JP2016066782A - Semiconductor device manufacturing method and electronic component manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing an electronic component.
近年、電子機器の高機能化及び小型化の要求に伴い、半導体集積回路の高密度実装技術の開発が進められている。そのような実装技術の例として、半導体チップ上に他の半導体チップを積層して搭載するChip On Chip(COC)法、シリコン等の半導体ウエハに半導体チップを積層して搭載するChip On Wafer(COW)法、半導体ウエハに半導体ウエハを積層して搭載するWafer On Wafer(WOW)法、基板上に半導体チップを積層して搭載するChip On Substrate(COS)法等が知られている。 In recent years, development of high-density mounting technology for semiconductor integrated circuits has been promoted in response to demands for higher functionality and miniaturization of electronic devices. As an example of such mounting technology, a chip on chip (COC) method in which another semiconductor chip is stacked and mounted on a semiconductor chip, or a chip on wafer (COW) in which a semiconductor chip is stacked and mounted on a semiconductor wafer such as silicon. ) Method, Wafer On Wafer (WOW) method in which a semiconductor wafer is stacked and mounted on a semiconductor wafer, and Chip On Substrate (COS) method in which a semiconductor chip is stacked and mounted on a substrate.
このように二種の基材を電気的に接続させるためには、双方の基材に端子を設け、そのうち少なくとも一方の端子に半田層を設け、これら端子を互いの近傍に配置した状態で加熱する。これにより半田が溶融し、双方の端子を電気的に接続することができる。 In order to electrically connect the two types of base materials in this way, terminals are provided on both base materials, a solder layer is provided on at least one of the base materials, and heating is performed with these terminals arranged in the vicinity of each other. To do. As a result, the solder is melted and both terminals can be electrically connected.
ここで、特許文献1には半導体チップの実装方法として以下の内容が記載されている。すなわち、実装基板における半導体チップの実装面に、半導体チップバンプと実装基板の接続パッド部との接合部を封止する接着剤とを被着し、当該実装基板に対し、半導体チップを加圧条件にて搭載する技術が記載されている。 Here, Patent Document 1 describes the following contents as a semiconductor chip mounting method. That is, an adhesive that seals the joint between the semiconductor chip bump and the connection pad portion of the mounting substrate is attached to the mounting surface of the semiconductor chip on the mounting substrate, and the semiconductor chip is pressed against the mounting substrate under pressure conditions. The technology to be installed in is described.
また、特許文献2には、半田溶融点よりも低い温度で加熱して、半導体チップの突起電極と、基板の電極部とを接触させ、かつ、接合材を、完全には硬化させない接触工程と、完全には硬化していない接合材を、加圧雰囲気下で加熱してボイドを除去するボイド除去工程と、半導体溶融点以上の温度で加熱して、半導体チップの突起電極と基板の電極部とを溶融接合させる電極接合工程を有する半導体装置の製造方法が記載されている。 Patent Document 2 discloses a contact step in which heating is performed at a temperature lower than the solder melting point to bring the protruding electrode of the semiconductor chip into contact with the electrode portion of the substrate, and the bonding material is not completely cured. , A void removal step of removing the void by heating the bonding material that is not completely cured in a pressurized atmosphere, and heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the semiconductor, so that the protruding electrode of the semiconductor chip and the electrode portion of the substrate And a method of manufacturing a semiconductor device having an electrode bonding step for melting and bonding them.
特許文献1には、半導体チップと実装基板とを仮接続する条件として175℃程度に昇温させる条件が開示されている。しかしながら、特許文献1においては融点:183℃の錫−鉛の共晶点半田が用いられており、環境負荷の面で改善の余地があった。
すなわち、特許文献1では、比較的低い半田接合温度は開示されているものの、これを達成するためには、融点の低い半田を選択する必要があり、このような半田を用いる場合は往々にして課題を残しているのが実情である。
Patent Document 1 discloses a condition for raising the temperature to about 175 ° C. as a condition for temporarily connecting the semiconductor chip and the mounting substrate. However, in Patent Document 1, tin-lead eutectic point solder having a melting point of 183 ° C. is used, and there is room for improvement in terms of environmental load.
That is, in Patent Document 1, although a relatively low soldering temperature is disclosed, in order to achieve this, it is necessary to select a solder having a low melting point. When such solder is used, it is often the case. The reality is that there are still challenges.
また、本発明者らが鋭意検討した結果、次のような背景があることが分かってきた。
すなわち、半田接合時における接合温度を過度に高くしてしまうと、基材の間の樹脂組成物が基材間からはみ出してしまうという問題が生じうることが分かってきた。さらに、過度の加熱条件により樹脂が徐々に硬化してしまうことから封止用の樹脂組成物の可使時間が制限され、たとえばCOW法のような全体プロセスに時間を要す工法には適用が困難であることが分かってきた。
前述の特許文献2においては、電極の接合を半田溶融点以上の温度での加熱条件で行うため、係る問題点は十分に解決できていなかった。
Further, as a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that there is the following background.
That is, it has been found that if the bonding temperature at the time of solder bonding is excessively increased, a problem that the resin composition between the base materials protrudes from between the base materials may occur. Furthermore, since the resin is gradually cured by excessive heating conditions, the pot life of the resin composition for sealing is limited, and can be applied to a method that requires time for the entire process such as the COW method. It has turned out to be difficult.
In the above-mentioned Patent Document 2, since the electrodes are joined under heating conditions at a temperature equal to or higher than the solder melting point, such problems cannot be solved sufficiently.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、高度な接続性・接合信頼性を発現し、また、樹脂のはみ出しを効果的に抑制することのできる半導体装置の製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for manufacturing a semiconductor device that expresses high connectivity and bonding reliability and can effectively suppress the protrusion of resin.
本発明によれば、
第1の端子を備えた第1の基材と、第2の端子を備えた第2の基材と、を準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上40℃以下低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention,
Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more and 40 ° C. or less lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other. .
また、本発明によれば、
第1の端子を備えた第1の基材と、第2の端子を備えた第2の基材とを準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含み、
前記接合面は、前記半田層を構成する半田成分と、前記第1の端子または前記第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれる、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
Moreover, according to the present invention,
Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. Forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other;
The bonding surface includes an alloy of a solder component constituting the solder layer and a metal component constituting the first terminal or the second terminal.
A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
また、本発明によれば、上記の半導体装置の製造方法を工程中に含む、電子部品の製造方法が提供される。 Moreover, according to this invention, the manufacturing method of an electronic component which includes the manufacturing method of said semiconductor device in a process is provided.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、半田成分の融点よりも20℃以上低い温度条件にて、第1の基材と第2の基材とを電気的に接合させることができる。
また、半田接合時に加圧条件を採用した場合であっても、第1の基材と第2の基材との間からの樹脂組成物のはみ出しを抑制することができる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first base material and the second base material can be electrically joined under a temperature condition that is 20 ° C. lower than the melting point of the solder component.
Moreover, even if it is a case where pressurization conditions are employ | adopted at the time of solder joining, the protrusion of the resin composition from between a 1st base material and a 2nd base material can be suppressed.
以下、実施の形態について、適宜図面を用いて説明する。なお、本明細書中において「〜」は特に断りがなければ、「以上から以下」を表す。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings as appropriate. In the present specification, “to” means “from the above to the following” unless otherwise specified.
まず、本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するのに先立ち、本実施形態によって得られる半導体装置を搭載した電子部品の例について説明する。 First, prior to describing the method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, an example of an electronic component on which the semiconductor device obtained by the present embodiment is mounted will be described.
図1および図2は、本実施形態の電子部品の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図の上側を「上」、図の下側を「下」ということもある。 1 and 2 are longitudinal sectional views showing examples of the electronic component of the present embodiment. In the following description, the upper side of the figure may be referred to as “upper” and the lower side of the figure may be referred to as “lower”.
図1に示す電子部品20は、Chip On Chip(COC)型の半導体パッケージであり、2つの半導体チップ21と、半導体チップ21を支持する基板40と、所定のパターンに形成された配線パターン24と、複数の導電性を有するバンプ60とを有している。半導体チップ21と基板40上の配線パターン24は、ワイヤ26を介して電気的に接続されており、半導体チップ21は接着剤25により基板40に接着されている。また、半導体チップ21の接続部23間は絶縁部22により絶縁性が保たれている。 An electronic component 20 shown in FIG. 1 is a Chip On Chip (COC) type semiconductor package, and includes two semiconductor chips 21, a substrate 40 that supports the semiconductor chip 21, and a wiring pattern 24 formed in a predetermined pattern. And a plurality of conductive bumps 60. The semiconductor chip 21 and the wiring pattern 24 on the substrate 40 are electrically connected via wires 26, and the semiconductor chip 21 is bonded to the substrate 40 with an adhesive 25. Further, the insulation between the connection parts 23 of the semiconductor chip 21 is maintained by the insulation part 22.
図2に示す電子部品30は、Chip On Chip(COC)型の半導体パッケージであり、2つの半導体チップ31と、半導体チップ31を支持する基板40と、所定のパターンに形成された配線パターン32と、複数の導電性を有するバンプ60とを有している。半導体チップ31と基板40上の配線パターン32は、導電部33および導電部34を介して電気的に接続されており、また、接続部間は絶縁部35により絶縁性が保たれている。 An electronic component 30 shown in FIG. 2 is a Chip On Chip (COC) type semiconductor package, and includes two semiconductor chips 31, a substrate 40 that supports the semiconductor chip 31, and a wiring pattern 32 formed in a predetermined pattern. And a plurality of conductive bumps 60. The semiconductor chip 31 and the wiring pattern 32 on the substrate 40 are electrically connected via the conductive portion 33 and the conductive portion 34, and the insulating properties are maintained between the connecting portions by the insulating portion 35.
基板40は、絶縁基板であり、例えばポリイミド樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)等の各種有機樹脂を含有する材料、あるいは、ガラス繊維基材などの無機材料と上述の有機樹脂を含有する材料からなる複合材料で構成されている。この基板の平面視構造は、通常、正方形、長方形等の四角形である。 The substrate 40 is an insulating substrate, for example, a material containing various organic resins such as polyimide resin, imide resin, amide resin, epoxy resin, cyanate resin, bismaleimide triazine resin (BT resin), or a glass fiber substrate. It is comprised with the composite material which consists of a material containing the above-mentioned inorganic material and the above-mentioned organic resin. The planar view structure of the substrate is usually a quadrangle such as a square or a rectangle.
基板40上の上面には、例えば、銅などの導電性金属材料にて構成される配線パターン24、32が所定形状で設けられている。また、基板40には、その厚さ方向に、図示しない複数のビアが貫通して形成されている。 On the upper surface of the substrate 40, for example, wiring patterns 24 and 32 made of a conductive metal material such as copper are provided in a predetermined shape. In addition, a plurality of vias (not shown) are formed through the substrate 40 in the thickness direction.
各バンプ60は、上記ビアを介して、配線パターン24、32の一部に電気的に接続され、基板40の下面から突出している。バンプ60の基板40から突出する部分は、略球状形をなしている。 Each bump 60 is electrically connected to a part of the wiring patterns 24 and 32 through the via and protrudes from the lower surface of the substrate 40. The portion of the bump 60 that protrudes from the substrate 40 has a substantially spherical shape.
このバンプ60は、たとえば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。 The bump 60 is composed mainly of a brazing material such as solder, silver brazing, copper brazing, or phosphor copper brazing.
図1に示す電子部品20の半導体チップ21と、基板40は、たとえばエポキシ系樹脂等の各種樹脂材料で構成される接着剤25により接続され、ワイヤ26を介して電気的に接続されている。また、図2に示す電子部品30の半導体チップ31と配線パターン32とは電気的に接続されている。 The semiconductor chip 21 and the substrate 40 of the electronic component 20 shown in FIG. 1 are connected by an adhesive 25 made of various resin materials such as an epoxy resin, and are electrically connected via a wire 26. Further, the semiconductor chip 31 and the wiring pattern 32 of the electronic component 30 shown in FIG. 2 are electrically connected.
上述した電子部品においては、半導体チップと半導体チップ、または半導体チップと基板とが積層した構造を有しており、これらの連結部周辺には絶縁部が設けられ、絶縁信頼性を確保している。 The electronic component described above has a structure in which a semiconductor chip and a semiconductor chip, or a semiconductor chip and a substrate are laminated, and an insulating part is provided around these connecting parts to ensure insulation reliability. .
すなわち、上記のような電子部品を作製するにあたっては、効率的に各層を電気的に接続する技術の開発をすることが重要であるものといえる。
このような技術背景のなか、本発明者らが鋭意検討した結果、以下に示す半導体装置の製造方法が効率的に各層を電気的に接続できることを知見した。
以下、各実施形態について詳細に説明する。
In other words, it can be said that it is important to develop a technique for efficiently electrically connecting each layer in manufacturing the electronic component as described above.
Under such technical background, as a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the semiconductor device manufacturing method shown below can efficiently electrically connect each layer.
Hereinafter, each embodiment will be described in detail.
[第1の実施形態]
本実施形態の半導体装置の製造方法は、
第1の端子を備えた第1の基材と、第2の端子を備えた第2の基材と、を準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上40℃以下低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
[First Embodiment]
The manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment is as follows:
Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more and 40 ° C. or less lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the step of forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other.
以下、このように、基材と他の基材とが積層した構造を有する半導体装置を形成する方法について、図3、図4および図5を示しながら説明する。 Hereinafter, a method for forming a semiconductor device having a structure in which a base material and another base material are laminated as described above will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
<第1の製造方法>
図3は本実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための図である。
当該<第1の製造方法>において、半導体チップ103には半田層104を備える端子102が設けられており、この端子102が設けられた面に樹脂組成物の層110が設けられている。この半導体チップ103は、半導体ウエハ100に対し、端子102と半導体ウエハ100の備える端子101を樹脂組成物の層110を介して対向させるように配置され、その後加熱することにより半導体ウエハ100との電気的な接続が図られる。
すなわち、当該<第1の製造方法>においては、本発明における「第1の基材」が「半導体チップ103」に、「第2の基材」が「半導体ウエハ100」に相当する。しかしながら、各種基材としては、発明の目的を損なわない限り設定することができ、リジッド有機基板、フレキシブル有機基板のような有機基板、シリコン基板等の無機基板、シリコンチップ、シリコンウエハなども同様に用いることができ、作製する半導体装置の構造に合わせて、適宜基材を組み合わせることができる。
<First manufacturing method>
FIG. 3 is a view for explaining the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment.
In the <first manufacturing method>, the semiconductor chip 103 is provided with a terminal 102 including a solder layer 104, and a resin composition layer 110 is provided on the surface where the terminal 102 is provided. The semiconductor chip 103 is arranged so that the terminal 102 and the terminal 101 provided in the semiconductor wafer 100 are opposed to the semiconductor wafer 100 with the resin composition layer 110 interposed therebetween, and is then heated to be electrically connected to the semiconductor wafer 100. Connection is achieved.
That is, in the <first manufacturing method>, the “first substrate” in the present invention corresponds to the “semiconductor chip 103” and the “second substrate” corresponds to the “semiconductor wafer 100”. However, various base materials can be set as long as the object of the invention is not impaired. An organic substrate such as a rigid organic substrate and a flexible organic substrate, an inorganic substrate such as a silicon substrate, a silicon chip, a silicon wafer, and the like similarly. The base materials can be combined as appropriate in accordance with the structure of the semiconductor device to be manufactured.
また、本<第1の製造方法>においては、半導体チップ103に樹脂組成物の層110が設けられているが、この代わりに半導体ウエハ100の端子101が設けられている面側に樹脂組成物の層110が設けられていてもよい。さらに、半導体チップ103の端子102が設けられている面側と、半導体ウエハ100の端子101が設けられている面側の両方に樹脂組成物の層110が設けられていてもよい。このような態様であっても、本<第1の製造方法>と同様の効果を発揮できる。
以下、本<第1の製造方法>における各工程について順を追って説明する。
In the present <first manufacturing method>, the resin composition layer 110 is provided on the semiconductor chip 103. Instead, the resin composition is provided on the side of the semiconductor wafer 100 on which the terminals 101 are provided. The layer 110 may be provided. Further, the resin composition layer 110 may be provided on both the surface side of the semiconductor chip 103 where the terminals 102 are provided and the surface side of the semiconductor wafer 100 where the terminals 101 are provided. Even in such an embodiment, the same effect as the present <first manufacturing method> can be exhibited.
Hereinafter, the steps in the present <first manufacturing method> will be described in order.
まず、図3 a)に示すように、端子101を備えた半導体ウエハ100を準備する。
この端子101を構成する部材としては、電気的な接続を十分に図れる部材であれば特に制限なく公知の材料から選択することができる。その具体的な例としては例えば、銅や金、ニッケル、アルミ、鉄、ステンレス等が挙げられる。
First, as shown in FIG. 3A), a semiconductor wafer 100 provided with terminals 101 is prepared.
The member constituting the terminal 101 can be selected from known materials without particular limitation as long as it is a member that can sufficiently achieve electrical connection. Specific examples thereof include copper, gold, nickel, aluminum, iron, and stainless steel.
次に、図3 b)に示すように、樹脂組成物の層110を備えた半導体チップ103を準備する。ここで、半導体チップ103は端子102を備えており、また、端子102の先端部に半田層104を備えている。さらに、これら端子102と半田層104とを被覆するように樹脂組成物の層110が設けられている。
このような半導体チップ103を用意するには、例えば以下のような方法を採用することができる。
すなわち、複数の端子102および半田層104が設けられた半導体ウエハに対し、樹脂組成物の層110を形成し、その後、当該半導体ウエハを所定の大きさにダイシングすることにより、所望の半導体チップ103を得ることができる。ここで、端子102は前述の端子101と同様の公知の材料を採用することができる。
Next, as shown in FIG. 3 b), a semiconductor chip 103 having a resin composition layer 110 is prepared. Here, the semiconductor chip 103 is provided with a terminal 102, and a solder layer 104 is provided at the tip of the terminal 102. Further, a resin composition layer 110 is provided so as to cover the terminals 102 and the solder layer 104.
In order to prepare such a semiconductor chip 103, for example, the following method can be employed.
That is, a resin composition layer 110 is formed on a semiconductor wafer provided with a plurality of terminals 102 and solder layers 104, and then the semiconductor wafer 103 is diced into a predetermined size, thereby obtaining a desired semiconductor chip 103. Can be obtained. Here, the terminal 102 can employ a known material similar to the terminal 101 described above.
本実施形態において用いられる半田層104を構成する半田成分は公知の成分の中から適宜選択すればよいが、その例としては、SnやIn、もしくはSn、Ag、Cu、Zn、Bi、Pd、Sb、Pb、In、Auの少なくとも二種からなる半田を挙げることができる。
これらの中でも、環境に配慮する観点から鉛フリー半田を用いることが好ましい。
The solder component constituting the solder layer 104 used in the present embodiment may be appropriately selected from known components. Examples thereof include Sn, In, or Sn, Ag, Cu, Zn, Bi, Pd, Examples of the solder include at least two of Sb, Pb, In, and Au.
Among these, it is preferable to use lead-free solder from the viewpoint of environmental considerations.
半田成分の融点は、半導体装置を適用する電子部品の種類等により適宜設定することができるが、たとえば210℃以上、より好ましくは220℃以上の半田成分を用いることができる。これにより、端子同士をより堅固に接続することができる。
この例として、錫−銀半田(たとえば融点:221℃)等が挙げられる。
The melting point of the solder component can be set as appropriate depending on the type of electronic component to which the semiconductor device is applied. For example, a solder component of 210 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher can be used. Thereby, terminals can be connected more firmly.
An example of this is tin-silver solder (for example, melting point: 221 ° C.).
樹脂組成物の層110を形成する方法としては、公知の方法を採用することができ、樹脂組成物が25℃にて液状である場合には、印刷による方法、ディスペンスによる塗布方法等が挙げられ、樹脂組成物が25℃で固形状の場合には、たとえば、樹脂組成物を溶剤に溶解・分散し、半導体ウエハ上にスピンコートして塗工した後、溶剤を除去して樹脂層を形成する方法が挙げられる。
また、樹脂組成物をフィルム成形する場合は、樹脂組成物をポリエステル等の他基材面上に塗布し、乾燥させてフィルムとし、その後剥離して半導体ウエハに積層させることもできる。
As a method for forming the layer 110 of the resin composition, a known method can be adopted. When the resin composition is in a liquid state at 25 ° C., a printing method, a dispensing method, etc. can be mentioned. When the resin composition is solid at 25 ° C., for example, the resin composition is dissolved / dispersed in a solvent, spin coated on a semiconductor wafer, applied, and then the solvent is removed to form a resin layer The method of doing is mentioned.
When the resin composition is formed into a film, the resin composition can be applied onto another substrate surface such as polyester, dried to form a film, and then peeled and laminated on a semiconductor wafer.
上記の中でも、樹脂組成物が25℃にて液状である場合には、ディスペンスによる塗布方法が好ましく、これにより半導体ウエハとの界面に気泡を巻き込むことを防止できる。
なお、フィルムとして成形した上で、半導体ウエハ上に積層させる方法においては、ラミネートによる方法、熱圧着による方法を採用することができる。これらの方法によれば、半導体ウエハとの界面に気泡を巻き込むことを防止できるだけでなく、絶縁層の厚さを調整しやすくなるため好ましい。
Among these, when the resin composition is in a liquid state at 25 ° C., a dispensing method is preferable, and this can prevent entrainment of bubbles at the interface with the semiconductor wafer.
As a method of forming a film and laminating it on a semiconductor wafer, a lamination method or a thermocompression bonding method can be employed. These methods are preferable because not only can air bubbles be prevented from entering the interface with the semiconductor wafer, but also the thickness of the insulating layer can be easily adjusted.
ここで、本実施形態に係る樹脂組成物について具体的に説明する。
本実施形態の半導体装置の製造方法においては、後述するように、用いられる半田成分の融点よりも20℃以上低い温度にて加熱を行い、第1の基材と第2の基材の電気的な接続を行う。このような観点から、当該樹脂組成物はフラックス機能を有していることが好ましい。
より具体的な態様としては、樹脂組成物は、例えば、(a)熱硬化性樹脂、(b)フラックス機能を有する化合物、(c)成膜性樹脂、(d)硬化促進剤、(e)充填材、(f)その他の添加剤を含ませることで調製することができる。
Here, the resin composition according to the present embodiment will be specifically described.
In the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, as will be described later, heating is performed at a temperature lower by 20 ° C. or more than the melting point of the solder component used, and the first base material and the second base material are electrically connected. Make a good connection. From such a viewpoint, the resin composition preferably has a flux function.
As a more specific aspect, the resin composition includes, for example, (a) a thermosetting resin, (b) a compound having a flux function, (c) a film-forming resin, (d) a curing accelerator, (e) It can be prepared by including a filler and (f) other additives.
以下、本発明に適用できる樹脂組成物を構成する各成分について記載する。 Hereinafter, each component constituting the resin composition applicable to the present invention will be described.
(a)熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂としては、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂(ポリイミド前駆体樹脂)、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。特に、これらの中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるという観点からエポキシ樹脂が好ましい。
(A) Thermosetting resin As the thermosetting resin, known resins can be used, and are not particularly limited. For example, epoxy resin, phenoxy resin, cyanate resin, silicone resin, oxetane resin, phenol resin, ( Examples include meth) acrylate resins, polyester resins (unsaturated polyester resins), diallyl phthalate resins, maleimide resins, polyimide resins (polyimide precursor resins), bismaleimide-triazine resins, and the like. In particular, a thermosetting resin containing at least one selected from the group consisting of epoxy resins, (meth) acrylate resins, phenoxy resins, cyanate resins, polyester resins, polyimide resins, silicone resins, maleimide resins, and bismaleimide-triazine resins. It is preferable to use it. Among these, an epoxy resin is preferable from the viewpoint of excellent curability and storage stability, heat resistance, moisture resistance, and chemical resistance of a cured product.
エポキシ樹脂としては、1分子中にエポキシ基が2個以上であるものを使用することができる。具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールA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、o−アリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、3,3',5,5'−テトラメチル4,4'−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、4,4'−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、1,6−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールD型エポキシ樹脂,1,6ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。また、信頼性の優れた樹脂組成物を得るために、エポキシ樹脂のNa+、Cl−等のイオン性不純物はできるだけ少ないものが好ましい。 As the epoxy resin, one having two or more epoxy groups in one molecule can be used. Specifically, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, cresol naphthol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, diallyl bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin Resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, o-allyl bisphenol A type epoxy resin, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl 4,4′-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 4,4 ′ -Dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 1,6-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, brominated cresol novolac type epoxy resin, bisphenol D type epoxy resin, glycidyl ester of 1,6 naphthalenediol And epoxy resins such as triglycidyl ethers of ethers and aminophenols. These may be used alone or in combination. In order to obtain a resin composition having excellent reliability, it is preferable that the ionic impurities such as Na + and Cl − of the epoxy resin are as small as possible.
エポキシ樹脂は、25℃で液状のものを含んでいるのが好ましい。これにより、樹脂組成物の端子付近における充填性を向上させることができる。また、基材同士を接合する際に、基材上の複数の端子等によって生じる凹凸(ギャップ)をより効果的に埋め込むことができる。また、樹脂組成物をフィルム状にした場合、フィルムに柔軟性および屈曲性を付与することができるため、ハンドリング性に優れたフィルムを得ることができる。また、基材同士の電気的接続をより良好なものとすることができる。 The epoxy resin preferably contains a liquid at 25 ° C. Thereby, the filling property in the terminal vicinity of the resin composition can be improved. Moreover, when joining base materials, the unevenness | corrugation (gap) produced by the some terminal etc. on a base material can be embedded more effectively. In addition, when the resin composition is formed into a film, flexibility and flexibility can be imparted to the film, so that a film having excellent handling properties can be obtained. Moreover, the electrical connection between the substrates can be made better.
25℃において液状のエポキシ樹脂の具体例としては、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、o−アリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、3,3',5,5'−テトラメチル4,4'−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、4,4'−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、1,6−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、1,6ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテル、エポキシ基を分子内に一つ有するモノエポキシ化合物等が挙げられる。 Specific examples of the epoxy resin that is liquid at 25 ° C. include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, o-allyl bisphenol A type epoxy resin, 3,3 ′, 5,5′- Tetramethyl 4,4'-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 4,4'-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 1,6-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, brominated cresol novolac type epoxy resin, bisphenol type Examples thereof include an epoxy resin, glycidyl ether of 1,6-naphthalenediol, triglycidyl ether of aminophenols, and a monoepoxy compound having one epoxy group in the molecule.
これらの中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、樹脂組成物の基材に対する密着性、さらに、樹脂組成物の硬化後の機械特性を優れたものとすることができる。 Among these, it is preferable to use bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin. Thereby, the adhesiveness with respect to the base material of a resin composition and the mechanical characteristic after hardening of a resin composition can be made excellent.
また、25℃で液状であるエポキシ樹脂としては、より好ましくは、25℃における粘度が、500mPa・s以上50,000mPa・s以下であるもの、さらに好ましくは、800mPa・s以上40,000mPa・s以下であるものが挙げられる。25℃における粘度を上記範囲内とすることで、作製したフィルムが適度な可撓性を有し、ハンドリング性に優れる。 The epoxy resin that is liquid at 25 ° C. is more preferably one having a viscosity at 25 ° C. of 500 mPa · s or more and 50,000 mPa · s or less, more preferably 800 mPa · s or more and 40,000 mPa · s. The following are mentioned. By making the viscosity at 25 ° C. within the above range, the produced film has appropriate flexibility and excellent handling properties.
樹脂組成物全固形分中における熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、10質量%以上75質量%以下であるのが好ましく、15質量%以上45質量%以下であるのがより好ましい。これにより、硬化後の耐熱性、機械的特性を特に優れたものとすることができる。 The content of the thermosetting resin in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but is preferably 10% by mass to 75% by mass, and more preferably 15% by mass to 45% by mass. . Thereby, the heat resistance after hardening and mechanical characteristics can be made particularly excellent.
(b)フラックス機能を有する化合物
本実施形態に係る樹脂組成物は、フラックス機能を有する化合物を含有することが好ましい。これにより、端子の備える半田層の表面酸化膜を除去することができ、電気的な接続を容易に行うことができる。
後述するように、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、比較的低い温度にて端子同士の接続を行うこととなる。このように低い温度にて半田層表面の酸化膜を除去するため、当該フラックス機能を有する化合物を含ませ、さらに適切な配合および適切な化合物を選択することが特に好ましい態様であるといえる。
(B) Compound having a flux function The resin composition according to the present embodiment preferably contains a compound having a flux function. Thereby, the surface oxide film of the solder layer provided in the terminal can be removed, and electrical connection can be easily performed.
As will be described later, in the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, the terminals are connected to each other at a relatively low temperature. In order to remove the oxide film on the surface of the solder layer at such a low temperature, it can be said that it is a particularly preferable embodiment to include a compound having the flux function and to select an appropriate blend and an appropriate compound.
フラックス機能を有する化合物としては、半田表面の酸化膜を除去する働きがあれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およびフェノール性水酸基の両方を備える化合物が好ましい。
また、カルボキシル基を有さなくても、同様の効果を発現できる化合物として、酸無水物化合物を挙げることができる。
The compound having a flux function is not particularly limited as long as it has a function of removing the oxide film on the solder surface, but a compound having a carboxyl group or both a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group is preferable.
Moreover, an acid anhydride compound can be mentioned as a compound which can express the same effect, even if it does not have a carboxyl group.
樹脂組成物全固形分中におけるフラックス機能を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、3質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。フラックス機能を有する化合物の配合量が、上記範囲であることにより、フラックス機能を向上させることができるとともに、樹脂組成物を硬化した際に、未反応のエポキシ樹脂やフラックス機能を有する化合物が残存するのを防止することができ、耐マイグレーション性を向上することができる。 The blending amount of the compound having a flux function in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less. preferable. When the compounding amount of the compound having the flux function is within the above range, the flux function can be improved, and when the resin composition is cured, an unreacted epoxy resin or a compound having the flux function remains. Can be prevented, and migration resistance can be improved.
また、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物の中には、フラックス機能を有する化合物が存在する(以下、このような化合物を、フラックス機能を有する硬化剤とも記載する。)。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等は、フラックス機能も有している。本実施形態では、このような、フラックス機能を有する化合物としても作用し、エポキシ樹脂の硬化剤としても作用するようなフラックス機能を有する硬化剤を、好適に用いることもできる。 In addition, among the compounds that act as curing agents for epoxy resins, there are compounds having a flux function (hereinafter, such compounds are also referred to as curing agents having a flux function). For example, aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids and the like that act as curing agents for epoxy resins also have a flux function. In the present embodiment, a curing agent having such a flux function that acts also as a compound having a flux function and also acts as a curing agent for an epoxy resin can be suitably used.
なお、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基が1つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。また、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基およびフェノール性水酸基がそれぞれ1つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。 In addition, the compound having a flux function having a carboxyl group refers to a compound having one or more carboxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. Further, the compound having a flux function including a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group means a compound having one or more carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid.
これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。 Of these, examples of the compound having a flux function having a carboxyl group include aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids.
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、例えば、下記一般式(1)で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。
HOOC−(CH2)n−COOH (1)
(式(1)中、nは、1以上20以下の整数を表す。)
Examples of the aliphatic carboxylic acid relating to the compound having a flux function having a carboxyl group include a compound represented by the following general formula (1), formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid pivalate, and capryl. Examples include acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, fumaric acid, maleic acid, oxalic acid, malonic acid, oxalic acid, and the like.
HOOC- (CH 2) n -COOH ( 1)
(In formula (1), n represents an integer of 1 or more and 20 or less.)
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸等またはこれらの誘導体が挙げられる。 Aromatic carboxylic acids related to the compound having a flux function with a carboxyl group include benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, planitic acid, pyromellitic acid , Merit acid, xylyl acid, hemelic acid, mesitylene acid, prenylic acid, toluic acid, cinnamic acid, salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid Examples include acids, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, and the like, or derivatives thereof.
これらのカルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物のうち、フラックス機能を有する化合物が有する活性度、樹脂組成物の硬化時におけるアウトガスの発生量、および硬化後の樹脂組成物の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式(1)で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式(1)で示される化合物のうち、nが3〜10である化合物が、硬化後の樹脂組成物における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、半導体チップ、基板等の回路部材同士の接着性を向上させることができる点で、好ましく用いることができる。 Among these compounds having a flux function having a carboxyl group, the activity of the compound having a flux function, the amount of outgas generated during curing of the resin composition, and the elastic modulus and glass transition temperature of the cured resin composition The compound represented by the general formula (1) is preferable from the viewpoint of good balance. And among the compounds shown by the general formula (1), the compound in which n is 3 to 10 can suppress an increase in the elastic modulus in the resin composition after curing, and the semiconductor chip and the substrate It can use preferably by the point which can improve the adhesiveness of circuit members, such as.
前記一般式(1)で示される化合物のうち、nが3〜10である化合物としては、例えば、n=3のグルタル酸(HOOC−(CH2)3−COOH)、n=4のアジピン酸(HOOC−(CH2)4−COOH)、n=5のピメリン酸(HOOC−(CH2)5−COOH)、n=8のセバシン酸(HOOC−(CH2)8−COOH)およびn=10のHOOC−(CH2)10−COOH等が挙げられる。
また、これらの誘導体についてもフラックス機能を有する化合物として有用であり、たとえば、メチルグルタル酸、ジメチルグルタル酸、メチルアジピン酸、ジメチルアジピン酸、メチルピメリン酸、ジメチルピメリン酸、メチルセバシン酸、ジメチルセバシン酸等の誘導体も同様に用いることができる。
Among the compounds represented by the general formula (1), examples of the compound in which n is 3 to 10 include, for example, n = 3 glutaric acid (HOOC— (CH 2 ) 3 —COOH), n = 4 adipic acid (HOOC- (CH 2) 4 -COOH ), n = 5 of pimelic acid (HOOC- (CH 2) 5 -COOH ), sebacic acid of n = 8 (HOOC- (CH 2 ) 8 -COOH) , and n = 10 HOOC— (CH 2 ) 10 —COOH and the like.
These derivatives are also useful as compounds having a flux function, such as methyl glutaric acid, dimethyl glutaric acid, methyl adipic acid, dimethyl adipic acid, methyl pimelic acid, dimethyl pimelic acid, methyl sebacic acid, dimethyl sebacic acid. Derivatives such as can also be used in the same manner.
上述したようなカルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およびフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス機能を有する化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用するフラックス活性を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤としては、例えば、1分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる水酸基と、フラックス作用(酸化膜除去作用)を示すカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。
The above-mentioned carboxyl group or a compound having both a carboxyl group and a phenol hydroxyl group is taken in three-dimensionally by reaction with an epoxy resin.
Therefore, from the viewpoint of improving the formation of a three-dimensional network of the epoxy resin after curing, the compound having a flux function is a curing having a flux activity that acts as a curing agent for the epoxy resin. It is preferable to use an agent. As a hardening | curing agent which has flux activity, the compound provided with the hydroxyl group which can be added to an epoxy resin and the carboxyl group which shows a flux effect | action (oxide film removal effect | action) is mentioned in 1 molecule, for example.
このようなフラックス機能を有する硬化剤としては、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸等が挙げられ、これらは1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、フラックス活性の高さと、熱硬化性樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを1つずつ有する化合物を用いることが好ましい。
これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的に半田層の表面酸化膜を除去することができる。
Examples of the curing agent having such a flux function include salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, and gentidine. Examples include acids (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable to use a compound having one carboxyl group and one hydroxyl group in the molecule as the compound having a flux function from the balance between high flux activity and appropriate reactivity with the thermosetting resin. .
Thereby, the surface oxide film of the solder layer can be effectively removed even under heating conditions at a relatively low temperature.
特に好ましい化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを1つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。
これら化合物は、比較的入手容易であり、また、極めて高いフラックス活性を有することから、本実施形態に特に好ましく用いることができる。
Particularly preferred compounds include compounds having one phenolic hydroxyl group and one carboxyl group in the molecule, and specifically include salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid. Mention may be made of hydroxybenzoic acids such as acids.
Since these compounds are relatively easily available and have extremely high flux activity, they can be particularly preferably used in this embodiment.
また、樹脂組成物全固形分中における、フラックス機能を有する硬化剤の配合量は、特に限定されないが、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、3質量%以上20質量%以下であるのが特に好ましい。樹脂組成物中のフラックス機能を有する硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂組成物のフラックス活性を向上させることができるとともに、安定的に熱硬化性樹脂内に取り込まれる。 Moreover, the compounding quantity of the hardening | curing agent which has a flux function in resin composition total solid content is although it does not specifically limit, It is preferable that they are 1 mass% or more and 30 mass% or less, and they are 3 mass% or more and 20 mass% or less. It is particularly preferred. When the blending amount of the curing agent having a flux function in the resin composition is within the above range, the flux activity of the resin composition can be improved and the resin composition is stably incorporated into the thermosetting resin.
また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。 Moreover, as an acid anhydride which has a flux function, an alicyclic acid anhydride, an aromatic acid anhydride, etc., or these derivatives are mentioned.
フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of alicyclic acid anhydrides related to the compound having a flux function include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and trialkyltetrahydrophthalic anhydride. And acid, methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride, and the like or derivatives thereof.
フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of the aromatic acid anhydride relating to the compound having a flux function include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, and the like, or derivatives thereof.
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂とフラックス機能を有する化合物との配合比(質量比)は、特に限定されないが、(エポキシ樹脂/フラックス機能を有する化合物)が0.5以上12以下であることが好ましく、2以上10以下であることが特に好ましい。(エポキシ樹脂/フラックス機能を有する化合物)を上記範囲とすることで、安定的に樹脂組成物を硬化させることができ、耐マイグレーション性を向上させることができる。 When an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the compounding ratio (mass ratio) between the epoxy resin and the compound having a flux function is not particularly limited, but (epoxy resin / compound having a flux function) is 0.5 or more and 12 Is preferably 2 or less and particularly preferably 2 or more and 10 or less. By setting (epoxy resin / compound having a flux function) in the above range, the resin composition can be stably cured, and migration resistance can be improved.
なお、本実施形態においては、これらのフラックス機能を有する化合物のなかでも、前述のヒドロキシ安息香酸、セバシン酸およびグルタル酸またはこれらの誘導体、無水フタル酸または無水フタル酸誘導体からなる群から一つ以上を選択することが好ましい態様である。 In the present embodiment, among these compounds having a flux function, one or more from the group consisting of the aforementioned hydroxybenzoic acid, sebacic acid and glutaric acid or derivatives thereof, phthalic anhydride or phthalic anhydride derivatives Is a preferred embodiment.
(c)成膜性樹脂
本実施形態においては、熱硬化性樹脂と成膜性樹脂とを併用することが好ましい。このような成膜性樹脂としては、有機溶媒に可溶であり、単独で成膜性を有するものであれば特に制限はない。熱可塑性または熱硬化性のいずれの性質を有するものも使用することができ、また、これらを併用することもできる。
(C) Film forming resin In the present embodiment, it is preferable to use a thermosetting resin and a film forming resin in combination. Such a film-forming resin is not particularly limited as long as it is soluble in an organic solvent and has a film-forming property by itself. Those having either thermoplastic or thermosetting properties can be used, and these can be used in combination.
成膜性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等を挙げることができる。これらは、1種で用いても、2種以上を併用してもよい。
中でも、成膜性樹脂としては、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を用いるのが好ましい。
Examples of the film-forming resin include (meth) acrylic resin, phenoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyimide resin, siloxane-modified polyimide resin, polybutadiene, polypropylene, styrene-butadiene-styrene copolymer, styrene-ethylene- Butylene-styrene copolymer, polyacetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl acetal resin, butyl rubber, chloroprene rubber, polyamide resin, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Examples include coalescence, polyvinyl acetate, and nylon. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, as the film-forming resin, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, phenoxy resins, and polyimide resins.
なお、本実施形態において、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、(メタ)アクリル酸およびその誘導体の重合体、または(メタ)アクリル酸およびその誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。ここで例えば、「(メタ)アクリル酸」と表記するときは、「アクリル酸またはメタクリル酸」を意味する。 In this embodiment, “(meth) acrylic resin” refers to a polymer of (meth) acrylic acid and its derivatives, or a copolymer of (meth) acrylic acid and its derivatives and other monomers. Means. Here, for example, the expression “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid or methacrylic acid”.
成膜性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、1万以上が好ましく、より好ましくは2万以上100万以下、さらに好ましくは3万以上90万以下である。重量平均分子量が前記範囲であると、樹脂組成物の成膜性をより向上させることができる。 The weight average molecular weight of the film-forming resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 to 1,000,000, and even more preferably 30,000 to 900,000. When the weight average molecular weight is in the above range, the film forming property of the resin composition can be further improved.
樹脂組成物を接着フィルムとして用いる場合、成膜性樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全固形分中の0.5質量%以上50質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上40質量%以下であるのがより好ましく、3質量%以上35質量%以下がさらに好ましい。含有量が前記範囲内であると、樹脂組成物の流動性を抑制することができ、接着フィルムの取り扱いが容易になる。 When the resin composition is used as an adhesive film, the content of the film-forming resin is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more and 50% by mass or less in the total solid content of the resin composition, and 1% by mass. % To 40% by mass, more preferably 3% to 35% by mass. When the content is within the above range, the fluidity of the resin composition can be suppressed, and the handling of the adhesive film becomes easy.
(d)硬化促進剤
本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化促進剤を含むものであることが好ましい。硬化促進剤を添加することによって、端子同士を接続した後、樹脂組成物を容易に硬化することができる。
(D) Curing accelerator It is preferable that the resin composition which concerns on this embodiment contains a hardening accelerator. By adding a curing accelerator, the resin composition can be easily cured after the terminals are connected to each other.
硬化促進剤は硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択することができる。硬化促進剤としては、例えば融点が150℃以上のイミダゾール化合物を使用することができる。使用される硬化促進剤の融点が150℃以上であると、樹脂組成物の硬化が完了する前に、半田層を構成する半田成分が半導体チップに設けられた内部電極表面に移動することができ、内部電極間の電気的接続を良好なものとすることができる。融点が150℃以上のイミダゾール化合物としては、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4−メチルヒドロキシイミダゾール等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 A hardening accelerator can be suitably selected according to the kind etc. of curable resin. As the curing accelerator, for example, an imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher can be used. When the melting point of the curing accelerator used is 150 ° C. or higher, the solder component constituting the solder layer can move to the surface of the internal electrode provided on the semiconductor chip before the curing of the resin composition is completed. The electrical connection between the internal electrodes can be made good. Examples of the imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher include 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylhydroxyimidazole, 2-phenyl-4-methylhydroxyimidazole, and the like. They can be used in combination.
樹脂組成物全固形分中の前記硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、0.005質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であるのがより好ましい。これにより、硬化促進剤としての機能を更に効果的に発揮させて、樹脂組成物の硬化性を向上させることができるとともに、半田層を構成する半田成分の溶融温度における樹脂の溶融粘度が高くなりすぎず、良好な半田接合構造が得られる。また、樹脂組成物の保存性を更に向上させることができる。
これらの硬化促進剤は、1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Although content of the said hardening accelerator in resin composition total solid content is not specifically limited, It is preferable that it is 0.005 mass% or more and 10 mass% or less, and is 0.01 mass% or more and 5 mass% or less. Is more preferable. As a result, the function as a curing accelerator can be exhibited more effectively, the curability of the resin composition can be improved, and the melt viscosity of the resin at the melting temperature of the solder component constituting the solder layer is increased. However, a good solder joint structure can be obtained. Moreover, the preservability of the resin composition can be further improved.
These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
(e)充填材
本実施形態に係る樹脂組成物は、充填材を更に含んでも良い。これにより、樹脂組成物の線膨張係数を低下させること、また、樹脂組成物の最低溶融粘度を調整することが容易となり、端子の電気的な接続を安定的に行うことができる。
(E) Filler The resin composition according to the present embodiment may further include a filler. Thereby, it becomes easy to reduce the linear expansion coefficient of the resin composition and adjust the minimum melt viscosity of the resin composition, and the electrical connection of the terminals can be stably performed.
本発明に適用できる樹脂組成物に配合される充填材としては特に限定されないが、例えば、有機樹脂成分を含む樹脂粒子、ゴム成分を含むゴム粒子等の有機材料による有機充填材のほか、無機充填材を挙げることができる。
これらの中でも、半導体装置の信頼性の向上という観点からは、無機充填材が好ましい。無機充填材を含有することで、樹脂組成物層の線膨張係数を低下することができ、これにより、上記信頼性を向上させることができる。
また、耐衝撃性の向上という観点からは、有機充填材と無機充填材を併用することが好ましい。この場合に用いる有機充填材としては、アクリルゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム等のゴム成分を含むゴム粒子がより好ましい。有機充填材を含むことで、無機充填材を用いる上記効果に加えて、樹脂組成物の硬化物の靱性を高めることができ、これにより、半導体装置の耐衝撃性を向上させることができる。
The filler blended in the resin composition applicable to the present invention is not particularly limited. For example, in addition to organic fillers using organic materials such as resin particles containing organic resin components and rubber particles containing rubber components, inorganic fillers are also included. Materials can be mentioned.
Among these, an inorganic filler is preferable from the viewpoint of improving the reliability of the semiconductor device. By containing the inorganic filler, the linear expansion coefficient of the resin composition layer can be reduced, and thus the reliability can be improved.
Further, from the viewpoint of improving impact resistance, it is preferable to use an organic filler and an inorganic filler in combination. As the organic filler used in this case, rubber particles containing a rubber component such as acrylic rubber, silicon rubber, and butadiene rubber are more preferable. By including the organic filler, in addition to the above-described effect of using the inorganic filler, it is possible to increase the toughness of the cured product of the resin composition, thereby improving the impact resistance of the semiconductor device.
無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、アルミナ等を挙げることができ、これらを複数種含めることもできる。このように無機充填材は複数種から選択することができるが、コスト等の観点からシリカを好ましく用いることができる。これにより、硬化後の樹脂組成物の熱特性に優れたものとすることができる。また、樹脂組成物を基材に付与した際の基材の接合箇所の視認性を良好なものとすることができる。その結果、位置合わせをより容易に行うことができる。シリカの形状としては、破砕シリカと球状シリカがあるが、球状シリカが好ましい。
また、熱伝導性等の観点からは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素、窒化ホウ素、等を用いることもできる。
Although it does not specifically limit as an inorganic filler, For example, silver, titanium oxide, a silica, mica, an alumina etc. can be mentioned, These can also contain multiple types. Thus, although the inorganic filler can be selected from a plurality of types, silica can be preferably used from the viewpoint of cost and the like. Thereby, it can be made the thing excellent in the thermal characteristic of the resin composition after hardening. Moreover, the visibility of the joining location of a base material at the time of providing a resin composition to a base material can be made favorable. As a result, alignment can be performed more easily. As the shape of the silica, there are crushed silica and spherical silica, and spherical silica is preferable.
From the viewpoint of thermal conductivity, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, silicon nitride, boron nitride, or the like can also be used.
また、充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が500nm以下のものであるのが好ましく、300nm以下のものであるのがより好ましい。充填材の平均粒子径の下限値としては、特に限定されないが、たとえば5nmである。
このような平均粒子径の充填材を含むことにより、基材同士の接合時の樹脂組成物の粘度をより適度なものとすることができ、接合を良好に行うことができる。また、樹脂組成物内で充填材の凝集を抑制し、外観を向上させることができる。また、樹脂組成物を光が透過する際に、可視光の透過を充填材が阻害するのを低減することができ、その結果、樹脂組成物を基材に付与した際の端子部分の接合箇所の視認性がさらに良好なものとなり、位置合わせがさらに容易になるとともに、フラックス機能により、基材同士を良好に電気的に接続することができる。
Further, the filler is not particularly limited, but the average particle diameter is preferably 500 nm or less, and more preferably 300 nm or less. Although it does not specifically limit as a lower limit of the average particle diameter of a filler, For example, it is 5 nm.
By including the filler having such an average particle diameter, the viscosity of the resin composition at the time of joining the substrates can be made more appropriate, and the joining can be performed satisfactorily. Moreover, aggregation of a filler can be suppressed in a resin composition, and an external appearance can be improved. Further, when light passes through the resin composition, it is possible to reduce the filler from inhibiting the transmission of visible light, and as a result, the joint portion of the terminal portion when the resin composition is applied to the substrate The visibility is further improved, the alignment is further facilitated, and the base materials can be electrically connected to each other well by the flux function.
充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全固形分に対して0.1質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物を基材に付与した際の端子部分の接合箇所の視認性を良好なものとしつつ、硬化後の樹脂組成物の熱特性に優れたものとすることができる。また、上記範囲とすることで、硬化後の樹脂組成物と基材との間の線膨張係数差が小さくなり、熱衝撃の際に発生する応力を低減させることができるため、基材の剥離をさらに確実に抑制することができる。さらに、硬化後の樹脂組成物の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができるため、半導体装置の信頼性が上昇する。 Although content of a filler is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1 mass% or more and 80 mass% or less with respect to the resin composition total solid, and it is more preferable that it is 20 mass% or more and 70 mass% or less. preferable. Thereby, it is possible to improve the thermal properties of the cured resin composition while improving the visibility of the joint portion of the terminal portion when the resin composition is applied to the substrate. In addition, by setting the above range, the difference in linear expansion coefficient between the cured resin composition and the base material is reduced, and the stress generated during thermal shock can be reduced. Can be more reliably suppressed. Furthermore, since it can suppress that the elasticity modulus of the resin composition after hardening becomes high too much, the reliability of a semiconductor device rises.
(f)その他の添加剤
また、本実施形態の樹脂組成物は、上記以外の成分を含んでいてもよい。
例えば、本実施形態の樹脂組成物は、重量平均分子量が300以上2500以下であるフェノール系硬化剤を含んでいてもよい。これにより、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに、耐イオンマイグレーション性を向上させることが可能となる。また、樹脂組成物に適度な柔軟性を付与することができる。また、基材同士の電気的接続をより良好なものとすることができる。
(F) Other additives Moreover, the resin composition of this embodiment may contain components other than the above.
For example, the resin composition of this embodiment may contain a phenolic curing agent having a weight average molecular weight of 300 or more and 2500 or less. Thereby, the glass transition temperature of the hardened | cured material of a resin composition can be raised, and also it becomes possible to improve ion migration resistance. Moreover, moderate softness | flexibility can be provided to a resin composition. Moreover, the electrical connection between the substrates can be made better.
フェノール系硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、ビスフェノールF型ノボラック樹脂、ビスフェノールAF型ノボラック樹脂等が挙げられる。中でも、上述した特性を有し、効果を発現できるという観点から、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂を用いるのが好ましい。 Although it does not specifically limit as a phenol type hardening | curing agent, For example, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a bisphenol A type novolak resin, a bisphenol F type novolak resin, a bisphenol AF type novolak resin etc. are mentioned. Among these, it is preferable to use a phenol novolac resin or a cresol novolac resin from the viewpoint of having the above-described characteristics and exhibiting effects.
樹脂組成物全固形分中におけるフェノール系硬化剤の含有量は、特に限定されないが、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、3質量%以上25質量%以下であるのがより好ましい。フェノール系硬化剤の含有量を上記範囲とすることで、樹脂組成物によって、基材上の複数の端子等によって生じる凹凸(ギャップ)をより効果的に埋め込むことができる。また、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができる。 The content of the phenolic curing agent in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less. . By setting the content of the phenolic curing agent in the above range, the resin composition can more effectively fill the unevenness (gap) caused by a plurality of terminals on the substrate. Moreover, the glass transition temperature of the hardened | cured material of a resin composition can be raised effectively.
フェノール系硬化剤の重量平均分子量は、特に限定されないが、300以上2500以下であることが好ましく、400以上2300以下であることが特に好ましい。これにより、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに耐イオンマイグレーション性を効率よく向上させることができる。また、樹脂組成物に適度な柔軟性を付与することができる。また、基材同士の電気的な接続をより良好なものとすることができる。ここで、重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラム)により測定することができる。 Although the weight average molecular weight of a phenol type hardening | curing agent is not specifically limited, It is preferable that it is 300 or more and 2500 or less, and it is especially preferable that it is 400 or more and 2300 or less. Thereby, the glass transition temperature of the hardened | cured material of a resin composition can be raised, and also ion migration resistance can be improved efficiently. Moreover, moderate softness | flexibility can be provided to a resin composition. Further, the electrical connection between the substrates can be made better. Here, the weight average molecular weight can be measured by GPC (gel permeation chromatogram).
また、本実施形態の樹脂組成物は、シランカップリング剤を更に含んでもよい。シランカップリング剤を含むことにより、半導体チップ、半導体ウエハ、シリコン基板、ガラス基板、有機基板などのような基材に対する樹脂組成物の密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤等が使用できる。これらは1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。シランカップリング剤の配合量は、適宜選択すればよいが、樹脂組成物全固形分に対して、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上5質量%以下であり、更に好ましくは0.1質量%以上2質量%以下である。 Moreover, the resin composition of this embodiment may further contain a silane coupling agent. By including the silane coupling agent, the adhesion of the resin composition to a base material such as a semiconductor chip, a semiconductor wafer, a silicon substrate, a glass substrate, an organic substrate, or the like can be enhanced. As the silane coupling agent, for example, an epoxy silane coupling agent, an aromatic-containing aminosilane coupling agent and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the silane coupling agent may be appropriately selected, but is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition. It is 5 mass% or less, More preferably, it is 0.1 mass% or more and 2 mass% or less.
その他、本実施形態に係る樹脂組成物には、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤や顔料等の添加剤がさらに含まれていてもよい。 In addition, the resin composition according to this embodiment may further contain additives such as a plasticizer, a stabilizer, a tackifier, a lubricant, an antioxidant, an antistatic agent, and a pigment.
本実施形態において、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、上記各成分を混合・分散させることによって調製することができる。各成分の混合方法や分散方法は特に限定されず、従来公知の方法で混合、分散させることができる。 In the present embodiment, a resin composition containing a thermosetting resin can be prepared by mixing and dispersing the above components. The mixing method and dispersion method of each component are not specifically limited, It can mix and disperse | distribute by a conventionally well-known method.
また、本実施形態においては、前記各成分を溶媒中でまたは無溶媒下で混合して液状の樹脂組成物を調製してもよい。
このとき用いられる溶媒としては、各成分に対して不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、ジイソブチルケトン(DIBK)、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール(DAA)などのケトン類;ベンゼン、キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素類;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ類;N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、二塩基酸エステル(DBE)、3−エトキシプロピオン酸エチル(EEP)、ジメチルカーボネート(DMC)などが挙げられる。また、溶媒の使用量は、溶媒に混合した成分の固形分濃度が10〜80質量%となる量であることが好ましい。
Moreover, in this embodiment, you may prepare the liquid resin composition by mixing each said component in a solvent or under absence of solvent.
The solvent used at this time is not particularly limited as long as it is inert to each component. For example, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), cyclohexanone, Ketones such as diacetone alcohol (DAA); aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene, and toluene; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and n-butyl alcohol; methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, Cellosolves such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dibasic acid ester (DB ), Ethyl 3-ethoxypropionate (EEP), and dimethyl carbonate (DMC). Moreover, it is preferable that the usage-amount of a solvent is an quantity from which the solid content concentration of the component mixed with the solvent will be 10-80 mass%.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂をフィルム形状とする場合の厚みは、特に制限されないが、1μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることが特に好ましい。また、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることが特に好ましい。樹脂組成物の厚みが前記範囲内にあると隣接する端子間の間隙に樹脂組成物を十分に充填することができる。また、樹脂組成物の硬化後の機械的接着強度および対向する端子間の電気的接続を十分に確保することができる。 The thickness when the thermosetting resin according to the present embodiment is formed into a film shape is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, and particularly preferably 5 μm or more. Moreover, it is preferable that it is 200 micrometers or less, It is more preferable that it is 150 micrometers or less, It is especially preferable that it is 100 micrometers or less. When the thickness of the resin composition is within the above range, the gap between adjacent terminals can be sufficiently filled with the resin composition. Moreover, the mechanical adhesive strength after hardening of a resin composition and the electrical connection between the terminals which oppose can fully be ensured.
次に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の製造方法について説明する。
本実施形態に用いる樹脂組成物が25℃で液状の場合は、例えば、熱硬化性樹脂、その他の成分を秤量し、次いで、3本ロールや攪拌機等により各成分が均一に分散するように混合することにより樹脂組成物を作製することができる。
Next, the manufacturing method of the resin composition containing a thermosetting resin is demonstrated.
When the resin composition used in the present embodiment is liquid at 25 ° C., for example, a thermosetting resin and other components are weighed and then mixed with a three roll or a stirrer so that each component is uniformly dispersed. By doing so, a resin composition can be produced.
また、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が25℃で固形状の場合は、例えば、熱硬化性樹脂、その他の成分を秤量し、充填材を用いる場合においては溶剤可溶成分を溶剤に溶解させた後、これを混合分散する方法や、マスターバッチとして各成分を調合する方法等によりワニスを作製することができる。
次いで、上記で得られたワニスをポリエステルシート等の剥離基材上に塗布し、所定の温度で乾燥し溶剤を揮散させることにより作製することができる。
In addition, when the resin composition containing the thermosetting resin is solid at 25 ° C., for example, when the thermosetting resin and other components are weighed and the filler is used, the solvent-soluble component is dissolved in the solvent. Then, the varnish can be produced by a method of mixing and dispersing this, a method of preparing each component as a master batch, or the like.
Subsequently, it can produce by apply | coating the varnish obtained above on peeling substrates, such as a polyester sheet, drying at a predetermined temperature, and volatilizing a solvent.
続いて、図3 c)に示すように、樹脂組成物の層110が設けられた半導体チップ103と、端子101を備えた半導体ウエハ100とを、端子101と端子102とが樹脂組成物の層110を介して対向するように積層させる。
より具体的には、端子101と端子102とが対応するように位置決めして、図3 c)に示すように、樹脂組成物の層110を介して半導体ウエハ100と、半導体チップ103とが積層された積層体を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3 c), the semiconductor chip 103 provided with the resin composition layer 110, the semiconductor wafer 100 including the terminals 101, and the terminals 101 and 102 are resin composition layers. Laminate so as to face each other through 110.
More specifically, the terminal 101 and the terminal 102 are positioned so as to correspond to each other, and the semiconductor wafer 100 and the semiconductor chip 103 are stacked via the resin composition layer 110 as shown in FIG. A laminated body is formed.
続いて、図3 d)に示す接合工程にて、上記積層体を加熱し、端子同士の接合を行う。 Subsequently, in the bonding step shown in FIG. 3d), the laminate is heated to bond the terminals together.
ここで、本明細書において、「接合」とは具体的に以下のような態様となることを指す。
すなわち、本明細書において、「接合」とは、図7に示されるように、端子の表面に半田が濡れ拡がり、接合面を形成することを指す。
Here, in this specification, “joining” specifically refers to the following aspects.
That is, in this specification, “joining” means that the solder spreads on the surface of the terminal to form a joining surface as shown in FIG.
なお、先述の特許文献2においては、段落0055に示される接触工程において、比較的高温である170℃にて、20Nで2秒間荷重し、半導体チップの突起電極と基板の電極部とを接触させて実装体を得る態様が開示されている。
ここで、当該文献の段落0043には、半田の溶融点として、225〜235℃程度の鉛フリーの半田が開示されているところ、この特許文献2における接触工程においては、半田溶融点と加熱温度とが十分に離れていることから、上述のような半田層の濡れ拡がりが起こらず、接合面が形成されることもない。図8に示されるように半田層が変形されず、半田層が端子に対して部分的に接触するにとどまる。本明細書においては、このような態様を「接触」あるいは「当接」として表記する。
In the above-mentioned Patent Document 2, in the contact step shown in paragraph 0055, a load of 20 N is applied for 2 seconds at 170 ° C., which is a relatively high temperature, so that the protruding electrode of the semiconductor chip and the electrode portion of the substrate are brought into contact with each other. Thus, a mode for obtaining a mounting body is disclosed.
Here, paragraph 0043 of the document discloses a lead-free solder of about 225 to 235 ° C. as the melting point of the solder. In the contact process in Patent Document 2, the solder melting point and the heating temperature are disclosed. Are sufficiently separated from each other, so that the solder layer does not spread as described above, and a bonding surface is not formed. As shown in FIG. 8, the solder layer is not deformed, and the solder layer only partially contacts the terminal. In this specification, such a mode is expressed as “contact” or “contact”.
なお、本実施形態においては、接合工程が半田の融点以下の温度で行われるが、この操作を行うにあたっては、適切なフラックス機能を有する樹脂組成物を選択することが重要であり、とりわけ、適切なフラックス機能を有する化合物を樹脂組成物として、適切量配合し、同時に、組み合わせる樹脂成分についても十分な制御を行った上で配合することが重要となる。
たとえば、国際公開第2011/007531号パンフレットの実施例3においては、接続用金属電極と、接続用半田電極とを当接させる第2の工程を180℃の温度で実施しているが、この系においては、本願明細書の実施例項に示されるフラックス機能を有する化合物よりも活性の低い化合物が用いられている。このため、上記特許文献2と同様、半田層の濡れ拡がりが起こらず、接合面が形成されることもない。図8に示されるように半田層が変形されず、半田層が端子に対して部分的に接触するにとどまる。
In this embodiment, the bonding step is performed at a temperature below the melting point of the solder. However, in performing this operation, it is important to select a resin composition having an appropriate flux function, It is important that a compound having a proper flux function is blended in an appropriate amount as a resin composition, and at the same time, the resin components to be combined are blended with sufficient control.
For example, in Example 3 of International Publication No. 2011/007531, the second step of bringing the connecting metal electrode into contact with the connecting solder electrode is performed at a temperature of 180 ° C. In the present invention, a compound having a lower activity than the compound having the flux function shown in the Examples section of the present specification is used. For this reason, similarly to the above-mentioned Patent Document 2, wetting and spreading of the solder layer does not occur, and a bonding surface is not formed. As shown in FIG. 8, the solder layer is not deformed, and the solder layer only partially contacts the terminal.
なお、国際公開第2011/007531号パンフレットの実施例3においては、フリップチップボンダーを用いてまず端子同士を「当接」させる工程を実施している。この工程においては、フリップチップボンダーの位置制御も「当接」するように条件設定される。したがって、当接の状態よりもさらに端子同士が近接して半田層の変形や濡れ拡がりが起こることはない。 In Example 3 of the International Publication No. 2011/007531 pamphlet, a step of “contacting” the terminals first is performed using a flip chip bonder. In this step, conditions are set so that the position control of the flip chip bonder also “contacts”. Therefore, the terminals do not come closer to each other than the contact state, and the solder layer does not deform or spread.
また、本実施形態の一態様においては、たとえば、図7に示されるように、基材の積層方向に直交する方向から半導体装置をみたときに、接合面が第1の端子または第2の端子の表面の長さに対して90%以上の長さで形成されている。これにより、より高度な接続信頼性を発揮することができる。
なお、この基材の積層方向に直交する方向は、たとえば任意に選んだ方向のいずれかでよく、接合面が端子に対して平行に形成されていない場合においては、弧長として、この接合面の長さを定義することができる。
この接合面は第1の端子または第2の端子の表面の長さに対して95%以上の長さで形成されていることがより好ましく、100%の長さで形成されていることがさらに好ましい。
Further, in one aspect of the present embodiment, for example, as illustrated in FIG. 7, when the semiconductor device is viewed from a direction orthogonal to the stacking direction of the base material, the bonding surface is the first terminal or the second terminal. The length of the surface is 90% or more. Thereby, higher connection reliability can be exhibited.
Note that the direction orthogonal to the lamination direction of the base material may be any direction selected, for example, and when the joint surface is not formed parallel to the terminal, the joint surface is used as the arc length. The length of can be defined.
The bonding surface is more preferably formed with a length of 95% or more with respect to the length of the surface of the first terminal or the second terminal, and more preferably with a length of 100%. preferable.
また、本実施形態の一態様においては、前述の接合面は、半田層を形成する半田成分と、第1の端子または第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれることとすることができ、これにより、端子間における接続性が一段と向上する。
たとえば、銅製のバンプから構成される端子に対し、錫を含む半田層を用いて接合面を形成する場合、この銅と錫とを含む合金がこの接合面に含まれる。
本実施形態においては、たとえば、フラックス機能を有する化合物の種類と配合量を適切に選択することにより、このような合金が含まれる接合面を形成することができる。
Further, in one aspect of the present embodiment, the bonding surface includes an alloy of a solder component that forms a solder layer and a metal component that forms the first terminal or the second terminal. As a result, the connectivity between the terminals is further improved.
For example, when a bonding surface is formed using a solder layer containing tin with respect to a terminal composed of a bump made of copper, this bonding surface includes an alloy containing copper and tin.
In the present embodiment, for example, by appropriately selecting the type and blending amount of the compound having a flux function, it is possible to form a joint surface including such an alloy.
本実施形態において、加熱温度は端子102が有する半田層104を構成する半田成分の融点よりも20℃以上低い温度で行う。なお、本明細書中において「加熱温度」とは、昇温の際、端子近傍の樹脂組成物の温度を指す。
このように、半田成分の融点よりも20℃以上低い温度で加熱を行うことにより、樹脂成分の劣化を抑制することができる。また、加熱温度条件を半田成分の融点よりも25℃以上低い温度に設定することが好ましく、30℃以上低い温度に設定することがより好ましい。このような温度条件を採用することによって、さらに樹脂成分の劣化を抑制することができるとともに、樹脂のはみ出しを抑制することができる。
また、特にTSV構造の半導体チップを用いる場合は、チップ表面の回路保護用のパッシベーション膜と半導体チップとの線膨張係数との差に起因する反りの発生を小さなものとすることができる。
また、加熱温度の下限値について、本実施形態の態様においては半田成分の融点よりも40℃低い温度以上に設定され、より好ましくは半田成分の融点よりも35℃低い温度以上、さらに好ましくは半田成分の融点よりも33度低い温度以上に設定される。このような加熱温度に制御することで端子に対する半田の濡れ拡がり性をさらに向上させることができ、半導体装置を得たときに、一段と高い接続信頼性を発揮することができる。
In this embodiment, the heating temperature is 20 ° C. or lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer 104 included in the terminal 102. In the present specification, the “heating temperature” refers to the temperature of the resin composition in the vicinity of the terminal when the temperature is raised.
Thus, by heating at a temperature 20 ° C. or more lower than the melting point of the solder component, it is possible to suppress deterioration of the resin component. The heating temperature condition is preferably set to a temperature that is 25 ° C. or more lower than the melting point of the solder component, and more preferably set to a temperature that is 30 ° C. or more lower. By adopting such temperature conditions, it is possible to further suppress the deterioration of the resin component and to suppress the protrusion of the resin.
In particular, when a semiconductor chip having a TSV structure is used, the occurrence of warpage due to the difference between the coefficient of linear expansion between the passivation film for circuit protection on the chip surface and the semiconductor chip can be reduced.
In addition, the lower limit value of the heating temperature is set to a temperature that is 40 ° C. lower than the melting point of the solder component in the aspect of the present embodiment, more preferably a temperature that is 35 ° C. lower than the melting point of the solder component, and more preferably solder. The temperature is set to 33 ° C. lower than the melting point of the components. By controlling to such a heating temperature, the wettability of the solder with respect to the terminal can be further improved, and when a semiconductor device is obtained, higher connection reliability can be exhibited.
本実施形態においては、上記のように、従来の接合工程よりも低い温度条件でこれを実施することができる。したがって、加熱装置の寿命を延長させることができ、電子部品の製造コストを低減できる。また、使用する樹脂組成物の可使時間も延ばすことができる。
また、低温で接合するため、樹脂組成物は硬化等の熱変性が起こりにくく、流体による加圧雰囲気下での加圧条件を適宜設定することで、効果的に樹脂組成物内のボイドを低減させることができる。
また、基材として半導体チップを用いる場合、半導体チップ単体の反りを小さくすることができる。
さらに、端子同士を接合する際の温度から融点の値が離れた半田成分であっても半導体装置製造プロセスに適用できることから、当該プロセスに用いることのできる半田材料の制限を緩和することができる。
In the present embodiment, as described above, this can be performed under a temperature condition lower than that of the conventional bonding process. Therefore, the lifetime of the heating device can be extended, and the manufacturing cost of the electronic component can be reduced. Moreover, the pot life of the resin composition to be used can be extended.
In addition, since the resin composition is hard to be thermally denatured such as curing because it is bonded at a low temperature, voids in the resin composition can be effectively reduced by appropriately setting the pressurizing conditions in a pressurized atmosphere with a fluid. Can be made.
Further, when a semiconductor chip is used as the substrate, the warpage of the semiconductor chip alone can be reduced.
Furthermore, even a solder component having a melting point that deviates from the temperature at which the terminals are joined can be applied to the semiconductor device manufacturing process, so that restrictions on the solder material that can be used in the process can be relaxed.
上記接合工程を実施する方法としては、特に限定されないが、圧着装置、フリップチップボンダー等を用いて行うことができる。接合する条件は、特に限定されないが、温度条件は上述した温度域で実施することが好ましい。時間は0.1秒間以上60秒間以下が好ましく、1秒間以上60秒間以下が特に好ましい。圧力は5N以上とすることが好ましく、10N以上とすることがさらに好ましい。また、100N以下とすることが好ましく、50N以下とすることがさらに好ましい。これにより、より信頼性の高い電気的接合を行うことができる。なお、上記圧力は5mm角のチップを加圧した場合の圧力を示す。 Although it does not specifically limit as a method of implementing the said joining process, It can carry out using a crimping | compression-bonding apparatus, a flip chip bonder, etc. The bonding conditions are not particularly limited, but the temperature conditions are preferably performed in the above-described temperature range. The time is preferably from 0.1 second to 60 seconds, particularly preferably from 1 second to 60 seconds. The pressure is preferably 5N or more, and more preferably 10N or more. Moreover, it is preferable to set it as 100 N or less, and it is more preferable to set it as 50 N or less. Thereby, electrical connection with higher reliability can be performed. In addition, the said pressure shows the pressure at the time of pressurizing a 5-mm square chip | tip.
なお、この積層体を加熱する工程においては、積層体を流体で加圧しながら加熱することもできる。これにより、樹脂組成物の層110におけるボイド発生を抑制することができ、また、精度高く端子同士を接合させることができる。
なお、流体で加圧しながら加熱する方法により実施する場合、具体的な加圧力としては、0.1MPa以上、10MPa以下の条件を採用することができ、より好ましくは0.5MPa以上、5MPa以下の条件を採用することができる。
In addition, in the process of heating this laminated body, it can also heat, pressing a laminated body with a fluid. Thereby, generation | occurrence | production of the void in the layer 110 of a resin composition can be suppressed, and terminals can be joined with high precision.
In addition, when it implements by the method of heating with pressurizing with a fluid, as a specific applied pressure, conditions of 0.1 MPa or more and 10 MPa or less can be adopted, more preferably 0.5 MPa or more and 5 MPa or less. Conditions can be adopted.
そして、図2のb)からd)までの工程を繰り返すことにより、図2のe)に示したように、基板(半導体ウエハ100)上に複数の半導体チップ103が接合された構造体を得ることができる。
このようにして接合工程を経た構造体は、さらに、上記接合工程の後、樹脂組成物の層110を硬化させるキュア工程を実施することができる。
キュア工程における温度条件としては特に限定されないが、例えば100℃以上であり、好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃以上とすることができる。また、例えば300℃以下であり、好ましくは280℃以下、さらに好ましくは250℃以下とすることができる。
キュア工程に要する時間としては、たとえば10分間以上であり、好ましくは30分間以上であり、より好ましくは60分間以上である。このような時間条件を採用することにより、確実に樹脂組成物を硬化させることができる。キュア工程に要する時間の上限値は特に制限されないが、たとえば8時間以下である。
上記キュア工程は、流体により積層体を加圧しながら実施することもできる。加圧する条件としては例えば、0.1MPa以上、10MPa以下の条件を採用することができ、より好ましくは0.5MPa以上、5MPa以下の条件を採用することができる。
流体として使用できるものとしては、空気、窒素のような不活性ガスであることが好ましい。
Then, by repeating the steps from b) to d) in FIG. 2, as shown in e) in FIG. 2, a structure in which a plurality of semiconductor chips 103 are bonded on the substrate (semiconductor wafer 100) is obtained. be able to.
Thus, the structure which passed through the joining process can further perform the hardening process which hardens the layer 110 of a resin composition after the said joining process.
Although it does not specifically limit as temperature conditions in a curing process, For example, it is 100 degreeC or more, Preferably it is 120 degreeC or more, More preferably, it can be 150 degreeC or more. For example, it is 300 degrees C or less, Preferably it is 280 degrees C or less, More preferably, it can be 250 degrees C or less.
The time required for the curing step is, for example, 10 minutes or more, preferably 30 minutes or more, and more preferably 60 minutes or more. By adopting such a time condition, the resin composition can be reliably cured. The upper limit value of the time required for the curing process is not particularly limited, but is, for example, 8 hours or less.
The curing step can be performed while pressurizing the laminate with a fluid. As conditions for pressurizing, for example, conditions of 0.1 MPa or more and 10 MPa or less can be adopted, and conditions of 0.5 MPa or more and 5 MPa or less can be adopted more preferably.
As a fluid that can be used, an inert gas such as air or nitrogen is preferable.
以上のようにして、端子101と端子102とを接合部105を介して接合することができ、あわせて、図3 d)に示すように樹脂組成物の層110を硬化させて、絶縁層120を形成することができる。
結果として、絶縁層120を介して、半導体ウエハ100と半導体チップ103とを固着させることができ、また、半導体ウエハ100と半導体チップ103とを、接合部105を介して、電気的に接続することができる。
As described above, the terminal 101 and the terminal 102 can be bonded together via the bonding portion 105. In addition, the resin composition layer 110 is cured as shown in FIG. Can be formed.
As a result, the semiconductor wafer 100 and the semiconductor chip 103 can be fixed via the insulating layer 120, and the semiconductor wafer 100 and the semiconductor chip 103 are electrically connected via the bonding portion 105. Can do.
また、本実施形態においては、図3 e)の工程を行った後、さらに加熱を行うことにより、半田リフロー工程を行う。これにより、端子間の接続をより強固なものとし、基材間の接続信頼性を一層向上させることができる。
この工程の温度条件としては、たとえば半田層104を構成する半田成分の融点よりも10℃低い温度以上とすることができ、より好ましくは半田層104を構成する半田成分の融点よりも5℃低い温度以上とすることができる。採用する温度条件の上限値はとくに制限されないが、たとえば半田層104を構成する半田成分の融点よりも60℃高い温度以下である。
たとえば、この工程の温度条件としては、200℃以上の条件を採用することができ、210℃以上の条件を採用することができる。また、採用する温度条件の上限値はとくに制限されないが、たとえば280℃以下とすることができる。
Moreover, in this embodiment, after performing the process of FIG. 3 e), a solder reflow process is performed by heating further. Thereby, the connection between terminals can be strengthened and the connection reliability between base materials can be further improved.
As a temperature condition of this step, for example, the temperature can be 10 ° C. or more lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer 104, and more preferably 5 ° C. lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer 104. It can be higher than the temperature. The upper limit value of the temperature condition to be adopted is not particularly limited, but is, for example, not more than 60 ° C. higher than the melting point of the solder component constituting the solder layer 104.
For example, as the temperature condition of this step, a condition of 200 ° C. or more can be adopted, and a condition of 210 ° C. or more can be adopted. Further, the upper limit value of the temperature condition to be employed is not particularly limited, but can be set to, for example, 280 ° C. or less.
最後に図3 f)に示すように、上記で得られた積層体を個片化することにより半導体装置150を得ることができる。 Finally, as shown in FIG. 3F), the semiconductor device 150 can be obtained by separating the stacked body obtained above.
<第2の製造方法>
続いて、<第1の製造方法>とは異なった態様の半導体装置250の製造方法について図4および図5を参照しながら説明する。
<Second production method>
Next, a manufacturing method of the semiconductor device 250 having a different aspect from the <first manufacturing method> will be described with reference to FIGS.
まず、図4 a)に示すように、それぞれ図示しない複数の個別回路が形成された接続部204を有する半導体チップ200と、接続部205を有する半導体チップ203とを用意する。本実施形態では、半導体チップ200は接続部204に連結する端子201を備え、半導体チップ203は接続部205に連結する端子202を備えている。
端子201および端子202を構成する部材は<第1の製造方法>にて示した端子の部材の中から適宜選択することができる。
First, as shown in FIG. 4 a), a semiconductor chip 200 having a connection portion 204 in which a plurality of individual circuits (not shown) are formed and a semiconductor chip 203 having a connection portion 205 are prepared. In the present embodiment, the semiconductor chip 200 includes a terminal 201 connected to the connection unit 204, and the semiconductor chip 203 includes a terminal 202 connected to the connection unit 205.
The members constituting the terminal 201 and the terminal 202 can be appropriately selected from the terminal members shown in <First manufacturing method>.
本実施形態では、半導体チップ203は接続部205に連結する端子202を備えており、その端子202の先端部に半田層206を備えている。さらに、これら端子202と半田層206とを被覆するように樹脂組成物の層210が設けられている。
樹脂組成物の層210を形成する方法は、前記<第1の製造方法>と同様の方法を採用することができ、また、樹脂組成物も前述と同様のものを採用することができる。
In the present embodiment, the semiconductor chip 203 includes a terminal 202 that is coupled to the connection portion 205, and a solder layer 206 is provided at the tip of the terminal 202. Further, a resin composition layer 210 is provided so as to cover the terminals 202 and the solder layer 206.
As a method of forming the resin composition layer 210, the same method as the above <First manufacturing method> can be adopted, and the same resin composition as described above can be adopted.
次に、図4 b)に示すように、樹脂組成物の層210が設けられた半導体チップ203と、端子201を備えた半導体チップ200とを、端子201と端子202とが樹脂組成物の層210を介して対向するように配置させる。
そして、端子201と端子202とが対応するように位置決めして、樹脂組成物の層210を介して半導体チップ200と、半導体チップ203とが積層された積層体を形成する。
Next, as shown in FIG. 4b), the semiconductor chip 203 provided with the resin composition layer 210, the semiconductor chip 200 provided with the terminals 201, and the terminals 201 and 202 are layers of the resin composition. It arrange | positions so that it may oppose through 210.
Then, the terminal 201 and the terminal 202 are positioned so as to correspond to each other to form a stacked body in which the semiconductor chip 200 and the semiconductor chip 203 are stacked via the resin composition layer 210.
続いて、図4 c)に示す工程にて上記積層体を加熱する。この加熱条件についても<第1の製造方法>と同様の条件を採用することができる。
この加熱を行うことにより、図4 c)に示すように半導体チップ200と半導体チップ203とが接合部207を介して電気的に接続されることとなり、また、樹脂組成物の層210を硬化させることにより絶縁層220を形成することができる。
また、この図4 c)においては、<第1の製造方法>同様、「接合工程」と「キュア工程」とを組み合わせて行うこともでき、これらの工程は上述した加圧条件を採用することができる。さらに、図4 c)の工程を行った後、半田リフロー工程が行われる。これにより基材間の接続信頼性を一層向上させることができる。
Subsequently, the laminate is heated in the step shown in FIG. Regarding the heating conditions, the same conditions as in <First manufacturing method> can be employed.
By performing this heating, the semiconductor chip 200 and the semiconductor chip 203 are electrically connected via the bonding portion 207 as shown in FIG. 4C), and the resin composition layer 210 is cured. Thus, the insulating layer 220 can be formed.
Further, in FIG. 4c), as in the <first manufacturing method>, the "joining process" and the "curing process" can be performed in combination, and these processes adopt the pressurizing conditions described above. Can do. Furthermore, after performing the process of FIG. 4c), a solder reflow process is performed. Thereby, the connection reliability between base materials can be further improved.
なお、後述するように本<第2の製造方法>においては、別の半導体チップ203をさらに積層させることができる。このことから、半導体チップ200と、1枚の半導体チップ203が積層された図4 c)に示される段階においては、上記のような接合工程や半田リフロー工程を行わず、半導体チップ200と、2枚の半導体チップ203が積層された後述の図5 g)に示される段階、または、3枚以上の半導体チップ203が積層された段階にて、上記のような接合工程や半導体リフロー工程を行うこともできる。 As will be described later, in this <second manufacturing method>, another semiconductor chip 203 can be further laminated. Therefore, in the stage shown in FIG. 4c) in which the semiconductor chip 200 and one semiconductor chip 203 are stacked, the above-described joining process and solder reflow process are not performed, and the semiconductor chip 200, 2 The joining process and the semiconductor reflow process as described above are performed at the stage shown in FIG. 5 g), which will be described later, in which the semiconductor chips 203 are stacked, or at the stage where three or more semiconductor chips 203 are stacked. You can also.
続いて、図5 d)に示すように、半導体チップ203が有する接続部205上に端子208を設ける。この端子208は端子201および端子202と同様のものを用いることができる。 Subsequently, as shown in FIG. 5D), a terminal 208 is provided on the connection portion 205 included in the semiconductor chip 203. The terminal 208 can be the same as the terminal 201 and the terminal 202.
続いて、図5 e)〜g)に示す工程のように、半導体チップ203を積層・加熱することで半導体チップが3枚積層された半導体装置250を得る。この半導体チップ203は、図4 a)に示すものと同様の構造を有するものであり、以下、図4 a)〜 c)の工程と同様の工程を繰り返せばよい。
なお、この半導体装置250は最上位に設けられた半導体チップ203においても同様に接続部205を有しているので、同様の工程を繰り返すことによりさらに高積層化させることができる。
Subsequently, as in the steps shown in FIGS. 5E) to 5G), the semiconductor device 250 in which three semiconductor chips are stacked is obtained by stacking and heating the semiconductor chips 203. The semiconductor chip 203 has a structure similar to that shown in FIG. 4A), and the following steps similar to those in FIGS. 4A) to 4C may be repeated.
Note that the semiconductor device 250 also has the connection portion 205 in the semiconductor chip 203 provided at the uppermost layer, so that it can be further stacked by repeating the same process.
従来は、このように多数の半導体チップ等を積層させる場合には半導体装置作製プロセスの全体の所要時間が長くなるため、このプロセス内で樹脂が変性してしまうなどの問題があった。しかしながら、本実施形態の製造方法は、端子同士を接合する際の温度を低くできるため、例えば、加圧キュア工程を実施する場合に効果的に樹脂組成物内のボイドを低減することができる。このような点から、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば半導体チップを多層積層させるようなプロセスにおいて、十分な優位性を発揮することができる。 Conventionally, when a large number of semiconductor chips or the like are stacked in this way, the entire time required for the semiconductor device manufacturing process becomes long, and there is a problem that the resin is denatured in this process. However, since the manufacturing method of this embodiment can lower the temperature at the time of joining the terminals, for example, when performing a pressure curing step, voids in the resin composition can be effectively reduced. From such a point, according to the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, a sufficient advantage can be exhibited in the process of stacking the semiconductor chips in multiple layers.
また、本<第2の製造方法>においては、半導体チップ203には接続部205が設けられているが、一般に、この接続部205の半導体チップ200と接合する面とは反対側においては、ポリイミド等で構成される回路保護膜が塗工されている。このため、従来においては、フリップチップボンダー等でチップの上面側を加熱すると、この回路保護膜が熱膨張し、半導体チップ203に凸型の反りを生じることがあった。また、このような反りが発生すると、基材間に隙間ができてしまい、電気的な接合が難しくなることがあった。
本<第2の製造方法>においては、従来よりも低い温度にて基材同士の接合を行うことができるため、上記の問題を解消することができる。
In the present <second manufacturing method>, the semiconductor chip 203 is provided with a connection portion 205. Generally, on the side opposite to the surface of the connection portion 205 that is bonded to the semiconductor chip 200, polyimide is used. A circuit protective film composed of, for example, is applied. For this reason, conventionally, when the upper surface side of the chip is heated with a flip chip bonder or the like, the circuit protection film may thermally expand, and the semiconductor chip 203 may be convexly warped. In addition, when such warpage occurs, a gap is formed between the substrates, and electrical joining may be difficult.
In the present <second manufacturing method>, the base materials can be bonded to each other at a temperature lower than that of the conventional method, so that the above problem can be solved.
[第2の実施形態]
続いて、先述の第1の実施形態とは異なる半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態における半導体装置の製造方法は以下に示されるものである。
第1の端子を備えた第1の基材と、第2の端子を備えた第2の基材とを準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含み、
前記接合面は、前記半田層を構成する半田成分と、前記第1の端子または前記第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれる、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing a semiconductor device different from the first embodiment will be described.
The manufacturing method of the semiconductor device in this embodiment is as follows.
Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. Forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other;
The bonding surface includes an alloy of a solder component constituting the solder layer and a metal component constituting the first terminal or the second terminal.
A method for manufacturing a semiconductor device.
本実施形態の半導体装置の製造方法においては、第1の端子と第2の端子とを接合させる工程についての温度条件の下限値については特に規定しないが、一方で、接合工程において形成される接合面に半田層を構成する半田成分と、第1の端子または第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれることを必須の条件とする。
このような構成を採用することにより、接合工程において端子間の接続性を十分なものとすることができ、半導体装置を得た際の接続信頼性をより高いものとすることができる。
なお、本実施形態に用いられる端子、基材、樹脂組成物、半田層としては、前述の第1の実施形態と同様のものを用いることができ、各工程における条件についても、前述の第1の実施形態に記載したものと同様のものを採用することができる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment, the lower limit value of the temperature condition for the step of bonding the first terminal and the second terminal is not particularly defined, but on the other hand, the bonding formed in the bonding step It is an essential condition that the surface contains an alloy of the solder component constituting the solder layer and the metal component constituting the first terminal or the second terminal.
By adopting such a configuration, the connectivity between the terminals can be made sufficient in the joining process, and the connection reliability when the semiconductor device is obtained can be made higher.
In addition, as a terminal, a base material, a resin composition, and a solder layer used in the present embodiment, the same ones as those in the first embodiment can be used, and the conditions in each step are also described in the first. The thing similar to what was described in this embodiment is employable.
[電子部品の製造方法]
各実施形態の半導体装置の製造方法は、電子部品の製造方法に適用することができる。
たとえば、上述のようにして得られた半導体装置150、250は基板に搭載することで、電子部品とすることができる。
[Method of manufacturing electronic parts]
The semiconductor device manufacturing method of each embodiment can be applied to an electronic component manufacturing method.
For example, the semiconductor devices 150 and 250 obtained as described above can be electronic components by being mounted on a substrate.
このようにして製造された電子部品は、一つのパッケージ内に搭載することができる半導体装置の集積密度を高めることができるので、電子機器の高機能化および小型化に対応することができる。 Since the electronic component manufactured in this way can increase the integration density of the semiconductor device that can be mounted in one package, it can cope with higher functionality and miniaturization of the electronic device.
なお、本実施形態の電子部品は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プリンタ等に広く用いることができる。 In addition, the electronic component of this embodiment can be widely used for a mobile phone, a digital camera, a video camera, a car navigation system, a personal computer, a game machine, a liquid crystal television, a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, a printer, etc., for example.
なお、本実施形態においては、半導体ウエハ上に半導体チップを積層させる半導体装置の製造方法について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。
すなわち、半導体ウエハと半導体ウエハとを接続して得られる半導体装置を製造する場合においても本発明の方法は適用できるものであり、同様に半導体チップ同士、半導体チップと基板とを接続して半導体装置を製造する場合においても、本発明は適用できる。
In the present embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device in which semiconductor chips are stacked on a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to this.
That is, the method of the present invention can also be applied to the manufacture of a semiconductor device obtained by connecting a semiconductor wafer and a semiconductor wafer. Similarly, the semiconductor device is formed by connecting semiconductor chips to each other, and connecting the semiconductor chip and the substrate. The present invention can also be applied in the case of manufacturing.
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to description of these Examples at all.
(実施例1)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
フェノールノボラック樹脂9g(住友ベークライト株式会社製、型番:PR−55617)と、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂26.7g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、4−ヒドロキシ安息香酸9g(東京化成工業株式会社製)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
Example 1
[Production of resin film (resin layer)]
9 g of phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., model number: PR-55617), 26.7 g of liquid bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), and 9 g of 4-hydroxybenzoic acid (Tokyo) Kasei Kogyo Co., Ltd.), bisphenol A type phenoxy resin 14.7 g (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number: YP-50) and 2-phenyl-4-methylimidazole 0.1 g (Shikoku Chemicals Co., Ltd.) Company-made, model number: 2P4MZ), β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 0.5 g (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KBM-403), and spherical silica filler 40 g (AD Corporation) Made by Matex, model number: SC1050, average particle size 0.25 μm), methyl ethyl ketone The resin varnish having a solid content concentration of 50% by mass was obtained.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
[実装試験]
ダイシングフィルムが形成された8インチシリコンウエハを準備した。
ダイシングフィルムが形成された面とは反対側の面には、φ25μm、高さ35μmの銅バンプが2924個形成されており、その上に厚み10μmの錫−銀半田成分(融点:221℃)から構成される半田層が形成されている。
[Mounting test]
An 8-inch silicon wafer on which a dicing film was formed was prepared.
On the surface opposite to the surface on which the dicing film is formed, 2924 copper bumps having a diameter of 25 μm and a height of 35 μm are formed, and a 10 μm-thick tin-silver solder component (melting point: 221 ° C.) is formed thereon. A configured solder layer is formed.
真空ラミネーター(株式会社名機製作所製、型番:MVLP−500/600−2A)を用い、95℃/30sec/0.8MPaの条件で、銅バンプが形成された面側の8インチシリコンウエハに上記樹脂フィルムをラミネートした。
次に、ダイシング装置(株式会社ディスコ製、型番:DFD−6340)を用い、以下の条件で(ダイシングフィルム/シリコンウエハ/樹脂フィルム)積層体をダイシングし、サイズが5mm角の半導体チップを得た。
Using a vacuum laminator (manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd., model number: MVLP-500 / 600-2A) under the conditions of 95 ° C./30 sec / 0.8 MPa, the above surface is applied to the 8-inch silicon wafer on the surface side on which the copper bumps are formed. A resin film was laminated.
Next, using a dicing apparatus (manufactured by DISCO Corporation, model number: DFD-6340), the (dicing film / silicon wafer / resin film) laminate was diced under the following conditions to obtain a semiconductor chip having a size of 5 mm square. .
<ダイシング条件>
ダイシングサイズ :5mm×5mm角
ダイシング速度 :10mm/sec
スピンドル回転数 :30000rpm
ダイシング最大深さ :0.07mm
ダイシングブレードの厚さ:55μm
<Dicing conditions>
Dicing size: 5mm x 5mm square Dicing speed: 10mm / sec
Spindle speed: 30000 rpm
Dicing maximum depth: 0.07mm
Dicing blade thickness: 55 μm
別途、φ25μmのパッドが形成されており、パッド表面にNi/Auめっきが形成されている所定のパターンを設けたシリコンウエハを用意し、当該シリコンウエハに対して、上記で得られた半導体チップを積層させた。このとき、シリコンウエハに設けられたパターンに対し、上記半導体チップの銅バンプが樹脂フィルムを介して対向するように配置した。
フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度220℃(実温199℃)、30N、時間10秒間の条件でシリコンウエハと半導体チップとの接合を行った。
その後、温度180℃、時間2時間、圧力0.8MPaの条件のキュア工程と、温度220℃、時間10分間の条件の半田リフロー工程を行うことで、半導体装置を得た。
Separately, a silicon wafer having a predetermined pattern in which a pad having a diameter of 25 μm is formed and Ni / Au plating is formed on the pad surface is prepared, and the semiconductor chip obtained above is applied to the silicon wafer. Laminated. At this time, it arrange | positioned so that the copper bump of the said semiconductor chip may oppose through the resin film with respect to the pattern provided in the silicon wafer.
The silicon wafer and the semiconductor chip were bonded with a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 220 ° C. (actual temperature of 199 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds.
Then, a semiconductor device was obtained by performing a curing process under conditions of a temperature of 180 ° C., a time of 2 hours, and a pressure of 0.8 MPa, and a solder reflow process of a temperature of 220 ° C. for a time of 10 minutes.
(実施例2)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度200℃(実温181℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Example 2)
Example 1 except that the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded with a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 200 ° C. (actual temperature of 181 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(実施例3)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度205℃(実温186℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Example 3)
Example 1 except that the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded with a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 205 ° C. (actual temperature of 186 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(実施例4)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度210℃(実温191℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
Example 4
Example 1 except that the bonding of the silicon wafer and the semiconductor chip was performed using a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 210 ° C. (actual temperature of 191 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(実施例5)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度215℃(実温196℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Example 5)
Example 1 except that the bonding of the silicon wafer and the semiconductor chip was performed using a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 215 ° C. (actual temperature of 196 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(実施例6)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
フェノールノボラック樹脂9g(住友ベークライト株式会社製、型番:PR−55617)と、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂26.7g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、3−ヒドロキシ安息香酸4.5g(東京化成工業株式会社製)と、フェノールフタリン4.5g(東京化成工業株式会社製)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 6)
[Production of resin film (resin layer)]
9 g of phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., model number: PR-55617), 26.7 g of liquid bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), and 4.5 g of 3-hydroxybenzoic acid (Manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), phenolphthaline 4.5 g (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 14.7 g of bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kasei Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number: YP-50) And 0.1 g of 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., model number: 2P4MZ) and 0.5 g of β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Manufactured, model number: KBM-403) and spherical silica filler 40 g (manufactured by Admatex Co., Ltd., mold) : SC1050, average particle size 0.25 [mu] m), were dissolved and dispersed in methyl ethyl ketone to obtain a solid concentration of 50 wt% of the resin varnish.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
これ以降、実施例4と同様にして、半導体チップを得て、シリコンウエハと半導体チップとの接合を行い、半導体装置を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 4, a semiconductor chip was obtained, and the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to obtain a semiconductor device.
(実施例7)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
フェノールノボラック樹脂9g(住友ベークライト株式会社製、型番:PR−55617)と、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂26.7g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、セバシン酸9g(東京化成工業株式会社製)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 7)
[Production of resin film (resin layer)]
9 g of phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., model number: PR-55617), 26.7 g of liquid bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), and 9 g of sebacic acid (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) Company-made), bisphenol A type phenoxy resin 14.7 g (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number: YP-50), 2-phenyl-4-methylimidazole 0.1 g (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) Model number: 2P4MZ), β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 0.5 g (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KBM-403), and spherical silica filler 40 g (manufactured by Admatechs, Model number: SC1050, average particle size 0.25 μm) dissolved and dispersed in methyl ethyl ketone Thus, a resin varnish having a solid content concentration of 50% by mass was obtained.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
これ以降、実施例4と同様にして、半導体チップを得て、シリコンウエハと半導体チップとの接合を行い、半導体装置を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 4, a semiconductor chip was obtained, and the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to obtain a semiconductor device.
(実施例8)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂17.5g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、ナフタレン型エポキシ樹脂18.0g(DIC株式会社製、型番:EPICLON HP−4700)と、グルタル酸9g(東京化成工業株式会社製)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 8)
[Production of resin film (resin layer)]
Liquid bisphenol A type epoxy resin 17.5 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), naphthalene type epoxy resin 18.0 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON HP-4700), and glutaric acid 9 g (Tokyo) Kasei Kogyo Co., Ltd.), bisphenol A type phenoxy resin 14.7 g (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number: YP-50) and 2-phenyl-4-methylimidazole 0.1 g (Shikoku Chemicals Co., Ltd.) Company-made, model number: 2P4MZ), β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 0.5 g (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KBM-403), and spherical silica filler 40 g (AD Corporation) Made by Mattex, model number: SC1050, average particle size 0.25 μm) to methyl ethyl ketone Solution-dispersed, a solid content concentration of 50 wt% of the resin varnish.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
これ以降、実施例4と同様にして、半導体チップを得て、シリコンウエハと半導体チップとの接合を行い、半導体装置を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 4, a semiconductor chip was obtained, and the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to obtain a semiconductor device.
(実施例9)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂13.3g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、ナフタレン型エポキシ樹脂13.4g(DIC株式会社製、型番:EPICLON HP−4700)と、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸18g(三菱化学株式会社製、型番:YH−307)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
Example 9
[Production of resin film (resin layer)]
Liquid bisphenol A type epoxy resin 13.3 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), naphthalene type epoxy resin 13.4 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON HP-4700), and trialkyltetrahydroanhydrophthalic acid 18 g of acid (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., model number: YH-307), 14.7 g of bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number: YP-50), and 2-phenyl-4-methyl 0.1 g of imidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., model number: 2P4MZ) and 0.5 g of β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KBM-403) , Spherical silica filler 40 g (manufactured by Admatechs Co., Ltd., model number: SC1050, flat The particle size 0.25 [mu] m), were dissolved and dispersed in methyl ethyl ketone to obtain a solid concentration of 50 wt% of the resin varnish.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
これ以降、実施例4と同様にして、半導体チップを得て、シリコンウエハと半導体チップとの接合を行い、半導体装置を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 4, a semiconductor chip was obtained, and the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to obtain a semiconductor device.
(実施例10)
[樹脂フィルム(樹脂層)の作製]
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂13.3g(DIC株式会社製、型番:EPICLON−840S)と、ナフタレン型エポキシ樹脂13.4g(DIC株式会社製、型番:EPICLON HP−4700)と、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸とヘキサヒドロ無水フタル酸の70/30の混合物18g(新日本理化株式会社製、型番:MH−700)と、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂14.7g(新日化エポキシ製造株式会社製、型番:YP−50)と、2−フェニル−4−メチルイミダゾール0.1g(四国化成工業株式会社製、型番:2P4MZ)と、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.5g(信越化学工業株式会社製、型番:KBM−403)と、球状シリカフィラー40g(株式会社アドマテックス製、型番:SC1050、平均粒径0.25μm)を、メチルエチルケトンに溶解・分散し、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、型番:ルミラー)に塗布し、100℃/5minの条件で乾燥し、樹脂厚み35μmの樹脂フィルムを得た。
(Example 10)
[Production of resin film (resin layer)]
Liquid bisphenol A type epoxy resin 13.3 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON-840S), naphthalene type epoxy resin 13.4 g (manufactured by DIC Corporation, model number: EPICLON HP-4700), and 4-methylhexahydro 18 g of 70/30 mixture of phthalic anhydride and hexahydrophthalic anhydride (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., model number: MH-700) and 14.7 g of bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., model number) : YP-50), 2-phenyl-4-methylimidazole 0.1 g (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., model number: 2P4MZ), and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 0.5 g ( Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KBM-403) and spherical silica filler 40 g (stock) Company Admatechs Ltd., model number: SC1050, average particle size 0.25 [mu] m), were dissolved and dispersed in methyl ethyl ketone to obtain a solid concentration of 50 wt% of the resin varnish.
This resin varnish was applied to a polyester film (manufactured by Toray Industries, Inc., model number: Lumirror) and dried under conditions of 100 ° C./5 min to obtain a resin film having a resin thickness of 35 μm.
これ以降、実施例4と同様にして、半導体チップを得て、シリコンウエハと半導体チップとの接合を行い、半導体装置を得た。 Thereafter, in the same manner as in Example 4, a semiconductor chip was obtained, and the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to obtain a semiconductor device.
(比較例1)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度230℃(実温203℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded with a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 230 ° C. (actual temperature of 203 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(比較例2)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度260℃(実温221℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Comparative Example 2)
Example 1 except that the bonding of the silicon wafer and the semiconductor chip was performed using a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 260 ° C. (actual temperature of 221 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(比較例3)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度180℃(実温165℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例1と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Comparative Example 3)
Example 1 except that the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded with a flip chip bonder under conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 180 ° C. (actual temperature of 165 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(比較例4)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度180℃(実温165℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例6と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Comparative Example 4)
Example 6 Except that, when the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded, the flip chip bonder was used under the conditions of a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 180 ° C. (actual temperature of 165 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(比較例5)
シリコンウエハと半導体チップとの接合を行う際に、フリップチップボンダーで、ステージ温度110℃、ツール温度180℃(実温165℃)、30N、時間10秒間の条件で実施した以外は、実施例7と同様にして樹脂フィルム、半導体チップ、半導体装置を得た。
(Comparative Example 5)
Example 7 except that the silicon wafer and the semiconductor chip were bonded to each other at a stage temperature of 110 ° C., a tool temperature of 180 ° C. (actual temperature of 165 ° C.), 30 N, and a time of 10 seconds using a flip chip bonder. In the same manner, a resin film, a semiconductor chip, and a semiconductor device were obtained.
(評価:接続性)
以下の方法により評価を行った。
実施例3で得られた積層型の半導体装置について、電子顕微鏡写真(SEM画像)の観察により接続性を確認した。結果は図6に示す通りであり、半田成分の融点より十分に低い温度であっても、良好な接続性が示されていることが確認された。他の実施例についても同様であった。
このように、積層体に対し、半田成分の融点より十分に低い温度で接続を試みた場合であっても、良好な接続性が示されていることが確認された。なお、各実施例においては、接合面に、バンプと半田成分とに由来する銅と錫とを含む合金が含まれていた。
なお、各実施例と比較例については、以下の評価基準に基づき、半導体装置の接続性について評価を行っている。結果は表1に示す通りである。
○:半田による端子被覆率が90〜100%であり、樹脂噛みがない。
×:半田による端子被覆率が90%未満である。
(Evaluation: Connectivity)
Evaluation was performed by the following method.
The connectivity of the stacked semiconductor device obtained in Example 3 was confirmed by observation of an electron micrograph (SEM image). The result is as shown in FIG. 6, and it was confirmed that good connectivity was exhibited even at a temperature sufficiently lower than the melting point of the solder component. The same was true for the other examples.
As described above, it was confirmed that even when the connection was attempted to the laminated body at a temperature sufficiently lower than the melting point of the solder component, good connectivity was shown. In each example, an alloy containing copper and tin derived from bumps and solder components was included in the joint surface.
For each example and comparative example, the connectivity of the semiconductor device is evaluated based on the following evaluation criteria. The results are as shown in Table 1.
○: Terminal coverage by solder is 90 to 100%, and there is no resin biting.
X: The terminal coverage by solder is less than 90%.
(評価:接合信頼性)
使用装置:マルチシェーカー装置 東京理科器械株式会社製、「MULTI SHAKER MMS−210」
評価方法:フリップチップボンダーでシリコンウエハと半導体チップを接合した後、接合体を12mm×12mmのトレイ上に置き、上記装置に固定した。その後、200rpmまたは300rpmで10分間振動を与えて、接合体の接合性を確認した。結果は表1に示した。符号は以下の基準で付与した。
◎:300rpmで処理しても接合部に破断がみられない。
○:200rpmで処理しても接合部に破断がみられない。
×:200rpmで処理した後、接合部に一部破断がみられる。
(Evaluation: Bonding reliability)
Equipment used: Multi-shaker equipment “Tokyo Maker MMS-210” manufactured by Tokyo Science Instruments Co., Ltd.
Evaluation method: After bonding a silicon wafer and a semiconductor chip with a flip chip bonder, the bonded body was placed on a 12 mm × 12 mm tray and fixed to the apparatus. Thereafter, vibration was applied at 200 rpm or 300 rpm for 10 minutes to confirm the bondability of the bonded body. The results are shown in Table 1. The code | symbol was provided on the following references | standards.
(Double-circle): Even if it processes at 300 rpm, a fracture | rupture is not seen by a junction part.
○: No breakage is observed at the joint even when treated at 200 rpm.
X: After processing at 200 rpm, a partial break is observed at the joint.
(評価:樹脂はみ出し)
上記各実施例、比較例に記載の方法で得られた半導体チップを20mm×20mm角のベアウエハに対し、フリップチップボンダーを用いて、各実施例、比較例に記載した実装条件で押し付けた際にベアウエハ上に広がった樹脂はみ出しの最大幅を測定した。
結果を表1に示した。符号は以下の基準で付与した。
◎:30μm未満
○:30μm以上100μm未満
△:100μm以上
(Evaluation: Extruding resin)
When the semiconductor chip obtained by the method described in each of the above examples and comparative examples is pressed against a 20 mm × 20 mm square bare wafer using a flip chip bonder under the mounting conditions described in each of the examples and comparative examples. The maximum width of the resin protrusion spread on the bare wafer was measured.
The results are shown in Table 1. The code | symbol was provided on the following references | standards.
A: Less than 30 μm B: 30 μm or more and less than 100 μm Δ: 100 μm or more
実施例1〜10においては、シリコンウエハと半導体チップとの接合したとき、銅バンプとパッドとが半田を介して「接合」していること、すなわち、半田層の濡れ拡がりが起こっていることが確認された。
これに対して、比較例3〜5においては、シリコンウエハと半導体チップとの接合したとき、銅バンプとパッドとは部分的に接触するにとどまり、「接合」ではなく「接触」の状態となっていること、すなわち、半田層の濡れ拡がりが起こらず、半田層がパッドに対して部分的に接触するにとどまっていることが確認された。
In Examples 1 to 10, when the silicon wafer and the semiconductor chip are bonded, the copper bump and the pad are “bonded” via the solder, that is, the solder layer is wet-spread. confirmed.
On the other hand, in Comparative Examples 3 to 5, when the silicon wafer and the semiconductor chip are bonded, the copper bump and the pad are only in partial contact, and are in a “contact” state instead of “bonding”. That is, it was confirmed that the solder layer did not wet and spread and the solder layer was only partially in contact with the pad.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、半田の融点よりも20℃以上低い温度にて、第1の基材と第2の基材とを電気的に接合させることができる。これにより第1の基材と第2の基材との間に介在する絶縁樹脂層の熱変性を抑制しやすくなる。また、半田接合時に加圧条件を採用した場合であっても、第1の基材と第2の基材との間からの樹脂組成物のはみ出しを抑制することができる。また、基材として半導体チップを用いる場合は半導体チップ単体での反りを小さくすることができる。これに加え、端子同士を接合する際の温度から融点の値が離れた半田であっても半導体製造プロセスに適用できることから、当該プロセスに用いることのできる半田材料の制限を緩和することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first base material and the second base material can be electrically joined at a temperature lower by 20 ° C. or more than the melting point of the solder. This makes it easier to suppress thermal denaturation of the insulating resin layer interposed between the first base material and the second base material. Moreover, even if it is a case where pressurization conditions are employ | adopted at the time of solder joining, the protrusion of the resin composition from between a 1st base material and a 2nd base material can be suppressed. Further, when a semiconductor chip is used as the base material, the warpage of the semiconductor chip alone can be reduced. In addition to this, even a solder whose melting point is different from the temperature at which the terminals are joined can be applied to the semiconductor manufacturing process, so that restrictions on the solder material that can be used in the process can be relaxed.
20 電子部品
21 半導体チップ
22 絶縁部
23 接続部
24 配線パターン
25 接着剤
26 ワイヤ
30 電子部品
31 半導体チップ
32 配線パターン
33 導電部
34 導電部
35 絶縁部
40 基板
60 バンプ
100 半導体ウエハ
101 端子
102 端子
103 半導体チップ
104 半田層
105 接合部
110 樹脂組成物の層
120 絶縁層
150 半導体装置
200 半導体チップ
201 端子
202 端子
203 半導体チップ
204 接続部
205 接続部
206 半田層
207 接合部
208 端子
210 樹脂組成物の層
220 絶縁層
250 半導体装置
20 electronic component 21 semiconductor chip 22 insulating portion 23 connecting portion 24 wiring pattern 25 adhesive 26 wire 30 electronic component 31 semiconductor chip 32 wiring pattern 33 conductive portion 34 conductive portion 35 insulating portion 40 substrate 60 bump 100 semiconductor wafer 101 terminal 102 terminal 103 Semiconductor chip 104 Solder layer 105 Joining part 110 Resin composition layer 120 Insulating layer 150 Semiconductor device 200 Semiconductor chip 201 Terminal 202 Terminal 203 Semiconductor chip 204 Connection part 205 Connection part 206 Solder layer 207 Joining part 208 Terminal 210 Resin composition layer 220 Insulating layer 250 Semiconductor device
本発明によれば、
第1の端子と第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えており、
前記第1の端子を備えた第1の基材と、
前記第2の端子を備えた第2の基材と、を準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、熱硬化性樹脂とフラックス機能を有する化合物とを含む樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる接合工程と、
前記接合工程の後、前記樹脂組成物の層を硬化させるキュア工程と、を含み、
上記工程に加え、さらに加熱により半田リフローを行う工程を含む、
半導体装置の製造方法であって、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上40℃以下低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention,
At least one of the first terminal and the second terminal has a solder layer on the terminal surface,
A first base material provided with the first terminal;
A step of preparing a second substrate having a second terminal,
Providing a layer of a resin composition containing a thermosetting resin and a compound having a flux function on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
A bonding step of bonding the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A curing step for curing the layer of the resin composition after the bonding step,
In addition to the above steps, including as engineering performing reflow soldering by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more and 40 ° C. or less lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other. .
また、本発明によれば、
第1の端子と第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えており、
前記第1の端子を備えた第1の基材と、
前記第2の端子を備えた第2の基材と、を準備する工程と、
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、熱硬化性樹脂とフラックス機能を有する化合物とを含む樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる接合工程と、
前記接合工程の後、前記樹脂組成物の層を硬化させるキュア工程と、を含み、
上記工程に加え、さらに加熱により半田リフローを行う工程を含む、
半導体装置の製造方法であって、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含み、
前記接合面は、前記半田層を構成する半田成分と、前記第1の端子または前記第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれる、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
Moreover, according to the present invention,
At least one of the first terminal and the second terminal has a solder layer on the terminal surface,
A first base material provided with the first terminal;
A step of preparing a second substrate having a second terminal,
Providing a layer of a resin composition containing a thermosetting resin and a compound having a flux function on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
A bonding step of bonding the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A curing step for curing the layer of the resin composition after the bonding step,
In addition to the above steps, including as engineering performing reflow soldering by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
It said first temperature is a temperature lower 20 ° C. or higher than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. Forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other;
The bonding surface includes an alloy of a solder component constituting the solder layer and a metal component constituting the first terminal or the second terminal.
A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
Claims (8)
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上40℃以下低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more and 40 ° C. or less lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other.
前記第1の基材の前記第1の端子を備える面上に、樹脂組成物の層を設ける工程と、
前記第2の基材に対して、前記樹脂組成物の層を介して、前記第1の端子と前記第2の端子とを対向させるように、前記第1の基材を積層する工程と、
第1の温度で加熱することで半田を介して前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる工程と、
さらに加熱することで半田リフローを行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法であって、
前記第1の端子と前記第2の端子の少なくともいずれか一方が、当該端子表面に半田層を備えるものであり、
前記第1の温度は、前記半田層を構成する半田成分の融点よりも20℃以上低い温度であり、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接合させる前記工程は、前記第1の端子と前記第2の端子とを接触させた後、さらに、前記半田層を変形させて前記第1の端子と前記第2の端子とを接近させることにより前記第1の端子と前記第2の端子との間の接合面を形成する工程を含み、
前記接合面は、前記半田層を構成する半田成分と、前記第1の端子または前記第2の端子を構成する金属成分との合金が含まれる、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a first base material provided with a first terminal and a second base material provided with a second terminal;
Providing a layer of a resin composition on the surface of the first base material provided with the first terminal;
Laminating the first base material so that the first terminal and the second terminal face each other through the resin composition layer with respect to the second base material;
Joining the first terminal and the second terminal via solder by heating at a first temperature;
A step of performing solder reflow by further heating,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
At least one of the first terminal and the second terminal includes a solder layer on the terminal surface,
The first temperature is a temperature that is 20 ° C. or more lower than the melting point of the solder component constituting the solder layer,
In the step of joining the first terminal and the second terminal, after the first terminal and the second terminal are brought into contact with each other, the solder layer is further deformed to deform the first terminal. Forming a joint surface between the first terminal and the second terminal by bringing the terminal and the second terminal closer to each other;
The bonding surface includes an alloy of a solder component constituting the solder layer and a metal component constituting the first terminal or the second terminal.
A method for manufacturing a semiconductor device.
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