JP2013187491A - 回路接続構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りを低減することができる回路接続構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、配線回路基板１１及び配線１３を有する回路部材１０と、半導体チップ２１及び配線２３を有する回路部材２０と、を準備する準備工程と、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層４０ａを介在させて回路部材１０及び回路部材２０を圧着し、配線１３及び配線２３が互いに電気的に接続された積層体１００ａを得る接続工程と、接続工程の後、積層体１００ａを温度Ｔ１で加熱する第１の加熱工程と、第１の加熱工程の後に、積層体１００ａを温度Ｔ２で加熱する第２の加熱工程と、を備え、温度Ｔ１及び温度Ｔ２が下記式（１）の条件を満たす。
温度Ｔ１＞温度Ｔ２≧接着剤層４０ａのガラス転移温度 ・・・（１）
【選択図】図７

Description

本発明は、回路接続構造体の製造方法に関する。

従来、半導体装置等の回路接続構造体の製造に際し、例えば半導体チップと基板の接続には、金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤーボンディング方式が広く適用されている。一方、回路接続構造体に対する高機能・高集積・高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板とを直接接続するフリップチップ接続方式（ＦＣ接続方式）が広まりつつある。

フリップチップ接続方式としては、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法、超音波振動を印加して金属接合させる方法、樹脂の収縮力によって機械的接触を保持する方法等が知られている。これらの中でも、フリップチップ接続方式としては、接続部の信頼性の観点から、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法が一般的である。例えば、基板と半導体チップとの接続においては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等に盛んに用いられているＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の接続方式もフリップチップ接続方式である。

さらに、更なる小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、上述した接続方式を積層・多段化したチップスタック型パッケージやＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ Ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）等も広く普及し始めている。このような技術は、積層対象を二次元的（平面状）ではなく三次元的（立体状）に配置することで、パッケージを小さくできる。そのため、上記の技術は多用されており、半導体の性能向上、ノイズ低減、実装面積の削減及び省電力化に有効であり、次世代の半導体配線技術として注目されている。

フリップチップ実装方式（接続方式）は、大きく分けて二つあり、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式と、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式とがある（例えば、下記特許文献１〜４参照）。Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式は、リフロー炉等で接続部の金属（ハンダ等）を溶融させる加熱プロセスを経て接続部同士を接続した後に、接続部に半導体封止用接着剤を供給する方式である。Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式は、前記半導体封止用接着剤を供給した状態で、接続部を構成する材料の融点以上に接続部を加熱する加熱プロセスを経て接続部同士を接続する方式である。

ＣＰＵ、ＭＰＵ等に用いられるエリアアレイ型の半導体パッケージでは、高機能化が強く要求され、チップの大型化、ピン（バンプ、配線）数の増加、及び、ピッチやギャップの高密度化が求められている。これに対し、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式では、チップの大型化、多ピン化、及び、バンプの狭ピッチ化や狭ギャップ化に伴い、半導体封止用接着剤の注入に時間を要するようになり、生産性が低下する場合がある。一方、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接着剤の注入に関する上記懸念事項はない。

特開２００１−２２３２２７号公報 特開２００２−２８３０９８号公報 特開２００５−２７２５４７号公報 特開２００６−１６９４０７号公報

ところで、回路部材同士を電気的に接続する場合、接続部を構成する材料の融点以上の温度で加熱する接続プロセス（例えば、金属がハンダであれば２４０℃以上の温度で加熱するプロセス）や、その後の加熱工程（例えば熱硬化工程）等において回路接続構造体が高温になる場合がある。この場合、回路接続構造体の構成部材同士（例えば半導体チップと配線回路基板）の熱膨張率が異なると、回路接続構造体が加熱されて高温になった後に回路接続構造体の温度が低くなる際に、構成部材同士の収縮率の差に起因して回路接続構造体に反りが生じる場合がある。

このような回路接続構造体に生じる反りが大きくなると、例えば、回路接続構造体をマザーボード等に実装する必要があるパッケージでは、実装に際して接続部が破損してしまう場合や、接触不足等により電気的接続が十分に確保し難くなる場合がある。また、回路接続構造体に生じる反りが大きくなると、パッケージが占める積層方向の大きさが大きくなる傾向にあるため、電気機器の薄型化や小型化に対応し難くなる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、反りを低減することができる回路接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板、及び、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部を有する第１の回路部材と、第２の基板、及び、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着し、第１の接続部及び第２の接続部が互いに電気的に接続された積層体を得る接続工程と、接続工程の後、積層体を温度Ｔ１で加熱する第１の加熱工程と、第１の加熱工程の後に、積層体を温度Ｔ２で加熱する第２の加熱工程と、を備え、温度Ｔ１及び温度Ｔ２が下記式（１）の条件を満たす。
温度Ｔ１＞温度Ｔ２≧接着剤層の硬化物のガラス転移温度 ・・・（１）

本発明に係る回路接続構造体の製造方法では、第２の加熱工程において、接着剤層の硬化物のガラス転移温度以上の温度で積層体を加熱することにより、反りを緩和するための柔軟性を接着剤層が有する状態を維持している。そして、本発明に係る回路接続構造体の製造方法では、第２の加熱工程において、第１の加熱工程の加熱温度未満の温度で積層体を加熱することにより、第１の加熱工程と第２の加熱工程の温度差で生じる反りを第２工程中に緩和すると共に、第１の加熱工程の温度に比べて第２の加熱工程の温度の方が低いことにより、積層体の温度が低くなる時（例えば室温（２５℃）に戻る時）の反りが小さくなるため、第１の加熱工程後において積層体に残存する反りを低減することができる。

接着剤層の硬化物のガラス転移温度は、４０〜２００℃であってもよい。

接着剤層は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有していてもよい。この場合、接着剤層の硬化が進行し易くなり、接着剤層の硬化不足に起因するスプリングバックボイドの発生や接続不良の発生を抑制し易くなる。

ところで、上述したパッケージの多くの接続部（例えばバンプや配線）には、ハンダ、錫、金、銀、銅及びニッケル等の金属や、これらを含んだ導電材料が用いられる。接続部が銅、ハンダ等の金属により形成されている場合、当該金属が酸化して接続部に酸化物が生じやすい傾向があると共に、金属表面に酸化物等の不純物が付着しやすい傾向がある。これらの酸化物や不純物が存在していると、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性が十分に確保し難くなる場合があり、パッケージを組み立て難くなる場合がある。これに対し、上記接着剤層は、フラックス剤を含有していてもよい。この場合、フラックス剤が除去剤として作用してフラックス活性を十分に発現させることができる。これにより、酸化物や不純物を生じやすい金属によって接続部が形成されている場合であっても、酸化物や不純物を除去することができるため、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。また、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接続部同士の接続と同時に酸化物や不純物を除去できるため、このような酸化物や不純物の除去方法をＰｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式で採用すると、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式に比べて作業性や生産性を向上させることができる。

本発明によれば、反りを低減することができる回路接続構造体の製造方法を提供することができる。このような本発明によれば、例えば半導体チップを配線回路基板に実装した後にマザーボード等に二次実装する必要があるパッケージ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等）のように、回路接続構造体をマザーボード等に実装する必要があるパッケージにおいて、接続部が破損することや接触不足等により電気的接続が十分に確保し難くなることを抑制することができると共に、上記パッケージを用いた電気機器の薄型化や小型化に容易に対応することができる。

また、本発明によれば、短時間で効率よく反りを緩和することもできる。さらに、本発明によれば、作業性や生産性を向上させることも可能であり、回路接続構造体を低コストに製造することができる。

本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。

以下、場合により図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、以下の説明において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

＜回路接続構造体＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図２は、第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図３は、第３実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図４は、他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。

図１に示される半導体装置（回路接続構造体）１００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置１００は、回路部材１０と、回路部材２０と、接続バンプ３０と、接続部材４０と、を備えている。回路部材１０は、配線回路基板（第１の基板）１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の配線（第１の接続部）１３と、を有している。回路部材２０は、半導体チップ（第２の基板）２１と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の配線（第２の接続部）２３と、を有している。半導体装置１００は、例えば、配線１３として銅配線を備え、配線２３として銅ピラーを備え、接続バンプ３０としてハンダバンプを備えたパッケージである。接続バンプ３０の配置構成は、例えば、フルアレイ配置である。

配線回路基板１１及び半導体チップ２１は、互いに対向しており、配線１３，２３及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている。配線１３及び配線２３は、接続バンプ３０を介して電気的に接続されている。接続部材４０は、配線回路基板１１及び半導体チップ２１間に隙間なく充填された接着剤組成物の硬化物から形成されている。配線１３，２３及び接続バンプ３０は、接続部材４０により封止されており外部環境から遮断されている。

図２に示される半導体装置（回路接続構造体）２００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置２００は、ソルダーレジスト（絶縁層）３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、接続部材４０がソルダーレジスト３４及び半導体チップ２１間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。

図３に示される半導体装置（回路接続構造体）３００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置３００は、ソルダーレジスト３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、ソルダーレジスト（絶縁層）３６が半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置されており、接続部材４０がソルダーレジスト３４及びソルダーレジスト３６間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。

ソルダーレジスト３４，３６には、接続バンプ３０が配置される位置に開口が形成されている。ソルダーレジスト３４，３６を設けることにより、配線間のブリッジの発生を抑制し、接続信頼性・絶縁信頼性を更に向上させることができる。ソルダーレジスト３４，３６は、例えば、市販のソルダーレジスト用インキを用いて形成することができる。市販のソルダーレジスト用インキとしては、具体的には、ＳＲシリーズ（日立化成工業株式会社製、商品名）及びＰＳＲ４０００−ＡＵＳシリーズ（太陽インキ製造（株）製、商品名）等が挙げられる。

図４（ａ）に示される半導体装置（回路接続構造体）４００では、ＣＯＣ型の接続方式が採用されている。半導体装置４００は、半導体チップ５１と、半導体チップ５１の主面５１ａ上に配置された複数の配線５３とを有する回路部材５０を回路部材１０に代えて備え、半導体チップ２１及び半導体チップ５１が配線２３，５３及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。

図４（ｂ）に示される半導体装置（回路接続構造体）５００は、回路部材６０と、回路部材７０と、接続部材４０と、を備えている。回路部材６０は、配線回路基板（第１の基板）６１と、配線回路基板６１の主面６１ａ上に配置された複数のバンプ（第１の接続部）６３と、を有している。回路部材７０は、半導体チップ（第２の基板）７１と、半導体チップ７１の主面７１ａ上に配置された複数のバンプ（第２の接続部）７３と、を有している。配線回路基板６１及び半導体チップ７１は、互いに対向しており、バンプ６３，７３によりフリップチップ接続されている。バンプ６３及びバンプ７３は、互いに接した状態で電気的に接続されている。バンプ６３，７３は、接続部材４０により封止されており外部環境から遮断されている。

図４（ｃ）に示される半導体装置（回路接続構造体）６００は、半導体チップ８１と半導体チップ８１の主面８１ａ上に配置された複数のバンプ８３とを有する回路部材８０を回路部材６０に代えて備え、半導体チップ７１及び半導体チップ８１がバンプ７３，８３によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置５００と同様の構成を有している。

なお、上記のとおり、半導体装置の構成は、互いに対向する基板のうちの一方が半導体チップであり、他方が配線回路基板又は半導体チップである構成であってもよい。また、半導体装置の構成は、配線回路基板同士が接続された構成であってもよい。

半導体チップ及び配線回路基板間で電気的接続を行う半導体装置では、半導体チップ間で電気的接続を行うＣＯＣ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）型のような接続方式を採用する半導体装置に比して、反りの低減効果が発現し易い。また、接続される基板の熱膨張率は、互いに異なっていてもよく、熱膨張率の差が大きいほど反りの低減効果が発現し易い。半導体チップ及び配線回路基板間で電気的接続を行う半導体装置では、配線回路基板側に反りが生じる傾向がある。

配線やバンプが主面に配置された基板同士の接続は、フリップチップ接続であればよく、バンプと配線、バンプとバンプによる金属接合のいずれであってもよい。バンプは、半導体チップ及び配線回路基板のいずれに形成されていてもよい。

半導体チップの構成材料としては、特に限定はなく、シリコン、ゲルマニウム等の同一種類の元素から構成される元素半導体や、ガリウムヒ素、インジウムリン等の化合物半導体など、各種半導体を用いることができる。半導体チップの厚さは、例えば２０〜７６０μｍである。半導体チップの主面の面積は、例えば２０〜９００ｍｍ^２である。

配線を有する配線回路基板（半導体基板）としては、通常の回路基板であれば特に制限はなく、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエステル、セラミック、エポキシ又はビスマレイミドトリアジン等を主な成分とする絶縁基板の表面に、金属膜の不要な個所をエッチング除去して形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に金属めっき等によって形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に導電性物質を印刷して形成された配線パターンを有する回路基板等を用いることができる。配線回路基板の厚さは、例えば１００〜２０００μｍである。配線回路基板の主面の面積は、例えば２５〜９００００ｍｍ^２である。

配線（配線パターン）やバンプ（導電性突起）の材質としては、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする材質が用いられる。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。また、上記材質として、ハンダのようなクリープ特性を発現する金属を用いると、時間の経過に伴い回路接続構造体内の応力が緩和されて、反りを更に低減することができる。但し、緩和量や緩和時間は条件によって大きく異なる。配線及びバンプは、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、配線及びバンプは、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。配線及びバンプの高さは、例えば１〜１００μｍである。

上記配線及びバンプの表面には、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする金属層が形成されていてもよい。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。この金属層は、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、上記金属層は、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。

また、回路接続構造体は、半導体装置１００〜６００に示すような構造（パッケージ）が複数積層されていてもよい。この場合、半導体装置１００〜６００は、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ又はニッケル等を含むバンプや配線で互いに電気的に接続されていてもよい。バンプや配線の材質としては、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。

半導体装置を複数積層する手法としては、例えばＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）技術のように、複数の回路部材をフリップチップ接続又は積層し、回路部材を貫通する孔を形成し、パターン面の接続部（電極等）をつなげる手法が挙げられる。図５に示される半導体装置（回路接続構造体）７００では、インターポーザ９２上に配置された配線９４が接続バンプ３０を介して半導体チップ２１の配線２３と接続されることにより、半導体チップ２１とインターポーザ９２とはフリップチップ接続されている。半導体チップ２１とインターポーザ９２との間の空隙には、接着剤組成物が隙間なく充填されて接続部材４０が形成されている。上記半導体チップ２１におけるインターポーザ９２と反対側の表面上には、配線２３、接続バンプ３０及び接続部材４０を介して半導体チップ２１が繰り返し積層されている。

半導体チップ２１の表裏におけるパターン面の配線２３は、半導体チップ２１の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極９６により互いに接続されている。なお、貫通電極９６の材質としては、銅やアルミニウム等を用いることができる。

このようなＴＳＶ技術により、通常は使用されない半導体チップの裏面からも信号を取得することが可能となる。さらには、半導体チップ２１内に貫通電極９６を垂直に通すため、対向する半導体チップ２１間や、半導体チップ２１及びインターポーザ９２間の距離を短くし、柔軟な接続が可能である。接着剤組成物は、このようなＴＳＶ技術において、積層チップとインターポーザとの間にも用いることができる。

また、エリアバンプチップ技術等の自由度の高いバンプ形成方法では、インターポーザを介さないでそのまま半導体チップをマザーボードに直接実装できる。本実施形態では、このように半導体チップをマザーボードに直接実装してもよい。

＜半導体封止用接着剤＞
以下、接着剤組成物を構成する半導体封止用接着剤の構成成分について説明する。

（ａ）エポキシ樹脂
半導体封止用接着剤は、エポキシ樹脂を含有することができる。エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型及びジシクロペンタジエン型のエポキシ樹脂、並びに、各種多官能エポキシ樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。エポキシ樹脂の配合量は、半導体封止用接着剤の全体１００質量部に対して、例えば１０〜５０質量部である。

（ｂ）硬化剤
半導体封止用接着剤は、硬化剤を含有することができる。硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。以下、各硬化剤について説明する。

（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤
フェノール樹脂系硬化剤としては、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール、各種多官能フェノール樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。フェノール性水酸基を含むフェノール樹脂系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、フェノール樹脂系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。

（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤の当量比（フェノール性水酸基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。

（ｉｉ）酸無水物系硬化剤
酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。酸無水物を含む酸無水物系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、酸無水物系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。

（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉ）酸無水物系硬化剤の当量比（酸無水物基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応の酸無水物が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。

（ｉｉｉ）アミン系硬化剤
アミン系硬化剤としては、例えば、アンモニアの水素原子を炭化水素基で１つ以上置換した化合物であればよく、ジシアンジアミド等を使用することができる。アミン類を含むアミン系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、アミン系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。

（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉｉ）アミン系硬化剤の当量比（アミン／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のアミンが過剰に残存し、絶縁信頼性が低下する傾向がある。

（ｉｖ）イミダゾール系硬化剤
イミダゾール系硬化剤としては、例えば、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体等が挙げられる。これらの中でも、硬化性、保存安定性、接続信頼性の観点から、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。前述したイミダゾールの類似構造（置換基が異なるもの等）で液状のものを用いてもよい。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。

イミダゾール系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましく、０．１〜１０質量部がより好ましい。イミダゾール系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。イミダゾール系硬化剤の配合量が２０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。

（ｖ）ホスフィン系硬化剤
ホスフィン系硬化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４−メチルフェニル）ボレート、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。

ホスフィン系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、０．１〜５質量部がより好ましい。ホスフィン系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。ホスフィン系硬化剤の配合量が１０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。

フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びアミン系硬化剤は、それぞれ１種を単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤は、（ａ）エポキシ樹脂に対してそれぞれ単独で用いてもよいが、硬化促進剤として、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤又はアミン系硬化剤と共に用いてもよい。

（ｃ）フラックス剤
半導体封止用接着剤は、フラックス活性（酸化物や不純物を除去する活性）を示す化合物であるフラックス剤を含有することができる。フラックス活性剤としては、イミダゾール類やアミン類のように非共有電子対を有する含窒素化合物；カルボン酸類；フェノール類；アルコール類が挙げられる。これらの中でも、カルボン酸類はフラックス活性が強く、（ａ）エポキシ樹脂と容易に反応し、接着剤組成物の硬化物中に遊離した状態で存在しないため、絶縁信頼性の低下を防ぐことができる。

カルボン酸類としては、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸等の飽和脂肪族カルボン酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘサエン酸、エイコサペンタエン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸；安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸、ペンタンカルボン酸、メシン酸、ジフェノール酸等の芳香族カルボン酸；マレイン酸及びフマル酸が挙げられる。また、カルボン酸類は、乳酸、りんご酸、クエン酸及びサリチル酸等のヒドロキシル基を有するカルボン酸であってもよい。フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール等の１価フェノール；カテコール、レゾルシノール等の２価フェノール（ジフェノール）；ピロガロール、フロログルシノール等の３価フェノール（トリフェノール）が挙げられる。アルコール類としては、例えば上述のカルボン酸のカルボキシル基をヒドロキシル基に変換したもの等が挙げられる。フラックス剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば３〜３０質量部である。

（ｄ）フィラ
半導体封止用接着剤は、粘度や硬化物の物性を制御するため、及び、回路接続部材同士を接続した際のボイドの発生や吸湿率の抑制のために、フィラを更に含有していてもよい。フィラとしては、絶縁性無機フィラ、ウィスカー又は樹脂フィラを用いることができる。

絶縁性無機フィラとしては、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、その中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素等が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしては、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラとしては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。これらのフィラ及びウィスカーは、１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することもできる。（ｄ）フィラの形状、粒径及び含有量は特に制限されない。（ｄ）フィラの配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば５０〜１５０質量部である。

（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
半導体封止用接着剤は、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を含有していてもよい。半導体封止用接着剤が上記高分子成分を含有していると、フィルム形成性が向上する。半導体封止用接着剤をフィルム状にすると作業性、生産性が向上する。重量平均分子量１００００以上の高分子成分を配合するか否かや配合量等は、その他物性を考慮して適宜決めることができる。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（島津製作所製Ｃ−Ｒ４Ａ）を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。

重量平均分子量１００００以上の高分子成分とは、例えば、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。

（その他の成分）
半導体封止用接着剤は、酸化防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、イオントラップ剤等の添加剤を更に含有していてもよい。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。

上記接着剤層は、フィルム状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用フィルム状接着剤」という）やペースト状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用ペースト状接着剤」という）を用いて形成することができる。

半導体封止用フィルム状接着剤は、以下の作製方法により得ることができる。まず、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。そして、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて樹脂ワニスを塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、重量平均分子量１００００以上の高分子成分（例えばポリイミド樹脂）を配合する場合、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を合成した後に単離することなく、合成後に得られるワニス中に各成分を加えて上記樹脂ワニスを調製してもよい。

基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。

塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、５０〜２００℃、０．１〜９０分間の加熱を行うことが好ましい。

半導体封止用ペースト状接着剤は、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させることにより作製することができる。

本実施形態で用いることができる接着剤の硬化物のＴｇを調整する方法として、以下のような方法を挙げることができる。例えば、接着剤の硬化物のＴｇを上げる方法としては、用いる接着剤中のフィラ量を増加させること、接着剤中に単分子でグリシジル官能基の多いエポキシ樹脂を用いること、接着剤中に高Ｔｇの高分子体を含有させること等、が挙げられる。

＜回路接続構造体の製造方法＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、複数の回路部材を準備する準備工程と、回路部材の接続部同士を接続する接続工程と、接着剤層を硬化するキュア工程（第１の加熱工程）と、反りを低減するための熱処理工程（第２の加熱工程）と、をこの順に備えている。

以下、本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法について、半導体装置１００を得る方法を一例として、図６，７を用いて説明する。図６，７は、本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法の工程を示す模式断面図である。

まず、本実施形態の第１態様に係る回路接続構造体の製造方法について説明する。準備工程では、まず、回路部材１０（図６（ａ））及び回路部材２０を準備する。次に、配線回路基板１１の主面１１ａ上に熱硬化性の接着剤層４０ａを、接着剤層４０ａが配線１３及び接続バンプ１５の全体を埋めるように供給して回路部材１０ａを得る（図６（ｂ））。接着剤層４０ａは、上記半導体封止用接着剤から構成されており、接着剤層４０ａを熱硬化することにより接続部材４０が得られる。

接着剤層４０ａを主面１１ａ上に供給する方法としては、ラミネータを用いて半導体封止用フィルム状接着剤を主面１１ａに貼り付けてもよく、ワニス状の半導体封止用接着剤を主面１１ａにスピンコートしてもよく、半導体封止用ペースト状接着剤を主面１１ａに塗布してもよい。接着剤層４０ａは、単層であってもよく、複数の層を有していてもよい。

半導体封止用フィルム状接着剤の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。半導体封止用フィルム状接着剤の供給面積や厚みは、半導体チップや配線回路基板のサイズ、接続バンプの高さ等によって適宜設定される。半導体封止用フィルム状接着剤は、半導体封止用接着剤の粘度が低くなるような条件で供給される。半導体封止用フィルム状接着剤は、配線回路基板上に貼付してもよく、半導体チップに貼付してもよい。半導体封止用接着剤をフィルム状にすることで、作業性を向上させることができる。

半導体封止用ペースト状接着剤は、配線回路基板に塗布されてもよく、半導体チップに塗布されてもよい。半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、スピンコート又は印刷によって整形することができる。半導体封止用ペースト状接着剤が溶媒を含んでいる場合は、乾燥工程を行なってもよい。半導体封止用ペースト状接着剤の供給面積や厚みは、配線回路基板又は半導体チップのサイズやバンプ高さ等によって適宜設定される。半導体封止用ペースト状接着剤を用いる場合、接続部の接続方法や接続条件を含めた半導体装置の製造方法等は半導体封止用フィルム状接着剤と同様にすることができる。

接着剤層４０ａは、（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤を含有することが好ましい。これにより、接続部を構成する材料の融点以上の加熱プロセスを経るような接続工程中において、半導体封止用接着剤の一部の硬化反応が十分に進行しないことでスプリングバックによるボイドの発生や接続不良が生じることを抑制し易くなる。

上記のとおり、パッケージの接続部（バンプや配線）に用いられる主な金属としては、ハンダ、錫、金、銀、銅、ニッケル及びこれらを含んだ導電材料が挙げられる。この場合、銅及びハンダ等は、酸化物や不純物を生じやすい場合があるため、接着剤層４０ａは、（ｃ）フラックス剤を含有することが好ましい。

第１態様では、接続工程が圧着工程と加熱工程とを有している。加熱工程において、接続部を構成する材料の融点以上の温度で接続部が加熱され、接続部同士が互いに電気的に接続される。

圧着工程では、まず、図７（ａ）に示すように、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１５と接続バンプ２５とが対向するように接続バンプ１５及び接続バンプ２５をフリップチップボンダー等の接続装置を用いて位置合わせする。次に、接続バンプ１５及び接続バンプ２５が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。

次に、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層４０ａが介在した状態で、回路部材１０及び回路部材２０を圧着する。圧着温度は例えば１５０〜３５０℃であり、圧着圧力は例えば０.０５〜２ＭＰａである。上記圧着により、接着剤層４０ａを介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層４０ａによって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされる。

加熱工程では、例えば接続バンプ１５，２５を構成する材料の融点以上の温度で接続バンプ１５，２５を加熱する。これにより、図７（ｂ）に示すように、接続バンプ１５及び接続バンプ２５が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１３及び配線２３が電気的に接続される。加熱工程では、加圧下において接続バンプ１５，２５を加熱してもよい。以上により、積層体１００ａが得られる。

加熱工程における接続部の温度（接続温度）は、接続バンプ１５，２５を構成する材料の融点以上となることが好ましいが、それぞれの接続部（バンプや配線）の金属接合が形成される温度であればよい。接続バンプ３０がハンダバンプである場合、接続温度は、２４０℃以上が好ましく、２４０〜３４０℃がより好ましく、２４０〜２８０℃が更に好ましい。

接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収や、バンプ変形量の制御を考慮して設定される。接続荷重は、例えば０．０５〜２Ｐａである。接続時間は、生産性向上の観点から、短時間であるほど好ましく、ハンダを溶融させ、酸化膜や表面の不純物を除去し、金属接合を接続部に形成するには２０秒以下が好ましく、１０秒以下がより好ましい。

キュア工程では、積層体１００ａを加熱して接着剤層４０ａの硬化を促進させ、接続部材４０を得る。キュア工程における加熱温度、加熱時間、キュア工程後の半導体封止用接着剤の硬化反応率は、半導体封止用接着剤が半導体装置の信頼性を満たす物性を発揮すれば特に制限されない。

キュア工程における加熱温度及び加熱時間は、半導体封止用接着剤の硬化反応が進行するように適宜設定され、半導体封止用接着剤が完全に硬化するように設定されることが好ましい。加熱温度は、反り低減の観点から、可能な限り低い温度であることが好ましい。加熱温度は、１００〜２００℃が好ましく、１１０〜１９０℃がより好ましく、１２０〜１８０℃が更に好ましい。加熱時間は、０．１〜１０時間が好ましく、０．１〜８時間がより好ましく、０．１〜５時間が更に好ましい。キュア工程時に半導体封止用接着剤の未反応分を可能な限り反応させることが好ましく、キュア工程後の硬化反応率は９５％以上が好ましい。キュア工程における加熱は、オーブン等の加熱装置を用いて行なうことができる。

熱処理工程では、積層体１００ａを加熱して、接続工程やキュア工程で生じた反りを低減する。熱処理工程の加熱温度は、下記式（１）の条件を満たすように調整される。
温度Ｔ１＞温度Ｔ２≧接着剤層の硬化物のガラス転移温度 ・・・（１）
（式（１）中、Ｔ１は、キュア工程の加熱温度を示し、Ｔ２は、熱処理工程の加熱温度を示す。）

上記式（１）における「接着剤層の硬化物」とは、キュア工程と同等以上の熱量を半導体封止用接着剤に加えて得られる硬化物であり、例えば、半導体封止用接着剤を１６５℃／１時間熱硬化して得られた硬化物である。硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、粘弾性測定装置（粘弾性装置ＲＳＡＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ製）を用いた際にｔａｎδのピークの値（ｔａｎδのピークが複数現れる場合には、最も高いピークの値）の時の温度として得られる。測定条件は、例えば、−３０℃〜２７０℃、１０℃／ｍｉｎ、周波数１０Ｈｚである。上記硬化物のガラス転移温度は、実装性、信頼性の観点から、４０〜２００℃が好ましく、５０〜１９０℃がより好ましく、５０〜１８０℃が更に好ましい。

熱処理工程における加熱温度は、上記式（１）を満たす範囲であれば特に制限はないが、可能な限り低温が好ましい。加熱温度は、５０〜１８０℃が好ましく、６０〜１６０℃がより好ましく、７０〜１５０℃が更に好ましい。加熱時間は、長時間であるほど反りは低減可能だが、生産性向上の観点から、短時間であるほど好ましい。加熱時間は、２４時間以下が好ましく、５時間以下がより好ましく、２時間以下が更に好ましい。

熱処理工程における加熱処理は、オーブンやホットプレート等の加熱装置を用いて行なうことができる。加熱処理は、キュア工程後に、層内温度の異なる別の加熱装置に移動させてもよく、同様の加熱装置で温度を徐々に低下させて熱処理温度に調整してもよい。

以上により、半導体装置１００（図１参照）が得られる。

次に、本実施形態の第２態様に係る回路接続構造体の製造方法について説明する。第２態様では、接続工程において、接続部を構成する材料の融点以上の温度で回路部材同士を熱圧着することにより、接続部を加熱して接続部同士を互いに電気的に接続する点で第１態様と異なる。準備工程、キュア工程及び熱処理工程は、第１態様と同様である。

接続工程では、まず、第１態様と同様に、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１５と接続バンプ２５とが対向するように接続バンプ１５及び接続バンプ２５を位置合わせする（図７（ａ））。次に、接続バンプ１５及び接続バンプ２５が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。

続いて、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層４０ａが介在した状態で、例えば接続バンプ１５，２５を構成する材料の融点以上の温度で回路部材１０及び回路部材２０を熱圧着する。これにより、図７（ｂ）に示すように、接着剤層４０ａを介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層４０ａによって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされる。さらに、接続バンプ１５及び接続バンプ２５が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１３及び配線２３が電気的に接続される。接続工程における接続温度及び接続荷重の好ましい範囲は、第１態様と同様である。

なお、回路接続構造体の製造方法は上記に限られるものではない。例えば、位置合わせをして一方の回路部材上に他方の回路部材を搭載した後、リフロー炉で加熱処理することによって接続バンプ（例えばハンダバンプ）を溶融させて回路部材同士を接続することによって半導体装置を製造してもよい。回路部材の搭載時は、金属接合を形成する必要性が顕著に要求されないため、上記方法では、上述の本圧着に比べて低荷重、短時間、低温度でもよく、生産性向上、接続部の劣化防止等のメリットが得られる。

また、上記の実施形態におけるＰｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、圧着ヘッド等を用いて加熱対象部位に部分的に温度をかけることができる。Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式において半導体チップを配線回路基板に実装する場合、半導体チップを加熱しつつ半導体チップ側から圧着することにより、リフロー炉で半導体装置全体を２６０℃程度にして接続するＣａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式に比べて、配線回路基板が高温となることを抑制することができる。これにより、反り量を更に低減することができる。なお、回路接続構造体の製造方法における半導体封止用接着剤の供給方式は、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式に限られるものではなく、ペースト状の半導体封止用接着剤を用いてＣａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗを採用してもよい。

また、半導体ウエハに半導体封止用フィルム状接着剤を貼付した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用フィルム状接着剤が貼り付けられた半導体チップを作製することができる。半導体ウエハに半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用ペースト状接着剤を供給した半導体チップを作製することもできる。

回路部材の構成は上記に限られるものではない。例えば、互いに接続される回路部材の一方の配線上にのみ接続バンプが形成されていてもよい。また、回路部材のそれぞれは、少なくとも一つの接続部を有していればよい。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（１）半導体封止用接着剤の作製
実施例及び比較例で使用した半導体封止用接着剤の構成成分を以下に示す。
（ａ）エポキシ樹脂
トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社、ＥＰ１０３２Ｈ６０、以下「ＥＰ１０３２」と表記する）
（ｂ）硬化剤
２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成株式会社製、２ＰＨＺ−ＰＷ、以下「２ＰＨＺ」と表記する）
（ｃ）フラックス剤
ジフェノール酸（東京化成株式会社製）
（ｄ）フィラ
０．５μｍシリカフィラ（アドマテックス株式会社、ＳＥ２０５０）
メタブレン型有機フィラ（三菱レイヨン、Ｗ５５００）
（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
下記合成ポリイミド（重量平均分子量Ｍｗ：３５０００、Ｔｇ：９７℃）

（合成ポリイミドの合成方法）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた３００ｍｌフラスコに、１，１２−ジアミノドデカン１０．７ｇ、ポリエーテルジアミン（ＢＡＳＦ製、ＥＤ４００（重量平均分子量：約４００））２．４ｇ、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（信越化学製、ＬＰ−７１００）１３．３ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン（関東化学製）１６５ｇを仕込み攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した４，４´−（４，４´−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）（ＡＬＤＲＩＣＨ製、ＢＰＡＤＡ）５７ｇを少量ずつ添加した。１７０℃／５時間反応させた後、メタノールで洗浄した。その後、オーブン（ＤＫＮ４０２、ヤマト科学製）で１２０℃／３時間乾燥後、さらに真空オーブン（ＬＨＶ−１１２、エスペック製）で８０℃／５時間、７５ｃｍＨｇで乾燥して固形の合成ポリイミドを得た（ポリイミド樹脂のＴｇ：９７℃，重量平均分子量：３５０００）。

上記構成成分を用いて下記のとおり半導体封止用接着剤を作製した。まず、合成ポリイミド：２．０ｇ、エポキシ樹脂（ＥＰ１０３２）：２ｇ、２ＰＨＺ：０．２ｇ、ジフェノール酸：０．４ｇ、ＳＥ２０５０：３．０ｇ、Ｗ５５００：０．３ｇを、固形分濃度（ＮＶ）６０％になるように有機溶媒（トルエンと酢酸エチル１：１の混合溶媒）に添加した。次に、Φ０．８ｍｍ、Φ２．０ｍｍのビーズを固形分と同質量加え、ビーズミル（フリッチュ・ジャパン株式会社、遊星型微粉砕機Ｐ−７）で３０分撹拌した。その後、撹拌に用いたビーズをろ過によって除去してワニスを得た。作製したワニスを小型精密塗工装置（廉井精機）で基材フィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名「ピューレックスＡ５３）上に塗工した後、クリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ製）で乾燥（１１０℃／１０ｍｉｎ）し、フィルム状接着剤を得た。

（２）半導体装置の作製
作製した半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ０．１００ｍｍ）を、ガラスエポキシ基板（図２の配線回路基板１１、縦３５ｍｍ×横３５ｍｍ×厚さ０．８〜１．０ｍｍ、コア：Ｅ６７９ＦＧＲ（０．８ｍｍ）、ソルダーレジストＰＳＲ４０００、ランド表面Ｃｕ無垢（配線）＋ハンダバンプ（ＳＡＣ：Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕハンダ、先端部分の高さ：ソルダーレジストの上面から２５μｍ）、ソルダーレジスト開口０．０８ｍｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、ＷＡＬＴＳ製）上に供給して回路部材Ａ１を得た。

また、ハンダバンプ付き半導体チップ（図２の半導体チップ２１、チップサイズ：縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ０．７２５ｍｍ、バンプ高さ：銅ピラー＋ハンダ計約５０μｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、表面：日立化成デュポンＰＬ−Ｈ７０８、ＷＡＬＴＳ製）を回路部材Ａ２として準備した。回路部材Ａ２を４つ準備した。

そして、４つの回路部材Ａ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ａ１上に搭載した後に実装して、図２と同様の構成を有する半導体装置を作製した（接続工程）。４つの回路部材Ａ２は、互いに離隔するように正方形の各頂点の位置に配置した。半導体チップの搭載条件は１００℃／１００Ｎ、ステージ温度は８０℃又は１００℃とした。搭載後の接続条件は、２５０℃／６０Ｎ／１０秒とし、ステージ温度は搭載条件と同条件とした。

続いて、回路部材Ａ１及び回路部材Ａ２の接続構造体をオーブン（ＤＫＮ４０２、ヤマト科学製）で１６５℃／１時間加熱した（キュア工程）。キュア工程の後、別途準備した同種のオーブン（ＤＫＮ４０２、ヤマト科学製）で接続構造体を表１に示す各温度で２時間加熱した（加熱処理工程）。

（３）接続評価
上記ガラスエポキシ基板とハンダバンプ付き半導体チップ（デイジーチェーン接続）をＦＣＢ３で実装後に、マルチメータ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製、Ｒ６８７１Ｅ）を用いて初期導通の可否を測定した。各半導体チップの四隅の計８箇所について導通の可否を測定した。８箇所全ての初期接続抵抗値が１２〜１７ΩであるサンプルをＡ（接続良好）と評価し、初期接続抵抗値が１２〜１７Ω以外の不安定な数値であるサンプルをＢ（接続不良：ハンダ濡れ不足、硬化性制御不足等の接続不良）と評価し、未接続のサンプルをＣ（接続不良）と評価した。評価結果を表１に示す。

（４）半導体封止用接着剤のＴｇ測定
粘弾性測定装置（粘弾性装置ＲＳＡＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ製）を用いて、上記半導体封止用接着剤のＴｇを測定した。測定した半導体封止用接着剤のサンプルサイズは、４ｍｍ×３５ｍｍ、厚み１００μｍであった。半導体封止用接着剤を１６５℃／１時間キュア後にＴｇを測定した。測定条件は、−３０℃〜２７０℃、１０℃／ｍｉｎ、周波数１０Ｈｚとした。ｔａｎδのピーク温度をＴｇとした。測定結果を表１に示す。

（５）反り量の測定
上記のとおりキュア工程後に加熱処理した接続構造体の反り量を測定した。測定装置は、サーモレイＰＳ２００（ＡＫＲＯＭＥＴＲＩＸ製）を用いた。反り量は、基板面を測定し（室温：２５℃）、基板のＣｏｐｌａｎａｒｉｔｙの値とした。測定結果を表１に示す。

表１に示されるように、接続工程時のステージ温度が高いほど（基板に高温がかかっているほど）反りが大きくなることが確認された。また、上記式（１）の条件を満たす実施例１，２では、反り量が低減されていることが確認された。なお、いずれの実施例及び比較例においても良好な接続が得られていることが接続評価の結果により確認されていることから、反り量の測定は、接続状態に大きく依存することなく適切に行なわれたものと推測される。

１０，１０ａ，２０，５０，６０，７０，８０…回路部材、１１，６１…配線回路基板、１１ａ，２１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ，８１ａ…主面、１３，２３，５３…配線、６３，７３，８３…バンプ、２１，５１，７１，８１…半導体チップ、４０ａ…接着剤層、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００…半導体装置、１００ａ…積層体。

Claims (4)

1. 第１の基板、及び、前記第１の基板の主面上に配置された第１の接続部を有する第１の回路部材と、第２の基板、及び、前記第２の基板の主面上に配置された第２の接続部を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板の間に接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着し、前記第１の接続部及び前記第２の接続部が互いに電気的に接続された積層体を得る接続工程と、
   前記接続工程の後、前記積層体を温度Ｔ１で加熱する第１の加熱工程と、
   前記第１の加熱工程の後に、前記積層体を温度Ｔ２で加熱する第２の加熱工程と、を備え、
   前記温度Ｔ１及び前記温度Ｔ２が下記式（１）の条件を満たす、回路接続構造体の製造方法。
   温度Ｔ１＞温度Ｔ２≧前記接着剤層の硬化物のガラス転移温度 ・・・（１）
2. 前記接着剤層の硬化物のガラス転移温度が４０〜２００℃である、請求項１に記載の回路接続構造体の製造方法。
3. 前記接着剤層がエポキシ樹脂及び硬化剤を含有する、請求項１又は２に記載の回路接続構造体の製造方法。
4. 前記接着剤層がフラックス剤を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。

Images