JP2001311005A - 熱硬化性樹脂シートおよびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体装置 - Google Patents
熱硬化性樹脂シートおよびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体装置Info
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子や半導体パッケージなどに半田ボ
ールを搭載する際、これらの半田ボールの根元を補強す
るための熱硬化性樹脂シート、およびこれを用いたバン
プ形成方法、ならびに半導体装置を提供する。 【解決手段】 エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ジ
アリルフタレート系樹脂、およびベンゾシクロブテン系
樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱硬化性樹脂と、フ
ラックス成分を含む組成物を、シート状に成形して得る
ことができる。フラックス成分はシート中に０．５〜３
０重量％の範囲で含有させることが好ましく、酸系やロ
ジン系のフラックス成分を用いることができる。また、
熱可塑性樹脂を配合することが好ましい。熱硬化性樹脂
シートを形成する工程と、半田ボールを載置する工程、
リフローする工程、シートを加熱硬化する工程によりバ
ンプを補強形成することができ、これを被接続体に接続
して半導体装置を得ることができる。ＢＧＡ型パッケー
ジに好適である。
ールを搭載する際、これらの半田ボールの根元を補強す
るための熱硬化性樹脂シート、およびこれを用いたバン
プ形成方法、ならびに半導体装置を提供する。 【解決手段】 エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ジ
アリルフタレート系樹脂、およびベンゾシクロブテン系
樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱硬化性樹脂と、フ
ラックス成分を含む組成物を、シート状に成形して得る
ことができる。フラックス成分はシート中に０．５〜３
０重量％の範囲で含有させることが好ましく、酸系やロ
ジン系のフラックス成分を用いることができる。また、
熱可塑性樹脂を配合することが好ましい。熱硬化性樹脂
シートを形成する工程と、半田ボールを載置する工程、
リフローする工程、シートを加熱硬化する工程によりバ
ンプを補強形成することができ、これを被接続体に接続
して半導体装置を得ることができる。ＢＧＡ型パッケー
ジに好適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や半導体
パッケージなどに半田ボールなどを搭載する際、これら
の半田ボールの根元を補強するための熱硬化性樹脂シー
ト、およびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体
装置に関するものである。
パッケージなどに半田ボールなどを搭載する際、これら
の半田ボールの根元を補強するための熱硬化性樹脂シー
ト、およびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体素子はインターポーザ
ーなどを介して封止され、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）などの半導体パッケージとして、基板上
に実装されており、基板に半導体パッケージを接続、実
装するための接続用端子としては、一般に半田ボールな
どから形成したバンプ（突起電極）を用いている。
ーなどを介して封止され、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）などの半導体パッケージとして、基板上
に実装されており、基板に半導体パッケージを接続、実
装するための接続用端子としては、一般に半田ボールな
どから形成したバンプ（突起電極）を用いている。
【０００３】ＢＧＡのような半導体パッケージの場合に
は、外部基板接続用（実装用）のバンプをパッケージの
下面全体に面状に配置できるので、パッケージ周辺に配
置する従来のパッケージ形態と比較して、高密度化に伴
うバンプ数の増加にも容易に対応することができると共
に、バンプのピッチを大きくできるので、径の大きな半
田ボールを用いることが可能となり、接続信頼性を高め
ることができるものである。特に、実装基板に搭載した
のちの冷熱サイクル下においても充分な接続信頼性を確
保できるものとなる。
は、外部基板接続用（実装用）のバンプをパッケージの
下面全体に面状に配置できるので、パッケージ周辺に配
置する従来のパッケージ形態と比較して、高密度化に伴
うバンプ数の増加にも容易に対応することができると共
に、バンプのピッチを大きくできるので、径の大きな半
田ボールを用いることが可能となり、接続信頼性を高め
ることができるものである。特に、実装基板に搭載した
のちの冷熱サイクル下においても充分な接続信頼性を確
保できるものとなる。
【０００４】このような実状のもと、近年の市場におけ
る高密度実装の要求はさらに高まっており、ＢＧＡのう
ちでもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）
と呼ばれる半導体パッケージの需要が拡大しており、そ
れに伴って外部接続用端子として用いる半田ボールの径
やピッチは年々小さくなる傾向を示している。
る高密度実装の要求はさらに高まっており、ＢＧＡのう
ちでもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）
と呼ばれる半導体パッケージの需要が拡大しており、そ
れに伴って外部接続用端子として用いる半田ボールの径
やピッチは年々小さくなる傾向を示している。
【０００５】このように外部接続用端子として用いる半
田ボールの径が小さくなるに伴い、ＣＳＰを基板に実装
した際の冷熱サイクル下における接続信頼性は自ずと低
下するようになるが、これを解決する方法として、特開
平１０−９８０４５号公報や特開平１１−７４４０８号
公報、特開２０００−５８７０９号公報などに記載のよ
うに、熱硬化性樹脂のペーストを半田ボール搭載部の根
元に塗布して、搭載した半田ボールを補強する方法が提
案されている。
田ボールの径が小さくなるに伴い、ＣＳＰを基板に実装
した際の冷熱サイクル下における接続信頼性は自ずと低
下するようになるが、これを解決する方法として、特開
平１０−９８０４５号公報や特開平１１−７４４０８号
公報、特開２０００−５８７０９号公報などに記載のよ
うに、熱硬化性樹脂のペーストを半田ボール搭載部の根
元に塗布して、搭載した半田ボールを補強する方法が提
案されている。
【０００６】一方、上記のように半田ボールを用いて外
部基板上に半導体パッケージなどを実装する場合、半田
ボールを基板上の電極部などに接合する際の信頼性を高
める目的で、電極部上の酸化膜や有機物を除去するため
のフラックス成分の塗布が一般的に行なわれている。し
かしながら、このような接続信頼性の向上のためにフラ
ックス成分の塗布を行なった場合、フラックス成分の残
渣を除去するための洗浄工程が必要になり、近年の環境
問題（水質汚染）や、低コスト化のための工程数の省略
化を阻害する要因となっている。特に、前記したように
半導体パッケージの小型化に伴い、上記フラックス成分
の塗布工程や洗浄工程は、どんどん複雑化の傾向を示し
ている。
部基板上に半導体パッケージなどを実装する場合、半田
ボールを基板上の電極部などに接合する際の信頼性を高
める目的で、電極部上の酸化膜や有機物を除去するため
のフラックス成分の塗布が一般的に行なわれている。し
かしながら、このような接続信頼性の向上のためにフラ
ックス成分の塗布を行なった場合、フラックス成分の残
渣を除去するための洗浄工程が必要になり、近年の環境
問題（水質汚染）や、低コスト化のための工程数の省略
化を阻害する要因となっている。特に、前記したように
半導体パッケージの小型化に伴い、上記フラックス成分
の塗布工程や洗浄工程は、どんどん複雑化の傾向を示し
ている。
【０００７】そこで、このようなフラックス成分の塗
布、洗浄工程を省略すると共に、前記した半田ボールの
補強を行う方法として、予めフラックス成分（活性成
分）を熱硬化性樹脂に含有させる方法が、特開２０００
−３１１８７号公報に提案されている。つまり、当該公
報には吸着ヘッドに吸着させた半田ボール表面に、フラ
ックス成分を熱硬化性樹脂と配合したペーストを塗布
し、これをワークに形成された電極上に搭載し、加熱に
よって半田に溶融、熱硬化性樹脂を熱硬化させる方法が
開示されている。
布、洗浄工程を省略すると共に、前記した半田ボールの
補強を行う方法として、予めフラックス成分（活性成
分）を熱硬化性樹脂に含有させる方法が、特開２０００
−３１１８７号公報に提案されている。つまり、当該公
報には吸着ヘッドに吸着させた半田ボール表面に、フラ
ックス成分を熱硬化性樹脂と配合したペーストを塗布
し、これをワークに形成された電極上に搭載し、加熱に
よって半田に溶融、熱硬化性樹脂を熱硬化させる方法が
開示されている。
【０００８】この方法によれば、フラックス成分と熱硬
化性樹脂を含有するペーストを用いているので、従来の
ようにフラックス成分を塗布する工程や洗浄する工程を
必要とせず、工程の簡略化が図れて、低コスト化や省力
化を図ることができるものである。
化性樹脂を含有するペーストを用いているので、従来の
ようにフラックス成分を塗布する工程や洗浄する工程を
必要とせず、工程の簡略化が図れて、低コスト化や省力
化を図ることができるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では吸着ヘッドに吸着させた半田ボールの表面にペ
ーストを塗布する工程が必要になるだけでなく、各半田
ボールに均一にペーストを塗布しなければならず、径の
小さな半田ボールの場合には正確な制御が必要となる。
方法では吸着ヘッドに吸着させた半田ボールの表面にペ
ーストを塗布する工程が必要になるだけでなく、各半田
ボールに均一にペーストを塗布しなければならず、径の
小さな半田ボールの場合には正確な制御が必要となる。
【００１０】また、マトリックスタイプのＢＧＡの場合
は、基板全体をオーバーモールドしたのちに、アウター
ボールとなる半田ボールを搭載し、次いでダイシングし
て個片に切り出しを行なっているが、オーバーモールド
後は熱膨張係数の違いからモールド樹脂側の基板が内側
に反る傾向を示すので、アウターボールの搭載工程や、
ダイシング工程を困難にしている。このような問題点は
上記特開２０００−３１１８７号公報に記載の方法では
解決できないものである。
は、基板全体をオーバーモールドしたのちに、アウター
ボールとなる半田ボールを搭載し、次いでダイシングし
て個片に切り出しを行なっているが、オーバーモールド
後は熱膨張係数の違いからモールド樹脂側の基板が内側
に反る傾向を示すので、アウターボールの搭載工程や、
ダイシング工程を困難にしている。このような問題点は
上記特開２０００−３１１８７号公報に記載の方法では
解決できないものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記従来の半田ボール搭載方法や半導体パッケージ実装方
法が有する課題を解決するために鋭意研究を重ねた結
果、特定の熱硬化性樹脂とフラックス成分を含む組成物
をシート状に成形して得られる熱硬化性樹脂シートを用
いることによって、従来の方法にない優れた効果、つま
り、各半田ボールの均一な補強、工程の省略化、低コス
ト化などが達成できることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
記従来の半田ボール搭載方法や半導体パッケージ実装方
法が有する課題を解決するために鋭意研究を重ねた結
果、特定の熱硬化性樹脂とフラックス成分を含む組成物
をシート状に成形して得られる熱硬化性樹脂シートを用
いることによって、従来の方法にない優れた効果、つま
り、各半田ボールの均一な補強、工程の省略化、低コス
ト化などが達成できることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
【００１２】即ち、本発明はエポキシ系樹脂、フェノー
ル系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、およびベンゾシ
クロブテン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱硬化
性樹脂、およびフラックス成分を含む組成物を、シート
状に成形したこと特徴とする熱硬化性樹脂シートを提供
するものである。
ル系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、およびベンゾシ
クロブテン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱硬化
性樹脂、およびフラックス成分を含む組成物を、シート
状に成形したこと特徴とする熱硬化性樹脂シートを提供
するものである。
【００１３】好ましい態様としては、上記熱硬化性樹脂
シート中に、さらに、熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂
シートである。
シート中に、さらに、熱可塑性樹脂を含む熱硬化性樹脂
シートである。
【００１４】また、本発明はバンプ被搭載体における搭
載予定面に、上記熱硬化性樹脂シートを形成する工程、
該シート上にバンプ形成用の半田ボールを載置する工
程、半田ボールをリフローする工程、熱硬化性樹脂シー
トを加熱硬化する工程を含むバンプ形成方法を提供する
ものである。
載予定面に、上記熱硬化性樹脂シートを形成する工程、
該シート上にバンプ形成用の半田ボールを載置する工
程、半田ボールをリフローする工程、熱硬化性樹脂シー
トを加熱硬化する工程を含むバンプ形成方法を提供する
ものである。
【００１５】さらに、本発明は上記バンプ形成方法によ
ってバンプ形成された半導体素子または半導体パッケー
ジを、半田ボールを介して被接続体に接続してなる半導
体装置を提供するものである。
ってバンプ形成された半導体素子または半導体パッケー
ジを、半田ボールを介して被接続体に接続してなる半導
体装置を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に用いる熱硬化性樹脂は、
耐熱性や溶融市の低粘度性などの点から、エポキシ系樹
脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂およ
びベンゾシクロブテン系樹脂の群から選ばれる少なくと
も一種を用いることができる。これらの熱硬化性樹脂の
うち、高耐熱性や溶融時の低粘度性、接着性、シートへ
の加工性などの点からエポキシ系樹脂およびベンゾシク
ロブテン系樹脂を用いることが好ましい。
耐熱性や溶融市の低粘度性などの点から、エポキシ系樹
脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂およ
びベンゾシクロブテン系樹脂の群から選ばれる少なくと
も一種を用いることができる。これらの熱硬化性樹脂の
うち、高耐熱性や溶融時の低粘度性、接着性、シートへ
の加工性などの点からエポキシ系樹脂およびベンゾシク
ロブテン系樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】本発明において好ましく用いることができ
る上記エポキシ系樹脂は、液状であっても固形状であっ
てもよく、特に限定されるものではないが、エポキシ当
量が１００〜３００ｇ／ｅｑ程度のもので、１分子中に
平均２個以上のエポキシ基を有するものを特に好ましく
用いることができる。また、後述するフラックス成分を
含有させて本発明の熱硬化性樹脂シートとした場合、半
田溶融温度以上で金属接合させたときにフラックス成分
がその作用を充分に発揮すると共に、半田の濡れ性を向
上し、ボイドの発生を低減できるという効果を確実に発
揮させるために、軟化点が５０〜１６０℃程度であり、
１５０℃での溶融粘度が０．００１〜１Ｐａ・ｓの物性
を有するエポキシ系樹脂を用いることがさらに好ましい
ものである。なお、溶融粘度はＩＣＩ回転粘度計を用い
て測定する値である。
る上記エポキシ系樹脂は、液状であっても固形状であっ
てもよく、特に限定されるものではないが、エポキシ当
量が１００〜３００ｇ／ｅｑ程度のもので、１分子中に
平均２個以上のエポキシ基を有するものを特に好ましく
用いることができる。また、後述するフラックス成分を
含有させて本発明の熱硬化性樹脂シートとした場合、半
田溶融温度以上で金属接合させたときにフラックス成分
がその作用を充分に発揮すると共に、半田の濡れ性を向
上し、ボイドの発生を低減できるという効果を確実に発
揮させるために、軟化点が５０〜１６０℃程度であり、
１５０℃での溶融粘度が０．００１〜１Ｐａ・ｓの物性
を有するエポキシ系樹脂を用いることがさらに好ましい
ものである。なお、溶融粘度はＩＣＩ回転粘度計を用い
て測定する値である。
【００１８】このようなエポキシ系樹脂としては、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、環
状脂肪族エポキシ樹脂、ヒダントインエポキシ樹脂、ハ
イドロキノン型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキ
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、ナフタレン型エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、テルペン
型エポキシ樹脂、トリグリシジルエーテルトリフェニル
メタンなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ヘキ
サヒドロフタル酸グリシジルエステルなどのグリシジル
エステル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルアミノジフ
ェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、
４，４’−ビス（グリシジルオキシ）−３，３’−ジア
リルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、ホル
マリン以外のアルデヒドを用いて縮合反応によって得ら
れるフェノール樹脂をベースとするエポキシ樹脂などが
挙げられ、これらを単独もしくは二種以上併用して用い
ることができる。これらのうち溶融時の低粘度性や高接
着性の点から、ビスフェノールＡ型やクレゾールノボラ
ック型、ビフェニル型、トリグリシジルエーテルトリフ
ェニルメタン型のエポキシ樹脂を用いることが特に好ま
しい。
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、環
状脂肪族エポキシ樹脂、ヒダントインエポキシ樹脂、ハ
イドロキノン型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキ
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、ナフタレン型エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、テルペン
型エポキシ樹脂、トリグリシジルエーテルトリフェニル
メタンなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ヘキ
サヒドロフタル酸グリシジルエステルなどのグリシジル
エステル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルアミノジフ
ェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、
４，４’−ビス（グリシジルオキシ）−３，３’−ジア
リルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ樹脂、ホル
マリン以外のアルデヒドを用いて縮合反応によって得ら
れるフェノール樹脂をベースとするエポキシ樹脂などが
挙げられ、これらを単独もしくは二種以上併用して用い
ることができる。これらのうち溶融時の低粘度性や高接
着性の点から、ビスフェノールＡ型やクレゾールノボラ
ック型、ビフェニル型、トリグリシジルエーテルトリフ
ェニルメタン型のエポキシ樹脂を用いることが特に好ま
しい。
【００１９】上記エポキシ系樹脂の中でも溶融時の濡れ
性が良好で、低粘度であるものを用いることが好まし
く、具体的には下記式にて示される構造のエポキシ化合
物を原料に用いて得られるエポキシ系樹脂を用いること
が特に好ましい。
性が良好で、低粘度であるものを用いることが好まし
く、具体的には下記式にて示される構造のエポキシ化合
物を原料に用いて得られるエポキシ系樹脂を用いること
が特に好ましい。
【００２０】
【化１】
【００２１】上記一般式にて示される構造のエポキシ樹
脂を用いる場合には、エポキシ当量が１００〜３００ｇ
／ｅｑであり、軟化点が５０〜１６０℃のものを用いる
ことが好ましい。
脂を用いる場合には、エポキシ当量が１００〜３００ｇ
／ｅｑであり、軟化点が５０〜１６０℃のものを用いる
ことが好ましい。
【００２２】また、本発明の熱硬化性樹脂として好まし
く用いることができるベンゾシクロブテン系樹脂も、限
定されるものではないが、前記エポキシ系樹脂と同様、
フラックス成分を含有させて本発明の熱硬化性樹脂シー
トとした場合、半田溶融温度以上で金属接合させたとき
にフラックス成分がその作用を充分に発揮すると共に、
半田の濡れ性を向上し、ボイドの発生を低減できるとい
う効果を確実に発揮させるために、軟化点が５０〜１６
０℃程度で、１５０℃での溶融粘度が０．００１〜１Ｐ
ａ・ｓの物性を有するベンゾシクロブテン系樹脂を用い
ることがさらに好ましいものである。
く用いることができるベンゾシクロブテン系樹脂も、限
定されるものではないが、前記エポキシ系樹脂と同様、
フラックス成分を含有させて本発明の熱硬化性樹脂シー
トとした場合、半田溶融温度以上で金属接合させたとき
にフラックス成分がその作用を充分に発揮すると共に、
半田の濡れ性を向上し、ボイドの発生を低減できるとい
う効果を確実に発揮させるために、軟化点が５０〜１６
０℃程度で、１５０℃での溶融粘度が０．００１〜１Ｐ
ａ・ｓの物性を有するベンゾシクロブテン系樹脂を用い
ることがさらに好ましいものである。
【００２３】具体的には、分子内にベンゾシクロブテン
基を有するモノマー型や、オリゴマーまたはポリマーな
どの部分反応物型の樹脂を用いることができ、例えば、
下記一般式にて示される化合物から得ることができる。
基を有するモノマー型や、オリゴマーまたはポリマーな
どの部分反応物型の樹脂を用いることができ、例えば、
下記一般式にて示される化合物から得ることができる。
【００２４】
【化２】
【００２５】上記一般式にて示される化合物のうち、
Ｘ、ＹおよびＺが０であるものが特に好ましいものであ
る。
Ｘ、ＹおよびＺが０であるものが特に好ましいものであ
る。
【００２６】また、上記一般式において好ましいＲ
1 は、分子内に以下の有機基を有するものである。
1 は、分子内に以下の有機基を有するものである。
【００２７】−ＣＨ2 −，−ＣＨ＝ＣＨ−，−ＣＯ−，
−ＯＣＯ−，−ＮＨＣＯ−，−ＣＯＮＨ−，
−ＯＣＯ−，−ＮＨＣＯ−，−ＣＯＮＨ−，
【００２８】これらのうち、さらに好ましい有機基とし
ては、以下の有機基である。−ＣＨ＝ＣＨ−Ｓｉ（Ｈま
たはＯＨ）2 −，−ＣＯＮＨ−Ｓｉ（ＨまたはＯＨ） 2
−，−ＣＨ＝ＣＨ−Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｏ−Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 −。
ては、以下の有機基である。−ＣＨ＝ＣＨ−Ｓｉ（Ｈま
たはＯＨ）2 −，−ＣＯＮＨ−Ｓｉ（ＨまたはＯＨ） 2
−，−ＣＨ＝ＣＨ−Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｏ−Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3 ）2 −。
【化３】
【００２９】これらのうち、本発明の効果を発揮しやす
いという点から、下記一般式にして示される化合物およ
び／またはそのオリゴマーやポリマーからなる部分反応
物を用いることが好ましい。なお、上記ベンゾシクロブ
テン系樹脂は単独で用いても二種以上を併用してもよい
ことは云うまでもない。
いという点から、下記一般式にして示される化合物およ
び／またはそのオリゴマーやポリマーからなる部分反応
物を用いることが好ましい。なお、上記ベンゾシクロブ
テン系樹脂は単独で用いても二種以上を併用してもよい
ことは云うまでもない。
【００３０】
【化４】
【００３１】本発明において用いるフラックス成分は、
一般的に半田付けする場合に接合すべき金属表面の酸化
膜や有機物などを除去するために、半田付けの前や半田
付けと同時に金属表面に塗布する成分であり、また、酸
化物の生成を防止する働きをする成分である。
一般的に半田付けする場合に接合すべき金属表面の酸化
膜や有機物などを除去するために、半田付けの前や半田
付けと同時に金属表面に塗布する成分であり、また、酸
化物の生成を防止する働きをする成分である。
【００３２】半導体素子をフェースダウン構造でマザー
ボードまたはドーターボードに実装する方式（フリップ
チップ方式やダイレクトチップアタッチ方式など）で
は、通常、配線回路基板と半導体素子の接続部分となる
接続用電極部表面の酸化膜をフラックス成分により溶解
し（フラックス処理）、接続用電極部を介して配線回路
基板と半導体素子を接続したのち、先に施したフラック
ス成分を洗浄（フラックス洗浄）していた。本発明の熱
硬化性樹脂シートはフラックス成分を含有させているの
で、従来のようなフラックス処理やフラックス洗浄の工
程を必要とせず、製造工程を簡略化することができる。
しかも、半田ボールが接続用電極部と接触して接合が形
成される部分の接続信頼性も向上するのである。
ボードまたはドーターボードに実装する方式（フリップ
チップ方式やダイレクトチップアタッチ方式など）で
は、通常、配線回路基板と半導体素子の接続部分となる
接続用電極部表面の酸化膜をフラックス成分により溶解
し（フラックス処理）、接続用電極部を介して配線回路
基板と半導体素子を接続したのち、先に施したフラック
ス成分を洗浄（フラックス洗浄）していた。本発明の熱
硬化性樹脂シートはフラックス成分を含有させているの
で、従来のようなフラックス処理やフラックス洗浄の工
程を必要とせず、製造工程を簡略化することができる。
しかも、半田ボールが接続用電極部と接触して接合が形
成される部分の接続信頼性も向上するのである。
【００３３】このような本発明において用いるフラック
ス成分としては、従来の半導体装置の表面実装などに用
いられているフラックス成分であれば特に限定されるこ
とはなく、例えば酸系やロジン系のフラックス成分を好
ましく用いることができる。特に、酸系のフラックス成
分のうち、有機カルボン酸類化合物を含有してなるフラ
ックス成分は、フラックス効果を発揮したのち、熱硬化
性樹脂としてエポキシ系樹脂を用いている場合には、こ
のエポキシ系樹脂の硬化剤として作用、反応するので、
フラックス成分と硬化剤としての両機能を兼備した成分
として用いることができるので好適である。
ス成分としては、従来の半導体装置の表面実装などに用
いられているフラックス成分であれば特に限定されるこ
とはなく、例えば酸系やロジン系のフラックス成分を好
ましく用いることができる。特に、酸系のフラックス成
分のうち、有機カルボン酸類化合物を含有してなるフラ
ックス成分は、フラックス効果を発揮したのち、熱硬化
性樹脂としてエポキシ系樹脂を用いている場合には、こ
のエポキシ系樹脂の硬化剤として作用、反応するので、
フラックス成分と硬化剤としての両機能を兼備した成分
として用いることができるので好適である。
【００３４】有機カルボン酸類化合物としては、下記一
般式で表されるカルボン酸誘導体、具体的には酸無水
物、アミド、エステル、エーテル、アセタールなどを好
適に用いることができる。
般式で表されるカルボン酸誘導体、具体的には酸無水
物、アミド、エステル、エーテル、アセタールなどを好
適に用いることができる。
【００３５】
【化５】
【００３６】なお、上記一般式においてＲ1 およびＲ2
の具体例としては、ｎ−プロピルビニルエーテル、２−
エチルヘキシルビニルエーテルなどが挙げられる。ま
た、用いることができるカルボン酸誘導体としての具体
例としては、アジピン酸−ｎ−プロピルジビニルエーテ
ル、アジピン酸イソプロピルジビニルエーテル、アジピ
ン酸−２−エチルヘキシルジビニルエーテル、フタル酸
−２−エチルヘキシルジビニルエーテル、トリメリット
酸−２−エチルヘキシルトリビニルエーテル、およびこ
れらの誘導体などが挙げられる。
の具体例としては、ｎ−プロピルビニルエーテル、２−
エチルヘキシルビニルエーテルなどが挙げられる。ま
た、用いることができるカルボン酸誘導体としての具体
例としては、アジピン酸−ｎ−プロピルジビニルエーテ
ル、アジピン酸イソプロピルジビニルエーテル、アジピ
ン酸−２−エチルヘキシルジビニルエーテル、フタル酸
−２−エチルヘキシルジビニルエーテル、トリメリット
酸−２−エチルヘキシルトリビニルエーテル、およびこ
れらの誘導体などが挙げられる。
【００３７】これらのカルボン酸誘導体は、半導体装置
の製造工程において、本発明の熱硬化性樹脂シートを熱
硬化させる際に保護基が外れてカルボン酸を生じ、フラ
ックス効果を発揮したのち、硬化剤としてエポキシ樹脂
などと反応する。従って、熱硬化する前、つまり保護基
が外れる前はエポキシ基と反応しないので、熱硬化性樹
脂としてエポキシ系樹脂を用いた場合には、保存安定性
に優れるという効果を発揮するのである。
の製造工程において、本発明の熱硬化性樹脂シートを熱
硬化させる際に保護基が外れてカルボン酸を生じ、フラ
ックス効果を発揮したのち、硬化剤としてエポキシ樹脂
などと反応する。従って、熱硬化する前、つまり保護基
が外れる前はエポキシ基と反応しないので、熱硬化性樹
脂としてエポキシ系樹脂を用いた場合には、保存安定性
に優れるという効果を発揮するのである。
【００３８】本発明の熱硬化性樹脂シート中への上記フ
ラックス成分の含有量は、フラックス成分があまりにも
多すぎるとガラス転移温度が低下したり、耐湿性が低下
したりする傾向を示し、一方、あまりにも少なすぎると
フラックス効果が充分に発揮されないので、熱硬化性樹
脂シート中に、０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２
５重量％、さらに２〜２０重量％の範囲で含有させるこ
とが好ましい。
ラックス成分の含有量は、フラックス成分があまりにも
多すぎるとガラス転移温度が低下したり、耐湿性が低下
したりする傾向を示し、一方、あまりにも少なすぎると
フラックス効果が充分に発揮されないので、熱硬化性樹
脂シート中に、０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２
５重量％、さらに２〜２０重量％の範囲で含有させるこ
とが好ましい。
【００３９】本発明の熱硬化性樹脂シートは少なくとも
上記熱硬化性樹脂およびフラックス成分を含有する組成
物をシート状に成形して得られるものであるが、必要に
応じてシート状に成形しやすくするために熱可塑性樹脂
を含有させてもよい。
上記熱硬化性樹脂およびフラックス成分を含有する組成
物をシート状に成形して得られるものであるが、必要に
応じてシート状に成形しやすくするために熱可塑性樹脂
を含有させてもよい。
【００４０】このような熱可塑性樹脂としては、特に限
定されるものではないが、例えばポリイミド、ポリエー
テルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、
アクリルゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体などが挙げられる。これ
らの熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂シート中に３０重量
％以下、好ましくは２０重量％以下の量で配合すること
が望ましい。
定されるものではないが、例えばポリイミド、ポリエー
テルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、
アクリルゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体などが挙げられる。これ
らの熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂シート中に３０重量
％以下、好ましくは２０重量％以下の量で配合すること
が望ましい。
【００４１】上記熱可塑性樹脂のうち、アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体としては、他の共重合性単量体
を共重合することもできる。共重合性単量体としては、
例えば水添アクリロニトリルや、アクリル酸、アクリル
酸エステル、スチレン、メタクリル酸などが挙げられ
る。なかでも、金属やプラスチックに対する接着性が優
れるアクリル酸やメタクリル酸が好適である。即ち、ア
クリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体
や、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合
体を好適に用いることができる。また、前記アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体における結合アクリロニト
リルの含有量は１０〜５０重量％程度とすることが好ま
しく、１５〜４０重量％がより好ましい。
ル−ブタジエン共重合体としては、他の共重合性単量体
を共重合することもできる。共重合性単量体としては、
例えば水添アクリロニトリルや、アクリル酸、アクリル
酸エステル、スチレン、メタクリル酸などが挙げられ
る。なかでも、金属やプラスチックに対する接着性が優
れるアクリル酸やメタクリル酸が好適である。即ち、ア
クリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体
や、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合
体を好適に用いることができる。また、前記アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体における結合アクリロニト
リルの含有量は１０〜５０重量％程度とすることが好ま
しく、１５〜４０重量％がより好ましい。
【００４２】さらに、本発明の熱硬化性樹脂シートに
は、熱硬化性樹脂としてエポキシ系樹脂を用いた場合に
は硬化剤や硬化促進剤を配合することができる。硬化剤
としては、例えば一般にエポキシ系樹脂の硬化剤として
用いられているフェノール樹脂、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸などの酸無水物、ジシアンアミドなどのアミ
ン化合物、接着信頼性などの点からフェノールアラルキ
ル系樹脂やフェノールノボラック系樹脂などのフェノー
ル樹脂などの硬化剤を適宜配合することが好ましい。こ
れらのうち、特にフラックス活性の向上や接着性、ボイ
ドの低減という観点から、１５０℃での溶融粘度が５Ｐ
ａ・ｓ以下のフェノール樹脂を硬化剤として用いること
が好ましい。さらに、水酸基当量が４０〜２００ｇ／ｅ
ｑで、軟化点が１１０℃以下のものが好ましく、より好
ましくは水酸基当量５０〜１９０ｇ／ｅｑで、軟化点が
５０〜１００℃、特に好ましくは水酸基当量６０〜１８
０ｇ／ｅｑで、軟化点が５５〜９０℃のフェノール樹脂
を用いることが好ましい。
は、熱硬化性樹脂としてエポキシ系樹脂を用いた場合に
は硬化剤や硬化促進剤を配合することができる。硬化剤
としては、例えば一般にエポキシ系樹脂の硬化剤として
用いられているフェノール樹脂、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸などの酸無水物、ジシアンアミドなどのアミ
ン化合物、接着信頼性などの点からフェノールアラルキ
ル系樹脂やフェノールノボラック系樹脂などのフェノー
ル樹脂などの硬化剤を適宜配合することが好ましい。こ
れらのうち、特にフラックス活性の向上や接着性、ボイ
ドの低減という観点から、１５０℃での溶融粘度が５Ｐ
ａ・ｓ以下のフェノール樹脂を硬化剤として用いること
が好ましい。さらに、水酸基当量が４０〜２００ｇ／ｅ
ｑで、軟化点が１１０℃以下のものが好ましく、より好
ましくは水酸基当量５０〜１９０ｇ／ｅｑで、軟化点が
５０〜１００℃、特に好ましくは水酸基当量６０〜１８
０ｇ／ｅｑで、軟化点が５５〜９０℃のフェノール樹脂
を用いることが好ましい。
【００４３】これらの硬化剤の配合量は、前記熱硬化性
樹脂を硬化させるに充分な量であれば適宜配合すること
ができ、例えば熱硬化性樹脂にエポキシ系樹脂を用い、
硬化剤としてはフェノール樹脂を硬化剤として用いる場
合には、エポキシ系樹脂中のエポキシ基１当量に対し
て、フェノール樹脂中の水酸基当量が０．５〜１．６当
量、好ましくは０．８〜１．２当量となるように配合す
ることが望ましい。
樹脂を硬化させるに充分な量であれば適宜配合すること
ができ、例えば熱硬化性樹脂にエポキシ系樹脂を用い、
硬化剤としてはフェノール樹脂を硬化剤として用いる場
合には、エポキシ系樹脂中のエポキシ基１当量に対し
て、フェノール樹脂中の水酸基当量が０．５〜１．６当
量、好ましくは０．８〜１．２当量となるように配合す
ることが望ましい。
【００４４】また、硬化促進剤もトリフェニルホスフィ
ン、２−メチルイミダゾール、１，８−ジアザビシクロ
（５．４．０）ウンデセン−７、１，５−ジアザアビシ
クロ（４．３．０）ノネン−５、テトラフェニルホスホ
ニウムテトラデニルボレートなどのアミン系やリン系、
ホウ素系、リン−ホウ素系などの一般的に用いられてい
る硬化促進剤を適宜配合することができる。なお、上記
硬化剤や硬化促進剤はそのまま配合してもよいが、室温
下での保存安定性を向上させるためには、硬化剤や硬化
促進剤をマイクロカプセルに封入した潜在性硬化剤や潜
在性硬化促進剤を好ましく用いることができることは云
うまでもない。
ン、２−メチルイミダゾール、１，８−ジアザビシクロ
（５．４．０）ウンデセン−７、１，５−ジアザアビシ
クロ（４．３．０）ノネン−５、テトラフェニルホスホ
ニウムテトラデニルボレートなどのアミン系やリン系、
ホウ素系、リン−ホウ素系などの一般的に用いられてい
る硬化促進剤を適宜配合することができる。なお、上記
硬化剤や硬化促進剤はそのまま配合してもよいが、室温
下での保存安定性を向上させるためには、硬化剤や硬化
促進剤をマイクロカプセルに封入した潜在性硬化剤や潜
在性硬化促進剤を好ましく用いることができることは云
うまでもない。
【００４５】また、必要に応じて本発明の熱硬化性樹脂
シートには、他の有機材料や無機材料を配合することも
できる。配合できる有機材料としては、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリン
グ剤や、チタンカップリング剤、表面調整剤（レベリン
グ剤）、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−スフェセナ
ントン−１０−オキサイドなどの酸化防止剤、インデン
オリゴマーなどの粘着付与剤、ブロム化エポキシフェノ
ールノボラックなどの難燃剤、ポリエチレンやカルバナ
などのワックス類などが挙げられる。
シートには、他の有機材料や無機材料を配合することも
できる。配合できる有機材料としては、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリン
グ剤や、チタンカップリング剤、表面調整剤（レベリン
グ剤）、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−スフェセナ
ントン−１０−オキサイドなどの酸化防止剤、インデン
オリゴマーなどの粘着付与剤、ブロム化エポキシフェノ
ールノボラックなどの難燃剤、ポリエチレンやカルバナ
などのワックス類などが挙げられる。
【００４６】無機材料としては、アルミナや球状シリカ
粉末、溶融シリカ粉末、破砕状シリカ粉末、窒化珪素、
酸化マンガン、炭酸カルシウム、チタン白などの各種充
填剤、銅や銀、アルミニウム、ニッケル、半田などの金
属粒子、三酸化二アンチモンなどの難燃助剤、その他顔
料や染料などが挙げられる。
粉末、溶融シリカ粉末、破砕状シリカ粉末、窒化珪素、
酸化マンガン、炭酸カルシウム、チタン白などの各種充
填剤、銅や銀、アルミニウム、ニッケル、半田などの金
属粒子、三酸化二アンチモンなどの難燃助剤、その他顔
料や染料などが挙げられる。
【００４７】これらの有機材料や無機材料の配合量は目
的に応じて適宜設定することができるが、通常、有機材
料は熱硬化性樹脂シート中に５０重量％以下、好ましく
は４０重量％以下の範囲で配合でき、無機材料は熱硬化
性樹脂シート中に８５重量％以下、好ましくは８０重量
％以下の範囲で配合することができる。無機材料の配合
量が多すぎると、半田ボールと電極間の電気的接続が良
好に行なわれなくなるおそれがある。
的に応じて適宜設定することができるが、通常、有機材
料は熱硬化性樹脂シート中に５０重量％以下、好ましく
は４０重量％以下の範囲で配合でき、無機材料は熱硬化
性樹脂シート中に８５重量％以下、好ましくは８０重量
％以下の範囲で配合することができる。無機材料の配合
量が多すぎると、半田ボールと電極間の電気的接続が良
好に行なわれなくなるおそれがある。
【００４８】本発明の熱硬化性樹脂シートは、上記各成
分からなる組成物を厚み５〜３００μｍ程度のシート状
に成形して得られるものであるが、具体的には以下の方
法によって製造することができる。なお、以下に記載す
る製造方法は単なる一実施態様であり、これに限定され
るものではない。
分からなる組成物を厚み５〜３００μｍ程度のシート状
に成形して得られるものであるが、具体的には以下の方
法によって製造することができる。なお、以下に記載す
る製造方法は単なる一実施態様であり、これに限定され
るものではない。
【００４９】まず、熱可塑性樹脂およびフラックス成分
を所定量で配合して、均一に混合したのち、必要に応じ
て、硬化剤や硬化促進剤、熱可塑性樹脂、各種有機材
料、無機材料などを適宜配合して、溶解性や展延性を向
上させるために、トルエンやメチルエチルケトン、酢酸
エチルなどの有機溶剤を加えて均一に混合する。
を所定量で配合して、均一に混合したのち、必要に応じ
て、硬化剤や硬化促進剤、熱可塑性樹脂、各種有機材
料、無機材料などを適宜配合して、溶解性や展延性を向
上させるために、トルエンやメチルエチルケトン、酢酸
エチルなどの有機溶剤を加えて均一に混合する。
【００５０】次いで、得られた組成物溶液を片面に離型
処理を施したポリエステルフィルムなどのプラスチック
フィルムの処理面上に塗布、乾燥させて、本発明の熱硬
化性樹脂シートを作製する。なお、上記乾燥工程では組
成物溶液中の有機溶剤を除去することを目的としている
ので、含有する熱硬化性樹脂を熱硬化させる温度まで高
めた乾燥ではない。従って、約５０〜１５０℃の温度で
乾燥させることが好ましい。
処理を施したポリエステルフィルムなどのプラスチック
フィルムの処理面上に塗布、乾燥させて、本発明の熱硬
化性樹脂シートを作製する。なお、上記乾燥工程では組
成物溶液中の有機溶剤を除去することを目的としている
ので、含有する熱硬化性樹脂を熱硬化させる温度まで高
めた乾燥ではない。従って、約５０〜１５０℃の温度で
乾燥させることが好ましい。
【００５１】また、他の製造方法としては有機溶剤を用
いずに樹脂組成物のみをロール、ミキサー、ヘンシェル
ミキサー、ボールミル、ニーダー、ディスパーなどを用
いて、均一に分散、混合して、これを加熱溶融し、押出
成形することによって、本発明の熱硬化性樹脂シートを
得ることもできる。
いずに樹脂組成物のみをロール、ミキサー、ヘンシェル
ミキサー、ボールミル、ニーダー、ディスパーなどを用
いて、均一に分散、混合して、これを加熱溶融し、押出
成形することによって、本発明の熱硬化性樹脂シートを
得ることもできる。
【００５２】本発明の熱硬化性樹脂シートは上記構成か
らなるものであるが、この熱硬化性樹脂シートを用いて
バンプを形成する方法を以下に説明する。
らなるものであるが、この熱硬化性樹脂シートを用いて
バンプを形成する方法を以下に説明する。
【００５３】本発明のバンプ形成方法は、バンプを形成
すべきバンプ被搭載体の搭載予定面に、前記した熱硬化
性樹脂シートを形成する工程と、形成した樹脂シート上
にバンプ形成用の半田ボールを載置する工程と、載置さ
れた半田ボールをリフローする工程と、熱硬化性樹脂シ
ートを加熱硬化する工程とを含むものである。
すべきバンプ被搭載体の搭載予定面に、前記した熱硬化
性樹脂シートを形成する工程と、形成した樹脂シート上
にバンプ形成用の半田ボールを載置する工程と、載置さ
れた半田ボールをリフローする工程と、熱硬化性樹脂シ
ートを加熱硬化する工程とを含むものである。
【００５４】これらの各工程について、図１に示す図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００５５】まず、半導体素子やインターポーザー、半
導体パッケージ（ＢＧＡ）などのバンプ被搭載体の片面
に、前記のようにして作製した本発明の熱硬化性樹脂シ
ートをラミネートする。図１（ａ）では、ＢＧＡタイプ
の半導体パッケージのインターポーザー上に熱硬化性樹
脂シートをラミネートした状態の断面図を示している。
導体パッケージ（ＢＧＡ）などのバンプ被搭載体の片面
に、前記のようにして作製した本発明の熱硬化性樹脂シ
ートをラミネートする。図１（ａ）では、ＢＧＡタイプ
の半導体パッケージのインターポーザー上に熱硬化性樹
脂シートをラミネートした状態の断面図を示している。
【００５６】次に、図１（ｂ）に示すように、バンプと
なる半田ボールを半田ボールマウンターヘッドで吸着
し、図１（ａ）のようにして熱硬化性樹脂シートをラミ
ネートした半導体パッケージ（ＢＧＡ）の表面に、半田
ボール搭載位置を合わせて、図１（ｃ）に示すように半
田ボールを載置する。
なる半田ボールを半田ボールマウンターヘッドで吸着
し、図１（ａ）のようにして熱硬化性樹脂シートをラミ
ネートした半導体パッケージ（ＢＧＡ）の表面に、半田
ボール搭載位置を合わせて、図１（ｃ）に示すように半
田ボールを載置する。
【００５７】最後に、半田ボールをリフローさせること
によって、図１（ｄ）に示すように半田がリフローし、
さらに熱硬化性樹脂を硬化させる温度まで加熱すること
によって、樹脂シートを加熱硬化させ、搭載した半田ボ
ールの根元を補強したバンプ形成体を得ることができる
のである。
によって、図１（ｄ）に示すように半田がリフローし、
さらに熱硬化性樹脂を硬化させる温度まで加熱すること
によって、樹脂シートを加熱硬化させ、搭載した半田ボ
ールの根元を補強したバンプ形成体を得ることができる
のである。
【００５８】上記最後の工程において、半田ボールをリ
フローさせると、熱硬化性樹脂シート内に含有させてい
るフラックス成分によって、半田ボール載置部の電極部
の酸化膜が除去されて半田に対する濡れ性が向上し、図
１（ｄ）に示すように半田ボールが確実に載置され、電
気的接続信頼性が向上するのである。
フローさせると、熱硬化性樹脂シート内に含有させてい
るフラックス成分によって、半田ボール載置部の電極部
の酸化膜が除去されて半田に対する濡れ性が向上し、図
１（ｄ）に示すように半田ボールが確実に載置され、電
気的接続信頼性が向上するのである。
【００５９】さらに、本発明では、上記した熱硬化性樹
脂シートを用いてバンプを形成した半導体素子や半導体
パッケージにおける半田ボールを介して、インターポー
ザーや外部配線基板、半導体素子などの被接続体に接続
することによって、接続信頼性に優れた半導体装置を得
ることができるものである。
脂シートを用いてバンプを形成した半導体素子や半導体
パッケージにおける半田ボールを介して、インターポー
ザーや外部配線基板、半導体素子などの被接続体に接続
することによって、接続信頼性に優れた半導体装置を得
ることができるものである。
【００６０】
【発明の効果】本発明の熱硬化性樹脂シートを用いずに
半田ボールを載置する従来法によって得られるバンプ形
成体の構造の断面図を図２に示す。図１（ｄ）と図２の
比較から明らかなように、本発明のバンプ形成方法では
半田ボールの根元を熱硬化性樹脂シートで補強している
ので搭載した半田ボールの脱落がなく、確実に補強され
ていることが理解されるであろう。
半田ボールを載置する従来法によって得られるバンプ形
成体の構造の断面図を図２に示す。図１（ｄ）と図２の
比較から明らかなように、本発明のバンプ形成方法では
半田ボールの根元を熱硬化性樹脂シートで補強している
ので搭載した半田ボールの脱落がなく、確実に補強され
ていることが理解されるであろう。
【００６１】さらに、本発明の熱硬化性樹脂シートには
フラックス成分を含有させているので、半田ボールのリ
フローだけで、半田ボール搭載部の酸化膜を簡単に除去
することができるので、従来法のように、フラックス成
分の塗布、洗浄といった工程が不要であり、工程の簡略
化ができるものである。
フラックス成分を含有させているので、半田ボールのリ
フローだけで、半田ボール搭載部の酸化膜を簡単に除去
することができるので、従来法のように、フラックス成
分の塗布、洗浄といった工程が不要であり、工程の簡略
化ができるものである。
【００６２】また、本発明では熱硬化性樹脂を塗布する
のではなく、予めシート状に形成しているので、半田ボ
ール被搭載面へ均一に樹脂層を形成できるので、半田ボ
ールの根元補強に信頼性が高まり、冷熱サイクル下やＰ
ＣＴ条件下での接続信頼性に優れたパッケージや半導体
装置を得ることができるという効果を発揮するものであ
る。
のではなく、予めシート状に形成しているので、半田ボ
ール被搭載面へ均一に樹脂層を形成できるので、半田ボ
ールの根元補強に信頼性が高まり、冷熱サイクル下やＰ
ＣＴ条件下での接続信頼性に優れたパッケージや半導体
装置を得ることができるという効果を発揮するものであ
る。
【００６３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々の
応用、変形ができることは云うまでもない。なお、以
下、文中で部および％とあるのは重量部および重量％を
意味する。
するが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々の
応用、変形ができることは云うまでもない。なお、以
下、文中で部および％とあるのは重量部および重量％を
意味する。
【００６４】実施例１ 下記に示す配合によって本発明の熱硬化性樹脂シートを
作製した。なお、具体的な製造方法としては、各成分を
所定量で均一に混合した組成物をトルエンに固形分濃度
６０％で溶解し、この組成物溶液を片面にシリコーン樹
脂によって離型処理を施したポリエステルフィルムの離
型処理面に塗布し、１２０℃で乾燥して、厚み１００μ
ｍの熱硬化性樹脂シートを作製した。
作製した。なお、具体的な製造方法としては、各成分を
所定量で均一に混合した組成物をトルエンに固形分濃度
６０％で溶解し、この組成物溶液を片面にシリコーン樹
脂によって離型処理を施したポリエステルフィルムの離
型処理面に塗布し、１２０℃で乾燥して、厚み１００μ
ｍの熱硬化性樹脂シートを作製した。
【００６５】エポキシ樹脂Ａ ２８．９％ エポキシ樹脂Ｂ ２８．９％ フラックス成分 ３ ％ 硬化剤Ａ ３３．９％ 硬化促進剤 ０．３％ 熱可塑性樹脂 ５ ％
【００６６】上記配合における各成分は、以下のものを
用いた。
用いた。
【００６７】・エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂（エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ、溶融粘度１
０Ｐａ・ｓ／２５℃） ・エポキシ樹脂Ｂ：トリフェニルメタン型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、溶融粘度０．０８Ｐａ
・ｓ／１５０℃、軟化点８０℃） ・フラックス成分：アジピン酸イソプロピルジビニルエ
ーテル ・硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（水酸基当量１
０４ｇ／ｅｑ、溶融粘度０．１Ｐａ・ｓ／１５０℃、軟
化点８０℃） ・硬化促進剤：マイクロカプセル化トリフェニルホスフ
ィン（シェル材料：ポリウレア、コア／シェル比＝５０
／５０％） ・熱可塑性樹脂：アクリロニトリル−ブタジエン−メタ
クリル酸共重合体（ムーニー粘度５０、結合アクリロニ
トリル含量３０％、結合カルボキシル基含量０．０５ｅ
ｐｈｒ）
ポキシ樹脂（エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ、溶融粘度１
０Ｐａ・ｓ／２５℃） ・エポキシ樹脂Ｂ：トリフェニルメタン型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、溶融粘度０．０８Ｐａ
・ｓ／１５０℃、軟化点８０℃） ・フラックス成分：アジピン酸イソプロピルジビニルエ
ーテル ・硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（水酸基当量１
０４ｇ／ｅｑ、溶融粘度０．１Ｐａ・ｓ／１５０℃、軟
化点８０℃） ・硬化促進剤：マイクロカプセル化トリフェニルホスフ
ィン（シェル材料：ポリウレア、コア／シェル比＝５０
／５０％） ・熱可塑性樹脂：アクリロニトリル−ブタジエン−メタ
クリル酸共重合体（ムーニー粘度５０、結合アクリロニ
トリル含量３０％、結合カルボキシル基含量０．０５ｅ
ｐｈｒ）
【００６８】比較例１ 熱硬化性樹脂シートを用いない方法（フラックス成分を
塗布、洗浄する従来法）を試験するために、実施例１に
て用いたと同じフラックス成分の溶液を調製した。
塗布、洗浄する従来法）を試験するために、実施例１に
て用いたと同じフラックス成分の溶液を調製した。
【００６９】比較例２ 従来法として、フラックス成分を含有する熱硬化性樹脂
組成物のペーストを塗布する方法を試験するために、下
記に示す配合によって熱硬化性樹脂ペーストを作製し
た。
組成物のペーストを塗布する方法を試験するために、下
記に示す配合によって熱硬化性樹脂ペーストを作製し
た。
【００７０】エポキシ樹脂Ａ ５３．７％ フラックス成分 ３ ％ 硬化剤Ｂ ４３ ％ 硬化促進剤 ０．３％
【００７１】上記配合における各成分は、硬化剤として
を以下のものを用いた以外は、上記実施例１にて記載の
ものを用いた。 ・硬化剤：アリル化フェノール樹脂（水酸基当量１４８
ｇ／ｅｑ、溶融粘度４Ｐａ・ｓ／５０℃）
を以下のものを用いた以外は、上記実施例１にて記載の
ものを用いた。 ・硬化剤：アリル化フェノール樹脂（水酸基当量１４８
ｇ／ｅｑ、溶融粘度４Ｐａ・ｓ／５０℃）
【００７２】上記にて得られた本発明の熱硬化性樹脂シ
ート（実施例１）を用いた本発明の方法、および熱硬化
性樹脂シートを用いずに実施例１にて用いたフラックス
成分を塗布、洗浄する従来法（比較例１）、フラックス
成分を含有する熱硬化性樹脂ペーストを用いた方法（比
較例２）によって、図１および図２に示す工程で半田ボ
ールからなるバンプをＣＳＰ上に形成し、実装基板上に
バンプ形成したＣＳＰを実装して半導体装置を作製し
た。用いたＣＳＰおよび形成するバンプ、実装基板の仕
様は以下の通りである。
ート（実施例１）を用いた本発明の方法、および熱硬化
性樹脂シートを用いずに実施例１にて用いたフラックス
成分を塗布、洗浄する従来法（比較例１）、フラックス
成分を含有する熱硬化性樹脂ペーストを用いた方法（比
較例２）によって、図１および図２に示す工程で半田ボ
ールからなるバンプをＣＳＰ上に形成し、実装基板上に
バンプ形成したＣＳＰを実装して半導体装置を作製し
た。用いたＣＳＰおよび形成するバンプ、実装基板の仕
様は以下の通りである。
【００７３】なお、比較例２の樹脂ペーストの場合は、
図１（ｂ）によって吸着された半田ボール７の先端に、
特開２０００−３１１８７号公報に記載のようにペース
トを塗布したのち、インターポーザー３上の電極部４に
搭載し、半田リフローさせる方法によってバンプ形成を
行なった。
図１（ｂ）によって吸着された半田ボール７の先端に、
特開２０００−３１１８７号公報に記載のようにペース
トを塗布したのち、インターポーザー３上の電極部４に
搭載し、半田リフローさせる方法によってバンプ形成を
行なった。
【００７４】＜ＣＳＰ仕様＞ ・インターポーザーの材質：銅箔１８μｍ厚／ポリイミ
ドフィルム５０μｍ厚／銅箔１８μｍ厚の両面基板 ・半田レジスト：エポキシ系樹脂２０μｍ厚 ・半導体素子サイズ：９．４ｍｍ×９．４ｍｍ×０．４
ｍｍ ・インナーバンプ：共晶半田、２８６個、８０μｍφ ・オーバーモールド樹脂：エポキシ系封止樹脂 ・オーバーモールド後のパッケージサイズ：１１ｍｍ×
１１ｍｍ×０．７ｍｍ（アウターバンプを含まないサイ
ズ）
ドフィルム５０μｍ厚／銅箔１８μｍ厚の両面基板 ・半田レジスト：エポキシ系樹脂２０μｍ厚 ・半導体素子サイズ：９．４ｍｍ×９．４ｍｍ×０．４
ｍｍ ・インナーバンプ：共晶半田、２８６個、８０μｍφ ・オーバーモールド樹脂：エポキシ系封止樹脂 ・オーバーモールド後のパッケージサイズ：１１ｍｍ×
１１ｍｍ×０．７ｍｍ（アウターバンプを含まないサイ
ズ）
【００７５】＜半田ボール形成＞ ・外部接続用電極の配置：０．５ｍｍピッチ、４列、計
２４０電極 ・外部接続用電極半田レジストの開口径：２００μｍφ ・外部接続用半田ボール（アウターバンプ）：共晶半
田、３００μｍφ
２４０電極 ・外部接続用電極半田レジストの開口径：２００μｍφ ・外部接続用半田ボール（アウターバンプ）：共晶半
田、３００μｍφ
【００７６】＜実装基板仕様＞ ・実装基板（被接続体）：ガラスエポキシ基板（ＦＲ
４）、サイズ６０ｍｍ×９０ｍｍ×０．５ｍｍ、実装基
板上に８個のＣＳＰを搭載 ・実装基板半田レジストの開口径：２００μｍ径
４）、サイズ６０ｍｍ×９０ｍｍ×０．５ｍｍ、実装基
板上に８個のＣＳＰを搭載 ・実装基板半田レジストの開口径：２００μｍ径
【００７７】実施例１、比較例１および比較例２を用い
て得た半導体装置を、５５℃×５分間と１２５℃×５分
間の液層冷熱サイクルにかけて、５００サイクル、１０
００サイクル、１５００サイクル、２０００サイクル後
の導通テストを行なった。結果を表１に示す。
て得た半導体装置を、５５℃×５分間と１２５℃×５分
間の液層冷熱サイクルにかけて、５００サイクル、１０
００サイクル、１５００サイクル、２０００サイクル後
の導通テストを行なった。結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】上記表１から明らかなように、本発明品で
は冷熱サイクル下での接続信頼性が高いことが明らかで
ある。また、本発明では比較例１品のようなフラックス
成分を塗布、洗浄するといった工程が不要であるので、
工程の簡略化が図れ、低コスト、省力化が図れるという
極めて実用的なものであり、有用性に優れたものであ
る。
は冷熱サイクル下での接続信頼性が高いことが明らかで
ある。また、本発明では比較例１品のようなフラックス
成分を塗布、洗浄するといった工程が不要であるので、
工程の簡略化が図れ、低コスト、省力化が図れるという
極めて実用的なものであり、有用性に優れたものであ
る。
【００８０】さらに、フラックス成分を含有する熱硬化
性樹脂ペーストを用いる方法によっても、本発明品と同
様に半田ボールの根元を補強することができるが、一定
厚のシートをラミネートする本発明品とは異なり、部分
的にペーストを塗布しているので、不均一な厚みでの補
強となり、接続信頼性にやや欠ける恐れがある。また、
本発明の樹脂シートはバンプ搭載面の一面全面にラミネ
ートしているのに対して、ペースト塗布では不均一な部
分的な塗布となるので、冷熱サイクル下において熱硬化
性樹脂の欠けなどが発生する恐れがある。
性樹脂ペーストを用いる方法によっても、本発明品と同
様に半田ボールの根元を補強することができるが、一定
厚のシートをラミネートする本発明品とは異なり、部分
的にペーストを塗布しているので、不均一な厚みでの補
強となり、接続信頼性にやや欠ける恐れがある。また、
本発明の樹脂シートはバンプ搭載面の一面全面にラミネ
ートしているのに対して、ペースト塗布では不均一な部
分的な塗布となるので、冷熱サイクル下において熱硬化
性樹脂の欠けなどが発生する恐れがある。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の熱硬化性樹脂シー
トを用いてＢＧＡパッケージ上にバンプを形成する工程
を説明する断面図である。
トを用いてＢＧＡパッケージ上にバンプを形成する工程
を説明する断面図である。
【図２】従来のフラックス成分の塗布、洗浄工程によっ
てＢＧＡパッケージ上にバンプを形成する工程を説明す
る断面図である。
てＢＧＡパッケージ上にバンプを形成する工程を説明す
る断面図である。
１・・・熱硬化性樹脂シート ２・・・ＣＳＰ（半導体パッケージ） ３・・・インターポーザー ４・・・電極部（バンプ載置部） ５・・・半田レジスト ６・・・半田ボールマウンターヘッド ７・・・半田ボール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｆ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５ ６０４Ｓ 23/12 Ｌ Ｆターム(参考） 4F071 AA02 AA12 AA41 AA42 AA49 AA69 AA74 AC01 AH13 BA03 BB02 BC01 4J002 AC032 AC072 AF023 BB182 BC032 BG042 CC031 CD001 CD021 CD031 CD051 CD061 CD081 CE001 CF211 CH072 CM042 ED016 ED026 EH006 EP016 FD203 FD206 GQ00 5E319 BB04 CC33 5F044 KK01 KK18 KK19 LL01 QQ04 RR19
Claims (11)
- 【請求項１】 エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ジ
アリルフタレート系樹脂、およびベンゾシクロブテン系
樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱硬化性樹脂、およ
びフラックス成分を含む組成物を、シート状に成形した
こと特徴とする熱硬化性樹脂シート。 - 【請求項２】 フラックス成分が、シート中に０．５〜
３０重量％含有されている請求項１記載の熱硬化性樹脂
シート。 - 【請求項３】 フラックス成分が、酸系もしくはロジン
系のフラックスである請求項１記載の熱硬化性樹脂シー
ト。 - 【請求項４】 さらに、熱可塑性樹脂を含む請求項１記
載の熱硬化性樹脂シート。 - 【請求項５】 熱可塑性樹脂が、シート中に１〜３０重
量％含有されている請求項４記載の熱硬化性樹脂シー
ト。 - 【請求項６】 バンプ被搭載体における搭載予定面に、
請求項１または４記載の熱硬化性樹脂シートを形成する
工程、該シート上にバンプ形成用の半田ボールを載置す
る工程、半田ボールをリフローする工程、熱硬化性樹脂
シートを加熱硬化する工程を含むバンプ形成方法。 - 【請求項７】 搭載された半田ボールの根元部が、熱硬
化性樹脂シートによって補強されている請求項６記載の
バンプ形成方法。 - 【請求項８】 バンプ被搭載体が、半導体素子、インタ
ーポーザー、もしくは半導体パッケージから選ばれる一
種である請求項６記載のバンプ形成方法。 - 【請求項９】 半導体パッケージが、ＢＧＡ（ボールグ
リッドアレイ）型から選ばれる一種である請求項６記載
のバンプ形成方法。 - 【請求項１０】 請求項６記載の方法によってバンプ形
成された半導体素子または半導体パッケージを、半田ボ
ールを介して被接続体に接続してなる半導体装置。 - 【請求項１１】 被接続体が、インターポーザー、外部
配線基板、半導体素子から選ばれる一種である請求項１
０記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128388A JP2001311005A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 熱硬化性樹脂シートおよびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128388A JP2001311005A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 熱硬化性樹脂シートおよびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311005A true JP2001311005A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18637838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000128388A Pending JP2001311005A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 熱硬化性樹脂シートおよびこれを用いたバンプ形成方法、並びに半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001311005A (ja) |
Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005005435A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Sony Corp | 実装基板及びその製造方法 |
| WO2008016128A1 (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Showa Denko K.K. | Production method of soldier circuit board |
| JP2008041803A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Showa Denko Kk | ハンダ回路基板の製造方法 |
| JP2008041867A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Showa Denko Kk | ハンダ回路基板の製造方法 |
| WO2010052871A1 (ja) | 2008-11-06 | 2010-05-14 | 住友ベークライト株式会社 | 電子装置の製造方法および電子装置 |
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| CN113649727A (zh) * | 2020-05-12 | 2021-11-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 树脂助焊剂焊膏及安装结构体 |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000128388A patent/JP2001311005A/ja active Pending
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