JP2006016623A - 接着フィルム、それを用いた半導体パッケージまたは半導体装置、および半導体パッケージまたは半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラックス機能を有し、かつ接着時の作業性が向上する接着フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を提供すること。また、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の接着フィルムは、半導体素子または半導体装置を実装する際に用いる接着フィルムであって、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する第１の樹脂と、第２の樹脂と、前記第２の樹脂よりも重量平均分子量の低い第３の樹脂とを含むことを特徴とするものである。また、本発明の半導体パッケージは、半導体素子とインターポーザとが上述の接着フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。また、本発明の半導体装置は、半導体パッケージとプリント配線板とが上述の接着フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、接着フィルム、それを用いた半導体パッケージまたは半導体装置に関する。
また、本発明は、半導体パッケージまたは半導体装置の製造方法に関する。

電子機器の高機能化等の要求に伴い、これらの電子機器に使用される半導体パッケージも、従来にも増して、小型化かつ多ピン化が進んできている。
近年、プリント配線板上に半導体素子を実装する方式として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のエリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。

ＢＧＡやＣＳＰ方式のプリント配線板への半導体パッケージの実装には、半田ボールで形成されたバンプによる半田接合が採用されている。
また、ＢＧＡやＣＳＰの作製工程における、半導体素子の電極と半導体搭載用基板の端子との電気的接続方法にも、半田接合が使われる場合が多い。

一般に、半田接合の場合、半田表面と対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去するため、あるいは半田接合時における金属表面での再酸化を防止するために半田付け用フラックスが使用される。
しかし、半田接合後にフラックスが残存していると、高温、多湿時に、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食等の問題を生じる。
そこで、現在、半田接合後、残存フラックスを洗浄除去することを行っている。しかし、洗浄剤の廃棄に関する環境問題や、洗浄工程の追加によるコストアップなどの欠点がある。

また、半導体パッケージの小型化、かつ多ピン化は、バンプの微細化を必要とするが、その反面、接合強度、接続信頼性の低下が懸念される。そこで、バンプ接続部分の信頼性を得るため、半導体素子と半導体素子搭載用基板、あるいは半導体パッケージとプリント配線板との間隙に、アンダーフィルと呼ばれる絶縁樹脂を充填して、バンプ接続部分を封止、補強する検討がされている（例えば、特許文献１参照）。しかし、アンダーフィルを充填し、硬化させる工程が必要となるため、製造工程が複雑化し、製造コストが高くなるという問題がある。

フラックスやアンダーフィル技術の問題を解決する手段として、半田接合後の残存フラックスが除去不要で、且つ半導体素子と半導体素子搭載用基板との間隙に樹脂を流し込む工程も不要なノンフローアンダーフィルの開発も検討されている。ノンフローアンダーフィルは、樹脂中に除去不要なフラックス成分が含まれており、フラックスを必要とせず、予め半導体素子搭載基板等に供給する点でアンダーフィルと異なっている。

ノンフローアンダーフィルを用いた方法は、半導体素子搭載基板やプリント配線板上にノンフローアンダーフィル樹脂を予めディスペンサーなどで必要量が供給される。搭載部品を位置合わせして、搭載した後、リフロー処理することにより、半田接合すると同時に、半導体素子と半導体素子搭載用基板等の間隙を封止するものである。しかし、ノンフローアンダーフィルを用いた方法は、その性状と供給方法のために、薄型の半導体素子や半導体パッケージを搭載する場合には、裏面にノンフローアンダーフィル樹脂が付着したりすることがあった。
この裏面へのノンフローアンダーフィル樹脂への付着は、ヒートシンクの貼り付けの際や、半導体素子を積層する(実装面積の縮小化を目的とする半導体素子を積層したマルチチップパッケージなど)際に不具合が生じる原因となっていた。

特開平１０−２６１６６１号公報

本発明の目的は、フラックス機能を有し、かつ接着時の作業性が向上する接着フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を提供することである。
また、本発明の目的は、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法を提供することである。

このような目的は、下記（１）〜（１９）記載の本発明により達成される。
（１）半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いる接着フィルムであって、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する第１の樹脂と、第２の樹脂と、前記第２の樹脂よりも重量平均分子量の低い第３の樹脂とを含むことを特徴とする接着フィルム。
（２）更にフラックス助剤を含むものである上記（１）に記載の接着フィルム。
（３）前記第１の樹脂は、フェノール樹脂である上記（１）または（２）に記載の接着フィルム。
（４）前記第２の樹脂は、エポキシ樹脂である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の接着フィルム。
（５）前記第２の樹脂の重量平均分子量は、１，０００以上である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の接着フィルム。
（６）前記第３の樹脂は、エポキシ樹脂である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の接着フィルム。
（７）前記第３の樹脂は、常温で液状である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の接着フィルム。
（８）前記第３の樹脂の重量平均分子量は、２００〜６００である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の接着フィルム。
（９）軟化温度が４０〜１５０℃である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の接着フィルム。
（１０）溶融粘度が１〜５０００ｍＰａ・ｓである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の接着フィルム。
（１１）厚さが３〜８０μｍである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の接着フィルム。
（１２）半導体素子とインターポーザとが上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の接着フィルムで実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
（１３）半導体パッケージとプリント配線板とが上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の接着フィルムで実装されていることを特徴とする半導体装置。
（１４）半導体素子とインターポーザとを実装して半導体パッケージを製造する方法であって、半導体素子とインターポーザとの間に接着フィルムを設置し、前記半導体素子、接着フィルムおよびインターポーザを圧着して実装することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
（１５）前記接着フィルムを、あらかじめインターポーザに設置しているものである上記（１４）に記載の半導体パッケージの製造方法。
（１６）前記接着フィルムを、あらかじめ半導体素子に設置しているものである上記（１４）または（１５）に記載の半導体パッケージの製造方法。
（１７）半導体パッケージとプリント配線板とを実装して半導体装置を製造する方法であって、半導体パッケージとプリント配線板との間に接着フィルムを設置し、前記半導体パッケージ、接着フィルムおよびプリント配線板を圧着して実装することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（１８）前記接着フィルムを、あらかじめ半導体パッケージに設置しているものである上記（１７）に記載の半導体装置の製造方法。
（１９）前記接着フィルムを、あらかじめプリント配線板に設置しているものである上記（１７）または（１８）に記載の半導体装置の製造方法。

本発明によれば、特に優れたフラックス機能を有し、かつ接着時の作業性を向上することができる接着フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
また、接着フィルムに特定の樹脂を使用する場合、特に半田接続信頼性に優れる半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
また、本発明によれば、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の接着フィルム、それを用いた半導体パッケージまたは半導体装置、および半導体パッケージまたは半導体装置の製造方法について説明する。
本発明の接着フィルムは、半導体素子または半導体装置を実装する際に用いる接着フィルムであって、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する第１の樹脂と、第２の樹脂と、前記第２の樹脂よりも重量平均分子量の低い第３の樹脂とを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の半導体パッケージは、半導体素子とインターポーザ（半導体素子搭載用基板）とが上述の接着フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。

また、本発明の半導体装置（半導体パッケージが実装された基板）は、半導体パッケージとプリント配線板とが上述の接着フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体素子とインターポーザとを実装して半導体パッケージを製造する方法であって、半導体素子とインターポーザとの間に接着フィルムを設置し、前記半導体素子、接着フィルムおよび基板を圧着して実装することを特徴とするものである。

また、本発明の半導体装置（半導体パッケージが実装された基板）の製造方法は、半導体パッケージをプリント配線板に実装して半導体装置を製造する方法であって、半導体パッケージとプリント配線板との間に接着フィルムを設置し、前記半導体パッケージ、接着フィルムおよびプリント配線板を圧着して実装することを特徴とするものである。

まず、接着フィルムについて説明する。
本発明の接着フィルムは、半導体素子または半導体パッケージを実装するために用いるものである。これにより、従来のノンフローアンダーフィル樹脂で問題となっていた半導体素子等への樹脂の付着を防止することができる。また、フィルム状態で半導体素子等に設置できるので作業性を向上することができる。
前記半導体素子を実装する場合、例えば半導体素子をインターポーザに実装する場合等が挙げられる。
また、前記半導体パッケージを実装する場合、例えば半導体パッケージをプリント配線板に実装する場合等が挙げられる。このような場合に、本発明の接着フィルムを用いることができる。
本発明の接着フィルムは、半田接合時にフラックスとして作用し、同時に半導体素子とインターポーザや、半導体パッケージとプリント配線板などの接合面を接着・封止するものとして機能するものである。

本発明の接着フィルムは、少なくとも１つ以上フェノール性水酸基を有する第１の樹脂を含む。これにより、半田及び金属表面の酸化物などの汚れを除去し、半田接合用フラックスとして作用することができる。その理由は、前記フェノール性水酸基が還元作用を有するため、半田表面や対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去できるからである。更に、フラックスとして作用した第１の樹脂は、残存フラックスの除去を不要とすることができる。その理由は、第１の樹脂が半田接合後の加熱過程で硬化するので揮発分等が発生しないからである。残存フラックスの除去を不要とすることができると、半田接合後の洗浄工程を不要にでき、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い半田接合が可能となる。

前記第１の樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でもフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂が好ましく、特に多官能フェノールノボラック樹脂が好ましい。これにより、半田接合時間を短くすることができる。また、接着フィルムの濡れ広がり率を向上することができる。濡れ広がり率が向上すると、半田接続信頼性を向上することができる。ここで、濡れ広がり率とは、半田ボール径Ｈと濡れ広がった半田の高さＤを測定し、（Ｈ−Ｄ）／Ｈで計算される値をいう。

また、前記第１の樹脂は、１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物とホルムアルデヒドとを、酸性触媒下で縮合反応させて得られる多官能フェノール樹脂であっても構わない。１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物としては、例えばカテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、ハイドロキシハイドロキノン、ピロガロール等を挙げることができる。これらの中でもカテコールおよび／またはレゾルシンが好ましい。これにより、第１の樹脂の縮合反応を容易にすることができる。

前記第１の樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、６，０００以下が好ましく、特に３，０００以下が好ましく、最も３００〜１，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると、半田リフロー等において前記第１の樹脂の揮発により、フラックス作用を向上する効果が低下する場合がある。また、重量平均分子量が前記上限値を超えると、半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。

前記第１の樹脂の軟化点は、特に限定されないが、３０〜１５０℃であることが好ましく、特に４０〜１４０℃が好ましい。第１の樹脂の軟化点が前記下限値未満であるとボイド発生の原因になる場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。

前記第１の樹脂の含有量は、特に限定されないが、接着フィルムを構成する樹脂全体の１０〜５０重量％が好ましく、特に１５〜３５重量％が好ましい。第１の樹脂の含有量が前記下限値未満であるとフラックスとしての作用が向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると接着・封止強度および信頼性が低下する場合がある。

本発明の接着フィルムでは、特に限定されないが、更にフラックス助剤を含むことが好ましい。これにより、接着フィルムのフラックス機能をより向上することができる。
前記フラックス助剤としては、例えばフェノール、アルキルフェノール、ビフェノール、ナフトール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチリデンジフェノール、エチリデンジフェノール、イソプロピリデンジフェノール、ヒドロキシベンゾイックアシッド、ジヒドロキシベンゾイックアシッド、フェノールフタリン等が挙げられる。

前記フラックス助剤の含有量は、特に限定されないが、接着フィルムを構成する樹脂全体の０．５〜２０重量％が好ましく、特に１〜１０重量％が好ましい。前記フラックス助剤の含有量が前記下限値未満であるとフラックス機能をより向上させる効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると吸湿耐熱性が低下する場合がある。

本発明の接着フィルムでは、前記第１の樹脂とは異なる第２の樹脂を含む。
前記第２の樹脂としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂（特に長鎖型のビスフェノール型エポキシ樹脂）が好ましい。これにより、半導体素子とインターポーザ等との接着・封止性をより向上することができる。
この様な第２の樹脂を含むことにより、フィルム状態に容易にすることができる。

前記第２の樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１，０００以上が好ましく、特に２，０００〜１０，０００が好ましい。前記第２の樹脂の重量平均分子量が前記下限値未満であるとボイドの発生等により製膜性が低下する場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。

前記第２の樹脂の含有量は、特に限定されないが、接着フィルムを構成する樹脂全体の１０〜６０重量％が好ましく、特に２５〜４５重量％が好ましい。前記第２の樹脂の含有量が前記下限値未満であるとボイドの発生等により製膜性が低下する場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。

本発明では、前記第２の樹脂よりも重量平均分子量の低い第３の樹脂を含む。これにより、フィルムに接着性を付与することができる。更に、フィルムにアンダーフィルとしての作用を付与することができる。
前記第３の樹脂は、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂等を挙げることができる。前記第３の樹脂は、第２の樹脂と異なる種類の樹脂を使用することもできるが、硬化性の点で同じ種類の樹脂を使用することが好ましい。

前記第３の樹脂は、特に限定されないが、常温で液状であることが好ましい。これにより、半導体素子や半導体パッケージを実装する際の、インターポーザやプリント配線板などの回路凹凸の埋め込み性を向上することができる。更に、インターポーザやプリント配線板の成形性を向上することができる。また、フィルムの柔軟性を向上することができ、それによって作業性を向上することができる。
なお、液状とは、常温で流動性を示すものをいう。前記第３の溶融粘度は、特に限定されないが、５００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、特に１〜３００Ｐａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、温度２５℃、せん断速度０．５、１．０、２．５および５．０ｒｐｍの各条件で測定したものである。前記溶融粘度は、前記各条件の中で、最も低い回転数で測定可能であった値を用いるものとする。

前記第３の樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、２００〜６００が好ましく、特に２５０〜５００が好ましい。前記第３の樹脂の重量平均分子量が前記下限値未満であるとフィルムの表面にタックが発生する場合があり、前記上限値を超えると回路の凹凸埋め込み性を向上する効果が低下する場合がある。

また、前記第３の樹脂の含有量は、特に限定されないが、接着フィルムを構成する樹脂全体の１０〜６０重量％であることが好ましく、特に２０〜４５重量％であることが好ましい。前記第３の樹脂の含有量が前記下限値未満であると接着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると回路の凹凸埋め込み性を向上する効果が低下する場合がある。

前記接着フィルムの軟化温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃が好ましく、特に５０〜１４０℃が好ましい。軟化温度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。軟化温度は、例えば粘弾性測定装置（ＤＭＡ、ＴＡインスツルメンツ製）を用いて５℃／分で測定することができる（弾性率の変曲点を軟化温度とした）。

また、前記接着フィルムの溶融粘度は、特に限定されないが、１〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましく、特に５〜４０００ｍＰａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
なお、前記接着フィルムの溶融粘度は、例えば動的粘弾性装置を用いて、直径２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円盤状の治具にフィルムを挟み、２４０℃、周波数１Ｈｚで測定することができる。

前記接着フィルムの厚さは、搭載する半導体素子や半導体パッケージのバンプ高さに応じて調整される。
そのため、前記接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３〜８０μｍが好ましく、特に５〜７５μｍが好ましい。これにより、従来のアンダーフィル等の方法では接着・封止が困難であった厚さの範囲内においても接着・封止を可能とすることができる。

次に半導体パッケージおよびその製造方法について説明する。
以下、本発明の半導体パッケージおよびその製造方法を図１に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１は、半導体パッケージを概略的に示す断面図である。
半導体素子１には、半田バンプ２が接合されている。
接着フィルム３は、半導体素子１とインターポーザ４との間に設置される。なお、接着フィルム３は、あらかじめ半導体素子１またはインターポーザ４に設置されていても構わない。接着フィルム３をあらかじめ半導体素子１に設置する場合、例えば半導体素子１と接着フィルム３とを位置合わせし、ボンダーで接合することができる。また、接着フィルム３をあらかじめインターポーザ４に設置する場合、ラミネートロールを用いて接合することができる。
そして、半導体素子１、接着フィルム３およびインターポーザ４は、好ましくは加熱下で圧着され、半導体パッケージの形状となる。なお、ここで接着フィルム３は、軟化して半導体素子１とインターポーザ４との間を封止する。
次に、前記半導体パッケージ形状のものを半田リフローし、半田バンプ２をインターポーザ４のビア孔５に半田接続して最終的に図２に示す様な半導体パッケージ１１を得ることができる。
また、前記半導体パッケージ１１を更に１５０〜１８０℃、１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、接着フィルムを完全に硬化することができる。
本発明の接着フィルムは、半田接合段階ではフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合後は、熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やインターポーザの腐食等を生じない。
また、本発明の接着フィルムは、半田接合後に半導体素子とインターポーザとの間隙に充填されアンダーフィルとしての作用（半田接続の信頼性を向上）を有するものである。
また、本発明の接着フィルムは、フィルム状であるのでアンダーフィルで生じていた半導体素子への樹脂の付着が防止できるものである。
更に、本発明の接着フィルムは、フィルム状であるので半導体パッケージの製造に関する作業性に優れている。

次に、半導体装置および半導体装置の製造方法について説明する。
以下、本発明の半導体装置およびその製造方法を図３に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。図３は、半導体装置を概略的に示す断面図である。
半導体パッケージ１１には、半田バンプ２が接合されている。
接着フィルム３は、半導体パッケージ１１とプリント配線板６との間に設置される。プリント配線板６は、多層構造で所望の回路６０が形成されている。接着フィルム３は、予め半導体パッケージ１１またはプリント配線板６に設置されていても構わない。接着フィルム３をあらかじめ半導体パッケージ１１に設置する場合、例えば半導体パッケージ１１と接着フィルム３とを位置合わせし、ボンダーで接合することができる。また、接着フィルム３をあらかじめプリント配線板６に設置する場合、ラミネートロールを用いて接合することができる。
そして、半導体パッケージ１１、接着フィルム３およびプリント配線板６は、好ましくは加熱下で圧着され、半導体装置の形状となる。なお、ここで接着フィルム３は、軟化して半導体パッケージ１１とプリント配線板６との間を封止する。
次に、前記半導体装置形状のものを半田リフローし、半田バンプ２をプリント配線板に半田接続して最終的に図５に示す様な半導体装置１２を得ることができる。
また、前記半導体装置を更に１５０〜１８０℃、１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、接着フィルムを完全に硬化することができる。
本発明の接着フィルムは、半田接合段階ではフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合後は、熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食等を生じない。
また、本発明の接着フィルムは、フィルム状であるのでアンダーフィルで生じていた半導体パッケージへの樹脂の付着が防止できるものである。
更に、本発明の接着フィルムは、フィルム状であるので半導体装置の製造に関する作業性に優れている。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

接着フィルムの製造例
（実施例１）
第１の樹脂としてフェノールノボラック樹脂（住友ベークライト社製、ＰＲ−５３６４７）を２０重量％、第２の樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、ＥＰ−４００７Ｐ、重量平均分子量約５，０００）を３０重量％、第３の樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂（大日本インキ化学社製、ＥＰＩＣＬＯＮ−８３０Ｓ、重量平均分子量約４００、溶融粘度３．５Ｐａ・ｓ）を４０重量％、フラックス助剤としてフェノールフタリンを９．９重量％、硬化触媒として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．１重量％用いた。
上述の各樹脂および添加剤をメチルエチルケトンにレジンコンテント約６０％になるように溶解して樹脂ワニスを得た。樹脂ワニスをコンマコーターでＰＥＴフィルム上に最高温度１２０℃で塗布して、厚さ６０μｍ（半導体パッケージ用接着フィルム）、１５０μｍ（半導体装置用接着フィルム）の接着フィルムを得た。

（実施例２）
第１の樹脂として多官能フェノールノボラック樹脂（日本化薬社製、Ａ−１４７６）を１５重量％用い、第３の樹脂の添加量を４５重量％にした以外は、実施例１と同様にした。

（実施例３）
第２の樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、ＥＰ−４００４Ｐ、重量平均分子量約７００）を用いた以外は、実施例１と同様にした。

（実施例４）
第１の樹脂を１４重量％、第２の樹脂を３３重量％、第３の樹脂を４３重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

（実施例５）
第１の樹脂を３６重量％、第２の樹脂を２５重量％、第３の樹脂を３４重量％、フラックス助剤を４．９重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

（実施例６）
フラックス助剤を用いずに、第１の樹脂を２９．９重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

（実施例７）
第１の樹脂として多官能フェノールノボラック樹脂（日本化薬社製、Ａ−１４７６）を２４．９重量％、第３の樹脂を４５重量％用いて、フラックス助剤を用いなかった以外は、実施例１と同様にした。

（比較例１）
第１の樹脂およびフラックス助剤を用いずに、第２の樹脂を４５重量％、第３の樹脂を５３重量％、硬化触媒を２重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

（比較例２）
第２の樹脂を用いずに、第３の樹脂を７０重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

（比較例３）
第３の樹脂を用いずに、第２の樹脂を７０重量％とした以外は、実施例１と同様にした。

実施例１〜７および比較例１〜３について、下記１〜４の評価を行った。各評価については、厚さ６０μｍの接着フィルムを用いて以下の方法で行った。得られた結果を樹脂組成とともに表１に示す。
１．濡れ広がり率
濡れ広がり率は、半田ボール径Ｈと濡れ広がった半田の高さＤを測定し、（Ｈ−Ｄ）／Ｈで計算される値を求めた。値が大きいほどフラックス機能に優れることを表す。なお、銅板上に接着フィルム（サイズ）を設置し、２４０℃、３０秒間放置した後に測定した。比較例１における濡れずとは、半田が広がらなかったことを示す。

２．軟化温度
軟化温度は、（ＤＭＡ、ＴＡインスツルメンツ製）を用いて５℃／分で測定した。軟化温度は、弾性率の変曲点とした。

３．タックの有無
タックの有無は、接着フィルムを指触で評価した。各記号は、以下の通りである。
◎： タック無し。
○： タック少しあるが実用可能である。
△： タック少しあり実用不可能である。
×： タック有り。

４．絶縁抵抗
半田メッキが施された導体間隔５０μｍのくし形パターンを有する、絶縁信頼性試験用プリント配線板を使用し、このプリント配線板に接着フィルムを設置した。
ピーク温度２４０℃に設定されたリフロー炉に上述のプリント配線板を通した後、１８０℃で６０分熱処理して接着フィルムを硬化させ、試験用プリント配線板として、絶縁抵抗を測定した（処理前）。
次に、上述のプリント配線板を８５℃／８５％の雰囲気中で、直流電圧５０Ｖを印加し、１０００時間経過後の絶縁抵抗を測定した（処理後）。測定時の印加電圧は１００Ｖで１分とした。

表１から明らかなように実施例１〜７は、濡れ広がり率に優れており、フラックス機能が高いことが示された。
また、特に実施例１、２、４、６および７は、タックの発生が無く、作業性に優れていることが示された。
また、特に実施例１、４、５および６は、処理前後で絶縁抵抗の変化が小さく、吸湿絶縁性に優れていることが示された。

次に、半導体パッケージについての実施例および比較例を説明する。
半導体パッケージの製造
（実施例１Ａ〜７Ａ）
接着フィルムとして実施例１〜７で得られたものを各々用いて半導体パッケージを製造した。インターポーザへの半導体素子の実装は以下のように行った。
接着フィルムは、あらかじめインターポーザに５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。
マウントツールで半田バンプを有するフリップチップタイプの半導体素子を吸着して移送し、半導体素子と８０℃に予熱したインターポーザ（接着フィルムを設置した）の位置合わせを行った。その後、半導体素子をインターポーザに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ^２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間の設定リフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体パッケージを得た。

（比較例１Ａおよび３Ａ）
接着フィルムとして比較例１および３で得られたものを各々用いて半導体パッケージを製造した。インターポーザへの半導体素子の実装は以下のように行った。
接着フィルムは、あらかじめインターポーザに５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。
マウントツールで半田バンプを有するフリップチップタイプの半導体素子を吸着して移送し、半導体素子と予熱したインターポーザ（接着フィルムを設置した）の位置合わせを行った。その後、半導体素子をインターポーザに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ^２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間の設定リフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体パッケージを得た。

（比較例４Ａ）
フリップチップ（テンリュウテクニクス社製 ＦＢＴ５００）にフラックス（九州松下電器株式会社製、ＭＳＰ５１１）を塗布し、インターポーザに搭載して半田接続した。フラックス洗浄後にキャピラリーフローのアンダーフィル（住友ベークライト社製 ＣＲＰ−４１５２Ｓ）を流し込み、１８０℃で６０分間加熱して半導体パッケージを得た。

実施例１Ａ〜７Ａおよび比較例１Ａ、３Ａおよび４Ａについて、下記１〜４の評価を行った。各評価については、以下の方法で行った。得られた結果を表２に示す。
１．ダイシェア強度
ダイシェア強度は、デイジ社製万能型ボンドテスターＰＣ２４００Ｔで測定した。

２．導通抵抗
導通抵抗は、得られたサンプルの導通抵抗を四端子法により測定した。各記号は以下の通りである。
○： 導通抵抗が１０ｍΩ以下である。
△： 導通抵抗が１０ｍΩを超える場合である。
×： 導通しない。

３．作業性
作業性は、比較例４Ａの作業工数を基準（１０）として、評価した。また、半導体素子への樹脂の付着については、目視で評価した。各記号は以下の通りである。
◎： 樹脂の付着全く無し。
○： 樹脂が一部付着するが実用上使用可。
△： 樹脂が一部付着し、実用上使用不可。
×： 樹脂が付着し、使用不可。

４．ＴＣ（温度サイクル）試験
３００個のバンプを介して半導体素子とインターポーザを接続するデイジーチェーン型の評価用半導体パッケージを１０個作製した。
上述の評価用半導体パッケージの導通を確認後、−５０℃で１０分、１２５℃で１０分を１サイクルとする温度サイクル（ＴＣ）試験を実施した。ＴＣ試験１０００サイクル後の断線不良個数を評価した。

表２から明らかなように実施例１Ａ〜７Ａは、高いダイシェア強度を有しており、パッケージ信頼性に優れることが示された。
更に、実施例１Ａ〜７Ａは、高いダイシェア強度を有した状態で、作業工数が低減されているものであった。

次に、半導体パッケージ実装基板についての実施例および比較例を説明する。
半導体パッケージ実装基板の製造
（実施例１Ｂ〜７Ｂ）
接着フィルムとして実施例１〜７で各々得られたものを、半導体パッケージとして実施例１Ａ〜７Ａで各々得られたものを用いて半導体装置を製造した。プリント配線板への半導体パッケージの実装は、以下のように行った。
接着フィルムは、あらかじめプリント配線板に５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。
実装の方法は、接着フィルム付きプリント配線板に、実施例１Ｂ〜７Ｂの半導体パッケージを搭載して、ピーク温度２４０℃に設定されたリフロー炉を通した後、１６０℃で６０分熱処理して接着フィルムを硬化させ、半導体パッケージ実装基板を作製した。
なお、比較例１Ｂ〜３Ｂは、有効な半導体パッケージが得られなかったため、評価不能であった。

（比較例４Ｂ）
プリント配線板に前記市販のフラックスを塗布し、比較例４Ａの半導体パッケージを搭載して、ピーク温度２４０℃に設定されたリフロー炉を通した。リフロー半田接合後、イソプロピルアルコールで洗浄して使用し、さらに、前記アンダーフィルを充填した。

実施例１Ｂ〜７Ｂおよび比較例４Ｂについて、作業性の評価を行った。作業性は、比較例４Ｂの作業工数を基準（１０）として評価した。得られた結果を表３に示す。

表３から明らかなように、実施例１Ｂ〜７Ｂは、作業性に優れていた。
また、実施例１Ｂ〜７Ｂは、前記温度サイクル試験の不良品個数が実質０であった。

本発明の接着フィルムを半導体パッケージに使用する際の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体パッケージの一例を模式的に示す断面図である。 本発明の接着フィルムを半導体装置に使用する際の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 半導体素子
２ 半田バンプ
３ 接着フィルム
４ インターポーザ
５ ビア孔
６ プリント配線板
６０ 回路
１１ 半導体パッケージ
１２ 半導体装置（半導体パッケージ実装基板）

Claims (19)

1. 半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いる接着フィルムであって、
   少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する第１の樹脂と、
   第２の樹脂と、
   前記第２の樹脂よりも重量平均分子量の低い第３の樹脂とを含むことを特徴とする接着フィルム。
2. 更にフラックス助剤を含むものである請求項１に記載の接着フィルム。
3. 前記第１の樹脂は、フェノール樹脂である請求項１または２に記載の接着フィルム。
4. 前記第２の樹脂は、エポキシ樹脂である請求項１ないし３のいずれかに記載の接着フィルム。
5. 前記第２の樹脂の重量平均分子量は、１，０００以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の接着フィルム。
6. 前記第３の樹脂は、エポキシ樹脂である請求項１ないし５のいずれかに記載の接着フィルム。
7. 前記第３の樹脂は、常温で液状である請求項１ないし６のいずれかに記載の接着フィルム。
8. 前記第３の樹脂の重量平均分子量は、２００〜６００である請求項１ないし７のいずれかに記載の接着フィルム。
9. 軟化温度が４０〜１５０℃である請求項１ないし８のいずれかに記載の接着フィルム。
10. 溶融粘度が１〜５０００ｍＰａ・ｓである請求項１ないし９のいずれかに記載の接着フィルム。
11. 厚さが３〜８０μｍである請求項１ないし１０のいずれかに記載の接着フィルム。
12. 半導体素子とインターポーザとが請求項１ないし１１のいずれかに記載の接着フィルムで実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
13. 半導体パッケージとプリント配線板とが請求項１ないし１１のいずれかに記載の接着フィルムで実装されていることを特徴とする半導体装置。
14. 半導体素子とインターポーザとを実装して半導体パッケージを製造する方法であって、
    半導体素子とインターポーザとの間に接着フィルムを設置し、
    前記半導体素子、接着フィルムおよびインターポーザを圧着して実装することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
15. 前記接着フィルムを、あらかじめインターポーザに設置しているものである請求項１４に記載の半導体パッケージの製造方法。
16. 前記接着フィルムを、あらかじめ半導体素子に設置しているものである請求項１４または１５に記載の半導体パッケージの製造方法。
17. 半導体パッケージとプリント配線板とを実装して半導体装置を製造する方法であって、
    半導体パッケージとプリント配線板との間に接着フィルムを設置し、
    前記半導体パッケージ、接着フィルムおよびプリント配線板を圧着して実装することを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. 前記接着フィルムを、あらかじめ半導体パッケージに設置しているものである請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
19. 前記接着フィルムを、あらかじめプリント配線板に設置しているものである請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。

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