JP2013175546A - アンダーフィル材、及びそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】低圧力で半導体チップを搭載可能なアンダーフィル材、及びそれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルムを介して、ハンダバンプを有する半導体チップを基板上に搭載する半導体チップ搭載工程Ｓ３と、半導体チップと基板とをリフロー炉によりハンダ接続させるリフロー工程Ｓ４とを有する。アンダーフィルフィルムの膜形成樹脂の重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下であるため、加熱溶融時の粘度を低下させることができ、低圧力で半導体チップを搭載することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体搭載に用いられるアンダーフィル材、及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
近年、基板への半導体チップの搭載方法において、工程短縮を目的に、半導体ＩＣ（Integrated Circuit）電極と基板電極とを金属接合又は圧接接合する前にアンダーフィルフィルムを基板上に貼り付ける「先供給型アンダーフィルフィルム」の使用が検討されている。
この先供給型アンダーフィルフィルムを使用した搭載方法は、例えば、以下のように行われる（例えば、特許文献１、２参照。）。
工程Ａ：ウエハにアンダーフィルフィルムを貼り付け、ダイシングして半導体チップを得る。
工程Ｂ：基板上で半導体チップの位置合わせを行う。
工程Ｃ：高温・高圧により半導体チップと基板を圧着し、ハンダバンプの金属結合による導通確保、及びアンダーフィルフィルムの硬化による半導体チップと基板の接着を行う。
特開２００９−２３９１３８号公報 特開２０１１−０１４７１７号公報
しかしながら、前述した搭載方法では、工程Ｃにおいて、半導体チップと基板を比較的高圧力で圧着する必要があり、半導体チップへのダメージが懸念される。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、低圧力で半導体チップを搭載可能なアンダーフィル材、及びそれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
上述した課題を解決するために、本発明に係るアンダーフィル材は、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有することを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルムを介して、ハンダバンプを有する半導体チップを基板上に搭載する半導体チップ搭載工程と、前記半導体チップと前記基板とをリフロー炉によりハンダ接続させるリフロー工程とを有することを特徴とする。
本発明は、アンダーフィル材中の膜形成樹脂の重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下であるため、加熱溶融時の粘度を低下させることができ、低圧力で半導体チップを搭載することができる。
本実施の形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 ウエハ上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける工程を模式的に示す斜視図である。 ウエハをダイシングする工程を模式的に示す斜視図である。 半導体チップをピックアップする工程を模式的に示す斜視図である。 半導体チップを基板に搭載する工程を模式的に示す斜視図である。 ハンダ接続、ハンダ濡れ共に良好な状態の断面の模式図である。 ハンダ接続は良好だが、ハンダ濡れが不十分な状態の断面の模式図である。 ハンダ接続、ハンダ濡れ共に不十分な状態の断面の模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
１．アンダーフィル材
２．半導体装置の製造方法
３．実施例
＜１．アンダーフィル材＞
本実施の形態におけるアンダーフィル材は、膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有する。
膜形成樹脂は、重量平均分子量Ｍｗが５０００ｇ／ｍｏｌ以上３００００ｇ／ｍｏｌ以下であることが好ましく、好ましくは１００００ｇ／ｍｏｌ以上２５０００ｇ／ｍｏｌ以下である。重量平均分子量Ｍｗが３００００ｇ／ｍｏｌを超えると最低溶融粘度が高くなり、低圧で半導体チップを搭載することが困難となる。一方、重量平均分子量Ｍｗが低すぎるとフィルムの成膜性が悪くなる。
また、膜形成樹脂は、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比で表される分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下である。分子量分布が２．０を超えると低い最低溶融粘度を得るのが困難となる。このような分子量分布が狭い樹脂は、例えばリビング重合により得ることができる。また、例えば触媒の種類や量を調整するなどの通常の手法により、分子量分布が狭い樹脂を得ることも可能である。
膜形成樹脂は、前記物性を満たすものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリビニルフェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ブチラール樹脂などの種々の樹脂を用いることができる。これらの膜形成樹脂は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。
これらの膜形成樹脂の中でも膜形成状態、接続信頼性などの観点からポリビニルフェノール樹脂が好適に用いられる。ポリビニルフェノール樹脂としては、例えば、ｐ−ヒドロキシスチレン（ＰＨＰ）とエチルビニルエーテル（ＥＶＥ）とのリビングカチオン重合法により得られるトリブロック共重合体を挙げることができる。
ｐ−ヒドロキシスチレン（ＰＨＰ）とエチルビニルエーテル（ＥＶＥ）との共重合体を使用する場合、その組成比（ＰＨＰ／ＥＶＡ）は、２０／８０以上７０／３０以下であることが好ましく、より好ましくは３０／７０以上５０／５０以下である。ｐ−ヒドロキシスチレンは、エポキシ硬化剤としても機能するため、エポキシ硬化剤の配合量を調整することができる。
膜形成樹脂の使用量は、少なすぎるとフィルムを形成せず、多すぎると電気接続を得るための樹脂の排除性が低くなる傾向があるため、樹脂固形分（膜形成樹脂とエポキシ樹脂の合計）の３０〜８０質量％であることが好ましく、より好ましくは４０〜７０質量％である。
エポキシ樹脂としては、例えば、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらのうち高接着性、耐熱性の点から、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
エポキシ硬化剤は、特に限定されるものではないが、電極にハンダが使用される場合、ハンダ表面の酸化膜を除去するフラックス機能を有する酸無水物をエポキシ硬化剤として用いることが好ましい。酸無水物硬化剤としては、例えばテトラプロペニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、などの脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの芳香族酸無水物などを挙げることができる。これらのエポキシ硬化剤は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらのエポキシ硬化剤の中でもこれらのうちハンダ接続性の点から、脂肪族酸無水物を用いることが好ましい。
エポキシ硬化剤の使用量は、硬化有効量が配合され、少なすぎるとハンダ濡れが不十分となり、多すぎると保存安定性が低下する傾向がある。エポキシ硬化剤として脂肪族酸無水物を使用した場合、エポキシ樹脂１００重量部に対して１５質量部以上９０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは４０質量部以上７０質量部以下である。
また、必要に応じて硬化促進剤を含有させてもよい。硬化促進剤の具体例としては、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７塩（ＤＢＵ塩）、２−（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第３級アミン類、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾ−ル類、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物などが挙げられる。また、硬化促進剤は、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜５．０質量部が必要に応じて配合される。
さらに、必要に応じてシリカ、アルミナ、ガラスファイバー、タルクなどの充填材や離型剤、顔料、表面処理剤、粘度調整剤、可塑剤、安定剤、カップリング剤など、種々の配合剤を添加してもよい。
このような構成からなるアンダーフィル材は、膜形成樹脂の重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下であるため、加熱溶融時の粘度を低下させることができ、低圧力で半導体チップを搭載することができる。また、エポキシ硬化剤として、酸無水物を用いることにより、ハンダ表面の酸化膜を除去するフラックス機能を付与することができる。また、膜形成樹脂として、エポキシ硬化剤としても機能するｐ−ヒドロキシスチレンとエチルビニルエーテルとのトリブロック共重合体を用いることにより、エポキシ硬化剤の配合量を調整することができる。
次に、前述したアンダーフィル材の製造方法について説明する。ここでは、アンダーフィル材が膜状に形成されたアンダーフィルフィルムの製造方法について説明する。アンダーフィルフィルムの製造方法は、剥離基材上に、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有する組成物を塗布する塗布工程と、剥離基材上の組成物を乾燥させる乾燥工程とを有する。
塗布工程では、剥離基材上に、膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有する組成物を前述の構成となるように調整後、バーコーター、塗布装置等を用いて塗布する。剥離基材は、例えば、シリコーンなどの剥離剤をＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などに塗布した積層構造からなり、組成物の乾燥を防ぐとともに、組成物の形状を維持する。また、組成物は、有機溶剤に溶解させて得られる。有機溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、又はこれらの混合溶剤、その他各種有機溶剤を用いることができる。
次の乾燥工程では、剥離基材上の組成物を熱オーブン、加熱乾燥装置などにより乾燥させる。これにより、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルムを得ることができる。
＜２．半導体装置の製造方法＞
次に、前述したアンダーフィルフィルムを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
図１は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施の形態における半導体装置の製造方法は、アンダーフィルフィルム貼付工程Ｓ１と、ダイシング工程Ｓ２と、半導体チップ搭載工程Ｓ３と、リフロー工程Ｓ４とを有する。
図２は、ウエハ上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける工程を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、アンダーフィルフィルム貼付工程Ｓ１では、ウエハ１１の直径よりも大きな直径を有するリング状又は枠状のフレームを有する治具１３によりウエハ１１を固定し、ウエハ１１上にアンダーフィルフィルム１２を貼り付ける。アンダーフィルフィルム１２は、ウエハ１１のダイシング時にウエハ１１を保護・固定し、ピックアップ時に保持するダイシングテープとして機能する。なお、ウエハ１１には多数のＩＣ（Integrated Circuit）が作り込まれ、ウエハ１１の接着面には、スクライブラインによって区分される半導体チップ毎にハンダバンプが設けられている。
図３は、ウエハをダイシングする工程を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、ダイシング工程Ｓ２では、ブレード１４をスクライブラインに沿って押圧してウエハ１１を切削し、個々の半導体チップに分割する。
図４は、半導体チップをピックアップする工程を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、各アンダーフィルフィルム１２付き半導体チップ１５は、アンダーフィルフィルム１２に保持されてピックアップされる。
図５は、半導体チップを基板に搭載する工程を模式的に示す斜視図である。基板１６は、例えばリジット基板やフレキシブル基板であり、半導体チップ１５が搭載される実装部には、半導体チップ１５のハンダバンプと導通接続される電極が形成されている。
図５に示すように、半導体チップ搭載工程Ｓ３では、アンダーフィルフィルム１２付き半導体チップ１５と基板１６とをアンダーフィルフィルム１２を介して配置する。また、アンダーフィルフィルム１２付き半導体チップ１５をハンダバンプと基板電極とが対向するように位置合わせして配置する。
そして、加熱ボンダーによって、アンダーフィルフィルム１２に流動性は生じるが、本硬化は生じない程度の所定の温度、圧力、時間の条件で加熱押圧し、仮固定する。仮固定時の温度条件は６０℃以上１５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは８０℃以上１２０℃以下である。また、圧力条件は１０Ｎ以下であることが好ましく、より好ましくは８Ｎ以下である。また、時間条件は１秒以上１２０秒以下であることが好ましく、より好ましくは５秒以上６０秒以下である。これにより、ハンダバンプが溶融せずに基板１６側の電極と接している状態とすることができ、アンダーフィルフィルム１２が完全硬化していない状態とすることができる。また、低い温度で仮固定するため、ボイドの発生を抑制し、半導体チップ１５へのダメージを低減することができる。
次のリフロー工程Ｓ４では、リフロー炉の高熱によりハンダバンプを溶融させ、金属結合を形成させるとともに、アンダーフィルフィルム１２を完全硬化させる。リフロー時の温度条件は、ハンダの種類にもよるが、２００℃以上２８０℃以下であることが好ましく、より好ましくは２４０℃以上２６０℃以下である。また、時間条件は５秒以上５００秒以下であることが好ましく、より好ましくは１０秒以上１００秒以下である。これにより、ハンダバンプと基板電極とを金属結合させるとともに、アンダーフィルフィルム１２を完全硬化させ、半導体チップ１５の電極と基板１６の電極とを電気的、機械的に接続することができる。
このように本実施の形態における半導体装置の製造方法は、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルム１２を介して、ハンダバンプを有する半導体チップ１５を基板１６上に搭載する半導体チップ搭載工程Ｓ３と、半導体チップ１５と基板１６とをリフロー炉によりハンダ接続させるリフロー工程Ｓ４とを有することにより、半導体チップ１５が比較的低圧力で搭載されるため、半導体チップ１５へのダメージを低減することができる。
なお、前述の実施の形態では、アンダーフィルフィルムをダイシングテープとして機能させることとしたが、これに限られるものではなく、ダイシングテープを別に用い、ダイシング後にアンダーフィルフィルムを使用してフリップチップ実装を行ってもよい。
＜３．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、膜形成樹脂としてｐ−ヒドロキシスチレン（ＰＨＰ）とエチルビニルエーテル（ＥＶＥ）とのリビングカチオン重合法により得られるトリブロック共重合体を配合し、先供給型のアンダーフィルフィルムを作製した。そして、このアンダーフィルフィルムを用いて基板上に半導体チップを実装した。
ここでは、アンダーフィルフィルムの最低溶融粘度、実装体の最低搭載圧力、ハンダ接続状態、割れまたは反りの有無、及びボイドの有無を評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［評価方法］
（最低溶融粘度）
レオメータ（ＴＡ社製ＡＲＥＳ）を用いて、５℃／ｍｉｎ、１Ｈｚの条件でサンプルの最低溶融粘度を測定した。
（最低搭載圧力）
フリップチップボンダー（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ社製ＦＣＢ３）の設定圧力を変えてサンプルを圧着させ、ハンダバンプが基板側の電極と接している状態とすることができる最低の設定圧力を最低搭載圧力（Ｎ）とした。
（ハンダ接続状態）
サンプルを切断し、断面研磨を行い、図６〜図８に示す断面の模式図のようにアンダーフィルフィルム１２硬化後の半導体チップ１５の電極１５１と基板１６の電極１６１との間のハンダ２０の状態をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）観察した。図６に示すように、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に良好な状態を◎とし、図７に示すように、ハンダ接続は良好だが、ハンダ濡れが不十分な状態を○とし、図８に示すように、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に不十分な状態を×とした。
（割れまたは反りの有無）
顕微鏡により目視観察し、サンプルの割れまたは反りのいずれか一方が発生している場合を「有」、両方とも発生していない場合を「無」とした。なお、一般的に、反りが生じると、長期信頼性に悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
（ボイドの有無）
ＳＡＴ（Scanning Acoustic Tomograph, 超音波映像装置）を用いて観察し、ボイドが発生している場合を「有」、両方とも発生していない場合を「無」とした。なお、一般的に、ボイドが生じると、長期信頼性に悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
［実施例１］
アンダーフィルフィルムを次のように作製した。トルエンと酢酸エチルとが５０／５０ｗｔ％の溶剤を使用し、エポキシ樹脂１００質量部に対して、膜形成樹脂を７０質量部、硬化剤を４０質量部、硬化触媒を２質量部配合し、エポキシ樹脂組成物を作成した。
膜形成樹脂は、ｐ−ヒドロキシスチレン（ＰＨＰ）とエチルビニルエーテル（ＥＶＥ）とのリビングカチオン重合法により得られるトリブロック共重合体を使用した。具体的には、組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝５０：５０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝５０／５０）を使用した。また、エポキシ樹脂として三菱化学社製ＪＥＲ１０３１Ｓ、硬化剤として新日本理化社製リカシッドＤＤＳＡ、及び硬化触媒としてサンアプロ社製Ｕ−ＣＡＴ５００２を使用した。
このエポキシ樹脂組成物をシリコーン処理されたＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）フィルム上にバーコーターで塗布後、８０℃の熱風を５分間吹き掛けて乾燥させ、厚さ３０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した。
ウエハ上に上記アンダーフィルフィルムを貼り付け、ダンシングして半導体チップを得た。１００℃の温度条件において、最低搭載圧力として半導体チップのハンダバンプと基板側のバンプが接する状態まで圧力を掛けた状態で、１０秒間圧着し、半導体を搭載した。その後、最大２６０℃のリフロー炉を通し、半導体チップと基板とをハンダ接続させた。
表１に、実施例１のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。実施例１のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより小さい値であり、実施例１のアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示すことが分かった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより小さい値であり、低圧力での搭載が可能であることが分かった。また、実施例１の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に良好な状態であり、割れまたは反りのいずれの発生もなく、ボイドの発生もなかった。
［実施例２］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤を７０質量部配合し、膜形成樹脂として組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝３０：７０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝３０／７０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、実施例２のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。実施例２のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより小さい値であり、実施例２のアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示すことが分かった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより小さい値であり、低圧力での搭載が可能であることが分かった。また、実施例２の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に良好な状態であり、割れまたは反りのいずれの発生もなく、ボイドの発生もなかった。
［実施例３］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、膜形成樹脂を１００質量部配合し、膜形成樹脂として組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝３０：７０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝３０／７０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、実施例３のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。実施例３のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより小さい値であり、実施例３のアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示すことが分かった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより小さい値であり、低圧力での搭載が可能であることが分かった。また、実施例３の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に良好な状態であり、割れまたは反りのいずれの発生もなく、ボイドの発生もなかった。
［実施例４］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤を１５質量部配合し、膜形成樹脂として組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝７０：３０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝７０／３０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、実施例４のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。実施例４のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより小さい値であり、実施例４のアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示すことが分かった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより小さい値であり、低圧力での搭載が可能であることが分かった。また、実施例４の実装体は、ハンダ接続は良好であったが、ハンダ濡れが不十分な状態であった。また、実施例５の実装体は、割れまたは反りのいずれの発生もなく、ボイドの発生もなかった。
［実施例５］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤を９０質量部配合し、膜形成樹脂として組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝２０：８０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝２０／８０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、実施例５のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。実施例５のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより小さい値であり、実施例５のアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示すことが分かった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより小さい値であり、低圧力での搭載が可能であることが分かった。また、実施例５の実装体は、ハンダ接続は良好であったが、ハンダ濡れが不十分な状態であった。また、実施例５の実装体は、割れまたは反りのいずれの発生もなく、ボイドの発生もなかった。
［比較例１］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤として、ＤＩＣ社製フェノライトＴＤ２１３１を３０質量部及び新日本理化社製リカシッドＤＤＳＡを６０質量部配合し、膜形成樹脂として重量平均分子量Ｍｗが５００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．５である新日鐵化学社製フォノトートＹＰ５０を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、比較例１のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。比較例１のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより大きい値であり、比較例１のアンダーフィルフィルムは、流動性が不十分であった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより大きい値であり、半導体搭載に高い圧力が必要であった。また、比較例１の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に不十分な状態であり、割れまたは反りの発生、及びボイドの発生が見られた。
［比較例２］
エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤として、ＤＩＣ社製フェノライトＴＤ２１３１を３０質量部及び新日本理化社製リカシッドＤＤＳＡを６０質量部配合し、膜形成樹脂として重量平均分子量Ｍｗが８５０００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．４であるナガセケムテックス社製テイサンレジンＳＧ−Ｐ３を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、比較例２のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。比較例２のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより大きい値であり、比較例２のアンダーフィルフィルムは、流動性が不十分であった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより大きい値であり、半導体搭載に高い圧力が必要であった。また、比較例２の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に不十分な状態であり、割れまたは反りの発生、及びボイドの発生が見られた。
［比較例３］
膜形成樹脂として組成比がＰＨＰ：ＥＶＥ＝５０：５０、重量平均分子量Ｍｗが２００００ｇ／ｍｏｌ、及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０である丸善石油化学社製マルカリンカーＴＢ（ＰＨＰ／ＥＶＥ＝５０／５０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてアンダーフィルフィルムを作製し、実装体を作製した。
表１に、比較例３のアンダーフィルフィルム及び実装体の評価結果を示す。比較例３のアンダーフィルフィルムの最低溶融粘度は、１５．０Ｐａ・ｓより大きい値であり、比較例３のアンダーフィルフィルムは、流動性が不十分であった。また、半導体搭載時における最低搭載圧力は、１０．０Ｎより大きい値であり、半導体搭載に高い圧力が必要であった。また、比較例３の実装体は、ハンダ接続、ハンダ濡れ共に不十分な状態であり、割れまたは反りの発生、及びボイドの発生が見られた。
Figure 2013175546
表１に示す結果より、重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルムは、優れた流動性を示し、低圧力での搭載が可能であることが分かった。
具体的には、ｐ−ヒドロキシスチレンとエチルビニルエーテルとの組成比（ｐ−ヒドロキシスチレン／エチルビニルエーテル）が２０／８０以上７０／３０以下である膜形成樹脂を用い、酸無水物をエポキシ樹脂１００質量部に対し、１５質量部以上９０質量部以下配合することにより、ハンダ接続状態が良好となり、割れまたは反りの発生、及びボイドの発生を防ぐことができた。
さらに、ｐ−ヒドロキシスチレンとエチルビニルエーテルとの組成比（ｐ−ヒドロキシスチレン／エチルビニルエーテル）が３０／７０以上５０／５０以下である膜形成樹脂を用い、酸無水物をエポキシ樹脂１００質量部に対し、４０質量部以上７０質量部以下配合することにより、ハンダ濡れが良好な状態となることが分かった。
１１ ウエハ、 １２ アンダーフィルフィルム、 １３ 治具、 １４ ブレード、 １５ 半導体チップ、 １６ 基板、 ２０ ハンダ、 １５１ 電極、 １６１ 電極

Claims (6)

  1. 重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィル材。
  2. 前記エポキシ硬化剤は、酸無水物である請求項１記載のアンダーフィル材。
  3. 前記膜形成樹脂が、ｐ−ヒドロキシスチレンとエチルビニルエーテルとのトリブロック共重合体である請求項２記載のアンダーフィル材。
  4. 前記ｐ−ヒドロキシスチレンと前記エチルビニルエーテルとの組成比（ｐ−ヒドロキシスチレン／エチルビニルエーテル）が２０／８０以上７０／３０以下であり、
    前記エポキシ硬化剤は、前記エポキシ樹脂１００質量部に対し、１５質量部以上９０質量部以下配合される請求項３記載のアンダーフィル材。
  5. 前記ｐ−ヒドロキシスチレンと前記エチルビニルエーテルとの組成比（ｐ−ヒドロキシスチレン／エチルビニルエーテル）が３０／７０以上５０／５０以下であり、
    前記エポキシ硬化剤は、前記エポキシ樹脂１００質量部に対し、４０質量部以上７０質量部以下配合される請求項３記載のアンダーフィル材。
  6. 重量平均分子量が３００００ｇ／ｍｏｌ以下、分子量分布が２．０以下の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、エポキシ硬化剤とを含有するアンダーフィルフィルムを介して、ハンダバンプを有する半導体チップを基板上に搭載する半導体チップ搭載工程と、
    前記半導体チップと前記基板とをリフロー炉によりハンダ接続させるリフロー工程と
    を有する半導体装置の製造方法。
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