基板の概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the semiconductor mounting board | substrate which concerns on the more preferable form of the said embodiment. 上記実施の形態の別のより好ましい形態に係る半導体実装基板の概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the semiconductor mounting board | substrate which concerns on another more preferable form of the said embodiment. 本発明の半導体実装基板の製造方法の手順を示す断面図。Sectional drawing which shows the procedure of the manufacturing method of the semiconductor mounting board of this invention. 本発明の半導体実装基板の別の製造方法の手順を示す断面図。Sectional drawing which shows the procedure of another manufacturing method of the semiconductor mounting substrate of this invention. 本発明の実施の形態に係る実装構造体の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the mounting structure which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る実装構造体の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the mounting structure which concerns on embodiment of this invention. 特許文献1に記載された従来の基板の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the conventional board | substrate described in patent document 1. FIG.

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る半導体実装基板100の概略構成を示す図であり、図1(a)は半導体実装基板100の平面図、図1(b)は図1(a)の半導体実装基板100にペーストを塗布しバンプ8を形成した状態を示す平面図、図1(c)は図1(b)のA−A断面図である。なお、ここでは、半導体実装基板100上にはLED素子が搭載されるとして説明する。また、半導体実装基板100は単に基板100とも呼ぶ。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor mounting substrate 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the semiconductor mounting substrate 100, and FIG. 1 (b) is FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1B, showing a state in which a paste is applied to the semiconductor mounting substrate 100 and bumps 8 are formed. Here, it is assumed that an LED element is mounted on the semiconductor mounting substrate 100. The semiconductor mounting substrate 100 is also simply referred to as a substrate 100.

基板100の基材1は、例えばアルミナ基板や窒化アルミニウム基板等の放熱性のよい素材が好適に用いられる。その他、メタルコア基板、およびメタルベース基板のような高放熱基板を用いることもできる。基板100の基材1上には、電極2(2pと2n)が形成される。なお、以後電極2p、2nを合わせて示す場合は単に「電極2」という。   As the base material 1 of the substrate 100, a material having good heat dissipation such as an alumina substrate or an aluminum nitride substrate is preferably used. In addition, a high heat dissipation substrate such as a metal core substrate and a metal base substrate can be used. On the base material 1 of the substrate 100, electrodes 2 (2p and 2n) are formed. Hereinafter, the electrodes 2p and 2n are also referred to simply as “electrode 2”.

LED素子は、P型電極とN型電極の2つの電極を持ち、光の取り出し効率を高めるために、P型電極の面積が、N型電極の面積よりも大きく構成される。そのため、基板に実装する半導体素子がLED素子であるときには、図1に示すように、1つのLED素子に対して、基板100の基材1上に2つの面積の異なる電極2を形成する。   The LED element has two electrodes, a P-type electrode and an N-type electrode, and the area of the P-type electrode is configured to be larger than the area of the N-type electrode in order to increase the light extraction efficiency. Therefore, when the semiconductor element mounted on the substrate is an LED element, two electrodes 2 having different areas are formed on the base material 1 of the substrate 100 for one LED element, as shown in FIG.

電極2は、例えばAu(金)、Ag(銀)、Cu(銅)もしくはAl(アルミニウム)、またはそれらの合金から形成することができる。ただし、後に電極2上に形成するバンプ8との接合性を考慮するならば、電極2は、酸化しにくいAuもしくはAu合金から形成されるか、または表面をAuまたはAu合金によりコーティングした金属とするのが好ましい。電極2は、例えばめっき法、蒸着法等により形成することができる。   The electrode 2 can be formed from, for example, Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), or an alloy thereof. However, considering the bonding property with the bumps 8 to be formed on the electrode 2 later, the electrode 2 is formed of Au or an Au alloy which is not easily oxidized, or a metal whose surface is coated with Au or an Au alloy. It is preferable to do this. The electrode 2 can be formed by, for example, a plating method or a vapor deposition method.

図1(a)を参照して、P型電極が接続される電極2pは、表面粗さの大きい周縁部2paと、表面粗さの小さい中央部2pbから構成されている。N型電極が接続される電極2nについても同様に周縁部2naと中央部2nbから構成される。なお、以後P型電極とN型電極を区別せず周縁部と中央部を表す場合は、単に周縁部2a、中央部2bと呼ぶ。中央部2bは、バンプが形成され、半導体素子が実装される領域であり、周縁部2aは中央部2bの周囲を囲む領域である。表面粗さの小さい中央部2aの周囲には、表面粗さの大きい周縁部2bが形成される。また、電極2pと電極2nの間には絶縁領域2iが形成されている。   Referring to FIG. 1A, an electrode 2p to which a P-type electrode is connected is composed of a peripheral portion 2pa having a large surface roughness and a central portion 2pb having a small surface roughness. Similarly, the electrode 2n to which the N-type electrode is connected is composed of a peripheral portion 2na and a central portion 2nb. Hereinafter, when the peripheral part and the central part are expressed without distinguishing between the P-type electrode and the N-type electrode, they are simply referred to as the peripheral part 2a and the central part 2b. The central portion 2b is a region where a bump is formed and a semiconductor element is mounted, and the peripheral portion 2a is a region surrounding the central portion 2b. A peripheral edge 2b having a large surface roughness is formed around the central part 2a having a small surface roughness. An insulating region 2i is formed between the electrode 2p and the electrode 2n.

次に表面粗さの効果について詳説する。表面粗さが濡れ性に及ぼす影響は、次のWenzelの式で表される。
cosθ’=rcosθ
ここで、θは平滑面、θ’は微小な凹凸を持つ固体表面の接触角の値である。また、rは見かけの表面積に対する実際の表面積の割合であり、粗さなどによる微小な凹凸がある面では、平滑面の場合に比べて実質的な表面積が大きいためr≧1である。この式は、滑らかな表面に対してθの接触角を有する液体は、微小な凹凸がある面上では、角度θ’で接触すると教えている。そして、r≧1であるので、明らかにθ’<θである。
Next, the effect of surface roughness will be described in detail. The effect of surface roughness on wettability is expressed by the following Wenzel equation.
cos θ ′ = r cos θ
Here, θ is a smooth surface, and θ ′ is a value of a contact angle of a solid surface having minute unevenness. In addition, r is the ratio of the actual surface area to the apparent surface area, and r ≧ 1 because the actual surface area is larger on the surface with minute irregularities due to roughness or the like than on the smooth surface. This equation teaches that a liquid having a contact angle of θ on a smooth surface will contact at an angle θ ′ on a surface with minute irregularities. Since r ≧ 1, clearly θ ′ <θ.

つまり、この式によると、表面の化学組成が同じ場合、ある液体と滑らかな表面との接触角が90°以下ならば、微小な凹凸がある面の方が滑らかな表面よりも該液体に濡れ易いことを教える。すなわち、ある固体表面に濡れ易い液体は、固体表面の粗さが大きいほど、より濡れ易くなる。逆に言うと、固体表面の粗さが小さければ広がりにくいということである。   That is, according to this formula, when the chemical composition of the surface is the same, if the contact angle between a liquid and a smooth surface is 90 ° or less, the surface with minute irregularities is wetted by the liquid rather than the smooth surface. Teach it easy. That is, a liquid that easily wets a solid surface becomes more easily wet as the solid surface has a larger roughness. Conversely, if the roughness of the solid surface is small, it is difficult to spread.

したがって、電極の表面粗さの小さい領域2bにペーストを塗布することで、塗布した際のペーストの濡れ広がりを防ぐことができ、ストライプ状、ドット状といった微細なパターンを形成することができる。また、電極周縁部の表面粗さを大きくすることにより、封止材料と基板電極との機械的締結力が強まり、封止材料の強固な接着性を達成することができる。   Therefore, by applying the paste to the region 2b where the surface roughness of the electrode is small, it is possible to prevent the paste from spreading when applied, and a fine pattern such as a stripe shape or a dot shape can be formed. Moreover, by increasing the surface roughness of the electrode peripheral portion, the mechanical fastening force between the sealing material and the substrate electrode is increased, and the strong adhesion of the sealing material can be achieved.

また、周縁部2aの表面粗さを大きくすることにより、封止時に封止材料が表面粗さの大きい周縁部2aには濡れ広がる。しかし封止材料は、表面粗さの小さい中央部2bには濡れ広がりにくくなる。これにより、半導体素子と基板の間への封止材料の入り込みを抑制することができ、封止樹脂の膨張および収縮による電気的接続の信頼性低下を防ぐことができる。   Further, by increasing the surface roughness of the peripheral edge 2a, the sealing material wets and spreads to the peripheral edge 2a having a large surface roughness during sealing. However, the sealing material is difficult to wet and spread in the central portion 2b having a small surface roughness. Thereby, the entrapment of the sealing material between the semiconductor element and the substrate can be suppressed, and the reliability of the electrical connection due to the expansion and contraction of the sealing resin can be prevented.

なお、封止時の半導体素子と基板の間への封止材料の入り込みを抑制するには、周縁部の表面粗さと、中央部の表面粗さの差は大きくすることが好ましい。具体的には、周縁部の算術平均粗さ(Ra)が、中央部の算術平均粗さ(Ra)よりも50nm以上大きいことが好ましい。   In order to suppress the entry of the sealing material between the semiconductor element and the substrate at the time of sealing, it is preferable to increase the difference between the surface roughness of the peripheral portion and the surface roughness of the central portion. Specifically, it is preferable that the arithmetic average roughness (Ra) of the peripheral portion is 50 nm or more larger than the arithmetic average roughness (Ra) of the central portion.

次に電極2の構成について詳説する。再び図1を参照して、表面粗さの小さい領域(中央部2b)の広さは、半導体素子電極領域より広いことが好ましい。ここで「半導体素子電極領域」とは、半導体素子の電極に接続されるバンプの全てを含む外縁で囲まれた領域を意味する。例えば、中央部2pbはLED素子側のP型電極に接続されるバンプ8の全てを含む外縁で囲まれた領域より広い。また、中央部2nbはLED素子側のN型電極に接続されるバンプの全てを含む外縁で囲まれた領域より広い。   Next, the configuration of the electrode 2 will be described in detail. Referring to FIG. 1 again, the area of the small surface roughness (central portion 2b) is preferably wider than the semiconductor element electrode area. Here, the “semiconductor element electrode region” means a region surrounded by an outer edge including all the bumps connected to the electrodes of the semiconductor element. For example, the central portion 2pb is wider than the region surrounded by the outer edge including all the bumps 8 connected to the P-type electrode on the LED element side. The central portion 2nb is wider than a region surrounded by an outer edge including all the bumps connected to the N-type electrode on the LED element side.

このように、中央部2bを半導体素子電極領域より広くすることで、バンプ8の面積を大きくすることができ、電極と半導体素子の間で十分な接合強度を確保することができる。また、中央部2bを半導体素子電極領域より広くすれば、周縁部2aに配設される封止材料が半導体素子と電極2bの間に濡れ広がりにくくなる。   Thus, by making the central portion 2b wider than the semiconductor element electrode region, the area of the bump 8 can be increased, and sufficient bonding strength can be ensured between the electrode and the semiconductor element. If the central portion 2b is wider than the semiconductor element electrode region, the sealing material disposed on the peripheral edge portion 2a is less likely to spread between the semiconductor element and the electrode 2b.

また、中央部2bは決められた広さの基材1上で、周縁部2aが十分広く確保できる程度には狭いことが好ましい。電極(周縁部2a)と封止材料の間の接着面積を広くし、接合強度を確保するためである。結果、半導体素子使用時の信頼性が向上する。   Moreover, it is preferable that the center part 2b is narrow to such an extent that the peripheral part 2a can be ensured sufficiently wide on the base material 1 having a determined width. This is because the bonding area between the electrode (peripheral portion 2a) and the sealing material is widened to ensure the bonding strength. As a result, the reliability when using a semiconductor element is improved.

なお、周縁部2aはすべて封止材料で覆われる必要はなく、封止材料で封止された外側に周縁部2aが露出していてもよい。封止されていない周縁部2aを外部の通電路として利用する場合もあるからである。   The peripheral edge 2a does not need to be entirely covered with the sealing material, and the peripheral edge 2a may be exposed on the outer side sealed with the sealing material. This is because the unsealed peripheral edge 2a may be used as an external energization path.

図2を参照して、中央部2bと周縁部2aの他の形態について説明する。図2では、P型電極が接合する中央部2pbとN型電極が接合する中央部2nbの一部に周縁部2aがない部分が存在する。これはP型電極とN型電極の間には、絶縁領域2iが存在するためである。絶縁領域2iは基材1もしくは絶縁材料が露出しているので、表面の化学組成が電極表面とは異なるためペーストの濡れ性は著しく異なる。つまり、ペーストのはみ出しによる電極間のショートは防止される。図2の実施形態では、絶縁材料(表面の化学組成が電極と異なるもの)の存在が、周縁部2aの代わりを果たしているとも言える。   With reference to FIG. 2, the other form of the center part 2b and the peripheral part 2a is demonstrated. In FIG. 2, there is a portion where the peripheral portion 2a is not present in a part of the central portion 2pb where the P-type electrode is joined and the central portion 2nb where the N-type electrode is joined. This is because the insulating region 2i exists between the P-type electrode and the N-type electrode. Since the base material 1 or the insulating material is exposed in the insulating region 2i, the wettability of the paste is remarkably different because the chemical composition of the surface is different from that of the electrode surface. That is, a short circuit between the electrodes due to the paste protruding is prevented. In the embodiment of FIG. 2, it can be said that the presence of an insulating material (having a surface chemical composition different from that of the electrode) plays a role of the peripheral edge 2a.

以上の実施形態から、中央部2bは表面の化学組成が電極と異なるものが隣接する場合は、周縁部2aで囲まれていない部分があっても、周縁部2aで囲まれていると言える。これは、半導体の電極に接続されるバンプの全てを含む外縁で囲まれた領域は、極性の異なる電極毎を意味するだけでなく、極性の異なる電極に接続されるバンプの全てを含む外縁で囲まれた領域を意味しても良いとも言い換えることができる。また、このように言い換えても、図1の実施形態となんらの矛盾も起こさない。   From the embodiments described above, it can be said that the central portion 2b is surrounded by the peripheral edge portion 2a even when there is a portion not surrounded by the peripheral edge portion 2a when the surface chemical composition is different from that of the electrode. This is because the region surrounded by the outer edge including all of the bumps connected to the semiconductor electrode not only means each electrode having a different polarity but also an outer edge including all of the bumps connected to the electrode having different polarities. In other words, it may mean an enclosed area. Also, in other words, no contradiction occurs with the embodiment of FIG.

次に図3を参照して、他の実施形態について説明する。図3(a)、(b)では、中央部2pbおよび2nbに、形成するバンプと同じパターンの表面粗さの大きい領域3が形成されている。なお、P型電極のためのバンプを形成する部分を領域3pとし、N型電極のためのバンプを形成する部分を領域3nとよぶ。また、領域3pと3nをまとめて表現する場合は単に領域3と呼ぶ。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In FIGS. 3A and 3B, regions 3 having the same surface roughness as the bumps to be formed are formed in the central portions 2pb and 2nb. A portion where a bump for the P-type electrode is formed is referred to as a region 3p, and a portion where the bump for the N-type electrode is formed is referred to as a region 3n. Further, when the regions 3p and 3n are expressed together, they are simply referred to as region 3.

バンプを形成する部分の表面粗さを大きくすることで、この部分でのペーストの濡れ性が高まるとともに、周囲の表面粗さの小さい部分に阻まれてバンプパターン以外への濡れ広がりは抑制される。結果パターン通りのバンプを形成することができる。   By increasing the surface roughness of the part where the bumps are formed, the wettability of the paste at this part is increased, and the spread of wetting to areas other than the bump pattern is suppressed by being blocked by the part with a small surface roughness. . Bumps according to the result pattern can be formed.

このように、中央部2bの内部には、表面粗さの大きな部分があってもよい。また、中央部2bの内部に形成される領域3は、その周囲を表面粗さの小さい電極で囲まれている必要がある。周縁部2aからの封止材料の広がりを防止するためである。ただし、図2で説明したように、絶縁領域2iに隣接する場合は、表面粗さの小さい領域に隣接していなくてもよい。   Thus, there may be a portion having a large surface roughness inside the central portion 2b. Further, the region 3 formed inside the central portion 2b needs to be surrounded by an electrode having a small surface roughness. This is to prevent the sealing material from spreading from the peripheral edge 2a. However, as described with reference to FIG. 2, when adjacent to the insulating region 2 i, it may not be adjacent to a region having a small surface roughness.

次に電極に表面粗さの異なる領域を形成する方法について説明する。基板電極に粗さの異なる領域を形成するには、粗さが大きい電極に、粗さの小さい領域を形成してもよいし、粗さの小さい電極に粗さの大きい領域を形成してもよい。   Next, a method for forming regions having different surface roughness on the electrode will be described. In order to form a region having different roughness on the substrate electrode, a region having a small roughness may be formed on an electrode having a large roughness, or a region having a large roughness may be formed on an electrode having a small roughness. Good.

粗さの小さい電極に粗さの大きい領域を形成する方法としては、例えば、紫外線の照射、プラズマやコロナ放電による処理、図4(a)〜(c)に示すようにジグ4aを押し付ける加工等が挙げられる。   Examples of a method of forming a region having a large roughness on an electrode having a small roughness include, for example, ultraviolet irradiation, plasma or corona discharge treatment, and processing to press the jig 4a as shown in FIGS. Is mentioned.

図4(a)を参照して、基材1上に予め蒸着やスパッタ法、若しくはめっき法などで表面粗さの小さな電極地20bを形成しておく。そして、周縁部2aに対応し、表面が所定の粗さに加工されたジグ4aを用意する。   Referring to FIG. 4A, an electrode base 20b having a small surface roughness is formed on the substrate 1 in advance by vapor deposition, sputtering, plating, or the like. Then, a jig 4a whose surface is processed to a predetermined roughness corresponding to the peripheral edge 2a is prepared.

図4(b)を参照して、電極地20b上からジグ4aを押し当て加圧する。すると、ジグ4aの表面が電極地20b上に転写され、表面粗さの大きな部分が周縁部2aとして形成される。ジグ4aが押し当てられなかった部分は中央部2bとして残る。   With reference to FIG.4 (b), the jig 4a is pressed and pressed from the electrode base 20b. Then, the surface of the jig 4a is transferred onto the electrode base 20b, and a portion having a large surface roughness is formed as the peripheral edge 2a. The portion where the jig 4a is not pressed remains as the central portion 2b.

また、粗さの大きい電極に粗さの小さい領域を形成する方法としては、例えば、切削や研磨、図5(a)〜(c)に示すようにジグ4bを押し付ける加工等が挙げられる。   Moreover, as a method of forming a region having a small roughness on an electrode having a large roughness, for example, cutting or polishing, a process of pressing the jig 4b as shown in FIGS.

図5(a)を参照して、基材1には予め表面粗さの大きな電極地20aを形成しておく。具体的には、基材1の表面粗さを大きく形成しておき、そこに蒸着法やスパッタ法、あるいはめっき法などで電極を形成することで実現できる。   With reference to Fig.5 (a), the electrode base 20a with a large surface roughness is previously formed in the base material 1. FIG. Specifically, it can be realized by forming the surface roughness of the substrate 1 large and forming electrodes thereon by vapor deposition, sputtering, plating or the like.

次に、中央部に対応するジグ4bを用意する。ジグ4bは、中央部を形成するためのジグであるからその表面粗さは十分に小さいものとする。そして、ジグ4bを電極地20aの表面に押し付ける(図5(b))。   Next, a jig 4b corresponding to the central portion is prepared. Since the jig 4b is a jig for forming the central portion, the surface roughness thereof is sufficiently small. Then, the jig 4b is pressed against the surface of the electrode base 20a (FIG. 5B).

ジグ4bの表面が転写された電極地20a上では、ジグ4bが押し付けられた部分が中央部2bとして形成され、ジグ4bが押し付けられなかった部分が周縁部2aとして残る。   On the electrode base 20a to which the surface of the jig 4b is transferred, a portion where the jig 4b is pressed is formed as the central portion 2b, and a portion where the jig 4b is not pressed remains as the peripheral portion 2a.

なお、粗さの大きい電極に粗さの小さい領域を形成すると、図5(c)に示すように、ペーストを塗布する領域である中央部2bの領域の高さが、粗さの大きい周縁部2aの領域の高さよりも低くなる。その結果、図4で示した表面粗さの小さい領域上に表面粗さの大きな領域を形成する場合と比較して、周縁部2aの領域へのペーストの濡れ広がりやはみ出しを防ぐことができる。つまり、粗さの小さい電極に粗さの大きい領域を形成するよりも、粗さの大きい電極に粗さの小さい領域を形成する方が好ましい。   In addition, when a low roughness region is formed on a high roughness electrode, as shown in FIG. 5C, the height of the region of the central portion 2b, which is a region where the paste is applied, is high. It becomes lower than the height of the region 2a. As a result, compared with the case where a region having a large surface roughness is formed on the region having a small surface roughness shown in FIG. 4, it is possible to prevent the paste from spreading and protruding into the region of the peripheral edge 2a. In other words, it is preferable to form a region with a small roughness on an electrode with a large roughness rather than a region with a large roughness on an electrode with a small roughness.

以上のように、1つの電極2は、表面粗さの大きい周縁部2aと、表面粗さの小さい中央部2bから構成されている形態について説明をしたが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば例示していないが本発明では1つの電極2が、粗さの異なる3つ以上の領域から構成される場合を含むのは言うまでもない。   As described above, one electrode 2 has been described with respect to the form constituted by the peripheral portion 2a having a large surface roughness and the central portion 2b having a small surface roughness. However, in a range not departing from the gist of the present invention. The invention is not limited to the above embodiment. For example, although not illustrated, it goes without saying that the present invention includes a case where one electrode 2 is composed of three or more regions having different roughnesses.

次に本発明にかかわる実装構造体について説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る実装構造体5の概略構成を示す断面図である。半導体素子6は、端子7が基板1の電極2a、2bと対向するように配置されており、その状態で電導体からなるバンプ8により端子7と電極の表面粗さの小さい領域(中央部2b)とが接合されている。   Next, a mounting structure according to the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the mounting structure 5 according to the embodiment of the present invention. The semiconductor element 6 is arranged so that the terminal 7 faces the electrodes 2a and 2b of the substrate 1, and in this state, the bumps 8 made of a conductor form a region (central portion 2b) where the surface roughness of the terminals 7 and the electrodes is small. ) And are joined.

端子7は、例えばAu(金)、Ag(銀)、Cu(銅)もしくはAl(アルミニウム)、またはそれらの合金から形成することができる。ただし、バンプ8との接合性を考慮するならば、端子7は、酸化しにくいAuもしくはAu合金から形成されるか、または表面をAuまたはAu合金によりコーティングした金属とするのが好ましい。   The terminal 7 can be formed from, for example, Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), or an alloy thereof. However, considering the bondability with the bump 8, it is preferable that the terminal 7 is made of Au or an Au alloy which is not easily oxidized, or a metal whose surface is coated with Au or an Au alloy.

半導体素子6は、封止材料9によって封止されている。封止材料9は透光性樹脂から構成されており、透過性樹脂中に蛍光体を分散させることができる。透過性樹脂として、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂は耐光性が良好である上、硬化前の流動性が高いため、後述する製造工程において充填を容易に行うことができるため好ましい。なお、より具体的にシリコーン樹脂としては、信越化学工業株式会社製のLED用シリコーン材料LPS-3412(商品名)が好適に用いることができる。   The semiconductor element 6 is sealed with a sealing material 9. The sealing material 9 is made of a translucent resin, and the phosphor can be dispersed in the translucent resin. Examples of the permeable resin include a silicone resin and an epoxy resin. Among these, a silicone resin is preferable because it has good light resistance and high fluidity before curing, and can be easily filled in a manufacturing process described later. In addition, as a silicone resin, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. LED silicone material LPS-3412 (trade name) can be suitably used.

なお、本明細書では、半導体素子6はLED素子である場合について説明を行っているが、半導体素子がLED素子でない場合は、封止材料は透過性樹脂でなくてもよい。   In the present specification, the case where the semiconductor element 6 is an LED element is described. However, when the semiconductor element is not an LED element, the sealing material may not be a transmissive resin.

本発明の実装構造体5は、本発明の半導体実装基板を用いるので、半導体素子6の端子7の中央部で、端子7と基板電極2bの間には封止樹脂が存在しない。少なくとも、基板電極2bの中央部分には、封止樹脂がなく、周辺部に位置するバンプ8まで封止樹脂が存在してもよい。これにより、封止材料の膨張収縮に伴うバンプの変形による電気的接続の信頼性低下を防ぐことができる。   Since the mounting structure 5 according to the present invention uses the semiconductor mounting substrate according to the present invention, there is no sealing resin between the terminal 7 and the substrate electrode 2 b at the center of the terminal 7 of the semiconductor element 6. At least in the central portion of the substrate electrode 2b, there is no sealing resin, and the sealing resin may exist up to the bumps 8 located in the peripheral portion. As a result, it is possible to prevent a decrease in the reliability of the electrical connection due to the deformation of the bump accompanying expansion and contraction of the sealing material.

次に、本実施の形態の実装構造体5の製造方法について説明する。図7(a)〜(c)は、本実施の形態の実装構造体5の製造方法を説明するための図である。   Next, a method for manufacturing the mounting structure 5 of the present embodiment will be described. 7A to 7C are views for explaining a method for manufacturing the mounting structure 5 according to the present embodiment.

図7(a)を参照して、基材1上に形成された基板電極2b(中央部2b)上にバンプ8が形成される。バンプ8はペーストを塗布または印刷することにより形成される。ペーストの塗布または印刷の具体的方法を挙げれば、例えば、インクジェット法、及びスクリーン印刷等が挙げられる。インクジェット法では、スクリーン印刷等のように印刷に供されないペーストが生じ、ペーストを大量に消費するという問題がないため、ペーストの消費量が少ないという点でインクジェット法を用いることが好ましい。   Referring to FIG. 7A, bumps 8 are formed on substrate electrode 2b (center portion 2b) formed on base material 1. The bumps 8 are formed by applying or printing a paste. If the specific method of application | coating or printing of a paste is given, the inkjet method, screen printing, etc. will be mentioned, for example. In the ink jet method, a paste that is not used for printing, such as screen printing, is generated, and there is no problem of consuming a large amount of paste. Therefore, it is preferable to use the ink jet method in that the amount of paste consumed is small.

上記ペーストはAu、またはAu合金、或いはAg、またはAg合金、或いはCu、またはCu合金の金属粒子を含むナノ粒子ペーストを用いることが好ましい。これにより、電気電導率の高いバンプ8を得ることができる。   The paste is preferably a nanoparticle paste containing metal particles of Au, Au alloy, Ag, Ag alloy, Cu, or Cu alloy. Thereby, the bump 8 having a high electric conductivity can be obtained.

また、上記ナノ粒子ペーストは、平均粒径が0.5〜100nmの金属粒子(金属ナノ粒子)を含むことが好ましい。金属ナノ粒子は、微細化により、表面活性度が高く且つ融点が低くなっているため、基板1を通して、例えば、150℃から300℃に、15分から60分加熱することにより、粒子同士が融着する。粒子同士が融着後は、通常サイズの金属材料と同等の高い融点となる。このため、電子部品の実装時の熱ストレスの低減および実装後の耐熱温度の向上が要求される幅広い製品への適用に好適である。そのようなペーストの一例として、金属の粒径が3〜7nmである、ハリマ化成株式会社製のNP Seriesナノペースト(商品名)がある。   Moreover, it is preferable that the said nanoparticle paste contains the metal particle (metal nanoparticle) with an average particle diameter of 0.5-100 nm. Since the metal nanoparticles have a high surface activity and a low melting point due to miniaturization, the particles are fused together by heating through the substrate 1 from, for example, 150 ° C. to 300 ° C. for 15 to 60 minutes. To do. After the particles are fused, the melting point is as high as that of a normal size metal material. For this reason, it is suitable for application to a wide range of products that require reduction of thermal stress during mounting of electronic components and improvement of heat-resistant temperature after mounting. An example of such a paste is NP Series nanopaste (trade name) manufactured by Harima Kasei Co., Ltd., having a metal particle size of 3 to 7 nm.

次に、図7(b)に示すように、図示しないフリップチップボンダーの搭載ツール10により、半導体素子6を、端子7と基板電極2bとを対向させるようにして保持する。搭載ツール10により、半導体素子6の端子7をバンプ8に押し付けるように、半導体素子6を基板1に向かって押圧する。これにより、バンプ8により半導体素子6の端子7と基板電極2bとが仮接合される。   Next, as shown in FIG. 7B, the semiconductor element 6 is held by the flip chip bonder mounting tool 10 (not shown) so that the terminal 7 and the substrate electrode 2b face each other. The semiconductor element 6 is pressed toward the substrate 1 by the mounting tool 10 so as to press the terminals 7 of the semiconductor element 6 against the bumps 8. Thereby, the terminal 7 of the semiconductor element 6 and the board | substrate electrode 2b are temporarily joined by the bump 8. FIG.

次に、基板1を通して加熱することにより、バンプ8中の金属粒子を互いに溶着させてバンプ8を硬化させる。   Next, by heating through the substrate 1, the metal particles in the bumps 8 are welded together to cure the bumps 8.

ここで、バンプ8の硬化は、半導体素子6の端子7とバンプ8とを接合するときに同時に加熱することで行ってもよい。これにより、工程数を削減することができる。   Here, the curing of the bumps 8 may be performed by heating the terminals 7 of the semiconductor element 6 and the bumps 8 at the same time. Thereby, the number of processes can be reduced.

また、バンプ8の硬化は、基板1を通して加熱する方法に限らず、炉等を用いて実装済み基板全体を加熱雰囲気に投入してもよい。また、例えば超音波や、電磁波等のエネルギーをバンプ8に付与することにより、バンプ8を硬化させてもよい。   The curing of the bumps 8 is not limited to the method of heating through the substrate 1, and the entire mounted substrate may be put into a heating atmosphere using a furnace or the like. Further, for example, the bump 8 may be cured by applying energy such as ultrasonic waves or electromagnetic waves to the bump 8.

次に、図7(c)に示すように、半導体素子6を覆うように、封止材料9により封止を行う。封止の方法としては、例えば、型を用いた成型や、ディスペンサーを用いた塗布等が挙げられる。塗布後、加熱処理等により封止材料を硬化させる。なお、ここで封止材料9は、半導体素子6の略全面を覆うようにして封止する。全面を封止材料で覆うことで、接合部の保護と半導体素子全体の基板に対する接着性を確保することができるからである。また、半導体素子の全面を覆うことで、接合部分に水分などの侵入を防止することができ、より信頼性を高くすることができるからである。以上のようにして本実施の形態の実装構造体5を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 7C, sealing is performed with a sealing material 9 so as to cover the semiconductor element 6. Examples of the sealing method include molding using a mold and coating using a dispenser. After the application, the sealing material is cured by heat treatment or the like. Here, the sealing material 9 is sealed so as to cover substantially the entire surface of the semiconductor element 6. This is because by covering the entire surface with a sealing material, it is possible to secure the joint and protect the entire semiconductor element from the substrate. Further, by covering the entire surface of the semiconductor element, entry of moisture or the like into the bonded portion can be prevented, and reliability can be further improved. As described above, the mounting structure 5 of the present embodiment can be obtained.

以下本発明の効果の一例を実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of the effect of the present invention will be described based on examples.

(実施例)
電極周縁部の算術平均粗さ(Ra)が346nmで、□0.79mmの電極中央部の算術平均粗さ(Ra)が296nmの基板(粗さの差=50nm)に、□0.8mmの半導体素子を、半導体素子の電極と基板の電極中央部とが向かい合うように、バンプで接合した。その後、半導体素子を覆うように封止材料を塗布したところ、封止樹脂は、電極周縁部上には大きなボイドも無く濡れ広がり、半導体素子と基板の間には半導体素子の縁から最大105μmまで入り込んでいた。バンプは、半導体素子の縁から110μm以内には存在しないので、バンプの周囲に封止材料が入り込まないことを確認できた。
(Example)
Arithmetic average roughness (Ra) of the electrode peripheral part is 346 nm, and the arithmetic average roughness (Ra) of the electrode central part of □ 0.79 mm is 296 nm on a substrate (roughness difference = 50 nm), □ 0.8 mm The semiconductor element was bonded with bumps so that the electrode of the semiconductor element and the electrode central part of the substrate faced each other. After that, when a sealing material was applied so as to cover the semiconductor element, the sealing resin spreads wet without large voids on the peripheral edge of the electrode, and between the semiconductor element and the substrate reached a maximum of 105 μm from the edge of the semiconductor element. I was in. Since the bump does not exist within 110 μm from the edge of the semiconductor element, it was confirmed that the sealing material does not enter the periphery of the bump.

(比較例)
一方、算術平均粗さ(Ra)の差を設けない場合や、電極周縁部の算術平均粗さ(Ra)が343nm、電極中央部の算術平均粗さ(Ra)が305nmの基板を用いた場合(粗さの差=38nm)には、半導体素子と基板の間の、バンプ周囲にも封止材料の入り込みが確認でき、封止材料の膨張収縮に伴うバンプの変形による電気的接続の信頼性低下が懸念された。
(Comparative example)
On the other hand, when a difference in arithmetic average roughness (Ra) is not provided, or when a substrate having an arithmetic average roughness (Ra) of the electrode peripheral portion of 343 nm and an arithmetic average roughness (Ra) of the electrode central portion of 305 nm is used. (Difference in roughness = 38 nm) The entry of the sealing material can be confirmed around the bumps between the semiconductor element and the substrate, and the reliability of the electrical connection due to the deformation of the bumps caused by the expansion and contraction of the sealing material There was concern about the decline.

以上のように、本発明の半導体実装基板によれば、封止材料が半導体素子と基板の間に入り込むことがなく、信頼性の高い実装構造体を得ることができた。   As described above, according to the semiconductor mounting substrate of the present invention, the sealing material does not enter between the semiconductor element and the substrate, and a highly reliable mounting structure can be obtained.

本発明の半導体実装基板、およびそれを用いた実装構造体によれば、微細なバンプを高精度で形成、及び信頼性の高い封止が達成される。したがって、半導体素子の実装への適用に有効である。   According to the semiconductor mounting substrate of the present invention and the mounting structure using the same, fine bumps can be formed with high accuracy and highly reliable sealing can be achieved. Therefore, it is effective for application to mounting of semiconductor elements.

1 基板の基材
2 電極
2a 周縁部(表面粗さの大きい領域)
2b 中央部(表面粗さの小さい領域)
2i 絶縁領域
2p P型電極
2n N型電極
3 表面粗さの小さい領域に囲まれた表面粗さの大きい領域
4a ジグ
4b ジグ
5 実装構造体
6 半導体素子
7 端子
8 バンプ
9 封止材料
10 搭載ツール
20a 表面粗さの大きな電極地
20b 表面粗さの小さな電極地
100 半導体実装基板(基板)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate base material 2 Electrode 2a Peripheral part (area | region with large surface roughness)
2b Center (region with small surface roughness)
2i Insulating region 2p P-type electrode 2n N-type electrode 3 Region with large surface roughness surrounded by region with small surface roughness 4a Jig 4b Jig 5 Mounting structure 6 Semiconductor element 7 Terminal 8 Bump 9 Sealing material 10 Mounting tool 20a Electrode ground having a large surface roughness 20b Electrode ground having a small surface roughness 100 Semiconductor mounting substrate (substrate)

Claims (11)

半導体素子が実装される中央部と、
前記中央部の周囲を囲む周縁部とからなる電極を有する半導体実装基板であって、
前記周縁部の表面粗さが、前記中央部より大きい半導体実装基板。
A central portion where the semiconductor element is mounted;
A semiconductor mounting substrate having an electrode composed of a peripheral portion surrounding the periphery of the central portion,
The semiconductor mounting board whose surface roughness of the said peripheral part is larger than the said center part.
前記周縁部の表面粗さが、前記中央部の表面粗さより、50nm以上大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体実装基板。   The semiconductor mounting substrate according to claim 1, wherein a surface roughness of the peripheral edge portion is 50 nm or more larger than a surface roughness of the central portion. 前記電極がAu、またはAu合金、
或いはAg、またはAg合金、
或いはCu、またはCu合金から構成されていることを特徴とする
請求項1に記載の半導体実装基板。
The electrode is Au, or an Au alloy,
Or Ag or an Ag alloy,
Alternatively, the semiconductor mounting substrate according to claim 1, wherein the semiconductor mounting substrate is made of Cu or a Cu alloy.
前記半導体実装基板の基材がアルミナまたは窒化アルミニウムから構成された
請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体実装基板。
The semiconductor mounting substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a base material of the semiconductor mounting substrate is made of alumina or aluminum nitride.
請求項1から4のいずれか1項に示した半導体実装基板の前記電極上に
半導体素子を搭載してなることを特徴とする実装構造体。
5. A mounting structure comprising a semiconductor element mounted on the electrode of the semiconductor mounting substrate according to claim 1.
前記半導体実装基板の電極と前記半導体素子とを電気的に接合するバンプがペーストで形成され、
前記半導体素子が封止材料により封止された
請求項5に記載の実装構造体。
A bump for electrically bonding the electrode of the semiconductor mounting substrate and the semiconductor element is formed of a paste,
The mounting structure according to claim 5, wherein the semiconductor element is sealed with a sealing material.
前記半導体実装基板の電極の中央部と前記半導体素子との間に
前記封止材料が存在しない領域を持つ
請求項5または6に記載の実装構造体。
The mounting structure according to claim 5, wherein a region where the sealing material does not exist is provided between a central portion of an electrode of the semiconductor mounting substrate and the semiconductor element.
前記半導体実装基板の電極の周縁部の略全面が
前記封止材料に覆われている
請求項6または7に記載の実装構造体。
The mounting structure according to claim 6 or 7, wherein a substantially entire surface of a peripheral portion of an electrode of the semiconductor mounting substrate is covered with the sealing material.
前記ペーストが
Au、またはAu合金、
或いはAg、またはAg合金、
或いはCu、またはCu合金の金属粒子を含むことを特徴とする
請求項6から8のいずれか1項に記載の実装構造体。
The paste is Au, or an Au alloy,
Or Ag or an Ag alloy,
Alternatively, the mounting structure according to any one of claims 6 to 8, comprising metal particles of Cu or Cu alloy.
前記ペーストが
金属ナノ粒子のペーストであることを特徴とする
請求項6から9のいずれか1項に記載の実装構造体。
The mounting structure according to claim 6, wherein the paste is a paste of metal nanoparticles.
前記半導体素子はLED素子であることを特徴とする
請求項6から10のいずれか1項に記載の実装構造体。
The mounting structure according to claim 6, wherein the semiconductor element is an LED element.
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