JP2001127395A - 集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装用接着剤を用いて実装基板上に半導体装
置を実装した集積回路装置及びその製造方法に関し、実
装時間を短縮でき、実装信頼性が高く、また、リペアが
可能な集積回路装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 配線パターンが形成された実装基板と、
実装基板上に接着され、外部接続端子が配線パターンに
電気的に接続された半導体装置とを有し、半導体装置
が、基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒として
の芳香族オニウム塩とを含む樹脂組成物よりなる接着剤
により実装基板に接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装用接着剤を用
いて実装基板上に半導体装置を実装した集積回路装置及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の第１の半導体装置について図３を
用いて説明する。

【０００３】半導体チップ搭載基板１００上には、半導
体チップ１０２が接合されている。半導体チップ１０２
は、半導体チップ搭載基板１００に形成された配線パタ
ーン（図示せず）に、ボンディングワイヤ１０４によっ
て電気的に接続されている。半導体チップ１０２及びボ
ンディングワイヤ１０４は、樹脂パッケージ１０６によ
り封止されている。半導体チップ搭載基板１００の半導
体チップ１０２が形成された面と反対側の面上には、半
田ボール１０８が形成されている。半田ボール１０８
は、半導体チップ搭載基板１００の電極パターン及びボ
ンディングワイヤ１０４を介して半導体チップ１０２に
電気的に接続されている。

【０００４】図３に示す半導体装置は、いわゆるＢＧＡ
（Ball Grid Array）と呼ばれるパッケージ構造であ
り、実装基板に実装される端子部分が半田ボール１０８
により形成されていることに特徴がある。

【０００５】しかしながら、ＢＧＡでは実装基板と半導
体装置との接続を半田ボールにより行うので、端子ピッ
チ０．５ｍｍ未満といった外部接続端子のファインピッ
チ化を行う場合、微小な半田ボール１１０のインタポー
ザへの搭載は困難となる。

【０００６】上記の点に鑑み、実装端子のファインピッ
チ化が可能で、実装面積が小さく、且つ、低コスト化や
小型化を図りうる樹脂封止型の半導体装置として、外部
接続端子としてスタッドバンプを用いた半導体装置が提
案されている。

【０００７】従来の第２の半導体装置について図４を用
いて説明する。

【０００８】半導体チップ１２２は、樹脂パッケージ１
２４内に封入されている。樹脂パッケージ１２４の表面
には、半導体チップ１２２の所定の電極にボンディング
ワイヤ１２６を介して接続された金属膜１２８が形成さ
れている。金属膜１２８上には、実装基板と電気的な接
続をするためのスタッドバンプ１３０が形成されてい
る。こうして、半導体装置１２０が構成されている。

【０００９】図４に示す半導体装置１２０は、いわゆる
ＳＢＢ（Stud Bump Bonding）と呼ばれるパッケージ構
造であり、実装基板１３４に実装される端子部分がスタ
ッドバンプ１３０により形成されていることに特徴があ
る。ＳＢＢによれば、実装基板と接続するためのスタッ
ドバンプ１３０をワイヤボンダにより形成することがで
きるため、ＢＧＡと比較して実装端子のファインピッチ
化が容易である。

【００１０】ＳＢＢ方式の半導体装置の実装基板１３４
への実装は、図４に示すように、実装用接着剤であるア
ンダフィル剤１３２を予め半導体装置１２０又は実装基
板１３４に塗布した後、半導体装置１２０と実装基板１
３４とを加圧・加熱しながらアンダフィル剤１３２を硬
化させ、スタッドバンプ１３０と実装基板１３４上に形
成されたインタポーザ１３６とを接続することにより行
われる。

【００１１】従来のアンダフィル剤としては、特開昭６
１−１８１８１２号公報、特開昭６３−７２１９４号公
報、特願平０９−３３５７６号明細書等に記載されてい
る実装用接着剤が知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−１８１８１２号公報及び特開昭６３−７２１９４
号公報に記載された従来の実装用接着剤は、紫外線硬化
型の樹脂組成物を用いるものであるが、半導体装置によ
り覆われている部分に紫外線を照射することが困難であ
り、未硬化部分が生じることがあった。未硬化部分の硬
化のために、加熱工程を加える手法が採られているが、
硬化に長時間（１５０℃で５時間程度）を要するため、
作業時間の短縮が望まれていた。

【００１３】一方、特願平０９−３３５７６号明細書に
記載された従来の実装用接着剤は、トリメチロールプロ
パントリアクレート、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
前駆体及びイミダゾール系触媒を主成分とする樹脂組成
物を用いるものであった。しかしながら、近年、半導体
装置の基板実装時間として求められている硬化時間であ
る０．１〜５秒程度の時間で当該樹脂組成物を硬化させ
ようとした場合、１８０から３００℃程度の高温で樹脂
を反応させる必要があるが、このような高温で樹脂を反
応させると急激に反応が進行するため、接着剤中の低分
子量成分が発泡し、ボイドやピンホールが多数発生した
状態で硬化することがあった。このため、実装後の接着
層に外気から水分が浸入し、これがショートの原因とな
っていた。

【００１４】また、実装後の試験で不良の半導体装置を
リペアする場合、硬化してしまったエポキシ樹脂のみを
含む樹脂組成物ではリペアは不可能である。

【００１５】本発明の目的は、実装時間を短縮でき、実
装信頼性が高く、また、リペアが可能な集積回路装置及
びその製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、配線パター
ンが形成された実装基板と、前記実装基板上に接着さ
れ、外部接続端子が前記配線パターンに電気的に接続さ
れた半導体装置とを有し、前記半導体装置は、基材樹脂
としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒としての芳香族オニ
ウム塩とを含む樹脂組成物よりなる接着剤により前記実
装基板に接着されていることを特徴とする集積回路装置
によって達成される。

【００１７】また、上記の集積回路装置において、前記
半導体装置の前記外部接続端子は、スタッドバンプであ
るようにしてもよい。

【００１８】また、上記の集積回路装置において、前記
樹脂組成物は、熱可塑性エラストマを更に含むようにし
てもよい。

【００１９】また、上記の集積回路装置において、前記
エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂又
は脂環式エポキシ樹脂を含むようにしてもよい。

【００２０】また、上記目的は、配線パターンが形成さ
れた実装基板と、外部接続端子が設けられた半導体装置
とを用意し、前記実装基板の前記配線パターンが形成さ
れた面上又は前記半導体基板の前記外部端子が設けられ
た面上に、基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒
としての芳香族オニウム塩とを含む樹脂組成物よりなる
接着剤を塗布し、前記実装基板の前記配線パターンが形
成された面と、前記半導体基板の前記外部端子が設けら
れた面とを対向させて圧着し、前記外部接続端子が前記
配線パターンに接続されるように前記半導体装置を前記
実装基板上に接着することを特徴とする集積回路装置の
製造方法によっても達成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明による半導体装置の実装用
接着剤は、基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒
としての芳香族オニウム塩化物と、を主成分とすること
に特徴がある。以下、本発明による半導体装置の実装用
接着剤について詳述する。

【００２２】半導体装置の実装用接着剤としては、短時
間で硬化するものであること、実装信頼性の高いもので
あること、等が望まれる。また、実装後に半導体装置を
取り替えるリペアが可能であるとさらに望ましい。

【００２３】係る観点から本願発明者が鋭意検討を行っ
た結果、基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒と
しての芳香族オニウム塩化物と、を含む樹脂組成物が、
半導体装置の実装用接着剤として極めて有効な特性を有
することが初めて明らかとなった。すなわち、エポキシ
樹脂と芳香族オニウム塩化物とを含む樹脂組成物は、従
来の実装用接着剤に用いられている樹脂組成物と比較し
て、硬化物に明確なガラス転移温度が存在しないという
際立った特徴を有する。

【００２４】図１は、基材樹脂であるビニルエポキシ樹
脂と硬化触媒であるフェノールノボラックとからなる樹
脂組成物（従来例）と、基材樹脂である脂環式エポキシ
樹脂と硬化触媒である芳香族オニウム塩とからなる樹脂
組成物（本発明）とにおける硬化後の加熱による体積膨
張を示すグラフである。

【００２５】図示するように、ビニルエポキシ樹脂とフ
ェノールノボラックとからなる従来の樹脂組成物では、
約１３０℃近傍にガラス転移温度Ｔｇが明確に存在して
おり、温度上昇に伴う急激な体積膨張が観察される。こ
れに対し、脂環式エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩とか
らなる本発明の樹脂組成物では、硬化物に明確なガラス
転移温度が存在せず、温度上昇に伴う急激な体積膨張は
みられない。

【００２６】脂環式エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化
物とからなる樹脂組成物にみられるこのような特徴は、
半導体装置の実装用接着剤として好適である。半導体装
置は動作時において発熱するため停止時と動作時とにお
ける温度差が生じるが、温度変化に伴う樹脂組成物の体
積変化が大きいと半導体装置と実装基板との接合面にお
ける剥離が生じることがある。このため、従来の樹脂組
成物のようにガラス転移温度において急激な体積変化が
みられる接着剤を用いると、ガラス転移温度近傍におけ
る急激な体積変化によって接着剤が剥離し、最悪の場合
には、バンプと実装基板の電極との接続が開放される虞
がある。これに対し、本発明の樹脂組成物によれば、硬
化物の急激な体積膨張を抑えることができるので、半導
体装置の動作時における熱膨張により接着剤が剥離する
ことを抑止することができる。

【００２７】また、エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化
物とを含む樹脂組成物は、２００℃、３秒程度という極
めて短時間で硬化することができる。したがって、半導
体装置を実装基板に実装する作業時間を大幅に短縮する
ことができる。また、バンプの高さにばらつきがある場
合にも、実装の際の加重ダメージを低減することができ
る。

【００２８】また、エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化
物とを含む接着剤は、硬化時に体積収縮するため、この
際の硬化収縮力により半導体装置のバンプと実装基板の
電極との間の電気的接続を確実化せしめることができ
る。

【００２９】基材樹脂であるエポキシ樹脂としては、１
分子中に２個以上のエポキシ基を含むものであれば以下
に限定されるものではないが、硬化物の耐湿性や接着性
の観点からはグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を適用
することが望ましい。また、エポキシ樹脂中のＮａ⁺、
Ｃｌ^-の量が少ない高純度の材料としての観点からは脂
環式エポキシ樹脂を適用することが望ましい。また、両
者を併用しても差し支えない。なお、１分子中に２個以
上のエポキシ基を含むことを必要とするのは、２個以上
のエポキシ基を有するものでなければ十分に硬化しない
からである。

【００３０】グリシジルエーテル型エポキシ樹脂として
は、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン
型エポキシ樹脂などを適用することができる。なお、グ
リシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂なども、必要に応じて使用しても差し支え
ない。

【００３１】また、脂環式エポキシ樹脂としては、１，
２−エポキシエチル−３，４−エポキシシクロヘキサ
ン、３，４−エポキシシクロヘキシルカルボン酸−３，
４−エポキシシクロヘキシルメチル、アジピン酸ビス
（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチ
ル）などを適用することができる。

【００３２】硬化触媒である芳香族オニウム塩化物とし
ては、例えば、一般式

【００３３】

【化１】

【００３４】又は、一般式

【００３５】

【化２】

【００３６】で示される特開平８−２１３４１７号公報
記載の芳香族オニウム塩を適用することができる。特
に、

【００３７】

【化３】

【００３８】で示される芳香族スルホニウム塩を用いる
ことが、短時間で発泡しない硬化反応を得るうえで好ま
しい。

【００３９】芳香族スルホニウム塩は、エポキシ樹脂１
００重量部に対して０．０２〜２０重量部、より好まし
くは０．５〜１０重量部、添加することが望ましい。

【００４０】芳香族オニウム塩化物を硬化触媒として用
いることにより、室温でのポットライフが長くなり、粘
度上昇がないため、長時間作業性が良好な接着剤を得る
ことができる。

【００４１】また、本発明による半導体装置の実装用接
着剤は、エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化物に加え
て、熱可塑性エラストマを添加することで、リペア可能
な接着剤とすることができる。

【００４２】熱可塑性エラストマとしては、以下に限定
されるものではないが、例えば、ＰＭＭＡ、α−オレフ
ィン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合
体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体のエポキ
シ化物、ブチラール樹脂、水添スチレン−エチレン／ブ
チレン−スチレン共重合体、水添スチレン−エチレン／
ブチレン−スチレン共重合体の無水マレイン酸変成物、
シンジオタクチック１，２ポリブタジエン、スチレン−
イソプレン−スチレン共重合体などを適用することがで
きる。特に、水添スチレン−エチレン／ブチレン−スチ
レン共重合体の無水マレイン酸変成物、及び、スチレン
−ブタジエン−スチレン共重合体のエポキシ化物は、主
剤であるエポキシ樹脂との相溶性が良好であるため好ま
しい。

【００４３】熱可塑性エラストマは、エポキシ樹脂１０
０重量部に対して、２〜２００重量部、より好ましくは
１０〜１００重量部、添加することが望ましい。２重量
部未満ではリペア性が発現せず、２００重量部を越える
と接着剤の硬化収縮力が小さくなり、実装後におけるス
タッドバンプ端子と実装基板上のインタポーザ間の接着
が不安定になるためである。なお、リペア性を必要とし
ない場合には、熱可塑性エラストマを添加する必要はな
い。

【００４４】また、本発明による半導体装置の実装用接
着剤は、必要に応じて、反応性希釈剤、無機充填剤（シ
リカ粉末、アルミナ粉末、窒化硼素粉末、窒化アルミニ
ウム粉末、シリコンカーバイド粉末）、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリ
ング剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、染料、無機繊維など
を添加しても差し支えない。また、金属粉末を添加して
異方導電性をもたせることもできる。

【００４５】本発明による半導体装置の実装用接着剤に
おける上記構成材料は、ニーダ、３本ロール、ミキサー
などの撹拌装置を用いて調製することができる。なお、
熱可塑性エラストマは常温で固体であるため、エポキシ
樹脂と予備溶融混合してから用いることが望ましい。そ
の際、例えば１００〜１８０℃に加熱した加圧型ニーダ
を用いることで、エポキシ樹脂中に熱可塑性エラストマ
を容易に溶融混合することができる。その後、３本ロー
ルなどを用いて更に混練することにより、熱可塑性エラ
ストマを樹脂中に均一に分散させることができる。

【００４６】次に、本発明による半導体装置の実装用接
着剤を用いた集積回路装置及びその製造方法について図
２を用いて説明する。

【００４７】まず、実装基板１０と、実装基板１０上に
搭載する半導体装置２０とを用意する。実装基板１０上
には、半導体装置２０との電気的接続を確保するための
インタポーザ１２が形成されている（図２（ａ））。ま
た、半導体装置２０は、半導体チップ２２が樹脂パッケ
ージ２４内に封入されてなり、樹脂パッケージ２４の表
面には、半導体チップ２２の所定の電極にボンディング
ワイヤ２６を介して接続された金属膜２８が形成されて
いる。金属膜２８上には、実装基板のインタポーザ１２
と接続するためのスタッドバンプ３０が形成されている
（図２（ｂ））。

【００４８】次いで、半導体装置２０のスタッドバンプ
３０が形成された面上に、本発明による実装用接着剤３
２を塗布する（図２（ｃ））。塗布は、例えば１５ｍｇ
とする。なお、実装用接着剤３２は、実装基板１０側に
塗布してもよいし、実装基板１０及び半導体装置２０の
双方に塗布してもよい。

【００４９】次いで、実装基板１０のインタポーザ１２
と半導体装置２０のスタッドバンプ３０の位置が合うよ
うに位置合わせを行った後、実装基板１０と半導体装置
２０とを加熱しながら圧着する（図２（ｄ））。例え
ば、加熱温度を２００℃、加熱時間を３秒、圧力を３０
０ｇｆ／パッケージとする。これにより、実装用接着剤
３２が硬化して半導体装置２０が実装基板１０に固定さ
れるとともに、実装用接着剤３２の硬化収縮力によりス
タッドバンプ３０がインタポーザ１２に押圧され、スタ
ッドバンプ３０とインタポーザ１２とが密着される（図
２（ｅ））。

【００５０】実装基板１０に実装された半導体装置２０
を取り外す、いわゆるリペアを行う際には、例えば実装
基板１０及び半導体装置２０を２００℃に加熱すること
により、実装用接着剤３０を剥離することができる。

【００５１】このように、本発明によれば、基材樹脂と
してのエポキシ樹脂と、硬化触媒としての芳香族オニウ
ム塩化物とを含む半導体装置の実装用接着剤を構成する
ので、短時間で且つ発泡することなく硬化しうる信頼性
の高い実装用接着剤を提供することができる。

【００５２】また、上記実装用接着剤に熱可塑性樹脂を
添加することで、エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化物
とを含む実装用接着剤のメリットを損なうことなく、リ
ペア可能である実装用接着剤を構成することができる。

【００５３】また、このような実装用接着剤を用いて集
積回路装置を製造するので、短時間で実装が可能であ
り、実装信頼性が高く、また、リペアが可能な集積回路
装置を構成することができる。

【００５４】なお、本発明による半導体装置の実装用接
着剤は、図２（ｂ）に示す半導体装置２０の実装に限ら
ず、ベアチップやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）な
ど、アンダフィル剤を使用する種々のパッケージの実装
に適用することができる。

【００５５】本発明の目的は、外部接続端子が形成され
た半導体装置を、配線パターンが形成された実装基板に
接着し、前記外部接続端子を前記配線パターンに電気的
に接続するための半導体装置の実装用接着剤であって、
基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒としての芳
香族オニウム塩とを含む樹脂組成物よりなることを特徴
とする半導体装置の実装用接着剤によっても達成され
る。

【００５６】また、上記の実装用接着剤において、前記
樹脂組成物は、熱可塑性エラストマを更に含むようにし
てもよい。

【００５７】また、上記の半導体装置の実装用接着剤に
おいて、前記エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型エ
ポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂を含むようにしても
よい。

【００５８】

【実施例】以下に示す樹脂組成物よりなる種々の半導体
装置の実装用接着剤を作成した。

【００５９】接着剤は、エポキシ樹脂と、シランカップ
リング剤と、硬化触媒とを添加し、ミキサーで混合する
ことにより調製した。熱可塑性樹脂を含む接着剤に関し
ては、まず、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂とを１５０℃
にてニーダで溶融混合後、さらに、３本ロールで混練し
た。次いで、この混練物にシランカップリング剤及び硬
化触媒を添加し、ミキサーで混合することにより調製し
た。

【００６０】［実施例１］エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂（分子量３８０）を１００重量
部、硬化触媒として、一般式

【００６１】

【化４】

【００６２】で示される芳香族スルホニウム塩を１重量
部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランを１重量部、それぞれ添加し、
接着剤を作成した。

【００６３】［実施例２］エポキシ樹脂としてフェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学社製、
エピクロンＮ−７３０Ａ）を１００重量部、硬化触媒と
して［化４］で示される芳香族スルホニウム塩を１重量
部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランを１重量部、それぞれ添加し、
接着剤を作成した。

【００６４】［実施例３］エポキシ樹脂として、一般式

【００６５】

【化５】

【００６６】で示される脂環式ジエポキシカルボキシレ
ートを１００重量部、硬化触媒として［化４］で示され
る芳香族スルホニウム塩を１重量部、シランカップリン
グ剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを１重量部、それぞれ添加し、接着剤を作成した。

【００６７】［実施例４］エポキシ樹脂として、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂を４０重量部、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂を４０重量部、及び、一般式
［化５］で示される脂環式ジエポキシカルボキシレート
（alicyclic diepoxy carboxylate）を２０重量部、硬
化触媒として［化４］で示される芳香族スルホニウム塩
を１重量部、シランカップリング剤としてγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシランを１重量部、それぞれ
添加し、接着剤を作成した。

【００６８】［比較例１］エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂を１００重量部、硬化触媒とし
て２−エチル−４−イミダゾールを１重量部、シランカ
ップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランを１重量部、それぞれ添加し、接着剤を作成
した。

【００６９】［実施例５］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として２重量部の水添スチレン−エチレン／ブチ
レン−スチレン共重合体の無水マレイン酸変成物（シェ
ル化学社製、クレイトンＦＧ１９０１Ｘ。以下、「熱可
塑性エラストマＡ」と呼ぶ。）をさらに添加し、接着剤
を作成した。

【００７０】［実施例６］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として１０重量部の熱可塑性エラストマＡをさら
に添加し、接着剤を作成した。

【００７１】［実施例７］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として５０重量部の熱可塑性エラストマＡをさら
に添加し、接着剤を作成した。

【００７２】［実施例８］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として１００重量部の熱可塑性エラストマＡをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００７３】［実施例９］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として１５０重量部の熱可塑性エラストマＡをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００７４】［実施例１０］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として２００重量部の熱可塑性エラストマＡを
さらに添加し、接着剤を作成した。

【００７５】［比較例２］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として１重量部の熱可塑性エラストマＡをさらに
添加し、接着剤を作成した。

【００７６】［比較例３］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として２１０重量部の熱可塑性エラストマＡをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００７７】［実施例１１］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として２重量部のエポキシ化スチレン−ブタジ
エン−スチレン共重合体（エポフレンドＡ１０２０。以
下、「熱可塑性エラストマＢ」と呼ぶ。）をさらに添加
し、接着剤を作成した。

【００７８】［実施例１２］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として１０重量部の熱可塑性エラストマＢをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００７９】［実施例１３］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として５０重量部の熱可塑性エラストマＢをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００８０】［実施例１４］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として１００重量部の熱可塑性エラストマＢを
さらに添加し、接着剤を作成した。

【００８１】［実施例１５］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として１５０重量部の熱可塑性エラストマＢを
さらに添加し、接着剤を作成した。

【００８２】［実施例１６］実施例１の接着剤に、熱可
塑性樹脂として２００重量部の熱可塑性エラストマＢを
さらに添加し、接着剤を作成した。

【００８３】［比較例４］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として１重量部の熱可塑性エラストマＢをさらに
添加し、接着剤を作成した。

【００８４】［比較例５］実施例１の接着剤に、熱可塑
性樹脂として２１０重量部の熱可塑性エラストマＢをさ
らに添加し、接着剤を作成した。

【００８５】次いで、このように作成した接着剤を用
い、半導体装置を実装基板に実装した。

【００８６】まず、半導体装置のスタッドバンプ形成面
上に、作成した接着剤を１５ｍｇ塗布し、実装基板のイ
ンタポーザとバンプの位置が合うように、加熱しながら
圧着した。なお、加熱温度は２００℃、加熱時間は３
秒、圧力は３００ｇｆ／パッケージとした。

【００８７】次いで、このように実装した半導体装置の
実装品質を調査するために、−６５℃〜１５０℃の範囲
で１０００サイクルの熱サイクル試験を行った後に、バ
ンプ−インタポーザ間の導通試験を行った。また、１２
１℃、１００％ＲＨ下でのプレッシャクッカ試験後に、
バンプ間の短絡試験を行った。また、リペア性の試験と
して、２００℃にパッケージを加熱したときの接着剤の
剥がれ性の試験を行った。また、目視による硬化時の接
着剤の発泡観察を行った。

【００８８】このようにして各接着剤の評価を行った結
果を表１〜表３に示す。

【００８９】

【表１】

【００９０】

【表２】

【００９１】

【表３】

【００９２】この結果、硬化触媒として芳香族オニウム
塩化物を使用した接着剤（実施例１〜４）では、いずれ
の試験においても不良は発生しなかった。

【００９３】一方、硬化触媒としてイミダゾールを使用
した接着剤（比較例１）では、すべての試料について温
度サイクル試験後のオープン故障、プレッシャクッカ試
験後の短絡故障、硬化時の発泡が観察された。すなわ
ち、硬化時間を短縮すべく実施例１〜４の樹脂組成物と
同様の高温で硬化すると、反応が爆発的に進行し、発泡
しながら硬化した。このため、硬化後の接着層には多数
のボイドが発生し、熱サイクル試験を施すとボイド部分
に亀裂が入り、バンプとインタポーザとの間の接続がと
れなくなった。また、プレッシャクッカ試験によりイミ
ダゾール触媒が加水分解してイオン化したイミダゾール
がボイド内に広がり、バンプ間のショートが発生した。

【００９４】熱可塑性樹脂を添加した接着剤では、熱可
塑性エラストマＡ及び熱可塑性エラストマＢのいずれを
添加した場合においてもリペア性を得られることが判っ
た。熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂１００重量部に対して
１０〜１００重量部添加した接着剤（実施例６〜８、１
２〜１４）では、すべての試料について良好なリペア性
を得ることができ、また、いずれの試験においても不良
は発生しなかった。熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂１００
重量部に対して２重量部添加した接着剤（実施例５、１
１）では、若干劣るもののリペア性を得ることができ、
また、いずれの試験においても不良は発生しなかった。
熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂１００重量部に対して１５
０〜２００重量部添加した接着剤（実施例９、１０、１
５、１６）では、リペア性は十分得られるが、若干の試
料において温度サイクル試験後のオープン故障やプレッ
シャクッカ試験後の短絡故障を生じるものもあった。

【００９５】一方、熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂１００
重量部に対して１重量部添加した接着剤（比較例２、
４）ではリペア性は得られなかった。また、熱可塑性樹
脂をエポキシ樹脂１００重量部に対して２１０重量部添
加した接着剤（比較例３、５）では、リペア性は得られ
るものの、多数の試料において温度サイクル試験後のオ
ープン故障やプレッシャクッカ試験後の短絡故障が生じ
ていた。

【００９６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、基材樹脂
としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒としての芳香族オニ
ウム塩化物とを含む半導体装置の実装用接着剤を構成す
るので、短時間で且つ発泡することなく硬化しうる信頼
性の高い実装用接着剤を提供することができる。また、
上記実装用接着剤接着剤を用いて半導体装置を回路基板
に実装することにより、信頼性の高い集積回路装置を構
成することができる。

【００９７】また、上記実装用接着剤に熱可塑性樹脂を
添加することで、エポキシ樹脂と芳香族オニウム塩化物
とを含む実装用接着剤のメリットを損なうことなく、リ
ペア可能である実装用接着剤を構成することができる。

【００９８】また、このような実装用接着剤を用いて集
積回路装置を製造するので、短時間で実装が可能であ
り、実装信頼性が高く、また、リペアが可能な集積回路
装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例による実装用接着剤及び本発明による実
装用接着剤における硬化後の加熱による体積膨張を示す
グラフである。

【図２】本発明の一実施形態による集積回路装置及びそ
の製造方法を示す工程断面図である。

【図３】従来の第１の半導体装置の構造を示す概略断面
図である。

【図４】従来の第２の半導体装置の構造及び実装方法を
示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０…実装基板 １２…インタポーザ ２０…半導体装置 ２２…半導体チップ ２４…樹脂パッケージ ２６…ボンディングワイヤ ２８…金属膜 ３０…スタッドバンプ ３２…実装用接着剤 １００…半導体チップ実装基板 １０２…半導体チップ １０４…ボンディングワイヤ １０６…樹脂パッケージ １０８…半田ボール １２０…半導体装置 １２２…半導体チップ １２４…樹脂パッケージ １２６…ボンディングワイヤ １２８…金属膜 １３０…スタッドバンプ １３２…アンダフィル剤 １３４…実装基板 １３６…インタポーザ

フロントページの続き (72)発明者 小野寺 正徳 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 中城 伸介 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 4J040 EC021 EC061 EC071 EC171 EC261 HC22 HD18 KA16 LA05 MB05 NA20 5E336 AA04 BB15 CC32 CC58 DD02 EE07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターンが形成された実装基板と、 前記実装基板上に接着され、外部接続端子が前記配線パ
   ターンに電気的に接続された半導体装置とを有し、 前記半導体装置は、基材樹脂としてのエポキシ樹脂と、
   硬化触媒としての芳香族オニウム塩とを含む樹脂組成物
   よりなる接着剤により前記実装基板に接着されているこ
   とを特徴とする集積回路装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の集積回路装置において、 前記半導体装置の前記外部接続端子は、スタッドバンプ
   であることを特徴とする集積回路装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の集積回路装置にお
   いて、 前記樹脂組成物は、熱可塑性エラストマを更に含むこと
   を特徴とする集積回路装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   集積回路装置において、 前記エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型エポキシ樹
   脂又は脂環式エポキシ樹脂を含むことを特徴とする集積
   回路装置。
5. 【請求項５】 配線パターンが形成された実装基板と、
   外部接続端子が設けられた半導体装置とを用意し、 前記実装基板の前記配線パターンが形成された面上又は
   前記半導体基板の前記外部端子が設けられた面上に、基
   材樹脂としてのエポキシ樹脂と、硬化触媒としての芳香
   族オニウム塩とを含む樹脂組成物よりなる接着剤を塗布
   し、 前記実装基板の前記配線パターンが形成された面と、前
   記半導体基板の前記外部端子が設けられた面とを対向さ
   せて圧着し、前記外部接続端子が前記配線パターンに接
   続されるように前記半導体装置を前記実装基板上に接着
   することを特徴とする集積回路装置の製造方法。