JP2013110403A - Reflow film, method for forming solder bump, method for forming solder join, and semiconductor device - Google Patents

Reflow film, method for forming solder bump, method for forming solder join, and semiconductor device Download PDF

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一浩 宮内
Naoya Suzuki
直也 鈴木
Mare Takano
希 高野
Yukihiko Yamashita
幸彦 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, by unevenly distributing a solder constituent on an electrode of a substrate by means of self-structuring thereof, a reflow film which is excellent in self stability, transportability, and handleability in use, and which allows selective formation of a solder bump or solder join on the electrode, and to provide a simple and convenient method for forming a solder bump or solder join by use of the reflow film, a solder bump having less voids and smaller variation thereby formed, and a substrate with such solder bumps.SOLUTION: The reflow film 21 comprises: a polyvinyl alcohol; a compound which has a molecular weight of 500 or less and which is dissolved or dispersed in water; and solder particles dispersed therein. In the film, the compound with a molecular weight of 500 or less accounts for 20-300 pts.mass to 100 pts.mass of the polyvinyl alcohol. The method for forming a solder bump comprises the steps of: putting the reflow film on a face of a substrate 10 where an electrode 12 is located; further putting a plat plate 12 thereon; heating them; and removing and melting the reflow film.

Description

本発明は、電子部品、配線板、基板、半導体チップ等のバンプ形成などに使用されるリフローフィルム、はんだバンプの形成方法、はんだ接合の形成方法、及びそれらにより形成される半導体装置に関する。   The present invention relates to a reflow film used for bump formation of an electronic component, a wiring board, a substrate, a semiconductor chip and the like, a solder bump forming method, a solder bonding forming method, and a semiconductor device formed by them.

電子部品を回路基板などへ実装する方法としては、例えば、基板の電極に形成したはんだバンプを用いる方法が知られている。半導体パッケージでは、電子機器の小型薄型化と多機能高性能化の要求により、I/O電極(端子)数が増加し、電極(端子)間距離が短くなっている(狭ピッチ化)。そのため、半導体パッケージの形態は、QFP(Quad Flat Package)のようなリードによる接続から、BGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Scale Package)のようなバンプをチップ下部に配置して接続する方式であるフリップチップ接続へと変化してきた。この接続方法では回路基板の電極上に予めはんだバンプを形成し、このはんだバンプを基板などの回路電極に接合するものである。はんだバンプを形成する方法としては、はんだボールを電子部品などの回路電極上に搭載する方法や、はんだ粒子を含む液状又はペースト状であるクリームはんだ若しくは、はんだペーストをメタルマスクの貫通穴をとおして回路基板の電極上に印刷する方法が知られている。   As a method for mounting an electronic component on a circuit board or the like, for example, a method using solder bumps formed on electrodes of the substrate is known. In the semiconductor package, the number of I / O electrodes (terminals) is increased and the distance between the electrodes (terminals) is shortened (narrow pitch) due to the demand for downsizing, thinning, and high performance of the electronic devices. Therefore, the form of the semiconductor package is a method in which bumps such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Scale Package) are arranged and connected to the lower part of the chip, instead of connection by lead such as QFP (Quad Flat Package). It has changed to a flip chip connection. In this connection method, solder bumps are formed in advance on the electrodes of the circuit board, and the solder bumps are joined to circuit electrodes such as the board. Solder bumps can be formed by mounting solder balls on circuit electrodes such as electronic components, liquid solder or solder paste containing solder particles, or solder paste through a metal mask through hole. A method of printing on an electrode of a circuit board is known.

はんだボール搭載法では、予め用意したはんだボールを搭載することから、用意するはんだボールの大きさや粒度分布を狭くすることで、必要とするバンプ高さにでき、バンプ
高さバラつきを低く抑えることができる。しかし、基準を満たすはんだボールの作製にはコストがかかる。また、はんだボールを電極に搭載するプロセスは煩雑であり、はんだボール搭載装置の導入には高額の設備投資が必要である。一方、はんだペースト(クリームはんだ)印刷法では、印刷作業中に空気を巻き込むことにより、バンプ内にボイドができやすく、また、バンプ高さにばらつきがあって対向電極間を接合できないこともありうる。
In the solder ball mounting method, since the solder balls prepared in advance are mounted, the required bump height can be reduced by narrowing the size and particle size distribution of the prepared solder balls, and the bump height variation can be kept low. it can. However, production of solder balls that meet the standards is expensive. Moreover, the process of mounting the solder balls on the electrodes is complicated, and the introduction of the solder ball mounting apparatus requires a large capital investment. On the other hand, in the solder paste (cream solder) printing method, voids are easily formed in the bumps by entraining air during the printing operation, and there is also a possibility that the bump heights vary and the opposing electrodes cannot be joined. .

最近、はんだバンプの新しい形成方法や、対向電極間の新しい接合方法として、はんだ成分の電極上または対向電極間への自己組織化を利用した簡便なプロセスが提案されている。例えば、特許文献1によると、はんだ粉、対流添加剤及びエポキシ樹脂を含有したペーストを用いて電極上にはんだバンプを形成している。電極を備える基板の電極面側に該ペーストを供給した後、該ペースト上に平板を載せてはんだ粉の融点以上かつ対流添加剤の沸点以上に加熱すると、対流添加剤の気泡が対流することにより融解したはんだ粉が撹拌されて、はんだ粉同士が結合し、はんだ粉が均一な大きさに成長して電極上に集積される。この結果、均一性の高いバンプが形成される。特許文献2によると、同様にして、対向電極間をはんだにより接合できる。また、対向電極間をはんだにより接合した後に、対向電極間以外の領域に偏在するエポキシ樹脂を硬化させてアンダーフィルを形成することができる。   Recently, as a new method for forming solder bumps and a new method for joining between counter electrodes, a simple process using self-organization of solder components on electrodes or between counter electrodes has been proposed. For example, according to Patent Document 1, solder bumps are formed on electrodes using a paste containing solder powder, a convection additive and an epoxy resin. After supplying the paste to the electrode surface side of the substrate provided with electrodes, when a plate is placed on the paste and heated above the melting point of the solder powder and above the boiling point of the convective additive, the bubbles of the convective additive are convected. The melted solder powder is agitated, the solder powders are combined, and the solder powder grows to a uniform size and is accumulated on the electrode. As a result, a highly uniform bump is formed. According to Patent Document 2, the counter electrodes can be similarly joined by solder. Moreover, after joining between counter electrodes with solder, the epoxy resin unevenly distributed in areas other than between counter electrodes can be hardened, and an underfill can be formed.

前記特許文献1に記載されたようなペーストは、はんだペースト印刷法又は、はんだボール搭載法に比べると簡便なプロセスではあるが、液状又はペースト状である組成物を使用しているので保存性、運搬性及び使用時のハンドリング性に劣るといった問題がある。また、はんだバンプの高さばらつきを抑制できているが、対流添加剤により気泡を発生させているので、気泡がバンプ内部に混入しやすくボイドを形成しやすい欠点がある。また、はんだ成分が電極へ集積する前に熱硬化性樹脂の硬化が進行したときには、はんだ成分の電極への自己組織化が完結しにくい。さらには、加熱後の樹脂の洗浄工程では、熱硬化性樹脂の硬化により樹脂が溶けない、あるいは、完全に洗浄除去できないこともありうる。   The paste as described in Patent Document 1 is a simple process as compared with the solder paste printing method or the solder ball mounting method, but it uses a liquid or paste-like composition, so that the storage stability, There is a problem that it is inferior in transportability and handling property during use. Moreover, although the height variation of a solder bump can be suppressed, since bubbles are generated by a convective additive, there is a defect that bubbles are likely to be mixed into the bumps and voids are easily formed. In addition, when the thermosetting resin proceeds before the solder component accumulates on the electrode, the self-organization of the solder component on the electrode is difficult to complete. Furthermore, in the step of washing the resin after heating, the resin may not be dissolved due to the curing of the thermosetting resin, or may not be completely removed by washing.

また、特許文献2のように対向電極間をはんだ接合した場合、対向電極間以外の領域に偏在したエポキシ樹脂中には、対向電極間へ移動しきれずに取り残されたはんだ残渣が少量存在する。このはんだ残渣は、隣接電極間の電気抵抗を低下させ短絡を発生させる原因となりうる。   In addition, when soldering is performed between the counter electrodes as in Patent Document 2, a small amount of solder residue is left in the epoxy resin that is unevenly distributed in a region other than between the counter electrodes. This solder residue can cause a short circuit due to a decrease in electrical resistance between adjacent electrodes.

特許第3964911号Japanese Patent No. 3964911 特開2006−114865号公報JP 2006-114865 A

本発明は、保存性、運搬性、及び使用時のハンドリング性に優れるリフロー用のフィルム、これを用いて電極上のみに選択的にはんだバンプを形成する簡便なはんだバンプの形成方法、これにより形成されたボイドが少なくかつ高さばらつきが少ないはんだバンプ、このはんだバンプが基板の電極上に形成されてなるはんだバンプ付き基板及びこれらにより得られる半導体装置を提供することを目的とする。また、はんだバンプを形成する工程なしで、前記リフロー用のフィルムを用いて対向電極間のみに選択的にはんだ接合を形成する簡便なはんだ接合の形成方法、これにより形成されたボイドが少ないはんだ接合部位、このはんだ接合部位により接合された半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention is a reflow film having excellent storage stability, transportability, and handling during use, and a simple solder bump forming method for selectively forming solder bumps only on electrodes using the film. It is an object of the present invention to provide a solder bump with a small number of voids and a small height variation, a substrate with a solder bump in which the solder bump is formed on an electrode of the substrate, and a semiconductor device obtained therefrom. In addition, a simple solder joint forming method that selectively forms solder joints only between the opposing electrodes using the reflow film without the step of forming solder bumps, and solder joints with fewer voids formed thereby. An object of the present invention is to provide a semiconductor device joined by the solder joint part.

本発明者らが鋭意研究を行った結果、ポリビニルアルコールと分子量500以下の化合物とを含むリフローフィルムによって、電極を備える基板の電極面側に、リフローフィルム、平板の順に積載固定した後、はんだ粒子の溶融温度以上、かつ前記ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物とが液状化する温度以上に加熱して、はんだ成分を自己組織化により基板の電極上に偏在させた。その後、電極上以外の基板と平板との間に存在するはんだ残渣を含むリフローフィルムは溶媒により溶解除去することではんだバンプを形成できることを見出し、また対向電極間のはんだ接合にもこれを適用させて、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下のとおりである。   As a result of diligent research by the present inventors, after reflow film and flat plate are sequentially stacked and fixed on the electrode surface side of the substrate provided with electrodes by a reflow film containing polyvinyl alcohol and a compound having a molecular weight of 500 or less, solder particles The solder component was unevenly distributed on the electrode of the substrate by self-organization by heating to a temperature not lower than the melting temperature and higher than the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water were liquefied. After that, it was found that the reflow film containing the solder residue existing between the substrate other than on the electrode and the flat plate can be dissolved and removed with a solvent to form a solder bump, and this is also applied to the solder joint between the counter electrodes. Thus, the present invention has been completed. That is, the present invention is as follows.

(1) ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物と、はんだ粒子とを含むフィルムであって、前記分子量500以下の化合物はポリビニルアルコール100質量部に対して20〜300質量部であり、前記はんだ粒子は前記フィルム中に分散した状態であることを特徴とするリフローフィルム。 (1) A film containing polyvinyl alcohol, a compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water, and solder particles, wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is 20 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyvinyl alcohol. The reflow film is characterized in that the solder particles are dispersed in the film.

(2) 前記分子量500以下の化合物が、沸点が100℃以上の低分子量アルコールであることを特徴とする前記(1)記載のリフローフィルム。 (2) The reflow film as described in (1) above, wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is a low molecular weight alcohol having a boiling point of 100 ° C. or higher.

(3) 前記分子量500以下の化合物が、グリセリンであることを特徴とする前記(1)〜(2)のいずれか1項に記載のリフローフィルム。 (3) The reflow film according to any one of (1) to (2), wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is glycerin.

(4) さらに金属酸化物を除去する成分を含有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載のリフローフィルム。 (4) The reflow film as described in any one of (1) to (3) above, further comprising a component for removing the metal oxide.

(5) 前記はんだ粒子の累積粒度分布の微粒側から累積10%の粒径及び累積90%の粒径がいずれも1〜50μmの範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のリフローフィルム。 (5) From the fine particle side of the cumulative particle size distribution of the solder particles, a cumulative particle size of 10% and a cumulative particle size of 90% are both in the range of 1 to 50 μm. The reflow film according to any one of the above.

(6) 前記はんだ粒子が鉛フリーはんだであることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のリフローフィルム
(7) 前記はんだ粒子が錫、銀、及び銅の合金であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載のリフローフィルム。
(6) The reflow film according to any one of (1) to (5), wherein the solder particles are lead-free solder. The solder particles are an alloy of tin, silver, and copper. The reflow film according to any one of (1) to (6) above, wherein

(8) 前記ポリビニルアルコール100質量部に対して、前記はんだ粒子を30〜500質量部含むことを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載のリフローフィルム。 (8) The reflow film according to any one of (1) to (7), wherein the solder particles are included in an amount of 30 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol.

(9) 前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載のリフローフィルムを用いたはんだバンプ形成方法であって、
(ア)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、
(イ)前記リフローフィルム上に平板を載置して固定する工程、
(ウ)前記リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコール、および水に溶解または分散する分子量500以下の化合物が液状化する温度以上に加熱する工程、及び
(エ)前記(ウ)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程
を含むことを特徴とするはんだバンプ形成方法。
(9) A solder bump forming method using the reflow film according to any one of (1) to (8),
(A) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate provided with electrodes;
(A) a step of placing and fixing a flat plate on the reflow film;
(C) a step of heating above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied; A solder bump forming method comprising a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).

(10) 前記(ウ)の工程を、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする前記(9)記載のはんだバンプ形成方法。 (10) The method for forming a solder bump according to (9), wherein the step (c) is performed in an inert gas atmosphere.

(11) 平板から基板へ向けて押圧した状態で前記(ウ)の工程を行うことを特徴とする前記(9)〜(10)のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。 (11) The solder bump forming method according to any one of (9) to (10), wherein the step (c) is performed in a state of being pressed from a flat plate toward the substrate.

(12) 前記(エ)の工程において、電極表面以外に存在するはんだ粒子の残渣を含むリフローフィルムを水、アルコール、又は、これらの混合溶媒により除去することを特徴とする前記(9)〜(11)のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。 (12) In the step (d), the reflow film containing a residue of solder particles other than the surface of the electrode is removed with water, alcohol, or a mixed solvent thereof (9) to (9) The solder bump forming method according to any one of 11).

(13) 前記(エ)の工程において、超音波を照射することを特徴とする前記(9)〜(12)のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。 (13) The solder bump forming method according to any one of (9) to (12), wherein ultrasonic waves are irradiated in the step (d).

(14) 前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載のリフローフィルムを用いるはんだ接合の形成方法であって、
(a)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、
(b)前記リフローフィルム上に、電極を備える別の基板の電極面側を積載し、上下基板の電極を前記リフローフィルムを介して互いに対向する位置で固定する工程、
(c)前記(b)の状態で、リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコール、および水に溶解または分散する分子量500以下の化合物が液状化する温度以上に加熱する工程、及び
(d)前記(c)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程
を含むことを特徴とするはんだ接合の形成方法。
(14) A method for forming a solder joint using the reflow film according to any one of (1) to (8),
(A) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate including an electrode;
(B) on the reflow film, loading the electrode surface side of another substrate having electrodes, and fixing the electrodes of the upper and lower substrates at positions facing each other via the reflow film;
(C) In the state of (b), heated above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied. And (d) a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).

(15) 前記(c)の工程を、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする前記(14)記載のはんだ接合の形成方法。 (15) The method for forming a solder joint according to (14), wherein the step (c) is performed in an inert gas atmosphere.

(16) 前記積載した基板を押圧した状態で前記(c)の工程を行うことを特徴とする前記(14)〜(15)のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。 (16) The method for forming a solder joint according to any one of (14) to (15), wherein the step (c) is performed in a state where the loaded substrate is pressed.

(17) 前記(d)の工程において、水、アルコール、又は、これらの混合溶媒により、対向する電極間以外に存在するはんだ粒子の残渣を含むリフローフィルムを除去することを特徴とする前記(14)〜(16)のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。 (17) In the step (d), the reflow film containing a residue of solder particles other than between the opposing electrodes is removed with water, alcohol, or a mixed solvent thereof (14) ) To (16) The method for forming a solder joint according to any one of (16).

(18) 前記(d)の工程において、超音波を照射することを特徴とする前記(14)〜(17)のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。 (18) The method for forming a solder joint according to any one of (14) to (17), wherein in the step (d), an ultrasonic wave is irradiated.

(19) 前記(9)〜(13)のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法により形成されたことを特徴とするはんだバンプ。 (19) A solder bump formed by the solder bump forming method according to any one of (9) to (13).

(20) 前記(9)〜(13)のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法によりバンプが基板の電極上に形成されてなることを特徴とするはんだバンプ付き基板。 (20) A substrate with solder bumps, wherein bumps are formed on electrodes of the substrate by the solder bump forming method according to any one of (9) to (13).

(21) 前記基板が半導体チップまたはインターポーザであることを特徴とする前記(19)記載のはんだバンプ。 (21) The solder bump according to (19), wherein the substrate is a semiconductor chip or an interposer.

(22) 前記基板が半導体チップまたはインターポーザであることを特徴とする前記(20)記載のはんだバンプ付き基板。 (22) The substrate with solder bumps according to (20), wherein the substrate is a semiconductor chip or an interposer.

(23) 前記(14)〜(18)のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法により、電極を備える二つの基板の対向電極間に形成されたことを特徴とするはんだ接合部位。 (23) A solder joint portion formed between the opposing electrodes of two substrates having electrodes by the solder joint forming method according to any one of (14) to (18).

(24) 前記(23)に記載のはんだ接合部位を有し、前記電極を備える基板の組み合わせが、半導体チップ及びインターポーザ、半導体チップ及び半導体チップ、インターポーザ及びインターポーザのうちのいずれかであることを特徴とする半導体装置。 (24) The combination of the substrate having the solder joint portion according to (23) and including the electrode is any one of a semiconductor chip and an interposer, a semiconductor chip and a semiconductor chip, an interposer and an interposer. A semiconductor device.

本発明は、ポリビニルアルコールに所定の分子量500以下の化合物を加えることで、保存性、運搬性、及び使用時のハンドリング性に優れるリフローフィルム、これを用いて電極上のみに選択的にはんだバンプを形成する簡便なはんだバンプの形成方法を提供することができる。これにより形成されたバンプは、ボイドが少なく、電気抵抗が低く(電気伝導度が高く)かつ高さばらつきが少ない。また、本発明によれば、前記バンプが基板の電極上に形成されるはんだバンプ付き基板及びこれらにより得られる半導体装置を提供することができる。また、はんだバンプを形成する工程なしで、前記リフローフィルムを用いて対向電極間のみに選択的にはんだ接合を形成する簡便なはんだ接合の形成方法を提供することができる。   The present invention is a reflow film having excellent storage stability, transportability, and handling property at the time of use by adding a compound having a predetermined molecular weight of 500 or less to polyvinyl alcohol, and selectively using this to solder bumps only on electrodes. A simple solder bump forming method can be provided. The bump formed thereby has few voids, low electrical resistance (high electrical conductivity), and little height variation. Moreover, according to this invention, the board | substrate with a solder bump in which the said bump is formed on the electrode of a board | substrate, and the semiconductor device obtained by these can be provided. Further, it is possible to provide a simple solder joint forming method that selectively forms a solder joint only between the counter electrodes using the reflow film without a step of forming a solder bump.

本発明の実施例及び比較例で用いた電極を備える基板(インターポーザ)の概略平面図である。It is a schematic plan view of a board | substrate (interposer) provided with the electrode used by the Example and comparative example of this invention. はんだバンプの形成方法を示す一例であって、(a)はリフローフィルム及び平板を載置した基板の断面図、(b)は加熱工程後に、電極上にはんだが集積した状態を示す断面図、(c)は溶媒洗浄による溶解除去後にはんだバンプが露出した状態を示す断面図である。It is an example which shows the formation method of a solder bump, (a) is a sectional view of a substrate which mounted a reflow film and a flat plate, (b) is a sectional view showing the state where solder accumulated on an electrode after a heating process, (C) is sectional drawing which shows the state which the solder bump exposed after melt | dissolution removal by solvent washing | cleaning. 実施例及び比較例で用いた半導体チップの概略平面図である。It is a schematic plan view of the semiconductor chip used in the Example and the comparative example. インターポーザ/リフローフィルム/半導体チップを積層した場合の対向電極間のはんだ接合の形成方法の一例であって、(a)はリフローフィルムを載置し、さらに半導体チップの電極(銅ピラー)側を積載した状態の断面図、(b)は加熱工程後の対向電極間がはんだ接合した状態を示す断面図、(c)は溶媒による溶解除去後に対向電極間にあるはんだ接合が露出した状態を示す断面図である。It is an example of the formation method of the solder joint between counter electrodes at the time of laminating interposer / reflow film / semiconductor chip, (a) is mounting a reflow film, and also loading the electrode (copper pillar) side of a semiconductor chip (B) is a cross-sectional view showing a state in which the counter electrodes after the heating step are solder-bonded, and (c) is a cross-section showing a state in which the solder joint between the counter electrodes is exposed after dissolution by solvent. FIG. 半導体チップ/リフローフィルム/半導体チップを積層した場合の対向電極間のはんだ接合の形成方法の一例であって、(a)は加熱工程後の対向電極間がはんだ接合した状態を示す断面図、(b)は溶媒洗浄による溶解除去後に対向電極間にあるはんだ接合が露出した状態を示す断面図である。It is an example of the formation method of the solder joint between counter electrodes at the time of laminating | stacking a semiconductor chip / reflow film / semiconductor chip, (a) is sectional drawing which shows the state in which the counter electrodes after the heating process were solder-joined, b) is a cross-sectional view showing a state in which the solder joint between the counter electrodes is exposed after dissolution removal by solvent cleaning. インターポーザ/リフローフィルム/インターポーザを積層した場合の対向電極間のはんだ接合の形成方法の一例であって、(a)は加熱工程後の対向電極間がはんだ接合した状態を示す断面図、(b)は溶媒洗浄による溶解除去後に対向電極間にあるはんだ接合が露出した状態を示す断面図である。It is an example of the formation method of the solder joint between opposing electrodes at the time of laminating | stacking an interposer / reflow film / interposer, (a) is sectional drawing which shows the state which the soldering joined between the opposing electrodes after a heating process, (b) FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a solder joint between counter electrodes is exposed after dissolution removal by solvent cleaning.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

(リフローフィルム)
本発明における「リフローフィルム」とは、ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物とを含む樹脂組成物(以下、単に「樹脂」という場合がある。)中にはんだ粒子が分散して形成されたフィルムをいう。他に、フラックス剤などの添加成分を含んでも良い。なお、はんだ粒子の分散は、フィルム製造中の上下方向であるフィルムの厚さ方向に一部沈降していてもよい。
(Reflow film)
The “reflow film” in the present invention is a resin composition containing polyvinyl alcohol and a compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water (hereinafter sometimes referred to simply as “resin”). A film formed by In addition, an additive component such as a fluxing agent may be included. In addition, dispersion | distribution of the solder particle may partially settle in the thickness direction of the film which is the up-down direction during film manufacture.

リフローフィルムは、常温(25℃)ではフィルム状の固体である。このリフローフィルムは、電極を有する回路基板などに載置して固定した状態とし、はんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ樹脂が液状化する温度以上に加熱すると、はんだ成分が電極表面において自己組織的に集合して偏析する。また、二枚の基板の電極面側同士を電極がリフローフィルムを介して互いに対向する位置で固定し、同様に加熱すると、対向電極間ははんだにより接合される。   The reflow film is a film-like solid at room temperature (25 ° C.). This reflow film is placed and fixed on a circuit board or the like having electrodes, and when heated above the melting temperature of the solder particles and above the temperature at which the resin liquefies, the solder component is self-adjusted on the electrode surface. Collect systematically and segregate. Moreover, when the electrode surfaces of the two substrates are fixed at positions where the electrodes face each other via the reflow film and heated in the same manner, the opposing electrodes are joined by solder.

これは、この温度に加熱することで、はんだと樹脂とからなる液/液相分離の状態となり、融解したはんだ粒子が液状の樹脂内を移動できるようになり、はんだ成分が電極上に自己組織的に集まって、電極上以外の領域には樹脂成分が偏在することとなる。電極が複数存在する場合にも、それぞれの電極表面にはんだ成分が偏析する一方で、電極以外の領域にははんだ成分の偏析は起こらない。ここで、対向電極間ではんだの集積が進むと電極間がはんだで接合される。そして、その状態で冷却すると電極表面にはんだ粒子が凝集した状態、つまりはんだが塊状となった状態または電極間をはんだ接合した状態で凝固する。すなわち、複数の電極表面または対向電極間にのみ選択的にはんだバンプまたははんだ接合が形成される。   This is because heating to this temperature results in a liquid / liquid phase separation consisting of solder and resin, so that the molten solder particles can move within the liquid resin, and the solder components are self-organized on the electrodes. As a result, the resin component is unevenly distributed in a region other than on the electrode. Even when there are a plurality of electrodes, the solder component is segregated on the surface of each electrode, while the solder component does not segregate in a region other than the electrode. Here, when the accumulation of solder proceeds between the counter electrodes, the electrodes are joined by solder. And when it cools in that state, it solidifies in the state which the solder particle aggregated on the electrode surface, ie, the state which the solder became the lump shape, or the state which soldered between electrodes. That is, solder bumps or solder joints are selectively formed only between a plurality of electrode surfaces or counter electrodes.

リフローフィルムに用いる樹脂に、ポリビニルアルコールのような熱可塑性の樹脂の代わりに熱硬化性樹脂を用いた場合には、加熱すると樹脂のネットワークが形成されるので、はんだ粒子は流動できず電極上又は電極間への集積は起こりにくい。また、仮に電極への集積が起こっても、その後の樹脂の溶解除去工程(詳細は後述する。)では、溶媒に溶けないので本発明には用いることができない。特に、鉛フリーはんだは溶融温度が200℃以上の高温であるので、熱硬化性樹脂は素早く硬化してしまうので本発明における樹脂には適用できない。   When a thermosetting resin is used instead of a thermoplastic resin such as polyvinyl alcohol as the resin used for the reflow film, a network of the resin is formed when heated, so that the solder particles cannot flow on the electrode or Accumulation between the electrodes hardly occurs. Further, even if accumulation on the electrode occurs, it cannot be used in the present invention because it does not dissolve in the solvent in the subsequent resin dissolution and removal step (details will be described later). In particular, since the lead-free solder has a high melting temperature of 200 ° C. or higher, the thermosetting resin is quickly cured and cannot be applied to the resin in the present invention.

また、熱硬化性樹脂を用いた場合、上記はんだ接合形成後に熱硬化性樹脂を硬化させることで、はんだ接合と同時にアンダーフィルを形成でき、実装のプロセスを短縮できる。しかし、電極間以外の領域にある熱硬化性樹脂中には、電極間に移動しきれずに取り残されたはんだ残渣が少量ながら存在しており、この残渣はんだは隣接電極間の電気抵抗を低下させて短絡を起こす原因となりうる。   Further, when a thermosetting resin is used, an underfill can be formed simultaneously with the solder bonding by curing the thermosetting resin after the solder bonding is formed, and the mounting process can be shortened. However, in the thermosetting resin in a region other than between the electrodes, there is a small amount of solder residue left without being able to move between the electrodes, and this residual solder reduces the electrical resistance between adjacent electrodes. Can cause a short circuit.

(はんだ成分の自己組織化の説明)
液/液相分離の状態で、はんだ粒子が電極表面に偏析する理由は、以下のように推測する。それは、はんだは電極の金属に対してぬれ性が高いのに対して、基板表面の電極以外の領域にある成分、例えばソルダーレジストに対してはぬれ性が低いためである。すなわち、ぬれ性の高い電極表面では接触角が小さく、はんだ液滴の重心が低いので安定であり、更に、はんだと電極とは引き付けあう相互作用が働き電極上に保持される。それに対して、ぬれ性の低い電極以外の領域では接触角が大きく、はんだ液滴の重心が高く不安定であり、更に、はんだと電極とは反発しあう相互作用が働き、動き回る(場合によってははじかれる)。その結果としてはんだ成分が電極上に集まり集積する。
(Description of self-organization of solder components)
The reason why the solder particles segregate on the electrode surface in the liquid / liquid phase separation state is estimated as follows. This is because the solder has a high wettability with respect to the metal of the electrode, while the wettability with respect to a component in a region other than the electrode on the substrate surface, such as a solder resist, is low. That is, the surface of the electrode with high wettability is stable because the contact angle is small and the center of gravity of the solder droplet is low, and the interaction attracting the solder and the electrode works and is held on the electrode. On the other hand, in areas other than electrodes with low wettability, the contact angle is large, the center of gravity of the solder droplet is high and unstable, and the repulsive interaction between the solder and the electrode works and moves around (in some cases Repelled). As a result, the solder component collects and accumulates on the electrode.

また、はんだ成分が電極上に集積する理由は、はんだ液滴内部の圧力差を表すラプラスの式でも説明できる。大きさの異なる液滴同士が接して一つの大きな液滴が形成される過程では、半径の小さい液滴が半径の大きい液滴に吸い込まれることが知られている。この現象は、半径の小さい液滴は半径の大きい液滴より内圧が高いことに起因していて、この圧力差により小さい液滴が大きい液滴に吸い込まれると説明されている。この考えをはんだ液滴に適用してはんだ成分が電極上に集積することを説明できる。例えば、はんだ液滴が電極と電極以外の領域とにまたがって存在するときは、電極では接触角が低いので曲率半径が大きく、電極以外の領域では接触角が高いので曲率半径が小さい。そのため、曲率半径の小さい電極以外の領域にあるはんだは、曲率半径の大きい電極上のはんだより圧力が高いので、電極以外の領域のはんだは圧力差により電極側へ移動する(12th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics、February 2−3、2006、Yokohama、p381−386)。この移動により電極上にはんだ粒子が集積されていき、電極以外の領域にあるはんだ粒子が電極上に凝集したはんだ塊に近づき接すると、曲率半径の小さい電極以外の領域上のはんだ粒子は電極上のはんだ塊に吸い込まれる。以上のようなことを繰り返すことで、はんだ成分が電極上に自己組織的に集まり集積されると推察される。   The reason why the solder component accumulates on the electrode can also be explained by a Laplace equation representing the pressure difference inside the solder droplet. In the process in which droplets of different sizes come into contact with each other to form one large droplet, it is known that a droplet with a small radius is sucked into a droplet with a large radius. This phenomenon is explained by the fact that a droplet having a small radius has a higher internal pressure than a droplet having a large radius, and a droplet having a smaller radius is sucked into a large droplet by this pressure difference. This idea can be applied to solder droplets to explain the accumulation of solder components on the electrodes. For example, when a solder droplet exists across an electrode and a region other than the electrode, the radius of curvature is large because the contact angle is low in the electrode, and the radius of curvature is small because the contact angle is high in the region other than the electrode. Therefore, the solder in the region other than the electrode having a small radius of curvature has a higher pressure than the solder on the electrode having a large radius of curvature, so that the solder in the region other than the electrode moves to the electrode side due to the pressure difference (12th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics, February 2-3, 2006, Yokohama, p381-386). As a result of this movement, the solder particles are accumulated on the electrode, and when the solder particles in the region other than the electrode approach and come into contact with the agglomerated solder mass, the solder particles on the region other than the electrode having a small radius of curvature are placed on the electrode. Sucked into the solder lump. By repeating the above, it is presumed that the solder component collects and accumulates on the electrode in a self-organized manner.

(リフローフィルムの特長)
本発明に係るリフローフィルムは、フィルム状の固体であるがゆえ、液状のように反応を起こしうる成分が拡散しにくいので保存性に優れ、また液漏れなどの心配がないので運搬性に優れ、さらにべたつきが少なく使用時のハンドリング性に優れる。
(Features of reflow film)
Since the reflow film according to the present invention is a film-like solid, components that can cause a reaction like a liquid are difficult to diffuse, so it has excellent storage stability, and there is no worry about liquid leakage, etc. In addition, there is little stickiness and excellent handling during use.

また、本発明に係るリフローフィルムは、はんだ粒子が分散したフィルム状の固体であるため、使用時においては、煩雑なメタルマスクを用いた印刷やはんだボールの搭載の必要もなく、回路基板上の所望の位置に載せて固定した後加熱し、その後、残留はんだごと溶媒で洗い流すという簡便なプロセスではんだバンプまたははんだ接合を形成することができる。   Moreover, since the reflow film according to the present invention is a film-like solid in which solder particles are dispersed, there is no need for printing using a complicated metal mask or mounting of solder balls during use, and on the circuit board. Solder bumps or solder joints can be formed by a simple process of mounting and fixing at a desired position and then heating, and then washing away the remaining solder with a solvent.

(洗浄溶媒)
リフローフィルムを溶解除去する洗浄用の溶媒としては、特に制限はないが、環境負荷が低く、入手しやすいことから水が最も好ましい。樹脂成分が水に溶けにくい場合は、水とアルコールとの混合溶媒、もしくはアルコール溶媒単独が好ましい。水とアルコールとの混合比に特に制限はない。水は蒸留水、イオン交換水、水道水などを使うことができ、不純物の少ない蒸留水やイオン交換水が好ましい。アルコールの例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノールなどを挙げることができ、メタノールやエタノールは極性が高い理由で特に好ましい。極性の高い水やアルコールを樹脂洗浄用の溶媒として用いる別の理由は、極性の高い溶媒は表面張力が高いので毛細管現象で狭い空間にも入りやすい特徴をもつので、平板と基板との間、基板と基板との間、隣接するバンプ間、隣接するはんだ接合部位間等の狭い間隙の洗浄に好適なためである。
(Washing solvent)
The washing solvent for dissolving and removing the reflow film is not particularly limited, but water is most preferable because it has a low environmental burden and is easily available. When the resin component is hardly soluble in water, a mixed solvent of water and alcohol or an alcohol solvent alone is preferable. There is no particular limitation on the mixing ratio of water and alcohol. Distilled water, ion exchange water, tap water and the like can be used as water, and distilled water and ion exchange water with few impurities are preferable. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol and the like, and methanol and ethanol are particularly preferable because of their high polarity. Another reason for using highly polar water or alcohol as a solvent for resin cleaning is that a highly polar solvent has a high surface tension, so it easily enters a narrow space due to capillarity. This is because it is suitable for cleaning narrow gaps between substrates, between adjacent bumps, between adjacent solder joints, and the like.

(フィルム素材)
本発明に係るリフローフィルムは、加熱工程後に電極上以外または対向電極間以外に偏在するはんだ残渣を含んだ状態で、上記溶媒で溶解除去できなければならないので、リフローフィルムに用いるフィルム素材は、ポリビニルアルコールが水溶性とフィルム形成能の観点から使用される。さらに、ポリビニルアルコールは、多価アルコールであるので樹脂自身にはんだ粒子の酸化皮膜を除去する効果を有することから極めて好ましい。
(Film material)
Since the reflow film according to the present invention must be able to be dissolved and removed with the above-mentioned solvent in a state including a solder residue that is unevenly distributed other than on the electrodes or between the counter electrodes after the heating step, the film material used for the reflow film is polyvinyl Alcohol is used from the viewpoint of water solubility and film-forming ability. Furthermore, since polyvinyl alcohol is a polyhydric alcohol, it is extremely preferable because it has an effect of removing the oxide film of the solder particles on the resin itself.

(ポリビニルアルコールの分子量)
はんだ粒子の溶融温度以上、かつ樹脂が液状化する温度以上にする加熱工程において、はんだ粒子が電極上や対向電極間に集積するためには、はんだ粒子が流動できるほど樹脂の粘度が低いことが好ましい。樹脂の粘度が低いほどはんだ粒子は活発に動き回り、はんだ粒子が電極、又は電極に集積したはんだ塊、に接して集積される。そのため樹脂の粘度は低いほど良いこととなる。このためには、樹脂が軟化する温度である軟化点が低いことが好ましいが、軟化点が低いだけでは、必ずしもはんだ粒子が流動するほど低い粘度になるとは限らない。すなわち、軟化点以上の温度になると樹脂は軟らかくはなるが、樹脂の分子量が高すぎる場合には分子鎖の絡み合いがほどけにくいので、はんだ粒子が流動できるほどの粘度低下は起きにくい。
(Molecular weight of polyvinyl alcohol)
In the heating process that makes the temperature higher than the melting temperature of the solder particles and the temperature at which the resin liquefies, in order for the solder particles to accumulate on the electrodes and between the counter electrodes, the viscosity of the resin must be so low that the solder particles can flow. preferable. The lower the viscosity of the resin, the more actively the solder particles move, and the solder particles are accumulated in contact with the electrode or the solder mass accumulated on the electrode. Therefore, the lower the viscosity of the resin, the better. For this purpose, it is preferable that the softening point, which is the temperature at which the resin softens, is low, but just having a low softening point does not necessarily result in a viscosity that is so low that the solder particles flow. That is, when the temperature is higher than the softening point, the resin becomes soft, but when the molecular weight of the resin is too high, the molecular chains are not easily entangled, so that the viscosity is not lowered so that the solder particles can flow.

そこで、樹脂の粘度を低くするためには、樹脂の分子量を低くして絡み合いを少なくすることが挙げられる。加熱工程後のリフローフィルムの溶解除去工程でも、一般的に樹脂の分子量が低いほど速く溶解することから、この観点からは分子量が低い樹脂ほど良いこととなる。一方、樹脂の分子量を低くすると常温でのフィルム形成能が劣ってしまうので、フィルムが形成できる分子量の範囲内で、低い分子量の樹脂が好ましい。   Therefore, in order to reduce the viscosity of the resin, it is possible to reduce the entanglement by lowering the molecular weight of the resin. Even in the step of dissolving and removing the reflow film after the heating step, generally, the lower the molecular weight of the resin, the faster it is dissolved. From this viewpoint, a resin having a lower molecular weight is better. On the other hand, if the molecular weight of the resin is lowered, the film-forming ability at room temperature is deteriorated. Therefore, a resin having a low molecular weight is preferred within the range of the molecular weight that can form a film.

樹脂のうち、ポリビニルアルコールの好ましい分子量は、けん化度により異なるが、例えば、けん化度88%のポリビニルアルコールでは、重量平均分子量が3,000〜60,000が好ましく、4,000〜40,000がより好ましく、5,000〜30,000がさらに好ましい。この範囲内であれば、この範囲より低い場合よりも充分なフィルム形成能を有し、また、この範囲より高い場合よりも、加熱工程でのはんだ粒子の流動性により電極上にはんだが集積しやすい傾向となる。さらにはこの範囲内であれば、リフローフィルムの溶解除去工程で、溶解に長い時間を要せず、完全に溶解除去できる。   Among the resins, the preferred molecular weight of polyvinyl alcohol varies depending on the saponification degree. For example, in the case of polyvinyl alcohol having a saponification degree of 88%, the weight average molecular weight is preferably 3,000 to 60,000, and 4,000 to 40,000. More preferred is 5,000 to 30,000. If it is within this range, it has a sufficient film forming ability than when it is lower than this range, and solder is accumulated on the electrode due to the fluidity of the solder particles in the heating process than when it is higher than this range. It tends to be easy. Furthermore, if it is in this range, in the step of dissolving and removing the reflow film, it can be completely dissolved and removed without requiring a long time for dissolution.

(バンプ形成能とフィルム形成能の両立)
はんだ粒子を熱可塑性であるポリビニルアルコール中に分散したリフローフィルムは、簡便なプロセスではんだバンプやはんだ接合を形成でき、ハンドリング性に優れる。ここで、バンプ形成能とフィルム形成能とはトレードオフの関係にある。すなわち、はんだの自己組織化によるバンプ形成プロセスにおいて、はんだ粒子が電極上に集積するためには、リフロー温度でフィルムの粘度が低いことが必要であり、分子量の低いポリビニルアルコールが好ましい。一方、ハンドリング性を向上するためにフィルムに形成するには、分子量の高いポリビニルアルコールが好ましい。市販のポリビニルアルコールは、フィルム形成能が良好であるほど高分子量なので、本発明では、これに水に溶解または分散する分子量500以下の化合物を加えてバンプ形成能を向上させる。すなわち、バンプ形成能及びフィルム形成能を両立にするために、リフローフィルムに分子量500以下の水に溶解する、またはエマルジョンのように分散する化合物を加える。この化合物は可塑剤として働くので、分子間の相互作用を弱くする効果があるので、リフロー温度で粘度を低下することができる。また、この化合物自身の粘度が低いことも、リフロー温度で粘度を下げる要因と考えられる。
(Bump forming ability and film forming ability compatible)
A reflow film in which solder particles are dispersed in polyvinyl alcohol, which is thermoplastic, can form solder bumps and solder joints by a simple process and has excellent handling properties. Here, the bump forming ability and the film forming ability are in a trade-off relationship. That is, in the bump forming process by solder self-organization, in order for the solder particles to accumulate on the electrode, it is necessary that the film has a low viscosity at the reflow temperature, and polyvinyl alcohol having a low molecular weight is preferable. On the other hand, polyvinyl alcohol having a high molecular weight is preferable for forming a film in order to improve handling properties. Since the commercially available polyvinyl alcohol has a higher molecular weight as the film forming ability is better, in the present invention, a compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water is added thereto to improve the bump forming ability. That is, in order to achieve both the bump forming ability and the film forming ability, a compound that dissolves in water having a molecular weight of 500 or less or is dispersed like an emulsion is added to the reflow film. Since this compound acts as a plasticizer, it has the effect of weakening the interaction between molecules, so that the viscosity can be lowered at the reflow temperature. In addition, the low viscosity of the compound itself is considered to be a factor that lowers the viscosity at the reflow temperature.

(リフローフィルムに加える分子量500以下の化合物)
水に溶解または分散する分子量500以下の化合物(以下、低分子量成分とも言う。)としては、常温で液体または固体で、フィルム形成における乾燥工程でフィルム系中から揮発しないように、沸点は、フィルムの乾燥温度より高いことが好ましい。また、はんだの自己組織化プロセスにおいても、フィルム系中から揮発すると、粘度低減効果が期待できないので、リフロー温度においてもフィルム系中から揮発しないことが好ましい。リフロー温度により低分子成分の好ましい沸点は異なるが、低分子量成分の沸点は、100℃以上であることが好ましく、130℃以上がより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましく、200℃以上であることが特に好ましく、270℃以上であることが極めて好ましい。また、ポリビニルアルコールと均一に混ざることから、分子量500以下の低分子量のアルコールであることが好ましい。低分子量のアルコールとしては、グリセリン(沸点290℃、分子量92)、エチレングリコール(沸点197℃、分子量62)、ビニルアルコールのオリゴマー(平均分子量440)などが挙げられ、グリセリンの沸点は、鉛フリーはんだであるSnAgCu系のリフロー温度より高いことから極めて好ましい。低分子量成分の分子量は500以下であって、300以下が好ましく、200以下がより好ましく、100以下がさらに好ましい。一般的に分子量が低いほど、粘度低減効果が高いため、本発明の低分子量成分の分子量は低いほど良い。低分子量成分の分子量の下限値は特に制限されないが、揮発し難さの観点から50以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。
(Compound with a molecular weight of 500 or less added to the reflow film)
As a compound having a molecular weight of 500 or less (hereinafter also referred to as a low molecular weight component) that is dissolved or dispersed in water, the boiling point of the film is a liquid or solid at room temperature so that it does not volatilize from the film system in the drying step in film formation. It is preferable that the drying temperature is higher. Also, in the solder self-assembly process, if it volatilizes from within the film system, the effect of reducing the viscosity cannot be expected. Therefore, it is preferable not to volatilize from the film system even at the reflow temperature. Although the preferred boiling point of the low molecular weight component varies depending on the reflow temperature, the boiling point of the low molecular weight component is preferably 100 ° C or higher, more preferably 130 ° C or higher, further preferably 150 ° C or higher, and 200 ° C or higher. Particularly preferred is 270 ° C. or higher. Moreover, since it mixes with polyvinyl alcohol uniformly, it is preferable that it is a low molecular weight alcohol with a molecular weight of 500 or less. Examples of the low molecular weight alcohol include glycerin (boiling point 290 ° C., molecular weight 92), ethylene glycol (boiling point 197 ° C., molecular weight 62), vinyl alcohol oligomer (average molecular weight 440) and the like. It is extremely preferable because it is higher than the SnAgCu reflow temperature. The molecular weight of the low molecular weight component is 500 or less, preferably 300 or less, more preferably 200 or less, and even more preferably 100 or less. Generally, the lower the molecular weight, the higher the effect of reducing the viscosity. Therefore, the lower the molecular weight of the low molecular weight component of the present invention, the better. The lower limit of the molecular weight of the low molecular weight component is not particularly limited, but is preferably 50 or more and more preferably 60 or more from the viewpoint of difficulty in volatilization.

(低分子量成分の含有量)
本発明においては、ポリビニルアルコールの100質量部に対して、低分子量成分の含有量は20〜300質量部である。低分子量成分の含有量は、低分子量成分の種類によって異なるが、一般的に、20〜200質量部であることがより好ましく、30〜100質量部であることがさらに好ましく、30〜50質量部が極めて好ましい。低分子量成分の含有量が上記下限以上であれば、粘度の低減効果が充分で、バンプ形成能がよい傾向にある。また、上記上限以下であれば、タックが弱く、取り扱いが良く、フィルムとして充分に形成できる傾向にある。
(Content of low molecular weight components)
In this invention, content of a low molecular weight component is 20-300 mass parts with respect to 100 mass parts of polyvinyl alcohol. Although content of a low molecular weight component changes with kinds of low molecular weight component, it is generally more preferable that it is 20-200 mass parts, it is further more preferable that it is 30-100 mass parts, and 30-50 mass parts. Is very preferred. If the content of the low molecular weight component is not less than the above lower limit, the effect of reducing the viscosity is sufficient and the bump forming ability tends to be good. Moreover, if it is below the said upper limit, a tack | tuck is weak, it is easy to handle and it exists in the tendency which can be fully formed as a film.

(金属酸化物の除去)
本発明に係るリフローフィルムは、金属酸化物を除去する成分を含有することが好ましい。これは、はんだ粒子表面は融点の高い金属酸化物で覆われているので、これを取り除かなければはんだが溶融しにくくなるためである。一般的に、酸性物質、塩基性物質、アルコール類などがはんだ粒子表面の金属酸化物を除去するのに有効とされ、フラックス剤とよばれている。具体的なフラックス剤としては、例えば、サリチル酸、安息香酸、m−ジヒドロキシ安息香酸、セバシン酸、ロジンなどが挙げられる。また、粘度が調整された市販のフラックス剤を用いることもできる。ただし、樹脂とフラックス剤の組み合わせによっては、はんだ粒子が流動しなくなる場合もあるので、適宜フラックス剤を選択して使用する。この理由は必ずしも明らかではないが、縮合反応などによりネットワークが形成されたことが原因だと推定される。ネットワークが形成されると、水などの溶媒にも溶けにくくなり、樹脂の溶解除去工程に影響を与える。
(Removal of metal oxide)
It is preferable that the reflow film which concerns on this invention contains the component which removes a metal oxide. This is because the surface of the solder particles is covered with a metal oxide having a high melting point, and it is difficult to melt the solder unless it is removed. In general, acidic substances, basic substances, alcohols, and the like are effective for removing metal oxides on the surface of solder particles, and are called fluxing agents. Specific examples of the fluxing agent include salicylic acid, benzoic acid, m-dihydroxybenzoic acid, sebacic acid, and rosin. Moreover, the commercially available flux agent with which the viscosity was adjusted can also be used. However, depending on the combination of the resin and the fluxing agent, the solder particles may not flow, so the fluxing agent is appropriately selected and used. The reason for this is not necessarily clear, but it is presumed that the network was formed by a condensation reaction or the like. When a network is formed, it becomes difficult to dissolve in a solvent such as water, which affects the resin dissolution and removal process.

また、このネットワークの形成は、樹脂とフラックス剤の組み合わせの他にも、雰囲気の影響も大きい。大気中と比べて、窒素などの不活性ガス雰囲気下では比較的ネットワークの形成が起こりにくい。したがって、少なくとも樹脂の加熱工程を、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   In addition to the combination of resin and fluxing agent, the formation of this network is greatly influenced by the atmosphere. Compared to the atmosphere, network formation is relatively less likely to occur under an inert gas atmosphere such as nitrogen. Therefore, it is preferable to perform at least the resin heating step in an inert gas atmosphere.

また、電極表面が金属酸化物で被覆されていると、はんだとのぬれ性が低下する原因となるが、上述したフラックス剤には、これを除去する効果も備えているので、はんだと電極とのぬれ性向上のためにも上述したフラックス剤を含有させることは好ましい。   In addition, if the electrode surface is coated with a metal oxide, the wettability with the solder is reduced, but the flux agent described above also has the effect of removing this, so the solder and the electrode In order to improve the wettability, it is preferable to contain the above-mentioned flux agent.

ポリビニルアルコールのフラックス剤としては、はんだ粒子の酸化皮膜の除去性、はんだ粒子の流動性、はんだ成分の自己組織化後の樹脂の溶解除去性などの観点からサリチル酸、安息香酸、m−ジヒドロキシ安息香酸、セバシン酸が好ましく、サリチル酸はさらに好ましい。   As a fluxing agent for polyvinyl alcohol, salicylic acid, benzoic acid, m-dihydroxybenzoic acid are used from the viewpoint of the removal property of the oxide film of the solder particles, the fluidity of the solder particles, and the dissolution and removal property of the resin after self-organization of the solder components. Sebacic acid is preferred, and salicylic acid is more preferred.

(フラックス剤の含有量)
フラックス剤の含有量は、はんだ粒子の含有量、はんだ粒子の表面積、はんだ粒子表面の酸化皮膜の厚さなどにより異なるが、一般的に、ポリビニルアルコール100質量部に対して、1〜40質量部が好ましく、2〜30質量部がさらに好ましく、3〜20質量部が特に好ましく、3〜15質量部が極めて好ましく、4〜12質量部が最も好ましい。この下限以上であれば酸化皮膜が充分に除去でき、また、上限以下であれば樹脂にネットワークが形成されてはんだ粒子が流動しにくくなるのを抑制する傾向にある。さらに、フラックス剤を過剰に使用すると、樹脂の洗浄工程後にフラックス剤が残存し、はんだバンプを腐食させるおそれがある。
(Flux agent content)
The content of the fluxing agent varies depending on the content of the solder particles, the surface area of the solder particles, the thickness of the oxide film on the surface of the solder particles, but generally 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol. 2 to 30 parts by mass is more preferable, 3 to 20 parts by mass is particularly preferable, 3 to 15 parts by mass is extremely preferable, and 4 to 12 parts by mass is most preferable. If it is above this lower limit, the oxide film can be sufficiently removed, and if it is below the upper limit, a network is formed in the resin and solder particles do not easily flow. Furthermore, if the fluxing agent is used excessively, the fluxing agent may remain after the resin cleaning step, which may corrode the solder bumps.

(はんだ粒子の粒径)
本発明に係るリフローフィルムに用いるはんだ粒子は、隣接電極間の最短距離(電極外縁を結ぶ最短距離)より小さいはんだ粒子を用いるのが好ましい。隣接電極間の最短距離より大きい粒径のはんだ粒子を多く含むと、隣接電極の間をはんだがブリッジして接続させる可能性が高く短絡しやすくなる。一方、一般的に5μm以下の小さい粒径のはんだ粒子は大気中では凝集しやすく取り扱うことが困難であるため、この場合はリフローフィルムの製造、保管、使用の工程を全て窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。本発明に係るリフローフィルムに用いるはんだ粒子の粒径は、はんだ粒子の累積粒度分布の微粒側から累積10%の粒径(d10)及び累積90%の粒径(d90)がいずれも1〜50μmの範囲内であることが好ましい。電極の大きさや電極間ピッチなど用途により好ましい粒径範囲は異なるので、適切な粒径のはんだ粒子を用いるのが良いが、一般的にはんだ粒子d10からd90までの粒径範囲は、前記1〜50μmよりも2〜45μmが好ましく、5〜40μmがより好ましく、8〜30μmがさらに好ましく、10〜25μmが特に好ましく、10〜20μmが極めて好ましく、10〜15μmが最も好ましい。大きい粒径のはんだ粒子の数が多すぎなければ、はんだの自己組織化プロセスで電極間ブリッジが形成されたり、リフローフィルムを作製するための後述するワニス内で沈降が起こりやすくなったりすることが避けられる。粒径が小さすぎる粒子がなければ、ワニス作製の際にでも、はんだ粒子間の凝集が起こりにくく、窒素雰囲気でなくとも取り扱える。
(Solder particle size)
The solder particles used for the reflow film according to the present invention are preferably solder particles smaller than the shortest distance between adjacent electrodes (the shortest distance connecting the outer edges of the electrodes). When many solder particles having a particle diameter larger than the shortest distance between adjacent electrodes are included, there is a high possibility that the solder bridges and connects the adjacent electrodes, and a short circuit is likely to occur. On the other hand, since solder particles with a small particle size of 5 μm or less are generally easy to aggregate in the atmosphere and difficult to handle, in this case, the reflow film manufacturing, storage, and use processes are all inert, such as nitrogen gas. It is preferable to carry out in a gas atmosphere. As for the particle size of the solder particles used in the reflow film according to the present invention, the cumulative particle size distribution of the solder particles from the fine particle side is 10% of the cumulative particle size (d10) and 90% of the cumulative particle size (d90). It is preferable to be within the range. Since the preferable particle size range varies depending on the application such as the size of the electrode and the pitch between the electrodes, it is preferable to use solder particles having an appropriate particle size. Generally, the particle size range from the solder particles d10 to d90 is from 1 to 2 to 45 μm is preferable to 50 μm, 5 to 40 μm is more preferable, 8 to 30 μm is further preferable, 10 to 25 μm is particularly preferable, 10 to 20 μm is extremely preferable, and 10 to 15 μm is most preferable. If the number of solder particles having a large particle size is not too large, inter-electrode bridges may be formed in the solder self-assembly process, or precipitation may easily occur in the varnish described later for producing a reflow film. can avoid. If there are no particles having a particle size that is too small, the agglomeration between the solder particles hardly occurs even when the varnish is produced, and can be handled even in a nitrogen atmosphere.

(はんだ粒子の組成)
本発明に係るリフローフィルムにおいて使用するはんだ粒子の組成としては、SnPb系の他、鉛フリーのSnAgCu系、SnAg系、SnCu系、SnZnBi系、SnAgBiIn系などが挙げられる。また、鉛フリーでかつ低融点はんだであるSnBi系(42Sn−58Biの融点は138℃)やInSn系(52In−48Snの融点は118℃)も挙げることができる。SnPb系は機械特性や信頼性の観点から好ましかったが、EUにおいて環境保全のために鉛などの有害物質の使用を禁止するRoHS指令が発効されたため、本発明では鉛フリーはんだ粒子を用いるのが好ましい。鉛フリーはんだの中では、若干高融点ではあるが、機械特性、信頼性が良い理由で半導体の接合などに一般的に用いられている錫、銀、及び銅の合金、すなわちSnAgCu系のはんだ粒子を用いるのがより好ましい。SnAgCu系のはんだ粒子の溶融温度は200℃を超える(Sn−3Ag−0.5Cuの融点は約217℃)ため、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いた場合、樹脂の硬化が進行してしまい、はんだ粒子が流動できなくなる可能性が高い。本発明に係るリフローフィルムの樹脂には、熱可塑性の樹脂を用いているため、200℃を超える高温でもはんだ粒子が流動できるので電極上にはんだ粒子が集積してはんだバンプやはんだ接合を形成することができる。また、200℃を超える高温プロセスでは材料が劣化してしまう液晶のような材料に対しては、鉛フリーでかつ低融点はんだであるSnBi系やInSn系のはんだ粒子を用いることができる。
(Composition of solder particles)
Examples of the composition of the solder particles used in the reflow film according to the present invention include SnPb-based, lead-free SnAgCu-based, SnAg-based, SnCu-based, SnZnBi-based, and SnAgBiIn-based. Moreover, SnBi type (melting point of 42Sn-58Bi is 138 ° C.) and InSn type (melting point of 52In-48Sn is 118 ° C.), which are lead-free and low melting point solder, can also be mentioned. The SnPb system was preferred from the viewpoints of mechanical properties and reliability, but the RoHS directive prohibiting the use of harmful substances such as lead for the environmental protection came into effect in the EU, so the present invention uses lead-free solder particles. Is preferred. Among lead-free solders, although it has a slightly high melting point, it is a tin, silver, and copper alloy that is generally used for joining semiconductors because of its good mechanical properties and reliability, that is, SnAgCu solder particles Is more preferable. Since the melting temperature of SnAgCu-based solder particles exceeds 200 ° C. (Sn-3Ag-0.5Cu has a melting point of about 217 ° C.), when a thermosetting resin such as an epoxy resin is used, the curing of the resin proceeds. Therefore, there is a high possibility that the solder particles cannot flow. Since the resin of the reflow film according to the present invention uses a thermoplastic resin, the solder particles can flow even at a high temperature exceeding 200 ° C., so that the solder particles accumulate on the electrodes to form solder bumps and solder joints. be able to. In addition, SnBi-based or InSn-based solder particles that are lead-free and low melting point solder can be used for materials such as liquid crystals that deteriorate in high-temperature processes exceeding 200 ° C.

(はんだ粒子の含有量)
前記はんだ粒子の含有量は、電極の大きさ、電極間ピッチ、必要とするバンプ高さや対向電極間距離などにより最適な含有量は異なるが、ポリビニルアルコール100質量部に対して、30〜500質量部が好ましく、50〜400質量部であることがより好ましく、80〜300質量部であることがさらに好ましく、100〜200質量部であることが特に好ましい。
(Solder particle content)
The content of the solder particles varies depending on the size of the electrode, the pitch between the electrodes, the required bump height, the distance between the counter electrodes, and the like, but it is 30 to 500 mass with respect to 100 mass parts of polyvinyl alcohol. Part, preferably 50 to 400 parts by weight, more preferably 80 to 300 parts by weight, and particularly preferably 100 to 200 parts by weight.

(リフローフィルムの作製方法)
リフローフィルムの一般的な作製方法としては、例えば次のとおりである。まず、水、アルコール又はこれらの混合物であるワニス用溶媒にポリビニルアルコール及び低分子量成分を溶解させて樹脂組成物の溶液を調製する。この樹脂組成物溶液とはんだ粒子を所定量混合撹拌しワニスを調製する。次に、一定のギャップを開けたアプリケーターを用いてワニスを支持体フィルムの一方の主面上に塗布して塗布膜を形成し、その後、オーブンで加熱してワニス用溶媒を除去すればリフローフィルムを得ることができる。
(Production method of reflow film)
A general method for producing a reflow film is, for example, as follows. First, a solution of a resin composition is prepared by dissolving polyvinyl alcohol and a low molecular weight component in a solvent for varnish that is water, alcohol or a mixture thereof. A predetermined amount of this resin composition solution and solder particles are mixed and stirred to prepare a varnish. Next, a varnish is applied on one main surface of the support film using an applicator having a certain gap to form a coating film, and then heated in an oven to remove the solvent for the varnish. Can be obtained.

(フラックス剤の加え方)
前記ワニスにはフラックス剤を加えるのが好ましく、樹脂自体にフラックス作用が低い場合には、特に好ましい。フラックス剤は、樹脂、はんだ粒子及びワニス用溶媒を混合した後に加えてもいいが、はんだ粒子の酸化皮膜を除去する効果を考慮すると、はんだ粒子を樹脂溶液に加える前に、はんだ粒子に直接加えて酸化皮膜を除去するのが好ましい。この場合、フラックス剤が液体のときはそのまま用いてもよいが、フラックス剤が固体のときは、溶媒に溶かしてから用いるのが好ましい。
(How to add flux agent)
It is preferable to add a flux agent to the varnish, and it is particularly preferable when the resin itself has a low flux action. The fluxing agent may be added after mixing the resin, solder particles and solvent for the varnish, but considering the effect of removing the oxide film of the solder particles, it is added directly to the solder particles before adding the solder particles to the resin solution. It is preferable to remove the oxide film. In this case, it may be used as it is when the fluxing agent is liquid, but when the fluxing agent is solid, it is preferably used after being dissolved in a solvent.

(ワニスの粘度及び保管の留意点)
はんだ粒子はワニス中で沈降する可能性があるのでワニスの粘度調整が重要である。粘度を高くするとはんだ粒子が沈降しにくくなるが、塗布膜形成のときすじが発生するなど塗布膜表面の平滑性が悪くなるので、ワニス用溶媒の量で適切な粘度に調整する。また、ワニスを調製した後は、長期間保管してはんだ粒子が沈降してこないうちに、そのワニスを用いて塗工するのが好ましい。
(Viscosity of varnish and points to keep in mind)
Since the solder particles may settle in the varnish, it is important to adjust the viscosity of the varnish. When the viscosity is increased, the solder particles are less likely to settle, but since the smoothness of the coating film surface is deteriorated, for example, streaks are formed during the formation of the coating film, the viscosity is adjusted to an appropriate viscosity with the amount of the varnish solvent. Moreover, after preparing a varnish, it is preferable to apply | coat using the varnish, after storing for a long period of time and before solder particles have settled.

(塗布膜の乾燥)
リフローフィルムを得るための、塗布膜の乾燥温度及び乾燥時間は、はんだ粒子の融点未満の温度範囲で、ワニス用溶媒、膜厚などにより適当な温度と時間に決めることができる。
(Drying the coating film)
The drying temperature and drying time of the coating film for obtaining the reflow film can be determined at an appropriate temperature and time depending on the solvent for varnish, the film thickness, etc. within a temperature range below the melting point of the solder particles.

(リフローフィルムの形状)
本発明に係るリフローフィルムは、厚さとしては、必要に応じて適宜設定するが、例えば、0.01〜0.5mmとすることができる。ただし、はんだ粒子の粒径よりも薄いリフローフィルムからはんだ粒子が突出するのを避けるため、リフローフィルムの厚さは、はんだ粒子の粒径と、リフローフィルムの用途とを適宜考慮して設定することが好ましい。
(Reflow film shape)
Although the reflow film which concerns on this invention sets suitably as needed as thickness, it can be 0.01-0.5 mm, for example. However, in order to avoid the solder particles from protruding from the reflow film that is thinner than the particle size of the solder particles, the thickness of the reflow film should be set appropriately considering the particle size of the solder particles and the application of the reflow film. Is preferred.

また、リフローフィルムの大きさ(面積)としては、使用する基板の大きさを考慮してその大きさを設定することができる。具体的には、電極(群)が位置する領域よりも若干広い面積に設定することが好ましい。あるいは、予め使用する予定の大きさよりも大きく形成し、使用時に所望の大きさに切り取って使用してもよい。   Moreover, as a magnitude | size (area) of a reflow film, the magnitude | size can be set in consideration of the magnitude | size of the board | substrate to be used. Specifically, it is preferable to set the area slightly larger than the area where the electrode (group) is located. Alternatively, it may be formed larger than the size that is planned to be used in advance, and cut into a desired size when used.

本発明の第1の実施形態では、上述した本発明に係るリフローフィルムを用いて、基板の電極上にはんだバンプを形成することができる。本発明の第2の実施形態では、前記リフローフィルムを用いて、対向電極間にはんだ接合を形成することができる。上記形成方法に用いる基板について、次に形成工程の各工程を図面を参照しながら以下に説明する。   In the first embodiment of the present invention, solder bumps can be formed on the electrodes of the substrate using the reflow film according to the present invention described above. In the second embodiment of the present invention, a solder joint can be formed between the counter electrodes using the reflow film. With respect to the substrate used in the above forming method, each step of the forming step will be described below with reference to the drawings.

(基板)
本発明の第1の実施形態に係るはんだバンプ形成方法及び第2の実施形態に係るはんだ接合形成方法に用いる基板は一つ以上の電極を備えていればよく、例えば、半導体チップ、インターポーザ、マザーボードのような、各種電子部品を搭載するプリント配線板などが挙げられる。電極にははんだ粒子とのぬれ性を良くするために、電極表面にUBM(Under Bump Metallization)層を形成していることが好ましい。回路には一般的に銅が用いられているが、その銅回路表面に施されるUBM層としては、例えば、Cu/Ni/AuやCu/Ni−P/Auなどが挙げられる。電極の最表面にあるAuははんだとのぬれ性を良好にして、その下のNi層は、銅の拡散を抑制することで、はんだ接合の信頼性に影響するとされるIMC(Intermetalic Compound)層の形成を低く抑えている。
(substrate)
The substrate used in the solder bump forming method according to the first embodiment of the present invention and the solder joint forming method according to the second embodiment may be provided with one or more electrodes, for example, a semiconductor chip, an interposer, a motherboard. The printed wiring board etc. which mount various electronic components like are mentioned. In order to improve the wettability with the solder particles, it is preferable that an UBM (Under Bump Metallization) layer is formed on the electrode surface. Although copper is generally used for the circuit, examples of the UBM layer applied to the copper circuit surface include Cu / Ni / Au and Cu / Ni-P / Au. Au on the outermost surface of the electrode improves the wettability with the solder, and the Ni layer thereunder suppresses the diffusion of copper, thereby affecting the reliability of the solder joint. The formation of is kept low.

また、基板の電極表面に油脂などの汚れが付着しているときには、はんだとのぬれ性が低下し自己組織化に悪影響を及ぼすので、予め有機溶媒、酸性水溶液、塩基性水溶液などで脱脂するのが好ましい。脱脂の際には超音波をかけると洗浄効果がさらに高くなるのでより好ましい。電極表面にUBM層がない場合には、電極表面に酸化皮膜が形成されやすく、酸化物除去後も徐々に酸化される傾向があるが、例えば、酸性水溶液や塩基性水溶液には、脱脂効果の他に酸化物を除去する効果もあるので、これを用いて洗浄することは電極の酸化物を除去するという観点でも好ましい。また、リフローフィルムがフラックス剤を含有している場合には、加熱工程で、はんだ粒子表面の他に、電極表面に存在する酸化物も除去することができる。   In addition, when dirt such as oil or fat is attached to the electrode surface of the substrate, the wettability with the solder is reduced and adversely affects self-organization. Therefore, degreasing with an organic solvent, acidic aqueous solution, basic aqueous solution, etc. in advance Is preferred. When degreasing, it is more preferable to apply ultrasonic waves since the cleaning effect is further enhanced. When there is no UBM layer on the electrode surface, an oxide film is likely to be formed on the electrode surface and tends to be gradually oxidized after the removal of the oxide. For example, an acidic aqueous solution or a basic aqueous solution has a degreasing effect. In addition, since there is an effect of removing oxides, it is preferable to use this for cleaning from the viewpoint of removing oxides of electrodes. In addition, when the reflow film contains a flux agent, the oxide existing on the electrode surface can be removed in addition to the solder particle surface in the heating step.

基板の電極の大きさや電極間ピッチについては、上述したように、隣接電極間の最短距離(電極外縁を結ぶ最短距離)がはんだ粒子の粒径以下の場合は、隣接電極間にはんだブリッジが形成されやすいので、隣接電極間の最短距離に応じて、リフローフィルムに用いるはんだ粒子の粒径を適宜選択する。例えば累積粒度分布の微粒側から累積10%の粒径及び累積90%の粒径がいずれも1〜50μmの範囲内である場合、隣接電極間の最短距離が1μm以上の基板を使用するのが好ましい。   As described above, when the shortest distance between adjacent electrodes (shortest distance connecting the outer edges of the electrodes) is equal to or smaller than the particle size of the solder particles, a solder bridge is formed between the adjacent electrodes. Therefore, the particle size of the solder particles used for the reflow film is appropriately selected according to the shortest distance between adjacent electrodes. For example, if the cumulative particle size distribution from the fine particle side has a cumulative particle size of 10% and a cumulative particle size of 90% are both in the range of 1 to 50 μm, the substrate having the shortest distance between adjacent electrodes of 1 μm or more is used. preferable.

図1は、本発明に用いる電極を備える基板の概略平面図の一例を示している。図1に示す基板10は、上面の電極12以外の領域11にソルダーレジストを有し、電極12は、基板周辺部の電極(群)12aと基板中央部の電極(群)12bとからなる。   FIG. 1 shows an example of a schematic plan view of a substrate provided with electrodes used in the present invention. The substrate 10 shown in FIG. 1 has a solder resist in a region 11 other than the electrode 12 on the upper surface, and the electrode 12 is composed of an electrode (group) 12a in the peripheral portion of the substrate and an electrode (group) 12b in the central portion of the substrate.

(はんだバンプの形成方法)
本発明の第1の実施形態に係るはんだバンプの形成方法は、(ア)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、(イ)前記リフローフィルム上に平板を載置して固定する工程、(ウ)前記リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物とが液状化する温度以上に加熱する工程、及び(エ)前記(ウ)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程を含む。
(Method of forming solder bumps)
In the method for forming solder bumps according to the first embodiment of the present invention, (a) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate including electrodes, and (a) placing a flat plate on the reflow film. (C) heating above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied. And (d) a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).

図2の(a)〜(c)に、第1の実施形態に係るはんだバンプの形成方法を示す基板の断面図の一例を示す。(a)は、基板10の電極12面側にリフローフィルム21を載置し、さらに平板22を載置した工程(イ)の状態である。(b)は加熱工程(ウ)後に、電極12上にはんだバンプ23が集積した状態を示す断面図である。(c)は工程(エ)後に、平板22が剥離し、はんだ残渣を含むリフローフィルム24が除去されてはんだバンプ23が露出した状態を示す断面図である。   FIGS. 2A to 2C show an example of a cross-sectional view of a substrate illustrating a method for forming solder bumps according to the first embodiment. (A) is the state of the process (A) which mounted the reflow film 21 in the electrode 12 surface side of the board | substrate 10, and also mounted the flat plate 22. FIG. (B) is sectional drawing which shows the state which the solder bump 23 accumulated on the electrode 12 after a heating process (c). (C) is sectional drawing which shows the state which the flat plate 22 peeled after the process (d), the reflow film 24 containing a solder residue was removed, and the solder bump 23 was exposed.

(リフローフィルムフィルムを載置する(ア)の工程)
電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する。載置方法は特に限定されない。上述したように、基板は予め脱脂しておくことが好ましい。基板中に吸着している水が加熱中に発泡しないように、基板は120℃×4時間程度加熱乾燥するのが好ましい。
(Step (a) for placing the reflow film)
The said reflow film is mounted in the electrode surface side of a board | substrate provided with an electrode. The mounting method is not particularly limited. As described above, the substrate is preferably degreased in advance. The substrate is preferably heat-dried at 120 ° C. for about 4 hours so that water adsorbed in the substrate does not foam during heating.

(平板を載置する(イ)の工程)
この(イ)の工程で用いられる平板については、表面形状が平滑であることの他に、加熱工程に耐えることのできる耐熱性が必要である。さらには後の(エ)工程中に平板がリフローフィルムからはがれると、リフローフィルム上面が全て溶媒と接することができるので樹脂が速く溶解するため好ましい。前記条件を満たす平板は、例えば、耐熱性で低熱膨張のイーグルガラスのガラス板が挙げられる。
(Process of (i) placing a flat plate)
The flat plate used in the step (a) needs to have heat resistance that can withstand the heating step in addition to the smooth surface shape. Furthermore, it is preferable that the flat plate is peeled off from the reflow film during the subsequent step (d), because the upper surface of the reflow film can all come into contact with the solvent and the resin dissolves quickly. Examples of the flat plate satisfying the above condition include a glass plate of eagle glass having heat resistance and low thermal expansion.

また、この(イ)の工程では、次の加熱工程で微量の低沸点成分の蒸発により平板が動く可能性があるので、平板を載置した後クランプのような治具で固定することが好ましい。また、所望とするはんだバンプ高さを得るためには、必要に応じてそのはんだバンプ高さに相当するスペーサーを基板と平板の間に挟むことが好ましい。はんだバンプ高さのばらつきを小さくするためには、平板を基板に対して平行に置き、(ウ)の工程でもこれを維持することが好ましい。   Further, in the step (a), the flat plate may move due to evaporation of a small amount of low boiling point components in the next heating step. Therefore, it is preferable to fix the flat plate with a jig such as a clamp after placing the flat plate. . Further, in order to obtain a desired solder bump height, it is preferable to sandwich a spacer corresponding to the solder bump height between the substrate and the flat plate as necessary. In order to reduce the variation in the height of the solder bumps, it is preferable to place a flat plate parallel to the substrate and maintain this in the step (c).

(加熱する(ウ)の工程)
(ウ)の工程の加熱温度及び加熱時間(保持時間)は、用いるはんだ粒子の溶融温度以上の温度、ポリビニルアルコールおよび低分子成分が液状化する温度以上の温度、はんだ粒子の含有量、加熱工程での樹脂の粘度、フラックス剤の沸点、基板の電極の大きさ、基板の電極間ピッチなどの条件より適宜きめることができる。例えば、はんだ融点が217℃程度のSn-3Ag-0.5Cuの場合、加熱時間は260℃で1分程度とすることができる。
(Step of heating (c))
The heating temperature and heating time (holding time) in the step (c) are the temperature above the melting temperature of the solder particles to be used, the temperature above the temperature at which polyvinyl alcohol and low molecular components are liquefied, the content of solder particles, and the heating step. The viscosity of the resin, the boiling point of the fluxing agent, the size of the electrodes of the substrate, the pitch between the electrodes of the substrate, and the like can be determined appropriately. For example, in the case of Sn-3Ag-0.5Cu having a solder melting point of about 217 ° C., the heating time can be set to about 1 minute at 260 ° C.

また、必要に応じて平板から基板へ向けて圧力をかけて押圧した状態で加熱してもよい。圧力をかけるとはんだ粒子の流動が活発化するので、はんだ粒子の電極への自己組織化を促進する効果があり好ましい。圧力をかけすぎると、平板の外部に多量の樹脂とはんだ粒子が押し流されてしまう傾向にあるので、過剰な流出を抑え、また所望とするはんだバンプ高さを維持する程度に、圧力を適宜選択する。   Moreover, you may heat in the state which pressed and applied the pressure toward the board | substrate from the flat plate as needed. When pressure is applied, the flow of solder particles is activated, which is preferable because of the effect of promoting self-organization of the solder particles to the electrode. If too much pressure is applied, a large amount of resin and solder particles tend to be washed away from the outside of the flat plate. Therefore, the pressure is appropriately selected so that excessive outflow is suppressed and the desired solder bump height is maintained. To do.

また、上述したように縮合反応などによりネットワークが形成されるのを防ぐため、この工程は、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   Moreover, in order to prevent a network from being formed by a condensation reaction or the like as described above, this step is preferably performed in an inert gas atmosphere.

この(ウ)の工程が終了した時点では、はんだ成分が自己組織化により基板の電極上に偏在し、かつ、電極上以外の平板と基板との間にはフィルムの樹脂成分が偏在している。   When the step (c) is completed, the solder component is unevenly distributed on the electrode of the substrate due to self-organization, and the resin component of the film is unevenly distributed between the flat plate other than the electrode and the substrate. .

(樹脂を溶解除去する(エ)の工程)
電極上以外の、平板と基板との間に存在するはんだ残渣を含むリフローフィルムは、種々の溶媒で洗浄できるが、上述したように、水、アルコール、又は、これらの混合溶媒を用いて洗浄して溶解除去することが好ましい。洗浄溶媒の温度としては、室温でもリフローフィルムを除去できるのであれば、室温で行うのが好ましいが、溶解しにくいときや、溶解するのに時間がかかるときには、洗浄溶媒を加熱して洗浄することもできる。このときの温度としては、高いほど樹脂が溶解しやすくなるが、沸点未満の温度で洗浄する。また、樹脂が溶解しにくいときは、洗浄しながら、またはその前後に、超音波を集積したはんだバンプが分解しない程度に照射してもよい。
(Process of dissolving and removing resin (D))
The reflow film containing the solder residue existing between the flat plate and the substrate other than on the electrode can be washed with various solvents, but as described above, it is washed with water, alcohol, or a mixed solvent thereof. It is preferable to dissolve and remove. The temperature of the washing solvent is preferably room temperature if the reflow film can be removed even at room temperature. However, when it is difficult to dissolve or it takes time to dissolve, the washing solvent is heated and washed. You can also. As the temperature at this time, the higher the temperature, the easier the resin dissolves, but the washing is performed at a temperature below the boiling point. In addition, when the resin is difficult to dissolve, irradiation may be performed to the extent that the solder bumps integrated with ultrasonic waves are not decomposed before or after washing.

この(エ)の工程が終了した時点では、電極上以外の基板と平板との間に存在するはんだ残渣を含むリフローフィルムが除去され、また、平板もはんだバンプから剥離し、電極上にはんだバンプが形成されている。   When the step (d) is completed, the reflow film containing the solder residue existing between the substrate other than the electrode and the flat plate is removed, and the flat plate is also peeled off from the solder bump, and the solder bump on the electrode. Is formed.

(はんだ接合の形成方法)
本発明の第2の実施形態に係るはんだ接合の形成方法は、
(a)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、
(b)前記リフローフィルム上に、電極を備える別の基板の電極面側を積載し、上下基板の電極を前記リフローフィルムを介して互いに対向する位置で固定する工程、
(c)前記(b)の状態で、リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物とが液状化する温度以上に加熱する工程、及び
(d)前記(c)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程
を含む。
(Method of forming solder joint)
The method for forming a solder joint according to the second embodiment of the present invention includes:
(A) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate including an electrode;
(B) on the reflow film, loading the electrode surface side of another substrate having electrodes, and fixing the electrodes of the upper and lower substrates at positions facing each other via the reflow film;
(C) In the state of (b) above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied. A step of heating, and (d) a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).

工程(c)の終了時点では、はんだ成分が自己組織化により基板の対向する電極間に偏在し、対向する電極間をはんだによりつないでいて、かつ、対向する電極間の領域以外の基板と基板との間にはフィルムの樹脂成分が偏在している。また、工程(d)の終了時点では、対向する該電極間以外の基板と基板との間の領域に存在するはんだ残渣を含むリフローフィルムが除去され、対向する電極間を接合するはんだが露出している。   At the end of step (c), the solder component is unevenly distributed between the opposing electrodes of the substrate by self-organization, the opposing electrodes are connected by solder, and the substrate and the substrate other than the region between the opposing electrodes In between, the resin component of the film is unevenly distributed. Further, at the end of the step (d), the reflow film including the solder residue existing in the region between the substrates other than the electrodes facing each other is removed, and the solder joining the electrodes facing each other is exposed. ing.

本発明に係るはんだ接合の形成方法は、はんだボールを基板の電極に付ける工程も不要で、短絡の原因となりうる残留はんだを含むリフローフィルムを溶媒で洗い流して除く、という簡便なプロセスではんだ接合を形成することができる。   The method for forming a solder joint according to the present invention does not require a step of attaching a solder ball to a substrate electrode, and the solder joint is removed by a simple process of removing a reflow film containing residual solder that may cause a short circuit with a solvent. Can be formed.

図4は、対向電極間のはんだ接合の形成方法の一例を示す断面図である。図4の(a)は基板10の電極12b側にリフローフィルム21を載置し、さらに半導体チップ30の電極32(銅ピラー)側を積載した状態である。(b)は加熱工程後の対向電極32、12b間がはんだ接合部位43によってはんだ接合した状態を示す。(c)ははんだ残渣を含むリフローフィルム24を除去した後に対向電極32、12b間にあるはんだ接合部位43が露出した状態を示す。   FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for forming a solder joint between opposing electrodes. 4A shows a state in which the reflow film 21 is placed on the electrode 12b side of the substrate 10 and the electrode 32 (copper pillar) side of the semiconductor chip 30 is further loaded. (B) shows a state in which the counter electrodes 32 and 12b after the heating step are solder-bonded by the solder joint portion 43. (C) shows the state where the solder joint portion 43 between the counter electrodes 32 and 12b is exposed after the reflow film 24 containing the solder residue is removed.

(リフローフィルムフィルムを載置する(a)の工程)
本発明のはんだ接合の形成方法において、(a)の工程は基板の電極を備える電極面側に前記(ア)の工程と同様に行う。
(Step (a) for placing the reflow film)
In the method for forming a solder joint according to the present invention, the step (a) is performed on the electrode surface side having the electrodes of the substrate in the same manner as the step (a).

(別の基板と電極を対向させる(b)の工程)
電極を備えた別の基板は、上記基板と同種であっても異種であっても良く、それらの組み合わせが、半導体チップ及びインターポーザ、半導体チップ及び半導体チップ、インターポーザ及びインターポーザのうちのいずれかであるのが好ましい。
(Step (b) of making another substrate and electrode face each other)
Another substrate provided with electrodes may be the same as or different from the above substrate, and the combination thereof is any one of a semiconductor chip and an interposer, a semiconductor chip and a semiconductor chip, an interposer and an interposer. Is preferred.

所望とする電極間距離とするために、必要に応じてその電極間距離に相当するスペーサーを上下基板の間に挟むことが好ましい。ばらつきを小さくするために上下の基板は平行に置き、次の加熱工程でもこれを維持することが好ましい。   In order to obtain a desired inter-electrode distance, it is preferable to sandwich a spacer corresponding to the inter-electrode distance between the upper and lower substrates as necessary. In order to reduce the variation, it is preferable that the upper and lower substrates be placed in parallel and maintained in the next heating step.

次の加熱工程で微量の低沸点成分の蒸発により、上に搭載した基板が動く可能性があるので、基板を積載した後、クランプのような治具で固定することが好ましい。   Since the substrate mounted thereon may move due to evaporation of a small amount of low boiling point components in the next heating step, it is preferable to fix the substrate with a jig such as a clamp after loading the substrate.

(加熱する(c)の工程)
本発明のはんだ接合の形成方法における加熱工程では、加熱温度及び加熱時間(保持時間)を、用いるはんだ粒子の溶融温度以上の温度、ポリビニルアルコールおよび低分子成分が液状化する温度以上の温度、はんだ粒子の含有量、加熱工程での樹脂の粘度、フラックス剤の沸点、基板の電極の大きさ、電極間ピッチ、対向電極間距離などの条件により適宜決めることができる。
(Step of heating (c))
In the heating step in the method for forming a solder joint of the present invention, the heating temperature and the heating time (holding time) are set to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the solder particles used, a temperature equal to or higher than the temperature at which polyvinyl alcohol and low molecular components liquefy, It can be appropriately determined depending on conditions such as the content of the particles, the viscosity of the resin in the heating process, the boiling point of the flux agent, the size of the electrodes on the substrate, the pitch between the electrodes, and the distance between the counter electrodes.

また、上記(ウ)の工程のように、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、必要に応じて圧力をかけて押圧した状態で加熱してもよい。   Moreover, it is preferable to carry out in inert gas atmosphere like the process of said (c), and you may heat in the state pressed applying the pressure as needed.

(樹脂を溶解除去する(d)の工程)
対向電極間以外の基板間に存在するはんだ残渣を含むリフローフィルムは、上記(エ)の工程と同様にして溶解除去することができる。また、樹脂が溶解しにくいときは、同様に超音波を照射してもよい。
(Step (d) of dissolving and removing resin)
The reflow film containing the solder residue existing between the substrates other than between the counter electrodes can be dissolved and removed in the same manner as in the step (d). Further, when the resin is difficult to dissolve, ultrasonic waves may be similarly applied.

(はんだ接合部位)
上述のはんだ接合の形成方法により、電極を備える二つの基板の対向電極間にはんだ接合部位が形成される。リフローフィルムには対流添加剤を含まないので、リフロー工程では発泡しにくく、はんだ接合部位にボイドが巻き込まれることは少ない。また、はんだ接合部位内部には熱硬化性樹脂成分を含まないので、はんだ接合部位にボイドが発生しても、ボイドははんだ接合部位の外へ抜けることができる。そのため、はんだ接合部位内のボイド量を低減できる。
(Solder joint area)
By the method for forming solder joints described above, a solder joint portion is formed between the opposing electrodes of two substrates having electrodes. Since the reflow film does not contain a convection additive, it is difficult to foam in the reflow process, and voids are rarely caught in the solder joint portion. Further, since the thermosetting resin component is not included in the solder joint portion, even if a void is generated in the solder joint portion, the void can escape out of the solder joint portion. Therefore, the amount of voids in the solder joint site can be reduced.

また、上記はんだ接合部位は、上述したように樹脂成分を含まないので、低い電気抵抗を示し、接合材料として電気抵抗の観点で好ましい。また、上記はんだ接合部位にはボイドが少ないため、ヒートショックによるクラック発生が起こりにくく、接合材料として接続信頼性の観点で好ましい。   Moreover, since the said solder joining site | part does not contain a resin component as mentioned above, it shows low electrical resistance, and it is preferable from a viewpoint of electrical resistance as a joining material. Moreover, since there are few voids in the said solder joint location, the crack generation by a heat shock does not occur easily and it is preferable from a viewpoint of connection reliability as a joining material.

(半導体装置)
本発明に係るはんだ接合部位を有する半導体装置において、はんだ接合部位により接続された、電極を備える基板の組み合わせが、半導体チップ及びインターポーザ、半導体チップ及び半導体チップ、インターポーザ及びインターポーザのうちのいずれかであるとき、本発明の半導体装置は、電気抵抗が低く、接続信頼性が高い。また、この半導体装置は、本発明に係るリフローフィルムを用いた簡便なプロセスで形成されるので、簡便に作ることができる利点もある。さらに、同様にして、半導体装置以外の電子部品装置も作製することができる。
(Semiconductor device)
In the semiconductor device having a solder joint portion according to the present invention, the combination of the substrates having electrodes connected by the solder joint portion is any one of a semiconductor chip and an interposer, a semiconductor chip and a semiconductor chip, an interposer and an interposer. In some cases, the semiconductor device of the present invention has low electrical resistance and high connection reliability. Moreover, since this semiconductor device is formed by a simple process using the reflow film according to the present invention, there is an advantage that it can be easily manufactured. Further, similarly, an electronic component device other than the semiconductor device can be manufactured.

図5は、半導体チップ30/リフローフィルム/半導体チップ30を積層した基板のはんだ接合の形成方法の一例であって、(a)は加熱工程後の対向電極32、51間がはんだ接合部位43により接合した状態を示す断面図、(b)ははんだ残渣を含むリフローフィルム24を除去した後に対向電極32、51間にあるはんだ接合部位43が露出した状態を示す断面図である。   FIG. 5 is an example of a method for forming a solder joint of a substrate on which semiconductor chip 30 / reflow film / semiconductor chip 30 are laminated. FIG. Sectional drawing which shows the joined state, (b) is sectional drawing which shows the state which the soldering joint part 43 between the counter electrodes 32 and 51 exposed after removing the reflow film 24 containing a solder residue.

図6はインターポーザ10/リフローフィルム/インターポーザ10を積層した基板のはんだ接合の形成方法の一例であって、(a)は加熱工程後の対向電極12b間がはんだ接合部位43によりはんだ接合した状態を示す断面図、(b)ははんだ残渣を含むリフローフィルム24を除去した後に対向電極12b間にあるはんだ接合部位43が露出した状態を示す断面図である。   FIG. 6 shows an example of a method for forming a solder joint on a substrate on which the interposer 10 / reflow film / interposer 10 are laminated. FIG. 6 (a) shows a state in which the counter electrode 12b after the heating process is soldered by the solder joint portion 43. FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state where the solder joint portion 43 between the counter electrodes 12b is exposed after the reflow film 24 containing the solder residue is removed.

(はんだバンプ)
上述のはんだバンプ形成方法により形成された本発明に係るはんだバンプは、電極上に自己組織的にはんだ成分のみが集積して形成される。対流添加剤や樹脂成分を含む従来のはんだペーストは、加熱と共に樹脂成分の粘度が上昇してボイドが抜けきらないおそれがある。このようなはんだペーストから得られるはんだバンプと比較して、本発明に係るはんだバンプは気泡の発生または巻き込みによるバンプ内のボイド量が低減できる。
(Solder bump)
The solder bump according to the present invention formed by the above-described solder bump forming method is formed by self-organizing only the solder component on the electrode. The conventional solder paste containing a convection additive and a resin component has a risk that the viscosity of the resin component increases with heating and the void cannot be removed. Compared to a solder bump obtained from such a solder paste, the solder bump according to the present invention can reduce the amount of voids in the bump due to the generation or entrainment of bubbles.

また、リフローフィルムは、基板と平板により挟まれた空間で拘束されているので、形成されるはんだバンプは高さ(厚さ)が規定される。すなわち、電極上に形成されるはんだバンプは、平板とリフローフィルムとが接する面より高く成長できない。そのため、はんだバンプは所望の高さにすることができ、かつ、はんだバンプの高さばらつきが小さい。   Moreover, since the reflow film is restrained in the space sandwiched between the substrate and the flat plate, the height (thickness) of the formed solder bump is defined. That is, the solder bump formed on the electrode cannot grow higher than the surface where the flat plate and the reflow film are in contact. Therefore, the solder bump can be set to a desired height, and the height variation of the solder bump is small.

(はんだバンプ付き基板)
上述のはんだバンプ形成方法により形成された本発明に係るはんだバンプ付き基板は接合材料として電気抵抗の観点で好ましい。これは、前記はんだバンプ付き基板を用いた接合では、はんだバンプに樹脂成分を含まないため、低い電気抵抗を示すからである。また、本発明に係るはんだバンプ付き基板は接合材料として接続信頼性の観点で好ましい。これは、上述したようにはんだバンプにボイドが少ないため、ヒートショックによるクラック発生が起こりにくいからである。さらに、前記はんだバンプ付き基板は、本発明に係るリフローフィルムを用いた簡便なプロセスで形成できる利点もある。
(Substrate with solder bumps)
The board | substrate with a solder bump based on this invention formed by the above-mentioned solder bump formation method is preferable from a viewpoint of electrical resistance as a joining material. This is because the bonding using the substrate with solder bumps shows a low electric resistance because the solder bumps do not contain a resin component. Moreover, the board | substrate with a solder bump which concerns on this invention is preferable from a viewpoint of connection reliability as a joining material. This is because, as described above, since there are few voids in the solder bumps, it is difficult for cracks to occur due to heat shock. Furthermore, the board | substrate with a solder bump also has the advantage which can be formed by the simple process using the reflow film which concerns on this invention.

以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
〈ワニスの作製〉
ポリビニルアルコール(PVA)として日本合成化学工業株式会社製商品名「ゴーセノール(登録商標)GL−03」(けん化度86.5〜89.0モル%、粘度3.0〜3.7mPa・s)を蒸留水に溶解して水溶液とし、これにはんだ粒子(三井金属鉱業株式会社製「はんだ粉Sn96.5Ag3Cu0.5」組成:Sn96.5モル%、Ag3モル%、Cu0.5モル%;粒径:20−38μm。ただし、粒子全体の累積粒度分布の微粒側から累積10%の粒径及び累積90%の粒径を示す。20μmより小さい粒径の粒子数は10%、38μmを超える粒径の粒子数は10%、20〜38μmの粒径の粒子数は80%、を意味する。以下同じ。)とグリセリンを配合して混合撹拌し、ポリビニルアルコール100質量部、はんだ粒子150質量部、グリセリン40質量部のワニスを作製した。
Example 1
<Production of varnish>
As a polyvinyl alcohol (PVA), trade name “GOHSENOL (registered trademark) GL-03” (degree of saponification 86.5-89.0 mol%, viscosity 3.0-3.7 mPa · s) manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Dissolved in distilled water to make an aqueous solution, and solder particles (Mitsui Metal Mining Co., Ltd. "Solder Powder Sn96.5Ag3Cu0.5" composition: Sn96.5 mol%, Ag3 mol%, Cu0.5 mol%; particle size: 20-38 μm, where 10% cumulative particle size and 90% cumulative particle size are shown from the fine particle side of the cumulative particle size distribution of the entire particle, the number of particles smaller than 20 μm is 10%, and the particle size exceeding 38 μm. The number of particles means 10%, the number of particles having a particle size of 20 to 38 μm means 80%. The same applies hereinafter.) And glycerin are mixed and stirred, and 100 parts by mass of polyvinyl alcohol and solder particles 1 0 parts by weight to prepare a glycerin 40 parts by weight of the varnish.

〈フィルムの作製〉
上記ワニスを、表面に離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上に塗布して塗膜を得た。塗膜は90℃1時間加熱乾燥して、支持体上に、膜厚100μmの実施例1のリフローフィルムを得た。なお、表1に各実施例、比較例のリフローフィルムの組成を示す。「phr」はポリビニルアルコール100質量部当たりの配合量を示す。
<Production of film>
The varnish was applied onto a polyethylene terephthalate film (support) having a release treatment on the surface to obtain a coating film. The coating film was heated and dried at 90 ° C. for 1 hour to obtain a reflow film of Example 1 having a thickness of 100 μm on the support. Table 1 shows the compositions of the reflow films of each example and comparative example. “Phr” represents a blending amount per 100 parts by mass of polyvinyl alcohol.

(実施例2)
〈ワニスの作製〉
サリチル酸のメタノール溶液にはんだ粒子(三井金属鉱業株式会社製「はんだ粉Sn96.5Ag3Cu0.5」前出)を加えて10分間はんだ粒子の酸化皮膜を溶解した。その後、はんだを浸漬したサリチル酸のメタノール溶液を、ポリビニルアルコール(PVA)(日本合成化学工業株式会社製商品名「ゴーセノール(登録商標)GL−05」;けん化度86.5〜89.0モル%、粘度4.8〜5.8mPa・s)と蒸留水とを配合した水溶液に加えて、さらにグリセリンを加えて混合撹拌し、ポリビニルアルコール100質量部、はんだ粒子150質量部、グリセリン40質量部、サリチル酸5質量部のワニスを作製した。
(Example 2)
<Production of varnish>
Solder particles ("Solder Powder Sn96.5Ag3Cu0.5", supra, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) were added to a methanolic solution of salicylic acid to dissolve the oxide film of the solder particles for 10 minutes. Thereafter, a methanol solution of salicylic acid in which the solder was immersed was added to polyvinyl alcohol (PVA) (trade name “GOHSENOL (registered trademark) GL-05” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.); degree of saponification of 86.5 to 89.0 mol%, In addition to an aqueous solution containing a viscosity of 4.8 to 5.8 mPa · s) and distilled water, glycerin is further added and mixed and stirred, 100 parts by mass of polyvinyl alcohol, 150 parts by mass of solder particles, 40 parts by mass of glycerin, salicylic acid 5 parts by mass of varnish was prepared.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(実施例3)
〈ワニスの作製〉
実施例2のワニスの作製において用いたサリチル酸の量を10質量部に増量した以外は、実施例2の方法に従ってワニスを作製した。
(Example 3)
<Production of varnish>
A varnish was prepared according to the method of Example 2 except that the amount of salicylic acid used in the preparation of the varnish of Example 2 was increased to 10 parts by mass.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(実施例4)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたグリセリンの量を100質量部に増量した以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
Example 4
<Production of varnish>
A varnish was produced according to the method of Example 3, except that the amount of glycerin used in the production of the varnish of Example 3 was increased to 100 parts by mass.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(実施例5)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたポリビニルアルコール(PVA)の品種を「GL−05」の代わりに、けん化度の低い日本合成社製商品名「ゴーセファイマー(登録商標)L−7514」(けん化度34.0〜41.0モル%)を用いて、ポリビニルアルコールを溶解する溶媒を蒸留水の代わりにメタノール/蒸留水=1/1(質量比)の混合溶媒を用いる以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Example 5)
<Production of varnish>
In place of “GL-05”, the varieties of polyvinyl alcohol (PVA) used in the production of the varnish of Example 3 were trade names “GOHSEFIMAR (registered trademark) L-7514” (manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd.). Except for using a mixed solvent of methanol / distilled water = 1/1 (mass ratio) as a solvent for dissolving polyvinyl alcohol, instead of distilled water, using a saponification degree of 34.0 to 41.0 mol%) A varnish was prepared according to the method of No. 3.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(実施例6)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたはんだ粒子の品種を「はんだ粉Sn96.5Ag3Cu0.5」(前出)の代わりに三井金属鉱業株式会社製商品名「はんだ粉ST−5」(組成:Sn96.5モル%、Ag3モル%、Cu0.5モル%;粒径:2.7−7.8μm)を用いて、窒素雰囲気にしたグローブボックス内で作業を行った以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Example 6)
<Production of varnish>
Instead of “solder powder Sn96.5Ag3Cu0.5” (supra), the product name “solder powder ST-5” (composition: Sn96) manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. was used instead of “solder powder Sn96.5Ag3Cu0.5” (above). 0.5 mol%, Ag 3 mol%, Cu 0.5 mol%; particle size: 2.7-7.8 μm), except that the work was performed in a glove box in a nitrogen atmosphere. A varnish was prepared according to

〈フィルムの作製〉
窒素雰囲気にしたグローブボックス内で実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was produced according to the method of Example 1 in a glove box in a nitrogen atmosphere.

(実施例7)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたはんだ粒子の品種を「はんだ粉Sn96.5Ag3Cu0.5」(前出)の代わりに三井金属鉱業株式会社製商品名「はんだ粉Sn42Bi58」(組成:Sn42モル%、Bi58モル%;粒径:20−38μm)を用いる以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Example 7)
<Production of varnish>
Instead of “solder powder Sn96.5Ag3Cu0.5” (supra), the product name “solder powder Sn42Bi58” (composition: Sn42 mol%) manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. was used instead of “solder powder Sn96.5Ag3Cu0.5” (above). , Bi58 mol%; particle size: 20-38 μm) was used to prepare a varnish according to the method of Example 3.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(実施例8)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたはんだ粒子の量を150質量部から300質量部に増量する以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Example 8)
<Production of varnish>
A varnish was produced according to the method of Example 3 except that the amount of solder particles used in the production of the varnish of Example 3 was increased from 150 parts by mass to 300 parts by mass.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(比較例1)
〈ペーストの作製〉
エポキシ樹脂として、ビスフェノールFジグリシジルエーテル(DIC株式会社製、商品名「エピクロン(登録商標)EXA−830」、エポキシ当量175g/eq)100質量部、硬化促進剤として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名「キュアゾール(登録商標)2P4MZ」)0.5質量部、はんだ粒子として、前出の「はんだ粉Sn96.5Ag3Cu0.5」(粒径:20−38μm)100質量部、フラックス剤としてセバシン酸5質量部、対流添加剤としてイソプロピルアルコール10質量部を配合してペースト状のはんだペーストを作製した。
(Comparative Example 1)
<Preparation of paste>
As an epoxy resin, 100 parts by mass of bisphenol F diglycidyl ether (manufactured by DIC Corporation, trade name “Epiclon (registered trademark) EXA-830”, epoxy equivalent 175 g / eq), and as a curing accelerator, 2-phenyl-4-methyl 0.5 part by mass of imidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name “CURAZOLE (registered trademark) 2P4MZ”), as the solder particles, “solder powder Sn96.5Ag3Cu0.5” (particle diameter: 20-38 μm) A paste solder paste was prepared by blending 100 parts by mass, 5 parts by mass of sebacic acid as a fluxing agent, and 10 parts by mass of isopropyl alcohol as a convection additive.

(比較例2)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において用いたポリビニルアルコール(PVA)の品種を「GL−05」の代わりに、高分子量の「GH−17」(けん化度86.5〜89.0モル%、粘度27〜33mPa・s)を用いて、グリセリンを添加しない、以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Comparative Example 2)
<Production of varnish>
Instead of “GL-05”, the high-molecular-weight “GH-17” (saponification degree: 86.5 to 89.0 mol%, viscosity: 27) was used instead of “GL-05”. A varnish was prepared according to the method of Example 3 except that glycerin was not added using ~ 33 mPa · s).

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(比較例3)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において、用いたグリセリンの量を40質量部から900質量部に増量する以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Comparative Example 3)
<Production of varnish>
In the production of the varnish of Example 3, a varnish was produced according to the method of Example 3 except that the amount of glycerin used was increased from 40 parts by mass to 900 parts by mass.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

(比較例4)
〈ワニスの作製〉
実施例3のワニスの作製において、用いたグリセリンの量を40質量部から400質量部に増量する以外は、実施例3の方法に従ってワニスを作製した。
(Comparative Example 4)
<Production of varnish>
In the production of the varnish of Example 3, a varnish was produced according to the method of Example 3 except that the amount of glycerin used was increased from 40 parts by mass to 400 parts by mass.

〈フィルムの作製〉
実施例1の方法に従ってフィルムを作製した。
<Production of film>
A film was prepared according to the method of Example 1.

[はんだバンプの形成]
〈フィルム又はペーストの積載及び加熱工程〉
実施例1〜8で得られたリフローフィルム及び比較例1〜4の比較サンプルを用いてはんだバンプを形成した。フィルム状サンプルである実施例1〜8及び比較例2及び比較例4は、フィルムを適当なサイズに切り取った。フィルム状サンプルは次のような工程ではんだバンプを形成した:(1)後述する電極を備える基板の電極面側に該フィルムを載せた、(2)フィルム上に高耐熱性低熱膨張のイーグルガラス製ガラス板を載せて、ガラス板の両端において基板との間にスペーサーとして厚さ50μmのポリイミドフィルムを挟み、その上から目玉クリップで圧力をかけて固定した、(3)前記フィルムをはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつリフローフィルムのポリビニルアルコールおよび低分子量成分が液状化する温度以上である260℃で1分間、窒素雰囲気下で加熱した。ただし、SnBiはんだ粒子を用いた実施例7については、加熱温度のみ変えて200℃で加熱した。
[Formation of solder bumps]
<Film or paste loading and heating process>
Solder bumps were formed using the reflow films obtained in Examples 1 to 8 and the comparative samples of Comparative Examples 1 to 4. In Examples 1 to 8, and Comparative Examples 2 and 4 which are film-like samples, the film was cut to an appropriate size. The film-like sample was formed with solder bumps in the following steps: (1) The film was placed on the electrode surface side of a substrate provided with electrodes to be described later, (2) High heat resistant low thermal expansion eagle glass on the film A glass plate was placed, a polyimide film having a thickness of 50 μm was sandwiched between the glass plate as a spacer at both ends of the glass plate, and fixed by applying pressure with an eyeball clip from above (3) The film was made of solder particles. It was heated in a nitrogen atmosphere at 260 ° C. for 1 minute, which is equal to or higher than the melting temperature and higher than the temperature at which the polyvinyl alcohol and low molecular weight components of the reflow film are liquefied. However, about Example 7 using SnBi solder particles, only heating temperature was changed and it heated at 200 degreeC.

また、ペースト状サンプルである比較例1は、適量を基板の電極面側に滴下し、ガラスを載せて荷重をかけ押し広げた。その他の工程は上記記載のフィルム状サンプルと同様に行った。比較例3は、フィルムに形成しようと試みたが、ペースト状となったので、比較例1と同様の操作で塗布した。   Moreover, the comparative example 1 which is a paste-form sample dripped the appropriate quantity to the electrode surface side of a board | substrate, mounted glass, and applied and spread it. Other steps were performed in the same manner as the film-like sample described above. In Comparative Example 3, an attempt was made to form a film, but since it became a paste, it was applied in the same manner as in Comparative Example 1.

〈基板〉
本発明の実施例ではんだバンプ又ははんだ接合の形成に用いた基板(インターポーザ)の概略平面図を図1に示す。用いたインターポーザはFR−4基板(ガラスエポキシ基板)で、電極12は銅、電極表面のUBM層は、Cu/Ni/Au(Ni層の厚さは5μm、Au層の厚さは0.05μm)である。電極群は、基板周辺部の電極(群)12aと基板中央部の電極(群)12bとからなる。基板中央部の電極12bは4ブロックあり、電極の直径100μm、電極間ピッチは200μmである。また、基板周辺部の電極12aは、電極の直径1.5mm、電極間ピッチは3mmである。基板上面の電極以外の領域11は、ソルダーレジストである。
<substrate>
FIG. 1 shows a schematic plan view of a substrate (interposer) used for forming solder bumps or solder joints in an embodiment of the present invention. The interposer used was an FR-4 substrate (glass epoxy substrate), the electrode 12 was copper, the UBM layer on the electrode surface was Cu / Ni / Au (the thickness of the Ni layer was 5 μm, the thickness of the Au layer was 0.05 μm) ). The electrode group includes an electrode (group) 12a at the peripheral portion of the substrate and an electrode (group) 12b at the central portion of the substrate. The electrode 12b at the center of the substrate has four blocks, the electrode diameter is 100 μm, and the pitch between the electrodes is 200 μm. Further, the electrode 12a in the peripheral portion of the substrate has an electrode diameter of 1.5 mm and a pitch between the electrodes of 3 mm. The region 11 other than the electrode on the upper surface of the substrate is a solder resist.

フィルム状サンプルである実施例1〜8及び比較例2及び比較例4は基板中央部の電極(直径100μm、電極間ピッチは200μm)群上、又は基板周辺部にある電極(直径1.5mm、電極間ピッチは3mm)群上に積載した。また、ペースト状サンプルである比較例1及び比較例3も同様に基板中央部の電極(直径100μm、電極間ピッチは200μm)群上、又は基板周辺部にある電極(直径1.5mm、電極間ピッチは3mm)群上に塗布した。   Examples 1 to 8 and Comparative Examples 2 and 4 which are film-like samples are electrodes on the substrate (diameter: 100 μm, pitch between electrodes: 200 μm) on the substrate central portion or electrodes on the substrate peripheral portion (diameter: 1.5 mm, The pitch between the electrodes was 3 mm). Similarly, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 which are pasty samples are also electrodes on a group of electrodes (diameter: 100 μm, pitch between electrodes: 200 μm) at the center of the substrate or at the periphery of the substrate (1.5 mm in diameter, between the electrodes). The pitch was 3 mm).

〈洗浄〉
窒素雰囲気下で加熱してはんだの自己組織化を行った後、80℃に加熱した蒸留水に浸漬し、井内社製超音波洗機VS−100 SUNPARを用いて45kHzで10分間洗浄した。ただし、実施例5においては、蒸留水の代わりにメタノール/水=1/1(質量比)の混合溶媒を用いた。洗浄後に平板は剥離していた。
<Washing>
After the solder was self-organized by heating in a nitrogen atmosphere, it was immersed in distilled water heated to 80 ° C., and washed for 10 minutes at 45 kHz using an ultrasonic cleaner VS-100 SUNPAR manufactured by Iuchi. However, in Example 5, a mixed solvent of methanol / water = 1/1 (mass ratio) was used instead of distilled water. The flat plate was peeled off after washing.

[評価方法]
〈作業性〉
作業性の評価を表2に示す。フィルム状又はペースト状サンプルを基板に10回載置又は塗布したときの載置量又は塗布量のばらつきを下式(1)より計算した。前記ばらつきが、20%未満のときA、20%を超え35%未満のときB、35%以上のときCとした。載置又は塗布したときの質量のばらつきが大きいほど載置量、塗布量の調整が頻繁に必要なり、作業性が悪くなる。
[Evaluation method]
<Workability>
Table 2 shows the evaluation of workability. The variation of the loading amount or the coating amount when the film-like or paste-like sample was placed or applied to the substrate 10 times was calculated from the following formula (1). When the variation was less than 20%, it was A, when it was more than 20% and less than 35%, B, and when it was 35% or more, C. The larger the variation in mass when placed or applied, the more frequently the placement amount and the application amount need to be adjusted, resulting in poor workability.

載置量(塗布量)ばらつき={(Wmax−Wmin)/Wav}×100 式(1)
ここで、Wmaxは最大載置量又は最大塗布量、Wminは最小載置量又は最小塗布量、Wavは載置量又は塗布量の平均値である。
Placement amount (application amount) variation = {(Wmax−Wmin) / Wav} × 100 Formula (1)
Here, Wmax is the maximum placement amount or maximum application amount, Wmin is the minimum placement amount or minimum application amount, and Wav is the average value of the placement amount or application amount.

〈はんだの自己組織化〉
電極上ではんだバンプ形成の有無を確認するために、目視及び株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX−200で観察した。結果を表2に示す。全ての電極にはんだが集積されているときはA、全く集積されていない電極が一個以上あるときはC、隣接電極間にブリッジ形成が一箇所以上あるときはBで示す。ただし、電極数は基板中央の場合は1ブロックである22×22=484個、基板周囲の場合は、外周の一辺である21個を観察した。以下の観察も特記しない限り同じである。
<Self-organization of solder>
In order to confirm the presence / absence of solder bump formation on the electrode, observation was performed visually and with a digital microscope VHX-200 manufactured by Keyence Corporation. The results are shown in Table 2. A is shown when solder is integrated on all electrodes, C is shown when there are one or more electrodes not integrated at all, and B is shown when there are one or more bridges between adjacent electrodes. However, the number of electrodes was 22 × 22 = 484, which is one block in the case of the center of the substrate, and 21 that is one side of the outer periphery in the case of the periphery of the substrate. The following observations are the same unless otherwise noted.

〈樹脂の溶解除去性〉
電極以外の領域で、はんだ残渣や樹脂の残存の有無を確認するために、目視及び上述のデジタルマイクロスコープVHX−200で観察した。結果を表2に示す。はんだ残渣や樹脂残渣が観察されないときはA、直径10μmの円に納まる大きさの前記残渣が1〜3箇所で観察されるときはB、前記大きさの前記残渣が4箇所以上観察されるとき又は前記大きさより大きい前記残渣が1箇所以上観察されるときはCで示す。
<Resolution removal of resin>
In order to confirm the presence or absence of solder residue or resin remaining in a region other than the electrodes, observation was performed visually and with the above-described digital microscope VHX-200. The results are shown in Table 2. A when no solder residue or resin residue is observed, B when the residue having a size that fits in a circle having a diameter of 10 μm is observed at 1 to 3 locations, and 4 or more when the residue having the size is observed. Or when the said residue larger than the said magnitude | size is observed one or more places, it shows by C.

〈バンプ高さばらつき〉
はんだバンプの高さは、レーザーテック株式会社製レーザー顕微鏡(型番1LM21H)、又はソニープレシジョンテクノロジー株式会社製非接触形状測定機(型番YP10−T12)を用いて測定した。任意の10バンプ(バンプ数が10以下の場合は全てのバンプ)の高さを測定し、下式(2)から高さばらつきを計算した。表2に高さばらつきが15%以下のときはA、15%を超え35%以下のときはB、35%を超えるときはCで示す。
<Bump height variation>
The height of the solder bump was measured using a laser microscope (model number 1LM21H) manufactured by Lasertec Corporation or a non-contact shape measuring machine (model number YP10-T12) manufactured by Sony Precision Technology Corporation. The height of arbitrary 10 bumps (all bumps when the number of bumps is 10 or less) was measured, and the height variation was calculated from the following equation (2). Table 2 shows A when the height variation is 15% or less, B when it exceeds 15% and 35% or less, and C when it exceeds 35%.

高さばらつき={(Tmax−Tmin)/Tav}×100 式(2)
ここで、Tmaxはバンプ高さの最高値、Tminはバンプ高さの最低値、Tavはバンプ高さの平均値である。
Height variation = {(Tmax−Tmin) / Tav} × 100 Formula (2)
Here, Tmax is the maximum bump height, Tmin is the minimum bump height, and Tav is the average bump height.

はんだの自己組織化及び樹脂の溶解除去性がともにBまたはCのときは、バンプが形成されていないと判断し、評価は行わないで表2に−で示す。   When both the self-organization of the solder and the resin removability are B or C, it is determined that the bump is not formed, and evaluation is not performed, and − is shown in Table 2.

〈バンプ内のボイド〉
はんだバンプ内のボイドは、日立建機ファインテック株式会社製マイクロフォーカスX線検査装置MF160Cを用いて観察した。X線透過観察では、一般的に重元素は暗く、軽元素は明く表示されたコントラスト像が得られる。これより、はんだバンプは暗く(黒く)、ボイドは明るく(白く)表示されることが分かる。基板にバンプを形成した後、任意の10バンプ(バンプ数が10以下の場合は全てのバンプ)をX線透過観察した。表2に、バンプ中にボイドが観察されないときはA、ボイドが観察されるバンプの数が1〜2であるときはB、ボイドが観察されるバンプの数が3以上のときはCで示す。
<Void in the bump>
The voids in the solder bumps were observed using a microfocus X-ray inspection apparatus MF160C manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd. In X-ray transmission observation, a contrast image is generally obtained in which heavy elements are dark and light elements are brightly displayed. From this, it can be seen that the solder bumps are dark (black) and the voids are bright (white). After bumps were formed on the substrate, arbitrary 10 bumps (all bumps when the number of bumps was 10 or less) were observed by X-ray transmission. Table 2 shows A when no void is observed in the bump, B when the number of bumps where the void is observed is 1-2, and C when the number of bumps where the void is observed is 3 or more. .

はんだの自己組織化及び樹脂の溶解除去性がともにBまたはCのときは、バンプが形成されていないと判断し、評価は行わないで表2に−で示す。
When both the self-organization of the solder and the resin removability are B or C, it is determined that the bump is not formed, and evaluation is not performed, and − is shown in Table 2.

実施例1は、本発明に用いられる水溶性の樹脂であるポリビニルアルコール、本発明に用いられる低分子量成分としてグリセリン、及び本発明に用いられる鉛フリーのはんだ粒子であるSn96.5Ag3Cu0.5からなるリフローフィルムを用いていている。実施例1に用いられる低分子量成分であるグリセリンの充てん量はポリビニルアルコール100質量部に対して40質量部であり、本発明の条件内である。実施例2〜8のリフローフィルムは、上記組成の他に、本発明に用いられるフラックス剤を含有している。実施例1は、樹脂自身にフラックス効果のあるポリビニルアルコールを用いてリフローフィルムを作っている。実施例2〜3は、実施例1のリフローフィルムにフラックス剤の量を変えて添加したものである。実施例4は、実施例3のリフローフィルムの低分子成分であるグリセリンの量を100質量部に増量したものである。実施例5は、実施例3のポリビニルアルコールの種類を、1質量部の水と1質量部のメタノールからなる混合溶媒に可溶な低けん化度のポリビニルアルコールに代えたものである。実施例6は、実施例3のリフローフィルムのはんだ粒子であるSn96.5Ag3Cu0.5の粒径を小さいものに代えたものである。実施例7は、実施例3のリフローフィルムのはんだ粒子であるSn96.5Ag3Cu0.5を低溶融温度のSn42Bi58に代えたものである。実施例8は、実施例3のリフローフィルムのはんだ粒子の充てん量を増量したものである。実施例1〜8は、いずれも、作業性、はんだの自己組織化、樹脂の溶解除去性、バンプの高さばらつき、及びバンプ内ボイドの評価において、全て良好な評価を得た。   Example 1 consists of polyvinyl alcohol which is a water-soluble resin used in the present invention, glycerin as a low molecular weight component used in the present invention, and Sn96.5Ag3Cu0.5 which is a lead-free solder particle used in the present invention. Reflow film is used. The filling amount of glycerin, which is a low molecular weight component used in Example 1, is 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyvinyl alcohol, and is within the conditions of the present invention. The reflow film of Examples 2-8 contains the flux agent used for this invention other than the said composition. In Example 1, a reflow film is made using polyvinyl alcohol having a flux effect on the resin itself. In Examples 2 to 3, the reflow film of Example 1 was added by changing the amount of the fluxing agent. In Example 4, the amount of glycerin, which is a low molecular component of the reflow film of Example 3, was increased to 100 parts by mass. In Example 5, the type of polyvinyl alcohol in Example 3 was replaced with polyvinyl alcohol having a low saponification degree soluble in a mixed solvent composed of 1 part by mass of water and 1 part by mass of methanol. In Example 6, the particle size of Sn96.5Ag3Cu0.5, which is the solder particles of the reflow film of Example 3, was changed to a smaller one. In Example 7, Sn96.5Ag3Cu0.5, which is the solder particles of the reflow film of Example 3, was replaced with Sn42Bi58 having a low melting temperature. In Example 8, the amount of solder particles filled in the reflow film of Example 3 was increased. In each of Examples 1 to 8, good evaluation was obtained in all of the workability, the self-organization of the solder, the dissolution and removal of the resin, the height variation of the bump, and the void in the bump.

それに対して、比較例1は、ペースト状であるため作業性が悪く、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いているため樹脂の溶解除去性が悪く、対流添加剤を加えているのでバンプ内ボイドが観察された。比較例2は、高分子量のポリビニルアルコールを用いて、低分子量成分であるグリセリンを添加していないものである。作業性は良いものの、はんだの自己組織化は起こらなかった。また、樹脂の溶解除去性も悪かった。比較例3は、グリセリンの含有量を大幅に増量したもので、フィルムとならずに、タックのあるペーストであった。そのため、作業性は悪く、バンプ高さのばらつきがあった。比較例4は、グリセリンの量を、本発明の条件を超える量を添加したもので、フィルムとなり作業性は良いものの、はんだの自己組織化の程度は悪く、バンプの高さばらつきがあった。   On the other hand, Comparative Example 1 is in a paste form and thus has poor workability. Since an epoxy resin that is a thermosetting resin is used, the resin is poorly dissolved and removed, and a convection additive is added to the bump. Voids were observed. In Comparative Example 2, high molecular weight polyvinyl alcohol is used and glycerin which is a low molecular weight component is not added. Although workability was good, solder self-organization did not occur. In addition, the resin removability was poor. In Comparative Example 3, the content of glycerin was significantly increased, and the paste was tacky without being a film. Therefore, workability was poor and there was variation in bump height. In Comparative Example 4, the amount of glycerin was added in an amount exceeding the conditions of the present invention, and although it was a film and the workability was good, the degree of self-organization of the solder was poor and the bump height varied.

以上のように実施例1〜8のリフローフィルムを用いてはんだバンプを形成したときたときは、比較例1のポリビニルアルコールを含まないペースト、比較例2の低分子量成分を含まないポリビニルアルコール系フィルム、比較例3〜4及の低分子量成分の含有量が本発明の条件からはずれたポリビニルアルコール系ペースト及びフィルム、と比較して、作業性、はんだの自己組織化、及び樹脂の溶解除去性に優れ、バンプ高さばらつきが小さく、バンプ内ボイドの少ないはんだバンプ及びはんだバンプ付き基板を作ることができる。   When solder bumps were formed using the reflow films of Examples 1 to 8 as described above, a paste containing no polyvinyl alcohol of Comparative Example 1 and a polyvinyl alcohol film containing no low molecular weight component of Comparative Example 2 In comparison with the polyvinyl alcohol paste and film in which the content of the low molecular weight component in Comparative Examples 3 to 4 and the conditions of the present invention is deviated, the workability, the self-organization of the solder, and the dissolution and removal of the resin are improved. It is possible to produce a solder bump and a substrate with a solder bump that are excellent, have a small bump height variation, and have a small number of voids in the bump.

[対向電極間におけるはんだ接合の形成による半導体装置の製造]
〈フィルム又はペーストの積載及び加熱工程〉
実施例1〜8で得られたリフローフィルム及び比較例1〜4の比較サンプル(フィルム及びペースト)を用いて基板間の対向電極間にはんだ接合を形成した。用いた基板の組み合わせは、リフローフィルムの下にインターポーザ、上に半導体チップの組み合わせ、又は、リフローフィルムの上下とも半導体チップの組み合わせ、又は、リフローフィルムの上下ともインターポーザの組み合わせ、の3種類とした。
[Manufacture of semiconductor devices by forming solder joints between opposing electrodes]
<Film or paste loading and heating process>
Solder joints were formed between the counter electrodes between the substrates using the reflow films obtained in Examples 1 to 8 and the comparative samples (film and paste) of Comparative Examples 1 to 4. The combinations of substrates used were three types: an interposer below the reflow film, a combination of semiconductor chips on the top, a combination of semiconductor chips on both the top and bottom of the reflow film, or a combination of interposers on both the top and bottom of the reflow film.

フィルム状サンプルである実施例1〜8及び比較例2及び比較例4は、フィルムを適当なサイズに切り取った。フィルム状サンプルは次のような工程で対向電極間にはんだ接合を形成した:(1)後述する電極を備える基板の電極面側に該フィルムを載せてポリイミドテープを用いて固定した、(2)パナソニック株式会社製フリップチップボンダーFCB3により、後述する基板を用いて、上下の電極が対向する位置に合わせて仮固定した。このとき、スペーサーとして厚さ50μmのポリイミドフィルムを挟んだ。仮固定したあと、目玉クリップで圧力をかけて固定した。(3)前記目玉クリップで固定した基板を、はんだ粒子の溶融温度以上であって、かつリフローフィルムのポリビニルアルコールおよび低分子量成分が液状化する温度以上である260℃で1分間、窒素雰囲気下で加熱を行った。ただし、SnBiはんだ粒子を用いた実施例7については、加熱温度のみ変えて200℃で加熱した。   In Examples 1 to 8, and Comparative Examples 2 and 4 which are film-like samples, the film was cut to an appropriate size. The film-like sample formed a solder joint between the counter electrodes in the following steps: (1) The film was placed on the electrode surface side of a substrate provided with an electrode to be described later and fixed with a polyimide tape, (2) Using a flip chip bonder FCB3 manufactured by Panasonic Corporation, using a substrate to be described later, the upper and lower electrodes were temporarily fixed in accordance with the facing positions. At this time, a polyimide film having a thickness of 50 μm was sandwiched as a spacer. After temporarily fixing, it was fixed by applying pressure with an eyeball clip. (3) The substrate fixed with the eyeball clip is at the melting temperature of the solder particles and at a temperature higher than the temperature at which the polyvinyl alcohol and low molecular weight components of the reflow film are liquefied at 260 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere. Heating was performed. However, about Example 7 using SnBi solder particles, only heating temperature was changed and it heated at 200 degreeC.

また、ペースト状サンプルである比較例1は、適量を基板の電極面側に滴下し、接続する基板を載せて荷重をかけ押し広げた。その他の工程は上記実施例1〜8のフィルム状サンプルと同様に行った。比較例3は、フィルムに形成しようと試みたが、ペースト状となったので、比較例1と同様の操作で塗布した。   Moreover, the comparative example 1 which is a paste-form sample dripped the appropriate quantity to the electrode surface side of a board | substrate, mounted the board | substrate to connect, and applied and spread the load. Other steps were performed in the same manner as the film samples of Examples 1-8. In Comparative Example 3, an attempt was made to form a film, but since it became a paste, it was applied in the same manner as in Comparative Example 1.

〈基板(インターポーザ)〉
はんだ接合の形成に用いたインターポーザは図1に示す上述のものである。フィルム状サンプルである実施例1〜8及び比較例2及び比較例4は基板中央部の4ブロックある電極(直径100μm、電極間ピッチは200μm)群上に積載した。また、ペースト状サンプルである比較例1及び比較例3も同様に基板中央部の4ブロックある電極群上に塗布した。
<Substrate (interposer)>
The interposer used for forming the solder joint is the above-described one shown in FIG. Examples 1 to 8, which are film samples, Comparative Example 2 and Comparative Example 4 were loaded on a group of four blocks (diameter: 100 μm, pitch between electrodes: 200 μm) in the center of the substrate. Moreover, the comparative example 1 and the comparative example 3 which are paste-like samples were similarly apply | coated on the electrode group which has four blocks of the board | substrate center part.

〈半導体チップ〉
使用した半導体チップの概略平面図を図3に示す。半導体チップ30は、前記インターポーザ中央部の4ブロックにある電極12bに対向して実装するように作られている。チップはシリコン製、チップサイズは10mm×10mm×0.7mm、電極32はエリアアレイで4ブロックに配置されている。各ブロックの電極は、直径96μm、高さ40μmの銅ポストで、電極間ピッチは200μmである。1ブロックの電極数は22×22=484である。1チップ、すなわち4ブロックでは、484×4=1936の電極が備わっている。半導体チップ上面の電極(銅ピラー)以外の領域31は、シリコンチップの回路保護層であるポリイミドである。また、リフローフィルムの上下に半導体チップを積層したときには、下に位置する半導体チップの電極は銅ポストではなく図5に示すように金電極51の半導体チップを用いた。
<Semiconductor chip>
A schematic plan view of the used semiconductor chip is shown in FIG. The semiconductor chip 30 is formed so as to be opposed to the electrodes 12b in the four blocks at the center of the interposer. The chip is made of silicon, the chip size is 10 mm × 10 mm × 0.7 mm, and the electrodes 32 are arranged in 4 blocks in an area array. The electrode of each block is a copper post having a diameter of 96 μm and a height of 40 μm, and the pitch between the electrodes is 200 μm. The number of electrodes in one block is 22 × 22 = 484. In one chip, that is, four blocks, 484 × 4 = 1936 electrodes are provided. The region 31 other than the electrode (copper pillar) on the upper surface of the semiconductor chip is polyimide which is a circuit protection layer of the silicon chip. Further, when semiconductor chips were stacked on the upper and lower sides of the reflow film, the semiconductor chip of the gold electrode 51 was used as the electrode of the semiconductor chip located below, not a copper post, as shown in FIG.

〈洗浄〉
窒素雰囲気下で加熱してはんだの自己組織化を行った後、80℃に加熱した蒸留水に浸漬し、井内社製超音波洗機VS−100 SUNPARを用いて45kHzで10分間洗浄した。ただし、実施例5においては、蒸留水の代わりにメタノール/蒸留水=1/1(質量比)の混合溶媒を用いた。
<Washing>
After the solder was self-organized by heating in a nitrogen atmosphere, it was immersed in distilled water heated to 80 ° C., and washed for 10 minutes at 45 kHz using an ultrasonic cleaner VS-100 SUNPAR manufactured by Iuchi. However, in Example 5, a mixed solvent of methanol / distilled water = 1/1 (mass ratio) was used instead of distilled water.

作業性、はんだの自己組織化、樹脂の溶解除去性、対向電極間はんだ接合部位のボイド、半導体装置の電気伝導性の評価を表3に示す。評価方法および評価基準で特記しないものは表2の評価と同じである。   Table 3 shows the evaluation of workability, solder self-organization, resin dissolution and removal, voids at the solder joints between the counter electrodes, and electrical conductivity of the semiconductor device. The evaluation methods and evaluation criteria that are not specified are the same as those in Table 2.

〈作業性〉
作業性評価として、フィルム状又はペースト状サンプルを基板に10回載置又は塗布したときの載置量又は塗布量のばらつきを上述の式(1)より計算した。前記ばらつきが、20%未満のときA、20%を超え35%未満のときB、35%以上のときCとした。載置又は塗布したときの質量のばらつきが大きいほど載置量、塗布量の調整が頻繁に必要なり、作業性が悪くなる。
<Workability>
As the workability evaluation, the variation in the amount of placement or the amount of application when a film-like or paste-like sample was placed on or applied to the substrate 10 times was calculated from the above formula (1). When the variation was less than 20%, it was A, when it was more than 20% and less than 35%, B, and when it was 35% or more, C. The larger the variation in mass when placed or applied, the more frequently the placement amount and the application amount need to be adjusted, resulting in poor workability.

[評価方法]
〈はんだの自己組織化〉
窒素雰囲気下における加熱工程(リフロー)後、電極上へのはんだの自己組織化を確認するために、上述のマイクロフォーカスX線検査装置MF160Cを用いてX線透過観察した。はんだが集積していない電極でも暗く観察されるので、それよりも暗くなったことではんだの集積を判断できる。
[Evaluation method]
<Self-organization of solder>
After the heating step (reflow) in a nitrogen atmosphere, X-ray transmission observation was performed using the above-described microfocus X-ray inspection apparatus MF160C in order to confirm the self-organization of the solder on the electrode. Since an electrode on which solder is not accumulated is also observed dark, the accumulation of solder can be determined by the fact that it is darker than that.

電極と電極以外の領域を相対的に比べて、484個のうち全ての電極で暗く、電極以外の領域で明るく観察されたときには自己組織化されたとしてA、前記に該当しないときにはC、1箇所でも電極間にブリッジがあるとき(電極間が暗色でつながっている)はBで示す。   Comparing the electrode and the non-electrode region relatively, it is assumed that A is self-organized when it is dark in all of the 484 electrodes and brightly observed in the region other than the electrode, and C, if not, However, when there is a bridge between the electrodes (the electrodes are connected in a dark color), it is indicated by B.

〈樹脂の溶解除去性〉
電極以外の領域における、はんだ残渣や残存樹脂の有無については、上述のマイクロフォーカスX線検査装置MF160Cを用いたX線透過観察及び目視で確認した。はんだ残渣の有無の評価は、樹脂の溶解除去後に、X線透過観察してはんだ残渣が観察されないときはA、直径10μmの円に納まる大きさの前記残渣が1〜3箇所で観察されるときはB、前記大きさの前記残渣が4箇所以上観察されるとき又は前記大きさより大きい前記残渣が1箇所以上観察されるときはCで表3に示す。残存樹脂の有無の評価は、洗浄前後のX線透過観察及び目視(又はルーペなどを使用)で行った。
<Resolution removal of resin>
The presence or absence of solder residue or residual resin in the region other than the electrodes was confirmed by X-ray transmission observation and visual observation using the above-described microfocus X-ray inspection apparatus MF160C. The evaluation of the presence or absence of a solder residue is A. When the solder residue is not observed by X-ray transmission observation after the resin is dissolved and removed, the residue having a size that fits in a circle having a diameter of 10 μm is observed at 1 to 3 locations. B, when 4 or more of the residue of the size is observed or when 1 or more of the residue larger than the size is observed, C is shown in Table 3. The presence or absence of residual resin was evaluated by X-ray transmission observation and visual observation (or using a loupe or the like) before and after cleaning.

X線透過観察で、樹脂洗浄前に一箇所以上はんだ残渣が確認されて、洗浄後にはんだ残渣が確認できないときは、はんだ残渣が除去されているので、樹脂も除去されたと考えてA、洗浄後にも一箇所以上はんだ残渣が確認できたときには、樹脂も除去できていないと考えた。洗浄後にも、直径10μmの円に納まる大きさのはんだ残渣が1〜3箇所で観察されるときはB、前記大きさのはんだ残渣が4箇所以上観察されるとき又は前記大きさより大きいはんだ残渣が1箇所以上観察されるときはCとした。樹脂洗浄前にはんだ残渣が確認されないときは評価できないので−で表3に示す。また、基板間を目視又はルーペなどを使用して観察した結果、樹脂が全く確認できないときはA、樹脂が一箇所確認できるときはB、樹脂が二箇所以上確認できるときはCで表3に示す。   In X-ray transmission observation, when one or more solder residues are confirmed before resin cleaning, and solder residues cannot be confirmed after cleaning, the solder residue is removed, so the resin is also removed. However, when one or more solder residues were confirmed, it was considered that the resin could not be removed. Even after cleaning, B is observed when solder residues having a size that fits in a circle having a diameter of 10 μm are observed at 1 to 3 locations, and when solder residues of the size are observed at 4 locations or more, or solder residues larger than the size are observed. When one or more places were observed, it was set as C. It is shown in Table 3 because it cannot be evaluated when no solder residue is confirmed before resin washing. In addition, as a result of observing between the substrates visually or using a magnifying glass, A is shown when the resin cannot be confirmed at all; Show.

〈対向電極間はんだ接合部位のボイド〉
はんだバンプ内のボイドは、上述のマイクロフォーカスX線検査装置MF160Cを用いて観察した。484箇所中、全てのはんだ接合部位にボイドが観察されないときはA、ボイドが観察されるバンプの数が1〜2であるときはB、ボイドが観察されるバンプの数が3以上のときはCで表3に示す。なお、はんだの自己組織化及び樹脂の溶解除去性がともにBまたはCのときは、はんだ接合が形成されていないと判断し、評価は行わないで表3に−で示す。
<Void of solder joint part between counter electrodes>
The voids in the solder bumps were observed using the above-described microfocus X-ray inspection apparatus MF160C. When no voids are observed at all the solder joints in 484 locations, A when the number of bumps where voids are observed is 1-2, and when the number of bumps where voids are observed is 3 or more C shows in Table 3. When both the self-organization of the solder and the dissolution / removability of the resin are B or C, it is determined that no solder joint is formed, and the evaluation is shown as-in Table 3 without performing the evaluation.

〈半導体装置の電気伝導性〉
フリップチップ接続によりはんだ接合した半導体装置の1ブロックの電極群において、全ての対向電極(484箇所)を通過するデイジーチェーン回路について、ADVANTEST社製 R6871E DIGITAL MULTIMETER及びメカトロニクス社製 電流計 MODEL5964を用いて、電流を1mAと一定にして電気抵抗を測定した。その測定値が17Ω未満のときA、17〜19ΩのときB、19Ωを超えるときCとした。デイジーチェーン回路とは、上下の基板を糸で縫うような形態の回路で、「→下基板内部回路→下基板側電極→はんだ接合部位→対向する上基板側電極→上基板内部回路→隣接する上基板側電極→はんだ接合部位→対向する下基板側電極→下基板内部回路→」を繰り返した回路である。
<Electrical conductivity of semiconductor devices>
For a daisy chain circuit that passes through all the counter electrodes (484 locations) in one block of a group of electrodes of a semiconductor device soldered by flip-chip connection, using AD687TEST R6871 DIGITAL MULTITIMER and Mechatronics ammeter MODEL 5964, The electric resistance was measured with a constant current of 1 mA. When the measured value was less than 17Ω, it was A, when it was 17-19Ω, it was C when it exceeded 19Ω. A daisy chain circuit is a circuit in which the upper and lower boards are sewn with a thread. `` → Lower board internal circuit → Lower board side electrode → Solder joint site → Opposing upper board side electrode → Upper board internal circuit → Adjacent This is a circuit in which “upper substrate side electrode → solder joint site → opposing lower substrate side electrode → lower substrate internal circuit →” is repeated.

なお、はんだの自己組織化及び樹脂の溶解除去性がともにBまたはCのときは、はんだ接合が形成されていないと判断し、評価は行わないで表3に−で示す。
When both the self-organization of the solder and the dissolution / removability of the resin are B or C, it is determined that no solder joint is formed, and the evaluation is shown as-in Table 3 without performing the evaluation.

ただし、aは半導体チップ、bはインターポーザ、※はMeOH/HO=1/1を示す。 However, a represents a semiconductor chip, b represents an interposer, and * represents MeOH / H 2 O = 1/1.

実施例1〜8は、いずれも、作業性、はんだの自己組織化、樹脂の溶解除去性、はんだ接合部位のボイド、電気抵抗の評価において、全て良好な評価を得た。   Examples 1 to 8 all obtained favorable evaluations in terms of workability, solder self-assembly, resin dissolution and removal, solder joint voids, and electrical resistance.

それに対して、比較例1は、ペースト状であるため作業性が悪く、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いているため樹脂の溶解除去性が悪く、対流添加剤を加えているのではんだ接合部位ボイドが観察された。また、はんだ接合部にはエポキシ樹脂を含むので電気抵抗が高い。比較例2は、高分子量のポリビニルアルコールを用いて、低分子量成分であるグリセリンを添加していないものである。作業性は良いものの、はんだの自己組織化は起こらなかった。また、樹脂の溶解除去性も悪かった。比較例3は、グリセリンの含有量を大幅に増量したもので、フィルムとならずに、タックのあるペーストであった。そのため、作業性は悪かった。比較例4は、グリセリンの量を、本発明の条件を超える量を添加したもので、フィルムとなり作業性は良いものの、はんだの自己組織化の程度は悪く、電気伝導度も悪かった。   On the other hand, Comparative Example 1 is paste-like, so the workability is poor, and since an epoxy resin that is a thermosetting resin is used, the resin is poorly dissolved and removed, and a convection additive is added to the solder joint. Site voids were observed. Further, since the solder joint includes an epoxy resin, the electrical resistance is high. In Comparative Example 2, high molecular weight polyvinyl alcohol is used and glycerin which is a low molecular weight component is not added. Although workability was good, solder self-organization did not occur. In addition, the resin removability was poor. In Comparative Example 3, the content of glycerin was significantly increased, and the paste was tacky without being a film. Therefore, workability was bad. In Comparative Example 4, the amount of glycerin was added in an amount exceeding the conditions of the present invention, and although it became a film and the workability was good, the degree of self-organization of the solder was poor and the electrical conductivity was also bad.

以上のように実施例1〜8のリフローフィルムを用いてはんだ接合を形成したときは、比較例1のポリビニルアルコールを含まないペースト、比較例2の低分子量成分を含まないポリビニルアルコール系フィルム、比較例3〜4の低分子量成分の含有量が本発明の条件からはずれたポリビニルアルコール系ペースト及びフィルム、と比較して、作業性、はんだの自己組織化、及び樹脂の溶解除去性に優れ、バンプ高さばらつきが小さく、バンプ内ボイドの少ないはんだバンプ及びはんだバンプ付き基板を作ることができる。   When solder joints were formed using the reflow films of Examples 1 to 8 as described above, the paste containing no polyvinyl alcohol of Comparative Example 1, the polyvinyl alcohol film containing no low molecular weight component of Comparative Example 2, and the comparison Compared with the polyvinyl alcohol paste and film in which the content of low molecular weight components in Examples 3 to 4 deviates from the conditions of the present invention, the workability, the self-organization of the solder, and the dissolution and removal of the resin are excellent. A solder bump and a substrate with a solder bump can be made with a small height variation and a small number of voids in the bump.

また、作業性、はんだの自己組織化、及び樹脂の溶解除去性に優れ、はんだ接合部位のボイドが少なく、電気抵抗も低いはんだ接合部位及び半導体装置を作ることができる。   Moreover, it is excellent in workability, solder self-organization, and resin dissolution / removability, so that it is possible to produce a solder joint portion and a semiconductor device with low voids in the solder joint portion and low electrical resistance.

10 基板(インターポーザ)
11 基板上面の電極以外の領域(ソルダーレジスト)
12 電極
12a 基板周辺部の電極(群)
12b 基板中央部の電極(群)
21 リフローフィルム
22 イーグルガラス板(平板)
23 はんだバンプ
24 はんだ残渣を含むリフローフィルム
30 半導体チップ
31 半導体チップ上面の電極(銅ピラー)以外の領域(ポリイミド)
32 半導体チップの電極(銅ピラー)
43 対向電極間に形成されたはんだ接合部位
51 半導体チップの電極(金)
10 Substrate (interposer)
11 Substrate upper surface area other than electrodes (solder resist)
12 Electrode 12a Electrode (group) around substrate
12b Substrate electrode (group)
21 Reflow film 22 Eagle glass plate (flat plate)
23 Solder bump 24 Reflow film 30 containing solder residue Semiconductor chip 31 Area (polyimide) other than electrodes (copper pillars) on the upper surface of the semiconductor chip
32 Semiconductor chip electrodes (copper pillars)
43 Solder joint part 51 formed between opposed electrodes Semiconductor chip electrode (gold)

Claims (24)

ポリビニルアルコールと、水に溶解または分散する分子量500以下の化合物と、はんだ粒子とを含むフィルムであって、前記分子量500以下の化合物はポリビニルアルコール100質量部に対して20〜300質量部であり、前記はんだ粒子は前記フィルム中に分散した状態であることを特徴とするリフローフィルム。   A film comprising polyvinyl alcohol, a compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water, and solder particles, wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is 20 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyvinyl alcohol, The reflow film, wherein the solder particles are dispersed in the film. 前記分子量500以下の化合物が、沸点が100℃以上の低分子量アルコールであることを特徴とする請求項1記載のリフローフィルム。   The reflow film according to claim 1, wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is a low molecular weight alcohol having a boiling point of 100 ° C. or more. 前記分子量500以下の化合物が、グリセリンであることを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   The reflow film according to claim 1, wherein the compound having a molecular weight of 500 or less is glycerin. さらに金属酸化物を除去する成分を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   Furthermore, the component which removes a metal oxide is contained, The reflow film of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記はんだ粒子の累積粒度分布の微粒側から累積10%の粒径及び累積90%の粒径がいずれも1〜50μmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   The cumulative particle size distribution of the solder particles has a cumulative particle size of 10% and a cumulative particle size of 90% both within a range of 1 to 50 μm from the fine particle side. Reflow film as described in 2. 前記はんだ粒子が鉛フリーはんだであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   The reflow film according to claim 1, wherein the solder particles are lead-free solder. 前記はんだ粒子が錫、銀、及び銅の合金であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   The reflow film according to claim 1, wherein the solder particles are an alloy of tin, silver, and copper. 前記ポリビニルアルコール100質量部に対して、前記はんだ粒子を30〜500質量部含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のリフローフィルム。   The reflow film according to any one of claims 1 to 7, comprising 30 to 500 parts by mass of the solder particles with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のリフローフィルムを用いたはんだバンプ形成方法であって、
(ア)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、
(イ)前記リフローフィルム上に平板を載置して固定する工程、
(ウ)前記リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコール、および水に溶解または分散する分子量500以下の化合物が液状化する温度以上に加熱する工程、及び
(エ)前記(ウ)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程
を含むことを特徴とするはんだバンプ形成方法。
A solder bump forming method using the reflow film according to any one of claims 1 to 8,
(A) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate provided with electrodes;
(A) a step of placing and fixing a flat plate on the reflow film;
(C) a step of heating above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied; A solder bump forming method comprising a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).
前記(ウ)の工程を、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする請求項9記載のはんだバンプ形成方法。   The method of forming a solder bump according to claim 9, wherein the step (c) is performed in an inert gas atmosphere. 平板から基板へ向けて押圧した状態で前記(ウ)の工程を行うことを特徴とする請求項9〜10のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。   The method of forming a solder bump according to any one of claims 9 to 10, wherein the step (c) is performed in a state where the flat plate is pressed toward the substrate. 前記(エ)の工程において、電極表面以外に存在するはんだ粒子の残渣を含むリフローフィルムを水、アルコール、又は、これらの混合溶媒により除去することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。   The reflow film containing a residue of solder particles existing on the surface other than the electrode surface is removed with water, alcohol, or a mixed solvent thereof in the step (d). The method for forming a solder bump as described in the item. 前記(エ)の工程において、超音波を照射することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法。   The method of forming a solder bump according to claim 9, wherein an ultrasonic wave is irradiated in the step (d). 請求項1〜8のいずれか1項に記載のリフローフィルムを用いるはんだ接合の形成方法であって、
(a)電極を備える基板の電極面側に前記リフローフィルムを載置する工程、
(b)前記リフローフィルム上に、電極を備える別の基板の電極面側を積載し、上下基板の電極を前記リフローフィルムを介して互いに対向する位置で固定する工程、
(c)前記(b)の状態で、リフローフィルム内のはんだ粒子の溶融温度以上であって、かつ前記ポリビニルアルコール、および水に溶解または分散する分子量500以下の化合物が液状化する温度以上に加熱する工程、及び
(d)前記(c)の工程終了後に、前記リフローフィルムを溶解除去する工程
を含むことを特徴とするはんだ接合の形成方法。
A method for forming a solder joint using the reflow film according to any one of claims 1 to 8,
(A) a step of placing the reflow film on the electrode surface side of a substrate including an electrode;
(B) on the reflow film, loading the electrode surface side of another substrate having electrodes, and fixing the electrodes of the upper and lower substrates at positions facing each other via the reflow film;
(C) In the state of (b), heated above the melting temperature of the solder particles in the reflow film and above the temperature at which the polyvinyl alcohol and the compound having a molecular weight of 500 or less dissolved or dispersed in water are liquefied. And (d) a method for forming a solder joint, comprising: a step of dissolving and removing the reflow film after completion of the step (c).
前記(c)の工程を、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする請求項14記載のはんだ接合の形成方法。   The method of forming a solder joint according to claim 14, wherein the step (c) is performed in an inert gas atmosphere. 前記積載した基板を押圧した状態で前記(c)の工程を行うことを特徴とする請求項14〜15のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。   The method of forming a solder joint according to claim 14, wherein the step (c) is performed in a state where the loaded substrate is pressed. 前記(d)の工程において、水、アルコール、又は、これらの混合溶媒により、対向する電極間以外に存在するはんだ粒子の残渣を含むリフローフィルムを除去することを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。   In the step (d), the reflow film containing a residue of solder particles existing other than between the opposing electrodes is removed with water, alcohol, or a mixed solvent thereof. The method for forming a solder joint according to any one of the above items. 前記(d)の工程において、超音波を照射することを特徴とする請求項14〜17のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法。   The method for forming a solder joint according to any one of claims 14 to 17, wherein in the step (d), ultrasonic waves are applied. 請求項9〜13のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法により形成されたことを特徴とするはんだバンプ。   A solder bump formed by the solder bump forming method according to any one of claims 9 to 13. 請求項9〜13のいずれか1項に記載のはんだバンプ形成方法によりバンプが基板の電極上に形成されてなることを特徴とするはんだバンプ付き基板。   A substrate with solder bumps, wherein the bumps are formed on the electrodes of the substrate by the method for forming solder bumps according to any one of claims 9 to 13. 前記基板が半導体チップまたはインターポーザであることを特徴とする請求項19記載のはんだバンプ。   The solder bump according to claim 19, wherein the substrate is a semiconductor chip or an interposer. 前記基板が半導体チップまたはインターポーザであることを特徴とする請求項20記載のはんだバンプ付き基板。   The substrate with solder bumps according to claim 20, wherein the substrate is a semiconductor chip or an interposer. 請求項14〜18のいずれか1項に記載のはんだ接合の形成方法により、電極を備える二つの基板の対向電極間に形成されたことを特徴とするはんだ接合部位。   A solder joint portion formed between the opposing electrodes of two substrates having electrodes by the method for forming a solder joint according to any one of claims 14 to 18. 請求項23に記載のはんだ接合部位を有し、前記電極を備える基板の組み合わせが、半導体チップ及びインターポーザ、半導体チップ及び半導体チップ、インターポーザ及びインターポーザのうちのいずれかであることを特徴とする半導体装置。   24. A semiconductor device having the solder joint portion according to claim 23, wherein the combination of the substrates including the electrodes is any one of a semiconductor chip and an interposer, a semiconductor chip and a semiconductor chip, an interposer and an interposer. .
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