JP2012160668A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012160668A
JP2012160668A JP2011021117A JP2011021117A JP2012160668A JP 2012160668 A JP2012160668 A JP 2012160668A JP 2011021117 A JP2011021117 A JP 2011021117A JP 2011021117 A JP2011021117 A JP 2011021117A JP 2012160668 A JP2012160668 A JP 2012160668A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solder
electronic component
metal electrode
resin
resin layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011021117A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenzo Maejima
研三 前島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2011021117A priority Critical patent/JP2012160668A/ja
Publication of JP2012160668A publication Critical patent/JP2012160668A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81191Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

【課題】電子部品同士を半田接合し、半田接合部の空隙を熱硬化性樹脂を含有する樹脂層で充填させ、半田接合部を補強する電子部品の製造方法において、空洞(エアギャップ)の発生を抑制することができ、さらに、ボイド(気泡)の発生をも抑制することができる、電子部品の製造方法および電子部品を提供する。
【解決手段】第1電子部品1または第2電子部品3の少なくとも一方に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層5を形成する第1の工程と、第1接続用金属電極2と第2接続用金属電極4を当接させる第2の工程と、両接続用金属電極を半田接合させる第3の工程と、を有する電子部品の製造方法において、第3の工程において、板状体を有する加圧装置で加圧を維持しながら前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度に加熱し、さらに、前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品の製造方法に関する。
近年の電子機器の高機能化および軽薄短小化の要求に伴い、半導体パッケージ等の電子部品の高密度集積化、高密度実装化が進んでおり、これら電子部品の小型化、多ピン化が進んでいる。これら電子部品の電気的な接続を得るためには半田接合を用いており、例えば半導体チップ同士の導通接合部、フリップチップで搭載したパッケージのような半導体チップ−回路基板間の導通接合部、回路基板−回路基板間の導通接合部といったものに用いている。さらに電子部品の薄化、小型化、狭ピッチ接合の要求に伴い、半田接合部には毛細管現象を利用した液状封止樹脂(アンダーフィル材)を充填し接合部を補強して接合部分の信頼性を確保している。
しかしながら、電子部品の薄化、小型化に伴い、半田接合部は狭ピッチ化/狭ギャップ化するため、半田接合後に液状封止樹脂(アンダーフィル材)を供給してもギャップ間に液状封止樹脂(アンダーフィル材)が行き渡らなく、完全に充填することが困難になるという問題が生じている。この問題を回避するために、半田接合前に予めフラックス作用を有する液状若しくはフィルム状の封止用樹脂(アンダーフィル材)を供給しておき、半田接合と同時にギャップ間を充填するという手法が検討されている。しかしこの手法を用いても、狭ピッチ/狭ギャップの半田接合部を完全に充填することは難しく、ボイドおよび空洞の発生という問題が生じる場合があった。
特開平8−332087号公報 特開2003−100809
本発明は、このような事情に鑑みたもので、電子部品同士を半田接合し、半田接合部の空隙を熱硬化性樹脂を含有する樹脂層で充填させ、半田接合部を補強する電子部品の製造方法において、空洞(エアギャップ)の発生を抑制することができ、さらに、ボイド(気泡)の発生をも抑制することができる、電子部品の製造方法を提供することができる。
(1) 第1接続用金属電極を有する第1電子部品と、第2接続用金属電極を有する第2電子部品と、を半田接合して製造する電子部品の製造方法であって、
前記第1電子部品の半田接合面および/又は前記第2電子部品の半田接合面に熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を形成する第1の工程と、
前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極と、を対向するように位置合わせし、前記半田接合に用いる半田の融点よりも低い温度で加熱および加圧して、前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極とを当接させる第2の工程と、
前記当接させた第1電子部品と第2電子部品とを板状体を有する加圧装置により加圧し、前記加圧を保持した状態で前記第1接続用金属電極および/又は前記第2接続用金属電極を前記半田接合に用いる半田の融点よりも高い温度で加熱し、前記第1接続用電極と前記第2接続用金属電極とを半田接合させ、前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放する第3の工程と、
を、この順で行うことを特徴とする電子部品の製造方法。
(2) 前記第3工程の後に、さらに、前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を前記半田接合に用いる半田の融点よりも低い温度に加熱することにより硬化させる第4の工程を行う上記(1)に記載の電子部品の製造方法。
(3) 前記第3の工程において、加圧を開放するのは前記樹脂層がゲル化した後である上記(1)又は(2)に記載の電子部品の製造方法。
(4) 前記第1接続用金属電極および/又は前記第2接続用金属電極は、その表面に半田を有するものである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(5) 前記樹脂層の250℃における熱重量減少が5%以下である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(6) 前記第2の工程における加熱は、半田の熱膨張率が30×10−6/℃以下となる加熱温度で行われる上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(7) 前記第2の工程における加熱は、190℃以下となる加熱温度で行われる上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(8) 前記第3の工程が、加圧流体により加圧した雰囲気下で半田接合されるものである、上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(9) 前記第4の工程が、加圧流体により加圧した雰囲気下で前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるものである、上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(10) 前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層がフラックス機能を有する化合物を含む、上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
本発明によれば、電子部品同士を半田接合し、半田接合部の空隙を熱硬化性樹脂を含有する接着層で充填させ、半田接合部を補強する電子部品の製造方法において、空洞(エアギャップ)の発生を抑制することができ、さらに、ボイド(気泡)の発生をも抑制することができる、電子部品の製造方法が提供される。
本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品の一例を模式的示す縦断面図である。 半導体チップとインターポーザを接合する接合方法の一実施形態を模式的に示す縦断面図である。
以下、本発明の電子部品の製造方法について詳細に説明する。
本発明の電子部品の製造方法は、
第1接続用金属電極を有する第1電子部品と、第2接続用金属電極を有する第2電子部品と、を半田接合して製造する電子部品の製造方法であって、
前記第1電子部品の半田接合面および/又は前記第2電子部品の半田接合面に熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を形成する第1の工程と、前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極と、を対向するように位置合わせし、前記半田接合に用いる半田の融点よりも低い温度で加熱および加圧して、前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極とを当接させる第2の工程と、前記当接させた第1電子部品と第2電子部品とを板状体を有する加圧装置により加圧し、前記第1接続用電極と前記第2接続用金属電極とを半田接合させ、前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放する第3の工程と、をこの順で行うことを特徴とする。特に、加圧、加熱により第1接続用金属電極と、第2接続用金属電極を半田接合させ、前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放することにより、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生をも抑制することができる。
まず、本発明の電子部品の製造方法を説明するのに先立って、本発明の電子部品の製造方法により製造された電子部品について説明する。
図1は、本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示す電子部品10は、フリップチップ構造のパッケージであり、半導体チップ(第2電子部品)3と、半導体チップ3を支持するインターポーザー(第1電子部品)1と、所定パターンに形成された第1接続用金属電極2と、複数の導電性を有する第2接続用金属電極4と、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層5を有している。
インターポーザー1は、絶縁基板であり、例えば、ポリイミド・エポキシ・シアネート・ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)等の各種樹脂材料で構成されている。このインターポーザー1の平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
インターポーザー1の上面(半田接合面)には、例えば、銅等の導電性金属材料で構成される所定のパターンに形成された第1接続用金属電極2が設けられている。各第1接続用金属電極2の形状は、特に限定されるものではなく、球状、楕円状、円柱状、円錐状等が挙げられる。また、第1接続用金属電極2の酸化防止や第2接続用金属電極との接合性を向上する目的で、Ag、Sn、Au等の金属がメッキや蒸着等の手法により第1接続用金属電極2を覆うように構成されていても良い。このような第1接続用金属電極としては、具体的には、電極パッド、バンプ等が挙げられる。
また、インターポーザー1には、その厚さ方向に貫通して、図示しない複数のビア(スルーホール:貫通孔)が形成されていても良い。
半導体チップ3の下面(半田接合面)に形成された第2接続用金属電極は、前述した第1接続用金属電極と同様のものを用いることが出来る。
また、第1接続用金属電極および第2接続用金属電極の少なくとも一方は、その表面に半田を有するもの(半田バンプ、半田電極)であることが好ましい。
第1接続用金属電極2および/又は第2接続用金属電極4に用いられる半田としては、特に限定されるものではないが、Sn、Ag、Bi、Zn、Cu、Zn、In、Sb等から選ばれる金属の合金であることが好ましく、特に、Sn−Pb、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu、Sn−Biが好ましく、さらに、環境や人体に影響を及ぼす可能性があるPbを含まない、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu、Sn−Bi、Sn−Zn−Biがより好ましい。
一方、第1接続用金属電極および第2接続用金属電極の両方が半田を有するものでなくとも、両接続用金属電極を当接する前に、少なくとも一方の接続用金属電極にメッキにより半田層を形成することにより、本発明を実施することが出来る。
インターポーザー1の第1接続用金属電極2と半導体チップ3の第2接続用金属電極4は、金属結合により接合されており、インターポーザー1と半導体チップ3は電気的に接続されている。
また、インターポーザー1と半導体チップ3との間の間隙は熱硬化性樹脂を含有する樹脂層5が充填され、インターポーザー1と半導体チップ3との接合強度を向上させる機能や、前記間隙への異物や水分の浸入を防止する機能を有しており、信頼性の高い電子部品10を得ることができる。
図1は、インターポーザーと半導体チップを接合した電子部品の場合を説明したが、接合するもの(第1電子部品、第2電子部品)は特に限定されるものではなく、リジッド基板、フレキシブル基板、半導体チップ、半導体ウエハ等、半田接合される電子部材の中から選ばれるものを適宜組合せることができる。
<電子部品の製造方法>
このような電子部品10は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図2は、第1接続用金属電極を有する第1電子部品と、第2接続用金属電極(半田電極)を有する第2電子部品とを接合する本発明の電子部品の製造方法を説明するための縦断面図である。
第1接続用金属電極を有する第1電子部品と、第2接続用金属電極を有する第2電子部品を半田接合して製造される、図1に示すような電子部品10(フリップチップ)の製造方法について、図2を用いて説明する。
[1] まず、それぞれに、金属電極22が形成されたインターポーザー21と、半田電極24が形成された半導体チップ23とを用意する。
本実施形態では、図(2−a)に示すように、インターポーザー21には、金属電極22が形成されており、金属電極22は、例えば、ポリイミド・エポキシ・シアネート・ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)等の各種樹脂材料で構成された絶縁基板に銅箔を張り合わせた銅張り積層板の銅箔を所定の回路形状にエッチングすることにより得ることができる。
また、図(2−a)に示すように、半導体チップ23には、半田電極24が形成されており、半田電極24は、例えば、金属電極(図示しない)上にメッキ、スクリーン印刷、半田ペースト塗布等の手法により得ることができる。
[2] 次に、図(2−b)に示すように、金属電極22が形成されたインターポーザー21の金属電極22面側に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を形成する(第1の工程)。
前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を形成する方法としては、例えば、ラミネート、塗布、印刷等の手法により得ることができる。本実施形態では、インターポーザー21の金属電極22面側に形成したが、半田電極24が形成された半導体チップ23の半田電極24面側に形成しても良い。また、インターポーザー21の金属電極22面側および半導体チップ23の半田電極24面側の両方に熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を形成しても良い。
熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を、金属電極22が形成されたインターポーザー21の金属電極22面側にラミネートする条件は、特に限定されるわけではないが、例えば、温度50℃〜150℃の条件で行うことができる。ラミネート温度が上記範囲であることにより、インターポーザー21に対する密着性が高く、インターポーザーを搬送する際の、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の剥離を防止することが出来る。また、ラミネート温度が上記範囲であることにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の硬化が進行せず、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の流動性を維持し、金属電極22と半田電極24を溶融接合させる際に、金属電極22と半田電極24との間の熱硬化性樹脂の流動により樹脂層25が排出され、より良好な半田接合部を形成することが出来る。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を、金属電極22が形成されたインターポーザー21の金属電極22面側に直接塗布、印刷する条件は、特に限定されるわけではないが、例えば、スピンコート、スクリーン印刷等が挙げられ、その中でも、スクリーン印刷が好ましい。
本発明に係る熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25は、インターポーザー21と半導体チップ23を接合および接着した後の信頼性を向上させる目的で、熱硬化性樹脂を含むものであれば、特に限定されるものではなく、常温で液状であってもフィルム状であってもよい。また、前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25は、半田電極24を構成する半田成分の濡れ性を高めることができ、金属電極22と半田電極24の金属結合を促進することができ、半田接合部26を介した導通を確実に得ることができるようにするためにフラックス機能を有する化合物を含むことが好ましい。さらに、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25が常温でフィルム状である場合、フィルム形成能を付与する目的でフィルム形成性樹脂を含むことが好ましい。
熱硬化性樹脂は、図(2−f)に示す後工程で得られるインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40において、この熱硬化性樹脂の硬化物で構成される封止部27により、隣接する接合部26同士を絶縁する機能を有するとともに、インターポーザー21と半導体チップ23とを固着(固定)する機能を有するものである。
このような熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、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、これらの中でも、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。エポキシ樹脂は高い耐熱性を有するため、板状体を有する加圧装置により加圧し、前記加圧を保持した状態で半田電極24の融点より高い温度で加熱し、半田電極24の半田を金属電極22に半田接合させ、その後、樹脂層25がゲル化した後に加圧を開放した際に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25がスプリングバッグしてしまい、接合部26が不安定になることを防止することができる。
エポキシ樹脂としては、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、いずれを用いてもよいし、これらの双方を含んでいてもよい。このようなエポキシ樹脂を用いる構成とすることにより、熱硬化性樹脂の溶融挙動の設計の自由度をさらに高めることができる。
室温で固形のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、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AD型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂等のビスフェ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等のノボラック型エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび/またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび/またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、室温で液状のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
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、さらに好ましくは170〜220である。これにより、熱硬化性樹脂の硬化物における収縮率が大きくなるのを防止して、封止部27によりインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40に反りが生じるのを確実に防止することができる。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中における熱硬化性樹脂の配合量は、25〜90重量%程度であるのが好ましく、35〜80重量%程度であるのがより好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を硬化させる際に、良好な硬化性が得られると共に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の良好な溶融挙動の設計が可能となる。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25は、硬化剤が含まれているのが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂の硬化性をより向上させることができる。
硬化剤としては、特に限定されず、例えば、フェノール類、アミン類、チオール類が挙げられる。これらの中でも、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いる場合では、フェノール類を用いるのが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25において、エポキシ樹脂との良好な反応性を得ることができ、さらには、この熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中に含まれるエポキシ樹脂の硬化時の寸法変化を抑制し、また、硬化後の適切な物性(例えば、耐熱性、耐湿性等)を得ることができる。
また、フェノール類としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂と反応し得る官能基を2以上有するものが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25におけるエポキシ樹脂の硬化物の特性(例えば、耐熱性、耐湿性等)の向上を図ることができる。
このようなフェノール類としては、具体的には、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。中でも、フェノールノボラック類およびクレゾールノボラック類を用いるのが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の溶融粘度を好適なものとすることができ、エポキシ樹脂との反応性を向上させることができる。さらに、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25におけるエポキシ樹脂の硬化物の特性(例えば、耐熱性、耐湿性等)をより優れたものとすることができる。
また、硬化剤としてフェノールノボラック類を用いる場合、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中における硬化剤の配合量は、5〜30重量%程度であるのが好ましく、10〜25重量%程度であるのがより好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25において、熱硬化性樹脂を確実に硬化させることができる共に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中において、熱硬化性樹脂と未反応の硬化剤が残存するのが防止され、この残存物が存在することによるマイグレーションの発生を好適に防止することができる。
なお、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、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。
具体的には、エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック類の当量比は、0.5〜1.2程度であるのが好ましく、0.6〜1.1程度であるのがより好ましく、0.7〜0.98程度であるのがさらに好ましい。かかる範囲内に設定することによっても、前述したのと同様の効果を得ることができる。
前記アミン類としては、具体的には、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン1,4−ジアミノブタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジプロプレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、トリ(メチルアミノ)ヘキサン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ピス(4−アミノ−3−メチルジンクロヘキシル)メタン、ジアミノジンクロヘキシルメタン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、m−キシレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジエチルフェニルメタン、ポリエーテルジアミン等が挙げられる。
さらに、上述した硬化剤の他、例えば、融点が150℃以上のイミダゾール化合物を使用することができる。これにより、熱硬化性樹脂の硬化性が向上し、工程短縮が可能となる。
この融点が150℃以上のイミダゾール化合物としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−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、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が挙げられる。なお、イミダゾール化合物の融点の上限に特に制限はなく、例えば、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の接着温度に応じて適宜選択すればよい。
硬化剤として、このようなイミダゾール化合物を用いる場合、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25における硬化剤の配合量は、0.005〜10重量%程度であるのが好ましく、0.01〜5重量%程度であるのがより好ましい。これにより、熱硬化性樹脂の硬化触媒としての機能をさらに効果的に発揮させて、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25において、熱硬化性樹脂の硬化性を向上させることができると共に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の保存性の低下を抑制することができる。
なお、上述したような硬化剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係るフラックス機能を有する化合物は、図(2−e)に示す後工程において、インターポーザー21と半導体チップ23が板状体を有する加圧装置により加圧し、前記加圧を保持した状態で半田電極24の半田の融点より高い温度で加熱し、半田電極24の半田を金属電極22に溶融接合させる際に、半田電極24の表面の金属酸化膜を除去する機能を有するものである。これにより、半田電極24を構成する半田成分の濡れ性を高めることができ、金属電極22と半田電極24の金属結合を促進することができる。その結果、接合部26を介した導通を確実に得ることができる。
また、このようなフラックス機能を有する化合物は、熱硬化性樹脂と結合する官能基を有するのが好ましい。これにより、フラックス機能を有する化合物は、熱硬化性樹脂の加熱により硬化する際に、硬化剤としても機能し、熱硬化性樹脂に付加することとなる。その結果、形成されるインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40が備える熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中で、フラックス機能を有する化合物残渣に起因するイオンマイグレーションが発生するのを好適に抑制することができる。また、フラックス機能を有する化合物が熱硬化性樹脂に付加することにより、熱硬化性樹脂の硬化物の弾性率および/またはガラス転移温度を高めることができるという効果も得られる。
以上のことを考慮して、フラックス機能を有する化合物としては、カルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を備えるものを用いるのが好ましい。
なお、カルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基および/またはフェノール性水酸基が少なくとも1つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。
これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、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、芳香族カルボン酸等が挙げられる。
また、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、下記一般式(1)で示される化合物や、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、琥珀酸等が挙げられる。
HOOC−(CH−COOH ・・・ (1)
[ただし、式中、nは、0以上20以下の整数を表す。]
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)、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。
これらの中でも、フラックス機能を有する化合物が有する活性度、熱硬化性樹脂の硬化時におけるアウトガスの発生量、およびインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40が備える封止部27の弾性率やガラス転移温度等のバランスを考慮して、上記一般式(1)で示される化合物を用いるのが好ましく、式中のnが3〜10程度であるものがより好ましい。これにより、インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40において、熱硬化性樹脂の硬化物における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、この硬化物とインターポーザー21や半導体チップ23との接着性を向上させることができる。
上記一般式(1)で示される化合物において、nが3〜10のものとしては、例えば、n=3のグルタル酸(HOOC−(CH−COOH)、n=4のアジピン酸(HOOC−(CH−COOH)、n=5のピメリン酸(HOOC−(CH−COOH)、n=8のセバシン酸(HOOC−(CH−COOH)およびn=10のHOOC−(CH10−COOH等が挙げられる。
さらに、フェノール性水酸基を有するフラックス機能を有する化合物としては、フェノール類が挙げられ、具体的には、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A、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。
上述したようなカルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物は、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、1分子中にエポキシ樹脂に付加することができる少なくとも2個のフェノール性水酸基と、半田にフラックス作用(還元作用)を示す芳香族に直接結合したカルボキシル基を一分子中に少なくとも1個有するものであるのが好ましい。
このようなフラックス機能を有する化合物としては、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、没食子酸(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、3,7−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;およびジフェノール酸等が挙げられるが、熱硬化性樹脂硬化後の物性およびフラックス作用が両立する、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、フェノールフタリンが好ましい。これらのフラックス機能を有する化合物は、単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中におけるフラックス機能を有する化合物の配合量は、1〜30重量%程度であるのが好ましく、3〜25重量%程度であるのがより好ましい。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中における、フラックス活性を向上させることができるとともに、インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40が備える封止部27中において、熱硬化性樹脂と未反応のフラックス機能を有する化合物が残存するのが防止され、この残存物が存在することによるマイグレーションの発生を好適に防止することができる。
また、このようなフラックス機能を有する化合物は、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中において、均一に分散していることが好ましい。上述のように、均一に分散することにより、フラックス機能を有する化合物は、金属電極22と半田電極との界面に効率よく移動して、これら同士を直接接触させることができる。その結果、接合部26の接続信頼性を向上させることができる
熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25がフィルム状である場合、フィルム形成性樹脂を含むことが好ましい。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、ナイロン等が挙げられるが、フィルム形成能とインターポーザー21や半導体チップ23との密着性に優れる、(メタ)アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。また、前記フィルム形成性樹脂は、これら例示のうちの1種、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、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)アクリル系樹脂としては、具体的には、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が挙げられる。これらの中でも、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−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸、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、カルボキシル基等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、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25のインターポーザー21および半導体チップ23への密着性、および熱硬化性樹脂等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%程度であることが好ましく、0.5〜45mol%程度であるのがより好ましく、1〜40mol%程度であるのがさらに好ましい。かかる範囲内に設定することにより、インターポーザー21や半導体チップ23に対する熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の密着性を優れたものとしつつ、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の粘着力が強くなりすぎるのを好適に防止して、作業性の向上を図ることができる。
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、10万以上であるのが好ましく、15万〜100万程度であるのがより好ましく、25万〜90万程度であるのがさらに好ましい。重量平均分子量を前記範囲に設定することにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の成膜性を向上させることができる。
また、フィルム形成性樹脂として、フェノキシ樹脂を用いる場合、その数平均分子量が5000〜20000程度であるものを用いるのが好ましい。かかる数平均分子量のフェノキシ樹脂を用いることにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の流動性を抑制し、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の厚みを均一なものとすることができる。
前記フェノキシ樹脂の骨格は、特に限定されるものではないが、例えば、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等が挙げられる。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であるのが好ましい。これにより、インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40の形成時や、高温条件下に晒される場合においても、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25に起因する発泡や剥離などの発生を抑制することができる。
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(III)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 ・・・ (III)
また、フィルム形成性樹脂としてポリイミド樹脂を用いる場合、ポリイミド樹脂としては、繰り返し単位中にイミド結合を持つものが挙げられる。
このようなポリイミド樹脂としては、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、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
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る。
なお、このようなポリイミド樹脂は、後述する溶媒に可溶なものでも、不溶なものでも使用できるが、溶媒に可溶なものであるのが好ましい。特に、シロキサン変性ポリイミド樹脂は、様々な溶媒に溶かすことができるため好適に用いられる。
このような熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25が常温で液状の場合、例えば、熱硬化性樹脂、必要に応じて、フラックス機能を有する化合物やフィルム形成性樹脂、その他の成分とを秤量し、3本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理することにより得ることができる。
熱硬化樹脂を含有する樹脂層25は、必要に応じて、充填材、カップリング剤、低応力剤、可塑剤、着色剤、酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
このような熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25が常温でフィルム状の場合、例えば、熱硬化性樹脂、必要に応じて、フラックス機能を有する化合物やフィルム形成性樹脂、その他の成分とを溶媒中に溶解させて接合シート形成用材料(液状材料)を調製し、その後、この接合シート形成用材料を、ポリエステルシート等の剥離処理が施された基材上に塗布し、所定の温度で、溶媒を除去し、乾燥させることにより得ることができる。
なお、ここで用いられる溶媒としては、例えば、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、BCSA(ブチロセルソルブアセテート)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)等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の厚さ(平均)は、特に限定されないが、5〜300μm程度であるのが好ましく、10〜200μm程度であるのがより好ましい。

また、前記樹脂層の250℃における熱重量減少が5%以下であることが好ましい。これにより樹脂層のアウトガスの発生をより効果的に防止することができる。また、仮にアウトガスが発生した場合でも、樹脂層中をアウトガスが移動し難いため、半田接合時および半田接合後の気泡の発生をより効果的に防止することができる。

また、本発明における前記樹脂層の250℃における熱重量減少とは、熱重量/示差熱同時測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、TG/DTA6200)を用いて、昇温速度10℃/分で測定した際の250℃における熱重量減少量を指す。

前記樹脂層の250℃における熱重量減少を5%以下に調整する方法としては、特に限定されるわけではないが、熱硬化性樹脂、硬化剤、フラックス機能を有する化合物中の軟化点や含有量、さらに、低分子成分の含有量を適宜調整することにより行うことができる。
[3]次に、図(2−c)に示すように、インターポーザー21の金属電極22と半導体チップ23の半田電極24とが対応するように位置決めする。次いで、図(2−d)に示すように、前記半田電極24の半田(半田接合に用いる半田)の融点よりも低い温度で加熱および加圧することにより、前記金属電極22と前記半田電極24とを当接させ、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を形成する(第2の工程)。
特に、前記半田電極24の半田の熱膨張係数が30×10−6/℃以下になる温度で加熱および加圧することにより、前記金属電極22と前記半田電極24とを当接させ、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を形成することが好ましい。これにより、金属電極22と半田電極24の間に熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25が介在し、接合不良が発生することを防止できることと、さらに、金属電極22を半田電極24に半田接合させる際に、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25の流動性を確保することができ、金属電極22および半田電極24の表面を覆うことができるため、より効率的に金属電極22および半田電極24表面の酸化膜を除去することができる。
なお、半田電極24の半田(本発明に用いられる半田)の熱膨張係数は以下の方法により求めることができる。
半田の融点以上における熱膨張係数は、金属材料物性値計算ソフトウェア・データベースJMatPro(Sente Software社製)により算出することができる。半田の融点以下における熱膨張係数は、熱機械特性分析装置(モード:圧縮、荷重:50N、昇温速度:5℃/分)により算出することができる。
より具体的には、190℃以下で、好ましくは、180℃以下で、より好ましくは、170℃以下で加熱および加圧することが好ましい。これにより、前記金属電極22と前記半田電極24とを当接させ、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を効率的に形成することができる。
前記位置決めする方法としては、特に限定されるわけではないが、アライメントマークを利用する方法等により、インターポーザー21の金属電極22と半導体チップ23の半田電極24とが対応するように位置決めすることができる。
[4]次に、図(2−e)に示すように、金属電極22と半田電極24を当接させたインターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を、板状体を有する加圧装置により加圧し、前記加圧を保持した状態で半田電極24の半田(半田接合に用いた半田)の融点よりも高い温度で加熱し、半田電極の半田を金属電極に溶融接合させ、その後、樹脂層25がゲル化した後に加圧を開放することにより、前記金属電極22と半田電極24を溶融接合させ、接合部26を形成する(第3の工程)。
上記第3の工程での板状体を有する加圧装置により、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を加圧する方法としては、特に限定されるわけではないが、例えば、熱圧着機、フリップチップボンダー等の加圧および加熱の両方をできる加圧装置、また、金属、セラミック等の無機材料や有機材料で形成されたブロック状、支柱状等の加圧装置等を挙げることができるが、加圧および加熱の両方をできることができ、電子部品の生産性に優れる、熱圧着機およびフリップチップボンダーが好ましい。
前記熱圧着機およびフリップチップボンダー等の加圧および加熱の両方をできる加圧装置を使用する方法としては、特に限定されるわけではないが、加圧装置の加圧部(板状体)に対応する位置にインターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を設置し、次いで、加圧部によりインターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を加圧する。
この時、加圧部はあらかじめ加熱されているものでもよく、また、加圧後に加熱を開始されるものでもよい。
前記加熱する方法としては、特に限定されるわけではないが、コンスタントヒート方式、パルスヒート方式等が挙げられるが、加熱するタイミングを適宜変更することができる、パルスヒート方式が好ましい。
前記金属、セラミック等の無機材料や有機材料で形成されたブロック状、支柱状等の加圧装置を使用する方法としては、特に限定されるわけではないが、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30にブロック状の加圧装置を載置し、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を加圧する。この時、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30が加熱された状態でブロック状の加圧装置を載置してもよく、また、加圧後に加熱してもよい。前記加熱する方法としては、特に限定されるわけではないが、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を市販のオーブンに設置する方法、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を半田リフロー装置に設置する方法等が挙げられる。
前記熱圧着機およびフリップチップボンダー等の、加圧および加熱の両方をできる加圧装置による加圧の条件は、特に限定されるものではない、0.001〜5.0MPa等の条件で行うことができ、好ましくは0.0015〜4.5MPa、特に好ましくは0.002〜4.0MPaである。上記下限値以上とすることにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生をより効果的に防止することができるとともに、金属電極22と半田電極24の濡れ性を向上することができる。また、上記上限値以下とすることで、半導体チップ割れを防止することができるとともに、半田電極24の半田が飛散することを効果的に防止できる。
また、前記金属、セラミック等の無機材料や有機材料で形成されたブロック状、支柱状等の加圧装置による加圧の条件は、特に限定されるものではなく、0.0005〜0.3MPa等の条件で行うことができ、好ましくは0.001〜0.2MPa、特に好ましくは0.002〜0.1MPaである。上記下限値以上とすることにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生をより効果的に防止することができるとともに、金属電極22と半田電極24の濡れ性を向上することができる。また、上記上限値以下とすることで、半田電極24の半田が飛散することを効果的に防止できる。
また、上記第3の工程での加熱温度は、半田電極24の半田の熱膨張係数が、30×10−6/℃よりも大きくなる温度で行うことが好ましい。加熱温度を上記範囲とすることで、半田電極24の半田が十分に濡れ拡がるため、金属電極22と半田電極24を確実に溶融接合させ、接合部26を形成することができる。
より具体的には、200℃より高い温度であり、好ましくは205℃より高い温度、特に好ましくは210℃より高い温度である。第3の工程での加熱温度を上記範囲以上とすることで、半田電極24の半田が十分に濡れ拡がるため、金属電極22と半田電極24を確実に溶融接合させ、接合部26を形成することができる。
また、第3の工程では、半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放する。これにより、金属電極22と半田電極24が金属接合可能な状態で加圧を開放することになり、加圧開放時に生じうるインターポーザー21と半導体チップ23との相対的な位置のずれに柔軟に対応することができ、確実に電気的接続を行うことが出来る。また、樹脂層25は、含有する熱硬化性樹脂に起因して、一般的な半田の融点以上の温度において十分な粘性を有し、インターポーザー21と半田チップ23とそれぞれ密着し、接合部の半田がスプリングバッグしてインターポーザー21と半導体チップ23の間隔が拡がってしまい電気的・物理的接合不良が発生するのを防止することができる。また、半田の凝固前に加圧を開放することにより、従来に比べ、電子部品の製造に係る時間を短縮することができる。
また、樹脂層25がゲル化した後に加圧を開放することが好ましい。これにより、上述したような電気的・物理的接合不良をさらに確実に防止することが出来る。
なお樹脂層のゲル化は、ホットプレート上に樹脂組成物をおき、樹脂組成物が流動性を失い、粘性が急激に増加し、凝固するまでの時間を測定した。
さらに、半田電極24の半田の熱膨張係数が30×10−6/℃以下となる温度に冷却した後に加圧を開放することが好ましい。これにより、加圧を開放する際に、接合部の半田がスプリングバッグしてインターポーザー21と半導体チップ23の間隔が拡がってしまい接合不良が発生するのを効果的に防止することができる。
さらに具体的には、210℃であり、好ましくは200℃以下、特に好ましくは190℃以下が好ましく、これにより、接合部の半田がスプリングバッグしてインターポーザー21と半導体チップ23の間隔が拡がってしまい接合不良が発生するのを防止することができる。
前記第3の工程は、加圧流体により加圧した雰囲気化で行われてもよい。前記加圧流体により加圧した雰囲気下で第3の工程を行う方法としては、特に限定されるわけではないが、圧力容器内に、熱圧着機、フリップチップボンダー等の加圧および加熱の両方をできる加圧装置を配置し、加圧用のガスを導入する方法、また、圧力容器内に、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を設置し、さらに、その上に金属、セラミック等の無機材料や有機材料で形成されたブロック状、支柱状等の加圧装置を載置し、加圧用のガスを導入する方法等が挙げられる。これにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生を抑制することができる。これは、気圧と熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の圧力差により、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が圧縮され、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が熱硬化性樹脂を含有する樹脂層中に拡散し、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生が抑制できるものと考えられる。
また、前記加圧用のガスは、特に限定されるわけではなく、窒素、空気等が挙げられるが金属電極22および半田電極24の酸化をより効率的に防止することができる窒素が好ましい。
上記加圧流体による加圧の条件は、特に限定されるものではなく、0.2〜1MPa等の条件で行うことができ、好ましくは0.3〜0.9MPa、特に好ましくは0.4〜0.8MPaである。加圧流体による加圧条件を上記範囲とすることで、確実に金属電極22と半田電極24を半田接合させることと、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生を抑制することができる。
このような加圧流体による加圧と、上述した板状体を有する加圧装置による加圧を組み合わせて行ってもよい。
さらに、本発明において、前記第3の工程の後に、以下に示す第4の工程を行ってもよい。
[5]前記第3工程の後に、図(2−f)に示すように、金属電極22と半田電極24を溶融接合させたインターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を、半田電極24の半田(半田接合に用いた半田)の融点より低い温度に加熱することにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を硬化させる第4の工程を行ってもよい。これにより、封止部27を形成し、インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40得ることができる。
また、接合部26の半田が再溶融してしまい電気的接続が不安定になることを防止することができる。
また、具体的に第4の工程における具体的な加熱温度は、半田電極24の半田の熱膨張係数が30×10−6/℃以下となる温度に加熱することにより、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を硬化させることが好ましい。これにより、接合部26の半田が再溶融してしまい電気的接続が不安定になることを防止することができる。
さらに、具体的に第4の工程における具体的な加熱温度は、210℃以下が好ましく、200℃以下であることがさらに好ましく、190℃以下であることが特に好ましい。これにより、接合部26の半田が再溶融してしまい電気的接続が不安定になることを防止することができる。
なお、インターポーザー21と半導体チップ23積層体30の加熱は、所定の単一温度で加熱する場合の他、例えば、150℃で30分加熱した後、180℃で30分加熱するステップキュアや、150℃で30秒熱圧着した後、180℃で60分オーブン硬化させるポストキュアを行うようにしてもよい。
また、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を硬化させる際に、加圧流体により加圧することが好ましい。加圧流体により加圧した状態で加熱する方法としては、特に限定されるわけではないが、圧力容器内に、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を設置し、次いで、圧力容器内に、加圧流体を導入して加圧しつつ、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を加熱する方法、更に、具体的には、加圧オーブン中に、インターポーザー21と半導体チップ23の積層体30を設置し、加圧オーブン内に加圧用のガスを導入しつつ、加圧オーブンで処理対象物を加熱する方法が挙げられる。また、前記加圧用のガスは、特に限定されるわけではなく、窒素、空気等が挙げられるが金属電極22および半田電極24の酸化をより効率的に防止することができる窒素が好ましい。これにより、気圧と熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の圧力差により、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が圧縮され、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中を拡散し、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生が抑制できる効果をより一層高めることができる。
上記加圧流体による加圧の条件は、特に限定されるものではなく、0.2〜1MPa等の条件で行うことができ、好ましくは0.3〜0.9MPa、特に好ましくは0.4〜0.8MPaである。加圧流体による加圧条件を上記範囲とすることで、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生を抑制することができる。これは、気圧と熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25中の空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の圧力差により、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が圧縮され、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)が熱硬化性樹脂を含有する樹脂層中に拡散し、空洞(エアギャップ)およびボイド(気泡)の発生が抑制できる効果をより一層高めることができる。
以上のようにして、板状体を有する加圧装置により加圧し、加圧を保持した状態で半田電極24の融点より高い温度で加熱し、半田電極24の半田を金属電極22に溶融接合させ、その後、樹脂層25がゲル化した後に加圧を開放し、次に、半田電極24の半田(半田接合に用いた半田)の融点よりも低い温度で熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25を硬化することにより、インターポーザー21と半導体チップ23が電気的に接続され、さらに、インターポーザー21と半導体チップが固着された、インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40を形成することができる。このインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40は、板状体を有する加圧装置により加圧し、加圧を保持した状態で半田接合に用いる半田の融点より高い温度で加熱し、第2接続用金属電極(半田電極24)の半田を第1接続用金属電極(金属電極22)に溶融接合させ、その後、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層25がゲル化した後に加圧を開放させるため、空洞およびボイドの発生が少ないインターポーザー21と半導体チップ23の接合体40を得ることができる。
なお、第1接続用金属電極が金属電極、第2接続用金属電極が半田電極である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第1接続用金属電極が半田電極、第2接続用金属電極が金属電極であってもよいし、第1接続用金属電極と第2接続用金属電極が双方とも半田電極であってもよい。また、第1接続用金属電極と第2接続用金属電極の双方が金属電極であって、第2の工程において第1接続用金属電極と第2接続用金属電極が当接する前に、第1接続用金属電極と第2接続用金属電極の少なくともどちらか一方に半田を形成しておいてもよい。
ここで、本発明では、第1電子部品および第2電子部品同士は、接合部26のような固化物を介して電気的に接続される。そのため、電子部品10の駆動時に、半導体チップ20の発熱により、たとえ熱硬化性樹脂で構成される封止部27が膨張したとしても、この電気的接続が切断されるのを好適に防止することができ、第1電子部品および第2電子部品間で安定的な導通を得ることができる。すなわち、第1電子部品および第2電子部品間で接続信頼性に優れた電気的接続を得ることができる。
接合部26の厚さ、すなわち、半導体インターポーザー21と半導体チップ23の接合体40における、接合部26の厚さ(平均)は、特に限定されないが、3〜300μm程度であるのが好ましく、5〜150μm程度であるのがより好ましい。このようにインターポーザー21と半導体チップ23の離隔距離を小さくすることにより、電子部品10の全体としての厚さをも薄くすることができ、さらに電子部品10の軽量化を図ることができる。
以上、本発明の電子部品の製造方法および本発明により製造される電子部品について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
(実施例1)
1.熱硬化性樹脂を含有する樹脂層用樹脂ワニスの調製
フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、PR55617)15.0重量部と、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、EPICLON−840S)45.0重量部と、フラックス機能を有する化合物であるフェノールフタリン(東京化成工業社製)15.0重量部と、成膜性樹脂としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(東都化成社製、YP−50)24.4重量部と、硬化促進剤として2―フェニルー4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.1重量部と、シランカップリング剤としてβ−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−303)0.5重量部とを、メチルエチルケトンに溶解し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
2.熱硬化性樹脂を含有する樹脂層(フィルム)の調製
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの熱硬化性樹脂を含有する樹脂層(フィルム)を得た。
3.熱硬化性樹脂を含有する樹脂層(フィルム)の250℃における熱重量減少測定
得られた接着フィルムを、熱重量/示差熱同時測定装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、TG/DTA6200)を用い昇温速度10℃/分で加熱重量減少を測定し、250℃の減少量を測定値とした結果、加熱重量減少は0.95重量%であった。
4.ゲルタイムの測定
得られた接着フィルムを230℃のホットプレート上に置き、接着フィルムがゲル化するまでの時間(秒)を測定した結果、50秒であった。
5.電子部品の製造
<第1の工程>
半田バンプ(Sn96.5/Ag3.5、融点221℃)を有する半導体チップ(サイズ10mm×10mm、厚さ0.3mm)に、得られた熱硬化性樹脂を含有する樹脂層(フィルム)を真空ラミネーターで、100℃、0.8MPa、30秒の条件でラミネートして、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層付きの半導体チップを得た。
<第2の工程>
次に、Ni/Auパッドを有する回路基板を用意し、熱硬化性樹脂を含有する樹脂層付きの半導体チップの半田バンプとNi/Auパッドが重なるように位置合わせを行い、フリップチップボンダー(澁谷工業(株)社製 DP−200)により120℃、0.05MPa、7秒の条件で半田バンプとNi/Auパッドの当接を行い、回路基板/半導体チップの積層体を得た。
<第3の工程>
得られた回路基板/半導体チップの積層体を、フリップチップボンダー(澁谷工業(株)社製 DP−200)により、空気雰囲気下、230℃、0.7MPa、210秒の条件で加圧、加熱し、半田バンプとNi/Auパッドを溶融接合させ、さらに、接合部の温度が230℃の時に加圧を開放した。
<第4の工程>
半田バンプとNi/Auパッドを接合させた回路基板/半導体チップの積層体を市販の加熱型オーブンに投入し、180℃、60分の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させ、電子部品を製造した。
(実施例2)
実施例1の第3の工程において、フリップチップボンダー(澁谷工業(株)社製 DP−200)により230℃、0.7MPa、210秒の条件で加圧、加熱し、半田バンプとNi/Auパッドを溶融接合させるのに代えて、市販のパルスヒート型熱圧着機により、230℃、1.6MPa、210秒の条件で加圧、加熱し、半田バンプとNi/Auパッドを溶融接合させ、さらに、接合部の温度が230℃の時に加圧を開放した以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
(実施例3)
実施例1の第3の工程において、フリップチップボンダー(澁谷工業(株)社製 DP−200)により230℃、0.7MPa、210秒の条件で加圧、加熱し、半田バンプとNi/Auパッドを溶融接合させるのに代えて、熱プレスかつ加圧流体による加圧が可能な接合装置により、加圧:0.3MPa、230℃、加圧流体圧(加圧力):0.8MPaのAir、210秒の条件で加圧、加熱し、半田バンプとNi/Auパッドを溶融接合させ、さらに、接合部の温度が230℃の時に加圧を開放した以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
(実施例4)
実施例1の第4の工程において、市販の加熱型オーブンに投入し、180℃、60分の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるに代えて、市販の加圧対応型オーブンにおいて窒素ガスによりオーブン内部を加圧力0.8MPaで加圧しつつ、180℃、60分間の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させ、電子部品を製造した。
(実施例5)
実施例2の第4の工程において、市販の加熱型オーブンに投入し、180℃、60分の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるに代えて、市販の加圧対応型オーブンにおいて窒素ガスによりオーブン内部を加圧力0.8MPaで加圧しつつ、180℃、60分間の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させ、電子部品を製造した。
(実施例6)
実施例3の第4の工程において、市販の加熱型オーブンに投入し、180℃、60分の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるに代えて、市販の加圧対応型オーブンにおいて窒素ガスによりオーブン内部を加圧力0.8MPaで加圧しつつ、180℃、60分間の熱履歴を加えることにより熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させ、電子部品を製造した。
(実施例7)
実施例6の第3の工程において、加圧を開放する温度230℃から221℃に代えた以外は、実施例6と同様に電子部品を製造した。
(実施例8)
実施例6の第3の工程において、加圧を開放する温度230℃から240℃に代えた以外は、実施例6と同様に電子部品を製造した。
(実施例9)
実施例1の第1の工程において、半田バンプ(Sn96.5/Ag3.5、融点221℃)を有する半導体チップの代わりに、半田バンプ(Sn63/Pb37、融点183℃)を有する半導体チップを用い、また、第3の工程において、接合させる温度を230℃から195℃へ、また、加圧を開放する温度を230℃から195℃へ、さらに、第4の工程において、市販の加熱型オーブンで180℃、60分熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるのに代えて、市販の加圧対応型オーブンで、窒素ガスによりオーブン内部を0.8MPaで加圧しつつ、165℃、120分で硬化させた以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
(実施例10)
実施例1の第1の工程において、半田バンプ(Sn96.5/Ag3.5、融点221℃)を有する半導体チップの代わりに、半田バンプ(Sn89/Zn8/Bi3、融点195℃)を有する半導体チップを用い、また、第3の工程において、接合させる温度を230℃から210℃へ、また、加圧を開放する温度を230℃から210℃へ、さらに、第4の工程において、市販の加熱型オーブンで180℃、60分熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるのに代えて、市販の加圧対応型オーブンで、窒素ガスによりオーブン内部を0.8MPaで加圧しつつ、180℃、60分で硬化させた以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
(比較例1)
実施例1の第3の工程において、接合部の温度が100℃の時に加圧を開放した以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
(比較例2)
実施例1の第3の工程において、加圧、加熱の時間を1秒間に変更した以外は、実施例1と同様に電子部品を製造した。
5.半田の熱膨張係数の算出
半田の融点以上における熱膨張係数は、金属材料物性値計算ソフトウェア・データベースJMatPro(Sente Software社製)により算出した。
半田の融点以下における熱膨張係数は、熱機械特性分析装置(モード:圧縮、荷重:50N、昇温速度:5℃/分)により算出した。
6.電子部品の評価
<空洞及びボイド>
得られた電子部品を切断し、硬化物の断面を研磨した。次いで、半導体チップ、回路基板及び隣接する2つの半田接合部で囲まれた部分を、任意に10箇所選択し、各部分のマイクロボイドの有無を金属顕微鏡にて観察した。各符号は、以下の通りである。
◎:空洞及びボイドが全く観察されなかった場合
○:空洞及びボイドはあるが、その大きさが5μm以下である場合
×:空洞及びボイドがあり、その大きさが5μm以上である場合
<導通信頼性>
得られた電子部品について、任意に選択した隣接する2箇所の半田接合部の接続抵抗を、デジタルマルチメータにより測定した。次いで、他に9点、隣接する2箇所の半田接合部を任意に選択し、同様に、接続抵抗を測定し、合計10点の導通接続の測定を行った。
各符号は、以下の通りである。
○:10点全てで導通が取れた場合
×:1点でも導通不良があった場合
<第3の工程の処理時間>
第3の工程の処理時間に関して、サンプルをセットして第3の工程の処理を終えた後にサンプルを取り出すまでの時間を測定した。各符号は、以下のとおりである。
◎:第3の工程の処理時間が30秒未満である場合
○:第3の工程の処理時間が30秒以上、220秒未満である場合
×:第3の工程の処理時間が220秒以上である場合
表1から明らかなように、実施例1〜10で得られた電子部品は、封止部に空洞およびボイドが観察されなかった。
また、実施例1〜10の電子部品は、導通信頼性にも優れていた。これにより、半田バンプとNi/Auパッドが確実に溶融接合されていることが示唆された。更に実施例1〜10の電子部品は第3の工程の処理時間が220秒未満であり、生産性に優れる処理時間であった。
1、21 インターポーザー(第1電子部品)
2、22 金属電極(第1接続用金属電極)
3、23 半導体チップ(第2電子部品)
4、24 半田電極(第2接続用金属電極)
5、25 樹脂層
10 電子部品
26 接合部
27 封止部
30 積層体
40 接合体

Claims (10)

  1. 第1接続用金属電極を有する第1電子部品と、第2接続用金属電極を有する第2電子部品と、を半田接合して製造する電子部品の製造方法であって、
    前記第1電子部品の半田接合面および/又は前記第2電子部品の半田接合面に熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を形成する第1の工程と、
    前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極と、を対向するように位置合わせし、前記半田接合に用いる半田の融点よりも低い温度で加熱および加圧して、前記第1接続用金属電極と、前記第2接続用金属電極とを当接させる第2の工程と、
    前記当接させた第1電子部品と第2電子部品とを板状体を有する加圧装置により加圧し、前記加圧を保持した状態で前記第1接続用金属電極および/又は前記第2接続用金属電極を前記半田接合に用いる半田の融点よりも高い温度で加熱し、前記第1接続用電極と前記第2接続用金属電極とを半田接合させ、前記半田接合に用いる半田の融点以上の温度で加圧を開放する第3の工程と、
    を、この順で行うことを特徴とする電子部品の製造方法。
  2. 前記第3工程の後に、さらに、前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を前記半田接合に用いる半田の融点よりも低い温度に加熱することにより硬化させる第4の工程を行う請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  3. 前記第3の工程において、加圧を開放するのは前記樹脂層がゲル化した後である請求項1又は2に記載の電子部品の製造方法。
  4. 前記第1接続用金属電極および/又は前記第2接続用金属電極は、その表面に半田を有するものである請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  5. 前記樹脂層の250℃における熱重量減少が5%以下である請求項1ないし4のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  6. 前記第2の工程における加熱は、半田の熱膨張率が30×10−6/℃以下となる加熱温度で行われる請求項1ないし5のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  7. 前記第2の工程における加熱は、190℃以下となる加熱温度で行われる請求項1ないし6のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  8. 前記第3の工程が、加圧流体により加圧した雰囲気下で半田接合されるものである、請求項1ないし7のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  9. 前記第4の工程が、加圧流体により加圧した雰囲気下で前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層を硬化させるものである、請求項1ないし8のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  10. 前記熱硬化性樹脂を含有する樹脂層がフラックス機能を有する化合物を含む、請求項1ないし9のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
JP2011021117A 2011-02-02 2011-02-02 電子部品の製造方法 Pending JP2012160668A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011021117A JP2012160668A (ja) 2011-02-02 2011-02-02 電子部品の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011021117A JP2012160668A (ja) 2011-02-02 2011-02-02 電子部品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012160668A true JP2012160668A (ja) 2012-08-23

Family

ID=46840940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011021117A Pending JP2012160668A (ja) 2011-02-02 2011-02-02 電子部品の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012160668A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014156926A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 日東電工株式会社 電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法
WO2014196293A1 (ja) * 2013-06-04 2014-12-11 日東電工株式会社 シート状樹脂組成物、裏面研削用テープ一体型シート状樹脂組成物、ダイシングテープ一体型シート状樹脂組成物、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置
CN111200913A (zh) * 2018-11-18 2020-05-26 联想(新加坡)私人有限公司 电子基板的制造方法及安装用片
JP2021064659A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 半導体装置の製造方法及び封止材

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203874A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Toray Eng Co Ltd チップの実装方法
JP2002338932A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sony Chem Corp 接着剤
JP2003031993A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2004311709A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
WO2011007531A1 (ja) * 2009-07-17 2011-01-20 住友ベークライト株式会社 電子部品の製造方法および電子部品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203874A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Toray Eng Co Ltd チップの実装方法
JP2002338932A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sony Chem Corp 接着剤
JP2003031993A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2004311709A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
WO2011007531A1 (ja) * 2009-07-17 2011-01-20 住友ベークライト株式会社 電子部品の製造方法および電子部品

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014156926A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 日東電工株式会社 電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法
WO2014196293A1 (ja) * 2013-06-04 2014-12-11 日東電工株式会社 シート状樹脂組成物、裏面研削用テープ一体型シート状樹脂組成物、ダイシングテープ一体型シート状樹脂組成物、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置
JP2014236152A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 日東電工株式会社 シート状樹脂組成物、裏面研削用テープ一体型シート状樹脂組成物、ダイシングテープ一体型シート状樹脂組成物、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置
CN111200913A (zh) * 2018-11-18 2020-05-26 联想(新加坡)私人有限公司 电子基板的制造方法及安装用片
CN111200913B (zh) * 2018-11-18 2023-12-15 联想(新加坡)私人有限公司 电子基板的制造方法及安装用片
JP2021064659A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 半導体装置の製造方法及び封止材
JP7406336B2 (ja) 2019-10-11 2023-12-27 三星電子株式会社 半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4715975B2 (ja) 電子部品の製造方法
JP5310355B2 (ja) 電子部品の製造方法および電子部品
JP5533663B2 (ja) 電子装置の製造方法
WO2011033743A1 (ja) 接着フィルム、多層回路基板、電子部品及び半導体装置
JP5277564B2 (ja) 半導体ウエハーの接合方法および半導体装置の製造方法
TWI455220B (zh) 焊料連接方法,電子機器及其製造方法
JP5682308B2 (ja) 半導体部品の製造方法
JPWO2008054012A1 (ja) 接着テープ及びそれを用いてなる半導体装置
JP2013093607A (ja) 半導体ウエハーの接合方法および半導体装置の製造方法
KR20100022960A (ko) 반도체 웨이퍼의 접합 방법 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2012160668A (ja) 電子部品の製造方法
JP2012074636A (ja) 接合方法、半導体装置、多層回路基板および電子部品
JP5633214B2 (ja) 半導体装置の製造方法およびそれを用いてなる半導体装置、並びに電気、電子部品の製造方法およびそれを用いてなる電気、電子部品
JP2011181467A (ja) 導電接続シートの製造方法、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器
JP2011159481A (ja) 導電接続シート、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器
JP5316441B2 (ja) 電子部品の製造方法及び電子部品
JP6040737B2 (ja) 接着フィルム、電子部品の製造方法、および電子部品
JP2011165982A (ja) 導電接続シート、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器
JP2010073872A (ja) 半田の接続方法および電子機器
JP2011181703A (ja) 導電接続シートの製造方法、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150728

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20151201