JP2009278054A - 端子間の接続方法、導電性粒子の凝集方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

端子間の接続方法、導電性粒子の凝集方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電子機器の高機能化及び小型化の要求に伴う、電子材料における端子間の狭ピッチ化にも対応可能な端子間の接続方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法等を提供する。
【解決手段】媒体中に分散した導電性粒子１１０を介して対向する端子１１、２１間を電気的に接続する際に、対向する端子１１、２１間に電圧を印加して導電性粒子１１０の端子間への凝集を制御することにより、端子間を電気的に接続することができ、簡便な方法で微細な端子間の導通を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性粒子を介して端子間を電気的に接続する方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。また、本発明は、導電性粒子を端子間に凝集させる方法に関する。
近年、電子機器の高機能化及び小型化の要求に伴い、電子材料における接続端子間の狭ピッチ化がますます進む方向にある。
微細な配線回路における端子間の接続に適した方法として、多数の端子間を一括で接続可能な異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ACF）または異方性導電樹脂を用いたフリップチップ接続技術が知られている（例えば、特開昭６１−２７６８７３号公報（特許文献１）及び特許第３７６９６８８号公報（特許文献２）など）。異方性導電フィルムまたは異方性導電樹脂は、熱硬化性樹脂を主体とする接着剤中に導電性粒子を分散させてなるフィルムまたはペーストであり、これを接続すべき回路間に配置して熱圧着することにより、対向する多数の端子間を一括で接続する一方、接着剤中に含まれる樹脂によって隣接する端子間の絶縁性を確保することを可能にする。
しかし、従来の方法では、導電性粒子の凝集を制御することが困難であり、樹脂中に導電性粒子が残存するという問題や、導電性粒子の移動を制御できずに端子間の一部が導通しないという問題があり、端子間の更なる狭ピッチ化に対応することが困難な状況である。
特開昭６１−２７６８７３号公報 特許第３７６９６８８号公報
上記のような状況において、半導体回路等における端子間の更なる狭ピッチ化にも対応可能な端子間の接続技術の開発が求められている。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、対向する端子間に配置した導電性粒子含有樹脂組成物を加熱溶融する際に、該端子間に電圧を印加することにより、導電性粒子が該端子間に凝集することを促すことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示した端子間の接続方法、導電性粒子の凝集方法及び半導体装置の製造方法等に係るものである。
（１）導電性粒子を介して端子間を電気的に接続する方法であって、
導電性粒子と樹脂成分とフラックス活性剤とを含む硬化性樹脂組成物を対向する端子間に配置する配置工程と、
前記導電性粒子の融点以上であり、且つ、前記樹脂成分の硬化が完了しない温度で前記硬化性樹脂組成物を加熱する加熱工程と、
前記対向する端子間に電圧を印加する印加工程と、
前記樹脂成分を硬化させる硬化工程とを含む、端子間の接続方法。
（２）前記加熱工程において溶融した導電性粒子が、前記印加工程において端子間に凝集して前記端子間が電気的に接続される、上記（１）記載の端子間の接続方法。
（３）前記加熱工程において導電性粒子が完全に溶融する前に前記印加工程を開始する、上記（１）または（２）記載の端子間の接続方法。
（４）前記導電性粒子が半田粉である、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
（５）前記フラックス活性剤が前記樹脂成分の硬化剤として作用するものである、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
（６）前記硬化性樹脂組成物が常温で液状である、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
（７）対向する端子間に配置された媒体中に分散されてなる導電性粒子を、フラックス活性剤の存在下で溶融させ、前記端子間に電位差を生じさせることにより前記溶融した導電性粒子を前記端子間に凝集させる、導電性粒子の凝集方法。
（８）前記溶融した導電性粒子が前記端子間に凝集することにより、前記端子間が導電性粒子を介して電気的に接続される、上記（７）記載の方法。
（９）前記媒体が硬化性樹脂組成物である、上記（７）または（８）記載の方法。
（１０）前記導電性粒子が半田粉である、上記（７）〜（９）のいずれか１項に記載の方法。
（１１）前記硬化性樹脂組成物が常温で液状である、上記（９）または（１０）記載の方法。
（１２）第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体チップとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
（１３）第１の接続端子が設けられた回路面を有する半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記半導体チップの接続端子と前記基板の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
（１４）第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の基板と、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
（１５）第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体ウェハと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体ウェハとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
本発明は、導電性粒子を介して端子間を電気的に接続する方法、導電性粒子を凝集させる方法、及びこれらを用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。
本発明の好ましい態様によれば、接続しようとする端子間への導電性粒子の凝集を制御または促進することができるため、半導体装置などの微細な配線回路における多数の端子間を一括で導通させることが可能である。また、導電性粒子が絶縁性領域に残存することを抑制できるため接続信頼性を高めることができる。本発明の好ましい態様によれば、電子材料における接続端子間の狭ピッチ化にも対応可能な接続技術を提供することができる。
以下、本発明の端子間の接続方法、導電性粒子の凝集方法及び半導体装置の製造方法等について説明する。
１．端子間の接続方法
まず、本発明の端子間の接続方法について説明する。
本発明の端子間の接続方法（以下「本発明の接続方法」という場合がある。）は、導電性粒子を介して端子間を電気的に接続する方法であって、導電性粒子と樹脂成分とフラックス活性剤とを含む硬化性樹脂組成物を対向する端子間に配置する配置工程と、前記導電性粒子の融点以上であり、且つ、前記樹脂成分の硬化が完了しない温度で前記硬化性樹脂組成物を加熱する加熱工程と、前記対向する端子間に電圧を印加する印加工程と、前記樹脂成分を硬化させる硬化工程とを含む。本発明の端子間の接続方法は、フラックス活性剤の存在下で導電性粒子を溶融させると共に、対向する端子間に電圧を印加する。本発明の好ましい態様によれば、これにより、接続しようとする端子間に溶融した導電性粒子の凝集が制御または促進することができ、端子間の電気的接続を可能にする。本発明の好ましい態様によれば、上記のように導電性粒子の凝集を制御または促進することができるので、微細な配線回路においても多数の端子間の電気的接続を一括で行うことが可能である。
図１を参照しながら、本発明の接続方法の概略を説明する。図１（ａ）に示すように、基板１０の回路面に設けられた端子１１と、基板２０の回路面に設けられた端子２１とが対向して配置し、これらの対向する端子間に、導電性粒子１１０と樹脂成分１２０とフラックス活性剤（図示せず）とを含む硬化性樹脂組成物を配置する。該端子間には電圧を印加することができるよう、端子１１及び２１はそれぞれ配線２１０を介して電圧発生装置２００に接続されている。なお、図示しないが、電気的な接続を良好にするため、端子表面には、洗浄、研磨、めっき及び表面活性化等の処理を施してもよい。
このようにして配置した硬化性樹脂組成物を導電性粒子１１０の融点以上であり、且つ、前記樹脂成分１２０の硬化が完了しない温度で加熱する。該導電性粒子１１０は、溶融し、フラックス活性剤の還元作用により表面の酸化膜が除去されて表面の濡れ性が高められ、樹脂成分中を移動して、他の導電性粒子１１０との凝集、及び／又は、端子１１及び２１との金属結合が可能になる。この状態で電圧発生装置２００を用いて対向する端子１１と２１との間に電圧を印加する。すると、図１（ｂ）に示すように、該導電性粒子１１０が対向する端子間に凝集して導電性領域３００を形成し、端子間が電気的に接続される。他方、樹脂成分１２０は、導電性領域３００の間隙を充填し、絶縁性領域４００を形成して、隣接する端子間の絶縁性を確保することができる。
このように、本発明の好ましい態様によれば、対向する端子間の電気的な接続を可能にするとともに、隣接する端子間の絶縁性を確保することができる。本発明の好ましい態様によれば、導電性粒子の凝集を制御することができるので、多数の端子間を一括で導通させることが可能であり、接続信頼性に優れるという利点がある。以下、本発明の接続方法の各工程について詳しく説明する。
（１）配置工程
配置工程では、導電性粒子と樹脂成分とフラックス活性剤とを含む硬化性樹脂組成物を対向する端子間に配置する。本発明に用いられる硬化性樹脂組成物は液状でも固形状でもよい。尚、本明細書において、「液状」とは、常温（２５℃）で一定の形態を持たない状態を意味する。ペースト状もこれに含まれる。
硬化性樹脂組成物が液状の場合、常温における溶融粘度は、好ましく０．００１Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは０．０１Ｐａ・ｓ以上、さらに好ましくは０．１Ｐａ・ｓ以上である。また、硬化性樹脂組成物の常温における溶融粘度は、好ましくは５０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下である。なお、本明細書において、上限と下限は自由に組み合わせることができ、それによって得られた範囲が全て開示されているものとする。
硬化性樹脂組成物が固形状の場合、導電性粒子を均一に配置できることから、フィルム状が好ましい。
導電性粒子を対向する端子間に配置する方法は特に制限されないが、樹脂組成物が液状の場合、硬化性樹脂組成物を対向する端子の少なくとも一方に塗布することにより配置すればよい。また、硬化性樹脂組成物がフィルム状の場合、接続しようとする電子材料の大きさに合わせて硬化性樹脂組成物を切断して配置すればよい。
本発明に用いられる硬化性樹脂組成物は、導電性粒子と樹脂成分とフラックス活性剤とを含むものであれば特に制限されない。以下、本発明に用いられる硬化性樹脂組成物の各成分について説明する。
（ａ）導電性粒子
本発明に用いられる導電性粒子は、フラックス活性剤の還元作用で除去することができる表面酸化膜を有するものであれば特に制限されない。中でも、半田粉が好ましい。
本発明に用いられる半田粉は、特に制限されないが、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択される少なくとも２種以上の合金からなることが好ましい。溶融温度及び機械的物性を考慮すると、Ｓｎ−Ｂｉの合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕの合金、Ｓｎ−Ｉｎの合金、Ｓｎ−Ａｇの合金等のＳｎを含む合金からなることがより好ましい。合金中のＳｎ含有量は、好ましくは３０重量％以上、より好ましくは３５重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である。また、好ましくは９９重量％以下、より好ましくは９８重量％以下、さらに好ましくは９７重量％以下である。
導電性粒子の平均粒径は、隣接する端子間の離隔距離等に応じて適宜選択すればよい。例えば、半導体装置における半導体チップ、基板、ウェハなどの各接続端子間の接続には、隣接する接続端子間のブリッジを抑制するため、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上であり、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下である。なお、導電性粒子の平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定することができる。
導電性粒子の融点は、接続する部材の耐熱性および求められる半導体装置の耐熱性に応じて適宜選択すればよい。例えば、半導体装置における接続端子などの端子間の接続には、半導体装置の部材が熱履歴により損傷するのを抑制するために、導電性粒子の融点は、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２８０℃以下、さらに好ましくは２６０℃以下である。また、端子間接続後、半導体装置の耐熱性を確保するために、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１１０℃以上、さらに好ましくは１２０℃以上である。なお、導電性粒子の融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定することができる。
樹脂組成物中の導電性粒子の含有量は、樹脂組成物の形態等によっても異なる。例えば、樹脂組成物が液状の場合、導電性粒子の含有量は、樹脂組成物の成分の合計重量に対し、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量%以上であり、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下、さらに好ましくは６０重量％以下である。また、例えば、樹脂組成物がフィルム状の場合、導電性粒子の含有量は、樹脂組成物の成分の合計重量に対し、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量%以上であり、好ましくは ８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下、さらに好ましくは６０重量％以下である。
（ｂ）樹脂成分
本発明に用いられる樹脂成分は、所定温度（但し、導電性粒子の融点を超える。）以上に加熱することにより硬化するものであれば特に制限されないが、加熱工程において加熱した際に所定の溶融粘度を有するものが好ましい。樹脂成分の好ましい溶融粘度については、後述する「（２）加熱工程」の項で説明する。
本発明では、溶融した導電性粒子が樹脂成分中を移動して、対向する端子間に凝集することができる。端子間が導電性粒子を介して電気的に接続された後は、樹脂成分を硬化させることにより接続信頼性を確保することができる。
本発明に用いられる樹脂成分は、目的とする樹脂組成物の形態等によって適宜選択することができる。例えば、樹脂組成物が液状の場合、樹脂成分としては、硬化性樹脂を用いることが好ましく、必要に応じてフィルム形成性樹脂を組み合わせてもよい。他方、樹脂組成物がフィルム状の場合、樹脂成分としては、硬化性樹脂とフィルム形成性樹脂とを併用することが好ましい。
（硬化性樹脂）
本発明に用いられる硬化性樹脂は、通常、半導体用の接着成分として使用できるものであれば特に限定されない。例えば、硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂等が挙げられる。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が好適に用いられる。
エポキシ樹脂は、室温で固形のエポキシ樹脂と、室温で液状のエポキシ樹脂のうち、いずれを使用してもよい。また、樹脂が室温で固形のエポキシ樹脂と、室温で液状のエポキシ樹脂とを併用してもよい。硬化性樹脂組成物が液状の場合、室温で液状のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。硬化性樹脂組成物が固形状の場合、併用するフィルム形成性樹脂の種類に応じて、液状または固形状のエポキシ樹脂を選択すればよい。
室温で固形のエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、ビスフェノールＡ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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、３官能エポキシ樹脂、４官能エポキシ樹脂等が挙げられる。更に具体的には、固形３官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が好適に使用される。これらは、１種で用いても、２種以上を併用してもよい。
室温で固形のエポキシ樹脂の軟化点は、好ましくは４０〜１２０℃であり、より好ましくは５０〜１１０℃であり、更に好ましくは６０〜１００℃である。この範囲であると、フィルムのタック性を抑えることができ、硬化性樹脂組成物がフィルム状の場合にその取り扱いが容易となる。
室温で液状のエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂とを併用してもよい。
室温で液状のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは１５０〜３００であり、より好ましくは１６０〜２５０であり、更に好ましくは１７０〜２２０である。エポキシ当量がこの範囲より低いと硬化物の収縮率が大きくなる傾向があり、反りが生じることがある。また、エポキシ当量がこの範囲より高いとフィルム形成性樹脂、特にポリイミド樹脂との反応性が低下する場合がある。
エポキシ樹脂等の硬化性樹脂は市販品を用いてもよく、本発明の効果を損ねない範囲で、各種可塑剤、安定剤、無機フィラー、帯電防止剤や顔料等の添加剤を配合したものであってもよい。
硬化性樹脂の配合量は、目的とする硬化性樹脂組成物の形態によって異なる。例えば、硬化性樹脂組成物が液状の場合、硬化性樹脂の配合量は、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは２５重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは３５重量％以上であり、好ましくは９５重量％以下、より好ましくは９０重量％以下、さらに好ましくは８５重量％以下である。また、例えば、硬化性樹脂組成物がフィルム状の場合、硬化性樹脂の配合量は、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは１５重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上であり、好ましくは９５重量％以下、より好ましくは９０重量％以下、さらに好ましくは８５重量％以下である。この範囲であると、端子間の電気的接続強度及び機械的接着強度を確保することができる。
（フィルム形成性樹脂）
硬化性樹脂組成物が固形状、例えばフィルム状の場合、樹脂成分にはフィルム形成性樹脂を含有することが好ましい。
本発明に用いられるフィルム形成性樹脂は、有機溶媒に可溶であり、単独で製膜性を有するものであれば特に限定されない。フィルム形成性樹脂は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれも使用することができ、これらを併用することもできる。
フィルム形成性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等を挙げることができる。これらは、１種で用いても、２種以上を併用してもよい。中でも、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本明細書において、（メタ）アクリル系樹脂とは、（メタ）アクリル酸及びその誘導体の重合体、あるいは（メタ）アクリル酸及びその誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。ここで、（メタ）アクリル酸などと表記するときは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
（メタ）アクリル系樹脂の具体例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸−２−エチルヘキシル等のポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル等のポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリルアミド、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−α−メチルスチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体等を例示することができる。中でも、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミドが好ましい。
なお、ニトリル基、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基などの官能基を有する単量体を共重合させてなる（メタ）アクリル系樹脂を用いることにより、被着体への密着性及び他の樹脂成分との相溶性を向上させることができる。このような（メタ）アクリル系樹脂において、前記官能基を有する単量体の使用量は特に限定されないが、（メタ）アクリル系樹脂の全重量に対し、０．１〜５０ｍｏｌ％であることが好ましく、より好ましくは０．５〜４５ｍｏｌ％、更に好ましくは１〜４０ｍｏｌ％である。配合量が前記下限値未満であると密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粘着力が強すぎて作業性を向上する効果が低下する場合がある。
前記（メタ）アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、１０万以上が好ましく、より好ましくは１５万〜１００万、更に好ましくは２５万〜９０万である。重量平均分子量が前記範囲であると製膜性を向上させることができる。
フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂が用いられる場合、その数平均分子量は、好ましくは５０００〜１５０００であり、より好ましくは６０００〜１４０００、更に好ましくは８０００〜１２０００である。このようなフェノキシ樹脂を用いることにより、硬化前の硬化性樹脂組成物の流動性を抑制することができる。フェノキシ樹脂の骨格は、ビスフェノールＡタイプ、ビスフェノールＦタイプ、ビフェニル骨格タイプなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、飽和吸水率が１％以下であるフェノキシ樹脂は、接着時や半田実装時の高温下において、発泡又は剥離などの発生を抑えることができるため好ましい。なお、飽和吸水率は、フェノキシ樹脂を２５μｍ厚のフィルムに加工し、１００℃雰囲気中で１時間乾燥（絶乾状態）し、さらに、そのフィルムを４０℃９０％ＲＨ雰囲気の恒温高湿層に放置し、重量変化を２４時間おきに測定し、重量変化が飽和した時点の重量を用いて、下記式により算出することができる。
飽和吸水率（％）＝｛（飽和した時点の重量）−（絶乾時点の重量）｝／（絶乾時点の重量）×１００
本発明に用いられるポリイミド樹脂は、繰り返し単位中にイミド結合を持つ樹脂であれば特に限定されない。例えば、ジアミンと酸二無水物を反応させ、得られたポリアミド酸を加熱、脱水閉環することにより得られるものが挙げられる。ジアミンとしては、芳香族ジアミンである、３，３’−ジメチル−４，４’ジアミノジフェニル、４，６−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン、シロキサンジアミンである、１，３−ビス（３−アミノプロピル）―１，１，３，３―テトラメチルジシロキサン等が挙げられ、単独でも２種以上混合して用いて良い。また、酸二無水物としては、３，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物等が挙げられ、単独でも２種以上混合して用いても良い。ポリイミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでも使用できるが、溶剤可溶性のものが他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取り扱いに優れている。特に、シロキサン変性ポリイミド樹脂は、様々な有機溶媒に溶かすことができるため好適に用いられる。
フィルム形成性樹脂は市販品を用いてもよく、本発明の効果を損ねない範囲で、各種可塑剤、安定剤、無機フィラー、帯電防止剤や顔料等の添加剤を配合したものであってもよい。
フィルム形成性樹脂の配合量は、目的とする硬化性樹脂組成物の形態によって異なる。例えば、硬化性樹脂組成物がフィルム状の場合、フィルム形成性樹脂の配合量は、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは３重量％以上、より好ましくは５重量％以上、さらに好ましくは１０重量％以上であり、好ましくは９５重量％以下、より好ましくは９０重量％以下、さらに好ましくは８５重量％以下である。この範囲であると、溶融前の樹脂成分の流動性を抑制することができ、硬化性樹脂組成物の取り扱いが容易になる。
（ｃ）フラックス活性剤
本発明に用いられるフラックス活性剤は、端子及び導電性粒子の表面酸化膜を還元する作用を有する。フラックス活性剤としては、フェノール性水酸基及びカルボキシル基のいずれか及び両方を有する化合物が好ましく挙げられる。本発明に用いられるフラックス活性剤としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基を含む化合物などが挙げられる。
フェノール性水酸基含有化合物としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ターシャリブチルフェノール、カテコール、ｐ−ターシャリアミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等が挙げられる。
また、カルボキシル基含有化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、フェノール類等が挙げられる。
ここで、脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。
脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
芳香族酸無水物としては、無水フタル酸無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。
脂肪族カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ピメリン酸等が挙げられる。中でも、ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＨ（ｎは０〜２０の整数である）で表される脂肪族カルボン酸が好適であり、例えば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸が好ましい。
芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレートニ酸、ピロメリット酸、メリット酸、トリイル酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−２−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸等が挙げられる。
これらのフラックス活性剤の中でも、硬化性樹脂組成物の樹脂成分の硬化剤として作用しうる化合物が好ましい。すなわち、本発明に用いられるフラックス活性剤は、導電性粒子表面の酸化膜を、導電部材と電気的に接合できる程度に還元する作用を示し、且つ、樹脂成分と結合する官能基を有することが好ましい。このようなフラックス活性剤は、硬化性樹脂組成物の溶融時は、導電性粒子及び端子表面の酸化膜を還元して、これらの表面の濡れ性を高め、導電性領域の形成を容易にする。一方、端子間の電気的接続が形成された後は、硬化剤として機能し、樹脂成分に付加して、樹脂の弾性率又はＴｇを高めることができる。上記のようなフラックス活性剤を用いることにより、フラックス洗浄を行う必要がなく、フラックス成分残渣に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
本発明に用いられるフラックス活性剤は、カルボキシル基を少なくとも１個有していることが好ましい。フラックス活性剤に含まれる樹脂成分と結合する官能基は、使用される硬化性樹脂の種類等によって適宜選択することができる。例えば、樹脂成分にエポキシ樹脂を含む場合、フラックス活性剤は、カルボキシル基と、エポキシ基と反応する基（例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基等）とを有していてもよい。より具体的に、本発明に用いられるフラックス活性剤は、脂肪族ジカルボン酸及びカルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明に用いられる脂肪族ジカルボン酸は、脂肪族炭化水素にカルボキシル基が２個結合した化合物であれば特に限定されない。脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和の非環式であってもよいし、飽和又は不飽和の環式であってもよい。脂肪族炭化水素基が非環式の場合には、直鎖状でもよいし、分岐状でもよい。
上記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、次式（１）で表される化合物が挙げられる。
ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＨ （１）
式中、ｎは１〜２０の整数であり、３〜１０の整数であることが好ましい。この範囲であると、フラックス活性、接着時のアウトガス及び熱硬化性接着フィルムの硬化後の弾性率及びガラス転移温度のバランスが良好である。特に、ｎを３以上とすることにより、熱硬化性接着フィルムの硬化後の弾性率増加を抑制し、被接着物との接着性を向上させることができる。また、ｎを１０以下とすることにより、弾性率の低下を抑制し、接続信頼性を更に向上させることができる。
上記式（１）で示される化合物の具体例としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸等が挙げられる。中でも、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデンカン二酸が好ましく、セバシン酸が特に好ましい。
カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）等の安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸等が挙げられる。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、又はこれらの組み合わせが特に好ましい。
なお、これらの化合物は何れも吸湿し易く、ボイドの原因となるため、使用する際は前もって乾燥させておくことが好ましい。
本発明において、フラックス活性剤は、１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
フラックス活性剤の配合量は、目的とする硬化性樹脂組成物の形態によって異なる。例えば、硬化性樹脂組成物が液状の場合、樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは１重量％以上、より好ましくは２重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上であり、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは２５重量％以下である。また、例えば、硬化性樹脂組成物が固形状の場合、樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは２重量％以上であり、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは２５重量％以下である。この範囲であると、導電性粒子及び端子の表面の酸化膜を電気的に接合できる程度に十分に除去することができ、且つ、樹脂成分の硬化時には、樹脂中に効率よく付加して、樹脂の弾性率又はＴｇを高めることが可能である。また、未反応のフラックス化合物に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
（ｄ）その他
本発明に用いられる樹脂組成物には、このほか、フラックス活性剤以外の硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤などの成分を含むことができる。
フラックス活性剤以外の硬化剤としては、フェノール類、アミン類、チオール類等が挙げられる。これらは、使用される硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択すればよい。例えば、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が使用される場合、硬化剤としては、エポキシ樹脂との良好な反応性、硬化時の低寸法変化及び硬化後の適切な物性（例えば、耐熱性、耐湿性等）が得られる点でフェノール類が好適に用いられる。
本発明に用いられるフェノール類は、特に制限されるものではないが、樹脂成分の硬化後の物性が優れていることから、２官能以上であることが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＡ、ジアリルビスフェノールＡ、ビフェノール、ビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＦ、トリスフェノール、テトラキスフェノール、フェノールノボラック類、クレゾールノボラック類等が挙げられる。中でも、溶融粘度、エポキシ樹脂との反応性が良好であり、硬化後の物性が優れていることから、フェノールノボラック類及びクレゾールノボラック類が好適に用いられる。
硬化剤の配合量は、使用する硬化性樹脂や硬化剤の種類、あるいはフラックス活性を有する硬化剤の種類や使用量によって適宜選択すればよい。例えば、硬化剤として、フェノールノボラック類を使用する場合、その配合量は、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは１重量％以上、より好ましくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上であり、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下である。この範囲であると、硬化性樹脂の硬化を完全に行うことができる。エポキシ樹脂と未反応のフェノールノボラック類が残留していると、イオンマイグレーションの要因となるため、残渣として残らないようにするためには、その配合量は、樹脂組成物の成分の合計重量に対して、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは２５重量％以下である。
フェノールノボラック樹脂の配合量は、エポキシ樹脂に対する当量比で規定してもよい。例えば、エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック樹脂の当量比は、０．５〜１．２であり、好ましくは０．６〜１．１であり、更に好ましくは０．７〜０．９８である。エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック樹脂の当量比を０．５以上とすることにより、硬化後の耐熱性、耐湿性を確保することができる。一方、この当量比を１．２以下とすることにより、硬化後のエポキシ樹脂と未反応の残留フェノールノボラック樹脂の量を低減することができ、耐イオンマイグレーション性が良好となる。
これらの硬化剤は、１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
本発明に用いられる硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含んでもよい。硬化促進剤は樹脂の種類に応じて適宜選択すればよいが、例えば、イミダゾール化合物を使用することができる。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチルー４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１-シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−[２´−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−ウンデシルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−エチル−４−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン イソシアヌル酸付加物、２-フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、２-メチルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
これらの中でも、使用されるイミダゾールの融点が１５０℃以上であると、硬化性樹脂組成物に含まれる樹脂成分の硬化が完了する前に導電性粒子が端子表面に移動することができ、端子間の接続を良好なものとすることができる。融点が１５０℃以上のイミダゾールとして、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−[２´−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−ウンデシルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−エチル−４−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２´−メチルイミダゾリル（１´）]−エチル−ｓトリアジン イソシアヌル酸付加物、２-フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、２−フェニルー４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
硬化促進剤の配合量は適宜選択すればよいが、例えば、硬化促進剤として、イミダゾール化合物を使用する場合、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対し、好ましくは０．００１重量％以上、より好ましくは０．００３重量％以上、さらに好ましくは０．００５重量％以上であり、好ましくは１．０重量％以下、より好ましくは０．７重量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下である。イミダゾール化合物の配合量を０．００１重量％以上とすることにより、硬化促進剤としての機能を更に効果的に発揮させて、樹脂成分の硬化性を向上させることができる。また、イミダゾールの配合量を１．０重量％以下とすることにより、導電性粒子の溶融温度における樹脂成分の溶融粘度が高くなりすぎず、接続信頼性の高い導電性領域が得られる。また、硬化性樹脂組成物の保存性を更に向上させることができる。
これらの硬化促進剤は、１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、本発明に用いられる硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤を含むことにより、接合部材に対する硬化性樹脂組成物の密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤等が使用できる。これらは１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。シランカップリング剤の配合量は、適宜選択すればよいが、硬化性樹脂組成物の成分の合計重量に対し、好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上であり、好ましくは２重量％以下、より好ましくは１．５重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。
上記成分のほか、本実施態様に用いられる硬化性樹脂組成物には、樹脂の相溶性、安定性、作業性等の各種特性向上のため、各種添加剤が適宜配合されていてもよい。
上記成分のほか、本実施態様に用いられる硬化性樹脂組成物には、樹脂の相溶性、安定性、作業性等の各種特性向上のため、各種添加剤が適宜配合されていてもよい。例えば、硬化性樹脂組成物が液状の場合は、前記（ａ）〜（ｃ）の各成分に加えて（ｄ）成分のうちの少なくとも１つ以上の成分を溶媒中に、または無溶媒下で混合することにより得ることができる。用いられる溶媒としては、使用される成分に対し不活性なものであれば特に限定されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ＤＩＢＫ (ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、ＤＡＡ（ジアセトンアルコール）等のケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＢＥ（ニ塩基酸エステル）、ＥＥＰ（３−エトキシプロピオン酸エチル）、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）等が好適に用いられる。
また、硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形する場合は、これらの成分を溶媒中に、または無溶媒下で混合し、得られたワニスをポリエステルシート等の剥離処理を施した基材上に塗布し、所定の温度で、実質的に溶媒を含まない程度にまで乾燥させて得ることができる。用いられる溶媒は、使用される成分に対し不活性なものであれば特に限定されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ＤＩＢＫ (ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、ＤＡＡ（ジアセトンアルコール）等のケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＢＥ（ニ塩基酸エステル）、ＥＥＰ（３−エトキシプロピオン酸エチル）、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）等が好適に用いられる。溶媒の使用量は、溶媒に混合した成分の固形分が１０〜６０重量％となる範囲であることが好ましい。硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形する場合、該フィルムの厚みは、特に制限されるものではないが、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上であり、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下である。この範囲であると、隣接する端子間の間隙に樹脂成分を十分に充填することができ、樹脂成分の硬化後の機械的接着強度を確保することができる。また、対向する端子間の電気的接続を確保することができる。
なお、本発明では、樹脂組成物として、公知の異方性導電樹脂または異方性導電フィルムを使用することができる。
（２）加熱工程
加熱工程では、前記導電性粒子の融点以上であり、且つ、前記樹脂成分の硬化が完了しない温度で前記硬化性樹脂組成物を加熱する。尚、本明細書において、「樹脂成分の硬化が完了しない温度」とは、樹脂成分が所定の溶融粘度を有することができる温度を意味する。上記温度における樹脂成分の溶融粘度は、好ましく０．００１Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは０．０１Ｐａ・ｓ以上、さらに好ましくは０．１Ｐａ・ｓ以上である。但し、加熱した際に硬化性樹脂組成物が基板からはみ出すことを防止するため、該溶融粘度は、好ましくは５０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下である。
硬化性樹脂組成物を上記温度で加熱することにより、フラックス活性剤が溶融した導電性粒子の表面酸化膜に作用してこれを還元することができ、導電性粒子の表面の濡れ性が高められて導電性粒子間の凝集ならびに端子と導電性粒子との金属結合が可能になり、導電性粒子が対向する端子間に凝集しやすくなる。なお、加熱する際に対向する端子間の距離を近づけるよう加圧してもよい。例えば、図１（ａ）における基板１０及び２０が対向する方向にプレスヒーター等の手段を用いて加熱及び加圧することにより、対向する各端子間の距離を一定に制御することができ、対向する端子間の電気的な接続をより信頼できるものとすることができる。
加熱温度は、硬化が完了しない温度であれば特に制限されなく、使用する導電性粒子及び樹脂成分の組成等によって適宜選択すればよい。加熱温度は、通常１００℃以上、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１４０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上である。また、接続しようとする電子材料の熱劣化を防止するためには、加熱温度は通常２５０℃以下、好ましくは２４０℃以下、より好ましくは２３０℃以下、さらに好ましくは２２０℃以下である。
（３）印加工程
印加工程では、対向する端子間に電圧を印加する。対向する端子間に電圧を印加することにより各端子間に電位差を生じさせる。前記加熱工程において、フラックス活性剤の還元作用により表面の酸化膜が除去された導電性粒子は、印加工程において対向する端子間への凝集が促進されて、端子と金属結合することにより導電性領域を形成し、前記端子間が電気的に接続される。他方、絶縁性の樹脂成分は、該導電性領域の間隙に充填されて絶縁性領域を形成し、隣接する端子間の絶縁性を確保する。これにより隣接する端子間のショートを防止することができる。
印加工程において、対向する端子間に印加する電圧は、交流電圧でもよいし、直流電圧でもよい。電圧を印加することにより該端子間に生じさせる電位差は接続すべき電子材料に悪影響を与えない範囲であれば特に制限されなく、通常０．１Ｖ以上、好ましくは１Ｖ以上、より好ましくは５Ｖ以上、さらに好ましくは１０Ｖ以上である。また、通常１００Ｖ以下、好ましくは８０Ｖ以下、より好ましくは５０Ｖ以下、さらに好ましくは３０Ｖ以下である。
なお、本発明では、印加工程と加熱工程とが時間的に重複していてもよく、印加工程を加熱工程において導電性粒子が完全に溶融した後で行ってもよいし、加熱工程において導電性粒子が完全に溶融する前に開始しても良い。
（４）硬化工程
硬化工程では、前記硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を硬化させて、加熱工程及び印加工程で形成された導電性領域及び絶縁性領域を固定することにより、端子間の電気的信頼性及び機械的接続強度を確保する。前記樹脂成分の硬化は、例えば硬化性樹脂組成物を加熱することにより行うことができる。加熱温度（硬化温度）は、樹脂組成物の組成によって異なるが、加熱工程での加熱温度より２０℃以上高温であることが好ましい。加熱温度は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上である。また、加熱温度は、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２３０℃以下、さらに好ましくは２００℃以下である。この範囲であると、硬化性樹脂組成物の熱分解が起こることなく、硬化性樹脂、フラックス活性剤、硬化剤および硬化促進剤による硬化を完全に行うことができる。
本発明の接続方法では、上記のようにして対向する端子間に電圧を印加することにより、導電性粒子の該端子間への凝集を制御または促進して端子間を電気的に接続するとともに、隣接する端子間の絶縁性を確保することができる。
次に、本発明の導電性粒子の凝集方法について説明する。
２．導電性粒子の凝集方法
本発明の導電性粒子の凝集方法（以下「本発明の凝集方法」という場合がある。）は、対向する端子間に配置された媒体中に分散されてなる導電性粒子を、フラックス活性剤の存在下で溶融させ、前記端子間に電位差を生じさせることにより前記溶融した導電性粒子を前記端子間に凝集させることを特徴とする。
以下、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の凝集方法を説明するための模式的断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１０の回路面に設けられた端子１１と、基板２０の回路面に設けられた端子２１が対向して配置され、対向する端子間には、媒体１３０中に導電性粒子１１０が分散している。このように媒体中の導電性粒子１１０をフラックス活性剤（図示しない）の存在下で溶融させると、フラックス活性剤の還元作用により表面の酸化膜が除去されて、導電性粒子１１０の表面の濡れ性が高められる。この状態で対向する端子間に電圧を印加すると、図２（ｂ）に示すように、該端子間に電位差が生じることにより電界が発生し、その影響を受けて、表面の濡れ性が高められた導電性粒子が該端子間に引き寄せられ、図２（ｃ）に示すように導電性粒子１１０が該端子間に凝集する。導電性粒子１１０が該端子間に凝集する理由は定かではないが、対向する端子間に電位差が生じたことにより電界が発生し、表面の濡れ性が高められた導電性粒子が荷電して、静電引力により該端子間に引き寄せられるものと考えられる。
このように、本発明の凝集方法では、導電性粒子をフラックス活性剤の存在下で溶融するとともに、対向する端子間に電位差を生じさせることにより、溶融した導電性粒子を該端子間に凝集させることができる。本発明の好ましい態様によれば、該端子間に凝集した導電性粒子は、該端子と金属結合することにより、該端子間が導電性粒子を介して電気的に接続することができる。
本発明の凝集方法において、対向する端子間に印加する電圧は、交流電圧でもよいし、直流電圧でもよい。端子間に生じさせる電位差は、用途に応じて適宜選択すればよく、接続しようとする電子材料に悪影響を与えない範囲であれば特に制限されないが、通常０．１Ｖ以上、好ましくは１Ｖ以上、より好ましくは５Ｖ以上、さらに好ましくは１０Ｖ以上である。また、通常１００Ｖ以下、好ましくは８０Ｖ以下、より好ましくは５０Ｖ以下、さらに好ましくは３０Ｖ以下である。
本発明の凝集方法において使用できる媒体は、導電性粒子を分散させることができるものであれば特に制限されない。例えば、液状または固形状の媒体が好ましい。加熱した際に媒体中の成分が拡散することを防止するため、媒体の溶融粘度は、好ましく０．００１Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは０．０１Ｐａ・ｓ以上、さらに好ましくは０．１Ｐａ・ｓ以上である。また、好ましくは５０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下である。
本発明の好ましい実施形態において、前記媒体は導電性粒子の融点で硬化が完了しない樹脂成分を含む硬化性樹脂組成物であることが好ましい。硬化性樹脂組成物を用いることにより溶融粘度の調整が容易であり、また、対向する端子間が導電性粒子を介して電気的に接続された後は、樹脂成分を硬化させることにより、対向する端子間の電気的信頼性及び機械的接続強度を確保できるという利点がある。
硬化性樹脂組成物に含まれる樹脂成分は、特に制限されないが、前記「１．端子間の接続方法」で述べた樹脂成分が好ましく用いられる。硬化性樹脂組成物には、樹脂成分のほか、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤などの他の成分を含んでいてもよい。これらの具体例および含有量については、前記「１．端子間の接続方法」で述べたものと同じものが挙げられる。
導電性粒子表面の酸化膜に作用するフラックス活性剤は、あらかじめ媒体中に含有させてもよく、導電性粒子を溶融する際に添加してもよい。本発明に用いられるフラックス活性剤およびその含有量は特に制限されなく、前記「１．端子間の接続方法」で述べたものと同じものを例示することができる。また、本発明に用いられる導電性粒子は特に制限されなく、前記「１．端子間の接続方法」で述べたものと同じものを使用することができる。中でも、金属結合を介して端子間の電気的接続が可能であるため、半田粉が好ましい。
媒体として硬化性樹脂組成物を用いる場合、より均一に分散させることができることから、導電性粒子及びフラックス活性剤をあらかじめ該組成物中に含有させておくことが好ましい。硬化性樹脂組成物は、液状または固形状であることが好ましい。固形状である場合、フィルム状が好ましい。フィルムの厚みは特に制限されない。厚みの好ましい範囲は、前記「１．端子間の接続方法」で述べたとおりである。
本発明の凝集方法によれば、電気的に接続しようとする端子間に電位差を生じさせるという簡便な方法により導電性粒子の凝集を制御することができるので、電子部品を他の電子部品と電気的に接続することが求められる様々な分野で利用可能である。例えば、半導体装置における電子部品の接続、接続端子を有する基板と基板の接続、プリント配線板の能動部品、受動部品または機構部品等の搭載および接続（表面実装）等が挙げられる。
３．半導体装置の製造方法
次に、本発明の半導体装置の製造方法について述べる。本発明の半導体装置の製造方法は、前記「１．端子間の接続方法」に記載の端子間の接続方法を用いて各電子材料間を電気的に接続するものであり、接続の態様により次の４態様に別けられる。以下、それぞれの態様について説明する。
（１）第１の態様
第１の態様の半導体装置の製造方法は、第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体チップとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
前記「１．端子間の接続方法」に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含むことを特徴とする。
図３は、本発明の第１の態様に係る半導体装置の製造方法の工程説明図の一例を示したものである。図３（ａ）に示すように、まず、接続端子１１が設けられた半導体チップ１０と、接続端子２１が設けられた半導体チップ２０とを互いに接続端子が設けられた面（回路面）が対向するように配置する。接続端子１１及び接続端子２１の表面には、予め洗浄、研磨、めっき、表面活性化等の処理を施しておいてもよい。例えば、接続端子１１及び接続端子２１の表面に、Ｔｉ、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ／Ｎｉ等を用いてＵＢＭ（Under Burrier Metal）層１４０を形成してもよい。ＵＢＭ層は１層でもよく、複数層でもよい。なお、半導体チップ１０及び２０の表面には、予め、半導体素子を保護する目的で表面安定化処理が施されていてもよく、例えばＳｉＮ膜などの不動態膜１５０が形成されていてもよい。また、半導体チップ１０及び半導体チップ２０の表面には、それぞれ接続端子１１、２１を開口するように保護膜１６０が形成されていてもよい。例えば、ポリイミド膜、ポリベンゾオキサゾール膜、ベンゾシクロブテン膜などの有機樹脂の保護膜が形成されていてもよい。これにより、半田成分が対向する接続端子間に誘導されやすくなり、接続端子間の電気的接続を良好にすることができる。また、応力緩和層としても機能することができる。なお、保護膜１６０の形状は、上記のような機能を有するものであれば、図示した形状には限定されない。
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体チップ１０と半導体チップ２０との間に硬化性樹脂組成物を配置し、導電性粒子１１０の融点以上であり、且つ、樹脂成分１２０の硬化が完了しない温度まで徐々に硬化性樹脂組成物を加熱する。加熱することにより、導電性粒子１１０が溶融し、図示しないフラックス活性剤の還元作用に表面の酸化膜が除去されて濡れ性が高められるようになる。この状態で対向する接続端子間に電圧を印加することにより、図３（ｃ）に示すように、対向する接続端子間への導電性粒子１１０の凝集が促進されて導電性領域３００を形成し、接続端子間が電気的に接続される。他方、導電性領域間の間隙には樹脂成分が充填されて絶縁性領域４００を形成し、隣接する接続端子間の絶縁性を確保することができる。
本発明の第１の態様の製造方法においては、接続端子間に電圧を印加することにより、導電性粒子の凝集を制御または促進することができ、半導体チップと半導体チップとの電気的な接続を容易する。
なお、図３では、半導体チップの回路面を対向させて接続する場合を説明したが、例えば、多段スタック型の半導体装置を製造する場合において、半導体チップの回路面を対向させて接続することができない場合もある。このような場合も本発明の第１の態様の製造方法を用いて半導体装置を製造することができる。図４は多段スタック型の半導体装置の概略断面図である。図４に示すように、半導体チップ２０の接続端子２１が設けられた回路面とは反対側の面に接続端子３１が設けられた半導体チップ３０が配置されている。半導体チップ３０の回路面に設けられた接続端子３１は、導電性領域３００によって半導体チップ２０の厚み方向に設けられたスルーホール２２０を介して半導体チップ２０の回路面と導通し、半導体チップ２０上の接続端子２１と電気的に接続されている。スルーホール２２０は、例えば、半導体チップ２０の厚み方向にドリル加工等により貫通孔を形成し、該貫通孔の内壁面にめっきを施し、めっきが施された貫通孔内に樹脂剤を充填して形成されている。なお、スルーホールの詳細については、例えば、特開２００１−１２７２４３号公報、特開２００２−０２６２４１号公報等を参照することができる。半導体チップ２０と半導体チップ３０との間隙には絶縁性樹脂が充填されて絶縁性領域４００が形成されており、この絶縁性領域４００によって隣接する接続端子間が電気的に絶縁されている。第１の態様の製造方法は、このような多段スタック型の半導体装置において半導体チップの回路面が半導体チップの回路面と反対側の面に対向した場合も、厚み方向にスルーホールが形成された半導体チップを用いることにより、半導体チップと半導体チップとを電気的に接続することができる。また、半導体チップの回路面を互いに対向しないように配置する場合も両方の半導体チップの厚み方向にスルーホールを形成することにより、同様の方法で接続端子間を電気的に接続することができる。
第１の態様において、加熱工程における加熱温度及び印加工程における端子間に生じさせる電位差は、本発明の接続方法において記載した範囲と同様である。使用する導電性粒子および樹脂成分の組成等によって異なるため、特に制限されないが、加熱温度は１００〜２５０℃が好ましく、より好ましくは１１０〜２４０℃、さらに好ましくは１２０〜２３０℃である。また、端子間に生じさせる電位差は０．０１〜５０Ｖが好ましく、より好ましくは０．０２〜４０Ｖ、さらに好ましくは０．０３〜３０Ｖである。
（２）第２の態様
本発明の第２の態様の半導体装置の製造方法は、第１の接続端子が設けられた回路面を有する半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
前記「１．端子間の接続方法」に記載の端子間の接続方法を用いて、前記半導体チップの接続端子と前記基板の接続端子とを電気的に接続する工程を含む。
第２の態様では、本発明の接続方法を用いて半導体チップの接続端子と基板の接続端子とを電気的に接続するが、半導体チップの接続端子と基板の接続端子とを電気的に接続する方法は、２枚の半導体チップの一方を基板に変更することを除いて、第１の態様と同じである。図５に本発明に用いられる基板の概略断面図の一例を示す。図５に示すように、基材４０上に回路層１７０が形成され、基材４０及び回路層１７０の上には、ソルダーレジストを用いて絶縁層１８０が形成され、配線パターンを構成している。回路層開口部にはＮｉ／Ａｕメッキ層１９０が形成され、接続端子（電極パッド）４１を構成している。本態様では、基板上の接続端子が上記のように回路面上に形成されていることを除いて第１の態様の半導体装置の製造方法と同様にして、半導体チップの接続端子と基板の接続端子とを電気的に接続することができる。なお、図５に示した基板の構成は一例である。基材上に回路が形成されており、接続端子として接続端子を有するものであればその構成は特に制限されない。
また、第２の態様において、半導体チップの回路面と基板の回路面は互いに対向して配置されていることが好ましいが、半導体チップの回路面が基板の回路面の反対側の面と対向して配置されている場合や両者の回路面の反対側の面が互いに対向して配置されている場合は、半導体チップ及び基板のいずれかまたは両方に厚み方向にスルーホールが形成されたものを用いることにより、同様の方法で半導体チップと基板とを電気的に接続することができる。
本発明の第２の態様において、加熱工程における加熱温度及び印加工程における端子間に生じさせる電位差は、本発明の端子の製造方法において記載した範囲と同様である。使用する導電性粒子および樹脂成分の組成等によって異なるため特に制限されないが、加熱温度は１００〜２５０℃が好ましく、より好ましくは１１０〜２４０℃、さらに好ましくは１２０〜２３０℃である。また、端子間に生じさせる電位差は０．０１〜５０Ｖが好ましく、より好ましくは０．０２〜４０Ｖ、さらに好ましくは０．０３〜３０Ｖである。
（３）第３の態様
本発明の第３の態様の半導体装置の製造方法は、第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の基板と、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
前記「１．端子間の接続方法」に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む。
第３の態様では、本発明の端子の接続方法を用いて基板上の対向する接続端子間を電気的に接続するが、第１の接続端子と第２の接続端子とを電気的に接続する方法は、半導体チップを基板に変更することを除いて第１の態様と同じである。また、第３の態様において、基板の回路面同士が互いに対向して配置されていることが好ましいが、第１の基板の回路面と第３の基板の回路面の反対側の面が対向して配置される場合や回路面と反対側の面が互いに対向して配置されている場合は、一方または両方に、厚み方向にスルーホールが形成されたビルドアップ基板を用いることにより、同様の方法で両基板間を電気的に接続することができる。
本発明の第３の態様において、加熱工程における加熱温度及び印加工程における端子間に生じさせる電位差は、本発明の端子の製造方法において記載した範囲と同様である。使用する導電性粒子および樹脂成分の組成等によって異なるため、特に制限されないが、加熱温度は１００〜２５０℃が好ましく、より好ましくは１１０〜２４０℃、さらに好ましくは１２０〜２３０℃である。また、端子間に生じさせる電位差は０．０１〜５０Ｖが好ましく、より好ましくは０．０２〜４０Ｖ、さらに好ましくは０．０３〜３０Ｖである。
第３の態様の半導体装置の製造方法は、例えば、半導体パッケージ同士を接続するパッケージオンパッケージ（Package on Package）型の半導体装置において、基板同士を電気的に接続する場合などに特に有用である。
（４）第４の態様
本発明の第４の態様の半導体装置の製造方法は、第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体ウェハと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体ウェハとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
前記「１．端子間の接続方法」に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む。
第４の態様では、本発明の端子の接続方法を用いて基板上の対向する接続端子間を電気的に接続するが、第１の接続端子と第２の接続端子とを電気的に接続する方法は、半導体チップを半導体ウェハに変更することを除いて第１の態様と同じであり、半導体ウェハの回路面上に設けられた各接続端子を、それぞれ、対向する他の半導体ウェハの回路面上に設けられた各接続端子と接続する。また、第４の態様において、半導体ウェハの回路面同士が互いに対向して配置されていることが好ましいが、第１の半導体ウェハの回路面と第３の半導体ウェハの回路面の反対側の面が対向して配置される場合や回路面と反対側の面が互いに対向して配置されている場合は、一方または両方に、厚み方向に貫通スルーホールが形成された半導体ウェハを用いることにより、同様の方法で両半導体ウェハ間を電気的に接続することができる。
本発明の第４の態様において、加熱工程における加熱温度及び印加工程における端子間に生じさせる電位差は、本発明の端子の製造方法において記載した範囲と同様であり、使用する導電性粒子及び樹脂成分の組成等によって異なるため特に制限されないが、加熱温度は１００〜２５０℃が好ましく、より好ましくは１２０〜２４０℃である。また、端子間に生じさせる電位差は０．０１〜５０Ｖが好ましく、より好ましくは０．０１〜３０Ｖである。
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製、ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ８３０−ＬＶＰ、エポキシ当量１６０ｇ／ｅｑ）３９．３重量％、カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（宇部興産製、ＣＴＢＮ１００８−ＳＰ）０．８重量％、ゲンチジン酸（みどり化学製）７．９重量％、セバシン酸（東京化成工業製）２．０重量％、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業製、キュアゾール２Ｐ４ＭＺ）０．２重量％及び半田粉（三井金属鉱業製、Ｓｎ／Ｂｉ＝４２／５８、平均粒径２３μｍ）４９．８重量％を混合してペースト状の樹脂組成物を作製した。
次に、得られた樹脂組成物を用いて図６に示した基板間の接続を行った。基板は、基材４０（ＦＲ−４、厚み０．１ｍｍ）、回路層（銅回路）１７０（厚み１２μｍ）及びソルダーレジスト層（保護層）１８０からなり、ソルダーレジスト層開口部の銅回路上にＮｉ／Ａｌメッキ１９０（厚み３μｍ）を施して形成される電極パッド４１を接続端子（端子径１００μｍ、隣接する端子間の中心距離３００μｍ）として有する。この基板間に、樹脂組成物を配置し、端子間に接続した電圧発生装置２００（エヌエフ回路設計ブロック社製、型番「ＷＡＶＥ ＦＡＣＴＯＲＹ １９４２」）を用いて、ステージ２３０上で、対向する上下の端子間に１０Ｖの直流電圧を印加しながら、プレスヒーター２４０（筑波メカニクス社製、型番「ＴＭＶ１−２００ＡＳＢ」）を用いて１６０℃、２ＭＰａ、６００秒の熱圧着（基板間ギャップ５０μｍ）により接続を行い、その後１８０℃、２時間の加熱により樹脂成分を硬化し、積層体を得た。
［実施例２］
熱圧着時の印加電圧を１０Ｖ−３Ｈｚの交流電圧に変更する以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例３］
半田粉の平均粒径を１３μｍに変更する以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例４］
熱圧着時の印加電圧を１０Ｖ−５ｚの交流電圧に変更する以外は、実施例３と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
[比較例１]
熱圧着時に電圧を印加しない以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
[比較例２]
エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製、ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ８３０−ＬＶＰ、エポキシ当量１６０ｇ／ｅｑ）４３．７重量％、カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（宇部興産製、ＣＴＢＮ１００８−ＳＰ）０．９重量％、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業製、キュアゾール２Ｐ４ＭＺ）０．２重量％及び半田粉（三井金属鉱業製、Ｓｎ／Ｂｉ＝４２／５８、平均粒径１３μｍ）５５．２重量％を混合してペースト状の樹脂組成物を作製したこと以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例５］
エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製、ＥＰＩＣＬＯＮ−８４０Ｓ、エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ）２１．１重量％、フェノール樹脂（住友ベークライト製、ＰＲ−５３６４７）１３．２重量％、フェノキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、ＹＬ−６９５４）１５．８重量％、セバシン酸（東京化成工業製）２．４重量％、シランカップリング剤（信越化学製、ＫＢＭ−３０３）０．３重量部、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業製、２Ｐ４ＭＺ）０．０１重量％及び半田粉（三井金属鉱業製、Ｓｎ／Ｂｉ＝４２／５８、平均粒径２３μｍ）４７．２重量％を含む厚さ５０μｍのフィルム状の樹脂組成物を作製したこと以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例６］
熱圧着時の印加電圧を１０Ｖ−３Ｈｚの交流電圧に変更する以外は、実施例５と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例７］
エポキシ樹脂（日本化薬製、ＮＣ６０００、エポキシ当量１９７ｇ／ｅｑ）２１．１重量％、エポキシ樹脂（日本化薬製、ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）７．９重量％、フェノール樹脂（住友ベークライト製、ＰＲ−ＨＦ−３）５．３重量％、フェノール樹脂（明和化成製、ＭＥＨ８０００）５．３重量％、アクリルゴム（ナガセケムテックス製、ＳＧ−Ｐ３）１０．５重量％、セバシン酸（東京化成工業製）２．４重量％、シランカップリング剤（信越化学製、ＫＢＭ−４０３Ｅ）０．３重量％、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業製、２ＰＨＺ−ＰＷ）０．０１重量％及び半田粉（三井金属鉱業製、Ｓｎ／Ｂｉ＝４２／５８、平均粒径２３μｍ）４７．２重量％を含む厚さ５０μｍのフィルム状の樹脂組成物を作製したこと以外は、実施例１と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［実施例８］
熱圧着時の印加電圧を１０Ｖ−３Ｈｚの交流電圧に変更する以外は、実施例７と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［比較例３］
熱圧着時に電圧を印加しなかったこと以外は、実施例５と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［比較例４］
樹脂組成物にセバシン酸を配合しないこと以外は、実施例５と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［比較例５］
熱圧着時に電圧を印加しなかったこと以外は、実施例７と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［比較例６］
樹脂組成物にセバシン酸を配合しないこと以外は、実施例７と同様にして基板間の接続を行い、積層体を得た。
［試験例］
前記実施例及び比較例で得られた積層体の評価は以下のようにして行った。
（１）隣接端子間の接続抵抗
得られた積層体の隣接端子間の抵抗を４端子法（抵抗計：岩崎通信機社製、型番：「デジタルマルチメータＶＯＡ７５１０」、測定プローブ：日置電機社製、型番：「ピン型リード９７７１」）により１２点測定し、その平均値が３０ｍΩ未満の場合を「○」、３０ｍΩ以上の場合を「×」と判定した。
（２）上下端子間の導通路形成性
得られた積層体の１０端子分の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子社製、型番「ＪＳＭ−７４０１Ｆ」）で観察し、全ての上下端子間で円柱状の導通路が半田により形成されている場合を「○」、一箇所でも導通路が形成されていない端子が存在する場合を「×」と判定した。
（３）残存する半田の有無
得られた積層体の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子社製、型番「ＪＳＭ−７４０１Ｆ」）で観察し、全ての半田が上下端子間の導通路形成に寄与している場合を「○」、導通路形成に寄与せずに樹脂中に残存した半田が存在する場合を「×」と判定した。
前記実施例及び比較例における基板の接続条件及び得られた積層体の評価結果を表１及び表２に示した。
Figure 2009278054
Figure 2009278054
 表１及び表２に示されるように、本発明の方法で基板間の接続を行った積層体は、対向する端子間の導通路が良好に形成され、且つ、隣接端子間の絶縁性が確保されていた。また、本発明によれば半田の凝集を制御することができるため、樹脂中に半田が残存することを防ぐことができ、高い接続信頼性を得ることができる。
本発明は、半導体装置をはじめとする電子材料間の電気的な接続が必要とされる様々な分野で利用可能である。特に、本発明は微細な配線回路間を電気的に接続する場合において有用である。本発明の端子間の接続方法を用いることにより、電子機器の高機能化及び小型化の要求にも対応可能である。
図１は本発明の端子間の接続方法の工程説明図である。 図２は本発明の導電性粒子の凝集方法を説明するための模式的断面図である。 図３は本発明の第１の態様に係る半導体装置の製造方法の工程説明図である。 図４は多段スタック型の半導体装置の概略断面図である。 図５は本発明に用いられる基板の概略断面図の一例である。 図６は本発明の実施例に用いられる基板間の接続方法を説明するための概略断面図である。
符号の説明
１０、２０、３０ 基板
１１、２１、３１ 端子
４０ 基材
４１ 電極パッド
１１０ 導電性粒子
１２０ 樹脂成分
１３０ 媒体
１４０ ＵＢＭ層
１５０ 不動態膜
１６０ 保護膜
１７０ 回路層
１８０ 絶縁層
１９０ Ｎｉ／Ａｕメッキ層
２００ 電圧発生装置
２１０ 配線
２２０ スルーホール
２３０ ステージ
２４０ プレスヒーター
３００ 導電性領域
４００ 絶縁性領域

Claims (15)

  1. 導電性粒子を介して端子間を電気的に接続する方法であって、
    導電性粒子と樹脂成分とフラックス活性剤とを含む硬化性樹脂組成物を対向する端子間に配置する配置工程と、
    前記導電性粒子の融点以上であり、且つ、前記樹脂成分の硬化が完了しない温度で前記硬化性樹脂組成物を加熱する加熱工程と、
    前記対向する端子間に電圧を印加する印加工程と、
    前記樹脂成分を硬化させる硬化工程とを含む、端子間の接続方法。
  2. 前記加熱工程において溶融した導電性粒子が、前記印加工程において端子間に凝集して前記端子間が電気的に接続される、請求項１記載の端子間の接続方法。
  3. 前記加熱工程において導電性粒子が完全に溶融する前に前記印加工程を開始する、請求項１または２記載の端子間の接続方法。
  4. 前記導電性粒子が半田粉である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
  5. 前記フラックス活性剤が前記樹脂成分の硬化剤として作用するものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
  6. 前記硬化性樹脂組成物が常温で液状である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の端子間の接続方法。
  7. 対向する端子間に配置された媒体中に分散されてなる導電性粒子を、フラックス活性剤の存在下で溶融させ、前記端子間に電位差を生じさせることにより前記溶融した導電性粒子を前記端子間に凝集させる、導電性粒子の凝集方法。
  8. 前記溶融した導電性粒子が前記端子間に凝集することにより、前記端子間が導電性粒子を介して電気的に接続される、請求項７記載の方法。
  9. 前記媒体が硬化性樹脂組成物である、請求項７または８記載の方法。
  10. 前記導電性粒子が半田粉である、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記硬化性樹脂組成物が常温で液状である、請求項９または１０記載の方法。
  12. 第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体チップとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
  13. 第１の接続端子が設けられた回路面を有する半導体チップと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記半導体チップの接続端子と前記基板の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
  14. 第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の基板と、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の基板とを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
  15. 第１の接続端子が設けられた回路面を有する第１の半導体ウェハと、第２の接続端子が設けられた回路面を有する第２の半導体ウェハとを備えてなる半導体装置の製造方法であって、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の端子間の接続方法を用いて、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とを電気的に接続する工程を含む、半導体装置の製造方法。
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